纯水制造装置及其运转方法

技术领域

本发明涉及纯水制造装置及其运转方法。

背景技术

作为从工业用水、井水、市政用水等原水来制造纯水的方法，已知有利用了反渗透膜(RO膜)或纳滤膜(NF膜)和离子交换体的方法。根据该方法，在利用RO膜或NF膜将原水分离成透过水和浓缩水之后，通过使透过水进一步通过离子交换体，能够制作去离子水(纯水)。即，作为从原水制造纯水的装置，已知有组合了具有RO膜或NF膜的膜过滤装置与电去离子水制造装置后的纯水制造装置(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-104959号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在这样的纯水制造装置中，以渗透压以上的压力向膜过滤装置的RO膜或NF膜供给原水，并利用反渗透的原理分离成透过水和浓缩水。故而，由膜过滤装置分离出的浓缩水成为较高的压力。然而，现状是，虽然这样的浓缩水的压力能量有时用于使浓缩水的一部分回流到膜过滤装置的上游侧，但不能说被有效利用于其他用途，因此被无谓消耗了。

因此，本发明的目的是提供有效地利用无谓消耗的能量而实现节能的纯水制造装置及其运转方法。

用于解决课题的技术方案

为了达到上述目的，本发明的纯水制造装置具有：膜过滤装置，其具有将被处理水分离成透过水和浓缩水的反渗透膜或纳滤膜；水处理装置，其对被处理水、透过水以及浓缩水中的任一种进行处理；以及水力发电装置，其设置于使来自膜过滤装置的浓缩水流通的浓缩水管线，并利用在浓缩水管线中流动的浓缩水的流动来进行发电，将发电所得的电力供给到水处理装置。

另外，本发明的纯水制造装置的运转方法是如下纯水制造装置的运转方法，该纯水制造装置具有：膜过滤装置，其具有将被处理水分离成透过水和浓缩水的反渗透膜或纳滤膜；以及水处理装置，其对被处理水、透过水以及浓缩水中的任一种进行处理，所述纯水制造装置的运转方法包括如下工序：利用来自膜过滤装置的浓缩水的流动进行发电，并将发电所得的电力供给到水处理装置。

根据这样的纯水制造装置及其运转方法，由膜过滤装置分离出的浓缩水的压力能量作为电力被回收，被用于附带设置于膜过滤装置的水处理装置。由此，作为系统整体能够提高能量效率。

发明效果

以上，根据本发明，能够有效地利用无谓消耗的能量而实现节能。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式所涉及的纯水制造装置的概略结构图。

图2是本发明的第一实施方式所涉及的电去离子水制造装置的概略结构图。

图3是表示本发明的第一实施方式所涉及的水力发电装置的一个构成例的概略图。

图4是本发明的第二实施方式所涉及的纯水制造装置的概略结构图。

图5是本发明的第三实施方式所涉及的纯水制造装置的概略结构图。

图6是本发明的第四实施方式所涉及的纯水制造装置的概略结构图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

(第一实施方式)

图1是本发明的第一实施方式所涉及的纯水制造装置的概略结构图。图2是构成图1的纯水制造装置的电去离子水制造装置的概略结构图。此外，图示的纯水制造装置以及电去离子水制造装置的结构分别只是一个示例，不限定本发明，能够根据装置的使用目的、用途、要求性能适宜变更是不言而喻的。

