CN117222468A - Ro系统的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供通过减少药品的用量、膜的交换次数从而能够削减耗电量(即CO2)和废弃物的量并且能够进行稳定的运转且有助于节省能量的RO系统的控制方法。在具有并列的多个RO装置(41)～(44)以及对包括该RO装置(41)～(44)的运行处理以及停止处理的启停处理进行控制的控制部的RO系统的控制方法中，进行控制以使越容易通过启停恢复处理能力的RO装置的启停次数越多。

Description

RO系统的控制方法
技术领域
本发明涉及对水进行反渗透处理的RO系统的控制方法，特别地，涉及具有并列设置的多个RO装置的RO系统的控制方法。
背景技术
如果在RO(反渗透)膜上产生积垢，则供水压力升高，供水泵的耗电量增大。因此，有时进行药品洗涤以去除积垢。然而，药品洗涤花费时间和费用，而且使膜劣化，缩短膜的寿命。
药品洗涤以积垢中的有机物积垢和微生物(生物)积垢为对象。另一方面，在RO膜上也产生悬浮物质(SS，Suspended Solid)引起的SS积垢等物理积垢。
因此，期望极力抑制药品洗涤的次数，并且通过简单的构成来抑制RO膜的积垢，能够确保水处理系统的处理效率。
作为防止具有RO膜的RO装置的孔堵塞的方法，专利文献1中记载了每单位通水累计时间吹出在过滤被处理水的过程中反渗透膜部中产生的悬浮物质浓缩排水的方法。
专利文献2记载了基于膜堵塞的程度设定多个并列的过滤装置中运行的过滤装置的优先顺序。此外，专利文献2第0064段记载了对膜进行空气洗涤。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-279461号公报；
专利文献2：日本特开2016-067968号公报。
发明内容
发明要解决的问题
本发明的课题在于，提供RO系统的控制方法，其通过减少药品的用量、膜的交换次数，能够削减耗电量和废弃物的量并且能够进行稳定的运转，有助于节省能量。
用于解决问题的手段
本发明的RO系统的控制方法的特征在于，在具有并列的多个RO装置以及控制部的RO系统的控制方法中，进行控制以使越容易通过启停恢复处理能力的RO装置的启停次数越多，所述控制部对包括所述RO装置的运行处理以及停止处理的启停处理进行控制。
在本发明的一种方式中，存储各RO装置的启停处理的历史记录，基于启停处理的历史记录确定要运行的所述RO装置的优先顺序。
在本发明的一种方式中，将各RO装置的膜处理性能的历史记录与各RO装置的启停处理的历史记录相关联地存储，基于所述启停处理的历史记录以及所述膜处理性能的历史记录，针对每个所述RO装置推定通过所述启停处理预估的所述膜处理性能的恢复程度，将通过所述启停处理预估的所述恢复程度较大的所述RO装置的优先顺序确定为上位。
在本发明的一种方式中，测量向所述RO装置供水的供水泵的出口压力或耗电量，将所述出口压力或所述耗电量较大的所述RO装置的优先顺序确定为上位。
在本发明的一种方式中，基于所述启停有效性的推定结果，确定驱动时的所述启停处理的次数，以使相对于启停次数的效果增高的方式，基于确定规定时间内的启停次数的所述启停有效性的推定结果，来确定驱动时的所述启停处理的次数，确定规定时间内的启停次数以使相对于启停次数的效果增高。
在本发明的一种方式中，测量各RO装置的当前时刻的膜处理性能，基于当前时刻的膜处理性能来确定所述RO装置的优先顺序。
本发明的一种方式的程序是一种水处理系统的控制程序，其为对具有并列设置的多个RO装置的水处理系统进行控制的程序，使计算机执行：控制命令，对包括所述RO装置的运行处理以及停止处理的启停处理进行控制；存储命令，存储各RO装置的启停处理的历史记录；以及优先顺序确定命令，基于所述启停处理的历史记录，确定要运行的所述RO装置的优先顺序。
发明效果
根据本发明，能够通过简单的构成来确保RO系统的处理效率。本发明在不进行药品洗涤的情况下通过进行RO膜装置的停止和运行或者各流路的流量调整来进行积垢去除，因此，即使不添加特别的硬件构成也能够以软件来去除积垢，构成简单。
此外，由于在运转计划所包括的启停动作中也去除积垢，因此，也考虑运转计划中进行的启停动作的历史记录来计划启停处理，从而与有意地进行吹出处理的专利文献1相比能够抑制与积垢去除有关的处理次数，能够高效地去除积垢。
附图说明
图1是应用实施方式的控制方法的RO系统的系统图。
图2是表示基于功能块的判断流程的流程图。
图3是表示基于功能块的判断流程的流程图。
图4是表示基于功能块的判断流程的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式进行说明。
图1是应用实施方式的控制方法的RO系统的系统图。
从原水配管1向多个(在该实施方式中为4个)处理系统(以下，有时称为系列)A、B、C、D供给原水并进行RO处理。
在各系列A～D中，由与原水配管1连接的配管11～14输送原水，通过泵21～24加压后，由供水配管31～34向横流(cross flow)方式的RO装置41～44供给。
从透过水配管51～54经由集合透过水配管55以透过水的形式取出透过RO装置41～44的RO膜的透过水。此外，一部分透过水经由从配管55分支的配管56被输送至洗涤水罐57并储存。洗涤水罐57内的水能够经由具有洗涤泵58的洗涤线59向所述供水配管31～34供给。
从浓缩水配管61～64经由集合浓缩水配管65以浓缩水的形式取出RO装置41～44的浓缩水(盐水(brine))。
各配管11～14、31～34设置有用于测定流量或压力以及pH等的传感器S1、S2。配管51～54、61～64设置有用于测定流量、压力、电导率等中的一个或两个以上的特性的传感器S3、S4。配管51～54、61～64设置有阀V1、V2。
各传感器的检测数据被输入至控制装置(省略图示)。在控制装置的存储器中存储有控制程序以及运转计划数据。按照来自控制装置的信号对各泵21～24、58以及各阀V1、V2进行控制。
在本实施方式中，在横流式RO装置中，除了药品洗涤以外，以物理去除积垢为目的，进行RO装置的短时间的停止以及再运行，即“启停处理”。
作为启停处理使物理积垢剥离的效果，可举出“装置停止引起的膜污染物质的压实的解除和装置启动时的冲洗(由于从停止向启动过渡时的膜面有效压力的变化较大，因此，膜面的压实化的解除容易推进)”、“回吸(停止时的浸透压的产生引起的反洗)”等。除此之外，启停处理在通常的通水处理中附带地发生(例如，伴随透过水流量变动的运行台数的改变等)，因此，在不停止通水处理的情况下，而且在不使用药品的情况下，在能够去除物理积垢方面优异。
启停处理的执行判断用“启停处理引起的膜性能的恢复效果(例如，耗电量的削减量)”为0以上或者超出“由启停处理产生的费用(例如，伴随冲洗工序、泵的启动的耗电量的增加量)”进行判断。满足该条件时，在未检测到脱盐率的异常的情况下，优选反复进行启停处理。
具体而言，如图2～4所示，根据使用的RO装置的过去的启停历史记录与膜处理性能的历史记录的关系，算出“最近的洗涤或膜交换刚完成后的膜处理性能”到“当前时刻的膜处理性能”的变化中“通过启停处理恢复的预估的膜处理性能”，在此基础上，根据“针对单位规定时间(例如，过去24小时以内)的启停次数的恢复效果”确定有效性较高的“单位规定时间的启停次数”，算出此时的“启停处理引起的膜性能的恢复效果(例如，供水压力、耗电量)”。
