本発明は、原水を透過水と第１濃縮水とに分離する膜分離装置と、透過水から脱塩水と第２濃縮水とを製造する電気脱イオン装置と、を接続した水処理システムに関する。

半導体の製造工程や電子部品の洗浄、医療器具の洗浄等においては、不純物を含まない高純度の純水が使用される。 この種の純水を製造する場合には、一般に、地下水や水道水等の原水を、逆浸透膜を用いた膜分離装置（以下、「ＲＯ膜モジュール」ともいう）で処理することにより、溶存塩類の大部分を除去した透過水を製造する。 その後、透過水を電気脱イオン装置（以下、「ＥＤＩ装置」ともいう）で精製することにより、更に純度を高めている。

ＥＤＩ装置は、陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜で区画された脱塩室及び濃縮室を備える。 脱塩室には、イオン交換体（樹脂や繊維）が充填されている。 脱塩室及び濃縮室に透過水を供給すると、透過水に含まれる残留塩類（イオン）は、脱塩室のイオン交換体で捕捉され、透過水は精製された処理水（脱塩水）となる。 また、脱塩室のイオン交換体に捕捉された残留塩類は、電気エネルギーにより濃縮室に移動し、濃縮室から濃縮水として排出される。 このように、ＥＤＩ装置では、電気エネルギーを付与することにより、イオン交換体に捕捉されたイオンが濃縮室に移動するため、イオン交換体を常に再生状態に保つことができる。

ＲＯ膜モジュールでは、原水の温度や膜の状態（細孔の閉塞や材質の酸化劣化）により水透過係数が変化する。 そこで、原水の温度や膜の状態にかかわらず、ＲＯ膜モジュールにおける透過水の流量を一定に保つため、流量フィードバック水量制御を採用した水処理システムが提案されている（特許文献１参照）。 また、ＥＤＩ装置においても、透過水の温度や背圧の変動かかわらず、常に一定流量の脱塩水を製造し且つＥＤＩ装置の前段に設けられた給水ポンプの消費電力を抑制するために、流量フィードバック水量制御を採用した純水製造装置が提案されている（特許文献２参照）。

上述したＲＯ膜モジュールでは、スケールの生成やファウリングによる膜の閉塞を防止するため、或いはＥＤＩ装置で許容される水質の透過水を製造するために、原水や濃縮水の水質に応じて、濃縮水の排水流量を一定としたままで透過水の流量を減少させて、回収率を下げる運転を行う場合がある。

ＲＯ膜モジュールとＥＤＩ装置とを接続した水処理システムにおいて、ＲＯ膜モジュールにおける透過水の流量を減少させて回収率を下げると、ＥＤＩ装置へ供給される透過水の流量が、ＥＤＩ装置における水量制御に必要な流量を下回る場合がある。 その場合、ＲＯ膜モジュールでの負圧の発生や、ＥＤＩ装置の給水ポンプでのキャビテーションの発生により、これら機器の破損を招くおそれがある。

従って、本発明は、膜分離装置と電気脱イオン装置とを接続した水処理システムにおいて、膜分離装置で透過水の流量を減少させて回収率を下げた場合でも、電気脱イオン装置での水量制御に必要な水量を維持することができる水処理システムを提供することを目的とする。

本発明は、原水を透過水と第１濃縮水とに分離する膜分離装置と、透過水を脱塩処理して脱塩水と第２濃縮水とを製造する電気脱イオン装置と、原水を前記膜分離装置に供給する原水ラインと、透過水を前記電気脱イオン装置に供給する透過水ラインと、透過水の流量を第１検出流量値として出力する第１流量検出手段と、入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、前記原水ラインを流通する原水を前記膜分離装置に向けて圧送する第１加圧ポンプと、入力された電流値信号に対応する駆動周波数を前記第１加圧ポンプに出力する第１インバータと、原水、透過水及び第１濃縮水のうちの少なくとも一つの水質値に応じて、透過水の第１目標流量値を設定する目標流量値制御部と、前記第１流量検出手段から出力された前記第１検出流量値が前記第１目標流量値となるように、前記第１加圧ポンプの駆動周波数を演算し、当該駆動周波数の演算値に対する電流値信号を前記第１インバータに出力する第１制御部と、脱塩水の流量を第２検出流量値として出力する第２流量検出手段と、入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、前記透過水ラインを流通する透過水を前記電気脱イオン装置に向けて圧送する第２加圧ポンプと、入力された電流値信号に対応する駆動周波数を前記第２加圧ポンプに出力する第２インバータと、前記第２流量検出手段から出力された前記第２検出流量値が前記膜分離装置における透過水の流量値と前記電気脱イオン装置における第２濃縮水の流量値との差分値以下の第２目標流量値となるように、前記第２加圧ポンプの駆動周波数を演算し、当該駆動周波数の演算値に対する電流値信号を前記第２インバータに出力する第２制御部と、を備える水処理システムに関する。

また、前記水処理システムにおいて、前記透過水ラインを流通する透過水の流量値が前記電気脱イオン装置で製造される脱塩水の流量値と第２濃縮水の流量値との合計値を超過し、且つ所定の圧力値を超過する場合に、余剰の透過水を前記透過水ラインから排出させる透過水排出手段を備え、前記第２制御部は、前記膜分離装置における透過水の前記流量値と前記電気脱イオン装置における第２濃縮水の前記流量値との差分値の０．９５〜１倍の流量値を前記第２目標流量値とすることが好ましい。

また、前記水処理システムにおいて、透過水、第１濃縮水、脱塩水又は第２濃縮水の温度を検出する温度検出手段と、前記電気脱イオン装置から排出される第２濃縮水の排水流量を調節可能な排水弁と、を備え、前記第２制御部は、（ｉ）予め取得された透過水のシリカ濃度、及び前記温度検出手段の検出温度値から決定したシリカ溶解度に基づいて、第２濃縮水におけるシリカの許容濃縮倍率を演算し、（ｉｉ）当該許容濃縮倍率の演算値及び脱塩水の前記第２目標流量値から排水流量を演算し、（ｉｉｉ）第２濃縮水の実際排水流量が前記排水流量の演算値となるように、前記排水弁を制御することが好ましい。

また、前記水処理システムにおいて、透過水のカルシウム硬度を測定する硬度測定手段と、前記電気脱イオン装置から排出される第２濃縮水の排水流量を調節可能な排水弁と、を備え、前記第２制御部は、（ｉ）予め取得された炭酸カルシウム溶解度、及び前記硬度測定手段の測定硬度値に基づいて、第２濃縮水における炭酸カルシウムの許容濃縮倍率を演算し、（ｉｉ）当該許容濃縮倍率の演算値、及び脱塩水の前記第２目標流量値から第２濃縮水の排水流量を演算し、（ｉｉｉ）第２濃縮水の実際排水流量が前記排水流量の演算値となるように、前記排水弁を制御することが好ましい。

また、前記水処理システムにおいて、前記第１制御部は、前記膜分離装置における透過水の流量に関するデータを保持し、前記水処理システムは、前記第１制御部から前記膜分離装置における透過水の流量に関するデータを取得し、当該データを前記第２制御部に送信する第３制御部を備えることが好ましい。

本発明によれば、膜分離装置と電気脱イオン装置とを接続した水処理システムにおいて、膜分離装置で回収率を下げた場合でも、電気脱イオン装置での水量制御に必要な水量を維持できる水処理システムを提供することができる。

第１実施形態に係る水処理システム１の全体構成図である。

第１制御部１０において目標流量値を設定する場合の処理手順を示すフローチャートである。

第１制御部１０において流量フィードバック水量制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。

第２制御部２０において流量フィードバック水量制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。

第２制御部２０において温度フィードフォワード回収率制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。

第２実施形態に係る水処理システム１Ａの全体構成図である。

第２制御部２０Ａにおいて水質フィードフォワード回収率制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る水処理システム１について、図面を参照しながら説明する。 本実施形態に係る水処理システム１は、例えば、淡水から純水を製造する純水製造システムに適用される。

図１は、第１実施形態に係る水処理システム１の全体構成図である。 図２は、第１制御部１０において、目標流量値を設定する場合の処理手順を示すフローチャートである。 図３は、第１制御部１０において、ＲＯ膜モジュール４の流量フィードバック水量制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。 図４は、第２制御部２０において、ＥＤＩ装置７の流量フィードバック水量制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。 図５は、第２制御部２０において、ＥＤＩ装置７の温度フィードフォワード回収率制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。

図１に示すように、第１実施形態に係る水処理システム１は、第１加圧ポンプ２と、第１インバータ３と、膜分離装置としてのＲＯ膜モジュール４と、第２加圧ポンプ５と、第２インバータ６と、電気脱イオン装置としてのＥＤＩ装置７と、第１濃縮水排出弁８と、透過水排出手段としてのリリーフ弁９と、を備える。

また、水処理システム１は、第１制御部１０と、第２制御部２０と、第３制御部３０と、第１排水弁１１〜第３排水弁１３と、電気伝導率センサ１４と、第１流量検出手段としての第１流量センサ１５と、温度検出手段としての温度センサ１６と、第２流量検出手段としての第２流量センサ１７と、を備える。 図１（及び後述の図６）では、電気的な接続の経路を破線で示す。

また、水処理システム１は、原水ラインＬ１と、透過水ラインＬ２と、脱塩水ラインＬ３と、第１濃縮水ラインＬ４と、透過水排出手段としての透過水排出ラインＬ５と、第２濃縮水ラインＬ６と、を備える。 本明細書における「ライン」とは、流路、径路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。

原水ラインＬ１は、原水Ｗ１を、ＲＯ膜モジュール４へ供給するラインである。 原水ラインＬ１の上流側の端部は、原水Ｗ１の供給源（不図示）に接続されている。 また、原水ラインＬ１の下流側の端部は、ＲＯ膜モジュール４の一次側入力ポートに接続されている。

第１加圧ポンプ２は、原水ラインＬ１を流通する原水Ｗ１を吸入し、ＲＯ膜モジュール４へ向けて圧送する装置である。 第１加圧ポンプ２は、原水ラインＬ１において、ＲＯ膜モジュール４の上流側に設けられている。 第１加圧ポンプ２には、第１インバータ３から周波数が変換された駆動電力が供給される。 第１加圧ポンプ２は、供給された駆動電力の周波数（以下、「駆動周波数」ともいう）に応じた回転速度で駆動される。

第１インバータ３は、第１加圧ポンプ２に、周波数が変換された駆動電力を供給する電気回路である。 第１インバータ３は、第１制御部１０と電気的に接続されている。 第１インバータ３には、第１制御部１０から電流値信号が入力される。 第１インバータ３は、入力された電流値信号に対応する駆動周波数の駆動電力を第１加圧ポンプ２に出力する。

ＲＯ膜モジュール４は、第１加圧ポンプ２から圧送された原水Ｗ１を、溶存塩類が除去された透過水Ｗ２と、溶存塩類が濃縮された第１濃縮水Ｗ３とに分離する設備である。 ＲＯ膜モジュール４は、単一又は複数のＲＯ膜エレメント（不図示）を備える。 ＲＯ膜モジュール４は、これらＲＯ膜エレメントにより原水Ｗ１を処理して、透過水Ｗ２及び第１濃縮水Ｗ３を製造する。

第１濃縮水ラインＬ４は、ＲＯ膜モジュール４で分離された第１濃縮水Ｗ３を外部に送出するラインである。 第１濃縮水ラインＬ４の上流側の端部は、ＲＯ膜モジュール４の一次側出口ポートに接続されている。 また、第１濃縮水ラインＬ４の下流側は、例えば、排水ピット（不図示）に開口している。

また、第１濃縮水ラインＬ４には、第１濃縮水排出弁８が設けられている。 第１濃縮水排出弁８は、第１濃縮水ラインＬ４からシステムの外へ排出される第１濃縮水Ｗ３の排水流量を調節する弁である。 第１濃縮水排出弁８は、例えば、比例制御弁により構成される。 第１濃縮水排出弁８を比例制御弁で構成した場合には、後述する第１制御部１０から電流値信号（例えば、４〜２０ｍＡ）を第１濃縮水排出弁８に送信して弁開度を制御することにより、第１濃縮水Ｗ３の排水流量を調節することができる。

透過水ラインＬ２は、ＲＯ膜モジュール４で分離された透過水Ｗ２をＥＤＩ装置７に送出するラインである。 透過水ラインＬ２の上流側の端部は、ＲＯ膜モジュール４の二次側ポートに接続されている。 また、透過水ラインＬ２の下流側の端部は、ＥＤＩ装置７の一次側ポート（後述する脱塩室７ａ及び濃縮室７ｂの入口側）に接続されている。 図１に示すように、ＲＯ膜モジュール４及びＥＤＩ装置７は、透過水ラインＬ２により直結されている。

電気伝導率センサ１４は、透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２の電気伝導率を測定する機器である。 電気伝導率センサ１４は、接続部Ｊ１において透過水ラインＬ２に接続されている。 接続部Ｊ１は、ＲＯ膜モジュール４と第２加圧ポンプ５との間（ＲＯ膜モジュール４と接続部Ｊ２との間）に配置されている。 電気伝導率センサ１４は、第１制御部１０と電気的に接続されている。 電気伝導率センサ１４で測定された透過水Ｗ２の電気伝導率（以下、「測定電気伝導率値」ともいう）は、第１制御部１０へ検出信号として送信される。

第１流量センサ１５は、透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２の流量を検出する機器である。 第１流量センサ１５は、接続部Ｊ２において透過水ラインＬ２に接続されている。 接続部Ｊ２は、ＲＯ膜モジュール４と第２加圧ポンプ５との間（接続部Ｊ１と接続部Ｊ３との間）に配置されている。 第１流量センサ１５は、第１制御部１０と電気的に接続されている。 第１流量センサ１５で検出された透過水Ｗ２の流量（以下、「検出流量値」ともいう）は、第１制御部１０へ検出信号として送信される。

透過水排出ラインＬ５は、透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２の一部をシステムの外に排出するラインである。 透過水排出ラインＬ５の上流側は、接続部Ｊ３において透過水ラインＬ２に接続されている。 接続部Ｊ３は、ＲＯ膜モジュール４と第２加圧ポンプ５との間（接続部Ｊ２と第２加圧ポンプ５との間）に配置されている。 透過水排出ラインＬ５の下流側は、例えば、原水タンク又は排水ピット（いずれも不図示）に接続又は開口している。 原水タンクは、第１加圧ポンプ２の上流側に設けられるタンクである。

また、透過水排出ラインＬ５には、リリーフ弁（常閉式の圧力作動弁）９が設けられている。 リリーフ弁９は、透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２の流量値が、後述するＥＤＩ装置７で製造される脱塩水Ｗ４の流量値と第２濃縮水Ｗ５の流量値（排出流量）との合計値を超過し、且つ所定の圧力値を超過する場合に開弁して、余剰の透過水Ｗ２を透過水排出ラインＬ５から排出させる。

後述するように、第２制御部２０は、ＲＯ膜モジュール４で製造される透過水Ｗ２の流量値（第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´）とＥＤＩ装置７から排出される第２濃縮水Ｗ５の流量値（第２目標排水流量値Ｑ _ｄ２ ´）との差分値の０．９５倍の流量値を、後述する流量フィードバック水量制御の第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´（脱塩水Ｗ４の目標流量値）とする。

そのため、透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２の流量値は、ＥＤＩ装置７で製造される脱塩水Ｗ４の流量値と第２濃縮水Ｗ５の流量値との合計値よりもやや多めの流量値となる。 水処理システム１では、過剰とならない範囲において、ＥＤＩ装置７で必要とされる流量以上の透過水Ｗ２をＥＤＩ装置７に供給し、第２加圧ポンプ５でキャビテーション等の不具合が起こらないように水量制御する。 リリーフ弁９は、透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２の流量値が、脱塩水Ｗ４の流量値と第２濃縮水Ｗ５の流量値（排出流量）との合計値を超過し、且つ所定の圧力値を超過する場合に開弁して、余剰となった透過水Ｗ２の一部を透過水排出ラインＬ５に流通させる。 なお、所定の圧力値とは、リリーフ弁９の作動圧力として予め設定される値である。

第２加圧ポンプ５は、透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２を吸入し、ＥＤＩ装置７に圧送する装置である。 第２加圧ポンプ５は、透過水ラインＬ２において、ＲＯ膜モジュール４とＥＤＩ装置７との間に設けられている。 第２加圧ポンプ５には、第２インバータ６から周波数が変換された駆動電力が供給される。 第２加圧ポンプ５は、供給された駆動電力の周波数（駆動周波数）に応じた回転速度で駆動される。

第２インバータ６は、第２加圧ポンプ５に、周波数が変換された駆動電力を供給する電気回路である。 第２インバータ６は、第２制御部２０と電気的に接続されている。 第２インバータ６には、第２制御部２０から電流値信号が入力される。 第２インバータ６は、入力された電流値信号に対応する駆動周波数の駆動電力を第２加圧ポンプ５に出力する。

温度センサ１６は、透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２の温度を検出する機器である。 温度センサ１６は、接続部Ｊ４において透過水ラインＬ２に接続されている。 接続部Ｊ４は、第２加圧ポンプ５とＥＤＩ装置７との間（第２加圧ポンプ５と分岐部Ｊ５との間）に配置されている。 温度センサ１６は、第２制御部２０と電気的に接続されている。 温度センサ１６で検出された透過水Ｗ２の温度（以下、「検出温度値」ともいう）は、第２制御部２０へ検出信号として送信される。

ＥＤＩ装置７は、ＲＯ膜モジュール４で製造された透過水Ｗ２を脱塩処理して、純水としての脱塩水Ｗ４と第２濃縮水Ｗ５とを製造する装置である。 ＥＤＩ装置７は、陽極室と陰極室の間に、陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜で区画された複数の脱塩室及び複数の濃縮室を備える（図１では、図を簡略化して脱塩室７ａ及び濃縮室７ｂとして示す）。 透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２は、分岐部Ｊ５で分岐し、脱塩室７ａ及び濃縮室７ｂにそれぞれ供給される。 透過水Ｗ２に含まれる残留塩類は、脱塩室７ａ内に充填されたイオン交換体（不図示）により捕捉され、脱塩水Ｗ４となる。 脱塩水Ｗ４は、脱塩水ラインＬ３（後述）を介して需要箇所へ送出される。 また、脱塩室７ａ内のイオン交換体に捕捉された残留塩類は、付与された電気エネルギーにより濃縮室７ｂに移動する。 そして、残留塩類を含む水は、濃縮室７ｂから第２濃縮水ラインＬ６を介して第２濃縮水Ｗ５として排出される。

第２濃縮水ラインＬ６は、ＥＤＩ装置７から第２濃縮水Ｗ５を送出するラインである。 第２濃縮水ラインＬ６の上流側の端部は、ＥＤＩ装置７の二次側ポート（濃縮室７ｂの出口側）に接続されている。 また、第２濃縮水ラインＬ６の下流側は、分岐部Ｊ７及びＪ８において、第１排水ラインＬ１１、第２排水ラインＬ１２及び第３排水ラインＬ１３に分岐している。

第１排水ラインＬ１１には、第１排水弁１１が設けられている。 第２排水ラインＬ１２には、第２排水弁１２が設けられている。 第３排水ラインＬ１３には、第３排水弁１３が設けられている。 第１排水弁１１〜第３排水弁１３は、第２濃縮水ラインＬ６からシステムの外へ排出される第２濃縮水Ｗ５の排水流量を調節する弁である。

第１排水弁１１は、第１排水ラインＬ１１を開閉することができる。 第２排水弁１２は、第２排水ラインＬ１２を開閉することができる。 第３排水弁１３は、第３排水ラインＬ１３を開閉することができる。

第１排水弁１１〜第３排水弁１３は、それぞれ定流量弁機構（不図示）を備える。 定流量弁機構は、第１排水弁１１〜第３排水弁１３において、それぞれ異なる流量値に設定されている。 例えば、第１排水弁１１は、開状態において、ＥＤＩ装置７の回収率が９０％となるように排水流量が設定されている。 第２排水弁１２は、開状態において、ＥＤＩ装置７の回収率が８５％となるように排水流量が設定されている。 第３排水弁１３は、開状態において、ＥＤＩ装置７の回収率が８０％となるように排水流量が設定されている。

第２濃縮水ラインＬ６から排出される第２濃縮水Ｗ５の排水流量は、第１排水弁１１〜第３排水弁１３を選択的に開閉することにより、段階的に調節できる。 例えば、第２排水弁１２のみを開状態とし、第１排水弁１１及び第３排水弁１３を閉状態とする。 この場合には、ＥＤＩ装置７の回収率を８５％とすることができる。 また、第１排水弁１１及び第２排水弁１２を開状態とし、第３排水弁１３のみを閉状態とする。 この場合には、ＥＤＩ装置７の回収率を８０％とすることができる。 従って、本実施形態において、第２濃縮水Ｗ５の排水流量は、第１排水弁１１〜第３排水弁１３を選択的に開閉することにより、回収率を６５％〜９０％までの間で、５％毎に段階的に調節できる。

第１排水弁１１〜第３排水弁１３は、それぞれ第２制御部２０と電気的に接続されている。 第１排水弁１１〜第３排水弁１３における弁体の開閉は、第２制御部２０からの駆動信号により制御される。

脱塩水ラインＬ３は、ＥＤＩ装置７で製造された脱塩水Ｗ４を需要箇所に送出するラインである。 脱塩水ラインＬ３の上流側の端部は、ＥＤＩ装置７の二次側ポート（脱塩室７ａの出口側）に接続されている。 また、脱塩水ラインＬ３の下流側の端部は、需要箇所の装置等（不図示）に接続されている。

第２流量センサ１７は、脱塩水ラインＬ３を流通する脱塩水Ｗ４の流量を検出する機器である。 第２流量センサ１７は、接続部Ｊ６において脱塩水ラインＬ３に接続されている。 接続部Ｊ６は、ＥＤＩ装置７の二次側ポートと脱塩水Ｗ４の需要箇所の装置等との間に配置されている。 また、第２流量センサ１７は、第２制御部２０と電気的に接続されている。 第２流量センサ１７で検出された脱塩水Ｗ４の流量（検出流量値）は、第２制御部２０へ検出信号として送信される。

次に、第１制御部１０、第２制御部２０及び第３制御部３０について説明する。
第１制御部１０は、ＣＰＵ及びメモリを含むマイクロプロセッサ（不図示）により構成される。 第１制御部１０において、マイクロプロセッサのメモリには、ＲＯ膜モジュール４を制御（運転）するための各種プログラムが記憶される。 また、第１制御部１０において、マイクロプロセッサのメモリには、例えば、透過水Ｗ２の第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´（後述）に関するデータ等が記憶される。

第１制御部１０は、第３制御部３０（後述）と電気的に接続されている。 第１制御部１０は、上述した透過水Ｗ２の第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´に関するデータを、第３制御部３０を介して第２制御部２０へ送信する。

第１制御部１０において、マイクロプロセッサのＣＰＵは、メモリから読み出した所定のプログラムに従って後述する各種の制御を実行する。 また、第１制御部１０において、マイクロプロセッサには、時間の計時等を管理するインテグレーテッドタイマユニット（以下、「ＩＴＵ」ともいう）が組み込まれている。

第１制御部１０は、ＲＯ膜モジュール４の流量フィードバック水量制御として、第１流量センサ１５の第１検出流量値Ｑ _ｐ１が予め設定された第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´となるように、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムにより第１加圧ポンプ２を駆動するための駆動周波数を演算し、当該駆動周波数の演算値に対応する電流値信号を第１インバータ３に出力する。

水処理システム１において、ＲＯ膜モジュール４の流量フィードバック水量制御が実行されることにより、ＲＯ膜モジュール４から送出される透過水Ｗ２の流量は、第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´となるように調整される。 第１制御部１０による流量フィードバック水量制御については後述する。

上記流量フィードバック水量制御において、第１制御部１０は、目標流量値制御部の機能として、電気伝導率センサ１４で測定された透過水Ｗ２の測定電気伝導率値に応じて、透過水Ｗ２の第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´を設定する。

具体的には、目標流量値制御部としての第１制御部１０は、透過水Ｗ２の測定電気伝導率値Ｅ _ｍが基準電気伝導率値Ｅ _ｐ超過の場合には、第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´を第１目標流量値Ｑ _ｐ１Ｌ ´（＜第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´）に設定する。 また、第１制御部１０は、透過水Ｗ２の測定電気伝導率値Ｅ _ｍが基準電気伝導率値Ｅ _ｐ未満の場合には、第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´を第１目標流量値Ｑ _ｐ１Ｈ ´（＞第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´）に設定する。

ここで、基準電気伝導率値Ｅ _ｐとは、ＥＤＩ装置７における透過水Ｗ２の水質要求値に対応して設定された標準的な電気伝導率値である。 なお、本実施形態では、基準電気伝導率値Ｅ _ｐを一つの値として説明するが、基準電気伝導率値Ｅ _ｐは所定の範囲（幅）を持つ値であってもよい。

なお、透過水Ｗ２の測定電気伝導率値Ｅ _ｍが基準電気伝導率値Ｅ _ｐと同じ場合には、予め設定された第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´を用いる。 予め設定された第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´とは、例えば、水処理システム１の需要箇所における平均的な消費水量に基づいて設定された値（規定値）である。

第２制御部２０は、ＣＰＵ及びメモリを含むマイクロプロセッサ（不図示）により構成される。 第２制御部２０において、マイクロプロセッサのメモリには、ＥＤＩ装置７を制御（運転）するための各種プログラムが記憶される。 また、マイクロプロセッサのメモリには、例えば、透過水Ｗ２の検出温度値Ｔに関するデータ、透過水Ｗ２の第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´に関するデータ、脱塩水Ｗ４の第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´に関するデータ、第２濃縮水Ｗ５の第２目標排水流量値Ｑ _ｄ２ ´に関するデータ等が記憶される。

第２制御部２０は、第３制御部３０と電気的に接続されている。 第２制御部２０は、ＲＯ膜モジュール４における透過水Ｗ２の第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´に関するデータを、第３制御部３０を介して受信する。

第２制御部２０において、マイクロプロセッサのＣＰＵは、メモリから読み出した所定のプログラムに従って後述する各種の制御を実行する。 また、マイクロプロセッサには、時間の計時等を管理するＩＴＵが組み込まれている。

第２制御部２０は、ＥＤＩ装置７の流量フィードバック水量制御として、第２流量センサ１７の第２検出流量値Ｑ _ｐ２が第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´となるように、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムにより第２加圧ポンプ５を駆動するための駆動周波数を演算し、当該駆動周波数の演算値に対応する電流値信号を第２インバータ６に出力する。

第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´は、ＲＯ膜モジュール４における透過水Ｗ２の第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´とＥＤＩ装置７における第２濃縮水Ｗ５の第２目標排水流量値Ｑ _ｄ２ ´との差分値以下となる流量値である。 具体的には、第２制御部２０は、透過水Ｗ２の第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´と第２濃縮水Ｗ５の第２目標排水流量値Ｑ _ｄ２ ´との差分値の０．９５倍の流量値を、ＥＤＩ装置７の流量フィードバック水量制御における第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´として設定する。

水処理システム１において、ＥＤＩ装置７の流量フィードバック水量制御が実行されることにより、ＥＤＩ装置７から送出される脱塩水Ｗ４の流量は、第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´となるように調整される。 第２制御部２０による流量フィードバック水量制御については後述する。

また、第２制御部２０は、透過水Ｗ２の温度に基づいて、ＥＤＩ装置７の回収率制御（以下、「温度フィードフォワード回収率制御」ともいう）を実行する。 具体的には、第２制御部２０は、（ｉ）予め取得された透過水Ｗ２のシリカ濃度、及び温度センサ１６の検出温度値Ｔから決定したシリカ溶解度に基づいて、第２濃縮水Ｗ５におけるシリカの許容濃縮倍率を演算し、（ｉｉ）当該許容濃縮倍率の演算値及び脱塩水Ｗ４の第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´から第２目標排水流量値Ｑ _ｄ２ ´を演算し、（ｉｉｉ）第２濃縮水Ｗ５の実際排水流量が当該排水流量の演算値（第２目標排水流量値Ｑ _ｄ２ ´）となるように、第１排水弁１１〜第３排水弁１３を制御する。 この温度フィードフォワード回収率制御は、上述した流量フィードバック水量制御と並行して実行される。 第２制御部２０による温度フィードフォワード回収率制御については後述する。

第３制御部３０は、ＣＰＵ及びメモリを含むマイクロプロセッサ（不図示）により構成される。 第３制御部３０は、第１制御部１０及び第２制御部２０と電気的に接続されている。 第３制御部３０は、第１制御部１０から送信されたデータを第２制御部２０へ受け渡す中継盤としての機能を備える。 具体的には、第３制御部３０は、第１制御部１０から透過水Ｗ２の第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´に関するデータを取得し、当該データを第２制御部２０に送信する。

次に、第１実施形態に係る水処理システム１の動作について説明する。
まず、第１制御部（目標流量値制御部）１０において目標流量値を設定する場合の処理手順を、図２を参照して説明する。 図２に示すフローチャートの処理は、水処理システム１の運転中において、繰り返し実行される。

図２に示すステップＳＴ１０１において、第１制御部１０は、電気伝導率センサ１４で検出された透過水Ｗ２の測定電気伝導率値Ｅ _ｍを取得する。

ステップＳＴ１０２において、第１制御部１０は、測定電気伝導率値Ｅ _ｍが予め設定された基準電気伝導率値Ｅ _ｐと同じか否かを判定する。 このステップＳＴ１０２において、第１制御部１０により、測定電気伝導率値Ｅ _ｍ ＝基準電気伝導率値Ｅ _ｐである（ＹＥＳ）と判定された場合に、本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ１０１へリターンする）。 測定電気伝導率値Ｅ _ｍが基準電気伝導率値Ｅ _ｐと同じであれば、目標流量値を変更することなく、すでに設定されている第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´を用いる。 また、ステップＳＴ１０２において、第１制御部１０により、測定電気伝導率値Ｅ _ｍ ≠基準電気伝導率値Ｅ _ｐである（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０３へ移行する。

ステップＳＴ１０３（ステップＳＴ１０２：ＮＯ）において、第１制御部１０は、測定電気伝導率値Ｅ _ｍが予め設定された基準電気伝導率値Ｅ _ｐを超過するか否かを判定する。 このステップＳＴ１０３において、第１制御部１０により、測定電気伝導率値Ｅ _ｍ ＞基準電気伝導率値Ｅ _ｐである（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０４へ移行する。 また、ステップＳＴ１０３において、第１制御部１０により、測定電気伝導率値Ｅ _ｍ ＜基準電気伝導率値Ｅ _ｐである（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０５へ移行する。

ステップＳＴ１０４（ステップＳＴ１０３：ＹＥＳ）において、第１制御部１０は、第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´を第１目標流量値Ｑ _ｐ１Ｌ ´（＜第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´）に設定する。 透過水Ｗ２の水質が悪い場合には、目標流量値を低くして透過水Ｗ２の水質が更に低下するのを抑制するためである。 これにより、本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ１０１へリターンする）。

一方、ステップＳＴ１０４（ステップＳＴ１０３：ＮＯ）において、第１制御部１０は、第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´を第１目標流量値Ｑ _ｐ１Ｈ ´（＞第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´）に設定する。 透過水Ｗ２の水質が良い場合には、目標流量値を高くして透過水Ｗ２の造水効率を上げるためである。 これにより、本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ１０１へリターンする）。

次に、第１制御部１０によるＲＯ膜モジュール４の流量フィードバック水量制御を、図３を参照して説明する。 図３に示すフローチャートの処理は、水処理システム１の運転中において、繰り返し実行される。

なお、以下に説明するフローチャートの処理においては、第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´、第１目標流量値Ｑ _ｐ１Ｈ ´及び第１目標流量値Ｑ _ｐ１Ｌ ´を、すべて「第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´」として説明する。

図３に示すステップＳＴ２０１において、第１制御部１０は、透過水Ｗ２の第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´を取得する。 この第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´は、図２に示すフローチャートの処理により設定された値である。 すなわち、ステップＳＴ２０１において、第１制御部１０は、第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´、第１目標流量値Ｑ _ｐ１Ｈ ´又は第１目標流量値Ｑ _ｐ１Ｌ ´のいずれかを取得する。

ステップＳＴ２０２において、第１制御部１０は、ＩＴＵによる計時ｔが制御周期（Δｔ）である１００ｍｓに達したか否かを判定する。 このステップＳＴ２０２において、第１制御部１０により、ＩＴＵによる計時が１００ｍｓに達した（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ２０３へ移行する。 また、ステップＳＴ２０２において、第１制御部１０により、ＩＴＵによる計時が１００ｍｓに達していない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ２０２へ戻る。

ステップＳＴ２０３（ステップＳＴ２０２：ＹＥＳ判定）において、第１制御部１０は、第１流量センサ１５で検出された透過水Ｗ２の第１検出流量値Ｑ _ｐ１を、フィードバック値として取得する。

ステップＳＴ２０４において、第１制御部１０は、ステップＳＴ２０３で取得した第１検出流量値Ｑ _ｐ１と、ステップＳＴ２０１で取得した第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´との偏差がゼロとなるように、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムにより操作量Ｕ _ｎを演算する。 なお、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムでは、制御周期Δｔ（１００ｍｓ）毎に操作量の変化分ΔＵ _ｎを演算し、これを前回の制御周期時点の操作量Ｕ _ｎ−１に加算することで現時点の操作量Ｕ _ｎを決定する。

ステップＳＴ２０５において、第１制御部１０は、現時点の操作量Ｕ _ｎ 、及び第１加圧ポンプ２の最大駆動周波数Ｆ´（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの設定値）に基づいて、第１加圧ポンプ２の駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］を演算する。

ステップＳＴ２０６において、第１制御部１０は、駆動周波数Ｆの演算値を、対応する電流値信号（４〜２０ｍＡ）に変換する。

ステップＳＴ２０７において、第１制御部１０は、変換した電流値信号を第１インバータ３へ出力する。 これにより本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ２０１へリターンする）。

なお、ステップＳＴ２０７において、第１制御部１０が電流値信号を第１インバータ３へ出力すると、第１インバータ３は、入力された電流値信号で指定された周波数に変換された駆動電力を第１加圧ポンプ２に供給する。 その結果、第１加圧ポンプ２は、第１インバータ３から入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動される。

次に、第２制御部２０によるＥＤＩ装置７の流量フィードバック水量制御を、図４を参照して説明する。 図４に示すフローチャートの処理は、水処理システム１の運転中において、繰り返し実行される。

図４に示すステップＳＴ３０１において、第２制御部２０は、脱塩水Ｗ４の第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´を設定する。 具体的には、第２制御部２０は、ＲＯ膜モジュール４における透過水Ｗ２の第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´に関するデータを、第３制御部３０を介して取得する。 そして、第２制御部２０は、取得した透過水Ｗ２の第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´とＥＤＩ装置７における第２濃縮水Ｗ５の第２目標排水流量値Ｑ _ｄ２ ´との差分値の０．９５倍の流量値を、脱塩水Ｗ４の第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´として設定する。

ステップＳＴ３０２において、第２制御部２０は、ＩＴＵによる計時ｔが制御周期（Δｔ）である１００ｍｓに達したか否かを判定する。 このステップＳＴ３０２において、第２制御部２０により、ＩＴＵによる計時が１００ｍｓに達した（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ３０３へ移行する。 また、ステップＳＴ３０２において、第２制御部２０により、ＩＴＵによる計時が１００ｍｓに達していない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ３０２へ戻る。

ステップＳＴ３０３（ステップＳＴ３０２：ＹＥＳ判定）において、第２制御部２０は、第２流量センサ１７で検出された脱塩水Ｗ４の第２検出流量値Ｑ _ｐ２を、フィードバック値として取得する。

ステップＳＴ３０４において、第２制御部２０は、ステップＳＴ３０３で取得した第２検出流量値Ｑ _ｐ２と、ステップＳＴ３０１で設定した第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´との偏差がゼロとなるように、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムにより操作量Ｕ _ｎを演算する。 なお、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムでは、制御周期Δｔ（１００ｍｓ）毎に操作量の変化分ΔＵ _ｎを演算し、これを前回の制御周期時点の操作量Ｕ _ｎ−１に加算することで現時点の操作量Ｕ _ｎを決定する。

ステップＳＴ３０５において、第２制御部２０は、現時点の操作量Ｕ _ｎ 、及び第２加圧ポンプ５の最大駆動周波数Ｆ´（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの設定値）に基づいて、第２加圧ポンプ５の駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］を演算する。

ステップＳＴ３０６において、第２制御部２０は、駆動周波数Ｆの演算値を、対応する電流値信号（４〜２０ｍＡ）に変換する。

ステップＳＴ３０７において、第２制御部２０は、変換した電流値信号を第２インバータ６へ出力する。 これにより本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ３０１へリターンする）。

なお、ステップＳＴ３０７において、第２制御部２０が電流値信号を第２インバータ６へ出力すると、第２インバータ６は、入力された電流値信号で指定された周波数に変換された駆動電力を第２加圧ポンプ５に供給する。 第２加圧ポンプ５は、第２インバータ６から入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動される。

次に、第２制御部２０によるＥＤＩ装置７の温度フィードフォワード回収率制御を、図５を参照して説明する。 図５に示すフローチャートの処理は、水処理システム１の運転中において、上述した流量フィードバック水流制御と共に繰り返し実行される。

図５に示すステップＳＴ４０１において、第２制御部２０は、脱塩水Ｗ４の第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´を取得する。 この第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´は、図４に示すフローチャートのステップＳＴ３０１において設定された値である。

ステップＳＴ４０２において、第２制御部２０は、透過水Ｗ２のシリカ（ＳｉＯ _２ ）濃度Ｃ _ｓを取得する。 このシリカ濃度Ｃ _ｓは、例えば、システム管理者がユーザーインターフェース（不図示）を介してメモリに入力した設定値である。 透過水Ｗ２のシリカ濃度は、事前に透過水Ｗ２を水質分析することにより得ることができる。 なお、透過水ラインＬ２において、不図示の水質センサにより透過水Ｗ２のシリカ濃度を計測してもよい。

ステップＳＴ４０３において、第２制御部２０は、温度センサ１６から透過水Ｗ２の検出温度値Ｔを取得する。

ステップＳＴ４０４において、第２制御部２０は、取得した検出温度値Ｔに基づいて、水に対するシリカ溶解度Ｓ _ｓを決定する。

ステップＳＴ４０５において、第２制御部２０は、前のステップで取得又は決定したシリカ濃度Ｃ _ｓ及びシリカ溶解度Ｓ _ｓに基づいて、第２濃縮水Ｗ５におけるシリカの許容濃縮倍率Ｎ _ｓを演算する。 シリカの許容濃縮倍率Ｎ _ｓは、下記の式（１）により求めることができる。
Ｎ _ｓ ＝Ｓ _ｓ ／Ｃ _ｓ （１）

例えば、シリカ濃度Ｃ _ｓが２０ｍｇＳｉＯ _２ ／Ｌ、２５℃におけるシリカ溶解度Ｓ _ｓが１００ｍｇＳｉＯ _２ ／Ｌであれば、許容濃縮倍率Ｎ _ｓは“５”となる。

ステップＳＴ４０６において、第２制御部２０は、前のステップで取得した第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´及び許容濃縮倍率Ｎ _ｓに基づいて、回収率が最大となる排水流量値（第２目標排水流量値Ｑ _ｄ２ ´）を演算する。 第２目標排水流量値Ｑ _ｄ２ ´は、下記の式（２）により求めることができる。
Ｑ _ｄ２ ´＝Ｑ _ｐ２ ´／（Ｎ _ｓ −１） （２）

ステップＳＴ４０７において、第２制御部２０は、第２濃縮水Ｗ５の実際排水流量値Ｑ _ｄ２がステップＳＴ４０６で演算した第２目標排水流量値Ｑ _ｄ２ ´となるように、第１排水弁１１〜第３排水弁１３の開閉を制御する。 これにより本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ４０１へリターンする）。

上述した第１実施形態に係る水処理システム１によれば、例えば、以下のような効果が得られる。

第１実施形態に係る水処理システム１において、第２制御部２０は、第２流量センサ１７から出力された第２検出流量値Ｑ _ｐ２が、ＲＯ膜モジュール４における透過水Ｗ２の第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´とＥＤＩ装置７における第２濃縮水Ｗ５の第２目標排水流量値Ｑ _ｄ２ ´との差分値以下の第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´となるように第２加圧ポンプ５の駆動周波数Ｆを演算し、当該駆動周波数Ｆの演算値に対応する電流値信号を第２インバータ６に出力する。

そのため、ＲＯ膜モジュール４において、原水Ｗ１や第１濃縮水Ｗ３の水質に応じて、透過水Ｗ２の流量を減少させて回収率を下げた場合でも、ＥＤＩ装置７で製造される脱塩水Ｗ４の第２検出流量値Ｑ _ｐ２を、ＲＯ膜モジュール４における回収率に追随させることができる。 従って、ＲＯ膜モジュール４とＥＤＩ装置７とを接続した水処理システム１において、ＲＯ膜モジュール４で透過水Ｗ２の流量を減少させて回収率を下げた場合でも、ＥＤＩ装置７での水量制御に必要な水量を維持することができる。

また、第２制御部２０は、ＲＯ膜モジュール４における透過水Ｗ２の第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´とＥＤＩ装置７における第２濃縮水Ｗ５の第２目標排水流量値Ｑ _ｄ２ ´との差分値の０．９５倍の流量値を、ＥＤＩ装置７における流量フィードバック水量制御の第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´とする。

そのため、ＲＯ膜モジュール４において透過水Ｗ２の流量を減少させて回収率を下げた場合でも、ＥＤＩ装置７へ供給される透過水Ｗ２の流量が、ＥＤＩ装置７における水量制御に必要な流量を下回ることがない。 従って、水処理システム１は、ＲＯ膜モジュール４での負圧の発生や第２加圧ポンプ５でのキャビテーションの発生による、これら機器の破損を抑制することができる。

なお、流量フィードバック水量制御の第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´として、透過水Ｗ２の第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´と第２濃縮水Ｗ５の第２目標排水流量値Ｑ _ｄ２ ´との差分値の１倍の流量値を設定した場合においても、同様の効果を得ることができる。 すなわち、水処理システム１において、流量フィードバック水量制御の第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´は、好ましくは、透過水Ｗ２の第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´と第２濃縮水Ｗ５の第２目標排水流量値Ｑ _ｄ２ ´との差分値の０．９５〜１倍の流量値に設定される。

また、第１実施形態に係る水処理システム１は、透過水排出手段としての透過水排出ラインＬ５及びリリーフ弁９を備える。 このため、透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２の流量値が、脱塩水Ｗ４の流量値と第２濃縮水Ｗ５の流量値（排出流量）との合計値を超過する場合でも、ＲＯ膜モジュール４の耐圧以上の背圧が発生することがないように、余剰の透過水Ｗ２を、リリーフ弁９を介して透過水排出ラインＬ５から系外に排出できる。 従って、水処理システム１は、より安定した流量の透過水Ｗ２をＥＤＩ装置７へ供給することができる。

また、第１実施形態に係る水処理システム１において、第２制御部２０は、第２流量センサ１７の第２検出流量値Ｑ _ｐ２が第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´となるように、第２加圧ポンプ５を駆動するための駆動周波数を演算し、当該駆動周波数の演算値に対応する電流値信号を第２インバータ６に出力する流量フィードバック水量制御を実行する。 このため、水処理システム１は、ＥＤＩ装置７の運転中に回収率を増減させた場合においても、安定した流量の脱塩水Ｗ４を需要箇所へ供給することができる。

また、第２制御部２０は、ＥＤＩ装置７において、温度フィードフォワード回収率制御（図５参照）を実行する。 このため、水処理システム１は、ＥＤＩ装置７における脱塩水Ｗ４の回収率を最大としつつ、ＥＤＩ装置７におけるシリカ系スケールの析出をより確実に抑制することができる。

また、第１実施形態に係る水処理システム１において、第１制御部１０は、ＲＯ膜モジュール４における透過水Ｗ２の第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´に関するデータをメモリに保持（記憶）する。 また、水処理システム１は、第１制御部１０から透過水Ｗ２の第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´に関するデータを取得し、当該データを第２制御部２０に送信する第３制御部３０を備える。 そのため、ＲＯ膜モジュール４とＥＤＩ装置７とを直結した水処理システム１において、より確実なデータの転送を行うことができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る水処理システム１Ａの構成について、図６を参照して説明する。 なお、第２実施形態では、主に第１実施形態との相違点について説明する。 第２実施形態では、第１実施形態と同一又は同等の構成については同じ符号を付して説明する。 また、第２実施形態では、第１実施形態と重複する説明を適宜に省略する。

図６は、第２実施形態に係る水処理システム１Ａの全体構成図である。 第２実施形態に係る水処理システム１Ａは、第１実施形態における温度センサ１６（図１参照）の代わりに、硬度測定手段としての硬度センサ１８を備える。 また、第２実施形態に係る水処理システム１Ａは、第１実施形態における第２制御部２０（図１参照）の代わりに、第２制御部２０Ａを備える。

硬度センサ１８は、透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２のカルシウム硬度（炭酸カルシウム換算値）を測定する機器である。 硬度センサ１８は、接続部Ｊ４において透過水ラインＬ２に接続されている。 接続部Ｊ４は、第２加圧ポンプ５とＥＤＩ装置７の間（第２加圧ポンプ５と分岐部Ｊ５との間）に配置されている。 硬度センサ１８は、第２制御部２０Ａと電気的に接続されている。 硬度センサ１８で測定された透過水Ｗ２のカルシウム硬度（以下、「測定硬度値」ともいう）は、第２制御部２０Ａへ検出信号として送信される。

第２制御部２０Ａは、ＣＰＵ及びメモリ含むマイクロプロセッサ（不図示）により構成される。 第２制御部２０Ａは、第１実施形態の第２制御部２０と同じく速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムにより脱塩水Ｗ４の流量フィードバック水量制御（図４参照）を実行する。 第２実施形態におけるＥＤＩ装置７の流量フィードバック水量制御は、第１実施形態同じであるため説明を省略する。

第２制御部２０Ａは、透過水Ｗ２の硬度に基づいて、脱塩水Ｗ４の回収率制御（以下、「水質フィードフォワード回収率制御」ともいう）を実行する。 具体的には、第２制御部２０Ａは、（ｉ）予め取得された炭酸カルシウム溶解度、及び硬度センサ１８の測定硬度値Ｃ _ｃに基づいて、第２濃縮水Ｗ５における炭酸カルシウムの許容濃縮倍率を演算し、（ｉｉ）当該許容濃縮倍率の演算値、及び脱塩水Ｗ４の第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´から第２目標排水流量値Ｑ _ｄ２ ´を演算し、（ｉｉｉ）第２濃縮水Ｗ５の実際排水流量が当該排水流量の演算値（第２目標排水流量値Ｑ _ｄ２ ´）となるように、第１排水弁１１〜第３排水弁１３を制御する。

水質フィードフォワード回収率制御は、第２制御部２０Ａにおける流量フィードバック水量制御（第１実施形態の第２制御部２０による流量フィードバック水量制御と同じ）と並行して実行される。 第２制御部２０Ａによる水質フィードフォワード回収率制御については後述する。

また、第２実施形態に係る水処理システム１Ａのその他の構成は、第１実施形態に係る水処理システム１と同じである。

次に、第２制御部２０Ａによる水質フィードフォワード回収率制御について説明する。 図７は、第２制御部２０Ａにおいて、水質フィードフォワード回収率制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。 図７に示すフローチャートの処理は、流量フィードバック水量制御（図４参照）と共に、水処理システム１の運転中において、繰り返し実行される。

図７に示すステップＳＴ５０１において、第２制御部２０Ａは、透過水Ｗ２の第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´を取得する。 この第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´は、図４に示すフローチャートのステップＳＴ３０１の処理により設定された値である。

ステップＳＴ５０２において、第２制御部２０Ａは、硬度センサ１８で測定された透過水Ｗ２の測定硬度値Ｃ _ｃを取得する。

ステップＳＴ５０３において、第２制御部２０Ａは、水に対する炭酸カルシウム溶解度Ｓ _ｃを取得する。 この炭酸カルシウム溶解度Ｓ _ｃは、例えば、システム管理者がユーザーインターフェース（不図示）を介してメモリに入力した設定値である。 なお、水に対する炭酸カルシウム溶解度は、通常の運転温度（５〜３５℃）では、ほぼ一定値と看做すことができる。

ステップＳＴ５０４において、第２制御部２０Ａは、前のステップで取得した測定硬度値Ｃ _ｃ及び炭酸カルシウム溶解度Ｓ _ｃに基づいて、第２濃縮水Ｗ５における炭酸カルシウムの許容濃縮倍率Ｎ _ｃを演算する。 炭酸カルシウムの許容濃縮倍率Ｎ _ｃは、下記の式（３）により求めることができる。
Ｎ _ｃ ＝Ｓ _ｃ ／Ｃ _ｃ （３）

例えば、測定硬度値Ｃ _ｃが３ｍｇＣａＣＯ _３ ／Ｌ、２５℃における炭酸カルシウム溶解度Ｓ _ｃが１５ｍｇＣａＣＯ _３ ／Ｌであれば、許容濃縮倍率Ｎ _ｃは“５”となる。

ステップＳＴ５０５において、第２制御部２０Ａは、ステップＳＴ５０１において取得した第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´と演算した許容濃縮倍率Ｎ _ｃとに基づいて、回収率が最大となる排水流量（第２目標排水流量値Ｑ _ｄ２ ´）を演算する。 第２目標排水流量値Ｑ _ｄ２ ´は、下記の式（４）により求めることができる。
Ｑ _ｄ２ ´＝Ｑ _ｐ２ ´／（Ｎ _ｃ −１） （４）

ステップＳＴ５０６において、第２制御部２０Ａは、第２濃縮水Ｗ５の実際排水流量値Ｑ _ｄ２がステップＳＴ５０５で演算した第２目標排水流量値Ｑ _ｄ２ ´となるように第１排水弁１１〜第３排水弁１３の開閉を制御する。 これにより本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ５０１へリターンする）。

上述した第２実施形態に係る水処理システム１Ａによれば、例えば、以下のような効果が得られる。

第２制御部２０Ａは、ＥＤＩ装置７において、水質フィードフォワード回収率制御（図７参照）を実行する。 このため、水処理システム１Ａは、脱塩水Ｗ４の回収率を最大としつつ、ＥＤＩ装置７における炭酸カルシウム系スケールの析出をより確実に抑制することができる。

なお、第２実施形態に係る水処理システム１Ａは、第１実施形態に係る水処理システム１により得られる効果（温度フィードフォワード回収率制御による効果を除く）に加えて、上述した水質フィードフォワード回収率制御による効果が得られる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。 しかし、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。 なお、以下の説明において、第１実施形態で実施可能な形態は、一部の例外を除いて第２実施形態においても実施可能である。

例えば、第１実施形態において、ＲＯ膜モジュール４の後段（ＲＯ膜モジュール４と第２加圧ポンプ５との間）に、脱炭酸装置を設けてもよい。 脱炭酸装置は、透過水Ｗ２に含まれる遊離炭酸（溶存炭酸ガス）を、気体分離膜モジュールにより脱気処理して、精製水としての脱気水を得る設備である。 ＲＯ膜モジュール４の後段に脱炭酸装置を設けることにより、透過水Ｗ２において、ＲＯ膜モジュール４で除去することのできない遊離炭酸を除去することができる。 従って、より純度の高い透過水Ｗ２を得ることができる。

第１実施形態では、ＲＯ膜モジュール４の流量フィードバック水量制御において、透過水Ｗ２の電気伝導率値を水質値として検出し、この水質値に応じて透過水Ｗ２の第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´を設定する例について説明した。 これに限らず、原水Ｗ１、透過水Ｗ２及び第１濃縮水Ｗ３のうちの少なくとも一つの水質値を検出し、この水質値に応じて透過水Ｗ２の第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´を設定してもよい。 なお、水質値としては、電気伝導率値に他に、シリカ濃度等が挙げられる。

例えば、原水Ｗ１及び透過水Ｗ２の電気伝導率を検出して、予め設定された塩除去率が得られるように、ＲＯ膜モジュール４の流量フィードバック水量制御における第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´を設定する。 この場合には、第１濃縮水Ｗ３の排水流量は一定としたままで、透過水Ｗ２の第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´を減少させて回収率を下げることにより、ＲＯ膜の塩除去率を上げることができる。

また、第１濃縮水Ｗ３の電気伝導率値やシリカ濃度を検出して、これらの水質値が予め設定された基準値以下となるように、ＲＯ膜モジュール４の流量フィードバック水量制御における第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´を設定する。 この場合には、第１濃縮水Ｗ３の排水流量は一定としたままで、透過水Ｗ２の第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´を減少させて回収率を下げることにより、ＲＯ膜におけるシリカ系スケールの析出やファウリングによる膜閉塞を抑制することができる。

また、第１実施形態では、ＥＤＩ装置７の温度フィードフォワード回収率制御において、透過水Ｗ２から取得した検出温度値Ｔに基づいて、水に対するシリカ溶解度Ｓ _ｓを決定する例について説明した。 これに限らず、例えば、脱塩水Ｗ４又は第２濃縮水Ｗ５の温度を検出してもよいし、第１濃縮水Ｗ３（ＲＯ膜モジュール４）の温度を検出してもよい。 この場合に、第２制御部２０は、脱塩水Ｗ４、第２濃縮水Ｗ５又は第１濃縮水Ｗ３から取得した検出温度値Ｔに基づいて、水に対するシリカ溶解度Ｓ _ｓを決定する（図５：ステップＳＴ４０４参照）。 なお、第１濃縮水Ｗ３の温度を検出する場合には、第１制御部１０で取得した検出温度値Ｔを、第３制御部３０を介して第２制御部２０へ送信する。

第１実施形態では、ＲＯ膜モジュール４における透過水Ｗ２の第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´とＥＤＩ装置７における第２濃縮水Ｗ５の第２目標排水流量値Ｑ _ｄ２ ´との差分値の０．９５倍の流量値を、ＥＤＩ装置７における流量フィードバック水量制御の第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´として設定する例について説明した。 この例に限らず、流量フィードバック水量制御の第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´は、好ましくは、透過水Ｗ２の第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´と第２濃縮水Ｗ５の第２目標排水流量値Ｑ _ｄ２ ´との差分値の０．９５〜１倍の流量値に設定される。

第１実施形態では、ＲＯ膜モジュール４における透過水Ｗ２の第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´（設定値）をＥＤＩ装置７の第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´の設定に用いる例について説明した（図４：ステップＳＴ３０１参照）。 このような設定値に限らず、例えば、第１検出流量値Ｑ _ｐ１ （フィードバック値）をＥＤＩ装置７の第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´の設定に用いてもよい。 なお、透過水Ｗ２の流量値として、第１実施形態のように設定値を用いた場合には、変動を伴うフィードバック値を用いた場合に比べて、脱塩水Ｗ４の流量を安定させることができる。

また、第１実施形態では、ＥＤＩ装置７における第２濃縮水Ｗ５の第２目標排水流量値Ｑ _ｄ２ ´（演算値）をＥＤＩ装置７の第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´の設定に用いる例について説明した（図２：ステップＳＴ１０１参照）。 このような演算値に限らず、例えば、第２濃縮水ラインＬ６を流通する第２濃縮水Ｗ５の検出流量値（流量センサによるフィードバック値）をＥＤＩ装置７の第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´の設定に用いてもよい。 なお、第２濃縮水Ｗ５の流量値として、第１実施形態のように演算値を用いた場合には、変動を伴うフィードバック値を用いた場合に比べて、脱塩水Ｗ４の流量を安定させることができる。

また、第１実施形態において、ＥＤＩ装置７に接続する第２濃縮水ラインＬ６に第２濃縮水Ｗ５の流量を検出する第３流量検出手段としての流量センサを設け、透過水Ｗ２の検出温度値（温度センサ１６）及び第２濃縮水Ｗ５の検出流量値に基づいて、流量フィードバック回収率制御を実行する構成としてもよい。

この場合に、第２制御部２０は、（ｉ）予め取得された透過水Ｗ２のシリカ濃度、及び温度センサ１６の検出温度値から決定したシリカ溶解度に基づいて、第２濃縮水Ｗ５におけるシリカの許容濃縮倍率を演算し、（ｉｉ）当該許容濃縮倍率の演算値及び脱塩水Ｗ４の第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´から演算した第２濃縮水Ｗ５の排水流量を第２目標排水流量値Ｑ _ｄ２ ´に設定し、（ｉｉｉ）前記流量センサから出力された検出流量値が第２濃縮水Ｗ５の第２目標排水流量値Ｑ _ｄ２ ´となるように、第１排水弁１１〜第３排水弁１３を制御する。 また、この実施形態において、透過水Ｗ２の温度を検出する代わりに、第１濃縮水Ｗ３、脱塩水Ｗ４又は第２濃縮水Ｗ５の温度を検出してもよい。

また、第１実施形態において、ＲＯ膜モジュール４に接続された第１濃縮水ラインＬ４を流通する第１濃縮水Ｗ３の一部を、原水ラインＬ１において、第１加圧ポンプ２よりも上流側に還流させる濃縮水還流ラインを設けた構成としてもよい。 濃縮水還流ラインを設けることにより、ＲＯ膜の膜表面における流速を高めることができるため、ファウリングの発生を抑制することができる。

第１実施形態では、第２濃縮水ラインＬ６に接続された第１排水弁１１〜第３排水弁１３を選択的に開閉することにより、第２濃縮水Ｗ５の排水流量を段階的に調節する例について説明した。 これに限らず、第２濃縮水ラインＬ６を分岐せずに１本とし、このラインに比例制御弁を設けた構成としてもよい。 その場合には、第２制御部２０から電流値信号（例えば、４〜２０ｍＡ）を比例制御弁に送信して弁開度を制御することにより、第２濃縮水Ｗ５の排水流量を調節することができる。

また、比例制御弁を設けた構成において、第２濃縮水ラインＬ６に流量センサを設けた構成としてもよい。 流量センサで検出された流量値を、第２制御部２０にフィードバック値として入力する。 これにより、第２濃縮水Ｗ５の実際排水流量をより正確に制御することができる。

また、第１実施形態では、第１制御部１０から第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´に関するデータを取得し、当該データを第２制御部２０に送信する第３制御部３０を備えた構成について説明した。 これに限らず、第３制御部３０を介さずに、第１制御部１０から第１目標流量値Ｑ _ｐ１ ´に関するデータを第１制御部１０に送信する構成としてもよい。

更に、第１実施形態において、第１制御部１０の機能を、第２制御部２０で実行するように構成してもよいし、第２制御部２０の機能を、第１制御部１０で実行するように構成してもよい。

第２実施形態では、ＥＤＩ装置７の水質フィードフォワード回収率制御において、透過水Ｗ２に含まれる炭酸カルシウムの許容濃縮倍率及び脱塩水Ｗ４の第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´に基づいて、回収率が最大となる排水流量を算出する例について説明した。 これに限らず、次のような手法を採用してもよい。 すなわち、透過水Ｗ２に含まれる炭酸カルシウムの許容濃縮倍率とシリカの許容濃縮倍率とを比較し、小さい側の許容濃縮倍率を選択する。 そして、選択した許容濃縮倍率及び脱塩水Ｗ４の目標流量値に基づいて、回収率が最大となる排水流量を算出する。

また、第２実施形態において、ＥＤＩ装置７に接続する第２濃縮水ラインＬ６に第２濃縮水Ｗ５の流量を検出する第３流量検出手段としての流量センサを設け、透過水Ｗ２の測定硬度値（炭酸カルシウム溶解度：硬度センサ１８）及び第２濃縮水Ｗ５の検出流量値に基づいて、流量フィードバック回収率制御を行う構成としてもよい。

この場合に、第２制御部２０Ａは、（ｉ）予め取得された炭酸カルシウム溶解度、及び硬度センサ１８の測定硬度値に基づいて、第２濃縮水Ｗ５における炭酸カルシウムの許容濃縮倍率を演算し、（ｉｉ）当該許容濃縮倍率の演算値、及び脱塩水Ｗ４の第２目標流量値Ｑ _ｐ２ ´から演算した第２濃縮水Ｗ５の排水流量を第２目標排水流量値Ｑ _ｄ２ ´に設定し、（ｉｉｉ）前記流量センサから出力された検出流量値が第２濃縮水Ｗ５の第２目標排水流量値Ｑ _ｄ２ ´となるように、第１排水弁１１〜第３排水弁１３を制御する。

１，１Ａ 水処理システム２ 第１加圧ポンプ３ 第１インバータ４ ＲＯ膜モジュール（膜分離装置）
５ 第２加圧ポンプ６ 第２インバータ７ ＥＤＩ装置（電気脱イオン装置）
９ リリーフ弁（透過水排出手段）
１０ 第１制御部１１ 第１排水弁（排水弁）
１２ 第２排水弁（排水弁）
１３ 第３排水弁（排水弁）
１４ 電気伝導率センサ（電気的特性検出手段）
１５ 第１流量センサ（第１流量検出手段）
１６ 温度センサ（温度検出手段）
１７ 第２流量センサ（第２流量検出手段）
１８ 硬度センサ（硬度測定手段）
２０，２０Ａ 第２制御部３０ 第３制御部Ｌ１ 原水ラインＬ２ 透過水ラインＬ３ 脱塩水ラインＬ４ 第１濃縮水ラインＬ５ 透過水排出ライン（透過水排出手段）
Ｌ６ 第２濃縮水ラインＬ１１ 第１排水ラインＬ１２ 第２排水ラインＬ１３ 第３排水ラインＷ１ 原水Ｗ２ 透過水Ｗ３ 脱塩水Ｗ４ 第１濃縮水Ｗ５ 第２濃縮水