JP6167939B2 - 水処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、逆浸透膜モジュールを備えた水処理装置に関する。

医薬品や化粧品の製造、電子部品や精密機器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、水道水等の供給水を膜分離装置で処理し、得られた透過水を精製することにより製造される。膜分離装置は、少なくとも１段の逆浸透膜モジュールを備えており、供給水から透過水と濃縮水とを製造することができる。以下の説明においては、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。

ここで、ＲＯ膜モジュールに供給される供給水のシリカ濃度と、ＲＯ膜モジュールで分離された透過水のシリカ濃度とから、シリカ除去率を算出し、このシリカ除去率を監視する水処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された水処理装置においては、ＲＯ膜モジュールにおけるシリカ除去率の低下を監視しており、ＲＯ膜モジュールの酸化劣化を早期に検知できるとされている。

特許第５１７７５３８号公報

しかし、特許文献１に記載された水処理装置においては、ＲＯ膜モジュールの酸化劣化が生じた場合に、透過水のシリカ濃度を要求された水質レベルに維持することについての言及はない。シリカは、スケール性物質の代表格であり、後段の機器でスケールトラブルを生じたり、純水の需要箇所で製品の品質を低下させたりする。そのため、ＲＯ膜モジュールの酸化劣化が生じた場合に、透過水のシリカ濃度を要求された水質レベルに維持することが望まれる。

また、水源の水質変動により供給水のシリカ濃度が上昇した場合にも、透過水のシリカ濃度が上昇する。そのため、供給水のシリカ濃度の変動に対しても、透過水のシリカ濃度を要求された水質レベルに維持することが望まれる。

従って、本発明は、ＲＯ膜モジュールの酸化劣化や供給水の水質変動が生じた場合に、透過水のシリカ濃度を要求された水質レベルに維持することができる水処理装置を提供することを目的とする。

本発明は、供給水を透過水と第１濃縮水とに分離する逆浸透膜モジュールと、供給水を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、前記逆浸透膜モジュールにより分離された透過水のシリカ濃度を検出シリカ濃度値として検出するシリカ濃度検出手段と、前記検出シリカ濃度値が所定の閾値を上回る場合に、前記逆浸透膜モジュールへ供給される供給水の流量に対する透過水の流量の比率である回収率を下げるように、透過水の目標流量を一定に維持するように前記加圧ポンプを制御すると共に、第１濃縮水の流量を増加させる第１工程を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第１工程の実行中に、前記検出シリカ濃度値が前記所定の閾値を上回る場合に、前記回収率を下げるように、透過水の目標流量を減少させるように前記加圧ポンプを制御することで透過水の流量を減少させる第２工程を実行する水処理装置に関する。

また、警報を報知する報知手段を更に備え、前記制御部は、前記第２工程の実行中に、前記検出シリカ濃度値が前記所定の閾値を上回る場合に、前記報知手段により警報を報知させると共に、前記加圧ポンプの駆動を継続させる第３工程を実行することが好ましい。

また、警報を報知する報知手段を更に備え、前記制御部は、前記第２工程の実行中に、前記検出シリカ濃度値が前記所定の閾値を上回る場合に、前記報知手段により警報を報知させると共に、前記加圧ポンプの駆動を停止させる第４工程を実行することが好ましい。

また、前記逆浸透膜モジュールで分離された透過水を脱イオン処理して、脱イオン水と第２濃縮水とを得る脱イオン部を更に備え、前記制御部は、前記第３工程の実行中に、脱イオン水の流量を減少させると共に第２濃縮水の流量を増加させる第５工程を実行することが好ましい。

また、前記シリカ濃度検出手段は、０．１〜１．０ｍｇＳｉＯ_２／Ｌのシリカ濃度を検出可能であることが好ましい。

本発明によれば、ＲＯ膜モジュールの酸化劣化や供給水の水質変動が生じた場合に、透過水のシリカ濃度を要求された水質レベルに維持することができる水処理装置を提供することができる。

第１実施形態に係る純水製造装置１の全体概略図である。 第１実施形態に係る純水製造装置１の全体構成図の前段部分である。 第１実施形態に係る純水製造装置１の全体構成図の中段部分である。 第１実施形態に係る純水製造装置１の全体構成図の後段部分である。 シリカ濃度センサＳＳ１の全体構成を示す図である 検査水Ｗ１０１のシリカ濃度が０ｍｇＳｉＯ_２／Ｌ（蒸留水）と０．１ｍｇＳｉＯ_２／Ｌと０．２ｍｇＳｉＯ_２／Ｌの場合において、試薬添加開始からの経過時間と、検査水Ｗ１０１の吸光度と、の関係を示すグラフである。 制御部３０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。 制御部３０において水質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。 制御部３０において検出シリカ濃度値Ｃｐが閾値Ｃｏを上回る場合における補助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。 第２実施形態に係る純水製造装置１Ａの全体概略図である。 第２実施形態に係る純水製造装置１Ａの全体構成図の前段部分である。 第２実施形態に係る純水製造装置１Ａの全体構成図の中段部分である。 第２実施形態に係る純水製造装置１Ａの全体構成図の後段部分である。

以下、本発明に係る水処理装置を純水製造装置に適用した場合の実施形態について説明する。
（第１実施形態）
まず、第１実施形態に係る純水製造装置１について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る純水製造装置１の全体概略図である。図２Ａは、第１実施形態に係る純水製造装置１の全体構成図の前段部分である。図２Ｂは、第１実施形態に係る純水製造装置１の全体構成図の中段部分である。図２Ｃは、第１実施形態に係る純水製造装置１の全体構成図の後段部分である。図３は、シリカ濃度センサＳＳ１の全体構成を示す図である。図４は、検査水Ｗ１０１のシリカ濃度が０ｍｇＳｉＯ_２／Ｌ（蒸留水）と０．１ｍｇＳｉＯ_２／Ｌと０．２ｍｇＳｉＯ_２／Ｌの場合において、試薬添加開始からの経過時間と、検査水Ｗ１０１の吸光度と、の関係を示すグラフである。本実施形態に係る純水製造装置１は、例えば、原水（例えば、水道水）から透過水や脱イオン水を製造する純水製造装置に適用される。純水製造装置１で製造された透過水や脱イオン水は、純水として、需要箇所等に送出される。なお、本実施形態に係る純水製造装置１において、需要箇所等へ純水を供給することを「採水」ともいう。

図１に示すように、第１実施形態に係る純水製造装置１は、第１オプション機器ＯＰ１と、プレフィルタ４と、第２オプション機器ＯＰ２と、加圧ポンプ５と、インバータ６と、逆浸透膜モジュールとしてのＲＯ膜モジュール７と、脱炭酸装置１５と、第１流路切換弁Ｖ７１と、第３オプション機器ＯＰ３と、制御部３０と、入力操作部４０と、主表示部６０と、を備える。

第１オプション機器ＯＰ１〜第３オプション機器ＯＰ３は、純水製造装置１に着脱可能なオプション機器として、純水製造装置１に装備される機器である。第１オプション機器ＯＰ１は、軟水器２及び活性炭濾過器３を含む。第２オプション機器ＯＰ２は、硬度センサＳ１及び残留塩素センサＳ２を含む。第３オプション機器ＯＰ３は、第２比抵抗センサＲＳ２、全有機炭素センサＴＯＣ及び第３温度センサＴＥ３を含む。

また、図１に示すように、純水製造装置１は、供給水ラインＬ１と、透過水ラインＬ２１と、ＲＯ透過水リターンラインＬ４１と、ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５１と、を備える。なお、本明細書における「ライン」とは、流路、径路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。

また、純水製造装置１は、図２Ａ〜図２Ｃに示すように、図１に示す構成に加えて、第１開閉弁Ｖ１１〜第６開閉弁Ｖ１６と、真空破壊弁Ｖ４１と、減圧弁Ｖ４２と、供給水補給弁Ｖ３１と、第１排水弁Ｖ３２〜第３排水弁Ｖ３４と、第１定流量弁Ｖ５１〜第４定流量弁Ｖ５４と、第１逆止弁Ｖ６１〜第４逆止弁Ｖ６４と、第１圧力計Ｐ１〜第３圧力計Ｐ３と、第１圧力センサＰＳ１及び第２圧力センサＰＳ２と、圧力スイッチＰＳＷと、第１温度センサＴＥ１〜第３温度センサＴＥ３と、第１流量センサＦＭ１と、シリカ濃度センサＳＳ１と、第１電気伝導率センサＥＣ１と、第２比抵抗センサＲＳ２と、を備える。

図１、図２Ａ〜図２Ｃでは、電気的な接続の経路を省略するが、制御部３０は、供給水補給弁Ｖ３１、第１流路切換弁Ｖ７１、第１排水弁Ｖ３２〜第３排水弁Ｖ３４、圧力スイッチＰＳＷ、第１温度センサＴＥ１〜第３温度センサＴＥ３、第１圧力センサＰＳ１及び第２圧力センサＰＳ２、第１流量センサＦＭ１、第１電気伝導率センサＥＣ１、第２比抵抗センサＲＳ２、全有機炭素センサＴＯＣ、硬度センサＳ１、残留塩素センサＳ２、シリカ濃度センサＳＳ１等と電気的に接続される。

まず、純水製造装置１における全体構成図の前段部分について説明する。

図１及び図２Ａに示すように、供給水ラインＬ１には、供給水Ｗ１が流通する。供給水ラインＬ１は、供給水Ｗ１を、ＲＯ膜モジュール７へ流通させるラインである。供給水ラインＬ１は、第１供給水ラインＬ１１と、第２供給水ラインＬ１２と、を有する。

第１供給水ラインＬ１１には、原水Ｗ１１（供給水Ｗ１）が流通する。第１供給水ラインＬ１１は、原水Ｗ１１の供給源（不図示）と軟水器２とをつなぐラインである。第１供給水ラインＬ１１の上流側の端部は、原水Ｗ１１の供給源（不図示）に接続されている。また、第１供給水ラインＬ１１の下流側の端部は、軟水器２に接続されている。

第１供給水ラインＬ１１には、図２Ａに示すように、上流側から順に、接続部Ｊ１、第１開閉弁Ｖ１１、及び軟水器２が設けられている。第１開閉弁Ｖ１１は、第１供給水ラインＬ１１の開閉を操作可能な手動弁である。

軟水器２は、原水Ｗ１１中に含まれる硬度成分をナトリウムイオンに置換して軟水Ｗ１２（供給水Ｗ１）を製造する機器である。軟水器２は、圧力タンク内に陽イオン交換樹脂床を収容したイオン交換塔を有する。

第２供給水ラインＬ１２には、軟水Ｗ１２（供給水Ｗ１）が流通する。第２供給水ラインＬ１２は、軟水Ｗ１２を、ＲＯ膜モジュール７へ流通させるラインである。第２供給水ラインＬ１２は、軟水器２とＲＯ膜モジュール７とをつなぐラインである。図２Ａに示すように、第２供給水ラインＬ１２の上流側の端部は、軟水器２に接続されている。また、図２Ｂに示すように、第２供給水ラインＬ１２の下流側の端部は、ＲＯ膜モジュール７の一次側入口ポート（供給水Ｗ１の入口）に接続されている。

