7290911 逆浸透膜処理方法および逆浸透膜処理システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-06-06

(45)【発行日】2023-06-14

(54)【発明の名称】逆浸透膜処理方法および逆浸透膜処理システム

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/44 20230101AFI20230607BHJP

   B01D 61/02 20060101ALI20230607BHJP

   B01D 61/44 20060101ALI20230607BHJP

   B01D 61/58 20060101ALI20230607BHJP

   B01D 71/56 20060101ALI20230607BHJP

   C02F 1/20 20230101ALI20230607BHJP

   C02F 1/32 20230101ALI20230607BHJP

   C02F 1/42 20230101ALI20230607BHJP

   C02F 1/461 20230101ALI20230607BHJP

   C02F 1/469 20230101ALI20230607BHJP

   C02F 1/72 20230101ALI20230607BHJP

   C02F 9/00 20230101ALI20230607BHJP

【ＦＩ】

C02F1/44 D

B01D61/02 500

B01D61/44 520

B01D61/58

B01D71/56

C02F1/20 A

C02F1/32

C02F1/42 A

C02F1/42 B

C02F1/461 Z

C02F1/469

C02F1/72 101

C02F9/00

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2017230063

(22)【出願日】2017-11-30

(65)【公開番号】P2019098229

(43)【公開日】2019-06-24

【審査請求日】2020-08-13

【審判番号】

【審判請求日】2022-05-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000004400

【氏名又は名称】オルガノ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高田 明広

(72)【発明者】

【氏名】中村 勇規

【合議体】

【審判長】三崎 仁

【審判官】金 公彦

【審判官】松井 裕典

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１０５９４８３３７（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０２０２２８０３（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開２００９－９５８２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平７－３２３２７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

B01D 61/00-71/82

C02F 1/44

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

遊離二酸化炭素を３ｍｇ／Ｌ以上１０ｍｇ／Ｌ以下含有する被処理水を第１逆浸透膜に通水して第１透過水および第１濃縮水を得る第１の逆浸透膜処理工程と、
前記第１透過水を第２逆浸透膜に通水して第２透過水および第２濃縮水を得る第２の逆浸透膜処理工程と、
を含み、
少なくとも前記第２逆浸透膜が、ｐＨ５～７の範囲におけるナトリウムイオンの最大阻止率と最小阻止率との差が１％以上５％以下であり、ｐＨ７におけるナトリウムイオン阻止率が９９．０％以上９９．４％未満であり、有効圧力１ＭＰａあたりの透過流束が１．３ｍ／ｄ以上のポリアミド系逆浸透膜であることを特徴とする逆浸透膜処理方法。

【請求項2】

請求項１に記載の逆浸透膜処理方法であって、
前記第２逆浸透膜の有効圧力１ＭＰａあたりの透過流束が、前記第１逆浸透膜の有効圧力１ＭＰａあたりの透過流束より高いことを特徴とする逆浸透膜処理方法。

【請求項3】

請求項１または２に記載の逆浸透膜処理方法であって、
前記第２透過水について、脱気処理、イオン交換処理、電気式脱塩処理、ＵＶ殺菌処理、ＵＶ酸化処理、微粒子除去処理のうちの少なくとも１つの処理を行うことを特徴とする逆浸透膜処理方法。

【請求項4】

遊離二酸化炭素を３ｍｇ／Ｌ以上１０ｍｇ／Ｌ以下含有する被処理水を第１逆浸透膜に通水して第１透過水および第１濃縮水を得る第１の逆浸透膜処理装置と、
前記第１透過水を第２逆浸透膜に通水して第２透過水および第２濃縮水を得る第２の逆浸透膜処理装置と、
を備え、
少なくとも前記第２逆浸透膜が、ｐＨ５～７の範囲におけるナトリウムイオンの最大阻止率と最小阻止率との差が１％以上５％以下であり、ｐＨ７におけるナトリウムイオン阻止率が９９．０％以上９９．４％未満であり、有効圧力１ＭＰａあたりの透過流束が１．３ｍ／ｄ以上のポリアミド系逆浸透膜であることを特徴とする逆浸透膜処理システム。

