JP2013146684A - Reverse osmosis membrane separator - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reverse osmosis membrane separator capable of improving the recovery rate while controlling deposition of scale.SOLUTION: The reverse osmosis membrane separator includes: a reverse osmosis membrane module 5; a temperature detection means 4; and a control part 10 for alternately executing a high recovery rate operation mode for calculating a reference concentration ratio of silica in concentrated water W3 according to silica solubility determined from silica concentration of supply water W1 and a detected temperature value of the temperature detection means 4, controlling the flow rate of the supply water W1 so that the actual concentration ratio of the silica in the concentrated water W3 is a first target concentration ratio of reference concentration ratio excess, and controlling the discharge flow rate so that the actual discharge flow rate of the concentrated water W3 is a target flow rate value of permeated water W2 and a target discharge flow rate calculated according to the first target concentration ratio, and a low recovery rate operation mode for controlling the flow rate of the supply water W1 so that the actual concentration ratio of the silica in the concentrated water W3 is a second target concentration ratio of the reference concentration ratio or less, and controlling the discharge flow rate so that the actual discharge flow rate of the concentrated water W3 is the target discharge flow rate.

Description

本発明は、逆浸透膜モジュールを備えた逆浸透膜分離装置に関する。   The present invention relates to a reverse osmosis membrane separation device including a reverse osmosis membrane module.

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)で逆浸透膜分離処理することにより製造される。RO膜モジュールで逆浸透膜分離処理することにより、原水は、溶存塩類等が除去された透過水と、溶存塩類等が濃縮された濃縮水とに分離される。   In the semiconductor manufacturing process, the cleaning of electronic parts and medical instruments, etc., high-purity pure water containing no impurities is used. This type of pure water is generally produced by subjecting raw water such as groundwater or tap water to a reverse osmosis membrane separation treatment with a reverse osmosis membrane module (hereinafter also referred to as “RO membrane module”). By performing reverse osmosis membrane separation treatment with the RO membrane module, the raw water is separated into permeated water from which dissolved salts and the like are removed and concentrated water from which dissolved salts and the like are concentrated.

RO膜モジュールにおいては、原水に含まれる硬度成分がRO膜の表面にスケールとして析出される現象が発生する。また、原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膜の表面にスケールの析出やファウリングが発生すると、透水能力が低下する。このため、RO膜モジュールを備えた逆浸透膜分離装置においては、RO膜の表面にスケールの析出やファウリングが発生しないように運転することが肝要となる。   In the RO membrane module, a phenomenon occurs in which the hardness component contained in the raw water is deposited as a scale on the surface of the RO membrane. In addition, a so-called fouling phenomenon occurs in which suspended substances (for example, insoluble colloidal iron) contained in the raw water are deposited on the surface and pores of the RO membrane. When scale deposition or fouling occurs on the surface of the RO membrane, the water permeability is reduced. For this reason, in a reverse osmosis membrane separation apparatus provided with an RO membrane module, it is important to operate so that scale deposition and fouling do not occur on the surface of the RO membrane.

従来、シリカ系スケールの析出を抑制するために、濃縮水のシリカ濃度がシリカ溶解度を超えない範囲に回収率を設定して運転する逆浸透膜分離装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, a reverse osmosis membrane separation apparatus that operates by setting a recovery rate within a range where the silica concentration of concentrated water does not exceed silica solubility in order to suppress precipitation of silica-based scale is known (for example, Patent Document 1). reference).

特開2005−81254号公報JP 2005-81254 A

上記特許文献に記載された逆浸透膜分離装置では、シリカ溶解度により回収率が制限される。原水のシリカ濃度が高くなると、必然的に回収率を下げざるを得なくなる。そのため、原水のシリカ濃度が高い地域では、廃棄される濃縮水の量が増えるので、造水コストが高くなる。なお、回収率とは、RO膜モジュールへ供給された供給水の流量に対する透過水の流量の割合をいう。   In the reverse osmosis membrane separation apparatus described in the above patent document, the recovery rate is limited by the solubility of silica. When the silica concentration of the raw water increases, the recovery rate is inevitably lowered. Therefore, in an area where the silica concentration of the raw water is high, the amount of concentrated water to be discarded increases, resulting in an increase in water production cost. The recovery rate refers to the ratio of the flow rate of the permeated water to the flow rate of the supplied water supplied to the RO membrane module.

従って、本発明は、シリカ系スケールの析出を抑制しつつ、回収率を向上させることができる逆浸透膜分離装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a reverse osmosis membrane separation device capable of improving the recovery rate while suppressing the precipitation of silica-based scale.

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、供給水の温度を検出する温度検出手段と、(i)予め取得された供給水のシリカ濃度及び前記温度検出手段による検出温度値から決定したシリカ溶解度に基づいて、濃縮水におけるシリカの基準濃縮倍率を算出し、(ii)濃縮水におけるシリカの実際濃縮倍率が前記基準濃縮倍率超過の第1目標濃縮倍率となるように前記逆浸透膜モジュールへ供給する供給水の流量を制御すると共に、予め設定された透過水の目標流量値及び前記第1目標濃縮倍率に基づいて目標排水流量を算出し、濃縮水の実際排水流量が前記目標排水流量となるように濃縮水の排水流量を制御する高回収率運転モード、及び濃縮水におけるシリカの実際濃縮倍率が前記基準濃縮倍率以下の第2目標濃縮倍率となるように前記逆浸透膜モジュールへ供給する供給水の流量を制御すると共に、濃縮水の実際排水流量が前記高回収率運転モードで算出した前記目標排水流量となるように濃縮水の排水流量を制御する低回収率運転モードを交互に実行する制御部と、を備える逆浸透膜分離装置に関する。   The present invention includes a reverse osmosis membrane module that separates feed water into permeate and concentrated water, temperature detection means for detecting the temperature of the feed water, (i) silica concentration of the feed water obtained in advance and the temperature detection Based on the silica solubility determined from the temperature detected by the means, the reference concentration ratio of silica in the concentrated water is calculated, and (ii) the first target concentration ratio that the actual concentration ratio of silica in the concentrated water exceeds the reference concentration ratio The flow rate of the feed water supplied to the reverse osmosis membrane module is controlled so that the target drainage flow rate is calculated based on the preset permeate target flow rate value and the first target concentration rate, A high recovery rate operation mode for controlling the drainage flow rate of the concentrated water so that the actual drainage flow rate becomes the target drainage flow rate, and the second point where the actual concentration rate of silica in the concentrated water is equal to or less than the reference concentration rate The flow rate of the feed water supplied to the reverse osmosis membrane module is controlled so as to achieve a concentration rate, and the concentrated water is adjusted so that the actual drainage flow rate of the concentrated water becomes the target drainage flow rate calculated in the high recovery rate operation mode. The present invention relates to a reverse osmosis membrane separation device including a control unit that alternately executes a low recovery rate operation mode for controlling a drainage flow rate.

また、前記制御部において、高回収率運転モードを実行する第1時間帯は、低回収率運転モードを実行する第2時間帯よりも長く設定されることが好ましい。   Moreover, in the said control part, it is preferable that the 1st time slot | zone which performs high recovery rate operation mode is set longer than the 2nd time slot | zone which performs low recovery rate operation mode.

また、前記逆浸透膜分離装置において、透過水の流量を検出する流量検出手段と、供給水を前記逆浸透膜モジュールに供給する供給水ラインと、入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、前記供給水ラインを流通する供給水を前記逆浸透膜モジュールに向けて圧送する加圧ポンプと、入力された電流値信号に対応する駆動周波数を前記加圧ポンプに出力するインバータと、を備えた構成とし、前記制御部が、前記流量検出手段による検出流量値が前記目標流量値となるように、前記加圧ポンプの駆動周波数を演算し、当該駆動周波数の演算値に対応する電流値信号を前記インバータに出力させることが好ましい。   In the reverse osmosis membrane separation device, the flow rate detecting means for detecting the flow rate of the permeated water, the supply water line for supplying the supply water to the reverse osmosis membrane module, and the rotational speed according to the input drive frequency are driven. A pressure pump that pumps the feed water flowing through the feed water line toward the reverse osmosis membrane module, and an inverter that outputs a driving frequency corresponding to the input current value signal to the pressure pump. The control unit calculates a driving frequency of the pressurizing pump so that the detected flow rate value by the flow rate detecting unit becomes the target flow rate value, and a current value corresponding to the calculated value of the driving frequency It is preferable to output a signal to the inverter.

また、前記逆浸透膜分離装置において、透過水を需要先へ送出する透過水ラインと、濃縮水を前記逆浸透膜モジュールから送出する濃縮水ラインと、前記濃縮水ラインを流通する濃縮水の一部を装置外へ排出する濃縮水排出ラインと、前記濃縮水ラインを流通する濃縮水の残部を前記供給水ラインにおける前記加圧ポンプよりも上流側に還流させる濃縮水還流ラインと、前記濃縮水還流ラインを流通する濃縮水の流量を調節可能な濃縮水還流弁と、を備えた構成とし、前記制御部は、前記低回収率運転モードを実行する際に、前記濃縮水還流ラインを濃縮水が流通しないように前記濃縮水還流弁を制御することが好ましい。   In the reverse osmosis membrane separation apparatus, a permeated water line for sending permeate to a customer, a concentrated water line for sending concentrated water from the reverse osmosis membrane module, and a concentrated water flowing through the concentrated water line. A concentrated water discharge line for discharging the part to the outside of the apparatus, a concentrated water reflux line for refluxing the remaining portion of the concentrated water flowing through the concentrated water line upstream of the pressurizing pump in the supply water line, and the concentrated water A concentrated water recirculation valve capable of adjusting a flow rate of the concentrated water flowing through the reflux line, and when the controller executes the low recovery rate operation mode, the concentrated water reflux line is It is preferable to control the concentrated water reflux valve so as not to flow.

また、前記制御部は、前記高回収率運転モードを複数回実行した後、前記逆浸透膜モジュールの一次側を洗浄するためのフラッシング運転モードを少なくとも1回実行することが好ましい。   The controller preferably executes the flushing operation mode for cleaning the primary side of the reverse osmosis membrane module at least once after the high recovery rate operation mode is executed a plurality of times.

また、前記逆浸透膜分離装置において、前記透過水ラインに設けられた透過水弁と、前記透過水ラインに送出された透過水を前記供給水ラインにおける前記加圧ポンプよりも上流側に返送させる透過水返送ラインと、前記透過水返送ラインに設けられた圧力逃し弁と、を備えた構成とし、前記制御部は、前記フラッシング運転モードを実行する際に、(i)前記濃縮水還流ラインを濃縮水が流通しないように前記濃縮水還流弁を制御し、(ii)前記透過水ラインを透過水が流通しないように前記透過水弁を制御することが好ましい。   In the reverse osmosis membrane separation device, the permeated water valve provided in the permeated water line and the permeated water sent to the permeated water line are returned upstream of the pressurizing pump in the supply water line. The control unit includes a permeate return line and a pressure relief valve provided in the permeate return line, and the control unit performs (i) the concentrated water return line when executing the flushing operation mode. It is preferable to control the concentrated water reflux valve so that the concentrated water does not flow, and (ii) control the permeated water valve so that the permeated water does not flow through the permeated water line.

本発明によれば、シリカ系スケールの析出を抑制しつつ、回収率を向上させることができる逆浸透膜分離装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the reverse osmosis membrane separation apparatus which can improve a recovery rate can be provided, suppressing precipitation of a silica type scale.

