JP2014108381A - 純水製造装置及び純水製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】逆浸透膜モジュールの平均操作圧力を簡単且つ安全に調整することができる純水製造装置、及び純水製造方法を提供すること。
【解決手段】純水製造装置１は、供給水Ｗ１を透過水Ｗ４と濃縮水Ｗ５とに分離する逆浸透膜モジュール１１、１２と、供給水Ｗ１を逆浸透膜モジュール１１、１２に向けて吐出する加圧ポンプ５と、供給水Ｗ１を逆浸透膜モジュール１１、１２に流通させる供給水ラインＬ１と、透過水Ｗ４を電気脱イオンスタック２０に流通させる透過水ラインＬ３と、加圧ポンプ５を駆動するインバータ６と、インバータ６から出力される駆動周波数又は駆動電圧を制御可能な制御部３０と、駆動周波数又は駆動電圧を調整するための手動による調整用入力と、調整用入力を受付け可能とするための受付許可入力とを受け付ける入力インターフェース部３２とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、供給水から透過水を分離する逆浸透膜モジュールと、透過水を脱塩処理して脱塩水を得る電気脱イオンスタックと、を備える純水製造装置、及び純水製造方法に関する。

半導体の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。この種の純水を製造する場合には、純水製造装置が用いられることがある。純水製造装置として、供給水から透過水を分離する逆浸透膜モジュール（以下、「ＲＯ膜モジュール」ともいう）と、逆浸透膜モジュールで分離された透過水を脱塩処理して脱塩水を得る電気脱イオンスタック（以下、「ＥＤＩスタック」ともいう）と、を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような純水製造装置においては、一般に、地下水や水道水等の原水を、逆浸透膜を用いたＲＯ膜モジュールで処理することにより、原水から溶存塩類の大部分が除去された透過水を分離する。その後、透過水をＥＤＩスタックで精製することにより、更に純度を高めている。

特開２００１−２５９３７６号公報

ところで、ＲＯ膜モジュールを用いて供給水から透過水を分離するためには、加圧ポンプにより、膜の一次側に供給水の浸透圧以上の圧力を加える必要がある。ＲＯ膜モジュール内の供給水に加える圧力は、平均操作圧力と呼ばれ、浸透圧差と二次側圧力がほぼ変化しない系では、この平均操作圧力（有効圧力）を一定に保って運転することで、所要流量の透過水の生産が維持される。しかしながら、供給水となる原水の水温が下がると、供給水の粘性が高くなってＲＯ膜の水透過係数が低下するため、原水の水温が下がる季節には、平均操作圧力が一定のままでは所要流量の透過水が得られなくなるという問題が生じる。従来、純水製造装置における平均操作圧力の調整には、様々な手段や方法が提案されているが、より簡単且つ安全に調整できる機能が望まれている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、逆浸透膜モジュールの平均操作圧力を簡単且つ安全に調整することができる純水製造装置、及び純水製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、供給水を貯留する貯水タンクと、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、透過水を脱塩処理して脱塩水を得る電気脱イオンスタックと、供給水を前記逆浸透膜モジュールに流通させる供給水ラインと、透過水を前記電気脱イオンスタックに流通させる透過水ラインと、前記加圧ポンプを駆動するインバータと、前記インバータから出力される駆動周波数又は駆動電圧を制御可能な制御部と、前記駆動周波数又は駆動電圧を調整するための手動による調整用入力と、前記調整用入力を受付け可能とするための受付許可入力とを受け付ける入力インターフェース部とを備える純水製造装置に関する。

また、前記逆浸透膜モジュールは、第１逆浸透膜モジュールと第２逆浸透膜モジュールとを備え、前記第１逆浸透膜モジュールは、供給水を第１透過水と第１濃縮水とに分離し、前記加圧ポンプは、供給水を前記第１逆浸透膜モジュールに向けて吐出し、前記第２逆浸透膜モジュールは、第１透過水を第２透過水と第２濃縮水とに分離し、前記電気脱イオンスタックは、第２透過水を脱塩処理して脱塩水を得て、前記供給水ラインは、供給水を前記第１逆浸透膜モジュールに流通させ、前記透過水ラインは、第１透過水ラインと第２透過水ラインとを備え、前記第１透過水ラインは、第１透過水を前記第２逆浸透膜モジュールに流通させ、前記第２透過水ラインは、第２透過水を前記電気脱イオンスタックに流通させることが好ましい。

また、前記貯水タンク内の供給水の温度又は前記第２透過水ライン内の第２透過水の温度を検出する温度センサを備え、前記制御部は、前記温度センサにより検出した温度に基づいて、第２透過水の流量が予め設定された目標流量値となるように、前記インバータに対して制御を行うことが好ましい。

また、本発明は、前記第１逆浸透膜モジュール及び前記第２逆浸透膜モジュールを備える純水製造装置を用いて純水を製造する方法であって、第１濃縮水の一部を前記貯水タンクへ返送させる第１濃縮水リターンラインに設けられた第１弁により、前記第１濃縮水リターンラインを流通する第１濃縮水の流量を第１所定流量値に調整するステップと、第１濃縮水の残部を装置外へ排出させる第１濃縮水排出ラインに設けられた第２弁により、前記第１濃縮水排出ラインを流通する第１濃縮水の流量を第２所定流量値に調整するステップと、第２濃縮水を前記貯水タンクへ返送させる第２濃縮水リターンラインに設けられた第３弁により、前記第２濃縮水リターンラインを流通する第２濃縮水の流量を第３所定流量値に調整するステップと、第２透過水の流量が第４所定流量値となっているか否かを確認するステップとを含み、第２透過水の流量が第４所定流量値となっていない場合には、前記加圧ポンプの吐出側に設けられた供給水弁により、第２透過水の流量が第４所定流量値となるように、供給水の流量を調整するステップを更に含む純水製造方法に関する。

また、第２透過水を前記電気脱イオンスタックの脱塩室に流入させる脱塩室流入ラインに設けられた第４弁により、脱塩水の流量を第５所定流量値に調整するステップと、第２透過水を前記電気脱イオンスタックの濃縮室に流入させる濃縮室流入ラインに設けられた第５弁により、濃縮水の流量を第６所定流量値に調整するステップと、第２透過水を前記電気脱イオンスタックの電極室に流入させる電極室流入ラインに設けられた第６弁により、電極水の流量を第７所定流量値に調整するステップと、脱塩水の流量が第５所定流量値となっているか否かを確認するステップとを含み、脱塩水の流量が第５所定流量値となっていない場合には、脱塩水の流量が第５所定流量値となるように、前記供給水弁により、供給水の流量を調整するステップを更に含むことが好ましい。

本発明によれば、逆浸透膜モジュールの平均操作圧力を簡単且つ安全に調整することができる純水製造装置、及び純水製造方法を提供することができる。

第１実施形態に係る純水製造装置１の全体構成図である。 第１実施形態の変形例に係る純水製造装置１Ａの全体構成図である。 第１実施形態に係る純水製造方法の第２透過水流量調整プロセスの操作ステップを示すフローチャートである。 第１実施形態に係る純水製造方法の脱塩水流量調整プロセスの操作ステップを示すフローチャートである。

本発明の第１実施形態に係る純水製造装置１及び純水製造方法について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る純水製造装置１の全体構成図である。本実施形態に係る純水製造装置１は、例えば、原水（例えば、水道水）から脱塩水を製造する純水製造装置に適用される。純水製造装置で製造された脱塩水は、純水として、需要箇所等に送出される。なお、本実施形態の純水製造装置において、需要箇所等へ純水を供給することを「採水」ともいう。

図１に示すように、本実施形態に係る純水製造装置１は、活性炭濾過器２と、プレフィルタ３と、貯水タンクとしての原水タンク４と、加圧ポンプ５と、インバータ６と、逆浸透膜モジュールとしての第１ＲＯ膜モジュール１１及び第２ＲＯ膜モジュール１２と、電気脱イオンスタックとしてのＥＤＩスタック２０と、制御部３０と、報知部３１と、入力操作部３２と、直流電源装置３３とを備える。

また、純水製造装置１は、原水補給弁６１と、第１流路切換弁６２と、第２流路切換弁６３と、第３流路切換弁６４と、脱塩水リターン弁６５と、第１ＲＯ弁１０１〜第４ＲＯ弁１０４と、第１ＥＤＩ弁２０１〜第６ＥＤＩ弁２０６と、水位センサ４１と、タンク内電気伝導率センサ４２と、タンク内温度センサ４３と、第１電気伝導率センサ５１と、圧力センサ５２と、第１流量センサ５３と、第２流量センサ５４と、第２電気伝導率センサ５５と、第３流量センサ５６と、第４流量センサ５７と、原水圧力センサ５８１と、濃縮水圧力センサ５８２と、第１濃縮水流量センサ５９１と、第２濃縮水流量センサ５９２と、第３濃縮水流量センサ５９３とを備える。

