JP2013220393A - Ｔｏｃ低減装置およびｔｏｃ低減方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 原水およびプラント用水のＴＯＣ濃度が変化した場合や、水処理装置のＴＯＣ濃度の低減効果が不明な場合でも、既存の設備で適切にＴＯＣ濃度を低減する。
【解決手段】 原水およびプラント用水をろ過するろ過装置３０と、ろ過装置３０でろ過されたろ過水を貯留し、貯留したろ過水をろ過装置３０に還流可能なろ過水タンク４０と、ろ過水タンク４０の下流に設置され、ろ過水を脱塩して純水を生成する純水装置５０と、純水装置５０で製造された純水を貯留し、貯留した純水を純水装置５０に還流可能な純水タンク４０と、ろ過水タンク４０内のろ過水のＴＯＣ濃度が第１の所定値以下になるまで、当該ろ過水をろ過装置３０に還流させてろ過を繰り返し、純水タンク６０内の純水のＴＯＣ濃度が第２の所定値以下になるまで、当該純水を純水装置５０に還流させて脱塩を繰り返す制御部１０と、を備えることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、原水およびプラント用水のＴＯＣ濃度を低減するＴＯＣ低減装置およびＴＯＣ低減方法に関する。

例えば原子力発電所においては、雨水や渓流水を原水として貯留し、その原水をろ過したのちに、純水装置で処理して製造した純水を一次冷却水として使用している。この雨水や渓流水を貯留して得られる原水はＴＯＣ濃度が数千〜数万ｐｐｂと高いものである。これに対してＴＯＣ濃度が数百ｐｐｂと低い低ＴＯＣ濃度水のＴＯＣ低下方法としては、オゾンや紫外線を用いた方法が知られている。

従来の純水製造装置では除去が困難であったＴＯＣを、より効果的に除去する純水製造装置に関する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、放射性廃液から通常ないし既存の施設で再利用又は放流可能な蒸留液を効率的に得ることを可能にすると共に、放射性廃棄物を減容することができる放射性物質及びＴＯＣの除去方法並びに除去装置に関する技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。

特開平６−０６３５４６号公報 特開２００９−２４４０８９号公報

ところで、雨水や渓流水を原水として貯留して使用する場合、貯留される原水のＴＯＣ濃度は雨量の増減や、濁度によって変化する。そこで、原水のＴＯＣ濃度が変化した場合であっても、既存の設備で適切にＴＯＣ濃度を低減できるＴＯＣ低減装置およびＴＯＣ低減方法が望まれていた。また、ろ過装置や純水装置などの水処理装置のＴＯＣ濃度の低減効果が不明な場合であっても、原水およびプラント用水のＴＯＣ濃度を適切に低減できるＴＯＣ低減装置およびＴＯＣ低減方法が望まれていた。

そこで、この発明は、水や渓流水を貯留して得られるＴＯＣ濃度の高い原水およびプラント用水のＴＯＣ濃度が変化した場合や、水処理装置のＴＯＣ濃度の低減効果が不明な場合であっても、ＴＯＣ濃度を適切に低減するＴＯＣ低減装置およびＴＯＣ低減方法を提供することを目的としている。

前記の課題を解決するために、請求項１の発明は、原水およびプラント用水のＴＯＣ濃度を低減するＴＯＣ低減装置であって、前記原水およびプラント用水をろ過するろ過装置と、前記ろ過装置でろ過されたろ過水を貯留するとともに、貯留したろ過水を前記ろ過装置に還流可能なろ過水タンクと、前記ろ過水タンクの下流に設置され、ろ過水を脱塩して純水を生成する純水装置と、前記純水装置で生成された純水を貯留するとともに、貯留した純水を前記純水装置に還流可能な純水タンクと、前記ろ過水タンク内のろ過水のＴＯＣ濃度が第１の所定値以下になるまで、当該ろ過水を前記ろ過装置に還流させてろ過を繰り返し、前記純水タンク内の純水のＴＯＣ濃度が第２の所定値以下になるまで、当該純水を前記純水装置に還流させて脱塩を繰り返す制御手段と、を備えることを特徴とするＴＯＣ低減装置である。

この発明によれば、ろ過水タンク内のろ過水のＴＯＣ濃度が第１の所定値以下になるまで、当該ろ過水をろ過装置に還流させてろ過が繰り返され、純水タンク内の純水のＴＯＣ濃度が第２の所定値以下になるまで、当該純水を純水装置に還流させて脱塩が繰り返される。

請求項２の発明は、請求項1に記載のＴＯＣ低減装置において、前記ろ過装置入口や出口におけるＴＯＣ濃度や、前記ろ過水タンク内におけるＴＯＣ濃度、前記純水装置入口や出口におけるＴＯＣ濃度、前記純水タンク内におけるＴＯＣ濃度などのろ過水のＴＯＣ濃度や純水のＴＯＣ濃度を記憶する記憶手段と、を備え、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶した前記ろ過水のＴＯＣ濃度にもとづいて、前記ろ過水を前記ろ過装置に還流させてろ過を繰り返す第１の還流回数を策定し、前記記憶手段に記憶した前記純水のＴＯＣ濃度にもとづいて、前記純水を前記純水装置に還流させて脱塩を繰り返す第２の還流回数を策定する、ことを特徴とする。