【請求項5】

請求項４に記載の逆浸透膜処理システムであって、
前記第２逆浸透膜の有効圧力１ＭＰａあたりの透過流束が、前記第１逆浸透膜の有効圧力１ＭＰａあたりの透過流束より高いことを特徴とする逆浸透膜処理システム。

【請求項6】

請求項４または５に記載の逆浸透膜処理システムであって、
前記第２透過水について、脱気処理を行う脱気処理システム、イオン交換処理を行うイオン交換処理システム、電気式脱塩処理を行う電気式脱塩処理システム、ＵＶ殺菌処理を行うＵＶ殺菌処理システム、ＵＶ酸化処理を行うＵＶ酸化処理システム、微粒子除去処理を行う微粒子除去処理システムのうちの少なくとも１つの処理システムを有することを特徴とする逆浸透膜処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、逆浸透膜処理方法、逆浸透膜処理システム、ナトリウム除去装置、およびナトリウム除去方法に関する。

【背景技術】

【0002】

工業用水、井水、市水、その他の水から純水を製造する方法として、これらの水について除濁や脱塩素等の前処理を行った後、逆浸透膜を用いて透過水（処理水）と濃縮水とを得る逆浸透膜処理方法および逆浸透膜処理システムが知られている。

【0003】

このような逆浸透膜処理方法および逆浸透膜処理システムにおいて、水質向上目的で、脱炭酸塔等による脱炭酸処理と２段以上の逆浸透膜処理とを組み合わせた処理方法が知られている。

【0004】

例えば特許文献１には、酸添加した原水を脱炭酸塔で脱炭酸処理した後、２段以上の逆浸透膜処理装置で逆浸透膜処理する方法が記載されている。また、特許文献２には、コストダウン、サイズダウンのため、逆浸透膜処理の最終段後に脱炭酸処理を設ける方法が記載されている。しかしながら、脱炭酸処理を行うための設備コストや設置面積、酸添加による薬品コストが増大するという問題がある。

【0005】

一方、処理水水質を向上させるために、複数の逆浸透膜処理を多段に行う方法が知られており、動力コストや設備コスト等の低減を目的として、第２逆浸透膜を第１逆浸透膜より透過流束が高い逆浸透膜にする方法が知られている（特許文献３参照）。

【0006】

ポリアミド系の逆浸透膜は一般的に負荷電膜であるため、正イオンであるナトリウム（Ｎａ）イオンを選択的に通し易く、透過流束が高い逆浸透膜ほどナトリウムイオンを通し易い傾向にあるため、特許文献３のような方法では第２透過水において、十分な水質が得られない場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２００４－１６７４２３号公報

【文献】特開２００３－０８００３６号公報

【文献】特許第５８１２５６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の目的は、遊離二酸化炭素を３ｍｇ／Ｌ以上含有する被処理水の２段以上の逆浸透膜処理において、処理水水質を向上することができる逆浸透膜処理方法および逆浸透膜処理システムを提供することにある。

【0009】

また、本発明の目的は、遊離二酸化炭素およびナトリウムイオンを含有する被処理水のナトリウムを除去することができるナトリウム除去装置およびナトリウム除去方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、遊離二酸化炭素を３ｍｇ／Ｌ以上１０ｍｇ／Ｌ以下含有する被処理水を第１逆浸透膜に通水して第１透過水および第１濃縮水を得る第１の逆浸透膜処理工程と、前記第１透過水を第２逆浸透膜に通水して第２透過水および第２濃縮水を得る第２の逆浸透膜処理工程と、を含み、少なくとも前記第２逆浸透膜が、ｐＨ５～７の範囲におけるナトリウムイオンの最大阻止率と最小阻止率との差が１％以上５％以下であり、ｐＨ７におけるナトリウムイオン阻止率が９９．０％以上９９．４％未満であり、有効圧力１ＭＰａあたりの透過流束が１．３ｍ／ｄ以上のポリアミド系逆浸透膜である、逆浸透膜処理方法である。

