WO2014058041A1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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伊藤世人
間谷聖子
井崎孝昌
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東レ株式会社
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    • C08J2333/02Homopolymers or copolymers of acids; Metal or ammonium salts thereof
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination
    • Y02A20/131Reverse-osmosis

Definitions

  • the present invention relates to a water quality evaluation technique for desalinating raw water such as seawater, brine, and sewage wastewater treated water, and more particularly, a device for monitoring biofilm formation of raw water, and a reverse osmosis membrane filtration plant based on the evaluation result. It relates to the driving method.
  • Membrane filtration processes using reverse osmosis membranes are applied in many industries and water treatment fields, including seawater desalination, and are superior in terms of separation performance and energy efficiency compared to other competing separation operations. Sex has been demonstrated.
  • microorganisms grow on the membrane surface on the treated water side (reverse osmosis membrane non-permeate water side) in the form of biofilm, increasing the operating pressure of the reverse osmosis membrane, Decreasing the water permeability and separation performance of the osmosis membrane, that is, biofouling is an operational problem.
  • the “biofilm” is a structure formed by microorganisms on the pipe wall or reverse osmosis membrane surface when water flows, and is composed mainly of extracellular polymer substances such as polysaccharides and proteins and bacteria. As a familiar example, there is a “slim” in the kitchen.
  • Patent Document 1 a biofilm formation monitoring apparatus as shown in FIG. 5 is proposed for biofilm amount evaluation.
  • biofilm forming substrates to be loaded into the biofilm formation monitoring device for example, those shown in FIGS. 6 to 8 have been proposed.
  • One-touch type joints 52 are provided at both ends of the water flow container 54, so that the water flow container 54 can be attached and detached from the biofilm formation monitoring device.
  • the arrow 58 represents the direction in which raw water or concentrated raw water flows.
  • a biofilm forming substrate independent of the water flow container that provides a surface for measuring the amount of biofilm is accommodated.
  • the biofilm-forming substrate include “Teflon” (registered trademark) ring 55a as shown in FIGS. 6 and 7, and reverse osmosis membrane piece 55b as shown in FIG.
  • the “Teflon” (registered trademark) ring 55 a is inserted into a stainless steel rod 57 with a ring hook on one side, stacked and accommodated in a water flow container 54, and sealed with a water flow container opening / closing part 53.
  • the outer surface and the inner surface have a structure that allows water to pass therethrough.
  • the flow rate adjustment valve 56 is closed, the water flow container opening / closing part 53 of the water flow container 54 is opened, the stainless steel rod 57 is picked up, and the required amount of rings 55a (normally 2 to 3 each) ) With tweezers and measure the amount of biofilm on the inner and outer surfaces of the ring.
  • the remaining ring 55a is re-accommodated in the water flow container 54 and resumes water flow.
  • the separation functional layer surface (raw water side during filtration) of the strip-like reverse osmosis membrane piece 55b is on the inside. It rolls and it pushes and accommodates in the water flow container 54 along the inner wall in the water flow container 54.
  • the upper end of the reverse osmosis membrane piece 55b is picked up by tweezers, a predetermined amount is cut out and sampled, and then the remaining water is re-contained in the water container 54, and water flow is resumed. The biofilm amount is measured for the cut out reverse osmosis membrane piece.
  • This invention is made
  • Another object of the present invention is to make it easier to control the operation of a reverse osmosis membrane filtration plant using the apparatus.
  • the operating method of the reverse osmosis membrane filtration plant of the present invention has the following configuration. That is, A raw water intake unit having a raw water intake, a pretreatment unit, and a reverse osmosis membrane filtration unit having a reverse osmosis membrane module in this order, and the reverse osmosis membrane permeated water that has passed through the reverse osmosis membrane module out of the system A method of operating a reverse osmosis membrane filtration plant having a permeate outlet to be taken out and a concentrated water outlet to take out the reverse osmosis membrane non-permeate that has not permeated through the reverse osmosis membrane module, Biofilm formation monitoring comprising a water flow container capable of separating water flowing through at least one location between the downstream of the raw water intake and the upstream of the concentrated water outlet and dividing the separated water in the flow direction Water is passed through the apparatus, a part of the water flow container is divided and the amount of the biofilm on the water flow surface
  • the biofilm formation monitoring apparatus of this invention has either of the following structures. That is, A biofilm formation monitoring device comprising a water flow container, wherein the water flow container is formed by connecting a plurality of cylindrical unit water flow containers, and the unit water flow container has screw grooves at both ends in the flow direction. A biofilm formation monitoring device, Or A biofilm formation monitoring device comprising a water flow container, wherein the water flow container is formed by connecting a plurality of unit water flow containers, and the unit water flow container has fitting connection members at both ends in the flow direction. It is a biofilm formation monitoring device provided.
  • the reverse osmosis membrane filtration plant operating method of the present invention is such that the water flow container is formed by connecting a plurality of unit water flow containers, and the unit water flow container is provided with connecting portions at both ends in the flow direction. Preferably it is.
  • the reverse osmosis membrane filtration plant operating method of the present invention is such that the water flow container is formed by connecting a plurality of cylindrical unit water flow containers, and the unit water flow container has screw grooves at both ends in the flow direction. It is preferable to be provided.
  • the cylindrical shape means a cylindrical shape or a rectangular tube shape.
  • the reverse osmosis membrane filtration plant operating method according to the present invention is such that the water flow container is formed by connecting a plurality of unit water flow containers, and the unit water flow container is provided with fitting connection members at both ends in the flow direction. It is preferable that
  • the operation method of the reverse osmosis membrane filtration plant of the present invention is such that the nanofiltration membrane or the membrane piece of the reverse osmosis membrane is such that the raw water side of the membrane faces inward of the unit water flow container, and the water flow surface of the unit water flow container It is preferable to arrange on the side.
  • the water flow container is a cylindrical body made of a soft material.
  • the water flow container has a plurality of fixing parts that can be attached and detached from the outside of the water flow container, and the fixing parts form a biofilm inside the water flow container. It is preferable to have a means for holding the substrate.
  • the means for holding the biofilm-forming substrate of the fixing part is a screw type or fitting type connection.
  • the water flow container has a light shielding property.
  • the membrane piece of the nanofiltration membrane or reverse osmosis membrane is disposed on the water flow surface side of the unit water flow container with the raw water side of the membrane facing inward. preferable.
  • the biofilm formation monitoring device of the present invention is a biofilm formation monitoring device comprising a water-container, wherein the water-container has a plurality of fixing parts detachable from the outside of the water-container, It is preferable to have means for holding the biofilm-forming substrate inside the water flow container.
  • the means for holding the biofilm formation substrate of the fixing portion is a screw type or fitting type connection.
  • the water flow container has a light shielding property.
  • the method of the present invention in the method of monitoring the biofilm formation of raw water flowing on the reverse osmosis membrane non-permeate side and operating the reverse osmosis membrane filtration plant based on the transition of the amount of biofilm, Operates as a biofilm-forming substrate for monitoring biofilm formation, and can be handled from the outside with little risk of direct contact with the biofilm-forming substrate by removing a part of this water flow container. As a result, operation control of the reverse osmosis membrane filtration plant can be performed more easily.
  • the water flow surface of the water flow container also serves as the biofilm forming substrate, or the biofilm forming substrate is fixed to the inner water flow surface of the water flow container. Since the water container and the biofilm-forming substrate are integrated, the biofilm-forming substrate can be easily sampled by dividing the water-contained container in the flow direction. Therefore, it is not necessary to take out the biofilm-forming substrate from the water flow container and re-accommodate it. This simplifies the procedure for evaluating the amount of biofilm and greatly simplifies the evaluation system. , Setting up becomes easy.
  • the biofilm forming surface is not on the surface, the risk of biofilm loss or contamination due to contact, and contamination due to falling foreign matter is low.
  • the biofilm formation surface is located on the inner surface of the water flow container, so the outer surface of the water flow container can be directly held by hand or carried to the analysis site where the biofilm amount is evaluated in the same transport container. It becomes possible. Therefore, it becomes unnecessary to prepare a clear dedicated temporary transport container, and the operability is greatly improved. It is possible to carry a plurality of units that can be divided to an analysis place while connecting them, and the workability for evaluating the amount of biofilm can be greatly improved. In particular, measurement stress can be greatly reduced when simultaneously evaluating a plurality of points and base materials in a reverse osmosis membrane filtration plant.
  • both ends of the water containers connected by a plurality of these are sealed with tape, a dedicated lid, or Measured in laboratories and laboratories at a distance from the reverse osmosis membrane plant by taking samples or transporting them by courier by placing them in a plastic bag with a chuck to prevent drying.
  • tape a dedicated lid
  • Measured in laboratories and laboratories at a distance from the reverse osmosis membrane plant by taking samples or transporting them by courier by placing them in a plastic bag with a chuck to prevent drying.
  • the water flow container and the biofilm-forming substrate are integrated, it is not necessary to put in and out of the water flow container only with a structure such as a ring or a sheet-like film.
  • the diameter of the water flow container can be made smaller, and the amount of water to be collected and passed can be reduced.
  • the fixing part is a biofilm-forming substrate inside the water-flowing container.
  • the biofilm formation monitoring apparatus having means for holding the biofilm formation substrate, it is possible to directly remove the biofilm formation substrate by operation from the outside of the water flow container. It can be greatly simplified. Specifically, since a fixing part is provided for the biofilm-forming substrate, only the biofilm-forming substrate can be operated by operating from the outside of the water-container without dividing the water-container at the time of evaluation. Can be removed. Accordingly, the operation of disconnecting the upper or lower connection of the water flow container becomes unnecessary.
  • the biofilm-forming substrate is held by a holding part that serves as a handle, the handleability of the extracted biofilm-forming substrate is greatly improved, and biofilm formation due to erroneous contact on the biofilm-forming surface is improved. The risk of loss or contamination is greatly reduced.
  • the biofilm-forming substrate is a cotton swab
  • the removed swab is immersed in sterilized water / distilled water for biofilm suspension or a solution containing ATP (adenosine triphosphate) extract.
  • the formed biofilm can be directly dispersed in the liquid by shaking the swab or pressing the cotton swab against the wall of the evaluation container, and the number of necessary articles is reduced.
  • the process of biofilm recovery from such a biofilm-forming substrate is reduced and the measurement is simplified.
  • the method of fixing the biofilm-forming substrate to the water container is tightened with screws, it is the same as the fixing part containing the sterilized water / distilled water for suspending the biofilm or the ATP extract. If it is attached to a container provided with a thread groove of pitch, the operability such as storage and transfer of the biofilm-forming substrate is simplified.
  • the evaluation time for measuring the amount of biofilm can be shortened, and the operation control of at least one process selected from the group consisting of a raw water intake unit, a pretreatment unit, and a reverse osmosis membrane filtration unit based on the evaluation result is also simple. Can be done. In particular, when a plurality of samples are evaluated at the same time, it is possible to greatly reduce the measurement stress, and to easily and comfortably evaluate in a short time.
  • the technology of the present invention reduces the number of operations and the number of articles that can come into contact with the technology of the present invention compared to the prior art. Has been greatly reduced, the work complexity has been greatly eliminated, and the measurement accuracy has been improved. With these effects, the evaluation time for measuring the amount of biofilm can be shortened, the amount of biofilm, the transition of the amount of biofilm, and the calculation of the rate of biofilm formation can be easily calculated, improving the accuracy. Furthermore, the operation control of at least one process selected from the group consisting of the raw water intake unit, the pretreatment unit, and the reverse osmosis membrane filtration unit based on the evaluation result can be performed easily and accurately.
  • the operation method of the reverse osmosis membrane filtration plant of the present invention fractionates water flowing through at least one place between the downstream of the raw water intake and the upstream of the reverse osmosis membrane concentrated water outlet, and the flow of this separated water is passed through.
  • a biofilm-forming substrate is placed under running water in the container, and the amount of biofilm on the biofilm-forming substrate is continuously measured.
  • the operation method to be controlled is characterized in that, in particular, a water flow container that can be divided in the flow direction is used as the water flow container.
  • FIG. 1 shows an example of a flow chart of a reverse osmosis membrane plant for seawater desalination adopting the operation method of the present invention
  • FIG. 2 shows an example of a schematic diagram of a biofilm formation monitoring apparatus used in the present invention. Each is shown.
  • the reverse osmosis membrane filtration plant includes a raw water intake unit 100, a pretreatment unit 200, and a reverse osmosis membrane filtration unit 300. More specifically, the raw water intake 501 and the intake are taken from the upstream side in the order of water flow.
  • the water pipe 1, the intake pump 2, the sand filtration device 6, the intermediate tank 7, the safety filter 8, the high pressure pump 29, the reverse osmosis membrane module 11, the reverse osmosis membrane non-permeate water discharge channel, and the concentrated water outlet 503 are connected and configured in this order. ing.
  • the raw water intake unit 100 includes an intake pipe 1, an intake pump 2, and a hypochlorous acid solution storage tank 3 and a hypochlorous acid solution supply pump 21 as necessary.
  • the pretreatment unit 200 includes a sand filtration device 6, a flotation separation device, a pretreatment device including a separation membrane device such as an ultrafiltration membrane, a microfiltration membrane, and a loose reverse osmosis membrane, an intermediate tank 7, and agglomeration as necessary.
  • An agent solution storage tank 4, a pH adjustment solution storage tank 5, a flocculant solution supply pump 22, and a pH adjustment solution supply pump 23 are included.
  • the reverse osmosis membrane filtration unit 300 includes a high pressure pump 29, a reverse osmosis membrane module 11, a safety filter 8, a sodium hydrogen sulfite solution storage tank 9, a bactericide solution storage tank 10, a sodium hydrogen sulfite solution supply pump 24, a bactericide, as necessary.
  • a solution supply pump 25 is included.
  • the raw water intake 501 is the tip of the intake pipe 1, and the concentrated water outlet 503 is an outlet through which the reverse osmosis membrane non-permeate water is discharged from the reverse osmosis membrane filtration plant.
  • intake may be performed directly from the surface layer of the sea, or so-called deep water may be drawn out.
  • surface water intake prior to pretreatment such as sand filtration, it is preferable to treat using a screen or the like to prevent intrusion of seaweed, jellyfish and fish.
  • the extracted seawater may be separated from particles such as sand once in a sedimentation basin.
  • hypochlorous acid solution in the hypochlorous acid solution storage tank 3 is added as a disinfectant by the hypochlorous acid solution supply pump 21.
  • an oxidizing disinfectant for example, a sodium hypophosphite solution that is a chemical capable of generating free chlorine is generally used.
  • Chemicals such as bactericides and sulfuric acid other than the zinc acid solution may be used.
  • the flocculant solution in the flocculant solution storage tank 4 is used for promoting pretreatment such as sand filtration, UF membrane, and solid-liquid separation by a floating separator. Is added by the flocculant solution supply pump 22.
  • a pH adjustment solution such as sulfuric acid adjusts the pH for the purpose of adjusting pH conditions for efficient aggregation and suppressing the formation of scales such as calcium sulfate in the non-permeate water side flow path of the reverse osmosis membrane module 11.
  • the solution is added from the solution storage tank 5 to seawater (raw water) by the pH adjusting solution supply pump 23.
  • ferric chloride polyaluminum chloride, or the like can be used.
  • pretreatment in addition to the sand filtration device 6, treatment with a membrane such as a flotation separation device, an ultrafiltration membrane, a microfiltration membrane, a loose reverse osmosis membrane may be performed.
  • This pre-treatment has the purpose of refining the intake water to a necessary level so as not to impose a load on each downstream process, and may be appropriately selected depending on the degree of contamination of the intake water.
  • the raw water that has been pre-treated is provided with an intermediate tank 7 having a water volume and water quality adjustment function as necessary.
  • a safety filter 8 is provided downstream of the intermediate tank 7 as necessary.
  • a reducing agent such as sodium bisulfite is added from the sodium bisulfite solution storage tank 9 by the sodium bisulfite solution supply pump 24 as necessary. This is performed when an oxidizing disinfectant is added in an upstream process such as the raw water intake section, and is intended to prevent residual chlorine from degrading the reverse osmosis membrane and has the same effect. If so, chemicals other than the sodium bisulfite solution may be used.
