特開 2018-202368 逆浸透膜分離装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2018-202368(P2018-202368A)

(43)【公開日】2018年12月27日

(54)【発明の名称】逆浸透膜分離装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/44 20060101AFI20181130BHJP

   B01D 61/12 20060101ALI20181130BHJP

【ＦＩ】

   C02F1/44 A

   C02F1/44 J

   B01D61/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-114222(P2017-114222)

(22)【出願日】2017年6月9日

(71)【出願人】

【識別番号】000175272

【氏名又は名称】三浦工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126000

【弁理士】

【氏名又は名称】岩池 満

(74)【代理人】

【識別番号】100145713

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 竜太

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 隼人

【テーマコード（参考）】

4D006

【Ｆターム（参考）】

4D006GA02

4D006JA15Z

4D006JA19A

4D006JA53Z

4D006JA57A

4D006JA63Z

4D006JA64Z

4D006JA70Z

4D006KA17

4D006KE04P

4D006KE04Q

4D006KE07P

4D006KE07Q

4D006KE09P

4D006KE22Q

4D006KE23Q

4D006KE24Q

4D006KE30P

4D006PA01

4D006PB05

4D006PB06

4D006PC02

4D006PC41

(57)【要約】

【課題】濃縮水用定流量弁の流量検知に特化した流量計を追加する必要なく、濃縮水用定流量弁の異常を検知すること、延いては、ＲＯ膜やポンプを延命することが可能となる逆浸透膜分離装置を提供する
【解決手段】逆浸透膜分離装置１は、濃縮水ラインＬ３に設けられる定流量弁５と、排水ラインＬ５に設けられ、装置外へ排出する排水の流量を調整可能な排水用開度調整弁８と、排水用開度調整弁８の開度を制御する排水用開度調整弁制御部３２と、定流量弁５の異常を検知する異常検知部３４とを備える。ポンプ制御部３３が加圧ポンプ２を停止させ、排水用開度調整弁制御部３２が排水用開度調整弁８の開度を固定し、定流量弁５の一次側の第１圧力が所定圧力以上ある条件で、異常検知部３４が、排水の流量である検出流量値に基づいて、定流量弁５の異常を検知する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

原水を透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜モジュールと、
原水を前記逆浸透膜モジュールに供給する原水ラインと、
前記逆浸透膜モジュールで分離された濃縮水を送出する濃縮水ラインと、
前記濃縮水ラインから分岐され、前記逆浸透膜モジュールで分離された濃縮水の一部を前記原水ラインの合流部に返送する循環水ラインと、
前記濃縮水ラインから分岐され、前記逆浸透膜モジュールで分離された濃縮水の残部を排水として装置外へ排出する排水ラインと、
前記排水ラインに設けられ、装置外へ排出する前記排水の流量を調整可能な排水用開度調整弁と、
前記濃縮水ラインに設けられ、前記濃縮水ラインを流通する濃縮水の流量を所定の一定流量値に保持する定流量弁と、
前記定流量弁の一次側の第１圧力を検出する第１圧力検出部と、
排水の流量を検出流量値として検出する流量検出部と、
前記合流部よりも下流側の前記原水ラインに設けられ、原水を吸入して前記逆浸透膜モジュールに向けて吐出する加圧ポンプと、
前記排水用開度調整弁の開度を制御する排水用開度調整弁制御部と、
前記加圧ポンプの動作を制御するポンプ制御部と、
前記ポンプ制御部が前記加圧ポンプを停止させ、前記排水用開度調整弁制御部が前記排水用開度調整弁の開度を固定し、前記第１圧力が所定圧力以上ある条件で、前記検出流量値に基づいて、前記定流量弁の異常を検知する異常検知部と、を備える逆浸透膜分離装置。

【請求項2】

前記異常検知部が異常を検知した際に、警報を発する警報発報部を更に備える、請求項１に記載の逆浸透膜分離装置。

【請求項3】

前記異常検知部は、前記定流量弁に設定された設定流量値と、前記検出流量値との差分が所定範囲以上にある場合に前記異常を検知する、請求項１又は２に記載の逆浸透膜分離装置。

【請求項4】

前記濃縮水ラインに、前記定流量弁と並行に設けられる、校正用の第２定流量弁と、
前記逆浸透膜モジュールで分離された濃縮水の流通先を、前記定流量弁又は前記第２定流量弁とに切り替える切替手段とを更に備え、
前記異常検知部は、前記濃縮水が前記定流量弁を経由した際の前記検出流量値と、前記濃縮水が前記第２定流量弁を経由した際の前記検出流量値との差分が所定範囲以上にある場合に、前記異常を検知する、請求項１又は２に記載の逆浸透膜分離装置。

【請求項5】

前記合流部よりも上流側の前記原水ラインに設けられ、前記合流部よりも上流側の前記原水ラインを流通する原水圧力を調整する給水用開度調整弁と、
前記給水用開度調整弁の開度を制御する給水用開度調整弁制御部と、
前記給水用開度調整弁の下流側での原水の第２圧力を検出する第２圧力検出部と、を更に備え、
前記異常検知部は、前記第１圧力が所定値となるように、前記給水用開度調整弁制御部が前記給水用開度調整弁の開度を調整した際、前記検出流量値に基づいて、前記定流量弁の異常を検知する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の逆浸透膜分離装置。

【請求項6】

前記異常検知部は、前記排水用開度調整弁の開度と、前記第２圧力とに基づいて、前記流量検出部の流量の想定値を算出し、前記検出流量値と前記想定値との比較結果に基づいて、前記流量検出部の異常を検知する、請求項５に記載の逆浸透膜分離装置。

