(57)【要約】【課題】フラッシング運転において、逆浸透膜モジュールの膜面を効果的に洗浄することができる逆浸透膜モジュールの洗浄方法を提供すること。【解決手段】逆浸透膜モジュール５に供給水Ｗ１を導入することにより透過水Ｗ２と濃縮水Ｗ３とに分離する逆浸透膜分離装置４における逆浸透膜モジュール５の洗浄方法であって、逆浸透膜モジュール５の一次側を一次側洗浄水で洗浄するフラッシング運転を実行する際に、一次側洗浄水に洗浄ガスを導入する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
逆浸透膜モジュールに供給水を導入することにより透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜分離装置における前記逆浸透膜モジュールの洗浄方法であって、
前記逆浸透膜モジュールの一次側を一次側洗浄水で洗浄するフラッシング運転を実行する際に、前記一次側洗浄水に洗浄ガスを導入する逆浸透膜モジュールの洗浄方法。
【請求項２】
前記洗浄ガスを、異物を除去するフィルタを介して、前記一次側洗浄水に導入する
請求項１に記載の逆浸透膜モジュールの洗浄方法。
【請求項３】
前記逆浸透膜モジュールの上流側又は下流側には、前記逆浸透膜モジュールにおける供給水又は透過水に含まれる炭酸ガスを掃引ガスにより除去して脱炭酸水を製造する脱炭酸膜モジュールが配置されており、
前記逆浸透膜モジュールの上流側には、前記一次側洗浄水を駆動流体として導入して、前記脱炭酸膜モジュールから排出される掃引ガスを吸引流体として吸引して、前記掃引ガスが混合された前記一次側洗浄水を混合流体として送出するエゼクタが配置されており、
前記フラッシング運転を実行する際に、前記洗浄ガスとしての前記掃引ガスを、前記エゼクタにより前記一次側洗浄水に導入する
請求項１又は２に記載の逆浸透膜モジュールの洗浄方法。
【請求項４】
前記フラッシング運転を実行する際に、前記一次側洗浄水に導入する前記洗浄ガスと同伴させて、薬剤を前記一次側洗浄水に導入する
請求項１から３のいずれかに記載の逆浸透膜モジュールの洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、逆浸透膜モジュールの洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医薬品や化粧品の製造、電子部品や精密機器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、水道水等の供給水を逆浸透膜分離装置で処理し、得られた透過水を精製することにより製造される。逆浸透膜分離装置は、逆浸透膜モジュールを備えており、供給水を透過水と濃縮水とに分離することができる。以下の説明においては、逆浸透膜モジュールを「ＲＯ膜モジュール」、逆浸透膜を「ＲＯ膜」ともいう。
【０００３】
ＲＯ膜モジュールに用いられるＲＯ膜の水透過係数は、供給水の温度や膜の状態（細孔の閉塞や材質の酸化劣化）により変化する。すなわち、透過水の流量は、供給水の温度や膜の状態により変化する。そこで、ＲＯ膜モジュールの透水性能を維持するために、定期的にＲＯ膜モジュールの一次側の表面を洗浄するフラッシング運転を行う逆浸透膜分離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２００５−２７９４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＲＯ膜モジュールの一次側の表面を洗浄するフラッシング運転を実行するだけでは、逆浸透膜モジュールの膜面に付着した付着物を十分に除去できないことがあった。フラッシング運転を行う逆浸透膜分離装置において、逆浸透膜モジュールの膜面を効果的に洗浄することが望まれている。
【０００６】
本発明は、フラッシング運転において、逆浸透膜モジュールの膜面を効果的に洗浄することができる逆浸透膜モジュールの洗浄方法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、逆浸透膜モジュールに供給水を導入することにより透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜分離装置における前記逆浸透膜モジュールの洗浄方法であって、前記逆浸透膜モジュールの一次側を一次側洗浄水で洗浄するフラッシング運転を実行する際に、前記一次側洗浄水に洗浄ガスを導入する逆浸透膜モジュールの洗浄方法に関する。
【０００８】
また、前記洗浄ガスを、異物を除去するフィルタを介して、前記一次側洗浄水に導入することが好ましい。
【０００９】
また、前記逆浸透膜モジュールの上流側又は下流側には、前記逆浸透膜モジュールにおける供給水又は透過水に含まれる炭酸ガスを掃引ガスにより除去して脱炭酸水を製造する脱炭酸膜モジュールが配置されており、前記逆浸透膜モジュールの上流側には、前記一次側洗浄水を駆動流体として導入して、前記脱炭酸膜モジュールから排出される掃引ガスを吸引流体として吸引して、前記掃引ガスが混合された前記一次側洗浄水を混合流体として送出するエゼクタが配置されており、前記フラッシング運転を実行する際に、前記洗浄ガスとしての前記掃引ガスを、前記エゼクタにより前記一次側洗浄水に導入することが好ましい。
【００１０】
また、前記フラッシング運転を実行する際に、前記一次側洗浄水に導入する前記洗浄ガスと同伴させて、薬剤を前記一次側洗浄水に導入することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、フラッシング運転において、逆浸透膜モジュールの膜面を効果的に洗浄することができる逆浸透膜モジュールの洗浄方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る水処理システム１００の全体構成図である。
【図２】第２実施形態に係る水処理システム１００Ａの全体構成図である。
【図３】第３実施形態に係る水処理システム１００Ｂの全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る水処理システム１００について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る水処理システム１００の全体構成図である。
【００１４】
図１に示すように、第１実施形態に係る水処理システム１００は、脱炭酸膜装置１と、脱炭酸膜装置１の上流側に設けられる逆浸透膜分離装置４と、エゼクタ構成部７と、を備える。
詳述すると、水処理システム１００は、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５と、比例制御排水弁６と、脱炭酸膜モジュール１０と、安全弁３１と、処理水弁３２と、濃縮水循環弁３３と、逆止弁１１と、掃引ポンプとしての真空ポンプ１２と、真空側インバータ１３と、エア開閉弁１４と、エアフィルタ１５と、エゼクタ８と、開閉弁してのエゼクタ弁９と、薬剤供給装置３４と、薬剤供給弁３５と、制御部２０と、を備える。加圧ポンプ２、加圧側インバータ３及び制御部２０は、脱炭酸膜装置１及び逆浸透膜分離装置４において共用で用いられる。
【００１５】
また、水処理システム１００は、圧力センサＳ１と、第１電気伝導率センサＳ２と、水温センサＳ４と、第１流量センサＳ５と、第２流量センサＳ６と、第２電気伝導率センサＳ７と、を備える。図１では、電気的な接続の経路を破線で示す（後述する図２についても同じ）。
制御部２０には、加圧側インバータ３、比例制御排水弁６、真空側インバータ１３、エア開閉弁１４、エゼクタ弁９、薬剤供給装置３４、圧力センサＳ１、第１電気伝導率センサＳ２、水温センサＳ４、第１流量センサＳ５、第２流量センサＳ６、第２電気伝導率センサＳ７が電気的に接続されている。
