JPH08229554A - 逆浸透膜造水プラントの運転制御装置 - Google Patents
逆浸透膜造水プラントの運転制御装置Info
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- JPH08229554A JPH08229554A JP3985195A JP3985195A JPH08229554A JP H08229554 A JPH08229554 A JP H08229554A JP 3985195 A JP3985195 A JP 3985195A JP 3985195 A JP3985195 A JP 3985195A JP H08229554 A JPH08229554 A JP H08229554A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 逆浸透膜造水プラントの運転制御を行いに際
し、プラントの状態パラメータの目標値を実情に合わせ
て求める。 【構成】 水温計10で求めた水温と、予め入力された
運転条件とから、供給水流量、透過水流量等のプラント
の状態パラメータに関して少なくとも3つの関係式が、
状態算出手段25において算出される。目標値算出手段
27において、状態算出手段25により算出された少な
くとも3つの関係式を用いて、関係式と同数の未知の状
態パラメータ以外の状態パラメータについて所定値が代
入され、他の状態パラメータの目標値が算出される。こ
れらの状態パラメータに基づいて、制御手段28によ
り、プラントの運転制御が行なわれる。
し、プラントの状態パラメータの目標値を実情に合わせ
て求める。 【構成】 水温計10で求めた水温と、予め入力された
運転条件とから、供給水流量、透過水流量等のプラント
の状態パラメータに関して少なくとも3つの関係式が、
状態算出手段25において算出される。目標値算出手段
27において、状態算出手段25により算出された少な
くとも3つの関係式を用いて、関係式と同数の未知の状
態パラメータ以外の状態パラメータについて所定値が代
入され、他の状態パラメータの目標値が算出される。こ
れらの状態パラメータに基づいて、制御手段28によ
り、プラントの運転制御が行なわれる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、逆浸透膜モジュールを
用いた逆浸透膜造水プラントの運転制御装置に関する。
用いた逆浸透膜造水プラントの運転制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、逆浸透膜モジュールを用いた逆浸
透膜造水プラントが知られている。この造水プラントの
運転制御にあたっては、原水の条件や、膜の状態に応じ
た適切な運転を行い効率的な運転が望まれている。
透膜造水プラントが知られている。この造水プラントの
運転制御にあたっては、原水の条件や、膜の状態に応じ
た適切な運転を行い効率的な運転が望まれている。
【0003】しかしながら従来、逆浸透膜モジュールを
用いた逆浸透膜造水プラントの運転諸因子である水温、
供給水濃度、供給水流量、透過水流量、回収率、供給水
圧力、透過水濃度、モジュール数、運転コスト等の関係
は複雑で、目標とする最適の運転点での運転は難しく、
このため高価な膜の有効利用や効率的な運転を行うこと
はできない。
用いた逆浸透膜造水プラントの運転諸因子である水温、
供給水濃度、供給水流量、透過水流量、回収率、供給水
圧力、透過水濃度、モジュール数、運転コスト等の関係
は複雑で、目標とする最適の運転点での運転は難しく、
このため高価な膜の有効利用や効率的な運転を行うこと
はできない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】逆浸透膜モジュールを
有する逆浸透膜造水プラントにおいて、透過水量は水温
の上昇により増加する性質があり、また供給水圧力にも
比例する。また、透過塩分量も水温の上昇により増加す
る性質がある。従来、造水プラントから一定の水量を得
るために、水温上昇時に供給水圧力を減少させたり、年
に1度程度、運転する膜モジュールの数を変更したりし
ている。水温の上昇に伴う造水プラントの能力の増加は
顕著であるので、このことを利用して多くの透過水量を
得たりより少ない運転圧力(供給水圧力等)や運転モジ
ュール数で運転を行うことができれば経済的である。
有する逆浸透膜造水プラントにおいて、透過水量は水温
の上昇により増加する性質があり、また供給水圧力にも
比例する。また、透過塩分量も水温の上昇により増加す
る性質がある。従来、造水プラントから一定の水量を得
るために、水温上昇時に供給水圧力を減少させたり、年
に1度程度、運転する膜モジュールの数を変更したりし
ている。水温の上昇に伴う造水プラントの能力の増加は
顕著であるので、このことを利用して多くの透過水量を
得たりより少ない運転圧力(供給水圧力等)や運転モジ
ュール数で運転を行うことができれば経済的である。
【0005】また、水温の上昇に伴う透過塩分量を考慮
して、回収率、運転モジュール数を設定することができ
れば、適正な水質の透過水を得ることができる。また、
汚れの進み具合や機器の保守点検の時期に合わせて、洗
浄やモジュール数の変更を行うことができればオペレー
タの無駄な負荷を軽減できる。また、これら複数の条件
を矛盾のない範囲で満たすような目標設定を行うことが
できれば、適正な水量水質を得るための効率的運転が実
現できる。
して、回収率、運転モジュール数を設定することができ
れば、適正な水質の透過水を得ることができる。また、
汚れの進み具合や機器の保守点検の時期に合わせて、洗
浄やモジュール数の変更を行うことができればオペレー
タの無駄な負荷を軽減できる。また、これら複数の条件
を矛盾のない範囲で満たすような目標設定を行うことが
できれば、適正な水量水質を得るための効率的運転が実
現できる。
【0006】しかしながら適切な供給水圧力、モジュー
ル数等を算出することは複雑であり、従来は運転圧力や
モジュール数を大まかに変化させるだけであった。また
膜の汚れについても、定性的な評価が中心で合ったため
に定期的な洗浄や交換は行なわれるが、効率的な運転は
できなかった。
ル数等を算出することは複雑であり、従来は運転圧力や
モジュール数を大まかに変化させるだけであった。また
膜の汚れについても、定性的な評価が中心で合ったため
に定期的な洗浄や交換は行なわれるが、効率的な運転は
できなかった。
【0007】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、水温や供給水の水質に対応するとともに、
オペレータの運転方針に応じて、適宜、運転条件を制御
し、適切なモジュール数で自動運転を行うことができる
逆浸透膜造水プラントの運転制御装置を提供することを
目的とする。
ものであり、水温や供給水の水質に対応するとともに、
オペレータの運転方針に応じて、適宜、運転条件を制御
し、適切なモジュール数で自動運転を行うことができる
逆浸透膜造水プラントの運転制御装置を提供することを
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
供給水を透過して透過水を得る逆浸透膜モジュールと、
プラントの状態を測定する測定手段とを備えた逆浸透膜
造水プラントの運転制御装置において、前記測定手段で
測定した水温と、予め入力された運転条件とから、供給
水流量、透過水流量、回収率、供給水圧力、供給水濃
度、濃縮水圧力、透過水濃度およびモジュール数の各状
態パラメータに関する少なくとも3つの関係式を算出す
る状態算出手段と、前記状態パラメータのうち、前記各
関係式に含まれるとともに前記関係式と同数の未知の状
態パラメータを除いた他の状態パラメータについて所定
値を前記各関係式に代入して未知の状態パラメータの目
標値を求める目標値算出手段と、この目標値算出手段に
より求められた状態パラメータの目標値と、予め定めら
れた状態パラメータの所定値に基づいて、前記逆浸透膜
造水プラントの運転制御を行う制御手段と、を備えたこ
とを特徴とする逆浸透膜造水プラントの運転制御装置で
ある。
供給水を透過して透過水を得る逆浸透膜モジュールと、
プラントの状態を測定する測定手段とを備えた逆浸透膜
造水プラントの運転制御装置において、前記測定手段で
測定した水温と、予め入力された運転条件とから、供給
水流量、透過水流量、回収率、供給水圧力、供給水濃
度、濃縮水圧力、透過水濃度およびモジュール数の各状
態パラメータに関する少なくとも3つの関係式を算出す
る状態算出手段と、前記状態パラメータのうち、前記各
関係式に含まれるとともに前記関係式と同数の未知の状
態パラメータを除いた他の状態パラメータについて所定
値を前記各関係式に代入して未知の状態パラメータの目
標値を求める目標値算出手段と、この目標値算出手段に
より求められた状態パラメータの目標値と、予め定めら
れた状態パラメータの所定値に基づいて、前記逆浸透膜
造水プラントの運転制御を行う制御手段と、を備えたこ
とを特徴とする逆浸透膜造水プラントの運転制御装置で
ある。
【0009】請求項2記載の発明は、状態算出手段にお
