水処理システム
【課題】供給水の温度に関わらず、安定した水質の純水が得られる水処理システムを提供する。
【解決手段】第１膜分離装置４と、脱気処理装置５と、温度測定手段６と、第１水質項目測定手段９と、第２水質項目測定手段７と、（ｉ）温度測定値、第１水質項目測定値、及び処理水Ｗ４の第１水質項目許容値を第１関数式に与えて、処理水Ｗ４の上限流量値を演算し、（ｉｉ）温度測定値、第２水質項目測定値、及び透過水Ｗ２の第２水質項目許容値を第２関数式に与えて、第１膜分離装置４の上限回収率を演算し、（ｉｉｉ）処理水Ｗ４の上限流量値、及び第１膜分離装置４の上限回収率に基づいて、第１膜分離装置４を運転する制御部１０と、を備える。
【解決手段】第１膜分離装置４と、脱気処理装置５と、温度測定手段６と、第１水質項目測定手段９と、第２水質項目測定手段７と、（ｉ）温度測定値、第１水質項目測定値、及び処理水Ｗ４の第１水質項目許容値を第１関数式に与えて、処理水Ｗ４の上限流量値を演算し、（ｉｉ）温度測定値、第２水質項目測定値、及び透過水Ｗ２の第２水質項目許容値を第２関数式に与えて、第１膜分離装置４の上限回収率を演算し、（ｉｉｉ）処理水Ｗ４の上限流量値、及び第１膜分離装置４の上限回収率に基づいて、第１膜分離装置４を運転する制御部１０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、逆浸透膜分離装置及び脱気処理装置を備えた水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程や電子部品の洗浄、医療器具の洗浄等においては、不純物を含まない高純度の純水が使用される。この種の純水は、一般に、地下水や水道水等の供給水を、逆浸透膜（以下、「ＲＯ膜」ともいう）を有する逆浸透膜分離装置で処理することにより製造される。
【０００３】
純水の製造プロセスにおいて、供給水に含まれる溶存塩類を逆浸透膜分離装置のＲＯ膜で除去した後、ＲＯ膜では除去できない遊離炭酸を脱気処理装置の気体分離膜で除去することにより、純水の純度を更に高める手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−６３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＲＯ膜は、有効圧力が一定（供給水の流量が一定）の場合、供給水の温度が上昇するのに伴い、溶存塩類の除去率が低下するという特性を有する。一方、脱気処理装置の気体分離膜は、供給水の流量が一定の場合、供給水の温度が低下するのに伴い、遊離炭酸の除去率が低下するという特性を有する。すなわち、ＲＯ膜における溶存塩類の除去率と、気体分離膜における遊離炭酸の除去率とは、供給水の温度に対して相反する特性を有する。このため、逆浸透膜分離装置と脱気処理装置とを組み合わせた水処理システムでは、純水の水質を安定させることが困難であった。
【０００６】
従って、本発明は、供給水の温度に関わらず、安定した水質の純水を得ることができる水処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、供給水を透過水と濃縮水とに分離する第１膜分離装置と、前記第１膜分離装置で得られた透過水を脱気処理して処理水を製造する脱気処理装置と、系内を流通する水の温度を測定する温度測定手段と、供給水又は透過水の第１水質項目を測定する第１水質項目測定手段と、供給水の第２水質項目を測定する第２水質項目測定手段と、（ｉ）温度、供給水又は透過水の第１水質項目、及び処理水の流量を独立変数とし、処理水の第１水質項目を従属変数とする第１関数式に対し、前記温度測定手段で測定された温度測定値、前記第１水質項目測定手段で測定された第１水質項目測定値、及び処理水の第１水質項目許容値を与えて、処理水の上限流量値を演算し、（ｉｉ）温度、供給水の第２水質項目、及び前記第１膜分離装置の回収率を独立変数とし、透過水の第２水質項目を従属変数とする第２関数式に対し、前記温度測定手段で測定された温度測定値、前記第２水質項目測定手段で測定された第２水質項目測定値、及び透過水の第２水質項目許容値を与えて、前記第１膜分離装置の上限回収率を演算し、（ｉｉｉ）前記第１関数式により演算された処理水の上限流量値、及び前記第２関数式により演算された前記第１膜分離装置の上限回収率に基づいて、前記第１膜分離装置を運転する制御部と、を備える水処理システムに関する。
【０００８】
また、前記第１水質項目は、溶存炭酸濃度であり、前記第２水質項目は、電気伝導率又はシリカ濃度であることが好ましい。
【０００９】
また、前記脱気処理装置で製造された処理水を、更に透過水と濃縮水とに分離する第２膜分離装置を備えることが好ましい。
【００１０】
また、前記第１膜分離装置からの透過水の流量を検出する流量検出手段と、入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、供給水を吸入して前記第１膜分離装置に向けて吐出する加圧ポンプと、入力された電流値信号に対応する駆動周波数を前記加圧ポンプに出力するインバータと、を備え、前記制御部は、（ｉ）前記第１関数式により演算された処理水の上限流量値を目標流量値として設定し、（ｉｉ）前記流量検出手段の検出流量値が前記目標流量値となるように、前記加圧ポンプの駆動周波数を演算し、（ｉｉｉ）当該駆動周波数の演算値に対する電流値信号を前記インバータに出力する構成が好ましい。
【００１１】
また、前記第１膜分離装置は、系外へ排出する濃縮水の排水流量を調節可能な排水弁を更に備え、前記制御部は、（ｉ）前記第２関数式により演算された前記第１膜分離装置の上限回収率、及び前記第１関数式により演算された処理水の上限流量値に基づいて、濃縮水の排水流量を演算し、（ｉｉ）前記第１膜分離装置における濃縮水の実際排水流量が当該排水流量の演算値以上の範囲となるように、前記排水弁を制御することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、供給水の温度に関わらず、安定した水質の純水を得ることができる水処理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る水処理システム１の全体構成図である。
【図２】制御部１０が透過水Ｗ２及び処理水Ｗ４の水質制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】制御部１０が流量フィードバック水量制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】制御部１０が透過水Ｗ２の回収率制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態に係る水処理システム１Ａの全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る水処理システム１について、図面を参照しながら説明する。第１実施形態に係る水処理システム１は、例えば、淡水から純水を製造する純水製造システムに適用される。図１は、第１実施形態に係る水処理システム１の全体構成図である。図２は、制御部１０が透過水Ｗ２及び処理水Ｗ４の水質制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。図３は、制御部１０が流量フィードバック水量制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。図４は、制御部１０が透過水Ｗ２の回収率制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態に係る水処理システム１は、加圧ポンプ２と、インバータ３と、第１膜分離装置としてのＲＯ膜モジュール４と、脱気処理装置５と、排水弁としての第１排水弁１１〜第３排水弁１３と、を備える。また、水処理システム１は、温度測定手段としての温度センサ６と、第２水質項目測定手段としての電気伝導率センサ７と、流量検出手段としての流量センサ８と、第１水質項目測定手段としての溶存炭酸濃度センサ９と、制御部１０と、を備える。図１では、電気的な接続の経路を破線で示す（後述する第２実施形態の図４も同じ）。
【００１６】
また、水処理システム１は、供給水ラインＬ１と、透過水ラインＬ２と、濃縮水ラインＬ３と、処理水ラインＬ４と、濃縮水Ｗ３の排水ライン（第１排水ラインＬ１１、第２排水ラインＬ１２及び第３排水ラインＬ１３）と、を備える。本明細書における「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
【００１７】
供給水ラインＬ１は、供給水Ｗ１をＲＯ膜モジュール４に供給するラインである。供給水ラインＬ１の上流側の端部は、供給水Ｗ１の供給源（不図示）に接続されている。供給水ラインＬ１の下流側の端部は、ＲＯ膜モジュール４の一次側入口ポートに接続されている。
【００１８】
加圧ポンプ２は、供給水Ｗ１を吸入し、ＲＯ膜モジュール４に向けて吐出する装置である。加圧ポンプ２は、インバータ３（後述）と電気的に接続されている。加圧ポンプ２には、インバータ３から、周波数が変換された駆動電力が入力される。加圧ポンプ２は、供給された駆動電力の周波数（以下、「駆動周波数」ともいう）に応じた回転速度で駆動される。
【００１９】
インバータ３は、加圧ポンプ２に、周波数が変換された駆動電力を供給する電気回路である。インバータ３は、制御部１０と電気的に接続されている。インバータ３には、制御部１０から電流値信号が入力される。インバータ３は、制御部１０から入力された電流値信号に対応する駆動周波数の駆動電力を加圧ポンプ２に出力する。
【００２０】
温度センサ６は、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１の温度を測定する機器である。温度センサ６は、接続部Ｊ１において供給水ラインＬ１に接続されている。接続部Ｊ１は、供給水Ｗ１の供給源（不図示）と加圧ポンプ２との間に配置されている。温度センサ６は、制御部１０と電気的に接続されている。温度センサ６で測定された供給水Ｗ１の温度（以下、「温度測定値」ともいう）は、制御部１０へ測定値信号として送信される。
【００２１】
電気伝導率センサ７は、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１の電気伝導率（第２水質項目）を測定する機器である。電気伝導率センサ７は、接続部Ｊ２において供給水ラインＬ１に接続されている。接続部Ｊ２は、供給水Ｗ１の供給源（不図示）と加圧ポンプ２との間に配置されている。電気伝導率センサ７は、制御部１０と電気的に接続されている。電気伝導率センサ７で測定された供給水Ｗ１の電気伝導率（以下、「電気伝導率測定値」ともいう）は、制御部１０へ測定値信号として送信される。
【００２２】
ＲＯ膜モジュール４は、加圧ポンプ２から吐出された供給水Ｗ１を、溶存塩類が除去された透過水Ｗ２と、溶存塩類が濃縮された濃縮水Ｗ３とに膜分離処理する設備である。ＲＯ膜モジュール４は、単一又は複数のＲＯ膜エレメント（不図示）を備える。ＲＯ膜モジュール４は、これらＲＯ膜エレメントにより供給水Ｗ１を膜分離処理し、透過水Ｗ２及び濃縮水Ｗ３を製造する。
【００２３】
本実施形態におけるＲＯ膜モジュール４は、膜表面に架橋全芳香族ポリアミドからなる負荷電性のスキン層が形成された逆浸透膜（不図示）を有する。この逆浸透膜は、濃度５００ｍｇ／Ｌ、ｐＨ７．０、温度２５℃の塩化ナトリウム水溶液を、操作圧力０．７ＭＰａ、回収率１５％で供給したときの水透過係数が、１．５×１０−１１ｍ３・ｍ−２・ｓ−１・Ｐａ−１以上、且つ塩除去率が９９％以上となるものである。
【００２４】
ここで、操作圧力とは、ＪＩＳ Ｋ３８０２−１９９５「膜用語」で定義される平均操作圧力である。操作圧力は、ＲＯ膜モジュール４の一次側の入口圧力と一次側の出口圧力との平均値を指す。
【００２５】
回収率とは、ＲＯ膜モジュール４へ供給される原液（ここでは塩化ナトリウム水溶液）の流量Ｑ１に対する透過液の流量Ｑ２の割合（すなわち、Ｑ２／Ｑ１×１００）をいう。
【００２６】
