WO2018026020A1 - 分離膜モジュールの詰まり箇所特定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、造水システム及び造水方法 - Google Patents

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

Info

Publication number
WO2018026020A1
WO2018026020A1 PCT/JP2017/028499 JP2017028499W WO2018026020A1 WO 2018026020 A1 WO2018026020 A1 WO 2018026020A1 JP 2017028499 W JP2017028499 W JP 2017028499W WO 2018026020 A1 WO2018026020 A1 WO 2018026020A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
separation membrane
membrane module
change
initial value
resistance
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/028499
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
和希 羽川
大嗣 楯岡
一憲 富岡
新谷 昌之
Original Assignee
東レ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 東レ株式会社 filed Critical 東レ株式会社
Priority to US16/323,186 priority Critical patent/US11141701B2/en
Priority to KR1020197003228A priority patent/KR102329058B1/ko
Priority to CN201780048914.7A priority patent/CN109562965B/zh
Priority to JP2018532016A priority patent/JP6607319B2/ja
Publication of WO2018026020A1 publication Critical patent/WO2018026020A1/ja

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/22Controlling or regulating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/02Hollow fibre modules
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D65/00Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/02Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D65/00Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/08Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D65/00Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/10Testing of membranes or membrane apparatus; Detecting or repairing leaks
    • B01D65/109Testing of membrane fouling or clogging, e.g. amount or affinity
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/08Hollow fibre membranes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/008Control or steering systems not provided for elsewhere in subclass C02F
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2311/00Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/24Quality control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2313/00Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/48Mechanisms for switching between regular separation operations and washing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2313/00Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/64Bar codes; Data storage means; RFID
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2313/00Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/70Control means using a programmable logic controller [PLC] or a computer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2313/00Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/70Control means using a programmable logic controller [PLC] or a computer
    • B01D2313/701Control means using a programmable logic controller [PLC] or a computer comprising a software program or a logic diagram
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2321/00Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/04Backflushing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2321/00Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/16Use of chemical agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2321/00Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/16Use of chemical agents
    • B01D2321/167Use of scale inhibitors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2321/00Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/18Use of gases
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2321/00Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/40Automatic control of cleaning processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/444Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by ultrafiltration or microfiltration
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/007Contaminated open waterways, rivers, lakes or ponds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/005Processes using a programmable logic controller [PLC]
    • C02F2209/006Processes using a programmable logic controller [PLC] comprising a software program or a logic diagram
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/03Pressure
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00Specific treatment goals
    • C02F2303/16Regeneration of sorbents, filters

