(57)【要約】【課題】開度調整弁を延命し、とりわけＲＯ膜モジュールのフラッシング時において、各種ＰＩ制御を安定させることが可能な、膜分離装置を提供すること。【解決手段】膜分離装置１は、加圧ポンプ２の回転速度を制御するポンプ制御部３１と、給水圧力調整弁１４の開度を制御する給水圧力調整弁制御部３２と、排水流量調整弁７の開度を制御する排水流量調整弁制御部３３と、ポンプ制御部３１、給水圧力調整弁制御部３２、及び排水流量調整弁制御部３３による制御のタイミングを調整するタイミング調整部３４と、を備え、タイミング調整部３４は、ＲＯ膜モジュール４のフラッシング時に、ポンプ制御部３１による加圧ポンプ２の制御開始時と、給水圧力調整弁制御部３２による給水圧力調整弁１４の制御開始時と、排水流量調整弁制御部３３による排水流量調整弁７の制御開始時との間にタイムラグを設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水を含む供給水を透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜モジュールと、
給水を吸入して供給水として前記逆浸透膜モジュールに向けて吐出する加圧ポンプと、
前記加圧ポンプの回転速度を制御するポンプ制御部と、
実質的に無段階で開度を調整することにより、前記加圧ポンプに供給される給水の圧力を調整する給水圧力調整弁と、
実質的に無段階で開度を調整することにより、装置外へ排出する濃縮水の排水流量を調整する排水流量調整弁と、
前記給水圧力調整弁の開度を制御する給水圧力調整弁制御部と、
前記排水流量調整弁の開度を制御する排水流量調整弁制御部と、
前記ポンプ制御部、前記給水圧力調整弁制御部、及び前記排水流量調整弁制御部による制御のタイミングを調整するタイミング調整部と、を備える膜分離装置であって、
前記タイミング調整部は、前記逆浸透膜モジュールのフラッシング時に、前記ポンプ制御部による前記加圧ポンプの制御開始時と、前記給水圧力調整弁制御部による前記給水圧力調整弁の制御開始時と、前記排水流量調整弁制御部による前記排水流量調整弁の制御開始時との間にタイムラグを設ける、膜分離装置。
【請求項２】
前記タイミング調整部は、前記逆浸透膜モジュールのフラッシング時において、前記ポンプ制御部に前記加圧ポンプの制御を開始させた後に、前記給水圧力調整弁制御部に前記給水圧力調整弁の制御を開始させ、又は前記排水流量調整弁制御部に前記排水流量調整弁の制御を開始させる、請求項１に記載の膜分離装置。
【請求項３】
前記タイミング調整部は、前記逆浸透膜モジュールのフラッシング時において、前記ポンプ制御部に前記加圧ポンプの制御を開始させた後に、前記給水圧力調整弁制御部に前記給水圧力調整弁の制御を開始させ、給水圧力調整弁の制御の開始の後に、前記排水流量調整弁制御部に前記排水流量調整弁の制御を開始させる、請求項２に記載の膜分離装置。
【請求項４】
前記ポンプ制御部は、前記逆浸透膜モジュールのフラッシング時に、前記加圧ポンプを停止させる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の膜分離装置。
【請求項５】
前記ポンプ制御部は、前記逆浸透膜モジュールのフラッシング時に、前記加圧ポンプを最低回転速度で駆動させる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の膜分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体の製造工程、電子部品や医療器具の洗浄等においては、不純物を含まない高純度の純水が使用される。この種の純水は、一般に、地下水や水道水等の原水を、逆浸透膜モジュール（以下、「ＲＯ膜モジュール」ともいう）で逆浸透膜分離処理することにより製造される。
【０００３】
