[go: up one dir, main page]

JP5838981B2 - 多段逆浸透膜装置及びその運転方法 - Google Patents

多段逆浸透膜装置及びその運転方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5838981B2
JP5838981B2 JP2013031033A JP2013031033A JP5838981B2 JP 5838981 B2 JP5838981 B2 JP 5838981B2 JP 2013031033 A JP2013031033 A JP 2013031033A JP 2013031033 A JP2013031033 A JP 2013031033A JP 5838981 B2 JP5838981 B2 JP 5838981B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reverse osmosis
osmosis membrane
water
stage
membrane device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013031033A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014159016A (ja
Inventor
邦洋 早川
邦洋 早川
孝博 川勝
孝博 川勝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Kurita Water Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=51391192&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP5838981(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Kurita Water Industries Ltd filed Critical Kurita Water Industries Ltd
Priority to JP2013031033A priority Critical patent/JP5838981B2/ja
Priority to CN201480009128.2A priority patent/CN105073650B/zh
Priority to PCT/JP2014/053472 priority patent/WO2014129399A1/ja
Priority to SG11201506175QA priority patent/SG11201506175QA/en
Priority to US14/766,334 priority patent/US20150376034A1/en
Priority to KR1020157021770A priority patent/KR102009550B1/ko
Priority to TW103105410A priority patent/TWI579245B/zh
Publication of JP2014159016A publication Critical patent/JP2014159016A/ja
Publication of JP5838981B2 publication Critical patent/JP5838981B2/ja
Application granted granted Critical
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/441—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
    • B01D61/026—Reverse osmosis; Hyperfiltration comprising multiple reverse osmosis steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/10—Spiral-wound membrane modules
    • B01D63/101—Spiral winding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/10—Spiral-wound membrane modules
    • B01D63/103—Details relating to membrane envelopes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/14—Specific spacers
    • B01D2313/143—Specific spacers on the feed side
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2317/00—Membrane module arrangements within a plant or an apparatus
    • B01D2317/02—Elements in series
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2317/00—Membrane module arrangements within a plant or an apparatus
    • B01D2317/02—Elements in series
    • B01D2317/025—Permeate series
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/02—Non-contaminated water, e.g. for industrial water supply
    • C02F2103/04—Non-contaminated water, e.g. for industrial water supply for obtaining ultra-pure water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2301/00—General aspects of water treatment
    • C02F2301/08—Multistage treatments, e.g. repetition of the same process step under different conditions
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y02A20/131—Reverse-osmosis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

