海水淡化工藝控制方法和海水淡化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及將海水淡化工藝作為對(duì)象的控制方法和系統(tǒng)，該海水淡化工藝是進(jìn)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(shù)】
[0002]為了供給用于保持城市活動(dòng)的水，開(kāi)發(fā)了各種各樣的造水手段，并廣泛地投入實(shí)際應(yīng)用。在難以確保河流水等地表水的地區(qū)，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(shè)備簡(jiǎn)便、造水費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)來(lái)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(guò)在作為被處理水的海水的滲透壓以上的壓力下進(jìn)行過(guò)濾來(lái)脫鹽，從而能夠得到淡水。此時(shí)，用于產(chǎn)生超過(guò)海水的滲透壓的壓力的高壓栗動(dòng)力費(fèi)用占據(jù)造水費(fèi)用的半數(shù)以上，因此造水費(fèi)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(dòng)力費(fèi)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(guò)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(shí)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(zhì)變動(dòng)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(zhì)變動(dòng)、改變混合比率而導(dǎo)致的水質(zhì)變動(dòng)等的影響，因此需要對(duì)用于穩(wěn)定地進(jìn)行處理的工藝控制進(jìn)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(shù)，已知有日本特開(kāi)2012-170880號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)。污水處理水通常是處理了含有有機(jī)物的有機(jī)性廢水、制造工廠等的無(wú)機(jī)性廢水等而得到的，其水質(zhì)、水量并不是穩(wěn)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(shí)難以確保生成的淡水的水質(zhì)。與此相對(duì)，在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了如下方法:測(cè)量混合水的R0膜過(guò)濾水(即所得到的淡水)的鹽濃度，并基于該濃度控制R0膜過(guò)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(guò)利用運(yùn)轉(zhuǎn)率降低了的污水處理工藝而使該鹽濃度上升了的R0膜過(guò)濾水回流來(lái)進(jìn)行處理，能夠得到鹽濃度滿足規(guī)定的基準(zhǔn)值的R0膜過(guò)濾水。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2012-170880號(hào)公報(bào)
[0010]作為與利用膜過(guò)濾來(lái)進(jìn)行的海水淡化共同的課題，存在膜堵塞現(xiàn)象(積垢)。在使用R0膜的情況下，由于在5MPa?8MPa左右的高壓下進(jìn)行過(guò)濾，往往積垢變得更顯著。若產(chǎn)生積垢，則用于得到規(guī)定的R0膜過(guò)濾水量的過(guò)濾壓力上升，因此高壓栗動(dòng)力費(fèi)用增加。
[0011]雖然積垢產(chǎn)生的機(jī)理并未全部弄清楚，但已知如下的現(xiàn)象:由于被處理水中存在微生物，導(dǎo)致生物膜附著、層疊在膜表面而引起堵塞，從而增加過(guò)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(jī)物等的情況下，容易產(chǎn)生積垢。
[0012]由于通常污水處理水進(jìn)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(jī)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(chǎn)生積垢。若不通過(guò)海水淡化工藝的適當(dāng)?shù)目刂七M(jìn)行積垢抑制，則將混合水作為被處理水而帶來(lái)的造水費(fèi)用降低的優(yōu)點(diǎn)就會(huì)被抵消。在專利文獻(xiàn)1等的控制方法中，雖能夠適當(dāng)?shù)乇３諶0膜過(guò)濾水的水質(zhì)，但在將混合水作為被處理水時(shí)殘留有無(wú)法抑制尤其成為問(wèn)題的積垢這樣的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]發(fā)明要解決的課題
[0014]本發(fā)明是鑒于這樣的課題而完成的。S卩，本發(fā)明要解決的課題在于通過(guò)適當(dāng)?shù)目刂苼?lái)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(shí)際應(yīng)用上的問(wèn)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(chǎn)生積垢及其程度以保持規(guī)定的膜過(guò)濾水量時(shí)的R0膜入口壓力的變化的方式表示。即，能夠根據(jù)作為工藝的測(cè)量值的R0膜入口壓力的上升程度得知積垢產(chǎn)生程度。在本發(fā)明中，發(fā)現(xiàn)與R0膜入口壓力具有顯著相關(guān)的關(guān)系的工藝狀態(tài)量，并通過(guò)控制該工藝狀態(tài)量實(shí)現(xiàn)積垢的抑制。
[0017]根據(jù)對(duì)該海水淡化工藝的運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)際成績(jī)以及唯象理論的因果關(guān)系的考察，發(fā)現(xiàn)了如下的新觀點(diǎn):在本發(fā)明中作為工藝狀態(tài)量的電導(dǎo)率、特別是混合水的電導(dǎo)率，以及作為用于向混合水供給污水處理水的預(yù)處理的污水系統(tǒng)R0膜的濃縮水的電導(dǎo)率，與混合水系統(tǒng)R0膜入口壓力具有顯著正相關(guān)的關(guān)系。因此，在本發(fā)明中通過(guò)進(jìn)行以電導(dǎo)率為控制指標(biāo)的控制來(lái)解決上述的課題。在本發(fā)明中包括成為解決手段的多個(gè)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(tǒng)的控制方法中，通過(guò)如下的技術(shù)特征解決上述的課題:該控制方法具有電導(dǎo)率控制步驟，在該電導(dǎo)率控制步驟中，基于用于過(guò)濾混合水的混合水系統(tǒng)反滲透膜的入口壓力與在海水淡化系統(tǒng)內(nèi)測(cè)量得到的電導(dǎo)率之間的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行控制，以使該電導(dǎo)率達(dá)到預(yù)先設(shè)定的電導(dǎo)率目標(biāo)值以下。
[0019]更優(yōu)選的是，電導(dǎo)率控制步驟控制污水處理的流量，以使用于過(guò)濾污水處理水的污水系統(tǒng)反滲透膜的濃縮水電導(dǎo)率達(dá)到預(yù)先設(shè)定的第1目標(biāo)值以下。
[0020]另外，更優(yōu)選的是，電導(dǎo)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(dǎo)率達(dá)到預(yù)先設(shè)定的第2目標(biāo)值以下。
[0021]另外，更優(yōu)選的是，電導(dǎo)率控制步驟控制海水的取水量，以使海水的電導(dǎo)率達(dá)到預(yù)先設(shè)定的第3目標(biāo)值以下。
[0022]發(fā)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?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是說(shuō)明作為本發(fā)明的一實(shí)施方式的海水淡化系統(tǒng)的控制方法的圖。
[0025]圖2是說(shuō)明電導(dǎo)率控制部件的結(jié)構(gòu)的圖。
[0026]圖3是說(shuō)明電導(dǎo)率控制部件的處理流程的圖。
[0027]圖4是說(shuō)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(biāo)的R0膜入口壓力與電導(dǎo)率之間的典型的相關(guān)關(guān)系的圖。
[0029]圖6是說(shuō)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(shuō)明海水取水控制部件的處理流程的圖。
[0031]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0032]1、海水
[0033]2、污水
[0034]3、海水系統(tǒng)UF膜過(guò)濾水
[0035]4、海水系統(tǒng)UF膜濃縮水
[0036]5、污水處理水
[0037]6、污水系統(tǒng)R0膜過(guò)濾水
[0038]7、污水系統(tǒng)R0膜濃縮水
[0039]8、混合水
[0040]9、混合水系統(tǒng)R0膜過(guò)濾水[0041 ]10、混合水系統(tǒng)R0膜濃縮水
[0042]15、海水淡化控制系統(tǒng)
[0043]20、30、40、電導(dǎo)率計(jì)
[0044]50、壓力計(jì)
[0045]60、顯示裝置
[0046]80、海水取水栗
[0047]82、污水流入栗
[0048]84、預(yù)處理系統(tǒng)流入栗
[0049]86、污水處理系統(tǒng)流入栗
[0050]100、電導(dǎo)率控制部件
[0051]105、控制用數(shù)據(jù)庫(kù)
[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(dòng)緩和控制部件
[0056]200、海水淡化系統(tǒng)
[0057]300、海水預(yù)處理部件
[0058]310、海水取水單元
[0059]320、海水系統(tǒng)UF膜單元
[0060]400、污水處理部件
[0061]41