JP2024131100A - Water treatment system and method for operating same - Google Patents

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Abstract

【課題】水の無駄な消費を抑制しながら、循環する純水の水質を良好に維持する。【解決手段】水処理システム1は、処理手段13,14と、処理手段13,14に被処理水を供給する給水ラインL2と、処理手段13,14からの純水を流通させる純水ラインL5と、純水ラインL5からの純水を貯留する純水タンク21と、純水タンク21内の純水を循環させる循環ラインL10と、循環ラインL10から分岐して給水ラインL2に接続された還流ラインL13と、循環ラインL10に設けられた純水の水質検出手段24と、水質検出手段24の検出結果に基づいて、循環ラインL10を循環する純水の水質が所定の水質を満たしていないと判定した場合に、循環する純水の少なくとも一部を還流ラインL13から給水ラインL2に還流させて処理手段13,14で処理した後、純水ラインL5を通じて純水タンク21に貯留する水質回復処理を実行する制御手段25とを有している。【選択図】図1To maintain good water quality of circulating pure water while suppressing wasteful consumption of water. [Solution] The water treatment system 1 includes treatment means 13, 14, a water supply line L2 that supplies water to be treated to the treatment means 13, 14, a pure water line L5 that circulates the pure water from the treatment means 13, 14, a pure water tank 21 that stores the pure water from the pure water line L5, a circulation line L10 that circulates the pure water in the pure water tank 21, a return line L13 that branches off from the circulation line L10 and is connected to the water supply line L2, a pure water quality detection means 24 provided in the circulation line L10, and a control means 25 that executes a water quality restoration process in which, when it is determined based on the detection result of the water quality detection means 24 that the quality of the pure water circulating through the circulation line L10 does not meet a predetermined water quality, at least a portion of the circulating pure water is returned from the return line L13 to the water supply line L2, treated by the treatment means 13, 14, and then stored in the pure water tank 21 through the pure water line L5. [Selected Figure] Figure 1

Description

本発明は、水処理システムおよびその運転方法に関する。 The present invention relates to a water treatment system and an operating method thereof.

医薬品製造などに使用される純水(精製水や注射用水など)をユースポイントに供給する装置として、純水タンク内の純水を循環ラインに沿って循環させながら、必要に応じてその一部をユースポイントに供給する純水供給装置が知られている(例えば、特許文献1,2参照)。このような純水供給装置では、ユースポイントでの需要の有無にかかわらず、滞留による生菌発生を抑制するために純水の循環運転が常時行われている。 A pure water supplying device is known as a device for supplying pure water (such as purified water or water for injection) used in pharmaceutical manufacturing to a point of use, in which the pure water in a pure water tank is circulated along a circulation line and a portion of the water is supplied to the point of use as needed (see, for example, Patent Documents 1 and 2). In such a pure water supplying device, the pure water is constantly circulated to prevent the growth of live bacteria due to stagnation, regardless of the presence or absence of demand at the point of use.

特開2006-095479号公報JP 2006-095479 A 特開2017-196587号公報JP 2017-196587 A

ところで、循環ラインを循環して純水タンクに戻される純水は、通常、シャワーボールによって純水タンク内に散水されるが、その際に、ベントフィルタを通じて純水タンク内に流入する空気と接触し、その空気中の二酸化炭素が純水に溶解することがある。それにより、純水の導電率が上昇し、ユースポイントで要求される水質基準を満たさなくなるおそれがある。こうして悪化した水質を回復させるために、多くの場合、循環する純水の一部を外部に排出し、それに応じて純水製造装置から新たな純水を補給する方法が用いられるが、このような水質回復方法は、水の無駄な消費につながり、節水の観点から好ましくない。 The pure water that circulates through the circulation line and is returned to the pure water tank is usually sprayed into the pure water tank using a shower ball. During this process, the pure water comes into contact with air that flows into the pure water tank through the vent filter, and carbon dioxide in the air can dissolve in the pure water. This can increase the conductivity of the pure water, which may result in the water not meeting the water quality standards required at the point of use. In order to restore water quality that has deteriorated in this way, a method is often used in which a portion of the circulating pure water is discharged to the outside and new pure water is replenished from the pure water production device accordingly. However, this method of restoring water quality leads to wasteful consumption of water and is undesirable from the perspective of water conservation.

そこで、本発明の目的は、水の無駄な消費を抑制しながら、循環する純水の水質を良好に維持する水処理システムおよびその運転方法を提供することである。 The object of the present invention is to provide a water treatment system and an operating method thereof that maintains good water quality of the circulating pure water while suppressing wasteful water consumption.

上述した目的を達成するために、本発明の水処理システムは、脱気装置およびイオン除去装置の少なくとも1つを含む処理手段と、処理手段に被処理水を供給する給水ラインと、処理手段で得られた純水を流通させる純水ラインと、純水ラインを流通した純水を貯留する純水タンクと、純水タンク内の純水を循環させる循環ラインと、循環ラインから分岐して給水ラインに接続された還流ラインと、循環ラインに設けられ、循環ラインを循環する純水の水質を検出する水質検出手段と、水質検出手段の検出結果に基づいて、循環ラインを循環する純水の水質が所定の水質を満たしていないと判定した場合に、循環ラインを循環する純水の少なくとも一部を還流ラインから給水ラインに還流させて処理手段で処理した後、純水ラインを通じて純水タンクに貯留する水質回復処理を実行する制御手段と、を有している。 In order to achieve the above-mentioned object, the water treatment system of the present invention has a treatment means including at least one of a degassing device and an ion removal device, a water supply line that supplies the water to be treated to the treatment means, a pure water line that circulates the pure water obtained by the treatment means, a pure water tank that stores the pure water that has circulated through the pure water line, a circulation line that circulates the pure water in the pure water tank, a return line that branches off from the circulation line and is connected to the water supply line, a water quality detection means that is provided in the circulation line and detects the water quality of the pure water circulating through the circulation line, and a control means that, when it is determined based on the detection result of the water quality detection means that the water quality of the pure water circulating through the circulation line does not satisfy a predetermined water quality, executes a water quality restoration process in which at least a portion of the pure water circulating through the circulation line is returned from the return line to the water supply line, treated by the treatment means, and then stored in the pure water tank through the pure water line.

また、本発明の水処理システムの運転方法は、脱気装置およびイオン除去装置の少なくとも1つを含む処理手段と、処理手段に被処理水を供給する給水ラインと、処理手段で得られた純水を流通させる純水ラインと、純水ラインを流通した純水を貯留する純水タンクと、を有する水処理システムの運転方法であって、純水タンクに貯留された純水を循環ラインに沿って循環させる工程と、循環ラインを循環する純水の水質を検出し、検出された水質が所定の水質を満たしているか否かを判定する工程と、検出された水質が所定の水質を満たしていない場合に、循環ラインから分岐して給水ラインに接続された還流ラインを通じて、循環ラインを循環する純水の少なくとも一部を処理手段に供給して処理した後、純水ラインを通じて純水タンクに貯留する工程と、を含んでいる。 The method of operating the water treatment system of the present invention is a method of operating a water treatment system having a treatment means including at least one of a degassing device and an ion removal device, a water supply line that supplies the water to be treated to the treatment means, a pure water line that circulates the pure water obtained by the treatment means, and a pure water tank that stores the pure water that has circulated through the pure water line, and includes the steps of circulating the pure water stored in the pure water tank along the circulation line, detecting the water quality of the pure water circulating through the circulation line and determining whether the detected water quality meets a predetermined water quality, and, if the detected water quality does not meet the predetermined water quality, supplying at least a portion of the pure water circulating through the circulation line to the treatment means through a reflux line branched from the circulation line and connected to the water supply line, for treatment, and then storing the pure water in the pure water tank through the pure water line.

本発明によれば、水の無駄な消費を抑制しながら、循環する純水の水質を良好に維持することができる。 The present invention makes it possible to maintain good water quality of the circulating pure water while suppressing wasteful consumption of water.

本発明の一実施形態に係る水処理システムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a water treatment system according to an embodiment of the present invention.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、本明細書において、精製水とは、常水を、蒸留、イオン交換、逆浸透、限外ろ過、またはそれらの組み合わせにより精製したものを意味し、注射用水とは、精製水を滅菌し、発熱性物質(エンドトキシン)試験や無菌試験に適合したものを意味する。このような精製水および注射用水としては、例えば、日本薬局方で規定されたものを例示することができる。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings. In this specification, purified water means ordinary water that has been purified by distillation, ion exchange, reverse osmosis, ultrafiltration, or a combination of these, and water for injection means purified water that has been sterilized and conforms to pyrogen (endotoxin) tests and sterility tests. Examples of such purified water and water for injection include those specified in the Japanese Pharmacopoeia.

