JPH10314734A - 造水プラント制御装置 - Google Patents
造水プラント制御装置Info
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- JPH10314734A JPH10314734A JP12400797A JP12400797A JPH10314734A JP H10314734 A JPH10314734 A JP H10314734A JP 12400797 A JP12400797 A JP 12400797A JP 12400797 A JP12400797 A JP 12400797A JP H10314734 A JPH10314734 A JP H10314734A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 造水プラントの能力を十分に発揮した経済的
な運転を行なうことができる造水プラント制御装置を提
供する。 【解決手段】 生産可能範囲計算手段１において、供給
水の温度と導電率から求めた膜の特性式と、圧力損失特
性式と、設定された生産水濃度上限と、設定された回収
率と、ＲＯ膜および高圧ポンプ８の使用流量範囲と、圧
力範囲とから生産可能な生産水水量範囲を計算する。最
大水量制御手段２において、生産水水量範囲の中で最大
の水量を生産水量目標値として設定し、設定された生産
水量目標値と回収率とに基づいてプラントを制御する。
な運転を行なうことができる造水プラント制御装置を提
供する。 【解決手段】 生産可能範囲計算手段１において、供給
水の温度と導電率から求めた膜の特性式と、圧力損失特
性式と、設定された生産水濃度上限と、設定された回収
率と、ＲＯ膜および高圧ポンプ８の使用流量範囲と、圧
力範囲とから生産可能な生産水水量範囲を計算する。最
大水量制御手段２において、生産水水量範囲の中で最大
の水量を生産水量目標値として設定し、設定された生産
水量目標値と回収率とに基づいてプラントを制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、逆浸透膜モジュー
ル（ＲＯ膜モジュール）を用いた造水プラントの制御装
置に関する。
ル（ＲＯ膜モジュール）を用いた造水プラントの制御装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に逆浸透膜モジュール（ＲＯ膜モジ
ュール）を有する造水プラントにおいて、透過水量（生
産水量）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
の能力の増加は大きいため、これを利用して、多くの透
過水量を得ることができる。また、より少ない運転圧力
や運転モジュール数で運転を行なうことができれば、経
済的である。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れば、適正な
水質の透過水を得ることができる。
ュール）を有する造水プラントにおいて、透過水量（生
産水量）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
の能力の増加は大きいため、これを利用して、多くの透
過水量を得ることができる。また、より少ない運転圧力
や運転モジュール数で運転を行なうことができれば、経
済的である。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れば、適正な
水質の透過水を得ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら適切な供
給水圧力、モジュール数を設定することは複雑であり、
従来は運転すべき供給水圧力やモジュール数を大雑把に
のみ変化させるだけであり、効率的な運転を行なうこと
はむずかしい。
給水圧力、モジュール数を設定することは複雑であり、
従来は運転すべき供給水圧力やモジュール数を大雑把に
のみ変化させるだけであり、効率的な運転を行なうこと
はむずかしい。
【０００４】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応じて適宜、供給水
圧力を制御し、適切なモジュール数での自動運転を可能
とすることができるＲＯモジュール群を用いた造水プラ
ント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応じて適宜、供給水
圧力を制御し、適切なモジュール数での自動運転を可能
とすることができるＲＯモジュール群を用いた造水プラ
ント制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、入口、濃縮水
出口および淡水出口を有し、供給水を淡水とするＲＯ膜
モジュールと、海水を昇圧してＲＯ膜モジュールの入口
へ供給する高圧ポンプと、高圧ポンプとＲＯ膜モジュー
ルの入口を結ぶ配管中に設けられたＲＯ膜入口弁と、Ｒ
Ｏ膜モジュールの濃縮水出口側に設けられたＲＯ膜出口
弁と、必要な海水を取水し供給水として高圧ポンプへ送
る取水ポンプと、プラントの状態を測定する測定手段
と、を有するＲＯ膜利用の造水プラントを制御するため
の造水プラント制御装置において、測定手段で測定した
供給水の温度と導電率を用いた膜の特性式（１）（２）
と、高圧ポンプ特性、高圧ポンプとＲＯ膜モジュール間
の配管およびＲＯ膜入口弁に関する圧力損失特性式
（３）と、（４）（５）式で設定された生産水濃度上限
と、（６）式で設定された回収率と、（７）式で求めた
ＲＯ膜の使用流量範囲と、（８）式で求めた圧力範囲と
から、造水プラントで生産可能な生産水水量範囲を計算
する生産可能範囲計算手段と、 Ｑｐ＝Ａｓ（Ｐｆ−Δπ）Ｆ ……（１） Δπ＝ｆ（Ｔｅｍｐ，Ｃｆ） ……（２） Ｑｐ…………生産水量 Ａｓ…………膜透過係数 Ｐｆ…………供給水圧力 Δπ…………膜間の浸透圧差 Ｆ……………膜面積 Ｔｅｍｐ……供給水温度 Ｃｆ…………供給水導電率 Ｐｆ＜ａＱｆ2 ＋ｂＱｆ＋ｃ ……（３） Ｑｆ…………供給水流量 ａ，ｂ，ｃ…係数 Ｃｐ＜Ｂｓ・ΔＣ・Ｆ ……（４） ΔＣ＝ｆ（ＲＲ，Ｃｆ） ……（５） Ｃｐ…………生産水濃度 Ｂｓ…………塩透過係数 ΔＣ…………膜間の濃度差 ＲＲ…………回収率 回収率…… ＲＲ＝Ｑｐ／Ｑｆ ……（６）
出口および淡水出口を有し、供給水を淡水とするＲＯ膜
モジュールと、海水を昇圧してＲＯ膜モジュールの入口
へ供給する高圧ポンプと、高圧ポンプとＲＯ膜モジュー
ルの入口を結ぶ配管中に設けられたＲＯ膜入口弁と、Ｒ
Ｏ膜モジュールの濃縮水出口側に設けられたＲＯ膜出口
弁と、必要な海水を取水し供給水として高圧ポンプへ送
る取水ポンプと、プラントの状態を測定する測定手段
と、を有するＲＯ膜利用の造水プラントを制御するため
の造水プラント制御装置において、測定手段で測定した
供給水の温度と導電率を用いた膜の特性式（１）（２）
と、高圧ポンプ特性、高圧ポンプとＲＯ膜モジュール間
の配管およびＲＯ膜入口弁に関する圧力損失特性式
（３）と、（４）（５）式で設定された生産水濃度上限
と、（６）式で設定された回収率と、（７）式で求めた
ＲＯ膜の使用流量範囲と、（８）式で求めた圧力範囲と
から、造水プラントで生産可能な生産水水量範囲を計算
する生産可能範囲計算手段と、 Ｑｐ＝Ａｓ（Ｐｆ−Δπ）Ｆ ……（１） Δπ＝ｆ（Ｔｅｍｐ，Ｃｆ） ……（２） Ｑｐ…………生産水量 Ａｓ…………膜透過係数 Ｐｆ…………供給水圧力 Δπ…………膜間の浸透圧差 Ｆ……………膜面積 Ｔｅｍｐ……供給水温度 Ｃｆ…………供給水導電率 Ｐｆ＜ａＱｆ2 ＋ｂＱｆ＋ｃ ……（３） Ｑｆ…………供給水流量 ａ，ｂ，ｃ…係数 Ｃｐ＜Ｂｓ・ΔＣ・Ｆ ……（４） ΔＣ＝ｆ（ＲＲ，Ｃｆ） ……（５） Ｃｐ…………生産水濃度 Ｂｓ…………塩透過係数 ΔＣ…………膜間の濃度差 ＲＲ…………回収率 回収率…… ＲＲ＝Ｑｐ／Ｑｆ ……（６）
【０００６】
【数３】 膜使用圧力 Ｐｆ ＜Ｐｍａｘ ……（８） Ｐｍａｘ……膜最大圧力 生産可能範囲計算手段で求めた淡水水量範囲中の水量で
最大の水量を生産水量目標値として設定し、設定された
生産水量目標値と上記回収率とに基づいてプラントを制
御する最大水量制御手段と、を備えたことを特徴とする
造水プラント制御装置である。
最大の水量を生産水量目標値として設定し、設定された
生産水量目標値と上記回収率とに基づいてプラントを制
御する最大水量制御手段と、を備えたことを特徴とする
造水プラント制御装置である。
【０００７】本発明によれば生産可能範囲計算手段によ
り、供給水の温度と導電率から求めた膜の特性式と、高
圧ポンプ特性と高圧ポンプとＲＯ膜モジュール間の配管
やＲＯ膜入口弁に関する圧力損失特性式と、設定された
生産水濃度上限と、設定された回収率と、ＲＯ膜および
高圧ポンプの使用流量範囲と、圧力範囲とから、造水プ
ラントで生産可能な生産水水量範囲を計算する。
り、供給水の温度と導電率から求めた膜の特性式と、高
圧ポンプ特性と高圧ポンプとＲＯ膜モジュール間の配管
やＲＯ膜入口弁に関する圧力損失特性式と、設定された
生産水濃度上限と、設定された回収率と、ＲＯ膜および
高圧ポンプの使用流量範囲と、圧力範囲とから、造水プ
ラントで生産可能な生産水水量範囲を計算する。
【０００８】最大水量制御手段において、生産可能範囲
中の水量の中で最大の水量を生産水量目標値として設定
し、設定された生産水量目標値と回収率になるようにプ
ラントを制御する。
中の水量の中で最大の水量を生産水量目標値として設定
し、設定された生産水量目標値と回収率になるようにプ
ラントを制御する。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明につ
いて説明する。
いて説明する。
【００１０】図１は、本発明による造水プラント制御装
置の一実施の形態を示す図である。本発明による造水プ
ラント制御装置は、造水プラントの運転制御を行なうも
のである。
置の一実施の形態を示す図である。本発明による造水プ
ラント制御装置は、造水プラントの運転制御を行なうも
のである。
【００１１】ここで造水プラントは、海水を供給水とし
て淡水とするＲＯ膜モジュール７と、海水を昇圧してＲ
Ｏ膜モジュール７へ供給する遠心型の高圧ポンプ８と、
高圧ポンプ８とＲＯ膜モジュール７の入口を結ぶ配管９
中に設けられたＲＯ膜入口弁１０および圧力計１８とを
備え、ＲＯ膜モジュール７の濃縮水出口に接続された排
水配管１１にＲＯ膜出口弁１２および圧力計１９が設け
られている。また高圧ポンプ８の入口側には海水を取水
する取水ポンプ１３と、目詰りの原因となる含有物を除
去する前処理設備２４と、供給水の温度を測定する温度
計１４と、導電率を測定する導電率計１５と、流量計１
７とが接続されている。
て淡水とするＲＯ膜モジュール７と、海水を昇圧してＲ
Ｏ膜モジュール７へ供給する遠心型の高圧ポンプ８と、
高圧ポンプ８とＲＯ膜モジュール７の入口を結ぶ配管９
中に設けられたＲＯ膜入口弁１０および圧力計１８とを
備え、ＲＯ膜モジュール７の濃縮水出口に接続された排
水配管１１にＲＯ膜出口弁１２および圧力計１９が設け
られている。また高圧ポンプ８の入口側には海水を取水
する取水ポンプ１３と、目詰りの原因となる含有物を除
去する前処理設備２４と、供給水の温度を測定する温度
計１４と、導電率を測定する導電率計１５と、流量計１
７とが接続されている。
【００１２】さらに高圧ポンプ８の出口側には供給水圧
力を測定する圧力計１８と、濃縮水圧力を測定する圧力
計１９が接続され、またＲＯ膜モジュール７の出口側に
は透過水量を測定する流量計２０と、透過水導電率を測
定する導電率計２１と、淡水を保管する淡水設備２６が
順次接続されている。
力を測定する圧力計１８と、濃縮水圧力を測定する圧力
計１９が接続され、またＲＯ膜モジュール７の出口側に
は透過水量を測定する流量計２０と、透過水導電率を測
定する導電率計２１と、淡水を保管する淡水設備２６が
順次接続されている。
【００１３】また、ＲＯ膜出口弁１２の下流側には、動
力を回収するための逆転ポンプ２２が接続され、この逆
転ポンプ２２には回収した動力を高圧ポンプ８に伝達す
るタービン２３が連結されている。また逆転ポンプ２２
の下流側には、濃縮水を放流する前に水処理する排水処
理設備２５が接続されている。
力を回収するための逆転ポンプ２２が接続され、この逆
転ポンプ２２には回収した動力を高圧ポンプ８に伝達す
るタービン２３が連結されている。また逆転ポンプ２２
の下流側には、濃縮水を放流する前に水処理する排水処
理設備２５が接続されている。
【００１４】次に、造水プラントを制御する本発明によ
る造水プラント制御装置について説明する。造水プラン
ト制御装置１６は温度計１４で計測された供給水の温度
と導電率計１５で計測された導電率から求めたＲＯ膜モ
ジュール７の特性式と、高圧ポンプ８の特性と高圧ポン
プ８とＲＯ膜モジュールの間の配管９やＲＯ膜入口弁１
０に関する圧力損失特性式と、設定された生産水濃度上
限と、設定された回収率と、ＲＯ膜７および高圧ポンプ
８の使用流量範囲と、圧力範囲とから、造水プラントで
生産可能な淡水水量範囲を計算する生産可能範囲計算手
段１を有している。また生産可能範囲計算手段１は、生
産可能範囲中の水量で最大の水量を生産水量目標値とし
て設定し、設定された生産水量目標値と回収率になるよ
うに造水プラントを制御する最大水量制御手段２が接続
されている。
る造水プラント制御装置について説明する。造水プラン
ト制御装置１６は温度計１４で計測された供給水の温度
と導電率計１５で計測された導電率から求めたＲＯ膜モ
ジュール７の特性式と、高圧ポンプ８の特性と高圧ポン
プ８とＲＯ膜モジュールの間の配管９やＲＯ膜入口弁１
０に関する圧力損失特性式と、設定された生産水濃度上
限と、設定された回収率と、ＲＯ膜７および高圧ポンプ
８の使用流量範囲と、圧力範囲とから、造水プラントで
生産可能な淡水水量範囲を計算する生産可能範囲計算手
段１を有している。また生産可能範囲計算手段１は、生
産可能範囲中の水量で最大の水量を生産水量目標値とし
て設定し、設定された生産水量目標値と回収率になるよ
うに造水プラントを制御する最大水量制御手段２が接続
されている。
【００１５】また、ＲＯ膜運転制御装置１６は、温度計
１４で計測された供給水の温度と導電率計１５で計測さ
れた導電率から求めたＲＯ膜モジュール７の特性式と、
高圧ポンプ８の特性と高圧ポンプ８とＲＯ膜モジュール
間の配管９やＲＯ膜入口弁１０に関する圧力損失特性式
と、設定された回収率とから、生産水量に応じた生産水
濃度、ポンプに要する動力量、前処理に要する薬品量、
およびＲＯ膜モジュール７の入口圧力（運転圧力）を計
算する運転状態予測手段３を有している。運転状態予測
手段３には計算した生産水量に対する生産水濃度と電力
量と薬品量と運転圧力を生産水の水質、ランニングコス
ト、膜寿命への影響を評価する評価式に入力し、生産水
の水質、ランニングコスト、膜寿命への影響を評価し、
総合的に最も評価の高い生産水量を生産水量目標値とし
て設定し制御する最適生産水量制御手段４が接続されて
いる。
１４で計測された供給水の温度と導電率計１５で計測さ
れた導電率から求めたＲＯ膜モジュール７の特性式と、
高圧ポンプ８の特性と高圧ポンプ８とＲＯ膜モジュール
間の配管９やＲＯ膜入口弁１０に関する圧力損失特性式
と、設定された回収率とから、生産水量に応じた生産水
濃度、ポンプに要する動力量、前処理に要する薬品量、
およびＲＯ膜モジュール７の入口圧力（運転圧力）を計
算する運転状態予測手段３を有している。運転状態予測
手段３には計算した生産水量に対する生産水濃度と電力
量と薬品量と運転圧力を生産水の水質、ランニングコス
ト、膜寿命への影響を評価する評価式に入力し、生産水
の水質、ランニングコスト、膜寿命への影響を評価し、
総合的に最も評価の高い生産水量を生産水量目標値とし
て設定し制御する最適生産水量制御手段４が接続されて
いる。
【００１６】また図１に示す造水プラントにおいて、Ｒ
Ｏ膜モジュール７、高圧ポンプ８、前処理設備２４、排
水処理設備２５、淡水設備２６はそれぞれ複数の系列か
らなっており、ＲＯ膜運転制御装置は更に、生産可能範
囲計算手段１で計算された任意の生産水量毎にＲＯ膜モ
ジュール７の群数、各ＲＯ膜モジュール７の回収率、Ｒ
Ｏモジュール７のモジュール本数、および高圧ポンプ８
の数、前処理設備２４の数、排水処理設備２５の数、淡
水設備２６の数の複数の組み合わせを作成する設備数組
み合わせ手段５を有している。またＲＯ膜運転制御装置
１６は将来の任意の期間の供給水の温度と濃度を予測す
るとともに、生産可能範囲計算手段１で求めた将来の生
産水量可能範囲と、運転状態予測手段３で求めた将来の
運転量と、最適生産水量制御手段４で求めた最適生産水
量評価式を用いて、将来の任意の期間の任意の時間帯毎
の最適生産水量と、ＲＯ膜モジュール７の数、ＲＯ膜モ
ジュール７の回収率、ＲＯモジュール７のモジュール本
数、高圧ポンプ８の数、前処理設備２４の数、排水処理
設備２５の数、淡水設備２６の数を求め造水プラントの
運転計画を作成する運転計画作成手段６を更に有してい
る。
Ｏ膜モジュール７、高圧ポンプ８、前処理設備２４、排
水処理設備２５、淡水設備２６はそれぞれ複数の系列か
らなっており、ＲＯ膜運転制御装置は更に、生産可能範
囲計算手段１で計算された任意の生産水量毎にＲＯ膜モ
ジュール７の群数、各ＲＯ膜モジュール７の回収率、Ｒ
Ｏモジュール７のモジュール本数、および高圧ポンプ８
の数、前処理設備２４の数、排水処理設備２５の数、淡
水設備２６の数の複数の組み合わせを作成する設備数組
み合わせ手段５を有している。またＲＯ膜運転制御装置
１６は将来の任意の期間の供給水の温度と濃度を予測す
るとともに、生産可能範囲計算手段１で求めた将来の生
産水量可能範囲と、運転状態予測手段３で求めた将来の
運転量と、最適生産水量制御手段４で求めた最適生産水
量評価式を用いて、将来の任意の期間の任意の時間帯毎
の最適生産水量と、ＲＯ膜モジュール７の数、ＲＯ膜モ
ジュール７の回収率、ＲＯモジュール７のモジュール本
数、高圧ポンプ８の数、前処理設備２４の数、排水処理
設備２５の数、淡水設備２６の数を求め造水プラントの
運転計画を作成する運転計画作成手段６を更に有してい
る。
【００１７】次にこのような構成からなる本実施の形態
の作用について説明する。生産可能範囲計算手段１で
は、温度計１４で計測された供給水の温度と導電率計１
５で計測された導電率からＲＯ膜モジュール７の特性式
（１）（２）と、高圧ポンプ８の特性と高圧ポンプ８と
ＲＯ膜モジュール７間の配管９やＲＯ膜入口弁１０に関
する圧力損失特性式（３）と、設定された生産水濃度上
限（４）と、設定された回収率（６）と、ＲＯ膜モジュ
ール７および高圧ポンプ８の使用流量範囲（７）と、圧
力範囲（８）とから、造水プラントで生産可能な淡水水
量範囲を計算する。図２に（１）〜（８）式までを考慮
した生産可能な淡水水量範囲を示す。（１）式の曲線上
のＡＢの範囲が生産水量範囲となる。
の作用について説明する。生産可能範囲計算手段１で
は、温度計１４で計測された供給水の温度と導電率計１
５で計測された導電率からＲＯ膜モジュール７の特性式
（１）（２）と、高圧ポンプ８の特性と高圧ポンプ８と
ＲＯ膜モジュール７間の配管９やＲＯ膜入口弁１０に関
する圧力損失特性式（３）と、設定された生産水濃度上
限（４）と、設定された回収率（６）と、ＲＯ膜モジュ
ール７および高圧ポンプ８の使用流量範囲（７）と、圧
力範囲（８）とから、造水プラントで生産可能な淡水水
量範囲を計算する。図２に（１）〜（８）式までを考慮
した生産可能な淡水水量範囲を示す。（１）式の曲線上
のＡＢの範囲が生産水量範囲となる。
【００１８】最大水量制御手段２では、生産可能範囲中
の水量で最大の水量Ｂ点を生産水量目標値として設定
し、設定された生産水量目標値と回収率になるようにプ
ラントを制御する。
の水量で最大の水量Ｂ点を生産水量目標値として設定
し、設定された生産水量目標値と回収率になるようにプ
ラントを制御する。
【００１９】 膜特性式……… Ｑｐ＝Ａｓ（Ｐｆ−Δπ）Ｆ ……（１） Δπ＝ｆ（Ｔｅｍｐ，Ｃｆ） ……（２） Ｑｐ…………生産水量 Ａｓ…………膜透過係数 Ｐｆ…………供給水圧力 Δπ…………膜間の浸透圧差 Ｆ……………膜面積 Ｔｅｍｐ……供給水温度 Ｃｆ…………導電率 高圧ポンプ特性式と高圧ポンプとＲＯ膜モジュール間の
配管やＲＯ膜入口弁の圧力損失特性式…… Ｐｆ＜ａＱｆ2 ＋ｂＱｆ＋ｃ ……（３） Ｑｆ…………供給水流量 ａ，ｂ，ｃ…係数 生産水濃度上限…Ｃｐ＜Ｂｓ・ΔＣ・Ｆ ……（４） ΔＣ＝ｆ（ＲＲ，Ｃｆ） ……（５） Ｃｐ…………透過水濃度 Ｂｓ…………塩透過係数 ΔＣ…………膜間の濃度差 ＲＲ…………回収率 回収率…… ＲＲ＝Ｑｐ／Ｑｆ ……（６）
配管やＲＯ膜入口弁の圧力損失特性式…… Ｐｆ＜ａＱｆ2 ＋ｂＱｆ＋ｃ ……（３） Ｑｆ…………供給水流量 ａ，ｂ，ｃ…係数 生産水濃度上限…Ｃｐ＜Ｂｓ・ΔＣ・Ｆ ……（４） ΔＣ＝ｆ（ＲＲ，Ｃｆ） ……（５） Ｃｐ…………透過水濃度 Ｂｓ…………塩透過係数 ΔＣ…………膜間の濃度差 ＲＲ…………回収率 回収率…… ＲＲ＝Ｑｐ／Ｑｆ ……（６）
【００２０】
【数４】 膜使用圧力 Ｐｆ ＜Ｐｍａｘ ……（８） Ｐｍａｘ……膜最大圧力 この場合、生産可能範囲計算手段１において、流量計１
７で求めたＲＯ膜モジュール７への供給水量と、圧力計
１８で測定した供給水圧力と、圧力計１９で測定した濃
縮水圧力と、流量計２０で測定した透過水量と、導電率
計２１で測定した透過水流量に基づいて膜透過係数Ａｓ
を式（９）で求め、このＡｓを用いて式（１）〜式
（８）により造水プラントで生産可能な淡水水量範囲を
計算する。
７で求めたＲＯ膜モジュール７への供給水量と、圧力計
１８で測定した供給水圧力と、圧力計１９で測定した濃
縮水圧力と、流量計２０で測定した透過水量と、導電率
計２１で測定した透過水流量に基づいて膜透過係数Ａｓ
を式（９）で求め、このＡｓを用いて式（１）〜式
