JP6536150B2 - 逆浸透膜分離装置 - Google Patents

Description

本発明は、逆浸透膜モジュールを備える逆浸透膜分離装置に関する。

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逆浸透膜分離装置で処理することにより製造される。逆浸透膜分離装置は、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。

ＲＯ膜モジュールに用いられるＲＯ膜の水透過係数は、供給水の温度や膜の状態（細孔の閉塞や材質の酸化劣化）により変化する。すなわち、透過水の流量は、供給水の温度や膜の状態により変化する。そこで、ＲＯ膜モジュールの透水性能を維持するために、定期的に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行う逆浸透膜分離装置が提案されている（特許文献１参照）。

また、ＲＯ膜モジュールを備える逆浸透膜装置において、供給水のシリカ濃度及び温度に基づくフィードフォワード制御、或いは供給水のカルシウム硬度に基づくフィードフォワード制御により、透過水の回収率を調節する逆浸透膜装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。回収率とは、ＲＯ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。特許文献２に記載の逆浸透膜分離装置においては、シリカ系スケールや炭酸カルシウム系スケールの析出を抑制しながら、透過水の回収率を高めることができるとされる。

特開２００５−２７９４６１号公報 特許第５０５１６２９号公報

ところで、フラッシング運転が実行され、透過水の製造を再開した直後の濃縮水は、シリカや炭酸カルシウムの濃縮が進行していないため、基本的にスケール析出の虞がない状態である。しかしながら、前述のフィードフォワード制御による回収率の調節では、濃縮が進行途中であっても、濃縮が平衡状態にあると看做した回収率で装置を運転しまう。そのため、透過水の製造を再開した直後は、濃縮が進んでいない濃縮水が廃棄されることで、水を無駄にしている。よって、濃縮が進んでいない濃縮水の廃棄量を低減して、水を節約することが望まれる。

本発明は、水を節約することができる逆浸透膜分離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供給する供給水ラインと、前記逆浸透膜モジュールで分離された透過水を送出する透過水ラインと、前記逆浸透膜モジュールで分離された濃縮水を装置外へ排出する排水ラインと、前記排水ラインに設けられ、装置外へ排出する濃縮水の排水流量を調整可能な排水流量調整手段と、前記逆浸透膜モジュールの一次側を洗浄するためのフラッシング運転が実行され、透過水の製造を再開した後に、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、透過水を所定の目標流量値で製造している運転状態における回収率であってシリカ系スケール又は炭酸カルシウム系スケールの析出が起こらない最大回収率よりも高くするように、前記排水流量調整手段を制御する制御部と、を備える逆浸透膜分離装置に関する。

また、前記制御部は、透過水の製造を再開した時点から前記回収率を徐々に下げるように、前記排水流量調整手段を制御することが好ましい。

また、前記逆浸透膜モジュールにより分離された濃縮水の電気伝導率を測定する電気伝導率測定手段を備え、前記制御部は、濃縮水の電気伝導率が予め設定された１つ以上の設定伝導率閾値に達する毎に、前記回収率を徐々に下げるように、前記排水流量調整手段を制御することが好ましい。

また、前記制御部は、経過時間が予め設定された１つ以上の設定時間に達する毎に、前記回収率を徐々に下げるように、前記排水流量調整手段を制御することが好ましい。

本発明によれば、水を節約することができる逆浸透膜分離装置を提供することができる。

逆浸透膜分離装置１の全体構成図である。 制御部１０が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１０が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。 制御部１０が圧力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１０が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１０が温度フィードフォワード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１０がフラッシング運転実行後の回収率制御に係る制御例Ａ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１０が制御例Ａを実行する場合の濃縮水Ｗ３の電気伝導率の変化を示すグラフである。 制御部１０がフラッシング運転実行後の回収率制御に係る制御例Ｂ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１０が制御例Ｂを実行する場合の濃縮水Ｗ３の電気伝導率の変化を示すグラフである。

本発明の実施形態に係る逆浸透膜分離装置１について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る逆浸透膜分離装置１の全体構成図である。本実施形態に係る逆浸透膜分離装置１は、例えば、淡水から純水を製造する純水製造システムに適用される。

図１に示すように、本実施形態に係る逆浸透膜分離装置１は、加圧ポンプ２と、インバータ３と、逆浸透膜モジュールとしてのＲＯ膜モジュール４と、定流量手段としての定流量弁５と、逆止弁６と、圧力調整手段としての圧力調整弁７と、排水流量調整手段としての比例制御排水弁８（比例制御バルブ）と、制御部１０と、を備える。また、逆浸透膜分離装置１は、温度検出手段としての温度センサＴＥと、硬度センサＳと、第１圧力センサＰＳ１と、流量検出手段としての第１流量センサＦＭ１と、圧力検出手段としての第２圧力センサＰＳ２と、第２流量検出手段としての第２流量センサＦＭ２と、第１電気伝導率センサＥＣ１と、電気伝導率測定手段としての第２電気伝導率センサＥＣ２と、を備える。図１では、電気的な接続の経路を破線で示す（後述する図８についても同じ）。

また、逆浸透膜分離装置１は、供給水ラインＬ１と、透過水ラインＬ２と、濃縮水ラインＬ３と、循環水ラインＬ４と、排水ラインＬ５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。

供給水ラインＬ１は、供給水Ｗ１をＲＯ膜モジュール４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、ＲＯ膜モジュール４の一次側入口ポートに接続されている。供給水ラインＬ１には、上流側から下流側に向けて順に、硬度センサＳ、接続部Ｊ２、温度センサＴＥ、加圧ポンプ２、第１圧力センサＰＳ１、ＲＯ膜モジュール４が設けられている。

加圧ポンプ２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４へ向けて圧送（吐出）する装置である。加圧ポンプ２には、インバータ３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２は、供給（入力）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３は、加圧ポンプ２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３は、制御部１０と電気的に接続されている。インバータ３には、制御部１０から指令信号が入力される。インバータ３は、制御部１０により入力された指令信号（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２に出力する。

ＲＯ膜モジュール４は、加圧ポンプ２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４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４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。

透過水ラインＬ２は、ＲＯ膜モジュール４で分離された透過水Ｗ２を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、ＲＯ膜モジュール４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、需要先の装置等（不図示）や処理水タンク（不図示）や電気脱イオン装置（不図示）などに接続されている。透過水ラインＬ２には、上流側から下流側に向けて順に、ＲＯ膜モジュール４、第１流量センサＦＭ１、第１電気伝導率センサＥＣ１が設けられている。

濃縮水ラインＬ３は、ＲＯ膜モジュール４で分離された濃縮水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４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、接続部Ｊ１において、循環水ラインＬ４及び排水ラインＬ５に分岐している。

濃縮水ラインＬ３には、上流側から下流側に向けて順に、定流量弁５、第２電気伝導率センサＥＣ２、接続部Ｊ１が設けられている。
定流量弁５は、濃縮水ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ３の流量を所定の一定流量値に保持するように調節する機器である。定流量弁５において保持される一定流量値は、一定流量値に幅がある概念であり、定流量弁における目標流量値のみに限られない。例えば、定流量機構の特性（例えば、材質や構造に起因する温度特性等）を考慮して、定流量弁における目標流量値に対して、±１０％程度の調節誤差を有するものを含む。定流量弁５は、補助動力や外部操作を必要とせずに一定流量値を保持するものであり、例えば、水ガバナの名称で呼ばれるものが挙げられる。なお、定流量弁５は、補助動力や外部操作により動作して、一定流量値を保持するものでもよい。

循環水ラインＬ４は、濃縮水ラインＬ３から分岐するラインであって、ＲＯ膜モジュール４で分離された濃縮水Ｗ３の一部Ｗ３１を、供給水ラインＬ１におけるＲＯ膜モジュール４及び加圧ポンプ２よりも上流側に返送するラインである。循環水ラインＬ４の上流側の端部は、接続部Ｊ１において、濃縮水ラインＬ３に接続されている。また、循環水ラインＬ４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。循環水ラインＬ４には、上流側から下流側に向けて順に、逆止弁６、圧力調整手段としての圧力調整弁７が設けられている。

