CN109311704A - 造水系统有无故障判断程序和故障判断装置、以及记录介质 - Google Patents

造水系统有无故障判断程序和故障判断装置、以及记录介质 Download PDF

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CN109311704A CN201780038683.1A CN201780038683A CN109311704A CN 109311704 A CN109311704 A CN 109311704A CN 201780038683 A CN201780038683 A CN 201780038683A CN 109311704 A CN109311704 A CN 109311704A
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Abstract

一种记录了判断造水系统有无故障的程序的计算机可读取记录介质，其特征在于，为了判断反复进行使被处理水从分离膜透过的过滤工序和将分离膜经多个工序进行物理性清洗的物理清洗工序的造水系统有无故障而使计算机发挥以下单元的功能：输入过滤工序和物理清洗工序的运转数据的单元，记录运转数据的单元，选择要判断是否有故障的过滤工序或物理清洗工序的单元，预先记录运转数据的加工规则的加工规则记录单元，基于由工序选择单元选择出的工序的加工规则来加工运转数据记录单元中记录的运转数据而得到加工数据的单元，预先记录与加工数据有关的设定值的设定值记录单元，将加工数据和设定值进行比较，在加工数据超出设定值的情况判断为有故障的故障判断单元，以及输出有无故障的判断的故障判断输出单元。

Description

造水系统有无故障判断程序和故障判断装置、以及记录介质
技术领域
本发明涉及使用分离膜对江河水、湖水、海水等的自然水、以及自来水废水、工业排水进行处理，得到处理水的造水系统的有无故障判断程序和故障判断装置、以及记录介质。
背景技术
膜分离法由于节约能量和空间、提高过滤水质等的优势，而在各个领域中的应用不断扩大。可以列举出例如将精密过滤膜(微滤膜)、超滤膜用于从江河水、自来水管道生活废水、生活废水处理水来制造工业用水、自来水的净水工艺，用于海水淡水化反渗透膜处理工序中的前处理、食品工业领域中的制造工艺。
在对被处理水进行膜过滤时，随着处理水量增加，膜表面、膜细孔内和分离膜组件内污染物质的蓄积量逐渐增大，存在处理水量、水质降低或压差提高的问题。
于是，向膜的一次侧导入气泡，使膜晃动，通过膜彼此触碰来擦落膜表面附着的物质的空气清洗、与膜的过滤方法反方向施加压力来压入处理水或清澄水，将在膜表面、膜细孔内附着的污染物质排除的逆压清洗、以及使空气清洗和逆压清洗同时进行的空逆同时清洗等的物理清洗已经被实用化。
进而，为了稳定并且长期进行膜过滤连续运转，专利文献1、2中提出了根据过滤时的膜压差的测定值来相应地调整逆压清洗的清洗时间、或控制逆压清洗、空气清洗等的物理清洗频率的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平11-169851号公报
专利文献2:日本特开平11-319516号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，专利文献1～2中记载的根据膜过滤压差来实施清洗时间·频率等的物理清洗控制，如果物理清洗本身不正常实施，则存在不能抑制压差提高，不能使膜过滤的运转充分稳定化的问题。进而，为了判断相比于过滤时间、通常在短时间实施的物理清洗有无故障，需要将数据的收集周期设定为较短间隔，在这种情况、存在运转数据保存量增大使服务器容量被压迫的问题。
本发明通过有效地收集·分析过滤工序和物理清洗工序时的运转数据，能够有效地判断各工序有无故障，并且预测运转，尽早应对，使造水系统稳定运转。
解决课题的方法
为了解决上述课题，本发明具有以下特征。
[1].一种记录了判断造水系统有无故障的程序的计算机可读取记录介质，其特征在于，为了判断反复进行使被处理水从分离膜透过而得到处理水的过滤工序和将所述分离膜经多个工序进行物理性清洗的物理清洗工序的造水系统有无故障而使计算机发挥以下单元的功能：
输入所述过滤工序和所述物理清洗工序的运转数据的运转数据输入单元，
记录所述运转数据的运转数据记录单元，
选择要判断是否有故障的所述过滤工序或所述物理清洗工序的工序选择单元，
预先记录所述运转数据的加工规则的加工规则记录单元，
基于由所述工序选择单元选择出的工序的所述加工规则来加工所述运转数据记录单元中记录的所述运转数据而得到加工数据的单元，
预先记录与所述加工数据有关的设定值的设定值记录单元，
将所述加工数据和所述设定值进行比较，在所述加工数据超出所述设定值的情况判断为有故障的故障判断单元，以及
输出有无所述故障的判断的故障判断输出单元。
[2].如[1]所述的记录了判断造水系统有无故障的程序的计算机可读取记录介质，其特征在于，所述故障判断输出单元显示出故障的原因、对策中的至少一者。
[3].如[1]或[2]所述的记录了判断造水系统有无故障的程序的计算机可读取记录介质，其特征在于，进而使所述计算机发挥以下单元的功能：
将所述过滤工序和所述物理清洗工序各自的数据记录周期设定为不同周期的记录周期设定单元，
所述记录周期设定单元将所述物理清洗工序的数据记录周期设定得比所述过滤工序的数据记录周期短。
[4].如[1]～[3]的任一项所述的记录了判断造水系统有无故障的程序的计算机可读取记录介质，其特征在于，所述物理清洗工序具有反洗工序，所述工序选择单元选择所述反洗工序，所述加工规则使用所述反洗中使用的反洗水量或反洗流量的数据。
[5].如[1]～[3]的任一项所述的记录了判断造水系统有无故障的程序的计算机可读取记录介质，其特征在于，所述物理清洗工序至少具有空气洗工序、排水工序和给水工序中的任一者，所述工序选择单元选择所述空气洗工序、所述排水工序、所述给水工序，所述加工规则使用所述分离膜的原水侧的压力数据。
[6].如[1]～[3]的任一项所述的记录了判断造水系统有无故障的程序的计算机可读取记录介质，其特征在于，所述物理清洗工序具有空气洗工序和给水工序，所述工序选择单元选择所述空气洗工序、所述给水工序，所述加工规则使用在各工序中流入的空气、原水的流量数据。
[7].如[1]～[3]的任一项所述的记录了判断造水系统有无故障的程序的计算机可读取记录介质，其特征在于，所述物理清洗工序具有注入药品而进行的反洗工序，所述工序选择单元选择所述反洗工序，所述加工规则使用设置在反洗配管上的至少pH计、残留氯计、ORP计中的任一者的数据。
[8].如[1]～[3]的任一项所述的记录了判断造水系统有无故障的程序的计算机可读取记录介质，其特征在于，所述加工规则使用所述过滤工序1次循环的过滤阻力上升度和所述物理清洗工序后的物理清洗不可逆过滤上升度。
[9].如[1]～[8]的任一项所述的记录了判断造水系统有无故障的程序的计算机可读取记录介质，其特征在于，在所述加工数据多次连续超出所述设定值的情况，所述故障判断单元判断为有故障。
[10].一种造水系统有无故障判断装置，是判断反复进行使被处理水从分离膜透过而得到处理水的过滤工序和将所述分离膜经多个工序进行物理性清洗的物理清洗工序的造水系统有无故障的造水系统有无故障判断装置，其特征在于，具有以下单元：
输入所述过滤工序和所述物理清洗工序的运转数据的运转数据输入单元，
记录所述运转数据的运转数据记录单元，
选择要判断是否有故障的所述过滤工序或所述物理清洗的工序的工序选择单元，
预先记录所述运转数据的加工规则的加工规则记录单元，
基于所述工序选择单元选择出的工序的所述加工规则来对所述运转数据记录单元中记录的所述运转数据进行加工而得到加工数据的单元，
预先记录与所述加工数据有关的设定值的设定值记录单元，
将所述加工数据和所述设定值进行比较，在所述加工数据超出所述设定值的情况判断为有故障的故障判断单元，以及
输出有无所述故障的判断的故障判断输出单元。
[11].如[10]所述的造水系统有无故障判断装置，其特征在于，所述故障判断输出单元显示出故障的原因和对策中的至少一者。
[12].如[10]或[11]所述的造水系统有无故障判断装置，其特征在于，还具有将所述过滤工序和所述物理清洗工序各自的数据记录周期设定为不同周期的记录周期设定单元，所述记录周期设定单元将所述物理清洗工序的数据记录周期设定得比所述过滤工序的数据记录周期短。
[13].如[10]～[12]的任一项所述的造水系统有无故障判断装置，其特征在于，所述物理清洗工序具有反洗工序，所述工序选择单元选择所述反洗工序，所述加工规则使用所述反洗中使用的反洗水量或反洗流量的数据。
[14].如[10]～[12]的任一项所述的造水系统有无故障判断装置，其特征在于，所述物理清洗工序至少具有空气洗工序、排水工序和给水工序中的任一者，所述工序选择单元选择所述空气洗工序、所述排水工序、所述给水工序，所述加工规则使用所述分离膜的原水侧的压力数据。
[15].如[10]～[12]的任一项所述的造水系统有无故障判断装置，其特征在于，所述物理清洗工序具有空气洗工序和给水工序，所述工序选择单元选择所述空气洗工序、所述给水工序，所述加工规则使用在各工序中流入的空气、原水的流量数据。
[16].如[10]～[12]的任一项所述的造水系统有无故障判断装置，其特征在于，所述物理清洗工序具有注入药品而进行的反洗工序，所述工序选择单元选择所述反洗工序，所述加工规则使用设置在反洗配管上的至少pH计、残留氯计和ORP计中的任一者的数据。
[17].如[10]～[12]的任一项所述的造水系统有无故障判断装置，其特征在于，所述加工规则使用所述过滤工序1次循环的过滤阻力上升度和所述物理清洗工序后的物理清洗不可逆过滤上升度。
[18].如[10]～[17]的任一项所述的造水系统有无故障判断装置，其特征在于，在所述加工数据多次连续超出所述设定值的情况，所述故障判断单元判断为有故障。
[19].一种造水系统有无故障判断程序，其特征在于，为了判断反复进行使被处理水从分离膜透过而得到处理水的过滤工序和将所述分离膜通过多个工序进行物理性清洗的物理清洗工序的造水系统有无故障，使计算机发挥以下单元的功能：
输入所述过滤工序和所述物理清洗工序的运转数据的运转数据输入单元，
记录所述运转数据的运转数据记录单元，
选择要判断是否有故障的所述过滤工序或所述物理清洗工序的工序选择单元，
预先记录所述运转数据的加工规则的加工规则记录单元，
基于所述工序选择单元选择出的工序的所述加工规则来对所述运转数据记录单元中记录的所述运转数据进行加工而得到加工数据的单元，
预先记录与所述加工数据有关的设定值的设定值记录单元，