第２供給水ラインＬ１２には、上流側から順に、図２Ａに示すように、第２開閉弁Ｖ１２、接続部Ｊ２、第３開閉弁Ｖ１３、活性炭濾過器３、第４開閉弁Ｖ１４、接続部Ｊ３、プレフィルタ４、接続部Ｊ４、及び接続部Ｊ５が設けられている。また、接続部Ｊ５以降には、図２Ｂに示すように、第５開閉弁Ｖ１５、接続部Ｊ６、減圧弁Ｖ４２、供給水補給弁Ｖ３１、接続部Ｊ５１、接続部Ｊ７、接続部Ｊ８、加圧ポンプ５、接続部Ｊ９、及びＲＯ膜モジュール７が設けられている。第２開閉弁Ｖ１２〜第５開閉弁Ｖ１５は、第２供給水ラインＬ１２の開閉を操作可能な手動弁である。供給水補給弁Ｖ３１は、第２供給水ラインＬ１２の開閉を制御可能な自動弁である。供給水補給弁Ｖ３１は、制御部３０と電気的に接続されている。供給水補給弁Ｖ３１の開閉は、制御部３０から送信される流路開閉信号により制御される。

活性炭濾過器３は、軟水Ｗ１２（供給水Ｗ１）に含まれる塩素成分（主として遊離残留塩素）を除去する機器である。活性炭濾過器３は、圧力タンク内に活性炭からなる濾材床を収容した濾過塔を有する。活性炭濾過器３は、軟水Ｗ１２に含まれる塩素成分を分解除去する他、有機成分を吸着除去したり、懸濁物質を捕捉したりして軟水Ｗ１２（供給水Ｗ１）を浄化する。

プレフィルタ４は、活性炭濾過器３により浄化された軟水Ｗ１２（供給水Ｗ１）に含まれる微粒子を除去するフィルタである。プレフィルタ４は、ハウジング内にフィルタエレメントが収容されて構成される。フィルタエレメントとしては、例えば、濾過精度が１〜５０μｍの不織布フィルタエレメント又は糸巻きフィルタエレメント等が用いられる。

硬度センサＳ１は、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１の全硬度（すなわち、硬度リーク量）を測定する機器である。残留塩素センサＳ２は、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１の遊離残留塩素濃度（すなわち、塩素リーク量）を測定する機器である。硬度センサＳ１及び残留塩素センサＳ２は、図２Ａに示すように、測定ラインＬ１１０を介して、接続部Ｊ５において供給水ラインＬ１に接続されている。接続部Ｊ５は、供給水ラインＬ１におけるプレフィルタ４と第５開閉弁Ｖ１５との間に配置されている。硬度センサＳ１及び残留塩素センサＳ２は、制御部３０と電気的に接続されている。硬度センサＳ１で測定された硬度リーク量、及び残留塩素センサＳ２で測定された塩素リーク量は、それぞれ制御部３０へ検出信号として送信される。なお、接続部Ｊ５には、後述する軟水供給ラインＬ２４の上流側の端部が接続されている。

次に、純水製造装置１における全体構成図の中段部分について説明する。
図２Ｂに示すように、接続部Ｊ６には、真空破壊弁Ｖ４１が接続されている。真空破壊弁Ｖ４１は、常閉式の圧力作動弁であり、供給水ラインＬ１の管内圧力が大気圧力よりも低くなった場合に弁が開いて大気を吸入する。真空破壊弁Ｖ４１を設けることにより、原水Ｗ１１（供給水Ｗ１）が断水となって供給水ラインＬ１が負圧になったとしても、ＲＯ膜モジュール７の膜の破損等の不具合を防止することができる。

減圧弁Ｖ４２は、軟水器２、活性炭濾過器３及びプレフィルタ４を通過した軟水Ｗ１２の圧力を、ＲＯ膜モジュール７から流出する濃縮水Ｗ３の圧力よりも低い圧力に調整する機器である。減圧弁Ｖ４２は、軟水Ｗ１２の圧力よりも濃縮水Ｗ３の圧力が大きく（軟水Ｗ１２の圧力＜濃縮水Ｗ３の圧力）なるように、軟水Ｗ１２の圧力を調整する。これにより、濃縮水Ｗ３の一部が軟水Ｗ１２に循環され、軟水Ｗ１２に濃縮水Ｗ３が混合された供給水は、ＲＯ膜モジュール７に供給される。すなわち、ＲＯ膜モジュール７においては、加圧ポンプ５により供給水を循環させながら、透過水を生産するクロスフロー方式の分離操作が行われる。

加圧ポンプ５は、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１を吸入し、ＲＯ膜モジュール７へ向けて圧送（吐出）する装置である。加圧ポンプ５には、インバータ６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５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。

インバータ６は、加圧ポンプ５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。インバータ６は、制御部３０と電気的に接続されている。インバータ６には、制御部３０から周波数指定信号が入力される。インバータ６は、制御部３０により入力された周波数指定信号（電流値信号又は電圧値信号）に対応する駆動周波数の駆動電力を加圧ポンプ５に出力する。

ＲＯ膜モジュール７は、加圧ポンプ５により圧送された供給水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（第１濃縮水）と、に分離する。ＲＯ膜モジュール７は、単一又は複数のスパイラル型ＲＯ膜エレメントを圧力容器（ベッセル）に収容して構成される。当該ＲＯ膜エレメントに使用されるＲＯ膜としては、架橋芳香族ポリアミド系複合膜等が例示される。架橋芳香族ポリアミド系複合膜からなるＲＯ膜エレメントとしては、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」等が市販されており、これらのエレメントを好適に用いることができる。

ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５１は、ＲＯ膜モジュール７で分離された濃縮水Ｗ３の一部Ｗ３１を供給水ラインＬ１へ返送するラインである。ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５１の上流側の端部は、ＲＯ膜モジュール７の一次側出口ポート（濃縮水Ｗ３の出口）に接続されている。ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５１の下流側の端部は、接続部Ｊ５１において供給水ラインＬ１に接続されている。ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５１には、第１逆止弁Ｖ６１及び第１定流量弁Ｖ５１が設けられている。

ＲＯ濃縮水排出ラインＬ６１は、ＲＯ膜モジュール７で分離された濃縮水Ｗ３の残部Ｗ３２を、ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５１の途中から装置の外へ排出するラインである。ＲＯ濃縮水排出ラインＬ６１の上流側の端部は、接続部Ｊ５３に接続されている。接続部Ｊ５３は、ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５１におけるＲＯ膜モジュール７と接続部Ｊ５２との間に配置されている。第１濃縮水排水ラインＬ６１１、第２濃縮水排水ラインＬ６１２及び第３濃縮水排水ラインＬ６１３の上流側の端部は、接続部Ｊ５５及びＪ５６において、ＲＯ濃縮水排出ラインＬ６１に接続されている。

第１濃縮水排水ラインＬ６１１〜第３濃縮水排水ラインＬ６１３には、それぞれ、第１排水弁Ｖ３２〜第３排水弁Ｖ３４、及び第２定流量弁Ｖ５２〜第４定流量弁Ｖ５４が設けられている。第２定流量弁Ｖ５２〜第４定流量弁Ｖ５４は、それぞれ異なる流量値に設定されている。第１排水弁Ｖ３２〜第３排水弁Ｖ３４により、第１濃縮水排水ラインＬ６１１〜第３濃縮水排水ラインＬ６１３を個別に開閉することができる。第１排水弁Ｖ３２〜第３排水弁Ｖ３４の開放数を適宜に選択することにより、装置外へ排出する濃縮水Ｗ３の排水流量を調節することができる。この調節により、透過水Ｗ２の回収率を予め設定された値に保つことができる。なお、透過水Ｗ２の回収率とは、ＲＯ膜モジュール７に供給される軟水Ｗ１２（濃縮水Ｗ３の一部Ｗ３１が混合される前の供給水Ｗ１）の流量に対する透過水Ｗ２の割合（％）をいう。

第１排水弁Ｖ３２〜第３排水弁Ｖ３４は、それぞれ制御部３０と電気的に接続されている。第１排水弁Ｖ３２〜第３排水弁Ｖ３４の開閉は、制御部３０から送信される駆動信号により制御される。

第１濃縮水排水ラインＬ６１１、第２濃縮水排水ラインＬ６１２及び第３濃縮水排水ラインＬ６１３の下流側の端部は、接続部Ｊ５７及びＪ５８において、合流排水ラインＬ６２の上流側の端部に接続されている。合流排水ラインＬ６２の下流側の端部は、例えば、排水ピット（不図示）に接続又は開口している。合流排水ラインＬ６２の途中には、第２逆止弁Ｖ６２が設けられている。

透過水ラインＬ２１は、ＲＯ膜モジュール７で分離された透過水Ｗ２を脱炭酸装置１５に流通させるラインである。透過水ラインＬ２１は、図２Ｂ及び図２Ｃに示すように、前段側透過水ラインＬ２１１と、中段側透過水ラインＬ２１２と、を有する。

前段側透過水ラインＬ２１１の上流側の端部は、図２Ｂに示すように、ＲＯ膜モジュール７の二次側ポート（透過水Ｗ２の出口）に接続されている。前段側透過水ラインＬ２１１の下流側の端部は、図２Ｃに示すように、第１流路切換弁Ｖ７１を介して、中段側透過水ラインＬ２１２及びＲＯ透過水リターンラインＬ４１に接続されている。

前段側透過水ラインＬ２１１には、上流側から順に、図２Ｂに示すように、第３逆止弁Ｖ６３、接続部Ｊ１０、接続部Ｊ１１、接続部Ｊ６３、及び第６開閉弁Ｖ１６が設けられている。また、第６開閉弁Ｖ１６以降には、図２Ｃに示すように、脱炭酸装置１５、接続部Ｊ３１、接続部Ｊ３２、及び第１流路切換弁Ｖ７１が設けられている。第６開閉弁Ｖ１６は、透過水ラインＬ２１の開閉を操作可能な手動弁である。

次に、純水製造装置１における全体構成図の後段部分について説明する。
図２Ｃにおいて、脱炭酸装置１５は、透過水Ｗ２に含まれる遊離炭酸（溶存炭酸ガス）を、気体分離膜モジュールにより脱気処理して、精製水としての脱炭酸水を製造する設備である。ＲＯ膜モジュール７の下流側に脱炭酸装置１５を設けることにより、ＲＯ膜を透過しやすい遊離炭酸を透過水Ｗ２から除去することができる。従って、より純度の高い透過水Ｗ２を得ることができる。なお、本実施形態では、脱炭酸装置１５で製造された脱炭酸水を、便宜上、透過水Ｗ２ともいう。

