反滲透處理裝置制造方法
【專利摘要】提供反滲透處理裝置(10)，該反滲透處理裝置包括：對(duì)被處理水進(jìn)行一次處理的第一壓力容器(80)；和對(duì)由一次處理處理后的被處理水進(jìn)行二次處理的第二壓力容器(82)，在第一壓力容器(80)內(nèi)以及第二壓力容器(82)內(nèi)，分別將具有反滲透膜(28)的一個(gè)以上的反滲透膜元件(22)通過供透過水流動(dòng)的集水配管(34)串聯(lián)連接多個(gè)地進(jìn)行配置，第一壓力容器(80)內(nèi)的反滲透膜元件(22)的個(gè)數(shù)與第二壓力容器(82)內(nèi)的反滲透膜元件(22)的個(gè)數(shù)相同或比其少。由此，能夠容易進(jìn)行反滲透膜元件的更換。
【專利說明】反滲透處理裝置
[0001]本申請(qǐng)是名稱為“反滲透處理裝置”、國際申請(qǐng)日為2011年12月14日、國際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/JP2011/078860、國家申請(qǐng)?zhí)枮?01180061040.1的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及反滲透處理裝置，尤其涉及能夠容易進(jìn)行元件更換的反滲透處理裝置。

【背景技術(shù)】
[0003]在使用了反滲透膜(以下記為RO(Reverse Osmosis)膜)的脫鹽處理裝置中，為了利用反滲透壓力，如圖8所示，在構(gòu)成為圓筒狀的加壓容器224內(nèi)串聯(lián)配置多個(gè)RO膜元件222，用位于RO膜元件222的中央的集水配管234連接各RO膜元件222。從脫鹽處理裝置的一方由高壓泵供給供給水，根據(jù)設(shè)置在濃縮水側(cè)的閥的開度對(duì)加壓容器224內(nèi)加壓。在加壓的壓力超過了供給水的滲透壓力的情況下，透過RO膜地向中央的集水配管234流入脫鹽水(透過水)。
[0004]供給到加壓容器224內(nèi)供給水從供給水側(cè)向濃縮水側(cè)鹽濃度變高，所以加壓容器224內(nèi)的壓力最終決定最終級(jí)的鹽濃度和透過水量、由膜面的供給水流速加壓的壓力。因此，加壓容器224內(nèi)的供給水側(cè)施加所需程度以上的壓力，所以透過水量增加。例如將七個(gè)RO膜元件222串聯(lián)配置的情況下的RO膜元件的位置與相對(duì)通量(Relative Flux)(相對(duì)流束)的關(guān)系如圖9所示。圖9中的元件位置是從供給水側(cè)起的個(gè)數(shù)。如圖9所示可知，供給水側(cè)的透過水量多，隨著向濃縮水側(cè)，透過水量降低。這是因?yàn)椋惶幚硭S著向濃縮水側(cè)鹽濃度變高，所以在濃縮水側(cè)需要高壓力，但是在供給水側(cè)也施加同樣的壓力，所以在供給水側(cè)生成更多的透過水。這樣，如圖9所示，加壓容器224內(nèi)的透過水量不均勻，由此所需動(dòng)力增加，供給水側(cè)的RO膜元件的污染擴(kuò)展。
[0005]為了解決這樣的問題，例如在下述的專利文獻(xiàn)I中記載了一種海水淡水化裝置，其設(shè)有:在加壓容器內(nèi)的中央部在RO膜元件的連接部分將集水配管堵塞的插塞；和從該集水配管將分為前后的透過水分別向外部排出的透過水管線。
[0006]先行技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010 - 179264號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明所要解決的課題