実施形態に係る逆浸透膜分離装置1の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a reverse osmosis membrane separation device 1 according to an embodiment. 制御部10において高回収率運転モード、低回収率運転モード及びフラッシング運転モードの切り替え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。It is a flowchart which shows the process sequence in the case of performing switching control of the high recovery rate operation mode, the low recovery rate operation mode, and flushing operation mode in the control part 10. 高回収率運転モード及び低回収率運転モードにおいて制御部10が流量フィードバック水量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。It is a flowchart which shows the process sequence in case the control part 10 performs flow volume feedback water volume control in a high recovery rate operation mode and a low recovery rate operation mode. 高回収率運転モードにおいて制御部10が温度フィードフォワード回収率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。It is a flowchart which shows the process sequence in case the control part 10 performs temperature feedforward collection | recovery rate control in high recovery rate operation mode. 低回収率運転モードにおいて制御部10が温度フィードフォワード回収率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。It is a flowchart which shows the process sequence in case the control part 10 performs temperature feedforward collection | recovery rate control in low collection | recovery rate operation mode. 制御部10においてフラッシング運転モード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。4 is a flowchart illustrating a processing procedure when a flushing operation mode is executed in the control unit 10.

以下、本発明に係る逆浸透膜分離装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る逆浸透膜分離装置1は、例えば、淡水から純水を製造する純水製造システムに適用される。図1は、本実施形態に係る逆浸透膜分離装置1の全体構成図である。   Hereinafter, embodiments of a reverse osmosis membrane separation device according to the present invention will be described with reference to the drawings. The reverse osmosis membrane separation device 1 according to the present embodiment is applied to, for example, a pure water production system that produces pure water from fresh water. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a reverse osmosis membrane separation device 1 according to the present embodiment.

図1に示すように、本実施形態に係る逆浸透膜分離装置1は、加圧ポンプ2と、インバータ3と、温度検出手段としての温度センサ4と、逆浸透膜モジュールとしてのRO膜モジュール5と、流量検出手段としての流量センサ6と、透過水弁7と、を備える。また、逆浸透膜分離装置1は、濃縮水還流弁8と、圧力逃し弁としての安全弁9と、制御部10と、第1排水弁11〜第3排水弁13と、を備える。図1では、電気的な接続の経路を破線で示す。   As shown in FIG. 1, a reverse osmosis membrane separation device 1 according to this embodiment includes a pressurizing pump 2, an inverter 3, a temperature sensor 4 as temperature detection means, and an RO membrane module 5 as a reverse osmosis membrane module. And a flow rate sensor 6 as a flow rate detection means and a permeated water valve 7. The reverse osmosis membrane separation device 1 includes a concentrated water recirculation valve 8, a safety valve 9 as a pressure relief valve, a control unit 10, and a first drain valve 11 to a third drain valve 13. In FIG. 1, a path of electrical connection is indicated by a broken line.

また、逆浸透膜分離装置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、濃縮水排出ラインL4と、濃縮水還流ラインL5と、透過水返送ラインL6と、を備える。本明細書における「ライン」とは、流路、径路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。   The reverse osmosis membrane separation device 1 includes a supply water line L1, a permeate water line L2, a concentrate water line L3, a concentrate water discharge line L4, a concentrate water reflux line L5, and a permeate return line L6. Prepare. The “line” in the present specification is a general term for lines capable of flowing a fluid such as a flow path, a radial path, and a pipeline.

供給水ラインL1は、供給水W1をRO膜モジュール5に供給するラインである。供給水ラインL1の上流側における端部は、供給水W1の供給源(不図示)に接続されている。供給水ラインL1の下流側における端部は、RO膜モジュール5の一次側入口ポートに接続されている。   The supply water line L1 is a line for supplying the supply water W1 to the RO membrane module 5. The upstream end of the supply water line L1 is connected to a supply source (not shown) of the supply water W1. The downstream end of the supply water line L <b> 1 is connected to the primary inlet port of the RO membrane module 5.

加圧ポンプ2は、供給水W1を吸入し、RO膜モジュール5に向けて吐出する装置である。加圧ポンプ2は、インバータ3(後述)と電気的に接続されている。加圧ポンプ2には、インバータ3から、周波数が変換された駆動電力が入力される。加圧ポンプ2は、供給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。   The pressurizing pump 2 is a device that sucks the supply water W <b> 1 and discharges it toward the RO membrane module 5. The pressurizing pump 2 is electrically connected to an inverter 3 (described later). The driving power whose frequency is converted is input from the inverter 3 to the pressurizing pump 2. The pressurizing pump 2 is driven at a rotational speed corresponding to the frequency of the supplied driving power (hereinafter also referred to as “driving frequency”).

インバータ3は、加圧ポンプ2に、周波数が変換された駆動電力を供給する電気回路である。インバータ3は、制御部10と電気的に接続されている。インバータ3には、制御部10から電流値信号が入力される。インバータ3は、制御部10から入力された電流値信号に対応する駆動周波数の駆動電力を加圧ポンプ2に出力する。   The inverter 3 is an electric circuit that supplies driving power whose frequency is converted to the pressurizing pump 2. The inverter 3 is electrically connected to the control unit 10. The inverter 3 receives a current value signal from the control unit 10. The inverter 3 outputs driving power having a driving frequency corresponding to the current value signal input from the control unit 10 to the pressurizing pump 2.

温度センサ4は、供給水W1の温度を検出する機器である。温度センサ4は、接続部J1において供給水ラインL1に接続されている。接続部J1は、供給水W1の供給源(不図示)と加圧ポンプ2との間に配置されている。温度センサ4は、制御部10と電気的に接続されている。温度センサ4で検出された供給水W1の温度(以下、「検出温度値」ともいう)は、制御部10へ検出信号として送信される。   The temperature sensor 4 is a device that detects the temperature of the supply water W1. The temperature sensor 4 is connected to the supply water line L1 at the connection portion J1. The connecting portion J1 is disposed between the supply source (not shown) of the supply water W1 and the pressurizing pump 2. The temperature sensor 4 is electrically connected to the control unit 10. The temperature of the supply water W1 detected by the temperature sensor 4 (hereinafter also referred to as “detected temperature value”) is transmitted to the control unit 10 as a detection signal.

RO膜モジュール5は、加圧ポンプ2から送出された供給水W1を、溶存塩類が除去された透過水W2と、溶存塩類が濃縮された濃縮水W3とに膜分離処理する設備である。RO膜モジュール5は、単一又は複数のRO膜エレメント(不図示)を備える。RO膜モジュール5は、これらRO膜エレメントにより供給水W1を膜分離処理し、透過水W2及び濃縮水W3を製造する。   The RO membrane module 5 is a facility that performs membrane separation processing of the feed water W1 sent from the pressurizing pump 2 into permeate water W2 from which dissolved salts have been removed and concentrated water W3 from which dissolved salts have been concentrated. The RO membrane module 5 includes a single or a plurality of RO membrane elements (not shown). The RO membrane module 5 membrane-separates the supply water W1 with these RO membrane elements to produce permeated water W2 and concentrated water W3.

透過水ラインL2は、RO膜モジュール5で製造された透過水W2を需要先へ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5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、需要先の装置等(不図示)に接続されている。   The permeated water line L2 is a line for sending the permeated water W2 manufactured by the RO membrane module 5 to a customer. The upstream end of the permeate line L2 is connected to the secondary port of the RO membrane module 5. The downstream end of the permeate line L2 is connected to a demand destination device or the like (not shown).

流量センサ6は、透過水ラインL2を流通する透過水W2の流量を検出する機器である。流量センサ6は、接続部J2において透過水ラインL2に接続されている。流量センサ6は、制御部10と電気的に接続されている。流量センサ6で検出された透過水W2の流量(以下、「検出流量値」ともいう)は、制御部10へ検出信号として送信される。   The flow rate sensor 6 is a device that detects the flow rate of the permeated water W2 flowing through the permeated water line L2. The flow sensor 6 is connected to the permeated water line L2 at the connection portion J2. The flow sensor 6 is electrically connected to the control unit 10. The flow rate of the permeated water W2 detected by the flow rate sensor 6 (hereinafter also referred to as “detected flow rate value”) is transmitted to the control unit 10 as a detection signal.

透過水弁7は、透過水ラインL2を開閉する装置である。透過水弁7は、制御部10と電気的に接続されている。透過水弁7における弁体の開閉は、制御部10からの駆動信号により制御される。透過水弁7は、高回収率運転モード及び低回収率運転モード(後述)では、開状態に制御される。また、透過水弁7は、フラッシング運転モード(後述)では、閉状態に制御される。   The permeated water valve 7 is a device that opens and closes the permeated water line L2. The permeated water valve 7 is electrically connected to the control unit 10. The opening and closing of the valve body in the permeated water valve 7 is controlled by a drive signal from the control unit 10. The permeated water valve 7 is controlled to be in an open state in the high recovery rate operation mode and the low recovery rate operation mode (described later). Further, the permeated water valve 7 is controlled to be closed in the flushing operation mode (described later).

濃縮水ラインL3は、RO膜モジュール5から濃縮水W3を送出するラインである。濃縮水ラインL3の上流側の端部は、RO膜モジュール5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、濃縮水排出ラインL4及び濃縮水還流ラインL5に分岐している。   The concentrated water line L3 is a line for sending the concentrated water W3 from the RO membrane module 5. The upstream end of the concentrated water line L3 is connected to the primary outlet port of the RO membrane module 5. Further, the downstream side of the concentrated water line L3 branches into a concentrated water discharge line L4 and a concentrated water reflux line L5 at the connection portion J3.

濃縮水排出ラインL4は、濃縮水ラインL3を流通する濃縮水W3の一部を装置外へ排出するラインである。濃縮水排出ラインL4の下流側は、接続部J5及びJ6において、第1排水ラインL11、第2排水ラインL12及び第3排水ラインL13に分岐している。   The concentrated water discharge line L4 is a line for discharging a part of the concentrated water W3 flowing through the concentrated water line L3 to the outside of the apparatus. The downstream side of the concentrated water discharge line L4 branches to the first drainage line L11, the second drainage line L12, and the third drainage line L13 at the connecting portions J5 and J6.

第1排水ラインL11には、第1排水弁11が設けられている。第2排水ラインL12には、第2排水弁12が設けられている。第3排水ラインL13には、第3排水弁13が設けられている。第1排水弁11〜第3排水弁13は、濃縮水排出ラインL4から装置外へ排出される濃縮水W3の排水流量を調節する弁である。   A first drain valve 11 is provided in the first drain line L11. A second drain valve 12 is provided in the second drain line L12. A third drain valve 13 is provided in the third drain line L13. The 1st drain valve 11-the 3rd drain valve 13 are valves which adjust the drainage flow volume of the concentrated water W3 discharged | emitted out of the apparatus from the concentrated water discharge line L4.

第1排水弁11は、第1排水ラインL11を開閉することができる。第2排水弁12は、第2排水ラインL12を開閉することができる。第3排水弁13は、第3排水ラインL13を開閉することができる。   The first drain valve 11 can open and close the first drain line L11. The second drain valve 12 can open and close the second drain line L12. The third drain valve 13 can open and close the third drain line L13.

第1排水弁11〜第3排水弁13は、それぞれ定流量弁機構(不図示)を備える。定流量弁機構は、第1排水弁11〜第3排水弁13において、それぞれ異なる流量値に設定されている。例えば、第1排水弁11は、開状態において、RO膜モジュール5の回収率が80%となるように排水流量が設定されている。第2排水弁12は、開状態において、RO膜モジュール5の回収率が75%となるように排水流量が設定されている。第3排水弁13は、開状態において、RO膜モジュール5の回収率が70%となるように排水流量が設定されている。   Each of the first drain valve 11 to the third drain valve 13 includes a constant flow valve mechanism (not shown). The constant flow valve mechanisms are set to different flow values in the first drain valve 11 to the third drain valve 13. For example, the drainage flow rate of the first drain valve 11 is set so that the recovery rate of the RO membrane module 5 is 80% in the open state. The drainage flow rate of the second drain valve 12 is set so that the recovery rate of the RO membrane module 5 is 75% in the open state. The drainage flow rate of the third drain valve 13 is set so that the recovery rate of the RO membrane module 5 is 70% in the open state.

