JP7392877B2 - 分離膜エレメントの状態診断方法 - Google Patents

Description

本発明は、分離膜エレメントの状態診断方法に関する。

近年、逆浸透膜、ナノ濾過膜、限外濾過膜または精密濾過膜等、様々な分離膜を用いた液体分離技術が開発されており、海水、かん水、廃水等の水処理プロセスに用いられている。

このような水処理プロセスにおいては、分離膜の劣化により、溶媒透過性の減少と、溶質透過性の増加のいずれか一方、もしくは両方が生じて、分離膜エレメントの性能が低下する。

分離膜の劣化は、化学的劣化と物理的劣化の２つに分類できる。
化学的劣化としては、被処理水中の難溶性塩類の分離膜表面への析出や、被処理水中の微生物による分離膜表面へのバイオフィルムの形成など、の膜の汚染（ファウリング）と、ファウリングを除去するために実施する薬品洗浄で用いる次亜塩素酸や水酸化ナトリウムや塩酸等の薬品との化学反応による分離膜の分解とがあげられる。

物理的劣化としては、分離膜にかかる圧力によって分離膜が圧し潰される圧密化があげられる。

また、被処理水に含まれる固体の夾雑物と分離膜の接触や、水処理プロセスの発停に伴う圧力変化等により、分離膜に損傷が生じると被処理水が透過水側へ漏れ出し、被処理水混入率が増加する。

分離膜に劣化または損傷の異常が発生すると分離対象の溶質の透過水中の濃度が、上昇し、透過水の水質が悪化するため、異常の発生した分離膜エレメントを特定して、正常な分離膜エレメントと交換する必要がある。

そこで、特許文献１には、圧力容器内に収容した複数の分離膜エレメントについて、圧力容器内の各分離膜エレメントの集水管内に、流量および電気伝導度の一体化センサを挿入し、性能が低下した分離膜エレメントを検出する装置が提案されている。

また、特許文献２には、圧力容器内に収容した複数の分離膜エレメントについて、複数の透過水出口を設け、これら複数の透過水出口から流出する透過水の水質プロファイルを作成することで、異常の発生した分離膜エレメントを検出し、異常の位置と程度を判定する検査方法が提案されている。

日本国特許第５６５６７１８号公報 日本国特許第６８２５７２４号公報

しかしながら、特許文献１と特許文献２に記載の検査方法では、異常により性能が低下した分離膜エレメントを検出することは可能であるが、特許文献１では、分離膜エレメント内部で異常が発生した位置を特定することができなかった。

加えて、特許文献１と特許文献２に記載の検査方法では、異常の原因が、分離膜の損傷であるか、劣化であるかを特定することができないため、異常に対する的確な対策を取ることが困難であった。

