JP6088419B2 - 海水の前処理装置 - Google Patents
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Description
本態様によれば、ろ過器の出口部に水質検知部を設けることによって、ろ過器が有する生物膜の状態を水質を介して把握し、その結果に応じて調整バルブの開度を調整することで、バイパス管を介して適切な量の海水を供給管から供給することができる。
本態様によれば、水質検知部を最下流に位置するろ過器の出口部に設置することで、前処理装置の最終的な出水の水質に応じた調整バルブの開度制御を行うことができる。また、水質検知値が第1基準値を超えることによって水質低下が検知された際に、調整バルブを閉制御する場合には、最終的な出水の水質に影響の大きい下流側から順に閉じる。これにより、水質低下を抑制しながら、各ろ過器に対して十分な栄養成分を供給することで、生物膜の成長・維持を図ることができる。
本態様によれば、水質検知値が第1基準値を超えることによって水質低下を抑制すべく調整バルブを閉制御した後に、水質検知値が第2基準値以下になることで水質改善が確認できた場合には、調整バルブを開制御することで、バイパス管を介した海水の供給を再開する。これにより、ろ過器の水質低下を回避しながら、各ろ過器に対してバイパス管を介した栄養成分を効率的に供給することができる。
本態様によれば、ろ過器の入口部における海水中に含まれる栄養成分を検知し、その検知値に応じて調整バルブの開度を制御する。これにより、各ろ過器に対して生物膜の成長・維持に必要な栄養成分がいきわたるように、バイパス管からの供給量を制御することができる。
本態様によれば、各ろ過器に栄養成分検知部を設けることで、複数のろ過器の各々に供給される栄養成分を検知して調整バルブの開度を制御する。これにより、各ろ過器に対して十分な栄養成分が供給されるように、複数のバイパス管から各ろ過器への海水の供給量を個別に制御することができる。
本態様によれば、活性度検知部によってろ過器が有する生物膜の活性度を直接的に検知した結果に基づいて、調整バルブの開度制御を行うことで、バイパス管を介した各ろ過器への海水の供給量を適切に制御することができる。
この場合、生物膜の活性度はろ過器の入口部及び出口部間の酸素濃度の差に基づいて検知するとよい。
図1は第1実施形態に係る海水の前処理装置10を含む海水淡水化システムの構成を示す図である。
海水淡水化システムは、供給水タンク11に貯留された海水を前処理装置10によって処理することにより、海水中に含まれる微粒子、膜面を汚損するSDI成分、バイオファウリングの原因となるBOD成分などを除去した後、逆浸透膜14で海水から塩分を除去することで淡水を生成する。尚、本実施形態では塩分の除去を行う手段として逆浸透膜14を例示しているが、これに代えて、NF膜、電気透析膜などを用いてもよい。
図2は第2実施形態に係る海水の前処理装置10を含む海水淡水化システムの全体構成を示す図である。尚、本実施形態では上記実施形態と共通する箇所に関しては共通の符号を付すこととし、重複する説明は適宜省略することとする。
まず、前処理装置10の運転を開始すると(ステップS101)、制御装置30は調整バルブ26b及び26cを開状態に設定することで、各砂ろ過器16b及び16cに対してバイパス管24b及び24cを介して給水し、栄養成分を豊富に含む海水を供給する(ステップS102)。これにより、下流側にある砂ろ過器16b及び16cにおいても、生物膜に必要な栄養成分が十分供給される。
一方、検知値が第1基準値Q1を超えた場合(ステップS108:NO)、依然としてバイパス管24を介した給水による水質低下が発生していると判断し、制御装置30は給水停止を行う(ステップS109)。この場合、給水停止に加えて、逆洗ポンプ15によって各砂ろ過器16を自動的にリフレッシュすることで、水質改善を図るようにしてもよい。
図4は第3実施形態に係る海水の前処理装置10の制御方法を示すフローチャートである。
尚、本実施形態に係る海水のろ過装置は上記第2実施形態と同様のハードウェア構成を有しており、図4において共通するステップには共通する符号を付すこととし、重複する説明は省略することとする。
図5は第4実施形態に係る海水の前処理装置10を含む海水淡水化システムの全体構成を示す図である。尚、本実施形態では上記実施形態と共通する箇所に関しては共通の符号を付すこととし、重複する説明は適宜省略することとする。
まず、前処理装置10の運転を開始すると(ステップS201)、まず制御装置30は調整バルブ26b及び26cを予め設定された所定開度になるように開制御し、砂ろ過器16b及び16cに対してバイパス管24b及び24cを介して海水を給水する(ステップS202)。
図7は第5実施形態に係る海水の前処理装置10を含む海水淡水化システムの全体構成を示す図である。本実施形態に係る前処理装置10は、上述した水質検知センサ28及び栄養成分検知センサ32の双方を備え、制御装置30が両者の検知値に基づいて各種制御を実施することを特徴としている。
尚、本実施形態では上記実施形態と共通する箇所に関しては共通の符号を付すこととし、重複する説明は適宜省略することとする。
まず前処理装置10の運転を開始すると(ステップS301)、調整バルブ26b及び26cを所定開度に開制御することで、砂ろ過器16b及び16cに対してバイパス管24b及び24cから栄養成分を含む海水を供給する(ステップS302)。
