CN103288290A

CN103288290A - 水淡化系统以及水淡化处理方法

Info

Publication number: CN103288290A
Application number: CN2013100457563A
Authority: CN
Inventors: 荒户利昭; 隅仓岬; 阴山晃治; 馆隆广
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2012-03-01
Filing date: 2013-02-05
Publication date: 2013-09-11
Also published as: JP2013180234A; WO2013129047A1

Abstract

本发明的水淡化系统(S)是利用逆渗透膜由原水获得淡水的水淡化系统(S)，其具备：有机物同化处理装置(2)，其对原水中所含的有机物进行微细化；生物活性处理装置(3)，其利用微生物的活性使原水中所含的有机物降低；抗菌处理装置(4)，其对原水中所含的所述微生物的浓度进行调整；和逆渗透膜处理装置(5)，其通过逆渗透膜将原水淡化，由此能够抑制逆渗透膜的生物污垢以及抑制逆渗透膜的劣化。

Description

水淡化系统以及水淡化处理方法

技术领域

本发明涉及利用逆渗透膜由海水等获得淡水的水淡化系统以及水淡化处理方法。

背景技术

近年来，由于伴随着地球规模的人口增加以及新兴国家的抬头的造水需求显著化，利用逆渗透膜(Reverse OsmosisMembrane；以下，称为“RO膜”)而从海水等获得淡水的水淡化系统出现增加的趋势变得显著。RO膜由纤维素、聚酰胺等的素材制造，通过对该RO膜施加海水的渗透压的2倍以上的压力，使水通过RO膜的微细孔，能够抑制盐分(主要是NaCl)的透过，来获得淡水。

但是，在利用了RO膜的水淡化系统中，作为使RO膜的透过性能减低的现象，已知有生物污垢。记载着：在生物污垢的生成中，植物浮游生物由来的生体高分子物质产生了较大的作用，例如，非专利文献1中叙述的含有碳的有机物中尤其是含有具有粘着性的多糖类的TEP(Transparent Exopolymer Particles：透明细胞外粒子(透明粒子状有机物))产生了较大的作用。

另外，根据非专利文献2，认为海水中的有机物中的60～80％是1kDa以下的低分子溶解有机物，这些低分子溶解有机物是微生物的生产或者分解相关的物质。

另外，也例举出：在RO膜的膜面上微生物繁殖，进而阻碍RO膜的透过性，使RO膜的膜透过效率减小。微生物在什么样的海水中均生存(存活)，在RO膜的膜面上附着的微生物以海水中的低分子溶解有机物为食饵而进行繁殖，使生物污垢产生、助长，进而导致RO膜的透过性能下降。基于此，在RO膜的生物污垢的生成中，推定低分子溶解有机物是相关物。

这样，为了水淡化系统的高效运行，必需有针对生物污垢的对策。作为生物污垢的对策，有如下的方法，即，通过利用了孔径0.01～0.001μm程度的超滤膜(Ultrafiltration Membrane；以下，称为“UF膜”。)过滤的前处理工序，在RO膜的上游侧使海水中的有机物减少，由此抑制RO膜的透过性能下降的方法(例如，参照专利文献1的图2)。

另外在现有的前处理法中还采取下述的方法，即，对提供给RO膜的供给水(海水)添加作为针对海水中的微生物的灭菌剂的氯气，并根据需要添加凝集剂(例如，硫酸铝)后，通过过滤装置除去污浊物质，为了防止RO膜因氯气而氧化劣化，而添加还原剂(例如，硫酸氢纳)的方法(例如，参照专利文献1的图3)。

专利文献1：JP特表2010-516450号公报

非专利文献1：竹内和久，“海水的前处理、膜污垢-离子交换膜、逆渗透膜-RO海水淡化的前处理、污垢”，日本海水学会志，2009年，第63卷，第6号，p.367-371

非专利文献2：小川浩史，“水环境的溶解有机物海洋中的溶解有机物的动态”，水环境学会志，2011年，第34卷，第5号，p.130-133

但是，即使通过利用了UF膜的前处理工序，也存在不能完全除去海水中的有机物，由于生物污垢，而不能防止RO膜透过性能下降这样的课题。尤其是，UF膜并不能充分地除去低分子溶解有机物。

另外，作为基于微生物的生物污垢抑制对策，认为在对提供给RO膜的供给水进行灭菌后使RO膜通水是其中一个对策，但仅限适用于饮用水等。即，在不以饮用为目的的工业用水(例如，发电站的冷却用淡水)的情况下，仅以基于微生物的生物污垢抑制为目的，而添加灭菌剂、还原剂等将导致淡水生成成本(运行成本)增加，故不是所期望的情形。

另外，在对RO膜的供给水中添加氯气的情况下，由于与供给水中的有机物进行化学反应而生成三卤甲烷。三卤甲烷由于通过RO膜而不完全排除，三卤甲烷的一部分透过RO膜，有可能污染通过水淡化系统所生产的淡水。

另外，几乎所有RO膜由于对氯气等的氧化剂仅有非常有限的耐受性，为了防止由于RO膜的氧化而产生劣化，需对供给水添加还原剂来进行脱氯处理。但是，在还原剂添加后，由于供给水中的氧化力减小，而微生物再次繁殖，菌体自身、其代谢物将在RO膜发生附着，从而发生或者助长生物污垢，进而存在有使RO膜的透过性能下降的可能性。

发明内容

在此，本发明以提供一种能够抑制逆渗透膜的生物污垢并且抑制逆渗透膜劣化的水淡化系统以及水淡化处理方法为课题。

为了解决这样的课题，本发明的水淡化系统是利用逆渗透膜由包含盐分的原水获得淡水的水淡化系统，其特征在于，具备：有机物同化处理单元，其对所述原水中含有的有机物进行微细化；生物活性处理单元，其利用微生物的活性使所述原水中含有的有机物减少；抗菌处理单元，其对所述原水中含有的所述微生物的浓度进行调整；和逆渗透膜处理单元，其通过所述逆渗透膜将所述原水淡化。

另外，为了解决这样的课题，本发明的水淡化处理方法是利用逆渗透膜由包含盐分的原水获得淡水的水淡化处理方法，其特征在于，包括：微细化处理步骤，对所述原水中含有的有机物进行微细化；生物活性处理步骤，针对通过所述微细化处理步骤处理后的所述原水，利用微生物的活性来使所述原水中含有的有机物减少；抗菌处理步骤，对通过所述生物活性处理步骤所处理后的所述原水中含有的所述微生物的浓度进行调整；和逆渗透膜处理步骤，由所述逆渗透膜将通过抗菌处理步骤处理后的所述原水进行淡化。

发明效果

根据本发明，能够提供能抑制逆渗透膜的生物污垢并能抑制逆渗透膜的劣化的水淡化系统以及水淡化处理方法。

附图说明

图1是本实施方式所涉及的海水淡化系统的构成图。

图2是针对前处理水以及生物活性处理水，对相对于通水时间的糖类浓度变化进行对比而表示的曲线图。

图3是针对前处理水、生物活性处理水以及抗菌处理水，对相对于通水时间的ATP以及游离ATP的浓度变化进行对比而表示的曲线图。

图4是针对本实施方式所涉及的海水淡化系统以及比较例所涉及的海水淡化系统，对相对于通水时间的逆渗透膜处理水的流速变化进行对比而表示的曲线图。

图5是比较例所涉及的海水淡化系统的构成图。

具体实施方式

以下，关于实施本发明的方式(以下称为“实施方式”)，适当参照附图进行详细说明。另外，在各图中，对于公共的部分赋予相同的标号并省略其重复的说明。

《本实施方式所涉及的海水淡化系统S》

图1是本实施方式所涉及的海水淡化系统S的构成图。

本实施方式所涉及的海水淡化系统S是从作为海水(或者，盐水)的原水10，利用RO膜(后述的逆渗透膜处理装置5)来除去盐分等而获得作为淡水的逆渗透膜处理水15的系统。

因此，海水淡化系统S具备混入物除去装置1、有机物同化处理装置2、生物活性处理装置3、抗菌处理装置4、逆渗透膜处理装置5、处理水成分分析装置6、以及反洗装置7。

作为对混入物除去装置1所供给的海水的原水10，其通过混入物除去装置1进行除去比较大的混入物的处理，并作为混合物除去原水11而提供给有机物同化处理装置2。

对有机物同化处理装置2所供给的混合物除去原水11将通过有机物同化处理装置2进行按照微生物类易同化的方式使混合物除去原水11中的有机物类实现微细化的处理，作为前处理水12而提供给生物活性处理装置3。另外，前处理水12的一部分提供给处理水成分分析装置6。

对生物活性处理装置3所供给的前处理水12将通过生物活性处理装置3进行下述处理，即，使微生物类进行活性化的同时利用微生物类的活性来分解有机物类，由此使前处理水12中的有机物类实现降低的处理，而后作为生物活性处理水13而提供给抗菌处理装置4。另外，生物活性处理水13的一部分提供给处理水成分分析装置6。

对抗菌处理装置4所供给的生物活性处理水13将通过抗菌处理装置4进行使生物活性处理水13中的微生物类实现降低的处理，而后作为抗菌处理水14而提供给逆渗透膜处理装置5。另外，抗菌处理水14的一部分将提供给处理水成分分析装置6以及反洗装置7。

对逆渗透膜处理装置5所供给的抗菌处理水14将通过逆渗透膜处理装置5进行逆渗透膜处理，而分成作为淡水的逆渗透膜处理水15与将盐分等进行浓缩得到的浓缩排水16。

另外，海水淡化系统S作为用于使其功能能够正常工作的机器，还并设有处理水成分分析装置6以及反洗装置7。

处理水成分分析装置6具有有机物浓度测量装置61与微生物量测量装置62。

反洗装置7具有对各处理装置(生物活性处理装置3、抗菌处理装置4)的清洗条件进行运算的清洗条件运算装置71、以及对各处理装置(生物活性处理装置3、抗菌处理装置4)提供清洗水17a、17b并进行清洗的清洗水供给装置72。

其次，关于海水淡化系统S所具备的各部(各装置)进行说明。

<混入物除去装置1>

混入物除去装置1是除去比较大的混入物的与砂过滤处理相当的装置，从作为海水的原水10中，例如除去1μm～100μm的大小的夹杂物以及/或者浑浊成分。

作为混入物除去装置1，例如，能够利用自然沉淀或具有直径为1μm～100μm的多个孔的膜等。

<有机物同化处理装置2>

有机物同化处理装置2是按照在后级所设置的生物活性处理装置3中易成为微生物类的食饵的方式对混合物除去原水11中的有机物类进行微细化的装置。例如，将有机物类微细化至10kDa以下的低分子有机物。

根据本发明，作为有机物同化处理装置2，只要是孔径0.01～0.001m程度的UF膜、或者与其相当的部件，则可知具有将有机物类进行微细化的效果。

<生物活性处理装置3>

生物活性处理装置3是使前处理水12中的微生物类吸附在生物活性处理剂的表面并使微生物类繁殖，将前处理水12中的有机物类作为食饵而使微生物类进行活性化，由此，使前处理水12中的有机物量降低的装置。

生物活性处理剂的构成材料例如以天然沸石为主成分。天然沸石是具有以Na、Mg、Al、Si、O、Fe、Ca、K等为构成元素的微小细孔的矿物。尤其是期望的是：作为生物活性处理剂而利用的天然沸石的结晶构造是属于发光沸石系。

通过存在于天然沸石粒子的表面以及/或者内部的微小细孔使前处理水12中的微生物类附着，微生物类能将前处理水12中溶解的有机物类(例如，微生物向体外排出的有机物的TEP(透明细胞外粒子)、微生物细胞的构成成分的糖成分等)进行同化分解。

由此，生物活性处理装置3的下游侧的生物活性处理水13在降低有机物浓度、TEP类浓度、以及糖成分浓度等方面有效。

作为生物活性处理装置3，例如，将充填了天然沸石层的生物活性处理塔在垂直方向进行直立设置，由有机物同化处理装置2进行了前处理后的前处理水12从生物活性处理塔的上方向下方通过天然沸石层。

由此，使前处理水12中的有机物类吸附在天然沸石层，能够使生物活性处理水13的有机物量得以降低。

另外，在天然沸石层的微小细孔中，前处理水12中必然存在的微生物类将滞留、繁殖。其后，天然沸石层的微生物类对前处理水12中的微小有机物(低分子溶解有机物)进行同化分解，由此，使生物活性处理水13的微小有机物量(低分子溶解有机物量)降低。

另外，生物活性处理装置3中的生物活性处理塔可以并设单个或者多个。

<抗菌处理装置4>

抗菌处理装置4是通过微生物减少处理剂而使生物活性处理水13中的微生物类降低的装置。

作为微生物减少处理剂，期望例如利用在沸石中担载有对微生物而言具有杀菌、抗菌作用的银而得到的银担载沸石。

作为抗菌处理装置4，例如，将充填了银担载沸石层的抗菌处理塔沿垂直方向进行直立设置，使生物活性处理装置3处理后的生物活性处理水13从抗菌处理塔的上方向下方通过银担载沸石层。

由此，通过银对生物活性处理水13中的微生物类进行杀菌，来使抗菌处理水14的微生物量降低。

另外，关于抗菌处理装置4中的抗菌处理塔，为了进行微生物减少处理剂的清洗、再生而期望并列地设置多个。

<逆渗透膜处理装置5>

逆渗透膜处理装置5是利用RO膜(未图示)，将抗菌处理装置4处理后的抗菌处理水14分离为作为淡水的逆渗透膜处理水15与盐分等浓缩后的浓缩排水16的装置。

<有机物浓度测量装置61(处理水成分分析装置6)>

有机物浓度测量装置61针对流入生物活性处理装置3之前的前处理水12以及通过生物活性处理装置3而处理后的生物活性处理水13，定量分析有机物浓度、TEP浓度、糖类浓度、TOC(Total Organic Carbon；全有机碳)浓度等中的至少一个的装置。另外，有机物浓度测量装置61也可针对通过了抗菌处理装置4而处理后的抗菌处理水14，定量分析有机物浓度、TEP浓度、糖类浓度、TOC浓度等中的至少一个。

有机物浓度测量装置61的测量结果21将发送给反洗装置7的清洗条件运算装置71。

另外，有机物浓度的定量分析例如能够利用石炭酸硫酸法或者高速液体色谱法。另外，TEP浓度的定量分析例如能够利用阿尔新蓝染色吸光度测定法。糖类浓度的定量分析例如能够利用石炭酸硫酸法。TOC浓度的定量分析能够利用燃烧氧化方式、湿式氧化方式。另外，有机物浓度的定量分析也可以利用其他的测定法。