濃縮水ラインL3から排出される濃縮水W3の排水流量は、第1排水弁11〜第3排水弁13を選択的に開閉することにより、段階的に調節できる。例えば、第2排水弁12のみを開状態とし、第1排水弁11及び第3排水弁13を閉状態とする。この場合には、RO膜モジュール5の回収率を75%とすることができる。また、第1排水弁11及び第2排水弁12を開状態とし、第3排水弁13のみを閉状態とする。この場合には、RO膜モジュール5の回収率を70%とすることができる。従って、本実施形態において、濃縮水W3の排水流量は、第1排水弁11〜第3排水弁13を選択的に開閉することにより、回収率を50%〜80%までの間で、5%毎に段階的に調節できる。   The drainage flow rate of the concentrated water W3 discharged from the concentrated water line L3 can be adjusted in stages by selectively opening and closing the first drainage valve 11 to the third drainage valve 13. For example, only the second drain valve 12 is opened, and the first drain valve 11 and the third drain valve 13 are closed. In this case, the recovery rate of the RO membrane module 5 can be 75%. Further, the first drain valve 11 and the second drain valve 12 are opened, and only the third drain valve 13 is closed. In this case, the recovery rate of the RO membrane module 5 can be set to 70%. Therefore, in this embodiment, the drainage flow rate of the concentrated water W3 is 5% between the recovery rate of 50% and 80% by selectively opening and closing the first drainage valve 11 to the third drainage valve 13. It can be adjusted step by step.

第1排水弁11〜第3排水弁13は、それぞれ制御部10と電気的に接続されている。第1排水弁11〜第3排水弁13における弁体の開閉は、制御部10からの駆動信号により制御される。   The first drain valve 11 to the third drain valve 13 are each electrically connected to the control unit 10. The opening and closing of the valve body in the first drain valve 11 to the third drain valve 13 is controlled by a drive signal from the control unit 10.

濃縮水還流ラインL5は、濃縮水ラインL3を流通する濃縮水W3の残部を、供給水ラインL1における加圧ポンプ2よりも上流側に還流させるラインである。濃縮水還流ラインL5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。接続部J3は、RO膜モジュール5の一次側出口ポートと接続部J5との間に配置されている。また、濃縮水還流ラインL5の下流側の端部は、接続部J4において、供給水ラインL1に接続されている。接続部J4は、加圧ポンプ2の上流側に配置されている。   The concentrated water reflux line L5 is a line for refluxing the remaining portion of the concentrated water W3 flowing through the concentrated water line L3 to the upstream side of the pressurizing pump 2 in the supply water line L1. The upstream end of the concentrated water reflux line L5 is connected to the concentrated water line L3 at the connection J3. The connection portion J3 is disposed between the primary side outlet port of the RO membrane module 5 and the connection portion J5. The downstream end of the concentrated water recirculation line L5 is connected to the supply water line L1 at the connection J4. The connecting portion J4 is disposed on the upstream side of the pressurizing pump 2.

濃縮水還流弁8は、濃縮水還流ラインL5の流通量を調節する装置である。濃縮水還流弁8は、制御部10と電気的に接続されている。濃縮水還流弁8における弁体の開度は、制御部10からの駆動信号により制御される。濃縮水還流弁8は、高回収率運転モードでは、所定の開度に制御される。また、濃縮水還流弁8の弁体は、低回収率運転モード及びフラッシング運転モード(いずれも後述)では、閉状態(開度0%)に制御される。   The concentrated water reflux valve 8 is a device that adjusts the flow rate of the concentrated water reflux line L5. The concentrated water reflux valve 8 is electrically connected to the control unit 10. The opening degree of the valve body in the concentrated water recirculation valve 8 is controlled by a drive signal from the control unit 10. The concentrated water recirculation valve 8 is controlled to a predetermined opening degree in the high recovery rate operation mode. Further, the valve body of the concentrated water recirculation valve 8 is controlled to be closed (opening degree 0%) in the low recovery rate operation mode and the flushing operation mode (both described later).

透過水返送ラインL6は、フラッシング運転モードにおいて、透過水ラインL2に送出された透過水W2を、供給水ラインL1における加圧ポンプ2よりも上流側に返送させるラインである。透過水返送ラインL6の上流側の端部は、接続部J7において透過水ラインL2に接続されている。接続部J7は、RO膜モジュール5の二次側ポートと透過水弁7との間に配置されている。また、透過水返送ラインL6の下流側の端部は、接続部J8において供給水ラインL1に接続されている。接続部J8は、加圧ポンプ2の上流側に配置されている。透過水返送ラインL6には、安全弁9が設けられている。   The permeated water return line L6 is a line for returning the permeated water W2 sent to the permeated water line L2 to the upstream side of the pressurized pump 2 in the supply water line L1 in the flushing operation mode. The upstream end of the permeate return line L6 is connected to the permeate line L2 at the connection J7. The connecting portion J7 is disposed between the secondary port of the RO membrane module 5 and the permeated water valve 7. Further, the downstream end of the permeate return line L6 is connected to the supply water line L1 at the connection J8. The connecting portion J8 is disposed on the upstream side of the pressurizing pump 2. A safety valve 9 is provided in the permeate return line L6.

安全弁9は、フラッシング運転モードにおいて、透過水ラインL2の管内圧力が設定された圧力以上となった場合に開弁して、透過水W2を透過水返送ラインL6に流通させる弁である。すなわち、安全弁9は、設定された圧力以上の透過水W2を、透過水返送ラインL6を介して供給水ラインL1に戻すことにより、RO膜モジュール5の二次側に過剰な背圧が発生するのを防止する。   The safety valve 9 is a valve that opens when the in-pipe pressure of the permeated water line L2 is equal to or higher than a set pressure in the flushing operation mode, and causes the permeated water W2 to flow through the permeated water return line L6. That is, the safety valve 9 returns the permeated water W2 that is equal to or higher than the set pressure to the supply water line L1 via the permeate return line L6, thereby generating excessive back pressure on the secondary side of the RO membrane module 5. To prevent.

なお、高回収率運転モード及び低回収率運転モードでは、透過水弁7が開状態に制御されるため、透過水ラインL2の管内圧力は、設定された圧力未満となる。そのため、高回収率運転モード及び低回収率運転モードでは、安全弁9が閉弁した状態で、透過水W2が需要先へ送出される。   Note that, in the high recovery rate operation mode and the low recovery rate operation mode, the permeate water valve 7 is controlled to be in the open state, and thus the in-pipe pressure of the permeate line L2 is less than the set pressure. Therefore, in the high recovery rate operation mode and the low recovery rate operation mode, the permeated water W2 is sent to the demand destination with the safety valve 9 closed.

制御部10は、CPU及びメモリ含むマイクロプロセッサ(不図示)により構成される。また、マイクロプロセッサには、時間の計時等を管理する不図示のインテグレーテッドタイマユニット(以下、「ITU」ともいう)が組み込まれている。以下、制御部10の機能について説明する。   The control unit 10 includes a microprocessor (not shown) including a CPU and a memory. The microprocessor incorporates an integrated timer unit (not shown) (hereinafter also referred to as “ITU”) that manages time measurement and the like. Hereinafter, functions of the control unit 10 will be described.

(運転モードの切り替え制御)
制御部10は、(i)予め取得された供給水W1のシリカ濃度、及び温度センサ4による検出温度値から決定したシリカ溶解度に基づいて、濃縮水W3におけるシリカの基準濃縮倍率(溶存限界濃縮倍率)を演算し、(ii)濃縮水W3におけるシリカの実際濃縮倍率が基準濃縮倍率超過の第1目標濃縮倍率(後述)となるようにRO膜モジュール5へ供給する供給水W1の流量を制御する高回収率運転モード、及び濃縮水W3におけるシリカの実際濃縮倍率が基準濃縮倍率以下の第2目標濃縮倍率(後述)となるようにRO膜モジュール5へ供給する供給水W1の流量を制御する低回収率運転モードを交互に実行する。本実施形態では、高回収率運転モードと低回収率運転モードとを交互に9回実行し、10回目の高回収率運転モードの実行後には、10回目の低回収率運転モードの実行に代えて、フラッシング運転モードを1回実行する。
(Operation mode switching control)
Based on the silica solubility determined from (i) the silica concentration of the supply water W1 acquired in advance and the temperature value detected by the temperature sensor 4, the control unit 10 determines the reference concentration rate (dissolved limit concentration rate) of silica in the concentrated water W3. ) And (ii) control the flow rate of the supply water W1 supplied to the RO membrane module 5 so that the actual concentration ratio of silica in the concentrated water W3 becomes a first target concentration ratio (described later) exceeding the reference concentration ratio. A low recovery rate control mode and a low flow rate for controlling the flow rate of the supply water W1 supplied to the RO membrane module 5 so that the actual concentration rate of silica in the concentrated water W3 is a second target concentration rate (described later) equal to or lower than the reference concentration rate. The recovery operation mode is executed alternately. In the present embodiment, the high recovery rate operation mode and the low recovery rate operation mode are alternately executed nine times, and after execution of the tenth high recovery rate operation mode, the tenth low recovery rate operation mode is executed. Then, the flushing operation mode is executed once.

(高回収率運転モード制御)
制御部10は、高回収率運転モードにおいて、濃縮水W3におけるシリカの実際濃縮倍率が基準濃縮倍率超過の第1目標濃縮倍率(後述)となるように供給水W1の流量を制御する。具体的には、流量フィードバック水量制御(後述)により、透過水W2の流量を予め設定された目標流量値(第1目標流量値)に制御しながら、温度フィードフォワード回収率制御(後述)により、濃縮水W3の実際排水流量が目標排水流量となるように排水流量を制御する。高回収率運転モードにおける目標排水流量は、第1目標流量値、及び第1目標濃度倍率により算出される(後述)。
(High recovery rate operation mode control)
In the high recovery rate operation mode, the control unit 10 controls the flow rate of the supply water W1 so that the actual concentration rate of silica in the concentrated water W3 becomes a first target concentration rate (described later) that exceeds the reference concentration rate. Specifically, while controlling the flow rate of the permeated water W2 to a preset target flow rate value (first target flow rate value) by flow rate feedback water amount control (described later), by temperature feedforward recovery rate control (described later), The drainage flow rate is controlled so that the actual drainage flow rate of the concentrated water W3 becomes the target drainage flow rate. The target drainage flow rate in the high recovery rate operation mode is calculated from the first target flow rate value and the first target concentration magnification (described later).

また、制御部10は、高回収率運転モードを実行する際に、透過水弁7を開状態に制御すると共に、濃縮水還流弁8を所定の開度に制御する。   In addition, when executing the high recovery rate operation mode, the control unit 10 controls the permeated water valve 7 to be in an open state and controls the concentrated water recirculation valve 8 to a predetermined opening degree.

