(57)【要約】【課題】洗浄液による分離膜の劣化を抑制し、運転の低コスト化を図りつつ、より確実に分離膜のファウリングを除去可能な洗浄計画を立案する水処理運転支援システム及び水処理運転支援方法を提供する。【解決手段】淡水化する分離膜２におけるファウリングの蓄積量を計算するファウリング蓄積量計算部５１と、蓄積量と洗浄液に関する情報とに基づいて化学的劣化指数及びファウリング除去指数を計算する洗浄影響計算部５２と、化学的劣化指数に基づき除去率を計算する除去率計算部５４と、ファウリング除去指数に基づき、分離膜２のろ過抵抗を計算するろ過抵抗計算部５５と、除去率とろ過抵抗とに基づき前記分離膜２の交換間隔を計算する膜交換間隔計算部５３と、ろ過抵抗と交換間隔とに基づき動力コストを計算する動力コスト計算部５７と、動力コストに基づいて洗浄計画を計算する洗浄計画計算部５８とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
淡水化する処理水中の除去対象物が分離膜によって分離されることにより前記分離膜に発生したファウリングの蓄積量を計算するファウリング蓄積量計算部と、
前記ファウリング蓄積量計算部が計算した前記蓄積量と、前記分離膜の洗浄に用いられる洗浄液に関する情報とに基づいて、前記分離膜の劣化の程度を表す化学的劣化指数、及び前記洗浄時に前記分離膜からの前記ファウリングの除去率を表すファウリング除去指数を計算する洗浄影響計算部と、
前記洗浄影響計算部が計算した前記化学的劣化指数に基づき、前記除去対象物の除去率を計算する除去率計算部と、
前記洗浄影響計算部が計算した前記ファウリング除去指数に基づき、前記分離膜のろ過抵抗を計算するろ過抵抗計算部と、
前記除去率計算部が計算した前記除去率と、前記ろ過抵抗計算部が計算した前記ろ過抵抗とに基づき、前記分離膜の交換間隔を計算する膜交換間隔計算部と、
前記ろ過抵抗計算部が計算した前記ろ過抵抗と、前記膜交換間隔計算部が計算した前記分離膜の交換間隔とに基づき、前記除去対象物の除去処理運転の動力コストを計算する動力コスト計算部と、
前記動力コスト計算部が計算した前記動力コストに基づいて、前記分離膜の洗浄計画を計算する洗浄計画計算部とを備えることを特徴とする、水処理運転支援システム。
【請求項２】
前記洗浄計画計算部が計算した前記洗浄計画のうち、低コストで洗浄可能な洗浄計画を選択する最適計画判定部を備えることを特徴とする、請求項１に記載の水処理運転支援システム。
【請求項３】
前記洗浄計画計算部が計算した前記洗浄計画が表示される表示装置を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の水処理運転支援システム。
【請求項４】
過去の洗浄による前記分離膜の化学的劣化指数及びファウリング除去指数が記録される補正用データベースを備え、
前記洗浄影響計算部は、前記補正用データベースに記録された過去の化学的劣化指数及びファウリング除去指数を用いて、化学的劣化指数及びファウリング除去指数を計算することを特徴とする、請求項１又は２に記載の水処理運転支援システム。
【請求項５】
過去の処理水の水質に関する情報が記録される水質変化データベースを備え、
前記ファウリング蓄積量計算部は、前記水質変化データベースに記録された過去の水質に基づいて、前記分離膜でのファウリングの蓄積量を計算することを特徴とする、請求項１又は２に記載の水処理運転支援システム。
【請求項６】
複数の前記分離膜が備えられ、前記複数の分離膜を用いて複数の系統で前記水処理が行われ、
前記ファウリング蓄積量計算部及び前記膜交換間隔計算部は、洗浄対象となる前記分離膜が設けられている系統以外の系統における分離膜からのろ過流量を用いて、前記洗浄対象となる分離膜のファウリング蓄積量及び使用可能期間を計算することを特徴とする、請求項１又は２に記載の水処理運転支援システム。
【請求項７】
前記分離膜は逆浸透膜であり、前記除去対象物は海水又はかん水中の塩であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の水処理運転支援システム。
【請求項８】
ファウリング蓄積量計算部が、淡水化する処理水中の除去対象物が分離膜によって分離されることにより前記分離膜に発生したファウリングの蓄積量を計算するファウリング蓄積量計算ステップと、
洗浄影響計算部が、前記ファウリング蓄積量計算ステップにおいて計算した前記蓄積量と、前記分離膜の洗浄に用いられる洗浄液に関する情報とに基づいて、前記分離膜の劣化の程度を表す化学的劣化指数、及び前記洗浄時に前記分離膜からの前記ファウリングの除去率を表すファウリング除去指数を計算する洗浄影響計算ステップと、
除去率計算部が、前記洗浄影響計算ステップにおいて計算した前記化学的劣化指数に基づき、前記除去対象物の除去率を計算する除去率計算ステップと、
ろ過抵抗計算部が、前記洗浄影響計算ステップにおいて計算した前記ファウリング除去指数に基づき、前記分離膜のろ過抵抗を計算するろ過抵抗計算ステップと、
膜交換間隔計算部が、前記除去率計算ステップにおいて計算した前記除去率と、前記ろ過抵抗計算部が計算した前記ろ過抵抗とに基づき、前記分離膜の交換間隔を計算する膜交換間隔計算ステップと、
動力コスト計算部が、前記ろ過抵抗計算ステップにおいて計算した前記ろ過抵抗と、前記膜交換間隔計算部が計算した前記分離膜の交換間隔とに基づき、前記除去対象物の除去処理運転の動力コストを計算する動力コスト計算ステップと、
洗浄計画計算部が、前記動力コスト計算ステップにおいて計算した前記動力コストに基づいて、前記分離膜の洗浄計画を計算する洗浄計画計算ステップとを含むことを特徴とする、水処理運転支援方法。
【請求項９】
最適計画判定部が、前記洗浄計画計算ステップにおいて計算した前記洗浄計画のうち、低コストで洗浄可能な洗浄計画を選択する最適計画判定ステップを含むことを特徴とする、請求項８に記載の水処理運転支援方法。
【請求項１０】
最適計画判定部が、前記洗浄計画計算ステップにおいて計算した前記洗浄計画を表示装置に表示する表示ステップを含むことを特徴とする、請求項８又は９に記載の水処理運転支援方法。
【請求項１１】
前記洗浄影響計算ステップにおいて、前記洗浄影響計算部は、過去の洗浄による前記分離膜の化学的劣化指数及びファウリング除去指数が記録される補正用データベースに記録された過去の化学的劣化指数及びファウリング除去指数を用いて、化学的劣化指数及びファウリング除去指数を計算することを特徴とする、請求項８又は９に記載の水処理運転支援方法。
【請求項１２】
前記ファウリング蓄積量計算ステップにおいて、前記ファウリング蓄積量計算部は、過去の処理水の水質に関する情報が記録される水質変化データベースに記録された過去の水質に基づいて、前記分離膜でのファウリングの蓄積量を計算することを特徴とする、請求項８又は９に記載の水処理運転支援方法。
