CN102897943B

CN102897943B - 水处理系统

Info

Publication number: CN102897943B
Application number: CN201210261194.1A
Authority: CN
Inventors: 真锅敦行; 渡边隼人
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 2011-07-27
Filing date: 2012-07-26
Publication date: 2016-05-04
Anticipated expiration: 2032-07-26
Also published as: JP5751068B2; KR101944449B1; CN102897943A; US20130026083A1; KR20130028644A; JP2013027802A; US8845888B2

Abstract

本发明提供一种水处理系统，其中污堵硬水软化装置具备：阳离子交换树脂层；阀单元，在软化工序与再生工序之间进行切换，所述软化工序是使原水以下降流方式在所述阳离子交换树脂层中通过，所述再生工序是产生再生液的对向流，使所述阳离子交换树脂层整体进行再生；再生液供应单元，向所述阳离子交换树脂层的硬度泄漏防止区域，供应再生标准为1～6eq/L-R的再生液量；膜分离装置具备：RO膜组件；加压泵；变频装置，将与输入的电流值信号相对应的驱动频率输出至加压泵；控制部，以使透过水的流量达到目标流量值的方式，采用系统内的物理量计算所述加压泵的驱动频率，并将与该驱动频率的计算值相对应的电流值信号输出至变频装置。

Description

水处理系统

技术领域

本发明涉及一种包括硬水软化装置及膜分离装置的水处理系统。

背景技术

在半导体制造工序及电子部件清洗、医疗器具清洗等方面，需要使用到不含杂质的高纯度的纯水。这种纯水一般将地下水和自来水等原水通过使用反渗透膜（以下亦称“RO膜”）进行处理来制造。

通过RO膜制造纯水时，会发生原水中所含有的硬度成分在RO膜表面析出形成水垢的现象。并且，还会发生原水中所含有的悬浊物（例如：不溶状态的胶态铁）沉积于RO膜表面和细孔内的所谓污堵的现象。如果RO膜发生水垢析出和污堵现象，RO膜的透水能力（水透过系数）就下降。其结果，透过水的流量减小。

因此，为了抑制碳酸钙系水垢的析出，现有提案向RO膜供应软水的系统。这种系统，通过使用阳离子交换树脂的硬水软化装置使原水（硬水）软水化，以作为RO装置的预处理（参照专利文献1）。

另一方面，在处于未发生水垢析出和污堵状态的RO膜中，水透过系数随被供应的水（以下称：“供应水”）的温度而变化。供应水温度越高，RO膜的水透过系数就越大。因此，即使将供应水以恒定的压力向RO膜供应，也会随着温度升高，透过水的流量增大。透过水流量增大时，RO膜初级侧的软水浓缩就加剧。

一般而言，在硬水软化装置中，无法脱除原水中所含有的二氧化硅成分和悬浊物质。因此，在RO膜初级侧，如果软水浓缩加剧，则容易发生二氧化硅系水垢析出和污堵。也就是说，向RO膜供应软水时，即使能够抑制碳酸钙系水垢的析出，但也由于温度的变化，而无法抑制二氧化硅系水垢析出和污堵的发生。

于是，为了达到无论供应水的温度如何,也能够将RO膜中的透过水流量保持一定，现有提案进行流量反馈控制的系统。在这种流量反馈控制中，以使以RO膜制造的透过水的流量保持在目标值的方式，通过变频装置控制向RO膜送出供应水的加压泵的运行频率（参照专利文献2）。

（专利文献）

专利文献1：日本专利特开2010-82610号公报

专利文献2：日本专利特开2005-296945号公报。

发明内容

但是，以往的硬水软化装置，难以采用水质恶劣的硬水制造出硬度泄漏量被充分降低的高纯度软水。并且，即使以往的硬水软化装置能够从水质恶劣的硬水中制造出高纯度软水，也难以确保具有实用性的采水量。因此，在RO膜中难以稳定地抑制碳酸钙系水垢的析出。

因此，本发明的目的在于提供一种水处理系统，能够抑制RO膜中二氧化硅系水垢析出和污堵的发生，并且即使在采用水质恶劣的硬水时也能够稳定地抑制碳酸钙系水垢的析出。

本发明涉及一种水处理系统，包括从原水制造软水的硬水软化装置和从软水制造透过水的膜分离装置，该水处理系统的特征在于：所述硬水软化装置具备：阳离子交换树脂层，接受原水或再生液的供应；阀单元，能够在软化工序和再生工序之间进行切换，所述软化工序是使原水以下降流方式从所述阳离子交换树脂层中通过来获得软水的工序，所述再生工序是一边将再生液从所述阳离子交换树脂层的顶部及底部两侧供液一边通过在中部集液，从而产生再生液的对向流，使所述阳离子交换树脂层整体进行再生的工序；以及再生液供应单元，在再生工序中，向以所述阳离子交换树脂层的底部为起点设定为预定深度的硬度泄漏防止区域，供应再生标准为1～6eq/L-R的再生液量，所述膜分离装置具备：反渗透膜组件，将供应的软水分离为透过水和浓缩水；加压泵，以与输入的驱动频率相对应的转速被驱动，将软水吸入并向所述反渗透膜组件排出；变频装置，将与输入的电流值信号相对应的驱动频率输出至所述加压泵；以及控制部，以使透过水流量达到预先设定的目标流量值的方式，采用系统内的物理量计算所述加压泵的驱动频率，并将与该驱动频率的计算值相对应的电流值信号输出至所述变频装置。

并且本发明优选为，所述膜分离装置具备：流量检测单元，对透过水流量进行检测，所述控制部以使所述流量检测单元的检测流量值达到所述目标流量值的方式，计算所述加压泵的驱动频率。

并且本发明优选为，所述膜分离装置具备：压力检测单元，对所述加压泵的排出压力进行检测；以及温度检测单元，对软水、透过水或浓缩水的温度进行检测，所述控制部，（ⅰ）根据所述温度检测单元的检测温度值、所述反渗透膜组件在基准温度下的水透过系数值以及所述目标流量值，对所述加压泵的排出压力进行计算，（ⅱ）将该排出压力的计算值设定为目标压力值，（ⅲ）以使所述压力检测单元的检测压力值达到所述目标压力值的方式，对所述加压泵的驱动频率进行计算。

并且本发明优选为，所述膜分离装置具备：温度检测单元，对软水、透过水或浓缩水的温度进行检测，所述控制部，（ⅰ）根据所述温度检测单元的检测温度值、所述反渗透膜组件在基准温度下的水透过系数值及所述目标流量值，对所述加压泵的排出压力进行计算，（ⅱ）根据该排出压力的计算值，对所述加压泵的驱动频率进行计算。

并且本发明优选为，所述膜分离装置具备：温度检测单元，对软水、透过水或浓缩水的温度进行检测；以及排水阀，能够对于向装置外排出的浓缩水的排水流量进行调节，所述控制部，（ⅰ）根据预先获取的原水或软水的二氧化硅浓度及由所述温度检测单元的检测温度值决定的二氧化硅溶解度，对浓缩水中的二氧化硅容许浓缩倍率进行计算，（ⅱ）根据该容许浓缩倍率的计算值及透过水的所述目标流量值，对排水流量进行计算，（ⅲ）以使浓缩水的实际排水流量达到该排水流量的计算值的方式，对所述排水阀进行控制。

