(57)【要約】【課題】水処理システムの造水性能を向上させる技術を提供する。【解決手段】被分離物質を含む供給水をろ過するＲＯ膜を有するＲＯ膜モジュール３２の下流に、ＲＯ膜の表面の材料と同じ材料からなる薄膜を測定面に有する吸着量測定センサ３５ａを設置し、この吸着量測定センサ３５ａによって、ＲＯ膜モジュール３２から排出される濃縮水に含まれるファウリング原因物質の質量を測定する。吸着量測定センサ３５ａによって測定されたファウリング原因物質の質量から、ＲＯ膜モジュール３２へ送られる供給水の水質を評価して、前処理部２０における前処理の運転条件を決定することにより、ＲＯ膜のファウリングを低減する。【選択図】図１
2015134322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被分離物質を含む第１水をろ過する分離膜と、
前記分離膜を有するモジュールと、
前記分離膜の表面の材料と同じ材料からなる第１膜を測定面に有する第１センサと、
を備え、
前記モジュールへ送られる前記第１水は、前記分離膜を透過して前記モジュールから排出される第２水と、前記分離膜の膜面に沿っており前記分離膜を透過せずに前記モジュールから排出される第３水とに分かれ、
前記第１センサに前記第３水を流すことにより、前記第１センサの前記第１膜の測定面に吸着される前記第３水に含まれる前記被分離物質の第１吸着量を測定することを特徴とする水処理システム。
【請求項２】
請求項１記載の水処理システムにおいて、
前記分離膜の表面の材料と同じ材料からなる第２膜を測定面に有する第２センサ、
をさらに備え、
前記第２センサに前記第１水を流すことにより、前記第２センサの前記第２膜の測定面に吸着される前記第１水に含まれる前記被分離物質の第２吸着量を測定し、
前記第１センサで測定された前記第１吸着量と、前記第２センサで測定された前記第２吸着量とから前記分離膜に付着する前記被分離物質の質量を算出することを特徴とする水処理システム。
【請求項３】
請求項１または２記載の水処理システムにおいて、
前記分離膜は、逆浸透膜であることを特徴とする水処理システム。
【請求項４】
請求項１または２記載の水処理システムにおいて、
前記第１センサは、水晶振動子であり、
前記第１センサに吸着する前記被分離物質の前記第１吸着量は、水晶振動子マイクロバランス法によって測定されることを特徴とする水処理システム。
【請求項５】
請求項２記載の水処理システムにおいて、
前記第２センサは、水晶振動子であり、
前記第２センサに吸着する前記被分離物質の前記第２吸着量は、水晶振動子マイクロバランス法によって測定されることを特徴とする水処理システム。
【請求項６】
請求項１記載の水処理システムにおいて、
前記第１センサで測定された前記第１吸着量を基準として、前記第１水の前処理条件が決定されることを特徴とする水処理システム。
【請求項７】
請求項２記載の水処理システムにおいて、
前記分離膜に付着する前記被分離物質の前記質量を基準として、前記モジュールの洗浄時期が決定されることを特徴とする水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特許第５０９３１９２号公報（特許文献１）がある。この公報には、分離膜の表面材質と同一材料の薄膜を表面に持ち、その薄膜への吸着量を測定する水晶振動子などの測定手段を備えたセンサを用い、センサ表面への吸着量変化により、供給水の水質が分離膜に与える影響を評価する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５０９３１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
水処理システムには、原水から被分離物質を除去する分離膜を有するモジュールが備わっている。しかし、分離膜にファウリング（目詰まり）が発生すると被分離物質を原水から除去する分離性能が低下して、水処理システムの造水性能が低下するため、分離膜にファウリング（目詰まり）が発生した状態ではファウリングが（目詰まり）が発生していない状態と同じ量の水を造水するには、水処理システムの運転能力（動力）を増加する必要がある。
【０００５】
また、分離膜にファウリングが発生すると、分離膜の膜面を洗浄する必要がある。さらに、分離膜の膜面を洗浄しても、ファウリングが発生した分離膜のろ過能力が回復しない場合は、エレメントの交換が必要になる。エレメントの交換時には、水処理システムを長時間停止する必要があり、また、部品代および交換の作業費用がランニングコストに加算される。このため、分離膜にファウリングが発生することで、水処理システムの水処理コストも増加する。
【０００６】
そこで、本発明は、分離膜のファウリングを低減することにより、水処理システムの造水性能を向上させ、水処理システムの水処理コストを低減することのできる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の水処理システムは、分離膜を有するモジュールの下流に、分離膜の表面の材料と同じ材料からなる薄膜を測定面に有するセンサを備える。
【０００８】
このセンサによって、モジュールから排出される濃縮水に含まれるファウリング原因物質の質量を測定し、このファウリング原因物質の質量から、モジュールへ送られる供給水の水質を評価して、モジュールへ送られる供給水の前処理の運転条件を決定することにより、分離膜のファウリングを低減する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、水処理システムの造水性能を向上させることができる。
【００１０】
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１による海水淡水化システムの構成の一例を示す概略図である。
【図２】実施例１による吸着量測定センサの構成の一例を示す断面図である。
【図３】実施例１によるセンサチップの測定面に芳香族ポリアミド膜を形成する工程の一例を説明する工程図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、実施例１によるセンサチップの測定面に形成される芳香族ポリアミド膜の化学構造式である。
【図５】実施例１による吸着量測定部に備わる吸着量測定センサの取り付け構造の一例を示す断面図である。
【図６】実施例２による海水淡水化システムの構成の一例を示す概略図である。
【図７】主吸着量測定センサのファウリング原因物質の吸着量Ｗｂおよび副吸着量測定センサのファウリング原因物質の吸着量Ｗｃの通水時間依存性を示すグラフ図である。
【図８】ＲＯ膜に付着したファウリング原因物質の付着量ΔＷの通水時間依存性を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下の実施の形態において、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００１３】
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
【００１４】
また、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００１５】
また、「Ａからなる」、「Ａよりなる」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００１６】
また、以下の実施の形態で用いる図面においては、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。また、以下の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
まず、本実施の形態による水処理システムがより明確になると思われるため、本発明者らが比較検討を行った水処理システムにおける課題について詳細に説明する。
【００１８】
例えば前記特許文献１に記載されているように、水処理システムには、原水から被分離物質を除去するために分離膜が使われる場合が多い。この分離膜には、精密ろ過膜（Microfiltration Membrane）、限外ろ過膜（Ultrafiltration Membrane）、逆浸透膜（Reverse Osmosis Membrane：以下、ＲＯ膜と記す）、ナノフィルタ膜（Nanofiltration Membrane：以下、ＮＦ膜と記す）、およびイオン交換膜（Ion Exchange Membrane）などがある。精密ろ過膜および限外ろ過膜は、ミクロの孔（以下、微孔と言う）を有し、その微孔より大きな被分離物質の粒子を物理的に排除する。ＲＯ膜、ＮＦ膜、およびイオン交換膜は、分離膜における分子の拡散速度と透過速度との差、または分離膜と分子との親和性を利用して被分離物質を除去する。
【００１９】
いずれのタイプの分離膜でも、ファウリングが発生すると被分離物質を原水から除去する分離性能が低下する。精密ろ過膜および限外ろ過膜では、微孔の中に微小物質が入り込んで微孔が閉塞し、ファウリングが発生する。また、ＲＯ膜、ＮＦ膜、およびイオン交換膜では、分離膜の表面に分子が付着し、ファウリングが発生する。
【００２０】
ファウリングの発生は、水処理システムの造水性能の低下を引き起こす。そのため、水処理システムには、分離膜のファウリングを防止するための前処理が必要であり、原水を分離膜へ供給する前に、ファウリング原因物質を可能な限り除去する前処理が行われている。
【００２１】
前処理の運転条件を決定する方法として、例えば前記特許文献１に、センサに吸着するファウリング原因物質の質量を、分離膜へ供給される原水の水質評価に用いる方法が開示されている。この方法では、センサにおいて分離膜のファウリングと同じ現象を再現することが可能である。すなわち、分離膜の上流にセンサを設置し、このセンサによって測定されたファウリング原因物質の質量を、分離膜へ供給される原水の水質評価の基準としている。
【００２２】
しかし、前記特許文献１に記載された方法では、前処理によりファウリング原因物質が除去されて、分離膜へ供給される原水に含まれるファウリング原因物質の濃度が低くなると、センサに吸着するファウリング原因物質の質量が少なくなり、測定精度が低くなる。そのため、センサにおいて測定したファウリング原因物質の質量を、前処理の運転条件を決定する際の判断基準に用いることが難しくなるという問題がある。
【００２３】
また、ファウリングの発生は、分離膜のろ過能力の低下を引き起こす。ろ過能力が低下した場合は分離膜の膜面を洗浄する。しかし、分離膜の膜面を洗浄しても、ろ過能力が回復しない場合は、エレメントの交換が必要になる。エレメントの交換時には、水処理システムを長時間停止するため、水処理システムの稼動率が低下する。また、エレメントの部品代および交換の作業費用がランニングコストに加算されるため、水処理システムのランニングコストが上昇する。その結果、水処理システムの水処理コストが増加するという問題がある。
【００２４】
前処理において凝集剤および殺菌剤を過剰に添加して、分離膜へ供給される原水からファウリング原因物質をできるだけ除去することにより、分離膜のファウリングを防止することは可能である。しかし、凝集剤および殺菌剤の過剰な添加によってランニングコストが増大する。
【実施例１】
【００２５】
実施例１では、水処理システムの一例として、ＲＯ膜を用いて海水を淡水化する海水淡水化システムについて説明する。実施例１による水処理システムは、ＲＯ膜を用いた海水淡水化システムに限定されるものではなく、例えばＮＦ膜またはイオン交換膜を用いた海水淡水化システム、排水を浄化して再利用水を生成する再利用水製造システム、並びに純水または超純水を生成する純水・超純水製造システムなどにも適用できることは言うまでもない。
【００２６】
海水淡水化システム１の構成、海水淡水化システム１における水処理方法、ＲＯ膜モジュール３２のろ過方式、およびＲＯ膜のファウリングの低減方法について、図１を用いて説明する。図１は、実施例１による海水淡水化システム１の構成の一例を示す概略図である。
【００２７】
＜海水淡水化システム１の構成＞
図１に示すように、海水淡水化システム１は、海水に含まれる塩分、有機物、微生物（菌類を含む）、ホウ素、および固形浮遊物などを被分離物質として除去して淡水化する水処理システムであり、上流から海水取水部１０、前処理部２０、および脱塩部３０の順に、主に３つの部分で構成される。
【００２８】
海水取水部１０は、取水管１１、取水ポンプ１２、および原水タンク１３で構成される。取水管１１は、海中に設置されて海水を吸上げる構成のほか、沖まで伸ばして深層水を吸上げる構成であってもよく、または海底に埋設して海底砂でろ過した後に海水を吸上げる構成であってもよい。取水ポンプ１２は、陸上に設置される構成のほか、海中に設置される構成であってもよい。
【００２９】
また、取水管１１内で微生物、藻類、および貝類などの生物が増殖して取水管１１が閉塞することを防止するため、これら生物の増殖を防止する薬品（例えば殺菌剤など）が取水管１１内に注入される構成としてもよい。
【００３０】
前処理部２０は、砂ろ過槽２１、限外ろ過膜モジュール２２、送水ポンプ２２ａ、およびＲＯ膜供給水タンク２３で構成され、微生物の殺菌およびその他の懸濁成分を除去する前処理を行う。さらに、前処理部２０には、複数種類の薬品を海水に注入する薬注システム２４が備わっている。薬注システム２４は、海水に注入する薬品の種類に応じて構成される。なお、懸濁成分は有機物である場合が多い。また、無機物を有している場合もある。
【００３１】
図１には、殺菌剤注入部２４ａ、ｐＨ調整剤注入部２４ｂ、凝集剤注入部２４ｃ、および中和還元剤注入部２４ｄを示している。殺菌剤注入部２４ａは、微生物を殺菌する殺菌剤を注入する。ｐＨ調整剤注入部２４ｂは、多価イオンによるスケール防止および凝集の効率向上のためのｐＨ調整剤を注入する。凝集剤注入部２４ｃは、砂ろ過槽２１で効率よく懸濁成分を取り除くための凝集剤を注入する。中和還元剤注入部２４ｄは、中和剤および還元剤を注入する。
【００３２】
殺菌剤注入部２４ａからは微生物を殺菌する殺菌剤として、次亜塩素酸または塩素などが海水に注入される。殺菌剤注入部２４ａから注入される殺菌剤の間歇注入の間隔および濃度によって海水における微生物の死滅率または生存率が変化する。
【００３３】
なお、殺菌剤として注入される次亜塩素酸または塩素は、脱塩部３０のＲＯ膜モジュール３２が有するＲＯ膜の機能を低下させるため、ＲＯ膜モジュール３２へ送水される前に、海水を還元する構成が好ましい。そのため、殺菌剤の過剰な注入は回避されることが好ましく、殺菌剤注入部２４ａには殺菌剤の注入量を調節する調節バルブＶＬ１が備わっている。
【００３４】
また、殺菌剤注入部２４ａから取水管１１に殺菌剤を注入してもよい。この場合、取水管１１に殺菌剤を注入する管路にも注入量を調節する調節バルブＶＬ１を備えることが好ましい。
【００３５】
また、多価イオンによるスケールの発生を防止し、かつ凝集効率を向上させるため、海水淡水化システム１で処理される海水は酸性（ｐＨ３〜５）に調整されることが好ましい。そこで、ｐＨ調整剤注入部２４ｂから硫酸などのｐＨ調整剤が海水に注入されて好適にｐＨが調整される。符号ＶＬ２は、ｐＨ調整剤の注入量を調節する調節バルブである。
【００３６】
また、凝集剤注入部２４ｃからポリ塩化アルミニウムまたは塩化第２鉄などの凝集剤が海水に注入される。海水に含まれる懸濁成分のフロックは凝集剤によって成長が促進されるため、凝集剤の注入によって懸濁成分の微粒子を１μｍ以上の大きさのフロックに成長させることで、砂ろ過槽２１における懸濁成分の除去効率が向上する。
【００３７】
凝集剤の注入量が過少の場合は、フロックが好適に成長せず、懸濁成分が砂ろ過槽２１を通り抜ける場合がある。また、凝集剤の注入量が過剰の場合は、フロックの成長に使用されない余剰分が、脱塩部３０のＲＯ膜モジュール３２に備わるＲＯ膜に負荷を与える。従って、凝集剤注入部２４ｃには凝集剤の注入量を調節する調節バルブＶＬ３が備わっている。
【００３８】
中和還元剤注入部２４ｄからは、ｐＨ３〜５の酸性に調節された海水を中和するための中和剤、および主に殺菌剤を還元するための還元剤が海水に注入される。符号ＶＬ４は、中和剤および還元剤の注入量を調節する調節バルブである。
【００３９】
以上のように、前処理部２０における前処理工程では、殺菌剤の注入によって微生物を殺菌する工程と、凝集剤を注入して懸濁成分のフロックを成長させ、砂ろ過槽２１で懸濁成分を除去する工程と、が行われる。
【００４０】
脱塩部３０は、下記３つのラインから構成される。１つ目のラインは、高圧ポンプ３１、ＲＯ膜モジュール３２、および淡水タンク３３で構成される主ラインＬＭである。２つ目のラインは、ＲＯ膜モジュール３２、エネルギ回収装置３４、濃縮水タンク３６、および濃縮水タンク３６から濃縮水を排水するためのポンプ３７で構成される副ラインＬＳ１である。３つ目のラインは、ＲＯ膜モジュール３２、吸着量測定部３５、および濃縮水タンク３６で構成される副ラインＬＳ２である。また、吸着量測定部３５へ送る濃縮水の量を調整するために、バルブＶＬ５が副ラインＬＳ２に備わっている。
【００４１】
ＲＯ膜モジュール３２に備わるＲＯ膜の表面には半透膜が用いられている。半透膜は、半透膜と水分子との相互作用と、半透膜と被分離物質との相互作用との違いによって水分子のみを透過させる膜であり、酢酸セルロース系のものと芳香族ポリアミド系のものとがある。このうち、芳香族ポリアミド系の半透膜は、水分子の透過性および電解質除去性能が高いため、工業用として用いられている。実施例１では、芳香族ポリアミド系の半透膜を有するＲＯ膜を使用するが、酢酸セルロース系の半透膜を有するＲＯ膜を使用してもよい。
【００４２】
ＲＯ膜モジュール３２の構成は限定されない。例えば厚さ数１００μｍの微孔多孔質支持体の表面に厚さ０．１μｍ以下のポリアミド膜（例えば芳香族ポリアミド系の半透膜）を形成した複合膜からなるＲＯ膜をスパイラルと呼ばれる形状に折り畳んだエレメント、または中空糸状膜を束ねたエレメントによってＲＯ膜モジュール３２を構成することができる。この場合のエレメントは、直径が４インチ（約１０ｃｍ）、８インチ（約２０ｃｍ）、または１６インチ（約４０ｃｍ）で、長さが１ｍ程度の円筒形のものが多く、このようなエレメントをベッセルという耐圧容器内に直列に並べたＲＯ膜モジュール３２が用いられる。
【００４３】
ＲＯ膜をスパイラル状に折り畳んだ形状のエレメントでは、ＲＯ膜同士の密着を防止するために、例えば膜間にポリエチレン製のスペーサが挟み込まれる。しかし、スペーサとＲＯ膜との間隙は０．５μｍ程度と狭くなる。そこで、ＲＯ膜モジュール３２の上流には厚さ数μｍの保安フィルタを取り付けてもよい。
【００４４】
１μｍ以上の大きな懸濁成分は前処理部２０で取り除かれる。しかし、海水がＲＯ膜モジュール３２に到達するまでに、前処理部２０で取り除かれなかった微小な懸濁成分が再凝集して、または配管から懸濁成分などが剥離して、数μｍの懸濁成分が発生する場合がある。ＲＯ膜モジュール３２の保安フィルタは、このような懸濁成分がＲＯ膜モジュール３２へ流れ込んで、エレメントにおける海水の流路を閉塞することを防止するために取り付けられている。
【００４５】
＜海水淡水化システム１における水処理方法＞
実施例１による海水淡水化システム１においては、海水取水部１０の取水ポンプ１２によって取水管１１を介して海から取水された海水は、原水タンク１３に一時貯水され、海水に含まれる被分離物質の一部が沈殿除去された後に、前処理部２０へ送られる。
【００４６】
前処理部２０では、殺菌剤注入部２４ａからの殺菌剤注入と、ｐＨ調整剤注入部２４ｂからのｐＨ調整剤注入と、凝集剤注入部２４ｃからの凝集剤注入と、がなされた海水が、砂ろ過槽２１に流れ込む。砂ろ過槽２１では、被分離物質、主に凝集剤によって１μｍ以上に成長した懸濁成分のフロックがろ過されて除去され、砂ろ過槽２１を透過した海水は送水ポンプ２２ａによって限外ろ過膜モジュール２２へ送られる。限外ろ過膜モジュール２２では、さらに細かい０．１μｍ以上の粒子状の被分離物質、分子量が数千の高分子、および細菌などが海水から分離除去される。海水に含まれる細菌などの微生物は限外ろ過膜モジュール２２によってほぼ１００％除去される。
【００４７】
海水は、例えば送水ポンプ２２ａなどの加圧手段によって０．１〜０．５ＭＰａ程度まで加圧されて限外ろ過膜モジュール２２へ送られる（圧送）。限外ろ過膜モジュール２２へ送られる海水は、高圧であるほど限外ろ過膜モジュール２２を透過する速度が速くなるが、被分離物質を海水から分離する性能（分離性能）は低下する。
【００４８】
限外ろ過膜モジュール２２を透過した海水には、中和還元剤注入部２４ｄから中和剤および還元剤が注入され、ｐＨ調整剤で酸性に調整されている海水が中和されるとともに、注入されている殺菌剤が還元される。そして、海水はＲＯ膜供給水タンク２３に貯水される。
【００４９】
ＲＯ膜供給水タンク２３に貯水された海水は、脱塩部３０の高圧ポンプ３１で加圧されてＲＯ膜モジュール３２へ送られ（圧送）、ＲＯ膜モジュール３２でろ過される。そして、ＲＯ膜モジュール３２が有するＲＯ膜を透過して被分離物質が除去された海水は、淡水として淡水タンク３３に貯水される。一方、ＲＯ膜モジュール３２が有するＲＯ膜を透過しない海水は、高圧ポンプ３１で加圧された状態で被分離物質を含む濃縮水となって副ラインＬＳ１から排出される。
【００５０】
なお、濃縮水タンク３６に貯水された濃縮水を、例えば海に戻す排水系では、塩分濃度を低下させる処理、並びに塩分および化学薬品の原料となりうる物質を取り出す処理が行われる。
【００５１】
また、脱塩部３０に備わるエネルギ回収装置３４は、例えば高圧の濃縮水の圧力を、ＲＯ膜モジュール３２へ送られる海水の圧力に変換するシステムであり、海水の加圧を補助する。
【００５２】
＜ＲＯ膜モジュール３２のろ過方式＞
原水を分離膜でろ過するろ過方式には下記の２つの方式がある。
【００５３】
ろ過方式の１つは全量ろ過方式であり、原水の全量を分離膜に通す方式である。この方式では、分離膜を透過しない被分離物質は分離膜の膜面に堆積する。そして、被分離物質の堆積によって分離膜の微孔が閉塞するため、透過水量が運転時間とともに低下する現象、すなわちファウリングが発生する。
【００５４】
ろ過方式の他の１つはクロスフローろ過方式であり、分離膜の膜面に沿うように原水を流し、その一部が分離膜を透過する方式である。この方式では、分離膜を透過しない被分離物質は原水とともに排出されて分離膜の膜面に堆積しない。従って、理想的なクロスフローろ過方式では、分離膜を透過する水量は原水の流速によって決定される一定値となり、運転時間に依存しない。
【００５５】
そこで、実施例１の海水淡水システム１では、クロスフローろ過方式を採用した。しかし、クロスフローろ過方式でも長時間の運転によって海水に含まれる被分離物質がＲＯ膜に少しずつ吸着して微孔が閉塞し、ＲＯ膜の透過水量が次第に低下する現象、すなわちファウリングが発生する。
【００５６】
クロスフローろ過方式のＲＯ膜に吸着する被分離物質には、ＲＯ膜の膜面付近で電解質濃度が高くなって析出する無機物スケール、海水に含まれる微生物がＲＯ膜の膜面で増殖することによるバイオファウリング、および海水に含まれる有機物が吸着する有機物スケールなどがある。
【００５７】
例えば電解質濃度が高くなって析出する無機物スケールについては、スケール防止剤またはｐＨ調整剤の注入により電解質濃度が高くなってもスケールが析出しにくい条件に調整すること、または定期的にＲＯ膜の膜面に清浄水を流してせん断力で除去することによって対応することができる。
【００５８】
しかしながら、有機物スケールはせん断力で除去することができず、長時間の運転によって次第に蓄積する。例えば海水淡水化システム１の場合、前処理部２０の構成および性能、海水の水質、並びに薬注システム２４で注入される薬品の種類などによる変動はあるが、ＴＯＣ（Total Organic Carbon：全有機炭素量）換算で、０．１〜１０ｍｇ／Ｌ程度の有機物が、脱塩部３０へ送られる海水に含まれる。
【００５９】
ＲＯ膜に有機物によるファウリングが発生すると、ＲＯ膜のろ過能力が低下する。ろ過能力が低下した場合は、ＲＯ膜の膜面に沿って洗浄液を流すことにより、ＲＯ膜の膜面を洗浄する。しかし、ＲＯ膜の膜面を洗浄しても、ろ過能力が回復しない場合は、エレメントの交換が必要になる。海水淡水化システム１においてはＲＯ膜モジュール３２のエレメントの交換となる。
【００６０】
このようなエレメントの交換時には、海水淡水化システム１を長時間停止するため、海水淡水化システム１の稼動率が低下する。また、エレメントの部品代および交換の作業費用がランニングコストに加算されるため、海水淡水化システム１のランニングコストが上昇する。従って、水処理コストを低く運用するためには、有機物をＲＯ膜モジュール３２へ送られる海水からできるだけ排除する必要がある。
【００６１】
しかし、過剰に前処理を行うと凝集剤および殺菌剤の過剰な添加によってランニングコストが増大する。加えて、過剰な凝集剤の添加によって、海水に含まれる有機物のフロックの成長に使用されない余剰分が、限外ろ過膜モジュール２２を通過してＲＯ膜に付着し、ＲＯ膜に負荷を与える。
【００６２】
＜ＲＯ膜のファウリングの低減方法＞
そこで、実施例１では、ＲＯ膜モジュール３２へ送られる供給水の水質を評価して、その水質に対して最適な前処理を行うように、前処理部２０のパラメータ（例えば凝集剤などの薬品注入量、限外ろ過膜モジュール２２への送水ポンプ２２ａの運転圧力など）を制御する。これにより、過剰な前処理を行うことなく、ＲＯ膜モジュール３２へ送られる供給水からファウリング原因物質を排除することができるので、ＲＯ膜のファウリングの発生を低減することができる。その結果、ＲＯ膜の膜面の洗浄およびＲＯ膜モジュール３２のエレメントの交換の回数を減らすことができ、また、凝集剤などの添加量を低減することができるので、海水淡水化システム１のランニングコストを低減することができる。
【００６３】
ここで、海水淡水化システム１で淡水化する海水には多種類の懸濁成分が含まれるが、懸濁成分とＲＯ膜との親和性の違いなどによって、ファウリングの発生に対する懸濁成分の影響の度合いが異なる。従って、海水の全有機炭素量と、ＲＯ膜で発生するファウリングとの相関が必ずしも高いとはいえない。
【００６４】
そこで、ＲＯ膜モジュール３２へ送られる供給水の水質を評価する方法として、ファウリングが実際に起こりやすい水質であるか否かを評価するために、ＲＯ膜と類似の表面状態を有するセンサを用いて、ＲＯ膜モジュール３２へ送られる供給水に含まれるファウリング原因物質の質量を測定する。
【００６５】
実施例１では、図１に示すように、副ラインＬＳ２（ＲＯ膜モジュール３２より下流で、濃縮水タンク３６より上流の位置）に吸着量測定部３５を備える。吸着量測定部３５には、ＲＯ膜と類似の表面状態を有するセンサ（例えば後述する吸着量測定センサ３５ａ）が備わっており、吸着量測定部３５では、センサに吸着する濃縮水に含まれるファウリング原因物質の吸着量を測定することができる。なお、ＲＯ膜モジュール３２から濃縮水タンク３６までの副ラインＬＳ２では、ファウリング原因物質が濃縮されている。そのため、ＲＯ膜モジュール３２へ送られる供給水に含まれるファウリング原因物質の濃度が低い場合においても、センサに吸着するファウリング原因物質の吸着量を高精度に測定することができる。なお、吸着量測定部３５は分析室を備え、バルブＶＬ５から配管を通して分析室まで濃縮水を送り、測定するという構成であってもよい。
【００６６】
前述したように、吸着量測定部３５では、センサに吸着する濃縮水に含まれるファウリング原因物質の吸着量を測定することができる。しかし、ファウリング原因物質の一部はＲＯ膜モジュール３２へ付着するため、吸着量測定部３５で測定されるファウリング原因物質の吸着量の測定結果が、ＲＯ膜モジュール３２へ送られる供給水に含まれるファウリング原因物質の質量と単純に対応していないことが考えられる。
【００６７】
しかし、濃縮水を用いて測定したファウリング原因物質の質量は、ＲＯ膜モジュール３２へ送られる供給水に含まれるファウリング原因物質の質量に対して、濃縮水の濃縮率にほぼ比例して増加する。このため、吸着量測定部３５で測定されるファウリング原因物質の吸着量の測定結果を用いて、ＲＯ膜モジュール３２へ送られる供給水に含まれるファウリング原因物質の質量を算出することができる。この算出された値から、ＲＯ膜モジュール３２へ送られる供給水の水質がわかる。
【００６８】
以下に、具体的な水質測定方法を説明する。
【００６９】
まず、ＲＯ膜モジュール３２へ送られる供給水の水量、およびＲＯ膜モジュール３２から排出される透過水（図１の主ラインＬＭを流れる水）の水量から、ＲＯ膜モジュール３２から排出される濃縮水（図１の副ラインＬＳ１，ＬＳ２を流れる水）の濃縮率を算出する。次に、吸着量測定部３５でセンサに吸着するファウリング原因物質の吸着量を測定する。次に、吸着量測定部３５で測定したセンサに吸着するファウリング原因物質の吸着量と濃縮水の濃縮率とから、ＲＯ膜モジュール３２へ送られる供給水に含まれるファウリング原因物質の質量を算出する。
【００７０】
このように、吸着量測定部３５で測定したセンサに吸着するファウリング原因物質の吸着量から、ＲＯ膜モジュール３２へ送られる供給水の水質（ファウリング原因物質の質量）を評価することができる。
【００７１】
前述の水質測定方法によって得られた、ＲＯ膜モジュール３２へ送られる供給水の水質を判断基準として、ＲＯ膜モジュール３２へ送られる供給水の水質に対して最適な前処理が行えるように、前処理部２０のパラメータを制御する。例えばＲＯ膜モジュール３２へ送られる供給水に含まれるファウリング原因物質の質量が多い場合は、凝集剤の添加量を多くすればよい。このように、ＲＯ膜モジュール３２へ送られる供給水の水質に対して最適な前処理を行うことにより、過剰な前処理を行うことなく、ＲＯ膜モジュール３２へ送られるの供給水からファウリング原因物質を排除することができるので、ＲＯ膜のファウリングの発生を低減することができる。
【００７２】
その結果、海水淡水化システム１の造水性能を向上させることができる。さらに、ＲＯ膜の膜面の洗浄およびＲＯ膜モジュール３２のエレメントの交換の回数を減らすことができ、また、凝集剤などの添加量を低減することができるので、海水淡水化システム１のランニングコストを低減することができる。
【００７３】
実施例１においては、吸着量測定部３５に備えるセンサとして、水晶振動子マイクロバランス法によってセンサの測定面に吸着する吸着物の質量を測定できる吸着量測定センサ３５ａを適用した。
【００７４】
次に、吸着量測定センサ３５ａの具体的な構成を、図２を用いて説明する。図２は、実施例１による吸着量測定センサ３５ａの構成の一例を示す断面図である。
【００７５】
図２に示すように、吸着量測定センサ３５ａは、センサチップ３５０（例えば、Ｑ−Ｓｅｎｓｅ社製の市販品）と、センサチップ３５０の測定面Ｆ１に形成された芳香族ポリアミド膜３５１とから構成される。
【００７６】
センサチップ３５０は、例えば厚さ約０．３ｍｍ、直径約１４ｍｍの薄い円板形状を呈するＡＴカット水晶板（水晶振動子）３５０ａと、ＡＴカット水晶板３５０ａの両面に形成された金電極３５０ｂと、センサチップ３５０の片面に金電極３５０ｂを介してスパッタリング法により形成された酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜３５０ｃと、から構成される。金電極３５０ｂの厚さは約３００ｎｍであり、酸化シリコン膜３５０ｃの厚さは約１００ｎｍである。
【００７７】
水晶振動子マイクロバランス法は、例えば吸着量測定センサ３５ａのＡＴカット水晶板３５０ａに発生するずり振動の共振周波数が、ＡＴカット水晶板３５０ａの質量に比例する原理を用いた測定方法である。測定面Ｆ１（酸化シリコン膜３５０ｃが成膜されている面）に吸着物が付着したときの質量変化を共振周波数の変化として検出する。つまり、共振周波数の変化が吸着物の質量となる。
【００７８】
次に、センサチップ３５０の測定面Ｆ１に芳香族ポリアミド膜３５１を成膜する方法の第１例を、前述の図２、図３、および図４（ａ）を用いて説明する。図３は、実施例１によるセンサチップ３５０の測定面Ｆ１に芳香族ポリアミド膜３５１を形成する工程の一例を説明する工程図である。図４（ａ）は、実施例１によるセンサチップ３５０の測定面Ｆ１に形成される芳香族ポリアミド膜の化学構造式である。なお、センサチップ３５０の測定面Ｆ１と反対側の面を裏面Ｆ２と言う。
【００７９】
ステップＳ１（裏面保護）：センサチップ３５０の裏面Ｆ２にマスキングフィルムなどを貼り付けて、裏面Ｆ２を被覆保護する。
【００８０】
ステップＳ２（ドライ洗浄）：センサチップ３５０の測定面Ｆ１にエキシマＵＶ（波長１９２ｎｍ）を照射して、測定面Ｆ１を親水化するとともに油脂分などを除去する。
【００８１】
ステップＳ３（シランカップリング処理）：シランカップリング剤（３−アミノプロピルトリメトキシシラン）の１％水溶液にセンサチップ３５０を２分間浸した後、取り出したセンサチップ３５０を流水ですすぎ、窒素ブローで液切りする。
【００８２】
ステップＳ４（加熱）：センサチップ３５０を８０℃で１０分間加熱して、カップリング反応させる。
【００８３】
ステップＳ５（ジアミン水溶液中に浸漬）：センサチップ３５０を、測定面Ｆ１を上方に向けてシャーレなどの容器に入れた後、０．０４ｗｔ％のｍ−フェニレンジアミン水溶液を、センサチップ３５０の全体が浸漬するように注ぎ入れる。
【００８４】
ステップＳ６（ジカルボン酸ヘキサン溶液滴下）：ｍ−フェニレンジアミン水溶液の表面に、約１ｍｍの厚さで積層するように０．０４ｗｔ％のテレフタル酸クロリドのヘキサン溶液を注入する。
【００８５】
ステップＳ７（界面に膜形成）：２０〜３０秒間静置して、界面にポリアミド薄膜を形成させる。
【００８６】
ステップＳ８（転写）：センサチップ３５０を斜めに引き上げて、界面に形成されたポリアミド薄膜をセンサチップ３５０の測定面Ｆ１に転写する。
【００８７】
ステップＳ９（加熱）：センサチップ３５０を８０℃のホットプレートで５分間加熱して、センサチップ３５０に残存している水溶液を蒸発させる。
【００８８】
ステップＳ１０（洗浄）：センサチップ３５０を純水で洗浄して、余剰のｍ−フェニレンジアミン水溶液を除去し、窒素ブローで液切りする。
【００８９】
ステップＳ１１（保護材除去）：裏面Ｆ２に貼り付けたマスキングフィルムを剥がす。
【００９０】
以上、ステップＳ１〜Ｓ１１の工程によって、センサチップ３５０の測定面Ｆ１に均一の厚さ（例えば約７０ｎｍ）を有する芳香族ポリアミド膜３５１が形成される。
【００９１】
上記ステップＳ１〜Ｓ１１の工程によって、センサチップ３５０の測定面Ｆ１に形成された芳香族ポリアミド膜３５１の化学構造式を図４（ａ）に示す。この化学構造式を有する芳香族ポリアミド膜３５１がセンサチップ３５０の測定面Ｆ１に形成されたことは、例えば赤外吸収スペクトルによって確認することができる。
【００９２】
実施例１においては、芳香族ポリアミドのモノマを界面重合して高分子の膜を界面に形成した後に、この高分子の膜をセンサチップ３５０の測定面Ｆ１に転写した。このときモノマは前述した組み合わせに限らず、芳香族ジカルボン酸クロリドまたは芳香族トリカルボン酸クロリドと、芳香族ジアミンまたは芳香族トリアミンとの組み合わせを用いることも可能である。
【００９３】
また、実施例１においては、芳香族ポリアミド膜３５１とセンサチップ３５０の測定面Ｆ１との密着性向上のためにシランカップリング剤を用いたが、これに限定されるものではない。密着性向上の方法として、例えばモノマにシリコーン構造を持つものを加えること、または他の密着性向上剤を用いることも可能である。
【００９４】
次に、センサチップ３５０の測定面Ｆ１に芳香族ポリアミド膜３５１を成膜する方法の第２例を、前述の図２および図４（ｂ）を用いて説明する。図４（ｂ）は、実施例１によるセンサチップ３５０の測定面Ｆ１に形成される芳香族ポリアミド膜の化学構造式である。芳香族ポリアミド膜３５１は、例えばスピン塗布法を用いて形成することができる。
【００９５】
まず、可溶性の芳香族ポリアミド、例えば４、４’−オキシジアニリンと、イソフタル酸クロリドとを重合させて、図４（ｂ）に示す化学構造式を有するポリアミドを合成した後、合成したポリアミドを沈殿させて固形物とする。次に、その固形物を良溶媒（例えばＮ−メチルピロリドン）に溶解し、スピン塗布法により、センサチップ３５０の測定面Ｆ１に塗布する。その後、溶媒を乾燥することにより、センサチップ３５０の測定面Ｆ１に芳香族ポリアミド膜３５１を形成する。
【００９６】
また、可溶性の芳香族ポリアミドを成膜する場合は、多孔質のポリアミドをセンサチップ３５０の測定面Ｆ１に形成することも可能である。このような多孔質のポリアミドは相分離法などで形成することができる。
【００９７】
まず、良溶媒で、かつ水とも相溶性のあるＮ−メチルピロリドンでポリアミド溶液を調製する。次に、その溶液をスピン塗布法により、センサチップ３５０の測定面Ｆ１に塗布して、液膜を生成する。その後、センサチップ３５０を高湿度の水蒸気内に入れることによって、Ｎ−メチルピロリドンの一部と水蒸気中の水とを置換させて、液膜中で相分離を生じさせる。この際、水に溶解しないポリアミドは水の部分に存在しない。この状態で１５０℃以上に加熱すると溶媒（Ｎ−メチルピロリドンおよび水）が除去されて、水の存在していた部分が空孔となって多孔質のポリアミドが形成される。
【００９８】
このように、多孔質のポリアミドを用いることにより、センサチップ３５０の測定面Ｆ１に形成される芳香族ポリアミド膜３５１の表面積が大きくなって、測定の感度が向上する。
【００９９】
次に、吸着量測定部３５に備わる吸着量測定センサ３５ａの取り付け構造の一例を、図５を用いて説明する。図５は、実施例１による吸着量測定部３５に備わる吸着量測定センサ３５ａの取り付け構造の一例を示す断面図である。
【０１００】