（８）により造水プラントで生産可能な淡水水量範囲を
計算する。
【００２１】 Ａｓ＝ｆ（Ｑｆ，Ｐｆ，Ｐｂ，Ｑｐ，Ｃｐ） ……（９） Ｐｂ……濃縮水圧力 次に運転状態予測手段３では、温度計１４で計測された
供給水の温度と導電率計１５で計測された導電率からＲ
Ｏ膜モジュール７の特性式（１）と、高圧ポンプ８の特
性と高圧ポンプ８とＲＯ膜モジュール７間の配管９やＲ
Ｏ膜入口弁１０に関する圧力損失特性式（３）と、式
（６）で設定された回収率から、式（10）に基づいて生
産水量に応じた生産水濃度を求める。また（11）式に基
づいてポンプに要する動力量を求めるとともに、（12）
式に基づいて前処理に要する薬品量を求め、さらに式
（13）に基づいてＲＯ膜の入口圧力（運転圧力）を求め
る。
供給水の温度と導電率計１５で計測された導電率からＲ
Ｏ膜モジュール７の特性式（１）と、高圧ポンプ８の特
性と高圧ポンプ８とＲＯ膜モジュール７間の配管９やＲ
Ｏ膜入口弁１０に関する圧力損失特性式（３）と、式
（６）で設定された回収率から、式（10）に基づいて生
産水量に応じた生産水濃度を求める。また（11）式に基
づいてポンプに要する動力量を求めるとともに、（12）
式に基づいて前処理に要する薬品量を求め、さらに式
（13）に基づいてＲＯ膜の入口圧力（運転圧力）を求め
る。
【００２２】 Ｃｐ＝Ｂｓ・ΔＣ・Ｆ ……（10） ΔＣ＝ｆ（ＲＲ，Ｃｆ） ポンプに要する電力量＝ｆ（稼働ポンプ台数） ……（11） 前処理に要する薬品量＝ｆ（ＲＲ，Ｑｐ） ……（12）
【００２３】
【数５】 最適生産水量制御手段４では、運転状態予測手段３中で
求めた生産水量に対する生産水濃度と電力量と薬品量と
運転圧力を、生産水の水質、ランニングコスト、膜寿命
への影響を評価する評価式（14）に入力し、生産水の水
質、ランニングコスト、膜寿命への影響を評価する。各
生産水濃度、電力量、薬品量、運転圧力の評価値の関数
を、それぞれ項目毎にグラフに示す（図３（ａ）−
（ｄ）参照）。評価値の関数は設置場所の特性にも依存
するため、図３に示す関数は設置場所毎に作成される。
各項目から計算された評価値を合計して、総合的な評価
を行い、最も評価の高い生産水量を生産水量目標値とし
て設定し制御する。
求めた生産水量に対する生産水濃度と電力量と薬品量と
運転圧力を、生産水の水質、ランニングコスト、膜寿命
への影響を評価する評価式（14）に入力し、生産水の水
質、ランニングコスト、膜寿命への影響を評価する。各
生産水濃度、電力量、薬品量、運転圧力の評価値の関数
を、それぞれ項目毎にグラフに示す（図３（ａ）−
（ｄ）参照）。評価値の関数は設置場所の特性にも依存
するため、図３に示す関数は設置場所毎に作成される。
各項目から計算された評価値を合計して、総合的な評価
を行い、最も評価の高い生産水量を生産水量目標値とし
て設定し制御する。
【００２４】 評価値（Ｑｐ）＝Ｉ（生産水濃度）＋Ｉ（電力量）＋Ｉ（薬品量） ＋Ｉ（運転圧力） ……（14） なお、最適生産水量制御手段４では、式（14）に替え
て、淡水の需要量と生産水量の差を評価する項を追加し
た最適生産水量評価式（15）を用いて、最適生産水量を
求め、目標値として設定し制御してもよい（図３（ａ）
−（ｅ）参照）。
て、淡水の需要量と生産水量の差を評価する項を追加し
た最適生産水量評価式（15）を用いて、最適生産水量を
求め、目標値として設定し制御してもよい（図３（ａ）
−（ｅ）参照）。
【００２５】 評価値（Ｑｐ）＝Ｉ（生産水濃度）＋Ｉ（電力量）＋Ｉ（薬品量） ＋Ｉ（運転圧力）＋Ｉ（淡水の需要量と生産水量の差） ……（15） さらにまた生産可能範囲計算手段１で、回収率を任意の
範囲で設定し、特定の回収率毎に造水プラントで生産可
能な淡水水量範囲を求めてもよい。図４に回収率を任意
の範囲で変化させた場合の生産可能な淡水水量範囲を示
す。グラフ中で黒く塗りつぶしたＡＢＣＤの範囲が淡水
水量範囲である。
範囲で設定し、特定の回収率毎に造水プラントで生産可
能な淡水水量範囲を求めてもよい。図４に回収率を任意
の範囲で変化させた場合の生産可能な淡水水量範囲を示
す。グラフ中で黒く塗りつぶしたＡＢＣＤの範囲が淡水
水量範囲である。
【００２６】運転状態予測手段３では、回収率毎の生産
水濃度、ポンプに要する動力量、前処理に要する薬品
量、運転圧力を計算する。この場合、最適生産水量制御
手段４において、式（15）に替えて、回収率によって変
化する生産水濃度と電力量と薬品量と運転圧力を入力
し、最適生産水量とそのときの回収率を求める式（16）
により目標値を設定し制御してもよい。
水濃度、ポンプに要する動力量、前処理に要する薬品
量、運転圧力を計算する。この場合、最適生産水量制御
手段４において、式（15）に替えて、回収率によって変
化する生産水濃度と電力量と薬品量と運転圧力を入力
し、最適生産水量とそのときの回収率を求める式（16）
により目標値を設定し制御してもよい。
【００２７】 評価値（Ｑｐ，ＲＲ）＝Ｉ（生産水濃度）＋Ｉ（電力量）＋Ｉ（薬品量） ＋Ｉ（運転圧力）＋Ｉ（淡水の需要量と生産水量の差） ……（16） さらにまた生産可能範囲計算手段１において、設定され
たモジュール本数、回収率の範囲から、任意のモジュー
ル本数、回収率毎に造水プラントで生産可能な淡水水量
範囲を計算してもよい。図５にモジュール本数、回収率
を変化させた場合の生産可能な淡水水量範囲を示す。グ
ラフ中で黒く塗りつぶしたＡＢＣＤＥの範囲が淡水水量
範囲である。
たモジュール本数、回収率の範囲から、任意のモジュー
ル本数、回収率毎に造水プラントで生産可能な淡水水量
範囲を計算してもよい。図５にモジュール本数、回収率
を変化させた場合の生産可能な淡水水量範囲を示す。グ
ラフ中で黒く塗りつぶしたＡＢＣＤＥの範囲が淡水水量
範囲である。
【００２８】運転状態予測手段３では回収率毎の生産水
濃度、ポンプに要する動力量、前処理に要する薬品量、
運転圧力を計算する。この場合、最適生産水量制御手段
４において式（16）に替えて、モジュール数によって変
化する生産水濃度と電力量と薬品量と運転圧力を入力
し、最適生産水量とそのときの回収率、モジュール数を
求める式（17）により、目標値を設定し制御してもよ
い。
濃度、ポンプに要する動力量、前処理に要する薬品量、
運転圧力を計算する。この場合、最適生産水量制御手段
４において式（16）に替えて、モジュール数によって変
化する生産水濃度と電力量と薬品量と運転圧力を入力
し、最適生産水量とそのときの回収率、モジュール数を
求める式（17）により、目標値を設定し制御してもよ
い。
【００２９】 評価値（Ｑｐ，ＲＲ，モジュール数） ＝Ｉ（生産水濃度）＋Ｉ（電力量）＋Ｉ（薬品量）＋Ｉ（運転圧力） ＋Ｉ（淡水の需要量と生産水量の差） ……（17） さらにまた生産可能範囲計算手段１において、逆転ポン
プ２２の特性、逆転ポンプ２２と膜モジュール７間の配
管１１、およびＲＯ膜出口弁１２に関する圧力損失特性
から式（18）に基づいて濃縮水量範囲を求め、この濃縮
水を考慮に加え、造水プラントで生産可能な淡水水量範
囲を計算してもよい。
プ２２の特性、逆転ポンプ２２と膜モジュール７間の配
管１１、およびＲＯ膜出口弁１２に関する圧力損失特性
から式（18）に基づいて濃縮水量範囲を求め、この濃縮
水を考慮に加え、造水プラントで生産可能な淡水水量範
囲を計算してもよい。
【００３０】逆転ポンプ特性と逆転ポンプと膜モジュー
