WO2017115429A1

WO2017115429A1 - 水処理方法及び水処理システム

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Publication number: WO2017115429A1
Application number: PCT/JP2015/086546
Authority: WO
Inventors: 田畑　雅之; 竹内　和久; 英夫鈴木; 英夫岩橋
Original assignee: 三菱重工業株式会社
Priority date: 2015-12-28
Filing date: 2015-12-28
Publication date: 2017-07-06

Abstract

　水処理システムは、通水される海水にろ過処理を施す前処理部（２０）と、ろ過処理が施された海水を濃縮水と淡水とに分離する海水用逆浸透膜処理装置と、前処理部（２０）と海水用逆浸透膜処理装置との間における海水の水質評価値を検出する検出部（２５）と、水質評価値に基づいた情報を表示する表示部（２６）と、操作者が操作可能な操作部（２７）と、表示部（２６）に表示された情報に応じてなされる操作部（２７）の操作によって送出される操作信号に基づいて、砂ろ過装置（２１）における海水のろ過速度を低下させるろ過速度調整部（２８）と、を備える。

Description

水処理方法及び水処理システム

　この発明は、例えば海水を淡水化処理する水処理方法及び水処理システムに関する。

　海水を淡水化処理する水処理システムは、逆浸透膜等を用いた淡水化処理装置を備えている。水処理システムは、淡水化処理装置の逆浸透膜の汚染による処理性能低下を抑えるため、淡水化処理装置の上流に、海水中の粒子状物質、細菌等をろ過するろ過装置を前処理部として備えている。

　水処理システムを利用していると、ろ過後の被処理水の水質変動が起きてしまうことがある。すると、淡水化処理装置の逆浸透膜を汚染してしまうため、前処理部におけるろ過性能を安定させる必要がある。

　特許文献１には、前処理部として複数のろ過装置を備えておき、ろ過装置のろ過性能が低下したときには、複数のろ過装置間の流路を切り換える構成が開示されている。このような構成によれば、ろ過性能が低下したときに、流路を切り換え、ろ過性能が低下したろ過装置のフィルタを洗浄又は交換することで、ろ過後の水質を安定させる。

特開２０１４－２２１４５９号公報

　ところで、水処理システムにおいては、被処理水である海水の変動によって、ろ過後の被処理水の水質変動が起きることがある。このような海水の変動としては、例えば、海水の温度の変動等がある。
　しかし、海水の変動がおさまれば、被処理水の水質も元に戻る。このため、特許文献１に開示された構成では、このような海水の変動に起因してろ過後の水質変動が起きた場合には対応することができない。
　この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、被処理水の水質変動が起きた場合であってもろ過水質の変動を抑制することができる水処理方法及び水処理システムを提供する。

　この発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
　この発明の第一態様によれば、水処理方法は、脱塩処理を行う前のろ過処理が施された被処理水の水質評価値を取得する水質取得工程と、取得した前記水質評価値の値が予め定めた閾値以上となった際に、前記被処理水のろ過速度を基準速度から低下させるろ過速度変更工程と、を含む。

　このように、ろ過処理が施された被処理水の水質評価値が予め定めた閾値以上となった際、被処理水のろ過速度を基準速度から低下させると、ろ過後の水質が向上する。したがって、被処理水の水質変動が起きた場合、ろ過後の水質が低下してしまうのを抑制することができる。

　この発明の第二態様によれば、水処理方法は、第一態様の水処理方法において、前記ろ過速度変更工程は、前記被処理水が通水されるろ過装置の数を増加させるとともに、複数の前記ろ過装置に前記被処理水を分流させてそれぞれ通水することで、一つ一つの前記ろ過装置における前記ろ過速度を低下させるようにしてもよい。
　このように構成することで、被処理水を通水するろ過装置の数を増加させて、一つ一つのろ過装置のろ過速度を低下させると、複数のろ過装置の全体での処理水量が低減するのを抑えることができる。これにより、処理水量の低減を抑えつつ、ろ過後の水質の変動を抑制することができる。

　この発明の第三態様によれば、水処理方法は、第一又は第二態様の水処理方法において、前記ろ過処理は、複数段のろ過装置に前記被処理水を順次通水し、前記ろ過速度変更工程は、一段目の前記ろ過装置のろ過速度を二段目以降の前記ろ過装置のろ過速度よりも低下させるようにしてもよい。
　このように構成することで、一段目のろ過装置でろ過速度を低下させることで、二段目以降のろ過装置には、一段目のろ過装置でろ過後の水質が向上した被処理水が送られる。したがって、二段目以降のろ過装置では、ろ過前の被処理水の水質変動の影響を受けにくく、安定した水質でろ過を行うことができる。

　この発明の第四態様によれば、水処理方法は、第三態様において、二段目以降の前記ろ過装置の少なくとも一部を並列に複数配置し、前記ろ過速度変更工程は、二段目以降の並列に配置された複数の前記ろ過装置のうち、一部の前記ろ過装置と、一段目の前記ろ過装置とに前記被処理水を分流させてそれぞれ通水することで、前記一段目の前記ろ過装置に通水する被処理水のろ過速度を低下させるようにしてもよい。
　このように、二段目以降の並列に配置された複数のろ過装置のうちの一部のろ過装置と、一段目のろ過装置とに被処理水を分流させて通水することで、一段目のろ過装置の数を増加させることができる。したがって、二段目以降の並列に配置された複数のろ過装置のうちの一部のろ過装置を一段目のろ過装置としても用いることで、予備のろ過装置等を備える必要が無い。

