JP2023017487A - 水浄化システムおよび水浄化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】逆浸透膜装置におけるファウリングの発生を抑制するとともに、正浸透膜装置においてファウリングまたは故障が発生した場合でも、水の浄化処理を停止する必要がなく、安定して水の浄化処理を行うことができる水浄化システムを提供する。【解決手段】被処理水から浄化水を得る水浄化システムは、循環水を循環させる環状水路と、環状水路に対して並列に設けられ、被処理水から循環水に水分を透過させる第１の正浸透膜装置および第２の正浸透膜装置と、第１の正浸透膜装置および第２の正浸透膜装置の下流に配置され、循環水を収容する第１の貯水槽と、第１の貯水槽の下流に配置され、循環水から水分を透過させて浄化水を得る逆浸透膜装置と、循環水を逆浸透膜装置に向けて加圧するポンプと、第１の正浸透膜装置および第２の正浸透膜装置のいずれかへ循環水および被処理水を導入する状態を切り替える切り替え機構と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、海水、河川水、湖水、生活排水または工業排水等のように、不純物または汚染物質を含む水から浄化された水を得る水浄化システムおよび水浄化方法に関する。

海水、河川水、湖水、生活排水または工業排水等のように、不純物または汚染物質を含む水（以下、「被処理水」という。）から浄化された水を得る方法として、逆浸透膜を用いる方法がある。逆浸透膜を用いて被処理水の浄化処理を進めると、逆浸透膜の表面に被処理水に含まれる有機物が堆積してファウリングが発生する。

逆浸透膜にファウリングが発生すると被処理水の浄化処理速度が低下するため、浄化処理速度を維持するには被処理水に加える圧力を増加させる必要がある。この場合、浄化処理のエネルギー消費量が増加することとなる。さらに、有機物の堆積量が増加すると、逆浸透膜の洗浄等を行う必要が生じるため、浄化処理を停止することとなる。

このような逆浸透膜のファウリングに伴う浄化処理の効率低下を抑制するため、例えば特許文献１には、図６に示す構成の水浄化システム１０１が開示されている。水浄化システム１０１は、正浸透膜装置１０２と逆浸透膜装置１０３とを有し、正浸透膜装置１０２の二次側１０２ｃと逆浸透膜装置１０３の一次側１０３ｂとが、循環水を循環させる環状水路１０４で接続されている。水浄化システム１０１では、正浸透膜装置１０２の一次側１０２ｂで受け入れた被処理水１０５から正浸透膜１０２ａによって水分を二次側１０２ｃの循環水に透過させる。そして、この循環水をポンプ１０７で加圧して逆浸透膜装置１０３の一次側１０３ｂに導入し、逆浸透膜１０３ａによって水分を二次側１０３ｃに透過させ、浄化水１０６を得る。逆浸透膜装置１０３の一次側１０３ｂから排出された循環水は、環状水路１０４を通じて再び正浸透膜装置１０２の二次側１０２ｃに導入される。環状水路１０４を循環する循環水は、溶質を含み、かつ有機物が排除されている。特許文献１には、以上の構成の水浄化システムにより、逆浸透膜に有機物等のファウリング原因物質が直接触れることがないため、逆浸透膜のファウリングの防止が可能であることが記載されている。

特許第５９４１６２９号公報

しかし、特許文献１に記載の水浄化システムでは、逆浸透膜装置におけるファウリングの発生は抑制できるものの、正浸透膜装置においてファウリングが発生するおそれがある。正浸透膜装置においてファウリングが発生した場合には、正浸透膜を洗浄するために水の浄化処理を停止しなければならず、安定して水の浄化処理を行うことができないという問題がある。また、正浸透膜装置が故障した場合にも、修理するために水の浄化処理を停止しなければならない。正浸透膜装置が故障した場合には、例えば被処理水が環状水路に漏れ、循環水の懸濁物質濃度が上昇することがある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、逆浸透膜装置におけるファウリングの発生を抑制するとともに、正浸透膜装置においてファウリングまたは故障が発生した場合でも、水の浄化処理を停止する必要がなく、安定して水の浄化処理を行うことができる水浄化システム、および水浄化方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、種々検討した結果、上記目的は、以下の発明により達成されることを見出した。

本発明の一局面に係る水浄化システムは、被処理水から浄化水を得る水浄化システムであって、前記被処理水よりも高い溶質濃度を有し、かつ前記被処理水よりも低い有機物濃度を有する循環水を循環させる環状水路と、前記環状水路に対して並列に設けられた第１の正浸透膜装置および第２の正浸透膜装置であって、前記被処理水から前記循環水に水分を透過させる第１の正浸透膜装置および第２の正浸透膜装置と、前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第１の正浸透膜装置および前記第２の正浸透膜装置の下流に配置され、前記循環水を収容する第１の貯水槽と、前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第１の貯水槽の下流に配置され、前記循環水から水分を透過させて前記浄化水を得る逆浸透膜装置と、前記環状水路において前記循環水を前記逆浸透膜装置に向けて加圧するポンプと、前記第１の正浸透膜装置に前記循環水および前記被処理水を導入するとともに前記第２の正浸透膜装置への前記循環水および前記被処理水の導入を停止する第１の状態と、前記第１の正浸透膜装置への前記循環水および前記被処理水の導入を停止するとともに前記第２の正浸透膜装置に前記循環水および前記被処理水を導入する第２の状態と、を切り替える切り替え機構と、を備える。

上記の水浄化システムでは、被処理水よりも有機物濃度の低い循環水が逆浸透膜装置に導入されるため、逆浸透膜装置に被処理水が導入される場合に比べて逆浸透膜装置におけるファウリングの発生を抑制することができる。

また、上記の水浄化システムでは、切り替え機構を用いて、第１の正浸透膜装置および第２の正浸透膜装置への循環水および被処理水の導入状態を、第１の状態と第２の状態との間で切り替えることができる。これにより、第１の状態で作動している水浄化システムにおいて、使用中の第１の正浸透膜装置にファウリングが発生した場合には、切り替え機構によって第１の状態から第２の状態に切り替えることで、第１の正浸透膜装置を停止するとともに、停止中の第２の正浸透膜装置の使用を開始することができる。また、切り替え機構による切り替えが行われるまでの間、第１の貯水槽から循環水を逆浸透膜装置に供給することができる。

したがって、第１の正浸透膜装置においてファウリングが発生した場合でも、水の浄化処理を停止する必要がなく、安定して水の浄化処理を行うことができる。また、ファウリングが発生した第１の正浸透膜装置の洗浄等を、水の浄化処理を停止することなく行うことができる。また、第２の正浸透膜装置でファウリングが発生した場合でも、同様に安定して水の浄化処理を行うことができる。

上記の水浄化システムは、前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第１の正浸透膜装置および前記第２の正浸透膜装置の下流かつ前記逆浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水の電気伝導率および懸濁物質濃度を測定する第１の測定装置と、前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第１の正浸透膜装置および前記第２の正浸透膜装置の下流かつ前記逆浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水に溶質および水の少なくとも一方を供給して前記循環水の溶質濃度の調整および懸濁物質濃度の低減が可能な第１の調整装置と、をさらに備えてもよい。

