JP2017131872A - 水処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】硬水軟化装置から硬度漏れが発生した場合でも、逆浸透膜モジュールから十分な流量の透過水が得られる水処理システムを提供すること。【解決手段】水処理システム１は、硬水軟化装置４と、逆浸透膜モジュール７と、供給水Ｗ１４を逆浸透膜モジュール７に供給する供給水ラインＬ１と、硬水軟化装置４よりも上流側の供給水ラインＬ１から分岐し、硬水軟化装置４よりも下流側の合流部Ｊ２において供給水ラインＬ１に合流するバイパス水ラインＬ６と、供給水としての原水（バイパス水Ｗ６０）の流量を調整可能なバイパス流量調整手段２１と、硬水軟化装置４よりも下流側の供給水ラインＬ１を流通する供給水（軟水Ｗ１２）の硬度を検出硬度として検出する硬度検出手段Ｓと、検出硬度が所定の閾値を上回る場合に、供給水としての原水（バイパス水Ｗ６０）の流量を増加させるように、バイパス流量調整手段２１を制御するバイパス流量制御部３０と、を備える。【選択図】図１

Description

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を備える水処理システムに関する。

半導体製造工程や電子部品の洗浄、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（逆浸透膜）に代表される半透膜の水透過係数は、原水の温度や膜の状態（細孔の閉塞や材質の酸化劣化）により変化する。そこで、ＲＯ膜におけるシリカ系スケールの析出やファウリングの発生を抑制しつつ、供給水として劣悪な水質の硬水を用いた場合においても、炭酸カルシウム系スケールの析出を安定して抑制できる水処理システムが提案されている（特許文献１参照）。

特許文献１に提案された水処理システムにおいて、硬水軟化装置は、陽イオン交換樹脂床により、原水中の硬度成分（カルシウムイオン及びマグネシウムイオン）を除去し、軟水を製造している。また、ＲＯ膜モジュールは、硬水軟化装置の下流側の軟水ラインに接続されている。そして、ＲＯ膜モジュールは、硬水軟化装置によって製造された軟水を供給水として、透過水を製造している。

しかし、このような水処理システムにおいて、例えば原水に含まれる硬度成分の量が増える場合や、硬水軟化装置の陽イオン交換樹脂床が劣化している場合には、陽イオン交換樹脂床が飽和状態になって軟水化処理能力が低下し、硬水軟化装置から原水中の硬度成分（カルシウムイオン及びマグネシウムイオン）が漏れる現象（以下「硬度漏れ」ともいう）が起きる場合がある。

特開２０１３−２７８０２号公報

硬水軟化装置から硬度漏れが発生した場合、特許文献１に提案された技術を用いても、ＲＯ膜モジュールにおける回収率（ＲＯ膜モジュールへ供給される供給水の流量に対する透過水の流量の比率）を維持したまま、供給水の硬度成分に起因するスケールがＲＯ膜に析出することを防止することは困難である。そのため、硬水軟化装置から硬度漏れが発生した場合には、スケールがＲＯ膜に析出することを防止するために、回収率を下げざるを得ない。ここで、回収率を下げても十分な透過水の流量をＲＯ膜モジュールから得るために、供給水の流量を増加させる必要がある。

しかし、硬水軟化装置の処理能力には限りがあるため、硬水軟化装置によって得られる供給水の流量は限られる。従って、従来の水処理システムにおいて、硬水軟化装置から硬度漏れが発生した場合、ＲＯ膜モジュールから十分な流量の透過水が得られない。

本発明は、硬水軟化装置から硬度漏れが発生した場合でも、逆浸透膜モジュールから十分な流量の透過水が得られる水処理システムを提供することを目的とする。

本発明は、原水から供給水としての軟水を製造する硬水軟化装置と、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、途中に前記硬水軟化装置が設けられ、供給水を前記逆浸透膜モジュールに向けて供給する供給水ラインと、前記硬水軟化装置よりも上流側の前記供給水ラインから分岐し、前記硬水軟化装置よりも下流側の合流部において前記供給水ラインに合流するバイパス水ラインと、前記バイパス水ラインに設けられ、前記バイパス水ラインを流通する供給水としての原水の流量を調整可能なバイパス流量調整手段と、前記硬水軟化装置よりも下流側の前記供給水ラインを流通する供給水の硬度を検出硬度として検出する硬度検出手段と、前記検出硬度が所定の閾値を上回る場合に、前記バイパス水ラインを流通する供給水としての原水の流量を増加させるように、前記バイパス流量調整手段を制御するバイパス流量制御部と、を備える、水処理システムに関する。

