WO2024111627A1 - 分離膜の酸化リスク評価方法、酸化リスク評価プログラム、記録媒体、および評価装置 - Google Patents
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- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/18—Water
Definitions
- the present invention relates to a method for evaluating the oxidation risk of a separation membrane, an oxidation risk evaluation program, a recording medium, and an evaluation device.
- the main problems when using reverse osmosis membranes for the above-mentioned purposes include surface contamination of the semipermeable membrane, known as fouling, and chemical deterioration of the semipermeable membrane.
- One method for preventing the former is to add an oxidizing substance such as sodium hypochlorite to kill microorganisms.
- the oxidizing substances contained in such pretreatment are one of the causes of oxidative deterioration.
- Methods for detecting oxidizing substances include oxidation-reduction potential (ORP) measurement, the N,N-diethylparaphenylenediamine (DPD) method, which is a color reaction, and the Fujiwara Test described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1.
- substances that are not oxidizing substances but play an important role in the oxidation reaction process include oxidation reaction promoters, such as certain transition metals.
- the amount of such substances is difficult to evaluate using the above-mentioned oxidizing substance detection method, and another method is to examine the elemental composition of the feed water contents using high-frequency inductively coupled plasma (ICP) emission spectrometry.
- ICP inductively coupled plasma
- spectroscopic analysis methods require advanced and expensive equipment, require specialized analysis institutions, and require a long time and high cost to obtain results.
- the amount of oxidation reaction promoting substances contained in the supply water is below the detection limit of the spectroscopic analysis method, it is difficult to evaluate the oxidation risk.
- Patent Document 2 discloses a method for evaluating the oxidation risk of separation membranes in water treatment plants by passing membrane-filtered supply water through an oxidizing substance sensitive material.
- this method is difficult to detect when the oxidation reaction promoting substances contained in the supply water are in trace amounts.
- the present invention makes it possible to easily and quickly evaluate the risk of oxidation, which was difficult to assess using conventional methods, by evaluating the oxidation potential using the deposits on the surface of the separation membrane. In addition, since it can be carried out easily and quickly and only a small amount of deposits is required, it is useful for avoiding risks and quickly resolving operational problems in water treatment plants.
- the present invention is an oxidation risk assessment method that involves recovering deposits on the surface of a separation membrane, contacting the deposits with a solution containing sulfite or bisulfite, and evaluating the oxidation potential of the deposits based on the oxidizing substances that are generated.
- the present invention has the following features:
- a method for evaluating the oxidation risk of a separation membrane in a water treatment plant comprising contacting a deposit recovered from a used separation membrane with a solution containing sulfite or bisulfite, and evaluating the oxidation potential of the deposit based on the oxidizing substances generated.
- A Separation membrane taken from a semipermeable membrane element that separates feed water into permeate and concentrated water at a water treatment plant.
- B Separation membrane installed inside a water-permeable member installed in a feed water line at a water treatment plant.
- C A semipermeable membrane element is used in a water treatment plant to separate feed water into permeate and concentrated water, and a separation membrane is installed inside a water-permeable member installed in a concentrated water line.
- oxidation risk evaluation method for a separation membrane according to any one of (1) to (3), wherein the oxidation risk evaluation method for the separation membrane is a risk evaluation method due to a catalytic reaction, and the oxidation potential of the deposit is evaluated by measuring the change over time in an oxidation power index value of a solution in contact with the deposit, and is characterized in that any one of the following is evaluated: A: Maximum value of the oxidation index value B: Rate of change of the oxidation index value over time C: Maximum value of the moving average value of the oxidation index value D: Rate of change of the moving average value of the oxidation index value over time
- the method for evaluating the oxidation potential of the deposit according to (7) or (8) is a method for evaluating at least one of the following: A: The sulfite or bisulfite concentration at which the oxidation index value is equal to or lower than that before contact with the deposit. B: The rate of change in the oxidation index value per sulfite or bisulfite concentration.
- An oxidation risk assessment program for a separation membrane in a water treatment plant which causes a computer to function as a data recording means for recording input data in the computer and as a means for evaluating the oxidation potential of deposits based on the recorded data in order to assess the oxidation risk, and which utilizes the oxidation risk assessment method described in (1), in which the input data are the conditions and the oxidation power index value when the deposits recovered from the separation membrane used are contacted with a solution containing sulfite or bisulfite.
- the oxidation risk assessment method for a water treatment plant is a method for assessing an oxidation risk due to a catalytic reaction
- the means for assessing the oxidation potential of the deposit is a means for assessing at least one of the following based on time-course data of an oxidation power index value: A: Maximum value of the oxidation index value B: Rate of change of the oxidation index value over time C: Maximum value of the moving average value of the oxidation index value D: Rate of change of the moving average value of the oxidation index value over time
- B The rate of change in the oxidation index value per sulfite or bisulfite concentration.
- a recording medium storing an oxidation risk assessment program described in any one of (12) to (15).
- An oxidation risk assessment device for a separation membrane in a water treatment plant comprising: a computer for assessing the oxidation risk; a data input means for inputting into the computer the conditions and the oxidation index value when the deposits recovered from a used separation membrane are brought into contact with a solution containing sulfite or bisulfite; a data recording means for recording the conditions and the oxidation index value in the computer; and a means for assessing the oxidation potential by any of the methods described in (1) to (11).
- the present invention makes it possible to easily and quickly evaluate the oxidation risk of separation membranes, which was difficult to determine using conventional evaluation methods.
- FIG. 1 shows an example of the flow of a water treatment plant.
- FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a water-permeable member used in the present invention.
- An example of a divisible water-permeable container (unit water-permeable member) that constitutes the water-permeable member used in the present invention is shown.
- FIG. 2 is a graph showing the relationship between the time elapsed since contact with adhesion and the oxidation power index value, and an example of a method for evaluating the maximum value of the oxidation power index value, in the first embodiment of evaluating the oxidation potential of the present invention.
- FIG. 2 is a graph showing an example of a method for evaluating the relationship between the time elapsed since contact with adhesion and the oxidation power index value, and the rate of change of the oxidation power index value per time, in the first embodiment for evaluating the oxidation potential of the present invention.
- FIG. 11 is a graph showing the relationship between the sulfite or bisulfite concentration and the oxidizing power index value, and an example of a method for evaluating the maximum oxidizing power index value in the second or third embodiment of evaluating the oxidation potential of the present invention.
- FIG. 11 is a graph showing an example of a method for evaluating the relationship between sulfite or bisulfite concentration and an oxidation power index value, and the rate of change of the oxidation power index value per sulfite or bisulfite concentration, in the second or third form of evaluating the oxidation potential of the present invention.
- FIG. 11 is a graph showing the relationship between the sulfite or bisulfite concentration and the oxidation power index value in the fourth or fifth form of evaluating the oxidation potential of the present invention, and an example of a method for evaluating the sulfite or bisulfite concentration that is equal to or lower than the oxidation power index value before contact with the attached matter.
- FIG. 11 is a graph showing an example of a method for evaluating the relationship between sulfite or bisulfite concentration and an oxidation power index value, and the rate of change of the oxidation power index value per sulfite or bisulfite concentration, in the second or third form
- 11 is a graph showing an example of a method for evaluating the relationship between the sulfite or bisulfite concentration and the oxidation power index value, and the rate of change of the oxidation power index value per sulfite or bisulfite concentration, in the fourth or fifth form of evaluating the oxidation potential of the present invention.
- 1 is an example of a program for executing oxidation risk judgment using the first embodiment of the present invention on a computer.
- 1 is an example of a program for executing, on a computer, the oxidation risk judgment using the second or third embodiment of the present invention.
- This is an example of a program for executing, on a computer, the oxidation risk judgment using the sulfite or bisulfite concentration at which the oxidizing power index value is equal to or lower than that before contact with an attached matter, according to the fourth embodiment of the present invention.
- 1 is an example of a program for executing, on a computer, the oxidation risk judgment using the rate of change in the oxidation power index value per sulfite or bisulfite according to the fourth embodiment of the present invention.
- 1 is an example of a program for executing oxidation risk judgment using the first embodiment of the present invention on a computer.
- 1 is an example of a program for executing, on a computer, the oxidation risk judgment using the second or third embodiment of the present invention.
- FIG. 1 is an example of a program for executing, on a computer, the oxidation risk judgment using the rate of change in the oxidation power index value per sulfite or bisulfite according to the fourth embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a graph showing the relationship between the time elapsed from contact with a sulfite or bisulfite and the redox potential according to Example 1 of the present invention.
- FIG. 1 is a graph showing the relationship between the time elapsed from contact with a sulfite or bisulfite and the oxidation-reduction potential according to Example 3-1 of the present invention.
- FIG. 1 is a graph showing the relationship between sulfite or bisulfite concentration and oxidation-reduction potential according to Example 3-2 of the present invention.
- FIG. 11 is a graph showing the relationship between the time elapsed from contact with a sulfite or bisulfite and the redox potential according to Example 4 of the present invention.
