JP2018176033A - 純水製造装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(濃縮排水の流量)=(透過水の流量/目標回収率)−(透過水の流量) (1)
シリカの析出回収率YSは、検出された水温でのシリカの溶解度(mg/L)をCSとし、予め測定された原水のシリカ濃度(mg/L)をFSとしたとき、以下の式(2)から算出される。
YS=(CS−FS)/CS (2)
カルシウムの析出回収率は、濃縮水のランゲリア指数を算出する方法を利用して算出される。ここで、ランゲリア指数(飽和指数)とは、カルシウム(炭酸カルシウム)の析出の可能性を示す指標であり、水の実際のpHと、理論pH(pHs:水中の炭酸カルシウムが溶解も析出もしない平衡状態にあるときのpH)との差(pH−pHs)を意味する。すなわち、ランゲリア指数が正の値で絶対値が大きいほど炭酸カルシウムが析出しやすくなり、負の値では炭酸カルシウムは析出されない。そのため、カルシウムの析出回収率は、濃縮水のランゲリア指数がゼロになるときの回収率として算出される。なお、より安全側の値として設定するために、カルシウムの析出回収率は、濃縮水のランゲリア指数が負の値になるときの回収率であってもよい。
YC=(CC−FC)/CC (3)
(第2の実施形態)
図3は、本発明の第2の実施形態に係る膜ろ過装置の構成を示す概略図である。本実施形態は、第1の実施形態の変形例であって、膜ろ過装置の構成を変更した変形例である。したがって、本実施形態の純水製造装置は、膜ろ過装置の構成以外、第1の実施形態と同様の構成を有している。以下、第1の実施形態と同様の構成については、図面に同じ符号を付してその説明を省略し、第1の実施形態と異なる構成のみ説明する。
2 原水タンク
3 ユースポイント
4,12 三方弁
5 処理水タンク
6 送水ポンプ
7 水位センサ
8 送水流量計
10 膜ろ過装置
11 ろ過手段(第1のろ過手段)
13 加圧ポンプ
14 透過水流量計
15 定流量弁
16 流量調整弁
17 排水流量計
18,23a〜23c,25a〜25c 手動弁
20 電気式脱イオン水製造装置
21 陽極
22 陰極
24 処理水流量計
30 制御部
D 脱塩室
C1 陽極側濃縮室
C2 陰極側濃縮室
E1 陽極室
E2 陰極室
a1,a2 アニオン交換膜
c1,c2 カチオン交換膜
L1 供給ライン
L2 透過水ライン(第1の透過水ライン)
L3 濃縮水ライン(第1の濃縮水ライン)
L4 排水ライン
L5 還流水ライン
L6 第2の濃縮水ライン
L7 原水供給ライン
L8 処理水ライン
L9 処理水返送ライン
L10 送水ライン
L11 第2の透過水ライン
L12 第2の濃縮水ライン
L21 第1の分岐ライン
L22 第2の分岐ライン
L23 第3の分岐ライン
L24 濃縮水排出ライン
L25 電極水排出ライン
Claims (10)
- 被処理水を順次処理して純水を製造する純水製造装置であって、
膜ろ過装置と、前記膜ろ過装置の下流側に接続され、前記膜ろ過装置からの透過水が供給される電気式脱イオン水製造装置と、前記膜ろ過装置と前記電気式脱イオン水製造装置の運転を制御する制御部と、を有し、
前記膜ろ過装置が、被処理水を透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜またはナノろ過膜を有するろ過手段と、前記ろ過手段に被処理水を供給する供給ラインと、前記ろ過手段からの透過水を流通させる透過水ラインと、前記ろ過手段からの濃縮水を流通させる濃縮水ラインと、前記濃縮水ラインから分岐し、前記濃縮水ラインを流れる濃縮水の一部を外部へ排出する排水ラインと、前記濃縮水ラインから分岐し、前記濃縮水ラインを流れる濃縮水の残りを前記供給ラインに還流させる還流水ラインと、前記供給ラインに設けられ、前記ろ過手段への被処理水の供給圧力を調整する圧力調整手段と、前記濃縮水ラインに設けられ、前記濃縮水ラインを流れる濃縮水の流量を一定に保持する定流量弁と、前記排水ラインに設けられ、前記排水ラインを流れる濃縮水の流量を調整する流量調整手段と、を有し、
