(57)【要約】【課題】本発明の課題は、被処理水に含まれる酸化剤を消費させるために加えられる還元剤の量を従来よりも低減することができると共に、逆浸透膜の劣化をより確実に防止することができる淡水化システムを提供する。【解決手段】本発明の淡水化システム１Ａは、前処理装置２１に供給される被処理水１１に酸化剤Ｏａを注入する酸化剤注入装置２３と、前処理装置２１から逆浸透膜装置２２に供給される被処理水１１に還元剤Ｒａを注入する還元剤注入装置２４と、酸化剤が注入される前の被処理水１１中の重金属イオン濃度を検出する重金属イオン検出装置２５と、重金属イオン検出装置２５が検出した被処理水１１中の重金属イオン濃度に基づいて、還元剤注入装置２４の還元剤注入量を制御する制御装置２６Ａと、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水が供給される上流側から下流側に向かって前処理装置及び逆浸透膜装置がこの順番で配置されると共に、
前記前処理装置に供給される被処理水に酸化剤を注入する酸化剤注入装置と、
前記前処理装置から前記逆浸透膜装置に供給される被処理水に還元剤を注入する還元剤注入装置と、
前記酸化剤が注入される前の被処理水中の重金属イオン濃度に基づいて前記還元剤注入装置の還元剤注入量を制御する制御装置と、
を備えることを特徴とする淡水化システム。
【請求項２】
請求項１に記載の淡水化システムにおいて、
前記酸化剤が注入される前の被処理水中の重金属イオン濃度を検出する重金属イオン検出装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記重金属イオン検出装置が検出した被処理水中の重金属イオン濃度に基づいて、前記還元剤注入装置の還元剤注入量を制御することを特徴とする淡水化システム。
【請求項３】
請求項１に記載の淡水化システムにおいて、
前記酸化剤が注入される前の被処理水に、残留塩素検出用還元剤を注入する残留塩素検出用還元剤注入装置と、
前記残留塩素検出用還元剤を注入した前記被処理水に含まれる残留塩素濃度を検出する残留塩素濃度検出装置と、
をさらに備え、
前記制御装置は、前記残留塩素濃度検出装置が検出した前記残留塩素濃度に基づいて被処理水中の重金属イオン濃度を演算すると共に、この演算した重金属イオン濃度に基づいて前記還元剤注入装置の還元剤注入量を制御することを特徴とする淡水化システム。
【請求項４】
被処理水が供給される上流側から下流側に向かって前処理装置及び逆浸透膜装置がこの順番で配置されると共に、
前記前処理装置に供給される被処理水に酸化剤を注入する酸化剤注入装置と、
前記前処理装置から前記逆浸透膜装置に供給される被処理水に還元剤を注入する還元剤注入装置と、
前記酸化剤が注入される前の被処理水に酸化還元電位検出用還元剤を注入する酸化還元電位検出用還元剤注入装置と、
前記酸化還元電位検出用還元剤を注入した被処理水の酸化還元電位を測定する酸化還元電位測定装置と、
この酸化還元電位測定装置によって測定される酸化還元電位を監視しながら、この酸化還元電位が変化するまで注入された前記酸化還元電位検出用還元剤の積算注入量を取得すると共に、この積算注入量に基づいて前記還元剤注入装置の還元剤注入量を制御する制御装置と、
を備えることを特徴とする淡水化システム。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の淡水化システムにおいて、
前記重金属イオン濃度は、銅、コバルト、クロム、ニッケル、亜鉛、鉛、及びスズから選ばれる金属のイオン濃度であることを特徴とする淡水化システム。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の淡水化システムにおいて、
前記逆浸透膜装置に使用される逆浸透膜がポリアミド系膜であることを特徴とする淡水化システム。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の淡水化システムにおいて、
前記被処理水が油田随伴水であることを特徴とする淡水化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、淡水化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、逆浸透膜を用いたろ過処理によって海水の淡水化を行う淡水化システムの利用が増加する傾向にある。この逆浸透膜は、一般にセルロース、ポリアミド等の高分子材料で形成されている。この淡水化システムによって、例えば海水の淡水化を行う場合には、逆浸透膜で隔てられた海水に浸透圧以上の圧力が加えられる。これにより、塩分は逆浸透膜を透過せずに水のみが透過することによって海水が淡水化される。
【０００３】
このような淡水化システムで実施される淡水化プロセスの一例を挙げると、まず原水としての海水に殺菌等を施すための酸化剤（例えば、次亜塩素酸ナトリウム等）が加えられる。その後、限外ろ過膜等によりこの海水に含まれる微粒子が除去される。このような前処理が行われた海水を逆浸透膜でろ過すると、この海水に含まれる酸化剤が逆浸透膜を劣化するために、従来の淡水化プロセス（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）では逆浸透膜に供給する直前の海水に還元剤（例えば、亜硫酸水素ナトリウム等）が加えられる。そして、従来の淡水化プロセスでは、海水中の酸化剤の濃度が逆浸透膜に対して殆ど問題とならない程度にまで確実に低下するように、酸化剤に対して過剰量の還元剤が加えられる。しかしながら、海水に加える還元剤の量はできる限り低く抑えたい要請もある。
【０００４】
また、従来の海水の淡水化技術においては、銅イオンを含む海水に重亜硫酸ナトリウム（亜硫酸水素ナトリウム）を加えると、酸化還元電位が上昇して塩素系の酸化剤を加えていない場合であっても、海水中の塩に起因して残留塩素（次亜塩素酸イオン等）が発生することが報告されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２９６１８８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１１０５３１号公報
【特許文献３】特開平７−３０８６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、淡水化システムに供給される被処理水としては、様々な成分を含むものが想定される。例えば、被処理水が油田随伴水である場合には、原油由来の化学物質に加えて重金属イオンが含まれる場合も多い。特に原油の汲み上げに注入水圧を利用するものでは海水に比べて高い濃度の重金属イオンが油田随伴水中に検出されることもある。