【請求項１３】
複数の前記分離膜が備えられ、前記複数の分離膜を用いて複数の系統で前記水処理が行われ、
前記ファウリング蓄積量計算ステップ及び膜交換間隔計算ステップにおいて、前記ファウリング蓄積量計算部及び前記膜交換間隔計算部は、洗浄対象となる前記分離膜が設けられている系統以外の系統における分離膜からのろ過流量を用いて、前記洗浄対象となる分離膜のファウリング蓄積量及び使用可能期間を計算することを特徴とする、請求項８又は９に記載の水処理運転支援方法。
【請求項１４】
前記分離膜は逆浸透膜であり、前記除去対象物は海水又はかん水中の塩であることを特徴とする、請求項８又は９に記載の水処理運転支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理運転支援システム及び水処理運転支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
分離膜を用いる水処理システムが注目されている。このような水処理システムとしては、例えば、半透膜を用いてろ過処理を行う海水淡水化装置やかん水淡水化装置等がある。半透膜には、構造及び使い方の違いにより、逆浸透膜と正浸透膜がある。これらの半透膜は、セルロースやポリアミド等の素材で造られている。例えば、逆浸透膜を用いて海水を淡水化処理する場合、海水の浸透圧以上の圧力を加えることで、海水中の塩分は透化させずに水のみを透化させ、淡水を得ることができる。
【０００３】
しかしながら、海水等の処理水に含まれている有機物や微生物が主な原因となり、分離膜にゲル状のファウリング（bio-fouling）が発生して蓄積する場合がある。ファウリングは分離膜の透水性能を低下させ、結果としてポンプ動力の増加や得られるろ過流量の減少等の課題を生じさせる。そこで、分離膜面に蓄積したファウリングを除去することが必要となる。
【０００４】
このような技術に関連して、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１には、原水を供給し透過水及び濃縮水を取り出す逆浸透膜モジュールに、所定濃度の洗浄薬品の水溶液である洗浄液を通液する逆浸透膜モジュールの洗浄方法において、隣接する複数の逆浸透膜モジュールの原水供給口を連結した原水滞留部と、前記隣接する複数の逆浸透膜モジュールの濃縮水取り出し口を連結した濃縮水滞留部とを管によって接続し、前記管、原水滞留部、逆浸透膜モジュール内部、濃縮水滞留部、前記管の順に水を循環させ、該循環している水中に前記洗浄薬品を所定量導入して、前記洗浄液を調整することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１９５８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の技術においては、洗浄液が原因による逆浸透膜の劣化が生じないように、薬品濃度が調整された洗浄液が逆浸透膜に供給されている。従って、逆浸透膜の劣化が抑制されるため、逆浸透膜の交換頻度を少なくすることができ、運転コストの削減が図られるようになっている。
【０００７】
しかしながら、蓄積したファウリングをより確実に除去する観点からは、ファウリング蓄積量が多い場合には、寧ろ高濃度の洗浄液を用いることが好ましい。一方で、洗浄液による逆浸透膜の劣化を防止する観点からは、ファウリング蓄積量が少ない場合には、寧ろ低濃度の洗浄液を用いることが好ましい。従って、特許文献１に記載の技術においては、逆浸透膜の劣化を抑制して低コスト化を図ることはできるものの、ファウリングのより確実な除去が行えないことがある。
【０００８】
本発明はこれらの課題に鑑みて為されたものであり、本発明が解決する課題は、洗浄液による分離膜の劣化を抑制し、運転の低コスト化を図りつつ、より確実に分離膜のファウリングを除去可能な洗浄計画を立案する水処理運転支援システム及び水処理運転支援方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは前記課題を解決するべく鋭意検討した結果、以下の知見を見出した。
即ち、本発明は、淡水化する処理水中の除去対象物が分離膜によって分離されることにより前記分離膜に発生したファウリングの蓄積量を計算するファウリング蓄積量計算部と、前記ファウリング蓄積量計算部が計算した前記蓄積量と、前記分離膜の洗浄に用いられる洗浄液に関する情報とに基づいて、前記分離膜の劣化の程度を表す化学的劣化指数、及び前記洗浄時に前記分離膜からの前記ファウリングの除去率を表すファウリング除去指数を計算する洗浄影響計算部と、前記洗浄影響計算部が計算した前記化学的劣化指数に基づき、前記除去対象物の除去率を計算する除去率計算部と、前記洗浄影響計算部が計算した前記ファウリング除去指数に基づき、前記分離膜のろ過抵抗を計算するろ過抵抗計算部と、前記除去率計算部が計算した前記除去率と、前記ろ過抵抗計算部が計算した前記ろ過抵抗とに基づき、前記分離膜の交換間隔を計算する膜交換間隔計算部と、前記ろ過抵抗計算部が計算した前記ろ過抵抗と、前記膜交換間隔計算部が計算した前記分離膜の交換間隔とに基づき、前記除去対象物の除去処理運転の動力コストを計算する動力コスト計算部と、前記動力コスト計算部が計算した前記動力コストに基づいて、前記分離膜の洗浄計画を計算する洗浄計画計算部とを備えることを特徴とする、水処理運転支援システム及びそれに対応する水処理運転支援方法に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、洗浄液による分離膜の劣化を抑制し、運転の低コスト化を図りつつ、より確実に分離膜のファウリングを除去可能な洗浄計画を立案する水処理運転支援システム及び水処理運転支援方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態の海水淡水化システムの系統図である。
【図２】第１実施形態の海水淡水化システムに備えられる演算制御部である。
【図３】第１実施形態の海水淡水化システムにおける逆浸透膜の洗浄計画の立案時のフローチャートである。
【図４】第１実施形態の海水淡水化システムにおける、逆浸透膜の化学的劣化指数を説明する図である。
【図５】第１実施形態の海水淡水化システムにおける、逆浸透膜のファウリング除去指数を説明する図である。
【図６】第１実施形態の海水淡水化システムにおける、経過時間と脱塩率との関係を示す図である。
【図７】第１実施形態の海水淡水化システムにおける、経過時間と逆浸透膜のケーク抵抗との関係を示す図である。
【図８】第２実施形態の海水淡水化システムに備えられる演算制御部である。
【図９】第２実施形態の海水淡水化システムにおける、逆浸透膜の化学的劣化指数を説明する図である。
