WO1984004049A1 - Control apparatus for reverse osmosis process system - Google Patents

Control apparatus for reverse osmosis process system Download PDF

Info

Publication number
WO1984004049A1
WO1984004049A1 PCT/JP1984/000180 JP8400180W WO8404049A1 WO 1984004049 A1 WO1984004049 A1 WO 1984004049A1 JP 8400180 W JP8400180 W JP 8400180W WO 8404049 A1 WO8404049 A1 WO 8404049A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pressure
fluid
reverse osmosis
performance
line
Prior art date
Application number
PCT/JP1984/000180
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Koichi Yamada
Ichiro Hiraiwa
Shin Taniguchi
Toshinari Zengo
Original Assignee
Ebara Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP6438683A external-priority patent/JPS59189911A/ja
Priority claimed from JP6438583A external-priority patent/JPS59189910A/ja
Priority claimed from JP7467383A external-priority patent/JPS59199004A/ja
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Priority to GB08426165A priority Critical patent/GB2146263B/en
Publication of WO1984004049A1 publication Critical patent/WO1984004049A1/ja

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/12—Controlling or regulating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y02A20/131—Reverse-osmosis

Definitions

  • the present invention relates to a control device for a reverse osmosis treatment system, and more particularly to a device for controlling the flow rate of a treatment fluid produced by such a system using a fluid adding means such as a centrifugal pump.
  • the reverse osmosis treatment system includes a reverse osmosis device having a semipermeable membrane.
  • Pump-type heating means adds the impure fluid and supplies the fluid to the reverse osmosis device.
  • the reverse osmosis device separates the supplied fluid into a relatively pure fluid that has passed through the semi-permeable membrane (a fluid consisting essentially of a solvent) and a fluid in which the solute is concentrated.
  • a typical application of the reverse osmosis treatment system is a desalination system for desalinating brackish water, squeeze water, seawater and other salt water.
  • the present invention is not limited to this. In this case, in order to produce freshwater, it is necessary to add the supply fluid to the E force that exceeds the penetration E of the supply fluid.
  • Fig. 1 shows a typical example of the conventional technology of a control device for this type of system.
  • This system is a desalination system.
  • a centrifugal pump 1 driven by a motor 8 adds seawater and sends the seawater to a reverse osmosis device 4 composed of a plurality of reverse osmosis modules.
  • Fresh water that has passed through the semi-permeable membrane of the reverse osmosis device is stored in the water tank 6.
  • the retentate from the reverse osmosis unit is added via a nozzle 7 'to a hydraulic turbine 7 of the pentagon type.
  • the output shaft of the hydraulic turbine 7 is directly connected to the rotor of the motor 8, thereby feeding the rotary energy to the pump.
  • the control device is an indicator that indicates the E force detected by the force sensor at the inlet 2 ′ of the reverse osmosis device, or an E force instruction controller 2 d that indicates the set force together with the detected E force. It has a pressure regulating valve 2 which is automatically controlled by a manual or automatic controller 2 so that it can easily operate, and is installed in the primary or supply line between the pump 1 and the reverse osmosis device.
  • the control unit controls the flow rate at the supply line position 3 'by the flow rate indicator that indicates the flow rate detected by the flow rate sensor or the flow rate indication controller 3d that indicates the set flow rate together with the detected flow rate. Is controlled manually or automatically by controller 2 ⁇ to achieve It has a flow regulating valve 3 with a nozzle 7 integral with the valve, located at the end of the line.
  • a flow meter 5 for measuring the flow rate of fresh water is installed on the fresh water line.
  • the pressure regulating valve located on the supply line causes a decrease in the E-force on the fluid, and accordingly the E-force supplied to the reverse osmosis device decreases.
  • the system requires a relatively large centrifugal pump to compensate for the pressure drop. This not only reduces freshwater production efficiency, but also 3 ⁇ 4 Requires power.
  • the control unit consists of a relatively large number of components (two valves, one E-force sensor, one E-force indication controller, a flow meter, and a flow indication controller), so the cost of the control unit is relatively high. Round and round. -It is desirable that the performance degradation of various components in the reverse osmosis treatment system can be individually and automatically determined and / or quantitatively evaluated.
  • a control device including the following elements. That is, the control unit is located on the concentrate line and establishes a “single” E-force to establish the fluid BE force in the system.
  • the desired adjusting fluid, the desired processing fluid (purified fluid or concentrated fluid) Means for setting the flow rate of the system, flow rate from the setting means, means for determining the set flow rate and the associated E force in the system according to the performance characteristics of the centrifugal pump used in the system and the performance characteristics of the reverse osmosis device
  • E-force control means for responding to the E-force determined by the E-force determination means and providing a control signal to the E-force establishment means.
  • the step establishes an in-system EE force that is substantially equal to the determined EE force, such that the system achieves the substantially desired flow rate.
  • the force adjusting means comprises a single controllable valve and valve actuator.
  • the E force control means gives a control signal to the actuator so that the valve shifts only by a stroke that establishes the determined force.
  • Another object of the present invention is to minimize the power supplied to the pump, necessary to achieve the desired processing fluid flow rate.
  • control device described above further comprises, in response to the setpoint of the purified fluid flow from the setting means, the system having a maximum purified fluid flow at its rotational speed substantially equal to this setpoint.
  • Optimizing means for determining the optimum pump speed and in response to the optimizing means, a device for driving the pump (eg, engine, turbine, motor) rotates at the optimum speed.
  • a means for temporarily controlling the driving device As described above, there is provided a means for temporarily controlling the driving device.
  • Another object of the present invention is to provide an apparatus that can individually determine the performance deterioration of each component of the system that controls the performance of the reverse osmosis treatment system.
  • the present invention provides a first means for detecting a state quantity of a fluid supplied to a reverse osmosis apparatus, and a second means for detecting a state quantity of a concentrated fluid discharged from the reverse osmosis apparatus.
  • the reference means that gives the normal value of the supply fluid state quantity and the normal value of the concentrated fluid state quantity obtained when the system performance is normal, and the normal state quantities from the reference means are ⁇ 1 and 2
  • comparing means for selectively giving a signal indicating the performance degradation of the component, as compared with the detection state quantity from the means, and individually determining the performance degradation of the various components in the reverse osmosis treatment system.
  • the discriminating device automatically informs the operator of the necessity of checking, repairing, or replacing the component in question.
  • the detection means includes an EE force sensor for detecting the BE force of the supply liquid and a force sensor for detecting the force of the condensate.
  • Comparison means normal concentrate from the detected Kyoawaseeki £ Ca ⁇ is greater than normal Hiroshikyu solution E force P 2 from the reference means, and the detected concentrate E force P is the reference unit £ force P 2 If it is larger, it outputs a signal indicating the performance degradation of the reverse osmosis device.
  • the comparing means When ⁇ 0 ⁇ ⁇ and ⁇ 2 > ⁇ , the comparing means generates a signal indicating the blockage of the flow path.
  • ⁇ 0> Po f a and P 2> i ⁇ of the comparison means outputs a signal representative of the performance deterioration of the pump.
  • a device for tracking the performance of a centrifugal pump a device for tracking the performance of a reverse osmosis device, and a device for tracking the performance of a flow path.
  • the device that tracks the performance of the centrifugal pump is a first E force sensor that detects the E force of the solution supplied to the reverse osmosis device, and a second E force sensor that detects the ⁇ force of the concentrated solution separated by the reverse osmosis device.
  • Means for locating the force-establishing means (pulse) located on the concentrate line, responding to signals from the first and second force sensors and the valve-positioning means Means for determining the flow rate of the supply liquid discharged from the centrifugal pump according to the performance characteristics of the reverse osmosis device and the performance characteristics of the flow path, and responding to the determination means, and the current pump operation from the normal pump operation point Means for evaluating parameters related to the point shift.
  • the parameter evaluation means has means for determining a ratio of the current pump discharge pressure to the normal pump discharge pressure.
  • the device that tracks the performance of the reverse osmosis device is a first force sensor that detects the force of the solution supplied to the reverse osmosis device, and a device that detects the force of the concentrated solution separated by the reverse osmosis device.
  • the device that tracks the performance of the flow path is a first force sensor that detects the E force of the solution supplied to the reverse osmosis device, and a second force sensor that detects the force of the concentrated liquid separated by the reverse osmosis device.
  • Power of Sensors means for positioning the E-force establishing means located on the enrichment line, pump performance characteristics and reverse osmosis in response to signals from the first and second E-force sensors and positioning means It consists of a means to evaluate the power loss of the fluid through the supply line and the concentration line according to the performance characteristics of the device.
  • Each of the above tracking devices informs the operator of the rate of decrease in the performance of the corresponding component of the system. .
  • each of the tracking devices described above further includes a memory that periodically stores the value of the performance of the corresponding component (provided by each evaluation means), and a time-dependent change in the performance of the component.
  • an object of the present invention is to always modify the control signal given to the E-force establishment means from the positioning means in accordance with the current state of the performance of the system subjected to aging, thereby always achieving the desired processing.
  • An object of the present invention is to provide a control device for a reverse osmosis treatment system capable of maintaining a fluid flow rate.
  • the first mentioned control device is a means for modifying the control signal of the positioning means using the current system component performance evaluation values provided by the tracking device described above. Having.
  • control unit further calibrates the performance characteristics of the reverse osmosis device by responding to the temperature signal from the temperature sensor that detects the temperature of the solution supplied to the reverse osmosis device. Have means to do so.
  • control of the present invention employs a new approach that allows recovery variability as long as it is below the limit recovery rate allowed by the reverse osmosis unit.
  • FIG. 1 shows a diagram of a conventional control device for a reverse osmosis treatment system.
  • FIG. 2 is a block diagram of a control device for a reverse osmosis treatment system according to the principle of the present invention
  • Fig. 3 is a flow chart showing the procedure for determining the valve opening based on the desired freshwater flow rate set value.
  • FIG. 4 is a graph of various characteristic curves for explaining how to determine an optimum pump speed for achieving a desired freshwater flow rate.
  • FIG. 5 is a diagram, partially in block diagram, showing a controller for a reverse osmosis treatment system, including means for controlling the pump at an optimum speed, in accordance with the present invention
  • FIG. 6 is a view similar to FIG. 5, showing a control device having a feedpack element
  • Fig. 7 is a diagram similar to Fig. 2, illustrating various characteristics of the reverse osmosis device under normal operating conditions, together with normal characteristics.
  • FIG. 8 is a block diagram of a device for tracking and monitoring the performance of a reverse osmosis device.
  • FIG. 9 is a diagram similar to FIG. 2, illustrating various characteristics under a blocked flow path together with normal characteristics.
  • Fig. 10 is a block diagram of a device for tracking and monitoring the E force loss in the flow path.
  • Fig. 11 is a diagram similar to Fig. 2, illustrating various characteristics together with normal characteristics under conditions of reduced pump performance.
  • Figure 12 is a block diagram of a device that tracks and monitors the performance of the pump.
  • FIG. 13 is a block diagram of an apparatus with alarm means for selectively and individually determining performance degradation or abnormality of different components in the reverse osmosis treatment system.
  • a single operation E-force establishing means for example, a valve type for establishing the E-force in the system, which is arranged in the concentrated fluid flow path downstream of the reverse osmosis apparatus, is used.
  • This control eliminates the need for a Pulve-type E-force adjustment device between the centrifugal pump and the reverse osmosis unit, which was required in the conventional technology.
  • the E force applied to the semipermeable membrane of the reverse osmosis device is adjusted to achieve a desired treatment fluid or freshwater flow rate.
  • This E-force is achieved by providing a single E-force establishing means or operating input corresponding to the pulp located in the concentrated fluid flow path downstream of the reverse osmosis unit.
  • the illustrated reverse osmosis treatment system is used to desalinate seawater.
  • the centrifugal pump 1 adds seawater that has been taken in by a water intake pump (not shown) and pretreated, and sends the seawater to a reverse osmosis device 4 composed of a number of semi-permeable membrane type reverse osmosis module sieve units.
  • ⁇ . , Q. , C 0 denote the E force, flow rate, and concentration on the pump discharge side, respectively.
  • reverse osmosis ⁇ depends on the treatment fluid generated by the reverse osmosis unit 4 and on the freshwater ⁇ and osmosis 4.
  • Fig. 2 shows freshwater aquatic species with a flow rate and concentration of 5 ⁇ Qi, d.
  • the fluid condensed by the reverse osmosis unit is discharged through a concentration line or a secondary line extending from the reverse osmosis unit.
  • ⁇ 2 , Q 2 , and C 2 adjacent to the secondary line indicate the E force, flow rate, and temperature of the secondary or concentrated fluid.
  • the secondary line is provided with a means or valve 3 for establishing the E force in the system.
  • the pulp 3 includes a pulp actuator 3 & which is responsive to a signal from the controller 9 which will be described in detail later.
  • the illustrated valve unit 3 & regulates the stroke of the valve to regulate the opening of the nozzle 7 '.
  • the illustrated system includes energy recovery means.
  • Nozzle 7 rotates jet turbine by adding jet water to a water turbine of a turbine type.
  • the turbine 7 is mechanically connected to a motor 8 for driving the centrifugal pump 1 and supplies a part of energy required for driving the pump 1.
  • This energy recovery means aims at energy saving and is unnecessary for the main purpose of the control of the present invention.
  • a temperature sensor 114 is provided in a flow path of the primary fluid from the centrifugal pump 1 to the reverse osmosis device 4. The output of the temperature sensor 114 is used for the purpose of temperature calibration in the control device 9 described in detail later.
  • a desired processing fluid or fresh water flow rate can be achieved by the selected opening of the "single" valve.
  • the control device has a function of determining the E force that achieves the flow rate once the desired processing fluid or fresh water flow rate has been set, and a valve that allows the E force to be established. It has a function to determine and give the corresponding manipulated variable (stroke).
  • the flow rate Q of the dilute solution or fresh water produced by the reverse osmosis unit is expressed by the following correlation.
  • T Performance index determined by the properties, structure, and temperature of the semipermeable membrane
  • Reverse osmosis E is given by the following correlation:
  • reference numeral 21 indicates a performance curve of the pump.
  • the vertical axis of graph 11 indicates pressure and the horizontal axis indicates flow rate.
  • the corresponding penetration E M is found from the CM.
  • the block diagram 12 shows the relationship of the penetration E to the concentration by the curve 24.
  • the film performance index is calibrated by the following formula.
  • the curve 28 shows the characteristic of wZf with respect to ⁇ .
  • the constant can be used as the membrane performance index K.
  • the straight line 25 shows the correlation of the flow rate of freshwater to the reverse osmosis ⁇ ⁇ in the block ⁇ ⁇ ⁇ graph 15.
  • Update of pump discharge E is updated P. It is performed in the direction in which the value of the freshwater flow rate ca calculated by using the value converges to the set value of the freshwater flow rate Qi.
  • One skilled in the art will appreciate that various algorithms for convergence can be used.
  • OMPI Generally, there are two pump discharge E o values corresponding to the set freshwater flow rate. This is due to the characteristics of the relationship between freshwater flow and pump discharge E or E force applied to the reverse osmosis device. In the block sieve graph 11 of FIG. 2, a curve 23 indicates a characteristic of the pump discharge E versus the fresh water flow rate. Pump discharge EPQ Therefore, when the water E fM applied to the reverse osmosis device has a value that can overcome the permeation E of the feed solution in the reverse osmosis device (A In the case of 0), fresh water is generated. As the pump discharge E increases, the permeation EM of the feed solution of the semipermeable membrane also increases.
  • the characteristics of the freshwater flow with respect to the pump discharge E or the E force applied to the semipermeable membrane of the reverse osmosis device are expressed in the first region where the freshwater flow increases with increasing E force, and with the further increase in force. And the second area where freshwater flow decreases.
  • the characteristic curve 23 shows the corresponding pump discharge for various settings of fresh water flow rate. Is obtained by following the above procedure.
  • CMPI WIPO Shows the relationship between the flow rate Q 2 of the secondary fluid or concentrated solution to the pump discharge E Po, and the Q— ⁇ characteristic curve 21 1 to P of the pump 1. (1) Obtained by subtracting characteristic curve 23.
  • the pump discharge E There are two calculated values of the pump discharge E that satisfy the freshwater flow rate at a specific set value. Since one is used as the setting E force, the selection is made according to the system inversion condition.
  • the first main selection condition is the ratio of the flow rate of fresh water to the flow rate of primary fluid. That is, the recovery rate is within the allowable range that guarantees the normal operation of the reverse osmosis device.
  • the second option is to select a discharge E o that allows the pump to run with less power.
  • the constant can be used as the power loss arrows PLI and P ⁇ .
  • Nozzle 7 ' is a device that converts water E into kinetic energy in the form of jet water.
  • the curve 26 is a graph representation of the above equation. '
  • valve stroke S can be obtained using the value obtained in (14) according to the valve opening degree vs. valve stroke characteristics of the valve to be used.
  • a curve 27 shows a typical valve opening degree-valve stroke characteristic.
  • the scan collected by filtration Ichiku signal S is sent to Akuchiyueta 3 & control valve 3 via the driver 1 8, is shifted over the valve to scan filtrated over click S, to the valve opening degree A v.
  • control valve 3 with the opening Aw establishes the power and water amount in the system to the values set and calculated in step (11), and the desired freshwater flow rate is achieved.
  • the control device 9 can be realized by a combination of a digital or analog-type function generator that generates various characteristic curves shown in FIG.
  • the controller 9 ′ can be realized by a single function generator that generates a valve operation amount or a stroke S corresponding to a desired freshwater flow rate, or a memory type look-up table.
  • Set input Q! This can be realized by reading the valve operation amount S by accessing with.
  • control device 9 uses a computer to store the system constants and to enter the set values, for example, a keyboard or switch-type input device.
  • An arithmetic unit that processes data according to the described procedure.
  • the desired amount is a large flow rate of the fresh water and a flow rate of the concentrated solution.
  • the flow rate of the concentrated solution is set, and the pump discharge that achieves the set flow rate of the concentrated solution is performed in accordance with the procedure described in (A) with the necessary changes that are obvious to those skilled in the art.
  • E The power and other system state variables cannot be determined.
  • a pentagon-type water turbine driven by jet water from nozzles is used.
  • One bottle is used.
  • a reversing pump can be used.
  • the control described in Fig. 2 is open control. However, it is possible to add means to detect system state variables (force, flow, etc.) for verification or feedpack purposes. For example, the output of the sensor that detects the pump discharge E is compared with the pump discharge E calculated by the control device 9, and the set pump discharge E is recalculated and corrected, and is established based on the corrected valve opening. The actual pump discharge E should be equal to the recalculated value of the pump discharge E. I Minimization of the required pump power by using the optimal pump speed,
  • the centrifugal pump 1 is operated at a predetermined rotation speed, for example, a rated i2 PM.
  • the Q-iT performance characteristics of the pump depend on the pump speed. Therefore, the characteristics of the pump discharge E (o) versus the flow rate () of the process flow also change correspondingly.
  • the power required to drive the pump depends on the pump's rotation speed and the discharge flow rate. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optimal pump rotational speed which minimizes the pump drive power required to achieve a desired process fluid, for example, the flow rate of fresh water, can be determined.
  • curve 21 shows the Q- ⁇ performance characteristics (characteristics of discharge EPo vs. supply flow rate Q) of centrifugal pump 1 at rated speed NR.
  • Curve 23 is discharge ⁇ at the same speed NR. Showing the characteristics of the pair fresh water flow rate Q t.
  • Curve 21-1 shows the Q-performance characteristics of the pump at a rotational speed of 0.9, and curve 23-1 corresponds to the same Q- ⁇ performance characteristics. The characteristics are shown.
  • curves 21-2 and 23-2 show the Q-performance characteristics and the Po vs. characteristics of the pump at 0.8 NR, respectively. Dashed line 29 indicates ⁇ at various rotation speeds. Pair ⁇ Q i The maximum flow rate Q!
  • Curve 31 shows the output characteristic of the flow rate of the primary fluid ⁇ the E-force at the rated speed of the E-force regulating valve 2 (see Fig. 1) provided on the supply line used in the prior art.
  • the broken line 32 indicates the optimum pump operation characteristics obtained by connecting the pump operation points that achieve the maximum freshwater flow rate at various rotation speeds, as described later.
  • Graph curve 3 in Fig. 4 3 is the characteristic curve of graph A.
  • curves 34, 34-1 and 34-2 show the relationship between the discharge flow rate of pump 1 and the required power fZ for the equation 13 ⁇ 40.9N R p.8.
  • the characteristic curve 23 has two points ⁇ and W where the freshwater flow rate is equal to the maximum freshwater flow rate Qimaa;
  • the point ⁇ indicates that the inlet E force of the pump discharge E reverse osmosis device has a point (li% 3 greater than the point E ( ⁇ 0 ⁇ .
  • the corresponding pump operating point is the point on curve 21 ( G), and the point (g) indicates that the flow rate of the supply fluid is Q 0 &.
  • the ratio of the flow rate of the supply fluid to the flow rate of the processing fluid or fresh water is the ratio of the flow rate of the supply fluid to the flow rate of the processing fluid or fresh water.
  • the marginal recovery is usually 20 or 40%. If the system is operated with the fresh water flow rate Qt and the supply fluid flow rate Qo & indicated by points ⁇ and g in Fig. 4, the recovery rate ⁇ will exceed the limit values. Therefore, these operating points ⁇ , (g) are excluded by system requirements. .