本発明は、逆浸透膜装置を直列に多段に設置した多段逆浸透膜装置と、その運転方法に関する。
海水淡水化、超純水製造、工業用水の処理などにおいて、原水中のイオン類や有機物などを除去するために逆浸透膜装置が広く使用されている。逆浸透膜装置を用いて処理を行う際、処理水水質を向上させるために、複数の逆浸透膜装置を多段に設置し、前段の逆浸透膜装置の処理水を後段の逆浸透膜処理装置で処理することは良く知られている（例えば特許文献１，４）。海水淡水化の場合は、ホウ素を除去するために、二段以上の逆浸透膜処理が行われており、超純水製造プラントにおいても、逆浸透膜による多段処理は一般的に行われている（例えば特許文献２）。
逆浸透膜の構造としてはスパイラル構造と呼ばれる膜構造のモジュールが一般的に知られている。従来から使用されているスパイラル型膜エレメントの一例は、透過水スペーサの両面に逆浸透膜を重ね合わせて３辺を接着することにより袋状膜を形成し、該袋状膜の開口部を透過水集水管に取り付け、網状の原水スペーサと共に、透過水集水管の外周面にスパイラル状に巻回することにより構成されている（特許文献３，４）。巻回された袋状膜間に配設される原水スペーサにより原水経路が形成される。原水はスパイラル型膜エレメントの一方の端面側から供給され、原水スペーサに沿って流れ、スパイラル型膜エレメントの他方の端面側から濃縮水として排出される。原水は原水スペーサに沿って流れる過程で、逆浸透膜を透過して透過水となり、この透過水は透過水スペーサに沿って透過水集水管の内部に流れ込み、透過水集水管の端部から取り出される。原水スペーサの厚みは、特許文献３の００１８段落には０．４〜２ｍｍ程度が好ましいと記載され、特許文献４の００１７段落には０．４〜３ｍｍが好ましいと記載されている。
逆浸透膜装置を用いて海水の淡水化や、超純水、各種製造プロセス用水を得る場合、逆浸透膜装置の原水スペーサの厚みを大きくすると、濁質が原水流路を閉塞しにくくなり、濁質蓄積による通水差圧の上昇や透過水量、透過水質の低下を回避し、長期間に亘り安定して運転を行うことができる。しかしながら、原水スペーサの厚みを大きくすると、原水流路における原水の流速が小さくなるため、水中に含まれるイオン類や有機物類が膜表面で過剰濃縮され（濃度分極）、溶質の濃縮による除去率の低下や、膜への汚染物質吸着によるフラックス低下を引き起こしやすくなる。一方、原水スペーサの厚みを小さくすると、流速は増大し、逆浸透膜表面での過剰濃縮は起こりにくくなり、処理水質は向上するが、被処理水に含まれる濁質が原水流路を閉塞しやすくなり（特許文献４の００１７段落）、安定性の面で問題があった。そのため、現在の市販されている逆浸透膜のスペーサの厚みは０．７〜０．９ｍｍ程度である。
特開２０１０−１２５３９５ 特開２００２−１０６９ 特開平１１−５７４２９ 特開２００４−８９７６１
本発明は、海水淡水化処理や超純水製造等に用いられる多段逆浸透膜処理において、安定性を損なうことなく、処理水質を向上させることを目的とする。
本発明の多段逆浸透膜装置は、袋状の逆浸透膜を原水スペーサと共に巻回してなる直径８インチのスパイラル型膜エレメントを備えた逆浸透膜装置を多段に設置してなり、前段の逆浸透膜装置の透過水を後段の逆浸透膜装置で処理する多段逆浸透膜装置において、１段目の逆浸透膜装置の膜エレメントの原水スペーサの厚みが０．７〜２ｍｍであり、２段目以降の逆浸透膜装置の膜エレメントの原水スペーサの厚みが０．２〜０．６ｍｍであることを特徴とするものである。
本発明の多段逆浸透膜装置の運転方法は、かかる本発明の多段逆浸透膜装置を運転する方法であって、１段目の逆浸透膜装置の透過流束を１．０ｍ／ｄ以下とし、２段目以降の逆浸透膜装置の透過流束を１．１ｍ／ｄ以上とすることを特徴とするものである。