如果在某一RO装置中反复进行启停，则恢复效果逐渐降低，因此，定期算出(例如每3小时)各装置的恢复效果，分配运行优先顺序以对恢复效果较高的系列分配尽可能多的启停次数。
另外，对于物理积垢，具有膜面上的堆积时间越长，越能进行压实化的性质，因此，“启停处理引起的膜性能的恢复效果”逐渐降低。仅在残留“通过启停处理恢复的预估的膜处理性能”进行运转的时间内，膜装置的耗电量增大，因此，早期阶段的检测和启停处理的执行与显著削减单位透过水量的耗电量和洗涤次数有关。
在本实施方式中，在如上所述的多个RO装置并列设置的系统中，确定运行的优先顺序。特别地，基于运转计划中进行的启停的历史记录，确定RO装置的运行优先顺序。
在运行优先顺序的改变次数中设定上限，且不能满足各RO装置的“单位规定时间的启停次数”的情况下(例如，确定指示运转人员每天两次赋予运行优先顺序的操作)，分配运行优先顺序以对恢复效果较高的系列分配尽可能多的启停次数。
在满足各RO装置的“单位规定时间的启停次数”的情况下，在早期阶段检测“通过启停处理能够去除的膜处理性能”，分配运行优先顺序以在早期阶段执行启停处理。
通过启停处理停止RO装置的运转的时间优选为5分钟以上、例如5～360分钟，但不限于此。需要说明的是，停止时间为小于5分钟时，有时RO装置的膜处理性能的恢复效果不充分。此处，膜处理性能是否有恢复效果，是用“启停后的单位透过水量所需要的能量(耗电量、供水压力)”低于“启停前的单位透过水量所需要的能量(耗电量、供水压力)”来进行判断。
从“最近的洗涤或膜交换刚完成后的膜处理性能”到“当前时刻的膜处理性能”的变化中具有“通过启停处理能够去除的膜处理性能”时，通过实施其他洗涤方法(例如，药品洗涤、利用药品或处理水的冲洗)进行处置。通过考虑运转计划中进行的启停处理的历史记录来执行启停处理的计划，与有意地进行吹出处理的专利文献1相比，能够减少与积垢去除有关的处理次数，能够高效地去除积垢。
在该RO系统中，根据生成的水量等确定运转计划，在运转计划中包括在每个时刻运行的RO装置的个数的信息。
需要说明的是，上述控制系统具有以下各功能部。
＜控制部＞
通过阀以及泵等的控制，对过滤装置的运行以及停止进行控制。
在启停处理中包括对透过水侧的流路进行闭栓的动作、减小原水的流量的动作。
＜测量供水信息的测量部＞
例如，测量pH、原水压力、原水流量等。
＜测量膜处理性能的测量部＞
例如，测量供水压力、透过水压力、盐水(brine)压力、供水流量、透过水流量、盐水(brine)流量、水温、供水导电率、处理水导电率等。
＜获取泵状态的获取部＞
例如，获取频率、输出电流、输出电压、耗电量、出口压力。
＜记录装置信息的记录部＞
例如，存储膜面积、容器数、膜的构成等。
＜存储维护历史记录的存储部＞
存储最近的洗涤或膜交换刚完成后的膜处理性能(例如，供水压力、膜间差压、通量)。
＜存储启停历史记录的存储部＞
存储按照水处理的运转计划启停的历史记录和有意地进行启停处理以去除SS的历史记录这两者。
＜记录优先顺序历史记录的存储部＞
存储由控制部指示的优先顺序的历史记录。
＜计算膜处理性能的计算部＞
例如，计算膜间差压、通量(FLUX)。
＜耗电量推定部＞
未连续地测量耗电量时，根据测量值(例如，供水压力和供水流量等)推定耗电量。
＜积垢推定部＞
在处理性能因持续运转的影响而从最近的洗涤或膜交换刚完成后的处理性能降低的差异中，排出因运转条件(例如，入口水压力、处理水流量、温度)引起的影响，算出积垢引起的膜处理性能的变化量。