  • the pump operating point corresponding to the point W is the point W on the curve 21, and the point indicates that the flow rate of the supply fluid is Q0C .
  • the power required to achieve the flow rate Q 0C is He indicated by the point W on the power characteristic curve 34 at the rotation speed NR.
  • the point (a) shown in the graph (A) is also the point on the curve 31, that is, the curve 31 showing the output characteristic of the E force regulating valve at the pump rotation speed ⁇ .
  • the E force at the inlet of the reverse osmosis device is ⁇
  • the flow rate of the fluid supplied to the reverse osmosis device is Q oa .
  • the generated freshwater flow rate is equal to the flow rate indicated by the point (2) on the P 0 -Qi characteristic curve at a rotation speed of 0.9 iVj, which corresponds to the pump operating point (a). Because, in both cases, the same E force and the same flow rate of fluid are given to the reverse osmosis unit.
  • the pump operating point corresponding to the point (a) related to the force regulating valve is the point (mouth). Therefore, it can be seen that the E-force adjusting valve generates an E-force drop indicated by the difference between the E-force indicated by the point (mouth) and the E-force Po indicated by the point (a).
  • This power Hb indicates the power required to achieve the freshwater flow rate when the system is operated at the pump speed Vs by operating the E-force regulating valve arranged on the supply line.
  • the power less than the power indicated by the point on curve 34-2 is the power required to achieve the same freshwater flow when the system is operated with a BE force regulator and a pump speed of 0.9. Is shown.
  • the maximum freshwater flow rate for the corresponding P Q — characteristic should be equal to the desired freshwater flow rate Operate the system at the optimum pump speed; the pump is operated at a specific Q-operating point associated with this maximum freshwater flow, and its E-power is established by the downstream pulp.
  • step (1) modify the freshwater flow rate at the maximum recovery rate allowed for the reverse osmosis device.
  • the optimum rotation speed determining means can be realized by a digital or analog function generator that generates a signal indicating the optimum pump rotation speed in response to an input signal indicating the desired freshwater flow rate.
  • FIG. 5 is a block diagram of a control device of the reverse osmosis treatment system according to the principle of the present invention described in relation to FIG. You.
  • Reference numeral 35 indicates an input device for setting the freshwater flow, for example a keyboard.
  • the device 36 is a function generator that generates a signal indicating the optimum pump rotation speed W in response to a signal indicating the fresh water flow rate Q i entered from the input device.
  • the motor speed controller 38 coupled to the function generator responds to the fingering to control the motor 8 driving the centrifugal pump 1 to rotate at the optimum rotational speed.
  • apparatus 37 is a function that generates a stroke that the downstream valve 3 should shift, which is a function of Qi, in response to a signal representing the fresh water flow rate entered from the input device or the setting device 35. It is a generator.
  • the function generator 37 gives a finger to the actuator 3 ⁇ of the valve 3 arranged on the secondary line via the driver 18 and shifts the valve over the stroke indicated by the fingering.
  • the system produces the desired freshwater flow rate with the pump running at the optimal frequency and the fluid E-force established by valve 3.
  • the flow meter 5 is not essential to the present invention, but can be used to measure the actual freshwater flow rate for verification purposes.
  • FIG. 6 shows a modification of the device shown in FIG.
  • an E-force sensor 1b for detecting the E-force of the fluid is installed on the supply or primary line.
  • a signal representing the actual pump discharge E-force P 0 (REAL) from the E-force sensor 1 & is supplied to the optimum pump speed generator 36 for feed-packing purposes.
  • generator 36 includes means for comparing the actual E-force detected by E-force sensor 2 & with the calculated E-force stored in generator 36.
  • the E force re-calculation means in the device 36 corrects and updates the calculated E force so that the corrected calculated E force matches the actual E force in response to the comparison result.
  • an E-force sensor 19 for detecting the E-force of the fluid is installed on the condensing water secondary line.
  • the E-force sensor 19 outputs a signal representing the actual E-force P 2 (REAL) of the concentrated fluid for feedpack purposes.
  • the stroke generator 37 recalculates the pressure so that the value of the recalculated pressure matches the actual pressure.
  • the control device in FIG. 5 has the advantage that a more accurate system state quantity can be established.
  • a flow meter sensor can be used instead of a pressure sensor.
  • flow meters are not economical because they are relatively expensive.
  • a single feedpack element can be used in place of multiple feedpack elements.
  • one of the primary fluid pressure sensor 2 & and the secondary fluid pressure sensor 19 can be omitted.
  • an engine As a driving means of the centrifugal pump, an engine, a gas turbine or any other driving device can be used in place of the motor 8.
  • O PI- There is provided a device for tracking and monitoring the performance of the devices and determining the degree of performance degradation thereof.
  • the inventor of the present application recognizes that the overall performance of the reverse osmosis treatment system mainly includes three components, namely, the performance of the centrifugal pump, the performance of the membrane of the reverse osmosis device, and the performance of the fluid flow path. Evaluated as pressure loss).
  • the state quantities (pressure and Z or flow rate) of the primary and secondary fluids flowing through the primary and secondary condensate lines in the reverse osmosis treatment system By comparing the combination pattern of the three combinations with the combination pattern of the normal state quantities under normal conditions, it is possible to individually determine the performance degradation of the above three components.
  • the state value of the dash indicates a normal value under normal conditions.
  • i indicates the pressure of the primary line under normal conditions.
  • the state quantity with a dash indicates the state quantity caused by a change in the performance of the component.
  • the means for detecting the pressure of the primary sieve supply fluid and the pressure of the secondary waste concentrate fluid Means are used. Compare the detected pressure with the pressure calculated under normal conditions. From the comparison result, it is possible to determine which component has deteriorated in performance. Also disclosed is a device that quantitatively evaluates the degree of deterioration of component performance (eg, pump Q-performance, membrane performance index, fluid pressure loss index).
  • the performance tracking device provides information about the performance of components that currently exist in the system.
  • the control device shown in FIGS. 2, 5, and 6 can maintain accurate control by using this information.
  • Means for generating a visual and / or audible alarm in response to a signal indicating a severe degradation are used.
  • FIG. 7 is a diagram similar to FIG. 2 and shows a control device 9 having the same functions as the control device of FIG.
  • Reference numeral 2 is a pressure sensor provided on the supply line and the primary line for detecting the EE force of the primary fluid.
  • Reference numeral 6 denotes a pressure sensor provided on the secondary condensing line for detecting the pressure of the condensed fluid.
  • Each block of the control device 9 in FIG. 7 shows the characteristics when the membrane performance of the reverse osmosis device is deteriorated together with the normal characteristics for the purpose of comparison.
  • the opening Ay of valve 3 under normal conditions is the same as the opening Ay of valve 3 under conditions in which the performance of the system is changing due to a decrease in membrane performance or the like. I do.
  • the system state variables e.g. comparison between P 2 and ⁇ 2 ⁇ is performed by the value calibrated at the same fluid temperature.
  • (Z) w) is a temperature-dependent quantity and increases in proportion to temperature as shown by the graph 13 in FIG. Term T. Is a temperature-dependent figure of merit, and as the membrane performance decreases, the value of o decreases correspondingly.
  • the solid line 25 in the graph 15 in FIG. 7 shows the reverse osmosis versus freshwater flow characteristics when the semipermeable membrane performance is normal.
  • the performance of the semi-permeable membrane is reduced and consequently the production of fresh water is reduced, it shifts to the characteristic shown by the dashed line.
  • the freshwater flow rate decreases and the concentrate flow rate increases accordingly.
  • Qi indicates the flow rate at the time of membrane performance deterioration.
  • Q 2 is a concentrate flow rate at the normal Q denotes the flow rate at membrane performance degradation.
  • ⁇ Indicates the pump discharge pressure during normal operation
  • Pd indicates the pump discharge pressure during membrane performance deterioration.
  • the abnormality determination device (FIG. 13) described later determines that the performance of the semipermeable membrane is reduced when these relationships are detected.
  • Discharge volume of honop The flow rate of the primary line can be obtained from the detected pump discharge pressure based on the pump performance characteristics (see curve 21).
  • the constant may be used as, because the magnitude of the pressure loss P is usually 1 Z of the pump discharge pressure
  • the average concentration C3 ⁇ 4i of the feed solution that comes into contact with the semi-permeable membrane surface of the reverse osmosis device is calculated using the seawater concentration constant (7).
  • the osmotic pressure M is obtained from the value obtained in (8) using the concentration CM versus osmotic pressure M characteristics (curve 24 in Fig. 7).
  • the temperature-dependent film performance index T is calculated using the film area constant AM obtained in (4) and the film area constant AM obtained in (10).
  • FIG. 8 shows a block diagram of an apparatus for tracking membrane performance according to the principle of the present invention described in ( ⁇ ).
  • transducer 1 1 alpha is a pump Q- ⁇ characteristic (see curve 2 1 of FIG. 7), converts the pump discharge pressure to supply fluid pressure [rho '0 to the feed fluid flow rate.
  • Pressure detector 2 tracks
  • the second pressure detector 6 of the fluid discharged from the reverse osmosis device detects the pressure i 5 in the concentration La Lee down, sends a detection signal to the concentrate calculator 6 [delta] of the tracking device.
  • the arithmetic unit 6 ⁇ and the current valve opening provided by the controller shown in FIG. 2, for example.
  • the freshwater flow calculator 30 generates the ( ⁇ o signal from the devices 11 and 6 ⁇ and responds to the
  • the concentration Z osmotic pressure converter 12 ⁇ converts the membrane surface concentration signal from the device 6c into a corresponding osmotic pressure signal M according to the concentration Z osmotic pressure characteristic (see curve 24 in FIG. 7).
  • the ratio of the current figure of merit to the normal figure of merit can be obtained by calculating ko using Membrane performance calculator 3 1 displays the current values of T 0 and or ⁇ signal is sent to the display device 3 2 membrane performance index and / or film performance degradation rate.
  • the membrane performance decrease rate storage unit 33 periodically stores the membrane performance index JT Q and Z or the decrease rate from the arithmetic unit 31 by the timing device 34. Is loaded. Time-dependent change (history)
  • the display 35 displays the data read from the storage section 33, that is, the time-dependent change of the film performance.
  • FIG. 9 is a diagram similar to FIG. 2, and is presented here to exemplify the change in the system state quantity that occurs when the flow path of the system is blocked by scaling of fluid components.
  • Channels in reverse osmosis modules are particularly prone to clogging. Blockage of the flow path increases the pressure loss of the fluid passing through it and reduces the performance of the system.
  • the film surface concentration CM increases as a result of a decrease in the pump discharge amount (the value is hereinafter referred to as Cii).
  • Cii the value of a decrease in the pump discharge amount
  • Increasing the membrane surface concentration increases the osmotic pressure M of the feed solution that comes into contact with the semipermeable membrane surface (the value will be expressed as below).
  • Reverse osmotic pressure is only a small fluctuation because an increase in pump discharge pressure (supply pressure) is counteracted by an increase in osmotic pressure in the supply liquid module. Therefore, the freshwater flow rate is only slightly changed. Expressing the freshwater flow rate under normal conditions and the freshwater flow rate under flow path obstruction conditions as Q ⁇ is almost equal to. As a result, the secondary fluid or concentrate flow rate is reduced.
  • the blockage of the flow path can be determined from the following relationship.
  • the nozzle speed can be obtained from the output 2 of the detector 6 in the manner described above.
  • the osmotic pressure M of the feed liquid in contact with the semipermeable membrane is determined.
  • FIG. 10 shows a block diagram of an apparatus for evaluating the degree of blockage of a flow channel by tracking the pressure loss of the flow channel.
  • Feed pressure detector 2 sends a signal to the pressure Z flow transducer 11 1 of the tracking device.
  • the converter 11 ⁇ determines the supply liquid flow rate according to the Q- ⁇ characteristic of the pump.
  • Concentrate pressure detector 6 sends signal ⁇ to concentrate flow calculator 6 &.
  • the calculator 6 & derives the concentrate flow rate Q.
  • the computing unit 30 determines the fresh water flow Qi according to the correlation Q (.
  • the converter 12 ⁇ responds according to the concentration versus osmotic pressure characteristic,
  • the calculator 37 calculates a factor related to the pressure loss in the flow path, in detail, the calculator 37 is a semipermeable membrane area constant AM, and the temperature detector 14 in FIG.
  • the reverse osmosis pressure is derived according to the correlation --Qi / Aw C. Correlation using the calculated reverse osmotic pressure /, osmotic pressure from device 12 ⁇ , freshwater osmotic pressure constant, freshwater pressure constant
  • the computing unit 37 calculates Calculate the pressure loss coefficient (representing the scale of the supply line clogging) of the fluid in the supply line (from the pump to the semipermeable membrane in the reverse osmosis module) according to.
  • computing device 37 uses P'M and detector 6 from ⁇ Pi and device 6, calculates the correlation-(1) Z ((3 ⁇ 4) 2 ) Calculate the pressure loss coefficient ⁇ of the line (representing a measure of the blockage of the secondary line), where ⁇ can be used as the final output of the calculator 37.
  • ⁇ can be used as the final output of the calculator 37.
  • Computing unit 37 is the combined pressure drop coefficient
  • the output from the calculator 37 is sent to the pressure loss indicator 38, and in response, the indicator 38 displays the current value of the fluid pressure loss coefficient.
  • the output of the calculator 37 can be periodically loaded into the power loss storage unit 39 by the timing device 41. Data read from the storage unit Is the change over time (history)
  • Fig. 11 is a diagram similar to Fig. 2, and each block of the control device 9 shows the characteristics of the pump when the performance of the pump is deteriorated, and the characteristics at the time of normal for comparison purposes. Also illustrated in FIG.
  • Q 2 Q (Where Q 2 represents the flow rate of the concentrate under normal conditions and under reduced pump performance).
  • Nozzle opening should be compared-the same under both conditions, so a decrease in the concentrate flow rate also reduces the velocity of the fluid in the nozzle (see graph 17 in Figure 11) . This is expressed as 7> '(where V represents the flow velocity at the nozzle under normal conditions and under degraded pump performance conditions, respectively).
  • a decrease in flow velocity at the nozzle implies a decrease in fluid pressure in the secondary line. This is -
  • W-Ipo 'r Can be used.
  • the rate of decrease in pump discharge may be used as a measure of pump performance degradation.
  • the procedure for determining the reduction rate Q of the pump discharge is as follows.
  • the film surface concentration C f is obtained in the manner described above using the concentration constant C 0 of the supply liquid, Q given in (3), and Q obtained in (2).
  • the final calculated value ca (final) indicates the current pump discharge volume.
  • Fig. 12 shows the normal pump according to the procedure exemplified in ( ⁇ ).
  • the first pressure detector 2 is installed on the supply line as shown in FIG. 11, and adds a signal indicating the pressure of the supply liquid to the supply line.
  • the second pressure detector 6 is installed on the secondary line as shown in FIG. 11, and sends a signal representing the pressure of the concentrated liquid to the concentrated liquid flow calculator 6b of the tracking device.
  • the calculator 6b calculates the pressure ⁇ and the nozzle opening calculation (shown in FIG. 12).
  • the signal C'M is sent to the converter 12a, which in turn responds to the osmotic pressure corresponding to the concentration C i.
  • the freshwater flow rate calculator 45 is a membrane pressure signal f from the membrane pressure calculator 44, and a concentration osmotic pressure converter.
  • Feed liquid flow rate comparator 4 8 is the flow rate of concentrated liquid from device 6 ⁇
  • the calculated value of the supply liquid flow Qocci is obtained by adding the calculated value of the fresh water flow rate Q (from the device 45 to the calculated value of Qz '.
  • the comparator also calculates the calculated value c of the supply liquid flow by the device 46 When the value of the difference AQ obtained by subtracting the calculated value Q ⁇ aAc from the estimated value is larger than a predetermined positive value ⁇ , the comparator 48 Updater
  • the updater gives an incremental signal to the estimator 4 6, and the estimator 4 6 re-estimates the 3 ⁇ 4 value larger than the previous estimate as the freshwater discharge. .
  • n Gives an instruction to the updater 47, and in response, the updater 47 gives the decrement signal to the estimator 46, and in response, the estimator takes a value smaller than the previous estimated value as the freshwater flow rate. Re-estimate.
  • the tracking device performs a recalculation using the re-estimated value.
  • each tracking device is associated with FIGS. 2 and 4.
  • a tracking device system performance monitor
  • the membrane performance index is updated by entering the current membrane performance index K o evaluated by the membrane performance tracking device into the controller.
  • the controller can use the updated membrane performance index (representing the current performance of the reverse osmosis unit) to modify the stroke signal applied to the valve actuator.
  • the current flow path pressure loss coefficient, ⁇ 2 evaluated by the performance tracking device for the flow path, is compared with the control device by the flow path pressure loss constant (the past flow Instead of representing road performance).
  • the controller can use the newly entered flow path pressure loss to perform a recalculation to correct the stroke signal applied to the pulp factor.
  • the control device can use the evaluation value obtained by the pump performance tracking device to modify the stroke signal given to the pulse actuator.
  • the Q characteristics of the current pump are estimated by interpolation and other means from several pump operating points (pump discharge volume and pump discharge pressure) detected by the pump performance tracking device. You would want to. '
  • the operator can determine from the output of the tracking device whether the corresponding component of the system requires inspection, modification, or replacement.
  • FIG. 4 is a block diagram of an abnormality discriminating apparatus that, when the performance of a component is significantly deteriorated, notifies the abnormality by a visual and / or audible alarm.
  • the detecting means is composed of a pressure sensor 12 for detecting the pressure of the supply liquid and a pressure sensor 6 for detecting the pressure ⁇ of the concentrated liquid.
  • a pressure sensor 12 for detecting the pressure of the supply liquid
  • a pressure sensor 6 for detecting the pressure ⁇ of the concentrated liquid.
  • the pressure sensor 12 sends a signal indicating the current supply liquid pressure to the comparator 53.
  • the pressure sensor 6 sends a signal representing the current concentrate pressure ⁇ to the second comparator 55.
  • a keyboard-type freshwater flow rate setting device 56 (which may be the same as the setting device 35 in FIG. 5) sends a signal representing the desired current freshwater flow rate to the normal output calculation section 54. .
  • the calculation unit 54 is used to calculate the current valve opening Ay and temperature sensor.
  • normal 3 ⁇ 4 Normal feed pressure P that would result if the system was operated.
  • normal value P 2 of the concentrate pressure, current pulp opening Ay, detection temperature: gamma is calculated from the set flow rate.
  • This can be constituted by a part of the control device shown in FIG. In other words, as described above, the control device shown in FIG. 2 determines the normal output pressure J% as the intermediate result before determining the final output Ay to the valve actuator from the set fresh water flow rate and temperature as described above. determining the concentrate pressure Shikabane 2 (of course, assuming that the system is normal).
  • O ⁇ 2 of the data can be pre-scan and store in your clause Note Li.
  • the memory is accessed with an address signal that specifies the detected current temperature and the current set flow QQ, and the normal value is obtained. , It may read the P 2.
  • 5 3 is the normal supply pressure of the supply pressure from the detector 2. Compare with If normal pressure. Is more acceptable than the current pressure. If it is greater (ie
  • Comparator 53 applies a signal (logic “1”) to one input of pump performance degradation judgment gate 57 through line 53 ⁇ . If the current pressure P is greater than the normal pressure P 0 by more than the allowable value ⁇ (that is, ⁇ . + ⁇ ⁇ ⁇ ), the comparator uses one input of the flow gate occlusion determination gate 58 and the membrane. A signal is applied to one input of the performance degradation judgment gate 59 via line 53 5. Similarly, the second ratio ⁇ 5 5 compares the current the concentrate pressure / ⁇ from the detector 6 and the concentrate pressure [rho 2 of normal values. If normal pressure ⁇ 2 is greater than current pressure by more than tolerance 2
  • the comparator 5 5 via La Lee down 5 5 Alpha, ordinary man degradation ⁇ emissions Doge preparative 5 7 second input a channel blockage en Doge bets 5 Apply a signal to the second input of 8. If the current pressure ⁇ is greater than the normal pressure ⁇ 2 by more than the permissible value 2 (ie ⁇ 2 + 2 ⁇ _ ⁇ 2 '), the comparator
  • £ 2 represents the width of the dead zone of the comparators 53 and 55, respectively.
  • These comparators can be realized with an operational amplifier type comparator having a hysteresis characteristic (width, 2 ).
  • the magnitude of the width 0 ', t z indicates the degree of system abnormality.
  • Different widths can configure the comparator 5 3 and 5 5 respectively by a plurality of comparators having its Yui ⁇ , below c, it is possible to determine the system error of the different 3 ⁇ 4 Ru degree, simplify the description
  • the detected pressure is normal. Instead of being greater (or less) than the pressure exceeds the tolerance set by the comparator, the detected pressure is simply greater (less) than the normal pressure.
  • the supply pressure is normal. Smaller, or One case concentrates detected pressure [rho is smaller than normal pressure ⁇ 2 ( ⁇ 0> Shikabane 0 ', ⁇ 2> ⁇ ) , Ann Doge DOO 5 7 are Wenebu Le, pump performance degradation alarm 6 An audible and ⁇ or visible alarm is given by giving a signal to 1.
  • Detection pressure of the supply liquid is rather greater than the normal pressure, or One concentrate detected pressure when P is less than the normal pressure P 2
  • Ann Doge bets 5-8 are energy portion Le, giving a signal to the passage closing alarm 6 2, occlusion alarm 6 2 of the flow path in response to this the audible and also represent give visible ⁇ -.. detected pressure normal pressure of the feed liquid [rho than rather large, the one when the detected pressure of the concentrate [rho is larger than the normal pressure ⁇ 2 ( ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ )),
  • the AND gate 59 is energized and gives a signal to the membrane performance degradation alarm 63 3, which receives the signal, and the alarm 63 3 degrades the performance of the reverse osmosis module.
  • the abnormality determination device shown in Fig. 13 can individually determine three different types of performance deterioration in the reverse osmosis treatment system and notify the operator.
  • comparators with dead zones of various widths the components of interest (reverse osmosis devices, pumps, channels)
  • the pressure sensors 12 and 6 for the supply liquid and the concentrated liquid are used as the detecting means, but together with or instead of this, the flow rate sensor is connected to the supply liquid line and / or It can be placed in the concentrate line and used. (See Table I)

