JP2013154274A - 逆浸透膜分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薬剤を使用することなく、ＲＯ膜におけるスケールやファウリングの発生を抑制できる逆浸透膜分離装置を提供する。
【解決手段】逆浸透膜モジュール５と、透過水Ｗ２の流量検出手段６と、加圧ポンプ２と、インバータ３と、排水弁１１〜１３と、透過水Ｗ２の流量が目標流量値となるようにインバータ３に駆動周波数を出力する流量制御部１０と、濃縮水Ｗ３のＥＣが設定値以下又は設定値を超える状態が規定時間続かない場合には第１目標流量値を設定し、濃縮水Ｗ３のＥＣが設定値を超える状態が規定時間以上続いた場合には第２目標流量値（＜第１目標流量値）を設定する目標流量値制御部１０と、第１目標流量値の設定時には、濃縮水Ｗ３が第１排水流量値となるように排水弁１１〜１３を制御し、第２目標流量値の設定時には、濃縮水Ｗ３が第１排水流量値に等しい第２排水流量値となるように排水弁１１〜１３を制御する排水流量値制御部１０と、を備える。
【選択図】図１

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。

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。

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、ＲＯ膜の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。

従来、ＲＯ膜の表面におけるシリカスケールの析出を防止するために、濃縮水のシリカ濃度が所定濃度値以下で一定となるように回収率を設定して運転する純水製造装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１２９５５０号公報

上記従来技術の純水製造装置では、濃縮水のシリカ濃度が所定濃度値以下で一定となるように、透過水の流量を一定に維持しつつ、濃縮水の流量を増減させている。このような制御においては、濃縮水の溶存塩類濃度を一定に保つことにより、スケールの析出をある程度抑制することができる。しかし、運転時の有効圧力が相対的に高く、透過水の流量が多い場合には、ＲＯ膜の表面において水の採られ過ぎによる過濃縮が起こりやすくなり、局所的にスケールの析出やファウリングが発生することがある。このため、上記従来技術の純水製造装置のように、供給水へのスケール防止剤の注入が必要になる。

従って、本発明は、薬剤を使用することなしに、ＲＯ膜の表面へのスケールの析出やファウリングの発生を抑制す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。

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、透過水の流量を検出し、当該流量に応じた検出流量値を出力する流量検出手段と、入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、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、前記逆浸透膜モジュールから排出される濃縮水の排水流量を調節可能な排水弁と、前記流量検出手段から出力された検出流量値が、予め設定された透過水の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流量制御部と、濃縮水の電気伝導率が設定値以下の場合又は濃縮水の電気伝導率が設定値を超える状態が規定時間続いていない場合には、前記目標流量値として第１目標流量値を設定し、濃縮水の電気伝導率が設定値を超える状態が規定時間以上続いた場合には、前記目標流量値として前記第１目標流量値よりも少ない第２目標流量値を設定する目標流量値制御部と、前記目標流量値として前記第１目標流量値が設定された場合には、濃縮水の排水流量が第１排水流量値となるように前記排水弁を制御し、前記目標流量値として前記第２目標流量値が設定された場合には、濃縮水の排水流量が前記第１排水流量値に等しい第２排水流量値となるように前記排水弁を制御する排水流量値制御部と、を備える逆浸透膜分離装置に関する。

また、前記逆浸透膜分離装置は、供給水、透過水又は濃縮水の温度を検出する温度検出手段を備え、前記排水流量値制御部は、前記目標流量値として前記第１目標流量値が設定された場合には、（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の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許容濃縮倍率を演算し、（ｉｉ）当該許容濃縮倍率の演算値及び透過水の前記目標流量値から前記第１排水流量値を演算し、（ｉｉｉ）濃縮水の実際排水流量が前記第１排水流量値となるように前記排水弁を制御することが好ましい。

また、前記逆浸透膜分離装置は、供給水のカルシウム硬度を測定する硬度測定手段を備え、前記排水流量値制御部は、前記目標流量値として前記第１目標流量値が設定された場合には、（ｉ）予め取得された炭酸カルシウム溶解度、及び前記硬度測定手段の測定硬度値に基づいて、濃縮水における炭酸カルシウムの許容濃縮倍率を演算し、（ｉｉ）当該許容濃縮倍率の演算値及び透過水の前記目標流量値から前記第１排水流量値を演算し、（ｉｉｉ）濃縮水の実際排水流量が前記第１排水流量値となるように前記排水弁を制御することが好ましい。

また、前記逆浸透膜分離装置は、透過水の電気伝導率を測定する電気伝導率測定手段を備え、前記排水流量値制御部は、前記目標流量値として前記第１目標流量値が設定された場合には、前記電気伝導率測定手段の測定電気伝導率値が予め設定された目標電気伝導率値となるように、前記排水弁からの排水流量を制御することが好ましい。

また、前記逆浸透膜分離装置において、前記排水流量値制御部は、濃縮水の排水流量が前記第２排水流量値となるように前記排水弁を制御してから、予め設定された運転時間が経過した場合には、濃縮水の排水流量が前記第１排水流量値となるように前記排水弁を制御し、前記目標流量値制御部は、予め設定された前記運転時間が経過して前記排水流量値制御部により濃縮水の排水流量が前記第１排水流量値となるように前記排水弁が制御された場合には、前記目標流量値として前記第１目標流量値を設定することが好ましい。