　この発明の第五態様によれば、水処理方法は、第一から第四態様の何れか一つの態様において、前記ろ過速度を低下させた状態で、前記水質評価値が予め定めた閾値以上となった際に、前記ろ過速度を前記基準速度に戻すようにしてもよい。
　このように構成することで、ろ過前の被処理水の水質変動がおさまったときには、低下させていたろ過速度を元に戻すことで、被処理水の水質に応じた効率の良いろ過を行うことができる。

　この発明の第六態様によれば、水処理システムは、通水される被処理水にろ過処理を施すろ過装置を備えた処理部と、前記ろ過処理が施された被処理水を濃縮水と淡水とに分離する逆浸透膜装置と、前記処理部と前記逆浸透膜装置との間における前記被処理水の水質評価値を検出する検出部と、前記水質評価値に基づいた情報を表示する表示部と、操作者が操作可能な操作部と、前記表示部に表示された前記情報に応じてなされる前記操作部の操作によって送出される操作信号に基づいて、前記ろ過装置における前記被処理水のろ過速度を低下させるろ過速度調整部と、を備える。
　このような水処理システムによれば、処理部で被処理水をろ過した後、逆浸透膜装置で濃縮水と淡水とに分離することで、被処理水の淡水化処理を施すことができる。この水処理システムにおいては、逆浸透膜装置への通水前に、ろ過処理後の被処理水の水質評価値を検出部で検出する。検出された水質評価値に基づいた情報は、例えば、水質評価値そのもの、あるいは水質評価値の良否の判定結果等として、表示部に表示される。操作者は、表示部に表示された情報を見て、ろ過速度の調整が必要であるか否かを判断することができる。その判断の結果、ろ過速度の調整が必要であれば、操作者は、操作部に所定の操作を入力する。すると、操作部は、操作者による操作に応じた操作信号を送出する。ろ過速度調整部は、操作部から送出された操作信号に基づいて、ろ過装置における被処理水のろ過速度を低下させることができる。
　このようにして、ろ過処理が施された被処理水の水質が低下した場合に、被処理水のろ過速度を低下させることで、ろ過装置におけるろ過後の水質が向上する。したがって、被処理水の水質変動が起きた場合、ろ過後の水質が過度に低下してしまうのを抑制することができる。

　この発明の第七態様によれば、水処理システムは、通水される被処理水にろ過処理を施すろ過装置を備えた処理部と、前記ろ過処理が施された被処理水を濃縮水と淡水とに分離する逆浸透膜装置と、前記処理部と前記逆浸透膜装置との間における前記被処理水の水質評価値を検出する検出部と、前記水質評価値の値が予め定めた閾値以上となった際に、前記ろ過装置における前記被処理水のろ過速度を低下させるろ過速度調整部と、を備える。
　このような水処理システムによれば、逆浸透膜装置への通水前に、ろ過処理後の被処理水の水質評価値を検出部で検出する。検出された水質評価値が予め定めた閾値以上になっていれば、ろ過速度調整部は、ろ過装置における被処理水のろ過速度を低下させる。
　このようにして、ろ過処理が施された被処理水の水質が低下した場合に、被処理水のろ過速度を自動的に低下させることで、ろ過装置におけるろ過後の水質が向上する。したがって、被処理水の水質変動が起きた場合、ろ過後の水質が低下してしまうのを抑制することができる。

　この発明の第八態様によれば、水処理システムは、第六又は第七態様において、前記処理部は、互いに並列に配置された複数のろ過装置を含むろ過装置群と、前記ろ過装置への通水及び非通水を切り替える第一切替部と、を有し、前記ろ過速度調整部は、前記第一切替部を切り替えることによって前記ろ過装置群において前記被処理水が通水されるろ過装置の数を増加させることで、前記ろ過速度を低下させるようにしてもよい。
　このように構成することで、被処理水を通水するろ過装置の数を増加させつつ、一つ一つのろ過装置のろ過速度を低下させると、複数のろ過装置の全体での処理水量が低減するのを抑えることができる。これにより、処理水量の低減を抑えつつ、ろ過後の水質の変動を抑制することができる。

　この発明の第九態様によれば、水処理システムは、第六から第八態様の何れか一つの態様において、前記処理部は、互いに並列に配置された複数のろ過装置を含むろ過装置群を有するとともに、前記ろ過装置群が、互いに直列に複数段に設けられ、前記処理部は、二段目以降の前記ろ過装置群の一部の前記ろ過装置が一段目の前記ろ過装置群のろ過装置に並列に接続されるように切り替える第二切替部を有し、前記ろ過速度調整部は、前記第二切替部を切り替えることによって、一段目の前記ろ過装置群の前記ろ過装置の数を増加させることで、一段目の前記ろ過装置群の前記ろ過装置における前記ろ過速度を低下させるようにしてもよい。
　このように構成することで、二段目以降のろ過装置群のうちの一部のろ過装置を、一段目のろ過装置に並列に接続させることで、一段目のろ過装置の数を増加させることができる。このように、二段目以降の複数のろ過装置のうちの一部のろ過装置を一段目のろ過装置としても用いることで、予備のろ過装置等を備える必要が無い。
　特に一段目のろ過装置でろ過速度を低下させることで、ろ過性能を向上できるため、二段目以降のろ過装置では、ろ過前の被処理水の水質変動の影響を受けにくく、安定した水質でろ過を行うことができる。