Description

明 細 書
発—明の名称
逆浸透処理システムに対する制御装置
発明の背景
技術分野
本発明は逆浸透処理システ ムに対する制御装置に関し 特に、 遠心ポンプの よ う ¾流体加 E手段を用いるこの種 のシステムの生産する処理流体の流量を制御するための 装置に関する。
従来技術
逆浸透処理システムは、 半透膜を有する逆浸透装置を 備えている。 ポンプ形式の加 E手段が、 不純流体を加 E して、 逆浸透装置に流体を供給する。 逆浸透装置は、 供 給流体を、 半透膜を通過した比铰的純粋な流体 （実質上 溶媒のみより成る流体） と、 溶質が濃縮された流体に分 離する。
逆浸透処理システムの代表的る応用例は、 かん水、 き つ水、 海水その他の塩水を脱塩する淡水化システムであ る。 ただし本発明はこれには限定され ¾い。 この場合、 淡水を生産するには供給流体の浸透 Eを超える E力に供 給流体を加 Eする必要があ^。
最近、 逆浸透装置を利用する淡水化処理を大規模で行 う システムが開発された。 このシステムでは、 加 E手段 として、 小規模システムで一般に用いられる往復動ボン プの代りに遠心ポンプを使用する。 いままでのところ、 遠心ポンプを用いる逆浸透処理シ ステムでは、 処理流体 （淡水処理の用途.では淡水、 薬品 処理の用述では濃縮液） の流量を広範囲に制御すること に関連して不利があった。
第 1図はこの種のシステムに対する制御装置の従来技 術の代表例を示す。 このシステムは、 淡水化システムで ある。 モータ 8で駆動される遠心ポンプ 1が海水を加 E して複数の逆浸透モジュールより成る逆浸透装置 4に送 る。 逆浸透装置の半透膜を通過した淡水は水槽 6に貯蔵 される。 逆浸透装置からの濃縮液はノ ズル 7 ' を介して ペン ト ン水車タイプの水力ター ビン 7に加えられる。 水 力ター ビン 7は出力シャ フ トがモータ 8のロータと直結 しておりこれにより回転エ ネルギーをポンプにフィ― ド ハ *ックしている。
制御装置は、 逆浸透装置の入口 2 ' において 力セン サ—で検出した E力を指示する指示器または、 検出 E力 とともに設定 力を指示する E力指示制御器 2 d、 供給 Ε力が設定 Ε力と ¾るように手動又は自動制御器 2 に より自動で制御され、 ポンプ 1 と逆浸透装置間の一次 ¾ いし供給ラインに設置された圧力調整弁 2を有する。 さ らに制御装置は、 供給ラインの位置 3 ' において流量セ ンサ一により検出した流量を指示する流量指示器または 検出流量とともに設定流量を指示する流量指示制御器 3 d、 設定値の供給流量が達成されるよ う、 手動又は制 御器 2 αにより自動で制御され、 かつ饞縮液 ¾いし二次 ライ ンの端部に配置された、 弁と一体のノ ズル 7 を備 えた流量調整弁 3を有する。 淡水ライ ンには淡水の流量 を測定する流量計 5が設置される。
従来の制御では、 供給液流量に対する淡水流量の比 (回収率と よばれる ） を一定にしてシステムを運転する という制御要件を使用する。
第 1図に示すよ うる従来装置において、 所要淡水流量 をそれまでの値よりかなり大幅に （例えば数十パーセン ト程度） 増やす （又は減らす） というシステムの運転モ — ドの切換がのぞまれる場合、 新しい希望淡水流量を達 成するのに複雑なパルブ操作を必要とした。 上流パルブ 2 と下流バルブ 3間の干渉のため、 パルプのシフ トはビ ッ トノヾィ ビッ トで行う必要がある。 さらに、 最終の微調 整は、 熟練オペレータによ り淡水流量計 5 の検出値を参 照して行るわれる。 この一因は、 所望流量を達成する供 給 E力の値を正確に予測でき ¾かったためである、 供給 流量の値は淡水流量を固定回収率で割ることにより決定 されるのであるが。 通常、 上記のよ うる違転モー ドの切 換には、 時間オーダ一 （例えば 2時間） の調整時間を必 要とした。
供給ラ イ ンに配置された庄カ調整弁は、 流体に E力降 下をもたらすため、 その分だけ、 逆浸透装置に供給され る E力が減少する。 この結果、 システ ムは、 圧力降下を 補償する比較的大き 容量の遠心ポンプを必要とする。 これは、 淡水の生成効率を低くするとともに、 比較的大 き ¾動力を必要とする。
制御装置は、 比較的多数のコンポネン ト ( 2つのパル ブ、 E力センサ一、 E力指示制御器、 流量計、 流量指示 制御器） より構成されるため、 制御装置のコス トが比較 的高くるる。 - 逆浸透処理シ.ステムにおける種々のコンポネン トの性 能低下を個別にかつ自動的に判定および/または定量的 に評価できることが望まれる。
発明の概要
本発明の目的は、 逆浸透処理システムに対する比較的 低価格の制御装置を提供することである
さらに本発明の目的は、 逆浸透処理システムの生成す る処理流量を効率よ く、 自動的に制御する制御装置を提 供することである。 したがって、 従来の複雑 弁操作は 不要と ¾る。
本発明の一側面によれば、 下記の要素よりなる制御装 置が提供される。 即ち、 制御装置は、 濃縮液ライ ンに配 置した、 システム内の流体 BE力を確立する 「単一」 の E 力確立 ¾いし調整手段、 希望する処理流体 （純化流体又 は濃縮流体 ·)の流量を設定する手段、 設定手段からの流量 設定値に応答し、 システムで用いる遠心ポンプの性能特 性及び逆浸透装置の性能特性に従って、 設定流量と関連 するシステム内の E力を決定する手段、 E力決定手段か らの決定された E力に応答し、 E力確立手段に制御信号 を与える E力制御手段とから成り、 ¾つて、 E力確立手
■O H 段が、 決定された EE力と実質上等しいシステム内 EE力を 確立し、 システムが実質上希望する流量を達成する よ う にしている。
好まし くは、 E力調整手段は単一の制御可能 ¾バルブ とバルブァクチユエ一タより成る。 この場合、 E力制御 手段は、 ァクチユエ一タに対し、 バルブが決定された 力を確立するス ト ロークだけシフ トするよ う に制御信号 を与える。
も うひとつの本発明の目的は、 希望する処理流体の流 量を達成するのに必要 ¾、 ポンプに供給される動力を最 小化することである。
この目的を達成するため、 上述の制御装置は、 さらに、 設定手段からの純化流体の流量設定値に応答して、 その 回転速度において、 システムがこの設定値と実質上等し い最大純化流体流量を達成し得るところの、 最適ポンプ 回転数を决定する最適化手段、 及び最適化手段に応答し て、 ポンプを駆動する装置 （例えばエンジン、 タ ー ビン、 モータ ） が最適回転数で回転する よ うに駆動装置を萆度 制御する手段を有する。
も うひとつの本発明の目的は、 逆浸透処理システムの 性能を支配するシステムの各コンポネン トの性能劣化を 個別に判定できる装置を提供することである。
この目的を達成するため、 本発明は、 逆浸透装置に供 給される流体の状態量を検出する第 1の手段、 逆浸透装 置より排出される濃縮流体の状態量を検出する第 2
OMPI 段、 システムの性能が正常であるときに得られる供給流 体状態量の正常値、 及び濃縮流体状態量.の正常値を与え る基準手段、 基準手段からの正常状態量を苐 1 と第 2の 手段からの検出状態量と比較して、 選択的に、 コンポネ ン トの性能劣化を表わす信号を与える比較手段と、 から 成る、 逆浸透処理システムにおける各種コンポネン トの 性能劣化を個別に判別する装置を提供する。
したがって判別装置は、 オペレータに対し、 間題と ¾ つている コ ンポネン トの点検、 修理、 交換の必要性を自 動的に知らせる。
好ましくは、 上記検出手段は、 供給液の BE力を検出す る EE力センサーと、 ¾縮液の 力を検出する王力センサ —とから成る。 比較手段は、 検出された供袷液 £カ^ が基準手段からの正常洪給液 E力 P 2 より大きく、 かつ 検出された濃縮液 E力 P が基準手段からの正常濃縮液 £力 P 2 より大きいとき、 逆浸透装置の性能劣化を表わ す信号を出力する。 Ρ0 < ό でかつ Ρ2〉Ρ のときは、 比較手段は流路の閉塞を表わす信号を発生する。 Ρ0 > Pof でかつ P2 > i^ のときは、 比較手段はポンプの性能 劣化を表わす信号を出力する。
さらに本発明の目的は、 システムの性能を追跡るいし モニターする装置を提供することである。
この目的を達成するため、 本発明によれば、 遠心ボン プの性能を追跡する装置、 逆浸透装置の性能を追跡する 装置、 流路の性能を追跡する装置が提供される。
OMPI
、 遠心ポンプの性能を追跡する装置は、 逆浸透装置に供 給される溶液の E力を検出する第 1の E力センサ一、 逆 浸透装置により分離された濃縮液の ε力を検出する第 2 の Ε力センサ一、 濃縮液ライ ンに配置された Ε力確立手 段 （パルブ） の位置を位置ぎめする手段、 第 1、 第 2の Ε力センサ一及びバルブ位置ぎめ手段からの信号に応答 して、 逆浸透装置の性能特性と流路の性能特性に従って、 遠心ポンプより吐出される供給液の流量を決定する手段、 決定手段に応答し、 正常のポンプ運転点からの現在のポ ンプ運転点のずれに関連するパラメ一タを評価する手段 とから成 。
—実施例では、 パラメータ評価手段は、 正常ポンプ吐 出 Εに対する現在のポンプ吐出 Εの比を決定する手 _段を 有する。
逆浸透装置の性能を追跡する装置は、 逆浸透装置に供 給される溶液の Ε力を検出する第 1の Ε力センサ一、 逆 浸透装置により分離された濃縮液の Ε力を検出する第 2 . の Ε力センサー、 濃縮ラ イ ン に配置された£力確立手段 (例えばバルブ ） の位置を位置ぎめする手段、 第 1、 第 2の E力センサ—及びバルブ位置ぎめ手段からの信号に 応答して、 ポンプの性能特性と流路の性能特性に従って、 逆浸透装置の性能指数 ϋΓ を決定する手段とから成る。
流路の性能を追跡する装置は、 逆浸透装置に供給され る溶液の E力を検出する第 1の 力セン サ一、 逆浸透装 置により分離された濃縮液の Ε力を検出する第 2の Ε力 センサー、 濃縮ライ ンに配置された E力確立手段の位置 ぎめを行う手段、 第 1、 第 2の E力センサー及び位置ぎ め手段からの信号に応答して、 ポンプの性能特性と、 逆 浸透装置の性能特性に従って、 供給ラインと濃縮ライ ン を通る流体の 力損失を評価する手段から成る。
上述の夫々の追跡装置はゝ オペレータにシステムの対 応するコンポネン トの性能の低下率を伝える。 .
好ましくは、 上述の夫々の追跡装置は、 さらに、 対応 するコンポネン トの性能の値 （夫々の評価手段より与え- られる ） を周期的にス トアするメ モ リ、 コンポネン トの 性能の経時変化 （ ヒ ス ト リ ） を表わす、 メ モ リ に収容さ れたデータを表示する手段を有する。
さらに本発明の目的は、 経時変化を受けるシステムの 性能の現在の状態に応じて、 位置ぎめ手段より-、 E力確 立手段に与えられる制御信号を修正することにより、 常 に、 所望の処理流体流量を維持できる、 逆浸透処理シス テムに対する制御装置を提供することである。 この目的を達成するため、 最初に述べた制御装置は、 上述の追跡装置より与えられる、 現在のシステ ム · コン ポネン トの性能評価値を用いて、 位置ぎめ手段の制御信 号を修正する手段を有する。
供給液の温度が変化すると、 逆浸透処理システムの生 成する処理流体の流量は変化する。
したがって、 さらに本発明の目的は、 供給液の温度変 化を補償することのできる制御装置を提供することであ
OMPI WIPO る O
この目的を達成するため、 制御装置は.、 さらに、 逆浸 透装置に供給される溶液の温度を検出する温度センサ一 温度センサーからの温度信号に応答し、 逆浸透装置の性 能特性を較正する手段を有する。
従来の制御では、 回収率 Q t ZQ o を固定して所望の流 量 を達成する。 これとは対照的に、 本発明の制御で は、 逆浸透装置の許容する限界回収率以下である限りに おいて、 回収率の変動を許容するという新しいァプロ ー チを採用する。
本発明の上記の目的、 その他の目的、 特徵、 利点は、 図面と関連する以下の説明から明らかとるろう。
図面の簡単 ¾説明
第 1図は、 逆浸透処理システムに対する従来の制御装 置の線図を表わす。
第 2図は、 逆浸透処理システ ムに対する、 本発明の原 理にしたがった制御装置のブロック図であり、
第 3図は、 希望する淡水流量の設定値より、 バルブの 開度を決定する手順を示すフ ローチャ ー トであり、
第 4図は、 希望する淡水流量を達成するための最適ポ ンプ速度をいかにして求め かを説明するための、 種々 の特性曲線のグラ フであり、
第 5図は、 本発明に従い、 最適速度でポンプを制御す る手段を含む、 逆浸透処理システムに対する制御装置を 示す、 一部線図形式、 一部ブロック形式の図であり、 第 6図は第 5図と同様の図であり、 フィ ー ドパック要 素を有する制御装置を示し、
第 7図は第 2図と同様の図であり、 逆浸透装置の性能 劣化条件下における種々の特性を正常特性とともに例示 し、
第 8図は、 逆浸透装置の性能を追跡 いしモニ タ一す る装置のブロック図であり、
第 9図は、 第 2図と同様の図であり、 流路閉塞下にお ける種々の特性を正常特性とともに例示し、
第 1 0図は流路の E力損失を追跡るいしモニタ 一する 装置のブロック図.であり、
第 1 1図は第 2図と同様の図でポンプの性能低下条件 下における種々の特性を正常特性とともに例示し、
第 1 2図はポンプの性能を追跡るいしモニタ ーする装 置のブロ ック図であり、
第 1 3図は、 逆浸透処理システムにおける異¾るコン ポネン トの性能劣化、 又は異常を選択的に、 個別に判定 するァラ一ム手段付の装置のブロック図を示す。
好適実施例の詳細 説明
以下の順序で説明を進める。
I 単一バルブ利用による逆浸透処理システムの制御 ω 概 要
(ii) 逆浸透処理システム
(ii 制御装置 （第 2図）
(A) 所望の淡水流量よりポンプ吐出 E力を決定する
OMPI ための手順
(B) ポンプ吐出 E力 Ρ 0、その他よりパルプの開度を 求める手順
(C) 制御装置 9の実現
(IV) 変形例
Π 最適ポンプ回転数の使用によるポンプ所要動力の最 小化
(i) 概 要
(ii) 最適ポンプ回転速度 （第 4図 ）
(iii) 最適速度における制御 （第 5図、 第 6図 ）
πι 逆浸透処理システムにおける各コ ン ポネ ン ト の性能 の追跡、 性能の劣化度の評価、 各種異常の判別
(i) 概 要
(ii) 膜性能の劣化の判別、 劣化した膜性能の決定、 追
(α) 膜性能低下の判別 '
(6) 膜性能指数 決定手順
(c) 膜性能追跡装置 （第 8図 ）
(iii) 流路のスケ一 リ ングに関連する システム性能低下 の判別、 流路の圧力損失の追跡装置
( ) '流路閉塞による性能低下の判別
(&) 流路における流体 Ε力損失決定手順
(c) E力損失追跡装置 （第 1 0図 ）
( IV) ポンプの性能劣化の判別、 劣化したポンプ性能の 決定、 追跡装置 (a) ポンプ性能劣化の判別
(δ) ポンプ性能の低下を評価する手順
(c) ポンプ性能追跡装置 （第 1 2図）
(V) 追跡装置による弁開度の修正
(vi) 夫々のコンボネン トに対する異常判別装置 （第
1 3図）
I . 単一バルブ利用による逆浸透処理システムの制御
(i) 概要
本発明による制御では、 逆浸透装置より下流の濃縮流 体流路に配置した、 システ ム内の E力を確立する単一の 操作 ¾いし E力確立手段 （例えばバルブ形式） を使用す る。 本制御では、 従来技術において必要とした、 遠心ポ ンプと逆浸透装置間に配置されたパルブ形式の E力調整 手段は不要である。 本制御では、 単一の BE力確立手段に 適当 制御信号を与えることにより、 逆浸透装置の半透 膜に加えられる E力を調整して、 所望の処理流体ないし -淡水流量を達成する。 本願発明者の見い出したところに よれば、 所望の淡水流量をいつたん設定した場合、 その 流量が達成される半透膜加 E E力を決定することができ る。
この E力は、 逆浸透装置より下流の濃縮流体流路に配 置された単一の E力確立手段ないしパルブに対応する操 作入力を与えることにより達成される。
(ϋ) 逆浸透処理システ ム
本発明の適用される逆浸透処理システ ムの一例を以下
OMPI 説明する。
第 2図を参照するに、 図示の逆浸透処理シス テ ムは海 水を淡水化するのに用いられる。 遠心ポンプ 1は、 図示 されるい取水ポンプで取水され、 前処理された海水を加 Eし、 多数の半透膜タイプの逆浸透モジュールるいしュ ニッ トから成る逆浸透装置 4に送る。 Ρ。、 Q。、 C 0 は 夫々、 ポンプ吐出側の E力、 流量、 濃度を示している。 逆浸透装置 4 より淡水が生成されるためには、 逆浸透装 置の半透膜の、 供給海水ないし一次流体と接する表面に 加わる水 PM 力 表面近くの一次流体の浸透 E Μ よ り高くなければるらない。 この水 と浸透 の差は逆浸 透 Εと呼ばれる。 正確には、 逆浸透 Εは、 逆浸透装置 4 よ.り生成される処理流体 ¾いし、 淡水の水 Εと浸透 Εに も依存する。 淡水の水王、 流量、 濃度が 5 ^ Q i , d で第 2図に示されている。 逆浸透装置により濃縮化され た流体は、 逆浸透装置より延びる'濃縮ラ イ ン ないし二次 ライ ンを通って排出される。 二次ライ ンと隣接する Ρ2 、 Q2 、 C2 は二次流体ないし濃縮流体の E力、 流量、 饞度 を示す。
本発明に従い、 二次ライ ンには系内の E力を確立する 手段ないしバルブ 3が設けられている。 パルプ 3は、 後 で詳述する制御装置 9 よりの信号に応答するパルプアク チユエ一タ 3 &を含む。 図示のパルブァクチユエ一タ 3 &は弁のス ト ロ ー クを調整して、 ノ ズル 7 ' の開度を 規定する。 図示のシス テ ムはエネル ギー回収手段を含む。 ノ ズル 7 はジエツ ト水をペル ト ン水車タイプの水カタ —ビンに加えてター ビンを回転させる。 ター ビン 7は遠 心ポンプ 1を駆動するモータ 8 と機械的に結合しており、 ポンプ 1の駆動に要するエネルギーの一部を供給してい る。 このエネルギー回収手段は、 エネルギー節減を目的 とし、 本発明の制御の主目的からは不要である。 遠心ポ ンプ 1から逆浸透装置 4に至る一次流体の流路には温度 センサ一 1 4が設けられている。 温度センサ一 1 4 の出 力は、 後で詳述する制御装置 9において温度較正の目的 に用いられる。
従来においては、 单一の下流バルブ 3だけの制御では、 所望の淡水流量 を達成することはできないと信じら れていた。 これは、 最近にるって、 従来の往復動ポンプ に代えて遠心ポンプが流体加 E手段として使用されてき たことと闋係している。 下流バルブの開度の変化により、 遠心ポンプより吐出される一次流体 （海水） の流量と E 力の双方が変化してしま うからである。
本発明によれば、 「単一」 のバルブの選択した開度に より、 所望の処理流体るいし淡水の流量を達成できる。
(i 制御装置 （第 2図）
本発明による制御装置は、'いったん希望する処理流体 ¾いし淡水の流量が設定された場合、 その流量を達成す る E力を決定する機能、 及びこの E力が確立されるよ う に弁に対して対応する操作量 （ ス ト ロ ーク ） を決定し、 与える機能を備えている。
OM?I (A) 所望の淡水流量よりポンプ吐出 E力を決定する ための手順 （第 3図、 第 2図）
逆浸透装置より生成される希薄溶液るいし淡水の流量 Qは次の相関によって表わされる。
Q x = AMK^ P (1) ここに、 AM :逆浸透装置の半透膜の有効面積
T :半透膜の性質、 構造、 温度により定まる性 能指数
Ρ :逆浸透圧
逆浸透 Eは次の相関により与えられる。
ここに、
PM ' 半透膜の、 供給 （一次） 流体と接触する表 面に加わる E力 （平均）
x ：半透膜の二次側における処理流体 （淡水） の E力
π Μ · 半透膜表面近くの供給流体浸透 Ε
π ι ： 半透膜の二次側における処理流体 （淡水） の浸透 Ε
本発明のより よい理解のため、 設定した淡水流量より 流体シス テ ム内の Ε力を决定する手順を以下に説明する c この手順では、 遠心ポンプ 1の吐出 E力 Ρ。 を収束さ せるアル ゴ リ ズムを使用しているが、 当業者は本明細書 の開示から、 その他のァル ゴ リ ズムを使用できることを 容易に理解されよ う。 (1) 淡水の流量 を設定する （第 3図ルーチン 1 0 1 )
(2) 任意の初期値をポンプ 1の吐出圧力 として仮定 する （第 3図ルーチン 1 0 1 )
(3) 遠心ポンプの性能特性 （ Q— ^特性）
を用いて、 圧力初期値 P。 に対応するポンプ吐出量るい し供給海水の流量 Q。 を求める。 第 2図のブロ ック ¾い しグラ フ 1 1において、 参照番号 2 1がポンプの性能曲 線を示している。 グラ フ 1 1の縦軸は圧力を横軸は流量 を示す。
(4) 2次流体 ¾いし濃縮溶液の流量 Q 2 は流れの連続条 件に従い、 設定 と（3)で求めた Q。 を用いて次式より 求まる。
Q z— Q 0 ― ¾ 1
(5) 半透膜表面近くの供給液の濃度 CM は近似的に次式 で表わされる。
CM ^ ( Co + C2 ) / 2
淡水濃度 d を無視すれば、 上式より次式が導き出され る。
Qo_
CM = 1 +
2 Q2
海水濃度定数（：。 と、 （3)、 （4)で求めた Q。 、 Q 2 を用い て、 CM 力 求まる。
海水の淡水化システ ムでは、 上述の近似式を用いて充 分であるが、 より正確 ¾値が望ましい場合は、 より正確 ¾相関関係を使用することができる。 (6) 浸透 Eは濃度の関数であるから、 供給溶液の濃度
CM から対応する浸透 E M が求まる。 .第 2図において ブロ ック ¾いしグラ フ 1 2は濃度に対する浸透 Eの関係 を曲線 2 4で示してある。
(7) 温度補償
供給海水が温度変化の著しいときは、 供給ラ イ ンの溶 液の温度を温度センサ— 1 4で検出する。
検出温度 Γを用いて、 次式により、 膜性能指数 を較 正する。
K=Ko {Dw/T)
Ko ： 半透膜の性質、 構造により定まる定'数
Dw '膜内の水の拡散係数
T ： 供給溶液の温度
第 2図のブロックないしグラフ 1 3において曲線 2 8 は Γに対する wZfの特性を示している。
供給溶液に温度変化のない場合は、 定教を膜性能指数 Kとして使用できる。
(8) (2)で初期設定したポンプの吐出 E力尸。 から逆浸透 装置 4の半透膜までの流体の管路損失尸 を引く ことに より半透膜の供給側表面に加わる E力 PM が求められる c 管路流体損失 3 1は供給流体の流量 <Q。 に依存する。 （3) で求めた流量 (3。 から管路損失尸 L1を、 相関 （例えば PL1 = a i Q0 2 )によりあるいは経験的に求めることができ る 0
(9) 逆浸透 EA 5 は次式で表わされる。
OMPI
淡水の E力 と浸透 E ^はシステムの通常運転中、 ほぽ一定を維持する。 したがって、 定数 Pi、 い 及び (6)と（8)で求めた と を用いて、 逆浸透 E が求 まる。 -
(10) 上述したよ うに、 淡水の流量 Q i は次式で表わされ る o
既知の定数 AM (半透膜の有効面積） 、 （7)で求めた膜 性能指数 T、 （9)で求めた逆浸透 E A Pを用いて、 淡水の 流量を算出する。（第 3図、 ルーチン 1 0 2 )以下、 算出 した淡水の流量を QiC lLCで表わす。
第 2図において、 ブロック ¾いしグラ フ 1 5 において、 直線 2 5は逆浸透 Ε _Ρに対する淡水の流量の相関を示 している。
(11) ステップ (1)で設定した と算出した Q1 C£^ c を比 較する （第 3図 ルーチン 1 0 3 ) 。 両者の差が許容値 より大きい場合は、 ポンプ吐出 E Po を再仮定 （更新し）、 ステツプ (2)から (10)までの ca c算出ル一チン 101、 1 0 2を、 設定した 0、 と 出した ca cとの差が許 容値より小さくなるまでく り返す。
ポンプ吐出 Eの更新は、 更新された P。 を用いて計算 した淡水流量 ca の値が設定した淡水流量 Q i の値 に収束する方向で行う。 当業者は収束のための種々のァ ルゴリズムが使用できることを理解されよ う。
OMPI 一般に、 設定した淡水流量 に対応するポンプ吐出 E o の値は 2つある。 これは、 淡水流量に対するボン プ吐出 E いし逆浸透装置に加わる E力の関係の特性に よるものである。 第 2図のブロックるいしグラフ 1 1に おいて、 曲線 2 3はポンプ吐出 E対淡水流量の特性を示 している。 ポンプ吐出 E P Q したがって逆浸透装置に加 わる水 E fM が逆浸透装置内の供給溶液の浸透 E に 打ち勝てるい値を有するとき （ A 0 ) のときは淡水 は生成されるい。 ポンプ吐出 Eが上昇するにつれ、 半透 膜の供給溶液の浸透 E M も上昇する。 しかし、 当初は' 前者の上昇率の方が後者の上昇率より大きいため、 逆浸 透 Ε Ρは増加し、 淡水流量は増大する。 逆浸透 Ρ の増加率がゼロのときに最大の淡水流量 Q i ma x が達成 される （第 2図曲線 2 3参照） 。 それ以降は、 ポンプ吐 出 Eの増加は逆浸透 Pを'减少させるため、 淡水流量 は減少し、 最終的にはポンプ Q - 性能特性における一 次流量ゼ口に対応する E力で淡水流量もゼロ と る。
要約すると、 ポンプ吐出 Eあるいは逆浸透装置の半透 膜に加わる E力に対する淡水流量の特性は、 E力上昇に 対して淡水流量が増大する第 1の領域と、 それ以上のお 力上昇に対して淡水流量が減少する第 2の領域から成る。 特性曲線 2 3は、 種々の設定値の淡水流量 に対し て、 対応するポンプ吐出 Ε Ρ。 を上述の手順にしたがつ て求めることにより得られる。
第 2図におけるブロックるいしグラフ 1 1の曲線 2 2
CMPI WIPO はポンプ吐出 E Po に対する 2次流体ないし濃縮溶液の 流量 Q 2 の関係を示しており、 ポンプ 1の Q— ^特性曲 線 2 1から P。一 特性曲線 2 3を差し引く ことにより 得られる。
特定の設定値の淡水流量 を満足するポンプ吐出 E 計算値は 2つ存在する。 一方を設定 E力として使用する ため、 システム違転条件に従って選択が行 ¾われる。 第 1の主選択条件は、 一次流体の流量に対する淡水の流量 の比 。即ち回収率が、 逆浸透装置の正常る動作が 保証される許容範囲内にあることである。 第 2の選択条 件は、 より小さい動力でポンプの, 動を可能にする吐出 E o を選択することである。
かく して、 希望する淡水流量 及びシステム違転条 件を満足するポンプ 1の吐出 £カ¾いし一次流体の E力 P 0 が求められた。 また、 对応する一次流体の流量 Q0、 二次流体 （濃縮溶液） の流量 Q 2 を含むその他のシステ ム状態変数も求められた。
(B) ポンプ吐出 E力 Ρ0、その他のパラメータよりパ ルブの開度を求める手順
ノ ズル 7 ' における濃縮溶液の Ε力 Ρ2 は、 ステツ プ （1 1 )で求めたポンプ 1の吐出 Ε力 i%、一次流体の流 量 Qo、濃縮溶液の流量 Q 2 を用いて経験的に求められる, 代りに、 次の相関に従って、 求めた PQ、 QOV Q2を用 いて計算できる。
P2 =P0 -PLI-P∑^ ここに PLl ： ポンプ 1 より逆浸透装置 4までの流体 E力 損失
PL2 ： 逆浸透装置よ り ノ ズル 7ま での流体 力損 失
' ここに
PLI = CLi Qo ， PL2 = LzQi こ こに ： 損失定数
α2： 損失定数
管路の流体 Ε力損失がポンプ吐出 εに比べてはるかに 小さ く、 流量に大き ¾変動の ¾ぃ場^は、 定数を Ε力損 矢 PLI、 P ^と して使用できる。
(13) ノ ズル 7 ' は水 Eをジエ ツ ト水形式の運動エネルギ —に変換するデバイ スである。 ノ ズル 7 ' よ り墳出され る流体の速度 Vは次式に従って、 ステップ （ 12)で求め たノ ズル 7 ' の入口における水 ΕΡ2 を用いて求められ
ここに α ： 常数
9 ： 重力常数
第 2図のブロ ックないしグラ フ 1 6において曲線 2 6 は上式のグラ フ表示である。'
(14 制御バルブ 3の弁開度 Av は、 ステップ （ 11)で求 めた濃縮溶液の流量 Q2 と （ 13 )で求めた速度 "を用い て、 次式を計算する ことによ り求め られる。
Av — Qz / V
一 Ο ΡΙ
"" ii-o (1¾ 制御弁の操作量 いしス ト ローク Sは使用する弁の 弁開度対弁ス ト 口ーク特性に従って、 （1 4 )で求めた を用いて求められる。 第 2図のブロックるいしグラフ 1 7において曲線 2 7は代表的な弁開度対弁ス ト ローク 特性を示している。
このス ト ロ一ク信号 Sは ドライバ 1 8を介して制御弁 3 のァクチユエータ 3 &に送られ、 弁をス ト ロ ーク Sに わたり シフ トさせ、 弁開度を Av にする。
この結果、 開度 Aw の制御弁 3はシステ ム内の Ε力、 水量を、 ステップ （ 1 1 )で設定 ¾いし算出した値に確立 し、 所望の淡水流量が達成される。
(0 制御装置 9の実現
制御装置 9は第 2図の各種特性曲線を発生するデジタ ル又はアナ口グ形式の阒数発生器の組合せにより実現で きる。
最も箇単 ¾場合、 制御装置 9 'は、 所望淡水流量 に 対応する弁操作量ないしス ト ローク Sを発生する单一の 関数発生器で実現でき、 あるいはメ モ リ形式のルッ ク ' アップ ' テーブルを設定入力 Q！ でアク セスすることに より弁操作量 Sを読み出すことにより実現できる。
代りに、 制御装置 9はコ ン ピュー タを用いて、 システ 厶定数を記憶するメモリ、 設定値をェン ト リする、 例え ばキーボードあるいはスイ ツチ形式の入力装置、 （A) (5)に記載した手順に従ってデータを処理する演算装置、 により実現できる。
θ:νίΡΙ 、 — 0 ( iv) 変形例
以上は、 供給流体としての海水を淡水化するシステム に対する制御について説明した。
供給流体として薬品物質を含む流体を逆浸透装置で濃 縮化するプ ロ セスに本発明を応用する場合には、 希望す る量は淡水の流量では ¾く、 濃縮溶液の流量である。 こ の場合は、 濃縮溶液の流量を設定し、 （A)で記載した手 順に、 当業者には自明である所要の変更を加えた手順に 従って、 設定した濃縮溶液の流量を達成するポンプ吐出 E力その他のシステ ム状態変数を決定することができるな 第 2図の逆浸透処理システ ムではエネルギー回収手段 として、 ノ ズル よ り のジエツ ト水で駆動されるペン ト ン 水車タイプの水カタ一ビンを用いている。. この代りに、 逆転ポンプが使用できる。 エネルギー回収が経済的とな ら いよ うな小規模処理システ ムの場合には、 制御弁 3 のみを用いて、 濃縮流体を単に排出させるのが望ましい 場合もあろう。
第 2図に記載する制御はオープン制御である。 しかし、 確認またはフ ィ ー ドパッ クの目的でシステム状態変数 ( 力、 流量るど） を検出する手段を追加することがで きる。 例えばポンプ吐出 Eを検出するセンサ一の出力を、 制御装置 9で計算したポンプ吐出 Eと比較して設定ボン プ吐出 Eを再計算 ¾いし修正し、 修正された弁開度によ り確立された実ポンプ吐出 Eがポンプ吐出 Eの再計算値 と等し く ¾るよ うにする。 I 最適ポンプ回転数の使用によるボンプ所要動力の最 小化 、 .
(I ) 概要
Iで述べた制御では、 遠心ポンプ 1を所定の回転速度、 例えば定格 i2 P Mで運&することを仮定している。 ボン プの Q— iT性能特性は、 ポンプの回転速度に依存する。 したがって、 ポンプ吐出 E ( o ) 対処理流傢の流量 ( ） の特性も対応して変化する。 ポンプの駆動に要する動力 (パワ ー ） はポンプの回転速度を吐出流量に依存する。 本発明によれば、 所望の処理流体、 例えば淡水の流量 を達成するのに必要なボンプ駆動動力を最小にする最適 ポンプ回転速度を决定することができる。
Iでの説明から理解されるように、 ある特定の回転数 でポンプが運転されている場合、 最大の淡水流量
は、 ある特定のポンプ吐出 E力 Ρ01 において達成される (第 2図のポンプ性能曲線 2 1 と 特性曲線 2 3 を参照） 。 Qimaa;の大きさはポンプ回転速度が速く ¾る ほど大き く るる。 また、 同一流量 Q。 の流体を供給する のに要するポンプ動力は、 回転速度が低下すると減少す る。 本発明者の見い出したところによれば、 希望する処 理流体、 例えば淡水の水量 の大きさと等しい大きさ の最大淡水水量 を有する Ρ。一 特性に对応する ポンプ回転速度が最適のポンプ回 速度と る。
最適速度でポンプを運転することにより、 所要動力を 最小にすることができる。
OMPI (jj) 最適ポンプ回転速度 （第 4図）
第 4図を参照して、 最適ポンプ回転速度について以下 説明する。
第 4図のグラ フ （A)において、 曲線 2 1は定格回転数 NR における遠心ポンプ 1の Q— ^性能特性 （吐出 EPo 対供給流量 Q。 の特性） を示す。 曲線 2 3は同一回転数 NR における吐出 Ρ。 対淡水流量 Q t の特性を示す。 曲線 2 1 — 1は回転数 0.9 におけるポンプの Q— 性能特性を示し、 曲線 2 3 — 1は同 Q— ίί性能特性に対 応する尸。 対 特性を示す。 同様に、 曲線 2 1 — 2 と 2 3 - 2は回転数 0.8 NR におけるボンプの Q— 性能 特性、 P o 対 特性をそれぞれ示している。 破線 2 9 は、 種々の回転数における Ρ。 対 <Q i 特性曲線の最大流 量 Q!waa；、 即ち各ポンプ回転数において生成できる最大 の淡水流量を表わす点を結んで得られる回転数对最大流 量 ポンプ吐出 Eの特性を示す。 曲線 3 1は従来技術 において使用された、 供給ライ ンに設けられた E力調整 弁 2 (第 1図参照） の、 定格回転数 における、 一次 流体の流量对 E力の'出力特性を示す。 破線 3 2は、 後述 するよ うに、 種々の回転数における最大淡水流量を達成 するポンプ運転点を結んで得られる最適ポンプ運転特性 を示す。
第 4図のグラ フ の曲線 3 3はグラ フ Aの特性曲線
2 3に対応しており、 回転数対最大流量 QiiiAXの特性を 示す。 ^^S.E ^ 第 3図のグラ フ Cにおいて曲線 3 4、 3 4 — 1、 3 4 — 2は、 数 1¾ 0.9NRp.8 に対する、 ポンプ 1の吐出流量 と所要動力 fZ の関係を示す。
第 4図のグラフ （A)において、 点 (4はポンプ回転数
0.9 JVij における P。一 特性曲線 2 3 — 1上にあり、 逆浸透処理システムがこのポンプ回転数において最大の 淡水流量を達成するときの淡水流量 Qi aa;とポンプ吐出 E¾いし逆浸透装置入口 E力 Ρο を示す。 この場合、 ポ ンプは同一のポンプ回転数におけるポンプ性能特性曲線 2 1一 1上の点 (ィ)において動作している。 点 (ィ)は一次流 体の流量が Qoaであることを示している。 对応する所要 動力は曲線 3 4— 1上の点 (ィ)からわかるよ うに であ る。 後述する説明から明らかとなるが、 希望する淡水流 量 がポンプ回転数 0. 9 iVs において達成される最大 流量 Qi ao;に等しい ¾らば、 この回転数が最適回転数と
り所要動力は最小と ¾る。
図示の例では、 ポンプ回転数 iV2 における 3。一 <^特 性曲線 2 3は、 淡水流量が回転数 0.9 における最大 淡水流量 Qimaa;と等しく ¾る 2つの点^と Wを有する。
点^はポンプ吐出 E¾いし逆浸透装置の入口 E力が点 ( の E力 Ρ0αより大き ¾li %3を有することを示している。 対応するポンプ動作点は、 曲線 2 1上の点 (ト)であり、 点 (ト)は供給流体の流量が Q0 &であることを示している。
供給流体の流量対処理流体ないし淡水流量の比 ¾いし 回収率は逆浸透装置の正常動作を保証する範囲内に け
ΟΜΡΙ
、 ればるらるい。 海水淡水化の場合では限界回収率は通常 2 0 るいし 4 0 %である。 システムが第 4図の点^と点 (ト)により示される淡水流量 Q t、 供給流体の流量 Qo&で 運転されるるらば回収率 ΖΟοδは限界値を超える。 し たがって、 これらの動作点^、 （ト)はシステム要件により 除外される。 .
点 Wに対応するポンプ動作点は曲線 2 1上の点 Wであ り、 点 は供給流体の流量が Q0Cであることを示してい る。'流量 Q0Cを達成するために要する動力は、 回転数 NR における動力特性曲線 3 4上の点 Wによ.り示される He である。
図示の例では、 グラ フ （A)に示された点 (ィ)は、 曲線 3 1、 即ち、 ポンプ回転数 Λβ における E力調整弁の出 力特性を示す曲線 3 1上の点でもある。 この場合、 逆浸 透装置の入口における E力は尸 οα であり、 逆浸透装置に 供給される流体の流量は Qoaである。 生成される淡水流 量は、 ポンプ動作点 (ィ)に対応する、 回転数 0.9 iVj にお る P0— Qi 特性曲線上の点 (二)の示す流量と等しく ¾る。 なぜなら両方の場合において、 同一 E力、 同一流量の流 体が逆浸透装置に与えられるからである。 力調整弁と 関連する点 (ィ)に对応するボンプ動作点は点 (口)である。 し たがって、 E力調整弁は点 (口)の示す E力 と点 (ィ)の示 す E力 Po との差で示される E力降下を生じていること がわかる。 グラフ ）のポンプ動作点 (口)に対応する所要 . 動力はグラ フ （C)の動力特性曲線 3 4上の点 (口)の示す値
_O PI lib を有する。 この動力 Hb は、 システムが供給ラ イ ン に配置された E力調整弁を作用してポンプ回転数 Vs で 運転された場合に、 淡水流量 を達成するのに要する 動力を示す。 曲線 3 4— 2上の点 の示す動力 より 小さい動力 は、 システムが BE力調整弁 ¾しで、 ボン プ回転数 0. 9 で運転された場合、 同一の淡水流量を 達成するのに要する動力を示す。
以上から理解されるよ うに、 希望する処理流体 ¾いし 淡水流量を達成するのに要する動力を最小にするには、 对応する P Q— 特性の最大淡水流量が希望淡水流量と 等しぐなる最適ポンプ回転数でシステムを運転する ； ポンプはこの最大淡水流量と関連する特定の Q—亙動作 点で運転され、 その E力は下流パルプにより確立される。
最適ポンプ回転数を决定する手順の一例は次の通り。
(1) 第 4図の曲線 2 9で示されるごとき回転致対最大 淡水流量——ポンプ吐出 Eの特性についてのデ—タ を作成する。
(2) 希望する淡水流量を設定する。
(3) (1)で与えられたデータを走査して夫々の回転数に おける最大淡水流量を設定淡水流量と比鲛する。
(4) 設定淡水流量に最も近い最大淡水流量を選択する c この最大淡水流量に对応する回 数が最適回転数で ある。 ポンプ吐出 Eも決定される。
上記の手順では、 システムを J3。一 特性の最大流量点 (例えば第 4図における特性曲線 2 3— 1上の点 ( ) で
OMPI
y, IPO 、v 運転した場合に、 回収率が許容範囲内に維持されること を仮定している。
使用する逆浸透装置がこの仮定を満足し ¾い場合には， 上述の手順を変形する。 これは、 ステップ (1)で作成する データを、 回収率の要件を満たすよ うに修正することに より達成される。 即ち、 逆浸透装置に許容される最大回 収率における淡水流量を最大淡水流量として使用する。