逆浸透膜モジュールを用いた逆浸透膜分離処理により、純水を製造するに伴い、逆浸透膜モジュールに対して、懸濁物質、フミン質、タンパク質等の汚染物質が付着していくため、定期的に又は不定期で、逆浸透膜モジュールを洗浄する必要が発生する。このような逆浸透膜モジュールの洗浄は、一般にフラッシングと呼ばれる。
【０００４】
例えば、特許文献１は、循環比を所定の範囲に設定した後、ＲＯ膜モジュールの一次側を洗浄するフラッシング運転を実行する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１８８４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、とりわけ給水比例制御弁と排水比例制御弁との双方を兼ね備えるような、逆浸透膜モジュールを有する水処理装置において、特許文献１で開示されるフラッシング方法を実行すると、比例制御弁の制御頻度が頻繁になることにより、比例制御弁の寿命が短くなる。また他のＰＩ制御への追従が頻繁となり、ハンチングする可能性が高くなる。
【０００７】
本発明は、開度調整弁を延命し、とりわけＲＯ膜モジュールのフラッシング時において、各種ＰＩ制御を安定させることが可能な、膜分離装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、給水を含む供給水を透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜モジュールと、給水を吸入して供給水として前記逆浸透膜モジュールに向けて吐出する加圧ポンプと、前記加圧ポンプの回転速度を制御するポンプ制御部と、実質的に無段階で開度を調整することにより、前記加圧ポンプに供給される供給水の圧力を調整する給水圧力調整弁と、実質的に無段階で開度を調整することにより、装置外へ排出する濃縮水の排水流量を調整する排水流量調整弁と、前記給水圧力調整弁の開度を制御する給水圧力調整弁制御部と、前記排水流量調整弁の開度を制御する排水流量調整弁制御部と、前記ポンプ制御部、前記給水圧力調整弁制御部、及び前記排水流量調整弁制御部による制御のタイミングを調整するタイミング調整部と、を備える膜分離装置であって、前記タイミング調整部は、前記逆浸透膜モジュールのフラッシング時に、前記ポンプ制御部による前記加圧ポンプの制御開始時と、前記給水圧力調整弁制御部による前記給水圧力調整弁の制御開始時と、前記排水流量調整弁制御部による前記排水流量調整弁の制御開始時との間にタイムラグを設ける、膜分離装置に関する。
【０００９】
また、前記タイミング調整部は、前記逆浸透膜モジュールのフラッシング時において、前記加圧ポンプ制御部に前記加圧ポンプの制御を開始させた後に、前記給水圧力調整弁制御部に前記給水圧力調整弁の制御を開始させ、又は前記排水比例弁制御部に前記排水比例弁の制御を開始させることが好ましい。
【００１０】
また、前記タイミング調整部は、前記逆浸透膜モジュールのフラッシング時において、前記加圧ポンプ制御部に前記加圧ポンプの制御を開始させた後に、前記給水圧力調整弁制御部に前記給水圧力調整弁の制御を開始させ、給水圧力調整弁の制御の開始の後に、前記排水流量調整弁制御部に前記排水流量調整弁の制御を開始させることが好ましい。
【００１１】
また、前記加圧ポンプ制御部は、前記逆浸透膜モジュールのフラッシング時に、前記加圧ポンプを停止させることが好ましい。
【００１２】
また、前記加圧ポンプ制御部は、前記逆浸透膜モジュールのフラッシング時に、前記加圧ポンプを最低回転速度で駆動させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、開度調整弁を延命し、とりわけＲＯ膜モジュールのフラッシング時において、各種ＰＩ制御を安定させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る膜分離装置の全体構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態で用いられる流量調整ユニットに係る圧力と流量の関係を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る膜分離装置の制御部の機能ブロック図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態に係る膜分離装置における各構成要素の制御順序の第１の例と、圧力、流量、回収率の変化を示す表である。
