(57)【要約】【課題】半透膜の閉塞を抑制することによって、運転コストを低減できる海水淡水化システムを提供することにある。【解決手段】被処理水を半透膜で淡水化する半透膜処理装置５と、その前段に配置される固形物分離装置３と、固形物分離装置３の前段の被処理水の一部を取水する監視用取水部２と、取水された被処理水の一部を通水する半透膜閉塞監視装置１０を備え、半透膜閉塞監視装置１０は、監視用取水部２で取水された被処理水の一部の固形物を分離する監視用固形物分離装置１１と、この後段に設置され、被処理水を半透膜で淡水化する監視用半透膜処理装置１２と、監視用半透膜処理装置１２の半透膜の閉塞を評価する監視用膜閉塞評価装置１３を備えることによって、上記課題を解決する。【選択図】図１
2015093234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水を半透膜で淡水化する半透膜処理装置と、
前記半透膜処理装置の前段に配置される固形物分離装置と、
前記固形物分離装置の前段における前記被処理水の一部を取水する監視用取水部と、
前記監視用取水部で取水された被処理水の一部を通水する半透膜閉塞監視装置を備え、
前記半透膜閉塞監視装置は、
前記監視用取水部で取水された被処理水の一部の固形物を分離する監視用固形物分離装置と、
前記監視用固形物分離装置の後段に設置され、前記被処理水を半透膜で淡水化する監視用半透膜処理装置と、
前記監視用半透膜処理装置に生成する半透膜の閉塞を評価する監視用膜閉塞評価装置を備えることを特徴とする海水淡水化システム。
【請求項２】
請求項１に記載の海水淡水化システムにおいて、
前記固形物分離装置は、重力沈澱処理、砂ろ過処理、マルチメディアフィルタ処理、精密膜ろ過処理及び限外膜ろ過処理の少なくとも一つで構成されることを特徴とする海水淡水化システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の海水淡水化システムにおいて、
前記監視用取水部の前段の被処理水に凝集剤を注入する凝集剤注入装置と、
前記凝集剤の注入量を監視用膜閉塞評価手段からの信号により制御する凝集剤注入量制御装置を備えることを特徴とする海水淡水化システム。
【請求項４】
請求項３に記載の海水淡水化システムにおいて、
前記監視用膜閉塞評価手段が前記監視用半透膜処理装置における監視用膜間差圧を計測することを特徴とする海水淡水化システム。
【請求項５】
請求項４に記載の海水淡水化システムにおいて、
あらかじめ与えられた設定膜間差圧計測時間と設定監視用膜間差圧に対して、
前記監視用膜閉塞評価手段により計測され時間的に連続で変化する前記監視用膜間差圧が、設定膜間差圧計測時間が経過した後に、設定監視用膜間差圧よりも大きい場合，前記凝集剤注入量制御手段が、前記凝集剤注入装置における凝集剤注入量を増加させることを特徴とする海水淡水化システム。
【請求項６】
請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の海水淡水化システムにおいて、
前記監視用取水部と前記半透膜処理装置との間の前記被処理水のｐＨを調整するｐＨ調整剤を注入するｐＨ調整装置と、
前記監視用取水部と前記監視用半透膜処理装置との間の前記被処理水のｐＨを調整するｐＨ調整剤を注入する監視用ｐＨ調整装置と、
前記ｐＨ調整装置によるｐＨ調整剤の注入量と前記監視用ｐＨ調整装置によるｐＨ調整剤の注入量とを前記監視用膜閉塞評価手段からの信号により制御する酸剤注入量制御手段を備えたことを特徴とする海水淡水化システム。
【請求項７】
請求項６に記載の海水淡水化システムにおいて、
前記監視用ｐＨ調整装置は、前記半透膜閉塞監視装置に通水する被処理水にｐＨ調整剤を時間的に連続に添加し、
前記監視用膜閉塞評価手段は、前記監視用半透膜処理装置における監視用膜間差圧を時間的に連続に計測することを特徴とする海水淡水化システム。
【請求項８】
請求項７に記載の海水淡水化システムにおいて、
あらかじめ与えられた第１の設定膜間差圧値と第１の設定ｐＨ値に対して、
前記監視用膜閉塞評価手段により計測され時間的に連続で低減する前記監視用ｐＨ値が前記第１の設定ｐＨ値となった時点の膜間差圧である第１の監視用膜間差圧が前記第１の設定膜間差圧値よりも大きい場合、前記凝集剤装置における凝集剤注入量を増加させる凝集剤注入量制御手段を備えたことを特徴とする海水淡水化システム。
【請求項９】
請求項８に記載の海水淡水化システムにおいて、
あらかじめ与えられた第２の設定膜間差圧値と第２の設定ｐＨ値に対して、
前記第２の設定ｐＨ値は前記第１の設定ｐＨ値より小さく、
前記監視用膜閉塞評価手段により計測され時間的に連続で低減する前記監視用ｐＨ値が前記第１の設定ｐＨ値となった時点の膜間差圧である監視用膜間差圧が前記第１の設定膜間差圧よりも等しいか小さく、且つ、前記監視用ｐＨ値が前記第２の設定ｐＨ値となった時点の膜間差圧である監視用膜監査圧が前記第２の設定膜間差圧よりも大きい場合、前記凝集剤装置における凝集剤注入量を低減させる凝集剤注入量制御手段を備えたことを特徴とする海水淡水化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，海水やかん水から淡水を得るための逆浸透膜を用いた淡水化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半透膜である逆浸透膜を用いた海水淡水化装置は，高圧ポンプにより海水やかん水の圧力を浸透圧以上に高めることで，半透膜を淡水が透過する。この半透膜の汚染による淡水生成効率の低下や生産水質の悪化が課題である。
【０００３】
膜の汚染の要因として，粒子性物質，粘着性を有する有機物，細菌由来のバイオフィルム，析出した無機化合物が挙げられる。これらは，水質としては粒子状の濁質や，コロイド状の有機物などで識別される。これらの要因を除去するため，通常，海水淡水化施設では，取水する海水の水質に応じて前処理が施される。前処理の例として例えば，凝集剤により形成された凝集フロックの重力沈澱処理，砂ろ過処理，マルチメディアフィルタ処理，精密膜ろ過処理，限外膜ろ過処理といった処理や，これらの組み合わせがある。また，半透膜の前段では，ｐＨ調整が実施される場合がある。通常，海水のｐＨは8前後であるが，このまま半透膜ろ過した場合，膜表面で被処理水が高濃度化する分極現象により，カルシウムイオンなどの無機物がスケールとして半透膜表面上に析出する。ｐＨ調整では，ｐＨを6-7程度に低減することで，無機物の溶解度を大きくし，スケール析出を抑制する。
【０００４】
半透膜面に生じる汚染を低減させるための方策として，特許文献１に記載の方法がある。ここでは，半透膜への供試水を，半透膜ろ過装置を模擬した小型の監視用半透膜ろ過装置に透過し，そこでの無機スケールの析出量を検出する。また，その量に応じてｐＨ等の操作量を制御する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし，特許文献１に記載の方法では，監視用半透膜ろ過装置に析出を検知してｐＨ等の操作量を制御するが，監視用ＲＯ膜ろ過装置への供試水はＲＯ膜ろ過装置と同じもののため，検知したと同時に淡水を製造するＲＯ膜ろ過装置にも析出が生じる。したがって，操作量の制御が働くまでの間，ＲＯ膜ろ過装置には無機スケールが析出し続ける可能性があった。
【０００６】
本発明の目的は、半透膜の閉塞を抑制することによって運転コストを低減できる海水淡水化システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した目的を達成する本発明の海水淡水化システムは，被処理水である海水またはかん水を半透膜で淡水化する半透膜処理装置と，半透膜処理装置の前段に配置される固形物分離装置と，固形物分離装置の前段における被処理水の一部を取水する監視用取水部と，監視用取水部で取水された被処理水の一部を通水する半透膜閉塞監視装置を備え，半透膜閉塞監視装置は、監視用取水部で取水された被処理水の一部の固形物を分離する監視用固形物分離装置と，前期監視用固形物分離装置の後段に設置された，被処理水を半透膜で淡水化する監視用半透膜処理装置と，監視用半透膜処理装置に生成する半透膜の閉塞を評価する監視用膜閉塞評価手段とを備えたことにある。
【０００８】
さらに、本発明の海水淡水化システムの固形物分離装置は，重力沈澱処理，砂ろ過処理，マルチメディアフィルタ処理，精密膜ろ過処理，限外膜ろ過処理の少なくとも一つで構成されても良い。
【０００９】
あるいは，監視用取水部の前段の被処理水に凝集剤を注入する凝集剤注入装置と，凝集剤の注入量を監視用膜閉塞評価手段からの信号により制御する凝集剤注入量制御手段とを備える構成としても良い。
【００１０】
あるいは，監視用膜閉塞評価手段が監視用半透膜処理装置における監視用膜間差圧を計測する構成として良い。
【００１１】
あるいは，あらかじめ与えられた設定膜間差圧計測時間と設定監視用膜間差圧に対して，監視用膜閉塞評価手段により計測され時間的に連続で変化する監視用膜間差圧が，設定膜間差圧計測時間が経過した後に，設定監視用膜間差圧よりも大きい場合，凝集剤注入量制御手段が，凝集剤注入装置における凝集剤注入量を増加させる構成としても良い。
【００１２】
あるいは，監視用取水部と半透膜処理装置との間の被処理水のｐＨ値をｐＨ調整剤により調整するｐＨ調整装置と，監視用取水部と監視用半透膜処理装置との間の被処理水のｐＨである監視用ｐＨ値を調整するｐＨ調整剤により調整する監視用ｐＨ調整装置と，ｐＨ調整装置によるｐＨ調整剤の注入量と監視用ｐＨ調整装置によるｐＨ調整剤の注入量とを監視用膜閉塞評価手段からの信号により制御する酸剤注入量制御手段とを備える構成としても良い。
【００１３】
あるいは，監視用ｐＨ調整装置が，半透膜閉塞監視装置に通水する被処理水に酸剤を時間的に連続に添加し，監視用膜閉塞評価手段が，監視用半透膜処理装置における監視用膜間差圧を時間的に連続に計測する構成としても良い。
【００１４】
あるいは，あらかじめ与えられた第１の設定膜間差圧値と第１の設定ｐＨ値に対して，監視用膜閉塞評価手段により計測され時間的に連続で低減する監視用ｐＨ値が第１の設定ｐＨ値となった時点の膜間差圧である第１の監視用膜間差圧値が設定第一膜間差圧値よりも大きい場合，凝集剤装置における凝集剤注入量を増加させる凝集剤注入量制御手段を備えた構成としても良い。
【００１５】
あるいは，あらかじめ与えられた第２の設定膜間差圧値と第２の設定ｐＨ値に対して，第２の設定ｐＨ値は第１の設定ｐＨ値より小さく，監視用膜閉塞評価手段により計測され時間的に連続で低減する監視用ｐＨ値が第１の設定ｐＨ値となった時点の膜間差圧である監視用膜間差圧が第１の設定膜間差圧値よりも等しいか小さく，且つ，監視用のｐＨ値が第２の設定ｐＨ値となった時点の膜間差圧である監視用膜監査圧値が第２の設定膜間差圧値よりも大きい場合，凝集剤装置における凝集剤注入量を低減させる凝集剤注入量制御手段を備えた構成としても良い。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば，海水淡水化システムでの半透膜閉塞の抑制により，運転コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１である海水淡水化システムの構成を示す構成図である。
【図２】実施例２である海水淡水化システムの構成を示す構成図である。
【図３】監視用半透明膜処理装置で計測される監視用膜間差圧の時間履歴を示す図である。
【図４】実施例３である海水淡水化システムの構成を示す構成図である。
【図５】前処理プロセスによるファウリング指数への影響を示す図である。
【図６】ファウリング指数を計測した時のフィルター表面の変化を示す写真であり、（Ａ）原水を透過させたフィルター表面の写真、（Ｂ）原水を凝縮沈澱処理および限外膜処理した後の処理水を透過させたフィルター表面の写真、（Ｃ）原水を凝縮沈澱処理、限外膜処理及びｐＨ調整した後の処理水を透過させたフィルター表面の写真を示す。
【図７】ｐＨを時間変動した際の監視用膜間差圧の履歴を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の各実施例を図面により説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は本発明の実施例１の海水淡水化システムの構成図である。供試水１００である海水またはかん水は被処理水として，フロック形成装置１，監視用取水部２，固形物分離装置である沈澱処理装置３と限外膜ろ過処理装置４と通水する。半透膜処理装置５は，通常，クロスフローろ過処理で，被処理水の一部を膜に透過させて淡水１０１とし，残りの部分は塩分が濃縮された濃縮水１０３となる。監視用取水部２では被処理水の一部を半透膜閉塞監視装置１０に通水する。半透膜閉塞監視装置１０は，監視用限外膜ろ過処理装置１１と監視用半透膜処理装置１２と監視用膜閉塞評価手段１３で構成され，半透膜閉塞監視装置１０に通水した被処理水の一部を，監視用限外膜ろ過処理装置１１，監視用半透膜処理装置１２と通水し，監視用淡水１０２として排出される。凝集剤注入装置７は凝集剤をフロック形成装置１に注入する。監視用膜閉塞評価手段１３では，監視用半透膜処理装置１２での半透膜の閉塞の状態を評価する。
【００２０】
淡水を製造する主工程を以下に示す。まずフロック形成装置１で被処理水に，アルカリ性の海水（通常、ｐＨ値は8程度）でも凝集作用のある鉄系の凝集剤（例えばＦｅＣｌ3溶液）を添加・攪拌する。凝集剤により被処理水に含まれる濁質や有機物が凝集し，フロックが形成する。形成されたフロックは沈殿処理装置３に導入され，数時間程度の滞留時間の間に重力により、沈殿処理装置３の底部に沈降し，除去される。除去されずに残留した濁質や有機物を含む被処理水は，限外ろ過膜処理装置４の膜でろ過され，その大部分が除去される。通常，分子量の小さな有機物の一部は除去されずに半透膜処理装置５に流入する。半透膜処理装置５では限外膜ろ過時に除去されずに残留した一部の有機物が，半透膜に捉えられ付着する。この付着は半透膜での被処理水の透過を阻害し，膜閉塞を引き起こすため，運転コストが増大するといった問題が生じる。ここでの付着量の増加の原因は，原水の汚濁度の増加による有機物濃度の増加や，凝集剤不足，凝集剤過多など様々な要因が考えられ，その対策のためにはいち早く膜閉塞の兆候を検出することが重要である。
【００２１】
本実施例では，分岐工程として設けた膜閉塞を監視する工程でこの兆候を検出する。分岐工程である半透膜閉塞監視装置１０では，いち早く兆候を検知するために，半透膜処理装置５に透過する直前の被処理水を取水するのではなく，それより前段の工程の被処理水を取水する。これにともない，半透膜閉塞監視装置１０の分岐工程は監視用半透膜処理装置１１だけではなく，本工程に類似する処理が追加される。本実施例では，半透膜閉塞監視装置１０は、沈殿処理装置３の前段の被処理水を取水するようにフロック形成装置１と沈殿処理装置３の間に接続される。半透膜閉塞監視装置１０では，監視用半透膜処理１２の前段に監視用限外膜ろ過処理１２を設置する。しかし，沈殿処理装置３の工程は省略した。これは，監視用半透膜処理装置１２に流入する被処理水の性質は，監視用限外膜ろ過処理装置１１の孔径といった物理的な因子に寄るためである。さらに，沈殿処理装置３の工程を省略することで，数時間の沈殿時間を省略できる。主工程よりも早期に膜閉塞の兆候を検出でき，主工程に影響を低減，あるいは影響が出る前に対策を打つことができる。
【００２２】
ここでの監視用半透膜処理装置１２は，半透膜処理装置５に通水される被処理水が膜閉塞を起こしやすいかどうかを評価する必要があるため，監視用半透膜処理装置１２の膜閉塞試験は，繰り返しの回分試験となる。監視用膜閉塞評価手段１３では，この試験における監視膜間差圧である膜間差圧を計測し，膜閉塞を評価する。１つの監視用半透膜処理装置１２を繰り返し使用しても良い。あるいは複数の監視用半透膜処理装置１２を並列して使用しても良い。複数の場合は実験サイクルの開始時間を揃えても良いし，複数の開始時刻により，膜閉塞の評価のタイミングの時間間隔を短くしても良い。
【００２３】
本実施例では，監視用膜閉塞評価手段１３での膜閉塞評価手段は，膜透過前後の膜間差圧としたが，膜面を壁とする流路の圧力損失としても良いし，膜面の染色および目視・顕微鏡観察による判断でも良いし，表面粗さでも良い。
【００２４】
監視用半透膜処理装置１２では，膜閉塞の兆候の検出を加速することが望ましい。そのため，本工程と同様に一部の被処理水を濃縮水として排出するクロスフローろ過ではなく，全量ろ過としても良い。また，膜面単位面積あたりの透過流量は本工程のそれより大きくすることで，加速しても良い。
【００２５】
本実施例では，本工程における半透膜処理装置５の前段の固形物分離装置の処理工程が，重力沈澱処理である沈澱処理装置３，限外膜ろ過処理の順であったが，重力沈澱処理，マルチメディアフィルタ処理，精密膜ろ過処理，限外膜ろ過処理，砂ろ過処理の少なくとも一つか，又はこれらの組み合わせであれば良い。また，その際の半透膜閉塞監視装置１０における監視用半透膜処理装置１２の前段の固形物分離装置は，本工程における固形物分離装置と同様の組み合わせでも良いし，本実施例のように，半透膜処理装置５の直前の処理のみを採用しても良い。
【００２６】
本実施例では，沈澱処理装置３を省略することで，監視用膜閉塞評価手段１３で本工程よりも早期に膜閉塞を検出・評価できると説明したが，その他，本工程に含まれる貯留タンク等を省略することで，早期に検出・評価が可能である。また，半透膜閉塞監視装置１０は本工程と比較して，一般に小型の装置であり，被処理水の滞留時間は本工程と比較して被処理水の滞留時間は短い。したがって，貯留タンク，沈殿処理装置等がなくても早期の検出・評価は可能である。
【実施例２】
【００２７】
図２は本発明の実施例２の海水淡水化システムの構成図である。本実施例の海水淡水化システムは、実施例１の海水淡水化システムに凝集剤注入量制御手段８を加えた構成である。凝集剤注入量制御手段８は，監視用膜閉塞評価手段１３で評価された状態に基づき，凝集剤注入量を演算し，凝集剤注入装置７からフロック形成装置１への凝集剤注入量を制御する。
【００２８】
本実施例の狙いは，注入する凝集剤が不足し，被処理水中の有機物の除去が不十分な場合に生じる膜閉塞を抑制することである。監視用膜閉塞評価手段１３で監視用膜間差圧を計測する。図３は監視用半透膜処理装置１２で計測される監視用膜間差圧の時間履歴である。あらかじめ与えられた設定膜間差圧計測時間と設定監視用膜間差圧に対して，監視用膜間差圧が，設定膜間差圧計測時間が経過した後に，設定監視用膜間差圧よりも大きい場合，凝集剤の不足により除去されない有機物が半透膜に流入し，膜閉塞の兆候が検出されたと評価する。この場合，凝集剤注入量制御手段８により，凝集剤注入装置７で注入する凝集剤の量を増大する。凝集剤の注入量は，上述の兆候が検出された場合に，一定量の増加としても良い。あるいは，設定膜間差圧計測時間における設定監視用膜間差圧と監視用膜間差圧の差分に比例した増加量としても良いし，差分量と増加量の関係を表す関数や対応表を用いても良い。
【００２９】
ここでの監視用半透膜処理装置１２は，半透膜処理装置５に通水される被処理水が膜閉塞を起こしやすいかどうかを評価する必要があるため，監視用半透膜処理装置１２の膜閉塞試験は，繰り返しの回分試験となる。監視用膜閉塞評価手段１３では，この試験における監視膜間差圧である膜間差圧を計測し，膜閉塞を評価する。１つの監視用半透膜処理装置１２を繰り返し使用しても良い。あるいは複数の監視用半透膜処理装置１２を並列して使用しても良い。複数の場合は実験サイクルの開始時間を揃えても良いし，複数の開始時刻により，膜閉塞の評価のタイミングの時間間隔を短くしても良い。
【００３０】
本実施例では，監視用膜閉塞評価手段１３での膜閉塞評価手段は，膜透過前後の膜間差圧としたが，膜面を壁とする流路の圧力損失としても良いし，膜面の染色および目視・顕微鏡観察による判断でも良いし，表面粗さでも良い。
【００３１】
監視用半透膜処理装置１２では，膜閉塞の兆候の検出を加速することが望ましい。そのため，本工程と同様に一部の被処理水を濃縮水として排出するクロスフローろ過ではなく，全量ろ過としても良い。また，膜面単位面積あたりの透過流量は本工程のそれより大きくすることで，加速しても良い。
【００３２】
本実施例では，本工程における半透膜処理装置５の前段の固形物分離装置の処理工程が，重力沈澱処理である沈澱処理装置３，限外膜ろ過処理の順であったが，重力沈澱処理，マルチメディアフィルタ処理，精密膜ろ過処理，限外膜ろ過処理，砂ろ過処理の少なくとも一つか，又はこれらの組み合わせであれば良い。また，その際の半透膜閉塞監視装置１０における監視用半透膜処理装置１２の前段の固形物分離装置は，本工程における固形物分離装置と同様の組み合わせでも良いし，本実施例のように，半透膜処理装置５の直前の処理のみを採用しても良い。
【００３３】
本実施例では，沈澱処理装置３を省略することで，監視用膜閉塞評価手段１３で本工程よりも早期に膜閉塞を検出・評価できると説明したが，その他，本工程に含まれる貯留タンク等を省略することで，早期に検出・評価が可能である。また，半透膜閉塞監視装置１０は本工程と比較して，一般に小型の装置であり，被処理水の滞留時間は本工程と比較して被処理水の滞留時間は短い。したがって，貯留タンク，沈殿処理装置等がなくても早期の検出・評価は可能である。
【実施例３】
【００３４】
図４は本発明の実施例３の海水淡水化システムの構成図である。本実施例の海水淡水化システムは、実施例２の海水淡水化システムにｐＨ調整装置６と監視用ｐＨ調整装置１４と酸剤注入量制御手段１５を加えた構成である。酸剤注入量制御手段１５は監視用膜閉塞評価手段１３からの信号に基づいて，ｐＨ調整装置６と監視用ｐＨ調整装置１４からそれぞれｐＨ調整剤を注入して被処理水のｐＨを調整する。
【００３５】