図1は、本発明の一実施形態に係る水処理システムの概略構成図である。なお、図示した水処理システムの構成は、単なる一例であり、本発明を制限するものではなく、システムの使用目的や用途、要求性能に応じて適宜変更可能であることは言うまでもない。 Figure 1 is a schematic diagram of a water treatment system according to one embodiment of the present invention. Note that the configuration of the water treatment system shown in the figure is merely an example and does not limit the present invention, and it goes without saying that it can be modified as appropriate depending on the purpose, application, and required performance of the system.

水処理システム1は、純水製造装置2と純水供給装置3とから構成されている。純水製造装置2は、被処理水(原水)を順次処理して純水を製造するものであり、純水供給装置3は、純水製造装置2で製造された純水を循環させながら保持し、必要に応じてその一部をユースポイント4に供給するものである。 The water treatment system 1 is composed of a pure water production apparatus 2 and a pure water supply apparatus 3. The pure water production apparatus 2 produces pure water by sequentially treating the water to be treated (raw water), and the pure water supply apparatus 3 circulates and holds the pure water produced by the pure water production apparatus 2, and supplies a portion of it to a point of use 4 as needed.

純水製造装置2は、原水タンク11と、膜分離装置12と、脱気装置13と、電気式脱イオン水製造装置(以下、「EDI装置」ともいう)14とを有している。 The pure water production system 2 has a raw water tank 11, a membrane separation device 12, a deaeration device 13, and an electrically deionized water production system (hereinafter also referred to as an "EDI device") 14.

膜分離装置12は、市水などの原水に含まれる不純物を除去して処理水を生成する装置であり、原水タンク11から供給される原水を、不純物を含む濃縮水と不純物が除去された透過水(処理水)とに分離する逆浸透膜(RO膜)を有している。膜分離装置12の分離膜としては、RO膜に限定されず、例えば、精密ろ過膜(MF膜)、限外ろ過膜(UF膜)、ナノろ過膜(NF膜)などを用いることができる。ただし、処理水質の向上の観点から、NF膜またはRO膜を用いることが好ましく、RO膜を用いることがより好ましい。なお、膜分離装置12は、複数のRO膜を有していてもよく、それらは、直列に接続されていてもよく、並列に接続されていてもよく、直列と並列を組み合わせて接続されていてもよい。ここでいう「直列に接続される」とは、被処理水が複数のRO膜で順次処理されることを意味し、隣接する2つのRO膜において、上流側のRO膜で分離された透過水が下流側のRO膜に被処理水として供給されることを意味する。この場合、上流側のRO膜で分離された透過水が下流側のRO膜でさらに処理されるため、より良好な水質の処理水を得ることができる。 The membrane separation device 12 is a device that removes impurities contained in raw water such as city water to generate treated water, and has a reverse osmosis membrane (RO membrane) that separates the raw water supplied from the raw water tank 11 into concentrated water containing impurities and permeate water (treated water) from which the impurities have been removed. The separation membrane of the membrane separation device 12 is not limited to an RO membrane, and for example, a microfiltration membrane (MF membrane), an ultrafiltration membrane (UF membrane), a nanofiltration membrane (NF membrane), etc. can be used. However, from the viewpoint of improving the quality of the treated water, it is preferable to use an NF membrane or an RO membrane, and it is more preferable to use an RO membrane. The membrane separation device 12 may have multiple RO membranes, which may be connected in series, in parallel, or in a combination of series and parallel. Here, "connected in series" means that the treated water is treated sequentially by multiple RO membranes, and in two adjacent RO membranes, the permeate separated by the upstream RO membrane is supplied to the downstream RO membrane as the treated water. In this case, the permeate separated by the upstream RO membrane is further treated by the downstream RO membrane, resulting in treated water of better quality.

膜分離装置12には、膜分離装置12に原水を供給する原水ラインL1と、膜分離装置12からの透過水を流通させる透過水ラインL2と、膜分離装置12からの濃縮水(以下、「RO濃縮水」ともいう)を流通させるRO濃縮水ラインL3とが接続されている。原水ラインL1は、その上流側で原水タンク11に接続されている。透過水ラインL2は、その下流側でEDI装置14に接続されている。また、透過水ラインL2には、脱気装置13が設けられている。したがって、透過水ラインL2は、脱気装置13やEDI装置14に被処理水としての透過水を供給する給水ラインとしても機能する。また、RO濃縮水ラインL3は、その下流側で原水タンク11に接続されている。原水タンク11には、原水補給ラインL4が接続され、必要に応じて原水が供給される。 The membrane separation device 12 is connected to a raw water line L1 that supplies raw water to the membrane separation device 12, a permeate line L2 that circulates the permeate from the membrane separation device 12, and an RO concentrated water line L3 that circulates concentrated water (hereinafter also referred to as "RO concentrated water") from the membrane separation device 12. The raw water line L1 is connected to a raw water tank 11 on its upstream side. The permeate line L2 is connected to an EDI device 14 on its downstream side. In addition, a degassing device 13 is provided in the permeate line L2. Therefore, the permeate line L2 also functions as a water supply line that supplies permeate as the water to be treated to the degassing device 13 and the EDI device 14. In addition, the RO concentrated water line L3 is connected to the raw water tank 11 on its downstream side. A raw water supply line L4 is connected to the raw water tank 11, and raw water is supplied as needed.

原水ラインL1には、加圧ポンプ15が設けられている。加圧ポンプ15は、原水タンク11に貯留された原水を膜分離装置12に供給する機能を有するとともに、インバータ(図示せず)によって回転数が制御されるようになっており、膜分離装置12への原水の供給圧力を調整する機能も有している。 The raw water line L1 is provided with a pressure pump 15. The pressure pump 15 has the function of supplying the raw water stored in the raw water tank 11 to the membrane separation device 12, and the rotation speed of the pressure pump 15 is controlled by an inverter (not shown), so that the pressure pump 15 also has the function of adjusting the supply pressure of the raw water to the membrane separation device 12.

なお、図示していないが、原水ラインL1のうち加圧ポンプ15の上流側には、送水ポンプと、熱交換器と、軟水器と、活性炭ろ過器と、フィルタとが、好ましくは上流側からこの順に設けられていてもよい。送水ポンプは、加圧ポンプ15と共に、原水タンクに貯留された原水を膜分離装置12に供給する機能を有している。熱交換器は、季節によって変動する原水の温度を一定温度(例えば25℃)に制御するために用いられる。また、本実施形態では、製造される純水が医薬品製造などに使用される場合、純水製造装置2の通常運転(純水製造)の合間に、例えば60℃以上の熱水により系内の生菌数を低減させる熱水殺菌工程が定期的に行われるが、熱交換器は、そのときの熱水を生成するためにも用いられる。軟水器は、内部にイオン交換樹脂(カチオン交換樹脂)が充填され、膜分離装置12に供給される原水からカルシウムやマグネシウムなどの硬度成分を除去する機能を有している。活性炭ろ過器は、膜分離装置12に供給される原水から残留塩素を除去する機能を有し、フィルタは、活性炭ろ過器から生じる微粉炭を捕捉して除去する機能を有している。なお、軟水器の位置は特に限定されないが、活性炭ろ過器が設けられている場合には、上述したようにその上流側であることが好ましい。これにより、原水に含まれる残留塩素が活性炭ろ過器で除去される前に、軟水器に原水が通水されるため、軟水器内での生菌の繁殖を抑制することができる。 Although not shown, a water supply pump, a heat exchanger, a water softener, an activated carbon filter, and a filter may be provided upstream of the booster pump 15 in the raw water line L1, preferably in this order from the upstream side. The water supply pump, together with the booster pump 15, has the function of supplying raw water stored in the raw water tank to the membrane separation device 12. The heat exchanger is used to control the temperature of the raw water, which varies with the seasons, to a constant temperature (e.g., 25°C). In this embodiment, when the pure water produced is used for pharmaceutical production, a hot water sterilization process is periodically performed between normal operations (pure water production) of the pure water production device 2 to reduce the number of live bacteria in the system using hot water of, for example, 60°C or higher, and the heat exchanger is also used to generate the hot water at that time. The water softener is filled with ion exchange resin (cation exchange resin) and has the function of removing hardness components such as calcium and magnesium from the raw water supplied to the membrane separation device 12. The activated carbon filter has a function of removing residual chlorine from the raw water supplied to the membrane separation device 12, and the filter has a function of capturing and removing pulverized coal generated by the activated carbon filter. The location of the water softener is not particularly limited, but if an activated carbon filter is provided, it is preferable that it is located upstream of the activated carbon filter, as described above. This allows the raw water to pass through the water softener before the residual chlorine contained in the raw water is removed by the activated carbon filter, thereby suppressing the proliferation of live bacteria in the water softener.

透過水ラインL2には、流量調整弁CV1と流量センサ16が設けられている。流量調整弁CV1は、透過水ラインL2を流れる透過水の流量を調整する流量調整手段として機能し、流量センサ16は、透過水ラインL2を流れる透過水の流量を検出する流量検出手段として機能する。これらは、純水製造装置2の通常運転時に、膜分離装置12から脱気装置13やEDI装置14に供給される透過水の流量を設定流量に調整するために用いられる他、詳細は後述するが、後述する水質回復工程で使用されてもよい。また、透過水ラインL2には、その水質回復工程で使用される開閉弁V1が設けられている。RO濃縮水ラインL3には、例えば、純水製造装置2の通常運転時にRO濃縮水を外部に排出したり、上述した熱水殺菌工程時に熱水を外部に排出したりするための排水ライン(図示せず)が接続されている。 The permeate line L2 is provided with a flow control valve CV1 and a flow sensor 16. The flow control valve CV1 functions as a flow control means for adjusting the flow rate of the permeate flowing through the permeate line L2, and the flow sensor 16 functions as a flow detection means for detecting the flow rate of the permeate flowing through the permeate line L2. These are used to adjust the flow rate of the permeate supplied from the membrane separation device 12 to the degassing device 13 and the EDI device 14 to a set flow rate during normal operation of the pure water production system 2, and may also be used in the water quality recovery process described later in detail. In addition, the permeate line L2 is provided with an on-off valve V1 used in the water quality recovery process. The RO concentrated water line L3 is connected to a drain line (not shown) for discharging the RO concentrated water to the outside during normal operation of the pure water production system 2, or discharging hot water to the outside during the above-mentioned hot water sterilization process.

脱気装置13は、透過水ラインL2に設けられ、膜分離装置12からの透過水中に溶存する酸素や二酸化炭素などの気体を除去する機能を有している。脱気装置13の構成は特に限定されず、除去すべき気体の種類に応じて適切な公知の脱気装置を用いることができる。そのような脱気装置としては、例えば、膜脱気装置、脱炭酸塔、真空脱気塔、触媒脱酸素塔などが挙げられる。なお、脱気装置13の位置は、図示した膜分離装置12の下流側に限定されず、被処理水中の溶存酸素濃度を低減することで微生物の増殖を抑え、それにより、RO膜のバイオファウリングを抑制するために、膜分離装置12の上流側であってもよい。 The degassing device 13 is provided in the permeate line L2 and has the function of removing gases such as oxygen and carbon dioxide dissolved in the permeate from the membrane separation device 12. The configuration of the degassing device 13 is not particularly limited, and an appropriate known degassing device can be used depending on the type of gas to be removed. Examples of such degassing devices include a membrane degassing device, a decarbonation tower, a vacuum degassing tower, and a catalytic deoxidation tower. The position of the degassing device 13 is not limited to the downstream side of the membrane separation device 12 shown in the figure, and may be upstream of the membrane separation device 12 in order to reduce the dissolved oxygen concentration in the treated water to suppress the growth of microorganisms, thereby suppressing biofouling of the RO membrane.

EDI装置14は、イオン交換体による被処理水の脱イオン化(脱塩)処理と、イオン交換体の再生処理とを同時に行う装置であり、透過水ラインL2を通じて膜分離装置12から供給される透過水を処理して脱イオン水(純水)を製造するものである。EDI装置14には、EDI装置14からの純水を流通させる純水ラインL5と、EDI装置14からの濃縮水(以下、「EDI濃縮水」ともいう)を流通させるEDI濃縮水ラインL6が接続されている。純水ラインL5は、その下流側で純水供給装置3の後述する純水タンク21に接続され、EDI濃縮水ラインL6は、その下流側で原水タンク11に接続されている。また、図示していないが、EDI装置14には、EDI装置14からの電極水を外部に排出する電極水排出ラインが接続されている。 The EDI device 14 is a device that simultaneously performs deionization (desalting) of the water to be treated using an ion exchanger and regeneration of the ion exchanger, and produces deionized water (pure water) by treating the permeate water supplied from the membrane separation device 12 through the permeate water line L2. The EDI device 14 is connected to a pure water line L5 that distributes the pure water from the EDI device 14 and an EDI concentrated water line L6 that distributes concentrated water (hereinafter also referred to as "EDI concentrated water") from the EDI device 14. The pure water line L5 is connected downstream to a pure water tank 21 (described later) of the pure water supply device 3, and the EDI concentrated water line L6 is connected downstream to the raw water tank 11. In addition, although not shown, the EDI device 14 is connected to an electrode water discharge line that discharges the electrode water from the EDI device 14 to the outside.

一例として、EDI装置14は、陽極および陰極と、陽極および陰極の間に配置され、カチオン交換体とアニオン交換体との少なくとも一方が充填された脱塩室と、イオン交換膜を介して脱塩室の両側に配置された一対の濃縮室とを有している。脱塩室には、透過水ラインL2を通じて膜分離装置12からの透過水が被処理水として供給され、濃縮室には、同じく膜分離装置12からの透過水が濃縮水として供給される。なお、陽極および陰極をそれぞれ収容する電極室にも、同じく膜分離装置12からの透過水が電極水として供給される。膜分離装置12から脱塩室に透過水が供給されると、透過水中のイオン成分は、脱塩室内のイオン交換体でイオン交換されて除去される。イオン成分が除去された透過水は、脱イオン水(純水)として、脱塩室から純水ラインL5を通じてEDI装置14から排出される。このとき、脱塩室で除去されたイオン成分は、両極間に直流電圧が印加されることで発生する電位差により、イオン交換体から脱離して脱塩室に隣接する濃縮室に移動する。こうして濃縮室に移動したイオン成分は、濃縮室を流れる濃縮水に取り込まれ、EDI濃縮水ラインL6を通じてEDI装置14から排出される。一方で、脱塩室では、水解離反応(水が水素イオンと水酸化物イオンとに解離する反応)が連続的に進行しており、これら水素イオンおよび水酸化物イオンが脱塩室内のイオン交換体に保持されたイオン成分と交換されて、脱塩室内のイオン交換体が再生される。 As an example, the EDI device 14 has an anode and a cathode, a deionization chamber arranged between the anode and the cathode and filled with at least one of a cation exchanger and an anion exchanger, and a pair of concentration chambers arranged on both sides of the deionization chamber via an ion exchange membrane. Permeated water from the membrane separation device 12 is supplied to the deionization chamber as the water to be treated through the permeated water line L2, and permeated water from the membrane separation device 12 is supplied to the concentration chamber as concentrated water. In addition, permeated water from the membrane separation device 12 is also supplied to the electrode chambers that respectively house the anode and the cathode as electrode water. When permeated water is supplied from the membrane separation device 12 to the deionization chamber, the ion components in the permeated water are ion-exchanged by the ion exchanger in the deionization chamber and removed. The permeated water from which the ion components have been removed is discharged from the deionization chamber as deionized water (pure water) through the pure water line L5 from the EDI device 14. At this time, the ionic components removed in the desalting compartment are desorbed from the ion exchanger and move to the concentrating compartment adjacent to the desalting compartment due to the potential difference generated by applying a DC voltage between the two electrodes. The ionic components that have moved to the concentrating compartment in this way are taken up by the concentrated water flowing through the concentrating compartment and are discharged from the EDI device 14 through the EDI concentrated water line L6. Meanwhile, in the desalting compartment, a water dissociation reaction (a reaction in which water dissociates into hydrogen ions and hydroxide ions) is continuously progressing, and these hydrogen ions and hydroxide ions are exchanged for the ionic components held in the ion exchanger in the desalting compartment, regenerating the ion exchanger in the desalting compartment.