図１では、電気的な接続の経路を省略するが、制御部３０は、原水補給弁６１、第１流路切換弁６２、第２流路切換弁６３、水位センサ４１、タンク内電気伝導率センサ４２、タンク内温度センサ４３、第１電気伝導率センサ５１、第２電気伝導率センサ５５、圧力センサ５２、第１流量センサ５３、第２流量センサ５４、第３流量センサ５６、第４流量センサ５７、原水圧力センサ５８１、濃縮水圧力センサ５８２、第１濃縮水流量センサ５９１、第２濃縮水流量センサ５９２、及び第３濃縮水流量センサ５９３と電気的に接続される。また、本実施形態においては、第３流路切換弁６４、脱塩水リターン弁６５、第１ＲＯ弁１０１〜第４ＲＯ弁１０４、及び第１ＥＤＩ弁２０１〜第６ＥＤＩ弁２０６は、手動により開閉状態を切り換えたり、弁開度を調整したりすることが可能な弁である。

また、純水製造装置１は、供給水ラインとしての原水ラインＬ１と、透過水ラインとしての第１透過水ラインＬ２及び第２透過水ラインＬ３と、第１濃縮水リターンラインとしての第１ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５と、第１濃縮水排出ラインとしての第１ＲＯ濃縮水排出ラインＬ４１と、第２濃縮水リターンラインとしての第２ＲＯ濃縮水リターンラインＬ６と、第２ＲＯ透過水リターンラインＬ７と、第２ＲＯ透過水排出ラインＬ４２と、脱塩水ラインＬ８と、脱塩水リターンラインＬ９と、ＥＤＩ濃縮水リターンラインＬ１０と、ＥＤＩ濃縮水排出ラインＬ４３と、ＥＤＩ電極水排出ラインＬ４４と、を備える。なお、本明細書における「ライン」とは、流路、径路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。

原水ラインＬ１には、原水Ｗ１（供給水）が流通する。原水ラインＬ１は、原水Ｗ１を、第１ＲＯ膜モジュール１１へ流通させるラインである。原水ラインＬ１は、第１原水ラインＬ１１と、第２原水ラインＬ１２と、を有する。

第１原水ラインＬ１１は、原水Ｗ１の供給源（不図示）と原水タンク４とをつなぐラインである。第１原水ラインＬ１１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。また、第１原水ラインＬ１１の下流側の端部は、原水タンク４に接続されている。

第１原水ラインＬ１１には、上流側から順に、原水補給弁６１、原水圧力センサ５８１、活性炭濾過器２、プレフィルタ３、及び原水タンク４が設けられている。原水補給弁６１は、第１原水ラインＬ１１を開閉可能な弁である。原水補給弁６１は、制御部３０と電気的に接続されている。原水補給弁６１の開閉動作は、制御部３０からの流路開閉信号により制御される。

活性炭濾過器２は、原水Ｗ１に含まれる塩素成分（主として遊離塩素）を除去する機器である。活性炭濾過器２は、圧力タンク内に活性炭からなる濾材床を有している。活性炭濾過器２は、原水Ｗ１に含まれる塩素成分を分解除去するほか、有機成分を吸着除去したり、懸濁物質を捕捉したりして原水Ｗ１を浄化する。

プレフィルタ３は、活性炭濾過器２により濾過された原水Ｗ１に含まれる微粒子を除去するフィルタである。プレフィルタ３は、ハウジング内にフィルタエレメントが収容されて構成される。フィルタエレメントとしては、例えば、濾過精度が１〜５０μｍの不織布フィルタエレメントや糸巻きフィルタエレメント等が用いられる。原水タンク４は、活性炭濾過器２及びプレフィルタ３を経て浄化された原水Ｗ１を供給水として貯留し、加圧ポンプ５へ原水Ｗ１を供給するタンクである。

第２原水ラインＬ１２は、原水タンク４と第１ＲＯ膜モジュール１１とをつなぐラインである。第２原水ラインＬ１２の上流側の端部は、原水タンク４に接続されている。また、第２原水ラインＬ１２の下流側の端部は、第１ＲＯ膜モジュール１１の一次側入口ポート（原水Ｗ１の入口）に接続されている。第２原水ラインＬ１２は、供給水としての原水Ｗ１を第１ＲＯ膜モジュール１１に流通させる。

第２原水ラインＬ１２には、上流側から順に、加圧ポンプ５、供給水弁としての第１ＲＯ弁１０１、及び第１ＲＯ膜モジュール１１が設けられている。第１ＲＯ弁１０１は、第２原水ラインＬ１２における加圧ポンプ５と第１ＲＯ膜モジュール１１との間に設けられている。即ち、第１ＲＯ弁１０１は、加圧ポンプ５の吐出側に設けられている。第１ＲＯ弁１０１は、第２原水ラインＬ１２を流通する原水Ｗ１の流量を調整可能な弁である。

加圧ポンプ５は、第２原水ラインＬ１２を流通する供給水としての原水Ｗ１を吸入し、第１ＲＯ膜モジュール１１へ向けて吐出して圧送する装置である。加圧ポンプ５には、インバータ６から周波数（又は電圧）が変換された駆動電力が供給される。加圧ポンプ５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）、又は駆動電力の電圧（以下、「駆動電圧」ともいう）に応じた回転速度で駆動される。

インバータ６は、加圧ポンプ５に、周波数又は電圧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。インバータ６は、制御部３０と電気的に接続されている。インバータ６には、制御部３０から指令信号が入力される。インバータ６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（又は駆動電圧）の駆動電力を加圧ポンプ５に出力して加圧ポンプ５を駆動する。即ち、制御部３０は、インバータ６から出力される駆動周波数又は駆動電圧を制御可能である。

第１逆浸透膜モジュールとしての第１ＲＯ膜モジュール１１は、加圧ポンプ５により圧送された原水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、に分離する。第１ＲＯ膜モジュール１１は、単一又は複数のスパイラル型ＲＯ膜エレメントを圧力容器（ベッセル）に収容して構成される。当該ＲＯ膜エレメントに使用されるＲＯ膜としては、架橋芳香族ポリアミド系複合膜などが例示される。架橋芳香族ポリアミド系複合膜からなるＲＯ膜エレメントとしては、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」等が市販されており、これらのエレメントを好適に用いることができる。

第１ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５は、第１ＲＯ膜モジュール１１で分離された第１濃縮水Ｗ３の一部を原水タンク４へ流通させて返送するラインである。第１ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５は、上流側第１ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５１と、下流側第１ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５２と、を有する。

上流側第１ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５１の上流側の端部は、第１ＲＯ膜モジュール１１の一次側出口ポート（第１濃縮水Ｗ３の出口）に接続されている。上流側第１ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５１の下流側の端部は、分岐部Ｊ１１において、下流側第１ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５２及び第１ＲＯ濃縮水排出ラインＬ４１に分岐されている。

下流側第１ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５２の上流側の端部は、分岐部Ｊ１１に接続されている。下流側第１ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５２の下流側の端部は、原水タンク４に接続されている。下流側第１ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５２には、第１弁としての第２ＲＯ弁１０２が設けられている。第２ＲＯ弁１０２は、下流側第１ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５２を流通する第１濃縮水Ｗ３の流量を調整可能な弁である。

第１ＲＯ濃縮水排出ラインＬ４１は、第１ＲＯ膜モジュール１１で分離された第１濃縮水Ｗ３の残部を、第１ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５の途中から装置の外へ排出するように流通させるラインである。第１ＲＯ濃縮水排出ラインＬ４１の上流側の端部は、分岐部Ｊ１１に接続されている。第１ＲＯ濃縮水排出ラインＬ４１の下流側は、例えば、排水ピット（不図示）に接続又は開口している。第１ＲＯ濃縮水排出ラインＬ４１には、第２弁としての第３ＲＯ弁１０３が設けられている。第３ＲＯ弁１０３は、第１ＲＯ濃縮水排出ラインＬ４１を介して装置の外へ排出される第１濃縮水Ｗ３の排水流量を調整可能な弁である。

第１透過水ラインＬ２は、第１ＲＯ膜モジュール１１で分離された第１透過水Ｗ２を第２ＲＯ膜モジュール１２に流通させるラインである。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１１の二次側ポート（第１透過水Ｗ２の出口）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１２の一次側入口ポート（第１透過水Ｗ２の入口）に接続されている。