【0013】

前記逆浸透膜処理方法において、前記第２逆浸透膜の有効圧力１ＭＰａあたりの透過流束が、前記第１逆浸透膜の有効圧力１ＭＰａあたりの透過流束より高いことが好ましい。

【0014】

前記逆浸透膜処理方法において、前記第２透過水について、脱気処理、イオン交換処理、電気式脱塩処理、ＵＶ殺菌処理、ＵＶ酸化処理、微粒子除去処理のうちの少なくとも１つの処理を行うことが好ましい。

【0015】

また、本発明は、遊離二酸化炭素を３ｍｇ／Ｌ以上１０ｍｇ／Ｌ以下含有する被処理水を第１逆浸透膜に通水して第１透過水および第１濃縮水を得る第１の逆浸透膜処理装置と、前記第１透過水を第２逆浸透膜に通水して第２透過水および第２濃縮水を得る第２の逆浸透膜処理装置と、を備え、少なくとも前記第２逆浸透膜が、ｐＨ５～７の範囲におけるナトリウムイオンの最大阻止率と最小阻止率との差が１％以上５％以下であり、ｐＨ７におけるナトリウムイオン阻止率が９９．０％以上９９．４％未満であり、有効圧力１ＭＰａあたりの透過流束が１．３ｍ／ｄ以上のポリアミド系逆浸透膜である、逆浸透膜処理システムである。

【0018】

前記逆浸透膜処理システムにおいて、前記第２逆浸透膜の有効圧力１ＭＰａあたりの透過流束が、前記第１逆浸透膜の有効圧力１ＭＰａあたりの透過流束より高いことが好ましい。

【0019】

前記逆浸透膜処理システムにおいて、前記第２透過水について、脱気処理を行う脱気処理システム、イオン交換処理を行うイオン交換処理システム、電気式脱塩処理を行う電気式脱塩処理システム、ＵＶ殺菌処理を行うＵＶ殺菌処理システム、ＵＶ酸化処理を行うＵＶ酸化処理システム、微粒子除去処理を行う微粒子除去処理システムのうちの少なくとも１つの処理システムを有することが好ましい。

【発明の効果】

【0022】

本発明の逆浸透膜処理方法、逆浸透膜処理システムにより、遊離二酸化炭素を３ｍｇ／Ｌ以上含有する被処理水の２段以上の逆浸透膜処理において、処理水水質を向上することができる。

【0023】

また、本発明のナトリウム除去装置およびナトリウム除去方法により、遊離二酸化炭素およびナトリウムイオンを含有する被処理水のナトリウムを除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の実施形態に係る逆浸透膜処理システムの一例を示す概略構成図である。

【図2】本発明の実施形態に係るナトリウム除去装置の一例を示す概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。

【0026】

＜逆浸透膜処理方法および逆浸透膜処理システム＞
本発明の実施形態に係る逆浸透膜処理システムの一例の概略を図１に示し、その構成について説明する。

【0027】

逆浸透膜処理システム１は、被処理水を第１逆浸透膜に通水して第１透過水および第１濃縮水を得る第１逆浸透膜装置１０と、第１透過水を第２逆浸透膜に通水して第２透過水および第２濃縮水を得る第２逆浸透膜装置１２とを備える。

【0028】

図１の逆浸透膜処理システム１において、第１逆浸透膜装置１０の入口に被処理水配管１４が接続されている。第１逆浸透膜装置１０の第１透過水出口と第２逆浸透膜装置１２の入口とは第１透過水配管１６により接続されている。第１逆浸透膜装置１０の第１濃縮水出口には第１濃縮水配管１８が接続されている。第２逆浸透膜装置１２の第２透過水出口には第２透過水配管２０が接続され、第２逆浸透膜装置１２の第２濃縮水出口には第２濃縮水配管２２が接続されている。第１濃縮水配管１８は第２濃縮水配管２２に接続されていてもよい。

