反渗透处理装置制造方法

反渗透处理装置制造方法
【专利摘要】提供反渗透处理装置(10)，该反渗透处理装置包括：对被处理水进行一次处理的第一压力容器(80)；和对由一次处理处理后的被处理水进行二次处理的第二压力容器(82)，在第一压力容器(80)内以及第二压力容器(82)内，分别将具有反渗透膜(28)的一个以上的反渗透膜元件(22)通过供透过水流动的集水配管(34)串联连接多个地进行配置，第一压力容器(80)内的反渗透膜元件(22)的个数与第二压力容器(82)内的反渗透膜元件(22)的个数相同或比其少。由此，能够容易进行反渗透膜元件的更换。
【专利说明】反渗透处理装置
[0001]本申请是名称为“反渗透处理装置”、国际申请日为2011年12月14日、国际申请号为PCT/JP2011/078860、国家申请号为201180061040.1的发明专利申请的分案申请。

【技术领域】
[0002]本发明涉及反渗透处理装置，尤其涉及能够容易进行元件更换的反渗透处理装置。

【背景技术】
[0003]在使用了反渗透膜(以下记为RO(Reverse Osmosis)膜)的脱盐处理装置中，为了利用反渗透压力，如图8所示，在构成为圆筒状的加压容器224内串联配置多个RO膜元件222，用位于RO膜元件222的中央的集水配管234连接各RO膜元件222。从脱盐处理装置的一方由高压泵供给供给水，根据设置在浓缩水侧的阀的开度对加压容器224内加压。在加压的压力超过了供给水的渗透压力的情况下，透过RO膜地向中央的集水配管234流入脱盐水(透过水)。
[0004]供给到加压容器224内供给水从供给水侧向浓缩水侧盐浓度变高，所以加压容器224内的压力最终决定最终级的盐浓度和透过水量、由膜面的供给水流速加压的压力。因此，加压容器224内的供给水侧施加所需程度以上的压力，所以透过水量增加。例如将七个RO膜元件222串联配置的情况下的RO膜元件的位置与相对通量(Relative Flux)(相对流束)的关系如图9所示。图9中的元件位置是从供给水侧起的个数。如图9所示可知，供给水侧的透过水量多，随着向浓缩水侧，透过水量降低。这是因为，被处理水随着向浓缩水侧盐浓度变高，所以在浓缩水侧需要高压力，但是在供给水侧也施加同样的压力，所以在供给水侧生成更多的透过水。这样，如图9所示，加压容器224内的透过水量不均匀，由此所需动力增加，供给水侧的RO膜元件的污染扩展。
[0005]为了解决这样的问题，例如在下述的专利文献I中记载了一种海水淡水化装置，其设有:在加压容器内的中央部在RO膜元件的连接部分将集水配管堵塞的插塞；和从该集水配管将分为前后的透过水分别向外部排出的透过水管线。
[0006]先行技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开2010 - 179264号公报


