JP6607319B2 - 分離膜モジュールの詰まり箇所特定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、造水システム及び造水方法 - Google Patents

分離膜モジュールの詰まり箇所特定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、造水システム及び造水方法 Download PDF

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Description

本発明は、河川水・湖水・海水などの自然水や下廃水・工業排水を処理する分離膜モジュール、造水システムに関するものである。
膜分離法は、省エネルギー・スペース、およびろ過水質向上等の特長を有するため、様々な分野での使用が拡大している。例えば、精密ろ過膜や限外ろ過膜を河川水や地下水や下水処理水から工業用水や水道水を製造する浄水プロセスへの適用や、海水淡水化逆浸透膜処理工程における前処理や、食品工業分野での製造プロセスへの適用があげられる。
被処理水を膜ろ過すると、処理水量に伴って、膜表面や膜細孔内及び分離膜モジュール内に汚染物質の蓄積量が増大していき、処理水量の低下あるいは差圧の上昇が問題となってくる。
そこで、膜の１次側に気泡を導入し、膜を揺動させ、膜同士を触れ合わせることにより膜表面の付着物質を掻き落とす空気洗浄や、膜のろ過方法とは逆方向に処理水あるいは清澄水を圧力で押し込み、膜表面や膜細孔内に付着していた汚染物質を排除する逆圧洗浄、空気洗浄と逆圧洗浄を同時に行う空逆同時洗浄等の物理洗浄が実用化されている。
さらに安定的かつ長期間の膜ろ過連続運転を行うため、特許文献１、２には、ろ過時の膜差圧の測定値に応じて、逆圧洗浄の洗浄時間を制御する、または逆圧洗浄や空気洗浄などの物理洗浄頻度を制御する方法が提案されている。
日本国特開平１１−１６９８５１号公報 日本国特開平１１−０１９４８５号公報
しかし、特許文献１、２に記載された膜ろ過差圧に応じた洗浄時間・頻度など物理洗浄制御を実施しても分離膜モジュール内の同じ部位のみ洗浄され、洗浄が不十分となる箇所が発生し、膜ろ過の運転を十分に安定化できないといった問題があった。
本発明は、分離膜モジュール内の蓄積物質を効率的に除去し、安定運転可能となる造水システムを提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明は、次の特徴を有するものである。
（１）被処理水を分離膜を有する分離膜モジュールによってろ過し、処理水を得る造水システムにおける分離膜モジュールの詰まり箇所を特定するため、コンピュータを、分離膜モジュール下部の抵抗、中空糸膜のろ過抵抗、分離膜モジュール上部の抵抗から分離膜モジュールの詰まり箇所を特定する詰まり箇所特定手段として機能させることを特徴とする、分離膜モジュールの詰まり箇所特定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
分離膜モジュールは、分離膜である中空糸膜が挿入された筒型ケースから構成され、１次側であるその下部に被処理水供給ノズルが設けられ、２次側である上部に処理水排出ノズルが設けられ、中空糸膜の外側である１次側と連通する逆洗排水を排出するノズルが筒型ケースの側面上部に設けられ、
前記コンピュータを、分離膜モジュールの１次側に被処理水を供給する工程における分離膜モジュールの１次側入口側と１次側出口側の圧力の差分（第１抵抗Ｒ１）、被処理水を分離膜モジュールの１次側から２次側へと圧送するろ過工程における分離膜モジュールの１次側入口と２次側出口の圧力の差分（第２抵抗Ｒ２）、分離膜モジュールの２次側から１次側へ透過させる逆圧洗浄工程における分離膜モジュールの１次側入口側と１次側出口側の圧力の差分（第３抵抗Ｒ３）を演算する差分演算手段と、前記差分演算手段で得られた前記第１抵抗Ｒ１、前記第２抵抗Ｒ２、前記第３抵抗Ｒ３を用いＲ１−Ｒ３、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の演算により得られた値の各初期値からの変化量または変化率により前記分離膜モジュールの詰まり箇所を特定する詰まり箇所特定手段として機能させることを特徴とする、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（２）被処理水を分離膜を有する分離膜モジュールによってろ過し、処理水を得る造水システムにおける分離膜モジュールの詰まり箇所を特定するため、コンピュータを、分離膜モジュール下部の抵抗、中空糸膜のろ過抵抗、分離膜モジュール上部の抵抗から分離膜モジュールの詰まり箇所を特定する詰まり箇所特定手段として機能させることを特徴とする、分離膜モジュールの詰まり箇所特定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
分離膜モジュールは、分離膜である中空糸膜が挿入された筒型ケースから構成され、１次側であるその下部に被処理水供給ノズルが設けられ、２次側である上部に処理水排出ノズルが設けられ、中空糸膜の外側である１次側と連通する逆洗排水を排出するノズルが筒型ケースの側面上部に設けられ、
前記コンピュータを、分離膜モジュールの１次側に被処理水を供給する工程における分離膜モジュールの１次側入口側と１次側出口側の圧力の差分（第１抵抗Ｒ１）、被処理水を分離膜モジュールの１次側から２次側へと圧送するろ過工程における分離膜モジュールの１次側入口と２次側出口の圧力の差分（第２抵抗Ｒ２）、分離膜モジュールの２次側から１次側へ透過させる逆圧洗浄工程における分離膜モジュールの１次側入口側と２次側出口側の圧力の差分（第３抵抗Ｒ３’）を演算する差分演算手段と、前記差分演算手段で得られた前記第１抵抗Ｒ１、前記第２抵抗Ｒ２、前記第３抵抗Ｒ３’を用い（Ｒ１＋Ｒ２）−Ｒ３’、（Ｒ１＋Ｒ３’）−Ｒ２、（Ｒ２＋Ｒ３’）−Ｒ１の演算により得られた値の各初期値からの変化量または変化率により前記分離膜モジュールの詰まり箇所を特定する詰まり箇所特定手段として機能させることを特徴とする、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（３）前記コンピュータを、Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化量、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化量、Ｒ３の初期値からの変化量を記録する変化量記録手段と、前記変化量記録手段から変化量を比較する変化量比較手段として機能させるとともに、前記変化量比較手段の結果が、Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化量がＲ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化量およびＲ３の初期値からの変化量よりも大きい場合、前記分離膜モジュール内の１次側の液面を上下させつつ空気洗浄を行う制御ａ、排水工程の工程時間を長くする制御ｂ、排水工程時に分離膜モジュールの１次側をエアにより加圧し、排水する加圧排水を行う制御ｃの少なくとも一つを選択する制御手段、としてさらに機能させることを特徴とする、（１）に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（４）前記コンピュータを、Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化率、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化率、Ｒ３の初期値からの変化率を記録する変化率記録手段、前記変化率記録手段から変化率を比較する変化率比較手段として機能させるとともに、前記変化率比較手段の結果が、Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化率がＲ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化率およびＲ３の初期値からの変化率よりも大きい場合、前記分離膜モジュール内の１次側の液面を上下させつつ空気洗浄を行う制御ａ、排水工程の工程時間を長くする制御ｂ、排水工程時に分離膜モジュールの１次側をエアにより加圧し、排水する加圧排水を行う制御ｃの少なくとも一つを選択する制御手段、としてさらに機能させることを特徴とする、（１）に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（５）前記コンピュータを、Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化量、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化量、Ｒ３の初期値からの変化量を記録する変化量記録手段と、前記変化量記録手段から変化量を比較する変化量比較手段として機能させるとともに、前記変化量比較手段の結果が、Ｒ３の初期値からの変化量が、Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化量およびＲ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化量よりも大きい場合、前記分離膜モジュールの洗浄排水を排出するノズルから逆方向に被処理水を供給する制御ｄ、分離膜モジュールの１次側の水を排出し空の状態とした後に、逆圧洗浄ポンプ７を稼働し、分離膜モジュールを洗浄する制御ｅの少なくとも一つを選択する制御手段、としてさらに機能させることを特徴とする、（１）に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（６）前記コンピュータを、Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化率、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化率、Ｒ３の初期値からの変化率を記録する変化率記録手段と、前記変化率記録手段から変化率を比較する変化率比較手段として機能させるとともに、前記変化率比較手段の結果が、Ｒ３の初期値からの変化率がＲ１−Ｒ３の初期値からの変化率およびＲ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化率よりも大きい場合、前記分離膜モジュールの洗浄排水を排出するノズルから逆方向に被処理水を供給する制御ｄ、分離膜モジュールの１次側の水を排出し空の状態とした後に、逆圧洗浄ポンプ７を稼働し、分離膜モジュールを洗浄する制御ｅの少なくとも一つを選択する制御手段、としてさらに機能させることを特徴とする、（１）に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（７）前記コンピュータを、Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化量、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化量、Ｒ３の初期値からの変化量を記録する変化量記録手段と、前記変化量記録手段から変化量を比較する変化量比較手段として機能させるとともに、前記変化量比較手段の結果が、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化量がＲ１−Ｒ３の初期値からの変化量およびＲ３の初期値からの変化量よりも大きい場合、分離膜モジュールに薬液を供給して分離膜モジュールの洗浄を実施する制御ｆ、逆圧洗浄時間、空洗時間の少なくとも一つを変更する制御ｇ、逆圧洗浄工程時の逆圧洗浄流量、空洗工程時のエア量の少なくとも一つを変更する制御ｈの少なくとも一つを選択する制御手段、としてさらに機能させることを特徴とする、（１）に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（８）前記コンピュータを、Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化率、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化率、Ｒ３の初期値からの変化率を記録する変化率記録手段と、前記変化率記録手段から変化率を比較する変化率比較手段として機能させるとともに、前記変化率比較手段の結果が、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化率がＲ１−Ｒ３の初期値からの変化率およびＲ３の初期値からの変化率よりも大きい場合、分離膜モジュールに薬液を供給して分離膜モジュールの洗浄を実施する制御ｆ、逆圧洗浄時間、空洗時間の少なくとも一つを変更する制御ｇ、逆圧洗浄工程時の逆圧洗浄流量、空洗工程時のエア量の少なくとも一つを変更する制御ｈの少なくとも一つを選択する制御手段、としてさらに機能させることを特徴とする、（１）に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（９）前記コンピュータを、前記ろ過工程および洗浄工程の運転データを記録する運転データ記録手段と、前記ろ過工程と前記洗浄工程それぞれに運転データの記録周期を異なる周期に設定する記録周期設定手段としてさらに機能させることを特徴とする、（１）に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（１０）被処理水を分離膜を有する分離膜モジュールによってろ過し、処理水を得る造水システムにおいて、前記造水システムはコンピュータを備え、前記コンピュータを、分離膜モジュール下部の抵抗、中空糸膜のろ過抵抗、分離膜モジュール上部の抵抗から分離膜モジュールの詰まり箇所を特定する詰まり箇所特定手段として機能させることを特徴とする、分離膜モジュールの詰まり特定することを特徴とする造水システムであって、
分離膜モジュールは、分離膜である中空糸膜が挿入された筒型ケースから構成され、１次側であるその下部に被処理水供給ノズルが設けられ、２次側である上部に処理水排出ノズルが設けられ、中空糸膜の外側である１次側と連通する逆洗排水を排出するノズルが筒型ケースの側面上部に設けられ、
前記コンピュータを、分離膜モジュールの１次側に被処理水を供給する工程における分離膜モジュールの１次側入口側と１次側出口側の圧力の差分（第１抵抗Ｒ１）、被処理水を分離膜モジュールの１次側から２次側へと圧送するろ過工程における分離膜モジュールの１次側入口と２次側出口の圧力の差分（第２抵抗Ｒ２）、分離膜モジュールの２次側から１次側へ透過させる逆圧洗浄工程における分離膜モジュールの１次側入口側と１次側出口側の圧力の差分（第３抵抗Ｒ３）を演算する差分演算手段として機能させ、前記差分演算手段で得られた前記第１抵抗Ｒ１、前記第２抵抗Ｒ２、前記第３抵抗Ｒ３を用いＲ１−Ｒ３、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の演算により得られた値の各初期値からの変化量または変化率により前記分離膜モジュールの詰まり箇所を特定することを特徴とする、造水システム。
（１１）被処理水を分離膜を有する分離膜モジュールによってろ過し、処理水を得る造水システムにおいて、前記造水システムはコンピュータを備え、前記コンピュータを、分離膜モジュール下部の抵抗、中空糸膜のろ過抵抗、分離膜モジュール上部の抵抗から分離膜モジュールの詰まり箇所を特定する詰まり箇所特定手段として機能させることを特徴とする、分離膜モジュールの詰まり特定することを特徴とする造水システムであって、
分離膜モジュールは、分離膜である中空糸膜が挿入された筒型ケースから構成され、１次側であるその下部に被処理水供給ノズルが設けられ、２次側である上部に処理水排出ノズルが設けられ、中空糸膜の外側である１次側と連通する逆洗排水を排出するノズルが筒型ケースの側面上部に設けられ、
前記コンピュータを、分離膜モジュールの１次側に被処理水を供給する工程における分離膜モジュールの１次側入口側と１次側出口側の圧力の差分（第１抵抗Ｒ１）、被処理水を分離膜モジュールの１次側から２次側へと圧送するろ過工程における分離膜モジュールの１次側入口と２次側出口の圧力の差分（第２抵抗Ｒ２）、分離膜モジュールの２次側から１次側へ透過させる逆圧洗浄工程における分離膜モジュールの１次側入口側と２次側出口側の圧力の差分（第３抵抗Ｒ３’）を演算する差分演算手段として機能させ、前記差分演算手段で得られた前記第１抵抗Ｒ１、前記第２抵抗Ｒ２、前記第３抵抗Ｒ３’を用い（Ｒ１＋Ｒ２）−Ｒ３’、（Ｒ１＋Ｒ３’）−Ｒ２、（Ｒ２＋Ｒ３’）−Ｒ１の演算により得られた値の各初期値からの変化量または変化率により前記分離膜モジュールの詰まり箇所を特定することを特徴とする、造水システム。
（１２）Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化量、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化量、Ｒ３の初期値からの変化量を比較した結果が、Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化量がＲ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化量、Ｒ３の初期値からの変化量と比べて最も大きい場合、前記分離膜モジュール内の１次側の液面を上下させつつ空気洗浄を行う制御ａ、排水工程の工程時間を長くする制御ｂ、排水工程時に分離膜モジュー
ルの１次側をエアにより加圧し、排水する加圧排水を行う制御ｃの少なくとも一つを実施する事を特徴とする、（１０）に記載の造水システム。
（１３）Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化率、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化率、Ｒ３の初期値からの変化率を比較した結果が、Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化率がＲ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化率およびＲ３の初期値からの変化率よりも大きい場合、前記分離膜モジュール内の１次側の液面を上下させつつ空気洗浄を行う制御ａ、排水工程の工程時間を長くする制御ｂ、排水工程時に分離膜モジュールの１次側をエアにより加圧し、排水する加圧排水を行う制御ｃの少なくとも一つを実施する事を特徴とする、（１０）に記載の造水システム。
（１４）Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化量、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化量、Ｒ３の初期値からの変化量を比較した結果が、Ｒ３の初期値からの変化量が、Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化量およびＲ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化量よりも大きい場合、前記分離膜モジュールの洗浄排水を排出するノズルから逆方向に被処理水を供給する制御ｄ、分離膜モジュールの１次側の水を排出し空の状態とした後に、逆圧洗浄ポンプ７を稼働し、分離膜モジュールを洗浄する制御ｅの少なくとも一つを実施する事を特徴とする、（１０）に記載の造水システム。
（１５）Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化率、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化率、Ｒ３の初期値からの変化率を比較した結果が、Ｒ３の初期値からの変化率がＲ１−Ｒ３の初期値からの変化率およびＲ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化率よりも大きい場合、前記分離膜モジュールの洗浄排水を排出するノズルから逆方向に被処理水を供給する制御ｄ、分離膜モジュールの１次側の水を排出し空の状態とした後に、逆圧洗浄ポンプ７を稼働し、分離膜モジュールを洗浄する制御ｅの少なくとも一つを実施する事を特徴とする、（１０）に記載の造水システム。
（１６）Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化量、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化量、Ｒ３の初期値からの変化量を記録する変化量記録手段と、前記変化量記録手段から変化量を比較する変化量比較手段を備え、前記変化量比較手段の結果が、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化量がＲ１−Ｒ３の初期値からの変化量およびＲ３の初期値からの変化量よりも大きい場合、分離膜モジュールに薬液を供給して分離膜モジュールの洗浄を実施する制御ｆ、逆圧洗浄時間、空洗時間の少なくとも一つを変更する制御ｇ、逆圧洗浄工程時の逆圧洗浄流量、空洗工程時のエア量の少なくとも一つを変更する制御ｈの少なくとも一つを実施する事を特徴とする、（１０）に記載の造水システム。
（１７）Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化率、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化率、Ｒ３の初期値からの変化率を記録する変化率記録手段、前記変化率記録手段から変化率を比較する変化率比較手段を備え、前記変化率比較手段の結果が、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化率がＲ１−Ｒ３の初期値からの変化率およびＲ３の初期値からの変化率よりも大きい場合、分離膜モジュールに薬液を供給して分離膜モジュールの洗浄を実施する制御ｆ、逆圧洗浄時間、空洗時間の少なくとも一つを変更する制御ｇ、逆圧洗浄工程時の逆圧洗浄流量、空洗工程時のエア量の少なくとも一つを変更する制御ｈの少なくとも一つを実施する事を特徴とする、（１０）に記載の造水システム。
（１８）被処理水を分離膜を有する分離膜モジュールによってろ過し、処理水を得る造水システムにおいて、分離膜モジュール下部の抵抗、中空糸膜のろ過抵抗、分離膜モジュール上部 の抵抗から分離膜モジュールの詰まり箇所を特定することを特徴とする造水方法であって、
分離膜モジュールは、分離膜である中空糸膜が挿入された筒型ケースから構成され、１次側であるその下部に被処理水供給ノズルが設けられ、２次側である上部に処理水排出ノズルが設けられ、中空糸膜の外側である１次側と連通する逆洗排水を排出するノズルが筒型ケースの側面上部に設けられ、
分離膜モジュールの１次側に被処理水を供給する工程における分離膜モジュールの１次側入口側と１次側出口側の圧力の差分（第１抵抗Ｒ１）、被処理水を分離膜モジュールの１次側から２次側へと圧送するろ過工程における分離膜モジュールの１次側入口と２次側出口の圧力の差分（第２抵抗Ｒ２）、分離膜モジュールの２次側から１次側へ透過させる逆圧洗浄工程における分離膜モジュールの１次側入口側と１次側出口側の圧力の差分（第３抵抗Ｒ３）を演算し、前記演算により得られた前記第１抵抗Ｒ１、前記第２抵抗Ｒ２、前記第３抵抗Ｒ３を用いＲ１−Ｒ３、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の演算により得られた値の各初期値からの変化量または変化率により前記分離膜モジュールの詰まり箇所を特定することを特徴とする、造水方法。
（１９）被処理水を分離膜を有する分離膜モジュールによってろ過し、処理水を得る造水システムにおいて、分離膜モジュール下部の抵抗、中空糸膜のろ過抵抗、分離膜モジュール上部の抵抗から分離膜モジュールの詰まり箇所を特定することを特徴とする造水方法であって、
分離膜モジュールは、分離膜である中空糸膜が挿入された筒型ケースから構成され、１次側であるその下部に被処理水供給ノズルが設けられ、２次側である上部に処理水排出ノズルが設けられ、中空糸膜の外側である１次側と連通する逆洗排水を排出するノズルが筒型ケースの側面上部に設けられ、
被処理水を分離膜を有する分離膜モジュールによってろ過し、処理水を得る造水方法において、分離膜モジュールの１次側に被処理水を供給する工程における分離膜モジュールの１次側入口側と１次側出口側の圧力の差分（第１抵抗Ｒ１）、被処理水を分離膜モジュールの１次側から２次側へと圧送するろ過工程における分離膜モジュールの１次側入口と２次側出口の圧力の差分（第２抵抗Ｒ２）、分離膜モジュールの２次側から１次側へ透過させる逆圧洗浄工程における分離膜モジュールの１次側入口側と２次側出口側の圧力の差分（第３抵抗Ｒ３’）を演算し、前記演算により得られた前記第１抵抗Ｒ１、前記第２抵抗Ｒ２、前記第３抵抗Ｒ３’を用い（Ｒ１＋Ｒ２）−Ｒ３’、（Ｒ１＋Ｒ３’）−Ｒ２、（Ｒ２＋Ｒ３’）−Ｒ１の演算により得られた値の各初期値からの変化量または変化率により前記分離膜モジュールの詰まり箇所を特定することを特徴とする、造水方法。
本発明の分離膜モジュールの詰まり箇所特定プログラムを備えた記録媒体及び造水システムによれば、分離膜モジュール内の詰まり箇所を特定することができ、効率的に分離膜モジュールの洗浄を行って、処理水を長期にわたり安定に得ることが可能となる。
図１は、本発明が適用される造水システム及び造水方法の一例を示す装置概略フロー図である。 図２は、本発明の実施形態を示す概略図である。 図３は、本発明の実施形態を示す概略図である。 図４は、本発明の実施形態を示す概略図である。 図５は、本発明の予測曲線を示す図である。
以下、図面に示す実施態様に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施態様に限定されるものではない。
本発明は分離膜モジュールの詰まり箇所を特定するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、造水システム及び造水方法に関するものである。本発明が適用される装置には、例えば、図１に示すように、被処理水を供給する被処理水供給ポンプ１と、被処理水供給時に開となる被処理水供給弁２と、被処理水をろ過する分離膜モジュール３と、逆圧洗浄や空気洗浄する場合に開となるエア抜き弁４と、膜ろ過時に開となる処理水排出弁５と、処理水を貯留する処理水貯留槽６と、処理水を分離膜モジュール３に供給して逆圧洗浄する逆圧洗浄ポンプ７と、逆圧洗浄する時に開となる逆圧洗浄弁８と、被処理水あるいは分離膜モジュールに薬液を供給する薬液供給ポンプ９と、薬液を貯留する薬液貯留槽１０と、分離膜モジュール３の空気洗浄の空気供給源であるエアブロワー１１と、空気を分離膜モジュール３の下部に供給し空気洗浄する場合に開となる空気洗浄弁１２と、分離膜モジュール３の１次側の被処理水または洗浄排水を排出する場合に開となる排水弁１３と１次側への処理水供給弁１４と被処理水バイパス弁１５と１次側の供給圧力センサ（Ｐ１）１６と１次側の出口圧力センサ（Ｐ３）１７と２次側圧力センサ（Ｐ２）１８が設けられている。被処理水とは分離膜モジュールを用いて処理する溶液のことであり、河川水、地下水、海水、下水処理水、工場廃水、培養液などが例として挙げられる。
分離膜モジュール３で使用される分離膜の孔径としては、多孔質であれば特に限定しないが、所望の被処理水の性質や水量によって、ＭＦ膜（精密ろ過膜）を用いたり、ＵＦ膜（限外ろ過膜）を用いたり、あるいは両者を併用したりする。例えば、濁質成分、大腸菌、クリプトスポリジウム等を除去したい場合はＭＦ膜でもＵＦ膜のどちらを用いても構わないが、ウィルスや高分子有機物等も除去したい場合は、ＵＦ膜を用いるのが好ましい。分離膜の形状としては、中空糸膜、平膜、管状膜、モノリス膜等があるが、いずれでも構わない。また、分離膜の材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルフルオライド、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、およびクロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、酢酸セルロース、ポリビニルアルコールおよびポリエーテルスルホンやセラミック等の無機素材からなる群から選ばれる少なくとも１種類を含んでいると好ましく、さらに膜強度や耐薬品性の点からはポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）がより好ましく、親水性が高く耐汚れ性が強いという点からはポリアクリロニトリルがより好ましい。また、分離膜モジュール３には分離膜がケースに挿入されており、少なくとも被処理水供給ノズル、被処理水排出ノズル、処理された被処理水を排出する処理水排出ノズルを有している。ケースの形状としては、筒型、多角形型のいずれも構わない。
なお、「１次側」とは、分離膜で仕切られた空間の内、被処理水が供給される側であり、「２次側」とは、被処理水を分離膜でろ過したろ過水側のことである。
また、本発明における詰まり箇所特定に関して、例えば、図２に示すとおり、下記の手段を有することを特徴とする。まず造水システム２０からの運転データを得るコンピュータ２１は、ろ過工程および洗浄工程の運転データを記録する運転データ記録手段として機能するとともに、コンピュータ２１に詰まり箇所特定プログラム２２が導入されている。
造水システム２０において、被処理水は被処理水供給ポンプ１を稼動し、被処理水供給弁２とエア抜き弁４を開にすることで、分離膜モジュール３内の１次側に供給される。被処理水供給工程における分離膜モジュールの１次側入口側と出口側の圧力差（ΔＰ１）を１次側の供給圧力センサ１６と１次側の出口圧力センサ１７を用いて測定・差分演算し、圧力データ記録手段３１−ａへ記録する。１次側が被処理水で満たされた後、エア抜き弁４を閉、処理水排出弁５を開にすることで分離膜モジュール３内に備えられた分離膜でろ過が行われる。処理水は分離膜モジュール３内の２次側から処理水排出弁５を経て処理水貯留槽６へと移送されるろ過工程へと移る。全量ろ過の場合、エア抜き弁４、逆圧洗浄弁８、空気洗浄弁１２、排水弁１３はいずれも閉である。ろ過工程開始時の分離膜モジュールの１次側と２次側の圧力差（「ろ過差圧」という）（ΔＰ２）を１次側の供給圧力センサ１６と２次側圧力センサ１８を用いて測定・差分演算し、圧力データ記録手段３１−ａへ記録する。また、ろ過工程時におけるろ過流速をろ過流速データ記録手段３１−ｂへと記録する。
ろ過方式は全量ろ過方式、クロスフローろ過方式がある。クロスフローろ過方式は濾過工程時にエア抜き弁４を全閉とせずに被処理水の一部を分離膜モジュールの１次側より排水しながらろ過を行う。どちらのろ過方式でも良いが、エネルギー消費が少ないという点から全量ろ過モジュールである方が好ましい。ろ過経過時間に従って、分離膜のろ過抵抗、すなわちろ過差圧（ΔＰ２）が上昇する。この上昇抑えるために、定期的に物理洗浄を行い、ろ過と物理洗浄を繰り返しながら運転するのが一般的である。また、ろ過時間は被処理水の性質や膜ろ過流束に応じて適宜設定するのが好ましいが、ろ過時間１０分〜１２０分に一回定期的に物理洗浄を行う方法や所定の膜ろ過差圧に到達するまでろ過時間を継続させる方法が一般的である。
物理洗浄はろ過を一時停止し、逆圧洗浄工程、空洗工程、排水工程、給水工程の順に実施するのが一般的であるが、逆圧洗浄工程と空洗工程を同時に実施する、排水工程後に逆圧洗浄工程を実施する、もしくはいずれかの工程を省略あるいは複数回実施しても問題無い。
ろ過工程終了後、被処理水供給ポンプ１を停止、被処理水供給弁２、処理水排出弁５を閉、逆圧洗浄弁８とエア抜き弁４を開、逆圧洗浄ポンプ７を稼働し、逆圧洗浄工程へと移る。逆圧洗浄工程開始時の分離膜モジュールの１次側入口側と出口側の圧力差（ΔＰ３）もしくは分離膜モジュールの２次側と１次側の圧力差（ΔＰ３’）を１次側の供給圧力センサ１６、２次側圧力センサ１８と１次側の出口圧力センサ１７を用いて測定・差分演算し、圧力データ記録手段３１へ記録する。逆圧洗浄水としては、特に制限するものではないが、本実施形態のように被処理水を分離膜モジュールでろ過することで得られた処理水を用いることが好ましいが、工業用水、浄水、水道水、ＲＯ膜透過水、純水を用いても良い。また、逆圧洗浄時間は特に制限するものではないが１〜１２０秒の範囲内であることが好ましい。１回の逆圧洗浄時間が１秒未満では、十分な洗浄効果が得られず、１２０秒を超える場合、例えば給水工程1分、ろ過工程３０分、逆圧洗浄工程５分、空洗工程１分、排水工程１分となり、ろ過工程以外で全体の２０％以上となり分離膜モジュールの運転稼働率及び水回収率が低くなる。
逆圧洗浄工程終了後、逆圧洗浄ポンプ７を停止し、逆圧洗浄弁８を閉、空気洗浄弁１２を開、エアブロワー１１を稼働させ分離膜モジュール３にエアを供給し洗浄を行う空気洗浄工程に移る。空気洗浄時間は特に制限するものではないが１〜１２０秒の範囲内であることが好ましい。１回の逆圧洗浄時間が１秒未満では、十分な洗浄効果が得られず、１２０秒を超えると分離膜モジュールの運転稼働率が低くなる。また、逆圧洗浄工程の途中で空気洗浄弁１２を開、エアブロワー１１を稼働させ空気洗浄工程を導入してもよい。
空気洗浄工程終了後、エアブロワー１１を停止、空気洗浄弁１２を閉、排水弁１３を開とし、分離膜モジュール３内に蓄積した洗浄排水を全量排水する排水工程に移る。その後、被処理水供給工程へと戻り、膜ろ過運転を継続する。
上記、被処理水給水工程、ろ過工程、逆圧洗浄工程、空気洗浄工程、排水工程をろ過サイクルとし、被処理水供給工程における分離膜モジュールの圧力差に基づいて算出された抵抗、ろ過工程開始時の分離膜モジュールの圧力差に基づいて算出された抵抗、逆圧洗浄工程開始時の分離膜モジュールの１次側入口側と１次側出口側の圧力の差分（第３抵抗Ｒ３）を用いて差分演算手段３２により演算処理を行う。
具体的方法としては、例えば演算方法１、演算方法２及び演算方法３がある。演算方法１は、被処理水供給工程における分離膜モジュールの１次側入口側と１次側出口側の圧力の差分（第１抵抗Ｒ１）、ろ過工程開始時の分離膜モジュールの１次側入口と２次側出口の圧力の差分（第２抵抗Ｒ２）、逆圧洗浄工程開始時の分離膜モジュールの１次側入口側と１次側出口側の圧力の差分（第３抵抗Ｒ３）を用いて（Ｒ１−Ｒ３）、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）、Ｒ３の演算処理する。演算方法２は、第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２と逆圧洗浄工程開始時の分離膜モジュールの１次側入口側と２次側出口側の圧力の差分（第３抵抗Ｒ３’）を用いて（Ｒ１＋Ｒ２）−Ｒ３’、（Ｒ１＋Ｒ３’）−Ｒ２、（Ｒ２＋Ｒ３’）−Ｒ１の演算処理する。演算方法３は、第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２と排水工程時の分離膜モジュールの１次側入口側の圧力（第４抵抗Ｒ４）を用いてＲ１−Ｒ４、Ｒ２−Ｒ４、Ｒ４の演算処理する。
各抵抗は、Ｒ１＝ΔＰ１＝Ｐ１−Ｐ３、Ｒ２＝ΔＰ２＝Ｐ１−Ｐ２、Ｒ３＝ΔＰ３（逆圧洗浄開始時）＝Ｐ１−Ｐ３、Ｒ３’＝Δ Ｐ３’＝Ｐ２−Ｐ１、Ｒ４（排水工程時）＝Ｐ１により算出する。なお、定流量ろ過の場合は圧力データに基づいた抵抗算出を行えばよい。一方、被処理水給水工程、ろ過工程、逆圧洗浄工程のすべての流量が一致しない場合は、流量による補正を実施する必要がある。この場合は圧力差／流量で演算するのがよい。また、定圧ろ過の場合においても、流量データ及び圧力データに基づいた抵抗算出を行い、被処理水給水工程、ろ過工程、逆圧洗浄工程、排水工程それぞれの、圧力差／流量で演算するのがよい。排水工程時の流量についてはこのほか、抵抗値を算出するために必要に応じて適宜の補正をしてもかまわない。上記演算処理を行うことで分離膜モジュールの詰まりが被処理水供給口もしくは分離膜モジュール下部における蓄積物による抵抗の増大、分離膜の目詰まりによる抵抗の増大、被処理水出口もしくは分離膜モジュール上部における蓄積物による抵抗の増大の３つに分けることが出来ることを発明者らは見いだした。
例えば、演算（Ｒ１−Ｒ３）、Ｒ１＋Ｒ２−Ｒ３’またはＲ４は被処理水供給口もしくは分離膜モジュール下部における抵抗の増大を示している。演算（Ｒ１―Ｒ３）では、Ｒ１は分離膜モジュール上部および下部の抵抗を示しており、Ｒ３は分離膜モジュール上部の抵抗を示していることからその差分を取ることで、被処理水供給口もしくは分離膜モジュール下部における抵抗の増大を算出することができる。演算Ｒ１＋Ｒ２−Ｒ３’では、Ｒ１は分離膜モジュール上部および下部の抵抗を示しており、Ｒ２は分離膜モジュール下部および分離膜の目詰まりを示しており、Ｒ３’は分離膜モジュール上部および分離膜の目詰まりの抵抗を示していることから上記演算をおこなうことで、被処理水供給口もしくは分離膜モジュール下部における抵抗の増大を算出することができる。また、Ｒ４は分離膜モジュール下部の詰まりを示していることからＲ４から被処理水供給口もしくは分離膜モジュール下部における抵抗の増大を算出することができる。同様にＲ３、（Ｒ１＋Ｒ３’）−Ｒ２またはＲ１−Ｒ４は被処理水出口もしくは分離膜モジュール上部における抵抗の増大、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）、（Ｒ１＋Ｒ３’）−Ｒ２またはＲ２−Ｒ４は分離膜の目詰まりによる抵抗の増大を示しており、上記演算を行うことで分離膜モジュール内の詰まり箇所を特定することができる。上記演算の頻度は特に限定するではないが、毎回のろ過サイクル毎に行っても構わない。また、特に限定するものではないが、分離膜モジュール上部とは分離膜モジュールの長さ方向に対して被処理水供給側から７０％以上の部分を示し、分離膜モジュール上部とは分離膜モジュールの長さ方向に対して被処理水供給側から３０％以下の部分をいう。中空糸膜を使用する場合、被処理水供給側が重力の方向に関して下側になることが多いため、ここでは、このように表記する。
上記演算により得られた値の初期値からの変化量を変化量記録手段３４―ａに記録し、変化量比較手段３５−ａにより分離膜モジュール下部抵抗の初期値からの変化量が分離膜モジュール上部抵抗の初期値からの変化量、分離膜モジュールの分離膜の目詰まりによる抵抗の初期値からの変化量と比較し、最も大きい場合、詰まり箇所特定手段３３により被処理水供給口及び／または分離膜モジュール下部が詰まり部位であると判断し、分離膜モジュールの下部を他の箇所と比べて重点的に洗浄する必要がある。
重点的な洗浄としては制御手段３６によりエア抜き弁４、排水弁１３を開とし、１次側における分離膜の周囲を気体となるまで水位を下げた後、排水弁１３を閉、逆圧洗浄弁８、空気洗浄弁１２を開とし、１次側の液面を上下させつつ空気洗浄を行う洗浄を実施する制御ａ、排水工程の工程時間を長くする制御ｂ、排水工程時に分離膜モジュールの１次側をエアにより加圧し、排水する加圧排水またはエア抜き弁４を閉、逆圧洗浄弁８及び排水弁１３を開として逆圧洗浄ポンプ７を稼働し、排水する逆圧洗浄下部排水を行う制御ｃの少なくとも一つを実施する事が有効である。それぞれの制御は１回のみでも構わないし、複数回実施しても良い。制御ａは気液界面における気泡の消失効果や気泡の破裂による液面の大きな揺れによる洗浄効果を付与でき、被処理水供給口及び／または分離膜モジュール下部を効率的に洗浄することが出来る。初期値とはろ過サイクル運転開始時または薬品洗浄後の運転開始時または前回の演算処理時の値を言う。また、上記比較においては上記演算により得られた値の初期値からの変化量では無く、図３のように変化率を変化率記録手段３４−ｂに記録し、それぞれの変化率を互いに変化率比較手段３５−ｂを用いて行っても良い。
同様に上記演算により得られた値の初期値からの変化量を変化量記録手段３４―ａに記録し、変化量比較手段３５−ａにより分離膜モジュール上部抵抗の初期値からの変化量が分離膜モジュールモジュール下部抵抗の初期値からの変化量、分離膜モジュールの分離膜の目詰まりによる抵抗の初期値からの変化量と比較し、最も大きい場合、詰まり箇所特定手段３３により被処理水出口及び／または分離膜モジュール上部が詰まり部位であると判断し、分離膜モジュールの上部を他の箇所と比べて重点的に洗浄する必要がある。
重点的な洗浄としては制御手段３６により被処理水バイパス弁１５、エア抜き弁４、排水弁１３を開とし、洗浄排水を排出するノズルから逆方向に被処理水を供給する制御ｄ、排水弁１３を開、エア抜き弁４を開とし分離膜モジュールの１次側の水を排出し空の状態とした後に、逆圧洗浄弁８を開、排水弁１３を開としたまま、逆圧洗浄ポンプ７を稼働し分離膜モジュールを洗浄する制御ｅの少なくとも一つを実施する事が有効である。制御ｄは本実施形態のように被処理水を供給することが好ましいが、処理水や工業用水、水道水、ＲＯ膜透過水を用いても良い。洗浄排水を排出するノズルから逆方向に被処理水供給する事で被処理水出口及び／または分離膜モジュール上部を効率的に洗浄することが出来る。また、上記比較においては上記演算により得られた値の初期値からの変化量では無く、図３のように変化率を変化率記録手段３４−ｂに記録し、それぞれの変化率を互いに変化率比較手段３５−ｂを用いて行っても良い。
同様に上記演算により得られた値の初期値からの変化量を変化量記録手段３４―ａに記録し、変化量比較手段３５−ａにより分離膜モジュールの分離膜の目詰まりによる抵抗の初期値からの変化量が分離膜モジュール上部抵抗の初期値からの変化量、分離膜モジュール上部抵抗の初期値からの変化量と比較し、最も大きい場合、詰まり箇所特定手段３３により分離膜が詰まり部位であると判断し、分離膜モジュールの分離膜を他の箇所と比べて重点的に洗浄する必要がある。
重点的な洗浄としては制御手段３６により逆圧洗浄工程中に薬液供給ポンプ９を稼働し薬液を２次側から分離膜モジュール３に供給する薬液強化洗浄を実施する制御ｆ、逆圧洗浄時間、空洗時間の少なくとも一つを変更する制御ｇ、逆圧洗浄工程時の逆圧洗浄流量、空洗工程時のエア量の少なくとも一つを変更する制御ｈの少なくとも一つを実施する事が有効である。
また、上記比較においては上記演算により得られた値の初期値からの変化量では無く、図３のように変化率を変化率記録手段３４−ｂに記録し、それぞれの変化率を互いに変化率比較手段３５−ｂを用いて行っても良い。より洗浄効果を高めるため、薬液と分離膜が接触する時間を設けても良い。接触時間は５分から３時間程度が好ましい。長すぎると造水システム２０を止めている時間が長くなり、造水システム２０の運転効率が落ちるためである。ここで、洗浄に用いる薬液としては、膜が劣化しない程度の濃度および接触時間を適宜設定した上で選択することが出来るが、次亜塩素酸ナトリウム、二酸化塩素、過酸化水素、オゾン等を少なくとも１つ以上含有した方が、有機物に対して洗浄効果が高くなるので好ましく、また、塩酸、硫酸、硝酸、クエン酸、シュウ酸等を１つ以上含有した方が、アルミニウム、鉄、マンガン等に対して洗浄効果が高くなるので好ましい。薬液濃度は５ｍｇ／Ｌから１００００ｍｇ／Ｌであることが好ましい。５ｍｇ／Ｌより薄くなると洗浄効果が十分でなく、１０００００ｍｇ／Ｌより濃くなると薬液のコストが高くなり不経済となるからである。薬液は１種類とするよりも２種類以上を順番に使用することが好ましく、例えば、酸と次亜塩素酸ナトリウムを交互に使用するとより好ましい。本実施形態のように２次側より薬液を分離膜モジュール３に供給することが好ましいが、１次側より薬液を分離膜モジュール３に供給しても良い。薬液強化洗浄を行うことにより分離膜の詰まりを効率よく洗浄することが出来る。
また、ろ過時間に対して通常短い時間で実施される洗浄工程（逆圧洗浄、空洗、排水、被処理水供給）のデータを解析し、分離膜モジュールの詰まり箇所特定を行うためには、データの収集（サンプリング、取得あるいは記録とも言う）周期を短い時間に設定する必要があるが、運転データの保存（記録）量が増大することで、サーバー容量が圧迫されることから、データの記録周期を短く設定できないという問題もあった。そこで、ろ過工程と洗浄工程それぞれの運転データを区別して異なる記録周期に設定するため、記録周期設定手段をさらに設けることも好ましい態様である。
記録周期設定手段の記録周期としては、ろ過工程であれば数十秒〜数時間単位で任意に設定してよいが、サーバー容量の圧迫を防ぐため、１分以上となるよう設定するのが好ましい。ただし、洗浄工程においてはろ過工程と比べて洗浄時間自体が短く、ろ過工程と同じ記録周期ではデータを取得することができないため、数秒〜数十秒単位に設定することが好ましく、分離膜モジュールの詰まり箇所特定のためのデータ解析には５秒以下に設定することがより好ましい。このように各工程の運転データ取得を必要最小限にすることでサーバー容量の増大を防ぐことができ、インターネットを経由して運転データを取得する形態の場合は、通信費も削減可能となる。
また、本発明では上述した詰まり箇所特定プログラムに加えて、図４に示すとおり、コンピュータ２１をさらに下段の手段を有する管理プログラム２３とすることを特徴としている。ろ過差圧（ΔＰ２）変化、ろ過流速変化からろ過指標を解析すること解析手段３７を有し、過去のデータを解析する機能を有し、解析手段で得られるろ過指標から、各データの過去変化分を計算し、ろ過流速、ろ過圧力などのろ過特性の変化する割合を予測するろ過特性変化予測手段３８を有する。これにより分離膜モジュール３が薬品洗浄に達するまでの時期または交換までの時期を薬品洗浄日または交換日予測手段３９で予測することが可能となる。更に、図５に示すとおり、予測手段により出力されるろ過差圧（ΔＰ２）の予測曲線をグラフ表示することで、分離膜モジュール３の運転状況を簡易に判断することが可能となる。ろ過指標とは１サイクルのろ過抵抗上昇度と、前記物理洗浄終了後の物理洗浄不可逆ろ過抵抗上昇である。ここで１サイクルのろ過抵抗上昇度とは、ろ過工程１サイクルで上昇するろ過抵抗のことであり、ろ過抵抗は以下の計算式で計算され、膜ファウリングの程度を示す指標である。
ろ過抵抗（１／ｍ）＝ろ過差圧（Ｐａ）／（ろ過水粘度（Ｐａ・ｓ）×ろ過流束（ｍ／ｓ））
一方、物理洗浄後の物理洗浄不可逆ろ過抵抗上昇度も膜ファウリングの程度を示す指標であるが、こちらは物理洗浄を実施しても除去されない成分を表すものであり、総ろ過水量（ｍ３／ｍ２）を横軸とし、ろ過抵抗（１／ｍ）を縦軸にプロットした場合に、各ろ過工程開始時のろ過抵抗を結んだ直線の傾きを指すものである。更に、予測手段により出力される予測曲線をグラフ表示することで、分離膜モジュール３の運転状況を簡易に判断することが可能となる。前記予測は前記ろ過流速データまたは前記圧力データの変化に応じて周期的に新規予測する方が好ましい。周期は特に限定する物ではないが、数時間から数日に１回程度が好ましい。また、前記グラフ表示から、薬品洗浄日または交換日が、予め設定した指定日よりも日数か短くなった場合に通知アラームを出力またはメールなどで管理者に通知することで、前もって薬液洗浄や交換の準備をすることができ、停機時間を最小限にすることが可能となる。もしくは薬品洗浄日または交換日が予定日より早い場合に警報アラームを出す機能を有しても良い。
なお上記各記録手段は、掲記した名称のデータそのものを記録するものだけでなく、掲記した名称のデータを算出可能な他の情報を記録するものであってもよい。たとえば、「変化率記録手段」は変化率そのものを記録するものだけでなく、時間的な測定間隔とその間の変化量を記録するものであっても、これらから変化率を算出することができるので、変化率記録手段とすることができる。
本出願は、２０１６年８月５日出願の日本特許出願、特願２０１６−１５４２１２、２０１６年８月１０日出願の日本特許出願、特願２０１６−１５７２２５に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
１：被処理水供給ポンプ
２：被処理水供給弁
３：分離膜モジュール
４：エア抜き弁
５：処理水排出弁
６：処理水貯留槽
７：逆圧洗浄ポンプ
８：逆圧洗浄弁
９：薬液供給ポンプ
１０：薬液貯留槽
１１：エアブロワー
１２：空気洗浄弁
１３：排水弁
１４：処理水供給弁
１５：被処理水バイパス弁
１６：１次側の供給圧力センサ（Ｐ１）
１７：１次側の出口圧力センサ（Ｐ３）
１８：２次側圧力センサ（Ｐ２）
２０：造水システム
２１：コンピュータ
２２：詰まり箇所特定プログラム
２３：管理プログラム
３１−ａ：圧力データ記録手段
３１−ｂ：ろ過流速データ記録手段
３２：差分演算手段
３３：詰まり箇所特定手段
３４−ａ：変化量記録手段
３４−ｂ：変化率記録手段
３５−ａ：変化量比較手段
３５−ｂ：変化率比較手段
３６：制御手段
３７：解析手段
３８：ろ過特性変化予測手段
３９：薬品洗浄日または交換日予測手段

Claims (19)

  1. 被処理水を分離膜を有する分離膜モジュールによってろ過し、処理水を得る造水システムにおける分離膜モジュールの詰まり箇所を特定するため、コンピュータを、分離膜モジュール下部の抵抗、中空糸膜のろ過抵抗、分離膜モジュール上部の抵抗から分離膜モジュールの詰まり箇所を特定する詰まり箇所特定手段として機能させることを特徴とする、分離膜モジュールの詰まり箇所特定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
    分離膜モジュールは、分離膜である中空糸膜が挿入された筒型ケースから構成され、１次側であるその下部に被処理水供給ノズルが設けられ、２次側である上部に処理水排出ノズルが設けられ、中空糸膜の外側である１次側と連通する逆洗排水を排出するノズルが筒型ケースの側面上部に設けられ、
    前記コンピュータを、分離膜モジュールの１次側に被処理水を供給する工程における分離膜モジュールの１次側入口側と１次側出口側の圧力の差分（第１抵抗Ｒ１）、被処理水を分離膜モジュールの１次側から２次側へと圧送するろ過工程における分離膜モジュールの１次側入口と２次側出口の圧力の差分（第２抵抗Ｒ２）、分離膜モジュールの２次側から１次側へ透過させる逆圧洗浄工程における分離膜モジュールの１次側入口側と１次側出口側の圧力の差分（第３抵抗Ｒ３）を演算する差分演算手段と、前記差分演算手段で得られた前記第１抵抗Ｒ１、前記第２抵抗Ｒ２、前記第３抵抗Ｒ３を用いＲ１−Ｒ３、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の演算により得られた値の各初期値からの変化量または変化率により前記分離膜モジュールの詰まり箇所を特定する詰まり箇所特定手段として機能させることを特徴とする、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  2. 被処理水を分離膜を有する分離膜モジュールによってろ過し、処理水を得る造水システムにおける分離膜モジュールの詰まり箇所を特定するため、コンピュータを、分離膜モジュール下部の抵抗、中空糸膜のろ過抵抗、分離膜モジュール上部の抵抗から分離膜モジュールの詰まり箇所を特定する詰まり箇所特定手段として機能させることを特徴とする、分離膜モジュールの詰まり箇所特定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
    分離膜モジュールは、分離膜である中空糸膜が挿入された筒型ケースから構成され、１次側であるその下部に被処理水供給ノズルが設けられ、２次側である上部に処理水排出ノズルが設けられ、中空糸膜の外側である１次側と連通する逆洗排水を排出するノズルが筒型ケースの側面上部に設けられ、
    前記コンピュータを、分離膜モジュールの１次側に被処理水を供給する工程における分離膜モジュールの１次側入口側と１次側出口側の圧力の差分（第１抵抗Ｒ１）、被処理水を分離膜モジュールの１次側から２次側へと圧送するろ過工程における分離膜モジュールの１次側入口と２次側出口の圧力の差分（第２抵抗Ｒ２）、分離膜モジュールの２次側から１次側へ透過させる逆圧洗浄工程における分離膜モジュールの１次側入口側と２次側出口側の圧力の差分（第３抵抗Ｒ３’） を演算する差分演算手段と、前記差分演算手段で得られた前記第１抵抗Ｒ１、前記第２抵抗Ｒ２、前記第３抵抗Ｒ３’を用い（Ｒ１＋Ｒ２）−Ｒ３’、（Ｒ１＋Ｒ３’）−Ｒ２、（Ｒ２＋Ｒ３’）−Ｒ１の演算により得られた値の各初期値からの変化量または変化率により前記分離膜モジュールの詰まり箇所を特定する詰まり箇所特定手段として機能させることを特徴とする、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  3. 前記コンピュータを、Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化量、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化量、Ｒ３の初期値からの変化量を記録する変化量記録手段と、前記変化量記録手段から変化量を比較する変化量比較手段として機能させるとともに、前記変化量比較手段の結果が、Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化量がＲ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化量およびＲ３の初期値からの変化量よりも大きい場合、前記分離膜モジュール内の１次側の液面を上下させつつ空気洗浄を行う制御ａ、排水工程の工程時間を長くする制御ｂ、排水工程時に分離膜モジュールの１次側をエアにより加圧し、排水する加圧排水を行う制御ｃの少なくとも一つを選択する制御手段、としてさらに機能させることを特徴とする、請求項１に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  4. 前記コンピュータを、Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化率、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化率、Ｒ３の初期値からの変化率を記録する変化率記録手段、前記変化率記録手段から変化率を比較する変化率比較手段として機能させるとともに、前記変化率比較手段の結果が、Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化率がＲ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化率およびＲ３の初期値からの変化率よりも大きい場合、前記分離膜モジュール内の１次側の液面を上下させつつ空気洗浄を行う制御ａ、排水工程の工程時間を長くする制御ｂ、排水工程時に分離膜モジュールの１次側をエアにより加圧し、排水する加圧排水を行う制御ｃの少なくとも一つを選択する制御手段、としてさらに機能させることを特徴とする、請求項１に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  5. 前記コンピュータを、Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化量、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化量、Ｒ３の初期値からの変化量を記録する変化量記録手段と、前記変化量記録手段から変化量を比較する変化量比較手段として機能させるとともに、前記変化量比較手段の結果が、Ｒ３の初期値からの変化量が、Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化量およびＲ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化量よりも大きい場合、前記分離膜モジュールの洗浄排水を排出するノズルから逆方向に被処理水を供給する制御ｄ、分離膜モジュールの１次側の水を排出し空の状態とした後に、逆圧洗浄ポンプ７を稼働し、分離膜モジュールを洗浄する制御ｅの少なくとも一つを選択する制御手段、としてさらに機能させることを特徴とする、請求項１に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  6. 前記コンピュータを、Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化率、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化率、Ｒ３の初期値からの変化率を記録する変化率記録手段と、前記変化率記録手段から変化率を比較する変化率比較手段として機能させるとともに、前記変化率比較手段の結果が、Ｒ３の初期値からの変化率がＲ１−Ｒ３の初期値からの変化率およびＲ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化率よりも大きい場合、前記分離膜モジュールの洗浄排水を排出するノズルから逆方向に被処理水を供給する制御ｄ、分離膜モジュールの１次側の水を排出し空の状態とした後に、逆圧洗浄ポンプ７を稼働し、分離膜モジュールを洗浄する制御ｅの少なくとも一つを選択する制御手段、としてさらに機能させることを特徴とする、請求項１に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  7. 前記コンピュータを、Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化量、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化量、Ｒ３の初期値からの変化量を記録する変化量記録手段と、前記変化量記録手段から変化量を比較する変化量比較手段として機能させるとともに、前記変化量比較手段の結果が、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化量がＲ１−Ｒ３の初期値からの変化量およびＲ３の初期値からの変化量よりも大きい場合、分離膜モジュールに薬液を供給して分離膜モジュールの洗浄を実施する制御ｆ、逆圧洗浄時間、空洗時間の少なくとも一つを変更する制御ｇ、逆圧洗浄工程時の逆圧洗浄流量、空洗工程時のエア量の少なくとも一つを変更する制御ｈの少なくとも一つを選択する制御手段、としてさらに機能させることを特徴とする、請求項１に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  8. 前記コンピュータを、Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化率、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化率、Ｒ３の初期値からの変化率を記録する変化率記録手段と、前記変化率記録手段から変化率を比較する変化率比較手段として機能させるとともに、前記変化率比較手段の結果が、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化率がＲ１−Ｒ３の初期値からの変化率およびＲ３の初期値からの変化率よりも大きい場合、分離膜モジュールに薬液を供給して分離膜モジュールの洗浄を実施する制御ｆ、逆圧洗浄時間、空洗時間の少なくとも一つを変更する制御ｇ、逆圧洗浄工程時の逆圧洗浄流量、空洗工程時のエア量の少なくとも一つを変更する制御ｈの少なくとも一つを選択する制御手段、としてさらに機能させることを特徴とする、請求項１に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  9. 前記コンピュータを、前記ろ過工程および洗浄工程の運転データを記録する運転データ記録手段と、前記ろ過工程と前記洗浄工程それぞれに運転データの記録周期を異なる周期に設定する記録周期設定手段としてさらに機能させることを特徴とする、請求項１または２に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  10. 被処理水を分離膜を有する分離膜モジュールによってろ過し、処理水を得る造水システムにおいて、前記造水システムはコンピュータを備え、前記コンピュータを、分離膜モジュール下部の抵抗、中空糸膜のろ過抵抗、分離膜モジュール上部の抵抗から分離膜モジュールの詰まり箇所を特定する詰まり箇所特定手段として機能させることを特徴とする、分離膜モジュールの詰まり特定することを特徴とする造水システムであって、
    分離膜モジュールは、分離膜である中空糸膜が挿入された筒型ケースから構成され、１次側であるその下部に被処理水供給ノズルが設けられ、２次側である上部に処理水排出ノズルが設けられ、中空糸膜の外側である１次側と連通する逆洗排水を排出するノズルが筒型ケースの側面上部に設けられ、
    前記コンピュータを、分離膜モジュールの１次側に被処理水を供給する工程における分離膜モジュールの１次側入口側と１次側出口側の圧力の差分（第１抵抗Ｒ１）、被処理水を分離膜モジュールの１次側から２次側へと圧送するろ過工程における分離膜モジュールの１次側入口と２次側出口の圧力の差分（第２抵抗Ｒ２）、分離膜モジュールの２次側から１次側へ透過させる逆圧洗浄工程における分離膜モジュールの１次側入口側と１次側出口側の圧力の差分（第３抵抗Ｒ３）を演算する差分演算手段として機能させ、前記差分演算手段で得られた前記第１抵抗Ｒ１、前記第２抵抗Ｒ２、前記第３抵抗Ｒ３を用いＲ１−Ｒ３、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の演算により得られた値の各初期値からの変化量または変化率により前記分離膜モジュールの詰まり箇所を特定することを特徴とする、造水システム。
  11. 被処理水を分離膜を有する分離膜モジュールによってろ過し、処理水を得る造水システムにおいて、前記造水システムはコンピュータを備え、前記コンピュータを、分離膜モジュール下部の抵抗、中空糸膜のろ過抵抗、分離膜モジュール上部の抵抗から分離膜モジュールの詰まり箇所を特定する詰まり箇所特定手段として機能させることを特徴とする、分離膜モジュールの詰まり特定することを特徴とする造水システムであって、
    分離膜モジュールは、分離膜である中空糸膜が挿入された筒型ケースから構成され、１次側であるその下部に被処理水供給ノズルが設けられ、２次側である上部に処理水排出ノズルが設けられ、中空糸膜の外側である１次側と連通する逆洗排水を排出するノズルが筒型ケースの側面上部に設けられ、
