造水系统及其运转方法 |
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| 申请号 | CN201080049055.1 | 申请日 | 2010-10-18 | 公开(公告)号 | CN102596822B | 公开(公告)日 | 2014-05-21 |
| 申请人 | 东丽株式会社; | 发明人 | 荻原稚子; 高畠宽生; 谷口雅英; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种造 水 系统及其运转方法，所述造水系统具备半透膜处理工艺A(100)、半透膜处理工艺B(200)和半透膜处理工艺C(300)，所述半透膜处理工艺A(100)中对被处理水A(1)进行半透膜处理，生成膜透过水A(3)和浓缩水A；所述半透膜处理工艺B(200)中具备使被处理水B(2)分流为两支以上的被处理水B分流机构，并对被处理水B进行半透膜处理，生成膜透过水B(5)和浓缩水B(6)；所述半透膜处理工艺C(300)中具备将通过被处理水B分流机构分流的其他分支的被处理水B与半透膜处理工序A中所生成的浓缩水A的至少一部分混合的第1水混合机构，并对混合水进行半透膜处理，生成膜透过水C(7)和浓缩水C(8)，从而利用配置有多个使用了半透膜的膜单元的复合 水处理 技术，由渗透压不同的多种 原水 生产 淡水 ，该造水系统在对应原水的取水量变动的同时，可确保必要造水量且可适应系统的大型化。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种造水系统，其特征在于，其至少具备半透膜处理工艺A、半透膜处理工艺B和半透膜处理工艺C， |
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| 说明书全文 | 造水系统及其运转方法技术领域[0001] 本发明涉及利用了复合水处理技术的造水系统及其运转方法，涉及由多种原水制造淡水的造水系统及其运转方法。更详细地说，涉及可适用于自来水管的净水处理领域、或工业用水、食品·医疗工艺用水、农业用水、半导体相关清洗用水这种产业用水制造领域的淡水制造系统。 [0002] 背景技术 [0003] 近年来，进行了有关分离膜的技术开发，由于具有节省空间、省力和提高过滤水质等特长，所以分离膜在以水处理为首的各种用途中的使用得到了扩大。例如，对于微滤膜(MF膜)和超滤膜(UF膜)，可以举出在由河水、地下水或污水处理水制造工业用水、自来水的净水工艺中的应用；以及在海水淡水化反渗透膜处理工序中的前处理、膜分离活性污泥法中的应用。对于纳米过滤膜(NF膜)和反渗透膜(RO膜)，可以举出在离子类的除去、和海水淡水化、废水再利用工艺中的应用。 [0004] 现在，作为对污水和废水进行再利用的方法，例如，有以往将经活性污泥法处理后的污水或产业废水用直接浸在活性污泥槽中的MF膜/UF膜处理，进行被称作“膜分离活性污泥法(Membrane Bioreactor(膜生物反应器)；MBR)”的处理，用设置在其后阶段的NF膜/RO膜进行过滤，获得纯水作为生产水的方法。 [0005] 此外，作为由海水或坑水生产淡水的系统，例如可以举出通过现有净水技术即砂滤来实施前处理后，用NF膜/RO膜过滤的技术，以及如上所述使用MF膜/UF膜对海水或坑水进行前处理后用NF膜/RO膜过滤的方法。由于该系统通过前处理不能除去海水中的盐分， 所以盐分的除去全都依赖于后阶段的NF膜/RO膜的处理。 [0006] 在利用NF膜/RO膜的膜分离法中，由于需要高于渗透压的供给压力，所以在对NF膜/RO膜供给原水时必须用称为“升压泵”的泵进行加压。即，由于向NF膜/RO膜供给的原水的盐浓度越高渗透压越高，所以产生利用升压泵施加更高压力的必要性，需要大量能量用于使升压泵工作。 [0007] 为此，在造水厂一般仅进行污水和废水再利用工艺或者海水淡水化工艺中的任一方，但近年来，开发了一种综合了污水高度处理工艺和海水淡水化工艺的膜处理系统(专利文献1、非专利文献1、非专利文献2)。根据该技术，用MBR处理污水后，使用RO膜生产淡水，进而将该RO膜分离时副反应产生的浓缩水合并在海水中，因而供给的海水中的盐浓度降低，能够将用于海水淡水化的RO膜分离进行运转时的升压泵抑制在比以往低的规格，形成更节能的系统。 [0008] 可是，这样的使用多种原水的综合膜处理系统中，作为原水，例如使用供给源不同的污水废水和海水，因而有时它们的供给水量随时间发生大的变动。特别是污水和废水随人的活动时间、工厂工作时间等易于发生变动。由于原水各自的供给水量变动时，来自污水处理管路的副反应产生的RO膜浓缩水与海水的混合比例发生变动，所以向海水处理管路侧的RO膜供给的海水中的盐浓度(渗透压)发生变动。 [0009] 此外，在虽然必要的生产水量确定、但是因污水废水量的变动大而用海水取水量来确保生产水量的情况下，有时混合后的盐浓度发生大的变动，因而海水处理管路侧的升压泵必须设置可以适应高压至低压的升压泵。如果容量大的升压泵用变换器等进行控制来运转，则低压时效率差，节能效果变小。另外，如果海水的混合比例过多，则污水RO膜浓缩水对海水的稀释效果减小，盐浓度不够低，因而存在几乎失去综合膜处理系统的优点的问题。此外，在设定混合比例恒定的情况下，由于污水废水的供给水量变小时，污水RO膜浓缩水必然减小，所以混合的海水也减少，向海水处理管路侧的 RO膜供给的水减少，因而存在无法获得必要量的生产水的问题。 [0010] 此外，污水处理厂和工厂，每个设施的污水的流入量、废水的排出量大概固定，在以这些污水废水作为原水，统一规定RO膜工艺的回收率和混合比例的情况下，自然，系统的生产水量是确定的，有时其未必符合用户的需求。在污水废水的量少但必要生产水量多的情况下，专利文献1、非专利文献1、非专利文献2的系统中污水废水RO膜工艺的浓缩水量变小，如果在设计阶段增大海水取水量，则存在成为节能效果小的系统的问题。 [0011] 另一方面，作为在一个造水厂进行污水的高度处理和海水淡水化的例子，已知在盐浓度比海水或坑水低的污水和废水作为供给水存在时供给污水和废水、在因旱季或工厂停机等无法供给污水和废水时供给海水或坑水的方法(专利文献2、非专利文献3)。根据该技术，由于使用污水和废水作为供给水，所以比仅用海水或坑水的海水淡水化节能，并且可以确实地获得恒定流量的生产水。 [0012] 可是，专利文献2和非专利文献3那样的系统、即，通过切换污水废水和海水或坑水这些盐浓度(渗透压)不同的原水来用同一RO膜过滤的系统，大多根据水量固定的污水废水量决定系统。 [0013] 近年来，中东等缺水地域采用了借助反渗透膜进行的海水淡水化技术，造水量超3 过10万m/d的大型反渗透膜设备也大量存在。可以预计今后也会使必要造水量增大、大型反渗透膜设备增加。 [0014] 在污水废水量方面，如果邻近大型的污水处理厂或大规模的工厂建造设备，就可以确保与之相应的量，然而小规模的污水处理厂和分散型的污水处理厂、中小规模的工厂难以确保污水废水的量多。从该情况出发，专利文献2和非专利文献3的系统在必要造水量多时或污水废水量少时存在不能完全适应系统的大型化的问题。 [0016] 专利文献2：日本专利第3957081号公报 [0017] 非专利文献 [0018] 非专利文献1：“株式会社神钢环境SOLUTION等4家公司，参 与经产省的示范事业，在周南市进行实证实验”、[online]、平成21年3月5日、日本水道新闻、[平成21年7月2日检索]、网址 [0020] 非专利文献3：IDA World Congress-Atlantis，The Palm-Dubai，UAE November7-12，2009、PEF：IDAWC/DB09-033 发明内容[0021] 本发明的目的在于提供一种造水系统及其运转方法，所述造水系统利用配置有多个使用了半透膜的膜单元的复合水处理技术，由多种原水生产淡水，其中，在应对原水的取水量变动的同时，可确保必要造水量且可适应系统的大型化。 [0022] 为了达成上述目的，本发明的造水系统及其运转方法包括以下的任一构成。 [0023] (1)一种造水系统，其特征在于，其至少具备半透膜处理工艺A、半透膜处理工艺B和半透膜处理工艺C， [0024] 半透膜处理工艺A具备： [0025] 半透膜处理工序A，用于对被处理水A进行半透膜处理，生成膜透过水A和浓缩水A；和 [0026] 被处理水A输送机构，用于将被处理水A输送给半透膜处理工序A， [0027] 半透膜处理工艺B具备： [0028] 被处理水B分流机构，使被处理水B分流为两支以上； [0029] 半透膜处理工序B，用于对被处理水B进行半透膜处理，生成膜透过水B和浓缩水B；和 [0030] 第1被处理水B输送机构，用于将通过被处理水B分流机构分 流的一支被处理水B作为被处理水输送给半透膜处理工序B， [0031] 半透膜处理工艺C具备： [0032] 半透膜处理工序C，用于对被处理水进行半透膜处理，生成膜透过水C和浓缩水C； [0033] 第1水混合机构，将通过被处理水B分流机构分流的其他分支的被处理水B与半透膜处理工序A中所生成的浓缩水A的至少一部分混合； [0034] 混合水输送机构，用于将通过第1水混合机构得到的混合水作为被处理水输送给半透膜处理工序C；和 [0035] 第2被处理水B输送机构，用于将通过被处理水B分流机构分流的其他分支的被处理水B作为被处理水输送给第1水混合机构。 [0036] (2)如(1)所述的造水系统，其特征在于， [0037] 半透膜处理工序B和半透膜处理工序C各自具有一个以上半透膜处理装置，选自由半透膜处理工序B和半透膜处理工序C中的半透膜处理装置组成的半透膜处理装置组中的至少一个半透膜处理装置为对被处理水B和混合水的双方进行半透膜处理的半透膜处理装置X， [0038] 并且所述造水系统具备被处理水切换机构用于切换向半透膜处理装置X输送的被处理水以便被处理水B和混合水双方都可向半透膜处理装置X输送。 [0039] (3)如(2)所述的造水系统，其特征在于，半透膜处理装置X暂时地仅对被处理水B或混合水的一方进行半透膜处理。 [0040] (4)如(2)或(3)所述的造水系统，其特征在于，半透膜处理装置X与第1被处理水B输送机构和混合水输送机构这两个输送机构连通。 [0041] (5)如(2)～(4)中任一项所述的造水系统，其特征在于，选自由第1被处理水B输送机构和混合水输送机构组成的组中的至少一个输送机构为可输送被处理水B和混合水双方的输送机构Y。 [0042] (6)如(5)所述的造水系统，其特征在于，输送机构Y暂时地仅 输送被处理水B或混合水中的一方。 [0043] (7)如(1)～(6)中任一项所述的造水系统，其特征在于，具备将被处理水A与浓缩水A或被处理水B或混合水混合的第2水混合机构、和用于将被处理水A输送给第2水混合机构的被处理水A旁通输送机构。 [0044] (8)如(7)所述的造水系统，其中，第1水混合机构和第2水混合机构为同一水混合机构。 [0045] (9)如(1)～(8)中任一项所述的造水系统，其特征在于，具备通过将含有有机成分的水进行生物处理而得到生物处理水的生物处理装置、和通过用微滤膜或超滤膜处理生物处理水来得到膜处理水A的膜处理装置A，将膜处理水A作为被处理水A。 [0046] (10)如(1)～(9)中任一项所述的造水系统，其特征在于，具备获取含盐的水的取水机构、和通过将由取水机构所获取的含盐的水用微滤膜或超滤膜处理来得到膜处理水B的膜处理装置B，将膜处理水B作为被处理水B。 [0047] (11)如(10)所述的造水系统，其特征在于，具备：蓄存膜处理水B的膜处理水B蓄存槽、将膜处理水B向膜处理水B蓄存槽输送的第1膜处理水B输送机构、蓄存混合水的混合水蓄存槽、将膜处理水B蓄存槽的膜处理水B向混合水蓄存槽输送的第2膜处理水B输送机构、和将浓缩水A向混合水蓄存槽输送的浓缩水A输送机构，第1被处理水B输送机构是将蓄存在膜处理水B蓄存槽中的膜处理水B输送给半透膜处理工序B的输送机构，并且混合水输送机构是将蓄存在混合水蓄存槽中的混合水输送给半透膜处理工序C的输送机构。 [0048] (12)一种造水系统的运转方法，其特征在于，在具备对被处理水A或浓缩水A的流量进行测定的第1流量测定机构的(2)～(11)中任一项所述的造水系统中，基于第1流量测定机构的测定值，通过被处理水切换机构切换一个以上半透膜处理装置X的被处理水。 [0049] (13)一种造水系统的运转方法，其特征在于，在(2)～(11)中任 一项所述的造水系统中，基于一个以上半透膜处理装置X的累积膜透过水量的规定值或处理时间的规定值，切换半透膜处理装置X的被处理水。 [0050] (14)一种造水系统的运转方法，其特征在于，在具备对被处理水A旁通输送机构所输送的被处理水A的流量进行测定的第2流量测定机构的(7)～(11)中任一项所述的造水系统中，基于第2流量测定机构的测定值，通过被处理水切换机构切换一个以上半透膜处理装置X的被处理水。 [0051] (15)一种造水系统，其特征在于，其具备对多种不同的被处理水进行半透膜处理的半透膜处理装置、和用于向半透膜处理装置输送被处理水的被处理水输送机构， [0052] 半透膜处理装置用并联的多个半透膜处理装置构成， [0053] 所述造水系统具备被处理水切换机构，用于切换向半透膜处理装置X输送的被处理水，从而使选自多个半透膜处理装置中的一个以上半透膜处理装置成为对选自多种不同的被处理水中的两种以上被处理水进行半透膜处理的半透膜处理装置X。 [0054] (16)如(15)所述的造水系统，其特征在于，半透膜处理装置X暂时地仅对选自多种不同的被处理水中的一种被处理水进行半透膜处理。 [0055] (17)如(15)或(16)所述的造水系统，其特征在于，半透膜处理装置X与多个被处理水输送机构连通。 [0056] (18)如(15)～(17)中任一项所述的造水系统，其特征在于，1个以上被处理水输送机构是通过借助被处理水切换机构对输送的被处理水的种类进行切换来将多种被处理水向半透膜处理装置X输送的被处理水输送机构。 [0057] (19)一种造水系统的运转方法，其特征在于，在具备对选自多种不同的被处理水中的一种被处理水的流量进行测定的流量测定机构的(15)～(18)中任一项所述的造水系统中， [0058] 基于流量测定机构的测定值，切换向1个以上系列的半透膜处 理装置X输送的被处理水的种类。 [0059] (20)一种造水系统的运转方法，其特征在于，在(15)～(19)中任一项所述的造水系统中，基于1个以上系列的半透膜处理装置X的累积膜透过水量的规定值或处理时间的规定值，通过被处理水切换机构，切换向半透膜处理装置X输送的被处理水的种类。 [0060] 本发明所得到的效果如下。 [0061] 权利要求1的发明中，由于具备对被处理水A进行半透膜处理的半透膜处理工艺A、对被处理水B进行半透膜处理的半透膜处理工艺B、和对将浓缩水A的一部分与被处理水B的一部分混合后的混合水进行半透膜处理的半透膜处理工艺C，所以例如在被处理水A为污水和废水、被处理水B为坑水或海水等含盐的水的情况下，进行海水淡水化的半透膜处理工序B设计成可以处理从半透膜处理工序A和半透膜处理工序C生成的总计处理水量相对于系统整体的必要生产水量不足的分量或认为不足的分量的形式，通过对应污水废水的取水量的变动，增减半透膜处理工序B的处理水量，从而可以确保必要的生产水量。至少在被处理水A的供给停止或半透膜处理工序A停机时，通过半透膜处理工序B可获得最低限的生产水。另外，在污水废水的取水量少的情况下，只要将进行海水淡水化的半透膜处理工序B设计为大规模，就可以成为大型的造水系统。 [0062] 此外，由于污水废水的渗透压低于海水的渗透压，所以与海水半透膜处理工艺相比，污水废水半透膜处理工艺能够以低能量运转。因此，希望以尽可能高的回收率使污水废水半透膜处理工艺工作，但回收率越高，产生的浓缩水越少。对于专利文献1、非专利文献1、非专利文献2那样的现有的造水系统，在产生的浓缩水少、必要生产水量多的情况下，通过相对浓缩水混合较多的海水来生成必要量的混合水，将该混合水进行半透膜处理，获得生产水量。此处，由于来源于污水废水的浓缩水中有机物等污垢成分被浓缩了，所以混合水比海水更易发生膜的堵塞以及产生生物污垢，有时必须频繁地进行化学药品清洗。对于本发明的造水系统，将浓缩水和海水以产 生由稀释效果所致的节能效果的范围进行混合，将该混合水在半透膜处理工序C进行半透膜处理，将剩余的海水在半透膜处理工序B进行半透膜处理，因而与现有的造水系统相比，掺有来源于污水废水的浓缩水的供给水减少，针对膜的堵塞和生物污垢所进行的化学药品清洗的次数减少，次数所减少的程度就是供给于半透膜处理工序B的海水的程度。而且，在必要生产水量减少时，通过将升压泵的动力大的用于进行海水淡水化的半透膜处理工序B的处理水量减少，也可以调整生产水量。 [0063] 权利要求2～6的发明中，具备并联的多个系列的半透膜处理装置，可以通过被处理水切换机构对被处理水B和混合水适宜选择或混合，进行半透膜处理。因此，例如，在被处理水A为污水废水、被处理水B为坑水或海水等含盐的水的情况下，被处理水A的水量多、浓缩水A的水量多时，由于混合水变多，所以通过被处理水切换机构，可以使节能的混合水半透膜处理工艺的处理水量更多，减少需要较多能量的海水半透膜处理工艺。另外，在被处理水A的水量少时，由于混合水变少，所以增加被处理水B的取水量，通过被处理水切换机构来增加被处理水B的处理水量，也就是通过增加海水半透膜处理工艺，可以确保必要生产水量。另外，在必要生产水量不改变或者被处理水A的水量几乎不变的情况下，通过利用被处理水切换机构定期改换被处理水B与混合水的处理比例，从而使被处理水B和混合水的盐浓度或膜污染物质浓度等水质的差异所产生的施加于半透膜的负荷均一，有助于膜的寿命延长、以及膜交换和化学药品清洗等维护的简易化，可降低处理成本和处理能量。 [0064] 权利要求7和8的发明中，由于具备用于将被处理水A混合在浓缩水A或被处理水B或混合水中的被处理水A旁通输送机构，所以例如在半透膜处理装置A产生问题无法进行半透膜处理时或被处理水A的流量增加时，通过将被处理水A混合在半透膜处理工序B或半透膜处理工序C的原水中，降低盐浓度后进行供给，也可以减小升压泵的压力，节省能量。 [0065] 权利要求9的发明中，在被处理水A为由含有有机成分的水生成的水的情况下，如果在生物处理后用MF膜/UF膜进行处理，则有机成分对半透膜的影响变小，可稳定运转。 [0066] 权利要求10的发明中，在被处理水B为由含盐的水生成的水的情况下，如果在取水后进行MF膜/UF膜处理，则可以除去悬浮物以及有机成分，后阶段的半透膜可稳定运转。 [0067] 权利要求11的发明中，由于具备膜处理水B蓄存槽和混合水蓄存槽，因而在MF膜/UF膜的清洗工序时等一时无法获取膜处理水B时，通常也可将蓄存在膜处理水B蓄存槽中的被处理水B输送给混合水蓄存槽或半透膜处理装置B，另外，在半透膜处理装置A等混合水蓄存槽上游侧的工序停机等、一时无法获取浓缩水A的情况下，也可向半透膜处理工序C供给混合水。另外，可准确度良好地调整被处理水B与浓缩水A的混合比。 [0068] 权利要求12～14的发明中，对被处理水A或浓缩水A的流量、或者半透膜处理装置X的累积膜透过水量或处理时间进行测定，根据该测定值自动进行输送给半透膜处理装置X的被处理水的切换，由此可合理地延长半透膜处理装置的寿命，并且可使运转管理容易。 [0069] 权利要求15的发明中，具备并联的多个系列的半透膜处理装置，可以通过被处理水切换机构对被处理水A和被处理水B适宜选择或混合，进行半透膜处理。由于污水废水的渗透压低于海水的渗透压，所以与海水半透膜处理工艺相比，污水废水半透膜处理工艺能够以低能量运转，因而例如在被处理水A为污水废水、被处理水B为坑水或海水等含盐的水的情况下，被处理水A的水量多时，通过被处理水切换机构，可以使节能的污水废水半透膜工艺的处理水量更多，减少需要较多能量的海水半透膜处理工艺。另外，在被处理水A的水量少时，增加被处理水B的取水量，通过被处理水切换机构来增加被处理水B的处理水量，也就是通过增加海水半透膜处理工艺，可以确保必要的生产水量。另外，在必要的生产水量不改变或者被处理水A的水量几乎不变的情况下，通过利用被处理水切换机构定 期改换被处理水A与被处理水B的处理比例，也可以使被处理水A和被处理水B的盐浓度或膜污染物质浓度等水质的差异所产生的施加于半透膜的负荷均一，有助于膜的寿命延长、以及膜交换和化学药品清洗等维护的简易化，可降低处理成本和处理能量。 [0070] 权利要求16的发明中，通过将半透膜处理装置X设定为暂时地仅对选自多种不同的被处理水中的一种被处理水进行半透膜处理的形式，例如在一支被处理水因前处理装置的故障或维护、原水水源的枯竭等不能供给时，通过仅用其他分支的被处理水进行半透膜处理，也可以确实地得到必要的生产水量。 [0071] 权利要求17的发明中，通过使半透膜处理装置X与多个被处理水输送机构连通，从而不用考虑被处理水的切换途径，就可以对各个半透膜处理装置容易地进行被处理水的切换。 [0072] 权利要求18的发明中，对各个半透膜或半透膜单元设置用于供给被处理水的被处理水输送机构，通过被处理水切换机构切换向被处理水输送机构供给的被处理水的种类。由于被处理水输送机构不与其他的半透膜或半透膜单元连通，所以可以通过被处理水输送机构容易地控制适于各个半透膜或半透膜单元的流量、回收率、压力。另外，在因维护导致停机或异常时进行停机等的情况下，可以通过停止被处理水输送机构来容易地进行停机。 [0073] 权利要求19的发明中，从多种不同的被处理水中，例如对渗透压低的被处理水的流量进行测定，其流量测定值变大时，借助被处理水切换机构使渗透压低的被处理水向半透膜处理装置X的输送量增加，减少其他的渗透压高的被处理水的输送，由此能够进一步降低处理能量。 [0074] 权利要求20的发明中，基于半透膜处理装置X的累积膜透过水量的规定值或处理时间的规定值，借助被处理水切换机构切换向半透膜处理装置X输送的被处理水的种类，由此定期改换被处理水A与被处理水B的处理比例，使被处理水A和被处理水B的盐浓度或膜污染物质浓度等水质的差异所产生的施加于半透膜的负荷均一， 有助于膜的寿命延长、以及膜交换和化学药品清洗等维护的简易化，可降低处理成本和处理能量。 附图说明 [0075] 图1是表示本发明的造水系统的一实施方式的流程图。 [0076] 图2是表示本发明的造水系统的另一方式的流程图。 [0077] 图3是表示本发明的造水系统的再一方式的流程图。 [0078] 图4是表示本发明的造水系统的再一方式的流程图。 [0079] 图5是表示本发明的造水系统的再一方式的流程图。 [0080] 图6是表示本发明的造水系统的再一方式的流程图。 [0081] 图7是表示本发明的造水系统的再一方式的流程图。 [0082] 图8是表示本发明的造水系统的再一方式的流程图。 [0083] 图9是表示本发明的造水系统的再一方式的流程图。 [0084] 图10是表示本发明的造水系统的再一方式的流程图。 [0085] 图11是表示本发明的造水系统的再一方式的流程图。 [0086] 图12是表示本发明的造水系统的再一方式的流程图。 具体实施方式[0087] 以下，使用附图说明本发明优选的实施方式。但本发明的范围并不限于这些实施方式。 [0088] 图1是表示适用本发明后的造水系统的一实施方式的流程的图。该造水系统具备用半透膜处理装置A101对被处理水A1进行半透膜处理的半透膜处理工艺A100、用半透膜处理装置B201对被处理水B2进行半透膜处理的半透膜处理工艺B200、和用半透膜处理装置C301对混合水进行半透膜处理的半透膜处理工艺C300。 [0089] 该半透膜处理工艺A100中，具备：被处理水A槽21，容纳被处理水A1；被处理水A输送配管1a，用于将被处理水A1供给于半透膜处理装置A101；升压泵11，设置在被处理水A输送配管1a上，用于将被处理水A1从被处理水A槽21向半透膜处理装置A101供 给；和半透膜处理装置A101，用于对被处理水A1进行半透膜处理。 [0090] 此外，半透膜处理工艺B200中，具备：被处理水B槽22，容纳被处理水B2；被处理水B输送配管2a，用于将被处理水B2供给于半透膜处理装置B201；升压泵12，设置在被处理水B输送配管2a上，用于向半透膜处理装置B201供给被处理水B2；半透膜处理装置B201，用于对被处理水B2进行半透膜处理；被处理水B输送配管2b，用于从被处理水B槽22将被处理水B2供给于混合水槽23；和泵15，设置在被处理水B输送配管2b上，用于向混合水槽23供给被处理水B2。 [0091] 半透膜处理工艺C300中，具备：浓缩水A输送配管4a，与半透膜处理装置A101的第一侧(被处理水侧)连通，用于将半透膜处理装置A101的浓缩水A供给于混合水槽23；混合水槽23，与被处理水B输送配管2b和浓缩水A输送配管4a连通，用于将被处理水B2和浓缩水A混合，制作混合水；混合水输送配管9，用于将混合水供给于半透膜处理装置C301； 升压泵13，设置在混合水输送配管9上，用于向半透膜处理装置C301供给混合水；和半透膜处理装置C301，用于对混合水进行半透膜处理。 [0092] 获得的膜透过水A3、膜透过水B5、膜透过水C7容纳在膜透过水槽中，可以放出到系统外或作为工业用水、景观改善用水或农业用水等进行再利用。 [0093] 在此，被处理水A1是指用于向半透膜处理装置A101供给的供给水。另外，对被处理水A1的性状和成分没有特别限定，例如为污水、工厂废水、海水、坑水、湖沼水、河水、地下水等，另外，也可以将对这些原水实施活性污泥处理、预滤器处理、微滤膜处理、超滤膜处理、活性炭处理、臭氧处理、紫外线照射处理等生物的和/或物理的和/或化学的前处理之后的水作为被处理水A1，减少半透膜处理装置A101中产生的污垢。 [0094] 对于被处理水B2，其性状和成分也与被处理水A1同样，但如果对原水进行组合使浓缩水A的渗透压与被处理水B的渗透压满足 下式的关系， [0095] (浓缩水A的渗透压)＜(被处理水B的渗透压)则在半透膜处理工序C中，用于向半透膜处理装置C301供给的供给水即混合水与被处理水B2相比，渗透压降低，与被处理水B2相比能够抑制向半透膜处理装置C301供给的水的升压水平。由此，与用被处理水A1和被处理水B2分别进行造水相比，用被处理水A1和被处理水B2、混合水分别进行造水可以减少被处理水B2的造水量，故节省能量、节省成本。 [0096] 此处，渗透压是指溶剂和溶液隔着半透膜相接触时，为了防止溶剂从溶剂侧进入溶液侧而应施加在溶液侧的压力。在本发明中，由于浓缩水A的渗透压和被处理水B的渗透压的大小是重要的，所以通过使浓缩水A和被处理水B隔着半透膜相接触，可以判断出为了阻止溶剂的进入而施加压力侧的渗透压高。 [0097] 为了设定成这样的渗透压的关系，可以使用渗透压低的原水作为被处理水A1，使用渗透压高的原水作为被处理水B2。作为渗透压低的原水，优选使用盐分浓度低的水，作为渗透压高的原水，优选使用盐分浓度高的水。作为盐分浓度低的水，一般可以举出污水、产业废水、河水或它们经前处理后的处理水。另外，作为盐分浓度高的水，一般可以举出海水、盐湖水、坑水。具体可以举出如下组合等，即，作为被处理水A1采用将污水废水用膜分离活性污泥法处理后的二次处理水、作为被处理水B采用海水的组合。 [0098] 此外，在上述各种配管的中途也可以设置活性污泥处理、预滤器处理、微滤膜处理、超滤膜处理、活性炭处理、臭氧处理、紫外线照射处理、化学药剂注入等生物的和/或物理的和/或化学的处理、中间槽等。 [0099] 此外，半透膜处理装置A101、半透膜处理装置B201、半透膜处理装置C301只要具有通过装置内具备的半透膜而分离成透过水和浓缩水的功能即可，对形状和材料没有特别限定。在原水为如污水或产业废水那样含大量污垢物质的水的情况下，优选使用低污垢性 半透膜。 [0100] 此处，半透膜是指不使被处理水中的一部分成分透过的半透性的膜，例如可以举出使溶剂透过而不使溶质透过的半透性的膜。作为水处理技术所使用的半透膜的一例，可以举出NF膜或RO膜。NF膜或者RO膜要求具有能够将被处理水中所包含的溶质减少至可用作再生水的浓度的性能。具体地说，要求具有阻止如下物质的性能，所述物质为盐分或矿物质成分等多种离子(例如钙离子、镁离子、硫酸离子这样的二价离子、钠离子、钾离子、氯离子这样的一价离子)或以腐殖酸(分子量Mw≥100,000)、灰黄霉酸(分子量Mw＝100～1,000)、醇、醚、糖类等为首的溶解性有机物。NF膜被定义为操作压力为1.5MPa以下、截留分子量为200～1,000、氯化钠阻止率为90％以下的RO膜，将与其相比截留分子量较小、且具有较高阻止性能的膜称为RO膜。另外，接近NF膜的RO膜也被称为松散RO膜。 [0101] NF膜或RO膜有中空纤维膜和平膜的形状，都适用于本发明。另外，为了容易处理，能够使用将中空纤维膜或平膜装在箱体中制成的流体分离元件。该流体分离元件在使用平膜状的NF膜或RO膜时，例如优选设置为这样的结构：在穿设有多个孔的筒状的中心管的周围卷绕膜单元，并将其装在圆筒状的箱体中，所述膜单元包含NF膜或RO膜和经平组织等透过水流路材料以及塑料网等供给水流路材料。还优选将多个流体分离元件串联或并联连接，制成分离膜组件。在该流体分离元件中，从一端部向单元内供给水，在到达另一端部之前的期间，从NF膜或RO膜透过的透过水流向中心管，在另一端部从中心管输出。另一方面，不从NF膜或RO膜透过的供给水在另一端部作为浓缩水输出。 [0102] 作为这些NF膜或RO膜的膜材料，能够使用乙酸纤维素、纤维素类的聚合物、聚酰胺和乙烯基聚合物等高分子材料。作为代表性的NF膜/RO膜，可以举出乙酸纤维素类或聚酰胺类的非对称膜、以及具有聚酰胺类或聚脲类的活性层的复合膜。 [0103] 此外，被处理水A输送配管1a、被处理水B输送配管2a、被处理水B输送配管2b、浓缩水A输送配管4a、混合水输送配管9的各配管只要为具有输送液体的功能的材料和形状即可，没有特别限定，但优选对输送的液体的性状、注入的化学药品的性状、施加的压力具有耐受性。 [0104] 升压泵11、升压泵12、升压泵13是具有升压功能的泵，用于分别对被处理水A1、被处理水B2、混合水进行加压、分别向半透膜处理装置A101、半透膜处理装置B201、半透膜处理装置C301供给·分离液体。此处，升压泵11、升压泵12、升压泵13分别是针对被处理水A输送机构为将被处理水A1输送给半透膜处理工序A的被处理水A输送机构、第1被处理水B输送机构为将被处理水B2输送给半透膜处理工序B的第1被处理水B输送机构、混合水输送机构为将混合水输送给半透膜处理工序C的混合水输送机构而给出的一具体方式，它们都不限于升压泵的形态。对象水的渗透压低时，优选设置通过供给对象水而加压的供给泵，另外，对象水的渗透压高时，优选设置输送对象水的泵、和升压泵，所述升压泵用于将对象水升压并供给于半透膜处理装置以实施膜透过。 [0105] 第1水混合机构只要具有混合被处理水B和浓缩水A的功能即可，对其方法、形式没有特别限定。可以举出通过上述的混合水槽23进行混合的方法、通过管路搅拌器进行混合的方法、利用输送泵的方法等。作为被处理水A槽21、被处理水B槽22、混合水槽23，只要能够贮存混合水，不被杀菌剂、中和剂等化学药剂劣化即可，没有特别限制，可使用混凝土槽、纤维增强塑料槽、塑料槽等。也可以设置用于槽内搅拌的搅拌机。 [0106] 将被处理水B从被处理水B槽22向混合水槽23输送的第2被处理水B输送机构只要具有将被处理水B从被处理水B槽22转移到混合水槽23的功能即可，其方法、形式没有特别限定。可以举出利用上述的泵15的方法、利用水位差的方法、利用了溢流的方法等。 [0107] 此处，在将含大量杂质的水用作原水时，优选如图2所示，使 用通过前处理设备除去了杂质的前处理水作为被处理水A和被处理水B。特别地，此处，作为前处理设备，可以使用活性污泥处理设备、活性污泥处理与微滤/超滤膜(MF/UF膜)或砂滤构成的二段处理设备、膜分离活性污泥法(MBR)设备、MF/UF膜过滤处理设备或者砂滤处理设备等。 [0108] 图2中，作为前处理设备，在半透膜处理工艺A100中具备用于对被处理水A1进行生物处理的生物处理槽102、用于将在生物处理槽102中经过生物处理的生物处理水供给于分离膜装置103的生物处理水输送配管1b、与生物处理水输送配管1b连通的分离膜装置103、与分离膜装置103的第二侧(膜透过水侧)连通的膜处理水A输送配管1c、和设置在膜处理水A输送配管1c上用于向分离膜装置103供给生物处理水的泵16，在半透膜处理工艺B200中具备用于将被处理水B2供给于分离膜装置202的泵14、用于对被处理水B2进行分离处理的分离膜装置202、和与分离膜装置202的第二侧(膜透过水侧)连通的膜处理水B输送配管2c。需要说明的是，也可以在分离膜装置103和膜分离装置202的前段设置用于调整流量的槽。 [0109] 在此，被处理水A1为下述液体，该液体含有成为生物处理槽102内液体中的微生物的基质的物质，例如，可以举出家庭废水、都市污水、工厂废水等有机性废水。另外，作为将被处理水A1供给于生物处理槽102的机构，例如也可以是借助抽吸泵从被处理水槽或湖沼等供给被处理水A1的抽吸机构、或利用被处理水A1与生物处理槽的液面的水位差进行供给的机构。另外，分离膜装置103可以浸在生物处理槽102的液体中，也可以设置在槽外，膜分离方式可以为浸渍膜方式、外部膜分离方式、旋转平膜方式等，没有特别限制。 [0110] 此外，其中被处理水B2不含需要生物处理的程度的大量的有机物、但含有悬浮物以及杂质等使半透膜产生污垢的物质，例如可以举出海水、坑水、工厂废水等水。由于悬浮物等被分离膜装置202分离，可以抑制半透膜处理装置201的污垢，因而优选在半透膜处 理装置的前段设置分离膜装置。 [0111] 此处，作为分离膜装置的膜结构，可以举出多孔质膜或在多孔质膜上复合有功能层的复合膜等，但没有特别限定。作为这些膜的具体例，可以举出聚丙烯腈多孔质膜、聚酰亚胺多孔质膜、聚醚砜多孔质膜、聚苯硫醚砜多孔质膜、聚四氟乙烯多孔质膜、聚偏1，1-二氟乙烯多孔质膜、聚丙烯多孔质膜、聚乙烯多孔质膜等多孔质膜等，但聚偏1，1-二氟乙烯多孔质膜和聚四氟乙烯多孔质膜由于耐化学药品性高，所以特别优选。而且，可以举出在这些多孔质膜上复合有交联型硅酮、聚丁二烯、聚丙烯腈丁二烯、乙丙橡胶、氯丁橡胶等橡胶状高分子作为功能层的复合膜。 [0112] 此外，分离膜装置的膜孔径优选为可以将活性污泥或含有悬浮物的水固液分离成固体成分和溶解成分的程度的孔径。如果膜孔径大，则膜透水性提高，但存在膜处理水中含有固体成分的可能性变高的倾向。另一方面，如果膜孔径小，则膜处理水中含有固体成分的可能性减小，但存在膜透水性降低的倾向。具体地说，优选将膜孔径设定为0.01μm以上0.5μm以下，更优选设定为0.05μm以上0.5μm以下。 [0113] 在分离膜装置的形态方面，存在中空纤维膜、管状膜、平膜等，任一形态的膜都可以用于本发明。此处，中空纤维膜是指外径不足2mm的圆管状的分离膜，管状膜是指外径2mm以上的圆管状的分离膜。