圧力調整弁７は、定流量弁５の二次側の圧力であって比例制御排水弁８の一次側の圧力である中間圧力を、所定の設定圧力値に調整する弁である。圧力調整弁７は、循環水ラインＬ４を流通する濃縮水Ｗ３１の流動抵抗を調整することによって、接続部Ｊ１（定流量弁５と比例制御排水弁８との間の部分）における中間圧力を調整可能に構成される。

本実施形態においては、中間圧力は、接続部Ｊ１（濃縮水ラインＬ３及び排水ラインＬ５における定流量弁５と比例制御排水弁８との間の部分）における濃縮水Ｗ３の圧力である。所定の設定圧力値は、排水ラインＬ５における比例制御排水弁８の二次側の背圧が高くなった場合や、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１の圧力が低い場合においても、比例制御排水弁８の一次側と二次側との間で所定の圧力差（一次側圧力＞二次側圧力）が得られる圧力値に設定される。

圧力調整弁７は、制御部１０と電気的に接続されている。圧力調整弁７の弁開度は、制御部１０から送信される駆動信号により制御される。制御部１０から電流値信号（例えば、４〜２０ｍＡ）を圧力調整弁７に送信して、流路断面積を調整することにより、流動抵抗（すなわち、圧力損失）を変化させることができる。この調節により、接続部Ｊ１における中間圧力（定流量弁５の二次側の圧力であって比例制御排水弁８の一次側の圧力）を、予め設定された所定の設定圧力値に保つことができる。

排水ラインＬ５は、接続部Ｊ１において濃縮水ラインＬ３から分岐され、ＲＯ膜モジュール４で分離された濃縮水Ｗ３２を装置外（系外）に排出するラインである。排水ラインＬ５には、排水流量調整手段としての比例制御排水弁８が設けられている。

比例制御排水弁８は、排水ラインＬ５から装置外へ排出する濃縮水Ｗ３の残部Ｗ３２の排水流量を調節する弁である。比例制御排水弁８は、制御部１０と電気的に接続されている。比例制御排水弁８の弁開度は、制御部１０から送信される駆動信号により制御される。制御部１０から電流値信号（例えば、４〜２０ｍＡ）を比例制御排水弁８に送信して、弁開度を制御することにより、濃縮水Ｗ３２の排水流量を調節することができる。
比例制御排水弁８における制御部１０による制御の詳細は後述する。

温度センサＴＥは、供給水Ｗ１の温度を検出する機器である。温度センサＴＥは、供給水Ｗ１の供給源（不図示）と加圧ポンプ２との間に配置されている。温度センサＴＥは、制御部１０と電気的に接続されている。温度センサＴＥ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１０へ検出信号として送信される。

硬度センサＳは、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１のカルシウム硬度（例えば、前段に設置された硬水軟化装置の硬度リーク量：炭酸カルシウム換算値）を測定する機器である。硬度センサＳは、接続部Ｊ２の上流側に配置されている。硬度センサＳは、制御部１０と電気的に接続されている。硬度センサＳで測定された供給水Ｗ１のカルシウム硬度（以下、「測定硬度値」ともいう）は、制御部１０へ検出信号として送信される。

第１圧力センサＰＳ１は、加圧ポンプ２の吐出圧力（運転圧力）を検出する機器である。第１圧力センサＰＳ１は、加圧ポンプ２の吐出側近傍に配置されている。本実施形態では、加圧ポンプ２から吐出された直後の供給水Ｗ１の圧力を、加圧ポンプ２の吐出圧力とする。第１圧力センサＰＳ１は、制御部１０と電気的に接続されている。第１圧力センサＰＳ１で検出された供給水Ｗ１の圧力（以下、「検出圧力値」ともいう）は、制御部１０へ検出信号として送信される。

第２圧力センサＰＳ２は、接続部Ｊ１における中間圧力（定流量弁５の二次側の圧力であって比例制御排水弁８の一次側の圧力）を検出する機器である。第２圧力センサＰＳ２は、接続部Ｊ１において、濃縮水ラインＬ３、排水ラインＬ５及び循環水ラインＬ４に接続されている。接続部Ｊ１は、濃縮水ラインＬ３が、排水ラインＬ５及び循環水ラインＬ４に分岐する部分であり、濃縮水ラインＬ３の下流側の端部、循環水ラインＬ４の上流側の端部、及び、排水ラインＬ５の上流側の端部が、接続される部分である。第２圧力センサＰＳ２は、制御部１０と電気的に接続されている。第２圧力センサＰＳ２で検出された濃縮水Ｗ３（Ｗ３１，Ｗ３２）の圧力（以下、「検出圧力値」ともいう）は、制御部１０へ検出信号として送信される。

なお、本実施形態においては、第２圧力センサＰＳ２の接続位置を接続部Ｊ１としたが、これに制限されない。第２圧力センサＰＳ２の接続位置は、定流量弁５の二次側の圧力であって比例制御排水弁８の一次側の圧力を検出できる位置であれば、濃縮水ラインＬ３、循環水ラインＬ４又は排水ラインＬ５でもよい。

第１流量センサＦＭ１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。第１流量センサＦＭ１は、透過水ラインＬ２に接続されている。第１流量センサＦＭ１は、制御部１０と電気的に接続されている。第１流量センサＦＭ１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１０へパルス信号として送信される。

第２流量センサＦＭ２は、排水ラインＬ５を流通する濃縮水Ｗ３２の流量を検出する機器である。第２流量センサＦＭ２は、排水ラインＬ５における比例制御排水弁８よりも下流側に配置されている。第２流量センサＦＭ２は、制御部１０と電気的に接続されている。第２流量センサＦＭ２で検出された濃縮水Ｗ３２の流量（以下、「検出流量値」ともいう）は、制御部１０へパルス信号として送信される。
第１流量センサＦＭ１及び第２流量センサＦＭ２として、例えば、流路ハウジング内に軸流羽根車又は接線羽根車（不図示）を配置したパルス発信式の流量センサを用いることができる。

第１電気伝導率センサＥＣ１は、透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２の電気伝導率を測定する機器である。第１電気伝導率センサＥＣ１は、透過水ラインＬ２に接続されている。第１電気伝導率センサＥＣ１は、制御部１０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（以下、「測定電気伝導率値」ともいう）は、制御部１０へ検出信号として送信される。
第２電気伝導率センサＥＣ２は、濃縮水ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ３（ＲＯ膜モジュール４により分離された濃縮水Ｗ３）の電気伝導率を測定する機器である。第２電気伝導率センサＥＣ２は、濃縮水ラインＬ３に接続されている。第２電気伝導率センサＥＣ２は、制御部１０と電気的に接続されている。第２電気伝導率センサＥＣ２で測定された濃縮水Ｗ３の電気伝導率（以下、「測定電気伝導率値」ともいう）は、制御部１０へ検出信号として送信される。

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。以下、制御部１０の機能について説明する。

＜透過水Ｗ２の水量制御＞
制御部１０は、透過水Ｗ２の水量制御として、例えば、流量フィードバック水量制御、圧力フィードバック水量制御、又は温度フィードフォワード水量制御のいずれかを選択して実行できる。各水量制御の概要は、次の通りである。

流量フィードバック水量制御
制御部１０（ポンプ駆動制御部）は、透過水Ｗ２の流量が予め設定された目標流量値（後述する第１目標流量値又は第２目標流量値）となるように、第１流量センサＦＭ１の検出流量値（系内の物理量）をフィードバック値として、加圧ポンプ２を駆動するための駆動周波数を演算する。そして、制御部１０は、駆動周波数の演算値に対応する指令信号（電流値信号又は電圧値信号）をインバータ３に出力する（以下、「流量フィードバック水量制御」ともいう）。なお、本水量制御における駆動周波数の演算には、例えば、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムを用いることができる。