本実施例では本工程の半透膜への無機物のスケールの付着を抑制する目的で，ｐＨ調整装置６からｐＨ調整剤を注入することで、被処理水のｐＨ値が6-7程度の設定ｐＨ値となるように調整する。目的は半透膜面上の無機物スケール析出の抑制である。本発明者らの実海水の連続通水実験装置による実験結果から，凝集剤として用いられる塩化第二鉄を過剰に注入した場合，限外膜ろ過で凝集フロックを除去した被処理水においても，ｐＨ調整時にスケールが析出し，膜を汚染することが明らかとなっている。これはｐＨ調整時に鉄（Ｆｅ）の加水分解が促進され，オキシ水酸化鉄等の形態で析出したと考えられる。図５に前処理プロセスによるファウリング指標（ＳＤＩ）への影響を，図６にＳＤＩ試験によるフィルター表面の変化を表す写真を示す。海水を，凝集沈澱処理と限外膜ろ過処理を実施し，ｐＨ値を6.5に調整した。本実施例では、凝集剤にはＦｅＣｌ3溶液を，ｐＨ調整剤には硫酸溶液を用いた。ＳＤＩ試験では精密膜に15分間試験水を通水した。図５では、左側から順番に、原海水のファウリング指数を示し、凝集沈澱処理と限外膜ろ過処理をした処理水のファウリング指標を示し、凝集沈澱処理、限外膜ろ過処理及びｐＨ調整した処理水のファウリング指標を示す。図５におけるそれぞれのＳＤＩを比較すると，原海水と比較して，凝集沈澱処理＋限外膜ろ過処理でＳＤＩが低減し，濁質や有機物等が除去されたものの，ｐＨ調整後にＳＤＩが再度増加している。図６の写真からはｐＨ調整後の被処理水を透過したフィルター（図６（Ｃ））は赤褐色に着色しており，鉄系の化合物の析出があったことが示唆される。
【００３６】
以上より，凝集剤注入装置７で注入した凝集剤が過剰な場合，ｐＨ調整により固形物が析出し，半透膜処理装置５で半透膜を閉塞する場合がある。また，実施例２で述べたように，半透膜の閉塞は凝集剤の注入不足でも引き起こされる。本実施例の目的は，ｐＨ調整を実施する場合の凝集剤の注入量を適正に制御する方法を提供することである。
【００３７】
凝集剤の過剰注入の場合，その析出はｐＨ値の低下によって引き起こされるが，ｐＨ値の低下とともに析出量が増大する。凝集剤の注入不足による濁質，有機物由来の半透膜の閉塞と，凝集剤の過剰注入による析出物による半透膜の閉塞を同時に計測するため，酸剤注入量制御手段１５により監視用のｐＨ値が時間的に連続に低下するようにｐＨ調整剤（ここでは酸剤）を注入する。図７に監視用膜間差圧の圧力履歴を示す。横軸は‐ｐＨで，左から右に時間が経過している。図７の（１）有機物付着大・析出無し，図７の（２）有機物付着小・析出無しは，図３で示した圧力履歴と同様である。図７の（３）析出有りの場合は，海水またはかん水のｐＨ値がある程度低下すると析出量が急激に増加する圧力履歴となる。これらの３つのパターンを区別するため，第１の設定ｐＨ値，第２の設定ｐＨ値，第１の設定膜間差圧値，第２の設定膜間差圧値を設定する。第１の設定ｐＨ値は、第２の設定ｐＨ値よりも大きい値に設定する（第１の設定ｐＨ値＞第２の設定ｐＨ）。第１の設定膜間差圧は、第２の設定膜間差圧よりも小さい値に設定する（第１の設定膜間差圧＜第２の設定膜間差圧）。監視用のｐＨ値が第１の設定ｐＨ値となった際，監視用膜間差圧値＞設定第一膜間差圧値であれば，（１）有機物付着大・析出無しと，監視用膜閉塞評価手段１３で評価し，実施例２の場合と同様に，凝集剤注入量制御手段８により，凝集剤注入装置７で注入する凝集剤の量を増大する。さらに監視用のｐＨ値を低減していき，監視用のｐＨ値が第２の設定ｐＨ値となった際，監視用膜間差圧値＞第２の設定膜間差圧値であれば，凝集剤の過剰注入により（３）析出有りと監視用膜閉塞評価手段１３で評価し，凝集剤注入量制御手段８により，凝集剤注入装置７で注入する凝集剤の量を低減する。監視用膜間差圧値が設定第二膜間差圧値以下の値（監視用膜間差圧値≦設定第二膜間差圧値）であれば，（２）有機物付着小・析出無しと評価し，そのままの設定値で運転を継続する。凝集剤の注入量は，上述の兆候が検出された場合に，一定量の増減としても良い。あるいは，設定膜間差圧計測時間における設定監視用膜間差圧と監視用膜間差圧の差分に比例した増減量としても良いし，差分量と増減量の関係を表す関数や対応表を用いても良い。