しかしながら、重金属イオンを様々な濃度で含み得る鹹水含有の被処理水を、従来の淡水化システムにて処理を行うことを想定すると、被処理水に加えた酸化剤の量に見合う量の還元剤を加えることで還元剤の使用量の低減を図ろうとする場合に、前記のように、還元剤を加えた際の酸化還元電位の上昇によって残留塩素が発生することがある（例えば、特許文献３参照）。そして、この残留塩素を含む被処理水が淡水化システムに供給されると、この残留塩素によって逆浸透膜が劣化することとなる。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、被処理水に含まれる酸化剤を消費させるために加えられる還元剤の量を従来よりも低減することができると共に、逆浸透膜の劣化をより確実に防止することができる淡水化システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決する本発明の淡水化システムは、被処理水が供給される上流側から下流側に向かって前処理装置及び逆浸透膜装置がこの順番で配置されると共に、前記前処理装置に供給される被処理水に酸化剤を注入する酸化剤注入装置と、前記前処理装置から前記逆浸透膜装置に供給される被処理水に還元剤を注入する還元剤注入装置と、前記酸化剤が注入される前の被処理水中の重金属イオン濃度に基づいて前記還元剤注入装置の還元剤注入量を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、前記課題を解決する本発明の淡水化システムは、被処理水が供給される上流側から下流側に向かって前処理装置及び逆浸透膜装置がこの順番で配置されると共に、前記前処理装置に供給される被処理水に酸化剤を注入する酸化剤注入装置と、前記前処理装置から前記逆浸透膜装置に供給される被処理水に還元剤を注入する還元剤注入装置と、前記酸化剤が注入される前の被処理水に酸化還元電位検出用還元剤を注入する酸化還元電位検出用還元剤注入装置と、前記酸化還元電位検出用還元剤を注入した被処理水の酸化還元電位を測定する酸化還元電位測定装置と、この酸化還元電位測定装置によって測定される酸化還元電位を監視しながら、この酸化還元電位が変化するまで注入された前記酸化還元電位検出用還元剤の積算注入量を取得すると共に、この積算注入量に基づいて前記還元剤注入装置の還元剤注入量を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の淡水化システムによれば、被処理水に含まれる酸化剤を消費させるために加えられる還元剤の量を従来よりも低減することができると共に、逆浸透膜の劣化をより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る淡水化システムの構成説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態の淡水化システムを構成する制御装置が実行する手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施形態の淡水化システムを構成する制御装置が還元剤注入量の目標値を設定する際に参照するグラフであり、被処理水中の重金属イオン濃度［μｇ／Ｌ］と、被処理水に注入する還元剤注入量［ｍｇ／Ｌ］と、還元剤を被処理水に所定の注入量で注入した際の残留塩素発生量［ｍｇ／Ｌ］と、の関係を示すグラフである。
【図４】図３における重金属イオン濃度［μｇ／Ｌ］と、還元剤注入量［ｍｇ／Ｌ］と、残留塩素発生量［ｍｇ／Ｌ］と、の関係を表すテーブルである。
【図５】本発明の第２実施形態に係る淡水化システムの構成説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態の淡水化システムを構成する制御装置が実行する手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態の淡水化システムを構成する制御装置が被処理水のサンプル中に発生した残留塩素の量（残留塩素濃度）に基づいて被処理水中の重金属イオン濃度を演算する際に参照するグラフであり、被処理水中の重金属イオン濃度［μｇ／Ｌ］と、サンプルに注入する残留塩素検出用還元剤注入量［ｍｇ／Ｌ］と、残留塩素検出用還元剤を注入した際の残留塩素発生量［ｍｇ／Ｌ］と、の関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第３実施形態に係る淡水化システムの構成説明図である。
【図９】本発明の第３実施形態の淡水化システムを構成する制御装置が実行する手順を示すフローチャートである。
【図１０】（ａ）は、重金属イオンを含む被処理水に還元剤を注入したときの、還元剤注入量［ｍｇ／Ｌ］に応じて変化する被処理水の酸化還元電位［ｍＶ］を表すグラフである。（ｂ）は、重金属イオンが検出されない被処理水に還元剤を注入したときの、還元剤注入量［ｍｇ／Ｌ］に応じて変化する被処理水の酸化還元電位［ｍＶ］を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の第１実施形態から第３実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の淡水化システムは、塩化物イオンを含む被処理水の酸化還元電位が上昇した際に被処理水中に発生することがある残留塩素を、還元剤にて十分に不活性化させると共に、当該還元剤の使用量を低減するように構成されている。
つまり、本発明によれば、広く塩化物イオン含有の被処理水を処理することができるが、以下では、鹹水含有の油田随伴水を被処理水とする淡水化システムを例にとって本発明を詳細に説明する。なお、「鹹水」とは塩化ナトリウム等の塩分を含んだ水をいい、この「鹹水」としては、例えば、海水、汽水、過去に海水が閉じ込められてできた化石水、岩塩地帯の塩分を含んだ水等が挙げられる。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る淡水化システムの構成説明図である。まず、本実施形態の淡水化システムについて説明した後に、この淡水化システムを使用した淡水化方法について説明する。
【００１４】
＜淡水化システム＞
図１に示すように、淡水化システム１Ａは、鹹水含有の油田随伴水１１（以下、単に「被処理水１１」と称する）が供給される上流側から下流側に向かって前処理装置２１及び逆浸透膜装置２２がこの順番で配置されている。また、淡水化システム１Ａは、酸化剤注入装置２３、還元剤注入装置２４、重金属イオン検出装置２５、及び制御装置２６Ａを備えている。
【００１５】