第２ＲＯ膜モジュール１２は、第１ＲＯ膜モジュール１１で分離されて加圧ポンプ５により圧送された第１透過水Ｗ２を、第１透過水Ｗ２よりも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、に分離する。第２ＲＯ膜モジュール１２は、単一又は複数のスパイラル型ＲＯ膜エレメントを圧力容器（ベッセル）に収容して構成される。第２ＲＯ膜モジュール１２においても、第１ＲＯ膜モジュール１１と同様のＲＯ膜エレメントを使用することができる。

第２ＲＯ濃縮水リターンラインＬ６は、第２ＲＯ膜モジュール１２で分離された第２濃縮水Ｗ５を原水タンク４へ流通させて返送するラインである。第２ＲＯ濃縮水リターンラインＬ６の上流側の端部は、第２ＲＯ膜モジュール１２の一次側出口ポート（第２濃縮水Ｗ５の出口）に接続されている。第２ＲＯ濃縮水リターンラインＬ６の下流側の端部は、原水タンク４に接続されている。第２ＲＯ濃縮水リターンラインＬ６には、第３弁としての第４ＲＯ弁１０４が設けられている。第４ＲＯ弁１０４は、第２ＲＯ濃縮水リターンラインＬ６を流通する第２濃縮水Ｗ５の流量を調整可能な弁である。

第２透過水ラインＬ３は、第２ＲＯ膜モジュール１２で分離された第２透過水Ｗ４をＥＤＩスタック２０に流通させるラインである。第２透過水ラインＬ３は、前段側透過水ラインＬ３１と、中段側透過水ラインＬ３２と、脱塩室流入ラインＬ３２１と、濃縮室流入ラインＬ３２２と、電極室流入ラインＬ３２３と、を有する。

前段側透過水ラインＬ３１の上流側の端部は、第２ＲＯ膜モジュール１２の二次側ポート（第２透過水Ｗ４の出口）に接続されている。前段側透過水ラインＬ３１の下流側の端部は、第１流路切換弁６２を介して、中段側透過水ラインＬ３２及び第２ＲＯ透過水リターンラインＬ７に接続されている。

第１流路切換弁６２は、第２ＲＯ膜モジュール１２で分離された第２透過水Ｗ４を、中段側透過水ラインＬ３２を介してＥＤＩスタック２０へ向けて流通させる流路（採水側流路）、又は、第２ＲＯ透過水リターンラインＬ７を介して第３流路切換弁６４へ向けて流通させる流路（循環側流路及び排水側流路）に切り換え可能な弁である。第１流路切換弁６２は、例えば、電動式や電磁式の三方弁により構成される。第１流路切換弁６２は、制御部３０と電気的に接続されている。第１流路切換弁６２における流路の切り換えは、制御部３０からの流路切換信号により制御される。

第２ＲＯ透過水リターンラインＬ７は、第２ＲＯ膜モジュール１２で分離された第２透過水Ｗ４を、第１ＲＯ膜モジュール１１の上流側の原水タンク４へ返送するラインである。第２ＲＯ透過水リターンラインＬ７は、上流側第２ＲＯ透過水リターンラインＬ７１と、下流側第２ＲＯ透過水リターンラインＬ７２と、を有する。

上流側第２ＲＯ透過水リターンラインＬ７１の上流側の端部は、第１流路切換弁６２に接続されている。上流側第２ＲＯ透過水リターンラインＬ７１の下流側の端部は、第３流路切換弁６４に接続されている。

第３流路切換弁６４は、上流側第２ＲＯ透過水リターンラインＬ７１を流通される第２透過水Ｗ４を、下流側第２ＲＯ透過水リターンラインＬ７２を介して原水タンク４へ向けて流通させる流路（循環側流路）、又は、第２ＲＯ透過水排出ラインＬ４２を介して装置の外へ向けて排出させるように流通させる流路（排水側流路）に切り換え可能な弁である。第３流路切換弁６４は、手動により開閉状態を切り換え可能な弁である。

下流側第２ＲＯ透過水リターンラインＬ７２の上流側の端部は、第３流路切換弁６４に接続されている。下流側第２ＲＯ透過水リターンラインＬ７２の下流側の端部は、原水タンク４に接続されている。

第２ＲＯ透過水排出ラインＬ４２は、第２ＲＯ膜モジュール１２で分離された第２透過水Ｗ４を、第２ＲＯ透過水リターンラインＬ７に合流させて装置の外へ排出するように流通させるラインである。第２ＲＯ透過水排出ラインＬ４２の上流側の端部は、第３流路切換弁６４に接続されている。第３流路切換弁６４の下流側は、例えば、排水ピット（不図示）に接続又は開口している。

第２ＲＯ透過水排出ラインＬ４２は、接続部Ｊ１２において、第１ＲＯ濃縮水排出ラインＬ４１に合流されている。接続部Ｊ１２は、第１ＲＯ濃縮水排出ラインＬ４１における第３ＲＯ弁１０３よりも下流側に配置されている。第２ＲＯ透過水排出ラインＬ４２における接続部Ｊ１２よりも下流側の部分は、第１ＲＯ濃縮水排出ラインＬ４１における接続部Ｊ１２よりも下流側の部分と共通する。

中段側透過水ラインＬ３２の上流側の端部は、第１流路切換弁６２に接続されている。中段側透過水ラインＬ３２の下流側の端部は、分岐部Ｊ４において、脱塩室流入ラインＬ３２１、濃縮室流入ラインＬ３２２及び電極室流入ラインＬ３２３に分岐されている。

脱塩室流入ラインＬ３２１、濃縮室流入ラインＬ３２２及び電極室流入ラインＬ３２３の下流側の端部は、ＥＤＩスタック２０の一次側ポート（脱塩室２１、濃縮室２２及び電極室２３の各入口側）に接続されている。

ＥＤＩスタック２０は、第２ＲＯ膜モジュール１２で第１透過水Ｗ２から分離された第２透過水Ｗ４を脱塩処理して、脱塩水Ｗ６と濃縮水Ｗ７と電極水Ｗ８とを得る水処理機器である。ＥＤＩスタック２０は、直流電源装置３３と電気的に接続されている。ＥＤＩスタック２０には、直流電源装置３３から直流電圧が入力される。ＥＤＩスタック２０は、直流電源装置３３から入力された直流電圧により、通電され、動作される。

直流電源装置３３は、直流電圧をＥＤＩスタック２０の一対の電極間に印加する。直流電源装置３３は、制御部３０と電気的に接続されている。直流電源装置３３は、制御部３０により入力された指令信号に応答して、直流電圧をＥＤＩスタック２０に出力する。

ＥＤＩスタック２０は、一対の電極間に、陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜（不図示）が交互に配置される。ＥＤＩスタック２０の内部は、これらイオン交換膜により、脱塩室２１、濃縮室２２及び電極室２３に区画される。脱塩室２１には、イオン交換体（不図示）が充填される。脱塩室２１に充填されるイオン交換体としては、例えば、イオン交換樹脂やイオン交換繊維等が用いられる。なお、図１では、ＥＤＩスタック２０の内部に区画された複数の脱塩室２１、濃縮室２２、及び電極室２３を模式的に示す。

脱塩室２１の入口側には、第２透過水Ｗ４を流入させる脱塩室流入ラインＬ３２１が接続されている。脱塩室２１の出口側には、脱塩室２１においてイオンが除去されて排出された脱塩水Ｗ６を流通させる脱塩水ラインＬ８が接続されている。濃縮室２２の入口側には、第２透過水Ｗ４を流入させる濃縮室流入ラインＬ３２２が接続されている。濃縮室２２の出口側には、イオンが濃縮されて排出された濃縮水Ｗ７を流通させるＥＤＩ濃縮水リターンラインＬ１０が接続されている。電極室２３の入口側には、第２透過水Ｗ４を流入させる電極室流入ラインＬ３２３が接続されている。電極室２３の出口側には、電極水Ｗ８を流通させる電極水排出ラインＬ４４が接続されている。

脱塩室流入ラインＬ３２１には、第４弁としての第１ＥＤＩ弁２０１が設けられている。第１ＥＤＩ弁２０１は、脱塩室流入ラインＬ３２１を流通する第２透過水Ｗ４の流量（即ち、脱塩室２１を流通する脱塩水Ｗ６の流量）を調整可能な弁である。濃縮室流入ラインＬ３２２には、第５弁としての第２ＥＤＩ弁２０２が設けられている。第２ＥＤＩ弁２０２は、濃縮室流入ラインＬ３２２を流通する第２透過水Ｗ４の流量（即ち、濃縮室２２を流通する濃縮水Ｗ７の流量）を調整可能な弁である。電極室流入ラインＬ３２３には、第６弁としての第３ＥＤＩ弁２０２が設けられている。第３ＥＤＩ弁２０３は、電極室流入ラインＬ３２３を流通する第２透過水Ｗ４の流量（即ち、電極室２３を流通する電極水Ｗ８の流量）を調整可能な弁である。

