【手続補正書】
【提出日】平成21年6月3日(2009.6.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離膜の被ろ過液側と透過液側の圧力差（以下、膜間差圧という）を駆動力として、被ろ過液を分離膜によってろ過する膜ろ過方法において、膜ろ過流量（流束）を設定値に制御しつつ膜ろ過を継続する際、膜ろ過抵抗の経時的変化及び／又は膜間差圧の経時的変化を予測する膜ろ過予測方法であって、
膜ろ過予測計算のための数値として、少なくとも、膜ろ過流量（流束）の設定値、膜ろ過抵抗の初期値、および、被ろ過液の上清成分物質量値及び／又は固形成分物質量値を用いること、
少なくとも下記の計算ステップ１と計算ステップ２及び／又は計算ステップ３とを行うことにより、任意の時刻における膜ろ過抵抗値及び／又は膜間差圧値を求めること、
（計算ステップ１）  任意の時刻において分離膜に付着している被ろ過液の上清成分物質量値及び／又は固形成分物質量値を算出する、
（計算ステップ２）  少なくとも、計算ステップ１で求めた分離膜に付着している被ろ過液の上清成分物質量値及び／又は固形成分物質量値を用いて、任意の時刻における膜ろ過抵抗値を算出する、
（計算ステップ３）  少なくとも、計算ステップ１で求めた分離膜に付着している被ろ過液の上清成分物質量値及び／又は固形成分物質量値を用いて、又は、計算ステップ２で求めた膜ろ過抵抗値を用いて、任意の時刻における膜間差圧値を算出する、
さらに、時刻を更新しながら前記計算ステップを繰り返し行うことによって、膜ろ過抵抗の経時的変化、及び／又は、膜間差圧の経時的変化を求めること
を特徴とする膜ろ過予測方法。
【請求項２】
分離膜の被ろ過液側と透過液側の圧力差（以下、膜間差圧という）を駆動力として、被ろ過液を分離膜によってろ過する膜ろ過方法において、膜間差圧を設定値に制御しつつ膜ろ過を継続する際、膜ろ過抵抗の経時的変化及び／又は膜ろ過流量（流束）の経時的変化を予測する膜ろ過予測方法であって、
膜ろ過予測計算のための数値として、少なくとも、膜間差圧の設定値、膜ろ過抵抗の初期値、および、被ろ過液の上清成分物質量値及び／又は固形成分物質量値を用いること、
少なくとも、下記の計算ステップ１と計算ステップ２及び／又は計算ステップ４とを行うことにより、任意の時刻における膜ろ過抵抗値及び／又は膜ろ過流量（流束）を求めること、
（計算ステップ１）  任意の時刻において分離膜に付着している被ろ過液の上清成分物質量値及び／又は固形成分物質量値を算出する、
（計算ステップ２）  少なくとも、計算ステップ１で求めた分離膜に付着している被ろ過液の上清成分物質量値及び／又は固形成分物質量値を用いて、任意の時刻における膜ろ過抵抗値を算出する、
（計算ステップ４）  少なくとも、計算ステップ１で求めた分離膜に付着している被ろ過液の上清成分物質量値及び／又は固形成分物質量値膜を用いて、又は、計算ステップ２で求めた膜ろ過抵抗値を用いて、任意の時刻における膜ろ過流量（流束）値を算出する、
さらに、時刻を更新しながら前記計算ステップを繰り返し行うことによって、膜ろ過抵抗の経時的変化、及び／又は、膜ろ過流量（流束）の経時的変化を求めること
を特徴とする膜ろ過予測方法。
【請求項３】
前記計算ステップ１が、分離膜に付着している被ろ過液の上清成分物質量及び／又は固形成分物質量の、所定時間内における変化量に基づく計算ステップであって、
計算ステップ１における計算式が、被ろ過液の上清成分物及び／又は固形成分物が分離膜に付着する速度の項と、分離膜に付着している被ろ過液の上清成分物及び／又は固形成分物が分離膜から剥離する速度の項とを含み、