[0010]在進(jìn)行RO膜元件的更換的情況下，通常將最容易受到污染的供給水側(cè)的RO膜元件取出，在濃縮水側(cè)追加新的RO膜元件，由此進(jìn)行更換。但是，在專利文獻(xiàn)I記載的裝置中，由于將堵塞集水配管的插塞設(shè)置在RO膜元件的連接部，所以若用這樣的方法進(jìn)行更換，則插塞的位置發(fā)生變化，所以無法進(jìn)行更換。因此，需要將RO膜元件一度分解后重新安裝插塞，花費(fèi)時(shí)間勞力。
[0011]本發(fā)明是鑒于這樣的情況而做出的，其目的在于提供一種能夠容易進(jìn)行RO膜元件的更換的反滲透處理裝置。
[0012]用于解決課題的手段
[0013]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的第一方案提供一種反滲透處理裝置，其中，該反滲透處理裝置具備:對(duì)被處理水進(jìn)行一次處理的第一壓力容器；對(duì)通過所述一次處理處理過的所述被處理水進(jìn)行二次處理的第二壓力容器；和一個(gè)以上的反滲透膜元件，各反滲透膜元件具備反滲透膜和供經(jīng)過了所述反滲透膜的透過水流動(dòng)的集水配管，所述一個(gè)以上的反滲透膜元件在所述第一壓力容器內(nèi)以及所述第二壓力容器內(nèi)由所述集水配管串聯(lián)連接多個(gè)地配置，所述第一壓力容器在一個(gè)端部具備供給被處理水的導(dǎo)入管，在另一個(gè)端部具備將所述一次處理后的所述被處理水排出的第一濃縮水排出管以及將透過水排出的第一排出管，所述第二壓力容器在一個(gè)端部具備導(dǎo)入所述一次處理后的所述被處理水的導(dǎo)入管，在另一個(gè)端部具備將所述二次處理后的所述被處理水排出的第二濃縮水排出管以及將透過水排出的第二排出管，所述第一壓力容器內(nèi)的所述反滲透膜元件的個(gè)數(shù)與所述第二壓力容器內(nèi)的所述反滲透膜元件的個(gè)數(shù)相同，或者比所述第二壓力容器內(nèi)的所述反滲透膜元件的個(gè)數(shù)少。
[0014]在將多個(gè)反滲透膜元件串聯(lián)連接來進(jìn)行反滲透處理的情況下，被處理水的供給水側(cè)的反滲透膜容易受到污染，所以更換供給水側(cè)的反滲透膜元件的頻率高。根據(jù)第一方案，分為第一壓力容器和第二壓力容器，通過更換容易受到污染的第一壓力容器的反滲透膜元件就能夠進(jìn)行作業(yè)。并且，將第一壓力容器內(nèi)的反滲透膜元件的個(gè)數(shù)設(shè)為與第二壓力容器內(nèi)的反滲透膜元件的個(gè)數(shù)相同或者比其少，所以能夠容易進(jìn)行更換。另外，不需要更換難以污染的第二壓力容器內(nèi)的反滲透膜元件，所以能夠長期使用。
[0015]根據(jù)第二方案，在本發(fā)明的第一方案的反滲透處理裝置中，包括多個(gè)所述第一壓力容器。
[0016]透過水從反滲透膜元件的供給水側(cè)透過較多流量。因此，供給到第二壓力容器內(nèi)的被處理水比導(dǎo)入到第一壓力容器的被處理水少，所以能夠利用單一的第二壓力容器處理從多個(gè)第一壓力容器排出的被處理水，能夠高效地進(jìn)行處理。
[0017]根據(jù)第三方案，在本發(fā)明的第一或第二方案的反滲透處理裝置中，在所述第一壓力容器的所述第一排出管還具備第一閥，通過調(diào)節(jié)第一閥來調(diào)節(jié)由所述第一壓力容器處理的所述透過水的流量。
[0018]在第三方案的反滲透處理裝置中，通過利用第一閥調(diào)節(jié)第一壓力容器內(nèi)的壓力，能夠調(diào)節(jié)透過水的流量。通過減少第一壓力容器中的透過水量，能夠降低一次處理后的被處理水的鹽濃度。因此，在二次處理中，即使施加的壓力低也能夠使透過水量增多，所以作為裝置整體能夠使透過水量變多。
[0019]發(fā)明的效果