  • a bactericide is added from the bactericide solution storage tank 10 by the bactericide solution supply pump 25 as necessary.
  • the control mechanism which has a valve and a pump which can control an addition amount, addition time, addition frequency, etc.
  • medical agents such as a disinfectant, may be determined arbitrarily, it is preferably a point before or after the safety filter 8.
  • a scale inhibitor or the like may be added as necessary.
  • the seawater pressurized by the high pressure pump 29 is supplied to the reverse osmosis membrane module 11.
  • a conduit for adding a cleaning agent from the cleaning agent solution storage tank 15 by a cleaning agent solution supply pump 28 is provided for chemical cleaning.
  • the point at which the cleaning agent is added is not particularly limited. However, depending on the type of the cleaning agent, the high pressure pump 29 and the like may be corroded, and therefore, the downstream side is preferable.
  • the supplied water supplied to the reverse osmosis membrane module 11 is separated into permeated water and non-permeated water.
  • the non-permeated water is, as necessary, reverse osmosis membrane non-permeated water detoxification solution storage tank 31, reverse osmosis membrane non-permeated water.
  • a reverse osmosis membrane non-permeate drainage pipe 33 after passing through a process of adjusting the pH in a reverse osmosis membrane non-permeate detoxification treatment tank 32 equipped with a permeate detoxification solution supply pump 34 or detoxifying a bactericide, It is discarded to the sea through the concentrated water outlet 503.
  • the reverse osmosis membrane permeated water is discharged from the permeate outlet 502 downstream of the reverse osmosis membrane module 11 and stored in the reverse osmosis membrane permeated water tank 12. Thereafter, for example, a pH adjusting solution is added from the pH adjusting solution storage tank 13 by the pH adjusting solution supply pump 26 on the downstream side, and a calcium solution is added from the calcium solution storing tank 14 by the calcium solution supply pump 27 to meet the drinking water standard. As fresh water, the permeated water pipe 18 is taken out.
  • the reverse osmosis membrane constituting the reverse osmosis membrane module 11 refers to a semipermeable membrane that allows some components in the supply water, for example, a solvent such as water to permeate and does not allow other components to permeate. Also included are so-called nanofiltration membranes and loose reverse osmosis membranes.
  • a high molecular weight material such as a cellulose acetate-based polymer, polyamide, polyester, polyimide, or vinyl polymer.
  • the membrane structure may be an asymmetric structure having a dense layer on at least one side, and gradually having fine pores with a large pore diameter from the dense layer to the inside of the membrane or the other side, It can also be set as the composite membrane structure which has the isolation
  • the film thickness is preferably in the range of 10 ⁇ m to 1 mm.
  • Typical reverse osmosis membranes include, for example, cellulose acetate-based and polyamide-based asymmetric membranes, and composite membranes having a polyamide-based or polyurea-based separation functional layer. When the composite membrane is used, the effect is high, and aromatic polyamide composite membranes described in JP-A-62-1121603, JP-A-8-138658, and US Pat. No. 4,277,344 are preferable. It is done.
  • the reverse osmosis membrane module is a module that is incorporated in a housing for actually using the above-mentioned reverse osmosis membrane.
  • a spiral type module or a tubular type module is used.
  • a plate-and-frame module is preferable.
  • the spiral type module incorporates members such as a feed water channel material and a permeate channel material, as described in, for example, JP-A-9-14060 and JP-A-9-14167. It is highly effective when seawater with high solute concentration is used as raw water or when the device is operated at high pressure.
  • the operating pressure of the high-pressure pump can be set as appropriate depending on the type and operating method of the feed water, but when using a low osmotic pressure solution such as brine or ultrapure water as the feed water, a comparison of about 0.1 to 3.0 MPa is required.
  • a pump can be installed in an arbitrary path.
  • the temperature of the reverse osmosis membrane filtration unit is lower than 0 ° C., the feed water freezes and cannot be used. If it is higher than 100 ° C., the feed water evaporates and cannot be used.
  • the temperature is preferably in the range of 5 to 50 ° C. The details may follow the conditions of the technical data provided by the manufacturer.
  • the recovery rate of the reverse osmosis membrane filtration part can be appropriately set within a range of 5 to 98%. However, it is necessary to consider pretreatment conditions and operating pressure according to the properties, concentration, and osmotic pressure of the feed water and non-permeate water (see JP-A-8-108048). For example, a recovery rate of 10 to 40% is normally set for seawater desalination, and 40 to 70% is set for a highly efficient apparatus. In the case of brine desalination or ultrapure water production, it can be operated at a recovery rate of 70% or more, and further 90 to 95%.
  • the reverse osmosis membrane module in the reverse osmosis membrane filtration unit may be a single stage or a multi-stage, and may be arranged in series or in parallel with the supply water. When arranged in series, a booster pump may be installed between the modules.
  • the non-permeated water of the reverse osmosis membrane has pressure energy, and it is preferable to recover this energy in order to reduce the operating cost.
  • an energy recovery method it can be recovered with an energy recovery device attached to any part of the high-pressure pump, but it can also be recovered before and after the high-pressure pump or with a dedicated turbine-type energy recovery pump attached between modules. preferable.
  • the treatment capacity of the fresh water generator can be within a range of 0.5 to 1 million m 3 in terms of the amount of water per day.
  • the reverse osmosis membrane filtration part has a structure with as few stagnant parts as possible. Furthermore, when it is desired to increase the recovery rate, it is preferable to make the pH of the feed water acidic for the purpose of preventing the formation of scales, and there are cases where chemicals of various properties are used as a sterilizing or cleaning agent. Therefore, it is preferable to use materials having chemical resistance such as stainless steel and duplex stainless steel for piping, valves and other members through which such chemicals flow.
  • the operation method of the reverse osmosis membrane filtration plant of the present invention can be applied to the separation and concentration of liquid and solid using a microfiltration membrane, and the separation and concentration of turbid components using an ultrafiltration membrane.
  • it is particularly suitable for separating and concentrating dissolved components using a reverse osmosis membrane or a nanofiltration membrane.
  • the effect is great in desalination of seawater and brackish water, production of industrial water, and advanced treatment in waterworks.
  • the raw water intake unit 100 refers to a process for taking raw seawater composed of the raw water intake 501, the intake pipe 1, the intake pump 2, etc. into the plant.
  • the pretreatment unit 200 refers to a process of processing the collected seawater with a pretreatment device such as the sand filtration device 6 and temporarily storing it in the intermediate tank 7.
  • the reverse osmosis membrane filtration unit 300 refers to a series of processing steps performed before supplying one or a plurality of reverse osmosis membrane modules 11 and pretreated seawater to the reverse osmosis membrane module 11.
  • the series of treatments is arbitrarily performed as necessary, and is a bactericide for filtering by the safety filter 8, adding a reducing agent such as a sodium bisulfite solution, and preventing fouling of the reverse osmosis membrane module. Addition of scale, addition of scale inhibitor, etc.
  • water flowing through at least one place between the raw water intake 501 and the reverse osmosis membrane concentrated water outlet 503 can be separated and divided in the flow direction, and a biofilm is formed therein.
  • Pass the collected water into the water flow containers (16a to 16e) containing the base material divide and remove a part of the water flow container at a predetermined frequency, and measure the amount of biofilm on the water flow surface.
  • the transition of the amount of biofilm collected or the rate of biofilm formation is calculated.
  • the raw water intake unit 100 and the pretreatment unit 200 are calculated. And the operation control of at least one process selected from the group consisting of the reverse osmosis membrane filtration unit 300.
  • the water flowing through at least one place between the raw water intake 501 and the reverse osmosis membrane concentrated water outlet 503 is a group consisting of seawater (raw water raw water), reverse osmosis membrane supply water, and reverse osmosis membrane non-permeate water.
  • seawater raw water raw water
  • reverse osmosis membrane supply water reverse osmosis membrane non-permeate water.
  • seawater (raw water raw water) is water taken from the raw water intake 501.
  • the reverse osmosis membrane supply water is in the reverse osmosis membrane filtration unit 300 downstream from the pretreatment unit 200, and when there are a plurality of reverse osmosis membrane modules 11, from the upstream of the reverse osmosis membrane module 11
  • the water is separated and has the same components as the reverse osmosis membrane feed water and the same temperature ( ⁇ 3 ° C. to + 5 ° C.).
  • the reverse osmosis membrane module 11 is a single unit, the reverse osmosis membrane supply water is separated from the upstream pipe line, and the water and components in the separated place are the same, and the temperature is the same level ( ⁇ 3 ° C. ⁇ 5 ° C) water.
  • the reverse osmosis membrane non-permeate water is fractionated from the pipe line downstream from the reverse osmosis membrane module 11, and the components are the same as the reverse osmosis membrane non-permeate water at the separated location, and the temperature is the same level ( -3 ° C to + 5 ° C).
  • reverse osmosis membrane supply water and / or reverse osmosis membrane non-permeate water for example, in the raw water intake unit 100, it is branched from the upstream of the pretreatment unit 200 downstream from the raw water intake 501.
  • a water flow container 16a to 16e, a flow control valve 19a to 19e, and a flow meter as necessary are arranged downstream of the branched pipes. be able to.
  • the membrane surface state of the reverse osmosis membrane in the reverse osmosis membrane module can be monitored, and sterilization and cleaning can be performed. The effect can be directly and quickly verified, and as a result, the reverse osmosis membrane filtration unit 300 can be operated more stably and efficiently, which is preferable.
  • the reverse osmosis membrane supply water is collected from the high-pressure pipe downstream from the high-pressure pump 29, the water flow to the water flow containers 16b and 16c containing the biofilm forming base material is the water flow after decompression.
  • the operation control of the reverse osmosis membrane filtration part under high pressure can be performed well, taking into account safety, convenience, etc. during measurement, It is preferable to pass water after decompression.
  • the reverse osmosis membrane supply water and / or reverse osmosis membrane non-permeate water is transferred to the water flow containers 16a, 16b, and 16c containing the biofilm-forming substrate by using pipes, hoses, and the like from the branched pipes 17a, 17b, and 17c. Pass water.
  • the operation method of the present invention is characterized in that a water flow container that can be divided in the flow direction is used as the water flow container.
  • the division in the flow direction is roughly divided into two types, and one is a unit structure through a connection member of a screw structure or a fitting structure (such as a joint) as illustrated in FIG. It means that objects can be connected and separated continuously, or can be easily cut using scissors such as a hose, or a part can be separated.
  • a unit water flow container 60a having a cylindrical shape and threaded grooves at both ends in the longitudinal direction (water flow direction) as illustrated in FIGS. Can be illustrated as a preferred embodiment of the water flow container 60 formed by connecting a plurality of the water.
  • the inner water flow surface of the water flow container also serves as a biofilm forming substrate, or the biofilm formation substrate is fixed to the inner water flow surface of the water flow container, and the water flow container and the biofilm formation It has the characteristic that the base material is united. It is preferable to take measures for preventing water leakage such as packing, sealing tape, O-ring, etc., on the connecting portion according to the shape.
  • the size of the unit water container is not particularly limited as long as it is a size suitable for collecting the biofilm on the biofilm-forming substrate surface with a cotton swab or the like from the outside.
  • the water flow container is preferably a cylindrical shape formed of a soft material. Thereby, using scissors etc., a part of water flow container can be easily cut
  • the size of the cut-out unit water flow container is not particularly limited as long as it is a size suitable for collecting the biofilm on the biofilm-forming substrate surface with a cotton swab or the like from the outside.
  • the hose material is preferably a material that minimizes the elution of a substance that promotes biofilm growth, such as a plasticizer, from the hose.
  • Preferable materials include “Teflon” (registered trademark), and polyolefin-based materials such as polyethylene and polypropylene.
  • the hose is preferably light-shielding, but when using a low-light-shielding member, to prevent the growth of algae, the entire hose is covered with a black screen from outside, except during measurement operations, or opaque polyvinyl chloride or It is preferable to keep the hose in a dark environment by storing it in a stainless steel pipe.
  • a male thread is formed at the upper end of the cylindrical shape and a female thread is formed at the lower end, so that the unit water containers 60a adjacent to each other can be connected to each other.
  • a plurality of unit water containers 60 a connected together form a water container 60, and the upper end and the lower end thereof are connected to the water container opening / closing part 53, respectively.
  • at least the water flow surface 61 of the water flow container that can be divided also serves as a biofilm forming substrate.
  • the unit water-permeable container 60a shown in FIG. 4 similarly to the example of FIG. 3, the unit water-permeable container 60a has a structure that can be connected to adjacent unit water-permeable containers, and a membrane piece 62 of a nanofiltration membrane or a reverse osmosis membrane,
  • the membrane is fixed and arranged on the water flow surface side of the cylindrical unit water flow container 60a so that the raw water side (the functional layer side such as polyamide or cellulose acetate, not the base material side) faces inward.
  • the membrane piece 62 of the nanofiltration membrane or reverse osmosis membrane is simply fixed on the inner peripheral surface of the unit water-permeable container 60a by using the warp of the membrane piece of the nanofiltration membrane or reverse osmosis membrane.
  • the unit piece with a shallow groove to embed the membrane piece and make the membrane piece more difficult to move, or use adhesive on the four corners, four sides or the whole surface of the membrane piece on the base material side. It can be easily fixed by means such as fixing to the surface.
  • simple physical fixation using the warp of the membrane piece of the reverse osmosis membrane is sufficient, and is preferable from the viewpoint of reuse of the container, but in this embodiment, the inner wall of the container is subjected to anti-slip processing.
  • the fixing of the film piece may be reinforced by a small protrusion for preventing the deviation.
  • the material of the water flow container, hose, connecting member (joint), flow meter, flow control valve meets the strength requirements for water pressure, etc. and is resistant to chemicals used for sterilization and chemical cleaning. It is not particularly limited as long as it has a low elution and adsorption of organic substances, but is preferably a substance that minimizes the elution of a substance that promotes the growth of a biofilm such as a plasticizer. Furthermore, the thing whose surface is smooth is preferable. Suitable materials include glass, polycarbonate, polyamide “Teflon” (registered trademark), stainless steel, fluororesin, polypropylene, polyurethane, rigid polyvinyl chloride (HIVP) used for water pipes, and the like.
  • HIVP rigid polyvinyl chloride
  • the inner diameter of the water flow container is not particularly limited, it may be determined according to the flow rate capable of water intake so that the linear velocity conditions described later can be easily realized.
  • the members such as the water flow container and the hose are preferably light-shielding in order to prevent the growth of algae.
  • the water-flowing container is preferably light-shielding.
  • a membrane of the same type as the membrane of the reverse osmosis membrane module used in the reverse osmosis membrane filtration unit is used.
  • FIG. A mode in which the membrane piece 62 of the reverse osmosis membrane is fixed and arranged on the water surface side so that the raw water side of the membrane faces inward is preferable because evaluation with the highest reliability is possible.
  • a microfiltration membrane, an ultrafiltration membrane, a nanofiltration membrane, or a membrane piece of a reverse osmosis membrane can be preferably exemplified. Cylindrical objects rounded so that the raw water side of these membranes face inward can be arranged inside the unit water flow container 60a.
  • the conditions for evaluation and measurement of the amount of biofilm are basically the same as those of the prior art except for the operation of the water flow container structure and the water flow container, and details are disclosed in International Publication No. 2008/038575. However, the outline is as follows.
  • the flow rate flow rate to the water flow container 60 is such that the linear velocity in the water flow container after accommodating the biofilm-forming substrate is made equal to the average linear velocity on the membrane surface through which the non-permeate water of the reverse osmosis membrane module flows. However, it is preferable because it becomes a similar growth environment and shearing environment.
  • the linear velocity is not particularly limited, but is generally in the range of 5 to 30 cm / s.
  • FIG. 2 In measuring the amount of biofilm, the case of the cylindrical screw type water flow container in FIG. 2 will be described as an example.