Definitions

  • the present invention relates to a separation membrane module and a water production system for treating natural water such as river water, lake water and seawater, sewage wastewater, and industrial wastewater.
  • the membrane separation method has features such as energy saving space and improved filtered water quality, and its use in various fields is expanding.
  • microfiltration membranes and ultrafiltration membranes can be applied to water purification processes for producing industrial water and tap water from river water, groundwater and sewage treated water, pretreatment in seawater desalination reverse osmosis membrane treatment processes, Application to manufacturing process in the field.
  • Patent Documents 1 and 2 describe that the washing time of back pressure washing is controlled according to the measured value of the membrane differential pressure during filtration, or back pressure washing.
  • a method for controlling the frequency of physical cleaning such as air cleaning is proposed.
  • the present invention is to provide a fresh water generation system capable of efficiently removing accumulated substances in a separation membrane module and enabling stable operation.
  • the present invention has the following characteristics.
  • a computer-readable recording medium recording a clogging site specifying program for a separation membrane module, which functions as a clogging site specifying means for specifying a clogging site of the separation membrane module from the filtration resistance and the resistance above the separation membrane module.
  • a change amount recording means for recording the amount of change from the initial value of R1-R3, the amount of change from the initial value of R2- (R1-R3), and the amount of change from the initial value of R3;
  • the change amount recording means functions as a change amount comparison means for comparing the change amounts, and the result of the change amount comparison means is that the change amount from the initial value of R1-R3 is the initial value of R2- (R1-R3).
  • control a for performing air cleaning while raising and lowering the primary liquid level in the separation membrane module, control for extending the process time of the drainage process b, wherein the primary side of the separation membrane module is pressurized with air during the drainage process, and further functions as a control means for selecting at least one of the controls c for performing the pressurized drainage for drainage.
  • a change rate recording means for recording the rate of change from the initial value of R1-R3, the rate of change from the initial value of R2- (R1-R3), and the rate of change from the initial value of R3;
  • the change rate recording means functions as a change rate comparison means for comparing the change rates, and the result of the change rate comparison means is that the change rate from the initial value of R1-R3 is the initial value of R2- (R1-R3).
  • control a for performing air cleaning while raising and lowering the liquid level on the primary side in the separation membrane module, and extending the process time of the drainage process
  • Control b which further functions as a control means for selecting at least one of the controls c for pressurizing and draining the primary side of the separation membrane module with air during the drainage process
  • a change amount recording means for recording the amount of change from the initial value of R1-R3, the amount of change from the initial value of R2- (R1-R3), and the amount of change from the initial value of R3;
  • the change amount recording means functions as a change amount comparison means for comparing the change amounts, and the result of the change amount comparison means indicates that the change amount from the initial value of R3 is the change amount from the initial value of R1-R3 and
  • the control d for supplying the treated water in the reverse direction from the nozzle for discharging the washing wastewater of the separation membrane module, the primary side of the separation membrane module After the water is discharged and emptied, the counter pressure washing pump 7 is operated to further function as a control means for selecting at least one of the controls e for washing the separation membrane module. 2) or A computer-readable recording medium according to 4).
  • a change rate recording means for recording the rate of change from the initial value of R1-R3, the rate of change from the initial value of R2- (R1-R3), and the rate of change from the initial value of R3;
  • the change rate recording means functions as a change rate comparison means for comparing the change rates, and the result of the change rate comparison means is that the change rate from the initial value of R3 is the change rate from the initial value of R1-R3 and R2 -When the rate of change from the initial value of (R1-R3) is greater, the control d for supplying the treated water in the reverse direction from the nozzle for discharging the washing waste water of the separation membrane module, the primary side of the separation membrane module After the water is discharged and emptied, the counter pressure washing pump 7 is operated to further function as a control means for selecting at least one of the controls e for washing the separation membrane module. (2 ) Or ( A computer-readable recording medium according to).
  • a change amount recording means for recording the amount of change from the initial value of R1-R3, the amount of change from the initial value of R2- (R1-R3), and the amount of change from the initial value of R3;
  • the change amount recording means functions as a change amount comparison means for comparing the change amounts, and the change amount comparison means shows that the change amount from the initial value of R2- (R1-R3) is the initial value of R1-R3.
  • control f for supplying the chemical solution to the separation membrane module and cleaning the separation membrane module, back pressure washing time, and empty washing time
  • control means for selecting at least one of the control g for changing at least one of the control g for changing the pressure g, the back pressure washing flow rate in the back pressure washing process, and the air amount in the empty washing process.
  • a change rate recording means for recording the rate of change from the initial value of R1-R3, the rate of change from the initial value of R2- (R1-R3), and the rate of change from the initial value of R3;
  • the change rate recording means functions as a change rate comparison means for comparing the change rates, and the result of the change rate comparison means is that the change rate from the initial value of R2- (R1-R3) is the initial value of R1-R3.
  • control f for supplying the chemical solution to the separation membrane module and washing the separation membrane module, back pressure washing time, and empty washing time
  • control means for selecting at least one of the control g for changing at least one of the control g for changing the pressure g, the back pressure washing flow rate in the back pressure washing process, and the air amount in the empty washing process.
  • the computer is further operated as an operation data recording means for recording operation data of the filtration process and the cleaning process, and as a recording period setting means for setting the operation data recording period to a different period for each of the filtration process and the cleaning process.
  • the computer-readable recording medium according to any one of (2) to (4), wherein the recording medium is made to function.
  • the pressure data recording means for recording the pressure difference of the separation membrane module and the filtration flow rate in the filtration step of pumping the water to be treated from the primary side to the secondary side of the separation membrane module.
  • Filtration flow rate data recording means prediction means for predicting the timing of chemical cleaning or replacement of the separation membrane module based on the data of the filtration flow rate data recording means or the pressure data recording means, and the filtration flow rate data recording means or Analysis means for analyzing any filtration index of filtration differential pressure change or filtration flow rate change recorded by the pressure data recording means, and filtration of either filtration pressure or filtration flow rate from the filtration index obtained by the analysis means
  • the computer-readable medium according to any one of (1) to (11), further functioning as a predicting means for predicting a characteristic change. Recording medium that can be taken.
  • the prediction means has a function of displaying a prediction curve as a basic graph and periodically making a new prediction according to the change in the filtration flow rate or the pressure difference.
  • the computer-readable recording medium as described.
  • the fresh water generation system includes a computer, and the computer includes a resistance at a lower portion of the separation membrane module, a hollow fiber membrane.
  • a dewatering system characterized by identifying clogging of a separation membrane module, which functions as a clogging location identifying means for identifying a clogging location of a separation membrane module from the filtration resistance of the membrane and the resistance at the top of the separation membrane module.
  • the difference in resistance between the primary side inlet side and the outlet side of the separation membrane module (first resistance R1) in the step of supplying the water to be treated to the primary side of the separation membrane module, and the water to be treated Difference in resistance between the primary side inlet and the secondary side outlet of the separation membrane module (second resistance R2) in the filtration step of pumping from the primary side to the secondary side of the separation membrane module, from the secondary side of the separation membrane module
  • the first resistance obtained by the difference calculating means is caused to function as a difference calculating means for calculating a difference (third resistance R3) of the resistance on the primary side of the separation membrane module in the back pressure washing process for permeating to the primary side.
  • the clogged portion of the separation membrane module is identified from the calculation of R1-R3, R2- (R1-R3) using R1, the second resistor R2, and the third resistor R3. Fresh water system.
  • the difference in resistance between the primary side inlet side and the outlet side of the separation membrane module (first resistance R1), the water to be treated Difference in resistance between the primary side inlet and the secondary side outlet of the separation membrane module (second resistance R2) in the filtration step of pumping from the primary side to the secondary side of the separation membrane module, from the secondary side of the separation membrane module It is obtained by the difference calculation means by functioning as a difference calculation means for calculating the difference (third resistance R3 ′) between the secondary side and primary side resistances of the separation membrane module in the back pressure washing process for permeation to the primary side.
  • the separation membrane module is clogged from the calculation of (R1 + R2) ⁇ R3 ′, (R1 + R3 ′) ⁇ R2, (R2 + R3 ′) ⁇ R1 using the first resistor R1, the second resistor R2, and the third resistor R3 ′.
  • Change amount recording means for recording the change amount from the initial value of R1-R3, the change amount from the initial value of R2- (R1-R3), the change amount from the initial value of R3, and the change amount recording
  • Change amount comparing means for comparing the change amounts from the means, and the result of the change amount comparison means is that the change amount from the initial value of R2- (R1-R3) is the change amount from the initial value of R1-R3 and R3
  • control f for supplying a chemical solution to the separation membrane module to clean the separation membrane module
  • control g for changing at least one of the back pressure washing time and the empty washing time
  • g (15) or (18) characterized in that at least one of control h for changing at least one of a back pressure washing flow rate during the back pressure washing process and an air amount during the air washing process is performed.
  • Fresh water system
  • control f for supplying the chemical solution to the separation membrane module and cleaning the separation membrane module, the control g for changing at least one of the back pressure washing time and the empty washing time, reverse The structure according to (15) or (18), wherein at least one of control h for changing at least one of a back pressure washing flow rate during the pressure washing process and an air amount during the empty washing process is performed. Water system.
  • a fresh water generation method characterized by identifying a blockage point of a module.
  • the first resistance R1, the second resistance R2, and the third resistance R3 ′ are calculated based on pressure data with a permeation flow rate constant in the difference calculation, Fresh water generation method.
  • the clogging location in the separation membrane module can be identified, and the separation membrane module is efficiently washed, It becomes possible to obtain treated water stably over a long period of time.
  • FIG. 1 is an apparatus schematic flow diagram showing an example of a fresh water generation system and a fresh water generation method to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic view showing an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing a prediction curve of the present invention.
  • the present invention relates to a computer-readable recording medium, a fresh water generation system, and a fresh water generation method in which a program for specifying a clogged portion of a separation membrane module is recorded.
  • the apparatus to which the present invention is applied includes, for example, as shown in FIG.
  • a treated water supply pump 1 that supplies treated water
  • a treated water supply valve 2 that is opened when the treated water is supplied
  • Separation membrane module 3 for filtering treated water
  • an air vent valve 4 that is opened when performing back-pressure washing or air washing
  • a treated water discharge valve 5 that is opened during membrane filtration
  • treated water storage for storing treated water
  • a tank 6, a reverse pressure washing pump 7 that supplies the treated water to the separation membrane module 3 and performs reverse pressure washing
  • a back pressure washing valve 8 that opens when the back pressure washing is performed
  • the chemical solution supply pump 9 for supplying the chemical solution, the chemical solution storage tank 10 for storing the chemical solution, the air blower 11 that is an air supply source for the air cleaning of the separation membrane module 3, and the air is supplied to the lower portion of the separation membrane module 3 for air cleaning.
  • An air cleaning valve 12 that is opened when the A drain valve 13 which is opened when draining the treated water or the washing waste water on the primary side of the module 3, the treated water supply valve 14 to the primary side, the treated water bypass valve 15, and the supply pressure sensor on the primary side.
  • P1 16 a primary side outlet pressure sensor (P3) 17 and a secondary side pressure sensor (P2) 18 are provided.
  • the water to be treated is a solution to be treated using the separation membrane module, and examples thereof include river water, groundwater, seawater, sewage treated water, factory wastewater, and culture solution.
  • the pore size of the separation membrane used in the separation membrane module 3 is not particularly limited as long as it is porous, but depending on the desired property of the water to be treated and the amount of water, an MF membrane (microfiltration membrane) or a UF membrane ( Ultrafiltration membrane) is used, or both are used in combination.
  • an MF membrane microfiltration membrane
  • a UF membrane Ultrafiltration membrane
  • either the MF membrane or the UF membrane may be used.
  • the UF membrane when removing viruses or high molecular organic substances, it is preferable to use the UF membrane.
  • Examples of the shape of the separation membrane include a hollow fiber membrane, a flat membrane, a tubular membrane, and a monolith membrane, and any of them may be used.
  • the material of the separation membrane is polyethylene, polypropylene, polyacrylonitrile, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, polychlorotrifluoroethylene, polytetrafluoroethylene, polyvinyl fluoride, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • Polysulfone cellulose acetate
  • polyvinyl alcohol polyethersulfone
  • ceramics and other inorganic materials such as ceramics
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • Polyacrylonitrile from the viewpoint that the strong is more preferable.
  • the separation membrane module 3 has a separation membrane inserted in the case, and has at least a treated water supply nozzle, a treated water discharge nozzle, and a treated water discharge nozzle for discharging treated water.
  • the shape of the case may be either a cylindrical shape or a polygonal shape.
  • the “primary side” is a side to which treated water is supplied in the space partitioned by the separation membrane, and the “secondary side” is filtered water obtained by filtering the treated water through the separation membrane. That is the side.
  • the computer 21 that obtains the operation data from the fresh water generation system 20 functions as an operation data recording unit that records the operation data of the filtration process and the cleaning process, and a clogging location specifying program 22 is introduced into the computer 21.
  • the treated water is supplied to the primary side in the separation membrane module 3 by operating the treated water supply pump 1 and opening the treated water supply valve 2 and the air vent valve 4.
  • the pressure difference ( ⁇ P1) between the primary side inlet side and the outlet side of the separation membrane module in the process water supply step is measured and calculated by using the primary side supply pressure sensor 16 and the primary side outlet pressure sensor 17.
