多段逆渗透膜装置及其运转方法制造方法及图纸

在多段逆渗透膜处理时，不减损稳定性地使处理水质提升。将原水槽(1)内的原水通过第1泵(2)加压，供给到第1段的第1逆渗透膜装置(3)，排出浓缩水并且通过配管(4)将透过水导入中间槽(5)。将该中间槽(5)内的水通过第2泵(6)加压，供给到第2段的第2逆渗透膜装置(7)，通过配管(8)将透过水取出并且通过配管(9)使浓缩水返回原水槽(1)。逆渗透膜装置的原水隔离件的厚度，在第1段为大于0.6mm，在第2段为0.6mm以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多段逆渗透膜装置及其运转方法
本专利技术涉及一种将逆渗透膜装置串列设置成多段的多段逆渗透膜装置及其运转方法。
技术介绍
在海水淡水化、超纯水制造、工业用水的处理等时，广泛使用用以除去原水中的离子类、有机物等的逆渗透膜装置。并且，使用逆渗透膜装置进行处理时，为了使处理水水质提升，而将复数个逆渗透膜装置设置成多段，并且通过后段的逆渗透膜处理装置处理前段的逆渗透膜装置的处理水，是公知的(例如，专利文献1、4)。在将海水淡水化时，为了除去硼而进行二段以上的逆渗透膜处理。在超纯水制造工厂中，一般也是进行逆渗透膜的多段处理(例如，专利文献2)。作为逆渗透膜元件，已知有螺旋型膜元件。通过在透过水隔离件的两面叠合逆渗透膜并粘合3边而形成袋状膜，将该袋状膜的开口部安装在透过水集水管，与网状的原水隔离件一起以螺旋状卷绕在透过水集水管的外周面而构成的螺旋型膜元件是已知的(专利文献3、4)。通过配设在卷绕后的袋状膜间的原水隔离件形成原水路径。原水，从螺旋型膜元件的一个端面侧供给，并沿着原水隔离件流过，从螺旋型膜元件的另一个端面侧成为浓缩水而被排出。原水是在沿着原水隔离件流过的过程中，透过逆渗透膜成为透过水。该透过水是沿着透过水隔离件而流入透过水集水管的内部，从透过水集水管的端部被取出。关于原水隔离件的厚度，在专利文献3的第0018段中记载了优选为0.4～2mm左右，在专利文献4的第0017段中记载了优选为0.4～3mm。在使用逆渗透膜装置得到海水淡水化、超纯水或各种制造工艺用水的情形，若将逆渗透膜装置的原水隔离件的厚度加厚，则浊质不易阻塞原水流路。由此，能避免浊质蓄积造成的通水压差的上升或透过水量、透过水质的降低，而能够在长期间进行稳定运转。但是，若将原水隔离件的厚度加厚，则原水流路中的原水的流速变小。因此，水中所含的离子类、有机物类会在膜表面过度浓缩(浓度极化)，容易引起溶质浓缩造成的除去率降低，或污染物质吸附在膜造成的通量(flux)降低。另一方面，若将原水隔离件的厚度减少，则流速增加且不易引起逆渗透膜表面的过度浓缩，使处理水质提升。但是，被处理水所含的浊质会使原水流路容易阻塞(专利文献4的第0017段)，在稳定性方面会有问题。因此，现在市售的逆渗透膜的隔离件的厚度为0.7～0.9mm左右。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-125395；专利文献2：日本特开2002-1069；专利文献3：日本特开平11-57429；专利文献4：日本特开2004-89761。
技术实现思路
[专利技术要解决的课题]本专利技术的目的在于，在海水淡水化处理或超纯水制造等所使用的多段逆渗透膜处理时，不减损稳定性地使处理水质提升。[解决课题的方法]本专利技术的多段逆渗透膜装置，其是将具备螺旋型膜元件的逆渗透膜装置设置成多段而成，并且将前段的逆渗透膜装置的处理水通过后段的逆渗透膜装置进行处理，并且，上述螺旋型膜元件是将袋状的逆渗透膜与原水隔离件一起卷绕而成，其特征在于，第1段的逆渗透膜装置的膜元件的原水隔离件的厚度比0.6mm大，第2段以后的逆渗透膜装置的膜元件的原水隔离件的厚度为0.6mm以下。本专利技术的多段逆渗透膜装置的运转方法，其是对本专利技术的多段逆渗透膜装置进行运转的方法，其特征在于，第1段的逆渗透膜装置的透过流束为1.0m/天(m/d)以下，第2段以后的逆渗透膜装置的透过流束为1.1m/天以上。[专利技术的效果]本专利技术的多段逆渗透膜装置中，第1段的逆渗透膜装置中，作为原水隔离件使用厚度大的原水隔离件，能使浊质不易阻塞原水流路，避免浊质蓄积造成的通水压差的上升或透过水量、透过水质的降低，而能够在长期间进行稳定的运转。第2段以后的逆渗透膜装置中，作为原水隔离件使用厚度小的原水隔离件，使原水流路中的流速增加，不易引起逆渗透膜表面的过度浓缩，而提升处理水质。该通水至第2段以后的逆渗透膜装置的被处理水，是通过第1段逆渗透膜装置除去浊质的被处理水，因此，在第2段以后的逆渗透膜装置中，不会产生的膜的阻塞。通过使第2段以后的逆渗透膜装置的原水隔离件的厚度减少，能使每一元件的膜面积增加。配合增加透过流束，能减少第2段以后的膜元件的个数，能够降低成本。本专利技术人发现逆渗透膜的真阻止率(真の阻止率)取决于透过流束。本专利技术的方法中，通过使第2段以后的逆渗透膜装置的运转透过流束比第1段大，能够提升膜的除去率。附图说明图1是实施方式的多段逆渗透膜装置的系统图。图2是表示改变原水隔离件的厚度时的盐水(Brine)(浓缩水)流量与浓缩倍率的关系的图。图3是表示透过流束与真阻止率的关系的图。图4是试验用平膜单元的剖面图。具体实施方式下面，参照图1说明本专利技术的实施方式的多段逆渗透膜装置。该多段逆渗透膜装置，通过第1泵2将原水槽1内的原水加压而供给到第1段的第1逆渗透膜装置3，排出浓缩水，通过配管4将透过水导入中间槽5。通过第2泵6将该中间槽5中的水加压而供给到第2段的第2逆渗透膜装置7，通过配管8将透过水取出，通过配管9使浓缩水返回原水槽1。第1段及第2段的逆渗透膜装置3、6中，均具备螺旋型膜元件。螺旋型膜元件，是使内部收容有透过水隔离件的袋状分离膜与原水隔离件叠合并在集水管卷绕成螺旋状的螺旋型膜元件。如前述专利文献3的图2，也可使用以轴(shaft)代替集水管并且将在侧边的一部分具有透过水取出口的袋状膜卷绕在该轴上而成的螺旋型膜元件。在本专利技术中，不限定使用螺旋型膜元件，也可使用平膜型元件等。逆渗透膜装置的原水隔离件的厚度是，第1段比0.6mm大，第2段为0.6mm以下。图1中，逆渗透膜装置是设成2段，但也可设成3段以上。第3段以后的逆渗透膜装置的原水隔离件的厚度为0.6mm以下。逆渗透膜可以是海水淡水化用、低压用、超低压用、超超低压用等的逆渗透膜。作为逆渗透膜的材质并无特别限制，可以是醋酸纤维素、聚酰胺等，配合必要的除去率与通量进行适当选择即可。在使用阻止率高的膜元件的情形，优选采用由亚苯基二胺与酰氯合成的芳香族聚酰胺的逆渗透膜。作为原水隔离件，可使用筛网隔离件等，该筛网隔离件是通过复数条线材以等间隔排列且以45度～90度的角度交叉叠合而形成，该复数条线材是由聚乙烯或聚丙烯等的合成树脂制成并且具有相同或不同的直径(线径)。原水隔离件的空孔率优选为60％以上且95％以下。由此，可通过充分的搅拌效果而充分地抑制浓度极化。原水隔离件的筛网的大小优选为1mm以上且4mm以下。由此，可通过充分的搅拌效果而抑制浓度极化，并且抑制原液的流路阻力的增加，能够得到高的分离膜性能。原水隔离件不限定在筛网隔离件。例如，也可如前述专利文献4的图6，由锯齿状线材构成。第1段的逆渗透膜装置的原水隔离件的厚度，为了防止浊质阻塞而比0.6mm大，优选为0.7mm以上。但是，若原水隔离件的厚度过大则浓度极化变大、除去率降低，因此优选2.0mm以下。第2段以后的逆渗透膜装置的原水隔离件的厚度为0.6mm以下。图2是表示使用各种厚度的原水隔离件时的直径8英寸的螺旋型逆渗透膜模组中的NaCl的浓度极化的程度。如图2所示，0.6mm以上厚度的隔离件，浓度极化的影响变大，膜面浓度和平均本体浓度的比，在浓缩水量为2m3/小时(m3/h)以上时，超过1.2倍，因而不优选。若原水隔离件的厚度为0.6mm以下，则能防止浓度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多段逆渗透膜装置，其是将具备螺旋型膜元件的逆渗透膜装置设置成多段而成，并且通过后段的逆渗透膜装置对前段的逆渗透膜装置的处理水进行处理，并且，上述螺旋型膜元件是将袋状的逆渗透膜与原水隔离件一起卷绕而成，其特征在于，第1段的逆渗透膜装置的膜元件的原水隔离件的厚度比0.6mm大，第2段以后的逆渗透膜装置的膜元件的原水隔离件的厚度为0.6mm以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.02.20 JP 2013-0310331.一种多段逆渗透膜装置，其是将具备直径8英寸的螺旋型膜元件的逆渗透膜装置设置成多段而成，并且通过后段的逆渗透膜装置对前段的逆渗透膜装置的透过水进行处理，并且，上述螺旋型膜元件是将袋状的逆渗透膜与原水隔离件一起卷绕而成，其特征在于，第1...

【专利技术属性】
技术研发人员：早川邦洋，川胜孝博，
申请(专利权)人：栗田工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP