JP5942468B2 - Water treatment system - Google Patents
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Description
本発明は、複数台の膜分離装置を備えた水処理システムに関する。 The present invention relates to a water treatment system including a plurality of membrane separation devices.
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供給水を膜分離装置で処理することにより製造される。膜分離装置は、少なくとも一つの逆浸透膜モジュールを備える(以下、逆浸透膜モジュールを「RO膜モジュール」、逆浸透膜を「RO膜」ともいう)。 In the semiconductor manufacturing process, the cleaning of electronic parts, the cleaning of medical equipment, etc., high-purity pure water containing no impurities is used. This type of pure water is generally produced by treating supply water such as ground water or tap water with a membrane separator. The membrane separation apparatus includes at least one reverse osmosis membrane module (hereinafter, the reverse osmosis membrane module is also referred to as “RO membrane module”, and the reverse osmosis membrane is also referred to as “RO membrane”).
従来、1台の膜分離装置では、需要箇所での最大消費水量を賄うことができない場合に対応するため、複数台の膜分離装置を並列に接続した造水装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in order to cope with the case where one unit of membrane separation device cannot cover the maximum water consumption at a demand point, a water producing device in which a plurality of membrane separation devices are connected in parallel has been proposed (for example, Patent Document 1).
一般に、膜分離装置を用いた水処理システムでは、RO膜モジュールの透水性能を維持するために、RO膜モジュールの一次側表面を洗浄するフラッシング運転を定期的に実行している。フラッシング運転は、RO膜モジュールの一次側からの排水流量を増加させることにより行われる。フラッシング運転中は、有効圧力の低下により透過水の純度が低下するため、透過水の製造は停止される。従って、この間は、需要箇所において透過水を利用できなくなる。上述した特許文献1に記載の造水装置おいても、各膜分離装置のフラッシング運転を同時に実行するため、需要箇所では透過水が利用できなくなる。
In general, in a water treatment system using a membrane separator, a flushing operation for cleaning the primary side surface of the RO membrane module is periodically performed in order to maintain the water permeability of the RO membrane module. The flushing operation is performed by increasing the drainage flow rate from the primary side of the RO membrane module. During the flushing operation, the purity of the permeated water decreases due to a decrease in effective pressure, and therefore the production of permeated water is stopped. Therefore, during this time, the permeate cannot be used at the demand point. Even in the fresh water generator described in
従って、本発明は、フラッシング運転の間に、需要箇所において透過水が利用できなくなることを可能な限り回避できる水処理システムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a water treatment system capable of avoiding as much as possible that permeated water cannot be used at a demand point during a flushing operation.
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た複数台の膜分離装置と、前記膜分離装置から送出された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、複数台の前記膜分離装置において、前記逆浸透膜モジュールの一次側を洗浄するフラッシング運転を実行する時期に達した場合に、前記水位検出手段の検出水位に基づいて、前記フラッシング運転の対象となる前記膜分離装置の台数を判定し、当該判定した台数の前記膜分離装置について前記フラッシング運転を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記フラッシング運転を実行する時期に達し、(i)前記水位検出手段の検出水位が少なくとも前記フラッシング運転の間に需要箇所で消費される水量の透過水を供給可能な基準水位以上の場合には、すべての前記膜分離装置を対象として前記フラッシング運転を実行し、(ii)前記水位検出手段の検出水位が基準水位未満の場合には、前記検出水位に基づいて、前記フラッシング運転の対象となる前記膜分離装置の台数を前記基準水位以上の場合における台数よりも減少させる水処理システムに関する。 The present invention includes a plurality of membrane separation devices including a reverse osmosis membrane module that separates supply water into permeate and concentrated water, a storage tank that stores permeate sent from the membrane separation device, and the storage The water level detection means for detecting the water level of the tank and the water level detection means of the water level detection means when the time for performing the flushing operation for cleaning the primary side of the reverse osmosis membrane module is reached in the plurality of membrane separation devices. A control unit that determines the number of the membrane separation devices to be subjected to the flushing operation, and executes the flushing operation for the determined number of the membrane separation devices , the control unit, The time for performing the flushing operation is reached, and (i) the detected water level of the water level detecting means supplies at least the permeated water consumed at the demand point during the flushing operation. When the water level is not less than the reference water level, the flushing operation is executed for all the membrane separation devices. (Ii) When the detected water level of the water level detecting means is lower than the reference water level, the flushing operation is performed. Te, on water treatment system Ru is smaller than the number in the case the number of membrane separation device to be the flushing operation than the reference level.
また、前記制御部は、前記水位検出手段の検出水位が前記基準水位未満の場合において、前記フラッシング運転の実行を開始した後に、前記水位検出手段の検出水位が上昇した場合には、上昇した前記検出水位に基づいて、前記フラッシング運転の対象となる前記膜分離装置の台数を増加させることが好ましい。 In addition, when the detected water level of the water level detecting unit rises after starting the execution of the flushing operation when the detected water level of the water level detecting unit is less than the reference water level, the control unit increases the It is preferable to increase the number of the membrane separators to be subjected to the flushing operation based on the detected water level.
また、前記制御部は、前記フラッシング運転の対象となる前記膜分離装置について、予め設定された優先順位に基づいて前記フラッシング運転の実行を開始することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said control part starts execution of the said flushing operation | movement based on the preset priority order about the said membrane separation apparatus used as the object of the said flushing operation.
また、前記制御部は、すべての前記膜分離装置について前回の前記フラッシング運転が終了した後、前記貯留タンクへ補給した透過水の積算補給時間又は積算補給量が設定値に達した場合には、前記フラッシング運転を実行する時期に達したと判定することが好ましい。 In addition, when the integrated replenishment time or the integrated replenishment amount of permeated water replenished to the storage tank has reached a set value after the previous flushing operation has been completed for all the membrane separation devices, It is preferable to determine that it is time to execute the flushing operation.
また、前記膜分離装置は、入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、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、入力された電流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、透過水の流量を検出し、当該流量に応じた検出流量値を出力する流量検出手段と、を備え、前記制御部は、前記流量検出手段から出力された検出流量値が予め設定された目標流量となるように、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電流値信号を前記インバータに出力することが好ましい。 The membrane separation device is driven at a rotational speed corresponding to the input driving frequency, and sucks the supply water and discharges it toward the reverse osmosis membrane module, and the input current value signal An inverter that outputs a corresponding driving frequency to the pressurizing pump; and a flow rate detecting means that detects a flow rate of permeate and outputs a detected flow rate value corresponding to the flow rate, and the control unit detects the flow rate. Calculating the drive frequency of the pressurizing pump so that the detected flow rate value output from the means becomes a preset target flow rate, and outputting a current value signal corresponding to the calculated value of the drive frequency to the inverter Is preferred.
また、前記膜分離装置は、供給水を前記逆浸透膜モジュールへ供給する供給水ラインと、透過水を前記貯留タンクへ送出する透過水ラインと、前記逆浸透膜モジュールと前記貯留タンクとの間における前記透過水ラインに設けられた透過水弁と、前記透過水ラインに送出された透過水を前記供給水ラインにおける前記加圧ポンプよりも上流側に返送させる透過水返送ラインと、前記透過水返送ラインに設けられた圧力逃し弁と、を備え、前記制御部は、前記フラッシング運転を実行する際に、前記透過水ラインを透過水が流通しないように前記透過水弁を制御することが好ましい。 Further, the membrane separation device includes a supply water line for supplying supply water to the reverse osmosis membrane module, a permeate line for sending permeate to the storage tank, and the reverse osmosis membrane module and the storage tank. A permeate valve provided in the permeate line, a permeate return line for returning permeate sent to the permeate line to the upstream side of the pressurizing pump in the supply water line, and the permeate A pressure relief valve provided in a return line, and the control unit preferably controls the permeate valve so that permeate does not flow through the permeate line when performing the flushing operation. .
本発明によれば、フラッシング運転の間に、需要箇所において透過水が利用できなくなることを可能な限り回避できる水処理システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can provide the water treatment system which can avoid as much as possible that permeated water becomes unusable in a demand location during a flushing driving | operation.
(第1実施形態)
まず、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。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、第1実施形態における処理水タンク2の水位と造水運転/フラッシング運転台数との関係を示す説明図(以下、「台数判定に関するデータ」ともいう)である。図3は、膜分離装置U1の構成図である。
(First embodiment)
First, the
図1に示すように、第1実施形態に係る水処理システム1は、複数の膜分離装置U1,U2,U3,U4と、貯留タンクとしての処理水タンク2と、水位検出手段としての水位センサ3と、制御部100と、を備える。なお、図1(図3及び図11も同じ)では、電気的な接続の経路を破線で示す。なお、1本の破線は、1又は複数の経路を示す。
As shown in FIG. 1, a
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、配水ラインL7と、を備える。なお、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。
Moreover, the
供給水ラインL1は、供給水W1を膜分離装置U1〜U4に供給するラインである。供給水ラインL1の上流側の端部は、供給水W1の供給源(不図示)に接続されている。供給水ラインL1の下流側の端部は、膜分離装置U1〜U4に向けてそれぞれ分岐し、膜分離装置U1〜U4の一次側入口ポートにそれぞれ接続されている。造水運転中及びフラッシング運転中において、供給水ラインL1を流通する供給水W1は、膜分離装置U1〜U4にそれぞれ分配される。 The supply water line L1 is a line that supplies the supply water W1 to the membrane separation devices U1 to U4. The upstream end of the supply water line L1 is connected to a supply source (not shown) of the supply water W1. The downstream end of the feed water line L1 branches toward the membrane separators U1 to U4 and is connected to the primary inlet ports of the membrane separators U1 to U4, respectively. During the fresh water generation operation and the flushing operation, the supply water W1 flowing through the supply water line L1 is distributed to the membrane separation devices U1 to U4.
膜分離装置U1〜U4は、それぞれRO膜モジュール(後述)を備える。膜分離装置U1〜U4は、それぞれ同じ定格流量で透過水W2を製造する。すなわち、膜分離装置U1〜U4が処理水タンク2へ供給可能な透過水W2の最大流量を100%とすると、それぞれの膜分離装置U1〜U4の定格流量は、最大流量の25%となる。また、膜分離装置U1〜U4は、制御部100と電気的に接続されている。膜分離装置U1〜U4における透過水W2の水量や回収率は、制御部100により制御される。なお、以下の説明において、膜分離装置U1〜U4のいずれかを具体的に特定しない場合には、符号を略して「膜分離装置」と記載する。
The membrane separation devices U1 to U4 each include an RO membrane module (described later). The membrane separators U1 to U4 each produce the permeated water W2 at the same rated flow rate. That is, when the maximum flow rate of the permeate W2 that can be supplied to the treated
透過水ラインL2は、膜分離装置U1〜U4で製造された透過水W2を処理水タンク2へ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、膜分離装置U1〜U4にそれぞれ分岐し、それぞれのRO膜モジュール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、処理水タンク2に接続されている。
The permeated water line L <b> 2 is a line for sending the permeated water W <b> 2 manufactured by the membrane separation devices U <b> 1 to U <b> 4 to the treated
処理水タンク2は、膜分離装置U1〜U4で製造された透過水W2を一括して貯留するタンクである。処理水タンク2には、透過水ラインL2の下流側の端部が接続されている。膜分離装置U1〜U4の二次側ポートから送出された透過水W2は、透過水ラインL2を介して処理水タンク2に補給される。また、処理水タンク2は、配水ラインL7を介して下流側の需要箇所(不図示)に接続されている。処理水タンク2に貯留された透過水W2は、配水ラインL7介して、処理水W4として需要箇所に供給される。
The treated
図1に示すように、処理水タンク2には、貯水量を判定するための5段階の水位(水位H,水位D3,水位D2,水位D1,水位L)が設定されている。
As shown in FIG. 1, five levels of water levels (water level H, water level D3, water level D2, water level D1, and water level L) for determining the amount of stored water are set in the treated
水位Hは、フラッシング運転中に需要箇所で消費される水量の処理水W4を供給可能な貯水量に対応する水位(以下、「基準水位値H」ともいう)である。従って、処理水タンク2の貯水量が基準水位値H以上であれば、フラッシング運転中に膜分離装置U1〜U4から透過水W2を補給することなしに、需要箇所で消費される水量の処理水W4を供給することができる。なお、フラッシング運転とは、上述したように、RO膜モジュール(不図示)の一次側からの排水流量を増加させることにより、RO膜モジュールの一次側表面を洗浄することをいう。
The water level H is a water level (hereinafter, also referred to as “reference water level value H”) corresponding to the amount of stored water that can supply the treated water W4 of the amount of water consumed at the demand point during the flushing operation. Therefore, if the amount of water stored in the treated
水位D3は、水位Hよりも低く且つ水位D2よりも高い第3中間水位である。水位D2は、水位D3よりも低く且つ水位D1よりも高い第2中間水位である。水位D1は、水位D2よりも低く且つ水位Lよりも高い第1中間水位である。 The water level D3 is a third intermediate water level that is lower than the water level H and higher than the water level D2. The water level D2 is a second intermediate water level that is lower than the water level D3 and higher than the water level D1. The water level D1 is a first intermediate water level that is lower than the water level D2 and higher than the water level L.
水位Lは、需要箇所へ処理水W4を安定して供給可能な限界水位である。後述するように、フラッシング運転中に、処理水タンク2の貯水量が水位L未満となった場合には、すべての膜分離装置U1〜U4が定格流量で運転される。これにより、処理水タンク2には、透過水W2が最大流量で補給される。処理水タンク2の貯水量が水位L以上且つ水位D1未満の場合も同じである。
The water level L is a limit water level at which the treated water W4 can be stably supplied to the demand point. As will be described later, when the amount of water stored in the treated
水位センサ3は、処理水タンク2に貯留された透過水W2の水位を検出する機器である。水位センサ3は、処理水タンク2に設けられている。また、水位センサ3は、制御部100と電気的に接続されている。水位センサ3で検出された処理水タンク2の水位(以下、「検出水位値」ともいう)は、制御部100へ検出信号として送信される。水位センサ3は、連続式レベルセンサであり、例えば、静電容量式センサ、圧力式センサ、超音波式センサ等が用いられる。図1では、水位センサ3として、処理水タンク2の底部に近い外壁面に圧力式センサを設けた例を示す。
The
制御部100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。マイクロプロセッサのメモリには、台数判定に関するデータ(図2)や優先順位に関するデータのほか、水処理システム1を制御するための各種プログラムが記憶される。また、マイクロプロセッサのメモリには、各センサから送信された検出水位値W、検出温度値T、検出流量値Qp等のデータが記憶される。マイクロプロセッサのCPUは、メモリから読み出した所定のプログラムに従って処理を実行する。また、マイクロプロセッサには、時間の計時等を管理するインテグレーテッドタイマユニット(以下、「ITU」ともいう)が組み込まれている。
The
本実施形態の制御部100は、水処理システム1の全体を制御するシステム制御部(後述)の機能と、膜分離装置U1〜U4の動作をそれぞれ制御するユニット制御部(後述)の機能と、を備える。
The
まず、制御部100がシステム制御部の機能により水処理システム1を制御する場合について説明する。
First, the case where the
制御部(システム制御部)100は、造水運転の期間においては、水位センサ3の検出水位値Wに基づいて、すべての膜分離装置U1〜U4を造水運転又は運転停止とする。
The control unit (system control unit) 100 sets all the membrane separation devices U1 to U4 to the fresh water generation operation or the operation stop based on the detected water level value W of the
具体的には、制御部(システム制御部)100は、造水運転の期間において、水位センサ3の検出水位値Wが基準水位値H以上になると、すべての膜分離装置U1〜U4を運転停止とする。これにより、処理水タンク2へ補給される透過水W2の流量は、0%流量となる。水位センサ3の検出水位値Wが基準水位値H以上であれば、処理水タンク2において、需要箇所で消費される水量の処理水W4を十分に供給可能な貯水量があると看做せるからである。
Specifically, the control unit (system control unit) 100 stops the operation of all the membrane separation devices U1 to U4 when the detected water level value W of the
また、制御部(システム制御部)100は、造水運転の期間において、水位センサ3の検出水位値Wが水位L未満になると、すべての膜分離装置U1〜U4を造水運転とする。これにより、処理水タンク2へ補給される透過水W2の流量は、100%流量となる。つまり、水位センサ3の検出水位値Wが水位L以上〜水位H未満の場合には、常に100%流量となる。
In addition, when the detected water level value W of the
一方、制御部(システム制御部)100は、フラッシング運転を実行する時期に達した場合には、水位センサ3の検出水位値Wに基づいて、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を判定し、判定した台数の膜分離装置についてフラッシング運転を実行させる。
On the other hand, when it is time to execute the flushing operation, the control unit (system control unit) 100 determines the number of membrane separation devices to be subjected to the flushing operation based on the detected water level value W of the
具体的には、制御部(システム制御部)100は、フラッシング運転を実行する時期に達し、水位センサ3の検出水位値Wが基準水位値H以上の場合(W≧H)には、図2に示すように、すべての膜分離装置U1〜U4を対象としてフラッシング運転を実行させる。この場合、すべての膜分離装置U1〜U4の造水運転が停止するため、透過水W2は0%流量となる。
Specifically, the control unit (system control unit) 100 reaches the time of executing the flushing operation, and when the detected water level value W of the
また、制御部(システム制御部)100は、フラッシング運転を実行する時期に達し、水位センサ3の検出水位値Wが基準水位値H未満の場合(H>W)には、検出水位値Wに基づいて、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を、基準水位値H以上の場合における台数よりも減少させる。
Further, the control unit (system control unit) 100 reaches the detected water level value W when the time for performing the flushing operation is reached and the detected water level value W of the
例えば、制御部(システム制御部)100は、図2に示すように、水位センサ3の検出水位値Wが基準水位値H未満且つ水位D3以上(H>W≧D3)の場合には、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を、基準水位値H以上の場合における台数の4台よりも少ない3台とする。この場合、1台の膜分離装置だけが造水運転されるため、透過水W2は25%流量となる。
For example, as shown in FIG. 2, the control unit (system control unit) 100 performs flushing when the detected water level value W of the
また、制御部(システム制御部)100は、図2に示すように、水位センサ3の検出水位値Wが水位D3未満且つ水位D2以上(D3>W≧D2)の場合には、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を、基準水位値H以上の場合における台数の4台よりも少ない2台とする。この場合、2台の膜分離装置が造水運転されるため、透過水W2は50%流量となる。
Further, as shown in FIG. 2, when the detected water level value W of the
また、制御部(システム制御部)100は、図2に示すように、水位センサ3の検出水位値Wが水位D2未満且つ水位D1以上(D2>W≧D1)の場合には、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を、基準水位値H以上の場合における台数の4台よりも少ない1台とする。この場合、3台の膜分離装置が造水運転されるため、透過水W2は75%流量となる。
Further, as shown in FIG. 2, the control unit (system control unit) 100 performs the flushing operation when the detected water level value W of the
更に、制御部(システム制御部)100は、図2に示すように、水位センサ3の検出水位値Wが水位D1未満且つ水位L以上(D1>W≧L)の場合、及び水位センサ3の検出水位値Wが水位L未満(L<W)の場合には、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数をゼロとする。この場合、4台すべての膜分離装置U1〜U4が造水運転されるため、透過水W2は100%流量となる。
Furthermore, as shown in FIG. 2, the control unit (system control unit) 100 detects the water level value W of the
また、制御部(システム制御部)100は、水位センサ3の検出水位値Wが基準水位値H未満の場合において、フラッシング運転を開始した後に、水位センサ3の検出水位値Wが上昇した場合には、上昇した検出水位値Wに基づいて、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を増加させる。本実施形態では、処理水タンク2の水位が1段階上がる毎に、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を1台ずつ増加させる。
In addition, when the detected water level value W of the
ここで、「1段階」とは、図1に示す各水位の間隔を指す。例えば、制御部(システム制御部)100は、処理水タンク2の水位が水位D1から水位D2に上昇したときには、水位が1段階上がったと判定する。また、制御部(システム制御部)100は、処理水タンク2の水位が水位D1から水位D3に上昇したときには、水位が2段階上がったと判定する。
Here, “one stage” refers to the interval between the water levels shown in FIG. For example, when the water level of the treated
例えば、制御部(システム制御部)100は、図2に示すように、水位センサ3の検出水位値Wが水位D3未満且つ水位D2以上(D3>W≧D2)の場合には、2台の膜分離装置についてフラッシング運転を開始する。その後、処理水タンク2の水位が1段階上昇して、水位センサ3の検出水位値Wが水位H未満且つ水位D3以上(H>W≧D3)となった場合には、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を1台増加させて3台とする。
For example, as shown in FIG. 2, when the detected water level value W of the
また、制御部(システム制御部)100は、フラッシング運転を開始した後、水位センサ3の検出水位値Wが下降した場合には、フラッシング運転が終了した膜分離装置から順に1台ずつ造水運転に移行させる。フラッシング運転中に、需要箇所が高稼働となった場合に、処理水タンク2へ可能な限り多くの透過水W2を補給するためである。
In addition, when the control level (system control unit) 100 starts the flushing operation and then the detected water level value W of the
また、制御部(システム制御部)100は、フラッシング運転の対象となる膜分離装置について、予め設定された優先順位に基づいてフラッシング運転を開始させる。 In addition, the control unit (system control unit) 100 starts the flushing operation on the basis of a preset priority order for the membrane separation apparatus that is the target of the flushing operation.
すなわち、制御部(システム制御部)100は、フラッシング運転を実行する時期に達した場合に、造水運転の優先順位の高い膜分離装置で造水運転し、造水運転の優先順位の低い膜分離装置をフラッシング運転する。なお、後述するように、造水運転の優先順位と、フラッシング運転の優先順位とは、正反対の関係にある。そのため、造水運転の優先順位が高い膜分離装置は、フラッシング運転の優先順位が低くなり、造水運転の優先順位が低い膜分離装置は、フラッシング運転の優先順位が高くなる。 That is, the control unit (system control unit) 100 performs a fresh water generation operation with a membrane separation device having a high priority level in the fresh water generation operation when the time for performing the flushing operation is reached, and a membrane with a low priority level in the fresh water generation operation. Flush the separator. In addition, as will be described later, the priority order of the fresh water operation and the priority order of the flushing operation are opposite to each other. Therefore, a membrane separation apparatus having a high priority for fresh water operation has a low priority for flushing operation, and a membrane separator having a low priority for fresh water operation has a high priority for flushing operation.
具体的には、本実施形態において、造水運転の優先順位は、膜分離装置U1>U2>U3>U4となる。従って、造水運転においては、膜分離装置U1の優先順位が最も高くなり、膜分離装置U4の優先順位が最も低くなる。一方、本実施形態において、フラッシング運転の優先順位は、膜分離装置U4>U3>U2>U1となる。従って、フラッシング運転においては、膜分離装置U4の優先順位が最も高くなり、膜分離装置U1の優先順位が最も低くなる。なお、膜分離装置U1〜U4の優先順位に関するデータは、マイクロプロセッサのメモリ(不図示)に予め記憶される。 Specifically, in this embodiment, the priority of the fresh water generation operation is the membrane separation device U1> U2> U3> U4. Therefore, in the fresh water generation operation, the priority of the membrane separation device U1 is the highest, and the priority of the membrane separation device U4 is the lowest. On the other hand, in the present embodiment, the priority order of the flushing operation is the membrane separation device U4> U3> U2> U1. Therefore, in the flushing operation, the priority of the membrane separation device U4 is the highest, and the priority of the membrane separation device U1 is the lowest. Note that data relating to the priority order of the membrane separation devices U1 to U4 is stored in advance in a memory (not shown) of the microprocessor.
例えば、制御部(システム制御部)100は、図2に示すように、水位センサ3の検出水位値Wが水位D3未満且つ水位D2以上の場合(D3>W≧D2)には、フラッシング運転時の優先順位の低い膜分離装置U1及びU2を造水運転とし、フラッシング運転時の優先順位の高い膜分離装置U3及びU4をフラッシング運転とする。
For example, as shown in FIG. 2, when the detected water level value W of the
また、制御部(システム制御部)100は、すべての膜分離装置U1〜U4について前回のフラッシング運転が終了した後、処理水タンク2へ補給した透過水W2の積算補給時間が設定値に達した場合には、フラッシング運転を実行する時期に達したと判定する。
Further, the control unit (system control unit) 100 has reached the set replenishment time of the permeated water W2 replenished to the treated
具体的には、制御部(システム制御部)100は、すべての膜分離装置U1〜U4について前回のフラッシング運転が終了した後、処理水タンク2へ補給した透過水W2の積算補給時間の計時Tcをスタートさせる。積算補給時間は、ITUにより計時される。そして、制御部(システム制御部)100は、積算補給時間の計時Tcが設定値(時間Td)に達した場合には、フラッシング運転を実行する時期に達したと判定する。
Specifically, the control unit (system control unit) 100 measures the total replenishment time Tc of the permeated water W2 replenished to the treated
次に、制御部100がユニット制御部として機能する場合について説明する。まず、制御部(ユニット制御部)100の制御対象となる膜分離装置U1〜U4の構成について、図3を参照して説明する。ここでは、膜分離装置U1を代表して構成を説明するが、他の膜分離装置U2〜U4も同じ構成である。
Next, a case where the
図3に示すように、本実施形態に係る膜分離装置U1は、加圧ポンプ4と、インバータ5と、温度センサ6と、RO膜モジュールM1と、透過水弁7と、流量検出手段としての流量センサ8と、圧力逃し弁としての安全弁9と、濃縮水還流弁10と、第1排水弁11〜第3排水弁13と、を備える。
As shown in FIG. 3, the membrane separation device U1 according to this embodiment includes a pressurizing
また、膜分離装置U1は、濃縮水ラインL3と、濃縮水排出ラインL4と、濃縮水還流ラインL5と、透過水返送ラインL6と、を備える。 The membrane separation device U1 includes a concentrated water line L3, a concentrated water discharge line L4, a concentrated water reflux line L5, and a permeate return line L6.
図3において、加圧ポンプ4は、供給水W1を吸入し、RO膜モジュールM1に向けて吐出する装置である。加圧ポンプ4は、インバータ5(後述)と電気的に接続されている。加圧ポンプ4には、インバータ5から、周波数が変換された駆動電力が入力される。加圧ポンプ4は、供給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。加圧ポンプ4の回転速度は、インバータ5から供給される駆動周波数に比例する。すなわち、加圧ポンプ4の回転速度は、インバータ5から供給される駆動周波数が低くなるにつれて遅くなり、駆動周波数が高くなるにつれて速くなる。
In FIG. 3, the pressurizing
インバータ5は、周波数が変換された駆動電力を加圧ポンプ4に供給する電気回路である。インバータ5は、制御部100と電気的に接続されている。インバータ5には、制御部(ユニット制御部)100から電流値信号が入力される。インバータ5は、制御部(ユニット制御部)100から入力された電流値信号に対応する駆動周波数の駆動電力を加圧ポンプ4に出力する。
The
温度センサ6は、供給水W1の温度を検出する機器である。温度センサ6は、接続部J3において供給水ラインL1と接続されている。接続部J3は、供給水W1の供給源と加圧ポンプ4との間に配置されている。温度センサ6は、制御部100と電気的に接続されている。温度センサ6で検出された供給水W1の温度(以下、「検出温度値」ともいう)は、制御部100へ検出値信号として送信される。
The temperature sensor 6 is a device that detects the temperature of the supply water W1. The temperature sensor 6 is connected to the supply water line L1 at the connection portion J3. The connecting portion J3 is disposed between the supply source of the supply water W1 and the pressurizing
RO膜モジュールM1は、加圧ポンプ4から吐出された供給水W1を、溶存塩類が除去された透過水W2と、溶存塩類が濃縮された濃縮水W3とに膜分離処理する設備である。RO膜モジュールM1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M1は、これらRO膜エレメントにより供給水W1を膜分離処理し、透過水W2及び濃縮水W3を製造する。
The RO membrane module M1 is a facility for subjecting the supply water W1 discharged from the
本実施形態におけるRO膜モジュールM1は、膜表面に架橋全芳香族ポリアミドからなる負荷電性のスキン層が形成されたRO膜(不図示)を有する。このRO膜は、濃度500mg/L、pH7.0、温度25℃の塩化ナトリウム水溶液を供給水W1として、操作圧力0.7MPa、回収率15%で供給したときの水透過係数が、1.5×10−11m3・m−2・s−1・Pa−1以上、且つ塩除去率が99%以上となるものである。 The RO membrane module M1 in the present embodiment has an RO membrane (not shown) in which a negatively charged skin layer made of a crosslinked wholly aromatic polyamide is formed on the membrane surface. This RO membrane has a water permeability coefficient of 1.5 when a sodium chloride aqueous solution having a concentration of 500 mg / L, pH 7.0 and temperature of 25 ° C. is supplied as supply water W1 at an operation pressure of 0.7 MPa and a recovery rate of 15%. × 10 −11 m 3 · m −2 · s −1 · Pa −1 or more, and the salt removal rate is 99% or more.
