JP2023156020A - 水処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 回収ＲＯモジュールにおける回収率を略一定の値に維持することによって、当該水処理装置全体のシステム回収率を改善できる水処理装置を提供すること。【解決手段】 ＲＯ排水に対して逆浸透膜を用いて当該ＲＯ排水を戻し水と非回収排水とに分離する回収ＲＯモジュールと、回収ＲＯポンプと、回収ＲＯポンプにＲＯ排水を導くＲＯ排水路と、ＲＯ排水の圧力を検出する圧力センサと、戻し水の生成量を検出する戻し水量センサと、ＲＯ排水路の途中に設けられた第１排水調整バルブと、排水口に前記非回収排水を導く非回収排水路と、非回収排水路の途中に設けられた第２排水調整バルブと、を備える。回収ＲＯポンプは、戻し水量センサの検出結果に基づいて制御され、第１排水調整バルブは、圧力センサの検出結果に基づいて制御され、第２排水調整バルブは、予め設定された目標回収率に基づいて制御される。【選択図】 図１

Description

本発明は、透析治療に用いられる人工透析用水等を製造するための水処理装置に関する。

従来の透析用水作製装置について、図３を用いて説明する。図３に示すように、人工透析用水は、典型的には水道水や井戸水である原水から製造される。

原水は、まず、原水タンク５１に貯留される。原水タンク５１の内部には、加温用ヒータ５１ｈが設けられていて、原水の温度を２５℃にまで加温する。原水の温度が２５℃よりも低いままでは、後続の装置内において、原水中のシリカ成分等が析出して不具合を発生させるおそれがあるからである。

２５℃に加温された原水は、次に、原水ポンプ５２によって前処理ユニット５３に送られる。前処理ユニット５３は、プレフィルタ５３ａと、軟水装置５３ｂと、カーボンフィルタ５３ｃと、を当該順序で有している。プレフィルタ５３ａは、主として原水中の不純物（ゴミ）を濾過し、軟水装置５３ｂは、主として原水中のカルシウムイオン（Ｃａ²⁺ ）及びマグネシウムイオン（Ｍｇ²⁺ ）を除去し、カーボンフィルタ５３ｃは、主として原水中の残留塩素（総塩素：遊離塩素＋結合塩素）を除去する。

前処理ユニット５３での前処理が終わった原水は、ＲＯユニット５４（逆浸透膜処理装置）に送られる。ＲＯユニット５４は、ＲＯポンプ５４ｐを用いて、前処理が終わった原水をＲＯモジュール５４ｍ内に供給する。ＲＯモジュール５４ｍは、原水内に含まれる無機イオン全般を除去する。ＲＯモジュール５４ｍでの処理を終えたＲＯ水（原水の５０～７０％程度）は、ＲＯ水供給ユニット５５に送られ、ＲＯモジュール５４ｍでの処理によって生成されたＲＯ排水は、一部（「循環水」とも呼ばれる）がＲＯポンプ５４ｐを介してＲＯモジュール５４ｍ内に再投入され、他の一部（原水の３０～５０％程度、「濃縮水」とも呼ばれる）が排水処理される。

ＲＯ水供給ユニット５５は、ＲＯ水が貯留されるＲＯ水タンク５５ｔを有している。ＲＯ水タンク５５ｔ内には、ＵＶ照射装置５５ｕが設けられていて、ＲＯ水にＵＶ照射処理を行なえるようになっている。また、ＲＯ水タンク５５ｔには、当該ＲＯ水タンク５５ｔ内のＲＯ水の水位変化に依存して流入する外部空気中の浮遊菌やゴミを除去するために、エアーフィルタ５５ｆが設けられている。

ＲＯ水タンク５５ｔに貯留されたＲＯ水は、送水ポンプ５６を介して、ＵＦ５７（ウルトラフィルタ、「限界濾過膜」とも呼ばれる）に送られる。ＵＦ５７は、ＲＯ水から生物学的不純物を除去する。ＵＦ５７によって生物学的不純物を除去されたＲＯ水は、透析用水として、透析治療用の各種の医療機器に送られる。通常、それらの医療機器において、透析用水は３６℃前後にまで加温されて、各種の透析治療に利用される。そして、透析用水は、医療機器循環後、ＵＦ５８（ウルトラフィルタ、「限界濾過膜」とも呼ばれる）に戻ってきて、更にＲＯ水タンク５５ｔに戻される。

図３に示す以上のような透析用水作製装置は、すでに実用化されていて、透析治療のための人工透析用水を安定的に製造している。

また、本件出願人は、特許文献１において、原水のシリカ濃度を測定するシリカ濃度センサと、前記原水を前処理する前処理ユニットと、前記前処理ユニットによって前処理された原水に対して逆浸透膜を用いて当該原水をＲＯ水とＲＯ排水とに分離するＲＯモジュールと、前記ＲＯ排水のＰＨを測定するＰＨセンサと、前記シリカ濃度センサによって測定されたシリカ濃度、及び、前記ＰＨセンサによって測定されたＰＨに基づいて、前記ＲＯモジュールの回収率を制御するようになっている制御部と、を備えたことを特徴とする水処理装置を提案している。

当該水処理装置によれば、制御部が、原水のシリカ濃度と、ＲＯ排水のＰＨと、に基づいてＲＯモジュールの回収率を制御することにより、より最適な回収率を採用することができ、ＲＯ排水の排水量を抑制することができ、ひいては原水に関するコストを低減できる。

また、本件出願人は、図３に示す透析用水作製装置を製造する製造メーカーである。そして、本件出願人は、ＲＯモジュール５４ｍとは別個の回収ＲＯモジュールを設けて、ＲＯモジュール５４ｍのＲＯ排水を当該回収ＲＯモジュールを用いて処理して一部を戻し水として再利用することで、水処理装置の回収率を改善できることを見出した。

具体的には、図４に示すように、ＲＯ排水に対して逆浸透膜を用いて当該ＲＯ排水を戻し水と非回収排水とに分離する回収ＲＯモジュール６１と、回収ＲＯモジュール６１にＲＯ排水を送り込む回収ＲＯポンプ６２と、ＲＯモジュール５４ｍから延びて回収ＲＯポンプ６２にＲＯ排水を導くＲＯ排水路６３と、ＲＯ排水路６３の途中に設けられた第１排水調整バルブ６４と、回収ＲＯモジュール６１から延びて排水口６６に前記非回収排水を導く非回収排水路６５と、が更に設けられて、ＲＯモジュール５４ｍのＲＯ排水が回収ＲＯモジュール６１を用いて処理され一部が戻し水として再利用される。図４に示すような水処理装置は、本件出願人によって既に市場に提供されている（機種名：ＭＩＥシリーズ）。

特開２０１７－２２１３１１

図４に示す水処理装置（具体的には、例えば、本件出願人によるＭＩＥ７５２）では、回収ＲＯモジュール６１における戻し水の生成量が、戻し水量センサ６８によって検出されるようになっており、回収ＲＯポンプ６２は、戻し水量センサ６８の検出結果に基づいて制御されるようになっている（インバータ制御）。

具体的には、例えば目標とするシステム回収率に対応する値と比較して戻し水量センサ６８による検出結果がより大きい時には、回収ＲＯポンプ６２のインバータ値が低減され、逆に、目標とするシステム回収率に対応する値と比較して戻し水量センサ６８による検出結果がより小さい時には、回収ＲＯポンプ６２のインバータ値が増大される。

また、図４に示す水処理装置では、回収ＲＯポンプ６２の安定的な運転のために、回収ＲＯポンプ６２に送り込まれるＲＯ排水の圧力が所定圧力以上（例えば０．１ＭＰａ以上）であることが必要とされる。

ここで、ＲＯモジュール５４ｍの稼働状態は、所望されるＲＯ水の生成量（更には、後述の回収ＲＯ水タンク５５ｔの水位に応じて設定され得る、あるいは、所望に応じて設定され得る）等によって変動し、これに伴ってＲＯ排水路６３によって導かれるＲＯ排水の量も変動する。

このようなＲＯ排水の量の変動に対して、常に回収ＲＯポンプ６２に送り込まれるＲＯ排水の圧力（圧力センサ６７によって監視される）が所定圧力以上であることを保証できるように、作業者は当該水処理装置の事前調整運転を実施して、第１排水調整バルブ６４の開度を手動で調整・決定している（一旦調整された後は、第１排水調整バルブ６４の開度は固定されたままである）。

図２の表中において比較例として示されているように、図４に示す水処理装置（具体的には、本件出願人による機種名：ＭＩＥ７５２）によれば、第１排水調整バルブ６４の開度が事前調整運転に基づいて手動で調整・決定されているため、ＲＯ排水の圧力（圧力センサ６７によって監視される）が所定圧力（例えば０．１ＭＰａ以上）であることが保証されている。

そして、回収ＲＯポンプ６２が戻し水量センサ６８の検出結果に基づいてインバータ制御されることにより、回収ＲＯモジュール６１における回収率（排水回収膜回収率）は、６３．６～６７．３％の範囲内に収められている。

この時、戻し水量センサ６８の検出結果は、６．７～１０．５Ｌ／ｍｉｎの範囲内であり、非回収排水路６５から排水口６６へと流れる排水流量（排水回収ＲＯ排水流量）は、４．０～５．２Ｌ／ｍｉｎの範囲内である。また、この時、ＲＯモジュール５４ｍが生成するＲＯ水の流量（ＲＯ処理水流量）は、２１．０～３４．８Ｌ／ｍｉｎであり、ＲＯモジュール５４ｍにおける回収率（ＲＯ膜回収率）は、６６．０～６９．９％であり、水処理装置全体のシステム回収率は、８３．５～８７．７％であった。

ここで、本件発明者は、回収ＲＯポンプ６２に送り込まれるＲＯ排水の圧力が所定圧力以上であることを保証することに加えて、当該圧力の変動量を小さく抑制するように、第１排水調整バルブ６４の開度を自動制御することとし、且つ、非回収排水路６５の途中に第２排水調整バルブを設けて当該第２排水調整バルブを予め設定された目標回収率に基づいて自動制御することによって、回収ＲＯモジュール６１における回収率（排水回収膜回収率）を略一定の値に維持することが可能となり、結果的に水処理装置全体のシステム回収率を改善できることを知見した。

本発明は、以上の知見に基づいて創案されたものである。本発明の目的は、回収ＲＯモジュールにおける回収率を略一定の値に維持することによって、当該水処理装置全体のシステム回収率を改善できる水処理装置を提供することである。

なお、本発明によって製造されるＲＯ水は、人工透析用水に限定されず、器具洗浄用水、検査用水、手洗い用水、調剤用水、等としても利用できる。

本発明は、原水に対して逆浸透膜を用いて当該原水をＲＯ水とＲＯ排水とに分離するＲＯモジュールと、前記ＲＯ排水に対して逆浸透膜を用いて当該ＲＯ排水を戻し水と非回収排水とに分離する回収ＲＯモジュールと、前記回収ＲＯモジュールに前記ＲＯ排水を送り込む回収ＲＯポンプと、前記ＲＯモジュールから延びて前記回収ＲＯポンプに前記ＲＯ排水を導くＲＯ排水路と、前記回収ＲＯポンプに送り込まれる前記ＲＯ排水の圧力を検出する圧力センサと、前記回収ＲＯモジュールにおける前記戻し水の生成量を検出する戻し水量センサと、前記ＲＯ排水路の途中に設けられた第１排水調整バルブと、前記回収ＲＯモジュールから延びて排水口に前記非回収排水を導く非回収排水路と、前記非回収排水路の途中に設けられた第２排水調整バルブと、を備え、前記回収ＲＯポンプは、前記戻し水量センサの検出結果に基づいて制御され、前記第１排水調整バルブは、前記圧力センサの検出結果に基づいて制御され、前記第２排水調整バルブは、予め設定された目標回収率に基づいて制御されることを特徴とする水処理装置である。

本件発明者の知見によれば、回収ＲＯポンプが戻し水量センサの検出結果に基づいて制御されることに加えて、第１排水調整バルブが圧力センサの検出結果に基づいて制御され、且つ、第２排水調整バルブが予め設定された目標回収率に基づいて制御されることによって、回収ＲＯモジュールにおける回収率（排水回収膜回収率）を略一定の値に維持することが可能となり、ひいては水処理装置全体のシステム回収率を改善することができる。

本発明による水処理装置は、例えば、前記ＲＯモジュールに前記原水を送り込むＲＯポンプと、前記ＲＯモジュールにおける前記ＲＯ水の生成量を検出するＲＯ水量センサと、を更に備え、前記ＲＯポンプは、前記ＲＯ水量センサの検出結果に基づいて制御される。

このような態様では、ＲＯ水の生成量（ＲＯ水タンクの水位に応じて設定され得る、あるいは、所望に応じて設定され得る）に応じて、ＲＯモジュールからＲＯ排水路によって導かれるＲＯ排水の量が変動する。しかしながら、本発明によれば、そのようなＲＯ排水の量の変動にもかかわらず（そのような変動を吸収して）、回収ＲＯモジュールにおける回収率（排水回収膜回収率）を略一定の値に維持することが可能である。

また、本発明において、前記ＲＯモジュールの上流側に前記原水を貯留する原水タンクが設けられ、前記ＲＯモジュールの下流側に前記ＲＯ水を貯留するＲＯタンクが設けられ、前記戻し水は、選択的に、前記原水タンク内に戻されるか、または、前記ＲＯタンク内に戻されるようになっていることが好ましい。これによれば、ＲＯモジュールが故障等してＲＯ水の生成ができない等の緊急時に、戻し水（回収ＲＯ膜処理水）を透析用水として利用することができる。

また、本発明において、前記ＲＯモジュールの上流側から延びて前記ＲＯ排水路に原水を導く原水排水路を更に備えることが好ましい。これによれば、ＲＯモジュールが故障等してＲＯ水の生成ができない等の緊急時に、ＲＯモジュールによる処理の代替処理として、回収ＲＯモジュールに原水を導いて当該回収ＲＯモジュールからの戻し水（回収ＲＯ膜処理水）を透析用水として利用することができる。

