JP2009125641A - Operation control system for water softening plant - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、水中の硬度成分をイオン交換して軟水を供給する軟水装置の運転制御システム、特に複数台の軟水器を直列に接続設置した軟水装置の運転制御システムに関する。 The present invention relates to an operation control system for a water softener that supplies soft water by ion exchange of hardness components in water, and more particularly to an operation control system for a water softener in which a plurality of water softeners are connected in series.
従来、ボイラへの給水は、熱効率の低下や水管の膨張,破裂等の原因となる缶体内におけるスケール付着を防止するために、原水中のカルシウムイオン及びマグネシウムイオンの硬度成分をナトリウムイオンにイオン交換し、軟水として供給している。このような軟水化処理は、通常イオン交換樹脂を充填した軟水器によって行われる。この軟水器では、硬度成分を含む原水をイオン交換樹脂層に通水し、原水中に含まれる硬度成分をナトリウムイオンに置換して軟水とする通水作動と、再生液をイオン交換樹脂層に通液して、前記通水作動により硬度成分が吸着されて飽和状態になったイオン交換樹脂の能力を回復させる再生作動とを繰り返すことで、軟水の供給が行われている。 Conventionally, water supply to boilers is exchanged with sodium ions for hardness components of calcium and magnesium ions in raw water in order to prevent the scale from adhering to the inside of the can, which causes a decrease in thermal efficiency and expansion and rupture of water pipes. And supplied as soft water. Such a water softening treatment is usually performed by a water softener filled with an ion exchange resin. In this water softener, raw water containing a hardness component is passed through an ion exchange resin layer, the water supply operation in which the hardness component contained in the raw water is replaced with sodium ions to make soft water, and the regenerated liquid is passed through the ion exchange resin layer. The soft water is supplied by repeating the liquid supply operation and the regeneration operation for recovering the ability of the ion exchange resin that has been saturated by adsorbing the hardness component by the water supply operation.
ところで、ボイラなどの水使用機器が24時間稼動している場合には、複数台の軟水器を直列に接続設置した軟水装置が使用されており、一般にこの軟水装置では、各軟水器の再生作動を非同期とすることで、いずれかの軟水器が再生作動中であっても、他の軟水器が通水作動を行うため、連続して軟水が供給されるように制御されている。 By the way, when a water-using device such as a boiler is operated for 24 hours, a water softener in which a plurality of water softeners are connected in series is used. Generally, in this water softener, regeneration operation of each water softener is performed. Since the other water softeners perform the water flow operation even if any of the water softeners is in the regeneration operation, the soft water is controlled to be continuously supplied.
このような複数台の軟水器を直列に接続設置した軟水装置においては、いずれか一の軟水器の通水作動時に、他の軟水器を接続ラインから遮断して通水待機状態或いは再生作動状態とする交互通水運転を行う軟水装置(例えば、特許文献1参照。)と、複数台の軟水器を同時に通水作動させ、いずれかの軟水器の再生要求時に、当該軟水器を接続ラインから遮断して再生作動状態とする同時通水運転を行う軟水装置(例えば、特許文献2参照。)とが知られている。 In such a water softener in which a plurality of water softeners are connected and connected in series, when any one of the water softeners is operated, the other water softeners are disconnected from the connection line and are in a water-waiting standby state or a regeneration operation state. The water softener (see, for example, Patent Document 1) that performs alternate water flow operation and a plurality of water softeners are operated simultaneously, and when any one of the water softeners is required to be regenerated, the water softener is connected from the connection line. There is known a soft water device (see, for example, Patent Document 2) that performs simultaneous water-flowing operation that is shut off and in a regenerating operation state.
前記交互通水運転にあっては、原水がいずれか一の軟水器のイオン交換樹脂を通過するものであるため、原水が複数の軟水器のイオン交換樹脂を通過する同時通水運転に比べて、通水作動時の圧力損失が小さい。そのため、同時通水運転のように、別途加圧ポンプを使用する必要がなく、ランニングコストの低減が図れるという利点があり、複数台の軟水器を直列に設置した軟水装置では、一般的に採用されている運転である。しかし、通水作動をいずれか一の軟水器で行うため、通水作動中の軟水器が故障した場合には、硬度漏れを起こすおそれがあるという欠点がある。 In the alternate water flow operation, since the raw water passes through the ion exchange resin of any one water softener, compared to the simultaneous water flow operation in which the raw water passes through the ion exchange resin of a plurality of water softeners. The pressure loss during water operation is small. Therefore, unlike the simultaneous water operation, there is no need to use a separate pressure pump, and there is an advantage that the running cost can be reduced, and it is generally adopted for water softeners with multiple water softeners installed in series. Driving. However, since the water flow operation is performed by any one of the water softeners, there is a disadvantage that hardness leakage may occur when the water softener during the water flow operation fails.