　上述した水処理方法及び水処理システムによれば、被処理水の水質変動が起きた場合であってもろ過水質の変動を抑制することができる。

この発明の実施形態に係る水処理システムの全体構成を示す図である。第一実施形態に係る上記水処理システムの前処理部の構成を示す図である。前処理部における水処理方法の流れを示す図である。ろ過速度を低下させた状態における前処理部の通水状況を示す図である。ろ過速度を変動させたときの、ろ過後の水質評価値の変化を示す図である。第一実施形態の第一変形例における前処理部の構成を示す図である。一段目の砂ろ過装置でろ過速度を一定とし、二段目の砂ろ過装置のろ過速度を変化させたときの、二段目の砂ろ過装置におけるろ過後の水質評価値の変化を示す図である。第一実施形態の第二変形例における前処理部の構成を示す図である。水処理方法及び水処理システムの第二実施形態における前処理部の構成を示す図である。前処理部において、ろ過速度を抑えている状態における通水状況を示す図である。

　以下、この発明の実施形態に係る水処理方法及び水処理システムを図面に基づき説明する。
（第一実施形態）
　図１は、この実施形態の水処理システムの全体構成を示す図である。
　図１に示すように、この実施形態の水処理システム１０は、前処理部２０と、カートリッジフィルタ３０と、高圧ポンプ４０と、淡水化処理部５０と、エネルギー回収装置６０と、を備えている。

　前処理部２０は、取水ポンプ（図示無し）で取水した海水が取水管Ｐ１を通して送り込まれる。前処理部２０は、送り込まれた海水（被処理水）を、淡水化処理部５０への通水前、言い換えれば淡水化処理部５０により脱塩処理が行われる前に、ろ過処理し、海水中の懸濁物質等を除去する。この実施形態では、前処理部２０として、砂ろ過装置（ろ過装置）２１を用い、凝集剤やｐＨ調整剤等の投入等を行わず、いわゆる無薬注前処理を行う。
　砂ろ過装置２１は、一段以上のフィルタ部（ろ材層）２１ｆを備えている。この実施形態では、砂ろ過装置２１は、二段のフィルタ部２１ｆを備えている。フィルタ部２１ｆは、ろ材として、所定量の砂（図示無し）と、砂の表面で成長・維持される生物膜（図示無し）と、を備えている。フィルタ部２１ｆは、生物膜により、淡水化処理部５０を汚損するＳＤＩ（Ｓｉｌｔ　Ｄｅｎｃｉｔｙ　Ｉｎｄｅｘ：汚れ指数）成分、バイオファウリングの原因となるＢＯＤ（Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｏｘｙｇｅｎ　Ｄｅｍａｎｄ）成分等を除去する。また、フィルタ部２１ｆは、砂により、海水に含まれる微粒子成分を除去する。

　カートリッジフィルタ３０は、前処理部２０の下流側に、接続管Ｐ３を介して接続されている。カートリッジフィルタ３０は、前処理部２０で除去しきれなかった、例えば１～５μｍ程度の微細な異物が高圧ポンプ４０内に入り込まないよう、所定径以上の異物を除去する。

　高圧ポンプ４０は、カートリッジフィルタ３０の下流側に、接続管Ｐ４を介して接続されている。高圧ポンプ４０は、カートリッジフィルタ３０を経た海水を、所定圧力に昇圧し、接続管Ｐ５を通して淡水化処理部５０に送り込む。

　淡水化処理部５０は、脱塩処理を行う。ここで、脱塩処理とは、例えば、海水中の塩分を除去、又は、濃縮させる処理である。この実施形態における淡水化処理部５０は、例えば、逆浸透膜Ｆを用い、海水からイオン成分を除去する。この実施形態では、淡水化処理部５０として、海水用逆浸透膜（Ｓｅａ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｖｅｒｓｅ　Ｏｓｍｏｓｉｓ　Ｍｅｍｂｒａｎｅ）処理装置（逆浸透膜装置）５１と、汽水用逆浸透膜（Ｂｒａｃｋｉｓｈ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｖｅｒｓｅ　Ｏｓｍｏｓｉｓ　Ｍｅｍｂｒａｎｅ）処理装置（逆浸透膜装置）５２と、を備える。

　海水用逆浸透膜処理装置５１は、高圧ポンプ４０の下流側に、接続管Ｐ５を介して接続されている。海水用逆浸透膜処理装置５１は、高圧ポンプ４０で昇圧された海水を、接続管Ｐ５を介して逆浸透膜Ｆに通すことで、塩分（イオン成分）が除去された透過水を得る。得られた透過水は、接続管Ｐ６を介して汽水用逆浸透膜処理装置５２に送り込まれる。海水用逆浸透膜処理装置５１で除去されたイオン成分を含む濃縮水は、接続管Ｐ７を介してエネルギー回収装置６０に送られる。エネルギー回収装置６０を経た濃縮水は、排水管Ｐ８を経て外部（海）に排水される。

　汽水用逆浸透膜処理装置５２は、海水用逆浸透膜処理装置５１の下流側に、接続管Ｐ６を介して接続されている。汽水用逆浸透膜処理装置５２は、海水用逆浸透膜処理装置５１を経た透過水を逆浸透膜Ｆに通すことで、さらにイオン成分を除去し、純水を得る。得られた純水は、供給管Ｐ９を介し、水タンク（図示無し）等に供給される。ここで、得られた純水を飲料用等とする場合には、供給管Ｐ９に設けられた投入部Ｐ１０でミネラルを添加する。汽水用逆浸透膜処理装置５２で除去されたイオン成分を含む濃縮水は、排水管Ｐ１１を介して排水管Ｐ８に排出され、外部（海）に排水される。

　エネルギー回収装置６０は、海水用逆浸透膜処理装置５１から排出される濃縮水からエネルギーを回収する。海水用逆浸透膜処理装置５１から排出される濃縮水は、高圧ポンプ４０によって加圧されている。エネルギー回収装置６０は、接続管Ｐ７から送り込まれる濃縮水の水流によって回転するロータ（水車）６１を備えている。ロータ６１は、加圧された濃縮水によって回転エネルギーを得て、ロータ６１と一体に連結されたロータ６２を回転させる。カートリッジフィルタ３０の下流側には、接続管Ｐ４から分岐する分岐管Ｐ１２が設けられている。カートリッジフィルタ３０を経た海水の一部は、分岐管Ｐ１２を経てエネルギー回収装置６０を通ってロータ６２により海水用逆浸透膜処理装置５１に送り込まれる。このようにして、海水用逆浸透膜処理装置５１に海水を送り込むエネルギーの一部として、エネルギー回収装置６０で回収した濃縮水のエネルギーを用いることができる。

　図２は、上記水処理システムの前処理部の構成を示す図である。
　図２に示すように、前処理部２０は、複数の砂ろ過装置２１と、検出部２５と、表示部２６と、操作部２７と、ろ過速度調整部２８と、を備える。

　この実施形態において、砂ろ過装置２１は、複数（図２の例では２台）が並列に設けられている。一方のろ過装置（ろ過装置）２１Ａは、常時、取水管Ｐ１から海水が通水される。他方のろ過装置（ろ過装置）２１Ｂは、取水管Ｐ１に、開閉弁（第一切替部）Ｖ１を介して接続されている。開閉弁Ｖ１は、通常時は閉状態とされ、砂ろ過装置２１Ｂへの通水はなされていない。

　検出部２５は、前処理部２０と海水用逆浸透膜処理装置５１との間における海水の水質評価値を検出する。検出する水質評価値としては、例えば、ＳＤＩ（Ｓｉｌｔ　Ｄｅｎｃｉｔｙ　Ｉｎｄｅｘ：水処理膜の閉塞に関与する水質指標）、ＢＦＲ（Ｂｉｏｆｉｌｍ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｒａｔｅ：水処理膜面でのバイオフィルム（生物膜）の発生リスクを評価する水質指標）、細菌数（試料水中に存在する細菌の数）、ＡＴＰ（Ａｄｅｎｏｓｉｎｅ　Ｔｒｉ－Ｐｈｏｓｈａｔｅ：全ての生物に存在するエネルギー物質）、ＴＯＣ（Ｔｏｔａｌ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃａｒｂｏｎ（全有機炭素）：有機物の全炭素量）、ＡＯＣ（Ａｓｓｉｍｉｌａｂｌｅ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｃａｒｂｏｎ：生物が同化（Ａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎ）可能な有機物の炭素量）、ＣＯＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｏｘｙｇｅｎ　Ｄｅｍａｎｄ：酸化剤（過酸化マンガンカリウム、二クロム酸カリウム）により、有機物等が分解されるときに消費される酸素量）、ＢＯＤ（Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｏｘｙｇｅｎ　Ｄｅｍａｎｄ：生物が有機物等を分解するときに消費される酸素量）、ＦＴ－ＩＲ（Ｆｏｕｒｉｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ　－　Ｉｎｆｒａｒｅｄ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ（フーリエ変換赤外分光光度計））による有機物特有の構造の検出、ＵＶ吸収量（有機物によるＵｌｔｒａ　Ｖｉｏｌｅｔ（紫外光）の吸収量）等がある。
　検出部２５は、上記したような水質評価値の少なくとも一つを検出する。水質評価値の検出は、前処理部２０と海水用逆浸透膜処理装置５１との間の接続管Ｐ３内にセンサ等を設け、このセンサによって行ってもよい。水質評価値の検出は、更に、前処理部２０と海水用逆浸透膜処理装置５１との間の接続管Ｐ３内からサンプリングした試料により、別途検出作業を行ってもよい。

　表示部２６は、水質評価値に基づいた情報を表示する。表示部２６は、水質評価値に基づいた情報を、例えば、水質評価値そのもの、あるいは水質評価値が予め定めた閾値以上であるか否か等の良否の判定結果として表示することができる。

　操作部２７は、操作者が操作可能な各種のスイッチ等からなる。操作者は、表示部２６に表示された、水質評価値に基づいた情報に応じ、操作部２７を操作する。操作部２７は、操作者の操作に応じて所定の操作信号を送出する。

　ろ過速度調整部２８は、操作部２７から送出される操作信号に基づいて、砂ろ過装置２１における海水のろ過速度を調整する。

　次に、上述した前処理部２０における水処理方法について説明する。
　図３は、前処理部における水処理方法の流れを示す図である。図４は、ろ過速度を低下させた状態における前処理部の通水状況を示す図である。
（水質取得工程）
　図３に示すように、前処理部２０においては、まず、砂ろ過装置２１Ａでろ過処理が施された海水の水質評価値を検出部２５により取得する（ステップＳ１）。

　操作者は、表示部２６に表示される水質評価値に基づいた情報を確認し、ろ過処理が施された海水の水質の良否を判定する（ステップＳ２）。

（ろ過速度変更工程）
　その結果、水質評価値が、予め定めた閾値以上でなければ、ステップＳ１に戻る。
　一方で、海水の水質が悪化し、水質評価値が、予め定めた閾値以上の場合、操作者は、操作部２７で所定の操作を行う。すると、ろ過速度調整部２８は、操作部２７から送出された操作信号に基づいて、砂ろ過装置２１における海水のろ過速度を基準速度から低下させる（ステップＳ３）。
　ろ過速度を低下させるには、開閉弁Ｖ１を開く。すると、図４に示すように、取水管Ｐ１を通って前処理部２０に送り込まれる海水は、分流して砂ろ過装置２１Ａ，２１Ｂの双方に通水される。その結果、砂ろ過装置２１Ａ，２１Ｂのそれぞれにおいては、ろ過速度が５０％に低下する。
　このとき、砂ろ過装置２１Ａ，２１Ｂのそれぞれにおいては、ろ過速度が５０％に低下するものの、２台の砂ろ過装置２１Ａ，２１Ｂで海水をろ過するため、全体としてのろ過処理量は変わらない。