- the present invention has the following features.
- the following figures are used to illustrate the present invention, but the content of the present invention is not limited to these figures.
- the present invention is a method for evaluating the oxidation risk of a separation membrane, and in one embodiment, the method comprises recovering deposits on the surface of the separation membrane, contacting the deposits with a solution containing sulfite or bisulfite, and evaluating the oxidation potential of the deposits based on the oxidizing substances that are generated.
- the deposits accumulate on the separation membrane surface, capturing oxidizing substances and oxidation reaction promoting substances in the feed water, which are then accumulated on the surface of the separation membrane.
- the substances are present in higher concentrations on the surface of the separation membrane compared to the feed water and concentrated water. Therefore, even if the content in the feed water is minute, it is possible to evaluate the oxidation risk by evaluating the oxidation potential of the deposits.
- the catalytic reaction refers to the reaction between an oxidizing substance and an oxidation reaction promoter, and a sulfite or bisulfite, as described above and in the background art.
- An example of a separation membrane in one embodiment of the present invention is a separation membrane installed in a water treatment plant.
- Figure 1 shows an example of the flow of a water treatment plant.
- the water treatment plant shown in Figure 1 is composed of a raw water storage tank 1 that stores water to be treated (hereinafter, raw water), a raw water supply pump 2 that supplies the raw water, a pretreatment membrane filtration unit 3 that filters the raw water, a pretreatment membrane filtrate storage tank 4 that stores the filtered water from the pretreatment membrane filtration unit 3, a separation membrane filtration unit 5, a booster pump 6 that supplies the filtered water from the pretreatment membrane filtration unit 3 to the separation membrane filtration unit 5, and a booster pump 7 that boosts the pressure of the filtered water from the pretreatment membrane filtration unit 3 so that it can be separated into permeate and concentrated water in the separation membrane filtration unit 5.
- raw water water to be treated
- a raw water supply pump 2 that supplies the raw water
- a pretreatment membrane filtration unit 3 that filters the raw water
- a pretreatment membrane filtrate storage tank 4 that stores the filtered water from the pretreatment membrane filtration unit 3
- the raw water storage tank 1 and the pretreatment membrane filtration unit 3 are connected by a raw water pipe 8
- the pretreatment membrane filtration unit 3 and the pretreatment membrane filtered water storage tank 4 are connected by a pretreatment membrane filtered water pipe 9
- the pretreatment membrane filtered water storage tank 4 and the separation membrane filtration unit 5 are connected by a separation membrane filtered feed water pipe 10.
- raw water is treated in the pretreatment membrane filtration unit 3, and the pretreatment membrane filtered water is temporarily stored in the pretreatment membrane filtered water storage tank 4, then supplied to the booster pump 7 by the booster pump 6, and after being pressurized by the booster pump 7, it is supplied to the separation membrane filtration unit 5, where it is separated into permeate from which solutes such as salt have been removed and concentrated water from which solutes such as salt have been concentrated, and is discharged through the separation membrane filtration permeate pipe 11 and the separation membrane filtration concentrated water pipe 12, respectively.
- separation membranes in one embodiment of the present invention include separation membranes taken from components installed in a separation membrane filtration unit, and separation membranes in components installed in piping within a plant, such as raw water piping 8, pretreated filtrate piping 9, separation membrane filtration feed water piping 10, separation membrane filtration permeate piping 11, and separation membrane filtration concentrated water piping 12.
- the separation membrane can be a microfiltration membrane (MF) or ultrafiltration membrane (UF membrane) as applied to the pretreatment filtration unit 3, but is particularly suitable for plants that use semipermeable membranes such as nanofiltration membranes (NF membranes) and reverse osmosis membranes (RO membranes) to separate and concentrate solute components, and is suitable for desalinating seawater or brine, producing industrial water, concentrating fruit juice, and advanced water treatment.
- semipermeable membranes such as nanofiltration membranes (NF membranes) and reverse osmosis membranes (RO membranes)
- the separation membrane of the present invention is a semipermeable membrane
- the oxidation reaction promoting substance is concentrated and accumulated on the semipermeable membrane surface without passing through, resulting in a higher concentration than in the raw water or concentrated water, which is more desirable because it improves the evaluation accuracy of the present invention.
- These are usually installed in the separation membrane filtration unit 5.
- Semipermeable membranes are membranes that have semipermeability that allows some components in the raw water, such as solvents, to pass through but not solute components such as salt. Examples include nanofiltration membranes (NF membranes) and reverse osmosis membranes (RO membranes).
- Membrane structures include asymmetric membranes with a dense separation layer on one side of the membrane, with gradually larger pores from the dense separation layer toward the inside of the membrane or the other side, and composite membranes with a very thin separation functional layer made of a different material on top of the dense layer of the asymmetric membrane.
- Membrane forms include hollow fiber membranes and flat membranes.
- Semipermeable membranes are generally used as elements of an appropriate shape according to the membrane shape.
- the semipermeable membrane element in the present invention is not particularly limited as long as it has substantial liquid chambers on both sides of the semipermeable membrane and can pressurize and permeate liquid from one surface of the semipermeable membrane to the other surface.
- One example is a spiral-type semipermeable membrane element having a flat-membrane-shaped semipermeable membrane.
- a spiral-type semipermeable membrane element is generally composed of a feed-side flow passage material that guides the feed water to the semipermeable membrane surface, a semipermeable membrane, and a permeation-side flow passage material that guides the liquid (permeate) that has permeated the semipermeable membrane to a water collection pipe, and the feed-side flow passage material, semipermeable membrane, and permeation-side flow passage material are spirally wound around the water collection pipe.
- a separation membrane taken from a spiral-type semipermeable membrane element is preferable as the separation membrane of the present invention.
- the evaluation method according to one embodiment of the present invention for example, regularly once a day to once a week, it becomes easier to identify the time when a sudden increase in the risk of oxidation occurs, and it becomes possible to take measures quickly.
- a separation membrane installed in a pipe close to the separation membrane filtration unit, for example, a separation membrane filtration supply water pipe 10, a separation membrane filtration permeate water pipe 11, or a separation membrane filtration concentrated water pipe 12, since the oxidation risk in the separation membrane filtration unit 5 can be evaluated accurately and quickly.
- An example of a form of installation of the separation membrane in the pipe is to install a water-permeable member having a separation membrane inside in the pipe.
- the water-passing member in one embodiment of the present invention is not particularly limited as long as it has a separation membrane inside and the solution moves from one end of the water-passing member to the other end.
- it is desirable that the water-passing member is easily attached and detached to the water treatment plant piping.
- a certain unit structure can be continuously connected and separated via a connecting member having a screw structure or a fitting structure (such as a joint such as a one-touch joint 15), or that the hose 13 has a structure that can be easily cut or partially separated using scissors or the like.
- a connecting member having a screw structure or a fitting structure (such as a joint such as a one-touch joint 15)
- the hose 13 has a structure that can be easily cut or partially separated using scissors or the like.
- a water-passing container 19 can be exemplified as a preferred form by connecting one or more unit water-passing members 19a having a connectable structure in which a thread groove is provided at both ends of the longitudinal direction (water passing direction 18) of the cylindrical unit water-passing member 19a and a separation membrane 20 is installed, and further connecting the unit water-passing container opening/closing portion 16 to the water-passing container opening/closing portion 16.
- a water leakage prevention measure such as a packing, a sealing tape, an O-ring, etc., depending on the shape.
- the area of the separation membrane 20 is not particularly limited, but is preferably 0.01 m2 or more, and more preferably 0.03 m2 or more.
- the separation membrane 20 is installed perpendicular to the water flow direction.
- the water-passing container is cylindrical and made of a soft material. This makes it possible to easily cut it using scissors or the like to remove the separation membrane inside. Also, a flow meter 14 and a flow rate adjustment valve 17 may be inserted midway through the hose 13.
- the water-permeable member is installed in piping within the plant other than near the separation membrane filtration unit as described above, it is also possible to evaluate the oxidation risk in and around each piping.
- the materials (components) constituting the separation membrane or semipermeable membrane are not particularly limited, but preferred are cellulose acetate compounds, vinyl polymer compounds, polyamide compounds, polyester compounds, polyimide compounds, etc., and in particular cellulose acetate compounds and polyamide compounds, which are widely used as semipermeable membrane materials, are preferred.
- Sulfites or bisulfites are not particularly limited, but examples include sodium sulfite, potassium sulfite, magnesium sulfite, calcium sulfite, sodium bisulfite, potassium bisulfite, magnesium bisulfite, calcium bisulfite, etc. Commonly available commercially available products can be used, and among these, sodium sulfite, potassium sulfite, sodium bisulfite, and potassium bisulfite are particularly preferred.
- the adhesions on the surface of the separation membrane are collected by a physical method, and then subjected to oxidation risk evaluation.