高回収率運転モードでは、濃縮水W3におけるシリカの実際濃縮倍率が基準濃縮倍率の1.2〜1.8倍となるように供給水W1の流量(すなわち、透過水W2の流量及び濃縮水W3の排水流量の合計)を制御することが好ましい。以下、実際濃縮倍率が基準濃縮倍率の1.2〜1.8倍となる濃縮倍率を「第1目標濃縮倍率」ともいう。例えば、供給水W1のシリカ濃度が20mgSiO/Lで、25℃でのシリカ溶解度が100mgSiO/Lである場合、基準濃縮倍率は5となるので、第1目標濃縮倍率は6〜9となる。このときの回収率は、83〜89%である。 In the high recovery rate operation mode, the flow rate of the feed water W1 (that is, the flow rate of the permeated water W2 and the concentrated water W3 so that the actual concentration rate of silica in the concentrated water W3 is 1.2 to 1.8 times the reference concentration rate). It is preferable to control the total drainage flow rate). Hereinafter, the concentration ratio at which the actual concentration ratio is 1.2 to 1.8 times the reference concentration ratio is also referred to as “first target concentration ratio”. For example, when the silica concentration of the feed water W1 is 20 mgSiO 2 / L and the silica solubility at 25 ° C. is 100 mgSiO 2 / L, the standard concentration ratio is 5, so the first target concentration ratio is 6 to 9. . The recovery rate at this time is 83 to 89%.

(低回収率運転モード制御)
制御部10は、低回収率運転モードにおいて、濃縮水W3におけるシリカの実際濃縮倍率が基準濃縮倍率以下の第2目標濃縮倍率(後述)となるように供給水W1の流量を制御する。具体的には、流量フィードバック水量制御(後述)により、透過水W2の流量を高回収率運転モードよりも少ない目標流量値(第2目標流量値)に制御しながら、温度フィードフォワード回収率制御(後述)により、濃縮水W3の排水流量が高回収率運転モードで演算された目標排水流量となるように制御する。低回収率運転モードにおける第2目標流量値は、高回収率運転モードにおいて算出される濃縮水W3の目標排水流量、及び第2目標濃縮倍率とにより算出される(後述)。
(Low recovery rate operation mode control)
In the low recovery rate operation mode, the control unit 10 controls the flow rate of the supply water W1 so that the actual concentration rate of silica in the concentrated water W3 becomes a second target concentration rate (described later) that is equal to or lower than the reference concentration rate. Specifically, the temperature feedforward recovery rate control (second target flow rate value) is controlled while controlling the flow rate of the permeated water W2 to a lower target flow rate value (second target flow rate value) than in the high recovery rate operation mode by flow rate feedback water amount control (described later). According to the later description, control is performed so that the drainage flow rate of the concentrated water W3 becomes the target drainage flow rate calculated in the high recovery rate operation mode. The second target flow rate value in the low recovery rate operation mode is calculated from the target drainage flow rate of the concentrated water W3 calculated in the high recovery rate operation mode and the second target concentration rate (described later).

また、制御部10は、低回収率運転モードを実行する際に、濃縮水W3が濃縮水還流ラインL5を流通しないように、濃縮水還流弁8を閉状態(開度0%)に制御する。なお、透過水弁7の開閉は、高回収率運転モードの場合と同じである。   Further, when executing the low recovery rate operation mode, the control unit 10 controls the concentrated water recirculation valve 8 to be closed (opening degree 0%) so that the concentrated water W3 does not flow through the concentrated water recirculation line L5. . The opening and closing of the permeate valve 7 is the same as in the high recovery rate operation mode.

低回収率運転モードにおいては、濃縮水W3におけるシリカの実際濃縮倍率が基準濃縮倍率の0.8〜1倍となるように供給水W1の流量(すなわち、透過水W2の流量及び濃縮水W3の排水流量の合計)を制御することが好ましい。以下、実際濃縮倍率が基準濃縮倍率の0.8〜1倍となる濃縮倍率を「第2目標濃縮倍率」ともいう。例えば、供給水W1のシリカ濃度が20mgSiO/Lで、25℃でのシリカ溶解度が100mgSiO/Lである場合、基準濃縮倍率は5となるので、第2目標濃縮倍率は4〜5となる。このときの回収率は、75〜80%である。 In the low recovery rate operation mode, the flow rate of the supply water W1 (that is, the flow rate of the permeated water W2 and the concentration water W3 is adjusted so that the actual concentration rate of silica in the concentrated water W3 is 0.8 to 1 times the reference concentration rate). It is preferable to control the total drainage flow rate). Hereinafter, the concentration ratio at which the actual concentration ratio is 0.8 to 1 times the reference concentration ratio is also referred to as “second target concentration ratio”. For example, when the silica concentration of the feed water W1 is 20 mgSiO 2 / L and the silica solubility at 25 ° C. is 100 mgSiO 2 / L, the standard concentration ratio is 5, and therefore the second target concentration ratio is 4 to 5. . The recovery rate at this time is 75 to 80%.

(フラッシング運転モード制御)
制御部10は、高回収率運転モードと低回収率運転モードとを交互に9回実行し、10回目の高回収率運転モードの実行後には、10回目の低回収率運転モードの実行に代えて、フラッシング運転モードを1回実行する。フラッシング運転モードは、RO膜モジュール5の一次側を洗浄するための運転モードである。
(Flushing operation mode control)
The control unit 10 alternately executes the high recovery rate operation mode and the low recovery rate operation mode nine times, and after executing the tenth high recovery rate operation mode, replaces the execution of the tenth low recovery rate operation mode. Then, the flushing operation mode is executed once. The flushing operation mode is an operation mode for cleaning the primary side of the RO membrane module 5.

フラッシング運転モードでは、濃縮水W3が混合されていない低濃度の供給水W1がRO膜モジュール5の一次側に供給される。フラッシング運転モードにおいて、加圧ポンプ2は、最大駆動周波数(50Hz又は60Hz)よりも低い駆動周波数(例えば、30Hz)に固定される。このとき、供給水W1のほとんどは、RO膜を透過することなく、RO膜の表面を流れ、フラッシング洗浄排水として濃縮水排出ラインL4から外部に排出される。このフラッシング運転モードを実行することにより、RO膜の表面に析出したスケール核や沈着した懸濁物質を除去することができる。なお、フラッシング運転モードは、高回収率運転モードを10〜20回程度実行した後に実行することが好ましい。   In the flushing operation mode, low-concentration supply water W1 that is not mixed with the concentrated water W3 is supplied to the primary side of the RO membrane module 5. In the flushing operation mode, the pressurizing pump 2 is fixed to a driving frequency (for example, 30 Hz) lower than the maximum driving frequency (50 Hz or 60 Hz). At this time, most of the supply water W1 flows through the surface of the RO membrane without passing through the RO membrane, and is discharged to the outside from the concentrated water discharge line L4 as flushing waste water. By executing this flushing operation mode, scale nuclei and deposited suspended substances deposited on the surface of the RO membrane can be removed. The flushing operation mode is preferably executed after the high recovery rate operation mode is executed about 10 to 20 times.

制御部10は、フラッシング運転モードを実行する際に、(i)濃縮水還流ラインL5を濃縮水W3が流通しないように濃縮水還流弁8を閉状態に制御し、(ii)透過水ラインL2を透過水W2が流通しないように透過水弁7を閉状態に制御する。濃縮水還流弁8を閉状態に制御するのは、除去したスケール核や懸濁物質をRO膜の表面に再付着させないためである。また、透過水弁7を閉状態に制御するのは、供給された供給水W1を効率的にフラッシング洗浄に利用するためである。   When executing the flushing operation mode, the control unit 10 controls (i) the concentrated water recirculation valve 8 to be closed so that the concentrated water W3 does not flow through the concentrated water recirculation line L5, and (ii) the permeated water line L2 The permeated water valve 7 is controlled to be closed so that the permeated water W2 does not flow. The reason why the concentrated water recirculation valve 8 is controlled to be closed is that the removed scale nucleus and suspended substances are not reattached to the surface of the RO membrane. The permeated water valve 7 is controlled to be closed in order to efficiently use the supplied water W1 for flushing cleaning.

(各運転モードの時間制御)
制御部10において、高回収率運転モードを実行する第1時間帯は50分に設定され、低回収率運転モードを実行する第2時間帯は10分に設定されている。例えば、回収率85%の高回収率運転モードによる運転を50分を設定し、回収率75%の低回収率運転モードによる運転を10分に設定した場合、1時間あたりの平均回収率は83%となる。ちなみに、供給水W1のシリカ濃度が20mgSiO/Lで、25℃でのシリカ溶解度が100mgSiO/Lである場合、通常の基準濃縮倍率は5となる。この基準濃縮倍率で運転を行った場合、回収率は80%となる。また、制御部10において、フラッシング運転モードを実行する第3時間帯は2分に設定されている。
(Time control for each operation mode)
In the control unit 10, the first time zone for executing the high recovery rate operation mode is set to 50 minutes, and the second time zone for executing the low recovery rate operation mode is set to 10 minutes. For example, when the operation in the high recovery rate operation mode with a recovery rate of 85% is set to 50 minutes and the operation in the low recovery rate operation mode with a recovery rate of 75% is set to 10 minutes, the average recovery rate per hour is 83. %. By the way, when the silica concentration of the supply water W1 is 20 mgSiO 2 / L and the silica solubility at 25 ° C. is 100 mgSiO 2 / L, the normal reference concentration factor is 5. When operating at this standard concentration rate, the recovery rate is 80%. Moreover, in the control part 10, the 3rd time slot | zone which performs flushing operation mode is set to 2 minutes.

(流量フィードバック水量制御)
制御部10は、高回収率運転モード及び低回収率運転モードの実行中において、流量フィードバック水量制御を実行する。この制御では、制御部10は、流量センサ6による検出流量値が予め設定された目標流量値(第1目標流量値)又は算出された目標流量値(第2目標流量値)となるように、加圧ポンプ2の駆動周波数を演算し、当該駆動周波数の演算値に対応する電流値信号をインバータ3に出力する。すなわち、制御部10は、一定流量の透過水W2が生産されるように、加圧ポンプ2の回転数を調節する。高回収率運転モードでの第1目標流量値は、需要先で必要とされる透過水W2の流量に基づいて設定される。また、低回収率運転モードでの第2目標流量値は、後述するように演算により算出される。
(Flow rate feedback water volume control)
The control unit 10 performs flow rate feedback water volume control during execution of the high recovery rate operation mode and the low recovery rate operation mode. In this control, the control unit 10 is configured so that the flow rate value detected by the flow rate sensor 6 becomes a preset target flow rate value (first target flow rate value) or a calculated target flow rate value (second target flow rate value). The drive frequency of the pressure pump 2 is calculated, and a current value signal corresponding to the calculated value of the drive frequency is output to the inverter 3. That is, the control part 10 adjusts the rotation speed of the pressurizing pump 2 so that the permeated water W2 having a constant flow rate is produced. The first target flow rate value in the high recovery rate operation mode is set based on the flow rate of the permeated water W2 required at the demand destination. Further, the second target flow rate value in the low recovery rate operation mode is calculated by calculation as described later.

(温度フィードフォワード回収率制御)
制御部10は、高回収率運転モード及び低回収率運転モードの実行中において、以下のような温度フィードフォワード回収率制御を実行する。
(Temperature feedforward recovery rate control)
The control unit 10 executes the following temperature feedforward recovery rate control during execution of the high recovery rate operation mode and the low recovery rate operation mode.

高回収率運転モードにおける温度フィードフォワード回収率制御において、制御部10は、予め設定された第1目標流量値及び高回収率運転モードを実行する際に維持する第1目標濃縮倍率に基づいて、高回収率運転モードにおける目標排水流量を算出する。そして、制御部10は、高回収率運転モードを実行する際に、濃縮水W3の実際排水流量が目標排水流量となるように第1排水弁11〜第3排水弁13の開閉を制御する。   In the temperature feedforward recovery rate control in the high recovery rate operation mode, the control unit 10 is based on the first target flow rate value set in advance and the first target concentration ratio that is maintained when the high recovery rate operation mode is executed. Calculate the target drainage flow rate in the high recovery rate operation mode. And the control part 10 controls opening and closing of the 1st drain valve 11-the 3rd drain valve 13 so that the actual waste_water | drain flow volume of the concentrated water W3 may turn into a target drain flow volume, when performing a high recovery rate operation mode.