【請求項7】

前記異常検知部が前記異常を検知すると共に、前記検出流量値が所定値以下の場合に、前記排水用開度調整弁制御部は、前記排水用開度調整弁の開度を高くする、 請求項１〜６のいずれか１項に記載の逆浸透膜分離装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、定流量弁の異常検知機能を有する逆浸透膜分離装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体の製造工程、電子部品や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原水を、逆浸透膜モジュール（以下、「ＲＯ膜モジュール」ともいう）で逆浸透膜分離処理することにより製造される。

【0003】

高分子材料からなる逆浸透膜の水透過係数は、温度により変化する。また、逆浸透膜の水透過係数は、細孔の閉塞（以下、「膜閉塞」ともいう）や、材質の酸化による劣化（以下、「膜劣化」ともいう）によっても変化する。

【0004】

そこで、原水の温度や逆浸透膜の状態にかかわらず、ＲＯ膜モジュールにおける透過水の流量を一定に保つため、流量フィードバック水量制御を行う逆浸透膜分離装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１６−２０３０８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献１に係る逆浸透膜分離装置においては、濃縮水用の定流量弁が設置されているが、定流量弁を流通する濃縮水の流量は通常一定であるので、この流量を計測するための、定流量弁用に特化した流量計（流量センサ）は、わざわざ設置されていない。
このため、この定流量弁に異物の詰まりや破損が発生しても、定流量弁の異常を検知できず、循環比低下によるＲＯ膜詰まりやポンプ吐出量増加によるポンプ破損につながることがある。
一方で、定流量弁用に特化した流量計を逆浸透膜分離装置に追加すると、当該逆浸透膜分離装置の構成が冗長となり、当該逆浸透膜分離装置のメンテナンスが煩雑になると共に、コスト面でも望ましくない。

【0007】

そこで、本発明は、濃縮水用定流量弁の流量検知に特化した流量計を追加する必要なく、濃縮水用定流量弁の異常を検知すること、延いては、ＲＯ膜やポンプを延命することが可能となる逆浸透膜分離装置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】

【0008】

本発明は、原水を透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜モジュールと、原水を前記逆浸透膜モジュールに供給する原水ラインと、前記逆浸透膜モジュールで分離された濃縮水を送出する濃縮水ラインと、前記濃縮水ラインから分岐され、前記逆浸透膜モジュールで分離された濃縮水の一部を前記原水ラインの合流部に返送する循環水ラインと、前記濃縮水ラインから分岐され、前記逆浸透膜モジュールで分離された濃縮水の残部を排水として装置外へ排出する排水ラインと、前記排水ラインに設けられ、装置外へ排出する前記排水の流量を調整可能な排水用開度調整弁と、前記濃縮水ラインに設けられ、前記濃縮水ラインを流通する濃縮水の流量を所定の一定流量値に保持する定流量弁と、前記定流量弁の一次側の第１圧力を検出する第１圧力検出部と、排水の流量を検出流量値として検出する流量検出部と、前記合流部よりも下流側の前記原水ラインに設けられ、原水を吸入して前記逆浸透膜モジュールに向けて吐出する加圧ポンプと、前記排水用開度調整弁の開度を制御する排水用開度調整弁制御部と、前記加圧ポンプの動作を制御するポンプ制御部と、前記ポンプ制御部が前記加圧ポンプを停止させ、前記排水用開度調整弁制御部が前記排水用開度調整弁の開度を固定し、前記第１圧力が所定圧力以上ある条件で、前記検出流量値に基づいて、前記定流量弁の異常を検知する異常検知部と、を備える逆浸透膜分離装置に関する。

【0009】

また、前記異常検知部が異常を検知した際に、警報を発する警報発報部を更に備えることが好ましい。

【0010】

また、前記異常検知部は、前記定流量弁に設定された設定流量値と、前記検出流量値との差分が所定範囲以上にある場合に前記異常を検知することが好ましい。

【0011】

また、前記濃縮水ラインに、前記定流量弁と並行に設けられる、校正用の第２定流量弁と、前記逆浸透膜モジュールで分離された濃縮水の流通先を、前記定流量弁又は前記第２定流量弁とに切り替える切替手段とを更に備え、前記異常検知部は、前記濃縮水が前記定流量弁を経由した際の前記検出流量値と、前記濃縮水が前記第２定流量弁を経由した際の前記検出流量値とが異なる場合に、前記異常を検知することが好ましい。

【0012】

また、前記合流部よりも上流側の前記原水ラインに設けられ、前記合流部よりも上流側の前記原水ラインを流通する原水圧力を調整する給水用開度調整弁と、前記給水用開度調整弁の開度を制御する給水用開度調整弁制御部と、前記給水用開度調整弁の下流側での原水の第２圧力を検出する第２圧力検出部と、を更に備え、前記異常検知部は、前記第１圧力が所定値となるように、前記給水用開度調整弁制御部が前記給水用開度調整弁の開度を調整した際、前記検出流量値に基づいて、前記定流量弁の異常を検知することが好ましい。

【0013】

また、前記異常検知部は、前記排水用開度調整弁の開度と、前記第２圧力とに基づいて 、前記流量検出部の流量の想定値を算出し、前記検出流量値と前記想定値との比較結果に基づいて、前記流量検出部の異常を検知することが好ましい。

【0014】

また、前記異常検知部が前記異常を検知すると共に、前記検出流量値が所定値以下の場合に、前記排水用開度調整弁制御部は、前記排水用開度調整弁の開度を高くすることが好ましい。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、濃縮水用定流量弁の流量検知に特化した流量計を追加する必要なく、濃縮水用定流量弁の異常を検知すること、延いては、ＲＯ膜やポンプを延命することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１実施形態に係る逆浸透膜分離装置の全体構成図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係る逆浸透膜分離装置の制御部の機能ブロック図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係る逆浸透膜分離装置の動作を示すフローチャートである。