一方、同時通水運転にあっては、通水作動時に原水は複数の軟水器を通過するため、通水作動しているうちのいずれかが故障しても、他の軟水器で硬度成分を除去することができるので、硬度漏れを起こす確率は極めて低くなる利点がある。このため、同時通水運転は、特に小型貫流ボイラのように、少量のスケールが付着しても著しく伝熱効率が低下したり、加熱の危険性がある機器へ軟水を供給する場合や、高硬度の水質の原水を軟水化処理する場合に採用されている。しかし、複数の軟水器のイオン交換樹脂層を通過するため、通水時の圧力損失が大きくなる。そのため、十分な流量を確保するには、加圧ポンプの使用が不可欠となり、ランニングコストが高くなるという欠点がある。 On the other hand, in simultaneous water flow operation, raw water passes through multiple water softeners during water flow operation, so even if one of the water flow operations fails, the other water softeners will have a hardness component. Since it can be removed, there is an advantage that the probability of causing hardness leakage is extremely low. For this reason, simultaneous water flow operation is particularly useful when supplying soft water to equipment that has a significant risk of heating or having a risk of heating, even if a small amount of scale is attached, such as a small once-through boiler. This is used when softening raw water of water quality. However, since it passes through the ion exchange resin layers of a plurality of water softeners, the pressure loss during water flow increases. Therefore, in order to ensure a sufficient flow rate, it is indispensable to use a pressurizing pump, and there is a drawback that running cost is increased.
複数台の軟水器を直列に接続設置した軟水装置のユーザーにおいては、交互通水運転によるランニングコストの低減という利点を優先するニーズがある一方で、ランニングコストの低減よりも同時通水運転による硬度漏れを確実に防止するという利点を優先するニーズも存在する。
しかし、従来の複数台の軟水器を直列に接続設置した軟水装置に対しては、交互通水運転を行うものと同時通水運転を行うものとはそれぞれ別の軟水装置であるという考え方が中心であったため、メーカーは、ユーザーのそれぞれのニーズに応えるために、交互通水運転を行う軟水装置と同時通水運転を行う軟水装置の2種類の軟水装置を用意していた。また、ユ−ザーにあっては、水使用機器に応じてコストの優先と水質の優先とを使い分けようとしたとき、前記2種類の軟水装置を求めなければならなかった。 However, for the conventional water softeners with multiple water softeners connected in series, the main idea is that they are different from the ones that perform alternate water flow operation and those that perform simultaneous water flow operation. Therefore, in order to meet each user's needs, manufacturers have prepared two types of water softeners: a water softener that performs alternate water flow operation and a water softener that performs simultaneous water flow operation. Further, when the user tries to use the priority of cost and the priority of water quality according to the water-using device, the two kinds of water softening devices have to be obtained.
この発明は、複数台の軟水器を直列に接続設置した軟水装置において、1つの軟水装置で交互通水運転と同時通水運転の両方に対応することができる軟水装置の運転制御システムを提供することを目的とする。 The present invention provides an operation control system for a water softener capable of supporting both an alternate water flow operation and a simultaneous water flow operation with a single water softener in a water softener having a plurality of water softeners connected in series. For the purpose.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、流路を切り換えるコントロールバルブを備えた軟水器を複数台直列に接続設置した軟水装置の運転制御システムであって、コントロールバルブを制御して、いずれか一の軟水器の通水作動時に他の軟水器を接続ラインから遮断して通水待機状態或いは再生作動状態とする交互通水運転モードと、コントロールバルブを制御して、通常は全ての軟水器を通水作動させ、いずれかの軟水器の再生要求時に、当該軟水器を接続ラインから遮断して再生作動状態とする同時通水運転モードとを備え、交互通水運転モードと同時通水運転モードとを選択可能としたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is an operation control system for a water softener in which a plurality of water softeners each having a control valve for switching a flow path are connected in series, and the control valve is controlled. When one of the water softeners is in operation, the other water softeners are disconnected from the connection line and the water supply standby state or the regenerative operation state is set. Is equipped with a simultaneous water operation mode in which all water softeners are operated to flow, and when any water softener is requested to be regenerated, the water softener is disconnected from the connection line and put into a regeneration operation state. And the simultaneous water operation mode can be selected.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載における、複数台の軟水器を直列に接続する給水ラインと処理水取り出しラインには各軟水器をバイパスするバイパスラインが接続され、コントロールバルブは、給水ラインに、バイパスライン接続部と各軟水器との間に位置して設けられた第1バルブと、処理水取り出しラインに、バイパスライン接続部と各軟水器との間に位置して設けられた第2バルブと、バイパスラインに設けられた第3バルブとを含み、制御部により第1バルブ,第2バルブ及び第3バルブの開閉状態を、交互通水運転モードと同時通水運転モードとに応じた状態に設定することを特徴とする。