純水ラインL5には、開閉弁V2が設けられ、その上流側近傍には、開閉弁V3を介して純水返送ラインL7が接続されている。これにより、例えば、装置起動時や運転再開時、ユースポイント4で純水の需要がない場合に純水供給装置3の後述する純水タンク21内の水位が変動しないときなど、純水製造装置2内で純水の循環運転を行うこともできる。すなわち、純水ラインL5の開閉弁V2が閉鎖され、純水返送ラインL7の開閉弁V3が開放されることで、純水返送ラインL7を通じてEDI装置14で製造される純水を原水タンク11に還流させることができる。なお、開閉弁V2,V3の代わりに、純水ラインL5と純水返送ラインL7との接続部に三方弁が設けられていてもよい。 The pure water line L5 is provided with an on-off valve V2, and the pure water return line L7 is connected to the upstream side thereof via an on-off valve V3. This allows the pure water to be circulated in the pure water production apparatus 2, for example, when the apparatus is started up or restarted, or when there is no demand for pure water at the use point 4 and the water level in the pure water tank 21 of the pure water supply apparatus 3 does not change. That is, the on-off valve V2 of the pure water line L5 is closed and the on-off valve V3 of the pure water return line L7 is opened, so that the pure water produced by the EDI device 14 can be returned to the raw water tank 11 through the pure water return line L7. Note that instead of the on-off valves V2 and V3, a three-way valve may be provided at the connection between the pure water line L5 and the pure water return line L7.

図示していないが、純水ラインL5のうち純水返送ラインL7との接続部の上流側には、フィルタと紫外線殺菌器が設けられていてもよい。フィルタは、EDI装置14から生じる破砕樹脂を捕捉して除去する機能を有し、紫外線殺菌器は、純水ラインL5を流れる純水を紫外線照射により殺菌するために用いられる。なお、製造される純水が医薬品製造用の精製水として使用される場合など、純水の生菌数管理が必要な場合には、紫外線殺菌器は設けられていることが好ましい。また、EDI濃縮水ラインL6には、例えば、純水製造装置2の通常運転時にEDI濃縮水を外部に排出したり、上述した熱水殺菌工程時に熱水を外部に排出したりするための排水ラインが接続されていてもよく、純水返送ラインL7にも、同様の排水ラインが接続されていてもよい。 Although not shown, a filter and an ultraviolet sterilizer may be provided upstream of the connection between the pure water line L5 and the pure water return line L7. The filter has the function of capturing and removing the crushed resin generated from the EDI device 14, and the ultraviolet sterilizer is used to sterilize the pure water flowing through the pure water line L5 by ultraviolet irradiation. In addition, it is preferable to provide an ultraviolet sterilizer when the pure water produced is used as purified water for pharmaceutical production, or when the viable cell count of the pure water needs to be controlled. In addition, a drainage line may be connected to the EDI concentrated water line L6, for example, for discharging the EDI concentrated water to the outside during normal operation of the pure water production device 2, or for discharging the hot water to the outside during the above-mentioned hot water sterilization process, and a similar drainage line may be connected to the pure water return line L7.

図示した例では、脱気装置13が上流側に配置され、EDI装置14が下流側に配置されているが、その逆であってもよく、すなわち、EDI装置14が上流側に配置され、脱気装置13が下流側に配置されていてもよい。換言すると、透過水ラインL2が、その下流側で脱気装置13に接続され、EDI装置14が透過水ラインL2に設けられていてもよい。なお、膜分離装置12からの透過水を処理する処理手段としては、脱気装置13とEDI装置14の両方が設けられていなくてもよく、すなわち、そのいずれか一方のみが設けられていてもよい。あるいは、EDI装置14の代わりに、膜分離装置12からの透過水中のイオン成分を除去するイオン除去装置として、非再生型または再生型の混床式イオン交換装置が設けられていてもよい。 In the illustrated example, the degassing device 13 is disposed upstream and the EDI device 14 is disposed downstream, but the reverse may be true, i.e., the EDI device 14 may be disposed upstream and the degassing device 13 may be disposed downstream. In other words, the permeate line L2 may be connected to the degassing device 13 downstream, and the EDI device 14 may be provided on the permeate line L2. Note that, as a treatment means for treating the permeate from the membrane separation device 12, it is not necessary to provide both the degassing device 13 and the EDI device 14, i.e., only one of them may be provided. Alternatively, instead of the EDI device 14, a non-regenerative or regenerative mixed bed ion exchange device may be provided as an ion removal device for removing ion components in the permeate from the membrane separation device 12.

純水供給装置3は、純水ラインL5を通じて純水製造装置2から供給される純水を貯留する純水タンク21と、純水タンク21内の純水を循環させる循環ラインL10と、循環ラインL10に設けられ、純水タンク21内の純水を循環ラインL10に流通させる循環ポンプ22とを有している。循環ラインL10には、開閉弁(図示せず)を介して送水ラインL11が接続され、送水ラインL11は、その下流側でユースポイント4に接続されている。これにより、純水供給装置3は、純水を循環ラインL10に沿って循環させながら保持し、必要に応じてその一部をユースポイント4に供給することができる。純水の循環運転は、ユースポイントでの需要の有無にかかわらず常時行われるため、循環ラインL10を構成する配管内部に細菌が付着したり、バイオフィルムが成熟したりすることを抑制することができる。こうした菌汚染抑制の観点から、このときの純水の循環は、配管内部での流れが乱流になるように、レイノルズ数が4000以上となる流速、または1m/sec以上の流速で行われることが好ましい。レイノルズ数Reは、配管の内径をd(m)、配管内の流速をu(m/sec)、流体の密度をρ(kg/m)、流体の粘度をμ(Pa・s)とすると、以下の式で表され、
Re=d・u・ρ/μ
配管内部での流れは、レイノルズ数Reが2000~3000では、層流と乱流との遷移域となり、それ以上であれば一般に乱流となる。なお、送水ラインL11の数は1つに限定されず、複数であってもよい。すなわち、純水供給装置3は、複数のユースポイント4に純水を供給するようになっていてもよい。
The pure water supplying device 3 includes a pure water tank 21 for storing pure water supplied from the pure water manufacturing device 2 through the pure water line L5, a circulation line L10 for circulating the pure water in the pure water tank 21, and a circulation pump 22 provided on the circulation line L10 for circulating the pure water in the pure water tank 21 through the circulation line L10. A water supplying line L11 is connected to the circulation line L10 via an on-off valve (not shown), and the water supplying line L11 is connected to the use point 4 downstream of the line L10. This allows the pure water supplying device 3 to hold the pure water while circulating it along the circulation line L10, and to supply a part of it to the use point 4 as needed. The circulation operation of the pure water is always performed regardless of the presence or absence of demand at the use point, so that it is possible to suppress the adhesion of bacteria to the inside of the piping constituting the circulation line L10 and the maturation of a biofilm. From the viewpoint of suppressing such bacterial contamination, it is preferable that the circulation of the pure water at this time is performed at a flow rate with a Reynolds number of 4000 or more, or a flow rate of 1 m/sec or more, so that the flow inside the piping becomes turbulent. The Reynolds number Re is expressed by the following formula, where the inner diameter of the pipe is d (m), the flow velocity in the pipe is u (m/sec), the density of the fluid is ρ (kg/m 3 ), and the viscosity of the fluid is μ (Pa·s):
Re = d u ρ/μ
The flow inside the piping is in a transition region between laminar flow and turbulent flow when the Reynolds number Re is 2000 to 3000, and generally becomes turbulent when the number is greater than that. The number of water supply lines L11 is not limited to one, and may be multiple. In other words, the pure water supply device 3 may be configured to supply pure water to multiple use points 4.

純水タンク21には、上述したように純水ラインL5が接続され、例えば、水位センサ(図示せず)により検知された純水タンク21内の水位に応じて、純水製造装置2から純水が補給される。具体的には、純水タンク21内の水位が所定の下限水位以下になると、純水ラインL5の開閉弁V2が開放される(とともに、純水返送ラインL7の開閉弁V3が閉鎖される)ことで、純水ラインL5を通じて純水タンク21に純水が補給される。そして、純水タンク21内の水位が所定の上限水位に達すると、純水ラインL5の開閉弁V2が閉鎖される(とともに、純水返送ラインL7の開閉弁V3が開放される)ことで、純水タンク21への純水の補給は停止される。 As described above, the pure water line L5 is connected to the pure water tank 21, and pure water is supplied from the pure water production device 2 according to the water level in the pure water tank 21 detected by a water level sensor (not shown), for example. Specifically, when the water level in the pure water tank 21 falls below a predetermined lower limit, the on-off valve V2 of the pure water line L5 is opened (and the on-off valve V3 of the pure water return line L7 is closed), and pure water is supplied to the pure water tank 21 through the pure water line L5. Then, when the water level in the pure water tank 21 reaches a predetermined upper limit, the on-off valve V2 of the pure water line L5 is closed (and the on-off valve V3 of the pure water return line L7 is opened), and the supply of pure water to the pure water tank 21 is stopped.

循環ラインL10のうち送水ラインL11との接続部の下流側には、紫外線殺菌器(図示せず)と、熱交換器(図示せず)と、圧力センサ23と、導電率センサ24とが設けられている。 Downstream of the connection of the circulation line L10 with the water supply line L11, there are provided an ultraviolet sterilizer (not shown), a heat exchanger (not shown), a pressure sensor 23, and a conductivity sensor 24.

紫外線殺菌器は、循環ラインL10を流れる純水を紫外線照射により殺菌するために用いられるが、ユースポイント4に供給される純水の生菌数管理が不要な場合には、必ずしも設けられていなくてもよい。熱交換器は、純水供給装置3の通常運転(純水の循環運転)の合間に定期的に行われる熱水殺菌工程で使用され、循環ラインL10に沿って循環する純水を例えば60℃以上、好ましくは80℃以上に加熱して熱水を生成し、その熱水により純水タンク21や循環ラインL10を殺菌するために用いられる。なお、紫外線殺菌器と熱交換器は、それぞれの処理量を減らすことができる点で、上述したように、循環ラインL10のうち送水ラインL11との接続部の下流側に設けられていることが好ましい。ただし、紫外線殺菌器と熱交換器の位置はこれに限定されず、接続部の上流側であってもよく、特に、熱水を循環させずに(いわゆるワンパスで)ユースポイント4に供給することが求められる場合には上流側であることが好ましい。圧力センサ23は、ユースポイント4での純水の使用状況を把握するために用いられる他、ユースポイント4への純水の送水圧力を調整するために用いられてもよい。すなわち、圧力センサ23の検出値に基づいて、循環ポンプ22の回転数がインバータ(図示せず)によって制御され、ユースポイント4への純水の送水圧力が調整されてもよい。導電率センサ24は、循環ラインL10を循環する純水の水質(導電率)を検出する水質検出手段として機能し、後述する水質回復工程で使用される。 The ultraviolet sterilizer is used to sterilize the pure water flowing through the circulation line L10 by ultraviolet irradiation, but it does not necessarily have to be provided when there is no need to manage the viable bacteria count of the pure water supplied to the point of use 4. The heat exchanger is used in the hot water sterilization process that is periodically performed between normal operations (pure water circulation operations) of the pure water supply device 3, and is used to heat the pure water circulating along the circulation line L10 to, for example, 60°C or higher, preferably 80°C or higher to generate hot water, and to sterilize the pure water tank 21 and the circulation line L10 with the hot water. In addition, as described above, it is preferable that the ultraviolet sterilizer and the heat exchanger are provided downstream of the connection part with the water supply line L11 of the circulation line L10, in order to reduce the processing volume of each. However, the positions of the ultraviolet sterilizer and the heat exchanger are not limited to this, and may be upstream of the connection part, and it is preferable that they are upstream, especially when it is required to supply the hot water to the point of use 4 without circulating it (so-called one-pass). The pressure sensor 23 is used to grasp the usage status of the pure water at the point of use 4, and may also be used to adjust the water supply pressure of the pure water to the point of use 4. That is, the rotation speed of the circulation pump 22 may be controlled by an inverter (not shown) based on the detection value of the pressure sensor 23, and the water supply pressure of the pure water to the point of use 4 may be adjusted. The conductivity sensor 24 functions as a water quality detection means for detecting the water quality (conductivity) of the pure water circulating through the circulation line L10, and is used in the water quality restoration process described below.

また、循環ラインL10のうち導電率センサ24の下流側には、開閉弁V4が設けられ、その上流側近傍には、開閉弁V5を介して純水排出ラインL12が接続されている。さらに、その下流側には、開閉弁V6が設けられ、その上流側近傍には、開閉弁V7を介して純水還流ラインL13が接続されている。純水還流ラインL13は、循環ラインL10から分岐し、透過水ラインL2(具体的には、開閉弁V1と流量調整弁CV1との間)に接続されている。なお、開閉弁V4,V5の代わりに、循環ラインL10と純水排出ラインL12との接続部に三方弁が設けられていてもよく、開閉弁V6,V7の代わりに、循環ラインL10と純水還流ラインL13との接続部に三方弁が設けられていてもよい。また、開閉弁V4は必ずしも設けられていなくてもよく、その機能を開閉弁V6,V7で代用してもよい。 In addition, an on-off valve V4 is provided downstream of the conductivity sensor 24 in the circulation line L10, and the pure water discharge line L12 is connected to the upstream side thereof via an on-off valve V5. Furthermore, an on-off valve V6 is provided downstream of the on-off valve V4, and the pure water return line L13 is connected to the upstream side thereof via an on-off valve V7. The pure water return line L13 branches off from the circulation line L10 and is connected to the permeate line L2 (specifically, between the on-off valve V1 and the flow rate control valve CV1). Note that instead of the on-off valves V4 and V5, a three-way valve may be provided at the connection between the circulation line L10 and the pure water discharge line L12, and instead of the on-off valves V6 and V7, a three-way valve may be provided at the connection between the circulation line L10 and the pure water return line L13. Also, the on-off valve V4 does not necessarily have to be provided, and its function may be substituted by the on-off valves V6 and V7.

ところで、循環ラインL10は、その下流側で、シャワーボールなど散水手段を介して純水タンク21に接続されていることが好ましく、これにより、熱水殺菌工程時に純水タンク21の内壁面にも熱水を吹き付けることができる。しかしながら、このような構成では、純水供給装置3の通常運転時、純水タンク21内に散水される純水がベントフィルタ(図示せず)を通じて純水タンク21内に流入する空気と接触し、その空気中の二酸化炭素が純水に溶解するおそれがある。その結果、純水の導電率が上昇し、ユースポイント4で要求される水質基準(例えば、米国薬局方によれば、医薬品製造用の精製水の場合、25℃での許容導電率が1.3μS/cm)を満たさなくなるおそれがある。これに対し、循環ラインL10に沿って循環する純水の一部を、純水排出ラインL12を通じて外部に排出し、それに応じて純水製造装置2から新たな純水を補給することも考えられるが、このような方法は、水の無駄な消費につながり、節水の観点から好ましくない。 By the way, it is preferable that the circulation line L10 is connected to the pure water tank 21 via a water spraying means such as a shower ball on the downstream side, so that hot water can also be sprayed on the inner wall surface of the pure water tank 21 during the hot water sterilization process. However, in such a configuration, during normal operation of the pure water supply device 3, the pure water sprayed into the pure water tank 21 comes into contact with the air flowing into the pure water tank 21 through a vent filter (not shown), and carbon dioxide in the air may dissolve in the pure water. As a result, the conductivity of the pure water increases, and there is a risk that the water quality standard required at the point of use 4 (for example, according to the United States Pharmacopeia, the allowable conductivity at 25°C for purified water for pharmaceutical production is 1.3 μS/cm) may not be met. In response to this, it is possible to discharge a part of the pure water circulating along the circulation line L10 to the outside through the pure water discharge line L12 and replenish new pure water from the pure water production device 2 accordingly, but such a method leads to wasteful consumption of water and is not preferable from the viewpoint of water saving.

そこで、本実施形態の純水供給装置3には、上述したように純水の水質(導電率)が悪化した場合にそれを回復させるための運転制御を実行する制御部(制御手段)25が設けられている。この制御部25による運転制御では、まず、導電率センサ24の検出結果に基づいて、循環ラインL10を循環する純水の水質が所定の水質を満たしているか否か(例えば、導電率センサ24の検出値が許容導電率以下であるか否か)が判定される。そして、所定の水質を満たしていないと判定された場合には、循環ラインL10を循環する純水の水質が回復するまで、以下の水質回復工程(水質回復処理)が行われる。 Therefore, the pure water supply device 3 of this embodiment is provided with a control unit (control means) 25 that executes operation control to restore the water quality (conductivity) of the pure water when it deteriorates as described above. In the operation control by this control unit 25, first, based on the detection result of the conductivity sensor 24, it is determined whether the water quality of the pure water circulating through the circulation line L10 satisfies a predetermined water quality (for example, whether the detection value of the conductivity sensor 24 is equal to or lower than the allowable conductivity). Then, if it is determined that the predetermined water quality is not satisfied, the following water quality restoration process (water quality restoration treatment) is performed until the water quality of the pure water circulating through the circulation line L10 is restored.

水質回復工程が開始されると、加圧ポンプ15が停止され、それと同時に、純水ラインL5の開閉弁V2と純水還流ラインL13の開閉弁V7とが開放され、透過水ラインL2の開閉弁V1と純水返送ラインL7の開閉弁V3とが閉鎖される。このとき、循環ラインL10の開閉弁V6は、純水の滞留による生菌発生を抑制する観点から、純水供給装置3の通常運転時と同様に開放されたままでもよく、所定の水質を満たしていない純水を純水タンク21に戻さないようにするために閉鎖されてもよい。なお、循環ラインL10の開閉弁V6は、任意の開度に調整可能な制御弁であってもよく、それにより、開閉弁V6を開放する場合にもその開度を調整することで、循環ラインL10から純水還流ラインL13に純水を確実に流入させることができる。また、透過水ラインL2の開閉弁V1の代わりに、またはそれに加えて、逆止弁が設けられていてもよい。 When the water quality recovery process is started, the pressure pump 15 is stopped, and at the same time, the on-off valve V2 of the pure water line L5 and the on-off valve V7 of the pure water return line L13 are opened, and the on-off valve V1 of the permeate line L2 and the on-off valve V3 of the pure water return line L7 are closed. At this time, the on-off valve V6 of the circulation line L10 may be left open as in the normal operation of the pure water supply device 3 from the viewpoint of suppressing the generation of live bacteria due to the stagnation of pure water, or may be closed to prevent the return of pure water that does not meet the specified water quality to the pure water tank 21. The on-off valve V6 of the circulation line L10 may be a control valve that can be adjusted to an arbitrary opening degree, so that pure water can be reliably flowed from the circulation line L10 to the pure water return line L13 by adjusting the opening degree even when the on-off valve V6 is opened. Also, a check valve may be provided instead of or in addition to the on-off valve V1 of the permeate line L2.

これにより、循環ラインL10を循環する純水は、少なくとも一部が純水還流ラインL13を通じて透過水ラインL2に還流され、脱気装置13とEDI装置14で処理された後、純水ラインL5を通じて純水タンク21へと戻される。すなわち、透過水ラインL2に還流された純水は、脱気装置13で炭酸ガスが主に除去され、EDI装置14で炭酸イオンが主に除去されることで、溶解した二酸化炭素が除去されて水質が回復した後で、純水タンク21へと戻される。こうして、循環ラインL10を循環する純水の水質(導電率)が悪化した場合にも、それを回復させるための純水の消費を抑えることができ、その結果、水の無駄な消費を抑制しながら、純水供給装置3内の純水の水質を良好に維持することができる。なお、このとき、EDI装置14からEDI濃縮水や電極水が排出されるが、節水効果を高めるために、EDI濃縮水は、EDI濃縮水ラインL6を通じて原水タンク11に還流されてもよい。 As a result, at least a portion of the pure water circulating through the circulation line L10 is returned to the permeate line L2 through the pure water return line L13, and after being treated in the degassing device 13 and the EDI device 14, it is returned to the pure water tank 21 through the pure water line L5. That is, the pure water returned to the permeate line L2 is returned to the pure water tank 21 after the carbon dioxide gas is mainly removed by the degassing device 13 and the carbonate ions are mainly removed by the EDI device 14, and the water quality is restored by removing dissolved carbon dioxide. In this way, even if the water quality (conductivity) of the pure water circulating through the circulation line L10 deteriorates, the consumption of pure water to restore it can be suppressed, and as a result, the quality of the pure water in the pure water supply device 3 can be maintained at a good level while suppressing wasteful consumption of water. At this time, EDI concentrated water and electrode water are discharged from the EDI device 14, but to increase the water-saving effect, the EDI concentrated water may be returned to the raw water tank 11 through the EDI concentrated water line L6.

水質回復工程中は、ユースポイント4への純水の供給を停止してもよく、あるいは、水質回復工程を実施するか否かの判定基準値を緩め(例えば、米国薬局方による上述した許容導電率の70%)に設定し、ユースポイント4への純水の供給を継続しながら、水質回復工程を実施してもよい。ただし、水質回復工程による純水の水質回復が間に合わず、ユースポイント4で要求される水質基準を満たさなくなる場合には、途中でユースポイント4への純水の供給を停止し、水質回復工程のみを行うことが好ましい。なお、水質回復工程中は、上述したようにEDI装置14からの排水を伴うため、ユースポイント4への純水の供給の有無にかかわらず、純水タンク21内の水位が所定の下限水位に達する場合がある。その場合、水質回復工程を中断し、純水供給装置4では、通常運転時と同様に循環ラインL10に沿って純水を循環させる循環運転に移行する一方、純水製造装置2では通常運転(純水製造)に移行し、純水ラインL5を通じて純水タンク21に新たな純水を補給してもよい。 During the water quality recovery process, the supply of pure water to the point of use 4 may be stopped, or the criterion for whether or not to perform the water quality recovery process may be set to a lower level (for example, 70% of the above-mentioned allowable conductivity according to the United States Pharmacopoeia), and the water quality recovery process may be performed while continuing to supply pure water to the point of use 4. However, if the water quality recovery process is not completed in time and the water quality standard required at the point of use 4 is not met, it is preferable to stop the supply of pure water to the point of use 4 midway and perform only the water quality recovery process. Note that, since the water quality recovery process involves drainage from the EDI device 14 as described above, the water level in the pure water tank 21 may reach a predetermined lower limit regardless of whether or not pure water is supplied to the point of use 4. In that case, the water quality recovery process may be interrupted, and the pure water supply device 4 may switch to a circulation operation in which pure water is circulated along the circulation line L10 as in normal operation, while the pure water production device 2 may switch to normal operation (pure water production) and new pure water may be replenished to the pure water tank 21 through the pure water line L5.

例えば、上述した純水の水質悪化を抑制するという観点からは、循環ラインL10に脱気装置やEDI装置などの処理手段を設け、純水供給装置3内で純水の脱炭酸(二酸化炭素の除去)を行うことも考えられる。しかしながら、純水供給装置3内に新たな機器を追加することは、生菌繁殖のリスクにつながり、ひいてはユースポイント4に供給される純水の菌汚染につながる可能性がある。そのため、本実施形態のように、純水供給装置3内の純水の水質悪化に応じて、その少なくとも一部を透過水ラインL2に還流させ、純水製造装置2内の脱気装置13とEDI装置14で脱炭酸を行うことが好ましい。これにより、純水供給装置3内での生菌発生のリスクを高めることなく、悪化した純水の水質を回復させることができる。 For example, from the viewpoint of suppressing the deterioration of the quality of the pure water described above, it is possible to provide a treatment means such as a degassing device or EDI device in the circulation line L10 and perform decarbonation (removal of carbon dioxide) of the pure water in the pure water supply device 3. However, adding new equipment to the pure water supply device 3 may lead to the risk of live bacteria proliferation, which may ultimately lead to bacterial contamination of the pure water supplied to the use point 4. Therefore, as in this embodiment, it is preferable to return at least a portion of the pure water in the pure water supply device 3 to the permeate line L2 depending on the deterioration of the water quality, and perform decarbonation in the degassing device 13 and EDI device 14 in the pure water production device 2. This makes it possible to restore the quality of the deteriorated pure water without increasing the risk of live bacteria generation in the pure water supply device 3.

水質回復工程では、脱気装置13およびEDI装置14に供給される純水に対し、純水製造装置2の通常運転時と同様の流量制御を行うことが好ましい。すなわち、流量センサ16の検出結果に基づいて流量調整弁CV1の開度を調整し、脱気装置13およびEDI装置14に供給される純水の流量を設定流量に調整することが好ましい。その代わりに、またはそれに加えて、流量センサ16の検出結果に基づいて、循環ポンプ22の回転数をインバータ(図示せず)によって調整し、脱気装置13およびEDI装置14に供給される純水の流量を設定流量に調整してもよい。すなわち、循環ポンプ22を、脱気装置13およびEDI装置14に供給される純水(被処理水)の流量を調整する流量調整手段として機能させることもできる。なお、このときの設定流量は、純水製造装置2の通常運転時に供給される透過水の設定流量よりも小さい値であることが好ましく、これにより、脱気装置13およびEDI装置14の処理能力を向上させ、水質回復を効率良く行うことができる。 In the water quality recovery process, it is preferable to perform flow control for the pure water supplied to the degassing device 13 and the EDI device 14 in the same manner as during normal operation of the pure water production system 2. That is, it is preferable to adjust the opening of the flow control valve CV1 based on the detection result of the flow sensor 16 to adjust the flow rate of the pure water supplied to the degassing device 13 and the EDI device 14 to a set flow rate. Instead of or in addition to this, the rotation speed of the circulation pump 22 may be adjusted by an inverter (not shown) based on the detection result of the flow sensor 16 to adjust the flow rate of the pure water supplied to the degassing device 13 and the EDI device 14 to a set flow rate. That is, the circulation pump 22 can also function as a flow rate adjustment means for adjusting the flow rate of the pure water (water to be treated) supplied to the degassing device 13 and the EDI device 14. Note that the set flow rate at this time is preferably a value smaller than the set flow rate of the permeated water supplied during normal operation of the pure water production system 2, which improves the processing capacity of the degassing device 13 and the EDI device 14 and efficiently restores the water quality.

図示した例では、流量センサ16は、脱気装置13の上流側に設けられているが、脱気装置13およびEDI装置14への純水の流量を適切に管理できれば、その位置は特に限定されず、例えば、EDI装置14の下流側であってもよい。また、流量調整弁CV1の位置も、透過水ラインL2のうち純水還流ラインL13との接続部の下流側であれば、図示した位置に限定されず、例えば、EDI装置14の下流側の純水ラインL5上であってもよい。あるいは、流量調整弁CV1は、開閉弁V7の代わりに、純水還流ラインL13に設けられていてもよく、循環ポンプ22によって上述した流量制御が実行される場合には省略されてもよい。 In the illustrated example, the flow rate sensor 16 is provided upstream of the degassing device 13, but the location is not particularly limited as long as the flow rate of the pure water to the degassing device 13 and the EDI device 14 can be appropriately controlled, and may be, for example, downstream of the EDI device 14. The location of the flow rate control valve CV1 is also not limited to the location shown in the figure, as long as it is downstream of the connection of the permeate line L2 with the pure water return line L13, and may be, for example, on the pure water line L5 downstream of the EDI device 14. Alternatively, the flow rate control valve CV1 may be provided in the pure water return line L13 instead of the on-off valve V7, and may be omitted when the above-mentioned flow rate control is performed by the circulation pump 22.

純水供給装置3内の純水の水質検出手段としては、二酸化炭素の溶解による導電率の上昇を検出することができれば、導電率センサ24に限定されず、例えば、比抵抗計や総溶解固形分(TDS)計などを用いることができる。あるいは、導電率の代わりに、無機炭素(IC)濃度を測定することで純水の水質を検出してもよく、そのために、IC計や全有機炭素(TOC)計などを用いてもよい。 The means for detecting the quality of the pure water in the pure water supply device 3 is not limited to the conductivity sensor 24, and may be, for example, a resistivity meter or a total dissolved solids (TDS) meter, as long as it can detect an increase in conductivity due to the dissolution of carbon dioxide. Alternatively, instead of conductivity, the quality of the pure water may be detected by measuring the inorganic carbon (IC) concentration, and for this purpose, an IC meter or a total organic carbon (TOC) meter may be used.

なお、周囲の外気に脱気装置13やEDI装置14で除去できない成分(例えば、有機溶媒など)が含まれるなどの理由で、上述した水質回復工程を実行して一定時間経過しても純水の水質が回復しないことがある。そのことが、例えば脱気装置13やEDI装置14の出口に設置した導電率センサ(図示せず)により検出された場合には、純水還流ラインL13の開閉弁V7を閉鎖し、純水還流ラインL13から透過水ラインL2への純水の還流を停止することで、水質回復工程を停止してもよい。そして、循環ラインL10の開閉弁V4を閉鎖し、純水排出ラインL12の開閉弁V5を開放することで、循環する純水の一部を外部に排出し、それに応じて、純水製造装置2で通常運転を行い、純水ラインL5を通じて純水タンク21に新たな純水を補給することで、純水供給装置3内の純水の水質を回復させてもよい。純水排出ラインL12の設置位置は特に限定されないが、循環する純水の一部を純水排出ラインL12から排出しながら、排出する純水の水質を監視するため、図示したように導電率センサ24の下流側であることが好ましい。 In addition, the quality of the pure water may not be restored even after a certain period of time has elapsed since the above-mentioned water quality restoration process was performed, for example, because the surrounding air contains components (e.g., organic solvents) that cannot be removed by the degassing device 13 or the EDI device 14. If this is detected, for example, by a conductivity sensor (not shown) installed at the outlet of the degassing device 13 or the EDI device 14, the water quality restoration process may be stopped by closing the on-off valve V7 of the pure water reflux line L13 and stopping the reflux of pure water from the pure water reflux line L13 to the permeate water line L2. Then, the on-off valve V4 of the circulation line L10 is closed and the on-off valve V5 of the pure water discharge line L12 is opened to discharge a portion of the circulating pure water to the outside, and the pure water production device 2 is operated normally accordingly, and new pure water is replenished to the pure water tank 21 through the pure water line L5, thereby restoring the quality of the pure water in the pure water supply device 3. The location of the pure water discharge line L12 is not particularly limited, but it is preferable that it be located downstream of the conductivity sensor 24 as shown in the figure in order to monitor the quality of the discharged pure water while discharging a portion of the circulating pure water from the pure water discharge line L12.

上述したように、膜分離装置12からの透過水を処理する処理手段としては、脱気装置13とEDI装置14のいずれか一方のみが設けられていてもよく、したがって、水質回復工程においても、透過水ラインL2に還流された純水をその一方のみで処理(脱炭酸)するようになっていてもよい。また、本実施形態のように脱気装置13とEDI装置14の両方が設けられている場合にも、水質回復工程において、必ずしもその両方で純水の脱炭酸を行うようになっていなくてもよく、そのいずれか一方のみで行うようになっていてもよい。一例として、EDI装置14は、上述したように脱気装置13の上流側に設けられていてもよいが、この場合、EDI装置14の位置は、透過水ラインL2のうち純水還流ラインL13との接続部のさらに上流側であってもよい。すなわち、水質回復工程では、透過水ラインL2に還流された純水を脱気装置13のみで処理するようになっていてもよい。なお、このような構成は、水質回復工程時にEDI装置14の運転を停止することができ、EDI装置14からのEDI濃縮水や電極水の排出自体をなくすことができるため、さらなる節水効果を得る上でも有利である。 As described above, only one of the degassing device 13 and the EDI device 14 may be provided as a means for treating the permeate from the membrane separation device 12, and therefore, in the water quality recovery process, the pure water returned to the permeate line L2 may be treated (decarbonated) by only one of them. Also, even when both the degassing device 13 and the EDI device 14 are provided as in this embodiment, the decarbonation of the pure water may not necessarily be performed by both of them in the water quality recovery process, and only one of them may be used. As an example, the EDI device 14 may be provided upstream of the degassing device 13 as described above, but in this case, the position of the EDI device 14 may be further upstream of the connection part of the permeate line L2 with the pure water return line L13. In other words, in the water quality recovery process, the pure water returned to the permeate line L2 may be treated by only the degassing device 13. Furthermore, this configuration is advantageous in terms of achieving further water saving effects, since it is possible to stop the operation of the EDI device 14 during the water quality restoration process, and it is possible to eliminate the discharge of EDI concentrated water and electrode water from the EDI device 14.