  • a flow rate adjusting valve 56, a splitable water flow container 60, and a flow meter 51 are communicated by a hose 50 in the flow direction 58 downstream of the branch pipe.
  • the water container 60 that can be divided is connected to the hose 50 via a one-touch joint 52.
  • segmented has the water container opening-and-closing part 53 at both ends, and has comprised the unit water container 60a between them.
  • the flow control valve 56 stops water flow to the water flow container 60, removes the upper or lower one-touch joint 52, and passes the required number of units (usually about 1 to 3).
  • the water container 60a is rotated and removed.
  • the formed biofilm is not contaminated at the time of taking out or recharging the substrate for measurement. Careful manipulation was necessary to prevent damage and to keep the biofilm-forming surface from touching others.
  • the biofilm-forming substrate surface is arranged inside the unit water flow container 60a, it is possible to easily handle the water flow container divided and taken out.
  • a clear water container may be replenished for dimension adjustment.
  • the amount of biofilm is continuously measured, but the amount of biofilm is usually measured once every 4 hours to 6 months. Further, the interval at which the measurement is performed may be irregular or regular. Even if the measurement frequency is shorter than 4 hours, the amount of information does not increase for the labor to increase the work, which is not effective. However, for example, when the effects such as sterilization and cleaning agent are evaluated in a short time before and after the action, the evaluation is not limited to this, and the evaluation may be performed within a time shorter than 4 hours. On the other hand, if the measurement frequency is too low, the effectiveness of monitoring will be reduced, so it is necessary to carry out at least once every 6 months, more preferably at least once a month, more preferably at least once a week. is there.
  • the biofilm includes bacteria that perform life activities, inactivated bacteria, their metabolites such as polysaccharides and proteins, and molecules such as carcasses and nucleic acids. Therefore, various biofilm quantification methods are conceivable, which can be quantified by protein, sugar, nucleic acid, total bacterial count, ATP (adenosine triphosphate) amount, etc. Of these, the ATP measurement method is particularly preferable because it is excellent in sensitivity, simplicity, and rapidity, and portable kits and reagents are commercially available.
  • the method for recovering and dispersing ATP in the biofilm on the substrate surface is not particularly limited as long as the recovery rate is high and quantitative, but the biofilm attached to the water flow surface of the water flow container taken out is not limited.
  • An example of a preferred embodiment is a method of immersing the wiping tool in pure water after dispersing it using a wiping tool such as a sterilized cotton swab and dispersing the attached biofilm fragments.
  • the ATP measurement of the suspension is not particularly limited, but a reagent kit and a luminescence photometer are commercially available, and the measurement may be performed by a method based on the measurement conditions recommended by the manufacturer.
  • distilled water As the pure water in which the biofilm is dispersed, distilled water, reverse osmosis membrane purified water immediately after purification, ion-exchanged water immediately after purification, commercially available ultrapure water, or the like (10 ng / L or less) containing no ATP is used. It is preferable that errors due to impurities in measurement are small. Commercially available disposable distilled water is also convenient. Tap water may be used after autoclaving.
  • the container such as a tube, into which the sample is placed may be any clean one that is not contaminated with ATP, but a pre-sterilized one may be used, or a non-sterile product may be autoclaved and used.
  • Dispense pure water into a measurement tube immerse and stir a cotton swab wiped off the biofilm adhering to the reverse osmosis membrane for 1-2 minutes, and obtain a suspension.
  • This operation may be performed once, but in order to obtain an accurate value, in order to disperse and suspend the wiped biofilm from the swab as much as possible, the swab dispersed and suspended in the first liquid It is preferable to repeatedly immerse and stir in another solution and divide it into several times to obtain an accurate value and stabilize the value itself.
  • the evaluation method using ATP measurement is an excellent method, since it is inhibited by salt, a correlation equation regarding the effect of salt concentration on the amount of luminescence is obtained in advance, and the salt concentration of the biofilm suspension is determined. It is necessary to measure with a conductivity meter and calculate the true ATP concentration excluding the influence of salt inhibition based on the above-mentioned correlation formula, and taking into account the influence of salt inhibition as necessary. is there.
  • the transition of the amount of biofilm can be calculated, or the biofilm formation rate can be calculated based on the change in the amount of biofilm over time. it can.
  • the biofilm amount is continuously measured, and based on the transition of the biofilm amount, at least one step selected from the group consisting of a raw water intake unit, a pretreatment unit, and a reverse osmosis membrane filtration unit.
  • Perform operation control For example, when the water flow container 16b and / or the water flow container 16c are installed downstream of the sterilizing agent addition point of the reverse osmosis membrane filtration unit 300, based on the transition of the biofilm amount on the water flow surface of the water flow container. From the size, it is possible to strengthen or weaken the conditions for adding the bactericide.
  • the value of the biofilm formation rate can be used as an index representing the transition of the biofilm amount.
  • the method of feeding back the value of the biofilm formation rate to the operation of the reverse osmosis membrane filtration plant is also exemplified below, but is not limited thereto.
  • the biofilm amount evaluation procedure is simplified, the operability is greatly improved, and there is a risk of erroneous contact of the biofilm-forming substrate.
  • the measurement stress can be greatly reduced and the measurement time can be greatly reduced, and the evaluation time can be greatly shortened.
  • the raw water intake unit, the pretreatment unit, and the reverse osmosis membrane are based on the evaluation result of the biofilm formation speed.
  • the operation control of at least one process selected from the group consisting of filtration units can also be carried out simply and thoroughly.
  • the sterilization conditions of a water intake part and the operation conditions of a pre-processing part are operated based on the value of a biofilm formation speed. It is possible to control. For example, when pretreatment of raw water intake is carried out using a flotation separator, sand filtration device, or hollow fiber membrane filtration device, a flocculant (for example, ferric chloride) that minimizes the biofilm formation rate is used. It is possible to determine the required addition amount.
  • a flocculant for example, ferric chloride
  • the floating separator is operated only when the biofilm formation rate of the raw water is high, and the value is low. In some cases, operation such as stopping aeration of the levitation separator is also possible to save energy.
  • the minimum necessary disinfection frequency such that the biofilm formation rate is within 5 pg-ATP / cm 2 / d is determined based on the biofilm formation rate value. Can be determined.
  • Biofilm formation also in the case where a split water flow container 16e is installed in the pretreatment unit 200 that has undergone at least one pre-treatment, or in the case where a split water flow container 16a is installed in the reverse osmosis membrane filtration unit 300 Based on the value of speed, it is possible to optimize and control the operating conditions of the pretreatment unit 200 and the operating conditions of the reverse osmosis membrane filtration unit 300 based on the value of the biofilm formation rate in the same manner as described above. is there.
  • the water flow container 16d installed in the raw water intake portion 100 or the pretreatment unit 200 purely with the water quality stabilization effect of the pretreatment unit 200,
  • the water flow to each water flow container 16d, 16e was stopped during the addition of the bactericide, and the water film was formed in the water flow containers 16d, 16e. It goes without saying that it is necessary to prevent biofilm sterilization.
  • a water flow container 16b that can be divided downstream from the sterilizing agent or chemical solution injection point and upstream from the reverse osmosis membrane module is installed, or water flow that can be divided downstream from the reverse osmosis membrane module.
  • the container 16c it is possible to optimally control the bactericide and chemical solution cleaning conditions based on the value of the biofilm formation rate.
  • Another type that can be divided in the flow direction means that it has a plurality of fixing parts that are detachable from the outside of the water flow container and can be divided from the water flow container.
  • FIG. 9 includes a plurality of fixing portions that can be detached from the outside of the water flow container and can be divided from the water flow container, and the fixing portions include means for holding the biofilm-forming substrate inside the water flow container.
  • the biofilm formation monitoring apparatus characterized by having is shown with a schematic diagram.
  • the biofilm formation monitoring device of the present invention has a water flow container, and optionally has connection means such as a flow meter, a flow rate adjustment valve, a one-touch joint, a piping member (hose), and the like.
  • the water flow container 68 constituting the biofilm formation monitoring apparatus has a plurality of biofilm formation substrates 65 therein. Further, the water flow container 68 has a plurality of fixing portions 66 and 67 that can be detached from the outside of the container, and by removing the fixing portions 66 and 67, a through hole is formed in the side surface of the water flow container 68, and the water flow container 68 The inside and the outside of 68 communicate with each other.
  • the fixing part 66 has means for holding the biofilm forming substrate 65 inside the water flow container 68.
  • the biofilm forming substrate 65 is taken in and out of the water flow container 68 by attaching and detaching the supported fixing portion 66 from the water container 68.
  • the fixing portions 66 and 67 serve as a lid of a through hole formed on the side surface of the water flow container 68, and the water inside the water flow container 68 flows when water flows.
  • the through hole is sealed so as not to leak.
  • the fixing portions 66 and 67 and the corresponding through holes on the side surfaces of the water flow containers 68 are configured to be screwed together.
  • the shape of the water flow container is not particularly limited, and examples thereof include a cylindrical shape and a structure having a fixing portion capable of loading a plurality of biofilm-forming substrates in the longitudinal direction as illustrated in FIG. be able to.
  • the inner diameter of the water flow container is not particularly limited, but may be determined according to the flow rate capable of water intake so as to easily realize the linear velocity condition described later.
  • the fixing part has a function of holding the biofilm-forming substrate in the water passage region in the water container, and has a structure that seals the through hole of the water container and is detachable from the outside of the container.
  • a specific structure of the fixing portion a screw structure that enables tightening with a screw, a joint structure such as a one-touch joint, and the like can be cited as suitable.
  • the through-hole formed in the side surface of the water flow container 68 will not be restrict
  • a cylindrical tube can be passed through the side surface of the water flow container, and a screw structure can be provided at the outer end thereof.
  • a joint structure such as fitting may be provided instead of the screw structure.
  • the wall surface of a water flow container can be formed thickly, and a screw structure can also be directly formed in the through-hole.
  • the number of fixed parts is not particularly limited. In one evaluation, it is more reliable to measure the amount of biofilm of 2 to 3 biofilm-forming substrates, and in order to see changes over time, evaluate 3 times, more preferably 5 times or more. Therefore, the number of fixing portions is preferably 6 or more, more preferably 10 or more, and even more preferably 15 or more.
  • biofilm-forming substrate examples include reverse osmosis membrane pieces and cotton swabs.
  • a membrane of the same type as the reverse osmosis membrane used in the reverse osmosis membrane filtration unit can be used as a biobiofilm forming substrate.
  • a mode in which the membrane piece of the reverse osmosis membrane is held in the fixed portion so that the raw water side of the membrane is in contact with the water flow surface is preferable as the biofilm-forming substrate because it enables highly reliable evaluation.
  • the biofilm may be dispersed by immersing and collecting the taken-out cotton swab directly in distilled water / sterilized water for ATP measurement, or it may be immersed in an ATP extraction reagent and ATP contained in the biofilm. Extraction may be performed. As a result, the number of steps for measuring the amount of biofilm is reduced, and the measurement can be performed very simply.
  • the conditions for evaluation and measurement of the amount of biofilm can be basically the same as those of the prior art except for the operation of the water flow container structure and the water flow container, and details are disclosed in Patent Document 1 and the like.
  • the water flow container illustrated in FIG. 2 is formed by connecting a plurality of unit water flow containers, and the unit water flow container is provided with connection members at both ends in the flow direction.
  • the case of the biofilm formation monitoring device characterized by the above is as described above.
  • the biofilm forming substrate of FIG. 9 is a cotton swab and the shaft portion of the swab is fixed to a fixing portion 66 that can be screwed.
  • maintains in a water flow container is demonstrated to an example.
  • Water flow to the water flow container 68 is stopped by a flow rate adjustment valve 56 (not shown) on the upstream side of the water flow container 68, and a necessary number (usually about 2 to 3) of biofilm-forming substrates 65 are obtained.
  • the screw of the fixing part 66 is rotated and removed.
  • the formed biofilm is not contaminated when taken out or recharged for collecting the substrate.
  • a cotton swab having a shaft is used as a biofilm forming substrate, and the cotton swab is held in a fixed portion. Therefore, it is possible to easily handle the biofilm forming substrate from the outside of the water flow container without removing the water flow container, greatly reducing the stress on the measurer and shortening the operation time. It also leads to.
  • the opening / closing operation of the water flow container opening 53 of FIG. 5 which is necessary in the prior art is also unnecessary. Normally, when the opening 53 of the water flow container is closed again, it is necessary to ensure sealing performance such as wrapping a sealing tape, which is troublesome. However, since this opening / closing operation is unnecessary, the operation time is shortened. .
  • biofilm-forming substrates there are no particular restrictions on the pattern and number of biofilm-forming substrates to be taken out, but preferred is a mode in which the number of samples (usually 2 to 3) is taken out continuously from the upstream side or downstream side. It can be illustrated as a method.
  • the fixed part has a screw structure as described above, it is convenient to prepare a tube or container having the same screw structure as a sample container. For example, a predetermined amount of biofilm recovery dispersion (distilled water, sterilized water) or ATP extraction solution is put in a tube or container, the collected biofilm forming substrate is immersed, and a screw lid or screw structure fixing part is attached. Can be sealed and carried using.
  • biofilm recovery dispersion distilled water, sterilized water
  • ATP extraction solution is put in a tube or container, the collected biofilm forming substrate is immersed, and a screw lid or screw structure fixing part is attached. Can be sealed and carried using.
  • the operation method of the reverse osmosis membrane filtration plant according to the present invention continuously measures the amount of biofilm using the biofilm formation monitoring device described above, and the transition of the measured biofilm amount is determined by reverse osmosis membrane filtration. Although it is a method of feeding back to the operation of the plant, the method of using the biofilm formation monitoring apparatus of the present invention is not limited to this.
  • the procedure for evaluating the amount of biofilm is simplified, the operability is greatly improved, and there is a significant risk of erroneous contact of the biofilm-forming substrate.
  • the measurement stress can be greatly reduced.
  • the evaluation time can be greatly shortened, and operation control of at least one process selected from the group consisting of a raw water intake unit, a pretreatment unit, and a reverse osmosis membrane filtration unit based on the transition of the measured biofilm amount. Can be carried out easily and accurately.
  • the evaluation water is supplied to the biofilm formation monitoring apparatus (cylindrical column with an inner diameter of 13 mm and a total length of over 60 cm including the end) (FIGS. 5 and 8) loaded with an RO membrane as a blade hose, Water was passed at a flow rate of 1.5 L / min.
  • black hard vinyl chloride piping for water supply (HIVP) having light shielding properties was used.
  • the amount of biofilm was measured by an operation manager.
  • a portable analyzer “Lumitester” (registered trademark) C-100 (manufactured by Kikkoman Corporation) and a dedicated reagent kit “Lucifer” (registered trademark) 250 Plus (manufactured by Kikkoman Corporation) were used.
  • Samples and reagents are dispensed using “Pipetteman” (registered trademark) (Gilson, 1000 ⁇ L, 200 ⁇ L) and autoclaved (121 ° C., 15 minutes) treated tips.
  • “Lumitube” (registered trademark) (manufactured by Kikkoman Corp., 3 mL) was used as a container. Tips and tubes were used disposable.
  • the RO membrane was pulled out with tweezers twice a week, and two pieces of 2.7 cm in length were cut out with scissors, put into a sterile petri dish, and carried to the laboratory.
  • the surface of the RO membrane is wiped off with one cotton swab and suspended in 1 mL of distilled water (Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd., for injection, 20 mL / piece) dispensed into a measuring tube “Lumitube” (registered trademark). And recovered.
  • Three suspensions of distilled water were prepared for suspension in three stages. Soak a cotton swab in the first distilled water for 1-2 minutes each and carefully stir to obtain a suspension. Then, swab the water in the second and third tubes in order and stir in three stages. A suspension of was prepared.
  • the salt concentration is calculated from the conductivity, and the luminescence amount inhibition rate at the salt concentration is calculated from the correlation equation between the salt concentration and the luminescence amount inhibition.
  • the amount of luminescence at was determined.
  • the ATP concentration was calculated based on the correlation equation between the ATP concentration and the amount of luminescence.
