(57)【要約】【課題】薬剤の供給装置に異常が発生した場合にも、膜分離装置における膜の透水能力を維持できる水処理システムを提供する。【解決手段】膜分離装置４と、供給水ラインＬ１と、供給水Ｗ１を膜分離装置４に向けて流通させる供給水流通手段２と、薬剤を貯留する薬剤タンク１４，１７と、薬剤タンク１４，１７と供給水ラインＬ１との間を接続する薬剤供給ラインＬ８，Ｌ９と、薬剤を薬剤供給ラインＬ８，Ｌ９を介して供給水ラインＬ１に向けて供給する薬剤供給手段１５，１８と、薬剤供給ラインＬ８，Ｌ９における薬剤の流通を検出する薬剤流通検出手段１６，１９と、膜分離装置４から排出される濃縮水Ｗ３の排水流量を調節可能な排水弁１１〜１３と、薬剤流通検出手段１６，１９で薬剤の正常な流通が検出されない場合に、濃縮水Ｗ３の実際排水流量が目標排出流量よりも多い排水流量となるように排水弁１１〜１３を制御する制御部１０と、を備える。【選択図】図１
2013086041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給水を透過水と濃縮水とに分離する膜分離装置と、
供給水を前記膜分離装置に供給する供給水ラインと、
前記供給水ラインを介して供給水を前記膜分離装置に向けて流通させる供給水流通手段と、
薬剤を貯留する薬剤タンクと、
前記薬剤タンクと前記供給水ラインとの間を接続する薬剤供給ラインと、
前記薬剤タンクに貯留された薬剤を前記薬剤供給ラインを介して前記供給水ラインに向けて供給する薬剤供給手段と、
前記薬剤供給ラインにおける薬剤の流通を検出する薬剤流通検出手段と、
前記膜分離装置から排出される濃縮水の排水流量を調節可能な排水弁と、
前記薬剤流通検出手段において薬剤の正常な流通が検出されない場合に、濃縮水の実際排水流量が目標排出流量よりも多い排水流量となるように前記排水弁を制御する制御部と、
を備える水処理システム。
【請求項２】
前記膜分離装置から送出された透過水を貯留する貯留タンクと、
前記貯留タンクの水位を検出する水位検出手段と、を備え、
前記制御部は、前記薬剤流通検出手段において薬剤の正常な流通が検出されない状態が予め設定された時間以上継続する場合に、前記水位検出手段の検出水位が予め設定された基準貯留水位以上であれば、前記膜分離装置への供給水の供給を停止するように前記供給水流通手段を制御した後、前記膜分離装置の一次側を洗浄するためのフラッシング運転を実行する、
請求項１に記載の水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給水を透過水と濃縮水とに膜分離処理する膜分離装置を備えた水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程や電子部品の洗浄、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供給水を膜分離装置（以下、「ＲＯ膜モジュール」ともいう）で処理することにより製造される。
【０００３】
ＲＯ膜（逆浸透膜）に代表される半透膜は、膜の透水能力を維持するために、膜面へのスケールの析出を防止しながら運転する必要がある。従来、膜面におけるシリカ系のスケールの析出を防止するために、供給水にスケール抑制剤を添加すると共に、膜面における炭酸カルシウム系のスケールの析出を防止するために、供給水に酸性剤を添加する造水装置が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２０６７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した造水装置では、供給水に対するスケール抑制剤や酸性剤の添加が正常に行われている場合には、膜面へのスケールの析出を効果的に防止することができる。しかし、薬剤の供給装置に異常が発生する等の理由により、供給水に正常に薬剤を添加できない場合には、膜面へのスケールの析出によりＲＯ膜モジュールにおける膜の透水能力を維持することが困難になる。
【０００６】
従って、本発明は、供給水に対し薬剤を正常に添加できない場合においても、膜分離装置における膜の透水能力を維持することができる水処理システム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】
【０００７】
本発明は、供給水を透過水と濃縮水とに分離する膜分離装置と、供給水を前記膜分離装置に供給する供給水ラインと、前記供給水ラインを介して供給水を前記膜分離装置に向けて流通させる供給水流通手段と、薬剤を貯留する薬剤タンクと、前記薬剤タンクと前記供給水ラインとの間を接続する薬剤供給ラインと、前記薬剤タンクに貯留された薬剤を前記薬剤供給ラインを介して前記供給水ラインに向けて供給する薬剤供給手段と、前記薬剤供給ラインにおける薬剤の流通を検出する薬剤流通検出手段と、前記膜分離装置から排出される濃縮水の排水流量を調節可能な排水弁と、前記薬剤流通検出手段において薬剤の正常な流通が検出されない場合に、濃縮水の実際排水流量が目標排出流量よりも多い排水流量となるように前記排水弁を制御する制御部と、を備える水処理システムに関する。
【０００８】
また、前記膜分離装置から送出された透過水を貯留する貯留タンクと、前記貯留タンクの水位を検出する水位検出手段と、を備え、前記制御部は、前記薬剤流通検出手段において薬剤の正常な流通が検出されない状態が予め設定された時間以上継続する場合に、前記水位検出手段の検出水位が予め設定された基準貯留水位以上であれば、前記膜分離装置への供給水の供給を停止するように前記供給水流通手段を制御した後、前記膜分離装置の一次側を洗浄するためのフラッシング運転を実行することが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、供給水に対し薬剤を正常に添加できない場合においても、膜分離装置における膜の透水能力を維持することができる水処理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る水処理システム１の全体構成図である。