将所述加工数据和所述设定值进行比较，在所述加工数据超出所述设定值的情况判断为有故障的故障判断单元，以及
输出有无所述故障的判断的故障判断输出单元。
[20].如[19]所述的造水系统有无故障判断程序，其特征在于，所述故障判断输出单元显示出故障的原因和对策中的至少一者。
[21].如[10]或[11]所述的造水系统有无故障判断程序，其特征在于，进而使所述计算机发挥以下单元的功能：
将所述过滤工序和所述物理清洗工序各自的数据记录周期设定为不同周期的记录周期设定单元，
所述记录周期设定单元将所述物理清洗工序的数据记录周期设定得比所述过滤工序的数据记录周期短。
[22].如[19]～[21]的任一项所述的造水系统有无故障判断程序，其特征在于，所述物理清洗工序具有反洗工序，所述工序选择单元选择所述反洗工序，所述加工规则使用所述反洗中使用的反洗水量或反洗流量的数据。
[23].如[19]～[21]的任一项所述的造水系统有无故障判断程序，其特征在于，所述物理清洗工序至少具有空气洗工序、排水工序和给水工序中的任一者，所述工序选择单元选择所述空气洗工序、所述排水工序、所述给水工序，所述加工规则使用所述分离膜的原水侧的压力数据。
[24].如[19]～[21]的任一项所述的造水系统有无故障判断程序，其特征在于，所述物理清洗工序具有空气洗工序和给水工序，所述工序选择单元选择所述空气洗工序、所述给水工序，所述加工规则使用在各工序中流入的空气、原水的流量数据。
[25].如[19]～[21]的任一项所述的造水系统有无故障判断程序，其特征在于，所述物理清洗工序具有注入药品而进行的反洗工序，所述工序选择单元选择所述反洗工序，所述加工规则使用设置在反洗配管上的至少pH计、残留氯计、ORP计中的任一者的数据。
[26].如[19]～[21]的任一项所述的造水系统有无故障判断程序，其特征在于，所述加工规则使用所述过滤工序1次循环的过滤阻力上升度和所述物理清洗工序后的物理清洗不可逆过滤上升度。
[27].如[19]～[25]的任一项所述的造水系统有无故障判断程序，其特征在于，在所述加工数据多次连续超出所述设定值的情况，所述故障判断单元判断为有故障。
[28].一种记录了造水系统的管理程序的计算机可读取记录介质，为了管理造水系统，使通过[1]～[9]的任一项所述的记录了判断造水系统有无故障的程序的计算机可读取记录介质发挥功能的计算机进而发挥以下单元的功能：
基于所述运转数据记录单元的运转数据来预测对所述分离膜进行药品清洗或交换的时机的时机预测单元，
所述运转数据记录单元至少记录选自过滤压力、压差、过滤速度中的一种运转数据，在所述时机预测单元中根据所述运转数据记录单元记录的数据来解析过滤压力变化、过滤压差变化、过滤阻力变化、过滤速度变化中的至少1种过滤指标的解析单元，以及
根据所述解析单元得到的过滤指标来预测过滤压力、过滤阻力、过滤速度中的至少1种过滤特性变化的过滤特性变化预测单元。
[29].如[28]所述的记录了造水系统的管理程序的计算机可读取记录介质，其特征在于，所述时机预测单元用图示出作为基础的预测曲线，并且所述时机预测单元具有根据运转数据的变化来周期性重新预测的功能和/或在发生异常的情况重新预测的功能。
[30].如[28]或[29]所述的记录了造水系统的管理程序的计算机可读取记录介质，具有在距离由所述时机预测单元计算出的所述分离膜的药品清洗日或更换日的天数为指定天数以下的情况输出通知信号的通知单元。
[31].如[28]～[30]的任一项所述的记录了造水系统的管理程序的计算机可读取记录介质，具有在所述分离膜的药品清洗日或更换日比预先设定的预定日早的情况输出警报信号的警报单元。
[32].如[28]～[31]的任一项所述的记录了造水系统的管理程序的计算机可读取记录介质，具有在所述分离膜的药品清洗日或更换日比预先设定的预定日早的情况改变过滤条件和/或清洗条件以使所述药品清洗日或更换日与所述预定日一致、或比所述预定日晚的运转条件改变单元。
[33].如[32]所述的记录了造水系统的管理程序的计算机可读取记录介质，所述运转条件改变单元还具有运转成本预测功能、和以使运转成本变为最低的方式来决定过滤条件和/或清洗条件的功能。
[34].如[32]或[33]所述的记录了造水系统的管理程序的计算机可读取记录介质，其特征在于，所述造水系统具有向被处理水中添加凝集剂、还元剂、杀菌剂、阻垢剂中的至少1种药剂的药剂添加单元，所述运转条件改变单元还具有改变所述药剂的添加率的功能。
发明效果
根据本发明的造水系统有无故障判断程序，对过滤工序和物理清洗工序时的运转数据效率进行收集·分析，有效地判断各工序中的故障，由此能够在发生故障时尽早采取故障对策，使造水系统稳定运转。
附图说明
图1是显示本发明采用的造水系统的一例的装置概略流程图。
图2是显示本发明的实施方式的概略图。
图3是显示本发明的实施方式的概略图。
具体实施方式
下面，基于附图所示的实施方式来对本发明进行更具体说明。再者，本发明并不受以下实施方式限定。
本发明的造水系统是例如图1所示那样的造水系统30，其设置了：