  • the ATP amounts obtained for the three-stage suspensions were added together to calculate the total ATP amount in the sample deposit.
  • the total ATP amount was divided by the wiped area, and the ATP amount per unit surface area of the biofilm-forming substrate was determined.
  • the amount of biofilm on the reverse osmosis membrane water flow surface of the biofilm formation monitoring device installed in parallel was measured 3 days, 6 days, 10 days, and 15 days later, and the biofilm formation rate of 4 series was measured.
  • the obtained values were 19.5, 17.1, 20.1, 16.2 pg-ATP / cm 2 / d, the average 18.2 pg-ATP / cm 2 / d, and the standard deviation 1.9 pg-ATP, respectively. / Cm 2 / d.
  • Example 1 After the sand filtration treatment of the seawater desalination experimental apparatus described in Comparative Example 1, 12 branch pipes are provided in the pipe upstream from the high-pressure pump, and the evaluation water is separated from each of the four branch pipes.
  • Biofilm formation monitoring device (20 mm inner diameter, 33 mm unit water container length of 33 mm connected, cylindrical column with a total length of more than 60 cm including the ends (mode shown in FIGS.
  • the evaluation water was supplied to the pipe with a blade hose, and water was passed at a flow rate of 1.5 L / min.
  • a black water-resistant hard polyvinyl chloride pipe (HIVP) having a light-shielding property was used for the unit water flow container.
  • the inner surface of the unit water container is fixed with the same reverse osmosis membrane as the type used for the reverse osmosis membrane module with a length of 27 mm x 41 mm, with the raw water side (functional layer) facing inward as shown in FIG. ⁇ Contained.
  • the measurement of the amount of biofilm was performed by asking the same operation manager as in Comparative Example 1. At the time of sampling, two unit water flow containers were taken out per measurement for each biofilm formation monitoring device. Hold the outside of the unit water container by hand, wipe the surface adhering matter on the inner reverse osmosis membrane all over with a sterile cotton swab, and suspend in 1 mL of distilled water (Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd., for injection, 20 mL / piece). And recovered.
  • the amount of biofilm on the water flow surface of the biofilm formation monitoring device installed in parallel was measured 3 days, 6 days, 10 days, and 15 days after the start of water flow, and the average of the amount of biofilm in two unit water flow containers was measured.
  • the biofilm formation density was calculated based on the value and the wiped film area, and the biofilm formation rate was determined from the change over time, and 19.9, 20.3, 21.0, 20.5 pg-ATP / cm, respectively. 2 / d.
  • the average was 20.4 pg-ATP / cm 2 / d, and the standard deviation was 0.4 pg-ATP / cm 2 / d.
  • the accuracy and reliability of measurement were improved.
  • a plurality of fixing parts that can be detached from the outside of the water-container at the same time as Example 1 and can be divided from the water-container, and the fixing part holds the biofilm-forming substrate inside the water-container
  • a biofilm formation monitoring device (with an inner diameter of 13 mm and 20 cotton swabs fixed to a cylindrical column with a total length of over 60 cm including the end) (FIG. 9) supplies evaluation water with a blade hose, 1.5 L Water was passed at a flow rate of / min.
  • black hard vinyl chloride piping for water supply (HIVP) having light shielding properties was used.
  • the measurement is performed by requesting the same operation manager as in Example 1, sampling is performed twice a week at the same timing as in Example 1, and two cotton swabs connected to a detachable fixing part are taken out from the outside of the container. On the spot, it was suspended and collected in 1 mL of distilled water (Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd., for injection, 20 mL / piece) dispensed to a measuring tube “Lumitube” (registered trademark). Three suspensions of distilled water were prepared for suspension in three stages. Soak a cotton swab in the first distilled water for 1-2 minutes each and carefully stir to obtain a suspension. Then, swab the water in the second and third tubes in order and stir in three stages. A suspension of was prepared.
  • Example 2 Subsequent measurements were performed in the same manner as in Example 1. Further, the surface area of the outer surface of the swab was calculated based on the photographed result. From the results, the biofilm formation rate was determined to be 19.7, 20.5, 20.0, 21.4 pg-ATP / cm 2 / d, respectively. The average was 20.4 pg-ATP / cm 2 / d, and the standard deviation was 0.7 pg-ATP / cm 2 / d. Compared with the conventional technique of Comparative Example 1, the measurement accuracy and reliability were improved.
  • each measurement time was a short time of about 30 minutes, and compared with the prior art of the comparative example 1, the required time was shortened significantly.
  • Example 3 In the seawater desalination experiment apparatus described in Example 1, the evaluation water is supplied from one of the 12 branch pipes provided upstream of the high-pressure pump after sand filtration at a time different from that of Example 1.
  • the biofilm formation monitoring apparatus of the same form as in Example 1 (with an inner diameter of 13 mm and a unit water flow container length of 33 mm connected to 20 cylindrical columns having a total length of more than 60 cm including the ends (see FIG. Evaluation water was supplied to the embodiment shown in 2 to 4 with a blade hose, and the water was passed at a flow rate of 1.5 L / min. HIVP) was used.
  • Example 4 In the seawater desalination experimental apparatus described in Example 1, the evaluation water was collected at the same time as Example 3 for one of the 12 branch pipes provided upstream of the high-pressure pump after sand filtration.
  • a biofilm formation monitoring device of the same form as in Example 1 (20 inner diameter 13 mm, unit water flow container length of 33 mm is connected, and a column column having a total length of more than 60 cm including the end (FIG.
  • Evaluation water was supplied to the embodiment shown in Fig. 4 with a blade hose, and water was passed at a flow rate of 1.5 L / min.
  • the same reverse osmosis membrane as the type used for the reverse osmosis membrane module and a length of 27 mm ⁇ 41 mm, the raw water side (functional layer) as shown in FIG. Fixed and housed inward .
  • the amount of biofilm was measured by asking the same operation manager as in Example 1. Sampling and subsequent measurement of the amount of biofilm were carried out in the same manner as in Example 1. In the case of measuring with a reverse osmosis membrane, the rate increased at a rate of about 20 pg / cm 2 / day from the third day of measurement. Responsiveness was better than in the case of Example 3, and the evaluation period could be shortened.

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Abstract

 原水取水口501を備えた原水取水部100、前処理部200、逆浸透膜モジュールを備えた逆浸透膜ろ過部300をこの順に有し、逆浸透膜モジュール11を透過した逆浸透膜透過水を系外に取り出す透過水出口502と透過しなかった逆浸透膜非透過水を系外に取り出す濃縮水出口503とを有する逆浸透膜ろ過プラントを運転するとき、原水取水口501より下流かつ濃縮水出口503より上流の間の少なくとも1つの場所を流れる水を分取し、分割可能な通水容器16に通水し、所定の頻度で通水容器16の一部を分割して通水面上のバイオフィルム量測定を継続的に実施し、バイオフィルム量の推移に基づき逆浸透膜ろ過プラントの運転制御を行う。 より簡便なバイオフィルム形成速度のモニタリング方法を提供する。また、その方法を用いて、逆浸透膜ろ過プラントの運転制御もより簡便に行えるようにする。

Description

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
 本発明は、海水、かん水、下廃水処理水等の原水を脱塩処理するときの水質評価技術に関し、特に原水のバイオフィルム形成をモニタリングする装置、及びその評価結果に基づく逆浸透膜ろ過プラントの運転方法に関する。
 逆浸透膜を用いた膜ろ過プロセスは、海水の淡水化をはじめ、多くの産業や水処理分野で応用され、競合する他の分離操作に比べて、分離性能やエネルギー効率などの点で、優位性が実証されてきている。他方で、逆浸透膜ろ過プロセスでは、被処理水側(逆浸透膜非透過水側)の膜面上で微生物がバイオフィルムのかたちで増殖し、逆浸透膜の操作圧力を上昇させたり、逆浸透膜の透水量や分離性能を低下させたりすること、すなわちバイオファウリングが運転上問題となっている。ここで、「バイオフィルム」とは、水が流れるときに管壁や逆浸透膜面上に微生物により形成される構造体であり、主として多糖類やタンパク質などからなる細胞外ポリマー物質と細菌とからなるものであり、身近な例としては、台所の「ぬめり」などがある。
 バイオフィルムの形成をモニタリングする従来技術としては、特許文献1や特許文献2に示されているように、逆浸透膜ろ過部に供給される原水、あるいは、逆浸透膜ろ過部を非透過で排出された濃縮原水から分岐させた分流に、通水カラムを取り付け、バイオフィルム形成基材を通水カラムの内部に通水の流れに沿って配置し、定期的にバイオフィルム形成基材を通水カラムから取り出して、基材上のバイオフィルム量をATP(アデノシン三リン酸)量に基づいて評価する方法が、また、その評価結果を基に、逆浸透膜ろ過プラントの運転制御を行うものが公知である。
 例えば特許文献1では、バイオフィルム量評価のため、図5に示すようなバイオフィルム形成モニタリング装置が提案されている。また、バイオフィルム形成モニタリング装置に装填するバイオフィルム形成基材としては、例えば図6~図8に記載のものが提案されている。
 図5に示す従来技術のバイオフィルム形成モニタリング装置では、バイオフィルム形成基材55aを収容した通水容器54と、通水容器54の上流側の流量調整バルブ56と、下流側の流量計51とで構成され、それぞれホース50で接続される。通水容器54の両端には、ワンタッチ式ジョイント52が設けられ、バイオフィルム形成モニタリング装置から通水容器54を着脱することができる構造となっている。なお矢印58は、原水または濃縮原水が流れる方向を表す。
 通水容器54の内部には、バイオフィルム量測定用の表面を提供する通水容器とは独立のバイオフィルム形成基材が収容されている。バイオフィルム形成基材としては、図6,図7に示すような“テフロン”(登録商標)リング55aや、図8に示すような逆浸透膜片55bが挙げられる。
 “テフロン”(登録商標)リング55aは、図7に示すように、片方にリングフックのついたステンレス棒57に挿入され、通水容器54内に積み重ねて収容し通水容器開閉部53で密閉され、外表面及び内表面が通水可能な構造にする。バイオフィルム量の評価に際しては、流量調整バルブ56を閉止し、通水容器54の通水容器開閉部53を開け、ステンレス棒57をつまみ上げ、必要な量のリング55a(通常2~3個ずつ)をピンセットで取出し、そのリング内表面と外表面のバイオフィルム量を測定する。残りのリング55aは通水容器54内に再収容し、通水を再開する。
 また、バイオフィルム形成基材として逆浸透膜片を用いるときは、図8に示すように、短冊状の逆浸透膜片55bの分離機能層表面(ろ過時の原水側)が内側になるようにロールさせ、通水容器54内の内壁に沿わせて、通水容器54内に押し込み収容する。バイオフィルム量の評価に際しては、逆浸透膜片55bの上端をピンセットでつまみ出し、一定量を切り出しサンプリングした後、残りを通水容器54内に再収容し、通水を再開する。切り出した逆浸透膜片についてバイオフィルム量を測定する。
国際公開第2008/038575号 特開2011-255301号公報
 かかる技術で開示されているバイオフィルム量評価では、通水容器、バイオフィルム形成基材が独立した構造であるため、通水容器からバイオフィルム形成基材のみを取り出し測定する工程が必要で、時間がかかる上に、現場でピンセットやハサミなど必要部材も多く使用し、作業が煩雑であった。また、バイオフィルム形成基材を取り扱う際には、落下や、作業中に誤って手でバイオフィルムに触れたり、物品等へ接触させないように細心の注意をする必要があり、不注意に接触した場合などは、測定精度が低下してしまうという問題があった。特に複数のバイオフィルム形成基材のバイオフィルム量を同時に測定する際などは、特に、複数のバイオフィルム形成基材のバイオフィルム量を測定する際などは、取り扱い、運搬等が煩雑となり、時間もかかるため、測定者に負担感を与えるものであった。
 本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、より簡便なバイオフィルム量のモニタリング装置を提供することを課題とする。また、その装置を用いて、逆浸透膜ろ過プラントの運転制御もより簡便に行えるようにすることを課題とする。
 上記課題を解決するため、本発明の逆浸透膜ろ過プラントの運転方法は次の構成を有する。すなわち、
 原水取水口を備えた原水取水部、前処理部、逆浸透膜モジュールを備えた逆浸透膜ろ過部、をこの順に有し、前記逆浸透膜モジュールを透過した逆浸透膜透過水を系外に取り出す透過水出口と、前記逆浸透膜モジュールを透過しなかった逆浸透膜非透過水を系外に取り出す濃縮水出口とを有する逆浸透膜ろ過プラントを運転する方法であって、
 前記原水取水口より下流かつ前記濃縮水出口より上流の間の少なくとも1つの場所を流れる水を分取し、該分取した水を、流れ方向に分割可能な通水容器からなるバイオフィルム形成モニタリング装置に通水し、該通水容器の一部を分割して取出し通水面上のバイオフィルム量を継続的に測定し、該バイオフィルム量の推移に基づいて、前記原水取水部、前記前処理部、および前記逆浸透膜ろ過部からなる群から選ばれる少なくとも1つの運転制御を行う逆浸透膜ろ過プラントの運転方法、である。
 また、本発明のバイオフィルム形成モニタリング装置は次のいずれかの構成を有する。すなわち、
通水容器からなるバイオフィルム形成モニタリング装置であって、前記通水容器が筒状の単位通水容器を複数連結して形成されてなり、前記単位通水容器は前記流れ方向の両端にネジ溝が設けられているバイオフィルム形成モニタリング装置、
または、
通水容器からなるバイオフィルム形成モニタリング装置であって、前記通水容器が単位通水容器を複数連結して形成されてなり、前記単位通水容器は前記流れ方向の両端で嵌合式接続部材が設けられているバイオフィルム形成モニタリング装置、である。
 本発明の逆浸透膜ろ過プラントの運転方法は、前記通水容器が単位通水容器を複数連結して形成されてなり、前記単位通水容器は前記流れ方向の両端に接続部が設けられていることが好ましい。
 本発明の逆浸透膜ろ過プラントの運転方法は、前記通水容器が筒状の単位通水容器を複数連結して形成されてなり、前記単位通水容器は前記流れ方向の両端にネジ溝が設けられていることが好ましい。ここで、筒状とは、円筒形状または角筒形状を意味する。
 本発明の逆浸透膜ろ過プラントの運転方法は、前記通水容器が単位通水容器を複数連結して形成されてなり、前記単位通水容器は前記流れ方向の両端で嵌合式接続部材が設けられていることが好ましい。
 本発明の逆浸透膜ろ過プラントの運転方法は、ナノろ過膜または逆浸透膜の膜片を、膜の原水側が単位通水容器の内向きになるようにして、前記単位通水容器の通水面側に配置していることが好ましい。
 本発明の逆浸透膜ろ過プラントの運転方法は、前記通水容器が、軟質素材で形成された筒状物であることが好ましい。
 本発明の逆浸透膜ろ過プラントの運転方法は、前記通水容器が、前記通水容器の外側から着脱可能な固定部を複数有し、前記固定部は前記通水容器の内側でバイオフィルム形成基材を保持する手段を有することが好ましい。
 本発明の逆浸透膜ろ過プラントの運転方法は、前記固定部の、前記バイオフィルム形成基材を保持する手段が、ネジ式または嵌合式による接続であることが好ましい。
 本発明の逆浸透膜ろ過プラントの運転方法は、前記通水容器が遮光性を有することが好ましい。
 本発明のバイオフィルム形成モニタリング装置は、ナノろ過膜または逆浸透膜の膜片を、膜の原水側が内向きになるようにして、前記単位通水容器の通水面側に配置していることが好ましい。
 本発明のバイオフィルム形成モニタリング装置は、通水容器からなるバイオフィルム形成モニタリング装置であって、前記通水容器は前記通水容器の外側から着脱可能な固定部を複数有し、前記固定部は前記通水容器の内側でバイオフィルム形成基材を保持する手段を有することが好ましい。
 本発明のバイオフィルム形成モニタリング装置は、前記固定部の、前記バイオフィルム形成基材を保持する手段が、ネジ式または嵌合式による接続であることが好ましい。
 本発明のバイオフィルム形成モニタリング装置は、通水容器が遮光性を有することが好ましい。
 本発明の方法によれば、逆浸透膜非透過側を流れる原水のバイオフィルム形成をモニタリングし、バイオフィルム量の推移に基づき逆浸透膜ろ過プラントを運転する方法において、通水容器の一部がバイオフィルム形成をモニタリングするためのバイオフィルム形成基材を兼ね、この通水容器の一部を分割して取出すことでバイオフィルム形成基材に直接触れるリスクが少なく、外側からハンドリングできるため、操作性が大幅に向上し、その結果、逆浸透膜ろ過プラントの運転制御をより簡便に行うことができる。
 単位通水容器を複数連結する態様では、通水容器の通水面がバイオフィルム形成基材を兼ねており、あるいは、バイオフィルム形成基材が通水容器の内側通水面に固定されており、通水容器とバイオフィルム形成基材が一体となっているため、通水容器を流れ方向に分割して取出すことによりバイオフィルム形成基材のサンプリングを容易に行うことができる。したがって、通水容器からのバイオフィルム形成基材の取り出しや再収容の操作が不要であり、バイオフィルム量評価の手順が簡素化されるうえ、評価系も大幅に簡素化することができ、準備、設営等が容易になる。
 また、バイオフィルム形成面が、表にでていないため、接触によるバイオフィルムのロスまたは汚染、異物の落下による汚染のリスクが低い。運搬に際しても、バイオフィルム形成面が、通水容器内面に配置しているため、通水容器の外側表面を直接手で持ったり、同一運搬容器に入れてバイオフィルム量評価を行う分析場所まで持ち運ぶことが可能となる。従って、清澄な専用の一時運搬容器を準備する必要がなくなり、操作性が大幅に向上した。分割可能な複数単位を連結したまま分析場所まで持ち運ぶことが可能となり、バイオフィルム量を評価する作業性を大幅に改良することができる。特に、逆浸透膜ろ過プラントにおける複数の地点や基材の評価を同時に行う際に、測定ストレスを大幅に低減することができる。
 また、この単位通水容器を複数連結する態様では、特に、単位通水容器またはこれらが複数連結した通水容器の接続部両端をテープで封止したり、専用のフタをしたり、あるいは、チャック付きポリ袋に収容して乾燥を防止した状態とすることで、サンプルを持ち帰ったり宅配便で輸送することで、逆浸透膜プラントから距離が離れた場所にある、研究所や分析室でも測定が可能であるという大きな利点も有する。
 バイオフィルムの回収、拭きとりに際してもピンセットや清澄な保持具などの専用物品を使用することなくバイオフィルムを滅菌綿棒などで回収することが可能となる。
 また、本発明によれば、通水容器とバイオフィルム形成基材が一体となっているため、通水容器内にリングなどの構造物やシート状の膜のみでの出し入れを行う必要がなくなるので、通水容器の径を、より小さくすることが可能であり、分取・通水する水量を削減することが可能である。
 また、特に、単位通水容器を複数連結する態様の場合は、継続評価の途中でもバイオフィルム形成基材の追加補充が容易に可能であり、当該基材のバイオフィルム形成量評価までの経過時間を把握できるようにしておけば、任意の期間において、限られたスペースと材料で、容易に評価を実施することもできる。
 本発明の、図9に例示した、通水容器の外側から着脱可能で、通水容器から分割可能な固定部を複数有し、前記固定部は前記通水容器の内側でバイオフィルム形成基材を保持する手段を有するバイオフィルム形成モニタリング装置によれば、通水容器の外側からの操作でバイオフィルム形成基材を直接取り出すことが可能であるため、従来技術に対して、基材の取り出しが大幅に簡素化できる。具体的には、バイオフィルム形成基材にもち手となる固定部を設けているため、評価時に通水容器を分断することなく、通水容器の外側からの操作でバイオフィルム形成基材のみを取り外すことができる。それに伴い、通水容器の上部または下部の接続を外す操作も不要となる。
 また、バイオフィルム形成基材には、もち手となる固定部に保持されているため、取り出したバイオフィルム形成基材の取扱い性が大幅に向上し、バイオフィルム形成面の誤接触によるバイオフィルムのロスまたは汚染の心配が大幅に減る。
 また、特に、バイオフィルム形成基材が綿棒の場合は、取り出した綿棒を、バイオフィルム懸濁用の滅菌水/蒸留水、あるいは、ATP(アデノシン三リン酸)抽出液の入った液に浸漬させ綿棒をゆすったり、評価用容器の壁に綿棒を押し当てることで、形成されたバイオフィルムを直接液に分散させることができ、必要な物品数が減る上に、特許文献1で開示されているようなバイオフィルム形成基材からのバイオフィルム回収という工程が減り測定が簡素化する。
 特に、バイオフィルム形成基材を通水容器に固定する方法をネジによる締め付けにした場合には、バイオフィルム懸濁用の滅菌水/蒸留水、あるいは、ATP抽出液の入った、固定部と同一ピッチのネジ溝が設けられた容器に装着すれば、バイオフィルム形成基材の保管・移送などの操作性も簡便となる。
 これらの効果で、バイオフィルム量測定の評価時間も短縮でき、評価結果に基づいた原水取水部、前処理部、および逆浸透膜ろ過部からなる群から選ばれる少なくとも1つの工程の運転制御も簡便に行うことができる。特に、複数サンプルの評価を同時に行う際に、測定ストレスを大幅に低減し、短時間に簡便、快適に評価することが可能となった。
 全体としてみれば、従来技術に比較して本発明の技術によれば、作業数が減り、接触する可能性のある物品数が減るため、バイオフィルムへの誤接触による剥離・ロスや汚染のリスクが大幅に減り、作業の煩雑さが大幅に解消され、測定精度が向上した。これらの効果で、バイオフィルム量測定の評価時間も短縮でき、バイオフィルム量の把握やバイオフィルム量の推移、さらにはバイオフィルム形成速度の算出が容易となり、正確性が向上した。さらに評価結果に基づいた原水取水部、前処理部、および逆浸透膜ろ過部からなる群から選ばれる少なくとも1つの工程の運転制御も簡便かつ精度良く行うことが可能となった。
本発明の運転方法を適用する逆浸透膜ろ過プラントの実施形態の一例を示すフロー図である。 本発明で使用するバイオフィルム形成モニタリング装置の一例を示す模式図である。 本発明で使用するバイオフィルム形成モニタリング装置を構成する分割可能な通水容器の一例を示す模式図である。 本発明で使用するバイオフィルム形成モニタリング装置を構成する分割可能な通水容器の他の例を示す模式図である。 従来技術のバイオフィルム形成モニタリング装置を例示する模式図である。 従来技術のバイオフィルム形成基材を例示する模式図である。 図6のバイオフィルム形成基材を連ねた模式図である。 従来技術の他のバイオフィルム形成基材を例示する模式図である。 本発明のバイオフィルム形成モニタリング装置の実施形態の一例を模式的に示す断面図である。
 以下、さらに詳しく本発明の逆浸透膜ろ過プラントの運転方法について説明する。
 本発明の逆浸透膜ろ過プラントの運転方法は、原水取水口より下流かつ逆浸透膜濃縮水出口より上流の間の少なくとも1つの場所を流れる水を分取し、この分取した水の通水容器内の流水下に、バイオフィルム形成基材を配しておき、バイオフィルム形成基材上のバイオフィルム量を継続的に測定し、そのバイオフィルム量の推移に基づいて、プラントの運転方法を制御する運転方法であって、特に、通水容器として、流れ方向に分割可能な通水容器を用いることを特徴とする。
 以下、図を例示し、本発明について詳しく説明するが、本発明の内容はこの図に限定されるものではない。図1に、本発明の運転方法を採用している海水淡水化用の逆浸透膜プラントのフロー図の一例を、図2に、本発明で使用するバイオフィルム形成モニタリング装置の模式図の一例をそれぞれ示す。
 図1において、逆浸透膜ろ過プラントは、原水取水部100、前処理部200および逆浸透膜ろ過部300を有し、さらに詳しくは水の流れる順に沿って上流側から、原水取水口501、取水管1、取水ポンプ2、砂ろ過装置6、中間槽7、保安フィルター8、高圧ポンプ29、逆浸透膜モジュール11、逆浸透膜非透過水排出流路、濃縮水出口503の順に接続、構成されている。原水取水部100は、取水管1、取水ポンプ2、必要に応じて次亜塩素酸溶液貯槽3および次亜塩素酸溶液供給ポンプ21を含む。前処理部200は、砂ろ過装置6、浮上分離装置、限外ろ過膜や精密ろ過膜、ルース逆浸透膜などの分離膜装置等からなる前処理装置と、中間槽7、必要に応じて凝集剤溶液貯槽4、pH調整溶液貯槽5、凝集剤溶液供給ポンプ22、pH調整溶液供給ポンプ23を含む。また逆浸透膜ろ過部300は、高圧ポンプ29、逆浸透膜モジュール11、必要に応じて保安フィルター8、亜硫酸水素ナトリウム溶液貯槽9、殺菌剤溶液貯槽10、亜硫酸水素ナトリウム溶液供給ポンプ24、殺菌剤溶液供給ポンプ25を含む。また原水取水口501は取水管1の先端部、濃縮水出口503は逆浸透膜非透過水が逆浸透膜ろ過プラントから系外へ排出される出口である。