【図２】制御部１０において目標流量値及び回収率を設定する場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】制御部１０において流量フィードバック水量制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】制御部１０においてＲＯ膜モジュール４の回収率制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】制御部１０においてフラッシング運転を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態に係る水処理システム１について、図面を参照しながら説明する。水処理システム１は、例えば、淡水から純水を製造する純水製造システムに適用される。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る水処理システム１の全体構成図である。図１に示すように、本実施形態に係る水処理システム１は、供給水流通手段としての加圧ポンプ２と、インバータ３と、ＲＯ膜モジュール４と、透過水弁５と、貯留タンクとしての給水タンク６と、水位検出手段としての水位センサ７と、流量センサ８と、安全弁９を備える。また、水処理システム１は、制御部１０と、第１排水弁１１〜第３排水弁１３と、第１薬剤タンク１４と、薬剤供給手段としての第１薬注ポンプ１５と、薬剤流通検出手段としての第１フローチェッカ１６と、第２薬剤タンク１７と、薬剤供給手段としての第２薬注ポンプ１８と、薬剤流通検出手段としての第２フローチェッカ１９と、濃縮水還流弁２０と、を備える。図１では、電気的な接続の経路を破線で示す。
【００１３】
また、水処理システム１は、供給水ラインＬ１と、透過水ラインＬ２と、濃縮水ラインＬ３と、濃縮水排出ラインＬ４と、濃縮水還流ラインＬ５と、透過水返送ラインＬ６と、給水ラインＬ７と、第１薬剤供給ラインＬ８と、第２薬剤供給ラインＬ９と、を備える。本明細書における「ライン」とは、流路、径路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
【００１４】
供給水ラインＬ１の上流側の端部は、供給水Ｗ１の供給源（不図示）に接続されている。一方、供給水ラインＬ１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。
【００１５】
加圧ポンプ２は、供給水Ｗ１を吸入し、ＲＯ膜モジュール４に向けて吐出する装置である。加圧ポンプ２は、インバータ３（後述）と電気的に接続されている。加圧ポンプ２には、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。
【００１６】
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である。インバータ３は、制御部１０と電気的に接続されている。インバータ３には、制御部１０から電流値信号が入力される。インバータ３は、入力された電流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。
【００１７】
ＲＯ膜モジュール４は、加圧ポンプ２から送出された供給水Ｗ１を、溶存塩類が除去された透過水Ｗ２と、溶存塩類が濃縮された濃縮水Ｗ３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Ｗ１を膜分離処理し、透過水Ｗ２及び濃縮水Ｗ３を製造する。
【００１８】
透過水ラインＬ２は、ＲＯ膜モジュール４で製造された透過水Ｗ２を、給水タンク６へ送出するラインである。透過水ラインＬ２の下流側の端部は、給水タンク６（後述）に接続されている。
【００１９】
透過水弁５は、透過水ラインＬ２を開閉する装置である。透過水弁５は、制御部１０と電気的に接続されている。透過水弁５における弁体の開閉は、制御部１０からの駆動信号により制御される。透過水弁５は、ＲＯ膜モジュール４を通常運転する場合には、開状態に制御される。また、透過水弁５は、ＲＯ膜モジュール４をフラッシング運転（後述）する場合には、閉状態に制御される。
【００２０】
給水タンク６は、透過水Ｗ２を貯留するタンクである。給水タンク６には、透過水ラインＬ２の下流側の端部が接続されている。ＲＯ膜モジュール４の二次側ポートから送出された透過水Ｗ２は、透過水ラインＬ２を介して給水タンク６に送出される。また、給水タンク６は、給水ラインＬ７を介して需要箇所に接続されている。給水タンク６に貯留された透過水Ｗ２は、給水ラインＬ７を介して、純水Ｗ４として需要箇所に供給される。
【００２１】
水位センサ７は、給水タンク６に貯留された透過水Ｗ２の水位を検出する機器である。水位センサ７は、検出ライン（符号略）を介して給水タンク６に接続されている。また、水位センサ７は、制御部１０と電気的に接続されている。水位センサ７で検出された給水タンク６の水位（以下、「検出水位値」ともいう）は、制御部１０へ検出信号として送信される。
【００２２】
流量センサ８は、透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２の流量を検出する機器である。流量センサ８は、接続部Ｊ５において透過水ラインＬ２に接続されている。接続部Ｊ５は、ＲＯ膜モジュール４と透過水弁５との間（ＲＯ膜モジュール４と接続部Ｊ６との間）に配置されている。流量センサ８は、制御部１０と電気的に接続されている。流量センサ８で検出された透過水Ｗ２の流量（以下、「検出流量値」ともいう）は、制御部１０へ検出信号として送信される。
