特許 5942468 水処理システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5942468

(24)【登録日】2016年6月3日

(45)【発行日】2016年6月29日

(54)【発明の名称】水処理システム

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/44 20060101AFI20160616BHJP

   B01D 61/12 20060101ALI20160616BHJP

   B01D 65/02 20060101ALI20160616BHJP

【ＦＩ】

   C02F1/44 A

   B01D61/12

   B01D65/02 530

【請求項の数】6

【全頁数】31

(21)【出願番号】特願2012-37004(P2012-37004)

(22)【出願日】2012年2月23日

(65)【公開番号】特開2013-169540(P2013-169540A)

(43)【公開日】2013年9月2日

【審査請求日】2014年11月21日

(73)【特許権者】

【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】真鍋 敦行

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 隼人

【審査官】 関根 崇

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１６２５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１８９９６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２２４４６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ １／４４

Ｂ０１Ｄ ６１／０２−６１／１２

Ｂ０１Ｄ ６５／０２

(57)【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を備えた複数台の膜分離装置と、
前記膜分離装置から送出された透過水を貯留する貯留タンクと、
前記貯留タンクの水位を検出する水位検出手段と、
複数台の前記膜分離装置において、前記逆浸透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時期に達した場合に、前記水位検出手段の検出水位に基づいて、前記フラッシング運転の対象となる前記膜分離装置の台数を判定し、当該判定した台数の前記膜分離装置について前記フラッシング運転を実行する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記フラッシング運転を実行する時期に達し、（ｉ）前記水位検出手段の検出水位が少なくとも前記フラッシング運転の間に需要箇所で消費される水量の透過水を供給可能な基準水位以上の場合には、すべての前記膜分離装置を対象として前記フラッシング運転を実行し、（ｉｉ）前記水位検出手段の検出水位が基準水位未満の場合には、前記検出水位に基づいて、前記フラッシング運転の対象となる前記膜分離装置の台数を前記基準水位以上の場合における台数よりも減少させる水処理システム。

【請求項2】

前記制御部は、前記水位検出手段の検出水位が前記基準水位未満の場合において、前記フラッシング運転の実行を開始した後に、前記水位検出手段の検出水位が上昇した場合には、上昇した前記検出水位に基づいて、前記フラッシング運転の対象となる前記膜分離装置の台数を増加させる、
請求項１に記載の水処理システム。

【請求項3】

前記制御部は、前記フラッシング運転の対象となる前記膜分離装置について、予め設定された優先順位に基づいて前記フラッシング運転の実行を開始する、
請求項１又は２に記載の水処理システム。

【請求項4】

前記制御部は、すべての前記膜分離装置について前回の前記フラッシング運転が終了した後、前記貯留タンクへ補給した透過水の積算補給時間又は積算補給量が設定値に達した場合には、前記フラッシング運転を実行する時期に達したと判定する、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の水処理システム。

【請求項5】

前記膜分離装置は、
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逆浸透膜モジュール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、
透過水の流量を検出し、当該流量に応じた検出流量値を出力する流量検出手段と、
を備え、
前記制御部は、前記流量検出手段から出力された検出流量値が予め設定された目標流量となるように、前記加圧ポンプの駆動周波数を演算し、当該駆動周波数の演算値に対応する電流値信号を前記インバータに出力する、
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6】

前記膜分離装置は、
供給水を前記逆浸透膜モジュールへ供給する供給水ラインと、
透過水を前記貯留タンクへ送出する透過水ラインと、
前記逆浸透膜モジュールと前記貯留タンクとの間における前記透過水ラインに設けられた透過水弁と、
前記透過水ラインに送出された透過水を前記供給水ラインにおける前記加圧ポンプよりも上流側に返送させる透過水返送ラインと、
前記透過水返送ラインに設けられた圧力逃し弁と、
を備え、
前記制御部は、前記フラッシング運転を実行する際に、前記透過水ラインを透過水が流通しないように前記透過水弁を制御する、
請求項５に記載の水処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数台の膜分離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膜分離装置で処理することにより製造される。膜分離装置は、少なくとも一つの逆浸透膜モジュールを備える（以下、逆浸透膜モジュールを「ＲＯ膜モジュール」、逆浸透膜を「ＲＯ膜」ともいう）。

【0003】

従来、１台の膜分離装置では、需要箇所での最大消費水量を賄うことができない場合に対応するため、複数台の膜分離装置を並列に接続した造水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】

【0004】

【特許文献1】特開２０００−１８９９６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

一般に、膜分離装置を用いた水処理システムでは、ＲＯ膜モジュールの透水性能を維持するために、ＲＯ膜モジュールの一次側表面を洗浄するフラッシング運転を定期的に実行している。フラッシング運転は、ＲＯ膜モジュールの一次側からの排水流量を増加させることにより行われる。フラッシング運転中は、有効圧力の低下により透過水の純度が低下するため、透過水の製造は停止される。従って、この間は、需要箇所において透過水を利用できなくなる。上述した特許文献１に記載の造水装置おいても、各膜分離装置のフラッシング運転を同時に実行するため、需要箇所では透過水が利用できなくなる。

【0006】

従って、本発明は、フラッシング運転の間に、需要箇所において透過水が利用できなくなることを可能な限り回避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逆浸透膜モジュールを備えた複数台の膜分離装置と、前記膜分離装置から送出された透過水を貯留する貯留タンクと、前記貯留タンクの水位を検出する水位検出手段と、複数台の前記膜分離装置において、前記逆浸透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時期に達した場合に、前記水位検出手段の検出水位に基づいて、前記フラッシング運転の対象となる前記膜分離装置の台数を判定し、当該判定した台数の前記膜分離装置について前記フラッシング運転を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記フラッシング運転を実行する時期に達し、（ｉ）前記水位検出手段の検出水位が少なくとも前記フラッシング運転の間に需要箇所で消費される水量の透過水を供給可能な基準水位以上の場合には、すべての前記膜分離装置を対象として前記フラッシング運転を実行し、（ｉｉ）前記水位検出手段の検出水位が基準水位未満の場合には、前記検出水位に基づいて、前記フラッシング運転の対象となる前記膜分離装置の台数を前記基準水位以上の場合における台数よりも減少させる水処理システムに関する。

【0009】

また、前記制御部は、前記水位検出手段の検出水位が前記基準水位未満の場合において、前記フラッシング運転の実行を開始した後に、前記水位検出手段の検出水位が上昇した場合には、上昇した前記検出水位に基づいて、前記フラッシング運転の対象となる前記膜分離装置の台数を増加させることが好ましい。

【0010】

また、前記制御部は、前記フラッシング運転の対象となる前記膜分離装置について、予め設定された優先順位に基づいて前記フラッシング運転の実行を開始することが好ましい。

【0011】

また、前記制御部は、すべての前記膜分離装置について前回の前記フラッシング運転が終了した後、前記貯留タンクへ補給した透過水の積算補給時間又は積算補給量が設定値に達した場合には、前記フラッシング運転を実行する時期に達したと判定することが好ましい。

【0012】

また、前記膜分離装置は、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逆浸透膜モジュール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、透過水の流量を検出し、当該流量に応じた検出流量値を出力する流量検出手段と、を備え、前記制御部は、前記流量検出手段から出力された検出流量値が予め設定された目標流量となるように、前記加圧ポンプの駆動周波数を演算し、当該駆動周波数の演算値に対応する電流値信号を前記インバータに出力することが好ましい。

【0013】

また、前記膜分離装置は、供給水を前記逆浸透膜モジュールへ供給する供給水ラインと、透過水を前記貯留タンクへ送出する透過水ラインと、前記逆浸透膜モジュールと前記貯留タンクとの間における前記透過水ラインに設けられた透過水弁と、前記透過水ラインに送出された透過水を前記供給水ラインにおける前記加圧ポンプよりも上流側に返送させる透過水返送ラインと、前記透過水返送ラインに設けられた圧力逃し弁と、を備え、前記制御部は、前記フラッシング運転を実行する際に、前記透過水ラインを透過水が流通しないように前記透過水弁を制御することが好ましい。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、フラッシング運転の間に、需要箇所において透過水が利用できなくなることを可能な限り回避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】

【0015】

【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】第１実施形態における処理水タンク２の水位と造水運転／フラッシング運転台数との関係を示す説明図である。

【図3】膜分離装置Ｕ１の構成図である。

【図4】制御部（システム制御部）１００において膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４の造水運転及びフラッシング運転を制御する場合の処理手順を示すフローチャートである。

【図5】制御部（システム制御部）１００においてフラッシング運転の対象となる膜分離装置を判定する場合の処理手順を示すフローチャートである。

【図6】制御部（システム制御部）１００においてフラッシング運転の対象となる膜分離装置を特定する場合の処理手順を示すフローチャートである。

【図7】制御部（システム制御部）１００においてフラッシング運転処理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8】制御部（システム制御部）１００において造水運転／フラッシング運転する膜分離装置の台数を変更する場合の処理手順を示すフローチャートである。

【図9】制御部（ユニット制御部）１００において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10】制御部（ユニット制御部）１００において温度フィードフォワード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11】第２実施形態に係る膜分離装置Ｕ１１の構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

（第１実施形態）
まず、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。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、第１実施形態における処理水タンク２の水位と造水運転／フラッシング運転台数との関係を示す説明図（以下、「台数判定に関するデータ」ともいう）である。図３は、膜分離装置Ｕ１の構成図である。

【0017】

図１に示すように、第１実施形態に係る水処理システム１は、複数の膜分離装置Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４と、貯留タンクとしての処理水タンク２と、水位検出手段としての水位センサ３と、制御部１００と、を備える。なお、図１（図３及び図１１も同じ）では、電気的な接続の経路を破線で示す。なお、１本の破線は、１又は複数の経路を示す。

【0018】

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、配水ラインＬ７と、を備える。なお、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。

【0019】

供給水ラインＬ１は、供給水Ｗ１を膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４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、膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４に向けてそれぞれ分岐し、膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４の一次側入口ポートにそれぞれ接続されている。造水運転中及びフラッシング運転中において、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１は、膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４にそれぞれ分配される。

【0020】

膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４は、それぞれＲＯ膜モジュール（後述）を備える。膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４は、それぞれ同じ定格流量で透過水Ｗ２を製造する。すなわち、膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４が処理水タンク２へ供給可能な透過水Ｗ２の最大流量を１００％とすると、それぞれの膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４の定格流量は、最大流量の２５％となる。また、膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４は、制御部１００と電気的に接続されている。膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４における透過水Ｗ２の水量や回収率は、制御部１００により制御される。なお、以下の説明において、膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４のいずれかを具体的に特定しない場合には、符号を略して「膜分離装置」と記載する。

【0021】

透過水ラインＬ２は、膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４で製造された透過水Ｗ２を処理水タンク２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、膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４にそれぞれ分岐し、それぞれのＲＯ膜モジュール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、処理水タンク２に接続されている。

【0022】

処理水タンク２は、膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４で製造された透過水Ｗ２を一括して貯留するタンクである。処理水タンク２には、透過水ラインＬ２の下流側の端部が接続されている。膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４の二次側ポートから送出された透過水Ｗ２は、透過水ラインＬ２を介して処理水タンク２に補給される。また、処理水タンク２は、配水ラインＬ７を介して下流側の需要箇所（不図示）に接続されている。処理水タンク２に貯留された透過水Ｗ２は、配水ラインＬ７介して、処理水Ｗ４として需要箇所に供給される。

【0023】

図１に示すように、処理水タンク２には、貯水量を判定するための５段階の水位（水位Ｈ，水位Ｄ３，水位Ｄ２，水位Ｄ１，水位Ｌ）が設定されている。

【0024】

水位Ｈは、フラッシング運転中に需要箇所で消費される水量の処理水Ｗ４を供給可能な貯水量に対応する水位（以下、「基準水位値Ｈ」ともいう）である。従って、処理水タンク２の貯水量が基準水位値Ｈ以上であれば、フラッシング運転中に膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４から透過水Ｗ２を補給することなしに、需要箇所で消費される水量の処理水Ｗ４を供給することができる。なお、フラッシング運転とは、上述したように、ＲＯ膜モジュール（不図示）の一次側からの排水流量を増加させることにより、ＲＯ膜モジュールの一次側表面を洗浄することをいう。

【0025】

水位Ｄ３は、水位Ｈよりも低く且つ水位Ｄ２よりも高い第３中間水位である。水位Ｄ２は、水位Ｄ３よりも低く且つ水位Ｄ１よりも高い第２中間水位である。水位Ｄ１は、水位Ｄ２よりも低く且つ水位Ｌよりも高い第１中間水位である。

【0026】

水位Ｌは、需要箇所へ処理水Ｗ４を安定して供給可能な限界水位である。後述するように、フラッシング運転中に、処理水タンク２の貯水量が水位Ｌ未満となった場合には、すべての膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４が定格流量で運転される。これにより、処理水タンク２には、透過水Ｗ２が最大流量で補給される。処理水タンク２の貯水量が水位Ｌ以上且つ水位Ｄ１未満の場合も同じである。

【0027】

水位センサ３は、処理水タンク２に貯留された透過水Ｗ２の水位を検出する機器である。水位センサ３は、処理水タンク２に設けられている。また、水位センサ３は、制御部１００と電気的に接続されている。水位センサ３で検出された処理水タンク２の水位（以下、「検出水位値」ともいう）は、制御部１００へ検出信号として送信される。水位センサ３は、連続式レベルセンサであり、例えば、静電容量式センサ、圧力式センサ、超音波式センサ等が用いられる。図１では、水位センサ３として、処理水タンク２の底部に近い外壁面に圧力式センサを設けた例を示す。

【0028】

制御部１００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。マイクロプロセッサのメモリには、台数判定に関するデータ（図２）や優先順位に関するデータのほか、水処理システム１を制御するための各種プログラムが記憶される。また、マイクロプロセッサのメモリには、各センサから送信された検出水位値Ｗ、検出温度値Ｔ、検出流量値Ｑ_ｐ等のデータが記憶される。マイクロプロセッサのＣＰＵは、メモリから読み出した所定のプログラムに従って処理を実行する。また、マイクロプロセッサには、時間の計時等を管理するインテグレーテッドタイマユニット（以下、「ＩＴＵ」ともいう）が組み込まれている。

【0029】

本実施形態の制御部１００は、水処理システム１の全体を制御するシステム制御部（後述）の機能と、膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４の動作をそれぞれ制御するユニット制御部（後述）の機能と、を備える。

【0030】

まず、制御部１００がシステム制御部の機能により水処理システム１を制御する場合について説明する。

【0031】

制御部（システム制御部）１００は、造水運転の期間においては、水位センサ３の検出水位値Ｗに基づいて、すべての膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４を造水運転又は運転停止とする。

【0032】

具体的には、制御部（システム制御部）１００は、造水運転の期間において、水位センサ３の検出水位値Ｗが基準水位値Ｈ以上になると、すべての膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４を運転停止とする。これにより、処理水タンク２へ補給される透過水Ｗ２の流量は、０％流量となる。水位センサ３の検出水位値Ｗが基準水位値Ｈ以上であれば、処理水タンク２において、需要箇所で消費される水量の処理水Ｗ４を十分に供給可能な貯水量があると看做せるからである。

【0033】

また、制御部（システム制御部）１００は、造水運転の期間において、水位センサ３の検出水位値Ｗが水位Ｌ未満になると、すべての膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４を造水運転とする。これにより、処理水タンク２へ補給される透過水Ｗ２の流量は、１００％流量となる。つまり、水位センサ３の検出水位値Ｗが水位Ｌ以上〜水位Ｈ未満の場合には、常に１００％流量となる。

【0034】

一方、制御部（システム制御部）１００は、フラッシング運転を実行する時期に達した場合には、水位センサ３の検出水位値Ｗに基づいて、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を判定し、判定した台数の膜分離装置についてフラッシング運転を実行させる。

【0035】

具体的には、制御部（システム制御部）１００は、フラッシング運転を実行する時期に達し、水位センサ３の検出水位値Ｗが基準水位値Ｈ以上の場合（Ｗ≧Ｈ）には、図２に示すように、すべての膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４を対象としてフラッシング運転を実行させる。この場合、すべての膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４の造水運転が停止するため、透過水Ｗ２は０％流量となる。

【0036】

また、制御部（システム制御部）１００は、フラッシング運転を実行する時期に達し、水位センサ３の検出水位値Ｗが基準水位値Ｈ未満の場合（Ｈ＞Ｗ）には、検出水位値Ｗに基づいて、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を、基準水位値Ｈ以上の場合における台数よりも減少させる。

【0037】

例えば、制御部（システム制御部）１００は、図２に示すように、水位センサ３の検出水位値Ｗが基準水位値Ｈ未満且つ水位Ｄ３以上（Ｈ＞Ｗ≧Ｄ３）の場合には、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を、基準水位値Ｈ以上の場合における台数の４台よりも少ない３台とする。この場合、１台の膜分離装置だけが造水運転されるため、透過水Ｗ２は２５％流量となる。

【0038】

また、制御部（システム制御部）１００は、図２に示すように、水位センサ３の検出水位値Ｗが水位Ｄ３未満且つ水位Ｄ２以上（Ｄ３＞Ｗ≧Ｄ２）の場合には、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を、基準水位値Ｈ以上の場合における台数の４台よりも少ない２台とする。この場合、２台の膜分離装置が造水運転されるため、透過水Ｗ２は５０％流量となる。

【0039】

また、制御部（システム制御部）１００は、図２に示すように、水位センサ３の検出水位値Ｗが水位Ｄ２未満且つ水位Ｄ１以上（Ｄ２＞Ｗ≧Ｄ１）の場合には、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を、基準水位値Ｈ以上の場合における台数の４台よりも少ない１台とする。この場合、３台の膜分離装置が造水運転されるため、透過水Ｗ２は７５％流量となる。

【0040】

更に、制御部（システム制御部）１００は、図２に示すように、水位センサ３の検出水位値Ｗが水位Ｄ１未満且つ水位Ｌ以上（Ｄ１＞Ｗ≧Ｌ）の場合、及び水位センサ３の検出水位値Ｗが水位Ｌ未満（Ｌ＜Ｗ）の場合には、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数をゼロとする。この場合、４台すべての膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４が造水運転されるため、透過水Ｗ２は１００％流量となる。

【0041】

また、制御部（システム制御部）１００は、水位センサ３の検出水位値Ｗが基準水位値Ｈ未満の場合において、フラッシング運転を開始した後に、水位センサ３の検出水位値Ｗが上昇した場合には、上昇した検出水位値Ｗに基づいて、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を増加させる。本実施形態では、処理水タンク２の水位が１段階上がる毎に、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を１台ずつ増加させる。

【0042】

ここで、「１段階」とは、図１に示す各水位の間隔を指す。例えば、制御部（システム制御部）１００は、処理水タンク２の水位が水位Ｄ１から水位Ｄ２に上昇したときには、水位が１段階上がったと判定する。また、制御部（システム制御部）１００は、処理水タンク２の水位が水位Ｄ１から水位Ｄ３に上昇したときには、水位が２段階上がったと判定する。

【0043】

例えば、制御部（システム制御部）１００は、図２に示すように、水位センサ３の検出水位値Ｗが水位Ｄ３未満且つ水位Ｄ２以上（Ｄ３＞Ｗ≧Ｄ２）の場合には、２台の膜分離装置についてフラッシング運転を開始する。その後、処理水タンク２の水位が１段階上昇して、水位センサ３の検出水位値Ｗが水位Ｈ未満且つ水位Ｄ３以上（Ｈ＞Ｗ≧Ｄ３）となった場合には、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を１台増加させて３台とする。

【0044】

また、制御部（システム制御部）１００は、フラッシング運転を開始した後、水位センサ３の検出水位値Ｗが下降した場合には、フラッシング運転が終了した膜分離装置から順に１台ずつ造水運転に移行させる。フラッシング運転中に、需要箇所が高稼働となった場合に、処理水タンク２へ可能な限り多くの透過水Ｗ２を補給するためである。

【0045】

また、制御部（システム制御部）１００は、フラッシング運転の対象となる膜分離装置について、予め設定された優先順位に基づいてフラッシング運転を開始させる。

【0046】

すなわち、制御部（システム制御部）１００は、フラッシング運転を実行する時期に達した場合に、造水運転の優先順位の高い膜分離装置で造水運転し、造水運転の優先順位の低い膜分離装置をフラッシング運転する。なお、後述するように、造水運転の優先順位と、フラッシング運転の優先順位とは、正反対の関係にある。そのため、造水運転の優先順位が高い膜分離装置は、フラッシング運転の優先順位が低くなり、造水運転の優先順位が低い膜分離装置は、フラッシング運転の優先順位が高くなる。

【0047】

具体的には、本実施形態において、造水運転の優先順位は、膜分離装置Ｕ１＞Ｕ２＞Ｕ３＞Ｕ４となる。従って、造水運転においては、膜分離装置Ｕ１の優先順位が最も高くなり、膜分離装置Ｕ４の優先順位が最も低くなる。一方、本実施形態において、フラッシング運転の優先順位は、膜分離装置Ｕ４＞Ｕ３＞Ｕ２＞Ｕ１となる。従って、フラッシング運転においては、膜分離装置Ｕ４の優先順位が最も高くなり、膜分離装置Ｕ１の優先順位が最も低くなる。なお、膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４の優先順位に関するデータは、マイクロプロセッサのメモリ（不図示）に予め記憶される。

【0048】

例えば、制御部（システム制御部）１００は、図２に示すように、水位センサ３の検出水位値Ｗが水位Ｄ３未満且つ水位Ｄ２以上の場合（Ｄ３＞Ｗ≧Ｄ２）には、フラッシング運転時の優先順位の低い膜分離装置Ｕ１及びＵ２を造水運転とし、フラッシング運転時の優先順位の高い膜分離装置Ｕ３及びＵ４をフラッシング運転とする。

【0049】

また、制御部（システム制御部）１００は、すべての膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４について前回のフラッシング運転が終了した後、処理水タンク２へ補給した透過水Ｗ２の積算補給時間が設定値に達した場合には、フラッシング運転を実行する時期に達したと判定する。

【0050】

具体的には、制御部（システム制御部）１００は、すべての膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４について前回のフラッシング運転が終了した後、処理水タンク２へ補給した透過水Ｗ２の積算補給時間の計時Ｔｃをスタートさせる。積算補給時間は、ＩＴＵにより計時される。そして、制御部（システム制御部）１００は、積算補給時間の計時Ｔ_ｃが設定値（時間Ｔ_ｄ）に達した場合には、フラッシング運転を実行する時期に達したと判定する。

【0051】

次に、制御部１００がユニット制御部として機能する場合について説明する。まず、制御部（ユニット制御部）１００の制御対象となる膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４の構成について、図３を参照して説明する。ここでは、膜分離装置Ｕ１を代表して構成を説明するが、他の膜分離装置Ｕ２〜Ｕ４も同じ構成である。

【0052】

図３に示すように、本実施形態に係る膜分離装置Ｕ１は、加圧ポンプ４と、インバータ５と、温度センサ６と、ＲＯ膜モジュールＭ１と、透過水弁７と、流量検出手段としての流量センサ８と、圧力逃し弁としての安全弁９と、濃縮水還流弁１０と、第１排水弁１１〜第３排水弁１３と、を備える。

【0053】

また、膜分離装置Ｕ１は、濃縮水ラインＬ３と、濃縮水排出ラインＬ４と、濃縮水還流ラインＬ５と、透過水返送ラインＬ６と、を備える。

【0054】

図３において、加圧ポンプ４は、供給水Ｗ１を吸入し、ＲＯ膜モジュールＭ１に向けて吐出する装置である。加圧ポンプ４は、インバータ５（後述）と電気的に接続されている。加圧ポンプ４には、インバータ５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４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。加圧ポンプ４の回転速度は、インバータ５から供給される駆動周波数に比例する。すなわち、加圧ポンプ４の回転速度は、インバータ５から供給される駆動周波数が低くなるにつれて遅くなり、駆動周波数が高くなるにつれて速くなる。

【0055】

インバータ５は、周波数が変換された駆動電力を加圧ポンプ４に供給する電気回路である。インバータ５は、制御部１００と電気的に接続されている。インバータ５には、制御部（ユニット制御部）１００から電流値信号が入力される。インバータ５は、制御部（ユニット制御部）１００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４に出力する。

【0056】

温度センサ６は、供給水Ｗ１の温度を検出する機器である。温度センサ６は、接続部Ｊ３において供給水ラインＬ１と接続されている。接続部Ｊ３は、供給水Ｗ１の供給源と加圧ポンプ４との間に配置されている。温度センサ６は、制御部１００と電気的に接続されている。温度センサ６で検出された供給水Ｗ１の温度（以下、「検出温度値」ともいう）は、制御部１００へ検出値信号として送信される。

【0057】

ＲＯ膜モジュールＭ１は、加圧ポンプ４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Ｍ１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Ｍ１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。

【0058】

本実施形態におけるＲＯ膜モジュールＭ１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ＲＯ膜（不図示）を有する。このＲＯ膜は、濃度５００ｍｇ／Ｌ、ｐＨ７．０、温度２５℃の塩化ナトリウム水溶液を供給水Ｗ１として、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^−１１ｍ^３・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。

【0059】

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Ｍ１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。

【0060】

回収率とは、ＲＯ膜モジュールＭ１へ供給される供給水Ｗ１の流量Ｑ_ｆに対する透過水Ｗ２の流量Ｑ_ｐの割合（すなわち、Ｑ_ｐ／Ｑ_ｆ×１００）をいう。

【0061】

塩除去率は、ＲＯ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、ＲＯ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Ｍ１へ供給される供給水Ｗ１の濃度Ｃ_ｆ及び透過水Ｗ２の濃度Ｃ_ｐから、（１−Ｃ_ｐ／Ｃ_ｆ）×１００により求められる。

【0062】

本実施形態の水透過係数及び塩除去率の条件を満たすＲＯ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。

【0063】

透過水弁７は、透過水ラインＬ２を開閉する装置である。透過水弁７は、ＲＯ膜モジュールＭ１と処理水タンク２（図１参照）との間（接続部Ｊ５と接続部Ｊ４との間）に配置されている。透過水弁７は、制御部１００と電気的に接続されている。透過水弁７における弁体の開閉は、制御部（ユニット制御部）１００からの駆動信号により制御される。透過水弁７は、ＲＯ膜モジュールＭ１を造水運転する場合には、開状態に制御される。また、透過水弁７は、ＲＯ膜モジュールＭ１をフラッシング運転する場合には、閉状態に制御される。

【0064】

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、透過水弁７と処理水タンク２（図１参照）との間に配置されている。流量センサ８は、制御部１００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１００へ検出値信号として送信される。

【0065】

透過水返送ラインＬ６は、フラッシング運転中にＲＯ膜モジュールＭ１から透過水ラインＬ２に送出された透過水Ｗ２を、供給水ラインＬ１における加圧ポンプ４よりも上流側に返送させるラインである。透過水返送ラインＬ６の上流側の端部は、接続部Ｊ５において透過水ラインＬ２に接続されている。接続部Ｊ５は、ＲＯ膜モジュールＭ１の二次側ポートと透過水弁７との間に配置されている。また、透過水返送ラインＬ６の下流側の端部は、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の供給源と加圧ポンプ４との間（接続部Ｊ１と加圧ポンプ４との間）に配置されている。また、透過水返送ラインＬ６には、安全弁９が設けられている。

【0066】

安全弁９は、フラッシング運転中に、透過水ラインＬ２の管内圧力が予め設定された圧力以上となった場合に自動的に開弁して、透過水Ｗ２を透過水返送ラインＬ６に流通させる弁である。すなわち、安全弁９は、予め設定された圧力以上の透過水Ｗ２を、透過水返送ラインＬ６を介して供給水ラインＬ１に戻すことにより、ＲＯ膜モジュールＭ１の二次側に過剰な背圧が発生するのを防止する。

【0067】

なお、ＲＯ膜モジュールＭ１を造水運転する場合には、透過水弁７が開状態に制御されるため、透過水ラインＬ２の管内圧力は、予め設定された圧力未満となる。その場合には、安全弁９が閉弁した状態となるため、透過水Ｗ２は処理水タンク２へ送出される。

【0068】

濃縮水ラインＬ３は、ＲＯ膜モジュールＭ１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Ｍ１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Ｊ６において、濃縮水排出ラインＬ４及び濃縮水還流ラインＬ５に分岐している。

【0069】

濃縮水排出ラインＬ４は、濃縮水ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ３の一部又は全部を装置外へ排出するラインである。濃縮水排出ラインＬ４の下流側は、分岐部Ｊ７及びＪ８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。

【0070】

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、濃縮水排出ラインＬ４から装置外に排出される濃縮水Ｗ３の排水流量を調節する弁である。

【0071】

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。

【0072】

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Ｍ１の回収率が８０％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Ｍ１の回収率が７５％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Ｍ１の回収率が７０％となるように排水流量が設定されている。

【0073】

濃縮水排出ラインＬ４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Ｍ１の回収率を７５％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Ｍ１の回収率を７０％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５０％〜８０％までの間で、５％毎に段階的に調節できる。

【0074】

第１排水弁１１〜第３排水弁１３は、それぞれ制御部１００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（ユニット制御部）１００からの駆動信号により制御される。

【0075】

濃縮水還流ラインＬ５は、濃縮水ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ３の残部を、供給水ラインＬ１における加圧ポンプ４よりも上流側に還流させるラインである。濃縮水還流ラインＬ５の上流側の端部は、分岐部Ｊ６において濃縮水ラインＬ３に接続されている。分岐部Ｊ６は、ＲＯ膜モジュールＭ１の一次側出口ポートと分岐部Ｊ７との間に配置されている。また、濃縮水還流ラインＬ５の下流側の端部は、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４との間に配置されている。

【0076】

濃縮水還流弁１０は、濃縮水還流ラインＬ５の流通量を調節する装置である。濃縮水還流弁１０は、制御部１００と電気的に接続されている。濃縮水還流弁１０における弁体の開度は、制御部（ユニット制御部）１００からの駆動信号により制御される。濃縮水還流弁１０の弁体は、ＲＯ膜モジュールＭ１を造水運転する場合には、所定の開度に制御される。また、濃縮水還流弁１０の弁体は、ＲＯ膜モジュールＭ１をフラッシング運転する場合には、閉状態（開度０％）に制御される。

【0077】

制御部（ユニット制御部）１００は、造水運転時において、流量センサ８の検出流量値が予め設定された目標流量値（後述）となるように、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムにより、加圧ポンプ４を駆動するための駆動周波数を演算し、当該駆動周波数の演算値に対応する電流値信号をインバータ５に出力する流量フィードバック水量制御を実行する。すなわち、制御部（ユニット制御部）１００は、膜分離装置Ｕ１において、定格流量の透過水Ｗ２が製造されるように、加圧ポンプ４の回転数を調節する。制御部（ユニット制御部）１００による流量フィードバック水量制御については後述する。

【0078】

また、制御部（ユニット制御部）１００は、温度センサ６で検出された供給水Ｗ１の温度に基づいて、透過水Ｗ２の温度フィードフォワード回収率制御を実行する。後述するように、制御部（ユニット制御部）１００は、温度フィードフォワード回収率制御を実行することにより、第１排水弁１１〜第３排水弁１３における弁体の開閉を制御する。なお、温度フィードフォワード回収率制御は、上述した流量フィードバック水量制御と並行して実行される。制御部（ユニット制御部）１００による温度フィードフォワード回収率制御については後述する。

【0079】

次に、本実施形態に係る水処理システム１の動作について説明する。
まず、制御部（システム制御部）１００が、膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４の造水運転及びフラッシング運転を制御する場合の動作について説明する。

【0080】

図４は、制御部（システム制御部）１００において、膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４の造水運転及びフラッシング運転を制御する場合の処理手順を示すフローチャートである。図４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（造水運転／フラッシング運転）中において繰り返し実行される。

【0081】

図４に示すステップＳＴ１０１において、制御部（システム制御部）１００は、膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４の全台について、フラッシング運転が終了したか否かを判定する。このステップＳＴ１０１において、制御部（システム制御部）１００により、膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４のフラッシング運転が終了した（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０２へ移行する。一方、ステップＳＴ１０１において、制御部（システム制御部）１００により、膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４のフラッシング運転が終了していない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０１へ戻る。

【0082】

ステップＳＴ１０２（ステップＳＴ１０１：ＹＥＳ）において、制御部（システム制御部）１００は、ＩＴＵ（マイクロプロセッサ）による計時Ｔ_ｃがスタートしていなければ、計時Ｔ_ｃをスタートさせる。計時Ｔ_ｃは、フラッシング運転が終了してからの積算補給時間を示す。

【0083】

ステップＳＴ１０３において、制御部（システム制御部）１００は、ＩＴＵによる計時Ｔ_ｃが時間Ｔ_ｄに達したか否かを判定する。時間Ｔ_ｄは、フラッシング運転を実行する時期を判定するための設定値である。

【0084】

このステップＳＴ１０３において、制御部（システム制御部）１００により、計時Ｔ_ｃが時間Ｔ_ｄに達した（ＹＥＳ）と判定された場合、すなわちフラッシング運転を実行する時期に達したと判定された場合に、処理はステップＳＴ１０４へ移行する。一方、ステップＳＴ１０３において、制御部（システム制御部）１００により、計時Ｔ_ｃが時間Ｔ_ｄに達していない（ＮＯ）と判定された場合、すなわちフラッシング運転を実行する時期に達していないと判定された場合に、処理はステップＳＴ１１０へ移行する。

【0085】

ステップＳＴ１０４（ステップＳＴ１０３：ＹＥＳ）において、制御部（システム制御部）１００は、メモリから読み出した台数判定処理のプログラムを実行して、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を判定する。制御部（システム制御部）１００が、ステップＳＴ１０４において実行する台数判定処理については後述する。

【0086】

ステップＳＴ１０５において、制御部（システム制御部）１００は、ステップＳＴ１０４で判定された膜分離装置の台数が１台以上か否かを判定する。このステップＳＴ１０５において、制御部（システム制御部）１００により、膜分離装置の台数が１台以上である（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０６へ移行する。また、ステップＳＴ１０５において、制御部（システム制御部）１００により、膜分離装置の台数が１台未満である（ＮＯ）と判定された場合、すなわちフラッシング運転の対象となる膜分離装置がない場合に、処理はステップＳＴ１０４へ戻る。

【0087】

ステップＳＴ１０６（ステップＳＴ１０５：ＹＥＳ）において、制御部（システム制御部）１００は、メモリから読み出した対象装置特定処理のプログラムを実行して、フラッシング運転の対象となる膜分離装置を特定する。制御部（システム制御部）１００が、ステップＳＴ１０６において実行する対象装置特定処理については後述する。

【0088】

ステップＳＴ１０７において、制御部（システム制御部）１００は、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の造水運転を停止する。具体的には、制御部（システム制御部）１００は、図３に示すインバータ５から加圧ポンプ４への駆動電力の供給を停止させると共に、透過水弁７を閉状態に制御する。

【0089】

ステップＳＴ１０８において、制御部（システム制御部）１００は、ＩＴＵ（マイクロプロセッサ）による計時Ｔ_ｃをリセットする。

【0090】

ステップＳＴ１０９において、制御部（システム制御部）１００は、メモリから読み出したフラッシング運転処理のプログラムを実行して、ステップＳＴ１０６で特定された膜分離装置のフラッシング運転を開始する。制御部（システム制御部）１００が、ステップＳＴ１０９において実行するフラッシング運転処理については後述する。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）。

【0091】

一方、ステップＳＴ１１０（ステップＳＴ１０３：ＮＯ）において、制御部（システム制御部）１００は、水位センサ３で検出された検出水位値Ｗを取得する。

【0092】

ステップＳＴ１１１において、制御部（システム制御部）１００は、水位センサ３の検出水位値Ｗが基準水位値Ｈ以上か否かを判定する。このステップＳＴ１１１において、制御部（システム制御部）１００により、検出水位値Ｗが基準水位値Ｈ以上である（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１１２へ移行する。また、ステップＳＴ１１１において、制御部（システム制御部）１００により、検出水位値Ｗが基準水位値Ｈ未満である（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１１３へ移行する。

【0093】

ステップＳＴ１１２（ステップＳＴ１１１：ＹＥＳ）において、制御部（システム制御部）１００は、すべての膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４で造水運転を停止する。これにより、処理水タンク２へ補給される透過水Ｗ２の流量は、０％流量となる。

【0094】

ステップＳＴ１１３（ステップＳＴ１１１：ＮＯ）において、制御部（システム制御部）１００は、水位センサ３の検出水位値Ｗが水位Ｌ未満か否かを判定する。このステップＳＴ１１３において、制御部（システム制御部）１００により、検出水位値Ｗが水位Ｌ未満である（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１１４へ移行する。また、ステップＳＴ１１３において、制御部（システム制御部）１００により、検出水位値Ｗが水位Ｌ以上である（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０３へ戻る。

【0095】

ステップＳＴ１１４（ステップＳＴ１１３：ＹＥＳ）において、制御部（システム制御部）１００は、すべての膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４を造水運転とする。これにより、処理水タンク２へ補給される透過水Ｗ２の流量は、１００％流量となる。

【0096】

このように、制御部（システム制御部）１００は、造水運転の期間では、水位センサ３で検出された検出水位値Ｗに基づいて、すべての膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４を造水運転又は運転停止とする。ステップＳＴ１１２又はステップＳＴ１１４の処理が終了すると、処理はステップＳＴ１０３へ戻る。ステップＳＴ１０３において、計時（積算補給時間）Ｔ_ｃが時間Ｔ_ｄに達したと判定されるまでの間（造水期間）、ステップＳＴ１１０〜ステップＳＴ１１４の処理が繰り返し実行される。

【0097】

次に、制御部（システム制御部）１００により実行される台数判定処理について説明する。図５は、制御部（システム制御部）１００において、フラッシング運転の対象となる膜分離装置を判定する場合の処理手順を示すフローチャートである。図４に示すステップＳＴ１０４において、制御部（システム制御部）１００は、メモリから読み出した台数判定処理のプログラムに基づいて、図５に示すフローチャートの処理を実行する。

【0098】

図５に示すステップＳＴ２０１において、制御部（システム制御部）１００は、水位センサ３で検出された検出水位値Ｗを取得する。

【0099】

ステップＳＴ２０２において、制御部（システム制御部）１００は、水位センサ３の検出水位値Ｗが基準水位値Ｈ以上（Ｗ≧Ｈ）か否かを判定する。このステップＳＴ２０２において、制御部（システム制御部）１００により、検出水位値Ｗが基準水位値Ｈ以上である（ＹＥＳ）と判定された場合に、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（システム制御部）１００により、検出水位値Ｗが基準水位値Ｈ未満である（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ２０４へ移行する。

【0100】

ステップＳＴ２０３（ステップＳＴ２０２：ＹＥＳ）において、制御部（システム制御部）１００は、メモリに記憶されている台数判定に関するデータ（図２参照）を参照して、検出水位値Ｗが基準水位値Ｈ以上（Ｗ≧Ｈ）の場合に、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を４台と判定する。そして、制御部（システム制御部）１００は、判定した膜分離装置の台数を、メモリ（不図示）に記憶する（以下、同様とする）。これにより、本フローチャートの処理は終了する。

【0101】

また、ステップＳＴ２０４（ステップＳＴ２０１：ＮＯ）において、制御部（システム制御部）１００は、水位センサ３の検出水位値Ｗが基準水位値Ｈ未満且つ水位Ｄ３以上（Ｈ＞Ｗ≧Ｄ３）か否かを判定する。このステップＳＴ２０４において、制御部（システム制御部）１００により、検出水位値Ｗが基準水位値Ｈ未満且つ水位Ｄ３以上である（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ２０５へ移行する。一方、ステップＳＴ２０４において、制御部（システム制御部）１００により、検出水位値Ｗが基準水位値Ｈ未満且つ水位Ｄ３以上でない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ２０６へ移行する。

【0102】

ステップＳＴ２０５（ステップＳＴ２０４：ＹＥＳ）において、制御部（システム制御部）１００は、メモリに記憶されている台数判定に関するデータ（図２参照）を参照して、検出水位値Ｗが基準水位値Ｈ未満且つ水位Ｄ３以上（Ｈ＞Ｗ≧Ｄ３）の場合に、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を３台と判定する。これにより、本フローチャートの処理は終了する。

【0103】

また、ステップＳＴ２０６（ステップＳＴ２０４：ＮＯ）において、制御部（システム制御部）１００は、水位センサ３の検出水位値Ｗが水位Ｄ３未満且つ水位Ｄ２以上（Ｄ３＞Ｗ≧Ｄ２）か否かを判定する。このステップＳＴ２０６において、制御部（システム制御部）１００により、検出水位値Ｗが水位Ｄ３未満且つ水位Ｄ２以上である（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ２０７へ移行する。一方、ステップＳＴ２０６において、制御部（システム制御部）１００により、検出水位値Ｗが水位Ｄ３未満且つ水位Ｄ２以上でない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ２０８へ移行する。

【0104】

ステップＳＴ２０７（ステップＳＴ２０６：ＹＥＳ）において、制御部（システム制御部）１００は、メモリに記憶されている台数判定に関するデータ（図２参照）を参照して、検出水位値Ｗが水位Ｄ３未満且つ水位Ｄ２以上（Ｄ３＞Ｗ≧Ｄ２）の場合に、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を２台と判定する。これにより、本フローチャートの処理は終了する。

【0105】

また、ステップＳＴ２０８（ステップＳＴ２０６：ＮＯ）において、制御部（システム制御部）１００は、水位センサ３の検出水位値Ｗが水位Ｄ２未満且つ水位Ｄ１以上（Ｄ２＞Ｗ≧Ｄ１）か否かを判定する。このステップＳＴ２０８において、制御部（システム制御部）１００により、検出水位値Ｗが水位Ｄ２未満且つ水位Ｄ１以上である（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ２０９へ移行する。一方、ステップＳＴ２０８において、制御部（システム制御部）１００により、検出水位値Ｗが水位Ｄ２未満且つ水位Ｄ１以上でない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ２１０へ移行する。

【0106】

ステップＳＴ２０９（ステップＳＴ２０８：ＹＥＳ）において、制御部（システム制御部）１００は、メモリに記憶されている台数判定に関するデータ（図２参照）を参照して、検出水位値Ｗが水位Ｄ２未満且つ水位Ｄ１以上（Ｄ２＞Ｗ≧Ｄ１）の場合に、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を１台と判定する。これにより、本フローチャートの処理は終了する。

【0107】

一方、ステップＳＴ２１０（ステップＳＴ２０８：ＮＯ）において、制御部（システム制御部）１００は、メモリに記憶されている台数判定に関するデータ（図２参照）を参照して、検出水位値Ｗが水位Ｄ１未満（Ｄ１＞Ｗ≧Ｌ又はＬ＜Ｗ）の場合に、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を０（ゼロ）台と判定する。これにより、本フローチャートの処理は終了する。

【0108】

次に、制御部（システム制御部）１００により実行される対象装置特定処理について説明する。図６は、制御部（システム制御部）１００において、フラッシング運転の対象となる膜分離装置を特定する場合の処理手順を示すフローチャートである。図４に示すステップＳＴ１０６において、制御部（システム制御部）１００は、メモリから読み出した対象装置特定処理のプログラムに基づいて、図６に示すフローチャートの処理を実行する。

【0109】

図６に示すステップＳＴ３０１において、制御部（システム制御部）１００は、メモリ（不図示）を参照して、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を取得する。

【0110】

ステップＳＴ３０２において、制御部（システム制御部）１００は、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数が「１」であるか否かを判定する。このステップＳＴ３０２において、制御部（システム制御部）１００により、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数が「１」である（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ３０３へ移行する。一方、ステップＳＴ３０２において、制御部（システム制御部）１００により、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数が「１」でない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ３０４へ移行する。

【0111】

ステップＳＴ３０３（ステップＳＴ３０２：ＹＥＳ）において、制御部（システム制御部）１００は、メモリに記憶されている優先順位に関するデータを参照して、優先順位が最も高い膜分離装置Ｕ１をフラッシング運転の対象として特定する。そして、制御部（システム制御部）１００は、特定した膜分離装置の識別番号を、メモリに記憶する（以下、同様とする）。これにより、本フローチャートの処理は終了する。

【0112】

また、ステップＳＴ３０４（ステップＳＴ３０２：ＮＯ）において、制御部（システム制御部）１００は、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数が「２」であるか否かを判定する。このステップＳＴ３０４において、制御部（システム制御部）１００により、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数が「２」である（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ３０５へ移行する。一方、ステップＳＴ３０４において、制御部（システム制御部）１００により、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数が「２」でない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ３０６へ移行する。

【0113】

ステップＳＴ３０５（ステップＳＴ３０４：ＹＥＳ）において、制御部（システム制御部）１００は、メモリに記憶されている優先順位に関するデータを参照して、優先順位が最も高い膜分離装置Ｕ１、及び優先順位が２番目に高い膜分離装置Ｕ２をフラッシング運転の対象として特定する。これにより、本フローチャートの処理は終了する。

【0114】

また、ステップＳＴ３０６（ステップＳＴ３０４：ＮＯ）において、制御部（システム制御部）１００は、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数が「３」であるか否かを判定する。このステップＳＴ３０６において、制御部（システム制御部）１００により、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数が「３」である（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ３０７へ移行する。一方、ステップＳＴ３０６において、制御部（システム制御部）１００により、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数が「３」でない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ３０８へ移行する。

【0115】

ステップＳＴ３０７（ステップＳＴ３０６：ＹＥＳ）において、制御部（システム制御部）１００は、メモリに記憶されている優先順位に関するデータを参照して、優先順位が最も高い膜分離装置Ｕ１、優先順位が２番目に高い膜分離装置Ｕ２、及び優先順位が３番目に高い膜分離装置Ｕ３をフラッシング運転の対象として特定する。これにより、本フローチャートの処理は終了する。

【0116】

また、ステップＳＴ３０８（ステップＳＴ３０６：ＮＯ）において、制御部（システム制御部）１００は、すべての膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４をフラッシング運転の対象として特定する。これにより、本フローチャートの処理は終了する。

【0117】

次に、制御部（システム制御部）１００により実行されるフラッシング運転について説明する。図７は、制御部（システム制御部）１００において、フラッシング運転処理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に示すステップＳＴ１０９において、制御部（システム制御部）１００は、メモリから読み出したフラッシング運転処理のプログラムに基づいて、図７に示すフローチャートの処理を実行する。

【0118】

図７に示すステップＳＴ４０１において、制御部（システム制御部）１００は、透過水弁７を閉状態に制御する。

【0119】

ステップＳＴ４０２において、制御部（システム制御部）１００は、濃縮水還流弁１０を閉状態に制御する。

【0120】

ステップＳＴ４０３において、制御部（システム制御部）１００は、第１排水弁１１〜第３排水弁１３のうち、所定の弁を開状態に制御する。なお、開状態に制御する排水弁の数は、効果的なフラッシングを行うのに必要な供給水Ｗ１の流量に基づいて、予め決定される。

【0121】

ステップＳＴ４０４において、制御部（システム制御部）１００は、フラッシング運転における駆動周波数Ｆ_ｆを取得する。この駆動周波数Ｆ_ｆは、例えば、予めメモリに記憶された設定値である。

【0122】

ステップＳＴ４０５において、制御部（システム制御部）１００は、駆動周波数Ｆ_ｆの値を、対応する電流値信号（４〜２０ｍＡ）に変換する。

【0123】

ステップＳＴ４０６において、制御部（システム制御部）１００は、変換した電流値信号をインバータ５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。なお、インバータ５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４に供給する。その結果、加圧ポンプ４は、インバータ５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。

【0124】

上述した加圧ポンプ４、透過水弁７、濃縮水還流弁１０、及び第１排水弁１１〜第３排水弁１３の制御により、ＲＯ膜モジュールＭ１の一次側に供給された供給水Ｗ１は、ＲＯ膜の表面を流れ、フラッシング洗浄排水として濃縮水ラインＬ３を介して濃縮水排出ラインＬ４から排出される。また、ＲＯ膜モジュールＭ１の二次側ポートから送出された透過水Ｗ２は、安全弁９の開弁動作により透過水返送ラインＬ６を流通して供給水ラインＬ１に返送される。

【0125】

なお、フラッシング運転は、濃縮水排出ラインＬ４から排出される洗浄排水の電気伝導率又はシリカ濃度が、少なくとも供給水Ｗ１の１．１倍以下となるまで継続する。

【0126】

次に、制御部（システム制御部）１００において、フラッシング運転（図４のステップＳＴ１０９）を開始した後に、造水運転／フラッシング運転する膜分離装置の台数を変更する場合の動作について説明する。図８は、制御部（システム制御部）１００において、造水運転／フラッシング運転する膜分離装置の台数を変更する場合の処理手順を示すフローチャートである。図８に示すフローチャートの処理は、水処理システム１のフラッシング運転中において繰り返し実行される。

【0127】

図８に示すステップＳＴ５０１において、制御部（システム制御部）１００は、水位センサ３で検出された検出水位値Ｗを取得する。

【0128】

ステップＳＴ５０２において、制御部（システム制御部）１００は、今回取得した検出水位値Ｗが、前回取得した検出水位値Ｗ´よりも１段階以上上昇したか否かを判定する。このステップＳＴ５０２において、制御部（システム制御部）１００により、今回取得した検出水位値Ｗが、前回取得した検出水位値Ｗ´よりも１段階以上上昇した（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ５０３へ移行する。一方、ステップＳＴ５０２において、制御部（システム制御部）１００により、今回取得した検出水位値Ｗが、前回取得した検出水位値Ｗ´よりも１段階以上上昇していない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ５０７へ移行する。

【0129】

ステップＳＴ５０３（ステップＳＴ５０２：ＹＥＳ）において、制御部（システム制御部）１００は、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を判定する。制御部（システム制御部）１００は、処理水タンク２の水位が１段階上昇していれば、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を１台と判定する。同様に、処理水タンク２の水位が１段階上昇する毎に、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を１台ずつ増加させる。

【0130】

ステップＳＴ５０４において、制御部（システム制御部）１００は、フラッシング運転の対象となる膜分離装置を特定する。具体的には、制御部（システム制御部）１００は、ステップＳＴ５０３で判定された台数と、メモリに記憶されている優先順位に関するデータとに基づいて、フラッシング運転の対象となる膜分離装置を特定する。例えば、ステップＳＴ５０３で判定された台数が「１」であり、膜分離装置Ｕ１及びＵ２がフラッシング運転中の場合には、優先順位が３番目に高い膜分離装置Ｕ３がフラッシング運転の対象となる。

【0131】

ステップＳＴ５０５において、制御部（システム制御部）１００は、ステップＳＴ５０４で特定した膜分離装置の造水運転を停止する。具体的には、制御部（システム制御部）１００は、フラッシング運転の対象となる膜分離装置において、加圧ポンプ４への駆動電力の供給を停止すると共に、透過水弁７を閉状態に制御する。

【0132】

ステップＳＴ５０６において、制御部（システム制御部）１００は、ステップＳＴ５０４で特定した膜分離装置について、フラッシング運転を実行する。このステップＳＴ５０６において、制御部（システム制御部）１００は、メモリから読み出したフラッシング運転処理のプログラムを実行する（図７参照）。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ＳＴ５０１へリターンする）。

【0133】

一方、ステップＳＴ５０７（ステップＳＴ５０２：ＮＯ）において、制御部（システム制御部）１００は、今回取得した検出水位値Ｗが、前回取得した検出水位値Ｗ´よりも下降したか否かを判定する。このステップＳＴ５０７において、制御部（システム制御部）１００により、今回取得した検出水位値Ｗが、前回取得した検出水位値Ｗ´よりも下降した（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ５０８に移行する。

【0134】

一方、ステップＳＴ５０７において、制御部（システム制御部）１００により、今回取得した検出水位値Ｗが、前回取得した検出水位値Ｗ´よりも下降していない（ＮＯ）と判定された場合に、本フローチャートの処理は終了する。処理水タンク２における水位の下降が１段階に満たない場合には、透過水Ｗ２を速やかに補給する必要がないからである。

【0135】

ステップＳＴ５０８（ステップＳＴ５０７：ＹＥＳ）において、制御部（システム制御部）１００は、フラッシング運転の終了した膜分離装置があるか否かを判定する。このステップＳＴ５０８において、制御部（システム制御部）１００により、フラッシング運転が終了した膜分離装置がある（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ５０９へ移行する。一方、ステップＳＴ５０８において、制御部（システム制御部）１００により、フラッシング運転が終了した膜分離装置がない（ＮＯ）と判定された場合に、本フローチャートの処理は終了する。フラッシング運転が終了した膜分離装置がない場合には、その装置の造水運転が実行できないからである。

【0136】

ステップＳＴ５０９（ステップＳＴ５０８：ＹＥＳ）において、制御部（システム制御部）１００は、フラッシング運転の終了した膜分離装置の造水運転を開始する。具体的には、制御部（システム制御部）１００は、フラッシング運転の終了した膜分離装置において、図３に示すインバータ５から加圧ポンプ４への駆動電力の供給を開始させると共に、透過水弁７を開状態に制御する。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ＳＴ５０１へリターンする）。なお、フラッシング運転の終了した膜分離装置が複数ある場合には、一部の膜分離装置のみ造水運転を開始させてもよいし、すべての膜分離装置について造水運転を開始させてもよい。

【0137】

次に、制御部（ユニット制御部）１００による流量フィードバック水量制御について説明する。図９は、制御部（ユニット制御部）１００において、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９に示すフローチャートの処理は、膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４の造水運転中において、それぞれ繰り返し実行される。

【0138】

図９に示すステップＳＴ６０１において、制御部（ユニット制御部）１００は、透過水Ｗ２の目標流量値Ｑ_ｐ´を取得する。この目標流量値Ｑ_ｐ´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１００のメモリに入力した設定値である。

【0139】

ステップＳＴ６０２において、制御部（ユニット制御部）１００は、ＩＴＵによる計時Ｔ_ｓ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ＳＴ６０２において、制御部（ユニット制御部）１００により、ＩＴＵによる計時Ｔ_ｓが１００ｍｓに達した（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ６０３へ移行する。一方、ステップＳＴ６０２において、制御部（ユニット制御部）１００により、ＩＴＵによる計時Ｔ_ｓ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ＳＴ６０２へ戻る。

【0140】

ステップＳＴ６０３（ステップＳＴ６０２：ＹＥＳ判定）において、制御部（ユニット制御部）１００は、流量センサ８で検出された透過水Ｗ２の検出流量値Ｑ_ｐを取得する。

【0141】

ステップＳＴ６０４において、制御部（ユニット制御部）１００は、ステップＳＴ６０３で取得した検出流量値（フィードバック値）Ｑ_ｐとステップＳＴ６０１で取得した目標流量値Ｑ_ｐ´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、これを前回の制御周期時点の操作量に加算することで現時点の操作量を決定する。

【0142】

ステップＳＴ６０５において、制御部（ユニット制御部）１００は、現時点の操作量Ｕ及び加圧ポンプ４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４の駆動周波数Ｆを演算する。

【0143】

ステップＳＴ６０６において、制御部（ユニット制御部）１００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。

【0144】

ステップＳＴ６０７において、制御部（ユニット制御部）１００は、変換した電流値信号をインバータ５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ＳＴ６０１へリターンする）。

【0145】

次に、制御部（ユニット制御部）１００による温度フィードフォワード回収率制御について説明する。図１０は、制御部（ユニット制御部）１００において、温度フィードフォワード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１０に示すフローチャートの処理は、膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４の造水運転中において、流量フィードバック水量制御と並行して、それぞれ繰り返し実行される。

【0146】

図１０に示すステップＳＴ７０１において、制御部（ユニット制御部）１００は、透過水Ｗ２の目標流量値Ｑ_ｐ´を取得する。この目標流量値Ｑ_ｐ´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）を介してメモリに入力した設定値である。

【0147】

ステップＳＴ７０２において、制御部（ユニット制御部）１００は、供給水Ｗ１のシリカ（ＳｉＯ_２）濃度Ｃ_ｓを取得する。このシリカ濃度Ｃ_ｓ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）を介してメモリに入力した設定値である。供給水Ｗ１のシリカ濃度は、事前に供給水Ｗ１を水質分析することにより得ることができる。なお、供給水ラインＬ１において、不図示の水質センサにより供給水Ｗ１のシリカ濃度を計測してもよい。

【0148】

ステップＳＴ７０３において、制御部（ユニット制御部）１００は、温度センサ６から供給水Ｗ１の検出温度値Ｔを取得する。

【0149】

ステップＳＴ７０４において、制御部（ユニット制御部）１００は、取得した検出温度値Ｔに基づいて、水に対するシリカ溶解度Ｓ_ｓを決定する。

【0150】

ステップＳＴ７０５において、制御部（ユニット制御部）１００は、前のステップで取得又は決定したシリカ濃度Ｃ_ｓ、及びシリカ溶解度Ｓ_ｓに基づいて、濃縮水Ｗ３におけるシリカの許容濃縮倍率Ｎ_ｓを演算する。シリカの許容濃縮倍率Ｎ_ｓは、下記の式（１）により求めることができる。
Ｎ_ｓ＝Ｓ_ｓ／Ｃ_ｓ （１）

【0151】

例えば、シリカ濃度Ｃ_ｓが２０ｍｇＳｉＯ_２／Ｌ、２５℃におけるシリカ溶解度Ｓ_ｓが１００ｍｇＳｉＯ_２／Ｌであれば、許容濃縮倍率Ｎ_ｓは“５”となる。

【0152】

ステップＳＴ７０６において、制御部（ユニット制御部）１００は、前のステップで取得又は演算した目標流量値Ｑ_ｐ´、及び許容濃縮倍率Ｎ_ｓに基づいて、回収率が最大となる排水流量（目標排水流量Ｑ_ｄ´）を演算する。目標排水流量Ｑ_ｄ´は、下記の式（２）により求めることができる。
Ｑ_ｄ´＝Ｑ_ｐ´／（Ｎ_ｓ−１） （２）

【0153】

ステップＳＴ７０７において、制御部（ユニット制御部）１００は、濃縮水Ｗ３の実際排水流量Ｑ_ｄがステップＳＴ７０６で演算した目標排水流量Ｑ_ｄ´となるように、第１排水弁１１〜第３排水弁１３の開閉を制御する。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ＳＴ７０１へリターンする）。

【0154】

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奏される。

【0155】

第１実施形態に係る水処理システム１において、制御部（システム制御部）１００は、フラッシング運転を実行する時期に達した場合に、水位センサ３の検出水位値Ｗに基づいて、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を判定し、判定した台数の膜分離装置についてフラッシング運転を実行させる。

【0156】

これによれば、水位センサ３の検出水位値Ｗが所定水位を下回る場合には、少なくとも１台の膜分離装置が造水運転されるため、処理水タンク２への透過水Ｗ２の補給を維持することができる。このため、フラッシング運転の間に造水が完全に停止して、需要箇所で透過水Ｗ２が利用できなくなることを可能な限り回避することができる。

【0157】

また、制御部（システム制御部）１００は、フラッシング運転を実行する時期に達し、水位センサ３による処理水タンク２の検出水位値Ｗが少なくともフラッシング運転の間に需要箇所で消費される水量の透過水Ｗ２を供給可能な基準水位値Ｈ以上の場合には、すべての膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４を対象としてフラッシング運転を実行する。

【0158】

これによれば、処理水タンク２の検出水位値Ｗが基準水位値Ｈ以上の場合には、すべての膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４でフラッシング運転が実行されるので、需要箇所へ透過水Ｗ２を供給可能としつつ、全台のフラッシング運転を速やかに完了することができる。

【0159】

また、制御部（システム制御部）１００は、フラッシング運転を実行する時期に達し、水位センサ３の検出水位値Ｗが基準水位値Ｈ未満の場合には、検出水位値Ｗに基づいて、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を基準水位値Ｈ以上の場合における台数よりも減少させる。

【0160】

これによれば、水位センサ３の検出水位値Ｗに応じて、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数が判定されるので、フラッシング運転の間に、処理水タンク２への透過水Ｗ２の補給を可能な限り維持することができる。

【0161】

また、制御部（システム制御部）１００は、水位センサ３の検出水位値Ｗが基準水位値Ｈ未満の場合において、フラッシング運転を開始した後に、水位センサ３の検出水位値Ｗが上昇した場合には、上昇した検出水位値Ｗに基づいて、フラッシング運転の対象となる膜分離装置の台数を増加させる。

【0162】

これによれば、フラッシング運転の間に、水位センサ３の検出水位値Ｗが上昇した場合には、上昇した検出水位値Ｗに見合った台数の膜分離装置がフラッシング運転の対象となるため、処理水タンク２への透過水Ｗ２の補給を維持しつつ、可能な限り多くの膜分離装置をフラッシング運転の対象とすることができる。

【0163】

また、制御部（システム制御部）１００は、フラッシング運転の対象となる膜分離装置について、予め設定された優先順位に基づいてフラッシング運転を開始させる。

【0164】

このため、ＲＯ膜モジュールの脱塩負荷等に応じて優先順位を設定することにより、特定のＲＯ膜モジュールにおいて化学的劣化や閉塞が極端に進行するのを抑制することができる。

【0165】

また、制御部（システム制御部）１００は、すべての膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４について前回のフラッシング運転が終了した後、処理水タンク２へ補給した透過水Ｗ２の積算補給時間が設定値に達した場合には、フラッシング運転を実行する時期に達したと判定する。

【0166】

このため、制御部（システム制御部）１００において、フラッシング運転の実行を開始する時期を正確に判定することができる。また、膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４のフラッシング運転が同時期になされるため、それぞれのＲＯ膜モジュールＭ１において、水透過係数や塩除去率にばらつきが生じるのを抑制することができる。

【0167】

また、制御部（ユニット制御部）１００は、膜分離装置が造水運転の間において、流量センサ８の検出流量値が予め設定された目標流量値となるように、加圧ポンプ４を駆動するための駆動周波数を演算し、当該駆動周波数の演算値に対応する電流値信号をインバータ５に出力する流量フィードバック水量制御を実行する。

【0168】

このため、膜分離装置の造水運転の間に、回収率を下げた場合においても、安定した流量の透過水Ｗ２を処理水タンク２へ補給することができる。

【0169】

また、制御部（ユニット制御部）１００は、膜分離装置が造水運転の間において、温度センサ６で検出された供給水Ｗ１の温度に基づいて、透過水Ｗ２の温度フィードフォワード回収率制御を実行する。

【0170】

このため、膜分離装置の造水運転の間に、透過水Ｗ２の回収率を最大としつつ、ＲＯ膜モジュールＭ１におけるシリカ系スケールの析出をより確実に抑制することができる。

【0171】

また、第１実施形態の膜分離装置において、透過水返送ラインＬ６には、安全弁９が設けられている。このため、フラッシング運転において、透過水返送ラインＬ６の管内圧力が設定された圧力以上となった場合に、安全弁９を介して高圧の透過水Ｗ２を低圧側（加圧ポンプ４の一次側）に逃がすことができる。従って、過剰な背圧によるＲＯ膜の破損を防止することができる。

【0172】

また、制御部（ユニット制御部）１００は、フラッシング運転を実行する際に、濃縮水還流ラインＬ５を濃縮水Ｗ３が流通しないように濃縮水還流弁１０を閉状態に制御し、且つ透過水ラインＬ２を透過水Ｗ２が流通しないように透過水弁７を閉状態に制御する。このため、供給水Ｗ１の濃縮を抑制しながら、供給水Ｗ１を洗浄水として有効利用することができる。

【0173】

（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、図面を参照しながら説明する。

【0174】

第２実施形態に係る水処理システム１Ａの全体的な構成は、第１実施形態と同じであるため、適宜に図１を援用する。図１において、括弧内の符号は、第２実施形態の構成であることを示す。

【0175】

第２実施形態に係る水処理システム１Ａは、膜分離装置の内部構成が第１実施形態と異なる。第２実施形態では、第１実施形態との相違点について説明する。そのため、第２実施形態では、第１実施形態と同等又は同一の構成要素には同一符号又を付し、その詳細な説明を適宜に省略する。第２実施形態において、特に説明しない構成要素については、第１実施形態の説明が適宜に援用される。なお、第２実施形態において、第１実施形態と同じ名称で構成が異なるものについては、必要に応じて符号の末尾に「Ａ」を付す。

【0176】

図１１は、第２実施形態に係る膜分離装置Ｕ１１の構成図である。第２実施形態に係る水処理システム１Ａは、複数の膜分離装置Ｕ１１，Ｕ１２，Ｕ１３，Ｕ１４（図１参照）を備える。ここでは、膜分離装置Ｕ１１を代表して構成を説明するが、他の膜分離装置Ｕ１２〜Ｕ１４も同じ構成である。

【0177】

図１１に示すように、本実施形態の膜分離装置Ｕ１１は、ＲＯ膜モジュールＭ１１，ＲＯ膜モジュールＭ１２，ＲＯ膜モジュールＭ１３，及びＲＯ膜モジュールＭ１４を備える。ＲＯ膜モジュールＭ１１〜Ｍ１４それぞれの構成及び機能は、第１実施形態のＲＯ膜モジュールＭ１と同じであるため説明を省略する。

【0178】

本実施形態の膜分離装置Ｕ１１においては、ＲＯ膜モジュールが、本来の必要な本数よりも１本多く設けられている。例えば、膜分離装置Ｕ１１の定格流量を３ｍ^３／ｈとした場合には、定格流量が１ｍ^３／ｈのＲＯ膜モジュールが４本（本来の必要な本数は３本）設けられる。ＲＯ膜モジュールＭ１１〜Ｍ１４の構成については後述する。

【0179】

また、本実施形態の膜分離装置Ｕ１１は、スケール防止剤供給装置１５と、第１開閉弁２１と、第２開閉弁２２と、第３開閉弁２３と、第４開閉弁２４と、を備える。また、本実施形態の膜分離装置Ｕ１１は、透過水接続ラインＬ２１，Ｌ２３，Ｌ２５及びＬ２７と、濃縮水接続ラインＬ２２，Ｌ２４及びＬ２６と、を備える。

【0180】

なお、以下の説明においては、ＲＯ膜モジュールＭ１１〜ＲＯ膜モジュールＭ１４のいずれかを具体的に特定しない場合には、「ＲＯ膜モジュール」と記載する。同様に、第１開閉弁２１〜第４開閉弁２４のいずれかを具体的に特定しない場合には、「開閉弁」と記載する。

【0181】

ＲＯ膜モジュールＭ１１には、供給水ラインＬ１、透過水接続ラインＬ２１及び濃縮水接続ラインＬ２２が接続されている。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。また、供給水ラインＬ１の下流側の端部は、ＲＯ膜モジュールＭ１１の一次側入口ポートに接続されている。透過水接続ラインＬ２１の上流側の端部は、ＲＯ膜モジュールＭ１１の二次側ポートに接続されている。透過水接続ラインＬ２１の下流側の端部は、接続部Ｊ１４において透過水ラインＬ２の上流側の端部に接続されている。

【0182】

また、透過水接続ラインＬ２１には、第１開閉弁２１が設けられている。第１開閉弁２１は、透過水接続ラインＬ２１を開閉する設備である。第１開閉弁２１は、制御部１００Ａと電気的に接続されている。第１開閉弁２１における弁体の開閉は、制御部１００Ａからの駆動信号により制御される。

【0183】

濃縮水接続ラインＬ２２は、ＲＯ膜モジュールＭ１１で製造された濃縮水Ｗ３を、次段のＲＯ膜モジュールＭ１２に供給水として送出するラインである。濃縮水接続ラインＬ２２の上流側の端部は、ＲＯ膜モジュールＭ１１の一次側出口ポートに接続されている。また、濃縮水接続ラインＬ２２の下流側の端部は、ＲＯ膜モジュールＭ１２の一次側入口ポートに接続されている。

【0184】

ＲＯ膜モジュールＭ１２には、上述した濃縮水接続ラインＬ２２、透過水接続ラインＬ２３及び濃縮水接続ラインＬ２４が接続されている。透過水接続ラインＬ２３の上流側の端部は、ＲＯ膜モジュールＭ１２の二次側ポートに接続されている。透過水接続ラインＬ２３の下流側の端部は、接続部Ｊ１２において透過水接続ラインＬ２１に接続されている。

【0185】

また、透過水接続ラインＬ２３には、第２開閉弁２２が設けられている。第２開閉弁２２は、透過水接続ラインＬ２３を開閉する設備である。第２開閉弁２２は、制御部１００Ａと電気的に接続されている。第２開閉弁２２における弁体の開閉は、制御部１００Ａからの駆動信号により制御される。

【0186】

濃縮水接続ラインＬ２４は、ＲＯ膜モジュールＭ１２で製造された濃縮水Ｗ３を、次段のＲＯ膜モジュールＭ１３に供給水として送出するラインである。濃縮水接続ラインＬ２４の上流側の端部は、ＲＯ膜モジュールＭ１２の一次側出口ポートに接続されている。また、濃縮水接続ラインＬ２４の下流側の端部は、ＲＯ膜モジュールＭ１３の一次側入口ポートに接続されている。

【0187】

ＲＯ膜モジュールＭ１３には、上述した濃縮水接続ラインＬ２４、透過水接続ラインＬ２５及び濃縮水接続ラインＬ２６が接続されている。透過水接続ラインＬ２５の上流側の端部は、ＲＯ膜モジュールＭ１３の二次側ポートに接続されている。透過水接続ラインＬ２５の下流側の端部は、接続部Ｊ１３において透過水接続ラインＬ２１に接続されている。

【0188】

また、透過水接続ラインＬ２５には、第３開閉弁２３が接続されている。第３開閉弁２３は、透過水接続ラインＬ２５を開閉する設備である。第３開閉弁２３は、制御部１００Ａと電気的に接続されている。第３開閉弁２３における弁体の開閉は、制御部１００Ａからの駆動信号により制御される。

【0189】

濃縮水接続ラインＬ２６は、ＲＯ膜モジュールＭ１３で製造された濃縮水Ｗ３を、次段のＲＯ膜モジュールＭ１４に供給水として送出するラインである。濃縮水接続ラインＬ２６の上流側の端部は、ＲＯ膜モジュールＭ１３の一次側出口ポートに接続されている。また、濃縮水接続ラインＬ２６の下流側の端部は、ＲＯ膜モジュールＭ１４の一次側入口ポートに接続されている。

【0190】

ＲＯ膜モジュールＭ１４には、上述した濃縮水接続ラインＬ２６、透過水接続ラインＬ２７及び濃縮水ラインＬ３が接続されている。透過水接続ラインＬ２７の上流側の端部は、ＲＯ膜モジュールＭ１４の二次側ポートに接続されている。透過水接続ラインＬ２７の下流側の端部は、接続部Ｊ１４において透過水接続ラインＬ２１（及び透過水ラインＬ２）に接続されている。

【0191】

また、透過水接続ラインＬ２７には、第４開閉弁２４が接続されている。第４開閉弁２４は、透過水接続ラインＬ２７を開閉する設備である。第４開閉弁２４は、制御部１００Ａと電気的に接続されている。第４開閉弁２４における弁体の開閉は、制御部１００Ａからの駆動信号により制御される。

【0192】

なお、ＲＯ膜モジュールＭ１４の一次側出口ポートに接続された濃縮水ラインＬ３、第１排水弁１１〜第３排水弁１３の構成及び機能は第１実施形態と同じであるため説明を省略する。

【0193】

図１１に示すように、本実施形態の膜分離装置Ｕ１１においては、前段のＲＯ膜モジュールから送出された濃縮水Ｗ３が次段のＲＯ膜モジュールへの供給水となるように、４段のＲＯ膜モジュールの一次側が直列に接続されている。また、それぞれのＲＯ膜モジュールから送出された透過水Ｗ２が共通の透過水接続ラインＬ２１（及び透過水ラインＬ２）を流通するように４段のＲＯ膜モジュールの二次側が並列に接続されている。

【0194】

スケール防止剤供給装置１５は、供給水Ｗ１へスケール防止剤を供給する装置である。スケール防止剤供給装置１５は、スケール防止剤供給ラインＬ１４を介して、接続部Ｊ１１において供給水ラインＬ１に接続されている。スケール防止剤は、水中でのスケールの成長、或いはＲＯ膜表面等へのスケールの堆積を防止するために用いられる薬品である。ここで利用可能なスケール防止剤としては、例えば、カルボン酸系ポリマー、アクリル酸系ポリマー、ホスホン酸系キレート剤、カルボン酸系キレート剤等を挙げることができる。

【0195】

また、スケール防止剤供給装置１５は、制御部１００Ａと電気的に接続されている。スケール防止剤供給装置１５におけるスケール防止剤の供給（開始／停止）は、制御部１００Ａからの駆動信号により制御される。本実施形態においては、造水運転の間に、スケール防止剤供給装置１５から供給水Ｗ１にスケール防止剤が供給される。

【0196】

制御部１００Ａは、第１実施形態の制御部１００と同じ機能を有する。また、制御部１００Ａは、ユニット制御部の機能として、造水運転の間に、ＲＯ膜モジュールＭ１１〜Ｍ１４のうちの３本で透過水Ｗ２を造水運転させ、残りの１本は透過水Ｗ２の造水運転を停止させる。具体的には、制御部（ユニット制御部）１００Ａは、造水運転するＲＯ膜モジュールに接続する開閉弁を開状態に制御し、造水運転を停止するＲＯ膜モジュールに接続する開閉弁を閉状態に制御する（開閉弁は、手動で開状態又は閉状態としてもよい）。

【0197】

制御部（ユニット制御部）１００Ａは、造水運転を停止するＲＯ膜モジュールを、例えば、３〜７日間の周期で順番にローテーションさせながら切り替える。これにより、膜分離装置Ｕ１１を造水運転する間は、常に１本のＲＯ膜モジュールを休止状態とすることができる。なお、ＲＯ膜モジュールを切り替える順番は、ＲＯ膜モジュールの並び順でもよいし、各ＲＯ膜モジュールの水透過係数に応じて設定してもよい。

【0198】

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、膜分離装置のいずれか１本のＲＯ膜モジュールを長期間休止させることができるので、ＲＯ膜の表面に付着したスケール防止剤が浸透圧により剥離し、ＲＯ膜における透過流束を回復させることができる。これにより、連続して造水運転した場合でも、長期間に亘って良好な透過流束を維持することができる。この結果、膜洗浄や膜交換の頻度を減らすことができるので、ランニングコストの削減が可能となる。

【0199】

なお、本実施形態の構成によれば、造水運転を休止したＲＯ膜モジュールにも、常に供給水Ｗ１が流れ込むため、造水運転を休止したＲＯ膜モジュールを、他のＲＯ膜モジュールとの接続ラインから完全に切り離して休止させるよりも、ＲＯ膜の表面からスケール防止剤を剥離させる効果をより高めることができる。

【0200】

また、造水運転を停止するＲＯ膜モジュールに接続する開閉弁が閉状態となり、フラッシング運転中のＲＯ膜モジュールから送出された透過水Ｗ２が処理水タンク２へ流れ込まないため、より高純度な処理水Ｗ４を得ることができる。

【0201】

以下、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。

【0202】

例えば、本実施形態においては、４台の膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４を設けた例について説明した。これに限らず、膜分離装置は、少なくとも２台あればよい。また、膜分離装置を５台以上設けた構成としてもよい。

【0203】

本実施形態においては、処理水タンク２の貯水量を判定するための水位として、水位Ｈ，水位Ｄ３，水位Ｄ２，水位Ｄ１，水位Ｌの５段階に設定した例について説明した。これに限らず、膜分離装置の設置台数等に応じて、水位を４段階以下に設定してもよいし、６段階以上に設定してもよい。

【0204】

本実施形態においては、すべての膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４についてフラッシング運転が終了した後、処理水タンク２へ補給した透過水Ｗ２の積算補給時間が設定値に達した場合に、フラッシング運転を実行する時期に達したと判定する例について説明した。これに限らず、すべての膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４についてフラッシング運転が終了した後、処理水タンク２へ補給した透過水Ｗ２の積算補給量が設定値に達した場合に、フラッシング運転を実行する時期に達したと判定してもよい。

【0205】

なお、積算補給時間及び積算補給量は、供給水Ｗ１の水質（例えば、濁度やシリカ濃度等）に応じて設定される。積算補給時間の場合は、例えば、１０〜１２０分の範囲で設定される。また、積算補給量の場合は、積算補給時間に定格流量（すなわち、通常運転時における第１目標流量値）を乗じた値となる。例えば、定格流量が２ｍ^３／ｈの場合に、積算補給量は、０．３３〜４ｍ^３の範囲となる。積算補給時間は、供給水Ｗ１の水質が悪化するに従い、相対的に設定値を短くすることが好ましい。一方、積算補給量は、供給水Ｗ１の水質が悪化するに従い、相対的に設定値を少なくすることが好ましい。

【0206】

本実施形態において、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された水であってもよい。

【0207】

本実施形態では、主な構成として、膜分離装置Ｕ１〜Ｕ４と処理水タンク２とを備えた水処理システム１（１Ａ）について説明した。これに限らず、処理水タンク２の下流側に電気脱イオン装置（ＥＤＩ装置）を設けた構成としてもよい。また、処理水タンク２の下流側に脱炭酸装置を設けた構成としてもよい。更に、脱炭酸装置の下流側に上述した電気脱イオン装置を設けた構成としてもよい。

【0208】

本実施形態では、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムにより、加圧ポンプ４の駆動周波数を演算する例について説明した。これに限らず、位置形デジタルＰＩＤアルゴリズムにより、加圧ポンプ４の駆動周波数を演算してもよい。

【0209】

本実施形態では、温度フィードフォワード回収率制御において、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１の温度を検出温度値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の温度を検出温度値Ｔとしてもよい。また、濃縮水ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ３の温度を検出温度値Ｔとしてもよい。更に、複数のラインにおいて水の温度を検出し、その平均値を検出温度値Ｔとしてもよい。

【0210】

本実施形態では、回収率制御において、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、濃縮水Ｗ３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、濃縮水排出ラインＬ４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１００（１００Ａ）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の排水流量を調節することができる。

【0211】

また、比例制御バルブを設けた構成において、濃縮水排出ラインＬ４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１００（１００Ａ）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】

【0212】

１，１Ａ 水処理システム
２ 処理水タンク（貯留タンク）
３ 水位センサ（水位検出手段）
４ 加圧ポンプ
５ インバータ
７ 透過水弁
８ 流量センサ（流量検出手段）
９ 安全弁（圧力逃し弁）
１００，１００Ａ 制御部
Ｍ１，Ｍ１１〜Ｍ１４ ＲＯ膜モジュール（逆浸透膜モジュール）
Ｕ１〜Ｕ４，Ｕ１１〜Ｕ１４ 膜分離装置
Ｌ１ 供給水ライン
Ｌ２ 透過水ライン
Ｌ３ 濃縮水ライン
Ｌ４ 濃縮水排出ライン
Ｌ５ 濃縮水還流ライン
Ｌ６ 透過水返送ライン
Ｌ７ 配水ライン
Ｗ１ 供給水
Ｗ２ 透過水
Ｗ３ 濃縮水
Ｗ４ 処理水

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】