  • the pressure data is recorded in the pressure data recording means 31-a.
  • the treated water moves from the secondary side in the separation membrane module 3 to a filtration step in which the treated water is transferred to the treated water storage tank 6 through the treated water discharge valve 5.
  • the air vent valve 4, the counter pressure washing valve 8, the air washing valve 12, and the drain valve 13 are all closed.
  • the pressure difference between the primary side and the secondary side of the separation membrane module at the start of the filtration process (referred to as “filtration differential pressure”) ( ⁇ P2) is measured using the supply pressure sensor 16 and the secondary pressure sensor 18 on the primary side.
  • the difference is calculated and recorded in the pressure data recording means 31-a.
  • the filtration flow rate during the filtration step is recorded in the filtration flow rate data recording means 31-b.
  • Filtration methods include total volume filtration method and cross flow filtration method.
  • filtration is performed while draining a part of the water to be treated from the primary side of the separation membrane module without fully closing the air vent valve 4 during the filtration step.
  • Either filtration method may be used, but a full-volume filtration module is preferred from the viewpoint of low energy consumption.
  • the filtration resistance of the separation membrane that is, the filtration differential pressure ( ⁇ P2) increases with the elapsed filtration time.
  • ⁇ P2 filtration differential pressure
  • the filtration time is preferably set as appropriate according to the nature of the water to be treated and the membrane filtration flux. However, a method of performing physical cleaning once every filtration time of 10 to 120 minutes or a predetermined membrane filtration difference Generally, the filtration time is continued until the pressure is reached.
  • the treated water supply pump 1 is stopped, the treated water supply valve 2 and the treated water discharge valve 5 are closed, the back pressure washing valve 8 and the air vent valve 4 are opened, and the back pressure washing pump 7 is operated.
  • Move to the back pressure washing process. Supply the pressure difference ( ⁇ P3) between the inlet side and the outlet side of the separation membrane module at the start of the back pressure washing process or the pressure difference ( ⁇ P3 ′) between the secondary side and the primary side of the separation membrane module to the primary side.
  • Measurement / difference calculation is performed using the pressure sensor 16, the secondary pressure sensor 18, and the primary outlet pressure sensor 17, and the result is recorded in the pressure data recording unit 31.
  • the treated water obtained by filtering a to-be-treated water with a separation membrane module like this embodiment industrial water, purified water, Tap water, RO membrane permeate, or pure water may be used.
  • the back pressure washing time is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 120 seconds.
  • back pressure cleaning time of one time is less than 1 second, sufficient cleaning effect cannot be obtained, and if it exceeds 120 seconds, for example, water supply process 1 minute, filtration process 30 minutes, back pressure cleaning process 5 minutes, empty washing process 1 Min, the drainage process is 1 minute, and it becomes 20% or more of the whole except for the filtration process, and the operation rate and water recovery rate of the separation membrane module are lowered.
  • the back pressure cleaning pump 7 is stopped, the back pressure cleaning valve 8 is closed, the air cleaning valve 12 is opened, the air blower 11 is operated, and air is supplied to the separation membrane module 3 for cleaning. Move on to the cleaning process.
  • the air washing time is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 120 seconds. If the back pressure cleaning time for one time is less than 1 second, sufficient cleaning effect cannot be obtained, and if it exceeds 120 seconds, the operation rate of the separation membrane module is lowered. Further, the air cleaning valve 12 may be opened during the back pressure cleaning process, and the air blower 11 may be operated to introduce the air cleaning process.
  • the air blower 11 is stopped, the air cleaning valve 12 is closed, the drain valve 13 is opened, and the process proceeds to a draining process for draining all the cleaning drainage accumulated in the separation membrane module 3. Then, it returns to a to-be-processed water supply process, and a membrane filtration operation is continued.
  • the calculation method 1 includes the resistance on the primary inlet side and outlet side of the separation membrane module (first resistance R1) in the treated water supply step, and the resistance on the primary side and secondary side of the separation membrane module at the start of the filtration step. (R2-R3), R2- (R1-R3), R3 are processed using the (second resistor R2) and the primary-side resistance (third resistor R3) of the separation membrane module at the start of the back pressure cleaning process .
  • the calculation method 2 uses the first resistor R1, the second resistor R2, and the resistance (third resistor R3 ′) of the secondary side inlet and the primary side outlet of the separation membrane module at the start of the back pressure cleaning process (R1 + R2).
  • the calculation method 3 uses the first resistance R1, the second resistance R2, and the resistance at the primary side inlet of the separation membrane module during the drainage process (fourth resistance R4) to calculate R1-R4, R2-R4, R4. To do.
  • the resistance may be calculated based on pressure data.
  • the pressure difference / flow rate should be calculated.
  • resistance calculation based on flow rate data and pressure data is performed, and calculation is performed with the pressure difference / flow rate of each of the treated water supply process, the filtration process, the back pressure washing process, and the drainage process. Good.
  • the flow rate during the drainage process may be appropriately corrected as necessary to calculate the resistance value.
  • the calculation (R1-R3), R1 + R2-R3 'or R4 indicates an increase in resistance at the treated water supply port or the lower part of the separation membrane module.
  • R1 indicates the resistance at the upper and lower portions of the separation membrane module
  • R3 indicates the resistance at the upper portion of the separation membrane module.
  • the increase in resistance at the lower part of the separation membrane module can be calculated.
  • R1 + R2-R3 ′ R1 indicates the resistance of the upper and lower portions of the separation membrane module
  • R2 indicates the clogging of the lower portion of the separation membrane module and the separation membrane
  • R3 ′ indicates the upper portion of the separation membrane module and the separation membrane.
  • the increase in resistance at the treated water supply port or the lower part of the separation membrane module can be calculated by performing the above calculation. Since R4 indicates clogging at the lower part of the separation membrane module, the increase in resistance at the treated water supply port or at the lower part of the separation membrane module can be calculated from R4. Similarly, R3, (R1 + R3 ′)-R2 or R1-R4 is an increase in resistance at the outlet of the water to be treated or at the upper part of the separation membrane module, and R2- (R1-R3), (R1 + R3 ′)-R2 or R2-R4 is a separation membrane The increase in resistance due to clogging is shown, and the clogged portion in the separation membrane module can be specified by performing the above calculation.
  • the frequency of the calculation is not particularly limited, but may be performed every filtration cycle.
  • the upper part of the separation membrane module indicates a portion of 70% or more from the treated water supply side with respect to the length direction of the separation membrane module, and the upper part of the separation membrane module means the separation membrane module. A portion of 30% or less from the treated water supply side with respect to the length direction.
  • the treated water supply side is often on the lower side with respect to the direction of gravity.
  • the change amount from the initial value of the value obtained by the above calculation is recorded in the change amount recording unit 34-a, and the change amount from the initial value of the lower resistance of the separation membrane module is determined by the change amount comparison unit 35-a.
  • the clogging location specifying means 33 and / or the treated water supply port It is necessary to judge that the lower part of the separation membrane module is a clogged part and to wash the lower part of the separation membrane module more intensively than other parts.
  • the air release valve 4 and the drain valve 13 are opened by the control means 36, the water level is lowered until the gas around the separation membrane on the primary side becomes gas, the drain valve 13 is closed, and the counter pressure cleaning is performed.
  • Control a for performing air cleaning while opening the valve 8 and the air cleaning valve 12 and raising and lowering the liquid level on the primary side
  • control b for increasing the process time of the drainage process
  • Pressurized drainage that pressurizes the primary side with air, or closes the air vent valve 4, closes the backwash valve 8 and drain valve 13, operates the backwash pump 7, and backwashes the backwash that drains It is effective to implement at least one of the controls c for performing the above.
  • Each control may be performed only once or may be performed a plurality of times.
  • the control a can provide the effect of eliminating bubbles at the gas-liquid interface and the effect of cleaning due to the large fluctuation of the liquid level due to the bursting of the bubbles, and can efficiently clean the treated water supply port and / or the lower part of the separation membrane module.
  • the initial value is the value at the start of filtration cycle operation, at the start of operation after chemical cleaning, or at the time of the previous calculation process.
  • the change rate is recorded in the change rate recording means 34-b as shown in FIG. 3 instead of the change amount from the initial value of the value obtained by the above calculation, and the respective change rates are mutually changed.
  • the comparison may be performed using the comparison unit 35-b.
  • the change amount from the initial value of the value obtained by the above calculation is recorded in the change amount recording means 34-a, and the change amount from the initial value of the separation membrane module upper resistance is separated by the change amount comparison means 35-a.
  • the amount of change from the initial value of the lower resistance of the membrane module module is compared with the amount of change from the initial value of resistance due to clogging of the separation membrane module. It is necessary to determine that the upper part of the separation membrane module is a clogged part and to wash the upper part of the separation membrane module more carefully than other parts.
  • the control means 36 opens the treated water bypass valve 15, the air vent valve 4, and the drain valve 13, and supplies the treated water in the reverse direction from the nozzle that discharges the washed waste water. 13 is opened, the air vent valve 4 is opened and the water on the primary side of the separation membrane module is discharged to make it empty. Then, the back pressure washing valve 8 is opened and the drain valve 13 is kept open. It is effective to execute at least one of the controls e for operating the pump 7 and cleaning the separation membrane module.
  • the control d is preferably supplied with water to be treated as in this embodiment, but treated water, industrial water, tap water, or RO membrane permeate may be used.
  • the outlet of the water to be treated and / or the upper part of the separation membrane module can be efficiently washed.
  • the change rate is recorded in the change rate recording means 34-b as shown in FIG. 3 instead of the change amount from the initial value of the value obtained by the above calculation, and the respective change rates are mutually changed.
  • the comparison may be performed using the comparison unit 35-b.
  • the change amount from the initial value of the value obtained by the above calculation is recorded in the change amount recording means 34-a, and the initial value of the resistance due to clogging of the separation membrane of the separation membrane module is recorded by the change amount comparison means 35-a. If the change amount from the initial value of the separation membrane module upper resistance is larger than the change amount from the initial value of the separation membrane module upper resistance, and the change amount is the largest, Therefore, it is necessary to intensively clean the separation membrane of the separation membrane module as compared with other portions.
  • control means 36 operates the chemical liquid supply pump 9 during the back pressure cleaning process to perform the chemical liquid reinforced cleaning for supplying the chemical liquid to the separation membrane module 3 from the secondary side, the counter pressure cleaning time, It is effective to implement at least one of the control g for changing at least one of the washing times, the backwash flow rate during the backwashing process, and the control h for changing at least one of the air amounts during the washing process. It is.
  • the change rate is recorded in the change rate recording means 34-b as shown in FIG. 3 instead of the change amount from the initial value of the value obtained by the above calculation, and the respective change rates are mutually changed.
  • the comparison may be performed using the comparison unit 35-b.
  • a time for contacting the chemical solution and the separation membrane may be provided. The contact time is preferably about 5 minutes to 3 hours. If the length is too long, the time for stopping the fresh water generation system 20 becomes longer, and the operation efficiency of the fresh water generation system 20 decreases.
  • the chemical solution used for cleaning can be selected after appropriately setting the concentration and the contact time so that the film does not deteriorate, but at least sodium hypochlorite, chlorine dioxide, hydrogen peroxide, ozone, etc. It is preferable to contain one or more because the cleaning effect on the organic matter is high, and one containing at least one of hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, citric acid, oxalic acid and the like is preferable for aluminum, iron, manganese, etc. On the other hand, the cleaning effect is high, which is preferable.
  • the chemical concentration is preferably 5 mg / L to 10000 mg / L.
  • the cleaning effect is not sufficient, and if it becomes thicker than 100,000 mg / L, the cost of the chemical becomes high and it becomes uneconomical.
  • the chemical solution may be supplied to the separation membrane module 3 from the primary side. The clogging of the separation membrane can be efficiently cleaned by performing the chemical solution strengthened cleaning.
  • the recording cycle of the recording cycle setting means may be arbitrarily set in units of several tens of seconds to several hours in the filtration process, but is preferably set to be 1 minute or longer in order to prevent the server capacity from being compressed. .
  • the washing time itself is shorter than that in the filtration process, and data cannot be acquired in the same recording cycle as the filtration process. Therefore, it is preferable to set the unit for several seconds to several tens of seconds. It is more preferable to set it to 5 seconds or less for data analysis for identifying a clogged portion.
  • the computer 21 is further set as a management program 23 having lower means. It has an analysis means 37 for analyzing a filtration index from a filtration differential pressure ( ⁇ P2) change and a filtration flow rate change, has a function of analyzing past data, and a past change of each data from a filtration index obtained by the analysis means. Filtration characteristic change predicting means 38 for calculating the minute and predicting the rate of change of filtration characteristics such as filtration flow rate and filtration pressure is provided. Thereby, the time until the separation membrane module 3 reaches the chemical cleaning or the time until the replacement can be predicted by the chemical cleaning date or the replacement date predicting means 39.
  • ⁇ P2 filtration differential pressure
  • the filtration index is a degree of increase in filtration resistance in one cycle and an increase in physical filtration irreversible filtration resistance after the completion of the physical washing.
  • the degree of increase in filtration resistance in one cycle refers to the filtration resistance that increases in one cycle of the filtration process
  • the filtration resistance is an index that indicates the degree of membrane fouling, calculated by the following calculation formula.
  • Filtration resistance (1 / m) filtration differential pressure (Pa) / (filtrated water viscosity (Pa ⁇ s) ⁇ filtration flux (m / s))
  • the total water filtration (m 3 / M 2 ) is the horizontal axis, and when the filtration resistance (1 / m) is plotted on the vertical axis, it indicates the slope of a straight line connecting the filtration resistance at the start of each filtration step.
  • the operating condition of the separation membrane module 3 can be easily determined by displaying the prediction curve output by the prediction means in a graph.
  • the prediction is preferably newly predicted periodically according to the change in the filtration flow rate data or the pressure data. The period is not particularly limited, but is preferably about once every several hours to several days.
  • each of the recording means may record not only the posted name data itself but also other information capable of calculating the posted name data.
  • the “change rate recording means” not only records the rate of change itself, but also records the rate of change and the amount of change between them, so the rate of change can be calculated from these. , Change rate recording means.