また、低回収率運転モードにおける温度フィードフォワード回収率制御において、制御部10は、濃縮水W3の実際排水流量が高回収率運転モードで算出した目標排水流量となるように第1排水弁11〜第3排水弁13の開閉を制御する。   In the temperature feedforward recovery rate control in the low recovery rate operation mode, the control unit 10 sets the first drainage valves 11 to 11 so that the actual drainage flow rate of the concentrated water W3 becomes the target drainage flow rate calculated in the high recovery rate operation mode. The opening and closing of the third drain valve 13 is controlled.

次に、制御部10による運転モードの切り替え制御について説明する。図2は、制御部10において、高回収率運転モード、低回収率運転モード及びフラッシング運転モードの切り替え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の処理は、逆浸透膜分離装置1の運転中において、繰り返し実行される。   Next, operation mode switching control by the control unit 10 will be described. FIG. 2 is a flowchart illustrating a processing procedure when the control unit 10 executes switching control between the high recovery rate operation mode, the low recovery rate operation mode, and the flushing operation mode. The process of the flowchart shown in FIG. 2 is repeatedly performed during the operation of the reverse osmosis membrane separation device 1.

図2に示すステップST101において、制御部10は、高回収率運転モードを実行する。高回収率運転モードの実行中には、後述する流量フィードバック水量制御(図3)及び温度フィードフォワード回収率制御(図4)が並行して実行される。   In step ST101 shown in FIG. 2, the control unit 10 executes the high recovery rate operation mode. During execution of the high recovery rate operation mode, flow rate feedback water amount control (FIG. 3) and temperature feedforward recovery rate control (FIG. 4) described later are executed in parallel.

ステップST102において、制御部10は、ITUによる計時tが50分に達したか否かを判定する。このステップST102において、制御部10により、ITUによる計時tが50分に達したと(YES)判定された場合に、処理はステップST103へ移行する。また、ステップST102において、制御部10により、ITUによる計時tが50分に達していない(NO)と判定された場合に、処理はステップST101へ戻り、高回収率運転モードを継続する。 In step ST 102, the control unit 10 determines whether the time count t 1 by ITU reaches 50 minutes. In this step ST 102, the control unit 10, when the timing t 1 by ITU is determined to have reached 50 minutes (YES), the process proceeds to step ST 103. Further, in step ST 102, the control unit 10, time count t 1 by ITU is when it is determined not to reach the 50 minutes (NO), the process returns to step ST 101, to continue the high recovery operation mode.

ステップST103において、制御部10は、ITUによる計時tをリセットする。 In step ST 103, the control unit 10 resets the time count t 1 by ITU.

ステップST104において、制御部10は、高回収率運転モードの実行回数をカウントするカウンタn(不図示)のカウント値を1つインクリメントする。カウンタnは、制御部10の内部機能として動作する。   In step ST104, the control unit 10 increments the count value of a counter n (not shown) that counts the number of executions of the high recovery rate operation mode by one. The counter n operates as an internal function of the control unit 10.

ステップST105において、制御部10は、カウンタnのカウント値が10回に達したか否かを判定する。このステップST105において、制御部10により、カウンタnのカウント値が10回に達した(YES)と判定された場合に、処理はステップST109へ移行する。また、ステップST105において、制御部10により、カウンタnのカウント値が10回に達していない(NO)と判定された場合に、処理はステップST106へ移行する。   In step ST105, the control unit 10 determines whether or not the count value of the counter n has reached 10 times. In step ST105, when the control unit 10 determines that the count value of the counter n has reached 10 times (YES), the process proceeds to step ST109. In step ST105, when the control unit 10 determines that the count value of the counter n has not reached 10 times (NO), the process proceeds to step ST106.

ステップST106において、制御部10は、低回収率運転モードを実行する。低回収率運転モードの実行中には、後述する流量フィードバック水量制御(図3)及び温度フィードフォワード回収率制御(図5)が並行して実行される。   In step ST106, the control unit 10 executes the low recovery rate operation mode. During execution of the low recovery rate operation mode, flow rate feedback water amount control (FIG. 3) and temperature feedforward recovery rate control (FIG. 5), which will be described later, are executed in parallel.

ステップST107において、制御部10は、ITUによる計時tが10分に達したか否かを判定する。このステップST107において、制御部10により、ITUによる計時tが10分に達したと(YES)判定された場合には、処理はステップST108へ移行する。また、ステップST107において、制御部10により、ITUによる計時tが10分に達していない(NO)と判定された場合には、処理はステップST106へ戻り、低回収率運転モードを継続する。 In step ST 107, the control unit 10 determines whether the time count t 2 by ITU has reached 10 minutes. In this step ST 107, the control unit 10, when the timing t 2 by ITU is determined to have reached 10 minutes (YES), the process proceeds to step ST 108. Further, in step ST 107, the control unit 10, when the timing t 2 by ITU is determined not to reach the 10 minutes (NO), the process returns to step ST 106, to continue the low recovery operation mode.

ステップST108において、制御部10は、ITUによる計時tをリセットし、処理はステップST101へリターンする。 In step ST 108, the control unit 10 resets the time count t 2 by ITU, the process returns to step ST 101.

ステップST109(ステップST105:YES判定)において、制御部10は、フラッシング運転モードを実行する。フラッシング運転モードについては後述する。   In step ST109 (step ST105: YES determination), the control unit 10 executes the flushing operation mode. The flushing operation mode will be described later.

ステップST110において、制御部10は、ITUによる計時tが2分に達したか否かを判定する。このステップST110において、制御部10により、ITUによる計時tが2分に達したと(YES)判定された場合に、処理はステップST111へ移行する。また、ステップST110において、制御部10により、ITUによる計時tが2分に達していない(NO)と判定された場合に、処理はステップST110へ戻る。 In step ST110, the control unit 10 determines whether the time count t 3 by ITU reached 2 minutes. In this step ST110, the control unit 10, when the timing t 3 by ITU is determined to have reached the 2 minutes (YES), the process proceeds to step ST111. Further, in step ST110, the control unit 10, when the timing t 3 by ITU is determined not reached 2 minutes (NO), the process returns to the step ST110.

ステップST111において、制御部10は、ITUによる計時tをリセットする。
ステップST112において、制御部10は、カウンタnのカウント値をリセットし、処理はステップST101へリターンする。
In step ST111, the control unit 10 resets the time count t 3 by ITU.
In step ST112, the control unit 10 resets the count value of the counter n, and the process returns to step ST101.

次に、制御部10による流量フィードバック水量制御について説明する。図3は、制御部10において、流量フィードバック水量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3に示すフローチャートの処理は、高回収率運転モード及び低回収率運転モードでの運転中に、繰り返し実行される。   Next, flow rate feedback water amount control by the control unit 10 will be described. FIG. 3 is a flowchart illustrating a processing procedure when the control unit 10 executes the flow rate feedback water amount control. The process of the flowchart shown in FIG. 3 is repeatedly executed during operation in the high recovery rate operation mode and the low recovery rate operation mode.

図3に示すステップST201において、制御部10は、透過水弁7を開状態に制御する。   In step ST201 shown in FIG. 3, the control unit 10 controls the permeated water valve 7 to be in an open state.

ステップST202において、制御部10は、透過水W2の目標流量値Q´を取得又は算出する。高回収率運転モードにおける目標流量値Q´(第1目標流量値)は、システム管理者がユーザーインターフェース(不図示)を介してメモリに入力した設定値である。一方、低回収率運転モードにおける目標流量値Q´(第2目標流量値)は、後述するように図5のステップST407で算出される値であり、具体的には図4のステップST307で算出される目標排水流量Q´と、図5のステップST405で演算される第2目標濃縮倍率N´とにより算出された値である。低回収率運転モードにおける目標流量値Q´(第2目標流量値)は、下記の式(1)により求めることができる。
´=Q´・(N´−1) (1)
なお、目標流量値Q´は、第1目標流量値>第2目標流量値の関係となる。
In step ST202, the control unit 10 acquires or calculates a target flow rate value Q p ′ of the permeated water W2. The target flow rate value Q p ′ (first target flow rate value) in the high recovery rate operation mode is a set value input to the memory by the system administrator via a user interface (not shown). On the other hand, the target flow rate value Q p ′ (second target flow rate value) in the low recovery rate operation mode is a value calculated in step ST407 of FIG. 5 as will be described later, specifically, in step ST307 of FIG. This is a value calculated from the calculated target drainage flow rate Q d ′ and the second target concentration rate N 2 ′ calculated in step ST405 of FIG. The target flow rate value Q p ′ (second target flow rate value) in the low recovery rate operation mode can be obtained by the following equation (1).
Q p '= Q d' · (N 2 '-1) (1)
Note that the target flow rate value Q p ′ has a relationship of first target flow rate value> second target flow rate value.

ステップST203において、制御部10は、ITUによる計時tが制御周期である100msに達したか否かを判定する。このステップST203において、制御部10により、ITUによる計時tが100msに達したと(YES)判定された場合に、処理はステップST204へ移行する。また、ステップST203において、制御部10により、ITUによる計時tが100msに達していない(NO)と判定された場合に、処理はステップST203へ戻る。 In step ST 203, the control unit 10 determines whether it has reached the 100ms timing t 4 by ITU is the control cycle. In this step ST 203, the control unit 10, when the timing t 4 by ITU is to have reached 100 ms (YES) determination, the process proceeds to step ST 204. Further, in step ST 203, the control unit 10, when the timing t 4 by ITU is determined not to reach the 100 ms (NO), the process returns to the step ST 203.

ステップST204(ステップST203:YES判定)において、制御部10は、流量センサ6で検出された透過水W2の検出流量値Qを取得する。 Step ST 204: In (step ST 203 YES judgment), the control unit 10 acquires the detected flow rate value Q p of the permeate W2 detected by the flow sensor 6.

ステップST205において、制御部10は、ステップST204で取得した検出流量値(フィードバック値)QとステップST202で取得又は算出した目標流量値Q´との偏差がゼロとなるように、速度形デジタルPIDアルゴリズムにより操作量Uを演算する。なお、速度形デジタルPIDアルゴリズムでは、制御周期(100ms)毎に操作量の変化分を演算し、これを前回の制御周期時点の操作量に加算することで現時点の操作量を決定する。 In step ST205, the control unit 10, so that the deviation between the target flow rate value Q p 'acquired or calculated in step detected flow value acquired in ST 204 (feedback value) Q p and step ST202 is zero, velocity type digital The manipulated variable U is calculated by the PID algorithm. In the velocity type digital PID algorithm, a change amount of the operation amount is calculated every control cycle (100 ms), and this amount of operation is added to the operation amount at the time of the previous control cycle to determine the current operation amount.

ステップST206において、制御部10は、現時点操作量U及び加圧ポンプ2の最大駆動周波数(50Hz又は60Hzの設定値)に基づいて、加圧ポンプ2の駆動周波数Fを演算する。   In step ST206, the control unit 10 calculates the driving frequency F of the pressurizing pump 2 based on the current operation amount U and the maximum driving frequency of the pressurizing pump 2 (a set value of 50 Hz or 60 Hz).

ステップST207において、制御部10は、駆動周波数Fの演算値を、対応する電流値信号(4〜20mA)に変換する。   In step ST207, the control unit 10 converts the calculated value of the drive frequency F into a corresponding current value signal (4 to 20 mA).

ステップST208において、制御部10は、変換した電流値信号をインバータ3に出力し、処理はステップST201へリターンする。インバータ3は、入力された電流値信号に対応する周波数に変換された駆動電力を加圧ポンプ2に供給する。その結果、加圧ポンプ2は、インバータ3から入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動される。   In step ST208, the control part 10 outputs the converted electric current value signal to the inverter 3, and a process returns to step ST201. The inverter 3 supplies driving power converted to a frequency corresponding to the input current value signal to the pressurizing pump 2. As a result, the pressurizing pump 2 is driven at a rotational speed corresponding to the driving frequency input from the inverter 3.