脱塩室２１、濃縮室２２及び電極室２３それぞれには、第２透過水ラインＬ３を流通する第２透過水Ｗ４が流入される。第２透過水Ｗ４に含まれる残留イオンは、脱塩室２１内に充填されたイオン交換体（不図示）により捕捉され、脱塩水Ｗ６となる。脱塩水Ｗ６は、脱塩水ラインＬ８（後述）を介して需要箇所へ送出される。また、脱塩室２１内のイオン交換体に捕捉された残留イオンは、付与された電気エネルギーにより濃縮室２２に移動する。そして、残留イオンを含む水は、濃縮室２２からＥＤＩ濃縮水リターンラインＬ１０及びＥＤＩ濃縮水排出ラインＬ４３（後述）を介して濃縮水Ｗ７として排出される。また、電極室２３に流入された第２透過水Ｗ４は、電極室２３からＥＤＩ電極水排出ラインＬ４４を介して電極水Ｗ８として装置の外へ排出される。

脱塩水ラインＬ８は、ＥＤＩスタック２０で得られた脱塩水Ｗ６を純水として需要箇所に向けて送出するラインである。脱塩水ラインＬ８は、上流側脱塩水ラインＬ８１と、下流側脱塩水ラインＬ８２と、を有する。

上流側脱塩水ラインＬ８１の上流側の端部は、ＥＤＩスタック２０の二次側ポート（脱塩室２１の出口側）に接続されている。上流側脱塩水ラインＬ８１の下流側の端部は、第２流路切換弁６３を介して、下流側脱塩水ラインＬ８２及び脱塩水リターンラインＬ９（後述）に接続されている。

第２流路切換弁６３は、ＥＤＩスタック２０の脱塩室２１で得られた脱塩水Ｗ６を、下流側脱塩水ラインＬ８２を介して需要箇所に向けて送出させる流路（採水側流路）、又は、脱塩水リターンラインＬ９を介して原水タンク４に向けて流通させる流路（循環側流路）に切り換え可能な弁である。第２流路切換弁６３は、例えば、電動式や電磁式の三方弁により構成される。第２流路切換弁６３は、制御部３０と電気的に接続されている。第２流路切換弁６３における流路の切り換えは、制御部３０からの流路切換信号により制御される。

第２流路切換弁６３は、制御部３０により採水側流路に切り換えられることにより、ＥＤＩスタック２０で得られた脱塩水Ｗ６を脱塩水ラインＬ８から需要箇所に供給するように送り出す処理を実行可能な送出手段として機能する。

下流側脱塩水ラインＬ８２の上流側の端部は、第２流路切換弁６３に接続されている。下流側脱塩水ラインＬ８２の下流側の端部は、需要箇所の装置等（不図示）に接続されている。

脱塩水リターンラインＬ９は、ＥＤＩスタック２０の脱塩室２１で得られた脱塩水Ｗ６を、脱塩水ラインＬ８の途中から、第１ＲＯ膜モジュール１１の上流側の原水タンク４へ返送するラインである。本実施形態においては、脱塩水リターンラインＬ９の上流側の端部は、第２流路切換弁６３に接続されている。脱塩水リターンラインＬ９の下流側の端部は、原水タンク４に接続されている。脱塩水リターンラインＬ９は、ＥＤＩスタック２０の脱塩室２１で得られた脱塩水Ｗ６を原水タンク４へ返送する。脱塩水リターンラインＬ９には、脱塩水リターン弁６５が設けられている。

ＥＤＩ濃縮水リターンラインＬ１０は、ＥＤＩスタック２０の濃縮室２２から排出された濃縮水Ｗ７を、脱塩水リターンラインＬ９に合流させて原水タンク４に返送するラインである。ＥＤＩ濃縮水リターンラインＬ１０の上流側の端部は、ＥＤＩスタック２０の二次側ポート（濃縮室２２の出口側）に接続されている。ＥＤＩ濃縮水リターンラインＬ１０の下流側の端部は、原水タンク４に接続されている。

ＥＤＩ濃縮水リターンラインＬ１０は、接続部Ｊ１３において、脱塩水リターンラインＬ９に合流されている。接続部Ｊ１３は、脱塩水リターンラインＬ９における原水タンク４と脱塩水リターン弁６５との間に配置されている。ＥＤＩ濃縮水リターンラインＬ１０における接続部Ｊ１３よりも下流側の部分は、脱塩水リターンラインＬ９における接続部Ｊ１３から原水タンク４までの部分と共通する。ＥＤＩ濃縮水リターンラインＬ１０における接続部Ｊ１３よりも上流側には、第５ＥＤＩ弁２０５が設けられている。

ＥＤＩ濃縮水排出ラインＬ４３は、ＥＤＩスタック２０の濃縮室２２から排出された濃縮水Ｗ７を、ＥＤＩ濃縮水リターンラインＬ１０の途中から装置の外に排出するように流通させるラインである。ＥＤＩ濃縮水排出ラインＬ４３の上流側の端部は、接続部Ｊ９に接続されている。接続部Ｊ９は、ＥＤＩ濃縮水リターンラインＬ１０における濃縮室２２と第５ＥＤＩ弁２０５と間に配置されている。ＥＤＩ濃縮水排出ラインＬ４３の下流側は、例えば、排水ピット（不図示）に接続又は開口している。ＥＤＩ濃縮水排出ラインＬ４３には、第６ＥＤＩ弁２０６が設けられている。

電極水排出ラインＬ４４は、ＥＤＩスタック２０の電極室２３から排出された電極水Ｗ８を装置の外に排出するように流通させるラインである。電極水排出ラインＬ４４の上流側の端部は、ＥＤＩスタック２０の電極室２３に接続されている。電極水排出ラインＬ４４は、接続部Ｊ１０において、ＥＤＩ濃縮水排出ラインＬ４３に合流されている。接続部Ｊ１０は、ＥＤＩ濃縮水排出ラインＬ４３における第６ＥＤＩ弁２０６よりも下流側に配置されている。電極水排出ラインＬ４４における接続部Ｊ１０よりも下流側の部分は、ＥＤＩ濃縮水排出ラインＬ４３における接続部Ｊ１０よりも下流側の部分と共通する。

水位センサ４１は、原水タンク４に貯留される原水Ｗ１の水位を測定する機器である。水位センサ４１は、原水タンク４の内部の下方側に配置されている。また、水位センサ４１は、制御部３０と電気的に接続されている。水位センサ４１で測定された原水タンク４の水位は、制御部３０へ検出信号として送信される。本実施形態においては、水位センサ４１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４１として、原水タンク４の底部に近い外壁面に圧力式センサを設けた例を示す。なお、水位センサ４１は、連続式レベルセンサには制限されず、例えば、レベルスイッチであってもよい。レベルスイッチは、予め設定された液面位置の検出器であり、例えば、複数の液面位置を検出するように構成されている。レベルスイッチとしては、例えば、フロート式や電極式のものが用いられる。

タンク内電気伝導率センサ４２は、原水タンク４に貯留される原水Ｗ１の電気伝導率を測定する機器である。タンク内電気伝導率センサ４２は、原水タンク４の内部の下方側に配置されている。

第１電気伝導率センサ５１は、第２透過水ラインＬ３を流通する第２透過水Ｗ４の電気伝導率を測定する機器である。第１電気伝導率センサ５１は、接続部Ｊ１において、第２透過水ラインＬ３に接続されている。接続部Ｊ１は、第２透過水ラインＬ３における第２ＲＯ膜モジュール１２と第１流路切換弁６２との間に配置されている。第２電気伝導率センサ５５は、脱塩水ラインＬ８を流通する脱塩水Ｗ６の電気伝導率を測定する機器である。第２電気伝導率センサ５５は、接続部Ｊ６において、脱塩水ラインＬ８に接続されている。接続部Ｊ６は、脱塩水ラインＬ８におけるＥＤＩスタック２０と第４ＥＤＩ弁２０４との間に配置されている。

タンク内電気伝導率センサ４２、第１電気伝導率センサ５１及び第２電気伝導率センサ５５は、制御部３０と電気的に接続されている。タンク内電気伝導率センサ４２で測定された原水Ｗ１の電気伝導率、第１電気伝導率センサ５１で測定された第２透過水Ｗ４の電気伝導率及び第２電気伝導率センサ５５で測定された脱塩水Ｗ６の電気伝導率は、制御部３０へ検出信号として送信される。