最適回転数決定手段は、 希望する淡水水量を表わす入 力信号に応答して、 最適ポンプ回転数を表わす信号を発 生するデジタル、 またはアナログ形式の関数発生器で実 現できる。
いったん、 希望する淡水流量に対する最適ポンプ回転 数とポンプ吐出 E力が決定された ¾らば、 このポンプ吐 出 E力を確立する、 对応するバルブの開度は、 I ， に記載する手順に従って自動的に決定される。
(iii) 最適回転数における制御 （第 5図、 第 6図） 第 5図は、 第 4図に関連して説明した本発明の原理に 従う、 逆浸透処理システムの制御装置のブロック図を示 す。 参照番号 3 5は、 淡水流量 を設定する、 例えば キーボー ド形式の入力装置を示す。 装置 3 6は入力装置 よりエン ト リされた淡水流量 Q i を表わす信号に応答し て最適ポンプ回転数 Wを表わす信号を発生する関数発生 器である。 関数発生器に結合したモータ速度制御装置 3 8はその指合に応答して、 遠心ポンプ 1 を駆動するモ —タ 8が最適回転数で回転するよ うに制御する。 装置 3 7は入力装置ないし設定器 3 5 よりエン ト リされた淡 水流量 を表わす信号に応答して、 Q.i の関数である、 下流弁 3 がシフ トすべきス ト ロ ークを発生する関数発生 器である。 関数発生器 3 7は ドライバ 1 8を介して二次 ラ イ ンに配置されたバルブ 3 のァクチユエ一タ 3 δ に指 合を与えバルブを指合の指示するス ト ロークにわたりシ フ トさせる。 この結果、 システムは、 ポンプが最適回 fe 数で駆動され、 流体の E力がバルブ 3により確立された 状態で、 希望する淡水流量 を生産する。 流量計 5は、 本発明には不可欠のものでは ¾いが 確認の目的で実際 の淡水流量を測定するのに使用できる。
第 6図は第 5図に示す装置の変形を示す。 詳細には、 供給ないし一次ラィンにその流体の E力を検出する E力 センサ一 2 bが設置される。 E力センサ一 2 &からの実 際のポンプ吐出 E力 P0 ( R E A L )を表わす信号は最適ボ ンプ回転数発生器 3 6にフィ — ド · パッ クの目的で供給 される。 例えば、 発生器 3 6は E力センサー 2 &により 検出された実際の E力を、 発生器 3 6内にス トァされた 計算 E力と比較する手段を含む。 装置 3 6内の E力再演 算手段が、 比較結果に応答して、 修正計算 E力が実際の E力と一致するように計算 E力を修正 いし更新する。
同様に濃縮 ¾いし二次ライ ンにその流体の E力を検出 する E力センサ一 1 9が設置される。
E力センサ一 1 9は、 フ ィ ー ドパッ クの目的で、 濃縮 流体の実際の E力 P2 ( R E A L )を表わす信号をス ト 口一
OMH
Ίϊ-Ό 、 j ク発生器 3 7に供給する。 ス ト ロ ーク発生器 3 7は再計 算圧力の値が実際の圧力と一致する よ うに圧力を再計算 する。
第 5図の制御装置は、 よ り精度の高いシステム状態量 を確立できる という利点を有する。
フ ィ ー ドパック要素として、 圧力センサ一の代りに流 量計セ ンサーを使用することができる。 ただし流量計は 比較的高価であるので経済的ではない。
単一のフ ィ 一 ドパッ ク要素を複数のフ ィ 一 ドパッ ク要 素の代りに使用することができる。 例えば、 一次流体圧 力センサ— 2 & と二次流体圧力センサ一 1 9 の一方を省 略できる。
遠心ポンプの駆動手段と して、 モータ 8 の代りにェン ジ ン、 ガス タ ー ビンその他の任意の駆動装置が使用でき る。
I 逆浸透処理システ ムにおける各コ ンポネン トの性能 の追跡、 性能の劣化度の評価、 各種異常の判別
(i) 概 要
I と π の記載では、 システムが正常状態の下で運転さ れており、 その性能特性が一定であることを仮定してい る。 したがって、 膜性能指数 ϋ：。 として予め定めた定数 を使用し、 ポンプの Q— H "特性と して予め定めたパター ンを用いた。
実際にはシステ ムは種々の要因により性能が劣化する。 本発明によれば、 システ ムにおける各種コンポネン ト
O PI - の性能を追跡 ¾いし監視してそれらの性能劣化度を決定 する装置が提供される。
本願発明者の認識するところによれば、 逆浸透処理シ ステムの全体の性能は主として、 3つのコ ンポネン ト即 ち遠心ポンプの性能、 逆浸透装置の膜性能及び流体流路 の性能 いし条件 （圧力損失として評価される ） により 支配される。
本発明者の見い出したところによれば、 逆浸透処理シ ステムにおける一次 ¾いし供給ライ ン及び二次 ¾いし濃 縮ラインを流れる一次及び二次流体の状態量 （圧力およ び Zまたは流量） の組合せ いしパターンを、 正常条件 下における正常状態量の組合せ ¾いしパタ一ンと比較す ることにより、 上記 3つのコンボネン トの性能低下を個 別に判定することができる。
判定の表を下に示す。
表 I
注： ダッシュ ¾しの状態量は正常条件下での正常値を表 わす。 例えば i は一次ラ イ ンの正常条件下での圧 力を示す。 ダッ シュ付の状態量はコ ンポネン トの性 能変化に起因する状態量を示す。
P0、 ：一次ライ ンの流体の圧力、
P2、 Pi：二次ラインの流体の圧力
Q0、 ：—次ラ イ ンの流量 Q2、 ：二次ラインの流量 後述する実施例によれば、 一次るいし供給流体の圧力 を検出する手段と二次 ¾いし濃縮流体の圧力を検出する 手段が用いられる。 検出圧力を、 正常条件下において計 算した圧力とを比較する。 比較結果から、 いずれのコン ポネン トの性能が劣化したかを判別することができる。 定量的にコ ンポネン ト の性能 （例えばポンプの Q— 性能、 膜性能指数、流体圧力損失指数） の劣化度を評価す る装置も開示される。
換言すれば、 性能追跡 いし評価装置は、 システムに おいて現在存在するコンポネン トの性能に関する情報を 提供する。 第 2図、 第 5図、 第 6図に示すよ うる制御装 置はこの情報を利用することにより、 正確 ¾制御を維持 することができる。
コンポネン トの性能が著しく低下した場合 （ コンポネ ン トの異常状態を示す） には、 コ ンポネン ト点検、 修理 および Z又は交換のために、 システムの運転を停止する のが望ましい。
後述する実施例では、 この目的を達成するため、 著し い性能低下を示す信号に応じて可視および 又は可聴の 警報を発する手段が使用される。
(ii) 膜性能の劣化の判別、 劣化した膜性能の決定追跡 第 7図は第 2図と同様の図で第 2図の制御装置と同じ 機能を含む制御装置 9が示されている。 参照番号 2は供 給るいし一次ラ イ ンに設けられた一次流体の EE力を検出 する圧力センサである。 参照番号 6は二次 ¾いし濃縮ラ ィ ンに設けられた濃縮流体の圧力を検出する圧力センサ 一である。 これらの圧力センサ はそれらの検出信号を 制御装置 9内の第 7図には示されるい種々の性能追跡装 置 （第 8図、 第 1 0図、 第 1 2図） 判定 · 警報装置 （第 1 3図） に供給するのに用いられる。
第 7図の制御装置 9の各ブロック いしグ'ラフは逆浸 透装置の膜性能が劣化した場合の特性を比較の目的で正 常時の特性とともに示している。
本発明のより よい理解のため、 正常条件下における弁 3の開度 Ay と、 膜性能の低下その他によりシステムの 性能が変化している状況下でのバルブ 3の開度 Ay を同 —と仮定する。 同様に、 システム状態量 （例えば P 2 と Ρ2Ί 間の比較は、 同一の流体温度において較正した値で 行う。
(α) 膜性能の判別
(1) 前述したよ うに逆浸透装置の生成する淡水流量 は次式で表わされる
因子 Tは、 半透膜の形状と性質及び温度により定められ る性能指数であり、 単位膜面積 （AM= 1 ) 単位逆浸透圧 ( = 1 ) 当りの淡水生成量を表わす。
さらに性能指数 fは次式で表わされる。
f T。 （ Ow/ T )
項 （Z)w )は温度に依存する量で、 第 1図のグラ フ 1 3で示すよ うに温度に比例して増大する。 項 T。 は温 度に依存し い性能指数であり膜性能が低下すると、 o の値が対応して減少する。
第 7図のグラ フ 1 5において実線 2 5は半透膜の性能 が正常のときの逆浸透対淡水流量特性を示している。 同 —温度において、 半透膜の性能が低下し、 その結果、 淡 水流量が生成が減少する場合、 破線で示す特性にシフ ト する。 また、 淡水流量は減少し、 濃縮液流量は对応的に 増加する。 図面において、 は正常時の淡水流量を、 Qiは膜性能低下時の流量を示す。 Q 2 は正常時の濃縮液 流量を Q は膜性能低下時の流量を示す。
したがって下記の関係が導き出される。
逆にいえば、 この関係は、' 逆浸透装置の膜の性能低下 を示して ヽる。
(2) 上記仮定より、 パルプ 3 の開度 Ay は一定であるか ら、 濃縮液流量の増大はノ ズル 7 ' のジェッ ト水の流速 及び濃縮液圧力はグラ フ 1 6に示すよ うに、 それぞれ
O PI から 、 P2から に増大する。 即ち
Ρ2 < Ρί , ν<νί .
である。
(3) 配管系の溶液の圧力損失 PL-PLI + PL2 の変動は 濃縮液圧力の増加に比べて小さいため、 ポンプ吐出圧力 ないし一次ラ イ ンの溶液の压カも増加する。
即ち '
Pof く Po
ここに Ρ。 は正常時のポンプ吐出圧力、 Pd は膜性能低 下時のポンプ吐出圧力を示す。
(4) (2)と（3)で求めた圧力関係をまとめて示すと、
Poぐ Pi , Pz <Pz
後述する異常判定装置 （第 1 3図） では、 これらの闋 係が検出された場合に、 半透膜の性能低下と判定する。
(6) 次に、 低下した膜性能指数 を决定する手順を 説明する。
(1) 圧力検出器 6からの、 二次圧力を示す検出量 を 用いて相関式 1^=び ^ 29 Ρί 計算することにより、 膜 性能低下時のノズ】レ 7 ' における流速！^が求められる。
(2) 膜性能低下時の濃縮液流量 Q は、 開度 Ay、 ' を用いて、 Q =A ^ を計算することにより、 求められ o
(3) ホノプ吐出量 ¾いし一次ライ ンの流量 は、 ボン プの性能特性 （曲線 2 1参照） より、 検出したポンプ吐 出圧力 を用いて求められる。 (4) 淡水流量 Q ( は、 （2)、 （3)で求めた 、 Q を用いて、 式 Q(= Q ー Q を計算することにより求められる。
(5) 一次ラ イ ンの圧力損失 P lは、 求められた Q を用 いて経験的に求められ、 あるいは Pti = ( Q ) 2 ( ここ に ！： 一次ラインの圧力損失係数） 計算して求められる。
代りに、 常数を として用いてもよい、 なぜるら、 圧力損失 P の大きさは、 通常ポンプの吐出圧力の 1 Z
5 0程度であるから。
(6) 逆浸透装置の半透膜の表面に印加される圧力 P f は、 (5)で求めた P lと圧力センサー 2 より与えられるポンプ 吐出圧 を用いて、
を計算することにより求められる。
(7) 濃縮溶液の濃度（： は、 （2)と（3)で求めた Q と <Q
を用いて を計算して求められる。
(8) 逆浸透装置の半透膜表面と接触する供給溶液の平均 濃度 C¾i は、 海水濃度定数 (7)で求めた を用いて、
近似式 C'M = ( C o + C^ ) / 2
を計算することによって求められる。 より精度の高い
α が望しい場合には、 より精度の高い相関を用いるこ とができる。
(9) 浸透圧 M は濃度 CM 対浸透圧 M 特性 （第 7図曲 線 2 4 ) を用いて、 （8)で求めた から求められる
O PI
一 "-V—IPO一'一 J (10) 逆浸透圧 は、 淡水圧力常数 3い淡水浸透圧常数
(9)で求めた 、 （6)で求めた P を用いて、
^PF = ( P'M-PX ) - ( ^k-^i )
を計算することにより求められる。
(11) 温度に依存する膜性能指数 T は、 （4)で求めた 、 膜面積常数 AM、 （10)で求めた を用いて、
K' = Q{ AM^PR
を計算することによって求められる。
(1¾ 膜性能の低下時の膜性能指数 を同一温度における 正常時の膜性能指教 iTと比較して、 を計算することに より逆浸透装置の膜性能の劣化率を求めることができる ( 代りに、 温度検出器 3より検出した温度 Γを用いて ( w/r)を計算し、 T0 = fZ ) を計算すること により、 温度と独立る膜性能指数 iTo を求めることがで きる。 正常時の膜性能指数 T。 を用いて ^ 。 を計算す ることにより膜性能の劣化率を求めることができる。
(0 膜性能追跡装置 （第 8図）
第 8図は、 （δ)で説明した本発明め原理に従って、 膜性 能を追跡する装置のプロック図を示す。
逆浸透装置の半透膜に供給される流体の、 供給ラ イ ン における圧力 0 は供給液圧力検出器 2により検出され, その情報は追跡装置の圧力 Ζ流量変換器 1 1 に送られ る。 変換器 1 1 αはポンプの Q— ^特性 （第 7図の曲線 2 1参照） に従って、 ポンプ吐出圧力ないし供給液圧力 Ρ'0 を供給液流量 に変換する。 圧力検出器 2は追跡
Ο ΡΙ 装置の膜面圧力演算器 2 9にも尸 信号を送る。 演算器 2 9は ^o 信号とともに圧力 Z流量演算器 1 1 からの 供給液流量 ) 信号に応答して、 相関尸 = ()一 P'Ll
= ,ο -αι ( Q ) zに従って膜面圧力 P'M を生成する。 第 2の圧力検出器 6は逆浸透装置より放出される流体の、 濃縮ラ イ ンにおける圧力 i5 を検出し、 検出信号を追跡 装置の濃縮液演算器 6 δに送る。 演算器 6 δは 及び 例えば第 2図に示す制御装置より与えられる現在の弁開
¾ Ay を用いて相関式 Q'2 = Av 23 P'z に従って Qf 2 信号を発生する。 淡水流量演算器 3 0は、 装置 11 と 6 δからの（^o 信号と 信号に応答して、 相関
一 2に従って淡水流量 t を決定する。 膜面濃 度演算器' 6 cは装置 1 1 α と 6 &からの 0 信号と 信号に応答し、 相関 C = -^ ι + )に従って膜面 濃度 C¾f を生成する。 濃度 Z浸透圧変換器 1 2 αは装置 6 cからの膜面濃度信号 を、 濃度 Z浸透圧特性 （第 7図曲線 2 4参照） に従って对応する浸透圧信号 M に 変換する。 膜性能 いし膜性能低下度演算器 3 1は装置 2 9、 3 0、 1 2 からの膜面圧力信号 J^M、 淡水流量信 号 Q 浸透圧信号 M に応答し、 相関 Ρ' =(Ρ^—Λ) ― , M— 、 び Κ' =Q /ΆΜ* P' に従って、 膜性能 指数 T を決定する。 さらに、 演算器 3 1は第 9図の温 度センサー 1 4からの温度信号 Γに応答し、 相関 ¾ = Tノ（£»wZr)に従って温度と独立な膜性能指数 f を決 定する。 所望ならば、 演算器 f。 はさらに、 制御装置に ス トアされている正常値を有する基準膜性能指数 。 を 用いて、 koを計算することにより、 正常性能指数に 対する現在の性能指数の比 （膜性能の低下率を表わす） を求めることができる。 膜性能演算器 3 1は T0 および 又は ^ 信号を表示器 3 2に送って膜性能指数およ び/又は膜性能低下率の現在値を表示させる。 膜性能低 下率記憶部 3 3にはタイ ミ ング装置 3 4により周期的に、 演算器 3 1からの膜性能指数 JT Q および Z又は低下率 がロ ー ドされる。 経時変化 （ ヒ ス ト リ ） 表示器 3 5は記憶部 3 3 より読み出されたデータ、 即ち、 膜性 能の経時変化を表示する。
( 流路のスケーリ ングに関連するシステム性能低下 の判別、 流路の圧力損失の追跡装置
第 9図は第 2図と同様の図で、 ここでは、 システムの 流路が流体の成分のスケー リ ン グにより閉塞した場合に 生じるシステム状態量の変化を例示するために提示して いる。
逆浸透モジュール内の流路は特につまりを生じやすい。 流路の閉塞はそこを通る流体の圧力撗失を増大させ、 ン ステムの性能を低下させる。
( ) 流路閉塞による性能低下の判別
システムの流路に閉塞が生じると、 ポンプの吐出圧力 は増加し、 ポンプ吐出量は減少する （第 9図のグラ フ 1 1参照） の正常条件下でのボンプ吐出圧力を P0、吐出 量を Q0、閉塞条件下でのポンプ吐出 £ 、吐出量を
ΟΜΡΙ
窗 Ο で表わすと次の関係が成立する。
Ρο<ΡΌ ，
Q0> Qo'
また、 膜面濃度 CM はポンプ吐出量の減少の結果、 増 加する （その値を以下 Cii で表わすことにする ） 。 膜面 濃度の増加は半透膜面と接触する供給液の浸透圧 M を 増加させる （以下その値を で表わすことにする）。 これは第 9図の特性曲線 2 4からわかる。 逆浸透圧 は、 ポンプ吐出圧 （供給圧力） の増加が供給液のモ ジュ —ル内の浸透圧の増加により、 打ち消されるため、 わず かる変動にとどまる。 したがって淡水流量もわずかる変 動にとどまる。 正常条件下の淡水流量を 、流路閉塞条 件下での淡水流量を Q〖 で表わすと は にほぼ等 しい。 この結果、 二次流体ないし濃縮液流量は減少する。 これは Qs ^ で表わされる （ ここに Q2 は正常条件下 での濃縮液流量、 は閉塞条件下での濃縮液流量を示 す） 。 バルブ開度 Ay は両条件下で同一であると仮定し ているので、 濃縮液の圧力は減少する。 これは尸 2〉Ρ^ で表わされる （ ここに尸 2 は正常条件下の濃縮液圧力、 Pi は閉塞条件下での濃縮液圧力を示す） 。 また、 ノ ズ ルにおける速度も より y へ減少する。
以下からわかるよ うに、 下記の関係より流路の閉塞を 判定することができる。
Ρ0<Ρό かつ Ρ Ρ
または Q。 >Q0' かつ Qz ^^ (δ) 流路における流体圧力損失を決定する手順
(1) 検出器 6の出力 2 よ り ノ ズル速度 が上述した しかたで求められる。
(2) 現在のバルブ開度 より、 上述したしかたで濃縮 液流量 が導出される。
(3) 検出器 2 よ り与えられるポンプ吐出圧 を用いて. ポンプ Q— 特性よ り、 ポンプ吐出量 （供給液流量） が求められる。
(4) · Q 、 を用いて淡水流量 Qi が求められる。
(5) ^Pf = Q[ Aw K を計算することにより逆浸透圧 ^ 'が求められる。
Co
(6) CM 2 + を計算することにより、 膜面 濃度 C r が求められる。
(7) CM より半透膜と接触する供給液の浸透圧 M が求 められる。
(8) P'M=^Pr+ ( π'Μ - πι ) +Pt を計算することによ り、 膜面圧力 M が導出される。
(9) Pf 0 ヒ P'M を用いて、 供給ラ イ ンの圧力損失 P l が求められる。
(10) Pi と を用いて、 二次ないし濃縮液ライ ンの圧 力損失 P'L2が求められる。 '
CU) な ί ）2を夫々計算す ることにより、 一次、 二次の圧力損失係数 αί、 が求 められる。
(c) 圧力損失追跡装置 （第 1 0図） 第 1 0図は、 流路の圧力損失を追跡することにより、 流路の閉塞度を評価する装置のブロック図を示す。
供給液圧力検出器 2は信号 を追跡装置の圧力 Z流 量変換器 1 1 なに送る。 変換器 1 1 αはポンプの Q—^ 特性に従って供給液流量 を决定する。 濃縮液圧力検. 出器 6は信号 Ρ を濃縮液流量演算器 6 & に送る。 前述 したしかたで演算器 6 &は濃縮液流量 Q を導出する。 装置 1 1 α と 6 &からの供給液流量信号 と濃縮液流 量 Q に応答して、 相関 Q( に従って演算器 3 0は淡水流量 Qi を決定する。 装啬 1 1 α と 6 &から の供給液流量信号 0 . と濃縮液流量 に応答して、 演 算器 6 cは、 相関 C = ( 1+Dに従って半透膜 と接触する供給液の平均濃度 （膜面濃度） C'M を决定す る。 装置 6 cからの膜面濃度信号 Cif に応答して、 変換 器 1 2 αは、 濃度対浸透圧特性に従って、 対応する、 半
