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JP7621906B2 - Water purification system and method - Google Patents
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Description

本発明は、海水、河川水、湖水、生活排水または工業排水等のように、不純物または汚染物質を含む水から浄化された水を得る水浄化システムおよび水浄化方法に関する。 The present invention relates to a water purification system and method for obtaining purified water from water containing impurities or pollutants, such as seawater, river water, lake water, domestic wastewater, or industrial wastewater.

海水、河川水、湖水、生活排水または工業排水等のように、不純物または汚染物質を含む水(以下、「被処理水」という。)から浄化された水を得る方法として、逆浸透膜を用いる方法がある。逆浸透膜を用いて被処理水の浄化処理を進めると、逆浸透膜の表面に被処理水に含まれる有機物が堆積してファウリングが発生する。 One method for obtaining purified water from water containing impurities or pollutants, such as seawater, river water, lake water, domestic wastewater, or industrial wastewater (hereinafter referred to as "water to be treated"). When the water to be treated is purified using a reverse osmosis membrane, organic matter contained in the water to be treated accumulates on the surface of the reverse osmosis membrane, causing fouling.

逆浸透膜にファウリングが発生すると被処理水の浄化処理速度が低下するため、浄化処理速度を維持するには被処理水に加える圧力を増加させる必要がある。この場合、浄化処理のエネルギー消費量が増加することとなる。さらに、有機物の堆積量が増加すると、逆浸透膜の洗浄等を行う必要が生じるため、浄化処理を停止することとなる。 When fouling occurs in the reverse osmosis membrane, the purification speed of the water being treated decreases, so in order to maintain the purification speed, it is necessary to increase the pressure applied to the water being treated. In this case, the energy consumption of the purification process increases. Furthermore, if the amount of organic matter that accumulates increases, it becomes necessary to clean the reverse osmosis membrane, and the purification process will be stopped.

このような逆浸透膜のファウリングに伴う浄化処理の効率低下を抑制するため、例えば特許文献1には、図6に示す構成の水浄化システム101が開示されている。水浄化システム101は、正浸透膜装置102と逆浸透膜装置103とを有し、正浸透膜装置102の二次側102cと逆浸透膜装置103の一次側103bとが、循環水を循環させる環状水路104で接続されている。水浄化システム101では、正浸透膜装置102の一次側102bで受け入れた被処理水105から正浸透膜102aによって水分を二次側102cの循環水に透過させる。そして、この循環水をポンプ107で加圧して逆浸透膜装置103の一次側103bに導入し、逆浸透膜103aによって水分を二次側103cに透過させ、浄化水106を得る。逆浸透膜装置103の一次側103bから排出された循環水は、環状水路104を通じて再び正浸透膜装置102の二次側102cに導入される。環状水路104を循環する循環水は、溶質を含み、かつ有機物が排除されている。特許文献1には、以上の構成の水浄化システムにより、逆浸透膜に有機物等のファウリング原因物質が直接触れることがないため、逆浸透膜のファウリングの防止が可能であることが記載されている。 In order to suppress the decrease in efficiency of the purification process due to such reverse osmosis membrane fouling, for example, Patent Document 1 discloses a water purification system 101 having a configuration shown in FIG. 6. The water purification system 101 has a forward osmosis membrane device 102 and a reverse osmosis membrane device 103, and the secondary side 102c of the forward osmosis membrane device 102 and the primary side 103b of the reverse osmosis membrane device 103 are connected by a ring water channel 104 that circulates circulating water. In the water purification system 101, moisture is permeated from the treated water 105 received on the primary side 102b of the forward osmosis membrane device 102 to the circulating water on the secondary side 102c by the forward osmosis membrane 102a. Then, this circulating water is pressurized by a pump 107 and introduced into the primary side 103b of the reverse osmosis membrane device 103, and the moisture is permeated to the secondary side 103c by the reverse osmosis membrane 103a to obtain purified water 106. The circulating water discharged from the primary side 103b of the reverse osmosis membrane device 103 is introduced again into the secondary side 102c of the forward osmosis membrane device 102 through the annular water channel 104. The circulating water circulating through the annular water channel 104 contains solutes, and organic matter has been removed. Patent Document 1 describes that the water purification system configured as above prevents fouling of the reverse osmosis membrane, since fouling-causing substances such as organic matter do not come into direct contact with the reverse osmosis membrane.

特許第5941629号公報Patent No. 5941629

しかし、特許文献1に記載の水浄化システムでは、逆浸透膜装置におけるファウリングの発生は抑制できるものの、正浸透膜装置においてファウリングが発生するおそれがある。正浸透膜装置においてファウリングが発生した場合には、正浸透膜を洗浄するために水の浄化処理を停止しなければならず、安定して水の浄化処理を行うことができないという問題がある。また、正浸透膜装置が故障した場合にも、修理するために水の浄化処理を停止しなければならない。正浸透膜装置が故障した場合には、例えば被処理水が環状水路に漏れ、循環水の懸濁物質濃度が上昇することがある。 However, in the water purification system described in Patent Document 1, although fouling in the reverse osmosis membrane device can be suppressed, there is a risk of fouling occurring in the forward osmosis membrane device. If fouling occurs in the forward osmosis membrane device, the water purification process must be stopped in order to clean the forward osmosis membrane, which poses the problem that the water purification process cannot be performed stably. In addition, if the forward osmosis membrane device breaks down, the water purification process must be stopped in order to repair it. If the forward osmosis membrane device breaks down, for example, the water to be treated may leak into the annular water channel, causing an increase in the concentration of suspended solids in the circulating water.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、逆浸透膜装置におけるファウリングの発生を抑制するとともに、正浸透膜装置においてファウリングまたは故障が発生した場合でも、水の浄化処理を停止する必要がなく、安定して水の浄化処理を行うことができる水浄化システム、および水浄化方法を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of these problems, and aims to provide a water purification system and water purification method that suppresses the occurrence of fouling in a reverse osmosis membrane device, and that can stably purify water without the need to stop the water purification process even if fouling or a malfunction occurs in the forward osmosis membrane device.

本発明者らは、種々検討した結果、上記目的は、以下の発明により達成されることを見出した。 After extensive investigation, the inventors have discovered that the above object can be achieved by the following invention.

本発明の一局面に係る水浄化システムは、被処理水から浄化水を得る水浄化システムであって、前記被処理水よりも高い溶質濃度を有し、かつ前記被処理水よりも低い有機物濃度を有する循環水を循環させる環状水路と、前記環状水路に対して並列に設けられた第1の正浸透膜装置および第2の正浸透膜装置であって、前記被処理水から前記循環水に水分を透過させる第1の正浸透膜装置および第2の正浸透膜装置と、前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第1の正浸透膜装置および前記第2の正浸透膜装置の下流に配置され、前記循環水を収容する第1の貯水槽と、前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第1の貯水槽の下流に配置され、前記循環水から水分を透過させて前記浄化水を得る逆浸透膜装置と、前記環状水路において前記循環水を前記逆浸透膜装置に向けて加圧するポンプと、前記第1の正浸透膜装置に前記循環水および前記被処理水を導入するとともに前記第2の正浸透膜装置への前記循環水および前記被処理水の導入を停止する第1の状態と、前記第1の正浸透膜装置への前記循環水および前記被処理水の導入を停止するとともに前記第2の正浸透膜装置に前記循環水および前記被処理水を導入する第2の状態と、を切り替える切り替え機構と、前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第1の正浸透膜装置および前記第2の正浸透膜装置の下流かつ前記逆浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水の電気伝導率および懸濁物質濃度を測定する第1の測定装置と、前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第1の正浸透膜装置および前記第2の正浸透膜装置の下流かつ前記逆浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水に溶質および水の少なくとも一方を供給して前記循環水の溶質濃度の調整および懸濁物質濃度の低減が可能な第1の調整装置と、を備える。 A water purification system according to one aspect of the present invention is a water purification system for obtaining purified water from water to be treated, the system comprising: an annular water channel for circulating circulating water having a higher solute concentration than the water to be treated and a lower organic matter concentration than the water to be treated; a first forward osmosis membrane device and a second forward osmosis membrane device provided in parallel to the annular water channel, the first forward osmosis membrane device and the second forward osmosis membrane device permeating moisture from the water to be treated into the circulating water; a first water tank arranged downstream of the first forward osmosis membrane device and the second forward osmosis membrane device in the annular water channel in the direction in which the circulating water flows and for storing the circulating water; a reverse osmosis membrane device arranged downstream of the first water tank in the annular water channel in the direction in which the circulating water flows and for obtaining the purified water by permeating moisture from the circulating water; a pump for pressurizing the circulating water in the annular water channel toward the reverse osmosis membrane device; and a second state in which the introduction of the circulating water and the water to be treated to the first forward osmosis membrane device is stopped and the introduction of the circulating water and the water to be treated to the second forward osmosis membrane device is stopped and the circulating water and the water to be treated are introduced to the second forward osmosis membrane device; a first measuring device that is arranged in the annular water channel downstream of the first forward osmosis membrane device and the second forward osmosis membrane device in the flow direction of the circulating water and upstream of the reverse osmosis membrane device, and measures the electrical conductivity and suspended solids concentration of the circulating water; and a first adjusting device that is arranged in the annular water channel downstream of the first forward osmosis membrane device and the second forward osmosis membrane device in the flow direction of the circulating water and upstream of the reverse osmosis membrane device, and supplies at least one of a solute and water to the circulating water to adjust the solute concentration of the circulating water and reduce the suspended solids concentration .

上記の水浄化システムでは、被処理水よりも有機物濃度の低い循環水が逆浸透膜装置に導入されるため、逆浸透膜装置に被処理水が導入される場合に比べて逆浸透膜装置におけるファウリングの発生を抑制することができる。 In the above water purification system, circulating water with a lower organic matter concentration than the water to be treated is introduced into the reverse osmosis membrane device, so the occurrence of fouling in the reverse osmosis membrane device can be suppressed compared to when the water to be treated is introduced into the reverse osmosis membrane device.

また、上記の水浄化システムでは、切り替え機構を用いて、第1の正浸透膜装置および第2の正浸透膜装置への循環水および被処理水の導入状態を、第1の状態と第2の状態との間で切り替えることができる。これにより、第1の状態で作動している水浄化システムにおいて、使用中の第1の正浸透膜装置にファウリングが発生した場合には、切り替え機構によって第1の状態から第2の状態に切り替えることで、第1の正浸透膜装置を停止するとともに、停止中の第2の正浸透膜装置の使用を開始することができる。また、切り替え機構による切り替えが行われるまでの間、第1の貯水槽から循環水を逆浸透膜装置に供給することができる。 In addition, in the above water purification system, the introduction state of the circulating water and the water to be treated into the first forward osmosis membrane device and the second forward osmosis membrane device can be switched between a first state and a second state using a switching mechanism. As a result, in the case where fouling occurs in the first forward osmosis membrane device in use in a water purification system operating in the first state, the first forward osmosis membrane device can be stopped and the second forward osmosis membrane device, which is stopped, can be started by switching from the first state to the second state using the switching mechanism. In addition, until switching is performed by the switching mechanism, circulating water can be supplied to the reverse osmosis membrane device from the first water tank.

したがって、第1の正浸透膜装置においてファウリングが発生した場合でも、水の浄化処理を停止する必要がなく、安定して水の浄化処理を行うことができる。また、ファウリングが発生した第1の正浸透膜装置の洗浄等を、水の浄化処理を停止することなく行うことができる。また、第2の正浸透膜装置でファウリングが発生した場合でも、同様に安定して水の浄化処理を行うことができる。 Therefore, even if fouling occurs in the first forward osmosis membrane device, there is no need to stop the water purification process, and the water purification process can be performed stably. In addition, cleaning of the first forward osmosis membrane device in which fouling has occurred can be performed without stopping the water purification process. In addition, even if fouling occurs in the second forward osmosis membrane device, the water purification process can be performed stably in the same way.

また、使用中の第1の正浸透膜装置にファウリングが発生した場合であっても、第1の測定装置で測定された循環水の電気伝導率または懸濁物質濃度が所定の範囲(例えば後述する電気伝導率および懸濁物質濃度の第1の範囲)を若干外れた程度で第1の正浸透膜装置の洗浄等を行う必要がない場合には、第1の調整装置を用いて循環水の溶質濃度の調整または懸濁物質濃度の低減を行うことによって、適切な電気伝導率および懸濁物質濃度の循環水を逆浸透膜装置に供給することができ、安定して水の浄化処理を行うことができる。 Furthermore , even if fouling occurs in the first forward osmosis membrane device during use, if the electrical conductivity or suspended matter concentration of the circulating water measured by the first measuring device is slightly outside a predetermined range (for example, the first range of electrical conductivity and suspended matter concentration described below) and cleaning of the first forward osmosis membrane device is not necessary, the first adjusting device can be used to adjust the solute concentration of the circulating water or reduce the suspended matter concentration, thereby supplying circulating water of an appropriate electrical conductivity and suspended matter concentration to the reverse osmosis membrane device and enabling stable water purification processing.

また、第1の調整装置を用いても循環水を適切な電気伝導率および懸濁物質濃度に調整することができず、第1の正浸透膜装置の洗浄等を行う必要が生じた場合(例えば電気伝導率または懸濁物質濃度が後述する第2の範囲を外れた場合)には、切り替え機構によって、使用中の第1の正浸透膜装置を停止するとともに、停止中の第2の正浸透膜装置の使用を開始することができる。 In addition, if the circulating water cannot be adjusted to an appropriate electrical conductivity and suspended solids concentration even when the first adjustment device is used, and it becomes necessary to clean the first forward osmosis membrane device (for example, if the electrical conductivity or suspended solids concentration falls outside the second range described below), the switching mechanism can stop the first forward osmosis membrane device that is in use and start the use of the second forward osmosis membrane device that is stopped.

上記の水浄化システムは、前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記逆浸透膜装置の下流に配置され、前記循環水を収容する第2の貯水槽と、前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記逆浸透膜装置の下流かつ前記第の正浸透膜装置および前記第2の正浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水の電気伝導率を測定する第2の測定装置と、前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記逆浸透膜装置の下流かつ前記第の正浸透膜装置および前記第2の正浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水に溶質および水の少なくとも一方を供給して前記循環水の溶質濃度の調整が可能な第2の調整装置と、をさらに備えてもよい。 The above-mentioned water purification system may further include a second water tank arranged in the annular water channel downstream of the reverse osmosis membrane device in the direction in which the circulating water flows, for storing the circulating water; a second measuring device arranged in the annular water channel downstream of the reverse osmosis membrane device in the direction in which the circulating water flows and upstream of the first forward osmosis membrane device and the second forward osmosis membrane device, for measuring the electrical conductivity of the circulating water; and a second adjusting device arranged in the annular water channel downstream of the reverse osmosis membrane device in the direction in which the circulating water flows and upstream of the first forward osmosis membrane device and the second forward osmosis membrane device, for supplying at least one of a solute and water to the circulating water to adjust the solute concentration of the circulating water.

逆浸透膜装置にファウリングが発生する等の理由で、第2の測定装置で測定された循環水の電気伝導率が所定の範囲(例えば後述する第3の範囲)を外れた場合、循環水と被処理水との溶質濃度差が適切な範囲から外れ、第1の正浸透膜装置および第2の正浸透膜装置による被処理水から循環水への水の透過量が減少する可能性がある。 If the electrical conductivity of the circulating water measured by the second measuring device falls outside a specified range (e.g., the third range described below) due to reasons such as fouling occurring in the reverse osmosis membrane device, the difference in solute concentration between the circulating water and the water to be treated will fall outside the appropriate range, and the amount of water passing from the water to be treated to the circulating water by the first forward osmosis membrane device and the second forward osmosis membrane device may decrease.

しかし、この態様では、第2の測定装置で測定された循環水の電気伝導率が所定の範囲を外れたとしても、第2の調整装置を用いて、第2の測定装置で測定される電気伝導率が所定の範囲内となるように循環水の溶質濃度を調整することができる。したがって、第1の正浸透膜装置および第2の正浸透膜装置に適切な溶質濃度の循環水を供給することができ、より安定して水の浄化処理を行うことができる。 However, in this embodiment, even if the electrical conductivity of the circulating water measured by the second measuring device falls outside the predetermined range, the second adjusting device can be used to adjust the solute concentration of the circulating water so that the electrical conductivity measured by the second measuring device falls within the predetermined range. Therefore, circulating water with an appropriate solute concentration can be supplied to the first forward osmosis membrane device and the second forward osmosis membrane device, and water purification processing can be performed more stably.

上記の水浄化システムは、前記第1の調整装置および前記切り替え機構の制御を行う制御装置をさらに備え、前記制御装置は、前記第1の測定装置で測定された電気伝導率または懸濁物質濃度が第1の範囲を外れると、前記第1の調整装置の制御を行い、前記第1の測定装置で測定された電気伝導率または懸濁物質濃度が前記第1の範囲を超えて第2の範囲を外れると、前記循環水および前記被処理水の導入状態が切り替わるように前記切り替え機構の制御を行ってもよい。 The water purification system further includes a control device that controls the first adjustment device and the switching mechanism, and the control device may control the first adjustment device when the electrical conductivity or suspended solids concentration measured by the first measurement device falls outside a first range, and may control the switching mechanism to switch the introduction state of the circulating water and the water to be treated when the electrical conductivity or suspended solids concentration measured by the first measurement device exceeds the first range and falls outside a second range.

この態様では、第1の測定装置で測定された循環水の電気伝導率または懸濁物質濃度が第1の範囲を外れてはいるものの第2の範囲内である場合には、第1の正浸透膜装置のファウリングの程度が低い傾向にあるため、第1の正浸透膜装置の洗浄等を行わなくても第1の調整装置の補助により、循環水の溶質濃度の調整または懸濁物質濃度の低減を行うことができる。 In this embodiment, when the electrical conductivity or suspended solids concentration of the circulating water measured by the first measuring device is outside the first range but within the second range, the degree of fouling of the first forward osmosis membrane device tends to be low, so that the solute concentration of the circulating water can be adjusted or the suspended solids concentration can be reduced with the assistance of the first adjusting device without cleaning the first forward osmosis membrane device, etc.

また、第1の測定装置で測定された循環水の電気伝導率または懸濁物質濃度が第2の範囲を外れる場合には、第1の正浸透膜装置のファウリングの程度が高い傾向にあるため、第1の調整装置で補助しても十分に循環水の溶質濃度の調整または懸濁物質濃度の低減を行うことができないおそれがある。そのため、第1の正浸透膜装置の洗浄等を行う必要があることから、切り替え機構によって使用中の第1の正浸透膜装置を停止するとともに停止中の第2の正浸透膜装置の使用を開始する。 In addition, if the electrical conductivity or suspended solids concentration of the circulating water measured by the first measuring device falls outside the second range, the first forward osmosis membrane device tends to be highly fouled, and it may not be possible to sufficiently adjust the solute concentration of the circulating water or reduce the suspended solids concentration even with the assistance of the first adjusting device. Therefore, since it is necessary to clean the first forward osmosis membrane device, the switching mechanism stops the first forward osmosis membrane device in use and starts the use of the second forward osmosis membrane device that is stopped.

したがって、第1の正浸透膜装置を十分に使用することができるとともに、安定して水の浄化処理を行うことができる。 As a result, the first forward osmosis membrane device can be used to its full potential, and water purification processing can be performed stably.

上記の水浄化システムは、前記第1の調整装置、前記切り替え機構および前記第2の調整装置の制御を行う制御装置をさらに備え、前記制御装置は、前記第1の測定装置で測定された電気伝導率または懸濁物質濃度が第1の範囲を外れると、前記第1の調整装置の制御を行い、前記第1の測定装置で測定された電気伝導率または懸濁物質濃度が前記第1の範囲を超えて第2の範囲を外れると、前記循環水および前記被処理水の導入状態が切り替わるように前記切り替え機構の制御を行い、前記第2の測定装置で測定された電気伝導率が第3の範囲から外れると、前記第2の調整装置の制御を行ってもよい。 The water purification system further includes a control device that controls the first adjustment device, the switching mechanism, and the second adjustment device, and the control device controls the first adjustment device when the electrical conductivity or suspended solids concentration measured by the first measurement device falls outside a first range, controls the switching mechanism to switch the introduction state of the circulating water and the water to be treated when the electrical conductivity or suspended solids concentration measured by the first measurement device exceeds the first range and falls outside a second range, and may control the second adjustment device when the electrical conductivity measured by the second measurement device falls outside a third range.

この態様では、上述のように第1の測定装置で測定された循環水の電気伝導率または懸濁物質濃度に基づいて、第1の調整装置および切り替え機構の制御を行うことができるだけでなく、第2の測定装置で測定された循環水の電気伝導率または懸濁物質濃度に基づいて、第2の調整装置の制御を行うことができる。第2の測定装置で測定された循環水の電気伝導率が第3の範囲を外れた場合、第2の調整装置を用いて、電気伝導率が第3の範囲内となるように循環水の溶質濃度を調整することができる。 In this aspect, not only can the first adjustment device and the switching mechanism be controlled based on the electrical conductivity or suspended solids concentration of the circulating water measured by the first measurement device as described above, but the second adjustment device can also be controlled based on the electrical conductivity or suspended solids concentration of the circulating water measured by the second measurement device. If the electrical conductivity of the circulating water measured by the second measurement device falls outside the third range, the second adjustment device can be used to adjust the solute concentration of the circulating water so that the electrical conductivity falls within the third range.

そのため、第1の正浸透膜装置および第2の正浸透膜装置に適切な溶質濃度の循環水を供給することができ、より安定して水の浄化処理を行うことができる。 As a result, circulating water with an appropriate solute concentration can be supplied to the first forward osmosis membrane device and the second forward osmosis membrane device, allowing for more stable water purification processing.

本発明の他の一局面に係る水浄化方法は、水浄化システムを使用して被処理水から浄化水を得る水浄化方法であって、前記水浄化システムは、前記被処理水よりも高い溶質濃度を有し、かつ前記被処理水よりも低い有機物濃度を有する循環水を循環させる環状水路と、前記環状水路に対して並列に設けられた第1の正浸透膜装置および第2の正浸透膜装置であって、前記被処理水から前記循環水に水分を透過させる第1の正浸透膜装置および第2の正浸透膜装置と、前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第1の正浸透膜装置および前記第2の正浸透膜装置の下流に配置され、前記循環水を収容する第1の貯水槽と、前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第1の貯水槽の下流に配置され、前記循環水から水分を透過させて前記浄化水を得る逆浸透膜装置と、前記環状水路において前記循環水を前記逆浸透膜装置に向けて加圧するポンプと、前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第1の正浸透膜装置および前記第2の正浸透膜装置の下流かつ前記逆浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水の電気伝導率および懸濁物質濃度を測定する第1の測定装置と、前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第1の正浸透膜装置および前記第2の正浸透膜装置の下流かつ前記逆浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水に溶質および水の少なくとも一方を供給して前記循環水の溶質濃度の調整および懸濁物質濃度の低減が可能な第1の調整装置と、を備え、前記第1の正浸透膜装置に前記循環水および前記被処理水を導入するとともに前記第2の正浸透膜装置への前記循環水および前記被処理水の導入を停止した状態で、前記第1の測定装置で前記循環水の電気伝導率および懸濁物質濃度を測定し、前記第1の測定装置で測定された電気伝導率または懸濁物質濃度が第1の範囲を外れると、前記循環水の電気伝導率および懸濁物質濃度が前記第1の範囲内となるように前記第1の調整装置を作動し、前記第1の測定装置で測定された電気伝導率または懸濁物質濃度が前記第1の範囲を超えて第2の範囲を外れると、前記第1の正浸透膜装置への前記循環水および前記被処理水の導入を停止するとともに前記第2の正浸透膜装置に前記循環水および前記被処理水を導入する状態とする方法である。 A water purification method according to another aspect of the present invention is a water purification method for obtaining purified water from water to be treated using a water purification system, the water purification system including: an annular water channel for circulating circulating water having a higher solute concentration than the water to be treated and a lower organic matter concentration than the water to be treated; a first forward osmosis membrane device and a second forward osmosis membrane device arranged in parallel to the annular water channel, the first forward osmosis membrane device and the second forward osmosis membrane device permeating moisture from the water to be treated to the circulating water; and a first forward osmosis membrane device in the annular water channel in the direction in which the circulating water flows. a reverse osmosis membrane device disposed downstream of the first water tank in the flow direction of the circulating water in the annular water channel and configured to permeate moisture from the circulating water to obtain the purified water; a pump for pressurizing the circulating water in the annular water channel toward the reverse osmosis membrane device; and a pressure measuring device disposed downstream of the first forward osmosis membrane device and the second forward osmosis membrane device and upstream of the reverse osmosis membrane device in the flow direction of the circulating water in the annular water channel and configured to measure the electrical conductivity and suspended solids concentration of the circulating water. and a first adjusting device disposed downstream of the first forward osmosis membrane device and the second forward osmosis membrane device and upstream of the reverse osmosis membrane device in the annular water channel in the direction in which the circulating water flows, the first adjusting device being capable of adjusting the solute concentration of the circulating water and reducing the suspended solid concentration by supplying at least one of a solute and water to the circulating water. In this embodiment, the circulating water and the water to be treated are introduced into the first forward osmosis membrane device while the introduction of the circulating water and the water to be treated into the second forward osmosis membrane device is stopped, and the circulating water is measured by the first measuring device. The method measures the electrical conductivity and suspended solids concentration of the circulating water, and when the electrical conductivity or suspended solids concentration measured by the first measuring device falls outside a first range, operates the first adjusting device so that the electrical conductivity and suspended solids concentration of the circulating water fall within the first range, and when the electrical conductivity or suspended solids concentration measured by the first measuring device exceeds the first range and falls outside a second range, stops the introduction of the circulating water and the water to be treated to the first forward osmosis membrane device and introduces the circulating water and the water to be treated to the second forward osmosis membrane device.

上記の水浄化方法では、第1の測定装置で測定された循環水の電気伝導率または懸濁物質濃度が第1の範囲を外れてはいるものの第2の範囲内である場合には、第1の正浸透膜装置のファウリングの程度が低い傾向にあるため、第1の正浸透膜装置の洗浄等を行わなくても第1の調整装置の補助により、循環水の溶質濃度の調整または懸濁物質濃度の低減を行うことができる。 In the above water purification method, if the electrical conductivity or suspended solids concentration of the circulating water measured by the first measuring device is outside the first range but within the second range, the degree of fouling of the first forward osmosis membrane device tends to be low, so that the solute concentration of the circulating water can be adjusted or the suspended solids concentration can be reduced with the assistance of the first adjusting device without cleaning the first forward osmosis membrane device, etc.

また、第1の測定装置で測定された循環水の電気伝導率または懸濁物質濃度が第2の範囲を外れる場合には、第1の正浸透膜装置のファウリングの程度が高い傾向にあるため、第1の調整装置で補助しても十分に循環水の溶質濃度の調整または懸濁物質濃度の低減を行うことができないおそれがある。そのため、第1の正浸透膜装置の洗浄等を行う必要があることから、使用中の第1の正浸透膜装置を停止するとともに停止中の第2の正浸透膜装置の使用を開始する。 In addition, if the electrical conductivity or suspended solids concentration of the circulating water measured by the first measuring device falls outside the second range, the first forward osmosis membrane device tends to be highly fouled, and therefore, even with assistance from the first adjusting device, it may not be possible to sufficiently adjust the solute concentration of the circulating water or reduce the suspended solids concentration. Therefore, since it is necessary to clean the first forward osmosis membrane device, the first forward osmosis membrane device that is in use is stopped and the second forward osmosis membrane device that is stopped is started.

そのため、第1の正浸透膜装置を十分に使用することができるとともに、安定して水の浄化処理を行うことができる。 As a result, the first forward osmosis membrane device can be used to its full potential, and water purification processing can be performed stably.

上記の水浄化方法において、前記水浄化システムは、さらに、前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記逆浸透膜装置の下流に配置され、前記循環水を収容する第2の貯水槽と、前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記逆浸透膜装置の下流かつ前記第の正浸透膜装置および前記第2の正浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水の電気伝導率を測定する第2の測定装置と、前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記逆浸透膜装置の下流かつ前記第の正浸透膜装置および前記第2の正浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水に溶質および水の少なくとも一方を供給して前記循環水の溶質濃度の調整が可能な第2の調整装置と、を備え、前記第2の測定装置で前記循環水の電気伝導率を測定し、前記第2の測定装置で測定された電気伝導率が第3の範囲を外れると、前記循環水の電気伝導率が前記第3の範囲となるように前記第2の調整装置を作動させてもよい。 In the above water purification method, the water purification system may further include a second water tank arranged downstream of the reverse osmosis membrane device in the annular water channel in the direction in which the circulating water flows, the second water tank storing the circulating water; a second measuring device arranged downstream of the reverse osmosis membrane device in the annular water channel in the direction in which the circulating water flows and upstream of the first forward osmosis membrane device and the second forward osmosis membrane device, the second measuring device measuring the electrical conductivity of the circulating water; and a second adjusting device arranged downstream of the reverse osmosis membrane device in the annular water channel in the direction in which the circulating water flows and upstream of the first forward osmosis membrane device and the second forward osmosis membrane device, the second adjusting device being capable of adjusting a solute concentration of the circulating water by supplying at least one of a solute and water to the circulating water, wherein the second measuring device measures the electrical conductivity of the circulating water, and when the electrical conductivity measured by the second measuring device is outside a third range, the second adjusting device may be operated so that the electrical conductivity of the circulating water falls within the third range.

この態様では、逆浸透膜装置にファウリングが発生する等の理由で、第2の測定装置で測定された循環水の電気伝導率が第3の範囲を外れた場合、第2の調整装置を用いて、電気伝導率が第3の範囲内となるように循環水の溶質濃度を調整することができる。これにより、第1の正浸透膜装置および第2の正浸透膜装置に適切な溶質濃度の循環水を供給することができ、より安定して水の浄化処理を行うことができる。 In this embodiment, if the electrical conductivity of the circulating water measured by the second measuring device falls outside the third range due to reasons such as fouling occurring in the reverse osmosis membrane device, the solute concentration of the circulating water can be adjusted using the second adjusting device so that the electrical conductivity falls within the third range. This allows circulating water with an appropriate solute concentration to be supplied to the first forward osmosis membrane device and the second forward osmosis membrane device, and allows for more stable water purification processing.

本発明によれば、逆浸透膜装置におけるファウリングの発生を抑制するとともに、正浸透膜装置においてファウリングが発生した場合でも、水の浄化処理を停止する必要がなく、安定して水の浄化処理を行うことができる水浄化システム、および水浄化方法を提供することができる。 The present invention provides a water purification system and a water purification method that can suppress the occurrence of fouling in a reverse osmosis membrane device, and can perform stable water purification without the need to stop the water purification process even if fouling occurs in a forward osmosis membrane device.

図1は、本実施形態に係る水浄化システムの全体構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a water purification system according to this embodiment. 図2は、本実施形態に係る水浄化方法のフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart of the water purification method according to this embodiment. 図3は、本実施形態に係る水浄化システムの変型例を示す部分模式図である。FIG. 3 is a partial schematic diagram showing a variation of the water purification system according to this embodiment. 図4は、その他の実施形態に係る水浄化システムを示す部分模式図である。FIG. 4 is a partial schematic diagram showing a water purification system according to another embodiment. 図5は、その他の実施形態に係る水浄化システムを示す部分模式図である。FIG. 5 is a partial schematic diagram showing a water purification system according to another embodiment. 図6は、従来の水浄化システムの全体構成を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing the overall configuration of a conventional water purification system.

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings.

〈水浄化システム〉
図1は、本発明の実施形態に係る水浄化システム1の全体構成を示す模式図である。水浄化システム1は、循環水W2を介して被処理水W1から浄化水W3を得るシステムである。
<Water purification system>
1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a water purification system 1 according to an embodiment of the present invention. The water purification system 1 is a system for obtaining purified water W3 from water to be treated W1 via circulating water W2.

被処理水W1は、海水、河川水、湖水、生活排水または工業排水等のように、不純物または汚染物質を含む水である。循環水W2は、被処理水W1よりも高い溶質濃度を有し、かつ被処理水W1よりも低い有機物濃度を有する。より具体的には、循環水W2は、例えば有機物が除去された清浄な水に、溶質として塩化ナトリウム、炭酸アンモニウムまたは炭酸カルシウム等の塩類を溶解させた水溶液であり、被処理水W1よりも高い浸透圧を有する。 The water to be treated W1 is water containing impurities or pollutants, such as seawater, river water, lake water, domestic wastewater, or industrial wastewater. The circulating water W2 has a higher solute concentration than the water to be treated W1, and a lower organic matter concentration than the water to be treated W1. More specifically, the circulating water W2 is an aqueous solution in which salts such as sodium chloride, ammonium carbonate, or calcium carbonate are dissolved as solutes in clean water from which organic matter has been removed, and has a higher osmotic pressure than the water to be treated W1.

図1に示すように、水浄化システム1は、被処理水W1を流通させる原水路2と、循環水W2を循環させる環状水路12と、浄化水W3を流通させる浄水路3と、を備える。以下では、環状水路12において循環水W2の流れる方向(図1の環状水路12に付した矢印方向)を「循環方向」ともいう。 As shown in FIG. 1, the water purification system 1 includes a raw water channel 2 through which the water to be treated W1 flows, an annular water channel 12 through which the circulating water W2 flows, and a purified water channel 3 through which the purified water W3 flows. Hereinafter, the direction in which the circulating water W2 flows in the annular water channel 12 (the direction of the arrow on the annular water channel 12 in FIG. 1) is also referred to as the "circulation direction."

水浄化システム1は、環状水路12に並列に設けられた第1の正浸透膜装置13aおよび第2の正浸透膜装置13bを備える。また、水浄化システム1は、環状水路12において循環方向における第1の正浸透膜装置13aおよび第2の正浸透膜装置13bの下流に、循環方向上流から下流に向かって順に配置された、第1の貯水槽14と、ポンプ15と、逆浸透膜装置16と、第2の貯水槽17と、を備える。 The water purification system 1 includes a first forward osmosis membrane device 13a and a second forward osmosis membrane device 13b arranged in parallel in the annular water channel 12. The water purification system 1 also includes a first water tank 14, a pump 15, a reverse osmosis membrane device 16, and a second water tank 17, which are arranged in this order from upstream to downstream in the circulation direction in the annular water channel 12 downstream of the first forward osmosis membrane device 13a and the second forward osmosis membrane device 13b in the circulation direction.

水浄化システム1は、さらに、原水路2に設けられた前処理装置11と、第1の貯水槽14に設けられた第1の測定装置21と、第2の貯水槽17に設けられた第2の測定装置22と、第1の貯水槽14に接続された第1の調整装置23と、第2の貯水槽17に接続された第2の調整装置24と、原水路2および環状水路12に設けられた切り替え機構18と、第1の調整装置23、切り替え機構18および第2の調整装置24の制御を行う制御装置20と、を備える。 The water purification system 1 further includes a pretreatment device 11 provided in the raw water channel 2, a first measuring device 21 provided in the first water tank 14, a second measuring device 22 provided in the second water tank 17, a first adjustment device 23 connected to the first water tank 14, a second adjustment device 24 connected to the second water tank 17, a switching mechanism 18 provided in the raw water channel 2 and the annular water channel 12, and a control device 20 that controls the first adjustment device 23, the switching mechanism 18, and the second adjustment device 24.

(第1の正浸透膜装置および第2の正浸透膜装置)
第1の正浸透膜装置13aは、ハウジング13a1と、ハウジング13a1内に配置された正浸透膜13a2と、を備え、正浸透膜13a2によってハウジング13a1内部の空間が一次側13a3と二次側13a4とに区画されている。第2の正浸透膜装置13bも同様に、ハウジング13b1と、ハウジング13b1内に設けられた正浸透膜13b2を備え、正浸透膜13b2によってハウジング13b1内部の空間が一次側13b3と二次側13b4に区画されている。正浸透膜13a2、13b2は、例えば、平膜または中空糸膜を用いることができ、中空糸膜が好ましい。
(First forward osmosis membrane device and second forward osmosis membrane device)
The first forward osmosis membrane device 13a includes a housing 13a1 and a forward osmosis membrane 13a2 disposed in the housing 13a1, and the space inside the housing 13a1 is divided into a primary side 13a3 and a secondary side 13a4 by the forward osmosis membrane 13a2. Similarly, the second forward osmosis membrane device 13b includes a housing 13b1 and a forward osmosis membrane 13b2 disposed in the housing 13b1, and the space inside the housing 13b1 is divided into a primary side 13b3 and a secondary side 13b4 by the forward osmosis membrane 13b2. For example, flat membranes or hollow fiber membranes can be used as the forward osmosis membranes 13a2 and 13b2, and hollow fiber membranes are preferred.

第1の正浸透膜装置13aの一次側13a3と第2の正浸透膜装置13bの一次側13b3は、原水路2に並列に接続されている。また、第1の正浸透膜装置13aの二次側13a4と第2の正浸透膜装置13bの二次側13b4は、環状水路12に並列に接続されている。 The primary side 13a3 of the first forward osmosis membrane device 13a and the primary side 13b3 of the second forward osmosis membrane device 13b are connected in parallel to the raw water channel 2. In addition, the secondary side 13a4 of the first forward osmosis membrane device 13a and the secondary side 13b4 of the second forward osmosis membrane device 13b are connected in parallel to the annular water channel 12.

第1の正浸透膜装置13aでは、一次側13a3に前処理装置11でろ過された被処理水W1が供給され、二次側13a4に循環水W2が供給される。正浸透膜13a2を介して被処理水W1と循環水W2とが接すると、被処理水W1と循環水W2の浸透圧差により、被処理水W1に含まれる水分の一部が循環水W2に透過する。このとき、被処理水W1に含まれる水以外の懸濁物質、塩等の不純物の循環水W2への透過は抑制される。第2の正浸透膜装置13bについても、第1の正浸透膜装置13aと同様である。 In the first forward osmosis membrane device 13a, the water to be treated W1 filtered in the pretreatment device 11 is supplied to the primary side 13a3, and the circulating water W2 is supplied to the secondary side 13a4. When the water to be treated W1 and the circulating water W2 come into contact with each other via the forward osmosis membrane 13a2, a portion of the water contained in the water to be treated W1 permeates into the circulating water W2 due to the osmotic pressure difference between the water to be treated W1 and the circulating water W2. At this time, the permeation of impurities other than water contained in the water to be treated W1, such as suspended matter and salt, into the circulating water W2 is suppressed. The second forward osmosis membrane device 13b is similar to the first forward osmosis membrane device 13a.

(第1の貯水槽)
第1の貯水槽14は、第1の正浸透膜装置13aおよび第2の正浸透膜装置13bから供給される循環水W2を貯留可能であり、環状水路12においていわゆるバッファとして作用する。すなわち、第1の正浸透膜装置13aおよび第2の正浸透膜装置13bから供給される循環水W2が不足した場合には、貯留していた循環水W2を第1の貯水槽14から環状水路12を通じて逆浸透膜装置16に供給することができる。また、第1の貯水槽14は、第1の正浸透膜装置13aおよび第2の正浸透膜装置13bから供給される循環水W2を受け入れつつ、逆浸透膜装置16への循環水W2の供給を制限することもできる。
(First water tank)
The first water tank 14 can store the circulating water W2 supplied from the first forward osmosis membrane device 13a and the second forward osmosis membrane device 13b, and acts as a so-called buffer in the annular water channel 12. That is, when the circulating water W2 supplied from the first forward osmosis membrane device 13a and the second forward osmosis membrane device 13b is insufficient, the stored circulating water W2 can be supplied from the first water tank 14 to the reverse osmosis membrane device 16 through the annular water channel 12. The first water tank 14 can also limit the supply of the circulating water W2 to the reverse osmosis membrane device 16 while receiving the circulating water W2 supplied from the first forward osmosis membrane device 13a and the second forward osmosis membrane device 13b.

(逆浸透膜装置)
逆浸透膜装置16は、循環水W2から水分を透過させて浄化水W3を得る。逆浸透膜装置16は、ハウジング16aと、ハウジング16a内に配置された逆浸透膜16bと、を備え、逆浸透膜16bによってハウジング16a内部の空間が一次側16cと二次側16dとに区画されている。逆浸透膜16bは、例えば、平膜または中空糸膜を用いることができ、中空糸膜が好ましい。
(Reverse osmosis membrane device)
The reverse osmosis membrane device 16 obtains purified water W3 by permeating water from the circulating water W2. The reverse osmosis membrane device 16 includes a housing 16a and a reverse osmosis membrane 16b disposed within the housing 16a, and the space within the housing 16a is divided into a primary side 16c and a secondary side 16d by the reverse osmosis membrane 16b. The reverse osmosis membrane 16b may be, for example, a flat membrane or a hollow fiber membrane, with a hollow fiber membrane being preferred.

逆浸透膜装置16では、一次側16cにポンプ15で加圧された循環水W2が供給される。ポンプ15によって加えられた圧力により、循環水W2の水分の一部が一次側16cから二次側16dに透過し、浄化水W3が得られる。 In the reverse osmosis membrane device 16, circulating water W2 pressurized by pump 15 is supplied to the primary side 16c. Due to the pressure applied by pump 15, some of the moisture in the circulating water W2 permeates from the primary side 16c to the secondary side 16d, and purified water W3 is obtained.

(第2の貯水槽)
第2の貯水槽17は、逆浸透膜装置16から供給される循環水W2を貯留可能であり、第1の貯水槽14と同様に環状水路12においてバッファとして作用する。すなわち、逆浸透膜装置16から供給される循環水W2が不足した場合には、貯留していた循環水W2を第2の貯水槽17から環状水路12を通じて第1の正浸透膜装置13aおよび第2の正浸透膜装置13bに供給することができる。また、第2の貯水槽17は、逆浸透膜装置16から供給される循環水W2を受け入れつつ循環水W2の排出量を低減することで、第1の正浸透膜装置13aおよび第2の正浸透膜装置13bへの循環水W2の供給を制限することもできる。
(Second water tank)
The second water tank 17 can store the circulating water W2 supplied from the reverse osmosis membrane device 16, and acts as a buffer in the annular water channel 12, similar to the first water tank 14. That is, when the circulating water W2 supplied from the reverse osmosis membrane device 16 is insufficient, the stored circulating water W2 can be supplied from the second water tank 17 to the first forward osmosis membrane device 13a and the second forward osmosis membrane device 13b through the annular water channel 12. The second water tank 17 can also limit the supply of the circulating water W2 to the first forward osmosis membrane device 13a and the second forward osmosis membrane device 13b by receiving the circulating water W2 supplied from the reverse osmosis membrane device 16 while reducing the discharge amount of the circulating water W2.

(切り替え機構)
切り替え機構18は、第1の正浸透膜装置13aおよび第2の正浸透膜装置13bへの循環水W2および被処理水W1の導入状態を、以下に説明する第1の状態と第2の状態との間で切り替える。
(Switching mechanism)
The switching mechanism 18 switches the introduction state of the circulating water W2 and the water to be treated W1 to the first forward osmosis membrane device 13a and the second forward osmosis membrane device 13b between a first state and a second state described below.

切り替え機構18は、第1の切り替え機構18aと第2の切り替え機構18bとを有する。第1の切り替え機構18aは、第1の正浸透膜装置13aの一次側13a3および第2の正浸透膜装置13bの一次側13b3の入り口側に位置するように原水路2に設けられている。第1の切り替え機構18aは、前処理装置11から供給される被処理水W1を、第1の正浸透膜装置13aの一次側13a3および第2の正浸透膜装置13bの一次側13b3のいずれに導入するかを切り替える。 The switching mechanism 18 has a first switching mechanism 18a and a second switching mechanism 18b. The first switching mechanism 18a is provided in the raw water channel 2 so as to be located at the inlet side of the primary side 13a3 of the first forward osmosis membrane device 13a and the primary side 13b3 of the second forward osmosis membrane device 13b. The first switching mechanism 18a switches whether the treated water W1 supplied from the pretreatment device 11 is introduced into the primary side 13a3 of the first forward osmosis membrane device 13a or the primary side 13b3 of the second forward osmosis membrane device 13b.

第2の切り替え機構18bは、第1の正浸透膜装置13aの二次側13a4および第2の正浸透膜装置13bの二次側13b4の入り口側に位置するように環状水路12に設けられ、第2の貯水槽17から供給される循環水W2を、第1の正浸透膜装置13aの二次側13a4および第2の正浸透膜装置13bの二次側13b4のいずれに導入するかを切り替える。 The second switching mechanism 18b is provided in the annular water channel 12 so as to be positioned at the inlet side of the secondary side 13a4 of the first forward osmosis membrane device 13a and the secondary side 13b4 of the second forward osmosis membrane device 13b, and switches whether the circulating water W2 supplied from the second water tank 17 is introduced into the secondary side 13a4 of the first forward osmosis membrane device 13a or the secondary side 13b4 of the second forward osmosis membrane device 13b.

第1の切り替え機構18aおよび第2の切り替え機構18bは、例えば図1に示すように三方弁を有するものとすることができる。 The first switching mechanism 18a and the second switching mechanism 18b may have a three-way valve, for example, as shown in FIG. 1.

本実施形態では、第1の正浸透膜装置13aに循環水W2および被処理水W1を導入するとともに第2の正浸透膜装置13bへの循環水W2および被処理水W1の導入を停止する状態を第1の状態とする。また、第1の正浸透膜装置13aへの循環水W2および被処理水W1の導入を停止するとともに第2の正浸透膜装置13bに循環水W2および被処理水W1を導入する状態を第2の状態とする。 In this embodiment, the first state is a state in which the circulating water W2 and the water to be treated W1 are introduced into the first forward osmosis membrane device 13a and the introduction of the circulating water W2 and the water to be treated W1 into the second forward osmosis membrane device 13b is stopped. The second state is a state in which the introduction of the circulating water W2 and the water to be treated W1 into the first forward osmosis membrane device 13a is stopped and the circulating water W2 and the water to be treated W1 are introduced into the second forward osmosis membrane device 13b.

(前処理装置)
前処理装置11は、原水路2に設けられ、第1の正浸透膜装置13aおよび第2の正浸透膜装置13bに供給される被処理水W1をろ過する。前処理装置11は、精密ろ過膜または限外ろ過膜を備え、被処理水W1に含まれる懸濁物質および汚染物質を低減する。
(Pretreatment Device)
The pretreatment device 11 is provided in the raw water channel 2 and filters the water to be treated W1 to be supplied to the first forward osmosis membrane device 13a and the second forward osmosis membrane device 13b. The pretreatment device 11 includes a microfiltration membrane or an ultrafiltration membrane, and reduces suspended solids and contaminants contained in the water to be treated W1.

(第1の測定装置、第2の測定装置)
第1の測定装置21は、イオン濃度測定器と懸濁物質濃度測定器とを備え、循環水W2のイオン濃度および懸濁物質濃度を測定し、測定値を示す信号を制御装置20に送信する。第2の測定装置22は、イオン濃度測定器を備え、循環水W2のイオン濃度を測定し、測定値を示す信号を制御装置20に送信する。
(First measuring device, second measuring device)
The first measuring device 21 includes an ion concentration measuring device and a suspended solids concentration measuring device, measures the ion concentration and suspended solids concentration of the circulating water W2, and transmits a signal indicating the measured values to the control device 20. The second measuring device 22 includes an ion concentration measuring device, measures the ion concentration of the circulating water W2, and transmits a signal indicating the measured values to the control device 20.

(第1の調整装置)
第1の調整装置23は、有機物が除去された清浄な水と、循環水W2に含まれる溶質(塩類)と、をそれぞれ第1の貯水槽14に収容される循環水W2に供給可能である。第1の調整装置23は、水を供給することにより、第1の貯水槽14に収容された循環水W2の溶質濃度および懸濁物質濃度の低減を行うことができ、また、溶質を供給することにより循環水W2の溶質濃度を増加させることができる。このように、第1の調整装置23は、第1の貯水槽14に収容された循環水W2の溶質濃度の調整および懸濁物質濃度の低減が可能である。
(First Adjustment Device)
The first adjustment device 23 can supply clean water from which organic matter has been removed and solutes (salts) contained in the circulating water W2 to the circulating water W2 contained in the first water tank 14. The first adjustment device 23 can reduce the solute concentration and suspended matter concentration of the circulating water W2 contained in the first water tank 14 by supplying water, and can increase the solute concentration of the circulating water W2 by supplying a solute. In this way, the first adjustment device 23 can adjust the solute concentration and reduce the suspended matter concentration of the circulating water W2 contained in the first water tank 14.

(第2の調整装置)
第2の調整装置24は、有機物が除去された清浄な水と、循環水W2に含まれる溶質(塩類)と、をそれぞれ第2の貯水槽17に収容される循環水W2に供給可能である。第2の調整装置24は、水を供給することにより、第2の貯水槽17に収容された循環水W2の溶質濃度の低減を行うことができ、また、溶質を供給することにより循環水W2の溶質濃度を増加させることができる。このように、第2の調整装置24は、第2の貯水槽17に収容された循環水W2の溶質濃度の調整が可能である。
(Second Adjustment Device)
The second adjustment device 24 can supply clean water from which organic matter has been removed and solutes (salts) contained in the circulating water W2 to the circulating water W2 contained in the second water tank 17. The second adjustment device 24 can reduce the solute concentration of the circulating water W2 contained in the second water tank 17 by supplying water, and can increase the solute concentration of the circulating water W2 by supplying a solute. In this way, the second adjustment device 24 can adjust the solute concentration of the circulating water W2 contained in the second water tank 17.

(制御装置)
制御装置20は、第1の測定装置21および第2の測定装置22から送信された測定結果を受信し、これらの測定結果に基づいて、第1の調整装置23、切り替え機構18および第2の調整装置24の制御を行う。
(Control device)
The control device 20 receives measurement results transmitted from the first measuring device 21 and the second measuring device 22, and controls the first adjustment device 23, the switching mechanism 18 and the second adjustment device 24 based on these measurement results.

〈水浄化方法〉
本実施形態に係る水浄化システム1による水浄化方法について説明する。
<Water purification method>
A water purification method using the water purification system 1 according to this embodiment will be described.

図2は、本実施形態に係る水浄化方法のフローチャートである。本実施形態に係る水浄化方法について図2を参照して説明する。 Figure 2 is a flowchart of the water purification method according to this embodiment. The water purification method according to this embodiment will be described with reference to Figure 2.

まず、本実施形態に係る水浄化方法において用いられる、電気伝導率および懸濁物質濃度の第1の範囲および第2の範囲と、電気伝導率の第3の範囲と、について説明する。 First, we will explain the first and second ranges of electrical conductivity and suspended solids concentration, and the third range of electrical conductivity, used in the water purification method according to this embodiment.

電気伝導率の第1の範囲(a1~b1)および第2の範囲(a2~b2)は、循環水W2の浸透圧が逆浸透膜装置16において循環水W2から浄化水W3を得るのに好ましい浸透圧となる範囲である。電気伝導率は、第2の範囲内にあるよりも第1の範囲内にある方が逆浸透膜装置16において循環水W2から浄化水W3を得るのにより好ましい。電気伝導率の第1の範囲は第2の範囲に内包される。すなわち、第1の範囲の下限a1は第2の範囲の下限a2よりも大きく、第1の範囲の上限b1は第2の範囲の上限b2よりも小さい。 The first range (a1-b1) and the second range (a2-b2) of electrical conductivity are ranges in which the osmotic pressure of the circulating water W2 is favorable for obtaining purified water W3 from the circulating water W2 in the reverse osmosis membrane device 16. It is more favorable for obtaining purified water W3 from the circulating water W2 in the reverse osmosis membrane device 16 if the electrical conductivity is within the first range than if it is within the second range. The first range of electrical conductivity is included in the second range. That is, the lower limit a1 of the first range is greater than the lower limit a2 of the second range, and the upper limit b1 of the first range is less than the upper limit b2 of the second range.

懸濁物質濃度の第1の範囲(c1以下)および第2の範囲(c2以下)は、逆浸透膜装置16におけるファウリングの発生の抑制に好ましい範囲である。懸濁物質濃度は、第2の範囲内にあるよりも第1の範囲内にある方が逆浸透膜装置16におけるファウリングの発生の抑制により好ましい。懸濁物質濃度については少ないほど好ましいため第1の範囲および第2の範囲に下限はない。懸濁物質濃度の第1の範囲は第2の範囲に内包される。すなわち、第1の範囲の上限c1は第2の範囲の上限c2よりも小さい。 The first range (c1 or less) and the second range (c2 or less) of the suspended solids concentration are preferred ranges for suppressing the occurrence of fouling in the reverse osmosis membrane device 16. A suspended solids concentration in the first range is more preferred for suppressing the occurrence of fouling in the reverse osmosis membrane device 16 than a suspended solids concentration in the second range. Since the lower the suspended solids concentration, the better, there is no lower limit to the first and second ranges. The first range of suspended solids concentration is included in the second range. In other words, the upper limit c1 of the first range is smaller than the upper limit c2 of the second range.

電気伝導率の第3の範囲(d~e)は、循環水W2の浸透圧が、第1の正浸透膜装置13aおよび第2の正浸透膜装置13bにおいて被処理水W1との間で正浸透に好ましい浸透圧差となる範囲である。 The third range of electrical conductivity (d to e) is a range in which the osmotic pressure of the circulating water W2 is a difference in osmotic pressure between the circulating water W2 and the water to be treated W1 that is favorable for forward osmosis in the first forward osmosis membrane device 13a and the second forward osmosis membrane device 13b.

本実施形態に係る水浄化方法では、水浄化システム1の動作開始時(ステップS1)において、切り替え機構18による被処理水W1および循環水W2の導入状態を、第1の状態とする。すなわち、被処理水W1および循環水W2が第1の正浸透膜装置13aに流入する状態とする。この状態で、被処理水W1の原水路2への導入およびポンプ15による環状水路12における循環水W2の循環流動を開始する。 In the water purification method according to this embodiment, when the water purification system 1 starts operating (step S1), the introduction state of the water to be treated W1 and the circulating water W2 by the switching mechanism 18 is set to a first state. That is, the water to be treated W1 and the circulating water W2 are set to a state in which they flow into the first forward osmosis membrane device 13a. In this state, the introduction of the water to be treated W1 into the raw water channel 2 and the circulation flow of the circulating water W2 in the annular water channel 12 by the pump 15 are started.

次に、第1の測定装置21で第1の貯水槽14に収容された循環水W2の電気伝導率および懸濁物質濃度を測定し、かつ第2の測定装置22で第2の貯水槽17に収容された循環水W2の電気伝導率を測定する(ステップS2)。制御装置20は、これらの測定結果を受信する。以下では、第1の測定装置21で測定された循環水W2の電気伝導率を「x」、懸濁物質濃度を「y」、第2の測定装置22で測定された循環水W2の電気伝導率を「z」ともいう。 Next, the first measuring device 21 measures the electrical conductivity and suspended solids concentration of the circulating water W2 stored in the first water tank 14, and the second measuring device 22 measures the electrical conductivity of the circulating water W2 stored in the second water tank 17 (step S2). The control device 20 receives these measurement results. Hereinafter, the electrical conductivity of the circulating water W2 measured by the first measuring device 21 is also referred to as "x", the suspended solids concentration as "y", and the electrical conductivity of the circulating water W2 measured by the second measuring device 22 as "z".

まず、第1の測定装置21で測定された電気伝導率(x)および懸濁物質濃度(y)が第1の範囲内にあるかどうか、すなわちa1≦x≦b1かつy≦c1を満たすかどうかを判定する(ステップS3)。 First, it is determined whether the electrical conductivity (x) and suspended solids concentration (y) measured by the first measuring device 21 are within a first range, i.e., whether a1≦x≦b1 and y≦c1 are satisfied (step S3).

第1の測定装置21で測定された電気伝導率および懸濁物質濃度の少なくとも一方が第1の範囲を外れている場合(ステップS3においてNO)、さらに、当該電気伝導率および懸濁物質濃度が第2の範囲内にあるかどうかを判定する(ステップS4)。 If at least one of the electrical conductivity and the suspended solids concentration measured by the first measuring device 21 is outside the first range (NO in step S3), it is further determined whether the electrical conductivity and the suspended solids concentration are within a second range (step S4).

電気伝導率および懸濁物質濃度が第2の範囲内にある場合(ステップS4においてYES)、切り替え機構18を切り替える必要はないものの、電気伝導率および懸濁物質濃度はすでに第1の範囲を超えているため、循環水W2には溶質および水の少なくとも一方を供給する必要がある。そこで、本実施形態では、まず溶質を供給する必要があるかどうかを判定するため、電気伝導率が第1の範囲の下限a1よりも小さいかどうかを判定する(ステップS6)。 If the electrical conductivity and the suspended solids concentration are within the second range (YES in step S4), there is no need to switch the switching mechanism 18. However, since the electrical conductivity and the suspended solids concentration have already exceeded the first range, it is necessary to supply at least one of solute and water to the circulating water W2. Therefore, in this embodiment, in order to determine whether it is necessary to supply solute, it is first determined whether the electrical conductivity is smaller than the lower limit a1 of the first range (step S6).

電気伝導率が第1の範囲の下限a1よりも小さくない場合(ステップS6においてNO)、電気伝導率が下限a1以上であり循環水W2に溶質を供給する必要はなく、水のみを供給する必要がある。そのため、制御装置20は第1の調整装置23を制御して、測定値に応じた量の水を循環水W2に供給する(ステップS7)。その後、第1の測定装置21および第2の測定装置22による循環水W2の電気伝導率および懸濁物質濃度の測定を継続する(ステップS2)。 If the electrical conductivity is not less than the lower limit a1 of the first range (NO in step S6), the electrical conductivity is equal to or greater than the lower limit a1, and there is no need to supply solute to the circulating water W2; only water needs to be supplied. Therefore, the control device 20 controls the first adjustment device 23 to supply an amount of water according to the measured value to the circulating water W2 (step S7). Thereafter, the first measurement device 21 and the second measurement device 22 continue to measure the electrical conductivity and suspended solids concentration of the circulating water W2 (step S2).

電気伝導率が第1の範囲の下限a1よりも小さい場合(ステップS6においてYES)、循環水W2に溶質を供給する必要があるが、水を供給する必要があるかどうかは不明である。そこで、次に循環水W2に水を供給する必要があるかどうかを判定するため、懸濁物質濃度が第1の範囲の上限c1よりも大きいかどうかを判定する(ステップS8)。 If the electrical conductivity is less than the lower limit a1 of the first range (YES in step S6), it is necessary to supply solute to the circulating water W2, but it is unclear whether water needs to be supplied. Therefore, to determine whether water needs to be supplied to the circulating water W2, it is next determined whether the suspended solids concentration is greater than the upper limit c1 of the first range (step S8).

懸濁物質濃度が第1の範囲の上限c1よりも大きくない場合(ステップS8においてNO)、循環水W2に水を供給する必要はなく、溶質のみを供給する必要がある。そのため、制御装置20は第1の調整装置23を制御して、測定値に応じた量の溶質を循環水W2に供給する(ステップS9)。その後、第1の測定装置21および第2の測定装置22による循環水W2の電気伝導率および懸濁物質濃度の測定を継続する(ステップS2)。 If the suspended solids concentration is not greater than the upper limit c1 of the first range (NO in step S8), there is no need to supply water to the circulating water W2, and only solute needs to be supplied. Therefore, the control device 20 controls the first adjustment device 23 to supply an amount of solute according to the measured value to the circulating water W2 (step S9). After that, the first measurement device 21 and the second measurement device 22 continue to measure the electrical conductivity and suspended solids concentration of the circulating water W2 (step S2).

懸濁物質濃度が第1の範囲の上限c1よりも大きい場合(ステップS8においてYES)、循環水W2に溶質および水の両方を供給する必要がある。そのため、制御装置20は第1の調整装置23を制御して、測定値に応じた量の溶質および水を循環水W2に供給する(ステップS10)。その後、第1の測定装置21および第2の測定装置22による循環水W2の電気伝導率および懸濁物質濃度の測定を継続する(ステップS2)。 If the suspended solids concentration is greater than the upper limit c1 of the first range (YES in step S8), it is necessary to supply both solute and water to the circulating water W2. Therefore, the control device 20 controls the first adjustment device 23 to supply the amount of solute and water according to the measured values to the circulating water W2 (step S10). After that, the first measurement device 21 and the second measurement device 22 continue to measure the electrical conductivity and suspended solids concentration of the circulating water W2 (step S2).

電気伝導率および懸濁物質濃度の少なくとも一方が第1の範囲を超えてさらに第2の範囲を外れている場合(ステップS4においてNO)、制御装置20は、循環水W2および被処理水W1の導入状態が切り替わるように切り替え機構18の制御を行う(ステップS5)。すなわち、第1の正浸透膜装置13aおよび第2の正浸透膜装置13bへの循環水W2および被処理水W1の導入状態を第1の状態から第2の状態に切り替える。これにより、第1の正浸透膜装置13aの使用を停止し、第2の正浸透膜装置13bの使用を開始することができ、第1の正浸透膜装置13aの修理等を行うことができる。その後、第1の測定装置21および第2の測定装置22による循環水W2の電気伝導率および懸濁物質濃度の測定を継続する(ステップS2)。 If at least one of the electrical conductivity and the suspended solids concentration exceeds the first range and is outside the second range (NO in step S4), the control device 20 controls the switching mechanism 18 to switch the introduction state of the circulating water W2 and the water to be treated W1 (step S5). That is, the introduction state of the circulating water W2 and the water to be treated W1 to the first forward osmosis membrane device 13a and the second forward osmosis membrane device 13b is switched from the first state to the second state. This allows the use of the first forward osmosis membrane device 13a to be stopped and the use of the second forward osmosis membrane device 13b to be started, and the first forward osmosis membrane device 13a can be repaired, etc. Thereafter, the measurement of the electrical conductivity and suspended solids concentration of the circulating water W2 by the first measuring device 21 and the second measuring device 22 continues (step S2).

第1の測定装置21で測定された電気伝導率および懸濁物質濃度が第1の範囲内にある場合(ステップS3においてYES)、制御装置20は第1の調整装置23および切り替え機構18のいずれも制御する必要がない。この場合、第2の測定装置22で測定された電気伝導率(z)が第3の範囲内にあるかどうか、すなわちd≦z≦eを満たすかどうかを判定する(ステップS11)。 If the electrical conductivity and suspended solids concentration measured by the first measuring device 21 are within the first range (YES in step S3), the control device 20 does not need to control either the first adjusting device 23 or the switching mechanism 18. In this case, it is determined whether the electrical conductivity (z) measured by the second measuring device 22 is within the third range, i.e., whether d≦z≦e is satisfied (step S11).

第2の測定装置22で測定された電気伝導率が第3の範囲を外れている場合(ステップS11においてNO)、さらに、当該電気伝導率が第3の範囲の下限dよりも小さいかどうかを判定する(ステップS12)。 If the electrical conductivity measured by the second measuring device 22 is outside the third range (NO in step S11), it is further determined whether the electrical conductivity is smaller than the lower limit d of the third range (step S12).

電気伝導率が第3の範囲の下限dよりも小さくない場合(ステップS12においてNO)、電気伝導率はすでに第3の範囲を外れているため、第3の範囲の上限eよりも大きいことがわかる。そのため、制御装置20は第2の調整装置24を制御して、測定値に応じた量の水を循環水W2に供給する(ステップS13)。その後、第1の測定装置21および第2の測定装置22による循環水W2の電気伝導率および懸濁物質濃度の測定を継続する(ステップS2)。 If the electrical conductivity is not less than the lower limit d of the third range (NO in step S12), it is found that the electrical conductivity is already outside the third range and is therefore greater than the upper limit e of the third range. Therefore, the control device 20 controls the second adjustment device 24 to supply an amount of water according to the measured value to the circulating water W2 (step S13). Thereafter, the first measurement device 21 and the second measurement device 22 continue to measure the electrical conductivity and suspended solids concentration of the circulating water W2 (step S2).

電気伝導率が第3の範囲の下限dよりも小さい場合(ステップS12においてYES)、制御装置20は第2の調整装置24を制御して、測定値に応じた量の溶質を循環水W2に供給する(ステップS14)。その後、第1の測定装置21および第2の測定装置22による循環水W2の電気伝導率および懸濁物質濃度の測定を継続する(ステップS2)。 If the electrical conductivity is less than the lower limit d of the third range (YES in step S12), the control device 20 controls the second adjustment device 24 to supply an amount of solute corresponding to the measured value to the circulating water W2 (step S14). After that, the first measurement device 21 and the second measurement device 22 continue to measure the electrical conductivity and suspended solids concentration of the circulating water W2 (step S2).

第2の測定装置22で測定された電気伝導率が第3の範囲内にある場合において(ステップS11においてYES)、水浄化システム1の動作を継続するとき(ステップS15においてYES)、第1の測定装置21および第2の測定装置22による循環水W2の電気伝導率および懸濁物質濃度の測定を継続する(ステップS2)。水浄化システム1の動作を継続しないとき(ステップS15においてNO)、水浄化システム1の動作を停止する(ステップS16)。 If the electrical conductivity measured by the second measuring device 22 is within the third range (YES in step S11), and the operation of the water purification system 1 is to be continued (YES in step S15), the measurement of the electrical conductivity and suspended solids concentration of the circulating water W2 by the first measuring device 21 and the second measuring device 22 is continued (step S2). If the operation of the water purification system 1 is not to be continued (NO in step S15), the operation of the water purification system 1 is stopped (step S16).

(作用、効果)
本実施形態に係る水浄化システムおよび水浄化方法の作用、効果について説明する。
(Action, Effect)
The operation and effects of the water purification system and water purification method according to this embodiment will be described.

本実施形態に係る水浄化システム1では、被処理水W1よりも有機物濃度の低い循環水W2が逆浸透膜装置16に導入されるため、逆浸透膜装置16に被処理水W1が導入される場合に比べて逆浸透膜装置16におけるファウリングの発生を抑制することができる。 In the water purification system 1 according to this embodiment, circulating water W2, which has a lower organic matter concentration than the water to be treated W1, is introduced into the reverse osmosis membrane device 16, so that the occurrence of fouling in the reverse osmosis membrane device 16 can be suppressed compared to when the water to be treated W1 is introduced into the reverse osmosis membrane device 16.

また、水浄化システム1では、切り替え機構18を用いて、第1の正浸透膜装置13aおよび第2の正浸透膜装置13bへの循環水W2および被処理水W1の導入状態を、第1の状態と第2の状態との間で切り替えることができる。これにより、第1の状態で作動している水浄化システム1において、使用中の第1の正浸透膜装置13aにファウリングが発生した場合には、切り替え機構18によって第1の状態から第2の状態に切り替えることで、第1の正浸透膜装置13aを停止するとともに、停止中の第2の正浸透膜装置13bの使用を開始することができる。また、切り替え機構18による切り替えが行われるまでの間、第1の貯水槽14から循環水W2を逆浸透膜装置16に供給することができる。 In addition, in the water purification system 1, the introduction state of the circulating water W2 and the water to be treated W1 to the first forward osmosis membrane device 13a and the second forward osmosis membrane device 13b can be switched between a first state and a second state using the switching mechanism 18. As a result, in the water purification system 1 operating in the first state, if fouling occurs in the first forward osmosis membrane device 13a in use, the first forward osmosis membrane device 13a can be stopped and the second forward osmosis membrane device 13b, which is stopped, can be started by switching from the first state to the second state using the switching mechanism 18. In addition, until switching is performed by the switching mechanism 18, the circulating water W2 can be supplied to the reverse osmosis membrane device 16 from the first water tank 14.

したがって、第1の正浸透膜装置13aにおいてファウリングが発生した場合でも、水の浄化処理を停止する必要がなく、安定して水の浄化処理を行うことができる。また、ファウリングが発生した第1の正浸透膜装置13aの洗浄等を、水の浄化処理を停止することなく行うことができる。第2の正浸透膜装置13bでファウリングが発生した場合でも、切り替え機構18によって第2の状態から第1の状態に切り替えることで、同様に安定して水の浄化処理を行うことができる。 Therefore, even if fouling occurs in the first forward osmosis membrane device 13a, there is no need to stop the water purification process, and the water purification process can be performed stably. In addition, cleaning of the first forward osmosis membrane device 13a in which fouling has occurred can be performed without stopping the water purification process. Even if fouling occurs in the second forward osmosis membrane device 13b, the water purification process can be performed stably by switching from the second state to the first state using the switching mechanism 18.

また、使用中の第1の正浸透膜装置13aにファウリングが発生した場合であっても、第1の測定装置21で測定された循環水W2の電気伝導率または懸濁物質濃度が第1の範囲を若干外れた程度で、第2の範囲内であり、第1の正浸透膜装置13aの洗浄等を行う必要がない場合には、第1の調整装置23を用いて循環水W2の溶質濃度の調整または懸濁物質濃度の低減を行うことによって、適切な電気伝導率および懸濁物質濃度の循環水W2を逆浸透膜装置に供給することができる。これにより、安定して水の浄化処理を行うことができる。 Even if fouling occurs in the first forward osmosis membrane device 13a during use, if the electrical conductivity or suspended matter concentration of the circulating water W2 measured by the first measuring device 21 is slightly outside the first range but within the second range, and cleaning of the first forward osmosis membrane device 13a is not necessary, the first adjusting device 23 can be used to adjust the solute concentration of the circulating water W2 or reduce the suspended matter concentration, thereby supplying circulating water W2 with an appropriate electrical conductivity and suspended matter concentration to the reverse osmosis membrane device. This allows stable water purification processing.

また、第1の調整装置23を用いても循環水W2の電気伝導率および懸濁物質濃度を第1の範囲内に調整することができず、例えば、第1の測定装置21で測定された循環水W2の電気伝導率または懸濁物質濃度が第2の範囲を外れ、第1の正浸透膜装置13aの洗浄等を行う必要が生じた場合には、切り替え機構18によって、使用中の第1の正浸透膜装置13aを停止するとともに、停止中の第2の正浸透膜装置13bの使用を開始することができる。 In addition, if the electrical conductivity and suspended solids concentration of the circulating water W2 cannot be adjusted to within the first range even when the first adjustment device 23 is used, and, for example, the electrical conductivity or suspended solids concentration of the circulating water W2 measured by the first measurement device 21 falls outside the second range, and cleaning of the first forward osmosis membrane device 13a or the like becomes necessary, the switching mechanism 18 can stop the first forward osmosis membrane device 13a that is in use and start the use of the second forward osmosis membrane device 13b that is stopped.

さらに、逆浸透膜装置16にファウリングが発生する等の理由で、第2の測定装置22で測定された循環水W2の電気伝導率が第3の範囲を外れた場合、循環水W2と被処理水W1との溶質濃度差が適切な範囲から外れ、第1の正浸透膜装置13aおよび第2の正浸透膜装置13bによる被処理水W1から循環水W2への水の透過量が減少する可能性がある。 Furthermore, if the electrical conductivity of the circulating water W2 measured by the second measuring device 22 falls outside the third range due to reasons such as fouling occurring in the reverse osmosis membrane device 16, the solute concentration difference between the circulating water W2 and the water to be treated W1 will fall outside the appropriate range, and the amount of water passing from the water to be treated W1 to the circulating water W2 by the first forward osmosis membrane device 13a and the second forward osmosis membrane device 13b may decrease.

しかし、水浄化システム1では、第2の測定装置22で測定された循環水W2の電気伝導率が第3の範囲を外れたとしても、第2の調整装置24を用いて、第2の測定装置22で測定される電気伝導率が所定の範囲内となるように循環水W2の溶質濃度を調整することができる。したがって、第1の正浸透膜装置13aおよび第2の正浸透膜装置13bに適切な溶質濃度の循環水W2を供給することができ、より安定して水の浄化処理を行うことができる。 However, in the water purification system 1, even if the electrical conductivity of the circulating water W2 measured by the second measuring device 22 falls outside the third range, the second adjusting device 24 can be used to adjust the solute concentration of the circulating water W2 so that the electrical conductivity measured by the second measuring device 22 falls within a predetermined range. Therefore, circulating water W2 with an appropriate solute concentration can be supplied to the first forward osmosis membrane device 13a and the second forward osmosis membrane device 13b, and water purification processing can be performed more stably.

水浄化システム1では、第1の測定装置21で測定された循環水W2の電気伝導率または懸濁物質濃度が第1の範囲を外れてはいるものの第2の範囲内である場合には、第1の正浸透膜装置13aのファウリングの程度が低い傾向にあるため、第1の正浸透膜装置13aの洗浄等を行わなくても第1の調整装置23の補助により、循環水の溶質濃度の調整または懸濁物質濃度の低減を行うことができる。 In the water purification system 1, when the electrical conductivity or suspended solids concentration of the circulating water W2 measured by the first measuring device 21 is outside the first range but within the second range, the degree of fouling of the first forward osmosis membrane device 13a tends to be low, so the solute concentration of the circulating water can be adjusted or the suspended solids concentration can be reduced with the assistance of the first adjusting device 23 without cleaning the first forward osmosis membrane device 13a, etc.

また、第1の測定装置21で測定された循環水W2の電気伝導率または懸濁物質濃度が第2の範囲を外れる場合には、第1の正浸透膜装置13aのファウリングの程度が高い傾向にあるため、第1の調整装置23で補助しても十分に循環水W2の溶質濃度の調整または懸濁物質濃度の低減を行うことができない。そのため、第1の正浸透膜装置13aの洗浄等を行う必要があることから、切り替え機構18によって使用中の第1の正浸透膜装置13aを停止するとともに停止中の第2の正浸透膜装置13bの使用を開始する。 In addition, when the electrical conductivity or suspended solids concentration of the circulating water W2 measured by the first measuring device 21 falls outside the second range, the degree of fouling of the first forward osmosis membrane device 13a tends to be high, and therefore the solute concentration of the circulating water W2 cannot be sufficiently adjusted or the suspended solids concentration reduced even with the assistance of the first adjusting device 23. Therefore, since it is necessary to clean the first forward osmosis membrane device 13a, the switching mechanism 18 stops the first forward osmosis membrane device 13a in use and starts the use of the second forward osmosis membrane device 13b, which is currently stopped.

したがって、第1の正浸透膜装置13aを十分に使用することができるとともに、安定して水の浄化処理を行うことができる。第2の正浸透膜装置13bについても同様である。 As a result, the first forward osmosis membrane device 13a can be used sufficiently and the water purification process can be performed stably. The same is true for the second forward osmosis membrane device 13b.

切り替え機構18によって、第2の状態に切り替えた後は、そのままの状態で使用を継続してもよく、第1の正浸透膜装置13aの洗浄等を行った後、第1の状態に切り替えて使用してもよい。切り替え機構18の操作は、制御装置20によっても行うことができ、手動でも行うことができる。 After switching to the second state by the switching mechanism 18, the device may continue to be used in that state, or the device may be switched to the first state and used after cleaning the first forward osmosis membrane device 13a, etc. The switching mechanism 18 may be operated by the control device 20 or manually.

また、水浄化システム1では、第1の測定装置21で測定された循環水W2の電気伝導率または懸濁物質濃度に基づいて、第1の調整装置23および切り替え機構18の制御を行うことができるだけでなく、第2の測定装置22で測定された循環水W2の電気伝導率または懸濁物質濃度に基づいて、第2の調整装置24の制御を行うことができる。第2の測定装置22で測定された循環水W2の電気伝導率が第3の範囲を外れた場合、第2の調整装置を用いて、電気伝導率が第3の範囲内となるように循環水W2の溶質濃度を調整することができる。 In addition, in the water purification system 1, not only can the first adjustment device 23 and the switching mechanism 18 be controlled based on the electrical conductivity or suspended solids concentration of the circulating water W2 measured by the first measurement device 21, but the second adjustment device 24 can also be controlled based on the electrical conductivity or suspended solids concentration of the circulating water W2 measured by the second measurement device 22. If the electrical conductivity of the circulating water W2 measured by the second measurement device 22 falls outside the third range, the second adjustment device can be used to adjust the solute concentration of the circulating water W2 so that the electrical conductivity falls within the third range.

そのため、第1の正浸透膜装置13aおよび第2の正浸透膜装置13bに適切な溶質濃度の循環水W2を供給することができ、より安定して水の浄化処理を行うことができる。 As a result, circulating water W2 with an appropriate solute concentration can be supplied to the first forward osmosis membrane device 13a and the second forward osmosis membrane device 13b, allowing for more stable water purification processing.

本実施形態に係る水浄化方法では、第1の測定装置21で測定された循環水W2の電気伝導率または懸濁物質濃度が第1の範囲を外れてはいるものの第2の範囲内である場合には、第1の正浸透膜装置13aのファウリングの程度が低い傾向にあるため、第1の正浸透膜装置13aの洗浄等を行わなくても第1の調整装置23の補助により、循環水W2の溶質濃度の調整または懸濁物質濃度の低減を行うことができる。 In the water purification method according to this embodiment, when the electrical conductivity or suspended solids concentration of the circulating water W2 measured by the first measuring device 21 is outside the first range but within the second range, the degree of fouling of the first forward osmosis membrane device 13a tends to be low, and therefore the solute concentration of the circulating water W2 can be adjusted or the suspended solids concentration can be reduced with the assistance of the first adjusting device 23 without cleaning the first forward osmosis membrane device 13a, etc.

また、第1の測定装置21で測定された循環水W2の電気伝導率または懸濁物質濃度が第2の範囲を外れる場合には、第1の正浸透膜装置13aのファウリングの程度が高い傾向にあるため、第1の調整装置23で補助しても十分に循環水W2の溶質濃度の調整または懸濁物質濃度の低減を行うことができないおそれがある。そのため、第1の正浸透膜装置13aの洗浄等を行う必要があることから、使用中の第1の正浸透膜装置13aを停止するとともに停止中の第2の正浸透膜装置13bの使用を開始する。 In addition, if the electrical conductivity or suspended solids concentration of the circulating water W2 measured by the first measuring device 21 falls outside the second range, the degree of fouling of the first forward osmosis membrane device 13a tends to be high, and it may not be possible to sufficiently adjust the solute concentration of the circulating water W2 or reduce the suspended solids concentration even with the assistance of the first adjusting device 23. Therefore, since it is necessary to clean the first forward osmosis membrane device 13a, the first forward osmosis membrane device 13a in use is stopped and the second forward osmosis membrane device 13b, which is stopped, is started.

そのため、第1の正浸透膜装置13aを十分に使用することができるとともに、安定して水の浄化処理を行うことができる。第2の正浸透膜装置13bについても同様である。 As a result, the first forward osmosis membrane device 13a can be used sufficiently and the water purification process can be performed stably. The same applies to the second forward osmosis membrane device 13b.

本実施形態に係る水浄化方法では、逆浸透膜装置16にファウリングが発生する等の理由で、第2の測定装置22で測定された循環水W2の電気伝導率が第3の範囲を外れた場合、第2の調整装置24を用いて、電気伝導率が第3の範囲内となるように第2の貯水槽17に収容された循環水W2の溶質濃度を調整することができる。これにより、第1の正浸透膜装置13aおよび第2の正浸透膜装置13bに適切な溶質濃度の循環水を供給することができ、より安定して水の浄化処理を行うことができる。 In the water purification method according to this embodiment, if the electrical conductivity of the circulating water W2 measured by the second measuring device 22 falls outside the third range due to reasons such as fouling occurring in the reverse osmosis membrane device 16, the second adjusting device 24 can be used to adjust the solute concentration of the circulating water W2 contained in the second water tank 17 so that the electrical conductivity falls within the third range. This makes it possible to supply circulating water with an appropriate solute concentration to the first forward osmosis membrane device 13a and the second forward osmosis membrane device 13b, and to perform the water purification process more stably.

〈変型例〉
第1の調整装置23および第2の調整装置24を用いて循環水W2の溶質濃度を増加させる場合、上述の実施形態では循環水W2に溶質を供給することとしたが(図2のステップS7、ステップS11)、水および溶質の両方を供給してもよい。この場合、循環水W2の溶質濃度に応じた割合で水および溶質を配合する。また、循環水W2よりも溶質濃度の高い水溶液(以下「高濃度溶液」ともいう。)をあらかじめ用意し、この高濃度溶液を供給してもよい。
<Example of variation>
When the solute concentration of the circulating water W2 is increased using the first adjusting device 23 and the second adjusting device 24, the solute is supplied to the circulating water W2 in the above embodiment (steps S7 and S11 in FIG. 2), but both water and the solute may be supplied. In this case, the water and the solute are mixed in a ratio according to the solute concentration of the circulating water W2. Also, an aqueous solution having a higher solute concentration than the circulating water W2 (hereinafter also referred to as a "high concentration solution") may be prepared in advance and this high concentration solution may be supplied.

上述の実施形態の水浄化方法では、第1の正浸透膜装置13aおよび第2の正浸透膜装置13bへの循環水W2および被処理水W1の導入状態を、切り替え機構18によって第1の状態から第2の状態に切り替えた後は(図2のステップS2)、第2の状態のままで水浄化システム1の使用を継続することとしたが、例えば第1の正浸透膜装置13aの洗浄等を行った後、すぐに第1の状態に切り替えてもよい。 In the water purification method of the above embodiment, after the introduction state of the circulating water W2 and the water to be treated W1 to the first forward osmosis membrane device 13a and the second forward osmosis membrane device 13b is switched from the first state to the second state by the switching mechanism 18 (step S2 in FIG. 2), the water purification system 1 continues to be used in the second state, but it may be switched to the first state immediately after cleaning the first forward osmosis membrane device 13a, for example.

図3は、切り替え機構18の変形例である。上述の実施形態では、第1の切り替え機構18aは三方弁を使用した場合について説明したが、三方弁以外の弁を使用してもよい。例えば、図3に示すように、原水路2の第1の正浸透膜装置13aの一次側13a3の入口側に設けられた弁18a1と第2の正浸透膜装置13bの一次側13b3の入り口側に設けられた弁18a2とを使用してもよい。また、第2の切り替え機構18bについても同様に、原水路2の第1の正浸透膜装置13aの二次側13a4の入口側に設けられた弁18a1と第2の正浸透膜装置13bの二次側13b4の入り口側に設けられた弁18b2とを使用してもよい。 Figure 3 shows a modified example of the switching mechanism 18. In the above embodiment, the first switching mechanism 18a is described as using a three-way valve, but a valve other than a three-way valve may be used. For example, as shown in Figure 3, a valve 18a1 provided on the inlet side of the primary side 13a3 of the first forward osmosis membrane device 13a of the raw water channel 2 and a valve 18a2 provided on the inlet side of the primary side 13b3 of the second forward osmosis membrane device 13b may be used. Similarly, for the second switching mechanism 18b, a valve 18a1 provided on the inlet side of the secondary side 13a4 of the first forward osmosis membrane device 13a of the raw water channel 2 and a valve 18b2 provided on the inlet side of the secondary side 13b4 of the second forward osmosis membrane device 13b may be used.

図4は、第1の測定装置21および第2の測定装置22の配置の変形例である。上述の実施形態では、第1の測定装置21は第1の貯水槽14に設け、第2の測定装置22は第2の貯水槽17に設けた。しかし、第1の測定装置21は、環状水路12において循環方向における第1の正浸透膜装置13aおよび第2の正浸透膜装置13bの下流かつ逆浸透膜装置16の上流であれば他の位置に設けてもよい。また、第2の測定装置22は、環状水路12において循環方向における逆浸透膜装置16の下流かつ第1の正浸透膜装置13aおよび第2の正浸透膜装置13bの上流であれば他の位置に設けてもよい。 Figure 4 shows a modified arrangement of the first measuring device 21 and the second measuring device 22. In the above embodiment, the first measuring device 21 is provided in the first water tank 14, and the second measuring device 22 is provided in the second water tank 17. However, the first measuring device 21 may be provided in another position in the annular water channel 12, so long as it is downstream of the first forward osmosis membrane device 13a and the second forward osmosis membrane device 13b in the circulation direction and upstream of the reverse osmosis membrane device 16. In addition, the second measuring device 22 may be provided in another position in the annular water channel 12, so long as it is downstream of the reverse osmosis membrane device 16 in the circulation direction and upstream of the first forward osmosis membrane device 13a and the second forward osmosis membrane device 13b.

例えば、図4に示すように、第1の測定装置21は、第1の正浸透膜装置13aおよび第2の正浸透膜装置13bの下流かつ第1の貯水槽14の上流に設けられた第1の上流側測定装置21aと、第1の貯水槽14の下流かつ逆浸透膜装置16の上流に設けられた第1の下流側測定装置21bの2つからなるものとしてもよい。 For example, as shown in FIG. 4, the first measuring device 21 may be composed of a first upstream measuring device 21a provided downstream of the first forward osmosis membrane device 13a and the second forward osmosis membrane device 13b and upstream of the first water tank 14, and a first downstream measuring device 21b provided downstream of the first water tank 14 and upstream of the reverse osmosis membrane device 16.

この場合、第1の上流側測定装置21aは、第1の調整装置23によって調整される前の循環水W2の電気伝導率および懸濁物質濃度を測定し、第1の下流側測定装置21bは、調整後の循環水W2の電気伝導率および懸濁物質濃度を測定する。制御装置20は、第1の上流側測定装置21aおよび第1の下流側測定装置21bから送信された測定結果を受信し、これらの測定結果に基づいて第1の調整装置23から循環水W2に供給する水および溶質の供給量を制御する。制御装置20は第1の下流側測定装置21bから調整後の測定結果のフィードバックを受けることで、より精度よく循環水W2の電気伝導率および懸濁物質濃度を調整することができる。なお、第1の上流側測定装置21aと第1の下流側測定装置21bのいずれか一方のみを設けてもよい。 In this case, the first upstream measuring device 21a measures the electrical conductivity and suspended solids concentration of the circulating water W2 before it is adjusted by the first adjusting device 23, and the first downstream measuring device 21b measures the electrical conductivity and suspended solids concentration of the circulating water W2 after it has been adjusted. The control device 20 receives the measurement results sent from the first upstream measuring device 21a and the first downstream measuring device 21b, and controls the amount of water and solute supplied from the first adjusting device 23 to the circulating water W2 based on these measurement results. The control device 20 can adjust the electrical conductivity and suspended solids concentration of the circulating water W2 more accurately by receiving feedback of the measurement results after adjustment from the first downstream measuring device 21b. Note that only one of the first upstream measuring device 21a and the first downstream measuring device 21b may be provided.

同様に、第2の測定装置22は、逆浸透膜装置16の下流かつ第2の貯水槽17の上流に設けられた第2の上流側測定装置22aと、第2の貯水槽17の下流かつ第1の正浸透膜装置13aおよび第2の正浸透膜装置13bの上流に設けられた第2の下流側測定装置22bの2つからなるものとしてもよい。また、第2の上流側測定装置22aと第2の下流側測定装置22bのいずれか一方のみを設けてもよい。 Similarly, the second measuring device 22 may be composed of a second upstream measuring device 22a provided downstream of the reverse osmosis membrane device 16 and upstream of the second water tank 17, and a second downstream measuring device 22b provided downstream of the second water tank 17 and upstream of the first forward osmosis membrane device 13a and the second forward osmosis membrane device 13b. Also, only one of the second upstream measuring device 22a and the second downstream measuring device 22b may be provided.

図5は、第1の調整装置23および第2の調整装置24の配置の変形例である。上述の実施形態では、第1の調整装置23は第1の貯水槽14に接続し、第2の調整装置24は第2の貯水槽17に接続した。しかし、第1の調整装置23は、環状水路12において循環方向における第1の正浸透膜装置13aおよび第2の正浸透膜装置13bの下流かつ逆浸透膜装置16の上流であれば他の位置に設けてもよい。また、第2の調整装置24は、環状水路12において循環方向における逆浸透膜装置16の下流かつ第1の正浸透膜装置13aおよび第2の正浸透膜装置13bの上流であれば他の位置に設けてもよい。 Figure 5 shows a modified arrangement of the first adjustment device 23 and the second adjustment device 24. In the above embodiment, the first adjustment device 23 is connected to the first water tank 14, and the second adjustment device 24 is connected to the second water tank 17. However, the first adjustment device 23 may be provided at another position in the annular water channel 12, so long as it is downstream of the first forward osmosis membrane device 13a and the second forward osmosis membrane device 13b in the circulation direction and upstream of the reverse osmosis membrane device 16. Also, the second adjustment device 24 may be provided at another position in the annular water channel 12, so long as it is downstream of the reverse osmosis membrane device 16 in the circulation direction and upstream of the first forward osmosis membrane device 13a and the second forward osmosis membrane device 13b.

例えば、図5に示すように、第1の調整装置23は、第1の正浸透膜装置13aおよび第2の正浸透膜装置13bの下流かつ第1の貯水槽14の上流において環状水路12に接続されるように設けてもよく、二点鎖線で示すように第1の貯水槽14の下流かつ逆浸透膜装置16の上流において環状水路12に接続されるように設けてもよい。 For example, as shown in FIG. 5, the first adjustment device 23 may be provided so as to be connected to the annular water channel 12 downstream of the first forward osmosis membrane device 13a and the second forward osmosis membrane device 13b and upstream of the first water tank 14, or may be provided so as to be connected to the annular water channel 12 downstream of the first water tank 14 and upstream of the reverse osmosis membrane device 16, as shown by the two-dot chain line.

同様に、第2の調整装置24は、逆浸透膜装置16の下流かつ第2の貯水槽17の上流において環状水路12に接続されるように設けてもよく、破線で示すように第2の貯水槽17の下流かつ第1の正浸透膜装置13aおよび第2の正浸透膜装置13bの上流において環状水路12に接続されるよう設けてもよい。 Similarly, the second adjustment device 24 may be provided so as to be connected to the annular water channel 12 downstream of the reverse osmosis membrane device 16 and upstream of the second water tank 17, or may be provided so as to be connected to the annular water channel 12 downstream of the second water tank 17 and upstream of the first forward osmosis membrane device 13a and the second forward osmosis membrane device 13b, as shown by the dashed line.

上述の実施形態では、水浄化システム1として、第1の測定装置21および第1の調整装置23を備えるものについて説明したが、これらの装置の設置は任意であり、設けなくてもよい。また、第2の貯水槽17、第2の測定装置22および第2の調整装置24も、また、制御装置20も同様に設置は任意であり、設けなくてもよい。 In the above embodiment, the water purification system 1 is described as including the first measuring device 21 and the first adjusting device 23, but the installation of these devices is optional and does not have to be provided. Similarly, the installation of the second water tank 17, the second measuring device 22, the second adjusting device 24, and the control device 20 are also optional and do not have to be provided.

1 水浄化システム
12 環状水路
13a 第1の正浸透膜装置
13a1 正浸透膜
13b 第2の正浸透膜装置
13b1 正浸透膜
14 第1の貯水槽
15 ポンプ
16 逆浸透膜装置
16a 逆浸透膜
17 第2の貯水槽
18 切り替え機構
20 制御装置
21 第1の測定装置
22 第2の測定装置
23 第1の調整装置
24 第2の調整装置
W1 被処理水
W2 循環水
W3 浄化水
REFERENCE SIGNS LIST 1 Water purification system 12 Annular water channel 13a First forward osmosis membrane device 13a1 Forward osmosis membrane 13b Second forward osmosis membrane device 13b1 Forward osmosis membrane 14 First water tank 15 Pump 16 Reverse osmosis membrane device 16a Reverse osmosis membrane 17 Second water tank 18 Switching mechanism 20 Control device 21 First measuring device 22 Second measuring device 23 First adjustment device 24 Second adjustment device W1 Water to be treated W2 Circulating water W3 Purified water

Claims (6)

被処理水から浄化水を得る水浄化システムであって、
前記被処理水よりも高い溶質濃度を有し、かつ前記被処理水よりも低い有機物濃度を有する循環水を循環させる環状水路と、
前記環状水路に対して並列に設けられた第1の正浸透膜装置および第2の正浸透膜装置であって、前記被処理水から前記循環水に水分を透過させる第1の正浸透膜装置および第2の正浸透膜装置と、
前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第1の正浸透膜装置および前記第2の正浸透膜装置の下流に配置され、前記循環水を収容する第1の貯水槽と、
前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第1の貯水槽の下流に配置され、前記循環水から水分を透過させて前記浄化水を得る逆浸透膜装置と、
前記環状水路において前記循環水を前記逆浸透膜装置に向けて加圧するポンプと、
前記第1の正浸透膜装置に前記循環水および前記被処理水を導入するとともに前記第2の正浸透膜装置への前記循環水および前記被処理水の導入を停止する第1の状態と、前記第1の正浸透膜装置への前記循環水および前記被処理水の導入を停止するとともに前記第2の正浸透膜装置に前記循環水および前記被処理水を導入する第2の状態と、を切り替える切り替え機構と、
前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第1の正浸透膜装置および前記第2の正浸透膜装置の下流かつ前記逆浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水の電気伝導率および懸濁物質濃度を測定する第1の測定装置と、
前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第1の正浸透膜装置および前記第2の正浸透膜装置の下流かつ前記逆浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水に溶質および水の少なくとも一方を供給して前記循環水の溶質濃度の調整および懸濁物質濃度の低減が可能な第1の調整装置と、を備える、水浄化システム。
A water purification system for obtaining purified water from water to be treated,
a circular water channel for circulating circulating water having a solute concentration higher than that of the water to be treated and a lower organic matter concentration than that of the water to be treated;
A first forward osmosis membrane device and a second forward osmosis membrane device are provided in parallel with the annular water channel, and the first forward osmosis membrane device and the second forward osmosis membrane device transmit water from the water to be treated to the circulating water;
A first water tank that is disposed downstream of the first forward osmosis membrane device and the second forward osmosis membrane device in the flow direction of the circulating water in the annular water channel and that stores the circulating water;
a reverse osmosis membrane device disposed downstream of the first water tank in the annular water channel in the direction in which the circulating water flows, the reverse osmosis membrane device permeating moisture from the circulating water to obtain the purified water;
a pump that pressurizes the circulating water in the annular water channel toward the reverse osmosis membrane device;
a switching mechanism for switching between a first state in which the circulating water and the water to be treated are introduced into the first forward osmosis membrane device and the introduction of the circulating water and the water to be treated into the second forward osmosis membrane device is stopped, and a second state in which the introduction of the circulating water and the water to be treated into the first forward osmosis membrane device is stopped and the circulating water and the water to be treated are introduced into the second forward osmosis membrane device;
a first measuring device disposed downstream of the first forward osmosis membrane device and the second forward osmosis membrane device and upstream of the reverse osmosis membrane device in the flow direction of the circulating water in the annular water channel, the first measuring device measuring the electrical conductivity and the suspended solids concentration of the circulating water;
a first adjustment device that is disposed downstream of the first forward osmosis membrane device and the second forward osmosis membrane device and upstream of the reverse osmosis membrane device in the annular water channel in the flow direction of the circulating water, and that is capable of adjusting the solute concentration and reducing the suspended solid concentration of the circulating water by supplying at least one of a solute and water to the circulating water .
前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記逆浸透膜装置の下流に配置され、前記循環水を収容する第2の貯水槽と、
前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記逆浸透膜装置の下流かつ前記第の正浸透膜装置および前記第2の正浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水の電気伝導率を測定する第2の測定装置と、
前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記逆浸透膜装置の下流かつ前記第の正浸透膜装置および前記第2の正浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水に溶質および水の少なくとも一方を供給して前記循環水の溶質濃度の調整が可能な第2の調整装置と、をさらに備える、請求項に記載の水浄化システム。
a second water tank disposed downstream of the reverse osmosis membrane device in the annular water channel in the direction in which the circulating water flows, the second water tank storing the circulating water;
a second measuring device disposed downstream of the reverse osmosis membrane device and upstream of the first forward osmosis membrane device and the second forward osmosis membrane device in the annular water channel in the flow direction of the circulating water, the second measuring device measuring the electrical conductivity of the circulating water;
2. The water purification system of claim 1, further comprising: a second adjustment device arranged downstream of the reverse osmosis membrane device and upstream of the first forward osmosis membrane device and the second forward osmosis membrane device in the annular water channel in the flow direction of the circulating water, the second adjustment device being capable of adjusting a solute concentration of the circulating water by supplying at least one of a solute and water to the circulating water.
前記第1の調整装置および前記切り替え機構の制御を行う制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記第1の測定装置で測定された電気伝導率または懸濁物質濃度が第1の範囲を外れると、前記第1の調整装置の制御を行い、
前記第1の測定装置で測定された電気伝導率または懸濁物質濃度が前記第1の範囲を超えて第2の範囲を外れると、前記循環水および前記被処理水の導入状態が切り替わるように前記切り替え機構の制御を行う、請求項に記載の水浄化システム。
A control device that controls the first adjustment device and the switching mechanism,
The control device controls the first adjustment device when the electrical conductivity or the suspended solids concentration measured by the first measurement device falls outside a first range,
The water purification system described in claim 1, wherein the switching mechanism is controlled so that the introduction state of the circulating water and the treated water is switched when the electrical conductivity or suspended solids concentration measured by the first measuring device exceeds the first range and falls outside the second range.
前記第1の調整装置、前記切り替え機構および前記第2の調整装置の制御を行う制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記第1の測定装置で測定された電気伝導率または懸濁物質濃度が第1の範囲を外れると、前記第1の調整装置の制御を行い、
前記第1の測定装置で測定された電気伝導率または懸濁物質濃度が前記第1の範囲を超えて第2の範囲を外れると、前記循環水および前記被処理水の導入状態が切り替わるよう
に前記切り替え機構の制御を行い、
前記第2の測定装置で測定された電気伝導率が第3の範囲から外れると、前記第2の調整装置の制御を行う、請求項に記載の水浄化システム。
A control device that controls the first adjustment device, the switching mechanism, and the second adjustment device,
The control device controls the first adjustment device when the electrical conductivity or the suspended solids concentration measured by the first measurement device falls outside a first range,
When the electrical conductivity or the concentration of suspended solids measured by the first measuring device exceeds the first range and falls outside the second range, the switching mechanism is controlled so that the introduction states of the circulating water and the water to be treated are switched;
The water purification system according to claim 2 , further comprising: a step of controlling the second adjusting device when the electrical conductivity measured by the second measuring device falls outside a third range.
水浄化システムを使用して被処理水から浄化水を得る水浄化方法であって、
前記水浄化システムは、
前記被処理水よりも高い溶質濃度を有し、かつ前記被処理水よりも低い有機物濃度を有する循環水を循環させる環状水路と、
前記環状水路に対して並列に設けられた第1の正浸透膜装置および第2の正浸透膜装置であって、前記被処理水から前記循環水に水分を透過させる第1の正浸透膜装置および第2の正浸透膜装置と、
前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第1の正浸透膜装置および前記第2の正浸透膜装置の下流に配置され、前記循環水を収容する第1の貯水槽と、
前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第1の貯水槽の下流に配置され、前記循環水から水分を透過させて前記浄化水を得る逆浸透膜装置と、
前記環状水路において前記循環水を前記逆浸透膜装置に向けて加圧するポンプと、
前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第1の正浸透膜装置および前記第2の正浸透膜装置の下流かつ前記逆浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水の電気伝導率および懸濁物質濃度を測定する第1の測定装置と、
前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記第1の正浸透膜装置および前記第2の正浸透膜装置の下流かつ前記逆浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水に溶質および水の少なくとも一方を供給して前記循環水の溶質濃度の調整および懸濁物質濃度の低減が可能な第1の調整装置と、を備え、
前記第1の正浸透膜装置に前記循環水および前記被処理水を導入するとともに前記第2の正浸透膜装置への前記循環水および前記被処理水の導入を停止した状態で、前記第1の測定装置で前記循環水の電気伝導率および懸濁物質濃度を測定し、
前記第1の測定装置で測定された電気伝導率または懸濁物質濃度が第1の範囲を外れると、前記循環水の電気伝導率および懸濁物質濃度が前記第1の範囲内となるように前記第1の調整装置を作動し、
前記第1の測定装置で測定された電気伝導率または懸濁物質濃度が前記第1の範囲を超えて第2の範囲を外れると、前記第1の正浸透膜装置への前記循環水および前記被処理水の導入を停止するとともに前記第2の正浸透膜装置に前記循環水および前記被処理水を導入する状態とする、水浄化方法。
A water purification method for obtaining purified water from water to be treated using a water purification system,
The water purification system comprises:
a circular water channel for circulating circulating water having a solute concentration higher than that of the water to be treated and a lower organic matter concentration than that of the water to be treated;
A first forward osmosis membrane device and a second forward osmosis membrane device are provided in parallel with the annular water channel, and the first forward osmosis membrane device and the second forward osmosis membrane device transmit water from the water to be treated to the circulating water;
A first water tank that is disposed downstream of the first forward osmosis membrane device and the second forward osmosis membrane device in the flow direction of the circulating water in the annular water channel and stores the circulating water;
a reverse osmosis membrane device disposed downstream of the first water tank in the annular water channel in the direction in which the circulating water flows, the reverse osmosis membrane device permeating moisture from the circulating water to obtain the purified water;
a pump that pressurizes the circulating water in the annular water channel toward the reverse osmosis membrane device;
a first measuring device disposed downstream of the first forward osmosis membrane device and the second forward osmosis membrane device and upstream of the reverse osmosis membrane device in the flow direction of the circulating water in the annular water channel, the first measuring device measuring the electrical conductivity and the suspended solids concentration of the circulating water;
a first adjusting device that is disposed downstream of the first forward osmosis membrane device and the second forward osmosis membrane device and upstream of the reverse osmosis membrane device in the annular water channel in the flow direction of the circulating water, and that is capable of adjusting the solute concentration and reducing the suspended solid concentration of the circulating water by supplying at least one of a solute and water to the circulating water;
The circulating water and the water to be treated are introduced into the first forward osmosis membrane device, and the introduction of the circulating water and the water to be treated into the second forward osmosis membrane device is stopped, while the first measuring device measures the electrical conductivity and the suspended solids concentration of the circulating water;
When the electrical conductivity or the concentration of suspended solids measured by the first measuring device is outside a first range, the first adjusting device is operated so that the electrical conductivity and the concentration of suspended solids of the circulating water are within the first range;
A water purification method, comprising: when the electrical conductivity or suspended solids concentration measured by the first measuring device exceeds the first range and falls outside the second range, stopping the introduction of the circulating water and the water to be treated into the first forward osmosis membrane device and introducing the circulating water and the water to be treated into the second forward osmosis membrane device.
前記水浄化システムは、さらに、
前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記逆浸透膜装置の下流に配置され、前記循環水を収容する第2の貯水槽と、
前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記逆浸透膜装置の下流かつ前記第の正浸透膜装置および前記第2の正浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水の電気伝導率を測定する第2の測定装置と、
前記環状水路において前記循環水の流れる方向における前記逆浸透膜装置の下流かつ前記第の正浸透膜装置および前記第2の正浸透膜装置の上流に配置され、前記循環水に溶質および水の少なくとも一方を供給して前記循環水の溶質濃度の調整が可能な第2の調整装置と、を備え、
前記第2の測定装置で前記循環水の電気伝導率を測定し、
前記第2の測定装置で測定された電気伝導率が第3の範囲を外れると、前記循環水の電気伝導率が前記第3の範囲となるように前記第2の調整装置を作動させる、請求項に記載の水浄化方法。
The water purification system further comprises:
a second water tank disposed downstream of the reverse osmosis membrane device in the annular water channel in the direction in which the circulating water flows, the second water tank storing the circulating water;
a second measuring device disposed downstream of the reverse osmosis membrane device and upstream of the first forward osmosis membrane device and the second forward osmosis membrane device in the annular water channel in the flow direction of the circulating water, the second measuring device measuring the electrical conductivity of the circulating water;
a second adjusting device disposed downstream of the reverse osmosis membrane device and upstream of the first forward osmosis membrane device and the second forward osmosis membrane device in the annular water channel in the flow direction of the circulating water, the second adjusting device being capable of adjusting the solute concentration of the circulating water by supplying at least one of a solute and water to the circulating water;
The electrical conductivity of the circulating water is measured by the second measuring device;
The water purification method according to claim 5, wherein when the electrical conductivity measured by the second measuring device falls outside a third range, the second adjusting device is operated so that the electrical conductivity of the circulating water falls within the third range.
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