タンク内温度センサ４３は、原水タンク４に貯留された供給水としての原水Ｗ１の温度を測定する機器である。タンク内温度センサ４３は、原水タンク４の下方側に配置されている。タンク内温度センサ４３は、制御部３０と電気的に接続されている。タンク内温度センサ４３で測定された原水Ｗ１の温度は、制御部３０へ検出信号として送信される。

第１流量センサ５３は、第２透過水ラインＬ３を流通する第２透過水Ｗ４の流量を測定する機器である。第１流量センサ５３は、接続部Ｊ３において、第２透過水ラインＬ３に接続されている。接続部Ｊ３は、第２透過水ラインＬ３における第２ＲＯ膜モジュール１２と第１流路切換弁６２との間に配置されている。第２流量センサ５４は、脱塩水ラインＬ８を流通する脱塩水Ｗ６の流量を測定する機器である。第２流量センサ５４は、脱塩水ラインＬ８を流通する脱塩水Ｗ６の流量を測定することにより、脱塩室２１を流通する水の流量を測定する。第２流量センサ５４は、接続部Ｊ５において、脱塩水ラインＬ８に接続されている。接続部Ｊ５は、脱塩水ラインＬ８におけるＥＤＩスタック２０と第４ＥＤＩ弁２０４との間に配置されている。

第３流量センサ５６は、濃縮室流入ラインＬ３２２を流通する第２透過水Ｗ４の流量を測定する機器である。第３流量センサ５６は、濃縮室流入ラインＬ３２２を流通する第２透過水Ｗ４の流量を測定することにより、濃縮室２２を流通する水の流量を測定する。第３流量センサ５６は、接続部Ｊ７において、濃縮室流入ラインＬ３２２に接続されている。接続部Ｊ７は、濃縮室流入ラインＬ３２２におけるＥＤＩスタック２０と第２ＥＤＩ弁２０２との間に配置されている。第４流量センサ５７は、電極室流入ラインＬ３２３を流通する第２透過水Ｗ４の流量を測定する機器である。第４流量センサ５７は、電極室流入ラインＬ３２３を流通する第２透過水Ｗ４の流量を測定することにより、電極室２３を流通する水の流量を測定する。第４流量センサ５７は、接続部Ｊ８において、電極室流入ラインＬ３２３に接続されている。接続部Ｊ８は、電極室流入ラインＬ３２３におけるＥＤＩスタック２０の電極室２３と第３ＥＤＩ弁２０３との間に配置されている。

第１濃縮水流量センサ５９１は、下流側第１ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５２を流通する第１濃縮水Ｗ３の流量を測定する機器である。第１濃縮水流量センサ５９１は、接続部Ｊ２２において、下流側第１ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５２に接続されている。接続部Ｊ２２は、下流側第１ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５２における第２ＲＯ弁１０２と、原水タンク４との間に配置されている。第２濃縮水流量センサ５９２は、第１ＲＯ濃縮水排出ラインＬ４１を流通する第１濃縮水Ｗ３の流量を測定する機器である。第２濃縮水流量センサ５９２は、接続部Ｊ２３において、第１ＲＯ濃縮水排出ラインＬ４１に接続されている。接続部Ｊ２３は、第１ＲＯ濃縮水排出ラインＬ４１における第３ＲＯ弁１０３と、接続部Ｊ１２との間に配置されている。第３濃縮水流量センサ５９３は、第２ＲＯ濃縮水リターンラインＬ６を流通する第２濃縮水Ｗ５の流量を測定する機器である。第３濃縮水流量センサ５９３は、接続部Ｊ２４において、第２ＲＯ濃縮水リターンラインＬ６に接続されている。接続部Ｊ２４は、第２ＲＯ濃縮水リターンラインＬ６における第４ＲＯ弁１０４と、第２ＲＯ膜モジュール１２との間に配置されている。

第１流量センサ５３、第２流量センサ５４、第３流量センサ５６、第４流量センサ５７、第１濃縮水流量センサ５９１、第２濃縮水流量センサ５９２、及び第３濃縮水流量センサ５９３は、制御部３０と電気的に接続されている。第１流量センサ５３で測定された第２透過水Ｗ４の流量、第２流量センサ５４で測定された脱塩水Ｗ６の流量、第３流量センサ５６で測定された第２透過水Ｗ４の流量、第４流量センサ５７で測定された第２透過水Ｗ４の流量、第１濃縮水流量センサ５９１で測定された第１濃縮水Ｗ３の返送流量、第２濃縮水流量センサ５９２で測定された第１濃縮水Ｗ３の排出流量、及び第３濃縮水流量センサ５９３で測定された第２濃縮水Ｗ５の返送流量は、制御部３０へ検出信号として送信される。

圧力センサ５２は、第２透過水ラインＬ３を流通する第２透過水Ｗ４の圧力を測定する機器である。圧力センサ５２は、接続部Ｊ２において、第２透過水ラインＬ３に接続されている。圧力センサ５２は、制御部３０と電気的に接続されている。接続部Ｊ２は、第２ＲＯ膜モジュール１２と第１流路切換弁６２との間に配置されている。圧力センサ５２で測定された第２透過水Ｗ４の圧力は、制御部３０へ検出信号として送信される。

原水圧力センサ５８１は、第１原水ラインＬ１１を流通する原水Ｗ１の圧力を測定する機器である。原水圧力センサ５８１は、接続部Ｊ２１において、第１原水ラインＬ１１に接続されている。原水圧力センサ５８１は、制御部３０と電気的に接続されている。接続部Ｊ２１は、原水補給弁６１と活性炭濾過器２との間に配置されている。原水圧力センサ５８１で測定された原水Ｗ１の圧力は、制御部３０へ検出信号として送信される。

濃縮水圧力センサ５８２は、上流側第１ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５１を流通する第１濃縮水Ｗ３の圧力を測定する機器である。濃縮水圧力センサ５８２は、接続部Ｊ２５において、上流側第１ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５１に接続されている。濃縮水圧力センサ５８２は、制御部３０と電気的に接続されている。接続部Ｊ２５は、第１ＲＯ膜モジュール１１と分岐部Ｊ１１との間に配置されている。濃縮水圧力センサ５８２で測定された第１濃縮水Ｗ３の圧力は、制御部３０へ検出信号として送信される。

報知部３１は、所定の警報を報知する。報知部３１は、制御部３０に電気的に接続されている。報知は、例えば、表示、音声、発光などのうちの一つ以上である。つまり、報知部３１は、表示器（液晶ディスプレイ等）、ブザーやスピーカー、ランプなどのうちの一つ以上から構成される。

入力操作部３２は、装置の運転モードに係る選択（例えば、運転／停止の選択、警報の解除など）や、装置の運転条件に係る各種設定等について、ユーザーや管理者の入力操作を受け付ける入力インターフェース部である。この入力操作部３２は、ディスプレイとボタンスイッチを組み合わせた操作パネルや、ディスプレイ上で直接に入力操作が可能なタッチパネル等により構成される。入力操作部３２は、制御部３０と電気的に接続されている。入力操作部３２から入力された情報は、制御部３０に送信される。

装置の運転条件に係る各種設定を変更するにあたり、制御部３０は、入力操作部３２を介して、設定変更の受付許可入力、具体的にはパスワードの入力を要求する。このパスワードは、ユーザーや管理者が前もって定めておき、制御部３０に登録しておく。入力操作部３２を介して正確なパスワードが入力された場合には、制御部３０は、設定変更の受付を許可する。一方、入力操作部３２を介して誤ったパスワードが入力された場合には、制御部３０は、設定変更の受付を拒否する。

制御部３０により設定変更の受付が許可されると、ユーザーや管理者は、加圧ポンプ５の駆動周波数又は駆動電圧を調整するための調整用入力を行うことが可能となる。具体的には、制御部３０は、入力操作部３２を介して入力されたインバータ６の目標出力値（０〜１００％）を受け付け、この設定情報をメモリに記憶する。そして、制御部３０は、純水の採水時において、インバータ６の目標出力値に係る設定情報を基にして、加圧ポンプ５の駆動周波数又は駆動電圧を調整する制御を行う。なお、インバータ６の目標出力値は、原水Ｗ１や第２透過水Ｗ４の温度条件下で、第２透過水Ｗ４の流量が目標流量値（近傍値を含む）となる数値になるように決定され、例えば、温度５℃の場合に１００％、温度３５℃の場合に２５％となるような関数式やデータテーブルに基づいて決定される。