纯水制造装置1是依次处理原水(被处理水)来制造纯水的装置，具有膜过滤装置2、设置于膜过滤装置2的下游侧的电去离子水制造装置(以下，也称作“EDI装置”)3。

膜过滤装置2是去除原水中的杂质而生成透过水的装置，具有将原水分离成包含杂质的浓缩水和去除了杂质的透过水的反渗透膜(RO膜)或纳滤膜(NF膜)。膜过滤装置2与向膜过滤装置2供给原水的供给管线L1、使由膜过滤装置2分离出的透过水流通的透过水管线L2、使由膜过滤装置2分离出的浓缩水流通的浓缩水管线L3连接。浓缩水管线L3的下游侧的部分分支为2个管线，即，分支为将浓缩水的一部分向外部排出的排水管线L4、使浓缩水的剩余部分回流到供给管线L1的回流水管线L5。以下，为便于说明，将浓缩水管线当中的未分支的上游侧的部分简称为“浓缩水管线”，与下游侧的部分进行区别，但应注意，排水管线和回流水管线也是使来自膜过滤装置的浓缩水流通的浓缩水管线的一部分。回流水管线L5在其下游侧与供给管线L1中的后述的加压泵4的上游侧连接。此外，回流水管线L5也可以代替与供给管线L1直接连接，而与贮存原水的原水罐(未图示)连接。另外，也可以省略回流水管线L5，即，也可以使由膜过滤装置2分离出的浓缩水全部排出到外部。

在供给管线L1设置有用于将贮存于原水罐的原水供给到膜过滤装置2的加压泵4。加压泵4通过变换器(未图示)控制转速，也可以具有调整向膜过滤装置2的原水的供给压力的功能。在排水管线L4设置有用于调整在排水管线L4流动的浓缩水的流量的阀V1。在回流水管线L5设置有用于调整在排水管线L4流动的浓缩水和在回流水管线L5流动的浓缩水的压力平衡的阀V2。

EDI装置3是同时进行由离子交换体进行的被处理水的去离子化(脱盐)处理和离子交换体的再生处理的装置。EDI装置3经由透过水管线L2与膜过滤装置2连接，接受作为被处理水而由膜过滤装置2分离出的透过水的供给。EDI装置3与使来自EDI装置3的处理水(去离子水)流通而供给到处理水罐或使用点的处理水管线L6、将来自EDI装置3的浓缩水(以下，也称作“EDI浓缩水”)排出到外部的浓缩水排出管线L7连接。此外，EDI浓缩水也可以根据其水质使一部分或者全部回流到供给管线L1或原水罐。另外，虽然在图1中没有示出，但后述的电极水也从EDI装置3排出。

参照图2，EDI装置3具有：具备阳极11的阳极室E1；具备阴极12的阴极室E2；位于阳极室E1与阴极室E2之间的脱盐室D；配置于脱盐室D的两侧的一对浓缩室C1、C2。脱盐室D由阳极11侧的阴离子交换膜a1和阴极12侧的阳离子交换膜c1划分。一对浓缩室C1、C2包括隔着阴离子交换膜a1与脱盐室D相邻的阳极侧浓缩室C1、以及隔着阳离子交换膜c1与脱盐室D相邻的阴极侧浓缩室C2。阳极侧浓缩室C1隔着阳离子交换膜c2与阳极室E1相邻，阴极侧浓缩室C2隔着阴离子交换膜a2与阴极室E2相邻。

在脱盐室D中填充有阳离子交换体和阴离子交换体中的至少一方，优选地，填充有阳离子交换体和阴离子交换体的双方。即，优选在脱盐室D中以所谓的混床方式或者复床方式填充有阳离子交换体和阴离子交换体。作为阳离子交换体，可以举出阳离子交换树脂、阳离子交换纤维、整体式多孔阳离子交换体等，最适合使用通用的阳离子交换树脂。作为阳离子交换体的种类，可以举出弱酸性阳离子交换体、强酸性阳离子交换体等。作为阴离子交换体，可以举出阴离子交换树脂、阴离子交换纤维、整体式多孔阴离子交换体等，最适合使用通用的阴离子交换树脂。作为阴离子交换体的种类，可以举出弱碱性阴离子交换体、强碱性阴离子交换体等。

此外，为了抑制EDI装置3的电阻，优选在在阳极侧浓缩室C1以及阴极侧浓缩室C2中分别填充有离子交换体。另外，为了抑制EDI装置3的电阻，优选在阳极室E1以及阴极室E2中也分别填充有离子交换体等导电性物质。作为一例，在阳极侧浓缩室C1、阴极侧浓缩室C2以及阴极室E2中填充有阴离子交换体，在阳极室E1中填充有阳离子交换体。

