(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水ラインと、
前記原水ラインを介して原水が供給され、原水中の不純物が除去された透過水及び不純物が濃縮された濃縮水を排出する逆浸透膜モジュールと、
前記原水ラインに設けられ、原水を加圧するポンプと、
前記ポンプの回転数を制御するインバータと、
前記逆浸透膜モジュールの透過水が排出される透過水ラインと、
前記透過水ラインに設けられた流量計と、
前記透過水ラインにおける前記流量計よりも上流側から前記原水ラインに透過水をリターンさせる透過水リターンラインと、
前記透過水リターンラインに設けられた流量調整弁と、
前記原水ラインに設けられ、原水の水質を検出する原水水質検出器と、
前記原水水質検出器の検出信号に基づいて前記流量調整弁を制御する弁制御手段と、
前記流量計の検出信号に基づいて前記流量計により検出される透過水の流量が目標流量になるように前記インバータを制御するインバータ制御手段と、を備えたことを特徴とする逆浸透膜装置。
【請求項２】
前記透過水ラインに設けられ、透過水の水質を検出する透過水水質検出器を更に備え、
前記弁制御手段は、前記透過水水質検出器の検出信号に基づいて、前記流量調整弁を制御することを特徴とする請求項１記載の逆浸透膜装置。
【請求項３】
前記濃縮水を排出する濃縮水ラインと、
前記濃縮水ラインに設けられ、該濃縮水の水質を検出する濃縮水水質検出器を更に備え、
前記弁制御手段は、前記濃縮水水質検出器の検出信号に基づいて、前記流量調整弁を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の逆浸透膜装置。
【請求項４】
前記原水水質検出器、前記透過水水質検出器及び前記濃縮水水質検出器のそれぞれの上流又は下流に接続された水温検出器を更に備え、
前記弁制御手段は、前記水温検出器の検出信号に基づいて前記流量調整弁を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の逆浸透膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、逆浸透膜装置に関し、特に、処理する原水の情報に基づいて透過水の一部を原水側にリターンさせることにより安定した透過水水質を得る逆浸透膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
逆浸透膜装置は、溶媒は通すが溶質は透過させないという逆浸透膜の性質を利用して、被処理水の浸透圧より高い圧力をかけて、溶媒としての水だけを選択的に透過採取する装置である。この逆浸透膜を利用した造水装置において、透過水水質（製造水水質）を連続的に検知し、この水質が所定値になるように、逆浸透膜に供給される原水（被処理水）を透過水により希釈するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−１９７５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
逆浸透膜により製造される透過水の水質は、逆浸透膜自体の性能による影響ばかりでなく、原水の水質にも大きく影響されるので、希釈すべき割合も原水の状態により異なってくる。したがって、特許文献１のように、透過水水質を連続的に検知し、この水質に基づいて原水を透過水により希釈するのみでは、原水の情報が取り入れられていないため、希釈水量も正確には決められず、所定の透過水水質を安定して得ることが困難であるという問題があった。
【０００５】
そこで、原水の水質の変動や逆浸透膜モジュールの膜の経年劣化の影響に関わらず、安定した透過水水質を得ることのできる逆浸透膜装置が求められている。以上のことが本発明の課題である。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、原水の水質変動や逆浸透膜モジュールの膜の経年劣化の影響に関わらず、安定した透過水水質を得ることを可能にした逆浸透膜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】
【０００７】
本発明者は、原水の水質情報に基づいて透過水の一部を原水側にリターンさせることにより、原水の水質変動に関わらず、所定の透過水水質が得られることを見出し、これに基づいて、以下のような新たな逆浸透膜装置を発明するに至った。
【０００８】
（１）原水ラインと、前記原水ラインを介して原水が供給され、原水中の不純物が除去された透過水及び不純物が濃縮された濃縮水を排出する逆浸透膜モジュールと、前記原水ラインに設けられ、原水を加圧するポンプと、前記ポンプの回転数を制御するインバータと、前記逆浸透膜モジュールの透過水が排出される透過水ラインと、前記透過水ラインに設けられた流量計と、前記透過水ラインにおける前記流量計よりも上流側から前記原水ラインに透過水をリターンさせる透過水リターンラインと、前記透過水リターンラインに設けられた流量調整弁と、前記原水ラインに設けられ、原水の水質を検出する原水水質検出器と、前記原水水質検出器の検出信号に基づいて前記流量調整弁を制御する弁制御手段と、前記流量計の検出信号に基づいて前記流量計により検出される透過水の流量が目標流量になるように前記インバータを制御するインバータ制御手段と、を備えたことを特徴とする逆浸透膜装置。
【０００９】