本発明によれば、薬剤を使用することなしに、ＲＯ膜の表面へのスケールの析出やファウリングの発生を抑制す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。

第１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。 制御部（目標流量値制御部）１０が目標流量値を設定する場合の処理手順を示すフローチャートである。 制御部（流量制御部）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。 制御部（排水流量値制御部）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。 制御部（排出流量値制御部）１０が温度フィードフォワード回収率制御の切り替え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。 第２実施形態に係る逆浸透膜分離装置１Ａの全体構成図である。 制御部（排出流量値制御部）１０Ａが水質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。 第３実施形態に係る逆浸透膜分離装置１Ｂの全体構成図である。 制御部（排出流量値制御部）１０Ｂが水質フィードバック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。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る逆浸透膜分離装置１について、図面を参照しながら説明する。第１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、第１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。図２は、制御部（目標流量値制御部）１０が目標流量値を設定する場合の処理手順を示すフローチャートである。図３は、制御部（流量制御部）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。図４は、制御部（排水流量値制御部）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は、制御部（排出流量値制御部）１０が温度フィードフォワード回収率制御の切り替え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、電気伝導率センサ７と、制御部１０と、排水弁としての第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（後述する図６、図８についても同じ）。

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Ｗ３の排水ライン（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）と、を備える。本明細書における「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。

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の上流側の端部は、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の下流側の端部は、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。

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。

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。

温度センサ４は、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１の温度を測定する機器である。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で測定された供給水Ｗ１の温度（以下、「温度測定値」ともいう）は、制御部１０へ測定値信号として送信される。

ＲＯ膜モジュール５は、加圧ポンプ２から吐出された供給水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。

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。

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。接続部Ｊ２は、ＲＯ膜モジュール５の二次側ポートと透過水Ｗ２の需要先の装置等との間に配置されている。また、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。

電気伝導率センサ（以下、「濃縮水ＥＣセンサ」ともいう）７は、濃縮水ラインＬ３（後述）を流通する濃縮水Ｗ３の電気伝導率を測定する機器である。濃縮水ＥＣセンサ７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分岐部Ｊ４（後述）との間に配置されている。濃縮水ＥＣセンサ７は、制御部１０と電気的に接続されている。濃縮水ＥＣセンサ７で測定された濃縮水Ｗ３の電気伝導率（以下、「濃縮水電気伝導率値」ともいう）は、制御部１０へ検出信号として送信される。

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、分岐部Ｊ４及びＪ５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。

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、濃縮水ラインＬ３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。

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。

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９０％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８５％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８０％となるように排水流量が設定されている。

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８５％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８０％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６５％〜９０％までの間で、５％毎に段階的に調節できる。

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。

制御部１０は、ＣＰＵ及びメモリを含むマイクロプロセッサ（不図示）により構成され、後述する流量制御部、目標流量値制御部及び排水流量値制御部として機能する。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。

流量制御部としての制御部１０は、流量フィードバック水量制御として、流量センサ６の検出流量値が予め設定された透過水Ｗ２の目標流量値となるように、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムにより加圧ポンプ２を駆動するため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。流量フィードバック水量制御は、通常運転時及び低回収率運転時のいずれにおいても実行される。制御部１０による流量フィードバック水量制御については後述する。

目標流量値制御部としての制御部１０は、濃縮水ＥＣセンサ７で測定された濃縮水Ｗ３の電気伝導率（濃縮水電気伝導率値）が設定値（以下、「電気伝導率設定値」ともいう）以下の場合、又は濃縮水Ｗ３の電気伝導率が電気伝導率設定値を超える状態が規定時間Ｔ_ｒ続いていない場合には、流量フィードバック水量制御における透過水Ｗ２の目標流量値として第１目標流量値を設定する。第１目標流量値は、通常運転時に設定される目標流量値（定格流量）である。規定時間Ｔ_ｒは、例えば、０．５〜１時間の範囲で設定される。

また、目標流量値制御部としての制御部１０は、濃縮水Ｗ３の電気伝導率が電気伝導率設定値を超える状態が規定時間Ｔ_ｒ以上続いた場合には、流量フィードバック水量制御における透過水Ｗ２の目標流量値として第１目標流量値よりも少ない第２目標流量値を設定する。第２目標流量値は、低回収率運転時に設定される目標流量値である。

目標流量値制御部としての制御部１０は、予め測定された供給水Ｗ１の電気伝導率Ｅ_ｆ、及び予め設定された上限濃縮倍率Ｎ_ｕに基づいて、電気伝導率設定値Ｅ_ｓを、下記の式（１）により算出する。上限濃縮倍率Ｎ_ｕは、スケールの析出又はファウリングの発生の危険度が極めて高い過濃縮の状態に対応するもので、この過濃縮の状態を検出するために用いる電気伝導率設定値Ｅ_ｓの算出のために設定される。この上限濃縮倍率Ｎ_ｕは、供給水Ｗ１におけるスケール原因物質（シリカ、カルシウム等）及び／又はファウリング原因物質（コロイド状鉄、懸濁物質等）の濃度を総合的に考慮して、例えば、７〜１０の範囲に設定される。
Ｅ_ｓ＝Ｅ_ｆ×Ｎ_ｕ （１）

排水流量値制御部としての制御部１０は、透過水Ｗ２の目標流量値として第１目標流量値が設定された場合には、濃縮水Ｗ３の排水流量が第１排水流量値となるように第１排水弁１１〜第３排水弁１３を制御する。また、制御部１０は、透過水Ｗ２の目標流量値として第２目標流量値が設定された場合には、濃縮水Ｗ３の排水流量が第１排水流量値に等しい第２排水流量値となるように第１排水弁１１〜第３排水弁１３を制御する。