この態様によれば、使用中の第１の正浸透膜装置にファウリングが発生した場合であっても、第１の測定装置で測定された循環水の電気伝導率または懸濁物質濃度が所定の範囲（例えば後述する電気伝導率および懸濁物質濃度の第１の範囲）を若干外れた程度で第１の正浸透膜装置の洗浄等を行う必要がない場合には、第１の調整装置を用いて循環水の溶質濃度の調整または懸濁物質濃度の低減を行うことによって、適切な電気伝導率および懸濁物質濃度の循環水を逆浸透膜装置に供給することができ、安定して水の浄化処理を行うことができる。

また、第１の調整装置を用いても循環水を適切な電気伝導率および懸濁物質濃度に調整することができず、第１の正浸透膜装置の洗浄等を行う必要が生じた場合（例えば電気伝導率または懸濁物質濃度が後述する第２の範囲を外れた場合）には、切り替え機構によって、使用中の第１の正浸透膜装置を停止するとともに、停止中の第２の正浸透膜装置の使用を開始することができる。

上記の水浄化システムは、前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記逆浸透膜装置の下流に配置され、前記循環水を収容する第２の貯水槽と、前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記逆浸透膜装置の下流かつ前記第２の正浸透膜装置および前記第２の正浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水の電気伝導率を測定する第２の測定装置と、前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記逆浸透膜装置の下流かつ前記第２の正浸透膜装置および前記第２の正浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水に溶質および水の少なくとも一方を供給して前記循環水の溶質濃度の調整が可能な第２の調整装置と、をさらに備えてもよい。

逆浸透膜装置にファウリングが発生する等の理由で、第２の測定装置で測定された循環水の電気伝導率が所定の範囲（例えば後述する第３の範囲）を外れた場合、循環水と被処理水との溶質濃度差が適切な範囲から外れ、第１の正浸透膜装置および第２の正浸透膜装置による被処理水から循環水への水の透過量が減少する可能性がある。

しかし、この態様では、第２の測定装置で測定された循環水の電気伝導率が所定の範囲を外れたとしても、第２の調整装置を用いて、第２の測定装置で測定される電気伝導率が所定の範囲内となるように循環水の溶質濃度を調整することができる。したがって、第１の正浸透膜装置および第２の正浸透膜装置に適切な溶質濃度の循環水を供給することができ、より安定して水の浄化処理を行うことができる。

上記の水浄化システムは、前記第１の調整装置および前記切り替え機構の制御を行う制御装置をさらに備え、前記制御装置は、前記第１の測定装置で測定された電気伝導率または懸濁物質濃度が第１の範囲を外れると、前記第１の調整装置の制御を行い、前記第１の測定装置で測定された電気伝導率または懸濁物質濃度が前記第１の範囲を超えて第２の範囲を外れると、前記循環水および前記被処理水の導入状態が切り替わるように前記切り替え機構の制御を行ってもよい。

この態様では、第１の測定装置で測定された循環水の電気伝導率または懸濁物質濃度が第１の範囲を外れてはいるものの第２の範囲内である場合には、第１の正浸透膜装置のファウリングの程度が低い傾向にあるため、第１の正浸透膜装置の洗浄等を行わなくても第１の調整装置の補助により、循環水の溶質濃度の調整または懸濁物質濃度の低減を行うことができる。

また、第１の測定装置で測定された循環水の電気伝導率または懸濁物質濃度が第２の範囲を外れる場合には、第１の正浸透膜装置のファウリングの程度が高い傾向にあるため、第１の調整装置で補助しても十分に循環水の溶質濃度の調整または懸濁物質濃度の低減を行うことができないおそれがある。そのため、第１の正浸透膜装置の洗浄等を行う必要があることから、切り替え機構によって使用中の第１の正浸透膜装置を停止するとともに停止中の第２の正浸透膜装置の使用を開始する。

したがって、第１の正浸透膜装置を十分に使用することができるとともに、安定して水の浄化処理を行うことができる。

上記の水浄化システムは、前記第１の調整装置、前記切り替え機構および前記第２の調整装置の制御を行う制御装置をさらに備え、前記制御装置は、前記第１の測定装置で測定された電気伝導率または懸濁物質濃度が第１の範囲を外れると、前記第１の調整装置の制御を行い、前記第１の測定装置で測定された電気伝導率または懸濁物質濃度が前記第１の範囲を超えて第２の範囲を外れると、前記循環水および前記被処理水の導入状態が切り替わるように前記切り替え機構の制御を行い、前記第２の測定装置で測定された電気伝導率が第３の範囲から外れると、前記第２の調整装置の制御を行ってもよい。

この態様では、上述のように第１の測定装置で測定された循環水の電気伝導率または懸濁物質濃度に基づいて、第１の調整装置および切り替え機構の制御を行うことができるだけでなく、第２の測定装置で測定された循環水の電気伝導率または懸濁物質濃度に基づいて、第２の調整装置の制御を行うことができる。第２の測定装置で測定された循環水の電気伝導率が第３の範囲を外れた場合、第２の調整装置を用いて、電気伝導率が第３の範囲内となるように循環水の溶質濃度を調整することができる。

そのため、第１の正浸透膜装置および第２の正浸透膜装置に適切な溶質濃度の循環水を供給することができ、より安定して水の浄化処理を行うことができる。

本発明の他の一局面に係る水浄化方法は、水浄化システムを使用して被処理水から浄化水を得る水浄化方法であって、前記水浄化システムは、前記被処理水よりも高い溶質濃度を有し、かつ前記被処理水よりも低い有機物濃度を有する循環水を循環させる環状水路と、前記環状水路に対して並列に設けられた第１の正浸透膜装置および第２の正浸透膜装置であって、前記被処理水から前記循環水に水分を透過させる第１の正浸透膜装置および第２の正浸透膜装置と、前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第１の正浸透膜装置および前記第２の正浸透膜装置の下流に配置され、前記循環水を収容する第１の貯水槽と、前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第１の貯水槽の下流に配置され、前記循環水から水分を透過させて前記浄化水を得る逆浸透膜装置と、前記環状水路において前記循環水を前記逆浸透膜装置に向けて加圧するポンプと、前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第１の正浸透膜装置および前記第２の正浸透膜装置の下流かつ前記逆浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水の電気伝導率および懸濁物質濃度を測定する第１の測定装置と、前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第１の正浸透膜装置および前記第２の正浸透膜装置の下流かつ前記逆浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水に溶質および水の少なくとも一方を供給して前記循環水の溶質濃度の調整および懸濁物質濃度の低減が可能な第１の調整装置と、を備え、前記第１の正浸透膜装置に前記循環水および前記被処理水を導入するとともに前記第２の正浸透膜装置への前記循環水および前記被処理水の導入を停止した状態で、前記第１の測定装置で前記循環水の電気伝導率および懸濁物質濃度を測定し、前記第１の測定装置で測定された電気伝導率または懸濁物質濃度が第１の範囲を外れると、前記循環水の電気伝導率および懸濁物質濃度が前記第１の範囲内となるように前記第１の調整装置を作動し、前記第１の測定装置で測定された電気伝導率または懸濁物質濃度が前記第１の範囲を超えて第２の範囲を外れると、前記第１の正浸透膜装置への前記循環水および前記被処理水の導入を停止するとともに前記第２の正浸透膜装置に前記循環水および前記被処理水を導入する状態とする方法である。

