海水淡水化系統的製作方法

2023-12-05 07:59:41 1

專利名稱：海水淡水化系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及使用反滲透膜從海水得到淡水的海水淡水化系統。
背景技術：
近年來,存在海水淡水化處理系統增加的傾向，該海水淡水化處理系統構成為包括利用了依靠反滲透(R0:ReVerse Osmosis)膜進行的過濾處理的反滲透膜處理裝置。反滲透膜通過纖維素或聚醯胺等的原材料製成。反滲透膜處理裝置通過對海水施加其滲透壓力的2倍以上的壓力使其通過反滲透膜，從而抑制鹽分的透過，能夠獲得淡水。造成反滲透膜處理裝置的透過性能降低的現象之一有水生物汙垢。
所說的水生物汙垢(Fouling)，是指由海水中所含的微生物生成的細胞外代謝產物產生的水生物汙垢(堵塞物)。對於水生物汙垢的生成，已知的是植物浮遊生物由來的生體高分子物質、例如有機物之中特別是具有粘著性的TEP (Transparent ExopoIymer Particles ;透明胞外聚合體顆粒)所佔比重較大(例如參照後述非專利文獻I)。TEP為多糖類的一種。
另外，在專利文獻I中，記載了在海水淡水化系統中在前處理裝置的逆清洗線具備渾濁度計、根據渾濁度來調整清洗水供給量的淡水化裝置(與本申請的「海水淡水化系統」對應)以及前處理裝置的清洗方法。在專利文獻2中，記載了在將淡水化裝置的汙濁質部分去除的前處理裝置中在逆洗線(清洗水系統)配置加熱部、使得前處理裝置的清洗效率提高的技術。在專利文獻3中，記載了在依靠反滲透膜的水處理方法中為了延長反滲透膜的更換壽命、使用活性炭來對有機物進行吸附的技術。
先行技術文獻
專利文獻
專利文獻I :日本特開2007-014902號公報
專利文獻2 :日本特開2011-031121號公報
專利文獻3 :日本特開2010-234353號公報
非專利文獻
非專利文獻I :竹內、「R0海水淡水化的前處理和水生物汙垢」、日本海水學會志、 2009 年、第 63 卷、pp. 367-371發明內容
發明所要解決的課題
為了獲得海水淡水化系統的高效運轉，水生物汙垢對策是必須的。作為海水淡水化系統的反滲透膜處理裝置的水生物汙垢對策，例如已知有以下方法，即通過利用了超濾膜{UF(Ultrafiltration ;超濾)膜}的前處理工序在反滲透膜的前段側使TEP減少,從而防止反滲透膜的性能降低。然而，即使藉助利用UF膜的前處理工序，也無法將多糖類、特別是TEP完全去除，因此存在無法防止反滲透膜的性能降低這樣的問題。
本發明的目的在於解決上述以往技術的課題，提供以下海水淡水化系統，S卩通過在反滲透膜處理裝置的前段側將多糖類穩定地去除，能夠防止因水生物汙垢造成的反滲透膜的性能降低，延長反滲透膜的更換壽命，使得作為系統整體的運轉成本減少。
用於解決課題的手段
為了解決上述的課題，本發明所涉及的海水淡水化系統是一種使用反滲透膜的海水淡水化系統，其特徵在於，具備前處理裝置，該前處理裝置對取水得到的海水進行前處理；多糖類吸附處理裝置，該多糖類吸附處理裝置使用多糖類吸附材料，對由上述前處理裝置進行過處理的第一處理水中所含的多糖類成分進行吸附去除；和反滲透膜處理裝置，該反滲透膜處理裝置使用上述反滲透膜，對由上述多糖類吸附處理裝置去除了上述多糖類成分的第二處理水進行淡水化；所述海水淡水化系統還具備多糖類濃度測量機構，該多糖類濃度測量機構測量來自前處理裝置的第一處理水中的第一多糖類濃度、以及由多糖類吸附處理裝置去除了多糖類成分之後的第二處理水的第二多糖類濃度；清洗條件決定機構， 該清洗條件決定機構基於由多糖類濃度測量機構測定的第一多糖類濃度以及第二多糖類濃度，決定多糖類吸附材料的清洗條件；和清洗機構，該清洗機構基於由清洗條件決定機構決定的清洗條件，對多糖類吸附材料進行清洗。
根據本發明，由於基於依靠多糖類吸附處理裝置的多糖類去除處理前後的第一處理水的第一多糖類濃度以及第二處理水的第二多糖類濃度來決定針對多糖類吸附材料的清洗條件，所以，能夠根據多糖類吸附處理裝置的多糖類吸附性能的歷時變化，以適當的清洗條件進行清洗。另外，通過以適當的清洗條件對多糖類吸附處理裝置進行清洗，能夠維持多糖類吸附處理裝置的多糖類吸附性能，因而能夠防止反滲透膜的透過性能的降低。
另外，優選的是，相對於一個反滲透膜處理裝置配設多個多糖類吸附處理裝置，構成為，在由清洗機構清洗一個多糖類吸附處理裝置的期間，由至少另外一個多糖類吸附處理裝置進行多糖類成分的吸附去除，能夠相對於反滲透膜處理裝置持續進行第二處理水的供給。
進而，清洗條件決定機構決定對多糖類吸附材料進行清洗的清洗水的流速、清洗水的溫度以及清洗時間中的至少一項作為清洗條件。
發明的效果
根據本發明，可提供以下海水淡水化系統，即通過在反滲透膜處理裝置的前段側將多糖類穩定地去除，能夠防止因水生物汙垢造成的反滲透膜的性能降低，延長反滲透膜的更換壽命，減少作為系統整體的運轉成本。


圖I是第一實施方式所涉及的海水淡水化系統100A的概略構成圖。
圖2是表示吸附處理裝置16中的處理水量與處理後的第二處理水中的TEP濃度的關係的曲線圖。
圖3是表示實驗結果的清洗模式和循環末尾的TEP濃度比C/Q的變化的曲線圖。
圖4是按物質分別表示依靠多糖類吸附處理裝置16進行的吸附處理前後的有機物的濃度變化的曲線圖。
圖5是第一實施方式的變型例所涉及的海水淡水化系統100B的概略構成圖。
圖6是第二實施方式所涉及的海水淡水化系統600的概略構成圖。
具體實施方式
以下參照附圖對本發明所涉及的海水淡水化系統的實施方式進行詳細說明。
《第一實施方式》
(海水淡水化系統100A的整體概略)
圖I是第一實施方式所涉及的海水淡水化系統100A的概略構成圖。
海水淡水化系統100A構成為包括取水泵P1、取水槽12、過濾泵P2、前處理裝置 14、多糖類吸附處理裝置16(圖I中以16A、16B表示)、沙過濾裝置30 (圖I中以30A、30B 表示)、處理水槽15、供給泵P3、高壓泵P4、反滲透膜式海水淡水化裝置18、水質分析裝置 (多糖類濃度測量機構)17、清洗條件演算裝置(清洗條件決定機構)171A、清洗水供給裝置 19、清洗水加熱裝置190A、切換控制裝置31、切換閥VA1 VA5、VB1 VB5、此外還有清洗水供給配管 191A、191B、192A、192B、取樣配管 122、160A、160B、162A、162B 等。
水質分析裝置17與切換控制裝置31之間、切換控制裝置31與清洗條件演算裝置 171A之間、水質分析裝置17與清洗條件演算裝置171A之間、清洗條件演算裝置171A與清洗水供給裝置19之間、清洗條件演算裝置171A與清洗水加熱裝置190A之間、切換控制裝置31與清洗水加熱裝置190A之間，分別利用通信電路連接。