前処理装置２１は、上流側からポンプ３１にて供給される被処理水１１中の懸濁物質等（微粒子）を除去するものである。この前処理装置２１としては、例えば、二層ろ過装置、限外膜ろ過装置、精密膜ろ過装置等が挙げられるが、前記の被処理水１１中の微粒子を除去することができればこれらに限定されるものではない。また、前処理装置２１は、被処理水１１の温度調節機構や、被処理水１１のｐＨ調節機構を備えることもできる。
この前処理装置２１は、このような前処理を行った後の被処理水１１を下流側の逆浸透膜装置２２に供給する。
【００１６】
逆浸透膜装置２２は、図示しない逆浸透膜を内蔵しており、高圧ポンプ３２にて供給される被処理水１１は、その浸透圧以上の圧力、例えば５〜８ＭＰａ程度まで加圧されて前記の逆浸透膜に供給される。そして、逆浸透膜を介して透過水１２が淡水として取り出される。また、逆浸透膜を透過しない濃縮水１３は、逆浸透膜装置２２から排出されて淡水化システム１Ａの系外に放流される。
【００１７】
酸化剤注入装置２３は、前処理装置２１に供給される被処理水１１に所定量の酸化剤Ｏａ（以下、この符号「Ｏａ」は省略する）を注入するように構成されている。このような酸化剤注入装置２３としては、例えば、酸化剤を貯留するタンク（図示省略）と、このタンクから被処理水１１に酸化剤を注入するための配管（図示省略）と、この配管を介して所定量の酸化剤を注入する注入ポンプ（図示省略）とを備えて構成されるものが挙げられる。ちなみに、この注入ポンプは、後記する制御装置２６Ａからの指令によって所定量の酸化剤を注入することとなる。
【００１８】
本実施形態での酸化剤は、例えば、被処理水１１に含まれる微生物を殺菌するために使用されると共に、前処理装置２１の内部や、前処理装置２１の前後の配管内に微生物が繁殖し、或いは付着するのを防止するために使用される。
酸化剤としては、例えば、次亜塩素酸、次亜塩素酸のアルカリ金属塩、クロラミン類、過酸化水素類、過酢酸類等が挙げられる。中でも、価格及び取扱容易性から次亜塩素酸及び次亜塩素酸のアルカリ金属塩が望ましく、さらに望ましくは次亜塩素酸ナトリウムである。
【００１９】
酸化剤注入量は、被処理水１１の性状や前処理装置２１の構成等によって異なるが、例えば、被処理水１１として鹹水含有の油田随伴水を想定し、前処理装置２１として二層ろ過装置を想定し、酸化剤として次亜塩素酸ナトリウム水溶液を想定した場合の当該注入量は、次亜塩素酸ナトリウム水溶液を注入した直後の被処理水１１における残留塩素濃度で０．１〜１０ｍｇ／Ｌ程度となる量が望ましい。
【００２０】
なお、本実施形態での残留塩素濃度は、単位容積当りの被処理水１１に生起する次亜塩素酸イオンの塩素原子の質量［塩素原子［ｍｇ］／被処理水［Ｌ］］で規定している。以下の「残留塩素濃度」及び「残留塩素発生量」において同じ。
【００２１】
また、酸化剤注入量は、酸化剤（例えば次亜塩素酸ナトリウム水溶液）を注入した被処理水１１が前処理装置２１を経て逆浸透膜装置２２の直前まで到達した際に、その被処理水１１の通流区間での殺菌等が十分に行われるように、また次に説明する還元剤注入装置２４による還元剤Ｒａの注入量を可能な限り低減することができるように、当該還元剤Ｒａの注入直前の「残留塩素濃度」が０．１〜１ｍｇ／Ｌ程度となるように設定されることが望ましい。
【００２２】
また、被処理水１１に対する酸化剤の注入は、連続的に行うよりも間欠的に行う方が望ましい。このように間欠的に酸化剤を被処理水１１に注入することで、耐塩素性に富む微生物の繁殖をより確実に抑制することができる。特に、１日当り１〜４時間、注入した直後の被処理水１１における「残留塩素濃度」が３〜５ｍｇ／Ｌとなるように酸化剤（例えば次亜塩素酸ナトリウム水溶液）を間欠的に注入することが望ましい。
【００２３】
還元剤注入装置２４は、前処理装置２１から逆浸透膜装置２２に供給される被処理水１１に所定量の還元剤Ｒａ（以下、この符号「Ｒａ」は省略する）を注入するように構成されている。このような還元剤注入装置２４としては、例えば、還元剤を貯留するタンク（図示省略）と、このタンクから被処理水１１に還元剤を注入するための配管（図示省略）と、この配管を介して所定量の還元剤を注入する注入ポンプ（図示省略）を備えて構成されるものが挙げられる。ちなみに、この注入ポンプは、後記する制御装置２６Ａからの指令によって所定量の還元剤を注入することとなる。
【００２４】
本実施形態での還元剤は、逆浸透膜装置２２に供給される被処理水１１中の酸化剤を消費させる（不活性化する）ものである。
本実施形態での還元剤としては、還元性が高く逆浸透膜への影響がないものが望ましく、中でも価格及び取扱容易性から亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム等が好適に使用される。
【００２５】
還元剤注入量の基準（以下、これを「還元剤基準注入量」と称することがある）は、前処理装置２１から逆浸透膜装置２２に供給される被処理水１１中に残存する酸化剤を、逆浸透膜に殆ど影響がない程度にまで消費する（不活性化する）のに十分であって過剰とならない範囲で設定することができる。ちなみに、本実施形態での「還元剤基準注入量」は、例えば、酸化剤注入量の１〜１０倍当量に設定することができ、より望ましくは１〜５倍当量に設定される。
【００２６】
次に、酸化剤及び還元剤の当量について説明する。酸化剤として次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）を用い、還元剤として亜硫酸水素ナトリウム（ＮａＨＳＯ３）を用いる場合に、これらの酸化還元反応は、次式（１）に示す反応式に従う。
【００２７】
ＮａＣｌＯ＋ＮａＨＳＯ３→ＮａＨＳＯ４＋ＮａＣｌ  ・・・・・式（１）
つまり、次亜塩素酸ナトリウム１ｍｏｌ（７４．４４ｇ）に対して、亜硫酸水素ナトリウム１ｍｏｌ（１０４．０６ｇ）が反応する。また、次亜塩素酸ナトリウム１ｍｏｌに含まれる塩素（Ｃｌ）は３５．４５ｇである。したがって、「残留塩素濃度」が１ｍｇ／Ｌの溶液１Ｌに亜硫酸水素ナトリウムを１倍当量注入することは、１０４．０６／３５．４５≒２．９ｍｇの亜硫酸水素ナトリウムを注入することを意味する。
【００２８】
重金属イオン検出装置２５は、酸化剤が注入される前の被処理水１１中の重金属イオン濃度を検出するように構成されている。
【００２９】
本実施形態での重金属イオン濃度は、銅、コバルト、クロム、ニッケル、亜鉛、鉛、及びスズから選ばれる金属のイオン濃度である。
【００３０】
本実施形態での重金属イオン検出装置２５において実施される重金属イオンの測定方法としては、オンライン及びオフラインのいずれの方式によるものをも採用することができる。
