純水製造システム
【課題】純水タンクに貯留される純水を常に所望の高純度に維持し、斯かる高純度の純水を常時外部機器に給水することができる純水製造システムを実現する。
【解決手段】純水装置のオン・オフ制御を行う(S1)。水位センサ12で現在水位を検知し(S2)、タイマが所定時間を計時したか否かを判断し、所定時間が経過すると水位変動があったか否かを判断する(S3→S4)。そして、水位変動がある場合は純水装置のオン・オフ制御を行う一方(S4→S1)、水位変動がない場合、処理水タンクの水位が循環ポンプの停止水位未満のときは、純水装置を強制的に駆動させる一方、水位が循環ポンプの停止水位以上のときは、循環ポンプを駆動させ、前記停止水位に低下した時点で循環ポンプを停止し、純水装置を強制的に駆動させ、その後純水装置のオン・オフ制御を行って上述の処理を繰り返す。
【解決手段】純水装置のオン・オフ制御を行う(S1)。水位センサ12で現在水位を検知し(S2)、タイマが所定時間を計時したか否かを判断し、所定時間が経過すると水位変動があったか否かを判断する(S3→S4)。そして、水位変動がある場合は純水装置のオン・オフ制御を行う一方(S4→S1)、水位変動がない場合、処理水タンクの水位が循環ポンプの停止水位未満のときは、純水装置を強制的に駆動させる一方、水位が循環ポンプの停止水位以上のときは、循環ポンプを駆動させ、前記停止水位に低下した時点で循環ポンプを停止し、純水装置を強制的に駆動させ、その後純水装置のオン・オフ制御を行って上述の処理を繰り返す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は純水製造システムに関し、より詳しくは、膜ろ過装置や電気再生式脱塩装置(以下、「EDI装置」という。)等の純水装置で製造された純水を純水タンクに貯留し、該純水タンクに貯留された純水を熱交換器等の外部機器に給水する純水製造システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、熱交換器、冷却塔、ボイラー用水、医療器具等の洗浄用水などには高純度に精製された純水が使用されている。
【0003】
この種の純水製造システムでは、通常、地下水や井戸水等の原水を逆浸透膜装置(以下、「RO装置」という。)等の膜ろ過装置やEDI装置で処理して純水(処理水)を生成し、この生成された純水を処理水タンク(純水タンク)に貯留している。
【0004】
例えば、特許文献1には、図19に示すように、RO装置107の透過水を脱イオン処理するEDI装置101の処理水出口側に設けた処理水流出ライン102に、処理水供給ライン103と処理水循環ライン104を分岐して接続し、処理水の流路を処理水供給ライン103又は処理水循環ライン104に切り替えるための流路切替手段105を設置し、処理水供給ライン102に処理水タンク106を接続して該処理水タンク106内に貯留された処理水を外部機器に送るようにし、EDI装置101を連続的に運転すると共に、処理水供給ライン102に送られる処理水の量に応じて、処理水を処理水供給ライン102に送る制御と、処理水を処理水循環ライン103に送る制御とを行うようにした電気脱イオン法による被処理水の処理方法が提案されている。
【0005】
すなわち、外部機器に接続された給水ライン108の通過水量に応じてEDI装置101をオン・オフ制御すると、EDI装置101の運転時間が短い場合は、EDI装置101内の脱塩室に収容されたイオン交換樹脂の再生が不完全となる。したがって、この状態でEDI装置101の運転を再開すると、イオン交換樹脂のイオン交換能力が低下した状態で再運転されるため、処理水の純度低下を招くおそれがある。
【0006】
このため特許文献1では、EDI装置101を連続運転する一方で、処理水タンク101内の水位が所定レベルに達したときは、流路切替手段105により処理水流路を処理水循環ライン104に切り替え、処理水を被処理水供給ライン109に還流させている。そして、これによりEDI装置101内の脱塩室に収容されたイオン交換樹脂は、常に再生された状態を維持することが可能となり、処理水の純度低下を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特許第3273718号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、特許文献1では、処理水タンク106が外気と接している場合、給水ライン108に接続される外部機器の長時間停止等により処理水タンク106内での処理水の滞留時間が長くなると、大気中のCO2が処理水内に溶解したり、処理水タンク106の内壁や処理水タンク106内に配された水位センサ等の取付部品から金属イオン等の不純物が溶出し、その結果、処理水の水質低下を招くおそれがある。
【0009】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、純水タンクに貯留される純水を常に所望の高純度に維持し、斯かる高純度の純水を常時外部機器に給水することができる純水製造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】
【0010】
上記目的を達成するために本発明に係る純水製造システムは、純水を生成する少なくとも一つ以上の純水装置と、該純水装置で生成された純水を貯留する純水タンクと、該純水タンクの水位を検出する水位検出手段と、前記純水タンク内の純水を系内に循環させる循環手段と、前記水位が所定時間内に変動したか否かを判断する判断手段と、該判断手段により前記水位変動が生じなかったと判断されたときは前記循環手段を駆動させる駆動手段とを有していることを特徴としている。
【0011】
また、本発明に係る純水製造システムは、純水を生成する少なくとも一つ以上の純水装置と、該純水装置で生成された純水を貯留する純水タンクと、該純水タンクと外部機器との間に介装されて該外部機器に給水される純水流量を検出する流量出手段と、前記純水タンク内の純水を系内に循環させる循環手段と、前記流量検出手段が所定時間内に前記純水流量を検出したか否かを判断する判断手段と、該判断手段により前記純水流量を検出しなかったと判断されたときは前記循環手段を駆動させる駆動手段とを有していることを特徴としている。
【0012】
また、本発明に係る純水製造システムは、純水を生成する少なくとも一つ以上の純水装置と、該純水装置で生成された純水を貯留する純水タンクと、該純水タンク内の純水の水質を検出する水質検出手段と、前記純水タンク内の純水を系内に循環させる循環手段と、前記水質検出手段の検出結果に応じて前記循環手段の駆動を制御する制御手段とを備えていることを特徴としている。
【0013】
さらに、本発明の純水製造システムは、前記水質検出手段が、前記純水タンク内での前記純水の比抵抗を検出する比抵抗検出手段を有し、前記制御手段は、前記比抵抗が所定値以下か否かを判断する判断手段と、該判断手段により前記比抵抗が前記所定値以下であると判断されたときに前記循環手段を駆動する駆動手段とを有することを特徴としている。
【0014】
また、本発明の純水製造システムは、前記水質検出手段が、前記純水タンク内での前記純水の電気伝導率を検出する電気伝導率検出手段を有し、前記制御手段は、前記電気伝導率が所定値以上か否かを判断する判断手段と、前記判断手段により前記電気伝導率が前記所定値以上であると判断されたときに前記循環手段を駆動する駆動手段とを有していることを特徴としている。
【0015】
さらに、本発明の純水製造システムは、前記水質検出手段が、前記純水タンク内での前記純水の比抵抗を検出する比抵抗検出手段と、前記純水に含有されるCO2濃度を検出するCO2濃度検出手段と、前記純水のpH値を検出するpH検出手段とを有し、前記制御手段は、前記CO2濃度検出手段及び前記pH検出手段の各検出結果に基づいて比抵抗を推算する比抵抗推算手段と、前記比抵抗検出手段の検出結果が前記比抵抗推算手段の推算結果よりも小さいときに前記循環手段を駆動する駆動手段とを有していることを特徴としている。
【0016】
また、本発明の純水製造システムは、前記水質検出手段が、前記純水タンク内での前記純水の電気伝導率を検出する比抵抗検出手段と、前記純水に含有されるCO2濃度を検出するCO2濃度検出手段と、前記純水のpH値を検出するpH検出手段とを有し、前記制御手段は、前記CO2濃度検出手段及び前記pH検出手段の各検出結果に基づいて電気伝導率を推算する電気伝導率推算手段と、前記電気伝導率検出手段の検出結果が前記電気伝導率推算手段の推算結果よりも大きいときに前記循環手段を駆動する駆動手段とを有していることを特徴としている。
【0017】
また、本発明の純水製造システムは、前記純水装置が、EDI装置、膜ろ過装置、及びイオン交換樹脂塔のうちの少なくとも一つ以上を含むことを特徴としている。
【0018】
さらに、本発明の純水製造システムは、前記純水装置の上流側に被処理水タンクが設けられ、前記循環手段は前記被処理水タンクに接続されていることを特徴としている。
【0019】
また、本発明の純水製造システムは、前記純水装置が複数設けられている場合は、最上流の純水装置の上流側又は前記純水装置間に被処理水タンクが設けられ、前記循環手段は前記被処理水タンクに接続されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【0020】
上記純水製造システムによれば、純水を生成する少なくとも一つ以上の純水装置(RO装置、EDI装置、イオン交換樹脂塔等)と、該純水装置で生成された純水を貯留する純水タンクと、該純水タンクの水位を検出する水位検出手段と、前記純水タンク内の純水を系内に循環させる循環手段と、前記水位が所定時間内に変動したか否かを判断する判断手段と、該判断手段により前記水位変動が生じなかったと判断されたときは前記循環手段を駆動させる駆動手段とを有しているので、純水タンク内の水位が所定時間変動しなかった場合は、前記純水タンク内の純水を系内に循環させて再処理することができる。したがって、純水タンク内に純水が長時間滞留することがないので、大気中のCO2が純水に溶解したり純水タンクの内壁や純水タンク内に付設された部品類から金属イオン等の不純物が溶出するのを抑制することができ、常に所望の高純度を有する純水を熱交換器等の外部機器に給水することができる。
【0021】
また、流量検出手段を純水タンクと外部機器との間に介装し、純水流量が所定時間検出されない場合は前記所定時間水位変動が生じなかったと判断し、駆動手段により循環手段を駆動させるので、前記純水タンク内の純水を系内に循環させて再処理することができる。すなわち、水位検出手段に代えて流量検出手段を設けた場合も、上述と同様、大気中のCO2が純水に溶解したり純水タンクの内壁や純水タンク内に付設された部品類から金属イオン等の不純物が溶出するのを抑制することができ、常時、所望の高純度を有する純水を熱交換器等の外部機器に給水することができる。
【0022】
また、比抵抗検出手段、又は電気伝導率検出手段を設け、比抵抗が所定値以下、又は電気伝導率が所定値以上の場合に純水の水質が低下したと判断して駆動手段により循環手段を駆動させるので、前記純水タンク内の純水を系内に循環させて再処理することができる。すなわち、水位変動や流量検出に代えて、比抵抗又は電気伝導率の検出値に応じて循環手段の駆動を制御することによっても、上述と同様、大気中のCO2が純水に溶解したり純水タンクの内壁や純水タンク内に付設された部品類から金属イオン等の不純物が溶出するのを抑制することができ、常に所望の高純度を有する純水を熱交換器等の外部機器に給水することができる。
【0023】
また、比抵抗検出手段又は電気伝導率検出手段に加え、CO2濃度検出手段及びpH検出手段を設け、CO2濃度やpH値に基づいて比抵抗又は電気伝導率を推算する一方、実際の比抵抗又は電気伝導率を検出し、推算値と検出値を比較し、その比較結果に応じて循環手段の駆動を制御することにより、所望水質の純水を外部機器に給水することが可能である。
【0024】
すなわち、比抵抗検出値が比抵抗推算値よりも小さい場合、又は電気伝導率検出値が電気伝導率推算値よりも大きい場合は、純水純度の低下要因がCO2溶解に依るものと判断することができる。したがって、CO2溶解であれば許容できるような水質要求の場合は、純水を無駄に系内に循環させるのを回避してエネルギを節減する一方、比抵抗検出値が比抵抗推算値以下の場合、又は電気伝導率検出値が電気伝導率推算値以上の場合は、純水タンク等からの金属イオンの溶出など、CO2溶解以外の理由で水質が低下していると判断し、純水を系内で循環させることができるので、常に所望水質の純水を外部機器に給水することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本発明に係る純水製造システムの一実施の形態(第1の実施の形態)を示すシステム構成図である。
【図2】EDI装置の内部構造を模式的に示した図である。
【図3】前記純水製造システムの制御系を示すブロック構成図である。
【図4】第1の水位設定パターンを説明するための処理水タンクの正面図である。
【図5】上記純水製造システムの第1の水位設定パターンにおける制御手順を示すフローチャート(1/2)である。
【図6】上記純水製造システムの第1の水位設定パターンにおける制御手順を示すフローチャート(2/2)である。
【図7】第2の水位パターンを説明するための処理水タンクの正面図である。
【図8】上記純水製造システムの第2の水位設定パターンにおける制御手順を示すフローチャート(1/2)である。
【図9】上記純水製造システムの第2の水位設定パターンにおける制御手順を示すフローチャート(2/2)である。
【図10】本発明に係る純水製造システムの第2の実施の形態を示すシステム構成図である。
【図11】上記第2の実施の形態の制御手順の要部フローチャートである。
【図12】本発明に係る純水製造システムの第3の実施の形態を示すシステム構成図である。
【図13】上記第3の実施の形態の制御手順の要部フローチャートである。
【図14】本発明に係る純水製造システムの第4の実施の形態を示すシステム構成図である。
【図15】上記第4の実施の形態の制御手順の要部フローチャートである。
【図16】本発明に係る純水製造システムの第5の実施の形態を示すシステム構成図である。
【図17】本発明に係る純水製造システムの第6の実施の形態を示すシステム構成図である。
【図18】本発明に係る純水製造システムの第7の実施の形態を示すシステム構成図である。
【図19】特許文献1に記載された純水製造システムの概略システム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づき詳説する。
【0027】
図1は本発明に係る純水製造システムの一実施の形態を示すシステム構成図である。
【0028】
該純水製造システムは、原水供給ライン1からの原水を軟水化して被処理水を生成する軟水装置2と、該軟水装置2で生成された被処理水を貯留する被処理水タンク3と、被処理水ライン4から供給される被処理水を処理して純水を生成する純水装置5と、該純水装置5で生成された純水を処理水ライン6を介して貯留する処理水タンク(純水タンク)7とを備えている。
【0029】
処理水タンク7は、給水ライン8を介して冷熱機器等の外部機器に接続され、純水を前記外部機器に給水する一方、循環水ライン9を介して処理水タンク7内の純水が被処理水タンク3に還流可能となるように構成されている。すなわち、循環水ライン9には循環弁10及び循環ポンプ(循環手段)11が介装され、必要に応じて処理水タンク7内の純水が被処理水タンク3に還流される。
【0030】
また、処理水タンク7の下部には圧力検知式の水位センサ(水位検出手段)12が設けられ、処理水タンク7内の水頭を検知して、その検知信号を後述する制御部に送信する。
【0031】
また、軟水装置2は、イオン交換樹脂塔内にナトリウム型の陽イオン交換樹脂(不図示)が収容されており、イオン交換樹脂塔に併設された塩水タンク(不図示)内には飽和食塩水が貯留されている。この軟水装置2では、通水モード時に原水供給ライン1から原水が供給される。そして、原水に含まれる硬度成分、すなわちカルシウムイオン及びマグネシウムイオンが、陽イオン交換樹脂のナトリウムイオンとイオン交換されて除去され、軟水化され、被処理水となって被処理水タンク3に貯留される。また、軟水装置2の陽イオン交換樹脂の交換能力が飽和状態になると、軟水装置2は通水モードから再生モードに切り替えられて飽和食塩水が前記塩水タンクから供給され、これにより陽イオン交換樹脂の再生が行われる。そして再生処理が終了すると、再び通水モードとなって原水が供給可能状態となる。
【0032】
また、純水装置5は、本実施の形態では、RO装置13とEDI装置14とで構成されている。
【0033】
RO装置13は、例えばスパイラル形状に巻回されたRO膜エレメント(以下、「RO膜」という。)15aを内蔵したROモジュール15と、加圧ポンプ16とを有している。また、ROモジュール15は、被処理水が供給される一次側とRO膜15aを透過した透過水を出力する二次側とに分離されている。さらに、RO装置13には、RO膜15aを透過しなかった濃縮水の一部を原水側に還流するRO循環水ライン17と、前記濃縮水の残部を系外に排水する排水ライン18とが接続されている。RO循環水ライン17は、具体的には、排水ライン18の途中から分岐されて前記加圧ポンプ16の上流側に接続されると共に、該RO循環水ライン17には定流量制御弁(不図示)が介装され、濃縮水の一部が被処理水タンク3からの被処理水と合流し、ROモジュール15に供給されるように構成されている。尚、排水ライン18には排水弁19が介装されている。
【0034】
このように構成されたRO装置13では、加圧ポンプ16を駆動し、RO膜15aに一次側から浸透圧以上の高圧が負荷されると、溶存塩類やシリカ(SiO2)が除去された高純度の透過水が二次側に出水し、これにより処理水を生産する。また、RO膜15aを透過しなかった濃縮水の一部はRO循環水ライン17を介して加圧ポンプ16の上流側に還流され、残りは排水弁19から排水される。
【0035】
また、EDI装置14は、透過水ライン21を介してRO装置13から供給される透過水を処理するEDI装置本体20を有し、前記透過水ライン21には給水ポンプ22が介装されている。
【0036】
EDI装置本体20は、具体的には図2に示すように、陽極23と陰極24とを有し、陽極23と陰極24との間には陰イオン交換膜25と陽イオン交換膜26とが交互に多数列設されている。そして、陽極23と陽極23に隣接する陰イオン交換膜25とで陽極室27を形成し、陰極24と陰極24に隣接する陽イオン交換膜26とで陰極室28を形成し、陰イオン交換膜25と陽イオン交換膜26とで、図中左側から脱塩室29及び濃縮室30が交互に形成され、かつ各脱塩室29には、陽イオン交換体と陰イオン交換体の混合物からなるイオン交換体31が充填されている。また、脱塩室29は処理水ライン6に接続される一方、陽極室27及び陰極室28は電極水ライン32に接続され、電極水は排水弁33を介して系外に排水される。また、濃縮室30は濃縮水ライン34に接続され、濃縮水の一部は透過水ライン21に回収され、残部は排水弁35を介して系外に排水される。尚、濃縮水ライン34からの濃縮水は、被処理水よりも純度が高いので、被処理水タンク3又は被処理水ライン4に合流させ、全量を回収するように構成することもできる。
【0037】
このように構成されたEDI装置14では、陽極23と陰極24との間に直流電圧を印加すると、脱塩室29に入水してきた透過水中のイオン成分は、イオン交換体31の表面を電位の方向に移動する。すなわち、陰イオンは陰イオン交換膜25を通過して陽極室27又は濃縮室30に移動し、一方、陽イオンは陽イオン交換膜26を通過して陰極室28又は濃縮室30に移動し、これらイオン成分を含んだ濃縮水は電極水ライン32又は濃縮水ライン34を介して系外に排出される。
【0038】
尚、図1では陽極室27又は陰極室28内の電極水は電極水ライン32から全量排水されるように構成されているが、濃縮水と同じく被処理水よりも純度が高いので、一部又は全量を被処理水タンク3又は被処理水ライン4に合流するように構成してもよい。
【0039】
このようにして脱塩室29に供給された微量のイオン成分を含んだ透過水は、脱イオン処理された高純度の純水となり、処理水ライン6から処理水タンク7に給水される。
【0040】
図3は上記純水製造システムの制御系を示すブロック構成図である。
【0041】
制御部36は、軟水装置2、RO装置13、EDI装置14との間でインターフェース動作を司り、水位センサ12からの電気信号を受信すると共に、循環弁10や循環ポンプ11に駆動信号を送信する入出力部37と、所定の演算プログラム等が格納されたROM38と、演算結果を一時的に記憶したりワークエリアとして使用されるRAM39と、システム全体を制御するタイマ40aを内蔵したCPU40とを備えている。
【0042】
上記純水製造システムでは、RO装置13とEDI装置14とが連動して駆動し、これら純水装置5が駆動しているときは処理水ライン6を介して純水が処理水タンク7に給水され、給水ライン8への給水停止等により処理水タンク7の水位が所定の上限水位LHに達したときに純水装置5の駆動が停止するように構成されている。
【0043】
そして、本実施の形態では、制御部36は、処理水タンク7内の水位が所定時間内に変動したか否かを判断する判断手段と、該判断手段により前記水位変動が生じなかったと判断されたときは前記循環手段を駆動させる駆動手段とを有している。
【0044】
図4は処理水タンク7の水位パターン(第1の水位設定パターン)の一例を示す図であり、循環ポンプ11の停止位置Lが純水装置5の駆動水位LLよりも高く設定されている。
【0045】
図5及び図6は上記第1の水位設定パターンにおける制御手順を示すフローチャートである。
【0046】
ステップS1では、純水装置5のオン・オフ制御を行う。すなわち、純水装置5は、処理水タンク7の水位が上限水位LHに達した時点でオフし、給水ライン8や循環水ラインへの純水の流出により水位が純水装置5の駆動水位LLに達した時点でオンする。
【0047】
次いで、ステップS2では、水位センサ12で現在水位を検知し、ステップS3では、タイマ40aが所定時間(例えば、1時間)を計時したか否かを判断する。そして、ステップS3の答が否定(No)のときは所定時間が経過するのを待機し、所定時間が経過したときはステップS4に進み、水位変動があったか否かを判断する。
【0048】
そして、その答が肯定(Yes)の場合はステップS1に戻って、純水装置5のオン・オフ制御を行い、その後、上記ステップS2〜ステップS4の処理を繰り返す。
【0049】
一方、ステップS4の答が否定(No)となって水位変動が生じなかった判断されたときは、図6のステップS5に進み、水位が循環ポンプ11の停止水位L以上か否かを判断する。
【0050】
そして、その答が肯定(Yes)のときは、ステップS6に進み循環ポンプ11を駆動させて処理水タンク7内の純水を被処理水タンク3に還流させる。
【0051】
次いで、ステップS7では処理タンク7の水位が循環ポンプ11の停止水位Lに低下したか否かを判断する。そして、その答が否定(No)のときは、処理タンク7の水位が前記停止水位Lに低下するのを待機し、前記水位が前記停止水位Lに低下すると、ステップS8に進んで循環ポンプ11を停止させ、その後ステップS9に進んで、純水装置5を強制的に駆動させる。
【0052】
一方、ステップS5の答が否定(No)のとき、すなわち処理タンク7の水位が循環ポンプ11の停止水位L未満の場合も、ステップS9に進み、純水装置5を強制的に駆動させる。
【0053】
このように循環ポンプ11の停止直後、及び水位変動がなくても処理水タンク7の水位が循環ポンプ11の停止水位L未満の場合は、純水装置5を強制的に駆動させる。そしてこれにより、この間に外部機器から給水要求が生じた場合でも高純度を維持しつつ所望水質の純水を前記外部機器に給水することが可能となる。
【0054】
この後、図5のステップS1に戻り、純水装置5のオン・オフ制御を行い、上述した処理を繰り返す。
【0055】
このように本実施の形態では、処理水タンク7の水位が所定時間経過しても変動しなかった場合は、循環ポンプ11を駆動させて被処理水タンク3に強制的に還流させ、再処理を行っているので、処理水タンク7内に純水が長時間滞留するのを回避することができる。したがって大気中のCO2が純水中に溶解したり、処理水タンク7の内壁等から金属イオンが溶出して純水中に混入するのを極力回避することができる。そして、これにより処理水タンク7内の純水を常に高純度に維持することが可能となり、所望水質の純水を常時外部機器に給水することが可能となる。
【0056】
図7は処理水タンク7の第2の水位設定パターンを示す図であり、循環ポンプ11の停止位置Lが純水装置5の駆動水位LLよりも低く設定されている場合である。
【0057】
図8及び図9は上記第2の水位設定パターンにおける制御手順を示すフローチャートである。
【0058】
ステップS11では、上述と同様、純水装置5のオン・オフ制御を行い、ステップS12では、水位センサ12で現在水位を検知し、ステップS13で所定時間(例えば、1時間)が経過したか否かを判断する。そして、ステップS13の答が否定(No)のときは所定時間が経過するのを待機し、所定時間が経過したときはステップS14に進み、水位変動があったか否かを判断する。
【0059】
そして、その答が否定(No)となって水位変動が生じなかったときは、図9のステップS15に進み、循環弁10を開弁して循環ポンプ11を駆動し、続く、ステップS16で処理水タンク水位が純水装置5の駆動水位LLにまで低下したか否かを判断する。
【0060】
そして、その答が否定(No)のときは、処理水タンク水位が純水装置5の駆動水位LLにまで低下するのを待機し、前記駆動水位LLまで低下するとステップS17に進んで純水装置5を駆動させ、ステップS18に進む。
【0061】
一方、図8のステップS14の答が肯定(Yes)の場合、すなわち、所定時間の間に水位変動があった場合は直ちにステップS18に進む。
【0062】
次に、ステップS18では、処理水タンク水位が循環ポンプ11の停止水位Lまで低下したか否かを判断する。そして、その答が否定(No)の場合、すなわち循環ポンプ11の停止水位Lまで低下していない場合は、ステップS11に戻り、純水装置5のオン・オフ制御を行い、上述した処理を繰り返す。
【0063】
一方、ステップS18の答が肯定(Yes)の場合は、ステップS19に進み、循環ポンプ11が運転中か否かを判断する。そして、その答が否定(No)の場合は外部機器からの給水要求により処理水タンク水位が低下したと判断し、ステップS11に戻り、上述した処理を繰り返す。
【0064】
また、ステップS19の答が肯定(Yes)の場合は、前記ステップS17で純水装置5を駆動させていることから、ステップS20に進み、循環ポンプ11の駆動を停止させてからステップS11に戻り、上述した処理を繰り返す。
【0065】
このように第2の水位設定パターンの場合も、処理水タンク7の水位が所定時間変動しなかった場合は、循環ポンプ11を駆動させて被処理水タンク3に強制的に還流させ、再処理を行っているので、処理水タンク7内に純水が長時間滞留するのを回避することができる。したがって、第1の水位設定パターンの場合と同様、大気中のCO2が純水中に溶解したり、処理水タンク7の内壁等から金属イオンが溶出して純水中に混入するのを極力回避することができ、これにより処理水タンク7内の純水を常に高純度に維持することが可能となり、所望水質の純水を常に外部機器に給水することが可能となる。
【0066】
次に、純水装置5の駆動水位LL及び循環ポンプ11の停止水位Lを第1の水位設定パターンとした場合について、種々の変形例を詳述するが、これら駆動水位LL及び停止水位Lを第2の水位設定パターンとした場合も同様である。
【0067】
図10は、本発明に係る純水製造システムに係る第2の実施の形態を示すシステム構成図である。
【0068】
本第2の実施の形態では、給水ライン8に流量計(流量検出手段)41が介装されており、該流量計41の検出信号を制御部36に送信し、流量計41の検出結果に応じて循環ポンプ11の駆動を制御している。
【0069】
図11は、上記第2の実施の形態の制御手順の要部フローチャートである。
【0070】
ステップS21では、第1の実施の形態の図5と同様、純水装置5のオン・オフ制御を行う。次いで、ステップS22では、タイマ40aが所定時間(例えば、1時間)を計時したか否かを判断する。そしてステップS22の答が否定(No)のときは所定時間が経過するのを待機し、所定時間が経過したときはステップS23に進み、流量計41が流量を検出したか否かを判断する。
【0071】
そして、その答が肯定(Yes)の場合、すなわち流量計41により流量が検出された場合は、給水ライン8を介して処理水タンク7内の純水が外部機器に給水されていると判断し、ステップS21に戻って上述の処理を繰り返す。
【0072】
一方、ステップS23の答が否定(No)の場合、すなわち流量計41により流量が検出されなかった場合は、純水が外部機器に給水されておらず、所定時間の間、水位変動がなかったと判断し、図6のステップS5に進み、以下、第1の実施の形態と同様の処理を実行する。すなわち、処理水タンク7の水位が循環ポンプ11の停止水位L未満の場合は、純水装置5を強制的に駆動させる一方(S5→S9)、前記水位が循環ポンプ11の停止水位L以上の場合は、循環ポンプ11を駆動させ、前記停止水位Lに低下した時点で循環ポンプを停止し、純水装置5を強制的に駆動させ(S5→S6→S7→S8→S9)、その後ステップS21に戻る。
【0073】
このように第2の実施の形態では、流量計41により、所定時間流量検出されなかった場合は処理水タンク7の水位が所定時間変動しなかったと判断して循環ポンプ11を駆動させ、これにより被処理水タンク3に強制的に還流させて再処理を行っているので、処理水タンク7内に純水が長時間滞留するのを回避することができる。したがって、第1の実施の形態と同様、大気中のCO2が純水中に溶解したり、処理水タンク7の内壁等から金属イオンが溶出して純水中に混入するのを回避することができ、これにより処理水タンク7内の純水を常に高純度に維持することが可能となり、所望水質の純水を常時外部機器に給水することが可能となる。
【0074】
図12は、本発明に係る純水製造システムに係る第3の実施の形態を示すシステム構成図である。
【0075】
本第3の実施の形態では、比抵抗計(比抵抗検出手段)42を処理水タンク7に取り付けると共に、該比抵抗計42の検出信号を制御部36に送信し、比抵抗計42の検出結果に応じて循環ポンプ11の駆動を制御している。
【0076】
図13は、上記第3の実施の形態の制御手順の要部フローチャートである。
【0077】
ステップS31では、第1の実施の形態の図5と同様、純水装置5のオン・オフ制御を行う。次いで、ステップS32では、比抵抗計42で検出された比抵抗が所定値(例えば、10MΩ・cm)以下か否かを判断する。そしてステップS32の答が否定(No)の場合は処理水タンク7内の純水は所望純度を維持していると判断し、ステップS31に戻って純水装置5のオン・オフ制御を行う。
【0078】
一方、ステップS32の答が肯定(Yes)の場合、処理水タンク7内の純水純度が低下していると判断し、図6のステップS5に進み、以下、第1の実施の形態と同様の処理を実行する。すなわち、処理水タンク7の水位が循環ポンプ11の停止水位L未満の場合は、純水装置5を強制的に駆動させる一方(S5→S9)、処理水タンク水位が循環ポンプ11の停止水位L以上の場合は、循環ポンプ11を駆動させ、前記停止水位Lに低下した時点で循環ポンプを停止し、純水装置5を強制的に駆動させ(S5→S6→S7→S8→S9)、その後ステップS21に戻る。
【0079】
このように第3の実施の形態では、比抵抗が所定値以下になったときは、純水純度が所定値以下に低下したと判断して循環ポンプ11を駆動させ、被処理水タンク3に強制的に還流させて再処理を行っているので、処理水タンク7内に純水が長時間滞留するのを回避することができる。したがって、第1及び第2の実施の形態と同様、大気中のCO2が純水中に溶解したり、処理水タンク7の内壁等から金属イオンが溶出して純水に混入するのを極力避けることができ、これにより処理水タンク7内の純水を常に高純度に維持することが可能となり、所望の高純度を有する純水を常時外部機器に給水することが可能となる。
【0080】
図14は、本発明に係る純水製造システムに係る第4の実施の形態を示すシステム構成図である。
【0081】
本第4の実施の形態では、比抵抗計42に加え、CO2センサ(CO2濃度検出手段)43及びpHセンサ(pH検出手段)44を処理水タンク7に取り付け、これら比抵抗計42、CO2センサ43及びpHセンサ44の検出信号を制御部36に送信し、これらの検出結果に応じて循環ポンプ11の駆動を制御している。
【0082】
すなわち、この第4の実施の形態では、純水純度の低下がCO2溶解のみに起因するときは、許容範囲内であるような水質要求の場合に、純度低下の要因を推定し、処理水タンク7内の純水の被処理水タンク3への循環を制御している。
【0083】
図15は、上記第4の実施の形態の制御手順の要部フローチャートである。
【0084】
ステップS41では、第1の実施の形態の図5と同様、純水装置5のオン・オフ制御を行う。
【0085】
そして、ステップS42では、CO2センサ43及びpHセンサ44でCO2濃度及びpH値を検出し、これら検出CO2値、検出pH値に基づいてHCO3−濃度〔HCO3−〕を推算する。
【0086】
すなわち、大気中のCO2が純水中に溶解すると、化学式(A)で示す平衡反応が生じる。
【0087】
【化1】
【0088】
したがって、平衡定数Kは数式(1)で表される。
【0089】
【数1】
【0090】
よって、HCO3−濃度〔HCO3−〕は数式(2)で表される。
【0091】
【数2】
【0092】
そして、pHは、pH=−log〔H+〕であるから、HCO3−濃度〔HCO3−〕をCO2濃度〔CO2〕及びpH値で表すと、数式(3)のようになる。
【0093】
【数3】
【0094】
ここで、平衡定数Kは、反応系に固有の定数(1.0×106.4 at25 ℃)であるから、検出CO2値及び検出pH値からHCO3−濃度〔HCO3−〕を推算することができる。
【0095】
このようにしてステップS42では数式(3)に基づき検出CO2値及び検出pH値からHCO3−濃度〔HCO3−〕を推算する。
【0096】
続く、ステップS43では比抵抗ρを推算する。すなわち、ステップS42で推算されたHCO3−濃度〔HCO3−〕とHCO3−の極限モル伝導率Λ0(=44.5S・cm2/mol)とから電気伝導率κを推算し、該電気伝導率κから比抵抗ρ1(=1/κ)を算出する。
【0097】
そして、ステップS44では比抵抗計42で実際の比抵抗ρ2を検出し、続くステップS45で推算値(ρ1)と検出値(ρ2)とを比較する。そして、検出値が推算値以上の場合は、純水の純度低下がCO2溶解のみによるものと判断し、純水の被処理水タンク3への循環制御を行うことなくステップS41に戻り、上述の処理を繰り返す。
【0098】
一方、ステップS45の答が肯定(Yes)、すなわち、検出値が推算値未満の場合は、CO2溶解以外の要因、例えば、処理水タンク7の内壁や処理水タンク7に付設された部品類(水位センサ12、比抵抗計42、CO2センサ43、pHセンサ44等)の金属イオンの溶出等により純水の純度が低下していると判断し、図6のステップS5に進んで第1の実施の形態と同様の制御処理を実行する。すなわち、処理水タンク7の水位が循環ポンプ11の停止水位L未満の場合は、純水装置5を強制的に駆動させる一方(S5→S9)、前記水位が循環ポンプ11の停止水位L以上の場合は、循環ポンプ11を駆動させ、前記停止水位Lに低下した時点で循環ポンプを停止し、純水装置5を強制的に駆動させ(S5→S6→S7→S8→S9)、その後ステップS41に戻る。
【0099】
このように第4の実施の形態では、比抵抗検出値が比抵抗推算値未満の場合は、第1〜第3の実施の形態と同様、循環ポンプ11を駆動させ、被処理水タンク3に強制的に還流させて再処理を行っているが、比抵抗検出値が比抵抗推算値以上の場合は純水の純度低下がCO2溶解のみに起因すると判断し、循環ポンプ11の駆動を停止しているので、水質の要求品質に応じた循環制御を行うことができる。すなわち、不必要な循環ポンプ11の駆動を排してエネルギを節減できると共に、所望水質の純水を外部機器に常に給水することができる。
【0100】
さらに、上記実施の形態では、純水装置5はRO装置13とEDI装置14とで構成されているが、これらに限定されるものではないのはいうまでもない。
【0101】
図16は、本発明に係る純水製造システムに係る第5の実施の形態を示すシステム構成図である。
【0102】
この第5の実施の形態では、純水装置5′が、複床式又は混床式のイオン交換樹脂塔45とEDI装置14とで構成されている。すなわち、RO装置12に代えてイオン交換樹脂塔45が設けられており、この場合も、上記第1〜第4の実施の形態で説明したいずれかの制御を行うことにより、常に所望水質の純水を外部機器に給水することが可能となる。
【0103】
このように純水装置としては、種々の形態のものを使用することができる。例えば、上記各実施の形態では、膜ろ過装置としてRO装置12を使用しているが、RO膜15aに替えてナノろ過膜を使用する場合も同様であり、また、電気透析装置等、他の純水装置を使用する場合も同様であるのはいうまでもない。
【0104】
また、純水装置は、少なくとも一つ以上備えていればよく、単独、又は複数の種々の組み合わせが可能である。
【0105】
図17は、本発明に係る純水製造システムに係る第6の実施の形態を示すシステム構成図である。
【0106】
本第6の実施の形態では、RO装置12とEDI装置14の間に被処理水タンク3が介装されている。
【0107】
すなわち、上記第1〜第4の実施の形態では、2個の純水装置(RO装置12及びEDI装置14)の最上流の上流側に被処理水タンク3を設けているが、この第6の実施の形態では、2個の純水装置の中間に被処理水タンク3を介装している。
【0108】
このように処理水タンク7内の純水を再処理できればよいのであって、必ずしも最上流の純水装置の上流側でなくてもよく、少なくとも一つの純水装置の上流側に純水を還流できればよい。
【0109】
図18は、本発明に係る純水製造システムに係る第7の実施の形態を示すシステム構成図である。
【0110】
本第7の実施の形態では、被処理水タンクを設けずに被処理水ライン7に純水を還流している。すなわち、循環水ライン9′は、中間に分岐ライン46が設けられ、かつ該分岐ライン46に排水弁47が介装されている。そして、例えば、純水装置5の停止中に循環ポンプ11が駆動したときは、排水弁47を開弁して排水し、純水装置5の駆動中に循環ポンプ11が駆動したときは、排水弁47を閉弁状態として被処理水ライン7に還流し、これにより純水を循環制御している。
【0111】
そして、本発明は、更に種々の変形が可能である。上記第3及び第4の実施の形態では、比抵抗計42を使用しているが、該比抵抗計42に代えて電気伝導率センサ(電気伝導率検出手段)を設けてもよい。この場合、電気伝導率は比抵抗の逆数であるから、例えば、第3の実施の形態における図13のステップS32では比抵抗が所定値以下の場合に循環ポンプ11を駆動させているが、電気伝導率センサを使用する場合は電気伝導率が所定値以上の場合に循環ポンプ11を駆動させるようにすればよい。同様に、第4の実施の形態における図15のステップS45では比抵抗検出値が比抵抗推算値未満の場合に循環ポンプ11を駆動させているが、電気伝導率センサを使用する場合は電気伝導率検出値が電気伝導率推算値を超えた場合に循環ポンプ11を駆動させるようにすればよい。
【産業上の利用可能性】
【0112】
本発明は、処理水タンク内の純水を常に所望純度に維持して所望水質の純水を冷熱機器等の外部機器に給水するシステムに有用である。
【符号の説明】
【0113】
5 純水装置
7 処理水タンク(純水タンク)
11 循環ポンプ(循環手段)
12 水位センサ(水位検出手段)
13 RO装置
14 EDI装置
36 制御部(判断手段、駆動手段、駆動制御手段)
41 流量計(流量検出手段)
42 比抵抗計(比抵抗検出手段)
43 CO2センサ(CO2検出手段)
44 pHセンサ(pH検出手段)
45 イオン交換樹脂塔
【技術分野】
【0001】
本発明は純水製造システムに関し、より詳しくは、膜ろ過装置や電気再生式脱塩装置(以下、「EDI装置」という。)等の純水装置で製造された純水を純水タンクに貯留し、該純水タンクに貯留された純水を熱交換器等の外部機器に給水する純水製造システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、熱交換器、冷却塔、ボイラー用水、医療器具等の洗浄用水などには高純度に精製された純水が使用されている。
【0003】
この種の純水製造システムでは、通常、地下水や井戸水等の原水を逆浸透膜装置(以下、「RO装置」という。)等の膜ろ過装置やEDI装置で処理して純水(処理水)を生成し、この生成された純水を処理水タンク(純水タンク)に貯留している。
【0004】
例えば、特許文献1には、図19に示すように、RO装置107の透過水を脱イオン処理するEDI装置101の処理水出口側に設けた処理水流出ライン102に、処理水供給ライン103と処理水循環ライン104を分岐して接続し、処理水の流路を処理水供給ライン103又は処理水循環ライン104に切り替えるための流路切替手段105を設置し、処理水供給ライン102に処理水タンク106を接続して該処理水タンク106内に貯留された処理水を外部機器に送るようにし、EDI装置101を連続的に運転すると共に、処理水供給ライン102に送られる処理水の量に応じて、処理水を処理水供給ライン102に送る制御と、処理水を処理水循環ライン103に送る制御とを行うようにした電気脱イオン法による被処理水の処理方法が提案されている。
【0005】
すなわち、外部機器に接続された給水ライン108の通過水量に応じてEDI装置101をオン・オフ制御すると、EDI装置101の運転時間が短い場合は、EDI装置101内の脱塩室に収容されたイオン交換樹脂の再生が不完全となる。したがって、この状態でEDI装置101の運転を再開すると、イオン交換樹脂のイオン交換能力が低下した状態で再運転されるため、処理水の純度低下を招くおそれがある。
【0006】
このため特許文献1では、EDI装置101を連続運転する一方で、処理水タンク101内の水位が所定レベルに達したときは、流路切替手段105により処理水流路を処理水循環ライン104に切り替え、処理水を被処理水供給ライン109に還流させている。そして、これによりEDI装置101内の脱塩室に収容されたイオン交換樹脂は、常に再生された状態を維持することが可能となり、処理水の純度低下を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特許第3273718号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、特許文献1では、処理水タンク106が外気と接している場合、給水ライン108に接続される外部機器の長時間停止等により処理水タンク106内での処理水の滞留時間が長くなると、大気中のCO2が処理水内に溶解したり、処理水タンク106の内壁や処理水タンク106内に配された水位センサ等の取付部品から金属イオン等の不純物が溶出し、その結果、処理水の水質低下を招くおそれがある。
【0009】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、純水タンクに貯留される純水を常に所望の高純度に維持し、斯かる高純度の純水を常時外部機器に給水することができる純水製造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】
【0010】
上記目的を達成するために本発明に係る純水製造システムは、純水を生成する少なくとも一つ以上の純水装置と、該純水装置で生成された純水を貯留する純水タンクと、該純水タンクの水位を検出する水位検出手段と、前記純水タンク内の純水を系内に循環させる循環手段と、前記水位が所定時間内に変動したか否かを判断する判断手段と、該判断手段により前記水位変動が生じなかったと判断されたときは前記循環手段を駆動させる駆動手段とを有していることを特徴としている。
【0011】
また、本発明に係る純水製造システムは、純水を生成する少なくとも一つ以上の純水装置と、該純水装置で生成された純水を貯留する純水タンクと、該純水タンクと外部機器との間に介装されて該外部機器に給水される純水流量を検出する流量出手段と、前記純水タンク内の純水を系内に循環させる循環手段と、前記流量検出手段が所定時間内に前記純水流量を検出したか否かを判断する判断手段と、該判断手段により前記純水流量を検出しなかったと判断されたときは前記循環手段を駆動させる駆動手段とを有していることを特徴としている。
【0012】
また、本発明に係る純水製造システムは、純水を生成する少なくとも一つ以上の純水装置と、該純水装置で生成された純水を貯留する純水タンクと、該純水タンク内の純水の水質を検出する水質検出手段と、前記純水タンク内の純水を系内に循環させる循環手段と、前記水質検出手段の検出結果に応じて前記循環手段の駆動を制御する制御手段とを備えていることを特徴としている。
【0013】
さらに、本発明の純水製造システムは、前記水質検出手段が、前記純水タンク内での前記純水の比抵抗を検出する比抵抗検出手段を有し、前記制御手段は、前記比抵抗が所定値以下か否かを判断する判断手段と、該判断手段により前記比抵抗が前記所定値以下であると判断されたときに前記循環手段を駆動する駆動手段とを有することを特徴としている。
【0014】
また、本発明の純水製造システムは、前記水質検出手段が、前記純水タンク内での前記純水の電気伝導率を検出する電気伝導率検出手段を有し、前記制御手段は、前記電気伝導率が所定値以上か否かを判断する判断手段と、前記判断手段により前記電気伝導率が前記所定値以上であると判断されたときに前記循環手段を駆動する駆動手段とを有していることを特徴としている。
【0015】
さらに、本発明の純水製造システムは、前記水質検出手段が、前記純水タンク内での前記純水の比抵抗を検出する比抵抗検出手段と、前記純水に含有されるCO2濃度を検出するCO2濃度検出手段と、前記純水のpH値を検出するpH検出手段とを有し、前記制御手段は、前記CO2濃度検出手段及び前記pH検出手段の各検出結果に基づいて比抵抗を推算する比抵抗推算手段と、前記比抵抗検出手段の検出結果が前記比抵抗推算手段の推算結果よりも小さいときに前記循環手段を駆動する駆動手段とを有していることを特徴としている。
【0016】
また、本発明の純水製造システムは、前記水質検出手段が、前記純水タンク内での前記純水の電気伝導率を検出する比抵抗検出手段と、前記純水に含有されるCO2濃度を検出するCO2濃度検出手段と、前記純水のpH値を検出するpH検出手段とを有し、前記制御手段は、前記CO2濃度検出手段及び前記pH検出手段の各検出結果に基づいて電気伝導率を推算する電気伝導率推算手段と、前記電気伝導率検出手段の検出結果が前記電気伝導率推算手段の推算結果よりも大きいときに前記循環手段を駆動する駆動手段とを有していることを特徴としている。
【0017】
また、本発明の純水製造システムは、前記純水装置が、EDI装置、膜ろ過装置、及びイオン交換樹脂塔のうちの少なくとも一つ以上を含むことを特徴としている。
【0018】
さらに、本発明の純水製造システムは、前記純水装置の上流側に被処理水タンクが設けられ、前記循環手段は前記被処理水タンクに接続されていることを特徴としている。
【0019】
また、本発明の純水製造システムは、前記純水装置が複数設けられている場合は、最上流の純水装置の上流側又は前記純水装置間に被処理水タンクが設けられ、前記循環手段は前記被処理水タンクに接続されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【0020】
上記純水製造システムによれば、純水を生成する少なくとも一つ以上の純水装置(RO装置、EDI装置、イオン交換樹脂塔等)と、該純水装置で生成された純水を貯留する純水タンクと、該純水タンクの水位を検出する水位検出手段と、前記純水タンク内の純水を系内に循環させる循環手段と、前記水位が所定時間内に変動したか否かを判断する判断手段と、該判断手段により前記水位変動が生じなかったと判断されたときは前記循環手段を駆動させる駆動手段とを有しているので、純水タンク内の水位が所定時間変動しなかった場合は、前記純水タンク内の純水を系内に循環させて再処理することができる。したがって、純水タンク内に純水が長時間滞留することがないので、大気中のCO2が純水に溶解したり純水タンクの内壁や純水タンク内に付設された部品類から金属イオン等の不純物が溶出するのを抑制することができ、常に所望の高純度を有する純水を熱交換器等の外部機器に給水することができる。
【0021】
また、流量検出手段を純水タンクと外部機器との間に介装し、純水流量が所定時間検出されない場合は前記所定時間水位変動が生じなかったと判断し、駆動手段により循環手段を駆動させるので、前記純水タンク内の純水を系内に循環させて再処理することができる。すなわち、水位検出手段に代えて流量検出手段を設けた場合も、上述と同様、大気中のCO2が純水に溶解したり純水タンクの内壁や純水タンク内に付設された部品類から金属イオン等の不純物が溶出するのを抑制することができ、常時、所望の高純度を有する純水を熱交換器等の外部機器に給水することができる。
【0022】
また、比抵抗検出手段、又は電気伝導率検出手段を設け、比抵抗が所定値以下、又は電気伝導率が所定値以上の場合に純水の水質が低下したと判断して駆動手段により循環手段を駆動させるので、前記純水タンク内の純水を系内に循環させて再処理することができる。すなわち、水位変動や流量検出に代えて、比抵抗又は電気伝導率の検出値に応じて循環手段の駆動を制御することによっても、上述と同様、大気中のCO2が純水に溶解したり純水タンクの内壁や純水タンク内に付設された部品類から金属イオン等の不純物が溶出するのを抑制することができ、常に所望の高純度を有する純水を熱交換器等の外部機器に給水することができる。
【0023】
また、比抵抗検出手段又は電気伝導率検出手段に加え、CO2濃度検出手段及びpH検出手段を設け、CO2濃度やpH値に基づいて比抵抗又は電気伝導率を推算する一方、実際の比抵抗又は電気伝導率を検出し、推算値と検出値を比較し、その比較結果に応じて循環手段の駆動を制御することにより、所望水質の純水を外部機器に給水することが可能である。
【0024】
すなわち、比抵抗検出値が比抵抗推算値よりも小さい場合、又は電気伝導率検出値が電気伝導率推算値よりも大きい場合は、純水純度の低下要因がCO2溶解に依るものと判断することができる。したがって、CO2溶解であれば許容できるような水質要求の場合は、純水を無駄に系内に循環させるのを回避してエネルギを節減する一方、比抵抗検出値が比抵抗推算値以下の場合、又は電気伝導率検出値が電気伝導率推算値以上の場合は、純水タンク等からの金属イオンの溶出など、CO2溶解以外の理由で水質が低下していると判断し、純水を系内で循環させることができるので、常に所望水質の純水を外部機器に給水することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本発明に係る純水製造システムの一実施の形態(第1の実施の形態)を示すシステム構成図である。
【図2】EDI装置の内部構造を模式的に示した図である。
【図3】前記純水製造システムの制御系を示すブロック構成図である。
【図4】第1の水位設定パターンを説明するための処理水タンクの正面図である。
【図5】上記純水製造システムの第1の水位設定パターンにおける制御手順を示すフローチャート(1/2)である。
【図6】上記純水製造システムの第1の水位設定パターンにおける制御手順を示すフローチャート(2/2)である。
【図7】第2の水位パターンを説明するための処理水タンクの正面図である。
【図8】上記純水製造システムの第2の水位設定パターンにおける制御手順を示すフローチャート(1/2)である。
【図9】上記純水製造システムの第2の水位設定パターンにおける制御手順を示すフローチャート(2/2)である。
【図10】本発明に係る純水製造システムの第2の実施の形態を示すシステム構成図である。
【図11】上記第2の実施の形態の制御手順の要部フローチャートである。
【図12】本発明に係る純水製造システムの第3の実施の形態を示すシステム構成図である。
【図13】上記第3の実施の形態の制御手順の要部フローチャートである。
【図14】本発明に係る純水製造システムの第4の実施の形態を示すシステム構成図である。
【図15】上記第4の実施の形態の制御手順の要部フローチャートである。
【図16】本発明に係る純水製造システムの第5の実施の形態を示すシステム構成図である。
【図17】本発明に係る純水製造システムの第6の実施の形態を示すシステム構成図である。
【図18】本発明に係る純水製造システムの第7の実施の形態を示すシステム構成図である。
【図19】特許文献1に記載された純水製造システムの概略システム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づき詳説する。
【0027】
図1は本発明に係る純水製造システムの一実施の形態を示すシステム構成図である。
【0028】
該純水製造システムは、原水供給ライン1からの原水を軟水化して被処理水を生成する軟水装置2と、該軟水装置2で生成された被処理水を貯留する被処理水タンク3と、被処理水ライン4から供給される被処理水を処理して純水を生成する純水装置5と、該純水装置5で生成された純水を処理水ライン6を介して貯留する処理水タンク(純水タンク)7とを備えている。
【0029】
処理水タンク7は、給水ライン8を介して冷熱機器等の外部機器に接続され、純水を前記外部機器に給水する一方、循環水ライン9を介して処理水タンク7内の純水が被処理水タンク3に還流可能となるように構成されている。すなわち、循環水ライン9には循環弁10及び循環ポンプ(循環手段)11が介装され、必要に応じて処理水タンク7内の純水が被処理水タンク3に還流される。
【0030】
また、処理水タンク7の下部には圧力検知式の水位センサ(水位検出手段)12が設けられ、処理水タンク7内の水頭を検知して、その検知信号を後述する制御部に送信する。
【0031】
また、軟水装置2は、イオン交換樹脂塔内にナトリウム型の陽イオン交換樹脂(不図示)が収容されており、イオン交換樹脂塔に併設された塩水タンク(不図示)内には飽和食塩水が貯留されている。この軟水装置2では、通水モード時に原水供給ライン1から原水が供給される。そして、原水に含まれる硬度成分、すなわちカルシウムイオン及びマグネシウムイオンが、陽イオン交換樹脂のナトリウムイオンとイオン交換されて除去され、軟水化され、被処理水となって被処理水タンク3に貯留される。また、軟水装置2の陽イオン交換樹脂の交換能力が飽和状態になると、軟水装置2は通水モードから再生モードに切り替えられて飽和食塩水が前記塩水タンクから供給され、これにより陽イオン交換樹脂の再生が行われる。そして再生処理が終了すると、再び通水モードとなって原水が供給可能状態となる。
【0032】
また、純水装置5は、本実施の形態では、RO装置13とEDI装置14とで構成されている。
【0033】
RO装置13は、例えばスパイラル形状に巻回されたRO膜エレメント(以下、「RO膜」という。)15aを内蔵したROモジュール15と、加圧ポンプ16とを有している。また、ROモジュール15は、被処理水が供給される一次側とRO膜15aを透過した透過水を出力する二次側とに分離されている。さらに、RO装置13には、RO膜15aを透過しなかった濃縮水の一部を原水側に還流するRO循環水ライン17と、前記濃縮水の残部を系外に排水する排水ライン18とが接続されている。RO循環水ライン17は、具体的には、排水ライン18の途中から分岐されて前記加圧ポンプ16の上流側に接続されると共に、該RO循環水ライン17には定流量制御弁(不図示)が介装され、濃縮水の一部が被処理水タンク3からの被処理水と合流し、ROモジュール15に供給されるように構成されている。尚、排水ライン18には排水弁19が介装されている。
【0034】
このように構成されたRO装置13では、加圧ポンプ16を駆動し、RO膜15aに一次側から浸透圧以上の高圧が負荷されると、溶存塩類やシリカ(SiO2)が除去された高純度の透過水が二次側に出水し、これにより処理水を生産する。また、RO膜15aを透過しなかった濃縮水の一部はRO循環水ライン17を介して加圧ポンプ16の上流側に還流され、残りは排水弁19から排水される。
【0035】
また、EDI装置14は、透過水ライン21を介してRO装置13から供給される透過水を処理するEDI装置本体20を有し、前記透過水ライン21には給水ポンプ22が介装されている。
【0036】
EDI装置本体20は、具体的には図2に示すように、陽極23と陰極24とを有し、陽極23と陰極24との間には陰イオン交換膜25と陽イオン交換膜26とが交互に多数列設されている。そして、陽極23と陽極23に隣接する陰イオン交換膜25とで陽極室27を形成し、陰極24と陰極24に隣接する陽イオン交換膜26とで陰極室28を形成し、陰イオン交換膜25と陽イオン交換膜26とで、図中左側から脱塩室29及び濃縮室30が交互に形成され、かつ各脱塩室29には、陽イオン交換体と陰イオン交換体の混合物からなるイオン交換体31が充填されている。また、脱塩室29は処理水ライン6に接続される一方、陽極室27及び陰極室28は電極水ライン32に接続され、電極水は排水弁33を介して系外に排水される。また、濃縮室30は濃縮水ライン34に接続され、濃縮水の一部は透過水ライン21に回収され、残部は排水弁35を介して系外に排水される。尚、濃縮水ライン34からの濃縮水は、被処理水よりも純度が高いので、被処理水タンク3又は被処理水ライン4に合流させ、全量を回収するように構成することもできる。
【0037】
このように構成されたEDI装置14では、陽極23と陰極24との間に直流電圧を印加すると、脱塩室29に入水してきた透過水中のイオン成分は、イオン交換体31の表面を電位の方向に移動する。すなわち、陰イオンは陰イオン交換膜25を通過して陽極室27又は濃縮室30に移動し、一方、陽イオンは陽イオン交換膜26を通過して陰極室28又は濃縮室30に移動し、これらイオン成分を含んだ濃縮水は電極水ライン32又は濃縮水ライン34を介して系外に排出される。
【0038】
尚、図1では陽極室27又は陰極室28内の電極水は電極水ライン32から全量排水されるように構成されているが、濃縮水と同じく被処理水よりも純度が高いので、一部又は全量を被処理水タンク3又は被処理水ライン4に合流するように構成してもよい。
【0039】
このようにして脱塩室29に供給された微量のイオン成分を含んだ透過水は、脱イオン処理された高純度の純水となり、処理水ライン6から処理水タンク7に給水される。
【0040】
図3は上記純水製造システムの制御系を示すブロック構成図である。
【0041】
制御部36は、軟水装置2、RO装置13、EDI装置14との間でインターフェース動作を司り、水位センサ12からの電気信号を受信すると共に、循環弁10や循環ポンプ11に駆動信号を送信する入出力部37と、所定の演算プログラム等が格納されたROM38と、演算結果を一時的に記憶したりワークエリアとして使用されるRAM39と、システム全体を制御するタイマ40aを内蔵したCPU40とを備えている。
【0042】
上記純水製造システムでは、RO装置13とEDI装置14とが連動して駆動し、これら純水装置5が駆動しているときは処理水ライン6を介して純水が処理水タンク7に給水され、給水ライン8への給水停止等により処理水タンク7の水位が所定の上限水位LHに達したときに純水装置5の駆動が停止するように構成されている。
【0043】
そして、本実施の形態では、制御部36は、処理水タンク7内の水位が所定時間内に変動したか否かを判断する判断手段と、該判断手段により前記水位変動が生じなかったと判断されたときは前記循環手段を駆動させる駆動手段とを有している。
【0044】
図4は処理水タンク7の水位パターン(第1の水位設定パターン)の一例を示す図であり、循環ポンプ11の停止位置Lが純水装置5の駆動水位LLよりも高く設定されている。
【0045】
図5及び図6は上記第1の水位設定パターンにおける制御手順を示すフローチャートである。
【0046】
ステップS1では、純水装置5のオン・オフ制御を行う。すなわち、純水装置5は、処理水タンク7の水位が上限水位LHに達した時点でオフし、給水ライン8や循環水ラインへの純水の流出により水位が純水装置5の駆動水位LLに達した時点でオンする。
【0047】
次いで、ステップS2では、水位センサ12で現在水位を検知し、ステップS3では、タイマ40aが所定時間(例えば、1時間)を計時したか否かを判断する。そして、ステップS3の答が否定(No)のときは所定時間が経過するのを待機し、所定時間が経過したときはステップS4に進み、水位変動があったか否かを判断する。
【0048】
そして、その答が肯定(Yes)の場合はステップS1に戻って、純水装置5のオン・オフ制御を行い、その後、上記ステップS2〜ステップS4の処理を繰り返す。
【0049】
一方、ステップS4の答が否定(No)となって水位変動が生じなかった判断されたときは、図6のステップS5に進み、水位が循環ポンプ11の停止水位L以上か否かを判断する。
【0050】
そして、その答が肯定(Yes)のときは、ステップS6に進み循環ポンプ11を駆動させて処理水タンク7内の純水を被処理水タンク3に還流させる。
【0051】
次いで、ステップS7では処理タンク7の水位が循環ポンプ11の停止水位Lに低下したか否かを判断する。そして、その答が否定(No)のときは、処理タンク7の水位が前記停止水位Lに低下するのを待機し、前記水位が前記停止水位Lに低下すると、ステップS8に進んで循環ポンプ11を停止させ、その後ステップS9に進んで、純水装置5を強制的に駆動させる。
【0052】
一方、ステップS5の答が否定(No)のとき、すなわち処理タンク7の水位が循環ポンプ11の停止水位L未満の場合も、ステップS9に進み、純水装置5を強制的に駆動させる。
【0053】
このように循環ポンプ11の停止直後、及び水位変動がなくても処理水タンク7の水位が循環ポンプ11の停止水位L未満の場合は、純水装置5を強制的に駆動させる。そしてこれにより、この間に外部機器から給水要求が生じた場合でも高純度を維持しつつ所望水質の純水を前記外部機器に給水することが可能となる。
【0054】
この後、図5のステップS1に戻り、純水装置5のオン・オフ制御を行い、上述した処理を繰り返す。
【0055】
このように本実施の形態では、処理水タンク7の水位が所定時間経過しても変動しなかった場合は、循環ポンプ11を駆動させて被処理水タンク3に強制的に還流させ、再処理を行っているので、処理水タンク7内に純水が長時間滞留するのを回避することができる。したがって大気中のCO2が純水中に溶解したり、処理水タンク7の内壁等から金属イオンが溶出して純水中に混入するのを極力回避することができる。そして、これにより処理水タンク7内の純水を常に高純度に維持することが可能となり、所望水質の純水を常時外部機器に給水することが可能となる。
【0056】
図7は処理水タンク7の第2の水位設定パターンを示す図であり、循環ポンプ11の停止位置Lが純水装置5の駆動水位LLよりも低く設定されている場合である。
【0057】
図8及び図9は上記第2の水位設定パターンにおける制御手順を示すフローチャートである。
【0058】
ステップS11では、上述と同様、純水装置5のオン・オフ制御を行い、ステップS12では、水位センサ12で現在水位を検知し、ステップS13で所定時間(例えば、1時間)が経過したか否かを判断する。そして、ステップS13の答が否定(No)のときは所定時間が経過するのを待機し、所定時間が経過したときはステップS14に進み、水位変動があったか否かを判断する。
【0059】
そして、その答が否定(No)となって水位変動が生じなかったときは、図9のステップS15に進み、循環弁10を開弁して循環ポンプ11を駆動し、続く、ステップS16で処理水タンク水位が純水装置5の駆動水位LLにまで低下したか否かを判断する。
【0060】
そして、その答が否定(No)のときは、処理水タンク水位が純水装置5の駆動水位LLにまで低下するのを待機し、前記駆動水位LLまで低下するとステップS17に進んで純水装置5を駆動させ、ステップS18に進む。
【0061】
一方、図8のステップS14の答が肯定(Yes)の場合、すなわち、所定時間の間に水位変動があった場合は直ちにステップS18に進む。
【0062】
次に、ステップS18では、処理水タンク水位が循環ポンプ11の停止水位Lまで低下したか否かを判断する。そして、その答が否定(No)の場合、すなわち循環ポンプ11の停止水位Lまで低下していない場合は、ステップS11に戻り、純水装置5のオン・オフ制御を行い、上述した処理を繰り返す。
【0063】
一方、ステップS18の答が肯定(Yes)の場合は、ステップS19に進み、循環ポンプ11が運転中か否かを判断する。そして、その答が否定(No)の場合は外部機器からの給水要求により処理水タンク水位が低下したと判断し、ステップS11に戻り、上述した処理を繰り返す。
【0064】
また、ステップS19の答が肯定(Yes)の場合は、前記ステップS17で純水装置5を駆動させていることから、ステップS20に進み、循環ポンプ11の駆動を停止させてからステップS11に戻り、上述した処理を繰り返す。
【0065】
このように第2の水位設定パターンの場合も、処理水タンク7の水位が所定時間変動しなかった場合は、循環ポンプ11を駆動させて被処理水タンク3に強制的に還流させ、再処理を行っているので、処理水タンク7内に純水が長時間滞留するのを回避することができる。したがって、第1の水位設定パターンの場合と同様、大気中のCO2が純水中に溶解したり、処理水タンク7の内壁等から金属イオンが溶出して純水中に混入するのを極力回避することができ、これにより処理水タンク7内の純水を常に高純度に維持することが可能となり、所望水質の純水を常に外部機器に給水することが可能となる。
【0066】
次に、純水装置5の駆動水位LL及び循環ポンプ11の停止水位Lを第1の水位設定パターンとした場合について、種々の変形例を詳述するが、これら駆動水位LL及び停止水位Lを第2の水位設定パターンとした場合も同様である。
【0067】
図10は、本発明に係る純水製造システムに係る第2の実施の形態を示すシステム構成図である。
【0068】
本第2の実施の形態では、給水ライン8に流量計(流量検出手段)41が介装されており、該流量計41の検出信号を制御部36に送信し、流量計41の検出結果に応じて循環ポンプ11の駆動を制御している。
【0069】
図11は、上記第2の実施の形態の制御手順の要部フローチャートである。
【0070】
ステップS21では、第1の実施の形態の図5と同様、純水装置5のオン・オフ制御を行う。次いで、ステップS22では、タイマ40aが所定時間(例えば、1時間)を計時したか否かを判断する。そしてステップS22の答が否定(No)のときは所定時間が経過するのを待機し、所定時間が経過したときはステップS23に進み、流量計41が流量を検出したか否かを判断する。
【0071】
そして、その答が肯定(Yes)の場合、すなわち流量計41により流量が検出された場合は、給水ライン8を介して処理水タンク7内の純水が外部機器に給水されていると判断し、ステップS21に戻って上述の処理を繰り返す。
【0072】
一方、ステップS23の答が否定(No)の場合、すなわち流量計41により流量が検出されなかった場合は、純水が外部機器に給水されておらず、所定時間の間、水位変動がなかったと判断し、図6のステップS5に進み、以下、第1の実施の形態と同様の処理を実行する。すなわち、処理水タンク7の水位が循環ポンプ11の停止水位L未満の場合は、純水装置5を強制的に駆動させる一方(S5→S9)、前記水位が循環ポンプ11の停止水位L以上の場合は、循環ポンプ11を駆動させ、前記停止水位Lに低下した時点で循環ポンプを停止し、純水装置5を強制的に駆動させ(S5→S6→S7→S8→S9)、その後ステップS21に戻る。
【0073】
このように第2の実施の形態では、流量計41により、所定時間流量検出されなかった場合は処理水タンク7の水位が所定時間変動しなかったと判断して循環ポンプ11を駆動させ、これにより被処理水タンク3に強制的に還流させて再処理を行っているので、処理水タンク7内に純水が長時間滞留するのを回避することができる。したがって、第1の実施の形態と同様、大気中のCO2が純水中に溶解したり、処理水タンク7の内壁等から金属イオンが溶出して純水中に混入するのを回避することができ、これにより処理水タンク7内の純水を常に高純度に維持することが可能となり、所望水質の純水を常時外部機器に給水することが可能となる。
【0074】
図12は、本発明に係る純水製造システムに係る第3の実施の形態を示すシステム構成図である。
【0075】
本第3の実施の形態では、比抵抗計(比抵抗検出手段)42を処理水タンク7に取り付けると共に、該比抵抗計42の検出信号を制御部36に送信し、比抵抗計42の検出結果に応じて循環ポンプ11の駆動を制御している。
【0076】
図13は、上記第3の実施の形態の制御手順の要部フローチャートである。
【0077】
ステップS31では、第1の実施の形態の図5と同様、純水装置5のオン・オフ制御を行う。次いで、ステップS32では、比抵抗計42で検出された比抵抗が所定値(例えば、10MΩ・cm)以下か否かを判断する。そしてステップS32の答が否定(No)の場合は処理水タンク7内の純水は所望純度を維持していると判断し、ステップS31に戻って純水装置5のオン・オフ制御を行う。
【0078】
一方、ステップS32の答が肯定(Yes)の場合、処理水タンク7内の純水純度が低下していると判断し、図6のステップS5に進み、以下、第1の実施の形態と同様の処理を実行する。すなわち、処理水タンク7の水位が循環ポンプ11の停止水位L未満の場合は、純水装置5を強制的に駆動させる一方(S5→S9)、処理水タンク水位が循環ポンプ11の停止水位L以上の場合は、循環ポンプ11を駆動させ、前記停止水位Lに低下した時点で循環ポンプを停止し、純水装置5を強制的に駆動させ(S5→S6→S7→S8→S9)、その後ステップS21に戻る。
【0079】
このように第3の実施の形態では、比抵抗が所定値以下になったときは、純水純度が所定値以下に低下したと判断して循環ポンプ11を駆動させ、被処理水タンク3に強制的に還流させて再処理を行っているので、処理水タンク7内に純水が長時間滞留するのを回避することができる。したがって、第1及び第2の実施の形態と同様、大気中のCO2が純水中に溶解したり、処理水タンク7の内壁等から金属イオンが溶出して純水に混入するのを極力避けることができ、これにより処理水タンク7内の純水を常に高純度に維持することが可能となり、所望の高純度を有する純水を常時外部機器に給水することが可能となる。
【0080】
図14は、本発明に係る純水製造システムに係る第4の実施の形態を示すシステム構成図である。
【0081】
本第4の実施の形態では、比抵抗計42に加え、CO2センサ(CO2濃度検出手段)43及びpHセンサ(pH検出手段)44を処理水タンク7に取り付け、これら比抵抗計42、CO2センサ43及びpHセンサ44の検出信号を制御部36に送信し、これらの検出結果に応じて循環ポンプ11の駆動を制御している。
【0082】
すなわち、この第4の実施の形態では、純水純度の低下がCO2溶解のみに起因するときは、許容範囲内であるような水質要求の場合に、純度低下の要因を推定し、処理水タンク7内の純水の被処理水タンク3への循環を制御している。
【0083】
図15は、上記第4の実施の形態の制御手順の要部フローチャートである。
【0084】
ステップS41では、第1の実施の形態の図5と同様、純水装置5のオン・オフ制御を行う。
【0085】
そして、ステップS42では、CO2センサ43及びpHセンサ44でCO2濃度及びpH値を検出し、これら検出CO2値、検出pH値に基づいてHCO3−濃度〔HCO3−〕を推算する。
【0086】
すなわち、大気中のCO2が純水中に溶解すると、化学式(A)で示す平衡反応が生じる。
【0087】
【化1】
【0088】
したがって、平衡定数Kは数式(1)で表される。
【0089】
【数1】
【0090】
よって、HCO3−濃度〔HCO3−〕は数式(2)で表される。
【0091】
【数2】
【0092】
そして、pHは、pH=−log〔H+〕であるから、HCO3−濃度〔HCO3−〕をCO2濃度〔CO2〕及びpH値で表すと、数式(3)のようになる。
【0093】
【数3】
【0094】
ここで、平衡定数Kは、反応系に固有の定数(1.0×106.4 at25 ℃)であるから、検出CO2値及び検出pH値からHCO3−濃度〔HCO3−〕を推算することができる。
【0095】
このようにしてステップS42では数式(3)に基づき検出CO2値及び検出pH値からHCO3−濃度〔HCO3−〕を推算する。
【0096】
続く、ステップS43では比抵抗ρを推算する。すなわち、ステップS42で推算されたHCO3−濃度〔HCO3−〕とHCO3−の極限モル伝導率Λ0(=44.5S・cm2/mol)とから電気伝導率κを推算し、該電気伝導率κから比抵抗ρ1(=1/κ)を算出する。
【0097】
そして、ステップS44では比抵抗計42で実際の比抵抗ρ2を検出し、続くステップS45で推算値(ρ1)と検出値(ρ2)とを比較する。そして、検出値が推算値以上の場合は、純水の純度低下がCO2溶解のみによるものと判断し、純水の被処理水タンク3への循環制御を行うことなくステップS41に戻り、上述の処理を繰り返す。
【0098】
一方、ステップS45の答が肯定(Yes)、すなわち、検出値が推算値未満の場合は、CO2溶解以外の要因、例えば、処理水タンク7の内壁や処理水タンク7に付設された部品類(水位センサ12、比抵抗計42、CO2センサ43、pHセンサ44等)の金属イオンの溶出等により純水の純度が低下していると判断し、図6のステップS5に進んで第1の実施の形態と同様の制御処理を実行する。すなわち、処理水タンク7の水位が循環ポンプ11の停止水位L未満の場合は、純水装置5を強制的に駆動させる一方(S5→S9)、前記水位が循環ポンプ11の停止水位L以上の場合は、循環ポンプ11を駆動させ、前記停止水位Lに低下した時点で循環ポンプを停止し、純水装置5を強制的に駆動させ(S5→S6→S7→S8→S9)、その後ステップS41に戻る。
【0099】
このように第4の実施の形態では、比抵抗検出値が比抵抗推算値未満の場合は、第1〜第3の実施の形態と同様、循環ポンプ11を駆動させ、被処理水タンク3に強制的に還流させて再処理を行っているが、比抵抗検出値が比抵抗推算値以上の場合は純水の純度低下がCO2溶解のみに起因すると判断し、循環ポンプ11の駆動を停止しているので、水質の要求品質に応じた循環制御を行うことができる。すなわち、不必要な循環ポンプ11の駆動を排してエネルギを節減できると共に、所望水質の純水を外部機器に常に給水することができる。
【0100】
さらに、上記実施の形態では、純水装置5はRO装置13とEDI装置14とで構成されているが、これらに限定されるものではないのはいうまでもない。
【0101】
図16は、本発明に係る純水製造システムに係る第5の実施の形態を示すシステム構成図である。
【0102】
この第5の実施の形態では、純水装置5′が、複床式又は混床式のイオン交換樹脂塔45とEDI装置14とで構成されている。すなわち、RO装置12に代えてイオン交換樹脂塔45が設けられており、この場合も、上記第1〜第4の実施の形態で説明したいずれかの制御を行うことにより、常に所望水質の純水を外部機器に給水することが可能となる。
【0103】
このように純水装置としては、種々の形態のものを使用することができる。例えば、上記各実施の形態では、膜ろ過装置としてRO装置12を使用しているが、RO膜15aに替えてナノろ過膜を使用する場合も同様であり、また、電気透析装置等、他の純水装置を使用する場合も同様であるのはいうまでもない。
【0104】
また、純水装置は、少なくとも一つ以上備えていればよく、単独、又は複数の種々の組み合わせが可能である。
【0105】
図17は、本発明に係る純水製造システムに係る第6の実施の形態を示すシステム構成図である。
【0106】
本第6の実施の形態では、RO装置12とEDI装置14の間に被処理水タンク3が介装されている。
【0107】
すなわち、上記第1〜第4の実施の形態では、2個の純水装置(RO装置12及びEDI装置14)の最上流の上流側に被処理水タンク3を設けているが、この第6の実施の形態では、2個の純水装置の中間に被処理水タンク3を介装している。
【0108】
このように処理水タンク7内の純水を再処理できればよいのであって、必ずしも最上流の純水装置の上流側でなくてもよく、少なくとも一つの純水装置の上流側に純水を還流できればよい。
【0109】
図18は、本発明に係る純水製造システムに係る第7の実施の形態を示すシステム構成図である。
【0110】
本第7の実施の形態では、被処理水タンクを設けずに被処理水ライン7に純水を還流している。すなわち、循環水ライン9′は、中間に分岐ライン46が設けられ、かつ該分岐ライン46に排水弁47が介装されている。そして、例えば、純水装置5の停止中に循環ポンプ11が駆動したときは、排水弁47を開弁して排水し、純水装置5の駆動中に循環ポンプ11が駆動したときは、排水弁47を閉弁状態として被処理水ライン7に還流し、これにより純水を循環制御している。
【0111】
そして、本発明は、更に種々の変形が可能である。上記第3及び第4の実施の形態では、比抵抗計42を使用しているが、該比抵抗計42に代えて電気伝導率センサ(電気伝導率検出手段)を設けてもよい。この場合、電気伝導率は比抵抗の逆数であるから、例えば、第3の実施の形態における図13のステップS32では比抵抗が所定値以下の場合に循環ポンプ11を駆動させているが、電気伝導率センサを使用する場合は電気伝導率が所定値以上の場合に循環ポンプ11を駆動させるようにすればよい。同様に、第4の実施の形態における図15のステップS45では比抵抗検出値が比抵抗推算値未満の場合に循環ポンプ11を駆動させているが、電気伝導率センサを使用する場合は電気伝導率検出値が電気伝導率推算値を超えた場合に循環ポンプ11を駆動させるようにすればよい。
【産業上の利用可能性】
【0112】
本発明は、処理水タンク内の純水を常に所望純度に維持して所望水質の純水を冷熱機器等の外部機器に給水するシステムに有用である。
【符号の説明】
【0113】
5 純水装置
7 処理水タンク(純水タンク)
11 循環ポンプ(循環手段)
12 水位センサ(水位検出手段)
13 RO装置
14 EDI装置
36 制御部(判断手段、駆動手段、駆動制御手段)
41 流量計(流量検出手段)
42 比抵抗計(比抵抗検出手段)
43 CO2センサ(CO2検出手段)
44 pHセンサ(pH検出手段)
45 イオン交換樹脂塔
【特許請求の範囲】
【請求項1】
純水を生成する少なくとも一つ以上の純水装置と、該純水装置で生成された純水を貯留する純水タンクと、該純水タンクの水位を検出する水位検出手段と、前記純水タンク内の純水を系内に循環させる循環手段と、前記水位が所定時間内に変動したか否かを判断する判断手段と、該判断手段により前記水位変動が生じなかったと判断されたときは前記循環手段を駆動させる駆動手段とを有していることを特徴とする純水製造システム。
【請求項2】
純水を生成する少なくとも一つ以上の純水装置と、該純水装置で生成された純水を貯留する純水タンクと、該純水タンクと外部機器との間に介装されて該外部機器に給水される純水流量を検出する流量検出手段と、前記純水タンク内の純水を系内に循環させる循環手段と、前記流量検出手段が所定時間内に前記純水流量を検出したか否かを判断する判断手段と、該判断手段により前記純水流量を検出しなかったと判断されたときは前記循環手段を駆動させる駆動手段とを有していることを特徴とする純水製造システム。
【請求項3】
純水を生成する少なくとも一つ以上の純水装置と、該純水装置で生成された純水を貯留する純水タンクと、該純水タンク内の純水の水質を検出する水質検出手段と、前記純水タンク内の純水を系内に循環させる循環手段と、前記水質検出手段の検出結果に応じて前記循環手段の駆動を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする純水製造システム。
【請求項4】
前記水質検出手段は、前記純水タンク内での前記純水の比抵抗を検出する比抵抗検出手段を有し、
前記制御手段は、前記比抵抗が所定値以下か否かを判断する判断手段と、該判断手段により前記比抵抗が前記所定値以下であると判断されたときに前記循環手段を駆動手段とを有していることを特徴とする請求項3記載の純水製造システム。
【請求項5】
前記水質検出手段は、前記純水タンク内での前記純水の電気伝導率を検出する電気伝導率検出手段を有し、
前記制御手段は、前記電気伝導率が所定値以上か否かを判断する判断手段と、該判断手段により前記電気伝導率が前記所定値以上であると判断されたときに前記循環手段を駆動する駆動手段とを有していることを特徴とする請求項3記載の純水製造システム。
【請求項6】
前記水質検出手段は、前記純水タンク内での前記純水の比抵抗を検出する比抵抗検出手段と、前記純水に含有されるCO2濃度を検出するCO2濃度検出手段と、前記純水のpH値を検出するpH検出手段とを有し、
前記制御手段は、前記CO2濃度検出手段及び前記pH検出手段の各検出結果に基づいて比抵抗を推算する比抵抗推算手段と、前記比抵抗検出手段の検出結果が前記比抵抗推算手段の推算結果よりも小さいときに前記循環手段を駆動する駆動手段とを有していることを特徴とする請求項3記載の純水製造システム。
【請求項7】
前記水質検出手段は、前記純水タンク内での前記純水の電気伝導率を検出する電気伝導率検出手段と、前記純水に含有されるCO2濃度を検出するCO2濃度検出手段と、前記純水のpH値を検出するpH検出手段とを有し、
前記制御手段は、前記CO2濃度検出手段及び前記pH検出手段の各検出結果に基づいて電気伝導率を推算する電気伝導率推算手段と、前記電気伝導率検出手段の検出結果が前記電気伝導率推算手段の推算結果よりも大きいときに前記循環手段を駆動する駆動手段とを有していることを特徴とする請求項3記載の純水製造システム。
【請求項8】
前記純水装置は、電気再生式脱塩装置、膜ろ過装置、及びイオン交換樹脂塔のうちの少なくとも一つ以上を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の純水製造システム。
【請求項9】
前記純水装置の上流側に被処理水タンクが設けられ、前記循環手段は前記被処理水タンクに接続されていることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の純水製造システム。
【請求項10】
前記純水装置が複数設けられている場合は、最上流の純水装置の上流側又は前記純水装置間に被処理水タンクが設けられ、前記循環手段は前記被処理水タンクに接続されていることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の純水製造システム。
【請求項1】
純水を生成する少なくとも一つ以上の純水装置と、該純水装置で生成された純水を貯留する純水タンクと、該純水タンクの水位を検出する水位検出手段と、前記純水タンク内の純水を系内に循環させる循環手段と、前記水位が所定時間内に変動したか否かを判断する判断手段と、該判断手段により前記水位変動が生じなかったと判断されたときは前記循環手段を駆動させる駆動手段とを有していることを特徴とする純水製造システム。
【請求項2】
純水を生成する少なくとも一つ以上の純水装置と、該純水装置で生成された純水を貯留する純水タンクと、該純水タンクと外部機器との間に介装されて該外部機器に給水される純水流量を検出する流量検出手段と、前記純水タンク内の純水を系内に循環させる循環手段と、前記流量検出手段が所定時間内に前記純水流量を検出したか否かを判断する判断手段と、該判断手段により前記純水流量を検出しなかったと判断されたときは前記循環手段を駆動させる駆動手段とを有していることを特徴とする純水製造システム。
【請求項3】
純水を生成する少なくとも一つ以上の純水装置と、該純水装置で生成された純水を貯留する純水タンクと、該純水タンク内の純水の水質を検出する水質検出手段と、前記純水タンク内の純水を系内に循環させる循環手段と、前記水質検出手段の検出結果に応じて前記循環手段の駆動を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする純水製造システム。
【請求項4】
前記水質検出手段は、前記純水タンク内での前記純水の比抵抗を検出する比抵抗検出手段を有し、
前記制御手段は、前記比抵抗が所定値以下か否かを判断する判断手段と、該判断手段により前記比抵抗が前記所定値以下であると判断されたときに前記循環手段を駆動手段とを有していることを特徴とする請求項3記載の純水製造システム。
【請求項5】
前記水質検出手段は、前記純水タンク内での前記純水の電気伝導率を検出する電気伝導率検出手段を有し、
前記制御手段は、前記電気伝導率が所定値以上か否かを判断する判断手段と、該判断手段により前記電気伝導率が前記所定値以上であると判断されたときに前記循環手段を駆動する駆動手段とを有していることを特徴とする請求項3記載の純水製造システム。
【請求項6】
前記水質検出手段は、前記純水タンク内での前記純水の比抵抗を検出する比抵抗検出手段と、前記純水に含有されるCO2濃度を検出するCO2濃度検出手段と、前記純水のpH値を検出するpH検出手段とを有し、
前記制御手段は、前記CO2濃度検出手段及び前記pH検出手段の各検出結果に基づいて比抵抗を推算する比抵抗推算手段と、前記比抵抗検出手段の検出結果が前記比抵抗推算手段の推算結果よりも小さいときに前記循環手段を駆動する駆動手段とを有していることを特徴とする請求項3記載の純水製造システム。
【請求項7】
前記水質検出手段は、前記純水タンク内での前記純水の電気伝導率を検出する電気伝導率検出手段と、前記純水に含有されるCO2濃度を検出するCO2濃度検出手段と、前記純水のpH値を検出するpH検出手段とを有し、
前記制御手段は、前記CO2濃度検出手段及び前記pH検出手段の各検出結果に基づいて電気伝導率を推算する電気伝導率推算手段と、前記電気伝導率検出手段の検出結果が前記電気伝導率推算手段の推算結果よりも大きいときに前記循環手段を駆動する駆動手段とを有していることを特徴とする請求項3記載の純水製造システム。
【請求項8】
前記純水装置は、電気再生式脱塩装置、膜ろ過装置、及びイオン交換樹脂塔のうちの少なくとも一つ以上を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の純水製造システム。
【請求項9】
前記純水装置の上流側に被処理水タンクが設けられ、前記循環手段は前記被処理水タンクに接続されていることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の純水製造システム。
【請求項10】
前記純水装置が複数設けられている場合は、最上流の純水装置の上流側又は前記純水装置間に被処理水タンクが設けられ、前記循環手段は前記被処理水タンクに接続されていることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の純水製造システム。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【公開番号】特開2010−172806(P2010−172806A)
【公開日】平成22年8月12日(2010.8.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−16789(P2009−16789)
【出願日】平成21年1月28日(2009.1.28)
【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22年8月12日(2010.8.12)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年1月28日(2009.1.28)
【出願人】(000175272)三浦工業株式会社 (1,055)
【Fターム(参考)】
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