Abstract

被処理水を分離膜モジュールによってろ過し、処理水を得る造水システムにおいて、分離膜モジュールの1次側に被処理水を供給する工程における分離膜モジュールの1次側入口側と出口側の圧力差、被処理水を分離膜モジュールの1次側から2次側へと圧送するろ過工程における分離膜モジュールの1次側と2次側の圧力差、分離膜モジュールの2次側から1次側へ透過させる逆圧洗浄工程における分離膜モジュールの2次側と1次側の圧力差の演算から詰まり箇所を特定する造水システム、造水方法及び詰まり箇所特定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

Description

分離膜モジュールの詰まり箇所特定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、造水システム及び造水方法
 本発明は、河川水・湖水・海水などの自然水や下廃水・工業排水を処理する分離膜モジュール、造水システムに関するものである。
 膜分離法は、省エネルギー・スペース、およびろ過水質向上等の特長を有するため、様々な分野での使用が拡大している。例えば、精密ろ過膜や限外ろ過膜を河川水や地下水や下水処理水から工業用水や水道水を製造する浄水プロセスへの適用や、海水淡水化逆浸透膜処理工程における前処理や、食品工業分野での製造プロセスへの適用があげられる。
 被処理水を膜ろ過すると、処理水量に伴って、膜表面や膜細孔内及び分離膜モジュール内に汚染物質の蓄積量が増大していき、処理水量の低下あるいは差圧の上昇が問題となってくる。
 そこで、膜の1次側に気泡を導入し、膜を揺動させ、膜同士を触れ合わせることにより膜表面の付着物質を掻き落とす空気洗浄や、膜のろ過方法とは逆方向に処理水あるいは清澄水を圧力で押し込み、膜表面や膜細孔内に付着していた汚染物質を排除する逆圧洗浄、空気洗浄と逆圧洗浄を同時に行う空逆同時洗浄等の物理洗浄が実用化されている。
 さらに安定的かつ長期間の膜ろ過連続運転を行うため、特許文献1、2には、ろ過時の膜差圧の測定値に応じて、逆圧洗浄の洗浄時間を制御する、または逆圧洗浄や空気洗浄などの物理洗浄頻度を制御する方法が提案されている。
日本国特開平11-169851号公報 日本国特開平11-019485号公報
 しかし、特許文献1、2に記載された膜ろ過差圧に応じた洗浄時間・頻度など物理洗浄制御を実施しても分離膜モジュール内の同じ部位のみ洗浄され、洗浄が不十分となる箇所が発生し、膜ろ過の運転を十分に安定化できないといった問題があった。
 本発明は、分離膜モジュール内の蓄積物質を効率的に除去し、安定運転可能となる造水システムを提供することにある。
 上記課題を解決するため、本発明は、次の特徴を有するものである。
(1)被処理水を分離膜を有する分離膜モジュールによってろ過し、処理水を得る造水システムにおける分離膜モジュールの詰まり箇所を特定するため、コンピュータを、分離膜モジュール下部の抵抗、中空糸膜のろ過抵抗、分離膜モジュール上部の抵抗から分離膜モジュールの詰まり箇所を特定する詰まり箇所特定手段として機能させることを特徴とする分離膜モジュールの詰まり箇所特定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
(2)前記コンピュータを、分離膜モジュールの1次側に被処理水を供給する工程における分離膜モジュールの1次側入口側と出口側の抵抗の差分(第1抵抗R1)、被処理水を分離膜モジュールの1次側から2次側へと圧送するろ過工程における分離膜モジュールの1次側入口と2次側出口の抵抗の差分(第2抵抗R2)、分離膜モジュールの2次側から1次側へ透過させる逆圧洗浄工程における分離膜モジュールの1次側の抵抗の差分(第3抵抗R3)を演算する差分演算手段と、前記差分演算手段で得られた前記第1抵抗R1、前記第2抵抗R2、前記第3抵抗R3を用いR1-R3、R2-(R1-R3)の演算から前記分離膜モジュールの詰まり箇所を特定する詰まり箇所特定手段として機能させることを特徴とする、(1)に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
(3)前記コンピュータを、分離膜モジュールの1次側に被処理水を供給する工程における分離膜モジュールの1次側入口側と出口側の抵抗の差分(第1抵抗R1)、被処理水を分離膜モジュールの1次側から2次側へと圧送するろ過工程における分離膜モジュールの1次側入口と2次側出口の抵抗の差分(第2抵抗R2)、分離膜モジュールの2次側から1次側へ透過させる逆圧洗浄工程における分離膜モジュールの2次側と1次側の抵抗の差分(第3抵抗R3’) を演算する差分演算手段と、前記差分演算手段で得られた前記第1抵抗R1、前記第2抵抗R2、前記第3抵抗R3’を用い(R1+R2)-R3’、(R1+R3’)-R2、(R2+R3’)-R1の演算から前記分離膜モジュールの詰まり箇所を特定する詰まり箇所特定手段として機能させることを特徴とする、(1)に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
(4)前記差分演算手段が圧力データを用いることを特徴とする、(2)または(3)に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
(5)前記コンピュータを、R1-R3の初期値からの変化量、R2-(R1-R3)の初期値からの変化量、R3の初期値からの変化量を記録する変化量記録手段と、前記変化量記録手段から変化量を比較する変化量比較手段として機能させるとともに、前記変化量比較手段の結果が、R1-R3の初期値からの変化量がR2-(R1-R3)の初期値からの変化量およびR3の初期値からの変化量よりも大きい場合、前記分離膜モジュール内の1次側の液面を上下させつつ空気洗浄を行う制御a、排水工程の工程時間を長くする制御b、排水工程時に分離膜モジュールの1次側をエアにより加圧し、排水する加圧排水を行う制御cの少なくとも一つを選択する制御手段、としてさらに機能させることを特徴とする、(2)または(4)に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
(6)前記コンピュータを、R1-R3の初期値からの変化率、R2-(R1-R3)の初期値からの変化率、R3の初期値からの変化率を記録する変化率記録手段と、前記変化率記録手段から変化率を比較する変化率比較手段として機能させるとともに、前記変化率比較手段の結果が、R1-R3の初期値からの変化率が、R2-(R1-R3)の初期値からの変化率およびR3の初期値からの変化率よりも大きい場合、前記分離膜モジュール内の1次側の液面を上下させつつ空気洗浄を行う制御a、排水工程の工程時間を長くする制御b、排水工程時に分離膜モジュールの1次側をエアにより加圧し、排水する加圧排水を行う制御cの少なくとも一つを選択する制御手段、としてさらに機能させることを特徴とする、(2)または(4)に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
(7)前記コンピュータを、R1-R3の初期値からの変化量、R2-(R1-R3)の初期値からの変化量、R3の初期値からの変化量を記録する変化量記録手段と、前記変化量記録手段から変化量を比較する変化量比較手段として機能させるとともに、前記変化量比較手段の結果が、R3の初期値からの変化量が、R1-R3の初期値からの変化量およびR2-(R1-R3)の初期値からの変化量よりも大きい場合、前記分離膜モジュールの洗浄排水を排出するノズルから逆方向に被処理水を供給する制御d、分離膜モジュールの1次側の水を排出し空の状態とした後に、逆圧洗浄ポンプ7を稼働し、分離膜モジュールを洗浄する制御eの少なくとも一つを選択する制御手段、としてさらに機能させることを特徴とする、(2)または(4)に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
(8)前記コンピュータを、R1-R3の初期値からの変化率、R2-(R1-R3)の初期値からの変化率、R3の初期値からの変化率を記録する変化率記録手段と、前記変化率記録手段から変化率を比較する変化率比較手段として機能させるとともに、前記変化率比較手段の結果が、R3の初期値からの変化率がR1-R3の初期値からの変化率およびR2-(R1-R3)の初期値からの変化率よりも大きい場合、前記分離膜モジュールの洗浄排水を排出するノズルから逆方向に被処理水を供給する制御d、分離膜モジュールの1次側の水を排出し空の状態とした後に、逆圧洗浄ポンプ7を稼働し、分離膜モジュールを洗浄する制御eの少なくとも一つを選択する制御手段、としてさらに機能させることを特徴とする、(2)または(4)に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
(9)前記コンピュータを、R1-R3の初期値からの変化量、R2-(R1-R3)の初期値からの変化量、R3の初期値からの変化量を記録する変化量記録手段と、前記変化量記録手段から変化量を比較する変化量比較手段として機能させるとともに、前記変化量比較手段の結果が、R2-(R1-R3)の初期値からの変化量がR1-R3の初期値からの変化量およびR3の初期値からの変化量よりも大きい場合、分離膜モジュールに薬液を供給して分離膜モジュールの洗浄を実施する制御f、逆圧洗浄時間、空洗時間の少なくとも一つを変更する制御g、逆圧洗浄工程時の逆圧洗浄流量、空洗工程時のエア量の少なくとも一つを変更する制御hの少なくとも一つを選択する制御手段、としてさらに機能させることを特徴とする、(2)または(4)に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
(10)前記コンピュータを、R1-R3の初期値からの変化率、R2-(R1-R3)の初期値からの変化率、R3の初期値からの変化率を記録する変化率記録手段と、前記変化率記録手段から変化率を比較する変化率比較手段として機能させるとともに、前記変化率比較手段の結果が、R2-(R1-R3)の初期値からの変化率がR1-R3の初期値からの変化率およびR3の初期値からの変化率よりも大きい場合、分離膜モジュールに薬液を供給して分離膜モジュールの洗浄を実施する制御f、逆圧洗浄時間、空洗時間の少なくとも一つを変更する制御g、逆圧洗浄工程時の逆圧洗浄流量、空洗工程時のエア量の少なくとも一つを変更する制御hの少なくとも一つを選択する制御手段、としてさらに機能させることを特徴とする、(2)または(4)に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
(11)前記コンピュータを、前記ろ過工程および洗浄工程の運転データを記録する運転データ記録手段、前記ろ過工程と前記洗浄工程それぞれに運転データの記録周期を異なる周期に設定する記録周期設定手段としてさらに機能させることを特徴とする、(2)から(4)のいずれかに記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
(12)前記コンピュータを、さらに分離膜モジュールの圧力差を記録する圧力データ記録手段と、被処理水を分離膜モジュールの1次側から2次側へと圧送するろ過工程におけるろ過流速を記録しておくろ過流速データ記録手段と、前記ろ過流速データ記録手段または前記圧力データ記録手段のデータに基づいて分離膜モジュールを薬品洗浄または交換する時期を予測する予測手段と、前記ろ過流速データ記録手段または前記圧力データ記録手段で記録したろ過差圧変化、ろ過流速変化のいずれかのろ過指標を解析する解析手段と、前記解析手段で得られたろ過指標から、ろ過圧力、ろ過流速のいずれかのろ過特性変化を予測する予測手段としてさらに機能させることを特徴とする、(1)から(11)のいずれかに記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
(13)前記予測手段が基本となる予測曲線をグラフ表示するとともに、前記ろ過流速または前記圧力差の変化に応じて、周期的に新規予測する機能を有することを特徴とする、(12)に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
(14)前記予測手段で計算された前記分離膜の薬品洗浄日または交換日までの日数が指定日数以下となった場合に通知アラームを出力する通知手段として機能させることを特徴とする、(12)または(13)に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
(15)被処理水を分離膜を有する分離膜モジュールによってろ過し、処理水を得る造水システムにおいて、前記造水システムはコンピュータを備え、前記コンピュータを、分離膜モジュール下部の抵抗、中空糸膜のろ過抵抗、分離膜モジュール上部の抵抗から分離膜モジュールの詰まり箇所を特定する詰まり箇所特定手段として機能させることを特徴とする、分離膜モジュールの詰まり特定することを特徴とする造水システム。
(16)前記コンピュータを、分離膜モジュールの1次側に被処理水を供給する工程における分離膜モジュールの1次側入口側と出口側の抵抗の差分(第1抵抗R1)、被処理水を分離膜モジュールの1次側から2次側へと圧送するろ過工程における分離膜モジュールの1次側入口と2次側出口の抵抗の差分(第2抵抗R2)、分離膜モジュールの2次側から1次側へ透過させる逆圧洗浄工程における分離膜モジュールの1次側の抵抗の差分(第3抵抗R3)を演算する差分演算手段として機能させ、前記差分演算手段で得られた前記第1抵抗R1、前記第2抵抗R2、前記第3抵抗R3を用いR1-R3、R2-(R1-R3)の演算から前記分離膜モジュールの詰まり箇所を特定することを特徴とする、(15)に記載の造水システム。
(17)前記コンピュータを、分離膜モジュールの1次側に被処理水を供給する工程における分離膜モジュールの1次側入口側と出口側の抵抗の差分(第1抵抗R1)、被処理水を分離膜モジュールの1次側から2次側へと圧送するろ過工程における分離膜モジュールの1次側入口と2次側出口の抵抗の差分(第2抵抗R2)、分離膜モジュールの2次側から1次側へ透過させる逆圧洗浄工程における分離膜モジュールの2次側と1次側の抵抗の差分(第3抵抗R3’) を演算する差分演算手段として機能させ、前記差分演算手段で得られた前記第1抵抗R1、前記第2抵抗R2、前記第3抵抗R3’を用い(R1+R2)-R3’、(R1+R3’)-R2、(R2+R3’)-R1の演算から前記分離膜モジュールの詰まり箇所を特定することを特徴とする、(15)に記載の造水システム。
(18)前記差分演算手段が圧力データを用いることを特徴とする、(16)または(17)に記載の造水システム。
(19)R1-R3の初期値からの変化量、R2-(R1-R3)の初期値からの変化量、R3の初期値からの変化量を比較した結果が、R1-R3の初期値からの変化量がR2-(R1-R3)の初期値からの変化量、R3の初期値からの変化量と比べて最も大きい場合、前記分離膜モジュール内の1次側の液面を上下させつつ空気洗浄を行う制御a、排水工程の工程時間を長くする制御b、排水工程時に分離膜モジュールの1次側をエアにより加圧し、排水する加圧排水を行う制御cの少なくとも一つを実施する事を特徴とする、(15)または(18)に記載の造水システム。