<微生物量测量装置62(处理水成分分析装置6)>

微生物量测量装置62是针对流入至抗菌处理装置4之前的生物活性处理水13以及通过了抗菌处理装置4而处理后的抗菌处理水14，定量分析微生物量的装置。另外，微生物量测量装置62也可以针对流入至生物活性处理装置3之前的前处理水12，定量分析微生物量。

微生物量测量装置62的测量结果22将发送给反洗装置7的清洗条件运算装置71。

另外，在微生物量的定量分析时，通过虫荧光素(luciferin)-荧光素酶(Luciferase)反应法对ATP(AdenosineTriphosphate；三磷酸腺苷)值以及包含ATP的游离ATP值进行定量。另外，微生物量的定量分析也可以利用其他的测定法。

<清洗条件运算装置71、清洗水供给装置72(反洗装置7)>

清洗条件运算装置71由具有计算机、周边电路等的控制器或个人电脑(personal computer)等来构成。清洗条件运算装置71能够以电路构成其功能的至少一部分，清洗条件运算装置71只要能够实现规定的功能即可，对其构成并不限定。

清洗条件运算装置71具有根据从有机物浓度测量装置61发送来的表示生物活性处理装置3的有机物降低能力的测量结果21，来判定生物活性处理装置3可否重复使用的功能。这样，在判定为不可重复使用的情况下，对清洗水供给装置72发送用于清洗生物活性处理装置3的清洗指令23。

接受了清洗指令23的清洗水供给装置72对生物活性处理装置3输送用于清洗生物活性处理装置3的清洗水17a。

另外，清洗条件运算装置71也可以通过定时器定期对清洗水供给装置72发送用于清洗生物活性处理装置3的清洗指令23，从清洗水供给装置72对生物活性处理装置3输送清洗水17a。

另外，清洗条件运算装置71具有根据从微生物量测量装置62发送来的表示抗菌处理装置4的微生物量降低能力的测量结果22，来判定抗菌处理装置4可否重复使用的功能。这样，在判定为不可重复使用的情况下，对清洗水供给装置72发送用于清洗抗菌处理装置4的清洗指令23。

接受了清洗指令23的清洗水供给装置72对抗菌处理装置4输送用于清洗抗菌处理装置4的清洗水17b。

另外，清洗条件运算装置71也可以通过定时器定期对清洗水供给装置72发送用于清洗抗菌处理装置4的清洗指令23，从清洗水供给装置72对抗菌处理装置4输送清洗水17b。

另外，在清洗水供给装置72设置对清洗水17a、17b进行加热的加热器或热泵等的加热单元(未图示)时，作为清洗水17a、17b能够利用温水，可期望更进一步提高生物活性处理装置3、抗菌处理装置4的附着物的溶解等的清洗效果。

另外，清洗水17a、17b优选利用通过抗菌处理装置4而处理后的抗菌处理水14。

其次，对处理水成分分析装置6(有机物浓度测量装置61、微生物量测量装置62)与反洗装置7(清洗条件运算装置71、清洗水供给装置72)的动作关系进行说明。

<清洗条件运算装置71进行的生物活性处理装置3的清洗判定>

随着通水时间的经过，在生物活性处理装置3的天然沸石层内，有机物的分解堆积物、微生物的代谢物等将增大，将使天然沸石的有机物降低性能下降。因此，为了维持生物活性处理装置3的生物活性从而维持有机物降低能力，本实施方式所涉及的海水淡化系统S构成为能够对生物活性处理装置3的天然沸石层进行清洗。

有机物浓度测量装置61随时间经过地对生物活性处理装置3处理后的生物活性处理水13的有机物浓度(随时间经过而连续性)进行测量。生物活性处理水13的有机物浓度的测量结果21从有机物浓度测量装置61发送到清洗条件运算装置71。

清洗条件运算装置71对测量结果21(生物活性处理水13的有机物浓度)是否为规定的阈值C13以上进行判定。在此，规定的阈值C13是用于判定是否需要对生物活性处理装置3进行清洗来使微生物的生物活性能恢复的基准值。

在测量结果21小于规定的阈值C13的情况下，判定无需对生物活性处理装置3进行清洗。

另一方面，在测量结果21为规定的阈值C13以上的情况下，判定为需进行生物活性处理装置3的清洗，清洗条件运算装置71对清洗水供给装置72发送用于指示生物活性处理装置3的清洗的清洗指令23。

清洗水供给装置72在接收到用于指示进行生物活性处理装置3的清洗的清洗指令23后，对生物活性处理装置3输送清洗水17a。由此，对生物活性处理装置3进行清洗，进行天然沸石层的再生。

<清洗条件运算装置72所进行的抗菌处理装置4的清洗判定>

随着通水时间的经过，在抗菌处理装置4的银担载沸石层内，有机物的分解堆积物、微生物的代谢物等将增大，从而使银担载沸石层的微生物降低性能有所下降。

因此，本实施方式所涉及的海水淡化系统S为了维持抗菌处理装置4的微生物降低能力，能够对抗菌处理装置4的银担载沸石层进行清洗。

微生物量测量装置62对抗菌处理装置4处理后的抗菌处理水14的微生物量随时间经过地(随时间经过连续性)进行测量。抗菌处理水14的微生物量的测量结果22从微生物量测量装置62发送给清洗条件运算装置71。

清洗条件运算装置71对测量结果22(抗菌处理水14的微生物量)是否为规定的阈值B14以上进行判定。在此，规定的阈值B14是用于判定是否需要对抗菌处理装置4进行清洗以使微生物降低性能恢复的基准值，其与上述的是否对生物活性处理装置3进行清洗的规定的阈值C13不同地另行设定。

在测量结果22小于规定的阈值B14的情况下，判定为不必进行抗菌处理装置43的清洗。

另一方面，在测量结果22为规定的阈值B14以上的情况下，判定为需要进行抗菌处理装置4的清洗，清洗条件运算装置71对清洗水供给装置72发送用于指示抗菌处理装置4的清洗的清洗指令23。

清洗水供给装置72在接收到用于指示抗菌处理装置4的清洗的清洗指令23后，对抗菌处理装置4输送清洗水17b。由此，抗菌处理装置4被清洗，进行银担载沸石层的再生。

《本实施方式所涉及的海水淡化系统S的作用/效果》

关于本实施方式所涉及的海水淡化系统S(参照图1)的作用/效果，基于与比较例所涉及的海水淡化系统Sc(参照后述的图5)进行对比来说明。

<本实施方式所涉及的海水淡化系统S的构成例>

首先，本实施方式所涉及的海水淡化系统S(参照图1)的各部(各装置)按照以下方式构成。

使用混入物除去装置1，从原水10中除去夹杂物以及/或者浑浊成分。

有机物同化处理装置2使用50kDa分子透过用的UF膜，以透过速度1m/d使混合物除去原水11进行透过。

生物活性处理装置3的生物活性处理剂以日东粉化工业株式会社制天然沸石(产品名：日东沸石ZO块·15-30)为原料，将其粉碎并分级，使用了筛选得到的直径为0.85mm～2.4mm的沸石。生物活性处理装置3中所使用的沸石的结晶构造是以发光沸石为主的结晶构造。另外，本发明的效果只要具有以发光沸石为主的结晶构造的沸石，并不限于上述产品。

生物活性处理装置3按照在断面积D为30cm²的柱状物中充填所述天然沸石(生物活性处理剂)以使得作为柱状物的轴方向的长度的层高H成为5cm，以流量Q为1.5L/h(升/时)使前处理水12从柱状物的下方向上流动。

在此，通水试验中的柱状物内的线速度LV(linear velocity)，空间速度SV(space velocity)分别以式(1)、(2)来求取。

LV＝Q/D …(1)

SV＝LV/H …(2)

本试验中，线速度LV＝50[cm/h]，空间速度SV＝10[h^-1]。

抗菌处理装置4的微生物减少处理剂使用了以日东粉化工业株式会社制天然沸石(产品名：日东沸石ZO块·15-30)为原料，将其粉碎并分级，对筛选得到的直径为0.85mm～2.4mm的沸石粒子滴下硝酸银水溶液并使其浸渗，在大气中进行加热而烧制而成的材料。这样地，在抗菌处理装置4所使用的微生物减少处理剂是担载了氧化银的沸石，银的担载量为每沸石单位克5wt。

抗菌处理装置4在断面积D为30cm²的柱状物中充填所述银担载沸石(微生物减少处理剂)，以使得作为柱状物的轴方向的长度的层高H为5cm，以流量Q为1.5L/h(升/时)使生物活性处理水13从柱状物的下面向上面进行流动。

对逆渗透膜处理装置5所供给的供给水(抗菌处理水14)的通水量设为1.2L/h。另外，供给压力设为7MPa。

<比较例所涉及的海水淡化系统Sc的构成例>

其次，对比较例所涉及的海水淡化系统Sc进行说明。图5是比较例所涉及的海水淡化系统Sc的构成图。

比较例所涉及的海水淡化系统Sc是从作为海水的原水10，利用RO膜(逆渗透膜处理装置5)，分离为作为淡水的逆渗透膜处理水15c与盐分等被浓缩的浓缩排水16c的系统，具备混入物除去装置1、有机物同化处理装置2、逆渗透膜处理装置5。

