JP5120070B2

JP5120070B2 - 水処理装置

Info

Publication number: JP5120070B2
Application number: JP2008140665A
Authority: JP
Inventors: 剛米田; 敦行真鍋; 隼人渡邉; 悠司高島
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 2008-05-29
Filing date: 2008-05-29
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2028-05-29
Also published as: JP2009285565A

Description

本発明は、水処理装置に関し、特には、半導体の洗浄等に用いられる高純度の純水を得るための水処理装置に関する。

従来より、半導体等の洗浄には、不純物を含まない水、いわゆる純水が多く使用されている。そして、近年においては、半導体等の電子技術の発達に伴い、その洗浄水として用いられる純水も、より高純度（例えば、比抵抗値１ＭΩ・ｃｍ以上）のものが要求されている。

地下水や工業用水等の原水から純水を得るための水処理装置としては、一般に、逆浸透膜を利用した逆浸透膜装置やイオン交換膜及びイオン交換樹脂を利用した脱イオン装置等が用いられている。例えば、逆浸透膜装置は、溶媒は通すが溶質は透過させないという逆浸透膜の性質を利用して、被処理水の浸透圧よりも高い圧力をかけて溶媒としての水だけを選択的に透過させ、採取することを可能にしたものである（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−２２０４８０号公報

しかしながら、上述のような高純度の純水を得るためには、原水を一回精製するのみでは十分でなく、例えば、逆浸透膜装置により精製された処理水を更に逆浸透膜装置又は脱イオン装置において繰り返し精製させる必要が生じる場合がある。この場合、例えば、上流側に逆浸透膜装置を配置し、下流側に逆浸透膜装置又は脱イオン装置を配置させることにより一回の工程で処理水を精製することができる。しかし、逆浸透膜装置同士や逆浸透膜装置と脱イオン装置とを接続させると、上流側に配置された逆浸透膜装置が故障や膜詰まり等を起こした場合に、下流側に配置された逆浸透膜装置又は脱イオン装置が流量不足になり、キャビテーションを発生させてしまうという問題があった。

これに対しては、例えば、上流側の逆浸透膜装置と下流側の逆浸透膜装置又は脱イオン装置との間に、逆浸透膜装置で精製された処理水を一時的に貯留させる中間タンクを設置させることにより回避することが可能となる。しかしながら、中間タンクを設置させる場合には、新たに中間タンクを設置させる設置スペースを確保する必要があるという問題があった。また、設置スペースだけを考慮すると、小型の中間タンクを設置させることも考えられる。しかしながら、小型の中間タンクを設置させると、容量が小さいため、上流側の逆浸透膜装置を頻繁に起動して水処理をさせる必要が生じ、逆浸透膜の寿命が短くなるという問題があった。

また、例えば、逆浸透膜装置同士や逆浸透膜装置と脱イオン装置の運転状況を共有化させ、各装置の流量を制御させて、上述の問題を回避させことも可能である。しかしながら、流量計の故障や通信の異常等が生じた場合には、対応が困難になるという問題があった。更に、中間タンクを設置したり、流量を制御させるためには、多大なコストがかかるという問題があった。

従って、本発明は、設置スペースを拡大させることなく、高純度の純水を安定的に供給させることが可能な水処理装置を提供することを目的とする。

本発明の水処理装置は、被処理水を貯水する第１貯水タンクと、前記第１貯水タンクから供給される前記被処理水を、逆浸透膜又はナノ濾過膜を利用して精製して第１処理水を得る第１精製部と、前記第１精製部の下流側に配設され、前記第１精製部により得られた第１処理水を、逆浸透膜、ナノ濾過膜又は電気式脱イオン装置を利用して精製して第２処理水を得る第２精製部と、前記第１精製部と前記第２精製部とを接続する第１接続ラインと、前記第２精製部により得られた第２処理水が流通する第２処理水流通ラインと、前記第１貯水タンクと前記第１接続ラインとを接続させる第１補助ラインと、前記第２精製部と前記第１貯水タンクとを接続すると共に、前記第１処理水を精製する時に前記第２精製部から排出される第１濃縮水を前記第２精製部から前記第１貯水タンクに配水する第１配水ラインと、前記第２処理水流通ラインを流通する第２処理水の一部を前記第１貯水タンクに配水する第１初期リターンラインと、前記第１補助ラインに設けられ、前記第１補助ラインを流通する水の流れ方向を前記第１接続ラインから前記第１貯水タンクへ向かう方向のみに規制する逆止弁と、を備えることを特徴とする。

また、前記第１精製部及び前記第２精製部は、逆浸透膜を利用した精製を行うことが好ましい。

また、前記第１精製部は、逆浸透膜を利用した精製を行い、前記第２精製部は、電気式脱イオン装置を利用した精製を行うことが好ましい。

また、本発明の水処理装置は、被処理水を貯水する第１貯水タンクと、前記第１貯水タンクから供給される前記被処理水を、逆浸透膜又はナノ濾過膜を利用して精製して第１処理水を得る第１精製部と、前記第１精製部の下流側に配設され、前記第１精製部により得られた第１処理水を、逆浸透膜、ナノ濾過膜又は電気式脱イオン装置を利用して精製して第２処理水を得る第２精製部と、前記第１精製部と前記第２精製部とを接続する第１接続ラインと、前記第２精製部の下流側に配設され、逆浸透膜、ナノ濾過膜又は電気式脱イオン装置を利用して前記第２処理水を精製して第３処理水を得る第３精製部と、前記第２精製部と前記第３精製部とを接続する第２接続ラインと、前記第３精製部により得られた第３処理水が流通する第３処理水流通ラインと、前記第１貯水タンクと前記第１接続ラインとを接続させる第１補助ラインと、前記第２精製部と前記第１貯水タンクとを接続すると共に、前記第１処理水を精製する時に前記第２精製部から排出される第１濃縮水を前記第２精製部から前記第１貯水タンクに配水する第１配水ラインと、前記第１貯水タンクと前記第２接続ラインとを接続させる第２補助ラインと、前記第３精製部と前記第１貯水タンクとを接続すると共に、前記第２処理水を精製する時に前記第３精製部から排出される第２濃縮水を前記第３精製部から前記第１貯水タンクに配水する第２配水ラインと、前記第３処理水流通ラインを流通する第３処理水の一部を前記第１貯水タンクに配水する第２初期リターンラインと、前記第２補助ラインに設けられ、前記第２補助ラインを流通する水の流れ方向を前記第２接続ラインから前記第１貯水タンクへ向かう方向のみに規制する逆止弁と、を備えることを特徴とする。

また、前記第３精製部は、電気式脱イオン装置を利用した精製を行うことが好ましい。

本発明によれば、水処理装置は、設置スペースを拡大させることなく、高純度の純水を安定的に供給させることが可能である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

［１］第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態に係る水処理装置を示すフローシートである。図１に示すように、第１実施形態に係る水処理装置１は、活性炭濾過装置２と、軟水装置３と、給水タンク（第１貯水タンク）４と、第１逆浸透膜装置（第１精製部）５ａ、５ｂと、第２逆浸透膜装置（第２精製部）６と、貯水タンク７と、を主体に構成されている。原水は、上流側に配置される活性炭濾過装置２から上述の順番でそれぞれの装置で所定の処理が施され、下流側に配置される貯水タンク７に貯水される。

活性炭濾過装置２は、原水の供給源（図示せず）と接続されている。活性炭濾過装置２は、原水に対して、最初の精製処理として濾過処理を行う。具体的には、活性炭濾過装置２は、原水に溶存する次亜塩素酸ソーダ等の酸化剤を吸着し除去することにより、原水から第１前処理水を得る。活性炭濾過装置２は、軟水装置３のイオン交換能力の早期劣化を防止するために設けられる。また、活性炭濾過装置２は、第１逆浸透膜装置５の濾過能力の早期劣化を防止し、処理水の処理効率の向上、安定化等を図る役割も果たす。

