WO2017175333A1 - 水処理装置の性能評価方法、及び水処理装置 - Google Patents

水処理装置の性能評価方法、及び水処理装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2017175333A1
WO2017175333A1 PCT/JP2016/061252 JP2016061252W WO2017175333A1 WO 2017175333 A1 WO2017175333 A1 WO 2017175333A1 JP 2016061252 W JP2016061252 W JP 2016061252W WO 2017175333 A1 WO2017175333 A1 WO 2017175333A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
water
vessel
concentration
concentrated
main
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/061252
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
櫻井　秀明
鵜飼　展行
英夫 鈴木
裕 中小路
Original Assignee
三菱重工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱重工業株式会社 filed Critical 三菱重工業株式会社
Priority to CN201680084324.5A priority Critical patent/CN109070008A/zh
Priority to US16/091,448 priority patent/US20190151800A1/en
Priority to PCT/JP2016/061252 priority patent/WO2017175333A1/ja
Priority to EP16897891.4A priority patent/EP3441131A4/en
Publication of WO2017175333A1 publication Critical patent/WO2017175333A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/12—Controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
    • B01D61/026—Reverse osmosis; Hyperfiltration comprising multiple reverse osmosis steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/10—Testing of membranes or membrane apparatus; Detecting or repairing leaks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/441—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/06—Specific process operations in the permeate stream
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/08—Specific process operations in the concentrate stream
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/16—Flow or flux control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/24—Quality control
    • B01D2311/243—Electrical conductivity control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/24—Quality control
    • B01D2311/246—Concentration control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2317/00—Membrane module arrangements within a plant or an apparatus
    • B01D2317/04—Elements in parallel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/01—Density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/05—Conductivity or salinity
    • C02F2209/055—Hardness
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/40—Liquid flow rate