そこで本発明は、極めて簡便に、かつ迅速に、分離膜エレメントに発生した異常の原因と、発生位置と、程度を特定することが可能な、分離膜エレメントの状態診断方法、当該診断方法を搭載したプログラム、当該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を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、次の特徴を有するものである。
（１）被処理水から透過水を得るための分離膜エレメントの状態診断方法であって、被処理水の圧力、流量、溶質濃度の少なくともいずれかと、透過水の圧力、流量、溶質濃度の少なくともいずれかに基づいて、膜分離性能の初期値を計算し、分離膜エレメントの透過水路の少なくとも２箇所で透過水質を測定し、前記膜分離性能の初期値を用いて測定箇所毎に、膜分離性能の計算を行うとともに、前記膜分離性能から算出した透過水計算水質と透過水測定水質との差分が所定の範囲内になるように評価膜分離性能を決定し、決定した評価膜分離性能と、基準となる基準膜性能とを比較し、予め定めた分離膜エレメントの状態診断基準に基づいて、分離膜エレメントの状態を判定することを特徴とする分離膜エレメントの状態診断方法。
（２）前記膜分離性能が、除去率、透過率、溶媒透過係数、溶質透過係数、被処理水混入率の少なくともいずれかであることを特徴とする（１）に記載の分離膜エレメントの状態診断方法。
（３）前記膜分離性能が、膜透過計算から算出される溶媒透過係数、溶質透過係数および被処理水混入率であって、前記評価膜分離性能と前記基準膜分離性能が、前記測定箇所に共通の溶媒透過係数と溶質透過係数、および前記測定箇所毎に個別の被処理水混入率であることを特徴とする（１）または（２）に記載の分離膜エレメントの状態診断方法。
（４）前記膜透過計算が、溶質透過の物質収支を表す濃度分極モデルから導出される濃度分極式に基づくことを特徴とする（１）から（３）いずれかに記載の分離膜エレメントの状態診断方法。
（５）前記透過水質測定が、透過水路を軸方向に分割した測定箇所毎に測定するものであって、２番目以降の測定箇所の被処理水圧力を、前方の測定箇所に供給される被処理水供給圧力と流量から流体力学に基づく圧力損失計算により算出することを特徴とする（１）から（４）に記載の分離膜エレメントの状態診断方法。
（６）前記透過水測定水質と前記透過水計算水質が、電気伝導度、ＴＯＣ、屈折率、濁度、吸光度、発光光度、色度、ＩＲ、質量分析、イオンクロマト、ＩＣＰ、ｐＨ、放射線の少なくともいずれかであることを特徴とする（１）から（５）いずれかに記載の分離膜エレメントの状態診断方法。
（７）前記少なくとも２箇所から透過水質を測定する方法が、前記分離膜エレメントへ細いチューブを通して、前記分離膜エレメントの異なる位置の透過水を採水して水質を測定する方法であることを特徴とする（１）から（６）いずれかに記載の分離膜エレメントの状態診断方法。
（８）前記分離膜エレメントがスパイラル型逆浸透膜エレメントであって、チューブを透過水集水用中心パイプの中に挿入、移動させる距離毎に採水し、その採水ごとに前記測定箇所を規定することを特徴とする（１）から（７）いずれかに記載の分離膜エレメントの状態診断方法。
（９）前記分離膜エレメントが透過水を少なくとも２箇所から取水できるような構造を有し、透過水の流量比率を変化させることを特徴とする（１）から（８）いずれかに記載の分離膜エレメントの状態診断方法。
（１０）前記状態診断基準で判定する分離膜エレメントの状態が劣化と損傷であって、劣化および損傷の有無、損傷の位置、劣化および損傷の程度の少なくともいずれかであることを特徴とする（１）から（９）いずれかに記載の分離膜エレメントの状態診断方法。
（１１）前記状態診断基準が、評価溶媒透過係数が基準溶媒透過係数より減少、または評価溶質透過係数が基準溶質透過係数より増加の少なくともいずれかが発生した場合に劣化と判定し、また前記評価溶媒透過係数が前記基準溶媒透過係数より減少する程度、または前記評価溶質透過係数が前記基準溶質透過係数より増加する程度の少なくともいずれかから劣化の程度を判定することを特徴とする（３）から（１０）いずれかに記載の分離膜エレメントの状態診断方法。
（１２）前記状態診断基準が、前記測定箇所で評価被処理水混入率が基準被処理水混入率より増加する場合に損傷発生を判定するとともに前記測定箇所で損傷位置を判定し、または前記測定箇所で前記評価被処理水混入率が前記基準被処理水混入率より増加する程度から前記損傷の程度を判定することを特徴とする（３）から（１０）いずれかに記載の分離膜エレメントの状態診断方法。
（１３）被処理水から透過水を得るための分離膜エレメントの状態診断をするためにコンピュータを、分離膜エレメントの被処理水の圧力、流量、溶質濃度の少なくともいずれかと、透過水の圧力、流量、溶質濃度の少なくともいずれか、および透過水路の少なくとも２箇所で測定した透過水質のデータを入力するデータ入力手段、膜分離性能の初期値を計算する膜分離性能初期値計算手段、前記膜分離性能の初期値を用いて、前記測定箇所毎に、膜分離性能の計算を行うとともに、前記膜分離性能から算出した透過水計算水質と透過水測定水質との差分が所定の範囲内になるように、評価膜分離性能を決定する評価膜分離性能決定手段、決定した前記膜分離性能と、基準膜分離性能とを比較する膜分離性能比較手段、前記膜分離性能比較の結果から、予め定めた分離膜エレメントの状態診断基準に基づいて、分離膜エレメントの状態を診断する分離膜エレメント状態診断手段、として機能させることを特徴とする分離膜エレメントの状態診断プログラム。
（１４）被処理水から透過水を得るための分離膜エレメントの状態診断をするためにコンピュータを、前記膜分離性能の計算を、除去率、透過率、溶媒透過係数、溶質透過係数、被処理水混入率のすくなくともいずれかを計算することを選択させる膜分離性能計算選択手段として機能させるための（１３）に記載の分離膜エレメントの状態診断プログラム。
（１５）被処理水から透過水を得るための分離膜エレメントの状態診断をするためにコンピュータを、膜分離性能計算手段で前記膜分離性能を、膜透過計算から算出される溶媒透過係数、溶質透過係数および被処理水混入率とし、前記評価膜分離性能と前記基準膜分離性能を前記測定箇所に共通の溶媒透過係数と溶質透過係数、および前記測定箇所毎に個別の被処理水混入率として計算する性能解析限定手段として機能させるための（１３）または（１４）に記載の分離膜エレメントの状態診断プログラム。
（１６）被処理水から透過水を得るための分離膜エレメントの状態診断をするためにコンピュータを、膜透過計算を溶質透過の物質収支を表す濃度分極モデルから導出される濃度分極式に基づいて計算する濃度分極式計算手段として機能させるための（１３）から（１５）いずれかに記載の分離膜エレメントの状態診断プログラム。
（１７）被処理水から透過水を得るための分離膜エレメントの状態診断をするためにコンピュータを、前記測定箇所において、２番目以降の測定箇所の被処理水圧力を、前方の測定箇所に供給される被処理水供給圧力と流量から流体力学に基づく圧力損失計算により算出する圧力損失計算手段として機能させる（１３）から（１６）に記載の分離膜エレメントの状態診断プログラム。
（１８）被処理水から透過水を得るための分離膜エレメントの状態診断をするためにコンピュータを、前記透過水測定水質と前記透過水計算水質が、電気伝導度、ＴＯＣ、屈折率、濁度、吸光度、発光光度、色度、ＩＲ、質量分析、イオンクロマト、ＩＣＰ、ｐＨ、放射線の少なくともいずれかから透過水質を決定する透過水質決定手段として機能させる（１３）から（１７）いずれかに記載の分離膜エレメントの状態診断プログラム。
（１９）被処理水から透過水を得るための分離膜エレメントの状態診断をするためにコンピュータを、前記状態診断基準で判定する分離膜エレメントの状態が劣化と損傷であって、劣化および損傷の有無、損傷の位置、劣化および損傷の程度の少なくともいずれかであることを決定する分離膜エレメントの状態決定手段として機能させる（１３）から（１８）いずれかに記載の分離膜エレメントの状態診断プログラム。
（２０）被処理水から透過水を得るための分離膜エレメントの状態診断をするためにコンピュータを、前記状態診断基準が、前記評価溶媒透過係数が前記基準溶媒透過係数より減少、または前記評価溶質透過係数が前記基準溶質透過係数より増加の少なくともいずれかが発生した場合に劣化と判定し、また前記評価溶媒透過係数が前記基準溶媒透過係数より減少する程度、または前記評価溶質透過係数が前記基準溶質透過係数より増加する程度の少なくともいずれかから劣化の程度を判定する分離膜エレメントの劣化判定手段として機能させる（１５）から（１９）いずれかに記載の分離膜エレメントの状態診断プログラム。
（２１）被処理水から透過水を得るための分離膜エレメントの状態診断をするためにコンピュータを、前記状態診断基準が、前記測定箇所で前記評価被処理水混入率が前記基準被処理水混入率より増加する場合に損傷が発生していると判定するとともに前記測定箇所で損傷位置を判定し、または前記測定箇所で前記評価被処理水混入率が前記基準被処理水混入率より増加する程度から前記損傷の程度を判定する分離膜エレメントの損傷判定手段として機能させる（１５）から（１９）いずれかに記載の分離膜エレメントの状態診断プログラム。
（２２）（１３）から（２１）のいずれかに記載の分離膜エレメントの状態診断プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。

本発明によれば、極めて簡便に、分離膜エレメントにおける異常発生の原因と程度を検出することが可能となり、的確な異常対策を講じることが可能となるため、水処理装置を安定的に運転することが可能となる。