軟水装置３は、活性炭濾過装置２の下流側に接続されている。軟水装置３は、活性炭濾過装置２により得られた第１前処理水に対して、所定の精製処理を行う。具体的には、軟水装置３は、第１前処理水中に含まれる硬度成分（カルシウムイオン及びマグネシウムイオン）をイオン交換樹脂によりナトリウムイオンと交換する。つまり、軟水装置３は、第１前処理水から硬度成分を除去し、第２前処理水を得る。

給水タンク４は、軟水装置３の下流側に接続されている。給水タンク４は、軟水装置３により精製された第２前処理水（被処理水）を貯水する。

第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂは、供給ライン１０ａを介して給水タンク４の下流側に接続されている。第１逆浸透膜装置は、並列に配置された２台の第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂから構成されている。供給ライン１０ａは、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂの上流側で分岐しており、第１逆浸透膜装置５ａ及び第１逆浸透膜装置５ｂそれぞれの上流側に接続されている。

第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂは、上流側に設けられる加圧ポンプ５１ａ、５１ｂと、下流側に設けられる逆浸透モジュール（以下、「ＲＯモジュール」という）５２ａ、５２ｂと、を主体に構成されている。加圧ポンプ５１ａ、５１ｂは、給水タンク４から供給される第２前処理水をＲＯモジュール５２ａ、５２ｂ側に加圧する。ＲＯモジュール５２ａ、５２ｂは、多数の逆浸透膜（図示せず）を備え、逆浸透膜により不純物を除去し、選択的に第２前処理水を透過させることにより、第１純水（第１処理水）を得る。

また、ＲＯモジュール５２ａ、５２ｂの下流側には、流通ライン５３ａ、５３ｂと、濃縮水排水ライン５４ａ、５４ｂとが独立して接続されている。流通ライン５３ａ、５３ｂには、逆浸透膜により第２前処理水から不純物が取り除かれた第１純水が流通される。流通ライン５３ａと流通ライン５３ｂとは下流側において合流する。また、流通ライン５３ａ、５３ｂには、逆止弁５５ａ、５５ｂが設けられている。逆止弁５５ａ、５５ｂは、第１純水が流通ライン５３ａ、５３ｂからＲＯモジュール５２ａ、５２ｂに再流通することを規制する。濃縮水排水ライン５４ａ、５４ｂからは、ＲＯモジュール５２ａ、５２ｂの逆浸透膜により第２前処理水の不純物が濃縮された濃縮排水が排出される。

第２逆浸透膜装置６は、第１接続ライン１０ｂを介して第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂの下流側に直列に接続されている。ここで、「直列」とは、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂと第２逆浸透膜装置６とが、例えば、中間タンク等を介すことなく接続されていることをいう。第１接続ライン１０ｂは、合流した流通ライン５３ａ、５３ｂと接続されている。

第２逆浸透膜装置６は、上流側に設けられる加圧ポンプ６１と、下流側に設けられる逆浸透モジュール（以下、「ＲＯモジュール」という）６２と、を主体に構成されている。加圧ポンプ６１は、第１接続ライン１０ｂから流通する第１純水をＲＯモジュール６２側に加圧する。ＲＯモジュール６２は、多数の逆浸透膜（図示せず）を備え、逆浸透膜により不純物を除去し、選択的に第１純水を透過させることにより、第１純水から第２純水（第２処理水）を得る。

また、ＲＯモジュール６２の下流側には、流通ライン６３と、濃縮水排水ライン（第１配水ライン）６４とが独立して接続されている。流通ライン６３の下流側は、貯水ライン１０ｄと接続されている。濃縮水排水ライン６４の下流側は、給水タンク４に接続されている。流通ライン６３には、逆浸透膜により第１純水から不純物が取り除かれた第２純水が流通する。濃縮水排水ライン６４からは、逆浸透膜により第１純水の不純物が濃縮された濃縮排水が排出される。濃縮排水は、廃棄されることなく濃縮水排水ライン６４を介して給水タンク４に戻される。

なお、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂの処理能力は、流量の変動等を考慮すると、第２逆浸透膜装置６の処理能力の１．２倍以上であることが好ましい。

第１接続ライン１０ｂには、第１補助ライン１０ｃの一方側が第１接続ライン１０ｂから分岐した形で接続されている。第１補助ライン１０ｃの他方側は、給水タンク４に接続されている。第１補助ライン１０ｃは、第１接続ライン１０ｂと給水タンク４とを接続する。

貯水タンク７は、貯水ライン１０ｄを介して第２逆浸透膜装置６と接続されている。貯水ライン１０ｄは、第２逆浸透膜装置６の流通ライン６３と接続されている。貯水タンク７は、第２逆浸透膜装置６により精製された第２純水を貯水する。

貯水ライン１０ｄには、初期リターンライン６５の一方側が貯水ライン１０ｄから分岐した形で接続されている。初期リターンライン６５の他方側は、給水タンク４に接続されている。初期リターンライン６５は、貯水ライン１０ｄと給水タンク４とを接続する。

次に、第１実施形態に係る水処理装置１の動作について説明する。貯水タンク７に貯水された第２純水は、適宜、不図示の外部機器へ供給される。そのため、外部機器への供給量に応じて、貯水タンク７の貯水量は減少する。そして、貯水タンク７の貯水量が所定の水量（所定の減水レベル）未満になると、第１実施形態の水処理装置１に運転要求がなされる。

第１実施形態の水処理装置１に運転要求がなされると、まず、第１実施形態の水処理装置１は第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂを起動させる。第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂが起動すると、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂは、加圧ポンプ５１ａ、５１ｂを作動させる。加圧ポンプ５１ａ、５１ｂが作動すると、給水タンク４から第２前処理水の供給が開始される。第２前処理水は、供給ライン１０ａを介して第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂに流通される。第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂに流通された第２前処理水は、加圧ポンプ５１ａ、５１ｂによりＲＯモジュール５２ａ、５２ｂに流通される。ＲＯモジュール５２ａ、５２ｂに流通された第２前処理水は、ＲＯモジュール５２ａ、５２ｂにより所定の精製処理が行われる。これにより、第２前処理水が精製され、第１純水が得られる。

第１実施形態の水処理装置１により起動させられた第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂは、精製能力が安定するまで一定時間、初期運転が行われる。つまり、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂは、まず、所定の水質の第１純水が得られるように第１の初期運転を行う。第１の初期運転は、所定時間行われる。

第１の初期運転時に精製された第１純水は、所定の水質が得られていないおそれがあるため、第１補助ライン１０ｃを介して給水タンク４に戻される。つまり、第１の初期運転時に精製された第１純水は、第１の初期運転中、第１補助ライン１０ｃを介して循環される。また、第１純水の精製時に排出された濃縮排水は、第１の初期運転及び後述の通常運転にかかわらず、濃縮水排水ライン５４ａ、５４ｂから排出され、廃棄される。

次に、第１実施形態の水処理装置１は、第２逆浸透膜装置６を起動させる。第２逆浸透膜装置６が起動すると、第２逆浸透膜装置６は、まず、加圧ポンプ６１を作動させる。加圧ポンプ６１が作動すると、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂから第１純水の供給が開始される。第１純水は、第１接続ライン１０ｂを介して第２逆浸透膜装置６に流通される。第２逆浸透膜装置６に流通された第１純水は、加圧ポンプ６１によりＲＯモジュール６２に流通される。ＲＯモジュール６２に流通された第１純水は、ＲＯモジュール６２により所定の精製処理が行われる。これにより、第１純水が精製され、第２純水が得られる。

第１実施形態の水処理装置１により起動された第２逆浸透膜装置６は、精製能力が安定するまで一定時間初期運転を行う。つまり、第１実施形態の水処理装置１は、第２逆浸透膜装置６においても、所定の水質が得られるように第２の初期運転を行わせる。第２の初期運転は、所定時間行われる。

第２の初期運転時に精製された第２純水は、所定の水質が得られていないおそれがあるため、初期リターンライン６５を介して給水タンク４に戻される。つまり、第２の初期運転時に精製された第２純水は、第２の初期運転中、初期リターンライン６５を介して循環される。

