TW202005707A - 逆滲透系統的診斷裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種逆滲透系統的診斷裝置，可容易地獲知運作失常的原因。一種逆滲透系統的診斷裝置，對RO系統的運作狀態進行診斷，所述RO系統包括對被處理水進行膜過濾的RO裝置5，所述逆滲透系統的診斷裝置包括：所述逆滲透系統的濃縮倍率的輸入部；儲存部，儲存表示濃縮倍率與所述逆滲透系統的運作失常狀態的關係的資料；以及判定部35，基於由所述輸入部輸入的濃縮倍率及所述儲存部中所儲存的資料，判定逆滲透裝置的運作失常的原因。
Description
本發明是有關於一種診斷裝置，用以對逆滲透系統的運作失常原因進行診斷，所述逆滲透系統是對被處理水進行逆滲透（reverse osmosis，RO）處理。
在以井水、工業用水、自來水等為原水的用水處理、各種排水處理、排水回收等之中，會進行如下的方法，即，在原水中添加凝集劑，使原水中的懸濁物質、膠體成分或有機物質等凝集且粗大化之後，藉由沈澱、懸浮、過濾、膜過濾等而固液分離，或者進行如下的處理，即，單獨藉由膜過濾進行除濁、除菌而回收處理水。
通常，作為RO膜的膜堵塞原因，可舉出：（i）供水的濁質過多；（ii）水垢（scale）、黏泥（slime）的附著；（iii）在有前處理的情況下為前處理不良等。作為其對策，可進行如下的操作。
關於（i），例如測定RO供水的污泥密度指數（silt density index，SDI）。在規定SDI以上的情況下，藉由變更前處理條件等來應對。關於（ii），例如測定RO供水、RO處理水及RO濃縮水的水質，進行回收率的優化。關於（iii），確認前處理的凝集劑的添加濃度，在容許添加濃度以上的情況下，調整為容許添加濃度以下。
當RO膜的過濾阻力上升時，進行反洗或利用酸、鹼等的化學品清洗（專利文獻1等）。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2016-185520號公報
作為RO膜的堵塞原因，有供水的濁質過多、水垢或黏泥的附著、前處理不良等諸多原因，應對策略因原因而不同，故而要求準確地判斷原因，迅速且適當地建立應對策略。
本發明的目的在於提供一種逆滲透系統的診斷裝置，可容易地獲知逆滲透（RO）系統的運作失常的原因。
[解決課題之手段]
本發明的逆滲透系統的診斷裝置是一種對逆滲透系統的運作狀態進行診斷的診斷裝置，所述逆滲透系統包括對被處理水進行逆滲透處理的逆滲透裝置，所述逆滲透系統的診斷裝置包括：所述逆滲透系統的濃縮倍率的輸入部；儲存部，儲存表示濃縮倍率與所述逆滲透系統的運作失常狀態的關係的資料；以及判定部，基於由所述輸入部輸入的濃縮倍率及所述儲存部中所儲存的資料，判定逆滲透裝置的運作失常的原因。
在本發明的一形態中，所述判定部對非析出性的標準物質的濃縮倍率與有機物的濃縮倍率進行對比。
在本發明的一形態中，所述判定部對非析出性的標準物質的濃縮倍率與水垢形成性物質的濃縮倍率進行對比。
在本發明的一形態中，所述非析出性的標準物質是Na，水垢形成性物質是Si、Ca或Mg。
在本發明的一形態中，在所述逆滲透裝置的一次側流路差壓為規定值以上的情況、一次側流路差壓的上升速度為規定值以上的情況、修正通量（flux）為規定範圍外的情況、或修正通量的下降速度為規定值以上的情況下，進行所述診斷。
[發明的效果]
根據本發明，可適當地確定RO系統的失常的原因。
圖1是實施形態的RO系統的構成圖。原水是藉由前處理裝置1進行凝集處理及過濾處理後，經由泵2、閥3及配管4供給至RO裝置5。在所述實施形態中，作為前處理裝置1，如圖4所示，是使用包括如下構件的裝置：凝集處理裝置1a；過濾裝置1b，對凝集處理水進行過濾處理；以及中繼槽1d，貯存過濾處理水；但並不限定於此。符號1c表示過濾水向中繼槽1d的流入配管，1e表示自中繼槽1d向所述泵2的配管。在所述配管1e設置有pH計19。
作為過濾裝置1b，較佳為重力過濾器、壓力過濾器、微過濾（microfiltration，MF）膜模組、超濾（ultrafiltration，UF）膜模組等，在所述實施形態中，是使用中空絲UF膜模組。
RO裝置5的RO膜5a的透過水經由配管6及閥7作為處理水而取出，未透過RO膜5a的原水經由配管17及閥18作為濃縮水而取出。在配管4、配管6、配管17，分別設置有壓力感測器8、壓力感測器9、壓力感測器27。在配管6，進而設置有流量計9A、溫度計9B。將流量計9A、壓力感測器8、壓力感測器9、壓力感測器27及溫度計9B的檢測值輸入至運算電路20，運算修正通量（修正透過流束）。
將所述壓力感測器8、壓力感測器27的檢測壓力輸入至運算電路20，算出兩者的差作為一次側流路差壓。當所述差壓過大（規定值a以上），或差壓的上升速度過大（規定值b以上）時，對警報（alarm）電路21發送訊號而產生由聲音及/或光形成的警報，並且對診斷裝置30發送訊號而進行診斷。在根據所述流量計9A的檢測流量等而求出的修正通量為規定範圍外，或修正通量的下降速度為規定值以上的情況下，亦對警報電路21發送訊號而產生由聲音及/或光形成的警報，並且對診斷裝置30發送訊號而進行診斷。
診斷裝置30如圖2所示，包括本體部31、及具有觸摸開關功能的作為輸入部的液晶顯示面板36。本體部31包括資料收集部32、資料保存部33、資料庫（儲存部）34及判定部35。
本體部31包括由中央處理器（central process unit，CPU）（中央運算處理裝置）、快閃記憶體（flash memory）、唯讀記憶體（Read Only Memory，ROM）、隨機存取記憶體（random access memory，RAM）、硬碟等構成的電腦。
藉由本體部31的CPU執行管理程式，而實現資料收集部32、資料保存部33、資料庫34及判定部35的功能。
資料收集部32除了接收一次側流路差壓及修正通量資料以外，亦接收來自顯示面板36的濃縮倍率資料。資料保存部33保存著各資料及後述的判定結果。在資料庫34，存儲著表示各濃縮倍率與RO系統的運作失常原因的關係的資料。
判定部35基於資料收集部32所收集的來自顯示面板36的濃縮倍率資料及資料庫34的原因資料，確定運作失常原因，並顯示於顯示面板36。
如圖3所示，當RO裝置5的一次側流路差壓中存在異常時（在差壓或差壓上升速度為規定值以上的情況），或當RO裝置5的修正通量中存在異常時（在通量為規定值以下的情況、或通量的下降速度為規定值以上的情況），使警報工作，並且與十鍵（ten key）部（圖示略）一併例如使如下的各成分的濃度輸入畫面顯示於顯示面板36，利用所述十鍵部在各項目的右側的輸入欄內輸入各成分的濃度。所述輸入操作是由RO系統的運轉負責人等進行。再者，亦可設為伴隨著警報工作，使顯示面板36顯示警報開關，當運轉負責人等觸摸至所述警報開關時，顯示所述輸入畫面。
供水Na濃度□□□ mg/L
濃縮水Na濃度□□□ mg/L
供水Ca濃度□□□ mg/L
濃縮水Ca濃度□□□ mg/L
供水Mg濃度□□□ mg/L
濃縮水Mg濃度□□□ mg/L
供水Si濃度□□□ mg/L
濃縮水Si濃度□□□ mg/L
供水TOC（Total Organic Carbon，總有機碳）濃度□□□ mg/L
濃縮水TOC濃度□□□ mg/L
供水UV（ultraviolet，紫外線）260濃度□□□ mg/L
濃縮水UV260濃度□□□ mg/L
所述Na是非析出性的標準物質，Ca、Mg、Si是析出性標準物質（水垢形成物質）。所謂UV260，表示藉由波長260 nm的紫外線吸光光度法而測定的有機物質。作為非析出性的標準物質，亦可使用K、Cl等。又，作為析出性標準物質，可使用Ba、Sr等。
進行所有項目的濃度的輸入之後，觸摸表示回答結束的輸入（enter，Ent）開關。藉此，將回答資料自顯示面板36發送至資料收集部32。
判定部35基於供水及濃縮水中的各成分濃度，運算各成分濃縮倍率。並且，對Na的濃縮倍率與較TOC及UV260的各濃縮倍率大規定值以上的基準值進行對比。即，當將Na的濃縮倍率設為n，將TOC的濃縮倍率設為t，將UV260的濃縮倍率設為u時，分別判斷是否n＞（t＋α）、n＞（u＋β）。（t＋α、u＋β為基準值）。並且，當所述Na濃縮倍率大於各基準值時，判定為已產生有機物污染，當小於基準值時，判定為未產生有機物污染。
又，對Na的濃縮倍率與較Ca、Mg及Si的各濃縮倍率大規定值以上的基準值進行對比，當所述Na濃縮倍率大於各基準值時，判定為產生有Ca、Mg或Si水垢污染，當小於基準值時，判定為未產生由Ca、Mg及Si水垢引起的污染。
再者，當通量超過規定的上限值時，判定為RO膜已老化，在顯示面板顯示應更換RO膜的內容的顯示。
如此一來，在RO系統的RO裝置中產生有失常的情況下，可準確地獲知其原因，因此可基於所述原因，火速採取有效的對策。
再者，在所述形態中，是藉由輸入供水及濃縮水的各成分的濃度，而計算各成分的濃縮倍率，但亦可直接輸入各成分的濃縮倍率。
雖對本發明無特別限定，但作為原水，可例示自來水、工業用水、井水、所有排水。
用於凝集處理的凝集劑、助凝劑並未特別限定，但理想的是使用鐵系凝集劑。再者，根據水質，可省略凝集處理。
在使用鐵系凝集劑的情況下，較佳為pH4.5～pH7.0，特佳為pH5.0～pH6.0。若pH過低，則存在藉由鐵漏出而堵塞膜的風險。若pH過高則存在凝集不良的可能性。
在原水中較佳為添加氧化劑（通常為次氯酸鈉）。添加量較佳為0.3 mg/LasCl2
～1.0 mg/LasCl2
左右。
當在過濾裝置1b中使用膜過濾模組時，既可為掃流（crossflow）方式，亦可為總量過濾方式。
利用膜過濾模組的處理步驟包括通水、空氣起泡、反洗、充水的各步驟。過濾通水時間是20分鐘～40分鐘。初始的膜間差壓（元件或模組的一次側壓與二次側壓的差）是在0.02 MPa～0.05 MPa左右而運轉。在膜間差壓為0.07 MPa～0.10 MPa的情況下，較佳為進行就地清洗。膜的材質為聚偏二氟乙烯（Polyvinylidene Fluoride，PVDF），耐化學品性良好而較佳。孔徑較佳為0.01 μm～0.5 μm。
RO裝置5的鹽水（brine）量較佳為3.6 m3
/h以上。作為RO膜，並無特別限定，但較佳為標準壓力0.735 MPa的超低壓膜，膜面積較佳為35 m2
～41 m2
。較佳為初始純水通量：1.0 m/d（25℃）以上、0.735 MPa、初始脫鹽率：98%以上。較佳為以鈣硬度朗格利爾指數（Langelier Index）為0以下的方式而設定回收率。較佳為以鹽水中的二氧化矽濃度為溶解度以內的方式而設定回收率。再者，回收率通常為50%～80%。
已利用特定的形態對本發明進行詳細說明，但所屬技術領域中具有通常知識者當知，在不脫離本發明的意圖及範圍的情況下可進行各種變更。
本申請是基於2018年5月21日申請的日本專利申請2018-97219，藉由引用而援引其全文。
1‧‧‧前處理裝置
1a‧‧‧凝集處理裝置
1b‧‧‧過濾裝置
1c‧‧‧過濾水向中繼槽1d的流入配管
1d‧‧‧中繼槽
1e‧‧‧配管（自中繼槽1d向所述泵2的配管）
2‧‧‧泵
3、7、18‧‧‧閥
4、6、17‧‧‧配管
5‧‧‧RO裝置
5a‧‧‧RO膜
8、9、27‧‧‧壓力感測器
9A‧‧‧流量計
9B‧‧‧溫度計
19‧‧‧pH計
20‧‧‧運算電路
21‧‧‧警報電路
30‧‧‧診斷裝置
31‧‧‧本體部
32‧‧‧資料收集部
33‧‧‧資料保存部
34‧‧‧資料庫（儲存部）
35‧‧‧判定部
36‧‧‧顯示面板
圖1是RO系統的構成圖。
圖2是RO系統的診斷裝置的構成圖。
圖3是表示RO系統的診斷方法的流程圖。
圖4是前處理裝置的構成圖。
1‧‧‧前處理裝置
2‧‧‧泵
3、7、18‧‧‧閥
4、6、17‧‧‧配管
5‧‧‧RO裝置
5a‧‧‧RO膜
8、9、27‧‧‧壓力感測器
9A‧‧‧流量計
9B‧‧‧溫度計
19‧‧‧pH計
20‧‧‧運算電路
21‧‧‧警報電路
30‧‧‧診斷裝置
Claims (5)
- 一種逆滲透系統的診斷裝置，對逆滲透系統的運作狀態進行診斷，所述逆滲透系統包括對被處理水進行逆滲透處理的逆滲透裝置，所述逆滲透系統的診斷裝置包括： 所述逆滲透系統的濃縮倍率的輸入部； 儲存部，儲存表示濃縮倍率與所述逆滲透系統的運作失常狀態的關係的資料；以及 判定部，基於由所述輸入部輸入的濃縮倍率與所述儲存部中所儲存的資料，判定逆滲透裝置的運作失常的原因。
- 如申請專利範圍第1項所述的逆滲透系統的診斷裝置，其中所述判定部對非析出性的標準物質的濃縮倍率與有機物的濃縮倍率進行對比。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的逆滲透系統的診斷裝置，其中所述判定部對非析出性的標準物質的濃縮倍率與水垢形成性物質的濃縮倍率進行對比。
- 如申請專利範圍第3項所述的逆滲透系統的診斷裝置，其中所述非析出性的標準物質是Na，水垢形成性物質是Si、Ca或Mg。
- 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的逆滲透系統的診斷裝置，其中在所述逆滲透裝置的一次側流路差壓為規定值以上的情況、一次側流路差壓的上升速度為規定值以上的情況、修正通量為規定範圍外的情況、或修正通量的下降速度為規定值以上的情況下，進行所述診斷。
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