本発明によれば、回収ＲＯポンプが戻し水量センサの検出結果に基づいて制御されることに加えて、第１排水調整バルブが圧力センサの検出結果に基づいて制御され、且つ、第２排水調整バルブが予め設定された目標回収率に基づいて制御されることによって、回収ＲＯモジュールにおける回収率（排水回収膜回収率）を略一定の値に維持することが可能となり、ひいては水処理装置全体のシステム回収率を改善することができる。

本発明の一実施形態に係る水処理装置の概略図である。 実施例及び比較例についての各種データを示す表である。 従来の透析用水作製装置の概略図である。 本件出願人による従来の透析用水作製装置の概略図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

（全体構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る水処理装置の概略説明図である。図１に示すように、本実施形態の水処理装置１０は、原水が貯留されると共に、当該原水を加温する加温ヒータ１１ｈが設けられた原水タンク１１と、原水タンク１１において加温された原水を前処理する前処理ユニット１３と、前処理ユニット１３によって前処理された原水に対して逆浸透膜（ＲＯ）を用いて当該原水をＲＯ水とＲＯ排水とに分離するＲＯモジュール１４ｍと、を備えている。

本実施形態では、原水として水道水が用いられるようになっている。水道水である原水は、原水タンク１１において貯留されるようになっている。加温ヒータ１１ｈは、原水タンク１１の内部に設けられていて、本実施形態では原水の温度を２５℃にまで加温するようになっている。原水の温度が２５℃よりも低いままでは、後続の装置内において、原水中のシリカ成分等が析出して不具合を発生させるおそれがあるからである。

図１に示すように、２５℃に加温された原水は、原水ポンプ１２によって前処理ユニット１３に送られるようになっている。前処理ユニット１３は、プレフィルタ１３ａと、軟水装置１３ｂと、カーボンフィルタ１３ｃと、を当該順序で有している。プレフィルタ１３ａは、主として原水中の不純物（ゴミ）を濾過するようになっており、軟水装置１３ｂは、主として原水中のカルシウムイオン（Ｃａ²⁺ ）及びマグネシウムイオン（Ｍｇ²⁺ ）を除去するようになっており、カーボンフィルタ１３ｃは、主として原水中の残留塩素（総塩素：遊離塩素＋結合塩素）を除去するようになっている。

前処理ユニット１３での前処理が終わった原水は、ＲＯユニット１４（逆浸透膜処理装置）に送られるようになっている。ＲＯユニット１４は、ＲＯポンプ１４ｐを用いて、前処理が終わった原水をＲＯモジュール１４ｍ内に供給するようになっている。ＲＯモジュール１４ｍは、原水内に含まれる無機イオン全般を除去するようになっている。ＲＯモジュール１４ｍでの処理を終えたＲＯ水は、ＲＯ水供給ユニット１５に送られるようになっており、ＲＯモジュール１４ｍでの処理によって生成されたＲＯ排水は、一部（「循環水」とも呼ばれる）がＲＯポンプ１４ｐを介してＲＯモジュール１４ｍ内に再投入されるようになっており、他の一部（原水の３０～５０％程度、「濃縮水」とも呼ばれる）が排水処理されるようになっている。

より具体的には、本実施形態の水処理装置１０では、ＲＯ排水を排出するためのＲＯ排水路３３がＲＯモジュール１４ｍから延びており、当該ＲＯ排水路３３から分岐部２２において循環路２３が分岐されて、ＲＯポンプ１４ｐの上流側に合流している。当該循環路２３により、ＲＯ排水の一部を「循環水」として前処理ユニット１３によって前処理された原水に合流させることが可能となっている。当該循環路２３の途中には、循環水量調整バルブ２４が設けられており、ＲＯ排水路３３の途中であって分岐部２２よりも下流側には、第１排水調整バルブ３４が設けられている。

そして、制御部３０（例えば制御盤）が、例えばユーザによって入力されるＲＯ水の所望の生成量やＲＯモジュール１４ｍの所望の排水圧力（後述の圧力センサ３７によって検出される圧力）に基づいて、ＲＯポンプ１４ｐ、及び、第１排水調整バルブ３４を協調制御するようになっている（但し、後述する第１排水調整バルブ３４の制御が優先される）。

より具体的には、ＲＯモジュール１４ｍに投入された原水の量（循環水の量は含まない）をＱ１（ｍ³／ｈ）とし、ＲＯモジュール１４ｍによって処理されたＲＯ水の量をＱ２（ｍ³／ｈ）とした時、ＲＯ排水の排水量（循環水の量は含まない）は（Ｑ１－Ｑ２）（ｍ³／ｈ）と表すことができ、回収率（％）はＱ２／Ｑ１×１００と表すことができる。