即，作为向逆渗透膜处理装置5供给的供给水，本实施方式所涉及的海水淡化系统S中，供给已通过混入物除去装置1、有机物同化处理装置2、生物活性处理装置3、以及抗菌处理装置4而进行处理后的抗菌处理水14，相对于此，在比较例所涉及的海水淡化系统Sc中，供给已通过混入物除去装置1以及有机物同化处理装置2而进行处理后的前处理水12，在这点上是不同的。

比较例所涉及的海水淡化系统Sc的混入物除去装置1、有机物同化处理装置2以及逆渗透膜处理装置5的构成以及通水条件与本实施方式所涉及的海水淡化系统S的混入物除去装置1、有机物同化处理装置2以及逆渗透膜处理装置5的构成以及通水条件相同，省略说明。

<海水淡化系统S(本实施方式)与海水淡化系统Sc(比较例)的对比>

关于本实施方式所涉及的海水淡化系统S(参照图1)以及比较例所涉及的海水淡化系统Sc(参照图5)，在图2至图4中表示进行了通水试验的结果的一个示例。

图2是针对前处理水12以及生物活性处理水13，对相对于通水时间的糖类浓度变化进行对比并表示的曲线图。

在此，是以分子的大小为1kDa以上的糖类(与糖羰酸相当)的浓度作为分析项目，以高纯度试剂的褐藻酸作为标准物质，利用石炭酸硫酸法进行的。另外，该糖类浓度分析与有机物浓度测量装置61(参照图1)的定量分析相当。

1kDa以上的糖类的浓度与海水中所含的有机物全量的浓度呈现正的相关。因此，作为表示有机物浓度的指标，进行针对1kDa以上的糖类的糖类浓度分析。

如图2所示，生物活性处理水13与前处理水12相比较可知，1kDa以上的糖类的浓度减少，所含的有机物全量的浓度也减少。即，本实施方式所涉及的海水淡化系统S能够通过生物活性处理装置3使前处理水12中的有机物类降低。

另外，关于对生物活性处理水13由抗菌处理装置4进行处理后的抗菌处理水14，与前处理水12比较，可知有机物类降低。

这样地，本实施方式所涉及的海水淡化系统S中的逆渗透膜处理装置5的供给水(抗菌处理水14)与比较例所涉及的海水淡化系统Sc中的逆渗透膜处理装置5的供给水(前处理水12)比较，能够使有机物量降低。

图3是针对前处理水12、生物活性处理水13以及抗菌处理水14，对相对于通水时间的ATP以及游离ATP的浓度变化进行对比而表示的曲线图。

在此，以ATP以及游离ATP的浓度(以下，总称为ATP浓度。)作为分析项目，利用虫荧光素-荧光素酶反应法来进行。另外，该ATP浓度分析与微生物量测量装置62(参照图1)的定量分析相当。

ATP是在需要能量的生物体的反应过程中所必需使用的基本成分，ATP值成为海水中现存的微生物量的指标。另外，游离ATP是表示包含ATP的现存微生物以外(微生物所存在的痕迹)的值。

如图3所示可知，前处理水12的ATP浓度平均约为0.01nmol/L。相对于此，生物活性处理水13中的ATP浓度至通水时间约为200时间为止，为0.06～0.08nmol/L，生物活性处理装置3中成为生物活性。

另外，抗菌处理水14与生物活性处理水13比较，ATP浓度减少，所含的微生物量的浓度也减少。即，可知：本实施方式所涉及的海水淡化系统S通过抗菌处理装置4能够使生物活性处理水13中的微生物类降低。

图4是针对本实施方式所涉及的海水淡化系统S以及比较例所涉及的海水淡化系统Sc，对相对于通水时间的逆渗透膜处理水的流速变化进行对比而表示的曲线图。

作为透过逆渗透膜处理装置5的RO膜的透过水的逆渗透膜处理水15、15c的透过流速是表现RO膜的生物污垢的程度的指标，随着相对于通水时间的透过流速的减少变化的梯度越大，意味着生物污染越发进行。

作为透过水的逆渗透膜处理水15、15c的透过流速，基于每单位时间的透过水量与RO膜的有效膜面积，用以下的式(3)表示。

透过流速＝每单位时间的透过水量/有效膜面积…(3)

本实施方式的透过流速的经时变化(透过流速的减小速度)，即，图4中实线所示的本实施方式的相对于通水时间的透过流速的倾斜度为-4.5×10^-5[(m/d)/h]。

另一方面，比较例的透过流速的随时间变化(透过流速的减小速度)，即，图4中以虚线所示的比较例的相对于通水时间的透过流速的倾斜度为-2.5×10^-4[(m/d)/h]。

如图4所示，本实施方式所涉及的海水淡化系统S与比较例所涉及的海水淡化系统Sc相比较，能够抑制RO膜的生物污垢且能够抑制RO膜的透过性能下降，由此，能够减少RO膜的化学清洗频度、更换频度，能够实现海水淡化系统S的长寿命化。