本実施形態の脱炭酸装置１５では、中空糸膜からなる外部灌流式の気体分離膜モジュールを用い、中空糸膜の内側を真空ポンプ（後述）で吸引しながら、空気等の掃引ガスを導入し、膜壁を介して遊離炭酸を掃引ガス中に移行させつつ排気する。このような用途に適した気体分離膜モジュールとしては、例えば、セルガード社製：製品名「Ｌｉｑｕｉ−Ｃｅｌ Ｇ−５２１Ｒ」等が挙げられる。気体分離膜モジュールに接続される真空ポンプは、制御部３０と電気的に接続されている。

軟水供給ラインＬ２４は、第２供給水ラインＬ１２（図２Ａ参照）を流通する軟水Ｗ１２（供給水Ｗ１）の一部を、脱炭酸装置１５（封水タンク）へ供給するラインである。軟水供給ラインＬ２４の上流側の端部は、第２供給水ラインＬ１２の接続部Ｊ５（図２Ａ参照）に接続されている。軟水供給ラインＬ２４の下流側の端部は、封水タンクの気相部（上部）に接続されている。第２供給水ラインＬ１２を流通する軟水Ｗ１２（供給水Ｗ１）の一部が軟水供給ラインＬ２４を介して脱炭酸装置１５に供給されることにより、第２供給水ラインＬ１２（図２Ａ参照）を流通する軟水Ｗ１２（供給水Ｗ１）の一部は、真空ポンプの封水として利用され、その後、封水排出ラインＬ７１（後述）を介して装置の外に排出される。

第１流路切換弁Ｖ７１は、図２Ｃに示すように、ＲＯ膜モジュール７で分離された透過水Ｗ２を、中段側透過水ラインＬ２１２を介して流通させる流路（採水側流路）、又は、ＲＯ透過水リターンラインＬ４１を介してＲＯ膜モジュール７の上流側の供給水ラインＬ１へ向けて流通させる流路（循環側流路）に切り換え可能な自動弁である。第１流路切換弁Ｖ７１は、例えば、電動式又は電磁式の三方弁により構成される。第１流路切換弁Ｖ７１は、制御部３０と電気的に接続されている。第１流路切換弁Ｖ７１における流路の切り換えは、制御部３０から送信される流路切換信号により制御される。

ＲＯ透過水リターンラインＬ４１は、ＲＯ膜モジュール７で分離された透過水Ｗ２を、ＲＯ膜モジュール７よりも上流側の供給水ラインＬ１へ返送するラインである。ＲＯ透過水リターンラインＬ４１の上流側の端部は、第１流路切換弁Ｖ７１に接続されている。ＲＯ透過水リターンラインＬ４１の下流側の端部は、図２Ｂに示すように、接続部Ｊ５２において、ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５１に接続されている。接続部Ｊ５２は、ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５１における接続部Ｊ５３と接続部Ｊ５１との間に配置されている。ＲＯ透過水リターンラインＬ４１における接続部Ｊ５２から接続部Ｊ５１までの部分は、ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５１における接続部Ｊ５２から接続部Ｊ５１までの部分と共通する。ＲＯ透過水リターンラインＬ４１の上流側には、図２Ｃに示すように、第４逆止弁Ｖ６４が設けられている。

中段側透過水ラインＬ２１２は、ＲＯ膜モジュール７で分離された透過水Ｗ２を、純水として需要箇所に向けて送出するラインである。中段側透過水ラインＬ２１２の上流側の端部は、第１流路切換弁Ｖ７１に接続されている。中段側透過水ラインＬ２１２の下流側の端部は、需要箇所の装置等（不図示）に接続されている。

封水排出ラインＬ７１は、脱炭酸装置１５から排出される封水排水Ｗ８を、装置の外に排出するラインである。封水排出ラインＬ７１の上流側の端部は、脱炭酸装置１５に接続されている。封水排出ラインＬ７１の下流側は、例えば、排水ピット（不図示）に接続又は開口している。

第１圧力計Ｐ１〜第４圧力計Ｐ４は、接続された各ラインを流通する水の圧力を計測する機器である。図２Ａに示すように、第１圧力計Ｐ１〜第４圧力計Ｐ４は、接続部Ｊ１〜Ｊ４において、それぞれ、供給水ラインＬ１に接続されている。

第１圧力センサＰＳ１及び第２圧力センサＰＳ２は、接続された各ラインを流通する水の圧力を計測する機器である。図２Ｂに示すように、第１圧力センサＰＳ１は、接続部Ｊ９において、供給水ラインＬ１に接続されている。接続部Ｊ９は、供給水ラインＬ１における加圧ポンプ５とＲＯ膜モジュール７との間に配置されている。第２圧力センサＰＳ２は、接続部Ｊ１１において、透過水ラインＬ２１に接続されている。接続部Ｊ１１は、透過水ラインＬ２１におけるＲＯ膜モジュール７と脱炭酸装置１５との間に配置されている。

第１圧力センサＰＳ１及び第２圧力センサＰＳ２は、制御部３０と電気的に接続されている。第１圧力センサＰＳ１及び第２圧力センサＰＳ２で測定された供給水Ｗ１又は透過水Ｗ２の圧力は、制御部３０へ検出信号として送信される。

圧力スイッチＰＳＷは、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１の圧力が第１設定圧力値以下又は第２設定圧力値以上であることを検出する機器である。図２Ｂに示すように、圧力スイッチＰＳＷは、接続部Ｊ７において、供給水ラインＬ１に接続されている。接続部Ｊ７は、供給水ラインＬ１における接続部Ｊ５１と加圧ポンプ５との間に配置されている。圧力スイッチＰＳＷで検出された供給水Ｗ１の圧力の検出信号は、制御部３０へ送信される。

第１温度センサＴＥ１〜第３温度センサＴＥ３は、接続された各ラインを流通する水の温度を測定する機器である。第１温度センサＴＥ１は、接続部Ｊ８において、供給水ラインＬ１に接続されている。接続部Ｊ８は、供給水ラインＬ１における接続部Ｊ５１と加圧ポンプ５との間に配置されている。水温検出手段としての第２温度センサＴＥ２は、接続部Ｊ３１において、透過水ラインＬ２１に接続されている。接続部Ｊ３１は、透過水ラインＬ２１における脱炭酸装置１５と第１流路切換弁Ｖ７１との間に配置されている。第３温度センサＴＥ３は、接続部Ｊ４３において、中段側透過水ラインＬ２１２に接続されている。接続部Ｊ４３は、中段側透過水ラインＬ２１２に配置されている。

第１温度センサＴＥ１〜第３温度センサＴＥ３は、制御部３０と電気的に接続されている。第１温度センサＴＥ１〜第３温度センサＴＥ３で測定された供給水Ｗ１、透過水Ｗ２（後述する他の実施形態では脱塩水Ｗ６）の温度（検出温度値）は、制御部３０へ検出信号として送信される。

第１流量センサＦＭ１は、接続された透過水ラインＬ２１を流通する透過水Ｗ２の流量を測定する機器である。第１流量センサＦＭ１は、接続部Ｊ１０において、透過水ラインＬ２１に接続されている。接続部Ｊ１０は、透過水ラインＬ２１におけるＲＯ膜モジュール７と脱炭酸装置１５との間に配置されている。

第１流量センサＦＭ１は、制御部３０と電気的に接続されている。第１流量センサＦＭ１で測定された透過水Ｗ２の流量（検出流量値）は、制御部３０へ検出信号として送信される。

第１電気伝導率センサＥＣ１は、透過水ラインＬ２１を流通する透過水Ｗ２の電気伝導率（電気的特性値）を測定する機器である。第１電気伝導率センサＥＣ１は、接続部Ｊ３２において、透過水ラインＬ２１に接続されている。接続部Ｊ３２は、透過水ラインＬ２１における脱炭酸装置１５と第１流路切換弁Ｖ７１との間に配置されている。

第２比抵抗センサＲＳ２は、中段側透過水ラインＬ２１２を流通する透過水Ｗ２の比抵抗（電気的特性値）を測定する機器である。第２比抵抗センサＲＳ２は、接続部Ｊ４１において、中段側透過水ラインＬ２１２に接続されている。接続部Ｊ４１は、中段側透過水ラインＬ２１２において、第１流路切換弁Ｖ７１よりも下流側に配置されている。なお、第２比抵抗センサＲＳ２は、測定された比抵抗値の温度補償のため、温度センサを内蔵している。そのため、第２比抵抗センサＲＳ２は、透過水Ｗ２の水温を測定することができる。

第１電気伝導率センサＥＣ１、及び第２比抵抗センサＲＳ２は、制御部３０と電気的に接続されている。第１電気伝導率センサＥＣ１で測定された透過水Ｗ２の電気伝導率、及び第２比抵抗センサＲＳ２で測定された透過水Ｗ２の比抵抗（及び温度）は、それぞれ、制御部３０へ検出信号として送信される。

全有機炭素センサＴＯＣは、中段側透過水ラインＬ２１２を流通する透過水Ｗ２の有機体炭素量を検出する機器である。有機体炭素とは、水中に存在する有機物中の炭素である。全有機炭素センサＴＯＣは、接続部Ｊ４２において、中段側透過水ラインＬ２１２に接続されている。接続部Ｊ４２は、中段側透過水ラインＬ２１２において、第１流路切換弁Ｖ７１よりも下流側に配置されている。

全有機炭素センサＴＯＣは、制御部３０と電気的に接続されている。全有機炭素センサＴＯＣで検出された透過水Ｗ２の全有機炭素量は、制御部３０へ検出信号として送信される。

シリカ濃度センサＳＳ１は、透過水ラインＬ２１を流通する透過水Ｗ２のシリカ濃度を検出シリカ濃度値Ｃｐとして検出する機器である。シリカ濃度センサＳＳ１は、図２Ｂに示すように、透過水導入ラインＬ１１２を介して、接続部Ｊ６３において、透過水ラインＬ２１に接続されている。接続部Ｊ６３は、透過水ラインＬ２１におけるＲＯ膜モジュール７と脱炭酸装置１５との間に配置されている。

シリカ濃度センサＳＳ１は、制御部３０と電気的に接続されている。シリカ濃度センサＳＳ１で検出された透過水Ｗ２の検出シリカ濃度値Ｃｐは、制御部３０へ検出信号として送信される。

ここで、シリカ濃度センサＳＳ１の構造について説明する。シリカ濃度センサＳＳ１は、モリブデンイエロー法（モリブデン黄吸光光度法）により検査水Ｗ１０１のシリカ濃度を測定する装置である。ここでは、説明の便宜上、シリカ濃度センサＳＳ１により測定する水（透過水Ｗ２等）を検査水Ｗ１０１として説明する。

シリカ濃度センサＳＳ１は、測定波長の切り替えにより、低濃度のシリカ濃度と、高濃度シリカ濃度とを測定することができる。図３に示すように、シリカ濃度センサＳＳ１は、測定セル１２０と、試薬注入部１３０と、吸光度測定部の一部を構成する光学検出部１４０と、攪拌部１５０と、センサ表示部１６０と、センサ制御部１１０と、検査水導入ラインＬ１０１と、検査水排出ラインＬ１０２と、を備える。