このような本実施形態での重金属イオン検出装置２５としては、例えば、イオン濃度計、ＩＣＰ発光分析装置、原子吸光光度計、イオンクロマトグラフ、吸光度測定装置、沈殿滴定装置等が挙げられる。
【００３１】
また、重金属イオン検出装置２５は、被処理水１１の重金属イオン濃度を検出すると共に次に説明する制御装置２６Ａにこの検出信号を出力するが、重金属イオン濃度の検出から検出信号の出力までの応答時間が比較的に長いものであっても淡水化システム１Ａに使用することができる。つまり、淡水化システム１Ａの被処理水の通流経路における重金属イオン濃度を検出位置から還元剤の注入位置までの間には、前処理装置２１や、この前処理水のバッファタンク（図示省略）等が配置されている。そのため、重金属イオン濃度が検出された被処理水１１が還元剤の注入位置まで辿り着くまでには時間の遅れが生じる。これにより本実施形態での重金属イオン検出装置２５は、前記の時間の遅れの範囲内で重金属イオン濃度の検出が可能であれば、応答速度が遅くてもこの淡水化システム１Ａに使用することができる。
【００３２】
制御装置２６Ａは、ＣＰＵ（中央演算部）、記憶部（例えばＲＯＭ、ＲＡＭ等）、各種インタフェイス、電子回路等を含んで構成されており、その内部に記憶されたプログラムに従って、淡水化システム１Ａを総合的に制御する。そして、制御装置２６Ａは、後記する手順に従って、重金属イオン検出装置２５が出力する重金属イオン濃度の検出信号に基づいて、還元剤注入装置２４による還元剤注入量を制御するように構成されている。
【００３３】
＜淡水化方法＞
次に、淡水化システム１Ａの制御装置２６Ａが所定の手順を実行することによる淡水化システム１Ａの動作について説明しながら、本実施形態の淡水化システム１Ａを使用した淡水化方法について説明する。次に参照する図２は、本発明の第１実施形態の淡水化システムを構成する制御装置が実行する手順を示すフローチャートである。
【００３４】
淡水化システム１Ａ（図１参照）が起動して、原水としての被処理水１１が淡水化システム１Ａの上流側（図１の紙面左側）に流入する。
図２に示すように、制御装置２６Ａ（図１参照）は、まず、被処理水１１の流入量に応じて予め定められた酸化剤注入量に対応する前記の「還元剤基準注入量」を取得する（ステップＳ２０１）。この「還元剤基準注入量」の取得は、「還元剤基準注入量」のデータが格納された制御装置２６Ａの記憶部をＣＰＵが参照することにより行われる。ちなみに、本実施形態での「還元剤基準注入量」は、前記したように、例えば、酸化剤注入量の１〜１０倍当量に設定することができ、より望ましくは１〜５倍当量に設定される。
【００３５】
次に、制御装置２６Ａは、重金属イオン検出装置２５（図１参照）が検出した被処理水１１における重金属イオン濃度の検出信号に基づいて、酸化剤が注入される前の被処理水１１中の重金属イオン濃度を取得する（ステップＳ２０２）。
【００３６】
これに続くステップＳ２０３では、制御装置２６Ａは、還元剤注入装置２４による「還元剤注入可能量」を演算する。ちなみに、この「還元剤注入可能量」は、被処理水１１に所定量の還元剤を注入した際に、被処理水１１中の重金属イオン濃度に応じて発生する残留塩素の量を予め実施したシミュレーション試験によって求めたものである。さらに具体的には、「還元剤注入可能量」は、所定の重金属イオン濃度の被処理水１１に還元剤を注入する際に、残留塩素が発生しない還元剤注入量の最大値で規定することができる。
【００３７】
図３は、本発明の第１実施形態の淡水化システムを構成する制御装置が還元剤注入量の目標値を設定する際に参照するグラフであり、被処理水中の重金属イオン濃度［μｇ／Ｌ］と、被処理水に注入する還元剤注入量［ｍｇ／Ｌ］と、還元剤を被処理水に所定の注入量で注入した際の残留塩素発生量［ｍｇ／Ｌ］と、の関係を示すグラフである。図４は、図３における重金属イオン濃度［μｇ／Ｌ］と、還元剤注入量［ｍｇ／Ｌ］と、残留塩素発生量［ｍｇ／Ｌ］と、の関係を表すテーブルである。なお、図３及び図４における残留塩素発生量［ｍｇ／Ｌ］は、前記の被処理水１１中の残留塩素濃度［ｍｇ／Ｌ］と同義である。
【００３８】
制御装置２６Ａは、図３、図４に示す重金属イオン濃度［μｇ／Ｌ］と、還元剤注入量［ｍｇ／Ｌ］と、残留塩素発生量［ｍｇ／Ｌ］と、の関数、マップ等を予め記憶部に格納しておき、制御装置２６ＡのＣＰＵは、ステップＳ２０２で取得した重金属イオン濃度に対応する前記の関数、マップ等から「還元剤注入可能量」を演算する（ステップＳ２０３）。
例えば、図４を参照して「還元剤注入可能量」の演算についてさらに具体的に説明すると、制御装置２６Ａは、ステップＳ２０２で取得した重金属イオン濃度が、例えば５０［μｇ／Ｌ］である場合には、残留塩素が発生しない還元剤注入量の最大値、つまり「還元剤注入可能量」として２５［ｍｇ／Ｌ］の値を演算する。
ちなみに、例えば図３において線図で描かれていない重金属イオン濃度については、周知の線形補間法によって残留塩素発生量と還元剤注入量との関係が導かれる。
【００３９】
再び図２に戻って、制御装置２６Ａは、ステップＳ２０４からステップＳ２０６に示す手順で、還元剤注入装置２４に指令する還元剤注入量の目標値（以下、単に「還元剤注入量目標値」と称する）を設定する。
制御装置２６Ａは、具体的には、まずステップＳ２０１で取得した「還元剤基準注入量」と、ステップＳ２０３で演算した「還元剤注入可能量」とを比較して、「還元剤基準注入量≧還元剤注入可能量」であるか否かを判断する（ステップＳ２０４）。そして、「還元剤基準注入量」が「還元剤注入可能量」以上である場合（ステップＳ２０４のＹｅｓ）には、制御装置２６Ａは、「還元剤基準注入量」に、次に説明する「還元剤補充量」を加えた値を前記の「還元剤注入量目標値」として設定する（ステップＳ２０５）。
【００４０】
つまり、「還元剤基準注入量」が「還元剤注入可能量」以上である場合（ステップＳ２０４のＹｅｓ）には、酸化剤注入装置２３から注入される酸化剤に起因して前処理装置２１と逆浸透膜装置２２との間で通流する被処理水１１に残存することとなる酸化剤（残留塩素）を十分に不活性化する還元剤の量として規定される前記の「還元剤基準注入量」に加えて、被処理水１１に含まれる重金属イオン濃度及び還元剤注入量に応じて被処理水１１に発生する残留塩素を不活性化させる還元剤の補充量（還元剤補充量）が設定される。
すなわち、制御装置２６Ａは、ステップＳ２０４がＹｅｓの場合には、「還元剤注入量目標値」として、「還元剤基準注入量」に「還元剤補充量」を加えた値を設定する（ステップＳ２０５）。
【００４１】