【図４Ｂ】本発明の実施形態に係る膜分離装置における各構成要素の制御順序の第２の例と、圧力、流量、回収率の変化を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
〔１  膜分離装置の構成〕
本発明の実施形態に係る膜分離装置１について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る膜分離装置１の全体構成図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態に係る膜分離装置１は、給水ポンプ１２と、加圧ポンプ２と、加圧側インバータ３と、逆浸透膜モジュールとしてのＲＯ膜モジュール４と、流量調整ユニット５と、逆止弁６と、排水流量調整手段としての排水流量調整弁７と、給水圧力調整弁１４と、給水圧力センサＰＳ１と、第１流量センサＦＭ１と、第２流量センサＦＭ２と、制御部３０と、を備える。なお、制御部３０と被制御対象機器との電気的接続線の図示については、省略している。
【００１７】
また、膜分離装置１は、給水ラインＬ１と、供給水ラインＬ２と、透過水ラインＬ３と、濃縮水ラインＬ４と、循環水ラインＬ５と、排水ラインＬ６と、を備える。本明細書における「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
【００１８】
給水ラインＬ１は、給水Ｗ１を、供給水ラインＬ２との合流部Ｊ２まで供給するラインである。給水ラインＬ１の上流側の端部は、給水Ｗ１の供給源（不図示）に接続されている。給水ラインＬ１には、上流側から下流側に向けて順に、給水ポンプ１２、給水圧力調整弁１４、給水圧力センサＰＳ１と、合流部Ｊ２が設けられている。
【００１９】
なお、給水ラインＬ１を流通する給水Ｗ１には、給水Ｗ１の供給源（不図示）から直接供給される原水に限らず、例えば、原水を濾過処理装置（除鉄除マンガン装置、活性炭濾過装置等）、硬水軟化装置等の前処理装置により前処理された前処理水も含まれる。
【００２０】
給水ポンプ１２は、給水ラインＬ１を流通する給水Ｗ１を吸入し、加圧ポンプ２へ向けて圧送（吐出）する装置である。給水ポンプ１２は、供給（入力）された駆動電力の周波数（以下、「駆動周波数」ともいう）に応じた回転速度で駆動される。
【００２１】
給水圧力調整弁１４は、給水ラインＬ１を流通する給水Ｗ１の圧力を調整する弁である。給水圧力調整弁１４は、制御部３０と電気的に接続されている。給水圧力調整弁１４の開度は、制御部３０により制御される。給水圧力調整弁１４は、例えば電磁弁でもよい。
【００２２】
給水圧力センサＰＳ１は、給水ラインＬ１を流通する給水Ｗ１の圧力を測定する。給水圧力センサＰＳ１は、制御部３０と電気的に接続されている。給水圧力センサＰＳ１で測定された給水の圧力は、検出信号として制御部３０に送信される。
【００２３】
供給水ラインＬ２は、給水Ｗ１を、供給水Ｗ２としてＲＯ膜モジュール４に供給するラインである。供給水ラインＬ２の上流側の端部は、合流部Ｊ２に接続されている。供給水ラインＬ２の下流側の端部は、ＲＯ膜モジュール４の一次側入口ポートに接続されている。供給水ラインＬ２には、上流側から下流側に向けて順に、合流部Ｊ２、加圧ポンプ２、ＲＯ膜モジュール４が設けられている。
【００２４】