[0020]根據(jù)本發(fā)明，將壓力容器分為進(jìn)行一次處理的第一壓力容器和進(jìn)行二次處理的第二壓力容器這兩者地進(jìn)行配置。因此，能夠僅分解容易受到污染的第一壓力容器，更換第一壓力容器內(nèi)的反滲透膜元件，所以能夠容易進(jìn)行更換。另外，第二壓力容器內(nèi)的反滲透膜元件難以污染，所以能夠減少進(jìn)行更換的次數(shù)，能夠長期使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是配置有實(shí)施方式的反滲透處理裝置的脫鹽處理系統(tǒng)的框圖。
[0022]圖2是表示實(shí)施方式的反滲透處理裝置的元件的構(gòu)成的立體圖。
[0023]圖3是表示圖2所示的元件的RO膜卷繞前的狀態(tài)的元件主視圖。
[0024]圖4是圖2所示的元件的主視圖。
[0025]圖5是表示實(shí)施方式的反滲透處理裝置的概略構(gòu)成的剖視圖。
[0026]圖6是表示實(shí)施方式的反滲透處理裝置的RO膜元件的位置與透過水的相對(duì)通量的關(guān)系的曲線圖。
[0027]圖7是表示其他實(shí)施方式的反滲透處理裝置的概略構(gòu)成的剖視圖。
[0028]圖8是表示現(xiàn)有技術(shù)的反滲透處理裝置的概略構(gòu)成的剖視圖。
[0029]圖9是表示現(xiàn)有技術(shù)的反滲透處理裝置的RO膜元件的位置與透過水的相對(duì)通量的關(guān)系的曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]下面，基于【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。本發(fā)明通過以下的優(yōu)選實(shí)施方式來說明，但是能夠不脫離本發(fā)明的范圍地通過很多手段進(jìn)行變更，能夠利用本實(shí)施方式以外的其他實(shí)施方式。因此，本發(fā)明的范圍內(nèi)的所有變更都包含在權(quán)利要求書中。
[0031]圖1是組裝了實(shí)施方式的反滲透處理裝置10的脫鹽處理系統(tǒng)20的框圖。另外，本發(fā)明中的脫鹽處理系統(tǒng)能夠用于例如排水再利用、純水制造、濃鹽水淡水化、海水淡水化等對(duì)被處理水進(jìn)行反滲透處理的系統(tǒng)。
[0032]該圖所示的脫鹽處理系統(tǒng)20由存儲(chǔ)被處理水的罐12、高壓泵14以及反滲透處理裝置10構(gòu)成。罐12的被處理水通過高壓泵14以高壓供給到反滲透處理裝置10，由反滲透處理裝置10的各RO膜(處理膜)進(jìn)行反滲透處理(脫鹽處理)，由此，分離為脫鹽了的透過水(分離水)16和濃縮了鹽分的濃縮水(被處理水)18。這樣得到的透過水16經(jīng)由排出管排出到反滲透處理裝置10的外部，濃縮水18也同樣經(jīng)由與排出透過水的排出管不同的排出管排出到反滲透處理裝置10的外部。另外，實(shí)施方式的脫鹽處理系統(tǒng)20中，通過高壓泵14將被處理水以高壓供給到反滲透處理裝置10，但是在反滲透處理裝置10的濃縮水出口側(cè)設(shè)置閥，通過閥的開度來設(shè)定反滲透處理裝置10內(nèi)的壓力。
[0033]作為罐12內(nèi)的被處理水，可以直接使用原水，但優(yōu)選使用實(shí)施前處理而除去了原水中所含的濁質(zhì)成分等的被處理水。作為前處理有:利用過濾器進(jìn)行的處理；以及向沉淀池導(dǎo)入原水并添加氯等殺菌劑、沉淀除去原水中的顆粒并且殺滅微生物等的處理。另外，也可以使用向原水中添加氯化鐵等凝聚劑而使?jié)豳|(zhì)成分凝聚、并將其過濾除去而得的被處理水。
[0034]反滲透處理裝置10是通過以下方式構(gòu)成的，即:將圖2所示的一個(gè)元件22或者串聯(lián)多個(gè)元件22地填充到圖5所示的圓筒狀的第一容器80、第二容器82，做成第一組件84、第二組件86，以該第一組件84以及第二組件86為一個(gè)單位，單獨(dú)使用或并聯(lián)連接。
