特開 2019-217435 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2019-217435(P2019-217435A)

(43)【公開日】2019年12月26日

(54)【発明の名称】膜分離装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/44 20060101AFI20191129BHJP

   B01D 61/12 20060101ALI20191129BHJP

   B01D 65/02 20060101ALI20191129BHJP

【ＦＩ】

   C02F1/44 A

   C02F1/44 H

   B01D61/12

   B01D65/02 530

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2018-115534(P2018-115534)

(22)【出願日】2018年6月18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】中 祥彦

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 隼人

(72)【発明者】

【氏名】平尾 匡章

(72)【発明者】

【氏名】清水 寿一

【テーマコード（参考）】

4D006

【Ｆターム（参考）】

4D006GA03

4D006JA53A

4D006JA57A

4D006JA63A

4D006JB05

4D006KC02

4D006KC12

4D006KE03P

4D006KE04P

4D006KE04Q

4D006KE07P

4D006KE07Q

4D006KE22Q

4D006KE23Q

4D006KE26Q

4D006PA01

4D006PB02

4D006PC01

(57)【要約】

【課題】逆浸透膜モジュールのフラッシング時におけるフラッシング効果が高い膜分離装置を提供する。
【解決手段】膜分離装置１は、逆浸透膜モジュール４と、加圧ポンプ２と、加圧ポンプ２の回転速度を制御するポンプ制御部３０１と、逆浸透膜モジュール４に供給される給水の圧力を調整する給水圧力調整部３０２と、排水流量調整弁７と、逆浸透膜モジュール４の１次圧を測定する圧力測定手段１６と、排水流量調整弁７の開度を制御する排水流量調整弁制御部３０３と、逆浸透膜モジュール４のフラッシング時において、給水時よりも、圧力測定手段１６により測定される１次圧を低下させるように、ポンプ制御部３０１、給水圧力調整部３０２、及び排水流量調整弁制御部３０３を制御する連係制御部３０４と、を備える。
【選択図】図１

【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逆浸透膜モジュールと、
供給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、
前記加圧ポンプの回転速度を制御するポンプ制御部と、
前記逆浸透膜モジュールに供給される給水の圧力を調整する給水圧力調整部と、
実質的に無段階で開度を調整することにより、装置外へ排出する濃縮水の排水流量を調整する排水流量調整弁と、
前記逆浸透膜モジュールの１次圧を測定する圧力測定手段と、
前記排水流量調整弁の開度を制御する排水流量調整弁制御部と、
前記ポンプ制御部、前記給水圧力調整部、及び前記排水流量調整弁制御部を連係して制御する連係制御部と、を備える膜分離装置であって、
前記連係制御部は、前記逆浸透膜モジュールのフラッシング時において、給水時よりも、前記圧力測定手段により測定される前記１次圧を低下させるように、前記ポンプ制御部、前記給水圧力調整部、及び前記排水流量調整弁制御部を制御する、膜分離装置。

【請求項2】

前記給水圧力調整部は、
実質的に無段階で開度を調整することにより、前記逆浸透膜モジュールに供給される給水の圧力を調整する給水圧力調整弁と、
前記給水圧力調整弁の開度を制御する給水圧力調整弁制御部と、
を備える、請求項１に記載の膜分離装置。

【請求項3】

前記給水圧力調整弁制御部は、前記逆浸透膜モジュールのフラッシング時において、給水時よりも、前記給水圧力調整弁の開度を小さくする、請求項２に記載の膜分離装置。

【請求項4】

前記給水圧力調整部は、
前記加圧ポンプに対して給水を供給水として吐出する給水ポンプと、
前記給水ポンプによる吐出圧力を調整する吐出圧力調整部を備える、請求項１に記載の膜分離装置。

【請求項5】

前記吐出圧力調整部は、前記逆浸透膜モジュールのフラッシング時において、給水時よりも、前記吐出圧力を低くする、請求項４に記載の膜分離装置。

【請求項6】

前記排水流量調整弁制御部は、前記逆浸透膜モジュールのフラッシング時において、給水時よりも、前記排水流量調整弁の開度を大きくする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の膜分離装置。

