(57)【要約】【課題】簡便に供給水の水質を検出し、スケール析出を抑制することができる水処理システムを提供すること。【解決手段】水処理システム１は、逆浸透膜モジュール１０と、供給水Ｗ１３を逆浸透膜モジュール１０に供給する供給水ラインＬ１と、逆浸透膜モジュール１０に接続され、濃縮水Ｗ３０が流通する濃縮水ラインＬ３と、濃縮水（濃縮排水Ｗ５０）を濃縮水ラインＬ３から系外に排出する濃縮排水ラインＬ５と、供給水（循環水Ｗ４０）を濃縮水ラインＬ３から供給水ラインＬ１に返送する循環水ラインＬ４と、供給水が流通するラインＬ１、Ｌ３、Ｌ４のうちの一つ以上にスケール分散剤を添加する分散剤添加装置５と、腐食速度検出手段１６の検出する腐食速度に基づいて、分散剤添加装置５を制御する分散剤添加制御部３０と、を備える。【選択図】図１
2017213552.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逆浸透膜モジュールと、
供給水を前記逆浸透膜モジュールに向けて供給する供給水ラインと、
前記逆浸透膜モジュールで分離された濃縮水が流通する濃縮水ラインと、
前記濃縮水ラインに接続され、濃縮排水としての濃縮水を系外へ排出する濃縮排水ラインと、
前記濃縮水ラインに接続され、供給水としての濃縮水を前記供給水ラインに返送する循環水ラインと、
前記供給水ライン、前記濃縮水ライン及び前記循環水ラインのうちの一つ以上の供給水が流通するラインにスケール分散剤を添加する分散剤添加装置と、
前記供給水ライン、前記濃縮水ライン、前記濃縮排水ライン及び前記循環水ラインのうちの一つ以上のラインの腐食速度を分極抵抗法で検出する腐食速度検出手段と、
前記腐食速度検出手段で検出される腐食速度に基づいて、前記供給水が流通するラインに添加されるスケール分散剤の添加量を調整するように前記分散剤添加装置を制御する分散剤添加制御部と、を備える、水処理システム。
【請求項２】
前記分散剤添加装置は、前記供給水ラインを流通する供給水に分散剤を添加する、請求項１に記載の水処理システム。
【請求項３】
前記腐食速度検出手段は、前記濃縮水ライン、前記濃縮排水ライン又は前記循環水ラインの腐食速度を検出する、請求項１又は２に記載の水処理システム。
【請求項４】
前記分散剤添加制御部は、前記腐食速度検出手段で検出される腐食速度と、シリカ濃度とに基づいて、前記供給水が流通するラインに添加されるスケール分散剤の添加量を調整するように前記分散剤添加装置を制御する請求項１〜３のいずれかに記載の水処理システム。
【請求項５】
供給水又は濃縮排水のシリカ濃度を定期的に自動検出するシリカ濃度検出手段を更に備え、
前記分散剤添加制御部は、前記腐食速度検出手段で検出される腐食速度と、前記シリカ濃度検出手段で検出されるシリカ濃度とに基づいて、前記供給水が流通するラインに添加されるスケール分散剤の添加量を調整するように前記分散剤添加装置を制御する請求項４に記載の水処理システム。
【請求項６】
供給水又は濃縮排水の水温を検出する水温検出手段を更に備え、
前記分散剤添加制御部は、前記腐食速度検出手段で検出される腐食速度と、前記水温検出手段で検出される水温とに基づいて、前記供給水が流通するラインに添加されるスケール分散剤の添加量を調整するように前記分散剤添加装置を制御する請求項１〜３のいずれかに記載の水処理システム。
【請求項７】
前記供給水が流通するラインにｐＨ調整剤を添加するｐＨ調整剤添加装置と、
前記腐食速度に基づいて供給水のｐＨを調整するように前記ｐＨ調整剤添加装置を制御するｐＨ調整剤添加制御部と、を更に備える、請求項１〜６のいずれか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、供給水が流通するラインにスケール分散剤を添加する分散剤添加装置を備える水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
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）で純水と濃縮水に逆浸透膜分離処理することにより製造される。
【０００３】
ＲＯ膜モジュールにより純水（透過水）を製造する際、原水（供給水）に含まれるシリカ・硬度成分がＲＯ膜の表面にスケールとして析出する現象が発生する。また、原水（供給水）に含まれる懸濁物質（例えば、不溶状態のコロイド状鉄）がＲＯ膜の表面や細孔内に沈着する、いわゆるファウリングと呼ばれる現象も発生する。ＲＯ膜にスケールの析出やファウリングが発生すると、ＲＯ膜の透水能力（水透過係数）が低下する。その結果、純水（透過水）の流量が減少する。
【０００４】
そこで、供給水のシリカ濃度等に基づいて、シリカ系スケールの析出やファウリングを抑制しつつ、劣悪な水質の供給水を用いても、炭酸カルシウム系スケールの析出を安定して抑制できる水処理システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
