專利名稱：淡水制造方法及淡水制造裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及使用半透膜單元的淡水制造裝置及方法，用于由海水與江河水、地下水或廢水處理水的組合之類的多種原水制造淡水。更詳細而言，本發明涉及在由多種原水制造淡水的裝置中有效地利用來自半透膜單元的濃縮水的能量的裝置及方法。
背景技術：
近年來，隨著日益嚴峻的水環境的惡化，至此水處理技術變得越發重要，利用分離膜的水處理技術逐漸得到了非常廣泛的應用。作為海水淡水化的水處理技術，目前在水資源極度缺乏、且由石油產生的熱資源非常豐富的中東地區以蒸發法為中心正在付諸實用。 另一方面，在熱源不豐富的中東之外的地區，采用了所需動力小的使用半透膜(特別是反滲透膜)的淡水化方法，在加勒比海諸島和地中海區域等正在建設大量的工廠并實際運轉。在使用了反滲透膜的淡水化設備中，具有壓力能的濃縮海水被排出。因此，利用能量回收單元將該壓力回收、由此減低所需要動力的結構裝置逐漸得到應用。隨著最近技術進步， 利用反滲透膜法的淡水化技術的可靠性進一步提高，成本降低，并且能量回收技術顯著進步，因此在中東地區也建設了大量的利用反滲透膜法的海水淡水化工廠。回收能量時，到約10年前為止，主要采用利用水壓使泵旋轉回收能量的反轉泵或多用于水力發電的Pelton水車(能量回收效率為70 90%)。最近，開發了被稱作壓力交換式的能量回收單元，由于其能量回收效率高(約95%)，所以在海水淡水化裝置中作為能量回收裝置發揮主要作用(非專利文獻1)。另外，對于使用了反轉泵和Pelton水車的現有能量交換單元，由于針對設定流量進行了最佳設計，所以水量發生波動時其回收效率降低，但壓力交換式能量回收單元具有如下優點由于在相同量的水之間進行壓力交換，所以即使供給水量發生波動時也能維持能量回收效率。需要說明的是，具有壓力交換式能量回收單元的現有代表性的淡水制造裝置的流程示于圖8。另一方面，人們已經對利用反滲透膜的淡水化工序本身反復進行了技術開發、改良。對反滲透膜施加壓力使溶劑中的水透過膜，由此制造淡水，所述壓力能夠克服來自其名稱的、由膜面的濃度差引起的滲透壓。由于使膜分離而發揮作用的有效壓力是從操作壓力中減去基于供給水濃度的滲透壓而得到的，所以公開了下述工序在中途提高運轉壓力，對抗后段的經過濃縮的高滲透壓，從而有效地獲取淡水(專利文獻1、非專利文獻2、。另外， 已經公開了下述方法使用分離尺寸大于反滲透膜尺寸、且通常不適于海水淡水化的納米過濾膜對透過水進行2次處理(非專利文獻幻。進而，還公開了下述工序在海水中混合廢水再利用的濃縮排水，降低滲透壓，進行反滲透膜處理(圖9)(非專利文獻4、5)。專利文獻1 日本特開平8-108048號公報非專禾Ij 文獻 1 :G. G. Pique、”Low Power Bill makes seawater affordable，，、 Desalination & Water Reuse、15(3)、p47_50(2005)非專利文獻2 山村弘之等、“節約能源低成本型反滲透膜法海水淡水化技術的開發”、膜、23 (5)、p245-250 (1998):R. C. Cheng> "A Novel Approach to Seawater Desalination Using Dual Dual-Staged Nanofiltration Process，，、AffffA Annual Conference、(2005. 