【請求項7】

透過水の流量を測定する第１流量測定手段と、
排水流量を測定する第２流量測定手段と、を更に備え、
前記排水流量調整弁制御部は、前記逆浸透膜モジュールのフラッシング時において、前記第２流量測定手段により測定される排水流量が、定格運転時の透過水量を最低回収率で除した値と前記第１流量測定手段により測定される前記透過水の流量値との差分を超えないように、前記排水流量調整弁の開度を調整する、請求項６に記載の膜分離装置。

【請求項8】

前記ポンプ制御部は、前記逆浸透膜モジュールのフラッシング時において、給水時よりも、前記加圧ポンプの回転速度を小さくするか、又は前記加圧ポンプを停止させる、請求項１〜７のいずれか１項記載の膜分離装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、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】

逆浸透膜モジュールを用いた逆浸透膜分離処理により、純水を製造するに伴い、逆浸透膜モジュールに対して、懸濁物質、フミン質、タンパク質等の汚染物質が付着していくため、定期的に又は不定期で、逆浸透膜モジュールを洗浄する必要が発生する。このような逆浸透膜モジュールの洗浄は、一般にフラッシングと呼ばれる。

【0004】

例えば、特許文献１は、循環比を所定の範囲に設定した後、ＲＯ膜モジュールの一次側を洗浄するフラッシング運転を実行する技術を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１４−１８８４３８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に開示される技術においては、循環比を通常時よりも低く設定した後、フラッシング運転の実行頻度を増加させる必要があった。その場合、フラッシング１回あたりの透過水量を増加させる必要があるため、高いフラッシング効果は期待できなかった。

【0007】

本発明は、逆浸透膜モジュールのフラッシング時におけるフラッシング効果が高い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、供給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、供給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、前記加圧ポンプの回転速度を制御するポンプ制御部と、前記逆浸透膜モジュールに供給される給水の圧力を調整する給水圧力調整部と、実質的に無段階で開度を調整することにより、装置外へ排出する濃縮水の排水流量を調整する排水流量調整弁と、前記逆浸透膜モジュールの１次圧を測定する圧力測定手段と、前記排水流量調整弁の開度を制御する排水流量調整弁制御部と、前記ポンプ制御部、前記給水圧力調整部、及び前記排水流量調整弁制御部を連係して制御する連係制御部とを備える膜分離装置であって、前記連係制御部は、前記逆浸透膜モジュールのフラッシング時において、給水時よりも、前記圧力測定手段により測定される前記１次圧を低下させるように、前記ポンプ制御部、前記給水圧力調整部、及び前記排水流量調整弁制御部を制御する、膜分離装置に関する。

【0009】

また、前記給水圧力調整部は、実質的に無段階で開度を調整することにより、前記逆浸透膜モジュールに供給される給水の圧力を調整する給水圧力調整弁と、前記給水圧力調整弁の開度を制御する給水圧力調整弁制御部と、を備えることが好ましい。

【0010】

また、前記給水圧力調整弁制御部は、前記逆浸透膜モジュールのフラッシング時において、給水時よりも、前記給水圧力調整弁の開度を小さくすることが好ましい。

【0011】

また、前記給水圧力調整部は、前記加圧ポンプに対して給水を供給水として吐出する給水ポンプと、前記給水ポンプによる吐出圧力を調整する吐出圧力調整部を備えることが好ましい。

【0012】

また、前記吐出圧力調整部は、前記逆浸透膜モジュールのフラッシング時において、給水時よりも、前記吐出圧力を低くすることが好ましい。

【0013】

また、前記排水流量調整弁制御部は、前記逆浸透膜モジュールのフラッシング時において、給水時よりも、前記排水流量調整弁の開度を大きくすることが好ましい。

【0014】

また、透過水の流量を測定する第１流量測定手段と、排水流量を測定する第２流量測定手段とを更に備え、前記排水流量調整弁制御部は、前記逆浸透膜モジュールのフラッシング時において、前記第２流量測定手段により測定される排水流量が、定格運転時の透過水量を最低回収率で除した値と前記第１流量測定手段により測定される前記透過水の流量値との差分を超えないように、前記排水流量調整弁の開度を調整することが好ましい。

【0015】

また、前記ポンプ制御部は、前記逆浸透膜モジュールのフラッシング時において、給水時よりも、前記加圧ポンプの回転速度を小さくするか、又は前記加圧ポンプを停止させることが好ましい。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、逆浸透膜モジュールのフラッシング時におけるフラッシング効果が高い膜分離装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第１実施形態に係る膜分離装置の全体構成を示す図である。