【0029】

本実施形態に係る逆浸透膜処理方法および逆浸透膜処理システム１の動作について説明する。

【0030】

遊離二酸化炭素を３ｍｇ／Ｌ以上含有する被処理水は、被処理水配管１４を通して第１逆浸透膜装置１０に通水される。第１逆浸透膜装置１０において、第１逆浸透膜を用いて逆浸透膜処理が行われ、第１透過水および第１濃縮水が得られる（第１逆浸透膜処理工程）。第１透過水は、第１透過水配管１６を通して第２逆浸透膜装置１２に通水される。第１濃縮水は、第１濃縮水配管１８を通して排出される。第２逆浸透膜装置１２において、第２逆浸透膜を用いて逆浸透膜処理が行われ、第２透過水および第２濃縮水が得られる（第２逆浸透膜処理工程）。第２透過水は、処理水として第２透過水配管２０を通して排出される。第２濃縮水は、第２濃縮水配管２２を通して第１濃縮水とともに濃縮水として排出される。

【0031】

本実施形態に係る逆浸透膜処理方法および逆浸透膜処理システムでは、少なくとも第２逆浸透膜として、ｐＨ５～７の範囲におけるナトリウムイオンの最大阻止率と最小阻止率との差が１％以上のポリアミド系逆浸透膜を用いる。

【0032】

本発明者らは、炭酸を遊離二酸化炭素として３ｍｇ／Ｌ以上含有する被処理水の２段以上の逆浸透膜処理において、少なくとも２段目の逆浸透膜の使用膜種を最適なものにすることにより、処理水水質を向上することができることを見出した。これにより逆浸透膜処理の前段において脱炭酸装置等による脱炭酸処理を設けなくてもよい。よって、動力コストや設備コスト等を低減することができる。

【0033】

水中に含まれる炭酸には、イオン化していない遊離二酸化炭素（ＣＯ_２）、イオン化している炭酸水素イオン（ＨＣＯ_３ ^－）、炭酸イオン（ＣＯ_３ ^２－）の形態がある。これらのうち遊離二酸化炭素は、荷電を有していないため逆浸透膜を透過しやすいが、本発明者らは、被処理水中に遊離二酸化炭素が多く含まれるほど（例えば、３ｍｇ／Ｌ以上）、被処理水中に含まれるナトリウムイオン（Ｎａ^＋）が逆浸透膜を透過しやすくなり、処理水水質が低下する現象を見出した。そして、少なくとも第２逆浸透膜としてｐＨ５～７の範囲におけるナトリウムイオンの最大阻止率と最小阻止率との差が１％以上のポリアミド系逆浸透膜、すなわちｐＨ５～７の範囲でナトリウムイオンの阻止率が１％以上変化する膜を用いると、被処理水中に遊離二酸化炭素が多く含まれていても、第２逆浸透膜でのナトリウムイオンの透過を抑制することができることを見出した。このような膜を少なくとも２段目の逆浸透膜装置に用いることにより、処理水（例えば第２透過水）中のナトリウムイオンの量が抑制され、処理水水質が向上する。

【0034】

少なくとも第２逆浸透膜が、ｐＨ５～７の範囲におけるナトリウムイオンの最大阻止率と最小阻止率との差が１％以上のポリアミド系逆浸透膜であるが、ｐＨ５～７の範囲におけるナトリウムイオンの最大阻止率と最小阻止率との差は３％以上であることがより好ましく、５％以上であることがさらに好ましい。第２逆浸透膜が、ｐＨ５～７の範囲におけるナトリウムイオンの最大阻止率と最小阻止率との差が１％未満のポリアミド系逆浸透膜であると、被処理水中に遊離二酸化炭素が多く含まれているとナトリウムイオンが逆浸透膜を透過しやすくなり、処理水水質が低下する。「ナトリウムイオン阻止率」は、ＮａＣｌ濃度５０ｐｐｍのＮａＣｌ水溶液に対する２５℃、透過流束０．６５ｍ／ｄ、回収率１５％での阻止率であり、ｐＨによって変化する。「ｐＨ５～７の範囲におけるナトリウムイオンの最大阻止率と最小阻止率との差が１％以上」とは、ｐＨ５～７の範囲におけるナトリウムイオンの阻止率の最大値と最小値を求めて、その差が１％以上であることをいう。

【0035】

ｐＨ５～７の範囲におけるナトリウムイオンの最大阻止率と最小阻止率との差が１％以上のポリアミド系逆浸透膜としては、例えば、ダウケミカル社製「ＸＬＥ－４４０」、「ＢＷ３０ＸＦＲ－４００／３４ｉ」等が挙げられる。

【0036】

被処理水としては、遊離二酸化炭素を３ｍｇ／Ｌ以上含有する水であればよく、特に制限はないが、例えば、水道水、地下水、工業用水等が挙げられる。被処理水中のナトリウムイオンの濃度は、例えば、１ｍｇ／Ｌ～１００ｍｇ／Ｌの範囲である。

【0037】

逆浸透膜処理システムの用途としては、例えば、純水製造、海水淡水化、排水回収等が挙げられる。

【0038】

本実施形態に係る逆浸透膜処理方法および逆浸透膜処理システムにおいて、第２逆浸透膜が、ｐＨ７におけるナトリウムイオン阻止率が９９．４％未満であり、有効圧力１ＭＰａあたりの透過流束が１．３ｍ／ｄ以上のポリアミド系逆浸透膜であることが好ましい。２段目の逆浸透膜の使用膜種をより最適化することにより、処理水水質の向上とともに動力コスト等の低減を実現することができる。第２逆浸透膜のｐＨ７におけるナトリウムイオン阻止率が９９．３％未満であり、有効圧力１ＭＰａあたりの透過流束が１．４ｍ／ｄ以上のポリアミド系逆浸透膜であることがより好ましく、第２逆浸透膜のｐＨ７におけるナトリウムイオン阻止率が９９．２％未満であり、有効圧力１ＭＰａあたりの透過流束が１．５ｍ／ｄ以上のポリアミド系逆浸透膜であることがさらに好ましい。ここで、有効圧力とは、一次側平均圧力から浸透圧と二次側圧力とを差し引いた、膜に働く有効な圧力のことをいう（膜面有効圧力ともいう）。

【0039】

ｐＨ５～７の範囲におけるナトリウムイオンの最大阻止率と最小阻止率との差が１％以上であり、ｐＨ７におけるナトリウムイオン阻止率が９９．４％未満であり、有効圧力１ＭＰａあたりの透過流束が１．３ｍ／ｄ以上のポリアミド系逆浸透膜としては、例えば、ダウケミカル社製「ＸＬＥ－４４０」、「ＨＲＬＥ－４４０ｉ」等が挙げられる。

【0040】

また、第２逆浸透膜が、第２逆浸透膜の有効圧力１ＭＰａあたりの透過流束が０．７ｍ／ｄ以上１．３ｍ／ｄ未満のポリアミド系逆浸透膜であってもよい。これにより、処理水水質をより向上することができる。

【0041】

ｐＨ５～７の範囲におけるナトリウムイオンの最大阻止率と最小阻止率との差が１％以上であり、第２逆浸透膜の有効圧力１ＭＰａあたりの透過流束が０．７ｍ／ｄ以上１．３ｍ／ｄ未満のポリアミド系逆浸透膜としては、例えば、ダウケミカル社製「ＢＷ３０ＸＦＲ－４００／３４ｉ」、「ＢＷ３０－４００」等が挙げられる。

【0042】

本実施形態に係る逆浸透膜処理方法および逆浸透膜処理システムにおいて、第２逆浸透膜の有効圧力１ＭＰａあたりの透過流束が、第１逆浸透膜の有効圧力１ＭＰａあたりの透過流束より高いことが好ましい。これにより、処理水水質を向上するとともに処理水の水量を確保することができる。この場合、第２逆浸透膜の有効圧力１ＭＰａあたりの透過流束は、第１逆浸透膜の有効圧力１ＭＰａあたりの透過流束の２倍～１０倍であることが好ましく、６倍～１０倍であることがより好ましい。