上記の水浄化方法では、第１の測定装置で測定された循環水の電気伝導率または懸濁物質濃度が第１の範囲を外れてはいるものの第２の範囲内である場合には、第１の正浸透膜装置のファウリングの程度が低い傾向にあるため、第１の正浸透膜装置の洗浄等を行わなくても第１の調整装置の補助により、循環水の溶質濃度の調整または懸濁物質濃度の低減を行うことができる。

また、第１の測定装置で測定された循環水の電気伝導率または懸濁物質濃度が第２の範囲を外れる場合には、第１の正浸透膜装置のファウリングの程度が高い傾向にあるため、第１の調整装置で補助しても十分に循環水の溶質濃度の調整または懸濁物質濃度の低減を行うことができないおそれがある。そのため、第１の正浸透膜装置の洗浄等を行う必要があることから、使用中の第１の正浸透膜装置を停止するとともに停止中の第２の正浸透膜装置の使用を開始する。

そのため、第１の正浸透膜装置を十分に使用することができるとともに、安定して水の浄化処理を行うことができる。

上記の水浄化方法において、前記水浄化システムは、さらに、前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記逆浸透膜装置の下流に配置され、前記循環水を収容する第２の貯水槽と、前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記逆浸透膜装置の下流かつ前記第２の正浸透膜装置および前記第２の正浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水の電気伝導率を測定する第２の測定装置と、前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記逆浸透膜装置の下流かつ前記第２の正浸透膜装置および前記第２の正浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水に溶質および水の少なくとも一方を供給して前記循環水の溶質濃度の調整が可能な第２の調整装置と、を備え、前記第２の測定装置で前記循環水の電気伝導率を測定し、前記第２の測定装置で測定された電気伝導率が第３の範囲を外れると、前記循環水の電気伝導率が前記第３の範囲となるように前記第２の調整装置を作動させてもよい。

この態様では、逆浸透膜装置にファウリングが発生する等の理由で、第２の測定装置で測定された循環水の電気伝導率が第３の範囲を外れた場合、第２の調整装置を用いて、電気伝導率が第３の範囲内となるように循環水の溶質濃度を調整することができる。これにより、第１の正浸透膜装置および第２の正浸透膜装置に適切な溶質濃度の循環水を供給することができ、より安定して水の浄化処理を行うことができる。

本発明によれば、逆浸透膜装置におけるファウリングの発生を抑制するとともに、正浸透膜装置においてファウリングが発生した場合でも、水の浄化処理を停止する必要がなく、安定して水の浄化処理を行うことができる水浄化システム、および水浄化方法を提供することができる。

図１は、本実施形態に係る水浄化システムの全体構成を示す模式図である。 図２は、本実施形態に係る水浄化方法のフローチャートである。 図３は、本実施形態に係る水浄化システムの変型例を示す部分模式図である。 図４は、その他の実施形態に係る水浄化システムを示す部分模式図である。 図５は、その他の実施形態に係る水浄化システムを示す部分模式図である。 図６は、従来の水浄化システムの全体構成を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

〈水浄化システム〉
図１は、本発明の実施形態に係る水浄化システム１の全体構成を示す模式図である。水浄化システム１は、循環水Ｗ２を介して被処理水Ｗ１から浄化水Ｗ３を得るシステムである。

被処理水Ｗ１は、海水、河川水、湖水、生活排水または工業排水等のように、不純物または汚染物質を含む水である。循環水Ｗ２は、被処理水Ｗ１よりも高い溶質濃度を有し、かつ被処理水Ｗ１よりも低い有機物濃度を有する。より具体的には、循環水Ｗ２は、例えば有機物が除去された清浄な水に、溶質として塩化ナトリウム、炭酸アンモニウムまたは炭酸カルシウム等の塩類を溶解させた水溶液であり、被処理水Ｗ１よりも高い浸透圧を有する。

図１に示すように、水浄化システム１は、被処理水Ｗ１を流通させる原水路２と、循環水Ｗ２を循環させる環状水路１２と、浄化水Ｗ３を流通させる浄水路３と、を備える。以下では、環状水路１２において循環水Ｗ２の流れる方向（図１の環状水路１２に付した矢印方向）を「循環方向」ともいう。

水浄化システム１は、環状水路１２に並列に設けられた第１の正浸透膜装置１３ａおよび第２の正浸透膜装置１３ｂを備える。また、水浄化システム１は、環状水路１２において循環方向における第１の正浸透膜装置１３ａおよび第２の正浸透膜装置１３ｂの下流に、循環方向上流から下流に向かって順に配置された、第１の貯水槽１４と、ポンプ１５と、逆浸透膜装置１６と、第２の貯水槽１７と、を備える。

水浄化システム１は、さらに、原水路２に設けられた前処理装置１１と、第１の貯水槽１４に設けられた第１の測定装置２１と、第２の貯水槽１７に設けられた第２の測定装置２２と、第１の貯水槽１４に接続された第１の調整装置２３と、第２の貯水槽１７に接続された第２の調整装置２４と、原水路２および環状水路１２に設けられた切り替え機構１８と、第１の調整装置２３、切り替え機構１８および第２の調整装置２４の制御を行う制御装置２０と、を備える。

（第１の正浸透膜装置および第２の正浸透膜装置）
第１の正浸透膜装置１３ａは、ハウジング１３ａ１と、ハウジング１３ａ１内に配置された正浸透膜１３ａ２と、を備え、正浸透膜１３ａ２によってハウジング１３ａ１内部の空間が一次側１３ａ３と二次側１３ａ４とに区画されている。第２の正浸透膜装置１３ｂも同様に、ハウジング１３ｂ１と、ハウジング１３ｂ１内に設けられた正浸透膜１３ｂ２を備え、正浸透膜１３ｂ２によってハウジング１３ｂ１内部の空間が一次側１３ｂ３と二次側１３ｂ４に区画されている。正浸透膜１３ａ２、１３ｂ２は、例えば、平膜または中空糸膜を用いることができ、中空糸膜が好ましい。

第１の正浸透膜装置１３ａの一次側１３ａ３と第２の正浸透膜装置１３ｂの一次側１３ｂ３は、原水路２に並列に接続されている。また、第１の正浸透膜装置１３ａの二次側１３ａ４と第２の正浸透膜装置１３ｂの二次側１３ｂ４は、環状水路１２に並列に接続されている。

第１の正浸透膜装置１３ａでは、一次側１３ａ３に前処理装置１１でろ過された被処理水Ｗ１が供給され、二次側１３ａ４に循環水Ｗ２が供給される。正浸透膜１３ａ２を介して被処理水Ｗ１と循環水Ｗ２とが接すると、被処理水Ｗ１と循環水Ｗ２の浸透圧差により、被処理水Ｗ１に含まれる水分の一部が循環水Ｗ２に透過する。このとき、被処理水Ｗ１に含まれる水以外の懸濁物質、塩等の不純物の循環水Ｗ２への透過は抑制される。第２の正浸透膜装置１３ｂについても、第１の正浸透膜装置１３ａと同様である。

（第１の貯水槽）
第１の貯水槽１４は、第１の正浸透膜装置１３ａおよび第２の正浸透膜装置１３ｂから供給される循環水Ｗ２を貯留可能であり、環状水路１２においていわゆるバッファとして作用する。すなわち、第１の正浸透膜装置１３ａおよび第２の正浸透膜装置１３ｂから供給される循環水Ｗ２が不足した場合には、貯留していた循環水Ｗ２を第１の貯水槽１４から環状水路１２を通じて逆浸透膜装置１６に供給することができる。また、第１の貯水槽１４は、第１の正浸透膜装置１３ａおよび第２の正浸透膜装置１３ｂから供給される循環水Ｗ２を受け入れつつ、逆浸透膜装置１６への循環水Ｗ２の供給を制限することもできる。