一方で、炭酸カルシウム系スケールの析出傾向は、供給水のｐＨ、カルシウム硬度、Ｍアルカリ度及び電気伝導率などの測定値並びに分散剤の添加量などの設定値によって決まる。また、これらの項目を監視、管理しつつ、最適な分散剤の添加量などを設定することで、シリカ成分を多く含む供給水に対しても高い回収率で安定的に透過水を得ることができる水処理システムが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−９８０２９号公報
【特許文献２】特開２０１２−１８３４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２に記載の技術を用いた場合、前述の項目をすべて測定したり管理したりするには、多くのセンサ（検出手段）が必要となるため、簡便に供給水のスケール析出を抑制することは困難である。
【０００８】
従って、簡便に供給水の水質を検出し、スケール析出を抑制することができる水処理システムが望まれている。
【０００９】
本発明は、簡便に供給水の水質を検出し、スケール析出を抑制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】
【００１０】
本発明は、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、供給水を前記逆浸透膜モジュールに向けて供給する供給水ラインと、前記逆浸透膜モジュールで分離された濃縮水が流通する濃縮水ラインと、前記濃縮水ラインに接続され、濃縮排水としての濃縮水を系外へ排出する濃縮排水ラインと、前記濃縮水ラインに接続され、供給水としての濃縮水を前記供給水ラインに返送する循環水ラインと、前記供給水ライン、前記濃縮水ライン及び前記循環水ラインのうちの一つ以上の供給水が流通するラインにスケール分散剤を添加する分散剤添加装置と、前記供給水ライン、前記濃縮水ライン、前記濃縮排水ライン及び前記循環水ラインのうちの一つ以上のラインの腐食速度を分極抵抗法で検出する腐食速度検出手段と、前記腐食速度検出手段で検出される腐食速度に基づいて、前記供給水が流通するラインに添加されるスケール分散剤の添加量を調整するように前記分散剤添加装置を制御する分散剤添加制御部と、を備える、水処理システムに関する。
【００１１】
また、前記分散剤添加装置は、前記供給水ラインを流通する供給水に分散剤を添加することが好ましい。
【００１２】
また、前記腐食速度検出手段は、前記濃縮水ライン、前記濃縮排水ライン又は前記循環水ラインの腐食速度を検出することが好ましい。
【００１３】
また、前記分散剤添加制御部は、前記腐食速度検出手段で検出される腐食速度と、シリカ濃度とに基づいて、前記供給水が流通するラインに添加されるスケール分散剤の添加量を調整するように前記分散剤添加装置を制御することが好ましい。
【００１４】
また、供給水又は濃縮排水のシリカ濃度を定期的に自動検出するシリカ濃度検出手段を更に備え、前記分散剤添加制御部は、前記腐食速度検出手段で検出される腐食速度と、前記シリカ濃度検出手段で検出されるシリカ濃度とに基づいて、前記供給水が流通するラインに添加されるスケール分散剤の添加量を調整するように前記分散剤添加装置を制御することが好ましい。
【００１５】
また、供給水又は濃縮排水の水温を検出する水温検出手段を更に備え、前記分散剤添加制御部は、前記腐食速度検出手段で検出される腐食速度と、前記水温検出手段で検出される水温とに基づいて、前記供給水が流通するラインに添加されるスケール分散剤の添加量を調整するように前記分散剤添加装置を制御することが好ましい。
【００１６】
また、前記供給水が流通するラインにｐＨ調整剤を添加するｐＨ調整剤添加装置と、前記腐食速度に基づいて供給水のｐＨを調整するように前記ｐＨ調整剤添加装置を制御するｐＨ調整剤添加制御部と、を更に備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、簡便に供給水の水質を検出し、スケール析出を抑制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】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る水処理システムの全体構成図である。
【図２】本実施形態の制御部が分散剤添加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。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の水処理システム１の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の水処理システム１の全体構成図である。