ＲＯ水供給ユニット１５は、ＲＯ水が貯留されるＲＯ水タンク１５ｔを有している。ＲＯ水タンク１５ｔ内には、ＵＶ照射装置１５ｕが設けられていて、ＲＯ水にＵＶ照射処理を行なえるようになっている。また、ＲＯ水タンク１５ｔには、当該ＲＯ水タンク１５ｔ内のＲＯ水の水位変化に依存して流入する外部空気中の浮遊菌やゴミを除去するために、エアーフィルタ１５ｆが設けられている。

ＲＯ水タンク１５ｔに貯留されたＲＯ水は、送水ポンプ１６を介して、ＵＦ１７（ウルトラフィルタ、「限界濾過膜」とも呼ばれる）に送られるようになっている。ＵＦ１７は、ＲＯ水から生物学的不純物を除去するようになっている。ＵＦ１７によって生物学的不純物を除去されたＲＯ水は、透析用水として、透析治療用の各種の医療機器（不図示）に送られるようになっている。通常、それらの医療機器において、透析用水は３６℃にまで加温されて、各種の透析治療に利用される。そして、透析用水は、医療機器循環後、ＵＦ１８（ウルトラフィルタ、「限界濾過膜」とも呼ばれる）に戻ってきて、更にＲＯ水タンク１５ｔに戻されるようになっている。

（回収ＲＯモジュール関連）
更に、図１に示すように、本実施形態の水処理装置１０は、ＲＯ排水に対して逆浸透膜を用いて当該ＲＯ排水を戻し水と非回収排水とに分離する回収ＲＯモジュール３１と、回収ＲＯモジュール３１にＲＯ排水を送り込む回収ＲＯポンプ３２と、を備えている。

ＲＯモジュール１４ｍから延びて途中に第１排水調整バルブ３４が設けられたＲＯ排水路３３は、回収ＲＯポンプ３２にＲＯ排水を導くようになっている。また、回収ＲＯモジュール３１からは、非回収排水を排水口３６に導く非回収排水路３５が延びており、非回収排水路３５の途中に第２排水調整バルブ３９と非回収排水量センサ４０が設けられている。一方、回収ＲＯモジュール３１からは、ＲＯ膜処理された戻し水を再利用するための回収路４１が延びており、切替バルブ４２を介して、原水タンク１１またはＲＯ水タンク１５ｔに接続されている。

図１に示す水処理装置１０では、回収ＲＯモジュール３１における戻し水の生成量が、戻し水量センサ３８によって検出されるようになっており、回収ＲＯポンプ３２は、戻し水量センサ３８の検出結果に基づいて制御されるようになっている（インバータ制御）。

具体的には、目標とする設定水量（例えばタッチパネル等を介してユーザによって制御部３０に設定入力される）と比較して戻し水量センサ３８による検出結果がより大きい時には、所定の時間間隔（例えば０．５秒）毎に、回収ＲＯポンプ３２のインバータ値が所定量だけ（例えば０．３％）低減され、逆に、目標とする設定水量と比較して戻し水量センサ３８による検出結果がより小さい時には、所定の時間間隔（例えば１．０秒）毎に、回収ＲＯポンプ３２のインバータ値が所定量だけ（例えば０．５％）増大されるようになっている。

また、図１に示す水処理装置１０では、回収ＲＯポンプ３２の安定的な運転のために、回収ＲＯポンプ３２に送り込まれるＲＯ排水の圧力が所定圧力以上（例えば０．１０ＭＰａ以上）であることが必要とされる。

ここで、ＲＯモジュール１４ｍの稼働状態は、所望されるＲＯ水の生成量（更には、ＲＯ水タンク１５ｔの水位に応じて設定され得る、あるいは、所望に応じて設定され得る）等によって変動し、これに伴ってＲＯ排水路３３によって導かれるＲＯ排水の量も変動する。

図１に示す水処理装置１０では、このようなＲＯ排水の量の変動に対して、常に回収ＲＯポンプ３２に送り込まれるＲＯ排水の圧力（回収ＲＯポンプ３２の入口近傍において圧力センサ３７によって監視される）が所定圧力以上であることを保証するように、且つ、当該圧力の変動量を小さく抑制するように、第１排水調整バルブ３４の開度が自動制御されるようになっている（当該制御は、制御部３０において、他の協調制御に対して優先的に実施される）。

具体的には、目標とする設定圧力（例えばタッチパネル等を介してユーザによって制御部３０に設定入力され、例えば０．１５ＭＰａである）と比較して圧力センサ３７による検出結果がより大きい時には、所定の時間間隔（例えば１．０秒）毎に、第１排水調整バルブ３４の開度が所定量だけ（例えば０．５％：全閉を０％、全開を１００％とした相対値）低減され、逆に、目標とする設定圧力と比較して圧力センサ３７による検出結果がより小さい時には、所定の時間間隔（例えば１．０秒）毎に、第１排水調整バルブ３４の開度が所定量だけ（例えば０．５％）増大されるようになっている。