取水槽12用於對由取水泵Pl從海取來的海水SW進行暫時儲水。前處理裝置14 是與沙過濾處理相當的過濾裝置，例如是將I μ m 100 μ m大小的夾雜物以及汙濁質分從海水去除的過濾裝置。在前處理裝置14中例如使用MF(Microfiltration)膜。從取水槽 12向前處理裝置14，由過濾泵P2進行海水供給，由過濾泵P2的排出壓力強制地由MF膜進行過濾。前處理裝置14的MF膜例如適當被逆洗，但在此並非本發明的特徵部分，故用於逆洗的配管等在圖I中省略，也省略其說明。
在此，海水淡水化系統100A在將在前處理裝置14中被處理的海水(第一處理水) 向反滲透膜式海水淡水化裝置(反滲透膜處理裝置)18供給之前，由多糖類吸附處理裝置 16進行處理，為了將該被處理的海水(第二處理水)向反滲透膜式海水淡水化裝置18供給，具備多個多糖類吸附處理裝置16與配置於其後段的沙過濾裝置30的組(在圖I所示的本實施方式中為2組)。
多糖類吸附處理裝置16例如由不鏽鋼製的上部被蓋密閉的容器構成，其內部包括下部空腔16a，作為供第一處理水流入的空間；例如天然沸石的顆粒層，由未圖示的吸附材料支承格子件支承，被用作層積在其上的礦物性的多糖類吸附材料16b ;上部空腔 16c，是對其上的處理水進行收水的空間。
吸附材料支承格子由孔眼比多糖類吸附處理裝置16不落下那樣的多糖類吸附處理裝置16的顆粒小的、例如不鏽鋼製的網或者陶瓷製的多孔板等構成。
沙過濾裝置30用於將從多糖類吸附處理裝置16流出的多糖類吸附材料16b去除，例如由不鏽鋼製的上部被蓋密閉的容器構成，其內部包括上部空腔30a，作為供由多糖類吸附處理裝置16處理並排出的第二處理水流入的空間；沙過濾材料30b，由未圖示的過濾材支承格子件支承並被層積在其上；下部空腔30c，是對其下的處理水進行收水的空間。
在連接前處理裝置14的出口與多糖類吸附處理裝置16A的下部空腔16a的配管中，在比分支部更靠下遊側(多糖類吸附處理裝置16A側)的位置設置切換閥VA1，在上述配管的分支部分支並與多糖類吸附處理裝置16B的下部空腔16a連接的配管中設置切換閥 VB10
另外，在連接多糖類吸附處理裝置16A的上部空腔16c與沙過濾裝置30A的上部空腔30a連接的配管中設置切換閥VA2，在連接多糖類吸附處理裝置16B的上部空腔16c與沙過濾裝置30B的上部空腔30a的配管中設置切換閥VB2。
從沙過濾裝置30A的下部空腔30c將第二處理水排出的配管與從沙過濾裝置30B 的下部空腔30c排出第二處理水的配管合流，與處理水槽15的入口部連接。並且，在沙過濾裝置30A、30B各自的將第二處理水排出的配管中，夾設切換閥VA3、切換閥VB3。
在切換閥VA2的上遊側的配管中設有分支點，連接排水管，構成為能夠經由切換閥 VA4向海排出清洗排水26。同樣在切換閥VB2的上遊側的配管設有分支點，連接排水管，構成為能夠經由切換閥VB4向海排出清洗排水26。
另外，在切換閥VA3的上遊側的配管設置分支點，連接排水管，構成為能夠經由切換閥VA5向海排出清洗排水27。同樣在切換閥VB3的上遊側的配管設置分支點，連接排水管，構成為能夠經由切換閥VB5向海排出清洗排水27。
另外，朝向供給泵P3，供給從處理水槽15的出口部被暫時儲存於處理水槽15的第二處理水。
切換閥VA1 VA5JB1 VB5是在基本上全閉、全開的狀態中的任意狀態下被使用的開關閥，也即由上述的切換控制裝置31進行開閉控制的例如電磁閥、電動閥或者空氣壓閥等。
(多糖類吸附處理裝置16)
接著，參照圖I對多糖類吸附處理裝置16的構成、特別是多糖類吸附材料16b進行更為詳細的說明。
在本實施方式中，在海水中所含的有機物之內的多糖類的成分(多糖類成分)之中，也特別是著眼於TEP (Transparent Exopolymer Particles)的去除。TEP是其分子量所對應的分子尺寸為大約O. I μπι 5μπι的透明顆粒狀有機物。在多糖類成分中，此外還包括其分子量所對應的分子尺寸更小的約O. Iym左右的低分子多糖等。因此，多糖類吸附材料16b具有數納米至數百納米的大範圍的寬幅的吸附用細孔是有效的。
作為本實施方式的多糖類吸附處理裝置16所使用的多糖類吸附材料16b，如上述那樣使用例如天然沸石。
多糖類吸附處理裝置16，使從下部空腔16a流入的第一處理水中的未由前處理裝置14完全去除的成分(多糖類成分)，在多糖類吸附材料16b的層中升流並通過吸附去除， 之後作為處理後的第二處理水向上部空腔16c收水，向沙過濾裝置30的上部空腔30a送水。多糖類吸附處理裝置16欲去除的成分的大小例如為I μπι以下左右，作為多糖類吸附材料16b所使用的天然沸石特別是對於吸附溶解在海水中的糖成分、具體來講是作為多糖類的一種的透明細胞外顆粒(TEP)等是有效的。
本實施方式所使用的天然沸石由SiO2 70%, Al2O3 12%、Fe2031.5%、Ca03%等的組成比形成，具有絲光沸石繫結晶構造。其粒徑為10 20mm。
在由前處理裝置14處理過的第一處理水中，仍然含有大量的海水中的多糖類成分。對於依靠多糖類吸附材料16b的多糖類吸附量存在界限，即便使第一處理水在來自過濾泵P2的排出壓力在通過前處理裝置14後的餘壓下經過多糖類吸附處理裝置16，也會由於連續運轉而接近多糖類飽和吸附量，隨之吸附性能降低。在吸附到多糖類飽和吸附量之後，要恢復吸附性能並不容易，設定包括吸附時間(運轉時間)、以及多糖類吸附材料16b的再生(清洗)時間的清洗條件的最佳條件是重要的。
於是，海水淡水化系統100A通過基於表示向多糖類吸附材料16b的多糖類吸附量的多糖類吸附材料16b通過前的第一處理水的多糖類濃度(第一多糖類濃度)、和多糖類吸附材料16b通過後的第二處理水的多糖類濃度(第二多糖類濃度)，設定適當的清洗條件，可在多糖類吸附處理裝置16中將多糖類有效地去除。
另外,海水淡水化系統100A具備多個(本實施方式中為2個)將多糖類吸附處理裝置16與沙過濾裝置30串聯連接在一起的組，通過切換使用各組的多糖類吸附處理裝置 16和沙過濾裝置30的組，不使海水淡水化處理停止就能夠進行特定的未運轉的多糖類吸附處理裝置16和沙過濾裝置30的組的清洗。
以下，將使用了多糖類吸附處理裝置16A以及沙過濾裝置30A的路徑稱為系統A， 將使用了多糖類吸附處理裝置16B以及沙過濾裝置30B的路徑稱為系統B。
(沙過濾裝置30)
多糖類吸附處理裝置16所含的多糖類吸附材料16b，由於第一處理水的流動而使得礦物結合力降低，有時作為極其微細的顆粒連同糖分或TEP成分同時伴隨於第二處理水的流動。沙過濾裝置30(圖I中表示為30A、30B)設置成，上述那樣的從多糖類吸附處理裝置16流動出來的多糖類吸附材料16b的影響不會涉及到反滲透膜式海水淡水化裝置18。
(切換控制裝置31)
接著，對切換控制裝置31的功能進行說明。切換控制裝置31具有未圖示的控制部，與水質分析裝置17、清洗條件演算裝置171A、清洗水加熱裝置190A能夠進行通信地連接。並且，進行切換閥VA1 VA5、VB1 VB5的開閉切換，以便將經過預先設定的時間例如 12小時從前處理裝置14供給的第一處理水在一方的系統的多糖類吸附處理裝置16、沙過濾裝置30中進行處理之後，進行該系統的清洗，在此期間在另一方的系統的多糖類吸附處理裝置16、沙過濾裝置30中處理第一處理水。