【0043】

本実施形態に係る逆浸透膜処理方法および逆浸透膜処理システムにおいて、逆浸透膜処理システム１の被処理水について処理を行う、脱気処理装置、イオン交換処理装置、ＵＶ殺菌処理装置のうちの少なくとも１つの装置を備え、逆浸透膜処理システム１の被処理水について、脱気処理、イオン交換処理、ＵＶ殺菌処理のうちの少なくとも１つの処理を行ってもよい。ただし、上記の通り、逆浸透膜処理システム１の被処理水について脱気処理（脱炭酸処理）を行う脱気処理装置（脱炭酸装置）は設けなくてもよい。

【0044】

本実施形態に係る逆浸透膜処理方法および逆浸透膜処理システムにおいて、処理水（例えば、第２透過水）について、脱気処理を行う脱気処理システム、イオン交換処理を行うイオン交換処理システム、電気式脱塩処理を行う電気式脱塩処理システム、ＵＶ殺菌処理を行うＵＶ殺菌処理システム、ＵＶ酸化処理を行うＵＶ酸化処理システム、微粒子除去処理を行う微粒子除去処理システムのうちの少なくとも１つの処理システムを有し、脱気処理、イオン交換処理、電気式脱塩処理、ＵＶ殺菌処理、ＵＶ酸化処理、微粒子除去処理のうちの少なくとも１つの処理を行うことが好ましい。特に、第２透過水について、電気式脱塩処理を行う場合、電気式脱塩処理においてはナトリウムイオンができるだけ少ない方が望ましいため、第２透過水について電気式脱塩処理を行う場合に、本実施形態に係る逆浸透膜処理方法および逆浸透膜処理システムを好適に適用することができる。

【0045】

＜ナトリウム除去装置およびナトリウム除去方法＞
本発明の実施形態に係るナトリウム除去装置の一例の概略を図２に示す。図２に示すナトリウム除去装置３は、被処理水を逆浸透膜に通水して透過水および濃縮水を得る逆浸透膜装置３０を備える。逆浸透膜装置３０において用いられる逆浸透膜は、ｐＨ５～７の範囲におけるナトリウムイオンの最大阻止率と最小阻止率との差が１％以上のポリアミド系逆浸透膜である。

【0046】

図２のナトリウム除去装置３において、逆浸透膜装置３０の入口には被処理水配管３２が接続されている。逆浸透膜装置３０の透過水出口には透過水配管３４が接続され、濃縮水出口には濃縮水配管３６が接続されている。

【0047】

ナトリウム除去装置３において、遊離二酸化炭素およびナトリウムイオンを含有する被処理水は、被処理水配管３２を通して逆浸透膜装置３０に通水される。逆浸透膜装置３０において、逆浸透膜を用いて逆浸透膜処理が行われ、ナトリウムが低減された透過水、および濃縮水が得られる（逆浸透膜処理工程）。透過水は、処理水として透過水配管３４を通して排出される。濃縮水は、濃縮水配管３６を通して濃縮水として排出される。

【0048】

本発明者らは、炭酸を遊離二酸化炭素として含有する被処理水を、ｐＨ５～７の範囲におけるナトリウムイオンの最大阻止率と最小阻止率との差が１％以上のポリアミド系逆浸透膜で処理することにより、遊離二酸化炭素を含有する被処理水のナトリウムを除去することができることを見出した。

【0049】

ｐＨ５～７の範囲におけるナトリウムイオンの最大阻止率と最小阻止率との差が１％以上のポリアミド系逆浸透膜については、上記逆浸透膜処理方法および逆浸透膜処理システムと同様である。

【0050】

被処理水としては、遊離二酸化炭素およびナトリウムイオンを含有する水であればよく、特に制限はないが、遊離二酸化炭素を３ｍｇ／Ｌ以上含有する水であることが好ましく、例えば、水道水、地下水、工業用水等が挙げられる。被処理水中のナトリウムイオンの濃度は、例えば、１ｍｇ／Ｌ～１００ｍｇ／Ｌの範囲である。