存留被处理水的原水槽1；供给被处理液的供给泵2；过滤被处理水的分离膜3；将反洗分离膜3时使用的过滤液的一部分存留起来的反洗槽4；将过滤液供给分离膜3进行反洗的反洗泵5；将分离膜3进行空气洗的空气洗吹风机6；将由供给泵2供给来的被处理液供给分离膜3的原水配管8；将由反洗泵5供给的反洗液供给分离膜3的反洗配管9；将由空气洗吹风机6供给的空气供给分离膜3的空气洗配管10；在反洗时或者向分离膜3的一次侧供给被处理水变得过剩时使液流出的反洗排水配管11；将分离膜3的一次侧的被处理水或清洗排水排出去的排水配管12；使过滤水从分离膜3流出的过滤水配管13；设置在原水配管8上、用于测定向分离膜3供给的压力的供给压力计21；设置在反洗配管9上、用于测定反洗的流量的反洗流量计22；设置在空气洗配管10上、用于测定空气洗的流量的空气洗流量计23；设置在过滤水配管13上、用于测定过滤水压力的过滤压力计24；以及，设置原水配管8上、用于测定向分离膜3供给的流量的供给流量计25。
被处理水是使用分离膜要被处理的溶液，作为例子可以列举出江河水、生活废水、海水、生活废水处理水、工业废水、培养液等。
再者，「一次侧」是在被分离膜分隔开的空间中被处理水的供给侧，「二次侧」是相反侧。
作为分离膜使用的分离膜的孔径，只要是多孔质，就没有特殊限定，可以根据所希望的被处理水的性质、水量来使用MF膜(精密过滤膜)或UF膜(超滤膜)，或将两者合并使用。例如、在要除去污浊成分、大肠杆菌、隐孢子虫等时，可以使用MF膜、也可以使用UF膜，都可以，但在要除去病毒、高分子有机物等时优选使用UF膜。
作为分离膜的形状，有中空丝膜、平膜、管状膜、整体(monolith)膜等，都可以。此外，作为分离膜的材质优选含有选自聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯、聚氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、和三氟氯乙烯-乙烯共聚物、聚1,1-二氟乙烯、聚砜、乙酸纤维素、聚乙烯醇和聚醚砜、陶瓷等的无机原材料中的至少1种，进而，从膜强度、耐药品性方面出发，更优选聚1,1-二氟乙烯(PVDF)，从亲水性高、耐污染性强方面出发，更优选聚丙烯腈。
此外，作为膜过滤方式，可以是全量过滤型组件，也可以是交叉流动过滤型，都可以，但从能量消耗量少方面出发，优选全量过滤型。进而，可以是加压型也可以是浸渍型，但从能够以高流束运转方面出发，优选加压型。此外，既可以从膜的外侧供给原水、从内侧得到透过水的外压式，也可以是从膜的内侧供给原水、从外侧得到透过水的内压式，都可以，从前处理的方便性的观点出发，优选外压式。
所述造水系统30，在过滤时、被处理水由供给泵2供给到分离膜3的一次侧、从二次侧得到过滤水，但随着过滤时间变长，分离膜的过滤阻力、即分离膜3的一次侧和二次侧的压力差(后文中也称作压差)提高。为了控制该压差提高，通常要定期进行物理清洗(物理清洗工序)，一边反复进行过滤和物理清洗，一边进行运转。
物理清洗，通常是临时停止过滤，依次实施反洗工序、空气洗工序、排水工序、给水工序，但也可以将反洗工序和空气洗工序同时实施，也可以在排水工序后实施反洗工序，或者也可以省略或多次实施某个工序，都可以。
反洗工序是将存储在反洗槽4中的过滤水通过反洗泵5从分离膜3的二次侧向一次侧进行与过滤反方向的清洗，从一次侧出来的反洗液通过反洗排水配管11被排出到体系外，经过规定时间反洗后、使反洗泵5停止，反洗工序结束。
空气洗工序是通过空气洗吹风机6将空气从分离膜3的下部加压、供给加压空气，以使分离膜晃动的方式进行清洗的工序，在进行规定时间空气洗后、停止空气洗吹风机6，空气洗工序结束。再者空气发生源可以是吹风机也可以是压缩机，都可以，但在是压缩机的情况，优选不会将空气中的油分供给分离膜的无油型。
排水工序将经反洗工序和空气洗工序从分离膜3除下来的污浊成分排到体系外，通过连接在分离膜3的下部的排水配管12排到体系外，在经过规定的排水时间后、排水工序结束。
给水工序是在排水工序后向分离膜3的一次侧供给被处理水的工序，通过供给泵2向分离膜3的一次侧供给被处理水，但一旦一次侧变为满水状态，则过剩量会通过反洗排水配管11溢流，在规定给水时间后、给水工序结束。
再者，关于所述物理清洗的各工序，通常通过PLC等的控制装置,借助图中没有示出的空气动作阀或者电动阀等的自动阀来切换工序，自动实施。
这样反复进行过滤和物理清洗的造水系统30，在由于各种原因而发生了以压差急剧提高为代表的故障时，通过改变物理清洗的各工序时间·频率等来应对，但如果物理清洗本身不能够正常实施，那么不能抑制压差提高。
于是，本发明涉及判断反复进行过滤和物理清洗而运转的造水系统有无故障的故障判断程序、记录该程序的计算机可读取的记录介质、管理装置、故障判断装置。如图2所示，故障判断程序32使具有下述单元的计算机31发挥功能。故障判断程序32可以记录在计算机31的存储器、硬盘等的记录装置、后述的PLC、DCS等的控制管理系统等，对记录的形态没有特殊限定，在本图中为了方便说明，示出了收纳在计算机31的内部的状态。
从造水系统30得到运转数据的计算机31，具有将造水系统30的运转数据中的与过滤、物理清洗有关的数据按照工序类别分类输入的运转数据输入单元41，将运转数据输入单元41得到的各工序中的各测定值记录在运转数据记录单元42。运转数据记录单元42中记录的数据，通过判断哪个工序有故障的工序选择单元43而按照工序类别被进行分类，被分类的数据按照加工规则存储单元44中存储的加工规则，通过用于得到加工数据的单元45被加工，所述加工规则存储单元44中预先存储了由于判断有故障而进行加工的加工规则。