1 水処理システム
2 純水製造装置
3 純水供給装置
4 ユースポイント
11 原水タンク
12 膜分離装置
13 脱気装置(処理手段)
14 EDI装置(処理手段)
15 加圧ポンプ
16 流量センサ(流量検出手段)
21 純水タンク
22 循環ポンプ(流量調整手段)
23 圧力センサ
24 導電率センサ(水質検出手段)
25 制御部(制御手段)
L1 原水ライン
L2 透過水ライン(給水ライン)
L3 RO濃縮水ライン
L4 原水補給ライン
L5 純水ライン
L6 EDI濃縮水ライン
L7 純水返送ライン
L10 循環ライン
L11 送水ライン
L12 純水排出ライン
L13 純水還流ライン
CV1 流量調整弁(流量調整手段)
V1~V7 開閉弁
REFERENCE SIGNS LIST 1 Water treatment system 2 Pure water production device 3 Pure water supply device 4 Point of use 11 Raw water tank 12 Membrane separation device 13 Deaerator (treatment means)
14 EDI device (processing means)
15 Pressure pump 16 Flow rate sensor (flow rate detection means)
21 Pure water tank 22 Circulation pump (flow rate adjustment means)
23 Pressure sensor 24 Conductivity sensor (water quality detection means)
25 Control unit (control means)
L1 Raw water line L2 Permeate water line (supply line)
L3 RO concentrated water line L4 Raw water supply line L5 Pure water line L6 EDI concentrated water line L7 Pure water return line L10 Circulation line L11 Water supply line L12 Pure water discharge line L13 Pure water return line CV1 Flow rate control valve (flow rate control means)
V1 to V7 Opening and closing valves

Claims (10)

脱気装置およびイオン除去装置の少なくとも1つを含む処理手段と、
前記処理手段に被処理水を供給する給水ラインと、
前記処理手段で得られた純水を流通させる純水ラインと、
前記純水ラインを流通した純水を貯留する純水タンクと、
前記純水タンク内の純水を循環させる循環ラインと、
前記循環ラインから分岐して前記給水ラインに接続された還流ラインと、
前記循環ラインに設けられ、該循環ラインを循環する純水の水質を検出する水質検出手段と、
前記水質検出手段の検出結果に基づいて、前記循環ラインを循環する純水の水質が所定の水質を満たしていないと判定した場合に、前記循環する純水の少なくとも一部を前記還流ラインから前記給水ラインに還流させて前記処理手段で処理した後、前記純水ラインを通じて前記純水タンクに貯留する水質回復処理を実行する制御手段と、を有する水処理システム。
a processing means including at least one of a degasser and an ion remover;
a water supply line for supplying the water to be treated to the treatment means;
a pure water line for circulating the pure water obtained by the treatment means;
a pure water tank for storing the pure water circulated through the pure water line;
a circulation line for circulating the pure water in the pure water tank;
a return line branched from the circulation line and connected to the water supply line;
a water quality detection means provided in the circulation line for detecting the quality of the pure water circulating through the circulation line;
a control means for executing a water quality restoration process in which, when it is determined based on the detection result of the water quality detection means that the water quality of the pure water circulating through the circulation line does not meet a predetermined water quality, at least a portion of the circulating pure water is returned from the return line to the water supply line, treated by the treatment means, and then stored in the pure water tank via the pure water line.
前記処理手段に供給される被処理水の流量を検出する流量検出手段と、
前記処理手段に供給される被処理水の流量を調整する流量調整手段と、を有し、
前記制御手段は、前記水質回復処理において、前記流量検出手段の検出結果に基づいて前記流量調整手段を制御し、前記処理手段に供給される純水の流量を調整する、請求項1に記載の水処理システム。
A flow rate detection means for detecting a flow rate of the water to be treated supplied to the treatment means;
A flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the water to be treated supplied to the treatment means,
2. The water treatment system according to claim 1, wherein the control means controls the flow rate adjustment means based on a detection result of the flow rate detection means in the water quality restoration process, thereby adjusting a flow rate of the pure water supplied to the treatment means.
前記流量調整手段が、前記給水ラインおよび前記純水ラインのうち前記給水ラインと前記還流ラインとの接続部の下流側、または、前記還流ラインに設けられた流量調整弁であり、
前記制御手段は、前記水質回復処理において、前記流量検出手段の検出結果に基づいて前記流量調整弁の開度を調整する、請求項2に記載の水処理システム。
the flow rate adjusting means is a flow rate adjusting valve provided downstream of a connection between the water supply line and the return line of the pure water line or in the return line,
The water treatment system according to claim 2 , wherein the control means adjusts an opening degree of the flow rate regulating valve based on a detection result of the flow rate detection means in the water quality restoration process.
前記流量調整手段が、前記循環ラインに設けられ、前記純水タンク内の純水を前記循環ラインに流通させる循環ポンプであり、
前記制御手段は、前記水質回復運転において、前記流量検出手段の検出結果に基づいて前記循環ポンプの回転数を調整する、請求項2に記載の水処理システム。
the flow rate adjusting means is a circulation pump provided in the circulation line to circulate the pure water in the pure water tank through the circulation line;
The water treatment system according to claim 2 , wherein the control means adjusts a rotation speed of the circulation pump based on a detection result of the flow rate detection means during the water quality restoration operation.
前記制御手段は、前記水質回復処理において、前記処理手段に供給される純水の流量が前記水処理システムの通常運転時の被処理水の流量よりも小さくなるように、前記流量調整手段を制御する、請求項2から4のいずれか1項に記載の水処理システム。 The water treatment system according to any one of claims 2 to 4, wherein the control means controls the flow rate adjustment means so that the flow rate of the pure water supplied to the treatment means during the water quality restoration process is smaller than the flow rate of the water to be treated during normal operation of the water treatment system. 医薬品製造に使用される純水を製造する用途に用いられる、請求項1から4のいずれか1項に記載の水処理システム。 The water treatment system according to any one of claims 1 to 4, which is used to produce pure water for use in pharmaceutical manufacturing. 脱気装置およびイオン除去装置の少なくとも1つを含む処理手段と、前記処理手段に被処理水を供給する給水ラインと、前記処理手段で得られた純水を流通させる純水ラインと、前記純水ラインを流通した純水を貯留する純水タンクと、を有する水処理システムの運転方法であって、
前記純水タンク内の純水を循環ラインに沿って循環させる工程と、
前記循環ラインを循環する純水の水質を検出し、該検出された水質が所定の水質を満たしているか否かを判定する工程と、
前記検出された水質が前記所定の水質を満たしていない場合に、前記循環ラインから分岐して前記給水ラインに接続された還流ラインを通じて、前記循環ラインを循環する純水の少なくとも一部を前記処理手段に供給して処理した後、前記純水ラインを通じて前記純水タンクに貯留する工程と、を含む、水処理システムの運転方法。
A method for operating a water treatment system having a treatment means including at least one of a degassing device and an ion removal device, a water supply line for supplying water to be treated to the treatment means, a pure water line for circulating the pure water obtained by the treatment means, and a pure water tank for storing the pure water circulated through the pure water line, comprising:
circulating the pure water in the pure water tank along a circulation line;
detecting the quality of the pure water circulating through the circulation line and determining whether the detected water quality satisfies a predetermined water quality;
and if the detected water quality does not satisfy the specified water quality, supplying at least a portion of the pure water circulating through the circulation line to the treatment means via a return line branching off from the circulation line and connected to the water supply line, for treatment, and then storing the pure water in the pure water tank via the pure water line.
前記少なくとも一部の純水を前記処理手段に供給する工程が、
前記処理手段に供給される純水の流量を検出する工程と、
前記検出された流量に基づいて、前記処理手段に供給される純水の流量を調整する工程と、を含む、請求項7に記載の水処理システムの運転方法。
The step of supplying at least a portion of the pure water to the processing means comprises:
detecting a flow rate of the pure water supplied to the processing means;
The method for operating a water treatment system according to claim 7 , further comprising the step of: adjusting a flow rate of the pure water supplied to the treatment means based on the detected flow rate.
前記純水の流量を調整する工程が、前記給水ラインおよび前記純水ラインのうち前記給水ラインと前記還流ラインとの接続部の下流側、または、前記還流ラインに設けられた流量調整弁の開度を調整することを含む、請求項8に記載の水処理システムの運転方法。 The method for operating a water treatment system according to claim 8, wherein the step of adjusting the flow rate of the pure water includes adjusting the opening of a flow rate adjustment valve provided on the downstream side of the connection between the supply water line and the return line of the pure water line, or on the return line. 前記純水の流量を調整する工程が、前記循環ラインに設けられ、前記純水タンク内の純水を前記循環ラインに流通させる循環ポンプの回転数を調整することを含む、請求項8に記載の水処理システムの運転方法。 The method for operating a water treatment system according to claim 8, wherein the step of adjusting the flow rate of the pure water includes adjusting the rotation speed of a circulation pump provided in the circulation line and circulating the pure water in the pure water tank through the circulation line.
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