図9は第6実施形態に係る海水の前処理装置10を含む海水淡水化システムの全体構成を示す図である。上記実施形態では水質や栄養成分に基づいた調整バルブの開度制御について説明したが、本実施形態では、各砂ろ過器16における活性度に基づいて調整バルブ26の開度制御を行うことに特徴がある。
尚、本実施形態を、上述した水質や栄養成分に基づいた調整バルブの開度制御と組み合わせてもよいことは言うまでもない。
まず制御装置30は前処理装置10の運転を開始すると(ステップS401)、各調整バルブ26b及び26cを所定の開度に制御する(ステップS402)。これにより、各砂ろ過器16b及び16cにはバイパス管24b及び24cを介して栄養成分を含む海水が供給管21から供給される。その後、制御装置30は、上述した方法によって酸素濃度センサ34a、34b、34cの検知値から各砂ろ過器16b及び16cの活性度を検知する(ステップS403)。
一方、活性度が基準値B1未満である場合(ステップS407:NO)、制御装置30は処理をステップS405に戻すことにより上記処理を繰り返す。
11 供給水タンク
14 電気透析膜
15 逆洗ポンプ
16 砂ろ過器
17 高圧ポンプ
19 かん水タンク
21 供給管
24 バイパス管
26 調整バルブ
28 水質検知センサ
30 制御装置
32 栄養成分検知センサ
34 酸素濃度センサ
Claims (6)
- 海水中の塩分を膜ろ過により除去し、又は濃縮させる装置に供給する海水の前処理装置であって、
前記海水を供給する供給管と、
前記供給管から供給された海水から微粒子を分離する粒子状ろ材、及び、前記粒子状ろ材の表面に形成される生物膜とを有する複数のろ過器と、
前記複数のろ過器を直列接続する接続管と、
前記複数のろ過器の各々を前記供給管に接続する複数のバイパス管と、
前記複数のバイパス管の各々に流量を調整するために設けられた複数の調整バルブと、
前記複数のろ過器のうち最下流側に位置するろ過器の出口部に設置された水質検知部と、
前記水質検知部の検知値に基づいて前記調整バルブの開度を制御するバルブ制御部と
を備え、
前記バルブ制御部は、前記複数の調整バルブを開状態に制御した後、前記複数の水質検知部の検知値が予め設定された第1基準値を超えた場合、前記検知値が前記第1基準値以下になるまで、前記複数の調整バルブを下流側から順に閉状態に制御することを特徴とする海水の前処理装置。 - 前記バルブ制御部は、前記調整バルブを閉制御した後、前記水質検知部の検知値が前記第1基準値より小さく予め設定された第2基準値以下になった場合、前記調整バルブを開制御することを特徴とする請求項1に記載の海水の前処理装置。
- 海水中の塩分を膜ろ過により除去し、又は濃縮させる装置に供給する海水の前処理装置であって、
前記海水を供給する供給管と、
前記供給管から供給された海水から微粒子を分離する粒子状ろ材、及び、前記粒子状ろ材の表面に形成される生物膜とを有する複数のろ過器と、
前記複数のろ過器を直列接続する接続管と、
前記複数のろ過器の各々を前記供給管に接続する複数のバイパス管と、
前記複数のバイパス管の各々に流量を調整するために設けられた複数の調整バルブと
前記複数のろ過器の少なくとも一つへの供給水に含まれる栄養成分を検知する栄養成分検知部と、
前記栄養成分検知部の検知値に基づいて、前記調整バルブの開度を制御するバルブ制御部と
を備え、
前記栄養成分検知部は、前記複数のろ過器の入口部に設けられており、
前記バルブ制御部は、前記栄養成分検知部の各々の検知値が、所定基準値以上になるように前記調整バルブの開度を制御することを特徴とする海水の前処理装置。 - 海水中の塩分を膜ろ過により除去し、又は濃縮させる装置に供給する海水の前処理装置であって、
前記海水を供給する供給管と、
前記供給管から供給された海水から微粒子を分離する粒子状ろ材、及び、前記粒子状ろ材の表面に形成される生物膜とを有する複数のろ過器と、
前記複数のろ過器を直列接続する接続管と、
前記複数のろ過器の各々を前記供給管に接続する複数のバイパス管と、
前記複数のバイパス管の各々に流量を調整するために設けられた複数の調整バルブと
前記複数のろ過器の少なくとも一つに設けられ、該ろ過器が有する前記生物膜の活性度を検知する活性度検知部と、
前記活性度検知部の検知値に基づいて、前記調整バルブの開度を制御する前記バルブ制御手段と
を備え、
前記バルブ制御手段は、前記活性度検知部の検知値が所定基準値以上になるように、前記調整バルブの開度を制御することを特徴とする海水の前処理装置。 - 前記活性度検知部は前記ろ過器の入口部及び出口部間の酸素濃度の差に基づいて前記活性度を検知することを特徴とする請求項4に記載の海水の前処理装置。
- 海水中の塩分を膜ろ過により除去し、又は濃縮させる装置に供給する海水を、微粒子を分離する粒子状ろ材、及び、前記粒子状ろ材の表面に形成される生物膜を有する互いに直列接続された複数のろ過器で、供給管から供給される海水を前処理する海水の前処理方法であって、
前記複数のろ過器のうち最下流に位置するろ過器の出口部における水質を検知する工程と、
前記複数のろ過器の各々を前記供給管に接続する複数のバイパス管を介して前記複数のろ過器の各々に対して海水を直接供給する工程と、
前記検知された水質の検知値が予め設定された第1基準値を超えた場合、前記検知値が前記第1基準値以下になるまで、前記複数のバイパス管の各々に設けられた複数の調整バルブを下流側から順に閉状態に制御する工程と
を備えることを特徴とする海水の前処理方法。
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