TWI400120B - Reverse osmosis membrane filtration equipment operation method and reverse osmosis membrane filtration equipment - Google Patents

Reverse osmosis membrane filtration equipment operation method and reverse osmosis membrane filtration equipment Download PDF

Info

Publication number
TWI400120B
TWI400120B TW096135624A TW96135624A TWI400120B TW I400120 B TWI400120 B TW I400120B TW 096135624 A TW096135624 A TW 096135624A TW 96135624 A TW96135624 A TW 96135624A TW I400120 B TWI400120 B TW I400120B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
reverse osmosis
osmosis membrane
water
biofilm
membrane filtration
Prior art date
Application number
TW096135624A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200838601A (en
Inventor
Yohito Ito
Seiko Kantani
Tadahiro Uemura
Tamotsu Kitade
Original Assignee
Toray Industries
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries filed Critical Toray Industries
Publication of TW200838601A publication Critical patent/TW200838601A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI400120B publication Critical patent/TWI400120B/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/12—Controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/02—Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/08—Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/10—Testing of membranes or membrane apparatus; Detecting or repairing leaks
    • B01D65/109—Testing of membrane fouling or clogging, e.g. amount or affinity
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/441—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/16—Flow or flux control
    • B01D2311/165—Cross-flow velocity control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/40—Automatic control of cleaning processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/50—Treatment of water, waste water, or sewage by addition or application of a germicide or by oligodynamic treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/36—Biological material, e.g. enzymes or ATP
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y02A20/131—Reverse-osmosis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Description

逆滲透膜過濾設備之運轉方法及逆滲透膜過濾設備
本發明係關於一種逆滲透膜過濾設備之運轉方法及逆滲透膜過濾設備，其可適合在使用逆滲透膜對海水或鹹水等進行脫鹽而得到淡水，或對下廢水處理水或工業排水等進行淨化而得到再利用水時使用。
使用逆滲透膜之膜過濾方法被應用在以海水淡化為首之眾多產業及水處理領域，並證實了該方法與競爭之其他分離方法比較，其在分離性能、能源效率等方面之優越性。另一方面，逆滲透膜過濾方法中，在被處理水側(逆滲透膜非透過水側)之膜面上，微生物以生物薄膜之形態增殖，使逆滲透膜之操作壓力上升，或使逆滲透膜之透水量及分離性能降低，即，生物積垢成為運轉上之問題。此處，所謂「生物薄膜」係指在水流動時，在管壁或逆滲透膜面上所形成之由微生物形成之構造體，主要係包含由多糖類及蛋白質等形成之細胞外聚合物物質與細菌者，作為身邊之例有廚房的「黏汁」等。
作為生物積垢之對策，多半提出在被處理水中添加抑制生物薄膜增殖之藥劑(以下稱為「殺菌劑」)的技術作為有效之方法。例如，掲示有在處理水中添加2－甲基－4－異噻唑啉－3－酮(2－methyl－4－isothiazolin－3－one)、或5－氯－2－甲基－4－異噻唑啉－3－酮(5－chloro－2－methyl－4－isothiazolin－3－one)、或以此等的鹽及此等之混合物為有效成分之殺菌劑而抑制生物薄膜增殖的方法(專利文獻1)，及在被處理水中添加酸或銀離子作為殺菌劑的方法等(專利文獻2、3)。此等方法係使某種殺菌劑連續或間歇地接觸逆滲透膜，抑制生物薄膜增殖的方法，並可獲得相應之效果者。但，尚沒有可正確且簡便地評估、驗證在逆滲透膜過濾方法中殺菌劑添加條件之有效性的方法。
有關決定殺菌劑添加條件之方法之提議之一，提出有如下方法：在原水中添加殺菌劑後供給於分離膜(逆滲透膜)時，評估原水中所包含之菌數與原水之可同化有機碳[以下稱為AOC(Assimilable Organic Carbon)]的濃度及原水具有之生物薄膜形成速度，根據此等複數之原水水質的評估結果來決定殺菌劑添加條件(專利文獻4)。
但，在實際運轉中，大多為難以適用本方法之情形，而且，即使在可適用該方法之情形，亦時有不能使逆滲透膜過濾方法達到運轉穩定之情形，不能稱之為有用的方法。例如，在AOC濃度之測量中，由於容器之準備及樣本之前處理煩雜，且樣本之保存極為困難，事實上，除非在逆滲透膜過濾設備附近有實驗室，否則難以實施該方法。而且在原理上不是可100%防止污垢產生的方法。而且，業已明白，即使在能夠進行測量之情形，AOC濃度亦未必係可與生物積垢的程度建立定量相關關係之指標。例如，亦有儘管AOC濃度超過70 μg/L亦可穩定運轉半年之逆滲透膜過濾設備等。
此外，專利文獻4中，掲示有替代AOC而測量海水(原水)之生物薄膜形成速度的方法，而作為實施例只記述有唯一一例，即在海水中之取水管附近浸漬玻璃，測量在此處所形成之生物薄膜之形成速度，在本文中亦掲示有對藉由取水管所取之海水(原水)進行分析之例。然而，若考慮藉由逆滲透膜過濾設備之原水取水部及前處理部之處理(添加氯及凝集砂過濾等)，其微生物學之水質產生大的改變，而且生物薄膜量不僅只受水質之影響，亦受水流(從強度及剝離角度考慮)之影響，則將向取水海水(原水)之浸漬作為逆滲透膜過濾之水質評估之地點.條件係不恰當的。而且，即使假設水質、水流條件合適，僅以在並非殺菌劑或洗淨劑之流水下之地點測量生物薄膜形成速度之結果作為依據，來控制逆滲透膜過濾設備之運轉方法時，由於不能直接且迅速地驗證殺菌及洗淨效果，存在欠缺可靠性之問題。
因此，殺菌劑之添加條件，或是沿襲迄今具有實績之條件，或是根據實踐經驗等進行預測，一面面對生物積垢，一面在現場花費時間來決定，而沒有可用於適用於通常情形之高感度、合理且可靠性高地決定簡便、迅速的殺菌劑添加條件之方法。此外，殺菌劑之適用效果，完全基於逆滲透膜模組之壓力損失、膜間壓差、透水量、及透過水水質等資料來進行判斷，而用此來判斷，當在上述資料中檢測出有異常時，業已形成多量之生物薄膜，多難以用殺菌、洗淨來恢復逆滲透膜之功能。
作為生物積垢之對策，除使用殺菌劑之方法外，尚提出有使用洗淨劑洗淨逆滲透膜之技術(藥品洗淨)。作為洗淨劑，有氫氧化鈉、乙二胺－4－乙酸(EDTA)等螯合劑，界面活性劑等、及亦作為殺菌劑所使用之2－甲基－4－異噻唑啉－3－酮或5－氯－2－甲基－4－異噻唑啉－3－酮、或此等的鹽等，此等可單獨或組合使用。在生物積垢為主但亦混合有無機物之情形，亦可反覆進行鹼洗淨與酸洗淨。藥品洗淨係實施使洗淨劑在逆滲透膜模組循環，或使之浸漬於含有洗淨劑之溶液中，對逆滲透膜模組之全系列或部分系列實施。此處，實施藥品洗淨之情形亦與添加殺菌劑之情形相同，尚無可藉由膜間壓差、透水量等而高感度、合理、簡便且迅速地判定有效洗淨劑之選定及其使用濃度、每次之洗淨時間、洗淨之頻度等之方法及基準。
作為其他生物積垢之對策，尚有如下方法，為抑制在逆滲透膜過濾部之生物薄膜之產生，變更凝集砂過濾、藉由超過濾膜或精密過濾膜之膜過濾、及加壓懸浮等前處理設備，及變更前處理設備之運轉條件等，但同樣沒有可高感度、合理、迅速且簡單判定變更裝置或運轉條件，對抑制生物薄膜形成所產生的影響之技術。
[專利文獻1]日本特開平8－229363號公報[專利文獻2]日本特開平12－354744號公報[專利文獻3]日本特開平10－463號公報[專利文獻4]日本特開2002－143849號公報
本發明之目的在於提供一種逆滲透膜過濾設備之運轉方法及逆滲透膜過濾設備，該運轉方法可以高可靠性、高感度、合理、迅速且簡便地進行殺菌劑之添加、藥品洗淨及前處理等運轉操作，該運轉操作係以防止在逆滲透膜過濾設備中，逆滲透膜過濾部之逆滲透膜模組之生物積垢為目的者。
為達成上述目的，本發明之逆滲透膜過濾設備之運轉方法，包含以下(1)之構成。
(1)一種逆滲透膜過濾設備之運轉方法，其特徵在於依序具有原水取水部、前處理部、及具有逆滲透膜模組之逆滲透膜過濾部之逆滲透膜過濾設備之運轉方法，其係在使逆滲透膜過濾部內之逆滲透膜供給水及/或逆滲透膜非透過水，以與逆滲透膜過濾部之逆滲透膜模組內之非透過水之線速度同等之線速度流水之條件下，預先配置生物薄膜形成基材；以1日~6個月1次之頻度評估生物薄膜形成基材上之生物薄膜量；根據該評估結果來控制設備之運轉方法。
且，在本發明之逆滲透膜過濾設備之運轉方法(1)中，其更佳之具體例為增加以下(2)~(6)之構成為特徵者。
(2)如(1)中之生物薄膜形成基材係使用在逆滲透膜過濾設備所使用之逆滲透膜。
(3)如(2)中，在內徑D、高H之圓筒形通水容器內，將大小為內徑D的圓周以下×H以下之逆滲透膜，背面朝向圓筒形通水容器之外周部，將藉圓周方向之物理復原力固定於圓筒形通水容器內之逆滲透膜之一部分切下，評估生物薄膜形成基材上之生物薄膜量。
(4)如(1)中，在控制逆滲透膜過濾部之殺菌、或洗淨條件之同時，亦對生物薄膜形成基材實施同樣之處理。
(5)如(1)中，以ATP(三磷酸腺苷)評估生物薄膜量。
(6)如(5)中，在以ATP評估時，控制設備之運轉方法，使得每單位面積上之ATP量為200 pg/cm2 以下者。
(7)如(5)中，藉由ATP測量法評估在海水等鹽濃度為3%以上之原水中所形成之生物薄膜量的方法中，包含：a：將從生物薄膜形成基材回收之生物薄膜懸濁在純水中之步驟；b：利用螢光素酶(luciferase)反應將步驟a之懸濁液的發光量數值化之步驟；c：測量步驟a之懸濁液的鹽濃度之步驟；d：使用對利用螢光素酶反應之定量系所造成之鹽濃度阻礙的相關式、在無阻礙條件下之ATP濃度與發光量之相關式、及步驟b、步驟c之結果，算出步驟a之懸濁液之ATP量之步驟；e：使用回收之生物薄膜形成面之面積、懸濁純水之液容積、以d所得之步驟a之懸濁液的ATP量之結果，算出單位面積上之ATP量之步驟。
此外，為達到上述之目的採用具有以下構成之設備。
(8)一種逆滲透膜過濾設備，其係依序具有原水取水部、前處理部、及具有逆滲透膜模組之逆滲透膜過濾部者，其包含：在逆滲透膜過濾部內從最前面之逆滲透膜模組之更上游分支之供給水流動配管、及/或、從逆滲透膜過濾部內之逆滲透膜模組之更下游分支之逆滲透膜非透過水流動配管；連接於前述配管之下游之通水容器；連接於通水容器之上游或下游之流量調節閥；且，在通水容器中，在逆滲透膜過濾部所使用之逆滲透膜作為生物薄膜形成基材，以與逆滲透膜過濾部之逆滲透膜模組內之非透過水之線速度同等之線速度之流水下被收容。
藉由採用本發明之逆滲透膜過濾設備之運轉方法及逆滲透膜過濾設備，可定量監視逆滲透膜過濾設備之逆滲透膜過濾部之逆滲透膜面上之生物薄膜量，在壓力損失上升或透過水量降低前，可適當修正殺菌方法、逆滲透膜之藥品洗淨條件、及前處理部之運轉條件等之逆滲透膜過濾設備之運轉方法。由於可有效地獲得防止生物積垢之對策，其結果可大幅提高逆滲透膜過濾設備運轉之穩定性及經濟性。此外，對於生物薄膜量之評估，亦可比先前技術更兼備可靠性、簡便性、迅速且高感度地進行。
再者，接受生物薄膜量之評估結果，例如，可避免過剩添加殺菌劑、或逆滲透膜之洗淨強度過強等殺菌及洗淨之強度過強時，使用必要量以上之藥液費。而且，可避免由於殺菌或藥品洗淨弱，導致藉由洗淨而性能幾乎沒有恢復之程度，而使滲透膜模組產生積垢之事態，故可延長膜模組之壽命，亦可降低膜交換之費用。
對於因耐藥性菌之出現等而殺菌及藥品洗淨之效果降低，或雖無效果卻在繼續使用之殺菌劑及洗淨劑，可發現其效果低或無效果，合理地實施藉由變更使用藥劑等來變更殺菌及逆滲透膜之藥品洗淨條件。
以下就本發明之膜過濾方法之運轉方法進行更詳細地說明。
本發明之逆滲透膜過濾設備之運轉方法，其係依序具有原水取水部、前處理部、及具有逆滲透膜模組之逆滲透膜過濾部之逆滲透膜過濾設備之運轉方法，其特徵在於係在使進行前處理之逆滲透膜過濾部內之逆滲透膜供給水及/或逆滲透膜非透過水，以與逆滲透膜過濾部之逆滲透膜模組內之非透過水之線速度同等之線速度流水之條件下，預先配置生物薄膜形成基材，以1日~6個月1次之頻度評估生物薄膜形成基材上之生物薄膜量，根據該評估結果來控制設備之運轉方法。
本發明係基於以下考量之方法者。
(a)在逆滲透膜模組之膜面上，容許形成與產生生物積垢時之生物薄膜量相比為輕微量之生物薄膜。
(b)藉由評估在曝露於與逆滲透膜模組之非透過水側之膜面上同等水之面上所形成之生物薄膜量，間接地評估、監視逆滲透膜模組之非透過水側之膜面上之生物薄膜量。
(c)將評估結果回饋給設備運轉方法，使得上述(b)之生物薄膜量成為容許水準，或在容許水準之情況下使其成為更加經濟。
以下就例示圖詳細說明本發明，但本發明之內容並非係該圖所限定者。圖1係採用本發明之海水淡化用逆滲透膜設備之流程，圖2~圖5係生物薄膜形成評估裝置，及生物薄膜形成基材之模式圖。
圖1之逆滲透膜過濾設備，係沿水的流動順序，從上游開始依序連接取水管1、取水泵2、砂過濾裝置6、中間槽7、保護過濾器8、高壓泵29、逆滲透膜模組11、及逆滲透膜非透過水排出流路而構成。
在上述中，取水既可直接從海的表層進行，亦可汲取所謂深層水。而且，亦可藉由將海底砂層等作為過濾器使用之滲透取水法取水。汲取之海水，以預先在沉澱池等進行一次分離砂等粒子者為佳。
在取水泵2之上游地點，以防止在取水管1及其下游步驟之配管形成生物薄膜及貝類、海草等海棲生物之附著為目的，藉由次氯酸溶液供給泵21添加作為殺菌劑之次氯酸溶液。作為使用之殺菌劑通常使用氧化性之殺菌劑，例如，可使之產生游離氯之藥劑次氯酸鈉溶液，但只要能達到相同之目的，亦可使用次氯酸溶液以外之殺菌劑。
在取水泵2與砂過濾裝置6之間的地點，添加用於促進藉由砂過濾之固液分離之凝集劑溶液。而且，以調整為有效率地進行凝集之pH條件、及抑制在逆滲透膜模組11的非透過水側流路生成硫酸鈣等水垢為目的，藉由pH調整溶液供給泵23於海水中添加硫酸等pH調整溶液。作為凝集劑可使用氯化亞鐵2或聚氯化鋁等。作為前處理，在砂過濾裝置6以外，亦可進行藉由懸浮分離裝置、超過濾膜或精密過濾膜、疏鬆(loose)逆滲透膜等膜之處理。該前處理之目的係為了不對下游各步驟造成負荷，而將取水原水精製到需要之程度，可根據取水原水之汙濁程度適當選擇。
結束前處理之取水原水儲存於中間槽7，該中間槽係提供水量調節功能及水質緩衝功能者，可根據需要設置。
在中間槽7之下游，為防止因異物混入而引起高壓泵29或逆滲透膜模組11之破損，根據需要設置保護過濾器8。
繼之，藉由亞硫酸氫鈉溶液供給泵24添加亞硫酸氫鈉等還原劑。其在原水取水部等上游步驟中添加氧化性殺菌劑時實施，係為了防止殘留氯等使逆滲透膜劣化者，只要是具有同樣效果者，亦可使用亞硫酸鈉溶液以外之藥品。
然後，藉由殺菌劑溶液供給泵25添加殺菌劑。為控制殺菌劑之添加條件，添加殺菌劑之裝置以具備可控制添加量、添加時間、及添加頻度等之閥門及泵的控制機構者為佳。殺菌劑等藥劑之添加位置可任意決定，而以在保護過濾器8之前或其後之地點為佳。
繼之，將藉由高壓泵29所加壓之海水供給於逆滲透膜模組11。
在逆滲透膜模組11之上游，用於藥品洗淨，設置有添加洗淨劑之管路。添加洗淨劑之地點沒有特別之限定，因隨洗淨劑之種類不同，有腐蝕高壓泵29等之虞，故設置在其下游為佳。
逆滲透膜模組11之供給水，分離成為透過水與非透過水，其中非透過水在逆滲透膜非透過水無害化處理槽32經調整pH，及使殺菌劑無害化之處理後，經由逆滲透膜非透過水排水管33向海中廢棄。
另一方面，逆滲透膜透過水在儲存於逆滲透膜透過水水槽12後，例如，在其下游側，分別由pH調整溶液供給泵26添加pH調整溶液，及從鈣溶液供給泵27添加鈣溶液，作為符合飲用水基準之淡水，藉由透過水送水管18取出。
再者，此處所謂逆滲透膜係指使供給水中之部分成分，例如使溶媒透過而不使其他成分透過之半透過性膜，亦包含所謂奈米過濾膜及疏鬆逆滲透膜等。作為其材質，以使用乙酸纖維素類聚合物，或聚醯胺、聚酯、聚醯亞胺、乙烯聚合物等高分子材料者為佳。此外，作為膜構造，採用至少在一側面具有微密層，並具有從微密層向膜內部或向另一側的面逐漸增大孔徑之微細孔之非對稱構造，亦可採用具有在非對稱膜之微密層上以其他材質形成分離功能層之複合膜構造。作為膜厚以在10 μm~1 mm範圍內者為佳。作為代表性之逆滲透膜，例如，有乙酸纖維類及聚醯胺類之非對稱膜、及具有聚醯胺類或聚脲類之分離功能層之複合膜等，其中，在本發明中若使用聚醯胺類複合膜則效果好，作為合適之複合膜可舉出有在日本特開昭62－121603號公報、日本特開平8－138658號公報、及美國專利第4277344號說明書中所掲示之芳族類之聚醯胺複合膜。
此外，所謂逆滲透膜模組，係指為實際使用而將上述逆滲透膜等裝入殼體內者，在使用平膜形態的膜時，可採用螺旋型模組、圓筒型模組、及板．門．框型模組。上述中之螺旋型模組，例如，如日本特開平9－141060號公報及日本特開平9－141067號公報所掲示，其裝入有供給水流路材或透過水流路材等之構件，在使用溶質濃度高的海水作為原水，以高壓進行裝置運轉等情形時有好的效果。
高壓泵之運轉壓力可根據供給水之種類及運轉方法等適當設定，在以鹹水或超純水等滲透壓低的溶液作為供給水時，使用0.1~3.0 MPa左右之較低壓力，在海水淡化或廢水處理及有用物回收等情形時，使用2.5~15.0 MPa左右之較高壓力，但以不浪費電力等能源，且可獲得良好水質之透過水者為佳。而且，為獲得適當之供給壓力、及運轉壓力，可在任意之路徑上設置泵。
另外，逆滲透膜過濾部之運轉溫度，由於若低於0℃則供給水凍結而不能使用，在高於100℃之情形下產生供給水蒸發而不能使用，故在0~100℃之範圍內適當設定，為良好地維持裝置及逆滲透膜之性能，設定在5~50℃之範圍為佳。詳細設定遵照廠家提供之技術資料的條件即可。
逆滲透膜過濾部之回收率可在5~98%之範圍內適當設定。但需要根據供給水或非透過水之性狀、濃度、及滲透壓來考慮前處理條件及運轉壓力等(日本特開平8－108048號公報)。例如，在海水淡化時，通常設定為10~40%之回收率，在高效率之裝置時，設定為40~70%之回收率。而在鹹水淡化或超純水製造時可以70%以上，甚至90~95%之回收率運轉。
此外，逆滲透膜過濾部之逆滲透膜模組既可採用1段，亦可採用多段，而且，相對於供給水既可串聯配置亦可並聯配置。在串聯排列時，亦可在模組間設置升壓泵。
逆滲透膜之非透過水具有壓力能量，為降低運轉成本以回收該能量為佳。作為能量之回收方法，可用安裝於任意部分之高壓泵上之能量回收裝置回收，而以用在高壓泵之前後，或模組間安裝之專用渦輪式能量回收泵回收者為佳。另外，造水裝置之處理能力可設定為每日水量在0.5~100萬m3 之範圍內。