并且本发明优选为，所述膜分离装置具备：硬度测定单元，对软水的钙硬度进行测定；以及排水阀，能够对于向装置外排出的浓缩水的排水流量进行调节，所述控制部，（ⅰ）根据预先获取的碳酸钙溶解度及所述硬度测定单元的测定硬度值，对浓缩水中碳酸钙的容许浓缩倍率进行计算，（ⅱ）根据该容许浓缩倍率计算值及透过水的所述目标流量值，对排水流量进行计算，（ⅲ）以使浓缩水的实际排水流量达到该排水流量计算值的方式，对所述排水阀进行控制。

并且本发明优选为，所述膜分离装置具备：电导率测定单元，对透过水的电导率进行测定；以及排水阀，能够对于向装置外排出的浓缩水的排水流量进行调节，所述控制部以使所述电导率测定单元的测定电导率值达到预先设定的目标电导率值的方式，对所述排水阀的排水流量进行控制。

根据本发明，可提供一种水处理系统，能够抑制RO膜中二氧化硅系水垢析出和污堵的发生，并且即使在采用水质恶劣的硬水时也能够稳定地抑制碳酸钙系水垢的析出。

附图说明

图1是实施方式１涉及的水处理系统1的整体构成图。

图2是硬水软化装置3的示意剖面图。

图3是由控制部10执行的工序流程图。

图4（a）、（b）是表示由控制部10执行的基本工序的说明图。

图5是表示实施方式１的控制部10在执行流量反馈水量控制时的处理步骤的流程图。

图6是表示实施方式２的控制部10在执行温度前馈回收率控制时的处理步骤的流程图。

图7是实施方式２涉及的水处理系统1A的整体构成图。

图8是表示实施方式２的控制部10A在执行压力反馈水量控制时的处理步骤的流程图。

图9是表示实施方式２的控制部10A在执行水质前馈回收率控制时的处理步骤的流程图。

图10是实施方式３涉及的水处理系统1B的整体构成图。

图11是表示实施方式３的控制部10B在执行温度前馈水量控制时的处理步骤的流程图。

图12是表示实施方式３的控制部10B在执行水质反馈回收率控制时的处理步骤的流程图。

（符号的说明）

1、1A、1B 水处理系统

3 硬水软化装置

5 温度传感器（温度检测单元）

6 加压泵

7 变频装置

8 RO膜组件

9 流量传感器（流量检测单元）

10、10A、10B 控制部

11 第1排水阀（排水阀）

12 第2排水阀（排水阀）

13 第3排水阀（排水阀）

14 硬度传感器（硬度测定单元）

15 压力传感器（压力检测单元）

16 电导率传感器（电导率测定单元）

L1 原水管线

L2 软水管线

L3 盐水管线

L4 排水管线

L5 透过水管线

L6 浓缩水管线

Ｗ1 原水

Ｗ2 软水

Ｗ3 盐水

Ｗ4 排水

Ｗ5 透过水

Ｗ6 浓缩水。

具体实施方式

（实施方式１）

下面，对于本发明的实施方式１涉及的水处理系统1，参照附图进行说明。水处理系统1是例如适用于从淡水制造纯水的纯水制造系统。图1是实施方式１涉及的水处理系统1的整体构成图。图2是硬水软化装置3的示意剖面图。图3是由控制部10执行的工序流程图。图4（a）、（b）是表示由控制部10执行的基本工序的说明图。

如图1所示，实施方式１涉及的水处理系统1具备：原水泵2、硬水软化装置3、作为再生液供应单元的盐水箱4及作为温度检测单元的温度传感器5。并且，水处理系统1还具备：加压泵6、变频装置7、作为反渗透膜组件的RO膜组件8、作为流量检测单元的流量传感器9、控制部10及第1排水阀11～第3排水阀13。其中，加压泵6、RO膜组件8、流量传感器9及控制部10构成本实施方式中的膜分离装置。并且，图1以虚线表示电气连接路径。

并且，水处理系统1具备原水管线L1、软水管线L2、盐水管线L3及排水管线L4。进而，水处理系统1还具备透过水管线L5和浓缩水管线L6。本说明书中所称谓的“管线”，是流路、路径、管路等流体可流通的管线的统称。

原水管线L1的上游侧端部连接于原水Ｗ1的供应源（未图示）。另一方面，原水管线L1的下游侧端部连接于硬水软化装置3的工序控制阀32。

原水泵2设置于原水管线L1上。原水泵2将从供应源供应的自来水和地下水等原水Ｗ1压送至硬水软化装置3。原水泵2与控制部10电气连接。原水泵2的运行（驱动及停止）由控制部10控制。

原水管线L1及原水泵2在软化工序ST1中，将电导率为150mS/m以下、且总硬度为500mgCaCO₃/L以下的原水Ｗ1供应给硬水软化装置3。

硬水软化装置3是将原水Ｗ1中所含有的硬度成分（钙离子及镁离子），在阳离子交换树脂层311中置换为钠离子（或钾离子）来制造软水Ｗ2的设备。如图2所示，硬水软化装置3主要由压力箱31和作为阀单元的工序控制阀32构成。

压力箱31是上部具备开口部的有底的筒状体。压力箱31的开口部由盖部件密封。压力箱31的内部填装有由阳离子交换树脂颗粒构成的阳离子交换树脂层311及由过滤砾石构成的支持层312。

阳离子交换树脂层311作为使原水Ｗ1软水化的处理材料发挥功效。阳离子交换树脂层311在压力箱31内部，积层于支持层312的上部。阳离子交换树脂层311的深度D1设定在300～1500mm的范围。

支持层312作为将针对阳离子交换树脂层311的流体进行整流的部件发挥功效。支持层312填装于压力箱31的底部侧。

在压力箱31中，在阳离子交换树脂层311的顶部，设置有防止阳离子交换树脂颗粒流出的顶部滤网321。顶部滤网321经由未图示的第1流路，与构成工序控制阀32的各种管线分别连接。

基于顶部滤网321的供液位置及集液位置，设定在阳离子交换树脂层311的顶部附近。顶部滤网321作为设置于阳离子交换树脂层311顶部的顶部供液部及顶部集液部发挥功效。

在压力箱31中阳离子交换树脂层311的底部，设置有防止阳离子交换树脂颗粒流出的底部滤网322。底部滤网322经由未图示的第2流路，与构成工序控制阀32的各种管线分别连接。

基于底部滤网322的供液位置及集液位置，设定在阳离子交换树脂层311的底部附近。底部滤网322作为设置在阳离子交换树脂层311底部的底部供液部及底部集液部发挥功效。

在压力箱31中，在硬度泄漏防止区域313（后述）的上部且阳离子交换树脂层311深度方向的中间部分，设置有防止阳离子交换树脂颗粒流出的中部滤网323。中部滤网323经由未图示的第3流路，与构成工序控制阀32的各种管线分别连接。