Definitions

  • the present invention relates to a performance evaluation method for a water treatment apparatus and a water treatment apparatus.
  • Treated water generated with seawater desalination and industrial wastewater treatment contains salt and other inorganic components.
  • a treatment for removing the above components is performed. More specifically, in seawater desalination, permeated water as fresh water is obtained by removing salt and other inorganic substances from seawater.
  • wastewater is reduced in volume by concentrating salt and other inorganic substances.
  • an apparatus using an RO membrane Reverse Osmosis Membrane
  • RO membrane Reverse Osmosis Membrane
  • the desalination apparatus described in Patent Document 1 includes a membrane separation device, a concentrated water supply line for extracting concentrated water from the membrane separation device, and a monitoring separation membrane provided on the concentrated water supply line. Yes. Based on the amount of scale deposited in the separation membrane for monitoring, it is said that the presence or absence of scale deposition in the membrane separation apparatus can be determined.
  • This invention was made in order to solve the said subject, Comprising: It aims at providing the performance evaluation method of the water treatment apparatus which can evaluate a performance more correctly, and a water treatment apparatus.
  • the performance evaluation method for a water treatment device is a water comprising a plurality of main vessels having reverse osmosis membranes arranged in parallel to each other and separating treated water into concentrated water and permeated water.
  • a method for evaluating the performance of a processing apparatus wherein a specific step of identifying a main vessel having the highest concentration ratio among the plurality of main vessels as a target vessel, and a concentration corresponding to a concentration of the concentrated water discharged from the target vessel And a detection step of detecting an index of the ease with which the scale is deposited in the detection target water.
  • the main vessel having the highest concentration ratio among the plurality of main vessels is specified as the target vessel.
  • the target vessel is subjected to a higher load than other main vessels. That is, the scale is most easily deposited in the target vessel among the plurality of main vessels. In other words, the concentration of concentrated water is high. Therefore, in the subsequent detection step, an index of the ease of scale deposition in the detection target water discharged from the target vessel is detected.
  • the main vessel (target vessel) having the highest concentration ratio (the most easily depositing scale) is specified, and the index of the ease of scale deposition in the target vessel is monitored. Therefore, the possibility that scale is deposited can be detected at an early stage.
  • the scale is deposited on the main vessel other than the target vessel. You can easily predict when to start.
  • the detection target water may be concentrated water discharged from the target vessel.
  • the reconcentration step of reconcentrating the concentrated water discharged from the plurality of main vessels and mixed is further performed.
  • the detection target water may be the reconcentrated water obtained in the reconcentration step.
  • the concentration of the reconcentrated water is the same as that when the concentrated water is reconcentrated. It may be adjusted by changing at least one of pressure and flow rate.
  • the concentration of the re-concentrated water can be adjusted easily and precisely only by changing at least one of the pressure and the flow rate when re-concentrating the concentrated water.
  • the concentration of the reconcentrated water is the same as that when reconcentrating the concentrated water. It may be adjusted by changing at least one of pressure and flow rate.
  • the vessel for re-concentrating the concentrated water (re-concentration vessel) is provided independently, for example, in the subsequent detection step, the re-concentration and the detection are performed with higher accuracy than in the case where the re-concentration and detection are performed simultaneously. Re-concentrated water can be produced.
  • the concentrated water concentrated in each of the main vessels in the performance evaluation method for a water treatment device according to any one of the first to fifth aspects, in the specific step, the concentrated water concentrated in each of the main vessels.
  • the target vessel may be specified based on a flow rate or a flow rate of permeated water separated by the main vessel.
  • the target vessel can be easily specified based on the flow rate of the concentrated water.
  • the concentrated water concentrated in each of the main vessels in the performance evaluation method for a water treatment device according to any one of the first to fifth aspects, in the specific step, the concentrated water concentrated in each of the main vessels.
  • the target vessel may be specified based on electrical conductivity.
  • the target vessel can be easily identified based on the electric conductivity of the concentrated water.
  • the indicator in the performance evaluation method for a water treatment apparatus according to any one of the first to seventh aspects, may be a flow rate of the detection target water.
  • this method it is possible to easily detect the easiness of scale deposition based on the change in the flow rate of the concentrated water as the detection target water. For example, when the flow rate of the detection target water decreases, it can be detected that the scale is easily deposited.
  • the indicator in the performance evaluation method for a water treatment device according to any one of the first to seventh aspects, the indicator may be the density of the detection target water.
  • this method it is possible to easily detect the easiness of scale deposition based on the change in the density of the concentrated water as the detection target water. For example, when the density of the detection target water decreases, it can be detected that the scale is easily deposited.
  • the water treatment device includes a plurality of main vessels arranged in parallel with each other and having reverse osmosis membranes for separating the water to be treated into concentrated water and permeated water, and each of the main vessels.
  • a selection unit that selects a main vessel having the highest concentration ratio among the vessels as a target vessel, and a detection unit that detects an index of the ease of precipitation of scale in the concentrated water discharged from the target vessel.
  • the main vessel having the largest concentration ratio can be selected as the target vessel by the selection unit. Furthermore, since the index of the ease with which the scale is deposited in the concentrated water discharged from the target vessel is detected, the possibility that the scale is deposited can be detected at an early stage. In particular, even if there is a performance difference (variation in concentration ratio) between multiple main vessels, by specifying the main vessel (target vessel) where the scale is most likely to precipitate, the scale is deposited on the main vessel other than the target vessel. You can easily predict when to start.
  • the water treatment apparatus includes a plurality of main vessels having reverse osmosis membranes arranged in parallel to each other and separating the water to be treated into concentrated water and permeated water,
  • the concentrated water discharged and mixed from the main vessel is re-concentrated to a concentration corresponding to the concentration of the concentrated water discharged from the main vessel having the highest concentration ratio among the main vessels to generate re-concentrated water.
  • a first concentration adjusting unit that adjusts the concentration of the reconcentrated water by changing at least one of a supply pressure and a flow rate of the concentrated water to the reconcentrated vessel.
  • the concentrated water having a concentration corresponding to the concentrated water of the target vessel can be easily obtained by adjusting the concentration of the re-concentrated water by the first concentration adjusting unit. Furthermore, according to this configuration, since the vessel for re-concentrating the concentrated water (re-concentration vessel) is provided independently, for example, higher than in the case where re-concentration and detection are performed simultaneously in the subsequent detection step. Reconcentrated water can be generated with high accuracy.
  • a water treatment device is arranged in parallel with each other, and a plurality of main vessels having reverse osmosis membranes for separating treated water into concentrated water and permeated water; After mixing the concentrated water discharged from the main vessel, the concentrated water is re-concentrated to discharge the re-concentrated water, and at the same time, the reconcentrated water detects an indicator of the ease of precipitation of scale.
  • a second concentration adjusting unit configured to adjust a concentration of the concentrated water by changing at least one of a pressure and a flow rate of the concentrated water with respect to the detection unit and the concentration detection unit;
  • the concentration detection unit can simultaneously adjust the concentration of the concentrated water and detect the index of the ease of depositing the scale. That is, by simplifying the configuration of the apparatus, manufacturing cost and maintenance cost can be reduced.
  • 1 is an overall view showing a water treatment device according to a first embodiment of the present invention. It is a flowchart which shows the performance evaluation method of the water treatment apparatus which concerns on 1st embodiment of this invention. It is a general view which shows the modification of the water treatment apparatus which concerns on 1st embodiment of this invention. It is a general view which shows the water treatment apparatus which concerns on 2nd embodiment of this invention. It is a flowchart which shows the performance evaluation method of the water treatment apparatus which concerns on 2nd embodiment of this invention. It is a general view which shows the water treatment apparatus which concerns on 3rd embodiment of this invention. It is a flowchart which shows the performance evaluation method of the water treatment apparatus which concerns on 3rd embodiment of this invention. It is a figure which shows the specific example of arrangement
  • the water treatment apparatus 100 includes a water supply pump 1, a membrane separation unit 2, a selection unit 3, and a detection unit 4.
  • the water treatment apparatus 100 is an apparatus for performing desalting treatment on water to be treated discharged from other equipment (not shown).
  • the treated water guided from the upstream side by the water pump 1 is desalted in the membrane separation unit 2 and then sent to the downstream side to be stored in a storage facility (not shown) or externally. To be released.
  • the water pump 1 is provided on an introduction line 5 that guides water to be treated from other equipment (not shown).
  • a membrane separator 2 is provided on the downstream side of the water pump 1.
  • the membrane separation unit 2 includes a plurality of main vessels 2A. In FIG. 1, a configuration including four main vessels 2A is illustrated. These four main vessels 2A are arranged in parallel with each other. That is, the water to be treated flowing through the introduction line 5 is distributed into four toward the four main vessels 2A.
  • Each main vessel 2A has a built-in reverse osmosis membrane (RO membrane: Reverse Osmosis Membrane) that separates treated water into concentrated water and permeated water. That is, by passing the water to be treated containing impurities such as salt through the reverse osmosis membrane, concentrated water in which the components containing the impurities are concentrated is generated. Components (permeated water) excluding concentrated water in the water to be treated permeate the reverse osmosis membrane.
  • RO membrane Reverse Osmosis Membrane
  • each main vessel 2A is provided with a concentrated water line 6 for extracting the concentrated water and a permeated water line 7 for extracting the permeated water. That is, in this embodiment, four concentrated water lines 6 and four permeated water lines 7 respectively extend from the four main vessels 2A. The downstream ends of these four concentrated water lines 6 are all connected to the upstream ends of the first water collection line 8. As a result, the concentrated water flowing on the four concentrated water lines 6 is mixed on the first water collection line 8 and then flows toward the downstream side.
  • downstream ends of the four permeate lines 7 are connected to the upstream ends of the second water collection line 9.
  • the permeated water flowing on the four permeated water lines 7 is mixed on the second water collecting line 9 and then flows toward the downstream side.
  • a flow meter 10 for measuring the flow rate of the permeate water is provided on each permeate line 7.
  • an extraction line 11 for extracting a part of the concentrated water from the concentrated water line 6 is provided on each of the four concentrated water lines 6.
  • One open / close valve 12 is provided on the extraction line 11.
  • the on-off valve 12 When the on-off valve 12 is closed, concentrated water does not flow into the extraction line 11.
  • the on-off valve 12 is opened, a part of the concentrated water flows into the extraction line 11.
  • the downstream ends of the four extraction lines 11 are all connected to the detection unit 4 (described later).
  • the four on-off valves 12 function as the selection unit 3 for selecting only one main vessel 2A from the four main vessels 2A as the target vessel and connecting it to the detection unit 4. .
  • a detection vessel 4 ⁇ / b> A as the detection unit 4 is provided on the downstream side of the extraction line 11.
  • the detection vessel 4A has a reverse osmosis membrane inside, like the main vessel 2A. That is, the concentrated water introduced from the upstream side with respect to the detection vessel 4A (the concentrated water flowing through the extraction line 11) is separated again by this reverse separation membrane, and secondary concentrated water and secondary permeated water are generated. Is done.
  • the secondary concentrated water is returned to the first water collection line 8 through the reflux line 13.
  • the secondary permeated water is sent to an external storage facility or the like through the secondary permeated water line 14.
  • a flow meter 15 for measuring the flow rate of the secondary permeated water is provided on the secondary permeated water line 14.
  • a pressure regulating valve 16 is provided on the first water collection line 8.
  • an intermediate pump 17 is provided between the detection vessel 4 ⁇ / b> A and each extraction line 11.
  • Another pressure regulating valve 18 is provided on the reflux line 13. It is also possible to adopt a configuration in which these pressure regulating valves 16 and 18 and intermediate pump 17 are not provided.
  • the water pump 1 is driven, whereby the water to be treated is guided to the membrane separation unit 2 through the introduction line 5.
  • the water to be treated is separated into concentrated water and permeated water.
  • impurities contained in the water to be treated may be deposited on the surface of the reverse osmosis membrane as a scale due to a variation in the scale component concentration of the water to be treated.
  • there are individual differences in performance in devices having reverse osmosis membranes That is, when a plurality of main vessels 2A are arranged in parallel, a scale may be deposited in a specific main vessel 2A, while a scale may not be deposited in another main vessel 2A. is there.
  • the above-described selection unit 3 specifies the main vessel 2A where the scale is most likely to precipitate as the target vessel, and only the concentrated water discharged from the target vessel is guided to the detection vessel 4A.
  • the detection vessel 4A the presence or absence of scale deposition and the amount of scale deposition are detected. That is, when the scale is deposited on the detection vessel 4A, it can be estimated that the scale is deposited on the target vessel as well.
  • the main vessel 2A having the highest concentration ratio among the plurality of main vessels 2A is specified as a target vessel (specific step S1). More specifically, the target vessel is specified based on the flow rate of the permeate measured by the flow meter 10 provided on each permeate line 7.
  • the main vessel 2A having the largest flow rate of the permeated water has the highest concentration ratio. That is, here, the main vessel 2A having the largest flow rate of the permeated water is specified as the target vessel.
  • any on-off valve 12 corresponding to the main vessel 2A other than the target vessel is closed.
  • a part of the concentrated water discharged from the target vessel flows into the detection vessel 4 ⁇ / b> A through the extraction line 11.
  • the detection target water is separated again to generate secondary concentrated water and secondary permeated water.
  • an index of scale easiness of precipitation in the detection target water is detected (detection step S2). More specifically, a minute change in the flow rate of the secondary permeate is measured by the flow meter 15 provided on the downstream side of the detection vessel 4A (that is, the secondary permeate line 14).
  • the flow rate of the secondary permeated water starts to decrease, it is determined that the scale is deposited in the detection vessel 4A and the reverse osmosis membrane is blocked.
  • the main vessel 2A having the highest concentration ratio among the plurality of main vessels 2A is specified as the target vessel.
  • a higher load is applied to the target vessel compared to the other main vessel 2A. That is, among the plurality of main vessels 2A, scale is most likely to precipitate in the target vessel.
  • the main vessel 2A (target vessel) in which the scale is most likely to precipitate out of the plurality of main vessels 2A is specified, and the index of the ease of depositing the scale in the target vessel is monitored. The possibility of precipitation can be detected early.
  • the target vessel is specified based on the measurement value of the flow meter 10 provided on the permeate line 7.
  • the configuration and method for specifying the target vessel are not limited to the above.
  • a flow meter 10 ⁇ / b> A that measures the flow rate of the concentrated water may be provided at a position downstream of the on-off valve 12 on the extraction line 11.
  • This flow meter 10 ⁇ / b> A is used to detect a change in the concentration factor of the main vessel 2 ⁇ / b> A connected to each extraction line 11.
  • the target vessel can be easily specified.
  • it is good also as a structure which always measures a flow volume and electrical conductivity by installing said flow meter 10A and an electrical conductivity meter, and it is good also as a structure which attaches and measures these apparatuses as needed.
  • the flow rate of the secondary permeated water is used by the flow meter 15 provided on the secondary permeated water line 14 as an index of the ease of scale deposition of the detection target water.
  • the density can be used as an index of the ease of scale deposition. In this case, it is desirable to provide a density meter instead of the flow meter 15 described above.