(20)R1-R3の初期値からの変化率、R2-(R1-R3)の初期値からの変化率、R3の初期値からの変化率を比較した結果が、R1-R3の初期値からの変化率が、R2-(R1-R3)の初期値からの変化率およびR3の初期値からの変化率よりも大きい場合、前記分離膜モジュール内の1次側の液面を上下させつつ空気洗浄を行う制御a、排水工程の工程時間を長くする制御b、排水工程時に分離膜モジュールの1次側をエアにより加圧し、排水する加圧排水を行う制御cの少なくとも一つを実施する事を特徴とする、(15)または(18)に記載の造水システム。
(21)R1-R3の初期値からの変化量、R2-(R1-R3)の初期値からの変化量、R3の初期値からの変化量を比較した結果が、R3の初期値からの変化量が、R1-R3の初期値からの変化量およびR2-(R1-R3)の初期値からの変化量よりも大きい場合、前記分離膜モジュールの洗浄排水を排出するノズルから逆方向に被処理水を供給する制御d、分離膜モジュールの1次側の水を排出し空の状態とした後に、逆圧洗浄ポンプ7を稼働し、分離膜モジュールを洗浄する制御eの少なくとも一つを実施する事を特徴とする、(15)または(18)に記載の造水システム。
(22)R1-R3の初期値からの変化率、R2-(R1-R3)の初期値からの変化率、R3の初期値からの変化率を比較した結果が、R3の初期値からの変化率がR1-R3の初期値からの変化率およびR2-(R1-R3)の初期値からの変化率よりも大きい場合、前記分離膜モジュールの洗浄排水を排出するノズルから逆方向に被処理水を供給する制御d、分離膜モジュールの1次側の水を排出し空の状態とした後に、逆圧洗浄ポンプ7を稼働し、分離膜モジュールを洗浄する制御eの少なくとも一つを実施する事を特徴とする、(15)または(18)に記載の造水システム。
(23)R1-R3の初期値からの変化量、R2-(R1-R3)の初期値からの変化量、R3の初期値からの変化量を記録する変化量記録手段と、前記変化量記録手段から変化量を比較する変化量比較手段を備え、前記変化量比較手段の結果が、R2-(R1-R3)の初期値からの変化量がR1-R3の初期値からの変化量およびR3の初期値からの変化量よりも大きい場合、分離膜モジュールに薬液を供給して分離膜モジュールの洗浄を実施する制御f、逆圧洗浄時間、空洗時間の少なくとも一つを変更する制御g、逆圧洗浄工程時の逆圧洗浄流量、空洗工程時のエア量の少なくとも一つを変更する制御hの少なくとも一つを実施する事を特徴とする、(15)または(18)に記載の造水システム。
(24)R1-R3の初期値からの変化率、R2-(R1-R3)の初期値からの変化率、R3の初期値からの変化率を記録する変化率記録手段、前記変化率記録手段から変化率を比較する変化率比較手段を備え、前記変化率比較手段の結果が、R2-(R1-R3)の初期値からの変化率がR1-R3の初期値からの変化率およびR3の初期値からの変化率よりも大きい場合、分離膜モジュールに薬液を供給して分離膜モジュールの洗浄を実施する制御f、逆圧洗浄時間、空洗時間の少なくとも一つを変更する制御g、逆圧洗浄工程時の逆圧洗浄流量、空洗工程時のエア量の少なくとも一つを変更する制御hの少なくとも一つを実施する事を特徴とする、(15)または(18)に記載の造水システム。
(25)被処理水を分離膜を有する分離膜モジュールによってろ過し、処理水を得る造水システムにおいて、分離膜モジュール下部の抵抗、中空糸膜のろ過抵抗、分離膜モジュール上部の抵抗から分離膜モジュールの詰まり箇所を特定することを特徴とする造水方法。
(26)分離膜モジュールの1次側に被処理水を供給する工程における分離膜モジュールの1次側入口側と出口側の抵抗の差分(第1抵抗R1)、被処理水を分離膜モジュールの1次側から2次側へと圧送するろ過工程における分離膜モジュールの1次側入口と2次側出口の抵抗の差分(第2抵抗R2)、分離膜モジュールの2次側から1次側へ透過させる逆圧洗浄工程における分離膜モジュールの1次側の抵抗の差分(第3抵抗R3)を演算し、前記演算により得られた前記第1抵抗R1、前記第2抵抗R2、前記第3抵抗R3を用いR1-R3、R2-(R1-R3)の演算から前記分離膜モジュールの詰まり箇所を特定することを特徴とする、(25)に記載の造水方法。
(27)被処理水を分離膜を有する分離膜モジュールによってろ過し、処理水を得る造水システムにおいて、分離膜モジュールの1次側に被処理水を供給する工程における分離膜モジュールの1次側入口側と出口側の抵抗の差分(第1抵抗R1)、被処理水を分離膜モジュールの1次側から2次側へと圧送するろ過工程における分離膜モジュールの1次側入口と2次側出口の抵抗の差分(第2抵抗R2)、分離膜モジュールの2次側から1次側へ透過させる逆圧洗浄工程における分離膜モジュールの2次側と1次側の抵抗の差分(第3抵抗R3’) を演算し、前記演算により得られた前記第1抵抗R1、前記第2抵抗R2、前記第3抵抗R3’を用い(R1+R2)-R3’、(R1+R3’)-R2、(R2+R3’)-R1の演算から前記分離膜モジュールの詰まり箇所を特定することを特徴とする、(25)に記載の造水方法。
(28)被処理水を分離膜を有する分離膜モジュールによってろ過し、処理水を得る造水方法において、分離膜モジュールの1次側に被処理水を供給する工程における分離膜モジュールの1次側入口側と出口側の抵抗の差分(第1抵抗R1)、被処理水を分離膜モジュールの1次側から2次側へと圧送するろ過工程における分離膜モジュールの1次側入口と2次側出口の抵抗の差分(第2抵抗R2)、分離膜モジュールの1次側の水を排水する排水工程における排水時間により算出する1次側の抵抗(第3抵抗R4)を演算し、前記演算により得られた前記第1抵抗R1、前記第2抵抗R2、前記第3抵抗R4を用いR1-R4、R2-R4の演算から前記分離膜モジュールの詰まり箇所を特定することを特徴とする、(25)に記載の造水方法。
(29)前記差分演算において透過流速を一定とし圧力データに基づいて前記第1抵抗R1、前記第2抵抗R2、前記第3抵抗R3を算出することを特徴とする、(26)に記載の造水方法。
(30)前記差分演算において透過流速を一定とし圧力データに基づいて前記第1抵抗R1、前記第2抵抗R2、前記第3抵抗R3’を算出することを特徴とする、(27)に記載の造水方法。
(31)前記差分演算において透過流速を一定とし圧力データに基づいて前記第1抵抗R1、前記第2抵抗R2、前記第3抵抗R4を算出することを特徴とする、(28)に記載の造水方法。
 本発明の分離膜モジュールの詰まり箇所特定プログラムを備えた記録媒体及び造水システムによれば、分離膜モジュール内の詰まり箇所を特定することができ、効率的に分離膜モジュールの洗浄を行って、処理水を長期にわたり安定に得ることが可能となる。
図1は、本発明が適用される造水システム及び造水方法の一例を示す装置概略フロー図である。 図2は、本発明の実施形態を示す概略図である。 図3は、本発明の実施形態を示す概略図である。 図4は、本発明の実施形態を示す概略図である。 図5は、本発明の予測曲線を示す図である。
 以下、図面に示す実施態様に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施態様に限定されるものではない。
 本発明は分離膜モジュールの詰まり箇所を特定するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、造水システム及び造水方法に関するものである。本発明が適用される装置には、例えば、図1に示すように、被処理水を供給する被処理水供給ポンプ1と、被処理水供給時に開となる被処理水供給弁2と、被処理水をろ過する分離膜モジュール3と、逆圧洗浄や空気洗浄する場合に開となるエア抜き弁4と、膜ろ過時に開となる処理水排出弁5と、処理水を貯留する処理水貯留槽6と、処理水を分離膜モジュール3に供給して逆圧洗浄する逆圧洗浄ポンプ7と、逆圧洗浄する時に開となる逆圧洗浄弁8と、被処理水あるいは分離膜モジュールに薬液を供給する薬液供給ポンプ9と、薬液を貯留する薬液貯留槽10と、分離膜モジュール3の空気洗浄の空気供給源であるエアブロワー11と、空気を分離膜モジュール3の下部に供給し空気洗浄する場合に開となる空気洗浄弁12と、分離膜モジュール3の1次側の被処理水または洗浄排水を排出する場合に開となる排水弁13と1次側への処理水供給弁14と被処理水バイパス弁15と1次側の供給圧力センサ(P1)16と1次側の出口圧力センサ(P3)17と2次側圧力センサ(P2)18が設けられている。被処理水とは分離膜モジュールを用いて処理する溶液のことであり、河川水、地下水、海水、下水処理水、工場廃水、培養液などが例として挙げられる。
 分離膜モジュール3で使用される分離膜の孔径としては、多孔質であれば特に限定しないが、所望の被処理水の性質や水量によって、MF膜(精密ろ過膜)を用いたり、UF膜(限外ろ過膜)を用いたり、あるいは両者を併用したりする。例えば、濁質成分、大腸菌、クリプトスポリジウム等を除去したい場合はMF膜でもUF膜のどちらを用いても構わないが、ウィルスや高分子有機物等も除去したい場合は、UF膜を用いるのが好ましい。分離膜の形状としては、中空糸膜、平膜、管状膜、モノリス膜等があるが、いずれでも構わない。また、分離膜の材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルフルオライド、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、およびクロロトリフルオロエチレン-エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、酢酸セルロース、ポリビニルアルコールおよびポリエーテルスルホンやセラミック等の無機素材からなる群から選ばれる少なくとも1種類を含んでいると好ましく、さらに膜強度や耐薬品性の点からはポリフッ化ビニリデン(PVDF)がより好ましく、親水性が高く耐汚れ性が強いという点からはポリアクリロニトリルがより好ましい。また、分離膜モジュール3には分離膜がケースに挿入されており、少なくとも被処理水供給ノズル、被処理水排出ノズル、処理された被処理水を排出する処理水排出ノズルを有している。ケースの形状としては、筒型、多角形型のいずれも構わない。
 なお、「1次側」とは、分離膜で仕切られた空間の内、被処理水が供給される側であり、「2次側」とは、被処理水を分離膜でろ過したろ過水側のことである。
 また、本発明における詰まり箇所特定に関して、例えば、図2に示すとおり、下記の手段を有することを特徴とする。まず造水システム20からの運転データを得るコンピュータ21は、ろ過工程および洗浄工程の運転データを記録する運転データ記録手段として機能するとともに、コンピュータ21に詰まり箇所特定プログラム22が導入されている。
 造水システム20において、被処理水は被処理水供給ポンプ1を稼動し、被処理水供給弁2とエア抜き弁4を開にすることで、分離膜モジュール3内の1次側に供給される。被処理水供給工程における分離膜モジュールの1次側入口側と出口側の圧力差(ΔP1)を1次側の供給圧力センサ16と1次側の出口圧力センサ17を用いて測定・差分演算し、圧力データ記録手段31-aへ記録する。1次側が被処理水で満たされた後、エア抜き弁4を閉、処理水排出弁5を開にすることで分離膜モジュール3内に備えられた分離膜でろ過が行われる。処理水は分離膜モジュール3内の2次側から処理水排出弁5を経て処理水貯留槽6へと移送されるろ過工程へと移る。全量ろ過の場合、エア抜き弁4、逆圧洗浄弁8、空気洗浄弁12、排水弁13はいずれも閉である。ろ過工程開始時の分離膜モジュールの1次側と2次側の圧力差(「ろ過差圧」という)(ΔP2)を1次側の供給圧力センサ16と2次側圧力センサ18を用いて測定・差分演算し、圧力データ記録手段31-aへ記録する。また、ろ過工程時におけるろ過流速をろ過流速データ記録手段31-bへと記録する。
 ろ過方式は全量ろ過方式、クロスフローろ過方式がある。クロスフローろ過方式は濾過工程時にエア抜き弁4を全閉とせずに被処理水の一部を分離膜モジュールの1次側より排水しながらろ過を行う。どちらのろ過方式でも良いが、エネルギー消費が少ないという点から全量ろ過モジュールである方が好ましい。ろ過経過時間に従って、分離膜のろ過抵抗、すなわちろ過差圧(ΔP2)が上昇する。この上昇抑えるために、定期的に物理洗浄を行い、ろ過と物理洗浄を繰り返しながら運転するのが一般的である。また、ろ過時間は被処理水の性質や膜ろ過流束に応じて適宜設定するのが好ましいが、ろ過時間10分~120分に一回定期的に物理洗浄を行う方法や所定の膜ろ過差圧に到達するまでろ過時間を継続させる方法が一般的である。
 物理洗浄はろ過を一時停止し、逆圧洗浄工程、空洗工程、排水工程、給水工程の順に実施するのが一般的であるが、逆圧洗浄工程と空洗工程を同時に実施する、排水工程後に逆圧洗浄工程を実施する、もしくはいずれかの工程を省略あるいは複数回実施しても問題無い。
 ろ過工程終了後、被処理水供給ポンプ1を停止、被処理水供給弁2、処理水排出弁5を閉、逆圧洗浄弁8とエア抜き弁4を開、逆圧洗浄ポンプ7を稼働し、逆圧洗浄工程へと移る。逆圧洗浄工程開始時の分離膜モジュールの1次側入口側と出口側の圧力差(ΔP3)もしくは分離膜モジュールの2次側と1次側の圧力差(ΔP3’)を1次側の供給圧力センサ16、2次側圧力センサ18と1次側の出口圧力センサ17を用いて測定・差分演算し、圧力データ記録手段31へ記録する。逆圧洗浄水としては、特に制限するものではないが、本実施形態のように被処理水を分離膜モジュールでろ過することで得られた処理水を用いることが好ましいが、工業用水、浄水、水道水、RO膜透過水、純水を用いても良い。また、逆圧洗浄時間は特に制限するものではないが1~120秒の範囲内であることが好ましい。1回の逆圧洗浄時間が1秒未満では、十分な洗浄効果が得られず、120秒を超える場合、例えば給水工程1分、ろ過工程30分、逆圧洗浄工程5分、空洗工程1分、排水工程1分となり、ろ過工程以外で全体の20%以上となり分離膜モジュールの運転稼働率及び水回収率が低くなる。
 逆圧洗浄工程終了後、逆圧洗浄ポンプ7を停止し、逆圧洗浄弁8を閉、空気洗浄弁12を開、エアブロワー11を稼働させ分離膜モジュール3にエアを供給し洗浄を行う空気洗浄工程に移る。空気洗浄時間は特に制限するものではないが1~120秒の範囲内であることが好ましい。1回の逆圧洗浄時間が1秒未満では、十分な洗浄効果が得られず、120秒を超えると分離膜モジュールの運転稼働率が低くなる。また、逆圧洗浄工程の途中で空気洗浄弁12を開、エアブロワー11を稼働させ空気洗浄工程を導入してもよい。
 空気洗浄工程終了後、エアブロワー11を停止、空気洗浄弁12を閉、排水弁13を開とし、分離膜モジュール3内に蓄積した洗浄排水を全量排水する排水工程に移る。その後、被処理水供給工程へと戻り、膜ろ過運転を継続する。