逆滲透膜過濾部之配管以採用滯留部盡可能少之構造者為佳。另外，出於防止生成水垢之目的，以使供給水之pH為酸性者為佳，又由於作為殺菌劑及洗淨劑係想定有使用各種性質之藥劑之情況，故對流動此種藥劑之配管、閥門及其他構件，以使用不銹鋼或2相不銹鋼等具有耐化學藥品性質之材料者為佳。
本發明之造水方法，亦可適用於使用精密過濾膜進行之液體與固形份之分離或濃縮，及使用超過濾膜進行之濁質成分之分離或濃縮，特別適用於使用逆滲透膜或奈米過濾膜進行溶解成分之分離或濃縮。其中對海水及鹹水之淡化、工業用水之製造、果汁等之濃縮、自來水原水之除濁、及自來水之高度處理等效果大。
此處，就本發明之要點之一、生物薄膜量之評估方法進行詳細之說明。
本發明中，所謂原水取水部，係指包含取水管、取水泵等之將原海水取水到設備中之步驟。所謂前處理部係指對所取之海水藉由砂過濾裝置等前處理裝置處理，直至將其一度儲存於中間槽之步驟。所謂逆滲透膜過濾部係指一個或複數個之逆滲透膜模組，與在將經過前處理之海水供給於逆滲透膜模組前所施行之一連串處理步驟。此處，所謂一連串處理係指根據需要任意實施之藉由保護過濾器過濾、添加亞硫酸氫鈉溶液等還原劑、為防止逆滲透膜模組部之積垢而添加殺菌劑、及添加水垢防止劑等。
作為本發明，評估逆滲透膜供給水及/或逆滲透膜非透過水。圖1顯示逆滲透膜設備之流程。此處，所謂逆滲透膜供給水係指在前處理部200之下游、位於逆滲透膜過濾部300內，在逆滲透膜模組11為複數時，從比最前面之逆滲透膜模組11更上游之管路分次取水，與逆滲透膜供給水成分相同、溫度為相同水準(－3℃~＋5℃)的水。在逆滲透膜模組11為單一時，逆滲透膜供給水係指從其上游之管路分次取水，成分與逆滲透膜供給水相同、溫度為相同水準(－3℃~＋5℃)的水。此外，所謂逆滲透膜非透過水係指從比逆滲透膜模組11更下游之管路分次取水，成分至少與一逆滲透膜非透過水相同、溫度為相同水準(－3℃~＋5℃)的水。逆滲透膜供給水及/或逆滲透膜非透過水之分次取水地點，可在比中間槽7下游、比保護過濾器8上游之管路，比保護過濾器8下游、比高壓泵29上游之管路，高壓泵29之下游、直至逆滲透膜模組11之管路，及逆滲透膜模組11之逆滲透膜非透過水通水管路中之任一處設置。此處，以至少將一分次取水地點設置在殺菌劑及洗淨劑之添加地點之下游者為佳。如此，可直接且迅速地驗證殺菌及洗淨之效果，其結果可使逆滲透膜過濾部300更穩定、有效率地運轉。
此處，在從比高壓泵29下游之高壓管路分次取水時，由於即使基於在減壓後通水情形下所形成之生物薄膜量之評估結果，亦可找出能良好進行高壓下逆滲透膜過濾部之運轉控制方法，故考慮在測量時之安全性及簡便性等，向收容有生物薄膜形成基材之通水容器16b、16c之通水，以在減壓後通水為佳。逆滲透膜供給水及/或逆滲透膜非透過水從配管17a、17b、17c分支，利用管路、軟管等向收容有生物薄膜形成基材之通水容器16通水。
圖2~圖5係生物薄膜形成評估裝置，及生物薄膜形成材質之模式圖，但本發明並非係限定於此者。
此處，所謂生物薄膜形成評估裝置包含：收容有生物薄膜形成基材55之通水容器54，在通水容器54上游或下游側之流量調整閥56及流量計51，並分別用軟管50及不銹鋼製之配管部件連接。在通水容器54之兩端設有插接式接頭52，成為容易從生物薄膜形成評估裝置拆裝通水容器之構造。圖1中，在逆滲透膜過濾部300內從最前面之逆滲透膜模組11更上游分支之配管17a、在殺菌劑及洗淨劑添加地點之更下游從逆滲透膜過濾部300之最前面之逆滲透膜模組11之更上游分支之配管17b、及從逆滲透膜模組11之更下游分支之逆滲透膜非透過水流動配管17c，與收容有生物薄膜形成基材之通水容器16a、16b及16c，利用配管部件(未圖示)與軟管50連接。
在收容有生物薄膜形成基材55之通水容器54之下游設置之通水容器開閉部53與流量計51，用配管部件連接。軟管與配管部件之重疊部分以用軟管用帶緊固其外周為佳(未圖示)。
此處，通水容器之形狀沒有特別之限定，可例示有三角柱、四角柱(長方體)、多角柱及圓柱等，但從逆滲透膜面剪切條件、影響物質輸送條件之水流條件的均勻性、及獲得難易性之觀點，可例示以圓管之立柱體作為適合者。在通水容器內部收容提供生物薄膜量測量用之表面之基材。通水容器之至少一端採用容易取放生物薄膜形成基材之構造。此處，如前所述，致力研究結果，即使基於在減壓後通水下所形成之生物薄膜量之評估結果，其與高壓下之逆滲透膜過濾部之運轉結果具有相關關係，亦可找出能良好進行高壓下之運轉控制之方法，故考慮在測量時之安全性及簡便性等，以在減壓後向通水容器通水為佳。高壓泵下游之逆滲透膜供給水及逆滲透膜非透過水在減壓後通水，在以經時評估生物薄膜形成基材上之生物薄膜量時，以可安全、簡便且迅速地向通水容器進行取出及裝入生物薄膜形成基材者為佳。軟管、配管部件、流量調節閥、及通水容器等之耐壓性，只要係可耐受通水場之水壓者即可，亦需根據設備之佈置情形，但通常情形下只要係具有2 kgf/cm2 之耐壓性、密封性者即可滿足。各連接部可根據需要用密封帶、乙烯帶、軟管帶、及環氧樹脂等補強。
此處，通水容器、配管部件、軟管及流量調節閥之材質係滿足上述之強度要件者，且只要係對用於殺菌及藥品洗淨之藥品具有耐受性，且有機物之溶出或吸附少者均可。適合通水容器之材質可舉出有硬質且可確認內部狀態之透明玻璃或聚碳酸酯等。此外，作為配管部件之材質可舉出有鐵氟隆(註冊商標)、氯乙烯、不銹鋼，作為軟管之材質可舉出有鐵氟隆(註冊商標)、聚氯乙烯、氟樹脂等。軟管及通水容器的長度只要操作性好即可，但軟管之長度以短者為佳，以發明者之經驗，通水容器之長度60 cm左右容易使用。
對通水容器之內徑沒有特別限定，為使前述線速度之條件容易實現，可根據取水可能之流量決定。
在通水容器、生物薄膜形成基材及配管部件等之構件使用遮光性低的部件時，為避免藻類增殖，希望在除測量操作時以外進行遮光。
向通水容器之通水量流量，以使收容生物薄膜形成基材後之通水容器內之線速度與逆滲透膜模組之非透過水在膜表面上流動之平均線速度相同，由於成為相似之生育環境及切斷環境，故較佳。例如，在螺旋式圓柱形模組之情形，設逆滲透膜非透過測流路之圓柱軸方向之截面積為S，向RO模組之供給水流量與非透過水流量之平均為F時，係指0.3×F/S以上、小於3×F/S之線速度，更佳者為0.7×F/S以上、小於1.3×F/S之線速度。通水量流量既可在通水容器54之上游或下游連接流量計51進行測量，亦可在一定時間，回收水，藉由容積或秤量進行測量。
已知對於生物薄膜之形成，除溫度及營養素之濃度外，水力學之條件會對菌、有機物及無機物向生物薄膜之附著、從生物薄膜上之此等成分之剝離、及生物薄膜之強度等造成影響，若脫離此等則在基材上所形成之生物薄膜特性，與在逆滲透膜模組之膜面上所形成之生物薄膜特性相差甚遠，而不能正確評估、監視在逆滲透膜模組之膜面上之生物薄膜量。逆滲透膜模組之線速度因逆滲透膜模組之位置、運轉條件等之不同而不同，但通常在5~30 cm/s之範圍內。
通水容器之配置方向，沒有特別之限定，但以垂直配置，使液體在垂直方向向上方流動，將其上端作為通水容器開關部使用，使得取放生物薄膜形成基材容易者為佳。
在測量生物薄膜量時，若以圖1為例，則係藉由閥門等停止向通水容器54之通水，打開設置在收容有生物薄膜形成基材55之通水容器下游端之通水容器開關部53，小心地僅取出內部基材之一部分。在僅取出基材之一部分後，關閉設置在放入有剩餘基材之通水容器54之下游端之通水容器開閉部53，再次開始通水，並測量取出之基材表面之生物薄膜量。例如，作為生物薄膜形成基材55，係將圖3所示之鐵氟隆(註冊商標)環大約30個疊放收容於通水容器54內，成為評估水可通過其外周面及內周面之構造。將環插入如圖4所示之一側帶有環卡之不銹鋼棒57上，在評估生物薄膜時，將棒抽上來，用鑷子取出需要數量的環(通常每次為2~3個)，測量圓柱內表面與外表面之生物薄膜量。
另外，作為生物薄膜形成基材使用逆滲透膜時，如圖5所示，以使長方形形狀之逆滲透膜斷片之分離功能層表面(過濾時之原水側)成為內側之方式捲起，並將其沿通水容器54之內壁壓入通水容器54內收容。此處，所謂之內側係指通水容器54內部之評估水通水之部分。將基材沿內壁放入，以便使得評估水在逆滲透膜之分離功能層表面通水。然後，在評估時，用鑷子將其上端抽出，切下一定量後將剩餘部分再收容，再開通水。在使用聚碳酸酯製之透明通水容器54，在通水容器內收容逆滲透膜之情形時，若在通水容器之軸方向分配標度，則可使每次測量時之剪出面積一致，會很方便。
如在逆滲透膜方法中所供给之海水般，作為評估在含有微量有機物的水通水之情形下所形成之生物薄膜量之方法，提出有生物積垢形成速度評估法(BFR法)，其係使用同樣之評估裝置，以評估供給飲料料水之水質為目的者(非專利文獻：．．．等，水分析，29卷，7号，1655~1662頁，1995年)。BFR法係將鐵氟隆(註冊商標)環或玻璃環於垂直方向相互重疊在玻璃立柱內，供給評估水，定期評估在環表面上所形成之生物薄膜。所提出之方法，係在評估生物薄膜量時，將環浸漬於放有10 ml水之圓筒內後，以超音波分散，藉由定量分散液之ATP量來測量分散之生物薄膜量。
此處，在該領域，用於測量生物薄膜量之基材材質，係將鐵氟隆(註冊商標)、玻璃作為適合者，對其溶出成為微生物餌料之有機物或放出抑制微生物增殖物質之擔心少。但研究比較之結果，明白了在逆滲透膜設備之膜面監視用途上，直接使用與在逆滲透膜過濾部所使用之逆滲透膜模組的膜相同的膜，可以最高可靠性，高感度地進行評估。亦即，在使用與逆滲透膜模組相同的膜之情形，發現有可比使用鐵氟隆(註冊商標)或玻璃時縮短初期生物薄膜形成時間之情形，在早期檢測上為佳。而且，在通水同一供給水之試驗中，確認了在形成生物薄膜後，其增加速度在逆滲透膜、鐵氟隆(註冊商標)及玻璃之間相同，由逆滲透膜自身之有機物溶出並沒有對評估造成不良影響。
顯示藉由後述之最適合評估生物薄膜量之ATP測量法，比較作為生物薄膜形成基材，在使用鐵氟隆(註冊商標)與逆滲透膜情形之一例。在某一設備之試驗中，使用在同一通水容器同時收納之鐵氟隆(註冊商標)環與逆滲透膜，測量其生物薄膜形成量之增加速度。鐵氟隆(註冊商標)環之情形係將帶有環卡之不銹鋼棒抬起，用鑷子摘出2個環；逆滲透膜之情形係用鑷子將其端部拉出，切下約40~45×80~90 mm。在鐵氟隆(註冊商標)環之情形，係用1根滅菌棉棒擦取除1個環上下截面除外之內面與外面合起來約15 cm2 之表面附著物，在逆滲透膜之情形，係用1根滅菌棉棒擦取切下之通水側膜表面之半面約15 cm2 之表面附著物，最終分別使其懸濁於3 ml之蒸餾水(大塚製藥、注射用、20 ml/個)中回收。對於環與逆滲透膜，分別測量其回收液之生物薄膜量。對餘下之1個環與逆滲透膜之半面，亦同樣分別用棉棒回收生物薄膜，使其懸濁於蒸餾水中而回收後，測量各自回收液之生物薄膜量。算出環與逆滲透膜各自回收液之生物薄膜量之平均值。