基于中部滤网323的集液位置，设定在阳离子交换树脂层311的中部附近。中部滤网323作为设置在阳离子交换树脂层311中部的中部集液部发挥功效。

工序控制阀32的内部具备各种管线和阀门等。工序控制阀32构成为至少可在软化工序ST1中切换原水Ｗ1的流向和在再生工序ST3中切换盐水Ｗ3的流向。在软化工序ST1中，使原水Ｗ1以下降流方式从阳离子交换树脂层311中通过来制造软水Ｗ2。另一方面，在再生工序ST3中，一边将盐水Ｗ3从阳离子交换树脂层311的顶部及底部两侧供液一边在中部集液，从而产生盐水Ｗ3的对向流，使阳离子交换树脂层311整体再生。

在再生工序ST3中，向硬度泄漏防止区域313供应再生标准达到1～6eq/L-R的数量的盐水Ｗ3。这里所谓的再生标准，是指单位体积离子交换树脂的再生所使用的再生剂的量。将氯化钠用作再生剂时，1eq相当于58.5g。

硬度泄漏防止区域313是为了尽量防止软化工序ST1中的硬度泄漏，而在阳离子交换树脂层311中需要充分再生的区域。如图2所示，硬度泄漏防止区域313以阳离子交换树脂层311的底部（即，底面）为起点，深度D2设定为100mm。在再生工序ST3中，通过使这一限定区域以1～6eq/L-R的再生标准进行再生，而能够将硬度泄漏量保持在0.8mgCaCO₃/L以下。

并且，工序控制阀32构成为能够在再生工序ST3后执行的挤出工序ST4中切换原水Ｗ1的流向。在挤出工序ST4中，一边将原水Ｗ1从阳离子交换树脂层311的顶部及底部两侧供液一边在中部集液，从而产生原水Ｗ1的对向流，将导入的盐水Ｗ3挤出。

排水管线L4的上游侧端部连接于工序控制阀32。从排水管线L4，将再生工序和挤出工序等工序中使用过的盐水Ｗ3和原水Ｗ1作为排水Ｗ4排出。

进而，在工序控制阀32中，配置在内部的阀芯的驱动部，经信号线与控制部10电气连接。工序控制阀32中的阀门切换由控制部10进行控制。

下面，对于在硬水软化装置3中实施的各工序进行说明。

在本实施方式的水处理系统1中，由后述的控制部10，通过切换工序控制阀32的流路，实施图3所示的以下工序ST1～ST6的运行。

（ST1）：使原水Ｗ1自上而下地从阳离子交换树脂层311整体中通过的软化工序；

（ST2）：使作为清洗水的原水Ｗ1自下而上地从阳离子交换树脂层311整体中通过的逆清洗工序；

（ST3）：使作为再生液的盐水Ｗ3自上而下地从阳离子交换树脂层311中通过，同时使盐水W3自下而上地主要从阳离子交换树脂层311的硬度泄漏防止区域313中通过的再生工序；

（ST4）：使作为挤出水的原水Ｗ1自上而下地从阳离子交换树脂层311中通过，同时使原水Ｗ1自下而上地主要从阳离子交换树脂层311的硬度泄漏防止区域313中通过的挤出工序；

（ST5）：使作为漂净水的原水Ｗ1自上而下地从阳离子交换树脂层311整体中通过的漂净工序；

（ST6）：将作为补充水的原水Ｗ1供应至盐水箱4的补水工序。

下面，对于上述工序ST1～ST6中的主要工序，即，软化工序ST1、再生工序ST3及挤出工序ST4的运行方法进行说明。

在软化工序ST1中，如图4（a）所示，将原水Ｗ1从顶部滤网321供液，使原水Ｗ1以下降流方式从阳离子交换树脂层311整体中通过来制造软水Ｗ2。制造出的软水Ｗ2从底部滤网322集液。在再生工序ST3后的软化工序ST1中，供应电导率为150mS/m以下、且总硬度为500mgCaCO₃/L以下的原水Ｗ1。

在再生工序ST3中，如图4（b）所示，将盐水Ｗ3从顶部滤网321供液，使盐水Ｗ3以下降流方式从阳离子交换树脂层311中通过。同时，还将盐水Ｗ3从底部滤网322供液，使盐水Ｗ3以上升流方式从阳离子交换树脂层311中通过。由此，产生盐水Ｗ3的对向流，使阳离子交换树脂层311再生。在再生工序ST3中，使盐水Ｗ3以0.7～2m/h的线速度从阳离子交换树脂层311中通过。并且，针对硬度泄漏防止区域313供应再生标准达到1～6eq/L-R的数量的盐水Ｗ3。

使阳离子交换树脂层311再生后用过的盐水Ｗ3，从中部滤网323集液。在此再生工序ST3中，通过产生盐水Ｗ3对向流的分流（Split flow）再生方法，对阳离子交换树脂层311整体进行再生。特别是在本发明的分流再生中，因为向硬度泄漏防止区域313供应达到特定再生标准的数量的盐水Ｗ3，所以能够将包括硬度泄漏防止区域313在内的阳离子交换树脂层311的下侧区域进行充分再生。

在再生工序ST3结束后运行的挤出工序ST4中，如图4（b）所示，将原水Ｗ1从顶部滤网321供液，使原水Ｗ1以下降流方式从阳离子交换树脂层311中通过。同时，还将原水Ｗ1从底部滤网322供液，使原水Ｗ1以上升流方式从阳离子交换树脂层311中通过。由此，产生原水Ｗ1的对向流，而将导入阳离子交换树脂层311中的盐水Ｗ3挤出。从阳离子交换树脂层311中通过的原水Ｗ1，从中部滤网323集液。在挤出工序ST4中，使原水Ｗ1以0.7～2m/h的线速度、且以0.4～2.5BＶ的挤出量从阳离子交换树脂层311中通过。

在再生工序ST3中，对阳离子交换树脂层311整体以分流再生的方法进行再生。所以，阳离子交换树脂层311整体大致均等地被再生，特别是能够充分再生包括硬度泄漏防止区域313在内的下侧区域。因此，在软化工序ST1中，可将纯度高的软水Ｗ2的采水量提高到最大限度。并且，在分流再生中，虽然使用原水用以挤出再生剂，但是限制了挤出量。所以，能够在基本不产生硬度泄漏防止区域313污染的状态下制造目标纯度的软水Ｗ2。

通过实施此再生工序ST3，因而在其后的软化工序ST1中供应电导率为150mS/m以下、且总硬度为500mgCaCO₃/L以下的原水Ｗ1时，能够制造出硬度泄漏量为0.8mgCaCO₃/L以下的高纯度软水Ｗ2。

另外，对于逆清洗工序ST2、漂净工序ST5及补水工序ST6，省略其图示说明。

下面，再次参照图1，对于水处理系统1的构成进行说明。

盐水箱4贮存将阳离子交换树脂层311再生的盐水Ｗ3。盐水管线L3的上游侧端部连接于盐水箱4。盐水管线L3的下游侧端部与工序控制阀32连通，从而与构成工序控制阀32的各种管线分别连接。

在盐水管线L3设置有盐水阀（未图示）。盐水阀对盐水管线L3进行开闭。盐水阀组装于工序控制阀32中。在盐水阀中，阀芯的驱动部经未图示的信号线，与控制部10电气连接。盐水阀中阀门的开闭由控制部10控制。在再生工序ST3中，盐水箱4将用于阳离子交换树脂层311再生的盐水Ｗ3送出至压力箱31。