【００１６】
また、水処理システム１００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、循環水ラインＬ４と、排水ラインＬ５と、脱炭酸水ラインＬ６と、掃引ガスラインとしての空気吸引ラインＬ７と、ガス排出ラインとしての空気排出ラインＬ８と、透過水返送ラインＬ９と、エゼクタラインＬ１０と、吸引流体導入ラインＬ１１と、薬剤供給ラインＬ１２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。
【００１７】
なお、本実施形態においては、脱炭酸膜装置１は、加圧ポンプ２と、加圧側インバータ３と、脱炭酸膜モジュール１０と、逆止弁１１と、真空ポンプ１２と、真空側インバータ１３と、エア開閉弁１４と、エアフィルタ１５と、制御部２０と、供給水ラインＬ１と、脱炭酸水ラインＬ６と、掃引ガスラインとしての空気吸引ラインＬ７と、排出ラインとしての空気排出ラインＬ８と、を備えて構成される。
また、逆浸透膜分離装置４は、ＲＯ膜モジュール５と、加圧ポンプ２と、加圧側インバータ３と、比例制御排水弁６と、安全弁３１と、処理水弁３２と、濃縮水循環弁３３と、制御部２０と、供給水ラインＬ１と、透過水ラインＬ２と、濃縮水ラインＬ３と、循環水ラインＬ４と、排水ラインＬ５と、透過水返送ラインＬ９と、圧力センサＳ１と、第１電気伝導率センサＳ２と、水温センサＳ４と、第１流量センサＳ５と、第２流量センサＳ６と、第２電気伝導率センサＳ７と、を備えて構成される。
また、エゼクタ構成部７は、エゼクタ８と、エゼクタ弁９と、薬剤供給装置３４と、薬剤供給弁３５と、エゼクタラインＬ１０と、吸引流体導入ラインＬ１１と、薬剤供給ラインＬ１２と、を備えて構成される。
【００１８】
供給水ラインＬ１は、供給水Ｗ１をＲＯ膜モジュール５に供給するラインである。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。供給水ラインＬ１の下流側の端部は、ＲＯ膜モジュール５の一次側入口ポートに接続されている。供給水ラインＬ１には、上流側から下流側に向けて順に、接続部Ｊ２、接続部Ｊ４、加圧ポンプ２、圧力センサＳ１、接続部Ｊ６、接続部Ｊ７、第１電気伝導率センサＳ２、ＲＯ膜モジュール５が設けられている。
【００１９】
加圧ポンプ２は、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１を吸入し、ＲＯ膜モジュール５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。
【００２０】
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には、制御部２０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２０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。
【００２１】
圧力センサＳ１は、加圧ポンプ２の吐出圧力（運転圧力）を検出する機器である。圧力センサＳ１は、加圧ポンプ２の吐出側近傍に配置されている。加圧ポンプ２の吐出側近傍とは、加圧ポンプ２の吐出圧力と看做せる圧力を検出できる位置を意味する。圧力センサＳ１で検出された供給水Ｗ１の圧力（以下、「検出圧力値」ともいう）は、制御部２０へ検出信号として送信される。
【００２２】
第１電気伝導率センサＳ２は、ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の電気伝導率を検出する機器である。第１電気伝導率センサＳ２で検出された供給水Ｗ１の電気伝導率は、制御部２０へ検出信号として送信される。第１電気伝導率センサＳ２で検出された供給水Ｗ１の電気伝導率は、制御部２０において、換算式や換算テーブル等に基づいて、浸透圧に換算される。
【００２３】
エゼクタラインＬ１０は、供給水ラインＬ１から分岐して供給水ラインＬ１に合流し、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１の一部Ｗ１ａが流通するラインである。エゼクタラインＬ１０の上流側の端部は、接続部Ｊ６において、供給水ラインＬ１に接続されている。エゼクタラインＬ１０の下流側の端部は、接続部Ｊ７において、供給水ラインＬ１に接続されている。エゼクタラインＬ１０には、エゼクタ８が設けられている。接続部Ｊ６及び接続部Ｊ７は、供給水ラインＬ１における加圧ポンプ２とＲＯ膜モジュール５との間に配置されている。接続部Ｊ６は、供給水ラインＬ１において、接続部Ｊ７よりも上流側に配置されている。
【００２４】
エゼクタ８は、ＲＯ膜モジュール５の上流側に配置される。エゼクタ８は、第１吸引流体が吸引される第１吸引部８ｃ、第２吸引流体が吸引される第２吸引部８ｄ、駆動流体が導入される駆動流体導入部８ａ、及び、混合流体が送出される混合流体送出部８ｂを有する。
エゼクタ８は、エゼクタラインＬ１０を流通する供給水Ｗ１ａ（一次側洗浄水）を駆動流体として駆動流体導入部８ａから導入する。エゼクタ８は、吸引流体導入ラインＬ１１（後述）を流通する脱炭酸膜モジュール１０から排出される混合空気Ｇ２ａ（掃引ガス）（後述）を吸引流体として第１吸引部８ｃから吸引すると共に、薬剤供給ラインＬ１２を流通する薬液Ｗ５を吸引流体として第２吸引部８ｄから吸引する。エゼクタ８は、混合空気Ｇ２ａ及び薬液Ｗ５が混合された供給水Ｗ１ｂ（一次側洗浄水）を混合流体として混合流体送出部８ｂからエゼクタラインＬ１０へ送出する。なお、エゼクタ８に混合空気Ｇ２ａを吸引させる場合には、後述する真空ポンプ１２を停止させる。
【００２５】
薬剤供給装置３４は、エゼクタ８の第２吸引部８ｄにより吸引される薬液Ｗ５（薬剤）を薬剤供給ラインＬ１２に流通させる装置である。薬剤供給装置３４は、フラッシング運転を実行する際に、供給水Ｗ１に導入する混合空気Ｇ２ａと同伴させるように、エゼクタ８の第２吸引部８ｄに吸引される薬液Ｗ５を、薬剤供給ラインＬ１２に供給する。
薬剤供給装置３４により薬剤供給ラインＬ１２に供給される薬液Ｗ５に含まれる薬剤としては、例えば、塩化ナトリウムなどの塩、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどのアルカリ、有機酸（例：シュウ酸，クエン酸）又は無機酸（例：塩酸，硫酸，硝酸）などの酸が挙げられる。なお、塩、アルカリ、酸などを主体として、分散剤、殺菌剤などを添加してもよい。
【００２６】
薬剤供給ラインＬ１２は、薬剤供給装置３４とエゼクタ８の第２吸引部８ｄとを接続するラインである。薬剤供給ラインＬ１２には、薬剤供給装置３４から供給された薬液Ｗ５が流通される。薬剤供給ラインＬ１２には、薬剤供給弁３５が配置されている。
【００２７】
薬剤供給弁３５は、薬剤供給ラインＬ１２を開閉する弁である。薬剤供給弁３５を開状態とすることで、薬剤供給ラインＬ１２が開状態となり、エゼクタ８は、第２吸引部８ｄを介して、薬剤供給ラインＬ１２を流通する薬液Ｗ５を吸引流体として吸引する。
【００２８】
ＲＯ膜モジュール５は、加圧ポンプ２から吐出された供給水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５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５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。逆浸透膜分離装置４は、ＲＯ膜モジュール５に供給水Ｗ１を導入することにより透過水Ｗ２と濃縮水Ｗ３とに分離する。