更に、図１に示す水処理装置１０では、回収ＲＯモジュール３１における回収率（排水回収膜回収率）を略一定の値に維持するべく、予め設定された目標回収率に基づいて、第２排水調整バルブ３９の開度が自動制御されるようになっている。

具体的には、目標とする回収率（例えばタッチパネル等を介してユーザによって制御部３０に設定入力され、例えば６５％である）と比較して当該時点での回収率（制御部３０において演算式：（戻し水量センサ３８による検出結果）／（（戻し水量センサ３８による検出結果）＋（非回収排水量センサ４０による検出結果）×１００）に従って演算される）がより大きい時には、所定の時間間隔（例えば１．０秒）毎に、第２排水調整バルブ３９の開度が所定量だけ（例えば０．５％：全閉を０％、全開を１００％とした相対値）増大され、逆に、目標とする回収率と比較して当該時点での回収率がより小さい時には、所定の時間間隔（例えば１．０秒）毎に、第２排水調整バルブ３９の開度が所定量だけ（例えば０．５％）低減されるようになっている。

その他、図１に示す水処理装置１０では、ＲＯモジュール１４ｍの上流側から延びてＲＯ排水路３３に原水を導く原水排水路が更に設けられており、当該原水排水路の途中に原水排水用バルブ４３が設けられている。

（作用）
次に、本実施の形態の作用について説明する。

図１に示すように、例えば１４℃の水道水である原水が、原水タンク１１において貯留される。そして、原水タンク１１の加温ヒータ１１ｈが、原水の温度を更に２５℃にまで加温する。

２５℃に加温された原水は、原水ポンプ１２によって前処理ユニット１３に送られる。前処理ユニット１３においては、プレフィルタ１３ａが、主として原水中の不純物（ゴミ）を濾過して除去し、軟水装置１３ｂが、主として原水中のカルシウムイオン（Ｃａ²⁺ ）及びマグネシウムイオン（Ｍｇ²⁺ ）を除去し、カーボンフィルタ１３ｃが、主として原水中の残留塩素（総塩素：遊離塩素＋結合塩素）を除去する。

前処理ユニット１３での前処理が終わった原水は、ＲＯユニット１４（逆浸透膜処理装置）に送られる。ＲＯユニット１４は、ＲＯポンプ１４ｐを用いて、前処理が終わった原水をＲＯモジュール１４ｍ内に供給する。ＲＯモジュール１４ｍは、原水内に含まれる無機イオン全般を除去する処理を実施し、ＲＯモジュール１４ｍでの処理を終えたＲＯ水は、ＲＯ水供給ユニット１５に送られる。

一方、ＲＯモジュール１４ｍでの処理によって生成されたＲＯ排水は、一部（「循環水」とも呼ばれる）がＲＯポンプ１４ｐを介してＲＯモジュール１４ｍ内に再投入され、他の一部（原水の３０～５０％程度、「濃縮水」とも呼ばれる）が排水処理される。

ここで、本実施形態の制御部３０は、ＲＯ水の所望の生成量やＲＯモジュール１４ｍの所望の排水圧力（圧力センサ３７によって検出される圧力（排水回収ポンプ入口圧力））が達成されるように、ＲＯポンプ１４ｐ、及び、第１排水調整バルブ３４を協調制御する（但し、後述する第１排水調整バルブ３４の制御が優先される）。

ＲＯ水供給ユニット１５では、ＲＯ水タンク１５ｔにＲＯ水が貯留される。必要に応じて、ＵＶ照射装置１５ｕによってＵＶ照射処理が行なわれる。

その後、ＲＯ水タンク１５ｔに貯留されたＲＯ水は、送水ポンプ１６を介して、ＵＦ１７（ウルトラフィルタ）に送られる。ＵＦ１７は、ＲＯ水から生物学的不純物を除去する。ＵＦ１７によって生物学的不純物を除去されたＲＯ水は、例えば透析用水として、透析治療用の各種の医療機器（不図示）に送られる。当該透析用水は、医療機器循環後、ＵＦ１８（ウルトラフィルタ）に戻ってきて、更にＲＯ水タンク１５ｔに戻される。

一方、回収ＲＯモジュール３１における戻し水の生成量が、戻し水量センサ３８によって検出され、回収ＲＯポンプ３２は、戻し水量センサ３８の検出結果に基づいて制御される（インバータ制御）。

具体的には、目標とする設定水量と比較して戻し水量センサ３８による検出結果がより大きい時には、所定の時間間隔毎に、回収ＲＯポンプ３２のインバータ値が所定量だけ低減され、逆に、目標とする設定水量と比較して戻し水量センサ３８による検出結果がより小さい時には、所定の時間間隔毎に、回収ＲＯポンプ３２のインバータ値が所定量だけ増大される。