加圧ポンプ２は、供給水ラインＬ２に設けられる。加圧ポンプ２は、供給水ラインＬ２において、給水Ｗ１を吸入し、供給水Ｗ２として、ＲＯ膜モジュール４へ向けて圧送（吐出）する装置である。加圧ポンプ２には、加圧側インバータ３から周波数が変換された駆動電力が供給される。加圧ポンプ２は、供給（入力）された駆動電力の周波数（以下、「駆動周波数」ともいう）に応じた回転速度で駆動される。
【００２５】
加圧側インバータ３は、加圧ポンプ２に、周波数が変換された駆動電力を供給する電気回路（又はその回路を持つ装置）である。加圧側インバータ３は、制御部３０と電気的に接続されている。加圧側インバータ３には、制御部３０から指令信号が入力される。加圧側インバータ３は、制御部３０により入力された指令信号（電流値信号又は電圧値信号）に対応する駆動周波数の駆動電力を加圧ポンプ２に出力する。
【００２６】
ＲＯ膜モジュール４は、加圧ポンプ２から吐出された供給水Ｗ２を、溶存塩類が除去された透過水Ｗ３と、溶存塩類が濃縮された濃縮水Ｗ４とに膜分離処理する設備である。ＲＯ膜モジュール４は、単一又は複数のＲＯ膜エレメント（不図示）を備える。ＲＯ膜モジュール４は、これらＲＯ膜エレメントにより供給水Ｗ２を膜分離処理し、透過水Ｗ３及び濃縮水Ｗ４を製造する。
【００２７】
透過水ラインＬ３は、ＲＯ膜モジュール４で分離された透過水Ｗ３を送出するラインである。透過水ラインＬ３の上流側の端部は、ＲＯ膜モジュール４の二次側ポートに接続されている。透過水ラインＬ３の下流側の端部は、需要箇所の装置等に接続されている。透過水ラインＬ３には、第１流量センサＦＭ１（以下、「第１流量検出手段」とも呼称する）が設置される。
【００２８】
第１流量センサＦＭ１は、透過水ラインＬ３を流通する透過水Ｗ３の流量を第１検出流量値として検出する機器である。第１流量センサＦＭ１は、透過水ラインＬ３に接続されている。また、第１流量センサＦＭ１は、制御部３０と電気的に接続されている。第１流量センサＦＭ１で検出された透過水Ｗ３の第１検出流量値は、制御部３０へ検出信号として送信される。第１流量センサＦＭ１として、例えば、流路ハウジング内に軸流羽根車又は接線羽根車（不図示）を配置したパルス発信式の流量センサを用いることができる。
【００２９】
第１濃縮水ラインＬ４１は、ＲＯ膜モジュール４で分離された濃縮水Ｗ４を送出するラインである。第１濃縮水ラインＬ４１の上流側の端部は、ＲＯ膜モジュール４の一次側出口ポートに接続されている。また、第１濃縮水ラインＬ４１の下流側は、流量調整ユニット５の一次側に接続されている。
【００３０】
また、第２濃縮水ラインＬ４２は、流量調整ユニット５で流量が調整された濃縮水Ｗ４を送出するラインである。第２濃縮水ラインＬ４２の上流側の端部は、流量調整ユニット５の二次側に接続されている。また、第２濃縮水ラインＬ４２の下流側は、接続部Ｊ１において、循環水ラインＬ５及び排水ラインＬ６に分岐している。
【００３１】
なお、以降では、第１濃縮水ラインＬ４１と第２濃縮水ラインＬ４２とをまとめて、「濃縮水ラインＬ４」と総称することがある。
【００３２】
流量調整ユニット５は、当該流量調整ユニット５における差圧によらず、実質的に定流量の濃縮水を流通させる定流量要素と、当該流量調整ユニット５における差圧に実質的に比例して濃縮水Ｗ４の流量が高くなる比例要素とを備える。流量調整ユニット５における差圧は、具体的には、第１濃縮水ラインＬ４１の水圧と第２濃縮水ラインＬ４２の水圧との差圧である。定流量要素は、補助動力や外部操作を必要とせずに一定流量値を保持し、例えば水ガバナの名称で呼ばれるものを用いてもよい。また、比例要素としては、例えばオリフィスの名称で呼ばれるものを用いてもよく、オリフィスから流れる濃縮水Ｗ４の流量が、当該流量調整ユニット５における差圧に比例する。
【００３３】
図２は、ＲＯ膜モジュール４の入口圧力と、流量調整ユニット５を流れる濃縮水の流量との関係の例を示すグラフである。流量調整ユニット５は、定流量要素を備えることから、入口圧力が発生すると、流量調整ユニット５を流れる濃縮水の流量は一気にＡ点まで上昇する。すなわち近似的には、入口圧力の発生と同時にＡ点の高さの流量が流量調整ユニット５に流れる。同時に、流量調整ユニット５は比例要素を備えることから、以降、入口圧力が上昇するに従い、流量調整ユニット５を流れる濃縮水の流量は、一次関数的に上昇する。