  • the water treatment apparatus 200 includes a water supply pump 1, a membrane separation unit 22, a reconcentration unit 23, and a detection unit 4.
  • the membrane separation unit 22 has a plurality of main vessels 22A arranged in parallel with each other. That is, the concentrated water generated in each main vessel 22 ⁇ / b> A is mixed in the first water collection line 8. A part of the concentrated water flowing through the first water collection line 8 goes to the reconcentration unit 23 on the downstream side. The permeated water generated in each main vessel 22A is mixed in the second water collection line 9 and then flows toward a storage facility (not shown).
  • the re-concentration unit 23 includes a re-concentration vessel 23A different from the main vessel 22A and a first concentration adjustment unit 24.
  • the reconcentration vessel 23 ⁇ / b> A is connected to the first water collection line 8 by a reconcentration line 25.
  • the reconcentration line 25 is a flow path for taking out part of the concentrated water flowing through the first water collection line 8.
  • the re-concentrated vessel 23A is a device having a reverse osmosis membrane, like the main vessel 22A. That is, the concentrated water supplied to the re-concentrated vessel 23A is separated again.
  • the first concentration adjusting unit 24 has an intermediate pump 26 and a pressure adjusting valve 27.
  • the intermediate pump 26 is provided on the reconcentration line 25.
  • the pressure adjustment valve 27 is provided on the flow path between the re-concentration vessel 23 ⁇ / b> A and the detection unit 4.
  • the opening degree of the pressure adjustment valve 27 the supply pressure of water supplied to the re-concentration vessel 23A is adjusted. That is, the concentration of the concentrated water (reconcentrated water) discharged from the reconcentrated vessel 23A is adjusted by changing the discharge amount of the intermediate pump 26 and the opening degree of the pressure adjusting valve 27, respectively.
  • a detection vessel 28A as the detection unit 4 is provided on the downstream side of the re-concentration vessel 23A.
  • the detection vessel 28A is supplied with the reconcentrated water discharged from the reconcentration vessel 23A. That is, the re-concentrated water introduced from the upstream side with respect to the detection vessel 28A is separated again by the reverse separation membrane, and secondary concentrated water and secondary permeated water are generated.
  • the secondary concentrated water is returned to the first water collection line 8 through the reflux line 13. (The secondary concentrated water may be recovered by another route without passing through the reflux line 13 and the first water collecting line 8.)
  • the secondary permeated water is the secondary permeated water. It is sent to an external storage facility through the line 14.
  • a flow meter 15 for measuring the flow rate of the secondary permeated water is provided on the secondary permeated water line 14.
  • the water to be treated is guided to the membrane separation unit 22 through the introduction line 5 by driving the water pump 1.
  • the water to be treated is separated into concentrated water and permeated water.
  • an apparatus having a reverse osmosis membrane such as the main vessel 22A
  • the scale contains impurities or scale components contained in the water to be treated due to long-term use, fluctuations in the concentration of scale components in the water to be treated, etc. It may be deposited on the surface of the film.
  • there are individual differences in performance in devices having reverse osmosis membranes That is, when a plurality of main vessels 22A are arranged in parallel, a scale may be deposited in a specific main vessel 2A, while a scale may not be deposited in another main vessel 22A. is there.
  • the main vessel 22A where the scale is most likely to precipitate is identified as the target vessel.
  • the re-concentration unit 23 generates detection target water having a concentration corresponding to the concentration of the concentrated water discharged from the target vessel, and supplies the detection target water to the detection vessel 28A.
  • the detection vessel 28A the presence or absence of scale deposition is detected. That is, when the scale is deposited on the detection vessel 28A, it can be estimated that the scale is deposited on the target vessel as well.
  • the main vessel 22A having the highest concentration ratio among the plurality of main vessels 22A is specified as a target vessel (specific step S21). More specifically, the target vessel is specified based on the flow rate of the permeate measured by the flow meter 10 provided on each permeate line 7.
  • the main vessel 22A having the largest flow rate of permeated water has the highest concentration ratio. That is, here, the main vessel 22A having the largest flow rate of the permeated water is specified as the target vessel.
  • the concentrated water discharged from each main vessel 22A is mixed on the first water collection line 8. Therefore, in the re-concentrated vessel 23A, detection target water having a concentration substantially equal to the concentrated water of the target vessel is generated. In other words, in the re-concentration vessel 23A, the concentrated water is re-concentrated until the concentration becomes the same as that of the target vessel (re-concentration step S21B).
  • Such density adjustment is performed by the first density adjusting unit 24 described above. That is, the concentration of the concentrated water (reconcentrated water) discharged from the reconcentrated vessel 23A is adjusted by changing the discharge amount of the intermediate pump 26 and the opening degree of the pressure regulating valve 27, respectively. As a result, the detection target water flows into the downstream detection vessel 28A.
  • the water to be detected is separated again, and secondary concentrated water and secondary permeated water are generated.
  • an index of scale easiness of precipitation in the detection target water is detected (detection step S22). More specifically, a minute change in the flow rate of the secondary permeate is measured by the flow meter 15 provided on the downstream side of the detection vessel 28A (that is, the secondary permeate line 14). When the flow rate of the secondary permeated water starts to decrease, it is determined that the scale is deposited in the detection vessel 28A and the reverse osmosis membrane is blocked.
  • the main vessel 22A having the highest concentration factor among the plurality of main vessels 22A is specified as the target vessel.
  • the main vessel 22A (target vessel) in which the scale is most likely to precipitate out of the plurality of main vessels 22A is specified, and the index of the ease of scale deposition in the target vessel is monitored. The possibility of precipitation can be detected early.
  • the concentration of the reconcentrated water is adjusted by the first concentration adjusting unit 24. That is, the concentration of the reconcentrated water is adjusted by changing the pressure when reconcentrating the concentrated water.
  • the concentration of the reconcentrated water can be adjusted easily and precisely only by changing at least one of the pressure and the flow rate when reconcentrating the concentrated water.
  • the vessel for re-concentrating the concentrated water (re-concentration vessel 23A) is provided independently, for example, in the subsequent detection step S22, re-concentration and detection are performed simultaneously. Compared to, re-concentrated water can be generated with higher accuracy.
  • the target vessel is specified based on the measurement value of the flow meter 10 provided on the permeate line 7.
  • the configuration and method for specifying the target vessel are not limited to the above.
  • a flow meter 10 ⁇ / b> A that measures the flow rate of concentrated water may be provided at a position downstream of the on-off valve 12 on the extraction line 11.
  • the flow meter 15 is used to detect a change in the concentration factor of the main vessel 2A connected to each extraction line 11.
  • the flow rate of the secondary permeated water is used by the flow meter 15 provided on the secondary permeated water line 14 as an index of the ease of scale deposition of the detection target water.
  • the density can be used as an index of the ease of scale deposition. In this case, it is desirable to provide a density meter instead of the flow meter 15 described above.
  • the water treatment device 300 includes the water pump 1, the membrane separation unit 32, the detection unit 33, and the second concentration adjustment unit 24B.
  • the membrane separation unit 32 has a plurality of main vessels 32A arranged in parallel with each other.
  • the concentrated water generated in each main vessel 32 ⁇ / b> A is mixed in the first water collection line 8. Part of the concentrated water flowing through the first water collection line 8 flows toward the downstream side.
  • the permeated water generated in each main vessel 32A is mixed in the second water collection line 9, and then flows toward a storage facility or the like (not shown).
  • the detection unit 33 includes a concentration detection vessel 33A (concentration detection unit) different from the main vessel 32A.
  • the concentration detection vessel 33A is a device having a reverse osmosis membrane. That is, the concentrated water supplied to the concentration detection vessel 33A is separated again.
  • the concentration detection vessel 33 ⁇ / b> A is connected to the first water collection line 8 by a detection line 34.
  • the detection line 34 is a flow path for taking out a part of the concentrated water flowing through the first water collection line 8. Note that the above-described concentration detection vessel 33A does not necessarily have a configuration as a vessel, and as another example, a configuration using a small RO membrane as the concentration detection unit is also conceivable.
  • the second concentration adjusting unit 24B has an intermediate pump 35 and a pressure adjusting valve 36.
  • the intermediate pump 35 is provided on the detection line 34. By changing the discharge amount of the intermediate pump 35, the flow rate of the concentrated water flowing on the detection line 34 is adjusted.
  • the pressure adjustment valve 36 is provided on a flow path (the reflux line 13) between the concentration detection vessel 33A and the first water collection line 8. By changing the opening degree of the pressure adjustment valve 36, the supply pressure of the concentrated water supplied to the concentration detection vessel 33A is adjusted. That is, the concentration of the concentrated water discharged from the concentration detection vessel 33A is adjusted by changing the discharge amount of the intermediate pump 35 and the opening of the pressure adjustment valve 36, respectively.
  • Concentrated water introduced from the upstream side with respect to the concentration detection vessel 33A is separated again by the reverse separation membrane to generate secondary concentrated water and secondary permeated water.
  • the secondary concentrated water is returned to the first water collection line 8 through the reflux line 13.
  • the secondary permeated water is sent to an external storage facility or the like through the secondary permeated water line 14.
  • a flow meter 37 for measuring the flow rate of the secondary permeate water is provided on the secondary permeate water line 14.
  • the water to be treated is first guided to the membrane separation unit 32 through the introduction line 5 by driving the water pump 1.
  • the water to be treated is separated into concentrated water and permeated water.
  • the main vessel 32A where the scale is most likely to precipitate is identified as the target vessel.
  • the concentrated water is concentrated until the concentration of the concentrated water reaches a concentration (membrane interface concentration) equivalent to that of the target vessel.
  • the presence or absence of scale deposition and the amount of scale deposition are detected based on the flow rate of the permeate flowing through the secondary permeate line 14. That is, when the scale is deposited on the concentration detection vessel 33A, it can be estimated that the scale is deposited on the target vessel as well.
  • the main vessel 32A having the highest concentration ratio among the plurality of main vessels 32A is specified as a target vessel (specific step S31). More specifically, the target vessel is specified based on the flow rate of the permeate measured by the flow meter 10 provided on each permeate line 7.
  • the main vessel 32A having the largest flow rate of permeated water has the highest concentration ratio. That is, here, the main vessel 32A having the largest flow rate of the permeated water is identified as the target vessel.
  • the concentrated water discharged from each main vessel 32A is mixed on the first water collection line 8.
  • the concentration detection vessel 33A has a film surface concentration equivalent to that of the target vessel. That is, detection target water having a concentration approximately equal to the concentrated water of the target vessel is generated.
  • the concentrated water is reconcentrated until the concentration becomes the same as that of the target vessel (reconcentration step S31B).
  • concentration in the reverse osmosis membrane surface in the concentration detection vessel 33A becomes a density
  • density adjustment is performed by the above-described second density adjustment unit 24B. That is, the concentration of the concentrated water discharged from the concentration detection vessel 33A is adjusted by changing the discharge amount of the intermediate pump 35 and the opening of the pressure adjustment valve 36, respectively.
  • the detection target water is separated again, and secondary concentrated water and secondary permeated water are generated.
  • an index of scale easiness of precipitation in the detection target water is detected (detection step S32). More specifically, a minute change in the flow rate of the secondary permeate is measured by the flow meter 37 provided on the downstream side of the concentration detection vessel 33A (that is, the secondary permeate line 14). When the flow rate of the secondary permeated water starts to decrease, it is determined that the scale is deposited in the concentration detection vessel 33A and the reverse osmosis membrane is blocked.
  • the main vessel 32A having the highest concentration ratio among the plurality of main vessels 32A is specified as the target vessel.
  • the main vessel 32A (target vessel) in which the scale is most likely to precipitate out of the plurality of main vessels 32A is specified, and the index of the ease of scale deposition in the target vessel is monitored. The possibility of precipitation can be detected early.
  • the concentration detection vessel 33A can simultaneously adjust the concentration of the concentrated water and detect the index of the ease with which the scale is deposited. That is, by simplifying the configuration of the apparatus, manufacturing cost and maintenance cost can be reduced.
  • the target vessel is specified based on the measurement value of the flow meter 10 provided on the permeate line 7.
  • the configuration and method for specifying the target vessel are not limited to the above.
  • a flow meter 10 ⁇ / b> A that measures the flow rate of the concentrated water may be provided at a position downstream of the on-off valve 12 on the extraction line 11.
  • This flow meter 10 ⁇ / b> A is used to detect a change in the concentration factor of the main vessel 2 ⁇ / b> A connected to each extraction line 11.
  • the target vessel can be easily specified.
  • the flow rate of the secondary permeated water is used by the flow meter 37 provided on the secondary permeated water line 14 as an index of the ease of scale deposition of the detection target water.
  • the density can be used as an index of the ease of scale deposition. In this case, it is desirable to provide a density meter instead of the flow meter 37 described above.
  • FIG. 8 is a view of the water treatment apparatus 400 as seen from the extending direction of the main vessel V formed in a bar shape.
  • one permeated water line 7 extends from each of the plurality (four) of main vessels V1, V2, V3, and V4. These permeate water lines 7 merge with the second water collection line 9.
  • the second water collection line 9 extends in the vertical direction. In this second water collection line 9, the permeate flows downward from above.
  • the main vessel V1 and the main vessel V2 are arranged on both sides with the second water collection line 9 in between.
  • the main vessel V3 and the main vessel V4 are arranged on both sides with the second water collection line 9 in between.
  • the outlet of the permeate line 72 extending from the main vessel V2 is disposed below the outlet of the permeate line 71 extending from the main vessel V1.
  • the outlet of the permeate line 74 extending from the main vessel V4 is arranged below the outlet of the permeate line 73 extending from the main vessel V3.
  • the outlets of these four permeate lines 71, 72, 73, 74 are arranged in order from the top to the bottom along the second water collection line 9.
  • a flow meter 10 is provided above the second water collection line 9 (that is, above the outlet of the permeate line 71).
  • a laser Doppler flow meter is suitable.
  • the flow rate of the permeated water varies between the main vessels V1, V2, V3, and V4 (that is, when the concentration factors of the main vessels V1, V2, V3, and V4 vary), the flow rate described above. This variation is reflected in the distribution. Specifically, as indicated by a broken line in the graph of FIG. 8, the value of the flow rate shows a rapid increase in some main vessels V.
  • the main vessel V showing this increase is specified as the target vessel in each of the above embodiments. According to the above configuration, the target vessel can be easily determined.
  • TDS Total Dissolved Solid
  • a TDS meter is a device that directly measures the conductivity of current in permeate. The TDS meter expresses the measured current conductivity by replacing it with ppm which is a concentration unit of the electrolytic substance.
  • a pressure regulating valve 30 and a pump 31 are provided on a connection line 29 that connects between the re-concentration unit 23 (re-concentration vessel 23A) and the detection unit 4 (detection vessel 28A). Further, an intermediate reflux line 13 ⁇ / b> B that connects the region between the pressure regulating valve 30 and the pump 31 and the first water collection line 8 is provided. In addition, a flow meter 15 is also provided on the permeate line discharged from the re-concentration vessel 23A. Even if it is such a structure, the effect similar to said 2nd embodiment can be acquired.
  • Flow meter 22 ... Membrane separation part 23 ... Reconcentration part 22A ... Main vessel 23A Reconcentration vessel 24 ... First concentration adjustment unit 25 ... Reconcentration line 26 ... Intermediate pump 27 ... Force adjustment valve 28A ... detection vessel 29 ... connection line 30 ... pressure adjustment valve 31 ... pump 32 ... membrane separation unit 33 ... detection unit 32A ... main vessel 33A ... concentration detection vessel 34 ... detection line 35 ... intermediate pump 36 ... pressure adjustment valve 37 ... Flowmeters V, V1, V2, V3 ... Main vessel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