【００２０】
図１に示すように、水処理システム１は、水源２と、分散剤添加装置５と、ｐＨ調整剤添加装置７と、加圧ポンプ８と、インバータ９と、逆浸透膜モジュールとしてのＲＯ膜モジュール１０と、定流量弁１４と、比例制御排水弁１５と、腐食速度検出手段としての腐食速度センサ１６と、シリカ濃度検出手段としてのシリカ濃度センサ１７と、水温検出手段としての水温計１８と、流量センサＦＭ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。
【００２１】
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、循環水ラインＬ４と、濃縮排水ラインＬ５と、を備える。「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。また、その由来（出所）やその水質によらず、供給水ラインＬ１、濃縮水ラインＬ３又は循環水ラインＬ４を流通する水を、「供給水」ともいい、濃縮水ラインＬ３、循環水ラインＬ４又は濃縮排水ラインＬ５を流通する水を、「濃縮水」ともいう。
【００２２】
供給水ラインＬ１は、供給水Ｗ１３をＲＯ膜モジュール１０に向けて供給するラインである。供給水ラインＬ１は、上流側から下流側に向けて、第１供給水ラインＬ１１と、第２供給水ラインＬ１２とを有する。
【００２３】
第１供給水ラインＬ１１の上流側の端部は、原水Ｗ１１の水源２に接続されている。第１供給水ラインＬ１１の下流側の端部は、接続部Ｊ２において、第２供給水ラインＬ１２及び循環水ラインＬ４に接続されている。第１供給水ラインＬ１１には上流側から下流側に向けて、分散剤添加装置５の分散剤添加位置Ｊ１と、ｐＨ調整剤添加装置７とが、設けられる。分散剤添加位置Ｊ１において、分散剤添加装置５と第１供給水ラインＬ１１とが接続されている。
【００２４】
分散剤添加装置５は、供給水ラインＬ１、濃縮水ラインＬ３及び循環水ラインＬ４のうちの一つ以上の供給水が流通するラインにスケール分散剤を添加する装置である。本実施形態においては、分散剤添加装置５は、供給水ラインＬ１（第１供給水ラインＬ１１）を流通する供給水（原水Ｗ１１）にスケール分散剤を添加することにより、供給水Ｗ１２を得る装置である。分散剤添加装置５が分散剤添加位置Ｊ１において原水Ｗ１１にスケール分散剤を添加することにより、供給水Ｗ１２は得られる。分散剤添加装置５は、制御部３０と電気的に接続されている。なお、供給水Ｗ１２に対するスケール分散剤の添加量や供給水Ｗ１２の水質によらず、分散剤添加位置Ｊ１よりも下流側の供給水ラインＬ１（第１供給水ラインＬ１１）を流通する水を「供給水Ｗ１２」ともいう。
【００２５】
本実施形態においては、分散剤添加装置５は、ＲＯ膜モジュール１０におけるスケールの析出を抑制するために、スケール分散剤を添加する。また、ＲＯ膜モジュール１０において、逆浸透膜の表面に炭酸カルシウム系スケールが付着することを効果的に抑制可能なことから、スケール分散剤の例として、ポリカルボン酸とホスホン酸とを含む、濃度が３３〜３７質量％の水溶液であるＢＷＡ  ＷＡＴＥＲ  ＡＤＤＩＴＩＶＥＳ社の商品名「フロコン２６０」を挙げることができる。
【００２６】
ｐＨ調整剤添加装置７は、供給水ラインＬ１、濃縮水ラインＬ３及び循環水ラインＬ４のうちの一つ以上の供給水が流通するラインにｐＨ調整剤を添加する装置である。本実施形態においては、ｐＨ調整剤添加装置７は、供給水ラインＬ１（第１供給水ラインＬ１１）を流通する供給水（供給水Ｗ１２）にｐＨ調整剤を添加する。ｐＨ調整剤添加装置７は、制御部３０と電気的に接続されている。
【００２７】
第２供給水ラインＬ１２の上流側の端部は、接続部Ｊ２に接続されている。第２供給水ラインＬ１２の下流側の端部は、ＲＯ膜モジュール１０の一次側入口ポートに接続されている。第２供給水ラインＬ１２には、加圧ポンプ８が設けられる。
【００２８】
加圧ポンプ８は、供給水Ｗ１３を吸入し、ＲＯ膜モジュール１０に向けて圧送（吐出）する装置である。加圧ポンプ８には、インバータ９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８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。
【００２９】
供給水Ｗ１３は、加圧ポンプ８を介してＲＯ膜モジュール１０に供給される。また、供給水Ｗ１３は、供給水Ｗ１２及び循環水Ｗ４０（後述）からなる。なお、第２供給水ラインＬ１２を流通してＲＯ膜モジュール１０に供給される水を「供給水Ｗ１３」ともいう。
【００３０】
