[发明专利]反渗透膜分离装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具备反渗透膜组件的反渗透膜分离装置。

背景技术

在半导体制造工序及电子部件、医疗器具清洗等方面，需要使用不含杂质的高纯度纯水。这种纯水一般通过使用反渗透膜组件（以下亦称“RO膜组件”）对地下水或自来水等原水进行反渗透膜分离处理来制造。

由高分子材料制成的反渗透膜的水透过系数随温度的变化而变化。并且，反渗透膜的水透过系数还随细孔的堵塞（以下亦称“膜堵塞”）和材料氧化所造成的劣化（以下亦称“膜劣化”）而变化。

具体而言，RO膜组件的水透过系数在被供应的水（以下亦称“供应水”）的温度低时或膜堵塞时变小，反之，RO膜组件的水透过系数在供应水温度高时或膜劣化时变大。

因此，使向RO膜组件送出供应水的加压泵以恒定的运行压力运行的情况下，在供应水温度低或膜堵塞时，制造出的透过水（纯水）的水量会比所要求的生产水量少。此时，向需求端所供应的水量就会不足。反之，在供应水温度高或膜劣化时，制造出的透过水的水量会比所要求的生产水量多。此时，在反渗透膜的初级侧易发生过度浓缩，而导致膜堵塞。

于是，为了保证无论供应水温度和反渗透膜的状态如何，都能够使RO膜组件中的透过水流量保持稳定，现提出有进行流量反馈水量控制的水质改质系统。在这种流量反馈水量控制中，以使由RO膜组件制造出的透过水的流量达到目标流量值的方式，通过变频装置来控制加压泵的驱动频率（参照专利文献1）。

专利文献

专利文献1：日本专利特开2005－296945号公报。

发明内容

根据上述流量反馈水量控制，即使RO膜组件的水透过系数随着供应水温度和反渗透膜状态的变化而变化，也能够将透过水的流量保持在目标流量值。但是，在以往的流量反馈水量控制中，在RO膜组件的水透过系数发生急剧变化时，有可能发生无法完全跟踪其变化，从而透过水流量大幅偏离目标流量值的问题。

因此，本发明的目的在于，提供一种反渗透膜分离装置，即使在RO膜组件的水透过系数发生急剧变化的情况下，也能够将透过水的流量保持在目标流量值。

本发明涉及的一种反渗透膜分离装置，其具备：反渗透膜组件，将供应水分离为透过水和浓缩水；流量检测单元，对透过水的流量进行检测，并输出与该流量对应的检测流量值；供应水管线，将供应水供应至所述反渗透膜组件；加压泵，以与输入的驱动频率对应的转速被驱动，将所述供应水管线中流过的供应水压送至所述反渗透膜组件；变频装置，将与输入的电流值信号相对应的驱动频率输出至所述加压泵；以及控制部，以使从所述流量检测单元输出的检测流量值达到预先设定的目标流量值的方式，按速度型数字PID（proportional- integral-derivative）算法计算所述加压泵的驱动频率，并将与该驱动频率的计算值相对应的电流值信号输出至所述变频装置。

另外，本发明优选为所述反渗透膜分离装置，其中，所述流量检测单元输出具有与透过水流速成比例的时间宽度的脉冲信号，所述控制部，（i）根据从所述流量检测单元输出的所述脉冲信号的时间宽度及预先设定的一个脉冲的流量值，计算出瞬时流量，（ii）将最近n次瞬时流量的计算值作为样本值，去除最大侧的j（j≥1）个值和最小侧的k（k≥1）个值，对剩余的（n－j－k）个值进行平均化，将该平均化而得的数值作为检测流量值。

另外，本发明优选为所述反渗透膜分离装置，其具备：温度检测单元，对供应水、透过水及浓缩水的温度进行检测；以及排水阀，能够对于向装置外排出的浓缩水的排水流量进行调节，所述控制部，（i）根据预先获取的供应水的二氧化硅浓度及由所述温度检测单元的检测温度值所决定的二氧化硅溶解度，计算出浓缩水的二氧化硅容许浓缩倍率，（ii）根据该容许浓缩倍率的计算值及透过水的所述目标流量值，计算出排水流量，（iii）以使浓缩水的实际排水流量达到该排水流量的计算值的方式，对所述排水阀进行控制。

另外，本发明优选为所述反渗透膜分离装置，其具备：硬度测定单元，对供应水的钙硬度进行测定；以及排水阀，能够对于向装置外排出的浓缩水的排水流量进行调节，所述控制部，（i）根据预先获取的碳酸钙溶解度及所述硬度测定单元的测定硬度值，计算出浓缩水的碳酸钙容许浓缩倍率，（ii）根据该容许浓缩倍率的计算值及透过水的所述目标流量值，计算出排水流量，（iii）以使浓缩水的实际排水流量达到该排水流量的计算值的方式，对所述排水阀进行控制。