JP6056365B2

JP6056365B2 - 水処理システム

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Publication number: JP6056365B2
Application number: JP2012229819A
Authority: JP
Inventors: 敦行真鍋
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2012-10-17
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2032-10-17
Also published as: JP2014079710A

Description

本発明は、供給水を透過水と濃縮水とに分離する膜分離装置を備えた水処理システムに関する。

半導体の製造工程、電子部品や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。この種の用途においては、一般に、地下水や水道水等の原水を、膜分離装置としての逆浸透膜モジュール（以下、「ＲＯ膜モジュール」ともいう）で逆浸透膜分離処理することにより製造された透過水が純水として使用される。

従来、ＲＯ膜モジュールにおける透過水の流量を一定に保つため、流量フィードバック制御を行う水処理システムが提案されている。この流量フィードバック制御では、ＲＯ膜モジュールで製造される透過水の流量が目標値となるように、ＲＯ膜モジュールに被処理水を送出する加圧ポンプの吐出流量が制御される（特許文献１参照）。

特開２００５−２９６９４５号公報

上記のようなＲＯ膜モジュールを備えた水処理システムにおいて、供給水としての原水は、原水ラインを通じてＲＯ膜モジュールに供給される。この原水ラインには、原水の供給源（不図示）から供給された原水を、下流側のＲＯ膜モジュールに向けて吐出する原水ポンプが設けられている。この原水ポンプの運転圧力は、原水ラインの途中で原水の圧力が低下するのを見込んで高めに設定されている。また、原水ラインにおいて、ＲＯ膜モジュールの一次側（原水取り込み側）には、原水ポンプから送出された原水をその浸透圧以上に加圧してＲＯ膜モジュールに向けて吐出する加圧ポンプが設けられている。

一方、ＲＯ膜モジュールを備えた水処理システムにおいて、ＲＯ膜モジュールで発生した濃縮水は、ＲＯ膜モジュールの一次側出口ポートに接続された濃縮水ラインから排出される。その濃縮水ラインには、濃縮水の一部を加圧ポンプの上流側における原水ラインに還流させる濃縮水還流ラインと、濃縮水の残部を系外へ排出する濃縮水排水ラインとが接続されている。濃縮水還流ラインは、ＲＯ膜モジュールの一次側に原水を循環供給して膜表面における流速を高め、膜の閉塞を防止するために設けられる。濃縮水還流ラインに濃縮水を流通させるには、濃縮水還流ラインの一次側（濃縮水ライン側）と二次側（原水ライン側）との間に圧力差が必要となる。すなわち、濃縮水還流ラインの一次側の圧力よりも、二次側の圧力を低くする必要がある。

そのため、従来の水処理システムにおいては、濃縮水還流ラインが合流する位置よりも上流側の原水ラインに減圧弁を設け、濃縮水還流ラインの二次側（加圧ポンプの原水吸入側）における原水の圧力を下げている。

このように、従来の水処理システムにおいては、加圧ポンプの原水吸入側で原水を減圧するにもかかわらず、原水ラインの上流側に設けられた原水ポンプの運転圧力を本来必要な圧力よりも高く設定している。そのため、従来の水処理システムにおいては、原水ポンプにおける消費電力の抑制が課題となっている。とくに、ＲＯ膜モジュールとして低圧膜（高フラックス膜）を用いた場合には、加圧ポンプの運転圧力がより低く設定されるので、濃縮水還流ラインの一次側における濃縮水の圧力も低くなってしまう。この場合には、濃縮水還流ラインを還流する濃縮水の流量を確保するために、更に濃縮水還流ラインの二次側における原水の圧力を下げる必要がある。そのため、ＲＯ膜モジュールとして低圧膜を用いた水処理システムにおいては、原水ポンプの消費電力をより一層抑制することが求められている。

従って、本発明は、原水ポンプの消費電力を抑制できる水処理システムを提供することを目的とする。

本発明は、供給水を透過水と濃縮水とに分離する膜分離装置と、供給水を前記膜分離装置に供給する供給水ラインと、前記膜分離装置で分離された透過水を需要箇所に向けて送出する透過水ラインと、前記供給水ラインに設けられ、供給水を下流側に向けて吐出する第１ポンプと、前記供給水ラインにおいて、前記第１ポンプと前記膜分離装置との間に設けられ、前記第１ポンプから吐出された後、分離操作による前処理をされていない供給水を前記膜分離装置に向けて吐出する第２ポンプと、前記第１ポンプと前記第２ポンプとの間において、前記供給水ラインを流通する供給水の圧力を検出圧力値として出力する圧力検出手段と、前記圧力検出手段から出力された検出圧力値が予め設定された目標圧力値となるように、前記第１ポンプを駆動する第１制御部と、前記透過水ラインを流通する透過水の流量を検出流量値として出力する流量検出手段と、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値となるように、前記第２ポンプを駆動する第２制御部と、前記膜分離装置で分離された濃縮水の少なくとも一部を、前記供給水ラインにおける前記第１ポンプと前記第２ポンプとの間に還流させる濃縮水還流ラインと、を備える水処理システムに関する。

また、水処理システムにおいて、前記膜分離装置は、濃度５００ｍｇ／Ｌ、ｐＨ７．０、温度２５℃の塩化ナトリウム水溶液を、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^−１１ｍ^３・ｍ^−２・ｓ^−１・Ｐａ^−１以上、且つ塩除去率が９９％以上である逆浸透膜を有することが好ましい。

本発明によれば、原水ポンプの消費電力を抑制できる水処理システムを提供することができる。

実施形態に係る水処理システム１００の全体構成図である。第１制御部１０において圧力フィードバック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。第２制御部２０において流量フィードバック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。

以下、本発明に係る水処理システムについて、図面を参照しながら説明する。本実施形態の水処理システム１００は、例えば、淡水から純水を製造する純水製造システムに適用される。図１は、本実施形態に係る水処理システム１００の全体構成図である。図２は、第１制御部１０において圧力フィードバック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３は、第２制御部２０において流量フィードバック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１に示すように、本実施形態の水処理システム１００は、第１ポンプとしての原水ポンプ１と、第１インバータ２と、圧力検出手段としての圧力センサ３と、逆浸透膜装置４と、流量検出手段としての流量センサ５と、第１制御部１０と、第２制御部２０と、を備える。

また、水処理システム１００は、原水ラインＬ１と、透過水ラインＬ２と、濃縮水ラインＬ３と、濃縮水還流ラインＬ４と、濃縮水排水ライン（Ｌ５〜Ｌ７）と、を備える。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。また、図１では、電気的な接続の経路を破線で示す。

原水ラインＬ１は、供給水としての原水Ｗ１を逆浸透膜装置４に向けて供給するラインである。原水ラインＬ１の上流側の端部は、原水Ｗ１の供給源（不図示）に接続されている。一方、原水ラインＬ１の下流側の端部は、逆浸透膜装置４に接続されている。

原水ポンプ１は、供給源から供給された水道水や地下水等の原水Ｗ１を吸入し、下流側の逆浸透膜装置４に向けて吐出する装置である。原水ポンプ１は、原水ラインＬ１に設けられている。原水ポンプ１は、第１インバータ２（後述）と電気的に接続されている。原水ポンプ１には、第１インバータ２から周波数が変換された駆動電力が供給される。原水ポンプ１は、入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動される。

なお、本実施形態において、原水ポンプ１から吐出した原水Ｗ１は、原水ラインＬ１の途中で分離操作による前処理をされることなく逆浸透膜装置４に向けて送出される。分離操作による前処理とは、例えば、原水Ｗ１に含まれる不要物質（濁質、残留塩素、鉄、マンガン、硬度成分等）を濾過、沈降、凝集、析出、物理吸着、イオン交換などの手段により前もって除去することをいう。前処理に使用される装置としては、例えば、砂濾過装置、除鉄除マンガン装置、活性炭吸着装置、硬水軟化装置、プレフィルタ装置等が挙げられる。なお、原水Ｗ１に薬剤を添加する処理（酸又はアルカリの添加によるｐＨ調整、還元剤の添加による残留塩素の分解等）、或いは原水Ｗ１の水温、水圧等を変更する処理は、分離操作による前処理に相当しない。

第１インバータ２は、原水ポンプ１に周波数が変換された駆動電力を供給する電気回路（又はその回路を持つ装置）である。第１インバータ２は、第１制御部１０と電気的に接続されている。第１インバータ２には、第１制御部１０から指令信号としての電流値信号が入力される。第１インバータ２は、入力された電流値信号に対応する駆動周波数を原水ポンプ１に出力する。

圧力センサ３は、原水ポンプ１と逆浸透膜装置４（加圧ポンプ４ａ）との間において、原水ラインＬ１を流通する原水Ｗ１の圧力を検出する機器である。圧力センサ３は、接続部Ｊ１において、原水ラインＬ１に接続されている。圧力センサ３は、第１制御部１０と電気的に接続されている。圧力センサ３で検出された原水Ｗ１の圧力（以下、「検出圧力値」ともいう）は、第１制御部１０へ検出信号として送信される。

第１制御部１０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。第１制御部１０は、圧力センサ３の検出圧力値が予め設定された目標圧力値となるように、原水ポンプ１を駆動するための第１駆動周波数を演算し、当該第１駆動周波数の演算値に対応する電流値信号を第１インバータ２に出力する（以下、「圧力フィードバック制御」ともいう）。第１制御部１０による圧力フィードバック制御については後述する。

逆浸透膜装置４は、加圧ポンプ４ａと、第２インバータ４ｂと、膜分離装置としてのＲＯ膜モジュール４ｃと、を備える。

加圧ポンプ４ａは、原水ポンプ１から送出された後、分離操作による前処理をされていない原水Ｗ１を吸入し、ＲＯ膜モジュール４ｃに向けて吐出する装置である。加圧ポンプ４ａは、第２インバータ４ｂ（後述）と電気的に接続されている。加圧ポンプ４ａには、第２インバータ４ｂから周波数が変換された駆動電力が供給される。加圧ポンプ４ａは、入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動される。

第２インバータ４ｂは、加圧ポンプ４ａに周波数が変換された駆動電力を供給する電気回路（又はその回路を持つ装置）である。第２インバータ４ｂは、第２制御部２０と電気的に接続されている。第２インバータ４ｂには、第２制御部２０から電流値信号が入力される。第２インバータ４ｂは、入力された電流値信号に対応する駆動周波数を加圧ポンプ４ａに出力する。

ＲＯ膜モジュール４ｃは、原水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４ｃ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４ｃは、これらＲＯ膜エレメントにより原水Ｗ１を膜分離処理し、透過水Ｗ２及び濃縮水Ｗ３を製造する。ＲＯ膜モジュール４ｃの一次側入口ポートは、原水ラインＬ１を介して加圧ポンプ４ａの下流側に接続されている。

ＲＯ膜モジュール４ｃの二次側ポートには、透過水ラインＬ２の上流側の端部が接続されている。ＲＯ膜モジュール４ｃで製造された透過水Ｗ２は、透過水ラインＬ２を介して需要箇所（不図示）に純水として送出される。また、ＲＯ膜モジュール４ｃの一次側出口ポートには、濃縮水ラインＬ３の上流側の端部が接続されている。ＲＯ膜モジュール４ｃで製造された濃縮水Ｗ３は、濃縮水ラインＬ３を介してＲＯ膜モジュール４ｃの外に排出される。

本実施形態におけるＲＯ膜モジュール４ｃ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逆浸透膜（不図示）を有する。この逆浸透膜は、濃度５００ｍｇ／Ｌ、ｐＨ７．０、温度２５℃の塩化ナトリウム水溶液を、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^−１１ｍ^３・ｍ^−２・ｓ^−１・Ｐａ^−１以上、且つ塩除去率が９９％以上となる、いわゆる低圧膜である。また、このような逆浸透膜は、高フラックス膜とも呼ばれる。

ここで、操作圧力とは、ＪＩＳＫ３８０２−１９９５「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４ｃ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。