6)非專利文獻4 :“株式會社神鋼環境SOLUTION等4個公司，經產省的示范事業，在周南市進行實證實驗”、[online]、平成21年3月5日、日本水道新聞、[平成21年7月2日檢索]、網址 <http //www. suido-gesuido. co. jp/blog/suido/2009/03/post_2780. html>非專利文獻5 “「適合低碳社會的技術開發·社會體系實證示范事業」的選定”、 [online]、平成21年3月2日、東麗株式會社綜合報導、[平成21年7月2日檢索]、網址 <http://www. toray. co. jp/news/water/nr090302. html>
發明內容
本發明的目的在于提供淡水制造方法及淡水制造裝置，在將多種供給水混合利用、使用了半透膜的淡水制造裝置中，有效地利用由半透膜單元排出的濃縮水的能量，而且有效地采用壓力交換式能量回收單元，所述壓力交換式能量回收單元即使在供給水有波動的情況下也能以低成本有效地回收能量。為了實現上述目的，本發明采用以下任一種構成。(1) 一種淡水制造方法，是使水質不同的多種供給水透過半透膜制造淡水的淡水制造方法，對于供給至具有半透膜的半透膜單元的多種供給水中的一部分(稱作第1供給水)，利用將由上述半透膜單元排出的濃縮水的壓力能回收的壓力交換式能量回收單元進行升壓，上述多種供給水中的剩余部分(稱作第2供給水)通過高壓泵升壓，將經過升壓的上述第1供給水及上述第2供給水合并供給至上述半透膜單元。(2)如上述(1)所述的淡水制造方法，其中，上述第1供給水的總鹽濃度高于上述第2供給水。(3)如上述( 所述的淡水制造方法，其中，上述第1供給水在升壓前的壓力低于上述第2供給水在升壓前的壓力。(4)如上述(1) (3)中任一項所述的淡水制造方法，其中，上述第1供給水或上述第2供給水為來自與上述半透膜單元不同的半透膜單元的濃縮水。(5) 一種淡水制造裝置，具有半透膜單元，將水質不同的多種供給水合并處理， 將透過水和濃縮水排出；第1供給水管路，將上述多種供給水中的一部分(稱作第1供給水)供給至上述半透膜單元；第2供給水管路，將上述多種供給水中的剩余部分(稱作第2 供給水)供給至上述半透膜單元；和壓力交換式能量回收單元，將由上述半透膜單元排出的濃縮水的壓力能回收，上述壓力交換式能量回收單元是為了利用回收的壓力能使上述第 1供給水升壓而設置的，進而，上述第2供給水管路中具有使上述第2供給水升壓的高壓泵。(6)如上述( 所述的淡水制造裝置，其中，在上述第1供給水管路上具有與上述半透膜單元不同的半透膜單元，使來自該半透膜單元的濃縮水作為上述第1供給水使用， 或者在上述第2供給水管路上具有與上述半透膜單元不同的半透膜單元，使來自該半透膜單元的濃縮水作為上述第2供給水使用。根據本發明，在將多種供給水混合利用、具有半透膜的淡水制造裝置中，使通過壓力交換式能量回收單元的供給水與不通過該單元的供給水實質上不同，由此能夠降低對泵和管道的要求，抑制成本，同時即使供給水量和水質發生波動也穩定、能夠維持高的能量回收效率。進而，可以促進從半透膜單元中流出的濃縮水的壓力能的有效利用。
