JP2016203084A - 逆浸透膜分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】循環比を所定値に調節するに際して、加圧ポンプの消費電力を抑制しつつ、濃縮水の排水流量を確保できる逆浸透膜分離装置を提供すること。【解決手段】逆浸透膜モジュール４と、供給水ラインＬ１と、透過水ラインＬ２と、濃縮水ラインＬ３と、濃縮水ラインＬ３から分岐される循環水ラインＬ４と、濃縮水ラインＬ３から分岐され排水ラインＬ５と、濃縮水ラインＬ３に設けられる定流量手段５と、排水ラインＬ５に設けられる排水流量調整手段８と、循環水ラインＬ４に設けられ、定流量手段５の二次側の圧力であって排水流量調整手段８の一次側の圧力である中間圧力を所定の設定圧力値に調整する圧力調整手段７と、供給水ラインＬ１に設けられる加圧ポンプ２と、駆動周波数を加圧ポンプ２に出力するインバータ３と、透過水Ｗ２の流量が予め設定された目標流量値となるように指令信号をインバータ３に出力するポンプ駆動制御部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る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。

高分子材料からなる逆浸透膜の水透過係数は、温度により変化する。また、逆浸透膜の水透過係数は、細孔の閉塞（以下、「膜閉塞」ともいう）や、材質の酸化による劣化（以下、「膜劣化」ともいう）によっても変化する。

そこで、供給水の温度や逆浸透膜の状態にかかわらず、ＲＯ膜モジュールにおける透過水の流量を一定に保つため、流量フィードバック水量制御を行う水質改質システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この流量フィードバック水量制御では、ＲＯ膜モジュールで製造される透過水の流量が目標流量値となるように、加圧ポンプの駆動周波数がインバータにより制御される。

上記水質改質システムにおいて、ＲＯ膜モジュールで分離された濃縮水は、ＲＯ膜モジュールの一次側出口ポートに接続された濃縮水ラインから送出される。また、ＲＯ膜モジュールで分離された透過水は、ＲＯ膜モジュールの二次側ポートに接続された透過水ラインから送出される。濃縮水ラインは、循環水ラインと濃縮水排水ラインとに分岐している。循環水ラインは、濃縮水ラインから送出された濃縮水の一部を、加圧ポンプの上流側における供給水ラインに返送するラインである。濃縮水排水ラインは、濃縮水ラインから送出された濃縮水の残部を装置外に排出するラインである。供給水ラインは、加圧ポンプを介してＲＯ膜モジュールに供給水を供給するラインである。

ところで、スパイラル型エレメントを用いるＲＯ膜モジュールでは、有機成分や懸濁物質による膜面の閉塞を防止するため、通常、クロスフロー方式による分離操作が採用されている。このクロスフロー方式では、加圧ポンプにより、透過水の流量に比して５倍以上の流量で供給水を循環させながら、膜の一次側に供給水の浸透圧以上の圧力を加えて分離操作を行う。このとき、ＲＯ膜モジュールにおいて、透過水の流量に対する濃縮水の流量の比率で定義される循環比（濃縮水の流量／透過水の流量）は、“５”程度に調節されることが好ましい。

ここで、特許文献１に記載の濃縮水が流通する流路構成を有する技術において、濃縮水ラインを流れる濃縮水の流量を一定に保つために、濃縮水ラインに定流量弁を設ける技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。この技術においては、透過水の流量を調整する透過水流量コントローラと、濃縮水の排水流量を調整する排水流量調整弁を有している。このように濃縮水ラインに定流量弁が設けられる構成においては、濃縮水ラインを流れる濃縮水の流量を定流量弁により一定に保持しながら、透過水の流量を透過水流量コントローラにより一定に保持することで、循環比（濃縮水の流量／透過水の流量）を、“５”程度に調節することができる。

また、特許文献１に記載の濃縮水が流通する流路構成を有する技術において、逆浸透膜モジュールの内部での圧力を所定の圧力値に保持するために、循環水ラインに、逆圧レギュレータが設けられる技術が知られている（例えば、特許文献３参照）。特許文献３に記載の技術では、濃縮水ラインには、定流量弁は設けられておらず、循環水ラインには、逆圧レギュレータが設けられている。また、透過水ラインには、透過水流量絞り弁が設けられている。

特開２００５−２９６９４５号公報 特開２０１４−２１３２６０号公報 特開２００４−２７６０２０号公報

特許文献３に記載の技術は、循環水ラインに逆圧レギュレータが設けられる構成において、加圧ポンプを一定の運転圧力で運転した状態で、透過水流量絞り弁により透過水の流量を一定に調整しながら、濃縮水排水ラインに設けられる排水流量絞り弁により濃縮水の排水流量が一定に調整されて、循環水ラインを介して濃縮水の一部を供給水ラインに返送する。

ここで、水の粘性係数は、供給水の温度が低い場合には大きくなり、供給水の温度が高い場合には小さくなる。そのため、特許文献３に記載の技術においては、加圧ポンプを一定の運転圧力で運転した場合において、供給水の温度が低いときには、加圧ポンプから送出される供給水の流量が減少することにより、濃縮水の流量も減少してしまうため、循環比（濃縮水の流量／透過水の流量）は、相対的に小さくなる。一方、供給水の温度が高いときには、加圧ポンプから送出される供給水の流量が増加することにより、濃縮水の流量も増加してしまうため、循環比（濃縮水の流量／透過水の流量）は、相対的に大きくなる。

よって、特許文献３に記載の技術において、供給水の温度が低いときに循環比を調整した場合において、供給水の温度が低温から高温に変化した場合には、循環比は調整値よりも大きくなる。この状態では、過剰な流量の濃縮水が濃縮水ラインに送出されているので、加圧ポンプの電力が無駄に消費されてしまう。

また、特許文献２に記載の技術のように、濃縮水ラインに定流量弁が設けられると共に、濃縮水排水ラインに排水流量調整弁が設けられる技術においては、排水流量調整弁の二次側の背圧が高い場合や供給水ラインを流通する供給水の圧力が低い場合には、排水流量調整弁の一次側の二次側との間において、一次側圧力＞二次側圧力となる圧力差が生じず、濃縮水を装置外に排出できない可能性がある。そのため、ＲＯ膜モジュールの一次側で過濃縮状態が生じ、膜表面にスケールが析出したりファウリングが発生したりする虞がある。

本発明は、循環比を所定値に調節するに際して、加圧ポンプの消費電力を抑制しつつ、濃縮水の排水流量を確保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、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、前記逆浸透膜モジュールで分離された透過水を送出する透過水ラインと、前記逆浸透膜モジュールで分離された濃縮水を送出する濃縮水ラインと、前記濃縮水ラインから分岐され、前記逆浸透膜モジュールで分離された濃縮水の一部を前記逆浸透膜モジュールの上流側に返送する循環水ラインと、前記濃縮水ラインから分岐され、前記逆浸透膜モジュールで分離された濃縮水の残部を装置外へ排出する排水ラインと、前記濃縮水ラインに設けられ、前記濃縮水ラインを流通する濃縮水の流量を所定の一定流量値に保持する定流量手段と、前記排水ラインに設けられ、装置外へ排出する濃縮水の排水流量を調整可能な排水流量調整手段と、前記循環水ラインに設けられ、前記定流量手段の二次側の圧力であって前記排水流量調整手段の一次側の圧力である中間圧力を所定の設定圧力値に調整する圧力調整手段と、前記供給水ラインに設けられ、入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、供給水を吸入して前記逆浸透膜モジュールに向けて吐出する加圧ポンプと、入力された指令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、透過水の流量が予め設定された目標流量値となるように、系内の物理量を用いて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指令信号を前記インバータに出力するポンプ駆動制御部と、を備える逆浸透膜分離装置に関する。

また、前記中間圧力を検出する圧力検出手段を備え、前記圧力調整手段は、前記循環水ラインを流通する濃縮水の流動抵抗を調整することによって前記中間圧力を調整可能に構成され、前記圧力検出手段により検出された検出圧力値が所定の設定圧力値になるように前記圧力調整手段を調整するように制御する圧力調整制御部と、を備えることが好ましい。

透過水の流量を検出する第１流量検出手段を備え、前記ポンプ駆動制御部は、前記第１流量検出手段の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することが好ましい。

また、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と、前記排水流量調整手段を制御する排水制御部と、を備え、前記排水制御部は、（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排水流量を演算し、（ｉｉｉ）濃縮水の実際排水流量が当該排水流量の演算値となるように、前記排水流量調整手段を制御することが好ましい。

また、前記排水流量調整手段としての比例制御バルブと、濃縮水の排水流量を検出する第２流量検出手段と、を備え、前記排水制御部は、前記第２流量検出手段の検出流量値が前記排水流量の演算値となるように、前記比例制御バルブの弁開度を調節することが好ましい。