【００２３】
透過水返送ラインＬ６は、ＲＯ膜モジュール４をフラッシング運転する場合において、透過水ラインＬ２に送出された透過水Ｗ２を、供給水ラインＬ１における加圧ポンプ２よりも上流側に返送させるラインである。透過水返送ラインＬ６の上流側の端部は、接続部Ｊ６において透過水ラインＬ２に接続されている。接続部Ｊ６は、ＲＯ膜モジュール４の二次側ポートと透過水弁５との間（接続部Ｊ５と透過水弁５との間）に配置されている。また、透過水返送ラインＬ６の下流側の端部は、接続部Ｊ２において供給水ラインＬ１に接続されている。接続部Ｊ２は、供給水Ｗ１の供給源と加圧ポンプ２との間（接続部Ｊ１と接続部Ｊ３との間）に配置されている。透過水返送ラインＬ６には、安全弁９が設けられている。
【００２４】
安全弁９は、フラッシング運転において、透過水ラインＬ２の管内圧力が予め設定された圧力以上となった場合に開弁して、透過水Ｗ２を透過水返送ラインＬ６に流通させる弁である。すなわち、安全弁９は、予め設定された圧力以上の透過水Ｗ２を、透過水返送ラインＬ６を介して供給水ラインＬ１に戻すことにより、ＲＯ膜モジュール４の二次側に過剰な背圧が発生するのを防止する。
【００２５】
なお、ＲＯ膜モジュール４を通常運転する場合には、透過水弁５が開状態に制御されるため、透過水ラインＬ２の管内圧力は、予め設定された圧力未満となる。そのため、ＲＯ膜モジュール４を通常運転する場合は、安全弁９が閉弁した状態で、透過水Ｗ２が給水タンク６へ送出される。
【００２６】
また、ＲＯ膜モジュール４の一次側出口ポートには、濃縮水ラインＬ３の上流側の端部が接続されている。濃縮水ラインＬ３は、濃縮水Ｗ３をＲＯ膜モジュール４の外に送出するラインである。濃縮水ラインＬ３の下流側は、分岐部Ｊ７において、濃縮水排出ラインＬ４及び濃縮水還流ラインＬ５に分岐している。
【００２７】
濃縮水排出ラインＬ４は、濃縮水ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ３の一部を装置外へ排出するラインである。濃縮水排出ラインＬ４の下流側は、分岐部Ｊ８及びＪ９において、第１排水ラインＬ１１、第２排水ラインＬ１２及び第３排水ラインＬ１３に分岐している。
【００２８】
第１排水ラインＬ１１には、第１排水弁１１が設けられている。第２排水ラインＬ１２には、第２排水弁１２が設けられている。第３排水ラインＬ１３には、第３排水弁１３が設けられている。
【００２９】
第１排水弁１１〜第３排水弁１３は、濃縮水ラインＬ３から送出された濃縮水Ｗ３の排水流量を調節する弁である。第１排水弁１１は、第１排水ラインＬ１１を開閉することができる。第２排水弁１２は、第２排水ラインＬ１２を開閉することができる。第３排水弁１３は、第３排水ラインＬ１３を開閉することができる。
【００３０】
第１排水弁１１〜第３排水弁１３は、それぞれ定流量弁機構（不図示）を備える。定流量弁機構は、第１排水弁１１〜第３排水弁１３において、それぞれ異なる流量値に設定されている。例えば、第１排水弁１１は、開状態において、ＲＯ膜モジュール４の回収率が８０％となるように排水流量が設定されている。第２排水弁１２は、開状態において、ＲＯ膜モジュール４の回収率が７５％となるように排水流量が設定されている。第３排水弁１３は、開状態において、ＲＯ膜モジュール４の回収率が７０％となるように排水流量が設定されている。
【００３１】
濃縮水ラインＬ３から排出される濃縮水Ｗ３の排水流量は、第１排水弁１１〜第３排水弁１３を選択的に開閉することにより、段階的に調節できる。例えば、第２排水弁１２のみを開状態とし、第１排水弁１１及び第３排水弁１３を閉状態とする。この場合には、ＲＯ膜モジュール４の回収率を７５％とすることができる。また、第１排水弁１１及び第２排水弁１２を開状態とし、第３排水弁１３のみを閉状態とする。この場合には、ＲＯ膜モジュール４の回収率を７０％とすることができる。従って、本実施形態において、濃縮水Ｗ３の排水流量は、第１排水弁１１〜第３排水弁１３を選択的に開閉することにより、ＲＯ膜モジュール４の回収率を５０％〜８０％までの間で、５％毎に段階的に調節することができる。
【００３２】
なお、本実施形態において、ＲＯ膜モジュール４の回収率は、８０％又は６０％のいずれかに設定される。しかしながら、ＲＯ膜モジュール４の回収率は、通常運転時の回収率と、それよりも低い回収率のいずれかに設定できればよい。上述したように、濃縮水Ｗ３の排水流量は段階的に調節できるため、回収率は５０％〜８０％までの間で適宜に選択することができる。従って、ＲＯ膜モジュール４の回収率を、例えば、７５％又は５５％のいずれかに設定する構成としてもよい。
【００３３】
第１排水弁１１〜第３排水弁１３は、それぞれ制御部１０と電気的に接続されている。第１排水弁１１〜第３排水弁１３における弁体の開閉は、制御部１０からの駆動信号により制御される。
【００３４】
濃縮水還流ラインＬ５は、濃縮水ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ３の残部を、供給水ラインＬ１における加圧ポンプ２よりも上流側に還流させるラインである。濃縮水還流ラインＬ５の上流側の端部は、分岐部Ｊ７において濃縮水ラインＬ３に接続されている。分岐部Ｊ７は、ＲＯ膜モジュール４の一次側出口ポートと分岐部Ｊ８との間に配置されている。また、濃縮水還流ラインＬ５の下流側の端部は、接続部Ｊ１において、供給水ラインＬ１に接続されている。接続部Ｊ１は、供給水Ｗ１の供給源と加圧ポンプ２との間（供給水Ｗ１の供給源と接続部Ｊ２との間）に配置されている。