回收液之生物薄膜量，在測量初期雙方之生物薄膜量均在檢測界限以下推移，但，逆滲透膜之生物薄膜量，從運轉之第35日開始以約3.5 pg/cm2 /day之速度增加。另一方面，鐵氟隆(註冊商標)環之生物薄膜量，比逆滲透膜晚，從運轉之第47日開始增加。增加速度約為3.5 pg/cm2 /day，與逆滲透膜之情形相同。在水質稍髒的另一設備進行同一試驗之結果，不因材質之不同，其生物薄膜形成速度及量以同樣程度推移，從運轉之第7日開始逆滲透膜之生物薄膜量以50 pg/cm2 /day增加，在運轉之第42日為1500~1750 pg/cm2 。此外，在另一研究中確認，與非專利文獻之掲示相同，以玻璃與鐵氟隆(註冊商標)作為生物薄膜形成之基材，在結果上沒有差別。從此等結果發現，在逆滲透膜設備之膜面監視用途中，與鐵氟隆(註冊商標)或玻璃比較，逆滲透膜之應答性高，可更迅速瞭解評估結果，縮短測量時間。因此，可更迅速地進行設備運轉條件之回饋控制，在提供生物薄膜量測量用表面之基材中，以在逆滲透膜過濾方法中所使用之逆滲透膜為佳。
上述係基於水質之評估實驗結果，但，從以下之理由亦可認為作為生物薄膜形成基材以使用逆滲透膜者為佳。逆滲透膜之表面，其表面電位等物性根據逆滲透膜供給水之鹽濃度、pH、在前處理部之處理、及在逆滲透膜過濾部內之逆滲透膜模組上游所添加之藥品種類及濃度等各種溶液化學之環境而變化，且對於此等環境變化之應答較使用其他材質之情形忠實。例如，在使用聚醯胺性逆滲透膜之膜過濾設備使用酸性(pH 3)藥劑之情形，若係聚醯胺性逆滲透膜作為其官能基具有碳酸與胺，而碳酸若在該pH下則電荷幾乎全部消失，而且，胺幾乎全部成為銨離子，即成為正荷電，故整體成為正荷電。相反，在使用鹼性(pH 10)藥劑時，整體成為負荷電。在將玻璃或鐵氟隆(註冊商標)等用作材質時，由於其表面沒有可解離之官能基，故即使pH產生變化亦幾乎沒有表面電位之變化。此者會影響生物薄膜形成初期之細胞與膜之附著過程、使用殺菌劑之生物薄膜之附著．剝離性、及洗淨恢復性等。作為生物薄膜形成基材之材質，藉由使用在逆滲透膜過濾方法中所使用之逆滲透膜，除如上述之表面之化學性質之外，尚具有微細凹凸構造等特徴，再現有逆滲透膜模組之膜表面的狀態，與使用其他材質比較，作為監視逆滲透膜模組狀態之材質具有可靠性高之優點。由於逆滲透膜因品種之不同，其組成、表面特徵亦不相同，對於pH之表面電位等之應答性亦不相同，故不能只說成逆滲透膜，而係以使用與設備所使用者為同一品種的膜者為佳。例如，在採用低積垢性逆滲透膜之設備上，則以使用低積垢性逆滲透膜作為生物薄膜形成基材者為佳。
使用逆滲透膜時，除具有測量迅速、改善應答、提高可靠性之效果外，尚具有以下優點。由於其材質柔軟，可收容於各種尺寸、各種形狀之通水容器中。特別係其可容易因應允許向通水容器之通水水量，及能否在現場供給等對於通水容器之制約條件。此外，作為通水容器，從水流之均勻性、通用性之觀點考慮而使用適合之立柱形時，使用逆滲透膜進一步具有以下優點。(1)可捲起收容。由於其具有復原力，將其功能面作為內側收容於立柱內，可以充分之強度配置而不需固定輔具。固定非常簡便易行，與使用擔心因生銹或老化而脫落之夾具或黏著劑等比較，可安心使用。(2)可用鑷子等將基材拉出後切下一部分，回復剩餘部分後進行測量。可根據生物薄膜之程度等調節評估之基材面積。(3)可切下來評估其過濾性能等。
此外，在向立柱收容逆滲透膜時，以使評估水在分離功能層表面(過濾時之原水側)通水之方式將其捲起，沿通水容器內壁壓入通水容器內收容。收容面積，在內徑為D、高為H之圓筒形通水容器之情形下多少有重疊，但以採用大小在內徑D之圓周以下×H以下之尺寸為佳，因其可減少浪費。
生物薄膜量之測量頻度可根據狀況決定，既可每日進行，亦可以每週1次之程度進行。另外，測量間隔既可為不規律，亦可為規律。逆滲透膜模組供給水、及非透過水係經由前處理的水，故難以認為其會如通水剛剛經過生物處理之下水處理水，或被污染之河水等般，生物薄膜形成速度會極端高。因此，即便使測量頻度小於一日，與增加作業之勞力比較，並不會相應地增加資訊量，沒有效果。但，例如，在短時間評估殺菌或洗淨等作用效果之前後不在此限，亦可在短於1日之時間內進行評估。另一方面，因為若測量頻度過少，則監視之有效性下降，需要6個月內實施1次以上，以每個月1次以上為佳，每週1次以上更佳。
此處，生物薄膜中包含進行生命活動之細菌類、不活化細菌、多糖類，及蛋白質等之此等代謝生成物，尚包含細菌屍體及核酸等分子。因此，作為生物薄膜之定量化法，有種種之考慮，藉由蛋白質、糖、核酸、細菌之全菌數、及ATP等進行定量化係可能的，而其中以ATP測量法，其在感度、簡便性、及迅速性上優越，可攜帶的成套儀器及試劑等亦有市售而較好。
由於蛋白質、糖、核酸之定量需要吸光光度計及螢光分析裝置等機器，並使用強鹼性、強酸性及變異原性之試劑，故難以說其是可在現場簡便、迅速實施的方法。此外，尚有瓊脂培養法，其係將所形成之生物薄膜從表面懸濁於液體中，使用該懸濁液，將可培養之微生物作為菌群進行計數的方法，由於其係僅計數可培養之微生物，存在不能評估生物薄膜所包含之全部生物數之問題。基於分子生物學之遺傳基因資訊之環境微生物類之解析結果，有報告稱：由於在生物薄膜所包含之微生物中，用瓊脂培養法可分離培養之微生物之比例低等原因，菌群計數結果與生物薄膜量之間的相關性低，或沒有相關性。而且，要用該方法評估生物薄膜需要多的器材及設備，且培養需要時日，存在不能迅速評估等問題。亦有考慮用顯微鏡直接計數菌數之方法，但，使生物薄膜中之菌分散困難，且計數亦係相當費力之作業。
另一方面，ATP測量法係從菌體萃取全部生物具有之生命活動之能量物質ATP(三磷酸腺苷)，利用螢火蟲之螢光素酶使其發光，而測量其發光量(RLU：Relative Light Unit)者。由於發光量與ATP成比例，故可用測量發光量來評估微生物量。反應在基質之ATP、螢光素、氧、螢光素酶、輔助酵素鎂離子存在下進行，而產生光。測量時間縮短為數分鐘，測量試劑亦以套組市售。另外，發光光度計裝置檢測感度高，可以1 pg/cm2 之濃度檢測且可搬運之機動性優良者亦有市售。由於ATP係與生命活動相關聯之物質，故可明確評估積垢及薄膜之形成是否與生物薄膜形成具有因果關係，即是否係基於微生物之活動而形成。在生物薄膜形成成為問題之現場，可以高感度、簡便且迅速地進行評估，特別係不需要返回實驗室等。另外，瓊脂培養法等伴隨有培養之偏差亦少，而以靠性高地對生物薄膜量進行評估。(日本專利第3252921號)
基材表面之生物薄膜中之ATP的回收、分散方法，只要是回收率高之定量方法，則沒有特別之限定，選擇效率高者即可，並掲示有如下方法，將取出之鐵氟隆(註冊商標)環或玻璃環等硬質的基材浸漬在純水中，藉由超音波粉碎使生物薄膜碎片分散於純水中後，於該液中添加ATP萃取用試劑，但已知用超音波粉碎萃取效率不好，在使用最合適之逆滲透膜作為生物薄膜形成面時，萃取效率更低。而且，作為對堅固附著於材質之生物薄膜進行不影響微生物生存率之測量而使其確實剝離回收之方法，發現最佳之方法係：在用擦取用具回收附著於取出基材上之生物薄膜後，將擦取用具浸漬於純水中，使附著之生物碎片分散之方法。對生存率降低影響少的溫和超音波粉碎處理條件中，各地設備設置之生物薄膜之回收效率低，而使用從表面擦取的用具，供給超音波粉碎處理之生物薄膜回收顯著增加之情形多。
擦取用具作為特別合適者可舉出棉棒，其理由在於：該棉棒不僅可分析小水垢，可用手的感觸感覺到生物薄膜之回收程度，不僅用於生物薄膜的回收，且可用於其後的生物薄膜分散及液混合，並且市售有清潔的ATP剝離用棉棒，獲得容易。此種擦取法在海水淡化設備等逆滲透膜過濾設備現場，不成為大規模的機器，尤其係不需插座。此外，尚具有以下優點，其可相對於擦取面之面積，調節減少懸濁之液量，可容易實施高感度測量所需要之濃縮操作。
在某一逆滲透膜過濾設備，從通水容器用鑷子回收3個通水開始2週後之鐵氟隆(註冊商標)環(外徑18 mm、內徑14 mm、高15 mm)，比較超音波粉碎方法與進行棉棒擦取之本方法。在用超音波粉碎之測量中，將1個鐵氟隆(註冊商標)環完全浸漬在10 ml之純水中，用超音波以39 kHz處理2~10分鐘後，調製生物薄膜懸濁液。另一方面，在使用棉棒進行擦取之本方法中，用1根滅菌棉棒擦取1個鐵氟隆(註冊商標)環之除上下截面以外之內面與外面、合計約17 cm2 ，使其懸濁於10 ml純水中回收。使用分別以生物薄膜回收．粉碎方法所得到之生物薄膜懸濁液100 μl，藉由後述之ATP測量，測量每一個環之內外表面之ATP附著量，其結果在超音波粉碎方法中，不依處理時間，其發光量為100 RLU以下定量困難，而在使用棉棒之擦取方法中，RLU為890左右可測量、定量。另外，用滅菌棉棒1根擦取剩餘之1個鐵氟隆(註冊商標)環之約17 cm2 ，使其懸濁於1 ml純水中，同樣實施上述測量之結果，RLU為8,500，可知藉由減少液量可高感度測量。
對懸濁液之ATP測量沒有特別之限定，使用市售之試劑套組，包括準備均簡單便利。此外，測量發光量需要發光光度計，推薦市售機器，其係不需插座之小型蓄電池式攜帶型裝置，且具有與固定型裝置相同性能之高感度檢測器。例如，作為包含測量所需要之試劑一組之套組，有「螢光素(LUCIFERU)(註冊商標)250 Plus」(KIKKOMAN公司製)，而作為攜帶型裝置有「發光檢測器(註冊商標)C－100」(KIKKOMAN公司製)。試劑套組係由包含螢光素酶(發光酵素)之發光試劑、包含磷酸緩衝液等之發光試劑溶解液、及包含界面活性劑之從細胞萃取ATP之試劑等所構成。
此外，樣本及試劑之分次注入，只要係可高精度正確定量少量液量者使用任何機器均可，可例示有移液管(PIPETMAN)(註冊商標)(GILSON公司製、1000 μl用、200 μl用)等。此處，為防止樣本以外之ATP污染，用於樣本及試劑處理之器具，使用經滅菌處理者。移液管(PIPETMAN)(註冊商標)其使用之吸嘴預先用高壓滅菌釜(121℃、15分鐘)進行滅菌處理。
此處，分散生物薄膜之純水係使用蒸餾水、剛剛精製後之逆滲透膜精製水、剛剛精製後之離子交換水、及市售之超純水等不含ATP(10 ng/l)者，以因雜質對測量產生之誤差小者為佳。市售之醫療用可拋棄式蒸餾水因使用便利亦佳。亦可用高壓滅菌釜將自來水滅菌後使用。
裝入樣本之管等容器只要是未被ATP污染的清澈者均可，既可使用預先已滅菌者，亦可將非滅菌者高壓滅菌後使用。此外，「發光檢測器(註冊商標)C－100」，市售有發光定量用之無ATP盒「發光管(註冊商標)」(KIKKOMAN公司製、3 ml用)，亦可統一使用本盒。用過一次之吸嘴、管、及容器類以廢棄為佳，亦可洗淨、滅菌後再次使用。
向測量用管分次注入純水，將擦取附著於逆滲透膜上之生物薄膜之棉棒各浸漬1~2分鐘，攪拌後得到懸濁液。該操作實施一次亦可，但，為得到正確值，為使擦取之生物薄膜儘可能多地從棉棒分散．懸濁，而反覆將在第一次液中浸漬．懸濁之棉棒，在另外之液中浸漬、攪拌，分為數次實施，可得到正確的值，且值本身穩定故而較佳。用棉棒擦取之面積，雖然亦取決於液量，但在用棉棒擦取15 cm2 左右之面積，使其分散於1 ml之水中時，實施3次其值大致穩定，僅進行1次時，其值約為實施3次時之一半。
調製之懸濁液之發光量測量，只要是可正確測量者，沒有特別之限定，在使用試劑盒之情形，按其使用方法實施即可。例如，在使用「螢光素(註冊商標)250 Plus」，「發光檢測器(註冊商標)C－100」之情形，可向每支測量用管各分次注入100 μl懸濁液，放入ATP萃取試劑100 μl，20秒鐘後放入100 μl發光試劑，然後用攜帶型分析裝置「發光檢測器(註冊商標)C－100」(KIKKOMAN公司製)測量發光量即可。預先評估在已知ATP濃度之液中之發光量(RLU)，得到ATP濃度與發光量之相關式。或，亦可採用廠家提供之相關式資料。若已得到生物薄膜懸濁液之發光量，則藉由相關式換算成ATP量。利用回收之生物薄膜形成面之面積、懸濁蒸餾水之液容積、及換算之ATP量之結果，算出擦取面上每單位面積之ATP量(pg/cm2 )。在稀釋樣本時，要考慮稀釋度。
此處，使用ATP測量之評估法，係優越之方法，但，用於測量之酵素螢光素酶會較強受到因鹽引起之阻礙，有在存在氯離子之情形下檢測感度降低之問題。發光量之相對比，相對於不含氯離子之情形，在食鹽濃度為1%時發光量約為30%，濃度0.5%時發光量約為50%，濃度0.1%時發光量為85%左右。因此，即使係將在通水海水之情形下所形成之生物薄膜懸濁於淡水液中，亦會受到阻礙之影響，無論步驟或設備地點如何，為正確的評估，需要排除鹽阻礙之影響。
亦可考慮在將生物薄膜懸濁液經過濾器過濾而集菌後，再懸濁於不含鹽之純水中，而使鹽濃度降低之方法，但由於在使用過濾器過濾之方法時，必須準備過濾器過濾器材，且需要在進行過濾器過濾後，將生物薄膜從過濾器再懸濁之步驟，故準備、測量操作均為煩雜、費時。而且，存在因生物薄膜性狀之不同而有在過濾之膜上殘留有微生物及ATP之可能性，及有時回收效率低等問題。在量少時損失之影響亦大。作為其他的方法，尚有內部標準法，其係藉由向樣本添加已知之ATP溶液，得到在某一阻礙狀態之發光量，將所得到之樣本ATP濃度換算成無阻礙之ATP濃度。但，該方法，例如，如在海水淡化設備之步驟中，在多地點測量鹽濃度各不相同之樣本時，由於向每一樣本在某一阻礙狀態，添加已知之ATP溶液之樣本數增加，故增加至少1倍以上之測量樣本總數，操作煩雜、測量費時。
致力研究之結果，發現一種方法，其係預先得到關於鹽濃度對發光量影響之相關式，用導電率計測量生物薄膜懸濁液之鹽濃度，基於前述相關式，可迅速、簡便修正為排除鹽阻礙影響之真的ATP濃度。此處，導電率測量方式中，有感測器浸漬型、及液滴下之平面感測器型，在用少的液量規模測量之生物薄膜懸濁液量少的情形，以使用滴下微量之樣本可測量之平面感測器型為佳。作為液滴下之平面感測器型機器，可例示電池內置式堀場製作所製「Twin cond EH－173」等。預先將已知濃度之人工海水或食鹽水200~250 μl左右放到平面感測器上，基於數秒鐘後所檢測出之導電率(mS/cm)，得到鹽濃度與導電率之相關式。亦同樣地測量生物薄膜懸濁液之導電率，基於導電率(mS/cm)算出鹽濃度，藉由鹽濃度對於發光量阻礙之相關式，可評估排除鹽阻礙影響之懸濁液之正確ATP濃度。
在以上敍述之方法中最好的生物薄膜評估形態，即(1)用藉由棉棒等之擦取方式進行從生物薄膜形成材質之生物薄膜之剝離．回收，(2)為可進行高發光量之測量，將擦取之棉棒浸漬．分散於少量淡水中，(3)藉由使用攜帶型裝置之發光光度計之ATP測量，評估分散液之生物薄膜量，及(4)如在評估在海水淡化設備之各步驟所形成之生物薄膜之情形，為評估通水含鹽原水情形下之生物薄膜量，使用液滴下方式之平面感測器型導電率測量裝置來修正鹽濃度阻礙之影響，若採用滿足以上全部要件的方法時，可以少量之樣本、少量之試劑．基材，不需插座而在現場簡便．迅速正確地測量生物薄膜量。
測量產生有生物積垢之逆滲透膜模組3根之逆滲透膜表面上之生物薄膜量之結果，每單位面積之ATP量為1,000~2,000 pg/cm2 左右。實施本發明，發現即使在通水逆滲透膜供給水之情形下所形成之生物薄膜量，若超過1,500 pg/cm2 左右則設備之壓力損失會增加等。
另一方面，測量即使有運轉3個月以上之一定期間，其壓力損失亦穩定推移之逆滲透膜模組之5個樣本之逆滲透膜表面上之生物薄膜量之結果，ATP量均在200 pg/cm2 以下。而且，在膜面監視使ATP量為200 pg/cm2 以下運轉之設備，其壓力損失推移穩定。從此等出發，本發明者們得到在用ATP測量法評估生物薄膜時，以使ATP量成為200 pg/cm2 以下來進行管理即可之方針。另外，假設暫時性地，例如，一週內少於2天，即使有超過200 pg/cm2 之情形，若以定期性地，例如，一週內5天以上，使生物薄膜形成基材55上每單位面積之ATP量為200 pg/cm2 以下來控制設備之運轉方法，亦可得到同樣之效果，可基於該考慮方法來運用本方針。
以下例示關於將評估結果回饋於逆滲透膜過濾設備之方法，但並不限定於此例示。即，該回饋方法係藉由在逆滲透膜過濾部設置生物薄膜形成評估裝置，定量地監視在造水過程中逆滲透膜模組11膜面上之微生物量，在壓力損失上升或透過水量下降之前，變更前處理部之運轉條件，或變更在逆滲透膜過濾部之殺菌，及逆滲透膜模組之回收率等，適當地修正逆滲透膜過濾設備之運轉方法者。作為回饋方法亦可舉出有接受監視結果，停止部分或全部逆滲透膜模組之過濾運轉，用洗淨劑實施對逆滲透膜模組之藥品洗淨之方法。
以基於評估結果控制逆滲透膜過濾部之殺菌條件之情形為例，具體地進行說明。在逆滲透膜過濾設備造水時，將在生物薄膜形成評估裝置所得到之生物薄膜量之結果繪製為圖表。在此處，與管理基準ATP 200 pg/cm2 進行比較，若生物薄膜量處於以接近200 pg/cm2 之勢增加之傾向，或業已超過ATP 200 pg/cm2 之情形時，可認為藉由在設備實施中之殺菌條件抑制生物薄膜形成之效果弱，故變更實施中之殺菌條件之強度。作為變更殺菌條件強度之方法，可舉出有增減添加殺菌劑之頻度、增減1次之殺菌時間、增減注入殺菌劑時之濃度、及變更殺菌劑之種類等，既可組合此等中之幾項來使用，亦可只進行其中之任一項。與管理基準ATP 200 pg/cm2 比較，若生物薄膜量處於非常低的水準、具體而言為20 pg/cm2 以下時，可認為殺菌條件過強而浪費殺菌劑，故可降低殺菌條件，或暫時停止添加殺菌劑。
再者，決定新的殺菌劑及殺菌方法時，在單一評估裝置之情形下，可比較在變更殺菌劑及殺菌方法前後之結果來判定其效果。此外，若複數設置評估裝置，獨立地同時並行殺菌條件而比較評估，則可更迅速地獲得運轉方針，尤其適合在設備開始運轉時等進行。
有關生物薄膜量之測量與接受該測量結果進行殺菌條件之變更，既可按操作手冊進行，或使之自動化而實施。
基於評估結果，控制逆滲透膜過濾部之洗淨條件時，亦與上述控制殺菌條件時同樣實施即可。作為控制逆滲透膜設備運轉方法之方法，其他尚可舉出變更取水部之取水管1之取水地點、變更次氯酸溶液之添加條件、變更前處理裝置之過濾裝置、及變更凝集分離條件等。
[實施例]
以下舉出實施例及比較例具體說明本發明，但本發明不為此等實施例所限定者。
(實施例1)
在設備P1中，設置以經凝集砂過濾處理之海水為原水，由殺菌劑注入口、高壓泵、直徑4吋之交聯芳香族聚醯胺系逆滲透膜模組等所構成之海水淡化實驗裝置2個系列(以下稱為A系列及B系列)。
在A系列，從設置在殺菌劑注入口下游、高壓泵上游之管路上之分支管採水評估水，用編織軟管供給於生物薄膜形成評估裝置(內徑2.7 cm，長60 cm之圓柱立柱體×2，各立柱體用軟管串聯連接)，以7.21/min之流量通水。在生物薄膜形成評估裝置中，收容與在逆滲透膜模組使用之品種相同之逆滲透膜作為基材，在取樣時，每2週一次，各切下4~4.5 cm後，用ATP法測量逆滲透膜面上之生物薄膜量。
從殺菌劑注入口，每週1次添加殺菌劑X1小時，實施殺菌。在B系列不設置此種生物薄膜評估機構，以同樣之殺菌條件運轉。
ATP測量使用攜帶型分析裝置「發光檢測器(註冊商標)C－100」(KIKKOMAN公司製)及專用試劑套組「螢光素(LUCIFERU)(註冊商標)250 PLUS」(KIKKOMAN公司製)。另外在分次注入樣本及試劑時，使用移液管(PIPETMAN)(註冊商標)(GILSON公司製、1000 μl用、200 μl用)與經高壓滅菌釜(121℃、15分鐘)處理之吸嘴，分次注入及測量時使用測量用「發光管(註冊商標)」(KIKKOMAN公司製、3 ml用)作為容器。吸嘴及管用後廢棄。
切下之逆滲透膜面上之生物薄膜量之ATP測量，以下述程序進行。用滅菌棉棒擦取逆滲透膜之表面附著物，使之懸濁於蒸餾水1 ml(大塚製藥、注射用、20 ml/個)中回收。用1根棉棒擦取切下之逆滲透膜表面之一半約15 cm2 。用棉棒擦取生物薄膜後，由於係分3階段使其懸濁，故準備3根在測量用管(使用「發光管(註冊商標)」)中各分次注入有蒸餾水(大塚製藥、注射用、20 ml/個)1 ml者。將擦取有生物薄膜之棉棒浸漬在第1支分次注入有蒸餾水1 ml之管之水中各1~2分鐘，在小心攪拌而得到懸濁液後，將該棉棒依次浸漬於第2、第3支管的水中，而備成3個階段之懸濁液。
對於調製之各懸濁液，將懸濁液各100 μl分次注入於其他新的測量用空的「發光管(註冊商標)」中，在此追加加入ATP萃取試劑100 μl，在20秒鐘後添加發光試劑100 μl，然後用發光檢測器(註冊商標)測量發光量。此外，從分次取100 μl之發光測量中使用之剩餘懸濁液約900 μl中，分次取液200 μl左右，分別使用小型導電率計「Twin cond EH－173」(堀場製作所製)測量其導電率。
測量結束後，對於3個階段之懸濁液，由各自之導電率算出其鹽濃度，由鹽濃度與發光量阻礙之相關式算出在該鹽濃度下之發光量阻礙率，求得在無阻礙狀態之發光量。然後，基於ATP濃度與發光量之相關式算出ATP濃度。將對3個階段之懸濁液得到之ATP量相加，算出樣本附著物內之ATP總量，用ATP總量除以刮取面積，求得生物薄膜形成基材每單位面積之ATP量。測量以n＝2進行，算出其平均值。
在開始實驗後約1個月期間，A系列、B系列之壓力損失均無增加，逆滲透膜過濾運轉穩定推移。此時，在A系列所設置之生物薄膜評估部之面上之ATP濃度，連續3次以100 pg/cm2 推移，但，在超過1.5個月時，開始以250 pg/cm2 、340 pg/cm2 、及480 pg/cm2 的值急劇上升。
因此，在A系列強化殺菌條件，切換添加條件為每天1次添加殺菌劑X 1小時。在B系列由於壓力損失沒有增加，故未變更殺菌條件。
在切換A系列之殺菌條件約1個月後，B系列之壓力損失開始增加，最終之壓力損失變化到達0.5 MPa。其間，A系列之壓力損失沒有增加穩定地推移。且生物薄膜附著量為200 pg/cm2 以下。
(實施例2)
以經凝集加壓懸浮與砂過濾處理之海水為原水，在海水淡化設備P2實施本發明，海水淡化設備P2由殺菌劑注入口、高壓泵、直徑4吋之交聯芳香族聚醯胺系逆滲透膜模組等所構成。從設置在殺菌劑注入口上游之分支管，以2 L/min向生物薄膜形成評估裝置A(內徑為1.4 cm，長60 cm之圓柱立柱體1根)通水評估水。再者，從設置在殺菌劑注入口之下游、比高壓泵上游之管路之分支管，以2 L/min向生物薄膜形成評估裝置B(內徑為1.4 cm，長60 cm之圓柱立柱體1根)通水評估水。在各生物薄膜形成評估裝置中，收容與用於逆滲透膜過濾設備之逆滲透膜模組之品種相同之逆滲透膜作為基材，在取樣時，每週一次各切下4~4.5 cm後，對逆滲透膜面上之生物薄膜量進行ATP測量。ATP測量以與實施例1掲示之相同方法進行。從殺菌劑注入口每日1次添加殺菌劑X 1小時實施殺菌。
運轉37天之結果，設置在殺菌劑注入口上游之生物薄膜形成評估裝置A之生物薄膜附著量為2.5 pg/cm2 、24 pg/cm2 、67 pg/cm2 、及136 pg/cm2 。另一方面，設置在殺菌劑注入口下游之生物薄膜形成評估裝置B之生物薄膜附著量為2 pg/cm2 、22 pg/cm2 、11 pg/cm2 、及46 pg/cm2 。由於與生物薄膜形成評估裝置A之附著量相比較，生物薄膜形成評估裝置B之附著量較低地推移，故可確認藉由在本設備之殺菌劑X之注入有抑制生物薄膜附著之效果。繼續實施運轉，直至運轉停止計約2個月期間，膜模組之壓力損失穩定推移，可穩定運轉設備。
(實施例3)
以經砂過濾處理之海水為原水，在海水淡化設備P3實施本發明，海水淡化設備P3由殺菌劑注入口、高壓泵、直徑4吋之交聯芳香族聚醯胺系逆滲透膜模組等所構成。在高壓泵之更上游，從設置在殺菌劑注入口前後之管路之分支管，分別向生物薄膜形成評估裝置A(由殺菌劑注入地點上游取水)與B(由殺菌劑注入地點下游取水)以5.5 L/min通水評估水。作為各生物薄膜形成評估裝置之通水容器使用內徑2.7 cm，長60 cm之圓柱立柱體。在本設備每週1次添加殺菌劑X 30分鐘，而膜模組之壓力損失在1個月就超過0.2 MPa，需要頻繁地洗淨逆滲透膜模組。
收容鐵氟隆(註冊商標)環作為基材，每2週1次，各取出2個環，進行鐵氟隆(註冊商標)環表面之生物薄膜量之ATP測量。ATP測量以與實施例1掲示之同樣方法進行。
50天期間之評估結果，生物薄膜形成評估裝置A之生物薄膜附著量為390 pg/cm2 、912 pg/cm2 、1273 pg/cm2 、及2719 pg/cm2 。另一方面，流入有殺菌劑之生物薄膜形成評估裝置B之生物薄膜附著量為111 pg/cm2 、784 pg/cm2 、1490 pg/cm2 、及3228 pg/cm2 。
認為殺菌劑X之強度弱，而將頻度增加為每週2次，與未添加殺菌劑X之情形比較，在添加系列生物薄膜形成速度約上升2成。
從此等結果，認為在本設備藉由殺菌劑X之注入沒有抑制生物薄膜附著之效果，或，其使設備之運轉不穩定。
接受到本結果，切換成為用洗淨劑B每週1天，對設備之逆滲透膜過濾部之各逆滲透膜模組進行一個晚上浸漬洗淨之運轉，進行與藥品洗淨同樣操作之生物薄膜形成評估裝置B之生物薄膜量，保持在200 pg/cm2 以下，在逆滲透膜模組之壓力損失亦減少之後，成為穩定地推移。
(實施例4)
在設備P4中適用了本發明，其係以經精密過濾膜處理之海水為原水，由殺菌劑注入口、高壓泵、直徑8吋之交聯芳香族聚醯胺類逆滲透膜模組等所構成之海水淡化設備。在本設備中未添加殺菌劑。
從設置在殺菌劑注入口下游、比高壓泵上游之管路上之分支管向生物薄膜形成評估裝置A，從設置在逆滲透膜非透過水流路之分支管向生物薄膜形成評估裝置B，分別以2 L/min通水評估水。生物薄膜形成評估裝置A、B之通水容器，均使用1根內徑1.4 cm、長60 cm之聚碳酸酯製圓柱立柱體。
收容與在設備所使用之品種相同之逆滲透膜作為生物薄膜形成基材，取樣時，以每個月1次之頻度，切下逆滲透膜8~9 cm，與實施例1掲示之方法同樣，藉由ATP測量法測量其表面之生物薄膜量。
運轉120天之結果，生物薄膜形成評估裝置A之生物薄膜附著量為0.6 pg/cm2 、0.7 pg/cm2 、14.2 pg/cm2 、及71 pg/cm2 。此時，於3個階段分散生物薄膜形成評估裝置A之生物薄膜之懸濁液之鹽濃度為0.05~0.1%，換算由鹽濃度引起之阻礙率後算出附著量。
另一方面，關於從設置在逆滲透膜非透過水流路之分支管採水之生物薄膜形成評估裝置B，其生物薄膜附著量為0.6 pg/cm2 、5.7 pg/cm2 、78 pg/cm2 、及85 pg/cm2 。此時，於3個階段分散生物薄膜形成評估裝置B之生物薄膜之懸濁液之鹽濃度為0.2~0.5%。其間，逆滲透膜模組之壓力損失沒有增加而穩定地推移，設備可穩定運轉。
從上述生物薄膜形成評估裝置A及B之結果，認為不特別進行殺菌劑之添加等運轉條件之變更，設備可穩定運轉，而沒有進行運轉控制。實際上設備又穩定地運轉了1個月。
[產業上之可利用性]
本發明在使用逆滲透膜進行海水或鹹水等之脫鹽而得到淡水，或淨化下廢水處理水或工業排水等而得到再利用水時，提供可適合使用之逆滲透膜過濾設備之運轉方法，及逆滲透膜過濾設備。
詳細並參照特定之實施態樣說明瞭本發明，但對本行業者而言當得明白，在不脫離本發明之精神與範圍可加以種種變更及修正。
本申請係基於2006年9月25日申請之日本專利申請(特願2006－259286)者，其內容在此處作為參照而被併入。在此處所引用之全部參照作為全體而被併入。
1．．．取水管
2．．．取水泵
3．．．次氯酸溶液貯槽
4．．．凝集劑溶液貯槽
5．．．pH調整溶液槽
6．．．砂過濾裝置
7．．．中間槽
8．．．保護過濾器
9．．．亞硫酸氫鈉溶液貯槽
10．．．殺菌劑溶液貯槽
11．．．逆滲透膜模組
12．．．逆滲透膜透過水水槽
13．．．pH調整溶液槽
14．．．鈣溶液槽
15．．．洗淨劑溶液貯槽
16a．．．收容生物薄膜形成基材之通水容器
16b．．．收容生物薄膜形成基材之通水容器
16c．．．收容生物薄膜形成基材之通水容器
17a．．．在逆滲透膜過濾部內從最前面之逆滲透膜模組之更上游分支之配管
17b．．．在殺菌劑及洗淨劑添加地點之更下游從逆滲透膜過濾部之最前面之逆滲透膜模組之更上游分支之配管
17c．．．從逆滲透膜模組之更下游分支之逆滲透膜非透過水流動配管
18．．．透過水送水管
19．．．流量調節閥
21．．．次氯酸溶液供給泵
22．．．凝集劑溶液供給泵
23．．．pH調整溶液供給泵
24．．．亞硫酸氫鈉溶液供給泵
25．．．殺菌劑溶液供給泵
26．．．pH調整溶液供給泵
27．．．鈣溶液供給泵
28．．．洗淨劑溶液供給泵
29．．．高壓泵
30．．．送液泵
31．．．逆滲透膜非透過水無害化溶液貯槽
32．．．逆滲透膜非透過水無害化處理槽
33．．．逆滲透膜非透過水排水管
34．．．逆滲透膜非透過水無害化溶液供給泵
50．．．軟管
51．．．流量計
52．．．插接式接頭
53．．．通水容器開關部
54．．．通水容器
55a．．．鐵氟隆(註冊商標)環
55b．．．逆滲透膜
56．．．流量調節閥
57．．．帶有環卡之不銹鋼棒
58．．．流向
100．．．原水取水部
200．．．前處理部
300．．．逆滲透膜過濾部
圖1係本發明之海水淡化逆滲透膜過濾設備之流程圖。
圖2係生物薄膜形成評估裝置之模式圖。
圖3係生物薄膜形成基材(鐵氟隆(註冊商標)環)。
圖4係重疊在帶有環卡之不銹鋼棒上之環狀生物薄膜形成基材。
圖5係生物薄膜形成基材(逆滲透膜膜片)。
1．．．取水管
2．．．取水泵
3．．．次亞氯酸溶液貯槽
4．．．凝集劑溶液貯槽
5．．．pH調整溶液槽
6．．．砂過濾裝置
7．．．中間槽
8．．．保護過濾器
9．．．亞硫酸氫鈉溶液貯槽
10．．．殺菌劑溶液貯槽
11．．．逆滲透膜模組
12．．．逆滲透膜透過水水槽
13．．．pH調整溶液槽
14．．．鈣溶液槽
15．．．洗淨劑溶液貯槽
16a．．．收容生物薄膜形成基材之通水容器
16b．．．收容生物薄膜形成基材之通水容器
16c．．．收容生物薄膜形成基材之通水容器
17a．．．在逆滲透膜過濾部內從最前面之逆滲透膜模組之更上游分支之配管
17b．．．在殺菌劑及洗淨劑添加地點之更下游從逆滲透膜過濾部之最前面之逆滲透膜模組之更上游分支之配管
17c．．．從逆滲透膜模組之更下游分支之逆滲透膜非透過水流動配管
18．．．透過水送水管
19．．．流量調節閥
21．．．次亞氯酸溶液供給泵
22．．．凝集劑溶液供給泵
23．．．pH調整溶液供給泵
24．．．亞硫酸氫鈉溶液供給泵
25．．．殺菌劑溶液供給泵
26．．．pH調整溶液供給泵
27．．．鈣溶液供給泵
28．．．洗淨劑溶液供給泵
29．．．高壓泵
30．．．送液泵
31．．．逆滲透膜非透過水無害化溶液貯槽
32．．．逆滲透膜非透過水無害化處理槽
33．．．逆滲透膜非透過水排水管
34．．．逆滲透膜非透過水無害化溶液供給泵
100．．．原水取水部
200．．．前處理部
300．．．逆滲透膜過濾部

Claims (9)

  1. 一種逆滲透膜過濾設備之運轉方法，其係依序具有原水取水部、前處理部及具有逆滲透膜模組之逆滲透膜過濾部之逆滲透膜過濾設備之運轉方法，其係在使逆滲透膜過濾部內之逆滲透膜供給水及/或逆滲透膜非透過水以與逆滲透膜過濾部之逆滲透膜模組內之非透過水之線速度同等之線速度流水之條件下，預先配置逆滲透膜作為生物薄膜形成基材，而使逆滲透膜之分離功能層側以逆滲透膜供給水及/或非透過水與該分離功能層表面平行地流水、且逆滲透膜供給水及/或非透過水不會被作為生物薄膜形成基材之逆滲透膜所過濾；以1日~6個月1次之頻率評估生物薄膜形成基材上之生物薄膜量；基於該評估結果來控制逆滲透膜過濾設備之運轉方法者。
  2. 如請求項1之逆滲透膜過濾設備之運轉方法，其中生物薄膜形成基材為逆滲透膜過濾設備所使用之逆滲透膜之相同素材。
  3. 如請求項2之逆滲透膜過濾設備之運轉方法，其中在內徑D、高H之圓筒形通水容器內，將大小為內徑D的圓周以下×高H以下之逆滲透膜，以過濾時之原水側為內側之方式捲曲放入圓筒形通水容器內，將藉圓周方向之物理復原力固定於圓筒形通水容器內之逆滲透膜自端部切下一部分，評估作為生物薄膜形成基材之逆滲透膜表面上 之生物薄膜量。
  4. 如請求項1之逆滲透膜過濾設備之運轉方法，其中逆滲透膜過濾設備運轉方法之控制係逆滲透膜過濾部之殺菌條件或洗淨條件之控制，以同樣之控制條件處理生物薄膜形成基材。