【发明内容】

[0009]发明所要解决的课题
[0010]在进行RO膜元件的更换的情况下，通常将最容易受到污染的供给水侧的RO膜元件取出，在浓缩水侧追加新的RO膜元件，由此进行更换。但是，在专利文献I记载的装置中，由于将堵塞集水配管的插塞设置在RO膜元件的连接部，所以若用这样的方法进行更换，则插塞的位置发生变化，所以无法进行更换。因此，需要将RO膜元件一度分解后重新安装插塞，花费时间劳力。
[0011]本发明是鉴于这样的情况而做出的，其目的在于提供一种能够容易进行RO膜元件的更换的反渗透处理装置。
[0012]用于解决课题的手段
[0013]为了达成上述目的，本发明的第一方案提供一种反渗透处理装置，其中，该反渗透处理装置具备:对被处理水进行一次处理的第一压力容器；对通过所述一次处理处理过的所述被处理水进行二次处理的第二压力容器；和一个以上的反渗透膜元件，各反渗透膜元件具备反渗透膜和供经过了所述反渗透膜的透过水流动的集水配管，所述一个以上的反渗透膜元件在所述第一压力容器内以及所述第二压力容器内由所述集水配管串联连接多个地配置，所述第一压力容器在一个端部具备供给被处理水的导入管，在另一个端部具备将所述一次处理后的所述被处理水排出的第一浓缩水排出管以及将透过水排出的第一排出管，所述第二压力容器在一个端部具备导入所述一次处理后的所述被处理水的导入管，在另一个端部具备将所述二次处理后的所述被处理水排出的第二浓缩水排出管以及将透过水排出的第二排出管，所述第一压力容器内的所述反渗透膜元件的个数与所述第二压力容器内的所述反渗透膜元件的个数相同，或者比所述第二压力容器内的所述反渗透膜元件的个数少。
[0014]在将多个反渗透膜元件串联连接来进行反渗透处理的情况下，被处理水的供给水侧的反渗透膜容易受到污染，所以更换供给水侧的反渗透膜元件的频率高。根据第一方案，分为第一压力容器和第二压力容器，通过更换容易受到污染的第一压力容器的反渗透膜元件就能够进行作业。并且，将第一压力容器内的反渗透膜元件的个数设为与第二压力容器内的反渗透膜元件的个数相同或者比其少，所以能够容易进行更换。另外，不需要更换难以污染的第二压力容器内的反渗透膜元件，所以能够长期使用。
[0015]根据第二方案，在本发明的第一方案的反渗透处理装置中，包括多个所述第一压力容器。
[0016]透过水从反渗透膜元件的供给水侧透过较多流量。因此，供给到第二压力容器内的被处理水比导入到第一压力容器的被处理水少，所以能够利用单一的第二压力容器处理从多个第一压力容器排出的被处理水，能够高效地进行处理。
[0017]根据第三方案，在本发明的第一或第二方案的反渗透处理装置中，在所述第一压力容器的所述第一排出管还具备第一阀，通过调节第一阀来调节由所述第一压力容器处理的所述透过水的流量。
[0018]在第三方案的反渗透处理装置中，通过利用第一阀调节第一压力容器内的压力，能够调节透过水的流量。通过减少第一压力容器中的透过水量，能够降低一次处理后的被处理水的盐浓度。因此，在二次处理中，即使施加的压力低也能够使透过水量增多，所以作为装置整体能够使透过水量变多。
[0019]发明的效果
[0020]根据本发明，将压力容器分为进行一次处理的第一压力容器和进行二次处理的第二压力容器这两者地进行配置。因此，能够仅分解容易受到污染的第一压力容器，更换第一压力容器内的反渗透膜元件，所以能够容易进行更换。另外，第二压力容器内的反渗透膜元件难以污染，所以能够减少进行更换的次数，能够长期使用。

【专利附图】

【附图说明】
[0021]图1是配置有实施方式的反渗透处理装置的脱盐处理系统的框图。
[0022]图2是表示实施方式的反渗透处理装置的元件的构成的立体图。
[0023]图3是表示图2所示的元件的RO膜卷绕前的状态的元件主视图。
[0024]图4是图2所示的元件的主视图。
[0025]图5是表示实施方式的反渗透处理装置的概略构成的剖视图。
[0026]图6是表示实施方式的反渗透处理装置的RO膜元件的位置与透过水的相对通量的关系的曲线图。
[0027]图7是表示其他实施方式的反渗透处理装置的概略构成的剖视图。
[0028]图8是表示现有技术的反渗透处理装置的概略构成的剖视图。
[0029]图9是表示现有技术的反渗透处理装置的RO膜元件的位置与透过水的相对通量的关系的曲线图。

【具体实施方式】
[0030]下面，基于【专利附图】

【附图说明】本发明的优选实施方式。本发明通过以下的优选实施方式来说明，但是能够不脱离本发明的范围地通过很多手段进行变更，能够利用本实施方式以外的其他实施方式。因此，本发明的范围内的所有变更都包含在权利要求书中。
[0031]图1是组装了实施方式的反渗透处理装置10的脱盐处理系统20的框图。另外，本发明中的脱盐处理系统能够用于例如排水再利用、纯水制造、浓盐水淡水化、海水淡水化等对被处理水进行反渗透处理的系统。
[0032]该图所示的脱盐处理系统20由存储被处理水的罐12、高压泵14以及反渗透处理装置10构成。罐12的被处理水通过高压泵14以高压供给到反渗透处理装置10，由反渗透处理装置10的各RO膜(处理膜)进行反渗透处理(脱盐处理)，由此，分离为脱盐了的透过水(分离水)16和浓缩了盐分的浓缩水(被处理水)18。这样得到的透过水16经由排出管排出到反渗透处理装置10的外部，浓缩水18也同样经由与排出透过水的排出管不同的排出管排出到反渗透处理装置10的外部。另外，实施方式的脱盐处理系统20中，通过高压泵14将被处理水以高压供给到反渗透处理装置10，但是在反渗透处理装置10的浓缩水出口侧设置阀，通过阀的开度来设定反渗透处理装置10内的压力。
[0033]作为罐12内的被处理水，可以直接使用原水，但优选使用实施前处理而除去了原水中所含的浊质成分等的被处理水。作为前处理有:利用过滤器进行的处理；以及向沉淀池导入原水并添加氯等杀菌剂、沉淀除去原水中的颗粒并且杀灭微生物等的处理。另外，也可以使用向原水中添加氯化铁等凝聚剂而使浊质成分凝聚、并将其过滤除去而得的被处理水。
[0034]反渗透处理装置10是通过以下方式构成的，即:将图2所示的一个元件22或者串联多个元件22地填充到图5所示的圆筒状的第一容器80、第二容器82，做成第一组件84、第二组件86，以该第一组件84以及第二组件86为一个单位，单独使用或并联连接。
[0035]如图2所示，包含RO膜28和排出管30的膜单元32配置在集水配管34的周围而构成元件22。膜单元32通过如图3所示将四片袋体状的RO膜28、28...呈放射状与集水配管34的外周部连接、并将这些RO膜28、28...如图4所示呈螺旋状卷绕于集水配管34的周围而构成。袋体状的RO膜28的一端开口，以该开口部与图3所示的集水配管34的通孔36连通的方式，RO膜28粘接于集水配管34。被处理水通过在RO膜28的外表面流动、透过RO膜28而被脱盐。并且，透过了 RO膜28的脱盐后的透过水从RO膜28的内侧经由RO膜28的开口以及集水配管34的通孔36汇集到集水配管34内，从集水配管34经由排出管30从元件22排出。另外，图3的附图标记38是配置在RO膜28的内部的网状的分隔件。通过该分隔件38，即使RO膜28呈螺旋状卷绕，也将RO膜28的内部空间保持成不会压扁。另夕卜，附图标记40是配置在相邻的RO膜28、28之间的网状的分隔件。该分隔件40也与RO膜28同样地呈放射状粘接在集水配管34的外周部。
[0036]图5是实施方式的反渗透处理装置10的剖视图。在本实施方式中，示出了在第一容器80中将两个元件22串联连接而成的进行一次处理的第一组件84，并示出了在第二容器82中将五个元件22串联连接而成的进行二次处理的第二组件86。第一容器80的端部(两端部)开口，以使得导入被处理水、且排出未被第一容器80处理而留下的第一浓缩水(一次处理后的被处理水)。第二容器82的端部(两端部)开口，以使得导入从第一容器80排出的浓缩水(一次处理后的被处理水)、且排出未被第二容器82处理而留下的第二浓缩水(二次处理后的被处理水)。在第一容器80的导入侧的开口部，由高压泵14施加预定的操作压力。另外，第一容器80、第二容器82也可以由FRP(Fiber Reinforced Plastic，纤维增强塑料)等构成，以使得能够耐受高压(5MPa以上)。另外，优选将第一容器80和第二容器82也通过由能够耐受高压的材料构成的管连接。
[0037]如图5所不，第一容器80包括:向第一容器80内导入被处理水的导入管56、和将被处理水没有透过集水配管34而留下的第一浓缩水排出的第一浓缩水排出管62。通过RO膜28而汇集到集水配管34内的透过水，经由设于第一浓缩水排出管62侧的第一排出管58从第一容器80排出。在第一排出管58的出口设有测量器66以及第一阀64。
[0038]第二容器82包括:向第二容器82内导入从第一容器80排出的第一浓缩水的导入管68、和将没有透过集水配管34而留下的第二浓缩水排出的第二浓缩水排出管70。在第二浓缩水排出管70的出口设有调节第二容器82内的压力的浓缩水排出阀74。通过RO膜28而汇集到集水配管34内的透过水经由设于第二浓缩水排出管70侧的第二排出管72从第二容器82排出。在第二排出管72的出口设有测量器76。
[0039]根据该反渗透处理装置10，从图1的罐12经由导入管56供给的被处理水经由流路57引导到元件22，被处理水顺次通过元件22的RO膜28后汇集到集水配管34。在本实施方式中，用第一容器80和第二容器82这两级进行反渗透处理，在第一容器80内处理过的透过水经由第一排出管58从第一容器80排出。未透过集水配管34而留下的第一浓缩水从第一浓缩水排出管62排出，经由第二容器82的导入管68被供给，经由流路69引导到元件22，顺次通过RO膜28之后汇集到集水配管34。在第二容器82内处理过的透过水经由第二排出管72从第二容器82排出。未透过集水配管34而留下的第二浓缩水从第二浓缩水排出管70排出。
[0040]图6是表示实施方式的反渗透处理装置的RO膜元件的位置(横轴)和透过水的相对通量(纵轴)的关系的图。此外，本发明的数据是在第一容器内设置两个元件(图6横轴的元件位置N0.1以及2)、在第二容器设置五个元件(图6横轴的元件位置N0.3?7)来进行实验而得的数据。在现有技术中，从供给水侧生成较多的透过水，随着向浓缩水侧，透过水的量降低。这是因为，施加于容器内的压力是由施加于最终级的元件的压力决定的。与此相对，在本发明中，能够用第一阀64调整第一容器80内的压力，所以如图6所示，能够将相对通量(Relative Flux)(相对流束)设定为所希望的值，能够减少(控制)透过水量。通过减少第一容器80内的透过水量，能够降低第一浓缩水的盐浓度，所以如图6的元件位置3?7所示，在第二容器82内也能增加透过水量。因此，能够消除各RO膜元件的透过水量的不均匀，由此，能够提高装置整体的透过水量。
[0041]此外，第一容器80内的流量能够根据由测量器66测定的数值调节第一阀64的开度来进行调整，第二容器82内的流量也同样能够根据由测量器76测定的数值调节浓缩水排出阀74的开度来进行调整。另外，在高压泵14与反渗透处理装置10之间设置压力计，根据压力计的数值，调节高压泵14，由此也能够控制透过水的流量。测量器66、76可以使用流量计、压力计、导电率计。通过测定导电率，能够监视盐浓度的阻止率，能够确认透过水的Mo
[0042]此外，关于元件22的个数，在图5中，在第一容器80内设有两个元件，在第二容器82内设有五个元件，但是不限定于此。但是，优选第一容器80内的元件22的个数与第二容器82内的元件的个数相同，或比其少。关于元件22的污染，供给水侧的元件22容易受到污染，所以通过更换第一容器80内的元件22，能够在装置整体高效地进行透过水的生成。因此，通过减少第一容器80内的元件22的个数，能够容易进行第一容器80内的元件22的更换。从图6可知，若考虑从第一容器80排出透过水，则优选在第一容器80内使用两个元件，但是从污染的观点出发即使配置一个元件也就足够了。第一容器80内的元件的个数优选是一个?四个，更优选是两个?三个。
[0043]图7是其他实施方式的反渗透处理装置110的剖视图。图7所示的反渗透处理装置110设置有两个第一容器80a、80b，这一点与图5所示的反渗透处理装置10不同。在第一容器80a、80b内处理的透过水的量变多，在第一容器80a、80b未处理而留下的第一浓缩水的量变少。如图7所示，通过将来自多个第一容器的第一浓缩水供给到第二容器82，能够高效地进行处理。在图7所示的反渗透处理装置110中，也分别在第一容器80a、80b设置测量器66a、66b、第一阀64a、64b，能够用各个第一阀64a、64b调节第一容器80a、80b内的压力来调节透过水的量。
[0044]根据本发明，能够消除各元件22、22…的透过水量的不均匀，以低压力得到多的透过水量。另外，通过将压力容器分为两个，减少RO膜容易受到污染的前级的压力容器内的RO膜元件的个数，能够容易进行更换、并且长期使用RO膜难以污染的后级的压力容器。
[0045]附图标记说明
[0046]10、110…反渗透处理装置、12…罐、14…高压泵、16…透过水、18…浓缩水、20...脱盐处理系统、22…元件、24…容器、28…RO膜、30…排出管、32…膜单元、34…集水配管、36…透孔、38、40…分隔件、56...导入管、57...流路、58...第一排出管、62...第一浓缩水排出管、64…第一阀、66、76...测量器、68...导入管、69...流路、70...第二浓缩水排出管、72...第二排出管、74...第二阀、80...第一容器、82...第二容器、84...第一组件、86...第二组件。
【权利要求】
1.一种反渗透处理装置，其特征在于，具备对被处理水进行一次处理的第一压力容器和对通过所述一次处理处理过的所述被处理水进行二次处理的第二压力容器， 相对于所述第二压力容器具备多个所述第一压力容器， 在所述第一压力容器内以及所述第二压力容器内，由供透过水流动的集水配管串联连接多个地配置有具备反渗透膜的反渗透膜元件， 所述第一压力容器在一个端部具备供给被处理水的导入管，在另一个端部具备将所述一次处理后的所述被处理水排出的第一浓缩水排出管以及将透过水排出的第一排出管，所述第二压力容器在一个端部具备导入所述一次处理后的所述被处理水的导入管，在另一个端部具备将所述二次处理后的所述被处理水排出的第二浓缩水排出管以及将透过水排出的第二排出管， 所述第一压力容器内的所述反渗透膜元件的个数比所述第二压力容器内的所述反渗透膜元件的个数少， 在所述第一压力容器的所述第一排出管具备第一阀和测量从所述第一排出管排出的透过水的流量、压力和导电率中的至少一者的第一测量器，通过根据所述第一测量器的测量值来调节所述第一阀，从而调节由所述第一压力容器处理的所述透过水的流量。
2.如权利要求1所述的反渗透处理装置，其特征在于，在所述第二浓缩水排出管具备第二阀和测量从所述第二排出管排出的透过水的流量、压力和导电率中的至少一者的第二测量器，通过根据所述第二测量器的测量值来调节所述第二阀，从而调节由所述第二压力容器处理的所述透过水的流量。
【文档编号】C02F1/44GK104492270SQ201410771634
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2011年12月14日 优先权日:2010年12月20日
【发明者】北村光太郎, 大西真人, 铃木一隆 申请人:株式会社日立制作所