また、ＲＯ排水の量の変動に対して、常に回収ＲＯポンプ３２に送り込まれるＲＯ排水の圧力が所定圧力以上であることを保証するように、且つ、当該圧力の変動量を小さく抑制するように、第１排水調整バルブ３４の開度が自動制御される（当該制御は、他の協調制御に対して優先的に実施される）。

具体的には、目標とする設定圧力と比較して圧力センサ３７による検出結果がより大きい時には、所定の時間間隔毎に、第１排水調整バルブ３４の開度が所定量だけ低減され、逆に、目標とする設定圧力と比較して圧力センサ３７による検出結果がより小さい時には、所定の時間間隔毎に、第１排水調整バルブ３４の開度が所定量だけ増大される。

更に、回収ＲＯモジュール３１における回収率（排水回収膜回収率）を略一定の値に維持するべく、予め設定された目標回収率に基づいて、第２排水調整バルブ３９の開度が自動制御される。

具体的には、目標とする回収率と比較して当該時点での回収率がより大きい時には、所定の時間間隔毎に、第２排水調整バルブ３９の開度が所定量だけ増大され、逆に、目標とする回収率と比較して当該時点での回収率がより小さい時には、所定の時間間隔毎に、第２排水調整バルブ３９の開度が所定量だけ低減されるようになっている。

（効果）
以上のような水処理装置１０によれば、回収ＲＯポンプ３１が戻し水量センサ３８の検出結果に基づいて制御されることに加えて、第１排水調整バルブ３４が圧力センサ３７の検出結果に基づいて制御され、且つ、第２排水調整バルブ３９が予め設定された目標回収率に基づいて制御されることによって、回収ＲＯモジュール３１における回収率（排水回収膜回収率）を略一定の値に維持することが可能となり、ひいては水処理装置１０全体のシステム回収率を改善することができる。

特に、図１の水処理装置１０は、ＲＯモジュール１４ｍに原水を送り込むＲＯポンプ１４ｐと、ＲＯモジュール１４ｍにおけるＲＯ水の生成量を検出するＲＯ水量センサ１５ｓと、を備えており、ＲＯポンプ１４ｐは、ＲＯ水量センサ１５ｓの検出結果に基づいて制御される。

このような態様では、ＲＯ水の生成量（ＲＯ水タンクの水位に応じて設定され得る、あるいは、所望に応じて設定され得る）に応じて、ＲＯモジュール１４ｍからＲＯ排水路３３によって導かれるＲＯ排水の量が変動するが、本実施形態によれば、そのようなＲＯ排水の量の変動にもかかわらず（そのような変動を吸収して）、回収ＲＯモジュール３１における回収率（排水回収膜回収率）を略一定の値に維持することが可能である。

具体的には、図２の表中において実施例として示されているように、図１に示す水処理装置１０によれば、回収ＲＯポンプ３２の入口におけるＲＯ排水の圧力（圧力センサ３７によって監視される）が所定圧力（例えば０．１ＭＰａ以上）であることが保証され、且つ、当該圧力の変動量が小さく抑制される。

そして、回収ＲＯポンプ３２が戻し水量センサ３８の検出結果に基づいてインバータ制御され、且つ、第２排水調整バルブ３９が予め設定された目標回収率に基づいて制御されることによって、回収ＲＯモジュール３１における回収率（排水回収膜回収率）は、６５．６％（６５％±１％以内）で安定する。

この時、戻し水量センサ３８の検出結果は、６．３～１１．３Ｌ／ｍｉｎの範囲内であり、非回収排水路３５から排水口３６へと流れる排水流量（排水回収ＲＯ排水流量）は、３．３～５．９Ｌ／ｍｉｎの範囲内である。また、この時、ＲＯモジュール１４ｍが生成するＲＯ水の流量（ＲＯ処理水流量）は、２１．２～３９．８Ｌ／ｍｉｎであり、ＲＯモジュール１４ｍにおける回収率（ＲＯ膜回収率）は、６７．９～６９．３％であり、水処理装置全体のシステム回収率は、８６．５～８７．０％であった。下限値を比較すると、比較例よりも３％も改善されていることが分かる。

その他、図１の水処理装置１０では、回収ＲＯモジュール３１からの戻し水は、切替バルブ４２を介して選択的に、原水タンク１１内に戻されるか、または、ＲＯ水タンク１５ｔ内に戻されるようになっているため、ＲＯモジュールが故障等してＲＯ水の生成ができない等の緊急時に、戻し水（回収ＲＯ膜処理水）を透析用水として利用することができる

