逆渗透系统的诊断装置的制作方法

本发明涉及一种诊断装置，其是用于确定逆渗透系统的动作失常的对策的诊断装置，所述逆渗透系统是在对凝集处理水进行除浊膜处理后进行逆渗透(reverseosmosis，ro)处理的逆渗透系统。

背景技术：

在以井水、工业用水、自来水等为原水的用水处理、各种排水处理、排水回收等之中，会进行各种水处理。例如，在原水中添加凝集剂，使原水中的悬浊物质、胶体成分或有机物质等凝集且粗大化之后，进行通过沉淀、悬浮、过滤、膜过滤等进行固液分离的水处理。进行单独通过膜过滤进行除浊/除菌而回收处理水的水处理。

通常，作为ro膜的膜堵塞原因，可列举：(i)供水的浊质过多；(ii)水垢(scale)、黏泥(slime)的附着；(iii)在有前处理的情况下为前处理不良等。作为其对策，可进行如下的操作。

关于(i)，例如测定ro供水的污泥密度指数(siltdensityindex，sdi)。在规定sdi以上的情况下，通过变更前处理条件等来应对。关于(ii)，例如测定ro供水、ro处理水及ro浓缩水的水质，进行回收率的优化。关于(iii)，确认前处理的凝集剂的添加浓度，在容许添加浓度以上的情况下，调整为容许添加浓度以下。

当ro膜的过滤阻力上升时，进行反洗或利用酸、碱等的化学品清洗(专利文献1等)。

在ro膜老化时，存在通量超过规定范围而增大的情况。

专利文献1：日本特开2016-185520号公报。

作为ro膜的堵塞原因，有供水的浊质过多、水垢或黏泥的附着、前处理不良等诸多原因，应对策略根据原因而不同，因此，要求准确地判断原因，迅速且适当地建立应对策略。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种逆渗透系统的诊断装置，其能够准确地确定对逆渗透(ro)系统的动作失常的对策。

本发明的逆渗透系统的诊断装置是对逆渗透系统的动作状态进行诊断的诊断装置，所述逆渗透系统包括前处理装置、以及对来自所述前处理装置的前处理水进行逆渗透处理的逆渗透装置，所述逆渗透系统的诊断装置包括：与逆渗透装置的透过性相关的指标数据和一次侧流路压差中的至少一者的接收部；所述逆渗透系统的动作状态信息的输入部；储存部，该储存部储存表示所述逆渗透系统的动作失常状态与对策的关系的数据；以及判定部，该判定部基于由所述输入部输入的动作状态信息和所述储存部中储存的数据，来判定对逆渗透装置的动作失常的对策。

在本发明的一个方案中，所述输入部包括显示复数个提问的显示机构和回答提问的输入机构。

在本发明的一个方案中，所述动作状态信息包含逆渗透装置的浓缩水与供水的污泥密度指数(siltdensityindex，sdi)值的比。

在本发明的一个方案中，所述动作状态信息包含对逆渗透装置的供水的sdi值。

在本发明的一个方案中，所述前处理装置包括凝集处理装置和凝集处理水的过滤膜装置，所述动作状态信息还包含所述过滤膜装置的过滤水的sdi值。

在本发明的一个方案中，所述动作状态信息包含所述逆渗透装置中的非析出性的标准物质的浓缩倍率和水垢形成性物质的浓缩倍率。

在本发明的一个方案中，所述动作状态信息包含对逆渗透装置的供水及透过水的电导率、逆渗透供水的游离氯浓度、和逆渗透供水的氧化还原电位(oxidation-reductionpotential，orp)。

在本发明的一个方案中，所述接收部是接收与逆渗透装置的透过性相关的指标数据的部件，与所述透过性相关的指标数据是修正通量。

在本发明的一个方案中，在所述逆渗透装置的修正通量成为规定范围外的情况时、或修正通量的下降速度成为规定值以上的情况时，所述判定部进行所述诊断。

在本发明的一个方案中，所述接收部是接收逆渗透膜装置的一次侧流路压差的部件，在所述逆渗透装置的一次侧流路压差成为规定值以上的情况时、或膜压差的上升速度成为规定值以上的情况时，进行所述诊断。

发明的效果

根据本发明，能够准确地诊断ro系统的动作状态。

根据本发明的一个方案，能够适当地确定ro系统的失常的原因。

附图说明

图1是ro系统的构成图。

图2是ro系统的诊断装置的构成图。

图3是表示ro系统的诊断方法的流程图。

图4是前处理装置的构成图。

图5是ro系统的构成图。

图6是ro系统的诊断装置的构成图。

图7是表示ro系统的诊断方法的流程图。

具体实施方式

本发明中，所谓与透过性相关的指标数据，是指与逆渗透膜的被处理水的透过性具有相关性的指标数据，通常可采用透过流束(通量)或透过流量。另外，逆渗透处理中，大多采用使处理水量(透过水量)固定的定流量过滤，在此种情况下，可采用操作压、平均操作压、膜间压差、有效压作为与透过性相关的指标数据。

通量、透过流量因温度或膜间压差而不同，因此，优选为将换算为标准膜间压差、标准温度条件下的修正通量或修正透过流量设为与透过性相关的指标数据。

透过流束、透过流量、操作压、平均操作压、膜间压差、有效压、修正通量为日本工业标准(japaneseindustrialstandard，jis)k3802：2015(膜用语)中定义的用语，如以下所述。

透过流束(flux)：每单位时间透过单位膜面积的水的量。

透过流量(permeateflowrate)：在单位时间透过膜的水的量。

操作压(operatingpressure)：加压型模组将供给水送入装置前的压力。

平均操作压(averageoperatingpressure)：在加压型模组中，如下式(1)所示的将供给水压(pin)与浓缩水压(pout)进行平均的压力(p0)。与膜间压差不同，不用减去二次侧压(pprod)。

p0＝(pin+pout)/2膜间压差(1)

膜间压差(transmembranepressure)：膜、元件或模组的一次侧压与二次侧压的差。再者，在扫流(crossflow)过滤中，通常将所述平均操作压用作一次侧压。

有效压(effectivepressure)：在加压型模组中，自平均操作压(p0)减去渗透压差(δπ)及二次侧压(pprod)、而对膜产生作用的有效的压力。

修正通量(correctedflux)：将通量换算为标准膜间压差、标准温度条件下而成的通量。

以下，对使用修正通量作为与透过性相关的指标数据的例子进行说明。

图1是实施方式的ro系统的构成图。原水是通过前处理装置1进行凝集处理及过滤处理后，经由泵2、阀3及配管4而供给至ro装置5。在所述实施方式中，作为前处理装置1，如图4所示，是使用包括如下构件的装置：凝集处理装置1a；过滤装置1b，对凝集处理水进行过滤处理；以及中继槽1d，贮存过滤处理水，但并不限定于此。符号1c表示过滤水向中继槽1d的流入配管，1e表示自中继槽1d向所述泵2的配管。在所述配管1e设置有ph计19、电导率计23、orp计24及游离氯计25，该些的检测数据输入至后述的诊断装置30。

作为过滤装置1b，优选为重力过滤器、压力过滤器、微过滤(microfiltration，mf)膜模组、超滤(ultrafiltration，uf)膜模组等，在所述实施方式中，是使用中空丝uf膜模组。

ro装置5的ro膜5a的透过水经由配管6及阀7作为处理水而取出，未透过ro膜5a的原水经由配管17及阀18作为浓缩水而取出。在配管4、配管6、配管17，分别设置有压力传感器8、压力传感器9、压力传感器27。在配管6，进而设置有流量计9a、温度计9b及电导率计26。在配管17，设置有流量计27a及电导率计28。将流量计9a、压力传感器8、压力传感器9、压力传感器27及温度计9b的检测值输入至运算电路20，运算修正通量(修正透过流束)。另外，所述压力传感器8、压力传感器27的检测压力输入至运算电路20，算出两者的差作为一次侧流路压差。

诊断装置30如图2所示，包括本体部31、及具有触摸开关功能的作为输入部的液晶显示面板36。本体部31包括数据收集部32、数据保存部33、数据库(储存部)34及判定部35。

本体部31通过由中央处理器(centralprocessunit，cpu)(中央运算处理装置)、快闪存储器(flashmemory)、唯读存储器(readonlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、硬盘等构成的电脑构成。

通过本体部31的cpu执行管理程序，而实现数据收集部32、数据保存部33、数据库34及判定部35的功能。

数据收集部32除了接收来自运算电路20的修正通量及一次侧流路压差数据，各电导率计23、26、28、orp计24、游离氯计25、ph计19及温度计9b的各数据以外，也接收来自显示面板36的诊断项目类别数据的回答数据。数据保存部33将回答数据及后述的判定结果与修正通量、一次侧流路压差、电导率、orp、游离氯、ph等运转数据一并保存。在数据库34，存储着表示ro系统的动作失常状态和对所述动作失常状态的对策的数据。

判定部35基于数据收集部32所收集的各数据及数据库34的对策数据，确定对策，并显示于显示面板36。

如图3所示，当ro装置5的修正通量成为规定范围外的情况，或修正通量的下降速度成为规定值以上的情况下，使警报动作，并且例如使如下的复数个提问文字q1～q6显示于显示面板36。另外，使是(yes)回答开关y与否(no)回答开关n与各提问文字的右侧邻接地显示。回答开关y、回答开关n分别具备当对开关触摸一次时变成亮色，当再次触摸时变成暗色的照明功能。y、n中，呈亮色发光者表示所选择的回答。所述回答操作由ro系统的运转负责人等进行。

下述的q3的uv260是表示通过波长260nm的紫外线吸光光度法而测定的有机物质。q7的电导率的除去率如下式所示。

[数1]

q1：ro浓缩水的sdi是否未满3？

q2：na浓缩倍率<(toc浓缩倍率+α)？

q3：na浓缩倍率<(uv260浓缩倍率+β)？

q4：na浓缩倍率<(si浓缩倍率+γ)？

q5：na浓缩倍率<(ca浓缩倍率+δ)？

q6：na浓缩倍率<(mg浓缩倍率+ε)？

q7：电导率的除去率为ζ％以上？

q8：ro供水的游离氯浓度<ηmg/l(以cl2为标准)？

q9：ro供水的opr<θmv？

α、β、γ、δ、ε、ζ、η、θ表示具体的数字。所述提问文字为一个示例，也可进而显示其他的提问文字。

当通过触摸开关y或开关n而对所有的提问文字进行回答后，对表示回答结束的输入(enter，ent)开关进行触摸。由此，将回答数据自显示面板36发送至数据收集部32。

判定部35在q1的回答为n的情况下，自数据库34读出如下对策a1～对策a3并显示于显示面板36。

a1：使黏质控制剂(slimecontrolagent)添加量增多。

a2：进行化学品清洗。

a3：(性能未恢复的情况下)进行膜更换。

在q2、q3至少一者的回答为n的情况下，自数据库34读出如下对策b1～对策b3并显示于显示面板36。

b1：重新评估凝集条件。

b2：进行化学品清洗。

b3：(性能未恢复的情况下)进行膜更换。

在q4～q6的至少一个回答为n的情况下，判断为水垢附着，从而进行如下的c1、c2的显示。

c1：重新评估ro供水的ph值，并且使水垢分散剂的添加量倍增(应对策略根据水垢种类而不同，因此，与管理部门联络)。

c2：对ro装置进行化学品清洗。

q2～q6中，可代替na而使用其他非析出性物质，例如k或cl等。另外，q4～q6中，可代替si、ca、mg而使用其他水垢形成性物质，例如ba、sr等。

在q7～q9的任一个以上的回答为n的情况下，进行如下的d1、d2的显示。

d1：进行容器(vessel)检查，对电导率除去率未满98％的膜进行更换。

d2：在ro供水中检测出游离氯为0.1mg/l(以cl2为标准)以上、或orp(氧化还原电位)为450mv以上的情况下，朝ro供水中增加还原剂的添加浓度。

在针对q1～q9的任一者回答均为y的情况下，自数据库34读出数据且进行如下的显示。“由于需要详细的水质分析，因此，请联络管理部门。”

再者，作为所述提问可添加“即便进行化学品清洗，修正通量是否也不会恢复？”。在对该提问的回答为y(不恢复)的情况下，进行“ro膜已老化，因此，请更换ro膜。”或“请联络管理部门。”等显示。

如此，在ro系统发生失常时，可尽早采取有效的对策。

图5是另一实施方式的ro系统的构成图。需要说明的是，对与图1相同的部分标注相同符号。原水是通过前处理装置1进行凝集处理及过滤处理后，经由泵2、阀3及配管4而供给至ro装置5。在所述实施方式中，作为前处理装置1，如图4所示，是使用包括如下构件的装置：凝集处理装置1a；过滤装置1b，对凝集处理水进行过滤处理；以及中继槽1d，贮存过滤处理水，但并不限定于此。符号1c表示过滤水向中继槽1d的流入配管，1e表示自中继槽1d向所述泵2的配管。在所述配管1e设置有ph计19。

ro装置5的ro膜5a的透过水经由配管6及阀7作为处理水而取出，未透过ro膜5a的原水经由配管17及阀18作为浓缩水而取出。在配管4、配管6、配管17，分别设置有压力传感器8、压力传感器9、压力传感器27。在配管6，进而设置有流量计9a、温度计9b。

所述压力传感器8、压力传感器27的检测压力输入至一次侧流路压差检测电路20a，算出两者的差作为一次侧流路压差。当所述压差过大(规定值a以上)，或压差的上升速度过大(规定值b以上)时，对警报(alarm)电路21发送信号而产生由声音及/或光形成的警报，并且对诊断装置30a发送信号而进行诊断。

诊断装置30a如图6所示，包括本体部31、及具有触摸开关功能的作为输入部的液晶显示面板36。本体部31包括数据收集部32、数据保存部33、数据库(储存部)34及判定部35。

数据收集部32除了接收一次侧流路压差数据以外，也接收来自显示面板36的诊断项目类别数据的回答数据及修正通量数据。数据保存部33将回答数据及后述的判定结果与一次侧流路压差、修正通量等运转数据一并保存。在数据库34，存储着表示ro系统的动作失常状态与对所述动作失常状态的对策的数据。

判定部35基于数据收集部32所收集的来自显示面板36的回答数据、及数据库34的对策数据，确定对策，并将其显示于显示面板36。

如图7所示，当ro装置5的一次侧流路压差存在异常的情况(一次侧流路压差或一次侧流路压差上升速度为规定值以上的情况)下，使警报动作，并且例如使如下的复数个提问文字q1～q6显示于显示面板36。另外，使是(yes)回答开关y与否(no)回答开关n与各提问文字的右侧邻接地显示。回答开关y、回答开关n分别具备当对开关触摸一次时变成亮色，当再次触摸时变成暗色的照明功能。y、n中，呈亮色发光者表示所选择的回答。所述回答操作由ro系统的运转负责人等进行。再者，也可伴随着警报的动作，使显示面板36显示警报开关，当运转负责人等触摸该警报开关时，显示提问文字等。

q1：中继槽流入水的sdi未满α？

q2：中继槽流入水的sdi未满β？

q3：(ro浓缩水的sdi)/(ro供水的sdi)的比为γ以上？

q4：na浓缩倍率<(si浓缩倍率+δ)？

q5：na浓缩倍率<(ca浓缩倍率+ε)？

q6：na浓缩倍率<(mg浓缩倍率+ζ)？

再者，α、β、γ、δ、ε、ζ表示具体的数字。所述提问文字为一个示例，也可进而显示其他的提问文字。

当通过触摸开关y或开关n而对所有的提问文字进行了回答后，对表示回答结束的输入开关进行触摸。由此，将回答数据自显示面板36发送至数据收集部32。

判定部35在q1的回答为n的情况下，自数据库34读出如下对策a1、对策a2并显示于显示面板36。

a1：对uf模组打入插销。

a2：进行化学品清洗。

需要说明的是，对策a1中的“打入插销”是表示对中空丝模组内的中空丝中具有损伤的中空丝，插入插销而使其闭塞的处置。

在q2的回答为n的情况下，判断为生物污染，并自数据库34读出如下对策b1、对策b2，并显示于显示面板36。

b1：增加黏质控制剂的添加量。

b2：对ro装置进行化学品清洗。

在q3的回答为n的情况下，进行如下的c1、c2的显示。

c1：重新评估前处理条件。

c2：对ro装置进行化学品清洗。

在q4～q6的至少一者的回答为n的情况下，判断为水垢附着，从而进行如下的d1、d2的显示。

d1：重新评估ro供水的ph，并且使水垢分散剂的添加量倍增(应对策略根据水垢种类而不同，因此，与管理部门联络)。

d2：对ro装置进行化学品清洗。

q4～q6中，可代替na而使用其他非析出性物质，例如k或cl等。另外，q4～q6中，可代替si、ca、mg而使用其他水垢形成性物质，例如ba、sr等。

在针对q1～q6的任一者回答均为y的情况下，自数据库34读出数据且进行如下的显示。“由于需要详细的水质分析，因此，请联络管理部门。”

再者，作为所述提问可添加“即便进行化学品清洗，一次侧流路压差是否也不会恢复？”。在对该提问的回答为y(不恢复)的情况下，进行“ro膜已老化，因此，请更换ro膜”或“请联络管理部门。”等的显示。

如此，在ro系统发生失常时，可尽早采取有效的对策。

虽对本发明无特别限定，但作为原水，可例示自来水、工业用水、井水、所有排水。

用于凝集处理的凝集剂、助凝剂并未特别限定，但理想的是使用铁系凝集剂。再者，根据水质，可省略凝集处理。

在使用铁系凝集剂的情况下，优选为ph4.5～ph7.0，特别优选为ph5.0～ph6.0。若ph过低，则存在通过铁漏出而堵塞膜的风险。若ph过高则存在凝集不良的可能性。

在原水中优选为添加氧化剂(通常为次氯酸钠)。添加量优选为0.3mg/l(以cl2为标准)～1.0mg/l(以cl2为标准)左右。

当在过滤装置1b中使用膜过滤模组时，既可为扫流(crossflow)方式，也可为总量过滤方式。

利用膜过滤模组的处理工序包括通水、空气起泡、反洗、充水的各工序。过滤通水时间是20分钟～40分钟。初始的膜间压差(元件或模组的一次侧压与二次侧压的差)是在0.02mpa～0.05mpa左右而运转。在膜间压差成为0.07mpa～0.10mpa的情况下，优选为进行化学品清洗。由于耐化学品性良好，膜的材质优选为聚偏二氟乙烯(polyvinylidenefluoride，pvdf)。孔径优选为0.01μm～0.5μm。

ro装置5的盐水(brine)量优选为3.6m³/h以上。作为ro膜，并无特别限定，但优选为标准压力0.735mpa的超低压膜，膜面积优选为35m²～41m²。优选为初始纯水通量：1.0m/d(25℃)以上、0.735mpa、初始脱盐率：98％以上。优选为以钙硬度朗格利尔指数(langelierindex)为0以下的方式而设定回收率。优选为以盐水中的二氧化硅浓度为溶解度以内的方式而设定回收率。再者，回收率通常为50％～80％。

已利用特定的方案对本发明进行了详细说明，但本领域技术人员能够理解，在不脱离本发明的意图及范围的情况下可进行各种变更。

本申请是基于2018年5月21日申请的日本特愿2018-097216、日本特愿2018-097218及2018年5月29日提出申请的日本特愿2018-102582而提出的，通过引用而援引其全文。

附图标记的说明

1：前处理装置；5：ro装置；30、30a：诊断装置；36：显示面板。