来自膜过滤装置2的透过水管线L2分支为多个(在图示的示例中为4个)，分别与脱盐室D、阳极侧浓缩室C1、阴极侧浓缩室C2以及阴极室E2连接。脱盐室D在其下游侧与处理水管线L6连接。阳极侧浓缩室C1及阴极侧浓缩室C2形成并联流路，在其下游侧与浓缩水排出管线L7连接。这样，来自膜过滤装置2的透过水作为被处理水被供给到脱盐室D，作为浓缩室流入水被供给到阳极侧浓缩室C1及阴极侧浓缩室C2。另外，阴极室E2与阳极室E1形成串联流路，因此，来自膜过滤装置2的透过水作为电极室流入水也从阴极室E2被供给到阳极室E1，作为电极水被排出到外部。

在脱盐室D，通过透过水管线L2而从膜过滤装置2供给透过水(被处理水)，透过水中的离子成分在通过脱盐室D时被去除。去除了离子成分后的透过水作为处理水(去离子水)，通过处理水管线L6被供给到处理水罐或者使用点。此时，由脱盐室D去除的离子成分通过在两个电极11、12之间施加直流电压而产生的电位差，向与脱盐室D相邻的浓缩室C1、C2移动。具体而言，阳离子成分被吸引到阴极12侧，通过阳离子交换膜c1而向阴极侧浓缩室C2移动，阴离子成分被吸引到阳极11侧，通过阴离子交换膜a1而向阳极侧浓缩室C1移动。这样，移动到浓缩室C1、C2的离子成分被取入到浓缩室流入水中，经由浓缩水排出管线L7排出到外部。另一方面，在脱盐室D中，水解离反应(水解离为氢离子和氢氧化物离子的反应)连续进行。氢离子与吸附于阳离子交换体的阳离子成分交换，氢氧化物离子与吸附于阴离子交换体的阴离子成分交换。这样，分别对填充于脱盐室D的阳离子交换体及阴离子交换体进行再生。

此外，如开头所述，EDI装置3的图示的结构只是一个示例。根据装置的使用目的、用途、要求性能，能够适当变更各室的结构(数量、配置等)、流路结构，或者适当进行追加阀、计测器等变更。例如，EDI装置也可以具备2个以上的脱盐室。在此情况下，脱盐室和浓缩室隔着阳离子交换膜或阴离子交换膜交替设置，最接近阳极的浓缩室与阳极室相邻，最接近阴极的浓缩室与阴极室相邻。另一方面，也可以省略与电极室(阳极室或阴极室)相邻的浓缩室，而通过使电极室与脱盐室相邻，使电极室兼作浓缩室。这样的电极室兼作浓缩室的结构可以与脱盐室的数量无关地应用。另外，脱盐室也可以通过中间离子交换膜(例如，阴离子交换膜或者阳离子交换膜的单一膜或双极性膜等)在直流电流的通电方向上分割为2个小脱盐室。在此情况下，2个小脱盐室形成串联流路，在阳极侧的小脱盐室中至少填充阴离子交换体，在阴极侧的小脱盐室中至少填充阳离子交换体。向浓缩室的通水方向可以与向脱盐室的通水方向相反，一对浓缩室也可以形成串联流路。而且，浓缩室流入水可以是处理水的一部分，在脱盐室划分为2个小脱盐室的情况下，也可以是使被处理水通过一个小脱盐室而得到的中间处理水的一部分。另外，电极室流入水可以先流入阳极室，电极室也可以形成并联流路。而且，电极室流入水可以是处理水的一部分，在脱盐室划分为2个小脱盐室的情况下，也可以是使被处理水通过一个小脱盐室而得到的中间处理水的一部分。

然而，在上述纯水制造装置1中，在供给管线L1流动的原水通过设置于供给管线L1的加压泵4和设置于浓缩水管线L3的阀等压力调整单元(未图示)被加压到渗透压以上的压力而供给到膜过滤装置2。然后，供给到膜过滤装置2的原水利用反渗透的原理被分离成透过水和浓缩水。故而，由膜过滤装置2分离而在浓缩水管线L3流通的浓缩水成为比较高的压力。然而，这样的浓缩水的压力能量虽然在通过回流水管线L5而使浓缩水回流到膜过滤装置2的上游侧的情况下被利用，现状是不能说被有效利用于其他用途，因此被无谓消耗了。