本発明に係る分離膜エレメントの概略図である。 図１における分離膜エレメントの端部を封止手段により封止したときの概略図である。 図２に示す分離膜エレメントのｎ個（ｎ≧２）の測定箇所を示す概略図である。 評価溶媒透過係数、評価溶質透過係数、評価被処理水混入率の計算フローの一例である。 劣化と損傷の有無が、透過水の電気伝導度のプロファイルに及ぼす影響の一例である。 分離膜エレメント長手方向の被処理水混入率の分布の一例である。 分離膜エレメントの状態診断フローの一例である。 本発明の分離膜エレメントの状態診断方法をコンピュータで実行するための分離膜エレメントの状態診断プログラムの一例である。 運転中の分離膜エレメントの測定電気伝導度と運転中の分離膜エレメントの測定電気伝導度と一致するように決定した評価溶媒透過係数と評価溶質透過係数と被処理水混入率を用いて計算した透過水計算電気伝導度（劣化あり・損傷あり）と分離膜エレメントの基準溶媒透過係数と基準溶質透過係数から計算した計算電気伝導度（劣化なし・損傷なし）のプロファイルである。 分離膜エレメントの基準溶媒透過係数と評価溶媒透過係数の比較である。 基準溶質透過係数と評価溶質透過係数の比較である。 分離膜エレメントの測定電気伝導度から決定した被処理水混入率である。 分離膜エレメントの測定電気伝導度と被処理水混入率をゼロとして損傷を考慮せずに、溶媒透過係数と溶質透過係数を用いて計算した計算電気伝導度（劣化あり・損傷なし）と、運転開始時の溶媒透過係数と溶質透過係数から計算した計算電気伝導度（劣化なし・損傷なし）のプロファイルである。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。なお、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。

本発明は、被処理水を濃縮水と透過水とに分離する分離膜エレメントの状態診断方法であって、１本または複数の直列に接続された運転中の分離膜エレメントのうち状態を診断したい状態診断分離膜エレメントについて、被処理水の圧力、流量、溶質濃度、透過水の圧力、流量、溶質濃度の少なくともいずれかに基づいて、膜分離性能の初期値を計算するステップ１と透過水が集水される透過水路（集水管）の透過水の測定水質をいずれか２点以上で測定するステップ２と、
前記膜分離性能の初期値を用いて前記測定箇所毎に、膜分離性能の計算を行うとともに、前記膜分離性能から算出した透過水計算水質と前記透過水測定水質との差分が所定の範囲内になるように評価膜分離性能を決定するステップ３と、
決定した評価膜分離性能と、比較の対象となる基準に予め取得しておいた基準膜分離性能とを比較して、予め定められた状態診断対象分離膜エレメントの状態診断基準に基づいて、状態診断状態診断分離膜エレメントの状態を判定するステップ４とを備えることを特徴とする。

膜分離性能とは、除去率（＝１－透過水濃度／被処理水濃度）、透過率（＝透過水濃度／被処理水濃度）、溶媒透過係数、溶質透過係数、被処理水混入率などが一般的である。特に、溶媒透過係数、溶質透過係数および被処理水混入率を使用するとより正確に膜分離性能を解析でき好適である。よって、本願では一例として、溶媒透過係数、溶質透過係数および被処理水混入率について記載する。

ここで分離膜エレメントに供給される被処理水としては、例えば、海水、河川水、地下水、又は下排水処理水等があげられる。また実機から抜き出した分離膜エレメントを評価する場合は、ＮａＣｌやＭｇＳＯ_４などを溶解したものを使用すると好適である。また、評価中の被処理水の濃度は、測定しやすい条件に設定するのが好ましいが、特に制約されるものではない。一般には、ＮａＣｌの濃度は、好ましくは５０～７００００ｍｇ／Ｌであり、より好ましくは５００～３５０００ｍｇ／Ｌ、ＭｇＳＯ_４の濃度は、好ましくは５０～１００００ｍｇ／Ｌ、であり、より好ましくは５００～４０００ｍｇ／Ｌである。

また、使用に供している（運転中の）分離膜エレメントを診断したい場合、被処理水の供給を止めてＮａＣｌやＭｇＳＯ_４などに切り替えるか、分離膜エレメントを設備から外して診断するための装置に装填する必要がある。実際のプラントの運転中に本診断を実施したい場合は、運転中の状態で、すなわち、原水をそのまま被処理水として使用することも可能である。ただし、比較評価の対象となる溶質以外の溶質が含まれている場合が多いので、分析精度に影響を及ぼすことに注意が必要である。

分離膜エレメントが備える分離膜とは、膜両面の圧力差を利用して被処理水を膜ろ過し、被処理水中に含まれる一定粒子径を超える物質を捕捉する膜であり、逆浸透膜、ナノ濾過膜、限外濾過膜、精密濾過膜、イオン交換膜、ガス分離膜、ろ布など、様々な分離膜で用いることが出来るが、とくに、海水や河川水などを処理して、飲料水や各種用水を製造する水処理用精密濾過膜、限外濾過膜、ナノ濾過膜、逆浸透膜へ適用すると、水処理コスト削減に貢献でき、非常に好ましい。また、エレメント形状としても、スパイラル型、中空糸型、平膜平行平板（プレートアンドフレーム）型など、特に限定されるものではない。

本発明で用いる逆浸透膜やナノ濾過膜の素材としては、例えば、酢酸セルロース系ポリマー、ポリアミド、ポリエステル、ポリイミド、ビニルポリマーなどの高分子素材を使用することができる。また、その膜構造は、膜の少なくとも片面に緻密層を持ち、緻密層から膜内部またはもう片方の面に向けて徐々に大きな孔径の微細孔を有する非対称膜や、非対称膜の緻密層の上に別の素材で形成された非常に薄い機能層を有する複合膜のどちらでもよい。

また、限外濾過膜や精密濾過膜としては、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィドスルホン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン等の多孔質膜を挙げることができる。

さらに、これら多孔質膜に機能層としては架橋型シリコーン、ポリブタジエン、ポリアクリロニトリルブタジエン、エチレンプロピレンラバー、ネオプレンゴム等のゴム状高分子を複合化することで透過性が高い複合分離膜として本発明を適用することが出来る。

分離膜エレメントの構造は、膜の用途によって様々であるが、逆浸透膜やナノ濾過膜の場合は、スパイラル型が一般的である。最も代表的なスパイラル型逆浸透膜エレメントにとして使用するエレメントの概略図を図１に示す。

分離膜エレメント１１は、被処理水１２を濃縮水１３と透過水１４に分離する分離膜１５と、透過水１４を集水する複数の孔の空いた集水管１６とを備えており、集水管１６の端部１７と端部１８は開口しており、透過水１４を取り出すことができる。

また、端部１７と端部１８のうちいずれか一方を封止手段により封止することにより、端部１７と端部１８のうち封止されていない側から透過水１４を取り出すことができる。例えば、図２では、被処理水入口側の端部１７を封止手段２１により封止し、端部１８から透過水１４を取り出している。

ここで水質とは、電気伝導度、ＴＯＣ、屈折率、濁度、吸光度、発光光度、色度、ＩＲ、質量分析、イオンクロマト、ＩＣＰ、ｐＨ、放射線の少なくともいずれかであり、特に測定が容易な電気伝導度が好適である。

各透過水の電気伝導度から溶質濃度を求めるには、従来公知の方法で事前に溶質の濃度と電気伝導度の関係を求めておけばよい。事前に各イオン性物質の濃度と電気伝導度の関係式を作成しておくと、容易に電気伝導度を濃度に換算できるので好適である。

ここで、測定水質の測定位置は、集水管を軸方向に分割して規定すると好ましい。具体的には、測定水質の測定位置が集水管の孔の位置と一致し、測定点数が集水管の孔の個数と一致していると、集水管１６内部の透過水１４の測定水質の分布を細かく得ることができ好適である。
ステップ１は、運転条件に基づいて、状態診断対象分離膜エレメントの溶媒と溶質の膜透過計算を行う。これが初期値となるが、被処理水混入率の初期値については、ゼロと規定するのが好ましい。

ここで運転条件とは、状態診断対象分離膜エレメントの端部１７における被処理水圧力Ｐ_Ｆ（０）、被処理水流量Ｑ_Ｆ（０）、被処理水溶質濃度Ｃ_Ｆ（０）およびエレメント端部１８における透過水の透過水圧力Ｐ_Ｐ（０）、透過水流量Ｑ_P（０）、透過水濃度Ｃ_P（０）である。まずは、以下の濃度分極式から膜表面の溶質濃度Ｃ_Ｍ（０）を計算する。

なお、数１は数２に示す基本的な濃度分極式から算出したものである。濃度分極とは、膜ろ過において溶質が膜表面上に堆積し、膜表面近くの溶質濃度が被処理水に比べ高くなる現象である。この現象を膜透過計算に組み込むことで、計算精度を向上できる。

次にＣ_Ｍ（０）を用いて、以下の式により溶媒透過係数の初期値Ｌ_Ｐ（０）と溶質透過係数の初期値Ｐ_Ｓ（０）を求める。なお、被処理水混入率の初期値α（０）については、既定値としても良いが、この段階では解析するのが困難であるためゼロと規定するのが好ましい。

図２において、分離膜エレメント１１の集水管１６の内部に、集水管１６の内径より外径の小さいホース又はチューブを端部１８から集水管の軸方向に挿入すると、挿入したホース又はチューブの先端の位置の透過水を取り出すことができる。

ステップ２は、このようにして集水管１６内部の透過水１４を２点以上測定する。

ステップ３では、これらの膜分離性能の初期値を用いて測定箇所毎に、膜分離性能の計算を行うとともに、膜分離性能から算出した透過水計算水質と前記透過水測定水質との差分が所定の範囲内になるようにして評価膜分離性能を決定する。

具体的には、状態診断対象分離膜エレメントが、複数の直列に接続された分離膜エレメントの状態診断対象の測定水質の測定箇所が被処理水の供給側から見て先頭の測定箇所よりも後方に位置する場合には、先頭の測定箇所に供給される被処理水の被処理水供給圧力と、流体力学に基づく圧力損失計算により状態診断対象分離膜エレメントの端部被処理水圧力Ｐ_Ｆ（１）を算出し、状態診断対象分離膜エレメントの端部被処理水溶質濃度Ｃ_Ｆ（１）を、先頭分離膜エレメントに供給される被処理水の被処理水供給溶質濃度と、集水管の被処理水の供給側の端部の集水管内部の透過水の測定水質から算出した端部透過水溶質濃度とから算出する。

なお、分離膜エレメントが、直列に複数設置され、状態診断を分離膜エレメント毎に実施する場合でも上記手法により同様にして端部被処理水圧力Ｐ_Ｆ（１）と端部被処理水溶質濃度Ｃ_Ｆ（１）を算出することが可能である。

図３は、状態診断対象分離膜エレメントをｎ箇所（ｎ≧２）で状態診断を実施する場合の概略図である。
ｉ番目の透過水１４の溶質の濃度は、膜透過計算を行うことで求めることができる。具体的な、分離膜エレメントのｎ箇所での膜透過計算の方法を以下に示す。
（１）１番目の測定箇所について（２）から（６）の計算を実行して、ｉ番目の透過水の流量Ｑ_Ｐ（ｉ）と溶質濃度Ｃ_Ｐ（ｉ）を計算する。
（２）ｉ番目（１≦ｉ≦ｎ）の測定箇所について、Ｑ_Ｐ（ｉ）とＣ_Ｐ（ｉ）の初期値として、被処理水の流量Ｑ_Ｆ（ｉ）と溶質濃度Ｃ_Ｆ（ｉ）より小さい値を与える。
これは、Ｑ_Ｐ（ｉ）≧Ｑ_Ｆ（ｉ）とすると濃縮水の流量がゼロまたはマイナスとなり、溶媒の物質収支が破綻するためである。また、分離膜エレメントの溶質の除去率はゼロより大きいので、Ｃ_Ｐ（ｉ）≧Ｃ_Ｆ（ｉ）とはならないためである。
（３）Ｑ_Ｐ（ｉ）とＣ_Ｆ（ｉ）の初期値を用いて、以下の濃度分極式から膜表面の溶質濃度Ｃ_Ｍ（ｉ）を計算する。

（４）Ｃ_Ｍ（ｉ）を用いて、以下の式によりＱ_Ｐ（ｉ）とＣ_Ｐ（ｉ）の計算値を求める。

ここで、浸透圧の計算にはｖａｎ′ｔ Ｈｏｆｆ式やＰｉｔｚｅｒ式等の理論式によって計算するのが一般的である。
またここの最初の計算段階では、溶媒透過係数Ｌ_Ｐと溶質透過係数Ｐ_Ｓ、および被処理水混入率αは、ステップ１で算出した溶媒透過係数の初期値Ｌ_Ｐ（０）と溶質透過係数の初期値Ｐ_Ｓ（０）、および被処理水混入率の初期値α（０）を用いると好適である。

（５）Ｑ_Ｐ（ｉ）とＣ_Ｐ（ｉ）の初期値と計算値のズレが許容誤差に収まらなければ、Ｎｅｗｔｏｎ法や勾配法などの求解アルゴリズムによりＱ_Ｐ（ｉ）とＣ_Ｐ（ｉ）の初期値を変更するとなお好適である。
（６）（１）から（４）の計算を繰り返し、Ｑ_Ｐ（ｉ）とＣ_Ｐ（ｉ）の初期値と計算値のズレが許容誤差に収まればＱ_Ｐ（ｉ）とＣ_Ｐ（ｉ）の計算値が解となる。
（７）２≦ｉ≦ｎのとき、ｉ－１番目の測定箇所の被処理水の流量Ｑ_Ｆ（ｉ－１）と濃度Ｃ_Ｆ（ｉ－１）と、ｉ－１番目の測定箇所の透過水の流量Ｑ_Ｐ（ｉ－１）と濃度Ｃ_Ｐ（ｉ－１）とを用いて、以下の溶媒と溶質の物質収支式からｉ番目の測定箇所の被処理水の流量Ｑ_Ｆ（ｉ）と溶質濃度Ｃ_Ｆ（ｉ）を計算する。