次に、高回収率運転モードにおける温度フィードフォワード回収率制御について説明する。図4は、高回収率運転モードにおいて、制御部10が温度フィードフォワード回収率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4に示すフローチャートの処理は、高回収率運転モードでの運転中に、繰り返し実行される。   Next, temperature feedforward recovery rate control in the high recovery rate operation mode will be described. FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure when the control unit 10 performs the temperature feedforward recovery rate control in the high recovery rate operation mode. The process of the flowchart shown in FIG. 4 is repeatedly executed during operation in the high recovery rate operation mode.

図4に示すステップST301において、制御部10は、供給水W1のシリカ(SiO)濃度Cを取得する。このシリカ濃度Cは、例えば、システム管理者がユーザーインターフェース(不図示)を介してメモリに入力した設定値である。供給水W1のシリカ濃度は、事前に供給水W1を水質分析することにより得ることができる。また、供給水ラインL1において、不図示の濃度センサにより供給水W1のシリカ濃度を計測してもよい。 In step ST301 shown in FIG. 4, the control unit 10 acquires the silica (SiO 2 ) concentration C of the supply water W1. This silica concentration C is, for example, a set value input to the memory by the system administrator via a user interface (not shown). The silica concentration of the supply water W1 can be obtained by analyzing the water quality of the supply water W1 in advance. Further, in the supply water line L1, the silica concentration of the supply water W1 may be measured by a concentration sensor (not shown).

ステップST302において、制御部10は、温度センサ4から供給水W1の検出温度値Tを取得する。   In step ST302, the control unit 10 acquires the detected temperature value T of the supply water W1 from the temperature sensor 4.

ステップST303において、制御部10は、取得した検出温度値Tに基づいて、水に対するシリカ溶解度Sを決定する。なお、温度とシリカ溶解度との関係は、数値テーブル又は数式としてメモリに予め記憶されている。   In step ST303, the control part 10 determines the silica solubility S with respect to water based on the acquired detected temperature value T. The relationship between temperature and silica solubility is stored in advance in a memory as a numerical table or a mathematical expression.

ステップST304において、制御部10は、ステップST303で取得又は決定したシリカ濃度C、及びシリカ溶解度Sに基づいて、濃縮水W3におけるシリカの基準濃縮倍率(溶存限界濃縮倍率)Nを算出する。シリカの基準濃縮倍率Nは、下記の式(2)により求めることができる。
N=S/C (2)
In step ST304, the control unit 10 calculates a reference concentration ratio (dissolution limit concentration ratio) N of silica in the concentrated water W3 based on the silica concentration C and the silica solubility S acquired or determined in step ST303. The standard concentration ratio N of silica can be obtained by the following formula (2).
N = S / C (2)

例えば、シリカ濃度Cが20mgSiO/Lで、25℃におけるシリカ溶解度Sが100mgSiO/Lであれば、基準濃縮倍率Nは“5”となる。 For example, if the silica concentration C is 20 mgSiO 2 / L and the silica solubility S at 25 ° C. is 100 mgSiO 2 / L, the reference concentration ratio N is “5”.

ステップST305において、制御部10は、ステップST304で算出した基準濃縮倍率Nに基づいて、濃縮水3におけるシリカの第1目標濃縮倍率N´を算出する。シリカの第1目標濃縮倍率N´は、下記の式(3)により求めることができる。
´=α×N (3)
In step ST305, the control unit 10 calculates the first target concentration rate N 1 ′ of silica in the concentrated water 3 based on the reference concentration rate N calculated in step ST304. First target concentration factor N 1 silica 'can be determined by the following equation (3).
N 1 ′ = α 1 × N (3)

式(3)において、αは、基準濃縮倍率Nを超過した濃縮倍率で運転する際の係数であり、その範囲は2〜3である。なお、αの数値は、予めメモリに記憶されている。 In the formula (3), α 1 is a coefficient when operating at a concentration ratio exceeding the standard concentration ratio N, and its range is 2 to 3. The values of alpha 1 is stored in the memory in advance.

ステップST306において、制御部10は、透過水W2の目標流量値Q´を取得する。目標流量値Q´は、図3のステップST202で取得した第1目標流量値である。 In step ST306, the control unit 10 acquires the target flow rate value Q p ′ of the permeated water W2. The target flow rate value Q p ′ is the first target flow rate value acquired in step ST202 of FIG.

ステップST307において、制御部10は、ステップST304で算出した第1目標濃縮倍率N´及びステップST306で取得した目標流量値Q´(第1目標流量値)に基づいて、高回収率運転モードにおける排水流量(以下、「目標排水流量Q´」ともいう)を算出する。目標排水流量Q´は、式(1)の右辺及び左辺を移項させた下記の式(4)により求めることができる。
´=Q´/(N´−1) (4)
In step ST307, the control unit 10 performs the high recovery rate operation mode based on the first target concentration rate N 1 ′ calculated in step ST304 and the target flow rate value Q p ′ (first target flow rate value) acquired in step ST306. Drainage flow rate (hereinafter also referred to as “target drainage flow rate Q d ′”). The target drainage flow rate Q d ′ can be obtained by the following formula (4) in which the right side and the left side of formula (1) are shifted.
Q d ′ = Q p ′ / (N 1 ′ −1) (4)

ステップST308において、制御部10は、濃縮水W3の実際排水流量QがステップST307で算出した目標排水流量Qd´となるように、第1排水弁11〜第3排水弁13の開閉を制御する。 In step ST 308, the control unit 10, such that the actual waste water flow rate Q d of concentrated water W3 is the target wastewater flow Qd' calculated in step ST 307, controls the opening and closing of the first drain valve 11 to the third drain valve 13 .

ステップST309において、制御部10は、濃縮水還流弁8を所定の開度に制御し、処理はステップST301へリターンする。なお、濃縮水還流弁8の開度は、例えば、ROエレメント1本あたりの透過水の流量に対して、濃縮水ラインL3を流通する濃縮水の流量が3〜5倍程度になるように調節される。   In step ST309, the control part 10 controls the concentrated water recirculation | reflux valve 8 to a predetermined opening degree, and a process returns to step ST301. The opening degree of the concentrated water recirculation valve 8 is adjusted, for example, so that the flow rate of the concentrated water flowing through the concentrated water line L3 is about 3 to 5 times the flow rate of the permeated water per RO element. Is done.

次に、低回収率運転モードにおける温度フィードフォワード回収率制御について説明する。図5は、低回収率運転モードにおいて、制御部10が温度フィードフォワード回収率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5に示すフローチャートの処理は、低回収率運転モードでの運転中に、繰り返し実行される。なお、図4において、ステップST401〜ST404の処理は、図3におけるステップST301〜ST304の処理と同じであるので、上述の説明を援用して、ここでの説明を省略する。   Next, temperature feedforward recovery rate control in the low recovery rate operation mode will be described. FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure when the control unit 10 executes the temperature feedforward recovery rate control in the low recovery rate operation mode. The process of the flowchart shown in FIG. 5 is repeatedly executed during operation in the low recovery rate operation mode. In FIG. 4, the processes in steps ST401 to ST404 are the same as the processes in steps ST301 to ST304 in FIG. 3, and thus the above description is used and the description is omitted here.

ステップST405において、制御部10は、前のステップで演算した基準濃縮倍率Nに基づいて、濃縮水3におけるシリカの第2目標濃縮倍率N´を演算する。シリカの第2目標濃縮倍率N´は、下記の式(5)により求めることができる。
´=α×N (5)
In step ST405, the control unit 10 calculates the second target concentration rate N 2 ′ of silica in the concentrated water 3 based on the reference concentration rate N calculated in the previous step. The second target concentration magnification N 2 ′ of silica can be obtained by the following formula (5).
N 2 ′ = α 2 × N (5)

式(4)において、αは基準濃縮倍率N以下の濃縮倍率で運転する際の係数であり、その範囲は0.5〜1である。なお、αの数値は、予めメモリに記憶されている。 In the formula (4), α 2 is the coefficient used in the operation in the following concentration rate reference concentration factor N, the range is 0.5 to 1. The values of alpha 2 is stored in the memory in advance.

ステップST406において、制御部10は、目標排水流量Q´を取得する。目標排水流量Q´は、図4のステップST307で算出された値である。 In step ST406, the control unit 10 acquires the target drainage flow rate Q d ′. The target drainage flow rate Q d ′ is a value calculated in step ST307 in FIG.

ステップST407において、制御部10は、低回収率運転モードにおける透過水W2の目標流量値Q´(第2目標流量値)を算出する。この第2目標流量値は、ステップST405で演算された第2目標濃縮倍率N´及びステップST406で取得された目標排水流量Q´から、上述の式(1)を用いて計算される。 In step ST407, the control unit 10 calculates a target flow rate value Q p ′ (second target flow rate value) of the permeated water W2 in the low recovery rate operation mode. The second target flow rate value is calculated using the above-described equation (1) from the second target concentration rate N 2 ′ calculated in step ST405 and the target drainage flow rate Q d ′ acquired in step ST406.

ステップST408において、制御部10は、濃縮水W3の実際排水流量QがステップST406で取得した目標排水流量Q´となるように、第1排水弁11〜第3排水弁13の開閉を制御する。 In step ST 408, the control unit 10, the actual drainage flow Q d are formed so that the target drainage flow Q d 'acquired in step ST 406, controls the opening and closing of the first drain valve 11 to the third drain valve 13 of the concentrated water W3 To do.

ステップST409において、制御部10は、濃縮水還流弁8を閉状態に制御し、ステップST401へリターンする。   In step ST409, the control part 10 controls the concentrated water recirculation valve 8 to a closed state, and returns to step ST401.

次に、制御部10によるフラッシング運転モード制御について説明する。図6は、制御部10において、フラッシング運転モード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6に示すフローチャートの処理は、図2に示すステップST109において実行される。   Next, the flushing operation mode control by the control unit 10 will be described. FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure when the control unit 10 executes the flushing operation mode. The process of the flowchart shown in FIG. 6 is executed in step ST109 shown in FIG.

ステップST501において、制御部10は、透過水弁7を閉状態に制御する。
ステップST502において、制御部10は、濃縮水還流弁8を閉状態に制御する。
In step ST501, the control part 10 controls the permeated water valve 7 to a closed state.
In step ST502, the control unit 10 controls the concentrated water recirculation valve 8 to be closed.

ステップST503において、制御部10は、第1排水弁11〜第3排水弁13のうち、所定の弁を開状態に制御する。開状態に制御する排水弁の数は、効果的なフラッシングを行うのに必要な供給水W1の流量に基づいて、予め決定される。   In step ST503, the control unit 10 controls a predetermined valve among the first drain valve 11 to the third drain valve 13 to be in an open state. The number of drain valves to be controlled to the open state is determined in advance based on the flow rate of the supply water W1 necessary for effective flushing.

ステップST504において、制御部10は、フラッシング運転モードにおける駆動周波数Fを取得する。この駆動周波数Fは、例えば、予めメモリに記憶された設定値である。 In step ST504, the control unit 10 acquires the drive frequency F f in the flushing operation mode. This drive frequency F f is, for example, a set value stored in advance in a memory.

ステップST505において、制御部10は、駆動周波数Fの値を、対応する電流値信号(4〜20mA)に変換する。 In step ST505, the control unit 10 converts the value of the driving frequency F f into a corresponding current value signal (4 to 20 mA).