[0035]如圖2所示，包含RO膜28和排出管30的膜單元32配置在集水配管34的周圍而構(gòu)成元件22。膜單元32通過如圖3所示將四片袋體狀的RO膜28、28...呈放射狀與集水配管34的外周部連接、并將這些RO膜28、28...如圖4所示呈螺旋狀卷繞于集水配管34的周圍而構(gòu)成。袋體狀的RO膜28的一端開口，以該開口部與圖3所示的集水配管34的通孔36連通的方式，RO膜28粘接于集水配管34。被處理水通過在RO膜28的外表面流動(dòng)、透過RO膜28而被脫鹽。并且，透過了 RO膜28的脫鹽后的透過水從RO膜28的內(nèi)側(cè)經(jīng)由RO膜28的開口以及集水配管34的通孔36匯集到集水配管34內(nèi)，從集水配管34經(jīng)由排出管30從元件22排出。另外，圖3的附圖標(biāo)記38是配置在RO膜28的內(nèi)部的網(wǎng)狀的分隔件。通過該分隔件38，即使RO膜28呈螺旋狀卷繞，也將RO膜28的內(nèi)部空間保持成不會(huì)壓扁。另夕卜，附圖標(biāo)記40是配置在相鄰的RO膜28、28之間的網(wǎng)狀的分隔件。該分隔件40也與RO膜28同樣地呈放射狀粘接在集水配管34的外周部。
[0036]圖5是實(shí)施方式的反滲透處理裝置10的剖視圖。在本實(shí)施方式中，示出了在第一容器80中將兩個(gè)元件22串聯(lián)連接而成的進(jìn)行一次處理的第一組件84，并示出了在第二容器82中將五個(gè)元件22串聯(lián)連接而成的進(jìn)行二次處理的第二組件86。第一容器80的端部(兩端部)開口，以使得導(dǎo)入被處理水、且排出未被第一容器80處理而留下的第一濃縮水(一次處理后的被處理水)。第二容器82的端部(兩端部)開口，以使得導(dǎo)入從第一容器80排出的濃縮水(一次處理后的被處理水)、且排出未被第二容器82處理而留下的第二濃縮水(二次處理后的被處理水)。在第一容器80的導(dǎo)入側(cè)的開口部，由高壓泵14施加預(yù)定的操作壓力。另外，第一容器80、第二容器82也可以由FRP(Fiber Reinforced Plastic，纖維增強(qiáng)塑料)等構(gòu)成，以使得能夠耐受高壓(5MPa以上)。另外，優(yōu)選將第一容器80和第二容器82也通過由能夠耐受高壓的材料構(gòu)成的管連接。
[0037]如圖5所不，第一容器80包括:向第一容器80內(nèi)導(dǎo)入被處理水的導(dǎo)入管56、和將被處理水沒有透過集水配管34而留下的第一濃縮水排出的第一濃縮水排出管62。通過RO膜28而匯集到集水配管34內(nèi)的透過水，經(jīng)由設(shè)于第一濃縮水排出管62側(cè)的第一排出管58從第一容器80排出。在第一排出管58的出口設(shè)有測(cè)量器66以及第一閥64。
[0038]第二容器82包括:向第二容器82內(nèi)導(dǎo)入從第一容器80排出的第一濃縮水的導(dǎo)入管68、和將沒有透過集水配管34而留下的第二濃縮水排出的第二濃縮水排出管70。在第二濃縮水排出管70的出口設(shè)有調(diào)節(jié)第二容器82內(nèi)的壓力的濃縮水排出閥74。通過RO膜28而匯集到集水配管34內(nèi)的透過水經(jīng)由設(shè)于第二濃縮水排出管70側(cè)的第二排出管72從第二容器82排出。在第二排出管72的出口設(shè)有測(cè)量器76。
[0039]根據(jù)該反滲透處理裝置10，從圖1的罐12經(jīng)由導(dǎo)入管56供給的被處理水經(jīng)由流路57引導(dǎo)到元件22，被處理水順次通過元件22的RO膜28后匯集到集水配管34。在本實(shí)施方式中，用第一容器80和第二容器82這兩級(jí)進(jìn)行反滲透處理，在第一容器80內(nèi)處理過的透過水經(jīng)由第一排出管58從第一容器80排出。未透過集水配管34而留下的第一濃縮水從第一濃縮水排出管62排出，經(jīng)由第二容器82的導(dǎo)入管68被供給，經(jīng)由流路69引導(dǎo)到元件22，順次通過RO膜28之后匯集到集水配管34。在第二容器82內(nèi)處理過的透過水經(jīng)由第二排出管72從第二容器82排出。未透過集水配管34而留下的第二濃縮水從第二濃縮水排出管70排出。