ル間の配管やＲＯ膜出口弁の圧力損失特性から得られる
濃縮水量範囲…… 濃縮水量範囲＜ｆ（Ｑｂ，Ｐｂ） ……（18） 図６にモジュール本数、回収率を変化させ、濃縮水量範
囲を考慮に加えた場合の生産可能な淡水水量範囲を示
す。グラフ中で黒く塗りつぶしたＡＢＣＤＥＦの範囲が
淡水水量範囲である。
ル間の配管やＲＯ膜出口弁の圧力損失特性から得られる
濃縮水量範囲…… 濃縮水量範囲＜ｆ（Ｑｂ，Ｐｂ） ……（18） 図６にモジュール本数、回収率を変化させ、濃縮水量範
囲を考慮に加えた場合の生産可能な淡水水量範囲を示
す。グラフ中で黒く塗りつぶしたＡＢＣＤＥＦの範囲が
淡水水量範囲である。
【００３１】運転状態予測手段３において、生産水量、
回収率、モジュール数に対する逆転ポンプで回収できる
電力量を式（19）（20）を用いて計算する。
回収率、モジュール数に対する逆転ポンプで回収できる
電力量を式（19）（20）を用いて計算する。
【００３２】逆転ポンプ特性と逆転ポンプとＲＯ膜モジ
ュール間の配管やＲＯ膜出口弁の圧力損失特性式…… 逆転ポンプ回収圧力＝ａＱｂ2 ＋ｂＱｂ＋ｃ ……（19） Ｑｂ……………濃縮水流量 ａ，ｂ，ｃ……係数 逆転ポンプ回収電力量＝ｆ（逆転ポンプ回収圧力） ……（20） この場合、最適生産水量制御手段４では、式（17）に替
えて逆転ポンプ２２で回収できる電力量の項を加え、回
収電力量も評価に加えた式（21）を用い最適生産水量、
回収率、モジュール数を求め、目標値として設定し制御
する。
ュール間の配管やＲＯ膜出口弁の圧力損失特性式…… 逆転ポンプ回収圧力＝ａＱｂ2 ＋ｂＱｂ＋ｃ ……（19） Ｑｂ……………濃縮水流量 ａ，ｂ，ｃ……係数 逆転ポンプ回収電力量＝ｆ（逆転ポンプ回収圧力） ……（20） この場合、最適生産水量制御手段４では、式（17）に替
えて逆転ポンプ２２で回収できる電力量の項を加え、回
収電力量も評価に加えた式（21）を用い最適生産水量、
回収率、モジュール数を求め、目標値として設定し制御
する。
【００３３】 評価値（Ｑｐ，ＲＲ，モジュール数） ＝Ｉ（生産水濃度）＋Ｉ（電力量）＋Ｉ（薬品量）＋Ｉ（運転圧力） ＋Ｉ（淡水の需要量と生産水量の差） ＋Ｉ（逆転ポンプ回収電力量） ……（21） また生産可能範囲計算手段１において、前処理設備２４
の能力から計算できる膜への供給水量範囲と、複数のＲ
Ｏ膜モジュール７群より排出される濃縮海水を処理する
排水処理設備２５の能力とから計算できる濃縮水量範囲
と、複数のＲＯ膜モジュール７群より生産される淡水を
受け入れる淡水設備２６の能力から計算できる淡水水量
範囲とを考慮に加え、造水プラントで生産可能な淡水水
量範囲を計算してもよい。
の能力から計算できる膜への供給水量範囲と、複数のＲ
Ｏ膜モジュール７群より排出される濃縮海水を処理する
排水処理設備２５の能力とから計算できる濃縮水量範囲
と、複数のＲＯ膜モジュール７群より生産される淡水を
受け入れる淡水設備２６の能力から計算できる淡水水量
範囲とを考慮に加え、造水プラントで生産可能な淡水水
量範囲を計算してもよい。
【００３４】図７にモジュール本数、回収率を変化さ
せ、濃縮水量範囲、前処理設備、排水処理設備、淡水設
備を考慮に加えた場合の生産可能な淡水水量範囲を示
す。グラフ中で黒く塗りつぶしたＡＢＣＤＥＦの範囲が
淡水水量範囲である。
せ、濃縮水量範囲、前処理設備、排水処理設備、淡水設
備を考慮に加えた場合の生産可能な淡水水量範囲を示
す。グラフ中で黒く塗りつぶしたＡＢＣＤＥＦの範囲が
淡水水量範囲である。
【００３５】さらにまた生産可能範囲計算手段１におい
て、設定された回収率、モジュール数範囲での各ＲＯ膜
モジュール７、高圧ポンプ８、前処理設備２４、排水処
理設備２５、淡水設備２６毎の生産水量範囲の計算をす
ることもできる。この場合、設備数組み合わせ手段５に
おいて、生産可能範囲計算手段１で計算された任意の生
産水量毎にＲＯ膜モジュール７の数と各ＲＯ膜モジュー
ル７の回収率、モジュール数、高圧ポンプ８の数、前処
理設備２４の数、排水処理設備２５の数、淡水設備３６
の数の複数の組み合わせを作成する。図８に各設備の系
列数毎の生産可能な淡水水量範囲を示す。図８からある
特性の生産水量Ｑｐ１を生産する場合の設備数の組み合
わせは、以下の１８通りであることがわかる。
て、設定された回収率、モジュール数範囲での各ＲＯ膜
モジュール７、高圧ポンプ８、前処理設備２４、排水処
理設備２５、淡水設備２６毎の生産水量範囲の計算をす
ることもできる。この場合、設備数組み合わせ手段５に
おいて、生産可能範囲計算手段１で計算された任意の生
産水量毎にＲＯ膜モジュール７の数と各ＲＯ膜モジュー
ル７の回収率、モジュール数、高圧ポンプ８の数、前処
理設備２４の数、排水処理設備２５の数、淡水設備３６
の数の複数の組み合わせを作成する。図８に各設備の系
列数毎の生産可能な淡水水量範囲を示す。図８からある
特性の生産水量Ｑｐ１を生産する場合の設備数の組み合
わせは、以下の１８通りであることがわかる。
【００３６】 組み合わせ＝（ＲＯ膜モジュール数、高圧ポンプ数、前処理設備数、 排水処理設備数、淡水設備数） ＝（３，３，３，１，１） ＝（３，４，３，１，１） ＝（３，３，４，１，１） ＝（３，４，４，１，１） ＝（３，３，５，１，１） ＝（３，４，５，１，１） ＝（３，３，６，１，１） ＝（３，４，６，１，１） ＝（３，３，３，２，１） ＝（３，４，３，２，１） ＝（３，３，４，２，１） ＝（３，４，４，２，１） ＝（３，３，５，２，１） ＝（３，４，５，２，１） ＝（３，３，６，２，１） ＝（３，４，６，２，１） 次に運転状態予測手段３では、設備数組み合わせ手段５
で作成された組み合わせ毎に運転状態量である生産水濃
度、電力量、薬品量、運転圧力、逆転ポンプ回収電力量
を求める。例えばＱｐ１の場合は１８通りの全ての場合
について、それぞれ何通りかのモジュール数、回収率を
変えて計算を行う。
で作成された組み合わせ毎に運転状態量である生産水濃
度、電力量、薬品量、運転圧力、逆転ポンプ回収電力量
を求める。例えばＱｐ１の場合は１８通りの全ての場合
について、それぞれ何通りかのモジュール数、回収率を
変えて計算を行う。
【００３７】最適生産水量制御手段４では、設備数組み
合わせ手段５で作成された組み合わせ毎に最適生産水量
評価式（22）によって評価を行い、最適生産水量、ＲＯ
膜モジュール群数および群毎の回収率、モジュール本
数、また、高圧ポンプ数、前処理設備数、排水処理設備
数、淡水設備数を求め、目標値として設定し制御する。
例えばＱｐ１の場合は、運転状態予測手段３で１８通り
の全ての場合について、それぞれ何通りかのモジュール
数、回収率を変えて計算された生産水濃度、電力量、薬
品量、運転圧力、逆転ポンプ回収電力量をもとに評価を
行い評価値が最も高かった生産水量、ＲＯ膜モジュール
群数および群毎の回収率、モジュール本数、また、高圧
ポンプ数、前処理設備数、排水処理設備数、淡水設備数
を設定する。
合わせ手段５で作成された組み合わせ毎に最適生産水量
評価式（22）によって評価を行い、最適生産水量、ＲＯ
膜モジュール群数および群毎の回収率、モジュール本
数、また、高圧ポンプ数、前処理設備数、排水処理設備
数、淡水設備数を求め、目標値として設定し制御する。
例えばＱｐ１の場合は、運転状態予測手段３で１８通り
の全ての場合について、それぞれ何通りかのモジュール