    前記コンピュータを、分離膜モジュールの１次側に被処理水を供給する工程における分離膜モジュールの１次側入口側と１次側出口側の圧力の差分（第１抵抗Ｒ１）、被処理水を分離膜モジュールの１次側から２次側へと圧送するろ過工程における分離膜モジュールの１次側入口と２次側出口の圧力の差分（第２抵抗Ｒ２）、分離膜モジュールの２次側から１次側へ透過させる逆圧洗浄工程における分離膜モジュールの１次側入口側と２次側出口側の圧力の差分（第３抵抗Ｒ３’） を演算する差分演算手段として機能させ、前記差分演算手段で得られた前記第１抵抗Ｒ１、前記第２抵抗Ｒ２、前記第３抵抗Ｒ３’を用い（Ｒ１＋Ｒ２）−Ｒ３’、（Ｒ１＋Ｒ３’）−Ｒ２、（Ｒ２＋Ｒ３’）−Ｒ１の演算により得られた値の各初期値からの変化量または変化率により前記分離膜モジュールの詰まり箇所を特定することを特徴とする、造水システム。
  12. Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化量、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化量、Ｒ３の初期値からの変化量を比較した結果が、Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化量がＲ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化量、Ｒ３の初期値からの変化量と比べて最も大きい場合、前記分離膜モジュール内の１次側の液面を上下させつつ空気洗浄を行う制御ａ、排水工程の工程時間を長くする制御ｂ、排水工程時に分離膜モジュールの１次側をエアにより加圧し、排水する加圧排水を行う制御ｃの少なくとも一つを実施する事を特徴とする、請求項１０に記載の造水システム。
  13. Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化率、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化率、Ｒ３の初期値からの変化率を比較した結果が、Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化率がＲ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化率およびＲ３の初期値からの変化率よりも大きい場合、前記分離膜モジュール内の１次側の液面を上下させつつ空気洗浄を行う制御ａ、排水工程の工程時間を長くする制御ｂ、排水工程時に分離膜モジュールの１次側をエアにより加圧し、排水する加圧排水を行う制御ｃの少なくとも一つを実施する事を特徴とする、請求項１０に記載の造水システム。
  14. Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化量、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化量、Ｒ３の初期値からの変化量を比較した結果が、Ｒ３の初期値からの変化量が、Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化量およびＲ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化量よりも大きい場合、前記分離膜モジュールの洗浄排水を排出するノズルから逆方向に被処理水を供給する制御ｄ、分離膜モジュールの１次側の水を排出し空の状態とした後に、逆圧洗浄ポンプ７を稼働し、分離膜モジュールを洗浄する制御ｅの少なくとも一つを実施する事を特徴とする、請求項１０に記載の造水システム。
  15. Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化率、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化率、Ｒ３の初期値からの変化率を比較した結果が、Ｒ３の初期値からの変化率がＲ１−Ｒ３の初期値からの変化率およびＲ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化率よりも大きい場合、前記分離膜モジュールの洗浄排水を排出するノズルから逆方向に被処理水を供給する制御ｄ、分離膜モジュールの１次側の水を排出し空の状態とした後に、逆圧洗浄ポンプ７を稼働し、分離膜モジュールを洗浄する制御ｅの少なくとも一つを実施する事を特徴とする、請求項１０に記載の造水システム。
  16. Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化量、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化量、Ｒ３の初期値からの変化量を記録する変化量記録手段と、前記変化量記録手段から変化量を比較する変化量比較手段を備え、前記変化量比較手段の結果が、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化量がＲ１−Ｒ３の初期値からの変化量およびＲ３の初期値からの変化量よりも大きい場合、分離膜モジュールに薬液を供給して分離膜モジュールの洗浄を実施する制御ｆ、逆圧洗浄時間、空洗時間の少なくとも一つを変更する制御ｇ、逆圧洗浄工程時の逆圧洗浄流量、空洗工程時のエア量の少なくとも一つを変更する制御ｈの少なくとも一つを実施する事を特徴とする、請求項１０に記載の造水システム。
  17. Ｒ１−Ｒ３の初期値からの変化率、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化率、Ｒ３の初期値からの変化率を記録する変化率記録手段、前記変化率記録手段から変化率を比較する変化率比較手段を備え、前記変化率比較手段の結果が、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の初期値からの変化率がＲ１−Ｒ３の初期値からの変化率およびＲ３の初期値からの変化率よりも大きい場合、分離膜モジュールに薬液を供給して分離膜モジュールの洗浄を実施する制御ｆ、逆圧洗浄時間、空洗時間の少なくとも一つを変更する制御ｇ、逆圧洗浄工程時の逆圧洗浄流量、空洗工程時のエア量の少なくとも一つを変更する制御ｈの少なくとも一つを実施する事を特徴とする、請求項１０に記載の造水システム。
  18. 被処理水を分離膜を有する分離膜モジュールによってろ過し、処理水を得る造水システムにおいて、分離膜モジュール下部の抵抗、中空糸膜のろ過抵抗、分離膜モジュール上部の抵抗から分離膜モジュールの詰まり箇所を特定することを特徴とする造水方法であって、
    分離膜モジュールは、分離膜である中空糸膜が挿入された筒型ケースから構成され、１次側であるその下部に被処理水供給ノズルが設けられ、２次側である上部に処理水排出ノズルが設けられ、中空糸膜の外側である１次側と連通する逆洗排水を排出するノズルが筒型ケースの側面上部に設けられ、
    分離膜モジュールの１次側に被処理水を供給する工程における分離膜モジュールの１次側入口側と１次側出口側の圧力の差分（第１抵抗Ｒ１）、被処理水を分離膜モジュールの１次側から２次側へと圧送するろ過工程における分離膜モジュールの１次側入口と２次側出口の圧力の差分（第２抵抗Ｒ２）、分離膜モジュールの２次側から１次側へ透過させる逆圧洗浄工程における分離膜モジュールの１次側入口側と１次側出口側の圧力の差分（第３抵抗Ｒ３）を演算し、前記演算により得られた前記第１抵抗Ｒ１、前記第２抵抗Ｒ２、前記第３抵抗Ｒ３を用いＲ１−Ｒ３、Ｒ２−（Ｒ１−Ｒ３）の演算により得られた値の各初期値からの変化量または変化率により前記分離膜モジュールの詰まり箇所を特定することを特徴とする、造水方法。
  19. 被処理水を分離膜を有する分離膜モジュールによってろ過し、処理水を得る造水システムにおいて、分離膜モジュール下部の抵抗、中空糸膜のろ過抵抗、分離膜モジュール上部の抵抗から分離膜モジュールの詰まり箇所を特定することを特徴とする造水方法であって、
    分離膜モジュールは、分離膜である中空糸膜が挿入された筒型ケースから構成され、１次側であるその下部に被処理水供給ノズルが設けられ、２次側である上部に処理水排出ノズルが設けられ、中空糸膜の外側である１次側と連通する逆洗排水を排出するノズルが筒型ケースの側面上部に設けられ、
    被処理水を分離膜を有する分離膜モジュールによってろ過し、処理水を得る造水方法において、分離膜モジュールの１次側に被処理水を供給する工程における分離膜モジュールの１次側入口側と１次側出口側の圧力の差分（第１抵抗Ｒ１）、被処理水を分離膜モジュールの１次側から２次側へと圧送するろ過工程における分離膜モジュールの１次側入口と２次側出口の圧力の差分（第２抵抗Ｒ２）、分離膜モジュールの２次側から１次側へ透過させる逆圧洗浄工程における分離膜モジュールの１次側入口側と２次側出口側の圧力の差分（第３抵抗Ｒ３’） を演算し、前記演算により得られた前記第１抵抗Ｒ１、前記第２抵抗Ｒ２、前記第３抵抗Ｒ３’を用い（Ｒ１＋Ｒ２）−Ｒ３’、（Ｒ１＋Ｒ３’）−Ｒ２、（Ｒ２＋Ｒ３’）−Ｒ１の演算により得られた値の各初期値からの変化量または変化率により前記分離膜モジュールの詰まり箇所を特定することを特徴とする、造水方法。
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