　ここで、図５は、ろ過速度を変動させたときの、ろ過後の水質評価値の変化を示す図である。この図５において、横軸はろ過速度（ろ過流速）である。縦軸は、ろ過速度を５～１５ｍ／Ｈの範囲で変化させたときのＳＤＩ値の、ろ過速度１０ｍ／ＨにおけるＳＤＩ値（基準値）に対する差である。
　図５に示すように、ろ過速度を低下させると、基準値（１０ｍ／Ｈ）よりもＳＤＩ値が小さくなる。すなわち、ろ過速度を低下させると、ろ過後の水質が向上している。
　したがって、砂ろ過装置２１Ａ，２１Ｂのそれぞれにおいては、ろ過速度を、砂ろ過装置２１Ａにおける通常時のろ過速度よりも低下させることで、ろ過性能を向上させることができる。

　ろ過速度を基準速度から低下させた後も、所定のタイミングで、砂ろ過装置２１Ａ，２１Ｂでろ過処理が施された海水の水質評価値を検出部２５により取得する（ステップＳ４）。

　操作者は、表示部２６に表示される水質評価値に基づいた情報を確認し、ろ過処理が施された海水の水質の良否を判定する（ステップＳ５）。

（ろ過速度変更工程）
　その結果、水質評価値が、予め定めた閾値以上のままであれば、ステップＳ４に戻る。
　一方、水質評価値が、予め定めた閾値よりも低い値となっていた場合、開閉弁Ｖ１を閉じ、低下させていた砂ろ過装置２１Ａにおける海水のろ過速度を基準速度に復帰させる（ステップＳ６）。

　したがって、上述した第一実施形態の水処理方法及び水処理システムによれば、ろ過処理が施された海水の水質評価値が予め定めた閾値以上となった際、海水のろ過速度を基準速度から低下させる。これにより、ろ過後の水質が向上する。したがって、海水の水質変動が起きた場合、ろ過後の水質が過度に低下してしまうのを抑制することができる。
　また、ろ過処理は、フィルタ部２１ｆに、生物膜が形成されたろ材層を用いた砂ろ過装置２１で行う。
　この砂ろ過装置２１は、凝集剤やｐＨ調整剤等の投入等を行わない場合、海水の水質変動により、ろ過処理性能の安定性が影響受け易い。しかし、砂ろ過装置２１でろ過処理を行う場合、上述したように海水の水質変動が起きた場合にろ過速度を低下させることで、ろ過処理性能を有効に安定させることができる。

　さらに、ろ過速度変更工程では、海水が通水される砂ろ過装置２１の数を増加させるとともに、複数の砂ろ過装置２１に対して海水を分流させて通水することで、一つ一つの砂ろ過装置２１におけるろ過速度を低下させる。これにより、複数の砂ろ過装置２１の全体での処理水量が低減するのを抑えることができる。したがって、前処理部２０における処理水量の低減を抑えつつ、ろ過後の水質の変動を抑制することができる。
　このようにして、上述した水処理方法及び水処理システム１０によれば、海水の水質変動が起きた場合であっても、ろ過水質の変動を抑制することができる。

（第一実施形態の第一変形例）
　図６は、上記第一実施形態の第一変形例における前処理部の構成を示す図である。
　この図６に示すように、前処理部２０は、砂ろ過装置２１Ａ，２１Ｂの下流側に、砂ろ過装置（ろ過装置）２１Ｃを直列に設けるようにしてもよい。

　このような前処理部２０では、ろ過処理は、直列に設けられた複数段の砂ろ過装置２１Ａおよび２１Ｂと、砂ろ過装置２１Ｃとに、海水を順次通水することで行う。ろ過処理が施された海水の水質評価値が予め定めた閾値以上となった際、開閉弁Ｖ１を開く。すると、取水管Ｐ１を通って前処理部２０に送り込まれる海水は、まず、上流側の砂ろ過装置２１Ａ，２１Ｂの双方に通水される。その結果、砂ろ過装置２１Ａ，２１Ｂのそれぞれにおいては、ろ過速度が５０％に低下する。
　砂ろ過装置２１Ａ，２１Ｂでろ過された被処理水は、下流側の砂ろ過装置２１Ｃに合流して通水される。これにより、下流側の砂ろ過装置２１Ｃでは、ろ過速度が低下しない。

　このように、上流側である一段目の砂ろ過装置２１Ａ，２１Ｂでろ過速度を低下させることで、下流側の砂ろ過装置２１Ｃには、前端側の砂ろ過装置２１Ａ，２１Ｂでろ過後の水質が向上した海水が送られる。したがって、下流側の砂ろ過装置２１Ｃでは、ろ過前の海水の水質変動の影響を受けにくく、安定した水質でろ過を行うことができる。

　上記前処理部２０では、一段目の砂ろ過装置２１Ａ，２１Ｂの下流側に、二段目の砂ろ過装置２１Ｃを直列に設けるようにしたが、さらには、３段目以降の砂ろ過装置を直列に設けてもよい。