ちなみに、「還元剤補充量」を設定するにあたって制御装置２６ＡのＣＰＵは、制御装置２６Ａの記憶部に予め格納された、例えば図３、図４に示すグラフやテーブルに基づいて、ステップＳ２０１で取得した「還元剤基準注入量」、及びステップＳ２０２で取得した「重金属イオン濃度」に対応する「残留塩素発生量」を演算する。そして、ＣＰＵは、この発生した残留塩素を、十分に不活性化させる還元剤注入量を「還元剤補充量」として設定する。ちなみに、本実施形態での「還元剤補充量」は、重金属イオン等の存在で発生した前記残留塩素の１〜１０倍当量に設定することができ、より望ましくは１〜５倍当量に設定される。
【００４２】
再び、ステップＳ２０４に戻って、「還元剤基準注入量」が「還元剤注入可能量」よりも小さい場合（ステップＳ２０４のＮｏ）には、制御装置２６Ａは「還元剤基準注入量」を「還元剤注入量目標値」として設定する（ステップＳ２０６）。つまり、「還元剤注入可能量」を「還元剤注入量目標値」として還元剤を注入すると、重金属イオン等の存在によっても残留塩素が発生することはなく、かつ「還元剤注入可能量」が「還元剤基準注入量」を上回っていることで、注入される酸化剤に起因して被処理水１１に残存する酸化剤（残留塩素）は十分に不活性化されることとなる。
【００４３】
次いで、制御装置２６Ａは、還元剤注入装置２４による被処理水１１への還元剤注入量が、ステップＳ２０５又はステップＳ２０６で設定した「還元剤注入量目標値」となるように還元剤注入装置２４を制御する（ステップＳ２０７）。
これにより、本実施形態の淡水化システム１Ａにおける被処理水１１に対する還元剤注入量の制御工程が終了する。
【００４４】
以上のような淡水化システム１Ａによれば、被処理水１１に含まれる重金属イオン濃度に応じて還元剤注入量を制御することができるので、前処理装置２１から逆浸透膜装置２２に供給される被処理水１１に含まれる残留塩素を、従来よりも少ない還元剤注入量でより確実にかつ十分に不活性化することができ、逆浸透膜の劣化をより確実に防止することができる。
【００４５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。参照する図５は、本発明の第２実施形態に係る淡水化システムの構成説明図である。なお、この第２実施形態において前記第１実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００４６】
＜淡水化システム＞
図５に示すように、本実施形態の淡水化システム１Ｂは、第１実施形態での重金属イオン検出装置２５（図１参照）に代えて、残留塩素検出用還元剤注入装置２７と、残留塩素濃度検出装置２８と、を備えて構成されている。なお、図５中、符号１２は透過水であり、符号１３は濃縮水であり、符号２１は前処理装置であり、符号２２は逆浸透膜装置であり、符号２３は酸化剤注入装置であり、符号２４は還元剤注入装置であり、符号３１はポンプであり、符号３２は高圧ポンプであり、符号Ｏａは酸化剤であり（以下、この符号「Ｏａ」は省略する）、符号Ｒａは還元剤である（以下、この符号「Ｒａ」は省略する）。
【００４７】
前記第１実施形態の淡水化システム１Ａにおける重金属イオン検出装置２５（図１参照）が、被処理水１１中の重金属イオン濃度を直接検出するものであるのに対して、この第２実施形態の淡水化システム１Ｂにおいては、被処理水１１のサンプル１１ａ中で恣意的に発生させた残留塩素の量に基づいて被処理水１１中の重金属イオン濃度を間接的に検出するように構成されている。
【００４８】
残留塩素検出用還元剤注入装置２７は、酸化剤が注入される前の被処理水１１の一部を抜き出したサンプル１１ａに、所定量の残留塩素検出用還元剤Ｒａ１（以下、符号「Ｒａ１」は省略する）を注入するように構成されている。ちなみに、残留塩素検出用還元剤としては、前記の還元剤と同様のものを使用することができる。
残留塩素検出用還元剤注入装置２７としては、例えば、残留塩素検出用還元剤を貯留するタンク（図示省略）と、このタンクからサンプル１１ａに残留塩素検出用還元剤を注入するための配管（図示省略）と、この配管を介して所定量の残留塩素検出用還元剤を注入する注入ポンプ（図示省略）とを備えて構成されるものが挙げられる。ちなみに、この注入ポンプは、後記する制御装置２６Ｂからの指令によって所定量の残留塩素検出用還元剤を注入することとなる。
このような残留塩素検出用還元剤注入装置２７にて所定量の残留塩素検出用還元剤がサンプル１１ａに注入されると、サンプル１１ａには被処理水１１の重金属イオン濃度に応じた量で残留塩素が発生することとなる。
【００４９】
残留塩素濃度検出装置２８は、残留塩素検出用還元剤が注入された後のサンプル１１ａ中の「残留塩素濃度」を検出するように構成されている。本実施形態での残留塩素濃度検出装置２８において実施される残留塩素の測定方法としては、オンライン及びオフラインのいずれの方式によるものをも採用することができる。
このような本実施形態での残留塩素濃度検出装置２８としては、例えば、ポーラログラフ、ジエチルパラフェニレンジアミン（ＤＰＤ）を使用した吸光度測定装置等が挙げられる。
【００５０】
また、残留塩素濃度検出装置２８は、サンプル１１ａの「残留塩素濃度」を検出すると共に次に説明する制御装置２６Ｂにこの検出信号を出力するが、「残留塩素濃度」の検出から検出信号の出力までの応答時間が比較的に長いものであっても淡水化システム１Ｂに使用することができる。つまり、淡水化システム１Ｂでは被処理水１１中の重金属イオン濃度を、残留塩素検出用還元剤をサンプル１１ａに注入した際に発生する残留塩素の量に応じて間接的に測定するものであるが、被処理水１１の通流経路におけるサンプル１１ａの採取位置から還元剤注入装置２４による還元剤の注入位置までの間に、前処理装置２１や、この前処理水のバッファタンク（図示省略）等が配置されている。そのため、制御装置２６Ｂがサンプル１１ａ中の「残留塩素濃度」を取得してから被処理水１１が還元剤の注入位置まで辿り着くまでには時間の遅れが生じる。これにより本実施形態での残留塩素濃度検出装置２８は、前記の時間の遅れの範囲内で「残留塩素濃度」の検出が可能であれば、応答速度が遅くてもこの淡水化システム１Ｂに使用することができる。
【００５１】
本実施形態での制御装置２６Ｂは、後記する手順に従って、残留塩素濃度検出装置２８が出力するサンプル１１ａ中の残留塩素濃度の検出信号に基づいて、被処理水１１に含まれる重金属イオン濃度を演算すると共に、演算した重金属イオン濃度に基づいて、還元剤注入装置２４の還元剤注入量を制御するように構成されている。
【００５２】
＜淡水化方法＞
次に、淡水化システム１Ｂの制御装置２６Ｂが所定の手順を実行することによる淡水化システム１Ｂの動作について説明しながら、本実施形態の淡水化システム１Ｂを使用した淡水化方法について説明する。次に参照する図６は、本発明の第２実施形態の淡水化システムを構成する制御装置が実行する手順を示すフローチャートである。