 上記、被処理水給水工程、ろ過工程、逆圧洗浄工程、空気洗浄工程、排水工程をろ過サイクルとし、被処理水供給工程における分離膜モジュールの圧力差に基づいて算出された抵抗、ろ過工程開始時の分離膜モジュールの圧力差に基づいて算出された抵抗、逆圧洗浄工程開始時の分離膜モジュールの1次側の圧力差に基づいて算出された抵抗(第3抵抗R3)を用いて差分演算手段32により演算処理を行う。
 具体的方法としては、例えば演算方法1、演算方法2及び演算方法3がある。演算方法1は、被処理水供給工程における分離膜モジュールの1次側入口側と出口側の抵抗(第1抵抗R1)、ろ過工程開始時の分離膜モジュールの1次側と2次側の抵抗(第2抵抗R2)、逆圧洗浄工程開始時の分離膜モジュールの1次側抵抗(第3抵抗R3)を用いて(R1-R3)、R2-(R1-R3)、R3の演算処理する。演算方法2は、第1抵抗R1、第2抵抗R2と逆圧洗浄工程開始時の分離膜モジュールの2次側入口と1次側出口の抵抗(第3抵抗R3’)を用いて(R1+R2)-R3’、(R1+R3’)-R2、(R2+R3’)-R1の演算処理する。演算方法3は、第1抵抗R1、第2抵抗R2と排水工程時の分離膜モジュールの1次側入口の抵抗(第4抵抗R4)を用いてR1-R4、R2-R4、R4の演算処理する。
 各抵抗は、R1=ΔP1=P1-P3、R2=ΔP2=P1-P2、R3=ΔP3(逆圧洗浄開始時)=P1-P3、R3’=Δ P3’=P2-P1、R4(排水工程時)=P1により算出する。なお、定流量ろ過の場合は圧力データに基づいた抵抗算出を行えばよい。一方、被処理水給水工程、ろ過工程、逆圧洗浄工程のすべての流量が一致しない場合は、流量による補正を実施する必要がある。この場合は圧力差/流量で演算するのがよい。また、定圧ろ過の場合においても、流量データ及び圧力データに基づいた抵抗算出を行い、被処理水給水工程、ろ過工程、逆圧洗浄工程、排水工程それぞれの、圧力差/流量で演算するのがよい。排水工程時の流量についてはこのほか、抵抗値を算出するために必要に応じて適宜の補正をしてもかまわない。上記演算処理を行うことで分離膜モジュールの詰まりが被処理水供給口もしくは分離膜モジュール下部における蓄積物による抵抗の増大、分離膜の目詰まりによる抵抗の増大、被処理水出口もしくは分離膜モジュール上部における蓄積物による抵抗の増大の3つに分けることが出来ることを発明者らは見いだした。
 例えば、演算(R1-R3)、R1+R2-R3’またはR4は被処理水供給口もしくは分離膜モジュール下部における抵抗の増大を示している。演算(R1―R3)では、R1は分離膜モジュール上部および下部の抵抗を示しており、R3は分離膜モジュール上部の抵抗を示していることからその差分を取ることで、被処理水供給口もしくは分離膜モジュール下部における抵抗の増大を算出することができる。演算R1+R2-R3’では、R1は分離膜モジュール上部および下部の抵抗を示しており、R2は分離膜モジュール下部および分離膜の目詰まりを示しており、R3’は分離膜モジュール上部および分離膜の目詰まりの抵抗を示していることから上記演算をおこなうことで、被処理水供給口もしくは分離膜モジュール下部における抵抗の増大を算出することができる。また、R4は分離膜モジュール下部の詰まりを示していることからR4から被処理水供給口もしくは分離膜モジュール下部における抵抗の増大を算出することができる。同様にR3、(R1+R3’)-R2またはR1-R4は被処理水出口もしくは分離膜モジュール上部における抵抗の増大、R2-(R1-R3)、(R1+R3’)-R2またはR2-R4は分離膜の目詰まりによる抵抗の増大を示しており、上記演算を行うことで分離膜モジュール内の詰まり箇所を特定することができる。上記演算の頻度は特に限定するではないが、毎回のろ過サイクル毎に行っても構わない。また、特に限定するものではないが、分離膜モジュール上部とは分離膜モジュールの長さ方向に対して被処理水供給側から70%以上の部分を示し、分離膜モジュール上部とは分離膜モジュールの長さ方向に対して被処理水供給側から30%以下の部分をいう。中空糸膜を使用する場合、被処理水供給側が重力の方向に関して下側になることが多いため、ここでは、このように表記する。
 上記演算により得られた値の初期値からの変化量を変化量記録手段34―aに記録し、変化量比較手段35-aにより分離膜モジュール下部抵抗の初期値からの変化量が分離膜モジュール上部抵抗の初期値からの変化量、分離膜モジュールの分離膜の目詰まりによる抵抗の初期値からの変化量と比較し、最も大きい場合、詰まり箇所特定手段33により被処理水供給口及び/または分離膜モジュール下部が詰まり部位であると判断し、分離膜モジュールの下部を他の箇所と比べて重点的に洗浄する必要がある。
 重点的な洗浄としては制御手段36によりエア抜き弁4、排水弁13を開とし、1次側における分離膜の周囲を気体となるまで水位を下げた後、排水弁13を閉、逆圧洗浄弁8、空気洗浄弁12を開とし、1次側の液面を上下させつつ空気洗浄を行う洗浄を実施する制御a、排水工程の工程時間を長くする制御b、排水工程時に分離膜モジュールの1次側をエアにより加圧し、排水する加圧排水またはエア抜き弁4を閉、逆圧洗浄弁8及び排水弁13を開として逆圧洗浄ポンプ7を稼働し、排水する逆圧洗浄下部排水を行う制御cの少なくとも一つを実施する事が有効である。それぞれの制御は1回のみでも構わないし、複数回実施しても良い。制御aは気液界面における気泡の消失効果や気泡の破裂による液面の大きな揺れによる洗浄効果を付与でき、被処理水供給口及び/または分離膜モジュール下部を効率的に洗浄することが出来る。初期値とはろ過サイクル運転開始時または薬品洗浄後の運転開始時または前回の演算処理時の値を言う。また、上記比較においては上記演算により得られた値の初期値からの変化量では無く、図3のように変化率を変化率記録手段34-bに記録し、それぞれの変化率を互いに変化率比較手段35-bを用いて行っても良い。
 同様に上記演算により得られた値の初期値からの変化量を変化量記録手段34―aに記録し、変化量比較手段35-aにより分離膜モジュール上部抵抗の初期値からの変化量が分離膜モジュールモジュール下部抵抗の初期値からの変化量、分離膜モジュールの分離膜の目詰まりによる抵抗の初期値からの変化量と比較し、最も大きい場合、詰まり箇所特定手段33により被処理水出口及び/または分離膜モジュール上部が詰まり部位であると判断し、分離膜モジュールの上部を他の箇所と比べて重点的に洗浄する必要がある。
 重点的な洗浄としては制御手段36により被処理水バイパス弁15、エア抜き弁4、排水弁13を開とし、洗浄排水を排出するノズルから逆方向に被処理水を供給する制御d、排水弁13を開、エア抜き弁4を開とし分離膜モジュールの1次側の水を排出し空の状態とした後に、逆圧洗浄弁8を開、排水弁13を開としたまま、逆圧洗浄ポンプ7を稼働し分離膜モジュールを洗浄する制御eの少なくとも一つを実施する事が有効である。制御dは本実施形態のように被処理水を供給することが好ましいが、処理水や工業用水、水道水、RO膜透過水を用いても良い。洗浄排水を排出するノズルから逆方向に被処理水供給する事で被処理水出口及び/または分離膜モジュール上部を効率的に洗浄することが出来る。また、上記比較においては上記演算により得られた値の初期値からの変化量では無く、図3のように変化率を変化率記録手段34-bに記録し、それぞれの変化率を互いに変化率比較手段35-bを用いて行っても良い。
 同様に上記演算により得られた値の初期値からの変化量を変化量記録手段34―aに記録し、変化量比較手段35-aにより分離膜モジュールの分離膜の目詰まりによる抵抗の初期値からの変化量が分離膜モジュール上部抵抗の初期値からの変化量、分離膜モジュール上部抵抗の初期値からの変化量と比較し、最も大きい場合、詰まり箇所特定手段33により分離膜が詰まり部位であると判断し、分離膜モジュールの分離膜を他の箇所と比べて重点的に洗浄する必要がある。
 重点的な洗浄としては制御手段36により逆圧洗浄工程中に薬液供給ポンプ9を稼働し薬液を2次側から分離膜モジュール3に供給する薬液強化洗浄を実施する制御f、逆圧洗浄時間、空洗時間の少なくとも一つを変更する制御g、逆圧洗浄工程時の逆圧洗浄流量、空洗工程時のエア量の少なくとも一つを変更する制御hの少なくとも一つを実施する事が有効である。
 また、上記比較においては上記演算により得られた値の初期値からの変化量では無く、図3のように変化率を変化率記録手段34-bに記録し、それぞれの変化率を互いに変化率比較手段35-bを用いて行っても良い。より洗浄効果を高めるため、薬液と分離膜が接触する時間を設けても良い。接触時間は5分から3時間程度が好ましい。長すぎると造水システム20を止めている時間が長くなり、造水システム20の運転効率が落ちるためである。ここで、洗浄に用いる薬液としては、膜が劣化しない程度の濃度および接触時間を適宜設定した上で選択することが出来るが、次亜塩素酸ナトリウム、二酸化塩素、過酸化水素、オゾン等を少なくとも1つ以上含有した方が、有機物に対して洗浄効果が高くなるので好ましく、また、塩酸、硫酸、硝酸、クエン酸、シュウ酸等を1つ以上含有した方が、アルミニウム、鉄、マンガン等に対して洗浄効果が高くなるので好ましい。薬液濃度は5mg/Lから10000mg/Lであることが好ましい。5mg/Lより薄くなると洗浄効果が十分でなく、100000mg/Lより濃くなると薬液のコストが高くなり不経済となるからである。薬液は1種類とするよりも2種類以上を順番に使用することが好ましく、例えば、酸と次亜塩素酸ナトリウムを交互に使用するとより好ましい。本実施形態のように2次側より薬液を分離膜モジュール3に供給することが好ましいが、1次側より薬液を分離膜モジュール3に供給しても良い。薬液強化洗浄を行うことにより分離膜の詰まりを効率よく洗浄することが出来る。
 また、ろ過時間に対して通常短い時間で実施される洗浄工程(逆圧洗浄、空洗、排水、被処理水供給)のデータを解析し、分離膜モジュールの詰まり箇所特定を行うためには、データの収集(サンプリング、取得あるいは記録とも言う)周期を短い時間に設定する必要があるが、運転データの保存(記録)量が増大することで、サーバー容量が圧迫されることから、データの記録周期を短く設定できないという問題もあった。そこで、ろ過工程と洗浄工程それぞれの運転データを区別して異なる記録周期に設定するため、記録周期設定手段をさらに設けることも好ましい態様である。
 記録周期設定手段の記録周期としては、ろ過工程であれば数十秒~数時間単位で任意に設定してよいが、サーバー容量の圧迫を防ぐため、1分以上となるよう設定するのが好ましい。ただし、洗浄工程においてはろ過工程と比べて洗浄時間自体が短く、ろ過工程と同じ記録周期ではデータを取得することができないため、数秒~数十秒単位に設定することが好ましく、分離膜モジュールの詰まり箇所特定のためのデータ解析には5秒以下に設定することがより好ましい。このように各工程の運転データ取得を必要最小限にすることでサーバー容量の増大を防ぐことができ、インターネットを経由して運転データを取得する形態の場合は、通信費も削減可能となる。
 また、本発明では上述した詰まり箇所特定プログラムに加えて、図4に示すとおり、コンピュータ21をさらに下段の手段を有する管理プログラム23とすることを特徴としている。ろ過差圧(ΔP2)変化、ろ過流速変化からろ過指標を解析すること解析手段37を有し、過去のデータを解析する機能を有し、解析手段で得られるろ過指標から、各データの過去変化分を計算し、ろ過流速、ろ過圧力などのろ過特性の変化する割合を予測するろ過特性変化予測手段38を有する。これにより分離膜モジュール3が薬品洗浄に達するまでの時期または交換までの時期を薬品洗浄日または交換日予測手段39で予測することが可能となる。更に、図5に示すとおり、予測手段により出力されるろ過差圧(ΔP2)の予測曲線をグラフ表示することで、分離膜モジュール3の運転状況を簡易に判断することが可能となる。ろ過指標とは1サイクルのろ過抵抗上昇度と、前記物理洗浄終了後の物理洗浄不可逆ろ過抵抗上昇である。ここで1サイクルのろ過抵抗上昇度とは、ろ過工程1サイクルで上昇するろ過抵抗のことであり、ろ過抵抗は以下の計算式で計算され、膜ファウリングの程度を示す指標である。
 ろ過抵抗(1/m)=ろ過差圧(Pa)/(ろ過水粘度(Pa・s)×ろ過流束(m/s))
 一方、物理洗浄後の物理洗浄不可逆ろ過抵抗上昇度も膜ファウリングの程度を示す指標であるが、こちらは物理洗浄を実施しても除去されない成分を表すものであり、総ろ過水量(m/m)を横軸とし、ろ過抵抗(1/m)を縦軸にプロットした場合に、各ろ過工程開始時のろ過抵抗を結んだ直線の傾きを指すものである。更に、予測手段により出力される予測曲線をグラフ表示することで、分離膜モジュール3の運転状況を簡易に判断することが可能となる。前記予測は前記ろ過流速データまたは前記圧力データの変化に応じて周期的に新規予測する方が好ましい。周期は特に限定する物ではないが、数時間から数日に1回程度が好ましい。また、前記グラフ表示から、薬品洗浄日または交換日が、予め設定した指定日よりも日数か短くなった場合に通知アラームを出力またはメールなどで管理者に通知することで、前もって薬液洗浄や交換の準備をすることができ、停機時間を最小限にすることが可能となる。もしくは薬品洗浄日または交換日が予定日より早い場合に警報アラームを出す機能を有しても良い。
 なお上記各記録手段は、掲記した名称のデータそのものを記録するものだけでなく、掲記した名称のデータを算出可能な他の情報を記録するものであってもよい。たとえば、「変化率記録手段」は変化率そのものを記録するものだけでなく、時間的な測定間隔とその間の変化量を記録するものであっても、これらから変化率を算出することができるので、変化率記録手段とすることができる。
 本出願は、2016年8月5日出願の日本特許出願、特願2016-154212、2016年8月10日出願の日本特許出願、特願2016-157225に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
 1:被処理水供給ポンプ
 2:被処理水供給弁
 3:分離膜モジュール
 4:エア抜き弁
 5:処理水排出弁
 6:処理水貯留槽
 7:逆圧洗浄ポンプ
 8:逆圧洗浄弁
 9:薬液供給ポンプ
10:薬液貯留槽
11:エアブロワー
12:空気洗浄弁
13:排水弁
14:処理水供給弁
15:被処理水バイパス弁
16:1次側の供給圧力センサ(P1)
17:1次側の出口圧力センサ(P3)
18:2次側圧力センサ(P2)
20:造水システム
21:コンピュータ
22:詰まり箇所特定プログラム
23:管理プログラム
31-a:圧力データ記録手段
31-b:ろ過流速データ記録手段
32:差分演算手段
33:詰まり箇所特定手段
34-a:変化量記録手段
34-b:変化率記録手段
35-a:変化量比較手段
35-b:変化率比較手段
36:制御手段
37:解析手段
38:ろ過特性変化予測手段
39:薬品洗浄日または交換日予測手段