（逆浸透膜装置）
逆浸透膜装置１６は、循環水Ｗ２から水分を透過させて浄化水Ｗ３を得る。逆浸透膜装置１６は、ハウジング１６ａと、ハウジング１６ａ内に配置された逆浸透膜１６ｂと、を備え、逆浸透膜１６ｂによってハウジング１６ａ内部の空間が一次側１６ｃと二次側１６ｄとに区画されている。逆浸透膜１６ｂは、例えば、平膜または中空糸膜を用いることができ、中空糸膜が好ましい。

逆浸透膜装置１６では、一次側１６ｃにポンプ１５で加圧された循環水Ｗ２が供給される。ポンプ１５によって加えられた圧力により、循環水Ｗ２の水分の一部が一次側１６ｃから二次側１６ｄに透過し、浄化水Ｗ３が得られる。

（第２の貯水槽）
第２の貯水槽１７は、逆浸透膜装置１６から供給される循環水Ｗ２を貯留可能であり、第１の貯水槽１４と同様に環状水路１２においてバッファとして作用する。すなわち、逆浸透膜装置１６から供給される循環水Ｗ２が不足した場合には、貯留していた循環水Ｗ２を第２の貯水槽１７から環状水路１２を通じて第１の正浸透膜装置１３ａおよび第２の正浸透膜装置１３ｂに供給することができる。また、第２の貯水槽１７は、逆浸透膜装置１６から供給される循環水Ｗ２を受け入れつつ循環水Ｗ２の排出量を低減することで、第１の正浸透膜装置１３ａおよび第２の正浸透膜装置１３ｂへの循環水Ｗ２の供給を制限することもできる。

（切り替え機構）
切り替え機構１８は、第１の正浸透膜装置１３ａおよび第２の正浸透膜装置１３ｂへの循環水Ｗ２および被処理水Ｗ１の導入状態を、以下に説明する第１の状態と第２の状態との間で切り替える。

切り替え機構１８は、第１の切り替え機構１８ａと第２の切り替え機構１８ｂとを有する。第１の切り替え機構１８ａは、第１の正浸透膜装置１３ａの一次側１３ａ３および第２の正浸透膜装置１３ｂの一次側１３ｂ３の入り口側に位置するように原水路２に設けられている。第１の切り替え機構１８ａは、前処理装置１１から供給される被処理水Ｗ１を、第１の正浸透膜装置１３ａの一次側１３ａ３および第２の正浸透膜装置１３ｂの一次側１３ｂ３のいずれに導入するかを切り替える。

第２の切り替え機構１８ｂは、第１の正浸透膜装置１３ａの二次側１３ａ４および第２の正浸透膜装置１３ｂの二次側１３ｂ４の入り口側に位置するように環状水路１２に設けられ、第２の貯水槽１７から供給される循環水Ｗ２を、第１の正浸透膜装置１３ａの二次側１３ａ４および第２の正浸透膜装置１３ｂの二次側１３ｂ４のいずれに導入するかを切り替える。

第１の切り替え機構１８ａおよび第２の切り替え機構１８ｂは、例えば図１に示すように三方弁を有するものとすることができる。

本実施形態では、第１の正浸透膜装置１３ａに循環水Ｗ２および被処理水Ｗ１を導入するとともに第２の正浸透膜装置１３ｂへの循環水Ｗ２および被処理水Ｗ１の導入を停止する状態を第１の状態とする。また、第１の正浸透膜装置１３ａへの循環水Ｗ２および被処理水Ｗ１の導入を停止するとともに第２の正浸透膜装置１３ｂに循環水Ｗ２および被処理水Ｗ１を導入する状態を第２の状態とする。

（前処理装置）
前処理装置１１は、原水路２に設けられ、第１の正浸透膜装置１３ａおよび第２の正浸透膜装置１３ｂに供給される被処理水Ｗ１をろ過する。前処理装置１１は、精密ろ過膜または限外ろ過膜を備え、被処理水Ｗ１に含まれる懸濁物質および汚染物質を低減する。

（第１の測定装置、第２の測定装置）
第１の測定装置２１は、イオン濃度測定器と懸濁物質濃度測定器とを備え、循環水Ｗ２のイオン濃度および懸濁物質濃度を測定し、測定値を示す信号を制御装置２０に送信する。第２の測定装置２２は、イオン濃度測定器を備え、循環水Ｗ２のイオン濃度を測定し、測定値を示す信号を制御装置２０に送信する。

（第１の調整装置）
第１の調整装置２３は、有機物が除去された清浄な水と、循環水Ｗ２に含まれる溶質（塩類）と、をそれぞれ第１の貯水槽１４に収容される循環水Ｗ２に供給可能である。第１の調整装置２３は、水を供給することにより、第１の貯水槽１４に収容された循環水Ｗ２の溶質濃度および懸濁物質濃度の低減を行うことができ、また、溶質を供給することにより循環水Ｗ２の溶質濃度を増加させることができる。このように、第１の調整装置２３は、第１の貯水槽１４に収容された循環水Ｗ２の溶質濃度の調整および懸濁物質濃度の低減が可能である。

（第２の調整装置）
第２の調整装置２４は、有機物が除去された清浄な水と、循環水Ｗ２に含まれる溶質（塩類）と、をそれぞれ第２の貯水槽１７に収容される循環水Ｗ２に供給可能である。第２の調整装置２４は、水を供給することにより、第２の貯水槽１７に収容された循環水Ｗ２の溶質濃度の低減を行うことができ、また、溶質を供給することにより循環水Ｗ２の溶質濃度を増加させることができる。このように、第２の調整装置２４は、第２の貯水槽１７に収容された循環水Ｗ２の溶質濃度の調整が可能である。

（制御装置）
制御装置２０は、第１の測定装置２１および第２の測定装置２２から送信された測定結果を受信し、これらの測定結果に基づいて、第１の調整装置２３、切り替え機構１８および第２の調整装置２４の制御を行う。

〈水浄化方法〉
本実施形態に係る水浄化システム１による水浄化方法について説明する。

図２は、本実施形態に係る水浄化方法のフローチャートである。本実施形態に係る水浄化方法について図２を参照して説明する。

まず、本実施形態に係る水浄化方法において用いられる、電気伝導率および懸濁物質濃度の第１の範囲および第２の範囲と、電気伝導率の第３の範囲と、について説明する。

電気伝導率の第１の範囲（ａ１～ｂ１）および第２の範囲（ａ２～ｂ２）は、循環水Ｗ２の浸透圧が逆浸透膜装置１６において循環水Ｗ２から浄化水Ｗ３を得るのに好ましい浸透圧となる範囲である。電気伝導率は、第２の範囲内にあるよりも第１の範囲内にある方が逆浸透膜装置１６において循環水Ｗ２から浄化水Ｗ３を得るのにより好ましい。電気伝導率の第１の範囲は第２の範囲に内包される。すなわち、第１の範囲の下限ａ１は第２の範囲の下限ａ２よりも大きく、第１の範囲の上限ｂ１は第２の範囲の上限ｂ２よりも小さい。