ここで、ｉ番目の測定箇所の被処理水の圧力Ｐ_Ｆ（ｉ）は、ｉ－１番目の測定箇所の被処理水の圧力Ｐ_Ｆ（ｉ－１）と流量Ｑ_Ｆ（ｉ－１）から被処理水の圧力損失を用いて計算する。圧力損失は、流体力学の理論式などによって計算する。

（８）ｉ＝ｎになるまで（１）から（７）の計算を実行することで、全ての測定箇所について透過水の流量と溶質濃度を計算できる。
次に、図４のフローに従って、膜透過計算によって得られる透過水１４の溶質の濃度から算出した透過水計算水質と、透過水測定水質との差分が所定の範囲内に含まれるように、評価溶媒透過係数と評価溶質透過係数と評価被処理水混入率を決定する。

ここで図４は、膜透過計算によって得られる透過水１４の溶質の濃度から算出した透過水計算水質と、透過水測定水質との差分が、所定の範囲内δに含まれるように、全ての測定箇所に共通の評価溶媒透過係数と評価溶質透過係数、および各測定箇所毎に個別の評価被処理水混入率αを決定するためのフローである。

運転条件と、溶媒透過係数と溶質透過係数の初期値と、各測定箇所毎の透過水測定水質σ_ｒを入力し、状態診断対象分離膜エレメントの、例えば封止手段によって封止された端部からもう一方の端部に向かって、各測定箇所毎の透過水計算水質σ_ｃと、各測定箇所毎の透過水測定水質σ_ｒが一致するように、被処理水混入率αを決定する。

ｉ番目の測定箇所の透過水の計算水質σ_ｃ（ｉ）が測定水質σ_ｒ（ｉ）よりも大きい値をとる場合は、溶媒透過係数と溶質透過係数を再入力して被処理水混入率α（ｉ）を再計算する。

全ての測定箇所に対して、透過水計算水質σ_ｃと透過水測定水質σ_ｒの差分が所定の範囲内δに含まれるようになるまで、被処理水混入率αの計算を繰り返すことで、最終的な評価溶媒透過係数と評価溶質透過係数と評価被処理水混入率αを決定することができる。

ここで、透過水の計算水質が電気伝導度である場合は、Ｄｅｂｙｅ－Ｈｕｃｋｅｌ式やＯｎｓａｇｅｒ式等の理論式によって計算するのが好ましい。

図５は、劣化と損傷の有無が、透過水の電気伝導度のプロファイルに及ぼす影響の一例である。

ここで状態診断対象分離膜エレメントの長手方向の位置は、封止手段により封止された端部をゼロとしたときの位置である。状態診断対象分離膜エレメントに劣化と損傷がない場合、透過水の電気伝導度は、封止手段により封止された端部からもう一方の端部に向かって、単調増加する。

状態診断対象分離膜エレメントに劣化があり損傷がない場合は、劣化と損傷がない場合に比べて、透過水の電気伝導度は全体的に上昇し、封止手段により封止された端部からもう一方の端部に向かって、単調増加する。

状態診断対象分離膜エレメントに損傷がある場合は、図６の損傷のある位置で被処理水が混入するため、電気伝導度は単調増加とならない。

ステップ４では、決定した評価溶媒透過係数、評価溶質透過係数、および評価被処理水混入率の少なくともいずれかと比較対象となる基準に予め取得しておいた基準溶媒透過係数、基準溶質透過係数、および基準被処理水混入率を比較して、図７の分離膜エレメントの状態診断基準に基づいて、状態診断対象分離膜エレメントの劣化または損傷の有無、劣化または損傷の程度、損傷の発生した位置の少なくともいずれかを判定する。

ここで、基準とは、例えば、状態診断対象分離膜エレメント生産時や運転開始時または薬品洗浄後の運転再開時に設定すると運転前後での状態診断対象分離膜エレメントを比較することができ好適である。

なお、状態診断対象分離膜エレメントの診断方法の例を以下にあげるが、以下に限定されるものではない。

状態診断対象分離膜エレメントの劣化の有無の判定は、例えば、基準溶媒透過係数に比べて評価溶媒透過係数が減少するか、または基準溶質透過係数に比べて評価溶質透過係数が増加するかの少なくともいずれかであり、かつ基準溶媒透過係数と比較した評価溶媒透過係数の増加量と、基準溶質透過係数と比較した評価溶媒透過係数の減少量の少なくともいずれかが、予め決定した閾値よりも大きい値をとる場合に、状態診断対象分離膜エレメントに劣化が発生していると判定することができる。

状態診断対象分離膜エレメントの劣化の程度の判定は、状態診断対象分離膜エレメントに劣化が発生している場合に、例えば、運転開始時に予め取得しておいた基準溶媒透過係数と比較した評価溶媒透過係数の増加量と、運転開始時に予め取得しておいた基準溶質透過係数と比較した評価溶質透過係数の減少量によって劣化の程度を定量的に判定することができ好適である。

状態診断対象分離膜エレメントの損傷の有無および位置の判定は、状態診断対象分離膜エレメントの測定箇所のうち、評価被処理水混入率が基準被処理水混入率より増加し、かつその増加量が予め決定した閾値より大きい値をとる位置で損傷が発生していると判定することができる。

状態診断対象分離膜エレメントの損傷の程度は、状態診断対象分離膜エレメントに損傷が発生している場合に、例えば、運転開始時に予め取得しておいた基準被処理水混入率と比較した評価被処理水混入率の増加量によって、損傷の程度を定量的に判定するとなお良い。

また、運転条件と基準溶媒透過係数と基準溶質透過係数と基準被処理水混入率を用いて膜透過計算を行い計算した計算透過水流量と計算透過水濃度を評価透過水流量と評価透過水濃度を比較することによっても状態診断対象分離膜エレメントの劣化と損傷の有無を判定できる。

具体的には、計算透過水流量と比較した評価透過水流量の増加量が予め決定した閾値より大きい値をとる場合に、状態診断対象分離膜エレメントの損傷が発生していると判定し、計算透過水流量と比較した評価透過水流量の減少量が予め決定した閾値より小さい値をとる場合に、状態診断対象分離膜エレメントの劣化が発生していると判定できる。

さらに、計算透過水濃度と比較した評価透過水濃度の増加量が予め決定した閾値より大きい値をとる場合に、状態診断対象分離膜エレメントの劣化あるいは損傷の少なくともいずれかが発生していると判定できる。

閾値は、運転条件や要求水質などに応じて任意に決定すれば良いが、例えば、基準溶媒透過係数と比較した評価溶媒透過係数の減少量と、基準溶質透過係数と比較した評価溶質透過係数の増加量と、基準被処理水混入率と比較した評価被処理水混入率の増加量をそれぞれ、０．１～５．０％、５．１～１０．０％、１０．１～１５．０％、１５．１～２０．０％などのように範囲で設定すると劣化の程度をさらに定量化できるので好適である。