（２）前記透過水ラインに設けられ、透過水の水質を検出する透過水水質検出器を更に備え、前記弁制御手段は、前記透過水水質検出器の検出信号に基づいて、前記流量調整弁を制御することを特徴とする（１）記載の逆浸透膜装置。
【００１０】
（３）前記濃縮水を排出する濃縮水ラインと、前記濃縮水ラインに設けられ、該濃縮水の水質を検出する濃縮水水質検出器を更に備え、前記弁制御手段は、前記濃縮水水質検出器の検出信号に基づいて、前記流量調整弁を制御することを特徴とする（１）又は（２）記載の逆浸透膜装置。
【００１１】
（４）前記原水水質検出器、前記透過水水質検出器及び前記濃縮水水質検出器のそれぞれの上流又は下流に接続された水温検出器を更に備え、前記弁制御手段は、前記水温検出器の検出信号に基づいて前記流量調整弁を制御することを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の逆浸透膜装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、原水の水質変動や逆浸透膜モジュールの膜の経年劣化の影響に関わらず、安定した透過水水質を得ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について説明する。第１実施形態に係わる逆浸透膜装置は、原水ラインを介して原水が供給され、原水中の不純物が除去された透過水ならびに不純物が濃縮された濃縮水として排出する逆浸透膜モジュールを備えている。この逆浸透膜モジュールの透過水が排出される透過水ラインから原水ラインに透過水をリターンさせる透過水リターンラインが設けられている。この透過水リターンラインには流量調整弁が設けられ、原水ラインには、原水の水質を検出する原水水質検出器と、水温を検出する水温検出器が設けられ、水質検出器および水温検出器の検出信号に基づいて流量調整弁を制御することにより、所定量の透過水を原水に混入させ、所定の透過水水質を得るものである。
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明の第１実施形態による逆浸透膜装置のシステム構成図である。
【００１６】
逆浸透膜装置は、溶媒は通すが溶質は透過させないという性質の逆浸透膜（ナノろ過膜を含む）を利用して、溶解塩、シリカ分等の不純物を含んだ被処理水の浸透圧より高い圧力をかけて、溶媒としての水だけを選択的に透過採取するものである。
【００１７】
図１に示すように、逆浸透膜装置１０は、逆浸透膜（ナノろ過膜を含む）を多数備えた筒状の逆浸透膜モジュール１１と、この逆浸透膜モジュール１１の上流側に設けられた、原水タンク１からの原水が供給される原水ライン１２と、この原水ライン１２に設けられた、原水を加圧するためのポンプ１３と、逆浸透膜モジュール１１の下流側に設けられた、不純物が除かれた透過水を排出する透過水ライン１４と、逆浸透膜モジュール１１の下流側に設けられた、不純物が濃縮された濃縮水を排水する濃縮水ライン１５とを備えている。
【００１８】
原水タンク１とポンプ１３との間に、原水の水質（例えば電気伝導率）を検出する水質検出器２および水温を検出する水温検出器３が設けられている。また、透過水ライン１４には流量計４および流量調整弁５が設けられている。透過水ライン１４における、逆浸透膜モジュール１１の下流（逆浸透膜モジュール１１と流量計４との間）から、原水ライン１２における逆浸透膜モジュール１１の上流（水温検出器３とポンプ１３との間）に至る透過水リターンライン６が設けられている。この透過水リターンライン６には流量計７および流量調整弁８が設けられている。
【００１９】
弁制御手段及びインバータ制御手段としての制御部９は、信号線２ａ、３ａ、４ａおよび７ａを介して、それぞれ水質検出器２、水温検出器３、流量計４および流量計７からの信号を受信し、信号線５ｂ、８ｂおよび１３ｂを介して、透過水ライン１４の流量調整弁５、透過水リターンライン６の流量調整弁８、およびインバータ１６を介してポンプ１３をそれぞれ制御するようになっている。
【００２０】
原水タンク１には、例えば、水道水や工業用水等の原水が貯留され、原水タンク１のからの原水は、ポンプ１３により原水ライン１２から逆浸透膜モジュール１１に供給され、逆浸透膜モジュール１１において処理される。その間に、水質検出器２により原水の水質（例えば、電気伝導率）が検出され、また、水温検出器３により原水の水温が検出され、原水の水質情報および水温情報は信号線２ａ、３ａを介して制御部９に送信される。逆浸透膜モジュール１１において処理された透過水は、透過水ライン１４から給水タンク１７に排出され、給水タンク１７の水は、例えば、ボイラシステム、純水装置等に供給される。不純物が濃縮された濃縮水は、濃縮水ライン１５から排出される。
【００２１】
透過水ライン１４を通過する透過水の一部は、透過水リターンライン６を介して原水ライン１２にリターンされる。制御部９は、水質検出器２および水温検出器３が検出した原水水質情報および原水水温情報に基づいて流量調整弁８を制御し、透過水リターンライン６を通過する透過水のリターン量を最適の量に調整する。具体的には、原水の水質が悪いほど（電気伝導率が高いほど）、あるいは原水の水温が高いほど、透過水のリターン量を多くする。すなわち、透過水のリターン量が多いほど、水質改善効果は大きく、給水タンク１７への排水量は少なくなる。したがって、流量調整弁８の制御により所定の水質を確保することができる。なお、制御部９には、流量計４、７からの信号も入力され、制御部９は、これらの流量情報も流量調整弁８の制御に利用するようになっている。