因此，本实施方式的纯水制造装置1具有用于将由膜过滤装置2分离的浓缩水的压力能量作为电力回收的水力发电装置5。水力发电装置5设置于使来自膜过滤装置2的浓缩水流通的浓缩水管线L3，利用在浓缩水管线L3流动的浓缩水进行发电，将发电所得的电力供给到EDI装置3。通过这样的水力发电装置5，能够将由膜过滤装置2分离出的浓缩水的压力能量用于EDI装置3，作为系统整体能够提高能量效率。

水力发电装置5也可以代替EDI装置3的直流电源装置来使用，或者也可以作为这样的直流电源装置的电源来追加使用。在水力发电装置5中，与膜过滤装置2的运转联动地，进行发电和向EDI装置3的通电。故而，相对于EDI装置3的直流电源装置代替或追加地使用水力发电装置5在不需要配合从膜过滤装置2向EDI装置3的通水而进行通电这样的进行电源控制方面也是有利的。此外，在水力发电装置5的发电量变动大的情况下，从水力发电装置5向EDI装置3的通电也可以经由充电装置或稳定化电源装置来进行。

水力发电装置5的设置位置只要是能够利用浓缩水的流动进行发电的位置即可，并不限定于浓缩水管线L3上，例如，也可以是排水管线L4上或回流水管线L5上。但是，为了回收更多的能量，优选水力发电装置5的设置位置是浓缩水的压力最高、流量最大的位置。即，如本实施方式这样，在浓缩水管线L3的下游侧连接有排水管线L4和回流水管线L5的情况下，优选水力发电装置5设置于浓缩水管线L3。

只要能够将浓缩水的压力能量(势能或动能)转换为电能，就对水力发电装置5的结构没有特别限定，能够根据浓缩水的流量范围或所要求的发电量使用合适的公知的水力发电机。其中，优选具有接受在浓缩水管线L3流动的浓缩水的流动而旋转的叶轮的水力发电机，尤其是，优选构成为根据叶轮的转速来检测浓缩水的流量。通过使用这样的水力发电机，不需要在浓缩水管线L3设置流量计。此外，在此情况下，叶轮的转速可以根据EDI装置3的运转电流(流过两个电极11、12之间的直流电流)或者运转电压(在两个电极11、12之间施加的直流电压)的测量值进行逆运算。另外，对水力发电机的种类也没有特别限定，除了直流发电机之外，也可以使用交流发电机。但是，应注意的是，在作为EDI装置3的直流电源装置的电源而使用的情况下，交流发电机可以与直流电源装置直接连接，但在作为直流电源装置的替代而使用的情况下，需要经由交流/直流变换装置与EDI装置3连接。

构成水力发电装置5的水力发电机的数量不限于1个，多个水力发电机也可以串联配置于浓缩水管线L3。在此情况下，它们的电连接可以是串联，也可以是并联，或者也可以是串联和并联的组合。在使用多个水力发电机的情况下，为了回收尽可能多的能量，优选各个水力发电机的压力损失小，由此，能够配置尽可能多的水力发电机。另一方面，使用多个水力发电机在能够根据需要进行发电量(向EDI装置3的供给电力量)的调整方面也是有利的。以下，参照图3，对这样的水力发电装置5的构成例进行说明。图3是表示本实施方式的水力发电装置的一个构成例的概略图。

图3所示的水力发电装置5具有：2个水力发电机51、52，串联配置于浓缩水管线L3；旁通管线L31，以绕过2个水力发电机51、52中的第二水力发电机52的方式与浓缩水管线L3连接。2个水力发电机51、52并联电连接，作为EDI装置3的直流电源而与EDI装置3连接。在旁通管线L31设有阀V3，在浓缩水管线L3也设有阀V4、V5。阀V4设置于浓缩水管线L3与旁通管线L31的上游侧连接部的下游侧，阀V5设置于浓缩水管线L3与旁通管线L31的下游侧连接部的上游侧。通过打开旁通管线L31的阀V3，并关闭浓缩水管线L3的阀V4、V5，能够使在浓缩水管线L3流动的浓缩水仅向第一水力发电机51流通。由此，由于仅利用第一水力发电机51进行发电，因此能够降低向EDI装置3的供给电流。另外，通过关闭旁通管线L31的阀V3，并打开浓缩水管线L3的阀V4、V5，能够使在浓缩水管线L3流动的浓缩水向第一水力发电机51和第二水力发电机52的双方流通。由此，由于利用第一水力发电机51和第二水力发电机52的双方进行发电，因此能够提高向EDI装置3的供给电流。