切換控制裝置31的控制部取得切換閥VA1 VA5JB1 VB5的開閉狀態信號。另外，切換控制裝置31的控制部進行切換閥VA1 VA5、VB1 VB5的開閉控制，進行相對於系統A以及系統B的來自前處理裝置14的第一處理水的供給切換。另外，切換控制裝置 31根據切換閥VA1 VA3、VB1 VB3的開閉狀態來判定A系統和B系統的兩個系統之中的現在正進行多糖類吸附處理的多糖類吸附處理裝置16、沙過濾裝置30的系統，在水質分析裝置17中進行水質分析裝置17中的取得樣品水的取樣配管160A/160B的切換、取樣配管 162A/162B的切換。為此，切換控制裝置31的控制裝置向水質分析裝置17發送切換信號。
進而，切換控制裝置31的控制部，進行清洗水供給裝置19以及清洗水加熱裝置 190A中的清洗水供給配管191A/191B的切換、192A/192B的切換(清洗水的供給目的地的多糖類吸附處理裝置16A/16B、沙過濾裝置30A/30B的切換)。為此，切換控制裝置31的控制裝置接收清洗條件演算裝置171A的清洗開始、清洗結束的指令信號，向清洗水加熱裝置190A發送切換信號。
例如，切換控制裝置31通過切換閥VA1 VA5JB1 VB5的開閉控制，進行針對系統A以及系統B的海水淡水化處理用水的供給切換。此時，切換控制裝置31，在系統A中進行海水淡水化處理的情況下，將切換閥VA1 VA3開放，並且關閉切換閥VBpVApVA5t5在系統B中進行海水淡水化處理的情況下，將切換閥VB1 VB3開放，並且關閉切換閥VV VB4, VB50
另外，切換控制裝置31，在進行多糖類吸附處理裝置16A以及沙過濾裝置30A的清洗的情況下，關閉切換閥VA1 VA3,而且開放切換閥VA4、VA50由此，經由清洗水供給配管 191A向多糖類吸附處理裝置16A供給清洗水，經由清洗水供給配管192A向沙過濾裝置30A 供給清洗水，由此進行清洗，而且排出清洗後的清洗排水26、27。在進行多糖類吸附處理裝置16B以及沙過濾裝置30B的清洗的情況下，關閉切換閥VB1 VB3,而且開放切換閥VB4、 VB50由此，經由清洗水供給配管191B向多糖類吸附處理裝置16B供給清洗水，經由清洗水供給配管192B向沙過濾裝置30B供給清洗水，由此進行清洗，而且排出清洗後的清洗排水 26,27ο
(水質分析裝置17)
接著，對水分析裝置的功能進行說明。水質分析裝置17分析第一以及第二處理水中的多糖類濃度以及TEP濃度。為此，構成為包括控制部、用於從取樣配管122、160Α、160Β、 162AU62B提取取樣水的例如由上述控制部進行動作控制的未圖示的多糖類濃度分析裝置、TEP濃度分析裝置、多個三通閥。
更詳細地講，水質分析裝置17將由前處理裝置14處理過的第一處理水的一部分作為水質分析用樣品水122Α(圖I中在O內表示)，藉助從切換閥VAp VB1的上遊側的配管分支的取樣配管122並經由受到水質分析裝置17的控制部的動作控制的未圖示的三通閥進行取得。
同樣，水質分析裝置17將由多糖類吸附處理裝置16Α、16Β處理過的第二處理水的一部分作為水質分析用樣品水162Aa、162Ba(圖I中表示在O內)，藉助從切換閥VA2、VB2 的下流側的配管分支的取樣配管162A、162B，經由被水質分析裝置17的控制部進行動作控制的未圖示的三通閥進行取得。
另外，水質分析裝置17將由沙過濾裝置30A、30B處理過的第二處理水的一部分作為水質分析用樣品水160Aa、160Ba(圖I中表示在O內)，藉助切換閥VA3、VB3的上遊側的配管分支的取樣配管160A、160B，經由被水質分析裝置17的控制部進行動作控制的未圖示的三通閥進行取得。
並且，水質分析裝置17按規定頻率、例如每I小時I次的頻率，經由上述的三通閥來收集水質分析用樣品水122a和系統A以及系統B之內的運轉中的系統的水質分析用樣品水160Aa、162Aa(或者160Ba、162Ba)，對它們所含的多糖類濃度以及TEP濃度進行分析。
另外，在圖I中，省略了來自水質分析裝置17內的取樣配管122、160A、160B、162A、 162B的出口側的配管，但它們也可以向海放出。另外，取樣配管122、160A、160B、162A、162B 的出口配管也可以返回到作為取樣配管分支出的配管的正下流側。
無論如何，取樣配管122、160A、160B、162A、162B，通常除了與系統A、B之中為了清洗而停止的系統的第二處理水的一部分提取有關的構成以外，都處於始終通水狀態。並且，在水質分析裝置17內，通過預先設定的規定的程序控制，例如經由三通閥(未圖示)按規定的時間頻率，大致同時地(無需嚴格同時，從後述的2個用於分析的各取樣配管122、 160 (取樣配管160A、160B之中的正處理第一處理水的系統側)、162(取樣配管162A、162B 之中的正處理第一處理水的系統側)取得規定量的樣品水所需的時間錯開)向樣品容器取得。是否使上述的取樣配管160A/160B各自的任意的三通閥動作用於樣品水取得、是否使上述的取樣配管162A/162B各自的任意的三通閥動作用於樣品水取得、也就是A系統和 B系統之中的哪一方系統正在處理第一處理水的判定，是基於從切換控制裝置31發送給水質分析裝置17的切換信號進行的。
隨便提及，水質分析裝置17中的分析為分批處理。依靠水質分析裝置17的樣品水的多糖類濃度的定量分析，通過酞硫酸酚法或者高速液體色層分離法進行。對於依靠酞硫酸酚法的多糖類濃度的定量分析，將糖原作為標準物質。另外，依靠水質分析裝置17的 TEP濃度的定量分析通過阿爾新藍染色吸光度測定法進行。依靠水質分析裝置17的分析結果172被輸出給清洗條件演算裝置171A。
(清洗條件演算裝置171A)
接著，對清洗條件演算裝置171A的功能進行說明。在清洗條件演算裝置171A中， 具有以下功能每隔規定時間就輸入由水質分析裝置17獲得的分析結果172，對在A、B各系統中多糖類吸附材料16b被更換為新吸附材料之後的後述的TEP濃度比(多糖類濃度比)C/Q的值的履歷數據、和清洗所使用的後述的清洗模式的履歷進行記錄。
另外，清洗條件演算裝置171A能夠預先登記針對多糖類吸附處理裝置16以及沙過濾裝置30的預先的多個清洗模式的清洗條件。
並且，清洗條件演算裝置171A，在從切換控制裝置31接收到該系統的清洗指令的情況下，基於剛要切換之前的TEP濃度比C/Q，從預先登記的多個的清洗模式選擇適當的清洗模式，向清洗水供給裝置19和清洗水加熱裝置190A輸出清洗信號170A。所說的清洗條件，例如，組合了根據針對多糖類吸附處理裝置16的多糖類吸附材料16b以及沙過濾裝置30的沙過濾材料進行清洗必要的所需流速算出的清洗水的每單位時間的流量、清洗時間、清洗水的溫度等的參數。在清洗條件演算裝置171A中，預先登記有多個將這些清洗條件的參數進行適當變更以及組合的清洗模式，選擇其中之一，將與所選擇的清洗模式對應的清洗信號170A發送給清洗水供給裝置19以及清洗水加熱裝置190A。
詳細情況在後敘述，在清洗條件演算裝置171A中，如上述那樣登記有根據清洗力的大小排序了的多個的清洗模式，設定成從清洗力小的清洗模式起按順序進行選擇。清洗條件演算裝置171A，在接收到來自切換控制裝置31的清洗指令信號的情況下，當清洗對象的多糖類吸附處理裝置16所獲得的第一處理水的處理前後的最新的TEP濃度比C/Q為預先設定的閾值以下、例如O. 2以下時，選擇與前次相同的清洗模式。並且，清洗條件演算裝置171A，在清洗對象的多糖類吸附處理裝置16所獲得的第一處理水的處理前後的最新的 TEP濃度比C/Q超過預先設定的閾值時，選擇清洗力比前次的清洗模式大的清洗模式。所說的清洗力大的清洗模式的清洗條件，例如有清洗水的每單位時間的流量更多的條件、清洗時間更長的條件、清洗水溫度更高的條件等。
(清洗水供給裝置19)
接著，對清洗水供給裝置19的功能進行說明。清洗水供給裝置19，基於來自清洗條件演算裝置171A的清洗信號170A，按照由清洗信號170A設定的清洗條件之中的清洗水的每單位時間的流量、清洗時間向清洗水加熱裝置190A供給清洗水。為此，清洗水供給裝置19雖省略圖示，但包括控制部及從處理水槽15取水的配管、對所取水的清洗水進行壓送的清洗水供給泵及流量調整閥、流量傳感器。
清洗水供給裝置19的控制部，控制清洗水供給泵的旋轉速度和流量調整閥的開度，以便由流量傳感器檢測到的流量成為清洗信號170A指示的所需流量。
(清洗水加熱裝置190A)
接著，對清洗水加熱裝置190A的功能進行說明。清洗水加熱裝置190A雖省略圖示，但包括控制部；檢測加熱器出口水溫的溫度傳感器；對從清洗水供給裝置19供給來的清洗水進行加熱的例如電加熱器；針對清洗對象的多糖類吸附處理裝置16A以及沙過濾裝置30的A系統和多糖類吸附處理裝置16B以及沙過濾裝置30B的B系統中的一方經由清洗水供給配管191A或者191B和清洗水供給配管192A或者192B所對應的配管來供給清洗水的未圖示的切換閥。
清洗水加熱裝置190A的控制部控制依靠加熱器的加熱量，以便清洗水的溫度成為清洗信號170A所指示的所需溫度。
清洗水供給裝置19，在基於來自清洗條件演算裝置171A的清洗信號170A對多糖類吸附處理裝置16、沙過濾裝置30供給加熱清洗水時，清洗水加熱裝置190A，以適合於由清洗信號170A設定的清洗條件例如清洗水的每單位時間的流量、清洗時間、清洗水溫度的方式將清洗水加熱到所需溫度並進行供給。並且，清洗水加熱裝置190A除了將從清洗水供給裝置19供給來的清洗水加熱之外，還向多糖類吸附處理裝置16以及沙過濾裝置30進行供給。另一方面，在對多糖類吸附處理裝置16以及沙過濾裝置30供給未進行加熱的常溫的清洗水的情況下，不進行利用清洗水加熱裝置190A的加熱，直接將清洗水供給到多糖類吸附處理裝置16以及沙過濾裝置30。
在此，清洗水供給裝置19、切換控制裝置31、清洗水加熱裝置190A、清洗水供給配管191A、191B、192A、192B、切換閥VA1 VA5、VB1 VB5構成權利要求書所記載的「清洗機構」。
另外，作為從清洗水供給裝置19供給的清洗水，只要是不包含TEP的流體即可，如上述那樣例如可以從暫時儲存有去除了 TEP的第二處理水的處理水槽15，使用第二處理水來進行，另外還可以使用從反滲透膜式海水淡水化裝置18排出的濃縮排水24。以下，以作為處理水使用處理水槽15的第二處理水的情況為例進行說明。
當然，可以使用從反滲透膜式海水淡水化裝置18獲得的淡水20、或其他系統的上水道的水，但是使用從反滲透膜式海水淡水化裝置18獲得的淡水20，會造成海水淡水化系統的100A的淡水20的生成效率降低。
由於TEP的取決於天然沸石的吸附特性主要是物理吸附，所以，無需將用於從多糖類吸附材料16b解吸TEP的清洗水形成為特別高的溫度，但在多糖類吸附材料16b中連同TEP吸附了比TEP分子尺寸小的那樣的低分子多糖類等的可能性高。為此，除了 TEP的解吸以外還需要對這樣的低分子多糖成分進行解吸，為此還需要由清洗水加熱裝置190A加熱清洗水。低分子多糖類在高溫水中容易溶解或者粘性降低，能夠從作為多糖類吸附材料 16b的天然沸石脫離。
另外，在本實施方式中，清洗水供給裝置19、清洗水加熱裝置190A供給清洗水而進行多糖類吸附處理裝置16的清洗，同時也對沙過濾裝置30供給清洗水而進行沙過濾裝置30的清洗。
這是因為，在流出到沙過濾裝置30的多糖類吸附材料16b中也吸附了 TEP或低分子多糖類等，故而使其解吸。
(反滲透膜式海水淡水化裝置18)
反滲透膜式海水淡水化裝置18使用反滲透膜將海水淡水化。暫時儲存於處理水槽15的第二處理水經由供給泵P3、高壓泵P4向反滲透膜式海水淡水化裝置18被供給。被供給到反滲透膜式海水淡水化裝置18中的第二處理水由反滲透膜過濾，分離成濃縮排水 24以及淡水20。淡水20被轉移到未圖示的儲水槽等，用於各種用途。濃縮排水24返回到海中。
另外，在圖I中僅代表性地示出了一臺反滲透膜式海水淡水化裝置18，但是也可以並聯地設置多個反滲透膜式海水淡水化裝置18，另外也可以串聯地設置多臺，還可以是它們雙方的組合。
(多糖類吸附材料的清洗方法)
接著，參照圖2至圖4來說明海水淡水化系統100A中的多糖類吸附材料的清洗方法的詳細狀況。如上述那樣，在海水淡水化系統100A中，針對從前處理裝置14供給來的第一處理水，切換控制裝置31在使一方的多糖類吸附處理裝置16連續工作規定時間之後，向另一方的多糖類吸附處理裝置16切換第一處理水的水流，進行一方的多糖類吸附處理裝置16的工作後的清洗。此時，清洗條件演算裝置171A，例如基於依靠一方的多糖類吸附處理裝置16的第一處理水的處理前後的從水質分析裝置17發送來的TEP濃度獲得TEP 濃度比，基於該TEP濃度比來判定是否需要清洗，在判定出需要清洗的情況下，從該多個清洗模式之中選擇此次的清洗模式。
在此，所說的TEP濃度比，是在水質分析裝置17中通過下式⑴算出的值，是依靠多糖類吸附處理裝置16的TEP吸附率的變動指標。之所以使用TEP濃度比進行TEP吸附率的評價，是因為作為被處理水的海水中的TEP濃度時刻都在發生變化。
另外，圖4所示的本實施方式的TEP濃度是將黃原膠作為標準物質進行了定量化的參數。
TEP濃度比C/Q =(水質分析用樣品水162a的TEP濃度測量值)/(水質分析用樣品水122a的TEP濃度測量值)··· (I)
在此，水質分析用樣品水162a表示圖I中的水質分析用樣品水162Aa、162Ba的任意一方。在此，「水質分析用樣品水122a的TEP濃度測量值」與權利要求書所記載的「第一多糖類濃度」對應，「水質分析用樣品水162a的TEP濃度測量值」與權利要求書所記載的「第二多糖類濃度」對應。
另外，依靠多糖類吸附處理裝置16的TEP去除率能夠通過下式(2)算出。
TEP去除率=K水質分析用樣品水122a的TEP濃度)_(水質分析用樣品水162a 的TEP濃度)} X 100/ (水質分析用樣品水122a的TEP濃度)· · · (2)
在本實施方式中，將TEP濃度比C/Q = O. 2設為閾值。該閾值並不是使反滲透膜式海水淡水化裝置18的反滲透膜的汙染髮展或是使反滲透膜的性能降低的程度，而是指允許持續進行同一系的多糖類吸附處理的範圍。
圖2是表示多糖類吸附處理裝置16中的處理水量和處理後的第二處理水中的TEP 濃度的關係的曲線圖。圖3是表示實驗結果的清洗模式與循環末尾的TEP濃度比C/Q的變化的曲線圖。在圖2中，橫軸表示多糖類吸附處理裝置16中的處理水量仏升)。在此，將一個多糖類吸附處理裝置16中的新的多糖類吸附材料16b的更換充填後的從使用開始到最初清洗為止的第一處理水的處理的期間稱為第I循環，然後，將從先行的清洗結束到接下來的清洗為止的第一處理水的處理的期間稱為第2、3、4. . .、(N-I)、N、(N+1)循環。圖2 是在跨每I循環的12小時地處理了第一處理水的情況下的例子。圖2的縱軸是由上述式(I)算出的依靠多糖類吸附處理裝置16進行處理前後、也就是第二處理水和第一處理水中的TEP濃度比C/C0O
在圖2中，一個多糖類吸附處理裝置16的吸附處理連續進行每I循環12小時之後，由清洗水對天然沸石進行清洗來進行再生。圖2提取第I循環、第(N-I)循環、第N循環、第(N+1)循環的結果來進行表示。在各結果之中，各個循環的開始點的處理水量為O的點處的值，與上述式(I)的分子分母一起構成來自前處理裝置14的水質分析用樣品水122a 的TEP濃度，成為未進行依靠多糖類吸附處理裝置16的吸附處理的狀態。因此，各循環的初期的值為1.0。
根據發明者的實驗結果，從第I循環(圖2中以「 」記號表示)直到第(N-I)循環(圖2中以「 □」記號表示)，持續進行了依靠20°C的常溫水的10分鐘的清洗處理(設為圖3的清洗模式I)。如圖2所示那樣，從第I循環直到第(N-I)循環，各循環結束時的 TEP濃度比C/Q為超過O. 2的範圍。為此，各循環結束時的清洗按同一條件(清洗模式I) 持續進行。但是，對於第N循環(圖2中以「Λ」記號表示)，在循環的途中，TEP濃度比C/ Ctl超過了 O. 2。為此，對於第N循環結束後的清洗，進行從當前為止的清洗條件(清洗模式 I)向具有清洗力更高的清洗條件的清洗模式2的切換。
在圖2所示的情況下，對於第N循環後的清洗，作為清洗模式2進行了依靠50°C的加熱水的10分鐘的清洗處理。其結果，第(N+1)循環(圖2中以「〇」記號表示)結束時的TEP濃度比C/^再次低於O. 2。雖未圖示，但對於第(N+2)循環的清洗，沒有變更清洗模式，持續進行清洗模式2下的清洗，但天然沸石的吸附性能得到維持，也就是C/Q < O. 2。
另外，圖2雖未圖示，但確認了，在第(N+1)循環結束時的清洗模式返回到清洗模式I的情況下，第(N+2)循環中的TEP濃度比C/C。超過O. 2。
圖3是表示實驗結果的清洗模式和循環末尾的TEP濃度比C/Q的變化的曲線圖。 圖3的實驗結果是有別於圖2所示的實驗的事件結果。在圖3中，橫軸表示多糖類吸附處理裝置16的吸附/清洗處理的循環數，縱軸是各循環結束時的第二處理水的TEP濃度比 C/Q。在圖3中，從吸附處理的開始(第I循環)直到第N-I循環(期間I)，按照清洗模式 I (依靠20°C的常溫水的10分鐘的清洗處理)，從第N循環直到第(P-I)循環(期間2)，按照清洗模式2 (依靠50°C的加熱水的5分鐘的清洗處理)，從第P循環直到第Q-I循環(期間3)，按照清洗模式3 (依靠80°C的加熱水的5分鐘的清洗處理)，從第Q循環到第R-I循環(期間4)，按照清洗模式4 (依靠99°C的加熱水的5分鐘的清洗處理)，分別進行清洗處理。
另外，在清洗模式4中使用的是99°C的熱水，但即使是90°C的熱水也可獲得大致相同程度的清洗效果。圖2中的第I循環 第N-I循環與圖3的期間I對應。另外，圖2 中的第N循環以及第N+1循環包含於圖3的期間2。
在此，對圖3所示的實驗結果中的清洗水的流速進行說明。作為表示依靠吸附材料的吸附操作的參數值，通常使用空速(SV :Space Velocity)。空速SV是將處理水流速 (單位m3/h)除以吸附材料容積(m3)得到的值，SV的單位成為OT1)。另外，空速SV也是將處理水線速度(LV Linear Velocity,單位m/h)除以吸附層中的處理水的流動方向的長度(m)得到的值。
在通常的水處理系統中，相對於反滲透膜的前處理的SV值多為10 OT1)以下，SV = 4 5。在本實施方式中，多糖類吸附處理裝置16中的處理水的SV值為10 QT1)。另外，對於清洗處理，由於清洗水的流速對清洗效果影響較大，所以，通常加大空速SV來實施清洗。 在本實施方式中，多糖類吸附處理裝置16中的清洗水的SV值為300 QT1)。清洗水的流速並不限定於上述的值，但由於清洗水的流速的不同而在再生循環數上產生多多少少的差異。
如圖3所示那樣，在進行依靠清洗模式I的清洗的期間I所包含的第N-I循環中， 水質分析裝置17的分析結果成為C/Q > O. 2。為此，清洗條件演算裝置171A判斷為需要使清洗模式I進一步高度化(切換成清洗模式2)，對清洗水供給裝置19以及清洗水加熱裝置190A輸出切換成清洗模式2的清洗信號170A。
以後也同樣，在進行依靠清洗模式2的清洗的期間2所包含的第P-I循環中，水質分析裝置17的分析結果成為C/Q > O. 2。為此，清洗條件演算裝置171A判斷為需要使清洗模式2進一步高度化(切換成清洗模式3)，對清洗水供給裝置19以及清洗水加熱裝置 190A輸出切換成清洗模式3的清洗信號170A。另外，在進行依靠清洗模式3的清洗的期間 3所包含的第Q-I循環中，水質分析裝置17的分析結果成為C/Q > O. 2。為此，清洗條件演算裝置171A判斷為需要使清洗模式I進一步高度化(切換成清洗模式4)，對清洗水供給裝置19以及清洗水加熱裝置190A輸出切換成清洗模式4的清洗信號170A。
另外，在期間2以及期間3中，在上述第P-I循環以及第Q-I循環以外，也存在C/ C0 > O. 2的部位(XI X5)，但是，在該時刻不切換清洗模式是為了通過儘量使相同的清洗模式持續來加長多糖類吸附處理裝置16的使用期間。例如，對於Xl成為C/Q > O. 2，但在接下來的循環中成為C/Q < O. 2，可知即便持續清洗模式2也可進行規定範圍內的清洗。
隨便提及，如上述那樣，清洗條件演算裝置171A具有以下功能針對多糖類吸附處理裝置16A、16B、沙過濾裝置30A、30B，對各次的清洗是按照預先設定的清洗模式之中的哪個清洗模式執行了這樣的履歷進行預先記錄。
因此，也可以不是在水質分析裝置17的分析結果成為C/Q > O. 2之後就立即切換清洗模式，而是在清洗後在C/Q > O. 2的狀態持續規定次數後再切換清洗模式。
另外，多糖類吸附處理裝置16的清洗條件和沙過濾裝置30的清洗條件無需相同。 在該情況下，在清洗水加熱裝置190A內具備多糖類吸附處理裝置16用和沙過濾裝置30用的2個電加熱器，另外，以能夠分別設定各自的清洗水的每單位時間的流量的方式具備流量調整閥，或者以對各自的清洗水流動的時間進行控制的方式具備個別的切換閥。並且，清洗條件演算裝置171A，將分別包括了多糖類吸附處理裝置16的清洗條件和沙過濾裝置30 的清洗條件的清洗信號170A輸入到清洗水供給裝置19、清洗水加熱裝置190A。
圖4是按照物質來表示依靠多糖類吸附處理裝置16的吸附處理前後的有機物的濃度變化的曲線圖。在圖4中，橫軸為多糖類吸附處理裝置16中的處理水量(L :升)，左端表示處理水量0L，越往右側處理水量就越為增加。在圖4中，縱軸表示處理水中的有機物質濃度，而圖4的曲線圖的左縱軸表示TEP濃度，圖4的曲線圖的右縱軸表示全糖濃度。圖中標註「 」記號進行表示的線，即TEP濃度，是將黃原膠用作標準物質進行定量化表示的參數，其單位為mg-Xeq/L。在此,「Xeq」之中的[X]是指黃原膠,「eq」是相當(equivalent) 的意思，也就是以「Xeq」表示黃原膠相當的略號。
全糖濃度，是將糖醛酸濃度(圖中標註「 □」記號進行表示的線)以及中性糖濃度(圖中標註「Λ」記號進行表示的線)用作標準物質進行定量化表示的參數，其單位為 mg-Geq/L。在此,「Geq」之中的「G」是指糖原,「eq」是相當(equivalent)的意思,也就是以 「 Geq 」表示糖原相當的略號。
如圖4所示那樣，在TEP以及全糖中的任一項都確認了依靠天然沸石的吸附效果。雖然無法對TEP濃度以及全糖濃度的分析結果進行數值比較、大小的議論，但在全糖濃度的降低時比TEP濃度變化的速度更大、即存在全糖成分更容易被天然沸石吸附的傾向。
對TEP以及全糖的減少的狀態進行詳細比較，說明如下。TEP的成分主要由酸性粘多糖類構成，認為是物質的大小大約為數微米至亞微米的大小的顆粒狀物質。另一方面，全糖的成分，是指按分子尺寸從數微米直到lkDa(分子量1000)以下的極小單糖分子、與大小無關的不包含蛋白或胺基酸類的海水中有機物總量。全糖濃度利用酞硫酸酚吸光度法進行測定，按照波長480nm以及490nm的雙方的吸光度進行測定。認為480nm的吸光度值在全糖濃度之中也表示糖醛酸的濃度。另外，490nm的吸光度值在全糖濃度之中也表示中性糖的濃度，包括分子量小的糖分。由此，對於依靠天然沸石的吸附，認為首先容易吸附分子量小的糖分，接著吸附分子量大的接近顆粒狀的TEP。
另外，在本實施方式中，雖未進行清洗模式4以上的清洗條件的說明，但能夠充分地實現清洗條件進一步的高度化。作為一例，例如也可以是「依靠99°C的熱水的10分鐘的清洗處理」、「 100°C的蒸汽清洗」。
(效果)
根據本實施方式，通過由水質分析裝置17算出多糖類吸附處理裝置16的處理前後的TEP濃度比C/Q，能夠容易判定多糖類吸附處理裝置16的多糖類吸附材料16b的吸附濃度降低的程度。另外，在清洗條件演算裝置171A中，記錄有是否對多糖類吸附處理裝置 16A、16B、沙過濾裝置30A、30B以預先設定的清洗模式等的清洗模式進行了前次的清洗的履歷，根據規定時間的第一處理水的處理結束的時刻附近的TEP濃度比C/Q的結果，自動決定是否使用與前次相同的清洗模式，進而是否使用清洗力高的清洗模式。其結果，不會給運轉員帶來負擔，另外能夠避免本無需使清洗水成為更高溫的水卻選擇更高溫的水的清洗模式而使海水淡水化系統100A的運轉成本增大的情況。
另外，由於能夠跨長期間對多糖類吸附處理裝置16的多糖類吸附材料16b的吸附能力進行再生維持，所以，能夠減少礦物性的多糖類吸附材料16b即天然沸石的更換頻率，從該意義上來講也能夠減少海水淡水化系統100A的運轉成本。
在以往技術的專利文獻1、2中，記載了在前處理裝置使用超濾膜(UF膜)的例子， 能夠與汙濁質分一起過濾分子量大的多糖類或有機物。但是，在通過逆洗來去除由這些物質形成的UF膜的堵塞物的情況下，當使用從反滲透膜式海水淡水化裝置排出的鹽分濃度高的濃縮水時，存在水鏽成分，在使用了次氯酸鈉或鹼等的藥品的清洗中，能夠將有機物去除，但作為其副作用，有碳酸鈣或次氯酸鈣的水鏽成分附著於UF膜。作為其解決策略，添加酸性水用以將所產生的水鏽成去除。也就是，對於專利文獻1、2所記載的技術，由於在清洗水中並用鹼劑和酸這兩種藥劑，無法將該廢液直接向海進行排水，需要在排水前進一步實施淨化處理，海水淡水化系統的運轉成本增大。
另外，在專利文獻2所記載的技術中記載了 作為延長UF膜的清洗循環的期間的對策，對清洗水進行加熱，列舉清洗效果。
但是，在本實施方式中，在前處理裝置14中主要過濾汙濁質部分，在多糖類吸附處理裝置16中吸附有機物或分子量大的多糖類。並且，多糖類吸附處理裝置16的清洗也使用從第二處理水或者反滲透膜式海水淡水化裝置18排出的濃縮排水24。因此，並不包含多糖類，能夠容易地從多糖類吸附材料16b將多糖類解吸。包括被解吸的多糖類的清洗排水26、27即便直接排出到海中，由於從多糖類吸附材料16b被解吸的多糖類是原本就包含在海水中的物質，故直接向海排水沒有問題。
另外，在本實施方式中，作為在多糖類吸附處理裝置16通過前後的處理水的全糖類濃度比，將TEP濃度比C/^由上述的(I)式進行定義，但並不限定於此，也可以使用在水質分析裝置17中取得的依靠酞硫酸酚法的多糖類濃度的定量分析結果。
另外，作為在多糖類吸附處理裝置16通過後的第二處理水的取樣水，也可以替代使用取樣配管160A/160B的取樣水，而是採用取樣配管162A/162B的取樣水。
進而，在本實施方式中，使用在多糖類吸附處理裝置16中作為礦物性的多糖類吸附材料16b採用了天然沸石的實驗結果進行了說明，但礦物性的多糖類吸附材料16b並不限定於天然沸石，能夠使用合成沸石、活性氧化鋁、矽膠、多孔質粘土礦物、粘土層間化合物等。多糖類吸附材料由於具有數納米至數百納米的大範圍的寬幅的吸附用細孔，所以對多糖類的吸附是有效的。
例如，上述的粘土層間化合物是大量包含於土壤中的物質，存在最多的是鋁矽酸鹽礦物。粘土層間化合物作為微細構造示出層狀的格子構造。構成格子的元素限於O、H、 Si、Al、Fe、Mg、Li。在它們之中，Al、Fe、Mg、Li不改變結晶形態地相互進行置換。
層狀格子按2種類的層構成。一個是Si2+離子由0_包圍的矽酸四面體層，另一個是Al3+離子由6個0H_或者02_包圍的八面體層。這2種類的層構成層狀格子型粘土礦物 (粘土層間化合物)的基本結構。在構成層狀格子的陽離子之中，在包括Al3+或Fe3+那樣的3價的陽離子的情況、包括Mg+或Fe2+那樣的2價的陽離子的情況下，由於層間距離不同， 故在特性上出現變化。另外，對於四面體層和八面體層的層積狀態的組合的不同也成為不同的類型，按I : I型礦物、2 I型礦物、2 2型礦物等的呼稱進行分類，而且在離子吸附性能、陽離子更換容量等的特性上產生差異。
另外，在本實施方式中，清洗水供給配管191A、191B與多糖類吸附處理裝置16A、 16B的下部空腔16a連接，包括切換閥VA4、VB4的排水管與上部空腔16c側連接，但並不限定於此。也可以構成為，清洗水供給配管191AU91B與多糖類吸附處理裝置16A、16B的上部空腔16c連接，包括切換閥VA4、VB4的排水管與下部空腔16a側連接。
同樣，在本實施方式中，清洗水供給配管192A、192B與沙過濾裝置30A、30B的上部空腔30a連接，包括切換閥VA5、VB5的排水管與下部空腔30c側連接，但並不限定於此。也可以構成為，清洗水供給配管192AU92B與沙過濾裝置30A、30B的下部空腔30c連接，包括切換閥VA4、VB4的排水管與上部空腔30a側連接。
這樣，通過改變清洗水供給配管191A、191B、192A、192B以及上述的排水管的連接，多糖類吸附處理裝置16A、16B以及沙過濾裝置30A、30B由清洗水進行逆洗，與上述的實施方式的依靠在處理第一處理水時流動的方向即順流的清洗相比，可提高清洗效率。
例如，天然沸石的多糖類吸附材料16b的層由於在使第一處理水從下部空腔16a 升流的過程中吸附多糖類成分，所以，下層的天然沸石吸附更多量的多糖類成分，與清洗水按順流流動相比，在逆流時所解吸的多糖類成分以短距離到達下部空腔，提高清洗效率的可能性高。對於沙過濾裝置30A、30B也可以說是同樣的。
另外，在本實施方式中，在A、B系統的2系統所具有的多糖類吸附處理裝置16A、 沙過濾裝置30A和多糖類吸附處理裝置16B、沙過濾裝置30B之中，例如在使A系統運轉12 小時進行了第一處理水之後進行該系統的清洗時、切換到B系統而使B系統運轉12小時， 但並不限定。
切換閥VAp VB1並非開關閥，而是能夠通過開度調整來進行流量調整的閥，例如， 也可以在上述的例子中針對清洗結束的系統A，切換控制裝置31在清洗結束後，將切換閥 VA1調整為流過規定的最小流量的開度，而且切換閥VA2、VA3為全開狀態，在A系統中也流過第一處理水。通過這樣針對清洗結束了的系統使第一處理水流過規定的流量，能夠在該系統的多糖類吸附處理裝置16、沙過濾裝置30之中抑制細茵增殖。
《第一實施方式的變型例》
接著，參照圖5對第一實施方式的變型例所涉及的海水淡水化系統100B進行說明。圖5是第一實施方式的變型例所涉及的海水淡水化系統100B的概略構成圖。
本變型例的海水淡水化系統100B與第一實施方式的海水淡水化系統100A不同的點主要為以下5點(I)清洗水供給裝置19被刪除，(2)清洗條件演算裝置171A取代清洗條件演算裝置(清洗條件決定機構)171B，(3)清洗水加熱裝置190A取代熱風控制裝置 190B, (4)清洗水供給配管191A、191B、192A、192B被刪除，(5)多糖類吸附處理裝置16A、16B 以及沙過濾裝置30A、30B以爐那樣的構成在內部具備吹入熱風或者加熱蒸汽的裝置(清洗用加熱大氣供給單元41A、41B、44A、44B)。
本變型例中的清洗條件演算裝置17IB基本上是與清洗條件演算裝置17IA相同的功能，但預先登記的清洗條件的清洗模式是空氣或者加熱蒸汽的吹入量(風速)、空氣或者加熱蒸汽的溫度、加熱空氣或者加熱蒸汽的吹入時間等的參數的組合。為了提高清洗力，主要加長了用於提高空氣的或者加熱蒸汽的溫度的加熱空氣或者加熱蒸汽的吹入時間。
清洗條件演算裝置171B將表示上述的清洗模式的清洗信號170B發送給熱風控制裝置190B。熱風控制裝置190B在圖5中省略了控制信號線，其控制後述的清洗用加熱大氣供給單元 41A、41B、44A、44B。
在通過加熱空氣或者加熱蒸汽對多糖類吸附處理裝置16(圖5中表示為16A、 16B)、沙過濾裝置30(圖5中表示為30A、30B)進行清洗的情況下，例如以將不鏽鋼製的容器由耐火磚等進行熱絕緣的方式包圍整周地形成為爐的形態。並且，通過將加熱空氣或者加熱蒸汽向礦物性的多糖類吸附材料16b或沙過濾材料30b供給，使礦物性的多糖類吸附材料16b或沙過濾材料30b所吸附的多糖類成分蒸發或是熱分解等來進行去除。
在圖5中，在多糖類吸附處理裝置16(圖5中表示為16A、16B)中，將清洗用加熱大氣供給單元41 (圖5中表示為41A、41B)設置在下部空腔16a以便供給加熱空氣或者加熱蒸汽。
清洗用加熱大氣供給單元41例如具備利用電力或者石油或氣體的燃燒氣體進行加熱的加熱器以及鼓風機，通過鼓風機從供給口 42(圖5中表示為42A、42B)向多糖類吸附處理裝置16吹入由加熱器加熱了的空氣或者加熱蒸汽。由此，多糖類吸附處理裝置16內的天然沸石被加熱，吸附物質(多糖類成分)蒸發或熱分解等而被解吸。從清洗用加熱大氣供給單元41供給的加熱空氣或者加熱蒸汽從設在多糖類吸附處理裝置16的上部空腔 16c側的排氣口 43(圖5中表示為43A、43B)被排氣。隨便提及，在清洗用加熱大氣供給單元41中，設有例如供給用於生成蒸汽的上水的配管以及調整其流量的流量調整閥，其流量調整閥由熱風控制裝置190B控制，但在圖5中省略。
另外，在圖5中，對於沙過濾裝置30 (圖5中表示為30A、30B)也同樣，將清洗用加熱大氣供給單元44 (圖5中表示為44A、44B)、供給口(圖5中表示為45A、45B)設置在上部空腔30a側以便供給加熱空氣或者加熱蒸汽，將排氣口 46 (圖5中表示為46A、46B)設置在下部空腔30c側。在排氣口 46處，設置水密的斷流閥47(圖5中表示為47A、47B)。
在多糖類吸附處理裝置16A的下部空腔16a側連接包括切換閥VA4的排水管，在多糖類吸附處理裝置16B的下部空腔16a側連接包括切換閥VB4的排水管，與第一實施方式同樣由切換控制裝置31控制開閉。
隨便提及，在本變型例中，斷流閥47也由切換控制裝置31控制開閉。
通過切換控制裝置31，例如當A系統成為清洗的動作時，切換控制裝置31首先對 B系統的切換閥VB1 VB3進行開控制，對A系統的切換閥VA1 VA3進行閉控制，而且對切換閥VA4、VA5進行開控制，另外對斷流閥47A進行開控制。這樣，將第一處理水向A系統的流動切換到B系統側，而且將多糖類吸附處理裝置16A、沙過濾裝置30A的處理水向海排水。 在排水結束的階段，熱風控制裝置190B將清洗用加熱大氣供給單元41A、44A起動，以與從清洗條件演算裝置171B發來指令的清洗信號170B對應的規定的清洗模式進行清洗。當規定的清洗模式下的清洗結束時，熱風控制裝置190B將清洗用加熱大氣供給單元41A、44A停止。並且，切換控制裝置31對切換閥VA4、VA5進行閉控制，對斷流閥47A進行閉控制，使A 系統成為待機狀態。
另外，多糖類吸附處理裝置16的清洗條件和沙過濾裝置30的清洗條件不必相同。
在此，切換控制裝置31、熱風控制裝置190B、切換閥VA1 VA5、VB1 VB5、清洗用加熱大氣供給單元41A、41B、44A、44B等構成權利要求書所記載的「清洗機構」。
隨便提及，作為本實施方式的變型例中的清洗模式的一例，例如列舉有「 100°C的蒸汽清洗」、「100 250°C以下的加熱空氣清洗」、「250 500°C的加熱空氣清洗」等。根據發明者的實驗結果，特別是「100°C的蒸汽清洗」以及「100 250°C以下的加熱空氣清洗」對 TEP等的低沸點有機物的脫離是有效的，「250 500°C的加熱空氣清洗」對熱分解生成物的脫離是有效的。