【００２２】
この逆浸透膜装置１０から給水される機器によっては、給水タンク１７への排水量を減らすことなく、所定の水質を確保することが要求される場合がある。その場合には、流量計４で検出される流量が目標水量となるように、インバータ１６によりポンプ１３の回転数を制御し、給水タンク１７への排水量を一定量に維持する。すなわち、透過水のリターン量が多くなるほど、ポンプ１３の回転数を増やし、逆浸透膜モジュール１１への供給水量を多くすることで、一定水量の透過水が給水タンク１７に送られるようにする。
【００２３】
また、ポンプ１３の上流側の原水ライン１２に原水圧力がある場合には、この原水圧力に抗して透過水をリターンしなくてはならない。そのため、透過水ライン１４に絞り弁としての流量調整弁５を設けて背圧を付加するか、あるいは透過水リターンライン６に循環用のポンプ（図示せず）を設けて加圧することにより、リターンされる透過水の圧力を原水圧力よりも高めるようにする。
【００２４】
第１実施形態の逆浸透膜装置１０では、透過水ライン１４から原水ライン１２への透過水リターンライン６を設け、水質検出器２および水温検出器３の検出情報に基づいて透過水リターンライン６の流量調整弁８を制御することにより、原水水質の変動あるいは水温が変動しても、常に安定した透過水水質を得ることができる。なお、水温検出器３による水温情報を併用すると、より水質調整の精度が向上するが、水質検出器２による水質情報のみを用いる構成とすることも可能である。
【００２５】
図２は、本発明の第２実施形態による逆浸透膜装置のシステム構成図である。なお、第１実施形態と同一部材、同一機能のものは同一符号を付し、説明を省略する。
【００２６】
図２に示すように、第２実施形態の逆浸透膜装置は、第１実施形態に加えて、透過水ライン１４に水質検出器１８および水温検出器１９を、濃縮水ライン１５に水質検出器２０および水温検出器２１を設け、これら水質検出器１８、２０および水温検出器１９、２１から信号線１８ｂ、１９ｂ、２０ｂ、２１ｂを介して透過水情報および濃縮水情報を制御部９に入力させ、制御部９により流量調整弁８を制御するようになっている。
【００２７】
第２実施形態の逆浸透膜装置では、原水の水質、水温情報とともに、透過水および濃縮水の水質、水温情報も制御部９に入力させて、流量調整弁８の制御に用いている。このため、例えば、膜の経年劣化等により逆浸透膜モジュール１１の処理能力が低下したような場合、透過水および濃縮水の水質情報に変動が生じるので、これらの情報に基づいて流量調整弁８を制御すると、所定の透過水水質を確保することが可能となる。
【００２８】
以上、説明したように、本発明の実施形態によれば、逆浸透膜モジュールの透過水が排出される透過水ラインから原水ラインに透過水をリターンさせる透過水リターンラインを設け、原水の水質を検出する原水水質検出器の検出信号に基づいて透過水リターンラインの流量調整弁を制御することにより、原水水質が変動しても、常に安定した透過水水質を得ることができる。
【００２９】
また、本実施形態によれば、透過水ラインに設けた透過水水質検出器の検出信号に基づいて、透過水リターンラインの流量調整弁を制御することにより、膜の経年劣化等により逆浸透膜モジュールの処理能力が低下した場合でも、透過水の水質情報に基づいて流量調整弁を制御し、所定の透過水水質を確保することが可能となる。
【００３０】
また、本実施形態によれば、濃縮水ラインに設けた濃縮水水質検出器の検出信号に基づいて、透過水リターンラインの流量調整弁を制御することにより、膜の経年劣化等により逆浸透膜モジュールの処理能力が低下した場合でも、濃縮水の水質情報に基づいて流量調整弁を制御し、所定の透過水水質を確保することが可能となる。
【００３１】
また、本実施形態によれば、水質検出器とともに水温検出器が設けられ、水温検出器の検出信号に基づいて流量調整弁を制御することにより、膜性能に影響を与える水温の情報も加味して透過水リターンラインのリターン量を調整することができ、より精度の高い水質調整を行うことが可能となる。
【００３２】
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、逆浸透膜モジュール１１、透過水リターンライン６、水質検出器２、１８、２０、水温検出器３、１９、２１、流量調整弁８等の具体的構成および配置は適宜設計変更可能である。また、上記の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態の逆浸透膜装置のシステム構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態の逆浸透膜装置のシステム構成図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  原水タンク
２  水質検出器
３  水温検出器
６  透過水リターンライン
８  流量調整弁
９  制御部
１０  逆浸透膜装置
１１  逆浸透膜モジュール
１２  原水ライン
１４  透過水ライン
１５  濃縮水ライン
１８  水質検出器
１９  水温検出器
２０  水質検出器
２１  水温検出器
【図１】
0005050996.tif 000002
【図２】
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