另外，图3所示的水力发电装置5具有基于EDI装置3的运转电流来执行上述2个发电模式的切换的控制部(未图示)。一般来说，在EDI装置3中，根据向EDI装置3通电的电量进行离子去除，但有时由于被处理水的水温或离子组成的变化，EDI装置3的电阻会发生变动。而且，在EDI装置3的电阻变高时，为了向EDI装置3供给使应去除的离子向浓缩室移动所需的电流，需要更多的电力。因此，在图3所示的水力发电装置5中，根据EDI装置3的电阻的变动进行上述发电模式的切换，调整从水力发电装置5向EDI装置3的供给电流。其结果是，能够维持在EDI装置3所需的电流下的运转。例如，在EDI装置3的电阻低的状态下，使浓缩水向旁通管线L31通过，以使得仅利用第一水力发电机51进行发电，但在EDI装置3的电阻上升而运转电流变低时，向旁通管线L31的通水停止。其结果是，通过利用第一水力发电机51和第二水力发电机52的双方进行发电，向EDI装置3的供给电流增加，从而能够维持EDI装置3的恒定电流运转。

上述发电模式的切换也可以基于供给到膜过滤装置2的原水或者由EDI装置3制造出的去离子水的水质来进行。即，在原水的水质恶化或者EDI装置3的处理水质下降的情况下，为了使EDI装置3的运转电流增加而提高处理性能，也可以停止向旁通管线L31的通水而利用第一水力发电机51和第二水力发电机52的双方进行发电。

在图3中，例示了构成水力发电装置5的水力发电机的数量为2个的情况，但水力发电机的数量也可以是3个以上。在水力发电机的数量为3个以上的情况下，旁通管线也可以以绕过2个以上的水力发电机的方式与浓缩水管线L3连接。或者，2个以上的旁通管线也可以与浓缩水管线L3连接，在此情况下，各旁通管线也可以分别绕过不同数量的水力发电机。此外，在水力发电装置5由多个水力发电机构成的情况下，它们可以是相同的结构，也可以是不同的结构，能够根据浓缩水的流量范围或所要求的发电量适当地组合使用各种结构的水力发电机。

(第二实施方式)

图4是本发明的第二实施方式所涉及的纯水制造装置的概略结构图。以下，对于与第一实施方式相同的结构，在附图中标注相同的标号并省略其说明，仅对与第一实施方式不同的结构进行说明。

本实施方式是第一实施方式的变形例，在除了第一实施方式的EDI装置(第一EDI装置)3之外，在其下游侧还设置有另一个EDI装置(第二EDI装置)6方面与第一实施方式不同。第二EDI装置6具有与第一EDI装置3基本相同的结构。即，虽然没有图示，但第二EDI装置6具有与第一EDI装置3的脱盐室D相同的脱盐室、与第一EDI装置3的一对浓缩室C1、C2相同的一对浓缩室。第二EDI装置6处理从第一EDI装置3的一对浓缩室C1、C2流出的水，即处理来自第一EDI装置3的EDI浓缩水，将处理后的水送回到供给管线L1。因此，第二EDI装置6的脱盐室在其上游侧与第一EDI装置3的浓缩水排出管线L7连接，在其下游侧与使上述处理后的水回流到供给管线L1的处理水送回管线L8连接。此外，第二EDI装置6的处理水质，处理水送回管线L8也可以不与供给管线L1连接，而与透过水管线L2连接。另外，第二EDI装置6也与将来自第二EDI装置6的EDI浓缩水向外部排出的浓缩水排出管线L9连接。