另外，本实施方式所涉及的海水淡化系统S由于作为氧化剂而不是添加氯气的构成，能够防止因氧化剂导致的RO膜的劣化，并且，能够防止因氯气与有机物进行化学反应而导致生成三卤甲烷。

另外，如图3所示，与前处理水12(比较例的供给水)相比较，尽管抗菌处理水14(本实施方式的供给水)中的微生物量(ATP浓度)高，如图4所示，与以前处理水12作为供给水的海水淡化系统Sc(比较例)相比较，以抗菌处理水14作为供给水的海水淡化系统S(本实施方式)能够抑制生物污垢。

这表示在生物活性处理装置3中，不仅能够降低了图2所示的1kDa以上的糖类，也降低了不足1kDa的糖类。

如非专利文献2所示，海水中的有机物中60～80％是1kDa以下的低分子溶解有机物，这些低分子溶解有机物认为是微生物的生产或者分解所涉及的物质。根据本实施方式所涉及的海水淡化系统S，从对RO膜所供给的供给水(抗菌处理水14)中，即使针对现有技术未能够除去的1kDa以下的低分子溶解有机物，也能够通过生物活性处理装置3中的微生物类所进行的同化分解而进行除去，从而能够抑制RO膜的生物污垢。

《变形例》

另外，本实施方式所涉及的海水淡化系统S并不限于上述实施方式的构成，可在未脱离发明的宗旨的范围内进行各种的变更。

虽已说明本实施方式所涉及的海水淡化系统S是从海水(原水10)获得淡水(逆渗透膜处理水15)的系统，但不限于此。例如，也可以是从盐水(原水10)获得淡水(逆渗透膜处理水15)的盐水淡化系统。

虽说明了清洗条件运算装置71通过判定测量结果21(生物活性处理水13的有机物浓度)是否为规定的阈值C13以上来判定是否清洗生物活性处理装置3，但不限于此。

例如，清洗条件运算装置71也可以是下述构成，即，将对生物活性处理装置3所供给的前处理水12与通过生物活性处理装置3处理后的生物活性处理水13的有机物浓度作为测量结果21而从有机物浓度测量装置61进行取得，基于按照前处理水12的每一有机物浓度而设定的阈值图或阈值表来决定规定的阈值C13_12，来判定生物活性处理水13的有机物浓度是否为所决定的阈值C13_12以上。

通过这样的构成，即使作为海水的原水10的有机物浓度的变化较大的情况下也能够对应。

另外，例如，清洗条件运算装置71也可以是下述构成，即，将对生物活性处理装置3所供给的前处理水12、通过生物活性处理装置3处理后的生物活性处理水13、以及通过抗菌处理装置4处理后的抗菌处理水14的有机物浓度作为测量结果21从有机物浓度测量装置61中取得，基于按照前处理水12的每一有机物浓度而设定的阈值图、阈值表来决定规定的阈值C13_12以及C14_12。接着，清洗条件运算装置71判定是否满足生物活性处理水13的有机物浓度是否为所决定的阈值C13_12以上、以及抗菌处理水14的有机物浓度是否为所决定的阈值C14_12以上中的至少一方。

通过这样的构成，即使作为海水的原水10的有机物浓度的变化较大的情况下也能够进行对应，并且，能够对作为逆渗透膜处理装置5的供给水而供给的抗菌处理水14的有机物浓度进行监视并判定是否要对生物活性处理装置3进行清洗，能够更好地抑制RO膜的生物污垢。

虽说明了清洗条件运算装置71通过判定测量结果22(抗菌处理水14的微生物量)是否为规定的阈值B14以上来判定是否要对抗菌处理装置4进行清洗，但不限于此。

例如，清洗条件运算装置71也可以是下述构成，即，将对抗菌处理装置4所供给的生物活性处理水13和通过抗菌处理装置4处理后的抗菌处理水14的微生物量作为测量结果22从微生物量测量装置62中取得，基于按照生物活性处理水13的每一微生物量而设定的阈值图、阈值表来决定规定的阈值B14_13，来判定抗菌处理水14的微生物量是否为所决定的阈值B14_13以上。

通过这样的构成，即使作为海水的原水10的微生物量的变化较大的况下也进行对应。

另外，例如，清洗条件运算装置71也可以是下述构成，即，将对生物活性处理装置3所供给的前处理水12、通过生物活性处理装置3处理且对抗菌处理装置4所供给的生物活性处理水13、以及通过抗菌处理装置4处理后的抗菌处理水14的微生物量作为测量结果22而从微生物量测量装置62中取得，基于按照前处理水12的每一微生物量而设定的阈值图、阈值表来决定规定的阈值B14_12以及基于按照生物活性处理水13的每一微生物量而设定的阈值图、阈值表来决定规定的阈值B14_13。接着，清洗条件运算装置71判定是否满足抗菌处理水14的微生物量是否为所决定的阈值B14_12以上、以及抗菌处理水14的微生物量是否为所决定的阈值B14_13以上中的至少一方。