次に、制御部３０について説明する。制御部３０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。制御部３０において、マイクロプロセッサのメモリには、純水製造装置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、例えば、設定変更の受付許可に必要なパスワード、インバータ６の目標出力値に係る設定情報、加圧ポンプ５の駆動周波数又は駆動電圧を調整に用いる関数式やデータテーブル等が記憶される。

制御部３０において、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後述する各種の制御を実行する。また、制御部３０において、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が組み込まれている。

制御部３０は、インバータ６に対して制御を行い、インバータ６から加圧ポンプ５に出力される駆動周波数又は駆動電圧を変化させる。この制御には、インバータ６の目標出力値に係る設定情報に基づく第１のインバータ制御と、タンク内温度センサ４３により検出した温度に基づく第２のインバータ制御とがあり、ユーザーや管理者の利便性などを考慮して選択的に運用される。以下にそれぞれについて説明する。

＜第１のインバータ制御＞
本制御では、インバータ６から加圧ポンプ５への出力（駆動周波数又は駆動電圧）が、目標出力値（０〜１００％）になるように調整される。上述したように、インバータ６の目標出力値は、パスワードの入力を経て、入力操作部３２を介してユーザーや管理者が入力した設定情報であり、加圧ポンプ５の最大駆動周波数（例えば、６０Ｈｚ）又は最大駆動電圧（例えば、２００Ｖ）に対する百分率で示される。なお、加圧ポンプ５の回転速度制御には、周波数制御と電圧制御の二通りがあるが、周波数制御によるときは、目標出力値は、加圧ポンプ５の最大駆動周波数に対する百分率で設定される。一方、電圧制御によるときは、目標出力値は、加圧ポンプ５の最大駆動電圧に対する百分率で設定される。

本制御を実行させるにあたり、ユーザーや管理者は、定期的に（例えば、１ヶ月毎）タンク内温度センサ４３の検出温度を参照し、季節的な原水Ｗ１の温度変化を把握する。そして、前回の検出温度に対して、例えば５℃以上の変化が見られたときには、今回の検出温度に基づいてインバータ６の目標出力値の見直しを行う。この見直しでは、第２透過水Ｗ４の流量が目標流量値（近傍値を含む）となる目標出力値について、予め実験的に求められた原水Ｗ１の温度と目標出力値の関係（例えば、関数式やデータテーブルで提供）を利用し、目標出力値の設定情報を変更する。なお、原水Ｗ１の温度と目標出力値の関係は、温度が低いほど出力が大きくなるようになっており、上で例示したように、温度５℃の場合に１００％、温度３５℃の場合に２５％となるような関係である。

＜第２のインバータ制御＞
本制御では、インバータ６から加圧ポンプ５への出力（駆動周波数又は駆動電圧）が、タンク内温度センサ４３の検出温度に基づいて調整される。即ち、制御部３０は、タンク内温度センサ４３の検出温度に基づいて、第２透過水Ｗ４の流量の値が予め設定された目標流量値となるように、インバータ６に対して温度フィードフォワード水量制御を行う。なお、加圧ポンプ５の回転速度制御には、周波数制御と電圧制御の二通りがあり、周波数制御によるときは、加圧ポンプ５の最大駆動周波数（例えば、６０Ｈｚ）以下の範囲で駆動周波数が自動調整される。一方、電圧制御によるときは、加圧ポンプ５の最大駆動電圧（例えば、２００Ｖ）以下の範囲で駆動電圧が自動調整される。

本制御を実行させるにあたり、ユーザーや管理者は、前もって入力操作部３２を介して第２透過水Ｗ４の目標流量値を設定しておく。この目標流量値は、例えば、需要箇所で要求される純水の最大流量に、ＥＤＩスタック２０で生じる排水流量を加味して決定される。また、制御部３０のマイクロプロセッサのメモリには、第２透過水Ｗ４の流量が目標流量値（近傍値を含む）となる駆動周波数又は駆動電圧について、予め実験的に求められた原水Ｗ１の温度との関係（例えば、関数式やデータテーブル）が記憶されている。温度フィードフォワード水量制御では、制御部３０は、タンク内温度センサ４３の検出温度をリアルタイム（例えば、１００ｍｓ周期）で参照し、検出温度に応じた駆動周波数又は駆動電圧を決定する。そして、制御部３０は、決定された駆動周波数又は駆動電圧で加圧ポンプ５が駆動されるように、インバータ６を制御する。原水Ｗ１の温度とインバータ出力（駆動周波数又は駆動電圧）の関係は、温度が低いほど出力が大きくなるような関係である。

上述した本実施形態に係る純水製造装置１によれば、例えば、以下のような効果が奏される。純水製造装置１は、インバータ６から出力される駆動周波数又は駆動電圧を制御可能な制御部６０と、駆動周波数又は駆動電圧を調整するための手動による目標出力値（調整用入力）と、目標出力値を受付け可能とするためのパスワード（受付許可入力）とを受け付ける入力操作部３２（入力インターフェース部）とを備える。このため、原水Ｗ１の温度変化に応じてインバータ６の目標出力値を設定し直すだけで、逆浸透膜モジュールの平均操作圧力を簡単に調整することができる。しかも、目標出力値の設定変更にはパスワードを必要とし、装置の特性を熟知した者だけが設定変更を行えるようになっている。そのため、純水の流量不足を起こすことなく、ＲＯ膜モジュールの平均操作圧力を安全に調整することができる。

また、制御部３０は、インバータ出力が目標出力値となるように調整する制御に替えて、温度フィードフォワード水量制御を行うことも可能である。温度フィードフォワード水量制御では、制御部３０は、タンク内温度センサ４３により検出した温度に基づいて、第２透過水Ｗ４の流量の値が予め設定された目標流量値となるように、インバータ６に対して制御を行う。原水Ｗ１の温度が低ければ、供給水の粘度が高くなってＲＯ膜の水透過係数が低下する。また、原水Ｗ１の温度が高ければ、供給水の粘度が低くなってＲＯ膜の水透過係数が向上する。インバータ６から出力される駆動周波数又は駆動電圧が一定の場合には、加圧ポンプ５の回転速度が一定で駆動されるため、平均操作圧力は維持されることとなるが、原水Ｗ１の温度変化に因る水透過係数の変化によって、第２透過水Ｗ４の流量の値が変化する。

しかし、制御部３０は、タンク内温度センサ４３の検出温度が高ければ、インバータ６から出力される駆動周波数又は駆動電圧を低くする制御を、インバータ６に対して行う。逆に、制御部３０は、タンク内温度センサ４３の検出温度が低ければ、インバータ６から出力される駆動周波数又は駆動電圧を高くする制御を、インバータ６に対して行う。このため、ＲＯ膜の水透過係数が変化したとしても、ＲＯ膜モジュールの平均操作圧力を簡単に調整することができる。この結果、第２透過水Ｗ４の流量の値を予め設定された目標流量値に維持することができる。

次に、第１実施形態の変形例に係る純水製造装置１Ａについて、図面を参照しながら説明する。図２は、第１実施形態の変形例に係る純水製造装置１Ａの全体構成図である。純水製造装置１Ａは、タンク内温度センサ４３を備えていない点、及び、第２透過水ライン温度センサ４３Ａを備えている点で、第１実施形態に係る純水製造装置１とは異なる。そして、制御部３０Ａは、第２透過水ライン温度センサ４３Ａにより検出した温度に基づいて、第２透過水Ｗ４の流量の値が予め設定された目標流量値となるように、インバータ６に対して制御を行う点で、第１実施形態に係る純水製造装置１とは異なる。これらの点以外は、第１実施形態に係る純水製造装置１と同様である。従って、第１実施形態に係る純水製造装置１と同一の部材については、同一の符号を付して説明を省略する。

第２透過水ライン温度センサ４３Ａは、前段側透過水ラインＬ３１を流通する第２透過水Ｗ４の温度を測定する機器である。第２透過水ライン温度センサ４３Ａは、接続部Ｊ２６において、前段側透過水ラインＬ３１に接続されている。第２透過水ライン温度センサ４３Ａは、制御部３０と電気的に接続されている。接続部Ｊ２６は、第２ＲＯ膜モジュール１２と第１流路切換弁６２との間に配置されている。第２透過水ライン温度センサ４３Ａで測定された第２透過水Ｗ４の温度は、制御部３０へ検出信号として送信される。