また、第２純水の精製時に排出された濃縮排水は、第１純水を濃縮したものであるため、第２前処理水よりも精製度の高いものである。これにより、第２純水の精製時に排出された濃縮排水は、濃縮水排水ライン６４を介して第２純水と同様に給水タンク４に戻される。つまり、第２純水の精製時に排出された濃縮排水も濃縮水排水ライン６４を介して循環される。

第１及び第２の初期運転が完了すると、第１実施形態の水処理装置１は、通常運転を開始する。つまり、第１実施形態の水処理装置１は、初期リターンライン６５を封鎖し、第２純水を貯水タンク７に流通させる。貯水タンク７は、第２純水を貯水する。

第１実施形態の水処理装置１は、貯水タンク７における第２純水の貯水量が所定の水量（所定の満水レベル）に達すると、第２逆浸透膜装置６及び第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂの順で運転を停止させる。第１実施形態の水処理装置１は、起動時においては、常時、貯水タンク７の貯水量を監視し、貯水タンク７の貯水量が所定の水量（所定の減水レベル）未満になると運転要求をし、上述の運転を繰り返す。

以上の構成を有する第１実施形態の水処理装置１によれば、以下の効果を奏する。第１実施形態の水処理装置１は、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂと第２逆浸透膜装置６とが第１接続ライン１０ｂにより直列に接続されると共に、第１接続ライン１０ｂと給水タンク４とを接続する第１補助ライン１０ｃが設けられている。そのため、第１実施形態の水処理装置１においては、例えば、第２逆浸透膜装置６において要求される流量を越える第１純水を第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂにおいて精製した場合においても、必要な流量の第１純水のみ第２逆浸透膜装置６に流通させ、余分な第１純水を給水タンク４に戻すことが可能になる。これにより、第２逆浸透膜装置６に不要な負荷をかけるおそれがなくなる。

また、余分な第１純水を給水タンク４に戻すことにより、例えば、給水タンク４に貯水される第２前処理水を第１純水により希釈させることが可能になる。そのため、第２前処理水の水質を向上させることが可能になる。

また、第１実施形態の水処理装置１においては、例えば、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂが故障や膜詰まり等を生じさせた場合等、第２逆浸透膜装置６が要求する流量が第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂから供給されない場合においても、第２逆浸透膜装置６が給水タンク４から直接第２前処理水の供給を受けることが可能になる。そのため、第２逆浸透膜装置６の空運転を防止することが可能になる。これにより、第２逆浸透膜装置６の流量不足によるキャビテーションの発生を防止させることが可能になる。また、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂが故障や膜詰まり等を生じさせた場合においても、純水の安定した供給が可能になる。

また、第１実施形態の水処理装置１においては、例えば、複雑な制御等をさせることなく、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂと第２逆浸透膜装置６とを直列に配置させることが可能になる。これにより、多大なコストをかけることなく、高純度の第２純水を安定的に供給させることが可能になる。また、第１補助ライン１０ｃを設けるのみの構成であるため、構成部品を著しく増やすことなく製造することが可能となる。また、メンテナンスも容易となる。

また、第１実施形態の水処理装置１においては、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂと第２逆浸透膜装置６との間に中間タンクを設ける必要がなくなる。そのため、中間タンクを設置させるための設置スペースを確保する必要がなくなる。これにより、水処理装置１は、設置エリアが小さい場所においても設置させることが可能になる。

また、第１実施形態の水処理装置１においては、第２逆浸透膜装置６により第２純水の精製時に排出された濃縮排水を廃棄せずに濃縮水排水ライン６４を介して給水タンク４に戻す。そのため、第１実施形態の水処理装置１は、濃縮排水を有効に利用することが可能になる。

また、第１実施形態の水処理装置１においては、第２逆浸透膜装置６の第２の初期運転時に精製される第２純水を給水タンク４に戻す初期リターンライン６５が設けられている。そのため、第１実施形態の水処理装置１は、第２純水を循環させることが可能になる。これにより、第１実施形態の水処理装置１は、第２純水を廃棄することなく有効に利用することが可能になる。

また、第１実施形態の水処理装置１においては、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂの流通ライン５３ａ、５３ｂに逆止弁５５ａ、５５ｂが設けられている。そのため、例えば、第１逆浸透膜装置５ａが故障した場合においても、第１逆浸透膜装置５ｂで精製された第１純水が第１逆浸透膜装置５ａ側に流通することを防止することが可能となる。これにより、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂは、第１補助ライン１０ｃを介して適宜第１純水を循環させることが可能になる。

［２］第２実施形態
図２は、本発明の第２実施形態に係る水処理装置を示すフローシートである。図２に示すように、第２実施形態の水処理装置１Ａは、活性炭濾過装置２と、軟水装置３と、給水タンク（第１貯水タンク）４と、第１逆浸透膜装置（第１精製部）５ａ、５ｂと、電気式脱イオン装置（第２精製部）８と、貯水タンク７と、を主体に構成されている。第２実施形態の水処理装置１Ａは、第１実施形態と比較して、第２逆浸透膜装置６の代わりに電気式脱イオン装置８が設けられることが主として異なる。

以下、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。なお、以下の実施形態においては、特に説明しない部分は第１実施形態と同様であり、図面に付した番号も第１実施形態と同様である場合は、同じ番号を付している。

電気式脱イオン装置８は、第１接続ライン１０ｂを介して第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂの下流側に直列に接続されている。ここで、「直列」とは、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂと電気式脱イオン装置８とが、例えば、中間タンク等を介すことなく接続されていることをいう。第１接続ライン１０ｂは、合流した流通ライン５３ａ、５３ｂと接続される。

電気式脱イオン装置８は、上流側に設けられる加圧ポンプ８１と、下流側に設けられる脱イオンモジュール（以下、「ＥＤＩモジュール」という）８２と、を主体に構成されている。加圧ポンプ８１は、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂから流通された第１純水をＥＤＩモジュール８２側に加圧する。ＥＤＩモジュール８２は、カチオン交換膜及びアニオン交換膜（図示せず）が積層され、内部にイオン交換体が充填されて構成されており、イオン交換膜の半浸透特性及び電荷により不純物を除去し、選択的に第１純水（第１処理水）を透過させることにより、第１純水から第３純水（第２処理水）を得る。

また、ＥＤＩモジュール８２の下流側には、流通ライン８３と、濃縮水排水ライン（第１配水ライン）８４とが独立して接続されている。流通ライン８３の下流側は、貯水ライン１０ｄと接続されている。濃縮水排水ライン８４の下流側は、給水タンク４に接続されている。流通ライン８３には、イオン交換膜により第１純水から不純物が取り除かれた第３純水が流通する。濃縮水排水ライン８４からは、逆浸透膜により第１純水の不純物が濃縮された濃縮排水が排出される。電気式脱イオン装置８により濃縮された濃縮排水は廃棄されることなく、濃縮水排水ライン８４を介して給水タンク４に戻される。

第１接続ライン１０ｂには、第１補助ライン１０ｃの一方側が第１接続ライン１０ｂから分岐した形で接続されている。第１補助ライン１０ｃの他方側は、給水タンク４に接続されている。第１補助ライン１０ｃは、第１接続ライン１０ｂと給水タンク４とを接続させる。

第１補助ライン１０ｃには、逆止弁１１が設けられている。逆止弁１１は、第１補助ライン１０ｃにおける第１純水及び／又は第２前処理水の流れ方向を第１接続ライン１０ｂから給水タンク４へ向かう方向のみに規制する。逆止弁１１は、給水タンク４に貯水される第２前処理水が第１接続ライン１０ｂを介して電気式脱イオン装置８に直接流通することを規制する。

貯水タンク７は、貯水ライン１０ｄを介して電気式脱イオン装置８の下流側に接続されている。貯水ライン１０ｄの上流側は、電気式脱イオン装置８の流通ライン８３の下流側と接続されている。貯水タンク７は、電気式脱イオン装置８により精製された第３純水を貯水する。

貯水ライン１０ｄには、初期リターンライン８５の一方側が貯水ライン１０ｄから分岐した形で接続されている。初期リターンライン８５の他方側は、給水タンク４に接続されている。初期リターンライン８５は、貯水ライン１０ｄと給水タンク４とを接続する。

次に、第２実施形態に係る水処理装置１Ａの動作について説明する。貯水タンク７に貯水された第３純水は、適宜、不図示の外部機器へ供給される。そのため、外部機器への供給量に応じて、貯水タンク７の貯水量は減少する。そして、貯水タンク７の貯水量が所定の水量（所定の減水レベル）未満になると、第２実施形態の水処理装置１Ａに運転要求がなされる。

第２実施形態の水処理装置１Ａに運転要求がなされると、まず、第２実施形態の水処理装置１Ａは第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂを起動させる。第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂが起動すると、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂは、加圧ポンプ５１ａ、５１ｂを作動させる。加圧ポンプ５１ａ、５１ｂが作動すると、給水タンク４から第２前処理水の供給が開始される。第２前処理水は、供給ライン１０ａを介して第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂに流通される。第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂに流通された第２前処理水は、加圧ポンプ５１ａ、５１ｂによりＲＯモジュール５２ａ、５２ｂに流通される。ＲＯモジュール５２ａ、５２ｂに流通された第２前処理水は、ＲＯモジュール５２ａ、５２ｂにより所定の精製処理が行われる。これにより、第２前処理水が精製され、第１純水が得られる。

第２実施形態の水処理装置１Ａにより起動させられた第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂは、精製能力が安定するまで一定時間、初期運転が行われる。つまり、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂは、まず、所定の水質の第１純水が得られるように第１の初期運転を行う。第１の初期運転は、所定時間行われる。

第１の初期運転時に精製された第１純水は、所定の水質が得られていないおそれがあるため、第１補助ライン１０ｃを介して給水タンク４に戻される。つまり、第１の初期運転時に精製された第１純水は、第１の初期運転中、第１補助ライン１０ｃを介して循環される。また、第１純水の精製時に排出された濃縮排水は、第１の初期運転及び通常運転にかかわらず、濃縮水排水ライン５４ａから排出され、廃棄される。

次に、第２実施形態の水処理装置１Ａは、電気式脱イオン装置８を起動させる。電気式脱イオン装置８が起動すると、電気式脱イオン装置８は、まず、加圧ポンプ８１を作動させる。加圧ポンプ８１が作動すると、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂから第１純水の供給が開始される。第１純水は、第１接続ライン１０ｂを介して電気式脱イオン装置８に流通される。電気式脱イオン装置８に流通された第１純水は、加圧ポンプ８１によりＥＤＩモジュール８２に流通される。ＥＤＩモジュール８２に流通された第１純水は、ＥＤＩモジュール８２により所定の精製処理が行われる。これにより、第１純水が精製され、第３純水が得られる。

第２実施形態の水処理装置１Ａにより起動された電気式脱イオン装置８は、精製能力が安定するまで一定時間初期運転を行う。つまり、第２実施形態の水処理装置１Ａは、電気式脱イオン装置８においても、所定の水質が得られるように第３の初期運転を行わせる。第３の初期運転は、所定時間行われる。

第３の初期運転時に精製された第３純水は、所定の水質が得られていないおそれがあるため、初期リターンライン８５を介して給水タンク４に戻される。つまり、第３の初期運転時に精製された第３純水は、第３の初期運転中、初期リターンライン８５を介して循環される。

また、第３純水の精製時に排出された濃縮排水は、第１純水を濃縮したものであるため、第２前処理水よりも精製度の高いものである。これにより、濃縮水排水ライン８４を介して第３純水と同様に給水タンク４に戻される。つまり、第３純水の精製時に排出された濃縮排水も濃縮水排水ライン８４を介して循環される。

第１及び第３の初期運転が完了すると、第２実施形態の水処理装置１Ａは、通常運転を開始する。つまり、初期リターンライン８５を封鎖し、第３純水を貯水タンク７に流通させる。貯水タンク７は、第３純水を貯水する。

貯水タンク７における第３純水の貯水量が所定の水量（所定の満水レベル）に達すると、第２実施形態の水処理装置１Ａは、脱イオン装置８及び第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂの順で運転を停止させる。第２実施形態の水処理装置１Ａは、起動時においては、常時、貯水タンク７の貯水量を監視し、貯水タンク７の貯水量が所定の水量（所定の減水レベル）未満になると運転要求をし、上述の運転を繰り返す。

以上の構成を有する第２実施形態に係る水処理装置１Ａによれば、以下の効果を奏する。第２実施形態の水処理装置１Ａは、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂと電気式脱イオン装置８とが第１接続ライン１０ｂにより直列に接続されると共に、第１接続ライン１０ｂと給水タンク４とを接続する第１補助ライン１０ｃが設けられている。そのため、第２実施形態の水処理装置１Ａにおいては、例えば、電気式脱イオン装置８において要求される流量を越える第１純水を第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂにおいて精製した場合においても、必要な流量の第１純水のみ電気式脱イオン装置８に流通させ、余分な第１純水を給水タンク４に戻すことが可能になる。これにより、電気式脱イオン装置８に不要な負荷をかけるおそれがなくなる。

また、第２実施形態の水処理装置１Ａにおいては、例えば、複雑な制御等をさせることなく、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂと電気式脱イオン装置８とを直列に配置させることが可能になる。これにより、多大なコストをかけることなく、高純度の第３純水を安定的に供給させることが可能になる。また、第１補助ライン１０ｃを設けるのみの構成であるため、構成部品を著しく増やすことなく製造することが可能となる。また、メンテナンスも容易となる。

また、第２実施形態の水処理装置１Ａにおいては、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂと電気式脱イオン装置８との間に中間タンクを設ける必要がなくなる。そのため、中間タンクを設置させるための設置スペースを確保する必要がなくなる。これにより、水処理装置１Ａは、設置エリアが小さい場所においても設置させることが可能になる。

また、第２実施形態の水処理装置１Ａにおいては、電気式脱イオン装置８により第３純水の精製時に排出された濃縮排水を廃棄せずに濃縮水排水ライン８４を介して給水タンク４に戻している。そのため、濃縮排水を有効に利用することが可能になる。

また、第２実施形態の水処理装置１Ａにおいては、電気式脱イオン装置８の第３の初期運転時に精製される第３純水を給水タンク４に戻す初期リターンライン８５が設けられている。そのため、第３純水を循環させることが可能になる。これにより、第２実施形態の水処理装置１Ａは、第３純水を廃棄することなく有効に利用することが可能になる。

また、第２実施形態の水処理装置１Ａにおいては、逆止弁１１により、第１補助ライン１０ｃにおける第１純水及び／又は第２前処理水の流れ方向を第１接続ライン１０ｂから給水タンク４に向かう方向のみに規制している。そのため、給水タンク４に貯水される第２前処理水が電気式脱イオン装置８に直接流通されること防止することが可能になる。これにより、水処理装置１Ａは、純度の高い第３純水を得ることが可能になる。

［３］第３実施形態
図３は、本発明の第３実施形態に係る水処理装置を示すフローシートである。図３に示すように、第３実施形態の水処理装置１Ｂは、活性炭濾過装置２と、軟水装置３と、給水タンク（第１貯水タンク）４と、第１逆浸透膜装置（第１精製部）５ａ、５ｂと、第３逆浸透膜装置（第２精製部）９ａ、９ｂと、電気式脱イオン装置（第３精製部）８と、貯水タンク７と、を主体に構成されている。第３実施形態の水処理装置１Ｂは、第２実施形態と比較して、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂと電気式脱イオン装置８との間に第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂが設けられていることが主として異なる。

以下、第２実施形態と異なる部分を中心に説明する。なお、以下の実施形態においては、特に説明しない部分は第２実施形態と同様であり、図面に付した番号も先に説明した実施形態と同様である場合は、同じ番号を付している。

第３実施形態の水処理装置１Ｂは、上流側から順に、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂ、第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂ及び電気式脱イオン装置８が直列に接続されている。ここで、「直列」とは、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂと第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂ、及び第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂと電気式脱イオン装置８とが、例えば、中間タンク等を介すことなく接続されていることをいう。

第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂは、第１接続ライン１０ｂを介して第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂの下流側に直列に接続されている。第１接続ライン１０ｂは、合流した流通ライン５３ａ、５３ｂと接続される。第３逆浸透膜装置は、並列に配置された２台の第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂから構成されている。第１接続ライン１０ｂは、合流した流通ライン５３ａ、５３ｂと接続した後、第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂの上流側で分岐しており、第３逆浸透膜装置９ａ及び第３逆浸透膜装置９ｂそれぞれの上流側に接続されている。

第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂは、上流側に設けられる加圧ポンプ９１ａ、９１ｂと、下流側に設けられる逆浸透モジュール（以下、「ＲＯモジュール」という）９２ａ、９２ｂと、を主体に構成されている。加圧ポンプ９１ａ、９１ｂは、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂから流通された第１純水（第１処理水）をＲＯモジュール９２ａ、９２ｂ側に加圧する。ＲＯモジュール９２ａ、９２ｂは、逆浸透膜（図示せず）を多数備え、逆浸透膜により不純物を除去し、選択的に第１純水を透過させることにより、第１純水から第４純水（第２処理水）を得る。

また、ＲＯモジュール９２ａ、９２ｂの下流側には、流通ライン９３ａ、９３ｂと、濃縮水排水ライン（第１配水ライン）９４ａ、９４ｂと、が独立して接続されている。流通ライン９３ａ、９３ｂは、下流側において合流し、後述の第２接続ライン１０ｅの上流側と接続されている。濃縮水排水ライン９４ａ、９４ｂの下流側は、給水タンク４に接続されている。流通ライン９３ａ、９３ｂには、逆浸透膜により第１純水から不純物が取り除かれた第４純水が流通する。また、流通ライン９３ａ、９３ｂには、逆止弁９５ａ、９５ｂが設けられている。逆止弁９５ａ、９５ｂは、第４純水が流通ライン９３ａ、９３ｂからＲＯモジュール９２ａ、９２ｂに再流通することを規制する。濃縮水排水ライン９４ａ、９４ｂからは、ＲＯモジュール９２ａ、９２ｂから逆浸透膜により第１純水の不純物が濃縮された濃縮排水が排出される。第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂにより濃縮された濃縮排水は廃棄されることなく、濃縮水排水ライン９４ａ、９４ｂを介して給水タンク４に戻される。

電気式脱イオン装置８は、第２接続ライン１０ｅを介して第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂと直列に接続されている。第２接続ライン１０ｅは、合流した流通ライン９３ａ、９３ｂと接続した後、電気式脱イオン装置８の上流側に接続される。

電気式脱イオン装置８は、上流側に設けられる加圧ポンプ８１と、下流側に設けられる脱イオンモジュール（以下、「ＥＤＩモジュール」という）８２と、を主体に構成されている。また、ＥＤＩモジュール８２には、流通ライン８３と、濃縮水排水ライン（第２配水ライン）８４とが独立して接続されている。流通ライン８３の下流側は、貯水ライン１０ｄと接続されている。濃縮水排水ライン８４の下流側は、給水タンク４に接続されている。流通ライン８３には、イオン交換膜により第４純水から不純物が取り除かれた第５純水が流通する。濃縮水排水ライン８４には、逆浸透膜により不純物が濃縮された濃縮排水が排出される。電気式脱イオン装置８により濃縮された濃縮排水は廃棄されることなく、濃縮水排水ライン８４を介して給水タンク４に戻される。

第２接続ライン１０ｅには、第２補助ライン１０ｆの一方側が第２接続ライン１０ｅから分岐した形で接続されている。第２補助ライン１０ｆの他方側は、給水タンク４に接続されている。第２補助ライン１０ｆは、第２接続ライン１０ｅと給水タンク４とを接続させる。

第２補助ライン１０ｆには、逆止弁１０ｇが設けられている。逆止弁１０ｇは、第２補助ライン１０ｆにおける第４純水及び／又は第２前処理水の流れ方向を第２接続ライン１０ｅから給水タンク４へ向かう方向のみに規制する。逆止弁１０ｇは、給水タンク４に貯水される第２前処理水が第２接続ライン１０ｅを介して電気式脱イオン装置８に直接流通することを規制する。

貯水タンク７は、貯水ライン１０ｄを介して電気式脱イオン装置８に接続されている。貯水ライン１０ｄは、電気式脱イオン装置８の流通ライン８３の下流側と接続されている。貯水タンク７は、電気式脱イオン装置８により精製された第５純水を貯水する。

次に、第３実施形態に係る水処理装置１Ｂの動作について説明する。貯水タンク７に貯水された第５純水は、適宜、不図示の外部機器へ供給される。そのため、外部機器への供給量に応じて、貯水タンク７の貯水量は減少する。そして、貯水タンク７の貯水量が所定の水量（所定の減水レベル）未満になると、第３実施形態の水処理装置１Ｂに運転要求がなされる。

第３実施形態の水処理装置１Ｂに運転要求がなされると、まず、第３実施形態の水処理装置１Ｂは第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂを起動させる。第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂが起動すると、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂは、加圧ポンプ５１ａ、５１ｂを作動させる。加圧ポンプ５１ａ、５１ｂが作動すると、給水タンク４からの第２前処理水の供給が開始される。第２前処理水は、供給ライン１０ａを介して第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂに流通される。第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂに流通された第２前処理水は、加圧ポンプ５１ａ、５１ｂによりＲＯモジュール５２ａ、５２ｂに流通される。ＲＯモジュール５２ａ、５２ｂに流通された第２前処理水は、ＲＯモジュール５２ａ、５２ｂにより所定の精製処理が行われる。これにより、第２前処理水が精製され、第１純水が得られる。

第３実施形態の水処理装置１Ｂにより起動させられた第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂは、精製能力が安定するまで一定時間、初期運転が行われる。つまり、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂは、まず、所定の水質の第１純水が得られるように第１の初期運転を行う。第１の初期運転は、所定時間行われる。

次に、第３実施形態の水処理装置１Ｂは、第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂを起動させる。第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂが起動すると、第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂは、加圧ポンプ９１ａ、９１ｂを作動させる。加圧ポンプ９１ａ、９１ｂが作動すると、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂからの第１純水の供給が開始される。第１純水は、第１接続ライン１０ｂを介して第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂに流通される。第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂに流通された第１純水は、加圧ポンプ９１ａ、９１ｂによりＲＯモジュール９２ａ、９２ｂに流通される。ＲＯモジュール９２ａ、９２ｂに流通された第１純水は、ＲＯモジュール９２ａ、９２ｂにより所定の精製処理が行われる。これにより、第１純水が精製され、第４純水が得られる。

第３実施形態の水処理装置１Ｂにより起動させられた第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂは、精製能力が安定するまで一定時間、初期運転が行われる。つまり、第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂは、まず、所定の水質の第４純水が得られるように第４の初期運転を行う。第４の初期運転は、所定時間行われる。

第４の初期運転時に精製された第４純水は、所定の水質が得られていないおそれがあるため、第２補助ライン１０ｆを介して給水タンク４に戻される。つまり、第４の初期運転時に精製された第４純水は、第４の初期運転中、第２補助ライン１０ｆを介して循環される。

また、第４純水の精製時に排出された濃縮排水は、第１純水を濃縮したものであるため、第２前処理水よりも精製度の高いものである。これにより、濃縮水排水ライン９４ａ、９４ｂを介して第４純水と同様に給水タンク４に戻される。つまり、第４純水の精製時に排出された濃縮排水も濃縮水排水ライン９４ａ、９４ｂを介して循環される。

次に、第３実施形態の水処理装置１Ｂは、電気式脱イオン装置８を起動させる。電気式脱イオン装置８が起動すると、電気式脱イオン装置８は、まず、加圧ポンプ８１を作動させる。加圧ポンプ８１が作動すると、第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂから第４純水の供給が開始される。第４純水は、第２接続ライン１０ｅを介して電気式脱イオン装置８に流通される。電気式脱イオン装置８に流通された第４純水は、加圧ポンプ８１によりＥＤＩモジュール８２に流通される。ＥＤＩモジュール８２に流通された第４純水は、ＥＤＩモジュール８２により所定の精製処理が行われる。これにより、第４純水が精製され、第５純水が得られる。

第３実施形態の水処理装置１Ｂにより起動された電気式脱イオン装置８は、精製能力が安定するまで一定時間初期運転を行う。つまり、水処理装置１Ｂは、電気式脱イオン装置８においても、所定の水質が得られるように第５の初期運転を行わせる。第５の初期運転は、所定時間行われる。

第５の初期運転時に精製された第５純水は、所定の水質が得られていないおそれがあるため、初期リターンライン８５を介して給水タンク４に戻される。つまり、第５の初期運転時に精製された第５純水は、第５の初期運転中、初期リターンライン８５を介して循環される。

また、第５純水の精製時に排出された濃縮排水は、第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂにより精製された第４純水を濃縮したものであるため、第２前処理水よりも精製度の高いものである。これにより、濃縮水排水ライン８４を介して第５純水と同様に給水タンク４に戻される。つまり、第５純水の精製時に排出された濃縮排水も濃縮水排水ライン８４を介して循環される。

第１、第４及び第５の初期運転が完了すると、第３実施形態の水処理装置１Ｂは、通常運転を開始する。つまり、初期リターンライン８５を封鎖し、第５純水を貯水タンク７に流通させる。貯水タンク７は、第５純水を貯水する。

貯水タンク７における第５純水の貯水量が所定の水量（所定の満水レベル）に達すると、第３実施形態の水処理装置１Ｂは、電気式脱イオン装置８、第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂ、及び第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂの順で運転を停止させる。第３実施形態の水処理装置１Ｂは、起動中、常時、貯水タンク７の貯水量を監視し、貯水タンク７の貯水量が所定の水量（所定の減水レベル）未満になると運転要求をし、上述の運転を繰り返す。

以上の構成を有する第３実施形態の水処理装置１Ｂによれば、以下の効果を奏する。第３実施形態に係る水処理装置１Ｂにおいては、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂと、第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂと、電気式脱イオン装置８と、を第１接続ライン１０ｂ及び第２接続ライン１０ｅにより直列に接続させている。そのため、処理水を第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂ、第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂ及び電気式脱イオン装置８により連続して処理させることが可能になる。これにより、高純度の第５純水を精製させることが可能になる。

また、第３実施形態の水処理装置１Ｂにおいては、第１接続ライン１０ｂと給水タンク４とを接続する第１補助ライン１０ｃが設けられている。そのため、第３実施形態の水処理装置１Ｂは、例えば、第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂにおいて要求される流量を越える第１純水を第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂにおいて精製した場合においても、必要な流量の第１純水のみ第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂに流通させ、余分な第１純水を給水タンク４に戻すことが可能になる。これにより、第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂに不要な負荷をかけるおそれがなくなる。

また、余分な第１純水を給水タンク４に戻すことにより、例えば、給水タンク４に貯水される第２前処理水を第１純水により希釈させることが可能になり、第２前処理水の水質を向上させることが可能になる。

また、第３実施形態の水処理装置１Ｂには、第２接続ライン１０ｅと給水タンク４とを接続する第２補助ライン１０ｆが設けられている。そのため、第３実施形態の水処理装置１Ｂは、例えば、電気式脱イオン装置８において要求される流量を越える第４純水を第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂにおいて精製した場合においても、必要な流量の第４純水のみ電気式脱イオン装置８に流通させ、余分な第４純水を給水タンク４に戻すことが可能になる。これにより、電気式脱イオン装置８に不要な負荷をかけるおそれがなくなる。

また、余分な第３純水を給水タンク４に戻すことにより、例えば、給水タンク４に貯水される第２前処理水を第３純水により希釈させることが可能になり、第２前処理水の水質を向上させることが可能になる。

また、第３実施形態の水処理装置１Ｂにおいては、例えば、複雑な制御等をさせることなく、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂ、第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂ及び電気式脱イオン装置８を直列に配置させることが可能になる。これにより、多大なコストをかけることなく、高純度の第５純水を安定的に供給させることが可能になる。また、第１及び第２補助ライン１０ｃ、１０ｆを設けるのみの構成であるため、構成部品を著しく増やすことなく製造することが可能となる。また、メンテナンスも容易となる。

また、第３実施形態の水処理装置１Ｂにおいては、中間タンクを設ける必要がなくなる。そのため、中間タンクを設置させるための設置スペースを確保する必要がなくなる。これにより、第３実施形態の水処理装置１Ｂは、設置エリアが小さい場所においても設置させることが可能になる。

また、第３実施形態の水処理装置１Ｂにおいては、第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂにより第４純水の精製時に排出された濃縮排水及び電気式脱イオン装置８により第５純水の精製時に排出された濃縮排水を廃棄せずに濃縮水排水ライン９４ａ、９４ｂ、８４を介して給水タンク４に戻している。そのため、濃縮排水を有効に利用することが可能になる。

また、第３実施形態の水処理装置１Ｂにおいては、第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂ及び電気式脱イオン装置８の第４及び第５の初期運転時に精製される第４及び第５純水を給水タンク４に戻すことが可能な第２補助ライン１０ｆ及び初期リターンライン８５が設けられている。そのため、第４及び第５純水を循環させることが可能になる。これにより、第３実施形態の水処理装置１Ｂは、廃棄することなく有効に利用することが可能になる。

［４］第４実施形態
図５は、本発明の第４実施形態に係る水処理装置を示すフローシートである。図５に示すように、水処理装置１Ｃは、活性炭濾過装置２と、軟水装置３と、給水タンク（第１貯水タンク）４と、第１逆浸透膜装置（第１精製部）５ａ、５ｂと、第３逆浸透膜装置（第２精製部）９ａ、９ｂと、補助タンク（第２貯水タンク）１２と、電気式脱イオン装置（第３精製部）８と、貯水タンク７と、を主体に構成されている。

以下、第３実施形態と異なる部分を中心に説明する。なお、以下の実施形態においては、特に説明しない部分は第３実施形態と同様であり、図面に付した番号も先に説明した実施形態と同様である場合は、同じ番号を付している。

第４実施形態の水処理装置１Ｃは、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂと第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂとが直列に接続されている。ここで、「直列」とは、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂと第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂとが、例えば、中間タンク等を介すことなく接続されていることをいう。また、第４実施形態の水処理装置１Ｃは、電気式脱イオン装置８が第２貯水タンク１２を介して第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂに接続されている。

第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂは、第１接続ライン１０ｂを介して第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂの下流側に直列に接続されている。第１接続ライン１０ｂは、合流した流通ライン５３ａ、５３ｂの下流側と接続されている。第３逆浸透膜装置は、並列に配置された２台の第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂから構成されている。第１接続ライン１０ｂは、合流した流通ライン５３ａ、５３ｂと接続した後、第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂの上流側で分岐しており、第３逆浸透膜装置９ａ及び第３逆浸透膜装置９ｂそれぞれの上流側に接続されている。

補助タンク１２は、第３接続ライン１１ａを介して第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂの下流側に接続されている。第３接続ライン１１ｅは、合流した流通ライン９３ａ、９３ｂの下流側と接続した後、補助タンク１２に接続される。補助タンク１２は、第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂにより精製された第４純水を貯水する。

電気式脱イオン装置８は、第４接続ライン１１ｂを介して補助タンク１２に接続されている。電気式脱イオン装置８は、補助タンク１２に貯水された第４純水を精製し、第５純水を得る。

貯水タンク７は、貯水ライン１０ｄを介して電気式脱イオン装置８の下流側に接続されている。貯水ライン１０ｄは、電気式脱イオン装置８の流通ライン８３の下流側と接続されている。貯水タンク７は、電気式脱イオン装置８により精製された第５純水を貯水する。

