JP2019214007A - 逆浸透膜分離装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の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、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。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。
透過水W3の要求水質を保つためには、要求水質に応じたRO膜モジュール4での脱塩率を確保するため、RO膜モジュール4における膜間差圧、すなわちRO膜モジュール4を挟んで、一次側と二次側との間の膜間差圧が、供給水質を保つための許容下限差圧を上回る必要がある。
そこで、本実施形態においては、RO膜モジュール4の膜間差圧が許容下限差圧を上回るように、ポンプ制御部としての制御部30は、加圧ポンプ2を制御する。
とりわけ、給水W1、供給水W2、透過水W3、又は濃縮水W4の水温の上昇により膜間差圧が低下すると、水質が低下するので、水温変動に応じた許容差圧値を膜間差圧の目標値とする。また、給水W1の水質の悪化により、硬度成分が上昇することで、処理水質が低下する影響を、設定膜間差圧を補正することで小さくできる。
図3は、実施例1における、膜間差圧、透過水水量、加圧ポンプ2の駆動周波数の、各温度範囲における値の違いを示す。
実施例1は、目標となる膜間差圧が、要求水質を確保できる許容下限差圧となる運転の例であり、膜間差圧が許容下限差圧を下回ると、透過水の水質が要求水質を下回るため、ポンプ制御部としての制御部30は、膜間差圧が許容下限差圧を下回らないように、加圧ポンプ2の駆動周波数を制御する。
なお、許容下限差圧は、水温が上昇するに伴ってわずかに右肩上がりの傾きを有する(これは、以下の「実施例2」、「実施例3」、「比較例1」、「実施例4」でも同様である)。また、透過水流量は、段階的ではなく連続的に制御されると共に、水温が高くなる程、それに伴って成り行きで流量が上昇する。
そのため、加圧ポンプ2の駆動周波数が水温に拘わらずほぼ一定となるよう、制御部30は加圧ポンプ2の駆動周波数を制御する。
図4は、実施例2における、膜間差圧、透過水水量、加圧ポンプ2の駆動周波数の、各温度範囲における値の違いを示す。
実施例2は、貯留タンク18の水位が低下した際、高負荷の定格運転をする場合の運転の例である。
定格運転であるため、透過水の目標流量は水温に拘わらず一定となる。また、水温が高くなる程、水の粘性は落ちるため、水温が高いほど加圧ポンプ2の駆動周波数は低くなる。
また、これに伴い膜間差圧も水温が高いほど低くなるが、許容下限差圧を下回ることはない。
図5は、実施例3における、膜間差圧、透過水水量、加圧ポンプ2の駆動周波数の、各温度範囲における値の違いを示す。
実施例3は、加圧ポンプ2の駆動周波数に下限周波数が存在すると共に、水温がT1未満の低温領域では、低負荷運転として、定格運転の60%程度の定流量制御を行い、水温がT2以上の高温領域では、定格運転となる定流量制御を行う運転であって、予め定められた目標設定圧以上の膜間差圧で常に運転するため、段階的に透過水の流量を切り替える運転の例である。なお、この「60%程度」とはあくまで、低負荷の程度の一例であって、これには限定されない。
水温がT1以上T2未満の中温領域では、加圧ポンプ2の駆動周波数は、下限周波数で固定され、透過水流量は水温が高くなる程、それに伴って成り行きで増加する。
水温がT2以上の高温領域では、透過水流量が一定となる定格運転を行うが、水温がT1未満の領域と同様、水温が高くなる程、水の粘性は低くなるため、加圧ポンプ2の駆動周波数は低くなる。ただし、加圧ポンプ2の駆動周波数は、下限周波数を下回ることはない。
また、実施例3の変形例として、所定の温度範囲にある際に、定格運転をするのではなく、RO膜の1次圧が許容下限差圧を少しだけ上回るように逆浸透膜分離装置1を運転させてもよい。この場合、加圧ポンプ2の駆動周波数は、水温の上昇と共に、漸増していく。
図6は、比較例1における、膜間差圧、透過水水量、加圧ポンプ2の駆動周波数の、各温度範囲における値の違いを示す。
比較例1は、とりわけ実施例3に対する比較例であり、水温がT2以上の領域でも、駆動周波数を上げた定格運転に移行せず、駆動周波数は下限周波数を維持する。
その結果、水温がT2以上の領域で、膜間差圧が許容下限差圧を下回ることとなり、要求水質を満たさない透過水が供給されてしまう。
図7は、実施例4における、膜間差圧、透過水水量、加圧ポンプ2の駆動周波数の、各温度範囲における値の違いを示す。
実施例4は、負荷変動が、低、中、高の三段階存在し、ある負荷での運転時に膜間差圧が許容下限差圧となるポイントで、負荷を上げるように負荷を変動する運転の例である。
透過水流量は、低負荷時、中負荷時、高負荷時でそれぞれ一定であり、低負荷時の透過水流量よりも中負荷時の透過水流量が高く、中負荷時の透過水流量よりも高負荷時の透過水流量が高い。すなわち、実施例4においては透過水が定流量となるようフィードバック制御されている。また、加圧ポンプ2の駆動周波数が下限周波数に到達したときに、同時に膜間差圧が許容下限差圧となるよう設定されている。
水温=T1において、加圧ポンプ2の駆動周波数が下限周波数となり、膜間差圧が許容下限差圧となると、負荷が低負荷から中負荷に上昇し、目標となる透過水流量も中程度に上昇する。
水温がT1以上T2未満の中温領域では中負荷運転を実行するが、低温領域と同様、透過水流量は一定である一方で、水温が高くなる程水の粘性は低くなる。従って、省エネルギー運転のために、水温がT1以上T2未満の領域で水温が高くなる程、加圧ポンプ2の駆動周波数は低くなる。また、これに伴い、水温が高くなる程膜間差圧も低くなるが、許容下限差圧を下回ることはない。
水温=T2において、加圧ポンプ2の駆動周波数が下限周波数となり、膜間差圧が許容下限差圧となると、負荷が中負荷から高負荷に上昇し、目標となる透過水流量も高程度に上昇する。
水温がT2以上の高温領域では高負荷運転を実行するが、低温領域、中温領域と同様、透過水流量は一定である一方で、水温が高くなる程水の粘性は低くなる。従って、省エネルギー運転のために、水温がT2以上の領域で水温が高くなる程、加圧ポンプ2の駆動周波数は低くなる。また、これに伴い、水温が高くなる程膜間差圧も低くなるが、許容下限差圧を下回ることはない。
上述した逆浸透膜分離装置1によれば、例えば以下の効果が得られる。
逆浸透膜分離装置1においては、RO膜モジュール4の膜間差圧が、透過水W3の水質が要求水質を保つために必要な膜間差圧である許容下限差圧を上回るように、ポンプ制御部としての制御部30が、加圧ポンプ2を制御する。
膜間差圧が、透過水W3の水質が要求水質を保つために必要な膜間差圧である許容下限差圧を上回ることにより、透過水W3の水質が確保されると共に、加圧ポンプ2が消費する電力を少なくすることが可能となる。
これにより、加圧ポンプ2を制御する上で測定の必要がある膜間差圧を、簡便に測定することが出来る。
膜間差圧と許容下限差圧との差分が、事前に設定された差分下限値以下となった場合のみ加圧ポンプを制御することにより、省エネルギーの観点で好ましい。更に、比較的大きな温度幅で、負荷を低負荷、中負荷、高負荷と段階的に上げていくことで、許容水質以下となることを避けることにより、許容水質を下回らず、好適な水質を保持することが出来るため、処理水水質と省エネルギー性の両立が可能となる。
これにより、より一層の省エネルギーが可能となる。
水温や水質によって許容下限差圧を微調整することにより、より好適な運転が可能となる。
貯留タンク18内の水位を保つことにより、需要水量が確保できる。
定流量フィードバック制御により透過水の流量を制御することにより、負荷変動に応じた透過水の安定供給が可能となる。
水温によって変化する給水の粘度に応じて、より小刻みに負荷変動させることで、より省エネルギーとなる。
駆動周波数を極力下げることにより、より低周波数での運転による省エネルギーが実現される。
逆浸透膜分離装置1においては、給水ポンプ12及び給水ポンプ12に駆動周波数の駆動電力を出力する給水側インバータ13が設置されるが、これらの代わりに、水源から供給される給水W1の圧力を制御する給水圧力調整弁が設置されてもよい。
2 加圧ポンプ
3 加圧側インバータ(インバータ)
4 RO膜モジュール(逆浸透膜モジュール)
5 流量調整ユニット
6 逆止弁
7 排水流量調整弁
12 給水ポンプ
14 水質センサ(水質検出手段)
15 水温センサ(温度検出手段)
16 圧力センサ(圧力測定手段)
17 流量センサ(流量検出手段)
18 貯留タンク
30 制御部
181 水位センサ(水位検出手段)
L1 給水ライン
L2 供給水ライン
L3 透過水ライン
L4 濃縮水ライン
L5 循環水ライン
L6 排水ライン
L7 需要水ライン
L41 第1濃縮水ライン
L42 第2濃縮水ライン
W1 給水
W2 供給水
W3 透過水
W4 濃縮水
W41 循環水
W42 排水
Claims (10)
- 給水が流通する給水ラインと、
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、
前記給水ラインに合流部で接続し、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、
前記供給水ラインに設けられ、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、
前記逆浸透膜モジュールの膜間差圧が、前記透過水の水質が要求水質を保つために必要な膜間差圧である許容下限差圧を上回るように、前記加圧ポンプを制御するポンプ制御部と、を備える逆浸透膜分離装置。 - 前記逆浸透膜モジュールの一次側圧力を測定する圧力測定手段を更に備え、
前記一次側圧力に基づいて前記膜間差圧を算出する、請求項1に記載の逆浸透膜分離装置。 - 前記膜間差圧と前記許容下限差圧との差分が所定の差分下限値以下となったことに基づいて、前記ポンプ制御部は、前記膜間差圧が大きくなるように、前記加圧ポンプを制御する、請求項1又は2に記載の逆浸透膜分離装置。
- 前記膜間差圧が前記許容下限差圧に近づくように、前記ポンプ制御部は前記加圧ポンプを制御する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の逆浸透膜分離装置。
- 給水、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更に備え、
前記許容下限差圧は、前記温度に基づいて設定される、請求項3又は4に記載の逆浸透膜分離装置。 - 給水の水質を検出する水質検出手段を更に備え、
前記許容下限差圧は、前記水質に基づいて設定される、請求項3又は4のいずれか1項に記載の逆浸透膜分離装置。 - 前記透過水を貯留する貯留タンクと、
前記貯留タンクの水位を検出する水位検出手段と、を更に備え、
前記ポンプ制御部は、前記水位に応じて前記加圧ポンプを制御する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の逆浸透膜分離装置。 - 透過水の流量を検出流量値として検出する流量検出手段を更に備え、
前記ポンプ制御部は、前記検出流量値が所定の流量目標値となるように、前記加圧ポンプを制御する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の逆浸透膜分離装置。 - 前記所定の流量目標値は、給水、供給水、透過水又は濃縮水の温度に応じて段階的に定まる、請求項8に記載の逆浸透膜分離装置。
- 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を更に備え、
前記加圧ポンプは、入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、
前記ポンプ制御部は、前記駆動周波数がその下限値に可能な範囲で最も近くなるように、前記駆動周波数を算出し、前記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、請求項1〜9のいずれか1項に記載の逆浸透膜分離装置。
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Cited By (2)
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WO2024185176A1 (ja) * | 2023-03-03 | 2024-09-12 | 栗田工業株式会社 | 純水製造システムの制御方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010131579A (ja) * | 2008-10-27 | 2010-06-17 | Miura Co Ltd | 水質改質システム |
JP2015098029A (ja) * | 2015-03-03 | 2015-05-28 | 三浦工業株式会社 | 水処理システム |
JP2016032810A (ja) * | 2015-10-30 | 2016-03-10 | 三浦工業株式会社 | 水処理システム |
-
2018
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010131579A (ja) * | 2008-10-27 | 2010-06-17 | Miura Co Ltd | 水質改質システム |
JP2015098029A (ja) * | 2015-03-03 | 2015-05-28 | 三浦工業株式会社 | 水処理システム |
JP2016032810A (ja) * | 2015-10-30 | 2016-03-10 | 三浦工業株式会社 | 水処理システム |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024185176A1 (ja) * | 2023-03-03 | 2024-09-12 | 栗田工業株式会社 | 純水製造システムの制御方法 |
JP7559855B2 (ja) | 2023-03-03 | 2024-10-02 | 栗田工業株式会社 | 純水製造システムの制御方法 |
JP7485132B1 (ja) | 2023-03-08 | 2024-05-16 | 栗田工業株式会社 | 純水製造システムの制御方法 |
WO2024185177A1 (ja) * | 2023-03-08 | 2024-09-12 | 栗田工業株式会社 | 純水製造システムの制御方法 |
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