本実施形態においては、逆浸透膜分離装置４は、ＲＯ膜モジュール５により分離された透過水Ｗ２を被処理水として脱炭酸膜装置１に供給する。
【００２９】
透過水ラインＬ２は、ＲＯ膜モジュール５で分離された透過水Ｗ２を送出するラインである。透過水ラインＬ２の上流側の端部は、ＲＯ膜モジュール５の二次側ポートに接続されている。透過水ラインＬ２は、被処理水としての透過水Ｗ２を脱炭酸膜モジュール１０に供給するラインである。透過水ラインＬ２の下流側の端部は、脱炭酸膜モジュール１０の水流入口１０ａに接続されている。透過水ラインＬ２には、上流側から下流側に向けて順に、水温センサＳ４、第１流量センサＳ５、電気伝導率センサＳ７、接続部Ｊ３が設けられている。
【００３０】
水温センサＳ４は、透過水Ｗ２の温度を検出する機器である。水温センサＳ４で検出された透過水Ｗ２の温度（以下、「検出水温値」ともいう）は、制御部２０へ検出信号として送信される。
【００３１】
なお、本実施形態においては、水温センサＳ４をＲＯ膜モジュール５の下流側に配置して、水温センサＳ４が透過水Ｗ２の温度を検出するように構成したが、これに制限されない。水温センサＳ４をＲＯ膜モジュール５の上流側に配置して、水温センサＳ４が供給水Ｗ１の温度を検出するように構成してもよい。ＲＯ膜モジュール５の上流側及び下流側において、水の温度をほぼ同じ水温値と看做せるためである。
【００３２】
第１流量センサＳ５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。第１流量センサＳ５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２０へパルス信号として送信される。
【００３３】
第２電気伝導率センサＳ７は、透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２の電気伝導率を検出する機器である。第２電気伝導率センサＳ７で検出された透過水Ｗ２の電気伝導率は、制御部２０へ検出信号として送信される。
【００３４】
濃縮水ラインＬ３は、ＲＯ膜モジュール５で分離された濃縮水Ｗ３を送出するラインである。濃縮水ラインＬ３の上流側の端部は、ＲＯ膜モジュール５の一次側出口ポートに接続されている。また、濃縮水ラインＬ３の下流側は、接続部Ｊ１において、循環水ラインＬ４及び排水ラインＬ５に接続されている。
【００３５】
循環水ラインＬ４は、ＲＯ膜モジュール５で分離され且つ濃縮水ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ３の一部Ｗ３１を、供給水ラインＬ１におけるＲＯ膜モジュール５及び加圧ポンプ２よりも上流側に返送するラインである。循環水ラインＬ４の上流側の端部は、接続部Ｊ１において、濃縮水ラインＬ３に接続されている。また、循環水ラインＬ４の下流側の端部は、接続部Ｊ２において、供給水ラインＬ１における加圧ポンプ２よりも上流側に接続されている。循環水ラインＬ４には、濃縮水循環弁３３が設けられている。
【００３６】
濃縮水循環弁３３は、循環水ラインＬ４を開閉する弁である。濃縮水循環弁３３は、ＲＯ膜モジュール５により透過水Ｗ２を製造する場合には、開状態に制御される。濃縮水循環弁３３は、洗浄工程においてフラッシング運転制御を実行する場合には、閉状態に制御される。
【００３７】
排水ラインＬ５は、ＲＯ膜モジュール５で分離され且つ濃縮水ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ３の残部Ｗ３２を装置外（系外）に排出するラインである。排水ラインＬ５には、比例制御排水弁６、第２流量センサＳ６が設けられている。
【００３８】
比例制御排水弁６は、排水ラインＬ５から装置外へ排出する濃縮水Ｗ３の残部Ｗ３２の排水流量を調節する弁である。比例制御排水弁６の弁開度は、制御部２０から送信される駆動信号により制御される。制御部２０から電流値信号（例えば、４〜２０ｍＡ）を比例制御排水弁６に送信して、弁開度を制御することにより、濃縮水Ｗ３の残部Ｗ３２の排水流量を調節することができる。
【００３９】
透過水返送ラインＬ９は、フラッシング運転制御（後述）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Ｌ９の上流側の端部は、接続部Ｊ３において透過水ラインＬ２に接続されている。接続部Ｊ３は、ＲＯ膜モジュール５の二次側ポートと脱炭酸膜モジュール１０の水流入口１０ａ（後述）との間に配置されている。また、透過水返送ライン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、加圧ポンプ２の上流側に配置されている。透過水返送ラインＬ９には、安全弁３１が設けられている。
【００４０】
安全弁３１は、フラッシング運転制御（後述）において、透過水ラインＬ２の管内圧力が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Ｌ９に流通させる弁である。すなわち、安全弁３１は、設定された圧力以上の透過水Ｗ２を、透過水返送ラインＬ９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５の二次側に過剰な背圧が発生するのを防止する。
【００４１】
脱炭酸膜装置１は、被処理水として供給された透過水Ｗ２から脱炭酸水Ｗ４を製造する。脱炭酸膜モジュール１０は、ＲＯ膜モジュール５の下流側に配置される。脱炭酸膜モジュール１０は、流入した空気Ｇ１（掃引ガス）により被処理水としての透過水Ｗ２に含まれる炭酸ガスを脱気処理（除去）して、脱炭酸水Ｗ４を製造する。脱炭酸膜モジュール１０は、空気Ｇ１が流入する空気流入口１０ｃ、炭酸ガスを含む空気Ｇ２（以下、「混合空気」ともいう）が排出される空気排出口１０ｄ、炭酸ガスを含む透過水Ｗ２が流入する水流入口１０ａ、及び炭酸ガスが除去された脱炭酸水Ｗ４が排出される脱炭酸水排出口１０ｂを備える。外部灌流式の気体分離膜モジュールの場合、空気流入口１０ｃ及び空気排出口１０ｄは、中空糸膜の内側と連通する。一方、水流入口１０ａ及び脱炭酸水排出口１０ｂは、中空糸膜の外側と連通する。脱炭酸膜モジュール１０の水流入口１０ａには、透過水ラインＬ２の下流側の端部が接続され、脱炭酸膜モジュール１０の脱炭酸水排出口１０ｂには、脱炭酸水ラインＬ６の上流側の端部が接続されている。
【００４２】
空気吸引ラインＬ７は、脱炭酸膜モジュール１０に流入される空気Ｇ１（掃引ガス）が流通するラインである。空気吸引ラインＬ７の上流側の端部は、エアフィルタ１５を介して、大気に解放されている。空気吸引ラインＬ７の下流側の端部は、脱炭酸膜モジュール１０の空気流入口１０ｃに接続されている。また、空気吸引ラインＬ７には、上流側から順に、エアフィルタ１５及びエア開閉弁１４が設けられている。エアフィルタ１５は、導入される空気Ｇ１から異物を除去するための部品である。エア開閉弁１４は、空気吸引ラインＬ７を開閉する。エア開閉弁１４は、後述する制御部２０により開閉状態が制御される。
【００４３】
空気排出ラインＬ８は、脱炭酸膜モジュール１０から排出される炭酸ガスを含む混合空気Ｇ２が流通するラインである。空気排出ラインＬ８の上流側の端部は、脱炭酸膜モジュール１０の空気排出口１０ｄに接続されている。空気排出ラインＬ８の下流側からは、混合空気Ｇ２が排出される。空気排出ラインＬ８には、上流側から順に、逆止弁Ｖ１１及び真空ポンプ１２が設けられている。
【００４４】
真空ポンプ１２は、エア開閉弁１４が開状態の場合に、空気吸引ラインＬ７を介して脱炭酸膜モジュール１０に空気Ｇ１を流入させると共に、空気排出ラインＬ８を介して脱炭酸膜モジュール１０から炭酸ガスを含む混合空気Ｇ２を排出させる装置である。
また、真空ポンプ１２は、エア開閉弁１４が閉状態の場合に、空気排出ラインＬ８を介して脱炭酸膜モジュール１０の内部が真空状態になるように、脱炭酸膜モジュール１０の内部から脱炭酸膜モジュール１０の外部に向けて真空引きする装置である。
真空ポンプ１２には、真空側インバータ１３から周波数が変換された駆動電力が供給される。真空ポンプ１２は、真空側インバータ１３から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。
【００４５】
真空側インバータ１３は、真空ポンプ１２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。真空側インバータ１３には、制御部２０から指令信号が入力される。真空側インバータ１３は、制御部２０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真空ポンプ１２に出力する。
【００４６】
脱炭酸膜装置１において、エア開閉弁１４を開状態にして、真空ポンプ１２を駆動すると、空気吸引ラインＬ７から吸引された空気Ｇ１が、エアフィルタ１５及びエア開閉弁１４を経て脱炭酸膜モジュール１０へ導入される。空気Ｇ１は、脱炭酸膜モジュール１０の内部において中空糸膜の内側を流通し、混合空気Ｇ２は、空気排出口１０ｄから空気排出ラインＬ８に排出される。これにより、脱炭酸膜モジュール１０において、空気が連続的に流通する。
本実施形態においては、空気吸引ラインＬ７、エア開閉弁１４、真空ポンプ１２、真空側インバータ１３及び空気排出ラインＬ８は、ガス掃引手段を構成する。ガス掃引手段は、脱炭酸膜モジュール１０により透過水Ｗ２に含まれる炭酸ガスを除去するために、空気吸引ラインＬ７を流通する空気Ｇ１を脱炭酸膜モジュール１０に流入させて、脱炭酸膜モジュール１０の外部に炭酸ガスを含む混合空気Ｇ２を排出させる。
【００４７】
一方、脱炭酸膜装置１において、エア開閉弁１４を閉状態にして、真空ポンプ１２を駆動すると、空気排出ラインＬ８を介して、脱炭酸膜モジュール１０の中空糸膜の内部が真空状態になるように、脱炭酸膜モジュール１０の内部から脱炭酸膜モジュール１０の外部に向けて真空引きする。
本実施形態においては、空気吸引ラインＬ７、エア開閉弁１４、真空ポンプ１２、真空側インバータ１３及び空気排出ラインＬ８は、真空引き手段を構成する。真空引き手段は、脱炭酸膜モジュール１０により透過水Ｗ２に含まれる炭酸ガスを除去するために、脱炭酸膜モジュール１０の内部が真空状態になるように、脱炭酸膜モジュール１０の内部から脱炭酸膜モジュール１０の外部に向けて真空引きして、脱炭酸膜モジュール１０の外部に炭酸ガスを排出させる。
【００４８】
吸引流体導入ラインＬ１１には、空気排出ラインＬ８を流通する混合空気Ｇ２の一部Ｇ２ａがエゼクタ８の第１吸引部８ｃに向けて流通する。吸引流体導入ラインＬ１１の上流側の端部は、接続部Ｊ５において、空気排出ラインＬ８における脱炭酸膜モジュール１０と逆止弁１１との間に接続されている。吸引流体導入ラインＬ１１の下流側の端部は、エゼクタ８の第１吸引部８ｃに接続されている。吸引流体導入ラインＬ１１には、エゼクタ弁９が配置されている。
【００４９】
エゼクタ弁９は、吸引流体導入ラインＬ１１を開閉する弁である。エゼクタ弁９を開状態とすることで、吸引流体導入ラインＬ１１が開状態となり、エゼクタ８は、第１吸引部８ｃを介して、吸引流体導入ラインＬ１１を流通する混合空気Ｇ２ａを吸引流体として吸引する。
【００５０】
脱炭酸水ラインＬ６は、脱炭酸膜モジュール１０で製造された脱炭酸水Ｗ４を送出するラインである。脱炭酸水ラインＬ６の上流側の端部は、脱炭酸膜モジュール１０の脱炭酸水排出口１０ｂに接続されている。脱炭酸水ラインＬ６の下流側の端部は、需要先の装置（不図示）や処理水タンク（不図示）などに接続されている。脱炭酸水ラインＬ６には、処理水弁３２が設けられている。
【００５１】
制御部２０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２０は、脱炭酸膜装置１及び逆浸透膜分離装置４を制御する。
【００５２】
制御部２０は、脱炭酸膜装置１において、通常運転と劣化抑制運転とを実行可能である。
制御部２０による脱炭酸膜装置１における通常運転とは、脱炭酸水を製造するために、空気Ｇ１（掃引ガス）を脱炭酸膜モジュール１０に流入させた状態で、加圧ポンプ２を動作させて脱炭酸膜モジュール１０に透過水Ｗ２を通水することにより、脱炭酸水Ｗ４を製造する運転である。
【００５３】
一方、制御部２０による脱炭酸膜装置１における劣化抑制運転とは、脱炭酸膜モジュール１０の内部が真空状態になるように脱炭酸膜モジュール１０の内部から外部に向けて真空引きした状態で、加圧側インバータ３を制御して加圧ポンプ２を動作させて脱炭酸膜モジュール１０に透過水Ｗ２を通水させる運転である。透過水Ｗ２中の塩素の濃度が高い場合などに、通常運転時におけるガス掃引運転を実行した状態で、脱炭酸膜モジュール１０に透過水Ｗ２を通水すると、脱炭酸膜モジュール１０が劣化する可能性がある。そのため、脱炭酸膜装置１における劣化抑制運転は、脱炭酸膜モジュール１０の劣化を抑制するために実行される。
【００５４】
制御部２０は、逆浸透膜分離装置４において、製造工程及び洗浄工程を実行するように、加圧側インバータ３（加圧ポンプ２）、処理水弁３２、濃縮水循環弁３３及び比例制御排水弁６を制御する。
【００５５】
［製造工程］
まず、製造工程について説明する。製造工程は、逆浸透膜分離装置４において透過水Ｗ２を製造する工程である。制御部２０は、製造工程として、透過水Ｗ２の水量制御を実行すると共に、透過水Ｗ２の回収率制御を実行する。
以下に、透過水Ｗ２の水量制御及び透過水Ｗ２の回収率制御について説明する。
【００５６】
＜透過水Ｗ２の水量制御＞
制御部２０は、透過水Ｗ２の水量制御として、例えば、流量フィードバック水量制御、圧力フィードバック水量制御、又は温度フィードフォワード水量制御のいずれかを選択して実行できる。各水量制御の概要は、次の通りである。
【００５７】
（流量フィードバック水量制御）
制御部２０は、透過水Ｗ２の流量が予め設定された目標流量値となるように、第１流量センサＳ５の検出流量値をフィードバック値として、加圧ポンプ２を駆動するための駆動周波数を演算する。そして、制御部２０は、駆動周波数の演算値に対応する指令信号（電流値信号又は電圧値信号）を加圧側インバータ３に出力する（以下、「流量フィードバック水量制御」ともいう）。なお、本水量制御における駆動周波数の演算には、例えば、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムを用いることができる。
【００５８】
（圧力フィードバック水量制御）
制御部２０は、透過水Ｗ２の流量が予め設定された目標流量値となるように、加圧ポンプ２の検出圧力値（圧力センサＳ１の検出圧力値）をフィードバック値として、加圧ポンプ２の駆動周波数を演算する。そして、制御部２０は、駆動周波数の演算値に対応する指令信号（電流値信号又は電圧値信号）を加圧側インバータ３に出力する（以下、「圧力フィードバック水量制御」ともいう）。なお、本水量制御における駆動周波数の演算には、例えば、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムを用いることができる。
【００５９】
（温度フィードフォワード水量制御）
制御部２０は、透過水Ｗ２の流量が予め設定された目標流量値となるように、水温センサＳ４の検出温度値をフィードフォワード値として、加圧ポンプ２の駆動周波数を演算する。そして、制御部２０は、駆動周波数の演算値に対応する指令信号（電流値信号又は電圧値信号）を加圧側インバータ３に出力する（以下、「温度フィードフォワード水量制御」ともいう）。