Claims (31)

  1.  被処理水を分離膜を有する分離膜モジュールによってろ過し、処理水を得る造水システムにおける分離膜モジュールの詰まり箇所を特定するため、コンピュータを、分離膜モジュール下部の抵抗、中空糸膜のろ過抵抗、分離膜モジュール上部の抵抗から分離膜モジュールの詰まり箇所を特定する詰まり箇所特定手段として機能させることを特徴とする、分離膜モジュールの詰まり箇所特定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  2.  前記コンピュータを、分離膜モジュールの1次側に被処理水を供給する工程における分離膜モジュールの1次側入口側と出口側の抵抗の差分(第1抵抗R1)、被処理水を分離膜モジュールの1次側から2次側へと圧送するろ過工程における分離膜モジュールの1次側入口と2次側出口の抵抗の差分(第2抵抗R2)、分離膜モジュールの2次側から1次側へ透過させる逆圧洗浄工程における分離膜モジュールの1次側の抵抗の差分(第3抵抗R3)を演算する差分演算手段と、前記差分演算手段で得られた前記第1抵抗R1、前記第2抵抗R2、前記第3抵抗R3を用いR1-R3、R2-(R1-R3)の演算から前記分離膜モジュールの詰まり箇所を特定する詰まり箇所特定手段として機能させることを特徴とする、請求項1に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  3.  前記コンピュータを、分離膜モジュールの1次側に被処理水を供給する工程における分離膜モジュールの1次側入口側と出口側の抵抗の差分(第1抵抗R1)、被処理水を分離膜モジュールの1次側から2次側へと圧送するろ過工程における分離膜モジュールの1次側入口と2次側出口の抵抗の差分(第2抵抗R2)、分離膜モジュールの2次側から1次側へ透過させる逆圧洗浄工程における分離膜モジュールの2次側と1次側の抵抗の差分(第3抵抗R3’) を演算する差分演算手段と、前記差分演算手段で得られた前記第1抵抗R1、前記第2抵抗R2、前記第3抵抗R3’を用い(R1+R2)-R3’、(R1+R3’)-R2、(R2+R3’)-R1の演算から前記分離膜モジュールの詰まり箇所を特定する詰まり箇所特定手段として機能させることを特徴とする、請求項1に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  4.  前記差分演算手段が圧力データを用いることを特徴とする、請求項2または3に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  5.  前記コンピュータを、R1-R3の初期値からの変化量、R2-(R1-R3)の初期値からの変化量、R3の初期値からの変化量を記録する変化量記録手段と、前記変化量記録手段から変化量を比較する変化量比較手段として機能させるとともに、前記変化量比較手段の結果が、R1-R3の初期値からの変化量がR2-(R1-R3)の初期値からの変化量およびR3の初期値からの変化量よりも大きい場合、前記分離膜モジュール内の1次側の液面を上下させつつ空気洗浄を行う制御a、排水工程の工程時間を長くする制御b、排水工程時に分離膜モジュールの1次側をエアにより加圧し、排水する加圧排水を行う制御cの少なくとも一つを選択する制御手段、としてさらに機能させることを特徴とする、請求項2または4に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  6.  前記コンピュータを、R1-R3の初期値からの変化率、R2-(R1-R3)の初期値からの変化率、R3の初期値からの変化率を記録する変化率記録手段、前記変化率記録手段から変化率を比較する変化率比較手段として機能させるとともに、前記変化率比較手段の結果が、R1-R3の初期値からの変化率がR2-(R1-R3)の初期値からの変化率およびR3の初期値からの変化率よりも大きい場合、前記分離膜モジュール内の1次側の液面を上下させつつ空気洗浄を行う制御a、排水工程の工程時間を長くする制御b、排水工程時に分離膜モジュールの1次側をエアにより加圧し、排水する加圧排水を行う制御cの少なくとも一つを選択する制御手段、としてさらに機能させることを特徴とする、請求項2または4に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  7.  前記コンピュータを、R1-R3の初期値からの変化量、R2-(R1-R3)の初期値からの変化量、R3の初期値からの変化量を記録する変化量記録手段と、前記変化量記録手段から変化量を比較する変化量比較手段として機能させるとともに、前記変化量比較手段の結果が、R3の初期値からの変化量が、R1-R3の初期値からの変化量およびR2-(R1-R3)の初期値からの変化量よりも大きい場合、前記分離膜モジュールの洗浄排水を排出するノズルから逆方向に被処理水を供給する制御d、分離膜モジュールの1次側の水を排出し空の状態とした後に、逆圧洗浄ポンプ7を稼働し、分離膜モジュールを洗浄する制御eの少なくとも一つを選択する制御手段、としてさらに機能させることを特徴とする、請求項2または4に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  8.  前記コンピュータを、R1-R3の初期値からの変化率、R2-(R1-R3)の初期値からの変化率、R3の初期値からの変化率を記録する変化率記録手段と、前記変化率記録手段から変化率を比較する変化率比較手段として機能させるとともに、前記変化率比較手段の結果が、R3の初期値からの変化率がR1-R3の初期値からの変化率およびR2-(R1-R3)の初期値からの変化率よりも大きい場合、前記分離膜モジュールの洗浄排水を排出するノズルから逆方向に被処理水を供給する制御d、分離膜モジュールの1次側の水を排出し空の状態とした後に、逆圧洗浄ポンプ7を稼働し、分離膜モジュールを洗浄する制御eの少なくとも一つを選択する制御手段、としてさらに機能させることを特徴とする、請求項2または4に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  9.  前記コンピュータを、R1-R3の初期値からの変化量、R2-(R1-R3)の初期値からの変化量、R3の初期値からの変化量を記録する変化量記録手段と、前記変化量記録手段から変化量を比較する変化量比較手段として機能させるとともに、前記変化量比較手段の結果が、R2-(R1-R3)の初期値からの変化量がR1-R3の初期値からの変化量およびR3の初期値からの変化量よりも大きい場合、分離膜モジュールに薬液を供給して分離膜モジュールの洗浄を実施する制御f、逆圧洗浄時間、空洗時間の少なくとも一つを変更する制御g、逆圧洗浄工程時の逆圧洗浄流量、空洗工程時のエア量の少なくとも一つを変更する制御hの少なくとも一つを選択する制御手段、としてさらに機能させることを特徴とする、請求項2または4に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  10.  前記コンピュータを、R1-R3の初期値からの変化率、R2-(R1-R3)の初期値からの変化率、R3の初期値からの変化率を記録する変化率記録手段と、前記変化率記録手段から変化率を比較する変化率比較手段として機能させるとともに、前記変化率比較手段の結果が、R2-(R1-R3)の初期値からの変化率がR1-R3の初期値からの変化率およびR3の初期値からの変化率よりも大きい場合、分離膜モジュールに薬液を供給して分離膜モジュールの洗浄を実施する制御f、逆圧洗浄時間、空洗時間の少なくとも一つを変更する制御g、逆圧洗浄工程時の逆圧洗浄流量、空洗工程時のエア量の少なくとも一つを変更する制御hの少なくとも一つを選択する制御手段、としてさらに機能させることを特徴とする、請求項2または4に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  11.  前記コンピュータを、前記ろ過工程および洗浄工程の運転データを記録する運転データ記録手段と、前記ろ過工程と前記洗浄工程それぞれに運転データの記録周期を異なる周期に設定する記録周期設定手段としてさらに機能させることを特徴とする、請求項2から4のいずれか1項に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  12.  前記コンピュータを、さらに分離膜モジュールの圧力差を記録する圧力データ記録手段と、被処理水を分離膜モジュールの1次側から2次側へと圧送するろ過工程におけるろ過流速を記録しておくろ過流速データ記録手段と、前記ろ過流速データ記録手段または前記圧力データ記録手段のデータに基づいて分離膜モジュールを薬品洗浄または交換する時期を予測する予測手段と、前記ろ過流速データ記録手段または前記圧力データ記録手段で記録したろ過差圧変化、ろ過流速変化のいずれかのろ過指標を解析する解析手段と、前記解析手段で得られたろ過指標から、ろ過圧力、ろ過流速のいずれかのろ過特性変化を予測する予測手段としてさらに機能させることを特徴とする、請求項1から11のいずれか1項に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  13.  前記予測手段が基本となる予測曲線をグラフ表示するとともに、前記ろ過流速または前記圧力差の変化に応じて、周期的に新規予測する機能を有することを特徴とする、請求項12に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  14.  前記予測手段で計算された前記分離膜の薬品洗浄日または交換日までの日数が指定日数以下となった場合に通知アラームを出力する通知手段として機能させることを特徴とする、請求項12または13に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  15.  被処理水を分離膜を有する分離膜モジュールによってろ過し、処理水を得る造水システムにおいて、前記造水システムはコンピュータを備え、前記コンピュータを、分離膜モジュール下部の抵抗、中空糸膜のろ過抵抗、分離膜モジュール上部の抵抗から分離膜モジュールの詰まり箇所を特定する詰まり箇所特定手段として機能させることを特徴とする、分離膜モジュールの詰まり特定することを特徴とする造水システム。
  16.  前記コンピュータを、分離膜モジュールの1次側に被処理水を供給する工程における分離膜モジュールの1次側入口側と出口側の抵抗の差分(第1抵抗R1)、被処理水を分離膜モジュールの1次側から2次側へと圧送するろ過工程における分離膜モジュールの1次側入口と2次側出口の抵抗の差分(第2抵抗R2)、分離膜モジュールの2次側から1次側へ透過させる逆圧洗浄工程における分離膜モジュールの1次側の抵抗の差分(第3抵抗R3)を演算する差分演算手段として機能させ、前記差分演算手段で得られた前記第1抵抗R1、前記第2抵抗R2、前記第3抵抗R3を用いR1-R3、R2-(R1-R3)の演算から前記分離膜モジュールの詰まり箇所を特定することを特徴とする、請求項15に記載の造水システム。
  17.  前記コンピュータを、分離膜モジュールの1次側に被処理水を供給する工程における分離膜モジュールの1次側入口側と出口側の抵抗の差分(第1抵抗R1)、被処理水を分離膜モジュールの1次側から2次側へと圧送するろ過工程における分離膜モジュールの1次側入口と2次側出口の抵抗の差分(第2抵抗R2)、分離膜モジュールの2次側から1次側へ透過させる逆圧洗浄工程における分離膜モジュールの2次側と1次側の抵抗の差分(第3抵抗R3’) を演算する差分演算手段として機能させ、前記差分演算手段で得られた前記第1抵抗R1、前記第2抵抗R2、前記第3抵抗R3’を用い(R1+R2)-R3’、(R1+R3’)-R2、(R2+R3’)-R1の演算から前記分離膜モジュールの詰まり箇所を特定することを特徴とする、請求項15に記載の造水システム。
  18.  前記差分演算手段が圧力データを用いることを特徴とする、請求項16または17に記載の造水システム。
  19.  R1-R3の初期値からの変化量、R2-(R1-R3)の初期値からの変化量、R3の初期値からの変化量を比較した結果が、R1-R3の初期値からの変化量がR2-(R1-R3)の初期値からの変化量、R3の初期値からの変化量と比べて最も大きい場合、前記分離膜モジュール内の1次側の液面を上下させつつ空気洗浄を行う制御a、排水工程の工程時間を長くする制御b、排水工程時に分離膜モジュールの1次側をエアにより加圧し、排水する加圧排水を行う制御cの少なくとも一つを実施する事を特徴とする、請求項15または18に記載の造水システム。
  20.  R1-R3の初期値からの変化率、R2-(R1-R3)の初期値からの変化率、R3の初期値からの変化率を比較した結果が、R1-R3の初期値からの変化率がR2-(R1-R3)の初期値からの変化率およびR3の初期値からの変化率よりも大きい場合、前記分離膜モジュール内の1次側の液面を上下させつつ空気洗浄を行う制御a、排水工程の工程時間を長くする制御b、排水工程時に分離膜モジュールの1次側をエアにより加圧し、排水する加圧排水を行う制御cの少なくとも一つを実施する事を特徴とする、請求項15または18に記載の造水システム。
  21.  R1-R3の初期値からの変化量、R2-(R1-R3)の初期値からの変化量、R3の初期値からの変化量を比較した結果が、R3の初期値からの変化量が、R1-R3の初期値からの変化量およびR2-(R1-R3)の初期値からの変化量よりも大きい場合、前記分離膜モジュールの洗浄排水を排出するノズルから逆方向に被処理水を供給する制御d、分離膜モジュールの1次側の水を排出し空の状態とした後に、逆圧洗浄ポンプ7を稼働し、分離膜モジュールを洗浄する制御eの少なくとも一つを実施する事を特徴とする、請求項15または18に記載の造水システム。
  22.  R1-R3の初期値からの変化率、R2-(R1-R3)の初期値からの変化率、R3の初期値からの変化率を比較した結果が、R3の初期値からの変化率がR1-R3の初期値からの変化率およびR2-(R1-R3)の初期値からの変化率よりも大きい場合、前記分離膜モジュールの洗浄排水を排出するノズルから逆方向に被処理水を供給する制御d、分離膜モジュールの1次側の水を排出し空の状態とした後に、逆圧洗浄ポンプ7を稼働し、分離膜モジュールを洗浄する制御eの少なくとも一つを実施する事を特徴とする、請求項15または18に記載の造水システム。
  23.  R1-R3の初期値からの変化量、R2-(R1-R3)の初期値からの変化量、R3の初期値からの変化量を記録する変化量記録手段と、前記変化量記録手段から変化量を比較する変化量比較手段を備え、前記変化量比較手段の結果が、R2-(R1-R3)の初期値からの変化量がR1-R3の初期値からの変化量およびR3の初期値からの変化量よりも大きい場合、分離膜モジュールに薬液を供給して分離膜モジュールの洗浄を実施する制御f、逆圧洗浄時間、空洗時間の少なくとも一つを変更する制御g、逆圧洗浄工程時の逆圧洗浄流量、空洗工程時のエア量の少なくとも一つを変更する制御hの少なくとも一つを実施する事を特徴とする、請求項15または18に記載の造水システム。
  24.  R1-R3の初期値からの変化率、R2-(R1-R3)の初期値からの変化率、R3の初期値からの変化率を記録する変化率記録手段、前記変化率記録手段から変化率を比較する変化率比較手段を備え、前記変化率比較手段の結果が、R2-(R1-R3)の初期値からの変化率がR1-R3の初期値からの変化率およびR3の初期値からの変化率よりも大きい場合、分離膜モジュールに薬液を供給して分離膜モジュールの洗浄を実施する制御f、逆圧洗浄時間、空洗時間の少なくとも一つを変更する制御g、逆圧洗浄工程時の逆圧洗浄流量、空洗工程時のエア量の少なくとも一つを変更する制御hの少なくとも一つを実施する事を特徴とする、請求項15または18に記載の造水システム。
  25.  被処理水を分離膜を有する分離膜モジュールによってろ過し、処理水を得る造水システムにおいて、分離膜モジュール下部の抵抗、中空糸膜のろ過抵抗、分離膜モジュール上部の抵抗から分離膜モジュールの詰まり箇所を特定することを特徴とする造水方法。
  26.  分離膜モジュールの1次側に被処理水を供給する工程における分離膜モジュールの1次側入口側と出口側の抵抗の差分(第1抵抗R1)、被処理水を分離膜モジュールの1次側から2次側へと圧送するろ過工程における分離膜モジュールの1次側入口と2次側出口の抵抗の差分(第2抵抗R2)、分離膜モジュールの2次側から1次側へ透過させる逆圧洗浄工程における分離膜モジュールの1次側の抵抗の差分(第3抵抗R3)を演算し、前記演算により得られた前記第1抵抗R1、前記第2抵抗R2、前記第3抵抗R3を用いR1-R3、R2-(R1-R3)の演算から前記分離膜モジュールの詰まり箇所を特定することを特徴とする、請求項25に記載の造水方法。
  27.  被処理水を分離膜を有する分離膜モジュールによってろ過し、処理水を得る造水方法において、分離膜モジュールの1次側に被処理水を供給する工程における分離膜モジュールの1次側入口側と出口側の抵抗の差分(第1抵抗R1)、被処理水を分離膜モジュールの1次側から2次側へと圧送するろ過工程における分離膜モジュールの1次側入口と2次側出口の抵抗の差分(第2抵抗R2)、分離膜モジュールの2次側から1次側へ透過させる逆圧洗浄工程における分離膜モジュールの2次側と1次側の抵抗の差分(第3抵抗R3’) を演算し、前記演算により得られた前記第1抵抗R1、前記第2抵抗R2、前記第3抵抗R3’を用い(R1+R2)-R3’、(R1+R3’)-R2、(R2+R3’)-R1の演算から前記分離膜モジュールの詰まり箇所を特定することを特徴とする、請求項25に記載の造水方法。
  28.  被処理水を分離膜を有する分離膜モジュールによってろ過し、処理水を得る造水方法において、分離膜モジュールの1次側に被処理水を供給する工程における分離膜モジュールの1次側入口側と出口側の抵抗の差分(第1抵抗R1)、被処理水を分離膜モジュールの1次側から2次側へと圧送するろ過工程における分離膜モジュールの1次側入口と2次側出口の抵抗の差分(第2抵抗R2)、分離膜モジュールの1次側の水を排水する排水工程における排水時間により算出する1次側の抵抗(第3抵抗R4)を演算し、前記演算により得られた前記第1抵抗R1、前記第2抵抗R2、前記第3抵抗R4を用いR1-R4、R2-R4の演算から前記分離膜モジュールの詰まり箇所を特定することを特徴とする、請求項25に記載の造水方法。
  29.  前記差分演算においてが透過流束を一定とし圧力データに基づいて前記第1抵抗R1、前記第2抵抗R2、前記第3抵抗R3を算出することを特徴とする、請求項26に記載の造水方法。
  30.  前記差分演算においてが透過流束を一定とし圧力データに基づいて前記第1抵抗R1、前記第2抵抗R2、前記第3抵抗R3’を算出することを特徴とする、請求項27に記載の造水方法。
  31.  前記差分演算においてが透過流束を一定とし圧力データに基づいて前記第1抵抗R1、前記第2抵抗R2、前記第3抵抗R4を算出することを特徴とする、請求項28に記載の造水方法。
PCT/JP2017/028499 2016-08-05 2017-08-04 分離膜モジュールの詰まり箇所特定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、造水システム及び造水方法 WO2018026020A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/323,186 US11141701B2 (en) 2016-08-05 2017-08-04 Computer-readable recording medium on which clogging location specification program for separation membrane module is recorded, water production system, and water production method
KR1020197003228A KR102329058B1 (ko) 2016-08-05 2017-08-04 분리막 모듈의 막힘 개소 특정 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체, 조수 시스템 및 조수 방법
CN201780048914.7A CN109562965B (zh) 2016-08-05 2017-08-04 存储有分离膜组件的堵塞位置确定程序的计算机可读取记录介质、造水系统和造水方法
JP2018532016A JP6607319B2 (ja) 2016-08-05 2017-08-04 分離膜モジュールの詰まり箇所特定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、造水システム及び造水方法