【実施例】

【0051】

以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

【0052】

＜実施例１＞
図１に示す純水製造装置により、井水を被処理水として１ｍ^３／ｈの処理量で純水の製造を行った。被処理水の遊離二酸化炭素濃度が３．０ｍｇ／Ｌになるように炭酸を添加した。また、被処理水のナトリウムイオン濃度は、２０ｍｇ／Ｌであった。用いた各装置の仕様および処理条件は次の通りである。
［第１逆浸透膜処理］
第１逆浸透膜：日東電工社製「ＥＳ－２０」（ｐＨ５～７の範囲におけるナトリウムイオンの最大阻止率と最小阻止率との差が１％未満、ｐＨ７におけるナトリウムイオン阻止率が９９．６％、有効圧力１ＭＰａあたりの透過流束が１．２ｍ／ｄ）
被処理水２．２ｍ^３／ｈを第１透過水１．１ｍ^３／ｈと第１濃縮水１．１ｍ^３／ｈとに分離した。第１濃縮水は全量ブローした。
［第２逆浸透膜処理］
第２逆浸透膜：ダウケミカル社製「ＸＬＥ－４４０」（ｐＨ５～７の範囲におけるナトリウムイオンの最大阻止率と最小阻止率との差が５％、ｐＨ７におけるナトリウムイオン阻止率が９９．０％、有効圧力１ＭＰａあたりの透過流束が１．９ｍ／ｄ）
第１透過水１．１ｍ^３／ｈを第２透過水１ｍ^３／ｈと第２濃縮水０．１ｍ^３／ｈとに分離した。第２濃縮水は全量ブローした。このような処理を１０日間継続して行った。得られた第２透過水のナトリウムイオン濃度を表１に示す。

【0053】

被処理水の遊離二酸化炭素の濃度は、ＴＯＣ計（ＧＥＡＩ製、Ｓｉｅｖｅｒｓ Ｍ９ｅシリーズ）を用いて測定した。被処理水、透過水のナトリウムイオンの濃度は、イオンクロマトグラフ（メトロームジャパン製）を用いて測定した。逆浸透膜のナトリウムイオンの阻止率は、ｐＨ５～７の範囲で、回収率１５％、フラックス０．６５ｍ／ｄ、水温２５℃、純水にＮａＣｌを５０ｐｐｍ添加した水を用いて通水し、ｐＨ５～７の範囲におけるナトリウムイオンの最大阻止率と最小阻止率との差を求めた。逆浸透膜の有効圧力１ＭＰａあたりの透過流束は、透過水量を膜面積、膜面有効圧力で割ることで求めた。

【0054】

＜実施例２＞
第２逆浸透膜として以下の膜を用いた以外は実施例１と同様にして処理を行った。
［第２逆浸透膜処理］
第２逆浸透膜：ダウケミカル社製「ＢＷ３０ＸＦＲ－４００／３４ｉ」（ｐＨ５～７の範囲におけるナトリウムイオンの最大阻止率と最小阻止率との差が１％、ｐＨ７におけるナトリウムイオン阻止率が９９．６％、有効圧力１ＭＰａあたりの透過流束が０．８ｍ／ｄ）
第１透過水１．１ｍ^３／ｈを第２透過水１ｍ^３／ｈと第２濃縮水０．１ｍ^３／ｈとに分離した。第２濃縮水は全量ブローした。このような処理を１０日間継続して行った。得られた第２透過水のナトリウムイオン濃度を表１に示す。

【0055】

＜実施例３＞
被処理水の遊離二酸化炭素濃度が１０ｍｇ／Ｌになるように、被処理水に炭酸を添加した以外は実施例１と同様にして処理を行った。得られた第２透過水のナトリウムイオン濃度を表１に示す。

【0056】

＜実施例４＞
被処理水の遊離二酸化炭素濃度が１０ｍｇ／Ｌになるように、被処理水に炭酸を添加した以外は実施例２と同様にして処理を行った。得られた第２透過水のナトリウムイオン濃度を表１に示す。

【0057】

＜実施例５＞
第１逆浸透膜として「ＥＳ－２０」の代わりに「ＸＬＥ－４４０」を用いた以外は、実施例１と同様にして、処理を行った。得られた第２透過水のナトリウムイオン濃度を表１に示す。

【0058】

＜実施例６＞
第１逆浸透膜として「ＥＳ－２０」の代わりに「ＢＷ３０ＸＦＲ－４００／３４ｉ」を用いた以外は、実施例２と同様にして、処理を行った。得られた第２透過水のナトリウムイオン濃度を表１に示す。