【図１０】第２実施形態の海水淡水化システムにおける逆浸透膜の洗浄計画の立案時のフローチャートである。
【図１１】第３実施形態の海水淡水化システムに備えられる演算制御部である。
【図１２】第３実施形態の海水淡水化システムにおける逆浸透膜の洗浄計画の立案時のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態（本実施形態）を、適宜図面を参照しながら説明する。
【００１３】
［１．第１実施形態］
図１は、第１実施形態の海水淡水化システム１００の系統図である。海水淡水化システム１００は、逆浸透膜２（分離膜）を用いて、海水やかん水等の塩分を含む水（処理水、本実施形態では海水）から塩分（除去対象物）を除去し、淡水を得るシステムである。海水淡水化システム１００は、海水を濾過して異物を除去するろ過膜１と、異物が除去された後の海水から淡水を得る逆浸透膜２と、運転に伴って逆浸透膜２に生じるファウリングを除去するための洗浄液が貯蔵される洗浄液タンク３とを備えている。洗浄液タンク３からの洗浄液は、必要に応じて、図示しないヒータ及び冷却器により加熱冷却され、逆浸透膜２に供給されるようになっている。また、図示しないポンプにより海洋等から汲み上げられた海水は、ポンプ（高圧ポンプ）４によって加圧された後、逆浸透膜２に供給されるようになっている。さらに、逆浸透膜２の洗浄時の逆浸透膜２への洗浄液は、ポンプ５により移送されるようになっている。
【００１４】
また、海水淡水化システム１００は、ろ過膜１に供給される海水の温度を測定する温度センサ６と、逆浸透膜２に供給される海水の水圧を測定する圧力センサ７と、逆浸透膜２により得られる淡水の流量を測定する流量センサ８と、逆浸透膜２から排出される濃縮水の流量を測定する流量センサ９とを備えている。
【００１５】
さらに、海水淡水化システム１００には、温度センサ６、圧力センサ７、流量センサ８，９による測定値に基づいて、ポンプ４，５を制御する演算制御部５０が備えられている。演算制御部５０は、いずれも図２において示しているが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０ａ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）５０ｂ、ＲＯＭ（Read Only Memory）５０ｃ、ＲＡＭ（Random Access Memory）５０ｄ、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）５０ｅ、制御回路（図示しない）等を備えている。そして、演算制御部５０は、ＨＤＤ５０ｂやＲＯＭ５０ｃ等に格納されている所定の制御プログラムや必要な情報がＲＡＭ５０ｄに展開され、ＣＰＵ５０ａによって実行や参照等されることにより、具現化されるようになっている。
【００１６】
なお、詳細は後記するが、演算制御部５０は、洗浄液による逆浸透膜２の劣化を抑制して運転の低コスト化を図りつつ、より確実に逆浸透膜２のファウリングを除去可能な洗浄計画（即ち、ポンプ４，５の駆動タイミング等）を立案（計算）するようになっている。そして、計算した洗浄計画は、海水淡水化システム１００に備えられるモニタ９０（表示装置）に表示されるようになっている。
【００１７】
ここで、海水淡水化システム１００の通常運転時（即ち淡水製造時）及び逆浸透膜２の洗浄時のそれぞれについて、各手段の動作について説明する。
【００１８】
まず、通常運転時の各手段の動作について説明する。なお、通常運転時には、ポンプ５は停止しており、洗浄液は逆浸透膜２には供給されていない。
海洋等から汲み上げられた海水は、はじめにろ過膜１において、含まれる異物が除去される。このとき、汲み上げられた海水の温度は、温度センサ６により測定されている。そして、異物が除去された後の海水は、ポンプ４により海水の浸透圧以上の圧力まで加圧され、逆浸透膜２に供給されることにより、淡水及び濃縮水が得られる。このとき、逆浸透膜２に供給される海水の圧力（水圧）は、圧力センサ７により測定されている。また、得られた淡水及び発生した濃縮水の流量は、流量センサ８，９により測定されている。温度センサ６により測定された海水の温度、圧力センサ７により測定された水圧、流量センサ８，９により測定された流量は、演算制御部５０が取得し、後記する洗浄計画が立案（計算）されるようになっている。
【００１９】
続いて、逆浸透膜２の洗浄時の各手段の動作について説明する。逆浸透膜２の洗浄は、通常運転時に演算制御部５０によって立案（計算）された洗浄計画に従って行われる。洗浄計画とは、詳細は後記するが、逆浸透膜２を洗浄する頻度（洗浄間隔）、洗浄液の種類、洗浄液の濃度、洗浄液中での浸漬時間（即ち洗浄時間）、及び、洗浄液の温度である。
【００２０】
まず、演算制御部５０は、海水の汲み上げを停止するとともにポンプ４を停止して、逆浸透膜２への海水の供給を停止する。次いで、演算制御部５０は、ポンプ５を駆動させ、洗浄液タンク３に貯蔵された洗浄液（例えば水酸化ナトリウム水溶液）を逆浸透膜２に供給する。これにより、逆浸透膜２に蓄積されたファウリングが除去される。洗浄後の洗浄液（即ち廃液）は、図示しない経路を通じて、除去されたファウリングとともに外部に排出されるようになっている。そして、逆浸透膜２の洗浄が完了後、再び、通常運転が行われるようになっている。
【００２１】
次に、演算制御部５０による洗浄計画の立案方法（即ち計算方法）について、図２〜図７を参照しながら説明する。
【００２２】
図２は、第１実施形態の海水淡水化システムに備えられる演算制御部５０である。演算制御部５０は、海水淡水化プラント１００の通常運転中、逆浸透膜２の洗浄計画を立案し、立案された洗浄計画に従って逆浸透膜２を洗浄するものである。図２に示すように、演算制御部５０は、ファウリング蓄積量計算部５１と、洗浄影響計算部５２と、膜交換間隔計算部５３と、脱塩率計算部５４と、ケーク抵抗計算部５５、洗浄コスト計算部５６と、動力コスト計算部５７と、洗浄計画計算部５８と、最適計画判定部５９と、一時記憶部６０と、記憶部６１と、制御部７０と、通信部８０とを備えている。通信部８０と図１中の各手段は、図１において破線で示す電気信号線で接続され、測定値や制御信号等の授受が行われるようになっている。また、ポンプ４，５の駆動制御は、通信部８０を介して、制御部７０により行われるようになっている。
【００２３】
ここで、演算制御部５０を構成する各部について説明する。
ファウリング蓄積量計算部５１は、淡水化する海水（処理水）中の塩分（除去対象物）が逆浸透膜２（分離膜）によって分離されることにより逆浸透膜２（分離膜）に発生したファウリングの蓄積量を計算するものである。
洗浄影響計算部５２は、前記ファウリング蓄積量計算部５１が計算した前記蓄積量と、逆浸透膜２の洗浄に用いられる洗浄液に関する情報とに基づいて、逆浸透膜２の劣化の程度を表す化学的劣化指数、及び前記洗浄時に逆浸透膜２からの前記ファウリングの除去率を表すファウリング除去指数を計算するものである。
【００２４】
膜交換間隔計算部５３は、後記する除去率計算部５４が計算した除去率と、後記するろ過抵抗計算部５５が計算したろ過抵抗とに基づき、逆浸透膜２の交換間隔を計算するものである。
脱塩率計算部５４（除去率計算部）は、洗浄影響計算部５２が計算した前記化学的劣化指数に基づき、塩分の除去率（脱塩率）を計算するものである。
ケーク抵抗計算部５５（ろ過抵抗計算部）は、洗浄影響計算部５２が計算した前記ファウリング除去指数に基づき、逆浸透膜２のろ過抵抗（ケーク抵抗）を計算するものである。
洗浄コスト計算部５６は、逆浸透膜２を洗浄するために要されるコスト（膜コスト等）を計算するものである。
【００２５】
動力コスト計算部５７は、ろ過抵抗計算部５５が計算した前記ろ過抵抗と、膜交換間隔計算部５３が計算した逆浸透膜２の交換間隔とに基づき、塩分の除去処理運転の動力コストを計算するものである。
洗浄計画計算部５８は、動力コスト計算部５７が計算した前記動力コストに基づいて、逆浸透膜２の洗浄計画を計算するものである。
最適計画判定部５９は、洗浄計画計算部５８が計算した前記洗浄計画のうち、低コストで洗浄可能な洗浄計画を選択するものである。
【００２６】
一時記憶部６０は、各部によって計算された値等が一時的に記録されるものである。
制御部７０は、ポンプ４，５等の駆動制御を行うものである。
通信部８０は、演算制御部５０に接続された電気信号線を通じ、各装置との信号の授受を行うものである。
以下、第１実施形態の海水淡水化システム１００における、各部による制御フローを説明する。
【００２７】
図３は、第１実施形態の海水淡水化システム１００における逆浸透膜２の洗浄計画の立案時のフローチャートである。図３に示すフローは、前記したように、海水淡水化プラント１００の通常運転中、図２に示す演算制御部５０により行われる。以下、主に図３を参照しながら、洗浄計画の立案方法を説明する。
【００２８】
演算制御部５０のファウリング蓄積量計算部５１は、通信部８０を介して、運転現況データを取得する（ステップＳ１０１）。運転現況データとは、温度センサ６により測定された海水の温度、圧力センサ７により測定された水圧、流量センサ８，９により測定された流量である。そして、ファウリング蓄積量計算部５１は、これらの運転現況データについての時間変化データを計算し、一時記憶部６０に記録する。次いで、ファウリング蓄積量計算部５１は、一時記憶部６０に記録された時間変化データに基づいて、現時点での海水水質に対する逆浸透膜２のファウリング蓄積量を、以下の方法により計算する（ステップＳ１０２）。
【００２９】
まず、微小時間差ΔＴの２つの時刻を、時刻１及び時刻２とする。時刻１における逆浸透膜２のケーク抵抗（ろ過抵抗）をＲｃ１、時刻２における逆浸透膜２のケーク抵抗（ろ過抵抗）をＲｃ２とする。また、温度センサ６により測定される海水温度をＴｅｍｐ１［℃］、圧力センサ７により測定される、逆浸透膜２への海水の供給圧力をＰ１［ＭＰａ］、流量センサ８により測定される淡水の流量をＱｐ１［ｍ３／ｓ］、流量センサ９により測定される濃縮水の流量をＱｂ１［ｍ３／ｓ］、海水の浸透圧をπ１とする。さらに、逆浸透膜２の膜面積をＡ［ｍ２］、純水透過係数をＬｖ０［ｍ（Ｐａ・ｓ）−１］とする。そうすると、まず、逆浸透膜２でのろ過流束Ｊｖ１［ｍ／ｓ］は式（１）で求められる。
Ｊｖ１＝Ｑｐ１／Ａ  ・・・（１）
【００３０】
ファウリングが逆浸透膜２の表面に蓄積すると、逆浸透膜２では、ケークろ過現象が生じることが多い。このような場合には、前記式（１）で計算されたろ過流束Ｊｖ１を用い、時刻１におけるケーク抵抗Ｒｃ１は、式（２）により計算できる。
Ｒｃ１＝（１／μ１）×（（（Ｐ１−π１）／Ｊｖ１）−（１／Ｌｖ０））  ・・・式（２）
ここで、μ１は水の粘性係数［Ｐａ・ｓ］である。粘性係数μ１は水温の関数であり、時刻１における海水の粘性係数μ１は、例えば以下の式（３）で近似的に求めることができる。
μ１＝４．７×１０−７×Ｔｅｍｐ１２−４．６×１０−５×Ｔｅｍｐ１＋１．８×１０−３  ・・・式（３）
【００３１】
同様にして、時刻２におけるケーク抵抗Ｒｃ２は、以下の式（４）により求められる。
Ｒｃ２＝（１／μ２）×（（（Ｐ２−π２）／Ｊｖ２）−（１／Ｌｖ０））  ・・・式（４）
【００３２】
そして、逆浸透膜２でのファウリング蓄積速度をｄＲｃ／ｄｔとすると、ファウリング蓄積速度ｄＲｃ／ｄｔは、前記のＲｃ１とＲｃ２とを用いて、以下の式（５）により求められる。
ｄＲｃ／ｄｔ＝（Ｒｃ２−Ｒｃ１）／ΔＴ  ・・・式（５）
【００３３】
式（５）により求めたファウリング蓄積速度に、例えば３０日、６０日・・・のように、パラメータとしての洗浄間隔を乗じることにより、乗じた時間経過後のファウリング蓄積量が計算される。即ち、以下の式（６）が成り立つ。
totalRc = dRc/dt × Interval_CIP  ・・・式（６）
ここで、totalRcは、前回の洗浄終了直後から次回の洗浄直前までのファウリング蓄積量、Interval_CIPは洗浄間隔（前回の洗浄から次回の洗浄までの時間）である。
【００３４】
次に、演算制御部５０の洗浄影響計算部５２は、式（６）を用いて計算されたファウリング蓄積量に基づき、逆浸透膜２を洗浄したときの、逆浸透膜２の化学的劣化指数及びファウリング除去指数を計算する（ステップＳ１０３）。つまり、ファウリング蓄積量によっては、供給する洗浄液の量等により、逆浸透膜２への劣化の程度が異なる。具体的には例えば、ファウリング蓄積量が少ないにも関わらず洗浄液を大量に逆浸透膜２に供給すれば、逆浸透膜２の化学的な劣化は進行し易くなる。一方で、ファウリング蓄積量が多いにも関わらず供給される洗浄液が少量であれば、蓄積されたファウリングの除去が不完全になることがある。そこで、本ステップでは、洗浄液による逆浸透膜２への化学的な劣化の程度の指標として「化学的劣化指数」が、ファウリングの逆浸透膜２からの除去の度合として「ファウリング除去指数」が計算される。
【００３５】
化学的劣化指数は、大きければ大きいほど、逆浸透膜２の劣化の進行が早く、逆に、小さければ小さいほど、逆浸透膜２の劣化の進行が遅いことを示している。従って、化学的劣化指数は、できるだけ小さいことが好ましい。また、ファウリング除去指数は、大きければ大きいほど、ファウリングを逆浸透膜２から良好に除去可能であり、逆に、小さければ小さいほど、ファウリングを逆浸透膜２から除去しにくくなることを示している。従って、ファウリング除去指数は、できるだけ大きいことが好ましい。
【００３６】
洗浄影響計算部５２は、式（６）を用いて計算されたファウリング蓄積量とともに、パラメータとして、洗浄液の種類、洗浄液の濃度、洗浄液中での浸漬時間（洗浄時間）、逆浸透膜２に供給される洗浄液の温度（即ち洗浄液に関する各種情報）を取得する。そして、洗浄影響計算部５２は、入力されたこれらの情報と以下の式（７）及び式（８）とに基づいて、化学的劣化指数及びファウリング除去指数を計算する。ただし、これらの式は一例を示したものであり、本実施形態はこれらの数式に限定されない。
ｋｃ＝Ｘ・Ｔｉｍｅ・exp（−Ｃ１／Ｔｅｍｐ）・（Ｃ２／（Ｃ３＋Ｆ））  ・・・式（７）
ｋｆ＝Ｘ・Ｔｉｍｅ・exp（−Ｃ４／Ｔｅｍｐ）・（Ｃ５／（Ｃ６＋Ｆ））  ・・・式（８）
ここで、ｋｃ：化学的劣化指数、ｋｆ：ファウリング除去指数、Ｘ：洗浄液の濃度、Ｔｉｍｅ：洗浄液中での浸漬時間（洗浄時間）、Ｔｅｍｐ：洗浄液の温度、Ｆ：ファウリング蓄積量、Ｃ１〜Ｃ６：定数である。
【００３７】
ここで、式（７）及び式（８）を用いた、化学的劣化指数及びファウリング除去指数の計算において用いられる各パラメータについて、図４及び図５を参照しながら説明する。
【００３８】
図４は、第１実施形態の海水淡水化システム１００における、逆浸透膜２の化学的劣化指数を説明する図である。前記式（７）を用いた化学的劣化指数の計算時に参照されるものである。また、図５は、第１実施形態の海水淡水化システム１００における、逆浸透膜２のファウリング除去指数を説明する図である。前記式（８）を用いたファウリング除去指数の計算時に参照されるものである。
【００３９】
図４（ａ）に示すように、ファウリング蓄積量が多いと、逆浸透膜２の表面に達する洗浄液が少なくなるため、逆浸透膜２の化学的劣化指数は小さくなる。また、図４（ｂ）に示すように、洗浄液濃度が高いと、洗浄液による逆浸透膜２の影響が大きくなるため、化学的劣化指数は大きくなる。さらに、図４（ｃ）に示すように、洗浄液浸漬時間が長いと、逆浸透膜２に長時間の洗浄液が接触することになるため、化学的劣化指数は大きくなる。そして、図４（ｄ）に示すように、洗浄液温度が高いと、逆浸透膜２の温度も上昇して劣化し易くなるため、化学的劣化指数は大きくなる。これらの値は、洗浄液の種類や逆浸透膜２の材質や種類によって異なるが、通常は非線形関数となる。
【００４０】
同様に、図５（ａ）に示すように、ファウリング蓄積量が多いと、逆浸透膜２の表面に達する洗浄液が少なくなり、ファウリングが除去されづらくなってファウリング除去指数は小さくなる。また、図５（ｂ）に示すように、洗浄液濃度が高いと、高濃度洗浄液によりファウリングは除去され易くなるため、ファウリング除去指数１１は大きくなる。さらに、図５（ｃ）に示すように、洗浄液浸漬時間が長いと、洗浄時間が長くなるため、ファウリング除去指数１１は大きくなる。そして、図５（ｄ）に示すように、洗浄液温度が高いと、ファウリングが除去され易くなるため、ファウリング除去指数１１は大きくなる。これらの値も、洗浄液の種類や逆浸透膜２の材質や種類によって異なるが、通常は非線形関数となる。
【００４１】
図４及び図５に示すように、化学的劣化指数及びファウリング除去指数は、複数の要因により変化する。そこで、前記した式（７）及び式（８）を用いて、化学的劣化指数及びファウリング除去指数が計算される。
【００４２】
次に、演算制御部５０の膜交換間隔計算部５３は、前記のようにして計算された化学的劣化指数に基づく脱塩率の時間変化と、ファウリング除去指数に基づくケーク抵抗の時間変化とから、膜交換間隔を計算する（ステップＳ１０４）。以下、計算方法を具体的に説明する。
【００４３】
前記のように、逆浸透膜２の表面にファウリングが蓄積すると、逆浸透膜２では、ケークろ現象が生じることが多い。そこで、ファウリングはケークろ過理論のケーク層として逆浸透膜２の表面に蓄積すると考え、膜交換間隔を計算することができる。
【００４４】
逆浸透膜２を新たな膜に交換するときの条件としては、水処理プラントによっても異なるが、例えば以下の２つのケースが考えられる。
（１）洗浄後の膜性能（脱塩率）が、所定の閾値より低くなった場合
（２）洗浄液による洗浄直後の逆浸透膜２のケーク抵抗が、初期のケーク抵抗に比べて、ある割合だけ増加した場合
ここで、図６及び図７を参照しながら、これらを説明する。
【００４５】
図６は、第１実施形態の海水淡水化システム１００における、経過時間と脱塩率との関係を示す図である。図６では、新たな逆浸透膜２の使用開始後、洗浄液による洗浄を３回行っている。図６に示すように、逆浸透膜２を洗浄しても完全にはファウリングは除去されず（又は逆浸透膜２が洗浄によって徐々に劣化し）、脱塩率が徐々に低下している。即ち、逆浸透膜２の洗浄を繰り返しても、逆浸透膜２における脱塩率は徐々に低下する。そして、脱塩率が、図６に示す閾値以下になったときに、逆浸透膜２を新たなものに交換することが考えられる。
【００４６】
図７は、第１実施形態の海水淡水化システム１００における、経過時間と逆浸透膜２のケーク抵抗との関係を示す図である。図７でも、図６と同様に、新たな逆浸透膜２の使用開始後、洗浄液による洗浄を３回行っている。図７に示すように、新たに逆浸透膜２の使用開始後、逆浸透膜２にはファウリングが徐々に蓄積され、その結果、ケーク抵抗が上昇する。そのため、所定の頻度で逆浸透膜２の洗浄が行われ、洗浄により、ケーク抵抗は低下する。しかし、図６を参照しながら説明したように、洗浄しても完全にはファウリングを除去できず（又は逆浸透膜２が洗浄によって徐々に劣化し）、その結果、図７中一点鎖線で示すように、洗浄直後のケーク抵抗が徐々に大きくなっていく。具体的には例えば、洗浄３回目直後のケーク抵抗は、洗浄２回目直後のケーク抵抗よりも大きくなっている。そのため、所定の等間隔頻度で洗浄を行っている場合、ケーク抵抗が閾値を超えることがある。そこで、ケーク抵抗が、初期のケーク抵抗に比べてある割合だけ増加したため閾値を超えるようになった場合に、逆浸透膜２を新たなものに交換することが考えられる。
【００４７】
そこで、これらの現象を考慮して、以下の計算が行われる。まず、膜交換間隔計算部５３の脱塩率計算部５４が、洗浄影響計算部５２により計算された化学的劣化指数ｋｃを用いて、洗浄直後の脱塩率の時間変化の計算を行う。さらに、膜交換間隔計算５３のケーク抵抗計算部５５が、洗浄影響計算部５２により計算されたファウリング除去指数ｋｆを用いて、洗浄直後のケーク抵抗の時間変化の計算を行う。そして、計算された脱塩率の時間変化及びケーク抵抗の時間変化のそれぞれについて、膜交換間隔計算部５３は、脱塩率が閾値よりも下回るか、又は、ケーク抵抗が閾値を超えるときに、膜交換が必要であると判断する。そして、膜交換間隔計算部５３は、その時点に達するまでの期間を膜交換間隔とする。膜交換間隔は、具体的には、以下の式（９）に基づいて計算される。
Interval_Replace = min((Th_Rejection) / (dRejection_AfterCIP/dt))，
(Th_Resitance) / (dRc_AfterCIP/dt)))  ・・・式（９）
ここでmin(Ｘ、Ｙ)は、Ｘ及びＹのうちの小さい方の値であることを示す。
また、Interval_Replaceは逆浸透膜２の交換間隔、Th_Rejectionは脱塩率の閾値［％］、dRejection_AfterCIPは洗浄直後の脱塩率［％］、Th_Resitanceはケーク抵抗の閾値［Ｐａ／乾燥ケーク−ｋｇ・ｍ２］、dRc_AfterCIP/dtは洗浄直後のケーク抵抗［Ｐａ／乾燥ケーク−ｋｇ・ｍ２］である。
【００４８】
次に、演算制御部５０の洗浄コスト計算部５６は、計算された膜交換間隔での洗浄コストを計算する（ステップＳ１０５）。即ち、前記のようにして膜交換間隔が計算できれば、交換時期に達するまでの洗浄液による洗浄回数を計算することができる。そのため、洗浄コスト計算部５６は、洗浄回数に対して洗浄１回分のコストを乗ずることにより、洗浄コストを計算することができる。具体的には、洗浄コストは、以下の式（１０）に基づいて計算することができる。
Cost_totalCIP = Cost_CIP×(Interval_Replace / Interval_CIP)  ・・・式（１０）
ここで、Cost_totalCIPは洗浄コスト［円］、Cost_CIPは洗浄液による洗浄１回分のコスト［円］である。
なお、洗浄コストには、単に洗浄液費用だけではなく、温度上昇に必要な動力費や、さらに廃液処理費を加算して求めてもよい
【００４９】
そして、演算制御部５０の動力コスト計算部５７は、ケーク抵抗と膜交換間隔とに基づき、動力コストを計算する（ステップＳ１０６）。より具体的には、動力コスト５７は、ケーク抵抗計算部５５により計算されたケーク抵抗と、膜交換間隔計算部５３により計算された膜交換間隔とから、膜交換が行われるまでの動力コストを計算する。この計算は、図７に示したケーク抵抗の値からポンプ４（図１参照）の吐き出し圧力を求め、当該吐き出し圧力の値とポンプ４による流量との積から、動力を計算することができる。そして、計算された動力に電力量料金単価を乗ずることで、動力コストを計算できる。これらのことを式で表したものが、以下の式（１１）である。
Cost_totalPower = Unit_Price×Ｃ×Ｐ×(Ｑｐ＋Ｑｂ)  ・・・式（１１）
ここで、Cost_totalPowerは動力コスト［円］、Unit_Priceは電力量料金単価［円／（ｋｗ・ｈｒ）］、Ｃは定数、Ｐは吐き出し圧力［Ｐａ］、Ｑｐは淡水の水量［ｍ３／ｈｒ］、Ｑｂは濃縮水の流量［ｍ３／ｈｒ］である。
【００５０】
なお、残留圧力を利用した動力回収装置が備えられている設備であれば、その回収動力に相当するコストを前記のCost_totalPowerから差し引くことができる。１回の膜交換コストはある固定値でもよいし、膜一本あたりの交換費用に、交換する膜本数を乗じて求めてもよい。
【００５１】
次いで、演算制御部５０の洗浄計画計算部５８は、計算された洗浄コスト及び動力コスト並びに膜コストに基づき、洗浄計画（淡水１ｍ３あたりの造水コスト）を計算する（ステップＳ１０７）。具体的には、洗浄計画計算部５８は、洗浄コスト計算部５６により計算された洗浄コスト、動力コスト計算部５７により計算された動力コスト、及び、１回分の膜交換コストを取得する。そして、洗浄計画計算部５８は、これらの和を計算し、当該和を造水量積算値でその和を除算することによって、淡水１ｍ３あたりの造水コストを計算する。具体的には、以下の式（１２）により、造水コストが計算される。
Water_Cost = (Cost_totalCIP + Cost_totalPower + Cost_Replace)/(totalProduction)
・・・式（１２）
ここで、Water_Costは淡水１ｍ３あたりの造水コスト［円］、Cost_Replaceは１回あたりの膜交換コスト［円］、totalProductionは造水量の積算値［円］である。
【００５２】
式（１２）において、totalProductionは得られる淡水の流量が一定である場合、以下の式（１３）を用いて計算できる。
totalProduction = Interval_Replace×Ｑｐ  ・・・式（１３）
【００５３】
そして、パラメータを種々変更して洗浄計画を計算し、最も低コストとなる洗浄計画を判定する（ステップＳ１０８）。具体的には、演算制御部５０は、パラメータとしての洗浄間隔、洗浄液の種類、洗浄液の濃度、洗浄液中での浸漬時間、洗浄液の温度を種々変更して前記の計算を繰り返し、淡水１ｍ３あたりの造水コストが最も低くなる条件を探索する。ここで、洗浄間隔は、前記のように、ファウリング蓄積量の計算に用いるものである。また、洗浄液の種類、洗浄液の濃度、洗浄液中での浸漬時間及び洗浄液の温度は、前記のように、化学的劣化指数及びファウリング除去指数の計算に用いるものである。そして、繰り返して得られた計算結果は一時記憶部６０に記録される。そして、演算制御部５０の最適計画判定部５９は、一時記憶部６０に記録された造水コストのうち最も低コストのものを判定し、選択する。
【００５４】
そして、最適計画判定部５９は、最も低コストとなるときの洗浄条件、即ち、洗浄間隔、洗浄液の種類、洗浄液の濃度、洗浄液中での浸漬時間、洗浄液の温度をモニタ９０に表示するとともに、制御部７０は、ポンプ４，５等を、この洗浄条件になるように制御される（ステップＳ１０９）。これにより、操作員が洗浄計画を把握しつつ、洗浄計画が実行される。
【００５５】
このようにすることで、洗浄液による逆浸透膜２の劣化を抑制し、運転の低コスト化を図りつつ、より確実に逆浸透膜２に蓄積されたファウリングを除去することができる。
【００５６】
［２．第２実施形態］
次に、図８〜図１０を参照しながら、第２実施形態を説明する。なお、前記の第１実施形態にて説明したものについては同じ符号を付すものとし、その詳細な説明は省略する。
【００５７】
図８は、第２実施形態の海水淡水化システムに備えられる演算制御部５０Ａである。図８に示すように、第２実施形態の演算制御部５０Ａは、補正用ＤＢ（データベース）５２ａを備えている。補正用ＤＢ５２ａは、洗浄影響計算部５２により洗浄による逆浸透膜２の影響（即ち、化学的劣化指数及びファウリング除去指数の計算）が計算される際に用いられ、その計算結果が、膜交換間隔計算部５３による計算に用いられるようになっている。具体的には、第２実施形態においては、過去の洗浄による逆浸透膜２の化学的劣化指数及びファウリング除去指数が記録される補正用ＤＢ５２ａが備えられ、洗浄影響計算部５２は、補正用ＤＢ５２ａに記録された過去の化学的劣化指数及びファウリング除去指数を用いて、化学的劣化指数及びファウリング除去指数を計算するようになっている。
【００５８】
前記の第１実施形態では、図４や図５に示すように、グラフは一意的に定まっているものとして計算したが、実際には、逆浸透膜２の劣化等により、グラフの形状が変化することがある。具体的には、例えば、逆浸透膜２の経時劣化により、図９に示すような形状に変化することがある。
【００５９】
図９は、第２実施形態の海水淡水化システムにおける、逆浸透膜２の化学的劣化指数を説明する図である。なお、図５に示したファウリング除去効率も同様に変化する可能性があるが、説明の簡略化のために、ここでは図示及び説明を省略する。図９中、実線は前回の洗浄直後のグラフ、破線は初期状態のグラフ（使用開始直後のグラフ）である。
【００６０】
例えば図９（ａ）に示すように、ファウリング蓄積量が同じであっても、初期状態と前回の洗浄直後とでは、化学的劣化指数が異なっている。洗浄液濃度（図９（ｂ））、洗浄液中での浸漬時間（図９（ｃ））、洗浄液温度（図９（ｄ））においても同様である。そこで、過去の運転データ（具体的には、前回の洗浄直後の図４及び図５に相当するグラフ）が、補正用ＤＢ５２ａに記録されるようになっている。そして、補正用ＤＢ５２ａに記録されたグラフを用いて、化学的劣化指数及びファウリング除去指数が計算されるようになっている。具体的な方法を図１０を参照しながら説明する。
【００６１】
図１０は、第２実施形態の海水淡水化システムにおける逆浸透膜２の洗浄計画の立案時のフローチャートである。図１０に示す第２実施形態のフローは、図３に示した第１実施形態のフローと基本的には同じであるが、第２実施形態においては、第１実施形態のステップＳ１０３に代えて、ステップＳ２０３が行われる。
【００６２】
即ち、第２実施形態においては、前記のように、演算制御部５０の洗浄影響計算部５２が、計算されたファウリング蓄積量と、補正用データベース５２ａに記憶された過去の運転データとに基づき、逆浸透膜２を洗浄したときの、逆浸透膜２の化学的劣化指数及びファウリング除去指数を計算する（ステップＳ２０３）。具体的には、過去の運転データから予測される現時点での各グラフを予測し、予測されたグラフに基づいて前記式（７）及び式（８）の係数を補正した後、化学的劣化指数及びファウリング除去指数を計算するようになっている。
【００６３】
このようにして洗浄計画を立案することで、逆浸透膜２の実際の劣化の度合に応じ、より精度のよい洗浄計画を立案することができる。
【００６４】
［３．第３実施形態］
次に、図１１及び図１２を参照しながら、第３実施形態を説明する。なお、前記の第１実施形態にて説明したものについては同じ符号を付すものとし、その詳細な説明は省略する。
【００６５】
図１１は、第３実施形態の海水淡水化システムに備えられる演算制御部５０Ｂである。図１１に示すように、第３実施形態の演算制御部５０Ｂは、海水水質変化ＤＢ（データベース）５１ａを備えている。海水水質変化ＤＢ５１ａは、ファウリング蓄積量計算部５１によってファウリング蓄積量が計算される際に参照されるものである。これにより、海水水質の変化を考慮したファウリング蓄積量が計算されるようになっている。即ち、第３実施形態においては、過去の処理水の水質に関する情報が記録される海水水質変化ＤＢ５１ａが備えられ、ファウリング蓄積量計算部５１は、海水水質変化ＤＢ５１ａに記録された過去の水質に基づいて、逆浸透膜２でのファウリング蓄積量を計算するようになっている。
【００６６】
前記の第１実施形態においては、海水の水質が変化しないものとして、ファウリングの蓄積速度と洗浄間隔との積がファウリング蓄積量としている。しかし、実際には、海水の水質が変化することがあり、例えば水温上昇等によってファウリングが生じ易くなり、ファウリング蓄積速度が速まったり、水温低下等によってファウリングが生じにくくなり、ファウリング蓄積速度が遅くなったりすることがある。そこで、このような水質変化を考慮してファウリング蓄積量を計算するために、過去の同時期（季節や時間帯等）の海水の水質変化のデータを使うことができる。これにより、より確実にファウリングを除去し、逆浸透膜２の劣化を抑制することができる。
【００６７】
海水水質変化ＤＢ５１ａには、海水の水質の経時変化が記録される。例えば、ある水質項目（例えばナトリウムイオン濃度等）の昨年の同時期の濃度をＣ１［ｍｇ／Ｌ］とする。経時変化として水質項目の絶対値が記録される場合、例えば今年の濃度Ｃ２［ｍｇ／Ｌ］が昨年の同時期の濃度Ｃ１［ｍｇ／Ｌ］であるものとする。また、例えば、今年は例年と比べてＣ０［ｍｇ／Ｌ］だけ濃度が高いことが分かっている場合には、今年の濃度Ｃ２［ｍｇ／Ｌ］は、（Ｃ１＋Ｃ０）［ｍｇ／Ｌ］であるものとする。そして、これらにより、ファウリングの発生のし易さを水質に応じて補正することで、水質に応じたファウリング蓄積量が計算される。
【００６８】
なお、この例では和を用いたが、差や比率を用いてもよい。また、記録される水質の経時変化のデータは、加工されずにそのまま記録されてもよく、何らかの加工（演算）が行われて得られた値として記録されてもよい。
具体的な計算方法を図１２を参照しながら説明する。
【００６９】
図１２は、第３実施形態の海水淡水化システムにおける逆浸透膜の洗浄計画の立案時のフローチャートである。図１２に示す第３実施形態のフローは、図３に示した第１実施形態のフローと基本的には同じであるが、第３実施形態においては、第１実施形態のステップＳ１０２に代えて、ステップＳ３０２及びステップＳ３０３が行われる。
【００７０】
即ち、第３実施形態においては、前記のように、演算制御部５０のファウリング蓄積量計算部５１が、海水水質変化ＤＢ５１ａから、水質経時変化を取得する（ステップＳ３０２）。そして、ファウリング蓄積量計算部５１は、取得された水質経時変化に基づきファウリングの発生のし易さを補正し、逆浸透膜２でのファウリング蓄積量を計算するようになっている（ステップＳ３０３）。
【００７１】
このようにして洗浄計画を立案することにより、海水の水質の変動によるファウリングの生じ易さを考慮することができるため、洗浄による逆浸透膜２の劣化をより抑制し、しかも、より確実にファウリングを除去することができる。
【００７２】
［４．第４実施形態］
次に、第４実施形態を説明する。なお、前記の第１実施形態にて説明したものについては同じ符号を付すものとし、その詳細な説明は省略する。
【００７３】
図１に示した海水淡水化システム１００においては、逆浸透膜２が一つのみ設けられ、一系統で海水の淡水化が行われている。しかしながら、第４実施形態では、図示は省略するが、短時間でより多量の淡水を得る観点から、複数の逆浸透膜２を並列に接続し、これらの逆浸透膜２を用いた複数の系統での海水淡水化処理を行うようにしている。これにより、一つの逆浸透膜２を洗浄している場合でも、他の逆浸透膜２を用いて、継続的に淡水を得ることができる。
【００７４】