然后，与预先记录了与所述加工数据有关的设定值的设定值记录单元46中存储的设定值进行比较，在所述加工数据超出所述设定值的情况，由故障判断单元47进行有故障的判断，所述设定值是在进行故障判断时的判断值。通过这样，判断过滤工序是否正常、物理清洗各工序中清洗是否正常进行，在超出的情况，由输出判断结果的故障判断输出单元48输出故障判断。通过这样，按照工序类别自动确认有无故障，在发生故障时，能够立即确认在哪个工序中发生了什么样的故障。
再者，所述加工规则是将与各工序相关的运转数据加工成累计值、最大值、平均值、最小值、初始值或相对于规定值的变化量等的规则，此外，如果含有不进行加工的规则也完全没有问题。此外，所述运转数据输入单元即使输入与过滤、物理清洗没有关系的水质等的运转数据，也没有问题。
在故障发生的情况，由于一明白了故障的原因和对策，就能够尽快应对故障，所以能够减少停机时间，所以是进而优选。于是，本发明的特征在于，显示出故障的原因和对策中的至少一者。通过这样，能够在故障发生时尽快应对，使发生故障时造水系统的停机时间为最小程度。
此外，为了对相比于过滤时间通常在较短时间实施的清洗工序的数据进行解析，诊断有无故障，需要将数据的收集(也称作取样、取得或记录)周期设定为短时间，但由于运转数据的保存(记录)量增大，服务器容量受到压迫，所以存在不能将数据的记录周期设定短的问题。于是，为了将过滤工序和清洗工序各自的运转数据区分开、设定为不同的记录周期而还设置记录周期设定单元55，这也是优选方案。所述记录周期设定单元55优选设置在所述运转数据输入单元41的上游侧。
作为所述记录周期设定单元55的记录周期，如果是过滤工序，则可以以几十秒～几小时为单位任意设定，但为了防止服务器容量的压迫，优选设定为1分钟以上。但是，由于清洗工序与过滤工序相比，清洗时间本身短，不能以与过滤工序相同的记录周期取得数据，所以清洗工序优选以几秒～几十秒为单位设定，在进行有无故障诊断的数据解析中更优选设定为5秒以下。像这样获取能够判断各工序有无故障的必要最小限的运转数据，能够防止服务器容量的增大，在经由电脑网络获得运转数据的形态，还能够减少通信费用。
进一步、本发明的特征在于，在物理清洗的反洗工序中使用了作为所述加工规则被用于反洗的设定时间内的反洗水总水量的反洗水量或作为反洗瞬时值的反洗流量的数据。关于反洗工序，使反洗流量为规定值以上这是当然的，但反洗水的总量是否如规定值也很重要，这是由于，当其为规定值以下时，反洗效果会减少，这造成分离膜3的压差提高。例如反洗水量可以以以下计算式表示。
反洗水量(m3)＝反洗流量(m3/h)/3600sec×反洗时间(sec)
再者，反洗水量可以由上述式算出，也可以将反洗流量按照反洗时间进行累计而算出。此外，通常所述反洗流量使用反洗流量计22的瞬时值。此外，反洗流量，为了提高反洗的效果，通常设定为比通常的过滤流量多的流量。通过对它们进行分析，能够判断反洗工序中有无故障。
此外，在物理清洗的空气洗工序中，根据造水系统的不同，有时会在图1所示的空气洗配管10上没有设置测定空气洗的流量的空气洗流量计23。进而，在造水系统30上没有设置用于确认分离膜的液位的液面计，这也是通常的情况。因而，本发明的特征在于，通过通常设置在造水系统30上的原水配管8上、用于测定向分离膜3供给的供给压力的供给压力计21的压力数据来判断无有故障。通过这样，即使是在没有空气洗流量计和分离膜3液面计的情况，在空气洗工序时如果空气洗中没有如额定流量那样的空气流量流入，则供给压力计21的压力数据成为低于正常时的低值，反之，当在分离膜内或反洗排水配管侧由于被处理水中含有的污浊物质而堵塞时，成为高于正常时的高值，在排水工序时分离膜3的一次侧的清洗排水完全不能通过的情况为比正常时高的高值，在给水工序时、分离膜3的一次侧不能由被处理液填满的情况变为比正常时低的低值，所以能够判断有无故障。
再者，在原水配管8上设置用于测定供给分离膜3的供给流量的供给流量计25、并且在空气洗配管10上设置用于测定空气洗的流量的空气洗流量计23的情况，也可以使用这些流量数据进行故障判断。再者，作为判断基准，可以检测各流量计的瞬时值是否在正常值的范围内，在给水时工序使用供给流量计25的流量的情况，也可以将给水流量的累计值在判断基准值。
反洗工序，虽然在图1中没有示出，但有时向反洗配管9注入次氯酸钠、盐酸等的药液、使反洗效果提高，在该情况、优选将药液的注入量如规定值那样保持一定。再此，虽然在图1中也没有示出，但在反洗配管9上设置pH计、残留氯计、ORP计的情况，任一测定值都会根据药液而变化，所以可以通过使用任一数据，与正常情况进行比较来进行故障判断。
此外，本发明的特征在于，加工规则是1次循环的过滤阻力提高度、和所述物理清洗后的物理清洗不可逆过滤阻力提高度。这里，1次循环的过滤阻力提高度指的是通过过滤工序1次循环提高的过滤阻力(或过滤压差)，过滤阻力通过以下的计算式计算，是显示膜污染的程度的指标。再者，过滤压差是分离膜组件的1次侧压力减去2次侧压力的值。
过滤阻力(1/m)＝过滤压差(Pa)/(过滤水粘度(Pa·s)×过滤流束(m/s))
另一方面，物理清洗后的物理清洗不可逆过滤阻力提高度也是显示膜污染的程度的指标，但这些表示的是即使实施物理清洗也不能被除去的成分，在以总过滤水量(m3/m2)作为横轴，过滤阻力(1/m)作为纵轴进行绘图的情况，指的是将各过滤工序开始时的过滤阻力连接起来的直线的斜率。或者，在以过滤时间作为横轴、以过滤压差作为纵轴进行绘图的情况，指的是将各过滤工序开始时的过滤压差连接起来的直线的斜率。也可以包括合并使用化学药品清洗的物理清洗。通过加工规则算出这些污染指标，在超出正常时的情况，可以判断过滤工序有故障。
再者关于上述的故障判断，可以将相比于正常时、通过加工规则加工出的数据瞬间性超出的情况判断为故障，也可以将在各工序时间内设定的时间内持续超出的情况也判断为故障，还可以将在各工序时间的最终阶段超出的情况判断为有故障。进而，将相对于一种运转数据或加工数据，按照危险度不同而设定多种设定值，并与这些设定值进行比较，也是优选方案。通过区分危险度，能够使管理者掌握采取对策的优先顺序。
此外，故障判断可以根据各传感器的值来判断，但有时根据各传感器的精确度、或者取样周期的时间点不同，有时在该测定时本身不是真实值。在该情况，通过故障判断单元47，将使用该测定值而加工出的数据与设定值比较，在超出设定值时判断为有故障，这成为干扰，优选即使在这种干扰的情况下也判断为没有故障。在此，本发明的特征在于，为了去除上述那样的干扰因素，将所述加工数据多次连续超出所述设定值的情况、判断为有故障。通过这样，能够排除所述干扰，准确地判断有无故障。此外，对所述次数没有指定，但如果次数过多，则故障判断需要时间长，次数过少，则不能去除干扰，所以优选为3～5次左右。
上述造水系统有无故障判断的形态是故障判断程序，但如果是计算机可读取的记录介质，则也可以是管理装置、管理方法、故障判断装置。此外，这些形态，与在造水系统通常设置的PLC、DCS等的控制管理系统一起设置，或者从控制管理系统使用远程监控装置，将运转数据经由电脑网络而取出，设置在任意的场所中设置的室内(on-premises)服务器或者云服务器上，这是通常情况。故障判断装置可以理解是具有图2、图3所示各单元的硬件装置，可以具有与计算机31同等的构造。
此外，本专利的特征在于，如图3所示那样、除了具有故障判断装置，还具有时期预测单元51，其根据记录了造水系统30的运转状况的运转数据记录单元42来预测药品清洗或分离膜3更换的时期。具体地说，运转数据记录单元42记录过滤压力、压差、过滤速度中的至少1种运转数据，时期预测单元51具有根据运转数据记录单元42记录的数据，由解析单元52解析过去的数据的功能，具有根据解析单元52得到的过滤指标计算各数据的过去变化量，预测过滤特性的变化的比例的过滤特性变化预测单元53。通过这样，能够预测分离膜达到药品清洗的时期或更换的时期。
进一步、将正常时通过时期预测单元51输出的预测曲线用图表示，周期性地或在所述故障分析单元判断为有故障时使用同样的手段进行预测，将预测的结果与所述预测曲线图一起进行表示，通过这样能够简单地判断分离膜3的运转状况。
此外，根据所述图的显示，在药品清洗日或更换日比预先设定的指定日、天数短的情况将通知信号通过输出或邮件等通知管理者，通过这样，能够预先准备药液清洗或更换，使停机时间为最小程度。或者也可以具有在药品清洗日或更换日比预定日早的情况发出警报信号的功能。
优选一旦发出所述警报信号，就采取对策，使药液清洗日或更换日延期，这在运转上优选。这里为了使药品清洗日或更换日与预定日一致或比预定日延迟，而具有改变过滤时间、过滤速度等的过滤条件和/或反洗工序时间等的物理清洗条件的运转条件改变单元54，这会进一步有效果。并且运转条件改变单元54具有预测造水系统的耗电量、药品消耗量等的运转成本，确定使运转成本最便宜的条件的功能，这对于运转者而言，能够更降低运转成本，是有效的。
尤其是，在被处理水中添加的凝集剂、还原剂、杀菌剂、阻垢剂等的药品消耗量，对全体的运转成本影响大。因此进一步优选运转条件改变单元54具有改变所述药剂的添加率的功能。此外，除了被运转条件改变单元54改变的药剂的添加量以外，也可以是过滤流量·时间、反洗流量·时间、空气洗流量·时间、排水时间、给水时间、物理清洗方法等。
本申请基于2016年6月21日提出的日本专利申请、特愿2016-122335、2016年8月10日提出的日本专利申请、特愿2016-157225而完成，将它们的内容作为参照引入本文。
附图符号说明
1：原水槽
2：供给泵
3：分离膜
4：反洗槽
5：反洗泵
6：空气洗吹风机
8：原水配管
9：反洗配管
10：空气洗配管
11：反洗排水配管
12：排水配管
21：供给压力计
22：反洗流量计
23：空气洗流量计
24：过滤压力计
25：供给流量计
30：造水系统
31：计算机
32：故障判断程序
41：运转数据输入单元
42：运转数据记录单元
43：工序选择单元
44：加工规则存储单元
45：加工数据得到单元
46：设定值记录单元
47：故障判断单元
48：故障判断输出单元
51：时期预测单元
52：解析单元
53：过滤特性变化预测单元
54：运转条件改变单元
55：记录周期设定单元

Claims (34)

1.一种记录了判断造水系统有无故障的程序的计算机可读取记录介质，其特征在于，为了判断反复进行使被处理水从分离膜透过而得到处理水的过滤工序和将所述分离膜经多个工序进行物理性清洗的物理清洗工序的造水系统有无故障而使计算机发挥以下单元的功能：
输入所述过滤工序和所述物理清洗工序的运转数据的运转数据输入单元，
记录所述运转数据的运转数据记录单元，
选择要判断是否有故障的所述过滤工序或所述物理清洗工序的工序选择单元，