制御部３０は、第２透過水ライン温度センサ４３Ａの検出温度に基づいて、第２透過水Ｗ４の流量の値が予め設定された目標流量値となるように、インバータ６に対して温度フィードフォワード水量制御を行う。なお、加圧ポンプ５の回転速度制御には、周波数制御と電圧制御の二通りがあり、周波数制御によるときは、加圧ポンプ５の最大駆動周波数（例えば、６０Ｈｚ）以下の範囲で駆動周波数が自動調整される。一方、電圧制御によるときは、加圧ポンプ５の最大駆動電圧（例えば、２００Ｖ）以下の範囲で駆動電圧が自動調整される。

本制御を実行させるにあたり、ユーザーや管理者は、前もって入力操作部３２を介して第２透過水Ｗ４の目標流量値を設定しておく。この目標流量値は、例えば、需要箇所で要求される純水の最大流量に、ＥＤＩスタック２０で生じる排水流量を加味して決定される。また、制御部３０のマイクロプロセッサのメモリには、第２透過水Ｗ４の流量が目標流量値（近傍値を含む）となる駆動周波数又は駆動電圧について、予め実験的に求められた原水Ｗ１の温度との関係（例えば、関数式やデータテーブル）が記憶されている。温度フィードフォワード水量制御では、制御部３０は、第２透過水ライン温度センサ４３Ａの検出温度をリアルタイム（例えば、１００ｍｓ周期）で参照し、検出温度に応じた駆動周波数又は駆動電圧を決定する。そして、制御部３０は、決定された駆動周波数又は駆動電圧で加圧ポンプ５が駆動されるように、インバータ６を制御する。原水Ｗ１の温度とインバータ出力（駆動周波数又は駆動電圧）の関係は、温度が低いほど出力が大きくなるような関係である。

温度センサとしての第２透過水ライン温度センサ４３Ａは、第２透過水ラインＬ３内の第２透過水Ｗ４の温度を検出する。一般に、電気伝導率の計測においては、温度補償のために温度の同時計測も必要とされる。そのため、第１電気伝導率センサ５１と第２透過水ライン温度センサ４３Ａを第２透過水ラインＬ３に設けることで、第２透過水Ｗ４の電気伝導率測定において温度補償が可能になる。このため、制御部３０は、第２透過水Ｗ４の流量の値を予め設定された目標流量値に維持する制御を行いつつ、第２透過水Ｗ４の電気伝導率を正確に計測することができる。

次に、第１実施形態に係る純水製造方法について説明する。ここでの純水製造方法では、純水製造装置１又は純水製造装置１Ａが用いられる。純水製造方法は、第２透過水ラインＬ３を流通する第２透過水Ｗ４の流量を第４所定流量値とするように調整する第２透過水流量調整プロセスと、脱塩水ラインＬ８を流通する脱塩水Ｗ６の流量を第５所定流量値とするように調整する脱塩水流量調整プロセスとを有する。図３は、第２透過水流量調整プロセスの操作ステップを示すフローチャートである。図４は、脱塩水流量調整プロセスの操作ステップを示すフローチャートである。

図３に示す第２透過水流量調整プロセスでは、先ずステップＳＴ１０において、第１弁を操作して、第１濃縮水リターンラインを流通する第１濃縮水の流量を第１所定流量値に調整する。具体的には、第２ＲＯ弁１０２を操作して、第１ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５を流通する第１濃縮水Ｗ３の流量を第１所定流量値に調整する。

ステップＳＴ１１において、第２弁を操作して、第１濃縮水排出ラインを流通する第１濃縮水の流量を第２所定流量値に調整する。具体的には、第３ＲＯ弁１０３を操作して、第１ＲＯ濃縮水排出ラインＬ４１を流通する第１濃縮水Ｗ３の流量を第２所定流量値に調整する。

ステップＳＴ１２において、第３弁を操作して、第２濃縮水リターンラインを流通する第２濃縮水の流量を第３所定流量値に調整する。具体的には、第４ＲＯ弁１０４を操作して、第２ＲＯ濃縮水リターンラインＬ６を流通する第２濃縮水Ｗ５の流量を第３所定流量値に調整する。

ステップＳＴ１３において、第２透過水Ｗ４の流量が第４所定流量値になっているか否かを確認する。第２透過水Ｗ４の流量が第４所定流量値と等しい場合（ＹＥＳ）には、第２透過水流量調整プロセスを終えて、脱塩水流量調整プロセスのステップＳＴ２０に進む。一方、第２透過水Ｗ４の流量が第４所定流量値と等しくない場合（ＮＯ）には、ステップＳＴ１４に進む。

ステップＳＴ１４において、第２透過水Ｗ４の流量が第４所定流量値未満であるか、若しくは第４所定流量値超過かを判定する。第２透過水Ｗ４の流量が第４所定流量値未満の場合（ＹＥＳ）には、ステップＳＴ１５へ進む。一方、第２透過水Ｗ４の流量が第４所定流量値超過の場合（ＮＯ）には、ステップＳＴ１６へ進む。

ステップＳＴ１５において、加圧ポンプの吐出側に設けられた供給水弁を操作して、第２透過水ラインを流通する第２透過水の流量が第４所定流量値となるように、供給水の流量を調整する。具体的には、第１ＲＯ弁１０１の開度を増加させて、第２原水ラインＬ１２を流通する原水Ｗ１の流量を増加させることにより、第２透過水ラインＬ３を流通する第２透過水Ｗ４の流量を第４所定流量値に調整する。ステップＳＴ１５の操作の後、ステップＳＴ１０に戻り、再度各ラインの流量を調整する操作を行う。

ステップＳＴ１６において、加圧ポンプの吐出側に設けられた供給水弁を操作して、第２透過水ラインを流通する第２透過水の流量が第４所定流量値となるように、供給水の流量を調整する。具体的には、第１ＲＯ弁１０１の開度を減少させて、第２原水ラインＬ１２を流通する原水Ｗ１の流量を減少させることにより、第２透過水ラインＬ３を流通する第２透過水Ｗ４の流量を第４所定流量値に調整する。ステップＳＴ１６の操作の後、ステップＳＴ１０に戻り、再度各ラインの流量を調整する操作を行う。

図４に示す脱塩水流量調整プロセスでは、先ずステップＳＴ２０において、脱塩室流入ラインに設けられた第４弁を操作して、脱塩水の流量を第５所定流量値に調整する。具体的には、脱塩室流入ラインＬ３２１に設けられた第１ＥＤＩ弁２０１を操作して、脱塩水Ｗ６の流量を第５所定流量値に調整する。

ステップＳＴ２１において、濃縮室流入ラインに設けられた第５弁を操作して、濃縮水の流量を第６所定流量値に調整する。具体的には、濃縮室流入ラインＬ３２２に設けられた第２ＥＤＩ弁２０２を操作して、濃縮水Ｗ７の流量を第６所定流量値に調整する。

ステップＳＴ２２において、電極室流入ラインに設けられた第６弁を操作して、電極水の流量を第７所定流量値に調整する。具体的には、電極室流入ラインＬ３２３に設けられた第３ＥＤＩ弁２０３を操作して、電極水Ｗ８の流量を第７所定流量値に調整する。

ステップＳＴ２３において、脱塩水Ｗ６の流量が第５所定流量値になっているか否かを確認する。脱塩水Ｗ６の流量が第５所定流量値と等しい場合（ＹＥＳ）には、脱塩水流量調整プロセスを終え、純水の採水に備える。一方、脱塩水Ｗ６の流量が第５所定流量値と等しくない場合（ＮＯ）には、ステップＳＴ２４に進む。

ステップＳＴ２４において、脱塩水Ｗ６の流量が第５所定流量値未満であるか、若しくは第５所定流量値超過かを判定する。脱塩水Ｗ６の流量が第５所定流量値未満の場合（ＹＥＳ）には、ステップＳＴ２５へ進む。一方、脱塩水Ｗ６の流量が第５所定流量値超過の場合（ＹＥＳ）には、ステップＳＴ２６へ進む。

ステップＳＴ２５において、加圧ポンプの吐出側に設けられた供給水弁を操作して、脱塩室を流通する脱塩水の流量が第５所定流量値となるように、供給水の流量を調整する。具体的には、第１ＲＯ弁１０１の開度を増加させて、第２透過水ラインＬ３を流通する第２透過水Ｗ４の流量を増加させることにより、脱塩水ラインＬ８を流通する脱塩水Ｗ６の流量を第５所定流量値に調整する。ステップＳＴ２５の操作の後、ステップＳＴ１０に戻り、再度各ラインの流量を調整する操作を行う。