　図７は、一段目の砂ろ過装置でろ過速度を一定とし、二段目の砂ろ過装置のろ過速度を変化させたときの、二段目の砂ろ過装置におけるろ過後の水質評価値の変化を示す図である。
　ここでは、一段目には砂ろ過装置２１Ａを設けて、二段目には並列に配置された２つの砂ろ過装置２１を設けた。一段目の砂ろ過装置２１Ａは、ろ過速度を１２ｍ／Ｈに固定し、二段目の砂ろ過装置２１では、一方の砂ろ過装置２１のろ過速度を１２ｍ／Ｈに固定し、他方の砂ろ過装置２１のろ過速度を５～１８ｍ／Ｈに変化させた。このときの、他方の砂ろ過装置２１でろ過した水の水質（ＳＤＩ）の、一方の砂ろ過装置２１でろ過した水の水質（ＳＤＩ）に対する差を評価した。
　その結果、二段目の砂ろ過装置２１では、上述した一段目の砂ろ過装置２１とは異なり、ろ過速度を変化させてもろ過した水の水質への影響は小さい。これらの１段目及び２段目の流速をそれぞれ変えた結果は、１段目のろ過装置２１Ａと２段目のろ過装置２１Ｂとで機能が異なるために生じたものと考えられる。すなわち、１段目のろ過装置２１Ａは生物膜によるろ過としての機能が主であり、２段目のろ過装置２１Ｂは物理的なろ過の機能が主であるために、１段目のろ過装置でろか流速を変えた結果と２段目のろ過装置でろか流速を変えた結果が異なったものと考えられる。

（第一実施形態の第二変形例）
　図８は、上記第一実施形態の第二変形例における前処理部の構成を示す図である。
　この図８に示すように、前処理部２０は、前処理部２０と海水用逆浸透膜処理装置５１（図１参照）との間における海水の水質評価値を検出する検出部２５と、ろ過速度調整部２８Ｂと、を備える。

　この第二変形例において、ろ過速度調整部２８Ｂは、検出部２５で検出した水質評価値の情報を、電気的な信号により検出部２５から受け取る。ろ過速度調整部２８Ｂは、水質評価値の値が予め定めた閾値以上となった際に、上記第一実施形態と同様に、砂ろ過装置２１Ａ，２１Ｂにおける海水のろ過速度を低下させる。すなわち、上記第一実施形態のように、操作者が介在する必要が無い。

　このようにして、ろ過処理が施された海水の水質が低下した場合に、海水のろ過速度を自動的に低下させることで、砂ろ過装置２１Ａ，２１Ｂにおけるろ過後の水質が向上する。したがって、海水の水質変動が起きた場合に迅速にろ過速度を低下させて、ろ過後の水質が過度に低下してしまうことを抑制できる。

（第二実施形態）
　次に、この発明にかかる水処理方法及び水処理システムの第二実施形態について説明する。以下に説明する第二実施形態においては、第一実施形態と前処理部の構成のみが異なるので、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、水処理システム１０の全体構成等、重複説明を省略する。
　図９は、上記水処理方法及び水処理システムの第二実施形態における前処理部の構成を示す図である。図１０は、上記水処理方法及び水処理システムの第二実施形態における前処理部において、ろ過速度を抑えている状態を示す図である。
　図９に示すように、この実施形態における前処理部２０（処理部）は、互いに並列に配置された複数の砂ろ過装置（ろ過装置）２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆを含むろ過装置群Ｒを備えている。さらに、前処理部２０は、砂ろ過装置２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆをそれぞれ含む複数段（図９の例では二段）のろ過装置群Ｒ１，Ｒ２を、前後に直列に備えている。

　前処理部２０は、下流側のろ過装置群Ｒ２の一部の砂ろ過装置２１Ｄが、上流側のろ過装置群Ｒ１の砂ろ過装置２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆに並列に接続されるように切り替える開閉弁（第二切替部）Ｖ１１～Ｖ１４を有している。

　開閉弁Ｖ１１は、上流側のろ過装置群Ｒ１の砂ろ過装置２１Ｄと、下流側のろ過装置群Ｒ２の砂ろ過装置２１Ｄとの間を接続する連結管Ｐ２１に設けられている。
　開閉弁Ｖ１２は、下流側のろ過装置群Ｒ２の砂ろ過装置２１Ｄと、接続管Ｐ３とを連結する連結管Ｐ２２に設けられている。

　開閉弁Ｖ１３は、並列接続管Ｐ２４に設けられている。さらに、開閉弁Ｖ１４は、並列接続管Ｐ２５に設けられている。
　並列接続管Ｐ２４と並列接続管Ｐ２５は、下流側のろ過装置群Ｒ２の砂ろ過装置２１Ｄを上流側のろ過装置群Ｒ１の砂ろ過装置２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆと並列に接続する。
　並列接続管Ｐ２４は、上流側のろ過装置群Ｒ１の砂ろ過装置２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆの上流側から分岐して、下流側のろ過装置群Ｒ２の砂ろ過装置２１Ｄの上流側に接続されている。
　並列接続管Ｐ２５は、下流側のろ過装置群Ｒ２の砂ろ過装置２１Ｄの下流側から、上流側のろ過装置群Ｒ１の砂ろ過装置２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆの下流側（例えば、連結管Ｐ２３）に合流するように接続されている。

　このような前処理部２０では、通常時は、開閉弁Ｖ１３，Ｖ１４を閉状態としておく。すると、取水管Ｐ１から取水した海水は、上流側のろ過装置群Ｒ１の砂ろ過装置２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆに分流して通水される。上流側のろ過装置群Ｒ１の砂ろ過装置２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆでろ過されたろ過水は、それぞれ下流側のろ過装置群Ｒ２の砂ろ過装置２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆでさらにろ過される。

　前処理部２０では、ろ過処理が施された海水の水質が低下した場合に、図３に示した流れと同様にして、海水のろ過速度を低下させる。
（水質取得工程）
　すなわち、前処理部２０においては、まず、ろ過装置群Ｒ１，Ｒ２でろ過処理が施された海水の水質評価値を検出部２５により取得する（ステップＳ１）。

（ろ過速度変更工程）
　その結果、水質評価値が、予め定めた閾値以上の場合、操作者は、操作部２７で所定の操作を行う。ろ過速度調整部２８は、操作部２７から送出された操作信号に基づいて、開閉弁Ｖ１１，Ｖ１２を閉じるとともに、開閉弁Ｖ１３，Ｖ１４を開く。
　すると、図１０に示すように、下流側のろ過装置群Ｒ２の一部の砂ろ過装置２１Ｄが、上流側のろ過装置群Ｒ１の砂ろ過装置２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆに並列に接続される。これにより、取水管Ｐ１から取水した海水は、上流側のろ過装置群Ｒ１の砂ろ過装置２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆと、下流側のろ過装置群Ｒ２の砂ろ過装置２１Ｄと、に分岐して並行に流れる。上流側のろ過装置群Ｒ１の砂ろ過装置２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆ及び下流側のろ過装置群Ｒ２の砂ろ過装置２１Ｄでろ過されたろ過水は、下流側のろ過装置群Ｒ２の砂ろ過装置２１Ｅ，２１Ｆでさらにろ過される。

　このようにして、上流側である一段目のろ過装置群Ｒ１において、海水が通水される砂ろ過装置２１の数を増加させることで、一段目のろ過装置群Ｒ１の一つ一つの砂ろ過装置２１におけるろ過速度が低下する（ステップＳ３）。

　このように構成することで、海水を通水する砂ろ過装置２１の数を増加させつつ、一つ一つの砂ろ過装置２１のろ過速度を低下させると、前処理部２０全体での処理水量が低減するのを抑えることができる。
　例えば、図９の状態のまま、一段目のろ過装置群Ｒ１の砂ろ過装置２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆでのろ過速度を５０％に低下させると、二段目のろ過装置群Ｒ２の砂ろ過装置２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆを経てろ過されるろ過水は、合計１５０％分のろ過水量となってしまう。
　これに対し、図１０の状態では、一段目のろ過装置群Ｒ１の砂ろ過装置２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆ及び二段目のろ過装置群Ｒ２のろ過速度を５０％に低下させても、二段目のろ過装置群Ｒ２の砂ろ過装置２１Ｅ，２１Ｆを経てろ過されるろ過水は、合計２００％分のろ過水量を得ることができる。
　このようにして、ろ過水量（処理水量）の低減を抑えつつ、ろ過後の水質の変動を抑制することができる。

　この場合も、ろ過速度を基準速度から低下させた後、所定のタイミングで、砂ろ過装置２１Ａ，２１Ｂでろ過処理が施された海水の水質評価値を検出部２５により取得する（ステップＳ４）。

（ろ過速度変更工程）
　その結果、水質評価値が、予め定めた閾値以上のままであれば、ステップＳ４に戻る。
　一方、水質評価値が、予め定めた閾値よりも低い値となっていた場合、開閉弁Ｖ１１，Ｖ１２を開くとともに、開閉弁Ｖ１３，Ｖ１４を閉じ、低下させていた一段目のろ過装置群Ｒ１の砂ろ過装置２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆ及び二段目のろ過装置群Ｒ２のろ過速度を基準速度に復帰させる（ステップＳ６）。

　上述した第二実施形態の前処理部２０は、二段目のろ過装置群Ｒ２のうちの一部の砂ろ過装置２１Ｄを、一段目のろ過装置群Ｒ１を構成する砂ろ過装置２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆに並列に連結させ、二段目のろ過装置群Ｒ２の砂ろ過装置２１Ｄと、一段目の砂ろ過装置２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆとに対して並行に海水を通水することで、一段目の砂ろ過装置２１の数を増加させることができる。このように、海水が通水される砂ろ過装置２１の数を増加させさせるとともに、複数の砂ろ過装置２１に海水を分流させて通水することで、一つ一つの砂ろ過装置２１におけるろ過速度を低下させることができ、前処理部２０における処理水量の低減を抑えつつ、ろ過後の水質の変動を抑制することができる。しかも、下流側の複数の砂ろ過装置２１のうちの一部の砂ろ過装置２１を一段目の砂ろ過装置２１としても用いることで、予備の砂ろ過装置２１等を備える必要が無い。

（その他の変形例）
　この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。

　例えば、ろ過装置として砂ろ過装置２１を例に挙げたが、その具体的な構成は何ら限定するものではない。さらに、砂ろ過装置２１以外のろ過装置を、前処理部のろ過装置に用いることもできる。

　さらに、上述した各実施形態においては、前処理部２０が生物膜を有する場合を一例に説明した。しかし、前処理部２０は、生物膜を有する場合に限られない。さらに、無薬注前処理を行う場合を一例に説明したが、脱塩処理の前処理でろ過を行う構成であればよく、無薬注前処理以外の前処理を行っても良い。

　さらに、砂ろ過装置２１を並列、直列に接続する数は、適宜変更することができる。つまり、砂ろ過装置２１の並列に接続する数を４つ以上にしたり、直列に接続したりする数を３つ以上にしてもよい。

　淡水化処理部５０を、海水用逆浸透膜処理装置５１と、汽水用逆浸透膜処理装置５２とを備える構成としたが、これに限らない。海水用逆浸透膜処理装置５１のみを淡水化処理部５０に備えるようにしてもよい。
　また、前処理部２０に海水を送り込む上流で、取水管Ｐ１に接続された投入口Ｐ２から、凝集剤やｐＨ調整剤等を投入するようにしてもよい。

　これ以外にも、例えば、上記各実施形態及びその変形例では、海水を淡水化する水処理システムを例に挙げたが、それ以外の用途の水処理システムに対しても、本発明を有効に適用することができる。

　この発明は、海水を淡水化処理する等の水処理システムに適用できる。この発明の水処理方法及び水処理システムによれば、被処理水の水質変動が起きた場合であってもろ過水質の変動を抑制することができる。

１０　水処理システム
２０　前処理部（処理部）
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ、２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆ　砂ろ過装置（ろ過装置）
２１ｆ　フィルタ部（ろ材層）
２５　検出部
２６　表示部
２７　操作部
２８，２８Ｂ　ろ過速度調整部
３０　カートリッジフィルタ
４０　高圧ポンプ
５０　淡水化処理部
５１　海水用逆浸透膜処理装置（逆浸透膜装置）
５２　汽水用逆浸透膜処理装置（逆浸透膜装置）
６０　エネルギー回収装置
６１，６２　ロータ
Ｆ　逆浸透膜
Ｐ１　取水管
Ｐ２　投入口
Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７　接続管
Ｐ８　排水管
Ｐ９　供給管
Ｐ１０　投入部
Ｐ１１　排水管
Ｐ１２　分岐管
Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２６　連結管
Ｐ２４，Ｐ２５　並列接続管
Ｒ，Ｒ１，Ｒ２　ろ過装置群
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６　工程
Ｖ１　開閉弁（第一切替部）
Ｖ１１～Ｖ１４　開閉弁（第二切替部）

Claims

　脱塩処理を行う前のろ過処理が施された被処理水の水質評価値を取得する水質取得工程と、
　取得した前記水質評価値の値が予め定めた閾値以上となった際に、前記被処理水のろ過速度を基準速度から低下させるろ過速度変更工程と、
を含む水処理方法。
　前記ろ過速度変更工程は、前記被処理水が通水されるろ過装置の数を増加させるとともに、複数の前記ろ過装置に前記被処理水を分流させてそれぞれ通水することで、一つ一つの前記ろ過装置における前記ろ過速度を低下させる請求項１に記載の水処理方法。
　前記ろ過処理は、複数段のろ過装置に前記被処理水を順次通水し、
　前記ろ過速度変更工程は、一段目の前記ろ過装置のろ過速度を二段目以降の前記ろ過装置のろ過速度よりも低下させる請求項２に記載の水処理方法。
　二段目以降の前記ろ過装置の少なくとも一部を並列に複数配置し、
　前記ろ過速度変更工程は、二段目以降の並列に配置された複数の前記ろ過装置のうち、一部の前記ろ過装置と、一段目の前記ろ過装置とに前記被処理水を分流させてそれぞれ通水することで、前記一段目の前記ろ過装置に通水する被処理水のろ過速度を低下させる請求項３に記載の水処理方法。
　前記ろ過速度を低下させた状態で、前記水質評価値が予め定めた閾値以上となった際に、前記ろ過速度を前記基準速度に戻す請求項１から４の何れか一項に記載の水処理方法。
　通水される被処理水にろ過処理を施すろ過装置を備えた処理部と、
　前記ろ過処理が施された被処理水を濃縮水と淡水とに分離する逆浸透膜装置と、
　前記処理部と前記逆浸透膜装置との間における前記被処理水の水質評価値を検出する検出部と、
　前記水質評価値に基づいた情報を表示する表示部と、
　操作者が操作可能な操作部と、
　前記表示部に表示された前記情報に応じてなされる前記操作部の操作によって送出される操作信号に基づいて、前記ろ過装置における前記被処理水のろ過速度を低下させるろ過速度調整部と、
を備える水処理システム。
　通水される被処理水にろ過処理を施すろ過装置を備えた処理部と、
　前記ろ過処理が施された被処理水を濃縮水と淡水とに分離する逆浸透膜装置と、
　前記処理部と前記逆浸透膜装置との間における前記被処理水の水質評価値を検出する検出部と、
　前記水質評価値の値が予め定めた閾値以上となった際に、前記ろ過装置における前記被処理水のろ過速度を低下させるろ過速度調整部と、
　を備える水処理システム。
　前記処理部は、
　互いに並列に配置された複数のろ過装置を含むろ過装置群と、
　前記ろ過装置への通水及び非通水を切り替える第一切替部と、を有し、
　前記ろ過速度調整部は、前記第一切替部を切り替えることによって前記ろ過装置群において前記被処理水が通水されるろ過装置の数を増加させて前記ろ過速度を低下させる請求項６または７に記載の水処理システム。
　前記処理部は、互いに並列に配置された複数のろ過装置を含むろ過装置群を有するとともに、前記ろ過装置群が、互いに直列に複数段に設けられ、
　前記処理部は、二段目以降の前記ろ過装置群の一部の前記ろ過装置が一段目の前記ろ過装置群のろ過装置に並列に接続されるように切り替える第二切替部を有し、
　前記ろ過速度調整部は、前記第二切替部を切り替えることによって、一段目の前記ろ過装置群の前記ろ過装置の数を増加させて、一段目の前記ろ過装置群の前記ろ過装置における前記ろ過速度を低下させる請求項６から８の何れか一項に記載の水処理システム。