预先记录所述运转数据的加工规则的加工规则记录单元，
基于由所述工序选择单元选择出的工序的所述加工规则来加工所述运转数据记录单元中记录的所述运转数据而得到加工数据的单元，
预先记录与所述加工数据有关的设定值的设定值记录单元，
将所述加工数据和所述设定值进行比较，在所述加工数据超出所述设定值的情况判断为有故障的故障判断单元，以及
输出有无所述故障的判断的故障判断输出单元。
2.如权利要求1所述的记录了判断造水系统有无故障的程序的计算机可读取记录介质，其特征在于，所述故障判断输出单元显示出故障的原因、对策中的至少一者。
3.如权利要求1或2所述的记录了判断造水系统有无故障的程序的计算机可读取记录介质，其特征在于，进而使所述计算机发挥以下单元的功能：
将所述过滤工序和所述物理清洗工序各自的数据记录周期设定为不同周期的记录周期设定单元，
所述记录周期设定单元将所述物理清洗工序的数据记录周期设定得比所述过滤工序的数据记录周期短。
4.如权利要求1～3的任一项所述的记录了判断造水系统有无故障的程序的计算机可读取记录介质，其特征在于，所述物理清洗工序具有反洗工序，所述工序选择单元选择所述反洗工序，所述加工规则使用所述反洗中使用的反洗水量或反洗流量的数据。
5.如权利要求1～3的任一项所述的记录了判断造水系统有无故障的程序的计算机可读取记录介质，其特征在于，所述物理清洗工序至少具有空气洗工序、排水工序和给水工序中的任一者，所述工序选择单元选择所述空气洗工序、所述排水工序、所述给水工序，所述加工规则使用所述分离膜的原水侧的压力数据。
6.如权利要求1～3的任一项所述的记录了判断造水系统有无故障的程序的计算机可读取记录介质，其特征在于，所述物理清洗工序具有空气洗工序和给水工序，所述工序选择单元选择所述空气洗工序、所述给水工序，所述加工规则使用在各工序中流入的空气、原水的流量数据。
7.如权利要求1～3的任一项所述的记录了判断造水系统有无故障的程序的计算机可读取记录介质，其特征在于，所述物理清洗工序具有注入药品而进行的反洗工序，所述工序选择单元选择所述反洗工序，所述加工规则使用设置在反洗配管上的至少pH计、残留氯计、ORP计中的任一者的数据。
8.如权利要求1～3的任一项所述的记录了判断造水系统有无故障的程序的计算机可读取记录介质，其特征在于，所述加工规则使用所述过滤工序1次循环的过滤阻力上升度和所述物理清洗工序后的物理清洗不可逆过滤上升度。
9.如权利要求1～8的任一项所述的记录了判断造水系统有无故障的程序的计算机可读取记录介质，其特征在于，在所述加工数据多次连续超出所述设定值的情况，所述故障判断单元判断为有故障。
10.一种造水系统有无故障判断装置，是判断反复进行使被处理水从分离膜透过而得到处理水的过滤工序和将所述分离膜经多个工序进行物理性清洗的物理清洗工序的造水系统有无故障的造水系统有无故障判断装置，其特征在于，具有以下单元：
输入所述过滤工序和所述物理清洗工序的运转数据的运转数据输入单元，
记录所述运转数据的运转数据记录单元，
选择要判断是否有故障的所述过滤工序或所述物理清洗的工序的工序选择单元，
预先记录所述运转数据的加工规则的加工规则记录单元，
基于所述工序选择单元选择出的工序的所述加工规则来对所述运转数据记录单元中记录的所述运转数据进行加工而得到加工数据的单元，
预先记录与所述加工数据有关的设定值的设定值记录单元，
将所述加工数据和所述设定值进行比较，在所述加工数据超出所述设定值的情况判断为有故障的故障判断单元，以及
输出有无所述故障的判断的故障判断输出单元。
11.如权利要求10所述的造水系统有无故障判断装置，其特征在于，所述故障判断输出单元显示出故障的原因和对策中的至少一者。
12.如权利要求10或11所述的造水系统有无故障判断装置，其特征在于，还具有将所述过滤工序和所述物理清洗工序各自的数据记录周期设定为不同周期的记录周期设定单元，所述记录周期设定单元将所述物理清洗工序的数据记录周期设定得比所述过滤工序的数据记录周期短。
13.如权利要求10～12的任一项所述的造水系统有无故障判断装置，其特征在于，所述物理清洗工序具有反洗工序，所述工序选择单元选择所述反洗工序，所述加工规则使用所述反洗中使用的反洗水量或反洗流量的数据。
14.如权利要求10～12的任一项所述的造水系统有无故障判断装置，其特征在于，所述物理清洗工序至少具有空气洗工序、排水工序和给水工序中的任一者，所述工序选择单元选择所述空气洗工序、所述排水工序、所述给水工序，所述加工规则使用所述分离膜的原水侧的压力数据。
15.如权利要求10～12的任一项所述的造水系统有无故障判断装置，其特征在于，所述物理清洗工序具有空气洗工序和给水工序，所述工序选择单元选择所述空气洗工序、所述给水工序，所述加工规则使用在各工序中流入的空气、原水的流量数据。
16.如权利要求10～12的任一项所述的造水系统有无故障判断装置，其特征在于，所述物理清洗工序具有注入药品而进行的反洗工序，所述工序选择单元选择所述反洗工序，所述加工规则使用设置在反洗配管上的至少pH计、残留氯计和ORP计中的任一者的数据。
17.如权利要求10～12的任一项所述的造水系统有无故障判断装置，其特征在于，所述加工规则使用所述过滤工序1次循环的过滤阻力上升度和所述物理清洗工序后的物理清洗不可逆过滤上升度。
