JP5751068B2 - 水処理システム - Google Patents
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Description
本発明の第1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。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は、第1実施形態に係る水処理システム1の全体構成図である。図2は、硬水軟化装置3の概略断面図である。図3は、制御部10により実行されるプロセスのフローチャートである。図4(a),(b)は、制御部10により実行される基本プロセスを示す説明図である。
本実施形態の水処理システム1において、後述する制御部10は、プロセス制御バルブ32の流路を切り換えることにより、図3に示す以下のプロセスST1〜ST6の運転を実施する。
(ST2)洗浄水としての原水W1を陽イオン交換樹脂床311の全体に対して下から上へ通過させる逆洗浄プロセス
(ST3)再生液としての塩水W3を陽イオン交換樹脂床311に対して上から下へ通過させると共に、原水W1を陽イオン交換樹脂床311の主に硬度リーク防止領域313に対して下から上へ通過させる再生プロセス
(ST4)押出水としての原水W1を陽イオン交換樹脂床311に対して上から下へ通過させると共に、原水W1を陽イオン交換樹脂床311の主に硬度リーク防止領域313に対して下から上へ通過させる押出プロセス
(ST5)濯ぎ水としての原水W1を陽イオン交換樹脂床311の全体に対して上から下へ通過させるリンス・プロセス
(ST6)補給水としての原水W1を塩水タンク4へ供給する補水プロセス
塩水タンク4は、陽イオン交換樹脂床311を再生する塩水W3を貯留する。塩水タンク4には、塩水ラインL3の上流側の端部が接続されている。塩水ラインL3の下流側の端部は、プロセス制御バルブ32と連通し、プロセス制御バルブ32を構成する各種ラインとそれぞれ接続されている。
ステップST107において、制御部10は、変換した電流値信号をインバータ7に出力する。これ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)。
ステップST204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Ssを決定する。
Ns=Ss/Cs (1)
Qd´=Qp´/(Ns−1) (2)
次に、本発明の第2実施形態に係る水処理システム1Aについて、図7を参照しながら説明する。図7は、第2実施形態に係る水処理システム1Aの全体構成図である。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。
Lp=Qp/(K・A・Pe) (3)
(但し、K:温度補正係数、A:RO膜モジュール8の膜面積、Pe:有効圧力)
Pe=Pd−(ΔP1/2)−P2−Δπ+Ps (4)
(但し、Pd:加圧ポンプ6の吐出圧力、ΔP1:RO膜モジュール8の一次側における差圧、P2:RO膜モジュール8の二次側における背圧、Δπ:RO膜モジュール8の浸透圧差、Ps:加圧ポンプ6の吸入側における圧力)
ステップST304において、制御部10Aは、ステップST303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ST311において、制御部10Aは、変換した電流値信号をインバータ7に出力する。これ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)。
ステップST402において、制御部10Aは、硬度センサ14で測定された軟水W2の測定硬度値Ccを取得する。
Nc=Sc/Cc (5)
Qd´=Qp´/(Nc−1) (6)
次に、本発明の第3実施形態に係る水処理システム1Bについて、図10を参照しながら説明する。図10は、第3実施形態に係る水処理システム1Bの全体構成図である。第3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3実施形態では、第1実施形態及び第2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3実施形態では、第1実施形態及び第2実施形態と重複する説明を適宜に省略する。
ステップST504において、制御部10Bは、ステップST503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。
F=a・Pd´2+b・Pd´+c (7)
(但し、a,b,c:加圧ポンプ6の仕様により定まる係数)
ステップST508において、制御部10Bは、変換した電流値信号をインバータ7に出力する。これ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)。
例えば、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、軟水W2のシリカ濃度を取得する例について説明した。これに限らず、原水W1のシリカ濃度を取得してもよい。
3 硬水軟化装置
5 温度センサ(温度検出手段)
6 加圧ポンプ
7 インバータ
8 RO膜モジュール
9 流量センサ(流量検出手段)
10,10A,10B 制御部
11 第1排水バルブ(排水弁)
12 第2排水バルブ(排水弁)
13 第3排水バルブ(排水弁)
14 硬度センサ(硬度測定手段)
15 圧力センサ(圧力検出手段)
16 電気伝導率センサ(電気伝導率測定手段)
L1 原水ライン
L2 軟水ライン
L3 塩水ライン
L4 排水ライン
L5 透過水ライン
L6 濃縮水ライン
W1 原水
W2 軟水
W3 塩水
W4 排水
W5 透過水
W6 濃縮水
Claims (7)
- 原水から軟水を製造する硬水軟化装置と、軟水から透過水を製造する膜分離装置と、を含み、
前記硬水軟化装置は、原水又は再生液が供給される陽イオン交換樹脂床と、
前記陽イオン交換樹脂床に対し、原水を下降流で通過させて軟水を得る軟化プロセス;再生液を前記陽イオン交換樹脂床の頂部及び底部の両側から配液しながら、中間部で集液することにより再生液の対向流を生成して、前記陽イオン交換樹脂床の全体を再生させる再生プロセスに切り換え可能な弁手段と、
再生プロセスにおいて、前記陽イオン交換樹脂床の底部をベースとして所定深さに設定された硬度リーク防止領域に対し、再生レベルが1〜6eq/L−Rとなる再生液量を供給する再生液供給手段と、を備え、
前記膜分離装置は、供給された軟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、
入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、軟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、
入力された演算値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演算値信号を前記インバータに出力する制御部と、
を備える水処理システム。 - 前記膜分離装置は、透過水の流量を検出する流量検出手段を備え、
前記制御部は、前記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に記載の水処理システム。 - 前記膜分離装置は、前記加圧ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出手段と、
軟水、透過水又は濃縮水の温度を検出する温度検出手段と、を備え、
前記制御部は、(i)前記温度検出手段の検出温度値、前記逆浸透膜モジュールの基準温度における水透過係数値、及び前記目標流量値に基づいて、前記加圧ポンプの吐出圧力を演算し、(ii)当該吐出圧力の演算値を目標圧力値として設定し、(iii)前記圧力検出手段の検出圧力値が前記目標圧力値となるように、前記加圧ポンプの駆動周波数を演算する、
請求項1に記載の水処理システム。 - 前記膜分離装置は、軟水、透過水又は濃縮水の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記制御部は、(i)前記温度検出手段の検出温度値、前記逆浸透膜モジュールの基準温度における水透過係数値、及び前記目標流量値に基づいて、前記加圧ポンプの吐出圧力を演算し、(ii)当該吐出圧力の演算値に基づいて、前記加圧ポンプの駆動周波数を演算する、
請求項1に記載の水処理システム。 - 前記膜分離装置は、軟水、透過水又は濃縮水の温度を検出する温度検出手段と、
装置外へ排出する濃縮水の排水流量を調節可能な排水弁と、を備え、
前記制御部は、(i)予め取得された原水又は軟水のシリカ濃度、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、前記排水弁を制御する、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の水処理システム。 - 前記膜分離装置は、軟水のカルシウム硬度を測定する硬度測定手段と、
装置外へ排出する濃縮水の排水流量を調節可能な排水弁と、を備え、
前記制御部は、(i)予め取得された炭酸カルシウム溶解度、及び前記硬度測定手段の測定硬度値に基づいて、濃縮水における炭酸カルシウム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、前記排水弁を制御する、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の水処理システム。 - 前記膜分離装置は、透過水の電気伝導率を測定する電気伝導率測定手段と、
装置外へ排出する濃縮水の排水流量を調節可能な排水弁と、を備え、
前記制御部は、前記電気伝導率測定手段の測定電気伝導率値が予め設定された目標電気伝導率値となるように、前記排水弁からの排水流量を制御する、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の水処理システム。
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