第二EDI装置6与用于制造纯水的第一EDI装置3相比，不要求那么高的处理性能，因此对电源控制也不要求那么高的精度。因此，在如本实施方式这样具备2个EDI装置3、6的纯水制造装置1中，优选在要求更稳定的电源控制的第一EDI装置3使用通常的直流电源装置，优选水力发电装置5作为第二EDI装置6的直流电源装置使用。但是，根据水力发电装置5的发电量，也可以从水力发电装置5经由充电装置或稳定化电源装置向第一EDI装置3进行电力的供给。尤其是，在水力发电装置5由多个水力发电机构成的情况下(参照图3)，也可以从各自不同的水力发电机对2个EDI装置3、6供给电力。

此外，2个EDI装置3、6的连接方式不限于图4所示的方式，例如，虽然没有图示，但也可以使2个EDI装置3、6串联连接而依次处理从膜过滤装置2供给的透过水。即，第二EDI装置6也可以处理从第一EDI装置3的脱盐室D流出的水(由第一EDI装置3制造出的去离子水)，将该处理水向处理水罐或使用点供给。在此情况下，来自水力发电装置5的电力供给可以在2个EDI装置3、6中的任一个进行，也可以在它们双方进行。

(第三实施方式)

图5是本发明的第三实施方式所涉及的纯水制造装置的概略结构图。以下，对于与上述实施方式相同的结构，在附图中标注相同的标号并省略其说明，仅对与上述实施方式不同的结构进行说明。

本实施方式是第一实施方式的变形例，在除了第一实施方式的膜过滤装置(第一膜过滤装置)2之外，在其下游侧还设置有其他膜过滤装置(第二膜过滤装置)7方面与第一实施方式不同。第二膜过滤装置7与第一膜过滤装置2同样地，具有RO膜或NF膜，经由透过水管线(第一透过水管线)L2与第一膜过滤装置2连接。即，第二膜过滤装置7在第一膜过滤装置2的下游侧与第一膜过滤装置2串联连接，接受作为被处理水而由第一膜过滤装置2分离出的透过水的供给。另外，第二膜过滤装置7与使由第二膜过滤装置7分离出的透过水流通的第二透过水管线L10连接，第二透过水管线L10与EDI装置3连接。由此，在本实施方式中，与第一实施方式相比，能够生成水质更好的透过水并供给到EDI装置3。

第二膜过滤装置7与使由第二膜过滤装置7分离出的浓缩水流通的第二浓缩水管线L11连接。第二膜过滤装置7将来自第一膜过滤装置2的透过水进一步分离成透过水和浓缩水，因此从水质的观点出发，未必需要将来自第二膜过滤装置7的浓缩水向外部排出。故而，从节水的观点出发，为了使由第二膜过滤装置7分离出的浓缩水全部回流到供给管线L1，第二浓缩水管线L11在加压泵4的上游侧与供给管线L1。或者，第二浓缩水管线L11也可以代替与供给管线L1直接连接，而与设置于供给管线L1的原水罐(未图示)连接。此外，在对第二膜过滤装置7的RO膜或NF膜进行清洗的情况下等，也可以在第二浓缩水管线L11连接有将来自第二膜过滤装置7的浓缩水的一部分或全部向外部排出的排水管线。

水力发电装置5设置于与第一膜过滤装置2连接的第一浓缩水管线L3，但水力发电装置5的设置位置不限于此，例如，也可以是第二浓缩水管线L11上。但是，在本实施方式中，由于需要利用1个加压泵4向2个膜过滤装置2、7供给原水，因此向第一膜过滤装置2的被处理水(原水)的供给压力比向第二膜过滤装置7的被处理水(来自第一膜过滤装置2的透过水)的供给压力大。相应地，来自第一膜过滤装置2的浓缩水的压力比来自第二膜过滤装置7的浓缩水的压力大。故而，在能够期待高的发电量方面，优选水力发电装置5设置于与第一膜过滤装置2连接的第一浓缩水管线L3。

在本实施方式中，2个膜过滤装置2、7串联连接，来自第一膜过滤装置2的透过水被供给到第二膜过滤装置7，但2个膜过滤装置2、7的连接方式不限定于这样的方式。例如，2个膜过滤装置(RO膜或NF膜)2、7的一次侧(原水及浓缩水流通的一侧)也可以串联连接，二次侧(透过水流通的一侧)并联连接。即，也可以使来自第一膜过滤装置2的浓缩水供给到第二膜过滤装置7，使来自第一膜过滤装置2的透过水和来自第二膜过滤装置7的透过水供给到EDI装置3。在这样的情况下，也优选水力发电装置5设置于更高压的浓缩水流通的第一浓缩水管线L3。