对积垢的性质进行分类。例如，通过算出积垢引起的膜处理性能的变化量中的通过启停处理恢复的预估的膜处理性能，检测启停处理中不能去除的膜处理性能。
＜启停有效性推定部＞
针对各RO装置，推定启停处理中预估的膜处理性能的恢复效果、即启停有效性。这是因为，根据RO装置的不同，启停是否对膜处理性能的恢复有效是不同的。
根据过去(例如1年以内)的启停历史记录与膜处理性能的历史记录的关系，推定各RO装置的启停有效性。例如，参照规定期间以内进行的启停的次数与启停前后的膜处理性能的变化，算出启停引起的处理性能的恢复程度。
＜启停计划部＞
基于启停历史记录，计划今后的启停处理的时机。使规定期间内未启停的RO装置启停。
基于启停有效性推定部的推定结果，确定启停次数。确定启停次数以使作为恢复效率的指标的相对于启停次数的效果增高。(例如，24小时以内的5次启停与4次启停的恢复程度没有差异时，设为4次)
＜优先顺序确定部＞
基于各RO装置的启停的历史记录，确定进行启停处理的RO装置的优先顺序。
将启停有效性较高的RO装置的优先顺序确定为上位。
进一步，将通过泵状态获取部获取的高压泵的出口压力或耗电量较大的RO装置的优先顺序确定为上位。
用特定的实施方式对本发明进行了详细说明，但是本领域技术人员很清楚在不脱离本发明的目的和范围内能够进行各种各样的变形。
本申请基于2021年2月26日申请的日本专利申请2021-030480，通过引用而援用其全部内容。
附图标记说明
21～24泵
41～44RO装置
57洗涤罐。

Claims (7)

1.一种RO系统的控制方法，其特征在于，
在具有并列的多个RO装置以及控制部的RO系统的控制方法中，进行控制以使越容易通过启停恢复处理能力的RO装置的启停次数越多，
所述控制部对包括所述RO装置的运行处理以及停止处理的启停处理进行控制。
2.如权利要求1所述的RO系统的控制方法，其特征在于，
存储各RO装置的启停处理的历史记录，
基于启停处理的历史记录确定要运行的所述RO装置的优先顺序。
3.如权利要求2所述的RO系统的控制方法，其特征在于，
将各RO装置的膜处理性能的历史记录与各RO装置的启停处理的历史记录相关联地存储，
基于所述启停处理的历史记录以及所述膜处理性能的历史记录，针对每个所述RO装置推定通过所述启停处理预估的所述膜处理性能的恢复程度，
将通过所述启停处理预估的所述恢复程度较大的所述RO装置的优先顺序确定为上位。
4.如权利要求3所述的RO系统的控制方法，其特征在于，
测量向所述RO装置供水的供水泵的出口压力或耗电量，
将所述出口压力或所述耗电量较大的所述RO装置的优先顺序确定为上位。
5.如权利要求3或4所述的RO系统的控制方法，其特征在于，
基于所述启停有效性的推定结果，确定驱动时的所述启停处理的次数，确定规定时间内的启停次数以使相对于启停次数的效果变高。
6.如权利要求1～5中任一项所述的RO系统的控制方法，其特征在于，
测量各RO装置的当前时刻的膜处理性能，
基于当前时刻的膜处理性能来确定所述RO装置的优先顺序。
7.一种水处理系统的控制程序，其为对具有并列设置的多个RO装置的水处理系统进行控制的程序，其中，
使计算机执行：
控制命令，对包括所述RO装置的运行处理以及停止处理的启停处理进行控制；
存储命令，存储各RO装置的启停处理的历史记录；以及
优先顺序确定命令，基于所述启停处理的历史记录，确定要运行的所述RO装置的优先顺序。
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