【００３４】
なお、流量調整ユニット５において、定流量要素と比例要素とは一体的に構成されていてもよく、別体として構成されていてもよい。一体的に構成されている場合には、例えば、比例要素の流れ方向が、流量調整ユニット５の長軸方向と一致し、定流量要素の流れ方向が流量調整ユニット５の長軸方向に直交するように構成してもよい。あるいは、比例要素の流れ方向が流量調整ユニット５の長軸方向に直交し、定流量要素の流れ方向が流量調整ユニット５の長軸方向と一致するように構成してもよい。あるいは、定流量要素の流れ方向と比例要素の流れ方向が、共に流量調整ユニット５の長軸方向と一致するように構成してもよい。
【００３５】
循環水ラインＬ５は、濃縮水ラインＬ４から分岐するラインであって、ＲＯ膜モジュール４で分離された濃縮水Ｗ４の一部である循環水Ｗ４１を、合流部Ｊ２に返送するラインである。循環水ラインＬ５の上流側の端部は、接続部Ｊ１において、濃縮水ラインＬ４に接続されている。また、循環水ラインＬ５の下流側の端部は、合流部Ｊ２において、給水ラインＬ１に接続されている。循環水ラインＬ５には、逆止弁６が設けられている。
【００３６】
排水ラインＬ６は、接続部Ｊ１において濃縮水ラインＬ４から分岐され、ＲＯ膜モジュール４で分離された濃縮水Ｗ４の残部である排水Ｗ４２を装置外（系外）に排出するラインである。排水ラインＬ６には、上流側から下流側に向かって、第２流量センサＦＭ２（以下、「第２流量検出手段」とも呼称する）、排水流量調整手段としての排水流量調整弁７が設置される。
【００３７】
第２流量センサＦＭ２は、排水ラインＬ６から装置外へ排出される排水Ｗ４２の排水流量を第２検出流量値として検出する機器である。第２流量センサＦＭ２は、排水ラインＬ６に接続されている。また、第２流量センサＦＭ２は、制御部３０と電気的に接続されている。第２流量センサＦＭ２で検出された排水Ｗ４２の第２検出流量値は、制御部３０へ検出信号として送信される。第２流量センサＦＭ２として、例えば、流路ハウジング内に軸流羽根車又は接線羽根車（不図示）を配置したパルス発信式の流量センサを用いることができる。
【００３８】
排水流量調整弁７は、排水ラインＬ６から装置外へ排出する排水Ｗ４２の排水流量を調整可能な弁である。排水流量調整弁７は、制御部３０と電気的に接続されている。排水流量調整弁７の弁開度は、制御部３０から送信される駆動信号により制御される。制御部３０から電流値信号（例えば、４〜２０ｍＡ）を排水流量調整弁７に送信して、弁開度を制御することにより、排水Ｗ４２の排水流量を調整することができる。排水流量調整弁７は、例えば電磁弁でもよい。
【００３９】
〔２  制御部の機能ブロック〕
制御部３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＭＯＳメモリ等を有し、これらはバスを介して相互に通信可能に構成される、当業者にとって公知のものである。
【００４０】
ＣＰＵは膜分離装置１を全体的に制御するプロセッサである。該ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された各種プログラムを、バスを介して読み出し、該各種プログラムに従って膜分離装置１全体を制御することで、図３の機能ブロック図に示すように、制御部３０がポンプ制御部３１、給水圧力調整弁制御部３２、排水流量調整弁制御部３３、及びタイミング調整部３４の機能を実現するように構成される。ＲＡＭには一時的な計算データや表示データ等の各種データが格納される。ＣＭＯＳメモリは図示しないバッテリでバックアップされ、膜分離装置１の電源がオフされても記憶状態が保持される不揮発性メモリとして構成される。
【００４１】
ポンプ制御部３１は、加圧ポンプ２の回転速度を制御する。より詳細には、ポンプ制御部３１は、加圧側インバータ３を介して加圧ポンプ２の周波数を制御することにより、加圧ポンプ２が吐出する供給水の流量を制御する。とりわけ、ポンプ制御部３１は、ＲＯ膜モジュール４のフラッシング時に、加圧ポンプ２を停止させてもよい。あるいは、ポンプ制御部３１は、ＲＯ膜モジュール４のフラッシング時に、加圧ポンプ２を最低回転速度で駆動させてもよい。
【００４２】
給水圧力調整弁制御部３２は、給水圧力調整弁１４の開度を制御する。とりわけ、給水圧力調整弁制御部３２は、後述のタイミング調整部３４によって調整されたタイミングに応じて、給水圧力調整弁１４の開度を制御する。
【００４３】
排水流量調整弁制御部３３は、排水流量調整弁７の開度を制御する。とりわけ、排水流量調整弁制御部３３は、後述のタイミング調整部３４によって調整されたタイミングに応じて、排水流量調整弁７の開度を制御する。
【００４４】
タイミング調整部３４は、ポンプ制御部３１、給水圧力調整弁制御部３２、及び排水流量調整弁制御部３３による制御のタイミングを調整する。とりわけ、ＲＯ膜モジュール４のフラッシング時に、加圧ポンプ２、給水圧力調整弁１４、及び排水流量調整弁７を一度に同時に動かすと、これらが互いに影響を受けあって、例えばハンチングが発生したり、給水圧力調整弁１４及び排水流量調整弁７の動作回数が増加したりする。そこで、ハンチングの防止と、給水圧力調整弁１４及び排水流量調整弁７の動作回数の減少を目的として、タイミング調整部３４は、膜分離装置１の給水時に、ポンプ制御部３１による加圧ポンプ２の制御開始時と、給水圧力調整弁制御部３２による給水圧力調整弁１４の制御開始時と、排水流量調整弁制御部３３による排水流量調整弁７の制御開始時との間にタイムラグを設ける。
【００４５】
とりわけ、タイミング調整部３４は、ＲＯ膜モジュール４のフラッシング時において、ポンプ制御部３１に加圧ポンプ２の制御を開始させた後に、給水圧力調整弁制御部３２に給水圧力調整弁１４の制御を開始させるか、又は、排水流量調整弁制御部３３に排水流量調整弁７の制御を開始させてもよい。あるいは、タイミング調整部３４は、ＲＯ膜モジュール４のフラッシング時において、ポンプ制御部３１に加圧ポンプ２の制御を開始させた後に、給水圧力調整弁制御部３２に給水圧力調整弁１４の制御を開始させ、給水圧力調整弁１４の制御の開始の後に、排水流量調整弁制御部３３に排水流量調整弁７の制御を開始させてもよい。
【００４６】
〔３  実施例〕
〔３．１  第１の実施例〕
図４Ａは、本実施形態に係る膜分離装置１の動作の第１の実施例を示す表である。より詳細には、図４Ａの表は、給水圧力調整弁１４の開度、排水流量調整弁７の開度、及び加圧ポンプ２の周波数の制御内容と、これに伴う、給水圧力、膜入口圧力、排水流量、処理水流量（透過水Ｗ３の流量）、実回収率の変化を示す。矢印が右上がり、真右、右下がりであることは、それぞれ、増加、一定、減少を示す。なお、ここで「実回収率」は、排水流量と処理水流量（透過水Ｗ３の流量）との合計から算出される給水Ｗ１の流量と、処理水流量（透過水Ｗ３の流量）の比率のことである。また、図４Ａの表においては、時間の経過に従って上の行から下の行へと移行する。
【００４７】
図４Ａに示すように、第１の実施例においては、時刻Ｔ１において、加圧ポンプ２の動作を開始した後、時刻Ｔ３において、給水圧力調整弁１４の制御を開始し、最後に時刻Ｔ５において、排水流量調整弁７の制御を開始する。
【００４８】
まず時刻Ｔ１において、加圧ポンプ２の制御を開始する。より具体的には、フラッシングのため、加圧ポンプ２の周波数を減少させる。一方で、給水圧力調整弁１４の開度、及び排水流量調整弁７の開度は変化させない。これにより、時刻Ｔ１〜時刻Ｔ２の間において、給水圧力は上昇し、膜入口圧力は下降する。また、排水流量、処理水流量、給水流量、実回収率は全て減少する。