- the method for collecting the adhesions is not particularly limited as long as it is a method with a high recovery rate and quantitative, but for example, a method of immersing the membrane in pure water and dispersing the adhesions in the pure water by ultrasonic pulverization and collecting them can be mentioned.
- a method for reliably peeling off and collecting the adhesions stuck to the separation membrane a method of collecting the adhesions on the surface of the separation membrane using a wiping tool, immersing the wiping tool in pure water, and dispersing the adhesions in the pure water and collecting them can be mentioned.
- wiping tools include cotton swabs, spatulas, scrapers, rubber spatulas, etc., and it is desirable that these do not contain an oxidizing agent-based disinfectant solution.
- cotton swabs and silicon tools are suitable tools, but are not particularly limited.
- the separation membrane is dried and then the deposits on the surface of the separation membrane are collected in a container using the above-mentioned wiping tool.
- the method for drying the separation membrane is not particularly limited as long as it is a method that can easily peel off the deposits on the surface of the separation membrane, but examples include natural drying at room temperature and a method of leaving the membrane in a heated dryer and drying it.
- the collected deposits are preferably dried at room temperature or by heating.
- the adhesion is brought into contact with a solution containing sulfite or bisulfite, and the oxidation potential of the adhesion is evaluated based on the generated oxidizing substances.
- the method of bringing the adhesion into contact with the solution containing sulfite or bisulfite is not particularly limited, but for example, a method of putting the recovered adhesion into a solution prepared by dissolving sulfite or bisulfite in pure water can be mentioned.
- stirring jig, agitator, shaker, etc. examples include a medicine spoon, a spatula, a magnetic stirrer, a stirring rod with a stirring blade at the tip, a stirrer such as Three-One Motor (manufactured by Shinto Scientific Co., Ltd.), an ultrasonic cleaner, etc.
- Another example of evaluating the oxidation potential of an attachment based on the oxidizing substances generated by contacting the attachment with a solution containing sulfite or bisulfite is a method using an attachment extract obtained by treating the attachment with a chemical solution.
- an attachment extract By using an attachment extract, the catalytic reaction between the oxidation reaction-promoting substances in the attachment and sulfite or bisulfite is promoted, making it possible to more accurately evaluate the oxidation potential of the attachment.
- a general extraction process can be used as a method for treating and extracting the attachment with a chemical solution.
- the attachment is added to a chemical solution, and the chemical solution is left to stand or stirred using a stirring tool, stirrer, or shaker described below, and the chemical solution is collected after a certain period of time has passed.
- methods for collecting the chemical solution at this time include collecting the chemical solution using a tool such as a dropper, and removing the attachment by filtration, and collecting the chemical solution.
- An acidic chemical solution is preferably used as the chemical solution. In other words, it is preferable to use a chemical solution with a hydrogen ion concentration of pH 6 or less, more preferably pH 3 or less.
- Examples include sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, citric acid, oxalic acid, acetic acid, and formic acid, of which nitric acid, hydrochloric acid, and phosphoric acid are particularly preferable.
- These chemical solutions are generally commercially available, and they can be used.
- the solution containing sulfite or bisulfite in one embodiment of the present invention may contain other inorganic salts to reproduce the conditions in an actual water treatment plant.
- the sodium chloride concentration is preferably 500 to 80,000 mg/L, and more preferably 1,000 to 50,000 mg/L.
- the first form of evaluating the oxidation potential of the present invention is a method in which the deposits recovered from the surface of the separation membrane are brought into contact with a solution containing sulfite or bisulfite, and the change over time in the oxidation power index value of the solution is measured.
- One example of the first form is a method of evaluating at least one of the following, as shown in Figure 4 or Figure 5.
- the degree of oxidation risk is determined according to the method for measuring the oxidation power index value used, as described below, but generally, in any of the cases below, the larger the value, the greater the oxidation potential and the higher the oxidation risk.
- the rate of change of oxidation index value over time is calculated by dividing the difference of oxidation index value by the difference of the elapsed time from contact with the corresponding attached matter. For example, in the case of FIG. 5, it is calculated by Equation 1.
- y 1 represents the oxidation power index value when the elapsed time from the contact with the deposit is t 1
- y 2 represents the oxidation power index value when the elapsed time from the contact with the deposit is y 2.
- t 2 > t 1.
- the maximum value among the values calculated by formula 1 is adopted.
- the moving average value of the oxidation power index value refers to the arithmetic mean of the oxidation power index values of the most recent N (an integer of 2 or more) points.
- the magnitude of the oxidation risk is determined according to the method of determining the oxidation power index value used, as described later, but generally, in any of the following cases, it is determined that the larger the value, the larger the oxidation potential and the higher the oxidation risk.
- A Maximum value of oxidation index value
- B Rate of change of oxidation index value per sulfite or bisulfite concentration
- the rate of change of oxidation index value per sulfite or bisulfite concentration is calculated by dividing the difference of oxidation index value by the difference of the corresponding sulfite or bisulfite concentration. For example, in the case of FIG. 8, it is calculated by Equation 2.
- the maximum value among the values calculated by Equation 2 is used.
- the oxidizing power index value under each concentration condition one of the following is used as the oxidizing power index value under each concentration condition.
- a sulfite or bisulfite is further added to a solution containing a sulfite or bisulfite in contact with an adhesion, thereby changing the sulfite or bisulfite concentration of the solution, and the oxidation power index value when the adhesion is contacted is measured.
- at least one of the following methods is given as shown in FIG.
- the degree of oxidation risk is determined according to the method for determining the oxidation power index value used, as described later, but generally, in any of the following cases, it is determined that the larger the value, the higher the oxidation potential and the higher the oxidation risk.
- A Maximum value of oxidation index value
- B Rate of change of oxidation index value per sulfite or bisulfite concentration
- the rate of change of oxidation index value per sulfite or bisulfite concentration is calculated by dividing the difference of oxidation index value by the difference of the corresponding sulfite or bisulfite concentration. For example, as described above, in the case of FIG. 7, it is calculated by Equation 2.
- a fourth embodiment of the present invention for evaluating the oxidation potential is a method of measuring the oxidation power index value when the adhesion is brought into contact with a solution containing sulfite or bisulfite and having a higher concentration than any of the solutions described in the first to third embodiments.
- An example of the fourth embodiment is a method of evaluating at least one of the following, as shown in Figure 8 or Figure 9.
- the degree of oxidation risk is determined according to the method of measuring the oxidation power index value used, as described below, but generally, in any of the following cases, the larger the value, the greater the oxidation potential and the higher the oxidation risk.
- A sulfite or sulfite concentration at which the oxidation power index value becomes equal to or lower than that before contact with the deposit
- B rate of change in the oxidation power index value per sulfite or bisulfite concentration
- the rate of change in the oxidation power index value per sulfite or bisulfite concentration is calculated by dividing the difference in the oxidation power index value by the difference in the corresponding sulfite or bisulfite concentration. For example, in the case of FIG. 9, it is calculated using Equation 3.
- a fifth embodiment for evaluating the oxidation potential of the present invention a method for measuring the oxidation index value when sulfite or bisulfite is further added after the oxidation index value of the solution containing sulfite or bisulfite contacted with the deposit in any one of the first to third embodiments has reached a maximum.
- a method for evaluating at least one of the following as shown in FIG. 8 or FIG. 9 can be mentioned.
- the magnitude of the oxidation risk is determined according to the method for determining the oxidation index value used, as described later, but generally, in any of the following cases, it is determined that the larger the value, the higher the oxidation potential and the higher the oxidation risk.
- A sulfite or sulfite concentration at which the oxidation power index value becomes equal to or lower than the value before contact with the deposit
- B rate of change in the oxidation power index value per sulfite or bisulfite concentration
- the rate of change in the oxidation power index value per sulfite or bisulfite concentration is calculated by dividing the difference in the oxidation power index value by the difference in the corresponding sulfite or bisulfite concentration, and is generally a negative value. For example, in the case of FIG. 9, as described above, it is calculated using Equation 3.
- the first to third forms it is possible to quickly and easily evaluate the oxidation potential.
- the first form when evaluating the oxidation risk at a specified concentration or amount, such as the sulfite or bisulfite concentration used in an actual plant, the first form is preferred.
- the second or third form when it is desired to know the maximum oxidation risk of concern, the second or third form is preferred.
- the fourth or fifth form it is possible to know the sulfite or bisulfite concentration required to fully counteract this oxidation potential.
- the oxidation risk in an actual plant can be evaluated more accurately by dividing the index obtained in each form by the membrane area and/or the number of years of use. For example, when using the first form, a more accurate oxidation risk evaluation can be performed by using the value calculated using Equation 4.
- z is the oxidation risk index value evaluated in the first mode, that is, any one of the following:
- the method for measuring the oxidizing power index value is not particularly limited, but a method that reacts sensitively to oxidizing substances is desirable.
- Common methods include, for example, oxidation-reduction potential (ORP) measurement, measurement of free residual chlorine concentration or combined and/or total chlorine concentration using the N,N-diethylparaphenylenediamine (hereinafter, DPD) method, the Fujiwara Test described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, and dissolved oxygen (DO) measurement.