このとき、運転条件や測定水質の測定誤差により変動する変動幅を考慮して閾値を決定するとより好ましい。

また、本発明により、水処理プロセスの運転期間中に、本発明の分離膜エレメントの状態診断方法を定期的に実施することで、分離膜エレメントの劣化と損傷の発生および程度を監視することもでき、このとき、予め設定した閾値に達したとき警報を出すことで、運転条件の変更や装置洗浄などの対応を速やかに取ることができるし、閾値を複数設定しておけば、劣化や損傷の段階に応じた、より的確な警報とすることも可能である。

劣化や損傷が更に進行し、運転条件変更や洗浄では分離膜エレメントの性能を回復できないレベルに達したときは、当該分離膜エレメントを優先的に交換するといった対策も取ることができる。

さらに、劣化や損傷の程度と運転時間の関係から、劣化や損傷の進行を予測することができ、予測結果と閾値に基づいて、装置洗浄の時期や分離膜エレメントの交換時期を予測するとなお好適である。

かくして上述の分離膜エレメントの状態診断方法によれば、分離膜エレメントにおける異常発生の原因と程度を、精度よく検出することによって、的確な異常対策を講じることが可能となるため、水処理装置を安定的に運転することが可能となる。

なお以上は、集水管の一方の端部が封止手段によって封止されたものとして説明してきたが、水処理プロセスにおいては、両端ともに解放して透過水を取り出す場合がある。このような場合においても上記の手法を適用することができる。また、その場合は、両端から各々排出される透過水の流量比率を変化させながら取水し、その測定透過水質から分離膜エレメントの状態診断を実施することで、分離膜エレメントの劣化または損傷の有無、程度および位置を特定することができ好適である。

具体的には、分離膜エレメントの脱塩率は一定値であるので、被処理水の濃度が高ければ、透過水濃度も高くなる。その結果、被処理水供給側から排出される透過水に比べて、他端側から排出される透過水濃度は高くなる。このため、被処理水供給側透過水の比率を増加させると、透過水の濃度が緩やかに上昇する。一方で、他端透過水中には上流の透過水がより含まれなくなるため、こちらの透過水濃度も緩やかに上昇する。しかし、劣化や損傷がある場合は、各々緩やかに上昇せず変曲点が生じるこの変曲点の生じる透過水量比率からの劣化または損傷の有無、程度および位置を特定することができる。

また、上記の分離膜エレメントの状態診断方法は、１本の分離膜エレメントを複数の箇所毎に区分けして計算しても良いが、通常の水処理プラントであれば、複数の分離膜エレメントを直列に多い場合は７～８本接続して使用するのが一般的である。その場合は、分離膜エレメント単位で状態診断を実施しても良い。

なお、図８は、本発明の分離膜エレメントの状態診断方法をコンピュータで実行するための、分離膜エレメントの状態診断プログラムである。状態診断プログラムについては、下記のステップを有することを特徴とする。

分離膜エレメントの被処理水の圧力、流量、溶質濃度の少なくともいずれかと、透過水の圧力、流量、溶質濃度の少なくともいずれか、および透過水路の少なくとも２箇所で測定した透過水質のデータを入力するデータ入力手段４１と、膜分離性能の初期値を計算する膜分離性能初期値計算手段４２と、前記膜分離性能の初期値を用いて、前記測定箇所毎に、膜分離性能の計算を行うとともに、前記膜分離性能から算出した透過水計算水質と前記透過水測定水質との差分が所定の範囲内になるように、評価膜分離性能を決定する評価膜分離性能決定手段４３と、決定した前記膜分離性能と、基準膜分離性能とを比較する膜分離性能比較手段４４と、前記膜分離性能比較の結果から、予め定めた分離膜エレメントの状態診断基準に基づいて、分離膜エレメントの状態を診断する分離膜エレメント状態診断手段４５として機能させることを特徴とする分離膜エレメントの状態診断プログラムである。

また、膜分離性能の計算を、除去率、透過率、溶媒透過係数、溶質透過係数、被処理水混入率のすくなくともいずれかを計算することを選択させる膜分離性能計算選択手段４６を具備すると選択を変更することで、様々な観点から膜分離性能を解析でき好適である。

さらに、膜分離性能の計算を、膜透過計算から算出される溶媒透過係数、溶質透過係数および被処理水混入率とし、前記評価膜分離性能と前記基準膜分離性能を前記測定箇所に共通の溶媒透過係数と溶質透過係数、および前記測定箇所毎に個別の被処理水混入率として計算する膜分離性能解析限定手段４７を具備すると膜分離性能をより詳細に解析でき、なお好適である。

膜透過計算においては、膜透過計算を溶質透過の物質収支を表す濃度分極モデルから導出される濃度分極式に基づいて計算する濃度分極式計算手段４８と前記測定箇所において、２番目以降の測定箇所の被処理水圧力を、前方の測定箇所に供給される被処理水供給圧力と流量から流体力学に基づく圧力損失計算により算出する圧力損失計算手段４９を具備しこれらを用いて透過計算を実施すると計算精度が高くできるので好適である。

また、データ入力手段４１には、入力される透過水測定水質と透過水計算水質を電気伝導度、ＴＯＣ、屈折率、濁度、吸光度、発光光度、色度、ＩＲ、質量分析、イオンクロマト、ＩＣＰ、ｐＨ、放射線の少なくともいずれかから透過水質を決定する透過水質決定手段５０を備えている。

また、分離膜エレメント状態診断手段４５においては、状態診断基準で判定する分離膜エレメントの状態が劣化と損傷であって、劣化および損傷の有無、損傷の位置、劣化および程度の少なくともいずれかであることを決定する分離膜エレメントの状態決定手段５１が組み込まれ、分離膜エレメントの状態決定手段５１の中では、評価溶媒透過係数が基準溶媒透過係数より減少、または評価溶質透過係数が基準溶質透過係数より増加の少なくともいずれかが発生した場合に劣化と判定し、また前記評価溶媒透過係数が前記基準溶媒透過係数より減少する程度、または前記評価溶質透過係数が前記基準溶質透過係数より増加する程度の少なくともいずれかから劣化の程度を判定する分離膜エレメントの劣化判定手段５２と測定箇所で評価被処理水混入率が基準被処理水混入率より増加する場合に損傷が発生していると判定するとともに前記測定箇所で損傷位置を判定し、または測定箇所で評価被処理水混入率が前記基準被処理水混入率より増加する程度から損傷の程度を判定する分離膜エレメントの損傷判定手段５３を具備することで、分離膜エレメントの状態診断を定量的に実施することもできる。

加えてこれらのプログラムをコンピュータで読み取れるプログラムとして、当該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に保存しても良い。また、記録媒体を保存するシステムは、通常のコンピュータでも良いがオンプレミスサーバーやクラウドサーバーでも差し支えない。このように、サーバーに計算プログラムを保存した場合、そのプログラムにコンピュータ上のブラウザを介してアクセスし、計算プログラムを実行して計算するシステムにするとなお好適である。

＜実施例＞
標準条件（圧力５６ｋｇ／ｃｍ^２、３２０００ｍｇ／Ｌ ＮａＣｌ水溶液、温度２５℃、収率８％）で造水量３７．５ｍ^３／日、脱塩率９９．８％の性能を有するポリアミド系逆浸透膜を使用した分離膜エレメント１本の、状態診断試験を行った。

試験条件は、被処理水流量９７Ｌ／分、透過水流量１７Ｌ／分、被処理水は３２０００ｍｇ／ＬのＮａＣｌ水溶液、水温３０℃、ｐＨ６．５とし、分離膜エレメントの集水管軸方向の４２点で測定電気伝導度を測定した。

図９は、分離膜エレメントの計算電気伝導度と、運転中の分離膜エレメントの測定電気伝導度と一致するように決定した評価溶媒透過係数と評価溶質透過係数と被処理水混入率を用いて計算した計算電気伝導度（劣化あり・損傷あり）と、分離膜エレメントの運転開始時の基準溶媒透過係数と基準溶質透過係数から計算した計算電気伝導度（劣化なし・損傷なし）のプロファイルである。
図１０は、分離膜エレメントの基準溶媒透過係数を１００％としたときの、評価溶媒透過係数である。
図１１は、分離膜エレメントの基準溶質透過係数を１００％としたときの、評価溶質透過係数である。

評価溶媒透過係数は、基準溶媒透過係数に対して３２．５％減少した。また、評価溶質透過係数は、基準溶質透過係数に対して３０．７％増加した。

図１２は、運転中の分離膜エレメントの測定電気伝導度から決定した、被処理水混入率である。
基準溶媒透過係数と比較して評価溶媒透過係数が減少し、基準溶質透過係数と比較して評価溶質透過係数が増加したことから、分離膜エレメントに劣化が生じており、また被処理水混入率がゼロでない位置があることから、分離膜エレメントに損傷も生じていることを定量的に判定できる。

＜比較例＞
図１３は、損傷のある運転中の分離膜エレメントの測定電気伝導度と、被処理水混入率をゼロとして損傷を考慮せずに、溶媒透過係数と溶質透過係数を用いて計算した計算電気伝導度（劣化あり・損傷なし）と、運転開始時の溶媒透過係数と溶質透過係数から計算した計算電気伝導度（劣化なし・損傷なし）のプロファイルである。

本発明で定義した損傷を考慮せず、被処理水混入率をゼロとしたとき、運転中の分離膜エレメントの測定電気伝導度と計算電気伝導度を一致させるような評価溶媒透過係数と評価溶質透過係数を決定することができず、分離膜エレメントの状態を、正しく判定することができない。

以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

なお、本出願は、２０２１年１１月３０日出願の日本特許出願（特願２０２１－１９３８００）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。

１１ 分離膜エレメント
１２ 被処理水
１３ 濃縮水
１４ 透過水
１５ 分離膜
１６ 集水管
１７ 端部
１８ 端部
２１ 封止手段
３１ １番目の測定箇所
３２ ２番目の測定箇所
３３ ｉ番目の測定箇所
３４ ｎ－１番目の測定箇所
３５ ｎ番目の測定箇所
４１ データ入力手段
４２ 膜分離性能初期値計算手段
４３ 評価膜分離性能決定手段
４４ 膜分離性能比較手段
４５ 分離膜エレメント状態診断手段
４６ 膜分離性能計算選択手段
４７ 膜分離性能解析限定手段
４８ 濃度分極式計算手段
４９ 圧力損失計算手段
５０ 透過水質決定手段
５１ 分離膜エレメントの状態決定手段
５２ 劣化判定手段
５３ 損傷判定手段
６１ 記録媒体
７１ コンピュータ

Claims (20)

1. 被処理水から透過水を得るための分離膜エレメントの状態診断方法であって、
   被処理水の圧力、流量、溶質濃度の少なくともいずれかと、透過水の圧力、流量、溶質濃度の少なくともいずれかに基づいて、膜分離性能の初期値を計算し、
   分離膜エレメントの透過水路へ前記透過水路の内径より外径の小さいチューブを通して、前記分離膜エレメントの異なる位置の透過水を少なくとも２箇所の測定箇所で採水して透過水質を測定する透過水質測定によって透過水測定水質を取得し、
   前記膜分離性能の初期値を用いて測定箇所毎に、膜分離性能の計算を行うとともに、前記膜分離性能から算出した透過水計算水質と透過水測定水質との差分が所定の範囲内になるように評価膜分離性能を決定し、
   決定した評価膜分離性能と、基準となる基準膜分離性能とを比較し、
   予め定めた分離膜エレメントの状態診断基準に基づいて、分離膜エレメントの状態を判定することを特徴とする分離膜エレメントの状態診断方法。
2. 前記分離膜エレメントがスパイラル型逆浸透膜エレメントであって、チューブを透過水集水用中心パイプの中に挿入、移動させる距離毎に採水し、その採水ごとに前記測定箇所を規定することを特徴とする
   請求項１に記載の分離膜エレメントの状態診断方法。
3. 前記膜分離性能が、除去率、透過率、溶媒透過係数、溶質透過係数、被処理水混入率の少なくともいずれかであることを特徴とする
   請求項１に記載の分離膜エレメントの状態診断方法。
4. 前記膜分離性能が、膜透過計算から算出される溶媒透過係数、溶質透過係数および被処理水混入率であって、
   前記評価膜分離性能と前記基準膜分離性能が、前記測定箇所に共通の溶媒透過係数と溶質透過係数、および前記測定箇所毎に個別の被処理水混入率であることを特徴とする
   請求項１に記載の分離膜エレメントの状態診断方法。
5. 前記膜透過計算が、
   溶質透過の物質収支を表す濃度分極モデルから導出される濃度分極式に基づくことを特徴とする
   請求項４に記載の分離膜エレメントの状態診断方法。
6. 前記透過水質測定が、前記透過水路を軸方向に分割した測定箇所毎に測定するものであって、２番目以降の測定箇所の被処理水圧力を、前方の測定箇所に供給される被処理水供給圧力と流量から流体力学に基づく圧力損失計算により算出することを特徴とする
   請求項１に記載の分離膜エレメントの状態診断方法。
7. 前記透過水測定水質と前記透過水計算水質が、電気伝導度、ＴＯＣ、屈折率、濁度、吸光度、発光光度、色度、ＩＲ、質量分析、イオンクロマト、ＩＣＰ、ｐＨ、放射線の少なくともいずれかであることを特徴とする
   請求項１に記載の分離膜エレメントの状態診断方法。
8. 前記状態診断基準で判定する分離膜エレメントの状態が劣化と損傷であって、
   劣化および損傷の有無、損傷の位置、劣化および損傷の程度の少なくともいずれかであることを特徴とする
   請求項１に記載の分離膜エレメントの状態診断方法。
9. 前記状態診断基準が、
   評価溶媒透過係数が基準溶媒透過係数より減少、または評価溶質透過係数が基準溶質透過係数より増加の少なくともいずれかが発生した場合に劣化と判定し、
   また前記評価溶媒透過係数が前記基準溶媒透過係数より減少する程度、または前記評価溶質透過係数が前記基準溶質透過係数より増加する程度の少なくともいずれかから劣化の程度を判定することを特徴とする
   請求項８に記載の分離膜エレメントの状態診断方法。
10. 前記状態診断基準が、
    前記測定箇所で評価被処理水混入率が基準被処理水混入率より増加する場合に損傷発生を判定するとともに前記測定箇所で損傷位置を判定し、または前記測定箇所で前記評価被処理水混入率が前記基準被処理水混入率より増加する程度から前記損傷の程度を判定することを特徴とする
    請求項８に記載の分離膜エレメントの状態診断方法。
11. 被処理水から透過水を得るための分離膜エレメントの状態診断をするためにコンピュータを、
    分離膜エレメントの被処理水の圧力、流量、溶質濃度の少なくともいずれかと、透過水の圧力、流量、溶質濃度の少なくともいずれか、および透過水路へ前記透過水路の内径より外径の小さいチューブを通して、前記分離膜エレメントの異なる位置の透過水を少なくとも２箇所の測定箇所で採水して透過水質を測定する透過水質測定によって取得した透過水測定水質のデータを入力するデータ入力手段、
    膜分離性能の初期値を計算する膜分離性能初期値計算手段、
    前記膜分離性能の初期値を用いて、前記測定箇所毎に、膜分離性能の計算を行うとともに、前記膜分離性能から算出した透過水計算水質と前記透過水測定水質との差分が所定の範囲内になるように、評価膜分離性能を決定する評価膜分離性能決定手段、
    決定した前記評価膜分離性能と、基準膜分離性能とを比較する膜分離性能比較手段、
    前記膜分離性能比較手段により得られた膜分離性能比較の結果から、予め定めた分離膜エレメントの状態診断基準に基づいて、分離膜エレメントの状態を診断する分離膜エレメント状態診断手段、
    として機能させることを特徴とする分離膜エレメントの状態診断プログラム。
12. 被処理水から透過水を得るための分離膜エレメントの状態診断をするためにコンピュータを、
    前記膜分離性能の計算を、除去率、透過率、溶媒透過係数、溶質透過係数、被処理水混入率のすくなくともいずれかを計算することを選択させる膜分離性能計算選択手段として機能させるための請求項１１に記載の分離膜エレメントの状態診断プログラム。
13. 被処理水から透過水を得るための分離膜エレメントの状態診断をするためにコンピュータを、
    膜分離性能計算手段で前記膜分離性能を、膜透過計算から算出される溶媒透過係数、溶質透過係数および被処理水混入率とし、
    前記評価膜分離性能と前記基準膜分離性能を前記測定箇所に共通の溶媒透過係数と溶質透過係数、および前記測定箇所毎に個別の被処理水混入率として計算する性能解析限定手段として機能させるための請求項１１に記載の分離膜エレメントの状態診断プログラム。
14. 被処理水から透過水を得るための分離膜エレメントの状態診断をするためにコンピュータを、
    膜透過計算を溶質透過の物質収支を表す濃度分極モデルから導出される濃度分極式に基づいて計算する濃度分極式計算手段として機能させるための請求項１１に記載の分離膜エレメントの状態診断プログラム。
15. 被処理水から透過水を得るための分離膜エレメントの状態診断をするためにコンピュータを、
    前記測定箇所において、
    ２番目以降の測定箇所の被処理水圧力を、前方の測定箇所に供給される被処理水供給圧力と流量から流体力学に基づく圧力損失計算により算出する圧力損失計算手段として機能させる請求項１１に記載の分離膜エレメントの状態診断プログラム。
16. 被処理水から透過水を得るための分離膜エレメントの状態診断をするためにコンピュータを、
    前記透過水測定水質と前記透過水計算水質が、電気伝導度、ＴＯＣ、屈折率、濁度、吸光度、発光光度、色度、ＩＲ、質量分析、イオンクロマト、ＩＣＰ、ｐＨ、放射線の少なくともいずれかから透過水質を決定する透過水質決定手段として機能させる
    請求項１１に記載の分離膜エレメントの状態診断プログラム。
17. 被処理水から透過水を得るための分離膜エレメントの状態診断をするためにコンピュータを、
    前記状態診断基準で判定する分離膜エレメントの状態が劣化と損傷であって、
    劣化および損傷の有無、損傷の位置、劣化および損傷の程度の少なくともいずれかであることを決定する分離膜エレメントの状態決定手段として機能させる
    請求項１１に記載の分離膜エレメントの状態診断プログラム。
18. 被処理水から透過水を得るための分離膜エレメントの状態診断をするためにコンピュータを、
    前記状態診断基準が、
    評価溶媒透過係数が基準溶媒透過係数より減少、または評価溶質透過係数が基準溶質透過係数より増加の少なくともいずれかが発生した場合に劣化と判定し、
    また前記評価溶媒透過係数が前記基準溶媒透過係数より減少する程度、または前記評価溶質透過係数が前記基準溶質透過係数より増加する程度の少なくともいずれかから劣化の程度を判定する分離膜エレメントの劣化判定手段として機能させる
    請求項１３に記載の分離膜エレメントの状態診断プログラム。
19. 被処理水から透過水を得るための分離膜エレメントの状態診断をするためにコンピュータを、
    前記状態診断基準が、
    前記測定箇所で評価被処理水混入率が基準被処理水混入率より増加する場合に損傷が発生していると判定するとともに前記測定箇所で損傷位置を判定し、
    または前記測定箇所で前記評価被処理水混入率が前記基準被処理水混入率より増加する程度から前記損傷の程度を判定する分離膜エレメントの損傷判定手段として機能させる
    請求項１７に記載の分離膜エレメントの状態診断プログラム。
20. 請求項１１から１９のいずれかに記載の分離膜エレメントの状態診断プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。

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