The invention described in
請求項1に記載の軟水装置の運転制御システムによれば、交互通水運転モードと同時通水運転モードとを備え、前記交互通水運転モードと同時通水運転モードとを選択可能としたので、1つの軟水装置で交互通水運転と同時通水運転を行わせることができることから、2種類の軟水装置を用意する必要がなくなり、設備コストの削減を図ることができる。 According to the operation control system of the water softener according to claim 1, the alternate water operation mode and the simultaneous water operation mode are provided, and the alternate water operation mode and the simultaneous water operation mode can be selected. Since one water softener can perform alternate water flow operation and simultaneous water flow operation, it is not necessary to prepare two types of water softeners, and the equipment cost can be reduced.
請求項2に記載の軟水装置の運転制御システムによれば、制御部により前記第1バルブ,第2バルブ及び第3バルブの開閉状態を、交互通水運転モードと同時通水運転モードとに応じた状態に設定することにより、軟水装置の運転モードを前記交互通水運転モードと同時通水運転モードとに容易に切り換えることができる。
According to the operation control system for the water softener according to
次に、この発明に係る軟水装置の運転制御システムを実施するための最良の形態について図面に基づいて詳細に説明する。 Next, the best mode for carrying out an operation control system for a water softener according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、この発明に係る軟水装置の運転制御システムの実施の形態の一例を示す概略的な説明図である。 FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing an example of an embodiment of an operation control system for a water softener according to the present invention.
本例では、軟水装置1は、接続ライン2で直列に接続された2台の軟水器3,4で構成されており、この軟水器3,4は、それぞれ流路を切り換えるコントロールバルブ5,6を備えている。
In this example, the water softener 1 is composed of two
2台の軟水器3,4を接続する接続ライン2は、給水を軟水器3へ供給する給水ライン7と、軟水器3で軟水化処理した処理水を取り出す処理水取り出しライン8と、この処理水取り出しライン8と接続し、軟水器3で軟水化処理した処理水を軟水器4へ供給する給水ライン9と、軟水器4で軟水化処理した処理水を取り出す処理水取り出しライン10とで構成されている。そして、給水ライン7,9と処理水取り出しライン8,10には、各軟水器3,4をバイパスするバイパスライン11,12がバイパスライン接続部13,14で接続されている。
The
各軟水器3,4がそれぞれ備えるコントロールバルブ5,6は、各軟水器2,3の通水作動状態,再生作動状態及び通水待機状態に応じて流路を切り換えるものであり、第1バルブ15,16,第2バルブ17,18,第3バルブ19,20,第4バルブ21,22及び第5バルブ23,24で構成されている。
The
第1バルブ15,16は、給水ライン7,9に、バイパスライン接続部13,14と各軟水器3,4との間に位置して設けられ、また、第2バルブ17,18は、処理水取り出しライン8,9に、バイパスライン接続部13,14と各軟水器3,4との間に位置して設けられ、また、第3バルブ19,20は、バイパスライン11,12に設けられている。
The
また、第4バルブ21,22は、イオン交換樹脂を再生するための再生液(塩水)を各軟水器3,4へ供給する再生液供給ライン25,26に設けられており、この再生液供給ライン25,26は、再生液を貯留した再生液タンク27と接続している。また、第5バルブ23,24は、各軟水器3,4のイオン交換樹脂層を通過した再生液を系外へ排出する排出ライン28,29に設けられている。
The
さらに、軟水器3の給水ライン7には、原水に含まれる硬度成分の濃度を計測する硬度測定計30が設けられ、軟水器4の処理水取り出しライン10には、通水量を計測する流量計31が設けられている。この硬度測定計30及び流量計31で計測された数値は、後述する制御部へ送信される。
Further, the water supply line 7 of the
さらに、軟水装置1は、コントロールバルブ5,6,硬度測定計30及び流量計31とそれぞれ破線で示す信号線を介して接続され、コントロールバルブ5,6を制御して、第1バルブ15,16,第2バルブ17,18,第3バルブ19,20,第4バルブ21,22及び第5バルブ23,24の開閉状態を、後述する交互通水運転モードと同時通水運転モードに応じた状態に設定する制御部32を備えており、交互通水運転モードと同時通水運転モードは選択可能となっている。
Further, the water softener 1 is connected to the
この制御部32は、通水作動時における各軟水器3,4を再生作動へ移行させる再生要求硬度成分レベルが記憶されており、硬度測定計30で計測された原水に含まれる硬度成分の濃度と、流量計31で計測された通水量との積を積算した積算値によって算出された各軟水器3,4で除去された硬度成分量が、再生要求硬度成分レベルに達したとき(再生要求時)に各軟水器3,4を再生作動へ移行させるようにプログラムされており、また、この再生作動は各軟水器3,4とが同時に行わないように設定されている。
The
つぎに、上記のように構成された軟水装置1における交互通水運転モードと同時通水運転モードについて説明する。 Next, the alternate water flow operation mode and the simultaneous water flow operation mode in the water softener 1 configured as described above will be described.
まず、交互通水運転モードが選択されると、制御部32により、軟水器3の第1バルブ15及び第2バルブ17が開状態、第3バルブ19,第4バルブ21及び第5バルブ23が閉状態となり、軟水器3が通水作動状態となる。一方、軟水器4の第1バルブ16及び第2バルブ18が閉状態、第3バルブ20が開状態,第4バルブ22及び第5バルブ24が閉状態となり、軟水器4が通水待機状態となる。
First, when the alternate water flow operation mode is selected, the
この状態において、給水ライン7から供給される原水は軟水器3に流入し軟水化処理される。この処理水は、処理水取り出しライン8から取り出され、給水ライン9へ送られ、給水ライン9に送られた処理水は、軟水器4をバイパスするバイパスライン12,処理水取り出しライン10を通じて、ボイラなどの水使用機器(図示省略)へ供給されることになる。
In this state, the raw water supplied from the water supply line 7 flows into the
そして、通水作動状態にある軟水器3が再生要求時となったことが制御部32により検出されたとき、軟水供給を切らさないでおくために、まず軟水器4の第1バルブ16及び第2バルブ18が開状態、第3バルブ20,第4バルブ22及び第5バルブ24が閉状態となり、軟水器4が通水作動状態となる。つぎに、軟水器3の第1バルブ15及び第2バルブ17が閉状態、第3バルブ19,第4バルブ21及び第5バルブ23が開状態となり、軟水器3が再生作動状態(すなわち、再生液供給工程)となる。
When the
この状態において、給水ライン7から供給される原水は軟水器3をバイパスするバイパスライン11,処理水取り出しライン8を通じて給水ライン9へ送られ、給水ライン9に送られた原水は、軟水器4に流入し軟水化処理され、この処理水は、処理水取り出しライン10から取り出され、ボイラなどの水使用機器へ供給されることになる。一方、原水の供給をバイパスされた軟水器3は、第4バルブ21及び第5バルブ23が開状態となることにより、再生液供給ライン25を通じて再生液タンク27から再生液が供給され、軟水器3のイオン交換樹脂が再生される。そして、軟水器3のイオン交換樹脂が再生されると、第4バルブ21及び第5バルブ23が閉状態となり、軟水器3が通水待機状態となる。
In this state, the raw water supplied from the water supply line 7 is sent to the water supply line 9 through the
そして、通水作動状態にある軟水器4が再生要求時となったことが制御部32により検出されたとき、今度は、軟水器4が再生作動状態を経て通水待機状態となり、通水待機状態にあった軟水器3が通水作動状態となる。
When the
このように、交互通水運転モードは、各軟水器3,4はこの運転を交互に繰り返すことになる。
Thus, in the alternate water flow operation mode, each
なお、前述の再生作動状態では、再生液供給工程のみを行うようにしたが、周知の軟水器で実施されているように、逆洗工程,再生液供給工程,押出工程,洗浄工程及び補水工程をこの順で行うようにしてもよい。この場合、各コントロールバルブ5,6には、所要の工程が実施できるようにバルブや流路を追加してもよく、第3バルブ19,20は、バイパス状態に固定されるが、他のバルブはそれぞれの工程に適した開閉状態に設定されうる(例えば、特許文献1を参照)。
In the above-described regeneration operation state, only the regeneration liquid supply process is performed. However, as in a known water softener, the backwash process, the regeneration liquid supply process, the extrusion process, the cleaning process, and the water replenishment process are performed. May be performed in this order. In this case, a valve or a flow path may be added to each of the
つぎに、同時通水運転モードが選択されると、制御部32により、各軟水器3,4の第1バルブ15,16及び第2バルブ17,18が開状態、第3バルブ19,20,第4バルブ21,22及び第5バルブ23,24が閉状態となり、各軟水器3,4のいずれもが通水作動状態となる。そして、通水作動状態にある各軟水器3,4のいずれかが、例えば、軟水器3が再生要求時となったことが制御部32により検出されたとき、軟水器3の第1バルブ15及び第2バルブ17が閉状態、第3バルブ19,第4バルブ21及び第5バルブ23が開状態となり、軟水器3が再生作動状態となり、軟水器3の再生が終了すると軟水器3の第1バルブ15及び第2バルブ17が開状態、第3バルブ19,第4バルブ21及び第5バルブ23が閉状態となり、軟水器3が通水作動状態に復帰する。また、軟水器4にあっても、再生要求時となったことが制御部32により検出されると再生作動状態となり、再生が終了すると通水作動状態に復帰する。
Next, when the simultaneous water flow operation mode is selected, the
なお、同時通水運転モードにおいても、再生作動状態では周知の軟水器で実施されているように、逆洗工程,再生液供給工程,押出工程,洗浄工程及び補水工程をこの順で行うようにしてもよい。この場合、各コントロールバルブ5,6には、所要の工程が実施できるようにバルブや流路を追加してもよく、第3バルブ19,20は、バイパス状態に固定されるが、他のバルブはそれぞれの工程に適した開閉状態に設定されうる。
Even in the simultaneous water flow operation mode, the backwashing process, the regenerated liquid supply process, the extrusion process, the washing process, and the water replenishment process should be performed in this order, as is done in a known water softener in the regeneration operation state. May be. In this case, a valve or a flow path may be added to each of the
上記のように構成された本例の軟水装置1の運転制御システムによれば、交互通水運転モードと同時通水運転モードとを備え、交互通水運転モードと同時通水運転モードとを選択可能としたので、1つの軟水装置で交互通水運転と同時通水運転を行わせることができることから、交互通水運転を行う軟水装置と同時通水運転を行う軟水装置の2種類の軟水装置を用意する必要がなくなり、設備コストの削減を図ることができるものとなる。 According to the operation control system of the soft water device 1 of the present example configured as described above, the alternate water operation mode and the simultaneous water operation mode are provided, and the alternate water operation mode and the simultaneous water operation mode are selected. Since it was possible, since one water softener can perform alternate water operation and simultaneous water operation, two types of water softeners, a soft water device performing alternate water operation and a soft water device performing simultaneous water operation, are provided. It is no longer necessary to prepare the equipment, and the equipment cost can be reduced.
さらに、本例の軟水装置1の運転制御システムによれば、制御部32により、第1バルブ15,16,第2バルブ17,18,第3バルブ19,20,第4バルブ21,22及び第5バルブ23,24の開閉状態が、交互通水運転モードと同時通水運転モードとに応じた状態に設定されるので、軟水装置1の運転モードを交互通水運転モードと同時通水運転モードとに容易に切り換えることができる。
Furthermore, according to the operation control system of the water softener 1 of this example, the
なお、本実施の形態では、2台の軟水器3,4を直列に設置した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、3台或いはそれ以上の軟水器を直列に設置した場合も同様に実施することができる。
In addition, although this embodiment demonstrated the case where the two
1 軟水装置
2 接続ライン
3,4 軟水器
5,6 コントロールバルブ
7,9 給水ライン
8,10 処理水取り出しライン
11,12 バイパスライン
13,14 バイパスライン接続部
15,16 第1バルブ
17,18 第2バルブ
19,20 第3バルブ
21,22 第4バルブ
23,24 第5バルブ
25,26 再生液供給ライン
27 再生液タンク
28,29 排出ライン
30 硬度測定計
31 流量計
32 制御部
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WO2016094027A1 (en) * | 2014-12-09 | 2016-06-16 | Ecolab Usa Inc. | Fluid treatment system |
CN110550768A (en) * | 2018-05-30 | 2019-12-10 | 宁波市科漫环保科技有限公司 | Water treatment machine |
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