[圖1]為表示本發明的淡水制造裝置的一個實施方式的流程簡圖。[圖2]為表示本發明的淡水制造裝置的另一個實施方式的流程簡圖。[圖3]為表示本發明的淡水制造裝置的再一個實施方式的流程簡圖。[圖4]為表示本發明的淡水制造裝置的一個實施方式的流程簡圖。[圖5]為表示本發明的淡水制造裝置的另一個實施方式的流程簡圖。[圖6]為表示本發明的淡水制造裝置的再一個實施方式的流程簡圖。[圖7]為表示本發明的淡水制造裝置的再一個實施方式的流程簡圖。[圖8]為具有壓力交換式能量回收單元的現有的代表性的淡水制造裝置的流程圖。[圖9]為將不同的供給水混合供給并進行半透膜處理的現有淡水制造裝置的流程圖。
具體實施例方式以下，使用
本發明優選的實施方式。但本發明的范圍并不限于這些實施方式。圖1給出本發明的淡水制造裝置的一個例子。圖1所示的淡水制造裝置具有處理水質不同的多種供給水、并將透過水和濃縮水排出的半透膜單元9;將多種供給水中的一部分(稱作第1供給水)供給至半透膜單元9的第1供給水管路；將多種供給水中的剩余部分(稱作第2供給水)供給至半透膜單元9的第2供給水管路；將從半透膜單元9中排出的濃縮水的壓力能進行回收的壓力交換式能量回收單元4。設置壓力交換式能量回收單元4以使利用回收后的壓力能使第1供給水升壓，并且，在第2供給水管路上具有使第2 供給水升壓的高壓泵8。利用第1取水泵2，將第1供給水從第1供給水槽1供給至第1前處理單元3后， 將經過第1前處理單元3處理的處理水供給至壓力交換式能量回收單元4。將利用壓力交換式能量回收單元4升壓的水進一步通過升壓泵5進行升壓直至與利用高壓泵8升壓的第2供給水為相同的壓力。另一方面，通過第2取水泵7，將第2供給水從第2供給水槽6供給至第2前處理單元11進行處理后，通過高壓泵8升壓至實質上膜處理所需的壓力。將經過高壓泵8升壓的水與經過上述壓力交換式能量回收單元4及升壓泵5升壓的水進行混合，供給至半透膜單元9。在半透膜單元9中，混合供給的第1供給水及第2供給水經過處理，排出透過水和濃縮水。透過水以生產水10的形式被取出。另一方面，將從半透膜單元9中排出的、具有壓力能的濃縮水供給至壓力交換式能量回收單元4，將壓力能傳達至第1供給水后，以濃縮排水16的形式排出到體系外。在本發明中，作為第1供給水和第2供給水，使用鹽濃度和溫度等水質不同的原水。因此，可以在第1供給水管路及第2供給水管路上配置根據各種水質而特性不同的管道和設備。例如，在2種供給水具有不同鹽濃度的情況下，第1供給水使用高濃度原水、第2 供給水使用低濃度原水時，作為第1取水泵2、第1前處理單元3、升壓泵5、壓力交換式能量回收單元4、及配置它們的管路(第1供給水管路)的管道，設置成對鹽分的耐腐蝕性優異。 另一方面，作為低濃度的第2供給水的管路的設備和管道，設置成與第1供給水管路相比耐腐蝕性較差。上述情況下，第2供給水管路的高壓泵8和第2前處理單元11等可以降低材質要求水平，因此可以降低設備和保養所需要的成本。例如對于鹽濃度高的供給水的管路， 使用耐腐蝕性優異的Duplex類不銹鋼、雙相不銹鋼、超級奧氏體類不銹鋼、陶瓷、纖維增強塑料等材質，但這些材質的難點在于價格昂貴。但是，根據本發明，可以將這些材質的使用量抑制到所需最低限度，可以實現裝置的低成本化。作為高濃度原水的代表例，可以舉出海水、來自海水的處理水和濃縮水之類鹽濃度高的水，另外，作為低濃度原水的代表例，可以舉出江河水、地下水、廢水處理水之類鹽濃度低的水。圖2為本發明的淡水制造裝置的另一個實施方式，表示附加了供給水的混合調節功能的情況。