'透膜と接触する供給液の平均浸透圧 を決定する。 装 置、 2、 1 1 、 6、 3 0、 6 δ及び 1 2 ；^らの供給 液圧力 Ρ 濃縮液圧力 /^、 淡水流量 Q 供給液流量 Q" 濃縮液流量 Q 及び平均浸透圧 を表わす信号に 応答して、 演算器 3 7は流路の圧力損失に関連する因子 を演算する。 詳細には、 演算器 3 7は半透膜面積定数 AM、第 9図の温度検出器 1 4 より与えられる流体温度 Γ を用いて較正した膜性能指数 ϋΓ、 及び装置 3 0 より与え られる淡水流量 Qi を用いて、 相関 尸 '-Qi/Aw C に従って逆浸透圧を導出する。 さらに演算器 3 られた逆浸透圧 / 、 装置 1 2 からの浸透圧 Μ 、 淡水浸透圧常数 、 淡水圧力常数 を用いて、 相関
M =^pr + ( π,Μ— πι ) +Ρ,に従って半透膜における供 給液の圧力 P を決定する。 こうして導出された P と、 検出器 2からの 及び装置 1 1 αからの を用いて 演算器 3 7は相闋 ί に従って、 供給ラ イ ン （ポンプから逆浸透モジュール内の半透膜ま で） の流体の圧力損失係数 (供給ライ ンのつまりの尺 度を表わす） を算出する。 同様に、 P'M と、 検出器 6か ら < Pi 及び装置 6 ろからの を用いて、 演算器 3 7 は相関 - ( 一 ） Z((¾)2 に従って、 濃縮液の流 れる二次ラインの圧力損失係数 α （二次ラインの閉塞の 尺度を表わす） を算出する。 ひ汲び α は演算器 3 7の最 終出力として利用することができる。 これとともに、 あ るいは、 代りとして、 演算器 3 7は、 合成圧力損失係数
ひ' = ( ひ（ + α ）を出力することができる。 演算器 3 7か らの出力は圧力損失表示器 3 8に送られ、 これを受けて 表示器 3 8は流体圧力損失係数の現在疆を表示する。 演 算器 3 7 の出力は、 タイ ミ ン グ装置 4 1 よ り周期的に £ 力損失記憶部 3 9にロー ドすることもできる。 記憶部よ り読み出されたデータは経時変化 （ ヒ ス ト リ ） 表示器
4 2に送られ、 これを受けて表示器 4 2は、 圧力損失の 経時変化 （ ヒ ス ト リ ） を表示する。
(IV) ポンプの性能劣化の判別、 劣化したポンプ性能の
決定、 追跡装置
O OMPPII ― WIFO . 4
第 1 1図は第 2図と同様の図で、 制御装置 9の各プロ ック ¾いしグラ フはポンプの性能が劣化した場合の各特 性を、 比較の目的で正常時の特性と と もに例示している。
(α) ポンプ性能劣化の判別
遠心ポンプ 1 の性能が劣化すると、 その Q— _H特性吐 出量対吐出圧特性） は、 正常特性を示す実線の曲線 2 1 に対する破線の曲線 2 1 (第 1 1図 ） で例示する よ うに、 下方にシフトする。 詳細には、 流体温度 Γ、 ノ ズル開度 Αν における一次ラ イ ンの正常圧力 （ ポンプ正常吐出圧 力 ） を 5。、一次ライ ンの流量 （ ポンプ吐出量） を Q。 と する と、 これらのシステム状態量はボンプ性能が低下す ると流体温度 Γ、 ノ ズル開度 Ay における システム運転 特性曲線 4 3 にしたがってシフ ト し、 その結果、 これら の値は減少する。 即ち、
Ρ。〉/Υ , Q o > Q o
( ここに、 p0 f と c 0はポンプ性能低下条件下におけるボ ンプ吐出圧、 ポンプ吐出流量を表わす）
したがって、 淡水流量は減少する （破線曲線 2 3参照）。 即ち
' Q l > Q {
( ここに、 は正常条件下、 Q〖 はポンプ性能劣化条 件下における淡水流量を表わす） 。
同様に二次ライ ンを流れる濃縮液流量も減少する。 こ れは、
Q 2 > Q で表わされる （ ここに Q 2 は正常条件下、 はポンプ 性能低下条件下における濃縮液流量を表わす） 。
ノ ズル開度は、 比較すべき -両条件下において同一であ るから、 濃縮液流量の減少によ り、 ノ ズルにおける流体 の速度も減少する （第 1 1図のグラ フ 1 7参照） 。 これ は 7〉 ' で表わされる （ ここに 、 V は正常条件下、 ポンプ性能劣化条件下における、 ノズルにおける流速を それぞれ表わす） 。
ノ'ズルにおける流速の減少は、 二次ライ ンの流体圧力 の減少を意味する。 これは -
Pz > Pz
で表わされる （ここに P2、 はそれぞれ、 正常条件下、 ポンプ性能低下条件下における二次ラィ ンの流体圧力を 表わす） 。
以上からわかるよ うに、 ポンプの性能が低下したとき は、 下記の関係が成り立つ。
Ρο > Ρό かつ 〉P
または Q。> Q かつ <i > OA
流量に関する上記の阕係は、 流路の閉塞のときに成り 立つ関係とたまたま同一となる。
圧力に関する上記の関係は、 ポンプの性能低下に固有 の関係である。 したがって、 これらの関係より、 ポンプ の性能低下を判定することができる。
(δ) ポンプ性能の低下を評価する手順
ポンプの性能の低下を評価するために、 種々の方法を
OMPI
W一IPO ' r . 使用することができる。 例えば、 ポンプ吐出量の減少率 をポンプ性能の低下の尺度として用いることができる。 ポンプ吐出量の減少率 Qレ を决定する手順は以下の通
Ό ο
(1) 検出された濃縮液圧力 より、 ノ ズルにおける流 速 が求められる。
(2) 現在のノズル開度 Ay と（1)で求めた！^ よ り、 濃縮 液流量 <9 が求められる。
(3) ポンプの性能低下条件における現在のポンプ吐出量 を と仮定する。
(4) 検出されたポンプ吐出圧 と、 （3)で仮定した初期 値 、及び供袷ライ ンの圧力損失係数 を用いて、 相関
Ρ'Μ = Por - 'L I = ό - «ι (Qo ) 2 を計算することにより、 膜面圧力 P'M が求められる。
(5) 膜面濃度 C f は、 供給液の濃度定数 C0、（3)で与えら れた 、（2)で求めた Q を用いて、 上述したしかたで求 められる。
(6) (5)で求めた膜面濃度 C¾/ よ り对応する浸透圧 が 求められる。
(7) (4)と（6)で求められた Ρίΐί と Μ を用いて、 上述した しかたで、 逆浸透圧 Ρ'が求められる。
(8) 検出した温度 Γで較正した膜性能指数 と（7)で求め た逆浸透圧 及び (2)で求めた Q を用いて
ΑΜΚ^Ρ' +Qz = Qi + Qz =Q0 ca£
を計算し、 ポンプ吐出量の計算値^ ca_d を求める。
O PI (9) QQ' を再仮定 （更新） し、 ポンプ吐出計算値 c
、 QO と等しく ¾るまでステップ (3)力 ら (8)をくり返す。
最終計算値 ca (最終） は、 現在のポンプ吐出量を表
わす。
(10) ポンプ正常条件下におけるポンプ吐出量 <Q o ( 同一
の ノ ズル開度、 同一の温度における量） に対する、
Q c a （最終） 即ち、 現在のポンプ吐出量の比を求める。
(c) ポンプ性能追跡装置 （第 1 2図）
第 1 2図は、 （δ)に例示した手順に従って、 正常ポンプ
吐出量 Q。 に対する現在のポンプ吐出量 の比で表わ
される、 ポンプ性能の低下率を追跡する装置である。
第 1の圧力検出器 2は、 第 1 1図に示すよ うに供給ラ イ ンに設置され、 供給液の圧力 を表わす信号を、 追
跡装置の膜面圧力演算器 4 4に送る。 演算器 4 4は、 供
給ライ ンの圧力損失係数 αιを表わす定数、 供給液流量推
定器 4 6からの現在の供給液の流量の推定値 を表わ
す信号、 検出器 2からの供給液圧力信号 を用いて、
相関 Μ - Ρ — に従って、 半透膜における供
供給液の平均圧力 Ρ¾ί を導出する。
第 2の圧力検出器 6は第 1 1図に示すよ うに二次ライ ンに設置され、 濃縮液の圧力 を表わす信号を追跡装 ： 置の濃縮液流量演算器 6 bに送る。 演算器 6 bは、 この 圧力 Ρ 及び （第 1 2図には示さるい） ノ ズル開度演算
器からの、 ノ ズルの現在の開度 を用いて、 相関
Qi 4
Qz' を決定する。 膜面濃度演算器 6 cは装置 6 δ と 4 6 からの、 供給液流量の推定値 と、 饞縮液流量の計算 値 を用いて、 相関 （ΤΜ= "^( 1 + に従って膜 面濃度 を決定する。 信号 C'M は変換器 1 2 aに送ら れ、 これを受けて変換器は濃度 C¾i を对応する浸透圧
π'Μ に変換する。 淡水流量演算器 4 5は、 膜面圧力演算 器 4 4からの膜面圧力信号 f 、 濃度 浸透圧変換器
1 2 からの、 半透膜と接触する供給液の平均濃度を表 わす信号 7c'M、及び温度検出器 1 4 (第 1 1図参照） から の流体温度を表わす信号: を用いて、.相関
Q[=-AMK^P=AMK0 {DW/T) {?'Μ-^'Μ - ι+ πι ) ( ここ に、 ？。 は Pい は定数） に従って、 淡水流量 Qi を 計算する。
供給液流量比較器 4 8は装置 6 δからの濃縮液流量
Qz' の計算値に、 装置 4 5からの淡水流量 Q( の計算値 を加えて、 供給液流量の計算値 Qocci を求める。 さらに 比較器は、 供給液流量の計算値 c を、 装置 4 6か らの供給液流量の推定値 と比較する。 推定値 よ り計算値 Q^aAc を差し引いた、 差 AQ。 の値が、 予め 定めた正の値^より大きいときは、 比較器 4 8は更新器
4 7に指令を与え、 これを受けて更新器は、 増分信号を 推定器 4 6に与え、 これを受けて推定器 4 6は、 前の推 定値より大き ¾値を淡水流量として再推定する。 推定値
Qo' が計算値 <9ό ca£c より小さ く、 かつその差 の 絶対値が予め定めた値^より大きい場合は、 比較器 4 8
ΟΜΡΙ
く 、 v ?o ノ 「： ン は更新器 4 7に指佘を与え、 これを受けて更新器 4 7は 減分信号を推定器 4 6に与え、 これを受けて推定器は前 の推定値より小さる値を淡水流量として再推定する。 追 跡装置は、 再推定値を用いて、 再計算を実行する。
推定値 と計算値 c a^cの差 A Q。 が予め定めた 優^より小さい （量 Q 0 の推定が正しいことを示す） 場 合には、 比較器 4 8は、 （現在の流体温度、 ノ ズル開度 と同一温度、 開度における ） ポンプ性能の正常条件下に おける正常供給流量 Q。 を甩いて、 最終推定値 現在 の供給流量を表わす） と、 正常供給流量 Q。 との比 r = ^ Q0を計算する。 この比は、 表示器 4 9に送られ. ポンプ性能の劣化率の尺度である供給流量の減少率の現 在値が表示される。 比較器の出力信号 ¾。はタイマー 5 1により周期的に記億部 5 0にロー ドすることができ る。 記憶部に収容されたデータを読み出すことにより、 経時変化表示器 5 2は、 ポンプ性能の劣化に伴う、 供給 流量の変動の経時変化 （ ヒ ス ト リ ） を表示することがで きる。
(V) 追跡装置による弁開度の修正
システムの性能の変化に応じて、 制御装置がバルプア クチユエータに与える制御信号を修正できることがのぞ ましい。
(ii)の（ 、 （iii)の（ 、 (iv) の ( で開示した夫々の追跡装置 はこの目的を達成するのに利用することができる。
詳細には、 夫々の追跡装置は、 第 2図及び第 4図と関 連して説明した制御装置と組み合せ、 追跡装置 （ システ ム性能モニタ一） を制御装置の修正手段として利用でき る。 例えば、 膜性能追跡装置が評価した現在の膜性能指 数 K o を制御装置にェン ト リすることにより、 膜性能指 数が更新される。 制御装置は更新された膜性能指数 （逆 浸透装置の現在の性能を表わす） を用いて、 バルブのァ クチユエ一タに与えるス ト ローク信号を修正すること力； できる。 同様に、 流路の性.能追跡装置が評価した現在の 流路圧力損失係数 、 α2 を、 制御装置に対し、 それま で制御装置が使用していた流路圧力損失定数 （過去の流 路性能を表わす） の代り として、 エン ト リすることがで きる。 制御装置は、 新たにェン ト リ された流路圧力損失 を用いて、 再計算を実行して、 パル プのァクチユエ 一タ に与えるス ト ローク信号を修正することができる。 同様 に、 ポンプ性能追跡装置で得た評価値を、 制御装置は利 用してパルブァクチユエータに与えるス ト ローク信号を 修正することができる。 この最後に述べたケ ー スでは、 ポンプ性能追跡装置で検出したいくつかのポンプ運転点 ( ポン プ吐出量、 ポンプ吐出圧） から、 現在のポン プの Q 特性を補間法などの手段により推定することが望 まし だろう。 '
オ ペレータは、 追跡装置の出力から、 システムの对応 するコ ン ポネ ン トが点検、 修正、 交換を必要としている か否かを決定することができる。
(VI) 夫々 のコ ン ポネン トに対する異常判別装置 （第
OMPI
' V IFO 1 3図） ' 第 l 3図は、 （ii)の (a)、 （iiDの ( )、 （iv)の ( )に記載した本発 明の原理に従って、 逆浸透処理システムの各コ ン ボネ ン トの性能が著し く劣化した場合に、 その異常を、 可視お よび,または可聴の警報で知らせる異常判別装置のプロ ック図である。
本例では、 検出手段は供給液の圧力 を検出する圧 力センサ一 2 と濃縮液の圧力 Ρ を検出 る Ε力センサ — 6 より成る。 表 I を再び参照するに、 下記の関係が各 コ ンポネン トの性能低下の判定条件とるる。
もし、 P Q P0 r でかつ P2 < P ¾らば、 これは逆浸透 装置の性能劣化を表わす。
もし、 Ρ。< Ρ でかつ Ρ2〉Ρ らば、 これは流路の 閉塞を表わす。
もし、 P o p でかつ ρ2〉Ρί ならは、 これはポンプ の性能低下を表わす。 上記において、 検出値 、 Pi と比較される ρ。 、 Ρ2は、 該当するコンポネン ト以外の システムの条件 （例 . 流体温度 Γ、 パルブ開度 Ay )が同
—である場合における、 供給液圧力の正常値、 および濃 縮液圧力の正常値を示し、 これらの値は制御システ ムに ス トァされているか、 あるいは関連するパラメータから 求められる。
圧力センサ一 2は、 現在の供給液圧力 を表わす信 号を、 比較器 5 3に送る。 圧力センサー 6は現在の濃縮 液圧力 Ρ を表わす信号を第 2の比較器 5 5に送る。 例
O PI
VilrO えばキ—ボー ド形式の淡水流量設定器 5 6 (第 5図の設 定器 3 5 と同一であり得る ） は、 希望する現在の淡水流 量 を表わす信号を正常出力演算部 5 4に送る。
演算部 5 4は、 現在のバルブ開度 Ay、 温度セン サ—
1 4 (第 2、 1 1図参照） の示す現在の供給液の温度 Γ 及び設定淡水流量 において、 正常 ¾ システ ムが運転 されたと したらその結果生じるであろう供給液圧力の正 常値 P。 及び濃縮液圧力の正常値 P 2 を、 現在のパルプ 開度 Ay、 検出温度: Γ、 設定流量 より演算する。 これ は、 第 2図の制御装置の一部により構成することもでき る。 即ち、 第 2図の制御装置は、 上述したよ うに設定淡 水流量 と温度 から、 最終出力であるバルブァクチ ユエータへの開度 Ay を決定する前に、 中間結果として、 正常供給圧力 J% と正常濃縮液圧力尸 2 を決定する （ も ちろん、 システ ムが正常であると仮定して） 。
あるいは、 各種温度、 各種淡水流量に対する正常値
O Ρ2 のデータをメ モ リ にあらかじめス トアしてお く ことができる。 検出された現在の温度 と現在の設定流 量 Q Q を特定するア ドレス信号でメ モ リ をアク セス して、 正常値尸。 、 P2 を読み出してもよい。
正常値'/5。、 Ρ 2 を表わす信号は、 夫々 、 供給液圧力比 較器 5 3 と濃縮液圧力比較器 5 5に送られる。 比較器
5 3は、 検出器 2からの現在の供給液圧力 を正常値 の供給液圧力 Ρ。 と比較する。 もし、 正常圧力尸。 が現 在の圧力 より許容値 。 より大きい ¾らば （即ち
ΟΜΡΙ一 IPO ,^ Ρ0≥Ρό + ) )比較器 5 3はポンプ性能低下判定アン ドゲ — ト 5 7のひとつの入力に信号 （論理 " 1 " ) をライ ン 5 3 Αを介して与える。 もし、 現在の圧力 P が正常圧 力 P 0 より許容値^を超えて大きい （即ち Ρ。 + ) Ρό ) るらぱ、 比較器は流路閉塞判定アン ドゲー ト 5 8の一入 力と膜性能低下判定アン ドゲ一 ト 5 9のひとつの入力に 信号をライ ン 5 3 Βを介して与える。 同様に、 第 2の比 較器 5 5は、 検出器 6からの現在の濃縮液圧力/^ を正 常値の濃縮液圧力 Ρ 2 と比較する。 もし、 正常圧力 Ρ 2 が現在の圧力 より許容値 2を超えて大きい らば
(即ち Ρ2〉_?2' + £0 )、 比較器 5 5はラ イ ン 5 5 Αを介し て、 ボンプ性能低下ァン ドゲー ト 5 7の第 2の入力と流 路閉塞アン ドゲー ト 5 8の第 2の入力に信号を与える。 もし、 現在の圧力 Ρ が正常圧力 Ρ 2 より、 許容値 2 を超えて大きいるらば （即ち Ρ2 + 2≤_Ρ2' )、 比較器
5 5 はライン 5 5 Rを介して、 膜性能低下判別ァン ド ゲート 5 9の第 2の入力に信号を与える。
上記 、 £2 は夫々比較器 5 3 、 5 5 の不感帯 （デッ ドゾーン ） の幅を表わす。 これらの比較器は、 ヒ ステリ シス特性 （幅 。、 2 )を有するォペアンプ形式のコンパ レ一タで実現できる。 幅 0'、 tz の大きさは、 システム の異常の程度を表わす。 異なる幅を有する複数の比較器 で夫々の比較器 5 3 と 5 5を構成することができ、 その 結杲、 異¾る度合のシステム異常度の判定が可能となる c 以下では、 説明を簡単にするため、 検出圧力が正常 E レ VZi O , 圧より比較器の設定する許容値を超えて大きい （又は小 さい） という代りに、 単に、 検出圧力は正常圧力より大 きい （小さい） という ことにする。
供給液の検出圧力 が正常圧力尸。 より小さく、 か つ濃縮液の検出圧力 Ρ が正常圧力 Ρ2 より小さい場合 ( Ρ0〉尸 0' 、 Ρ2>Ρί ) 、 アン ドゲー ト 5 7はヱネーブ ルされて、 ポンプ性能低下警報器 6 1に信号を与えて可 聴および Ζ又は可視の警報が与.えられる。
供給液の検出圧力 が正常圧力 より大き く、 か つ濃縮液の検出圧力 P が正常圧力 P2 より小さい場合
P0く P" Ρζ〉Ρί )、 アン ドゲー ト 5 8はエネ 一ブ ルされて、 信号を流路閉塞警報器 6 2に与えて、 これを 受けて警報器 6 2は流路の閉塞を表わす可聴および 又 は可視の訾報を与える。 - 供給液の検出圧力 が正常圧力 Ρ。 より大き く、 か つ濃縮液の検出圧力 Ρ が正常圧力 Ρ2 より大きい場合 ( Ρο <Ρό Ρζ <Ρζ ) , アン ドゲー ト 5 9はエネ一ブ ルされて信号を膜性能低下警報器 6 3に与え、 これを受 けて警報器 6 3は逆浸透モ ジ ュ ールの性能低下るいし異 常を表わす可聴および Ζ又は可視の表示を与える。
以上からわかるよ うに第 1 3図の異常判別装置は、 逆 浸透処理シ ス テ ムにおける 3つの異 るタイプの性能低 下を個別に判定し、 オペレータに知らせることができる。 種々の幅の不感帯をもつ、 比較器を用いることにより、 問題と るる コ ンポネン ト （逆浸透装置、 ポンプ、 流路）
REATT O PI
： 。 の点検、 修理、 交換の時期、 規模を評価することができ る o
第 1 3図の実施例では、 検出手段として、 供給液と濃 縮液の圧力センサ一 2と 6を用いているが、 これととも に又はこれに代えて流量センサーを供給液ラインおよび /又は濃縮液ラインに配置して、 使用することができる。 (表 I参照）
本発明を、 図示する好適実施例について説明してきた 力 これらの実施例は単に例示のためのものであり、 当 業者には、 本発明の範囲を逸脱する とるく種々の変形、 変更が可能である。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 流体を加圧する遠心ポンプ、 供給流体を比較的純化 された流体と比較的濃縮化された流体に分離する半透膜 手段を含む逆浸透装置、 前記遠心ポンプからの加圧流体 を前記逆浸透装置に供給する一次ラ イ ン、 前記逆浸透装 置からの濃縮化流体を運ぶ二次ラ イ ン、 及び前記逆浸透 装置からの純化流体を運ぶ二次ラ イ ンを備えた逆浸透処 理システ厶の生産する処理流体の流量を制御するための 制御装置であって、
前記二次ライ ンに配置され、 システム内の流体の圧力 を確立するための、 単一の可制御圧力確立手段、
希望する処理流体流量を設定するための設定手段、 前記設定手段からの処理流体設定流量に応答し、 シス テムで用いる、 前記遠心ポンプの性能特性及び逆浸透装 置の性能特性に従って前記設定流量と関連するシステ ム 内圧力を決定する圧力決定手段、 及び .
前記圧力決定手段からの决定された圧力の値に応答し、 前記圧力確立手段を制御して、 圧力確立手段が、 前記决 定された圧力と実質上等しいシステ ム内圧力を確立する よ うにし、 以つてシステムが実質上希望する処理流体流 量を達成するよ うにした、 制御手段と、
から成る制御装置。
2. 請求の範囲第 1項記載の制御装置において、 前記逆 浸透処理システムは淡水化システ ムであり、 前記処理流 体は、 逆浸透装置において分離される淡水であること。 PGT/JP84/00180049
58
3. 請求の範囲第 1項記載の制御装置において、 前記逆 浸透処理システ ムは、 供給流体に溶解した物質を饞縮化 するためのシステムであり、 前記処理流体は、 逆浸透装 置において分離される濃縮化流体であること。
4. 請求の範囲第 2項記載の制御装置におい.て、 前記圧 力確立手段は、 单一の可制御バルブ及びバルブを作動す るァク チユエ— タから成り、 前記制御手段はバルブがシ フ トすべきス ト ロ ークを指示する信号をァクチユエ 一タ に与えること。
5. 請求の範囲第 3項記载の制御装 において、 前記圧 力確立手段は単一の可制御バルブ、 及びパルブを作動す るァクチユエータから成り、 前記制御手段はパルブをシ フ トすべきス ト ロ ークを指示する信号をァク チユエ 一タ に与えること。
6. 請求の範囲第 4項記載の制御装置はさらに、 前記逆 浸透装置に供給される流体の温度を検出する温度センサ 一及び前記温度セン サーからの、 現在の供給液温度を表 わす信号に応答し、 前記圧力決定手段が便用する前記逆 浸透装置の性能特性を検出温度において較正する温度較 正手段を含むこと。
7. 請求の範囲第 5項記載の制御装置は、 さ らに、 前記 逆浸透装置に供給される流体の温度を検出する温度セン ' サ一、 及び
前記温度セン サーからの、 現在の供給液温度を表わす 信号に応答し、 前記圧力決定手段が使用する前記逆浸透 装置の性能特性を、 検出温度において較正する温度較正 手段を含むこと。
8. 請求の範囲第 4項記載の制御装置はさ らに、 前記設 定手段からの希望淡水流量の設定値に応答し、 そのボン プ速度において前記遠心ポンプの所要動力が最小とるる、 最適ポンプ速度を決定する最適速度決定手段、 及び
前記最適速度決定手段に応答して、 前記遠心ポンプを 駆動する駆動装置を最適速度で制御する速度制御手段、 を含むこと。
9. 請求の範囲第 4項記載の制御装置は、 さ らに、 シス テムの流路の圧力損失を規定する流路性能規定手段を含 み、 前記圧力決定手段は、 前記流路性能規定手段に応答 し、 流路圧力損失に依存する システム 圧力を決定する こと。
10. 請求の範囲第 5項記載の制御装置は、 さ らにシステ ムの流路の圧力損失を規定する流路性能規定手段を含み、 前記圧力決定手段は、 前記流路性能規定手段に応答し、 流路圧力損失に依存するシス テム円圧力を决定する こと。
11. 請求の範囲第 9項記載の制御装置は、 さ らに、
遠心ポンプの性能をモニ タ —する第 1 の追跡手段、 及 び ，
第 1 の追跡手段に応答し、 モニ タ —された遠心ポンプ の性能特性を以つて、 前記圧力決定手段で用いる遠心ポ ンプの性能特性を更新する第 1 の更新手段を含むこと。
12. 請求の範囲第 1 0項記載の制御装置は、 さ らに、 遠心ポンプの性能をモニタ 一する第 1 の追跡手段、 及 び
第 1の追跡手段に応答し、 モニタ ーされた遠心ポンプ の性能特性を以つて、 前記圧力決定手段で用いる遠心ポ ンプの性能特性を更新する第 1の更新手段を含み、 これ により制御装置が、 システムの現在の性能に従って、 前 記バルブを制御できる よ うにしたこと。
13. 請求の範囲第 9項記載の制御装置は、 さ らに、 逆浸透装置の性能をモニタ ーする第 2の追跡手段、 及 び
前記第 2の追跡手段に応答し、 モニタ 一された逆浸透 装置の性能特性を以つて、 前記圧力决定手段で用いる逆 浸透装置の性能特性を更新する第 2の更新手段を^むこ とひ
14. 請求の範囲第 1 0項記載の制御装置は、 さ らに 逆浸透装置の性能をモニ タ ーする第 2の追跡手段、 及 び
前記第 2 の追跡手段に応答し、 モニタ ーされた逆浸透 装置の性能特性を以つて、 前記圧力決定手段で用いる逆 浸透装置の性能吞性を更新する第 2の更新手段を含むこ と。 '
15. 請求の範囲第 9項記載の制御装置は、 さらに、
システムの流路の圧力損失をモニタ ーする第 3の追跡 手段、 及び
前記第 3の追跡手段に応答し、 モニタ —された圧力損 失を以つて、 前記流路性能規定手段を更新する第 3の更 新手段、
を含むこと。
16. 請求の範囲第 1 0項記載の制御装置は、 さ らに、 システムの流路の圧力損失をモ二ターする第 3め追跡 手段、 及び
前記第 3の追跡手段に応答し、 モ -ターされた圧力損 失を以つて、 前記流路性能規定手段を更新する第 3の更 新手段
を含むこと。
17. 塩水、 下水のよ う な不純水を加圧する遠心ポンプ、 供給不純水を比較的純化された水と比較的饞縮化された 流体に分離する半透膜手段を含む逆浸透装置、 前記遠心 ボンプからの加圧水を前記逆浸透装置に供給する一次ラ イ ン、 前記逆浸透装置からの濃縮化流体を運ぶ二次ライ ン、 及び前記逆浸透装置の半透膜手段を通過した純水を 運ぶ三次ラ イ ンを備えた逆浸透処理システ ムの生産する 純水の流量を制御するための If (」御装置であって、
前記二次ラ イ ンに配置され、 システムのライ ンの圧力 を調整する单一の可制御バルブ、
希望する純水流量を設定するための入力手段、
遠心ポンプの性能特性、 逆浸透装置の膜性能指数、 及 びシステムのライ ン流体圧力損失を規定するシ ステ ム性 能規定手段、
前記入力手段と前記システ ム性能規定手段に応答し、
Ο ΡΙ
、 純水流量対ポンプ吐出圧特性に従って、 純水流量の設定 値に対応するポンプ吐出圧を決定する手段、
ポンプ吐出圧手段と、 流体圧力損失規定手段に応答し、 二次ラ イ ンの圧力を決定する手段
二次ラ イ ン圧力決定手段に応答し、 決定した二次ライ ン圧力に対応する前記バルブのシフ トすべきス ト ロ ーク を決定するパルブス ト ロ —ク決定手段、 及び
バルブス ト ローク決定手段からの指合に応答して、 前 記バルブを制御する手段
とから成る制御装置。
18. 請求の範囲第 1 7項記载の制御装置は、 さらに、 前記一次ラ イ ンに配置され、 逆浸透装置に供給される 不純水の温度を検出する温度センサー、 及び
温度センサ一の筷出出力に応答して、 前記システ ム性 能規定手段の用いる膜性能指敎を温度較正する温度較正 手段、
を含むこと。
流体を加圧する遠心ポンプ、 供給不純水を比較的純 化された水と比較的饞縮化された流体に分離する半透膜 手段を含む逆浸透装置、 前記遠心ポンプから 'の'加圧流体 を前記逆浸透装置に供給する一次ラ イ ン、 前記逆浸透装 置からの濃縮化された流体を運ぶ二次ラ イ ン、 及び前記 逆浸透装置からの純水を運ぶ三次ラ イ ンを備えた逆浸透 処理シス テ ムの生産する純水の流量を制御するための制 御装置において、
，
OMPI 前記二次ラインに配置され、 システ ム内の流体の圧力 を調整するための単一の可調整バルブ手^、
希望する純水流量を設定するための設定手段、
前記一次ラ イ ンに配置され、 逆浸透装置に供給される 不純水の温度を検出する温度センサー、
前記温度センサーからの温度でを表わす信号に応答し. 相関 iT = f0 ( で）〔 ここに、 。 は逆浸透装置の膜 の温度と独立 ¾性能指数、 は膜の拡散指数〕に従つ て、 膜性能指数 を决定する手段、
ポンプの吐出量対吐出圧力性能特性 （ Q—^特性） を 定める規定手段、
前記規定手段と膜性能指数决定手段によ り与えられる、 システムの性能を表わす膜性能指数 とポンプの吐出量 対吐出圧力性能特性を用いて、 設定手段より与えられる 純水流量 に对応するシ ス テ ム内圧力を計算する手段、 前記圧力計算手段より与えられる饞縮液圧力を用いて、 この圧力値を達成する前記バルブ手段の開度を与えるた め、 前記バルブ手段がシ フ トすべきス ト ロークを計算す る手段、 及び
前記ス ト ローク計算手段に応答して、 前記バルブ手段 をシフ ト させるバル ブ制御手段、
よ り成る制御装置。
20. 請求の範囲第 1 9項記載の制御装置は、 さらに流路 の圧力損失と関連する流路性能を定める第 2の規定手段 を含み、
O PI
WIPO
？", 前記圧力計算手段は、 前記第 2の規定手段で補償した システム内圧力を計算すること。
21. 流体を加圧する遠心ポンプ、 供給流体を比較的純化 された流体と比較的濃縮化された流体に分離する逆浸透 装置、 前記遠心ポンプからの加圧流体を前記逆浸透装置 に供給する一次ライ ン、 前記逆浸透装置からの嬝縮化流 体を運ぶ二次ライ ン、 前記逆浸透装置からの純化流体を 運ぶ三次ライ ン、 及び前記二次ライ ンに配置されたバル ブを備えた逆浸透処理システムにおいて用いられる前記 逆浸透装置の膜性能指数 T n を追跡 る追跡装置であつ て、
前記一 ラィ ンに配置された、 供給流体の圧力を検出 する第 1 の圧力センサー、
前記二次ラィ ンに配置された寢縮化流体の圧力を検出 する第 2の圧力センサー、
前記遠心ポンプの牲能特性を規定するポンプ性能規定 手段、
前記バルブの現在のバルブ開度を指示するバルブ制御 手段、
前記一次と二次ラィンの流体圧力損失を規定する ラィ ン性能規定手段、 '
前記一次ライ ンに配置され、 前記逆浸透装置に供給さ れる流体の温度を検出する温度センサ一、
前記ポンプ性能規定手段、 バルブ制御手段、 ライ ン性 能規定手段、 及び温度センサーに応答し、 これらの手段 より与えられるデータを処理して、 膜性能指数 f o を導 出する導出手段、
とから成る膜性能追跡装置。
22. 請求の範囲第 2 1項記載の追跡装置は、 前記導出手 段に結合し、 現在の膜性能指数 。 を表示する表示手段 をさ らに含むこと。
23. 請求の範囲第 2 1項記載の追跡装置は、 前記導出手 段に結合し、 周期的に導出手段から与えられる信号をス ト ァするメモ リ、 及びメ モ リ と結合し、 メ モ リ からの、 膜性能指数のヒ ス ト リ を表わすデ— ^を表示する ヒ ス ト リ表示手段を、
さらに含むこと。
24. 請求の範囲第 2 1項記載の追跡装置において、 前記 導出手段は、 現在の膜性能指致の、 正常膜性能指数に対 する比を計算すること。
25. 流体を加圧する遠心ポンプ、 供袷^体を比較的純化 された流体と比較的饞縮化された流体に分離する逆浸透 装置、 前記遠心ポンプからの加圧流体を前記逆浸透装置 に供給する一次ライ ン、 前記逆浸透装置からの濃縮化流 体を運ぶ二次ライ ン、 前記逆浸透装置からの純化流体を 運ぶ三次'ラィ ン、 および前記二次ラィ ンに配置されたバ ルブを傭えた逆浸透処理シ ス テ ムにおいて用いられる前 記遠心ポンプの性能を追跡する装置であって、
前記一次ライ ンに配置された、 供給流体の圧力を検出 する第 1 の圧力セ ン サ一、
O PI
WIPO 前記二次ラィ ンに配置された濃縮化流体の圧力を検出 する第 2の圧力センサー
前記遠心ポンプの正常性能特性を規定するポンプ性能 規定手段、
前記パルブの開度を指示するパルブ制御手段、 逆浸透装置の膜性能指数 。 を規定する膜性能規定手 段、
前記一次ライ ンに配置され前記逆浸透装置に供給され る流体の温度を検出する温度センサ一、
温度センサ—からの温度信号、 前 膜性能規定手段か らの膜性能指数 ？。 に応じて、 現在の流体温度における 温度依存.膜性能指数 を決定する膜性能决定手段、
前記一次ラインと二次ライ ンの流体圧力損失を規定す るライ ン性能規定手段、
前記ラ イ ン性能規定手段、 第 1、 第 2 の圧力センサ一 パルプ制御手段、 膜性能決定手段に応答し、 現在のボン プ吐出量 を導出する供給流量導出手段、
前記供給流量導出手段からの現在のポンプ吐出量 及び第 1 の圧力センサー よ り与えられる現在のポンプ吐 出圧 を、 前記正常ポンプ性能規定手段より与えられ る正常ポンプ吐 ¾量 。 及び正常ポンプ吐出 E P。 ^比 較し、 そのずれを求める手段
とから成るポンプ性能追跡装置。
26. 請求の範囲第 2 5項記載の追跡装置は、 前記ずれを 求める手段からのずれ信号に応答し、 正常ポンプ運転点
OMPI に対する現在のポンプ運転点を表示する表示手段をさら に含むこと。
27. 請求の範囲第 2 5項記載の追跡装置は、 さ らに、 前記ずれを求める手段に結合し、 周期的にこの手段か ら与えられる信号をス ト アするメ モ リ 、 及び前記メ モ リ と結合し、 このメ モ リ に収容された、 ポンプ性能のヒ ス ト リ を表わすデータを表示する ヒ ス ト リ 表示手段 を含むこと。
28. 流体を加圧する遠心ポンプ、 供給流体を比較的純化 された流体と比較的饞縮化された流体に分離する逆浸透 装置、 前記遠心ポンプからの加圧流体を前記逆浸透装置 に供給する一次ライ ン、 前記逆浸透装置からの饞縮化流 体を運ぶ二次ライ ン、 前記逆浸透装置からの純化流体を 運ぶ三欠ラ イ ン、 前記二次ラ イ ンに配置された単一の可 制御バルブ、 及び前記バルブの^係を指示する信号をパ ルブに与えるバルブ制御手段を備えた逆浸透処理システ ムにおいて用いられる前記一次ライ ン よ り逆浸透装置を 経由して二次ラ イ ンに至るメ イ ン ライ ンの性能を追跡す る装置であって、
前記一次ライ ンに配置され、 供袷流体の圧力を検出す る第 1 の圧力センサ一 '
前記二次ライ ンに配置され、 饞縮化流体の圧力を検出 する第 2の圧力センサー、
前記一次ラ イ ンに配置され、 供給流体の温度を検出す る温度センサー、 —― 前記温度センサーの与える温度信号で較正した、 前記 逆浸透装置の温度依存膜性能指数 Kを決定する膜性能決 定手段、
前記遠心ポンプの Q一 _Η"性能特性を規定するポンプ性 能規定手段、 及び
前記第 1、 第 2の圧力センサー、 前記膜性能决定手段、 前記バルブ制御手段及び前記ポンプ性能規定手段に 答 し、 これらから与えられるデータを処理してメ イ ンライ ンの現在の圧力損失を導出する導出手段、
とから成るライン性能追跡装置。
29. 請求の範囲第 2 8項記載の追跡装置は、 さらにメイ ン ライ ンの正常圧力損失を規定する正常圧力損失規定手 段を含み、
前記正常圧力損失規定手段に応答し前記導出手段は正 常圧力損失に対する現在の Ε力損失の比を計算する手段、 を含むこと。
30. 請求の範囲第 2 8項又は苐 2 9項記載の追跡装置は、 さらに前記導出手段に結合し、 現在の圧力損失および/ またはこれの正常圧力損失に対する比 （圧力損失増大率） を表示する表示手段を含むこと。
31. 請求の範囲第 2 8項义は第 2 9項記載の追跡装置は、 さらに
前記導出手段に結合し、 導出手段からの信号を周期的 にス トアするメ モ リ、 及び .
前記メ モ リ に結合し、 メ モ リ に収容された、 ライ ンの 圧力損失および または圧力損失増大率のヒ ス ト リ を表 示するヒ ス ト リ表示手段を含むこと。
32. 流体を加圧する遠心ポンプ、 供給流体を比較的純化 された流体と、 比較的濃縮化された流体に分離する逆浸 透装置、 前記遠心ポンプからの加圧流体を前記逆浸透装 置に供給する一次ラ イ ン、 前記逆浸透装置からの濃縮化 流体を運ぶ二次ラ イ ン、 及び前記逆浸透装置からの純化 流体を運ぶ三次ライ ン、 前記二次ライ ンに配置された単 一の可調整バルブ、 及び前記バルブの開度を指示する信 号を与えるバルブ制御手段を備えた逆浸透処理システム において用いられる前記遠心ポンプ、 前記逆浸透装置、 前記一次ライ ンと二次ライ ン、 の夫々の性能の低下を個 別に判定する装置であって、
前記一次ライ ンに配置され、 供給流体の圧力 · Ρ を検 出する第 1 の圧力センサー、
前記二次ライ ンに配置され濃縮化流体の圧力尸 を検 出する第 2の圧力セ ンサ一、
シス テムの性能が正常な場合に生じる供給流体の正常 圧力 Ρο、 と濃縮化流体の圧力 Ρ 2 を決定する正常圧力決 定手段、
前記第' 1、 第 2の圧力セ ンサーと正常圧力決定手段に 応答し、 Ρ。ぐ P0 f でかつ Ρ2ぐ！^ るらば、 逆浸透装置の 性^劣化を表わす第 1 信号を発生し、
0 < ό でかつ Ρ2〉Ρί ·¾ らば
ラィ ンの閉塞を表わす第 2信号を発生し、
O PI WIPO ， Λ½Τ10¾> Ρ0 > Ρό でかつ ·Ρ 〉Ρ〖 らば遠心ポンプの性能劣化 を表わす第 3信号を発生する、 性能劣化判定手段と、 から成る判定装置。
33. 請求の範囲第 3 2項記載の判定装置はさらに、 前記 性能劣化判定手段に応答し、 選択的にアラームを発する ァラ一 ム手段を含むこと。
34. 流体を加圧する遠心ポンプ、 供給流体を比較的純化 された流体と、 比較的濃縮化された流体に分離する逆浸 透装置、 前記遠心ポンプからの加 EE流体を前記逆浸透装 置に供給する一次ラ イ ン、 前記逆浸透装置からの濃縮化 流体を運ぶ二次ライン、 及び前記逆浸透装置からの純化 流体を運ぶ三次ライン、 前記二次ラインに配置された単 —の可調整バルブ、 及び前記パルブの開度を指示する信 号を与えるバルブ制御手段を備えた逆浸透処理システ ム の夫々のコンポネン トの性能劣化ないし異常を検出する ための装置であって、
前記一次ラィン及び二次ラィンに流れる流体の状態量 を検出する手段、
システムが正常のときに生じる、 一次ライ ン及び二次 ラ イ ンに流れる流体の正常状態量を决定する手段、
前記検出手段と前記決定手段に応答し、 正常状態量と 検出状態量間の比較結杲に従って、 選択的にコンポネン トの性能劣化 いし異常を表わす信号を発生する判定手 段、
前記判定手段に応答し、 可聴および z又は可視の信号
( OMPI J
71 を表示する表示手段
とから成る判定装置。
一 O PI ， WIPO
PCT/JP1984/000180 1983-04-11 1984-04-10 Control apparatus for reverse osmosis process system WO1984004049A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB08426165A GB2146263B (en) 1983-04-11 1984-04-10 Control apparatus for reverse osmosis process system