また、排水流量値制御部としての制御部１０は、透過水Ｗ２の目標流量値として第１目標流量値が設定された場合には、温度フィードフォワード回収率制御として、（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の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におけるシリカの許容濃縮倍率を演算し、（ｉｉ）当該許容濃縮倍率の演算値及び透過水Ｗ２の目標流量値から第１排水流量値を演算し、（ｉｉｉ）濃縮水Ｗ３の実際排水流量が第１排水流量値となるように第１排水弁１１〜第３排水弁１３を制御する。制御部１０による温度フィードフォワード回収率制御については後述する。

また、排水流量値制御部としての制御部１０は、濃縮水Ｗ３の排水流量が第２排水流量値となるように第１排水弁１１〜第３排水弁１３を制御してから、予め設定された運転時間Ｔ_ｄが経過した場合には、濃縮水Ｗ３の排水流量が第１排水流量値となるように第１排水弁１１〜第３排水弁１３を制御する。運転時間Ｔ_ｄは、例えば、１２〜２４時間の範囲で設定される。

そして、目標流量値制御部としての制御部１０は、上述した運転時間Ｔ_ｄが経過し、且つ排水流量値制御部としての機能において、濃縮水Ｗ３の排水流量が第１排水流量値となるように第１排水弁１１〜第３排水弁１３が制御された場合には、透過水Ｗ２の目標流量値として第１目標流量値を設定する。

次に、制御部（目標流量値制御部）１０が透過水Ｗ２の目標流量値を設定する場合の動作について、図２を参照して説明する。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の通常運転中及び低回収率運転中において繰り返し実行される。

図２に示すステップＳＴ１０１において、制御部１０は、濃縮水ＥＣセンサ７から濃縮水Ｗ３の濃縮水電気伝導率値Ｅ_ｎを取得する。

ステップＳＴ１０２において、制御部１０は、濃縮水電気伝導率値Ｅ_ｎが電気伝導率設定値Ｅ_ｓ以下であるか否かを判定する。このステップＳＴ１０２において、制御部１０により、濃縮水電気伝導率値Ｅ_ｎ≦電気伝導率設定値Ｅ_ｓである（ＹＥＳ）と判定された場合に、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、濃縮水電気伝導率値Ｅ_ｎ＞電気伝導率設定値Ｅ_ｓである（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０５へ移行する。

ステップＳＴ１０３（ステップＳＴ１０２：ＹＥＳ判定）において、制御部１０は、透過水Ｗ２の目標流量値として第１目標流量値を設定する。目標流量値として第１目標流量値が設定された場合に、逆浸透膜分離装置１は、通常運転となる。

なお、排水流量値制御部としての制御部１０は、透過水Ｗ２の目標流量値として第１目標流量値を設定した場合には、後述する温度フィードフォワード回収率制御を実行する。一方、排水流量値制御部としての制御部１０は、透過水Ｗ２の目標流量値として第２目標流量値を設定した場合には、回収率を強制的に下げるため、温度フィードフォワード回収率制御は実行しない。

ステップＳＴ１０４において、制御部１０は、ＩＴＵ（不図示）による計時Ｔ_ｃ１のカウントがスタートしていれば、計時Ｔ_ｃ１をリセットさせる。これにより、本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ１０１へリターンする）。

一方、ステップＳＴ１０５（ステップＳＴ１０２：ＮＯ判定）において、制御部１０は、ＩＴＵ（不図示）による計時Ｔ_ｃ１がスタートしていなければ、計時Ｔ_ｃ１をスタートさせる。制御部１０は、ＩＴＵの計時Ｔ_ｃ１をスタートさせることにより、濃縮水電気伝導率値Ｅ_ｎが電気伝導率設定値Ｅ_ｓを超える状態が許容される規定時間Ｔ_ｒを計時する。

ステップＳＴ１０６において、制御部１０は、ＩＴＵがカウントする計時Ｔ_ｃ１が規定時間Ｔ_ｒに達したか否かを判定する。このステップＳＴ１０６において、制御部１０により、計時Ｔ_ｃ１が規定時間Ｔ_ｒに達した（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０７へ移行する。また、ステップＳＴ１０６において、制御部１０により、計時Ｔ_ｃ１が規定時間Ｔ_ｒ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へ戻る。

なお、濃縮水電気伝導率値Ｅ_ｎが電気伝導率設定値Ｅ_ｓを超えると判定された場合（ステップＳＴ１０２：ＮＯ判定）において、ＩＴＵによる計時Ｔ_ｃ１が規定時間Ｔ_ｒに達する前に、濃縮水電気伝導率値Ｅ_ｎが電気伝導率設定値Ｅ_ｓ以下となった場合（ステップＳＴ１０２：ＹＥＳ判定）には、透過水Ｗ２の目標流量値として第１目標流量値が設定される（ステップＳＴ１０３）。すなわち、ステップＳＴ１０３へ移行したときに、すでに目標流量値として第１目標流量値が設定されている場合には、逆浸透膜分離装置１の通常運転が維持される。