【図4】本発明の第２実施形態に係る逆浸透膜分離装置の全体構成図である。

【図5】本発明の第２実施形態に係る逆浸透膜分離装置の動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

＜１．第１実施形態＞
＜１．１ 逆浸透膜分離装置の構成＞
本発明の第１実施形態に係る逆浸透膜分離装置１について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る逆浸透膜分離装置１の全体構成図である。本実施形態に係る逆浸透膜分離装置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。

【0018】

図１に示すように、本実施形態に係る逆浸透膜分離装置１は、原水ポンプ１２と、原水側インバータ１３と、原水圧力調整手段としての給水用開度調整弁１４と、加圧ポンプ２と、加圧側インバータ３と、逆浸透膜モジュールとしてのＲＯ膜モジュール４と、定流量手段としての定流量弁５と、逆止弁６と、排水流量調整手段としての排水用開度調整弁８（比例制御弁）と、透過水流量調整手段としての透過水流量調整弁１５と、制御部３０と、を備える。また、逆浸透膜分離装置１は、定流量差圧検出手段としての一次側圧力センサＰＳ１と、定流量差圧検出手段としての二次側圧力センサＰＳ２と、吐出圧力センサＰＳ３と、第１流量検出手段としての第１流量センサＦＭ１と、第２流量検出手段としての第２流量センサＦＭ２と、を備える。なお、制御部３０と被制御対象機器との電気的接続線の図示については、省略している。

【0019】

また、逆浸透膜分離装置１は、原水ラインＬ１と、透過水ラインＬ２と、濃縮水ラインＬ３と、循環水ラインＬ４と、排水ラインＬ５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。

【0020】

原水ラインＬ１は、原水Ｗ１をＲＯ膜モジュール４に供給するラインである。原水ラインＬ１の上流側の端部は、原水Ｗ１の供給源（不図示）に接続されている。原水ライン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。原水ラインＬ１には、上流側から下流側に向けて順に、原水ポンプ１２、給水用開度調整弁１４、二次側圧力センサＰＳ２、合流部Ｊ２、加圧ポンプ２、吐出圧力センサＰＳ３、ＲＯ膜モジュール４が設けられている。

【0021】

なお、原水ラインＬ１を流通する原水Ｗ１には、原水Ｗ１の供給源（不図示）から直接供給される原水に限らず、例えば、原水Ｗ１を濾過処理装置（除鉄除マンガン装置、活性炭濾過装置等）、硬水軟化装置等の前処理装置により前処理された原水も含まれる。

【0022】

原水ポンプ１２は、原水ラインＬ１を流通する原水Ｗ１を吸入し、加圧ポンプ２へ向けて圧送（吐出）する装置である。原水ポンプ１２には、原水側インバータ１３から周波数が変換された駆動電力が供給される。原水ポンプ１２は、供給（入力）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。

【0023】

原水側インバータ１３は、原水ポンプ１２に、周波数が変換された駆動電力を供給する電気回路（又はその回路を持つ装置）である。原水側インバータ１３は、制御部３０と電気的に接続されている。原水側インバータ１３には、制御部３０から指令信号が入力される。原水側インバータ１３は、制御部３０により入力された指令信号（電流値信号又は電圧値信号）に対応する駆動周波数の駆動電力を原水ポンプ１２に出力する。

【0024】

本実施形態においては、制御部３０は、原水ポンプ１２が原水Ｗ１を所定の一定圧力値で吐出するように、原水側インバータ１３を制御する。原水ポンプ１２により付与される原水Ｗ１の前記一定圧力値は、原水ラインＬ１を流通する原水Ｗ１を加圧ポンプ２に供給可能な圧力値に設定される。これにより、給水用開度調整弁１４よりも上流側の原水ラインＬ１において、原水Ｗ１の原水圧力は、一定圧力値となる。本実施形態においては、原水Ｗ１の原水圧力を、例えば、０．２〜０．５ＭＰａの間の一定圧力値に設定している。

【0025】

なお、本実施形態においては、原水ラインＬ１に原水ポンプ１２を設けたが、これに制限されない。供給源から供給される原水Ｗ１の原水圧力が十分に確保されていれば、原水ポンプ１２を設けなくてもよい。例えば、原水ラインＬ１の上流側において、水頭圧差を利用することで、原水Ｗ１の原水圧力を確保するように構成してもよい。

【0026】

給水用開度調整弁１４は、合流部Ｊ２よりも上流側の原水ラインＬ１に設けられる。給水用開度調整弁１４は、合流部Ｊ２よりも上流側の原水ラインＬ１を流通する原水Ｗ１の圧力を調整する弁である。ここで、合流部Ｊ２よりも上流側の原水ラインＬ１は、合流部Ｊ２を介して、循環水ラインＬ４に接続されている。循環水ラインＬ４は、接続部Ｊ１を介して、濃縮水ラインＬ３に接続されている。濃縮水ラインＬ３の定流量弁５よりも下流側の部分において、接続部Ｊ１と定流量弁５の二次側とが接続されている。つまり、合流部Ｊ２よりも上流側の原水ラインＬ１を流通する原水Ｗ１の圧力は、定流量弁５の二次側の圧力と同じであると看做すことができる。

【0027】

給水用開度調整弁１４は、合流部Ｊ２よりも上流側の原水ラインＬ１を流通する原水Ｗ１の原水圧力を調整することによって、定流量弁５（後述）の二次側の圧力を所定の設定圧力値に調整して、定流量弁５の一次側の圧力から二次側の圧力を減じた差圧（以下「定流量弁差圧」ともいう）を調整する。なお、定流量弁５の二次側の圧力は、給水用開度調整弁１４と合流部Ｊ２との間に配置される二次側圧力センサＰＳ２（後述）により、検出二次側圧力値として検出される。

【0028】

給水用開度調整弁１４は、制御部３０と電気的に接続されている。給水用開度調整弁１４の弁開度は、制御部３０から送信される駆動信号により制御される。制御部３０から電流値信号（例えば、４〜２０ｍＡ）を給水用開度調整弁１４に送信して、流路断面積を調整することにより、流動抵抗（すなわち、圧力損失）を徐々に変化させることができる。この調整により、給水用開度調整弁１４は、合流部Ｊ２よりも上流側の原水ラインＬ１を流通する原水Ｗ１の圧力を調整する。

【0029】

給水用開度調整弁１４の上流側を流通する原水Ｗ１は、前述の通り、所定の一定圧力値の原水圧力が確保されている。そのため、給水用開度調整弁１４により調整される給水用開度調整弁１４よりも下流側の原水圧力は、後述する制御部３０により、原水ポンプ１２により吐出される原水圧力の所定の一定圧力値以下となるように制御される。

【0030】

二次側圧力センサ（以下では、「第２圧力検出部」とも呼称する）ＰＳ２は、原水ラインＬ１における給水用開度調整弁１４と合流部Ｊ２との間に配置されている。二次側圧力センサＰＳ２は、元来は、給水用開度調整弁１４と加圧ポンプ２との間の圧力を検出する機器であり、更には、接続部Ｊ１と合流部Ｊ２との圧力が等しいことから、定流量弁５の二次側の圧力を検出二次側圧力値として検出する機器である。前述したように、合流部Ｊ２よりも上流側であって給水用開度調整弁１４の下流側の原水ラインＬ１を流通する原水Ｗ１の圧力は、定流量弁５の二次側の圧力と同じである。そのため、二次側圧力センサＰＳ２は、給水用開度調整弁１４と合流部Ｊ２との間において原水Ｗ１の圧力を検出することで、定流量弁５の二次側の圧力を検出二次側圧力値として検出することができる。二次側圧力センサＰＳ２は、制御部３０と電気的に接続されている。二次側圧力センサＰＳ２で検出された検出二次側圧力値は、制御部３０へ検出信号として送信される。

【0031】

なお、本実施形態においては、二次側圧力センサＰＳ２による、定流量弁５の二次側の圧力の検出位置を、給水用開度調整弁１４と合流部Ｊ２との間の位置としたが、これに制限されない。二次側圧力センサＰＳ２は、定流量弁５の二次側の圧力が検出できれば、この位置に制限されない。定流量弁５の二次側の圧力は、原水ラインＬ１における給水用開度調整弁１４と加圧ポンプ２との間を流通する原水Ｗ１の圧力や、濃縮水ラインＬ３における定流量弁５と接続部Ｊ１との間を流通する濃縮水Ｗ３の圧力や、循環水ラインＬ４を流通する濃縮水Ｗ３の一部Ｗ３１の圧力や、排水ラインＬ５における接続部Ｊ１と排水用開度調整弁８との間を流通する濃縮水Ｗ３の残部Ｗ３２の圧力と、同じである。そのため、二次側圧力センサＰＳ２の検出位置は、定流量弁５の二次側の圧力を検出できる位置であれば、例えば、濃縮水ラインＬ３における定流量弁５と接続部Ｊ１との間の位置や、循環水ラインＬ４における接続部Ｊ１と合流部Ｊ２との間の位置等でもよい。

【0032】

加圧ポンプ２は、合流部Ｊ２よりも下流側の原水ラインＬ１に設けられる。加圧ポンプ２は、合流部Ｊ２よりも下流側の原水ラインＬ１において、原水ラインＬ１を流通する原水Ｗ１を吸入し、ＲＯ膜モジュール４へ向けて圧送（吐出）する装置である。加圧ポンプ２には、加圧側インバータ３から周波数が変換された駆動電力が供給される。加圧ポンプ２は、供給（入力）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。

【0033】

加圧側インバータ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（又はその回路を持つ装置）である。加圧側インバータ３は、制御部３０と電気的に接続されている。加圧側インバータ３には、制御部３０から指令信号が入力される。加圧側インバータ３は、制御部３０により入力された指令信号（電流値信号又は電圧値信号）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。

【0034】

吐出圧力センサＰＳ３は、加圧ポンプ２の吐出圧力（運転圧力）を検出吐出圧力値として検出する機器である。吐出圧力センサＰＳ３は、加圧ポンプ２の吐出側近傍に配置されている。本実施形態では、加圧ポンプ２から吐出された直後の原水Ｗ１の圧力を、加圧ポンプ２の吐出圧力とする。吐出圧力センサＰＳ３は、制御部３０と電気的に接続されている。吐出圧力センサＰＳ３で検出された原水Ｗ１の検出吐出圧力値は、制御部３０へ検出信号として送信される。

【0035】

ＲＯ膜モジュール４は、加圧ポンプ２から吐出された原水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原水Ｗ１を膜分離処理し、透過水Ｗ２及び濃縮水Ｗ３を製造する。

【0036】

透過水ラインＬ２は、ＲＯ膜モジュール４で分離された透過水Ｗ２を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、需要箇所の装置等に接続されている。透過水ラインＬ２には、透過水流量調整弁１５、第１流量センサＦＭ１が設けられている。

【0037】

透過水流量調整弁１５は、ＲＯ膜モジュール４で分離された透過水Ｗ２の流量を調整可能な弁である。透過水流量調整弁１５は、透過水ラインＬ２における第１流量センサＦＭ１よりも上流側に配置されている。透過水流量調整弁１５は、制御部３０と電気的に接続されている。透過水流量調整弁１５の弁開度は、制御部３０から送信される駆動信号により制御される。制御部３０から電流値信号（例えば、４〜２０ｍＡ）を透過水流量調整弁１５に送信して、弁開度を制御することにより、透過水Ｗ２の流量を調整することができる。

【0038】

第１流量センサＦＭ１は、透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２の流量を第１検出流量値として検出する機器である。第１流量センサＦＭ１は、透過水ラインＬ２に接続されている。第１流量センサＦＭ１は、制御部３０と電気的に接続されている。第１流量センサＦＭ１で検出された透過水Ｗ２の第１検出流量値は、制御部３０へパルス信号として送信される。第１流量センサＦＭ１として、例えば、流路ハウジング内に軸流羽根車又は接線羽根車（不図示）を配置したパルス発信式の流量センサを用いることができる。

【0039】

濃縮水ラインＬ３は、ＲＯ膜モジュール４で分離された濃縮水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、接続部Ｊ１において、循環水ラインＬ４及び排水ラインＬ５に分岐している。

【0040】

濃縮水ラインＬ３には、上流側から下流側に向けて順に、一次側圧力センサＰＳ１、定流量弁５、接続部Ｊ１が設けられている。
一次側圧力センサ（以下では、これを「第１圧力検出部」とも呼称する）ＰＳ１は、定流量弁５の一次側の圧力を検出一次側圧力値として検出する機器である。一次側圧力センサＰＳ１は、濃縮水ラインＬ３におけるＲＯ膜モジュール４と定流量弁５との間に配置されている。一次側圧力センサＰＳ１は、制御部３０と電気的に接続されている。一次側圧力センサＰＳ１で検出された原水Ｗ１の検出一次側圧力値は、制御部３０へ検出信号として送信される。

【0041】

定流量弁５は、濃縮水ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ３の流量を所定の一定流量値に保持するように調整する機器である。定流量弁５において保持される一定流量値は、一定流量値に幅がある概念であり、定流量弁における目標流量値のみに限られない。例えば、定流量機構の特性（例えば、材質や構造に起因する温度特性等）を考慮して、定流量弁における目標流量値に対して、±１０％程度の調整誤差を有するものを含む。定流量弁５は、補助動力や外部操作を必要とせずに一定流量値を保持するものであり、例えば、水ガバナの名称で呼ばれるものが挙げられる。なお、定流量弁５は、補助動力や外部操作により動作して、一定流量値を保持するものでもよい。

【0042】

循環水ラインＬ４は、濃縮水ラインＬ３から分岐するラインであって、ＲＯ膜モジュール４で分離された濃縮水Ｗ３の一部Ｗ３１を、原水ラインＬ１におけるＲＯ膜モジュール４及び加圧ポンプ２よりも上流側の合流部Ｊ２に返送するラインである。循環水ラインＬ４の上流側の端部は、接続部Ｊ１において、濃縮水ラインＬ３に接続されている。また、循環水ラインＬ４の下流側の端部は、合流部Ｊ２において、原水ラインＬ１に接続されている。循環水ラインＬ４には、逆止弁６が設けられている。

【0043】

排水ラインＬ５は、接続部Ｊ１において濃縮水ラインＬ３から分岐され、ＲＯ膜モジュール４で分離された濃縮水Ｗ３の残部Ｗ３２を装置外（系外）に排出するラインである。排水ラインＬ５には、第２流量センサＦＭ２、排水流量調整手段としての排水用開度調整弁８が設けられている。

【0044】

排水用開度調整弁８は、排水ラインＬ５から装置外へ排出する濃縮水Ｗ３の残部Ｗ３２の排水流量を調整可能な弁である。排水用開度調整弁８は、排水ラインＬ５における第２流量センサＦＭ２よりも上流側に配置されている。排水用開度調整弁８は、制御部３０と電気的に接続されている。排水用開度調整弁８の弁開度は、制御部３０から送信される駆動信号により制御される。制御部３０から電流値信号（例えば、４〜２０ｍＡ）を排水用開度調整弁８に送信して、弁開度を制御することにより、濃縮水Ｗ３の残部Ｗ３２の排水流量を調整することができる。
排水用開度調整弁８における制御部３０による制御の詳細は後述する。

【0045】

第２流量センサＦＭ２は、排水ラインＬ５を流通する濃縮水Ｗ３の残部Ｗ３２の排水流量を第２検出流量値として検出する機器である。第２流量センサＦＭ２は、制御部３０と電気的に接続されている。第２流量センサＦＭ２で検出された濃縮水Ｗ３の残部Ｗ３２の第２検出流量値は、制御部３０へパルス信号として送信される。第２流量センサＦＭ２として、例えば、流路ハウジング内に軸流羽根車又は接線羽根車（不図示）を配置したパルス発信式の流量センサを用いることができる。

【0046】

＜１．２ 制御部の機能ブロック＞
制御部３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＭＯＳメモリ等を有し、これらはバスを介して相互に通信可能に構成される、当業者にとって公知のものである。

【0047】

ＣＰＵは逆浸透膜分離装置１を全体的に制御するプロセッサである。該ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された各種プログラムを、バスを介して読み出し、該各種プログラムに従って逆浸透膜分離装置１全体を制御することで、図２の機能ブロック図に示すように、制御部３０が、給水用開度調整弁制御部３１、排水用開度調整弁制御部３２、ポンプ制御部３３、異常検知部３４、警報発報部３５の機能を実現するように構成される。ＲＡＭには一時的な計算データや表示データ等の各種データが格納される。ＣＭＯＳメモリは図示しないバッテリでバックアップされ、逆浸透膜分離装置１の電源がオフされても記憶状態が保持される不揮発性メモリとして構成される。

【0048】

給水用開度調整弁制御部３１は、給水用開度調整弁１４の開度を制御する。
排水用開度調整弁制御部３２は、排水用開度調整弁８の開度を制御する。また、後述の異常検知部３４が異常を検知すると共に、第２流量センサＦＭ２が検出する濃縮水Ｗ３の残部Ｗ３２の排水流量値（これを、以降では「検出流量値」とも呼称する）が所定値以下の場合に、排水用開度調整弁制御部３２は、排水用開度調整弁８の開度を高くしてもよい。

【0049】

ポンプ制御部３３は、加圧ポンプ２の動作を制御する。
異常検知部３４は、ポンプ制御部３３が加圧ポンプ２を停止させ、排水用開度調整弁制御部３２が排水用開度調整弁８の開度を固定し、定流量弁５の一次側の圧力である第１圧力が所定圧力以上ある条件で、検出流量値に基づいて、定流量弁５の異常を検知する。
また、異常検知部３４は、定流量弁５に設定された設定流量値と、検出流量値との差分が所定範囲以上にある場合に、定流量弁５の異常を検知してもよい。
また、異常検知部３４は、上記の第１圧力が所定値となるように、給水用開度調整弁制御部３１が給水用開度調整弁１４の開度を調整した際、第２流量センサＦＭ２が検出する濃縮水Ｗ３の残部Ｗ３２の排水流量値に基づいて、定流量弁５の異常を検知してもよい。
また、異常検知部３４は、排水用開度調整弁８の開度と、給水用開度調整弁１４の下流側での原水の圧力である第２圧力とに基づいて、第２流量センサＦＭ２の流量の想定値を算出し、検出流量値と想定値との比較結果に基づいて、第２流量センサＦＭ２の異常を検知してもよい。
警報発報部３５は、異常検知部３４が異常を検知した際に、警報を発する。

【0050】

＜１．３ 第１実施形態に係る逆浸透膜分離装置の制御方法＞
図３のフローチャートは、逆浸透膜分離装置１の制御方法を示す。

【0051】

ステップＳ１において、ポンプ制御部３３が、加圧ポンプ２の動作を停止する。
ステップＳ２において、排水用開度調整弁制御部３２が、排水用開度調整弁８の開度を固定する。とりわけ、排水用開度調整弁制御部３２は、排水用開度調整弁８の開度を全開とすることが好ましい。

【0052】

ステップＳ３において、給水用開度調整弁制御部３１が、給水用開度調整弁１４の開度を調整する。具体的には、給水用開度調整弁制御部３１は、定流量弁５における差圧が一定値となるように、すなわち、定流量弁５の一次側の圧力である第１圧力が所定値となるように、給水用開度調整弁１４の開度を調整する。ここで、定流量弁５における差圧としては、例えば、０．１Ｍｐａ前後の圧力とすることが可能である。
これらのステップＳ１〜Ｓ３により、定流量弁５を流れる全水量を、第２流量センサＦＭ２が検知することが可能となる。

【0053】

ステップＳ４において、定流量弁５に設定された設定流量値と、第２流量センサＦＭ２が検出する検出流量値とがほぼ等しく、設定流量値と検出流量値との差分が所定範囲以下にある場合（Ｓ４：ＹＥＳ）には、処理は終了する。一方で、設定流量値と検出流量値との差分が所定範囲を超える場合（Ｓ４：ＮＯ）には、処理はステップＳ５に移行する。ここで「所定範囲」とは、例えば、検出流量値の０．１倍と定義することが可能である。すなわち、「設定流量値と検出流量値との差分が所定範囲以下にある」とは、設定流量値が検出流量値の０．９倍以上１，１倍以下であると定義することが可能である。

【0054】

ステップＳ５において、異常検知部３４が、ステップＳ４における比較結果に基づき、異常を検知する。

【0055】

ステップＳ６において、警報発報部３５が、警報を発報する。

【0056】

ステップＳ７において、逆浸透膜分離装置１は、バックアップ運転を実施する。具体的には、正常運転時の過去のデータ、すなわち、二次側圧力センサＰＳ２の検出値と排水用開度調整弁８の開度と定流量弁５における流量と回収率との関係性、及び、現時点における二次側圧力センサＰＳ２の検出値に基づいて、排水用開度調整弁制御部３２は、排水用開度調整弁８の開度を調整し、処理を終了する。

【0057】

なお、上記のステップＳ１〜Ｓ７を実行する前に、異常検知部３４は、排水用開度調整弁８の開度と、給水用開度調整弁１４の下流側での原水の圧力である第２圧力とに基づいて、第２流量センサＦＭ２の流量の想定値を算出し、検出流量値と想定値との比較結果に基づいて、第２流量センサＦＭ２の異常を検知すると、なおよい。

【0058】

また、上記のステップＳ７において、定流量弁５の膜詰まり等により、検出流量値が所定値以下となった場合には、排水用開度調整弁制御部３２は、排水用開度調整弁８の調整として、開度を高くすることにより、回収率を下げて、循環比低下に伴う膜詰まりを暫定的に抑制してもよい。

【0059】

＜１．４ 第１実施形態が奏する効果＞
上述した本実施形態に係る逆浸透膜分離装置１によれば、例えば、以下のような効果が得られる。
本実施形態に係る逆浸透膜分離装置１においては、ポンプ制御部３３が加圧ポンプ２を停止させ、排水用開度調整弁制御部３２が排水用開度調整弁８の開度を固定し、定流量弁５の一次側の圧力である第１圧力が所定圧力以上ある条件で、第２流量センサＦＭ２が検出する排水の流量値に基づいて、定流量弁５の異常を検知する。
このため、定流量弁５の流量検知に特化した流量計を追加する必要なく、定流量弁５の異常を検知することが可能となる。

【0060】

また、逆浸透膜分離装置１は、異常検知部３４が異常を検知した際に、警報を発する警報発報部３５を更に備えてもよい。
このため、異常が発生したことを、警報により認識することが可能となる。

【0061】

また、異常検知部３４は、定流量弁５に設定された設定流量値と、検出流量値との差分が所定範囲以上にある場合に異常を検知してもよい。
このため、定流量弁又は流量計のいずれで異常が発生しても、異常を検知することが可能となる。

【0062】

また、異常検知部３４は、定流量弁５の一次側の圧力である第１圧力が所定値となるように、給水用開度調整弁制御部３１が給水用開度調整弁１４の開度を調整した際、検出流量値に基づいて、定流量弁５の異常を検知してもよい。
このため、第１圧力と、給水用開度調整弁１４の下流側での原水の第２圧力との差圧が一定値となるように、給水用開度調整弁１４の開度を調整した際、誤差が発生することがあるが、この誤差の影響を低減することが可能となる。

【0063】

また、異常検知部３４は、排水用開度調整弁８の開度と、上記の第２圧力とに基づいて 、第２流量センサＦＭ２の流量の想定値を算出し、検出流量値と想定値との比較結果に基づいて、第２流量センサＦＭ２の異常を検知してもよい。
本発明においては、流量検出部の検出値を用いて、定流量弁の異常を検知することが可能であるが、流量検出部が故障していた場合、このような検知が不可能となる。この点、請求項６に記載の方法により、予め流量検出部の異常を検知することが可能となる。

【0064】

また、異常検知部３４が異常を検知すると共に、検出流量値が所定値以下の場合に、排水用開度調整弁制御部３２は、排水用開度調整弁８の開度を高くしてもよい。
異常検知部が異常を検知した際に、バックアップ運転として、第２圧力に基づいて排水用開度調整弁の開度を高くすること、又は処理水の流量を低くすることにより、非常時に回収率を下げることが可能となる。

【0065】

＜２．第２実施形態＞
＜２．１ 逆浸透膜分離装置の構成＞
本発明の第２実施形態に係る逆浸透膜分離装置１Ａについて、図面を参照しながら説明する。なお、第１実施形態に係る逆浸透膜分離装置１と同一の構成要素については、同一の符号を用いて示し、その機能の説明は省略する。

【0066】

逆浸透膜分離装置１Ａは、逆浸透膜分離装置１が有する構成要素に加えて、校正用に用いられる第２定流量弁５Ａと、第１流路切換弁１６と第２流路切換弁１７とを、更に備える。

【0067】

第２定流量弁５Ａは、濃縮水ラインＬ３に、定流量弁５と並列して設けられ、後述の方法により、定流量弁５に異常が発生しているか否か判断する際の校正に用いられる。

【0068】

第１流路切換弁１６及び第２流路切換弁１７は、ＲＯ膜モジュール４で分離された濃縮水Ｗ３を、定流量弁５側、又は、第２定流量弁５Ａ側に切り換え可能な弁である。第１流路切換弁１６及び第２流路切換弁１７は、例えば、電動式又は電磁式の三方弁により構成される。第１流路切換弁１６及び第２流路切換弁１７は、制御部３０と電気的に接続されている。第１流路切換弁１６及び第２流路切換弁１７における流路の切り換えは、制御部３０から送信される流路切換信号により制御される。

【0069】

第２実施形態において、異常検知部３４は、濃縮水が定流量弁５を経由した際の第２流量センサＦＭ２の検出流量値と、濃縮水が第２定流量弁５Ａを経由した際の第２流量センサＦＭ２の検出流量値とが異なる場合に、異常を検知する

【0070】

＜２．２ 第２実施形態に係る逆浸透膜分離装置の制御方法＞
図３のフローチャートは、逆浸透膜分離装置１の制御方法を示す。

【0071】

ステップＳ１１において、ポンプ制御部３３が、加圧ポンプ２の動作を停止する。
ステップＳ１２において、排水用開度調整弁制御部３２が、排水用開度調整弁８の開度を固定する。とりわけ、排水用開度調整弁制御部３２は、排水用開度調整弁８の開度を全開とすることが好ましい。

【0072】

ステップＳ１３において、給水用開度調整弁制御部３１が、給水用開度調整弁１４の開度を調整する。具体的には、給水用開度調整弁制御部３１は、定流量弁５における差圧が一定値となるように、すなわち、定流量弁５の一次側の圧力である第１圧力が所定値となるように、給水用開度調整弁１４の開度を調整する。ここで、定流量弁５における差圧としては、例えば、０．１Ｍｐａ前後の圧力とすることが可能である。
これらのステップＳ１〜Ｓ３により、定流量弁５又は第２定流量弁５Ａを流れる水の全水量を、第２流量センサＦＭ２が検知することが可能となる。

【0073】

ステップＳ１４において、濃縮水Ｗ３を定流量弁５に流通させた上で、第２流量センサＦＭ２に排水の流量値を検出させた後、制御部３０から送信される流路切換信号により、第１流路切換弁１６及び第２流路切換弁１７における流路を切り替えることにより、濃縮水Ｗ３を第２定流量弁５Ａに流通させた上で、第２流量センサＦＭ２に排水の流量値を検出させる。
濃縮水Ｗ３を定流量弁５に流通させた場合に、第２流量センサＦＭ２が検出する検出流量値（これを、以降では「第１検出流量値」とも呼称する）と、濃縮水Ｗ３を第２定流量弁５Ａに流通させた場合に、第２流量センサＦＭ２が検出する検出流量値（これを、以降では「第２検出流量値」とも呼称する）との差分が所定範囲以下にある場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）には、処理は終了する。一方で、第１検出流量値と第２検出流量値との差分が所定範囲を超える場合（Ｓ１４：ＮＯ）には、処理はステップＳ１５に移行する。ここで「所定範囲」とは、例えば、第２検出流量値の０．１倍と定義することが可能である。すなわち、「第１検出流量値と第２検出流量値との差分が所定範囲以下にある」とは、第１検出流量値が第２検出流量値の０．９倍以上１，１倍以下であると定義することが可能である。

【0074】

ステップＳ１５において、異常検知部３４が、ステップＳ１４における比較結果に基づき、異常を検知する。

【0075】

ステップＳ１６において、警報発報部３５が、警報を発報する。

【0076】

ステップＳ１７において、逆浸透膜分離装置１は、バックアップ運転を実施する。具体的には、正常運転時の過去のデータ、すなわち、二次側圧力センサＰＳ２の検出値と、排水用開度調整弁８の開度と、定流量弁５における流量と、回収率との関係性に基づき、現時点における二次側圧力センサＰＳ２の検出値に基づいて、排水用開度調整弁制御部３２は、排水用開度調整弁８の開度を調整し、処理を終了する。

【0077】

なお、上記のステップＳ１〜Ｓ７を実行する前に、異常検知部３４は、排水用開度調整弁８の開度と、給水用開度調整弁１４の下流側での原水の圧力である第２圧力とに基づいて、第２流量センサＦＭ２の流量の想定値を算出し、検出流量値と想定値との比較結果に基づいて、第２流量センサＦＭ２の異常を検知すると、なおよい。

【0078】

また、上記のステップＳ１７において、定流量弁５の膜詰まり等により、検出流量値が所定値以下となった場合には、排水用開度調整弁制御部３２は、排水用開度調整弁８の調整として、開度を高くすることにより、回収率を下げて、循環比低下に伴う膜詰まりを暫定的に抑制してもよい。
あるいは、とりわけ定流量弁５が壊れた場合には、第２定流量弁５Ａをバックアップ運転時に用いる定流量弁としてもよい。

【0079】

＜２．３ 第２実施形態が奏する効果＞
上述した本実施形態に係る逆浸透膜分離装置１Ａによれば、第１実施形態に係る逆浸透膜分離装置１と同様の効果が奏される。

【0080】

また、本実施形態に係る逆浸透膜分離装置１Ａにおいては、濃縮水ラインＬ３に、定流量弁５と並行に校正用の第２定流量弁５Ａが設けられ、異常検知部３４は、濃縮水Ｗ３が定流量弁５を経由した際の検出流量値と、濃縮水Ｗ３が第２定流量弁５Ａを経由した際の検出流量値とが異なる場合に、異常を検知してもよい。
これにより、異常の原因が、流量計ではなく標準の定流量弁にある場合に、当該異常を検知することが可能となる。

【0081】

＜３．変形例＞
上記の逆浸透膜分離装置１及び１Ａにおいては、通常の逆浸透膜分離装置と同様に、ＲＯ膜が目詰まりした場合には、膜交換や膜洗浄等を実施することが可能である。

【0082】

また、二次側圧力センサＰＳ２の検出値と、第２流量センサＦＭ２の検出値と、排水用開度調整弁８の開度との三者の関係、更に厳密には、水温を含めた四者の関係が、排水用開度調整弁８の特性値として既知の場合には、逆浸透膜分離装置１及び１Ａの運転時に、排水用開度調整弁８の開度と、二次側圧力センサＰＳ２の検出値から想定される本来の第２流量センサＦＭ２の流量想定値と、第２流量センサＦＭ２の実際の検出値とを比較して、第２流量センサＦＭ２が正常であることを確認することが可能である。

【符号の説明】

【0083】

１ 逆浸透膜分離装置
２ 加圧ポンプ
４ ＲＯ膜モジュール（逆浸透膜モジュール）
５ 定流量弁（定流量手段）
５Ａ 定流量弁（定流量手段）
８ 排水用開度調整弁
１４ 給水用開度調整弁
３０ 制御部
３１ 給水用開度調整弁制御部
３２ 排水用開度調整弁制御部
３３ ポンプ制御部
３４ 異常検知部
３５ 警報発報部
Ｊ１ 接続部
Ｊ２ 合流部
Ｌ１ 原水ライン
Ｌ２ 透過水ライン
Ｌ３ 濃縮水ライン
Ｌ４ 循環水ライン
Ｌ５ 排水ライン
ＦＭ１ 第１流量センサ
ＦＭ２ 第２流量センサ（流量検出部）
ＰＳ１ 一次側圧力センサ（第１圧力検出部）
ＰＳ２ 二次側圧力センサ（第２圧力検出部）
Ｗ１ 原水
Ｗ２ 透過水
Ｗ３ 濃縮水
Ｗ３１ 濃縮水の一部
Ｗ３２ 濃縮水の残部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】