回収率とは、ＲＯ膜モジュール４ｃへ供給される原水Ｗ１の流量Ｑ_１に対する透過水Ｗ２の流量Ｑ_２の割合（すなわち、Ｑ_２／Ｑ_１×１００）をいう。

水透過係数は、透過水量［ｍ^３／ｓ］を膜面積［ｍ^２］及び有効圧力［Ｐａ］で除した値であり、逆浸透膜の水の透過性能を示す指標である。すなわち、水透過係数は、単位有効圧力を作用させたときに単位時間に膜の単位面積を透過する水の量を意味する。有効圧力は、ＪＩＳＫ３８０２−１９９５「膜用語」で定義され、操作圧力（平均操作圧力）から浸透圧差及び二次側圧力を差し引いた圧力である。

塩除去率は、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、逆浸透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４ｃへの入口濃度Ｃ_１及び透過水の濃度Ｃ_２から、（１−Ｃ_２／Ｃ_１）×１００により求められる。

本実施形態の水透過係数及び塩除去率の条件を満たす逆浸透膜は、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。

濃縮水還流ラインＬ４は、ＲＯ膜モジュール４ｃから排出された濃縮水Ｗ３の一部を、原水ラインＬ１における原水ポンプ１と加圧ポンプ４ａとの間に還流させるラインである。濃縮水還流ラインＬ４の上流側の端部は、接続部Ｊ２において、濃縮水ラインＬ３に接続されている。また、濃縮水還流ラインＬ４の下流側の端部は、接続部Ｊ３において、原水ラインＬ１に接続されている。

濃縮水排水ライン（第１濃縮水排水ラインＬ５、第２濃縮水排水ラインＬ６及び第３濃縮水排水ラインＬ７）は、ＲＯ膜モジュール４ｃから排出された濃縮水Ｗ３の残部を系外に排出するラインである。第１濃縮水排水ラインＬ５〜第３濃縮水排水ラインＬ７の上流側の端部は、接続部Ｊ４及びＪ５において、濃縮水ラインＬ３に接続されている。

第１濃縮水排水ラインＬ５、第２濃縮水排水ラインＬ６及び第３濃縮水排水ラインＬ７には、それぞれ第１排水弁６、第２排水弁７及び第３排水弁８が設けられている。第１排水弁６〜第３排水弁８により、第１濃縮水排水ラインＬ５〜第３濃縮水排水ラインＬ７を個別に開閉することにより、濃縮水Ｗ３の排水流量を調節することができる。この調節により、ＲＯ膜モジュール４ｃにおける透過水Ｗ２の回収率を所望の値に設定することができる。

第１排水弁６〜第３排水弁８は、それぞれ第２制御部２０と電気的に接続されている。第１排水弁６〜第３排水弁８における弁体の開閉は、第２制御部２０から送信される駆動信号により制御される。

流量センサ５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５は、接続部Ｊ６において、透過水ラインＬ２に接続されている。流量センサ５は、第２制御部２０と電気的に接続されている。流量センサ５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、第２制御部２０へ検出信号として送信される。

第２制御部２０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。第２制御部２０は、流量センサ５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４ａを駆動するための第２駆動周波数を演算し、当該第２駆動周波数の演算値に対応する電流値信号を第２インバータ４ｂに出力する（以下、「流量フィードバック制御」ともいう）。第２制御部２０による流量フィードバック制御については後述する。

次に、第１制御部１０による圧力フィードバック制御を、図２を参照して説明する。図２に示すフローチャートの処理は、水処理システム１００の運転中において、繰り返し実行される。

図２に示すステップＳＴ１０１において、第１制御部１０は、原水Ｗ１の目標圧力値Ｐ´を取得する。この目標圧力値Ｐ´は、例えば、システムの管理者がユーザーインターフェース（不図示）を介して第１制御部１０のメモリに入力した設定値である。

ステップＳＴ１０２において、第１制御部１０は、内部のタイマ（不図示）による計時ｔ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ＳＴ１０２において、第１制御部１０により、タイマによる計時が１００ｍｓに達した（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０３へ移行する。また、ステップＳＴ１０２において、第１制御部１０により、タイマによる計時が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ＳＴ１０２へ戻る。

ステップＳＴ１０３（ステップＳＴ１０２：ＹＥＳ判定）において、第１制御部１０は、圧力センサ３で検出された原水Ｗ１の検出圧力値Ｐを取得する。

ステップＳＴ１０４において、第１制御部１０は、ステップＳＴ１０３で取得した検出圧力値（フィードバック値）ＰとステップＳＴ１０１で取得した目標圧力値Ｐ´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_１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、これを前回の操作量に加算することで今回の操作量を決定する。