また、前記バイパス流量制御部は、前記検出硬度が前記閾値を上回る場合に、前記逆浸透膜モジュールへ供給される供給水の流量に対する透過水の流量の比率である回収率を下げるために、前記バイパス水ラインを流通する供給水としての原水の流量を増加させるように、前記バイパス流量調整手段を制御することが好ましい。

また、前記硬度検出手段は、前記合流部よりも上流側の前記供給水ラインを流通する供給水の硬度を検出することが好ましい。

本発明によれば、硬水軟化装置から硬度漏れが発生した場合でも、逆浸透膜モジュールから十分な透過水の流量が得られる水処理システムを提供することができる。

本実施形態に係る水処理システム１の全体構成図である。 制御部３０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。 硬度センサＳが硬度漏れを検出した場合の制御部３０による処理手順を示すフローチャートである。

本発明の本実施形態に係る水処理システム１について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る水処理システム１の全体構成図である。本実施形態に係る水処理システム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、本実施形態に係る水処理システム１は、原水ポンプ２と、硬水軟化装置４と、加圧ポンプ５と、インバータ６と、逆浸透膜モジュールとしてのＲＯ膜モジュール７と、定流量弁１４と、比例制御排水弁１５と、バイパス流量調整手段としてのバイパスバルブ２１と、制御部３０と、硬度検出手段としての硬度センサＳと、流量センサＦＭと、を備える。なお、制御部３０と被制御対象機器との電気的接続線の図示については、省略している。

また、水処理システム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、バイパス水ライン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Ｗ１４をＲＯ膜モジュール７に供給するラインである。供給水ラインＬ１は、上流側から下流側に向けて順に、第１供給水ラインＬ１１、第２供給水ラインＬ１２、第３供給水ラインＬ１３、第４供給水ラインＬ１４を有する。

第１供給水ラインＬ１１の上流側の端部は、原水Ｗ１１の供給源（不図示）に接続されている。第１供給水ラインＬ１１の下流側は、分岐部Ｊ１において、第２供給水ラインＬ１２及びバイパス水ラインＬ６に分岐している。供給水ラインＬ１（詳細には、第１供給水ラインＬ１１）には、原水ポンプ２が設けられている。

原水ポンプ２は、供給源から供給された水道水や地下水等の原水Ｗ１１を吸入し、第２供給水ラインＬ１２及びバイパス水ラインＬ６に向けて圧送（吐出）する装置である。原水ポンプ２は、制御部３０と電気的に接続されている。原水ポンプ２の運転（駆動及び停止）は、制御部３０により制御される。

第２供給水ラインＬ１２の上流側の端部は、分岐部Ｊ１に接続されている。第２供給水ラインＬ１２の下流側の端部は、合流部Ｊ２に接続されている。第２供給水ラインＬ１２には、上流側から下流側に向けて順に、硬水軟化装置４と、硬度センサＳとが設けられている。

硬水軟化装置４は、原水Ｗ１１に含まれる硬度成分（カルシウムイオン及びマグネシウムイオン）を、陽イオン交換樹脂床（不図示）においてナトリウムイオン（又はカリウムイオン）に置換して軟水Ｗ１２を製造する設備である。軟水Ｗ１２は、加圧ポンプ５を介してＲＯ膜モジュール７に供給水Ｗ１４として供給される。硬水軟化装置４は、供給水ラインＬ１（詳細には第２供給水ラインＬ１２）に設けられる。第２供給水ラインＬ１２における硬水軟化装置４の上流側には、原水Ｗ１１が流通し、第２供給水ラインＬ１２における硬水軟化装置４の下流側には、軟水Ｗ１２が流通する。なお、硬水軟化装置４で硬度成分が十分に置換されない場合でも、硬水軟化装置４で製造された水を「軟水Ｗ１２」という。

硬度センサＳは、硬水軟化装置４よりも下流側の第２供給水ラインＬ１２を流通する軟水Ｗ１２の硬度を検出硬度として検出する硬度検出手段として機能する。硬度センサＳは、供給水ラインＬ１を流通する軟水Ｗ１２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）を検出硬度（検出硬度値）として検出する機器である。詳細には、硬度センサＳは、硬水軟化装置４と加圧ポンプ５との間（更に詳細には、硬水軟化装置４と、接続部Ｊ３よりも上流側に位置する合流部Ｊ２との間の第２供給水ラインＬ１２）を流通する軟水Ｗ１２の硬度を測定する。硬度センサＳは、制御部３０と電気的に接続されている。硬度センサＳで測定（検出）された軟水Ｗ１２のカルシウム硬度（以下、「検出硬度値」ともいう）は、制御部３０へ検出信号として送信される。

第３供給水ラインＬ１３は、合流部Ｊ２と接続部Ｊ３とを接続する。つまり、第３供給水ラインＬ１３は、第２供給水ラインＬ１２と第４供給水ラインＬ１４とを接続する。第３供給水ラインＬ１３には、供給水Ｗ１３が流通する。

第４供給水ラインＬ１４の上流側の端部は、接続部Ｊ３に接続されている。第４供給水ラインＬ１４の下流側の端部は、ＲＯ膜モジュール７の一次側入口ポートに接続されている。第４供給水ラインＬ１４には、加圧ポンプ５が設けられている。第４供給水ラインＬ１４を流通する供給水を「供給水Ｗ１４」という。供給水Ｗ１４は、第３供給水ラインＬ１３を流通する供給水Ｗ１３と、循環水ラインＬ４を流通した後に供給水ラインＬ１（第４供給水ラインＬ１４）に流入する循環水Ｗ４０（後述）とを含む。

加圧ポンプ５は、供給水Ｗ１４を吸入し、ＲＯ膜モジュール７へ向けて圧送（吐出）する装置である。加圧ポンプ５には、インバータ６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５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。

供給水Ｗ１４は、加圧ポンプ５を介してＲＯ膜モジュール７に供給される。また、供給水Ｗ１４は、原水Ｗ１１、軟水Ｗ１２、循環水Ｗ４０（後述）、バイパス水Ｗ６０（後述）を含む。なお、「供給水」とは、その由来（出所）やその水質によらず、第４供給水ラインＬ１４を流通してＲＯ膜モジュール７に供給される水を表わす総称である。

インバータ６は、加圧ポンプ５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６は、制御部３０と電気的に接続されている。インバータ６には、制御部３０から指令信号が入力される。インバータ６は、制御部３０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５に出力する。

ＲＯ膜モジュール７は、加圧ポンプ５から吐出された供給水Ｗ１４を、溶存塩類が除去された透過水Ｗ２０と、溶存塩類が濃縮された濃縮水Ｗ３０とに膜分離処理する設備である。ＲＯ膜モジュール７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７は、これらＲＯ膜エレメントにより供給水Ｗ１４を膜分離処理し、透過水Ｗ２０及び濃縮水Ｗ３０を製造する。

透過水ラインＬ２は、ＲＯ膜モジュール７で分離された透過水Ｗ２０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７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（不図示）に接続されている。透過水ラインＬ２には、流量センサＦＭが設けられている。

流量センサＦＭは、透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２０の流量を検出する機器である。流量センサＦＭは、制御部３０と電気的に接続されている。流量センサＦＭで検出された透過水Ｗ２０の流量（以下、「検出流量値」ともいう）は、制御部３０へパルス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７で分離された濃縮水Ｗ３０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７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Ｊ４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。

循環水ラインＬ４は、濃縮水ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ３０を循環水Ｗ４０として、供給水ラインＬ１における加圧ポンプ５よりも上流側に返送（循環）させるラインである。循環水ラインＬ４の上流側の端部は、接続部Ｊ４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Ｊ３において、供給水ラインＬ１に接続されている。接続部Ｊ３は、硬度センサＳと加圧ポンプ５との間（詳細には、合流部Ｊ２と加圧ポンプ５との間）に配置されている。循環水ラインＬ４には、水流量調整手段としての定流量弁１４が設けられている。