【００５３】
淡水化システム１Ｂ（図５参照）が起動して、原水としての被処理水１１（図５参照）が淡水化システム１Ｂの上流側（図５の紙面左側）に流入する。
図６に示すように、制御装置２６Ｂ（図５参照）は、まず、被処理水１１の流入量に応じて予め定められた酸化剤注入量に対応する前記の「還元剤基準注入量」を取得する（ステップＳ６０１）。この「還元剤基準注入量」の取得は、前記の第１実施形態でのステップＳ２０１の「還元剤基準注入量」の取得と同様の手順で実施される。ちなみに、本実施形態での「還元剤基準注入量」は、前記したように、例えば、酸化剤注入量の１〜１０倍当量に設定することができ、より望ましくは１〜５倍当量に設定される。
残留塩素検出用還元剤注入装置２７（図５参照）は、サンプル１１ａ（図５参照）に、予め定められた量の残留塩素検出用還元剤を注入する（ステップＳ６０２）。この際、サンプル１１ａには、これに含まれる重金属イオン濃度に応じた濃度で残留塩素が発生する。
【００５４】
次に、残留塩素濃度検出装置２８は、サンプル１１ａに発生した残留塩素濃度を検出する。そして、制御装置２６Ｂは、残留塩素濃度検出装置２８からの検出信号を入力することで、サンプル１１ａ中の「残留塩素濃度」を取得する（ステップＳ６０３）。
【００５５】
これに続くステップＳ６０４では、制御装置２６Ｂは、取得した「残留塩素濃度」が「０」を超えているか否か（残留塩素濃度＞０か否か）を判断する。ちなみに、「残留塩素濃度」が「０」とは、残留塩素濃度検出装置２８による残留塩素の定量限界以下であることを意味し、絶対的に「残留塩素濃度」が０［ｍｇ／Ｌ］であることを意味しない。
【００５６】
そして、制御装置２６Ｂは、「残留塩素濃度」が「０」を超えていると判断した場合（ステップＳ６０４のＹｅｓ）には、ステップＳ６０３で取得した「残留塩素濃度」に基づいて被処理水１１に含まれる重金属イオン濃度を演算する（ステップＳ６０５）。ちなみに、この重金属イオン濃度は、予め、サンプル１１ａと同量の被処理水１１における重金属イオン濃度と、この被処理水１１に対して所定量の残留塩素検出用還元剤を注入した際の「残留塩素発生量」との関数（関係式）を求めるシミュレーション試験で得たデータに基づいて演算することができる。
【００５７】
図７は、本発明の第２実施形態の淡水化システムを構成する制御装置が被処理水のサンプル中に発生した残留塩素の量（残留塩素濃度）に基づいて被処理水中の重金属イオン濃度を演算する際に参照するグラフであり、被処理水中の重金属イオン濃度［μｇ／Ｌ］と、サンプルに注入する残留塩素検出用還元剤注入量［ｍｇ／Ｌ］と、残留塩素検出用還元剤を注入した際の残留塩素発生量［ｍｇ／Ｌ］と、の関係を示すグラフである。図７における残留塩素発生量［ｍｇ／Ｌ］は、前記の被処理水中の残留塩素濃度［ｍｇ／Ｌ］と同義である。
【００５８】
制御装置２６Ｂは、図７に示す重金属イオン濃度［μｇ／Ｌ］と、残留塩素検出用還元剤注入量［ｍｇ／Ｌ］と、残留塩素発生量［ｍｇ／Ｌ］と、の関数等を予め記憶部に格納しておき、制御装置２６ＢのＣＰＵは、ステップＳ６０２における残留塩素検出用還元剤注入量、及びステップＳ６０４で取得した残留塩素濃度に対応する前記の関数、マップ等から「重金属イオン濃度」を演算する（ステップＳ６０５）。
例えば、図７を参照して「重金属イオン濃度」の演算についてさらに具体的に説明すると、制御装置２６Ｂは、ステップＳ６０４で取得した残留塩素濃度が、例えば０．２［ｍｇ／Ｌ］でありステップＳ６０２での残留塩素検出用還元剤注入量が１０［ｍｇ／Ｌ］である場合には、「重金属イオン濃度」が１５０［μｇ／Ｌ］の値であると演算する。
【００５９】
また、ステップＳ６０４に戻って、制御装置２６Ｂは、残留塩素濃度が「０」を超えていないと判断した場合（ステップＳ６０４のＮｏ）には、ステップＳ６０２での残留塩素検出用還元剤注入量よりも所定量増加させた量で、サンプル１１ａに残留塩素検出用還元剤を注入する（ステップＳ６０６）。そして、再びステップＳ６０３に戻って検出された残留塩素濃度を取得し、再びステップＳ６０４を実行して残留塩素濃度が「０」を超えていればステップＳ６０５を実行して「重金属イオン濃度」を演算する。
【００６０】
また、ステップＳ６０４で再び残留塩素濃度が「０」を超えていないと判断した場合（ステップＳ６０４のＮｏ）には、さらにステップＳ６０６を実行した後にステップＳ６０３に戻る。ちなみに、ステップＳ６０４のＮｏからステップＳ６０３に戻る工程は、所定回数繰り返されるが、それでもなお、残留塩素濃度が「０」を超えていないと判断される場合には、制御装置２６Ｂは、被処理水１１には重金属イオンが存在していない、「重金属イオン濃度」が０［μｇ／Ｌ］の値であると演算する。
【００６１】
そして、制御装置２６Ｂは、以上のように重金属イオン濃度を演算した後、図２のステップＳ２０３と同様に、還元剤注入可能量の演算を行い、図２のステップＳ２０４からステップＳ２０７と同様の手順を実行することで、本実施形態の淡水化システム１Ｂにおける被処理水１１に対する還元剤注入量を制御する。
【００６２】
以上のような淡水化システム１Ｂによれば、前記第１実施形態と同様の効果を奏すると共に重金属イオン濃度を間接的に取得することができるので、重金属イオン濃度を直接的に取得する第１実施形態よりも安価な測定装置の代替により安価にシステムを構築することができる。
【００６３】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。参照する図８は、本発明の第３実施形態に係る淡水化システムの構成説明図である。なお、この第３実施形態において前記第１実施形態及び前記第２実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００６４】
＜淡水化システム＞
図８に示すように、本実施形態の淡水化システム１Ｃは、第２実施形態での残留塩素検出用還元剤注入装置２７及び残留塩素濃度検出装置２８に代えて、酸化還元電位検出用還元剤注入装置４１と、酸化還元電位検出装置４２と、を備えて構成されている。なお、図８中、符号１２は透過水であり、符号１３は濃縮水であり、符号２１は前処理装置であり、符号２２は逆浸透膜装置であり、符号２３は酸化剤注入装置であり、符号２４は還元剤注入装置であり、符号３１はポンプであり、符号３２は高圧ポンプであり、符号Ｏａは酸化剤であり（以下、この符号「Ｏａ」は省略する）、符号Ｒａは還元剤である（以下、この符号「Ｒａ」は省略する）。
【００６５】
前記第１実施形態の淡水化システム１Ａ及び前記第２実施形態の淡水化システム１Ｂ（図５参照）は、酸化剤が注入される前の被処理水１１中の重金属イオン濃度［μｇ／Ｌ］を検出し、この重金属イオン濃度［μｇ／Ｌ］に応じて還元剤注入量［ｍｇ／Ｌ］を制御するように構成されているのに対して、この第３実施形態の淡水化システム１Ｃは、被処理水のサンプル１１ａの酸化還元電位［ｍＶ］が変化するまで注入した酸化還元電位検出用還元剤の積算注入量［ｍｇ／Ｌ］に基づいて還元剤注入量［ｍｇ／Ｌ］を制御するように構成されている。なお、ここでの単位［μｇ／Ｌ］及び［ｍｇ／Ｌ］は、前記第１実施形態及び第２実施形態と同様に被処理水１１（サンプル１１ａ）の単位容積当りの質量で表している。
【００６６】
酸化還元電位検出用還元剤注入装置４１（以下、電位検出用還元剤注入装置４１と称する）は、酸化剤が注入される前の被処理水１１の一部を抜き出したサンプル１１ａに、所定量の酸化還元電位検出用還元剤Ｒａ２（以下、符号「Ｒａ２」は省略すると共に、電位検出用還元剤と称する）を注入するように構成されている。ちなみに、電位検出用還元剤としては、前記の還元剤と同様のものを使用することができる。
【００６７】
電位検出用還元剤注入装置４１としては、例えば、電位検出用還元剤を貯留するタンク（図示省略）と、このタンクからサンプル１１ａに電位検出用還元剤を注入するための配管（図示省略）と、この配管を介して所定量の電位検出用還元剤を注入する注入ポンプ（図示省略）とを備えて構成されるものが挙げられる。ちなみに、この注入ポンプは、後記する制御装置２６Ｃからの指令によって所定量の電位検出用還元剤を注入することとなる。
このような電位検出用還元剤注入装置４１にて所定量の電位検出用還元剤がサンプル１１ａに注入されると、後記するように、サンプル１１ａの酸化還元電位は変化する（図１０（ａ）及び（ｃ）参照）。
【００６８】
酸化還元電位検出装置４２（以下、電位検出装置４２と称する）は、電位検出用還元剤が注入された後のサンプル１１ａ中の「酸化還元電位」を検出するように構成されており、市販の酸化還元電位計を好適に使用することができる。
【００６９】
また、電位検出装置４２は、サンプル１１ａの「酸化還元電位」を検出すると共に次に説明する制御装置２６Ｃにこの検出信号を出力するが、「酸化還元電位」の検出から検出信号の出力までの応答時間が比較的に長いものであっても淡水化システム１Ｃに使用することができる。つまり、被処理水１１の通流経路におけるサンプル１１ａの採取位置から還元剤注入装置２４による還元剤の注入位置までの間に、前処理装置２１や、この前処理水のバッファタンク（図示省略）等が配置されている。そのため、制御装置２６Ｃがサンプル１１ａの「酸化還元電位」を取得してから被処理水１１が還元剤の注入位置まで辿り着くまでには時間の遅れが生じる。これにより本実施形態での電位検出装置４２は、前記の時間の遅れの範囲内で「酸化還元電位」の検出が可能であれば、応答速度が遅くてもこの淡水化システム１Ｃに使用することができる。
【００７０】
本実施形態での制御装置２６Ｃは、後記する手順に従って、サンプル１１ａの「酸化還元電位」が変化するまで注入した酸化還元電位検出用還元剤の「積算注入量」［ｍｇ／Ｌ］に基づいて還元剤注入量［ｍｇ／Ｌ］を制御するように構成されている。
【００７１】
＜淡水化方法＞
次に、淡水化システム１Ｃの制御装置２６Ｃが所定の手順を実行することによる淡水化システム１Ｃの動作について説明しながら、本実施形態の淡水化システム１Ｃを使用した淡水化方法について説明する。次に参照する図９は、本発明の第３実施形態の淡水化システムを構成する制御装置が実行する手順を示すフローチャートである。
【００７２】
淡水化システム１Ｃ（図８参照）が起動して、原水としての被処理水１１が淡水化システム１Ｃの上流側（図８の紙面左側）に流入する。
図９に示すように、制御装置２６Ｃ（図８参照）は、まず、被処理水１１の流入量に応じて予め定められた酸化剤注入量に対応する前記の「還元剤基準注入量」を取得すると共に、サンプル１１ａの酸化還元電位の初期値を取得する（ステップＳ９０１）。ちなみに、この「還元剤基準注入量」の取得は、前記の第１実施形態でのステップＳ２０１の「還元剤基準注入量」の取得と同様の手順で実施される。本実施形態での「還元剤基準注入量」は、前記したように、例えば、酸化剤注入量の１〜１０倍当量に設定することができ、より望ましくは１〜５倍当量に設定される。
また、酸化還元電位の初期値は、サンプル１１ａの酸化還元電位を電位検出装置４２が測定し、この測定値に基づいて電位検出装置４２が出力する信号に基づいて制御装置２６Ｃが取得する。
【００７３】
次に、電位検出用還元剤注入装置４１（図８参照）は、サンプル１１ａ（図８参照）に、予め定められた量の電位検出用還元剤を注入する（ステップＳ９０２）。そして、電位検出装置４２は、電位検出用還元剤を注入した後のサンプル１１ａの酸化還元電位を測定する。また、制御装置２６Ｃは、電位検出装置４２からの酸化還元電位の測定信号を入力することで、サンプル１１ａの酸化還元電位を取得する（ステップＳ９０３）。
【００７４】
これに続くステップＳ９０４では、制御装置２６Ｃは、ステップＳ９０１で取得したサンプル１１ａの酸化還元電位の初期値と、ステップＳ９０３で取得したサンプル１１ａの酸化還元電位、つまり電位検出用還元剤を注入した後のサンプル１１ａの酸化還元電位とを比較し、ステップＳ９０１での初期値からステップＳ９０３での酸化還元電位が変化したか否かを判断する（ステップＳ９０４）。そして、制御装置２６Ｃは、それが変化しないと判断した場合（ステップＳ９０４のＹｅｓ）には、ステップＳ９０２での電位検出用還元剤注入量よりも所定量増加させた量で、サンプル１１ａに電位検出用還元剤を注入する（ステップＳ９０５）。その後、制御装置２６Ｃは、またステップＳ９０３に戻って新たに酸化還元電位を取得し、ステップＳ９０４を実行してサンプル１１ａの酸化還元電位が変化したか否かを判断する。そして、このようなステップＳ９０３、ステップＳ９０４、及びステップＳ９０５は、サンプルの酸化還元電位が変化するまで繰り返される。
【００７５】
次に、サンプル１１ａに対する電位検出用還元剤の注入を増加させていった際のサンプル１１ａの酸化還元電位の変化について説明する。次に参照する図１０（ａ）は、重金属イオンを含む被処理水に還元剤を注入したときの、還元剤注入量［ｍｇ／Ｌ］に応じて変化する被処理水の酸化還元電位［ｍＶ］を表すグラフである。図１０（ｂ）は、重金属イオンが検出されない被処理水に還元剤を注入したときの、還元剤注入量［ｍｇ／Ｌ］に応じて変化する被処理水の酸化還元電位［ｍＶ］を表すグラフである。
【００７６】
図１０（ａ）に示すように、被処理水１１に重金属イオンが存在する場合には、サンプル１１ａの酸化還元電位は、重金属イオンに起因して発生する残留塩素濃度（酸化剤濃度）に対応する還元剤の当量点近傍濃度（注入量）を境に、初期値から階段状に増加するように変化する。