(第四实施方式)

图6是本发明的第四实施方式所涉及的纯水制造装置的概略结构图。以下，对于与上述实施方式相同的结构，在附图中标注相同的标号并省略其说明，仅对与上述实施方式不同的结构进行说明。

本实施方式是第一实施方式的变形例，在追加设置药液注入装置8和脱气装置9，水力发电装置5作为药液注入装置8和脱气装置9各自的电源起作用方面与第一实施方式不同。换言之，本实施方式在由水力发电装置5发电所得的电力被分别供给到药液注入装置8和脱气装置9方面与第一实施方式不同。但是，根据水力发电装置5的发电量，发电所得的电力可以仅供给到药液注入装置8和脱气装置9中的一方，或者，也可以除了药液注入装置8和脱气装置9之外，还供给到EDI装置3。

药液注入装置8设置在膜过滤装置2的上游侧，是向原水添加水垢防止剂、腐浆控制剂等药液的装置。药液注入装置8具有：贮存药液的药液罐21；加药泵22，经由药液供给管线L12与供给管线L1连接，将贮存于药液罐21的药液注入供给管线L1。利用水力发电装置5发电所得的电力被供给到加药泵22，因此，在药液注入装置8中，与膜过滤装置2的运转联动地，进行向原水的药液的添加。此外，药液的添加位置只要是膜过滤装置2的上游侧，就不限定于图示的位置，例如，也可以是供给管线L1与回流水管线L5的连接部的下游侧。另外，除了上述水垢防止剂、腐浆控制剂之外，添加的药液的种类也可以是pH调整剂、还原剂。

脱气装置9设置于膜过滤装置2的下游侧的透过水管线L2，是去除溶解于来自膜过滤装置2的透过水的二氧化碳或氧等气体的装置。对脱气装置9的结构没有特别限定，能够根据应去除的气体的种类来使用合适的公知的脱气装置。作为这样的脱气装置，例如，可以举出膜脱气装置、脱碳酸塔等。膜脱气装置是一边使被处理水通过脱气膜的一次侧，一边通过真空泵对脱气膜的二次侧进行减压，使被处理水中的溶解氧从脱气膜的一次侧向二次侧透过而去除的装置。另外，脱碳酸塔是一边从上方向填充在内部的填充材料喷洒被处理水，一边通过鼓风机从下方导入空气，使被处理水与空气在填充材料的表面进行气液接触，由此使被处理水中的溶解二氧化碳扩散到空气中而将其去除的装置。在脱气装置9为膜脱气装置的情况下，利用水力发电装置5发电所得的电力被供给到真空泵，在脱气装置9为脱碳酸塔的情况下，被供给到鼓风机。因此，在脱气装置9中，与膜过滤装置2的运转联动地，进行脱气处理。此外，脱气装置9的设置位置不限于图示的位置，例如，也可以是膜过滤装置2的上游侧。

本实施方式这样的药液注入装置、脱气装置的设置不仅能够针对第一实施方式进行，也能够在第二实施方式、第三实施方式中进行是不言而喻的。在该情况下，药液注入装置、脱气装置的设置位置也没有特别限定，也可以根据添加的药液的种类、应去除的气体的种类在适当的位置设置药液注入装置、脱气装置。例如，在第三实施方式的情况下，如图5所示，在2个膜过滤装置2、7串联连接的结构中，药液注入装置也可以设置于向来自第一膜过滤装置2的透过水添加药液的位置。另一方面，作为第三实施方式的变形例，如上所述，在2个膜过滤装置2、7的一次侧串联连接，二次侧并联连接的结构中，药液注入装置也可以设置于向来自第一膜过滤装置2的浓缩水添加药液的位置。

(实施例)