複数系統での海水淡水化を行う場合、逆浸透膜２の洗浄は、逆浸透膜２毎に独立して洗浄計画を計算し、当該洗浄計画に従って独立して行うことができる。ただし、計算をより簡略化して行う観点から、別の計算方法により、洗浄計画を立案することができる。具体的には、図２に示したフローに従って、ある系統の逆浸透膜２の洗浄計画の立案時、ファウリング蓄積量計算部５１及び膜交換間隔計算部５３は、別の系統の逆浸透膜２による淡水流量をパラメータとして用いることができる。即ち、第４実施形態においては、複数の逆浸透膜２が備えられ、前記複数の逆浸透膜２を用いて複数の系統で前記淡水化処理が行われ、ファウリング蓄積量計算部５１及び膜交換間隔計算部５３は、洗浄対象となる逆浸透膜２が設けられている系統以外の系統における逆浸透膜２からのろ過流量を用いて、前記洗浄対象となる逆浸透膜２のファウリング蓄積量及び使用可能期間を計算するようになっている。
【００７５】
海水淡水化システムで作られる淡水は、生活用水あるいは工業用水として用いられることが一般的である。１日あたりの造水量を一定として運転する場合も多い。このような場合、１系列で造水する場合にはろ過流量が一定であり、式（６）の値を用いることができる。しかし、複数系列で造水する場合、ある１系列のろ過流量はほかの系列のろ過流量の増減によって影響を受ける。
【００７６】
洗浄対象となる逆浸透膜２が設けられている系統以外の系統における逆浸透膜２からのろ過流量の情報が得られると、１日あたりの造水量から減算することで洗浄対象となる逆浸透膜２でのろ過流量を求めることができる。このろ過流量が少ないとファウリング蓄積量は小さく、逆にろ過流量が多いとファウリング蓄積量は多い。複数系列が設けられている場合のろ過流量は時間的にも一定ではないと考えられるため、この流量比率をα（ｔ）［−］とすると、式（１４）〜式（１６）でファウリング蓄積量を計算できる。
Ｑｐ０（ｔ）＝Ｑｐｔｏｔａｌ−ＱｐＮ（ｔ）  ・・・式（１４）
α（ｔ）＝Ｑｐ０（ｔ）／Ｑｐ０（０）  ・・・式（１５）
totalRc＝∫ｄＲｃ／ｄｔ×α×ｄｔ  ・・・式（１６）
【００７７】
ただし、Ｑｐ０（ｔ）：洗浄対象となる逆浸透膜２が設けられている系統からのろ過流量、ＱｐＮ（ｔ）：洗浄対象となる逆浸透膜２が設けられている系統以外の系統における逆浸透膜２からのろ過流量の和、Ｑｐｔｏｔａｌ：１日あたりの造水量、Ｑｐ０（０）：ｄＲｃ／ｄｔを計算した時点において、洗浄対象となる逆浸透膜２が設けられている系統からのろ過流量である。また、式（１６）の積分記号（∫）は、時刻０から時刻Interval_CIPまでの時間積分を意味する。
【００７８】
以上の操作により、複数系列が設けられていて洗浄対象となる逆浸透膜２が設けられている系統からのろ過流量が時間変動する場合であっても、精度良くファウリング蓄積量を算出することが可能となる。これにより、より適切な運転が実現できるという利点が得られる。
【００７９】
［５．変形例］
以上、本実施形態を図面を適宜参照しながら説明したが、本実施形態は以上の内容に何ら制限されるものではない。従って、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、前記の各実施形態に適宜任意の変更を加えて実施可能である。
【００８０】
例えば、前記の各実施形態においては、逆浸透膜２を洗浄しているが、ろ過膜１を洗浄するための洗浄計画を立案するようにしてもよい。ろ過膜１を洗浄する場合であっても、ろ過膜１の洗浄剤やろ過膜１の種類等に応じて、前記の各実施形態と同様に立案することができる。
【００８１】
また、例えば、前記の各実施形態では、モニタ９０に洗浄計画が表示されるとともに、表示された洗浄計画に沿って逆浸透膜２の洗浄が行われているが、モニタ９０に洗浄計画を表示することなく、逆浸透膜２の洗浄が行われるようにしてもよい。また、表示される洗浄計画は、前記の各実施形態においては、洗浄間隔、洗浄液の種類、洗浄液の濃度、洗浄液中での浸漬時間及び洗浄液の温度の５種類であるが、これら全てを表示する必要はなく、一部のみであってもよい。さらに、洗浄間隔に代えて、又は洗浄間隔とともに、次回の洗浄時刻の予測値を表示するようにしてもよい。
【００８２】
さらに、例えば、前記の各実施形態では、最適計画判定部５９により選択された一つの洗浄条件のみがモニタ９０に表示されるようにしているが、洗浄計画計算部５８により計算された洗浄計画の一部又は全部をモニタ９０に表示するようにしてもよい。そして、作業員が、表示された洗浄計画の中から、適宜所望の洗浄計画を選択するようにしてもよい。このようにしても、洗浄液による分離膜の劣化を抑制し、運転の低コスト化を図りつつ、より確実に分離膜のファウリングを除去可能であるが、このようにすることで、作業員が例えば分離膜の劣化をとりわけ抑制したいような場合等、作業員の希望を取り入れた洗浄計画を立案及び実行することができる。
【００８３】
また、前記の各実施形態においては、洗浄液タンク３に貯蔵された洗浄液によって逆浸透膜２を洗浄する制御のみを示したが、例えば逆浸透膜２についての逆洗が行われるようにしてもよい。具体的には例えば、逆浸透膜２により得られた淡水を一旦貯留し、淡水に対して殺菌剤（次亜塩素酸ナトリウム等）を添加した後、殺菌剤を含む淡水を逆浸透膜２に戻すことで、逆浸透膜２を洗浄（即ち逆洗）するようにしてもよい。
【００８４】
さらに、例えば、逆浸透膜２の下方に散気管を設け、散気管から放出される気泡を逆浸透膜２の表面に接触させることで、逆浸透膜２の表面に生じているファウリングを除去するようにしてもよい。
【００８５】
さらに、例えば、前記の各実施形態において説明した式や図は、本発明を実施するための説明の一例であり、本発明は、前記の式や図を必ず用いて実施しなければならないというわけではない。従って、本発明は、必要に応じ、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で適宜式や図等に変更を加えて実施することができる。
【００８６】
そして、前記した実施形態は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成に一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１  ろ過膜
２  逆浸透膜
５０，５０Ａ，５０Ｂ  演算制御部
５１  ファウリング蓄積量計算部
５１ａ  海水水質変化ＤＢ
５２  洗浄影響計算部
５２ａ  補正用ＤＢ
５３  膜交換間隔計算部
５４  脱塩率計算部
５５  ケーク抵抗計算部
５６  洗浄コスト計算部
５７  動力コスト計算部
５８  洗浄計画計算部
５９  差異的計画判定部
６０  一時記憶部
９０  モニタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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