数、回収率を変えて計算された生産水濃度、電力量、薬
品量、運転圧力、逆転ポンプ回収電力量をもとに評価を
行い評価値が最も高かった生産水量、ＲＯ膜モジュール
群数および群毎の回収率、モジュール本数、また、高圧
ポンプ数、前処理設備数、排水処理設備数、淡水設備数
を設定する。
【００３８】 評価値｛Ｑｐ，ＲＯ膜モジュール群数（ＲＲ，モジュール数）、 高圧ポンプ数、前処理設備数、排水処理設備数、淡水設備数｝ ＝Ｉ（生産水濃度）＋Ｉ（電力量）＋Ｉ（薬品量）＋Ｉ（運転圧力） ＋Ｉ（淡水の需要量と生産水量の差） ＋Ｉ（逆転ポンプ回収電力量） ……（22） なお運転状態予測手段３において、日付の入力を加える
ことによって電力量から曜日、時間帯、祝日等によって
変化する電力料金を算出してもよい。この場合、最適生
産水量制御手段４で、最適生産水量評価式（23）を用い
て評価する。
ことによって電力量から曜日、時間帯、祝日等によって
変化する電力料金を算出してもよい。この場合、最適生
産水量制御手段４で、最適生産水量評価式（23）を用い
て評価する。
【００３９】 評価値｛Ｑｐ，ＲＯ膜モジュール群数（ＲＲ，モジュール数）、 高圧ポンプ数、前処理設備数、排水処理設備数、淡水設備数｝ ＝Ｉ（生産水濃度）＋Ｉ（電力料金）＋Ｉ（薬品量）＋Ｉ（運転圧力） ＋Ｉ（淡水の需要量と生産水量の差） ＋Ｉ（逆転ポンプ回収電力料金） ……（23） さらにまた生産可能範囲計算手段１において、将来の任
意の期間の供給水の温度と濃度を予測し、将来の生産水
量可能範囲を計算してもよい。次に、運転状態予測手段
３で、将来の運転量を計算する。この場合、運転計画作
成手段６で、最適生産水量制御手段４の最適生産水量評
価式（23）を用いて、将来の任意の期間の任意の時間帯
毎の最適生産水量と、ＲＯ膜モジュール７の数および群
毎の回収率、モジュール本数、高圧ポンプ８の数、前処
理設備２４の数、排水処理設備２５の数、淡水設備２６
の数を求め造水プラントの運転計画を作成する。次に最
適生産水量制御手段４において、運転計画作成手段６で
作成された計画とおりに運転する。
意の期間の供給水の温度と濃度を予測し、将来の生産水
量可能範囲を計算してもよい。次に、運転状態予測手段
３で、将来の運転量を計算する。この場合、運転計画作
成手段６で、最適生産水量制御手段４の最適生産水量評
価式（23）を用いて、将来の任意の期間の任意の時間帯
毎の最適生産水量と、ＲＯ膜モジュール７の数および群
毎の回収率、モジュール本数、高圧ポンプ８の数、前処
理設備２４の数、排水処理設備２５の数、淡水設備２６
の数を求め造水プラントの運転計画を作成する。次に最
適生産水量制御手段４において、運転計画作成手段６で
作成された計画とおりに運転する。
【００４０】また高圧ポンプ８の回転数が制御可能であ
る場合、運転状態予測手段３において、稼働ポンプ台数
と、それぞれのポンプの生産水量からポンプに要する電
力量を式（24）を用いて計算してもよい。次に最適生産
水量制御手段４の最適生産水量評価式（23）で評価し、
最適生産水量を求め、目標値として設定し制御する。
る場合、運転状態予測手段３において、稼働ポンプ台数
と、それぞれのポンプの生産水量からポンプに要する電
力量を式（24）を用いて計算してもよい。次に最適生産
水量制御手段４の最適生産水量評価式（23）で評価し、
最適生産水量を求め、目標値として設定し制御する。
【００４１】 ポンプに要する電力量＝ｆ（稼働ポンプ台数，Ｑｐ） ……（24） 以上本実施の形態によれば、水温の上昇に伴う造水プラ
ントの能力の増加を利用して、最大の透過水量を得られ
るので、コスト低減を図ることができ、水温の上昇に伴
う透過塩分量を考慮して、目標値が設定できるので、適
正な水質の透過水を得ることができる。
ントの能力の増加を利用して、最大の透過水量を得られ
るので、コスト低減を図ることができ、水温の上昇に伴
う透過塩分量を考慮して、目標値が設定できるので、適
正な水質の透過水を得ることができる。
【００４２】また測定したＲＯ膜の供給水量と、供給水
圧力と、濃縮水圧力と、透過水量と、透過水導電率を、
膜の特性式に使用するので、現在の特性をより正確反映
した生産可能な淡水水量範囲を計算することができ、よ
り多量や良質の生産水量を得ることができる。
圧力と、濃縮水圧力と、透過水量と、透過水導電率を、
膜の特性式に使用するので、現在の特性をより正確反映
した生産可能な淡水水量範囲を計算することができ、よ
り多量や良質の生産水量を得ることができる。
【００４３】さらに生産水量に応じた生産水濃度、ポン
プに要する動力量、前処理に要する薬品量、ＲＯ膜の入
口圧力（運転圧力）を計算し、生産水の水質、ランニン
グコスト、膜寿命への影響を評価し、総合的に最も評価
の高い生産水量を生産水量目標値として設定できるの
で、長期的に最も効率的で経済的な運転ができる。
プに要する動力量、前処理に要する薬品量、ＲＯ膜の入
口圧力（運転圧力）を計算し、生産水の水質、ランニン
グコスト、膜寿命への影響を評価し、総合的に最も評価
の高い生産水量を生産水量目標値として設定できるの
で、長期的に最も効率的で経済的な運転ができる。
【００４４】また需要量に応じ淡水を生産できるため、
他の浄水施設との連携もでき、水道水供給体全体として
過不足のない運転ができる。
他の浄水施設との連携もでき、水道水供給体全体として
過不足のない運転ができる。
【００４５】また回収率の変更によって、生産水量、生
産水濃度、ポンプに要する動力量、前処理に要する薬品
量、運転圧力が変化する。回収率の変更は機械の起動・
停止を伴わずに行えるので、容易な操作で実施できる。
回収率によって変化する生産水濃度と電力量と薬品量と
運転圧力を考慮し、最適生産水量とそのときの回収率を
求められれば、現在稼働中の機械で条件が厳しい時も、
機械の起動・停止を伴わずに容易な操作で、生産条件を
満たす生産水を得ることができる。
産水濃度、ポンプに要する動力量、前処理に要する薬品
量、運転圧力が変化する。回収率の変更は機械の起動・
停止を伴わずに行えるので、容易な操作で実施できる。
回収率によって変化する生産水濃度と電力量と薬品量と
運転圧力を考慮し、最適生産水量とそのときの回収率を
求められれば、現在稼働中の機械で条件が厳しい時も、
機械の起動・停止を伴わずに容易な操作で、生産条件を
満たす生産水を得ることができる。
【００４６】またモジュール数の変更によって、生産水
量、生産水濃度、ポンプに要する動力量、前処理に要す
る薬品量、運転圧力が変化する。水温の上昇に伴う造水
装置の能力の増加を利用して、より少ないモジュール数
で運転を行えば、コスト低減を図ることができる。モジ
ュール数によって変化する生産水量、生産水濃度と電力
量と薬品量と運転圧力を考慮し、最適生産水量とそのと
きの回収率、モジュール数が得られるので、より経済的
な運転ができる。
量、生産水濃度、ポンプに要する動力量、前処理に要す
る薬品量、運転圧力が変化する。水温の上昇に伴う造水
装置の能力の増加を利用して、より少ないモジュール数
で運転を行えば、コスト低減を図ることができる。モジ
ュール数によって変化する生産水量、生産水濃度と電力
量と薬品量と運転圧力を考慮し、最適生産水量とそのと
きの回収率、モジュール数が得られるので、より経済的
な運転ができる。
【００４７】また濃縮海水配管に動力を回収するための
逆転ポンプと、回収した動力を高圧ポンプに伝えるター
ビンとを設けることによって、高圧ポンプに要する動力
を削減することができ、経済的となり、さらに、逆転ポ
ンプで回収できる電力量を考慮に入れた最適生産水量が
求められるので、電力量を最小限に抑えた運転が可能に
なり、経済的となる。
逆転ポンプと、回収した動力を高圧ポンプに伝えるター
ビンとを設けることによって、高圧ポンプに要する動力
を削減することができ、経済的となり、さらに、逆転ポ
ンプで回収できる電力量を考慮に入れた最適生産水量が
求められるので、電力量を最小限に抑えた運転が可能に
なり、経済的となる。
【００４８】また前処理設備、排水処理設備、淡水設備
のそれぞれの能力を考慮した造水プラントで生産可能な
淡水水量範囲を計算できるので、プラント全体の運転が
滞りなく行える。
のそれぞれの能力を考慮した造水プラントで生産可能な
淡水水量範囲を計算できるので、プラント全体の運転が
滞りなく行える。
【００４９】さらに複数のＲＯ膜モジュール群の系列、
高圧ポンプの系列、前処理設備の系列、排水処理設備の
系列、淡水設備２６の系列が設けられている造水プラン
トにおいては、生産可能範囲計算手段に、設定された回
収率、モジュール数範囲での各ＲＯ膜モジュール群、高
圧ポンプ、前処理設備、排水処理設備、淡水設備毎の生
産水量範囲を計算し、最適な設備数の組み合わせを設定
することは、頻繁なため困難である。この場合、本発明
によれば、多数の設備数の組み合わせの最適計算が実行
されるので、容易に最適なＲＯ膜モジュール群数、各Ｒ
Ｏ膜モジュール群の回収率、モジュール本数、高圧ポン
プの数、前処理設備の数、排水処理設備の数、淡水設備
の数の複数の組み合わせを作成することができ、能率的
な運転が可能になる。
高圧ポンプの系列、前処理設備の系列、排水処理設備の
系列、淡水設備２６の系列が設けられている造水プラン
トにおいては、生産可能範囲計算手段に、設定された回
収率、モジュール数範囲での各ＲＯ膜モジュール群、高
圧ポンプ、前処理設備、排水処理設備、淡水設備毎の生
産水量範囲を計算し、最適な設備数の組み合わせを設定
することは、頻繁なため困難である。この場合、本発明
によれば、多数の設備数の組み合わせの最適計算が実行
されるので、容易に最適なＲＯ膜モジュール群数、各Ｒ
Ｏ膜モジュール群の回収率、モジュール本数、高圧ポン
プの数、前処理設備の数、排水処理設備の数、淡水設備
の数の複数の組み合わせを作成することができ、能率的
な運転が可能になる。
【００５０】また電力量から曜日、時間帯、祝日等によ
って変化する電力料金を算出できるようにしたので、よ
り直接的な電気料金の削減が可能になる。
って変化する電力料金を算出できるようにしたので、よ
り直接的な電気料金の削減が可能になる。
【００５１】また将来の任意の期間の供給水の温度と濃
度を予測して、将来の任意の期間の任意の時間帯毎の最
適生産水量と、ＲＯ膜モジュール群の数およびＲＯ膜モ
ジュール毎の回収率、モジュール本数、高圧ポンプの
数、前処理設備の数、排水設備の数、および淡水設備の
数を求め造水プラントの運転計画を作成できるので、計
画的な運転管理が行え、オペレータの操作も効率的に行
え、施設全体の運営が合理化できる。
度を予測して、将来の任意の期間の任意の時間帯毎の最
適生産水量と、ＲＯ膜モジュール群の数およびＲＯ膜モ
ジュール毎の回収率、モジュール本数、高圧ポンプの
数、前処理設備の数、排水設備の数、および淡水設備の
数を求め造水プラントの運転計画を作成できるので、計
画的な運転管理が行え、オペレータの操作も効率的に行
え、施設全体の運営が合理化できる。
【００５２】さらに高圧ポンプの回転数の回転数によっ
て電力量が変化するので、回転数による最適生産水量を
求めることにより、より少ない回転数での運転を行なう
ことができる。
て電力量が変化するので、回転数による最適生産水量を
求めることにより、より少ない回転数での運転を行なう
ことができる。
【００５３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ＲＯ膜モ
ジュールや、ポンプの特性や能力に応じた生産可能な生
産水量を設定し、この生産可能な水量に基づいて生産水
量目標値を定めたので、プラント装置能力を充分に発揮
した経済的な運転ができる。また、付随する設備の能力
や動力、生産水質、膜寿命を考慮して、最適な生産水量
を設定できるので、施設全体、さらに他の供給体とも総
合した効率的な運転が可能になる。さらに運転計画を作
成できるので施設の合理的な運営に貢献できる。
ジュールや、ポンプの特性や能力に応じた生産可能な生
産水量を設定し、この生産可能な水量に基づいて生産水
量目標値を定めたので、プラント装置能力を充分に発揮
した経済的な運転ができる。また、付随する設備の能力
や動力、生産水質、膜寿命を考慮して、最適な生産水量
を設定できるので、施設全体、さらに他の供給体とも総
合した効率的な運転が可能になる。さらに運転計画を作
成できるので施設の合理的な運営に貢献できる。
【図１】本発明による造水プラント制御装置を示す構成
図。
図。
【図２】生産可能な淡水水量範囲。
【図３】評価関数グラフ。
【図４】生産可能な淡水水量範囲。
【図５】生産可能な淡水水量範囲。
【図６】生産可能な淡水水量範囲。
【図７】生産可能な淡水水量範囲。
【図８】各設備の系列数毎の生産可能な淡水水量範囲。
１ 生産可能範囲計算手段 ２ 最大水量制御手段 ３ 運転状態予測手段 ４ 最適生産水量制御手段 ５ 設備数組み合わせ手段 ６ 運転計画作成手段 ７ ＲＯ膜モジュール ８ 高圧ポンプ １０ ＲＯ膜入口弁 １２ ＲＯ膜出口弁 １３ 取水ポンプ １４ 温度計 １５ 導電率計 １６ 造水プラント制御装置 １７ 流量計 １８ 圧力計 １９ 圧力計 ２０ 流量計 ２１ 導電率計 ２２ 逆転ポンプ ２３ タービン ２４ 前処理設備 ２５ 排水処理設備 ２６ 淡水設備
Claims (8)
- 【請求項１】入口、濃縮水出口および淡水出口を有し、
供給水を淡水とするＲＯ膜モジュールと、 海水を昇圧してＲＯ膜モジュールの入口へ供給する高圧
ポンプと、 高圧ポンプとＲＯ膜モジュールの入口を結ぶ配管中に設
けられたＲＯ膜入口弁と、 ＲＯ膜モジュールの濃縮水出口側に設けられたＲＯ膜出
口弁と、 必要な海水を取水し供給水として高圧ポンプへ送る取水
ポンプと、 プラントの状態を測定する測定手段と、 を有するＲＯ膜利用の造水プラントを制御するための造
水プラント制御装置において、 測定手段で測定した供給水の温度と導電率を用いた膜の
特性式（１）（２）と、高圧ポンプ特性、高圧ポンプと
ＲＯ膜モジュール間の配管およびＲＯ膜入口弁に関する
圧力損失特性式（３）と、（４）（５）式で設定された
生産水濃度上限と、（６）式で設定された回収率と、
（７）式で求めたＲＯ膜の使用流量範囲と、（８）式で
求めた圧力範囲とから、造水プラントで生産可能な生産
水水量範囲を計算する生産可能範囲計算手段と、 Ｑｐ＝Ａｓ（Ｐｆ−Δπ）Ｆ ……（１） Δπ＝ｆ（Ｔｅｍｐ，Ｃｆ） ……（２） Ｑｐ…………生産水量 Ａｓ…………膜透過係数 Ｐｆ…………供給水圧力 Δπ…………膜間の浸透圧差 Ｆ……………膜面積 Ｔｅｍｐ……供給水温度 Ｃｆ…………供給水導電率 Ｐｆ＜ａＱｆ2 ＋ｂＱｆ＋ｃ ……（３） Ｑｆ…………供給水流量 ａ，ｂ，ｃ…係数 Ｃｐ＜Ｂｓ・ΔＣ・Ｆ ……（４） ΔＣ＝ｆ（ＲＲ，Ｃｆ） ……（５） Ｃｐ…………生産水濃度 Ｂｓ…………塩透過係数 ΔＣ…………膜間の濃度差 ＲＲ…………回収率 回収率…… ＲＲ＝Ｑｐ／Ｑｆ ……（６） 【数１】 膜使用圧力 Ｐｆ ＜Ｐｍａｘ ……（８） Ｐｍａｘ……膜最大圧力 生産可能範囲計算手段で求めた淡水水量範囲中の水量で