ける3つの関係式は、
ける3つの関係式は、
【0010】
【数3】 であることを特徴とするものである。
【0011】請求項3記載の発明は、測定手段において
供給水濃度を測定するとともに、目標値算出手段におい
て、測定手段で測定した供給水濃度の所定値を代入する
ことを特徴とするものである。
供給水濃度を測定するとともに、目標値算出手段におい
て、測定手段で測定した供給水濃度の所定値を代入する
ことを特徴とするものである。
【0012】請求項4記載の発明は、測定手段で測定し
た水温と、供給水濃度と、供給水流量と、透過水流量
と、供給水圧力と、濃縮水圧力と、透過水濃度と、モジ
ュール数とから、以下の逆浸透プロセスの輸送方程式の
変形式2式、
た水温と、供給水濃度と、供給水流量と、透過水流量
と、供給水圧力と、濃縮水圧力と、透過水濃度と、モジ
ュール数とから、以下の逆浸透プロセスの輸送方程式の
変形式2式、
【0013】
【数4】 により現在の水透過係数および塩透過係数を算出する膜
性能補正手段を更に備えたことを特徴とするものである
請求項5記載の発明は、測定手段で測定した水温と、供
給水流量と、透過水流量と、供給水圧力と、濃縮水圧力
と、透過水濃度と、モジュール数と、膜の洗浄年月日
と、膜の停止年月日と、膜の交換年月日と、高圧ポンプ
の保守年月日とを保存するデータ保存手段と、膜性能補
正手段により算出された水透過係数および塩透過係数の
時系列変化と、データ保存手段における情報とから標準
条件の水透過係数、塩透過係数の変化モデルおよび洗浄
の変化モデルを作成する変化モデル作成手段と、を更に
備えたことを特徴とするものである。
性能補正手段を更に備えたことを特徴とするものである
請求項5記載の発明は、測定手段で測定した水温と、供
給水流量と、透過水流量と、供給水圧力と、濃縮水圧力
と、透過水濃度と、モジュール数と、膜の洗浄年月日
と、膜の停止年月日と、膜の交換年月日と、高圧ポンプ
の保守年月日とを保存するデータ保存手段と、膜性能補
正手段により算出された水透過係数および塩透過係数の
時系列変化と、データ保存手段における情報とから標準
条件の水透過係数、塩透過係数の変化モデルおよび洗浄
の変化モデルを作成する変化モデル作成手段と、を更に
備えたことを特徴とするものである。
【0014】請求項6記載の発明は、供給水流量と、モ
ジュール数と、運転コストの関係を算出するコスト算出
手段を更に備えたことを特徴とするものである。
ジュール数と、運転コストの関係を算出するコスト算出
手段を更に備えたことを特徴とするものである。
【0015】請求項7記載の発明は、経済性を重視する
運転と、生産水量が最大となる運転と、生産水水質が最
高となる運転と、オペレータの作業量を軽減する運転
と、その他オペレータの最も重要視する因子を最適にす
る運転と、上記の複数の条件を組み合わせた運転と、か
ら、オペレータが現状に合わせた運転モードを選択でき
る運転モード入力手段と、水温変化と供給水濃度と洗浄
時期と膜の停止時期と膜の交換時期と高圧ポンプの保守
時期からなる運転条件を一定周期毎に予測する運転条件
予測手段と、この運転条件予測手段の結果と、運転モー
ド入力手段によりオペレータによって入力された運転モ
ードと、以下の2項目の値(次の3項目のうちの2項
目、供給水流量目標値、透過水流量目標値、回収率目標
値)または(回収率目標値と、次のうちの1項目、供給
水圧力目標値、透過水流量目標値)と、以下の1項目の
値(透過水濃度目標値、モジュール数目標値)とから、
運転モードと目標値が矛盾する場合は運転モードを優先
して、供給水流量目標値と、透過水流量目標値と、回収
率目標値と、供給水圧力目標値と、透過水濃度目標値
と、モジュール数目標値と、運転コストおよびオペレー
タ作業量を運転条件予測の更新毎に算出し直しながら、
予測する運転予測手段と、を更に備えたことを特徴とす
るものである。
運転と、生産水量が最大となる運転と、生産水水質が最
高となる運転と、オペレータの作業量を軽減する運転
と、その他オペレータの最も重要視する因子を最適にす
る運転と、上記の複数の条件を組み合わせた運転と、か
ら、オペレータが現状に合わせた運転モードを選択でき
る運転モード入力手段と、水温変化と供給水濃度と洗浄
時期と膜の停止時期と膜の交換時期と高圧ポンプの保守
時期からなる運転条件を一定周期毎に予測する運転条件
予測手段と、この運転条件予測手段の結果と、運転モー
ド入力手段によりオペレータによって入力された運転モ
ードと、以下の2項目の値(次の3項目のうちの2項
目、供給水流量目標値、透過水流量目標値、回収率目標
値)または(回収率目標値と、次のうちの1項目、供給
水圧力目標値、透過水流量目標値)と、以下の1項目の
値(透過水濃度目標値、モジュール数目標値)とから、
運転モードと目標値が矛盾する場合は運転モードを優先
して、供給水流量目標値と、透過水流量目標値と、回収
率目標値と、供給水圧力目標値と、透過水濃度目標値
と、モジュール数目標値と、運転コストおよびオペレー
タ作業量を運転条件予測の更新毎に算出し直しながら、
予測する運転予測手段と、を更に備えたことを特徴とす
るものである。
【0016】
【作用】請求項1記載の発明によれば、状態算出手段で
は、前記測定手段で測定した水温と、予め入力されてい
た運転条件から、供給水流量と、透過水流量と、回収率
と、供給水圧力と、供給水濃度と、濃縮水圧力と、透過
水濃度と、モジュール数の各状態パラメータに関する少
なくとも3つの関係式を算出する。目標値算出手段で
は、オペレータによって入力された関係式と同数の未知
の状態パラメータ以外の状態パラメータの所定値から、
入力された以外の状態パラメータを算出する。制御手段
では、算出された目標値によって、プラントの運転を目
標通り制御する。
は、前記測定手段で測定した水温と、予め入力されてい
た運転条件から、供給水流量と、透過水流量と、回収率
と、供給水圧力と、供給水濃度と、濃縮水圧力と、透過
水濃度と、モジュール数の各状態パラメータに関する少
なくとも3つの関係式を算出する。目標値算出手段で
は、オペレータによって入力された関係式と同数の未知
の状態パラメータ以外の状態パラメータの所定値から、
入力された以外の状態パラメータを算出する。制御手段
では、算出された目標値によって、プラントの運転を目
標通り制御する。
【0017】請求項2記載の発明によれば、目標値算出
手段において状態算出手段により求めた3つの関係式に
より精度良く目標値を求めることができる。
手段において状態算出手段により求めた3つの関係式に
より精度良く目標値を求めることができる。
【0018】請求項3記載の発明によれば、目標値算出
手段において、測定手段で測定した供給水濃度を入力に
加えることにより、目標値の算出が精度良く行われる。
手段において、測定手段で測定した供給水濃度を入力に
加えることにより、目標値の算出が精度良く行われる。
【0019】請求項4記載の発明によれば、膜性能補正
手段では、測定手段で測定した水温と、供給水濃度と、
供給水流量と、透過水流量と、供給水圧力と、濃縮水圧
力と、透過水濃度と、モジュール数とから、現在の標準
条件に換算した水透過係数および塩透過係数を計算する
ので、目標値算出手段において目標値の算出を現状に合
わせて精度良く行うことができる。
手段では、測定手段で測定した水温と、供給水濃度と、
供給水流量と、透過水流量と、供給水圧力と、濃縮水圧
力と、透過水濃度と、モジュール数とから、現在の標準
条件に換算した水透過係数および塩透過係数を計算する
ので、目標値算出手段において目標値の算出を現状に合
わせて精度良く行うことができる。
【0020】請求項5記載の発明によれば、データ保存
手段では、測定手段で測定した水温と、供給水流量と、
透過水流量と、供給水圧力と、濃縮水圧力と、透過水濃
度と、モジュール数と、膜の洗浄年月日と、膜の停止年
月日と、膜の交換年月日と、高圧ポンプの保守年月日と
を保存する。変化モデル作成手段では、膜状態補正手段
により算出された水透過係数および塩透過係数の時系列
変化と、データ保存手段における情報とから標準条件の
水透過係数、塩透過係数の変化モデルおよび洗浄の変化
モデルを作成する。この変化モデルから求めた水透過係
数および塩透過係数の最適値により、目標値算出手段に
おいて目標値の算出を精度良く行うことができる。
手段では、測定手段で測定した水温と、供給水流量と、
透過水流量と、供給水圧力と、濃縮水圧力と、透過水濃
度と、モジュール数と、膜の洗浄年月日と、膜の停止年
月日と、膜の交換年月日と、高圧ポンプの保守年月日と
を保存する。変化モデル作成手段では、膜状態補正手段
により算出された水透過係数および塩透過係数の時系列
変化と、データ保存手段における情報とから標準条件の
水透過係数、塩透過係数の変化モデルおよび洗浄の変化
モデルを作成する。この変化モデルから求めた水透過係
数および塩透過係数の最適値により、目標値算出手段に
おいて目標値の算出を精度良く行うことができる。
【0021】請求項6記載の発明によれば、コスト算出
手段において、供給水流量と、モジュール数と、運転コ
ストの関係を算出する。
手段において、供給水流量と、モジュール数と、運転コ