ここで、操作圧力とは、JIS K3802−1995「膜用語」で定義される平均操作圧力である。操作圧力は、RO膜モジュールM1の一次側の入口圧力と一次側の出口圧力との平均値を指す。 Here, the operating pressure is an average operating pressure defined by JIS K3802-1995 “Membrane Term”. The operating pressure refers to an average value of the primary side inlet pressure and the primary side outlet pressure of the RO membrane module M1.
回収率とは、RO膜モジュールM1へ供給される供給水W1の流量Qfに対する透過水W2の流量Qpの割合(すなわち、Qp/Qf×100)をいう。 Recovery and the percentage of the flow rate Q p permeate W2 to the flow rate Q f of feed water W1 supplied to the RO membrane module M1 (i.e., Q p / Q f × 100 ) refers to.
塩除去率は、RO膜を透過する前後の特定の塩類の濃度(ここでは塩化ナトリウム濃度)から計算される値であり、RO膜の溶質の阻止性能を示す指標である。塩除去率は、RO膜モジュールM1へ供給される供給水W1の濃度Cf及び透過水W2の濃度Cpから、(1−Cp/Cf)×100により求められる。 The salt removal rate is a value calculated from the concentration of a specific salt before and after permeating the RO membrane (here, the sodium chloride concentration), and is an index indicating the solute blocking performance of the RO membrane. The salt removal rate is obtained by (1−C p / C f ) × 100 from the concentration C f of the supply water W1 supplied to the RO membrane module M1 and the concentration C p of the permeated water W2.
本実施形態の水透過係数及び塩除去率の条件を満たすRO膜は、逆浸透膜エレメントとして市販されている。逆浸透膜エレメントとしては、例えば、東レ社製:型式名「TMG20−400」、ウンジン・ケミカル社製:型式名「RE8040−BLF」、日東電工社製:型式名「ESPA1」等を用いることができる。 The RO membrane that satisfies the conditions of the water permeability coefficient and salt removal rate of this embodiment is commercially available as a reverse osmosis membrane element. As the reverse osmosis membrane element, for example, Toray Industries, Inc .: model name “TMG20-400”, Unjin Chemical, Inc .: model name “RE8040-BLF”, Nitto Denko Corporation: model name “ESPA1”, etc. may be used. it can.
透過水弁7は、透過水ラインL2を開閉する装置である。透過水弁7は、RO膜モジュールM1と処理水タンク2(図1参照)との間(接続部J5と接続部J4との間)に配置されている。透過水弁7は、制御部100と電気的に接続されている。透過水弁7における弁体の開閉は、制御部(ユニット制御部)100からの駆動信号により制御される。透過水弁7は、RO膜モジュールM1を造水運転する場合には、開状態に制御される。また、透過水弁7は、RO膜モジュールM1をフラッシング運転する場合には、閉状態に制御される。
The permeated water valve 7 is a device that opens and closes the permeated water line L2. The permeated water valve 7 is disposed between the RO membrane module M1 and the treated water tank 2 (see FIG. 1) (between the connection portion J5 and the connection portion J4). The permeated water valve 7 is electrically connected to the
流量センサ8は、透過水ラインL2を流通する透過水W2の流量を検出する機器である。流量センサ8は、接続部J4において透過水ラインL2に接続されている。接続部J4は、透過水弁7と処理水タンク2(図1参照)との間に配置されている。流量センサ8は、制御部100と電気的に接続されている。流量センサ8で検出された透過水W2の流量(以下、「検出流量値」ともいう)は、制御部100へ検出値信号として送信される。
The flow rate sensor 8 is a device that detects the flow rate of the permeated water W2 flowing through the permeated water line L2. The flow sensor 8 is connected to the permeated water line L2 at the connection portion J4. The connection part J4 is arrange | positioned between the permeated water valve 7 and the treated water tank 2 (refer FIG. 1). The flow sensor 8 is electrically connected to the
透過水返送ラインL6は、フラッシング運転中にRO膜モジュールM1から透過水ラインL2に送出された透過水W2を、供給水ラインL1における加圧ポンプ4よりも上流側に返送させるラインである。透過水返送ラインL6の上流側の端部は、接続部J5において透過水ラインL2に接続されている。接続部J5は、RO膜モジュールM1の二次側ポートと透過水弁7との間に配置されている。また、透過水返送ラインL6の下流側の端部は、接続部J2において供給水ラインL1に接続されている。接続部J2は、供給水W1の供給源と加圧ポンプ4との間(接続部J1と加圧ポンプ4との間)に配置されている。また、透過水返送ラインL6には、安全弁9が設けられている。
The permeated water return line L6 is a line for returning the permeated water W2 sent from the RO membrane module M1 to the permeated water line L2 during the flushing operation to the upstream side of the pressurizing
安全弁9は、フラッシング運転中に、透過水ラインL2の管内圧力が予め設定された圧力以上となった場合に自動的に開弁して、透過水W2を透過水返送ラインL6に流通させる弁である。すなわち、安全弁9は、予め設定された圧力以上の透過水W2を、透過水返送ラインL6を介して供給水ラインL1に戻すことにより、RO膜モジュールM1の二次側に過剰な背圧が発生するのを防止する。 The safety valve 9 is a valve that automatically opens when the in-pipe pressure of the permeate water line L2 becomes equal to or higher than a preset pressure during the flushing operation, and causes the permeate water W2 to flow through the permeate return line L6. is there. That is, the safety valve 9 generates excessive back pressure on the secondary side of the RO membrane module M1 by returning the permeated water W2 that is equal to or higher than the preset pressure to the supply water line L1 via the permeate return line L6. To prevent it.
なお、RO膜モジュールM1を造水運転する場合には、透過水弁7が開状態に制御されるため、透過水ラインL2の管内圧力は、予め設定された圧力未満となる。その場合には、安全弁9が閉弁した状態となるため、透過水W2は処理水タンク2へ送出される。
Note that, when the RO membrane module M1 is operated for fresh water, the permeated water valve 7 is controlled to be in the open state, so that the pipe pressure of the permeated water line L2 is less than a preset pressure. In that case, since the safety valve 9 is closed, the permeated water W2 is sent to the treated
濃縮水ラインL3は、RO膜モジュールM1から濃縮水W3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M1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、分岐部J6において、濃縮水排出ラインL4及び濃縮水還流ラインL5に分岐している。 The concentrated water line L3 is a line for sending concentrated water W3 from the RO membrane module M1. The upstream end of the concentrated water line L3 is connected to the primary outlet port of the RO membrane module M1. Further, the downstream side of the concentrated water line L3 branches into a concentrated water discharge line L4 and a concentrated water reflux line L5 at a branch portion J6.
濃縮水排出ラインL4は、濃縮水ラインL3を流通する濃縮水W3の一部又は全部を装置外へ排出するラインである。濃縮水排出ラインL4の下流側は、分岐部J7及びJ8において、第1排水ラインL11、第2排水ラインL12及び第3排水ラインL13に分岐している。 The concentrated water discharge line L4 is a line for discharging part or all of the concentrated water W3 flowing through the concentrated water line L3 to the outside of the apparatus. The downstream side of the concentrated water discharge line L4 branches to the first drainage line L11, the second drainage line L12, and the third drainage line L13 at the branch portions J7 and J8.
第1排水ラインL11には、第1排水弁11が設けられている。第2排水ラインL12には、第2排水弁12が設けられている。第3排水ラインL13には、第3排水弁13が設けられている。第1排水弁11〜第3排水弁13は、濃縮水排出ラインL4から装置外に排出される濃縮水W3の排水流量を調節する弁である。
A
第1排水弁11は、第1排水ラインL11を開閉することができる。第2排水弁12は、第2排水ラインL12を開閉することができる。第3排水弁13は、第3排水ラインL13を開閉することができる。
The
第1排水弁11〜第3排水弁13は、それぞれ定流量弁機構(不図示)を備える。定流量弁機構は、第1排水弁11〜第3排水弁13において、それぞれ異なる流量値に設定されている。例えば、第1排水弁11は、開状態において、RO膜モジュールM1の回収率が80%となるように排水流量が設定されている。第2排水弁12は、開状態において、RO膜モジュールM1の回収率が75%となるように排水流量が設定されている。第3排水弁13は、開状態において、RO膜モジュールM1の回収率が70%となるように排水流量が設定されている。
Each of the
濃縮水排出ラインL4から排出される濃縮水W3の排水流量は、第1排水弁11〜第3排水弁13を選択的に開閉することにより、段階的に調節できる。例えば、第2排水弁12のみを開状態とし、第1排水弁11及び第3排水弁13を閉状態とする。この場合には、RO膜モジュールM1の回収率を75%とすることができる。また、第1排水弁11及び第2排水弁12を開状態とし、第3排水弁13のみを閉状態とする。この場合には、RO膜モジュールM1の回収率を70%とすることができる。従って、本実施形態において、濃縮水W3の排水流量は、第1排水弁11〜第3排水弁13を選択的に開閉することにより、回収率を50%〜80%までの間で、5%毎に段階的に調節できる。
The drainage flow rate of the concentrated water W3 discharged from the concentrated water discharge line L4 can be adjusted in stages by selectively opening and closing the
第1排水弁11〜第3排水弁13は、それぞれ制御部100と電気的に接続されている。第1排水弁11〜第3排水弁13における弁体の開閉は、制御部(ユニット制御部)100からの駆動信号により制御される。
The
濃縮水還流ラインL5は、濃縮水ラインL3を流通する濃縮水W3の残部を、供給水ラインL1における加圧ポンプ4よりも上流側に還流させるラインである。濃縮水還流ラインL5の上流側の端部は、分岐部J6において濃縮水ラインL3に接続されている。分岐部J6は、RO膜モジュールM1の一次側出口ポートと分岐部J7との間に配置されている。また、濃縮水還流ラインL5の下流側の端部は、接続部J1において、供給水ラインL1に接続されている。接続部J1は、供給水W1の供給源(不図示)と加圧ポンプ4との間に配置されている。
The concentrated water reflux line L5 is a line for refluxing the remaining portion of the concentrated water W3 flowing through the concentrated water line L3 to the upstream side of the pressurizing
濃縮水還流弁10は、濃縮水還流ラインL5の流通量を調節する装置である。濃縮水還流弁10は、制御部100と電気的に接続されている。濃縮水還流弁10における弁体の開度は、制御部(ユニット制御部)100からの駆動信号により制御される。濃縮水還流弁10の弁体は、RO膜モジュールM1を造水運転する場合には、所定の開度に制御される。また、濃縮水還流弁10の弁体は、RO膜モジュールM1をフラッシング運転する場合には、閉状態(開度0%)に制御される。
The concentrated
制御部(ユニット制御部)100は、造水運転時において、流量センサ8の検出流量値が予め設定された目標流量値(後述)となるように、速度形デジタルPIDアルゴリズムにより、加圧ポンプ4を駆動するため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電流値信号をインバータ5に出力する流量フィードバック水量制御を実行する。すなわち、制御部(ユニット制御部)100は、膜分離装置U1において、定格流量の透過水W2が製造されるように、加圧ポンプ4の回転数を調節する。制御部(ユニット制御部)100による流量フィードバック水量制御については後述する。
The control unit (unit control unit) 100 uses the velocity type digital PID algorithm so that the detected flow rate value of the flow rate sensor 8 becomes a preset target flow rate value (described later) during the fresh water generation operation. A flow rate feedback water amount control is performed to calculate a drive frequency for driving and output a current value signal corresponding to the calculated value of the drive frequency to the
また、制御部(ユニット制御部)100は、温度センサ6で検出された供給水W1の温度に基づいて、透過水W2の温度フィードフォワード回収率制御を実行する。後述するように、制御部(ユニット制御部)100は、温度フィードフォワード回収率制御を実行することにより、第1排水弁11〜第3排水弁13における弁体の開閉を制御する。なお、温度フィードフォワード回収率制御は、上述した流量フィードバック水量制御と並行して実行される。制御部(ユニット制御部)100による温度フィードフォワード回収率制御については後述する。
Further, the control unit (unit control unit) 100 executes temperature feedforward recovery rate control of the permeated water W2 based on the temperature of the supply water W1 detected by the temperature sensor 6. As will be described later, the control unit (unit control unit) 100 controls the opening and closing of the valve bodies in the
次に、本実施形態に係る水処理システム1の動作について説明する。
まず、制御部(システム制御部)100が、膜分離装置U1〜U4の造水運転及びフラッシング運転を制御する場合の動作について説明する。
Next, operation | movement of the
First, an operation in the case where the control unit (system control unit) 100 controls the fresh water generation operation and the flushing operation of the membrane separation devices U1 to U4 will be described.
図4は、制御部(システム制御部)100において、膜分離装置U1〜U4の造水運転及びフラッシング運転を制御する場合の処理手順を示すフローチャートである。図4に示すフローチャートの処理は、水処理システム1の運転(造水運転/フラッシング運転)中において繰り返し実行される。 FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure when the controller (system controller) 100 controls the fresh water generation operation and the flushing operation of the membrane separation devices U1 to U4. The process of the flowchart shown in FIG. 4 is repeatedly executed during the operation of the water treatment system 1 (fresh water operation / flushing operation).
図4に示すステップST101において、制御部(システム制御部)100は、膜分離装置U1〜U4の全台について、フラッシング運転が終了したか否かを判定する。このステップST101において、制御部(システム制御部)100により、膜分離装置U1〜U4のフラッシング運転が終了した(YES)と判定された場合に、処理はステップST102へ移行する。一方、ステップST101において、制御部(システム制御部)100により、膜分離装置U1〜U4のフラッシング運転が終了していない(NO)と判定された場合に、処理はステップST101へ戻る。 In step ST101 shown in FIG. 4, the control unit (system control unit) 100 determines whether or not the flushing operation has been completed for all of the membrane separation devices U1 to U4. In step ST101, when the control unit (system control unit) 100 determines that the flushing operation of the membrane separation devices U1 to U4 has been completed (YES), the process proceeds to step ST102. On the other hand, when the control unit (system control unit) 100 determines in step ST101 that the flushing operation of the membrane separation apparatuses U1 to U4 has not ended (NO), the process returns to step ST101.
ステップST102(ステップST101:YES)において、制御部(システム制御部)100は、ITU(マイクロプロセッサ)による計時Tcがスタートしていなければ、計時Tcをスタートさせる。計時Tcは、フラッシング運転が終了してからの積算補給時間を示す。 In step ST102 (step ST101: YES), the control unit (system control unit) 100 starts the time measurement Tc if the time measurement Tc by the ITU (microprocessor) has not been started. The time count Tc indicates the accumulated replenishment time after the flushing operation is completed.
ステップST103において、制御部(システム制御部)100は、ITUによる計時Tcが時間Tdに達したか否かを判定する。時間Tdは、フラッシング運転を実行する時期を判定するための設定値である。 In step ST103, the control unit (system control unit) 100 determines whether or not the time Tc measured by the ITU has reached the time Td . The time Td is a set value for determining when to perform the flushing operation.