另外，在加熱空氣清洗或蒸汽清洗中，來自清洗用加熱大氣供給單元41、44的加熱空氣或加熱蒸汽無需在多糖類吸附處理裝置16、沙過濾裝置30直通並從排氣口排出，使大部分返回清洗用加熱大氣供給單元41、44，形成僅將一部分排出那樣的循環加熱方式，這在熱效率上是優選的。
另外，也可以在第一實施方式中進而組合第一實施方式的變型例。
《第二實施方式》
接著，參照圖6對第二實施方式進行說明。
圖6是第二實施方式所涉及的海水淡水化系統600的概略構成圖。
在圖I所示的海水淡水化系統100A中，作為多糖類吸附材料使用了天然沸石。海水淡水化系統600作為多糖類吸附材料57b使用的是活性炭。
在圖6中，對與第一實施方式所涉及的海水淡水化系統100A(參照圖I)同樣的構成部分，標註與圖I相同的附圖標記而省略重複的說明。
在海水淡水化系統600中，替代多糖類吸附處理裝置16(圖I中表示為16A、16B)， 設置了將活性炭使用作為多糖類吸附材料47b的多糖類吸附處理裝置57(圖6中表示為 57A、57B)。多糖類吸附處理裝置57與多糖類吸附處理裝置16同樣，通過吸附處理吸附將未由前處理裝置14完全去除的成分(物質)也就是多糖類成分去除。活性炭由於隨第一處理水一起流出的可能性低，所以，在海水淡水化系統600中沒有設置圖I所示那樣的沙過濾裝置30。在海水淡水化系統600中，也與圖I所示的海水淡水化系統100A同樣,吸附海水中的糖類特別是TEP，能夠使反滲透膜的清洗頻率或更換頻率減少。
隨便提及，在多糖類吸附處理裝置57中，在下部空腔57a中導入第一處理水，在作為多糖類吸附材料57b的活性炭的層中升流，被朝上部空腔57c收水，在後段被暫時儲存於流動處理水槽15。
在此，清洗水供給裝置19、切換控制裝置31、清洗水加熱裝置190A、清洗水供給配管191A、191B、切換閥VA1JA2JA4JbiJB2JB4構成了權利要求書所記載的「清洗機構」。
如以上說明的那樣，根據本實施方式所涉及的海水淡水化系統600，與第一實施方式同樣基於清洗定時的最新TEP濃度比C/Q(多糖類濃度比)來選擇清洗模式。並且，通過選擇的清洗模式對清洗對象的A系統或者B系統中的一方的多糖類吸附處理裝置57進行清洗。由此，能夠維持活性炭的多糖類吸附材料57b的性能，可穩定地去除海水中的多糖類。另外，根據本實施方式所涉及的海水淡水化系統600，通過將海水中的多糖類穩定地去除，能夠減少反滲透膜的汙染也就是生物汙垢，可減少反滲透膜的清洗頻率或更換頻率。進而，根據本實施方式所涉及的海水淡水化系統600，通過減少反滲透膜的清洗頻率或更換頻率，能夠減少海水淡水化系統的運轉成本，進而可減少環境負荷。
另外，如第一實施方式的效果之中說明的那樣，消除了在前處理使用UF膜的情況下產生的排水的處理的問題，能夠減少海水淡水化系統600的運轉成本。
附圖標記說明
100A、100B、600海水淡水化系統
12取水槽
14前處理裝置
15處理水槽
16AU6B多糖類吸附處理裝置
16b多糖類吸附材料
17水質分析裝置(多糖類濃度測量機構)0175]18反滲透膜式海水淡水化裝置(反滲透膜處理裝置)0176]19清洗水供給裝置(清洗機構)0177]30A、30B沙過濾裝置0178]31切換控制裝置(清洗機構)0179]41A、41B、44A、44B清洗用加熱大氣供給單元(清洗機構)0180]57A、57B多糖類吸附處理裝置0181]57b多糖類吸附材料0182]122、160A、160B、162A、162B 取樣配管0183]171A、171B清洗條件演算裝置(清洗條件決定機構)0184]190A清洗水加熱裝置(清洗機構)0185]190B熱風控制裝置(清洗機構)0186]191A、191B、192A、192B清洗水供給配管(清洗機構)0187]SW海水0188]VA1 VA5、VB1 VB5切換閥(清洗機構)。
權利要求
1.一種使用反滲透膜的海水淡水化系統，其特徵在於，具備 前處理裝置，該前處理裝置對取水得到的海水進行前處理， 多糖類吸附處理裝置，該多糖類吸附處理裝置使用多糖類吸附材料，對由上述前處理裝置進行過處理的第一處理水中所含的多糖類成分進行吸附去除，和 反滲透膜處理裝置，該反滲透膜處理裝置使用上述反滲透膜，對由上述多糖類吸附處理裝置去除了上述多糖類成分的第二處理水進行淡水化； 所述海水淡水化系統還具備 多糖類濃度測量機構，該多糖類濃度測量機構測量來自上述前處理裝置的上述第一處理水中的第一多糖類濃度、以及由上述多糖類吸附處理裝置去除了上述多糖類成分之後的上述第二處理水的第二多糖類濃度， 清洗條件決定機構，該清洗條件決定機構基於由上述多糖類濃度測量機構測定的上述第一多糖類濃度以及第二多糖類濃度，決定上述多糖類吸附材料的清洗條件，和 清洗機構，該清洗機構基於由上述清洗條件決定機構決定的清洗條件，對上述多糖類吸附材料進行清洗。
2.如權利要求I所述的海水淡水化系統，其特徵在於，相對於一個上述反滲透膜處理裝置配設多個上述多糖類吸附處理裝置， 所述海水淡水化系統構成為，在由上述清洗機構清洗一個上述多糖類吸附處理裝置的期間，由至少另外一個上述多糖類吸附處理裝置進行上述多糖類成分的吸附去除，能夠相對於上述反滲透膜處理裝置持續進行上述第二處理水的供給。
3.如權利要求I所述的海水淡水化系統，其特徵在於，上述多糖類吸附處理裝置使用沸石、活性炭、粘土層間化合物中的任意一種作為上述多糖類吸附材料。
4.如權利要求I所述的海水淡水化系統，其特徵在於，上述清洗條件決定機構決定對多糖類吸附材料進行清洗的清洗水的流速、上述清洗水的溫度以及清洗時間中的至少一項作為上述清洗條件。
5.如權利要求I所述的海水淡水化系統，其特徵在於，上述清洗條件決定機構，基於由上述多糖類吸附處理裝置去除了上述多糖類成分之後的上述第二處理水的上述第二多糖類濃度與由上述多糖類吸附處理裝置去除了上述多糖類成分之前的上述第一處理水的上述第一多糖類濃度之比，決定上述清洗條件。
全文摘要
在使用反滲透膜的海水淡水化系統中，穩定地去除海水中的多糖類成分，維持反滲透膜的性能。海水淡水化系統(100A)在反滲透膜式海水淡水化裝置(18)中使用反滲透膜來對海水進行淡水化。被供給到反滲透膜式海水淡水化裝置(18)的海水由多糖類吸附處理裝置(16(16A、16B))吸附去除包括TEP的多糖類。被吸附於多糖類吸附處理裝置(16)的多糖類由從清洗水供給裝置(19)供給的清洗水進行清洗。此時的清洗條件根據依靠多糖類吸附處理裝置(16)進行的處理前後的海水的多糖類濃度來決定。
文檔編號C02F9/02GK102976504SQ201210265960
公開日2013年3月20日 申請日期2012年7月26日 優先權日2011年9月7日
發明者荒戶利昭, 隅倉岬, 陰山晃治, 館隆廣 申請人:株式會社日立製作所