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6438683A JPS59189911A (ja) 1983-04-11 1983-04-11 異常判別装置を備えた膜分離装置及び異常度検出装置を備えた膜分離装置
JP6438583A JPS59189910A (ja) 1983-04-11 1983-04-11 半透膜による物質分離装置
JP7467383A JPS59199004A (ja) 1983-04-27 1983-04-27 半透膜による物質分離装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1984004049A1 true WO1984004049A1 (en) 1984-10-25

Family

ID=27298467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP1984/000180 WO1984004049A1 (en) 1983-04-11 1984-04-10 Control apparatus for reverse osmosis process system

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4772385A (ja)
EP (1) EP0142567B1 (ja)
CA (1) CA1233128A (ja)
DE (2) DE3490181T1 (ja)
GB (1) GB2146263B (ja)
WO (1) WO1984004049A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4680109A (en) * 1985-05-17 1987-07-14 Ebara Corporation Membrane separator

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4865726A (en) * 1987-12-22 1989-09-12 Promac B.V. Device for making potable water
JP2575975B2 (ja) * 1991-09-17 1997-01-29 株式会社東芝 ろ過装置
SE505028C2 (sv) * 1992-05-13 1997-06-16 Electrolux Ab Förfarande och anordning för rening av vatten
AU5608294A (en) * 1992-11-27 1994-06-22 Global Water Technologies, Inc. Desalinization system
CN1093612A (zh) * 1993-11-12 1994-10-19 徐兆火 饮用水处理机的智能型全方位控制电路装置
US6080316A (en) * 1997-03-03 2000-06-27 Tonelli; Anthony A. High resistivity water production
US6258278B1 (en) 1997-03-03 2001-07-10 Zenon Environmental, Inc. High purity water production
US6267891B1 (en) 1997-03-03 2001-07-31 Zenon Environmental Inc. High purity water production using ion exchange
CH692479A5 (de) 1997-07-08 2002-07-15 Bucher Guyer Ag Querstrom-Filtrationsanlage sowie Verfahren zum Betrieb einer solchen Anlage.
US6083382A (en) * 1998-01-14 2000-07-04 Bird; Mark Water desalination system
US6796955B2 (en) * 2002-02-14 2004-09-28 Chf Solutions, Inc. Method to control blood and filtrate flowing through an extracorporeal device
US7632410B2 (en) * 2003-08-21 2009-12-15 Christopher Heiss Universal water purification system
US7410574B2 (en) * 2004-03-03 2008-08-12 Patent Innovations Llc Magnetic particle filtration apparatus
WO2007090406A1 (en) * 2006-02-10 2007-08-16 Danfoss A/S A liquid treatment apparatus
US8128821B2 (en) 2006-06-14 2012-03-06 Fluid Equipment Development Company, Llc Reverse osmosis system with control based on flow rates in the permeate and brine streams
US8119008B2 (en) * 2006-07-10 2012-02-21 Christopher Heiss Fluid purification methods and devices
WO2009009465A1 (en) * 2007-07-06 2009-01-15 Christopher William Heiss Electrocoagulation reactor and water treatment system and method
WO2009037515A2 (en) * 2007-09-20 2009-03-26 Abdulsalam Al-Mayahi Process and systems
FR2922466B1 (fr) * 2007-10-19 2010-06-25 Degremont Procede de gestion avancee d'une unite de filtration sur membrane, et installation pour la mise en oeuvre du procede
DE102009040049A1 (de) * 2009-09-03 2011-03-10 Krones Ag Verfahren zum Regeln einer Separationsanlage mit einem Umkehrosmoseelement und Umkehrosmoseanlage
US9314742B2 (en) * 2010-03-31 2016-04-19 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Method and system for reverse osmosis predictive maintenance using normalization data
US8505324B2 (en) 2010-10-25 2013-08-13 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Independent free cooling system
US9120580B2 (en) * 2011-08-31 2015-09-01 United Technologies Corporation Ejector-driven fuel stabilization system
WO2013146784A1 (ja) * 2012-03-27 2013-10-03 東レ株式会社 造水方法
GB2519129A (en) * 2013-10-10 2015-04-15 Ide Technologies Ltd Pumping Apparatus
CN105771655A (zh) * 2016-03-05 2016-07-20 马骏 一种基于惠斯顿电桥测量原理的多级反渗透过滤系统
EP3228552B1 (de) 2016-04-04 2019-03-27 SIG Technology AG Verbundpackung, packungslaminat und packungsmantelrohling für eine verbundpackung
KR101954820B1 (ko) * 2016-09-12 2019-03-06 두산중공업 주식회사 해수 담수화 장치의 막오염 영향 변수 분석 장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS574286A (en) * 1980-06-11 1982-01-09 Agency Of Ind Science & Technol Method for starting of desalting device by reverse-osmosis method provided with energy recovery device
JPS58166904A (ja) * 1982-03-30 1983-10-03 Kurita Water Ind Ltd 膜分離装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3405058A (en) * 1964-02-17 1968-10-08 Wendell S. Miller Purification of water
US3365061A (en) * 1965-10-04 1968-01-23 Gulf General Atomic Inc Portable reverse osmosis apparatus
US3637081A (en) * 1970-04-09 1972-01-25 Puredesal Inc Liquid treatment system
US3946731A (en) * 1971-01-20 1976-03-30 Lichtenstein Eric Stefan Apparatus for extracorporeal treatment of blood
US3756408A (en) * 1972-06-15 1973-09-04 Osmonics Inc Separation system
FR2338091A1 (fr) * 1976-01-13 1977-08-12 Sirulik Wilhelm Dispositif de securite applicable notamment aux hottes de cuisine
FR2338901A1 (fr) * 1976-01-22 1977-08-19 Permo Sa Procede et dispositif pour le traitement de l'eau de mer par l'osmose inverse
DE2627366A1 (de) * 1976-06-18 1977-12-29 Erich Alhaeuser Einrichtung zum herstellen hochreinen wasser
US4113614A (en) * 1976-12-10 1978-09-12 International Business Machines Corporation Automated hemodialysis treatment systems
US4176057A (en) * 1977-06-24 1979-11-27 El Paso Environmental Systems, Inc. Method and apparatus for recovering liquid and solid constituents of water solutions containing sparingly soluble solids
US4169789A (en) * 1978-06-01 1979-10-02 Permo Sa Process and apparatus for purifying sea water by reverse osmosis
DE2838414C2 (de) * 1978-09-02 1984-10-31 Fresenius AG, 6380 Bad Homburg Vorrichtung zur Hämodialyse und zum Entziehen von Ultrafiltrat
DE2919315A1 (de) * 1979-05-14 1980-11-20 Cerwinsky Peter Verfahren und vorrichtung zum reinigen von wasser o.dgl., insbesondere fuer medizinische zwecke
US4637783A (en) * 1980-10-20 1987-01-20 Sri International Fluid motor-pumping apparatus and method for energy recovery

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS574286A (en) * 1980-06-11 1982-01-09 Agency Of Ind Science & Technol Method for starting of desalting device by reverse-osmosis method provided with energy recovery device
JPS58166904A (ja) * 1982-03-30 1983-10-03 Kurita Water Ind Ltd 膜分離装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ehara Jiho, No.112, 1980, (tokyo) Yoshioka Junichiro, "RO-ho (Gyaku Shinto-ho) Kaisui Tansuika Jikken Plant you Koatsu Pump to Doryoku Kaishu Sochi" p. 13-16 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4680109A (en) * 1985-05-17 1987-07-14 Ebara Corporation Membrane separator

Also Published As

Publication number Publication date
DE3490181T1 (de) 1985-05-15
GB8426165D0 (en) 1984-11-21
EP0142567A4 (en) 1987-07-06
EP0142567B1 (en) 1990-12-05
GB2146263B (en) 1987-07-01
GB2146263A (en) 1985-04-17
US4772385A (en) 1988-09-20
EP0142567A1 (en) 1985-05-29
CA1233128A (en) 1988-02-23
DE3490181C2 (ja) 1993-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1984004049A1 (en) Control apparatus for reverse osmosis process system
JP6891121B2 (ja) 浄水システムおよび方法
US7410587B2 (en) Liquid handling for filtration and preparative chromatography
US6350382B1 (en) Enhancing filtration yields in tangential flow filtration
US20160102003A1 (en) Advanced control system for wastewater treatment plants with membrane bioreactors
JP2011008804A (ja) 真空チャンバ内の圧力を調整するためのシステム、このシステムを装備した真空ポンピングユニット
JP2008237971A (ja) 膜濾過システムの運転方法
US4680109A (en) Membrane separator
JPS63270592A (ja) 逆浸透膜モジユ−ルによる淡水化装置
JP2018034093A (ja) 逆浸透膜処理システム及び逆浸透膜処理システムの運転方法
JP3311139B2 (ja) 膜モジュールシステム
CN113477097B (zh) 一种预测反渗透膜污堵的装置与方法
JPS60235605A (ja) 逆浸透膜分離装置
CN111212686B (zh) 多变量自动交叉流过滤器控制
US10994245B2 (en) Method and system for liquid treatment
JP2010089036A (ja) 膜分離装置、膜分離装置の運転管理方法
JPS60235604A (ja) 逆浸透膜分離装置
JP3540627B2 (ja) 振り分け弁制御装置
JPH0350573B2 (ja)
JP2003236353A (ja) オゾン水製造装置
JPH074224B2 (ja) 膜分離型リアクタの制御装置
JP2017221875A (ja) 逆浸透膜分離装置
JPH11324932A (ja) 配水圧力制御装置
JPH025157B2 (ja)
JPS5964059A (ja) 透析装置

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Designated state(s): DE GB US

AL Designated countries for regional patents

Designated state(s): FR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1984901424

Country of ref document: EP

RET De translation (de og part 6b)

Ref document number: 3490181

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19850515

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 3490181

Country of ref document: DE

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1984901424

Country of ref document: EP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1984901424

Country of ref document: EP