懸濁物質濃度の第１の範囲（ｃ１以下）および第２の範囲（ｃ２以下）は、逆浸透膜装置１６におけるファウリングの発生の抑制に好ましい範囲である。懸濁物質濃度は、第２の範囲内にあるよりも第１の範囲内にある方が逆浸透膜装置１６におけるファウリングの発生の抑制により好ましい。懸濁物質濃度については少ないほど好ましいため第１の範囲および第２の範囲に下限はない。懸濁物質濃度の第１の範囲は第２の範囲に内包される。すなわち、第１の範囲の上限ｃ１は第２の範囲の上限ｃ２よりも小さい。

電気伝導率の第３の範囲（ｄ～ｅ）は、循環水Ｗ２の浸透圧が、第１の正浸透膜装置１３ａおよび第２の正浸透膜装置１３ｂにおいて被処理水Ｗ１との間で正浸透に好ましい浸透圧差となる範囲である。

本実施形態に係る水浄化方法では、水浄化システム１の動作開始時（ステップＳ１）において、切り替え機構１８による被処理水Ｗ１および循環水Ｗ２の導入状態を、第１の状態とする。すなわち、被処理水Ｗ１および循環水Ｗ２が第１の正浸透膜装置１３ａに流入する状態とする。この状態で、被処理水Ｗ１の原水路２への導入およびポンプ１５による環状水路１２における循環水Ｗ２の循環流動を開始する。

次に、第１の測定装置２１で第１の貯水槽１４に収容された循環水Ｗ２の電気伝導率および懸濁物質濃度を測定し、かつ第２の測定装置２２で第２の貯水槽１７に収容された循環水Ｗ２の電気伝導率を測定する（ステップＳ２）。制御装置２０は、これらの測定結果を受信する。以下では、第１の測定装置２１で測定された循環水Ｗ２の電気伝導率を「ｘ」、懸濁物質濃度を「ｙ」、第２の測定装置２２で測定された循環水Ｗ２の電気伝導率を「ｚ」ともいう。

まず、第１の測定装置２１で測定された電気伝導率（ｘ）および懸濁物質濃度（ｙ）が第１の範囲内にあるかどうか、すなわちａ１≦ｘ≦ｂ１かつｙ≦ｃ１を満たすかどうかを判定する（ステップＳ３）。

第１の測定装置２１で測定された電気伝導率および懸濁物質濃度の少なくとも一方が第１の範囲を外れている場合（ステップＳ３においてＮＯ）、さらに、当該電気伝導率および懸濁物質濃度が第２の範囲内にあるかどうかを判定する（ステップＳ４）。

電気伝導率および懸濁物質濃度が第２の範囲内にある場合（ステップＳ４においてＹＥＳ）、切り替え機構１８を切り替える必要はないものの、電気伝導率および懸濁物質濃度はすでに第１の範囲を超えているため、循環水Ｗ２には溶質および水の少なくとも一方を供給する必要がある。そこで、本実施形態では、まず溶質を供給する必要があるかどうかを判定するため、電気伝導率が第１の範囲の下限ａ１よりも小さいかどうかを判定する（ステップＳ６）。

電気伝導率が第１の範囲の下限ａ１よりも小さくない場合（ステップＳ６においてＮＯ）、電気伝導率が下限ａ１以上であり循環水Ｗ２に溶質を供給する必要はなく、水のみを供給する必要がある。そのため、制御装置２０は第１の調整装置２３を制御して、測定値に応じた量の水を循環水Ｗ２に供給する（ステップＳ７）。その後、第１の測定装置２１および第２の測定装置２２による循環水Ｗ２の電気伝導率および懸濁物質濃度の測定を継続する（ステップＳ２）。

電気伝導率が第１の範囲の下限ａ１よりも小さい場合（ステップＳ６においてＹＥＳ）、循環水Ｗ２に溶質を供給する必要があるが、水を供給する必要があるかどうかは不明である。そこで、次に循環水Ｗ２に水を供給する必要があるかどうかを判定するため、懸濁物質濃度が第１の範囲の上限ｃ１よりも大きいかどうかを判定する（ステップＳ８）。

懸濁物質濃度が第１の範囲の上限ｃ１よりも大きくない場合（ステップＳ８においてＮＯ）、循環水Ｗ２に水を供給する必要はなく、溶質のみを供給する必要がある。そのため、制御装置２０は第１の調整装置２３を制御して、測定値に応じた量の溶質を循環水Ｗ２に供給する（ステップＳ９）。その後、第１の測定装置２１および第２の測定装置２２による循環水Ｗ２の電気伝導率および懸濁物質濃度の測定を継続する（ステップＳ２）。

懸濁物質濃度が第１の範囲の上限ｃ１よりも大きい場合（ステップＳ８においてＹＥＳ）、循環水Ｗ２に溶質および水の両方を供給する必要がある。そのため、制御装置２０は第１の調整装置２３を制御して、測定値に応じた量の溶質および水を循環水Ｗ２に供給する（ステップＳ１０）。その後、第１の測定装置２１および第２の測定装置２２による循環水Ｗ２の電気伝導率および懸濁物質濃度の測定を継続する（ステップＳ２）。

電気伝導率および懸濁物質濃度の少なくとも一方が第１の範囲を超えてさらに第２の範囲を外れている場合（ステップＳ４においてＮＯ）、制御装置２０は、循環水Ｗ２および被処理水Ｗ１の導入状態が切り替わるように切り替え機構１８の制御を行う（ステップＳ５）。すなわち、第１の正浸透膜装置１３ａおよび第２の正浸透膜装置１３ｂへの循環水Ｗ２および被処理水Ｗ１の導入状態を第１の状態から第２の状態に切り替える。これにより、第１の正浸透膜装置１３ａの使用を停止し、第２の正浸透膜装置１３ｂの使用を開始することができ、第１の正浸透膜装置１３ａの修理等を行うことができる。その後、第１の測定装置２１および第２の測定装置２２による循環水Ｗ２の電気伝導率および懸濁物質濃度の測定を継続する（ステップＳ２）。

第１の測定装置２１で測定された電気伝導率および懸濁物質濃度が第１の範囲内にある場合（ステップＳ３においてＹＥＳ）、制御装置２０は第１の調整装置２３および切り替え機構１８のいずれも制御する必要がない。この場合、第２の測定装置２２で測定された電気伝導率（ｚ）が第３の範囲内にあるかどうか、すなわちｄ≦ｚ≦ｅを満たすかどうかを判定する（ステップＳ１１）。

第２の測定装置２２で測定された電気伝導率が第３の範囲を外れている場合（ステップＳ１１においてＮＯ）、さらに、当該電気伝導率が第３の範囲の下限ｄよりも小さいかどうかを判定する（ステップＳ１２）。

電気伝導率が第３の範囲の下限ｄよりも小さくない場合（ステップＳ１２においてＮＯ）、電気伝導率はすでに第３の範囲を外れているため、第３の範囲の上限ｅよりも大きいことがわかる。そのため、制御装置２０は第２の調整装置２４を制御して、測定値に応じた量の水を循環水Ｗ２に供給する（ステップＳ１３）。その後、第１の測定装置２１および第２の測定装置２２による循環水Ｗ２の電気伝導率および懸濁物質濃度の測定を継続する（ステップＳ２）。

電気伝導率が第３の範囲の下限ｄよりも小さい場合（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、制御装置２０は第２の調整装置２４を制御して、測定値に応じた量の溶質を循環水Ｗ２に供給する（ステップＳ１４）。その後、第１の測定装置２１および第２の測定装置２２による循環水Ｗ２の電気伝導率および懸濁物質濃度の測定を継続する（ステップＳ２）。

第２の測定装置２２で測定された電気伝導率が第３の範囲内にある場合において（ステップＳ１１においてＹＥＳ）、水浄化システム１の動作を継続するとき（ステップＳ１５においてＹＥＳ）、第１の測定装置２１および第２の測定装置２２による循環水Ｗ２の電気伝導率および懸濁物質濃度の測定を継続する（ステップＳ２）。水浄化システム１の動作を継続しないとき（ステップＳ１５においてＮＯ）、水浄化システム１の動作を停止する（ステップＳ１６）。

（作用、効果）
本実施形態に係る水浄化システムおよび水浄化方法の作用、効果について説明する。

本実施形態に係る水浄化システム１では、被処理水Ｗ１よりも有機物濃度の低い循環水Ｗ２が逆浸透膜装置１６に導入されるため、逆浸透膜装置１６に被処理水Ｗ１が導入される場合に比べて逆浸透膜装置１６におけるファウリングの発生を抑制することができる。

また、水浄化システム１では、切り替え機構１８を用いて、第１の正浸透膜装置１３ａおよび第２の正浸透膜装置１３ｂへの循環水Ｗ２および被処理水Ｗ１の導入状態を、第１の状態と第２の状態との間で切り替えることができる。これにより、第１の状態で作動している水浄化システム１において、使用中の第１の正浸透膜装置１３ａにファウリングが発生した場合には、切り替え機構１８によって第１の状態から第２の状態に切り替えることで、第１の正浸透膜装置１３ａを停止するとともに、停止中の第２の正浸透膜装置１３ｂの使用を開始することができる。また、切り替え機構１８による切り替えが行われるまでの間、第１の貯水槽１４から循環水Ｗ２を逆浸透膜装置１６に供給することができる。

したがって、第１の正浸透膜装置１３ａにおいてファウリングが発生した場合でも、水の浄化処理を停止する必要がなく、安定して水の浄化処理を行うことができる。また、ファウリングが発生した第１の正浸透膜装置１３ａの洗浄等を、水の浄化処理を停止することなく行うことができる。第２の正浸透膜装置１３ｂでファウリングが発生した場合でも、切り替え機構１８によって第２の状態から第１の状態に切り替えることで、同様に安定して水の浄化処理を行うことができる。

また、使用中の第１の正浸透膜装置１３ａにファウリングが発生した場合であっても、第１の測定装置２１で測定された循環水Ｗ２の電気伝導率または懸濁物質濃度が第１の範囲を若干外れた程度で、第２の範囲内であり、第１の正浸透膜装置１３ａの洗浄等を行う必要がない場合には、第１の調整装置２３を用いて循環水Ｗ２の溶質濃度の調整または懸濁物質濃度の低減を行うことによって、適切な電気伝導率および懸濁物質濃度の循環水Ｗ２を逆浸透膜装置に供給することができる。これにより、安定して水の浄化処理を行うことができる。

また、第１の調整装置２３を用いても循環水Ｗ２の電気伝導率および懸濁物質濃度を第１の範囲内に調整することができず、例えば、第１の測定装置２１で測定された循環水Ｗ２の電気伝導率または懸濁物質濃度が第２の範囲を外れ、第１の正浸透膜装置１３ａの洗浄等を行う必要が生じた場合には、切り替え機構１８によって、使用中の第１の正浸透膜装置１３ａを停止するとともに、停止中の第２の正浸透膜装置１３ｂの使用を開始することができる。

さらに、逆浸透膜装置１６にファウリングが発生する等の理由で、第２の測定装置２２で測定された循環水Ｗ２の電気伝導率が第３の範囲を外れた場合、循環水Ｗ２と被処理水Ｗ１との溶質濃度差が適切な範囲から外れ、第１の正浸透膜装置１３ａおよび第２の正浸透膜装置１３ｂによる被処理水Ｗ１から循環水Ｗ２への水の透過量が減少する可能性がある。

しかし、水浄化システム１では、第２の測定装置２２で測定された循環水Ｗ２の電気伝導率が第３の範囲を外れたとしても、第２の調整装置２４を用いて、第２の測定装置２２で測定される電気伝導率が所定の範囲内となるように循環水Ｗ２の溶質濃度を調整することができる。したがって、第１の正浸透膜装置１３ａおよび第２の正浸透膜装置１３ｂに適切な溶質濃度の循環水Ｗ２を供給することができ、より安定して水の浄化処理を行うことができる。

水浄化システム１では、第１の測定装置２１で測定された循環水Ｗ２の電気伝導率または懸濁物質濃度が第１の範囲を外れてはいるものの第２の範囲内である場合には、第１の正浸透膜装置１３ａのファウリングの程度が低い傾向にあるため、第１の正浸透膜装置１３ａの洗浄等を行わなくても第１の調整装置２３の補助により、循環水の溶質濃度の調整または懸濁物質濃度の低減を行うことができる。

また、第１の測定装置２１で測定された循環水Ｗ２の電気伝導率または懸濁物質濃度が第２の範囲を外れる場合には、第１の正浸透膜装置１３ａのファウリングの程度が高い傾向にあるため、第１の調整装置２３で補助しても十分に循環水Ｗ２の溶質濃度の調整または懸濁物質濃度の低減を行うことができない。そのため、第１の正浸透膜装置１３ａの洗浄等を行う必要があることから、切り替え機構１８によって使用中の第１の正浸透膜装置１３ａを停止するとともに停止中の第２の正浸透膜装置１３ｂの使用を開始する。

したがって、第１の正浸透膜装置１３ａを十分に使用することができるとともに、安定して水の浄化処理を行うことができる。第２の正浸透膜装置１３ｂについても同様である。

切り替え機構１８によって、第２の状態に切り替えた後は、そのままの状態で使用を継続してもよく、第１の正浸透膜装置１３ａの洗浄等を行った後、第１の状態に切り替えて使用してもよい。切り替え機構１８の操作は、制御装置２０によっても行うことができ、手動でも行うことができる。

また、水浄化システム１では、第１の測定装置２１で測定された循環水Ｗ２の電気伝導率または懸濁物質濃度に基づいて、第１の調整装置２３および切り替え機構１８の制御を行うことができるだけでなく、第２の測定装置２２で測定された循環水Ｗ２の電気伝導率または懸濁物質濃度に基づいて、第２の調整装置２４の制御を行うことができる。第２の測定装置２２で測定された循環水Ｗ２の電気伝導率が第３の範囲を外れた場合、第２の調整装置を用いて、電気伝導率が第３の範囲内となるように循環水Ｗ２の溶質濃度を調整することができる。

そのため、第１の正浸透膜装置１３ａおよび第２の正浸透膜装置１３ｂに適切な溶質濃度の循環水Ｗ２を供給することができ、より安定して水の浄化処理を行うことができる。

本実施形態に係る水浄化方法では、第１の測定装置２１で測定された循環水Ｗ２の電気伝導率または懸濁物質濃度が第１の範囲を外れてはいるものの第２の範囲内である場合には、第１の正浸透膜装置１３ａのファウリングの程度が低い傾向にあるため、第１の正浸透膜装置１３ａの洗浄等を行わなくても第１の調整装置２３の補助により、循環水Ｗ２の溶質濃度の調整または懸濁物質濃度の低減を行うことができる。