本発明の多段逆浸透膜装置では、１段目の逆浸透膜装置が原水スペーサとして厚みの大きいものを用いており、濁質が原水流路を閉塞しにくくなり、濁質蓄積による通水差圧の上昇や透過水量、透過水質の低下を回避し、長期間に亘り安定な運転を行うことができる。２段目以降の逆浸透膜装置では、原水スペーサとして厚みの小さいものを用いており、原水流路における流速が増大し、逆浸透膜表面での過剰濃縮が起こりにくくなり、処理水質が向上する。この２段目以降の逆浸透膜装置に通水される被処理水は、１段目逆浸透膜装置で濁質が除去されたものであるので、２段目以降の逆浸透膜装置では膜閉塞の恐れがない。
また、２段目以降の逆浸透膜装置の原水スペーサの厚みを小さくすることにより、１エレメントあたりの膜面積を大きくすることができる。透過流束を大きくすることと併せて、２段目以降の膜エレメントの本数を削減することができ、コスト低減を図ることができる。
また、本発明者は、逆浸透膜の真の阻止率は、透過流束に依存することを見出した。本発明方法は、２段目以降の逆浸透膜装置の運転透過流束を１段目よりも大きくすることにより、膜の除去率を向上させるようにしたものである。
実施の形態に係る多段逆浸透膜装置の系統図である。 原水スペーサの厚みを変えた場合におけるブライン（濃縮水）流量と濃縮倍率との関係を示すグラフである。 透過流束と真の阻止率の関係を示すグラフである。 試験用平膜セルの断面図である。
以下、図１を参照して本発明の実施の形態に係る多段逆浸透膜装置について説明する。この多段逆浸透膜装置では、原水タンク１内の原水を第１ポンプ２で加圧して１段目の第１逆浸透膜装置３に供給し、濃縮水を排出し、透過水を配管４によって中間タンク５に導入する。この中間タンク５中の水を第２ポンプ６によって加圧して２段目の第２逆浸透膜装置７に供給し、透過水を配管８によって取出し、濃縮水を配管９によって原水タンク１に戻す。
１段目及び２段目の逆浸透膜装置３，６はいずれもスパイラル型膜エレメントを備えている。スパイラル型膜エレメントは透過水スペーサを内部に収容した袋状分離膜を原水スペーサを重ねて集水管にスパイラル状に巻回したスパイラル型膜エレメントである。なお、前記特許文献３の図２のように、集水管の代わりにシャフトを用い、側辺の一部に透過水取出口を有した袋状膜を該シャフトに巻回したスパイラル型膜エレメントを用いてもよい。また、本発明では、スパイラル型膜エレメントに限らず平膜型エレメントなどを用いてもよい。逆浸透膜装置の原水スペーサの厚みは、１段目では０．６ｍｍよりも大きく、２段目では０．６ｍｍ以下である。
なお、図１では逆浸透膜装置が２段に設けられているが、３段以上に設けられてもよい。３段目以降の逆浸透膜装置の原水スペーサの厚みは０．６ｍｍ以下である。
逆浸透膜は、海水淡水化用、低圧用、超低圧用、超々低圧用などのいずれでもよい。逆浸透膜の膜の材質としては特に制限はなく、酢酸セルロース、ポリアミドなどのいずれでもよく、必要とされる除去率とフラックスに応じて適宜選択すればよい。阻止率の高い膜エレメントを用いる場合には、フェニレンジアミンと酸クロライドで合成した芳香族ポリアミドの逆浸透膜を採用するのが好ましい。
原水スペーサとしては、ポリエチレンやポリプロピレン等の合成樹脂製の、同一、あるいは異なる直径（線径）を有する複数の線材が等間隔に並べられ、４５度〜９０度の角度で交差するように重ねられることにより形成されるメッシュスペーサなどを用いることができる。原水スペーサの空孔率は６０％以上９５％以下であることが好ましい。それにより、十分な攪拌効果により濃度分極を十分に抑制することができる。