最大の水量を生産水量目標値として設定し、設定された
生産水量目標値と上記回収率とに基づいてプラントを制
御する最大水量制御手段と、 を備えたことを特徴とする造水プラント制御装置。 - 【請求項２】生産可能範囲計算手段は、供給水流量Ｑｆ
と、供給水圧力Ｐｆと、濃縮水圧力Ｐｂと、生産水量Ｑ
ｐと、透過水濃度Ｃｐから（９）式 Ａｓ＝ｆ（Ｑｆ，Ｐｆ，Ｐｂ，Ｑｐ，Ｃｐ） ……（９） に基づいて膜透過係数を求めることを特徴とする請求項
１記載の造水プラント制御装置。 - 【請求項３】膜の特性式（１）（２）と、圧力損失特性
式（３）と、（６）式で設定された回収率から、生産水
量に応じた生産水濃度、ポンプに要する動力量、前処理
に要する薬品量、ＲＯ膜の供給水圧力を各々（10）（1
1）（12）（13）式で計算する運転状態予測手段と、 Ｃｐ＝Ｂｓ・ΔＣ・Ｆ ……（10） ΔＣ＝ｆ（ＲＲ，Ｃｆ） ポンプに要する電力量＝ｆ（稼働ポンプ台数） ……（11） 前処理に要する薬品量＝ｆ（ＲＲ，Ｑｐ） ……（12） 【数２】 最大水量制御手段の代わりに設けられ、運転状態予測手
段中で計算した生産水量に対する生産水濃度と電力量と
薬品量と運転圧力を、生産水の水質、ランニングコス
ト、膜寿命への影響を評価する評価式（14）に入力し、
生産水の水質、ランニングコスト、膜寿命への影響を評
価し、総合的に最も評価の高い生産水量を生産水量目標
値として設定し制御する最適生産水量制御手段と、 評価値（Ｑｐ）＝Ｉ（生産水濃度）＋Ｉ（電力量）＋Ｉ（薬品量） ＋Ｉ（運転圧力） ……（14） を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の造水プラ
ント制御装置。 - 【請求項４】最適生産水量制御手段は（14）式の代わり
に（15）式を用いて、 評価値（Ｑｐ）＝Ｉ（生産水濃度）＋Ｉ（電力量）＋Ｉ（薬品量） ＋Ｉ（運転圧力）＋Ｉ（淡水の需要量と生産水量の差） ……（15） 総合的に最も評価の高い生産水量を生産水量目標値とし
て設定し制御することを特徴とする請求項３記載の造水
プラント制御装置。 - 【請求項５】最適生産水量制御手段は（15）式の代わり
に（16）式を用いて、 評価値（Ｑｐ，ＲＲ） ＝Ｉ（生産水濃度）＋Ｉ（電力量）＋Ｉ（薬品量）＋Ｉ（運転圧力） ＋Ｉ（淡水の需要量と生産水量の差） ……（16） 予め定めた回収率における総合的に最も評価の高い生産
水量を生産水量目標値として設定し制御することを特徴
とする請求項４記載の造水プラント制御装置。 - 【請求項６】ＲＯ膜モジュールは複数本設けられ、 最適生産水量評価式は（16）式の代わりに（17）式を用
い、 評価値（Ｑｐ，ＲＲ，モジュール数） ＝Ｉ（生産水濃度）＋Ｉ（電力量）＋Ｉ（薬品量）＋Ｉ（運転圧力） ＋Ｉ（淡水の需要量と生産水量の差） ……（17） 予め定められた回収率およびモジュール数における総合
的に最も評価の高い生産水量を生産水量目標値として設
定し制御することを特徴とする請求項５記載の造水プラ
ント制御装置。 - 【請求項７】濃縮水出口側に動力を回収するための逆転
ポンプを設けるとともに回収した動力を高圧ポンプに伝
えるタービンとを設け、 生産可能範囲計算手段は逆転ポンプ特性と、逆転ポンプ
と膜モジュール間の配管と、ＲＯ膜出口弁の圧力損失特
性から（18）式に基づいて濃縮水量範囲を求め、 運転状態予測手段は生産水量、回収率、モジュール数に
対する逆転ポンプで回収できる電力量を（19）（20）式
に基づいて求め、 濃縮水量範囲＜ｆ（Ｑｂ，Ｐｂ） ……（18） 逆転ポンプ回収圧力＝ａＱｂ2 ＋ｂＱｂ＋ｃ ……（19） Ｑｂ……………濃縮水流量 ａ，ｂ，ｃ……係数 逆転ポンプ回収電力量＝ｆ（逆転ポンプ回収圧力） ……（20） 最適生産水量制御手段は（17）式の代わりに（21）式を
用い、 評価値（Ｑｐ，ＲＲ，モジュール数） ＝Ｉ（生産水濃度）＋Ｉ（電力量）＋Ｉ（薬品量）＋Ｉ（運転圧力） ＋Ｉ（淡水の需要量と生産水量の差） ＋Ｉ（逆転ポンプ回収電力量） ……（21） 予め定められた回収率およびモジュール数における総合
的に最も評価の高い生産水量を生産水量目標値として設
定し制御することを特徴とする請求項６記載の造水プラ
ント制御装置。 - 【請求項８】造水プラントは複数のＲＯ膜モジュール群
系列と、複数の高圧ポンプ系列と、複数の前処理設備系
列と複数の排水処理設備系列と、複数の淡水設備系列と
を有し、 生産可能範囲計算手段で計算された任意の生産水量毎に
ＲＯ膜モジュール群数と、各ＲＯ膜モジュール群の回収
率と、モジュール本数と、高圧ポンプ数と、前処理設備
数と排水処理設備数と、淡水設備数の複数の組み合わせ
を作成する設備数組み合せ手段を更に備え、 最適生産水量制御手段は、設備数組み合わせ手段で作成
された組み合わせ毎に（21）式の代わりに（22）式を用
い、 評価値｛Ｑｐ，ＲＯ膜モジュール群数（ＲＲ，モジュール数）、 高圧ポンプ数、前処理設備数、排水処理設備数、淡水設備数｝ ＝Ｉ（生産水濃度）＋Ｉ（電力量）＋Ｉ（薬品量）＋Ｉ（運転圧力） ＋Ｉ（淡水の需要量と生産水量の差） ＋Ｉ（逆転ポンプ回収電力量） ……（22） 最適生産水量、ＲＯ膜モジュール群数および群毎の回収
率、モジュール本数、高圧ポンプ数、前処理設備数、排
水処理設備数、および淡水設備数を求め、目標値として
設定し制御することを特徴とする請求項７記載の造水プ
ラント制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12400797A JPH10314734A (ja) | 1997-05-14 | 1997-05-14 | 造水プラント制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12400797A JPH10314734A (ja) | 1997-05-14 | 1997-05-14 | 造水プラント制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10314734A true JPH10314734A (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=14874731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12400797A Pending JPH10314734A (ja) | 1997-05-14 | 1997-05-14 | 造水プラント制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10314734A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-05-14 JP JP12400797A patent/JPH10314734A/ja active Pending
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