圧力フィードバック水量制御
制御部１０（ポンプ駆動制御部）は、透過水Ｗ２の流量が予め設定された目標流量値（後述する第１目標流量値又は第２目標流量値）となるように、加圧ポンプ２の検出圧力値（系内の物理量）をフィードバック値として、加圧ポンプ２の駆動周波数を演算する。そして、制御部１０は、駆動周波数の演算値に対応する指令信号（電流値信号又は電圧値信号）をインバータ３に出力する（以下、「圧力フィードバック水量制御」ともいう）。なお、本水量制御における駆動周波数の演算には、例えば、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムを用いることができる。

温度フィードフォワード水量制御
制御部１０（ポンプ駆動制御部）は、透過水Ｗ２の流量が予め設定された目標流量値（後述する第１目標流量値又は第２目標流量値）となるように、温度センサＴＥの検出温度値（系内の物理量）をフィードフォワード値として、加圧ポンプ２の駆動周波数を演算する。そして、制御部１０は、駆動周波数の演算値に対応する指令信号（電流値信号又は電圧値信号）をインバータ３に出力する（以下、「温度フィードフォワード水量制御」ともいう）。

濃縮水Ｗ３の循環比の調節
濃縮水Ｗ３の循環比とは、ＲＯ膜モジュール４の二次側ポートから流出する透過水Ｗ２の流量と一次側出口ポートから流出する濃縮水Ｗ３の流量との比率（濃縮水Ｗ３の流量／透過水Ｗ２の流量）である。循環比の所定値は、“５”程度が目安となる。
ここで、本実施形態においては、濃縮水ラインＬ３には、定流量弁５が設けられている。そのため、定流量弁５で濃縮水Ｗ３の流量を一定に保持しながら、前述したいずれかの水量制御により透過水Ｗ２の流量を一定に保持することで、濃縮水Ｗ３の循環比は、所定値に調節されることになる。

＜透過水Ｗ２の回収率制御＞
透過水Ｗ２の回収率とは、ＲＯ膜モジュール４に供給される供給水Ｗ１の流量に対する透過水Ｗ２の流量の比率（透過水Ｗ２の流量／供給水Ｗ１の流量）である。
制御部１０は、透過水Ｗ２の回収率制御として、例えば、温度フィードフォワード回収率制御、水質フィードフォワード、又は水質フィードバック回収率制御のいずれかを選択して実行できる。各回収率制御の概要は、次の通りである。

温度フィードフォワード回収率制御
制御部１０は、予め取得された供給水Ｗ１のシリカ濃度、及び温度センサＴＥの検出温度値から決定したシリカ溶解度に基づいて、濃縮水Ｗ３におけるシリカの許容濃縮倍率を演算する。そして、制御部１０は、許容濃縮倍率の演算値、及び透過水Ｗ２の目標流量値（後述する第１目標流量値又は第２目標流量値）から排水流量を演算し、濃縮水Ｗ３の実際排水量（第２流量センサＦＭ２の検出流量値）が排水流量の演算値（目標排水流量）となるように、比例制御排水弁８の弁開度を制御する（以下、「温度フィードフォワード回収率制御」ともいう）。

水質フィードフォワード回収率制御
制御部１０は、予め取得された炭酸カルシウムの溶解度、及び硬度センサＳの測定硬度値に基づいて、濃縮水Ｗ３における炭酸カルシウムの許容濃縮倍率を演算する。そして、制御部１０は、許容濃縮倍率の演算値、及び透過水Ｗ２の目標流量値（後述する第１目標流量値又は第２目標流量値）から排水流量を演算し、濃縮水Ｗ３の実際排水量（第２流量センサＦＭ２の検出流量値）が排水流量の演算値（目標排水流量）となるように、比例制御排水弁８の弁開度を制御する（以下、「水質フィードフォワード回収率制御」ともいう）。

＜比例制御排水弁８による排水流量の調節制御＞
本調節制御は、前述した回収率制御のうち、温度フィードフォワード回収率制御又は水質フィードフォワード回収率制御に付随して実行される。
制御部１０（排水制御部）は、第２流量センサＦＭ２の検出流量値が、前述した回収率制御で決定した排水流量の演算値（目標排水流量）となるように、排水流量調整手段としての比例制御排水弁８の弁開度を流量フィードバック制御する。なお、本調節制御における弁開度の演算には、例えば、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムを用いることができる。

＜圧力調整弁７による流動抵抗の調整制御＞
制御部１０（圧力調整制御部）は、第２圧力センサＰＳ２により検出された検出圧力値が所定の設定圧力値（目標圧力値）になるように、圧力調整弁７の弁開度（流路断面積）を調整するように制御する。これにより、循環水ラインＬ４における流動抵抗が調整される。この調整により、接続部Ｊ１における中間圧力（定流量弁５の二次側の圧力であって比例制御排水弁８の一次側の圧力）を調整することができる。なお、本調整制御における弁開度の演算には、例えば、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムを用いることができる。
また、本調整制御では、比例制御排水弁８の二次側に第３圧力センサ（図示せず）を設け、第２圧力センサ及び第３圧力センサの検出圧力値の差分が所定の設定圧力値（目標圧力値）になるように、圧力調整弁７の弁開度を調整することもできる。

本実施形態においては、濃縮水ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ３の流量は、定流量弁５により一定流量値に保持される。また、前述した回収率制御により、排水ラインＬ５を流通する濃縮水Ｗ３２の流量は、比例制御排水弁８により増減される。これにより、循環水ラインＬ４を流通する濃縮水Ｗ３１の流量も増減されるが、濃縮水Ｗ３の循環比は一定に保たれる。

本実施形態においては、圧力調整弁７は、循環水ラインＬ４を流通する濃縮水Ｗ３１の流量を調整しようとするものではなく、接続部Ｊ１における中間圧力（定流量弁５の二次側の圧力であって比例制御排水弁８の一次側の圧力）を調整しようとするものである。制御部１０は、圧力調整弁７の弁開度（流路断面積）を変化させることで、接続部Ｊ１における中間圧力（定流量弁５の二次側の圧力であって比例制御排水弁８の一次側の圧力）を調整する。

本実施形態においては、制御部１０が圧力調整弁７の弁開度（流路断面積）を調整するように制御することで、接続部Ｊ１における中間圧力を、比例制御排水弁８の一次側と二次側との間で所定の圧力差（一次側圧力＞二次側圧力）が得られる圧力とすることができる。これにより、排水ラインＬ５における比例制御排水弁８の二次側の背圧が高くなった場合や、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１の圧力が低い場合においても、比例制御排水弁８の一次側と二次側との間で所定の圧力差が得られ、比例制御排水弁８を介して、濃縮水Ｗ３２を装置外へ排出できる。
また、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１の圧力や比例制御排水弁８の背圧が変動した場合においても、制御部１０により、接続部Ｊ１における中間圧力を所定の圧力値に制御することができ、より確実な排水流量の調節を実現することができる。

＜フラッシング運転制御＞
制御部１０は、所定の条件を充足した場合に、フラッシング運転制御を実行する。所定の条件としては、例えば、以下の〔ａ〕〜〔ｄ〕が列挙される。
〔ａ〕透過水Ｗ２の製造を終了した場合（装置の運転を終了した場合）
〔ｂ〕前回のフラッシング運転の終了後、透過水Ｗ２を製造しない継続時間が設定時間（例：１時間）となった場合
〔ｃ〕前回のフラッシング運転の終了後、透過水Ｗ２の製造積算時間が設定時間（例：３０分）に達した場合
〔ｄ〕ＲＯ膜モジュール４の膜の汚染度が許容値を超えた場合
ＲＯ膜の汚染度は、例えば、ＲＯ膜モジュール４の一次側入口ポートと一次側出口ポートの間の圧力差を差圧計（図示せず）で計測すること等により求められる。
フラッシング運転制御は、例えば、〔ａ〕，〔ｄ〕の条件では、１２０秒実行される。また、例えば、〔ｂ〕，〔ｃ〕の条件では、６０秒実行される。

フラッシング運転制御においては、制御部１０は、ＲＯ膜モジュール４の一次側の洗浄を実行する。フラッシング運転制御では、供給水Ｗ１がＲＯ膜モジュール４の一次側に供給される。フラッシング運転制御において、加圧ポンプ２は、最大駆動周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）よりも低い駆動周波数（例えば、３０Ｈｚ）に固定される。このとき、供給水Ｗ１のほとんどは、ＲＯ膜を透過することなく、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、排水ラインＬ５から外部に排出される。このフラッシング運転制御により、ＲＯ膜の表面に析出したスケール核や沈着した懸濁物質が除去される。フラッシング運転制御が所定時間（例えば、１２０秒，６０秒）実行されると、透過水Ｗ２の製造が可能とされる。

＜フラッシング運転実行後の回収率制御＞
制御部１０は、ＲＯ膜モジュール４の一次側を洗浄するためのフラッシング運転が実行され、透過水Ｗ２の製造を再開した後に、透過水Ｗ２の回収率を、濃縮水Ｗ３の濃縮が平衡状態にあるときの回収率（以下「平衡時回収率」ともいう）よりも高くするように、比例制御排水弁８の弁開度を制御する。

ここで、「平衡時回収率」は、前述の温度フィードフォワード回収率制御、又は水質フィードフォワード回収率制御により決定されるものである。すなわち、「平衡時回収率」とは、透過水Ｗ２を所定の目標流量値で製造している運転状態において、シリカ系スケール又は炭酸カルシウム系スケールの析出が起こらない最大回収率を意味する。
制御部１０が温度フィードフォワード回収率制御を実行する場合の平衡時回収率Ｒ_ｅ［％］は、制御の過程で演算されるシリカの許容濃縮倍率Ｎ_ｓに対して次式で示される。
Ｒ_ｅ＝（１−１／Ｎ_ｓ）×１００ （１ａ）
また、制御部１０が水質フィードフォワード回収率制御を実行する場合の平衡時回収率Ｒ_ｅ［％］は、制御の過程で演算される炭酸カルシウムの許容濃縮倍率Ｎ_ｃに対して次式で示される。
Ｒ_ｅ＝（１−１／Ｎ_ｃ）×１００ （１ｂ）
従って、例えば、各許容濃縮倍率Ｎ_ｓ，Ｎ_ｃが“５”である場合、平衡時回収率Ｒ_ｅは、８０％となる。なお、各許容濃縮倍率Ｎ_ｓ，Ｎ_ｃの具体的な求め方については後述する。

制御部１０は、透過水Ｗ２の製造を再開した時点の回収率Ｒ_０（以下「再開時回収率」ともいう）を平衡時回収率Ｒ_ｅよりも高く設定する。そして、制御部１０は、再開時回収率Ｒ_０を起点として回収率を平衡時回収率Ｒ_ｅに向かって徐々に下げるように、比例制御排水弁８の弁開度を制御する。本実施形態においては、例えば、９０％の再開時回収率Ｒ_０から、８０％の平衡時回収率Ｒ_ｅとなるまで、回収率を９０％、８５％、８０％の順に、徐々に下げていく。回収率を徐々に下げる態様としては、例えば、回収率を無段階に緩やかに下げてもよいし、段階的に徐々に下げてもよい。

制御部１０は、例えば、濃縮水Ｗ３の電気伝導率又は経過時間に基づいて、回収率を徐々に下げるように、比例制御排水弁８の弁開度を制御する。

具体的には、制御部１０は、第２電気伝導率センサＥＣ２により測定された濃縮水Ｗ３の電気伝導率（測定ＥＣ値）が予め設定された１つ以上の設定伝導率閾値（設定ＥＣ閾値）に達する毎に回収率を徐々に下げるように、比例制御排水弁８の弁開度を制御する。１つ以上の設定伝導率閾値（設定ＥＣ閾値）は、例えば、透過水Ｗ２の製造を再開した時点の電気伝導率よりも高い値に設定される。１つ以上の設定伝導率閾値を複数設定する場合には、例えば、電気伝導率が低い値から高い値になるように複数設定する（例えば、第１設定ＥＣ閾値＞第２設定ＥＣ閾値＞・・・）。１つ以上の設定伝導率閾値（設定ＥＣ閾値）は、例えば、濃縮速度に関するシミュレーションや実験等の結果に基づいて設定される。１つ以上の設定伝導率閾値（設定ＥＣ閾値）は、記憶部（不図示）に記憶される。

また、制御部１０は、経過時間が予め設定された１つ以上の設定時間に達する毎に、回収率を徐々に下げるように、比例制御排水弁８の弁開度を制御する。１つ以上の設定時間は、例えば、透過水Ｗ２の製造を再開した時点からの経過時間により設定される。１つ以上の設定時間は、例えば、濃縮速度に関するシミュレーションや実験等の結果に基づいて設定される。１つ以上の設定時間は、記憶部（不図示）に記憶される。

＜透過水Ｗ２の水量制御及び回収率制御の制御例＞
次に、透過水Ｗ２の水量制御及び回収率制御について、具体的な制御例を説明する。
ここでは、「流量フィードバック水量制御」と「温度フィードフォワード回収率制御」とが組み合わされて実行されるパターン（制御例１）、「圧力フィードバック水量制御」と「水質フィードフォワード回収率制御」とが組み合わされて実行されるパターン（制御例２）、「温度フィードフォワード水量制御」と「温度フィードフォワード回収率制御」とが組み合わされて実行されるパターン（制御例３）を例示する。なお、本願では、制御例１〜３以外の組み合わせを排除するものではない。

制御例１
制御部１０による流量フィードバック水量制御について、図２を参照して説明する。また、制御部１０による温度フィードフォワード回収率制御について、図３を参照して説明する。この温度フィードフォワード回収率制御は、流量フィードバック水量制御と並行して実行される。図２は、制御部１０が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３は、制御部１０が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２及び図３に示すフローチャートの処理は、逆浸透膜分離装置１の運転中において、繰り返し実行される。

まず、制御部１０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２に示すステップＳＴ１０１において、制御部１０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、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。

ステップＳＴ１０２において、制御部１０は、第１流量センサＦＭ１で検出された透過水Ｗ２の検出流量値Ｑ_ｐを取得する。

ステップＳＴ１０３において、制御部１０は、ステップＳＴ１０２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ＳＴ２０１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（後述するＵ_ｎ）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（例えば、１００ｍｓ）毎に操作量の変化分ΔＵを演算し、これを前回の操作量Ｕ_ｎ−１に加算することで今回の操作量Ｕ_ｎを決定する（ｎは、演算回数）。

ステップＳＴ１０４において、制御部１０は、操作量Ｕ、目標流量値Ｑ_ｐ´及び加圧ポンプ２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２の駆動周波数Ｆを演算する。

ステップＳＴ１０５において、制御部１０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。
ステップＳＴ１０６において、制御部１０は、変換した電流値信号をインバータ３に出力する。以上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、流量フィードバック水量制御と並行して実行され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３に示すステップＳＴ２０１において、制御部１０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、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。

ステップＳＴ２０２において、制御部１０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、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（例えば、モリブデンイエロー法を応用した比色式の水質センサ）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１０は、温度センサＴＥ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１０は、取得した検出温度値Ｔに基づいて、水に対するシリカ溶解度Ｓ_ｓを決定する。

ステップＳＴ２０５において、制御部１０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（２）により求めることができる。
Ｎ_ｓ＝Ｓ_ｓ／Ｃ_ｓ （２）

例えば、シリカ濃度Ｃ_ｓが２０ｍｇＳｉＯ_２／Ｌ、２５℃におけるシリカ溶解度Ｓ_ｓが１００ｍｇＳｉＯ_２／Ｌであれば、許容濃縮倍率Ｎ_ｓは“５”となる。

ステップＳＴ２０６において、制御部１０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（３）により求めることができる。
Ｑ_ｄ´＝Ｑ_ｐ´／（Ｎ_ｓ−１） （３）

ステップＳＴ２０７において、制御部１０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、比例制御排水弁８の弁開度を調節する。具体的には、制御部１０は、第２流量センサＦＭ２の検出流量値が、目標排水流量Ｑ_ｄ´となるように、比例制御排水弁８の弁開度を流量フィードバック制御する。弁開度（操作量）の演算には、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムを用いることが好ましい。以上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）。

制御例２
制御部１０による圧力フィードバック水量制御について、図４を参照して説明する。また、制御部１０による水質フィードフォワード回収率制御について、図５を参照して説明する。この温度フィードフォワード回収率制御は、圧力フィードバック水量制御と並行して実行される。図４は、制御部１０が圧力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は、制御部１０が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。図４及び図５に示すフローチャートの処理は、逆浸透膜分離装置１の運転中において、繰り返し実行される。

まず、制御部１０による圧力フィードバック水量制御について説明する。
図４に示すステップＳＴ３０１において、制御部１０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、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。

ステップＳＴ３０２において、制御部１０は、ＲＯ膜モジュール４の基準温度（２５℃）における水透過係数Ｌ_ｐを取得する。この水透過係数Ｌ_ｐ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。

なお、この圧力フィードバック水量制御を、前述の流量フィードバック水量制御のバックアップとして実行することができる。その場合、水透過係数Ｌ_ｐは、第１流量センサＦＭ１（図１参照）の故障が発生する直前の演算値でもよい。

基準温度における水透過係数Ｌ_ｐの演算値は、下記の式（４）及び（５）に基づいて求めることができる。
Ｌ_ｐ＝Ｑ_ｐ／（Ｋ・Ａ・Ｐ_ｅ） （４）
（但し、Ｋ：温度補正係数、Ａ：ＲＯ膜モジュール４の膜面積、Ｐ_ｅ：有効圧力）
Ｐ_ｅ＝Ｐ_ｄ−（ΔＰ_１／２）−Ｐ_２−Δπ＋Ｐ_ｓ （５）
（但し、Ｐ_ｄ：加圧ポンプ２の吐出圧力、ΔＰ_１：ＲＯ膜モジュール４の一次側における差圧、Ｐ_２：ＲＯ膜モジュール４の二次側における背圧、Δπ：ＲＯ膜モジュール４の浸透圧差、Ｐ_ｓ：加圧ポンプ２の吸入側における圧力）

式（４）において、温度補正係数Ｋは、温度センサＴＥの検出温度値Ｔの関数である。膜面積Ａは、逆浸透膜エレメントの使用本数により定まるので、予め設定した値を使用することができる。式（５）による有効圧力Ｐ_ｅの計算において、ΔＰ_１、Ｐ_２、Δπ、及びＰ_ｓの各値は、定常運転中は、ほぼ一定と看做せるため、予め設定した値を使用することができる。従って、逆浸透膜分離装置の運転中に、温度センサＴＥの検出温度値Ｔ、第１流量センサＦＭ１の検出流量値Ｑ_ｐ、及び第１圧力センサＰＳ１の検出圧力値Ｐ_ｄからなる少なくとも３つのパラメータを取得すれば、基準温度における水透過係数Ｌ_ｐを演算することができる。

ステップＳＴ３０３において、制御部１０は、温度センサＴＥで検出された供給水Ｗ１の検出温度値Ｔを取得する。
ステップＳＴ３０４において、制御部１０は、ステップＳＴ３０３で取得した検出温度値Ｔに基づいて、温度補正係数Ｋを演算する。

ステップＳＴ３０５において、制御部１０は、前のステップで取得又は演算した目標流量値Ｑ_ｐ´、水透過係数Ｌ_ｐ、温度補正係数Ｋ、及び所要の設定値（Ａ、ΔＰ_１、Ｐ_２、Δπ、Ｐ_ｓ）を用いて、上記の式（４）及び（５）に基づいて、加圧ポンプ２の吐出圧力Ｐ_ｄ´を演算する。そして、この吐出圧力Ｐ_ｄ´の演算値を目標圧力値として設定する。

ステップＳＴ３０６において、制御部１０は、第１圧力センサＰＳ１で検出された加圧ポンプ２の検出圧力値Ｐ_ｄを取得する。

ステップＳＴ３０７において、制御部１０は、ステップＳＴ３０６で取得した検出圧力値（フィードバック値）Ｐ_ｄとステップＳＴ３０５で設定した目標圧力値Ｐ_ｄ´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（後述するＵ_ｎ）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（例えば、１００ｍｓ）毎に操作量の変化分ΔＵを演算し、これを前回の操作量Ｕ_ｎ−１に加算することで今回の操作量Ｕ_ｎを決定する（ｎは、演算回数）。

ステップＳＴ３０８において、制御部１０は、操作量Ｕ、目標圧力値Ｐ_ｄ´及び加圧ポンプ２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２の駆動周波数Ｆを演算する。

ステップＳＴ３０９において、制御部１０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。
ステップＳＴ３１０において、制御部１０は、変換した電流値信号をインバータ３に出力する。以上により本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ３０１へリターンする）。

次に、圧力フィードバック水量制御と並行して実行される水質フィードフォワード回収率制御について説明する。
図５に示すステップＳＴ４０１において、制御部１０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、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。
ステップＳＴ４０２において、制御部１０は、硬度センサＳで測定された供給水Ｗ１の測定硬度値Ｃ_ｃを取得する。

ステップＳＴ４０３において、制御部１０は、水に対する炭酸カルシウム溶解度Ｓ_ｃを取得する。この炭酸カルシウム溶解度Ｓ_ｃ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。尚、水に対する炭酸カルシウム溶解度は、通常の運転温度（５〜３５℃）では、ほぼ一定値と看做せる。

ステップＳＴ４０４において、制御部１０は、前のステップで取得した測定硬度値Ｃ_ｃ、及び炭酸カルシウム溶解度Ｓ_ｃに基づいて、濃縮水Ｗ３における炭酸カルシウムの許容濃縮倍率Ｎ_ｃを演算する。炭酸カルシウムの許容濃縮倍率Ｎ_ｃは、下記の式（６）により求めることができる。
Ｎ_ｃ＝Ｓ_ｃ／Ｃ_ｃ （６）

例えば、測定硬度値Ｃ_ｃが３ｍｇＣａＣＯ_３／Ｌ、２５℃における炭酸カルシウム溶解度Ｓ_ｃが１５ｍｇＣａＣＯ_３／Ｌであれば、許容濃縮倍率Ｎ_ｃは“５”となる。

ステップＳＴ４０５において、制御部１０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_ｃ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（７）により求めることができる。
Ｑ_ｄ´＝Ｑ_ｐ´／（Ｎ_ｃ−１） （７）

ステップＳＴ４０６において、制御部１０は、濃縮水Ｗ３の実際排水流量Ｑ_ｄがステップＳＴ４０５で演算した目標排水流量Ｑ_ｄ´となるように、比例制御排水弁８の弁開度を調節する。具体的には、制御部１０は、第２流量センサＦＭ２の検出流量値が、目標排水流量Ｑ_ｄ´となるように、比例制御排水弁８の弁開度を流量フィードバック制御する。弁開度（操作量）の演算には、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムを用いることが好ましい。以上により本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ４０１へリターンする）。

制御例３
制御部１０による温度フィードフォワード水量制御について、図６を参照して説明する。なお、制御部１０による温度フィードバック回収率制御については、前述の説明（図３参照）を引用して説明を省略する。この水質フィードバック回収率制御は、温度フィードフォワード水量制御と並行して実行される。図６は、制御部１０が温度フィードフォワード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６及び図３に示すフローチャートの処理は、逆浸透膜分離装置１の運転中において、繰り返し実行される。

以下、制御部１０による温度フィードフォワード水量制御について説明する。
図６に示すステップＳＴ５０１において、制御部１０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、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。

ステップＳＴ５０２において、制御部１０は、ＲＯ膜モジュール４の基準温度（２５℃）における水透過係数Ｌ_ｐを取得する。この水透過係数Ｌ_ｐ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。

なお、この温度フィードフォワード水量制御を、前述の流量フィードバック水量制御のバックアップとして実行することができる。その場合、水透過係数Ｌ_ｐは、第１流量センサＦＭ１（図１参照）の故障が発生する直前の演算値でもよい。基準温度における水透過係数Ｌ_ｐは、前述の圧力フィードバック水量制御の説明で説明した手法により演算することができる。

ステップＳＴ５０３において、制御部１０は、温度センサＴＥで検出された供給水Ｗ１の検出温度値Ｔを取得する。
ステップＳＴ５０４において、制御部１０は、ステップＳＴ５０３で取得した検出温度値Ｔに基づいて、温度補正係数Ｋを演算する。

ステップＳＴ５０５において、制御部１０は、前のステップで取得又は演算した目標流量値Ｑ_ｐ´、水透過係数Ｌ_ｐ、温度補正係数Ｋ、及び所要の設定値（Ａ、ΔＰ_１、Ｐ_２、Δπ、Ｐ_ｓ）を用いて、前述の説明で説明した式（４）及び（５）に基づいて、加圧ポンプ２の吐出圧力Ｐ_ｄ´を演算する。

ステップＳＴ５０６において、制御部１０は、吐出圧力Ｐ_ｄ´の演算値を用いて、下記の式（７）に基づいて、加圧ポンプ２の駆動周波数Ｆを演算する。
Ｆ＝ａ・Ｐ_ｄ´^２＋ｂ・Ｐ_ｄ´＋ｃ （８）
（但し、ａ，ｂ，ｃ：加圧ポンプ２の仕様により定まる係数）

ステップＳＴ５０７において、制御部１０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。
ステップＳＴ５０８において、制御部１０は、変換した電流値信号をインバータ３に出力する。以上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）。

＜フラッシング運転実行後の回収率制御の制御例＞
次に、フラッシング運転実行後の回収率制御について、具体的な制御例を説明する。
ここでは、再開時回収率Ｒ_０を起点として回収率を平衡時回収率Ｒ_ｅに向かって徐々に下げる制御として、制御例Ａ及び制御例Ｂについて説明する。

制御例Ａ
まず、制御例Ａについて説明する。図７は、制御部１０が制御例Ａ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８は、制御部１０が制御例Ａを実行する場合の濃縮水Ｗ３の電気伝導率の変化を示すグラフである。図８において、実線は、制御例Ａを実行した場合（すなわち、再開時回収率Ｒ_０＞平衡時回収率Ｒ_ｅの場合）における濃縮水の電気伝導率の時間変化を示したものである。一方、図８において、破線は、制御例Ａを実行しない場合（すなわち、再開時回収率Ｒ_０＝平衡時回収率Ｒ_ｅの場合）における濃縮水の電気伝導率の時間変化を示したものである。
図７に示すフローチャートの処理は、逆浸透膜分離装置１の運転中において、繰り返し実行される。

制御例Ａは、濃縮水Ｗ３の電気伝導率の変化に応じて、回収率を徐々に下げる制御である。制御例Ａにおいて、制御部１０は、濃縮水Ｗ３の電気伝導率が予め設定された１つ以上の設定伝導率閾値に達する毎に、回収率を徐々に下げるように、比例制御排水弁８の弁開度を制御する。

制御例Ａを実行する前段階として、装置の運転が終了（透過水Ｗ２の製造の終了）されており、装置が再起動される場合について説明する。装置の運転の終了時に、フラッシング運転が所定時間（例えば、１２０秒）実行されている。これにより、ＲＯ膜モジュール４の一次側が洗浄されると共に、水の濃縮がリセットされた初期状態となっている。

図７に示すステップＳＴ６０１において、装置の再起動時（すなわち、透過水Ｗ２の製造再開時）に、制御部１０は、第２電気伝導率センサＥＣ２で測定された測定電気伝導率値を取得する。

ステップＳＴ６０２において、透過水Ｗ２の製造を再開した時点の再開時回収率Ｒ_０を平衡時回収率Ｒ_ｅよりも高く設定し、再開時回収率Ｒ_０に応じて比例制御排水弁８の弁開度を制御する。例えば、前述の温度フィードフォワード回収率制御、又は水質フィードフォワード回収率制御の演算により決定された平衡時回収率Ｒ_ｅが８０％であったとすると、再開時回収率Ｒ_０を９０％に設定する。

そのため、本実施形態においては、透過水Ｗ２の製造を再開した時点では、平衡時回収率Ｒ_ｅの演算のみが行われ、濃縮水Ｗ３が所定の濃縮度合に達するまでは、温度フィードフォワード回収率制御や水質フィードフォワード回収率制御が無効状態とされる。これにより、濃縮水Ｗ３の電気伝導率（ＥＣ）は、図８に示すように、タイミングｔ１０からｔ１１において、時間の経過とともに、濃縮水Ｗ３の電気伝導率が上昇する。

なお、タイミングｔ１０は、透過水Ｗ２の製造の終了時に、フラッシング運転が所定時間（例えば、１２０秒）実行され、その後の装置の再起動時により、透過水Ｗ２の製造が再開されるタイミングである。そのため、濃縮水Ｗ３の電気伝導率ＥＣ_ｘは供給水Ｗ１の電気伝導率とほぼ同じ値である。例えば、供給水Ｗ１の電気伝導率が３３０μＳ／ｃｍ程度である場合において、装置の再起動時における濃縮水Ｗ３の電気伝導率ＥＣｘは、供給水Ｗ１の電気伝導率とほぼ同じ３３０μＳ／ｃｍ程度である（厳密には、装置停止中の透過水Ｗ２の浸透現象により、ＲＯ膜モジュール４の一次側の存在する水の電気伝導率は、３３０μＳ／ｃｍよりも低下する）。また、本実施形態においては、装置の運転状態が定常状態（温度フィードフォワード回収率制御や水質フィードフォワード回収率制御が有効状態）になったときには、濃縮水Ｗ３の電気伝導率は平衡状態となり、ＥＣ_ｙとなる。本実施形態においては、例えば、平衡状態の濃縮水Ｗ３の電気伝導率ＥＣ_ｙは、１６５０μＳ／ｃｍ程度（平衡時回収率Ｒ_ｅが８０％なので５倍濃縮）である。

ステップＳＴ６０３において、制御部１０は、濃縮水Ｗ３の測定ＥＣ値が第１設定ＥＣ閾値ＥＣ_ａ（図８参照）に達したか否かを判定する。濃縮水Ｗ３の測定ＥＣ値が第１設定ＥＣ閾値ＥＣ_ａに達したと判定された場合（ＹＥＳ）には、処理は、ステップＳＴ６０４へ移行する。また、濃縮水Ｗ３の測定ＥＣ値が第１設定ＥＣ閾値ＥＣ_ａに達していないと判定された場合（ＮＯ）には、処理は、ステップＳＴ６０３を繰り返す。

ステップＳＴ６０４において、制御部１０は、現時点の回収率を再開時回収率Ｒ_０からこれよりも低い回収率に下げるように、比例制御排水弁８の弁開度を制御する。制御部１０は、例えば、現時点の回収率を、９０％から８５％に下げるように、比例制御排水弁８の弁開度を制御する。これにより、濃縮水Ｗ３の電気伝導率（ＥＣ）は、図８に示すように、タイミングｔ１１からｔ１２において、回収率が９０％の場合よりも、時間当たりの上昇度合が小さくなるように緩やかに上昇して、装置の運転状態が定常状態になったときの濃縮水Ｗ３の電気伝導率ＥＣ_ｙに近づくように推移する。

ステップＳＴ６０５おいて、制御部１０は、濃縮水Ｗ３の測定ＥＣ値が第２設定ＥＣ閾値ＥＣ_ｂ（図８参照）に達したか否かを判定する。第２設定ＥＣ閾値ＥＣ_ｂは、第１設定ＥＣ閾値ＥＣ_ａよりも高い値である。濃縮水Ｗ３の測定ＥＣ値が第２設定ＥＣ閾値ＥＣ_ｂに達したと判定された場合（ＹＥＳ）には、処理は、ステップＳＴ６０６へ移行する。また、濃縮水Ｗ３の測定ＥＣ値が第２設定ＥＣ閾値ＥＣ_ｂに達していないと判定された場合（ＮＯ）には、処理は、ステップＳＴ６０５を繰り返す。

ステップＳＴ６０６において、制御部１０は、現時点の回収率を前回設定した回収率から平衡時回収率Ｒ_ｅに下げるように、比例制御排水弁８の弁開度を制御する。制御部１０は、現時点の回収率を、例えば、８５％から８０％に下げるように、比例制御排水弁８の弁開度を制御する。これにより、回収率は、定常運転時の回収率８０％と同じ回収率となる。そして、濃縮水Ｗ３の電気伝導率（ＥＣ）は、図８に示すように、タイミングｔ１２からｔ１３において、回収率が８５％の場合よりも、時間当たりの上昇度合が小さくなるように緩やかに上昇して、装置の運転状態が定常状態になったときの濃縮水Ｗ３の電気伝導率ＥＣ_ｙに近づくように推移する。

制御部１０は、以上のような制御を実行することで、透過水Ｗ２の回収率を、９０％、８５％、８０％の順に下げながら装置を運転する。これにより、制御例Ａでは、平衡時回収率Ｒ_ｅに設定して運転する前に、これよりも高い再開時回収率Ｒ_０で運転させるため、透過水Ｗ２の製造を再開した時点から平衡時回収率Ｒ_ｅに固定して運転した場合（図８における破線のグラフ）よりも、濃縮水Ｗ３の廃棄量を低減できる。その結果、水を節約することができる。

ステップＳＴ６０７において、制御部１０は、所定のフラッシング間隔に達したか否か（すなわち、透過水Ｗ２の製造積算時間が設定時間に達したか否か：前述のフラッシング条件ｂ）を判定する。フラッシング間隔に達したと判定された場合（ＹＥＳ）には、処理は、ステップＳＴ６０８へ移行する。また、フラッシング間隔に達していないと判定された場合（ＮＯ）には、処理は、ステップＳＴ６０７を繰り返す。

ステップＳＴ６０８において、制御部１０は、装置の運転の途中に、図８に示すタイミングｔ１３において、フラッシング運転を実行する。ここで、例えば、制御部１０は、フラッシング運転を６０秒実行する。これにより、ＲＯ膜モジュール４の一次側が供給水Ｗ１で希釈され、濃縮水Ｗ３の電気伝導率が低下する。ここでは、短時間で透過水Ｗ２の製造を再開するため、フラッシング運転の実行時間を、運転終了時に実行されるフラッシング運転の実行時間の半分としている。図８に示すように、タイミングｔ１３における濃縮水Ｗ３の電気伝導率は、タイミングｔ１０における濃縮水Ｗ３の電気伝導率よりも高いためである。
ステップＳＴ６０８の後に、処理は、ステップＳＴ６０２へ移行する。

ここで、装置の運転の途中にフラッシング運転を実行した後における図８に示すタイミングｔ１３，ｔ１４，ｔ１５については、前述したステップＳＴ６０２〜ＳＴ６０６の説明を援用する。前述の説明におけるタイミングｔ１０，ｔ１１，ｔ１２は、それぞれタイミングｔ１３，ｔ１４，ｔ１５と読み替えるものとする。また、前述の説明において、「装置の再起動時」に代えて、「フラッシング運転の終了時」とする。

制御例Ｂ
次に、制御例Ｂについて説明する。図９は、制御部１０が制御例Ｂ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は、制御部１０が制御例Ｂを実行する場合の濃縮水Ｗ３の電気伝導率の変化を示すグラフである。図９において、実線は、制御例Ｂを実行した場合（すなわち、再開時回収率Ｒ_０＞平衡時回収率Ｒ_ｅの場合）における濃縮水の電気伝導率の時間変化を示したものである。一方、図１０において、破線は、制御例Ｂを実行しない場合（すなわち、再開時回収率Ｒ_０＝平衡時回収率Ｒ_ｅの場合）における濃縮水の電気伝導率の時間変化を示したものである。
図９に示すフローチャートの処理は、逆浸透膜分離装置１の運転中において、繰り返し実行される。

制御例Ｂは、経過時間に応じて、回収率を徐々に下げる制御である。制御例Ｂにおいて、制御部１０は、経過時間が予め設定された１つ以上の設定時間に達する毎に、回収率を徐々に下げるように、比例制御排水弁８の弁開度を制御する。なお、制御例Ａと同じ内容の説明を適宜に省略する。

制御例Ｂを実行する前段階として、装置の運転が終了（透過水Ｗ２の製造の終了）されており、装置が再起動される場合について説明する。装置の運転の終了時に、フラッシング運転が所定時間（例えば、１２０秒）実行されている。これにより、ＲＯ膜モジュール４の一次側が洗浄されると共に、水の濃縮がリセットされた初期状態となっている。

図９に示すステップＳＴ７０１において、装置の再起動時（すなわち、透過水Ｗ２の製造再開時）において、制御部１０は、制御部１０の内部タイマ（不図示）により、装置の再起動時からの経過時間の計時を開始する。
ステップＳＴ７０１の後に、処理は、ステップＳＴ７０２へ移行する。

ここで、制御例Ｂにおける図９に示すステップＳＴ７０２〜ＳＴ７０８の説明は、図７に示すステップＳＴ６０２〜ＳＴ６０８の説明における「第１設定ＥＣ閾値（ＥＣ_ａ）」及び「第２設定ＥＣ閾値（ＥＣ_ｂ）」に代えて、それぞれ、「第１Ａ設定時間（Ｔ１Ａ）」及び「第１Ｂ設定時間（Ｔ１Ｂ）」とすると共に、図８におけるタイミングｔ１０，ｔ１１，ｔ１２に代えて、図１０におけるタイミングｔ２０，ｔ２１，ｔ２２として、制御例Ａの説明を援用する。

これにより、制御部１０は、以上のような制御を実行することで、透過水Ｗ２の回収率を、９０％、８５％、８０％の順に下げながら装置を運転する。これにより、制御例Ｂでは、平衡時回収率Ｒ_ｅに設定して運転する前に、これよりも高い再開時回収率Ｒ_０で運転させるため、透過水Ｗ２の製造を再開した時点から平衡時回収率Ｒ_ｅに固定して運転した場合（図１０における破線のグラフ）よりも、濃縮水Ｗ３の廃棄量を低減できる。その結果、水を節約することができる。

また、制御例ＢにおけるステップＳＴ７０９〜ＳＴ７１３の説明は、図７に示すステップＳＴ６０２〜ＳＴ６０６の説明における「第１設定ＥＣ閾値（ＥＣ_ａ）」及び「第２設定ＥＣ閾値（ＥＣ_ｂ）」に代えて、それぞれ、「第２Ａ設定時間（Ｔ２Ａ）」及び「第２Ｂ設定時間（Ｔ２Ｂ）」とすると共に、図８におけるタイミングｔ１３，ｔ１４，ｔ１５に代えて、図１０におけるタイミングｔ２３，ｔ２４，ｔ２５として、制御例Ａの説明を援用する。また、制御例ＢにおけるステップＳＴ７０９〜ＳＴ７１３の説明は、図７に示すステップＳＴ６０２〜ＳＴ６０６の説明における「装置の再起動時」に代えて、「フラッシング運転の終了時」とする。

なお、ステップＳＴ７１０において、制御部１０は、透過水Ｗ２の製造を再開した時点からのタイマの計時時間が第２Ａ設定時間Ｔ２Ａ（図１０参照）に達したか否かを判定する。第２Ａ設定時間Ｔ２Ａは、ステップＳＴ７０３における第１Ａ設定時間Ｔ１Ａよりも短い時間である。この理由は、装置の運転の途中に実行されるフラッシング運転の実行時間を、運転終了時に実行されるフラッシング運転の実行時間の半分としているためである。図１０に示すように、タイミングｔ２３における濃縮水Ｗ３の電気伝導率は、タイミングｔ２０における濃縮水Ｗ３の電気伝導率よりも高い。そのため、第２Ａ設定時間Ｔ２Ａは、ステップＳＴ７０３における第１Ａ設定時間Ｔ１Ａよりも短い時間に設定される。

これにより、制御部１０は、以上のような制御を実行することで、回収率を、９０％、８５％、８０％の順に下げながら装置を運転する。よって、装置の運転の途中に実行されるフラッシング運転の終了後（図１０のタイミングｔ２３以降）においても、透過水Ｗ２の製造を再開した時点から平衡時回収率Ｒ_ｅに固定して運転した場合（図１０における破線のグラフ）よりも、濃縮水Ｗ３の廃棄量を低減できる。その結果、水を節約することができる。

上述した実施形態に係る逆浸透膜分離装置１によれば、例えば、以下のような効果が得られる。
本実施形態に係る逆浸透膜分離装置１においては、供給水Ｗ１を透過水Ｗ２と濃縮水Ｗ３とに分離する逆浸透膜モジュール４と、供給水Ｗ１を逆浸透膜モジュール４に供給する供給水ラインＬ１と、逆浸透膜モジュール４で分離された透過水Ｗ２を送出する透過水ラインＬ２と、逆浸透膜モジュール４で分離された濃縮水Ｗ３を装置外へ排出する排水ラインＬ５と、排水ラインＬ５に設けられ装置外へ排出する濃縮水Ｗ３の排水流量を調整可能な排水流量調整手段８と、逆浸透膜モジュール４の一次側を洗浄するためのフラッシング運転が実行され、透過水Ｗ２の製造を再開した後に、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、平衡時回収率Ｒ_ｅよりも高くするように、比例制御排水弁８を制御する制御部１０と、を備える。

そのため、フラッシング運転を実行し、透過水Ｗ２の製造を再開した後において、平衡時回収率Ｒ_ｅに設定して運転する前に、これよりも高い再開時回収率Ｒ_０で運転させるため、濃縮度の低い濃縮水Ｗ３が廃棄されるのを抑制できる。その結果、水を節約することができる。

また、本実施形態に係る逆浸透膜分離装置１においては、制御部１０は、透過水Ｗ２の製造を再開した時点から回収率を徐々に下げるように、比例制御排水弁８を制御する。そのため、シリカの濃縮倍率が許容濃縮倍率Ｎ_ｓを超えたり、炭酸カルシウムの濃縮倍率が許容濃縮倍率Ｎ_ｃを超えたりすることを回避しながら、濃縮を促進させることができる。

また、本実施形態に係る逆浸透膜分離装置１においては、ＲＯ膜モジュールにより分離された濃縮水Ｗ３の電気伝導率を測定する第２電気伝導率センサＥＣ２を備え、制御部１０は、濃縮水Ｗ３の電気伝導率が予め設定された１つ以上の設定伝導率閾値に達する毎に、回収率を徐々に下げるように、比例制御排水弁８を制御する。そのため、シリカ系スケールや炭酸カルシウム系スケールの析出を抑制しながら、速やかに最大回収率に到達させることができる。

また、本実施形態に係る逆浸透膜分離装置１においては、制御部１０は、経過時間が予め設定された１つ以上の設定時間に達する毎に、回収率を徐々に下げるように、比例制御排水弁８を制御する。そのため、シリカ系スケールや炭酸カルシウム系スケールの析出を抑制しながら、速やかに最大回収率に到達させることができる。

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、圧力調整手段として、圧力調整弁７を制御部１０により弁開度制御できるように構成したが、これに制限されない。例えば、圧力調整手段は、補助動力や外部操作を必要とせずに流路断面積を一定面積に維持する弁やオリフィスなどでもよく、例えば、「絞り」の名称で呼ばれるものでもよい。また、圧力調整手段は、使用前に流路断面積を調整しておき、使用時には流路断面積を一定面積に維持した状態で使用されるものでもよい。

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Ｗ１の温度を検出する例について説明した。これに限らず、例えば、ＲＯ膜モジュール４で得られた透過水Ｗ２又は濃縮水Ｗ３（Ｗ３１，Ｗ３２）の温度を検出してもよい。

本実施形態では、各回収率制御において、比例制御排水弁８の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例について説明した。これに限らず、複数の排水バルブを並列に設けた構成とし、排水バルブの開弁数を増減することにより、濃縮水Ｗ３の排水流量を段階的に調節するように制御してもよい。これにより、濃縮水Ｗ３の排水流量を調節することができる。

また、本実施形態においては、濃縮水ラインＬ３に第２電気伝導率センサＥＣ２を設けたが、これに制限されない。第２電気伝導率センサＥＣ２を設ける位置は、濃縮水Ｗ３を検出できる位置であればよく、例えば、第２電気伝導率センサＥＣ２を、排水ラインＬ５や循環水ラインＬ４に設けてもよい。

また、本実施形態では、透過水Ｗ２の製造を再開した時点の再開時回収率Ｒ_０を平衡時回収率Ｒ_ｅよりも高く設定し、回収率を徐々に下げる（上げることなく下げ続ける）ように、比例制御排水弁８の弁開度を制御した。しかし、これに制限されず、再開時回収率Ｒ_０を平衡時回収率Ｒ_ｅよりも高く設定した後に、回収率を徐々に下げる制御を行わなくてもよい。例えば、再開時回収率Ｒ_０を平衡時回収率Ｒ_ｅよりも高く設定した後に、回収率を下げる途中で回収率を一旦上げる制御を行ってもよい。

１，１Ａ 逆浸透膜分離装置
２ 加圧ポンプ
３ インバータ
４ ＲＯ膜モジュール（逆浸透膜モジュール）
５ 定流量弁（定流量手段）
７ 圧力調整弁（圧力調整手段）
８ 比例制御排水弁（比例制御バルブ、排水流量調整手段）
１０，１０Ａ 制御部（ポンプ駆動制御部、定流量制御部、排水制御部、圧力調整制御部）
５０ 定流量可変機構部（定流量可変手段）
５１ 第１定流量弁（定流量弁）
５２ 第２定流量弁（定流量弁）
５３ 開閉弁
Ｌ１ 供給水ライン
Ｌ２ 透過水ライン
Ｌ３ 濃縮水ライン
Ｌ４ 循環水ライン
Ｌ５ 排水ライン
ＴＥ 温度センサ（温度検出手段）
ＦＭ１ 第１流量センサ（第１流量検出手段）
ＦＭ２ 第２流量センサ（第２流量検出手段）
ＥＣ２ 第２電気伝導率センサ（電気伝導率測定手段）
Ｗ１ 供給水
Ｗ２ 透過水
Ｗ３ 濃縮水
Ｗ３１ 濃縮水の一部
Ｗ３２ 濃縮水の残部

Claims (4)

1. 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と、
   供給水を前記逆浸透膜モジュールに供給する供給水ラインと、
   前記逆浸透膜モジュールで分離された透過水を送出する透過水ラインと、
   前記逆浸透膜モジュールで分離された濃縮水を装置外へ排出する排水ラインと、
   前記排水ラインに設けられ、装置外へ排出する濃縮水の排水流量を調整可能な排水流量調整手段と、
   前記逆浸透膜モジュールの一次側を洗浄するためのフラッシング運転が実行され、透過水の製造を再開した後に、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、透過水を所定の目標流量値で製造している運転状態における回収率であってシリカ系スケール又は炭酸カルシウム系スケールの析出が起こらない最大回収率よりも高くするように、前記排水流量調整手段を制御する制御部と、を備える
   逆浸透膜分離装置。
2. 前記制御部は、透過水の製造を再開した時点から前記回収率を徐々に下げるように、前記排水流量調整手段を制御する
   請求項１に記載の逆浸透膜分離装置。
3. 前記逆浸透膜モジュールにより分離された濃縮水の電気伝導率を測定する電気伝導率測定手段を備え、
   前記制御部は、濃縮水の電気伝導率が予め設定された１つ以上の設定伝導率閾値に達する毎に、前記回収率を徐々に下げるように、前記排水流量調整手段を制御する
   請求項２に記載の逆浸透膜分離装置。
4. 前記制御部は、経過時間が予め設定された１つ以上の設定時間に達する毎に、前記回収率を徐々に下げるように、前記排水流量調整手段を制御する
   請求項２に記載の逆浸透膜分離装置。

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