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公開番号2025016872
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-05
出願番号2023119640
出願日2023-07-24
発明の名称水処理装置
出願人株式会社東芝,東芝インフラシステムズ株式会社
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類C02F 1/44 20230101AFI20250129BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】浸透圧アシスト膜を適用しても、高濃縮が可能な水処理装置を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、水処理装置は、水処理される原液から硬度成分を除去する硬度除去部と、硬度成分を除去された原液から、炭酸成分を除去する炭酸除去部と、炭酸成分を除去された原液を、浸透膜を用いて濃縮する浸透圧アシスト膜部とを備えている。浸透圧アシスト膜部は、浸透膜と、浸透膜によって分離された第1室および第2室を有しており、第1室は、炭酸成分が除去された原液を受け入れ、第2室は、原液、原液を濃縮した濃縮原液、または原液もしくは濃縮原液と濃度が同程度のイオン成分からなる溶液を受け入れ、第1室に導入された原液中の水を、浸透膜を介して第2室へ浸透させることによって、第1室に導入された原液を濃縮し、第2室に導入された原液、濃縮原液、もしくは溶液を希釈する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水処理される原液から硬度成分を除去する硬度除去部と、
前記硬度成分を除去された原液から、炭酸成分を除去する炭酸除去部と、
前記炭酸成分を除去された原液を、浸透膜を用いて濃縮する浸透圧アシスト膜部とを備え、
前記浸透圧アシスト膜部は、前記浸透膜と、前記浸透膜によって分離された第１室および第２室を有し、
前記第１室は、前記炭酸成分が除去された原液を受け入れ、
前記第２室は、前記原液、前記原液を濃縮した濃縮原液、または前記原液もしくは前記濃縮原液と濃度が同程度のイオン成分からなる溶液を受け入れ、
前記第１室に導入された原液中の水を、前記浸透膜を介して前記第２室へ浸透させることによって、前記第１室に導入された原液を濃縮し、前記第２室に導入された原液、濃縮原液、もしくは溶液を希釈する、水処理装置。
続きを表示（約 520 文字）【請求項２】
前記炭酸除去部と、前記浸透圧アシスト膜部との間に、前記炭酸成分を除去された原液を、ＲＯ膜を用いて濃縮するＲＯ膜部を備え、
前記浸透圧アシスト膜部が受け入れる原液は、前記ＲＯ膜部によって濃縮された原液である、請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
前記硬度成分が除去される前の原液を、ＲＯ膜を用いて濃縮するＲＯ膜部を備え、
前記硬度除去部は、前記ＲＯ膜部によって濃縮された原液から、前記硬度成分を除去する、請求項１に記載の水処理装置。
【請求項４】
前記炭酸除去部は、脱炭酸塔を有する、請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の水処理装置。
【請求項５】
前記脱炭酸塔によって前記硬度成分を除去された原液に、アルカリを注入するアルカリ注入部を備えた、請求項４に記載の水処理装置。
【請求項６】
前記炭酸除去部は、脱気膜を有する、請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の水処理装置。
【請求項７】
前記脱気膜によって前記硬度成分を除去された原液に、アルカリを注入するアルカリ注入部を備えた、請求項６に記載の水処理装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、無排水（以下、「ＺＬＤ」（Zero Liquid Discharge）と称する）システムに好適な水処理装置に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
ＺＬＤシステムでは、ＲＯ膜でできるだけ高濃度に総溶解固形物（以下、「ＴＤＳ」（Total Dissolved Solids）と称する）を濃縮する事が重要であるが、排水中に含まれる有機物成分、無機物成分（カルシウム、マグネシウム、シリカなど）がファウリング／スケーリングを引き起こし、濃縮を阻害する。
【０００３】
また高濃度になるほどＲＯ膜に供給する圧力を高くする必要があり、ポンプの電力消費量の増加や、配管系統の高耐圧化が避けられない。
【０００４】
特許文献１に記載されている浸透圧アシスト膜を使えば、理論的にはＴＤＳを３００，０００ｍｇ／ｌ程度まで濃縮する事ができ、なおかつ供給圧力も低く抑える事ができるが、ファウリング／スケーリング問題がある為、現実的にはそこまで濃縮する事は困難である。
【０００５】
また従来の高ｐＨＲＯ法では、ファウリング／スケーリングの問題は克服できているが、高性能のイオン交換樹脂の再生コストが高い事と、達成可能なＴＤＳも、高々１３０，０００ｍｇ／ｌまでであることがネックとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１８－６５１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
浸透圧アシスト膜で液体の高濃縮化を行う際、通常ファウリング／スケーリング対策として前処理でシリカの除去および有機物（難分解性ＣＯＤ）の除去が行われる。しかし、シリカの除去には多量のドロマイトなどの無機薬剤が必要であり、その薬剤コストが大きい他、汚泥量も多くなり、汚泥産廃コストが大きくなる。
【０００８】
また難分解性ＣＯＤの除去には活性炭や促進酸化が必要である。活性炭は一定量の有機物を吸着後交換したり、再生する必要があり、その活性炭交換コストが非常に大きくなってしまう。また促進酸化でもオゾンやＵＶといった高額の機器の設置が必要であるのに加え、その電力消費量も非常に大きい。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、浸透圧アシスト膜を適用しても、高濃縮が可能な水処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態の水処理装置は、水処理される原液から硬度成分を除去する硬度除去部と、硬度成分を除去された原液から、炭酸成分を除去する炭酸除去部と、炭酸成分を除去された原液を、浸透膜を用いて濃縮する浸透圧アシスト膜部とを備えている。浸透圧アシスト膜部は、浸透膜と、浸透膜によって分離された第１室および第２室を有しており、第１室は、炭酸成分が除去された原液を受け入れ、第２室は、原液、原液を濃縮した濃縮原液、または原液もしくは濃縮原液と濃度が同程度のイオン成分からなる溶液を受け入れ、第１室に導入された原液中の水を、浸透膜を介して第２室へ浸透させることによって、第１室に導入された原液を濃縮し、第２室に導入された原液、濃縮原液、もしくは溶液を希釈する。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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