ステップST506において、制御部10は、変換した電流値信号をインバータ3に出力し、本フローチャートの処理は終了する。インバータ3は、入力された電流値信号に対応する周波数に変換された駆動電力を加圧ポンプ2に供給する。その結果、加圧ポンプ2は、インバータ3から入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動される。   In step ST506, the control part 10 outputs the converted electric current value signal to the inverter 3, and the process of this flowchart is complete | finished. The inverter 3 supplies driving power converted to a frequency corresponding to the input current value signal to the pressurizing pump 2. As a result, the pressurizing pump 2 is driven at a rotational speed corresponding to the driving frequency input from the inverter 3.

以上の透過水弁7、濃縮水還流弁8、第1排水弁11〜第3排水弁13及び加圧ポンプ2の制御により、RO膜モジュール5の一次側に供給された供給水W1は、RO膜の表面を流れ、フラッシング洗浄排水として濃縮水排出ラインL4から排出される。また、RO膜モジュール5の二次側ポートから送出された透過水W2は、安全弁9の開弁動作により透過水返送ラインL6を流通して供給水ラインL1に返送される。   The supply water W1 supplied to the primary side of the RO membrane module 5 by the control of the permeated water valve 7, the concentrated water reflux valve 8, the first drain valve 11 to the third drain valve 13 and the pressurizing pump 2 is RO It flows on the surface of the membrane and is discharged from the concentrated water discharge line L4 as flushing washing waste water. Further, the permeated water W2 sent out from the secondary port of the RO membrane module 5 flows through the permeated water return line L6 by the valve opening operation of the safety valve 9, and is returned to the supply water line L1.

上述した実施形態に係る逆浸透膜分離装置1によれば、例えば、以下のような効果が得られる。   According to the reverse osmosis membrane separation device 1 according to the above-described embodiment, for example, the following effects can be obtained.

本実施形態に係る逆浸透膜分離装置1において、制御部10は、濃縮水W3におけるシリカの実際濃縮倍率が基準濃縮倍率超過の第1目標濃縮倍率となるように供給水W1の流量を制御すると共に、濃縮水W3の実際排水流量が透過水の目標流量値及び第1目標濃縮倍率に基づいて算出された目標排水流量となるように濃縮水W3の排水流量を制御する高回収率運転モード、及び濃縮水W3におけるシリカの実際濃縮倍率が基準濃縮倍率以下の第2目標濃縮倍率となるように供給水W1の流量を制御すると共に、濃縮水W3の実際排水流量が高回収率運転モードで算出した目標排水流量となるように濃縮水W3の排水流量を制御する低回収率運転モードを交互に実行する。   In the reverse osmosis membrane separation device 1 according to the present embodiment, the control unit 10 controls the flow rate of the supply water W1 so that the actual concentration ratio of silica in the concentrated water W3 becomes the first target concentration ratio exceeding the reference concentration ratio. A high recovery rate operation mode for controlling the drainage flow rate of the concentrated water W3 so that the actual drainage flow rate of the concentrated water W3 becomes the target drainage flow rate calculated based on the target flow rate value of the permeate and the first target concentration rate, In addition, the flow rate of the supply water W1 is controlled so that the actual concentration rate of silica in the concentrated water W3 is equal to or lower than the reference concentration rate, and the actual drainage flow rate of the concentrated water W3 is calculated in the high recovery rate operation mode. The low recovery rate operation mode for controlling the drainage flow rate of the concentrated water W3 so as to be the target drainage flow rate is alternately executed.

これによれば、高回収率運転モード及び低回収率運転モードを交互に実行した場合の平均回収率は、濃縮水W3におけるシリカの実際濃縮倍率が基準濃縮倍率となるように供給水W1の流量を制御した場合の回収率よりも高くなる。また、低回収率運転モードを実行することにより、高回収率運転モードの実行中にRO膜の表面でスケール核が生成したとしても、スケール核が成長する前に洗い流すことができる。   According to this, the average recovery rate when the high recovery rate operation mode and the low recovery rate operation mode are executed alternately is the flow rate of the supply water W1 so that the actual concentration rate of silica in the concentrated water W3 becomes the reference concentration rate. It becomes higher than the recovery rate when controlling. Further, by executing the low recovery rate operation mode, even if scale nuclei are generated on the surface of the RO membrane during execution of the high recovery rate operation mode, they can be washed away before the scale nuclei grow.

従って、供給水W1のシリカ濃度が高い場合においても、高回収率運転モードと低回収率運転モードとを交互に実行することにより、シリカ系スケールの析出を抑制しつつ、回収率を向上させることができる。この結果、廃棄される濃縮水W3の量が最小限となるため、造水コストが高くなるのを抑制することができる。   Therefore, even when the silica concentration of the supply water W1 is high, the recovery rate is improved while suppressing the precipitation of the silica-based scale by alternately executing the high recovery rate operation mode and the low recovery rate operation mode. Can do. As a result, since the amount of the concentrated water W3 to be discarded is minimized, it is possible to suppress an increase in fresh water generation cost.

また、本実施形態に係る逆浸透膜分離装置1において、高回収率運転モードを実行する第1時間帯は、低回収率運転モードを実行する第2時間帯よりも長く設定されている。このため、高回収率運転モード及び低回収率運転モードを交互に実行することにより向上させた平均回収率を、安定して維持することができる。   Moreover, in the reverse osmosis membrane separation apparatus 1 according to the present embodiment, the first time zone in which the high recovery rate operation mode is executed is set longer than the second time zone in which the low recovery rate operation mode is executed. Therefore, the average recovery rate improved by alternately executing the high recovery rate operation mode and the low recovery rate operation mode can be stably maintained.

また、本実施形態に係る逆浸透膜分離装置1において、制御部10は、高回収率運転モード及び低回収率運転モードを実行する際に、流量フィードバック水量制御を実行する。このため、高回収率運転モード及び低回収率運転モードのいずれの実行中においても、安定した流量の透過水W2を需要先に供給することができる。   Moreover, in the reverse osmosis membrane separation apparatus 1 according to the present embodiment, the control unit 10 performs flow rate feedback water amount control when executing the high recovery rate operation mode and the low recovery rate operation mode. For this reason, the permeated water W2 having a stable flow rate can be supplied to the demand destination during both the high recovery rate operation mode and the low recovery rate operation mode.

また、本実施形態に係る逆浸透膜分離装置1において、制御部10は、低回収率運転モードを実行する際に、濃縮水W3が濃縮水還流ラインL5を流通しないように濃縮水還流弁8を閉状態に制御する。これによれば、低回収率運転モードにおいて、RO膜モジュール5から排出された濃縮水W3がRO膜モジュール5の一次側に還流しないので、RO膜の表面に生成したスケール核を効率的に洗い流すことができる。   In the reverse osmosis membrane separation device 1 according to the present embodiment, the control unit 10 performs the concentrated water reflux valve 8 so that the concentrated water W3 does not flow through the concentrated water reflux line L5 when executing the low recovery rate operation mode. Is controlled to be closed. According to this, since the concentrated water W3 discharged from the RO membrane module 5 does not return to the primary side of the RO membrane module 5 in the low recovery rate operation mode, the scale nuclei generated on the surface of the RO membrane are efficiently washed away. be able to.

また、本実施形態に係る逆浸透膜分離装置1において、制御部10は、高回収率運転モードを10回実行した後、フラッシング運転モードを1回実行する。フラッシング運転モードでは、RO膜モジュール5内の濃縮水W3が供給水W1で置換されながら、膜表面が洗浄される。このため、短時間で膜表面を清浄な状態に復帰させることができる。   Moreover, in the reverse osmosis membrane separation apparatus 1 according to the present embodiment, the control unit 10 executes the flushing operation mode once after executing the high recovery rate operation mode 10 times. In the flushing operation mode, the membrane surface is washed while the concentrated water W3 in the RO membrane module 5 is replaced with the supply water W1. For this reason, the film surface can be returned to a clean state in a short time.

また、本実施形態に係る逆浸透膜分離装置1において、透過水返送ラインL6には、安全弁9が設けられている。このため、フラッシング運転モードにおいて、透過水返送ラインL6の管内圧力が設定された圧力以上となった場合に、安全弁9を介して高圧の透過水W2を低圧側(加圧ポンプ2の一次側)に逃すことができる。従って、過剰な背圧によるRO膜の破損を防止することができる。   In the reverse osmosis membrane separation device 1 according to the present embodiment, a safety valve 9 is provided in the permeate return line L6. For this reason, in the flushing operation mode, when the in-pipe pressure of the permeate return line L6 becomes equal to or higher than the set pressure, the high-pressure permeate W2 is supplied to the low-pressure side (primary side of the pressurization pump 2) via the safety valve 9. Can be missed. Therefore, damage to the RO membrane due to excessive back pressure can be prevented.

また、本実施形態に係る逆浸透膜分離装置1において、制御部10は、フラッシング運転モードを実行する際に、濃縮水還流ラインL5を濃縮水W3が流通しないように濃縮水還流弁8を閉状態に制御し、且つ透過水ラインL2を透過水W2が流通しないように透過水弁7を閉状態に制御する。このため、供給水W1の濃縮を抑制しながら、供給水W1を洗浄水として有効利用することができる。   In the reverse osmosis membrane separation device 1 according to the present embodiment, the control unit 10 closes the concentrated water reflux valve 8 so that the concentrated water W3 does not flow through the concentrated water reflux line L5 when executing the flushing operation mode. The permeated water valve 7 is controlled to be closed so that the permeated water W2 does not flow through the permeated water line L2. For this reason, the supply water W1 can be effectively used as the wash water while suppressing the concentration of the supply water W1.

また、本実施形態に係る逆浸透膜分離装置1において、制御部10は、流量フィードバック水量制御と並行して、温度フィードフォワード回収率制御を実行する。このため、高回収率運転モード及び低回収率運転モードを交互に実行することにより向上させた平均回収率を維持しつつ、RO膜モジュール5におけるシリカ系スケールの析出をより確実に抑制することができる。   Moreover, in the reverse osmosis membrane separation apparatus 1 according to the present embodiment, the control unit 10 executes the temperature feedforward recovery rate control in parallel with the flow rate feedback water amount control. For this reason, it is possible to more reliably suppress the precipitation of silica-based scale in the RO membrane module 5 while maintaining the average recovery rate improved by alternately executing the high recovery rate operation mode and the low recovery rate operation mode. it can.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかし、本発明は、上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。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various forms.

例えば、本実施形態では、高回収率運転モードを実行する第1時間帯を50分に設定し、低回収率運転モードを実行する第2時間帯を10分に設定した例について説明した。この例に限らず、各時間帯は任意に設定することができる。その場合に、第1時間帯>第2時間帯となるように設定することが好ましい。   For example, in the present embodiment, an example in which the first time period for executing the high recovery rate operation mode is set to 50 minutes and the second time period for executing the low recovery rate operation mode is set to 10 minutes has been described. Not only this example but each time slot | zone can be set arbitrarily. In that case, it is preferable to set so that the first time zone> the second time zone.

本実施形態では、高回収率運転モードと低回収率運転モードとを交互に9回実行し、10回目の高回収率運転モードの実行後には、10回目の低回収率運転モードの実行に代えて、フラッシング運転モードを1回実行する例について説明した。これに限らず、各運転モードの実行回数は、任意に設定することができる。   In the present embodiment, the high recovery rate operation mode and the low recovery rate operation mode are alternately executed nine times, and after execution of the tenth high recovery rate operation mode, the tenth low recovery rate operation mode is executed. The example in which the flushing operation mode is executed once has been described. Not only this but the frequency | count of execution of each operation mode can be set arbitrarily.