虽说明了清洗条件运算装置71基于有机物浓度测量装置61的测量结果21(生物活性处理水13的有机物浓度等)来判定是否要对生物活性处理装置3进行清洗，但不限于此。

例如也可以是通过微生物量测量装置62对生物活性处理水13的微生物量、菌体浓度、ATP浓度等进行定量由此来进行生物活性处理装置3的清洗的判断。例如，如图3所示，能够在通水时间约超过230小时的附近，判定生物活性处理水13的ATP浓度减少，生物活性处理装置3中生物活性减小。生物活性处理装置3中的生物活性减小时，同化分解能力减小，如图2所示，生物活性处理水13的有机物浓度上升。这样也可以检测生物活性处理装置3中的生物活性的状态，来进行是否进行生物活性处理装置3的清洗的判断。

标号说明

S 海水淡化系统(水淡化系统)

1 混入物除去装置

2 有机物同化处理装置(有机物同化处理单元)

3 生物活性处理装置(生物活性处理单元)

4 抗菌处理装置(抗菌处理单元)

5 逆渗透膜处理装置(逆渗透膜处理单元)

6 处理水成分分析装置

61 有机物浓度测量装置(有机物浓度测量单元)

62 微生物量测量装置(微生物量测量单元)

7 反洗装置

71 清洗条件运算装置(第1清洗条件判断单元、第2清洗条件判断单元)

72 清洗水供给装置(第1清洗水供给单元、第2清洗水供给单元)

10 原水

11 混合物除去原水(原水)

12 前处理水(原水)

13 生物活性处理水(原水)

14 抗菌处理水(原水)

15 逆渗透膜处理水(淡水)

16 浓缩排水

17a、17b 清洗水

21 测量结果

22 测量结果

23 清洗指令

Claims

1.一种水淡化系统，利用逆渗透膜从包含盐分的原水获得淡水，其特征在于，具备：

有机物同化处理单元，其对所述原水中含有的有机物进行微细化；

生物活性处理单元，其利用微生物的活性使所述原水中含有的有机物减少；

抗菌处理单元，其对所述原水中含有的所述微生物的浓度进行调整；和

逆渗透膜处理单元，其通过所述逆渗透膜对所述原水进行淡化。

2.根据权利要求1所述的水淡化系统，其特征在于，

所述生物活性处理单元与所述有机物同化处理单元相比而配置在后级，并且与所述逆渗透膜处理单元相比而配置在前级。

3.根据权利要求1所述的水淡化系统，其特征在于，

所述抗菌处理单元与所述生物活性处理单元相比而配置在后级，并且与所述逆渗透膜处理单元相比而配置在前级。

4.根据权利要求1所述的水淡化系统，其特征在于，

所述生物活性处理单元具有生物活性处理剂，该生物活性处理剂使所述原水中含有的所述微生物附着，利用该微生物的活性使所述原水中含有的有机物减少。

5.根据权利要求4所述的水淡化系统，其特征在于，

所述生物活性处理剂由天然沸石构成。

6.根据权利要求1所述的水淡化系统，其特征在于，

所述抗菌处理单元具有微生物减少处理剂，该微生物减少处理剂使所述原水中含有的所述微生物的浓度降低。

7.根据权利要求5所述的水淡化系统，其特征在于，

所述微生物减少处理剂由将银化合物担载于沸石的银担载沸石构成。

8.根据权利要求4或5所述的水淡化系统，其特征在于，

所述水淡化系统还具备：

有机物浓度测量单元，其至少对通过所述生物活性处理单元处理后的所述原水中的有机物浓度进行测量；

第1清洗条件判断单元，其基于由所述有机物浓度测量单元获得的所述原水中的有机物浓度，来判断所述生物活性处理剂能否反复使用；和

第1清洗水供给单元，其基于所述第1清洗条件判断单元的判断结果，对所述生物活性处理单元提供清洗水。

9.根据权利要求4或5所述的水淡化系统，其特征在于，

所述水淡化系统还具备：

微生物量测量单元，其至少对通过所述抗菌处理单元处理后的所述原水中的微生物量进行测量；

第2清洗条件判断单元，其基于由所述微生物量测量单元获得的所述原水中的微生物量，来判断所述微生物减少处理剂能否反复使用；

第2清洗水供给单元，其基于所述第2清洗条件判断单元的判断结果，对所述抗菌处理单元提供清洗水。

10.一种水淡化处理方法，利用逆渗透膜从包含盐分的原水获得淡水，其特征在于，包括：

微细化处理步骤，对所述原水中含有的有机物进行微细化；

生物活性处理步骤，针对通过所述微细化处理步骤处理后的所述原水，利用微生物的活性来使该原水中含有的有机物减少；

抗菌处理步骤，对通过所述生物活性处理步骤处理后的所述原水中含有的所述微生物的浓度进行调整；和

逆渗透膜处理步骤，由所述逆渗透膜对通过抗菌处理步骤处理后的所述原水进行淡化。