  5. 如請求項1之逆滲透膜過濾設備之運轉方法，其中以ATP(三磷酸腺苷)評估生物薄膜量，控制設備之運轉方法，使得每單位面積之ATP量為200 pg/cm2 以下。
  6. 如請求項1之逆滲透膜過濾設備之運轉方法，其中藉由ATP測量法評估在鹽濃度為3%以上之原水中所形成之生物薄膜量的方法中，包含以下步驟：a：將回收自生物薄膜形成基材之生物薄膜懸濁在純水中；b：利用螢光素酶反應將步驟a之懸濁液的發光量數值化；c：測量步驟a之懸濁液之鹽濃度；d：使用對利用螢光素酶反應之定量系所造成之鹽濃度阻礙的相關式、在無阻礙條件下之ATP濃度與發光量之相關式、及步驟b、步驟c之結果，算出步驟a之懸濁液之ATP量；e：使用回收之生物薄膜形成面之面積、懸濁之純水之液容積、及以d所得之步驟a之懸濁液的ATP量之結果，算出單位面積上之ATP量。
  7. 一種逆滲透膜過濾設備，其係依序具有原水取水部、前 處理部及具有逆滲透膜模組之逆滲透膜過濾部者，其包含：在逆滲透膜過濾部內從最前面之逆滲透膜模組之更上游分支之供給水流動配管、及/或、從逆滲透膜過濾部內之逆滲透膜模組之更下游分支之逆滲透膜非透過水流動配管；連接於前述配管之下游之通水容器；及連接於通水容器之上游或下游之流量調節閥；且在通水容器中收容有與逆滲透膜過濾部所使用之相同素材之逆滲透膜作為生物薄膜形成基材，而在以與逆滲透膜過濾部之逆滲透膜模組內之非透過水之線速度同等線速度之流水下，使逆滲透膜之分離功能層側以逆滲透膜供給水及/或非透過水與該分離功能層表面平行地流水、且逆滲透膜供給水及/或非透過水不會被作為生物薄膜形成基材之逆滲透膜所過濾。
  8. 如請求項7之逆滲透膜過濾設備，其中在內徑D、高H之圓筒形通水容器內，大小為內徑D的圓周以下×高H以下之逆滲透膜，係被以過濾時之原水側成為內側之方式收容，以逆滲透膜之圓周方向之物理復原力固定於圓筒形通水容器內。
  9. 如請求項7之逆滲透膜過濾設備，係用於海水淡化者。
TW096135624A 2006-09-25 2007-09-21 Reverse osmosis membrane filtration equipment operation method and reverse osmosis membrane filtration equipment TWI400120B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006259286 2006-09-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200838601A TW200838601A (en) 2008-10-01
TWI400120B true TWI400120B (zh) 2013-07-01

Family

ID=39230009

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW096135624A TWI400120B (zh) 2006-09-25 2007-09-21 Reverse osmosis membrane filtration equipment operation method and reverse osmosis membrane filtration equipment

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20090266762A1 (zh)
EP (1) EP2067520B1 (zh)
JP (2) JP5600864B2 (zh)
KR (1) KR101370689B1 (zh)
CN (1) CN101522292B (zh)
AU (1) AU2007301269B2 (zh)
ES (1) ES2575603T3 (zh)
TW (1) TWI400120B (zh)
WO (1) WO2008038575A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI511777B (zh) * 2009-06-19 2015-12-11 Univ Nanyang Tech 使用隔膜之偵測裝置及方法

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG170106A1 (en) 2008-11-28 2011-04-29 Kobelco Eco Solutions Co Ltd Method and apparatus for generating fresh water, and method and apparatus for desalinating sea water
JP2010207800A (ja) 2009-02-16 2010-09-24 Kuraray Co Ltd ろ過ユニットおよびこれを備えたろ過装置
KR101187416B1 (ko) * 2009-02-26 2012-10-02 광주과학기술원 예측 모델을 이용한 해수담수화 방법 및 이를 수행하는 장치
JP5093192B2 (ja) 2009-06-22 2012-12-05 株式会社日立製作所 供給水の水質評価方法
WO2011040354A1 (ja) * 2009-09-29 2011-04-07 栗田工業株式会社 透過膜の阻止率向上方法及び透過膜
EP2593783B1 (en) * 2010-07-12 2015-09-09 Ben-gurion University of the Negev Research and Development Authority Analyzing ultrasonic signals using a dynamic signal processing window for an early detection of scaling in water processing equipment
US9216385B2 (en) * 2010-10-04 2015-12-22 Saudi Arabian Oil Company Application of rejection enhancing agents (REAs) that do not have cloud point limitations on desalination membranes
DE102011114912B8 (de) * 2011-09-24 2018-10-11 Vivonic Gmbh Vorrichtung zur Erzeugung von Reinstwasser
JP2013137279A (ja) * 2011-12-28 2013-07-11 Hitachi Plant Technologies Ltd 水質評価方法、水処理システムの制御方法、および、水処理システム
WO2013129111A1 (ja) * 2012-02-29 2013-09-06 東レ株式会社 造水方法
JP2013223835A (ja) * 2012-04-20 2013-10-31 Nitto Denko Corp 膜ファウリングの評価方法および分離膜の洗浄方法
TWI458861B (zh) * 2012-06-04 2014-11-01 Arps Inc Surface Treatment of Copper in Copper Process Cleaning Solution
CN103482778A (zh) * 2012-06-13 2014-01-01 江苏正本净化节水科技实业有限公司 住宅反渗透净水系统及其反渗透膜的清洗方法
WO2014058041A1 (ja) * 2012-10-12 2014-04-17 東レ株式会社 逆浸透膜ろ過プラントの運転方法およびバイオフィルム形成モニタリング装置
JP6178577B2 (ja) 2013-01-17 2017-08-09 アズビル株式会社 微生物検出システム及び微生物検出方法
US9982663B2 (en) * 2013-10-11 2018-05-29 The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma Electroosmotic pump unit and assembly
JP2015134322A (ja) * 2014-01-17 2015-07-27 株式会社日立製作所 水処理システム
JP6425918B2 (ja) 2014-05-27 2018-11-21 アズビル株式会社 精製水製造装置の監視システム及び精製水製造装置の監視方法
JP6251148B2 (ja) * 2014-10-10 2017-12-20 株式会社日立製作所 水処理システム
JP6263514B2 (ja) * 2015-10-30 2018-01-17 株式会社神鋼環境ソリューション 水処理方法、及び、水処理装置
WO2018198245A1 (ja) * 2017-04-26 2018-11-01 三菱重工エンジニアリング株式会社 逆浸透膜プラント及び逆浸透膜プラントの運転方法
ES2708126B2 (es) 2017-10-06 2019-09-18 Moro Maria Teresa Bergaz Metodo para el tratamiento de agua salobre o de mar mediante osmosis inversa
KR102013255B1 (ko) * 2018-01-18 2019-09-03 두산중공업 주식회사 해수 담수화 플랜트 및 제어 방법
TWI730256B (zh) * 2018-10-12 2021-06-11 衛風科技股份有限公司 過濾系統及其運作方法
CN110367278B (zh) * 2019-08-27 2024-02-02 广州泰道安医疗科技有限公司 一种用于生产稳定的次氯酸溶液的设备
CN113830861B (zh) * 2021-10-29 2023-02-21 三门核电有限公司 一种移动式废液处理设施反渗透膜替换方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6017459A (en) * 1993-03-08 2000-01-25 Nalco Chemical Company Apparatus and method for the monitoring of membrane deposition
JP3252921B2 (ja) * 1992-05-01 2002-02-04 キッコーマン株式会社 菌体数の測定方法
JP2002143849A (ja) * 2000-08-31 2002-05-21 Toray Ind Inc 造水方法
US20020134716A1 (en) * 2001-03-06 2002-09-26 Andre Maartens Monitoring unit for monitoring the condition of a semi-permeable membrane

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4277344A (en) * 1979-02-22 1981-07-07 Filmtec Corporation Interfacially synthesized reverse osmosis membrane
JPS62121603A (ja) 1985-08-05 1987-06-02 Toray Ind Inc 複合半透膜及びその製造方法
JP2851898B2 (ja) * 1990-03-02 1999-01-27 ソニー 株式会社 潤滑剤及び磁気記録媒体
JPH06509640A (ja) * 1991-07-11 1994-10-27 キワ　ナームロゼ　フェンノートシャップ 生長及び付着層のためのモニター
JPH08138658A (ja) 1994-09-12 1996-05-31 Furukawa Battery Co Ltd:The 水素吸蔵合金電極
JPH08108048A (ja) 1994-10-12 1996-04-30 Toray Ind Inc 逆浸透分離装置及び逆浸透分離方法
JPH08229363A (ja) 1995-03-02 1996-09-10 Nomura Micro Sci Co Ltd 膜分離法
JPH09141060A (ja) 1995-11-21 1997-06-03 Toray Ind Inc 液体分離素子、装置、及び処理方法
JP3317113B2 (ja) 1995-11-22 2002-08-26 東レ株式会社 液体分離素子、装置、および処理方法
JP3661277B2 (ja) 1996-06-18 2005-06-15 栗田工業株式会社 膜分離方法
JPH10286445A (ja) * 1997-04-17 1998-10-27 Kurita Water Ind Ltd 膜分離装置
US6306291B1 (en) * 1998-11-24 2001-10-23 Stanley R. Lueck Automatic silt density index apparatus
JP3269496B2 (ja) 1999-04-14 2002-03-25 東レ株式会社 膜の殺菌方法および造水方法
JP2001194364A (ja) * 2000-01-14 2001-07-19 Toray Ind Inc 海水中の同化可能有機炭素測定方法
JP3656908B2 (ja) * 2002-05-28 2005-06-08 株式会社荏原製作所 膜処理装置とその洗浄方法
US6699684B2 (en) * 2002-07-23 2004-03-02 Nalco Company Method of monitoring biofouling in membrane separation systems
JP4385704B2 (ja) * 2003-09-29 2009-12-16 栗田工業株式会社 逆浸透膜供給水の評価方法及び水処理装置の運転管理方法
JP4756885B2 (ja) 2005-03-17 2011-08-24 キヤノン株式会社 現像装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3252921B2 (ja) * 1992-05-01 2002-02-04 キッコーマン株式会社 菌体数の測定方法
US6017459A (en) * 1993-03-08 2000-01-25 Nalco Chemical Company Apparatus and method for the monitoring of membrane deposition
JP2002143849A (ja) * 2000-08-31 2002-05-21 Toray Ind Inc 造水方法
US20020134716A1 (en) * 2001-03-06 2002-09-26 Andre Maartens Monitoring unit for monitoring the condition of a semi-permeable membrane

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI511777B (zh) * 2009-06-19 2015-12-11 Univ Nanyang Tech 使用隔膜之偵測裝置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090071565A (ko) 2009-07-01
CN101522292A (zh) 2009-09-02
CN101522292B (zh) 2013-03-27
EP2067520A4 (en) 2012-10-10
KR101370689B1 (ko) 2014-03-05
EP2067520B1 (en) 2016-04-13
JPWO2008038575A1 (ja) 2010-01-28
JP2014168779A (ja) 2014-09-18
AU2007301269A1 (en) 2008-04-03
JP5600864B2 (ja) 2014-10-08
TW200838601A (en) 2008-10-01
EP2067520A1 (en) 2009-06-10
WO2008038575A1 (fr) 2008-04-03
ES2575603T3 (es) 2016-06-29
AU2007301269B2 (en) 2011-05-26
US20090266762A1 (en) 2009-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI400120B (zh) Reverse osmosis membrane filtration equipment operation method and reverse osmosis membrane filtration equipment
Al-Ahmad et al. Biofuoling in RO membrane systems Part 1: Fundamentals and control
Hijnen et al. Quantitative assessment of the efficacy of spiral-wound membrane cleaning procedures to remove biofilms
JP2002143849A5 (zh)
JP6056869B2 (ja) 逆浸透膜ろ過プラントの運転方法およびバイオフィルム形成モニタリング装置
Linares et al. Hybrid SBR–FO system for wastewater treatment and reuse: Operation, fouling and cleaning
Saad Biofouling prevention in RO polymeric membrane systems
Vrouwenvelder et al. Biofouling of spiral wound membrane systems
Ben-Dov et al. Biofilm formation on RO membranes: the impact of seawater pretreatment
JP2016221427A (ja) 水処理装置の運転方法
WO2013129111A1 (ja) 造水方法
JP2014193452A (ja) 有機性汚水の処理方法
Jamal-Uddin et al. Evaluation of fouling and RO performance for MBR treated fruit wastewater
JP2015163869A (ja) バイオフィルム形成ポテンシャル評価用装置
JP2014188385A (ja) 造水方法
JP2016190212A (ja) 分離膜ろ過プラントにおける分離膜の酸化リスク評価方法
Al-Tisan et al. Optimization of seawater reverse osmosis pretreatment: Part III—a microbiological approach
JP2020024144A (ja) 処理装置の被検水のバイオフィルム形成ポテンシャルの評価方法
Ras Control of Biofouling on Reverse Osmosis membranes using DBNPA
Wang Assessment of Ozonation and Biofiltration as a Membrane Pre-treatment at a Full-scale Drinking Water Treatment Plant
JP2014121667A (ja) バイオフィルム形成ポテンシャル評価用装置およびこれを用いた逆浸透膜ろ過プラントの運転方法
Ngo Assessment of Membrane Fouling Behavior of Nanofiltration and Membrane Distillation for Water Reuse
JP2014171987A (ja) 造水方法
da Silva Integrity monitoring of reverse osmosis membranes: Potential for naturally present viruses to verify virus removal comparing to MS2 bacteriophages
JP2019088219A (ja) バイオフィルム形成ポテンシャル評価法及びプラントの運転方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees