海水淡化工藝控制方法和海水淡化系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及將海水淡化工藝作為對象的控制方法和系統，該海水淡化工藝是進行海水淡化的工藝中的特別是以海水和污水處理水的混合水為被處理水的海水淡化工藝。
【背景技術】
[0002]為了供給用于保持城市活動的水，開發了各種各樣的造水手段，并廣泛地投入實際應用。在難以確保河流水等地表水的地區，作為造水手段積極地引入了海水淡化。在海水淡化方法中，從設備簡便、造水費用低等優點來看，利用反滲透(Reverse Osmosis ；R0)膜的方法成為最為普及的方法之一。
[0003]在R0膜法中，通過在作為被處理水的海水的滲透壓以上的壓力下進行過濾來脫鹽，從而能夠得到淡水。此時，用于產生超過海水的滲透壓的壓力的高壓栗動力費用占據造水費用的半數以上，因此造水費用較大程度地依賴于海水的滲透壓。
[0004]在通常的海水淡化中，被處理水僅為海水，但作為降低被處理水的滲透壓而降低高壓栗動力費用的方法，新引入了以海水和污水處理水的混合水為被處理水的方法。在該方法中，通過混合與海水相比鹽濃度極低的污水處理水，被處理水的鹽濃度降低，與此同時能夠降低被處理水的滲透壓。
[0005]在以這樣的混合水為被處理水的海水淡化中，與僅受海水的水質變動的影響的通常的海水淡化工藝相比，由于也受到污水處理水的水質變動、改變混合比率而導致的水質變動等的影響，因此需要對用于穩定地進行處理的工藝控制進行特殊考慮。
[0006]作為以海水與污水處理水的混合水為被處理水的海水淡化工藝的控制技術，已知有日本特開2012-170880號公報(專利文獻1)。污水處理水通常是處理了含有有機物的有機性廢水、制造工廠等的無機性廢水等而得到的，其水質、水量并不是穩定地供給的。因此，在用于處理混合水的海水淡化工藝中，有時難以確保生成的淡水的水質。與此相對，在專利文獻1中公開了如下方法:測量混合水的R0膜過濾水(即所得到的淡水)的鹽濃度，并基于該濃度控制R0膜過濾水向污水處理工藝的回流量。由此，例如，即使在污水處理水量減少而使混合水的鹽濃度上升了的情況下，通過利用運轉率降低了的污水處理工藝而使該鹽濃度上升了的R0膜過濾水回流來進行處理，能夠得到鹽濃度滿足規定的基準值的R0膜過濾水。
[0007]現有技術文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻1:日本特開2012-170880號公報
[0010]作為與利用膜過濾來進行的海水淡化共同的課題，存在膜堵塞現象(積垢)。在使用R0膜的情況下，由于在5MPa?8MPa左右的高壓下進行過濾，往往積垢變得更顯著。若產生積垢，則用于得到規定的R0膜過濾水量的過濾壓力上升，因此高壓栗動力費用增加。
[0011]雖然積垢產生的機理并未全部弄清楚，但已知如下的現象:由于被處理水中存在微生物，導致生物膜附著、層疊在膜表面而引起堵塞，從而增加過濾阻力。因此，在被處理水中存在較多的微生物以及用于使微生物增殖的有機物等的情況下，容易產生積垢。
[0012]由于通常污水處理水進行了被稱為活性污泥法的生物處理，因此與海水相比含有較多的微生物，另外往往有機物濃度也高。由此，在以海水和污水處理水的混合水為被處理水的情況下，與僅處理海水的情況相比，必然容易產生積垢。若不通過海水淡化工藝的適當的控制進行積垢抑制，則將混合水作為被處理水而帶來的造水費用降低的優點就會被抵消。在專利文獻1等的控制方法中，雖能夠適當地保持R0膜過濾水的水質，但在將混合水作為被處理水時殘留有無法抑制尤其成為問題的積垢這樣的課題。
【發明內容】
[0013]發明要解決的課題
[0014]本發明是鑒于這樣的課題而完成的。S卩，本發明要解決的課題在于通過適當的控制來抑制在以海水與污水處理水的混合水為被處理水的海水淡化工藝中的作為實際應用上的問題的積垢。
[0015]用于解決課題的手段
[0016]在以海水與污水處理水的混合水為被處理水的海水淡化工藝中，用于處理混合水的R0膜的積垢成為課題。是否產生積垢及其程度以保持規定的膜過濾水量時的R0膜入口壓力的變化的方式表示。即，能夠根據作為工藝的測量值的R0膜入口壓力的上升程度得知積垢產生程度。在本發明中，發現與R0膜入口壓力具有顯著相關的關系的工藝狀態量，并通過控制該工藝狀態量實現積垢的抑制。
[0017]根據對該海水淡化工藝的運轉實際成績以及唯象理論的因果關系的考察，發現了如下的新觀點:在本發明中作為工藝狀態量的電導率、特別是混合水的電導率，以及作為用于向混合水供給污水處理水的預處理的污水系統R0膜的濃縮水的電導率，與混合水系統R0膜入口壓力具有顯著正相關的關系。因此，在本發明中通過進行以電導率為控制指標的控制來解決上述的課題。在本發明中包括成為解決手段的多個控制方法，但以下列舉其中一例。
[0018]在用于處理海水和污水處理水的混合水的海水淡化系統的控制方法中，通過如下的技術特征解決上述的課題:該控制方法具有電導率控制步驟，在該電導率控制步驟中，基于用于過濾混合水的混合水系統反滲透膜的入口壓力與在海水淡化系統內測量得到的電導率之間的相關關系進行控制，以使該電導率達到預先設定的電導率目標值以下。
[0019]更優選的是，電導率控制步驟控制污水處理的流量，以使用于過濾污水處理水的污水系統反滲透膜的濃縮水電導率達到預先設定的第1目標值以下。
[0020]另外，更優選的是，電導率控制步驟控制海水與污水處理水的混合比率，以使混合水的電導率達到預先設定的第2目標值以下。
[0021]另外，更優選的是，電導率控制步驟控制海水的取水量，以使海水的電導率達到預先設定的第3目標值以下。
[0022]發明的效果
[0023]在以海水和污水處理水的混合水為被處理水的海水淡化工藝中，能夠抑制R0膜的積垢，從而能夠實現穩定的運轉。
【附圖說明】
[0024]圖1是說明作為本發明的一實施方式的海水淡化系統的控制方法的圖。
[0025]圖2是說明電導率控制部件的結構的圖。
[0026]圖3是說明電導率控制部件的處理流程的圖。
[0027]圖4是說明污水處理流量控制部件的處理流程的圖。
[0028]圖5是表示作為R0膜積垢的指標的R0膜入口壓力與電導率之間的典型的相關關系的圖。
[0029]圖6是說明被處理水混合比率控制部件的處理流程的圖。
[0030]圖7是說明海水取水控制部件的處理流程的圖。
[0031]附圖標記說明
[0032]1、海水
[0033]2、污水
[0034]3、海水系統UF膜過濾水
[0035]4、海水系統UF膜濃縮水
[0036]5、污水處理水
[0037]6、污水系統R0膜過濾水
[0038]7、污水系統R0膜濃縮水
[0039]8、混合水
[0040]9、混合水系統R0膜過濾水[0041 ]10、混合水系統R0膜濃縮水
[0042]15、海水淡化控制系統
[0043]20、30、40、電導率計
[0044]50、壓力計
[0045]60、顯示裝置
[0046]80、海水取水栗
[0047]82、污水流入栗
[0048]84、預處理系統流入栗
[0049]86、污水處理系統流入栗
[0050]100、電導率控制部件
[0051]105、控制用數據庫
[0052]110、污水處理量控制部件
[0053]140、被處理水混合比率控制部件
[0054]170、海水取水控制部件
[0055]190、污水處理量變動緩和控制部件
[0056]200、海水淡化系統
[0057]300、海水預處理部件
[0058]310、海水取水單元
[0059]320、海水系統UF膜單元
[0060]400、污水處理部件
[0061]41