原水スペーサのメッシュの大きさは１ｍｍ以上４ｍｍ以下であることが好ましい。それにより、十分な攪拌効果により濃度分極を抑制するとともに、原液の流路抵抗の増加を抑制し、高い分離膜性能を得ることができる。なお、原水スペーサはメッシュスペーサに限定されない。例えば、前記特許文献４の図６のようにジグザグ状線材よりなるものであってもよい。
１段目の逆浸透膜装置の原水スペーサの厚みは、濁質閉塞を防止するために、０．６ｍｍより大きくし、好ましくは０．７ｍｍ以上とする。ただし、原水スペーサの厚みを大きくしすぎると濃度分極が大きくなり、除去率が低下するため、２．０ｍｍ以下であることが好ましい。
２段目以降の逆浸透膜装置の原水スペーサの厚みは０．６ｍｍ以下である。図２は様々な厚みの原水スペーサを用いた場合の直径８インチのスパイラル型逆浸透膜モジュールにおけるＮａＣｌの濃度分極の程度を表したものである。図２の通り、０．６ｍｍ以上の厚みのスペーサは、濃度分極の影響が大きくなり、膜面濃度と平均バルク濃度の比が濃縮水量が２ｍ３／ｈ以上で１．２倍を超えるため、好ましくない。原水スペーサの厚みが０．６ｍｍ以下であると、濃度分極を防止でき、良好な処理水水質を得ることができる。ただし、原水スペーサの厚みは、０．２ｍｍよりも小さいと、通水抵抗が大きくなりすぎるため、０．２ｍｍ以上であることが好ましい。従って、２段目以降の逆浸透膜装置の原水スペーサの厚みは０．２〜０．６ｍｍ特に０．２〜０．５ｍｍ、とりわけ０．３〜０．５ｍｍであることが好ましい。
袋状膜内に設置される透過水スペーサの厚みとしては、特に制限はないが、０．１〜０．２５ｍｍが好適に使用される。透過水スペーサが厚過ぎると、原水スペーサと同様にエレメントあたりの膜面積が小さくなり、薄過ぎると差圧が大きくなって、透過水量が小さくなる。
図３に示すように、ＮａＣｌの真の阻止率は透過流束に依存し、透過流束が大きくなると真の阻止率は増加する。２段目の逆浸透膜装置の透過流束は１．１〜２．０ｍ／ｄであることが好ましい。１．１ｍ／ｄ以上であると真の除去率が９９．９％を超え、水質向上の点で好ましい。透過流束が過度に小さいと、真の阻止率が低くなり、水質が低下するため好ましくない。２．０ｍ／ｄ以上であると膜の耐圧性の問題や、透過水の通水抵抗が高くなることなどから好ましくない。除去対象とする物質によって真の阻止率は異なるが、どのような物質であってもその物質の真の阻止率は透過流束に依存するため、ＮａＣｌにおいて、真の阻止率を高くすることで、その他の物質についても高い阻止率を得ることができる。
１段目の逆浸透膜装置の透過流束は０．２〜１．０ｍ／ｄであることが好ましく、０．６〜０．８ｍ／ｄであることがさらに好ましい。透過流束が１．０ｍ／ｄ以上であると膜のファウリング、閉塞速度が大きくなり、洗浄頻度が多くなる。そのたびに装置も停止せねばならず、経済的でない。０．２ｍ／ｄ未満であると、膜の本数が大きくなり、経済的ではない。
以下、実施例及び比較例について説明する。なお、以下の実施例及び比較例では、図１に示すフローの多段逆浸透膜装置を用いたが、逆浸透膜装置３，７としては、図４に示す試験用平膜セルを用いた。
図４に示す平膜セルは、アクリル製の流路形成部材２１，２２，２３、ＳＵＳ製耐圧補強部材２４，２５を組み合わせて形成された空間内に、原水スペーサ１１と透過水スペーサ１２を逆浸透膜１０を介して積層した膜ユニットを保持する構成とされている。