このステップST103において、制御部(システム制御部)100により、計時Tcが時間Tdに達した(YES)と判定された場合、すなわちフラッシング運転を実行する時期に達したと判定された場合に、処理はステップST104へ移行する。一方、ステップST103において、制御部(システム制御部)100により、計時Tcが時間Tdに達していない(NO)と判定された場合、すなわちフラッシング運転を実行する時期に達していないと判定された場合に、処理はステップST110へ移行する。 In step ST103, when it is determined by the control unit (system control unit) 100 that the time count Tc has reached the time Td (YES), that is, when it is determined that the time for performing the flushing operation has been reached. The process proceeds to step ST104. On the other hand, in step ST103, when the control unit (system control unit) 100 determines that the time Tc has not reached the time Td (NO), that is, it has been determined that the time for performing the flushing operation has not been reached. In the case where it is found, the process proceeds to step ST110.
ステップST104(ステップST103:YES)において、制御部(システム制御部)100は、メモリから読み出した台数判定処理のプログラムを実行して、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を判定する。制御部(システム制御部)100が、ステップST104において実行する台数判定処理については後述する。 In step ST104 (step ST103: YES), the control unit (system control unit) 100 executes the program for determining the number of units read from the memory, and determines the number of membrane separation devices to be subjected to the flushing operation. The number determination process executed by the control unit (system control unit) 100 in step ST104 will be described later.
ステップST105において、制御部(システム制御部)100は、ステップST104で判定された膜分離装置の台数が1台以上か否かを判定する。このステップST105において、制御部(システム制御部)100により、膜分離装置の台数が1台以上である(YES)と判定された場合に、処理はステップST106へ移行する。また、ステップST105において、制御部(システム制御部)100により、膜分離装置の台数が1台未満である(NO)と判定された場合、すなわちフラッシング運転の対象となる膜分離装置がない場合に、処理はステップST104へ戻る。 In step ST105, the control unit (system control unit) 100 determines whether or not the number of membrane separation apparatuses determined in step ST104 is one or more. In step ST105, when the control unit (system control unit) 100 determines that the number of membrane separation apparatuses is one or more (YES), the process proceeds to step ST106. In step ST105, when the control unit (system control unit) 100 determines that the number of membrane separation devices is less than one (NO), that is, when there is no membrane separation device to be subjected to the flushing operation. The process returns to step ST104.
ステップST106(ステップST105:YES)において、制御部(システム制御部)100は、メモリから読み出した対象装置特定処理のプログラムを実行して、フラッシング運転の対象となる膜分離装置を特定する。制御部(システム制御部)100が、ステップST106において実行する対象装置特定処理については後述する。 In step ST106 (step ST105: YES), the control unit (system control unit) 100 executes the program of the target device specifying process read from the memory, and specifies the membrane separation device that is the target of the flushing operation. The target device specifying process executed by the control unit (system control unit) 100 in step ST106 will be described later.
ステップST107において、制御部(システム制御部)100は、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の造水運転を停止する。具体的には、制御部(システム制御部)100は、図3に示すインバータ5から加圧ポンプ4への駆動電力の供給を停止させると共に、透過水弁7を閉状態に制御する。
In step ST107, the control unit (system control unit) 100 stops the fresh water generation operation of the membrane separation apparatus that is the target of the flushing operation. Specifically, the control unit (system control unit) 100 stops the supply of driving power from the
ステップST108において、制御部(システム制御部)100は、ITU(マイクロプロセッサ)による計時Tcをリセットする。 In step ST108, the control unit (system control unit) 100 resets the time count Tc by the ITU (microprocessor).
ステップST109において、制御部(システム制御部)100は、メモリから読み出したフラッシング運転処理のプログラムを実行して、ステップST106で特定された膜分離装置のフラッシング運転を開始する。制御部(システム制御部)100が、ステップST109において実行するフラッシング運転処理については後述する。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)。 In step ST109, the control unit (system control unit) 100 executes the flushing operation processing program read from the memory, and starts the flushing operation of the membrane separation apparatus specified in step ST106. The flushing operation process executed by the control unit (system control unit) 100 in step ST109 will be described later. Thereby, the process of this flowchart is complete | finished (it returns to step ST101).
一方、ステップST110(ステップST103:NO)において、制御部(システム制御部)100は、水位センサ3で検出された検出水位値Wを取得する。
On the other hand, in step ST110 (step ST103: NO), the control unit (system control unit) 100 acquires the detected water level value W detected by the
ステップST111において、制御部(システム制御部)100は、水位センサ3の検出水位値Wが基準水位値H以上か否かを判定する。このステップST111において、制御部(システム制御部)100により、検出水位値Wが基準水位値H以上である(YES)と判定された場合に、処理はステップST112へ移行する。また、ステップST111において、制御部(システム制御部)100により、検出水位値Wが基準水位値H未満である(NO)と判定された場合に、処理はステップST113へ移行する。
In step ST111, the control unit (system control unit) 100 determines whether or not the detected water level value W of the
ステップST112(ステップST111:YES)において、制御部(システム制御部)100は、すべての膜分離装置U1〜U4で造水運転を停止する。これにより、処理水タンク2へ補給される透過水W2の流量は、0%流量となる。
In step ST112 (step ST111: YES), the control unit (system control unit) 100 stops the fresh water generation operation in all the membrane separation devices U1 to U4. Thereby, the flow rate of the permeated water W2 supplied to the treated
ステップST113(ステップST111:NO)において、制御部(システム制御部)100は、水位センサ3の検出水位値Wが水位L未満か否かを判定する。このステップST113において、制御部(システム制御部)100により、検出水位値Wが水位L未満である(YES)と判定された場合に、処理はステップST114へ移行する。また、ステップST113において、制御部(システム制御部)100により、検出水位値Wが水位L以上である(NO)と判定された場合に、処理はステップST103へ戻る。
In step ST113 (step ST111: NO), the control unit (system control unit) 100 determines whether or not the detected water level value W of the
ステップST114(ステップST113:YES)において、制御部(システム制御部)100は、すべての膜分離装置U1〜U4を造水運転とする。これにより、処理水タンク2へ補給される透過水W2の流量は、100%流量となる。
In step ST114 (step ST113: YES), the control unit (system control unit) 100 sets all the membrane separation devices U1 to U4 to fresh water generation operation. Thereby, the flow rate of the permeated water W2 supplied to the treated
このように、制御部(システム制御部)100は、造水運転の期間では、水位センサ3で検出された検出水位値Wに基づいて、すべての膜分離装置U1〜U4を造水運転又は運転停止とする。ステップST112又はステップST114の処理が終了すると、処理はステップST103へ戻る。ステップST103において、計時(積算補給時間)Tcが時間Tdに達したと判定されるまでの間(造水期間)、ステップST110〜ステップST114の処理が繰り返し実行される。
As described above, the control unit (system control unit) 100 performs all the membrane separation devices U1 to U4 in the fresh water generation operation or the operation based on the detected water level value W detected by the
次に、制御部(システム制御部)100により実行される台数判定処理について説明する。図5は、制御部(システム制御部)100において、フラッシング運転の対象となる膜分離装置を判定する場合の処理手順を示すフローチャートである。図4に示すステップST104において、制御部(システム制御部)100は、メモリから読み出した台数判定処理のプログラムに基づいて、図5に示すフローチャートの処理を実行する。 Next, the number determination process executed by the control unit (system control unit) 100 will be described. FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure in the case where the control unit (system control unit) 100 determines a membrane separation apparatus to be subjected to a flushing operation. In step ST104 shown in FIG. 4, the control unit (system control unit) 100 executes the process of the flowchart shown in FIG. 5 based on the program for determining the number of units read from the memory.
図5に示すステップST201において、制御部(システム制御部)100は、水位センサ3で検出された検出水位値Wを取得する。
In step ST <b> 201 shown in FIG. 5, the control unit (system control unit) 100 acquires the detected water level value W detected by the
ステップST202において、制御部(システム制御部)100は、水位センサ3の検出水位値Wが基準水位値H以上(W≧H)か否かを判定する。このステップST202において、制御部(システム制御部)100により、検出水位値Wが基準水位値H以上である(YES)と判定された場合に、処理はステップST203へ移行する。また、ステップST202において、制御部(システム制御部)100により、検出水位値Wが基準水位値H未満である(NO)と判定された場合に、処理はステップST204へ移行する。
In step ST202, the control unit (system control unit) 100 determines whether or not the detected water level value W of the
ステップST203(ステップST202:YES)において、制御部(システム制御部)100は、メモリに記憶されている台数判定に関するデータ(図2参照)を参照して、検出水位値Wが基準水位値H以上(W≧H)の場合に、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を4台と判定する。そして、制御部(システム制御部)100は、判定した膜分離装置の台数を、メモリ(不図示)に記憶する(以下、同様とする)。これにより、本フローチャートの処理は終了する。 In step ST203 (step ST202: YES), the control unit (system control unit) 100 refers to the data relating to the number determination stored in the memory (see FIG. 2), and the detected water level value W is equal to or higher than the reference water level value H. In the case of (W ≧ H), it is determined that the number of membrane separation apparatuses to be subjected to the flushing operation is four. Then, the control unit (system control unit) 100 stores the determined number of membrane separation devices in a memory (not shown) (hereinafter the same). Thereby, the process of this flowchart is complete | finished.
また、ステップST204(ステップST201:NO)において、制御部(システム制御部)100は、水位センサ3の検出水位値Wが基準水位値H未満且つ水位D3以上(H>W≧D3)か否かを判定する。このステップST204において、制御部(システム制御部)100により、検出水位値Wが基準水位値H未満且つ水位D3以上である(YES)と判定された場合に、処理はステップST205へ移行する。一方、ステップST204において、制御部(システム制御部)100により、検出水位値Wが基準水位値H未満且つ水位D3以上でない(NO)と判定された場合に、処理はステップST206へ移行する。
In step ST204 (step ST201: NO), the control unit (system control unit) 100 determines whether or not the detected water level value W of the
ステップST205(ステップST204:YES)において、制御部(システム制御部)100は、メモリに記憶されている台数判定に関するデータ(図2参照)を参照して、検出水位値Wが基準水位値H未満且つ水位D3以上(H>W≧D3)の場合に、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を3台と判定する。これにより、本フローチャートの処理は終了する。 In step ST205 (step ST204: YES), the control unit (system control unit) 100 refers to the data relating to the number determination stored in the memory (see FIG. 2), and the detected water level value W is less than the reference water level value H. When the water level is D3 or higher (H> W ≧ D3), the number of membrane separation devices to be subjected to the flushing operation is determined to be three. Thereby, the process of this flowchart is complete | finished.
また、ステップST206(ステップST204:NO)において、制御部(システム制御部)100は、水位センサ3の検出水位値Wが水位D3未満且つ水位D2以上(D3>W≧D2)か否かを判定する。このステップST206において、制御部(システム制御部)100により、検出水位値Wが水位D3未満且つ水位D2以上である(YES)と判定された場合に、処理はステップST207へ移行する。一方、ステップST206において、制御部(システム制御部)100により、検出水位値Wが水位D3未満且つ水位D2以上でない(NO)と判定された場合に、処理はステップST208へ移行する。
In step ST206 (step ST204: NO), the control unit (system control unit) 100 determines whether or not the detected water level value W of the
ステップST207(ステップST206:YES)において、制御部(システム制御部)100は、メモリに記憶されている台数判定に関するデータ(図2参照)を参照して、検出水位値Wが水位D3未満且つ水位D2以上(D3>W≧D2)の場合に、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を2台と判定する。これにより、本フローチャートの処理は終了する。 In step ST207 (step ST206: YES), the control unit (system control unit) 100 refers to the data related to the number determination stored in the memory (see FIG. 2), and the detected water level value W is less than the water level D3 and the water level. In the case of D2 or more (D3> W ≧ D2), it is determined that the number of membrane separation apparatuses to be subjected to the flushing operation is two. Thereby, the process of this flowchart is complete | finished.
また、ステップST208(ステップST206:NO)において、制御部(システム制御部)100は、水位センサ3の検出水位値Wが水位D2未満且つ水位D1以上(D2>W≧D1)か否かを判定する。このステップST208において、制御部(システム制御部)100により、検出水位値Wが水位D2未満且つ水位D1以上である(YES)と判定された場合に、処理はステップST209へ移行する。一方、ステップST208において、制御部(システム制御部)100により、検出水位値Wが水位D2未満且つ水位D1以上でない(NO)と判定された場合に、処理はステップST210へ移行する。
In step ST208 (step ST206: NO), the control unit (system control unit) 100 determines whether or not the detected water level value W of the
ステップST209(ステップST208:YES)において、制御部(システム制御部)100は、メモリに記憶されている台数判定に関するデータ(図2参照)を参照して、検出水位値Wが水位D2未満且つ水位D1以上(D2>W≧D1)の場合に、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を1台と判定する。これにより、本フローチャートの処理は終了する。 In step ST209 (step ST208: YES), the control unit (system control unit) 100 refers to data relating to the number determination stored in the memory (see FIG. 2), and the detected water level value W is less than the water level D2 and the water level. In the case of D1 or more (D2> W ≧ D1), the number of membrane separation devices to be subjected to the flushing operation is determined to be one. Thereby, the process of this flowchart is complete | finished.
一方、ステップST210(ステップST208:NO)において、制御部(システム制御部)100は、メモリに記憶されている台数判定に関するデータ(図2参照)を参照して、検出水位値Wが水位D1未満(D1>W≧L又はL<W)の場合に、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を0(ゼロ)台と判定する。これにより、本フローチャートの処理は終了する。 On the other hand, in step ST210 (step ST208: NO), the control unit (system control unit) 100 refers to data relating to the number determination stored in the memory (see FIG. 2), and the detected water level value W is less than the water level D1. In the case of (D1> W ≧ L or L <W), the number of membrane separation devices to be subjected to the flushing operation is determined to be 0 (zero). Thereby, the process of this flowchart is complete | finished.
次に、制御部(システム制御部)100により実行される対象装置特定処理について説明する。図6は、制御部(システム制御部)100において、フラッシング運転の対象となる膜分離装置を特定する場合の処理手順を示すフローチャートである。図4に示すステップST106において、制御部(システム制御部)100は、メモリから読み出した対象装置特定処理のプログラムに基づいて、図6に示すフローチャートの処理を実行する。 Next, the target device specifying process executed by the control unit (system control unit) 100 will be described. FIG. 6 is a flowchart illustrating a processing procedure when the control unit (system control unit) 100 specifies a membrane separation apparatus that is a target of a flushing operation. In step ST106 shown in FIG. 4, the control unit (system control unit) 100 executes the process of the flowchart shown in FIG. 6 based on the program for the target device specifying process read from the memory.