[0040]圖6是表示實(shí)施方式的反滲透處理裝置的RO膜元件的位置(橫軸)和透過水的相對(duì)通量(縱軸)的關(guān)系的圖。此外，本發(fā)明的數(shù)據(jù)是在第一容器內(nèi)設(shè)置兩個(gè)元件(圖6橫軸的元件位置N0.1以及2)、在第二容器設(shè)置五個(gè)元件(圖6橫軸的元件位置N0.3?7)來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)而得的數(shù)據(jù)。在現(xiàn)有技術(shù)中，從供給水側(cè)生成較多的透過水，隨著向濃縮水側(cè)，透過水的量降低。這是因?yàn)?，施加于容器?nèi)的壓力是由施加于最終級(jí)的元件的壓力決定的。與此相對(duì)，在本發(fā)明中，能夠用第一閥64調(diào)整第一容器80內(nèi)的壓力，所以如圖6所示，能夠?qū)⑾鄬?duì)通量(Relative Flux)(相對(duì)流束)設(shè)定為所希望的值，能夠減少(控制)透過水量。通過減少第一容器80內(nèi)的透過水量，能夠降低第一濃縮水的鹽濃度，所以如圖6的元件位置3?7所示，在第二容器82內(nèi)也能增加透過水量。因此，能夠消除各RO膜元件的透過水量的不均勻，由此，能夠提高裝置整體的透過水量。
[0041]此外，第一容器80內(nèi)的流量能夠根據(jù)由測(cè)量器66測(cè)定的數(shù)值調(diào)節(jié)第一閥64的開度來進(jìn)行調(diào)整，第二容器82內(nèi)的流量也同樣能夠根據(jù)由測(cè)量器76測(cè)定的數(shù)值調(diào)節(jié)濃縮水排出閥74的開度來進(jìn)行調(diào)整。另外，在高壓泵14與反滲透處理裝置10之間設(shè)置壓力計(jì)，根據(jù)壓力計(jì)的數(shù)值，調(diào)節(jié)高壓泵14，由此也能夠控制透過水的流量。測(cè)量器66、76可以使用流量計(jì)、壓力計(jì)、導(dǎo)電率計(jì)。通過測(cè)定導(dǎo)電率，能夠監(jiān)視鹽濃度的阻止率，能夠確認(rèn)透過水的Mo
[0042]此外，關(guān)于元件22的個(gè)數(shù)，在圖5中，在第一容器80內(nèi)設(shè)有兩個(gè)元件，在第二容器82內(nèi)設(shè)有五個(gè)元件，但是不限定于此。但是，優(yōu)選第一容器80內(nèi)的元件22的個(gè)數(shù)與第二容器82內(nèi)的元件的個(gè)數(shù)相同，或比其少。關(guān)于元件22的污染，供給水側(cè)的元件22容易受到污染，所以通過更換第一容器80內(nèi)的元件22，能夠在裝置整體高效地進(jìn)行透過水的生成。因此，通過減少第一容器80內(nèi)的元件22的個(gè)數(shù)，能夠容易進(jìn)行第一容器80內(nèi)的元件22的更換。從圖6可知，若考慮從第一容器80排出透過水，則優(yōu)選在第一容器80內(nèi)使用兩個(gè)元件，但是從污染的觀點(diǎn)出發(fā)即使配置一個(gè)元件也就足夠了。第一容器80內(nèi)的元件的個(gè)數(shù)優(yōu)選是一個(gè)?四個(gè)，更優(yōu)選是兩個(gè)?三個(gè)。