【００３５】
濃縮水還流弁２０は、濃縮水還流ラインＬ５の流通量を調節する装置である。濃縮水還流弁２０は、制御部１０と電気的に接続されている。濃縮水還流弁２０における弁体の開度は、制御部１０からの駆動信号により制御される。濃縮水還流弁２０の弁体は、ＲＯ膜モジュール４を通常運転する場合には、所定の開度に制御される。また、濃縮水還流弁２０の弁体は、ＲＯ膜モジュール４をフラッシング運転する場合は、閉状態（開度０％）に制御される。
【００３６】
第１薬剤タンク１４は、薬剤としての酸性剤を貯留するタンクである。酸性剤は、主にＲＯ膜モジュール４の膜面への炭酸カルシウム系のスケールの析出を防止するために用いられる薬品である。ここで利用可能な酸性剤としては、例えば、塩酸、硫酸又は硝酸等の無機酸が挙げられる。また、酸性剤は、主に水溶液として用いられる。
【００３７】
第１薬注ポンプ１５は、第１薬剤タンク１４に貯留された酸性剤を、第１薬剤供給ラインＬ８を介して供給水ラインＬ１に供給する装置である。第１薬注ポンプ１５は、第１薬剤タンク１４に併設されている。第１薬注ポンプ１５は、例えば、ダイヤフラムを電磁駆動力により往復運動させるダイヤフラムポンプにより構成することができる。第１薬注ポンプ１５は、制御部１０と電気的に接続されている。第１薬注ポンプ１５におけるダイヤフラムポンプの作動は、制御部１０からの駆動信号により制御される。すなわち、第１薬剤タンク１４から供給水ラインＬ１へ酸性剤を供給するタイミング及び供給量は、制御部１００から送信される駆動信号により制御される。
【００３８】
第１薬剤供給ラインＬ８は、第１薬剤タンク１４と供給水ラインＬ１との間を接続するラインである。第１薬剤供給ラインＬ８の上流側の端部は、第１薬注ポンプ１５に接続されている。第１薬剤供給ラインＬ８の下流側の端部は、接続部Ｊ３において供給水ラインＬ１に接続されている。接続部Ｊ３は、接続部Ｊ２と加圧ポンプ２との間に接続されている。なお、接続部Ｊ３は、後述する接続部Ｊ４の下流側に配置されていてもよい。
【００３９】
第１フローチェッカ１６は、第１薬剤供給ラインＬ８における酸性剤の流通を検出する装置である。第１フローチェッカ１６は、第１薬剤タンク１４と接続部Ｊ３との間に配置されている。第１フローチェッカ１６は、制御部１０と電気的に接続されている。第１フローチェッカ１６は、第１薬剤供給ラインＬ８における酸性剤の流通を検出した場合には、制御部１０に第１検出信号を送信する。
【００４０】
第２薬剤タンク１７は、薬剤としてのスケール抑制剤を貯留するタンクである。スケール抑制剤は、主にＲＯ膜モジュール４の膜面へのシリカ系のスケールの析出を抑制するために用いられる薬品である。ここで利用可能なスケール抑制剤としては、例えば、アクリル酸系ポリマー、メタクリル酸系ポリマー及びマレイン酸系ポリマー等のポリカルボン酸、ポリスルホン酸、ホスホン酸等が挙げられる。これらのスケール抑制剤は、単一で使用してもよいし、二種以上を併用することもできる。また、スケール抑制剤は、主に水溶液として用いられる。
【００４１】
第２薬注ポンプ１８は、第２薬剤タンク１７に貯留されたスケール抑制剤を、第２薬剤供給ラインＬ９を介して供給水ラインＬ１に供給する装置である。第２薬注ポンプ１８は、第２薬剤タンク１７に併設されている。第２薬注ポンプ１８は、例えば、ダイヤフラムを電磁駆動力により往復運動させるダイヤフラムポンプにより構成することができる。第２薬注ポンプ１８は、制御部１０と電気的に接続されている。第２薬注ポンプ１８におけるダイヤフラムポンプの作動は、制御部１０からの駆動信号により制御される。すなわち、第２薬剤タンク１７から供給水ラインＬ１へスケール抑制剤を供給するタイミング及び供給量は、制御部１００から送信される駆動信号により制御される。
【００４２】
第２薬剤供給ラインＬ９は、第２薬剤タンク１７と供給水ラインＬ１との間を接続するラインである。第２薬剤供給ラインＬ９の上流側の端部は、第２薬注ポンプ１８に接続されている。第２薬剤供給ラインＬ９の下流側の端部は、接続部Ｊ４において供給水ラインＬ１に接続されている。接続部Ｊ４は、接続部Ｊ２と加圧ポンプ２との間に接続されている。なお、接続部Ｊ４は、上述した接続部Ｊ３の上流側に配置されていてもよい。
【００４３】
第２フローチェッカ１９は、第２薬剤供給ラインＬ９におけるスケール抑制剤の流通を検出する装置である。第２フローチェッカ１９は、第２薬剤タンク１７と接続部Ｊ４との間に配置されている。第２フローチェッカ１９は、制御部１０と電気的に接続されている。第２フローチェッカ１９は、第２薬剤供給ラインＬ９におけるスケール抑制剤の流通を検出した場合には、制御部１０に第２検出信号を送信する。
【００４４】
制御部１０は、ＣＰＵ及びメモリを含むマイクロプロセッサ（不図示）により構成される。制御部１０は、流量フィードバック水量制御として、流量センサ８の検出流量値が、予め設定された第１目標流量又は第２目標流量値となるように、系内の物理量を用いて速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムにより、加圧ポンプ２を駆動するための駆動周波数を演算し、当該駆動周波数の演算値に対応する電流値信号をインバータ３に出力する。制御部１０による流量フィードバック水量制御については後述する。
【００４５】
制御部１０は、第１フローチェッカ１６及び／又は第２フローチェッカ１９において、薬剤の正常な流通が検出されない場合に、ＲＯ膜モジュール４で製造される透過水Ｗ２の流量を第２目標流量値に設定する。第２目標流量値は、後述する第１目標流量値の５０％流量である。制御部１０は、第１フローチェッカ１６から第１検出信号を受信しない場合及び／又は第２フローチェッカ１９から第２検出信号を受信しない場合に、薬剤の正常な流通が検出されないと判定する。