請求項３の発明は、原水およびプラント用水のＴＯＣ濃度を低減するＴＯＣ低減方法であって、ろ過装置で前記原水およびプラント用水をろ過し、ろ過水タンクに前記ろ過装置でろ過されたろ過水を貯留するとともに、貯留したろ過水を前記ろ過装置に還流可能であり、前記ろ過水タンクの下流に設置された純水装置で、ろ過水から脱塩して純水を生成し、純水タンクに前記純水装置で生成された純水を貯留するとともに、貯留した純水を前記純水装置に還流可能であり、制御手段で、前記ろ過水タンク内のろ過水のＴＯＣ濃度が第１の所定値以下になるまで、当該ろ過水を前記ろ過装置に還流させてろ過を繰り返し、前記純水タンク内の純水のＴＯＣ濃度が第２の所定値以下になるまで、当該純水を前記純水装置に還流させて脱塩を繰り返す、ことを特徴とするＴＯＣ低減方法である。

請求項４の発明は、請求項３に記載のＴＯＣ低減方法において、前記ろ過装置入口や出口におけるＴＯＣ濃度や、前記ろ過水タンク内におけるＴＯＣ濃度、前記純水装置入口や出口におけるＴＯＣ濃度、前記純水タンク内におけるＴＯＣ濃度などのろ過水のＴＯＣ濃度や純水のＴＯＣ濃度を記憶し、記憶した前記ろ過水のＴＯＣ濃度にもとづいて、前記ろ過水を前記ろ過装置に還流させてろ過を繰り返す第１の還流回数を策定し、記憶した前記純水のＴＯＣ濃度にもとづいて、前記純水を前記純水装置に還流させて脱塩を繰り返す第２の還流回数を策定する、ことを特徴とする。

請求項１または請求項３に記載の発明によれば、ろ過水のＴＯＣ濃度が第１の所定値以下になるまで、当該ろ過水をろ過装置に還流させてろ過を繰り返し、純水のＴＯＣ濃度が第２の所定値以下になるまで、純水装置に還流させて脱塩を繰り返すことで、水や渓流水を貯留して得られるＴＯＣ濃度の高い原水のＴＯＣ濃度であっても、発電設備（プラント）で使用可能まで自動で適切に低減することができる。また、ろ過水をろ過装置に還流させたり、純水を純水装置に還流させたりする還流ライン（循環ライン）を設けることにより、タンク貯水のＴＯＣ濃度が変化した場合においても、適宜、還流させ処理を行うことでプラントへ供給する水質を、常時、適切に管理することができる。

また、原水およびプラント用水のＴＯＣ濃度を低減する際に、ろ過装置や純水装置などの水処理装置のＴＯＣ濃度の低減効果が不明な場合であっても、ろ過水タンク内のろ過水のＴＯＣ濃度や純水タンク内の純水のＴＯＣ濃度にもとづいて還流の要否を判定できる。すなわち、水処理装置の処理能力が不確定な場合においても、原水およびプラント用水のＴＯＣ濃度を適切に低減できる。

また、第１の所定値および第２の所定値を設定することによって、適切にＴＯＣ濃度を低減させることができるので、原水およびプラント用水として利用可能なＴＯＣ濃度を設定することができる。つまり、例えば、雨量が多く濁度の高い原水が貯留されている場合であっても、第１の所定値や第２の所定値まで、すなわち、ＴＯＣ濃度が適切な範囲となるまで低減させることができる。そして、このようにしてＴＯＣ濃度を適切に管理することにより、原水およびプラント用水をより厳密に水質管理し、プラントを保護することが可能となる。

さらに、第１の所定値および第２の所定値を設定することによって、ろ過水タンク内のろ過水のＴＯＣ濃度および純水タンク内の純水のＴＯＣ濃度が所定値以下となるように管理できる。つまり、ろ過水タンク内のろ過水や純水タンク内の純水のＴＯＣ濃度が適切となるように管理できるので、純水装置やプラントに供給する水のＴＯＣ濃度を適切にすることができる。このため、ろ過装置や純水装置、プラントにおけるＴＯＣ濃度が保証されるので、故障や異常などが発生したときに原因を切り分けることが容易となり、故障や異常を早期発見したり、原因を究明したりすることが可能となる。

請求項２または請求項４に記載の発明によれば、ろ過水のＴＯＣ濃度や純水のＴＯＣ濃度を記憶することでデータが蓄積され、蓄積したデータにもとづいて第１の還流回数や第２の還流回数を策定できる。このため、蓄積したデータから水処理装置の処理能力を推定できるので、原水およびプラント用水のＴＯＣ濃度を自動で適切に低減できる。また、データが蓄積されるのに伴い、水処理装置の処理能力をより正確に推定することが可能となり、第１の還流回数や第２の還流回数をより高精度に策定可能となる。

この発明の実施の形態１に係るＴＯＣ低減装置の概略構成ブロック図である。 図１のＴＯＣ低減装置の流路を示す概略構成図である。 図１のＴＯＣ低減装置におけるＴＯＣ濃度のデータを示す図である。 図１のＴＯＣ低減装置のろ過装置入口とろ過装置出口におけるＴＯＣ濃度の関係を示す図である。 図１のＴＯＣ低減装置のろ過装置入口におけるＴＯＣ濃度と除去効率を示す図である。 図１のＴＯＣ低減装置のろ過装置入口におけるＴＯＣ濃度と除去量を示す図である。 図１のＴＯＣ低減装置の純水装置入口におけるＴＯＣ濃度と除去効率を示す図である。 図１のＴＯＣ低減装置の純水装置入口におけるＴＯＣ濃度と除去量を示す図である。 図１の第１の判定タスクの判定処理を示すチャート図である。 図１の第２の判定タスクの判定処理を示すチャート図である。 この発明の実施の形態２に係るＴＯＣ低減装置の第１の判定タスクの判定処理を示すチャート図である。 図１のＴＯＣ低減装置のろ過装置入口におけるＴＯＣ濃度と除去効率を示す図である。