[0043]圖7是其他實(shí)施方式的反滲透處理裝置110的剖視圖。圖7所示的反滲透處理裝置110設(shè)置有兩個(gè)第一容器80a、80b，這一點(diǎn)與圖5所示的反滲透處理裝置10不同。在第一容器80a、80b內(nèi)處理的透過水的量變多，在第一容器80a、80b未處理而留下的第一濃縮水的量變少。如圖7所示，通過將來自多個(gè)第一容器的第一濃縮水供給到第二容器82，能夠高效地進(jìn)行處理。在圖7所示的反滲透處理裝置110中，也分別在第一容器80a、80b設(shè)置測(cè)量器66a、66b、第一閥64a、64b，能夠用各個(gè)第一閥64a、64b調(diào)節(jié)第一容器80a、80b內(nèi)的壓力來調(diào)節(jié)透過水的量。
[0044]根據(jù)本發(fā)明，能夠消除各元件22、22…的透過水量的不均勻，以低壓力得到多的透過水量。另外，通過將壓力容器分為兩個(gè)，減少RO膜容易受到污染的前級(jí)的壓力容器內(nèi)的RO膜元件的個(gè)數(shù)，能夠容易進(jìn)行更換、并且長期使用RO膜難以污染的后級(jí)的壓力容器。
[0045]附圖標(biāo)記說明
[0046]10、110…反滲透處理裝置、12…罐、14…高壓泵、16…透過水、18…濃縮水、20...脫鹽處理系統(tǒng)、22…元件、24…容器、28…RO膜、30…排出管、32…膜單元、34…集水配管、36…透孔、38、40…分隔件、56...導(dǎo)入管、57...流路、58...第一排出管、62...第一濃縮水排出管、64…第一閥、66、76...測(cè)量器、68...導(dǎo)入管、69...流路、70...第二濃縮水排出管、72...第二排出管、74...第二閥、80...第一容器、82...第二容器、84...第一組件、86...第二組件。
【權(quán)利要求】
1.一種反滲透處理裝置，其特征在于，具備對(duì)被處理水進(jìn)行一次處理的第一壓力容器和對(duì)通過所述一次處理處理過的所述被處理水進(jìn)行二次處理的第二壓力容器， 相對(duì)于所述第二壓力容器具備多個(gè)所述第一壓力容器， 在所述第一壓力容器內(nèi)以及所述第二壓力容器內(nèi)，由供透過水流動(dòng)的集水配管串聯(lián)連接多個(gè)地配置有具備反滲透膜的反滲透膜元件， 所述第一壓力容器在一個(gè)端部具備供給被處理水的導(dǎo)入管，在另一個(gè)端部具備將所述一次處理后的所述被處理水排出的第一濃縮水排出管以及將透過水排出的第一排出管，所述第二壓力容器在一個(gè)端部具備導(dǎo)入所述一次處理后的所述被處理水的導(dǎo)入管，在另一個(gè)端部具備將所述二次處理后的所述被處理水排出的第二濃縮水排出管以及將透過水排出的第二排出管， 所述第一壓力容器內(nèi)的所述反滲透膜元件的個(gè)數(shù)比所述第二壓力容器內(nèi)的所述反滲透膜元件的個(gè)數(shù)少， 在所述第一壓力容器的所述第一排出管具備第一閥和測(cè)量從所述第一排出管排出的透過水的流量、壓力和導(dǎo)電率中的至少一者的第一測(cè)量器，通過根據(jù)所述第一測(cè)量器的測(cè)量值來調(diào)節(jié)所述第一閥，從而調(diào)節(jié)由所述第一壓力容器處理的所述透過水的流量。
2.如權(quán)利要求1所述的反滲透處理裝置，其特征在于，在所述第二濃縮水排出管具備第二閥和測(cè)量從所述第二排出管排出的透過水的流量、壓力和導(dǎo)電率中的至少一者的第二測(cè)量器，通過根據(jù)所述第二測(cè)量器的測(cè)量值來調(diào)節(jié)所述第二閥，從而調(diào)節(jié)由所述第二壓力容器處理的所述透過水的流量。
【文檔編號(hào)】C02F1/44GK104492270SQ201410771634
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日:2010年12月20日
【發(fā)明者】北村光太郎, 大西真人, 鈴木一隆 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所