測定セル１２０は、シリカ濃度を測定する検査水Ｗ１０１を収容する容器である。測定セル１２０は、不透明の樹脂材料により形成されている。測定セル１２０は、その側壁に一対の光透過窓１２１，１２２が形成されている。光透過窓１２１，１２２には、透明な板材１２１ａ，１２２ａが嵌め込まれている。

検査水導入ラインＬ１０１は、測定セル１２０への検査水Ｗ１０１の導入を行うラインである。検査水導入ラインＬ１０１は、図３に示すように、測定セル１２０の光透過窓１２１，１２２よりも下方の側壁に接続されている。検査水導入ラインＬ１０１は、測定セル１２０へ検査水Ｗ１０１を導入する流路である。検査水導入ラインＬ１０１には、電磁弁１２３が設けられている。電磁弁１２３は、検査水Ｗ１０１を採取する際に用いられる弁である。電磁弁１２３の開閉は、センサ制御部１１０から出力される駆動信号により制御される。

検査水排出ラインＬ１０２は、測定セル１２０からの検査水Ｗ１０１（試薬Ｗ１０２を含む）の排出を行うラインである。検査水排出ラインＬ１０２は、図３に示すように、測定セル１２０の光透過窓１２１，１２２よりも上方の側壁に接続されている。検査水排出ラインＬ１０２は、測定セル１２０から検査水Ｗ１０１を排出する流路である。

試薬注入部１３０は、測定セル１２０の内部へ試薬Ｗ１０２を注入する設備である。試薬注入部１３０は、試薬Ｗ１０２を内部に保持しており、所望の量の試薬Ｗ１０２を測定セル１２０の内部に吐出して供給する。試薬Ｗ１０２には、検査水Ｗ１０１に含まれるシリカと反応して、発色する呈色物質が配合されている。本実施形態では、モリブデンイエロー法によりシリカ濃度を測定しており、試薬としては、七モリブデン酸六アンモニウムおよび無機酸を含む水溶液を用いる。本実施形態に好適な一液型の試薬水溶液の組成は、本願の出願人による特許第５１６９８０９号公報に詳細に開示されているため、当該特許文献を引用して詳細な説明を省略する。

試薬注入部１３０は、試薬カートリッジ１３１と、ローラポンプ機構１３２と、を備える。試薬カートリッジ１３１は、試薬Ｗ１０２（上述した一液型の試薬水溶液）が充填された試薬パック（不図示）と、試薬パックに一端側が接続され且つ他端にノズルを有する弾性チューブとからなる注入体（不図示）とが収納された容器である。

ローラポンプ機構１３２は、図３に示すように、測定セル１２０の上方に設けられている。ローラポンプ機構１３２の上部には、カートリッジ差込口１３３が設けられている。試薬カートリッジ１３１は、カートリッジ差込口１３３に着脱自在に装着される。

ローラポンプ機構１３２は、ローラポンプ１３４を備える。ローラポンプ１３４を駆動して、試薬カートリッジ１３１に収納された注入体の弾性チューブをしごくことにより、試薬パック内の試薬Ｗ１０２をノズルから測定セル１２０に向けて注入することができる。ローラポンプ１３４の駆動は、センサ制御部１１０から出力される駆動信号により制御される。

光学検出部１４０は、試薬Ｗ１０２と共に攪拌された検査水Ｗ１０１の吸光度を測定する設備である。光学検出部１４０は、図３に示すように、第１発光素子１４１と、第２発光素子１４２と、発光基板１４３と、第１受光素子１４４と、第２受光素子１４５と、受光基板１４６と、を備える。

第１発光素子１４１及び第２発光素子１４２は、発光基板１４３に実装されている。第１発光素子１４１及び第２発光素子１４２は、測定セル１２０の光透過窓１２１に向けて光を照射する素子である。第１発光素子１４１及び第２発光素子１４２は、それぞれ発光波長の異なるＬＥＤ（発光ダイオード）により構成される。本実施形態においては、第１発光素子１４１は、低濃度のシリカ濃度を測定するために、３７５ｎｍの波長（低濃度測定波長）の光を発光可能な発光素子である。第２発光素子１４２は、高濃度のシリカ濃度を測定するために、４５０ｎｍの波長（高濃度測定波長）の光を発光可能な発光素子である。
第１発光素子１４１及び第２発光素子１４２の点灯／消灯は、センサ制御部１１０から出力される駆動信号により制御される。

第１受光素子１４４及び第２受光素子１４５は、受光基板１４６に実装されている。第１受光素子１４４及び第２受光素子１４５は、測定セル１２０の光透過窓１２２を通過した透過光を受光する素子である。第１受光素子１４４及び第２受光素子１４５は、フォトトランジスタにより構成される。第１受光素子１４４及び第２受光素子１４５は、受光した透過光量に対応した検出値信号をセンサ制御部１１０に出力する。

攪拌部１５０は、測定セル１２０の内部に収容された検査水Ｗ１０１及び試薬Ｗ１０２を攪拌する設備である。図３に示すように、攪拌部１５０は、測定セル１２０の底部に設けられている。攪拌部１５０は、攪拌子１５１と、ステータコイル１５２と、を備える。攪拌子１５１は、測定セル１２０の底部に、回転可能に配置されている。ステータコイル１５２は、測定セル１２０の周囲を囲むようにリング状に形成された電磁誘導コイルである。ステータコイル１５２に駆動電流を供給すると、電磁誘導の作用により、測定セル１２０の底部に配置された攪拌子１５１が非接触で回転する。ステータコイル１５２の動作は、センサ制御部１１０から供給される駆動電流により制御される。

センサ表示部１６０は、測定した検査水Ｗ１０１のシリカ濃度の測定値やシリカ濃度センサＳＳ１の動作状況等を表示する装置である。センサ表示部１６０は、液晶表示パネルにより構成される。

センサ制御部１１０は、シリカ濃度センサＳＳ１の動作を制御する装置である。センサ制御部１１０は、第１発光素子１４１、第２発光素子１４２を制御する。センサ制御部１１０は、第１受光素子１４４及び第２受光素子１４５からの出力を受信する。センサ制御部１１０は、光学検出部１４０により検出された吸光度に基づいて、検査水Ｗ１０１に含まれるシリカ成分の濃度を測定する。センサ制御部１１０は、測定した検査水Ｗ１０１のシリカ濃度の測定値をセンサ表示部１６０に表示させる。センサ制御部１１０は、後述する検量線を、測定波長毎に内部のメモリに格納している。

センサ制御部１１０は、低濃度のシリカ濃度を測定するために、吸光度測定部の一部を構成する吸光度算出部１１１と、変化量算出部１１２と、計時部１１３と、シリカ濃度検出部１１４と、を有する。

吸光度算出部１１１は、光学検出部１４０により検出された透過光量の検出値に基づいて、第１時間Ｔ１及び第２時間Ｔ２（図４参照）において、検査水Ｗ１０１の吸光度を算出する。これにより、本実施形態においては、光学検出部１４０及び吸光度算出部１１１は、試薬Ｗ１０２が添加された検査水Ｗ１０１における３７５ｎｍの吸光度を測定する。

第１時間Ｔ１は、試薬Ｗ１０２が添加された直後の時間である（図４参照）。第１時間Ｔ１は、好ましくは、検査水Ｗ１０１に試薬Ｗ１０２が添加されてから３分以内である。なお、第１時間Ｔ１は、規定量の試薬Ｗ１０２の添加を実行可能な範囲で、規定量の試薬Ｗ１０２の添加が完了された直後に近い時間が採用される。本実施形態においては、第１時間Ｔ１は、２分程度である（図４参照）。また、試薬Ｗ１０２の添加操作に要する時間が極く短時間の場合には、第１時間Ｔ１は、検査水Ｗ１０１に試薬Ｗ１０２が添加された時間と同時である０分であってもよい。

第２時間Ｔ２は、検査水Ｗ１０１と試薬Ｗ１０２との反応が終了した試薬反応終了時間である（図４参照）。第２時間Ｔ２は、検査水Ｗ１０１と試薬Ｗ１０２との呈色反応がほぼ完結し、検査水Ｗ１０１の発色が安定する時間であり、予め試験等により求められた時間であって、予めセンサ制御部１１０のメモリ（不図示）に記憶されている。本実施形態においては、第２時間Ｔ２は、試薬Ｗ１０２の添加が開始されてから、２０分程度である（図４参照）。

計時部１１３は、第２時間Ｔ２を計時する。計時部１１３により計時された第２時間Ｔ２において、吸光度算出部１１１は、検査水Ｗ１０１の吸光度を算出する。

変化量算出部１１２は、光学検出部１４０及び吸光度算出部１１１により測定される試薬Ｗ１０２が添加された検査水Ｗ１０１の吸光度について、試薬Ｗ１０２が添加されてから第１時間Ｔ１経過後の検査水Ｗ１０１の吸光度Ａ１と、試薬Ｗ１０２が添加されてから第１時間Ｔ１よりも長い第２時間Ｔ２経過後の検査水Ｗ１０１の吸光度Ａ２との変化量、すなわち差分Ａ２−Ａ１を算出する。

シリカ濃度検出部１１４は、変化量算出部１１２により算出された吸光度の変化量（差分）に基づいて、シリカ濃度を検出する。具体的には、シリカ濃度検出部１１４は、算出された吸光度の変化量（差分）を検査水Ｗ１０１の吸光度と見做し、この吸光度に対してシリカ濃度と吸光度との検量線を用いて検査水Ｗ１０１中のシリカ濃度を求める。検量線は、予めシリカ標準液を用いてシリカ濃度と吸光度との関係線として作成されており、センサ制御部１１０のメモリ（不図示）に記憶されている。本実施形態においては、メモリ（不図示）には、検査水Ｗ１０１の吸光度とシリカ濃度との検量線として、検査水Ｗ１０１と試薬Ｗ１０２との呈色反応が完結された状態で作成された検量線が記憶されている。
以上のように構成されるシリカ濃度センサＳＳ１は、測定波長を切り替えることより、高濃度のシリカのシリカ濃度（１０〜８０ｍｇＳｉＯ_２／Ｌ）を測定可能な高濃度レンジと、低濃度のシリカのシリカ濃度（０．１〜１ｍｇＳｉＯ_２／Ｌ）を測定可能な低濃度レンジとを、切替可能である。本実施形態においては、シリカ濃度センサＳＳ１は、透過水Ｗ２のシリカ濃度を検出するため、低濃度レンジで使用される。

入力操作部４０は、装置の運転状態に係る選択（例えば、運転／停止の選択、警報の解除等）、装置の運転条件に係る各種設定について、ユーザー又は管理者の入力操作を受け付ける入力インターフェースである。この入力操作部４０は、ディスプレイとボタンスイッチを組み合わせた操作パネル、ディスプレイ上で直接操作するタッチパネル等により構成される。入力操作部４０は、制御部３０と電気的に接続されている。入力操作部４０から入力された情報は、制御部３０に送信される。

主表示部６０は、所望の情報を表示する。主表示部６０は、制御部３０と電気的に接続されている。主表示部６０は、表示により所定の警報を報知する報知手段としても機能する。なお、本実施形態においては、報知手段として、表示により警報を報知するように主表示部６０を構成したが、これに制限されない。例えば、報知手段による報知は、例えば、表示、音声、発光などのうちの一つ以上であってもよい。つまり、報知手段は、表示器（液晶ディスプレイ等）、ブザーやスピーカー、ランプなどのうちの一つ以上から構成されてもよい。

次に、制御部３０について説明する。制御部３０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。制御部３０において、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、後述する各種の制御を実行する。制御部３０において、マイクロプロセッサのメモリには、純水製造装置１を制御するためのデータや各種プログラムが記憶される。また、制御部３０の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。

制御部３０は、流量フィードバック水量制御として、第１流量センサＦＭ１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、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムにより、加圧ポンプ５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（周波数指定信号）をインバータ６に出力する。制御部３０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。

また、制御部３０は、供給水Ｗ１の温度に基づいて、透過水Ｗ２の回収率制御（以下、「温度フィードフォワード回収率制御」ともいう）を実行する。この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３０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。

制御部３０は、流量フィードバック水量制御及び温度フィードフォワード回収率制御の実行中に、検出シリカ濃度値Ｃｐが所定の閾値Ｃｏを上回る場合に、第１工程を実行する。制御部３０における第１工程は、透過水Ｗ２のシリカ濃度を要求された水質レベルに維持するために、回収率（ＲＯ膜モジュール７へ供給される供給水Ｗ１の流量に対する透過水Ｗ２の流量の比率）を下げるように、濃縮水Ｗ３の流量を増加させる工程である。ここで、所定の閾値Ｃｏは、透過水Ｗ２のシリカ濃度が要求された水質レベルとなる上限の値が設定される。

第１工程において、制御部３０は、所定水量の透過水Ｗ２を確保した上で、透過水Ｗ２のシリカ濃度を要求された水質レベルに維持するために、透過水Ｗ２の流量を一定に維持した状態で濃縮水Ｗ３の排出流量を増加させる。具体的には、制御部３０は、第１工程において、透過水Ｗ２の目標流量を一定に維持するように加圧ポンプ５の回転速度を制御すると共に、濃縮水Ｗ３の流量を増加させるように第１排水弁Ｖ３２〜第３排水弁Ｖ３４を制御して、回収率を下げる。

第１工程が実行される結果、ＲＯ膜モジュール７の酸化劣化や供給水Ｗ１の水質変動（すなわち、原水Ｗ１１のシリカ濃度の上昇）が生じた場合において、透過水Ｗ２の流量を確保しつつ、透過水Ｗ２のシリカ濃度を要求された水質レベルに維持することができる。なお、濃縮水Ｗ３の排出流量の増加について、システムが第１オプション機器ＯＰ１などの前処理装置を備える場合には、濃縮水Ｗ３の最大排出流量が前処理装置により製造される供給水の最大流量に依存するため、濃縮水Ｗ３の排出流量を際限なく増加させることができない。そのため、制御部３０は、第１工程において、前処理装置により製造される供給水の最大流量を上限として、濃縮水Ｗ３の排出流量を増加させることができる。

ここで、制御部３０は、第１工程において、例えば、回収率を、所定割合まで一度に下げてもよいし、段階的に下げてもよい。具体的には、回収率を所定割合まで一度に下げる場合には、制御部３０は、回収率を、例えば、８０％から６５％に下げることができる。また、例えば、回収率を段階的に下げる場合には、制御部３０は、例えば、所定時間毎にシリカ濃度を監視しながら、５％ずつ段階的に回収率を下げることができる。なお、第１工程における回収率を下げる制御については、これらの制御に限定されず、状況に応じて適宜設定することができ、例えば、所定割合まで一度に下げる制御及び段階的に下げる制御を組み合わせてもよい。

制御部３０は、第１工程の実行中に、検出シリカ濃度値Ｃｐが所定の閾値Ｃｏを上回る場合に、第２工程を実行する。制御部３０における第２工程は、透過水Ｗ２のシリカ濃度を要求された水質レベルに維持するために、回収率を下げるように、ＲＯ膜モジュール７により分離された濃縮水Ｗ３の排出流量を一定に維持した状態で、透過水Ｗ２の流量を減少させる工程である。

第２工程において、制御部３０は、透過水Ｗ２のシリカ濃度を要求された水質レベルに維持するために、所定水量の透過水Ｗ２を確保することを断念し、濃縮水Ｗ３の排出流量を一定に維持した状態で透過水Ｗ２の流量を減少させる。具体的には、制御部３０は、第２工程において、濃縮水Ｗ３の排水流量を一定に維持するように第１排水弁Ｖ３２〜第３排水弁Ｖ３４を制御すると共に、透過水Ｗ２の目標流量を減少させるように加圧ポンプ５の回転速度を制御して、回収率を下げる。

第２工程が実行される結果、ＲＯ膜モジュール７の酸化劣化や供給水Ｗ１の水質変動（すなわち、原水Ｗ１１のシリカ濃度の上昇）が生じた場合において、透過水Ｗ２の流量を減少させることにより、透過水Ｗ２のシリカ濃度を要求された水質レベルに維持することができる。

ここで、制御部３０は、第２工程において、第１工程と同様に、例えば、回収率を、所定割合まで一度に下げてもよいし、段階的に下げてもよい。具体的には、回収率を所定割合まで一度に下げる場合には、制御部３０は、回収率を、例えば、６５％から５０％に下げることができる。また、例えば、回収率を段階的に下げる場合には、制御部３０は、例えば、所定時間毎にシリカ濃度を監視しながら、５％ずつ段階的に回収率を下げることができる。なお、第２工程における回収率を下げる制御については、第１工程と同様に、これらの制御に限定されず、状況に応じて適宜設定することができ、例えば、所定割合まで一度に下げる制御及び段階的に下げる制御を組み合わせてもよい。

制御部３０は、第２工程の実行中に、検出シリカ濃度値Ｃｐが所定の閾値Ｃｏを上回る場合に、第３工程又は第４工程を実行する。第３工程と第４工程のいずれを実行するかの選択は、例えば、装置管理者が入力操作部４０を介して制御部３０のメモリに入力した設定情報に基づいて決定される。

第３工程において、制御部３０は、報知手段としての主表示部６０により警報を報知させると共に、加圧ポンプ５の駆動を継続させる。つまり、第３工程では、要求された水質レベルを満足しない処理水の送水が短時間であれば許容されるケースにおいて、水質レベルの不調を報知した上で、透過水Ｗ２の製造を継続させる（給水優先）。

一方、第４工程において、制御部３０は、報知手段としての主表示部６０により警報を報知させると共に、加圧ポンプ５の駆動を停止させる。つまり、第４工程では、要求された水質レベルを満足しない処理水の送水が短時間であっても許容されないケースにおいて、水質レベルの不調を報知した上で、透過水Ｗ２の製造を直ちに終了させる（水質優先）。

次に、制御部３０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５は、制御部３０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５に示すフローチャートの処理は、純水製造装置１の運転中において、検出シリカ濃度値Ｃｐが所定の閾値Ｃｏを下回る場合（後述する図７のステップＳＴ３０３においてＮＯの場合）に、繰り返し実行される。

図５に示すステップＳＴ１０１において、制御部３０は、透過水Ｗ２の目標流量値Ｑ_ｐ´を取得する。この目標流量値Ｑ_ｐ´は、例えば、装置管理者が入力操作部４０を介して制御部３０のメモリに入力した設定値である。

ステップＳＴ１０２において、制御部３０は、ＩＴＵによる計時ｔが制御周期（Δｔ）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、制御部３０により、ＩＴＵによる計時ｔが１００ｍｓに達したと（ＹＥＳ）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、制御部３０により、ＩＴＵによる計時ｔ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、制御部３０は、第１流量センサＦＭ１の検出流量値Ｑ_ｐをフィードバック値として取得する。

ステップＳＴ１０４において、制御部３０は、ステップＳＴ１０３で取得した検出流量値（フィードバック値）Ｑ_ｐと、ステップＳＴ１０１で取得した目標流量値Ｑ_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_ｎを演算する。速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムでは、制御周期Δｔ（１００ｍｓ）毎に操作量の変化分ΔＵ_ｎを演算し、これを前回の制御周期時点の操作量Ｕ_ｎ−１に加算することで現時点の操作量Ｕ_ｎを決定する。

速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムに用いられる演算式は、下記の式（１ａ）及び式（１ｂ）により表される。
ΔＵ_ｎ＝Ｋ_ｐ｛（ｅ_ｎ−ｅ_ｎ−１）＋（Δｔ／Ｔ_ｉ）×ｅ_ｎ＋（Ｔ_ｄ／Δｔ）×（ｅ_ｎ−２ｅ_ｎ−１＋ｅ_ｎ−２）｝ （１ａ）
Ｕ_ｎ＝Ｕ_ｎ−１＋ΔＵ_ｎ （１ｂ）

式（１ａ）及び式（１ｂ）において、Δｔ：制御周期、Ｕ_ｎ：現時点の操作量、Ｕ_ｎ−１：前回の制御周期時点の操作量、ΔＵ_ｎ：前回から今回までの操作量の変化分、ｅ_ｎ：現時点の偏差の大きさ、ｅ_ｎ−１：前回の制御周期時点の偏差の大きさ、ｅ_ｎ−２：前々回の制御周期時点の偏差の大きさ、Ｋ_ｐ：比例ゲイン、Ｔ_ｉ：積分時間、Ｔ_ｄ：微分時間である。なお、現時点の偏差の大きさｅ_ｎは、下記の式（２）により求められる。
ｅ_ｎ＝Ｑ_ｐ´−Ｑ_ｐ （２）

ステップＳＴ１０５において、制御部３０は、現時点の操作量Ｕ_ｎ、目標流量値Ｑ_ｐ´及び加圧ポンプ５の最大駆動周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの設定値）を使用して、所定の演算式により、加圧ポンプ５の駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］を演算する。

ステップＳＴ１０６において、制御部３０は、駆動周波数Ｆの演算値を、対応する電流値信号（周波数指定信号：４〜２０ｍＡ）に変換し、この電流値信号をインバータ６に出力する。これにより本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ１０１へリターンする）。なお、ステップＳＴ１０６において、制御部３０が電流値信号をインバータ６へ出力すると、インバータ６は、入力された電流値信号で指定された周波数に変換された駆動電力を加圧ポンプ５に供給する。その結果、加圧ポンプ５は、インバータ６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。

次に、制御部３０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６は、制御部３０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６に示すフローチャートの処理は、純水製造装置１の運転中において、検出シリカ濃度値Ｃｐが所定の閾値Ｃｏを下回る場合（後述する図７のステップＳＴ３０３においてＮＯの場合）に、繰り返し実行される。

図６に示すステップＳＴ２０１において、制御部３０は、透過水Ｗ２の目標流量値Ｑ_ｐ´を取得する。この目標流量値Ｑ_ｐ´は、例えば、装置管理者が入力操作部４０を介してメモリに入力した設定値である。

ステップＳＴ２０２において、制御部３０は、供給水Ｗ１のシリカ（ＳｉＯ_２）濃度Ｃ_ｓを取得する。このシリカ濃度Ｃ_ｓは、例えば、装置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。

ステップＳＴ２０３において、制御部３０は、第１温度センサＴＥ１から供給水Ｗ１の検出温度値Ｔを取得する。

ステップＳＴ２０４において、制御部３０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Ｓ_ｓを決定する。

ステップＳＴ２０５において、制御部３０は、前のステップで取得又は決定したシリカ濃度Ｃ_ｓ、及びシリカ溶解度Ｓ_ｓに基づいて、濃縮水Ｗ３におけるシリカの許容濃縮倍率Ｎ_ｓを演算する。シリカの許容濃縮倍率Ｎ_ｓは、下記の式（３）により求めることができる。
Ｎ_ｓ＝Ｓ_ｓ／Ｃ_ｓ （３）

ステップＳＴ２０６において、制御部３０は、前のステップで取得又は演算した目標流量値Ｑ_ｐ´、及び許容濃縮倍率Ｎ_ｓに基づいて、回収率が最大となる排水流量（目標排水流量Ｑ_ｄ´）を演算する。目標排水流量Ｑ_ｄ´は、下記の式（４）により求めることができる。
Ｑ_ｄ´＝Ｑ_ｐ´／（Ｎ_ｓ−１） （４）

ステップＳＴ２０７において、制御部３０は、濃縮水Ｗ３の実際排水流量Ｑ_ｄがステップＳＴ２０６で演算した目標排水流量Ｑ_ｄ´となるように第１排水弁Ｖ３２〜第３排水弁Ｖ３４の開放数を制御する。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ＳＴ２０１へリターンする）。第１実施形態に係る純水製造装置１において、制御部３０は、温度フィードフォワード回収率制御を実行する。このため、純水製造装置１においては、透過水Ｗ２の回収率を最大としつつ、ＲＯ膜モジュール７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。

次に、検出シリカ濃度値Ｃｐが閾値Ｃｏを上回る場合において、制御部３０による回収率を下げる制御（補助回収率制御）について説明する。図７は、制御部３０において補助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７に示すフローチャートの処理は、前述した流量フィードバック水量制御及び温度フィードフォワード回収率制御に割り込む形で緊急避難的に実行される。

図７に示すステップＳＴ３０１において、制御部３０は、流量フィードバック水量制御（図５参照）及び温度フィードフォワード回収率制御（図６参照）を実行する。

流量フィードバック水量制御及び温度フィードフォワード回収率制御の実行中であるステップＳＴ３０２において、制御部３０は、シリカ濃度センサＳＳ１から検出シリカ濃度値Ｃｐを取得する。

ステップＳＴ３０３において、制御部３０は、取得した検出シリカ濃度値Ｃｐが所定閾値Ｃｏを上回るか否かを判定する。検出シリカ濃度値Ｃｐが所定閾値Ｃｏを上回ると判定された場合（ＹＥＳ）には、処理は、ステップＳＴ３０４に移行する。検出シリカ濃度値Ｃｐが所定閾値Ｃｏを下回ると判定された場合（ＮＯ）には、処理は、ステップＳＴ３０１へ戻り、流量フィードバック水量制御及び温度フィードフォワード回収率制御を継続する。

ステップＳＴ３０４において、制御部３０は、第１工程を実行する。制御部３０は、第１工程において、所定水量の透過水Ｗ２を確保した上で、透過水Ｗ２のシリカ濃度を要求された水質レベルに維持するために、透過水Ｗ２の流量を一定に維持した状態で濃縮水Ｗ３の排出流量を増加させる。具体的には、制御部３０は、透過水Ｗ２の目標流量を一定に維持するように加圧ポンプ５の回転速度を制御すると共に、濃縮水Ｗ３の流量を増加させるように第１排水弁Ｖ３２〜第３排水弁Ｖ３４を制御して、回収率を下げる。つまり、制御部３０は、目標流量値Ｑ_ｐ´での流量フィードバック水量制御を継続しつつ、濃縮水Ｗ３の流量を温度フィードフォワード回収率制御での調整流量よりも増加させる。第１工程が実行される結果、ＲＯ膜モジュール７の酸化劣化や供給水の水質変動が生じた場合において、透過水Ｗ２の流量を確保しつつ、透過水Ｗ２のシリカ濃度を要求された水質レベルに維持することができる。

ここで、制御部３０は、第１工程において、例えば、回収率を、所定割合まで一度に下げてもよいし、段階的に下げてもよい。具体的には、回収率を所定割合まで一度に下げる場合には、制御部３０は、回収率を、例えば、８０％から６５％に下げることができる。また、例えば、回収率を段階的に下げる場合には、制御部３０は、例えば、所定時間毎にシリカ濃度を監視しながら、５％ずつ段階的に回収率を下げることができる。

第１工程の実行中であるステップＳＴ３０５において、制御部３０は、シリカ濃度センサＳＳ１から検出シリカ濃度値Ｃｐを取得する。

ステップＳＴ３０６において、制御部３０は、取得した検出シリカ濃度値Ｃｐが所定閾値Ｃｏを上回るか否かを判定する。検出シリカ濃度値Ｃｐが所定閾値Ｃｏを上回ると判定された場合（ＹＥＳ）には、処理は、ステップＳＴ３０７に移行する。検出シリカ濃度値Ｃｐが所定閾値Ｃｏを下回ると判定された場合（ＮＯ）には、処理は、ステップＳＴ３０４へ戻り、第１工程を継続する。

ステップＳＴ３０７において、制御部３０は、第２工程を実行する。制御部３０は、第２工程において、透過水Ｗ２のシリカ濃度を要求された水質レベルに維持するために、所定水量の透過水Ｗ２を確保することを断念し、濃縮水Ｗ３の排出流量を一定に維持した状態で透過水Ｗ２の流量を減少させる。具体的には、制御部３０は、濃縮水Ｗ３の排水流量を一定に維持するように第１排水弁Ｖ３２〜第３排水弁Ｖ３４を制御すると共に、透過水Ｗ２の目標流量を減少させるように加圧ポンプ５の回転速度を制御して、回収率を下げる。つまり、制御部３０は、濃縮水Ｗ３の排水流量を第１工程での調整流量に維持しつつ、透過水Ｗ２の目標流量値Ｑ_ｐ´を下げた状態で流量フィードバック水量制御を実行する。第２工程が実行される結果、ＲＯ膜モジュール７の酸化劣化や供給水の水質変動が生じた場合において、透過水Ｗ２の流量を減少させることにより、透過水Ｗ２のシリカ濃度を要求された水質レベルに維持することができる。

ここで、制御部３０は、第２工程において、第１工程と同様に、例えば、回収率を、所定割合まで一度に下げてもよいし、段階的に下げてもよい。具体的には、回収率を所定割合まで一度に下げる場合には、制御部３０は、回収率を、例えば、６５％から５０％に下げることができる。また、例えば、回収率を段階的に下げる場合には、制御部３０は、例えば、所定時間毎にシリカ濃度を監視しながら、５％ずつ段階的に回収率を下げることができる。

第２工程の実行中であるステップＳＴ３０８において、制御部３０は、第２工程の実行後において、シリカ濃度センサＳＳ１から検出シリカ濃度値Ｃｐを取得する。

ステップＳＴ３０９において、制御部３０は、取得した検出シリカ濃度値Ｃｐが所定閾値Ｃｏを上回るか否かを判定する。検出シリカ濃度値Ｃｐが所定閾値Ｃｏを上回ると判定された場合（ＹＥＳ）には、処理は、ステップＳＴ３１０又はステップＳＴ３１１に移行する。この移行の選択は、制御部３０のメモリに入力された設定情報に基づいて決定され、設定情報が「給水優先」である場合には、ステップＳＴ３１０に移行し、設定情報が「水質優先」である場合には、ステップＳＴ３１１に移行する。検出シリカ濃度値Ｃｐが所定閾値Ｃｏを下回ると判定された場合（ＮＯ）には、処理は、ステップＳＴ３０７へ戻り、第２工程を継続する。

ステップＳＴ３１０において、制御部３０は、第３工程を実行する。制御部３０は、第３工程において、報知手段としての主表示部６０により警報を報知させると共に、加圧ポンプ５の駆動を継続させる。つまり、第３工程では、水質レベルの不調を報知した上で、透過水Ｗ２の製造を継続させる「給水優先」制御が行われる。警報の報知後、本フローチャートの処理は終了する。

ステップＳＴ３１１において、制御部３０は、第４工程を実行する。制御部３０は、第４工程において、報知手段としての主表示部６０により警報を報知させると共に、加圧ポンプ５の駆動を停止させる。つまり、第４工程では、水質レベルの不調を報知した上で、透過水Ｗ２の製造を直ちに終了させる「水質優先」制御が行われる。警報の報知及び加圧ポンプ５の駆動停止後、本フローチャートの処理は終了する。

なお、第１工程〜第４工程の実行中においては、入力操作部４０の停止ボタンを押下すると、第１工程〜第４工程の動作が中断される。そして、ＲＯ膜モジュール７の交換や原水水質のチェック後に、制御部３０を再起動することにより、定常時の流量フィードバック水量制御及び温度フィードフォワード回収率制御に復帰させることができる。

上述した第１実施形態に係る純水製造装置１によれば、例えば、以下のような効果が奏される。

第１実施形態に係る純水製造装置１において、供給水Ｗ１を透過水Ｗ２と濃縮水Ｗ３とに分離するＲＯ膜モジュール７と、供給水Ｗ１をＲＯ膜モジュール７に向けて吐出する加圧ポンプ５と、ＲＯ膜モジュール７により分離された透過水Ｗ２のシリカ濃度を検出シリカ濃度値Ｃｐとして検出するシリカ濃度センサＳＳ１と、検出シリカ濃度値Ｃｐが所定の閾値Ｃｏを上回る場合に、ＲＯ膜モジュール７へ供給される供給水Ｗ１の流量に対する透過水Ｗ２の流量の比率である回収率を下げるように、濃縮水Ｗ３の流量を増加させる第１工程を実行する制御部３０と、を備える。そのため、ＲＯ膜モジュール７の酸化劣化や供給水の水質変動が生じた場合に、回収率を下げるように濃縮水Ｗ３の流量を増加させることで、処理水である透過水Ｗ２の流量を確保しつつ、透過水Ｗ２のシリカ濃度を要求された水質レベルに維持することができる。

また、本実施形態においては、制御部３０は、第１工程の実行中に、検出シリカ濃度値Ｃｐが所定の閾値Ｃｏを上回る場合に、回収率を下げるように、透過水Ｗ２の流量を減少させる第２工程を実行する。これにより、第１工程を実行しても透過水Ｗ２のシリカ濃度を要求された水質レベルに維持できない場合において、更に回収率を下げるように透過水Ｗ２の流量を減少させることにより、透過水Ｗ２のシリカ濃度を要求された水質レベルに維持することができる。