【００３８】
ここでの監視用半透膜処理装置１２は，半透膜処理装置５に通水される被処理水が膜閉塞を起こしやすいかどうかを評価する必要があるため，監視用半透膜処理装置１２の膜閉塞試験は，繰り返しの回分試験となる。監視用膜閉塞評価手段１３では，この試験における監視膜間差圧である膜間差圧を計測し，膜閉塞を評価する。１つの監視用半透膜処理装置１２を繰り返し使用しても良い。あるいは複数の監視用半透膜処理装置１２を並列して使用しても良い。複数の場合は実験サイクルの開始時間を揃えても良いし，複数の開始時刻により，膜閉塞の評価のタイミングの時間間隔を短くしても良い。
【００３９】
本実施例では，監視用膜閉塞評価手段１３での膜閉塞評価手段は，膜透過前後の膜間差圧としたが，膜面を壁とする流路の圧力損失としても良いし，膜面の染色および目視・顕微鏡観察による判断でも良いし，表面粗さでも良い。
【００４０】
監視用半透膜処理装置１２では，膜閉塞の兆候の検出を加速することが望ましい。そのため，本工程と同様に一部の被処理水を濃縮水として排出するクロスフローろ過ではなく，全量ろ過としても良い。また，膜面単位面積あたりの透過流量は本工程のそれより大きくすることで，加速しても良い。
【００４１】
本実施例では，本工程における半透膜処理装置５の前段の固形物分離装置の処理工程が，重力沈澱処理である沈澱処理装置３，限外膜ろ過処理の順であったが，重力沈澱処理，マルチメディアフィルタ処理，精密膜ろ過処理，限外膜ろ過処理，砂ろ過処理の少なくとも一つか，これらの組み合わせであれば良い。また，その際の半透膜閉塞監視装置１０における監視用半透膜処理装置の前段の固形物分離装置は，本工程における固形物分離装置と同様の組み合わせでも良いし，本実施例のように，半透膜処理装置５の直前の処理のみを採用しても良い。
【００４２】
本実施例では，沈澱処理装置３を省略することで，監視用膜閉塞評価手段１３で本工程よりも早期に膜閉塞を検出・評価できると説明したが，その他，本工程に含まれる貯留タンク等を省略することで，早期に検出・評価が可能である。また，半透膜閉塞監視装置１０は本工程と比較して，一般に小型の装置であり，被処理水の滞留時間は本工程と比較して被処理水の滞留時間は短い。したがって，貯留タンク，沈殿処理装置等がなくても早期の検出・評価は可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１  フロック形成装置
２  監視用取水部
３  沈殿処理装置
４  限外膜ろ過処理装置
５  半透膜処理装置
６  ｐＨ調整装置
７  凝集剤注入装置
８  凝集剤注入量制御手段
１０  半透膜閉塞監視装置
１１  監視用限外膜ろ過処理装置
１２  監視用半透膜処理装置
１３  監視用膜閉塞評価手段
１４  監視用ｐＨ調整装置
１５  酸剤注入量制御手段
１００  供試水
１０１  淡水
１０２  監視用淡水
１０３  濃縮水
【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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