ストの関係を算出する。
【0022】請求項7記載の発明によれば、運転モード
入力手段では、オペレータが現状に合わせた運転モード
を選択できる。運転条件予測手段では、将来の水温変化
と供給水濃度と洗浄時期、膜の停止時期、膜の交換時
期、高圧ポンプの保守時期を一定周期毎にデータの入力
によって予測を更新しながらする運転条件の推移を予測
する。次に運転予測手段では、運転条件予測手段の結果
と、オペレータによって入力された運転モードと、目標
値とから、モードと目標値が矛盾する場合はモードを優
先して、供給水流量目標値と、透過水流量目標値と、回
収率目標値と、供給水圧力目標値と、透過水濃度目標値
と、モジュール数目標値と運転コスト、オペレータ作業
量を運転条件予測の更新毎に算出し直しながら予測す
る。
入力手段では、オペレータが現状に合わせた運転モード
を選択できる。運転条件予測手段では、将来の水温変化
と供給水濃度と洗浄時期、膜の停止時期、膜の交換時
期、高圧ポンプの保守時期を一定周期毎にデータの入力
によって予測を更新しながらする運転条件の推移を予測
する。次に運転予測手段では、運転条件予測手段の結果
と、オペレータによって入力された運転モードと、目標
値とから、モードと目標値が矛盾する場合はモードを優
先して、供給水流量目標値と、透過水流量目標値と、回
収率目標値と、供給水圧力目標値と、透過水濃度目標値
と、モジュール数目標値と運転コスト、オペレータ作業
量を運転条件予測の更新毎に算出し直しながら予測す
る。
【0023】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図1は本発明による逆浸透膜モジュールを
用いた逆浸透膜造水プラントの運転制御装置の一実施例
を示す図である。
て説明する。図1は本発明による逆浸透膜モジュールを
用いた逆浸透膜造水プラントの運転制御装置の一実施例
を示す図である。
【0024】図1において、造水プラントは、原水(海
水)を取水する取水ポンプ1と、前処理装置2と、高圧
ポンプ3と、逆浸透膜4aを有する複数の逆浸透膜モジ
ュール4とを備え、逆浸透膜モジュール4には洗浄装置
5が接続されている。このうち、逆浸透膜モジュール4
の配置数をモジュール数という。
水)を取水する取水ポンプ1と、前処理装置2と、高圧
ポンプ3と、逆浸透膜4aを有する複数の逆浸透膜モジ
ュール4とを備え、逆浸透膜モジュール4には洗浄装置
5が接続されている。このうち、逆浸透膜モジュール4
の配置数をモジュール数という。
【0025】また高圧ポンプ3から逆浸透膜モジュール
4の供給水流入路6には、供給水流量調節弁7およびサ
ンプリングポンプ8が設置されており、海水等の原水は
サンプリング配管9を通って、プラントの状態値を測定
する手段、例えば水温計10および供給水導電率計11
に送られる。さらに供給水流入路6には、供給水圧力計
12および供給水流量計13が設置されている。
4の供給水流入路6には、供給水流量調節弁7およびサ
ンプリングポンプ8が設置されており、海水等の原水は
サンプリング配管9を通って、プラントの状態値を測定
する手段、例えば水温計10および供給水導電率計11
に送られる。さらに供給水流入路6には、供給水圧力計
12および供給水流量計13が設置されている。
【0026】また逆浸透膜モジュール4には、逆浸透膜
4aを透過する透過水用の透過水流出路14と、逆浸透
膜4aを透過せず塩分が濃縮された濃縮水用の濃縮水流
出路15が接続されている。
4aを透過する透過水用の透過水流出路14と、逆浸透
膜4aを透過せず塩分が濃縮された濃縮水用の濃縮水流
出路15が接続されている。
【0027】透過水流出路14には、サンプリングポン
プ16が設置されており、透過水はサンプリング配管1
7を通って、透過水導電率計18に送られる。また、透
過水流出路14には透過水流量計19が設置されてお
り、濃縮水流出路15には、濃縮水流量調節弁20と濃
縮水圧力計21が各々設置されている。
プ16が設置されており、透過水はサンプリング配管1
7を通って、透過水導電率計18に送られる。また、透
過水流出路14には透過水流量計19が設置されてお
り、濃縮水流出路15には、濃縮水流量調節弁20と濃
縮水圧力計21が各々設置されている。
【0028】次に本発明による逆浸透膜造水プラントの
運転制御装置について説明する。運転制御装置22は、
オペレータとの信号のやりとりを行うマンマシンインタ
フェース手段23を備え、高圧ポンプ3および逆浸透膜
モジュール4に指示を送り目標通りの運転を実現するよ
うになっている。
運転制御装置について説明する。運転制御装置22は、
オペレータとの信号のやりとりを行うマンマシンインタ
フェース手段23を備え、高圧ポンプ3および逆浸透膜
モジュール4に指示を送り目標通りの運転を実現するよ
うになっている。
【0029】すなわち図1に示すように、逆浸透膜造水
プラントの運転制御装置22は、水温計10で測定した
供給水水温Tpvおよび供給水導電率計11で測定した供
給水濃度Cfpvと、予め入力されていた運転条件とか
ら、供給水流量Qfcal と、透過水流量Qpcal と、回
収率RRcal と、供給水圧力Pfcal と、透過水濃度C
pcal と、モジュール数Ncal と、の関係を算出する状
態算出手段25と、状態算出手段25により算出された
結果をグラフにして表示するグラフ表示手段26と、オ
ペレータによって入力された以下の2項目の値(次の3
項目のうちの2項目、供給水流量目標値Qfsv、透過水
流量目標値Qpsv、回収率目標値RRsv)または(回収
率目標値と、次のうちの1項目、透過水流量目標値Qp
sv、供給水圧力目標値Pfsv)と、以下の1項目の値
(透過水濃度目標値Cfsv、モジュール数目標値Nsv)
とから入力された以外の供給水流量目標値Qfsvと、透
過水流量目標値Qpsvと、回収率目標値RRsvと、供給
水圧力目標値Pfsvと、透過水濃度目標値Cfsvと、モ
ジュール数目標値Nsvを算出する目標値算出手段27
と、算出された目標値によって、取水流量Qfpv、供給
水圧力Pfpv、濃縮水圧力Pbpvを制御する制御手段2
8と、を備えている。
プラントの運転制御装置22は、水温計10で測定した
供給水水温Tpvおよび供給水導電率計11で測定した供
給水濃度Cfpvと、予め入力されていた運転条件とか
ら、供給水流量Qfcal と、透過水流量Qpcal と、回
収率RRcal と、供給水圧力Pfcal と、透過水濃度C
pcal と、モジュール数Ncal と、の関係を算出する状
態算出手段25と、状態算出手段25により算出された
結果をグラフにして表示するグラフ表示手段26と、オ
ペレータによって入力された以下の2項目の値(次の3
項目のうちの2項目、供給水流量目標値Qfsv、透過水
流量目標値Qpsv、回収率目標値RRsv)または(回収
率目標値と、次のうちの1項目、透過水流量目標値Qp
sv、供給水圧力目標値Pfsv)と、以下の1項目の値
(透過水濃度目標値Cfsv、モジュール数目標値Nsv)
とから入力された以外の供給水流量目標値Qfsvと、透
過水流量目標値Qpsvと、回収率目標値RRsvと、供給
水圧力目標値Pfsvと、透過水濃度目標値Cfsvと、モ
ジュール数目標値Nsvを算出する目標値算出手段27
と、算出された目標値によって、取水流量Qfpv、供給
水圧力Pfpv、濃縮水圧力Pbpvを制御する制御手段2
8と、を備えている。
【0030】また、状態算出手段25、目標値算出手段
27、制御手段28には、精度を向上させるために、水
温計10で測定した供給水水温Tpvと、供給水導電率計
11で測定した供給水濃度Cfpvと、供給水流量計13
で測定した供給水流量Qfpvと、透過水流量計19で測
定した透過水流量Qppvと、供給水圧力計12で測定し
た供給水圧力Pfpvと、濃縮水圧力計21で測定した濃
縮水圧力Pbpvと、透過水導電率計18で測定した透過
水濃度Cppvと、運転モジュール数Npvとから現在の標
準条件に換算した水透過係数Apv、塩透過係数Bpvを計
算する膜性能補正手段29が設けられている。
27、制御手段28には、精度を向上させるために、水
温計10で測定した供給水水温Tpvと、供給水導電率計
11で測定した供給水濃度Cfpvと、供給水流量計13
で測定した供給水流量Qfpvと、透過水流量計19で測
定した透過水流量Qppvと、供給水圧力計12で測定し
た供給水圧力Pfpvと、濃縮水圧力計21で測定した濃
縮水圧力Pbpvと、透過水導電率計18で測定した透過
水濃度Cppvと、運転モジュール数Npvとから現在の標
準条件に換算した水透過係数Apv、塩透過係数Bpvを計
算する膜性能補正手段29が設けられている。
【0031】さらにまた過去の標準条件に換算した水透
過係数Apv、塩透過係数Bpvと、膜の洗浄年月日とを保
存するデータ保存手段30と、膜性能補正手段29で算
出した水透過係数および塩透過係数の時系列変化と、デ
ータ保存手段30における情報とから水透過係数および
塩透過係数の変化モデルおよび洗浄の変化モデルを作成
する変化モデル作成手段31が設けられている。
過係数Apv、塩透過係数Bpvと、膜の洗浄年月日とを保