【００４６】
また、制御部１０は、薬剤の正常な流通が検出されない場合において、ＲＯ膜モジュール４の回収率を下げて、濃縮水Ｗ３の実際排水流量が目標排水流量よりも多い排水流量となるように第１排水弁１１〜第３排水弁１３を制御する。本実施形態では、薬剤の正常な流通が検出されない場合に、回収率を通常運転時よりも低い６０％に設定する。なお、通常運転時の回収率は８０％である。
【００４７】
なお、制御部１０は、設定された回収率Ｒ及び目標流量値Ｑｐ´（第１目標流量値又は第２目標流量値）に基づいて、濃縮水Ｗ３の排水流量Ｑｃを、下記の式（１）により演算する。
Ｑｃ＝Ｑｐ´／Ｒ−Ｑｐ´            （１）
【００４８】
一方、制御部１０は、第１フローチェッカ１６及び第２フローチェッカ１９において、薬剤の正常な流通が検出された場合には、ＲＯ膜モジュール４で製造される透過水Ｗ２の流量を第１目標流量値に設定する。第１目標流量値は、通常運転時の目標流量値である。すなわち、第１目標流量値は、予め設定された目標流量値の１００％流量である。制御部１０は、第１フローチェッカ１６から第１検出信号を受信し、且つ第２フローチェッカ１９から第２検出信号を受信した場合に、薬剤の正常な流通が検出されたと判定する。
【００４９】
更に、制御部１０は、薬剤の正常な流通が検出された場合において、ＲＯ膜モジュール４の回収率を通常運転時の回収率（８０％）に戻して、濃縮水Ｗ３の実際排水流量が第１目標排水流量となるように第１排水弁１１〜第３排水弁１３を制御する。
【００５０】
また、制御部１０は、第１フローチェッカ１６及び／又は第２フローチェッカ１９において、薬剤の正常な流通が検出されない状態が時間Ｔｄ以上継続した場合に、水位センサ７の検出水位値が給水タンク６の水位Ｈ（図１参）以上であれば、ＲＯ膜モジュール４への供給水Ｗ１の供給を停止するように加圧ポンプ２を制御した後、ＲＯ膜モジュール４の一次側を洗浄するためのフラッシング運転を実行する。なお、水位Ｈは、給水タンク６の基準貯留水位（満水水位）である。
【００５１】
次に、制御部１０による目標流量値及び回収率の設定について説明する。図２は、制御部１０において目標流量値及び回収率を設定する場合の処理手順を示すフローチャートである。図２に示すフローチャートの処理は、水処理システム１の運転中において、繰り返し実行される。
【００５２】
図２に示すステップＳＴ１０１において、制御部１０は、第１フローチェッカ１６から第１検出信号を受信したか否かを判定する。このステップＳＴ１０１において、制御部１０により、第１検出信号を受信した（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０２へ移行する。また、ステップＳＴ１０１において、制御部１０により、第１検出信号を受信していない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０６へ移行する。
【００５３】
ステップＳＴ１０２（ステップＳＴ１０１：ＹＥＳ判定）において、制御部１０は、第２フローチェッカ１９から第２検出信号を受信したか否かを判定する。このステップＳＴ１０２において、制御部１０により、第２検出信号を受信した（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０３へ移行する。また、ステップＳＴ１０２において、制御部１０により、第２検出信号を受信していない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０６へ移行する。
【００５４】
ステップＳＴ１０３（ステップＳＴ１０２：ＹＥＳ判定）において、制御部１０は、内部タイマ（不図示）による計時Ｔｃのカウントがスタートしている場合には、計時Ｔｃをリセットする。薬剤（スケール抑制剤及び酸性剤）の正常な流通が検出された場合には、計時Ｔｃをカウントする必要がないからである。
【００５５】
ステップＳＴ１０４において、制御部１０は、ＲＯ膜モジュール４で製造される透過水Ｗ２の流量を、通常運転時の第１目標流量値に設定する。
ステップＳＴ１０５において、制御部１０は、ＲＯ膜モジュール４の回収率を通常運転時の８０％に設定する。
【００５６】
このように、薬剤（スケール抑制剤及び酸性剤）の正常な流通が検出された場合には、ＲＯ膜モジュール４においてスケールの析出が抑制されるため、透過水Ｗ２の目標流量値及び回収率を通常運転時の値に設定する。ステップＳＴ１０５の後、本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ１０１へリターンする）。
【００５７】
ステップＳＴ１０６（ステップＳＴ１０１又はステップＳＴ１０２：ＮＯ判定）において、制御部１０は、内部タイマによる計時Ｔｃのカウントがスタートしていなければ、計時Ｔｃのカウントをスタートさせる。
【００５８】
ステップＳＴ１０７において、制御部１０は、ＲＯ膜モジュール４で製造される透過水Ｗ２の流量を、通常運転時の第１目標流量値よりも低い第２目標流量値に設定する。
ステップＳＴ１０８において、制御部１０は、ＲＯ膜モジュール４の回収率を通常運転時よりも低い６０％に設定する。
【００５９】
このように、薬剤（スケール抑制剤及び／又は酸性剤）の正常な流通が検出されない場合には、ＲＯ膜モジュール４の膜面へのスケールの析出が進行するため、透過水Ｗ２の目標流量値及び回収率を下げて運転する。これにより、ＲＯ膜モジュール４で製造される透過水Ｗ２の量は少なくなるが、ＲＯ膜モジュール４における膜の透水能力を維持することができる。
【００６０】
ステップＳＴ１０９において、制御部１０は、内部タイマのカウントする計時Ｔｃが予め設定された時間Ｔｄ以上か否かを判定する。このステップＳＴ１０９において、制御部１０により、計時Ｔｃ≧時間Ｔｄである（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１１０へ移行する。また、ステップＳＴ１０９において、制御部１０により、計時Ｔｃ＜時間Ｔｄである（ＮＯ）と判定された場合に、本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ１０１へリターンする）。
【００６１】
ステップＳＴ１１０（ステップＳＴ１０９：ＹＥＳ判定）において、制御部１０は、水位センサ７の検出水位値Ｗが水位Ｈ以上か否かを判定する。このステップＳＴ１１０において、制御部１０により、検出水位値Ｗ≧水位Ｈである（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１１１へ移行する。また、ステップＳＴ１１０において、制御部１０により、検出水位値Ｗ＜水位Ｈである（ＮＯ）と判定された場合に、本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ１０１へリターンする）。
【００６２】
薬剤の正常な流通が検出されない状態が長時間継続すると、ＲＯ膜モジュール４の膜面へのスケールの析出が更に進行し、膜の透水能力が維持できなくなる。このため、内部タイマがカウントする計時Ｔｃが時間Ｔｄ以上となり、且つ給水タンク６が水位Ｈ以上であれば、フラッシング運転を実行する。フラッシング運転中は、ＲＯ膜モジュール４の運転、すなわち純水Ｗ４の製造が停止する。しかし、給水タンク６が水位Ｈ以上であれば、ＲＯ膜モジュール４の運転を停止しても、需要箇所への純水Ｗ４の供給に支障が少ないと考えられる。一方、内部タイマがカウントする計時Ｔｃが時間Ｔｄ以上となっても、給水タンク６が水位Ｈ未満であれば、需要箇所への純水Ｗ４の供給に支障が生じるおそれがあるため、フラッシング運転は実行しない。
【００６３】
ステップＳＴ１１１（ステップＳＴ１１０：ＹＥＳ判定）において、制御部１０は、内部タイマによる計時Ｔｃをリセットする。
【００６４】
ステップＳＴ１１２において、制御部１０は、フラッシング運転を実行する。フラッシング運転については後述する。これにより、本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ１０１へリターンする）。
【００６５】
次に、制御部１０による流量フィードバック水量制御について説明する。図３は、制御部１０において流量フィードバック水量制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。図３に示すフローチャートの処理は、水処理システム１の運転中において、繰り返し実行される。
【００６６】
図３に示すステップＳＴ２０１において、制御部１０は、透過水Ｗ２の目標流量値Ｑｐ´を取得する。この目標流量値Ｑｐ´は、図２に示すフローチャートのステップＳＴ１０４又はステップＳＴ１０７において設定された目標流量値である。
【００６７】
ステップＳＴ２０２において、制御部１０は、内部タイマ（不図示）による計時Ｔｓが制御周期である１００ｍｓ以上か否かを判定する。このステップＳＴ２０２において、制御部１０により、タイマによる計時Ｔｓが１００ｍｓ以上（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ２０３へ移行する。また、ステップＳＴ２０２において、制御部１０により、内部タイマによる計時Ｔｓが１００ｍｓ未満（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ２０２へ戻る。
【００６８】
ステップＳＴ２０３（ステップＳＴ２０２：ＹＥＳ判定）において、制御部１０は、流量センサ８で検出された透過水Ｗ２の検出流量値Ｑｐを取得する。
【００６９】
ステップＳＴ２０４において、制御部１０は、ステップＳＴ２０３で取得した検出流量値（フィードバック値）ＱｐとステップＳＴ２０１で取得した目標流量値Ｑｐ´との偏差がゼロとなるように、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムにより操作量Ｕを演算する。なお、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムでは、制御周期（１００ｍｓ）毎に操作量の変化分を演算し、これを前回の操作量に加算することで今回の操作量を決定する。
【００７０】
ステップＳＴ２０５において、制御部１０は、操作量Ｕ、目標流量値Ｑｐ´及び加圧ポンプ２の最大駆動周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの設定値）に基づいて、加圧ポンプ２の駆動周波数Ｆを演算する。
【００７１】
ステップＳＴ２０６において、制御部１０は、駆動周波数Ｆの演算値を、対応する電流値信号（４〜２０ｍＡ）に変換する。
ステップＳＴ２０７において、制御部１０は、変換した電流値信号をインバータ３に出力する。これにより本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ２０１へリターンする）。
【００７２】
次に、制御部１０によるＲＯ膜モジュール４の回収率制御について説明する。図４は、制御部１０においてＲＯ膜モジュール４の回収率制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートの処理は、水処理システム１の運転中において、繰り返し実行される。
【００７３】
図４に示すステップＳＴ３０１において、制御部１０は、透過水Ｗ２の目標流量値Ｑｐ´を設定する。この目標流量値Ｑｐ´は、図２に示すフローチャートのステップＳＴ１０４又はステップＳＴ１０７において設定された目標流量値である。
【００７４】
ステップＳＴ３０２において、制御部１０は、ＲＯ膜モジュール４の回収率Ｒを設定する。この回収率Ｒは、図２に示すフローチャートのステップＳＴ１０５又はステップＳＴ１０８において設定された回収率である。
【００７５】
ステップＳＴ３０３において、制御部１０は、ステップＳＴ３０１で設定した目標流量値Ｑｐ´及びステップＳＴ３０２で設定した回収率Ｒに基づいて、濃縮水Ｗ３の排水流量Ｑｃを、上述した式（１）により演算する。
【００７６】
ステップＳＴ３０４において、制御部１０は、濃縮水Ｗ３の実際排水流量ＱｄがステップＳＴ３０３で演算した排水流量Ｑｃとなるように第１排水弁１１〜第３排水弁１３を制御する。これにより、本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ３０１へリターンする）。
【００７７】
次に、制御部１０によるフラッシング運転について説明する。図５は、制御部１０においてフラッシング運転を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートの処理は、図１に示すフローチャート（ステップＳＴ１１２）のサブルーチンとして実行される。
【００７８】
図５に示すステップＳＴ４０１において、制御部１０は、透過水弁５を閉状態に制御する。
ステップＳＴ４０２において、制御部１０は、濃縮水還流弁２０を閉状態に制御する。
【００７９】
ステップＳＴ４０３において、制御部１０は、第１排水弁１１〜第３排水弁１３のうち、所定の弁を開状態に制御する。開状態に制御する排水弁の数は、効果的なフラッシングを行うのに必要な供給水Ｗ１の流量に基づいて、予め決定される。
【００８０】
ステップＳＴ４０４において、制御部１０は、フラッシング運転における駆動周波数Ｆｆを取得する。この駆動周波数Ｆｆは、例えば、予めメモリに記憶された設定値である。
ステップＳＴ４０５において、制御部１０は、駆動周波数Ｆｆの値を、対応する電流値信号（４〜２０ｍＡ）に変換する。
【００８１】
ステップＳＴ４０６において、制御部１０は、変換した電流値信号をインバータ３に出力する。これにより、本フローチャートの処理は終了する。なお、インバータ３は、入力された電流値信号に対応する周波数に変換された駆動電力を加圧ポンプ２に供給する。その結果、加圧ポンプ２は、インバータ３から入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動される。
【００８２】
上述した透過水弁５、濃縮水還流弁２０、第１排水弁１１〜第３排水弁１３及び加圧ポンプ２の制御により、ＲＯ膜モジュール４の一次側に供給された供給水Ｗ１は、ＲＯ膜の表面を流れ、フラッシング洗浄排水として濃縮水排出ラインＬ４から排出される。また、ＲＯ膜モジュール４の二次側ポートから送出された透過水Ｗ２は、安全弁９の開弁動作により透過水返送ラインＬ６を流通して供給水ラインＬ１に返送される。
【００８３】
なお、フラッシング運転は、濃縮水排出ラインＬ４から排出される洗浄排水の電気伝導率又はシリカ濃度が、透過水Ｗ２の１．１倍以下となるまで継続する。
【００８４】
上述した実施形態に係る水処理システム１によれば、例えば、以下のような効果が得られる。
【００８５】
本実施形態に係る水処理システム１において、制御部１０は、薬剤の正常な流通が検出されない場合に、ＲＯ膜モジュール４の回収率を下げて、濃縮水Ｗ３の実際排水流量が目標排水流量よりも多い排水流量となるように第１排水弁１１〜第３排水弁１３を制御する。これにより、ＲＯ膜モジュール４で製造される透過水Ｗ２の量は少なくなるが、ＲＯ膜モジュール４の膜面へのスケールの析出を極力少なくすることができる。従って、本実施形態に係る水処理システム１によれば、薬注ポンプに異常が発生したり、薬剤タンクの薬剤が不足したりする等の理由により、供給水Ｗ１に正常に薬剤を供給できない場合においても、ＲＯ膜モジュール４における膜の透水能力を維持することができる。
【００８６】
また、制御部１０は、薬剤の正常な流通が検出された場合には、ＲＯ膜モジュール４の回収率を通常運転時の回収率に戻して、濃縮水Ｗ３の実際排水流量が第１目標排水流量となるように第１排水弁１１〜第３排水弁１３を制御する。これによれば、薬注ポンプの異常が解消された場合や、薬剤タンクの薬剤が補充された場合において、透過水Ｗ２の流量を速やかに通常運転時のレベルに戻すことができる。
【００８７】
また、制御部１０は、ＲＯ膜モジュール４の運転中において、流量フィードバック水量制御を実行する。このため、回収率を下げた状態でも、安定した流量の透過水Ｗ２を給水タンク６へ補給することができる。
【００８８】
また、制御部１０は、薬剤の正常な流通が検出されない状態が時間Ｔｄ以上継続した場合に、水位センサ７の検出水位値が給水タンク６の水位Ｈ（基準貯留水位）以上であれば、ＲＯ膜モジュール４への供給水Ｗ１の供給を停止した後、ＲＯ膜モジュール４の一次側を洗浄するためのフラッシング運転を実行する。フラッシング運転では、ＲＯ膜モジュール４内における濃縮水Ｗ３が供給水Ｗ１で置換されながら、膜表面が洗浄される。従って、需要箇所への純水Ｗ４の供給を維持しつつ、ＲＯ膜モジュール４の膜表面を清浄な状態に復帰させることができる。
【００８９】
また、制御部１０は、薬剤の正常な流通が検出されない状態が時間Ｔｄ以上継続した場合であっても、水位センサ７の検出水位値が給水タンク６の水位Ｈ未満であれば、ＲＯ膜モジュール４への供給水Ｗ１の供給を継続し、フラッシング運転を実行しない。このため、需要箇所への純水Ｗ４の供給を極力維持することができる。