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016154212 2016-08-05
JP2016-154212 2016-08-05
JP2016-157225 2016-08-10
JP2016157225 2016-08-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018026020A1 true WO2018026020A1 (ja) 2018-02-08

Family

ID=61072918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/028499 WO2018026020A1 (ja) 2016-08-05 2017-08-04 分離膜モジュールの詰まり箇所特定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、造水システム及び造水方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11141701B2 (ja)
JP (1) JP6607319B2 (ja)
KR (1) KR102329058B1 (ja)
CN (1) CN109562965B (ja)
WO (1) WO2018026020A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018161608A (ja) * 2017-03-24 2018-10-18 栗田工業株式会社 膜分離装置の膜汚染検知方法及び装置
JP2018161609A (ja) * 2017-03-24 2018-10-18 栗田工業株式会社 膜分離装置の制御方法
KR102178424B1 (ko) * 2019-05-24 2020-11-13 한국수자원공사 역삼투막의 화학세정시기 예측 장치 및 예측 방법
JP2020199473A (ja) * 2019-06-12 2020-12-17 東芝インフラシステムズ株式会社 制御装置、制御方法及びコンピュータプログラム
WO2022025265A1 (ja) 2020-07-31 2022-02-03 東レ株式会社 分離膜モジュールの運転方法、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体及び造水システム

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110987859B (zh) * 2019-12-17 2021-03-12 山东大学 一种液体反应终点智能判断系统
JP7103526B2 (ja) * 2020-03-30 2022-07-20 東レ株式会社 造水装置の洗浄トラブル判定方法および洗浄トラブル判定プログラム
US20230390706A1 (en) 2020-10-27 2023-12-07 Kuraray Co., Ltd Water treatment device and estimation method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011189287A (ja) * 2010-03-15 2011-09-29 Toshiba Corp 浄水膜ろ過監視制御システム
JP2011212608A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Kurita Water Ind Ltd リユース分離膜の管理装置、管理プログラム、および、管理方法
JP2016083640A (ja) * 2014-10-29 2016-05-19 株式会社日立製作所 淡水化システム
JP2016087516A (ja) * 2014-10-31 2016-05-23 株式会社日立製作所 逆浸透処理装置
JP2016097357A (ja) * 2014-11-21 2016-05-30 ダイセン・メンブレン・システムズ株式会社 染色排水の処理方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09262443A (ja) 1996-03-29 1997-10-07 Sanki Eng Co Ltd 膜分離方法およびこれに用いる中空糸膜モジュール
JPH1119485A (ja) 1997-07-03 1999-01-26 Fuji Electric Co Ltd 膜を用いた水処理における運転制御法
JPH11169851A (ja) 1997-12-17 1999-06-29 Nkk Corp 水ろ過処理装置およびその運転方法
US6161435A (en) * 1998-07-21 2000-12-19 University Technology Corporation Method and apparatus for determining the state of fouling/cleaning of membrane modules
JP2000197884A (ja) 1999-01-06 2000-07-18 Zenken:Kk 濾過装置の目詰まり防止装置
JP3442354B2 (ja) 2000-08-24 2003-09-02 株式会社クボタ 浸漬型膜分離装置の維持管理方法
JP4347864B2 (ja) 2006-06-12 2009-10-21 株式会社日立製作所 水処理施設の管理システム
JP2010207800A (ja) 2009-02-16 2010-09-24 Kuraray Co Ltd ろ過ユニットおよびこれを備えたろ過装置
KR101724166B1 (ko) 2009-02-16 2017-04-18 주식회사 쿠라레 여과 유닛 및 이것을 구비한 밸러스트수 제조 장치
JP5764285B2 (ja) 2009-02-16 2015-08-19 株式会社クラレ ろ過ユニットおよびこれを備えたバラスト水製造装置
SG184107A1 (en) * 2010-03-30 2012-10-30 Toray Industries Method for cleaning separation membrane module, and method for fresh water generation
KR101542617B1 (ko) * 2012-12-03 2015-08-06 삼성에스디아이 주식회사 분리막 세정 시스템 및 이를 이용한 분리막 세정 방법
JP5933854B1 (ja) 2014-08-29 2016-06-15 三菱電機株式会社 被処理水の濾過膜の洗浄方法及び洗浄装置、並びに水処理システム
JP2016067966A (ja) 2014-09-26 2016-05-09 三浦工業株式会社 洗浄方法
KR101612230B1 (ko) 2015-07-22 2016-04-14 성균관대학교산학협력단 연속식 막오염 지수 측정 장치 및 측정 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011189287A (ja) * 2010-03-15 2011-09-29 Toshiba Corp 浄水膜ろ過監視制御システム
JP2011212608A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Kurita Water Ind Ltd リユース分離膜の管理装置、管理プログラム、および、管理方法
JP2016083640A (ja) * 2014-10-29 2016-05-19 株式会社日立製作所 淡水化システム
JP2016087516A (ja) * 2014-10-31 2016-05-23 株式会社日立製作所 逆浸透処理装置
JP2016097357A (ja) * 2014-11-21 2016-05-30 ダイセン・メンブレン・システムズ株式会社 染色排水の処理方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018161608A (ja) * 2017-03-24 2018-10-18 栗田工業株式会社 膜分離装置の膜汚染検知方法及び装置
JP2018161609A (ja) * 2017-03-24 2018-10-18 栗田工業株式会社 膜分離装置の制御方法
KR102178424B1 (ko) * 2019-05-24 2020-11-13 한국수자원공사 역삼투막의 화학세정시기 예측 장치 및 예측 방법
JP2020199473A (ja) * 2019-06-12 2020-12-17 東芝インフラシステムズ株式会社 制御装置、制御方法及びコンピュータプログラム
WO2022025265A1 (ja) 2020-07-31 2022-02-03 東レ株式会社 分離膜モジュールの運転方法、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体及び造水システム
JP7052926B1 (ja) * 2020-07-31 2022-04-12 東レ株式会社 分離膜モジュールの運転方法、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体及び造水システム
KR20230044188A (ko) 2020-07-31 2023-04-03 도레이 카부시키가이샤 분리막 모듈의 운전 방법, 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 및 조수 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
US11141701B2 (en) 2021-10-12
KR20190033550A (ko) 2019-03-29
CN109562965B (zh) 2021-11-26
US20190184343A1 (en) 2019-06-20
JP6607319B2 (ja) 2019-11-20
CN109562965A (zh) 2019-04-02
KR102329058B1 (ko) 2021-11-19
JPWO2018026020A1 (ja) 2019-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6607319B2 (ja) 分離膜モジュールの詰まり箇所特定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、造水システム及び造水方法
US20070138092A1 (en) Method and system for controlling duration of a backwash cycle of a filtration system
JP2010207800A (ja) ろ過ユニットおよびこれを備えたろ過装置
WO2013111826A1 (ja) 造水方法および造水装置
JPWO2011158559A1 (ja) 膜モジュールの洗浄方法
JP7306826B2 (ja) 造水システムの物理洗浄工程トラブル判定プログラム及び物理洗浄工程トラブル判定装置、並びに記録媒体
JP2007296500A (ja) 膜分離装置及び膜ろ過方法
JP7103526B2 (ja) 造水装置の洗浄トラブル判定方法および洗浄トラブル判定プログラム
JP2013212497A (ja) 水処理方法
JP7103513B2 (ja) ろ過特性予測による造水装置の制御方法、造水装置のトラブル判定方法、造水装置、造水装置の運転プログラム、造水装置のトラブル判定プログラム、および記録媒体
JPH11169851A (ja) 水ろ過処理装置およびその運転方法
JP2009214062A (ja) 浸漬型膜モジュールの運転方法
JP7052926B1 (ja) 分離膜モジュールの運転方法、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体及び造水システム
JP2007289899A (ja) 膜分離手段の膜洗浄方法及び水処理装置
JP2015123436A (ja) 水処理方法
KR20140128841A (ko) 막모듈의 교차 정수 및 세정 장치와 이의 운전방법
JP4876391B2 (ja) プレコート液の濃度制御方法
JP4583557B2 (ja) スパイラル型膜エレメントおよびスパイラル型膜モジュールの運転方法および洗浄方法
JP5548378B2 (ja) 水処理装置および水処理方法
JP2006239609A (ja) 中空糸膜モジュールの運転方法
JP4678757B2 (ja) 水処理装置およびその運転方法
JP2021023861A (ja) ろ過膜の洗浄方法
JP2008246425A (ja) 膜モジュールの洗浄方法および膜ろ過装置
KR20150146336A (ko) 분리막 세정시스템 및 이를 이용한 분리막 세정방법

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2018532016

Country of ref document: JP

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17837121

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20197003228

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17837121

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1