原水は、原水流入口１３から逆浸透膜１０の一次側に流入して原水スペーサ１１に沿って流れ、その間に逆浸透膜１０を透過した透過水は、透過水スペーサ１２を経て透過水流出口１５から取り出される。また、濃縮水は濃縮水流出口１４から取り出される。
［実施例１］
工業用水を凝集及び濾過した水（ＴＯＣ濃度５００ｐｐｂ（０．５ｍｇ／Ｌ））を原水として用い、図１に示すフローの多段逆浸透膜装置に通水した。
１段目の逆浸透膜装置３の逆浸透膜として、市販の８インチスパイラル型逆浸透膜エレメントを想定し、日東電工製逆浸透膜ＥＳ２０から平膜を幅５０ｍｍ×長さ８００ｍｍに切り抜き、厚み０．７１ｍｍのポリプロピレン製原水スペーサ（線径０．２５〜０．３６ｍｍ、目開き２．６ｍｍ）とともに図４の通り、ＳＵＳ製通水セルに充填した。また、２段目の逆浸透膜装置７も、同様の逆浸透膜エレメントを想定し、日東電工製逆浸透膜ＥＳ２０から平膜を幅５０ｍｍ×長さ８００ｍｍに切り抜き、厚み０．６０ｍｍのポリプロピレン製原水スペーサ（線径０．２〜０．３ｍｍ、目開き２．２ｍｍ）とともに図４の通りＳＵＳ製通水セルに充填した。上記の１段目、２段目用の膜エレメントを８インチ逆浸透膜装置に充填した場合、膜面積はそれぞれ、４１．８ｍ２、４６．０ｍ２となる。
１段目の逆浸透膜装置に、透過流束０．６ｍ／ｄ、濃縮水として８インチエレメント換算で３．６ｍ３／ｈになるように通水し、２段目の逆浸透膜装置に、透過流束１．０ｍ／ｄ、８インチエレメント換算で３．６ｍ３／ｈになるように通水した。通水５００時間後の２段目処理水（２段目逆浸透膜装置透過水）のＴＯＣ濃度と、換算透過水量（０．７５ＭＰａ換算時の透過流量）及び１段目エレメントの差圧を表１に示す。
［実施例２］
２段目の逆浸透膜の透過流束を１．１ｍ／ｄとしたこと以外は実施例１と同一の条件で試験を行った。通水５００時間後の処理水ＴＯＣ濃度と、換算透過水量（０．７５ＭＰａ換算時の透過流量）及び１段目エレメントの差圧を表１に示す。
［実施例３］
２段目の逆浸透膜の原水スペーサとして、線径０．１５〜０．２５ｍｍ、目開き２．０ｍｍ、厚み０．５ｍｍのものを用いたこと以外は実施例１と同一の条件で試験を行った。なお、この膜エレメントを８インチ逆浸透膜装置に充填した場合、膜面積は５０．２ｍ２となる。通水５００時間後の処理水ＴＯＣ濃度、換算透過水量（０．７５ＭＰａ換算時の透過流量）及び１段目エレメントの差圧を表１に示す。
［実施例４］
２段目の逆浸透膜装置の透過流束を１．１ｍ／ｄとしたこと以外は実施例３と同一の条件で試験を行った。通水５００時間後の処理水ＴＯＣ濃度、換算透過水量（０．７５ＭＰａ換算時の透過流量）及び１段目エレメントの差圧を表１に示す。
［実施例５］
２段目の逆浸透膜の透過流束を１．３ｍ／ｄとしたこと以外は実施例３と同一の条件で試験を行った。通水５００時間後の処理水ＴＯＣ濃度、換算透過水量（０．７５ＭＰａ換算時の透過流量）及び１段目エレメントの差圧を表１に示す。
［実施例６］
１段目の逆浸透膜の透過流束を１．１ｍ／ｄとしたこと以外は実施例１と同一の条件で試験を実施した。通水５００時間後の処理水ＴＯＣ濃度、換算透過水量（０．７５ＭＰａ換算時の透過流量）及び１段目エレメントの差圧を表１に示す。
［比較例１］
２段目の逆浸透膜の原水スペーサとして、線径０．２５〜０．３６ｍｍ、目開き２．６ｍｍ、厚み０．７１ｍｍのものを用いたこと以外は実施例１と同一の条件で試験を実施した。なお、この膜エレメントを８インチ逆浸透膜装置に充填した場合、膜面積は４１．８ｍ２となる。通水５００時間後の処理水ＴＯＣ濃度と、換算透過水量（０．７５ＭＰａ換算時の透過流量）、及び１段目エレメントの差圧を測定した。結果を表１に示す。
［比較例２］
１段目の逆浸透膜の原水スペーサとして、線径０．２〜０．３ｍｍ、目開き２．２ｍｍ、厚み０．６ｍｍのものを用いたこと以外は実施例１と同一の条件で試験を実施した。なお、この膜エレメントを８インチ逆浸透膜装置に充填した場合、膜面積は４１．８ｍ２となる。通水５００時間後の処理水ＴＯＣ濃度と、換算透過水量（０．７５ＭＰａ換算時の透過流量）、及び１段目エレメントの差圧を測定した。結果を表１に示す。
Figure 0005838981
表１に示す通り、実施例１〜６によれば、処理水ＴＯＣ濃度が低く、高純度の水質を得ることができる。実施例６については、１段目の透過流束が他の例よりも高いため、５００時間後の透過流束に低下が見られる。比較例１は従来の処理方法である。比較例２は処理水質は従来よりも良いが、１段目の逆浸透膜の原水スペーサを薄くしたため、１段目の逆浸透膜のエレメント差圧が早期に上昇し、安定性が低い。
［実施例７］
１段目の逆浸透膜装置３の逆浸透膜として、市販の８インチ逆浸透膜エレメントを想定し、日東電工製逆浸透膜ＥＳ２０から平膜を幅５０ｍｍ×長さ８００ｍｍに切り抜き、厚み０．８６ｍｍのポリプロピレン製原水スペーサ（線径０．３〜０．４３ｍｍ、目開き３．０ｍｍ）とともに図４の通りＳＵＳ製通水セルに充填した。また、２段目の逆浸透膜装置７の逆浸透膜として、日東電工製逆浸透膜ＥＳ２０から平膜を幅５０ｍｍ×長さ８００ｍｍに切り抜き、厚み０．６０ｍｍのポリプロピレン製原水スペーサ（線径０．２〜０．３ｍｍ、目開き２．２ｍｍ）とともに図４の通りＳＵＳ製通水セルに充填した。このときの１段目、２段目用の膜エレメントを８インチ逆浸透膜装置に充填した場合、膜面積はそれぞれ、３７．１ｍ２、４６．０ｍ２である。
原水として生物処理水を凝集濾過した水（ＴＯＣ濃度１１００ｐｐｂ（１．１ｍｇ／Ｌ）を用い、１段目の逆浸透膜装置に透過流束０．６ｍ／ｄ、濃縮水として８インチエレメント換算で３．６ｍ３／ｈになるように通水し、２段目の逆浸透膜装置に透過流束１．０ｍ／ｄ、８インチエレメント換算で３．６ｍ３／ｈになるように通水した。通水５００時間後の処理水ＴＯＣ濃度、換算透過水量（0.75MPa換算時の透過流量）及び１段目エレメントの差圧を表２に示す。
［比較例３］
２段目の逆浸透膜の原水スペーサとして、線径０．２５〜０．３６ｍｍ、目開き２．６ｍｍ、厚み０．７１ｍｍのものを用いたこと以外は実施例７と同一の条件で試験を行った。なお、この膜エレメントを８インチ逆浸透膜装置に充填した場合、膜面積は４１．８ｍ２となる。通水５００時間後の処理水ＴＯＣ濃度、換算透過水量（0.75MPa換算時の透過流量）及び１段目エレメントの差圧を表２に示す。
［比較例４］
１段目の逆浸透膜の原水スペーサとして、線径０．２５〜０．３６ｍｍ、目開き２．６ｍｍ、厚み０．７１ｍｍのものを用いたこと以外は比較例３と同一の条件で試験を行った。なお、この膜エレメントを８インチ逆浸透膜装置に充填した場合、膜面積は４１．８ｍ２となる。通水５００時間後の処理水ＴＯＣ濃度、換算透過水量（0.75MPa換算時の透過流量）及び１段目エレメントの差圧を表２に示す。
Figure 0005838981
表２に示す通り、実施例７によると比較例３よりも優れた処理水質、高い透過水量を得ることができた。比較例４は１段目のエレメントの差圧上昇が見られ、安定性が悪化する結果となった。
以上の実施例及び比較例からも明らかな通り、本発明の多段逆浸透膜装置によると、１段目及び２段目逆浸透膜装置に同一厚みの原水スペーサを用いた多段逆浸透膜装置よりも高純度の処理水を得ることができ、安定性を損なうことなく、水質向上が可能である。
１ 原水タンク
３ １段目逆浸透膜装置
７ ２段目逆浸透膜装置

Claims (2)

  1. 袋状の逆浸透膜を原水スペーサと共に巻回してなる直径８インチのスパイラル型膜エレメントを備えた逆浸透膜装置を多段に設置してなり、前段の逆浸透膜装置の透過水を後段の逆浸透膜装置で処理する多段逆浸透膜装置において、
    １段目の逆浸透膜装置の膜エレメントの原水スペーサの厚みが０．７〜２ｍｍであり、２段目以降の逆浸透膜装置の膜エレメントの原水スペーサの厚みが０．２〜０．６ｍｍであることを特徴とする多段逆浸透膜装置。
  2. 請求項１に記載の多段逆浸透膜装置を運転する方法において、１段目の逆浸透膜装置の透過流束を１．０ｍ／ｄ以下とし、２段目以降の逆浸透膜装置の透過流束を１．１ｍ／ｄ以上とすることを特徴とする多段逆浸透膜装置の運転方法。
JP2013031033A 2013-02-20 2013-02-20 多段逆浸透膜装置及びその運転方法 Active JP5838981B2 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013031033A JP5838981B2 (ja) 2013-02-20 2013-02-20 多段逆浸透膜装置及びその運転方法
US14/766,334 US20150376034A1 (en) 2013-02-20 2014-02-14 Multi-stage reverse osmosis membrane system and operation method thereof
PCT/JP2014/053472 WO2014129399A1 (ja) 2013-02-20 2014-02-14 多段逆浸透膜装置及びその運転方法
SG11201506175QA SG11201506175QA (en) 2013-02-20 2014-02-14 Multi-stage reverse osmosis membrane system and operation method therefor
CN201480009128.2A CN105073650B (zh) 2013-02-20 2014-02-14 多段逆渗透膜装置及其运转方法
KR1020157021770A KR102009550B1 (ko) 2013-02-20 2014-02-14 다단 역침투막 장치 및 그 운전 방법
TW103105410A TWI579245B (zh) 2013-02-20 2014-02-19 Multi - stage reverse osmosis membrane device and its manipulation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013031033A JP5838981B2 (ja) 2013-02-20 2013-02-20 多段逆浸透膜装置及びその運転方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014159016A JP2014159016A (ja) 2014-09-04
JP5838981B2 true JP5838981B2 (ja) 2016-01-06