更に、図１の水処理装置１０では、ＲＯモジュール１４ｍの上流側から延びてＲＯ排水路３３に原水を導く原水排水路が更に設けられているため、ＲＯモジュールが故障等してＲＯ水の生成ができない等の緊急時に、ＲＯモジュールによる処理の代替処理として、回収ＲＯモジュールに原水を導いて当該回収ＲＯモジュールからの戻し水（回収ＲＯ膜処理水）を透析用水として利用することができる。

１０ 水処理装置
１１ 原水タンク
１１ｈ 加温ヒータ
１２ 原水ポンプ
１３ 前処理ユニット
１３ａ プレフィルタ
１３ｂ 軟水装置
１３ｃ カーボンフィルタ
１４ ＲＯユニット
１４ｍ ＲＯモジュール
１４ｐ ＲＯポンプ
１５ ＲＯ水供給ユニット
１５ｆ エアーフィルタ
１５ｓ ＲＯ水量センサ
１５ｔ ＲＯ水タンク
１５ｕ ＵＶ照射装置
１６ 送水ポンプ
１７ 送水用限外濾過膜（ＵＦ）
１８ 戻り用限外濾過膜（ＵＦ）
２２ 分岐部
２３ 循環路
２４ 循環水量調整バルブ
３０ 制御盤
３１ 回収ＲＯモジュール
３２ 回収ＲＯポンプ
３３ ＲＯ排水路
３４ 第１排水調整バルブ
３５ 非回収排水路
３６ 排水口
３７ 圧力センサ
３８ 戻し水量センサ
３９ 第２排水調整バルブ
４０ 非回収排水量センサ
４１ 回収路
４２ 切替バルブ
４３ 原水排水用バルブ
５１ 原水タンク
５１ｈ 加温用ヒータ
５２ 原水ポンプ
５３ 前処理ユニット
５３ａ プレフィルタ
５３ｂ 軟水装置
５３ｃ カーボンフィルタ
５４ ＲＯユニット
５４ｍ ＲＯモジュール
５４ｐ ＲＯポンプ
５５ ＲＯ水供給ユニット
５５ｆ エアーフィルタ
５５ｔ ＲＯ水タンク
５５ｕ ＵＶ照射装置
５６ 送水ポンプ
５７ 送水用限外ろ過膜（ＵＦ）
５８ 戻り用限外ろ過膜（ＵＦ）
６１ 回収ＲＯモジュール
６２ 回収ＲＯポンプ
６３ ＲＯ排水路
６４ 第１排水調整バルブ
６５ 非回収排水路
６６ 排水口
６７ 圧力センサ
６８ 戻し水量センサ

Claims (4)

1. 原水に対して逆浸透膜を用いて当該原水をＲＯ水とＲＯ排水とに分離するＲＯモジュールと、
   前記ＲＯ排水に対して逆浸透膜を用いて当該ＲＯ排水を戻し水と非回収排水とに分離する回収ＲＯモジュールと、
   前記回収ＲＯモジュールに前記ＲＯ排水を送り込む回収ＲＯポンプと、
   前記ＲＯモジュールから延びて前記回収ＲＯポンプに前記ＲＯ排水を導くＲＯ排水路と、
   前記回収ＲＯポンプに送り込まれる前記ＲＯ排水の圧力を検出する圧力センサと、
   前記回収ＲＯモジュールにおける前記戻し水の生成量を検出する戻し水量センサと、
   前記ＲＯ排水路の途中に設けられた第１排水調整バルブと、
   前記回収ＲＯモジュールから延びて排水口に前記非回収排水を導く非回収排水路と、
   前記非回収排水路の途中に設けられた第２排水調整バルブと、
   を備え、
   前記回収ＲＯポンプは、前記戻し水量センサの検出結果に基づいて制御され、
   前記第１排水調整バルブは、前記圧力センサの検出結果に基づいて制御され、
   前記第２排水調整バルブは、予め設定された目標回収率に基づいて制御される
   ことを特徴とする水処理装置。
2. 前記ＲＯモジュールに前記原水を送り込むＲＯポンプと、
   前記ＲＯモジュールにおける前記ＲＯ水の生成量を検出するＲＯ水量センサと、
   を更に備え、
   前記ＲＯポンプは、前記ＲＯ水量センサの検出結果に基づいて制御される
   ことを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
3. 前記ＲＯモジュールの上流側に前記原水を貯留する原水タンクが設けられ、
   前記ＲＯモジュールの下流側に前記ＲＯ水を貯留するＲＯタンクが設けられ、
   前記戻し水は、選択的に、前記原水タンク内に戻されるか、または、前記ＲＯタンク内に戻されるようになっている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の水処理装置。
4. 前記ＲＯモジュールの上流側から延びて前記ＲＯ排水路に原水を導く原水排水路
   を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の水処理装置。

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