また、本実施形態においては、制御部３０は、第２工程の実行中に、検出シリカ濃度値Ｃｐが所定の閾値Ｃｏを上回る場合に、主表示部６０により警報を表示により報知させると共に、加圧ポンプ５の駆動を継続させる第３工程を実行する。そのため、処理水の品質を最大限に高めつつ、後段機器や需要箇所への処理水の送水を持続することができる。

また、本実施形態においては、制御部３０は、第２工程の実行中に、検出シリカ濃度値が所定の閾値Ｃｏを上回る場合に、主表示部６０により警報を表示により報知させると共に、加圧ポンプ５の駆動を停止させる第４工程を実行する。そのため、品質の悪い処理水が後段機器や需要箇所に送水されてしまうのを防止することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る純水製造装置１Ａについて、図８及び図９Ａ〜図９Ｃを参照しながら説明する。図８は、第２実施形態に係る純水製造装置１Ａの全体概略図である。図９Ａは、第２実施形態に係る純水製造装置１Ａの全体構成図の前段部分である。図９Ｂは、第２実施形態に係る純水製造装置１Ａの全体構成図の中段部分である。図９Ｃは、第２実施形態に係る純水製造装置１Ａの全体構成図の後段部分である。

第２実施形態では、主に第１実施形態との相違点について説明する。このため、第１実施形態と同一（又は同等）の構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。また、第２実施形態において特に説明しない点については、第１実施形態の説明が適宜に適用される。

第２実施形態に係る純水製造装置１Ａは、第１実施形態に係る純水製造装置１がＲＯ膜モジュール７の下流側に脱炭酸装置１５を備えているのに対して、脱炭酸装置１５の下流側に、更に脱イオン部としての電気脱イオンスタック（以下、「ＥＤＩスタック」ともいう）１６を備えている点、及びこれらの周辺の構成において、第１実施形態に係る純水製造装置１と主に異なる。

図８に示すように、第２実施形態に係る純水製造装置１Ａは、第１オプション機器ＯＰ１と、プレフィルタ４と、第２オプション機器ＯＰ２と、加圧ポンプ５と、インバータ６と、ＲＯ膜モジュール７と、脱炭酸装置１５と、第１流路切換弁Ｖ７１と、ＥＤＩスタック１６と、第２流路切換弁Ｖ７２と、比例制御弁Ｖ３５と、第３オプション機器ＯＰ３と、制御部３０Ａと、入力操作部４０と、直流電源装置５０と、主表示部６０と、を備える。

図９Ａに示すように、第２実施形態に係る純水製造装置１Ａは、第２供給水ラインＬ１２の接続部Ｊ５に、第２オプション機器ＯＰ２が接続され、軟水供給ラインＬ２４は接続されていない。第２実施形態に係る純水製造装置１Ａにおいて、脱炭酸装置１５の封水タンクには、ＥＤＩスタック１６（濃縮室１６２）から排出された濃縮水Ｗ７が供給され、封水Ｗ８として利用される。

本実施形態の透過水ラインＬ２１は、図９Ｂ及び図９Ｃに示すように、前段側透過水ラインＬ２１１と、中段側透過水ラインＬ２１２と、脱塩室流入ラインＬ２１３と、濃縮室流入ラインＬ２１４と、を有する。

本実施形態において、前段側透過水ラインＬ２１１の下流側の端部は、図９Ｃに示すように、第１流路切換弁Ｖ７１を介して、中段側透過水ラインＬ２１２及びＲＯ透過水リターンラインＬ４１に接続されている。

図９Ｂに示すように、第２実施形態に係る純水製造装置１Ａは、第２供給水ラインＬ１２において、供給水補給弁Ｖ３１と接続部Ｊ５１との間に接続部Ｊ５９が設けられている。接続部Ｊ５９には、後述する脱塩水リターンラインＬ４２の下流側の端部が接続されている。

図９Ｃに示すように、本実施形態の第１流路切換弁Ｖ７１は、ＲＯ膜モジュール７で分離された透過水Ｗ２を、中段側透過水ラインＬ２１２を介してＥＤＩスタック１６へ向けて流通させる流路（採水側流路）、又は、ＲＯ透過水リターンラインＬ４１を介してＲＯ膜モジュール７の上流側の供給水ラインＬ１へ向けて流通させる流路（循環側流路）に切り換え可能な弁である。

本実施形態において、中段側透過水ラインＬ２１２の下流側の端部は、分岐部Ｊ７１において、脱塩室流入ラインＬ２１３の上流側の端部及び濃縮室流入ラインＬ２１４の上流側の端部に接続されている。

中段側透過水ラインＬ２１２の上流側の端部は、第１流路切換弁Ｖ７１に接続されている。中段側透過水ラインＬ２１２の下流側の端部は、分岐部Ｊ７１において、脱塩室流入ラインＬ２１３の上流側の端部及び濃縮室流入ラインＬ２１４の上流側の端部に接続されている。

脱塩室流入ラインＬ２１３の下流側の端部は、ＥＤＩスタック１６の一次側ポート（脱塩室１６１の入口側）に接続されている。脱塩室流入ラインＬ２１３には、接続部Ｊ３３が配置されている。濃縮室流入ラインＬ２１４の下流側の端部は、ＥＤＩスタック１６の一次側ポート（濃縮室１６２の各入口側）に接続されている。濃縮室流入ラインＬ２１４には、接続部Ｊ３４が配置されている。

ＥＤＩスタック１６は、ＲＯ膜モジュール７で供給水Ｗ１から分離された透過水Ｗ２を脱塩処理（脱イオン処理）して、脱イオン水としての脱塩水Ｗ６と濃縮水Ｗ７（第２濃縮水）とを得る水処理機器である。ＥＤＩスタック１６は、直流電源装置５０（図８参照）と電気的に接続されている。ＥＤＩスタック１６には、直流電源装置５０から直流電圧が印加される。ＥＤＩスタック１６は、直流電源装置５０から印加された直流電圧により通電され、動作する。

直流電源装置５０は、直流電圧をＥＤＩスタック１６の一対の電極間に印加する。直流電源装置５０は、制御部３０Ａと電気的に接続されている。直流電源装置５０は、制御部３０Ａにより入力された電圧指定信号（又は、電流指定信号）に応答して、直流電圧をＥＤＩスタック１６に印加する。

ＥＤＩスタック１６は、一対の電極間に、陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜（不図示）が交互に配置される。ＥＤＩスタック１６の内部は、これらイオン交換膜により、脱塩室１６１及び濃縮室１６２（陽極室及び陰極室を含む）に区画される。脱塩室１６１には、イオン交換体（不図示）が充填される。脱塩室１６１に充填されるイオン交換体としては、例えば、イオン交換樹脂又はイオン交換繊維等が用いられる。なお、図９Ｃでは、ＥＤＩスタック１６の内部に区画された複数の脱塩室１６１及び濃縮室１６２を模式的に示す。

脱塩室１６１の入口側には、透過水Ｗ２を流入させる脱塩室流入ラインＬ２１３が接続されている。脱塩室１６１の出口側には、脱塩室１６１においてイオンが除去されて排出された脱塩水Ｗ６を流通させる脱塩水ラインＬ３が接続されている。濃縮室１６２の入口側には、透過水Ｗ２を流入させる濃縮室流入ラインＬ２１４が接続されている。濃縮室１６２の出口側には、イオンが濃縮されて排出された濃縮水Ｗ７を流通させるＥＤＩ濃縮水ラインＬ５２が接続されている。

脱塩室１６１及び濃縮室１６２それぞれには、透過水ラインＬ２１を流通する透過水Ｗ２が流入される。透過水Ｗ２に含まれる残留イオンは、脱塩室１６１内に充填されたイオン交換体（不図示）により捕捉され、脱塩水Ｗ６となる。脱塩水Ｗ６は、脱塩水ラインＬ３（後述）を介して需要箇所へ送出される。また、脱塩室１６１内のイオン交換体に捕捉された残留イオンは、印加された直流電圧の電気エネルギーにより濃縮室１６２に移動する。そして、残留イオンを含む水は、濃縮水Ｗ７として、濃縮室１６２からＥＤＩ濃縮水ラインＬ５２（後述）を介して脱炭酸装置１５に向けて送出される。脱炭酸装置１５に送出された濃縮水Ｗ７は、封水Ｗ８として利用され、その後、封水排出ラインＬ７１を介して装置の外に排出される。

脱塩水ラインＬ３は、ＥＤＩスタック１６で得られた脱塩水Ｗ６を純水として需要箇所に向けて送出するラインである。脱塩水ラインＬ３は、上流側脱塩水ラインＬ３１と、下流側脱塩水ラインＬ３２と、を有する。

上流側脱塩水ラインＬ３１の上流側の端部は、ＥＤＩスタック１６の二次側ポート（脱塩室１６１の出口側）に接続されている。上流側脱塩水ラインＬ３１の下流側の端部は、第２流路切換弁Ｖ７２を介して、下流側脱塩水ラインＬ３２及び脱塩水リターンラインＬ４２に接続されている。上流側脱塩水ラインＬ３１には、上流側から順に、接続部Ｊ３６、接続部Ｊ３７、接続部Ｊ３８、第７開閉弁Ｖ１７、及び第２流路切換弁Ｖ７２が設けられている。第７開閉弁Ｖ１７は、上流側脱塩水ラインＬ３１の開閉を操作可能な手動弁である。

第２流路切換弁Ｖ７２は、ＥＤＩスタック１６の脱塩室１６１で得られた脱塩水Ｗ６を、下流側脱塩水ラインＬ３２を介して需要箇所に向けて送出させる流路（採水側流路）、又は、脱塩水リターンラインＬ４２を介してＲＯ膜モジュール７の上流側の供給水ラインＬ１に向けて流通させる流路（循環側流路）に切り換え可能な自動弁である。第２流路切換弁Ｖ７２は、例えば、電動式又は電磁式の三方弁により構成される。第２流路切換弁Ｖ７２は、制御部３０Ａと電気的に接続されている。第２流路切換弁Ｖ７２における流路の切り換えは、制御部３０Ａから送信される流路切換信号により制御される。

第２流路切換弁Ｖ７２は、制御部３０により採水側流路に切り換えられることにより、ＥＤＩスタック１６で得られた脱塩水Ｗ６を脱塩水ラインＬ３から需要箇所に供給するように送り出す処理を実行可能な送出手段として機能する。

下流側脱塩水ラインＬ３２の上流側の端部は、第２流路切換弁Ｖ７２に接続されている。下流側脱塩水ラインＬ３２の下流側の端部は、需要箇所の装置等（不図示）に接続されている。

脱塩水リターンラインＬ４２は、ＥＤＩスタック１６の脱塩室１６１で得られた脱塩水Ｗ６を、脱塩水ラインＬ３の途中から、ＲＯ膜モジュール７の上流側へ返送するラインである。本実施形態において、脱塩水リターンラインＬ４２の上流側の端部は、第２流路切換弁Ｖ７２に接続されている。脱塩水リターンラインＬ４２の下流側の端部は、接続部Ｊ５９に接続されている。脱塩水リターンラインＬ４２は、ＥＤＩスタック１６の脱塩室１６１で得られた脱塩水Ｗ６をＲＯ膜モジュール７の上流側（供給水ラインＬ１）へ返送するラインである。脱塩水リターンラインＬ４２の上流側には、第５逆止弁Ｖ６５が設けられている。