【００４９】
時刻Ｔ２において、加圧ポンプ２の周波数を固定する。また、給水圧力調整弁１４の開度、及び排水流量調整弁７の開度は、これまで同様変化させない。これにより、時刻Ｔ２〜時刻Ｔ３の間において、給水圧力、膜入口圧力、排水流量、処理水流量、給水流量、実回収率は全て一定値となる。
【００５０】
時刻Ｔ３において、給水圧力調整弁１４の制御を開始する。より具体的には、給水圧力調整弁１４の開度を下げる。一方で、排水流量調整弁７の開度、及び加圧ポンプ２の周波数は変化させない。これにより、時刻Ｔ３〜時刻Ｔ４の間において、給水圧力、及び膜入口圧力は共に下降する。また、排水流量、処理水流量、給水流量は全て減少し、実回収率は大きく変わらない。
【００５１】
時刻Ｔ４において、給水圧力調整弁１４の開度を固定する。また、排水流量調整弁７の開度、及び加圧ポンプ２の周波数は、これまで同様変化させない。これにより、時刻Ｔ４〜時刻Ｔ５の間において、給水圧力、膜入口圧力、排水流量、処理水流量、給水流量、実回収率は全て一定値となる。
【００５２】
時刻Ｔ５において、排水流量調整弁７の制御を開始する。より具体的には、排水流量調整弁７の開度を上げる。また、給水圧力調整弁１４の開度も上げる。一方で、加圧ポンプ２の周波数は、これまで同様変化させない。これにより、給水圧力、及び膜入口圧力は共に変化しない。また、排水流量は増加し、処理水流量には変化がなく、給水流量は増加し、実回収率は減少する。
【００５３】
〔３．２  第２の実施例〕
図４Ｂは、本実施形態に係る膜分離装置１の動作の第２の実施例を示す表である。また、図４Ｂの表においては、図４Ａの表と同様に、時間の経過に従って上の行から下の行へと移行する。
【００５４】
図４Ｂに示すように、第２の実施例においては、時刻Ｔ１において、加圧ポンプ２の制御及び給水圧力調整弁１４の制御を開始した後、時刻Ｔ３において、加圧ポンプ２を停止させ、最後に時刻Ｔ４において、排水流量調整弁７の制御を開始する。
【００５５】
まず時刻Ｔ１において、加圧ポンプ２及び給水圧力調整弁１４の制御を開始する。より具体的には、フラッシングのため、加圧ポンプ２の周波数を減少させると共に、給水圧力調整弁１４の開度を下げる。一方で、排水流量調整弁７の開度は変化させない。これにより、時刻Ｔ１〜時刻Ｔ２の間において、給水圧力は一定のまま、膜入口圧力は減少する。また、排水流量、処理水流量、給水流量、実回収率は全て減少する。
【００５６】
続く時刻Ｔ２〜時刻Ｔ３において、引き続き、加圧ポンプ２の周波数を減少させると共に、給水圧力調整弁１４の開度を下げ続ける。これにより、給水圧力及び膜入口圧力は一定値となるが、時刻Ｔ１〜時刻Ｔ２と同様に、排水流量、処理水流量、給水流量、実回収率は全て減少する。
【００５７】
時刻Ｔ３において、加圧ポンプ２を停止する。また、給水圧力調整弁１４の開度、及び排水流量調整弁７の開度は、変化させない。これにより、時刻Ｔ２〜時刻Ｔ３の間において、給水圧力、膜入口圧力、排水流量、処理水流量、給水流量、実回収率は全て一定値となる。
【００５８】
時刻Ｔ４において、排水流量調整弁７の制御を開始する。より具体的には、排水流量調整弁７の開度を上げる。また、給水圧力調整弁１４の開度も上げる。一方で、加圧ポンプ２は、これまで同様停止させる。これにより、給水圧力、及び膜入口圧力は共に変化しない。また、排水流量は増加し、処理水流量には変化がなく、給水流量は増加し、実回収率は減少する。
【００５９】
〔４  本実施形態の効果〕
上述した実施形態に係る膜分離装置１によれば、例えば、以下のような効果が得られる。
膜分離装置１は、加圧ポンプ２の回転速度を制御するポンプ制御部３１と、実質的に無段階で開度を調整することにより、加圧ポンプ２に供給される給水Ｗ１の圧力を調整する給水圧力調整弁１４と、実質的に無段階で開度を調整することにより、装置外へ排出する濃縮水Ｗ４の排水流量を調整する排水流量調整弁７と、給水圧力調整弁１４の開度を制御する給水圧力調整弁制御部３２と、排水流量調整弁７の開度を制御する排水流量調整弁制御部３３と、ポンプ制御部３１、給水圧力調整弁制御部３２、及び排水流量調整弁制御部３３による制御のタイミングを調整するタイミング調整部３４と、を備え、タイミング調整部３４は、ＲＯ膜モジュール４のフラッシング時に、ポンプ制御部３１による加圧ポンプ２の制御開始時と、給水圧力調整弁制御部３２による給水圧力調整弁１４の制御開始時と、排水流量調整弁制御部３３による排水流量調整弁７の制御開始時との間にタイムラグを設ける。
加圧ポンプ２、給水圧力調整弁１４、排水流量調整弁７の制御開始時点を互いにずらすことにより、ハンチングの可能性を減少させることが可能となる。
【００６０】
また、タイミング調整部３４は、ＲＯ膜モジュール４のフラッシング時において、ポンプ制御部３１に加圧ポンプ２の制御を開始させた後に、給水圧力調整弁制御部３２に給水圧力調整弁１４の制御を開始させ、又は排水流量調整弁制御部３３に排水流量調整弁７の制御を開始させる。
最初に給水圧力調整弁１４を制御してから加圧ポンプ２を制御する場合、給水圧力調整弁１４が、給水圧力を目標給水圧力に再度高める制御が必須となる。加圧ポンプ２の制御を最初に開始することにより、このような繁雑な処理を避けることが可能となる。
【００６１】
また、タイミング調整部３４は、ＲＯ膜モジュール４のフラッシング時において、ポンプ制御部３１に加圧ポンプ２の制御を開始させた後に、給水圧力調整弁制御部３２に給水圧力調整弁１４の制御を開始させ、給水圧力調整弁１４の制御の開始の後に、排水流量調整弁制御部３３に排水流量調整弁７の制御を開始させる。
排水流量調整弁７が動作した後に、給水圧力調整弁１４が動作した場合、ハンチングの要因となったり、動作が安定するまでに時間を要したりする事象が発生する。排水流量調整弁７よりも前に給水圧力調整弁１４を動作させることにより、このような事象の発生を抑制することが可能となる。
【００６２】
また、ポンプ制御部３１は、ＲＯ膜モジュール４のフラッシング時に、加圧ポンプ２を停止させる。
加圧ポンプ２の動作に伴い、給水圧力調整弁１４が給水圧力を目標給水圧力に調整する。その後、排水流量調整弁７が動作することで段階的に各制御対象が動作するため、不安定動作となりにくい。
【００６３】
また、ポンプ制御部３１は、ＲＯ膜モジュール４のフラッシング時に、加圧ポンプ２を最低回転速度で駆動させる。
加圧ポンプ２の動作に伴い、給水圧力調整弁１４が給水圧力を目標給水圧力に調整する。その後、排水流量調整弁７が動作することで段階的に各制御対象が動作するため、不安定動作となりにくい。加圧ポンプ２が稼動している場合、処理水量が増加するため、加圧ポンプ２を停止し原水押し出し方式とすることで、処理水量を抑制することが可能となる。
【００６４】
〔５  変形例〕
上記の実施形態において、膜分離装置１はＲＯ膜モジュール４を備えるＲＯ膜装置であるが、これには限定されない。例えば、膜分離装置１は、ＮＦ（ルーズＲＯ）膜装置であってもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１  膜分離装置
２  加圧ポンプ
４  ＲＯ膜モジュール
５  流量調整ユニット
７  排水流量調整弁
１２  給水ポンプ
１４  給水圧力調整弁
３０  制御部
３１  ポンプ制御部
３２  給水圧力調整弁制御部
３３  排水流量調整弁制御部
３４  タイミング調整部
Ｌ１  給水ライン
Ｌ２  供給水ライン
Ｌ３  透過水ライン
Ｌ４  濃縮水ライン
Ｌ５  循環水ライン
Ｌ６  排水ライン
Ｗ１  給水
Ｗ２  供給水
Ｗ３  透過水
Ｗ４  濃縮水
Ｗ４１  循環水
Ｗ４２  排水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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