インバータ９は、加圧ポンプ８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。インバータ９は、制御部３０と電気的に接続されている。インバータ９には、制御部３０から指令信号が入力される。インバータ９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８に出力する。
【００３１】
逆浸透膜モジュールとしてのＲＯ膜モジュール１０は、供給水Ｗ１３を透過水Ｗ２０と濃縮水Ｗ３０とに分離する設備である。詳細には、ＲＯ膜モジュール１０は、加圧ポンプ８から吐出された供給水Ｗ１３を、溶存塩類が除去された透過水Ｗ２０と、溶存塩類が濃縮された濃縮水Ｗ３０とに膜分離処理する設備である。ＲＯ膜モジュール１０は、単一又は複数のＲＯ膜エレメント（図示せず）を備える。ＲＯ膜モジュール１０は、これらＲＯ膜エレメントにより供給水Ｗ１３を膜分離処理し、透過水Ｗ２０と濃縮水Ｗ３０とを製造する。
【００３２】
透過水ラインＬ２は、ＲＯ膜モジュール１０で分離された透過水Ｗ２０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１０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、貯留タンク（図示せず）に接続されている。透過水ラインＬ２には、流量センサＦＭが設けられる。
【００３３】
流量センサＦＭは、透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２０の流量を検出する機器である。流量センサＦＭは、制御部３０と電気的に接続されている。流量センサＦＭで検出された透過水Ｗ２０の流量（以下、「検出流量値」ともいう）は、制御部３０にパルス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１０で分離された濃縮水Ｗ３０が流通するラインである。濃縮水ラインＬ３の上流側の端部は、ＲＯ膜モジュール１０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Ｊ３において、循環水ラインＬ４及び濃縮排水ラインＬ５に分岐している。
【００３５】
循環水ラインＬ４は、濃縮水ラインＬ３に接続され、供給水としての濃縮水（循環水Ｗ４０）を供給水ラインＬ１に返送するラインである。本実施形態においては、循環水ラインＬ４は、濃縮水ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ３０を循環水Ｗ４０として、供給水ラインＬ１における加圧ポンプ８よりも上流側に返送（循環）させるラインである。循環水ラインＬ４の上流側の端部は、接続部Ｊ３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に接続されている。接続部Ｊ２は、分散剤添加位置Ｊ１と加圧ポンプ８との間に配置されている。循環水ラインＬ４には、上流側から下流側に向けて、定流量弁１４と、腐食速度センサ１６と、シリカ濃度センサ１７と、水温計１８と、が設けられる。
【００３６】
定流量弁１４は、循環水ラインＬ４を流通する循環水Ｗ４０の流量を所定の一定流量値に保持するように調節する機器である。定流量弁１４において保持される「一定流量値」とは、一定流量値に幅がある概念であり、定流量弁における目標流量値のみに限られない。例えば、定流量機構の特性（例えば、材質や構造に起因する温度特性等）を考慮して、定流量弁における目標流量値に対して、±１０％程度の調節誤差を有するものを含む。定流量弁１４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するものであり、例えば、水ガバナの名称で呼ばれるものが挙げられる。なお、定流量弁１４は、補助動力や外部操作により動作して、一定流量値を保持するものでもよい。
【００３７】
腐食速度検出手段としての腐食速度センサ１６は、供給水ラインＬ１、濃縮水ラインＬ３、循環水ラインＬ４及び濃縮排水ラインＬ５のうちの一つ以上のラインの腐食速度を分極抵抗法で検出する機器である。本実施形態においては、腐食速度センサ１６は、循環水ラインＬ４の腐食速度を検出する。腐食速度センサ１６が循環水ラインＬ４の腐食速度を分極抵抗法で検出することにより、ラインの腐食速度は連続的に検出される。腐食速度センサ１６は、制御部３０と電気的に接続されている。後述するように、制御部３０は、腐食速度センサ１６で連続的に検出される腐食速度に基づいて、分散剤添加制御を実行する。
【００３８】
腐食速度センサ１６は、所定の間隔を空けて設置されている一対の電極（図示せず）を備えている。本実施形態においては、一対の電極は、鉄（Ｆｅ）製の電極である。腐食速度センサ１６は、ラインを流通する水（本実施形態においては、循環水ラインＬ４を流通する循環水Ｗ４０）に一対の電極を浸し、電極間に電圧を印加することで、分極抵抗（腐食反応抵抗、電荷移動抵抗）を測定し、ライン（配管）の腐食速度を算出する。