存するデータ保存手段30と、膜性能補正手段29で算
出した水透過係数および塩透過係数の時系列変化と、デ
ータ保存手段30における情報とから水透過係数および
塩透過係数の変化モデルおよび洗浄の変化モデルを作成
する変化モデル作成手段31が設けられている。
【0032】また供給水流量Qfと、モジュール数Nと
関係に運転コストCcal の関係を加えグラフにして表示
するコスト算出手段32が設けられている。
関係に運転コストCcal の関係を加えグラフにして表示
するコスト算出手段32が設けられている。
【0033】次にこのような構成からなる本実施例の作
用について説明する。まず図1に示すように、状態算出
手段25では、水温計10で測定した供給水水温Tpv
と、予め運転条件として入力されていた造水能力を示す
標準状態の水透過係数デフォルト値Astddfとに基づ
いて、水透過係数への水温の影響を示す水透過係数水温
補正式である(1)式と、逆浸透プロセスの輸送方程式
である(2)式を用いて、任意の回収率、膜モジュール
数での運転時において、供給水圧力を変化させた場合の
供給水流量、透過水流量、透過塩分量、透過塩濃度を計
算する。
用について説明する。まず図1に示すように、状態算出
手段25では、水温計10で測定した供給水水温Tpv
と、予め運転条件として入力されていた造水能力を示す
標準状態の水透過係数デフォルト値Astddfとに基づ
いて、水透過係数への水温の影響を示す水透過係数水温
補正式である(1)式と、逆浸透プロセスの輸送方程式
である(2)式を用いて、任意の回収率、膜モジュール
数での運転時において、供給水圧力を変化させた場合の
供給水流量、透過水流量、透過塩分量、透過塩濃度を計
算する。
【0034】(2)式の膜間の膜面浸透圧πmは、
(3)式、(4)式、(5)式を用いて求める。(1)
式の温度補正係数Atは、(1)式が、サイト毎に特性
が異なると考えられるため、サイト毎に実験を行って求
め、予め入力されているものとする。
(3)式、(4)式、(5)式を用いて求める。(1)
式の温度補正係数Atは、(1)式が、サイト毎に特性
が異なると考えられるため、サイト毎に実験を行って求
め、予め入力されているものとする。
【0035】また、回収率、膜モジュール数を変えた場
合の供給水流量、透過水流量、透過塩分量、透過塩濃度
も計算する。 At=f(Tpv) ………(1) At:A値温度補正係数 Tpv:供給水水温
合の供給水流量、透過水流量、透過塩分量、透過塩濃度
も計算する。 At=f(Tpv) ………(1) At:A値温度補正係数 Tpv:供給水水温
【0036】
【数5】 Astddf:標準条件での水透過係数デフォルト値 Qp:透過水流量 Pf:供給水圧力 Pb:濃縮水圧力 πm:膜面浸透圧 F :単位モジュール数 πm=Kπ×Tpv×Cm ………(3) Kπ:パラメータ Tpv:水温 Cm:膜面濃度
【0037】
【数6】 Sp:塩排除率 RR:回収率 Cfdf:供給水濃度(予め入力されていたデフォルト
値)
値)
【0038】
【数7】 Qf:供給水流量
【数8】 Qs:透過塩分量 Bstd:標準条件での塩透過係数デフォルト値 Bt:B値温度補正係数 Bt=f(Tpv) ………(7) Cp:透過塩濃度 次に、グラフ表示手段26では、x軸を供給水圧力と
し、状態算出手段25で計算した任意の回収率、膜モジ
ュール数での運転時に、供給水圧力を変化させた場合の
供給水流量、透過水流量、透過塩濃度を、y軸とした、
図3のようなグラフを表示する。
し、状態算出手段25で計算した任意の回収率、膜モジ
ュール数での運転時に、供給水圧力を変化させた場合の
供給水流量、透過水流量、透過塩濃度を、y軸とした、
図3のようなグラフを表示する。
【0039】また、z軸に回収率、または膜モジュール
数を加えた場合の3次元グラフも表示する。また、z軸
に選択しない回収率、または膜モジュール数を変化させ
た場合の供給水流量、透過水流量、透過塩分量をx−y
座標中に表示可能とする。
数を加えた場合の3次元グラフも表示する。また、z軸
に選択しない回収率、または膜モジュール数を変化させ
た場合の供給水流量、透過水流量、透過塩分量をx−y
座標中に表示可能とする。
【0040】目標値算出手段27では、オペレータによ
って入力された以下の2項目の値(次の3項目のうちの
2項目、供給水流量目標値Qfsv、透過水流量目標値Q
psv、回収率目標値RRsv)または(回収率目標値と、
次のうちの1項目、透過水流量目標値Qpsv、供給水圧
力目標値Pfsv)と、以下の1項目の値(透過水濃度目
標値Cfsv、モジュール数目標値Nsv)とから、入力さ
れた以外の供給水流量目標値Qfsvと、透過水流量目標
値Qpsvと、回収率目標値RRsvと、供給水圧力目標値
Pfsvと、透過水濃度目標値Cfsvと、モジュール数目
標値Nsvを逆浸透プロセスの輸送方程式である(2)
式、(6)式を用いて算出する。
って入力された以下の2項目の値(次の3項目のうちの
2項目、供給水流量目標値Qfsv、透過水流量目標値Q
psv、回収率目標値RRsv)または(回収率目標値と、
次のうちの1項目、透過水流量目標値Qpsv、供給水圧
力目標値Pfsv)と、以下の1項目の値(透過水濃度目
標値Cfsv、モジュール数目標値Nsv)とから、入力さ
れた以外の供給水流量目標値Qfsvと、透過水流量目標
値Qpsvと、回収率目標値RRsvと、供給水圧力目標値
Pfsvと、透過水濃度目標値Cfsvと、モジュール数目
標値Nsvを逆浸透プロセスの輸送方程式である(2)
式、(6)式を用いて算出する。
【0041】(6)式のB値温度補正係数Btは、塩透
過係数水温補正式(7)が、サイト毎に特性が異なると
考えられるため、サイト毎に実験を行って求め、予め入
力されているものとする。なお、(6)、(7)式は、
予め状態算出手段25において予め求められている。
過係数水温補正式(7)が、サイト毎に特性が異なると
考えられるため、サイト毎に実験を行って求め、予め入
力されているものとする。なお、(6)、(7)式は、
予め状態算出手段25において予め求められている。
【0042】このようにして供給水流量、透過水流量、
回収率等の状態パラメータについて目標値が定まるが、
以下の作用を行うことにより、より精度良く状態パラメ
ータについての目標値を求めることができる。
回収率等の状態パラメータについて目標値が定まるが、
以下の作用を行うことにより、より精度良く状態パラメ
ータについての目標値を求めることができる。
【0043】すなわち、まず(4)式中の供給水濃度C
fを、供給水導電率計11で測定した供給水濃度Cfpv
とする。
fを、供給水導電率計11で測定した供給水濃度Cfpv
とする。
【0044】
【数9】 Cfpv:供給水導電率計11で測定した供給水濃度 次に膜性能補正手段29では、状態算出手段25の逆浸
透プロセスの輸送方程式(2)式、(6)式中で用いら
れていた標準状態の水透過係数デフォルト値Astddf
と、塩透過係数デフォルト値Bstddfに替えて、
(2)式、(6)式を変形した(8)式、(9)式を用
いて、現在のプロセス値から標準状態の水透過係数As
tdと、塩透過係数Bstdを算出し、(2)式、
(6)式に代入して、状態算出手段25の精度を向上さ
せる。
透プロセスの輸送方程式(2)式、(6)式中で用いら
れていた標準状態の水透過係数デフォルト値Astddf
と、塩透過係数デフォルト値Bstddfに替えて、
(2)式、(6)式を変形した(8)式、(9)式を用
いて、現在のプロセス値から標準状態の水透過係数As
tdと、塩透過係数Bstdを算出し、(2)式、
(6)式に代入して、状態算出手段25の精度を向上さ
せる。
【0045】
【数10】 またデータ保存手段30では、水温計10で測定した供
給水水温Tpvと、供給水導電率計11で測定した供給水
濃度Cfpvと、供給水流量計13で測定した供給水流量
Qfpvと、透過水流量計19で測定した透過水流量Qp
pvと、供給水圧力計12で測定した供給水圧力Pfpv
と、濃縮水圧力計21で測定した濃縮水圧力Pbpvと、
透過水導電率計18で測定した透過水濃度Cppvと、運
転モジュール数Npvと、膜の洗浄年年月日WDate
と、膜の停止年月日DDateと、膜の交換年月日CD
ateと、高圧ポンプの保守年月日PDateとを一定
期間おきにシステム内に保存する。
給水水温Tpvと、供給水導電率計11で測定した供給水
濃度Cfpvと、供給水流量計13で測定した供給水流量
Qfpvと、透過水流量計19で測定した透過水流量Qp
pvと、供給水圧力計12で測定した供給水圧力Pfpv
と、濃縮水圧力計21で測定した濃縮水圧力Pbpvと、
透過水導電率計18で測定した透過水濃度Cppvと、運
転モジュール数Npvと、膜の洗浄年年月日WDate
と、膜の停止年月日DDateと、膜の交換年月日CD
ateと、高圧ポンプの保守年月日PDateとを一定
期間おきにシステム内に保存する。
【0046】変化モデル作成手段31では、(8)式、
(9)式から、一定期間毎の標準状態の水透過係数As
tdと、塩透過係数Bstdを算出し、かつデータ保存
手段30のデータに基づいて任意の期間以上のデータが
蓄積した後に、標準状態の水透過係数Astdと、塩透
過係数Bstdの時間変化式を作成する。時間変化式
は、時間に対する水透過係数、塩透過係数の1次式、ま
たは2次式、または指数関数で誤差が最小になるような
近似直線または、近似曲線を求めて作成する。求めた近
似直線または、近似曲線のうち誤差が最小なものを時間
変化式として採用する。この時間変化式も一定期間毎に
更新する。1つの時間変化式が連続する期間はRO膜モ
ジュールの立ち上げから停止または、薬品洗浄が行われ
るまでの期間とする。
(9)式から、一定期間毎の標準状態の水透過係数As
tdと、塩透過係数Bstdを算出し、かつデータ保存
手段30のデータに基づいて任意の期間以上のデータが
蓄積した後に、標準状態の水透過係数Astdと、塩透
過係数Bstdの時間変化式を作成する。時間変化式
は、時間に対する水透過係数、塩透過係数の1次式、ま
たは2次式、または指数関数で誤差が最小になるような
近似直線または、近似曲線を求めて作成する。求めた近
似直線または、近似曲線のうち誤差が最小なものを時間
変化式として採用する。この時間変化式も一定期間毎に
更新する。1つの時間変化式が連続する期間はRO膜モ
ジュールの立ち上げから停止または、薬品洗浄が行われ
るまでの期間とする。
【0047】また、洗浄の前後の水透過係数、塩透過係
数の変化から、洗浄による水透過係数、塩透過係数の変
化式を求める。この変化式は水透過係数、塩透過係数の
1次式で求める。
数の変化から、洗浄による水透過係数、塩透過係数の変
化式を求める。この変化式は水透過係数、塩透過係数の
1次式で求める。
【0048】また、コスト算出手段32では、供給水流
量Qfと、運転モジュール数Nとから、図1には図示さ
れていない前処理の運転にかかるコストと、RO膜モジ
ュール運転にかかるコストを(10)式、(11)式で
計算する。前処理運転には、処理流量に比例した薬品
費、動力費と、保守、点検、運転に関わるオペレート費
が必要となる。また、RO膜モジュール運転には、モジ
ュール数に比例した薬品費、動力費、オペレート費が必
要となる。コストと処理流量、モジュール数の関係はサ
イト毎に異なると考えられるため、サイト毎に関係式を
予め求め、入力しておくものとする。 Cpre=f(Qf) ………(10) Cpre:前処理運転のコスト Cmo=f(N) ……………(11) Cmo:RO膜モジュール運転のコスト 上記のようにして、目標値算出手段27で各状態パラメ
ータについての目標値を求めた後、これらの目標値に基
づいて制御手段28により供給水流量調節弁7および濃
縮水流量調節弁20を調整する。
量Qfと、運転モジュール数Nとから、図1には図示さ
れていない前処理の運転にかかるコストと、RO膜モジ
ュール運転にかかるコストを(10)式、(11)式で
計算する。前処理運転には、処理流量に比例した薬品
費、動力費と、保守、点検、運転に関わるオペレート費
が必要となる。また、RO膜モジュール運転には、モジ
ュール数に比例した薬品費、動力費、オペレート費が必
要となる。コストと処理流量、モジュール数の関係はサ
イト毎に異なると考えられるため、サイト毎に関係式を
予め求め、入力しておくものとする。 Cpre=f(Qf) ………(10) Cpre:前処理運転のコスト Cmo=f(N) ……………(11) Cmo:RO膜モジュール運転のコスト 上記のようにして、目標値算出手段27で各状態パラメ
ータについての目標値を求めた後、これらの目標値に基
づいて制御手段28により供給水流量調節弁7および濃
縮水流量調節弁20を調整する。
【0049】本実施例によれば、本発明の状態算出手段
25とグラフ表示手段26により、任意の回収率、膜モ
ジュール数での運転時に、供給水圧力を変化させた場合
の供給水流量、透過水流量、透過塩分量を計算する。ま
た、回収率、膜モジュール数を変えた場合の供給水流
量、透過水流量、透過塩分量も計算し、x軸を供給水圧
力とし、任意の回収率、膜モジュール数での運転時に、
供給水圧力を変化させた場合の供給水流量、透過水流
量、透過塩分量をグラフや、z軸に回収率、または膜モ
ジュール数を加えた場合の3次元グラフ、また、z軸に
選択しない回収率、または膜モジュール数を変化させた
場合の供給水流量、透過水流量、透過塩分量をx−y座
標中に表示可能とするので、RO膜運転で現在操作可能
な範囲が把握でき、適切な目標値を設定することが可能
になる。
25とグラフ表示手段26により、任意の回収率、膜モ
ジュール数での運転時に、供給水圧力を変化させた場合
の供給水流量、透過水流量、透過塩分量を計算する。ま
た、回収率、膜モジュール数を変えた場合の供給水流
量、透過水流量、透過塩分量も計算し、x軸を供給水圧
力とし、任意の回収率、膜モジュール数での運転時に、
供給水圧力を変化させた場合の供給水流量、透過水流
量、透過塩分量をグラフや、z軸に回収率、または膜モ
ジュール数を加えた場合の3次元グラフ、また、z軸に
選択しない回収率、または膜モジュール数を変化させた
場合の供給水流量、透過水流量、透過塩分量をx−y座
標中に表示可能とするので、RO膜運転で現在操作可能
な範囲が把握でき、適切な目標値を設定することが可能
になる。
【0050】また目標値算出手段27により、オペレー
タによって入力された目標値から、入力された以外の目
標値が計算される。このため、制御手段28により、目
標値算出手段27で算出された目標値になるように、供
給水流量調節弁と、濃縮水流量調節弁を制御することに
より、目標通りの運転が自動的に実行でき、適切な状態
を維持でき、かつオペレータの負担が軽減される。ま
た、状態算出手段25で使用されている供給水濃度Cf
を、供給水導電率計11で測定した供給水濃度Cfpv
とすることにより、状態算出の精度が向上する。
タによって入力された目標値から、入力された以外の目
標値が計算される。このため、制御手段28により、目
標値算出手段27で算出された目標値になるように、供
給水流量調節弁と、濃縮水流量調節弁を制御することに
より、目標通りの運転が自動的に実行でき、適切な状態
を維持でき、かつオペレータの負担が軽減される。ま
た、状態算出手段25で使用されている供給水濃度Cf
を、供給水導電率計11で測定した供給水濃度Cfpv
とすることにより、状態算出の精度が向上する。
【0051】また、各性能補正手段29により、逆透過
プロセスの輸送方程式中で用いられていた標準状態の水
透過係数デフォルト値Astddfと塩透過係数デフォル
ト値Bstddfに替えて、現在のプロセス値から標準状
態の水透過係数Astdと、塩透過係数Bstdを算出
するので、状態算出手段25の精度を向上させることが
できる。
プロセスの輸送方程式中で用いられていた標準状態の水
透過係数デフォルト値Astddfと塩透過係数デフォル
ト値Bstddfに替えて、現在のプロセス値から標準状
態の水透過係数Astdと、塩透過係数Bstdを算出
するので、状態算出手段25の精度を向上させることが
できる。
【0052】また、データ保存手段30により、一定期
間おきにシステム内に運転情報を保存することができ、
変化モデル作成手段31および運転条件予測手段33に
よって、複数因子の時間変化式を作成することができ、
将来の予測が可能になる。
間おきにシステム内に運転情報を保存することができ、
変化モデル作成手段31および運転条件予測手段33に
よって、複数因子の時間変化式を作成することができ、
将来の予測が可能になる。
【0053】さらに、変化モデル作成手段31により、
標準状態の水透過係数Astdと、塩透過係数Bstd
の時間変化式を作成することにより、膜の性能の経時変
化が把握できる。また、洗浄による標準状態の水透過係
数Astdと、塩透過係数Bstdの時間変化式も作成
するので、洗浄によっての変化も予測可能である。これ
らの変化式群によって、将来の性能変化の予測も可能に
なる。この結果、膜の洗浄時期、停止時期、交換時期を
適切に設定することが可能となり、無駄なオペレータへ
の負荷が軽減され、効率的な運転が実現できる。
標準状態の水透過係数Astdと、塩透過係数Bstd
の時間変化式を作成することにより、膜の性能の経時変
化が把握できる。また、洗浄による標準状態の水透過係
数Astdと、塩透過係数Bstdの時間変化式も作成
するので、洗浄によっての変化も予測可能である。これ
らの変化式群によって、将来の性能変化の予測も可能に
なる。この結果、膜の洗浄時期、停止時期、交換時期を
適切に設定することが可能となり、無駄なオペレータへ
の負荷が軽減され、効率的な運転が実現できる。
【0054】また、コスト算出手段32により、供給水
流量Qfと、運転モジュール数Nとから、前処理の運転
にかかるコストと、RO膜モジュール運転にかかるコス
トを計算するので、流量やモジュール数によって変化す
るコストを把握でき、運転方針決定を行うことができ
る。
流量Qfと、運転モジュール数Nとから、前処理の運転
にかかるコストと、RO膜モジュール運転にかかるコス
トを計算するので、流量やモジュール数によって変化す
るコストを把握でき、運転方針決定を行うことができ
る。
【0055】次に図2により、本発明の他の実施例につ
いて説明する。
いて説明する。
【0056】図2において、洗浄時期、膜の停止時期、
膜の交換時期、高圧ポンプの保守時期を予測する運転条
件予測手段33が設けられている。
膜の交換時期、高圧ポンプの保守時期を予測する運転条
件予測手段33が設けられている。
【0057】また、将来の運転条件予測とオペレータに
よって入力された以下の2項目の値(次の2項目のうち
の2項目、供給水流量目標値Qfsv、透過水流量目標値
Qpsv、回収率目標値RRsv)または(回収率目標値
と、次のうちの1項目、透過水流量目標値Qpsv、供給
水圧力目標値Pfsv)と、以下の1項目の値(透過水濃
度目標値Cfsv、モジュール数目標値Nsv)とから、入
力された以外の供給水流量目標値Qfsvと、透過水流量
目標値Qpsv、回収率目標値RRsvと、供給水圧力目標
値Pfsvと、透過水濃度目標値Cfsvと、モジュール数
目標値Nsvと、予測運転コストCest 、予測オペレータ
作業量Oestを算出する運転予測手段34が設けられて
いる。
よって入力された以下の2項目の値(次の2項目のうち
の2項目、供給水流量目標値Qfsv、透過水流量目標値
Qpsv、回収率目標値RRsv)または(回収率目標値
と、次のうちの1項目、透過水流量目標値Qpsv、供給
水圧力目標値Pfsv)と、以下の1項目の値(透過水濃
度目標値Cfsv、モジュール数目標値Nsv)とから、入
力された以外の供給水流量目標値Qfsvと、透過水流量
目標値Qpsv、回収率目標値RRsvと、供給水圧力目標
値Pfsvと、透過水濃度目標値Cfsvと、モジュール数
目標値Nsvと、予測運転コストCest 、予測オペレータ
作業量Oestを算出する運転予測手段34が設けられて
いる。
【0058】さらに、オペレータによって入力された運
転モードModに従って、取水流量、供給水圧力、濃縮
水圧力をオンライン制御する最適制御手段35とが設け
られている。
転モードModに従って、取水流量、供給水圧力、濃縮
水圧力をオンライン制御する最適制御手段35とが設け
られている。
【0059】さらにまた、実際の運転に用いる運転モー
ド以外を選択し、以下の2項目の値(次の3項目のうち
の2項目、供給水流量目標値、透過水流量目標値、回収
率目標値)または(回収率目標値と、次のうちの1項
目、供給水圧力目標値、透過水流量目標値)と、以下の
1項目の値(透過水濃度目標値、モジュール数目標値)
とからモードと目標値が矛盾する場合はモードを優先し
て、供給水流量目標値と、透過水流量目標値と、回収率
目標値と、供給水圧力目標値と、透過水濃度目標値と、
モジュール数目標値を算出するシュミレーション手段3
6とが設けられている。図2において、運転モード入力
手段24では、オペレータが現状に応じて、経済性を重
視する運転、または生産水量が最大となる運転、または
生産水水質が最高となる運転、またはオペレータの作業
量を軽減する運転または、その他オペレータの最も重要
視する因子を最適にする運転または、上記の複数の条件
を組み合わせた運転の、運転モードを入力する。
ド以外を選択し、以下の2項目の値(次の3項目のうち
の2項目、供給水流量目標値、透過水流量目標値、回収
率目標値)または(回収率目標値と、次のうちの1項
目、供給水圧力目標値、透過水流量目標値)と、以下の
1項目の値(透過水濃度目標値、モジュール数目標値)
とからモードと目標値が矛盾する場合はモードを優先し
て、供給水流量目標値と、透過水流量目標値と、回収率
目標値と、供給水圧力目標値と、透過水濃度目標値と、
モジュール数目標値を算出するシュミレーション手段3
6とが設けられている。図2において、運転モード入力
手段24では、オペレータが現状に応じて、経済性を重
視する運転、または生産水量が最大となる運転、または
生産水水質が最高となる運転、またはオペレータの作業
量を軽減する運転または、その他オペレータの最も重要
視する因子を最適にする運転または、上記の複数の条件
を組み合わせた運転の、運転モードを入力する。
【0060】運転条件予測手段33では、まず、データ
保存手段30に保存されている水温計10で測定した供
給水水温Tpvと、供給水導電率計11で測定した供給水
濃度Cfpvの時間変化式を日単位と時間単位のsin関
数で近似して求め、次に、近似曲線から将来の水温、供
給水濃度を予測する。また運転条件予測手段33では、
データ保存手段30に保存されているRO膜洗浄年月
日、膜の停止年月日、膜の交換年月日、高圧ポンプの保
存年月日から、将来のRO膜洗浄年月日、膜の停止年月
日、膜の交換年月日、高圧ポンプの保存年月日を予測す
る。
保存手段30に保存されている水温計10で測定した供
給水水温Tpvと、供給水導電率計11で測定した供給水
濃度Cfpvの時間変化式を日単位と時間単位のsin関
数で近似して求め、次に、近似曲線から将来の水温、供
給水濃度を予測する。また運転条件予測手段33では、
データ保存手段30に保存されているRO膜洗浄年月
日、膜の停止年月日、膜の交換年月日、高圧ポンプの保
存年月日から、将来のRO膜洗浄年月日、膜の停止年月
日、膜の交換年月日、高圧ポンプの保存年月日を予測す
る。
【0061】次に運転予測手段34において、運転条件
予測手段33で予測された、水温と供給水濃度や他の運
転条件から、状態算出手段25とコスト算出手段32を
用いて、将来のRO膜モジュール運転とそれにかかる費
用を予測する。ここでは、操作目標値がまだ決まってい
ないので、操作可能な供給水圧力範囲と回収率範囲と、
運転モジュール数範囲、でそれぞれ任意の値、数点で計
算するものとする。
予測手段33で予測された、水温と供給水濃度や他の運
転条件から、状態算出手段25とコスト算出手段32を
用いて、将来のRO膜モジュール運転とそれにかかる費
用を予測する。ここでは、操作目標値がまだ決まってい
ないので、操作可能な供給水圧力範囲と回収率範囲と、
運転モジュール数範囲、でそれぞれ任意の値、数点で計
算するものとする。
【0062】その後、最適制御手段35において、オペ
レータによって入力された運転モードModと、以下の
2項目の値(次の3項目のうちの2項目、供給水流量目
標値Qfsv、透過水流量目標値Qpsv、回収率目標値R
Rsv)または(回収率目標値と、次のうちの1項目、透
過水流量目標値Qpsv、供給水圧力目標値Pfsv)と、
以下の1項目の値(透過水濃度目標値Cfsv、モジュー
ル数目標値Nsv)とから、モードと目標値が矛盾する場
合はモードを優先して、目標値算出手段27により、入
力された以外の供給水流量目標値Qfsvと、透過水流量
目標値Qpsvと、回収率目標値RRsvと、供給水圧力目
標値Pfsvと、透過水濃度目標値Cfsvと、モジュール
数目標値Nsvとを決定する。
レータによって入力された運転モードModと、以下の
2項目の値(次の3項目のうちの2項目、供給水流量目
標値Qfsv、透過水流量目標値Qpsv、回収率目標値R
Rsv)または(回収率目標値と、次のうちの1項目、透
過水流量目標値Qpsv、供給水圧力目標値Pfsv)と、
以下の1項目の値(透過水濃度目標値Cfsv、モジュー
ル数目標値Nsv)とから、モードと目標値が矛盾する場
合はモードを優先して、目標値算出手段27により、入
力された以外の供給水流量目標値Qfsvと、透過水流量
目標値Qpsvと、回収率目標値RRsvと、供給水圧力目
標値Pfsvと、透過水濃度目標値Cfsvと、モジュール
数目標値Nsvとを決定する。
【0063】次に、状態算出手段25とコスト算出手段
32において、予測運転コストCest が算出され、次
に、制御手段28により、目標値算出手段27で算出さ
れた目標値になるように、供給水流量調節弁7と、濃縮
水流量調節弁20が制御される。
32において、予測運転コストCest が算出され、次
に、制御手段28により、目標値算出手段27で算出さ
れた目標値になるように、供給水流量調節弁7と、濃縮
水流量調節弁20が制御される。
【0064】なお、シュミレーション手段36では、運
転条件予測手段33、運転予測手段34、最適制御手段
35により、実際の運転に用いる運転モード以外を選択
することによって、以下の2項目の値(次の3項目のう
ちの2項目、供給水流量目標値、透過水流量目標値、回
収率目標値)または(回収率目標値と、次のうちの1項
目、供給水圧力目標値、透過水流量目標値)と、以下の
1項目の値(透過水濃度目標値、モジュール数目標値)
とから、モードと目標値が矛盾する場合はモードを優先
して、仮想状態の供給水流量目標値と、透過水流量目標
値と、回収率目標値と、供給水圧力目標値と、透過水濃
度目標値と、モジュール数目標値を算出する。
転条件予測手段33、運転予測手段34、最適制御手段
35により、実際の運転に用いる運転モード以外を選択
することによって、以下の2項目の値(次の3項目のう
ちの2項目、供給水流量目標値、透過水流量目標値、回
収率目標値)または(回収率目標値と、次のうちの1項
目、供給水圧力目標値、透過水流量目標値)と、以下の
1項目の値(透過水濃度目標値、モジュール数目標値)
とから、モードと目標値が矛盾する場合はモードを優先
して、仮想状態の供給水流量目標値と、透過水流量目標
値と、回収率目標値と、供給水圧力目標値と、透過水濃
度目標値と、モジュール数目標値を算出する。
【0065】本実施例によれば、運転モード入力手段2
4において、オペレータが現状に応じて、経済性を重視
する運転または、生産水量が最大となる運転または、生
産水水質が最高となる運転または、オペレータの作業量
を軽減する運転または、その他オペレータも最も重要視
する因子を最適にする運転または、上記の複数の条件を
組み合わせた運転の、運転モードを入力できるため、単
に目標値だけでなく、オペレータの運転方針がシステム
に入力できるようになるため、オペレータの意思通りの
きめ細かい運転が可能になる。
4において、オペレータが現状に応じて、経済性を重視
する運転または、生産水量が最大となる運転または、生
産水水質が最高となる運転または、オペレータの作業量
を軽減する運転または、その他オペレータも最も重要視
する因子を最適にする運転または、上記の複数の条件を
組み合わせた運転の、運転モードを入力できるため、単
に目標値だけでなく、オペレータの運転方針がシステム
に入力できるようになるため、オペレータの意思通りの
きめ細かい運転が可能になる。
【0066】また、運転条件予測手段33により、供給
水水温Tpvと、供給水濃度Cfpvの時間変化式を日単位
と時間単位のsin関数で近似して求め、将来のRO膜
洗浄年月日、膜の停止年月日、膜の交換年月日、高圧ポ
ンプの保存年月日も予測する。その結果を利用して運転
予測手段34において、将来のRO膜モジュール運転と
それにかかる費用を、操作可能な供給水圧力範囲、回収
率範囲、および運転モジュール数範囲において、それぞ
れ任意の値、数点を用いて計算するため、将来の運転の
変化が予測可能となり、運転方針の決定を補助すること
ができる。
水水温Tpvと、供給水濃度Cfpvの時間変化式を日単位
と時間単位のsin関数で近似して求め、将来のRO膜
洗浄年月日、膜の停止年月日、膜の交換年月日、高圧ポ
ンプの保存年月日も予測する。その結果を利用して運転
予測手段34において、将来のRO膜モジュール運転と
それにかかる費用を、操作可能な供給水圧力範囲、回収
率範囲、および運転モジュール数範囲において、それぞ
れ任意の値、数点を用いて計算するため、将来の運転の
変化が予測可能となり、運転方針の決定を補助すること
ができる。
【0067】また最適制御手段35により、オペレータ
によって入力された運転モードModと目標値から目標
値算出手段27を使用して、入力された以外の目標値を
決定し、コスト算出手段32を用いて、予測運転コスト
Cest が計算され、さらに、制御手段28を使用して、
目標値算出手段27で算出された目標値になるように、
供給水流量調節弁と、濃縮水流量調節弁を制御するた
め、オペレータの運転方針に見合った運転が連続して自
動的に実現可能である。
によって入力された運転モードModと目標値から目標
値算出手段27を使用して、入力された以外の目標値を
決定し、コスト算出手段32を用いて、予測運転コスト
Cest が計算され、さらに、制御手段28を使用して、
目標値算出手段27で算出された目標値になるように、
供給水流量調節弁と、濃縮水流量調節弁を制御するた
め、オペレータの運転方針に見合った運転が連続して自
動的に実現可能である。
【0068】さらに、シュミレーション手段36では、
運転条件予測手段33、運転予測手段34、最適制御手
段35を使用し、実際の運転に用いる運転モード以外の
運転がシステム上で表示されるため、現在の運転方針以
外の方針での運転を評価でき、最適な運転方針の検討の
一助となる。また、オペレータの運転制御も行うことが
できる。また、最適な操作によって膜は延命するが、逆
浸透膜は高価であるため、膜の延命により運転コストの
削減を図ることができる。
運転条件予測手段33、運転予測手段34、最適制御手
段35を使用し、実際の運転に用いる運転モード以外の
運転がシステム上で表示されるため、現在の運転方針以
外の方針での運転を評価でき、最適な運転方針の検討の
一助となる。また、オペレータの運転制御も行うことが
できる。また、最適な操作によって膜は延命するが、逆
浸透膜は高価であるため、膜の延命により運転コストの
削減を図ることができる。
【0069】また、ROモジュールを有する造水プラン
トにおいては、透過水量は水温の上昇により増加する性
質があり、また供給水圧力にも比較する。従来、造水プ
ラントから一定の水量を得るために、水温上昇時に供給
水圧力を減少させたり、年に1度程度、運転する膜モジ
ュールの数を変更したりしている。水温の上昇に伴う造
水プラントの能力の増加は顕著であるため、これを利用
して、運転モジュール数の変更を行えば、運転コストが
低減できた。また、運転すべきモジュール数の変更時
に、汚れや劣化の進行している膜を選択的に休止して洗
浄を行えば、より効率的であったが、従来の運転ではモ
ジュール数を大幅に変化させないため、効率的な運転は
できなかった。これに対し本実施例によれば、オペレー
タの運転方針が反映可能な運転を実現できるため、効率
的な運転が可能となる。
トにおいては、透過水量は水温の上昇により増加する性
質があり、また供給水圧力にも比較する。従来、造水プ
ラントから一定の水量を得るために、水温上昇時に供給
水圧力を減少させたり、年に1度程度、運転する膜モジ
ュールの数を変更したりしている。水温の上昇に伴う造
水プラントの能力の増加は顕著であるため、これを利用
して、運転モジュール数の変更を行えば、運転コストが
低減できた。また、運転すべきモジュール数の変更時
に、汚れや劣化の進行している膜を選択的に休止して洗
浄を行えば、より効率的であったが、従来の運転ではモ
ジュール数を大幅に変化させないため、効率的な運転は
できなかった。これに対し本実施例によれば、オペレー
タの運転方針が反映可能な運転を実現できるため、効率
的な運転が可能となる。
【0070】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、目標値算
出手段により、状態算出手段で求めた関係式を用いてオ
ペレータによって入力された状態パラメータの所定値か
ら、未知の状態パラメータの目標値を求め、制御手段に
より造水プラントの運転を制御するので、目標通りの運
転が実行でき、適切な状態を維持でき、かつオペレータ
の負担が軽減される。
出手段により、状態算出手段で求めた関係式を用いてオ
ペレータによって入力された状態パラメータの所定値か
ら、未知の状態パラメータの目標値を求め、制御手段に
より造水プラントの運転を制御するので、目標通りの運
転が実行でき、適切な状態を維持でき、かつオペレータ
の負担が軽減される。
【0071】請求項2記載の発明によれば、状態算出手
段により3つの関係式を求めることにより、状態パラメ
ータの目標値を精度良く求めることができる。
段により3つの関係式を求めることにより、状態パラメ
ータの目標値を精度良く求めることができる。
【0072】請求項4記載の発明によれば、膜性能補正
手段により、逆浸透プロセスの輸送方程式中で用いられ
る標準状態の水透過係数および塩透過係数を、現在のプ
ロセス値から計算するので、より正確に目標値を算出す
ることができる。また、脂の汚れの進み具合や機器の保
守点検の時期に合わせて、洗浄やモジュール数の変更を
行えば、オペレータの無駄な負荷を軽減できる。これら
の複数の条件を矛盾のない範囲で満たすような目標設定
を行うことができれば、適正な水量水質を得るための効
率的運転が実現できる。従って、高価な膜の有効利用を
行うことができる。
手段により、逆浸透プロセスの輸送方程式中で用いられ
る標準状態の水透過係数および塩透過係数を、現在のプ
ロセス値から計算するので、より正確に目標値を算出す
ることができる。また、脂の汚れの進み具合や機器の保
守点検の時期に合わせて、洗浄やモジュール数の変更を
行えば、オペレータの無駄な負荷を軽減できる。これら
の複数の条件を矛盾のない範囲で満たすような目標設定
を行うことができれば、適正な水量水質を得るための効
率的運転が実現できる。従って、高価な膜の有効利用を
行うことができる。
【0073】請求項5記載の発明によれば、さらに、変
化モデル作成手段により、標準状態の水透過係数および
塩透過係数の変化モデルと洗浄の変化モデルを作成する
ので、膜の性能の経時変化が把握できる。これによっ
て、将来の性能変化の予測も可能になり、膜の洗浄時
期、停止時期、交換時期を適切に設定することが可能と
なる。無駄なオペレータへの負荷が軽減され、効率的な
運転が実現できる。
化モデル作成手段により、標準状態の水透過係数および
塩透過係数の変化モデルと洗浄の変化モデルを作成する
ので、膜の性能の経時変化が把握できる。これによっ
て、将来の性能変化の予測も可能になり、膜の洗浄時
期、停止時期、交換時期を適切に設定することが可能と
なる。無駄なオペレータへの負荷が軽減され、効率的な
運転が実現できる。
【0074】請求項6記載の発明によれば、また、コス
ト算出手段32により、前処理の運転にかかるコスト
と、ROモジュール運転にかかるコストを計算するの
で、流量やモジュール数によって変化するコストを把握
でき、運転方針決定の情報となり、経済的な運転が可能
となる。適切な圧力、モジュール数を探索することは複
雑である。そのうえに実際の運転には経済性をはじめと
する様々な制約もあるが、これらを総合して目標を決定
していくことが要求されるので、単に目標値を一定に設
定している運転に比べて効率的な運転を行うことができ
る。
ト算出手段32により、前処理の運転にかかるコスト
と、ROモジュール運転にかかるコストを計算するの
で、流量やモジュール数によって変化するコストを把握
でき、運転方針決定の情報となり、経済的な運転が可能
となる。適切な圧力、モジュール数を探索することは複
雑である。そのうえに実際の運転には経済性をはじめと
する様々な制約もあるが、これらを総合して目標を決定
していくことが要求されるので、単に目標値を一定に設
定している運転に比べて効率的な運転を行うことができ
る。
【0075】請求項7記載の発明によれば、運転モード
入力手段において、オペレータが現状に応じて、オペレ
ータの運転方針が反映できるようなモードを入力するこ
とができ、オペレータの意思通りのきめ細かい運転が可
能になる。また、運転条件予測手段、運転予測手段、最
適制御手段を用い、オペレータによって入力された運転
モードと目標値から、他に入力した目標値と矛盾する場
合には、モードを優先させるように、目標値と予測運転
コストを算出してプラントの運転制御を行うので、オペ
レータの運転方針に見合った運転が連続して自動的に実
現可能である。
入力手段において、オペレータが現状に応じて、オペレ
ータの運転方針が反映できるようなモードを入力するこ
とができ、オペレータの意思通りのきめ細かい運転が可
能になる。また、運転条件予測手段、運転予測手段、最
適制御手段を用い、オペレータによって入力された運転
モードと目標値から、他に入力した目標値と矛盾する場
合には、モードを優先させるように、目標値と予測運転
コストを算出してプラントの運転制御を行うので、オペ
レータの運転方針に見合った運転が連続して自動的に実
現可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による逆浸透膜造水プラントの一実施例
を示す構成図。
を示す構成図。
【図2】本発明による逆浸透膜造水プラントの他の実施
例を示す構成図。
例を示す構成図。
【図3】状態算出手段で求めた関係式をグラフ表示手段
で示す図。
で示す図。
1 取水ポンプ 2 前処理装置 3 高圧ポンプ 4 逆浸透膜モジュール 5 逆浸透膜洗浄装置 6 供給水原水流入路 7 供給水流量調節弁 8 サンプリングポンプ 9 サンプリング配管 10 水温計 11 供給水電導率計 12 供給水圧力計 13 供給水流量計 14 透過水流出路 15 濃縮水流出路 16 サンプリングポンプ 17 サンプリング配管 18 透過水導電率計 19 透過水流量計 20 濃縮水流量調節弁 21 濃縮水圧力計 22 逆浸透膜造水プラントの運転制御装置 23 マンマシンインタフェース手段 24 運転モード入力手段 25 状態算出手段 26 グラフ表示手段 27 目標値算出手段 28 制御手段 29 膜性能補正手段 30 データ保存手段 31 変化モデル作成手段 32 コスト算出手段 33 運転条件予測手段 34 運転予測手段 35 最適制御手段 26 シュミレーション手段
Claims (7)
- 【請求項1】供給水を透過して透過水を得る逆浸透膜モ
ジュールと、プラントの状態を測定する測定手段とを備
えた逆浸透膜造水プラントの運転制御装置において、 前記測定手段で測定した水温と、予め入力された運転条
件とから、供給水流量、透過水流量、回収率、供給水圧
力、供給水濃度、濃縮水圧力、透過水濃度およびモジュ
ール数の各状態パラメータに関する少なくとも3つの関
係式を算出する状態算出手段と、 前記状態パラメータのうち、前記各関係式に含まれると
ともに前記関係式と同数の未知の状態パラメータを除い
た他の状態パラメータについて所定値を前記各関係式に
代入して未知の状態パラメータの目標値を求める目標値
算出手段と、 この目標値算出手段により求められた状態パラメータの
目標値と、予め定められた状態パラメータの所定値に基
づいて、前記逆浸透膜造水プラントの運転制御を行う制
御手段と、 を備えたことを特徴とする逆浸透膜造水プラントの運転
制御装置。 - 【請求項2】状態算出手段における3つの関係式は、 【数1】 であることを特徴とする請求項1記載の逆浸透膜造水プ
ラントの運転制御装置。 - 【請求項3】測定手段において供給水濃度を測定すると
ともに、 目標値算出手段において、測定手段で測定した供給水濃
度の所定値を代入することを特徴とする請求項2記載の
逆浸透膜造水プラントの運転制御装置。 - 【請求項4】測定手段で測定した水温と、供給水濃度
と、供給水流量と、透過水流量と、供給水圧力と、濃縮
水圧力と、透過水濃度と、モジュール数とから、以下の
逆浸透プロセスの輸送方程式の変形式2式、 【数2】 により現在の水透過係数および塩透過係数を算出する膜
性能補正手段を更に備えたことを特徴とする請求項2記
載の造水プラントの運転制御装置。 - 【請求項5】測定手段で測定した水温と、供給水流量
と、透過水流量と、供給水圧力と、濃縮水圧力と、透過
水濃度と、モジュール数と、膜の洗浄年月日と、膜の停
止年月日と、膜の交換年月日と、高圧ポンプの保守年月
日とを保存するデータ保存手段と、 膜性能補正手段により算出された水透過係数および塩透
過係数の時系列変化と、データ保存手段における情報と
から標準条件の水透過係数、塩透過係数の変化モデルお
よび洗浄の変化モデルを作成する変化モデル作成手段
と、を更に備えたことを特徴とする請求項4記載の造水
プラントの運転制御装置。 - 【請求項6】供給水流量と、モジュール数と、運転コス
トの関係を算出するコスト算出手段を更に備えたことを
特徴とする請求項2記載の造水プラントの運転制御装
置。 - 【請求項7】経済性を重視する運転と、生産水量が最大
となる運転と、生産水水質が最高となる運転と、オペレ
ータの作業量を軽減する運転と、その他オペレータの最
も重要視する因子を最適にする運転と、上記の複数の条
件を組み合わせた運転と、から、オペレータが現状に合
わせた運転モードを選択できる運転モード入力手段と、 水温変化と供給水濃度と洗浄時期と膜の停止時期と膜の
交換時期と高圧ポンプの保守時期からなる運転条件を一
定周期毎に予測する運転条件予測手段と、 この運転条件予測手段の結果と、運転モード入力手段に
よりオペレータによって入力された運転モードと、 以下の2項目の値(次の3項目のうちの2項目、供給水
流量目標値、透過水流量目標値、回収率目標値)または
(回収率目標値と、次のうちの1項目、供給水圧力目標
値、透過水流量目標値)と、 以下の1項目の値(透過水濃度目標値、モジュール数目
標値)とから、 運転モードと目標値が矛盾する場合は運転モードを優先
して、供給水流量目標値と、透過水流量目標値と、回収
率目標値と、供給水圧力目標値と、透過水濃度目標値
と、モジュール数目標値と、運転コストおよびオペレー
タ作業量を運転条件予測の更新毎に算出し直しながら、
予測する運転予測手段と、を更に備えたことを特徴とす
る請求項6記載の造水プラントの運転制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3985195A JPH08229554A (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | 逆浸透膜造水プラントの運転制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3985195A JPH08229554A (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | 逆浸透膜造水プラントの運転制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08229554A true JPH08229554A (ja) | 1996-09-10 |
Family
ID=12564476
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3985195A Pending JPH08229554A (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | 逆浸透膜造水プラントの運転制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08229554A (ja) |
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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1995
- 1995-02-28 JP JP3985195A patent/JPH08229554A/ja active Pending
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