また、図１０（ｂ）に示すように、被処理水１１に重金属イオンが存在しない場合には、サンプル１１ａの酸化還元電位は、還元剤注入量が増加した際に、初期値から階段状に減少するように変化する。
【００７７】
再び、ステップＳ９０４に戻って、制御装置２６Ｃは、サンプル１１ａの酸化還元電位が変化したと判断した場合（ステップＳ９０４のＹｅｓ）には、ステップＳ９０３での酸化還元電位がステップＳ９０１での初期値よりも上昇したか否かを判断する（ステップＳ９０６）。そして、上昇したと判断した場合には（ステップＳ９０６のＹｅｓ）、制御装置２６Ｃは、ステップＳ９０２及びステップＳ９０５を実行したことによるサンプル１１ａに対する電位検出用還元剤の積算注入量を演算して取得する（ステップＳ９０７）。
ちなみに、この電位検出用還元剤の積算注入量［ｍｇ／Ｌ］は、サンプル１１ａに含まれる重金属イオンに起因して発生する残留塩素の量［ｍｇ／Ｌ］に対して略当量の還元剤の量［ｍｇ／Ｌ］とみなすことができる。
【００７８】
次に、制御装置２６Ｃは、ステップＳ９０７で取得した「電位検出用還元剤の積算注入量」とステップ９０１で取得した「還元剤基準注入量」との比較を行って、「還元剤基準注入量≧電位検出用還元剤の積算注入量」であるか否かを判断する（ステップＳ９０８）。
そして、制御装置２６Ｃは、「還元剤基準注入量≧電位検出用還元剤の積算注入量」であると判断した場合（ステップＳ９０８のＹｅｓ）には、「還元剤基準注入量」に、次に説明する「還元剤補充量」を加えた値を前記の「還元剤注入量目標値」として設定する。
【００７９】
つまり、「還元剤基準注入量」が「電位検出用還元剤の積算注入量」以上である場合（ステップＳ９０８のＹｅｓ）には、酸化剤注入装置２３から注入される酸化剤に起因して前処理装置２１と逆浸透膜装置２２との間で通流する被処理水１１に残存する酸化剤（残留塩素）を十分に不活性化する還元剤の量として規定される前記の「還元剤基準注入量」に加えて、被処理水１１に含まれる重金属イオン濃度及び還元剤注入量に応じて被処理水１１に発生する残留塩素を不活性化させる還元剤の補充量（還元剤補充量）が設定される。
すなわち、制御装置２６Ｃは、ステップＳ９０８がＹｅｓの場合には、「還元剤注入量目標値」として、「還元剤基準注入量」に「還元剤補充量」を加えた値を設定する（ステップＳ９０９）。この「還元剤補充量」については、制御装置２６Ｃは、前記第２実施形態での「還元剤補充量」と同様の手順で設定することができる。
【００８０】
再び、ステップＳ９０６に戻って、酸化還元電位が初期値から低下した場合（ステップＳ９０６のＮｏ）には、制御装置２６Ｃは、サンプル１１ａ（被処理水１１）に重金属イオンが含まれていないと判断して（図１０（ｂ）参照）、「還元剤基準注入量」を「還元剤注入量目標値」として設定する（ステップＳ９１０）。
【００８１】
また、ステップＳ９０８に戻って、「還元剤基準注入量」が「電位検出用還元剤の積算注入量」未満である場合（ステップＳ９０８のＮｏ）には、制御装置２６Ｃは「還元剤基準注入量」を「還元剤注入量目標値」として設定する（ステップＳ９１０）。つまり、「還元剤注入可能量」を「還元剤注入量目標値」とすることで、重金属イオン等の存在によっても残留塩素が発生することはなく、かつ「還元剤注入可能量」が「還元剤基準注入量」を上回っていることで、注入される酸化剤に起因して被処理水１１に残存する酸化剤（残留塩素）は十分に不活性化されることとなる。
【００８２】
次いで、制御装置２６Ｃは、還元剤注入装置２４による被処理水１１への還元剤注入量が、ステップＳ９０９又はステップＳ９１０で設定した「還元剤注入量目標値」となるように還元剤注入装置２４を制御する（ステップＳ９１１）。
これにより、本実施形態の淡水化システム１Ｃにおける被処理水１１に対する還元剤注入量の制御工程が終了する。
【００８３】
以上のような淡水化システム１Ｃによれば、前記第１実施形態と同様の効果を奏すると共に酸化還元電位の変化により還元剤の注入量を制御するので、重金属イオン濃度を直接的に取得する第１実施形態よりも安価な測定装置の代替により安価にシステムを構築することができる。
【００８４】
以上、本発明の第１実施形態から第３実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、種々の他の形態で実施することができる。
【００８５】
前記第１実施形態から第３実施形態での被処理水１１に対する酸化剤の供給は、酸化剤水溶液の注入を想定しているが、酸化剤の供給量の制御が可能であれば酸化剤の粉末を使用することができる。
【００８６】
また、前記第１実施形態から第３実施形態では、各制御装置２６Ａ〜２６Ｃが１つである淡水化システム１Ａ〜１Ｃを例示したが、本発明は複数の制御装置を備える構成とすることができる。この際、各制御装置は酸化剤注入装置２３や、還元剤注入装置２４等の構成要素に個別に配置される構成とすることもできる。
【００８７】
また、前記第１実施形態では、重金属イオン検出装置２５が前処理装置２１の前段で通流する被処理水１１に含まれる重金属イオンを直接検出する構成を想定しているが、本発明は第２実施形態及び第３実施形態と同様に、サンプル１１ａに含まれる重金属イオンを検出する構成とすることができる。
【符号の説明】
【００８８】
１Ａ    淡水化システム
１Ｂ    淡水化システム
１Ｃ    淡水化システム
１１    油田随伴水（被処理水）
１１ａ  サンプル
２１    前処理装置
２２    逆浸透膜装置
２３    酸化剤注入装置
２４    還元剤注入装置
２５    重金属イオン検出装置
２６Ａ  制御装置
２６Ｂ  制御装置
２６Ｃ  制御装置
２７    残留塩素検出用還元剤注入装置
２８    残留塩素濃度検出装置
４１    酸化還元電位検出用還元剤注入装置
４２    酸化還元電位検出装置
Ｏａ    酸化剤
Ｒａ    還元剤
Ｒａ１  残留塩素検出用還元剤
Ｒａ２  酸化還元電位検出用還元剤
【図１】
2014128748.tif 000003
【図２】
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【図３】
2014128748.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014128748.tif 000009
【図８】
2014128748.tif 000010
【図９】
2014128748.tif 000011
【図１０】
2014128748.tif 000012