温度传感器5是对在软水管线L2中流通的软水Ｗ2的温度进行检测的仪器。温度传感器5在连接部J1连接于软水管线L2。并且，温度传感器5与控制部10电气连接。由温度传感器5检测出的软水Ｗ2的温度（以下称：“检测温度值”），作为检测信号发送至控制部10。

加压泵6是将从硬水软化装置3送出的软水Ｗ2吸入，向RO膜组件8排出的装置。加压泵6与变频装置7（后述）电气连接。由变频装置7转换频率后的驱动电力被供应至加压泵6。加压泵6以与输入的驱动频率相对应的转速被驱动。

变频装置7是将频率转换后的驱动电力供应给加压泵6的电路。变频装置7与控制部10电气连接。电流值信号从控制部10输入至变频装置7。变频装置7将与输入的电流值信号相对应的驱动频率输出至加压泵6。

RO膜组件8是对由硬水软化装置3制造的软水Ｗ2进行膜分离处理而分离出除去了溶解盐类的透过水W5和浓缩了溶解盐类的浓缩水Ｗ6的设备。RO膜组件8具备单个或多个RO膜元件（未图示）。RO膜组件8通过这些RO膜元件对软水Ｗ2进行膜分离处理，来制造透过水W5及浓缩水Ｗ6。RO膜组件8的初级侧入口，经由软水管线L2连接于硬水软化装置3（工序控制阀32）的下游侧。

RO膜组件8的次级侧出口连接透过水管线L5的上游侧端部。通过RO膜组件8得到的透过水W5，经透过水管线L5向需求端等方面送出。并且，RO膜组件8的初级侧出口连接浓缩水管线L6的上游侧端部。通过RO膜组件8得到的浓缩水Ｗ6，经由浓缩水管线L6向RO膜组件8的外面排出。浓缩水管线L6的下游侧连接第1排水阀11、第2排水阀12及第3排水阀13（后述）。

另外，也可使从浓缩水管线L6排出的一部分浓缩水Ｗ6，回流到加压泵6上游侧的软水管线L2中。通过使一部分浓缩水Ｗ6回流到软水管线L2，能够将RO膜组件8表面的水流速保持在预定范围。

本实施方式的RO膜组件8具备在膜表面形成负荷电性皮层的反渗透膜（未图示），该负荷电性皮层由交联全芳香族聚酰胺构成。此反渗透膜具备如下性能：将浓度500mg/L、pH7.0、温度25℃的氯化钠水溶液，以操作压力0.7MPa、回收率15%来供应时，水透过系数为1.5×10^－11m³・m^－2・s^－1・Pa^－1以上、且脱盐率为99%以上。

设定成上述性能的反渗透膜，在淡水脱盐处理中，供应水的硬度越低，以电导率（EC）评价时的脱盐率（即，（供应水EC－透过水EC）/供应水EC×100）就越高。因此，通过恒定地供应由进行分流再生的硬水软化装置3所制造的高纯度软水Ｗ2（实测值在0.8mgCaCO₃/L以下），能够保持高脱盐率（通常98.5%以上）。

所谓操作压力，就是JIS　K3802－1995“膜术语”中定义的平均操作压力。操作压力是指，RO膜组件8的初级侧入口压力与初级侧出口压力的平均値。所谓回收率，指的是RO膜组件8的透过水流量Q_P对供应水（这里是氯化钠水溶液）流量Q_f的比率（即，Q_P/Q_f×100）。

水透过系数是将透过水流量［m³/s］除以膜面积［m²］及有效压力［Pa］所得的值（参照后述的式（3））。水透过系数是表示反渗透膜的水透过性能的指标。即，水透过系数意味着在单位有效压力作用下，在单位时间内透过膜单位面积的水量。有效压力由JIS K3802 －1995“膜术语”定义。有效压力是操作压力（平均操作压力）减去渗透压差及次级侧压力（背压）所得的压力（参照后述的式（4））。

脱盐率是基于透过膜前、后的特定盐类的浓度（这里是氯化钠的浓度）所计算的值。脱盐率是表示反渗透膜阻止溶质的性能指标。脱盐率基于供应水浓度C_f及透过水浓度C_P，按（1－C_P/C_f）×100求出。

满足本实施方式的水透过系数及脱盐率条件的反渗透膜，作为反渗透膜元件在市场上有销售。作为反渗透膜元件，例如可采用东丽公司制品，型号：“TMG20－400”，熊津化学公司(Woongjin Chemical Co.,Ltd.)制品，型号：“RE8040－BLF”，日东电工公司制品，型号：“ESPA1”等。

流量传感器9是对在透过水管线L5中流通的透过水W5的流量进行检测的仪器。流量传感器9在连接部J2连接于透过水管线L5。流量传感器9与控制部10电气连接。由流量传感器9检测的透过水W5流量（以下称：“检测流量值”），作为检测信号发送至控制部10。

第1排水阀11～第3排水阀13是对从浓缩水管线L6排出的浓缩水Ｗ6的排水流量进行调节的阀。上述浓缩水管线L6的下游侧，在分支部J3及J4分支为第1排水管线L11、第2排水管线L12及第3排水管线L13。

第1排水管线L11设置有第1排水阀11。第2排水管线L12设置有第2排水阀12。第3排水管线L13设置有第3排水阀13。

第1排水阀11可开闭第1排水管线L11。第2排水阀12可开闭第2排水管线L12。第3排水阀13可开闭第3排水管线L13。

第1排水阀11～第3排水阀13各自具备定流量阀机构（未图示）。定流量阀机构在第1排水阀11～第3排水阀13中，分别设定了不同的流量值。例如：对于第1排水阀11，以在开启状态下RO膜组件8的回收率为95%的方式设定了排水流量。对于第2排水阀12，以在开启状态下RO膜组件8的回收率为90%的方式设定了排水流量。对于第3排水阀13，以在开启状态下RO膜组件8的回收率为80%的方式设定了排水流量。

对于从浓缩水管线L6排出的浓缩水Ｗ6的排水流量，通过有选择地开闭第1排水阀11～第3排水阀13，可进行阶段性调节。例如：只将第2排水阀12设为开启状态，而将第1排水阀11及第3排水阀13设为关闭状态。这种状况下，能够使RO膜组件8的回收率为90%。又例如：将第1排水阀11及第2排水阀12设为开启状态，而只将第3排水阀13设为关闭状态。这种状况下，能够使RO膜组件8的回收率为85%。因此，在本实施方式中，对于浓缩水Ｗ6的排水流量，通过有选择地开闭第1排水阀11～第3排水阀13，可在65%～95%的回收率之间，以5%为单位进行阶段性调节。

第1排水阀11～第3排水阀13分别与控制部10电气连接。在第1排水阀11～第3排水阀13中，阀芯的开闭由控制部10发出的驱动信号进行控制。

控制部10由含有CPU及存储器的微处理器（未图示）构成。控制部10根据从未图示的软水流量传感器和盐水流量传感器输入的检测信号等，对工序控制阀32的动作进行控制。控制部10的存储器中，预先存储有将第1实施方式下的硬水软化装置3实施运行的控制程序。控制部10的CPU根据存储器中存储的控制程序，对工序控制阀32进行控制，以使上述软化工序ST1～补水工序ST6依次切换。