各原水的流量存在波動和限制時，例如優選如圖2所示附加混合調節功能。具體而言，優選下述方案設置使低濃度的第2供給水從第2供給水槽6流到第1供給水槽1 的管道、和調節該管道中的流量的流量調節閥13，使其能夠根據原水的流量波動將第2供給水供給至第1供給水管路。進而，也可以采用下述方案設置將高濃度的第1供給水從第 1供給水槽1流到第2供給水管路的管道、和調節該管道中的流量的流量調節閥12，使其能夠根據原水的流量波動將第1供給水供給至第2供給水管路。但是，在后者的管道中，使高濃度的第1供給水流到低濃度的第2供給水管路中，因此要抑制流量使作為低濃度的第2 供給水管路設計的設備和管道的劣化在允許的范圍內。需要說明的是，圖2所示的方案除上述方面之外與圖1相同。圖3為本發明的淡水制造裝置的再一個實施方式，表示附加了供給水的溫度調節功能的情況。第1供給水與第2供給水之間存在水溫差時，第2供給水的溫度較高的情況下，如圖3所示，通過配置的熱交換單元14，可以升高溫度低的第1供給水的溫度，降低之后的壓力損失和促進前處理的效率化。在上述情況下，通過熱交換單元14的第2供給水， 如果也能夠全部返回到第2供給水槽中，則在不想降低溫度時，也可以將一部分或全部通過排水用管道15排出到體系外。需要說明的是，圖3所示的方案除上述方面之外與圖1相同。 但是，在本發明中，作為第1供給水和第2供給水，對于供給到哪個方向、何種濃度 (例如高濃度、低濃度)，沒有特別限制。例如在圖1中，第1供給水也可以使用低濃度原水， 第2供給水也可以使用高濃度原水。但是，考慮到以下方面時，優選利用壓力交換式能量回收單元通過壓力交換使高鹽濃度的供給水升壓得到的供給水(即，第1供給水)。
將2種供給水在混合后利用半透膜單元9進行處理，從該半透膜單元9排出透過水(淡水)和具有壓力能的濃縮水。從半透膜單元9排出的濃縮水的壓力能利用壓力交換式能量回收單元4進行壓力交換，上述壓力交換時數％的濃縮水易于漏入第1供給水中。高濃度原水一方用作第1供給水時，即使在第1供給水中漏入來自低濃度原水的濃縮水時，第1供給水的濃度變為更高濃度的可能性也變小，由濃縮水的漏入產生的不良影響變小，是理想的。例如，將總鹽濃度3%的鹽水用作第1供給水、將總鹽濃度的鹽水用作第2供給水，將其分別等量供給時，在剛剛供給到半透膜單元前經混合的混合水的總鹽濃度變為 2%。在上述混合中，供給水的33%透過半透膜，以淡水的形式得到時，濃縮水的總鹽濃度變為3%，即使上述濃縮水利用壓力交換式能量回收單元混入第1供給水(總鹽濃度3% )中也沒有不良影響。因此，從抑制由濃縮水的混入產生的不良影響的觀點考慮時，優選使來自半透膜單元的濃縮水的總鹽濃度為利用壓力交換式能量回收單元4升壓得到的水的總鹽濃度以下。此處，本發明中的總鹽濃度以TDS(總蒸發殘留物)為代表，也可以以通過成分分析得到的各種離子和有機物單成分的總和的形式得到。其中，單成分之和大多數情況下包含大的測定誤差，優選以TDS表示。進而，在本發明中，還優選下述方案將任一方的供給水事先用其他半透膜單元進行半透膜處理，將經過該半透膜處理排出的濃縮水與另一方的供給水混合，混合到上述半透膜單元9中。但是，在上述情況下，根據上述由其他半透膜單元得到的濃縮水和上述另一方的供給水的不同而壓力水平不同。因此，不用進行用于適應壓力水平的壓力調節通過使各供給管道合流進行混合時(未作圖示)，因各供給水中產生壓力波動而會產生流量平衡波動、 混合比例波動之類的問題。