ステップＳＴ２６において、加圧ポンプの吐出側に設けられた供給水弁を操作して、脱塩室を流通する脱塩水の流量が第５所定流量値となるように、供給水の流量を調整する。具体的には、第１ＲＯ弁１０１の開度を減少させて、第２透過水ラインＬ３を流通する第２透過水Ｗ４の流量を減少させることにより、脱塩水ラインＬ８を流通する脱塩水Ｗ６の流量を第５所定流量値に調整する。ステップＳＴ２６の操作の後、ステップＳＴ１０に戻り、再度各ラインの流量を調整する操作を行う。

上述した本実施形態に係る純水製造方法の第２透過水流量調整プロセスによれば、例えば、以下のような効果が奏される。第２透過水流量調整プロセスでは、第１ＲＯ濃縮水リターンラインＬ５を流通する第１濃縮水Ｗ３の流量と、第１ＲＯ濃縮水排出ラインＬ４１を流通する第１濃縮水Ｗ３の流量と、第２ＲＯ濃縮水リターンラインＬ６を流通する第２濃縮水Ｗ５の流量とを順次調整して、これらの流量をそれぞれの所定流量値に一致させるようにしている。

ＲＯ膜モジュールの流量調整では、ＲＯ膜のファウリングを防止する観点から、最前段に位置する第１ＲＯ膜モジュール１１の一次側における供給水の循環流量の確保が最も重要であり、次いで第１ＲＯ膜モジュール１１の一次側における濃縮倍率の管理が重要である。そのため、上述の順番で流量を調整することにより、必要とされる濃縮水の返送流量及び排出流量が確実に得られ、安定した運転を継続して行うことができる。

また、上述した本実施形態に係る純水製造方法の脱塩水流量調整プロセスによれば、例えば、以下のような効果が奏される。脱塩水流量調整プロセスでは、脱塩室２１を流通する脱塩水Ｗ６と、濃縮室２２を流通する濃縮水Ｗ７の流量と、電極室２３を流通する電極水Ｗ８の流量とを順次調整して、これらの流量をそれぞれの所定流量値に一致させるようにしている。

ＥＤＩスタックの流量調整では、需要箇所における純水の要求流量を確保する観点から、脱塩水の生産流量が最も重要であり、次いで濃縮室における濃縮倍率の管理が重要である。そのため、上述の順番で流量を調整することにより、純水の要求流量が確実に得られ、安定した運転を継続して行うことができる。

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。実施形態においては、純水製造装置１は、前段の透過水が後段の供給水となるように、第１ＲＯ膜モジュール１１及び第２ＲＯ膜モジュール１２が直列に２段で配置された構成とされたが、これに制限されない。例えば、純水製造装置１は、逆浸透膜モジュールが直列に３段以上接続された構成とされてもよい。

また、実施形態においては、ＥＤＩスタック２０は、濃縮室２２及び電極室２３に対して第２透過水Ｗ４が個別に供給されると共に、濃縮水Ｗ７及び電極水Ｗ８が分離して排出される構成とされたが、これに制限されない。例えば、ＥＤＩスタック２０は、その内部において、濃縮室２２と電極室２３への分配流路が共通になっていてもよく、更に濃縮室２２と電極室２３からの集合流路が共通になっていてもよい。

１ 純水製造装置
４ 原水タンク（貯水タンク）
５ 加圧ポンプ
６ インバータ
１１ 第１ＲＯ膜モジュール（逆浸透膜モジュール、第１逆浸透膜モジュール）
１２ 第２ＲＯ膜モジュール（逆浸透膜モジュール、第２逆浸透膜モジュール）
２０ ＥＤＩスタック（電気脱イオンスタック）
３０ 制御部
３２ 入力操作部（インターフェース部）
４３ タンク内温度センサ４３
４３Ａ 第２透過水ライン温度センサ
１０１ 第１ＲＯ弁（供給水弁）
１０２ 第２ＲＯ弁（第１弁）
１０３ 第３ＲＯ弁（第２弁）
１０４ 第４ＲＯ弁（第３弁）
２０１ 第１ＥＤＩ弁（第４弁）
２０２ 第２ＥＤＩ弁（第５弁）
２０３ 第３ＥＤＩ弁（第６弁）
Ｌ１ 原水ライン（供給水ライン）
Ｌ２ 第１透過水ライン（透過水ライン）
Ｌ３ 第２透過水ライン（透過水ライン）
Ｌ５ 第１ＲＯ濃縮水リターンライン（第１濃縮水リターンライン）
Ｌ６ 第２ＲＯ濃縮水リターンライン（第２濃縮水リターンライン）
Ｌ４１ 第１ＲＯ濃縮水排出ライン（第１濃縮水排出ライン）
Ｗ１ 原水（供給水）
Ｗ２ 第１透過水（透過水）
Ｗ３ 第１濃縮水（濃縮水）
Ｗ４ 第２透過水（透過水）
Ｗ５ 第２濃縮水
Ｗ６ 脱塩水
Ｗ７ 濃縮水
Ｗ８ 電極水

Claims (5)

1. 供給水を貯留する貯水タンクと、
   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、
   透過水を脱塩処理して脱塩水を得る電気脱イオンスタックと、
   供給水を前記逆浸透膜モジュールに流通させる供給水ラインと、
   透過水を前記電気脱イオンスタックに流通させる透過水ラインと、
   前記加圧ポンプを駆動するインバータと、
   前記インバータから出力される駆動周波数又は駆動電圧を制御可能な制御部と、
   前記駆動周波数又は駆動電圧を調整するための手動による調整用入力と、前記調整用入力を受付け可能とするための受付許可入力とを受け付ける入力インターフェース部とを備える純水製造装置。
2. 前記逆浸透膜モジュールは、第１逆浸透膜モジュールと第２逆浸透膜モジュールとを備え、
   前記第１逆浸透膜モジュールは、供給水を第１透過水と第１濃縮水とに分離し、
   前記加圧ポンプは、供給水を前記第１逆浸透膜モジュールに向けて吐出し、
   前記第２逆浸透膜モジュールは、第１透過水を第２透過水と第２濃縮水とに分離し、
   前記電気脱イオンスタックは、第２透過水を脱塩処理して脱塩水を得て、
   前記供給水ラインは、供給水を前記第１逆浸透膜モジュールに流通させ、
   前記透過水ラインは、第１透過水ラインと第２透過水ラインとを備え、
   前記第１透過水ラインは、第１透過水を前記第２逆浸透膜モジュールに流通させ、
   前記第２透過水ラインは、第２透過水を前記電気脱イオンスタックに流通させる、請求項１に記載の純水製造装置。
3. 前記貯水タンク内の供給水の温度又は前記第２透過水ライン内の第２透過水の温度を検出する温度センサを備え、
   前記制御部は、前記温度センサにより検出した温度に基づいて、第２透過水の流量が予め設定された目標流量値となるように、前記インバータに対して制御を行う、請求項２に記載の純水製造装置。
4. 請求項２に記載の純水製造装置を用いて純水を製造する方法であって、
   第１濃縮水の一部を前記貯水タンクへ返送させる第１濃縮水リターンラインに設けられた第１弁により、前記第１濃縮水リターンラインを流通する第１濃縮水の流量を第１所定流量値に調整するステップと、
   第１濃縮水の残部を装置外へ排出させる第１濃縮水排出ラインに設けられた第２弁により、前記第１濃縮水排出ラインを流通する第１濃縮水の流量を第２所定流量値に調整するステップと、
   第２濃縮水を前記貯水タンクへ返送させる第２濃縮水リターンラインに設けられた第３弁により、前記第２濃縮水リターンラインを流通する第２濃縮水の流量を第３所定流量値に調整するステップと、
   第２透過水の流量が第４所定流量値となっているか否かを確認するステップとを含み、
   第２透過水の流量が第４所定流量値となっていない場合には、前記加圧ポンプの吐出側に設けられた供給水弁により、第２透過水の流量が第４所定流量値となるように、供給水の流量を調整するステップを更に含む純水製造方法。
5. 第２透過水を前記電気脱イオンスタックの脱塩室に流入させる脱塩室流入ラインに設けられた第４弁により、脱塩水の流量を第５所定流量値に調整するステップと、
   第２透過水を前記電気脱イオンスタックの濃縮室に流入させる濃縮室流入ラインに設けられた第５弁により、濃縮水の流量を第６所定流量値に調整するステップと、
   第２透過水を前記電気脱イオンスタックの電極室に流入させる電極室流入ラインに設けられた第６弁により、電極水の流量を第７所定流量値に調整するステップと、
   脱塩水の流量が第５所定流量値となっているか否かを確認するステップとを含み、
   脱塩水の流量が第５所定流量値となっていない場合には、脱塩水の流量が第５所定流量値となるように、前記供給水弁により、供給水の流量を調整するステップを更に含む請求項４に記載の純水製造方法。
   
   

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