互いに並列に配置され、被処理水を濃縮水と透過水とに分離する逆浸透膜を有する複数の主ベッセルを備えた水処理装置の性能評価方法であって、複数の主ベッセルのうち最も濃縮倍率が高い主ベッセルを対象ベッセルとして特定する特定ステップ（Ｓ１）と、対象ベッセルから排出される濃縮水の濃度に対応する濃度を有する検出対象水におけるスケールの析出し易さの指標を検出する検出ステップ（Ｓ２）と、を含む。

Description

水処理装置の性能評価方法、及び水処理装置
　本発明は、水処理装置の性能評価方法、及び水処理装置に関する。
　海水の淡水化や、工業排水の処理に伴って発生する処理水には、塩分やその他の無機成分が含まれている。このような処理水を外部に排出するに当たっては、環境への影響を軽減するため、上記の成分を取り除く処理が施される。より具体的には、海水の淡水化では、海水から塩分やその他の無機物を除去することで、淡水としての透過水が得られる。また、工業排水の処理では、塩分やその他無機物を濃縮することで、排水が減容化される。このような処理を行う装置として、例えばＲＯ膜（Ｒｅｖｅｒｓｅ　Ｏｓｍｏｓｉｓ　Ｍｅｍｂｒａｎｅ：逆浸透膜）を用いたものが従来知られている。ＲＯ膜を用いることで、被処理水が上記成分を含む濃縮水と透過水とに分離される。濃縮水、透過水はいずれも別に設けられた装置で処理される。
　ところで、このようなＲＯ膜を長期にわたって使用した場合や、被処理水に濃度変動を生じた場合、上記の不純物、又は不純物に含まれる無機成分が結晶化し、ＲＯ膜表面にスケールとして付着する場合がある。スケールが析出した場合、当該ＲＯ膜の見かけ上のろ過面積が小さくなり、所期の性能を維持できなくなってしまう。そこで、ＲＯ膜の性能低下を検知するための方法が望まれている。
　このような技術の一例として、下記特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載された淡水化装置は、膜分離装置と、膜分離装置から濃縮水を抜き出す濃縮水供給ラインと、この濃縮水供給ライン上に設けられた監視用分離膜と、を備えている。監視用分離膜におけるスケールの析出量に基づいて、膜分離装置におけるスケール析出の有無が判断できるとされている。
特許第５３９８６９５号公報
　ところで、実際の膜分離装置では、ＲＯ膜を備えるベッセルが複数個設けられることが一般的である。さらに、これらのベッセルでは、製造時の状態や材料の性状に応じて、個体による性能差（水の透過性能のバラつき等）が生じることが知られている。しかしながら、上記特許文献１に記載された技術では、このようなＲＯ膜ごとの性能差が考慮されていない。したがって、実際にはスケールが析出しているＲＯ膜があるにも関わらず、これを正確に検知できない場合がある。
　本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、より正確に性能を評価することが可能な水処理装置の性能評価方法、及び水処理装置を提供することを目的とする。
　本発明の第一の態様に係る水処理装置の性能評価方法は、互いに並列に配置され、被処理水を濃縮水と透過水とに分離する逆浸透膜を有する複数の主ベッセルを備えた水処理装置の性能評価方法であって、前記複数の主ベッセルのうち最も濃縮倍率が高い主ベッセルを対象ベッセルとして特定する特定ステップと、前記対象ベッセルから排出される前記濃縮水の濃度に対応する濃度を有する検出対象水におけるスケールの析出し易さの指標を検出する検出ステップと、を含む。
　この方法によれば、特定ステップにおいて、複数の主ベッセルのうち最も濃縮倍率が高い主ベッセルが対象ベッセルとして特定される。ここで、対象ベッセルには、他の主ベッセルに比べて高い負荷がかかっていることが判断できる。すなわち、複数の主ベッセルのうち、この対象ベッセルでは最もスケールが析出し易くなっている。言い換えれば、濃縮水の濃度が高くなっている。
　そこで、後続の検出ステップで、対象ベッセルから排出される検出対象水におけるスケールの析出し易さの指標を検出する。
　このように、複数の主ベッセルのうちで、最も濃縮倍率が高い（最もスケールが析出し易い）主ベッセル（対象ベッセル）を特定し、対象ベッセルでのスケール析出のし易さの指標を監視することから、スケールが析出する可能性を早期に検知することができる。
　特に、複数の主ベッセル間に性能差（濃縮倍率のバラつき）がある場合でも、最もスケールが析出し易い主ベッセル（対象ベッセル）を特定することで、対象ベッセル以外の主ベッセルでスケールが析出し始める時機を容易に予見することができる。
　本発明の第二の態様によれば、上記第一の態様に係る水処理装置の性能評価方法において、前記検出対象水は、前記対象ベッセルから排出される濃縮水であってもよい。
　この方法によれば、対象ベッセルから排出される濃縮水を検出対象水として直接用いることから、より容易にスケールの析出を予見することができる。
　本発明の第三の態様によれば、上記第一の態様に係る水処理装置の性能評価方法において、前記複数の主ベッセルから排出され、混合された濃縮水を再濃縮する再濃縮ステップをさらに含み、前記検出対象水は、該再濃縮ステップで得られた再濃縮水であってもよい。
　この方法によれば、複数の主ベッセルから排出された濃縮水は一旦混合されるが、再濃縮ステップにおいてこの濃縮水を再濃縮することで検出対象水を容易に得ることができる。
　本発明の第四の態様によれば、上記第三の態様に係る水処理装置の性能評価方法において、前記再濃縮ステップでは、前記再濃縮水の濃度は、前記濃縮水を再濃縮する際の圧力及び流量の少なくとも一方を変化させることによって調整されてもよい。
　この方法によれば、濃縮水を再濃縮する際の圧力及び流量の少なくとも一方を変化させることのみによって、容易かつ精密に再濃縮水の濃度を調整することができる。
　本発明の第五の態様によれば、上記第三の態様に係る水処理装置の性能評価方法において、前記再濃縮ステップでは、前記再濃縮水の濃度は、前記濃縮水を再濃縮する際の圧力及び流量の少なくとも一方を変化させることによって調整されてもよい。
　この方法によれば、濃縮水を再濃縮するベッセル（再濃縮ベッセル）が独立して設けられることから、例えば後続の検出ステップで再濃縮と検出とを同時に行う場合に比べて、より高い精度で再濃縮水を生成することができる。
　本発明の第六の態様によれば、上記第一から第五のいずれか一態様に係る水処理装置の性能評価方法において、前記特定ステップでは、それぞれの前記主ベッセルで濃縮された濃縮水の流量、又は前記主ベッセルで分離された透過水の流量に基づいて前記対象ベッセルを特定してもよい。
　この方法によれば、濃縮水の流量に基づいて、対象ベッセルを容易に特定することができる。
　本発明の第七の態様によれば、前記第一から第五のいずれか一態様に係る水処理装置の性能評価方法において、前記特定ステップでは、それぞれの前記主ベッセルで濃縮された濃縮水の電気伝導度に基づいて前記対象ベッセルを特定してもよい。
　この方法によれば、濃縮水の電気伝導度に基づいて、対象ベッセルを容易に特定することができる。
　本発明の第八の態様によれば、上記第一から第七のいずれか一態様に係る水処理装置の性能評価方法において、前記指標は、前記検出対象水の流量であってもよい。
　この方法によれば、検出対象水としての濃縮水の流量の変化に基づいて、スケールの析出し易さを容易に検出することができる。例えば、検出対象水の流量が減少した場合には、スケールの析出し易さが高まっていることを検出することができる。
　本発明の第九の態様によれば、上記第一から第七のいずれか一態様に係る水処理装置の性能評価方法において、前記指標は、前記検出対象水の密度であってもよい。
　この方法によれば、検出対象水としての濃縮水の密度の変化に基づいて、スケールの析出し易さを容易に検出することができる。例えば、検出対象水の密度が減少した場合には、スケールの析出し易さが高まっていることを検出することができる。
　本発明の第十の態様によれば、水処理装置は、互いに並列に配置され、被処理水を濃縮水と透過水とに分離する逆浸透膜を有する複数の主ベッセルと、それぞれの前記主ベッセルのうち、最も濃縮倍率が高い主ベッセルを対象ベッセルとして選択する選択部と、前記対象ベッセルから排出される前記濃縮水におけるスケールの析出し易さの指標を検出する検出部と、を備える。
　この構成によれば、最も濃縮倍率の大きい主ベッセルを対象ベッセルとして選択部によって選択することができる。さらに、この対象ベッセルから排出される濃縮水におけるスケールの析出し易さの指標を検出することから、スケールが析出する可能性を早期に検知することができる。
　特に、複数の主ベッセル間に性能差（濃縮倍率のバラつき）がある場合でも、最もスケールが析出し易い主ベッセル（対象ベッセル）を特定することで、対象ベッセル以外の主ベッセルでスケールが析出し始める時機を容易に予見することができる。
　本発明の第十一の態様によれば、水処理装置は、互いに並列に配置され、被処理水を濃縮水と透過水とに分離する逆浸透膜を有する複数の主ベッセルと、前記複数の主ベッセルから排出され、混合された濃縮水を、前記主ベッセルのうち、最も濃縮倍率が高い主ベッセルから排出される濃縮水の濃度に対応する濃度にまで再濃縮して再濃縮水を生成する再濃縮部と、前記再濃縮水におけるスケールの析出し易さの指標を検出する検出部と、を備え、前記再濃縮部は、逆浸透膜を有し、前記再濃縮水を生成する再濃縮ベッセルと、前記再濃縮ベッセルに対する前記濃縮水の供給圧力、及び流量の少なくとも一方を変化させることで、前記再濃縮水の濃度を調整する第一濃度調整部と、を有する。
　この構成によれば、第一濃度調整部によって再濃縮水の濃度を調整することで、対象ベッセルの濃縮水に対応する濃度を有する濃縮水を容易に得ることができる。さらに、この構成によれば、濃縮水を再濃縮するベッセル（再濃縮ベッセル）が独立して設けられることから、例えば後続の検出ステップで再濃縮と検出とを同時に行う場合に比べて、より高い精度で再濃縮水を生成することができる。
　本発明の第十二の態様によれば、水処理装置は、互いに並列に配置され、被処理水を濃縮水と透過水とに分離する逆浸透膜を有する複数の主ベッセルと、前記複数の主ベッセルから排出された前記濃縮水を混合した後、該混合された濃縮水を再濃縮して再濃縮水を排出するとともに、該再濃縮水におけるスケールの析出し易さの指標を検出する濃縮検出部、前記濃縮検出部に対する前記濃縮水の圧力及び流量の少なくとも一方を変化させることで、該濃縮水の濃度を調整する第二濃度調整部と、備える。
　この構成によれば、濃縮検出部によって、濃縮水の濃度の調整と、スケールの析出し易さの指標の検出とを同時に行うことができる。すなわち、装置の構成を簡素にすることで、製造コスト、メンテナンスコストを低減することができる。
　本発明によれば、より正確に性能を評価することが可能な水処理装置の性能評価方法、及び水処理装置を提供することができる。
本発明の第一実施形態に係る水処理装置を示す全体図である。 本発明の第一実施形態に係る水処理装置の性能評価方法を示すフローチャートである。 本発明の第一実施形態に係る水処理装置の変形例を示す全体図である。 本発明の第二実施形態に係る水処理装置を示す全体図である。 本発明の第二実施形態に係る水処理装置の性能評価方法を示すフローチャートである。 本発明の第三実施形態に係る水処理装置を示す全体図である。 本発明の第三実施形態に係る水処理装置の性能評価方法を示すフローチャートである。 本発明の各実施形態における流量計の配置の具体例を示す図である。 本発明の第二実施形態に係る水処理装置の変形例を示す図である。
［第一実施形態］
　本発明の第一実施形態について、図１と図２を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係る水処理装置１００は、送水ポンプ１と、膜分離部２と、選択部３と、検出部４と、を備えている。
　この水処理装置１００は、他の設備（図示省略）から排出された被処理水に対して、脱塩処理を施すための装置である。送水ポンプ１によって上流側から導かれた被処理水は、膜分離部２において脱塩処理が施された後、下流側に送られて、貯留施設（図示省略）に貯留されるか、又は外部に放出される。
　送水ポンプ１は、他の設備（図示省略）から被処理水を導く導入ライン５上に設けられている。送水ポンプ１の下流側には、膜分離部２が設けられている。膜分離部２は、複数の主ベッセル２Ａを備えている。なお、図１では、４つの主ベッセル２Ａを備える構成を図示している。これら４つの主ベッセル２Ａは、互いに並列に配置されている。すなわち、導入ライン５を流通する被処理水は、上記４つの主ベッセル２Ａに向かって４つに分配される。
　各主ベッセル２Ａは、被処理水を濃縮水と透過水とに分離する逆浸透膜（ＲＯ膜：Ｒｅｖｅｒｓｅ　Ｏｓｍｏｓｉｓ　Ｍｅｍｂｒａｎｅ）を内蔵している。すなわち、この逆浸透膜に対して、塩分等の不純物を含む被処理水を透過させることで、上記不純物を含む成分が濃縮された濃縮水が生成される。被処理水のうち濃縮水を除く成分（透過水）は、逆浸透膜を透過する。
　さらに、各主ベッセル２Ａには、上記の濃縮水を取り出す濃縮水ライン６と、透過水を取り出す透過水ライン７が設けられている。すなわち、本実施形態では、４つの主ベッセル２Ａからそれぞれ４つずつの濃縮水ライン６、及び透過水ライン７が延びている。これら４つの濃縮水ライン６の下流側の端部は、いずれも第一集水ライン８の上流側端部に接続されている。これにより、４つの濃縮水ライン６上を流通する濃縮水は、第一集水ライン８上で混合された後、下流側に向かって流通する。
　同様に、４つの透過水ライン７の下流側の端部は、第二集水ライン９の上流側端部に接続されている。これにより、４つの透過水ライン７上を流通する透過水は、第二集水ライン９上で混合された後、下流側に向かって流通する。なお、それぞれの透過水ライン７上には、透過水の流量を計測する流量計１０が設けられている。
　さらに、上記４つの濃縮水ライン６上には、当該濃縮水ライン６から濃縮水の一部を抽出する抽出ライン１１がそれぞれ設けられている。抽出ライン１１上には、開閉弁１２が１つずつ設けられている。この開閉弁１２が閉められている場合には、当該抽出ライン１１には濃縮水は流れ込まない。一方で、開閉弁１２が開けられている場合には、当該抽出ライン１１に濃縮水の一部が流れ込む。さらに、４つの抽出ライン１１の下流側の端部は、いずれも検出部４（後述）に接続されている。すなわち、４つの開閉弁１２は、上記４つの主ベッセル２Ａのうち、任意の１つのみの主ベッセル２Ａを対象ベッセルとして選択して検出部４に接続するための選択部３としての機能を果たす。
　抽出ライン１１の下流側には、検出部４としての検出ベッセル４Ａが設けられている。検出ベッセル４Ａは、主ベッセル２Ａと同様に、内部に逆浸透膜を有している。すなわち、検出ベッセル４Ａに対して上流側から導入された濃縮水（抽出ライン１１を流れる濃縮水）は、この逆分離膜によって再び分離されて、二次濃縮水と、二次透過水とが生成される。二次濃縮水は、還流ライン１３を通じて、上述の第一集水ライン８中に戻される。二次透過水は、二次透過水ライン１４を通じて外部の貯留設備等に送られる。なお、この二次透過水ライン１４上には、二次透過水の流量を計測するための流量計１５が設けられている。
　さらに、本実施形態では、上記の第一集水ライン８上に、圧力調整弁１６が設けられている。加えて、検出ベッセル４Ａと各抽出ライン１１との間には、中間ポンプ１７が設けられている。環流ライン１３上には、他の圧力調整弁１８が設けられている。なお、これら圧力調整弁１６，１８、及び中間ポンプ１７を設けない構成を採ることも可能である。
　上述のような水処理装置１００では、まず、送水ポンプ１が駆動されることで、導入ライン５を通じて被処理水が膜分離部２に導かれる。膜分離部２における各主ベッセル２Ａでは、被処理水が、濃縮水と、透過水とに分離される。
　ここで、上記の主ベッセル２Ａのように逆浸透膜を有する装置は、被処理水のスケール成分濃度変動により、被処理水に含まれる不純物がスケールとして逆浸透膜の表面に析出する場合がある。さらに、逆浸透膜を有する装置では、性能の個体差があることも知られている。すなわち、複数の主ベッセル２Ａを並列配置して用いた場合、ある特定の主ベッセル２Ａではスケールが析出している一方で、他の主ベッセル２Ａではスケールが析出していないという状態が生じることがある。
　そこで、本実施形態では、上述の選択部３によって、最もスケールが析出し易い主ベッセル２Ａを対象ベッセルとして特定し、この対象ベッセルから排出された濃縮水のみを検出ベッセル４Ａに導いている。検出ベッセル４Ａでは、スケール析出の有無、及びスケール析出量が検知される。すなわち、検出ベッセル４Ａ上でスケールが析出した場合には、対象ベッセル上でも同様にスケールが析出していることを推定することができる。
　上記の水処理装置１００の性能評価方法について、図１及び図２を参照して詳述する。水処理装置１００の性能を評価するに当たっては、図２に示すように、まず、複数の主ベッセル２Ａのうち最も濃縮倍率が高い主ベッセル２Ａを対象ベッセルとして特定する（特定ステップＳ１）。より具体的には、各透過水ライン７上に設けられた流量計１０によって計測された透過水の流量に基づいて、対象ベッセルが特定される。ここで、透過水の流量が最も大きい主ベッセル２Ａは、最も濃縮倍率が高いと判断できる。すなわち、ここでは透過水の流量が最も大きい主ベッセル２Ａが、対象ベッセルとして特定される。
　続いて、上記の選択部３としての開閉弁１２を操作することによって、対象ベッセルのみを検出ベッセル４Ａに接続する。言い換えると、対象ベッセル以外の主ベッセル２Ａに対応する開閉弁１２がいずれも閉められる。これにより、対象ベッセルから排出された濃縮水の一部（検出対象水）が、抽出ライン１１を通じて検出ベッセル４Ａに流入する。
　検出ベッセル４Ａでは、上述のように、検出対象水が再び分離されて二次濃縮水と二次透過水とが生成される。検出ベッセル４Ａでは、検出対象水におけるスケールの析出し易さの指標が検出される（検出ステップＳ２）。より具体的には、検出ベッセル４Ａの下流側（すなわち、二次透過水ライン１４）に設けられた流量計１５によって、二次透過水の流量の微小変化が計測される。二次透過水の流量が減少に転じた場合には、検出ベッセル４Ａ内でスケールが析出し、逆浸透膜が閉塞したものと判断される。
　また、主ベッセル２Ａの取り付けが不完全である場合も、上記の評価方法によってこれを容易に発見することができる。取り付けが不完全な主ベッセル２Ａでは、漏れの発生によって透過水の流量が大きくなることもある。
　以上説明したように、この水処理装置１００の性能評価方法では、特定ステップＳ１において、複数の主ベッセル２Ａのうち最も濃縮倍率が高い主ベッセル２Ａが対象ベッセルとして特定される。ここで、対象ベッセルには、他の主ベッセル２Ａに比べて高い負荷がかかっていることが判断できる。すなわち、複数の主ベッセル２Ａのうち、この対象ベッセルでは最もスケールが析出し易くなっている。
　そこで、後続の検出ステップＳ２で、対象ベッセルから排出される検出対象水におけるスケールの析出し易さの指標が検出される。
　このように、複数の主ベッセル２Ａのうちで、最もスケールが析出し易い主ベッセル２Ａ（対象ベッセル）を特定し、対象ベッセルでのスケール析出のし易さの指標を監視することから、スケールが析出する可能性を早期に検知することができる。
　なお、上記の構成、及び方法では、透過水ライン７上に設けられた流量計１０の計測値に基づいて、対象ベッセルを特定することとした。しかしながら、対象ベッセルを特定するための構成、及び方法は上記に限定されない。図３に示すように、流量計１０に代えて、抽出ライン１１上の開閉弁１２よりも下流側の位置に、濃縮水の流量を計測する流量計１０Ａを設けてもよい。この流量計１０Ａは、各抽出ライン１１につながる主ベッセル２Ａの濃縮倍率の変化を検知するために用いられる。さらに、主ベッセル２Ａの濃縮倍率の変化を検知するためには、流量計１０Ａによる流量の計測に代えて、濃縮水の電気伝導度を指標として用いることも可能である。このような構成によっても、対象ベッセルを容易に特定することができる。なお、上記の流量計１０Ａや電気伝導度計を常設することで、流量、電気伝導度を常時計測する構成としてもよいし、これら装置を必要に応じて随時取り付けて計測する構成としてもよい。
　さらに、上記の構成では、検出対象水のスケール析出のし易さの指標として、二次透過水ライン１４上に設けられた流量計１５によって、二次透過水の流量を用いた。しかしながら、二次透過水の流量に代えて、密度をスケール析出のし易さの指標として用いることも可能である。この場合には、上記の流量計１５に代えて、密度計を設けることが望ましい。
［第二実施形態］
　次に、本発明の第二実施形態について、図４と図５を参照して説明する。なお、上記の第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図４に示すように、本実施形態に係る水処理装置２００は、送水ポンプ１と、膜分離部２２と、再濃縮部２３と、検出部４と、を備えている。
　膜分離部２２は、互いに並列に配置された複数の主ベッセル２２Ａを有している。すなわち、それぞれの主ベッセル２２Ａで生じた濃縮水は、第一集水ライン８中で混合される。第一集水ライン８を流れる濃縮水の一部は、下流側の再濃縮部２３に向かう。それぞれの主ベッセル２２Ａで生じた透過水は、第二集水ライン９中で混合された後、貯留設備等（図示省略）に向かって流れる。