本実施形態では、フラッシング運転モードを実行する第3時間帯を2分に設定した例について説明した。しかし、フラッシング運転モードは、濃縮水ラインL3から排出される洗浄排水の電気伝導率又はシリカ濃度が供給水W1の1.1倍以下となるまで継続すればよい。従って、フラッシング運転モードを実行する第3時間帯は、この条件の範囲において、任意に設定することができる。   In the present embodiment, the example in which the third time zone in which the flushing operation mode is executed is set to 2 minutes has been described. However, the flushing operation mode may be continued until the electrical conductivity or the silica concentration of the cleaning wastewater discharged from the concentrated water line L3 is 1.1 times or less that of the supply water W1. Therefore, the third time zone in which the flushing operation mode is executed can be arbitrarily set within the range of this condition.

また、本実施形態に係る逆浸透膜分離装置1で得られた透過水W2を需要先に供給する場合に、透過水W2を処理水タンクに受水させた後に供給するように構成してもよい。上記構成において、制御部10は、高回収率運転モードを10回実行した後、処理水タンクの満水を検知してからフラッシング運転モードを実行する。これにより、フラッシング運転モードを実行している間も需要先へ透過水W2を供給することができる。   Further, when the permeated water W2 obtained by the reverse osmosis membrane separation device 1 according to the present embodiment is supplied to a demand destination, the permeated water W2 may be supplied after being received by the treated water tank. Good. In the above configuration, the control unit 10 executes the flushing operation mode after detecting the fullness of the treated water tank after executing the high recovery rate operation mode 10 times. Thereby, the permeated water W2 can be supplied to the customer while the flushing operation mode is being executed.

本実施形態では、RO膜モジュール5に供給される供給水W1の温度を温度センサ4により検出する例について説明した。これに限らず、透過水ラインL2に温度センサを設け、RO膜モジュール5で得られた透過水W2の温度を温度センサにより検出してもよい。   In this embodiment, the example which detects the temperature of the supply water W1 supplied to RO membrane module 5 with the temperature sensor 4 was demonstrated. Not only this but a temperature sensor may be provided in permeate line L2, and the temperature of permeate W2 obtained with RO membrane module 5 may be detected with a temperature sensor.

本実施形態では、温度フィードフォワード回収率制御において、第1排水弁11〜第3排水弁13を選択的に開閉することにより、濃縮水W3の排水流量を段階的に調節する例について説明した。これに限らず、濃縮水排出ラインL4を分岐させずに、当該濃縮水排出ラインL4に比例制御弁を設けた構成としてもよい。この場合、制御部10から電流値信号(例えば、4〜20mA)を比例制御弁に送信して弁開度を制御することにより、濃縮水W3の排水流量を調節することができる。   In the present embodiment, the example in which the drainage flow rate of the concentrated water W3 is adjusted stepwise by selectively opening and closing the first drainage valve 11 to the third drainage valve 13 in the temperature feedforward recovery rate control has been described. Not limited to this, the concentrated water discharge line L4 may be branched and the proportional control valve may be provided in the concentrated water discharge line L4. In this case, the flow rate of the concentrated water W3 can be adjusted by transmitting a current value signal (for example, 4 to 20 mA) from the control unit 10 to the proportional control valve to control the valve opening.

また、比例制御弁を設けた構成において、濃縮水排出ラインL4に流量センサを設けた構成としてもよい。この場合は、流量センサで検出された流量値を、制御部10にフィードバック値として入力する。これにより、濃縮水W3の実際排水流量をより正確に制御することができる。   Moreover, in the structure provided with the proportional control valve, it is good also as a structure which provided the flow sensor in the concentrated water discharge line L4. In this case, the flow value detected by the flow sensor is input to the control unit 10 as a feedback value. Thereby, the actual waste water flow rate of the concentrated water W3 can be controlled more accurately.

1 逆浸透膜分離装置
2 加圧ポンプ
3 インバータ
4 温度センサ(温度検出手段)
5 RO膜モジュール(逆浸透膜モジュール)
6 流量センサ(流量検出手段)
7 透過水弁
8 濃縮水還流弁
9 安全弁(圧力逃し弁)
10 制御部
11 第1排水弁
12 第2排水弁
13 第3排水弁
L1 供給水ライン
L2 透過水ライン
L3 濃縮水ライン
L4 濃縮水排出ライン
L5 濃縮水還流ライン
L6 透過水返送ライン
W1 供給水
W2 透過水
W3 濃縮水
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reverse osmosis membrane separator 2 Pressure pump 3 Inverter 4 Temperature sensor (temperature detection means)
5 RO membrane module (reverse osmosis membrane module)
6 Flow rate sensor (flow rate detection means)
7 Permeated water valve 8 Concentrated water return valve 9 Safety valve (pressure relief valve)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Control part 11 1st drain valve 12 2nd drain valve 13 3rd drain valve L1 Supply water line L2 Permeate water line L3 Concentrated water line L4 Concentrated water discharge line L5 Concentrated water recirculation line L6 Permeate return line W1 Supply water W2 Permeation Water W3 Concentrated water

Claims (6)

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、
供給水の温度を検出する温度検出手段と、
(i)予め取得された供給水のシリカ濃度及び前記温度検出手段による検出温度値から決定したシリカ溶解度に基づいて、濃縮水におけるシリカの基準濃縮倍率を算出し、(ii)濃縮水におけるシリカの実際濃縮倍率が前記基準濃縮倍率超過の第1目標濃縮倍率となるように前記逆浸透膜モジュールへ供給する供給水の流量を制御すると共に、予め設定された透過水の目標流量値及び前記第1目標濃縮倍率に基づいて目標排水流量を算出し、濃縮水の実際排水流量が前記目標排水流量となるように濃縮水の排水流量を制御する高回収率運転モード、及び濃縮水におけるシリカの実際濃縮倍率が前記基準濃縮倍率以下の第2目標濃縮倍率となるように前記逆浸透膜モジュールへ供給する供給水の流量を制御すると共に、濃縮水の実際排水流量が前記高回収率運転モードで算出した前記目標排水流量となるように濃縮水の排水流量を制御する低回収率運転モードを交互に実行する制御部と、
を備える逆浸透膜分離装置。
A reverse osmosis membrane module that separates supply water into permeate and concentrated water;
Temperature detection means for detecting the temperature of the feed water;
(I) Based on the silica concentration determined in advance from the silica concentration of the feed water obtained in advance and the temperature detected by the temperature detection means, the standard concentration ratio of silica in the concentrated water is calculated, and (ii) the silica concentration in the concentrated water The flow rate of the feed water supplied to the reverse osmosis membrane module is controlled so that the actual concentration rate becomes the first target concentration rate exceeding the reference concentration rate, and the preset target flow rate value of the permeated water and the first A high recovery rate operation mode that calculates the target drainage flow rate based on the target concentration rate and controls the drainage flow rate of the concentrated water so that the actual drainage flow rate of the concentrated water becomes the target drainage flow rate, and the actual concentration of silica in the concentrated water The flow rate of the feed water supplied to the reverse osmosis membrane module is controlled so that the magnification becomes a second target concentration rate equal to or less than the reference concentration rate, and the actual drainage flow rate of the concentrated water A control unit for performing a low recovery operation mode for controlling the drainage rate of the concentrated water so that the target water discharge flow rate calculated in the high recovery rate operation mode alternately,
A reverse osmosis membrane separation apparatus.
前記制御部において、高回収率運転モードを実行する第1時間帯は、低回収率運転モードを実行する第2時間帯よりも長く設定されている、
請求項1に記載の逆浸透膜分離装置。
In the control unit, the first time zone for executing the high recovery rate operation mode is set longer than the second time zone for executing the low recovery rate operation mode,
The reverse osmosis membrane separation apparatus according to claim 1.
透過水の流量を検出する流量検出手段と、
供給水を前記逆浸透膜モジュールに供給する供給水ラインと、
入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、前記供給水ラインを流通する供給水を前記逆浸透膜モジュールに向けて圧送する加圧ポンプと、
入力された電流値信号に対応する駆動周波数を前記加圧ポンプに出力するインバータと、を備え、
前記制御部は、前記流量検出手段による検出流量値が前記目標流量値となるように、前記加圧ポンプの駆動周波数を演算し、当該駆動周波数の演算値に対応する電流値信号を前記インバータに出力する、
請求項1又は2に記載の逆浸透膜分離装置。
Flow rate detection means for detecting the flow rate of the permeated water,
A supply water line for supplying supply water to the reverse osmosis membrane module;
A pressurizing pump that is driven at a rotational speed according to the input driving frequency and pumps the feed water flowing through the feed water line toward the reverse osmosis membrane module;
An inverter that outputs a driving frequency corresponding to the input current value signal to the pressurizing pump;
The control unit calculates a driving frequency of the pressurizing pump so that a detected flow rate value detected by the flow rate detection unit becomes the target flow rate value, and outputs a current value signal corresponding to the calculated value of the driving frequency to the inverter. Output,
The reverse osmosis membrane separation apparatus according to claim 1 or 2.
透過水を需要先へ送出する透過水ラインと、
濃縮水を前記逆浸透膜モジュールから送出する濃縮水ラインと、
前記濃縮水ラインを流通する濃縮水の一部を装置外へ排出する濃縮水排出ラインと、
前記濃縮水ラインを流通する濃縮水の残部を前記供給水ラインにおける前記加圧ポンプよりも上流側に還流させる濃縮水還流ラインと、
前記濃縮水還流ラインを流通する濃縮水の流量を調節可能な濃縮水還流弁と、
を備え、
前記制御部は、前記低回収率運転モードを実行する際に、前記濃縮水還流ラインを濃縮水が流通しないように前記濃縮水還流弁を制御する、
請求項3に記載の逆浸透膜分離装置。
A permeate line for sending permeate to a customer,
A concentrated water line for delivering concentrated water from the reverse osmosis membrane module;
A concentrated water discharge line for discharging a part of the concentrated water flowing through the concentrated water line to the outside of the device;
A concentrated water reflux line for refluxing the remainder of the concentrated water flowing through the concentrated water line upstream of the pressurizing pump in the supply water line;
A concentrated water reflux valve capable of adjusting the flow rate of the concentrated water flowing through the concentrated water reflux line;
With
The control unit controls the concentrated water reflux valve so that the concentrated water does not flow through the concentrated water reflux line when the low recovery rate operation mode is executed.
The reverse osmosis membrane separation apparatus according to claim 3.
前記制御部は、前記高回収率運転モードを複数回実行した後、前記逆浸透膜モジュールの一次側を洗浄するためのフラッシング運転モードを少なくとも1回実行する、
請求項4に記載の逆浸透膜分離装置。
The control unit executes the flushing operation mode for cleaning the primary side of the reverse osmosis membrane module at least once after the high recovery rate operation mode is executed a plurality of times.
The reverse osmosis membrane separator according to claim 4.
前記透過水ラインに設けられた透過水弁と、
前記透過水ラインに送出された透過水を前記供給水ラインにおける前記加圧ポンプよりも上流側に返送させる透過水返送ラインと、
前記透過水返送ラインに設けられた圧力逃し弁と、
を備え、
前記制御部は、前記フラッシング運転モードを実行する際に、(i)前記濃縮水還流ラインを濃縮水が流通しないように前記濃縮水還流弁を制御し、(ii)前記透過水ラインを透過水が流通しないように前記透過水弁を制御する、
請求項5に記載の逆浸透膜分離装置。
A permeate valve provided in the permeate line;
A permeate return line for returning permeate sent to the permeate line to the upstream side of the pressurizing pump in the supply water line;
A pressure relief valve provided in the permeate return line;
With
The controller, when executing the flushing operation mode, (i) controls the concentrated water reflux valve so that the concentrated water does not flow through the concentrated water reflux line, and (ii) allows the permeate line to pass through the permeated water. Controlling the permeate valve so that the
The reverse osmosis membrane separator according to claim 5.
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