【００３９】
腐食速度センサ１６が検出するライン（配管）の腐食速度と供給水に含まれるスケール成分との関係について説明する。一般に、スケールの要因となる硬度やシリカ等のスケール成分が多くなり、金属表面のスケール化が進行すると、腐食は抑制されていく傾向がある。このことから、腐食速度が低下した場合には、水質がスケール傾向のある水質へと変化したことを意味することが多い。反対に、腐食速度が増加した場合には、水質がスケール傾向の低い水質に変化したことを意味することが多い。そのため、腐食速度センサ１６の検出する腐食速度は、供給水のスケール傾向を推定する指標となる。
【００４０】
シリカ濃度センサ１７は、供給水又は濃縮排水のシリカ濃度を検出する機器である。本実施形態においては、シリカ濃度センサ１７は、供給水としての循環水Ｗ４０のシリカ濃度を定期的に自動検出する。シリカ濃度の測定においては、定期的に供給水を採取して水分析を行ってもよいが、省力化及び迅速な水質管理のため、例えば公開特許公報２０１５−８３９４５記載のシリカ濃度測定装置にて、定期的に自動測定することがより望ましい。
【００４１】
水温計１８は、供給水又は濃縮排水の水温を検出する機器である。本実施形態においては、水温計１８は、供給水としての循環水Ｗ４０の水温を定期的に自動検出する。
【００４２】
濃縮排水ラインＬ５は、濃縮水ラインＬ３に接続され、濃縮排水Ｗ５０としての濃縮水を系外へ排出するラインである。本実施形態においては、濃縮排水ラインＬ５は、接続部Ｊ３において濃縮水ラインＬ３に接続され、ＲＯ膜モジュール１０で分離された濃縮水Ｗ３０を、濃縮排水Ｗ５０として装置外（系外）に排出するラインである。濃縮排水ラインＬ５には、比例制御排水弁１５が設けられる。
【００４３】
比例制御排水弁１５は、濃縮排水ラインＬ５から装置外に排出される濃縮排水Ｗ５０の流量を調節する弁である。比例制御排水弁１５は、制御部３０と電気的に接続されている。比例制御排水弁１５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）を比例制御排水弁１５に送信して、弁開度を制御することにより、濃縮排水Ｗ５０の排水流量を調節することができる。
【００４４】
制御部３０は、ＣＰＵ及びメモリを含むマイクロプロセッサ（図示せず）により構成される。制御部３０において、マイクロプロセッサのＣＰＵは、メモリから読み出した所定のプログラムに従って、水処理システム１に係る各種の制御を実行する。以下、制御部３０の機能の一部について説明する。
【００４５】
制御部３０は、透過水Ｗ２０の流量が予め設定された目標流量値となるように、透過水Ｗ２０の検出流量値（系内の物理量）をフィードバック値として、加圧ポンプ８を駆動するための駆動周波数を演算し、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）をインバータ９に出力する（以下、「流量フィードバック水量制御」ともいう）流量制御部として機能する。なお、流量フィードバック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。
【００４６】
また、制御部３０は、腐食速度センサ１６で検出される腐食速度等に基づいて、供給水が流通するライン（供給水ラインＬ１）に添加されるスケール分散剤の添加量を調整するように分散剤添加装置５を制御する分散剤添加制御部として機能する（以下、制御部３０が、腐食速度センサ１６で検出される腐食速度等に基づいて、供給水が流通するラインに添加されるスケール分散剤の添加量を調整するように分散剤添加装置５を制御することを「分散剤添加制御」ともいう）。
【００４７】
例えば、分散剤添加制御部としての制御部３０は、下記の（１）〜（３）のいずれかに基づいて、供給水が流通するラインに添加されるスケール分散剤の添加量を調整するように分散剤添加装置５を制御する。
（１）腐食速度センサ１６で検出される腐食速度
（２）腐食速度センサ１６で検出される腐食速度と、シリカ濃度
（３）腐食速度センサ１６で検出される腐食速度と、水温計１８で検出される水温
【００４８】
制御部３０は、腐食速度に基づいて供給水のｐＨを調整するようにｐＨ調整剤添加装置７を制御するｐＨ調整剤添加制御部として機能する。制御部３０は、ｐＨ調整剤添加装置７におけるｐＨ調整剤の添加量を、分散剤添加装置５におけるスケール分散剤の添加量と同様の制御フロー（後述）によって調整してもよく、又は、異なる制御フローによって調整してもよい。
【００４９】
分散剤添加制御部としての制御部３０が腐食速度センサ１６で検出される腐食速度に基づいて供給水が流通するラインに添加されるスケール分散剤の添加量を調整する一例について説明する。図２は、制御部３０が分散剤添加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２に示すフローチャートによる制御においては、ＲＯ膜モジュール１０は、供給水Ｗ１３を透過水Ｗ２０及び濃縮水Ｗ３０に分離する動作を実行している。
【００５０】
図２に示すステップＳＴ１０１において、制御部３０は、腐食速度検出手段としての腐食速度センサ１６で検出された循環水ラインＬ４の腐食速度（以下「腐食速度値ＣＲ」ともいう）を取得する。本実施形態においては、制御部３０は、連続的に検出された腐食速度値ＣＲのうち最新の腐食速度値ＣＲを取得する。
【００５１】
ステップＳＴ１０２において、制御部３０は、腐食速度値ＣＲから、スケール生成傾向範囲内か否かを判定する。具体的には、制御部３０は、腐食速度値ＣＲが下限値Ｔ１を下回る（腐食速度値ＣＲ≦下限値Ｔ１）か否かを判定する。
【００５２】
下限値Ｔ１は、スケール生成傾向範囲内か否かを判定するための閾値として、制御部３０のメモリに記録されている。下限値Ｔ１は、腐食速度センサ１６が設置されるラインを流通する液体の水質等によって適宜に設定されてもよい。下限値Ｔ１は、０〜２２ｍｄｄの範囲で設定されることが好ましい。更に、下限値Ｔ１は、０〜１０ｍｄｄの範囲で設定されることがより好ましい。本実施形態においては、ノイズが０．０〜０．８ｍｄｄの範囲で発生するため、下限値Ｔ１は、１．０ｍｄｄに設定されている。
【００５３】
ステップＳＴ１０２において、腐食速度値ＣＲ≦下限値Ｔ１である（ＹＥＳ）場合には、処理はステップＳＴ１０３に移行する。腐食速度値ＣＲ＞下限値Ｔ１である（ＮＯ）場合には、処理はステップＳＴ１０４に移行する。
【００５４】
ステップＳＴ１０３において、分散剤添加制御部としての制御部３０は、腐食速度値ＣＲに基づいて、分散剤添加装置５によって添加されるスケール分散剤の添加量を調整する。本実施形態においては、制御部３０は、スケール分散剤の添加量を増やすように、分散剤添加装置５を制御する。スケール分散剤の添加量が調整されることにより、本フローチャートの処理は、終了する。
【００５５】
ステップＳＴ１０４において、制御部３０は、腐食速度値ＣＲからスケール分散剤が過剰に投与されているか否かを判定する。具体的には、制御部３０は、腐食速度値ＣＲが上限値Ｔ２を上回る（腐食速度値ＣＲ≧上限値Ｔ２）か否かを判定する。
【００５６】
上限値Ｔ２は、スケール分散剤が過剰に投与されている否かを判定するための閾値として、制御部３０のメモリに記録されている。上限値Ｔ２は、少なくとも下限値Ｔ１を上回る値に設定される。上限値Ｔ２は、腐食速度センサ１６が設置されているラインを流通する液体の水質等によって適宜に設定されてもよい。上限値Ｔ２は、０〜１００ｍｄｄ以下の範囲で設定されることが好ましい。更に、上限値Ｔ２は、０〜５０ｍｄｄの範囲で設定されることがより好ましい。本実施形態においては、上限値Ｔ２は１０ｍｄｄに設定されている。
【００５７】
ステップＳＴ１０４において、腐食速度値ＣＲ≧上限値Ｔ２である（ＹＥＳ）場合には、処理はステップＳＴ１０５に移行する。腐食速度値ＣＲ＜上限値Ｔ２である（ＮＯ）場合には、処理はステップＳＴ１０１に戻る。
【００５８】
ステップＳＴ１０５において、分散剤添加制御部としての制御部３０は、腐食速度値ＣＲに基づいて、分散剤添加装置５によって添加されるスケール分散剤の添加量を調整する。本実施形態においては、制御部３０は、スケール分散剤の添加量を減らすように、分散剤添加装置５を制御する。スケール分散剤の添加量が調整されることにより、本フローチャートの処理は、終了する。
【００５９】
本実施形態の水処理システム１によれば、例えば、以下に示す効果が奏される。
水処理システム１は、供給水Ｗ１３を透過水Ｗ２０と濃縮水Ｗ３０とに分離する逆浸透膜モジュールとしてのＲＯ膜モジュール１０と、供給水Ｗ１３をＲＯ膜モジュール１０に向けて供給する供給水ラインＬ１と、ＲＯ膜モジュール１０で分離された濃縮水Ｗ３０が流通する濃縮水ラインＬ３と、濃縮水ラインＬ３に接続され、濃縮排水Ｗ５０としての濃縮水を系外へ排出する濃縮排水ラインＬ５と、濃縮水ラインＬ３に接続され、供給水としての濃縮水（循環水Ｗ４０）を供給水ラインＬ１に返送する循環水ラインＬ４と、供給水ラインＬ１、濃縮水ラインＬ３及び循環水ラインＬ４のうちの一つ以上の供給水が流通するラインにスケール分散剤を添加する分散剤添加装置５と、供給水ラインＬ１、濃縮水ラインＬ３、循環水ラインＬ４及び濃縮排水ラインＬ５のうちの一つ以上のラインの腐食速度を分極抵抗法で検出する腐食速度検出手段としての腐食速度センサ１６と、腐食速度センサ１６で検出される腐食速度に基づいて、供給水が流通するライン（供給水ラインＬ１、濃縮水ラインＬ３及び循環水ラインＬ４）に添加されるスケール分散剤の添加量を調整するように分散剤添加装置５を制御する分散剤添加制御部としての制御部３０と、を備える。