　再濃縮部２３は、上記主ベッセル２２Ａとは異なる再濃縮ベッセル２３Ａと、第一濃度調整部２４と、を備えている。再濃縮ベッセル２３Ａは、再濃縮ライン２５によって、第一集水ライン８に接続されている。再濃縮ライン２５は、第一集水ライン８を流れる濃縮水の一部を取り出すための流路である。再濃縮ベッセル２３Ａは、上記の主ベッセル２２Ａと同様に、逆浸透膜を有する装置である。すなわち、再濃縮ベッセル２３Ａに供給された濃縮水は再び分離される。
　第一濃度調整部２４は、中間ポンプ２６と、圧力調整弁２７と、を有している。中間ポンプ２６は、再濃縮ライン２５上に設けられている。中間ポンプ２６の吐出量を変化させることによって、再濃縮ライン２５上を流れる濃縮水の流量が調整される。圧力調整弁２７は、再濃縮ベッセル２３Ａと、検出部４との間の流路上に設けられている。圧力調整弁２７の開度を変化させることによって、再濃縮ベッセル２３Ａに対して供給される水の供給圧力が調整される。すなわち、これら中間ポンプ２６の吐出量と圧力調整弁２７の開度とをそれぞれ変化させることで、再濃縮ベッセル２３Ａから排出される濃縮水（再濃縮水）の濃度が調整される。
　さらに、再濃縮ベッセル２３Ａの下流側には、検出部４としての検出ベッセル２８Ａが設けられている。この検出ベッセル２８Ａには、上記の再濃縮ベッセル２３Ａから排出された再濃縮水が供給される。すなわち、検出ベッセル２８Ａに対して上流側から導入された再濃縮水は、この逆分離膜によって再び分離されて、二次濃縮水と、二次透過水とが生成される。二次濃縮水は、還流ライン１３を通じて、上述の第一集水ライン８中に戻される。（なお、二次濃縮水は環流ライン１３、第一集水ライン８を経ずに、別の経路で回収される構成とすることも可能である。）二次透過水は、二次透過水ライン１４を通じて外部の貯留設備等に送られる。なお、この二次透過水ライン１４上には、二次透過水の流量を計測するための流量計１５が設けられている。
　上述のような水処理装置２００では、まず、送水ポンプ１が駆動されることで、導入ライン５を通じて被処理水が膜分離部２２に導かれる。膜分離部２２における各主ベッセル２２Ａでは、被処理水が、濃縮水と、透過水とに分離される。
　ここで、主ベッセル２２Ａのように逆浸透膜を有する装置は、長期間にわたる使用や、被処理水中におけるスケール成分濃度の変動等により、被処理水に含まれる不純物又はスケール成分がスケールとして逆浸透膜の表面に析出する場合がある。さらに、逆浸透膜を有する装置では、性能の個体差があることも知られている。すなわち、複数の主ベッセル２２Ａを並列配置して用いた場合、ある特定の主ベッセル２Ａではスケールが析出している一方で、他の主ベッセル２２Ａではスケールが析出していないという状態が生じることがある。
　そこで、本実施形態では、上述の流量計１０によって計測された透過水の流量に基づいて、最もスケールが析出し易い主ベッセル２２Ａが、対象ベッセルとして特定される。さらに、再濃縮部２３は、この対象ベッセルから排出された濃縮水の濃度に対応する濃度を有する検出対象水を生成し、検出ベッセル２８Ａに供給する。検出ベッセル２８Ａでは、スケール析出の有無が検知される。すなわち、検出ベッセル２８Ａ上でスケールが析出した場合には、対象ベッセル上でも同様にスケールが析出していることを推定することができる。
　上記の水処理装置２００の性能評価方法について、図４及び図５を参照して詳述する。水処理装置２００の性能を評価するに当たっては、図５に示すように、まず、複数の主ベッセル２２Ａのうち最も濃縮倍率が高い主ベッセル２２Ａを対象ベッセルとして特定する（特定ステップＳ２１）。より具体的には、各透過水ライン７上に設けられた流量計１０によって計測された透過水の流量に基づいて、対象ベッセルが特定される。ここで、透過水の流量が最も大きい主ベッセル２２Ａは、最も濃縮倍率が高いと判断できる。すなわち、ここでは透過水の流量が最も大きい主ベッセル２２Ａが、対象ベッセルとして特定される。
　ここで、本実施形態では、各主ベッセル２２Ａから排出された濃縮水は、第一集水ライン８上で混合される。そこで、再濃縮ベッセル２３Ａでは、上記の対象ベッセルの濃縮水とおおむね同等の濃度を有する検出対象水が生成される。言い換えると、再濃縮ベッセル２３Ａでは、対象ベッセルと同等の濃度になるまで、濃縮水が再濃縮される（再濃縮ステップＳ２１Ｂ）。このような濃度の調整は、上述の第一濃度調整部２４によって行われる。すなわち、中間ポンプ２６の吐出量と圧力調整弁２７の開度とをそれぞれ変化させることで、再濃縮ベッセル２３Ａから排出される濃縮水（再濃縮水）の濃度が調整される。これにより、検出対象水が、下流側の検出ベッセル２８Ａに流入する。
　検出ベッセル２８Ａでは、検出対象水が再び分離されて二次濃縮水と二次透過水とが生成される。この検出ベッセル２８Ａでは、検出対象水におけるスケールの析出し易さの指標が検出される（検出ステップＳ２２）。より具体的には、検出ベッセル２８Ａの下流側（すなわち、二次透過水ライン１４）に設けられた流量計１５によって、二次透過水の流量の微小変化が計測される。二次透過水の流量が減少に転じた場合には、検出ベッセル２８Ａ内でスケールが析出し、逆浸透膜が閉塞したものと判断される。
　以上説明したように、この水処理装置２００の性能評価方法では、特定ステップＳ１において、複数の主ベッセル２２Ａのうち最も濃縮倍率が高い主ベッセル２２Ａが対象ベッセルとして特定される。ここで、対象ベッセルには、他の主ベッセル２２Ａに比べて高い負荷がかかっていることが判断できる。すなわち、複数の主ベッセル２２Ａのうち、この対象ベッセルでは最もスケールが析出し易くなっている。
　そこで、後続の検出ステップＳ２２で、対象ベッセルから排出される検出対象水におけるスケールの析出し易さの指標が検出される。
　このように、複数の主ベッセル２２Ａのうちで、最もスケールが析出し易い主ベッセル２２Ａ（対象ベッセル）を特定し、対象ベッセルでのスケール析出のし易さの指標を監視することから、スケールが析出する可能性を早期に検知することができる。
　さらに、上述のような構成によれば、再濃縮ステップＳ２１Ｂでは、再濃縮水の濃度は、第一濃度調整部２４によって調整される。すなわち、再濃縮水の濃度は、濃縮水を再濃縮する際の圧力を変化させることによって調整される。このように、濃縮水を再濃縮する際の圧力及び流量の少なくとも一方を変化させることのみによって、容易かつ精密に再濃縮水の濃度を調整することができる。
　加えて、上述のような構成によれば、濃縮水を再濃縮するベッセル（再濃縮ベッセル２３Ａ）が独立して設けられることから、例えば後続の検出ステップＳ２２で再濃縮と検出とを同時に行う場合に比べて、より高い精度で再濃縮水を生成することができる。
　なお、上記の構成、及び方法では、透過水ライン７上に設けられた流量計１０の計測値に基づいて、対象ベッセルを特定することとした。しかしながら、対象ベッセルを特定するための構成、及び方法は上記に限定されない。第一実施形態と同様に、流量計１０に代えて、抽出ライン１１上の開閉弁１２よりも下流側の位置に、濃縮水の流量を計測する流量計１０Ａを設けてもよい。この流量計１５は、各抽出ライン１１につながる主ベッセル２Ａの濃縮倍率の変化を検知するために用いられる。さらに、主ベッセル２Ａの濃縮倍率の変化を検知するためには、流量計１０Ａによる流量の計測に代えて、濃縮水の電気伝導度を指標として用いることも可能である。このような構成によっても、対象ベッセルを容易に特定することができる。
　さらに、上記の構成では、検出対象水のスケール析出のし易さの指標として、二次透過水ライン１４上に設けられた流量計１５によって、二次透過水の流量を用いた。しかしながら、二次透過水の流量に代えて、密度をスケール析出のし易さの指標として用いることも可能である。この場合には、上記の流量計１５に代えて、密度計を設けることが望ましい。
［第三実施形態］
　続いて、本発明の第三実施形態について、図６と図７を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図６に示すように、本実施形態に係る水処理装置３００は、送水ポンプ１と、膜分離部３２と、検出部３３と、第二濃度調整部２４Ｂと、を備えている。
　膜分離部３２は、互いに並列に配置された複数の主ベッセル３２Ａを有している。それぞれの主ベッセル３２Ａで生じた濃縮水は、第一集水ライン８中で混合される。第一集水ライン８を流れる濃縮水の一部は、下流側に向かって流れる。それぞれの主ベッセル３２Ａで生じた透過水は、第二集水ライン９中で混合された後、貯留設備等（図示省略）に向かって流れる。
　検出部３３は、上記主ベッセル３２Ａとは異なる濃縮検出ベッセル３３Ａ（濃縮検出部）を備えている。濃縮検出ベッセル３３Ａは、逆浸透膜を有する装置である。すなわち、濃縮検出ベッセル３３Ａに供給された濃縮水は再び分離される。濃縮検出ベッセル３３Ａは、検出ライン３４によって、第一集水ライン８に接続されている。検出ライン３４は、第一集水ライン８を流れる濃縮水の一部を取り出すための流路である。なお、上記の濃縮検出べッセル３３Ａは、必ずしもベッセルとしての構成を有する必要はなく、他の例としては、濃縮検出部として小型のＲＯ膜を用いる構成も考えられる。
　第二濃度調整部２４Ｂは、中間ポンプ３５と、圧力調整弁３６と、を有している。中間ポンプ３５は、検出ライン３４上に設けられている。中間ポンプ３５の吐出量を変化させることによって、検出ライン３４上を流れる濃縮水の流量が調整される。圧力調整弁３６は、濃縮検出ベッセル３３Ａと、第一集水ライン８との間の流路（還流ライン１３）上に設けられている。圧力調整弁３６の開度を変化させることによって、濃縮検出ベッセル３３Ａに対して供給される濃縮水の供給圧力が調整される。すなわち、これら中間ポンプ３５の吐出量と圧力調整弁３６の開度とをそれぞれ変化させることで、濃縮検出ベッセル３３Ａから排出される濃縮水の濃度が調整される。
　濃縮検出ベッセル３３Ａに対して上流側から導入された濃縮水は、逆分離膜によって再び分離されて、二次濃縮水と、二次透過水とが生成される。二次濃縮水は、還流ライン１３を通じて、上述の第一集水ライン８中に戻される。二次透過水は、二次透過水ライン１４を通じて外部の貯留設備等に送られる。なお、この二次透過水ライン１４上には、二次透過水の流量を計測するための流量計３７が設けられている。
　上述のような水処理装置３００では、まず、送水ポンプ１が駆動されることで、導入ライン５を通じて被処理水が膜分離部３２に導かれる。膜分離部３２における各主ベッセル３２Ａでは、被処理水が、濃縮水と、透過水とに分離される。
　ここで、主ベッセル３２Ａのように逆浸透膜を有する装置は、長期間にわたって使用されることで、被処理水に含まれる不純物、又はスケール成分が逆浸透膜の表面で結晶化して析出する場合がある。さらに、逆浸透膜を有する装置では、性能の個体差があることも知られている。すなわち、複数の主ベッセル３２Ａを並列配置して用いた場合、ある特定の主ベッセル３２Ａではスケールが析出している一方で、他の主ベッセル３２Ａではスケールが析出していないという状態が生じることがある。
　そこで、本実施形態では、上述の流量計１０によって計測された透過水の流量に基づいて、最もスケールが析出し易い主ベッセル３２Ａが、対象ベッセルとして特定される。濃縮検出ベッセル３３Ａでは、この濃縮水の濃度が、対象ベッセルと同等の濃度（膜界面濃度）になるまで濃縮水が濃縮される。同時に、二次透過水ライン１４を流通する透過水の流量に基づいて、スケール析出の有無、及びスケール析出量が検知される。すなわち、濃縮検出ベッセル３３Ａ上でスケールが析出した場合には、対象ベッセル上でも同様にスケールが析出していることを推定することができる。
　上記の水処理装置３００の性能評価方法について、図６及び図７を参照して詳述する。水処理装置３００の性能を評価するに当たっては、図６に示すように、まず、複数の主ベッセル３２Ａのうち最も濃縮倍率が高い主ベッセル３２Ａを対象ベッセルとして特定する（特定ステップＳ３１）。より具体的には、各透過水ライン７上に設けられた流量計１０によって計測された透過水の流量に基づいて、対象ベッセルが特定される。ここで、透過水の流量が最も大きい主ベッセル３２Ａは、最も濃縮倍率が高いと判断できる。すなわち、ここでは透過水の流量が最も大きい主ベッセル３２Ａが、対象ベッセルとして特定される。
　ここで、本実施形態では、各主ベッセル３２Ａから排出された濃縮水は、第一集水ライン８上で混合される。これにより、濃縮検出ベッセル３３Ａでは、上記の対象ベッセルと同等の膜表面濃度となる。すなわち、上記の対象ベッセルの濃縮水とおおむね同等の濃度を有する検出対象水が生成される。言い換えると、濃縮検出ベッセル３３Ａでは、対象ベッセルと同等の濃度になるまで、濃縮水が再濃縮される（再濃縮ステップＳ３１Ｂ）。これにより、濃縮検出ベッセル３３Ａ中の逆浸透膜表面における膜界面濃度が、対象ベッセルと同等の濃度となる。このような濃度の調整は、上述の第二濃度調整部２４Ｂによって行われる。すなわち、中間ポンプ３５の吐出量と圧力調整弁３６の開度とをそれぞれ変化させることで、濃縮検出ベッセル３３Ａから排出される濃縮水の濃度が調整される。
　さらに、濃縮検出ベッセル３３Ａでは、検出対象水が再び分離されて二次濃縮水と二次透過水とが生成される。濃縮検出ベッセル３３Ａでは、検出対象水におけるスケールの析出し易さの指標が検出される（検出ステップＳ３２）。より具体的には、濃縮検出ベッセル３３Ａの下流側（すなわち、二次透過水ライン１４）に設けられた流量計３７によって、二次透過水の流量の微小変化が計測される。二次透過水の流量が減少に転じた場合には、濃縮検出ベッセル３３Ａ内でスケールが析出し、逆浸透膜が閉塞したものと判断される。
　ここで、特に濃縮検出部として、小型のＲＯ膜を用いた場合、濃縮検出ベッセル３３Ａ内でスケールが析出すると、対象ベッセル内でも同様にスケールの析出が生じていることが推定される。
　以上説明したように、この水処理装置３００の性能評価方法では、特定ステップＳ３１において、複数の主ベッセル３２Ａのうち最も濃縮倍率が高い主ベッセル３２Ａが対象ベッセルとして特定される。ここで、対象ベッセルには、他の主ベッセル３２Ａに比べて高い負荷がかかっていることが判断できる。すなわち、複数の主ベッセル３２Ａのうち、この対象ベッセルでは最もスケールが析出し易くなっている。
　このように、複数の主ベッセル３２Ａのうちで、最もスケールが析出し易い主ベッセル３２Ａ（対象ベッセル）を特定し、対象ベッセルでのスケール析出のし易さの指標を監視することから、スケールが析出する可能性を早期に検知することができる。
　さらに、この構成によれば、濃縮検出ベッセル３３Ａによって、濃縮水の濃度の調整と、スケールの析出し易さの指標の検出とを同時に行うことができる。すなわち、装置の構成を簡素にすることで、製造コスト、メンテナンスコストを低減することができる。
　なお、上記の構成、及び方法では、透過水ライン７上に設けられた流量計１０の計測値に基づいて、対象ベッセルを特定することとした。しかしながら、対象ベッセルを特定するための構成、及び方法は上記に限定されない。図３に示すように、流量計１０に代えて、抽出ライン１１上の開閉弁１２よりも下流側の位置に、濃縮水の流量を計測する流量計１０Ａを設けてもよい。この流量計１０Ａは、各抽出ライン１１につながる主ベッセル２Ａの濃縮倍率の変化を検知するために用いられる。さらに、主ベッセル２Ａの濃縮倍率の変化を検知するためには、流量計１０Ａによる流量の計測に代えて、濃縮水の電気伝導度を指標として用いることも可能である。このような構成によっても、対象ベッセルを容易に特定することができる。
　さらに、上記の構成では、検出対象水のスケール析出のし易さの指標として、二次透過水ライン１４上に設けられた流量計３７によって、二次透過水の流量を用いた。しかしながら、二次透過水の流量に代えて、密度をスケール析出のし易さの指標として用いることも可能である。この場合には、上記の流量計３７に代えて、密度計を設けることが望ましい。
　以上、本発明の各実施形態について、図面を参照して説明した。なお、上記の構成は一例に過ぎず、これらに種々の変更を施すことが可能である。
　例えば、上記の各実施形態では、膜分離部２（膜分離部２２、膜分離部３２）がそれぞれ４つの主ベッセル２Ａ（主ベッセル２２Ａ、主ベッセル３２Ａ）を有する例について説明した。しかしながら、主ベッセル２Ａ（主ベッセル２２Ａ、主ベッセル３２Ａ）の個数は４つに限定されず、２つであってもよいし、５つ以上であってもよい。
　さらに、上記の各実施形態において、透過水ライン７上に設けられる流量計１０の構成としては、例えば図８に示す例が考えられる。図８は、水処理装置４００を、それぞれ棒状に形成された主ベッセルＶの延びる方向から見た図である。
　図８に示すように、複数（４つ）の主ベッセルＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４からはそれぞれ透過水ライン７が１つずつ延びている。これら透過水ライン７は、第二集水ライン９に合流している。第二集水ライン９は、上下方向に延びている。この第二集水ライン９中で、透過水は上方から下方に向かって流れる。
　４つの主ベッセルＶのうち、主ベッセルＶ１と主ベッセルＶ２とは、第二集水ライン９を挟んで両側に配置されている。同様に、主ベッセルＶ３と主ベッセルＶ４とは、第二集水ライン９を挟んで両側に配置されている。
　さらに、主ベッセルＶ２から延びる透過水ライン７２の出口は、主ベッセルＶ１から延びる透過水ライン７１の出口よりも下側に配置されている。同様に、主ベッセルＶ４から延びる透過水ライン７４の出口は、主ベッセルＶ３から延びる透過水ライン７３の出口よりも下側に配置されている。言い換えると、これら４つの透過水ライン７１，７２，７３，７４の出口は、第二集水ライン９に沿って上方かから下方に向かって順に配列されている。
　第二集水ライン９の上側（すなわち、透過水ライン７１の出口よりも上側）には、流量計１０が設けられている。この流量計１０の具体的な態様としては、例えばレーザードップラー流量計が好適である。
　上記のような構成において、第二集水ライン９上で計測される透過水の流量分布は、上方から下方に向かうにしたがって、図８のグラフ中における実線で示すように、ステップ状の増加傾向を示す。
　一方で、主ベッセルＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４の間で、透過水の流量にバラつきがある場合（すなわち、主ベッセルＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４の濃縮倍率にバラつきがある場合）、上記の流量分布には、このバラつきが反映される。具体的には、図８のグラフ中におけるグラフ中における破線で示すように、流量の値が一部の主ベッセルＶで急激な増加を示す。この増加を示した主ベッセルＶが、上記の各実施形態における対象ベッセルとして特定される。以上のような構成によれば、対象ベッセルを容易に決定することができる。
　なお、上記のような流量計１０に代えて、ＴＤＳ計を用いることも可能である。具体的には、透過水ライン７１，７２，７３，７４それぞれの出口に、ＴＤＳ計を設ける態様が考えられる。ＴＤＳ（Ｔｏｔａｌ　Ｄｉｓｏｌｖｅｄ　Ｓｏｌｉｄ）とは、透過水中における炭酸塩、重炭酸塩、塩化物、硫酸塩、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、有機イオン等の物質の濃度を示す指標である。ＴＤＳ計は、直接的には、透過水における電流の伝導度を測定する機器である。ＴＤＳ計は、測定された電流の伝導率を電解物質の濃度単位であるｐｐｍに置き換えて表現する。
　さらに、上記の第二実施形態の変形例として、図９に示すような構成を採ることも可能である。同図の構成では、再濃縮部２３（再濃縮ベッセル２３Ａ）と検出部４（検出ベッセル２８Ａ）との間をつなぐ接続ライン２９上に、圧力調整弁３０、及びポンプ３１が設けられている。さらに、これら圧力調整弁３０とポンプ３１との間の領域と、第一集水ライン８とをつなぐ中間還流ライン１３Ｂが設けられている。加えて、再濃縮ベッセル２３Ａから排出される透過水ライン上にも流量計１５が設けられている。このような構成であっても、上記第二実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
　上述の構成によれば、より正確に性能を評価することが可能な水処理装置の性能評価方法、及び水処理装置を提供することができる。
１００、２００、３００…水処理装置　１…送水ポンプ　２…膜分離部　３…選択部　４…検出部　５…導入ライン　２Ａ…主ベッセル　６…濃縮水ライン　７…透過水ライン　８…第一集水ライン　９…第二集水ライン　１０…流量計　１１…抽出ライン　１２…開閉弁　４Ａ…検出ベッセル　１３…還流ライン　１３Ｂ…中間還流ライン　１４…二次透過水ライン　１５…流量計　１６…圧力調整弁　１７…中間ポンプ　１８…圧力調整弁　Ｓ１，Ｓ２１，Ｓ３１…特定ステップ　Ｓ２，Ｓ２２，Ｓ３２…検出ステップ　Ｓ２１Ｂ，Ｓ３１Ｂ…再濃縮ステップ　１０Ａ…流量計　２２…膜分離部　２３…再濃縮部　２２Ａ…主ベッセル　２３Ａ…再濃縮ベッセル　２４…第一濃度調整部　２５…再濃縮ライン　２６…中間ポンプ　２７…圧力調整弁　２８Ａ…検出ベッセル　２９…接続ライン　３０…圧力調整弁　３１…ポンプ　３２…膜分離部　３３…検出部　３２Ａ…主ベッセル　３３Ａ…濃縮検出ベッセル　３４…検出ライン　３５…中間ポンプ　３６…圧力調整弁　３７…流量計　Ｖ，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３…主ベッセル

Claims (12)

  1. 　互いに並列に配置され、被処理水を濃縮水と透過水とに分離する逆浸透膜を有する複数の主ベッセルを備えた水処理装置の性能評価方法であって、
    　前記複数の主ベッセルのうち最も濃縮倍率が高い主ベッセルを対象ベッセルとして特定する特定ステップと、
    　前記対象ベッセルから排出される前記濃縮水の濃度に対応する濃度を有する検出対象水におけるスケールの析出し易さの指標を検出する検出ステップと、
    を含む水処理装置の性能評価方法。
  2. 　前記検出対象水は、前記対象ベッセルから排出される濃縮水である請求項１に記載の水処理装置の性能評価方法。
  3. 　前記複数の主ベッセルから排出され、混合された濃縮水を再濃縮する再濃縮ステップをさらに含み、
    　前記検出対象水は、該再濃縮ステップで得られた再濃縮水である請求項１に記載の水処理装置の性能評価方法。
  4. 　前記再濃縮ステップでは、前記再濃縮水の濃度は、前記濃縮水を再濃縮する際の圧力及び流量の少なくとも一方を変化させることによって調整される請求項３に記載の水処理装置の性能評価方法。
  5. 　前記再濃縮ステップでは、前記再濃縮水の濃度は、前記濃縮水を再濃縮する際の圧力及び流量の少なくとも一方を変化させることによって調整される請求項３に記載の水処理装置の性能評価方法。
  6. 　前記特定ステップでは、それぞれの前記主ベッセルで濃縮された濃縮水の流量、又は前記主ベッセルで分離された透過水の流量に基づいて前記対象ベッセルを特定する請求項１から５のいずれか一項に記載の水処理装置の性能評価方法。
  7. 　前記特定ステップでは、それぞれの前記主ベッセルで濃縮された濃縮水の電気伝導度に基づいて前記対象ベッセルを特定する請求項１から５のいずれか一項に記載の水処理装置の性能評価方法。
  8. 　前記指標は、前記検出対象水の流量である請求項１から７のいずれか一項に記載の水処理装置の性能評価方法。
  9. 　前記指標は、前記検出対象水の密度である請求項１から７のいずれか一項に記載の水処理装置の性能評価方法。
  10. 　互いに並列に配置され、被処理水を濃縮水と透過水とに分離する逆浸透膜を有する複数の主ベッセルと、
    　それぞれの前記主ベッセルのうち、最も濃縮倍率が高い主ベッセルを対象ベッセルとして選択する選択部と、
    　前記対象ベッセルから排出される前記濃縮水におけるスケールの析出し易さの指標を検出する検出部と、
    を備える水処理装置。
  11. 　互いに並列に配置され、被処理水を濃縮水と透過水とに分離する逆浸透膜を有する複数の主ベッセルと、
    　前記複数の主ベッセルから排出され、混合された濃縮水を、前記主ベッセルのうち、最も濃縮倍率が高い主ベッセルから排出される濃縮水の濃度に対応する濃度にまで再濃縮して再濃縮水を生成する再濃縮部と、
    　前記再濃縮水におけるスケールの析出し易さの指標を検出する検出部と、
    を備え、
    　前記再濃縮部は、
    　逆浸透膜を有し、前記再濃縮水を生成する再濃縮ベッセルと、
    　前記再濃縮ベッセルに対する前記濃縮水の供給圧力、及び流量の少なくとも一方を変化させることで、前記再濃縮水の濃度を調整する第一濃度調整部と、
    を有する水処理装置。
  12. 　互いに並列に配置され、被処理水を濃縮水と透過水とに分離する逆浸透膜を有する複数の主ベッセルと、
    　前記複数の主ベッセルから排出された前記濃縮水を混合した後、該混合された濃縮水を再濃縮して再濃縮水を排出するとともに、該再濃縮水におけるスケールの析出し易さの指標を検出する濃縮検出ベッセルと、
    　前記濃縮検出ベッセルに対する前記濃縮水の圧力及び流量の少なくとも一方を変化させることで、該濃縮水の濃度を調整する第二濃度調整部と、
    備える水処理装置。
PCT/JP2016/061252 2016-04-06 2016-04-06 水処理装置の性能評価方法、及び水処理装置 WO2017175333A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201680084324.5A CN109070008A (zh) 2016-04-06 2016-04-06 水处理装置的性能评价方法及水处理装置
US16/091,448 US20190151800A1 (en) 2016-04-06 2016-04-06 Water treatment device performance evaluation method and water treatment device
PCT/JP2016/061252 WO2017175333A1 (ja) 2016-04-06 2016-04-06 水処理装置の性能評価方法、及び水処理装置
EP16897891.4A EP3441131A4 (en) 2016-04-06 2016-04-06 METHOD FOR EVALUATING THE PERFORMANCE OF A WATER TREATMENT DEVICE, AND WATER TREATMENT DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2016/061252 WO2017175333A1 (ja) 2016-04-06 2016-04-06 水処理装置の性能評価方法、及び水処理装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017175333A1 true WO2017175333A1 (ja) 2017-10-12

Family

ID=60000929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/061252 WO2017175333A1 (ja) 2016-04-06 2016-04-06 水処理装置の性能評価方法、及び水処理装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20190151800A1 (ja)
EP (1) EP3441131A4 (ja)
CN (1) CN109070008A (ja)
WO (1) WO2017175333A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112307597B (zh) * 2020-09-29 2023-01-17 清华大学 一种电絮凝水处理装置的性能评价方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0899238A1 (de) * 1997-08-28 1999-03-03 Hager + Elsässer GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten von Wasser durch Umkehrosmose oder Nanofiltration
JP2001129550A (ja) * 1999-11-04 2001-05-15 Nippon Rensui Co Ltd 純水製造装置
WO2007129530A1 (ja) * 2006-05-09 2007-11-15 Toray Industries, Inc. 淡水製造方法
JP2008253953A (ja) * 2007-04-09 2008-10-23 Nitto Denko Corp 膜分離方法および膜分離装置
JP2010029757A (ja) * 2008-07-25 2010-02-12 Miura Co Ltd 膜ろ過システム、及び膜ろ過システムの運転方法
WO2016035174A1 (ja) * 2014-09-03 2016-03-10 三菱重工業株式会社 水処理装置の付着物監視装置、水処理装置及びその運転方法、水処理装置の洗浄方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1016306C2 (nl) * 2000-10-02 2002-08-06 Kiwa Nv Werkwijze voor het vroegtijdig signaleren van het optreden van scaling bij de zuivering van water.
CN101384342B (zh) * 2006-01-24 2013-07-17 加利福尼亚大学董事会 用于监视反渗透膜的方法和系统
US7652586B2 (en) * 2006-08-15 2010-01-26 General Electric Company Early fouling detection
JP6189205B2 (ja) * 2013-12-18 2017-08-30 三菱重工業株式会社 濃縮装置のスケール検知装置及び方法、水の再生処理システム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0899238A1 (de) * 1997-08-28 1999-03-03 Hager + Elsässer GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten von Wasser durch Umkehrosmose oder Nanofiltration
JP2001129550A (ja) * 1999-11-04 2001-05-15 Nippon Rensui Co Ltd 純水製造装置
WO2007129530A1 (ja) * 2006-05-09 2007-11-15 Toray Industries, Inc. 淡水製造方法
JP2008253953A (ja) * 2007-04-09 2008-10-23 Nitto Denko Corp 膜分離方法および膜分離装置
JP2010029757A (ja) * 2008-07-25 2010-02-12 Miura Co Ltd 膜ろ過システム、及び膜ろ過システムの運転方法
WO2016035174A1 (ja) * 2014-09-03 2016-03-10 三菱重工業株式会社 水処理装置の付着物監視装置、水処理装置及びその運転方法、水処理装置の洗浄方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3441131A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109070008A (zh) 2018-12-21
US20190151800A1 (en) 2019-05-23
EP3441131A4 (en) 2019-04-24
EP3441131A1 (en) 2019-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5222526B2 (ja) 水処理方法ならびに水処理装置
JP5743774B2 (ja) 膜処理装置およびその運転方法
JP6395844B2 (ja) 水処理装置の付着物監視装置、水処理装置及びその運転方法、水処理装置の洗浄方法
Alhadidi et al. Using SDI, SDI+ and MFI to evaluate fouling in a UF/RO desalination pilot plant
TWI760601B (zh) 水處理管理裝置及水質監視方法
US10294127B2 (en) Method of operating reverse osmosis membrane apparatus
JP2009154070A (ja) 浄化水回収装置及び浄化水の回収方法
KR101706452B1 (ko) 분리막 이상상태 실시간 감지방법
Jin et al. Application of multiple modified fouling index (MFI) measurements at full-scale SWRO plant
JP5075597B2 (ja) 浄化水回収装置及び浄化水の回収方法
KR20150140999A (ko) 다채널 압력지연삼투 평가장치를 이용하여 분리막과 유도용매 펌프를 세정하는 해수담수화-발전 시스템 및 그 방법
JP2008221195A (ja) 純水製造システムの運転方法
JP2015107467A (ja) 膜分離装置、循環水利用システム
EP2933011B1 (en) Filtration membrane fouling index measuring methods
JP2009285522A (ja) 逆浸透膜装置
WO2017175333A1 (ja) 水処理装置の性能評価方法、及び水処理装置
US10464024B2 (en) Water treatment device and operating method for water treatment device
JP5743773B2 (ja) 膜処理装置および膜モジュールの運転方法
WO2002028517A1 (en) Method for early detection of the occurrence of scaling in the purification of water
KR101988742B1 (ko) 정삼투 공정의 제어 시스템 및 방법
US20180071683A1 (en) Water treatment device
KR101522254B1 (ko) 유동적 회수율을 갖는 2단 막여과 시스템 및 이의 운전방법
JPWO2018182033A1 (ja) 造水方法及び造水装置
US20150321928A1 (en) Fresh water generation method (as amended)
JP7147291B2 (ja) 純水製造装置、純水の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2016897891

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016897891

Country of ref document: EP

Effective date: 20181106

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16897891

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP