特許 6056370 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】6056370

(24)【登録日】2016年12月16日

(45)【発行日】2017年1月11日

(54)【発明の名称】水処理システム

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/44 20060101AFI20161226BHJP

   B01D 61/58 20060101ALI20161226BHJP

   B01D 61/12 20060101ALI20161226BHJP

【ＦＩ】

   C02F1/44 A

   B01D61/58

   B01D61/12

【請求項の数】2

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-232865(P2012-232865)

(22)【出願日】2012年10月22日

(65)【公開番号】特開2014-83480(P2014-83480A)

(43)【公開日】2014年5月12日

【審査請求日】2015年7月24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】渡邉 隼人

【審査官】 岡田 三恵

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６２−２３７９８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１７０８４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−０５４２９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２９３４７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ １／４４

Ｂ０１Ｄ ６１／１２

Ｂ０１Ｄ ６１／５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

供給水から第１透過水を製造する第１膜分離装置と、
供給水を前記第１膜分離装置に向けて吐出する第１ポンプと、
前記第１膜分離装置で製造された第１透過水の圧力を検出圧力値として出力する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段から出力された検出圧力値が予め設定された目標圧力値となるように、前記第１ポンプを駆動する第１制御部と、
前記第１膜分離装置で製造された第１透過水から第２透過水を製造する第２膜分離装置と、
第１透過水を前記第２膜分離装置に向けて吐出する第２ポンプと、
前記第２膜分離装置で製造された第２透過水の流量を検出流量値として出力する流量検出手段と、
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値となるように、前記第２ポンプを駆動する第２制御部と、
を備える水処理システム。

【請求項2】

入力された指令信号に対応する駆動周波数を前記第１ポンプに出力する第１インバータと、入力された指令信号に対応する駆動周波数を前記第２ポンプに出力する第２インバータと、を備え、
前記第１ポンプは、前記第１インバータから入力された駆動周波数に応じて駆動され、前記第２ポンプは、前記第２インバータから入力された駆動周波数に応じて駆動され、
前記第１制御部は、前記圧力検出手段から出力された検出圧力値が予め設定された目標圧力値となるように前記第１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指令信号を前記第１インバータに出力するように構成され、前記第２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値となるように前記第２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指令信号を前記第２インバータに出力するように構成される、
請求項１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、供給水から透過水と濃縮水とを製造する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（以下、「供給水」ともいう）を、膜分離装置としての逆浸透膜モジュール（以下、「ＲＯ膜モジュール」ともいう）で逆浸透膜処理することにより製造される。

【0003】

従来、供給水をＲＯ膜モジュール及び電気式脱イオン装置により処理して純水を製造する水処理システムが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。また、供給水を直列に接続された２つのＲＯ膜モジュールにより処理して純水を製造する水処理システムも知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１−２５９３７６号公報

【特許文献2】特開２００６−２５５６５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した２つのＲＯ膜モジュールにより純水を製造する水処理システムにおいて、前段のＲＯ膜モジュールの上流側に加圧ポンプを設け、この加圧ポンプから２つのＲＯ膜モジュールに向けて水を圧送することにより、２つのＲＯ膜モジュールに水を流通させる構成が考えられる。しかし、１つの加圧ポンプで水を圧送する場合、加圧ポンプの運転圧力が高圧（２ＭＰａ程度）となるため、それぞれのＲＯ膜モジュールに耐圧性が必要となり、コストが増加する。

【0006】

また、上記水処理システムにおいて、２つのＲＯ膜モジュールの間に中間タンクを設けると共に、２つのＲＯ膜モジュールにそれぞれ加圧ポンプを設ける構成も考えられる。中間タンクを設けることにより、前段のＲＯ膜モジュールと後段のＲＯ膜モジュールにおいて、それぞれ独立に流量を制御することができる。しかし、この水処理システムでは、２つの加圧ポンプのほかに中間タンクが必要となるため、コストが増加すると共に、中間タンクを設置するスペースが必要となる。

【0007】

また、上記水処理システムにおいて、運転圧力が中圧（１ＭＰａ程度）の加圧ポンプを、２つのＲＯ膜モジュールにそれぞれ設ける構成も考えられる。しかし、この水処理システムでは、前段のＲＯ膜モジュールにおける膜面のファウリングや水温による管路抵抗の変化等により、後段のＲＯ膜モジュールへ供給される水の流量が変動し、後段の加圧ポンプの入口圧力が不安定となるため、後段のＲＯ膜モジュールにおいて安定した流量の透過水を製造することが難しい。

【0008】

従って、本発明は、前段の膜分離装置と後段の膜分離装置との間に中間タンクを用いることなしに、後段の膜分離装置において安定した流量の透過水を製造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】

【0009】

本発明は、供給水から第１透過水を製造する第１膜分離装置と、供給水を前記第１膜分離装置に向けて吐出する第１ポンプと、前記第１膜分離装置で製造された第１透過水の圧力を検出圧力値として出力する圧力検出手段と、前記圧力検出手段から出力された検出圧力値が予め設定された目標圧力値となるように、前記第１ポンプを駆動する第１制御部と、前記第１膜分離装置で製造された第１透過水から第２透過水を製造する第２膜分離装置と、第１透過水を前記第２膜分離装置に向けて吐出する第２ポンプと、前記第２膜分離装置で製造された第２透過水の流量を検出流量値として出力する流量検出手段と、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値となるように、前記第２ポンプを駆動する第２制御部と、を備える水処理システムに関する。

【0010】

また、水処理システム１は、入力された指令信号に対応する駆動周波数を前記第１ポンプに出力する第１インバータと、入力された指令信号に対応する駆動周波数を前記第２ポンプに出力する第２インバータと、を備え、前記第１ポンプは、前記第１インバータから入力された駆動周波数に応じて駆動され、前記第２ポンプは、前記第２インバータから入力された駆動周波数に応じて駆動され、前記第１制御部は、前記圧力検出手段から出力された検出圧力値が予め設定された目標圧力値となるように前記第１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指令信号を前記第１インバータに出力するように構成され、前記第２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値となるように前記第２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指令信号を前記第２インバータに出力するように構成されることが好ましい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、前段の膜分離装置と後段の膜分離装置との間に中間タンクを用いることなしに、後段の膜分離装置において安定した流量の透過水を製造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】

【0012】

【図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制御部１０において圧力フィードバック制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。

【図3】第２制御部２０において流量フィードバック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。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明に係る水処理システムについて、図面を参照しながら説明する。本実施形態の水処理システム１は、例えば、水道水や地下水等の淡水から純水を製造する純水製造システムに適用される。図１は、本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制御部１０において圧力フィードバック制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。図３は、第２制御部２０において流量フィードバック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。

【0014】

図１に示すように、本実施形態に係る水処理システム１は、第１ポンプとしての第１加圧ポンプ２と、第１インバータ３と、第１膜分離装置としての第１ＲＯ膜モジュール４と、圧力検出手段としての圧力センサ５と、第１制御部１０と、第１排水弁１１〜第３排水弁１３と、を備える。

【0015】

また、水処理システム１は、第２ポンプとしての第２加圧ポンプ６と、第２インバータ７と、第２膜分離装置としての第２ＲＯ膜モジュール８と、流量検出手段としての流量センサ９と、第２制御部２０と、第４排水弁２１〜第６排水弁２３と、を備える。

【0016】

また、水処理システム１は、供給水ラインＬ１と、第１透過水ラインＬ２と、第２透過水ラインＬ３と、第１濃縮水ラインＬ４と、第２濃縮水ラインＬ５と、第１濃縮水排水ラインＬ１１と、第２濃縮水排水ラインＬ１２と、第３濃縮水排水ラインＬ１３と、第４濃縮水排水ラインＬ２１と、第５濃縮水排水ラインＬ２２と、第６濃縮水排水ラインＬ２３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。また、図１では、電気的な接続の経路を破線で示す。

【0017】

供給水ラインＬ１は、供給水Ｗ１を第１ＲＯ膜モジュール４に供給するラインである。供給水ラインＬ１の上流側の端部は、供給水Ｗ１の供給源（不図示）に接続されている。供給水ラインＬ１の下流側の端部は、第１ＲＯ膜モジュール４の一次側入口ポートに接続されている。

【0018】

第１加圧ポンプ２は、供給源から供給された供給水Ｗ１を吸入し、第１ＲＯ膜モジュール４に向けて吐出する装置である。第１加圧ポンプ２は、供給水ラインＬ１に設けられている。第１加圧ポンプ２は、第１インバータ３（後述）と電気的に接続されている。第１加圧ポンプ２には、第１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。第１加圧ポンプ２は、入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動される。

【0019】

第１インバータ３は、第１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。第１インバータ３は、第１制御部１０と電気的に接続されている。第１インバータ３には、第１制御部１０から電流値信号が入力される。第１インバータ３は、入力された電流値信号に対応する駆動周波数を第１加圧ポンプ２に出力する。

【0020】

第１ＲＯ膜モジュール４は、第１加圧ポンプ２から吐出された供給水Ｗ１を、溶存塩類が除去された第１透過水Ｗ２と、溶存塩類が濃縮された第１濃縮水Ｗ３とに膜分離処理する設備である。第１ＲＯ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。第１ＲＯ膜モジュール４は、これらＲＯ膜エレメントにより供給水Ｗ１を膜分離処理し、第１透過水Ｗ２及び第１濃縮水Ｗ３を製造する。

【0021】

第１ＲＯ膜モジュール４の一次側入口ポートは、供給水ラインＬ１を介して第１加圧ポンプ２の下流側に接続されている。第１ＲＯ膜モジュール４の二次側ポートには、第１透過水ラインＬ２の上流側の端部が接続されている。第１ＲＯ膜モジュール４で製造された第１透過水Ｗ２は、第１透過水ラインＬ２を介して第２ＲＯ膜モジュール８に送出される。また、第１ＲＯ膜モジュール４の一次側出口ポートには、第１濃縮水ラインＬ４の上流側の端部が接続されている。第１ＲＯ膜モジュール４で製造された第１濃縮水Ｗ３は、第１濃縮水ラインＬ４を介して、第１ＲＯ膜モジュール４の外に排出される。

【0022】

第１透過水ラインＬ２は、第１ＲＯ膜モジュール４で製造された第１透過水Ｗ２を第２ＲＯ膜モジュール８へ送出するラインである。第１透過水ラインＬ２の上流側の端部は、第１ＲＯ膜モジュール８の二次側ポートに接続されている。第１透過水ラインＬ２の下流側の端部は、第２ＲＯ膜モジュール８の一次側入口ポートに接続されている。

【0023】

圧力センサ５は、第１ＲＯ膜モジュール４の下流側において、第１透過水Ｗ２の圧力を検出する機器である。圧力センサ５は、接続部Ｊ１において、第１透過水ラインＬ２に接続されている。圧力センサ５は、第１制御部１０と電気的に接続されている。圧力センサ５で検出された第１透過水Ｗ２の圧力（以下、「検出圧力値」ともいう）は、第１制御部１０へ検出信号として送信される。

【0024】

第１制御部１０は、ＣＰＵ及びメモリを含むマイクロプロセッサ（不図示）により構成される。第１制御部１０は、圧力センサ５の検出圧力値が予め設定された目標圧力値となるように、第１加圧ポンプ２を駆動するための第１駆動周波数を演算し、当該第１駆動周波数の演算値に対応する電流値信号を第１インバータ３に出力する（以下、「圧力フィードバック制御」ともいう）。第１制御部１０による圧力フィードバック制御については後述する。

【0025】

第１濃縮水ラインＬ４は、第１ＲＯ膜モジュール４から第１濃縮水Ｗ３を送出するラインである。第１濃縮水ラインＬ４の上流側の端部は、第１ＲＯ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Ｌ４の下流側は、分岐部Ｊ２及びＪ３において、第１濃縮水排水ラインＬ１１、第２濃縮水排水ラインＬ１２及び第３濃縮水排水ラインＬ１３に分岐している。

【0026】

第１濃縮水排水ラインＬ１１、第２濃縮水排水ラインＬ１２及び第３濃縮水排水ラインＬ１３には、それぞれ第１排水弁１１、第２排水弁１２及び第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、第１濃縮水排水ラインＬ１１〜第３濃縮水排水ラインＬ１３から系外へ排出される第１濃縮水Ｗ３の排水流量を調節する弁である。第１排水弁１１〜第３排水弁１３における弁体の開閉を制御して、第１濃縮水Ｗ３の排水流量を調節することにより、第１ＲＯ膜モジュール４で製造される第１透過水Ｗ２の回収率を所望の値に設定することができる。

【0027】

第１排水弁１１〜第３排水弁１３は、それぞれ第１制御部１０と電気的に接続されている。第１排水弁１１〜第３排水弁１３における弁体の開閉は、第１制御部１０から送信される駆動信号により制御される。

【0028】

第２加圧ポンプ６は、第１ＲＯ膜モジュール４から送出された第１透過水Ｗ２を吸入し、第２ＲＯ膜モジュール８に向けて吐出する装置である。第２加圧ポンプ６は、第２インバータ７（後述）と電気的に接続されている。第２加圧ポンプ６には、第２インバータ７から周波数が変換された駆動電力が供給される。第２加圧ポンプ６は、入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動される。

【0029】

第２インバータ７は、第２加圧ポンプ６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。第２インバータ７は、第２制御部２０と電気的に接続されている。第２インバータ７には、第２制御部２０から電流値信号が入力される。第２インバータ７は、入力された電流値信号に対応する駆動周波数を第２加圧ポンプ６に出力する。

【0030】

第２ＲＯ膜モジュール８は、第２加圧ポンプ６から吐出された第１透過水Ｗ２を、溶存塩類が除去された第２透過水Ｗ４と、溶存塩類が濃縮された第２濃縮水Ｗ５とに膜分離処理する設備である。第２ＲＯ膜モジュール８は、単一又は複数のＲＯ膜エレメント（不図示）を備える。第２ＲＯ膜モジュール８は、これらＲＯ膜エレメントにより第１透過水Ｗ２を膜分離処理し、第２透過水Ｗ４及び第２濃縮水Ｗ５を製造する。

【0031】

第２ＲＯ膜モジュール８の一次側入口ポートは、第１透過水ラインＬ２を介して第１ＲＯ膜モジュール４の下流側に接続されている。第２ＲＯ膜モジュール８の二次側ポートには、第２透過水ラインＬ３の上流側の端部が接続されている。第１ＲＯ膜モジュール４で製造された第１透過水Ｗ２は、第１透過水ラインＬ２を介して第２ＲＯ膜モジュール８に送出される。また、第２ＲＯ膜モジュール８の一次側出口ポートには、第２濃縮水ラインＬ５の上流側の端部が接続されている。第２ＲＯ膜モジュール８で製造された第２濃縮水Ｗ５は、第２濃縮水ラインＬ５を介して、第２ＲＯ膜モジュール８の外に排出される。

【0032】

第２透過水ラインＬ３は、第２ＲＯ膜モジュール８で製造された第２透過水Ｗ４を需要先へ送出するラインである。第２透過水ラインＬ３の上流側の端部は、第２ＲＯ膜モジュール８の二次側ポートに接続されている。第２透過水ラインＬ３の下流側の端部は、需要先の装置等（不図示）に接続されている。

【0033】

流量センサ９は、第２透過水ラインＬ３を流通する第２透過水Ｗ４の流量を検出する機器である。流量センサ９は、接続部Ｊ４において、第２透過水ラインＬ３に接続されている。流量センサ９は、第２制御部２０と電気的に接続されている。流量センサ９で検出された第２透過水Ｗ４の流量（以下、「検出流量値」ともいう）は、第２制御部２０へ検出信号として送信される。

【0034】

第２制御部２０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。第２制御部２０は、流量センサ９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、第２加圧ポンプ６を駆動するための第２駆動周波数を演算し、当該第２駆動周波数の演算値に対応する電流値信号を第２インバータ７に出力する（以下、「流量フィードバック制御」ともいう）。第２制御部２０による流量フィードバック制御については後述する。

【0035】

第２濃縮水ラインＬ５は、第２ＲＯ膜モジュール８から第２濃縮水Ｗ５を送出するラインである。第２濃縮水ラインＬ５の上流側の端部は、第２ＲＯ膜モジュール８の一次側出口ポートに接続されている。また、第２濃縮水ラインＬ５の下流側は、分岐部Ｊ５及びＪ６において、第４濃縮水排水ラインＬ２１、第５濃縮水排水ラインＬ２２及び第６濃縮水排水ラインＬ２３に分岐している。

【0036】

第４濃縮水排水ラインＬ２１、第５濃縮水排水ラインＬ２２及び第６濃縮水排水ラインＬ２３には、それぞれ第４排水弁２１、第５排水弁２２及び第６排水弁２３が設けられている。第４排水弁２１〜第６排水弁２３は、第４濃縮水排水ラインＬ２１〜第６濃縮水排水ラインＬ２３から系外へ排出される第２濃縮水Ｗ５の排水流量を調節する弁である。第４排水弁２１〜第６排水弁２３における弁体の開閉を制御して、第２濃縮水Ｗ５の排水流量を調節することにより、第２ＲＯ膜モジュール８で製造される第２透過水Ｗ４の回収率を所望の値に設定することができる。

【0037】

第４排水弁２１〜第６排水弁２３は、それぞれ第２制御部２０と電気的に接続されている。第４排水弁２１〜第６排水弁２３における弁体の開閉は、第２制御部２０から送信される駆動信号により制御される。

【0038】

次に、第１制御部１０による圧力フィードバック制御を、図２を参照して説明する。図２に示すフローチャートの処理は、水処理システム１の運転中において、繰り返し実行される。

【0039】

図２に示すステップＳＴ１０１において、第１制御部１０は、供給水Ｗ１の目標圧力値Ｐ´を取得する。この目標圧力値Ｐ´は、例えば、システムの管理者がユーザーインターフェース（不図示）を介して第１制御部１０のメモリに入力した設定値である。

【0040】

ステップＳＴ１０２において、第１制御部１０は、内部のタイマ（不図示）による計時ｔが制御周期である１００ｍｓに達したか否かを判定する。このステップＳＴ１０２において、第１制御部１０により、タイマによる計時が１００ｍｓに達した（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０３へ移行する。また、ステップＳＴ１０２において、第１制御部１０により、タイマによる計時が１００ｍｓに達していない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０２へ戻る。

【0041】

ステップＳＴ１０３（ステップＳＴ１０２：ＹＥＳ判定）において、第１制御部１０は、圧力センサ５で検出された供給水Ｗ１の検出圧力値Ｐを取得する。

【0042】

ステップＳＴ１０４において、第１制御部１０は、ステップＳＴ１０３で取得した検出圧力値（フィードバック値）ＰとステップＳＴ１０１で取得した目標圧力値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_１を演算する。なお、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムでは、制御周期（１００ｍｓ）毎に操作量の変化分を演算し、これを前回の操作量に加算することで今回の操作量を決定する。

【0043】

ステップＳＴ１０５において、第１制御部１０は、操作量Ｕ_１、目標圧力値Ｐ´及び第１加圧ポンプ２の最大駆動周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの設定値）に基づいて、第１加圧ポンプ２の駆動周波数Ｆ_１を演算する。

【0044】

ステップＳＴ１０６において、第１制御部１０は、駆動周波数Ｆ_１の演算値を、対応する電流値信号（４〜２０ｍＡ）に変換する。

【0045】

ステップＳＴ１０７において、第１制御部１０は、変換した電流値信号を第１インバータ３に出力する。なお、ステップＳＴ１０７において、第１制御部１０が電流値信号を第１インバータ３へ出力すると、第１インバータ３は、入力された電流値信号に対応する周波数に変換された駆動電力を第１加圧ポンプ２に供給する。その結果、第１加圧ポンプ２は、第１インバータ３から入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動される。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）。

【0046】

次に、第２制御部２０による流量フィードバック制御を、図３を参照して説明する。図３に示すフローチャートの処理は、水処理システム１の運転中において、繰り返し実行される。

【0047】

図３に示すステップＳＴ２０１において、第２制御部２０は、第２透過水Ｗ４の目標流量値Ｑ´を取得する。この目標流量値Ｑ´は、例えば、システムの管理者がユーザーインターフェース（不図示）を介して第２制御部２０のメモリに入力した設定値である。

【0048】

ステップＳＴ２０２において、第２制御部２０は、内部のタイマ（不図示）による計時ｔが制御周期である１００ｍｓに達したか否かを判定する。このステップＳＴ２０２において、第２制御部２０により、タイマによる計時が１００ｍｓに達した（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、第２制御部２０により、タイマによる計時が１００ｍｓに達していない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ２０２へ戻る。

【0049】

ステップＳＴ２０３（ステップＳＴ２０２：ＹＥＳ判定）において、第２制御部２０は、流量センサ９で検出された第２透過水Ｗ４の検出流量値Ｑを取得する。

【0050】

ステップＳＴ２０４において、第２制御部２０は、ステップＳＴ２０３で取得した検出流量値（フィードバック値）Ｑ´とステップＳＴ２０１で取得した目標流量値Ｑ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_２を演算する。なお、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムでは、制御周期（１００ｍｓ）毎に操作量の変化分を演算し、これを前回の操作量に加算することで今回の操作量を決定する。

【0051】

ステップＳＴ２０５において、第２制御部２０は、操作量Ｕ_２、目標流量値Ｑ´及び第２加圧ポンプ６の最大駆動周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの設定値）に基づいて、第２加圧ポンプ６の駆動周波数Ｆ_２を演算する。

【0052】

ステップＳＴ２０６において、第２制御部２０は、駆動周波数Ｆ_２の演算値を、対応する電流値信号（４〜２０ｍＡ）に変換する。

【0053】

ステップＳＴ２０７において、第２制御部２０は、変換した電流値信号を第２インバータ７に出力する。これにより本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ２０１へリターンする）。

【0054】

なお、ステップＳＴ２０７において、第２制御部２０が電流値信号を第２インバータ７へ出力すると、第２インバータ７は、入力された電流値信号に対応する周波数に変換された駆動電力を第２加圧ポンプ６に供給する。その結果、第２加圧ポンプ６は、第２インバータ７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。

【0055】

上述した本実施形態に係る水処理システム１によれば、例えば、以下のような効果が得られる。

【0056】

本実施形態に係る水処理システム１において、第１制御部１０は、前段の第１ＲＯ膜モジュール４で製造された第１透過水Ｗ２の検出圧力値に基づいて圧力フィードバック制御を実行する。また、第２制御部２０は、後段のＲＯ膜モジュール８で製造された第２透過水Ｗ４の検出流量値に基づいて流量フィードバック制御を実行する。

【0057】

これによれば、前段の第１ＲＯ膜モジュール４における膜面のファウリングや水温による管路抵抗の変化等が起こっても、後段の第２ＲＯ膜モジュール８に送出される第１透過水Ｗ２の圧力、すなわち第２加圧ポンプ６の入口圧力をほぼ目標圧力値に保つことができる。そのため、水処理システム１においては、前段のＲＯ膜モジュール４と後段の第２ＲＯ膜モジュール８との間に中間タンクを用いることなしに、後段の第２ＲＯ膜モジュール８において、安定した流量の第２透過水Ｗ４を製造することができる。

【0058】

また、第１制御部１０は、圧力フィードバック制御において、圧力センサ５から出力された検出圧力値が予め設定された目標圧力値となるように第１加圧ポンプ２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指令信号を第１インバータ３に出力する。また、第２制御部２０は、流量フィードバック制御において、流量センサ９から出力された検出流量値が予め設定された目標流量値となるように第２加圧ポンプ６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指令信号を第２インバータ７に出力する。

【0059】

これによれば、第１加圧ポンプ２を、第１ＲＯ膜モジュール４の膜面や管路抵抗の状態に応じて駆動することができるため、第１透過水Ｗ２の圧力、すなわち第２加圧ポンプ６の入口圧力を安定して目標圧力値に保つことができる。また、第２加圧ポンプ６を、需要先における第２透過水Ｗ４の最大要求水量を常に確保するように駆動することができる。そのため、第２ＲＯ膜モジュール８において、より安定した流量の第２透過水Ｗ４を製造することができる。

【0060】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかし、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。

【0061】

例えば、本実施形態において、第１濃縮水ラインＬ４を流通する第１濃縮水Ｗ３の一部を、第１加圧ポンプ２よりも上流側の供給水ラインＬ１に還流させる濃縮水還流ラインを設けた構成としてもよい。濃縮水還流ラインを設けることにより、膜表面での流速を高めることができるため、第１ＲＯ膜モジュール４におけるファウリングの発生を抑制することができる。

【0062】

同様に、第２濃縮水ラインＬ５を流通する第２濃縮水Ｗ５の一部を、第２加圧ポンプ６よりも上流側の第１透過水ラインＬ２に還流させる濃縮水還流ラインを設けた構成としてもよい。その場合には、第２ＲＯ膜モジュール８におけるファウリングの発生を抑制することができる。

【0063】

また、本実施形態では、第１濃縮水排水ラインＬ１１〜第３濃縮水排水ラインＬ１３に、第１排水弁１１〜第３排水弁１３を設けた構成について説明した。これに限らず、濃縮水排水ラインを分岐せずに１本とし、このラインに比例制御バルブを設けた構成としてもよい。その場合には、第１制御部１０から制御信号（例えば、４〜２０ｍＡ又は０〜１０Ｖのアナログ信号）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、第１濃縮水Ｗ３の排水流量を調節できる。

【0064】

また、比例制御バルブを設けた構成において、濃縮水排水ラインに流量センサを設けた構成としてもよい。流量センサで検出された流量値を、第１制御部１０にフィードバック値として入力する。これにより、第１濃縮水Ｗ３の排水流量をより正確に制御できる。

【0065】

上述した比例制御バルブを設ける構成は、第２ＲＯ膜モジュール８にも適用することができる。

【0066】

本実施形態では、第１制御部１０から第１インバータ３への指令信号及び第２制御部２０から第２インバータ７への指令信号としてそれぞれ電流値信号（４〜２０ｍＡ）を出力する例について説明した。これに限らず、第１制御部１０から第１インバータ３への指令信号及び第２制御部２０から第２インバータ７への指令信号としてそれぞれ電圧値信号（０〜１０Ｖ）を出力する構成としてもよい。

【0067】

本実施形態では、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムにより第１加圧ポンプ２及び第２加圧ポンプ６の駆動周波数を演算する例について説明したが、これに限らず、位置形デジタルＰＩＤアルゴリズムにより第１加圧ポンプ２及び第２加圧ポンプ６の駆動周波数を演算する構成としてもよい。

【符号の説明】

【0068】

１ 水処理システム
２ 第１加圧ポンプ（第１ポンプ）
４ 第１ＲＯ膜モジュール（第１膜分離装置）
５ 圧力センサ（圧力検出手段）
６ 第２加圧ポンプ（第２ポンプ）
８ 第２ＲＯ膜モジュール（第２膜分離装置）
９ 流量センサ（流量検出手段）
１０ 第１制御部
２０ 第２制御部
Ｌ１ 供給水ライン
Ｌ２ 第１透過水ライン
Ｌ３ 第２透過水ライン
Ｌ４ 第１濃縮水ライン
Ｌ５ 第２濃縮水ライン
Ｗ１ 供給水
Ｗ２ 第１透過水
Ｗ３ 第２透過水
Ｗ４ 第１濃縮水
Ｗ５ 第２濃縮水

【図1】

【図2】

【図3】