 上記原水取水部100において、取水は直接、海の表層部分から行っても良いし、いわゆる深層水をくみ出しても構わない。表層取水の場合は、砂ろ過等の前処理を行うに先立ち、スクリーン等を用いて処理し、海草やクラゲ、魚類の侵入を阻止しておくことが好ましい。また、海底砂層などをフィルターとして用いる浸透取水法により取水しても良い。くみ出した海水は、一旦沈殿池などで砂などの粒子を分離しておいても良い。
 取水ポンプ2の上流の地点では、取水管1やその下流工程の配管におけるバイオフィルム形成や貝や海草などの海棲生物の固着を防止する目的で、必要に応じて連続的に、または、間欠的に次亜塩素酸溶液貯槽3の次亜鉛素酸溶液が、次亜塩素酸溶液供給ポンプ21により殺菌剤として添加される。用いる殺菌剤としては、酸化性の殺菌剤、たとえば、遊離塩素を発生させ得る薬剤である次亜素酸ナトリウム溶液が一般に用いられているが、同等の目的が達成されるものであれば、次亜鉛素酸溶液以外の殺菌剤や硫酸などの薬品を用いても良い。
 取水ポンプ2と砂ろ過装置6との間の地点では、砂ろ過やUF膜、浮上分離装置による固液分離などの前処理の促進用に必要に応じて、凝集剤溶液貯槽4の凝集剤溶液が凝集剤溶液供給ポンプ22により添加される。また、凝集を効率的に行うためのpH条件の調整や、逆浸透膜モジュール11の非透過水側流路における硫酸カルシウムなどのスケール生成を抑制する目的で、硫酸などのpH調整溶液がpH調整溶液貯槽5からpH調整溶液供給ポンプ23により海水(取水原水)に添加される。凝集剤としては、塩化第二鉄やポリ塩化アルミニウムなどを用いることができる。前処理としては、砂ろ過装置6以外に、浮上分離装置、限外ろ過膜や精密ろ過膜、ルース逆浸透膜などの膜による処理を行っても構わない。この前処理は、下流の各工程に負荷をかけないように、必要な程度まで取水原水を精製する目的を有し、取水原水の汚濁の程度により適宜選択すれば良い。
 前処理を終えた取水原水は、水量や水質調節機能を有する中間槽7を必要に応じて設ける。
 中間槽7の下流には、異物混入による高圧ポンプ29や逆浸透膜モジュール11の破損を防ぐ為に、必要に応じて保安フィルター8が設けられる。
 次いで、必要に応じて亜硫酸水素ナトリウム溶液貯槽9から亜硫酸水素ナトリウム溶液供給ポンプ24により亜硫酸水素ナトリウムなどの還元剤が添加される。これは、原水取水部などの上流の工程で酸化性殺菌剤を添加した場合に行うもので、残留塩素などが逆浸透膜を劣化させることを防ぐためのものであり、同様の効果を有するものであれば、亜硫酸水素ナトリウム溶液以外の薬品を使用しても良い。
 次いで、必要に応じて殺菌剤溶液貯槽10から殺菌剤溶液供給ポンプ25により殺菌剤が添加される。殺菌剤を添加する装置については、殺菌剤の添加条件を制御するために、添加量や添加時間、添加頻度などがコントロールできるバルブやポンプを有する制御機構を備えていることが好ましい。殺菌剤等の薬剤の添加位置は任意に決定すれば良いが、好ましくは、保安フィルター8の前、または後の地点である。この他、必要に応じてスケール防止剤などを添加しても良い。
 次いで、高圧ポンプ29により加圧された海水は、逆浸透膜モジュール11に供給される。
 逆浸透膜モジュール11の上流には、薬品洗浄の為に、洗浄剤溶液貯槽15から洗浄剤溶液供給ポンプ28により洗浄剤を添加する管路が設けられている。洗浄剤を添加する地点は、特に限定されるものではないが、洗浄剤の種類によっては、高圧ポンプ29などを腐食させるおそれがあるため、その下流が好ましい。
 逆浸透膜モジュール11に供給された供給水は、透過水と非透過水とに分離され、そのうち非透過水は、必要に応じて逆浸透膜非透過水無害化溶液貯槽31、逆浸透膜非透過水無害化溶液供給ポンプ34を備えた逆浸透膜非透過水無害化処理槽32でpHを調整したり、殺菌剤を無害化する処理を経た後、逆浸透膜非透過水排水管33、濃縮水出口503を通って海へ廃棄される。
 一方、逆浸透膜透過水は、逆浸透膜モジュール11の下流の透過水出口502から排出し、逆浸透膜透過水水槽12に蓄えられる。その後、例えば、下流側でpH調整溶液貯槽13からpH調整溶液供給ポンプ26によりpH調整溶液が、また、カルシウム溶液貯槽14からカルシウム溶液供給ポンプ27によりカルシウム溶液がそれぞれ添加され、飲料水基準に適合するような淡水として、透過水送水管18より取り出される。
 なお、ここで、逆浸透膜モジュール11を構成する逆浸透膜とは、供給水中の一部の成分、たとえば、水等の溶媒を透過させ、他の成分を透過させない半透性の膜をいい、いわゆるナノフィルトレーション膜やルース逆浸透膜なども含まれる。素材としては、酢酸セルロース系ポリマーやポリアミド、ポリエステル、ポリイミド、ビニルポリマーなどの高分子材料を用いることが好ましい。また、その膜構造としては、少なくとも片面に徴密層を持ち、徴密層から膜内部あるい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構造としたり、非対称膜の徴密層の上に別の素材で形成された分離機能層を有する複合膜構造とすることもできる。膜厚としては、10μm~1mmの範囲内であると好ましい。代表的な逆浸透膜としては、たとえば、酢酸セルロース系やポリアミド系の非対称膜およびポリアミド系やポリ尿素系の分離機能層を有する複合膜などがあるが、中でも、本発明においては、ボリアミド系の複合膜を用いると効果が高く、特開昭62-121603号公報や特開平8-138658号公報、米国特許第4277344号明細書に記載されている芳香族系ポリアミド複合膜が好適なものとして挙げられる。
 また、逆浸透膜モジュールとは、上記した逆浸透膜などを実際に使用するために筐体に組み込んだものであり、平膜形態の膜を用いる場合は、スパイラル型モジュールや、チューブラー型モジュール、プレート・アンド・フレーム型モジュールとすると良い。上記の内、スパイラル型モジュールは、たとえば、特開平9-141060号公報や特開平9-141067号公報に記載されるように、供給水流路材や透過水流路材などの部材を組み込んでおり、溶質濃度の高い海水を取水原水として用いたり、高圧で装置を運転する場合などに高い効果がある。
 高圧ポンプの運転圧力は、供給水の種類や運転方法などにより適宜設定できるが、かん水や超純水など浸透圧の低い溶液を供給水とする場合には0.1~3.0MPa程度の比較的低圧で、海水淡水化や廃水処理、有用物の回収などの場合には2.5~1 5.0MPa程度の比較的高圧で使用するのが、電力等のエネルギーの無駄がなく、かつ良好な透過水の水質を得ることができ好ましい。また、適当な供給圧力、運転圧力を得るために、任意の経路にポンプを設置することができる。
 また、逆浸透膜ろ過部の運転温度は、0℃よりも低いと供給水が凍結して使用できず、100℃よりも高い場合には供給水の蒸発が起こり使用できないため、0~100℃の範囲内で適宜設定するが、装置や逆浸透膜の性能を良好に維持するためには、5~50℃の範囲とするのが好ましい。詳細は、製造業者提供の技術資料の条件に従えば良い。
 逆浸透膜ろ過部の回収率は、5~98%の範囲内で適宜設定することができる。ただし、供給水や非透過水の性状、濃度、浸透圧に応じて前処理条件や運転圧力などを考慮する必要がある(特開平8-108048号公報参照)。たとえば、海水淡水化の場合には、通常10~40%、高効率の装置の場合には40~70%の回収率を設定する。また、かん水淡水化や超純水製造の場合には70%以上、さらには、90~95%の回収率で運転することもできる。
 また、逆浸透膜ろ過部における逆浸透膜モジュールは、1段とすることも、また、多段とすることもでき、さらに、供給水に対して直列でも並列に配しても構わない。直列に配列する場合は、モジュール間に昇圧ポンプを設置しても良い。
 逆浸透膜の非透過水は圧力エネルギーを有しており、運転コストの低減化のためには、このエネルギーを回収することが好ましい。エネルギー回収の方法としては任意の部分の高圧ポンプに取り付けたエネルギー回収装置で回収することもできるが、高圧ポンプの前後や、モジュール間に取り付けた専用のタービンタイプのエネルギー回収ポンプで回収することが好ましい。また、造水装置の処理能力は1日当たり水量で0.5~100万mの範囲内とすることができる。
 逆浸透膜ろ過部の配管は、できるだけ滞留部の少ない構造とすることが好ましい。さらに、回収率を高くしたい場合は、スケールの生成を防止する目的から、供給水のpHは酸性にすることが好ましく、また、殺菌や洗浄剤として各種性質の薬剤を使用するケースも想定されるため、そのような薬剤が流れる配管やバルブその他の部材には、ステンレス鋼や2相ステンレス鋼などの耐薬品性を有する材料を用いることが好ましい。
 本発明の逆浸透膜ろ過プラントの運転方法は、精密ろ過膜を用いた液体と固形分の分離や濃縮、限外ろ過膜を用いた濁質成分の分離や濃縮を行うにあたっても適用できるものであるが、特に、逆浸透膜やナノろ過膜を用いて溶解成分の分離や濃縮を行うのに適している。中でも、海水やかん水の淡水化、工業用水の製造、水道における高度処理などにおいて効果が大である。
 ここで本発明の運転方法において重要な要素の一つであるバイオフィルムの量の評価方法について、詳しく説明する。
 本発明において、原水取水部100とは、原水取水口501、取水管1、取水ポンプ2などからなる原海水をプラントに取水するための工程を指す。前処理部200とは、取水された海水を砂ろ過装置6などの前処理装置により処理し、中間槽7に一旦貯えるまでの工程を指す。逆浸透膜ろ過部300とは、一つまたは複数の逆浸透膜モジュール11と、前処理を経た海水を逆浸透膜モジュール11に供給する前に施される一連の処理工程を指す。ここで、一連の処理とは、必要に応じて任意に実施される、保安フィルター8によるろ過、亜硫酸水素ナトリウム溶液などの還元剤の添加、逆浸透膜モジュール部のファウリング防止のための殺菌剤の添加、スケール防止剤の添加などをさす。
 本発明では、原水取水口501より下流かつ逆浸透膜濃縮水出口503より上流の間の少なくとも1つの場所を流れる水を分取し、流れ方向に分割可能であって、その内部にバイオフィルム形成基材を収容した通水容器(16a~16e)に分取した水を通水し、所定の頻度で、通水容器の一部を分割して取出し、通水面上のバイオフィルム量を測定するバイオフィルム量測定を継続的に実施することで、分取した水のバイオフィルム量の推移あるいはバイオフィルム形成速度を算出し、得られた評価結果に基づいて、原水取水部100、前処理部200、および逆浸透膜ろ過部300からなる群から選ばれる少なくとも1つの工程の運転制御を行う。
 原水取水口501より下流かつ逆浸透膜濃縮水出口503より上流の間の少なくとも1つの場所を流れる水とは、海水(取水原水)、逆浸透膜供給水および逆浸透膜非透過水からなる群から選ばれる少なくとも1つの水をいう。ここで、海水(取水原水)とは、原水取水口501から取水された水である。逆浸透膜供給水とは、前処理部200より下流で、逆浸透膜ろ過部300内にあり、逆浸透膜モジュール11が複数ある場合は、先頭の逆浸透膜モジュール11より上流の管路から分取され、逆浸透膜供給水と成分が同等で、温度が同レベル(-3℃~+5℃)の水である。逆浸透膜モジュール11が単一の場合、逆浸透膜供給水は、その上流の管路から分取され、その分取された場所の水と成分が同等で、温度が同レベル(-3℃~+5℃)の水である。また、逆浸透膜非透過水とは、逆浸透膜モジュール11より下流の管路から分取され、その分取された場所の逆浸透膜非透過水と成分が同等で、温度が同レベル(-3℃~+5℃)の水である。
 海水(取水原水)、逆浸透膜供給水および/または逆浸透膜非透過水の分取地点としては、例えば原水取水部100では、原水取水口501より下流で前処理部200より上流から枝分かれする配管17d、前処理部200では、中間槽7より下流で保安フィルター8より上流の管路からの枝分かれ配管17e、逆浸透膜ろ過部300では、保安フィルター8より下流で高圧ポンプ29より上流の管路からの枝分かれ配管17a、高圧ポンプ29より下流で最初の逆浸透膜モジュール11より上流の管路からの枝分かれ配管17b、逆浸透膜モジュール11の逆浸透膜非透過水を通水する管路からの枝分かれ配管17c、を挙げることができる。
 いずれの分取地点(枝分かれ配管17a~17e)においても、それぞれ分岐した配管の下流に、分割可能な通水容器16a~16e、流量調節バルブ19a~19e、および必要に応じて流量計を配置することができる。
 ここで、分取地点の少なくとも一つを、殺菌剤や洗浄剤の添加地点の下流に設けておけば、逆浸透膜モジュール内の逆浸透膜の膜面状態をモニター可能となり、殺菌や洗浄の効果を直接的に迅速に検証することが可能となり、その結果、逆浸透膜ろ過部300を、より安定、効率的に運転することが可能となるため、好ましい。
 ここで、高圧ポンプ29より下流の高圧の管路から逆浸透膜供給水を分取する場合、バイオフィルム形成基材を収容した通水容器16b、16cへの通水は、減圧後の通水下で形成されるバイオフィルム量の評価結果に基づいても、高圧下の逆浸透膜ろ過部の運転制御を良好に行えることを見出したため、測定に際する安全性、簡便性などを考慮し、減圧後に通水することが好ましい。逆浸透膜供給水および/または逆浸透膜非透過水は、岐分かれ配管17a、17b、17cより、パイプ、ホースなどを用いてバイオフィルム形成基材を収容した通水容器16a,16b,16cに通水する。
 本発明の運転方法では、通水容器として、流れ方向に分割可能な通水容器を用いることを特徴とする。
 ここで、流れ方向に分割可能とは、大きく2タイプに分けられ、1つは、図2に例示するように、ネジ構造や嵌合構造(ジョイントなど)の接続部材を介して、ある単位構造物を連続して結合・分離可能であること、あるいは、ホースなどハサミ等を用いて容易に切断できるか、または一部を分離可能であることを指す。前者の通水容器としては、図3、図4に例示するような、円筒形状であり長手方向(通水方向)の両端にネジ溝が設けられ、連結可能な構造をもつ単位通水容器60aを、複数連結して形成した通水容器60を好ましい形態として例示することができる。本態様では、通水容器の内側通水面がバイオフィルム形成基材を兼ねているか、または、バイオフィルム形成基材が通水容器の内側通水面に固定されており、通水容器とバイオフィルム形成基材が一体となっている特徴を有する。接続部には、形状に応じて、パッキン、シールテープ、オーリングなどの水漏れ防止の対策を施しておくことが好ましい。単位通水容器の大きさは、外側から綿棒などで、バイオフィルム形成基材面上のバイオフィルムを回収するのに適した大きさであれば、特に、限定されるものではない。
 また、簡易的な通水容器としては、後者のような、ホース等の部材を用いることができる。このとき通水容器は、軟質素材で形成された円筒状であることが好ましい。これによりハサミ等を用いて、通水容器の一部を流れ方向に容易に切断し取出すことができる。切り出した単位通水容器の大きさは、外側から綿棒などで、バイオフィルム形成基材面上のバイオフィルムを回収するのに適した大きさであれば、特に、限定されるものではない。
 ホース材質としては、当該ホースから可塑剤等のバイオフィルム増殖を促進させる物質が溶出することが極力少ない材質のものが好ましい。好ましい材質としては、“テフロン”(登録商標)やポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系素材などが挙げられる。
 ホースは遮光性のものが好ましいが、遮光性の低い部材を使用する際は、藻類の増殖をさけるため、測定操作のとき以外、外側から全体を暗幕等で覆ったり、不透明なポリ塩化ビニルやステンレス配管の中にホースを保管するなどして、暗い環境下に保持することが好ましい。
 図3に示した単位通水容器60aでは、円筒形状の上方の端部にオネジ、下方の端部にメネジが形成され、互いに隣接する単位通水容器60a同士が連結可能な構造になっている。また連結された複数の単位通水容器60aが、通水容器60を形成し、その上端および下端が、それぞれ通水容器開閉部53に接続している。この単位通水容器60aは、少なくとも分割可能な通水容器の通水面61が、バイオフィルム形成基材を兼ねている。
 また図4に示した単位通水容器60aでは、図3の例と同様に隣接する単位通水容器と互いに連結可能な構造を有すると共に、ナノろ過膜、または逆浸透膜の膜片62が、膜の原水側(基材側でなくポリアミドや酢酸セルロースなどの機能層側)が内向きになるようにして、円筒形状の単位通水容器60aの通水面側に固定・配置されている。このナノろ過膜、または逆浸透膜の膜片62は、単位通水容器60aの内周面に、ナノろ過膜、または逆浸透膜の膜片の反りを利用しての単なる物理的な固定や、単位通水容器に膜片を埋め込める浅い溝を設けて膜片をより動きにくくした物理的な固定、あるいは、膜片の基材側の四隅や四辺あるいは全面に接着剤を用いて化学的に固定するなどの手段で、容易に固定することができる。実用上は、逆浸透膜の膜片の反りを利用しての単なる物理的な固定で十分であり、容器の再利用の点でも好ましいが、本態様の場合、容器内壁に滑り止め加工を施したり、ズレ防止の小突起で膜片の固定を強化しても良い。
 これら、円筒形状で、ネジ式構造を有する単位通水容器60aの場合、単位容器1個当たりのバイオフィルム量評価の測定面積を予め規格化できること、例えば取出した基材の数が3(n=3)の測定を行う際などにバイオフィルムを拭きとるまでの間は複数の基材をまとめて扱うことができること、再利用が可能であること、追加補充が可能であること、などの利点がある。