并且，控制部10为使透过水W5的流量达到预先设定的目标流量值，而将透过水W5的检测流量值作为反馈值，来计算加压泵6的驱动频率。然后，控制部10将与计算出的驱动频率计算值相对应的电流值信号输出至变频装置7（以下称：“流量反馈水量控制”）。此流量反馈水量控制是在流量传感器9正常检测到透过水W5的流量时所执行的控制模式。

下面，对于控制部10的流量反馈水量控制进行说明。图5是表示由控制部10执行流量反馈水量控制时的处理步骤的流程图。图5所示的流程图的处理，在水处理系统1运行期间反复执行。

在图5所示的步骤ST101，控制部10获取透过水W5的目标流量值Q_P´。此目标流量值Q_P´，例如是系统管理人经由用户界面（未图示）输入至存储器中的设定值。

在步骤ST102，控制部10对于内部计时器（未图示）的计时t是否达到了控制周期100ms进行判定。在此步骤ST102，当控制部10判定为计时器的计时达到了100ms（判定为“是”）时，处理转入步骤ST103。反之，在步骤ST102，当控制部10判定为计时器的计时未达到100ms（判定为“否”）时，处理返回到步骤ST102。

在步骤ST103（步骤ST102：判定为“是”），控制部10获取由流量传感器9检测出的透过水W5的检测流量值Q_P。

在步骤ST104，控制部10为使在步骤ST103获取的检测流量值（反馈值）Q_P与在步骤ST101获取的目标流量值Q_P´之间的偏差为零，根据速度型数字PID算法计算操作量U。另外，在速度型数字PID算法中，按毎一个控制周期（100ms）计算操作量的变化量，通过将其加入前次操作量来决定当前操作量。

在步骤ST105，控制部10根据操作量U、目标流量值Q_P´及加压泵6的最大驱动频率（50Hz或60Hz的设定值），计算加压泵6的驱动频率F。

在步骤ST106，控制部10将驱动频率F的计算值转换为对应的电流值信号（4～20mA）。

在步骤ST107，控制部10将转换的电流值信号输出至变频装置7。由此，本流程图的处理结束（返回到步骤ST101）。

并且，控制部10还根据软水Ｗ2的温度，对透过水W5的回收率进行控制（以下称：“温度前馈回收率控制”）。此温度前馈回收率控制与上述流量反馈水量控制并行执行。

下面，对由控制部10执行的温度前馈回收率控制进行说明。图6是表示由控制部10执行温度前馈回收率控制时的处理步骤的流程图。图6所示的流程图的处理，在水处理系统1运行期间反复执行。

在图6所示的步骤ST201，控制部10获取透过水W5的目标流量值Q_P´。此目标流量值Q_P´例如是系统管理人经由用户界面（未图示）输入至存储器中的设定值。

在步骤ST202，控制部10获取软水Ｗ2的二氧化硅（SiO₂）浓度Cs。此二氧化硅浓度Cs例如是系统管理人经由用户界面（未图示）输入至存储器中的设定值。软水Ｗ2的二氧化硅浓度可通过事先对软水Ｗ2进行水质分析而得。另外，也可在软水管线L2中，通过未图示的传感器来检测软水Ｗ2的二氧化硅浓度。

在步骤ST203，控制部10从温度传感器5获取软水Ｗ2的检测温度值T。

在步骤ST204，控制部10根据获取的检测温度值T来决定对于水的二氧化硅溶解度Ss。

在步骤ST205，控制部10根据在之前步骤获取或决定的二氧化硅浓度Cs及二氧化硅溶解度Ss，对浓缩水Ｗ6中的二氧化硅容许浓缩倍率Ns进行计算。二氧化硅容许浓缩倍率Ns可按下式（1）求出。

Ns＝Ss/Cs　　　　　　（1）

例如：如果二氧化硅浓度Cs为20mgSiO₂/L、25℃时的二氧化硅溶解度Ss为100mgSiO₂/L，则容许浓缩倍率Ns为“5”。

在步骤ST206，控制部10根据在之前步骤获取或计算出的目标流量值Q_P´及容许浓缩倍率Ns，计算回收率为最大的排水流量（目标排水流量Q_d´）。目标排水流量Q_d´可按下式（2）求出。

Q_d´＝Q_P´/（Ns－1）　　　　　　（2）

在步骤ST207，控制部10以使浓缩水Ｗ6的实际排水流量Q_d达到在步骤ST206中计算出的目标排水流量Q_d´的方式，对第1排水阀11～第3排水阀13的开闭进行控制。由此，本流程图的处理结束（返回到步骤ST201）。

根据上述实施方式１涉及的水处理系统1，例如能够得到以下效果。

在实施方式１涉及的水处理系统1中，硬水软化装置3的阳离子交换树脂层311进行包含再生工序ST3的运行。在再生工序ST3，如图4（b）所示，盐水Ｗ3分别向阳离子交换树脂层311的顶部滤网321及底部滤网322供液，且在中部滤网323集液。由此，产生盐水Ｗ3的对向流，而对阳离子交换树脂层311整体进行再生。因此，在水处理系统1中，能够在具有实用性的采水量范围内，最大限度地得到硬度泄漏量被充分降低的高纯度软水Ｗ2。

并且，在实施方式1涉及的水处理系统1中的再生工序ST3，向以阳离子交换树脂层311底部为起点而将深度D2（参照图2）设定为100mm的硬度泄漏防止区域313，供应再生标准能达到1～6eq/L-R的数量的盐水Ｗ3。因此，在阳离子交换树脂层311中，能够基本完全地将对于防止硬度泄漏来说非常重要的出口区域、即硬度泄漏防止区域313再生。据此，在软化工序ST1中，即使将硬度等级高的水质恶劣的硬水用作原水Ｗ1的情况下，也能够获得将硬度泄漏量抑制到极限的高纯度软水Ｗ2。

因此，根据实施方式1涉及的水处理系统1，能够向RO膜组件8恒定地供应高纯度软水Ｗ2。因此，在水处理系统1中，能够抑制RO膜组件8中二氧化硅系水垢析出和污堵的发生。并且，在水处理系统1中，在即使采用水质恶劣的硬水的情况下，也能够稳定地抑制碳酸钙系水垢的析出。

并且，在实施方式１涉及的水处理系统1中，控制部10与流量反馈水量控制并行地执行温度前馈回收率控制。因此，在水处理系统1中，能够使透过水W5的回收率达到最大，并且能够更加可靠地抑制RO膜组件8中二氧化硅系水垢的析出。

（实施方式２）

下面，对于本发明的实施方式２涉及的水处理系统1A，参照图7进行说明。图7是实施方式２涉及的水处理系统1A的整体构成图。在实施方式２中，主要对于与实施方式１的不同点进行说明。在实施方式２中，对于与实施方式１同一或同等的构成，附加相同符号进行说明。并且，在实施方式２中，对于与实施方式１重复的说明进行适当省略。

如图7所示，实施方式２涉及的水处理系统1A具备：原水泵2、硬水软化装置3、盐水箱4、温度传感器5、加压泵6、变频装置7及RO膜组件8。并且，水处理系统1A还具备：控制部10A、第1排水阀11～第3排水阀13、作为硬度检测单元的硬度传感器14以及作为压力检测单元的压力传感器15。