図6に示すステップST301において、制御部(システム制御部)100は、メモリ(不図示)を参照して、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を取得する。 In step ST301 shown in FIG. 6, the control unit (system control unit) 100 refers to a memory (not shown) and acquires the number of membrane separation devices to be subjected to the flushing operation.
ステップST302において、制御部(システム制御部)100は、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数が「1」であるか否かを判定する。このステップST302において、制御部(システム制御部)100により、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数が「1」である(YES)と判定された場合に、処理はステップST303へ移行する。一方、ステップST302において、制御部(システム制御部)100により、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数が「1」でない(NO)と判定された場合に、処理はステップST304へ移行する。 In step ST302, the control unit (system control unit) 100 determines whether or not the number of membrane separation apparatuses to be subjected to the flushing operation is “1”. In step ST302, when the control unit (system control unit) 100 determines that the number of membrane separation apparatuses to be subjected to the flushing operation is “1” (YES), the process proceeds to step ST303. On the other hand, when the control unit (system control unit) 100 determines in step ST302 that the number of membrane separation apparatuses to be subjected to the flushing operation is not “1” (NO), the process proceeds to step ST304.
ステップST303(ステップST302:YES)において、制御部(システム制御部)100は、メモリに記憶されている優先順位に関するデータを参照して、優先順位が最も高い膜分離装置U1をフラッシング運転の対象として特定する。そして、制御部(システム制御部)100は、特定した膜分離装置の識別番号を、メモリに記憶する(以下、同様とする)。これにより、本フローチャートの処理は終了する。 In step ST303 (step ST302: YES), the control unit (system control unit) 100 refers to the data relating to the priority order stored in the memory, and sets the membrane separation device U1 having the highest priority as the target of the flushing operation. Identify. And the control part (system control part) 100 memorize | stores the identification number of the specified membrane separation apparatus in memory (henceforth the same). Thereby, the process of this flowchart is complete | finished.
また、ステップST304(ステップST302:NO)において、制御部(システム制御部)100は、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数が「2」であるか否かを判定する。このステップST304において、制御部(システム制御部)100により、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数が「2」である(YES)と判定された場合に、処理はステップST305へ移行する。一方、ステップST304において、制御部(システム制御部)100により、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数が「2」でない(NO)と判定された場合に、処理はステップST306へ移行する。 Further, in step ST304 (step ST302: NO), the control unit (system control unit) 100 determines whether or not the number of membrane separation apparatuses to be subjected to the flushing operation is “2”. In step ST304, when the control unit (system control unit) 100 determines that the number of membrane separation apparatuses to be subjected to the flushing operation is “2” (YES), the process proceeds to step ST305. On the other hand, when the control unit (system control unit) 100 determines in step ST304 that the number of membrane separation apparatuses to be subjected to the flushing operation is not “2” (NO), the process proceeds to step ST306.
ステップST305(ステップST304:YES)において、制御部(システム制御部)100は、メモリに記憶されている優先順位に関するデータを参照して、優先順位が最も高い膜分離装置U1、及び優先順位が2番目に高い膜分離装置U2をフラッシング運転の対象として特定する。これにより、本フローチャートの処理は終了する。 In step ST305 (step ST304: YES), the control unit (system control unit) 100 refers to the data related to the priority order stored in the memory, and the membrane separation device U1 having the highest priority and the priority order is 2. The second highest membrane separator U2 is identified as the target of the flushing operation. Thereby, the process of this flowchart is complete | finished.
また、ステップST306(ステップST304:NO)において、制御部(システム制御部)100は、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数が「3」であるか否かを判定する。このステップST306において、制御部(システム制御部)100により、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数が「3」である(YES)と判定された場合に、処理はステップST307へ移行する。一方、ステップST306において、制御部(システム制御部)100により、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数が「3」でない(NO)と判定された場合に、処理はステップST308へ移行する。 Moreover, in step ST306 (step ST304: NO), the control unit (system control unit) 100 determines whether or not the number of membrane separation apparatuses to be subjected to the flushing operation is “3”. If the control unit (system control unit) 100 determines in step ST306 that the number of membrane separation apparatuses to be subjected to the flushing operation is “3” (YES), the process proceeds to step ST307. On the other hand, when the control unit (system control unit) 100 determines in step ST306 that the number of membrane separation apparatuses to be subjected to the flushing operation is not “3” (NO), the process proceeds to step ST308.
ステップST307(ステップST306:YES)において、制御部(システム制御部)100は、メモリに記憶されている優先順位に関するデータを参照して、優先順位が最も高い膜分離装置U1、優先順位が2番目に高い膜分離装置U2、及び優先順位が3番目に高い膜分離装置U3をフラッシング運転の対象として特定する。これにより、本フローチャートの処理は終了する。 In step ST307 (step ST306: YES), the control unit (system control unit) 100 refers to the data relating to the priority stored in the memory, and the membrane separation device U1 having the highest priority and the second priority. The membrane separator U2 having the highest priority and the membrane separator U3 having the third highest priority are identified as the objects of the flushing operation. Thereby, the process of this flowchart is complete | finished.
また、ステップST308(ステップST306:NO)において、制御部(システム制御部)100は、すべての膜分離装置U1〜U4をフラッシング運転の対象として特定する。これにより、本フローチャートの処理は終了する。 Moreover, in step ST308 (step ST306: NO), the control unit (system control unit) 100 specifies all the membrane separation devices U1 to U4 as the objects of the flushing operation. Thereby, the process of this flowchart is complete | finished.
次に、制御部(システム制御部)100により実行されるフラッシング運転について説明する。図7は、制御部(システム制御部)100において、フラッシング運転処理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4に示すステップST109において、制御部(システム制御部)100は、メモリから読み出したフラッシング運転処理のプログラムに基づいて、図7に示すフローチャートの処理を実行する。 Next, the flushing operation executed by the control unit (system control unit) 100 will be described. FIG. 7 is a flowchart illustrating a processing procedure when the control unit (system control unit) 100 executes a flushing operation process. In step ST109 shown in FIG. 4, the control unit (system control unit) 100 executes the process of the flowchart shown in FIG. 7 based on the flushing operation process program read from the memory.
図7に示すステップST401において、制御部(システム制御部)100は、透過水弁7を閉状態に制御する。 In step ST401 shown in FIG. 7, the control unit (system control unit) 100 controls the permeated water valve 7 to be closed.
ステップST402において、制御部(システム制御部)100は、濃縮水還流弁10を閉状態に制御する。
In step ST402, the control unit (system control unit) 100 controls the concentrated
ステップST403において、制御部(システム制御部)100は、第1排水弁11〜第3排水弁13のうち、所定の弁を開状態に制御する。なお、開状態に制御する排水弁の数は、効果的なフラッシングを行うのに必要な供給水W1の流量に基づいて、予め決定される。
In step ST403, the control unit (system control unit) 100 controls a predetermined valve among the
ステップST404において、制御部(システム制御部)100は、フラッシング運転における駆動周波数Ffを取得する。この駆動周波数Ffは、例えば、予めメモリに記憶された設定値である。 In step ST404, the control unit (system control unit) 100 acquires the drive frequency F f in the flushing operation. This drive frequency F f is, for example, a set value stored in advance in a memory.
ステップST405において、制御部(システム制御部)100は、駆動周波数Ffの値を、対応する電流値信号(4〜20mA)に変換する。 In step ST405, the control unit (system control unit) 100 converts the value of the drive frequency F f into a corresponding current value signal (4 to 20 mA).
ステップST406において、制御部(システム制御部)100は、変換した電流値信号をインバータ5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。なお、インバータ5は、入力された電流値信号に対応する周波数に変換された駆動電力を加圧ポンプ4に供給する。その結果、加圧ポンプ4は、インバータ5から入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動される。
In step ST406, the control unit (system control unit) 100 outputs the converted current value signal to the
上述した加圧ポンプ4、透過水弁7、濃縮水還流弁10、及び第1排水弁11〜第3排水弁13の制御により、RO膜モジュールM1の一次側に供給された供給水W1は、RO膜の表面を流れ、フラッシング洗浄排水として濃縮水ラインL3を介して濃縮水排出ラインL4から排出される。また、RO膜モジュールM1の二次側ポートから送出された透過水W2は、安全弁9の開弁動作により透過水返送ラインL6を流通して供給水ラインL1に返送される。
The supply water W1 supplied to the primary side of the RO membrane module M1 by the control of the pressurizing
なお、フラッシング運転は、濃縮水排出ラインL4から排出される洗浄排水の電気伝導率又はシリカ濃度が、少なくとも供給水W1の1.1倍以下となるまで継続する。 Note that the flushing operation is continued until the electrical conductivity or silica concentration of the cleaning wastewater discharged from the concentrated water discharge line L4 is at least 1.1 times or less of the supply water W1.
次に、制御部(システム制御部)100において、フラッシング運転(図4のステップST109)を開始した後に、造水運転/フラッシング運転する膜分離装置の台数を変更する場合の動作について説明する。図8は、制御部(システム制御部)100において、造水運転/フラッシング運転する膜分離装置の台数を変更する場合の処理手順を示すフローチャートである。図8に示すフローチャートの処理は、水処理システム1のフラッシング運転中において繰り返し実行される。
Next, in the control unit (system control unit) 100, after starting the flushing operation (step ST109 in FIG. 4), an operation in the case of changing the number of membrane separators that perform the fresh water operation / flushing operation will be described. FIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure in the case where the number of membrane separation devices that perform fresh water operation / flushing operation is changed in the control unit (system control unit) 100. The process of the flowchart shown in FIG. 8 is repeatedly performed during the flushing operation of the
図8に示すステップST501において、制御部(システム制御部)100は、水位センサ3で検出された検出水位値Wを取得する。
In step ST501 shown in FIG. 8, the control unit (system control unit) 100 acquires the detected water level value W detected by the
ステップST502において、制御部(システム制御部)100は、今回取得した検出水位値Wが、前回取得した検出水位値W´よりも1段階以上上昇したか否かを判定する。このステップST502において、制御部(システム制御部)100により、今回取得した検出水位値Wが、前回取得した検出水位値W´よりも1段階以上上昇した(YES)と判定された場合に、処理はステップST503へ移行する。一方、ステップST502において、制御部(システム制御部)100により、今回取得した検出水位値Wが、前回取得した検出水位値W´よりも1段階以上上昇していない(NO)と判定された場合に、処理はステップST507へ移行する。 In step ST502, the control unit (system control unit) 100 determines whether or not the detected water level value W acquired this time has increased by one or more steps from the detected water level value W ′ acquired last time. In this step ST502, when it is determined by the control unit (system control unit) 100 that the detected water level value W acquired this time has risen one step or more (YES) from the detected water level value W ′ acquired last time (YES). Moves to step ST503. On the other hand, in step ST502, when the control unit (system control unit) 100 determines that the detected water level value W acquired this time has not risen one step or more (NO) from the previously acquired detected water level value W ′. Then, the process proceeds to step ST507.
ステップST503(ステップST502:YES)において、制御部(システム制御部)100は、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を判定する。制御部(システム制御部)100は、処理水タンク2の水位が1段階上昇していれば、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を1台と判定する。同様に、処理水タンク2の水位が1段階上昇する毎に、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を1台ずつ増加させる。
In step ST503 (step ST502: YES), the control unit (system control unit) 100 determines the number of membrane separation apparatuses to be subjected to the flushing operation. The control unit (system control unit) 100 determines that the number of membrane separation apparatuses to be subjected to the flushing operation is one if the water level of the treated
ステップST504において、制御部(システム制御部)100は、フラッシング運転の対象となる膜分離装置を特定する。具体的には、制御部(システム制御部)100は、ステップST503で判定された台数と、メモリに記憶されている優先順位に関するデータとに基づいて、フラッシング運転の対象となる膜分離装置を特定する。例えば、ステップST503で判定された台数が「1」であり、膜分離装置U1及びU2がフラッシング運転中の場合には、優先順位が3番目に高い膜分離装置U3がフラッシング運転の対象となる。 In step ST504, the control unit (system control unit) 100 specifies a membrane separation apparatus that is a target of the flushing operation. Specifically, the control unit (system control unit) 100 identifies a membrane separation apparatus that is a target of the flushing operation based on the number of units determined in step ST503 and data on the priority order stored in the memory. To do. For example, when the number determined in step ST503 is “1” and the membrane separation devices U1 and U2 are in the flushing operation, the membrane separation device U3 having the third highest priority is the target of the flushing operation.
ステップST505において、制御部(システム制御部)100は、ステップST504で特定した膜分離装置の造水運転を停止する。具体的には、制御部(システム制御部)100は、フラッシング運転の対象となる膜分離装置において、加圧ポンプ4への駆動電力の供給を停止すると共に、透過水弁7を閉状態に制御する。
In step ST505, the control unit (system control unit) 100 stops the fresh water generation operation of the membrane separation device specified in step ST504. Specifically, the control unit (system control unit) 100 controls the permeated water valve 7 to be closed while stopping the supply of driving power to the pressurizing
ステップST506において、制御部(システム制御部)100は、ステップST504で特定した膜分離装置について、フラッシング運転を実行する。このステップST506において、制御部(システム制御部)100は、メモリから読み出したフラッシング運転処理のプログラムを実行する(図7参照)。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)。 In step ST506, the control unit (system control unit) 100 performs a flushing operation on the membrane separation apparatus specified in step ST504. In step ST506, the control unit (system control unit) 100 executes the flushing operation processing program read from the memory (see FIG. 7). Thereby, the process of this flowchart is complete | finished (it returns to step ST501).