【００９０】
また、本実施形態に係る水処理システム１において、透過水返送ラインＬ６には、安全弁９が設けられている。このため、フラッシング運転において、透過水返送ラインＬ６の管内圧力が設定された圧力以上となった場合に、安全弁９を介して高圧の透過水Ｗ２を低圧側（加圧ポンプ２の一次側）に逃がすことができる。従って、過剰な背圧によるＲＯ膜の破損を防止することができる。
【００９１】
また、本実施形態に係る水処理システム１において、制御部１０は、フラッシング運転を実行する際に、濃縮水還流ラインＬ５を濃縮水Ｗ３が流通しないように濃縮水還流弁２０を閉状態に制御し、且つ透過水ラインＬ２を透過水Ｗ２が流通しないように透過水弁５を閉状態に制御する。このため、供給水Ｗ１の濃縮を抑制しながら、供給水Ｗ１を洗浄水として有効利用することができる。
【００９２】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかし、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
【００９３】
例えば、本実施形態では、ＲＯ膜モジュール４の運転中に、流量フィードバック水量制御を実行する例について説明した。これに限らず、純水Ｗ４の使用量が少ない場合や、透過水Ｗ２の流量を一定に保つ必要がない場合等においては、流量フィードバック水量制御を実行しなくてもよい。例えば、予め設定された駆動周波数に固定して、加圧ポンプ２を駆動するようにしてもよい。
【００９４】
本実施形態では、供給水Ｗ１に、薬剤としてスケール抑制剤及び酸性剤を添加する例について説明した。これに限らず、供給水Ｗ１に、薬剤としてスケール抑制剤又は酸性剤のいずれかを添加する構成としてもよいし、更に他の薬剤を添加する構成としてもよい。
【００９５】
本実施形態に係る水処理システム１において、ＲＯ膜モジュール４の前段に、スケール抑制剤及び酸性剤の添加に替えて、前処理装置として硬水軟化装置を設けた構成としてもよい。その場合、硬水軟化装置により前処理された供給水（軟水）Ｗ１に、薬剤としてアルカリ剤（ＮａＯＨ，ＫＯＨ等）を添加して、供給水Ｗ１をｐＨ８以上とする。これにより、供給水Ｗ１に含まれる遊離炭酸がイオン化し、炭酸水素イオンや炭酸イオンに変化する。このため、後段のＲＯ膜モジュール４において、イオン化した遊離炭酸（炭酸水素イオンや炭酸イオン）を除去することができる。従って、更に純度の高い純水Ｗ４を製造することができる。
【００９６】
また、ＲＯ膜モジュール４の前段に硬水軟化装置を設けた構成において、アルカリ剤の供給装置に異常が発生すると、供給水Ｗ１に遊離炭酸がリークして、水質が悪化することが考えられる。このため、水質の悪化を検知した場合に、ＲＯ膜モジュール４の回収率を下げることにより、供給水Ｗ１中にリークした遊離炭酸の量を減らすことができる。
【００９７】
また、供給水Ｗ１に含まれるシリカの溶解度を高めるために、供給水Ｗ１にアルカリ剤を添加することがある。この場合、アルカリ剤の供給装置に異常が発生すると、シリカの溶解度が下がるため、ＲＯ膜モジュール４の膜面におけるシリカ系のスケールの析出が懸念される。この場合においても、ＲＯ膜モジュール４の回収率を下げることにより、供給水Ｗ１中にリークしたシリカの量を減らすことができる。
【００９８】
また、本実施形態に係る水処理システム１では、回収率制御において、第１排水弁１１〜第３排水弁１３を選択的に開閉することにより、濃縮水Ｗ３の排水流量を段階的に調節する例について説明した。これに限らず、濃縮水排出ラインＬ４を分岐させずに、当該濃縮水排出ラインＬ４に比例制御弁を設けた構成としてもよい。この場合、制御部１０から電流値信号（例えば、４〜２０ｍＡ）を比例制御弁に送信して弁開度を制御することにより、濃縮水Ｗ３の排水流量を調節することができる。
【００９９】
また、比例制御弁を設けた構成において、濃縮水排出ラインＬ４に流量センサを設けた構成としてもよい。この場合は、流量センサで検出された流量値を、制御部１０にフィードバック値として入力する。これにより、濃縮水Ｗ３の実際排水流量をより正確に制御することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１  水処理システム
２  加圧ポンプ（供給水流通手段）
３  インバータ
４  ＲＯ膜モジュール（膜分離装置）
６  給水タンク（貯留タンク）
７  水位センサ（水位検出手段）
８  流量センサ
９  安全弁
１０  制御部
１１  第１排水弁（排水弁）
１２  第２排水弁（排水弁）
１３  第３排水弁（排水弁）
１４  第１薬剤タンク
１５  第１薬注ポンプ（薬剤供給手段）
１６  第１フローチェッカ（薬剤流通検出手段）
１７  第２薬剤タンク
１８  第２薬注ポンプ（薬剤供給手段）
１９  第２フローチェッカ（薬剤流通検出手段）
２０  濃縮水還流弁
Ｌ１  供給水ライン
Ｌ２  透過水ライン
Ｌ３  濃縮水ライン
Ｌ４  濃縮水排出ライン
Ｌ５  濃縮水還流ライン
Ｌ６  透過水返送ライン
Ｌ７  給水ライン
Ｌ８  第１薬剤供給ライン
Ｌ９  第２薬剤供給ライン
Ｗ１  供給水
Ｗ２  透過水
Ｗ３  濃縮水
Ｗ４  純水
【図１】
2013086041.tif 000003
【図２】
2013086041.tif 000004
【図３】
2013086041.tif 000005
【図４】
2013086041.tif 000006
【図５】
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