接下来，举出具体的实施例对本发明的效果进行说明。

作为一个实施例，使用图1所示的结构的纯水制造装置，进行500小时的运转，分别在膜过滤装置和电去离子水制造装置中测量被处理水的水质(被处理水导电率)和处理水的水质(处理水导电率)。然后，通过以下的式(1)，分别计算膜过滤装置的脱盐率和电去离子水制造装置的脱盐率、系统整体的脱盐率。

脱盐率(％)＝

(1-(处理水导电率/被处理水导电率))×100(1)

在此，膜过滤装置的脱盐率根据原水的导电率(被处理水导电率)和来自膜过滤装置的透过水的导电率(处理水导电率)计算。电去离子水制造装置的脱盐率根据来自膜过滤装置的透过水的导电率(被处理水导电率)和来自电去离子水制造装置的去离子水的导电率(处理水导电率)计算。系统整体的脱盐率根据原水的导电率(被处理水导电率)和来自电去离子水制造装置的去离子水的导电率(处理水导电率)计算。

作为膜过滤装置使用RO膜，作为电去离子水制造装置，使用具有图2所示的结构的装置，具体而言，使用具备4室脱盐室且脱盐室、浓缩室、以及电极室的各室的尺寸为10cm×10cm×1cm的装置。在电去离子水制造装置的各脱盐室中，以混床方式填充阳离子交换树脂和阴离子交换树脂，在各浓缩室中，填充有阴离子交换树脂。作为被处理水(原水)，使用导电率为200μS/cm左右的水，将供给到膜过滤装置的原水的流量设为330L/h。将电去离子水制造装置的处理流量(流入处理室的被处理水的流量)、浓缩室流入水的流量以及电极室流入水的流量分别设为40L/h、25L/h以及15L/h。此时，从膜过滤装置向浓缩水管线流通的浓缩水的流量及压力分别为250L/h及0.53MPa。

作为水力发电装置，使用将7个水力发电机(产品编号“DB-2689”，Foshan ShundeZhongjiang Energy Saving Electronics公司制)在空间上串联连接，在电气上并联连接的装置。然后，代替直流电源装置，将由水力发电装置发电所得的电力供给到电去离子水制造装置。此时的电去离子水制造装置的运转电流为0.1A，运转电压(供给电压)为6V。另外，水力发电装置整体的压力损失为0.13MPa。

测量原水的导电率、来自膜过滤装置的透过水的导电率以及来自电去离子水制造装置的去离子水的导电率，结果分别为198μS/cm、4.72μS/cm以及0.15μS/cm。然后，根据这些导电率，通过上述式(1)，计算膜过滤装置的脱盐率、电去离子水制造装置的脱盐率以及系统整体的脱盐率，结果分别为97.6％、96.8％以及99.9％。因此，确认到即使不使用通常使用的直流电源装置，也能够得到期望的水质。

另外，作为其他实施例，除了脱盐室的数量为1个之外，使用与上述实施例相同的电去离子水制造装置，根据各浓缩室中是否填充有阴离子交换树脂，调查了电去离子水制造装置的运转电压如何变化。具体而言，在各浓缩室中填充有阴离子交换树脂的情况和没有填充的情况这两种情况下，在相同的条件(作为被处理水使用导电率为3.6μS/cm的水(来自膜过滤装置的透过水)，将运转电流设定为0.1A的条件)下进行运转，比较各自的运转电压。其结果是，确认到前者的运转电压为后者的运转电压的约1/7。因此，在电去离子水制造装置的各浓缩室中填充阴离子交换树脂(离子交换体)会导致运转电压的下降，因此认为在水力发电装置的发电量不那么大的情况下特别有效。

标号说明

1纯水制造装置

2膜过滤装置(第一膜过滤装置)

3EDI装置(第一EDI装置)

4加压泵

5水力发电装置

51第一水力发电机

52第二水力发电机

6第二EDI装置

7第二膜过滤装置

8药液注入装置

21药液罐

22加药泵

9脱气装置

L1供给管线

L2透过水管线(第一透过水管线)

L3浓缩水管线(第一浓缩水管线)

L31旁通管线

L4排水管线

L5回流水管线

L6处理水管线

L7、L9浓缩水排出管线

L8处理水送回管线

L10第二透过水管线

L11第二浓缩水管线

L12药液供给管线

V1～V5阀。