ステップＳＴ１０５において、第１制御部１０は、操作量Ｕ_１、目標圧力値Ｐ´及び原水ポンプ１の最大駆動周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの設定値）に基づいて、原水ポンプ１の駆動周波数Ｆ_１を演算する。

ステップＳＴ１０６において、第１制御部１０は、駆動周波数Ｆ_１の演算値を、対応する電流値信号（４〜２０ｍＡ）に変換する。

ステップＳＴ１０７において、第１制御部１０は、変換した電流値信号を第１インバータ２に出力する。なお、ステップＳＴ１０７において、第１制御部１０が電流値信号を第１インバータ２へ出力すると、第１インバータ２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原水ポンプ１に供給する。その結果、原水ポンプ１は、第１インバータ２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。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）。

次に、第２制御部２０による流量フィードバック制御を、図３を参照して説明する。図３に示すフローチャートの処理は、水処理システム１００の運転中において、繰り返し実行される。

図３に示すステップＳＴ２０１において、第２制御部２０は、透過水Ｗ２の目標流量値Ｑ´を取得する。この目標流量値Ｑ´は、例えば、システムの管理者がユーザーインターフェース（不図示）を介して第２制御部２０のメモリに入力した設定値である。

ステップＳＴ２０２において、第２制御部２０は、内部のタイマ（不図示）による計時ｔ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ＳＴ２０２において、第２制御部２０により、タイマによる計時が１００ｍｓに達した（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、第２制御部２０により、タイマによる計時が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ＳＴ２０２へ戻る。

ステップＳＴ２０３（ステップＳＴ２０２：ＹＥＳ判定）において、第２制御部２０は、流量センサ５で検出された透過水Ｗ２の検出流量値Ｑを取得する。

ステップＳＴ２０４において、第２制御部２０は、ステップＳＴ２０３で取得した検出流量値（フィードバック値）Ｑ´とステップＳＴ２０１で取得した目標流量値Ｑ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_２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、これを前回の操作量に加算することで今回の操作量を決定する。

ステップＳＴ２０５において、第２制御部２０は、操作量Ｕ_２、目標流量値Ｑ´及び加圧ポンプ４ａ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４ａの駆動周波数Ｆ_２を演算する。

ステップＳＴ２０６において、第２制御部２０は、駆動周波数Ｆ_２の演算値を、対応する電流値信号（４〜２０ｍＡ）に変換する。

ステップＳＴ２０７において、第２制御部２０は、変換した電流値信号を第２インバータ４ｂ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ＳＴ２０１へリターンする）。

なお、ステップＳＴ２０７において、第２制御部２０が電流値信号を第２インバータ４ｂへ出力すると、第２インバータ４ｂ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４ａに供給する。その結果、加圧ポンプ４ａは、第２インバータ４ｂ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。

上述した本実施形態に係る水処理システム１００によれば、例えば、以下のような効果が得られる。

本実施形態に係る水処理システム１００において、第１制御部１０は、原水Ｗ１の検出圧力値に基づく圧力フィードバック制御を実行する。これによれば、加圧ポンプ４ａの原水吸入側の圧力を目標圧力値に保つことができるため、原水Ｗ１の圧力損失を見込んだ高い運転圧力を設定する必要がない。従って、水処理システム１００においては、原水ポンプ１の消費電力を抑制することができる。

また、水処理システム１００においては、ＲＯ膜モジュール４ｃで分離された濃縮水Ｗ３の一部を、原水ラインＬ１における原水ポンプ１と加圧ポンプ４ａとの間に還流させる濃縮水還流ラインＬ４を備える。そのため、ＲＯ膜モジュール４ｃの膜面における流速を所定範囲に保つことができる。

とくに、本実施形態のように、ＲＯ膜モジュール４ｃとして低圧膜（高フラックス膜）を用いた場合には、加圧ポンプ４ａの運転圧力がより低く設定されるので、濃縮水還流ラインＬ４の一次側における濃縮水Ｗ３の圧力も低くなってしまう。この場合には、濃縮水還流ラインＬ４を還流する濃縮水Ｗ３の流量を確保するために、濃縮水還流ラインＬ４の二次側における原水Ｗ１の圧力を十分に下げる必要がある。これに対し、水処理システム１００においては、圧力フィードバック制御により原水Ｗ１の目標圧力値を所要の圧力値に保つことができるため、濃縮水還流ラインＬ４の二次側の圧力を濃縮水Ｗ３の循環が生じる適正な圧力に調節しつつ、原水ポンプ１の消費電力を抑制することができる。

以上、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。

例えば、本実施形態では、第１濃縮水排水ラインＬ５〜第３濃縮水排水ラインＬ７に、第１排水弁６〜第３排水弁８を設けた構成について説明した。これに限らず、濃縮水排水ラインを分岐せずに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。その場合には、第２制御部２０から制御信号（例えば、４〜２０ｍＡ又は０〜１０Ｖのアナログ信号）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の排水流量を調節できる。

また、比例制御バルブを設けた構成において、濃縮水排水ライン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、第２制御部２０にフィードバック値として入力することにより、濃縮水Ｗ３の排水流量をより正確に制御できる。

本実施形態では、第１制御部１０から第１インバータ２への指令信号及び第２制御部２０から第２インバータ４ｂへの指令信号としてそれぞれ電流値信号（４〜２０ｍＡ）を出力する例について説明した。これに限らず、第１制御部１０から第１インバータ２への指令信号及び第２制御部２０から第２インバータ４ｂへの指令信号としてそれぞれ電圧値信号（０〜１０Ｖ）を出力する構成としてもよい。

本実施形態では、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムにより原水ポンプ１及び加圧ポンプ４ａの駆動周波数を演算する例について説明したが、これに限らず、位置形デジタルＰＩＤアルゴリズムにより原水ポンプ１及び加圧ポンプ４ａの駆動周波数を演算する構成としてもよい。

１原水ポンプ（第１ポンプ）
２第１インバータ
３圧力センサ（圧力検出手段）
４逆浸透膜装置
４ａ加圧ポンプ（第２ポンプ）
４ｂ第２インバータ
４ｃＲＯ膜モジュール（膜分離装置）
５流量センサ（流量検出手段）
１０第１制御部
２０第２制御部
１００水処理システム
Ｌ１原水ライン
Ｌ２透過水ライン
Ｌ３濃縮水ライン
Ｌ４濃縮水還流ライン
Ｌ５第１濃縮水排水ライン
Ｌ６第２濃縮水排水ライン
Ｌ７第３濃縮水排水ライン
Ｗ１原水
Ｗ２透過水
Ｗ３濃縮水

Claims

供給水を透過水と濃縮水とに分離する膜分離装置と、
供給水を前記膜分離装置に供給する供給水ラインと、
前記膜分離装置で分離された透過水を需要箇所に向けて送出する透過水ラインと、
前記供給水ラインに設けられ、供給水を下流側に向けて吐出する第１ポンプと、
前記供給水ラインにおいて、前記第１ポンプと前記膜分離装置との間に設けられ、前記第１ポンプから吐出された後、分離操作による前処理をされていない供給水を前記膜分離装置に向けて吐出する第２ポンプと、
前記第１ポンプと前記第２ポンプとの間において、前記供給水ラインを流通する供給水の圧力を検出圧力値として出力する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段から出力された検出圧力値が予め設定された目標圧力値となるように、前記第１ポンプを駆動する第１制御部と、
前記透過水ラインを流通する透過水の流量を検出流量値として出力する流量検出手段と、
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値となるように、前記第２ポンプを駆動する第２制御部と、
前記膜分離装置で分離された濃縮水の少なくとも一部を、前記供給水ラインにおける前記第１ポンプと前記第２ポンプとの間に還流させる濃縮水還流ラインと、
を備える水処理システム。
前記膜分離装置は、濃度５００ｍｇ／Ｌ、ｐＨ７．０、温度２５℃の塩化ナトリウム水溶液を、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^−１１ｍ^３・ｍ^−２・ｓ^−１・Ｐａ^−１以上、且つ塩除去率が９９％以上である逆浸透膜を有する、
請求項１に記載の水処理システム。