【0059】

＜比較例１＞
第２逆浸透膜として以下の膜を用いた以外は実施例１と同様にして処理を行った。
［第２逆浸透膜処理］
第２逆浸透膜：日東電工社製「ＥＳ－２０」
第１透過水１．１ｍ^３／ｈを第２透過水１ｍ^３／ｈと第２濃縮水０．１ｍ^３／ｈとに分離した。第２濃縮水は全量ブローした。このような処理を１０日間継続して行った。得られた第２透過水のナトリウムイオン濃度を表１に示す。

【0060】

＜比較例２＞
第２逆浸透膜として以下の膜を用いた以外は実施例１と同様にして処理を行った。
［第２逆浸透膜処理］
第２逆浸透膜：日東電工社製「ＥＳ－１５」（ｐＨ５～７の範囲におけるナトリウムイオンの最大阻止率と最小阻止率との差が１％未満、ｐＨ７におけるナトリウムイオン阻止率が９９．４％、有効圧力１ＭＰａあたりの透過流束が１．４ｍ／ｄ）
第１透過水１．１ｍ^３／ｈを第２透過水１ｍ^３／ｈと第２濃縮水０．１ｍ^３／ｈとに分離した。第２濃縮水は全量ブローした。このような処理を１０日間継続して行った。得られた第２透過水のナトリウムイオン濃度を表１に示す。

【0061】

＜比較例３＞
実施例１において、第２逆浸透膜を次の通りとした以外は実施例１と同様にして処理を行った。
［第２逆浸透膜処理］
第２逆浸透膜：東レ社製「ＴＭＧ２０Ｄ－４４０」（ｐＨ５～７の範囲におけるナトリウムイオンの最大阻止率と最小阻止率との差が１％未満、ｐＨ７におけるナトリウムイオン阻止率が９９．６％、有効圧力１ＭＰａあたりの透過流束が１．４ｍ／ｄ）
第１透過水１．１ｍ^３／ｈを第２透過水１ｍ^３／ｈと第２濃縮水０．１ｍ^３／ｈとに分離した。第２濃縮水は全量ブローした。このような処理を１０日間継続して行った。得られた第２透過水のナトリウムイオン濃度を表１に示す。

【0062】

＜比較例４＞
二酸化炭素の濃度が１０ｍｇ／Ｌになるように被処理水に炭酸を添加した以外は比較例１と同様にして処理を行った。得られた第２透過水のナトリウムイオン濃度を表１に示す。

【0063】

【表1】

【0064】

実施例の方法およびシステムのように、少なくとも２段目の逆浸透膜の使用膜種を最適なものにすることにより、ナトリウムイオン濃度を低減し、処理水水質を向上することができた。また、実施例１，３の方法およびシステムでは、第２逆浸透膜処理での操作圧を低減することができ、処理水水質の向上とともに動力コストの低減を実現することができた。実施例２，４の方法およびシステムでは、処理水水質をより向上することができた。実施例５では、操作圧をより低減することができた。実施例６では、処理水水質をより向上することができた。

【0065】

このように、遊離二酸化炭素を３ｍｇ／Ｌ以上含有する被処理水の２段以上の逆浸透膜処理において、処理水水質を向上することができた。

【0066】

また、ｐＨ５～７の範囲におけるナトリウムイオンの最大阻止率と最小阻止率との差が１％以上のポリアミド系逆浸透膜で処理することにより、遊離二酸化炭素およびナトリウムを含有する被処理水のナトリウムを除去することができた。

【符号の説明】

【0067】

１ 逆浸透膜処理システム、３ ナトリウム除去装置、１０ 第１逆浸透膜装置、１２ 第２逆浸透膜装置、１４，３２ 被処理水配管、１６ 第１透過水配管、１８ 第１濃縮水配管、２０ 第２透過水配管、２２ 第２濃縮水配管、３０ 逆浸透膜装置、３４ 透過水配管、３６ 濃縮水配管。

【図1】

【図2】