【００６０】
＜透過水Ｗ２の回収率制御＞
透過水Ｗ２の回収率とは、ＲＯ膜モジュール５に供給される供給水Ｗ１の流量に対する透過水Ｗ２の流量の比率（透過水Ｗ２の流量／供給水Ｗ１の流量）である。
制御部２０は、透過水Ｗ２の回収率制御として、例えば、温度フィードフォワード回収率制御、水質フィードフォワード、又は水質フィードバック回収率制御のいずれかを選択して実行できる。各回収率制御の概要は、次の通りである。
【００６１】
（温度フィードフォワード回収率制御）
制御部２０は、予め取得された供給水Ｗ１のシリカ濃度、及び水温センサＳ４の検出温度値から決定したシリカ溶解度に基づいて、濃縮水Ｗ３におけるシリカの許容濃縮倍率を演算する。そして、制御部２０は、許容濃縮倍率の演算値、及び透過水Ｗ２の目標流量値から排水流量を演算し、濃縮水Ｗ３の実際排水量（第２流量センサＳ６の検出流量値）が排水流量の演算値（目標排水流量）となるように、比例制御排水弁６の弁開度を制御する（以下、「温度フィードフォワード回収率制御」ともいう）。
【００６２】
（水質フィードフォワード回収率制御）
制御部２０は、予め取得された炭酸カルシウムの溶解度、及び硬度センサの測定硬度値に基づいて、濃縮水Ｗ３における炭酸カルシウムの許容濃縮倍率を演算する。そして、制御部２０は、許容濃縮倍率の演算値、及び透過水Ｗ２の目標流量値から排水流量を演算し、濃縮水Ｗ３の実際排水量（第２流量センサＳ６の検出流量値）が排水流量の演算値（目標排水流量）となるように、比例制御排水弁６の弁開度を制御する（以下、「水質フィードフォワード回収率制御」ともいう）。
【００６３】
（水質フィードバック回収率制御）
制御部２０は、第２電気伝導率センサＳ７の測定電気伝導率値が予め設定された目標電気伝導率となるように、比例制御排水弁６の弁開度をダイレクトに制御する（以下、「水質フィードバック回収率制御」ともいう）。なお、本制御における弁開度の決定には、例えば、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムを用いることができる。
【００６４】
＜透過水Ｗ２の水量制御及び回収率制御の制御例＞
透過水Ｗ２の水量制御及び回収率制御においては、「流量フィードバック水量制御」と「温度フィードフォワード回収率制御」とが組み合わされて実行されるパターンや、「圧力フィードバック水量制御」と「水質フィードフォワード回収率制御」とが組み合されて実行されるパターンや、「温度フィードフォワード水量制御」と「水質フィードバック回収率制御」とが組み合わされて実行されるパターンが例示される。なお、この組み合わせ以外を排除するものではない。
【００６５】
［洗浄工程］
次に、洗浄工程について説明する。
洗浄工程は、ＲＯ膜モジュール５の洗浄を行う工程である。
制御部２０は、洗浄工程において、フラッシング運転制御を実行する。
＜フラッシング運転制御＞
制御部２０は、洗浄工程において、所定の条件を充足した場合に、フラッシング運転制御を実行する。所定の条件としては、例えば、以下の〔ａ〕〜〔ｄ〕が列挙される。
〔ａ〕透過水Ｗ２の製造を終了した場合（装置の運転を終了した場合）
〔ｂ〕前回のフラッシング運転の終了後、透過水Ｗ２を製造しない継続時間が設定時間（例：１時間）となった場合
〔ｃ〕前回のフラッシング運転の終了後、透過水Ｗ２の製造積算時間が設定時間（例：３０分）に達した場合
〔ｄ〕ＲＯ膜モジュール５の膜の汚染度が許容値を超えた場合
ＲＯ膜の汚染度は、例えば、ＲＯ膜モジュール５の一次側入口ポートと一次側出口ポートの間の圧力差を差圧計（図示せず）で計測すること等により求められる。
フラッシング運転制御は、例えば、〔ａ〕，〔ｄ〕の条件では、１２０秒実行される。また、例えば、〔ｂ〕，〔ｃ〕の条件では、６０秒実行される。
【００６６】
フラッシング運転制御においては、制御部２０は、ＲＯ膜モジュール５の一次側の洗浄を実行する。フラッシング運転制御では、供給水Ｗ１がＲＯ膜モジュール５の一次側に供給される。フラッシング運転制御において、加圧ポンプ２は、最大駆動周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）よりも低い駆動周波数（例えば、３０Ｈｚ）に固定される。このとき、供給水Ｗ１のほとんどは、ＲＯ膜を透過することなく、ＲＯ膜の表面を流れ、フラッシング洗浄排水として、濃縮水ラインＬ３を介して、排水ラインＬ５から外部に排出される。このフラッシング運転制御により、ＲＯ膜の表面に析出したスケール核や沈着した懸濁物質が除去される。
【００６７】
制御部２０は、洗浄工程におけるフラッシング運転制御において、ＲＯ膜モジュール５の一次側を供給水Ｗ１（一次側洗浄水）で洗浄するフラッシング運転を実行する際に、供給水Ｗ１（一次側洗浄水）に、吸引流体導入ラインＬ１１を流通する混合空気Ｇ２ａ（洗浄ガス）を導入する。制御部２０は、混合空気Ｇ２ａ（洗浄ガス）を、異物を除去するエアフィルタ１５を介して、供給水Ｗ１（一次側洗浄水）に導入する。
また、制御部２０は、フラッシング運転を実行する際に、供給水Ｗ１（一次側洗浄水）に導入する混合空気Ｇ２ａ（洗浄ガス）と同伴させて、薬液Ｗ５（薬剤）を一次側洗浄水に導入する。
【００６８】
次に、本実施形態に係るＲＯ膜モジュール５の洗浄方法について説明する。
制御部２０は、洗浄工程において、所定の条件を充足した場合に、フラッシング運転制御を実行する。所定の条件としては、例えば、前述の〔ａ〕〜〔ｄ〕が挙げられる。
【００６９】
フラッシング制御運転においては、制御部２０は、真空ポンプ１２を停止すると共に、エゼクタ弁９を開状態にする。また、制御部２０は、薬剤供給装置３４を動作させると共に、薬剤供給弁３５を開状態にするように制御する。
また、制御部２０は、処理水弁３２を閉状態にするように制御すると共に、濃縮水循環弁３３を閉状態にするように制御する。
【００７０】
この状態で、加圧ポンプ２を駆動することで、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１でＲＯ膜モジュール５の一次側を洗浄するフラッシング運転を実行する。
これにより、フラッシング運転を実行する際に、エゼクタ８を用いて、供給水Ｗ１（一次側洗浄水）に、吸引流体導入ラインＬ１１を流通する混合空気Ｇ２ａ（洗浄ガス）を導入することができる。
また、フラッシング運転を実行する際に、供給水Ｗ１（一次側洗浄水）に導入する混合空気Ｇ２ａ（洗浄ガス）と同伴させて、薬液Ｗ５（薬剤）を供給水Ｗ１（一次側洗浄水）に導入することができる。
【００７１】
なお、処理水弁３２を閉状態とした状態で、フラッシング運転制御を実行することで、ＲＯ膜モジュール５により分離された透過水Ｗ２は、透過水返送ラインＬ９を介して、ＲＯ膜モジュール５の一次側に返送される。これにより、ＲＯ膜モジュール５の二次側の透過水Ｗ２がＲＯ膜モジュール５の一次側に返送されるため、第１フラッシング工程を実行している際において、ＲＯ膜モジュール５の二次側の圧力が高くなることを抑制することができる。
【００７２】
上述した本実施形態に係るＲＯ膜モジュール５の洗浄方法によれば、例えば、以下のような効果が奏される。
第１実施形態に係るＲＯ膜モジュール５の洗浄方法は、ＲＯ膜モジュール５に供給水Ｗ１を導入することにより透過水Ｗ２と濃縮水Ｗ３とに分離する逆浸透膜分離装置４におけるＲＯ膜モジュール５の洗浄方法であって、ＲＯ膜モジュール５の一次側を供給水Ｗ１（一次側洗浄水）で洗浄するフラッシング運転を実行する際に、供給水Ｗ１（一次側洗浄水）に混合空気Ｇ２ａ（洗浄ガス）を導入する。
【００７３】
そのため、フラッシング運転を実行すると、エゼクタ８により供給水Ｗ１に導入された混合空気Ｇ２ａ（洗浄ガス）が気泡（エアバブル）となって、混合空気Ｇ２ａの気泡（エアバブル）を含む供給水Ｗ１がＲＯ膜モジュール５の膜面の表面を流れる。これにより、ＲＯ膜モジュール５の膜面に付着した付着物を効果的に除去することができる。従って、フラッシング運転において、ＲＯ膜モジュール５の膜面を効果的に洗浄することができる。
【００７４】
また、本実施形態においては、混合空気Ｇ２ａ（洗浄ガス）を、異物を除去するエアフィルタ１５を介して、供給水Ｗ１（一次側洗浄水）に導入する。そのため、異物が除去された混合空気Ｇ２ａの気泡を含む供給水Ｗ１によりＲＯ膜モジュール５の膜面を洗浄することができる。これにより、ＲＯ膜モジュール５の膜面に空気中の異物を付着させることなく、フラッシング運転を行うことができる。
【００７５】
また、本実施形態においては、フラッシング運転を実行する際に、洗浄ガスとしての混合空気Ｇ２ａを、エゼクタ８により供給水Ｗ１（一次側洗浄水）に導入する。そのため、供給水Ｗ１に洗浄ガスを導入するための別の設備を準備しなくても、エゼクタ８を利用して、脱炭酸膜モジュール１０から排出される混合空気Ｇ２ａを供給水Ｗ１に導入させて、混合空気Ｇ２ａの気泡でＲＯ膜モジュール５の膜面を洗浄することができる。
よって、ＲＯ膜モジュール５及び脱炭酸膜モジュール１０を備える水処理システム１００において、簡易な構成で、洗浄ガスが導入された供給水Ｗ１を用いて、フラッシング運転を実行することができる。
【００７６】
また、混合空気Ｇ２には、脱炭酸膜モジュール１０により除去された炭酸ガスが含まれている。そのため、炭酸ガスを含む混合空気Ｇ２ａが供給水Ｗ１に導入されるため、供給水Ｗ１のｐＨ値が低下して供給水Ｗ１が酸性となり、供給水Ｗ１はスケールを溶解しやすくなる。よって、炭酸ガスを含む混合空気Ｇ２ａが導入された供給水Ｗ１によりＲＯ膜モジュール５を洗浄することで、スケールが溶解しやすくなり、ＲＯ膜モジュール５の膜面に付着した付着物を一層効果的に除去することができる。
【００７７】
また、本実施形態においては、フラッシング運転を実行する際に、供給水Ｗ１（一次側洗浄水）に導入する混合空気Ｇ２ａ（洗浄ガス）と同伴させて、薬剤を供給水Ｗ１（一次側洗浄水）に導入する。
これにより、ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１に薬剤を供給することで、ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の濃度を上昇させて、ＲＯ膜モジュール５の二次側から一次側に向けて透過水Ｗ２の移動が生じるように、ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の浸透圧を調整する。なお、本実施形態においては、ＲＯ膜モジュール５の一次側とは、ＲＯ膜モジュール５において逆浸透が生じる場合におけるＲＯ膜モジュール５の上流側を意味し、ＲＯ膜モジュール５において正浸透が生じる場合には、ＲＯ膜モジュール５の下流側となる。また、ＲＯ膜モジュール５の二次側とは、ＲＯ膜モジュール５において逆浸透が生じる場合におけるＲＯ膜モジュール５の下流側を意味し、ＲＯ膜モジュール５において正浸透が生じる場合には、ＲＯ膜モジュール５の上流側となる。
【００７８】
ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の浸透圧は、第１電気伝導率センサＳ２で検出されたＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の電気伝導率を浸透圧に換算することにより求められる。例えば、制御部２０は、供給水Ｗ１に添加する薬剤が塩化ナトリウムである場合に、塩化ナトリウムにおける電気伝導率に対する浸透圧について、換算式や換算テーブル等を記憶しており、記憶された換算式や換算テーブル等に基づいて、第１電気伝導率センサＳ２で検出された供給水Ｗ１の電気伝導率を、浸透圧に換算する。なお、ＲＯ膜モジュール５の二次側の透過水Ｗ２の浸透圧を一定と看做せることから、ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の浸透圧を計測すれば、ＲＯ膜モジュール５の一次側の浸透圧と二次側の浸透圧との浸透圧差の概略を求めることができる。
【００７９】
ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の濃度を上昇させることで、水の濃度が低いＲＯ膜モジュール５の二次側から、水の濃度が高いＲＯ膜モジュール５の一次側に向けて透過水Ｗ２が移動する正浸透作用を生じさせることができる。
そのため、正浸透作用により、ＲＯ膜モジュール５の二次側から一次側に向けて透過水Ｗ２が移動することで、ＲＯ膜モジュール５の膜の細孔内から付着物が膜の表面に浮き上がりやすい。そして、浸透圧を調整した後にフラッシング運転を実行することで、ＲＯ膜モジュール５の一次側において、水の剪断力（ＲＯ膜モジュール５の膜面に付着した付着物を剥ぎ取る力）が大きくなり、ＲＯ膜モジュール５の膜面や細孔内から付着物を効果的に除去することができる。よって、フラッシング運転において、ＲＯ膜モジュール５の膜面を効果的に洗浄することができる。
【００８０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る水処理システム１００Ａの構成について、図２を参照して説明する。図２は、第２実施形態に係る水処理システム１００Ａの全体構成図である。
図２に示すように、第１実施形態では逆浸透膜分離装置４を脱炭酸膜装置１の上流側に配置したのに対して、第２実施形態では逆浸透膜分離装置４を脱炭酸膜装置１の下流側に配置した点において、第２実施形態に係る水処理システム１００Ａは、第１実施形態の水処理システム１００とは異なる。脱炭酸膜モジュール１０は、ＲＯ膜モジュール５の上流側に配置される。
なお、第２実施形態では、主に第１実施形態との相違点について説明する。第２実施形態では、第１実施形態と同一又は同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、第２実施形態では、第１実施形態と重複する説明を適宜に省略する。
【００８１】
図２に示すように、第２実施形態に係る水処理システム１００Ａにおいては、第１実施形態に係る水処理システム１００において供給水ラインＬ１、ＲＯ膜モジュール５、透過水ラインＬ２、脱炭酸膜モジュール１０及び脱炭酸水ラインＬ６が上流側から下流側に向かってこの順に配置される（図１参照）のに対して、供給水ラインＬ１、脱炭酸膜モジュール１０、脱炭酸水ラインＬ６、ＲＯ膜モジュール５及び透過水ラインＬ２が上流側から下流側に向かってこの順に配置される。また、第２実施形態に係る水処理システム１００Ａにおいては、供給水ラインＬ１に、供給ポンプ２ａが設けられている。
【００８２】
供給水ラインＬ１は、被処理水としての供給水Ｗ１を脱炭酸膜モジュール１０に供給するラインである。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。供給水ラインＬ１の下流側の端部は、脱炭酸膜モジュール１０の水流入口１０ａに接続されている。供給水ラインＬ１には、上流側から下流側に向けて順に、供給ポンプ２ａ、脱炭酸膜モジュール１０が設けられている。
本実施形態においては、脱炭酸膜装置１は、脱炭酸膜モジュール１０により製造された脱炭酸水Ｗ４を供給水として逆浸透膜分離装置４に供給する。
【００８３】
供給ポンプ２ａは、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１を吸入し、脱炭酸膜モジュール１０へ向けて圧送（吐出）する装置である。供給ポンプ２ａには、供給側インバータ３ａから周波数が変換された駆動電力が供給される。供給ポンプ２ａ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。
【００８４】
供給側インバータ３ａは、供給ポンプ２ａ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。供給側インバータ３ａは、制御部２０と電気的に接続されている。供給側インバータ３ａには、制御部２０から指令信号が入力される。供給側インバータ３ａは、制御部２０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供給ポンプ２ａに出力する。
【００８５】
脱炭酸水ラインＬ６は、脱炭酸水Ｗ４をＲＯ膜モジュール５に供給するラインである。脱炭酸水ラインＬ６の上流側の端部は、脱炭酸膜モジュール１０の脱炭酸水排出口１０ｂに接続されている。脱炭酸水ラインＬ６の下流側の端部は、ＲＯ膜モジュール５の一次側入口ポートに接続されている。脱炭酸水ラインＬ６には、上流側から下流側に向けて順に、接続部Ｊ２、接続部Ｊ４、加圧ポンプ２、圧力センサＳ１、接続部Ｊ６、接続部Ｊ７、第１電気伝導率センサＳ２、ＲＯ膜モジュール５が設けられている。
【００８６】
加圧ポンプ２は、脱炭酸水ラインＬ６を流通する脱炭酸水Ｗ４を吸入し、ＲＯ膜モジュール５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。
【００８７】
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には、制御部２０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２０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。
【００８８】
ＲＯ膜モジュール５は、加圧ポンプ２から吐出された脱炭酸水Ｗ４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５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５は、これらＲＯ膜エレメントにより脱炭酸水Ｗ４を膜分離処理し、透過水Ｗ２及び濃縮水Ｗ３を製造する。
【００８９】
圧力センサＳ１は、加圧ポンプ２の吐出圧力（運転圧力）を検出する機器である。圧力センサＳ１は、加圧ポンプ２の吐出側近傍に配置されている。加圧ポンプ２の吐出側近傍とは、加圧ポンプ２の吐出圧力と看做せる圧力を検出できる位置を意味する。圧力センサＳ１で検出された脱炭酸水Ｗ４の圧力（以下、「検出圧力値」ともいう）は、制御部２０へ検出信号として送信される。
【００９０】
第１電気伝導率センサＳ２は、ＲＯ膜モジュール５の一次側の脱炭酸水Ｗ４の電気伝導率を検出する機器である。第１電気伝導率センサＳ２で検出された脱炭酸水Ｗ４の電気伝導率は、制御部２０へ検出信号として送信される。第１電気伝導率センサＳ２で検出された脱炭酸水Ｗ４の電気伝導率は、制御部２０において、換算式や換算テーブル等に基づいて、浸透圧に換算される。
【００９１】
エゼクタラインＬ１０は、脱炭酸水ラインＬ６から分岐して脱炭酸水ラインＬ６に合流し、脱炭酸水ラインＬ６を流通する脱炭酸水Ｗ４の一部Ｗ４ａが流通するラインである。エゼクタラインＬ１０の上流側の端部は、接続部Ｊ６において、脱炭酸水ラインＬ６に接続されている。エゼクタラインＬ１０の下流側の端部は、接続部Ｊ７において、脱炭酸水ラインＬ６に接続されている。エゼクタラインＬ１０には、エゼクタ８が設けられている。接続部Ｊ６及び接続部Ｊ７は、脱炭酸水ラインＬ６における加圧ポンプ２とＲＯ膜モジュール５との間に配置されている。接続部Ｊ６は、脱炭酸水ラインＬ６において、接続部Ｊ７よりも上流側に配置されている。
【００９２】
エゼクタ８は、第１吸引流体が吸引される第１吸引部８ｃ、第２吸引流体が吸引される第２吸引部８ｄ、駆動流体が導入される駆動流体導入部８ａ、及び、混合流体が送出される混合流体送出部８ｂを有する。
エゼクタ８は、エゼクタラインＬ１０を流通する脱炭酸水Ｗ４ａを駆動流体として駆動流体導入部８ａから導入する。エゼクタ８は、吸引流体導入ラインＬ１１（後述）を流通する混合空気Ｇ２ａ（後述）を吸引流体として第１吸引部８ｃから吸引すると共に薬剤供給ラインＬ１２を流通する薬液Ｗ５を吸引流体として第２吸引部８ｄから吸引する。エゼクタ８は、混合空気Ｇ２ａ及び薬液Ｗ５が混合された供給水Ｗ１ｂを混合流体として混合流体送出部８ｂからエゼクタラインＬ１０へ送出する。なお、エゼクタ８に混合空気Ｇ２ａを吸引させる場合には、真空ポンプ１２を停止させる。
【００９３】
透過水ラインＬ２は、ＲＯ膜モジュール５で分離された透過水Ｗ２を送出するラインである。透過水ラインＬ２の上流側の端部は、ＲＯ膜モジュール５の二次側ポートに接続されている。透過水ラインＬ２の下流側の端部は、需要先の装置（不図示）や処理水タンク（不図示）などに接続されている。透過水ラインＬ２には、上流側から下流側に向けて順に、水温センサＳ４、第１流量センサＳ５、第２電気伝導率センサＳ７、接続部Ｊ３、処理水弁３２が設けられている。
【００９４】
濃縮水ラインＬ３及び排水ラインＬ５は、第１実施形態の水処理システム１００と同様の構成であるため、第１実施形態の説明を援用して、その説明を省略する。
循環水ラインＬ４は、ＲＯ膜モジュール５で分離され且つ濃縮水ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ３の一部Ｗ３１を、脱炭酸水ラインＬ６における脱炭酸膜モジュール１０と加圧ポンプ２との間に返送するラインである。循環水ラインＬ４の上流側の端部は、接続部Ｊ１において、濃縮水ラインＬ３に接続されている。また、循環水ラインＬ４の下流側の端部は、接続部Ｊ２において、脱炭酸水ラインＬ６における脱炭酸膜モジュール１０と加圧ポンプ２との間に接続されている。
【００９５】
第２実施形態においては、脱炭酸膜装置１は、脱炭酸膜モジュール１０により製造された脱炭酸水Ｗ４を供給水として逆浸透膜分離装置４に供給する。
また、制御部２０は、第１実施形態と同様に、脱炭酸膜装置１、逆浸透膜分離装置４及びエゼクタ弁９を制御する。
【００９６】
第２実施形態の水処理システム１００Ａによれば、前述の第１実施形態と同様の効果が奏される。
【００９７】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る水処理システム１００Ｂの構成について、図３を参照して説明する。図３は、第３実施形態に係る水処理システム１００Ｂの全体構成図である。
【００９８】
第３実施形態は、第１実施形態の変形形態である。第３実施形態は、エゼクタ構成部７Ｂの構成が第１実施形態のエゼクタ構成部７の構成と異なり、薬剤供給用エゼクタ構成部１７を備えている点において、第１実施形態と主に異なる。なお、第３実施形態では、主に第１実施形態との相違点について説明する。第３実施形態では、第１実施形態と同一又は同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、第３実施形態では、第１実施形態と重複する説明を適宜に省略する。
【００９９】
図３に示すように、第３実施形態に係る水処理システム１００Ｂは、脱炭酸膜装置１と、脱炭酸膜装置１の上流側に設けられる逆浸透膜分離装置４と、エゼクタ構成部７Ｂと、薬剤供給用エゼクタ構成部１７と、を備える。
【０１００】
エゼクタ構成部７Ｂは、供給水ラインＬ１に設けられる。エゼクタ構成部７Ｂは、エゼクタ８０と、エゼクタ弁９と、エゼクタラインＬ１０と、吸引流体導入ラインＬ１１と、を備えて構成される。第３実施形態のエゼクタ８０は、第１実施形態のエゼクタ８の第２吸引部８ｄを備えずに構成される。そのため、第３実施形態のエゼクタ８０は、薬液を吸引流体として吸引しない。エゼクタ８０のその他の構成、エゼクタ弁９、エゼクタラインＬ１０及び吸引流体導入ラインＬ１１は、第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【０１０１】
薬剤供給用エゼクタ構成部１７は、循環水ラインＬ４に設けられる。薬剤供給用エゼクタ構成部１７は、薬剤供給用エゼクタ１８と、薬剤供給装置３４と、薬剤供給弁３５と、薬剤供給ラインＬ１２と、薬剤供給用エゼクタラインＬ１３と、を備えて構成される。
【０１０２】
薬剤供給用エゼクタラインＬ１３は、循環水ラインＬ４から分岐して循環水ラインＬ４に合流し、循環水ラインＬ４を流通する濃縮水Ｗ３１の一部Ｗ３１ａが流通するラインである。薬剤供給用エゼクタラインＬ１３の上流側の端部は、接続部Ｊ８において、循環水ラインＬ４に接続されている。薬剤供給用エゼクタラインＬ１３の下流側の端部は、接続部Ｊ９において、循環水ラインＬ４に接続されている。薬剤供給用エゼクタラインＬ１３には、薬剤供給用エゼクタ１８が設けられている。接続部Ｊ８及び接続部Ｊ９は、循環水ラインＬ４における濃縮水循環弁３３の上流側及び下流側に配置されている。接続部Ｊ８は、循環水ラインＬ４において、接続部Ｊ９よりも上流側に配置されている。
【０１０３】
薬剤供給用エゼクタ１８は、循環水ラインＬ４において、循環水ラインＬ４が供給水ラインＬ１に合流する接続部Ｊ２よりも上流側に配置される。薬剤供給用エゼクタ１８は、吸引流体が吸引される吸引部１８ｃ、駆動流体が導入される駆動流体導入部１８ａ、及び、混合流体が送出される混合流体送出部１８ｂを有する。
薬剤供給用エゼクタ１８は、薬剤供給用エゼクタラインＬ１３を流通する濃縮水Ｗ３１ａを駆動流体として駆動流体導入部１８ａから導入する。薬剤供給用エゼクタ１８は、薬剤供給ラインＬ１２を流通する薬液Ｗ５を吸引流体として吸引部１８ｃから吸引する。薬剤供給用エゼクタ１８は、薬液Ｗ５が混合された濃縮水Ｗ３１ｂを混合流体として混合流体送出部１８ｂから薬剤供給用エゼクタラインＬ１３へ送出する。
【０１０４】
薬剤供給装置３４は、薬剤供給用エゼクタ１８の吸引部１８ｃにより吸引される薬液Ｗ５（薬剤）を薬剤供給ラインＬ１２に流通させる装置である。薬剤供給装置３４は、フラッシング運転を実行する際に、薬剤供給用エゼクタ１８の吸引部１８ｃに吸引される薬液Ｗ５を、薬剤供給ラインＬ１２に供給する。
薬剤供給装置３４により薬剤供給ラインＬ１２に供給される薬液Ｗ５に含まれる薬剤としては、例えば、塩化ナトリウムなどの塩、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどのアルカリ、有機酸（例：シュウ酸，クエン酸）又は無機酸（例：塩酸，硫酸，硝酸）などの酸が挙げられる。なお、塩、アルカリ、酸などを主体として、分散剤、殺菌剤などを添加してもよい。
【０１０５】
薬剤供給ラインＬ１２は、薬剤供給装置３４と薬剤供給用エゼクタ１８の吸引部１８ｃとを接続するラインである。薬剤供給ラインＬ１２には、薬剤供給装置３４から供給された薬液Ｗ５が流通される。薬剤供給ラインＬ１２には、薬剤供給弁３５が配置されている。
【０１０６】
薬剤供給弁３５は、薬剤供給ラインＬ１２を開閉する弁である。薬剤供給弁３５を開状態とすることで、薬剤供給ラインＬ１２が開状態となり、薬剤供給用エゼクタ１８は、吸引部８ｃを介して、薬剤供給ラインＬ１２を流通する薬液Ｗ５を吸引流体として吸引する。
【０１０７】
第３実施形態に係るＲＯ膜モジュール５の洗浄方法を実行する場合には、第１実施形態の本実施形態に係るＲＯ膜モジュール５の洗浄方法と同様に、フラッシング制御運転において、制御部２０は、真空ポンプ１２を停止すると共に、エゼクタ弁９を開状態にする。また、制御部２０は、薬剤供給装置３４を動作させると共に、薬剤供給弁３５を開状態にするように制御する。
また、制御部２０は、処理水弁３２を閉状態にするように制御すると共に、濃縮水循環弁３３を閉状態にするように制御する。
【０１０８】
この状態で、加圧ポンプ２を駆動することで、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１でＲＯ膜モジュール５の一次側を洗浄するフラッシング運転を実行する。
これにより、フラッシング運転を実行する際に、エゼクタ８０を用いて、供給水Ｗ１（一次側洗浄水）に、吸引流体導入ラインＬ１１を流通する混合空気Ｇ２ａ（洗浄ガス）を導入することができる。
また、フラッシング運転を実行する際に、薬剤供給用エゼクタ１８を用いて、循環水ラインＬ４を流通する濃縮水Ｗ３１に、薬剤供給ラインＬ１２を流通する薬液Ｗ５を導入することができる。これにより、フラッシング運転を実行する際に、循環水ラインＬ４を介して供給水Ｗ１に薬剤を導入することで、供給水Ｗ１（一次側洗浄水）に導入する混合空気Ｇ２ａ（洗浄ガス）と同伴させて、薬液Ｗ５（薬剤）を供給水Ｗ１（一次側洗浄水）に導入することができる。
【０１０９】
第３実施形態の水処理システム１００Ｂによれば、前述の第１実施形態と同様の効果が奏される。
【０１１０】
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。
例えば、前記実施形態では、エゼクタ８を用いて、供給水Ｗ１（一次側洗浄水）に混合空気Ｇ２ａ（洗浄ガス）を導入するように構成したが、これに制限されない。供給水Ｗ１（一次側洗浄水）に洗浄ガスを導入する方法としては、エゼクタ８を用いなくてもよく、例えば、別の空気導入用の加圧ポンプを設けて、フラッシング運転を実行する際に、加圧ポンプにより供給水Ｗ１に空気を導入するように構成してもよい。
【０１１１】
また、第１実施形態では、逆浸透膜分離装置４を脱炭酸膜装置１の上流側に配置し、逆浸透膜分離装置４を、逆浸透膜モジュール５により分離された透過水Ｗ２を被処理水として脱炭酸膜装置１に供給するように構成した。また、第２実施形態では、逆浸透膜分離装置４を脱炭酸膜装置１の下流側に配置し、脱炭酸膜装置１を、脱炭酸膜モジュール１０により製造された脱炭酸水Ｗ４を供給水として逆浸透膜分離装置４に供給するように構成した。しかし、これに制限されず、脱炭酸膜装置１を備えない構成であってもよい。
【０１１２】
また、第１実施形態及び第２実施形態では、１つの逆浸透膜分離装置４及び１つの脱炭酸膜装置１を直列に設けたが、これに制限されず、例えば、２つの逆浸透膜分離装置４を直列に設けてもよい。例えば、２つの逆浸透膜分離装置４を直列に設ける場合には、上流側から下流側に向かって、上流側の逆浸透膜分離装置、脱炭酸膜装置、下流側の逆浸透膜分離装置の順に直列に配置することができる。この構成は、第１実施形態における逆浸透膜分離装置４及び脱炭酸膜装置１の下流側に、逆浸透膜分離装置を更に設けるように構成することで実現できる。下流側に配置される逆浸透膜分離装置の構成は、第１実施形態の逆浸透膜分離装置と同じ構成とすることができる。
【０１１３】
また、前記実施形態では、脱炭酸膜モジュールに流入される掃引ガスを空気Ｇ１で構成したが、これに制限されない。掃引ガスを、例えば、窒素等の不活性ガスで構成してもよい。
【符号の説明】
【０１１４】
４  逆浸透膜分離装置
５  ＲＯ膜モジュール（逆浸透膜モジュール）
８  エゼクタ
１０  脱炭酸膜モジュール
１５  エアフィルタ（フィルタ）
Ｇ２ａ  混合空気（洗浄ガス、掃引ガス）
Ｗ１  供給水（一次側洗浄水）
Ｗ２  透過水
Ｗ３  濃縮水
【図１】
2017064600.tif 000003
【図２】
2017064600.tif 000004
【図３】
2017064600.tif 000005