水透過係数は、透過水量［ｍ３／ｓ］を膜面積［ｍ２］及び有効圧力［Ｐａ］で除した値であり、逆浸透膜の水の透過性能を示す指標である。すなわち、水透過係数は、単位有効圧力を作用させたときに単位時間に膜の単位面積を透過する水の量を意味する。有効圧力は、ＪＩＳ Ｋ３８０２−１９９５「膜用語」で定義され、操作圧力（平均操作圧力）から浸透圧差及び二次側圧力を差し引いた圧力である。
【００２７】
塩除去率は、膜を透過する前後の特定の塩類の濃度（ここでは塩化ナトリウム濃度）から計算される値であり、逆浸透膜の溶質の阻止性能を示す指標である。塩除去率は、ＲＯ膜モジュール４へ供給される原液の濃度（Ｃ１）及び透過液の濃度（Ｃ２）から、（１−Ｃ２／Ｃ１）×１００により求められる。
【００２８】
本実施形態の水透過係数及び塩除去率の条件を満たす逆浸透膜は、逆浸透膜エレメントとして市販されている。逆浸透膜エレメントとしては、例えば、東レ社製：型式名「ＴＭＧ２０−４００」、ウンジン・ケミカル社製：型式名「ＲＥ８０４０−ＢＬＦ」、日東電工社製：型式名「ＥＳＰＡ１」等を用いることができる。
【００２９】
透過水ラインＬ２は、ＲＯ膜モジュール４で製造された透過水Ｗ２を脱気処理装置５へ送出するラインである。透過水ラインＬ２の上流側の端部は、ＲＯ膜モジュール４の二次側ポートに接続されている。透過水ラインＬ２の下流側の端部は、脱気処理装置５の一次側ポートに接続されている。
【００３０】
濃縮水ラインＬ３は、ＲＯ膜モジュール４から濃縮水Ｗ３を送出するラインである。濃縮水ラインＬ３の上流側の端部は、ＲＯ膜モジュール４の一次側出口ポートに接続されている。また、濃縮水ラインＬ３の下流側は、分岐部Ｊ５及びＪ６において、第１排水ラインＬ１１、第２排水ラインＬ１２及び第３排水ラインＬ１３に分岐している。
【００３１】
第１排水ラインＬ１１には、第１排水弁１１が設けられている。第２排水ラインＬ１２には、第２排水弁１２が設けられている。第３排水ラインＬ１３には、第３排水弁１３が設けられている。第１排水弁１１〜第３排水弁１３は、濃縮水ラインＬ３から装置外へ排出される濃縮水Ｗ３の排水流量を調節する弁である。
【００３２】
第１排水弁１１は、第１排水ラインＬ１１を開閉することができる。第２排水弁１２は、第２排水ラインＬ１２を開閉することができる。第３排水弁１３は、第３排水ラインＬ１３を開閉することができる。
【００３３】
第１排水弁１１〜第３排水弁１３は、それぞれ定流量弁機構（不図示）を備える。定流量弁機構は、第１排水弁１１〜第３排水弁１３において、それぞれ異なる流量値に設定されている。例えば、第１排水弁１１は、開状態において、ＲＯ膜モジュール４の回収率が９５％となるように排水流量が設定されている。第２排水弁１２は、開状態において、ＲＯ膜モジュール４の回収率が９０％となるように排水流量が設定されている。第３排水弁１３は、開状態において、ＲＯ膜モジュール４の回収率が８０％となるように排水流量が設定されている。
【００３４】
濃縮水ラインＬ３から排出される濃縮水Ｗ３の排水流量は、第１排水弁１１〜第３排水弁１３を選択的に開閉することにより、段階的に調節できる。例えば、第２排水弁１２のみを開状態とし、第１排水弁１１及び第３排水弁１３を閉状態とする。この場合には、ＲＯ膜モジュール４の回収率を９０％とすることができる。また、第１排水弁１１及び第２排水弁１２を開状態とし、第３排水弁１３のみを閉状態とする。この場合には、ＲＯ膜モジュール４の回収率を８５％とすることができる。従って、本実施形態において、濃縮水Ｗ３の排水流量は、第１排水弁１１〜第３排水弁１３を選択的に開閉することにより、回収率を６５％〜９５％までの間で、５％毎に段階的に調節できる。
【００３５】
第１排水弁１１〜第３排水弁１３は、それぞれ制御部１０と電気的に接続されている。第１排水弁１１〜第３排水弁１３における弁体の開閉は、制御部１０からの駆動信号により制御される。
【００３６】
脱気処理装置（脱炭酸装置）５は、ＲＯ膜モジュール４で製造された透過水Ｗ２に含まれる遊離炭酸（溶存炭酸ガス）を、気体分離膜モジュール（不図示）により脱気処理して、処理水（純水）Ｗ４を得る設備である。本実施形態では、中空糸膜からなる外部灌流式の気体分離膜モジュールが用いられる。このような用途に適した気体分離膜モジュールとしては、例えば、ＤＩＣ社製：製品名「ＳＥＰＡＲＥＬ ＥＦ−００２Ａ−Ｐ」，「ＳＥＰＡＲＥＬ ＥＦ−０４０Ｐ」等が挙げられる。
【００３７】
脱気処理装置５は、透過水ラインＬ２を介してＲＯ膜モジュール４の下流側に接続されている。また、脱気処理装置５の二次側ポートには、処理水ラインＬ４が接続されている。処理水ラインＬ４は、脱気処理装置５で得られた処理水Ｗ４を需要箇所等に送出するラインである。
【００３８】
流量センサ８は、透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２の流量を検出する機器である。流量センサ８は、接続部Ｊ３において透過水ラインＬ２に接続されている。接続部Ｊ３は、ＲＯ膜モジュール４と脱気処理装置５との間に配置されている。流量センサ８は、制御部１０と電気的に接続されている。流量センサ８で検出された透過水Ｗ２の流量（以下、「検出流量値」ともいう）は、制御部１０へ検出値信号として送信される。
【００３９】
溶存炭酸濃度センサ９は、透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２の溶存炭酸濃度（第１水質項目）を測定する機器である。溶存炭酸濃度センサ９は、接続部Ｊ４において透過水ラインＬ２に接続されている。接続部Ｊ４は、ＲＯ膜モジュール４と脱気処理装置５との間に配置されている。溶存炭酸濃度センサ９は、制御部１０と電気的に接続されている。溶存炭酸濃度センサ９で測定された透過水Ｗ２の溶存炭酸濃度（以下、「溶存炭酸濃度測定値」ともいう）は、制御部１０へ測定値信号として送信される。
【００４０】
制御部１０は、ＣＰＵ及びメモリを含むマイクロプロセッサ（不図示）により構成される。制御部１０は、透過水Ｗ２及び処理水Ｗ４の水質制御として、以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）を実行する。
【００４１】
（ｉ）制御部１０は、供給水Ｗ１の温度ｔ、透過水Ｗ２の溶存炭酸濃度ｃｆ、及び処理水Ｗ４の流量ｑｐを独立変数とし、処理水Ｗ４の第１水質項目ｃｄを従属変数とする第１関数式である式（１）に対し、温度センサ６で測定された温度測定値Ｔ、溶存炭酸濃度センサ９で測定された溶存炭酸濃度測定値Ｃｆ、及び処理水Ｗ４の溶存炭酸濃度許容値Ｃｄを与えて、処理水Ｗ４の上限流量値Ｑｐ´を演算する。
ｃｄ＝ｆ１（ｔ，ｃｆ，ｑｐ） （１）
【００４２】
ここで、溶存炭酸濃度許容値Ｃｄは、例えば、システム管理者がユーザーインターフェース（不図示）を介して制御部１０のメモリに入力した設定値であり、需要箇所での処理水Ｗ４の要求水質に応じて設定される。第１関数式は、気体分離膜モジュールの運転性能を表すもので、予め実験等により求めておいたものである。式（１）の各変数ｔ，ｃｆ，ｃｄに対し、それぞれＴ，Ｃｆ，Ｃｄの各値を代入すると、変数ｑｐの値、すなわち上限流量値Ｑｐ´を演算することができる。この上限流量値Ｑｐ´は、処理水Ｗ４の水質が溶存炭酸濃度許容値Ｃｄ以下となる流量値である。
【００４３】
（ｉｉ）制御部１０は、供給水Ｗ１の温度、供給水Ｗ１の電気伝導率ｅｆ、及びＲＯ膜モジュール４の回収率ｒを独立変数とし、透過水Ｗ２の電気伝導率ｅｐを従属変数とする第２関数式に対し、温度センサ６で測定された温度測定値Ｔ、電気伝導率センサ７で測定された電気伝導率測定値Ｅｆ、及び透過水Ｗ２の電気伝導率許容値Ｅｐを与えて、ＲＯ膜モジュール４の上限回収率Ｒ´を演算する。
ｅｐ＝ｆ２（ｔ，ｅｆ，ｒ） （２）
【００４４】
ここで、電気伝導率許容値Ｅｐは、例えば、システム管理者がユーザーインターフェース（不図示）を介して制御部１０のメモリに入力した設定値であり、需要箇所での処理水Ｗ４の要求水質に応じて設定される。第２関数式は、ＲＯ膜モジュール４の運転性能を表すもので、予め実験等により求めておいたものである。式（２）の各変数ｔ，ｅｆ，ｅｐに対して、それぞれＴ，Ｅｆ，Ｅｐの各値を代入すると、変数ｒの値、すなわち上限回収率Ｒ´を演算することができる。この上限回収率Ｒ´は、透過水Ｗ２及び処理水Ｗ４の水質が電気伝導率許容値Ｅｐ以下となる回収率である。
【００４５】
（ｉｉｉ）制御部１０は、式（１）より演算された処理水Ｗ４の上限流量値Ｑｐ´、及び式（２）により演算されたＲＯ膜モジュール４の上限回収率Ｒ´に基づいて、ＲＯ膜モジュール４を運転する。制御部１０による水質制御の詳細については後述する。
【００４６】
また、制御部１０は、演算された上限流量値Ｑｐ´に基づいて、ＲＯ膜モジュール４を運転するために、以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）からなる流量フィードバック水量制御を実行する。
【００４７】
（ｉ）制御部１０は、式（１）により演算された処理水Ｗ４の上限流量値Ｑｐ´を目標流量値として設定する。
【００４８】
（ｉｉ）制御部１０は、流量センサ８における検出流量値Ｑｐが目標流量値としての上限流量値Ｑｐ´となるように、加圧ポンプ２を駆動するための駆動周波数Ｆを演算する。
【００４９】
（ｉｉｉ）制御部１０は、演算した駆動周波数Ｆに対応する電流値信号をインバータ３に出力する。
【００５０】
これにより、インバータ３は、入力された電流値信号に対応する周波数に変換された駆動電力を加圧ポンプ２に供給する。そして、加圧ポンプ２は、インバータ３から入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動される。すなわち、透過水Ｗ２の流量は、上限流量値Ｑｐ´に維持されながら、脱気処理装置５に供給される。この結果、脱気処理装置５の処理能力が十分に発揮されることになり、処理水Ｗ４の水質を溶存炭酸濃度許容値Ｃｄ以下に保つことができる。制御部１０による流量フィードバック水量制御の詳細については後述する。
【００５１】
また、制御部１０は、演算された上限回収率Ｒ´に基づいて、ＲＯ膜モジュール４を運転するために、以下の（ｉ）及び（ｉｉ）からなる回収率制御を実行する。
【００５２】
（ｉ）制御部１０は、式（２）により演算されたＲＯ膜モジュール４の上限回収率Ｒ´、及び式（１）により演算された上限流量値Ｑｐ´に基づいて、濃縮水Ｗ３の排水流量Ｑｃを、下記の式（３）により演算する。
Ｑｃ＝Ｑｐ´／Ｒ´−Ｑｐ´ （３）
【００５３】
（ｉｉ）制御部１０は、ＲＯ膜モジュール４における濃縮水Ｗ３の実際排水流量Ｑｄが排水流量Ｑｃの演算値以上の範囲となるように、第１排水弁１１〜第３排水弁１３を制御する。
【００５４】
これにより、ＲＯ膜モジュール４において一次側の濃度が下がるため、透過水Ｗ２の水質及び処理水Ｗ４の水質を電気伝導率許容値Ｅｐ以下に保つことができる。制御部１０による回収率制御の詳細については後述する。
【００５５】
次に、制御部１０による水質制御について、図２を参照しながら説明する。図２に示すフローチャートの処理は、水処理システム１の運転中において、繰り返し実行される。
【００５６】
図２に示すステップＳＴ１０１において、制御部１０は、温度センサ６で測定された供給水Ｗ１の温度測定値Ｔを取得する。
ステップＳＴ１０２において、制御部１０は、溶存炭酸濃度センサ９で測定された透過水Ｗ２の溶存炭酸濃度測定値Ｃｆを取得する。
ステップＳＴ１０３において、制御部１０は、予めメモリに記憶されている処理水Ｗ４の溶存炭酸濃度許容値Ｃｄを取得する。
【００５７】
ステップＳＴ１０４において、制御部１０は、取得した温度測定値Ｔ、溶存炭酸濃度測定値Ｃｆ、及び溶存炭酸濃度許容値Ｃｄを第１関数式（上述の式（１））に代入して、処理水Ｗ４の上限流量値Ｑｐ´を演算する。演算された上限流量値Ｑｐ´は、メモリに記憶され、温度測定値Ｔ及び溶存炭酸濃度測定値Ｃｆが変化すると、最新の値に更新される。
【００５８】
ステップＳＴ１０５において、制御部１０は、電気伝導率センサ７で測定された供給水Ｗ１の電気伝導率測定値Ｅｆを取得する。
ステップＳＴ１０６において、制御部１０は、予めメモリに記憶されている透過水Ｗ２の電気伝導率許容値Ｅｐを取得する。
【００５９】
ステップＳＴ１０７において、制御部１０は、取得した温度測定値Ｔ、電気伝導率測定値Ｅｆ、及び電気伝導率許容値Ｅｐを第２関数式（上述の式（２））に代入して、ＲＯモジュール４の上限回収率Ｒ´を演算する。演算された上限回収率Ｒ´は、メモリに記憶され、温度測定値Ｔ及び電気伝導率測定値Ｅｆが変化すると、最新の値に更新される。
【００６０】
ステップＳＴ１０８において、制御部１０は、演算された上限流量値Ｑｐ´及び上限回収率Ｒ´に基づいて、ＲＯ膜モジュール４を運転する。これにより本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ１０１へリターンする）。なお、ＲＯ膜モジュール４の運転では、以下で説明する流量フィードバック水量制御及び回収率制御を含んで運転される。
【００６１】
次に、制御部１０による流量フィードバック水量制御を、図３を参照しながら説明する。図３に示すフローチャートの処理は、上述の水質制御の一部として、ＲＯ膜モジュール４の運転中に繰り返し実行される。
【００６２】
図３に示すステップＳＴ２０１において、制御部１０は、メモリに記憶された上限流量値Ｑｐ´を読み出し、この値を目標流量値Ｑｐ´に設定する。上限流量値Ｑｐ´は、図２のステップＳＴ１０４で演算された値である。
【００６３】
ステップＳＴ２０２において、制御部１０は、内部のタイマ（不図示）による計時ｔが制御周期である１００ｍｓに達したか否かを判定する。このステップＳＴ２０２において、制御部１０により、タイマによる計時が１００ｍｓに達したと（ＹＥＳ）判定された場合に、処理はステップＳＴ２０３へ移行する。また、ステップＳＴ２０２において、制御部１０により、タイマによる計時が１００ｍｓに達していない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ２０２へ戻る。
【００６４】
ステップＳＴ２０３（ステップＳＴ２０２：ＹＥＳ判定）において、制御部１０は、流量センサ８で検出された透過水Ｗ２の検出流量値Ｑｐを、フィードバック値として取得する。
【００６５】
ステップＳＴ２０４において、制御部１０は、ステップＳＴ２０３で取得した検出流量値（フィードバック値）ＱｐとステップＳＴ２０１で設定した目標流量値Ｑｐ´との偏差がゼロとなるように、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムにより操作量Ｕを演算する。なお、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムでは、制御周期（１００ｍｓ）毎に操作量の変化分を演算し、これを前回の操作量に加算することで今回の操作量を決定する。
【００６６】
ステップＳＴ２０５において、制御部１０は、操作量Ｕ、目標流量値Ｑｐ´及び加圧ポンプ２の最大駆動周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの設定値）に基づいて、加圧ポンプ２の駆動周波数Ｆを演算する。
【００６７】
ステップＳＴ２０６において、制御部１０は、駆動周波数Ｆの演算値を、対応する電流値信号（４〜２０ｍＡ）に変換する。
【００６８】
ステップＳＴ２０７において、制御部１０は、変換した電流値信号をインバータ７に出力する。これにより本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ２０１へリターンする）。
【００６９】
なお、ステップＳＴ２０７において、制御部１０が電流値信号をインバータ３へ出力すると、インバータ３は、入力された電流値信号に対応する周波数に変換された駆動電力を加圧ポンプ２に供給する。その結果、加圧ポンプ２は、インバータ３から入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動される。
【００７０】
次に、制御部１０による透過水Ｗ２の回収率制御を、図４を参照しながら説明する。図４に示すフローチャートの処理は、上述の水質制御の一部として、ＲＯ膜モジュール４の運転中に繰り返し実行される。
【００７１】
図４に示すステップＳＴ３０１において、制御部１０は、メモリに記憶された上限流量値Ｑｐ´を読み出し、この値を目標流量値Ｑｐ´に設定する。上限流量値Ｑｐ´は、図２のステップＳＴ１０４で演算された値である。
【００７２】
ステップＳＴ３０２において、制御部１０は、メモリに記憶された上限回収率Ｒ´を読み出し、この値を目標回収率Ｒ´に設定する。上限回収率Ｒ´は、図２のステップＳＴ１０７で演算された値である。
【００７３】
ステップＳＴ３０３において、制御部１０は、ステップＳＴ３０１で設定した目標流量値Ｑｐ´、及びステップＳＴ３０２で設定した目標回収率Ｒ´に基づいて、濃縮水Ｗ３の排水流量Ｑｃを演算する。この排水流量Ｑｃは、上述の式（３）により演算される。
【００７４】
ステップＳＴ３０４において、制御部１０は、濃縮水Ｗ３の実際排水流量Ｑｄがステップ３０３で演算した排水流量Ｑｃの演算値以上の範囲となるように、第１排水弁１１〜第３排水弁１３を制御する。これにより本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ３０１へリターンする）。
【００７５】
上述した第１実施形態に係る水処理システム１によれば、例えば、以下のような効果が得られる。
【００７６】
第１実施形態に係る水処理システム１において、制御部１０は、供給水Ｗ１の温度に応じて、要求水質として設定された処理水Ｗ４の溶存炭酸濃度許容値Ｃｄ、及び透過水Ｗ２の電気伝導率許容値Ｃｐを共に満足する上限流量値Ｑｐ´及び上限回収率Ｒ´を演算する。そして、当該上限流量値Ｑｐ´及び上限回収率Ｒ´に基づいて、ＲＯ膜モジュール４を運転する。このため、供給水Ｗ１の温度に関わらず、要求水質以下の純水を安定して得ることができる。
【００７７】
また、制御部１０は、流量フィードバック水量制御として、演算により得た上限流量値Ｑｐ´を目標流量値Ｑｐ´とし、透過水Ｗ２の検出流量値Ｑｐが目標流量値Ｑｐ´となるように加圧ポンプ２の駆動周波数を制御する。このため、脱気処理装置５の処理能力を十分に発揮させながら、溶存炭酸濃度許容値Ｃｄ以下の純水を安定した流量で製造することができる。
【００７８】
また、制御部１０は、回収率制御として、演算により得た上限流量値Ｑｐ´及び上限回収率Ｒ´に基づいて、濃縮水Ｗ３の排水流量Ｑｃを演算し、濃縮水Ｗ３の実際排水流量Ｑｄが排水流量Ｑｃの演算値以上の範囲となるように第１排水弁１１〜第３排水弁１３を制御する。このため、供給水Ｗ１の水質変動に関らず、電気伝導率許容値Ｃｐ以下の純水を安定して製造することができる。
【００７９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る水処理システム１Ａについて、図５を参照しながら説明する。図５は、第２実施形態に係る水処理システム１Ａの全体構成図である。この第２実施形態では、主に第１実施形態との相違点について説明する。このため、第１実施形態と同一（又は同等）の構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を適宜に省略する。また、第２実施形態において特に説明しない点については、第１実施形態の説明が適宜に援用される。
【００８０】
図５に示すように、第２実施形態に係る水処理システム１Ａは、第１加圧ポンプ２と、第１インバータ３と、第１膜分離装置としての第１ＲＯ膜モジュール４と、脱気処理装置５と、前段排水弁としての第１排水弁１１〜第３排水弁１３と、第２加圧ポンプ１４と、第２インバータ１５と、第２膜分離装置としての第２ＲＯ膜モジュール１６と、後段排水弁としての第１排水弁２１〜第３排水弁２３と、を備える。
【００８１】
また、水処理システム１Ａは、温度センサ６と、電気伝導率センサ７と、第１流量センサ８と、溶存炭酸濃度センサ９と、制御部１０Ａと、第２流量センサ１７と、を備える。
【００８２】
第２実施形態では、第１実施形態における「ＲＯ膜モジュール４」を「第１ＲＯ膜モジュール４」とする。また、第２実施形態では、第１実施形態における「加圧ポンプ２」を「第１加圧ポンプ２」とし、「インバータ３」を「第１インバータ３」とする。また、第２実施形態では、第１実施形態における「流量センサ８」を「第１流量センサ８」とする。
【００８３】
更に、水処理システム１Ａは、供給水ラインＬ１と、第１透過水ラインＬ２と、第１濃縮水ラインＬ３と、処理水ラインＬ４と、第２濃縮水ラインＬ５と、第２透過水ラインＬ６と、第１濃縮水Ｗ３の排水ライン（第１排水ラインＬ１１、第２排水ラインＬ１２及び第３排水ラインＬ１３）と、第２濃縮水Ｗ５の排水ライン（第１排水ラインＬ２１、第２排水ラインＬ２２及び第３排水ラインＬ２３）と、を備える。
【００８４】
第２実施形態では、第１実施形態における「透過水ラインＬ２」を「第１透過水ラインＬ２」とし、「濃縮水ラインＬ３」を「第１濃縮水ラインＬ３」とする。また、第１ＲＯモジュール４で製造された「透過水Ｗ２」を「第１透過水Ｗ２」とし、「濃縮水Ｗ３」を「第１濃縮水Ｗ３」とする。
【００８５】
図５に示すように、第２実施形態に係る水処理システム１Ａは、脱気処理装置５の下流側に、第２ＲＯ膜モジュール１６を備える。第２実施形態における、その他の基本的な構成は第１実施形態と同じである。
【００８６】
第２加圧ポンプ１４は、処理水Ｗ４を吸入し、第２ＲＯ膜モジュール１６に向けて吐出する装置である。第２加圧ポンプ１４は、脱気処理装置５の下流側において、処理水ラインＬ４を介して接続されている。第２加圧ポンプ１４は、第２インバータ１５（後述）と電気的に接続されている。第２加圧ポンプ１４には、第２インバータ１５から、周波数が変換された駆動電力が入力される。第２加圧ポンプ１４は、供給された駆動電力の周波数（以下、「駆動周波数」ともいう）に応じた回転速度で駆動される。
【００８７】
第２インバータ１５は、第２加圧ポンプ１４に、周波数が変換された駆動電力を供給する電気回路である。第２インバータ１５は、制御部１０Ａと電気的に接続されている。第２インバータ１５には、制御部１０Ａから電流値信号が入力される。第２インバータ１５は、制御部１０Ａから入力された電流値信号に対応する駆動周波数の駆動電力を第２加圧ポンプ１４に出力する。
第２ＲＯ膜モジュール１６は、脱気処理装置５及び加圧ポンプ１４の下流側において、処理水ラインＬ４を介して接続されている。脱気処理装置５で得られた処理水Ｗ４は、処理水ラインＬ４を介して、第２ＲＯ膜モジュール１６へ送出される。
【００８８】
第２実施形態における第２ＲＯ膜モジュール１６の構成は、第１ＲＯ膜モジュール４と同じである。なお、第２ＲＯ膜モジュール１６のＲＯ膜エレメント（不図示）は、第１ＲＯ膜モジュール４のＲＯ膜エレメントと同じ特性でもよいし、異なる特性であってもよい。第２ＲＯ膜モジュール１６は、脱気処理装置５で得られた処理水Ｗ４を膜分離処理する設備である。第２ＲＯ膜モジュール１６は、上記ＲＯ膜エレメントにより処理水Ｗ４を膜分離処理し、第２透過水Ｗ６及び第２濃縮水Ｗ５を製造する。
【００８９】
第２ＲＯ膜モジュール１６の二次側ポートには、第２透過水ラインＬ６が接続されている。第２透過水ラインＬ６は、第２ＲＯ膜モジュール１６で製造された第２透過水Ｗ６を、需要箇所等に送出するラインである。
【００９０】
一方、第２ＲＯ膜モジュール１６の一次側出口ポートには、第２濃縮水ラインＬ５の上流側の端部が接続されている。第２濃縮水ラインＬ５の下流側は、分岐部Ｊ７及びＪ８において、第１排水ラインＬ２１、第２排水ラインＬ２２及び第３排水ラインＬ２３に分岐している。
【００９１】
第１排水ラインＬ２１には、第１排水弁２１が設けられている。第２排水ラインＬ２２には、第２排水弁２２が設けられている。第３排水ラインＬ２３には、第３排水弁２３が設けられている。第１排水弁２１〜第３排水弁２３は、第２濃縮水ラインＬ５から装置外へ排出される第２濃縮水Ｗ５の排水流量を調節する弁である。
【００９２】
なお、第１排水弁２１〜第３排水弁２３の構成及び機能は、第１ＲＯ膜モジュール４の一次側出口ポートに接続された第１排水弁１１〜第３排水弁１３と同じであるため説明を省略する。第１排水弁２１〜第３排水弁２３は、それぞれ制御部１０Ａと電気的に接続されている。
【００９３】
第２流量センサ１７は、第２透過水ラインＬ６を流通する第２透過水Ｗ６の流量を検出する機器である。第２流量センサ１７は、接続部Ｊ９において透過水ラインＬ２に接続されている。接続部Ｊ９は、第２ＲＯ膜モジュール１６の二次側ポートよりも下流側近傍に配置されている。第２流量センサ１７は、制御部１０Ａと電気的に接続されている。第２流量センサ１７で検出された第２透過水Ｗ６の流量（検出流量値）は、制御部１０Ａへ検出値信号として送信される。
【００９４】
制御部１０Ａは、ＣＰＵ及びメモリを含むマイクロプロセッサ（不図示）により構成される。制御部１０Ａは、第１実施形態の制御部１０と同じく、第１ＲＯ膜モジュール４に対して、第１実施形態のＲＯ膜モジュール４と同じ流量フィードバック水量制御及び回収率制御を実行する。また、制御部１０Ａは、第２ＲＯ膜モジュール１６に対する流量フィードバック水量制御として、以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）を実行する。
【００９５】
（ｉ）制御部１０Ａは、上述の第２関数式に対し、温度センサ６で測定された温度測定値Ｔ、第１透過水Ｗ２の電気伝導率許容値Ｅｐ（すなわち、第２ＲＯ膜モジュール１６への供給水電気伝導率）、及び第２透過水Ｗ６の電気伝導率許容値Ｅｐ２を与えて、第２ＲＯ膜モジュール１６の上限回収率Ｒ２´を演算する。すなわち、式（２）の各変数ｔ，ｅｆ，ｅｐに対して、それぞれＴ，Ｅｐ１，Ｅｐ２の各値が代入され、変数ｒの値、すなわち上限回収率Ｒ２´を演算する。
【００９６】
（ｉｉ）制御部１０Ａは、演算した上限回収率Ｒ２´、及び処理水Ｗ４の上限流量値Ｑｐ´（すなわち、第２ＲＯ膜モジュール１６への供給水流量）から、下記の式（４）により、第２透過水Ｗ６の目標流量値Ｑｐ２´を演算する。
Ｑｐ２´＝Ｒ２´×Ｑｐ´ （４）
【００９７】
（ｉｉｉ）制御部１０Ａは、第２流量センサ１７における第２透過水Ｗ６の検出流量値が目標流量値Ｑｐ２´となるように、第２加圧ポンプ１４を駆動するための駆動周波数を演算すると共に、演算した駆動周波数に対応する電流値信号を第２インバータ１５に出力する。
【００９８】
これにより、第２インバータ１５は、入力された電流値信号に対応する周波数に変換された駆動電力を第２加圧ポンプ１４に供給する。そして、第２加圧ポンプ１４は、第２インバータ１５から入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動される。この結果、第２ＲＯ膜モジュール１６から送出される第２透過水Ｗ６の流量が一定に保たれる。
【００９９】
第２実施形態における流量フィードバック水量制御は、図３に示すフローチャートの処理と同じである。ただし、ステップＳＴ２０１の目標流量値Ｑｐ´は、目標流量値Ｑｐ２´と読み替えるものとする。
【０１００】
また、第２実施形態における回収率制御の処理手順は、第１実施形態の図４で説明したフローチャートの処理と同じである。すなわち、制御部１０Ａは、第２濃縮水Ｗ５の実際排水流量Ｑｄが、演算により得た排水流量Ｑｃの演算値以上の範囲となるように、第１排水弁２１〜第３排水弁２３を制御する。
【０１０１】
上述した第２実施形態に係る水処理システム１Ａによれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。とくに、第２実施形態に係る水処理システム１Ａでは、第１ＲＯ膜モジュール４及び脱気処理装置５の下流側において、脱気処理装置５を介して、更に第２ＲＯ膜モジュール１６を備える。そのため、第１ＲＯ膜モジュール４で除去しきれなかった溶存塩類を、第２ＲＯ膜モジュール１６により更に除去することができる。従って、より純度の高い純水を製造することができる。
【０１０２】
また、制御部１０Ａは、流量フィードバック水量制御として、第２透過水Ｗ６の検出流量値Ｑｐが、演算により得た目標流量値Ｑｐ２´となるように第２加圧ポンプ１４の駆動周波数を制御する。このため、溶存炭酸濃度許容値Ｃｄ以下の純水（第２透過水Ｗ６）を安定した流量で製造することができる。
【０１０３】
また、制御部１０Ａは、回収率制御として、演算により得た処理水流量値Ｑｐ及び回収率Ｒに基づいて第２濃縮水Ｗ５の排水流量Ｑｃを演算し、第２濃縮水Ｗ５の実際排水流量Ｑｄが排水流量Ｑｃの演算値以上の範囲となるように第１排水弁２１〜第３排水弁２３を制御する。このため、供給水Ｗ１及び第１透過水Ｗ２の水質変動に関らず、電気伝導率許容値Ｃｐ２以下の純水（第２透過水Ｗ６）を安定して造水することができる。
【０１０４】
（変形形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかし、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
【０１０５】
例えば、第１及び第２実施形態では、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１の温度を温度測定値Ｔとする例について説明した。これに限らず、透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２の温度を温度測定値Ｔとしてもよいし、濃縮水Ｗ３（第１濃縮水Ｗ３）、第２濃縮水Ｗ５又は第２透過水Ｗ６の温度を温度測定値Ｔとしてもよい。また、複数ポイントにおける水の温度の平均値を温度測定値Ｔとしてもよい。
【０１０６】
第１及び第２実施形態では、第１水質項目として、透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２の溶存炭酸濃度を測定する例について説明した。これに限らず、第１水質項目として、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１の溶存炭酸濃度を測定してもよい。なお、溶存炭酸濃度センサ９は、必ずしも溶存炭酸濃度を直接測定するタイプでなくてもよく、ｐＨ値及びＭアルカリ度を測定し、Ｔｉｌｌｍａｎの式等から溶存炭酸濃度を計算するタイプであってもよい。
【０１０７】
また、第１及び第２実施形態では、第２水質項目として、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１の電気伝導率を測定する例について説明した。これに限らず、第２水質項目として、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１のシリカ濃度を測定してもよい。なお、電気伝導率については、その逆数である比抵抗を測定値や許容値に用いることもできる。
【０１０８】
第２実施形態では、脱気処理装置５の下流側に、第２ＲＯ膜モジュール１６を備えた構成について説明した。これに限らず、脱気処理装置５の下流側に、電気再生式イオン交換装置（ＥＤＩ）、或いは陽イオン交換樹脂単床塔（カチオンポリッシャ）を備えた構成としてもよい。
【０１０９】
第１実施形態において、濃縮水ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ３の一部を、供給水ラインＬ１において、加圧ポンプ２よりも上流側に還流させる濃縮水還流ラインを設けた構成としてもよい。濃縮水還流ラインを設けることにより、膜表面での流速を高めることができるため、ファウリングの発生を抑制することができる。第２実施形態においても、同様の構成とすることができる。
【０１１０】
第１及び第２実施形態において、供給水Ｗ１は、地下水や水道水等の原水であってもよい。また、供給水Ｗ１は、原水を除鉄除マンガン装置、活性炭濾過装置、硬水軟化装置等により前処理した水であってもよい。
【０１１１】
第１及び第２実施形態では、各回収率制御において、第１排水弁１１〜第３排水弁１３（第１排水弁２１〜第３排水弁２３）を選択的に開閉することにより、濃縮水Ｗ３（第１濃縮水Ｗ３及び第２濃縮水Ｗ５）の排水流量を段階的に調節する例について説明した。これに限らず、排水ラインを分岐せずに１本とし、このラインに比例制御バルブを設けた構成としてもよい。この場合は、制御部１０（１０Ａ）から電流値信号（例えば、４〜２０ｍＡ）を比例制御バルブに送信して弁開度を制御することにより、濃縮水Ｗ３（第１濃縮水Ｗ３及び第２濃縮水Ｗ５）の排水流量を調節することができる。
【０１１２】
また、比例制御バルブを設けた構成において、排水ラインに流量センサを設けた構成としてもよい。流量センサで検出された流量値を、制御部１０（１０Ａ）にフィードバック値として入力する。これにより、濃縮水Ｗ３（第１濃縮水Ｗ３及び第２濃縮水Ｗ５）の実際排水流量をより正確に制御することができる。
【符号の説明】
【０１１３】
１，１Ａ 水処理システム
２ 加圧ポンプ，第１加圧ポンプ
３ インバータ，第１インバータ
４ ＲＯ膜モジュール、第１ＲＯ膜モジュール（第１膜分離装置）
５ 脱気処理装置
６ 温度センサ（温度測定手段）
７ 電気伝導率センサ（第２水質項目測定手段）
８ 流量センサ，第１流量センサ（流量検出手段）
９ 溶存炭酸濃度センサ（第１水質項目測定手段）
１０，１０Ａ 制御部
１１，２１ 第１排水弁
１２，２２ 第２排水弁
１３，２３ 第３排水弁
１４ 第２加圧ポンプ
１５ 第２インバータ
１６ 第２ＲＯ膜モジュール（第２膜分離装置）
１７ 第２流量センサ
Ｌ１ 供給水ライン
Ｌ２ 透過水ライン，第１透過水ライン
Ｌ３ 濃縮水ライン，第１濃縮水ライン
Ｌ４ 処理水ライン
Ｌ５ 第２濃縮水ライン
Ｌ６ 第２透過水ライン
Ｗ１ 供給水
Ｗ２ 透過水，第１透過水
Ｗ３ 濃縮水，第１濃縮水
Ｗ４ 処理水
Ｗ５ 第２濃縮水
Ｗ６ 第２透過水
【技術分野】
【０００１】
本発明は、逆浸透膜分離装置及び脱気処理装置を備えた水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程や電子部品の洗浄、医療器具の洗浄等においては、不純物を含まない高純度の純水が使用される。この種の純水は、一般に、地下水や水道水等の供給水を、逆浸透膜（以下、「ＲＯ膜」ともいう）を有する逆浸透膜分離装置で処理することにより製造される。
【０００３】
純水の製造プロセスにおいて、供給水に含まれる溶存塩類を逆浸透膜分離装置のＲＯ膜で除去した後、ＲＯ膜では除去できない遊離炭酸を脱気処理装置の気体分離膜で除去することにより、純水の純度を更に高める手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−６３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＲＯ膜は、有効圧力が一定（供給水の流量が一定）の場合、供給水の温度が上昇するのに伴い、溶存塩類の除去率が低下するという特性を有する。一方、脱気処理装置の気体分離膜は、供給水の流量が一定の場合、供給水の温度が低下するのに伴い、遊離炭酸の除去率が低下するという特性を有する。すなわち、ＲＯ膜における溶存塩類の除去率と、気体分離膜における遊離炭酸の除去率とは、供給水の温度に対して相反する特性を有する。このため、逆浸透膜分離装置と脱気処理装置とを組み合わせた水処理システムでは、純水の水質を安定させることが困難であった。
【０００６】
従って、本発明は、供給水の温度に関わらず、安定した水質の純水を得ることができる水処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、供給水を透過水と濃縮水とに分離する第１膜分離装置と、前記第１膜分離装置で得られた透過水を脱気処理して処理水を製造する脱気処理装置と、系内を流通する水の温度を測定する温度測定手段と、供給水又は透過水の第１水質項目を測定する第１水質項目測定手段と、供給水の第２水質項目を測定する第２水質項目測定手段と、（ｉ）温度、供給水又は透過水の第１水質項目、及び処理水の流量を独立変数とし、処理水の第１水質項目を従属変数とする第１関数式に対し、前記温度測定手段で測定された温度測定値、前記第１水質項目測定手段で測定された第１水質項目測定値、及び処理水の第１水質項目許容値を与えて、処理水の上限流量値を演算し、（ｉｉ）温度、供給水の第２水質項目、及び前記第１膜分離装置の回収率を独立変数とし、透過水の第２水質項目を従属変数とする第２関数式に対し、前記温度測定手段で測定された温度測定値、前記第２水質項目測定手段で測定された第２水質項目測定値、及び透過水の第２水質項目許容値を与えて、前記第１膜分離装置の上限回収率を演算し、（ｉｉｉ）前記第１関数式により演算された処理水の上限流量値、及び前記第２関数式により演算された前記第１膜分離装置の上限回収率に基づいて、前記第１膜分離装置を運転する制御部と、を備える水処理システムに関する。
【０００８】
また、前記第１水質項目は、溶存炭酸濃度であり、前記第２水質項目は、電気伝導率又はシリカ濃度であることが好ましい。
【０００９】
また、前記脱気処理装置で製造された処理水を、更に透過水と濃縮水とに分離する第２膜分離装置を備えることが好ましい。
【００１０】
また、前記第１膜分離装置からの透過水の流量を検出する流量検出手段と、入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、供給水を吸入して前記第１膜分離装置に向けて吐出する加圧ポンプと、入力された電流値信号に対応する駆動周波数を前記加圧ポンプに出力するインバータと、を備え、前記制御部は、（ｉ）前記第１関数式により演算された処理水の上限流量値を目標流量値として設定し、（ｉｉ）前記流量検出手段の検出流量値が前記目標流量値となるように、前記加圧ポンプの駆動周波数を演算し、（ｉｉｉ）当該駆動周波数の演算値に対する電流値信号を前記インバータに出力する構成が好ましい。
【００１１】
また、前記第１膜分離装置は、系外へ排出する濃縮水の排水流量を調節可能な排水弁を更に備え、前記制御部は、（ｉ）前記第２関数式により演算された前記第１膜分離装置の上限回収率、及び前記第１関数式により演算された処理水の上限流量値に基づいて、濃縮水の排水流量を演算し、（ｉｉ）前記第１膜分離装置における濃縮水の実際排水流量が当該排水流量の演算値以上の範囲となるように、前記排水弁を制御することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、供給水の温度に関わらず、安定した水質の純水を得ることができる水処理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る水処理システム１の全体構成図である。
【図２】制御部１０が透過水Ｗ２及び処理水Ｗ４の水質制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】制御部１０が流量フィードバック水量制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】制御部１０が透過水Ｗ２の回収率制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態に係る水処理システム１Ａの全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る水処理システム１について、図面を参照しながら説明する。第１実施形態に係る水処理システム１は、例えば、淡水から純水を製造する純水製造システムに適用される。図１は、第１実施形態に係る水処理システム１の全体構成図である。図２は、制御部１０が透過水Ｗ２及び処理水Ｗ４の水質制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。図３は、制御部１０が流量フィードバック水量制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。図４は、制御部１０が透過水Ｗ２の回収率制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態に係る水処理システム１は、加圧ポンプ２と、インバータ３と、第１膜分離装置としてのＲＯ膜モジュール４と、脱気処理装置５と、排水弁としての第１排水弁１１〜第３排水弁１３と、を備える。また、水処理システム１は、温度測定手段としての温度センサ６と、第２水質項目測定手段としての電気伝導率センサ７と、流量検出手段としての流量センサ８と、第１水質項目測定手段としての溶存炭酸濃度センサ９と、制御部１０と、を備える。図１では、電気的な接続の経路を破線で示す（後述する第２実施形態の図４も同じ）。
【００１６】
また、水処理システム１は、供給水ラインＬ１と、透過水ラインＬ２と、濃縮水ラインＬ３と、処理水ラインＬ４と、濃縮水Ｗ３の排水ライン（第１排水ラインＬ１１、第２排水ラインＬ１２及び第３排水ラインＬ１３）と、を備える。本明細書における「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
【００１７】
供給水ラインＬ１は、供給水Ｗ１をＲＯ膜モジュール４に供給するラインである。供給水ラインＬ１の上流側の端部は、供給水Ｗ１の供給源（不図示）に接続されている。供給水ラインＬ１の下流側の端部は、ＲＯ膜モジュール４の一次側入口ポートに接続されている。
【００１８】
加圧ポンプ２は、供給水Ｗ１を吸入し、ＲＯ膜モジュール４に向けて吐出する装置である。加圧ポンプ２は、インバータ３（後述）と電気的に接続されている。加圧ポンプ２には、インバータ３から、周波数が変換された駆動電力が入力される。加圧ポンプ２は、供給された駆動電力の周波数（以下、「駆動周波数」ともいう）に応じた回転速度で駆動される。
【００１９】
インバータ３は、加圧ポンプ２に、周波数が変換された駆動電力を供給する電気回路である。インバータ３は、制御部１０と電気的に接続されている。インバータ３には、制御部１０から電流値信号が入力される。インバータ３は、制御部１０から入力された電流値信号に対応する駆動周波数の駆動電力を加圧ポンプ２に出力する。
【００２０】
温度センサ６は、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１の温度を測定する機器である。温度センサ６は、接続部Ｊ１において供給水ラインＬ１に接続されている。接続部Ｊ１は、供給水Ｗ１の供給源（不図示）と加圧ポンプ２との間に配置されている。温度センサ６は、制御部１０と電気的に接続されている。温度センサ６で測定された供給水Ｗ１の温度（以下、「温度測定値」ともいう）は、制御部１０へ測定値信号として送信される。
【００２１】
電気伝導率センサ７は、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１の電気伝導率（第２水質項目）を測定する機器である。電気伝導率センサ７は、接続部Ｊ２において供給水ラインＬ１に接続されている。接続部Ｊ２は、供給水Ｗ１の供給源（不図示）と加圧ポンプ２との間に配置されている。電気伝導率センサ７は、制御部１０と電気的に接続されている。電気伝導率センサ７で測定された供給水Ｗ１の電気伝導率（以下、「電気伝導率測定値」ともいう）は、制御部１０へ測定値信号として送信される。
【００２２】
ＲＯ膜モジュール４は、加圧ポンプ２から吐出された供給水Ｗ１を、溶存塩類が除去された透過水Ｗ２と、溶存塩類が濃縮された濃縮水Ｗ３とに膜分離処理する設備である。ＲＯ膜モジュール４は、単一又は複数のＲＯ膜エレメント（不図示）を備える。ＲＯ膜モジュール４は、これらＲＯ膜エレメントにより供給水Ｗ１を膜分離処理し、透過水Ｗ２及び濃縮水Ｗ３を製造する。
【００２３】
本実施形態におけるＲＯ膜モジュール４は、膜表面に架橋全芳香族ポリアミドからなる負荷電性のスキン層が形成された逆浸透膜（不図示）を有する。この逆浸透膜は、濃度５００ｍｇ／Ｌ、ｐＨ７．０、温度２５℃の塩化ナトリウム水溶液を、操作圧力０．７ＭＰａ、回収率１５％で供給したときの水透過係数が、１．５×１０−１１ｍ３・ｍ−２・ｓ−１・Ｐａ−１以上、且つ塩除去率が９９％以上となるものである。
【００２４】
ここで、操作圧力とは、ＪＩＳ Ｋ３８０２−１９９５「膜用語」で定義される平均操作圧力である。操作圧力は、ＲＯ膜モジュール４の一次側の入口圧力と一次側の出口圧力との平均値を指す。
【００２５】
回収率とは、ＲＯ膜モジュール４へ供給される原液（ここでは塩化ナトリウム水溶液）の流量Ｑ１に対する透過液の流量Ｑ２の割合（すなわち、Ｑ２／Ｑ１×１００）をいう。
【００２６】
水透過係数は、透過水量［ｍ３／ｓ］を膜面積［ｍ２］及び有効圧力［Ｐａ］で除した値であり、逆浸透膜の水の透過性能を示す指標である。すなわち、水透過係数は、単位有効圧力を作用させたときに単位時間に膜の単位面積を透過する水の量を意味する。有効圧力は、ＪＩＳ Ｋ３８０２−１９９５「膜用語」で定義され、操作圧力（平均操作圧力）から浸透圧差及び二次側圧力を差し引いた圧力である。
【００２７】
塩除去率は、膜を透過する前後の特定の塩類の濃度（ここでは塩化ナトリウム濃度）から計算される値であり、逆浸透膜の溶質の阻止性能を示す指標である。塩除去率は、ＲＯ膜モジュール４へ供給される原液の濃度（Ｃ１）及び透過液の濃度（Ｃ２）から、（１−Ｃ２／Ｃ１）×１００により求められる。
【００２８】
本実施形態の水透過係数及び塩除去率の条件を満たす逆浸透膜は、逆浸透膜エレメントとして市販されている。逆浸透膜エレメントとしては、例えば、東レ社製：型式名「ＴＭＧ２０−４００」、ウンジン・ケミカル社製：型式名「ＲＥ８０４０−ＢＬＦ」、日東電工社製：型式名「ＥＳＰＡ１」等を用いることができる。
【００２９】
透過水ラインＬ２は、ＲＯ膜モジュール４で製造された透過水Ｗ２を脱気処理装置５へ送出するラインである。透過水ラインＬ２の上流側の端部は、ＲＯ膜モジュール４の二次側ポートに接続されている。透過水ラインＬ２の下流側の端部は、脱気処理装置５の一次側ポートに接続されている。
【００３０】
濃縮水ラインＬ３は、ＲＯ膜モジュール４から濃縮水Ｗ３を送出するラインである。濃縮水ラインＬ３の上流側の端部は、ＲＯ膜モジュール４の一次側出口ポートに接続されている。また、濃縮水ラインＬ３の下流側は、分岐部Ｊ５及びＪ６において、第１排水ラインＬ１１、第２排水ラインＬ１２及び第３排水ラインＬ１３に分岐している。
【００３１】
第１排水ラインＬ１１には、第１排水弁１１が設けられている。第２排水ラインＬ１２には、第２排水弁１２が設けられている。第３排水ラインＬ１３には、第３排水弁１３が設けられている。第１排水弁１１〜第３排水弁１３は、濃縮水ラインＬ３から装置外へ排出される濃縮水Ｗ３の排水流量を調節する弁である。
【００３２】
第１排水弁１１は、第１排水ラインＬ１１を開閉することができる。第２排水弁１２は、第２排水ラインＬ１２を開閉することができる。第３排水弁１３は、第３排水ラインＬ１３を開閉することができる。
【００３３】
第１排水弁１１〜第３排水弁１３は、それぞれ定流量弁機構（不図示）を備える。定流量弁機構は、第１排水弁１１〜第３排水弁１３において、それぞれ異なる流量値に設定されている。例えば、第１排水弁１１は、開状態において、ＲＯ膜モジュール４の回収率が９５％となるように排水流量が設定されている。第２排水弁１２は、開状態において、ＲＯ膜モジュール４の回収率が９０％となるように排水流量が設定されている。第３排水弁１３は、開状態において、ＲＯ膜モジュール４の回収率が８０％となるように排水流量が設定されている。
【００３４】
濃縮水ラインＬ３から排出される濃縮水Ｗ３の排水流量は、第１排水弁１１〜第３排水弁１３を選択的に開閉することにより、段階的に調節できる。例えば、第２排水弁１２のみを開状態とし、第１排水弁１１及び第３排水弁１３を閉状態とする。この場合には、ＲＯ膜モジュール４の回収率を９０％とすることができる。また、第１排水弁１１及び第２排水弁１２を開状態とし、第３排水弁１３のみを閉状態とする。この場合には、ＲＯ膜モジュール４の回収率を８５％とすることができる。従って、本実施形態において、濃縮水Ｗ３の排水流量は、第１排水弁１１〜第３排水弁１３を選択的に開閉することにより、回収率を６５％〜９５％までの間で、５％毎に段階的に調節できる。
【００３５】
第１排水弁１１〜第３排水弁１３は、それぞれ制御部１０と電気的に接続されている。第１排水弁１１〜第３排水弁１３における弁体の開閉は、制御部１０からの駆動信号により制御される。
【００３６】
脱気処理装置（脱炭酸装置）５は、ＲＯ膜モジュール４で製造された透過水Ｗ２に含まれる遊離炭酸（溶存炭酸ガス）を、気体分離膜モジュール（不図示）により脱気処理して、処理水（純水）Ｗ４を得る設備である。本実施形態では、中空糸膜からなる外部灌流式の気体分離膜モジュールが用いられる。このような用途に適した気体分離膜モジュールとしては、例えば、ＤＩＣ社製：製品名「ＳＥＰＡＲＥＬ ＥＦ−００２Ａ−Ｐ」，「ＳＥＰＡＲＥＬ ＥＦ−０４０Ｐ」等が挙げられる。
【００３７】
脱気処理装置５は、透過水ラインＬ２を介してＲＯ膜モジュール４の下流側に接続されている。また、脱気処理装置５の二次側ポートには、処理水ラインＬ４が接続されている。処理水ラインＬ４は、脱気処理装置５で得られた処理水Ｗ４を需要箇所等に送出するラインである。
【００３８】
流量センサ８は、透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２の流量を検出する機器である。流量センサ８は、接続部Ｊ３において透過水ラインＬ２に接続されている。接続部Ｊ３は、ＲＯ膜モジュール４と脱気処理装置５との間に配置されている。流量センサ８は、制御部１０と電気的に接続されている。流量センサ８で検出された透過水Ｗ２の流量（以下、「検出流量値」ともいう）は、制御部１０へ検出値信号として送信される。
【００３９】
溶存炭酸濃度センサ９は、透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２の溶存炭酸濃度（第１水質項目）を測定する機器である。溶存炭酸濃度センサ９は、接続部Ｊ４において透過水ラインＬ２に接続されている。接続部Ｊ４は、ＲＯ膜モジュール４と脱気処理装置５との間に配置されている。溶存炭酸濃度センサ９は、制御部１０と電気的に接続されている。溶存炭酸濃度センサ９で測定された透過水Ｗ２の溶存炭酸濃度（以下、「溶存炭酸濃度測定値」ともいう）は、制御部１０へ測定値信号として送信される。
【００４０】
制御部１０は、ＣＰＵ及びメモリを含むマイクロプロセッサ（不図示）により構成される。制御部１０は、透過水Ｗ２及び処理水Ｗ４の水質制御として、以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）を実行する。
【００４１】
（ｉ）制御部１０は、供給水Ｗ１の温度ｔ、透過水Ｗ２の溶存炭酸濃度ｃｆ、及び処理水Ｗ４の流量ｑｐを独立変数とし、処理水Ｗ４の第１水質項目ｃｄを従属変数とする第１関数式である式（１）に対し、温度センサ６で測定された温度測定値Ｔ、溶存炭酸濃度センサ９で測定された溶存炭酸濃度測定値Ｃｆ、及び処理水Ｗ４の溶存炭酸濃度許容値Ｃｄを与えて、処理水Ｗ４の上限流量値Ｑｐ´を演算する。
ｃｄ＝ｆ１（ｔ，ｃｆ，ｑｐ） （１）
【００４２】
ここで、溶存炭酸濃度許容値Ｃｄは、例えば、システム管理者がユーザーインターフェース（不図示）を介して制御部１０のメモリに入力した設定値であり、需要箇所での処理水Ｗ４の要求水質に応じて設定される。第１関数式は、気体分離膜モジュールの運転性能を表すもので、予め実験等により求めておいたものである。式（１）の各変数ｔ，ｃｆ，ｃｄに対し、それぞれＴ，Ｃｆ，Ｃｄの各値を代入すると、変数ｑｐの値、すなわち上限流量値Ｑｐ´を演算することができる。この上限流量値Ｑｐ´は、処理水Ｗ４の水質が溶存炭酸濃度許容値Ｃｄ以下となる流量値である。
【００４３】
（ｉｉ）制御部１０は、供給水Ｗ１の温度、供給水Ｗ１の電気伝導率ｅｆ、及びＲＯ膜モジュール４の回収率ｒを独立変数とし、透過水Ｗ２の電気伝導率ｅｐを従属変数とする第２関数式に対し、温度センサ６で測定された温度測定値Ｔ、電気伝導率センサ７で測定された電気伝導率測定値Ｅｆ、及び透過水Ｗ２の電気伝導率許容値Ｅｐを与えて、ＲＯ膜モジュール４の上限回収率Ｒ´を演算する。
ｅｐ＝ｆ２（ｔ，ｅｆ，ｒ） （２）
【００４４】
ここで、電気伝導率許容値Ｅｐは、例えば、システム管理者がユーザーインターフェース（不図示）を介して制御部１０のメモリに入力した設定値であり、需要箇所での処理水Ｗ４の要求水質に応じて設定される。第２関数式は、ＲＯ膜モジュール４の運転性能を表すもので、予め実験等により求めておいたものである。式（２）の各変数ｔ，ｅｆ，ｅｐに対して、それぞれＴ，Ｅｆ，Ｅｐの各値を代入すると、変数ｒの値、すなわち上限回収率Ｒ´を演算することができる。この上限回収率Ｒ´は、透過水Ｗ２及び処理水Ｗ４の水質が電気伝導率許容値Ｅｐ以下となる回収率である。
【００４５】
（ｉｉｉ）制御部１０は、式（１）より演算された処理水Ｗ４の上限流量値Ｑｐ´、及び式（２）により演算されたＲＯ膜モジュール４の上限回収率Ｒ´に基づいて、ＲＯ膜モジュール４を運転する。制御部１０による水質制御の詳細については後述する。
【００４６】
また、制御部１０は、演算された上限流量値Ｑｐ´に基づいて、ＲＯ膜モジュール４を運転するために、以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）からなる流量フィードバック水量制御を実行する。
【００４７】
（ｉ）制御部１０は、式（１）により演算された処理水Ｗ４の上限流量値Ｑｐ´を目標流量値として設定する。
【００４８】
（ｉｉ）制御部１０は、流量センサ８における検出流量値Ｑｐが目標流量値としての上限流量値Ｑｐ´となるように、加圧ポンプ２を駆動するための駆動周波数Ｆを演算する。
【００４９】
（ｉｉｉ）制御部１０は、演算した駆動周波数Ｆに対応する電流値信号をインバータ３に出力する。
【００５０】
これにより、インバータ３は、入力された電流値信号に対応する周波数に変換された駆動電力を加圧ポンプ２に供給する。そして、加圧ポンプ２は、インバータ３から入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動される。すなわち、透過水Ｗ２の流量は、上限流量値Ｑｐ´に維持されながら、脱気処理装置５に供給される。この結果、脱気処理装置５の処理能力が十分に発揮されることになり、処理水Ｗ４の水質を溶存炭酸濃度許容値Ｃｄ以下に保つことができる。制御部１０による流量フィードバック水量制御の詳細については後述する。
【００５１】
また、制御部１０は、演算された上限回収率Ｒ´に基づいて、ＲＯ膜モジュール４を運転するために、以下の（ｉ）及び（ｉｉ）からなる回収率制御を実行する。
【００５２】
（ｉ）制御部１０は、式（２）により演算されたＲＯ膜モジュール４の上限回収率Ｒ´、及び式（１）により演算された上限流量値Ｑｐ´に基づいて、濃縮水Ｗ３の排水流量Ｑｃを、下記の式（３）により演算する。
Ｑｃ＝Ｑｐ´／Ｒ´−Ｑｐ´ （３）
【００５３】
（ｉｉ）制御部１０は、ＲＯ膜モジュール４における濃縮水Ｗ３の実際排水流量Ｑｄが排水流量Ｑｃの演算値以上の範囲となるように、第１排水弁１１〜第３排水弁１３を制御する。
【００５４】
これにより、ＲＯ膜モジュール４において一次側の濃度が下がるため、透過水Ｗ２の水質及び処理水Ｗ４の水質を電気伝導率許容値Ｅｐ以下に保つことができる。制御部１０による回収率制御の詳細については後述する。
【００５５】
次に、制御部１０による水質制御について、図２を参照しながら説明する。図２に示すフローチャートの処理は、水処理システム１の運転中において、繰り返し実行される。
【００５６】
図２に示すステップＳＴ１０１において、制御部１０は、温度センサ６で測定された供給水Ｗ１の温度測定値Ｔを取得する。
ステップＳＴ１０２において、制御部１０は、溶存炭酸濃度センサ９で測定された透過水Ｗ２の溶存炭酸濃度測定値Ｃｆを取得する。
ステップＳＴ１０３において、制御部１０は、予めメモリに記憶されている処理水Ｗ４の溶存炭酸濃度許容値Ｃｄを取得する。
【００５７】
ステップＳＴ１０４において、制御部１０は、取得した温度測定値Ｔ、溶存炭酸濃度測定値Ｃｆ、及び溶存炭酸濃度許容値Ｃｄを第１関数式（上述の式（１））に代入して、処理水Ｗ４の上限流量値Ｑｐ´を演算する。演算された上限流量値Ｑｐ´は、メモリに記憶され、温度測定値Ｔ及び溶存炭酸濃度測定値Ｃｆが変化すると、最新の値に更新される。
【００５８】
ステップＳＴ１０５において、制御部１０は、電気伝導率センサ７で測定された供給水Ｗ１の電気伝導率測定値Ｅｆを取得する。
ステップＳＴ１０６において、制御部１０は、予めメモリに記憶されている透過水Ｗ２の電気伝導率許容値Ｅｐを取得する。
【００５９】
ステップＳＴ１０７において、制御部１０は、取得した温度測定値Ｔ、電気伝導率測定値Ｅｆ、及び電気伝導率許容値Ｅｐを第２関数式（上述の式（２））に代入して、ＲＯモジュール４の上限回収率Ｒ´を演算する。演算された上限回収率Ｒ´は、メモリに記憶され、温度測定値Ｔ及び電気伝導率測定値Ｅｆが変化すると、最新の値に更新される。
【００６０】
ステップＳＴ１０８において、制御部１０は、演算された上限流量値Ｑｐ´及び上限回収率Ｒ´に基づいて、ＲＯ膜モジュール４を運転する。これにより本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ１０１へリターンする）。なお、ＲＯ膜モジュール４の運転では、以下で説明する流量フィードバック水量制御及び回収率制御を含んで運転される。
【００６１】
次に、制御部１０による流量フィードバック水量制御を、図３を参照しながら説明する。図３に示すフローチャートの処理は、上述の水質制御の一部として、ＲＯ膜モジュール４の運転中に繰り返し実行される。
【００６２】
図３に示すステップＳＴ２０１において、制御部１０は、メモリに記憶された上限流量値Ｑｐ´を読み出し、この値を目標流量値Ｑｐ´に設定する。上限流量値Ｑｐ´は、図２のステップＳＴ１０４で演算された値である。
【００６３】
ステップＳＴ２０２において、制御部１０は、内部のタイマ（不図示）による計時ｔが制御周期である１００ｍｓに達したか否かを判定する。このステップＳＴ２０２において、制御部１０により、タイマによる計時が１００ｍｓに達したと（ＹＥＳ）判定された場合に、処理はステップＳＴ２０３へ移行する。また、ステップＳＴ２０２において、制御部１０により、タイマによる計時が１００ｍｓに達していない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ２０２へ戻る。
【００６４】
ステップＳＴ２０３（ステップＳＴ２０２：ＹＥＳ判定）において、制御部１０は、流量センサ８で検出された透過水Ｗ２の検出流量値Ｑｐを、フィードバック値として取得する。
【００６５】
ステップＳＴ２０４において、制御部１０は、ステップＳＴ２０３で取得した検出流量値（フィードバック値）ＱｐとステップＳＴ２０１で設定した目標流量値Ｑｐ´との偏差がゼロとなるように、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムにより操作量Ｕを演算する。なお、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムでは、制御周期（１００ｍｓ）毎に操作量の変化分を演算し、これを前回の操作量に加算することで今回の操作量を決定する。
【００６６】
ステップＳＴ２０５において、制御部１０は、操作量Ｕ、目標流量値Ｑｐ´及び加圧ポンプ２の最大駆動周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの設定値）に基づいて、加圧ポンプ２の駆動周波数Ｆを演算する。
【００６７】
ステップＳＴ２０６において、制御部１０は、駆動周波数Ｆの演算値を、対応する電流値信号（４〜２０ｍＡ）に変換する。
【００６８】
ステップＳＴ２０７において、制御部１０は、変換した電流値信号をインバータ７に出力する。これにより本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ２０１へリターンする）。
【００６９】
なお、ステップＳＴ２０７において、制御部１０が電流値信号をインバータ３へ出力すると、インバータ３は、入力された電流値信号に対応する周波数に変換された駆動電力を加圧ポンプ２に供給する。その結果、加圧ポンプ２は、インバータ３から入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動される。
【００７０】
次に、制御部１０による透過水Ｗ２の回収率制御を、図４を参照しながら説明する。図４に示すフローチャートの処理は、上述の水質制御の一部として、ＲＯ膜モジュール４の運転中に繰り返し実行される。
【００７１】
図４に示すステップＳＴ３０１において、制御部１０は、メモリに記憶された上限流量値Ｑｐ´を読み出し、この値を目標流量値Ｑｐ´に設定する。上限流量値Ｑｐ´は、図２のステップＳＴ１０４で演算された値である。
【００７２】
ステップＳＴ３０２において、制御部１０は、メモリに記憶された上限回収率Ｒ´を読み出し、この値を目標回収率Ｒ´に設定する。上限回収率Ｒ´は、図２のステップＳＴ１０７で演算された値である。
【００７３】
ステップＳＴ３０３において、制御部１０は、ステップＳＴ３０１で設定した目標流量値Ｑｐ´、及びステップＳＴ３０２で設定した目標回収率Ｒ´に基づいて、濃縮水Ｗ３の排水流量Ｑｃを演算する。この排水流量Ｑｃは、上述の式（３）により演算される。
【００７４】
ステップＳＴ３０４において、制御部１０は、濃縮水Ｗ３の実際排水流量Ｑｄがステップ３０３で演算した排水流量Ｑｃの演算値以上の範囲となるように、第１排水弁１１〜第３排水弁１３を制御する。これにより本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ３０１へリターンする）。
【００７５】
上述した第１実施形態に係る水処理システム１によれば、例えば、以下のような効果が得られる。
【００７６】
第１実施形態に係る水処理システム１において、制御部１０は、供給水Ｗ１の温度に応じて、要求水質として設定された処理水Ｗ４の溶存炭酸濃度許容値Ｃｄ、及び透過水Ｗ２の電気伝導率許容値Ｃｐを共に満足する上限流量値Ｑｐ´及び上限回収率Ｒ´を演算する。そして、当該上限流量値Ｑｐ´及び上限回収率Ｒ´に基づいて、ＲＯ膜モジュール４を運転する。このため、供給水Ｗ１の温度に関わらず、要求水質以下の純水を安定して得ることができる。
【００７７】
また、制御部１０は、流量フィードバック水量制御として、演算により得た上限流量値Ｑｐ´を目標流量値Ｑｐ´とし、透過水Ｗ２の検出流量値Ｑｐが目標流量値Ｑｐ´となるように加圧ポンプ２の駆動周波数を制御する。このため、脱気処理装置５の処理能力を十分に発揮させながら、溶存炭酸濃度許容値Ｃｄ以下の純水を安定した流量で製造することができる。
【００７８】
また、制御部１０は、回収率制御として、演算により得た上限流量値Ｑｐ´及び上限回収率Ｒ´に基づいて、濃縮水Ｗ３の排水流量Ｑｃを演算し、濃縮水Ｗ３の実際排水流量Ｑｄが排水流量Ｑｃの演算値以上の範囲となるように第１排水弁１１〜第３排水弁１３を制御する。このため、供給水Ｗ１の水質変動に関らず、電気伝導率許容値Ｃｐ以下の純水を安定して製造することができる。
【００７９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る水処理システム１Ａについて、図５を参照しながら説明する。図５は、第２実施形態に係る水処理システム１Ａの全体構成図である。この第２実施形態では、主に第１実施形態との相違点について説明する。このため、第１実施形態と同一（又は同等）の構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を適宜に省略する。また、第２実施形態において特に説明しない点については、第１実施形態の説明が適宜に援用される。
【００８０】
図５に示すように、第２実施形態に係る水処理システム１Ａは、第１加圧ポンプ２と、第１インバータ３と、第１膜分離装置としての第１ＲＯ膜モジュール４と、脱気処理装置５と、前段排水弁としての第１排水弁１１〜第３排水弁１３と、第２加圧ポンプ１４と、第２インバータ１５と、第２膜分離装置としての第２ＲＯ膜モジュール１６と、後段排水弁としての第１排水弁２１〜第３排水弁２３と、を備える。
【００８１】
また、水処理システム１Ａは、温度センサ６と、電気伝導率センサ７と、第１流量センサ８と、溶存炭酸濃度センサ９と、制御部１０Ａと、第２流量センサ１７と、を備える。
【００８２】
第２実施形態では、第１実施形態における「ＲＯ膜モジュール４」を「第１ＲＯ膜モジュール４」とする。また、第２実施形態では、第１実施形態における「加圧ポンプ２」を「第１加圧ポンプ２」とし、「インバータ３」を「第１インバータ３」とする。また、第２実施形態では、第１実施形態における「流量センサ８」を「第１流量センサ８」とする。
【００８３】
更に、水処理システム１Ａは、供給水ラインＬ１と、第１透過水ラインＬ２と、第１濃縮水ラインＬ３と、処理水ラインＬ４と、第２濃縮水ラインＬ５と、第２透過水ラインＬ６と、第１濃縮水Ｗ３の排水ライン（第１排水ラインＬ１１、第２排水ラインＬ１２及び第３排水ラインＬ１３）と、第２濃縮水Ｗ５の排水ライン（第１排水ラインＬ２１、第２排水ラインＬ２２及び第３排水ラインＬ２３）と、を備える。
【００８４】
第２実施形態では、第１実施形態における「透過水ラインＬ２」を「第１透過水ラインＬ２」とし、「濃縮水ラインＬ３」を「第１濃縮水ラインＬ３」とする。また、第１ＲＯモジュール４で製造された「透過水Ｗ２」を「第１透過水Ｗ２」とし、「濃縮水Ｗ３」を「第１濃縮水Ｗ３」とする。
【００８５】
図５に示すように、第２実施形態に係る水処理システム１Ａは、脱気処理装置５の下流側に、第２ＲＯ膜モジュール１６を備える。第２実施形態における、その他の基本的な構成は第１実施形態と同じである。
【００８６】
第２加圧ポンプ１４は、処理水Ｗ４を吸入し、第２ＲＯ膜モジュール１６に向けて吐出する装置である。第２加圧ポンプ１４は、脱気処理装置５の下流側において、処理水ラインＬ４を介して接続されている。第２加圧ポンプ１４は、第２インバータ１５（後述）と電気的に接続されている。第２加圧ポンプ１４には、第２インバータ１５から、周波数が変換された駆動電力が入力される。第２加圧ポンプ１４は、供給された駆動電力の周波数（以下、「駆動周波数」ともいう）に応じた回転速度で駆動される。
【００８７】
第２インバータ１５は、第２加圧ポンプ１４に、周波数が変換された駆動電力を供給する電気回路である。第２インバータ１５は、制御部１０Ａと電気的に接続されている。第２インバータ１５には、制御部１０Ａから電流値信号が入力される。第２インバータ１５は、制御部１０Ａから入力された電流値信号に対応する駆動周波数の駆動電力を第２加圧ポンプ１４に出力する。
第２ＲＯ膜モジュール１６は、脱気処理装置５及び加圧ポンプ１４の下流側において、処理水ラインＬ４を介して接続されている。脱気処理装置５で得られた処理水Ｗ４は、処理水ラインＬ４を介して、第２ＲＯ膜モジュール１６へ送出される。
【００８８】
第２実施形態における第２ＲＯ膜モジュール１６の構成は、第１ＲＯ膜モジュール４と同じである。なお、第２ＲＯ膜モジュール１６のＲＯ膜エレメント（不図示）は、第１ＲＯ膜モジュール４のＲＯ膜エレメントと同じ特性でもよいし、異なる特性であってもよい。第２ＲＯ膜モジュール１６は、脱気処理装置５で得られた処理水Ｗ４を膜分離処理する設備である。第２ＲＯ膜モジュール１６は、上記ＲＯ膜エレメントにより処理水Ｗ４を膜分離処理し、第２透過水Ｗ６及び第２濃縮水Ｗ５を製造する。
【００８９】
第２ＲＯ膜モジュール１６の二次側ポートには、第２透過水ラインＬ６が接続されている。第２透過水ラインＬ６は、第２ＲＯ膜モジュール１６で製造された第２透過水Ｗ６を、需要箇所等に送出するラインである。
【００９０】
一方、第２ＲＯ膜モジュール１６の一次側出口ポートには、第２濃縮水ラインＬ５の上流側の端部が接続されている。第２濃縮水ラインＬ５の下流側は、分岐部Ｊ７及びＪ８において、第１排水ラインＬ２１、第２排水ラインＬ２２及び第３排水ラインＬ２３に分岐している。
【００９１】
第１排水ラインＬ２１には、第１排水弁２１が設けられている。第２排水ラインＬ２２には、第２排水弁２２が設けられている。第３排水ラインＬ２３には、第３排水弁２３が設けられている。第１排水弁２１〜第３排水弁２３は、第２濃縮水ラインＬ５から装置外へ排出される第２濃縮水Ｗ５の排水流量を調節する弁である。
【００９２】
なお、第１排水弁２１〜第３排水弁２３の構成及び機能は、第１ＲＯ膜モジュール４の一次側出口ポートに接続された第１排水弁１１〜第３排水弁１３と同じであるため説明を省略する。第１排水弁２１〜第３排水弁２３は、それぞれ制御部１０Ａと電気的に接続されている。
【００９３】
第２流量センサ１７は、第２透過水ラインＬ６を流通する第２透過水Ｗ６の流量を検出する機器である。第２流量センサ１７は、接続部Ｊ９において透過水ラインＬ２に接続されている。接続部Ｊ９は、第２ＲＯ膜モジュール１６の二次側ポートよりも下流側近傍に配置されている。第２流量センサ１７は、制御部１０Ａと電気的に接続されている。第２流量センサ１７で検出された第２透過水Ｗ６の流量（検出流量値）は、制御部１０Ａへ検出値信号として送信される。
【００９４】
制御部１０Ａは、ＣＰＵ及びメモリを含むマイクロプロセッサ（不図示）により構成される。制御部１０Ａは、第１実施形態の制御部１０と同じく、第１ＲＯ膜モジュール４に対して、第１実施形態のＲＯ膜モジュール４と同じ流量フィードバック水量制御及び回収率制御を実行する。また、制御部１０Ａは、第２ＲＯ膜モジュール１６に対する流量フィードバック水量制御として、以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）を実行する。
【００９５】
（ｉ）制御部１０Ａは、上述の第２関数式に対し、温度センサ６で測定された温度測定値Ｔ、第１透過水Ｗ２の電気伝導率許容値Ｅｐ（すなわち、第２ＲＯ膜モジュール１６への供給水電気伝導率）、及び第２透過水Ｗ６の電気伝導率許容値Ｅｐ２を与えて、第２ＲＯ膜モジュール１６の上限回収率Ｒ２´を演算する。すなわち、式（２）の各変数ｔ，ｅｆ，ｅｐに対して、それぞれＴ，Ｅｐ１，Ｅｐ２の各値が代入され、変数ｒの値、すなわち上限回収率Ｒ２´を演算する。
【００９６】
（ｉｉ）制御部１０Ａは、演算した上限回収率Ｒ２´、及び処理水Ｗ４の上限流量値Ｑｐ´（すなわち、第２ＲＯ膜モジュール１６への供給水流量）から、下記の式（４）により、第２透過水Ｗ６の目標流量値Ｑｐ２´を演算する。
Ｑｐ２´＝Ｒ２´×Ｑｐ´ （４）
【００９７】
（ｉｉｉ）制御部１０Ａは、第２流量センサ１７における第２透過水Ｗ６の検出流量値が目標流量値Ｑｐ２´となるように、第２加圧ポンプ１４を駆動するための駆動周波数を演算すると共に、演算した駆動周波数に対応する電流値信号を第２インバータ１５に出力する。
【００９８】
これにより、第２インバータ１５は、入力された電流値信号に対応する周波数に変換された駆動電力を第２加圧ポンプ１４に供給する。そして、第２加圧ポンプ１４は、第２インバータ１５から入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動される。この結果、第２ＲＯ膜モジュール１６から送出される第２透過水Ｗ６の流量が一定に保たれる。
【００９９】
第２実施形態における流量フィードバック水量制御は、図３に示すフローチャートの処理と同じである。ただし、ステップＳＴ２０１の目標流量値Ｑｐ´は、目標流量値Ｑｐ２´と読み替えるものとする。
【０１００】
また、第２実施形態における回収率制御の処理手順は、第１実施形態の図４で説明したフローチャートの処理と同じである。すなわち、制御部１０Ａは、第２濃縮水Ｗ５の実際排水流量Ｑｄが、演算により得た排水流量Ｑｃの演算値以上の範囲となるように、第１排水弁２１〜第３排水弁２３を制御する。
【０１０１】
上述した第２実施形態に係る水処理システム１Ａによれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。とくに、第２実施形態に係る水処理システム１Ａでは、第１ＲＯ膜モジュール４及び脱気処理装置５の下流側において、脱気処理装置５を介して、更に第２ＲＯ膜モジュール１６を備える。そのため、第１ＲＯ膜モジュール４で除去しきれなかった溶存塩類を、第２ＲＯ膜モジュール１６により更に除去することができる。従って、より純度の高い純水を製造することができる。
【０１０２】
また、制御部１０Ａは、流量フィードバック水量制御として、第２透過水Ｗ６の検出流量値Ｑｐが、演算により得た目標流量値Ｑｐ２´となるように第２加圧ポンプ１４の駆動周波数を制御する。このため、溶存炭酸濃度許容値Ｃｄ以下の純水（第２透過水Ｗ６）を安定した流量で製造することができる。
【０１０３】
また、制御部１０Ａは、回収率制御として、演算により得た処理水流量値Ｑｐ及び回収率Ｒに基づいて第２濃縮水Ｗ５の排水流量Ｑｃを演算し、第２濃縮水Ｗ５の実際排水流量Ｑｄが排水流量Ｑｃの演算値以上の範囲となるように第１排水弁２１〜第３排水弁２３を制御する。このため、供給水Ｗ１及び第１透過水Ｗ２の水質変動に関らず、電気伝導率許容値Ｃｐ２以下の純水（第２透過水Ｗ６）を安定して造水することができる。
【０１０４】
（変形形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかし、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
【０１０５】
例えば、第１及び第２実施形態では、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１の温度を温度測定値Ｔとする例について説明した。これに限らず、透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２の温度を温度測定値Ｔとしてもよいし、濃縮水Ｗ３（第１濃縮水Ｗ３）、第２濃縮水Ｗ５又は第２透過水Ｗ６の温度を温度測定値Ｔとしてもよい。また、複数ポイントにおける水の温度の平均値を温度測定値Ｔとしてもよい。
【０１０６】
第１及び第２実施形態では、第１水質項目として、透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２の溶存炭酸濃度を測定する例について説明した。これに限らず、第１水質項目として、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１の溶存炭酸濃度を測定してもよい。なお、溶存炭酸濃度センサ９は、必ずしも溶存炭酸濃度を直接測定するタイプでなくてもよく、ｐＨ値及びＭアルカリ度を測定し、Ｔｉｌｌｍａｎの式等から溶存炭酸濃度を計算するタイプであってもよい。
【０１０７】
また、第１及び第２実施形態では、第２水質項目として、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１の電気伝導率を測定する例について説明した。これに限らず、第２水質項目として、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１のシリカ濃度を測定してもよい。なお、電気伝導率については、その逆数である比抵抗を測定値や許容値に用いることもできる。
【０１０８】
第２実施形態では、脱気処理装置５の下流側に、第２ＲＯ膜モジュール１６を備えた構成について説明した。これに限らず、脱気処理装置５の下流側に、電気再生式イオン交換装置（ＥＤＩ）、或いは陽イオン交換樹脂単床塔（カチオンポリッシャ）を備えた構成としてもよい。
【０１０９】
第１実施形態において、濃縮水ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ３の一部を、供給水ラインＬ１において、加圧ポンプ２よりも上流側に還流させる濃縮水還流ラインを設けた構成としてもよい。濃縮水還流ラインを設けることにより、膜表面での流速を高めることができるため、ファウリングの発生を抑制することができる。第２実施形態においても、同様の構成とすることができる。
【０１１０】
第１及び第２実施形態において、供給水Ｗ１は、地下水や水道水等の原水であってもよい。また、供給水Ｗ１は、原水を除鉄除マンガン装置、活性炭濾過装置、硬水軟化装置等により前処理した水であってもよい。
【０１１１】
第１及び第２実施形態では、各回収率制御において、第１排水弁１１〜第３排水弁１３（第１排水弁２１〜第３排水弁２３）を選択的に開閉することにより、濃縮水Ｗ３（第１濃縮水Ｗ３及び第２濃縮水Ｗ５）の排水流量を段階的に調節する例について説明した。これに限らず、排水ラインを分岐せずに１本とし、このラインに比例制御バルブを設けた構成としてもよい。この場合は、制御部１０（１０Ａ）から電流値信号（例えば、４〜２０ｍＡ）を比例制御バルブに送信して弁開度を制御することにより、濃縮水Ｗ３（第１濃縮水Ｗ３及び第２濃縮水Ｗ５）の排水流量を調節することができる。
【０１１２】
また、比例制御バルブを設けた構成において、排水ラインに流量センサを設けた構成としてもよい。流量センサで検出された流量値を、制御部１０（１０Ａ）にフィードバック値として入力する。これにより、濃縮水Ｗ３（第１濃縮水Ｗ３及び第２濃縮水Ｗ５）の実際排水流量をより正確に制御することができる。
【符号の説明】
【０１１３】
１，１Ａ 水処理システム
２ 加圧ポンプ，第１加圧ポンプ
３ インバータ，第１インバータ
４ ＲＯ膜モジュール、第１ＲＯ膜モジュール（第１膜分離装置）
５ 脱気処理装置
６ 温度センサ（温度測定手段）
７ 電気伝導率センサ（第２水質項目測定手段）
８ 流量センサ，第１流量センサ（流量検出手段）
９ 溶存炭酸濃度センサ（第１水質項目測定手段）
１０，１０Ａ 制御部
１１，２１ 第１排水弁
１２，２２ 第２排水弁
１３，２３ 第３排水弁
１４ 第２加圧ポンプ
１５ 第２インバータ
１６ 第２ＲＯ膜モジュール（第２膜分離装置）
１７ 第２流量センサ
Ｌ１ 供給水ライン
Ｌ２ 透過水ライン，第１透過水ライン
Ｌ３ 濃縮水ライン，第１濃縮水ライン
Ｌ４ 処理水ライン
Ｌ５ 第２濃縮水ライン
Ｌ６ 第２透過水ライン
Ｗ１ 供給水
Ｗ２ 透過水，第１透過水
Ｗ３ 濃縮水，第１濃縮水
Ｗ４ 処理水
Ｗ５ 第２濃縮水
Ｗ６ 第２透過水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給水を透過水と濃縮水とに分離する第１膜分離装置と、
前記第１膜分離装置で得られた透過水を脱気処理して処理水を製造する脱気処理装置と、
系内を流通する水の温度を測定する温度測定手段と、
供給水又は透過水の第１水質項目を測定する第１水質項目測定手段と、
供給水の第２水質項目を測定する第２水質項目測定手段と、
（ｉ）温度、供給水又は透過水の第１水質項目、及び処理水の流量を独立変数とし、処理水の第１水質項目を従属変数とする第１関数式に対し、前記温度測定手段で測定された温度測定値、前記第１水質項目測定手段で測定された第１水質項目測定値、及び処理水の第１水質項目許容値を与えて、処理水の上限流量値を演算し、（ｉｉ）温度、供給水の第２水質項目、及び前記第１膜分離装置の回収率を独立変数とし、透過水の第２水質項目を従属変数とする第２関数式に対し、前記温度測定手段で測定された温度測定値、前記第２水質項目測定手段で測定された第２水質項目測定値、及び透過水の第２水質項目許容値を与えて、前記第１膜分離装置の上限回収率を演算し、（ｉｉｉ）前記第１関数式により演算された処理水の上限流量値、及び前記第２関数式により演算された前記第１膜分離装置の上限回収率に基づいて、前記第１膜分離装置を運転する制御部と、
を備える水処理システム。
【請求項２】
前記第１水質項目は、溶存炭酸濃度であり、
前記第２水質項目は、電気伝導率又はシリカ濃度である、
請求項１に記載の水処理システム。
【請求項３】
前記脱気処理装置で製造された処理水を、更に透過水と濃縮水とに分離する第２膜分離装置を備える、
請求項１又は２に記載の水処理システム。
【請求項４】
前記第１膜分離装置からの透過水の流量を検出する流量検出手段と、
入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、供給水を吸入して前記第１膜分離装置に向けて吐出する加圧ポンプと、
入力された電流値信号に対応する駆動周波数を前記加圧ポンプに出力するインバータと、を備え、
前記制御部は、（ｉ）前記第１関数式により演算された処理水の上限流量値を目標流量値として設定し、（ｉｉ）前記流量検出手段の検出流量値が前記目標流量値となるように、前記加圧ポンプの駆動周波数を演算し、（ｉｉｉ）当該駆動周波数の演算値に対する電流値信号を前記インバータに出力する、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項５】
前記第１膜分離装置は、系外へ排出する濃縮水の排水流量を調節可能な排水弁を更に備え、
前記制御部は、（ｉ）前記第２関数式により演算された前記第１膜分離装置の上限回収率、及び前記第１関数式により演算された処理水の上限流量値に基づいて、濃縮水の排水流量を演算し、（ｉｉ）前記第１膜分離装置における濃縮水の実際排水流量が当該排水流量の演算値以上の範囲となるように、前記排水弁を制御する、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の水処理システム。
【請求項１】
供給水を透過水と濃縮水とに分離する第１膜分離装置と、
前記第１膜分離装置で得られた透過水を脱気処理して処理水を製造する脱気処理装置と、
系内を流通する水の温度を測定する温度測定手段と、
供給水又は透過水の第１水質項目を測定する第１水質項目測定手段と、
供給水の第２水質項目を測定する第２水質項目測定手段と、
（ｉ）温度、供給水又は透過水の第１水質項目、及び処理水の流量を独立変数とし、処理水の第１水質項目を従属変数とする第１関数式に対し、前記温度測定手段で測定された温度測定値、前記第１水質項目測定手段で測定された第１水質項目測定値、及び処理水の第１水質項目許容値を与えて、処理水の上限流量値を演算し、（ｉｉ）温度、供給水の第２水質項目、及び前記第１膜分離装置の回収率を独立変数とし、透過水の第２水質項目を従属変数とする第２関数式に対し、前記温度測定手段で測定された温度測定値、前記第２水質項目測定手段で測定された第２水質項目測定値、及び透過水の第２水質項目許容値を与えて、前記第１膜分離装置の上限回収率を演算し、（ｉｉｉ）前記第１関数式により演算された処理水の上限流量値、及び前記第２関数式により演算された前記第１膜分離装置の上限回収率に基づいて、前記第１膜分離装置を運転する制御部と、
を備える水処理システム。
【請求項２】
前記第１水質項目は、溶存炭酸濃度であり、
前記第２水質項目は、電気伝導率又はシリカ濃度である、
請求項１に記載の水処理システム。
【請求項３】
前記脱気処理装置で製造された処理水を、更に透過水と濃縮水とに分離する第２膜分離装置を備える、
請求項１又は２に記載の水処理システム。
【請求項４】
前記第１膜分離装置からの透過水の流量を検出する流量検出手段と、
入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、供給水を吸入して前記第１膜分離装置に向けて吐出する加圧ポンプと、
入力された電流値信号に対応する駆動周波数を前記加圧ポンプに出力するインバータと、を備え、
前記制御部は、（ｉ）前記第１関数式により演算された処理水の上限流量値を目標流量値として設定し、（ｉｉ）前記流量検出手段の検出流量値が前記目標流量値となるように、前記加圧ポンプの駆動周波数を演算し、（ｉｉｉ）当該駆動周波数の演算値に対する電流値信号を前記インバータに出力する、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項５】
前記第１膜分離装置は、系外へ排出する濃縮水の排水流量を調節可能な排水弁を更に備え、
前記制御部は、（ｉ）前記第２関数式により演算された前記第１膜分離装置の上限回収率、及び前記第１関数式により演算された処理水の上限流量値に基づいて、濃縮水の排水流量を演算し、（ｉｉ）前記第１膜分離装置における濃縮水の実際排水流量が当該排水流量の演算値以上の範囲となるように、前記排水弁を制御する、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の水処理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−６６８４０（Ｐ２０１３−６６８４０Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０７１０１（Ｐ２０１１−２０７１０１）
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]