Family

ID=51391192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013031033A Active JP5838981B2 (ja) 2013-02-20 2013-02-20 多段逆浸透膜装置及びその運転方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20150376034A1 (ja)
JP (1) JP5838981B2 (ja)
KR (1) KR102009550B1 (ja)
CN (1) CN105073650B (ja)
SG (1) SG11201506175QA (ja)
TW (1) TWI579245B (ja)
WO (1) WO2014129399A1 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016112518A (ja) * 2014-12-16 2016-06-23 株式会社日立製作所 脱酸素装置及び脱酸素水製造方法
CN107406994A (zh) * 2015-03-10 2017-11-28 通用电气公司 具有多层支撑基材的离子交换膜
JP7089352B2 (ja) 2016-09-16 2022-06-22 日東電工株式会社 スパイラル型膜エレメント
JP6807219B2 (ja) * 2016-11-18 2021-01-06 オルガノ株式会社 逆浸透膜処理システムおよび逆浸透膜処理方法
CN110691639A (zh) 2017-03-20 2020-01-14 Bl 科技公司 具有经压印非织造基材的离子交换膜
CN109867329A (zh) * 2017-12-01 2019-06-11 北京京润环保科技股份有限公司 一种反渗透系统
RU2701342C1 (ru) * 2018-05-30 2019-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "7 Тех" Способ обессоливания воды методом обратного осмоса и устройство для его осуществления
JP2020049465A (ja) * 2018-09-28 2020-04-02 三菱日立パワーシステムズ株式会社 水処理システム及び水処理方法
KR102770593B1 (ko) * 2019-03-22 2025-02-19 주식회사 엘지화학 고회수율 역삼투 스페이서 및 엘리먼트
GB201912458D0 (en) * 2019-08-30 2019-10-16 Fujifilm Mfg Europe Bv Gas seperations elements and modules
CN110723784B (zh) * 2019-10-16 2022-04-15 东莞市鸾江水处理设备工程有限公司 一种废水处理回收方法
CN115520934B (zh) * 2021-06-25 2024-05-03 中国石油化工股份有限公司 膜分离回收系统和方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69225338D1 (de) * 1992-05-01 1998-06-04 Filmtec Corp Spiralförmig gewickeltes membranelement
JPH10230143A (ja) * 1997-02-19 1998-09-02 Nitto Denko Corp スパイラル型膜エレメントを用いた処理システムおよび処理方法
JPH1157429A (ja) 1997-08-18 1999-03-02 Kurita Water Ind Ltd スパイラル型膜モジュール
JP2000237554A (ja) * 1999-02-18 2000-09-05 Nitto Denko Corp スパイラル型膜エレメント
JP2000261867A (ja) * 1999-03-11 2000-09-22 Takaoka Electric Mfg Co Ltd 遠方監視システムの通信方式
JP2000262867A (ja) * 1999-03-17 2000-09-26 Toray Ind Inc 逆浸透膜分離装置および水の分離方法
JP2002001069A (ja) 2000-06-21 2002-01-08 Kurita Water Ind Ltd 純水製造方法
US6881336B2 (en) * 2002-05-02 2005-04-19 Filmtec Corporation Spiral wound element with improved feed space
JP2004089761A (ja) 2002-08-29 2004-03-25 Japan Organo Co Ltd スパイラル型膜エレメント、逆浸透膜モジュール及び逆浸透膜装置
MXPA06009668A (es) * 2004-02-25 2007-03-21 Dow Global Technologies Inc Aparato para tratar soluciones de alta fuerza osmotica.
JP2007152265A (ja) * 2005-12-07 2007-06-21 Toray Ind Inc 淡水製造装置の運転方法および淡水製造装置
US8216473B2 (en) * 2008-06-13 2012-07-10 Solution Dynamics, Llc Apparatus and methods for solution processing using reverse osmosis
JP5383163B2 (ja) 2008-11-27 2014-01-08 三菱重工業株式会社 多段海水淡水化装置及び多段海水淡水化装置の運転制御方法
ES2440929T3 (es) * 2008-11-28 2014-01-31 Kobelco Eco-Solutions Co., Ltd. Procedimiento de producción de agua dulce, aparato de producción de agua dulce, procedimiento para desalinizar agua marina en agua dulce, y aparato para desalinizar agua marina en agua dulce
US20120061300A1 (en) * 2010-09-15 2012-03-15 Takeshi Matsushiro Membrane filtration system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014159016A (ja) 2014-09-04
TWI579245B (zh) 2017-04-21
WO2014129399A1 (ja) 2014-08-28
KR102009550B1 (ko) 2019-08-09
TW201500295A (zh) 2015-01-01
CN105073650B (zh) 2017-04-19
SG11201506175QA (en) 2015-09-29
KR20150118951A (ko) 2015-10-23
US20150376034A1 (en) 2015-12-31
CN105073650A (zh) 2015-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5838981B2 (ja) 多段逆浸透膜装置及びその運転方法
JP5828328B2 (ja) 逆浸透膜装置の運転方法、及び逆浸透膜装置
JP2000271460A (ja) スパイラル型膜モジュールを用いた処理システムおよび処理方法
JP4251879B2 (ja) 分離膜モジュールの運転方法
CN102781539A (zh) 过滤装置及水处理装置
CN105073228B (zh) 一体化超滤和反渗透脱盐系统
JP2004050005A (ja) スパイラル型膜エレメント、逆浸透膜モジュール及び逆浸透膜装置
JP4225471B2 (ja) 多段式分離膜モジュールの運転方法
JP3230490B2 (ja) スパイラル型逆浸透膜エレメントおよびそれを用いた分離装置
JP2538409B2 (ja) 低圧用逆浸透膜による高濃度溶液の濃縮方法及び装置
JP2004089763A (ja) スパイラル型膜エレメント、分離膜モジュール、分離膜装置及びこれを用いる水処理方法
WO2016027302A1 (ja) 逆浸透膜装置及びその運転方法
JP2004050081A (ja) スパイラル型膜エレメント、逆浸透膜モジュール及び逆浸透膜装置
Yaranal et al. An analysis of the effects of pressure-assisted osmotic backwashing on the high recovery reverse osmosis system
JP2000153270A (ja) スパイラル型分離膜エレメントおよびその運転方法
KR20170023626A (ko) 수처리용 트리코트 여과수로 및 이를 포함하는 수처리용 역삼투압 필터 모듈
Sarfraz Recent trends in membrane processes for water purification of brackish water
JP2006218341A (ja) 水処理方法および装置
JP6149489B2 (ja) 逆浸透膜装置の運転方法
JP2004089761A (ja) スパイラル型膜エレメント、逆浸透膜モジュール及び逆浸透膜装置
JP2005270944A (ja) 中空糸膜モジュール
CN113518657A (zh) 高回收率反渗透间隔件和元件
JP2000271455A (ja) スパイラル型膜エレメントおよびスパイラル型膜モジュールの運転方法および洗浄方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150622

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20150622

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20150709

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150728

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150918

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20151013

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151026

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5838981

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D02

R157 Certificate of patent or utility model (correction)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R157

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250