硬度传感器14是对于在软水管线L2中流通的软水Ｗ2的钙硬度（硬度泄漏量：碳酸钙换算值）进行测定的仪器。硬度传感器14在连接部J2与软水管线L2连接。硬度传感器14与控制部10A电气连接。由硬度传感器14测定的软水Ｗ2的钙硬度（以下称：“测定硬度值”），作为检测信号发送至控制部10A。

压力传感器15是对加压泵6的排出压力（运行压力）进行检测的仪器。压力传感器15在设置于加压泵6排液侧附近的连接部J5，连接于软水管线L2。在本实施方式中，将从加压泵6刚排出的软水Ｗ2的压力设为加压泵6的排出压力。压力传感器15与控制部10A电气连接。由压力传感器15检测的软水Ｗ2的压力（以下称：“检测压力值”），作为检测信号发送至控制部10A。

控制部10A由含有CPU及存储器的微处理器（未图示）构成。控制部10A根据从未图示的软水流量传感器、盐水流量传感器输入的检测信号等，来控制工序控制阀32（参照图2）的动作。控制部10A的存储器中，预先存储有实施实施方式2中的硬水软化装置3的运行的控制程序。CPU根据存储器中存储的控制程序，对工序控制阀32进行控制，以使软化工序ST1～补水工序ST6依次切换（参照图3）。

并且，控制部10A以使透过水W5的流量达到预先设定的目标流量值的方式，将加压泵6的检测压力值作为反馈值，计算加压泵6的驱动频率。然后，控制部10A将与计算出的驱动频率计算值相对应的电流值信号输出至变频装置7（以下称：“压力反馈水量控制”）。

下面，对于控制部10A的压力反馈水量控制进行说明。图8是表示由控制部10A执行压力反馈水量控制时的处理步骤的流程图。图8所示的流程图的处理，在水处理系统1运行期间反复执行。

在图8所示的步骤ST301，控制部10A获取透过水W5的目标流量值Q_P´。此目标流量值Q_P´，例如是系统管理人经由用户界面（未图示）输入至存储器中的设定值。

在步骤ST302，控制部10A获取RO膜组件8在基准温度（25℃）下的水透过系数L_P。此水透过系数L_P例如是系统管理人经由用户界面（未图示）输入至存储器中的设定值。

另外，可将此压力反馈水量控制作为实施方式1中的流量反馈水量控制的后备控制来执行。此时，水透过系数L_P可采用流量传感器9（参照图1）发生故障之前最近的计算值。

基准温度下的水透过系数L_P的计算值可按下式（3）及（4）求出。

L_P＝Q_P/（K・A・P_e）　　　　　　（3）

（式中，K：温度校正系数，A：RO膜组件8的膜面积，P_e：有效压力）

P_e＝P_d－（ΔP₁/2）－P₂－Δπ＋P_S　　　　　　（4）

（式中，P_d：加压泵6的排出压力，ΔP₁：RO膜组件8初级侧的压差，P₂：RO膜组件8次级侧的背压，Δπ：RO膜组件8的渗透压差，Ps：加压泵6吸入侧的压力）

在式（3）中，温度校正系数K是温度传感器5的检测温度值T的函数。膜面积A由反渗透膜元件的使用数量确定，所以可使用预先设定的值。在按式（4）进行有效压力P_e的计算中，ΔP₁、P₂，Δπ及Ps各值在稳定状态运行期间基本上视为不变，所以可使用预先设定的值。因此，在膜分离装置运行期间，如果获取由温度传感器5的检测温度值T、流量传感器9的检测流量值Q_P及压力传感器15的检测压力值P_d构成的至少3个参数，则可计算出基准温度下的水透过系数L_P。

在步骤ST303，控制部10A获取由温度传感器5检测出的软水Ｗ2的检测温度值T。

在步骤ST304，控制部10A根据在步骤ST303获取的检测温度值T，计算温度校正系数K。

在步骤ST305，控制部10A采用在之前步骤获取或计算出的目标流量值Q_P´、水透过系数L_P、温度校正系数K及所需的设定值（A、ΔP₁、P₂、Δπ、Ps），按照上面式（3）及式（4）计算出加压泵6的排出压力P_d´。然后，将此排出压力P_d´的计算值设定为目标压力值。

在步骤ST306，控制部10A对于内部计时器（未图示）的计时t是否达到了控制周期100ms进行判定。在此步骤ST306，当控制部10A判定为计时器的计时达到了100ms（判定为“是”）时，处理转入步骤ST307。反之，在步骤ST306，当控制部10A判定为计时器的计时未达到100ms（判定为“否”）时，处理返回到步骤ST306。

在步骤ST307（步骤ST306：判定为“是”），控制部10A获取由压力传感器15检测出的加压泵6的检测压力值P_d。

在步骤ST308，控制部10A以使在步骤ST307获取的检测压力值（反馈值）P_d与在步骤ST305设定的目标压力值P_d´之间的偏差为零的方式，根据速度型数字PID算法计算操作量U。另外，在速度型数字PID算法中，按毎一个控制周期（100ms）来计算操作量的变化量，通过将其加入前次操作量来决定当前操作量。

在步骤ST309，控制部10A根据操作量U、目标压力值P_d´及加压泵6的最大驱动频率（50Hz或60Hz的设定值），计算加压泵6的驱动频率F。

在步骤ST310，控制部10A将驱动频率F的计算值转换为对应的电流值信号（4～20mA）。

在步骤ST311，控制部10A将转换的电流值信号输出至变频装置7。由此，本流程图的处理结束（返回到步骤ST301）。

并且，控制部10A还根据软水Ｗ2的硬度，对透过水W5的回收率进行控制（以下称：“水质前馈回收率控制”）。此水质前馈回收率控制与上述压力反馈水量控制并行执行。

下面，对于控制部10A进行的水质前馈回收率控制进行说明。图9是表示由控制部10A执行水质前馈回收率控制时的处理步骤的流程图。图9所示的流程图的处理，在水处理系统1运行期间反复执行。

在图9所示的步骤ST401，控制部10A获取透过水W5的目标流量值Q_P´。此目标流量值Q_P´，例如是系统管理人经由用户界面（未图示）输入至存储器中的设定值。

在步骤ST402，控制部10A获取由硬度传感器14测定出的软水Ｗ2的测定硬度值C_C。

在步骤ST403，控制部10A获取碳酸钙对于水的溶解度S_C。此碳酸钙溶解度S_C，例如是系统管理人经由用户界面（未图示）输入至存储器中的设定值。另外，碳酸钙对于水的溶解度，在通常的运行温度（5～35℃）下，基本上视为不变值。

在步骤ST404，控制部10A根据在之前步骤获取的测定硬度值C_C及碳酸钙溶解度S_C，计算浓缩水Ｗ6中碳酸钙的容许浓缩倍率N_C。碳酸钙的容许浓缩倍率N_C可按下式（5）求出。

N_C＝S_C/C_C　　　　　　（5）

例如：如果测定硬度值C_C为3mgCaCO₃/L、25℃时的碳酸钙溶解度S_C为15mgCaCO₃/L，则其容许浓缩倍率N_C为“5”。

在步骤ST405，控制部10A根据在之前步骤获取或计算出的目标流量值Q_P´及容许浓缩倍率N_C，计算回收率为最大的排水流量（目标排水流量Q_d´）。目标排水流量Q_d´可按下式（6）求出。