一方、ステップST507(ステップST502:NO)において、制御部(システム制御部)100は、今回取得した検出水位値Wが、前回取得した検出水位値W´よりも下降したか否かを判定する。このステップST507において、制御部(システム制御部)100により、今回取得した検出水位値Wが、前回取得した検出水位値W´よりも下降した(YES)と判定された場合に、処理はステップST508に移行する。 On the other hand, in step ST507 (step ST502: NO), the control unit (system control unit) 100 determines whether or not the detected water level value W acquired this time is lower than the detected water level value W ′ acquired last time. In step ST507, when it is determined by the control unit (system control unit) 100 that the detected water level value W acquired this time is lower than the detected water level value W ′ acquired last time (YES), the process is performed in step ST508. Migrate to
一方、ステップST507において、制御部(システム制御部)100により、今回取得した検出水位値Wが、前回取得した検出水位値W´よりも下降していない(NO)と判定された場合に、本フローチャートの処理は終了する。処理水タンク2における水位の下降が1段階に満たない場合には、透過水W2を速やかに補給する必要がないからである。
On the other hand, when it is determined by the control unit (system control unit) 100 in step ST507 that the detected water level value W acquired this time is not lower than the previously acquired detected water level value W ′ (NO), The process of the flowchart ends. This is because it is not necessary to quickly replenish the permeated water W2 when the drop in the water level in the treated
ステップST508(ステップST507:YES)において、制御部(システム制御部)100は、フラッシング運転の終了した膜分離装置があるか否かを判定する。このステップST508において、制御部(システム制御部)100により、フラッシング運転が終了した膜分離装置がある(YES)と判定された場合に、処理はステップST509へ移行する。一方、ステップST508において、制御部(システム制御部)100により、フラッシング運転が終了した膜分離装置がない(NO)と判定された場合に、本フローチャートの処理は終了する。フラッシング運転が終了した膜分離装置がない場合には、その装置の造水運転が実行できないからである。 In step ST508 (step ST507: YES), the control unit (system control unit) 100 determines whether there is a membrane separation apparatus that has completed the flushing operation. In step ST508, when the control unit (system control unit) 100 determines that there is a membrane separation apparatus that has completed the flushing operation (YES), the process proceeds to step ST509. On the other hand, in step ST508, when the control unit (system control unit) 100 determines that there is no membrane separation apparatus that has completed the flushing operation (NO), the process of this flowchart ends. This is because when there is no membrane separation apparatus for which the flushing operation has been completed, the fresh water generation operation of the apparatus cannot be performed.
ステップST509(ステップST508:YES)において、制御部(システム制御部)100は、フラッシング運転の終了した膜分離装置の造水運転を開始する。具体的には、制御部(システム制御部)100は、フラッシング運転の終了した膜分離装置において、図3に示すインバータ5から加圧ポンプ4への駆動電力の供給を開始させると共に、透過水弁7を開状態に制御する。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)。なお、フラッシング運転の終了した膜分離装置が複数ある場合には、一部の膜分離装置のみ造水運転を開始させてもよいし、すべての膜分離装置について造水運転を開始させてもよい。
In step ST509 (step ST508: YES), the control unit (system control unit) 100 starts the fresh water generation operation of the membrane separation apparatus that has completed the flushing operation. Specifically, the control unit (system control unit) 100 starts the supply of driving power from the
次に、制御部(ユニット制御部)100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9は、制御部(ユニット制御部)100において、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9に示すフローチャートの処理は、膜分離装置U1〜U4の造水運転中において、それぞれ繰り返し実行される。 Next, flow rate feedback water amount control by the control unit (unit control unit) 100 will be described. FIG. 9 is a flowchart showing a processing procedure when the control unit (unit control unit) 100 executes the flow rate feedback water amount control. The process of the flowchart shown in FIG. 9 is repeatedly performed during the fresh water generation operation of the membrane separation devices U1 to U4.
図9に示すステップST601において、制御部(ユニット制御部)100は、透過水W2の目標流量値Qp´を取得する。この目標流量値Qp´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)を介して制御部100のメモリに入力した設定値である。
In step ST601 shown in FIG. 9, the control unit (unit control unit) 100 acquires a target flow rate value Q p ′ of the permeated water W2. The target flow rate value Q p ′ is, for example, a set value that is input to the memory of the
ステップST602において、制御部(ユニット制御部)100は、ITUによる計時Tsが制御周期である100msに達したか否かを判定する。このステップST602において、制御部(ユニット制御部)100により、ITUによる計時Tsが100msに達した(YES)と判定された場合に、処理はステップST603へ移行する。一方、ステップST602において、制御部(ユニット制御部)100により、ITUによる計時Tsが100msに達していない(NO)と判定された場合に、処理はステップST602へ戻る。 In step ST602, the control unit (unit control unit) 100 determines whether or not the time T s measured by the ITU has reached 100 ms, which is a control cycle. In step ST602, when the control unit (unit control unit) 100 determines that the time T s measured by the ITU has reached 100 ms (YES), the process proceeds to step ST603. On the other hand, in Step ST602, when the control unit (unit control unit) 100 determines that the time T s measured by the ITU has not reached 100 ms (NO), the process returns to Step ST602.
ステップST603(ステップST602:YES判定)において、制御部(ユニット制御部)100は、流量センサ8で検出された透過水W2の検出流量値Qpを取得する。 Step ST 603: In (step ST 602 YES judgment), the control unit (the unit control section) 100 acquires the detected flow value Q p of the permeate W2 detected by the flow rate sensor 8.
ステップST604において、制御部(ユニット制御部)100は、ステップST603で取得した検出流量値(フィードバック値)QpとステップST601で取得した目標流量値Qp´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(100ms)毎に操作量の変化分を演算し、これを前回の制御周期時点の操作量に加算することで現時点の操作量を決定する。 In step ST 604, the control unit (the unit control section) 100, so that the deviation between the detected flow rate value obtained in step ST 603 (feedback value) Q p and the target flow rate value Q p obtained in step ST 601 'is zero, The manipulated variable U is calculated by the speed type digital PID algorithm. In the velocity type digital PID algorithm, a change amount of the operation amount is calculated every control cycle (100 ms), and this amount of operation is added to the operation amount at the time of the previous control cycle to determine the current operation amount.
ステップST605において、制御部(ユニット制御部)100は、現時点の操作量U及び加圧ポンプ4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4の駆動周波数Fを演算する。
In step ST605, the control unit (unit control unit) 100 calculates the driving frequency F of the pressurizing
ステップST606において、制御部(ユニット制御部)100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。 In step ST606, the control unit (unit control unit) 100 converts the calculated value of the drive frequency F into a corresponding current value signal (4 to 20 mA).
ステップST607において、制御部(ユニット制御部)100は、変換した電流値信号をインバータ5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ST601へリターンする)。
In step ST607, the control unit (unit control unit) 100 outputs the converted current value signal to the
次に、制御部(ユニット制御部)100による温度フィードフォワード回収率制御について説明する。図10は、制御部(ユニット制御部)100において、温度フィードフォワード回収率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10に示すフローチャートの処理は、膜分離装置U1〜U4の造水運転中において、流量フィードバック水量制御と並行して、それぞれ繰り返し実行される。 Next, temperature feedforward recovery rate control by the control unit (unit control unit) 100 will be described. FIG. 10 is a flowchart illustrating a processing procedure when the temperature feedforward recovery rate control is executed in the control unit (unit control unit) 100. The process of the flowchart shown in FIG. 10 is repeatedly executed in parallel with the flow rate feedback water amount control during the water freshening operation of the membrane separation devices U1 to U4.
図10に示すステップST701において、制御部(ユニット制御部)100は、透過水W2の目標流量値Qp´を取得する。この目標流量値Qp´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。 In step ST701 shown in FIG. 10, the control unit (unit control unit) 100 acquires a target flow rate value Q p ′ of the permeated water W2. This target flow rate value Q p ′ is, for example, a set value that is input to the memory by the system administrator via a user interface (not shown).
ステップST702において、制御部(ユニット制御部)100は、供給水W1のシリカ(SiO2)濃度Csを取得する。このシリカ濃度Cs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。供給水W1のシリカ濃度は、事前に供給水W1を水質分析することにより得ることができる。なお、供給水ラインL1において、不図示の水質センサにより供給水W1のシリカ濃度を計測してもよい。 In step ST702, the control unit (unit control unit) 100 acquires the silica (SiO 2 ) concentration C s of the supply water W1. This silica concentration C s is a set value input to the memory by the system administrator via a user interface (not shown), for example. The silica concentration of the supply water W1 can be obtained by analyzing the water quality of the supply water W1 in advance. In the supply water line L1, the silica concentration of the supply water W1 may be measured by a water quality sensor (not shown).
ステップST703において、制御部(ユニット制御部)100は、温度センサ6から供給水W1の検出温度値Tを取得する。 In step ST703, the control unit (unit control unit) 100 acquires the detected temperature value T of the supply water W1 from the temperature sensor 6.
ステップST704において、制御部(ユニット制御部)100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。 In Step ST704, the control unit (unit control unit) 100 determines silica solubility S s with respect to water based on the acquired detected temperature value T.
ステップST705において、制御部(ユニット制御部)100は、前のステップで取得又は決定したシリカ濃度Cs、及びシリカ溶解度Ssに基づいて、濃縮水W3におけるシリカの許容濃縮倍率Nsを演算する。シリカの許容濃縮倍率Nsは、下記の式(1)により求めることができる。
Ns=Ss/Cs (1)
In step ST705, the control unit (unit control unit) 100 calculates the allowable concentration rate N s of silica in the concentrated water W3 based on the silica concentration C s acquired or determined in the previous step and the silica solubility S s. . Permissible concentration rate N s of silica can be determined from the following equation (1).
N s = S s / C s (1)
例えば、シリカ濃度Csが20mgSiO2/L、25℃におけるシリカ溶解度Ssが100mgSiO2/Lであれば、許容濃縮倍率Nsは“5”となる。
For example, if the silica concentration C s is 20 mg SiO 2 / L and the
ステップST706において、制御部(ユニット制御部)100は、前のステップで取得又は演算した目標流量値Qp´、及び許容濃縮倍率Nsに基づいて、回収率が最大となる排水流量(目標排水流量Qd´)を演算する。目標排水流量Qd´は、下記の式(2)により求めることができる。
Qd´=Qp´/(Ns−1) (2)
In step ST706, the control unit (the unit control section) 100, the previous target flow rate value Q p acquired or calculated in step ', and based on the allowable concentration rate N s, the recovery rate is maximum drainage flow rate (target wastewater The flow rate Q d ′) is calculated. The target drainage flow rate Q d ′ can be obtained by the following equation (2).
Q d ′ = Q p ′ / (N s −1) (2)
ステップST707において、制御部(ユニット制御部)100は、濃縮水W3の実際排水流量QdがステップST706で演算した目標排水流量Qd´となるように、第1排水弁11〜第3排水弁13の開閉を制御する。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ST701へリターンする)。
In step ST707, the control unit (the unit control section) 100, the actual drainage flow Q d is such that the target drainage flow Q d 'calculated in step ST706, the
上述した第1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奏される。
According to the
第1実施形態に係る水処理システム1において、制御部(システム制御部)100は、フラッシング運転を実行する時期に達した場合に、水位センサ3の検出水位値Wに基づいて、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を判定し、判定した台数の膜分離装置についてフラッシング運転を実行させる。
In the
これによれば、水位センサ3の検出水位値Wが所定水位を下回る場合には、少なくとも1台の膜分離装置が造水運転されるため、処理水タンク2への透過水W2の補給を維持することができる。このため、フラッシング運転の間に造水が完全に停止して、需要箇所で透過水W2が利用できなくなることを可能な限り回避することができる。
According to this, when the detected water level value W of the
また、制御部(システム制御部)100は、フラッシング運転を実行する時期に達し、水位センサ3による処理水タンク2の検出水位値Wが少なくともフラッシング運転の間に需要箇所で消費される水量の透過水W2を供給可能な基準水位値H以上の場合には、すべての膜分離装置U1〜U4を対象としてフラッシング運転を実行する。
In addition, the control unit (system control unit) 100 has reached the time to execute the flushing operation, and the detected water level value W of the treated
これによれば、処理水タンク2の検出水位値Wが基準水位値H以上の場合には、すべての膜分離装置U1〜U4でフラッシング運転が実行されるので、需要箇所へ透過水W2を供給可能としつつ、全台のフラッシング運転を速やかに完了することができる。
According to this, when the detected water level value W of the treated
また、制御部(システム制御部)100は、フラッシング運転を実行する時期に達し、水位センサ3の検出水位値Wが基準水位値H未満の場合には、検出水位値Wに基づいて、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を基準水位値H以上の場合における台数よりも減少させる。
Further, the control unit (system control unit) 100 reaches the time of performing the flushing operation, and when the detected water level value W of the
これによれば、水位センサ3の検出水位値Wに応じて、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数が判定されるので、フラッシング運転の間に、処理水タンク2への透過水W2の補給を可能な限り維持することができる。
According to this, since the number of membrane separation devices to be subjected to the flushing operation is determined according to the detected water level value W of the
また、制御部(システム制御部)100は、水位センサ3の検出水位値Wが基準水位値H未満の場合において、フラッシング運転を開始した後に、水位センサ3の検出水位値Wが上昇した場合には、上昇した検出水位値Wに基づいて、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を増加させる。
In addition, when the detected water level value W of the
これによれば、フラッシング運転の間に、水位センサ3の検出水位値Wが上昇した場合には、上昇した検出水位値Wに見合った台数の膜分離装置がフラッシング運転の対象となるため、処理水タンク2への透過水W2の補給を維持しつつ、可能な限り多くの膜分離装置をフラッシング運転の対象とすることができる。
According to this, when the detected water level value W of the
また、制御部(システム制御部)100は、フラッシング運転の対象となる膜分離装置について、予め設定された優先順位に基づいてフラッシング運転を開始させる。 In addition, the control unit (system control unit) 100 starts the flushing operation on the basis of a preset priority order for the membrane separation apparatus that is the target of the flushing operation.
このため、RO膜モジュールの脱塩負荷等に応じて優先順位を設定することにより、特定のRO膜モジュールにおいて化学的劣化や閉塞が極端に進行するのを抑制することができる。 For this reason, it can suppress that chemical degradation and obstruction | occlusion advance extremely in a specific RO membrane module by setting a priority according to the desalination load etc. of RO membrane module.
また、制御部(システム制御部)100は、すべての膜分離装置U1〜U4について前回のフラッシング運転が終了した後、処理水タンク2へ補給した透過水W2の積算補給時間が設定値に達した場合には、フラッシング運転を実行する時期に達したと判定する。
Further, the control unit (system control unit) 100 has reached the set replenishment time of the permeated water W2 replenished to the treated
このため、制御部(システム制御部)100において、フラッシング運転の実行を開始する時期を正確に判定することができる。また、膜分離装置U1〜U4のフラッシング運転が同時期になされるため、それぞれのRO膜モジュールM1において、水透過係数や塩除去率にばらつきが生じるのを抑制することができる。 For this reason, in the control part (system control part) 100, the time which starts execution of flushing operation | movement can be determined correctly. In addition, since the flushing operation of the membrane separation devices U1 to U4 is performed at the same time, it is possible to suppress variations in the water permeability coefficient and the salt removal rate in each RO membrane module M1.
また、制御部(ユニット制御部)100は、膜分離装置が造水運転の間において、流量センサ8の検出流量値が予め設定された目標流量値となるように、加圧ポンプ4を駆動するため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電流値信号をインバータ5に出力する流量フィードバック水量制御を実行する。
Further, the control unit (unit control unit) 100 drives the
このため、膜分離装置の造水運転の間に、回収率を下げた場合においても、安定した流量の透過水W2を処理水タンク2へ補給することができる。
For this reason, the permeated water W2 having a stable flow rate can be replenished to the treated
また、制御部(ユニット制御部)100は、膜分離装置が造水運転の間において、温度センサ6で検出された供給水W1の温度に基づいて、透過水W2の温度フィードフォワード回収率制御を実行する。 Further, the control unit (unit control unit) 100 performs temperature feedforward recovery rate control of the permeated water W2 based on the temperature of the supply water W1 detected by the temperature sensor 6 while the membrane separation apparatus is in the fresh water generation operation. Run.
このため、膜分離装置の造水運転の間に、透過水W2の回収率を最大としつつ、RO膜モジュールM1におけるシリカ系スケールの析出をより確実に抑制することができる。 For this reason, precipitation of the silica scale in the RO membrane module M1 can be more reliably suppressed while maximizing the recovery rate of the permeated water W2 during the fresh water generation operation of the membrane separation apparatus.
また、第1実施形態の膜分離装置において、透過水返送ラインL6には、安全弁9が設けられている。このため、フラッシング運転において、透過水返送ラインL6の管内圧力が設定された圧力以上となった場合に、安全弁9を介して高圧の透過水W2を低圧側(加圧ポンプ4の一次側)に逃がすことができる。従って、過剰な背圧によるRO膜の破損を防止することができる。 Moreover, in the membrane separation apparatus of 1st Embodiment, the safety valve 9 is provided in the permeate return line L6. For this reason, in the flushing operation, when the in-pipe pressure of the permeate return line L6 becomes equal to or higher than the set pressure, the high-pressure permeate W2 is supplied to the low pressure side (primary side of the pressurization pump 4) via the safety valve 9. I can escape. Therefore, damage to the RO membrane due to excessive back pressure can be prevented.
また、制御部(ユニット制御部)100は、フラッシング運転を実行する際に、濃縮水還流ラインL5を濃縮水W3が流通しないように濃縮水還流弁10を閉状態に制御し、且つ透過水ラインL2を透過水W2が流通しないように透過水弁7を閉状態に制御する。このため、供給水W1の濃縮を抑制しながら、供給水W1を洗浄水として有効利用することができる。
The control unit (unit control unit) 100 controls the concentrated
(第2実施形態)
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、図面を参照しながら説明する。
(Second Embodiment)
Next, a
第2実施形態に係る水処理システム1Aの全体的な構成は、第1実施形態と同じであるため、適宜に図1を援用する。図1において、括弧内の符号は、第2実施形態の構成であることを示す。 Since the whole structure of 1 A of water treatment systems which concern on 2nd Embodiment is the same as 1st Embodiment, FIG. 1 is used suitably. In FIG. 1, the reference numerals in parentheses indicate the configuration of the second embodiment.
第2実施形態に係る水処理システム1Aは、膜分離装置の内部構成が第1実施形態と異なる。第2実施形態では、第1実施形態との相違点について説明する。そのため、第2実施形態では、第1実施形態と同等又は同一の構成要素には同一符号又を付し、その詳細な説明を適宜に省略する。第2実施形態において、特に説明しない構成要素については、第1実施形態の説明が適宜に援用される。なお、第2実施形態において、第1実施形態と同じ名称で構成が異なるものについては、必要に応じて符号の末尾に「A」を付す。
The
図11は、第2実施形態に係る膜分離装置U11の構成図である。第2実施形態に係る水処理システム1Aは、複数の膜分離装置U11,U12,U13,U14(図1参照)を備える。ここでは、膜分離装置U11を代表して構成を説明するが、他の膜分離装置U12〜U14も同じ構成である。
FIG. 11 is a configuration diagram of the membrane separation device U11 according to the second embodiment. A
図11に示すように、本実施形態の膜分離装置U11は、RO膜モジュールM11,RO膜モジュールM12,RO膜モジュールM13,及びRO膜モジュールM14を備える。RO膜モジュールM11〜M14それぞれの構成及び機能は、第1実施形態のRO膜モジュールM1と同じであるため説明を省略する。 As shown in FIG. 11, the membrane separation device U11 of this embodiment includes an RO membrane module M11, an RO membrane module M12, an RO membrane module M13, and an RO membrane module M14. Since the configurations and functions of the RO membrane modules M11 to M14 are the same as those of the RO membrane module M1 of the first embodiment, description thereof is omitted.
本実施形態の膜分離装置U11においては、RO膜モジュールが、本来の必要な本数よりも1本多く設けられている。例えば、膜分離装置U11の定格流量を3m3/hとした場合には、定格流量が1m3/hのRO膜モジュールが4本(本来の必要な本数は3本)設けられる。RO膜モジュールM11〜M14の構成については後述する。 In the membrane separation device U11 of this embodiment, one RO membrane module is provided more than the originally required number. For example, when the rated flow rate of the membrane separation device U11 is 3 m 3 / h, four RO membrane modules with a rated flow rate of 1 m 3 / h (original number required is 3) are provided. The configuration of the RO membrane modules M11 to M14 will be described later.
また、本実施形態の膜分離装置U11は、スケール防止剤供給装置15と、第1開閉弁21と、第2開閉弁22と、第3開閉弁23と、第4開閉弁24と、を備える。また、本実施形態の膜分離装置U11は、透過水接続ラインL21,L23,L25及びL27と、濃縮水接続ラインL22,L24及びL26と、を備える。
Further, the membrane separation device U11 of the present embodiment includes a scale
なお、以下の説明においては、RO膜モジュールM11〜RO膜モジュールM14のいずれかを具体的に特定しない場合には、「RO膜モジュール」と記載する。同様に、第1開閉弁21〜第4開閉弁24のいずれかを具体的に特定しない場合には、「開閉弁」と記載する。
In the following description, when any one of the RO membrane module M11 to RO membrane module M14 is not specifically specified, it is described as “RO membrane module”. Similarly, when any one of the first on-off
RO膜モジュールM11には、供給水ラインL1、透過水接続ラインL21及び濃縮水接続ラインL22が接続されている。供給水ラインL1の上流側の端部は、供給水W1の供給源(不図示)に接続されている。また、供給水ラインL1の下流側の端部は、RO膜モジュールM11の一次側入口ポートに接続されている。透過水接続ラインL21の上流側の端部は、RO膜モジュールM11の二次側ポートに接続されている。透過水接続ラインL21の下流側の端部は、接続部J14において透過水ラインL2の上流側の端部に接続されている。 A supply water line L1, a permeated water connection line L21, and a concentrated water connection line L22 are connected to the RO membrane module M11. The upstream end of the supply water line L1 is connected to a supply source (not shown) of the supply water W1. Further, the downstream end of the supply water line L1 is connected to the primary inlet port of the RO membrane module M11. The upstream end of the permeate connection line L21 is connected to the secondary port of the RO membrane module M11. The downstream end portion of the permeate water connection line L21 is connected to the upstream end portion of the permeate water line L2 at the connection portion J14.
また、透過水接続ラインL21には、第1開閉弁21が設けられている。第1開閉弁21は、透過水接続ラインL21を開閉する設備である。第1開閉弁21は、制御部100Aと電気的に接続されている。第1開閉弁21における弁体の開閉は、制御部100Aからの駆動信号により制御される。
Further, a first on-off
濃縮水接続ラインL22は、RO膜モジュールM11で製造された濃縮水W3を、次段のRO膜モジュールM12に供給水として送出するラインである。濃縮水接続ラインL22の上流側の端部は、RO膜モジュールM11の一次側出口ポートに接続されている。また、濃縮水接続ラインL22の下流側の端部は、RO膜モジュールM12の一次側入口ポートに接続されている。 The concentrated water connection line L22 is a line for sending the concentrated water W3 produced by the RO membrane module M11 as supply water to the RO membrane module M12 at the next stage. The upstream end of the concentrated water connection line L22 is connected to the primary outlet port of the RO membrane module M11. The downstream end of the concentrated water connection line L22 is connected to the primary inlet port of the RO membrane module M12.
RO膜モジュールM12には、上述した濃縮水接続ラインL22、透過水接続ラインL23及び濃縮水接続ラインL24が接続されている。透過水接続ラインL23の上流側の端部は、RO膜モジュールM12の二次側ポートに接続されている。透過水接続ラインL23の下流側の端部は、接続部J12において透過水接続ラインL21に接続されている。 The RO membrane module M12 is connected to the concentrated water connection line L22, the permeated water connection line L23, and the concentrated water connection line L24 described above. The upstream end of the permeate connection line L23 is connected to the secondary port of the RO membrane module M12. The downstream end of the permeate connection line L23 is connected to the permeate connection line L21 at the connection J12.
また、透過水接続ラインL23には、第2開閉弁22が設けられている。第2開閉弁22は、透過水接続ラインL23を開閉する設備である。第2開閉弁22は、制御部100Aと電気的に接続されている。第2開閉弁22における弁体の開閉は、制御部100Aからの駆動信号により制御される。
Further, a second on-off
濃縮水接続ラインL24は、RO膜モジュールM12で製造された濃縮水W3を、次段のRO膜モジュールM13に供給水として送出するラインである。濃縮水接続ラインL24の上流側の端部は、RO膜モジュールM12の一次側出口ポートに接続されている。また、濃縮水接続ラインL24の下流側の端部は、RO膜モジュールM13の一次側入口ポートに接続されている。 The concentrated water connection line L24 is a line for sending the concentrated water W3 produced by the RO membrane module M12 to the next-stage RO membrane module M13 as supply water. The upstream end of the concentrated water connection line L24 is connected to the primary outlet port of the RO membrane module M12. The downstream end of the concentrated water connection line L24 is connected to the primary inlet port of the RO membrane module M13.
RO膜モジュールM13には、上述した濃縮水接続ラインL24、透過水接続ラインL25及び濃縮水接続ラインL26が接続されている。透過水接続ラインL25の上流側の端部は、RO膜モジュールM13の二次側ポートに接続されている。透過水接続ラインL25の下流側の端部は、接続部J13において透過水接続ラインL21に接続されている。 The RO membrane module M13 is connected to the concentrated water connection line L24, the permeated water connection line L25, and the concentrated water connection line L26 described above. The upstream end of the permeate connection line L25 is connected to the secondary port of the RO membrane module M13. The downstream end of the permeate connection line L25 is connected to the permeate connection line L21 at the connection J13.
また、透過水接続ラインL25には、第3開閉弁23が接続されている。第3開閉弁23は、透過水接続ラインL25を開閉する設備である。第3開閉弁23は、制御部100Aと電気的に接続されている。第3開閉弁23における弁体の開閉は、制御部100Aからの駆動信号により制御される。
The third on-off
濃縮水接続ラインL26は、RO膜モジュールM13で製造された濃縮水W3を、次段のRO膜モジュールM14に供給水として送出するラインである。濃縮水接続ラインL26の上流側の端部は、RO膜モジュールM13の一次側出口ポートに接続されている。また、濃縮水接続ラインL26の下流側の端部は、RO膜モジュールM14の一次側入口ポートに接続されている。 The concentrated water connection line L26 is a line for sending the concentrated water W3 produced by the RO membrane module M13 as supply water to the RO membrane module M14 at the next stage. The upstream end of the concentrated water connection line L26 is connected to the primary outlet port of the RO membrane module M13. Further, the downstream end of the concentrated water connection line L26 is connected to the primary inlet port of the RO membrane module M14.
RO膜モジュールM14には、上述した濃縮水接続ラインL26、透過水接続ラインL27及び濃縮水ラインL3が接続されている。透過水接続ラインL27の上流側の端部は、RO膜モジュールM14の二次側ポートに接続されている。透過水接続ラインL27の下流側の端部は、接続部J14において透過水接続ラインL21(及び透過水ラインL2)に接続されている。 The RO membrane module M14 is connected to the concentrated water connection line L26, the permeate water connection line L27, and the concentrated water line L3 described above. The upstream end of the permeate connection line L27 is connected to the secondary port of the RO membrane module M14. The downstream end of the permeated water connection line L27 is connected to the permeated water connection line L21 (and the permeated water line L2) at the connection portion J14.
また、透過水接続ラインL27には、第4開閉弁24が接続されている。第4開閉弁24は、透過水接続ラインL27を開閉する設備である。第4開閉弁24は、制御部100Aと電気的に接続されている。第4開閉弁24における弁体の開閉は、制御部100Aからの駆動信号により制御される。
The fourth open /
なお、RO膜モジュールM14の一次側出口ポートに接続された濃縮水ラインL3、第1排水弁11〜第3排水弁13の構成及び機能は第1実施形態と同じであるため説明を省略する。
In addition, since the structure and function of the concentrated water line L3 and the 1st drain valve 11-the
図11に示すように、本実施形態の膜分離装置U11においては、前段のRO膜モジュールから送出された濃縮水W3が次段のRO膜モジュールへの供給水となるように、4段のRO膜モジュールの一次側が直列に接続されている。また、それぞれのRO膜モジュールから送出された透過水W2が共通の透過水接続ラインL21(及び透過水ラインL2)を流通するように4段のRO膜モジュールの二次側が並列に接続されている。 As shown in FIG. 11, in the membrane separation device U11 of the present embodiment, the four-stage RO is used so that the concentrated water W3 sent from the previous-stage RO membrane module becomes the supply water to the next-stage RO membrane module. The primary side of the membrane module is connected in series. Further, the secondary sides of the four-stage RO membrane modules are connected in parallel so that the permeated water W2 sent from each RO membrane module flows through the common permeated water connection line L21 (and the permeated water line L2). .
スケール防止剤供給装置15は、供給水W1へスケール防止剤を供給する装置である。スケール防止剤供給装置15は、スケール防止剤供給ラインL14を介して、接続部J11において供給水ラインL1に接続されている。スケール防止剤は、水中でのスケールの成長、或いはRO膜表面等へのスケールの堆積を防止するために用いられる薬品である。ここで利用可能なスケール防止剤としては、例えば、カルボン酸系ポリマー、アクリル酸系ポリマー、ホスホン酸系キレート剤、カルボン酸系キレート剤等を挙げることができる。
The scale
また、スケール防止剤供給装置15は、制御部100Aと電気的に接続されている。スケール防止剤供給装置15におけるスケール防止剤の供給(開始/停止)は、制御部100Aからの駆動信号により制御される。本実施形態においては、造水運転の間に、スケール防止剤供給装置15から供給水W1にスケール防止剤が供給される。
The scale
制御部100Aは、第1実施形態の制御部100と同じ機能を有する。また、制御部100Aは、ユニット制御部の機能として、造水運転の間に、RO膜モジュールM11〜M14のうちの3本で透過水W2を造水運転させ、残りの1本は透過水W2の造水運転を停止させる。具体的には、制御部(ユニット制御部)100Aは、造水運転するRO膜モジュールに接続する開閉弁を開状態に制御し、造水運転を停止するRO膜モジュールに接続する開閉弁を閉状態に制御する(開閉弁は、手動で開状態又は閉状態としてもよい)。
The
制御部(ユニット制御部)100Aは、造水運転を停止するRO膜モジュールを、例えば、3〜7日間の周期で順番にローテーションさせながら切り替える。これにより、膜分離装置U11を造水運転する間は、常に1本のRO膜モジュールを休止状態とすることができる。なお、RO膜モジュールを切り替える順番は、RO膜モジュールの並び順でもよいし、各RO膜モジュールの水透過係数に応じて設定してもよい。 The control unit (unit control unit) 100A switches the RO membrane module that stops the fresh water generation operation while rotating the RO membrane module sequentially in a cycle of, for example, 3 to 7 days. Thereby, one RO membrane module can always be made into a dormant state while the membrane separator U11 is desalinated. The order of switching the RO membrane modules may be the order in which the RO membrane modules are arranged, or may be set according to the water permeability coefficient of each RO membrane module.
上述した第2実施形態に係る水処理システム1Aによれば、膜分離装置のいずれか1本のRO膜モジュールを長期間休止させることができるので、RO膜の表面に付着したスケール防止剤が浸透圧により剥離し、RO膜における透過流束を回復させることができる。これにより、連続して造水運転した場合でも、長期間に亘って良好な透過流束を維持することができる。この結果、膜洗浄や膜交換の頻度を減らすことができるので、ランニングコストの削減が可能となる。
According to the
なお、本実施形態の構成によれば、造水運転を休止したRO膜モジュールにも、常に供給水W1が流れ込むため、造水運転を休止したRO膜モジュールを、他のRO膜モジュールとの接続ラインから完全に切り離して休止させるよりも、RO膜の表面からスケール防止剤を剥離させる効果をより高めることができる。 In addition, according to the structure of this embodiment, since supply water W1 always flows also into the RO membrane module which stopped the fresh water generation operation, the RO membrane module which stopped the fresh water generation operation is connected to another RO membrane module. The effect of peeling off the scale preventive agent from the surface of the RO membrane can be further enhanced than when it is completely separated from the line and rested.
また、造水運転を停止するRO膜モジュールに接続する開閉弁が閉状態となり、フラッシング運転中のRO膜モジュールから送出された透過水W2が処理水タンク2へ流れ込まないため、より高純度な処理水W4を得ることができる。
Further, since the on-off valve connected to the RO membrane module that stops the fresh water generation operation is closed, and the permeate W2 sent from the RO membrane module during the flushing operation does not flow into the treated
以下、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。 The preferred embodiments of the present invention have been described below. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various forms.
例えば、本実施形態においては、4台の膜分離装置U1〜U4を設けた例について説明した。これに限らず、膜分離装置は、少なくとも2台あればよい。また、膜分離装置を5台以上設けた構成としてもよい。 For example, in the present embodiment, an example in which four membrane separation devices U1 to U4 are provided has been described. However, the present invention is not limited to this, and there may be at least two membrane separation devices. Moreover, it is good also as a structure provided with five or more membrane separation apparatuses.
本実施形態においては、処理水タンク2の貯水量を判定するための水位として、水位H,水位D3,水位D2,水位D1,水位Lの5段階に設定した例について説明した。これに限らず、膜分離装置の設置台数等に応じて、水位を4段階以下に設定してもよいし、6段階以上に設定してもよい。
In the present embodiment, an example has been described in which the water level for determining the amount of water stored in the treated
本実施形態においては、すべての膜分離装置U1〜U4についてフラッシング運転が終了した後、処理水タンク2へ補給した透過水W2の積算補給時間が設定値に達した場合に、フラッシング運転を実行する時期に達したと判定する例について説明した。これに限らず、すべての膜分離装置U1〜U4についてフラッシング運転が終了した後、処理水タンク2へ補給した透過水W2の積算補給量が設定値に達した場合に、フラッシング運転を実行する時期に達したと判定してもよい。
In the present embodiment, the flushing operation is executed when the accumulated replenishment time of the permeated water W2 replenished to the treated
なお、積算補給時間及び積算補給量は、供給水W1の水質(例えば、濁度やシリカ濃度等)に応じて設定される。積算補給時間の場合は、例えば、10〜120分の範囲で設定される。また、積算補給量の場合は、積算補給時間に定格流量(すなわち、通常運転時における第1目標流量値)を乗じた値となる。例えば、定格流量が2m3/hの場合に、積算補給量は、0.33〜4m3の範囲となる。積算補給時間は、供給水W1の水質が悪化するに従い、相対的に設定値を短くすることが好ましい。一方、積算補給量は、供給水W1の水質が悪化するに従い、相対的に設定値を少なくすることが好ましい。 The accumulated replenishment time and the accumulated replenishment amount are set according to the quality of the supply water W1 (for example, turbidity, silica concentration, etc.). In the case of the cumulative replenishment time, for example, it is set in the range of 10 to 120 minutes. In the case of the integrated replenishment amount, the integrated replenishment time is multiplied by the rated flow rate (that is, the first target flow rate value during normal operation). For example, when the rated flow rate is 2 m 3 / h, the integrated replenishment amount is in the range of 0.33 to 4 m 3 . It is preferable that the integrated replenishment time is relatively shortened as the water quality of the supply water W1 deteriorates. On the other hand, it is preferable that the integrated replenishment amount is relatively reduced as the water quality of the supply water W1 deteriorates.
本実施形態において、供給水W1は、地下水や水道水等の原水であってもよい。また、供給水W1は、原水を除鉄除マンガン装置、活性炭濾過装置、硬水軟化装置等により前処理された水であってもよい。 In the present embodiment, the supply water W1 may be raw water such as ground water or tap water. Further, the supply water W1 may be water obtained by pretreating raw water with an iron removal manganese removal apparatus, an activated carbon filtration apparatus, a hard water softening apparatus, or the like.
本実施形態では、主な構成として、膜分離装置U1〜U4と処理水タンク2とを備えた水処理システム1(1A)について説明した。これに限らず、処理水タンク2の下流側に電気脱イオン装置(EDI装置)を設けた構成としてもよい。また、処理水タンク2の下流側に脱炭酸装置を設けた構成としてもよい。更に、脱炭酸装置の下流側に上述した電気脱イオン装置を設けた構成としてもよい。
In the present embodiment, the water treatment system 1 (1A) including the membrane separation devices U1 to U4 and the treated
本実施形態では、速度形デジタルPIDアルゴリズムにより、加圧ポンプ4の駆動周波数を演算する例について説明した。これに限らず、位置形デジタルPIDアルゴリズムにより、加圧ポンプ4の駆動周波数を演算してもよい。
In this embodiment, the example which calculates the drive frequency of the
本実施形態では、温度フィードフォワード回収率制御において、供給水ラインL1を流通する供給水W1の温度を検出温度値Tとする例について説明した。これに限らず、透過水ラインL2を流通する透過水W2の温度を検出温度値Tとしてもよい。また、濃縮水ラインL3を流通する濃縮水W3の温度を検出温度値Tとしてもよい。更に、複数のラインにおいて水の温度を検出し、その平均値を検出温度値Tとしてもよい。 In the present embodiment, the example in which the temperature of the supply water W1 flowing through the supply water line L1 is the detected temperature value T in the temperature feedforward recovery rate control has been described. Not only this but the temperature of the permeated water W2 which distribute | circulates the permeated water line L2 is good also as detection temperature value T. FIG. Alternatively, the temperature of the concentrated water W3 flowing through the concentrated water line L3 may be set as the detected temperature value T. Furthermore, the temperature of water is detected in a plurality of lines, and the average value may be set as the detected temperature value T.
本実施形態では、回収率制御において、第1排水弁11〜第3排水弁13を選択的に開閉することにより、濃縮水W3の排水流量を段階的に調節する例について説明した。これに限らず、濃縮水排出ラインL4を分岐せずに1本とし、このラインに比例制御バルブを設けた構成としてもよい。この場合は、制御部100(100A)から電流値信号(例えば、4〜20mA)を比例制御バルブに送信して弁開度を制御することにより、濃縮水W3の排水流量を調節することができる。
In the present embodiment, an example in which the drainage flow rate of the concentrated water W3 is adjusted stepwise by selectively opening and closing the
また、比例制御バルブを設けた構成において、濃縮水排出ラインL4に流量センサを設けた構成としてもよい。流量センサで検出された流量値を、制御部100(100A)にフィードバック値として入力する。これにより、濃縮水W3の実際排水流量をより正確に制御することができる。 Further, in the configuration in which the proportional control valve is provided, a flow rate sensor may be provided in the concentrated water discharge line L4. The flow rate value detected by the flow rate sensor is input as a feedback value to the control unit 100 (100A). Thereby, the actual waste water flow rate of the concentrated water W3 can be controlled more accurately.
1,1A 水処理システム
2 処理水タンク(貯留タンク)
3 水位センサ(水位検出手段)
4 加圧ポンプ
5 インバータ
7 透過水弁
8 流量センサ(流量検出手段)
9 安全弁(圧力逃し弁)
100,100A 制御部
M1,M11〜M14 RO膜モジュール(逆浸透膜モジュール)
U1〜U4,U11〜U14 膜分離装置
L1 供給水ライン
L2 透過水ライン
L3 濃縮水ライン
L4 濃縮水排出ライン
L5 濃縮水還流ライン
L6 透過水返送ライン
L7 配水ライン
W1 供給水
W2 透過水
W3 濃縮水
W4 処理水
1,1A
3 Water level sensor (water level detection means)
4
9 Safety valve (pressure relief valve)
100, 100A control unit M1, M11-M14 RO membrane module (reverse osmosis membrane module)
U1-U4, U11-U14 Membrane separation device L1 Supply water line L2 Permeate water line L3 Concentrated water line L4 Concentrated water discharge line L5 Concentrated water reflux line L6 Permeated water return line L7 Distribution line W1 Supply water W2 Permeated water W3 Concentrated water W4 Treated water
Claims (6)
前記膜分離装置から送出された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、
複数台の前記膜分離装置において、前記逆浸透膜モジュールの一次側を洗浄するフラッシング運転を実行する時期に達した場合に、前記水位検出手段の検出水位に基づいて、前記フラッシング運転の対象となる前記膜分離装置の台数を判定し、当該判定した台数の前記膜分離装置について前記フラッシング運転を実行する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記フラッシング運転を実行する時期に達し、(i)前記水位検出手段の検出水位が少なくとも前記フラッシング運転の間に需要箇所で消費される水量の透過水を供給可能な基準水位以上の場合には、すべての前記膜分離装置を対象として前記フラッシング運転を実行し、(ii)前記水位検出手段の検出水位が基準水位未満の場合には、前記検出水位に基づいて、前記フラッシング運転の対象となる前記膜分離装置の台数を前記基準水位以上の場合における台数よりも減少させる水処理システム。 A plurality of membrane separation devices including a reverse osmosis membrane module that separates supply water into permeate and concentrated water;
A storage tank for storing permeated water sent from the membrane separator;
Water level detecting means for detecting the water level of the storage tank;
In a plurality of the membrane separation devices, when the time for performing the flushing operation for cleaning the primary side of the reverse osmosis membrane module is reached, the flushing operation is performed based on the detected water level of the water level detection means. A controller that determines the number of the membrane separators, and executes the flushing operation for the determined number of the membrane separators;
Equipped with a,
The control unit has reached the time to execute the flushing operation, and (i) the detected water level of the water level detecting means is at least a reference water level that can supply permeated water of the amount of water consumed at a demand point during the flushing operation. In this case, the flushing operation is executed for all the membrane separation devices, and (ii) when the detected water level of the water level detection means is lower than a reference water level, the flushing operation is performed based on the detected water level. the membrane separator water treatment system Ru is smaller than the number in the case the number of more than the reference water level to be of interest.
請求項1に記載の水処理システム。 In the case where the detected water level of the water level detecting means is less than the reference water level, the control unit is configured to increase the detected water level when the detected water level of the water level detecting means rises after starting execution of the flushing operation. On the basis of the number of the membrane separators subject to the flushing operation,
The water treatment system according to claim 1 .
請求項1又は2に記載の水処理システム。 The control unit starts execution of the flushing operation based on a preset priority order for the membrane separation device to be the target of the flushing operation.
The water treatment system according to claim 1 or 2 .
請求項1〜3のいずれか一項に記載の水処理システム。 After the previous flushing operation has been completed for all the membrane separation devices, the control unit performs the flushing when the accumulated replenishment time or accumulated replenishment amount of permeated water replenished to the storage tank reaches a set value. It is determined that it is time to execute driving.
The water treatment system according to any one of claims 1 to 3 .
入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、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、
入力された電流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、
透過水の流量を検出し、当該流量に応じた検出流量値を出力する流量検出手段と、
を備え、
前記制御部は、前記流量検出手段から出力された検出流量値が予め設定された目標流量となるように、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電流値信号を前記インバータに出力する、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の水処理システム。 The membrane separator is
A pressure pump that is driven at a rotational speed corresponding to the input driving frequency, sucks the supplied water, and discharges it toward the reverse osmosis membrane module;
An inverter that outputs a driving frequency corresponding to the input current value signal to the pressurizing pump;
A flow rate detecting means for detecting the flow rate of the permeated water and outputting a detected flow rate value corresponding to the flow rate;
With
The control unit calculates a driving frequency of the pressurizing pump so that a detected flow rate value output from the flow rate detecting unit becomes a preset target flow rate, and a current value corresponding to the calculated value of the driving frequency Outputting a signal to the inverter;
The water treatment system as described in any one of Claims 1-4 .
供給水を前記逆浸透膜モジュールへ供給する供給水ラインと、
透過水を前記貯留タンクへ送出する透過水ラインと、
前記逆浸透膜モジュールと前記貯留タンクとの間における前記透過水ラインに設けられた透過水弁と、
前記透過水ラインに送出された透過水を前記供給水ラインにおける前記加圧ポンプよりも上流側に返送させる透過水返送ラインと、
前記透過水返送ラインに設けられた圧力逃し弁と、
を備え、
前記制御部は、前記フラッシング運転を実行する際に、前記透過水ラインを透過水が流通しないように前記透過水弁を制御する、
請求項5に記載の水処理システム。 The membrane separator is
A supply water line for supplying supply water to the reverse osmosis membrane module;
A permeate line for sending permeate to the storage tank;
A permeate valve provided in the permeate line between the reverse osmosis membrane module and the storage tank;
A permeate return line for returning permeate sent to the permeate line to the upstream side of the pressurizing pump in the supply water line;
A pressure relief valve provided in the permeate return line;
With
The control unit controls the permeate valve so that permeate does not flow through the permeate line when performing the flushing operation.
The water treatment system according to claim 5 .
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