本発明によれば、循環比を所定値に調節するに際して、加圧ポンプの消費電力を抑制しつつ、濃縮水の排水流量を確保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。 貯留タンク９の水位と製造される透過水Ｗ２の流量との関係を示す説明図である。 制御部１０において目標流量値及び回収率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。 第１実施形態の制御部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。 第１実施形態の制御部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。 第１実施形態の制御部１０が圧力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。 第１実施形態の制御部１０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１実施形態の制御部１０が温度フィードフォワード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。 第１実施形態の制御部１０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。 第２実施形態の制御部１０Ａが濃縮水Ｗ３の一定流量値を変化させ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。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。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、逆浸透膜モジュールとしてのＲＯ膜モジュール４と、定流量手段としての定流量弁５と、逆止弁６と、圧力調整手段としての圧力調整弁７と、排水流量調整手段としての比例制御排水弁８（比例制御バルブ）と、貯留タンク９と、制御部１０と、を備える。また、逆浸透膜分離装置１は、温度検出手段としての温度センサＴＥと、硬度センサＳと、第１圧力センサＰＳ１と、流量検出手段としての第１流量センサＦＭ１と、圧力検出手段としての第２圧力センサＰＳ２と、第２流量検出手段としての第２流量センサＦＭ２と、第１電気伝導率センサＥＣ１と、電気伝導率測定手段としての第２電気伝導率センサＥＣ２と、水位センサ９１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１０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、循環水ラインＬ４と、排水ラインＬ５と、給水ラインＬ６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４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４の一次側入口ポートに接続されている。供給水ラインＬ１には、上流側から下流側に向けて順に、硬度センサＳ、接続部Ｊ２、温度センサＴＥ、加圧ポンプ２、第１圧力センサＰＳ１、ＲＯ膜モジュール４が設けられている。

加圧ポンプ２は、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１を吸入し、ＲＯ膜モジュール４へ向けて圧送（吐出）する装置である。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供給される。加圧ポンプ２は、供給（入力）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（又はその回路を持つ装置）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から指令信号が入力される。インバータ３は、制御部１０により入力された指令信号（電流値信号又は電圧値信号）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。

ＲＯ膜モジュール４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４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４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４で分離された透過水Ｗ２を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４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、貯留タンク９に接続されている。透過水ラインＬ２には、上流側から下流側に向けて順に、ＲＯ膜モジュール４、第１流量センサＦＭ１、第１電気伝導率センサＥＣ１、貯留タンク９が設けられている。

濃縮水ラインＬ３は、ＲＯ膜モジュール４で分離された濃縮水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４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Ｊ１において、循環水ラインＬ４及び排水ラインＬ５に分岐している。

濃縮水ラインＬ３には、上流側から下流側に向けて順に、定流量弁５、第２電気伝導率センサＥＣ２、接続部Ｊ１が設けられている。
定流量弁５は、濃縮水ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ３の流量を所定の一定流量値に保持するように調節する機器である。定流量弁５において保持される一定流量値は、一定流量値に幅がある概念であり、定流量弁における目標流量値のみに限られない。例えば、定流量機構の特性（例えば、材質や構造に起因する温度特性等）を考慮して、定流量弁における目標流量値に対して、±１０％程度の調節誤差を有するものを含む。定流量弁５は、補助動力や外部操作を必要とせずに一定流量値を保持するものであり、例えば、水ガバナの名称で呼ばれるものが挙げられる。なお、定流量弁５は、補助動力や外部操作により動作して、一定流量値を保持するものでもよい。

循環水ラインＬ４は、濃縮水ラインＬ３から分岐するラインであって、ＲＯ膜モジュール４で分離された濃縮水Ｗ３の一部Ｗ３１を、供給水ラインＬ１におけるＲＯ膜モジュール４及び加圧ポンプ２よりも上流側に返送するラインである。循環水ラインＬ４の上流側の端部は、接続部Ｊ１において、濃縮水ラインＬ３に接続されている。また、循環水ラインＬ４の下流側の端部は、接続部Ｊ２において、供給水ラインＬ１に接続されている。循環水ラインＬ４には、上流側から下流側に向けて順に、逆止弁６、圧力調整手段としての圧力調整弁７が設けられている。

圧力調整弁７は、定流量弁５の二次側の圧力であって比例制御排水弁８の一次側の圧力である中間圧力を、所定の設定圧力値に調整する弁である。圧力調整弁７は、循環水ラインＬ４を流通する濃縮水Ｗ３１の流動抵抗を調整することによって、接続部Ｊ１（定流量弁５と比例制御排水弁８との間の部分）における中間圧力を調整可能に構成される。

本実施形態においては、中間圧力は、接続部Ｊ１（濃縮水ラインＬ３及び排水ラインＬ５における定流量弁５と比例制御排水弁８との間の部分）における濃縮水Ｗ３の圧力である。所定の設定圧力値は、排水ラインＬ５における比例制御排水弁８の二次側の背圧が高くなった場合や、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１の圧力が低い場合においても、比例制御排水弁８の一次側と二次側との間で所定の圧力差（一次側圧力＞二次側圧力）が得られる圧力値に設定される。

圧力調整弁７は、制御部１０と電気的に接続されている。圧力調整弁７の弁開度は、制御部１０から送信される駆動信号により制御される。制御部１０から電流値信号（例えば、４〜２０ｍＡ）を圧力調整弁７に送信して、流路断面積を調整することにより、流動抵抗（すなわち、圧力損失）を変化させることができる。この調節により、接続部Ｊ１における中間圧力（定流量弁５の二次側の圧力であって比例制御排水弁８の一次側の圧力）を、予め設定された所定の設定圧力値に保つことができる。

排水ラインＬ５は、接続部Ｊ１において濃縮水ラインＬ３から分岐され、ＲＯ膜モジュール４で分離された濃縮水Ｗ３の残部Ｗ３２を装置外（系外）に排出するラインである。排水ラインＬ５には、排水流量調整手段としての比例制御排水弁８が設けられている。

比例制御排水弁８は、排水ラインＬ５から装置外へ排出する濃縮水Ｗ３２の排水流量を調節する弁である。比例制御排水弁８は、制御部１０と電気的に接続されている。比例制御排水弁８の弁開度は、制御部１０から送信される駆動信号により制御される。制御部１０から電流値信号（例えば、４〜２０ｍＡ）を比例制御排水弁８に送信して、弁開度を制御することにより、濃縮水Ｗ３２の排水流量を調節することができる。
比例制御排水弁８における制御部１０による制御の詳細は後述する。

温度センサＴＥは、供給水Ｗ１の温度を検出する機器である。温度センサＴＥ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ＴＥは、制御部１０と電気的に接続されている。温度センサＴＥ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。

硬度センサＳ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（例えば、前段に設置された硬水軟化装置の硬度リーク量：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Ｓは、接続部Ｊ２の上流側に配置されている。硬度センサＳは、制御部１０と電気的に接続されている。硬度センサＳ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１０へ検出信号として送信される。

第１圧力センサＰＳ１は、加圧ポンプ２の吐出圧力（運転圧力）を検出する機器である。第１圧力センサＰＳ１は、加圧ポンプ２の吐出側近傍に配置されている。本実施形態では、加圧ポンプ２から吐出された直後の供給水Ｗ１の圧力を、加圧ポンプ２の吐出圧力とする。第１圧力センサＰＳ１は、制御部１０と電気的に接続されている。第１圧力センサＰＳ１で検出された供給水Ｗ１の圧力（以下、「検出圧力値」ともいう）は、制御部１０へ検出信号として送信される。

第２圧力センサＰＳ２は、接続部Ｊ１における中間圧力（定流量弁５の二次側の圧力であって比例制御排水弁８の一次側の圧力）を検出する機器である。第２圧力センサＰＳ２は、接続部Ｊ１において、濃縮水ラインＬ３、排水ラインＬ５及び循環水ラインＬ４に接続されている。接続部Ｊ１は、濃縮水ラインＬ３が、排水ラインＬ５及び循環水ラインＬ４に分岐する部分であり、濃縮水ラインＬ３の下流側の端部、循環水ラインＬ４の上流側の端部、及び、排水ラインＬ５の上流側の端部が、接続される部分である。第２圧力センサＰＳ２は、制御部１０と電気的に接続されている。第２圧力センサＰＳ２で検出された濃縮水Ｗ３（Ｗ３１，Ｗ３２）の圧力（以下、「検出圧力値」ともいう）は、制御部１０へ検出信号として送信される。

なお、本実施形態においては、第２圧力センサＰＳ２の接続位置を接続部Ｊ１としたが、これに制限されない。第２圧力センサＰＳ２の接続位置は、定流量弁５の二次側の圧力であって比例制御排水弁８の一次側の圧力を検出できる位置であれば、濃縮水ラインＬ３、循環水ラインＬ４又は排水ラインＬ５でもよい。

第１流量センサＦＭ１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。第１流量センサＦＭ１は、透過水ラインＬ２に接続されている。第１流量センサＦＭ１は、制御部１０と電気的に接続されている。第１流量センサＦＭ１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へパルス信号として送信される。

第２流量センサＦＭ２は、排水ラインＬ５を流通する濃縮水Ｗ３２の流量を検出する機器である。第２流量センサＦＭ２は、排水ラインＬ５における比例制御排水弁８よりも下流側に配置されている。第２流量センサＦＭ２は、制御部１０と電気的に接続されている。第２流量センサＦＭ２で検出された濃縮水Ｗ３２の流量（以下、「検出流量値」ともいう）は、制御部１０へパルス信号として送信される。
第１流量センサＦＭ１及び第２流量センサＦＭ２として、例えば、流路ハウジング内に軸流羽根車又は接線羽根車（不図示）を配置したパルス発信式の流量センサを用いることができる。

第１電気伝導率センサＥＣ１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。第１電気伝導率センサＥＣ１は、透過水ラインＬ２に接続されている。第１電気伝導率センサＥＣ１は、制御部１０と電気的に接続されている。第１電気伝導率センサＥＣ１で測定された透過水Ｗ２の電気伝導率（以下、「測定電気伝導率値」ともいう）は、制御部１０へ検出信号として送信される。
第２電気伝導率センサＥＣ２は、濃縮水ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ３（ＲＯ膜モジュール４により分離された濃縮水Ｗ３）の電気伝導率を測定する機器である。第２電気伝導率センサＥＣ２は、濃縮水ラインＬ３に接続されている。第２電気伝導率センサＥＣ２は、制御部１０と電気的に接続されている。第２電気伝導率センサＥＣ２で測定された濃縮水Ｗ３の電気伝導率（以下、「測定電気伝導率値」ともいう）は、制御部１０へ検出信号として送信される。

貯留タンク９は、ＲＯ膜モジュール４で分離された透過水Ｗ２を貯留するタンクである。貯留タンク９には、透過水ラインＬ２の下流側の端部が接続されている。ＲＯ膜モジュール４で分離された透過水Ｗ２は、透過水ラインＬ２を介して貯留タンク９に補給される。また、貯留タンク９は、給水ラインＬ６を介して下流側の需要箇所の装置等（不図示）に接続されている。給水ラインＬ６は、貯留タンク９に貯留された透過水Ｗ２を、需要箇所の装置等に流通させるラインである。貯留タンク９に貯留された透過水Ｗ２は、給水ラインＬ６を介して需要箇所の装置等に供給される。

貯留タンク９には、水位センサ９１が設けられている。水位センサ９１は、貯留タンク９に貯留された透過水Ｗ２の水位を検出する機器である。水位センサ９１は、制御部１０と電気的に接続されている。水位センサ９１で測定された貯留タンク９の水位（以下、「検出水位値」ともいう）は、制御部１０へ検出信号として出力される。

本実施形態において、水位センサ９１は、例えば、レベルスイッチである。レベルスイッチは、予め設定された液面位置の検出器であり、例えば、複数の液面位置（例えば、２位置）を検出するように構成されている。図１は、水位センサ９１として、フロート式のレベルスイッチを設けた例を示す。なお、水位センサ９１は、レベルスイッチには制限されず、例えば、連続式レベルセンサであってもよい。連続式レベルセンサとしては、例えば、静電容量式センサ、圧力式センサ、超音波式センサ等が用いられる。

ここで、貯留タンク９の水位とＲＯ膜モジュール４で製造される透過水Ｗ２の流量との関係について説明する。図２は、貯留タンク９における設定水位と製造される透過水Ｗ２の流量との関係を示す説明図である。図２に示すように、本実施形態において、貯留タンク９の設定水位は、低い方から高い方に向けて順に、Ｌ，Ｈの２段階に区分される。

設定水位Ｌは、透過水Ｗ２を１００％流量値（第１目標流量値）で製造する上限水位である。貯留タンク９の水位が設定水位Ｌ以下となった場合、透過水Ｗ２は１００％流量値で製造される。１００％流量値（第１目標流量値）において、ＲＯ膜モジュール４での回収率は、所要の回収率に調節される。

設定水位Ｈは、透過水Ｗ２を６０％流量値（第２目標流量値）で製造する上限水位（満水水位）である。貯留タンク９の水位が設定水位Ｌを超え且つ設定水位Ｈ以下となった場合、透過水Ｗ２は６０％流量値で製造される。６０％流量値（第２目標流量値）において、ＲＯ膜モジュール４での回収率は、所要の回収率に調節される。
また、貯留タンク９の水位が設定水位Ｈを超えた場合、透過水Ｗ２の製造は停止される（０％流量値）。

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）により構成される。以下、制御部１０の機能について説明する。

＜透過水Ｗ２の水量制御＞
制御部１０は、透過水Ｗ２の水量制御として、例えば、流量フィードバック水量制御、圧力フィードバック水量制御、又は温度フィードフォワード水量制御のいずれかを選択して実行できる。各水量制御の概要は、次の通りである。

流量フィードバック水量制御
制御部１０（ポンプ駆動制御部）は、透過水Ｗ２の流量が予め設定された目標流量値（後述する第１目標流量値又は第２目標流量値）となるように、第１流量センサＦＭ１の検出流量値（系内の物理量）をフィードバック値として、加圧ポンプ２を駆動するための駆動周波数を演算する。そして、制御部１０は、駆動周波数の演算値に対応する指令信号（電流値信号又は電圧値信号）をインバータ３に出力する（以下、「流量フィードバック水量制御」ともいう）。なお、本水量制御における駆動周波数の演算には、例えば、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムを用いることができる。

圧力フィードバック水量制御
制御部１０（ポンプ駆動制御部）は、透過水Ｗ２の流量が予め設定された目標流量値（後述する第１目標流量値又は第２目標流量値）となるように、加圧ポンプ２の検出圧力値（系内の物理量）をフィードバック値として、加圧ポンプ２の駆動周波数を演算する。そして、制御部１０は、駆動周波数の演算値に対応する指令信号（電流値信号又は電圧値信号）をインバータ３に出力する（以下、「圧力フィードバック水量制御」ともいう）。なお、本水量制御における駆動周波数の演算には、例えば、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムを用いることができる。

温度フィードフォワード水量制御
制御部１０（ポンプ駆動制御部）は、透過水Ｗ２の流量が予め設定された目標流量値（後述する第１目標流量値又は第２目標流量値）となるように、温度センサＴＥの検出温度値（系内の物理量）をフィードフォワード値として、加圧ポンプ２の駆動周波数を演算する。そして、制御部１０は、駆動周波数の演算値に対応する指令信号（電流値信号又は電圧値信号）をインバータ３に出力する（以下、「温度フィードフォワード水量制御」ともいう）。

濃縮水Ｗ３の循環比の調節
濃縮水Ｗ３の循環比とは、ＲＯ膜モジュール４の二次側ポートから流出する透過水Ｗ２の流量と一次側出口ポートから流出する濃縮水Ｗ３の流量との比率（濃縮水Ｗ３の流量／透過水Ｗ２の流量）である。循環比の所定値は、“５”程度が目安となる。
ここで、本実施形態においては、濃縮水ラインＬ３には、定流量弁５が設けられている。そのため、定流量弁５で濃縮水Ｗ３の流量を一定に保持しながら、前述したいずれかの水量制御により透過水Ｗ２の流量を一定に保持することで、濃縮水Ｗ３の循環比は、所定値に調節されることになる。

＜目標流量値の増減制御＞
本増減制御は、前述した透過水Ｗ２の水量制御に付随して実行される。
制御部１０（ポンプ駆動制御部）は、透過水Ｗ２の水量制御の実行中において、透過水Ｗ２の使用水量が減少するのに従い、目標流量値を減少させ、透過水Ｗ２の使用水量が増加するに従い、目標流量値を増加させる。
具体的には、制御部１０は、水位センサ９１で測定された貯留タンク９の検出水位値が大きくなるに従い（検出水位値≦Ｌ）、目標流量値を減少させ、検出水位値が小さくなるに従い（Ｌ＜検出水位値≦Ｈ）、目標流量値を増加させる。

詳細には、制御部１０は、検出水位値が設定水位値Ｌ以下の場合には、第１目標流量値（逆浸透膜分離装置１の定格出力である１００％流量値）に設定すると共に、回収率を所定の第１回収率に設定する。また、制御部１０は、検出水位値が設定水位値Ｌを超え且つ設定水位値Ｈ以下の場合には、第２目標流量値（６０％流量値）に設定すると共に、回収率を所定の第２回収率に設定する。

制御部１０において、マイクロプロセッサのメモリには、上述した設定水位（Ｌ，Ｈ）、目標流量値（第１目標流量値、第２目標流量値）及び所定の各回収率を対応付けたデータテーブルが記憶されている。

＜透過水Ｗ２の回収率制御＞
透過水Ｗ２の回収率とは、ＲＯ膜モジュール４に供給される供給水Ｗ１の流量に対する透過水Ｗ２の流量の比率（透過水Ｗ２の流量／供給水Ｗ１の流量）である。
制御部１０は、透過水Ｗ２の回収率制御として、例えば、温度フィードフォワード回収率制御、水質フィードフォワード、又は水質フィードバック回収率制御のいずれかを選択して実行できる。各回収率制御の概要は、次の通りである。

温度フィードフォワード回収率制御
制御部１０は、予め取得された供給水Ｗ１のシリカ濃度、及び温度センサＴＥ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する。そして、制御部１０は、許容濃縮倍率の演算値、及び透過水Ｗ２の目標流量値（後述する第１目標流量値又は第２目標流量値）から排水流量を演算し、濃縮水Ｗ３の実際排水量（第２流量センサＦＭ２の検出流量値）が排水流量の演算値（目標排水流量）となるように、比例制御排水弁８の弁開度を制御する（以下、「温度フィードフォワード回収率制御」ともいう）。

水質フィードフォワード回収率制御
制御部１０は、予め取得された炭酸カルシウムの溶解度、及び硬度センサＳの測定硬度値に基づいて、濃縮水Ｗ３における炭酸カルシウムの許容濃縮倍率を演算する。そして、制御部１０は、許容濃縮倍率の演算値、及び透過水Ｗ２の目標流量値（後述する第１目標流量値又は第２目標流量値）から排水流量を演算し、濃縮水Ｗ３の実際排水量（第２流量センサＦＭ２の検出流量値）が排水流量の演算値（目標排水流量）となるように、比例制御排水弁８の弁開度を制御する（以下、「水質フィードフォワード回収率制御」ともいう）。

水質フィードバック回収率制御
制御部１０は、第１電気伝導率センサＥＣ１の測定電気伝導率値が予め設定された目標電気伝導率となるように、比例制御排水弁８の弁開度をダイレクトに制御する（以下、「水質フィードバック回収率制御」ともいう）。なお、本制御における弁開度の決定には、例えば、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムを用いることができる。

＜比例制御排水弁８による排水流量の調節制御＞
本調節制御は、前述した回収率制御のうち、温度フィードフォワード回収率制御又は水質フィードフォワード回収率制御に付随して実行される。
制御部１０（排水制御部）は、第２流量センサＦＭ２の検出流量値が、前述した回収率制御で決定した排水流量の演算値（目標排水流量）となるように、排水流量調整手段としての比例制御排水弁８の弁開度を流量フィードバック制御する。なお、本調節制御における弁開度の演算には、例えば、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムを用いることができる。

＜圧力調整弁７による流動抵抗の調整制御＞
制御部１０（圧力調整制御部）は、第２圧力センサＰＳ２により検出された検出圧力値が所定の設定圧力値（目標圧力値）になるように、圧力調整弁７の弁開度（流路断面積）を調整するように制御する。これにより、循環水ラインＬ４における流動抵抗が調整される。この調整により、接続部Ｊ１における中間圧力（定流量弁５の二次側の圧力であって比例制御排水弁８の一次側の圧力）を調整することができる。なお、本調整制御における弁開度の演算には、例えば、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムを用いることができる。
また、本調整制御では、比例制御排水弁８の二次側に第３圧力センサ（図示せず）を設け、第２圧力センサ及び第３圧力センサの検出圧力値の差分が所定の設定圧力値（目標圧力値）になるように、圧力調整弁７の弁開度を調整することもできる。

本実施形態においては、濃縮水ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ３の流量は、定流量弁５により一定流量値に保持される。また、前述した回収率制御により、排水ラインＬ５を流通する濃縮水Ｗ３２の流量は、比例制御排水弁８により増減される。これにより、循環水ラインＬ４を流通する濃縮水Ｗ３１の流量も増減されるが、濃縮水Ｗ３の循環比は一定に保たれる。

本実施形態においては、圧力調整弁７は、循環水ラインＬ４を流通する濃縮水Ｗ３１の流量を調整しようとするものではなく、接続部Ｊ１における中間圧力（定流量弁５の二次側の圧力であって比例制御排水弁８の一次側の圧力）を調整しようとするものである。制御部１０は、圧力調整弁７の弁開度（流路断面積）を変化させることで、接続部Ｊ１における中間圧力（定流量弁５の二次側の圧力であって比例制御排水弁８の一次側の圧力）を調整する。

本実施形態においては、制御部１０が圧力調整弁７の弁開度（流路断面積）を調整するように制御することで、接続部Ｊ１における中間圧力を、比例制御排水弁８の一次側と二次側との間で所定の圧力差（一次側圧力＞二次側圧力）が得られる圧力とすることができる。これにより、排水ラインＬ５における比例制御排水弁８の二次側の背圧が高くなった場合や、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１の圧力が低い場合においても、比例制御排水弁８の一次側と二次側との間で所定の圧力差が得られ、比例制御排水弁８を介して、濃縮水Ｗ３２を装置外へ排出できる。
また、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１の圧力や比例制御排水弁８の背圧が変動した場合においても、制御部１０により、接続部Ｊ１における中間圧力を所定の圧力値に制御することができ、より確実な排水流量の調節を実現することができる。

＜フラッシング運転制御＞
制御部１０は、所定の条件を充足した場合に、フラッシング運転制御を実行する。所定の条件としては、例えば、以下の〔ａ〕〜〔ｄ〕が列挙される。
〔ａ〕透過水Ｗ２の製造を終了した場合（装置の運転を終了した場合）
〔ｂ〕前回のフラッシング運転の終了後、透過水Ｗ２を製造しない継続時間が設定時間（例：１時間）となった場合
〔ｃ〕前回のフラッシング運転の終了後、透過水Ｗ２の製造積算時間が設定時間（例：３０分）に達した場合
〔ｄ〕ＲＯ膜モジュール４の膜の汚染度が許容値を超えた場合
ＲＯ膜の汚染度は、例えば、ＲＯ膜モジュール４の一次側入口ポートと一次側出口ポートの間の圧力差を差圧計（図示せず）で計測すること等により求められる。
フラッシング運転制御は、例えば、〔ａ〕，〔ｄ〕の条件では、１２０秒実行される。また、例えば、〔ｂ〕，〔ｃ〕の条件では、６０秒実行される。

フラッシング運転制御においては、制御部１０は、ＲＯ膜モジュール４の一次側の洗浄を実行する。フラッシング運転制御では、供給水Ｗ１がＲＯ膜モジュール４の一次側に供給される。フラッシング運転制御において、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、濃縮水ラインＬ３を介して、排水ラインＬ５から外部に排出される。このフラッシング運転制御により、ＲＯ膜の表面に析出したスケール核や沈着した懸濁物質が除去される。フラッシング運転制御が所定時間（例えば、１２０秒，６０秒）実行されると、透過水Ｗ２の製造が可能とされる。

次に、制御部１０による目標流量値の増減及び回収率の調節について説明する。図３は、制御部１０において目標流量値を増減しながら回収率を調節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、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。

図３に示すステップＳＴ１０１において、制御部１０は、水位センサ９１の検出水位値Ｗを取得する。

ステップＳＴ１０２において、制御部１０は、検出水位値Ｗが設定水位Ｌ以下か否かを判定する。このステップＳＴ１０２において、制御部１０により、検出水位値Ｗ≦設定水位Ｌ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、検出水位値Ｗ＞設定水位Ｌ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）において、制御部１０は、透過水Ｗ２の流量を第１目標流量値に設定する。このように、検出水位値Ｗが設定水位Ｌ以下の場合には、貯留タンク９の貯水量を上げるため、透過水Ｗ２の目標流量値を定格出力である１００％流量値となる第１目標流量値に設定した上で、選択されている水量制御を実行する。

ステップＳＴ１０４において、制御部１０は、選択されている回収率制御に従い、比例制御排水弁８の弁開度を調節する。以上により、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）において、制御部１０は、検出水位値Ｗが設定水位Ｌを超え且つ設定水位Ｈ以下か否かを判定する。このステップＳＴ１０５において、制御部１０により、設定水位Ｌ＜検出水位値Ｗ≦設定水位Ｈである（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０６へ移行する。また、ステップＳＴ１０５において、制御部１０により、検出水位値Ｗ＞設定水位Ｈである（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０８へ移行する。

ステップＳＴ１０６（ステップＳＴ１０５：ＹＥＳ）において、制御部１０は、透過水Ｗ２の流量を第２目標流量値に設定する。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。このように、検出水位値Ｗが設定水位Ｌを超え且つ設定水位Ｈ以下の場合には、透過水Ｗ２の目標流量値を６０％流量値となる第２目標流量値に設定した上で、選択されている水量制御を実行する。この結果、貯留タンク９に十分な貯水量が確保されている場合には、加圧ポンプ２の回転数を下げることで省エネが図られる。

ステップＳＴ１０７において、制御部１０は、選択されている回収率制御に従い、比例制御排水弁８の弁開度を調節する。以上により、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ＳＴ１０８（ステップＳＴ１０５：ＮＯ）において、制御部１０は、加圧ポンプ２を停止させるように、インバータ３を制御する。以上により、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）。

＜透過水Ｗ２の水量制御及び回収率制御の制御例＞
次に、透過水Ｗ２の水量制御及び回収率制御について、具体的な制御例を説明する。
ここでは、「流量フィードバック水量制御」と「温度フィードフォワード回収率制御」とが組み合わされて実行されるパターン（制御例１）、「圧力フィードバック水量制御」と「水質フィードフォワード回収率制御」とが組み合わされて実行されるパターン（制御例２）、「温度フィードフォワード水量制御」と「水質フィードバック回収率制御」とが組み合わされて実行されるパターン（制御例３）を例示する。なお、本願では、制御例１〜３以外の組み合わせを排除するものではない。

制御例１
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４を参照して説明する。また、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５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、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は、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５は、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及び図５に示すフローチャートの処理は、逆浸透膜分離装置１の運転中において、繰り返し実行される。

まず、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４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、例えば、図３に示すフローチャートのステップＳＴ１０３又はステップＳＴ１０６において設定された第１目標流量値又は第２目標流量値である。

ステップＳＴ２０２において、制御部１０は、第１流量センサＦＭ１で検出された透過水Ｗ２の検出流量値Ｑ_ｐを取得する。

ステップＳＴ２０３において、制御部１０は、ステップＳＴ２０２で取得した検出流量値（フィードバック値）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（後述する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（例えば、１００ｍｓ）毎に操作量の変化分ΔＵを演算し、これを前回の操作量Ｕ_ｎ−１に加算することで今回の操作量Ｕ_ｎを決定する（ｎは、演算回数）。

ステップＳＴ２０４において、制御部１０は、操作量Ｕ、目標流量値Ｑ_ｐ´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。

ステップＳＴ２０５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ＳＴ２０６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に出力する。以上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）。

次に、流量フィードバック水量制御と並行して実行され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、例えば、図３に示すフローチャートのステップＳＴ１０３又はステップＳＴ１０６において設定された第１目標流量値又は第２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、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。なお、供給水ラインＬ１において、不図示の水質センサ（例えば、モリブデンイエロー法を応用した比色式の水質センサ）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ＴＥ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（１）により求めることができる。
Ｎ_ｓ＝Ｓ_ｓ／Ｃ_ｓ （１）

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。

ステップＳＴ３０６において、制御部１０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_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´は、下記の式（２）により求めることができる。
Ｑ_ｄ´＝Ｑ_ｐ´／（Ｎ_ｓ−１） （２）

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で演算した目標排水流量Ｑ_ｄ´となるように、比例制御排水弁８の弁開度を調節する。具体的には、制御部１０は、第２流量センサＦＭ２の検出流量値が、目標排水流量Ｑ_ｄ´となるように、比例制御排水弁８の弁開度を流量フィードバック制御する。弁開度（操作量）の演算には、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムを用いることが好ましい。以上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）。なお、このステップＳＴ３０７は、図３のステップＳＴ１０４又はステップＳＴ１０７に対応している。

制御例２
制御部１０による圧力フィードバック水量制御について、図６を参照して説明する。また、制御部１０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。この温度フィードフォワード回収率制御は、圧力フィードバック水量制御と並行して実行される。図６は、制御部１０が圧力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７は、制御部１０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６及び図７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。

まず、制御部１０による圧力フィードバック水量制御について説明する。
図６に示すステップＳＴ４０１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、例えば、図３に示すフローチャートのステップＳＴ１０３又はステップＳＴ１０６において設定された第１目標流量値又は第２目標流量値である。

ステップＳＴ４０２において、制御部１０は、ＲＯ膜モジュール４の基準温度（２５℃）における水透過係数Ｌ_ｐを取得する。この水透過係数Ｌ_ｐ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、この圧力フィードバック水量制御を、前述の流量フィードバック水量制御のバックアップとして実行することができる。その場合、水透過係数Ｌ_ｐは、第１流量センサＦＭ１（図１参照）の故障が発生する直前の演算値でもよい。

基準温度における水透過係数Ｌ_ｐの演算値は、下記の式（３）及び（４）に基づいて求めることができる。
Ｌ_ｐ＝Ｑ_ｐ／（Ｋ・Ａ・Ｐ_ｅ） （３）
（但し、Ｋ：温度補正係数、Ａ：ＲＯ膜モジュール４の膜面積、Ｐ_ｅ：有効圧力）
Ｐ_ｅ＝Ｐ_ｄ−（ΔＰ_１／２）−Ｐ_２−Δπ＋Ｐ_ｓ （４）
（但し、Ｐ_ｄ：加圧ポンプ２の吐出圧力、ΔＰ_１：ＲＯ膜モジュール４の一次側における差圧、Ｐ_２：ＲＯ膜モジュール４の二次側における背圧、Δπ：ＲＯ膜モジュール４の浸透圧差、Ｐ_ｓ：加圧ポンプ２の吸入側における圧力）

式（３）において、温度補正係数Ｋは、温度センサＴＥの検出温度値Ｔの関数である。膜面積Ａは、逆浸透膜エレメントの使用本数により定まるので、予め設定した値を使用することができる。式（４）による有効圧力Ｐ_ｅの計算において、ΔＰ_１、Ｐ_２、Δπ、及びＰ_ｓの各値は、定常運転中は、ほぼ一定と看做せるため、予め設定した値を使用することができる。従って、逆浸透膜分離装置の運転中に、温度センサＴＥの検出温度値Ｔ、第１流量センサＦＭ１の検出流量値Ｑ_ｐ、及び第１圧力センサＰＳ１の検出圧力値Ｐ_ｄからなる少なくとも３つのパラメータを取得すれば、基準温度における水透過係数Ｌ_ｐを演算することができる。

ステップＳＴ４０３において、制御部１０は、温度センサＴＥで検出された供給水Ｗ１の検出温度値Ｔを取得する。
ステップＳＴ４０４において、制御部１０は、ステップＳＴ４０３で取得した検出温度値Ｔに基づいて、温度補正係数Ｋを演算する。

ステップＳＴ４０５において、制御部１０は、前のステップで取得又は演算した目標流量値Ｑ_ｐ´、水透過係数Ｌ_ｐ、温度補正係数Ｋ、及び所要の設定値（Ａ、ΔＰ_１、Ｐ_２、Δπ、Ｐ_ｓ）を用いて、上記の式（３）及び（４）に基づいて、加圧ポンプ２の吐出圧力Ｐ_ｄ´を演算する。そして、この吐出圧力Ｐ_ｄ´の演算値を目標圧力値として設定する。

ステップＳＴ４０６において、制御部１０は、第１圧力センサＰＳ１で検出された加圧ポンプ２の検出圧力値Ｐ_ｄを取得する。

ステップＳＴ４０７において、制御部１０は、ステップＳＴ４０６で取得した検出圧力値（フィードバック値）Ｐ_ｄとステップＳＴ４０５で設定した目標圧力値Ｐ_ｄ´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（後述する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（例えば、１００ｍｓ）毎に操作量の変化分ΔＵを演算し、これを前回の操作量Ｕ_ｎ−１に加算することで今回の操作量Ｕ_ｎを決定する（ｎは、演算回数）。

ステップＳＴ４０８において、制御部１０は、操作量Ｕ、目標圧力値Ｐ_ｄ´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。

ステップＳＴ４０９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ＳＴ４１０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に出力する。以上により本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ４０１へリターンする）。

次に、圧力フィードバック水量制御と並行して実行される水質フィードフォワード回収率制御について説明する。
図７に示すステップＳＴ５０１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、例えば、図３に示すフローチャートのステップＳＴ１０３又はステップＳＴ１０６において設定された第１目標流量値又は第２目標流量値である。
ステップＳＴ５０２において、制御部１０は、硬度センサＳ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１０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。尚、水に対する炭酸カルシウム溶解度は、通常の運転温度（５〜３５℃）では、ほぼ一定値と看做せる。

ステップＳＴ５０４において、制御部１０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（５）により求めることができる。
Ｎ_ｃ＝Ｓ_ｃ／Ｃ_ｃ （５）

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。

ステップＳＴ５０５において、制御部１０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´は、下記の式（６）により求めることができる。
Ｑ_ｄ´＝Ｑ_ｐ´／（Ｎ_ｃ−１） （６）

ステップＳＴ５０６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ＳＴ５０５で演算した目標排水流量Ｑ_ｄ´となるように、比例制御排水弁８の弁開度を調節する。具体的には、制御部１０は、第２流量センサＦＭ２の検出流量値が、目標排水流量Ｑ_ｄ´となるように、比例制御排水弁８の弁開度を流量フィードバック制御する。弁開度（操作量）の演算には、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムを用いることが好ましい。以上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）。なお、このステップＳＴ５０６は、図３のステップＳＴ１０４又はステップＳＴ１０７に対応している。

制御例３
制御部１０による温度フィードフォワード水量制御について、図８を参照して説明する。また、制御部１０による水質フィードバック回収率制御について、図９を参照して説明する。この水質フィードバック回収率制御は、温度フィードフォワード水量制御と並行して実行される。図８は、制御部１０が温度フィードフォワード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９は、制御部１０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８及び図９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。

まず、制御部１０による温度フィードフォワード水量制御について説明する。
図８に示すステップＳＴ６０１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、例えば、図３に示すフローチャートのステップＳＴ１０３又はステップＳＴ１０６において設定された第１目標流量値又は第２目標流量値である。

ステップＳＴ６０２において、制御部１０は、ＲＯ膜モジュール４の基準温度（２５℃）における水透過係数Ｌ_ｐを取得する。この水透過係数Ｌ_ｐ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、この温度フィードフォワード水量制御を、前述の流量フィードバック水量制御のバックアップとして実行することができる。その場合、水透過係数Ｌ_ｐは、第１流量センサＦＭ１（図１参照）の故障が発生する直前の演算値でもよい。基準温度における水透過係数Ｌ_ｐは、前述の圧力フィードバック水量制御の説明で説明した手法により演算することができる。

ステップＳＴ６０３において、制御部１０は、温度センサＴＥで検出された供給水Ｗ１の検出温度値Ｔを取得する。
ステップＳＴ６０４において、制御部１０は、ステップＳＴ６０３で取得した検出温度値Ｔに基づいて、温度補正係数Ｋを演算する。

ステップＳＴ６０５において、制御部１０は、前のステップで取得又は演算した目標流量値Ｑ_ｐ´、水透過係数Ｌ_ｐ、温度補正係数Ｋ、及び所要の設定値（Ａ、ΔＰ_１、Ｐ_２、Δπ、Ｐ_ｓ）を用いて、前述の説明で説明した式（３）及び（４）に基づいて、加圧ポンプ２の吐出圧力Ｐ_ｄ´を演算する。

ステップＳＴ６０６において、制御部１０は、吐出圧力Ｐ_ｄ´の演算値を用いて、下記の式（７）に基づいて、加圧ポンプ２の駆動周波数Ｆを演算する。
Ｆ＝ａ・Ｐ_ｄ´^２＋ｂ・Ｐ_ｄ´＋ｃ （７）
（但し、ａ，ｂ，ｃ：加圧ポンプ２の仕様により定まる係数）

ステップＳＴ６０７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ＳＴ６０８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に出力する。以上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）。

次に、温度フィードフォワード水量制御と並行して実行され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に示すステップＳＴ７０１において、制御部１０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、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。

ステップＳＴ７０２において、制御部１０は、第１電気伝導率センサＥＣ１で測定された透過水Ｗ５の測定電気伝導率値Ｅ_ｐを取得する。

ステップＳＴ７０３において、制御部１０は、ステップＳＴ７０２で取得した測定電気伝導率値（フィードバック値）Ｅ_ｐとステップＳＴ７０１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、比例制御排水弁８の弁開度をフィードバック制御する。すなわち、濃縮水Ｗ３の排水流量を連続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。以上により本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ７０１へリターンする）。なお、このステップＳＴ７０３は、図３のステップＳＴ１０４又はステップＳＴ１０７に対応している。

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。
第１実施形態に係る逆浸透膜分離装置１においては、逆浸透膜モジュール４と、供給水ラインＬ１と、透過水ラインＬ２と、濃縮水ラインＬ３と、濃縮水ラインＬ３から分岐される循環水ラインＬ４と、濃縮水ラインＬ３から分岐され排水ラインＬ５と、濃縮水ラインＬ３に設けられる定流量弁５と、排水ラインＬ５に設けられる比例制御排水弁８と、循環水ラインＬ４に設けられ、定流量弁５の二次側の圧力であって比例制御排水弁８の一次側の圧力である中間圧力を所定の設定圧力値に調整する圧力調整弁７と、供給水ラインＬ１に設けられる加圧ポンプ２と、駆動周波数を加圧ポンプ２に出力するインバータ３と、透過水Ｗ２の流量が予め設定された目標流量値となるように指令信号をインバータ３に出力する制御部（ポンプ駆動制御部）１０と、を備える。

そのため、定流量弁５で濃縮水Ｗ３の流量を一定に保持しながら、水量制御により透過水Ｗ２の流量を一定に保持することで、濃縮水Ｗ３の循環比（濃縮水の流量／透過水の流量）を所定値に調節することができる。また、圧力調整弁７により中間圧力を所定の設定圧力値に調整することで、中間圧力を比例制御排水弁８の一次側と二次側との間で圧力差が得られる圧力とすることができる。これにより、排水ラインＬ５における比例制御排水弁８の二次側の背圧が高くなった場合や、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１の圧力が低い場合においても、比例制御排水弁８の一次側と二次側との間で所定の圧力差（一次側圧力＞二次側圧力）が得られ、比例制御排水弁８を介して、濃縮水Ｗ３２を装置外へ排出できる。

また、第１実施形態に係る逆浸透膜分離装置１においては、圧力調整弁７は、循環水ラインＬ４を流通する濃縮水Ｗ３１の流動抵抗を調整することによって中間圧力を調整可能に構成され、制御部１０（圧力調整制御部）は、第２圧力センサＰＳ２により検出された検出圧力値が所定の設定圧力値になるように圧力調整弁７を調整するように制御する。
これにより、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１の圧力や比例制御排水弁８の背圧が変動した場合においても、制御部１０により、接続部Ｊ１における中間圧力を所定の圧力値に制御することができ、より確実な排水流量の調節を実現することができる。

また、第１実施形態に係る逆浸透膜分離装置１においては、制御部１０は、流量フィードバック水量制御により透過水Ｗ２の流量を制御する。流量フィードバック水量制御で用いる速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムでは、前回の操作量からの変化分を演算し、これに前回の操作量を加算して今回の操作量を求める方式であるため、検出流量値Ｑ_ｐが離散値の場合でも、目標流量値Ｑ_ｐ´との偏差を高速に解消することができる。そのため、温度変化や膜の閉塞等によりＲＯ膜モジュール４の水透過係数が急激に変化した場合でも、その変化に十分に追従することができる。従って、ＲＯ膜モジュール４の水透過係数が急激に変化した場合に、透過水Ｗ２の流量を目標流量値Ｑ_ｐ´に短時間で収束させ、安定した水量の透過水Ｗ２を製造することができる。

また、第１実施形態に係る逆浸透膜分離装置１においては、制御部１０は、圧力フィードバック水量制御により透過水Ｗ２の流量を制御する。この圧力フィードバック水量制御は、流量フィードバック水量制御のバックアップとして実行することができる。このため、流量フィードバック水量制御の実行中において、第１流量センサＦＭ１（図１参照）に故障が発生した場合でも、圧力フィードバック水量制御に切り換えることにより、安定した水量の透過水Ｗ４を製造することができる。

また、第１実施形態に係る逆浸透膜分離装置１においては、制御部１０は、温度フィードフォワード水量制御により透過水Ｗ２の流量を制御する。この温度フィードフォワード水量制御は、第１実施形態における流量フィードバック水量制御のバックアップとして実行することができる。このため、流量フィードバック水量制御の実行中において、第１流量センサＦＭ１（図１参照）に故障が発生した場合でも、温度フィードフォワード水量制御に切り換えることにより、安定した水量の透過水Ｗ２を製造することができる。

また、第１実施形態に係る逆浸透膜分離装置１においては、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においては、透過水Ｗ２の回収率を最大としつつ、ＲＯ膜モジュール４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、第１実施形態に係る逆浸透膜分離装置１においては、制御部１０は、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、前段の硬水軟化装置からの硬度リーク量が増加した場合でも、逆浸透膜分離装置１Ａにおいては、透過水Ｗ２の回収率を最大としつつ、ＲＯ膜モジュール４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。

また、第１実施形態に係る逆浸透膜分離装置１においては、制御部１０は、水質フィードバック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、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。

（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１０を参照して説明する。図１０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１０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、定流量弁５に代えて定流量可変手段としての定流量可変機構部５０が、濃縮水ラインＬ３に設けられる点において、第１実施形態の逆浸透膜分離装置１と異なる。また、第２実施形態の濃縮水ラインＬ３Ａの構成は、第１実施形態の濃縮水ラインＬ３と異なる。

第２実施形態の逆浸透膜分離装置１Ａにおいては、濃縮水ラインＬ３Ａは、上流側濃縮水ラインＬ３１と、上流側濃縮水ラインＬ３１から分岐される第１中間濃縮水ラインＬ３２及び第２中間濃縮水ラインＬ３３と、第１中間濃縮水ラインＬ３２及び第２中間濃縮水ラインＬ３３が合流する下流側濃縮水ラインＬ３４と、を有する。

上流側濃縮水ラインＬ３１は、上流側においてＲＯ膜モジュール４の一次側出口ポートに接続され、下流側は、接続部Ｊ１１において、第１中間濃縮水ラインＬ３２及び第２中間濃縮水ラインＬ３３に分岐している。
第１中間濃縮水ラインＬ３２及び第２中間濃縮水ラインＬ３３の上流側は、接続部Ｊ１１において、上流側濃縮水ラインＬ３１から分岐している。第１中間濃縮水ラインＬ３２及び第２中間濃縮水ラインＬ３３の下流側は、接続部Ｊ１２において、下流側濃縮水ラインＬ３４に合流する。
下流側濃縮水ラインＬ３４の上流側は、接続部Ｊ１２において、第１中間濃縮水ラインＬ３２及び第２中間濃縮水ラインＬ３３に接続されている。下流側濃縮水ラインＬ３４の下流側は、接続部Ｊ１において、循環水ラインＬ４及び排水ラインＬ５に分岐している。

定流量可変機構部５０は、濃縮水ラインＬ３Ａに設けられる。定流量可変機構部５０は、濃縮水ラインＬ３Ａを流通する濃縮水Ｗ３の流量を所定の一定流量値に保持し且つ一定流量値を可変可能である。

定流量可変機構部５０は、第１定流量弁５１と、第２定流量弁５２と、開閉弁５３と、を有する。第１定流量弁５１及び第２定流量弁５２は、濃縮水ラインＬ３Ａに並列に設けられる。具体的には、第１定流量弁５１は、第１中間濃縮水ラインＬ３２に設けられている。第２定流量弁５２は、第２中間濃縮水ラインＬ３３に設けられている。

第１定流量弁５１は、第１中間濃縮水ラインＬ３２を流通する濃縮水Ｗ３の流量を所定の一定流量値に保持するように調節する機器である。第２定流量弁５２は、第２中間濃縮水ラインＬ３３を流通する濃縮水Ｗ３の流量を所定の一定流量値に保持するように調節する機器である。第１定流量弁５１及び第２定流量弁５２それぞれにおいて保持される一定流量値は、一定流量値に幅がある概念であり、定流量弁における目標流量値のみに限られない。例えば、定流量機構の特性（例えば、材質や構造に起因する温度特性等）を考慮して、定流量弁における目標流量値に対して、±１０％程度の調節誤差を有するものを含む。第１定流量弁５１及び第２定流量弁５２は、補助動力や外部操作を必要とせずに一定流量値を保持するものであり、例えば、水ガバナの名称で呼ばれるものが挙げられる。なお、第１定流量弁５１及び第２定流量弁５２は、補助動力や外部操作により動作して、一定流量値を保持するものでもよい。

本実施形態においては、第１定流量弁５１は、一定流量値として目標流量値を第１流量値Ｆ１とする定流量弁である。また、第２定流量弁５２は、一定流量値として目標流量値を第２流量値Ｆ２とする定流量弁である。第１流量値Ｆ１は、第１実施形態の定流量弁５の６０％流量値に設定される。また、第２流量値Ｆ２は、例えば、第１実施形態の定流量弁５の４０％流量値に設定される。

開閉弁５３は、第２中間濃縮水ラインＬ３３における第２定流量弁５２よりも上流側に設けられる。開閉弁５３は、第２中間濃縮水ラインＬ３３を、開状態又は閉状態に開閉可能である。開閉弁５３が開状態においては、開閉弁５３は、第２定流量弁５２への濃縮水Ｗ３の流入を許可する。開閉弁５３が閉状態においては、開閉弁５３は、第２定流量弁５２への濃縮水Ｗ３の流入を阻止する。開閉弁５３は、後述する制御部１０Ａ（定流量制御部）により開閉が制御される。

第２実施形態においては、濃縮水ラインＬ３Ａを流通する濃縮水Ｗ３の流量は、第１中間濃縮水ラインＬ３２及び第２中間濃縮水ラインＬ３３を流通する濃縮水の合計流量である。具体的には、濃縮水ラインＬ３Ａを流通する濃縮水Ｗ３の流量は、開閉弁５３が開状態の場合は、第１定流量弁５１及び第２定流量弁５２を流通する濃縮水の合計流量であり、開閉弁５３が閉状態の場合には、第１定流量弁５１を流通する濃縮水の流量である。

例えば、第１定流量弁５１が一定流量値として目標流量値を第１流量値Ｆ１とする定流量弁であり、第２定流量弁５２が一定流量値として目標流量値を第２流量値Ｆ２とする定流量弁である場合において、開閉弁５３が開状態の場合には、濃縮水ラインＬ３Ａを流通する濃縮水Ｗ３の流量Ｆは、第１中間濃縮水ラインＬ３２における第１定流量弁５１及び第２中間濃縮水ラインＬ３３における第２定流量弁５２を流れる濃縮水Ｗ３の合計流量Ｆｓである（Ｆｓ＝Ｆ１＋Ｆ２：１００％流量値）。開閉弁５３が閉状態の場合には、濃縮水ラインＬ３Ａを流通する濃縮水Ｗ３の流量Ｆは、第１中間濃縮水ラインＬ３２における第１定流量弁５１のみを流れる濃縮水Ｗ３の第１流量値Ｆ１（６０％流量値）である。

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。以下、制御部１０Ａの機能について説明する。

制御部１０Ａは、第１実施形態の制御部１０と同様に、次の各種制御〔１〕〜〔６〕を実行する。各種制御の詳細は、前述の通りであるため、その説明を省略する。
〔１〕透過水Ｗ２の水量制御
〔２〕目標流量値の増減制御
〔３〕透過水Ｗ２の回収率制御
〔４〕比例制御排水弁８による排水流量の調節制御
〔５〕圧力調整弁７による流動抵抗の調整制御
〔６〕フラッシング運転制御
また、本実施形態においては、第１実施形態で説明した制御例１〜３が実行される。これらの制御例の詳細は、前述の通りであるため、その説明を省略する。

＜濃縮水Ｗ３の一定流量値の調節制御＞
本調節制御は、前述した目標流量値の増減制御に付随して実行され、定流量可変機構部５０を制御対象とする。
制御部１０Ａ（定流量制御部）は、濃縮水ラインＬ３Ａを流通する濃縮水Ｗ３の一定流量値を増減させるように、開閉弁５３の開閉を制御する。
具体的には、制御部１０Ａは、目標流量値が減少するのに従い（第１目標流量値→第２目標流量値）、濃縮水ラインＬ３Ａを流通する濃縮水Ｗ３の一定流量値を減少させ、目標流量値が増加するのに従い（第２目標流量値→第１目標流量値）、濃縮水ラインＬ３Ａを流通する濃縮水Ｗ３の一定流量値を増加させる。

詳細には、制御部１０Ａは、目標流量値が第２目標流量値（６０％流量値）に設定された場合には、開閉弁５３を閉状態に制御する。これにより、濃縮水ラインＬ３Ａを流通する濃縮水Ｗ３の一定流量値を、第１定流量弁５１のみを流通する流量値（６０％流量値Ｆ１）とする。
また、制御部１０Ａは、目標流量値が第１目標流量値（１００％流量値）に設定された場合には、開閉弁５３を開状態に制御する。これにより、濃縮水ラインＬ３Ａを流通する濃縮水Ｗ３の一定流量値を、第１定流量弁５１及び第２定流量弁５２を流通する流量値（１００％流量値Ｆｓ）とする。

濃縮水Ｗ３の循環比の調節
本実施形態においては、第１定流量弁５１及び第２定流量弁５２で濃縮水Ｗ３の流量を一定の１００％流量値に保持しながら、前述したいずれかの水量制御により透過水Ｗ２の流量を一定の１００％流量値に保持する。また、本実施形態においては、第１定流量弁５１で濃縮水Ｗ３の流量を一定の６０％流量値に保持しながら、前述したいずれかの水量制御により透過水Ｗ２の流量を一定の６０％流量値に保持する。この結果、濃縮水Ｗ３の循環比は、目標流量値の増減にかかわらず、常に所定値に調節されることになる。なお、循環比の所定値は、第１実施形態と同じく“５”程度が目安となる。

次に、制御部１０Ａによる目標流量値の増減、濃縮水Ｗ３の一定流量値の調節、及び回収率の調節について説明する。図１１は、第２実施形態の制御部１０Ａが濃縮水Ｗ３の一定流量値を調節する場合の処理手順を示すフローチャートである。図１１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。

図１１に示すステップＳＴ８０１において、制御部１０Ａは、水位センサ９１の検出水位値Ｗを取得する。

ステップＳＴ８０２において、制御部１０Ａは、検出水位値Ｗが設定水位Ｌ以下か否かを判定する。このステップＳＴ８０２において、制御部１０Ａにより、検出水位値Ｗ≦設定水位Ｌである（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ８０３へ移行する。また、ステップＳＴ８０２において、制御部１０Ａにより、検出水位値Ｗ＞設定水位Ｌである（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ８０５へ移行する。

ステップＳＴ８０３（ステップＳＴ８０２：ＹＥＳ）において、制御部１０Ａは、透過水Ｗ２の流量を第１目標流量値に設定する。このように、検出水位値Ｗが設定水位Ｌ以下の場合には、貯留タンク９の貯水量を上げるため、透過水Ｗ２の目標流量値を定格出力である１００％流量値となる第１目標流量値に設定した上で、選択されている水量制御を実行する。

ステップＳＴ８０４において、制御部１０Ａは、定流量可変機構部５０における開閉弁５３を開状態に制御する。
ここでは、開閉弁５３が開状態であるため、濃縮水Ｗ３の流量Ｆは、第１中間濃縮水ラインＬ３２における第１定流量弁５１及び第２中間濃縮水ラインＬ３３における第２定流量弁５２を流れる濃縮水Ｗ３の合計流量Ｆｓ（１００％流量値）である。

この場合には、第１定流量弁５１及び第２定流量弁５２により濃縮水Ｗ３の流量が一定の１００％流量値に保持されながら、前述したいずれかの水量制御により透過水Ｗ２の流量が一定の１００％流量値に保持されることになる。この結果、循環比（濃縮水Ｗ３の流量／透過水Ｗ２の流量）が所定値（例えば、“５”）に調節される。これにより、循環比をＲＯ膜モジュール４の膜面の閉塞を防止する所定値に維持することができる。

ステップＳＴ８０５において、制御部１０Ａは、選択されている回収率制御に従い、比例制御排水弁８の弁開度を調節する。制御部１０Ａは、回収率の変更の有無にかかわらず、透過水Ｗ２の目標流量値が変更される度に、比例制御排水弁８の弁開度の調節（すなわち、濃縮水Ｗ３の排水流量の調節）を行う。
例えば、制御部１０Ａは、目標流量値を第２目標流量値から第２目標流量値の２倍の第１目標流量値に設定した場合には、濃縮水Ｗ３２の排水流量を回収率制御に基づいて設定された現在の排水流量から倍増させるように、比例制御排水弁８の弁開度の調節を行う。
以上により、本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ８０１へリターンする）。

一方、ステップＳＴ８０６（ステップＳＴ８０２：ＮＯ）において、制御部１０Ａは、検出水位値Ｗが設定水位Ｌを超え且つ設定水位Ｈ以下か否かを判定する。このステップＳＴ８０６において、制御部１０Ａにより、設定水位Ｌ＜検出水位値Ｗ≦設定水位Ｈである（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ８０７へ移行する。また、ステップＳＴ８０６において、制御部１０Ａにより、検出水位値Ｗ＞設定水位Ｈである（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ８１０へ移行する。

ステップＳＴ８０７（ステップＳＴ８０６：ＹＥＳ）において、制御部１０Ａは、透過水Ｗ２の流量を第２目標流量値に設定する。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。このように、検出水位値Ｗが設定水位Ｌを超え且つ設定水位Ｈ以下の場合には、透過水Ｗ２の目標流量値を６０％流量値となる第２目標流量値に設定した上で、選択されている水量制御を実行する。

ステップＳＴ８０８において、制御部１０Ａは、定流量可変機構部５０における開閉弁５３を閉状態に制御する。
ここでは、開閉弁５３が閉状態であるため、濃縮水Ｗ３の流量Ｆは、第１中間濃縮水ラインＬ３２における第１定流量弁５１を流れる濃縮水Ｗ３の第１流量値Ｆ１（６０％流量値）である。

この場合には、第１定流量弁５１により濃縮水Ｗ３の流量が一定の６０％流量値に保持されながら、前述したいずれかの水量制御により透過水Ｗ２の流量が一定の６０％流量値に保持されることになる。この結果、循環比（濃縮水Ｗ３の流量／透過水Ｗ２の流量）が所定値（例えば、“５”）に調節される。これにより、循環比をＲＯ膜モジュール４の膜面の閉塞を防止する所定値に維持しながら、加圧ポンプ２の回転数を下げることで省エネが図られる。

ステップＳＴ８０９において、制御部１０Ａは、選択されている回収率制御に従い、比例制御排水弁８の弁開度を調節する。制御部１０Ａは、回収率の変更の有無にかかわらず、透過水Ｗ２の目標流量値が変更される度に、比例制御排水弁８の弁開度の調節（すなわち、濃縮水Ｗ３の排水流量の調節）を行う。
例えば、制御部１０Ａは、目標流量値を第１目標流量値から第１目標流量値の半分の第２目標流量値に設定した場合には、濃縮水Ｗ３２の排水流量を回収率制御に基づいて設定された現在の排水流量から半減させるように、比例制御排水弁８の開度の調整を行う。
以上により、本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ８０１へリターンする）。

一方、ステップＳＴ８１０（ステップＳＴ８０６：ＮＯ）において、制御部１０Ａは、加圧ポンプ２を停止させるように、インバータ３を制御する。以上により、本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ８０１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によれば、例えば、以下のような効果が得られる。
第２実施形態に係る逆浸透膜分離装置１Ａにおいては、逆浸透膜モジュール４と、供給水ラインＬ１と、透過水ラインＬ２と、濃縮水ラインＬ３Ａと、濃縮水ラインＬ３Ａから分岐される循環水ラインＬ４と、濃縮水ラインＬ３Ａから分岐される排水ラインＬ５と、濃縮水ラインＬ３Ａに設けられ、濃縮水ラインＬ３Ａを流通する濃縮水Ｗ３の流量を所定の一定流量値に保持し且つ一定流量値を増減可能な定流量可変機構部５０と、排水ラインＬ５に設けられる比例制御排水弁８と、供給水ラインＬ１に設けられる加圧ポンプ２と、駆動周波数を加圧ポンプ２に出力するインバータ３と、透過水Ｗ２の流量が予め設定された目標流量値となるように指令信号をインバータ３に出力する制御部１０Ａと、濃縮水Ｗ３の一定流量値を増減させるように定流量可変機構部５０を制御する制御部１０Ａと、を備え、ポンプ駆動制御部１０は、透過水Ｗ２の使用水量が減少するのに従い、目標流量値を減少させ、透過水Ｗ２の使用水量が増加するに従い、目標流量値を増加させ、制御部１０Ａは、目標流量値が減少するのに従い、濃縮水ラインＬ３Ａを流通する濃縮水Ｗ３の一定流量値を減少させ、目標流量値が増加するのに従い、濃縮水ラインＬ３Ａを流通する濃縮水Ｗ３の一定流量値を増加させる。

そのため、循環比（濃縮水Ｗ３の流量／透過水Ｗ２の流量）を、目標流量値の増減にかかわらず、常に所定値（例えば、“５”）に調節することができる。これにより、過剰な流量の濃縮水Ｗ３が濃縮水ラインＬ３Ａに送出される状態が解消され、加圧ポンプの消費電力を抑制できる。

また、第２実施形態に係る逆浸透膜分離装置１Ａにおいては、定流量可変機構部５０は、濃縮水ラインＬ３Ａに並列に配置される第１定流量弁５１及び第２定流量弁５２と、第２定流量弁５２への濃縮水Ｗ３の流入を許可し又は阻止するように開閉可能な開閉弁５３と、を有し、制御部１０Ａは、濃縮水ラインＬ３Ａを流通する濃縮水Ｗ３の一定流量値を増減させるように、開閉弁５３の開閉を制御する。
そのため、濃縮水ラインＬ３Ａに第１定流量弁５１及び第２定流量弁５２を並列に配置して、開閉弁５３の開閉を制御するだけで、濃縮水Ｗ３の一定流量値を段階的に調節することができる。これにより、簡易な構成で、過剰な流量の濃縮水Ｗ３が濃縮水ラインＬ３Ａに送出される状態が解消され、加圧ポンプの消費電力を抑制できる。

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、圧力調整手段として、圧力調整弁７を制御部１０により弁開度制御できるように構成したが、これに制限されない。例えば、圧力調整手段は、補助動力や外部操作を必要とせずに流路断面積を一定面積に維持する弁やオリフィスなどでもよく、例えば、「絞り」の名称で呼ばれるものでもよい。また、圧力調整手段は、使用前に流路断面積を調整しておき、使用時には流路断面積を一定面積に維持した状態で使用されるものでもよい。

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４で得られた透過水Ｗ２又は濃縮水Ｗ３（Ｗ３１，Ｗ３２）の温度を検出してもよい。

第１実施形態では、各回収率制御において、比例制御排水弁８の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例について説明した。これに限らず、複数の排水バルブを並列に設けた構成とし、排水バルブの開弁数を増減することにより、濃縮水Ｗ３の排水流量を段階的に調節するように制御してもよい。これにより、濃縮水Ｗ３の排水流量を調節することができる。

また、第１実施形態においては、濃縮水ラインＬ３に第２電気伝導率センサＥＣ２を設けたが、これに制限されない。第２電気伝導率センサＥＣ２を設ける位置は、濃縮水Ｗ３を検出できる位置であればよく、例えば、第２電気伝導率センサＥＣ２を、排水ラインＬ５や循環水ラインＬ４に設けてもよい。

また、第１実施形態においては、透過水Ｗ２の使用水量を、貯留タンク９に貯留された透過水Ｗ２の水位を検出して把握したが、これに制限されない。例えば、貯留タンク９から送出される透過水Ｗ２の流量から把握してもよいし、給水ラインＬ６の下流側の需要箇所で消費される水の流量から把握してもよい。

また、第２実施形態では、二段階の透過水Ｗ２の目標流量値（第１目標流量値及び第２目標流量値）に対応して、濃縮水Ｗ３の流量を二段階で調節できるように、定流量可変機構部５０として、２つの定流量弁５１，５２と、１つの開閉弁５３とを備えるように構成したが、これに制限されない。例えば、透過水Ｗ２の目標流量値を三段階以上で増減する場合には、定流量可変機構部５０として、定流量弁を３つ以上備えると共に、開閉弁を２つ以上備えていてもよい。定流量弁及び開閉弁の数を増加させることで、濃縮水Ｗ３の一定流量値を細かく設定でき、目標流量値を多段階で増減する場合であっても、循環比を所定値に調節しやすくなる。

１，１Ａ 逆浸透膜分離装置
２ 加圧ポンプ
３ インバータ
４ ＲＯ膜モジュール（逆浸透膜モジュール）
５ 定流量弁（定流量手段）
７ 圧力調整弁（圧力調整手段）
８ 比例制御排水弁（比例制御バルブ、排水流量調整手段）
１０，１０Ａ 制御部（ポンプ駆動制御部、定流量制御部、排水制御部、圧力調整制御部）
５０ 定流量可変機構部（定流量可変手段）
５１ 第１定流量弁（定流量弁）
５２ 第２定流量弁（定流量弁）
５３ 開閉弁
Ｌ１ 供給水ライン
Ｌ２ 透過水ライン
Ｌ３ 濃縮水ライン
Ｌ４ 循環水ライン
Ｌ５ 排水ライン
ＴＥ 温度センサ（温度検出手段）
ＦＭ１ 第１流量センサ（第１流量検出手段）
ＦＭ２ 第２流量センサ（第２流量検出手段）
ＥＣ２ 第２電気伝導率センサ（電気伝導率測定手段）
Ｗ１ 供給水
Ｗ２ 透過水
Ｗ３ 濃縮水
Ｗ３１ 濃縮水の一部
Ｗ３２ 濃縮水の残部

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、
   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、
   前記逆浸透膜モジュールで分離された透過水を送出する透過水ラインと、
   前記逆浸透膜モジュールで分離された濃縮水を送出する濃縮水ラインと、
   前記濃縮水ラインから分岐され、前記逆浸透膜モジュールで分離された濃縮水の一部を前記逆浸透膜モジュールの上流側に返送する循環水ラインと、
   前記濃縮水ラインから分岐され、前記逆浸透膜モジュールで分離された濃縮水の残部を装置外へ排出する排水ラインと、
   前記濃縮水ラインに設けられ、前記濃縮水ラインを流通する濃縮水の流量を所定の一定流量値に保持する定流量手段と、
   前記排水ラインに設けられ、装置外へ排出する濃縮水の排水流量を調整可能な排水流量調整手段と、
   前記循環水ラインに設けられ、前記定流量手段の二次側の圧力であって前記排水流量調整手段の一次側の圧力である中間圧力を所定の設定圧力値に調整する圧力調整手段と、
   前記供給水ラインに設けられ、入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、供給水を吸入して前記逆浸透膜モジュールに向けて吐出する加圧ポンプと、
   入力された指令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、
   透過水の流量が予め設定された目標流量値となるように、系内の物理量を用いて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指令信号を前記インバータに出力するポンプ駆動制御部と、を備える
   逆浸透膜分離装置。
2. 前記中間圧力を検出する圧力検出手段を備え、
   前記圧力調整手段は、前記循環水ラインを流通する濃縮水の流動抵抗を調整することによって前記中間圧力を調整可能に構成され、
   前記圧力検出手段により検出された検出圧力値が所定の設定圧力値になるように前記圧力調整手段を調整するように制御する圧力調整制御部と、を備える
   請求項１に記載の逆浸透膜分離装置。
3. 透過水の流量を検出する第１流量検出手段を備え、
   前記ポンプ駆動制御部は、前記第１流量検出手段の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する、
   請求項１又は２に記載の逆浸透膜分離装置。
4. 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と、
   前記排水流量調整手段を制御する排水制御部と、を備え、
   前記排水制御部は、（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排水流量を演算し、（ｉｉｉ）濃縮水の実際排水流量が当該排水流量の演算値となるように、前記排水流量調整手段を制御する、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の逆浸透膜分離装置。
5. 前記排水流量調整手段としての比例制御バルブと、
   濃縮水の排水流量を検出する第２流量検出手段と、を備え、
   前記排水制御部は、前記第２流量検出手段の検出流量値が前記排水流量の演算値となるように、前記比例制御バルブの弁開度を調節する、
   請求項４に記載の逆浸透膜分離装置。

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