而且，这些分离膜优选如下制成元件、单独使用或组合多个元件制成组件：在中空纤维膜的情况下，将中空纤维膜捆扎成U字状或I字状，存放在壳体中，制成中空纤维膜元件；在管状膜的情况下，制成管状型元件；在平膜的情况下，制成螺旋型元件或板和框型元件。 [0114] 此外，在半透膜处理装置A101产生问题而无法进行半透膜处理的情况下，优选将被处理水A1混合到半透膜处理工艺B200或半透膜处理工艺C300的原水中，降低盐浓度，供给于半透膜处理装置B201或半透膜处理装置C301。作为将被处理水A1输送到浓缩水A 或被处理水B2或混合水中进行混合的机构，对其方法、形式没有特别限定，但只要在半透膜处理装置B201或半透膜处理装置C301的上游进行混合即可，优选如图3所示设计成这样的方式：将被处理水A旁通输送配管30与被处理水A槽21和浓缩水A输送配管连通、或者与被处理水A槽21和混合水槽23连通、或者与被处理水A槽21和膜处理水B输送配管2c连通、或者与被处理水A槽21和被处理水B槽22连通、或者与被处理水A槽21和被处理水B输送配管2a连通、或者与被处理水A槽21和被处理水B输送配管2b连通。优选在被处理水A旁通输送配管30上设置阀，通常运转时关闭该阀，在半透膜处理装置A101产生问题时打开该阀。该阀的自动开关控制优选为基于半透膜处理装置A101的浓缩水A流量进行的控制或基于半透膜处理装置A101停止时的信号进行的控制等。另外，作为从被处理水A槽21通过被处理水A旁通输送配管30输送被处理水A1的机构，可以举出在被处理水A槽21上设置水中泵的方法、基于水位差的方法、利用溢流的方法等。 [0115] 此处，如果第1水混合机构和第2水混合机构为同一机构，即，设计成将被处理水A旁通输送配管30与被处理水A槽21和混合水槽23连通的方式，则供给于半透膜处理装置B201的盐浓度不发生大的变化，没有必要安装改变升压泵12的供给压的变换器，而且不存在向配管连通时所产生的配管接合部的合流压损失，故优选。 [0116] 此外，图4～9中给出了具备并联的多个系列的半透膜处理装置、通过阀40可以对被处理水B和混合水适宜选择或混合来进行半透膜处理的实施方式的例子。 [0117] 图4、5所示的方式中，以与被处理水B输送配管2a和混合水输送配管9连通的方式具备配管31，在配管31上设置阀40。通过关开阀40，半透膜处理装置X401介由配管31与混合水输送配管9、或被处理水B输送配管2a、或混合水输送配管9和被处理水B输送配管2a的两配管连通，可以选择性地对混合水或被处理水B2进行半透膜处理。 [0118] 在被处理水A1减少或因半透膜处理装置A101的停机、化学药剂清洗等所致的浓缩水A减少而导致混合水量减少的情况下，减少对混合水进行半透膜处理的半透膜处理装置的台数或单元数，控制阀40以向该半透膜处理装置输送被处理水B2，由此可以确保生产水量，使其不会大幅度减少。或者，通过将成为混合水和被处理水B2的交界的阀40设定为微开或开，从而为了形成高渗透压而加压为高压的被处理水B2流入混合水，一边利用阀40的开关情况来调整压力和流量一边将被处理水B补填在混合水中，可以向与混合水输送配管9连通的半透膜处理装置供给必要供给水量分量的被处理水。 [0119] 此外，在混合水量成为0的情况下，将升压泵13停止，控制阀40以向全部的半透膜处理装置X401输送被处理水B2，由此使半透膜处理装置X401作为半透膜处理装置B工作，可以确保生产水量，使其不会大幅度减少。 [0120] 在混合水量增加的情况下，将升压泵12停止，控制阀40以使全部的半透膜处理装置X401与混合水输送配管9连通，或者调整升压泵12，并控制阀40以增加与混合水输送配管9连通的半透膜处理装置X401，由此与被处理水B2相比能够以低压进行半透膜处理的混合水的处理水量增加，因而节省能量，节省成本。 [0121] 此处，如果半透膜处理装置X401暂时地仅对被处理水B或混合水的一方进行处理，即，控制阀40以使被处理水B和混合水C不发生混合来运转，则液体从供给压高的升压泵侧向低压侧的移动减少，可以在稳定的渗透压下运转，故优选。 [0122] 此外，如果具备配管31以将被处理水B输送配管2a和混合水输送配管9连通，并且以从配管31连通到各个半透膜处理装置上的方式设置输送配管，则与以从被处理水B输送配管2a或混合水输送配管9连通到各个半透膜处理装置上的方式设置输送配管相比，可以减少配管和阀的数目，故优选。 [0123] 此外，如图6、7给出的方式所示，如果以可以对被处理水B和 混合水的最低取水量的分量进行半透膜处理的方式设置半透膜处理装置B和半透膜处理装置C，则阀的数目减少，故优选。 [0124] 在大规模的设施中具有数量较多的半透膜处理装置的情况下，如图8、9给出的方式所示，通过在每个半透膜处理装置单元或每个半透膜处理装置上设置升压泵，可以确实地将各半透膜处理装置升压，并且也易于调整流量，故优选。 [0125] 此处，由于混合水的盐浓度低于被处理水B的盐浓度，所以通过如图8所示使混合水和被处理水B的输送配管不同，从而无需将混合水输送配管侧的配管和阀设定为耐腐蚀性高的配管和阀，是优选的。 [0126] 此外，如图9所示，在升压泵的上游侧进行被处理水的切换，使升压泵下游侧的配管的数目减少，由此可以减少升压泵下游的高压用配管的区域，故优选。 [0127] 此外，如果设定半透膜处理装置X的膜为同一型号，则可以应对更多流量变动，另外通过对被处理水进行切换，可以抑制因盐浓度或pH等的差异而产生的化学污垢和生物污垢等，故优选。 [0128] 图10是表示适用了本发明后的造水系统的再一实施方式的流程的图。该造水系统具备：容纳被处理水A1的被处理水A槽21、用于将被处理水A1供给于半透膜处理装置的被处理水A输送配管1a、用于将被处理水A1从被处理水A槽21向半透膜处理装置供给的升压泵11、容纳被处理水B2的被处理水B槽22、用于将被处理水B2供给于半透膜处理装置的被处理水B输送配管2a、用于将被处理水B2从被处理水B槽22向半透膜处理装置供给的升压泵12、在升压泵11和升压泵12的下游侧将被处理水A输送配管1a和被处理水B输送配管2a连通的配管31、为了变更向半透膜处理装置供给的供给水的种类、混合比而在配管31上设置的阀40、对被处理水A1进行半透膜处理的半透膜处理装置A101、对被处理水B2进行半透膜处理的半透膜处理装置B201、和对被处理水A1或被处理水B2或被处理水A1与被处理水B2的混合水进行半透膜处理的半透膜处理装置 X401。 [0129] 此处，通过关开阀40，半透膜处理装置X401通过配管31与被处理水A输送配管1a、或被处理水B输送配管2a、或被处理水A输送配管1a和被处理水B输送配管2a这两配管连通，可以选择性地对被处理水A1或被处理水B2或被处理水A1和被处理水B2的混合水进行半透膜处理。 [0130] 在被处理水A1减少的情况下，减少对被处理水A1进行半透膜处理的半透膜处理装置的台数或单元数，控制阀40以向该半透膜处理装置输送被处理水B2，由此可以确保生产水量，使其不会大幅度减少。或者，通过将成为被处理水A1和被处理水B2的交界的阀40设定为微开或开，从而为了形成高渗透压而加压为高压的被处理水B2流入被处理水A1，一边利用阀40的开关情况来调整压力和流量一边将被处理水B2补填在被处理水A1中，可以向与被处理水A输送配管1a连通的半透膜处理装置供给必要供给水量分量的被处理水。 [0131] 此外，在被处理水A1水量成为0的情况下，将升压泵11停止，控制阀40以向全部的半透膜处理装置输送被处理水B2，由此使全部的半透膜处理装置作为半透膜处理装置B工作，可以确保生产水量，使其不会大幅度减少。 [0132] 在被处理水A1增加的情况下，将升压泵12停止，控制阀40以使全部的半透膜处理装置与被处理水A输送配管1a连通，或者调整升压泵12，并控制阀40以增加与被处理水A输送配管1a连通的半透膜处理装置，由此与被处理水B2相比能够以低压进行半透膜处理的被处理水A1的处理水量增加，因而节省能量，节省成本。 [0133] 此处，如果半透膜处理装置暂时地仅对被处理水A1或被处理水B2的一方进行处理，即，控制阀40以使处理水A1和被处理水B2不发生混合来运转，则液体从供给压高的升压泵侧向低压侧的移动减少，可以在稳定的渗透压下运转，故优选。 [0134] 此外，如果具备配管31以将被处理水A输送配管1a和被处理 水B输送配管2a连通，并且以从配管31连通到各个半透膜处理装置上的方式设置输送配管，则与以从被处理水A输送配管1a或被处理水B输送配管2a连通到各个半透膜处理装置上的方式设置输送配管相比，可以减少配管和阀的数目，故优选。 [0135] 此外，如果以可以对被处理水A1和被处理水B2的最低取水量的分量进行半透膜处理的方式设置半透膜处理装置A101和半透膜处理装置B201，则阀的数目减少，故优选。 [0136] 在大规模的设施中具有数量较多的半透膜处理装置的情况下，如图11、12给出的方式所示，通过在每个半透膜处理装置单元或每个半透膜处理装置上设置升压泵，可以确实地将各半透膜处理装置升压，并且也易于调整流量，故优选。 [0137] 此处，由于被处理水A1的盐浓度低于被处理水B2的盐浓度，所以通过如图11所示使被处理水A1和被处理水B2的输送配管不同，从而无需将被处理水A输送配管侧的配管和阀设定为耐腐蚀性高的配管和阀，是优选的。 [0138] 此外，如图12所示，在升压泵的上游侧进行被处理水的切换，使升压泵下游侧的配管的数目减少，由此可以减少升压泵下游的高压用配管的区域，故优选。 [0139] 此外，如果设定半透膜处理装置X的膜为同一型号，则可以应对更多流量变动，并且通过对被处理水进行切换，可以抑制因盐浓度或pH等的差异而产生的化学污垢和生物污垢等，故优选。 [0140] 产业上的可利用性 [0141] 本发明是一种利用了配置有多个半透膜单元的复合水处理技术的造水系统及其运转方法，在以如污水和海水那样渗透压不同的多个被处理水A、B作为原水、通过淡水化技术制造淡水时可以很好地适用。更详细而言，可适于用作自来水管的净水处理领域、或工业用水、食品·医疗工艺用水、半导体相关清洗用水这种产业用水制造领域等的造水装置，可以节能且有效地生产淡水。 [0142] 符号说明 [0143] 1：被处理水A [0144] 1a：被处理水A输送配管 [0145] 1b：生物处理水输送配管 [0146] 1c：膜处理水A输送配管 [0147] 2：被处理水B [0148] 2a：被处理水B输送配管 [0149] 2b：被处理水B输送配管 [0150] 2c：膜处理水B输送配管 [0151] 3：膜透过水A [0152] 4：浓缩水A [0153] 4a：浓缩水A输送配管 [0154] 5：膜透过水B [0155] 6：浓缩水B [0156] 7：膜透过水C [0157] 8：浓缩水C [0158] 9：混合水输送配管 [0159] 11：升压泵 [0160] 12：升压泵 [0161] 13：升压泵 [0162] 14：泵 [0163] 15：泵 [0164] 16：泵 [0165] 21：被处理水A槽 [0166] 22：被处理水B槽 [0167] 23：混合水槽 [0168] 30：被处理水A旁通输送配管 [0169] 31：配管 [0170] 32：配管 [0171] 33：配管 [0172] 40：阀 [0173] 100：半透膜处理工艺A [0174] 101：半透膜处理装置A [0175] 102：生物处理槽 [0176] 103：分离膜装置 [0177] 200：半透膜处理工艺B [0178] 201：半透膜处理装置B [0179] 202：分离膜装置 [0180] 300：半透膜处理工艺C [0181] 301：半透膜处理装置C [0182] 401：半透膜处理装置X |
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