 通水容器、ホース、接続部材(ジョイント)、流量計、流量調節バルブの材質は、水圧等への強度要件を満たすものであり、また、殺菌や薬品洗浄などで使用される薬品に対して耐性を有し、有機物の溶出や吸着の少ないものであれば特に制限されるものではないが、可塑剤等のバイオフィルム増殖を促進させる物質が溶出することが極力少ないものが好ましい。さらに、表面が平滑であるものが好ましい。好適な材質としては、ガラスやポリカーボネート、ポリアミド “テフロン”(登録商標)、ステンレス、フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリウレタン、水道配管に使われる硬質ポリ塩化ビニル(HIVP)、などが挙げられる。
 通水容器の内径は特に限定されるものではないが、後述する線速度の条件を実現しやすいように取水可能な流量に応じて決めると良い。
 通水容器およびホースなどの部材は、遮光性のある方が藻類の増殖をさけるため好ましく、特に、通水容器は遮光性を有することが好ましい。遮光性のない、あるいは、低い部材を使用する場合は、測定操作のとき以外、外側から全体を暗幕等で遮光することが望ましい。
 逆浸透膜プラントの膜面モニタリング用途には、逆浸透膜ろ過部で使用されている逆浸透膜モジュールの膜と同品種の膜を用いるが、図4に例示するように、通水容器の通水面側に、逆浸透膜の膜片62を膜の原水側が内向きになるようにして固定・配置されている態様が最も信頼性の高い評価が可能となり、好ましい。逆浸透膜の膜片62としては、精密ろ過膜、限外ろ過膜、ナノろ過膜、または逆浸透膜の膜片を好適に例示することができる。これらの膜の原水側が内向きになるようにして丸めた円筒状物を、単位通水容器60aの内側に配置することができる。
 なお、バイオフィルム量の評価、測定の条件は、通水容器構造や通水容器に対する操作以外は基本的には従来技術と同等であり、詳しくは、国際公開2008/038575号公報に開示されているが、概要を述べると以下の通りである。
 通水容器60への通水量流量は、バイオフィルム形成基材収容後の通水容器内の線速度を、逆浸透膜モジュールの非透過水が流れる膜表面上の平均線速度と同等にすることが、似たような生育環境、せん断環境となるため好ましい。線速度は、特に限定するものではないが、一般的に5~30cm/sの範囲である。
 バイオフィルム量の測定に際しては、図2の円筒ネジ式通水容器の場合を例に説明する。図2において、枝分かれ配管の下流で、流れ方向58に流量調節バルブ56、分割可能な通水容器60、流量計51がホース50により連通している。分割可能な通水容器60は、ホース50とワンタッチ式ジョイント52を介して接続している。また分割可能な通水容器60は、両端に通水容器開閉部53を有し、その間を複数の単位通水容器60aを連結して構成している。
 バイオフィルム量を測定するとき、流量調節バルブ56により通水容器60への通水を停止し、上部または下部のワンタッチ式ジョイント52を外し、必要な数(通常1~3個程度)の単位通水容器60aを回転させて取り外す。この際、リングや逆浸透膜シートなどの独立部材をバイオフィルム形成基材として用いていた従来技術では、基材の測定のための取り出しや再仕込みの際に、形成されたバイオフィルムを汚染ないし破損させないように、またバイオフィルム形成面を他のものに接触させないよう慎重に操作する必要があった。これに対し、本発明では、バイオフィルム形成基材面が単位通水容器60aの内側に配置しているため、分割し取出した通水容器を容易にハンドリングすることが可能であり、測定者のストレスを大幅に低減できるだけでなく操作時間の短縮にもつながる。また、本発明では、従来技術で必要であった、図5の通水容器開閉部53の開閉操作も不要となる。通常、通水容器開閉部53を再度閉めるときは、シールテープを巻くなどシール性を確保する必要があり手間を要したが、本操作が不要となるため、同様に作業者は快適に作業が行え、操作時間の短縮にもつながる。
 通水容器60を分割して、単位通水容器60aを取り出すパターンや数については、特に限定されるものではないが、上流側あるいは下流側から、サンプル数の分だけ(通常2~3個)連続して取り出す態様などを好適な方法として例示することができる。
 通水容器を分割して取り出した後は、残りの通水容器60に再び通水を開始し、取り出した通水容器については、通水面上に形成されたバイオフィルム量を測定する。
 簡易的にホース等の部材を通水容器として用いたとき、ホースの長さに余裕がないなど何らかの制限があるときは、清澄な通水容器を寸法調節用に補充しても良い。
 本発明ではバイオフィルム量の測定を継続的に行うが、バイオフィルム量の測定頻度は、通常、4時間~6ヵ月に1回の頻度で実施する。また、測定を実施する間隔は不規則的でも、規則的でも良い。測定頻度は4時間より短くしても、作業が増える労力の割に情報量が増えず、効果的ではない。ただし、例えば、殺菌や洗浄剤などの効果を作用前後で短時間に評価する場合などはこの限りではなく、4時間より短い時間内に評価を行っても良い。一方、測定頻度が少なすぎるとモニタリングの有効性が下がることから、6ヶ月に1回以上は実施する必要があり、より好ましくは1ヵ月に1回以上、さらに好ましくは1週間に1回以上である。
 ここで、バイオフィルムには、生命活動を行っているバクテリアや不活化した細菌や多糖類やタンパク質などのそれらの代謝生成物、さらには死骸や核酸などの分子が含まれる。従って、バイオフィルムの定量化法としては、種々考えられ、タンパク質、糖、核酸、細菌の全菌数、ATP(アデノシン三リン酸)量などにより定量化することが可能であり、任意の方法を用いても良いが、この中では、ATP測定法が、感度、簡便性、迅速性に優れ、ポータブルなキットや試薬等も市販されているため特に好ましい。
 基材表面のバイオフィルム中のATPの回収・分散方法は、回収率が高く定量的な方法であれば特に限定されるものではないが、取り出した通水容器の通水面に付着したバイオフィルムを滅菌綿棒等の拭き取り用具を用いて回収した後、拭き取り用具を純水に浸漬し、付着したバイオフィルム破片を分散させる方法を好ましい態様として例示することができる。
 懸濁液のATP測定も特に限定されるものでないが、試薬キット、発光光度計が市販されており、それぞれ製造業者推奨の測定条件に準拠した方法で測定を実施すれば良い。
 バイオフィルムを分散させる純水は、蒸留水、精製直後の逆浸透膜精製水、精製直後のイオン交換水、市販の超純水などのATPを含有しないもの(10ng/L以下)を用いるのが、測定への不純物による誤差が少なく好ましい。市販の医療用ディスポーザブル蒸留水も便利である。水道水をオートクレーブ滅菌して使用しても良い。
 サンプルを入れるチューブなどの容器もATPに汚染されていない清澄なものであればいずれでも良いが、予め滅菌済のものを使用しても、非滅菌品をオートクレーブ滅菌して使用しても良い。
 測定用のチューブに純水を分注し、逆浸透膜に付着したバイオフィルムを拭き取った綿棒を1~2分ずつ浸漬、撹拌して懸濁液を得る。この操作は1回実施しても良いが、正確な値を得るためには、拭き取ったバイオフィルムをできるだけ多く綿棒から分散・懸濁させるために、1回目の液に分散・懸濁させた綿棒を、別の液に浸漬、撹拌することを繰り返し、数回に分けて実施した方が、正確な値が得られ、値自体が安定化するため好ましい。
 なお、ATP測定を用いた評価法は優れた方法であるが、塩により阻害を受けるため、予め塩濃度が発光量に与える影響に関する相関式を得ておき、バイオフィルム懸濁液の塩濃度を導電率計で測定し、前述の相関式に基づき、塩阻害の影響を排除した真のATP濃度を算出するなどし、必要に応じて塩阻害の影響を考慮に入れた測定を実施する必要がある。
 以上のようなバイオフィルム量の測定を継続的に実施することで、バイオフィルム量の推移を算出したり、バイオフィルム量の経時変化をもとに、バイオフィルム形成速度を算出したりすることができる。
 本発明では、バイオフィルム量の測定を継続的に実施し、バイオフィルム量の推移に基づいて、原水取水部、前処理部、および逆浸透膜ろ過部からなる群から選ばれる少なくとも1つの工程の運転制御を行う。例えば、逆浸透膜ろ過部300の殺菌剤添加点の下流に通水容器16b、および/または、通水容器16cを設置した場合、通水容器の通水面上のバイオフィルム量の推移に基づいて、その大小から、殺菌剤添加の条件を、強めたり弱めたりすることも可能である。
 また、バイオフィルム量の推移を表す指標として、バイオフィルム形成速度の値を用いることができる。バイオフィルム形成速度の値を、逆浸透膜ろ過プラントの運転にフィードバックする方法についても、以下に例示するが、これに限定されるものではない。前述のように、本発明の分割可能な通水容器を採用することで、バイオフィルム量評価の手順が簡素化されて操作性が大幅に向上し、バイオフィルム形成基材の誤接触の心配が大幅に減り、測定ストレスを大幅に低減することができ、これらの効果で、評価時間も大幅に短縮でき、バイオフィルム形成速度の評価結果に基づいた原水取水部、前処理部、および逆浸透膜ろ過部からなる群から選ばれる少なくとも1つの工程の運転制御も簡便、充実して実施することが可能となる。
 原水取水部100に分割可能な通水容器16dを設置した場合、バイオフィルム形成速度の値に基づいて、取水部の殺菌条件や前処理部の運転条件をバイオフィルム形成速度の値に基づいて運転制御することが可能である。例えば、浮上分離装置、砂ろ過装置、あるいは、中空糸膜ろ過装置を用いて取水原水の前処理を行う場合、バイオフィルム形成速度が最小になるような凝集剤(例えば、塩化第二鉄)の必要添加量を決定することが可能である。また、例えば、前処理部が浮上分離装置と砂ろ過装置の2段で構成されるシステムの場合、取水原水のバイオフィルム形成速度の値が高い場合にのみ浮上分離装置を稼動させ、値が低い場合は省エネのために浮上分離装置のエアレーションを停止するなどの運転も可能である。取水配管1に殺菌剤を添加する場合は、例えば、バイオフィルム形成速度が5pg-ATP/cm/d以内となるような、必要最低限の殺菌頻度を、バイオフィルム形成速度の値を基に決定することができる。
 少なくとも1工程の前処理を経た前処理部200に分割可能な通水容器16eを設置した場合や逆浸透膜ろ過部300に分割可能な通水容器16aを設置した場合も、それらのバイオフィルム形成速度の値に基づいて、前述の方法と同様に、前処理部200の運転条件や逆浸透膜ろ過部300の運転条件を、バイオフィルム形成速度の値に基づいて最適化制御することが可能である。なお、例えば、取水原水に殺菌剤が間欠的に添加されるようなプラントにおいて、純粋に前処理部200の水質安定化効果を原水取水部100や前処理部200に設置した通水容器16d,16eでのバイオフィルム形成速度の値に基づいて評価したい場合は、殺菌剤添加の間は、各通水容器16d,16eへの通水を停止し、通水容器16d,16e内に形成されたバイオフィルムの殺菌を防止する必要があることは言うまでもない。
 また逆浸透膜ろ過部300において、殺菌剤や薬液洗浄注入点より下流で逆浸透膜モジュールより上流に分割可能な通水容器16bを設置したり、逆浸透膜モジュールより下流に分割可能な通水容器16cを設置した場合には、バイオフィルム形成速度の値に基づいて、殺菌剤や薬液洗浄条件を最適に制御することが可能である。
 流れ方向に分割可能な、もうひとつのタイプは、図9に例示するように、通水容器の外側から着脱可能で、通水容器から分割可能な固定部を複数有することをさす。
 図9には、通水容器の外側から着脱可能で、通水容器から分割可能な固定部を複数有し、前記固定部は前記通水容器の内側でバイオフィルム形成基材を保持する手段を有することを特徴とするバイオフィルム形成モニタリング装置を模式図で示す。本発明のバイオフィルム形成モニタリング装置は通水容器を有し、任意に流量計、流量調節バルブ、およびワンタッチ式ジョイント、配管部材(ホース)等の接続手段を有する。
 図9において、バイオフィルム形成モニタリング装置を構成する通水容器68は、その内部に複数のバイオフィルム形成基材65を有する。また通水容器68は、その容器外側から着脱可能な固定部66,67を複数有し、固定部66,67を取り外すことにより、通水容器68の側面に貫通孔が形成され、通水容器68の内側と外側とが連通するようになる。固定部66は、通水容器68の内側でバイオフィルム形成基材65を保持する手段を有する。バイオフィルム形成基材65は、支持された固定部66を通水容器68から着脱することにより、通水容器68から出し入れされる。またバイオフィルム形成基材65の保持の有無にかかわらず固定部66,67は、通水容器68の側面に形成された貫通孔のフタになり、通水時に通水容器68の内部の水が漏れないように貫通孔を封止する。図9の例では、固定部66,67と、対応する通水容器68の側面の貫通孔とには、互いに螺合するように構成されている。
 通水容器の形状は、特に限定されるものではないが、図9に例示するような、円筒形状であり長手方向に複数のバイオフィルム形成基材を装填可能な固定部を有する構造などを挙げることができる。通水容器の内径は特に限定されるものではないが、後述する線速度の条件を実現しやすいように取水可能な流量に応じて決めると良い。
 また固定部としては、バイオフィルム形成基材を通水容器内の通水領域に保持する機能を有するとともに、通水容器の貫通孔を密封しかつ容器外側から着脱可能な構造を有するものであれば特に限定されるものではない。固定部の具体的な構造としては、ネジによる締め付けを可能にするネジ構造やワンタッチジョイントなどのジョイント構造などを好適なものとして挙げることができる。
 なお通水容器68の側面に形成される貫通孔は、相手方の固定部の構造に対応する構造を備えていれば特に制限されるものではない。例えば図9に示すように通水容器の側面に円筒形の管を貫通させ、その外側端部にネジ構造を設けることができる。ネジ構造の代わりに嵌合などのジョイント構造を設けても良い。また通水容器の壁面を肉厚に形成し、その貫通孔にネジ構造を直接、形成することもできる。
 固定部の数も、特に限定されるものではない。1回の評価では2~3個のバイオフィルム形成基材のバイオフィルム量を測定した方が信頼性が増し、また、経時変化を見るためには、3回、より好ましくは5回以上評価するほうが良く、従って、固定部の数も6個以上、より好ましくは10個以上、さらに好ましくは15個以上、設けると良い。
 バイオフィルム形成基材としては、例えば逆浸透膜の膜片や、綿棒などを挙げることができる。逆浸透膜プラントの膜面モニタリング用途には、逆浸透膜ろ過部で使用されている逆浸透膜と同品種の膜をバイオバイオフィルム形成基材として用いることができる。この場合、バイオフィルム形成基材として、逆浸透膜の膜片を膜の原水側が通水面に接する向きになるようにして固定部に保持する態様が信頼性の高い評価が可能となり、好ましい。
 またバイオフィルム形成基材として、綿棒を用いる場合は、バイオフィルム量評価の測定面積が予め規格化されているATPフリーの滅菌綿棒が好ましい。この場合、取り出した綿棒を直接ATP測定用の蒸留水/滅菌水へ浸漬・回収することによりバイオフィルムの分散を行っても良く、または、ATP抽出試薬に浸漬し、バイオフィルム内に含まれるATP抽出を行っても良い。これによりバイオフィルム量を測定する工程数が減り、大変簡便に測定することが可能である。
 なお、バイオフィルム量の評価、測定の条件は、通水容器構造や通水容器に対する操作以外は基本的には従来技術と同等にすることができ、詳しくは、特許文献1などに開示されているが、概要は、図2に例示した、通水容器が単位通水容器を複数連結して形成されてなり、前記単位通水容器は前記流れ方向の両端に接続部材が設けられていることを特徴とするバイオフィルム形成モニタリング装置の場合について、前述した通りである。
 バイオフィルム量の測定に際しては、図9の、バイオフィルム形成基材が綿棒で、綿棒の軸部分がネジ固定可能な固定部66に固定され、通水容器の外側から、バイオフィルム形成基材を通水容器内に保持する場合を例に説明する。通水容器68の上流側の流量調節バルブ56(図示せず)により通水容器68への通水を停止し、必要な数(通常2~3個程度)のバイオフィルム形成基材65を、固定部66のネジを回転させて取り外す。この際、リングや逆浸透膜シートなどの独立部材をバイオフィルム形成基材として用いていた従来技術では、基材を採取するための取り出しや再仕込みの際に、形成されたバイオフィルムを汚染ないし破損させないように、バイオフィルム形成面を他のものに接触させないよう慎重に操作する必要があったが、本発明では、バイオフィルム形成基材として軸を有する綿棒を用い、綿棒が固定部に保持されているため、通水容器を外すことなく、通水容器の外側から容易にバイオフィルム形成基材をハンドリングすることが可能であり、測定者のストレスを大幅に低減できるだけでなく操作時間の短縮にもつながる。
 また、本発明では、従来技術で必要であった、図5の通水容器開口部53の開閉操作も不要となる。通常、通水容器の開口部53を再度閉めるときは、シールテープを巻くなどシール性を確保する必要があり手間を要したが、この開閉操作が不要となるため、操作時間の短縮にもつながる。
 バイオフィルム形成基材を取り出すパターンや数については、特に限定されるものではないが、上流側あるいは下流側から、サンプル数の分だけ(通常2~3個)連続して取り出す態様などを好適な方法として例示することができる。
 通水容器から固定部と共にバイオフィルム形成基材を取り出し、バイオフィルム形成基材を取り外した後は、固定部をそのまま通水容器の側面に取り付けるか、新たなバイオフィルム形成基材を固定部に保持させ、その固定部を通水容器の側面に取り付けてから、通水容器に再び通水を開始する。また取り外したバイオフィルム形成基材については、通水面上に形成されたバイオフィルム量を測定する。
 上述したような、固定部がネジ構造である場合は、同じネジ構造を有するチューブや容器をサンプル容器として準備すると便利である。例えばチューブや容器に所定量のバイオフィルム回収用の分散液(蒸留水、滅菌水)またはATP抽出溶液を入れておき、採取したバイオフィルム形成基材を浸漬させ、ネジフタまたはネジ構造の固定部を用いて密封し、持ち運ぶことができる。
 本発明の逆浸透膜ろ過プラントの運転方法は、上述したバイオフィルム形成モニタリング装置を使用してバイオフィルム量の測定を継続的に実施し、測定されたバイオフィルム量の推移を、逆浸透膜ろ過プラントの運転にフィードバックする方法であるが、本発明のバイオフィルム形成モニタリング装置の使用方法はこれに限定されるものではない。
 前述のように、本発明のバイオフィルム形成モニタリング装置を採用することで、バイオフィルム量評価の手順が簡素化されて操作性が大幅に向上し、バイオフィルム形成基材の誤接触の心配が大幅に減り、測定ストレスを大幅に低減することができる。これらの効果で、評価時間も大幅に短縮でき、測定されたバイオフィルム量の推移に基づいた原水取水部、前処理部および逆浸透膜ろ過部からなる群から選ばれる少なくとも1つの工程の運転制御も簡便かつ精度よく実施することが可能となる。
(比較例1)
 砂ろ過処理設備を前処理とし、高圧ポンプ、直径4インチの架橋芳香族ポリアミド系逆浸透膜モジュールなどから構成される海水淡水化実験装置を設置した。
 砂ろ過処理後で高圧ポンプより上流の管路に、12本の分岐管を設け、そのうちの4つの分岐管について、それぞれから評価水を分取し、通水容器の内部にバイオフィルム形成基材としてRO膜を装填した特許文献1に記載のバイオフィルム形成モニタリング装置(内径13mm、端部含めて合計長さ60cm強の円柱カラム)(図5と図8)にブレードホースで評価水を供給、1.5L/minの流量で通水した。通水容器には、遮光性を有する、黒色の水道用硬質塩化ビニル配管(HIVP)を用いた。
 バイオフィルム量の測定は、運転管理者に依頼して行った。
ATP測定には携帯型分析装置“ルミテスター”(登録商標)C-100(キッコーマン(株)製)及び専用試薬キット“ルシフェール”(登録商標)250プラス(キッコーマン(株)製)を使用した。またサンプルや試薬の分注には、“ピペットマン”(登録商標)(ギルソン製、1000μL用、200μL用)とオートクレーブ(121℃、15分)処理したチップを用い、分注や測定には、測定用“ルミチューブ”(登録商標)(キッコーマン(株)製、3mL用)を容器として用いた。チップやチューブは使い捨てで使用した。
 サンプリングの際には1週間に2回、RO膜をピンセットで引き出し、長さ  2.7cmを2枚、ハサミで切り出し、滅菌シャーレに入れて、ラボに持ち運んだ。綿棒1本で1枚分のRO膜面を拭き取り、測定用チューブ “ルミチューブ”(登録商標)に分注した蒸留水1mL(大塚製薬(株)製、注射用、20mL/個)に懸濁させて回収した。3段階に分けて懸濁させるため、蒸留水は3本用意した。1本目の蒸留水に綿棒を1~2分ずつ浸漬し、注意深く撹拌して懸濁液を得た後、その綿棒を、順次2本目、3本目のチューブの水に浸漬、撹拌し、3段階の懸濁液を準備した。
 調製した各々の懸濁液について、懸濁液を100μLずつ別の新しい測定用の空の“ルミチューブ”(登録商標)に分注し、そこにATP抽出試薬を100μL追加添加し、20秒後に発光試薬100μLを添加後、“ルミテスター”(登録商標)で発光量を測定した。また、100μLの発光測定用の分取に使用した残りの懸濁液約900μLから液を200μL程度分取し、それぞれコンパクト導電率計「Twin cond EH-173」((株)堀場製作所製)を使用し、導電率を測定した。
 測定終了後、3段階の懸濁液について、それぞれ導電率から塩濃度を算出し、塩濃度と発光量の阻害の相関式から当該塩濃度での発光量阻害率を算出し、阻害のない状態での発光量を求めた。ついで、ATP濃度と発光量の相関式をもとに、ATP濃度を算出した。3段階の懸濁液について得られたATP量を合算し、サンプル付着物内のATP総量を算出した。ATP総量を拭き取った面積で割り、バイオフィルム形成基材単位面場あたりのATP量を求めた。測定はn=2で行い、平均値を算出し、その経時変化のプロットの傾きからバイオフィルム形成速度を算出した。
 4つ並列で設置した、バイオフィルム形成モニタリング装置の逆浸透膜通水面上のバイオフィルム量を通水開始3日後、6日後、10日後、15日後に測定し、4系列のバイオフィルム形成速度を求めたところ、それぞれ、19.5、17.1、20.1、16.2pg-ATP/cm/dであり、平均18.2pg-ATP/cm/d、標準偏差1.9pg-ATP/cm/dであった。4系列のバイオフィルム形成速度の評価値には、約1割程度のバラツキがあった。
 本バイオフィルム形成モニタリング装置を用いた場合の毎回の測定時間は、平均1時間程度と長時間を要した。また、3週間の測定期間中、切り出した逆浸透膜を滅菌シャーレに移す際に、逆浸透膜を地面に落としてしまい、再度、逆浸透膜の切り出しを行うことが2回起こった。
(実施例1)
 比較例1に記載の海水淡水化実験装置の砂ろ過処理後で高圧ポンプより上流の管路に、12本の分岐管を設け、そのうちの4つの分岐管について、各管から評価水を分取し、バイオフィルム形成モニタリング装置(内径13mm、単位通水容器の長さ33mmが20個接続したもので、端部含めて合計長さ60cm強の円柱カラム(図2~4に示した態様))にブレードホースで評価水を供給、1.5L/minの流量で通水した。単位通水容器には、遮光性を有する、黒色の水道用硬質塩化ビニル配管(HIVP)を用いた。単位通水容器内面には、逆浸透膜モジュールに使用している品種と同じ逆浸透膜で長さ27mm×41mmを、図4に示す通り原水側(機能層)を内向きになるように固定・収容した。
 バイオフィルム量の測定は、比較例1と同じ運転管理者に依頼して行った。サンプリングの際には、各バイオフィルム形成モニタリング装置について、1回の測定あたり単位通水容器2つを取出した。単位通水容器の外側を手で持ち、内側の逆浸透膜の表面付着物を滅菌綿棒でくまなく拭き取り、蒸留水1mL(大塚製薬(株)製、注射用、20mL/個)に懸濁させて回収した。綿棒でバイオフィルム拭き取り後、3段階に分けて懸濁させるため、測定用チューブ “ルミチューブ”(登録商標)に蒸留水(大塚製薬(株)製、注射用、20mL/個)1mLずつ分注したものを3本用意した。1本目の蒸留水が1mL分注されたチューブの水にバイオフィルムを拭き取った綿棒を1~2分ずつ浸漬し、注意深く撹拌して懸濁液を得た後、その綿棒を、順次2本目、3本目のチューブの水に浸漬、撹拌し、3段階の懸濁液を準備した。以降、比較例1に記載の方法と同様にして測定した。
 4つ並列で設置した、バイオフィルム形成モニタリング装置の通水面上のバイオフィルム量を通水開始3日後、6日後、10日後、15日後に測定し、単位通水容器2つのバイオフィルム量の平均値と拭き取り膜面積を基にバイオフィルム形成密度を算出し、その経時変化からバイオフィルム形成速度を求めたところ、それぞれ、19.9、20.3、21.0、20.5pg-ATP/cm/dであった。平均20.4pg-ATP/cm/d、標準偏差0.4pg-ATP/cm/dであった。比較例1の従来技術と比べて、測定の精度、信頼が向上した。
 また、本バイオフィルム形成モニタリング装置を用いた場合、毎回、3系列のバイオフィルム量を測定するのに約35分程度の短時間で済み、比較例1の従来技術と比べて、所要時間が大幅に短縮した。
(実施例2)
 実施例1に記載の海水淡水化実験装置の、砂ろ過処理後で高圧ポンプより上流に設けた12本の分岐管のうち、4つの分岐管について、各管から評価水を分取し、実施例1と同じ時期に通水容器の外側から着脱可能で、通水容器から分割可能な固定部を複数有し、前記固定部は前記通水容器の内側でバイオフィルム形成基材を保持する手段を有するバイオフィルム形成モニタリング装置(内径13mm、綿棒が20本固定されたもので、端部含めて合計長さ60cm強の円柱カラム)(図9)にブレードホースで評価水を供給、1.5L/minの流量で通水した。通水容器には、遮光性を有する、黒色の水道用硬質塩化ビニル配管(HIVP)を用いた。
 測定は実施例1と同じ運転管理者に依頼して行い、サンプリングは実施例1と同じタイミングで1週間に2回実施し、容器外側から着脱可能な固定部に接続された綿棒2本を取出し、その場で測定用チューブ “ルミチューブ”(登録商標)に分注した蒸留水1mL(大塚製薬(株)製、注射用、20mL/個)に懸濁させて回収した。3段階に分けて懸濁させるため、蒸留水は3本用意した。1本目の蒸留水に綿棒を1~2分ずつ浸漬し、注意深く撹拌して懸濁液を得た後、その綿棒を、順次2本目、3本目のチューブの水に浸漬、撹拌し、3段階の懸濁液を準備した。
 以降の測定は、実施例1と同様に実施した。また、綿棒外表面の表面積は写真撮影結果を基に算出した。その結果から、バイオフィルム形成速度を求めたところ、それぞれ、19.7、20.5、20.0、21.4pg-ATP/cm/dであった。平均20.4pg-ATP/cm/d、標準偏差0.7pg-ATP/cm/dであり、比較例1の従来技術と比べて、測定の精度、信頼が向上した。
 また、本バイオフィルム形成モニタリング装置を用いた場合、毎回の測定時間は、30分程度の短時間で済み、比較例1の従来技術と比べて、所要時間が大幅に短縮した。これは、バイオフィルム形成基材回収時に通水容器を分断することなく、通水容器の外側からの操作でバイオフィルム形成基材のみを取り外すことができ、通水容器の上部または下部の接続を外す操作も不要となる上に、バイオフィルムを拭き取り回収する操作が減ったことによる効果である。
(実施例3)
 実施例1に記載の海水淡水化実験装置の、砂ろ過処理後で高圧ポンプより上流に設けた12本の分岐管のうち1つの分岐管から、実施例1とは別の時期に評価水を分取し、実施例1と同じ形態のバイオフィルム形成モニタリング装置(内径13mm、単位通水容器の長さ33mmが20個接続したもので、端部含めて合計長さ60cm強の円柱カラム(図2~4に示した態様)にブレードホースで評価水を供給、1.5L/minの流量で通水した。単位通水容器には、遮光性を有する、黒色の水道用硬質塩化ビニル配管(HIVP)を用いた。
 本試験では、内面には、逆浸透膜モジュールを収容しなかった。
 バイオフィルム量の測定は、実施例1と同じ運転管理者に依頼して行った。サンプリングおよび以降のバイオフィルム量の測定は、実施例1と同様に実施した。
測定3日目には、バイオフィルム量が検出限界以下で、測定6日目から約20pg/cm/dayの速度で増加した。
(実施例4)
 実施例1に記載の海水淡水化実験装置の、砂ろ過処理後で高圧ポンプより上流に設けた12本の分岐管のうち1つの分岐管について、実施例3と同じ時期に評価水を分取し、実施例1と同じ形態のバイオフィルム形成モニタリング装置(内径13mm、単位通水容器の長さ33mmが20個接続したもので、端部含めて合計長さ60cm強の円柱カラム(図2~4に示した態様)にブレードホースで評価水を供給、1.5L/minの流量で通水した。単位通水容器には、遮光性を有する、黒色の水道用硬質塩化ビニル配管(HIVP)を用いた。本試験では、単位通水容器内面には、逆浸透膜モジュールに使用している品種と同じ逆浸透膜で長さ27mm×41mmを、図4に示す通り原水側(機能層)を内向きになるように固定・収容した。
 バイオフィルム量の測定は、実施例1と同じ運転管理者に依頼して行った。サンプリングおよび以降のバイオフィルム量の測定は、実施例1と同様に実施した。逆浸透膜を入れて測定した場合には、測定3日目から約20pg/cm/dayの速度で増加した。実施例3の場合より、応答性が良く、評価期間を短縮することが可能であった。
1:取水管
2:取水ポンプ
3:次亜塩素酸溶液貯槽
4:凝集剤溶液貯槽
5:pH調整溶液貯槽
6:砂ろ過装置
7:中間槽
8:保安フィルター
9:亜硫酸水素ナトリウム溶液貯槽
10:殺菌剤溶液貯槽
11:逆浸透膜モジュール
12:逆浸透膜透過水水槽
13:pH調整溶液貯槽
14:カルシウム溶液貯槽
15:洗浄剤溶液貯槽
16a:分割可能な通水容器
16b:分割可能な通水容器
16c:分割可能な通水容器
16d:分割可能な通水容器
16e:分割可能な通水容器
17a:枝分かれ配管
17b:枝分かれ配管
17c:枝分かれ配管
17d:枝分かれ配管
17e:枝分かれ配管
18:透過水送水管
19:流量調節バルブ
21:次亜塩素酸溶液供給ポンプ
22:凝集剤溶液供給ポンプ
23:pH調整溶液供給ポンプ
24:亜硫酸水素ナトリウム溶液供給ポンプ
25:殺菌剤溶液供給ポンプ
26:pH調整溶液供給ポンプ
27:カルシウム溶液供給ポンプ
28:洗浄剤溶液供給ポンプ
29:高圧ポンプ
30:送液ポンプ
31:逆浸透膜非透過水無害化溶液貯槽
32:逆浸透膜非透過水無害化処理槽
33:逆浸透膜非透過水排水管
34:逆浸透膜非透過水無害化溶液供給ポンプ
50:ホース
51:流量計
52:ワンタッチ式ジョイント
53:通水容器開閉部
54:従来技術の通水容器
55a:“テフロン”(登録商標)リング
55b:逆浸透膜片
56:流量調節バルブ
57:リングフックのついたステンレス棒
58:流れの方向
60:分割可能な通水容器
60a:単位通水容器
61:分割可能な通水容器の通水面
62:逆浸透膜の膜片
65:バイオフィルム形成基材
66:容器外側から着脱可能な固定部
67:容器外側から着脱可能な固定部(フタ用)
68:通水容器
100:原水取水部
200:前処理部
300:逆浸透膜ろ過部
501:原水取水口
502:透過水出口
503:濃縮水出口

Claims (15)

  1.  原水取水口を備えた原水取水部、前処理部、逆浸透膜モジュールを備えた逆浸透膜ろ過部、をこの順に有し、前記逆浸透膜モジュールを透過した逆浸透膜透過水を系外に取り出す透過水出口と、前記逆浸透膜モジュールを透過しなかった逆浸透膜非透過水を系外に取り出す濃縮水出口とを有する逆浸透膜ろ過プラントを運転する方法であって、
     前記原水取水口より下流かつ前記濃縮水出口より上流の間の少なくとも1つの場所を流れる水を分取し、該分取した水を、流れ方向に分割可能な通水容器からなるバイオフィルム形成モニタリング装置に通水し、該通水容器の一部を分割して取出し通水面上のバイオフィルム量を継続的に測定し、該バイオフィルム量の推移に基づいて、前記原水取水部、前記前処理部、および前記逆浸透膜ろ過部からなる群から選ばれる少なくとも1つの運転制御を行う逆浸透膜ろ過プラントの運転方法。
  2.  前記通水容器が単位通水容器を複数連結して形成されてなり、前記単位通水容器は前記流れ方向の両端に接続部が設けられている請求項1に記載の逆浸透膜ろ過プラントの運転方法。
  3.  前記通水容器が筒状の単位通水容器を複数連結して形成されてなり、前記単位通水容器は前記流れ方向の両端にネジ溝が設けられている請求項1または2に記載の逆浸透膜ろ過プラントの運転方法。
  4.  前記通水容器が単位通水容器を複数連結して形成されてなり、前記単位通水容器は前記流れ方向の両端で嵌合式接続部材が設けられている請求項1または2に記載の逆浸透膜ろ過プラントの運転方法。
  5.  ナノろ過膜または逆浸透膜の膜片を、膜の原水側が単位通水容器の内向きになるようにして、前記単位通水容器の通水面側に配置している請求項1~4のいずれかに記載の逆浸透膜ろ過プラントの運転方法。
  6.  前記通水容器が、軟質素材で形成された筒状物である請求項1に記載の逆浸透膜ろ過プラントの運転方法。
  7.  前記通水容器が、前記通水容器の外側から着脱可能な固定部を複数有し、前記固定部は前記通水容器の内側でバイオフィルム形成基材を保持する手段を有する請求項1に記載の逆浸透膜ろ過プラントの運転方法。
  8.  前記固定部の、前記バイオフィルム形成基材を保持する手段が、ネジ式または嵌合式による接続である逆浸透膜ろ過プラントの運転方法。
  9.  前記通水容器が遮光性を有する請求項1~8のいずれかに記載の逆浸透膜ろ過プラントの運転方法。
  10.  通水容器からなるバイオフィルム形成モニタリング装置であって、前記通水容器が筒状の単位通水容器を複数連結して形成されてなり、前記単位通水容器は前記流れ方向の両端にネジ溝が設けられているバイオフィルム形成モニタリング装置。
  11.  通水容器からなるバイオフィルム形成モニタリング装置であって、前記通水容器が単位通水容器を複数連結して形成されてなり、前記単位通水容器は前記流れ方向の両端で嵌合式接続部材が設けられているバイオフィルム形成モニタリング装置。
  12.  ナノろ過膜または逆浸透膜の膜片を、膜の原水側が内向きになるようにして、前記単位通水容器の通水面側に配置している請求項10または11に記載のバイオフィルム形成モニタリング装置。
  13.  通水容器からなるバイオフィルム形成モニタリング装置であって、前記通水容器は前記通水容器の外側から着脱可能な固定部を複数有し、前記固定部は前記通水容器の内側でバイオフィルム形成基材を保持する手段を有する請求項10~12のいずれかに記載のバイオフィルム形成モニタリング装置。
  14.  前記固定部の、前記バイオフィルム形成基材を保持する手段が、ネジ式または嵌合式による接続である請求項13に記載のバイオフィルム形成モニタリング装置。
  15.  通水容器が遮光性を有する請求項10~14のいずれかに記載のバイオフィルム形成モニタリング装置。
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