JPS60235605A - 逆浸透膜分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の利用分野］ 本発明は逆浸透膜分離装置に係り、特に逆浸透膜分離器
への原水供給圧力が常時最適なものとなるよう自動的に
制御するようにした逆浸透膜分離装置に関する。

［発明の背景］ 逆浸透膜分離装置は、逆浸透膜を内臓した逆浸透膜分離
器、高圧ポンプを備えており該逆浸透膜分離器へ原水を
加圧して供給する原水供給系、逆浸透膜を透過して得ら
れる生産水を取り出す生産水取出系、逆浸透膜分離器中
で濃縮された濃縮ブラインを取り出す濃縮ブライン系を
備えて構成されている。

このような逆浸透膜分離装置において、生産水量は装置
稼動中に原水の水温や塩分濃度の変動、逆浸透膜の汚染
、圧密化等により変動するのであるが、脱塩率、回収率
が所定値以上であること及び当然ながら所定量の生産水
を得られることが要求される。

従来の逆浸透膜分離装置においては、原水供給用高圧ポ
ンプの出口側に設けた弁を手動にて開度調節することな
どにより、原水の水温の変化、逆浸透膜の汚染、圧密化
に対応して所要量の生産水量を得るようにしているが、
適確な原水供給圧となるように弁開度を制御することは
容易ではなく、常時良好な生産水量及び回収率とするに
は難があると共に、脱塩率についても時として悪化する
おそれがあった。

また一般に逆浸透膜分離装置の稼動中に生産水量が減少
してきた場合には、原水の供給圧を高めればある程度生
産水量は増大し回復する。しかしながら逆浸透膜が汚染
されていたり圧密化が進行していイときには、回収率（
回収率＝（生産水量）／（濃縮ブライン量＋生産水量）
１回収率＝（生産水量）／（Ｍ水水量）、又は、回収率
＝（原水水量−濃縮ブライン量）／（原水水量））が低
下し、逆浸透膜の回収率が低くなってしまう、この回収
率の低い状態での装置の運転はランニングコストが高い
と共に、ブライン量が多くなり原水を無駄に消費するの
で好ましくない、この原水は、一般に、凝集沈殿、濾過
、精密濾過等により前処理された貴重なものであるから
である。

なお、必要量の生産水を確保するために原水供給圧力を
必要以上に高めて運転すると、逆浸透膜分離器のシール
部分等に悪影響を及ぼすので好ましくない。

［発明の目的］ 本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し５原水
水温の変化、逆浸透膜の汚染、圧密化、脱塩率の変化に
自動的に対応し、所要量のかつ所定塩分濃度の生産水な
所定の回収率で確実に生産できる逆浸透膜分離装置を提
供することにある。

［発明の構成］ この目的を達成するために、本発明の逆浸透膜分離装置
は、原水の水温、原水供給圧、原水と生産水の電気伝導
度、生産水量、濃縮ブライン量及び圧密化率を検出し、
これらの検出値に基いて、生産水量、回収率及び脱塩率
が所定範囲となるよう原水供給圧を制御すると共に、採
水を行なうことが不適当な運転条件となったときには逆
浸透膜の洗浄を行なうよう構成したものであって、逆浸
透膜を内臓した逆浸透膜分離器と、逆浸透膜分離器へ原
水を供給する高圧ポンプ、原水供給圧調整手段、原水水
温を検出する温度検出手段、原水の電気伝導度を検出す
る第１の電導度検出手段及び原水供給圧を検出する圧力
検出手段を有する原水供給系と、逆浸透膜分離器からの
生産水の電気伝導度を検出する第２の電導度検出手段を
有する生産水取出系と、逆浸透膜分離器から濃縮ブライ
ンを取り出す濃縮ブライン系と、前記各県の少なくとも
２ケ所の系に設けられている、その系の流量を検出する
流量検出手段と、逆浸透膜の洗浄手段と、前記各県に設
けられている検出手段からの出力を入力して目標原水供
給圧、圧密化率及び逆浸透膜洗浄開始時を演算する演算
器と、演算器の演算結果により原水供給圧調整手段及び
逆浸透膜の洗浄手段を制御する制御器と、を有すること
を特徴とする逆浸透膜分離装置。

を要旨とするものである。

［発明の実施例］ 以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の実施例装置の系統図であって、逆浸透
膜１によって濃縮側２、生産水側３に区画された逆浸透
膜分離器４、逆浸透膜分離器４の濃縮側２へ原水を導入
する配管５、逆浸透膜分離器４から濃縮ブラインを取り
出す配管６．生産水を取り出す配管７、原水導入用配管
５に順次に設けられた第１の電気伝導度計８、水温計９
、高圧ポンプ１０、原水圧力計１１、濃縮ブライン取出
用配管６に設けられた濃縮ブライン流量計１２、生産水
取出用配管７に設けられた生産水流置針１３、第２の電
気伝導度計１４を備えている。そしてさらに、本実施例
装置は、電導度肝８．１４、水温計９、圧力計１１、流
量計１２．１３の各出力が入力される演算器１５、演算
器１５の演算結果を受けて高圧ポンプ９の回転数を調節
すると共に逆浸透膜洗浄装置１６を制御する制御器１７
を備えている。

第２図は本発明の異なる実施例装置である。この実施例
装置では、高圧ポンプ１０と圧力計１１との間に圧力調
整弁１８が設けられており、制御器１７はこの弁１８の
開度を調整することにより原水供給圧力を調節するよう
構成されている。

従って高圧ポンプは通常、一定の回転数で回転している
。なおその他の構成は第１図の実施例装置と同一であり
、同一部材は同一符号で示されている。

なお上記実施例においては、流量計として濃縮ブライン
取出用配管６に設けられた濃縮ブライン流量計１２及び
生産水取出用配管７に設けられた生産水流量計１３の２
台が設置されているが、流量計はこの他に原水導入用配
管５に設けるようにしても良い、なおいずれにしてもこ
れら３つの配管５〜７のうちのいずれか２つの配管に設
ければ十分である。

このように構成された逆浸透膜分離装置において、演算
器１５は電導度肝８．１４、水温計９、圧力計１１、流
量計１２．１３から原水と生産水の電気伝導度、原水の
水温、原水供給圧、濃縮ブライン流量、生産水流量の各
信号が入力され、これに基いて所定の回収率、脱塩率及
び生産水量となるように原水供給圧及びこの供給圧にす
るための高圧ポンプ９の回転数又は弁１８の開度を演算
すると共に所定条件となったときに逆浸透膜の洗浄を行
なうよう指示するのであるが、次に第３図のフローチャ
ートを参照しながら、第１図の装置において採用される
具体的な制御の一例について説明する。

まず初期設定値に従った生産水量が得られるための、基
準の原水温度Ｔｌと基準の原水圧力ＰＩ、ｍ値（圧密化
率、即ち、運転時間の経過に伴って逆浸透膜の圧密化の
ために透過水量が減少する割合、このｍ値は逆浸透膜の
種類（性状）、原水水質、原水の圧力や水温等によって
定まる。）、目標とする原水供給圧を演算する式（上記
ＴＩ、Ｐ１．ｍ値等の関数）、生産水量、回収率及び脱
塩率の基準範囲を予め演算器に入力設定しておく（ステ
ップ■）、なお生産水量、回収率及び脱塩率の基準範囲
は膜の特性、原水の性状等から決められる。またステッ
プ■では同様に、原水供給圧の許容圧力を設定しておく
、この許容圧力は逆浸透膜分離器のシール部の特性、回
収率等により定められる。

次に原水温度と運転期間を入力する（ステップ■）、そ
してその瞳の原水温度（一番最初の演算においては運転
開始時の原水温度）に応じた原水供給圧力を演算し、さ
らにその原水供給圧力を得る高圧ポンプ回転数を演算し
、その回転数を表わす信号を高圧ポンプ回転板制御器に
出力する。

高圧ポンプ１０は制御器１７により制御されてこの回転
数で回転し、原水を設定された圧力で逆浸透膜分離器４
へ供給する。この状態の運転となった後、生産水量を読
み込み（ステップ■）、生産水量が基準値の範囲内にあ
るか否か判断する（ステップ■）、この生産水量が所定
範囲内の値であればそのまま採水を続行し、ステップＯ
に移る。

もし、生産水量が許容範囲を超えて多かったり、または
少なかった場合は、Ｐｌを補正する。

即ち、生産水量が少ないときにはステップ■でＰ１＋Δ
Ｐに変更し、次いでステップ■でＰ１＋ΔＰが許容範囲
を超えていないかどうか判断し、許容範囲内であればス
テップ■に戻る。

もし許容範囲を超えていれば、回収率の低下、シール部
の破損等の不都合が発生するので、ステップ［相］に移
り逆浸透膜ｌの洗浄を行なうよう信号を出力する。この
洗浄は公知の手段で行なわれる。即ち原水の供給を止め
、原水の代わりに洗浄薬品や膜の性能回復薬剤で洗浄又
は回復を図る。

このような薬液によらず、スポンジポール等による物理
的な洗浄を行なうこともできる。

生産水量が許容範囲より多い場合にはステップ■から■
に移りｍ値の補正を行う、このため所定の生産水量を得
るためのｍ値から、ＴＩ　とＰＩの関係式が補正される
ことになる。

生産水量が基準範囲内のときはステップ■からＯに移り
、濃縮ブライン流量を入力し、この流量を予め設定され
た回収率からめられる流量の基準範囲と比較しくステッ
プｏ）、基準範囲よりも少ないときには目標原水圧力を
減少し、その圧力となる高圧ポンプ回転数を演算し、こ
の演算結果を制御器に出力しくステップＱ−ｏ）、ステ
ップ＠に戻る。

濃縮ブライン量が所定範囲又はそれよりも大きいとき（
即ち回収率が基準範囲又はそれよりも大きいとき）には
、必要量の生産水が生産されているか否かをチェックす
る（ステップ［相］〜ｏ）、そして回収率が所定範囲内
であっても生産水量が不足する場合には、膜の取替を行
う必要があるので、膜交換信号を出力する（ステップ０
）０回収率及び生産水量が許容される状態のときには、
ステップＯにて原水と生産水の電気伝導度ＣＩ、Ｃ２を
入力し脱塩率が所定範囲内にあるか否かを判断する。即
ちステップＯでＣ２／Ｃ１を演算し、この比が基準脱塩
率範囲からめられる基準値以内であればそのまま採水を
続ける（ステップＯ）、もし基準値を超える場合に４は
、生産水の塩分濃度が高く生産水の水質が悪いので回収
率を低下させて調整する０回収率の調整は原水圧力を低
下させることにより行ない（ステップ０〜［相］）、そ
の後、ステップ［相］、・に戻り、原水供給圧力変更後
の生産水量が基準範囲内にあるか否か判定する。

なおステップＯで膜交換信号を発するかわりに洗浄信号
を発し、膜の洗浄作業を行なうようにしても良い、また
ステップ０の後には、次の制御プログラムが接続される
のであるが、このようなものとしては例えば次の測定開
始時まで待機させるプログラム、あるいは、原水性状、
装置稼動状況（生産水量及び水質、回収率等）を常時監
視させ、これらのデータに変動があったときに自動的に
追従して原水供給圧力を調節するプログラムなどがある
。

このようにして所定塩分濃度の生産水を所要量確実に生
産でき、かつ回収率も適正値に維持される。

なお上記第３図のフローチャートは１１図の装置に適用
されるものであるが、第２図の装置に適用する場合には
、第３図において高圧ポンプの回転数を演算する代わり
に原水供給圧力調整弁の開度を演算し、この開度となる
よう開度指示信号を出力するようにすれば全く同様の制
御を行うことができる。なお第１図の如く高圧ポンプの
回転数を増減させて原水供給圧力を調整するようにすれ
ば、大容量の高圧ポンプ駆動モータの消費電力を低減す
ることができる。

［発明の効果］ 以上詳述した通り、本発明は原水の水温、原水の供給圧
力、原水と生産水の塩分濃度、濃縮ブライン量、生産水
量及び圧密化率を検出し、これに基いて原水供給圧力が
適正値となるよう制御するものであり、原水水温や塩分
濃度の変動、逆浸透膜の汚れや圧密化に対しても所定水
質を有する所要量の生産水を所定の回収率で安定して確
保できる。

【図面の簡単な説明】

第１ｖ！ｉ及びｓ２図は本発明の実施例装置の構成を示
す系統図、第３図は同装置の制御例を示すフローチャー
トである。 ｌ・・・逆浸透膜、４・・争逆浸透膜分離器、８．１４
・・−電気伝導度計、 ９・・・水温計、１０拳・拳高圧ポンプ、１１ψ・ゆ圧
力計。 １２−−−濃縮プーライン流量計、 １３−・・生産水流量計、１５・・―演算器、１６・ｍ
−洗浄装置、 １７−拳・制御器。 代理人　弁理士　重　野　剛

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　逆浸透膜を内臓した逆浸透膜分離器と、逆浸透
   膜分離器へ原水を供給する高圧ポンプ、原水供給圧調整
   手段、原水水温を検出する温度検出手段、原水の電気伝
   導度を検出する第１の電導度検出手段及び原水供給圧を
   検出する圧力検出手段を有する原水供給系と、逆浸透膜
   分離器からの生産水の電気伝導度を検出する第２の電導
   度検出手段を有する生産水取出系と、逆浸透膜分離器か
   ら濃縮ブラインを取り出す濃縮ブライン系と、前記各県
   の少なくとも２ケ所の系に設けられている、その系の流
   量を検出する流量検出手段と、逆浸透膜の洗浄手段と、
   前記各県に設けられている検出手段からの出力を入力し
   て自機原水供給圧、圧密化率及び逆浸透膜洗浄開始時を
   演算する演算器と、演算器の演算結果により原水供給圧
   調整手段及び逆浸透膜の洗浄手段を制御する制御塁と、
   を有することを特徴とする逆浸透膜分離装置。
2. （２）　Ｊ［水供給圧調整手段として高圧ポンプの回転
   数の調節手段を用いた特許請求の範囲第１項に記載の逆
   浸透膜分離装置。
3. （３）　原水供給圧調整手段は、高圧ポンプの下流側に
   設けられた原水供給圧力調整弁である特許請求の範囲第
   １項に記載の逆浸透膜分離装置。