ＥＤＩ濃縮水ラインＬ５２は、ＥＤＩスタック１６の濃縮室１６２から排出された濃縮水Ｗ７を、脱炭酸装置１５に送出するラインである。ＥＤＩ濃縮水ラインＬ５２の上流側の端部は、ＥＤＩスタック１６の二次側ポート（濃縮室１６２の出口側）に接続されている。ＥＤＩ濃縮水ラインＬ５２の下流側の端部は、脱炭酸装置１５に接続されている。

ＥＤＩ濃縮水ラインＬ５２には、比例制御弁Ｖ３５が設けられている。比例制御弁Ｖ３５は、ＥＤＩ濃縮水ラインＬ５２から排出される濃縮水Ｗ７の排水流量を調節する弁である。比例制御弁Ｖ３５は、制御部３０Ａと電気的に接続されている。比例制御弁Ｖ３５の弁開度は、制御部３０Ａから送信される駆動信号により制御される。制御部３０Ａから駆動信号として電流値信号（例えば、４〜２０ｍＡ）を比例制御弁Ｖ３５に送信して、弁開度を制御することにより、濃縮水Ｗ７の排水流量を調節することができる。この調節により、脱塩水Ｗ６の回収率を予め設定された値に保つことができる。なお、脱塩水Ｗ６の回収率とは、ＥＤＩスタック１６に供給される透過水Ｗ２の流量に対する脱塩水Ｗ６の割合（％）をいう。

本実施形態に係る純水製造装置１Ａは、第１圧力計Ｐ１〜第４圧力計Ｐ４に加えて、第５圧力計Ｐ５及び第６圧力計Ｐ６を有する。図９Ｃに示すように、第５圧力計Ｐ５は、接続部Ｊ３５において、ＥＤＩ濃縮水ラインＬ５２に接続されている。第６圧力計Ｐ６は、接続部Ｊ３６において、脱塩水ラインＬ３に接続されている。

本実施形態に係る純水製造装置１Ａは、第１圧力センサＰＳ１及び第２圧力センサＰＳ２に加えて、第３圧力センサＰＳ３及び第４圧力センサＰＳ４を有する。第３圧力センサＰＳ３は、接続部Ｊ３３において、脱塩室流入ラインＬ２１３に接続されている。接続部Ｊ３３は、脱塩室流入ラインＬ２１３の途中に配置されている。第４圧力センサＰＳ４は、接続部Ｊ３４において、濃縮室流入ラインＬ２１４に接続されている。接続部Ｊ３４は、濃縮室流入ラインＬ２１４の途中に配置されている。

本実施形態に係る純水製造装置１Ａは、第２比抵抗センサＲＳ２に加えて、第１比抵抗センサＲＳ１を備える。第１比抵抗センサＲＳ１は、接続部Ｊ３７において、脱塩水ラインＬ３に接続されている。接続部Ｊ３７は、脱塩水ラインＬ３におけるＥＤＩスタック１６と第２流路切換弁Ｖ７２との間に配置されている。第１比抵抗センサＲＳ１は、第２比抵抗センサＲＳ２と同様に、測定された比抵抗値の温度補償のため、温度センサを内蔵している。そのため、第２比抵抗センサＲＳ２は、脱塩水Ｗ６の水温を測定することができる。

第１比抵抗センサＲＳ１は、第２比抵抗センサＲＳ２と同様に、制御部３０Ａと電気的に接続されている。第１比抵抗センサＲＳ１で測定された脱塩水Ｗ６の比抵抗（及び温度）は、制御部３０Ａへ検出信号として送信される。

本実施形態に係る純水製造装置１Ａは、第１流量センサＦＭ１に加えて、第２流量センサＦＭ２を有する。第２流量センサＦＭ２は、接続部Ｊ３８において、脱塩水ラインＬ３に接続されている。接続部Ｊ３８は、脱塩水ラインＬ３におけるＥＤＩスタック１６と接続部Ｊ２４（後述）との間に配置されている。

制御部３０Ａは、第１実施形態と同様の流量フィードバック定流量制御及び温度フィードフォワード回収率制御を実行する。また、制御部３０Ａは、第１実施形態と同様の第１工程〜第４工程を実行する。

また、制御部３０Ａは、前記第１実施形態における第３工程の実行中に、第５工程を実行する。第５工程は、脱塩水Ｗ６の流量を減少させると共に第２濃縮水Ｗ７の流量を増加させる工程である。

前述の第３工程では、透過水Ｗ２のシリカ濃度が要求された水質レベルを満足しない状態でありながら、給水を優先させている。そのため、このシリカ濃度の高い透過水Ｗ２をＥＤＩスタック１６に供給すると、濃縮室１６２等でスケールトラブルが発生するおそれがある。そこで、第５工程においては、制御部３０は、脱塩水Ｗ６の流量を減少させると共に第２濃縮水Ｗ７の流量を増加させるように、比例制御弁Ｖ３５の弁開度を制御する。透過水Ｗ２の流量は、流量フィードバック水量制御により一定に保たれているため、比例制御弁Ｖ３５の弁開度を上げていくと、第２濃縮水Ｗ７の流量が増加する一方で、脱塩水Ｗ６の流量が減少する。

第５工程は、第１実施形態における図７に示すフローチャートにおいて、ステップＳＴ３１０の第３工程と並行して実行される工程である。第２実施形態においては、第５工程が追加で実行される以外は、第１実施形態と同様の制御が実行されるため、第１実施形態の制御の説明を援用して、その説明を省略する。

第５工程が実施される結果、第２濃縮水Ｗ７の濃縮倍率が下がると共に脱塩水Ｗ６の脱塩率が向上することになり、スケールトラブルを防止しつつ、シリカ濃度の低減された脱塩水Ｗ６を得ることが可能になる。なお、脱塩水Ｗ６の水質レベルを更に向上させるため、比例制御弁Ｖ３５の弁開度に対応して、ＥＤＩスタック１６に印加する直流電圧を調整することも好適である。

上述した第２実施形態の純水製造装置１Ａにおいても、第１実施形態の純水製造装置１と同じ効果を得ることができる。すなわち、ＲＯ膜モジュール７の酸化劣化や供給水の水質変動が生じた場合に、透過水Ｗ２のシリカ濃度を要求された水質レベルに維持することができる。

また、本実施形態においては、制御部３０Ａは、第３工程の実行中に、脱塩水Ｗ６の流量を減少させると共に第２濃縮水Ｗ７の流量を増加させる第５工程を実行する。そのため、ＥＤＩスタック１６でのスケールトラブルを防止しつつ、シリカ濃度の低減された脱塩水Ｗ６を得ることができる。従って、要求された水質レベルを満足する処理水の需要箇所への送水を持続することができる。

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。

上記実施形態においては、加圧ポンプ５の駆動周波数を、速度形ＰＩＤアルゴリズムにより演算する例について説明した。これに限らず、これら加圧ポンプの駆動周波数を位置形ＰＩＤアルゴリズムにより演算してもよい。また、ＰＩＤアルゴリズムに限らず、Ｐアルゴリズム又はＰＩアルゴリズム等により駆動周波数を演算してもよい。

上記実施形態においては、制御部３０，３０Ａからインバータ６への周波数指定信号として電流値信号を出力する例について説明した。これに限らず、制御部３０，３０Ａからこれらインバータ６への周波数指定信号として電圧値信号（例えば、０〜１０Ｖ）を出力するように構成してもよい。

上記実施形態においては、原水Ｗ１１中に含まれる硬度成分を除去した軟水Ｗ１２を供給水Ｗ１とする例について説明した。これに限らず、原水Ｗ１１を除鉄除マンガン装置、砂濾過装置、精密濾過膜装置、限外濾過膜装置等により前処理した水を供給水Ｗ１としてもよい。なお、原水Ｗ１１としては、例えば、地下水や水道水等を用いることができる。

また、上記実施形態では、第１排水弁Ｖ３２〜第３排水弁Ｖ３４の開放数を選択することにより、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、例えば、ＲＯ濃縮水排出ラインＬ６１を分岐させずに、当該ＲＯ濃縮水排出ラインＬ６１に比例制御弁を設けた構成としてもよい。この場合、制御部（３０，３０Ａ）から電流値信号を比例制御弁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。

１，１Ａ 純水製造装置（水処理装置）
７ ＲＯ膜モジュール（逆浸透膜モジュール）
１６ ＥＤＩスタック（電気脱イオンスタック：脱イオン部）
３０ 制御部
６０ 主表示部（報知手段）
ＳＳ１ シリカ濃度センサ（シリカ濃度検出手段）
Ｗ１ 供給水
Ｗ２ 透過水
Ｗ３ 濃縮水（第１濃縮水）
Ｗ６ 脱塩水（脱イオン水）
Ｗ７ 濃縮水（第２濃縮水）

Claims (5)

1. 供給水を透過水と第１濃縮水とに分離する逆浸透膜モジュールと、
   供給水を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、
   前記逆浸透膜モジュールにより分離された透過水のシリカ濃度を検出シリカ濃度値として検出するシリカ濃度検出手段と、
   前記検出シリカ濃度値が所定の閾値を上回る場合に、前記逆浸透膜モジュールへ供給される供給水の流量に対する透過水の流量の比率である回収率を下げるように、透過水の目標流量を一定に維持するように前記加圧ポンプを制御すると共に、第１濃縮水の流量を増加させる第１工程を実行する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記第１工程の実行中に、前記検出シリカ濃度値が前記所定の閾値を上回る場合に、前記回収率を下げるように、透過水の目標流量を減少させるように前記加圧ポンプを制御することで透過水の流量を減少させる第２工程を実行する水処理装置。
2. 警報を報知する報知手段を更に備え、
   前記制御部は、前記第２工程の実行中に、前記検出シリカ濃度値が前記所定の閾値を上回る場合に、前記報知手段により警報を報知させると共に、前記加圧ポンプの駆動を継続させる第３工程を実行する
   請求項１に記載の水処理装置。
3. 警報を報知する報知手段を更に備え、
   前記制御部は、前記第２工程の実行中に、前記検出シリカ濃度値が前記所定の閾値を上回る場合に、前記報知手段により警報を報知させると共に、前記加圧ポンプの駆動を停止させる第４工程を実行する
   請求項１に記載の水処理装置。
4. 前記逆浸透膜モジュールで分離された透過水を脱イオン処理して、脱イオン水と第２濃縮水とを得る脱イオン部を更に備え、
   前記制御部は、前記第３工程の実行中に、脱イオン水の流量を減少させると共に第２濃縮水の流量を増加させる第５工程を実行する
   請求項２に記載の水処理装置。
5. 前記シリカ濃度検出手段は、０．１〜１．０ｍｇＳｉＯ_２／Ｌのシリカ濃度を検出可能である
   請求項１から４のいずれかに記載の水処理装置。

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