【００６０】
そのため、分散剤添加制御部としての制御部３０は、分極抵抗法によって連続的に検出される腐食速度値ＣＲに基づいて、供給水（例えば、原水Ｗ１１）に添加されるスケール分散剤の添加量を調整するように分散剤添加装置５を制御できる。これによれば、簡便に供給水の水質を検出し、スケール析出を抑制することができる。
【００６１】
また、分散剤添加装置５は、供給水ラインＬ１（第１供給水ラインＬ１１）を流通する供給水（原水Ｗ１１）にスケール分散剤を添加する。そのため、供給水がＲＯ膜モジュール１０に供給されるまでの流通過程において、スケール分散剤が原水Ｗ１１（供給水）に効率よく添加される。これによれば、ＲＯ膜の表面にスケールが析出することを抑制することができる。
【００６２】
また、腐食速度検出手段としての腐食速度センサ１６は、濃縮水ラインＬ３、循環水ラインＬ４又は濃縮排水ラインＬ５の腐食速度を検出する。濃縮水ラインＬ３、循環水ラインＬ４又は濃縮排水ラインＬ５には、ＲＯ膜モジュール１０によって分離された濃縮水（濃縮水Ｗ３０、循環水Ｗ４０、濃縮排水Ｗ５０）が流通するため、供給水ラインＬ１と比較して、濃縮水ラインＬ３、循環水ラインＬ４又は濃縮排水ラインＬ５のスケールリスクは、高くなる。腐食速度センサ１６は、スケールリスクが高いラインについて腐食速度を検出するため、水処理システム１全体としてのスケールリスクをより正確に検出できる。
【００６３】
また、分散剤添加制御部としての制御部３０は、腐食速度センサ１６で検出される腐食速度と、シリカ濃度とに基づいて、供給水が流通するラインに添加されるスケール分散剤の添加量を調整するように分散剤添加装置５を制御する。腐食速度センサ１６により、硬度やシリカ濃度といった全てのスケールの析出傾向の合算値として腐食速度が検出される。また、腐食速度及びシリカ濃度が検出されることで、シリカ系のスケールの析出傾向と、それ以外（主に炭酸カルシウム系のスケール）の析出傾向とを区別できる。シリカ系のスケールの析出傾向と、それ以外（主に炭酸カルシウム系のスケール）の析出傾向とを別々に管理することにより、精度良くスケール析出を抑制できる。
【００６４】
また、水処理システム１は、供給水又は濃縮排水Ｗ５０のシリカ濃度を定期的に自動検出するシリカ濃度センサ１７を更に備え、分散剤添加制御部としての制御部３０は、腐食速度センサ１６で検出される腐食速度と、シリカ濃度センサ１７で検出されるシリカ濃度とに基づいて、供給水が流通するラインに添加されるスケール分散剤の添加量を調整するように分散剤添加装置５を制御する。そのため、省力化及び迅速な水質管理により、精度よくスケール析出を抑制することができる。
【００６５】
また、水処理システム１は、供給水又は濃縮排水Ｗ５０の水温を検出する水温計１８を更に備え、分散剤添加制御部としての制御部３０は、腐食速度センサ１６で検出される腐食速度と、水温計１８で検出される水温とに基づいて、供給水が流通するラインに添加されるスケール分散剤の添加量を調整するように分散剤添加装置５を制御する。硬度やシリカといった多くのスケール成分において、スケール成分の水溶解度は水温によって大きく影響を受ける。そのため、腐食速度センサ１６で検出される腐食速度と、水温とに基づいて、精度よくスケール析出を抑制することができる。
【００６６】
また、水処理システム１は、供給水が流通するラインにｐＨ調整剤を添加するｐＨ調整剤添加装置７と、腐食速度に基づいて供給水のｐＨを調整するようにｐＨ調整剤添加装置７を制御するｐＨ調整剤添加制御部としての制御部３０を更に備える。硬度やシリカといった多くのスケール成分において、スケール成分の水溶解度はｐＨによって大きく影響を受ける。そのため、供給水のｐＨを調整し、精度よくスケール析出を抑制することができる。
【００６７】
また、制御部３０は、腐食速度値ＣＲから、スケール分散剤が過剰に投与されているか否かを判定する（図２、ステップＳＴ１０４を参照）。スケール分散剤が過剰に投与されている（腐食速度値ＣＲ≧上限値Ｔ２）と判定される場合には、制御部３０は、スケール分散剤の添加量を減らすように、分散剤添加装置５を制御する（図２、ステップＳＴ１０５を参照）。そのため、スケール分散剤の添加量の抑制の観点から、最適な分散剤添加量へと調整できる。
【００６８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、前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。
【００６９】