前記分離膜に付着する速度は、膜間差圧値若しくは膜ろ過流量（流束）値と、被ろ過液の上清成分物質量値及び／又は固形成分物質量値とを用いて算出され、かつ、
前記分離膜から剥離する速度は、膜間差圧値若しくは膜ろ過流量（流束）値と、分離膜に付着している被ろ過液の上清成分物質量値及び／又は固形成分物質量値とを用いて算出されること
を特徴とする請求項１又は２に記載の膜ろ過予測方法。
【請求項４】
前記計算ステップ１における計算式が、
膜間差圧値若しくは膜ろ過流量（流束）と被ろ過液中の上清成分物質量とに基づいて算出される被ろ過液中の上清成分物質が分離膜へ付着する速度と、膜間差圧値若しくは膜ろ過流量（流束）と分離膜に付着している上清成分物質量及び固形成分物質量に基づいて算出される分離膜から上清成分物質が剥離する速度との差に基づいて、所定時間後の分離膜に付着している被ろ過液の上清成分物質量を計算する計算式を含み、かつ、
膜間差圧値若しくは膜ろ過流量（流束）と被ろ過液中の固形成分物質量とに基づいて算出される被ろ過液中の固形成分が分離膜へ付着する速度と、膜間差圧値若しくは膜ろ過流量（流束）と分離膜に付着している上清成分物質量及び固形成分物質量に基づいて算出される分離膜から固形成分が剥離する速度との差に基づいて、所定時間後の分離膜に付着している被ろ過液の固形成分物質量を計算する計算式を含むことを特徴とする請求項３に記載の膜ろ過予測方法。
【請求項５】
分離膜に付着している被ろ過液の上清成分物及び／又は固形成分物が分離膜から剥離する速度を求める式が、分離膜に付着している被ろ過液の上清成分物質量値及び／又は固形成分物質量値の２次以上の高次関数の項を含むことを特徴とする請求項３又は４に記載の膜ろ過予測方法。
【請求項６】
分離膜に付着している被ろ過液の上清成分物及び／又は固形成分物が分離膜から剥離する速度を求める式が、膜洗浄力値に基づく項を含むことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の膜ろ過予測方法。
【請求項７】
被ろ過液が、微生物を含む混合液であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の膜ろ過予測方法。
【請求項８】
分離膜による被ろ過液のろ過を、膜間差圧を設定値に制御しつつ継続する際に、経時的に変化する膜ろ過抵抗値の時間変化及び／又は膜ろ過流量（流束）値の時間変化を予測するためのコンピュータプログラムであって、
膜間差圧の時系列値、被ろ過液の上清成分物質量の時系列値及び／又は固形成分物質量の時系列値、膜洗浄力の時系列値、分離膜に付着している被ろ過液の上清成分物質量及び／又は固形成分物質量の初期値、および膜ろ過抵抗の初期値を入力するデータ入力手段、
前記データ入力手段で入力された膜間差圧の時系列値、被ろ過液の上清成分物質量の時系列値及び／又は固形成分物質量の時系列値、膜洗浄力の時系列値、分離膜に付着している被ろ過液の上清成分物質量及び／又は固形成分物質量の初期値、および膜ろ過抵抗初期値を記録しておくデータ記録手段、
前記データ記録手段から任意の時刻ｔｉ（ここで、ｉ＝０〜ｎであり、ｔｉ＋１＝ｔｉ＋Δｔｉ、ｔ０＝０、ｎは刻み数を表す自然数。）における膜間差圧値、被ろ過液の上清成分物質量値及び／又は固形成分物質量値、膜洗浄力値、および、時刻ｔ０の場合には分離膜に付着している被ろ過液の上清成分物質量及び／又は固形成分物質量の初期値を読み出し、さらに、時刻ｔ０以外の場合には後述の成分量算出値記録手段によって前記データ記録手段に記録された時刻ｔｉにおける分離膜に付着している被ろ過液の上清成分物質量値及び／又は固形成分物質量値を読み出し、予め記録された付着成分量算出式を用いて、時刻ｔｉ＋１における分離膜に付着している被ろ過液の上清成分物質量値及び／又は固形成分物質量値を算出する成分量算出手段、
前記成分量算出手段で算出された時刻ｔｉ＋１における分離膜に付着している被ろ過液の上清成分物質量値及び／又は固形成分物質量値を記録する成分量算出値記録手段、
次の膜ろ過抵抗算出手段及び／又は膜ろ過流量（流束）算出手段
（膜ろ過抵抗算出手段）  前記データ記録手段から膜ろ過抵抗初期値を読み出し、読み出された膜ろ過抵抗初期値と成分量算出手段で算出された時刻ｔｉ＋１における分離膜に付着している被ろ過液の上清成分中非膜透過物質量値及び／又は固形成分物質量値に基づいて、予め記録された膜ろ過抵抗予測値算出式を用いて、時刻ｔｉ＋１における膜ろ過抵抗の予測値を算出する膜ろ過抵抗算出手段、
（膜ろ過流量（流束）算出手段）  前記データ記録手段から膜ろ過抵抗初期値および時刻ｔｉ＋１における膜間差圧値を読み出し、読み出された膜ろ過抵抗初期値と時刻ｔｉ＋１における膜間差圧値と成分量算出手段で算出された時刻ｔｉ＋１における分離膜に付着している被ろ過液の上清成分物質量値及び／又は固形成分物質量値とに基づいて、予め記録された膜ろ過流量（流束）予測値算出式Ｉを用いて、時刻ｔｉ＋１における膜ろ過流量（流束）の予測値を算出する膜ろ過流量（流束）算出手段Ｉ、又は、前記データ記録手段から時刻ｔｉ＋１における膜間差圧値を読み出し、読み出された時刻ｔｉ＋１における膜間差圧値と、前記膜ろ過抵抗算出手段で算出された時刻ｔｉ＋１における膜ろ過抵抗予測値とに基づいて、予め記録された膜ろ過流量（流束）予測値算出式IIを用いて、時刻ｔｉ＋１における膜ろ過流量（流束）の予測値を算出する膜ろ過流量（流束）算出手段II、
前記膜ろ過抵抗算出手段によって算出された時刻ｔｉ＋１における膜ろ過抵抗の予測値、及び／又は、前記膜ろ過流量（流束）算出手段によって算出された時刻ｔｉ＋１における膜ろ過流量（流束）の予測値を記録する膜ろ過予測値記録手段、
膜ろ過予測値記録手段によって記録された時間ｔ０〜ｔｎにおける前記膜ろ過抵抗の予測値及び／又は膜ろ過流量（流束）の予測値を時系列値として記録する時系列値記録手段、並びに、
前記時系列値記録手段で記録された膜ろ過抵抗予測値の時系列値及び／又は膜ろ過流量（流束）予測値の時系列値を出力する出力手段、
の機能を備えることを特徴とする膜ろ過予測プログラム。
【請求項９】
分離膜による被ろ過液のろ過を、膜ろ過流量（流束）を設定値に制御しつつ継続する際に、経時的に変化する膜ろ過抵抗値の時間変化及び／又は膜間差圧値の時間変化を予測するためのコンピュータプログラムであって、
膜ろ過流量（流束）の時系列値、被ろ過液の上清成分物質量の時系列値及び／又は固形成分物質量の時系列値、膜洗浄力の時系列値、分離膜に付着している被ろ過液の上清成分物質量及び／又は固形成分物質量の初期値、および膜ろ過抵抗の初期値を入力するデータ入力手段、
前記データ入力手段で入力された膜ろ過流量（流束）の時系列値、被ろ過液の上清成分物質量の時系列値及び／又は固形成分物質量の時系列値、膜洗浄力の時系列値、分離膜に付着している被ろ過液の上清成分物質量及び／又は固形成分物質量の初期値、および膜ろ過抵抗初期値を記録しておくデータ記録手段、
前記データ記録手段から任意の時刻ｔｉ（ここで、ｉ＝０〜ｎであり、ｔｉ＋１＝ｔｉ＋Δｔｉ、ｔ０＝０、ｎは刻み数を表す自然数。）における膜ろ過流量（流束）値、被ろ過液の上清成分物質量値及び／又は固形成分物質量値、膜洗浄力値、および、時刻ｔ０の場合には分離膜に付着している被ろ過液の上清成分物質量及び／又は固形成分物質量の初期値を読み出し、さらに、時刻ｔ０以外の場合には後述の成分量算出値記録手段によって前記データ記録手段に記録された時刻ｔｉにおける分離膜に付着している被ろ過液の上清成分物質量値及び／又は固形成分物質量値を読み出し、予め記録された付着成分量算出式を用いて、時刻ｔｉ＋１における分離膜に付着している被ろ過液の上清成分物質量値及び／又は固形成分物質量値を算出する成分量算出手段、
前記成分量算出手段で算出された時刻ｔｉ＋１における分離膜に付着している被ろ過液の上清成分物質量値及び／又は固形成分物質量値を記録する成分量算出値記録手段、
次の膜ろ過抵抗算出手段及び／又は膜間差圧算出手段
（膜ろ過抵抗算出手段）  前記データ記録手段から膜ろ過抵抗初期値を読み出し、読み出された膜ろ過抵抗初期値と成分量算出手段で算出された時刻ｔｉ＋１における分離膜に付着している被ろ過液の上清成分中非膜透過物質量値及び／又は固形成分物質量値に基づいて、予め記録された膜ろ過抵抗予測値算出式を用いて、時刻ｔｉ＋１における膜ろ過抵抗の予測値を算出する膜ろ過抵抗算出手段、
（膜間差圧算出手段）  前記データ記録手段から膜ろ過抵抗初期値および時刻ｔｉ＋１における膜ろ過流量（流束）値を読み出し、読み出された膜ろ過抵抗初期値と時刻ｔｉ＋１における膜ろ過流量（流束）値と成分量算出手段で算出された時刻ｔｉ＋１における分離膜に付着している被ろ過液の上清成分物質量値及び／又は固形成分物質量値とに基づいて、予め記録された膜間差圧予測値算出式Ｉを用いて、時刻ｔｉ＋１における膜間差圧の予測値を算出する膜間差圧算出手段Ｉ、又は、前記データ記録手段から時刻ｔｉ＋１における膜ろ過流量（流束）値を読み出し、読み出された時刻ｔｉ＋１における膜ろ過流量（流束）値と、前記膜ろ過抵抗算出手段で算出された時刻ｔｉ＋１における膜ろ過抵抗予測値とに基づいて、予め記録された膜間差圧予測値算出式IIを用いて、時刻ｔｉ＋１における膜間差圧の予測値を算出する膜間差圧算出手段II、
前記膜ろ過抵抗算出手段によって算出された時刻ｔｉ＋１における膜ろ過抵抗の予測値、及び／又は、前記膜間差圧算出手段によって算出された時刻ｔｉ＋１における膜間差圧の予測値を記録する膜ろ過予測値記録手段、
膜ろ過予測値記録手段によって記録された時間ｔ０〜ｔｎにおける前記膜ろ過抵抗の予測値及び／又は膜間差圧の予測値を時系列値として記録する時系列値記録手段、並びに、
前記時系列値記録手段で記録された膜ろ過抵抗予測値の時系列値及び／又は膜間差圧予測値の時系列値を出力する出力手段、
の機能を備えることを特徴とする膜ろ過予測プログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】膜ろ過予測方法、及び膜ろ過予測プログラム
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、被ろ過液を膜によってろ過する際に発生する膜ろ過抵抗の時間変化、膜ろ過流量の時間変化、膜間差圧の時間変化を予測する方法、及び予測プログラムに関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
そこで、本発明の目的は、被ろ過液を膜によってろ過する際に発生する膜ろ過抵抗、膜ろ過流量、膜間差圧の時間変化を精度良く予測する方法、及び予測プログラムを提供することにある。