定流量弁１４は、循環水ラインＬ４を流通する循環水Ｗ４０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１４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１４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１４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。

排水ラインＬ５は、接続部Ｊ４において濃縮水ラインＬ３から分岐され、ＲＯ膜モジュール７で分離された濃縮水Ｗ３０を、濃縮排水Ｗ５０として装置外（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１５が設けられている。

比例制御排水弁１５は、排水ラインＬ５から装置外へ排出される濃縮排水Ｗ５０の流量を調節する弁である。比例制御排水弁１５は、制御部３０と電気的に接続されている。比例制御排水弁１５の弁開度は、制御部３０から送信される駆動信号により制御される。制御部３０から電流値信号（例えば、４〜２０ｍＡ）を比例制御排水弁１５に送信して、弁開度を制御することにより、濃縮排水Ｗ５０の排水流量を調節することができる。
比例制御排水弁１５における制御部３０による制御の詳細については後述する。

バイパス水ラインＬ６は、原水ポンプ２によって圧送された原水Ｗ１１のうち、硬水軟化装置４に供給される原水Ｗ１１を除いたバイパス水Ｗ６０を、ＲＯ膜モジュール７に供給するラインである。バイパス水ラインＬ６は、硬水軟化装置４よりも上流側の供給水ラインＬ１の分岐部Ｊ１から分岐し、硬水軟化装置４よりも下流側の合流部Ｊ２において供給水ラインＬ１に合流する。分岐部Ｊ１は、原水ポンプ２と硬水軟化装置４との間に配置されている。合流部Ｊ２は、硬度センサＳと加圧ポンプ５との間（詳細には、硬度センサＳと接続部Ｊ３との間）に配置されている。言い換えると、バイパス水ラインＬ６は、第１供給水ラインＬ１１を流通する原水Ｗ１１を、第２供給水ラインＬ１２をバイパスして、バイパス水ラインＬ６を介して第３供給水ラインＬ１３へ導入させることができるラインである。バイパス水ラインＬ６には、水流量調整手段としてのバイパスバルブ２１が設けられている。

バイパスバルブ２１は、バイパス水ラインＬ６を流通する供給水Ｗ１３（供給水Ｗ１４）としての原水（バイパス水Ｗ６０）の流量を調整可能なバイパス流量調整手段として機能する。本実施形態においては、バイパスバルブ２１は、バイパス水ラインＬ６を開閉することによりバイパス水Ｗ６０の流量を調節する開閉弁である。バイパスバルブ２１は、制御部３０と電気的に接続される。バイパスバルブ２１の弁開度は、閉状態（弁開度が０％の状態）と、開状態（全開状態＝弁開度が１００％の状態）との２段階に制御される。

制御部３０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３０の機能について説明する。

制御部３０は、透過水Ｗ２０の流量が予め設定された目標流量値となるように、流量センサＦＭ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５を駆動するための駆動周波数を演算する。そして、制御部３０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６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。

また、制御部３０は、硬度センサＳの検出する検出硬度値Ｈが所定の閾値Ｈ´を上回る場合（Ｈ≧Ｈ´となる場合）に、バイパス水ラインＬ６を流通する供給水Ｗ１３（供給水Ｗ１４）としての原水（バイパス水Ｗ６０）の流量を増加させるように、バイパスバルブ２１を制御するバイパス流量制御部として機能する。詳細には、検出硬度値Ｈが所定の閾値Ｈ´を上回る場合（Ｈ≧Ｈ´となる場合）に、回収率を下げるために、バイパス水ラインＬ６を流通する供給水Ｗ１３（供給水Ｗ１４）としての原水（バイパス水Ｗ６０）の流量を増加させるように、バイパスバルブ２１を制御する。「回収率」は、逆浸透膜モジュール７へ供給される供給水Ｗ１４（供給水Ｗ１３、循環水Ｗ４０）の流量に対する透過水Ｗ２０の流量の比率である。

まず、制御部３０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２は、制御部３０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２に示すステップＳＴ１０１において、制御部３０は、透過水Ｗ２０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、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ＳＴ１０２において、制御部３０は、流量センサＦＭで検出された透過水Ｗ２０の検出流量値Ｑ_ｐを取得する。

ステップＳＴ１０３において、制御部３０は、ステップＳＴ１０２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ＳＴ１０１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ＳＴ１０４において、制御部３０は、操作量Ｕ、目標流量値Ｑ_ｐ´及び加圧ポンプ５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５の駆動周波数Ｆを演算する。

ステップＳＴ１０５において、制御部３０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ＳＴ１０６において、制御部３０は、変換した電流値信号をインバータ６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ＳＴ１０１へリターンする）。

次に、硬度センサＳが硬度漏れを検出した場合の制御部３０による制御手段について説明する。図３は、硬度センサＳが硬度漏れを検出した場合の制御部３０による処理手順を示すフローチャートである。「硬度漏れ」は、例えば原水Ｗ１１に含まれる硬度成分の量が増える場合や、硬水軟化装置４の陽イオン交換樹脂床が劣化している場合に、陽イオン交換樹脂床が飽和状態になって軟水化処理能力が低下し、硬水軟化装置４から原水Ｗ１１中の硬度成分（カルシウムイオン及びマグネシウムイオン）が漏れる現象である。

図３に示すステップＳＴ２０１において、制御部３０は、硬度センサＳで検出された軟水Ｗ１２の検出硬度値Ｈを取得する。

ステップＳＴ２０２において、制御部３０は、検出硬度値Ｈが閾値Ｈ´を上回るか否かを判定する。この閾値Ｈ´は、硬水軟化装置４から硬度漏れが発生しているか否かを判定するための閾値として、制御部３０のメモリに記録されている。ステップＳＴ２０２において、検出硬度値Ｈ≧閾値Ｈ´である（ＹＥＳ）場合には、制御部３０は、硬水軟化装置４からの硬度漏れが発生していると判定し、処理はステップＳＴ２０３へ移行する。一方、検出硬度値Ｈ＜閾値Ｈ´である（ＮＯ）場合には、制御部３０は、硬水軟化装置４からの硬度漏れが発生していないと判定し、処理はステップＳＴ２０１に戻る。

ステップＳＴ２０３（ステップＳＴ２０２：ＹＥＳ）において、制御部３０は、供給水Ｗ１４のうち、原水（バイパス水Ｗ６０）の流量を増加させるように、バイパスバルブ２１の弁開度を大きくする。詳細には、バイパスバルブ２１は、検出硬度値Ｈが閾値Ｈ´未満である場合（ステップＳＴ２０２：ＮＯ）には閉状態に制御される。また、バイパスバルブ２１は、検出硬度値Ｈが閾値Ｈ´以上となった場合（ステップＳＴ２０２：ＹＥＳ）には開状態（全開状態）に制御される。

ステップＳＴ２０４において、制御部３０は、原水ポンプ２の吐出量を増やすように原水ポンプ２を制御する。詳細には、原水Ｗ１１の流量値をΔＱ増加させるように（即ち供給水Ｗ１４の流量値をΔＱ増加させるように）、原水ポンプ２の吐出量を制御する。硬水軟化装置４の通過抵抗と比べてバイパス水ラインＬ６の通過抵抗は格段に小さいため、増加した原水Ｗ１１のほとんどは、分岐部Ｊ１からバイパス水ラインＬ６へ向けて流通する。本実施形態においては、循環水Ｗ４０の流量値は一定であるため、原水Ｗ１１をΔＱ増加させることにより、供給水Ｗ１４の流量値はΔＱ増加する。例えば、供給水Ｗ１４の流量値がΔＱ増加することにより、供給水Ｗ１４の流量は１．１倍〜２．０倍（具体的には、１．２５倍）になる。

ステップＳＴ２０５において、制御部３０は、比例制御排水弁１５の弁開度を大きくするように比例制御排水弁１５を制御する。詳細には、制御部３０は、濃縮排水Ｗ５０の流量値をΔＱ増加させるように（即ち濃縮水Ｗ３０の流量値をΔＱ増加させるように）、比例制御排水弁１５の弁開度を制御する。

ステップＳＴ２０４及びステップＳＴ２０５による制御は、透過水Ｗ２０の流量値を十分に保ち、回収率を下げるために行われる。例えば、供給水Ｗ１４の流量値及び濃縮水Ｗ３０の流量値がそれぞれΔＱ増加することにより、７０％〜８５％（具体的には７５％）であった回収率は、５０％〜６５％（具体的には６０％）に減少する。なお、本実施形態においては、透過水Ｗ２０の検出流量値Ｑ_ｐは一定であり且つ定流量弁１４を通過する循環水Ｗ４０の流量値は一定であるため（一定となるように制御されるため）、供給水Ｗ１４の流量値の増加量ΔＱと濃縮水Ｗ３０の流量値の増加量ΔＱとは等しくなる（結果的に等しくなるように制御される。）
以上により本フローチャートによる処理は終了する。

上述した本実施形態に係る水処理システム１によれば、例えば、以下のような効果が得られる。

本実施形態に係る水処理システム１は、硬水軟化装置４よりも上流側の供給水ラインＬ１（第１供給水ラインＬ１１）の分岐部Ｊ１から分岐し、硬水軟化装置４よりも下流側の合流部Ｊ２において供給水ラインＬ１（第４供給水ラインＬ１４）に合流するバイパス水ラインＬ６と、バイパス水ラインＬ６に設けられ、バイパス水ラインＬ６を流通する供給水としての原水Ｗ１１（バイパス水Ｗ６０）の流量を調整可能なバイパスバルブ２１と、硬水軟化装置４よりも下流側の供給水ラインＬ１（第２供給水ラインＬ１２）を流通する供給水（典型的には、軟水Ｗ１２）の硬度を検出硬度値Ｈとして検出する硬度センサＳと、検出硬度値Ｈが所定の閾値Ｈ´を上回る場合に、バイパス水ラインＬ６を流通する供給水としての原水Ｗ１１（バイパス水Ｗ６０）の流量を増加させるように、バイパスバルブ２１を制御するバイパス流量制御部（制御部３０）と、を備える。そのため、硬水軟化装置４から硬度漏れが発生した場合、供給水Ｗ１４の流量を増加させて、回収率を下げることができる。従って、硬水軟化装置４の処理能力に限りがあったとしても、ＲＯ膜モジュール７から十分な透過水Ｗ２０の流量が得られる。

また、バイパス流量制御部としての制御部３０は、検出硬度値Ｈが所定の閾値Ｈ´を上回る場合に、透過水Ｗ２０の回収率を下げるために、バイパス水ラインＬ６を流通する原水（バイパス水Ｗ６０）の流量を増加させるように、バイパスバルブ２１を制御する。本実施形態においては、制御部３０は回収率を下げるために、原水Ｗ１１の流量値をΔＱ増加させるように原水ポンプ２を制御し、濃縮排水Ｗ５０の流量値をΔＱ増加させるように比例制御排水弁１５を制御する。これによれば、硬水軟化装置４から硬度漏れが発生した場合でも、ＲＯ膜モジュール７のＲＯ膜における供給水Ｗ１４の硬度成分に起因するスケールの析出を抑制させることができる。

また、硬度センサＳは、合流部Ｊ２よりも上流側の供給水ラインＬ１を流通する供給水（軟水Ｗ１２）の硬度を検出する。そのため、硬度センサＳはバイパス水ラインＬ６を流通するバイパス水Ｗ６０が合流する前の供給水（軟水Ｗ１２）の硬度をより正確に検出できる。これによれば、硬度センサＳは、より正確に硬度漏れを検出できる。

また、硬度センサＳで検出された検出硬度値Ｈが所定の閾値Ｈ´を上回る場合に、制御部３０は、原水ポンプ２の吐出量を増やすように原水ポンプ２を制御する。詳細には、原水Ｗ１１の流量値をΔＱ増加させるように（即ち供給水Ｗ１４の流量値をΔＱ増加させるように）、原水ポンプ２の吐出量を制御する。硬水軟化装置４の通過抵抗と比べてバイパス水ラインＬ６の通過抵抗は格段に小さいため、増加した原水Ｗ１１のほとんどは、分岐部Ｊ１からバイパス水ラインＬ６へ向けて流通する。

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。

前記実施形態においては、硬度センサＳは、硬水軟化装置４よりも下流側の第２供給水ラインＬ１２を流通する軟水Ｗ１２の硬度を検出硬度として検出する例について説明した。これに限らず、例えば硬度センサＳは、第３供給水ラインＬ１３を流通する供給水Ｗ１３の硬度を検出硬度として検出してもよい。

また、前記実施形態においては、比例制御排水弁１５の弁開度を制御することにより、濃縮排水Ｗ５０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、濃縮排水Ｗ５０の排水流量を段階的に調節するように制御してもよい。これによれば、濃縮排水Ｗ５０の排水流量を調節することができる。

また、前記実施形態においては、バイパスバルブ２１の弁開度は、閉状態（弁開度が０％の状態）と、開状態（全開状態＝弁開度が１００％の状態）との２段階に制御される例について説明した。これに限らず、例えば、複数のバイパスバルブを並列に設けた構成とし、バイパスバルブの開弁数を増減することにより、バイパス水ラインＬ６におけるバイパス水Ｗ６０の流通水量を３段階以上に調節するように制御してもよい。また、バイパスバルブを比例制御弁によって構成し、弁開度を調節することで、バイパス水ラインＬ６におけるバイパス水Ｗ６０の流通水量を無段階に調節するように制御してもよい。

１ 水処理システム
２ 原水ポンプ
４ 硬水軟化装置
５ 加圧ポンプ
６ インバータ
７ ＲＯ膜モジュール（逆浸透膜モジュール）
１４ 定流量弁
１５ 比例制御排水弁
２１ バイパスバルブ（バイパス流量調整手段）
３０ 制御部（バイパス流量制御部）
Ｓ 硬度センサ（硬度検出手段）
ＦＭ 流量センサ
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
Ｌ６ バイパス水ライン
Ｗ１１ 原水（供給水）
Ｗ１２ 軟水（供給水）
Ｗ１３、Ｗ１４ 供給水
Ｗ２０ 透過水
Ｗ３０ 濃縮水
Ｗ４０ 循環水（供給水）
Ｗ５０ 濃縮排水
Ｗ６０ バイパス水（原水、供給水）
Ｊ１ 分岐部
Ｊ２ 合流部
Ｊ３ 接続部
Ｊ４ 接続部

Claims (3)

1. 原水から供給水としての軟水を製造する硬水軟化装置と、
   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、
   途中に前記硬水軟化装置が設けられ、供給水を前記逆浸透膜モジュールに向けて供給する供給水ラインと、
   前記硬水軟化装置よりも上流側の前記供給水ラインから分岐し、前記硬水軟化装置よりも下流側の合流部において前記供給水ラインに合流するバイパス水ラインと、
   前記バイパス水ラインに設けられ、前記バイパス水ラインを流通する供給水としての原水の流量を調整可能なバイパス流量調整手段と、
   前記硬水軟化装置よりも下流側の前記供給水ラインを流通する供給水の硬度を検出硬度として検出する硬度検出手段と、
   前記検出硬度が所定の閾値を上回る場合に、前記バイパス水ラインを流通する供給水としての原水の流量を増加させるように、前記バイパス流量調整手段を制御するバイパス流量制御部と、を備える、水処理システム。
2. 前記バイパス流量制御部は、前記検出硬度が前記閾値を上回る場合に、前記逆浸透膜モジュールへ供給される供給水の流量に対する透過水の流量の比率である回収率を下げるために、前記バイパス水ラインを流通する供給水としての原水の流量を増加させるように、前記バイパス流量調整手段を制御する、請求項１に記載の水処理システム。
3. 前記硬度検出手段は、前記合流部よりも上流側の前記供給水ラインを流通する供給水の硬度を検出する、請求項１又は２に記載の水処理システム。

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