また、第１の測定装置２１で測定された循環水Ｗ２の電気伝導率または懸濁物質濃度が第２の範囲を外れる場合には、第１の正浸透膜装置１３ａのファウリングの程度が高い傾向にあるため、第１の調整装置２３で補助しても十分に循環水Ｗ２の溶質濃度の調整または懸濁物質濃度の低減を行うことができないおそれがある。そのため、第１の正浸透膜装置１３ａの洗浄等を行う必要があることから、使用中の第１の正浸透膜装置１３ａを停止するとともに停止中の第２の正浸透膜装置１３ｂの使用を開始する。

そのため、第１の正浸透膜装置１３ａを十分に使用することができるとともに、安定して水の浄化処理を行うことができる。第２の正浸透膜装置１３ｂについても同様である。

本実施形態に係る水浄化方法では、逆浸透膜装置１６にファウリングが発生する等の理由で、第２の測定装置２２で測定された循環水Ｗ２の電気伝導率が第３の範囲を外れた場合、第２の調整装置２４を用いて、電気伝導率が第３の範囲内となるように第２の貯水槽１７に収容された循環水Ｗ２の溶質濃度を調整することができる。これにより、第１の正浸透膜装置１３ａおよび第２の正浸透膜装置１３ｂに適切な溶質濃度の循環水を供給することができ、より安定して水の浄化処理を行うことができる。

〈変型例〉
第１の調整装置２３および第２の調整装置２４を用いて循環水Ｗ２の溶質濃度を増加させる場合、上述の実施形態では循環水Ｗ２に溶質を供給することとしたが（図２のステップＳ７、ステップＳ１１）、水および溶質の両方を供給してもよい。この場合、循環水Ｗ２の溶質濃度に応じた割合で水および溶質を配合する。また、循環水Ｗ２よりも溶質濃度の高い水溶液（以下「高濃度溶液」ともいう。）をあらかじめ用意し、この高濃度溶液を供給してもよい。

上述の実施形態の水浄化方法では、第１の正浸透膜装置１３ａおよび第２の正浸透膜装置１３ｂへの循環水Ｗ２および被処理水Ｗ１の導入状態を、切り替え機構１８によって第１の状態から第２の状態に切り替えた後は（図２のステップＳ２）、第２の状態のままで水浄化システム１の使用を継続することとしたが、例えば第１の正浸透膜装置１３ａの洗浄等を行った後、すぐに第１の状態に切り替えてもよい。

図３は、切り替え機構１８の変形例である。上述の実施形態では、第１の切り替え機構１８ａは三方弁を使用した場合について説明したが、三方弁以外の弁を使用してもよい。例えば、図３に示すように、原水路２の第１の正浸透膜装置１３ａの一次側１３ａ３の入口側に設けられた弁１８ａ１と第２の正浸透膜装置１３ｂの一次側１３ｂ３の入り口側に設けられた弁１８ａ２とを使用してもよい。また、第２の切り替え機構１８ｂについても同様に、原水路２の第１の正浸透膜装置１３ａの二次側１３ａ４の入口側に設けられた弁１８ａ１と第２の正浸透膜装置１３ｂの二次側１３ｂ４の入り口側に設けられた弁１８ｂ２とを使用してもよい。

図４は、第１の測定装置２１および第２の測定装置２２の配置の変形例である。上述の実施形態では、第１の測定装置２１は第１の貯水槽１４に設け、第２の測定装置２２は第２の貯水槽１７に設けた。しかし、第１の測定装置２１は、環状水路１２において循環方向における第１の正浸透膜装置１３ａおよび第２の正浸透膜装置１３ｂの下流かつ逆浸透膜装置１６の上流であれば他の位置に設けてもよい。また、第２の測定装置２２は、環状水路１２において循環方向における逆浸透膜装置１６の下流かつ第１の正浸透膜装置１３ａおよび第２の正浸透膜装置１３ｂの上流であれば他の位置に設けてもよい。

例えば、図４に示すように、第１の測定装置２１は、第１の正浸透膜装置１３ａおよび第２の正浸透膜装置１３ｂの下流かつ第１の貯水槽１４の上流に設けられた第１の上流側測定装置２１ａと、第１の貯水槽１４の下流かつ逆浸透膜装置１６の上流に設けられた第１の下流側測定装置２１ｂの２つからなるものとしてもよい。

この場合、第１の上流側測定装置２１ａは、第１の調整装置２３によって調整される前の循環水Ｗ２の電気伝導率および懸濁物質濃度を測定し、第１の下流側測定装置２１ｂは、調整後の循環水Ｗ２の電気伝導率および懸濁物質濃度を測定する。制御装置２０は、第１の上流側測定装置２１ａおよび第１の下流側測定装置２１ｂから送信された測定結果を受信し、これらの測定結果に基づいて第１の調整装置２３から循環水Ｗ２に供給する水および溶質の供給量を制御する。制御装置２０は第１の下流側測定装置２１ｂから調整後の測定結果のフィードバックを受けることで、より精度よく循環水Ｗ２の電気伝導率および懸濁物質濃度を調整することができる。なお、第１の上流側測定装置２１ａと第１の下流側測定装置２１ｂのいずれか一方のみを設けてもよい。

同様に、第２の測定装置２２は、逆浸透膜装置１６の下流かつ第２の貯水槽１７の上流に設けられた第２の上流側測定装置２２ａと、第２の貯水槽１７の下流かつ第１の正浸透膜装置１３ａおよび第２の正浸透膜装置１３ｂの上流に設けられた第２の下流側測定装置２２ｂの２つからなるものとしてもよい。また、第２の上流側測定装置２２ａと第２の下流側測定装置２２ｂのいずれか一方のみを設けてもよい。

図５は、第１の調整装置２３および第２の調整装置２４の配置の変形例である。上述の実施形態では、第１の調整装置２３は第１の貯水槽１４に接続し、第２の調整装置２４は第２の貯水槽１７に接続した。しかし、第１の調整装置２３は、環状水路１２において循環方向における第１の正浸透膜装置１３ａおよび第２の正浸透膜装置１３ｂの下流かつ逆浸透膜装置１６の上流であれば他の位置に設けてもよい。また、第２の調整装置２４は、環状水路１２において循環方向における逆浸透膜装置１６の下流かつ第１の正浸透膜装置１３ａおよび第２の正浸透膜装置１３ｂの上流であれば他の位置に設けてもよい。

例えば、図５に示すように、第１の調整装置２３は、第１の正浸透膜装置１３ａおよび第２の正浸透膜装置１３ｂの下流かつ第１の貯水槽１４の上流において環状水路１２に接続されるように設けてもよく、二点鎖線で示すように第１の貯水槽１４の下流かつ逆浸透膜装置１６の上流において環状水路１２に接続されるように設けてもよい。

同様に、第２の調整装置２４は、逆浸透膜装置１６の下流かつ第２の貯水槽１７の上流において環状水路１２に接続されるように設けてもよく、破線で示すように第２の貯水槽１７の下流かつ第１の正浸透膜装置１３ａおよび第２の正浸透膜装置１３ｂの上流において環状水路１２に接続されるよう設けてもよい。

上述の実施形態では、水浄化システム１として、第１の測定装置２１および第１の調整装置２３を備えるものについて説明したが、これらの装置の設置は任意であり、設けなくてもよい。また、第２の貯水槽１７、第２の測定装置２２および第２の調整装置２４も、また、制御装置２０も同様に設置は任意であり、設けなくてもよい。

１ 水浄化システム
１２ 環状水路
１３ａ 第１の正浸透膜装置
１３ａ１ 正浸透膜
１３ｂ 第２の正浸透膜装置
１３ｂ１ 正浸透膜
１４ 第１の貯水槽
１５ ポンプ
１６ 逆浸透膜装置
１６ａ 逆浸透膜
１７ 第２の貯水槽
１８ 切り替え機構
２０ 制御装置
２１ 第１の測定装置
２２ 第２の測定装置
２３ 第１の調整装置
２４ 第２の調整装置
Ｗ１ 被処理水
Ｗ２ 循環水
Ｗ３ 浄化水

Claims (7)

1. 被処理水から浄化水を得る水浄化システムであって、
   前記被処理水よりも高い溶質濃度を有し、かつ前記被処理水よりも低い有機物濃度を有する循環水を循環させる環状水路と、
   前記環状水路に対して並列に設けられた第１の正浸透膜装置および第２の正浸透膜装置であって、前記被処理水から前記循環水に水分を透過させる第１の正浸透膜装置および第２の正浸透膜装置と、
   前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第１の正浸透膜装置および前記第２の正浸透膜装置の下流に配置され、前記循環水を収容する第１の貯水槽と、
   前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第１の貯水槽の下流に配置され、前記循環水から水分を透過させて前記浄化水を得る逆浸透膜装置と、
   前記環状水路において前記循環水を前記逆浸透膜装置に向けて加圧するポンプと、
   前記第１の正浸透膜装置に前記循環水および前記被処理水を導入するとともに前記第２の正浸透膜装置への前記循環水および前記被処理水の導入を停止する第１の状態と、前記第１の正浸透膜装置への前記循環水および前記被処理水の導入を停止するとともに前記第２の正浸透膜装置に前記循環水および前記被処理水を導入する第２の状態と、を切り替える切り替え機構と、を備える、水浄化システム。
2. 前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第１の正浸透膜装置および前記第２の正浸透膜装置の下流かつ前記逆浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水の電気伝導率および懸濁物質濃度を測定する第１の測定装置と、
   前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第１の正浸透膜装置および前記第２の正浸透膜装置の下流かつ前記逆浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水に溶質および水の少なくとも一方を供給して前記循環水の溶質濃度の調整および懸濁物質濃度の低減が可能な第１の調整装置と、をさらに備える、請求項１に記載の水浄化システム。
3. 前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記逆浸透膜装置の下流に配置され、前記循環水を収容する第２の貯水槽と、
   前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記逆浸透膜装置の下流かつ前記第２の正浸透膜装置および前記第２の正浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水の電気伝導率を測定する第２の測定装置と、
   前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記逆浸透膜装置の下流かつ前記第２の正浸透膜装置および前記第２の正浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水に溶質および水の少なくとも一方を供給して前記循環水の溶質濃度の調整が可能な第２の調整装置と、をさらに備える、請求項２に記載の水浄化システム。
4. 前記第１の調整装置および前記切り替え機構の制御を行う制御装置をさらに備え、
   前記制御装置は、前記第１の測定装置で測定された電気伝導率または懸濁物質濃度が第１の範囲を外れると、前記第１の調整装置の制御を行い、
   前記第１の測定装置で測定された電気伝導率または懸濁物質濃度が前記第１の範囲を超えて第２の範囲を外れると、前記循環水および前記被処理水の導入状態が切り替わるように前記切り替え機構の制御を行う、請求項２に記載の水浄化システム。
5. 前記第１の調整装置、前記切り替え機構および前記第２の調整装置の制御を行う制御装置をさらに備え、
   前記制御装置は、前記第１の測定装置で測定された電気伝導率または懸濁物質濃度が第１の範囲を外れると、前記第１の調整装置の制御を行い、
   前記第１の測定装置で測定された電気伝導率または懸濁物質濃度が前記第１の範囲を超えて第２の範囲を外れると、前記循環水および前記被処理水の導入状態が切り替わるように前記切り替え機構の制御を行い、
   前記第２の測定装置で測定された電気伝導率が第３の範囲から外れると、前記第２の調整装置の制御を行う、請求項３に記載の水浄化システム。
6. 水浄化システムを使用して被処理水から浄化水を得る水浄化方法であって、
   前記水浄化システムは、
   前記被処理水よりも高い溶質濃度を有し、かつ前記被処理水よりも低い有機物濃度を有する循環水を循環させる環状水路と、
   前記環状水路に対して並列に設けられた第１の正浸透膜装置および第２の正浸透膜装置であって、前記被処理水から前記循環水に水分を透過させる第１の正浸透膜装置および第２の正浸透膜装置と、
   前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第１の正浸透膜装置および前記第２の正浸透膜装置の下流に配置され、前記循環水を収容する第１の貯水槽と、
   前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第１の貯水槽の下流に配置され、前記循環水から水分を透過させて前記浄化水を得る逆浸透膜装置と、
   前記環状水路において前記循環水を前記逆浸透膜装置に向けて加圧するポンプと、
   前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第１の正浸透膜装置および前記第２の正浸透膜装置の下流かつ前記逆浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水の電気伝導率および懸濁物質濃度を測定する第１の測定装置と、
   前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第１の正浸透膜装置および前記第２の正浸透膜装置の下流かつ前記逆浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水に溶質および水の少なくとも一方を供給して前記循環水の溶質濃度の調整および懸濁物質濃度の低減が可能な第１の調整装置と、を備え、
   前記第１の正浸透膜装置に前記循環水および前記被処理水を導入するとともに前記第２の正浸透膜装置への前記循環水および前記被処理水の導入を停止した状態で、前記第１の測定装置で前記循環水の電気伝導率および懸濁物質濃度を測定し、
   前記第１の測定装置で測定された電気伝導率または懸濁物質濃度が第１の範囲を外れると、前記循環水の電気伝導率および懸濁物質濃度が前記第１の範囲内となるように前記第１の調整装置を作動し、
   前記第１の測定装置で測定された電気伝導率または懸濁物質濃度が前記第１の範囲を超えて第２の範囲を外れると、前記第１の正浸透膜装置への前記循環水および前記被処理水の導入を停止するとともに前記第２の正浸透膜装置に前記循環水および前記被処理水を導入する状態とする、水浄化方法。
7. 前記水浄化システムは、さらに、
   前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記逆浸透膜装置の下流に配置され、前記循環水を収容する第２の貯水槽と、
   前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記逆浸透膜装置の下流かつ前記第２の正浸透膜装置および前記第２の正浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水の電気伝導率を測定する第２の測定装置と、
   前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記逆浸透膜装置の下流かつ前記第２の正浸透膜装置および前記第２の正浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水に溶質および水の少なくとも一方を供給して前記循環水の溶質濃度の調整が可能な第２の調整装置と、を備え、
   前記第２の測定装置で前記循環水の電気伝導率を測定し、
   前記第２の測定装置で測定された電気伝導率が第３の範囲を外れると、前記循環水の電気伝導率が前記第３の範囲となるように前記第２の調整装置を作動させる、請求項６に記載の水浄化方法。

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