ステップＳＴ１０７（ステップＳＴ１０６：ＹＥＳ判定）において、制御部１０は、透過水Ｗ２の目標流量値として第２目標流量値を設定する。第２目標流量値は、第１目標流量値よりも少ない流量値である。濃縮水Ｗ３の濃縮水電気伝導率値Ｅ_ｎが、規定時間Ｔ_ｒの間、継続して電気伝導率設定値Ｅ_ｓを超える場合には、濃縮水Ｗ３の回収率を下げるために透過水Ｗ２の目標流量値として第２目標流量値が設定される。目標流量値として第２目標流量値が設定された場合、逆浸透膜分離装置１は、低回収率運転となる。

ステップＳＴ１０８において、制御部１０は、ＩＴＵ（不図示）による計時Ｔ_ｃ１をリセットさせる。

ステップＳＴ１０９において、制御部１０は、ＩＴＵ（不図示）による計時Ｔ_ｃ２をスタートさせる。制御部１０は、ＩＴＵの計時Ｔ_ｃ２をスタートさせることにより、低回収率運転の運転時間Ｔ_ｄを計時する。

ステップＳＴ１１０において、制御部１０は、ＩＴＵがカウントする計時Ｔ_ｃ２が運転時間Ｔ_ｄ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、計時Ｔ_ｃ２が運転時間Ｔ_ｄに達した（ＹＥＳ）と判定された場合に、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、計時Ｔ_ｃ２が運転時間Ｔ_ｄ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。

ステップＳＴ１１１（ステップＳＴ１１０：ＹＥＳ判定）において、制御部１０は、ＩＴＵ（不図示）による計時Ｔ_ｃ２のカウントをリセットさせる。ステップＳＴ１１１の処理が終了すると、処理はステップＳＴ１０３へ移行する。このように、低回収率運転が開始されてから、運転時間Ｔ_ｄが経過した場合には、通常運転時の第１目標流量値に戻すことにより、需要先への透過水Ｗ２の供給量を極力維持することができる。

次に、制御部（流量制御部）１０による流量フィードバック水量制御について、図３を参照して説明する。図３に示すフローチャートの処理は、逆浸透膜分離装置１の通常運転中及び低回収率運転中において繰り返し実行される。

図３に示すステップＳＴ２０１において、制御部１０は、透過水Ｗ２の目標流量値Ｑ_ｐ´を取得する。この目標流量値Ｑ_ｐ´は、図２に示すフローチャートのステップＳＴ１０３において設定された第１目標流量値、若しくはステップＳＴ１０７において設定された第２目標流量値である。

ステップＳＴ２０２において、制御部１０は、ＩＴＵによる計時ｔが制御周期（Δｔ）である１００ｍｓに達したか否かを判定する。このステップＳＴ２０２において、制御部１０により、ＩＴＵによる計時が１００ｍｓに達した（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ２０３へ移行する。また、ステップＳＴ２０２において、制御部１０により、ＩＴＵによる計時が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ＳＴ２０２へ戻る。

ステップＳＴ２０３（ステップＳＴ２０２：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_ｐを、フィードバック値として取得する。

ステップＳＴ２０４において、制御部１０は、ステップＳＴ２０３で取得した検出流量値Ｑ_ｐと、ステップＳＴ２０１で取得した目標流量値Ｑ_ｐ´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_ｎ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Δｔ（１００ｍｓ）毎に操作量の変化分ΔＵ_ｎを演算し、これを前回の制御周期時点の操作量Ｕ_ｎ−１に加算することで現時点の操作量Ｕ_ｎを決定する。

ステップＳＴ２０５において、制御部１０は、現時点の操作量Ｕ_ｎ、及び加圧ポンプ２の最大駆動周波数Ｆ´（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［Ｈｚ］を演算する。

ステップＳＴ２０６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。

ステップＳＴ２０７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へ出力する。これにより本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ２０１へリターンする）。

なお、ステップＳＴ２０７において、制御部１０が電流値信号をインバータ３へ出力すると、インバータ３は、入力された電流値信号で指定された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。

次に、制御部（排水流量値制御部）１０による温度フィードフォワード回収率制御について、図４を参照して説明する。この温度フィードフォワード回収率制御は、逆浸透膜分離装置１Ａの通常運転中において、上述した流量フィードバック水量制御と並行して実行される。

図４に示すステップＳＴ３０１において、制御部１０は、透過水Ｗ２の目標流量値Ｑ_ｐ´を取得する。この目標流量値Ｑ_ｐ´は、図２に示すフローチャートのステップＳＴ１０３において設定された第１目標流量値である。

ステップＳＴ３０２において、制御部１０は、供給水Ｗ１のシリカ（ＳｉＯ_２）濃度Ｃ_ｓを取得する。このシリカ濃度Ｃ_ｓは、例えば、装置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。なお、供給水ラインＬ１において、不図示の水質センサにより供給水Ｗ１のシリカ濃度を計測してもよい。

ステップＳＴ３０３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。

ステップＳＴ３０４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_ｓを決定する。

ステップＳＴ３０５において、制御部１０は、前のステップで取得又は決定したシリカ濃度Ｃ_ｓ及びシリカ溶解度Ｓ_ｓに基づいて、濃縮水Ｗ３におけるシリカの許容濃縮倍率Ｎ_ｓを演算する。シリカの許容濃縮倍率Ｎ_ｓは、下記の式（２）により求めることができる。
Ｎ_ｓ＝Ｓ_ｓ／Ｃ_ｓ （２）