前述の図１に示す副ラインＬＳ２を流れる濃縮水に含まれるファウリング原因物質を測定面Ｆ１に吸着させて、吸着したファウリング原因物質の吸着量を吸着量測定センサ３５ａで測定するためには、測定面Ｆ１が副ラインＬＳ２を流れる濃縮水に接し、裏面Ｆ２が濃縮水に接触しない構成が必要となる。また、センサチップの共振周波数は周囲温度の変化によっても大きく変化するため、吸着量測定センサ３５ａの周囲の温度変化が０．１℃以下に抑え込まれることが好ましい。
【０１０１】
有底筒状の外部リング３８０は、配管壁面ＰＭｆを貫通するねじ孔にねじ込まれて、配管壁面ＰＭｆを貫通した状態で固定されており、その外部リング３８０の内側に略円柱状のインサート３８１が嵌合して取り付けられている。外部リング３８０は底部３８０ａが配管内部側、すなわち、濃縮水側となるように配管に取り付けられ、底部３８０ａの中央には貫通孔３８０ｂが開口している。
【０１０２】
また、外部リング３８０の底部３８０ａの下側と対向し、外部リング３８０の内側に嵌合したインサート３８１の上面３８１ａには、例えば弾性部材からなるＯリング３８２ａが円環状に形成されている。また、外部リング３８０の底部３８０ａにおいてインサート３８１の上面３８１ａと対面する側には、インサート３８１のＯリング３８２ａと対向するように、例えば弾性部材からなるＯリング３８２ｂが円環状に形成されている。
【０１０３】
そして、外部リング３８０のＯリング３８２ｂと、インサート３８１のＯリング３８２ａとで吸着量測定センサ３５ａは挟持される。従って、円環状のＯリング３８２ａ，３８２ｂの直径は、吸着量測定センサ３５ａを構成するセンサチップの直径（例えば約１４ｍｍ）と等しいことが好ましい。
【０１０４】
また、吸着量測定センサ３５ａは、測定面Ｆ１が外部リング３８０の底部３８０ａ側となるように挟持される。この構成によると、吸着量測定センサ３５ａの測定面Ｆ１は底部３８０ａに開口する貫通孔３８０ｂを介して、配管を流通する濃縮水と接触する。また、Ｏリング３８２ａ，３８２ｂと吸着量測定センサ３５ａとが液密の状態を維持できる好適な押圧力で、吸着量測定センサ３５ａは挟持される。この構成によって、吸着量測定センサ３５ａの裏面Ｆ２が配管を流れる濃縮水と接触することを回避することができる。
【０１０５】
インサート３８１は、例えば樹脂や金属などで形成される中実の円柱形であって、上面３８１ａ側の表面近くに、温度調節素子としてのペルチェ素子３８４と、ペルチェ素子３８４の近傍の温度を測定する温度センサ３８４ａとが埋設されている。ペルチェ素子３８４は、温度センサ３８４ａが測定する温度が予め設定される温度を維持するように（例えば予め設定される温度を０．１℃の誤差範囲で維持するように）、制御装置によって制御される。この構成によって、吸着量測定センサ３５ａの周囲温度を一定に維持することができて、センサチップの共振周波数の温度変化を抑制することができる。
【０１０６】
なお、温度センサ３８４ａは、インサート３８１に埋設される構成に限定されない。例えば温度センサ３８４ａは、吸着量測定センサ３５ａの近傍に配置されて吸着量測定センサ３５ａの近傍の温度を計測してもよい。
【０１０７】
また、インサート３８１の上面３８１ａに形成されるＯリング３８２ａには、吸着量測定センサ３５ａのセンサチップに形成される金電極との接点３８２ａ１が円環状のＯリング３８２ａの一部を覆うように備わっている。接点３８２ａ１は、例えばインサート３８１内に配線される導線３８３と電気的に接続され、センサチップに所定の電圧が印加される。また、吸着量測定センサ３５ａの共振周波数が接点３８２ａ１および導線３８３を介して測定される。
【０１０８】
なお、インサート３８１は、外部リング３８０の内側に嵌合し、さらに、ねじ部材３８５ｂを用いて配管の外側から外部リング３８０に固定された抜け止め板３８５ａによって、抜け止めされる。または、インサート３８１が所定の押圧力で外部リング３８０の内側に圧入してもよい。
【０１０９】
このように、実施例１によれば、ＲＯ膜モジュール３２へ送られる供給水の水質を評価して、その水質に最適な前処理の運転条件となるように、前処理部２０のパラメータを制御することができるので、ＲＯ膜のファウリングの発生を低減することができる。これにより、海水淡水化システム１の造水性能を向上させることができる。さらに、ＲＯ膜の膜面の洗浄およびＲＯ膜モジュール３２のエレメントの交換の回数を低減することができ、また、凝集剤などの添加量を低減することができるので、海水淡水化システム１のランニングコストを低減することができる。つまり、水処理システムの水処理コストを低減することができる。
【実施例２】
【０１１０】
海水淡水化システム１のランニングコストを低減させるためには、ＲＯ膜モジュール３２を適切な時期に洗浄して、ＲＯ膜のろ過性能を回復させる必要がある。洗浄頻度が少ない場合は、ろ過性能が洗浄で十分に回復しないことがあり、ＲＯ膜モジュール３２のエレメントの交換につながる。しかし、逆に洗浄頻度が多い場合は、洗浄に伴う薬液費、洗浄中にＲＯ膜モジュール３２が使用できないことに伴う造水量の低下、および洗浄に伴うＲＯ膜の劣化によるＲＯ膜の寿命低下によって、ランニングコストが増大する。
【０１１１】
従来、洗浄時期を決定するために、ＲＯ膜モジュール３２の膜間差圧をモニタしており、膜メーカの推奨値まで膜間差圧が上昇したときにＲＯ膜モジュール３２を洗浄している。しかし、膜間差圧に顕著な上昇が現れた場合には、ＲＯ膜モジュール３２を洗浄しても、ろ過性能が回復しないことがある。
【０１１２】
従って、ファウリングが進行して膜間差圧に顕著な上昇が現れる前に、ファウリングの初期形成段階でＲＯ膜の劣化を検知して、ＲＯ膜モジュール３２を洗浄する必要がある。従って、ＲＯ膜に付着するファウリング原因物質の付着量を測定し、ＲＯ膜モジュール３２の洗浄時期を決定することは、海水淡水化システム１のランニングコストを低減するために有効である。
【０１１３】
ＲＯ膜モジュール３２では、クロスフローろ過方式を用いてファウリング原因物質が分離されるので、ＲＯ膜モジュール３２からファウリング原因物質が含まれる濃縮水が排水される。このように、ＲＯ膜モジュール３２へ送られる供給水に含まれるファウリング原因物質はＲＯ膜に付着するものと、濃縮水に含まれてＲＯ膜モジュール３２から排水されるものとに分かれる。
【０１１４】
そこで、実施例２では、ＲＯ膜モジュール３２へ送られる供給水に含まれるファウリング原因物質の質量と、ＲＯ膜モジュール３２から排水される濃縮水に含まれるファウリング原因物質の質量とを測定し、両者の差分を算出することによって、ＲＯ膜に付着するファウリング原因物質の付着量を測定する。ここで、濃縮水に含まれるファウリング原因物質の質量は、ＲＯ膜モジュール３２における濃縮水の濃縮率を考慮するため、濃縮水の水量を濃縮される前の、ＲＯ膜モジュール３２へ送られる供給水の水量に換算した値が用いられる。
【０１１５】
海水淡水化システム２の一例を、図６を用いて説明する。図６は、実施例２による海水淡水化システム２の構成の一例を示す概略図である。
【０１１６】
図６に示すように、海水淡水化システム２には、ＲＯ膜モジュール３２へ送られる供給水に含まれるファウリング原因物質の質量を測定する主吸着量測定センサ３５ｂ、および濃縮水に含まれるファウリング原因物質の質量を測定する副吸着量測定センサ３５ｃが備わっている。主吸着量測定センサ３５ｂは、ＲＯ膜供給水タンク２３の後段に設置するバルブＶＬ６から配管を通して、ＲＯ膜モジュール３２へ送られる供給水がポンプ３９によって送られる吸着量測定部４０に設置されている。
【０１１７】
次に、ＲＯ膜モジュール３２の洗浄時期を決定する方法について、図７および図８を用いて説明する。
【０１１８】
図７は、主吸着量測定センサ３５ｂのファウリング原因物質の吸着量Ｗｂ（破線）および副吸着量測定センサ３５ｃのファウリング原因物質の吸着量Ｗｃ（実線）の通水時間依存性を示すグラフ図である。
【０１１９】
濃縮水を通水する副吸着量測定センサ３５ｃでは、単位時間当たりに副吸着量測定センサ３５ｃの測定面を流れる水量を、濃縮水が濃縮される前の水量に換算して、単位時間当たりに主吸着量測定センサ３５ｂの測定面を流れる供給水の水量と、単位時間当たりに副吸着量測定センサ３５ｃの測定面を流れる濃縮水の水量とを等しくしている。つまり、濃縮水は濃縮されているので、副吸着量測定センサ３５ｃのファウリング原因物質の吸着量Ｗｃが、主吸着量測定センサ３５ｂのファウリング原因物質の吸着量Ｗｂよりも高くなるため、これを補正する。
【０１２０】
ＲＯ膜モジュール３２へ送られる供給水に含まれるファウリング原因物質の質量から、ＲＯ膜に付着したファウリング原因物質の質量を差し引いた質量が濃縮水に含まれるファウリング原因物質の質量である。このため、図７に示すように、副吸着量測定センサ３５ｃのファウリング原因物質の吸着量Ｗｃは主吸着量測定センサ３５ｂのファウリング原因物質の吸着量Ｗｂより小さい。つまり、主吸着量測定センサ３５ｂのファウリング原因物質の吸着量Ｗｂと副吸着量測定センサ３５ｃのファウリング原因物質の吸着量Ｗｃとの差ΔＷ（Ｗｂ−Ｗｃ）がＲＯ膜に付着したのファウリング原因物質の付着量である。
【０１２１】
図８は、ＲＯ膜に付着したファウリング原因物質の付着量ΔＷの通水時間依存性を示すグラフ図である。
【０１２２】
ＲＯ膜モジュール３２の運転データ（膜間差圧および透過水量など）と、ＲＯ膜に付着したファウリング原因物質の付着量ΔＷとの相関を評価することによって、ＲＯ膜モジュール３２の洗浄時期を決める、ファウリング原因物質の付着量ΔＷの閾値を設定することができる。図８では、一例としてファウリング原因物質の付着量ΔＷの閾値を３００ｎｇ／ｃｍ2としている。このように、ＲＯ膜モジュール３２の洗浄時期を決定することによって、適切な時期にＲＯ膜モジュール３２を洗浄できるようになり、海水淡水化システム２のランニングコストを低減させることができる。
【０１２３】
なお、前記特許文献１の実施例４では、モジュールの上流にセンサを設置して、モジュールへ送られる供給水に含まれるファウリング原因物質の質量を測定し、この測定値を基準として、モジュールへ送られる供給水の水質を評価し、モジュールの洗浄時期を決定する方法が記載されている。
【０１２４】
しかし、前述したように、ＲＯ膜モジュール３２へ送られる供給水に含まれるファウリング原因物質は、ＲＯ膜へ付着するものと、濃縮水に含まれてＲＯ膜モジュール３２から排水されるものとに分かれるため、前記特許文献１よりも実施例２の方が精度よく洗浄時期を決定することができる。
【０１２５】
このように、実施例２によれば、ＲＯ膜に付着するファウリング原因物質の付着量ΔＷを精度よく測定することにより、ＲＯ膜モジュール３２を適切な時期に洗浄できるので、海水淡水システム２のランニングコストを低減することができる。つまり、水処理システムの水処理コストを低減することができる。
【０１２６】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１２７】
１，２  海水淡水化システム
１０  海水取水部
１１  取水管
１２  取水ポンプ
１３  原水タンク
２０  前処理部
２１  砂ろ過槽
２２  限外ろ過膜モジュール
２２ａ  送水ポンプ
２３  ＲＯ膜供給水タンク
２４  薬注システム
２４ａ  殺菌剤注入部
２４ｂ  ｐＨ調整剤注入部
２４ｃ  凝集剤注入部
２４ｄ  中和還元剤注入部
３０  脱塩部
３１  高圧ポンプ
３２  ＲＯ膜モジュール
３３  淡水タンク
３４  エネルギ回収装置
３５  吸着量測定部
３５ａ  吸着量測定センサ
３５ｂ  主吸着量測定センサ
３５ｃ  副吸着量測定センサ
３６  濃縮水タンク
３７  ポンプ
３９  ポンプ
４０  吸着量測定部
３５０  センサチップ
３５０ａ  ＡＴカット水晶板
３５０ｂ  金電極
３５０ｃ  酸化シリコン膜
３５１  芳香族ポリアミド膜
３８０  外部リング
３８０ａ  底部
３８０ｂ  貫通孔
３８１  インサート
３８１ａ  上面
３８２ａ  Ｏリング
３８２ａ１  接点
３８２ｂ  Ｏリング
３８３  導線
３８４  ペルチェ素子
３８４ａ  温度センサ
３８５ａ  抜け止め板
３８５ｂ  ねじ部材
Ｆ１  測定面
Ｆ２  裏面
ＬＭ  主ライン
ＬＳ１，ＬＳ２  副ライン
ＰＭｆ  配管壁面
ＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ３，ＶＬ４  調節バルブ
ＶＬ５，ＶＬ６  バルブ
【図１】
2015134322.tif 000003
【図２】
2015134322.tif 000004
【図３】
2015134322.tif 000005
【図４】
2015134322.tif 000006
【図５】
2015134322.tif 000007
【図６】
2015134322.tif 000008
【図７】
2015134322.tif 000009
【図８】
2015134322.tif 000010