18.如权利要求10～17的任一项所述的造水系统有无故障判断装置，其特征在于，在所述加工数据多次连续超出所述设定值的情况，所述故障判断单元判断为有故障。
19.一种造水系统有无故障判断程序，其特征在于，为了判断反复进行使被处理水从分离膜透过而得到处理水的过滤工序和将所述分离膜通过多个工序进行物理性清洗的物理清洗工序的造水系统有无故障，使计算机发挥以下单元的功能：
输入所述过滤工序和所述物理清洗工序的运转数据的运转数据输入单元，
记录所述运转数据的运转数据记录单元，
选择要判断是否有故障的所述过滤工序或所述物理清洗工序的工序选择单元，
预先记录所述运转数据的加工规则的加工规则记录单元，
基于所述工序选择单元选择出的工序的所述加工规则来对所述运转数据记录单元中记录的所述运转数据进行加工而得到加工数据的单元，
预先记录与所述加工数据有关的设定值的设定值记录单元，
将所述加工数据和所述设定值进行比较，在所述加工数据超出所述设定值的情况判断为有故障的故障判断单元，以及
输出有无所述故障的判断的故障判断输出单元。
20.如权利要求19所述的造水系统有无故障判断程序，其特征在于，所述故障判断输出单元显示出故障的原因和对策中的至少一者。
21.如权利要求19或20所述的造水系统有无故障判断程序，其特征在于，进而使所述计算机发挥以下单元的功能：
将所述过滤工序和所述物理清洗工序各自的数据记录周期设定为不同周期的记录周期设定单元，
所述记录周期设定单元将所述物理清洗工序的数据记录周期设定得比所述过滤工序的数据记录周期短。
22.如权利要求19～21的任一项所述的造水系统有无故障判断程序，其特征在于，所述物理清洗工序具有反洗工序，所述工序选择单元选择所述反洗工序，所述加工规则使用所述反洗中使用的反洗水量或反洗流量的数据。
23.如权利要求19～21的任一项所述的造水系统有无故障判断程序，其特征在于，所述物理清洗工序至少具有空气洗工序、排水工序和给水工序中的任一者，所述工序选择单元选择所述空气洗工序、所述排水工序、所述给水工序，所述加工规则使用所述分离膜的原水侧的压力数据。
24.如权利要求19～21的任一项所述的造水系统有无故障判断程序，其特征在于，所述物理清洗工序具有空气洗工序和给水工序，所述工序选择单元选择所述空气洗工序、所述给水工序，所述加工规则使用在各工序中流入的空气、原水的流量数据。
25.如权利要求19～21的任一项所述的造水系统有无故障判断程序，其特征在于，所述物理清洗工序具有注入药品而进行的反洗工序，所述工序选择单元选择所述反洗工序，所述加工规则使用设置在反洗配管上的至少pH计、残留氯计、ORP计中的任一者的数据。
26.如权利要求19～21的任一项所述的造水系统有无故障判断程序，其特征在于，所述加工规则使用所述过滤工序1次循环的过滤阻力上升度和所述物理清洗工序后的物理清洗不可逆过滤上升度。
27.如权利要求19～25的任一项所述的造水系统有无故障判断程序，其特征在于，在所述加工数据多次连续超出所述设定值的情况，所述故障判断单元判断为有故障。
28.一种记录了造水系统的管理程序的计算机可读取记录介质，为了管理造水系统，使通过权利要求1～9的任一项所述的记录了判断造水系统有无故障的程序的计算机可读取记录介质发挥功能的计算机进而发挥以下单元的功能：
基于所述运转数据记录单元的运转数据来预测对所述分离膜进行药品清洗或交换的时机的时机预测单元，
所述运转数据记录单元至少记录选自过滤压力、压差、过滤速度中的一种运转数据，在所述时机预测单元中根据所述运转数据记录单元记录的数据来解析过滤压力变化、过滤压差变化、过滤阻力变化、过滤速度变化中的至少1种过滤指标的解析单元，以及
根据所述解析单元得到的过滤指标来预测过滤压力、过滤阻力、过滤速度中的至少1种过滤特性变化的过滤特性变化预测单元。
29.如权利要求28所述的记录了造水系统的管理程序的计算机可读取记录介质，其特征在于，所述时机预测单元用图示出作为基础的预测曲线，并且所述时机预测单元具有根据运转数据的变化来周期性重新预测的功能和/或在发生异常的情况重新预测的功能。
30.如权利要求28或29所述的记录了造水系统的管理程序的计算机可读取记录介质，具有在距离由所述时机预测单元计算出的所述分离膜的药品清洗日或更换日的天数为指定天数以下的情况输出通知信号的通知单元。
31.如权利要求28～30的任一项所述的记录了造水系统的管理程序的计算机可读取记录介质，具有在所述分离膜的药品清洗日或更换日比预先设定的预定日早的情况输出警报信号的警报单元。
32.如权利要求28～31的任一项所述的记录了造水系统的管理程序的计算机可读取记录介质，具有在所述分离膜的药品清洗日或更换日比预先设定的预定日早的情况改变过滤条件和/或清洗条件以使所述药品清洗日或更换日与所述预定日一致、或比所述预定日晚的运转条件改变单元。
33.如权利要求32所述的记录了造水系统的管理程序的计算机可读取记录介质，所述运转条件改变单元还具有运转成本预测功能、和以使运转成本变为最低的方式来决定过滤条件和/或清洗条件的功能。
34.如权利要求32或33所述的记录了造水系统的管理程序的计算机可读取记录介质，其特征在于，所述造水系统具有向被处理水中添加凝集剂、还元剂、杀菌剂、阻垢剂中的至少1种药剂的药剂添加单元，所述运转条件改变单元还具有改变所述药剂的添加率的功能。
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