前記電気式脱イオン水製造装置が、陽極と陰極との間に位置し、前記陽極側のアニオン交換膜と前記陰極側のカチオン交換膜とで区画され、カチオン交換体とアニオン交換体との少なくとも一方が充填された脱塩室と、前記膜ろ過装置からの透過水を前記脱塩室に通水して得られた処理水を流通させる処理水ラインと、を有し、
前記制御部は、前記処理水ラインを流れる処理水の流量が設定流量になるように前記圧力調整手段を制御する第1の流量制御と、前記透過水ラインを流れる透過水の流量から前記排水ラインを流れる濃縮水の目標流量を算出し、前記排水ラインを流れる濃縮水の流量が前記目標流量になるように前記流量調整手段を制御する第2の流量制御とを並行して実行する、純水製造装置。 - 前記制御部は、前記第2の流量制御において、前記透過水ラインを流れる透過水の流量と前記排水ラインを流れる濃縮水の流量との和に対する前記透過水ラインを流れる透過水の流量の割合である回収率が所定の値になるように、前記目標流量を算出する、請求項1に記載の純水製造装置。
- 前記制御部は、前記ろ過手段に供給される被処理水と前記ろ過手段からの透過水と前記ろ過手段からの濃縮水とのいずれかの水温に基づいて、前記回収率が、前記ろ過手段の前記逆浸透膜またはナノろ過膜の膜面にシリカまたはカルシウムが析出しない最大の回収率となるように、前記目標流量を算出する、請求項2に記載の純水製造装置。
- 前記処理水ラインを介して前記電気式脱イオン水製造装置に接続された処理水タンクを有し、
前記制御部は、前記第1の流量制御において、前記処理水タンク内の水位変化量に基づいて、前記設定流量を決定する、請求項1から3のいずれか1項に記載の純水製造装置。 - 前記処理水ラインを介して前記電気式脱イオン水製造装置に接続された処理水タンクを有し、
前記制御部は、前記第1の流量制御において、前記処理水タンクからユースポイントに送水される処理水の流量に基づいて、前記設定流量を決定する、請求項1から3のいずれか1項に記載の純水製造装置。 - 前記電気式脱イオン水製造装置が、前記陽極を備えた陽極室と、前記陰極を備えた陰極室と、前記アニオン交換膜および前記カチオン交換膜を介して前記脱塩室の両側に配置された一対の濃縮室とを有し、
前記透過水ラインが、前記脱塩室に透過水を供給するラインと、前記陽極室および前記陰極室に透過水を供給するラインと、前記一対の濃縮室に透過水を供給するラインとの3つのラインに分岐し、前記3つのラインのうち少なくとも2つのラインには、該ラインを流れる透過水の流量を調整する流量調整手段が設けられている、請求項1から5のいずれか1項に記載の純水製造装置。 - 前記流量調整手段が定流量弁である、請求項6に記載の純水製造装置。
- 前記制御部は、前記膜ろ過装置から前記電気式脱イオン水製造装置への透過水の供給を停止する際に、前記第1の流量制御の代わりに、前記ろ過手段で分離された透過水を前記供給ラインに還流させて循環させ、該循環する透過水の流量が設定流量になるように前記圧力調整手段を制御する第3の流量制御を実行する、請求項1から7のいずれか1項に記載の純水製造装置。
- 前記膜ろ過装置が、前記定流量弁の上流側の前記濃縮水ラインに設けられ、前記濃縮水ラインを流れる濃縮水の圧力を減圧する減圧弁を有する、請求項1から8のいずれか1項に記載の純水製造装置。
- 前記膜ろ過装置が、前記ろ過手段の下流側に前記透過水ラインを介して直列に接続された少なくとも1つの別のろ過手段を有する、請求項1から9のいずれか1項に記載の純水製造装置。
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