Q_d´＝Q_P´/（N_C－1）　　　　　　（6）

在步骤ST406，控制部10A以使浓缩水Ｗ6的实际排水流量Q_d达到在步骤ST405计算出的目标排水流量Q_d´的方式，对第1排水阀11～第3排水阀13的开闭进行控制。由此，本流程图的处理结束（返回到步骤ST401）。

根据上述实施方式２涉及的水处理系统1A，能够得到与实施方式１同样的效果。特别是在实施方式２涉及的水处理系统1A中，控制部10A通过压力反馈水量控制来控制透过水W5的流量。此压力反馈水量控制可作为实施方式１中流量反馈水量控制的后备控制来执行。因此，在实施方式１的流量反馈水量控制的执行期间，即使流量传感器9（参照图1）发生故障，也能够通过切换到实施方式２的压力反馈水量控制来制造水量稳定的透过水W5。

并且，在实施方式２涉及的水处理系统1A中，控制部10A还执行水质前馈回收率控制。因此，在水处理系统1A中，即使由于硬水软化装置3的再生不良等原因而硬度泄漏量增加，也能够使透过水W5的回收率达到最大，并且能够更加可靠地抑制RO膜组件8中碳酸钙系水垢的析出。

（实施方式３）

下面，对于本发明实施方式３涉及的水处理系统1B，参照图10进行说明。图10是实施方式３涉及的水处理系统1B的整体构成图。在实施方式３中，主要对于与第1实施方式的不同点进行说明。在实施方式３中，对于与实施方式１及实施方式２同一或同等的构成，附加相同符号进行说明。并且，在实施方式３中，对于与实施方式１及实施方式２重复的说明进行适当省略。

如图10所示，实施方式３涉及的水处理系统1B具备：原水泵2、硬水软化装置3、盐水箱4、温度传感器5、加压泵6、变频装置7及RO膜组件8。并且，水处理系统1B还具备：控制部10B、第1排水阀11～第3排水阀13、及作为电导率测定单元的电导率传感器16。

电导率传感器16是对于在透过水管线L5中流通的透过水W5的电导率进行测定的仪器。电导率传感器16在连接部J2与透过水管线L5连接。电导率传感器16与控制部10B电气连接。由电导率传感器16测定的透过水W5的电导率（以下称：“测定电导率值”），作为检测信号发送至控制部10B。

控制部10B由含有CPU及存储器的微处理器（未图示）构成。控制部10B根据从未图示的软水流量传感器、盐水流量传感器输入的检测信号等，来控制工序控制阀32（参照图2）的动作。控制部10B的存储器中，预先存储有实施实施方式３中的硬水软化装置3的运行的控制程序。CPU根据存储器中存储的控制程序，对工序控制阀32进行控制，以使软化工序ST1～补水工序ST6依次切换（参照图3）。

并且，控制部10B以使透过水W5的流量达到预先设定的目标流量值的方式，将温度传感器5的检测温度值作为前馈值，计算加压泵6的驱动频率。然后，控制部10B将与计算出的驱动频率计算值相对应的电流值信号输出至变频装置7（以下称：“温度前馈水量控制”）。

下面，对于控制部10B的温度前馈水量控制进行说明。图11是表示由控制部10B执行温度前馈水量控制时的处理步骤的流程图。图11所示的流程图的处理，在水处理系统1运行期间反复执行。

在图11所示的步骤ST501，控制部10B获取透过水W5的目标流量值Q_P´。此目标流量值Q_P´，例如是系统管理人经由用户界面（未图示）输入至存储器中的设定值。

在步骤ST502，控制部10B获取RO膜组件8在基准温度（25℃）下的水透过系数L_P。此水透过系数L_P，例如是系统管理人经由用户界面（未图示）输入至存储器中的设定值。

另外，可将此温度前馈水量控制作为实施方式1中的流量反馈水量控制的后备控制来执行。此时，水透过系数L_P可采用流量传感器9（参照图1）发生故障之前最近的计算值。基准温度下的水透过系数L_P，可按实施方式２中说明的方法进行计算。

在步骤ST503，控制部10B获取由温度传感器5检测出的软水Ｗ2的检测温度值T。

在步骤ST504，控制部10B根据在步骤ST503获取的检测温度值T，计算出温度校正系数K。

在步骤ST505，控制部10B采用在之前步骤获取或计算出的目标流量值Q_P´、水透过系数L_P、温度校正系数K及所需要的设定值（A、ΔP₁、P₂、Δπ、Ps），按实施方式２中说明的式（3）及（4），计算加压泵6的排出压力P_d´。

在步骤ST506，控制部10B采用排出压力P_d´的计算值，按下式（7）计算加压泵6的驱动频率F。

F＝a・P_d´²＋b・P_d´＋c　　　　　　（7）

（式中，a、b、c：由加压泵6的规格所确定的系数）

在步骤ST507，控制部10B将驱动频率F的计算值转换为对应的电流值信号（4～20mA）。

在步骤ST508，控制部10B将转换的电流值信号输出至变频装置7。由此，本流程图的处理结束（返回到步骤ST501）。

并且，控制部10B还根据透过水W5的电导率，对透过水W5的回收率进行控制（以下称：“水质反馈回收率控制”）。此水质反馈回收率控制与上述温度前馈水量控制并行执行。

下面，对于控制部10B的水质反馈回收率控制进行说明。图12是表示由控制部10B执行水质反馈回收率控制时的处理步骤的流程图。图12所示的流程图的处理，在水处理系统1运行期间反复执行。

在图12所示的步骤ST601，控制部10B获取透过水W5的目标电导率值E_P´。目标电导率值E_P´是对透过水W5要求的纯度指标。目标电导率值E_P´，例如是系统管理人经由用户界面（未图示）输入至存储器中的设定值。

在步骤ST602，控制部10B获取由电导率传感器16测定的透过水W5的测定电导率值E_P。

在步骤ST603，控制部10B以使在步骤ST602获取的测定电导率值（反馈值）E_P与在步骤ST301获取的目标电导率值E_P´之间的偏差为零的方式，对第1排水阀11～第3排水阀13的开闭进行控制。即，为得到要求纯度的透过水W5，通过将浓缩水Ｗ6的排水流量进行阶段性增减来改变膜表面溶解盐类的浓度。由此，本流程图的处理结束（返回到步骤ST601）。

根据上述实施方式３涉及的水处理系统1B，可得到与第1实施方式同样的效果。特别是在实施方式３涉及的水处理系统1B中，通过温度前馈水量控制来控制透过水W5的流量。此温度前馈水量控制可作为实施方式１中的流量反馈水量控制的后备控制来执行。因此，在实施方式１的流量反馈水量控制的执行期间，即使流量传感器9（参照图1）发生故障，也能够通过切换到实施方式３的温度前馈水量控制来制造水量稳定的透过水W5。

并且，在实施方式３涉及的水处理系统1B中，控制部10B还执行水质前馈回收率控制。因此，在水处理系统1B中，能够满足对透过水W5要求的水质，并且能够将透过水W5的回收率提高到最大限度。