例えば、シリカ濃度Ｃ_ｓが２０ｍｇＳｉＯ_２／Ｌ、２５℃におけるシリカ溶解度Ｓ_ｓが１００ｍｇＳｉＯ_２／Ｌであれば、許容濃縮倍率Ｎ_ｓは“５”となる。なお、許容濃縮倍率Ｎ_ｓの演算値は、上述の上限濃縮倍率Ｎ_ｕの設定値によって制限される。すなわち、演算された許容濃縮倍率Ｎ_ｓが上限濃縮倍率Ｎ_ｕを超える場合には、許容濃縮倍率Ｎ_ｓが上限濃縮倍率Ｎ_ｕよりも低い値となるように補正される。

ステップＳＴ３０６において、制御部１０は、前のステップで取得した目標流量値Ｑ_ｐ´及び許容濃縮倍率Ｎ_ｓに基づいて、回収率が最大となる排水流量（目標排水流量Ｑ_ｄ´）を演算する。目標排水流量Ｑ_ｄ´（以下、「第１排水流量値」ともいう）は、下記の式（３）により求めることができる。
Ｑ_ｄ´＝Ｑ_ｐ´／（Ｎ_ｓ−１） （３）

ステップＳＴ３０７において、制御部１０は、濃縮水Ｗ３の実際排水流量Ｑ_ｄがステップＳＴ３０６で演算した第１排水流量値となるように、第１排水弁１１〜第３排水弁１３の開閉を制御する。これにより本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ３０１へリターンする）。

次に、制御部（排出流量値制御部）１０による温度フィードフォワード回収率制御の切り替えについて、図５を参照して説明する。図５に示すフローチャートの処理は、逆浸透膜分離装置１の通常運転中及び低回収率運転中において、繰り返し実行される。

図５に示すステップＳＴ４０１において、制御部１０は、図２に示すフローチャートの処理により、透過水Ｗ２の目標流量値として第１目標流量値が設定されたか否かを判定する。このステップＳＴ４０１において、制御部１０により、目標流量値として第１目標流量値が設定された（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ４０２へ移行する。また、ステップＳＴ４０１において、制御部１０により、目標流量値として第１目標流量値が設定されていない（ＮＯ）と判定された場合、すなわち目標流量値として第２目標流量値が設定されたと判定された場合に、処理はステップＳＴ４０３へ移行する。

ステップＳＴ４０２（ステップＳＴ４０１：ＹＥＳ判定）において、制御部１０は、図４に示す温度フィードフォワード回収率制御を実行する。制御部１０は、目標流量値として第１目標流量値が設定された場合、すなわち通常運転時には、温度フィードフォワード回収率制御を実行する。

一方、ステップＳＴ４０３（ステップＳＴ４０１：ＮＯ判定）において、制御部１０は、温度フィードフォワード回収率制御の実行を停止する。制御部１０は、目標流量値として第２目標流量値が設定された場合、すなわち低回収率運転時には、後述するように濃縮水Ｗ３の排水流量を第２排水流量値に固定するため、温度フィードフォワード回収率制御の実行を停止する。

ステップＳＴ４０４において、制御部１０は、濃縮水Ｗ３の排水流量値として、図４のステップＳＴ３０６で演算した第１排水流量値（目標排水流量Ｑ_ｄ´）に等しい第２排水流量値を設定する。この場合に、制御部１０は、通常運転時における第１排水弁１１〜第３排水弁１３の開閉状態を維持する。これにより、低回収率運転時において、濃縮水Ｗ３の実際排水流量Ｑ_ｄは、通常運転時の第１排水流量値に等しい排水流量値に固定される。

上述した第１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。

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の濃縮水電気伝導率値Ｅ_ｎが電気伝導率設定値Ｅ_ｓ以下の場合又は濃縮水Ｗ３の濃縮水電気伝導率値が電気伝導率設定値Ｅ_ｓを超える状態が規定時間Ｔ_ｒ続いていない場合には、流量フィードバック水量制御の目標流量値として第１目標流量値（定格流量）を設定し、濃縮水Ｗ３の濃縮水電気伝導率値Ｅ_ｎが電気伝導率設定値Ｅ_ｓを超える状態が規定時間Ｔｒ以上続いた場合には、流量フィードバック水量制御の目標流量値として第１目標流量値よりも少ない第２目標流量値を設定する。

また、制御部１０は、目標流量値として第１目標流量値が設定された場合には、濃縮水Ｗ３の排水流量が第１排水流量値となるように第１排水弁１１〜第３排水弁１３を制御し、目標流量値として第２目標流量値が設定された場合には、濃縮水Ｗ３の排水流量が第１排水流量値に等しい第２排水流量値となるように第１排水弁１１〜第３排水弁１３を制御する。

上述した逆浸透膜分離装置１によれば、濃縮水Ｗ３の濃縮水電気伝導率値Ｅ_ｎが電気伝導率設定値Ｅ_ｓを超える状態が規定時間Ｔｒ以上続いた場合には、制御部１０において、透過水Ｗ２の目標流量値が少なく設定されることで回収率が低い運転状態に移行するため、ＲＯ膜の表面での水の採られ過ぎによる過濃縮が軽減される。そのため、ＲＯ膜の表面において、局所的にスケールの析出やファウリングが発生するのを抑制することができる。また、スケールの析出が抑制されるため、供給水Ｗ１へのスケール防止剤の注入も不要となる。従って、本実施形態に係る逆浸透膜分離装置１によれば、薬剤を使用することなしに、ＲＯ膜の表面へのスケールの析出やファウリングの発生を抑制することができる。この結果、ＲＯ膜モジュール５におけるＲＯ膜の透水性能をより長く維持することができる。

また、ＲＯ膜モジュール５（図１参照）の前段に濾過装置や硬水軟化装置等の前処理装置を設けた場合において、ＲＯ膜モジュール５への供給水Ｗ１の供給水量を増やすことがないため、上述した前処理装置の負荷を軽減することができる。これによれば、前処理装置において、他の水質異常（懸濁物質や硬度成分のリーク等）が同時に発生することを抑制することができる。

また、通常運転から低回収率運転に移行した場合でも、濃縮水Ｗ３の排水流量が通常運転時の第１排水流量値に等しい第２排水流量値となるため、第１排水弁１１〜第３排水弁１３の制御が容易となる。

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、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、逆浸透膜分離装置１において、透過水Ｗ２の回収率を最大としつつ、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。

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、ＲＯ膜モジュール５の運転中において、流量フィードバック水量制御を実行する。このため、低回収率運転へ移行した場合でも、安定した流量の透過水Ｗ２を需要先へ供給することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る逆浸透膜分離装置１Ａの構成について、図６を参照して説明する。図６は、第２実施形態に係る逆浸透膜分離装置１Ａの全体構成図である。なお、第２実施形態では、主に第１実施形態との相違点について説明する。第２実施形態では、第１実施形態と同一又は同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、第２実施形態では、第１実施形態と重複する説明を適宜に省略する。

図６に示すように、第２実施形態に係る逆浸透膜分離装置１Ａは、加圧ポンプ２と、インバータ３と、ＲＯ膜モジュール５と、流量センサ６と、濃縮水ＥＣセンサ７と、硬度測定手段としての硬度センサ８と、制御部１０Ａと、第１排水弁１１〜第３排水弁１３と、を備える。

硬度センサ８は、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１のカルシウム硬度（炭酸カルシウム換算値）を測定する機器である。硬度センサ８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。硬度センサ８は、制御部１０Ａと電気的に接続されている。硬度センサ８で測定された供給水Ｗ１のカルシウム硬度（以下、「測定硬度値」ともいう）は、制御部１０Ａへ検出信号として送信される。

制御部１０Ａ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。制御部１０Ａは、第１実施形態の制御部１０と同じく速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムによる流量フィードバック水量制御（図３参照）を実行する。

また、本実施形態の制御部１０Ａは、供給水Ｗ１の硬度に基づいて、透過水Ｗ２の回収率制御（以下、「水質フィードフォワード回収率制御」ともいう）を実行する。この水質フィードフォワード回収率制御は、逆浸透膜分離装置１Ａの通常運転中において、上述した流量フィードバック水量制御と並行して実行される。

次に、制御部１０Ａによる水質フィードフォワード回収率制御について、図７を参照して説明する。図７は、制御部（排出流量値制御部）１０Ａが水質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７に示すステップＳＴ５０１において、制御部１０Ａは、透過水Ｗ２の目標流量値Ｑ_ｐ´を取得する。この目標流量値Ｑ_ｐ´は、図２に示すフローチャートのステップＳＴ１０３において設定された第１目標流量値である。

ステップＳＴ５０２において、制御部１０Ａは、硬度センサ８で測定された供給水Ｗ１の測定硬度値Ｃ_ｃを取得する。

ステップＳＴ５０３において、制御部１０Ａは、水に対する炭酸カルシウム溶解度Ｓ_ｃを取得する。この炭酸カルシウム溶解度Ｓ_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。なお、水に対する炭酸カルシウム溶解度は、通常運転における温度域（５〜３５℃）において、ほぼ一定値と看做せる。

ステップＳＴ５０４において、制御部１０Ａは、前のステップで取得した測定硬度値Ｃ_ｃ及び炭酸カルシウム溶解度Ｓ_ｃに基づいて、濃縮水Ｗ３における炭酸カルシウムの許容濃縮倍率Ｎ_ｃを演算する。炭酸カルシウムの許容濃縮倍率Ｎ_ｃは、下記の式（４）により求めることができる。
Ｎ_ｃ＝Ｓ_ｃ／Ｃ_ｃ （４）

例えば、測定硬度値Ｃ_ｃが３ｍｇＣａＣＯ_３／Ｌ、２５℃における炭酸カルシウム溶解度Ｓ_ｃが１５ｍｇＣａＣＯ_３／Ｌであれば、許容濃縮倍率Ｎ_ｃは“５”となる。なお、許容濃縮倍率Ｎ_ｃの演算値は、上述の上限濃縮倍率Ｎ_ｕの設定値によって制限される。すなわち、演算された許容濃縮倍率Ｎ_ｃが上限濃縮倍率Ｎ_ｕを超える場合には、許容濃縮倍率Ｎ_ｃが上限濃縮倍率Ｎ_ｕよりも低い値となるように補正される。

ステップＳＴ５０５において、制御部１０Ａは、前のステップで取得又は演算した目標流量値Ｑ_ｐ´及び許容濃縮倍率Ｎ_ｃに基づいて、回収率が最大となる排水流量（目標排水流量Ｑ_ｄ´）を演算する。目標排水流量Ｑ_ｄ´（第１排水流量値）は、下記の式（５）により求めることができる。
Ｑ_ｄ´＝Ｑ_ｐ´／（Ｎ_ｃ−１） （５）

ステップＳＴ５０６において、制御部１０Ａは、濃縮水Ｗ３の実際排水流量Ｑ_ｄがステップＳＴ５０５で演算した第１排水流量値となるように第１排水弁１１〜第３排水弁１３の開閉を制御する。これにより本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ５０１へリターンする）。

上述した第２実施形態に係る逆浸透膜分離装置１Ａにおいて、制御部１０Ａは、供給水Ｗ１の硬度に基づいて水質フィードフォワード回収率制御を実行する。このため、逆浸透膜分離装置１Ａにおいては、通常運転時における透過水Ｗ２の回収率を最大としつつ、ＲＯ膜モジュール５における炭酸カルシウム系スケールの析出をより確実に抑制することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る逆浸透膜分離装置１Ｂの構成について、図８を参照して説明する。図８は、第３実施形態に係る逆浸透膜分離装置１Ｂの全体構成図である。なお、第３実施形態では、主に第１実施形態との相違点について説明する。第３実施形態では、第１実施形態と同一又は同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、第３実施形態では、第１実施形態と重複する説明を適宜に省略する。

図８に示すように、第３実施形態に係る逆浸透膜分離装置１Ｂは、加圧ポンプ２と、インバータ３と、ＲＯ膜モジュール５と、流量センサ６と、濃縮水ＥＣセンサ７と、電気伝導率測定手段としての電気伝導率センサ９と、制御部１０Ｂと、第１排水弁１１〜第３排水弁１３と、を備える。

電気伝導率センサ（以下、「透過水ＥＣセンサ」ともいう）９は、透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２の電気伝導率を測定する機器である。透過水ＥＣセンサ９は、接続部Ｊ６において透過水ラインＬ２に接続されている。接続部Ｊ６は、ＲＯ膜モジュール５の二次側ポートと透過水Ｗ２の需要先の装置等との間に配置されている。透過水ＥＣセンサ９は、制御部１０Ｂと電気的に接続されている。透過水ＥＣセンサ９で測定された透過水Ｗ２の電気伝導率（以下、「透過水電気伝導率値」ともいう）は、制御部１０Ｂへ検出信号として送信される。

制御部１０Ｂ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。制御部１０Ｂは、第１実施形態の制御部１０と同じく、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムによる流量フィードバック水量制御（図３参照）を実行する。

また、本実施形態の制御部１０Ｂは、透過水Ｗ２の電気伝導率に基づいて、透過水Ｗ２の回収率制御（以下、「水質フィードバック回収率制御」ともいう）を実行する。この水質フィードバック回収率制御は、通常運転時において、上述した流量フィードバック水量制御と並行して実行される。

次に、制御部１０Ｂによる水質フィードバック回収率制御について説明する。図９は、制御部（排出流量値制御部）１０Ｂが水質フィードバック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９に示すステップＳＴ６０１において、制御部１０Ｂは、透過水Ｗ２の目標電気伝導率値Ｅ_ｐ´を取得する。目標電気伝導率値Ｅ_ｐ´は、透過水Ｗ２に要求される純度の指標である。目標電気伝導率値Ｅ_ｐ´は、例えば、装置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。

ステップＳＴ６０２において、制御部１０Ｂは、透過水ＥＣセンサ９で測定された透過水Ｗ２の透過水電気伝導率値Ｅ_ｐを取得する。

ステップＳＴ６０３において、制御部１０Ｂは、ステップＳＴ６０２で取得した透過水電気伝導率値（フィードバック値）Ｅ_ｐとステップＳＴ６０１で取得した目標電気伝導率値Ｅ_ｐ´との偏差がゼロとなるように、第１排水弁１１〜第３排水弁１３の開閉を制御する。すなわち、濃縮水Ｗ３の排水流量を段階的に増減させることにより、要求純度の透過水Ｗ２が得られるように、膜表面の溶存塩類の濃度を変化させる。これにより本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ６０１へリターンする）。

上述した第３実施形態に係る逆浸透膜分離装置１Ｂにおいて、制御部１０Ｂは、透過水Ｗ２の電気伝導率値に基づいて水質フィードフォワード回収率制御を実行する。このため、逆浸透膜分離装置１Ｂにおいては、透過水Ｗ２に要求される水質を満たしつつ、透過水Ｗ２の回収率を最大限にまで高めることができる。

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。

例えば、第１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、供給水Ｗ１の温度を検出する例について説明した。これに限らず、例えば、ＲＯ膜モジュール５で得られた透過水Ｗ２又は濃縮水Ｗ３の温度を検出してもよい。

第２実施形態では、水質フィードフォワード回収率制御において、炭酸カルシウムの許容濃縮倍率Ｎ_ｃ及び透過水Ｗ２の第１目標流量値に基づいて、回収率が最大となる排水流量を算出する例について説明した。これに限らず、次のような手法を採用してもよい。すなわち、炭酸カルシウムの許容濃縮倍率Ｎ_ｃとシリカの許容濃縮倍率Ｎ_ｓとを比較し、小さい側の許容濃縮倍率を選択する。そして、選択した許容濃縮倍率及び透過水Ｗ２の第１目標流量値に基づいて、回収率が最大となる排水流量を算出する。

第１〜第３実施形態において、ＲＯ膜モジュール５の下流側に、透過水Ｗ２を貯留する給水タンクを設けた構成としてもよい。このような構成において、濃縮水ＥＣセンサ７で測定された濃縮水Ｗ３の濃縮水電気伝導率値が電気伝導率設定値を超える状態が規定時間Ｔ_ｒ継続し、且つ給水タンクの水位が所定値以上の場合には、低回収率運転に移行するようにしてもよい。低回収率運転に移行する条件に給水タンクの水位を加えることで、需要箇所に対して透過水Ｗ２を不足させずに供給することができる。

第１〜第３実施形態において、濃縮水ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ３の一部を、供給水ラインＬ１において、加圧ポンプ２よりも上流側に還流させる濃縮水還流ラインを設けた構成としてもよい。濃縮水還流ラインを設けることにより、ＲＯ膜の表面における流速を高めることができるため、ファウリングの発生が抑制され、上述の上限濃縮倍率Ｎ_ｕの値を高く設定することができる。

第１〜第３実施形態において、供給水Ｗ１は、地下水や水道水等の原水であってもよい。また、供給水Ｗ１は、原水を除鉄除マンガン装置、活性炭濾過装置、硬水軟化装置等により前処理した水であってもよい。

第１〜第３実施形態では、各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、排水ラインを分岐せずに１本とし、このラインに比例制御弁を設けた構成としてもよい。その場合には、制御部１０（１０Ａ，１０Ｂ）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。

また、比例制御弁を設けた構成において、排水ラインに流量センサを設けた構成としてもよい。流量センサで検出された流量値を、制御部１０（１０Ａ，１０Ｂ）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。

１，１Ａ，１Ｂ 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 硬度センサ（硬度測定手段）
８、９ 電気伝導率センサ（電気伝導率測定手段）
１０，１０Ａ，１０Ｂ 制御部（流量制御部、目標流量値制御部、排水流量値制御部）
１１ 第１排水弁（排水弁）
１２ 第２排水弁（排水弁）
１３ 第３排水弁（排水弁）
Ｌ１ 供給水ライン
Ｌ２ 透過水ライン
Ｌ３ 濃縮水ライン
Ｌ１１ 第１排水ライン
Ｌ１２ 第２排水ライン
Ｌ１３ 第３排水ライン
Ｗ１ 供給水
Ｗ２ 透過水
Ｗ３ 濃縮水

Claims (5)

1. 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、
   透過水の流量を検出し、当該流量に応じた検出流量値を出力する流量検出手段と、
   入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、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、
   前記逆浸透膜モジュールから排出される濃縮水の排水流量を調節可能な排水弁と、
   前記流量検出手段から出力された検出流量値が、予め設定された透過水の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流量制御部と、
   濃縮水の電気伝導率が設定値以下の場合又は濃縮水の電気伝導率が設定値を超える状態が規定時間続いていない場合には、前記目標流量値として第１目標流量値を設定し、濃縮水の電気伝導率が設定値を超える状態が規定時間以上続いた場合には、前記目標流量値として前記第１目標流量値よりも少ない第２目標流量値を設定する目標流量値制御部と、
   前記目標流量値として前記第１目標流量値が設定された場合には、濃縮水の排水流量が第１排水流量値となるように前記排水弁を制御し、前記目標流量値として前記第２目標流量値が設定された場合には、濃縮水の排水流量が前記第１排水流量値に等しい第２排水流量値となるように前記排水弁を制御する排水流量値制御部と、
   を備える逆浸透膜分離装置。
2. 供給水、透過水又は濃縮水の温度を検出する温度検出手段を備え、
   前記排水流量値制御部は、前記目標流量値として前記第１目標流量値が設定された場合には、（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の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許容濃縮倍率を演算し、（ｉｉ）当該許容濃縮倍率の演算値及び透過水の前記目標流量値から前記第１排水流量値を演算し、（ｉｉｉ）濃縮水の実際排水流量が前記第１排水流量値となるように前記排水弁を制御する、
   請求項１に記載の逆浸透膜分離装置。
3. 供給水のカルシウム硬度を測定する硬度測定手段を備え、
   前記排水流量値制御部は、前記目標流量値として前記第１目標流量値が設定された場合には、（ｉ）予め取得された炭酸カルシウム溶解度、及び前記硬度測定手段の測定硬度値に基づいて、濃縮水における炭酸カルシウムの許容濃縮倍率を演算し、（ｉｉ）当該許容濃縮倍率の演算値及び透過水の前記目標流量値から前記第１排水流量値を演算し、（ｉｉｉ）濃縮水の実際排水流量が前記第１排水流量値となるように前記排水弁を制御する、
   請求項１に記載の逆浸透膜分離装置。
4. 透過水の電気伝導率を測定する電気伝導率測定手段を備え、
   前記排水流量値制御部は、前記目標流量値として前記第１目標流量値が設定された場合には、前記電気伝導率測定手段の測定電気伝導率値が予め設定された目標電気伝導率値となるように、前記排水弁からの排水流量を制御する、
   請求項１に記載の逆浸透膜分離装置。
5. 前記排水流量値制御部は、濃縮水の排水流量が前記第２排水流量値となるように前記排水弁を制御してから、予め設定された運転時間が経過した場合には、濃縮水の排水流量が前記第１排水流量値となるように前記排水弁を制御し、
   前記目標流量値制御部は、予め設定された前記運転時間が経過して前記排水流量値制御部により濃縮水の排水流量が前記第１排水流量値となるように前記排水弁が制御された場合には、前記目標流量値として前記第１目標流量値を設定する、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の逆浸透膜分離装置。

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