次に、第４実施形態に係る水処理装置１Ｃの動作について説明する。貯水タンク７に貯水された第５純水は、適宜、不図示の外部機器へ供給される。そのため、外部機器への供給量に応じて、貯水タンク７の貯水量は減少する。そして、貯水タンク７の貯水量が所定の水量（所定の減水レベル）未満になると、第４実施形態の水処理装置１Ｃに運転要求がなされる。

第４実施形態の水処理装置１Ｃに運転要求がなされると、まず、第４実施形態の水処理装置１Ｃは第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂを起動させる。第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂが起動すると、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂは、加圧ポンプ５１ａ、５１ｂを作動させる。加圧ポンプ５１ａ、５１ｂが作動すると、給水タンク４からの第２前処理水の供給が開始される。第２前処理水は、供給ライン１０ａを介して第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂに流通される。第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂに流通された第２前処理水は、加圧ポンプ５１ａ、５１ｂによりＲＯモジュール５２ａ、５２ｂに流通される。ＲＯモジュール５２ａ、５２ｂに流通された第２前処理水は、ＲＯモジュール５２ａ、５２ｂにより所定の精製処理が行われる。これにより、第２前処理水が精製され、第１純水が得られる。

第４実施形態の水処理装置１Ｃにより起動させられた第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂは、精製能力が安定するまで一定時間、初期運転が行われる。つまり、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂは、まず、所定の水質の第１純水が得られるように第１の初期運転を行う。第１の初期運転は、所定時間行われる。

次に、第４実施形態の水処理装置１Ｃは、第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂを起動させる。第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂが起動すると、第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂは、加圧ポンプ９１ａ、９１ｂを作動させる。加圧ポンプ９１ａ、９１ｂが作動すると、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂからの第１純水の供給が開始される。第１純水は、第１接続ライン１０ｂを介して第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂに流通される。第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂに流通された第１純水は、加圧ポンプ９１ａ、９１ｂによりＲＯモジュール９２ａ、９２ｂに流通される。ＲＯモジュール９２ａ、９２ｂに流通された第１純水は、ＲＯモジュール９２ａ、９２ｂにより所定の精製処理が行われる。これにより、第１純水が精製され、第４純水が得られる。

第４実施形態の水処理装置１Ｃにより起動させられた第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂは、必要に応じて、精製能力が安定するまで一定時間、初期運転を行うようにしてもよい。つまり、第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂは、まず、所定の水質の第４純水が得られるように第４の初期運転を行うようにしてもよい。この場合、第４の初期運転は、所定時間行われる。

第４の初期運転を行う場合、第４の初期運転時に精製された第４純水は、所定の水質が得られていないおそれがあるため、第３実施形態（図３参照）と同様に、第２補助ライン１０ｆを介して給水タンク４に戻される。つまり、第４の初期運転時に精製された第４純水は、第４の初期運転中、第２補助ライン１０ｆを介して循環される。

また、第４純水の精製時に排出された濃縮排水は、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂにより濃縮されたものであるため、第２前処理水よりも精製度の高いものである。これにより、濃縮水排水ライン９４ａ、９４ｂを介して第４純水と同様に給水タンク４に戻される。つまり、第４純水の精製時に排出された濃縮排水も濃縮水排水ライン９４ａ、９４ｂを介して循環される。

第４の初期運転が終了すると、第４実施形態の水処理装置１Ｃは、第４純水を補助タンク１２に貯水させる。

補助タンク１２の貯水量が所定の水量（所定の満水レベル）以上になると、第４実施形態の水処理装置１Ｃは、電気式脱イオン装置８を起動させる。電気式脱イオン装置８が起動すると、電気式脱イオン装置８は、まず、加圧ポンプ８１を作動させる。加圧ポンプ８１が作動すると、補助タンク１２から第４純水の供給が開始される。第４純水は、第３接続ライン１１ａを介して電気式脱イオン装置８に流通される。電気式脱イオン装置８に流通された第４純水は、加圧ポンプ８１によりＥＤＩモジュール８２に流通される。ＥＤＩモジュール８２に流通された第４純水は、ＥＤＩモジュール８２により所定の精製処理が行われる。これにより、第４純水が精製され、第５純水が得られる。

第４実施形態の水処理装置１Ｃにより起動された電気式脱イオン装置８は、精製能力が安定するまで一定時間初期運転を行う。つまり、第４実施形態の水処理装置１Ｃは、電気式脱イオン装置８においても、所定の水質が得られるように第５の初期運転を行わせる。第５の初期運転は、所定時間行われる。

第５の初期運転時に精製された第５純水は、所定の水質が得られていないおそれがあるため、初期リターンライン８５を介して給水タンク４に戻される。つまり、第５の初期運転時に精製された第５純水は、第５の初期運転中、初期リターンライン８５を介して循環される。ここにおいて、第５の初期運転時に精製された第５純水は、初期リターンライン８５を介して補助タンク１２に戻すようにしてもよい。

また、第５純水の精製時に排出された濃縮排水は、第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂにより濃縮されたものであるため、第２前処理水よりも精製度の高いものである。これにより、濃縮水排水ライン８４を介して第５純水と同様に給水タンク４に戻される。つまり、第５純水の精製時に排出された濃縮排水も濃縮水排水ライン８４を介して循環される。

第５の初期運転が完了すると、第４実施形態の水処理装置１Ｃは、通常運転を開始する。つまり、初期リターンライン８５を封鎖し、第５純水を貯水タンク７に流通させる。貯水タンク７は、第５純水を貯水する。

貯水タンク７における第５純水の貯水量が所定の水量（所定の満水レベル）に達すると、第４実施形態の水処理装置１Ｃは、電気式脱イオン装置８、第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂ及び第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂの順で運転を停止させる。第４実施形態の水処理装置１Ｃは、起動中においては、常時、貯水タンク７の貯水量を監視し、貯水タンク７の貯水量が所定の水量（所定の減水レベル）未満になると運転要求をし、上述の運転を繰り返す。

なお、補助タンク１２に所定量以上の貯水量がある場合に運転要求がなされた場合においては、まず、電気式脱イオン装置８における上記の運転を優先させ、補助タンク１２の貯水量が所定量未満になった場合に第１及び第３逆浸透膜装置５ａ、５ｂ、９ａ、９ｂを起動させ、上記の運転をさせる。

以上の構成を有する第４実施形態の水処理装置１Ｃによれば、以下の効果を奏する。第４実施形態に係る水処理装置１Ｃにおいては、補助タンク１２を設けることにより、補助タンク１２にバッファとして第４純水の所定量を確保することが可能になる。そのため、例えば、第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂの故障や膜詰まり等により流量低下が生じても、電気式脱イオン装置８でキャビテーションの発生を防止させることが可能になる。また、第３実施形態の水処理装置１Ｂと比べると、第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂの処理容量を小さくしても、電気式脱イオン装置８に所定の流量で流通させることが可能になる。

なお、本発明の実施形態は、上記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲は、これに限定されるものではない。

また、第１実施形態においては、第１補助ライン１０ｃを直接第１接続ライン１０ｂに接続させる構成としたが、本発明においてはこれに限らない。例えば、第１補助ライン１０ｃにおける第１純水の流れ方向を第１接続ライン１０ｂから給水タンク４へ向かう方向のみに規制する逆止弁を第１補助ライン１０ｃに設ける構成としてもよい。第１補助ライン１０ｃにおける第１純水及び／又は第２前処理水の流れ方向を第１接続ライン１０ｂから給水タンク４に向かう方向のみに規制することにより、第２前処理水が給水タンク４から第２逆浸透膜装置６に直接流通されることを防止することが可能になる。そのため、第２逆浸透膜装置６には、常に、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂを介した第１純水が流通されることとなる。これにより、高純度の第２純水を得ることが可能になる。

また、例えば、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂのＲＯモジュール５２ａ、５２ｂが劣化した場合や原水の水質が劣悪なものである場合には、第１補助ライン１０ｃへの第１純水の循環量を調節することにより、第１純水の水質を調整する構成としてもよい。なお、循環量の調整は、第１及び第２逆浸透膜装置５ａ、５ｂ、６に設けられる加圧ポンプ５１ａ、５１ｂ、６１の回転数を調節することにより可能となる。

更に、第１接続ライン１０ｂに圧力スイッチを取り付け、第１接続ライン１０ｂを流通する第１純水の圧力に応じて、第１補助ライン１０ｃに設けたモータバルブ等の開閉弁の開閉を行う構成としてもよい。つまり、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂの故障等により、第１接続ライン１０ｂの圧力が低下した場合には、開閉弁を開放して、給水タンク４から処理水を第２逆浸透膜装置６に給水させる構成としてもよい。

なお、前記実施形態においては、第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂ及び第２逆浸透膜装置６の初期運転は、所定時間経過により解除される構成としたが、本発明においてはこれに限らない。例えば、第１補助ライン１０ｃ及び初期リターンライン６５に水質計を設け、第１純水及び第２純水が所定の水質になることを条件として初期運転を解除させる構成としてもよい。

また、前記実施形態においては、第１及び第２精製部として、逆浸透膜（ＲＯ膜）を利用した第１及び第２逆浸透膜装置５ａ、５ｂ、６を用いて説明したが本発明においてはこれに限らない。例えば、逆浸透膜（ＲＯ膜）の代わりにナノ濾過膜（ＮＦ膜）を利用した濾過装置を用いてもよい。ここで、ナノ濾過膜は、２ｍｍ程度より小さい粒子や高分子（分子量が最大数百程度の物質）の透過を阻止することが可能な液体分離膜である。ナノ濾過膜（ＮＦ膜）は、濾過機能の点において、限外濾過膜（分子量が１０００〜３０００００程度の物質を濾別可能な膜）と逆浸透膜との中間に位置する機能を有する液体分離膜である。

また、前記実施形態においては、２台の第１及び第３逆浸透膜装置５ａ、５ｂ、９ａ、９ｂを並列に配置させて説明したが本発明においてはこれに限らない。第１及び第３逆浸透膜装置５ａ、５ｂ、９ａ、９ｂは、要求される流量に応じて台数及び容量を適宜変更してもよい。例えば、１台の第１及び／又は第３逆浸透膜装置５ａ、５ｂ、９ａ、９ｂを利用したものであってもよく、複数台の第１及び／又は第３逆浸透膜装置５ａ、５ｂ、９ａ、９ｂを利用したものであってもよい。

また、前記実施形態においては、１台の第２逆浸透膜装置６を配置させて説明したが、本発明においてはこれに限らない。第２逆浸透膜装置６は、要求される流量に応じて台数及び容量を適宜変更してもよい。例えば、複数台の第２逆浸透膜装置を並列に配置させる構成としてもよい。

また、前記実施形態においては、半導体を洗浄する外部機器に純水を供給する水処理装置として説明したが、本発明においてはこれに限らない。例えば、外部機器としては、蒸気ボイラ、温水ボイラ、クーリングタワー、給湯器等の熱機器に純水を供給する水処理装置に用いてもよい。

また、第３実施形態においては、第１補助ライン１０ｃ及び第２補助ライン１０ｆをそれぞれ独立して設ける構成としたが、本発明においてはこれに限らない。水処理装置１Ｂは、例えば、図４に示すように、第１補助ライン１０ｃと第２補助ライン１０ｆとを接続する第３補助ライン１０ｈを設ける構成としてもよい。

第１補助ライン１０ｃと第２補助ライン１０ｆとを接続する第３補助ライン１０ｈを設けることにより、水処理装置１Ｂ’は、例えば、第３逆浸透膜装置９ａ、９ｂが故障や膜詰まり等を生じさせた場合においても、電気式脱イオン装置８が第１逆浸透膜装置５ａ、５ｂから第１純水の供給を受けることが可能になる。そのため、第２逆浸透膜装置６の空運転を防止することが可能になる。これにより、第２逆浸透膜装置６の流量不足によるキャビテーションの発生を防止させることが可能になる。

本発明の第１実施形態に係る水処理装置を示すフローシートである。本発明の第２実施形態に係る水処理装置を示すフローシートである。本発明の第３実施形態に係る水処理装置を示すフローシートである。本発明の第３実施形態に係る水処理装置の変形例を示すフローシートである。本発明の第４実施形態に係る水処理装置を示すフローシートである。

符号の説明

１水処理装置
１Ａ、１Ｂ、１Ｂ’、１Ｃ水処理装置
４給水タンク（第１貯水タンク）
５ａ、５ｂ第１逆浸透膜装置（第１精製部）
６第２逆浸透膜装置（第２精製部）
１０ａ供給ライン
１０ｂ第１接続ライン
１０ｃ第１補助ライン
１０ｄ貯水ライン

Claims

被処理水を貯水する第１貯水タンクと、
前記第１貯水タンクから供給される前記被処理水を、逆浸透膜又はナノ濾過膜を利用して精製して第１処理水を得る第１精製部と、
前記第１精製部の下流側に配設され、前記第１精製部により得られた第１処理水を、逆浸透膜、ナノ濾過膜又は電気式脱イオン装置を利用して精製して第２処理水を得る第２精製部と、
前記第１精製部と前記第２精製部とを接続する第１接続ラインと、
前記第２精製部により得られた第２処理水が流通する第２処理水流通ラインと、
前記第１貯水タンクと前記第１接続ラインとを接続させる第１補助ラインと、
前記第２精製部と前記第１貯水タンクとを接続すると共に、前記第１処理水を精製する時に前記第２精製部から排出される第１濃縮水を前記第２精製部から前記第１貯水タンクに配水する第１配水ラインと、
前記第２処理水流通ラインを流通する第２処理水の一部を前記第１貯水タンクに配水する第１初期リターンラインと、
前記第１補助ラインに設けられ、前記第１補助ラインを流通する水の流れ方向を前記第１接続ラインから前記第１貯水タンクへ向かう方向のみに規制する逆止弁と、
を備えることを特徴とする水処理装置。
前記第１精製部及び前記第２精製部は、逆浸透膜を利用した精製を行うことを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
前記第１精製部は、逆浸透膜を利用した精製を行い、
前記第２精製部は、電気式脱イオン装置を利用した精製を行うことを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
被処理水を貯水する第１貯水タンクと、
前記第１貯水タンクから供給される前記被処理水を、逆浸透膜又はナノ濾過膜を利用して精製して第１処理水を得る第１精製部と、
前記第１精製部の下流側に配設され、前記第１精製部により得られた第１処理水を、逆浸透膜、ナノ濾過膜又は電気式脱イオン装置を利用して精製して第２処理水を得る第２精製部と、
前記第１精製部と前記第２精製部とを接続する第１接続ラインと、
前記第２精製部の下流側に配設され、逆浸透膜、ナノ濾過膜又は電気式脱イオン装置を利用して前記第２処理水を精製して第３処理水を得る第３精製部と、
前記第２精製部と前記第３精製部とを接続する第２接続ラインと、
前記第３精製部により得られた第３処理水が流通する第３処理水流通ラインと、
前記第１貯水タンクと前記第１接続ラインとを接続させる第１補助ラインと、
前記第２精製部と前記第１貯水タンクとを接続すると共に、前記第１処理水を精製する時に前記第２精製部から排出される第１濃縮水を前記第２精製部から前記第１貯水タンクに配水する第１配水ラインと、
前記第１貯水タンクと前記第２接続ラインとを接続させる第２補助ラインと、
前記第３精製部と前記第１貯水タンクとを接続すると共に、前記第２処理水を精製する時に前記第３精製部から排出される第２濃縮水を前記第３精製部から前記第１貯水タンクに配水する第２配水ラインと、
前記第３処理水流通ラインを流通する第３処理水の一部を前記第１貯水タンクに配水する第２初期リターンラインと、
前記第２補助ラインに設けられ、前記第２補助ラインを流通する水の流れ方向を前記第２接続ラインから前記第１貯水タンクへ向かう方向のみに規制する逆止弁と、
を備えることを特徴とする水処理装置。
前記第３精製部は、電気式脱イオン装置を利用した精製を行うことを特徴とする請求項４に記載の水処理装置。