為了防止流量平衡的波動，通常設置圖9所示的供給水混合槽 31，在供給水混合槽31內中進行濃縮水與第1供給水的混合。但是，如此一來，各供給水所具有的壓力能在槽31內進行混合時喪失，無法有效地利用其壓力能。因此，在本發明中，優選下述方案將上述來自其他半透膜單元的濃縮水作為第2 供給水，在將該第2供給水利用高壓泵8升壓后，且在供給至半透膜單元9中之前，與第1 供給水混合。具體而言，優選例如如圖4所示在與圖1所示的裝置的第2供給水管路的高壓泵8相比更靠近上游的一側設置半透膜單元17，將來自該半透膜單元17的濃縮水作為半透膜單元9的第2供給水。由此，可以利用高壓泵8或升壓泵5等對混合時供給水的各自的壓力水平調節，可以使具有基本相同水平的壓力的第1供給水和第2供給水(上述來自其他半透膜單元17的濃縮水)合流并混合。另外，上述其他半透膜單元17的濃縮水(第2供給水)由于可以在保持其壓力不變的條件下利用高壓泵8升壓，所以可以抑制能量損失。需要說明的是，以下在如上所述使用2個半透膜單元的方案中，有時將進行濃縮水能量回收的半透膜單元稱作 “第1半透膜單元”，將為了得到第2供給水而設置的半透膜單元稱作“第2半透膜單元”。在圖4所示的方案中，將半透膜單元17 (第2半透膜單元)用于2種供給水中的低濃度側管路(即，將低濃度的原水用作第2供給水，經過第2供給水槽6、第2取水泵7、 第2前處理單元11、第2高壓泵，將第2供給水供給至半透膜單元17)時，供給至半透膜單元17中的供給水的加壓水平小于供給至半透膜單元9(第1半透膜單元)中的供給水的加壓水平即可。因此，來自半透膜單元17的濃縮水所具有的壓力小于供給至第1半透膜單元 9的供給水的加壓水平。因此，在上述情況下，維持來自半透膜單元17的濃縮水所具有的壓力不變，進而可以升壓至高壓力，使其為供給至第1半透膜單元9中的供給水的加壓水平。 艮口，可以有效地利用來自半透膜單元17(第2半透膜單元)的濃縮水所具有的高的壓力能而不使其削減，防止由與第1供給水的混合所產生的壓力能損失的效果明顯。與此相反地，將半透膜單元17(第2半透膜單元)用于2種供給水中的高濃度側管路(即，將高濃度的原水用作第2供給水，經過第2供給水槽6、第2取水泵7、第2前處理單元11、第2高壓泵，將第2供給水供給至半透膜單元17的情況)時，來自半透膜單元 17的濃縮水所具有的壓力有時大于供給至半透膜單元9的供給水的加壓水平。上述情況下，需要使來自半透膜單元17的濃縮水所具有的一部分壓力消失以與供給至半透膜單元9 的供給水的加壓水平相符。因此，防止壓力能損失的效果并不明顯。作為能適用于本發明的半透膜單元(半透膜單元9和半透膜單元17)，沒有特別限制，為了易于操作，優選使用下述半透膜單元，即，將中空絲膜狀或平膜狀半透膜收納于殼體內作為流體分離元件(單元)，將其填充在耐壓容器中。流體分離元件由平膜狀半透膜形成時，例如通常在穿設有多個孔的筒狀的中心管的周圍將半透膜和流路材料(網)纏繞呈圓筒狀，作為市售產品，可以舉出東麗(株)制反滲透膜成分TM700系列和TM800系列。可以用1根這些流體分離元件構成半透膜單元，另外也可以將多根流體分離元串聯或并列連接構成半透膜單元。半透膜的原料可以使用乙酸纖維素類聚合物、聚酰胺、聚酯、聚酰亞胺、乙烯基聚合物等高分子原料。另外，對于其膜結構，可以為非對稱膜或復合膜中的任一種，所述非對稱膜是在膜的至少一面上具有致密層、從致密層到膜內部或另一面具有逐漸大的孔徑的微細孔的非對稱膜，所述復合膜在非對稱膜的致密層上具有由其他原料形成的非常薄的功能層。由于在半透膜單元中供給水被濃縮，所以為了防止由濃縮導致的水垢析出或者調節PH，可以在各半透膜單元的供給水中添加防水垢劑或酸 堿。需要說明的是，對于防水垢劑的添加，為了發揮該添加效果，優選在比PH調節更靠近上游側實施。另外，在剛剛添加藥品后設置在線混合器，或者使添加口與供給水的流動直接接觸等，可以防止在添加口附近的濃度和PH的急劇波動，也是優選的。所謂防水垢劑，是指與溶液中的金屬、金屬離子等形成配位化合物使金屬或金屬鹽增溶的物質，因此可以使用有機或無機的離子性聚合物或單體。作為有機類聚合物，可以使用聚丙烯酸、磺化聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、聚烯丙基胺等合成聚合物和羧甲基纖維素、脫乙酰殼多糖、藻酸等天然高分子，作為單體，可以使用乙二胺四乙酸等。另外，作為無機類的防水垢劑，可以使用多磷酸鹽等。這些防水垢劑中，從易于購買、溶解性等操作的容易性、價格的方面考慮，特別優選使用多磷酸鹽、乙二胺四乙酸(EDTA)。所謂多磷酸鹽，是指以六偏磷酸鈉為代表的在分子內具有2個以上磷原子、且通過磷酸原子等與堿金屬、堿土類金屬鍵合得到的聚合無機磷酸類物質。作為代表性的多磷酸鹽，可以舉出焦磷酸4鈉、焦磷酸2 鈉、三多磷酸鈉、四多磷酸鈉、七多磷酸鈉、十多磷酸鈉、偏磷酸鈉、六偏磷酸鈉、及它們的鉀
^Tt. ο另一方面，作為酸或堿，通常可以使用硫酸、氫氧化鈉或氫氧化鈣。另外，也可以使用鹽酸、草酸、氫氧化鉀、碳酸氫鈉、氫氧化銨等。但是，為了防止進入海水中的水垢成分增力口，最好不使用鈣和鎂。本發明中，作為為了對半透膜單元供給前的供給水進行前處理而設置的前處理單元(第1前處理單元3和第2前處理單元11)，可以根據各供給水的水質等，使用進行雜質成分的除去和殺菌等的處理單元。例如，作為需要除去供給水的雜質時的前處理單元，使用砂過濾、精密過濾膜或超濾膜是有效的。此時在細菌和藻類等微生物多的情況下，優選添加殺菌劑。作為殺菌劑，優選使用氯，例如可以將氯氣或次氯酸鈉以游離氯計在1 5mg/l的范圍內的方式添加到供給水中。需要說明的是，根據半透膜的種類，特定的殺菌劑有時沒有化學耐久性，因此在上述情況下，優選盡量在供給水的上游側添加，進而在半透膜單元的供給水入口側附近使殺菌劑無害化。例如在游離氯的情況下，可以測定其濃度，并基于該測定值控制氯氣或次氯酸鈉的添加量，或者添加亞硫酸氫鈉等還原劑。另外，供給原水除雜質之外還含有細菌、蛋白質或天然有機成分等時，加入聚氯化鋁、硫酸鋁、氯化鐵(III)等凝集劑也是有效的。對于經過凝集的供給水，之后利用斜向板等使凝集物沉降，之后進行砂過濾，或者利用捆扎了多根中空絲膜的精密過濾膜或超濾膜進行過濾，由此可以形成適于通過后段的半透膜單元的供給水。特別是添加凝集劑時，優選調節PH使其易于凝集。此處在前處理中使用砂過濾時，可以采用被處理水自然流下的方式的重力式過濾，也可以采用在加壓槽中填充了砂的加壓式過濾。填充的砂也可以采用單一成分的砂，例如通過將無煙煤、硅砂、石榴石、浮石等組合，可以提高過濾效率。對于精密過濾膜和超濾膜沒有特別限制，還可以適當使用平膜、中空絲膜、管狀型膜、折疊型、其他任何形狀的膜。對于膜的原料也沒有特別限定，可以使用聚丙烯腈、聚砜、 聚苯硫醚砜、聚偏1，1-二氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚砜、聚乙烯醇、乙酸纖維素和陶瓷等無機原料。另外，對于膜過濾方式，可以采用將供給水加壓并過濾的加壓過濾方式和抽吸透過側并過濾的抽濾方式中的任一種。特別是采用抽濾方式的情況下，還優選采用將精密過濾膜或超濾膜浸漬于凝集沉淀槽或生物處理槽中進行過濾的、所謂凝集膜過濾或膜利用活性污泥法(MBR)。另一方面，供給水中含有大量溶解性的有機物時，可以通過添加氯氣和次氯酸鈉可以將這些有機物分解，也可以通過進行加壓浮上或活性碳過濾來除去。另外，含有大量溶解性的無機物時，可以添加有機類高分子電解質或六偏磷酸鈉等鰲合劑，或者使用離子交換樹脂等與溶解性離子交換。另外，鐵或錳以可溶的狀態存在時，優選采用曝氣氧化過濾法或接觸氧化過濾法等。為了預先除去特定離子和高分子等、使本發明中的淡水制造裝置效率地高運轉， 也可以在前處理中使用納米過濾膜。圖5為本發明中如上所述使用2個半透膜單元、且使用污水作為第2供給水時能優選使用的淡水制造系統的流程圖。在該方案中，將第2供給水在并用了凝集劑和活性污泥的浸漬式膜分離單元19中進行膜分離處理，將所得膜過濾水接著連續供給至半透膜單元17(第2半透膜單元)。圖6為與圖5的情況相反地在第1供給水側設置有半透膜單元17 (第2半透膜單元)的方案，為在使用污水作為第1供給水時能優選使用的淡水制造系統的流程圖。在該方案中，將第1供給水在膜分離單元19中處理，然后在半透膜單元17 (第2半透膜單元) 中處理。需要說明的是，上述情況下，在對來自半透膜單元17的濃縮水進行加壓時使用壓力交換式能量回收裝置，在此方面與圖5不同。
另外，圖7中給出在圖5所示的淡水制造裝置中追加藥液注入的情況。例如通過第1藥液槽27及供給泵28向第1供給水中注入殺菌劑，抑菌劑、洗滌劑。另外，通過第2 藥液槽22及供給泵23向第2供給水中注入殺菌劑，抑菌劑、洗滌劑。這些藥品沒有特別限制，可以根據需要使用各種藥品，例如酸、堿、次氯酸鈉、氯胺、有機氮硫類化合物、有機氮硫類化合物、異噻唑啉酮類化合物、胼類化合物、DBNPA等。但是，添加了藥品的第1供給水在半透膜單元9 (第1半透膜單元)中經過處理后， 以濃縮水的形式被排出到體系外。因此，根據需要，通過第1中和藥液槽29及供給泵30， 在濃縮排水用管路道中注入中和劑，進行濃縮廢水的中和處理。另一方面，添加了藥品的第 2供給水的情況也同樣地通過第2中和藥液槽24和供給泵25，在經過高壓泵8供給至半透膜單元9 (第1半透膜單元)的半透膜單元17 (第2半透膜單元)的濃縮水管道中注入中和劑，進行濃縮水的中和。需要說明的是，也可以省略在該階段中的濃縮水的中和，在從半透膜單元9中以濃縮水的形式被排出的階段一并進行中和。產業上的可利用性本發明涉及使用了用于回收半透膜的濃縮排水能量的壓力交換式能量回收裝置的淡水制造裝置及淡水制造方法，更詳細而言，將通過能量回收單元經過升壓的供給水、和不通過能量回收單元而通過高壓泵經過升壓的供給水制成水質不同的供給水，由此可以實現以低成本制造淡水。因此，由此可以由海水、江河水、地下水、排水處理水以低成本得到淡水。符號說明1 第1供給水槽2 第1取水泵3:第1前處理單元4 壓力交換式能量回收單元5:升壓泵(增壓泵)6 第2供給水槽7 第2取水泵8 高壓泵9 半透膜單元(第1半透膜單元)10:生產水(淡水)11:第2前處理單元12 流量調節閥13:流量調節閥14 熱交換單元15 排水用管道16 濃縮排水用管道17 半透膜單元(第2半透膜單元)18 第2高壓泵19 浸漬型過濾分離單元22 第2藥液槽
23 第2藥液供給泵24 第2中和藥液槽25:第2中和藥液供給泵26 排水閥27 第1藥液槽28 第1藥液供給泵29 第1中和藥液槽30 第1中和藥液供給泵31 供給水混合槽
權利要求
1.一種淡水制造方法，是使水質不同的多種供給水透過半透膜制造淡水的淡水制造方法，對于供給至具有半透膜的半透膜單元的多種供給水中的一部分，利用將由所述半透膜單元排出的濃縮水的壓力能回收的壓力交換式能量回收單元進行升壓，所述多種供給水中的剩余部分，通過高壓泵升壓，將經過升壓的所述第1供給水及所述第2供給水合并供給至所述半透膜單元，其中所述供給至具有半透膜的半透膜單元的多種供給水中的一部分稱作第1供給水，所述多種供給水中的剩余部分稱作第2供給水。
2.如權利要求1所述的淡水制造方法，其中，所述第1供給水的總鹽濃度高于所述第2 供給水。
3.如權利要求2所述的淡水制造方法，其中，所述第1供給水在升壓前的壓力低于所述第2供給水在升壓前的壓力。
4.如權利要求1 3中任一項所述的淡水制造方法，其中，所述第1供給水或所述第2 供給水為來自與所述半透膜單元不同的半透膜單元的濃縮水。
5.一種淡水制造裝置，具有半透膜單元，將水質不同的多種供給水合并處理，將透過水和濃縮水排出；第1供給水管路，將所述多種供給水中的一部分供給至所述半透膜單元，所述多種供給水中的一部分稱作第1供給水；第2供給水管路，將所述多種供給水中的剩余部分供給至所述半透膜單元，所述多種供給水中的剩余部分稱作第2供給水；和壓力交換式能量回收單元，將由所述半透膜單元排出的濃縮水的壓力能回收，所述壓力交換式能量回收單元是為了利用回收的壓力能使所述第1供給水升壓而設置的，進而，所述第2供給水管路中具有使所述第2供給水升壓的高壓泵。
6.如權利要求5所述的淡水制造裝置，其中，在所述第1供給水管路上具有與所述半透膜單元不同的半透膜單元，使來自該半透膜單元的濃縮水作為所述第1供給水使用，或者在所述第2供給水管路上具有與所述半透膜單元不同的半透膜單元，使來自該半透膜單元的濃縮水作為所述第2供給水使用。
全文摘要
本發明的目的在于提供淡水制造方法及淡水制造裝置，在混合利用多種供給水、且使用了半透膜的淡水制造裝置中，有效地運用由半透膜單元排出的濃縮水的能量，且有效地采用壓力交換式能量回收單元，所述壓力交換式能量回收單元即使在供給水有波動的情況下也能以低成本有效地回收能量。在使水質不同的多種供給水透過半透膜制造淡水的淡水制造方法中，對于供給至具有半透膜的半透膜單元的多種供給水中的一部分(稱作第1供給水)，利用將由上述半透膜單元排出的濃縮水的壓力能回收的壓力交換式能量回收單元進行升壓，上述多種供給水中的剩余部分(稱作第2供給水)通過高壓泵升壓，將經過升壓的上述第1供給水及上述第2供給水合并供給至上述半透膜單元。
文檔編號B01D61/06GK102482123SQ201080039900
公開日2012年5月30日 申請日期2010年5月20日 優先權日2009年9月8日
發明者荻原稚子, 谷口雅英, 高畠寬生 申請人:東麗株式會社