【図2】本発明の実施形態で用いられる流量調整ユニットに係る圧力と流量の関係を示す図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係る膜分離装置に含まれる制御部の機能ブロック図である。

【図4】本発明の第１実施形態における弁開度等のタイムチャートである。

【図5】本発明の第２実施形態に係る膜分離装置の全体構成を示す図である。

【図6】本発明の第２実施形態に係る膜分離装置に含まれる制御部の機能ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

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

【0019】

図１に示すように、本実施形態に係る膜分離装置１は、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、流量調整ユニット５と、逆止弁６と、排水流量調整部としての排水流量調整弁７と、給水ポンプ１２と、給水側インバータ１３と、給水圧力調整部としての給水圧力調整弁１４と、圧力測定手段としての第１圧力センサ１５及び第２圧力センサ１６と、流量検出手段としての第１流量センサＦＭ１及び第２流量センサＦＭ２と、制御部３０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。

【0020】

また、膜分離装置１は、給水ラインＬ１と、供給水ラインＬ２と、透過水ラインＬ３と、第１濃縮水ラインＬ４１と、第２濃縮水ラインＬ４２と、循環水ラインＬ５と、排水ラインＬ６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。

【0021】

給水ラインＬ１は、給水Ｗ１を、供給水ラインＬ２との合流部である合流部Ｊ２まで供給するラインである。給水ラインＬ１の上流側の端部は、給水Ｗ１の供給源（不図示）に接続されている。給水ラインＬ１には、上流側から下流側に向けて順に、給水ポンプ１２、給水圧力調整弁１４、第１圧力センサ１５、合流部Ｊ２が設けられている。

【0022】

給水ポンプ１２は、給水ラインＬ１を流通する給水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。給水ポンプ１２には、給水側インバータ１３から周波数が変換された駆動電力が供給される。給水ポンプ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】

給水側インバータ１３は、給水ポンプ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。給水側インバータ１３は、制御部３０と電気的に接続されている。給水側インバータ１３には、制御部３０から指令信号が入力される。給水側インバータ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給水ポンプ１２に出力する。本実施形態においては、制御部３０は、給水ポンプ１２が給水Ｗ１を所定の一定圧力値で吐出するように、給水側インバータ１３を制御する。

【0024】

給水圧力調整弁１４は、実質的に無段階で開度を調整することにより、ＲＯ膜モジュール４に供給される給水Ｗ１の圧力を調整する比例弁である。給水圧力調整弁１４は、制御部３０と電気的に接続されており、制御部３０からの制御により開度が調整される。

【0025】

第１圧力センサ１５は、制御部３０と電気的に接続されている。第１圧力センサ１５は、給水圧力調整弁１４により調整された後の給水Ｗ１の水圧（以下、「第１測定水圧値」ともいう）を測定し、第１測定水圧値は制御部３０へ検出信号として送信される。

【0026】

供給水ラインＬ２は、給水Ｗ１を、供給水Ｗ２として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Ｌ２の上流側の端部は、合流部Ｊ２に接続されている。供給水ラインＬ２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。供給水ラインＬ２には、上流側から下流側に向けて順に、合流部Ｊ２、加圧ポンプ２、第２圧力センサ１６、ＲＯ膜モジュール４が設けられている。

【0027】

加圧ポンプ２は、供給水ラインＬ２に設けられる。加圧ポンプ２は、供給水ラインＬ２において、給水Ｗ１を吸入し、供給水Ｗ２として、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。

【0028】

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。

【0029】

第２圧力センサ１６は、供給水ラインＬ２に設けられる。第２圧力センサ１６は、制御部３０と電気的に接続されている。第２圧力センサ１６は、加圧ポンプ２から吐出された供給水Ｗ２の水圧（以下、「第２測定水圧値」ともいう）、とりわけ後述のＲＯ膜モジュール４の一次側の圧力を測定し、第２測定水圧値は制御部３０へ検出信号として送信される。

【0030】

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Ｗ２を、溶存塩類が除去された透過水Ｗ３と、溶存塩類が濃縮された濃縮水Ｗ４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Ｗ２を膜分離処理し、透過水Ｗ３及び濃縮水Ｗ４を製造する。

【0031】

透過水ラインＬ３は、ＲＯ膜モジュール４で分離された透過水Ｗ３を送出するラインである。透過水ラインＬ３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Ｌ３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Ｌ３には、第１流量センサＦＭ１（以下、「第１流量検出手段」とも呼称する）が設置される。

【0032】

第１流量センサＦＭ１は、透過水ラインＬ３を流通する透過水Ｗ３の流量を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Ｌ３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Ｗ３の検出流量値は、制御部３０へ検出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。

【0033】

第１濃縮水ラインＬ４１は、ＲＯ膜モジュール４で分離された濃縮水Ｗ４を送出するラインである。第１濃縮水ラインＬ４１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、第１濃縮水ラインＬ４１の下流側は、流量調整ユニット５の一次側に接続されている。

【0034】

また、第２濃縮水ラインＬ４２は、流量調整ユニット５で流量が調整された濃縮水Ｗ４を送出するラインである。第２濃縮水ラインＬ４２の上流側の端部は、流量調整ユニット５の二次側に接続されている。また、第２濃縮水ラインＬ４２の下流側は、接続部Ｊ１において、循環水ラインＬ５及び排水ラインＬ６に分岐している。

【0035】

なお、以降では、第１濃縮水ラインＬ４１と第２濃縮水ラインＬ４２とをまとめて、「濃縮水ラインＬ４」と総称することがある。

【0036】

流量調整ユニット５は、当該流量調整ユニット５における差圧によらず、実質的に定流量の濃縮水Ｗ４を流通させる定流量要素と、当該流量調整ユニット５における差圧に実質的に比例して濃縮水Ｗ４の流量が高くなる比例要素とを備える。流量調整ユニット５における差圧は、具体的には、第１濃縮水ラインＬ４１の水圧と第２濃縮水ラインＬ４２の水圧との差圧である。定流量要素は、補助動力や外部操作を必要とせずに一定流量値を保持し、例えば水ガバナの名称で呼ばれるものを用いてもよい。また、比例要素としては、例えばオリフィスの名称で呼ばれるものを用いてもよく、オリフィスから流れる濃縮水Ｗ４の流量が、当該流量調整ユニット５における差圧に比例する。

【0037】

図２は、ＲＯ膜モジュール４の入口圧力と、流量調整ユニット５を流れる濃縮水の流量との関係の例を示すグラフである。流量調整ユニット５は、定流量要素を備えることから、入口圧力が発生すると、流量調整ユニット５を流れる濃縮水の流量は一気にＡ点まで上昇する。すなわち近似的には、入口圧力の発生と同時にＡ点の高さの流量が流量調整ユニット５に流れる。同時に、流量調整ユニット５は比例要素を備えることから、以降、入口圧力が上昇するに従い、流量調整ユニット５を流れる濃縮水の流量は、一次関数的に上昇する。

【0038】

なお、流量調整ユニット５において、定流量要素と比例要素とは一体的に構成されていてもよく、別体として構成されていてもよい。一体的に構成されている場合には、例えば、比例要素の流れ方向が、流量調整ユニット５の長軸方向と一致し、定流量要素の流れ方向が流量調整ユニット５の長軸方向に直交するように構成してもよい。あるいは、比例要素の流れ方向が流量調整ユニット５の長軸方向に直交し、定流量要素の流れ方向が流量調整ユニット５の長軸方向と一致するように構成してもよい。あるいは、定流量要素の流れ方向と比例要素の流れ方向が、共に流量調整ユニット５の長軸方向と一致するように構成してもよい。

【0039】

循環水ラインＬ５は、濃縮水ラインＬ４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Ｗ４の一部である循環水Ｗ４１を、合流部Ｊ２に返送するラインである。循環水ラインＬ５の上流側の端部は、接続部Ｊ１において、濃縮水ラインＬ４に接続されている。また、循環水ラインＬ５の下流側の端部は、合流部Ｊ２において、給水ラインＬ１に接続されている。循環水ラインＬ５には、逆止弁６が設けられている。

【0040】

排水ラインＬ６は、接続部Ｊ１において濃縮水ラインＬ４から分岐され、ＲＯ膜モジュール４で分離された濃縮水Ｗ４の残部である排水Ｗ４２を装置外（系外）に排出するラインである。排水ラインＬ６には、排水流量調整手段としての排水流量調整弁７及び第２流量センサＦＭ２（以下、「第２流量検出手段」とも呼称する）が設置される。

【0041】

排水流量調整弁７は、排水ラインＬ６から装置外へ排出される排水Ｗ４２の排水流量を調整可能な弁である。排水流量調整弁７は、制御部３０と電気的に接続されている。排水流量調整弁７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）を排水流量調整弁７に送信して、弁開度を制御することにより、排水Ｗ４２の排水流量を調整することができる。

【0042】

第２流量センサＦＭ２は、排水ラインＬ６から装置外へ排出される排水Ｗ４２の流量を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、排水ラインＬ６に接続されている。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で検出された排水Ｗ４２の検出流量値は、制御部３０へ検出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。

【0043】

〔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。ＣＰＵが、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膜分離装置１全体を制御することで、図３の機能ブロック図に示すように、制御部３０が、ポンプ制御部３０１、給水圧力調整弁制御部３０２、排水流量調整弁制御部３０３、連係制御部３０４の機能を実現するように構成される。

【0044】

ポンプ制御部３０１は、加圧側インバータ３を介して加圧ポンプ２の回転速度を制御することにより、加圧ポンプ２が吐出する供給水の流量を制御する。とりわけ、ポンプ制御部３０１は、ＲＯ膜モジュール４のフラッシング時において、給水時よりも加圧ポンプ２の回転速度を小さくするか、又は加圧ポンプ２を停止させる。

【0045】

給水圧力調整弁制御部３０２は、給水Ｗ１の圧力を調整する給水圧力調整弁１４の開度を制御する。とりわけ、給水圧力調整弁制御部３０２は、ＲＯ膜モジュール４のフラッシング時において、給水時よりも給水圧力調整弁１４の開度を小さくする。なお、本制御における開度の演算には、例えば、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムを用いることができる。給水圧力調整弁制御部３０２は、給水圧力調整弁１４の開度を非連続的に変更してもよい。

【0046】

排水流量調整弁制御部３０３は、排水流量調整弁７の開度を調整する。とりわけ、排水流量調整弁制御部３０３は、ＲＯ膜モジュール４のフラッシング時において、給水時よりも排水流量調整弁７の開度を大きくする。また、排水流量調整弁制御部３０３は、ＲＯ膜モジュール４のフラッシング時において、第２流量センサＦＭ２によって測定される排水流量が、許容給水流量、すなわち、定格運転時の透過水量を最低回収率で除した値と、第１流量センサＦＭ１によって測定される透過水Ｗ３の流量値との差分を超えないように、排水流量調整弁７の開度を調整してもよい。このようにフラッシング時の排水流量の目標値を定めることにより、大きなフラッシング効果を得ることが可能である。なお、本制御における開度の演算には、例えば、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムを用いることができる。排水流量調整弁制御部３０３は、排水流量調整弁７の開度を非連続的に変更してもよい。

【0047】

連係制御部３０４は、ＲＯ膜モジュール４のフラッシング時において、給水時よりも、第２圧力センサ１６により測定されるＲＯ膜モジュール４の１次圧を低下させるように、ポンプ制御部３０１、給水圧力調整弁制御部３０２、排水流量調整弁制御部３０３を制御する。

【0048】

〔１．３ 膜分離装置の動作〕
図４は、本実施形態に係る膜分離装置１の動作の流れを示すタイムチャートである。図４には、３つのタイムチャートが記載されているが、これら３つのタイムチャートは共通の時間軸を有する。上段のタイムチャートは、膜分離装置１における制御対象である、給水圧力調整弁の開度、排水流量調整弁の開度、及び加圧ポンプの周波数の変化を示す。中段のタイムチャートは、上段のタイムチャートに示す制御に伴う、膜入口圧力及び給水圧力の変化を示す。下段のタイムチャートは、上段のタイムチャートに示す制御に伴う、給水流量、透過水流量、排水流量、実回収率の変化を、許容給水流量値と共に示す。

【0049】

時刻Ｔ_２でフラッシングを開始すると同時に、点Ａ及び点Ｃに示すように、給水圧力を０．２ＭＰａに下げるため、時間Ｔ_２〜Ｔ_３において給水圧力調整弁開度を下げる。これは、ＲＯ膜モジュール４の１次圧を下げることにより、膜のろ過方向への流れ（透過水量）を少なくすることで、付着物のＲＯ膜からの脱着をしやすくし、フラッシング効果（付着物除去能）が向上されると共に、透過水量が少なくなり、節水効果が得られることを目的とするものである。

【0050】

時刻Ｔ_３において、点Ｂに示すように給水圧力が０．２ＭＰａに下がった時点で、点Ｃに示すように給水圧力調整弁１４の開度を固定する。

【0051】

その後、給水圧力が安定したことをトリガとして、点Ｄに示すように、加圧ポンプ２の周波数を３０Ｈｚに下げる。これは、透過水の流量を下げて、フラッシングの効果を高めることを目的とするものである。これにより、点Ｅに示すように膜入口圧力が下がると共に、点Ｆに示すように給水流量は減少し、点Ｇに示すように透過水流量も減少する。

【0052】

時刻Ｔ_５において、点Ｈに示すように、給水圧力を０．１ＭＰａに更に下げるため給水圧力調整弁開度を下げる。これは、更に透過水流量を下げて、フラッシング効果をより高めることを目的とするものである。

【0053】

その後、点Ｊ及び点Ｋに示すように、給水流量及び透過水流量が安定したことをトリガとして、時刻Ｔ_６の点Ｌに示すように、排水流量が許容給水流量を超えない範囲で、排水流量調整弁の開度を上げる。より具体的には、排水流量目標値が、許容給水流量と瞬間的な透過水流量との差分となるように、排水流量調整弁７の開度を上げて排水流量を増やす。これにより、回収率を下げてフラッシング効果を高める。
本実施形態に係る膜分離装置１における動作の流れは上記の通りである。
なお、図４のタイムチャートに示す各時刻及び各数値はあくまで一例であって、これには限定されない。

【0054】

〔１．４ 第１実施形態の効果〕
上述した第１実施形態に係る膜分離装置１によれば、例えば、以下のような効果が得られる。
第１実施形態に係る膜分離装置１においては、ＲＯ膜モジュール４のフラッシング時において、給水時よりもＲＯ膜モジュール４の１次圧を低下させるように、連係制御部３０４が、ポンプ制御部３０１、給水圧力調整弁制御部３０２、排水流量調整弁制御部３０３を制御する。
フラッシング時において、ＲＯ膜モジュール４の１次圧を下げることにより、膜のろ過方向への流れを少なくすることで、付着物のＲＯ膜からの脱着をしやすくし、フラッシング効果（付着物除去能）が向上されると共に、透過水量が少なくなり、節水効果が得られる。

【0055】

また、膜分離装置１は、給水圧力調整部として、給水圧力調整弁１４と給水圧力調整弁制御部３０２とを備え、ＲＯ膜モジュール４のフラッシング時において、給水時よりも給水圧力調整弁１４の開度を小さくする。
フラッシング時において、給水圧力調整弁１４の開度を小さくすることにより、ＲＯ膜モジュール４の１次圧が下がることで、ＲＯ膜のろ過方向への流れが少なくなり、付着物の膜面からの脱着がしやすくなり、フラッシング効果（付着物除去能）が向上されると共に、透過水量が少なくなり、節水効果が得られる。

【0056】

また、膜分離装置１は、排水流量調整弁７と排水流量調整弁制御部３０３とを備え、排水流量調整弁制御部３０３は、ＲＯ膜モジュール４のフラッシング時において、給水時よりも排水流量調整弁７の開度を大きくする。
フラッシング時において、回収率を落とし、濃縮度を低下させることにより、ＲＯ膜への付着スケールの剥離を促進させることが可能となる。

【0057】

また、排水流量調整弁制御部３０３は、ＲＯ膜モジュール４のフラッシング時において、排水流量が許容給水流量と透過水流量との差分を超えないように、排水流量調整弁７の開度を調整する。
排水流量を増加させる際の最適な条件として、許容給水量を超えない範囲で最大限とすることで、大きなフラッシング効果が得られる。

【0058】

また、ポンプ制御部３０１は、ＲＯ膜モジュール４のフラッシング時において、給水時よりも加圧ポンプ２の回転速度を小さくする。
フラッシング時において、加圧ポンプ２の回転速度を小さくすることにより、ＲＯ膜モジュール４の１次圧が下がることで、大きなフラッシング効果が得られると共に、透過水量が少なくなり節水効果が得られる。

【0059】

〔２ 第２実施形態〕
〔２．１ 膜分離装置の構成〕
本発明の第２実施形態に係る膜分離装置１Ａについて、図面を参照しながら説明する。図５は、第２実施形態に係る膜分離装置１Ａの全体構成図である。なお、以下では、主として、膜分離装置１Ａの構成のうち、第１実施形態に係る膜分離装置１と異なる点について説明する。

【0060】

膜分離装置１Ａは、膜分離装置１とは異なり、給水ポンプ１２、給水側インバータ１３、給水圧力調整弁１４を備えない。その代わり、膜分離装置１Ａにおいては、給水ポンプ１２Ａ及び給水側インバータ１３Ａが設けられ、給水側インバータ１３Ａが、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給水ポンプ１２Ａに出力することにより、給水ポンプ１２Ａが給水Ｗ１を吐出する給水圧力を制御する。つまり、給水ポンプ１２Ａが給水圧力調整部の一部として機能する。

【0061】

〔２．２ 制御部の機能ブロック〕
制御部３０Ａ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。ＣＰＵが、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膜分離装置１Ａ全体を制御することで、図６の機能ブロック図に示すように、制御部３０Ａが、ポンプ制御部３０１、排水流量調整弁制御部３０３、連係制御部３０４、吐出圧力調整部３０６の機能を実現するように構成される。

【0062】

制御部３０Ａは、第１実施形態に係る制御部３０が備える給水圧力調整弁制御部３０２の代わりに、吐出圧力調整部３０６を備える。これは、膜分離装置１Ａが給水圧力調整弁１４を備えず、給水ポンプ１２Ａ及び給水側インバータ１３Ａによって給水圧力を制御することに対応するものである。
吐出圧力調整部３０６は、給水側インバータ１３Ａを介して給水ポンプ１２Ａによる吐出圧力を調整する。とりわけ、吐出圧力調整部３０６は、ＲＯ膜モジュール４のフラッシング時において給水時よりも吐出圧力を低くする。

【0063】

なお、膜分離装置１Ａの動作については、給水圧力調整弁制御部３０２の代わりに吐出圧力調整部３０６が給水圧力を制御する点を除けば、膜分離装置１の動作と同一であるため、その説明を省略する。

【0064】

〔２．３ 第２実施形態の効果〕
上述した第２実施形態に係る膜分離装置１Ａによれば、例えば、以下のような効果が得られる。
第２実施形態に係る膜分離装置１Ａは、給水ポンプ１２Ａと、給水ポンプ１２Ａによる吐出圧力を調整する吐出圧力調整部３０６とを給水圧力調整部とし、吐出圧力調整部は、ＲＯ膜モジュール４のフラッシング時において、給水時よりも吐出圧力を低くする。
フラッシング時において、吐出圧力を低くすることにより、ＲＯ膜モジュール４の１次圧が下がることで、ＲＯ膜のろ過方向への流れが少なくなる。そのため、付着物の膜面からの脱着がしやすくなり、フラッシング効果（付着物除去能）が向上されると共に、透過水量が少なくなり、節水効果が得られる。

【0065】

〔３ 変形例〕
流量調整ユニット５のメインユニットには、機械式のリリーフ弁があってもよい。

【符号の説明】

【0066】

１ １Ａ 膜分離装置
２ 加圧ポンプ
４ ＲＯ膜モジュール
５ 流量調整ユニット
７ 排水流量調整弁
１２ 給水ポンプ
１２Ａ 給水ポンプ（給水圧力調整部）
１４ 給水圧力調整弁（給水圧力調整部）
１５ 第１圧力センサ
１６ 第２圧力センサ
３０ ３０Ａ 制御部
３０１ ポンプ制御部
３０２ 給水圧力調整弁制御部
３０３ 排水流量調整弁制御部
３０４ 連携制御部
３０６ 吐出圧力調整部
Ｌ１ 給水ライン
Ｌ２ 供給水ライン
Ｌ３ 透過水ライン
Ｌ４ 濃縮水ライン
Ｌ５ 循環水ライン
Ｌ６ 排水ライン
Ｗ１ 給水
Ｗ２ 供給水
Ｗ３ 透過水
Ｗ４ 濃縮水
Ｗ４１ 循環水
Ｗ４２ 排水

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】