例えば、分散剤添加装置５は、供給水ラインＬ１（詳細には、第１供給水ラインＬ１１）に配置される分散剤添加位置Ｊ１において、分散剤を添加する例について説明したが、これに限定されない。例えば、分散剤添加装置５は、濃縮水ラインＬ３又は循環水ラインＬ４に分散剤を添加してもよい。更に、分散剤添加装置５は、供給水ラインＬ１、濃縮水ラインＬ３及び循環水ラインＬ４のうちの二つ以上のラインにスケール分散剤を添加してもよい。
【００７０】
また、腐食速度センサ１６が、循環水ラインＬ４の腐食速度を分極抵抗法で検出する例について説明したが、これに限定されない。例えば、腐食速度センサ１６が腐食速度を検出するラインは、供給水ラインＬ１、濃縮水ラインＬ３又は濃縮排水ラインＬ５であってもよい。更に、腐食速度センサ１６が腐食速度を検出するラインは、供給水ラインＬ１、濃縮水ラインＬ３、循環水ラインＬ４及び濃縮排水ラインＬ５のうちの二つ以上のラインであってもよい。
【００７１】
また、分散剤添加制御部としての制御部３０は、腐食速度値ＣＲが、下限値Ｔ１から上限値Ｔ２の間にない（腐食速度ＣＲ≦下限値Ｔ１または腐食速度ＣＲ≧上限値Ｔ２）場合に、スケール分散剤の添加量を調整するように、分散剤添加装置５を制御する例について説明した。しかし、制御部３０が、スケール分散剤の添加量を調整するのは、腐食速度値ＣＲが、下限値Ｔ１から上限値Ｔ２の間にない（腐食速度ＣＲ≦下限値Ｔ１または腐食速度ＣＲ≧上限値Ｔ２）場合に限定されない。腐食速度値ＣＲが下限値Ｔ１から上限値Ｔ２の間の値であっても、制御部３０は、スケール分散剤の添加量を調整してもよい。例えば、さまざまな水質値（例えば、水温、シリカ濃度等）に基づいて決定される下限値Ｔ１および上限値Ｔ２と、対応する分散剤添加量のテーブルを用意し、このテーブルに従って下限値Ｔ１および上限値Ｔ２やスケール分散剤の添加量を決定することができる。
【００７２】
また、比例制御排水弁１５の弁開度を制御することにより、濃縮排水Ｗ５０の排水流量を調節する例について説明した。これに限らず、複数の排水バルブを並列に設けた構成とし、排水バルブの開弁数を増減することにより、濃縮排水Ｗ５０の排水流量を段階的に調節するように制御してもよい。これによれば、濃縮排水Ｗ５０の排水流量を調節することができる。
【００７３】
また、腐食速度センサ１６に備えられる一対の電極は、鉄（Ｆｅ）製の電極である例について説明したが、これに限定されない。例えば、腐食速度センサ１６に備えられる一対の電極は、銅（Ｃｕ）製の電極であってもよい。鉄（Ｆｅ）製の一対の電極又は銅（Ｃｕ）製の一対の電極が、適宜に選択されて用いられることが望ましく、より詳細には、一対の電極は、配管（ライン）の材質に合わせて適宜に選択されて用いられることが望ましい。
【００７４】
また、銅（Ｃｕ）製の一対の電極を備えた腐食速度センサと、鉄（Ｆｅ）製の一対の電極を備えた腐食速度センサとが併用して用いられてもよい。この場合、制御部３０は、銅（Ｃｕ）製の腐食速度センサによって検出される銅センサ腐食速度と、鉄（Ｆｅ）製の腐食速度センサによって検出される鉄センサ腐食速度のうち、低い値を示した腐食速度に基づいて、分散剤添加制御を実行してもよい。
【００７５】
また、スケール分散剤の例として、ポリカルボン酸とホスホン酸とを含む、濃度が３３〜３７質量％の水溶液であるＢＷＡ  ＷＡＴＥＲ  ＡＤＤＩＴＩＶＥＳ社の商品名「フロコン２６０」を挙げて説明した。しかし、スケール分散剤の例は、「フロコン２６０」に限定されない。水処理システム１に用いられるスケール分散剤は、水溶性のものであれば特に限定されるものではなく、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、ポリスルホン酸並びにホスホン酸等であってもよい。これらのスケール分散剤は、二種以上のものが併用されてもよい。また、スケール分散剤は、通常、水溶液として用いられるものであってもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１  水処理システム
５  分散剤添加装置
７  ｐＨ調整剤添加装置
１０  ＲＯ膜モジュール（逆浸透膜モジュール）
１６  腐食速度センサ（腐食速度検出手段）
１７  シリカ濃度センサ（シリカ濃度検出手段）
１８  水温計（水温検出手段）
３０  制御部（分散剤添加制御部、ｐＨ調整剤添加制御部）
Ｌ１  供給水ライン（供給水が流通するライン）
Ｌ２  透過水ライン
Ｌ３  濃縮水ライン（供給水が流通するライン）
Ｌ４  循環水ライン（供給水が流通するライン）
Ｌ５  濃縮排水ライン
Ｗ１１  原水
Ｗ１３  供給水
Ｗ２０  透過水
Ｗ３０  濃縮水
Ｗ４０  循環水（濃縮水、供給水）
Ｗ５０  濃縮排水（濃縮水）
【図１】
2017213552.tif 000003
【図２】
2017213552.tif 000004