以上，对于本发明希望的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式，可通过其他多种形态来实施。

例如：在实施方式１中，在在温度前馈回收率控制方面，对于获取软水Ｗ2的二氧化硅浓度的示例进行了说明。但不限定于此，也可以获取原水Ｗ1的二氧化硅浓度。

在实施方式２中，在在水质前馈回收率控制方面，对于根据碳酸钙的容许浓缩倍率及透过水W5的目标流量值计算回收率为最大的排水流量的示例进行了说明。但不限定于此，也可采用如下方法。即：将碳酸钙的容许浓缩倍率N_C与二氧化硅的容许浓缩倍率Ns进行比较，选择较小一方的容许浓缩倍率。然后，根据选择的容许浓缩倍率及透过水W5的目标流量值，计算回收率为最大的排水流量。

在实施方式１～３中，对于向RO膜组件8供应的软水Ｗ2的温度进行检测的示例进行了说明。但不限定于此，也可对由RO膜组件8得到的透过水W5的温度进行检测。并且，还可对由RO膜组件8得到的浓缩水Ｗ6的温度进行检测。

在实施方式１～３中，在各回收率控制方面，对于通过有选择地开闭第1排水阀11～第3排水阀13，将浓缩水Ｗ6的排水流量进行阶段性调节的示例进行了说明。但不限定于此，也可采取在浓缩水管线L6上设置比例控制阀的构成。由此，能够通过将电流值信号（如：4～20mA）从控制部发送到比例控制阀来控制阀门开度，来调节浓缩水Ｗ6的排水流量。

并且，作为设置了比例控制阀的构成，也可采取在浓缩水管线L6中设置流量传感器的构成。将流量传感器检测出的流量值，作为反馈值输入至控制部。由此，能够更加准确地控制浓缩水Ｗ6的实际排水流量。

在实施方式１中，对于将流量反馈水量控制与温度前馈回收率控制相组合的示例进行了说明。但不限定于此，也可将实施方式２的压力反馈水量控制与温度前馈回收率控制相组合。并且，还可采用将实施方式３的温度前馈水量控制与温度前馈回收率控制相组合的构成。

在实施方式２中，对于将压力反馈水量控制与水质前馈回收率控制相组合的事例进行了说明。但不限定于此，也可将实施方式１的流量反馈水量控制与水质前馈回收率控制相组合。并且，还可将实施方式３的温度前馈水量控制与水质前馈回收率控制相组合。

在实施方式３中，对于将温度前馈水量控制与水质反馈回收率控制相组合的事例进行了说明。但不限定于此，也可将实施方式１的流量反馈水量控制与水质反馈回收率控制相组合。并且，还可采用将实施方式２的压力反馈水量控制与水质反馈回收率控制相组合的构成。

Claims

1.一种水处理系统，包括从原水制造软水的硬水软化装置和从软水制造透过水的膜分离装置，该水处理系统的特征在于：

所述硬水软化装置具备：

阳离子交换树脂层，接受原水或再生液的供应；

阀单元，能够在软化工序和再生工序之间进行切换，所述软化工序是使原水以下降流方式在从所述阳离子交换树脂层中通过来获得软水的工序，所述再生工序是一边将再生液从所述阳离子交换树脂层的顶部及底部两侧供液一边通过在中部集液，由此产生再生液的对向流，使所述阳离子交换树脂层整体进行再生的工序；以及

再生液供应单元，在再生工序中，向以所述阳离子交换树脂层的底部为起点设定为预定深度的硬度泄漏防止区域，供应再生标准为1～6eq/L-R的再生液量，

所述膜分离装置具备：

反渗透膜组件，将供应的软水分离为透过水和浓缩水；

加压泵，以与输入的驱动频率相对应的转速被驱动，将软水吸入并向所述反渗透膜组件排出；

变频装置，将与输入的电流值信号相对应的驱动频率输出至所述加压泵；以及

控制部，以使透过水流量达到预先设定的目标流量值的方式，采用系统内的物理量计算所述加压泵的驱动频率，并将与该驱动频率的计算值相对应的电流值信号输出至所述变频装置，

所述反渗透膜组件具备在膜表面形成负荷电性皮层的反渗透膜，

所述反渗透膜具备如下性能：将浓度500mg/L、pH7.0、温度25℃的氯化钠水溶液，以操作压力0.7MPa、回收率15%来供应时，水透过系数为1.5×10^－11m³・m^－2・s^－1・Pa^－1以上，

所述硬度泄漏防止区域不超过所述阳离子交换树脂层的深度，该硬度泄漏防止区域位于设置在所述阳离子交换树脂层深度方向的中部集液部的下方。

2.如权利要求1所述的水处理系统，其特征在于：

所述膜分离装置具备：

流量检测单元，对透过水流量进行检测，

所述控制部以使所述流量检测单元的检测流量值达到所述目标流量值的方式，计算所述加压泵的驱动频率。

3.如权利要求1所述的水处理系统，其特征在于：

所述膜分离装置具备：

压力检测单元，对所述加压泵的排出压力进行检测；以及

温度检测单元，对软水、透过水或浓缩水的温度进行检测，

所述控制部，（ⅰ）根据所述温度检测单元的检测温度值、所述反渗透膜组件在基准温度下的水透过系数值以及所述目标流量值，对所述加压泵的排出压力进行计算，（ⅱ）将该排出压力的计算值设定为目标压力值，（ⅲ）以使所述压力检测单元的检测压力值达到所述目标压力值的方式，对所述加压泵的驱动频率进行计算。

4.如权利要求1所述的水处理系统，其特征在于，

所述膜分离装置具备：

温度检测单元，对软水、透过水或浓缩水的温度进行检测，

所述控制部，（ⅰ）根据所述温度检测单元的检测温度值、所述反渗透膜组件在基准温度下的水透过系数值及所述目标流量值，对所述加压泵的排出压力进行计算，（ⅱ）根据该排出压力的计算值，对所述加压泵的驱动频率进行计算。

5.如权利要求1～4之任一项所述的水处理系统，其特征在于，

所述膜分离装置具备：

温度检测单元，对软水、透过水或浓缩水的温度进行检测；以及

排水阀，能够对于向装置外排出的浓缩水的排水流量进行调节，

所述控制部，（ⅰ）根据预先获取的原水或软水的二氧化硅浓度及由所述温度检测单元的检测温度值决定的二氧化硅溶解度，对浓缩水中的二氧化硅容许浓缩倍率进行计算，（ⅱ）根据该容许浓缩倍率的计算值及透过水的所述目标流量值，对排水流量进行计算，（ⅲ）以使浓缩水的实际排水流量达到该排水流量的计算值的方式，对所述排水阀进行控制。

6.如权利要求1～4之任一项所述的水处理系统，其特征在于，

所述膜分离装置具备：

硬度测定单元，对软水的钙硬度进行测定；以及

所述控制部，（ⅰ）根据预先获取的碳酸钙溶解度及所述硬度测定单元的测定硬度值，对浓缩水中碳酸钙的容许浓缩倍率进行计算，（ⅱ）根据该容许浓缩倍率计算值及透过水的所述目标流量值，对排水流量进行计算，（ⅲ）以使浓缩水的实际排水流量达到该排水流量计算值的方式，对所述排水阀进行控制。

7.如权利要求1～4之任一项所述的水处理系统，其特征在于，

所述膜分离装置具备：

电导率测定单元，对透过水的电导率进行测定；以及

所述控制部以使所述电导率测定单元的测定电导率值达到预先设定的目标电导率值的方式，对所述排水阀的排水流量进行控制。