つぎに、この発明の実施の形態について図面を用いて詳しく説明する。

（実施の形態１）
図1ないし図１０は、この発明の実施の形態１を示している。ＴＯＣ低減装置１は、原水およびプラント用水ＴＯＣ濃度を低減するものであり、図１に示すように、主として、記憶部１１と、貯水槽のＴＯＣ濃度計１２と、ろ過装置入口のＴＯＣ濃度計１３と、ろ過装置出口のＴＯＣ濃度計１４と、ろ過水タンクのＴＯＣ濃度計１５と、純水装置入口のＴＯＣ濃度計１６と、純水タンクのＴＯＣ濃度計１７と、第１の判定タスク１８と、第２の判定タスク１９と、これらを制御などする制御部１０とを備えている。また、ＴＯＣ低減装置１は、図２に示すように、主として、貯水槽２０と、ろ過装置３０と、ろ過水タンク４０と、純水装置５０と、純水タンク６０とを備えている。このＴＯＣ低減装置１は監視制御サーバ（図示略）に備えられている。

貯水槽２０は、雨水や渓流水を原水として貯留して、ろ過装置３０に移送可能なものである。ここで、貯水槽２０より下流側の後述の設備においては、原水に後述の循環ラインＬ１〜Ｌ４によって還流されたプラント用水が混ざった状態である。この実施の形態では、原水、ろ過水、純水には、還流されたプラント用水を含むものとする。

ろ過装置３０は、貯水槽２０の下流に設置され、原水をろ過して、ろ過水タンク４０に移送可能なものである。このろ過装置３０は、原水を凝縮沈降させることにより、濁度を制御している。このとき、主としてコロイド状のＴＯＣ物質が、ともに凝縮沈降して除去される。

ろ過水タンク４０は、ろ過装置３０の下流に設置され、ろ過装置３０でろ過されたろ過水を貯留するとともに、貯留したろ過水を純水装置５０に移送可能、または、後述する第１の循環ラインＬ１を介してろ過装置３０に還流可能なものである。

純水装置５０は、ろ過水タンク４０の下流に設置され、イオン交換樹脂の働きでろ過水を脱塩して純水を生成して、純水タンク６０に移送可能なものである。この純水装置５０は、純水の導電率を制御している。このとき、主としてイオン状のＴＯＣ物質がイオン交換樹脂の働きによって除去される。

純水タンク６０は、純水装置５０の下流に設置され、純水装置５０で製造された純水を貯留するとともに、貯留した純水をプラントに供給可能、または、後述する第２の循環ラインＬ２を介して純水装置５０に還流可能なものである。

このような貯水槽２０と、ろ過装置３０と、ろ過水タンク４０と、純水装置５０と、純水タンク６０との間には、流路が形成されている。また、各装置の入口側および出口側には弁（図示略）が配設されており、その弁開度を調節することで流量、流路（正流、還流）を制御可能となっている。ここで、正流とは上流から下流への流れであり、還流とは下流から上流への流れである。また、還流の流路は、第１の循環ラインＬ１および第２の循環ラインＬ２によって構成されている。

第１の循環ラインＬ１は、ろ過水タンク４０からろ過装置３０へろ過水を還流させるものである。そして、ろ過水タンク４０の出口側の弁を閉じ、第１の循環ラインＬ１の入口側および出口側の弁を開くことで、第１の循環ラインＬ１に還流が流れて、ろ過水が循環するようになっている。

第２の循環ラインＬ２は、純水タンク６０から純水装置５０へ純水を還流させるものである。そして、純水タンク６０の出口側の弁を閉じ、第２の循環ラインＬ２の入口側および出口側の弁を開くことで、第２の循環ラインＬ２に還流が流れて、純水が循環するようになっている。

第１の返送・廃棄ラインＬ３は、第１の循環ラインＬ１と接続しており、ろ過水を貯水槽２０へ返送したり、廃棄したりするものである。

第２の返送・廃棄ラインＬ４は、第２の循環ラインＬ２と接続しており、純水を貯水槽２０へ返送したり、廃棄したりするものである。

制御部１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などで構成され、ＴＯＣ低減装置１が運転開始すると、後述する第１の判定タスク１８および第２の判定タスク１９を起動して、ろ過水タンク４０内のろ過水のＴＯＣ濃度が第１の所定値以下になるまで、当該ろ過水をろ過装置３０に還流させてろ過を繰り返し、純水タンク６０内の純水のＴＯＣ濃度が第２の所定値以下になるまで、当該純水を純水装置５０に還流させて脱塩を繰り返すように制御する機能を有するプログラム、タスクである。また、制御部１０は、第１の判定タスク１８および第２の判定タスク１９の判定結果に基づいて、第１の循環ラインＬ１や第２の循環ラインＬ２の弁（図示略）などに対して、流路を切り替える制御信号を送信する機能を有している。

記憶部１１は、各ＴＯＣ濃度計１２〜１７で測定されたＴＯＣ濃度や、制御部１０の処理に必要なプログラムやタスクなどを記憶している。

貯水槽のＴＯＣ濃度計１２は、貯水槽２０に配設されており、貯水槽２０内の原水のＴＯＣ濃度を測定し、制御部１０に送信するとともに記憶部１１によって記憶されるようになっている。

ろ過装置入口のＴＯＣ濃度計１３は、ろ過装置３０に配設されており、ろ過装置３０の入口における原水のＴＯＣ濃度を測定し、制御部１０に送信するとともに記憶部１１によって記憶されるようになっている。

ろ過装置出口のＴＯＣ濃度計１４は、ろ過装置３０に配設されており、ろ過装置３０の出口におけるろ過水のＴＯＣ濃度を測定し、制御部１０に送信するとともに記憶部１１によって記憶されるようになっている。

ろ過水タンクのＴＯＣ濃度計１５は、ろ過水タンク４０に配設されており、ろ過水タンク４０内のろ過水のＴＯＣ濃度を測定し、制御部１０に送信するとともに記憶部１１によって記憶されるようになっている。

純水装置入口のＴＯＣ濃度計１６は、純水装置５０に配設されており、純水装置５０の入口におけるろ過水のＴＯＣ濃度を測定し、制御部１０に送信するとともに記憶部１１によって記憶されるようになっている。

純水タンクのＴＯＣ濃度計１７は、純水タンク６０に配設されており、純水タンク６０内の純水のＴＯＣ濃度を測定し、制御部１０に送信するとともに記憶部１１によって記憶されるようになっている。

これらのＴＯＣ濃度計１２〜１７によって測定されたＴＯＣ濃度が図３〜図８に示されている。

図３は、過去３年分（Ｙ１年５月１日〜Ｙ４年２月１日）の各装置（各処理点）におけるＴＯＣ濃度と、その平均値、最大値、最小値を示している。具体的には、例えば貯水槽２０のＴＯＣ濃度は、最小値９１１ｐｐｂ〜最大値２５６５ｐｐｂの範囲内で推移しており、平均値は１６４７ｐｐｂである。また、ＴＯＣ濃度の平均値は、ろ過装置入口では１７０１ｐｐｂ、ろ過装置出口では８２５ｐｐｂ、純水装置入口では７０２ｐｐｂ、純水タンクでは８９ｐｐｂとなっていることから、プラント用水として十分な水質であることがわかる。

図４〜図６は、ろ過装置３０におけるＴＯＣ濃度、除去効率、除去量を示している。これらのデータから、ＴＯＣ濃度が所定範囲内においては高い除去効率を示しているが、ＴＯＣ濃度が所定範囲以上になると除去効率が低下することがわかる。ここで、除去効率は、｛（入口ＴＯＣ濃度）−（出口ＴＯＣ濃度）｝／（入口ＴＯＣ濃度））で算出する値である。具体的には、ろ過装置入口のＴＯＣ濃度が２３００ｐｐｂ以上となると、ろ過装置出口のＴＯＣ濃度が低下しにくくなり（除去効率が低下し）、ろ過装置３０におけるＴＯＣ除去の限界値であると判断できる。

ここで、ろ過水タンクのＴＯＣ濃度と、ろ過装置入口のＴＯＣ濃度やろ過装置出口のＴＯＣ濃度との間には、図３に示すような相関関係があり、ろ過装置入口のＴＯＣ濃度やろ過装置出口のＴＯＣ濃度から、ろ過水タンクのＴＯＣ濃度が予測可能となっている。このため、後述する第１の判定タスク１８においては、ろ過水タンクのＴＯＣ濃度にかえて、ろ過装置入口のＴＯＣ濃度によって還流の要否を判定する。

図７および図８は、純水装置５０におけるＴＯＣ濃度、除去効率、除去量を示している。これらのデータから、ろ過装置３０におけるＴＯＣ濃度と同様に、ＴＯＣ濃度が所定範囲内においては高い除去効率を示しているが、ＴＯＣ濃度が所定範囲以上になると除去効率が低下することがわかる。

ここで、純水タンクのＴＯＣ濃度と、純水装置入口のＴＯＣ濃度との間には、図３に示すような相関関係があり、純水装置入口のＴＯＣ濃度から、純水タンクのＴＯＣ濃度が予測可能となっている。このため、後述する第２の判定タスク１９においては、純水タンクのＴＯＣ濃度にかえて、純水装置入口のＴＯＣ濃度によって還流の要否を判定する。

これらのデータから、ろ過装置３０および純水装置５０の入口における水質は、ＴＯＣ濃度が高い場合またはＴＯＣ濃度が低い場合は、各装置の処理能力を超えるため、ＴＯＣ濃度を十分低減することができないことがわかる。

第１の判定タスク１８は、図９に示すフローチャートの処理を行うプログラム、タスクである。第１の判定タスク１８は、ろ過水タンク４０内のろ過水のＴＯＣ濃度が第１の所定値以下になるまで、当該ろ過水をろ過装置３０に還流させてろ過を繰り返すように処理を行う機能を有している。具体的には、ろ過装置入口のＴＯＣ濃度計１３によって測定されたＴＯＣ濃度が、第１の所定値以下になるまで、ろ過水を第１の循環ラインＬ１を介してろ過装置３０に還流させてろ過を繰り返すように処理を行う機能を有している。ここで、第１の所定値はＴＯＣ濃度の平均値とし、具体的には図３に示すように１７０１ｐｐｂである。第１の所定値をろ過装置入口のＴＯＣ濃度の平均値とすれば、ろ過装置３０によってＴＯＣ濃度が低減されて、純水装置５０で処理可能な濃度となり、ろ過水タンク４０内のろ過水のＴＯＣ濃度を第１の所定値以下にすることが可能となる。

この第１の判定タスク１８は、ＴＯＣ低減装置１が運転開始すると、制御部１０によって起動される。具体的には、ろ過装置入口のＴＯＣ濃度計１３によって測定されたＴＯＣ濃度が、第１の所定値以下であるか否かを判定し（ステップＳ１）、第１の所定値以下ではない場合（「ＮＯ」の場合）は、ろ過水を第１の循環ラインＬ１を介してろ過装置３０に還流する（ステップＳ２）。そして、第１の所定値以下の場合（「ＹＥＳ」の場合）は、ろ過水を下流の純水装置５０に移送する（ステップＳ３）。このような第１の判定タスク１８は、ろ過水タンク４０から純水装置５０に移送するろ過水のＴＯＣ濃度を第１の所定値以下に保持する。

第２の判定タスク１９は、図１０に示すフローチャートの処理を行うプログラム、タスクである。第２の判定タスク１９は、純水タンク６０内の純水のＴＯＣ濃度が第２の所定値以下になるまで、当該純水を純水装置５０に還流させて脱塩を繰り返すように処理を行う機能を有している。具体的には、第２の判定タスク１９は、純水装置入口のＴＯＣ濃度計１６によって測定されたＴＯＣ濃度が、第２の所定値以下になるまで、当該純水を第２の循環ラインＬ２を介して純水装置５０に還流させて脱塩を繰り返すように処理を行う機能を有している。ここで、第２の所定値はＴＯＣ濃度の平均値とし、具体的には図３に示すように７０２ｐｐｂである。第２の所定値を純水装置入口のＴＯＣ濃度の平均値とすれば、純水装置５０によってＴＯＣ濃度が低減されて、プラントで使用可能な濃度となり、純水タンク６０内の純水のＴＯＣ濃度を第２の所定値以下にすることが可能となる。

この第２の判定タスク１９は、ＴＯＣ低減装置１が運転開始すると、制御部１０によって起動される。具体的には、純水装置入口のＴＯＣ濃度計１６で測定したＴＯＣ濃度が、第２の所定値以下であるか否かを判定し（ステップＳ４）、第２の所定値以下ではない場合（「ＮＯ」の場合）は、純水を第２の循環ラインＬ２を介して純水装置５０に還流する（ステップＳ５）。そして、第２の所定値以下の場合（「ＹＥＳ」の場合）は、純水をプラントに移送する（ステップＳ６）。このような第２の判定タスク１９は、純水タンク６０からプラントに移送する純水のＴＯＣ濃度を第２の所定値以下に保持する。

次に、このような構成のＴＯＣ低減装置１におけるＴＯＣ低減方法および作用について説明する。

まず、ＴＯＣ低減装置１が運転を開始し、制御部１０によって第１の判定タスク１８および第２の判定タスク１９が起動され、各ＴＯＣ濃度計１２〜１７によってＴＯＣ濃度が測定されるとともに制御部１０に随時伝送されて、記憶部１１に記憶される。

貯水槽２０に貯留された原水がろ過装置３０でろ過されて、ろ過水タンク４０に貯留される。

そして、第１の判定タスク１８は、図９に示すように、ステップＳ１において、ろ過装置入口のＴＯＣ濃度計１３によって測定したＴＯＣ濃度が、第１の所定値以下であるか否かが判定される。

そして、ステップＳ１で第１の所定値以下ではないと判定された場合（「ＮＯ」の場合）は、ステップＳ２に進んで、ろ過水タンク４０内のろ過水を第１の循環ラインＬ１を介してろ過装置３０に還流させる。これにより、ろ過水がろ過装置３０で繰り返しろ過される。このとき、ろ過水のＴＯＣ濃度がしきい値以上となった場合や、所定回数以上還流を繰り返した場合は、当該ろ過装置３０では処理不可能であるため、ろ過水が第１の返送・廃棄ラインＬ３に移送される。

また、ステップＳ１で第１の所定値以下であると判定された場合（「ＹＥＳ」の場合）は、ステップＳ３に進んで、そのろ過水がろ過水タンク４０から純水装置５０へ移送される。

第２の判定タスク１９は、図１０に示すように、ステップＳ４において、純水装置入口のＴＯＣ濃度計１６によって測定したＴＯＣ濃度が、第２の所定値以下であるか否かが判定される。

そして、ステップＳ４で第２の所定値以下ではないと判定された場合（「ＮＯ」の場合）は、ステップＳ５に進んで、純水タンク６０内の純水を第２の循環ラインＬ２を介して純水装置５０に還流させる。これにより、純水が純水装置５０で繰り返し脱塩処理される。このとき、純水のＴＯＣ濃度がしきい値以上となった場合や、所定回数以上還流を繰り返した場合は、当該純水装置５０では処理不可能であるため、純水が第２の返送・廃棄ラインＬ４に移送される。

また、ステップＳ４で第２の所定値以下であると判定された場合（「ＹＥＳ」の場合）は、ステップＳ６に進んで、その純水が純水タンク６０からプラントへ移送される。

このようにして、ろ過水タンク４０から純水装置５０へ移送されるろ過水のＴＯＣ濃度および純水タンク６０からプラントに移送される純水のＴＯＣ濃度が適正に保たれる。

以上のように、このＴＯＣ低減装置１によれば、ろ過水のＴＯＣ濃度が第１の所定値以下になるまで、当該ろ過水をろ過装置３０に還流させてろ過を繰り返し、純水のＴＯＣ濃度が第２の所定値以下になるまで、純水装置５０に還流させて脱塩を繰り返すことで、水や渓流水を貯留して得られるＴＯＣ濃度の高い原水であっても、ＴＯＣ濃度をプラントで使用可能まで自動で適切に低減することができる。また、ろ過水をろ過装置３０に還流させたり、純水を純水装置５０に還流させたりする還流ライン（循環ライン）Ｌ１、Ｌ２を設けることにより、タンク貯水のＴＯＣ濃度が変化した場合においても、適宜、還流させ処理を行うことでプラントへ供給する水質を、常時、適切に管理することができる。

また、原水およびプラント用水のＴＯＣ濃度を低減する際に、ろ過装置３０や純水装置５０などの水処理装置のＴＯＣ濃度の低減効果が不明な場合であっても、ろ過水タンク４０内のろ過水のＴＯＣ濃度や純水タンク６０内の純水のＴＯＣ濃度にもとづいて還流の要否を判定できる。すなわち、水処理装置の処理能力が不確定な場合においても、原水およびプラント用水のＴＯＣ濃度を適切に低減できる。

また、第１の所定値および第２の所定値を設定することによって、適切にＴＯＣ濃度を低減させることができるので、原水として利用可能なＴＯＣ濃度を設定することができる。つまり、例えば、雨量が多く濁度の高い原水が貯水槽２０に貯留されている場合であっても、第１の所定値や第２の所定値まで、すなわち、ＴＯＣ濃度が適切な範囲となるまで低減させることができる。そして、このようにしてＴＯＣ濃度を適切に管理することにより、原水をより厳密に水質管理し、発電設備（プラント）を保護することが可能となる。具体的には、ＴＯＣ物質の成分がプラントの圧力容器に与える影響を低減することができる。

さらに、第１の所定値および第２の所定値を設定することによって、ろ過水タンク４０内のろ過水のＴＯＣ濃度および純水タンク６０内の純水のＴＯＣ濃度が所定値以下となるように管理できる。つまり、ろ過水タンク４０内のろ過水や純水タンク６０内の純水のＴＯＣ濃度が適切となるように管理できるので、純水装置５０やプラントに供給する水のＴＯＣ濃度を適切にすることができる。このため、ろ過装置３０や純水装置５０、プラントにおけるＴＯＣ濃度が保証されるので、故障や異常などが発生したときに原因を切り分けることが容易となり、故障や異常を早期発見したり、原因を究明したりすることが可能となる。

さらにまた、第１の判定タスク１８および第２の判定タスク１９によって、ろ過水や純水が還流して、貯水槽２０からの正流と合流することで、希釈されてＴＯＣ濃度が低減する。このため、貯水槽２０に比較的高いＴＯＣ濃度の原水が貯留されている場合であっても、希釈されることで水資源として使用することができる。すなわち、水資源の確保が容易になるので、プラントへ純水を安定的に供給することができるので、プラント運転の安定性、安全性が向上する。

（実施の形態２）
図１１は、この発明の実施の形態２を示している。この実施の形態では、第１の判定タスク１８０および第２の判定タスク（図示略）の処理が、実施の形態１と異なる。なお、実施の形態１と同等の構成については、同一符号を付することで、その説明を省略する。以下の実施の形態についても同様である。

この実施の形態の第１の判定タスク１８０は、ろ過装置入口のＴＯＣ濃度からろ過水を前記ろ過装置に還流させてろ過を繰り返す第１の還流回数（第１の循環回数）を算出して、その循環回数となるまでろ過装置３０に還流する機能を有するものである。ここで、記憶部１１は、ろ過装置１を起動するごとに得られる図４〜図８に示すようなろ過装置３０や純水装置５０におけるＴＯＣ濃度、除去効率、除去量などのデータを記憶し、蓄積する。そして、第１の判定タスク１８０は、記憶したＴＯＣ濃度にもとづいて、第１の還流回数（以下、単に「循環回数」という）を策定する。

具体的には、第１の判定タスク１８０は、図１１に示すように、ステップＳ１１において、ろ過水のろ過装置３０における循環回数を策定する。具体的には、例えば、記憶部１１に蓄積された過去のデータの中から循環回数の策定に使用するデータを選定（算出）するのは、加重平均や、正規分布などの統計学的手法を用いたり、貯水槽２０のＴＯＣ濃度が類似するデータを選出したりする。ここでは、図４〜図８に示すろ過装置３０や純水装置５０におけるＴＯＣ濃度、除去効率、除去量などのデータを採用するものとする。図４〜図６に示すように、ろ過装置入口のＴＯＣ濃度が２３００ｐｐｂ以上となると、ろ過装置出口のＴＯＣ濃度が低下しにくく（除去効率が低下）、ろ過装置３０における１回（ワンスルー）のＴＯＣ除去の限界値であると判断できる。つまり、ろ過装置入口のＴＯＣ濃度が２３００ｐｐｂ以下の場合は、ワンスルー（循環なし）でＴＯＣを十分除去できる。また、例えば、ろ過装置入口のＴＯＣ濃度が３４００ｐｐｂの場合は、１回のろ過によってＴＯＣ濃度は２７２０ｐｐｂに低減されるので、６回循環した場合のＴＯＣ濃度は、３４００×（０．８×０．８×０．８×０．８×０．８×０．８）＝８９１．２６ｐｐｂとなり、純水装置５０に移送しても問題ないＴＯＣ濃度となる。

したがって、ろ過装置３０における循環回数は、図５に示すように、
（Ａ１）ろ過装置入口のＴＯＣ濃度が２３００ｐｐｂ以下の場合、ワンスルー（循環なし）
（Ａ２）ろ過装置入口のＴＯＣ濃度が２３００〜３４００ｐｐｂの場合、循環あり
（Ａ３）ろ過装置入口のＴＯＣ濃度が３４００ｐｐｂ以上の場合は、使用不可で貯水槽２０へ返送または廃棄
とすればよい。
さらに、
（Ａ４）ろ過装置入口のＴＯＣ濃度が１３００ｐｐｂ、１６６０ｐｐｂの場合は、ＴＯＣ濃度が低く、ろ過装置３０における除去効率が低いものの、純水装置５０における除去効率は高く、純水のＴＯＣ濃度は十分に低減されている（図３において、Ｙ２年２月１日の７１．５ｐｐｂ、Ｙ３年１１月１日の８８．２ｐｐｂ）。つまり、ＴＯＣ物質が、ろ過装置３０では除去されていないが、純水装置５０では多量に除去されていることがわかる。このような場合では、ろ過装置３０での循環回数は抑えて、純水装置５０での循環回数を増やすように制御する。

ここで、（Ａ２）、（Ａ４）の場合の各装置での循環回数は、蓄積した過去のデータから推定、算出して設定する。また、季節変動や気象変動などの変動要因を考慮することで、さらに高精度に推定することが可能である。このようにして、過去のデータを蓄積しながら処理することで、運転精度を高めていくことができ、処理能力が不確定な水処理装置においても自動で最適な処理を行うことが出来るようになっている。

そして、循環回数に到達したか否かを判定し（ステップＳ１２）、到達していない場合（「ＮＯ」の場合）は、ろ過水を第１の循環ラインＬ１を介してろ過装置３０に還流する（ステップＳ１３）。到達した場合（「ＹＥＳ」の場合）は、ステップＳ１４に進む。

そして、ろ過装置入口のＴＯＣ濃度計１３によって測定されたＴＯＣ濃度が、第１の所定値以下であるか否かを判定し（ステップＳ１４）、第１の所定値以下ではない場合（「ＮＯ」の場合）は、ろ過水を第１の循環ラインＬ１を介してろ過装置３０に還流する（ステップＳ１５）。そして、第１の所定値以下の場合（「ＹＥＳ」の場合）は、ろ過水を下流の純水装置５０に移送する（ステップＳ１６）。

また、この実施の形態の第２の判定タスクは、第１の判定タスク１８０と同様の処理を行い、第２の還流回数（以下、単に「循環回数」という）を策定した後に、循環回数に到達するまで純水装置５０に還流する。そして、第２の所定値以下となるまで、純水装置５０に還流してから、プラントに移送する。

ここで、純水装置５０における循環回数は、
（Ａ５）純水装置入口のＴＯＣ濃度が１０００ｐｐｂ以下の場合、ワンスルー（循環なし）
（Ａ６）純水装置入口のＴＯＣ濃度が１０００〜１２００ｐｐｂの場合、循環あり
（Ａ７）純水装置入口のＴＯＣ濃度が１２００ｐｐｂ以上の場合、使用不可で貯水槽２０へ返送または廃棄
と設定する。

ここで、（Ａ６）の場合の循環回数は、第１の判定タスク１８０と同様に蓄積した過去のデータから推定、算出して設定する。

このようにすることで、第１の判定タスク１８０や第２の判定タスクは、循環回数のみならず第１の所定値以下、第２の所定値以下となることを還流の終了条件としているので、不規則な水質変動に対しても安定した水質の処理水を供給可能である。

また、ろ過水のＴＯＣ濃度や純水のＴＯＣ濃度を記憶することでデータが蓄積され、蓄積したデータにもとづいて循環回数を策定できる。このため、蓄積したデータから水処理装置の処理能力を推定できるので、原水およびプラント用水のＴＯＣ濃度を自動で適切に低減できる。また、データが蓄積されるのに伴い、水処理装置の処理能力をより正確に推定することが可能となり、循環回数をより高精度に策定可能となる。

さらに、季節変動や気象変動などの変動要因をも考慮するので、高精度な推定が可能である。また、過去のデータを蓄積しながら処理することで、運転精度を高めていくことが可能である。

（実施の形態３）
実施の形態３は、ＴＯＣ物質の成分ごとに判定条件を設定する点で、実施の形態１および２とは異なる。

すなわち、図３〜図８に示すデータをＴＯＣ物質の成分ごとに取得、分析することにより、ＴＯＣ物質同士の相関関係や例えば降水量などの気象情報との相関関係をより精密に把握することができ、水処理装置の処理能力が不確定な場合においても、ＴＯＣ濃度を自動で最適に管理することができる。ここで、特にプラントに影響を与える特定のＴＯＣ物質に着目してもよい。

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、第１の判定タスク１８は、ろ過装置入口のＴＯＣ濃度計１３によって測定されたＴＯＣ濃度が第１の所定値以下であるか否かを判定基準としたが、ろ過装置出口のＴＯＣ濃度計１４またはろ過水タンクのＴＯＣ濃度計１５によって測定されたＴＯＣ濃度が第１の所定値以下であるか否か、を判定基準としてもよい。また、第２の判定タスク１９も、第１の判定タスク１８と同様に、純水装置入口のＴＯＣ濃度計１６によって測定されたＴＯＣ濃度が、第２の所定値以下であるか否かを判定基準としたが、純水タンクのＴＯＣ濃度計１７によって測定されたＴＯＣ濃度が、第１の所定値以下であるか否か、を判定基準としてもよい。

また、実施の形態２において第１の判定タスク１８０は、ろ過装置３０における循環回数を図５に示す条件（Ａ１）〜（Ａ４）ごとに策定したが、条件をより詳細に例えば図１２に示すように（Ｂ１）〜（Ｂｎ）のように細分化して循環回数を策定するようにしてもよい。このようにすることで、水質変動に対してもより安定した水質の処理水を供給可能である。

１ ＴＯＣ低減装置
１０ 制御部（制御手段）
１１ 記憶部（記憶手段）
１２ 貯水槽のＴＯＣ濃度計
１３ ろ過装置入口のＴＯＣ濃度計
１４ ろ過装置出口のＴＯＣ濃度計
１５ ろ過水タンクのＴＯＣ濃度計
１６ 純水装置入口のＴＯＣ濃度計
１７ 純水タンクのＴＯＣ濃度計
１８ 第１の判定タスク
１９ 第２の判定タスク
２０ 貯水槽
３０ ろ過装置
４０ ろ過水タンク
５０ 純水装置
６０ 純水タンク
Ｌ１ 第１の循環ライン
Ｌ２ 第２の循環ライン

Claims (4)

1. 原水およびプラント用水のＴＯＣ濃度を低減するＴＯＣ低減装置であって、
   前記原水およびプラント用水をろ過するろ過装置と、
   前記ろ過装置でろ過されたろ過水を貯留するとともに、貯留したろ過水を前記ろ過装置に還流可能なろ過水タンクと、
   前記ろ過水タンクの下流に設置され、ろ過水を脱塩して純水を生成する純水装置と、
   前記純水装置で製造された純水を貯留するとともに、貯留した純水を前記純水装置に還流可能な純水タンクと、
   前記ろ過水タンク内のろ過水のＴＯＣ濃度が第１の所定値以下になるまで、当該ろ過水を前記ろ過装置に還流させてろ過を繰り返し、前記純水タンク内の純水のＴＯＣ濃度が第２の所定値以下になるまで、当該純水を前記純水装置に還流させて脱塩を繰り返す制御手段と、
   を備えることを特徴とするＴＯＣ低減装置。
2. 前記ろ過装置入口や出口におけるＴＯＣ濃度や、前記ろ過水タンク内におけるＴＯＣ濃度、前記純水装置入口や出口におけるＴＯＣ濃度、前記純水タンク内におけるＴＯＣ濃度などのろ過水のＴＯＣ濃度や純水のＴＯＣ濃度を記憶する記憶手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記記憶手段に記憶した前記ろ過水のＴＯＣ濃度にもとづいて、前記ろ過水を前記ろ過装置に還流させてろ過を繰り返す第１の還流回数を策定し、前記記憶手段に記憶した前記純水のＴＯＣ濃度にもとづいて、前記純水を前記純水装置に還流させて脱塩を繰り返す第２の還流回数を策定する、
   ことを特徴とする請求項1に記載のＴＯＣ低減装置。
3. 原水およびプラント用水のＴＯＣ濃度を低減するＴＯＣ低減方法であって、
   ろ過装置で前記原水およびプラント用水をろ過し、
   ろ過水タンクに前記ろ過装置でろ過されたろ過水を貯留するとともに、貯留したろ過水を前記ろ過装置に還流可能であり、
   前記ろ過水タンクの下流に設置された純水装置で、ろ過水から脱塩して純水を生成し、
   純水タンクに前記純水装置で生成された純水を貯留するとともに、貯留した純水を前記純水装置に還流可能であり、
   制御手段で、前記ろ過水タンク内のろ過水のＴＯＣ濃度が第１の所定値以下になるまで、当該ろ過水を前記ろ過装置に還流させてろ過を繰り返し、前記純水タンク内の純水のＴＯＣ濃度が第２の所定値以下になるまで、当該純水を前記純水装置に還流させて脱塩を繰り返す、
   ことを特徴とするＴＯＣ低減方法。
4. 前記ろ過装置入口や出口におけるＴＯＣ濃度や、前記ろ過水タンク内におけるＴＯＣ濃度、前記純水装置入口や出口におけるＴＯＣ濃度、前記純水タンク内におけるＴＯＣ濃度などのろ過水のＴＯＣ濃度や純水のＴＯＣ濃度を記憶し、
   記憶した前記ろ過水のＴＯＣ濃度にもとづいて、前記ろ過水を前記ろ過装置に還流させてろ過を繰り返す第１の還流回数を策定し、記憶した前記純水のＴＯＣ濃度にもとづいて、前記純水を前記純水装置に還流させて脱塩を繰り返す第２の還流回数を策定する、
   ことを特徴とする請求項３に記載のＴＯＣ低減方法。

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