- ORP measurement and measurement of free residual chlorine concentration, combined and/or total chlorine concentration using the DPD method are preferable.
- the oxidation-reduction potential is an index of the oxidizing or reducing property of a solution, and is determined by the equilibrium state of electron acceptance that occurs between oxidants and reductants that coexist in a solution. It is generally measured based on the Nernst equation as the potential difference between a metal electrode and a reference electrode. One method for measuring this index is to use an oxidation-reduction potentiometer.
- oxidation-reduction potentiometer There are no particular restrictions on the oxidation-reduction potentiometer, but it is preferable to use an oxidation-reduction potentiometer that measures the oxidation-reduction potential based on the Nernst equation using a platinum electrode and a reference electrode, or a combined electrode of a platinum electrode and a reference electrode, and it is more preferable to use a saturated calomel electrode or a saturated silver/silver chloride electrode as the reference electrode, and a 3.3 mol/L silver chloride electrode as the reference electrode.
- the DPD method is a method for measuring free residual chlorine concentration and combined and/or total chlorine concentration based on the color reaction between oxidizing substances present in water and DPD reagent.
- Commercially available measuring devices and DPD reagents can be used to measure these indicators.
- the oxidizing power index value When using an index that is affected by the measurement conditions as the oxidizing power index value, it is desirable to use a value under any one set of conditions, or to use a value that has been unambiguously corrected for the effects of the measurement conditions.
- the oxidation-reduction potential (ORP) As the aforementioned index, it is desirable to use a value under any set of measurement conditions, particularly at any given solution temperature and pH, and it is preferable to use a value under any set of conditions with a solution temperature of 20-35°C and a pH of 1-8.
- ORP oxidation-reduction potential
- the oxidation risk when the oxidation potential is evaluated using the maximum value of the oxidation power index value or the maximum value of the moving average value of the oxidation power index value among the first to third forms, for example, when the redox potential is used as the oxidation power index value, it can be determined that the oxidation risk is low (mild) if it is less than 300 mV, that there is an oxidation risk (moderate) if it is 300 mV or more but less than 600 mV, and that there is a high oxidation risk (severe) if it is 600 mV or more.
- the oxidation risk is low (mild) if it is less than 0.01 mg/L, that there is an oxidation risk (moderate) if it is 0.01 mg/L or more but less than 0.5 mg/L, and that there is a high oxidation risk (severe) if it is 0.5 mg/L or more.
- the oxidation risk assessment method in the first embodiment, when the oxidation potential is evaluated using the rate of change of the oxidation power index value over time or the rate of change of the moving average value of the oxidation power index value, for example, when the redox potential is used as the oxidation power index value, it can be determined that the oxidation risk is low (mild) if it is less than 50 mV/min, that there is an oxidation risk (moderate) if it is 50 mV/min or more and less than 300 mV/min, and that there is a high oxidation risk (severe) if it is 300 mV/min or more.
- the oxidation risk is low (mild) if it is 0.1 mg/L/min or more and less than 0.5 mg/L/min, that there is an oxidation risk (moderate) if it is 0.1 mg/L/min or more and less than 0.5 mg/L/min, and that there is a high oxidation risk (severe) if it is 0.5 mg/L/min or more.
- the oxidation risk is low (mild) if it is less than 50 mV/(mg/L), that there is an oxidation risk (moderate) if it is 50 mV/(mg/L) or more and less than 100 mV/(mg/L), and that there is a high oxidation risk (severe) if it is 100 mV/(mg/L) or more.
- the oxidation risk is low (mild) if it is 0.1 mg/L/(mg/L), that there is an oxidation risk (moderate) if it is 0.1 mg/L/(mg/L) or more and less than 0.5 mg/L/(mg/L), and that there is a high oxidation risk (severe) if it is 0.5 mg/L/(mg/L) or more.
- the oxidation risk is judged to be low (mild) if it is less than 5 mg/L, to be present (moderate) if it is 5 mg/L or more and less than 100 mg/L, and to be high (severe) if it is 100 mg/L or more.
- the oxidation risk is judged to be low (mild) if it is less than -100 mV/(mg/L), to be present (moderate) if it is -100 mV/(mg/L) or more and less than -5 mV/(mg/L), and to be high (severe) if it is -5 mV/(mg/L) or more.
- the oxidation risk is low (mild) if it is less than -0.01 mg/L/(mg/L), there is a risk of oxidation (moderate) if it is between -0.01 mg/L/(mg/L) or more and less than -5.0 x 10 -3 mg/L/(mg/L), and there is a high (severe) risk of oxidation if it is -5.0 x 10 -3 mg/L/(mg/L) or more.
- One method for increasing the hydrogen ion concentration index (pH) of a solution containing sulfite or bisulfite to 9.0 or more is to add a basic substance to the solution.
- basic substances include, but are not limited to, sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, etc.
- the solution containing sulfite or bisulfite in one embodiment of the present invention preferably contains chloride ions and/or bromide ions.
- the presence of these ions generates oxidizing substances such as hypochlorite ions and hypobromite ions, which increases the risk of oxidation, making it possible to more accurately estimate the oxidation potential in a water treatment plant.
- the solution containing sulfite or bisulfite have a composition close to that of the raw water or feed water used in an actual water treatment plant, it becomes possible to more accurately evaluate the risk of oxidation in a water treatment plant.
- An example of the use of the present invention is to determine the oxidation risk in a water treatment plant based on the oxidation potential evaluated in any one of the first to fifth forms of the present invention.
- the degree of oxidation risk is determined according to the method of determining the oxidation power index value used. For example, in the ORP or DPD method, the higher the measured value, the higher the oxidation risk, and in the Fujiwara Test described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, the oxidation risk is determined to be high when coloration occurs.
- Another example of the use of the present invention is to determine the oxidation risk in different water treatment plants, piping locations, and at different times by comparing the oxidation potentials evaluated using a specified amount of deposits using the same method in any one of the first to fifth forms of the present invention.
- deposits are recovered from semipermeable membrane elements or water-permeable members having separation membranes used in different plants, and the oxidation potentials of each deposit are evaluated using the same amount of each deposit using the same method in any one of the first to fifth forms, and it is possible to compare the degree of oxidation risk in each plant from the magnitude of the oxidation potentials.
- water-permeable members having separation membranes are installed in different pipes in the same plant, and the oxidation potential of the deposits recovered from each separation membrane is evaluated using the same amount of each deposit by the same method among the first to fifth forms, thereby making it possible to determine the level of oxidation risk in each pipe.
- This makes it easy to identify the cause, for example, when the oxidation risk in the plant increases.
- by periodically evaluating the oxidation potential of the deposits in the same plant by any of the first to fifth forms of the present invention the oxidation risk of the plant can be monitored, and a quick response can be made even if the oxidation risk increases.
- the present invention makes it possible to easily and quickly determine the oxidation risk, which was difficult to do using conventional methods, and is useful for avoiding risks and quickly resolving operational problems.
- Another embodiment of the present invention is an oxidation risk assessment program for a water treatment plant, which comprises a computer for assessing oxidation risk, a data recording means for recording input data in the computer, and a means for evaluating the oxidation potential of deposits based on the input data, and the input data is the conditions and oxidizing power index value when the deposits recovered from the separation membrane used are contacted with a solution containing sulfite or bisulfite.
- This embodiment causes a computer having each of the means to function in order to assess the oxidation risk of the separation membrane.
- This embodiment can be recorded in a recording device such as the computer's memory or a hard disk, and the recording form is not particularly limited.
- Another embodiment of the present invention is a recording medium in which the risk assessment program is stored.
- the computer has a data recording means for recording the conditions and the oxidation power index value when the deposits recovered from the used separation membrane are brought into contact with a solution containing sulfite or bisulfite. Furthermore, using the data recorded in the data recording means, the computer determines or calculates and outputs an oxidation risk index value. Alternatively, the oxidation risk of the separation membrane is evaluated and output based on a predetermined determination criterion.
- a program that evaluates the oxidation risk based on the time-dependent data of the oxidation power index value as shown in Figure 10 or Figure 14. That is, from the oxidation power index value of the sulfite or bisulfite-containing solution with which the inputted attachment material has come into contact and the time that has elapsed since contact with the attachment material at the time the oxidation power index value is measured, the oxidation potential is evaluated by determining or calculating one of the following, and an oxidation risk judgment result is output.
- the output judgment result is preferably the oxidation potential evaluation result itself, which is the oxidation risk index value, as shown in Figure 10, in order to accurately grasp the oxidation risk.
- the degree of oxidation risk for example, the degree of oxidative deterioration (mild, medium, severe), based on a predetermined judgment criterion (index value) as shown in Figure 14.
- a value or judgment criterion in accordance with the evaluation method of the oxidation potential such as the oxidation-reduction potential, the free residual chlorine concentration, or the combined (total) chlorine concentration, can be used.
- the rate of change (B) of the oxidation power index value is preferable.
- the maximum value (A) of the oxidation power index value is preferable.
- the oxidation risk can be determined by calculating a moving average value from the recorded data over time and evaluating the oxidation potential using its maximum value (C) or rate of change (D).
- the oxidation potential is evaluated by determining or calculating one of the following from the oxidation power index value of the solution containing sulfite or bisulfite that has been brought into contact with the deposit and the sulfite or bisulfite concentration at the time the oxidation power index value is measured, and the oxidation risk judgment result is output.
- the output judgment result is the value of the oxidation potential evaluation result itself, which indicates the magnitude of the oxidation risk, as shown in Fig. 11.
- the judgment result is based on a predetermined judgment criterion (index value) as shown in Fig. 15.
- the index value used here can be a value or judgment standard that corresponds to the oxidation potential evaluation method.
- the rate of change in the oxidizing power index value per sulfite or bisulfite (B).
- the maximum value of the oxidizing power index value (A) is preferable.
- Another example is a program that evaluates the oxidation risk based on the relationship of the oxidation index value to the sulfite or bisulfite concentration after the oxidation index value has reached its maximum. That is, for example, as shown in FIG. 12 or 16, a program that determines the oxidation risk based on the sulfite or bisulfite concentration at which the oxidation index value becomes equal to or lower than the concentration before contact with the adhesion, based on the oxidation index value of the sulfite or bisulfite-containing solution that has been brought into contact with the adhesion, the sulfite or bisulfite concentration at the time when the oxidation index value is measured, and the oxidation index value of the solution containing sulfite or bisulfite before contact with the adhesion.
- Another example is a program that evaluates the oxidation potential and determines the oxidation risk by calculating the rate of change in the bisulfite or bisulfite concentration based on the relationship of the oxidation index value to the sulfite or bisulfite concentration after the oxidation index value has reached its maximum, based on the oxidation index value of the sulfite or bisulfite-containing solution that has been brought into contact with the adhesion, based on the sulfite or bisulfite concentration at the time when the oxidation index value is measured, based on the oxidation index value of the sulfite or bisulfite-containing solution that has been brought into contact with the adhesion, as shown in FIG. 13 or 17.
- the output judgment result be the oxidation potential evaluation result value itself, which indicates the magnitude of the oxidation risk, as shown in Figure 12 or Figure 13.
- Another embodiment of the present invention is an oxidation risk assessment device for a water treatment plant, which comprises a computer for evaluating the oxidation risk, a data input means for inputting the conditions and the oxidation index value when the deposit recovered from the separation membrane used is contacted with a solution containing sulfite or bisulfite into the computer, a data recording means for recording the conditions and the oxidation index value in the computer, and a means for evaluating the oxidation potential by the above-mentioned method.
- the assessment device comprises a computer for evaluating the oxidation risk, a data input means for inputting the conditions and the oxidation index value when the deposit recovered from the separation membrane is contacted with a solution containing sulfite or bisulfite, a data recording means for recording the input data in the computer, a data recording means for recording the input data in the computer, and a method for evaluating the oxidation potential of the deposit based on the input data.
- Examples of conditions when the deposit is contacted include the time elapsed since contact, the sulfite or bisulfite concentration, and the oxidizing power index value before contact with the deposit.
- the conditions when the deposit recovered from the separation membrane used in a solution containing sulfite or bisulfite is contacted and the oxidizing power index value are input based on the evaluation results, and these can be input by manually inputting numerical values or by automatically inputting the conditions by providing the evaluation device itself with a method for evaluating and measuring these conditions.
- An example of an automatic input method is a method in which the evaluation device is provided with an evaluation and measurement method that can determine the time elapsed since contact and the sulfite or bisulfite concentration, and the results are recorded and input as needed.
- An example of such an evaluation and measurement method is a method in which a colorimetric method is used using a chemical that reacts with sulfite or bisulfite to color or change color, the sulfite or bisulfite concentration is determined based on a created calibration curve, and the time elapsed since contact is determined from the time.
- the oxidation potential can be evaluated based on the time course data of the oxidation index value and the relationship of the oxidation index value to the sulfite or bisulfite concentration, as described above and in Figures 10 to 17 of the present invention, and the determined and calculated oxidation risk index value is output.
- the oxidation risk of the separation membrane is evaluated and output based on a predetermined determination criterion.
- Example 1 A tendency for the quality of the produced water to deteriorate was observed in water treatment plant A that had been in operation for about two months.
- the separation membrane was dried at room temperature for 24 hours, and the deposit was collected using a silicon jig and placed in a glass petri dish. This was dried for two hours in a dryer set at 120°C. This is referred to as deposit A-1.
- the maximum value of the redox potential was 459 mV.
- the pH at this time was 7, and the solution temperature was 25°C. Since the redox potential was 300 mV or more, the oxidation potential of the deposit was high, and the risk of oxidation at this plant is considered to be high.
- Example 1 and Comparative Example 1 show that the separation membrane element used in Water Treatment Plant A was oxidized and deteriorated, and that Water Treatment Plant A is considered to have a high risk of oxidation.
- the high risk of oxidation in Water Treatment Plant A can be quickly determined by evaluating the oxidation potential using the deposits on the separation membrane used.
- the elemental composition analysis of the deposits detected large amounts of copper and manganese, which suggests that these have created a high risk of oxidation of the separation membrane, as described above.
- the oxidation potential is low and the oxidation risk of Water Treatment Plant A cannot be properly evaluated, but using the deposits on the separation membrane makes it possible to evaluate the oxidation risk.
- Example 2 A separation membrane was collected from a semipermeable membrane element TM820C-400 (manufactured by Toray Industries, Inc.) similar to that in Example 1. The separation membrane was dried at room temperature for 24 hours, and the deposit was collected using a silicon jig and placed in a glass petri dish. This was dried for 2 hours in a dryer set at 120°C. This was designated deposit A-2.
- TM820C-400 manufactured by Toray Industries, Inc.
- Example 3-1 For water treatment plant B, which had been in operation for about 0.5 months, the oxidation risk was examined using a method for evaluating oxidation risk due to catalytic reaction in order to confirm the plant operation status.
- a semipermeable membrane element TML10D manufactured by Toray Industries, Inc.
- TML10D manufactured by Toray Industries, Inc.
- a deposit was collected from the separation membrane using a silicon jig and placed in a glass petri dish. This was dried for 2 hours in a dryer set at 120°C. This was designated as deposit B.
- deposit extract B 20 mL of 1 mol/L nitric acid solution was placed in a sealable glass bottle, and 1.0 g of deposit B was then added. The bottle was then sealed and left to stand at room temperature. After one night, the supernatant was collected using a dropper into another glass bottle. This will be called deposit extract B.
- Example 3-2 Sodium bisulfite was further added to the aqueous sodium bisulfite solution containing the deposit extract of Example 3-1 so that the sodium bisulfite concentration was 50 mg/L, and measurements were performed for 8 minutes in the same manner as in Example 3-1. Sodium bisulfite was further added so that the sodium bisulfite concentration was 100 mg/L, and measurements were performed in the same manner. As a result, the maximum values of the oxidation-reduction potential after 8 minutes were 344 mV and 329 mV, respectively. In both cases, the hydrogen ion concentration (pH) of the aqueous sodium bisulfite solution during the measurement of the change over time was 2, and the solution temperature was 26° C.
- pH hydrogen ion concentration
- the maximum value at each bisulfite concentration was the highest at 436 mV when bisulfite was 10 mg/L, as shown in Figure 20, and this result was determined to be the oxidation potential of the deposit.
- This is similar to the oxidation potential obtained in Example 3-1, and it was determined that the oxidation potential of deposit B was high and there was an oxidation risk.
- this value was lower than the 600 mV at which the oxidation risk is determined to be severe at pH 7, and taking into consideration that, in general, the lower the pH, the higher the oxidation-reduction potential, so the oxidation risk was determined to be moderate.
- the redox potential of the aqueous solution is considered to be equivalent to the value of the redox potential in 1 mol/L nitric acid in Example 3-1, which is 338 mV. Since the oxidation potential when the deposit extract is used and the bisulfite concentration is 100 mg/L is equivalent to this value, it was estimated that a bisulfite concentration of 100 mg/L is necessary to sufficiently reduce the risk of oxidation of deposit B.
- Example 4 For water treatment plant C, which had been in operation for about two months, the RO module differential pressure rose, and there was concern about the risk of oxidation due to an increase in deposits on the membrane surface. Therefore, it was decided to investigate the risk of oxidation using a method for evaluating the risk of oxidation through catalytic reactions.
- a semipermeable membrane element SU-720 manufactured by Toray Industries, Inc. used in the plant was disassembled, and the separation membrane was sampled. The deposits were collected from the separation membrane using a silicon jig and placed in a glass petri dish. This was dried for two hours in a dryer set at 120°C. This was designated deposit C.
- deposit extract C 20 mL of 1 mol/L nitric acid was placed in a sealable glass bottle, and 4.0 g of deposit C was then added. The bottle was then sealed and left to stand at room temperature. After approximately 70 hours, the supernatant liquid was collected using a dropper into another glass bottle. This is called deposit extract C.
- Example 3-1 Based on the above and the results of Example 3-1, the oxidation potential of deposit C was high, and was higher than the oxidation potential of deposit B, so the oxidation risk was determined to be severe.
- the present invention makes it possible to evaluate the oxidation risk of separation membranes, which was difficult to determine using conventional evaluation methods. In addition, it enables simple and rapid understanding of the oxidation risk, making it easier to identify the cause of deterioration and select countermeasures to be taken, which is expected to lead to a definite improvement in the operating conditions of water treatment plants.
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Abstract
水処理プラントにおける分離膜の酸化リスク評価方法であって、使用した分離膜の付着物を回収し、前記付着物を亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液に接触させ、発生した酸化性物質に基づき前記付着物の酸化ポテンシャルを評価することを特徴とする分離膜の酸化リスク評価方法。
Description
本発明は、分離膜の酸化リスク評価方法、酸化リスク評価プログラム、記録媒体、および評価装置に関するものである。
近年、気体分離膜、逆浸透膜、ナノ濾過膜、限外濾過膜、精密濾過膜など、様々な分離膜を用いた水処理技術は、高精度で省エネルギーの処理プロセスとして注目され、各種水処理への適用が進められている。例えば、逆浸透膜を用いた逆浸透分離法では、塩分などの溶質を含んだ溶液を該溶液の浸透圧以上の圧力で逆浸透膜を透過させることで、塩分などの溶質の濃度が低減された液体を得ることが可能であり、海水やかん水の淡水化、超純水の製造、有価物の濃縮回収などに幅広く用いられ、水処理用膜分離技術の中核をなしている。
逆浸透膜を上記用途に適用した際の主な課題として、ファウリングと呼ばれる半透膜表面汚染と半透膜の化学劣化が挙げられる。前者を抑制するための一手段として、次亜塩素酸ナトリウムなどの酸化性物質を添加し、微生物を殺菌する方法が挙げられる。しかし、このような前処理に含まれる酸化性物質は、酸化劣化の一因となる。酸化性物質の検出方法としては、酸化還元電位（ＯＲＰ）測定や呈色反応であるＮ，Ｎ－ジエチルパラフェニレンジアミン（ＤＰＤ）法、特許文献１や非特許文献１に記載のフジワラテスト、などが用いられている。一方、酸化性物質ではないが酸化反応過程で重要な役割を果たす物質として、ある種の遷移金属に代表される酸化反応促進物質などが挙げられる。該物質量は、前述の酸化性物質検出方法では評価が困難であり、他の方法として、供給水含有物の元素組成を高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分析などにより調べる方法が挙げられる。ただし、該分光分析手法は高度かつ高価な機器が必要となり、専門の分析機関を必要とし、結果を得るまでに時間がかかるとともに高額の費用を要する。また、供給水に含有されている酸化反応促進物質量が分光分析手法の検出下限値以下の場合、酸化リスク評価が困難である。他方、特許文献２では水処理プラントにおける分離膜の酸化リスクを、膜ろ過供給水を酸化性物質感受性部材に通水させることで評価する方法が開示されている。ただし、供給水に含有されている酸化反応促進物質が微量である場合、該方法では検出が困難であるという課題が挙げられる。
Journal of Membrane Science, 2010, Vol.347, P.159-164.
本発明は、分離膜の表面の付着物を用いて酸化ポテンシャルを評価することで、従来の方法では評価困難であった、酸化リスクを簡便かつ迅速に評価することを可能とする。また、簡便かつ迅速に実施可能であり、必要な付着物量も少ないため水処理プラントでのリスク回避や運転トラブルの早期解決に有用である。
本発明は、分離膜の表面の付着物を回収し、亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液に接触させ、発生した酸化性物質に基づき、付着物の酸化ポテンシャルを評価することを特徴とする酸化リスク評価方法である。
上記課題を解決するため、本発明は以下の特徴を有するものである。
（１）水処理プラントにおける分離膜の酸化リスク評価方法であって、使用した分離膜から回収した付着物を亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液に接触させ、発生した酸化性物質に基づき前記付着物の酸化ポテンシャルを評価することを特徴とする分離膜の酸化リスク評価方法。
（２）前記付着物の代わりに付着物抽出液を用いることを特徴とする（１）に記載の分離膜の酸化リスク評価方法。
（３）前記分離膜が、下記のいずれかであることを特徴とする（１）または（２）に記載の分離膜の酸化リスク評価方法。
Ａ：水処理プラントで供給水を透過水と濃縮水に膜分離する半透膜エレメントから採取した分離膜
Ｂ：水処理プラントの供給水ラインに設置した通水部材の内部に設けた分離膜
Ｃ：水処理プラントで供給水を透過水と濃縮水に膜分離する半透膜エレメントが使用され、濃縮水ラインに設置した通水部材の内部に設けた分離膜
Ａ：水処理プラントで供給水を透過水と濃縮水に膜分離する半透膜エレメントから採取した分離膜
Ｂ：水処理プラントの供給水ラインに設置した通水部材の内部に設けた分離膜
Ｃ：水処理プラントで供給水を透過水と濃縮水に膜分離する半透膜エレメントが使用され、濃縮水ラインに設置した通水部材の内部に設けた分離膜
（４）前記分離膜の酸化リスク評価方法が触媒反応による酸化リスク評価方法であって、前記付着物の酸化ポテンシャルを評価する方法が、付着物を接触させた溶液の酸化力指標値の経時変化を測定する方法であって、下記いずれかを評価することを特徴とする、（１）～（３）のいずれかに記載の分離膜の酸化リスク評価方法。
Ａ：酸化力指標値の最大値
Ｂ：経時あたりの酸化力指標値の変化率
Ｃ：酸化力指標値の移動平均値の最大値
Ｄ：経時あたりの酸化力指標値の移動平均値の変化率
Ａ：酸化力指標値の最大値
Ｂ：経時あたりの酸化力指標値の変化率
Ｃ：酸化力指標値の移動平均値の最大値
Ｄ：経時あたりの酸化力指標値の移動平均値の変化率
（５）前記付着物の酸化ポテンシャルを評価する方法が、前記付着物を接触させた溶液に亜硫酸塩または重亜硫酸塩を添加することで溶液の亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度を変化させ、付着物を接触させた際の酸化力指標値を測定する方法であることを特徴とする（１）～（４）のいずれかに記載の分離膜の酸化リスク評価方法。
（６）付着物の酸化ポテンシャルを評価する方法が、付着物を接触させる溶液が亜硫酸塩または重亜硫酸塩溶液であって濃度が異なる２種類以上の溶液を使用し、付着物を接触させた際の酸化力指標値を測定する方法であることを特徴とする（１）～（５）のいずれかに記載の分離膜の酸化リスク評価方法。
（７）（５）または（６）に記載の付着物の酸化ポテンシャルを評価する方法が、下記の少なくともいずれかを評価することを特徴とする（５）または（６）に記載の分離膜の酸化リスク評価方法。
Ａ：酸化力指標値の最大値
Ｂ：亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率
Ａ：酸化力指標値の最大値
Ｂ：亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率
（８）酸化力指標値が最大となった後、さらに亜硫酸塩または重亜硫酸塩を添加した際の酸化力指標値を測定する方法であることを特徴とする（５）～（７）のいずれかに記載の分離膜の酸化リスク評価方法。
（９）酸化力指標値が最大となった後、さらに濃度が高い異なる溶液を使用し、付着物を接触させた際の酸化力指標値を測定する方法であることを特徴とする（５）～（７）のいずれかに記載の分離膜の酸化リスク評価方法。
（１０）（７）または（８）に記載の付着物の酸化ポテンシャルを評価する方法が、下記の少なくともいずれかを評価する方法であることを特徴とする（７）または（８）に記載の分離膜の酸化リスク評価方法。
Ａ：酸化力指標値が付着物接触前以下となる亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度
Ｂ：亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率
Ａ：酸化力指標値が付着物接触前以下となる亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度
Ｂ：亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率
（１１）水素イオン濃度指数（ｐＨ）が９．０以上である前記亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液に付着物を接触させることを特徴とする、（１）～（１０）のいずれかに記載の分離膜の酸化リスク評価方法。
（１２）水処理プラントにおける分離膜の酸化リスク評価プログラムであって、酸化リスクを評価するためにコンピュータを、入力されたデータをコンピュータに記録しておくデータ記録手段、記録されたデータに基づき付着物の酸化ポテンシャルを評価する手段として機能させるためのものであり、入力されるデータが使用した分離膜から回収した付着物を亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液に接触させた際の条件および酸化力指標値である、（１）に記載の酸化リスク評価方法を利用した酸化リスク評価プログラム。
（１３）水処理プラントの酸化リスク評価方法が、触媒反応による酸化リスク評価方法であって、前記付着物の酸化ポテンシャルを評価する手段が、酸化力指標値の経時データに基づき下記少なくともいずれかを評価する手段であることを特徴とする、（１２）に記載の酸化リスク評価プログラム。
Ａ：酸化力指標値の最大値
Ｂ：経時あたりの酸化力指標値の変化率
Ｃ：酸化力指標値の移動平均値の最大値
Ｄ：経時あたりの酸化力指標値の移動平均値の変化率
Ａ：酸化力指標値の最大値
Ｂ：経時あたりの酸化力指標値の変化率
Ｃ：酸化力指標値の移動平均値の最大値
Ｄ：経時あたりの酸化力指標値の移動平均値の変化率
（１４）前記付着物の酸化ポテンシャルを評価する手段が、亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度に対する酸化力指標値の関係性に基づき下記いずれかを評価する手段であることを特徴とする、（１２）に記載の酸化リスク評価プログラム。
Ａ：酸化力指標値の最大値
Ｂ：亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率
Ａ：酸化力指標値の最大値
Ｂ：亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率
（１５）付着物の酸化ポテンシャルを評価する方法が、酸化力指標値が最大となった後の、亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度に対する酸化力指標値の関係性に基づき下記のいずれかを評価する方法であることを特徴とする、（１２）に記載の酸化リスク評価プログラム。
Ａ：酸化力指標値が付着物接触前以下となる亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度
Ｂ：亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率
Ａ：酸化力指標値が付着物接触前以下となる亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度
Ｂ：亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率
（１６）（１２）～（１５）のいずれかに記載の酸化リスク評価プログラムが格納された記録媒体。
（１７）水処理プラントにおける分離膜の酸化リスク評価装置であって、酸化リスクを評価するためにコンピュータを、使用した分離膜から回収した付着物を亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液に接触させた際の条件および酸化力指標値をコンピュータに入力するデータ入力手段、前記条件および酸化力指標値をコンピュータに記録しておくデータ記録手段、（１）～（１１）に記載のいずれかの方法にて酸化ポテンシャルを評価する手段、とを具備する酸化リスク評価装置。
本発明によれば従来評価方法では判定困難であった、簡便かつ迅速な分離膜の酸化リスク評価が可能となる。
上記課題を解決するため、本発明は次の特徴を有する。以下、図面を例示し、本発明の詳細を説明するが、本発明の内容はこの図に限定されるものではない。
本発明は、分離膜の酸化リスク評価方法であって、一実施形態として、分離膜の表面の付着物を回収し、亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液に接触させ、発生した酸化性物質に基づき、付着物の酸化ポテンシャルを評価することを特徴とする。分離膜表面に付着物が堆積することで供給水内の酸化性物質および酸化反応促進物質が補足され、分離膜の表面に蓄積される。その結果、該物質は供給水や濃縮水と比べて分離膜の表面に高濃度に存在する。そのため、供給水中の含有量が微小でも該付着物の酸化ポテンシャル評価により酸化リスク評価が可能となる。
なお、本発明の一実施形態における触媒反応とは、前述および背景技術に記載の、酸化性物質および酸化反応促進物質と、亜硫酸塩または重亜硫酸塩との反応を指す。
本発明の一実施形態における分離膜の例として、水処理プラントに設置された分離膜が挙げられる。
例えば、図１に、水処理プラントのフローの一例を示す。図１に示す水処理プラントは、被処理水（以下、原水）を貯留する原水貯留槽１と、原水を供給する原水供給ポンプ２と、原水をろ過する前処理膜ろ過ユニット３と、前処理膜ろ過ユニット３のろ過水を貯留する前処理膜ろ過水貯留槽４と、分離膜ろ過ユニット５と、前処理膜ろ過ユニット３のろ過水を分離膜ろ過ユニット５に供給するブースターポンプ６と、更に前処理膜ろ過ユニット３のろ過水を分離膜ろ過ユニット５で透過水と濃縮水に分離するために昇圧する昇圧ポンプ７から構成されている。
また、原水貯留槽１と前処理膜ろ過ユニット３は原水配管８で、前処理膜ろ過ユニット３と前処理膜ろ過水貯留槽４は前処理膜ろ過水配管９で、前処理膜ろ過水貯留槽４と分離膜ろ過ユニット５は分離膜ろ過供給水配管１０で接続されている。水処理プラントでは、原水を前処理膜ろ過ユニット３で処理し、前処理膜ろ過水は、一時的に前処理膜ろ過水貯留槽４に貯留された後、ブースターポンプ６によって昇圧ポンプ７に供給され、昇圧ポンプ７で昇圧された後、分離膜ろ過ユニット５に供給され、塩分などの溶質が除去された透過水と、塩分などの溶質が濃縮された濃縮水に分離され、それぞれ分離膜ろ過透過水配管１１、分離膜ろ過濃縮水配管１２を通して排出される。
本発明の一実施形態における分離膜の例としては、分離膜ろ過ユニットに設置された部材から採取した分離膜や、プラント内配管、例えば原水配管８や前処理ろ過水配管９、分離膜ろ過供給水配管１０、分離膜ろ過透過水配管１１、分離膜ろ過濃縮水配管１２、などに設置された部材内の分離膜が挙げられる。
本発明の一実施形態における分離膜としては、前処理ろ過ユニット３に適用されるような精密ろ過膜（ＭＦ）や限外ろ過膜（ＵＦ膜）などにも適用できるが、特に、ナノろ過膜（ＮＦ膜）や逆浸透膜（ＲＯ膜）などの半透膜を用いて溶質成分の分離・濃縮を行なうプラントに好適で、海水やかん水の淡水化、工業用水の製造、果汁などの濃縮、水道における高度処理などに好適である。また、本発明の分離膜が半透膜である場合、酸化反応促進物質は透過されずに半透膜表面上に濃縮・蓄積されるため、原水中、あるいは濃縮水中よりも高濃度となり、本発明による評価精度が向上するため、より望ましい。これらは通常、分離膜ろ過ユニット５に設置される。
半透膜とは、原水中の一部の成分、例えば溶媒を透過させ、塩分などの溶質成分を透過させない半透性を有する膜であり、例えばナノろ過膜（ＮＦ膜）や逆浸透膜（ＲＯ膜）などが挙げられる。その膜構造は膜の片面に分離緻密層を有し、分離緻密層から膜内部あるいはもう片面に向けて徐々に大きな孔径の微細孔を有する非対称膜、非対称膜の緻密層の上に別の素材で形成された非常に薄い分離機能層を有する複合膜などが挙げられる。膜形態としては中空糸膜、平膜がある。
半透膜は、一般的に膜形態に合わせ、適切な形態のエレメントとして使用される。本発明における半透膜エレメントとは、半透膜両面側に実質的な液室を有し、半透膜の一方の表面から他方の表面に液体を加圧透過させることができるものであれば、特に限定されない。一例として、平膜形態の半透膜を有する、スパイラル型半透膜エレメントが挙げられる。スパイラル型半透膜エレメントは、一般的に、供給水を半透膜表面へ導く供給側流路材、半透膜、半透膜を透過した液（透過水）を集水管へと導く透過側流路材から構成され、供給側流路材、半透膜、透過側流路材が集水管を中心にスパイラル状に巻囲されている。前述の通り、本発明の分離膜としては評価精度向上の観点より、スパイラル型半透膜エレメントから採取した分離膜が好ましい。
また、本発明の一実施形態に係る評価方法を、定期的、例えば規則的に１日～１週間に１回の頻度で実施することで、突発的な酸化リスク上昇の発生時期の特定が容易になり、迅速に対策を講じることが可能となる。この際、分離膜ろ過ユニットの設置部材、例えば半透膜エレメントからの分離膜の採取が困難な場合、分離膜ろ過ユニットに近い配管、例えば分離膜ろ過供給水配管１０、分離膜ろ過透過水配管１１、または分離膜ろ過濃縮水配管１２に設置された分離膜を利用することで、分離膜ろ過ユニット５における酸化リスクを正確かつ迅速に評価できるため、望ましい。特に、該配管内溶液での酸化促進物質濃度が大きい方が本発明の評価精度が向上するため、分離膜ろ過供給水配管または分離ろ過膜濃縮水配管が好ましく、分離膜ろ過濃縮水配管がより好ましい。該配管への分離膜設置形態の例として、分離膜を内部に有する通水部材を該配管内に設置することが挙げられる。
本発明の一実施形態における通水部材は、分離膜を内部に具備しており、通水部材の一端から他端に向け、溶液が移動する形態であれば、特に限定されない。また、前述の通り、定期的かつ高頻度での酸化リスク評価を可能とするため、該通水部材は水処理プラント配管への脱着が容易なものが望ましい。一例として、図２に例示するように、ねじ構造や嵌合構造（ワンタッチ式ジョイント１５のようなジョイントなど）の接続部材を介し、ある単位構造物を連続して結合および分離可能であること、あるいは、ホース１３などハサミなどを用いて容易に切断可能、または一部分離可能な構造を有することが望ましい。例として、図２及び図３に示すように、通水容器開閉部１６と、円筒状である単位通水部材１９ａの長手方向（通水方向１８）の両端に、ネジ溝が設けられ、分離膜２０が設置された連結可能な構造を有する単位通水部材１９ａを、一つまたは複数連結し、さらに通水容器開閉部１６に接続して形成し通水容器１９を好ましい形態として例示することができる。接続部には、形状に応じて、パッキン、シールテープ、о－リングなどの水漏れ防止対策を施しておくことが好ましい。なお、この際、分離膜２０の面積としては特に限定しないが、０．０１ｍ２以上であることが好ましく、０．０３ｍ２以上であることがより好ましい。また、分離膜２０は通水方向と垂直に設置されることがより好ましい。
また、簡易的な通水容器としては、後者のようなホースなどの部材を用いることが可能である。この場合、通水容器は軟質素材で形成された円筒状であることが好ましい。これによって、ハサミなどを用いて容易に切断し、内部の分離膜を取り出すことが可能である。また、流量計１４や流量調整バルブ１７をホース１３の途中に挿入してもよい。
なお、該通水部材を、前述、分離膜ろ過ユニット付近以外のプラント内配管に設置した場合、各配管および付近での酸化リスク評価も可能である。
分離膜または半透膜を構成する素材（成分）としては、特に限定はしないが、酢酸セルロース化合物、ビニルポリマー化合物、ポリアミド化合物、ポリエステル化合物、ポリイミド化合物などが好ましく、特に半透膜素材として広く使用されている酢酸セルロース化合物やポリアミド化合物が好ましい。
亜硫酸塩または重亜硫酸塩としては、特に限定されないが、例として亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸マグネシウム、亜硫酸カルシウム、重亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸カリウム、重亜硫酸マグネシウム、重亜硫酸カルシウム、などが挙げられる。これらは一般的な市販品を用いることができ、これらのうち、特に亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、重亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸カリウムが好ましい。
本発明の一実施形態では、分離膜表面の付着物を物理的手法で回収した後、酸化リスク評価に供することを特徴とする。付着物の回収方法としては、回収率が高く定量的な方法であれば特に限定されないが、例えば、膜を純水に浸漬し、超音波粉砕により付着物を純水中に分散させ回収する方法が挙げられる。また、分離膜に固着した付着物を確実に剥離させ回収する方法としては、分離膜表面の付着物を拭き取り用具を用いて回収した後、拭き取り用具を純水に浸漬し、付着物を純水中に分散させ回収する方法が挙げられる。拭き取り用具としては、綿棒やスパチュラ、スクレーパー、ゴムベラ、などが挙げられ、これらが酸化剤系消毒液を含有していないことが望ましい。また、分離膜の破壊および剥離を防ぐため、綿棒やシリコン製用具が好適な用具として挙げられるが、特に限定されない。純水としては、蒸留水、精製直後の逆浸透膜（ＲＯ膜）水およびイオン交換水、市販の超純水、などが好ましい。また、分離膜を乾燥させた後、分離膜表面の付着物を前述の拭き取り用具を用いて容器に回収する方法も例として挙げられる。この際、分離膜の乾燥方法としては、分離膜表面の付着物を容易に剥離できる方法であれば特に限定しないが、室温下での自然乾燥や、加温した乾燥器内に静置し、乾燥させる方法が挙げられる。回収した付着物は、室温下もしくは加熱により乾燥することが望ましい。この際、恒温乾燥器を用いて３０℃～１２０℃に加熱し、その重量変化が±０．１ｇ未満となるまで乾燥することが望ましい。
本発明の一実施形態では、付着物を亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液に接触させ、発生した酸化性物質に基づき、付着物の酸化ポテンシャルを評価することを特徴とする。付着物を亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液に接触させる方法は特に限定しないが、例えば、純水に亜硫酸塩または重亜硫酸塩を溶解させ作製した溶液に、回収した付着物を投入する方法が挙げられる。この際、付着物と溶液の接触面積を増大させるため、攪拌治具や撹拌機、振とう器、などを用いて付着物を投入した溶液を振動・攪拌させることが望ましい。攪拌治具や撹拌機、振とう器としては、薬さじ、スパチュラ、マグネチックスターラー、先端に攪拌羽を有する攪拌棒、スリーワンモーター（新東科学（株）製）などの撹拌機、超音波洗浄器、などが挙げられる。
本発明の一実施形態では、付着物を亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液に接触させ、発生した酸化性物質に基づき、付着物の酸化ポテンシャルを評価することを特徴とする。付着物を亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液に接触させる方法は特に限定しないが、例えば、純水に亜硫酸塩または重亜硫酸塩を溶解させ作製した溶液に、回収した付着物を投入する方法が挙げられる。この際、付着物と溶液の接触面積を増大させるため、攪拌治具や撹拌機、振とう器、などを用いて付着物を投入した溶液を振動・攪拌させることが望ましい。攪拌治具や撹拌機、振とう器としては、薬さじ、スパチュラ、マグネチックスターラー、先端に攪拌羽を有する攪拌棒、スリーワンモーター（新東科学（株）製）などの撹拌機、超音波洗浄器、などが挙げられる。
また、付着物を亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液に接触させ、発生した酸化性物質に基づき、付着物の酸化ポテンシャルを評価する他の例として、付着物を薬液にて処理した付着物抽出液を用いる方法が挙げられる。付着物抽出液を用いることで、付着物中の酸化反応促進物質と、亜硫酸塩または重亜硫酸塩との触媒反応が促進され、より正確な付着物の酸化ポテンシャル評価が可能となる。付着物を薬液にて処理および抽出する方法としては、一般的な抽出作業が利用できる。例えば、薬液に付着物を添加し、静置、または後述の攪拌治具や撹拌機、振とう器を用いて薬液を攪拌し、一定時間経過後に薬液を採取する方法が挙げられる。この時薬液を採取する方法としては、スポイト等の治具を用いて薬液を採取するほか、ろ過作業によって付着物を除去し、薬液を採取する方法などが例として挙げられる。用いる薬液としては、酸性の薬液が望ましい。つまり、水素イオン濃度ｐＨ６以下、さらに好ましくはｐＨ３以下の薬液を用いることが好ましく、例としては、硫酸、硝酸、塩酸、リン酸、クエン酸、シュウ酸、酢酸、ギ酸、などが挙げられ、こちらのうち、硝酸、塩酸、リン酸が特に好ましい。これらの薬液は一般的に市販されており、それらを用いることが可能である。
また、本発明の一実施形態における亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液は実際の水処理プラントでの状態を再現すべく、他の無機塩を含有してもよい。特に、塩化ナトリウムを含有することが好ましい。塩化ナトリウム濃度としては５００～８００００ｍｇ／Ｌが好ましく、１０００～５００００ｍｇ／Ｌがより好ましい。
本発明の酸化ポテンシャルを評価する第一の形態として、亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液に、分離膜の表面から回収した付着物を接触させ、その溶液の酸化力指標値の経時変化を測定する方法が挙げられる。第一の形態の一例として図４または図５のように下記の少なくともいずれかを評価する方法が挙げられる。この際、酸化リスクの大小は、後述のとおり、用いた酸化力指標値の測定方法での判定方法に従うが、一般的には下記いずれの場合も、値が大きいほど酸化ポテンシャルが大きく、酸化リスクが高いと判断する。
Ａ：酸化力指標値の最大値
Ｂ：経時あたりの酸化力指標値の変化率
Ｃ：酸化力指標値の移動平均値の最大値
Ｄ：経時あたりの酸化力指標値の移動平均値の変化率
なお、経時あたりの酸化力指標値の変化率は、酸化力指標値の差分を、対応する付着物接触からの経過時間の差分にて除することで算出する。例えば、図５の場合、式１にて算出する。
Ｂ：経時あたりの酸化力指標値の変化率
Ｃ：酸化力指標値の移動平均値の最大値
Ｄ：経時あたりの酸化力指標値の移動平均値の変化率
なお、経時あたりの酸化力指標値の変化率は、酸化力指標値の差分を、対応する付着物接触からの経過時間の差分にて除することで算出する。例えば、図５の場合、式１にて算出する。
（経時あたりの酸化力指標値の変化率）＝（ｙ２－ｙ１）÷（ｔ２－ｔ１） （式１）
式１にてｙ１は付着物接触からの経過時間がｔ１であるときの酸化力指標値、ｙ２は付着物接触からの経過時間がｙ２であるときの酸化力指標値を表す。ただしｔ２＞ｔ１とする。なお、付着物を１回接触させる１回の評価にて複数のｔ２、ｔ１に関して算出する場合は式１にて算出した値のうち最大値を採用する。また、酸化力指標値の移動平均値は、直近Ｎ（２以上の整数）点の酸化力指標値の相加平均を指す。本発明の酸化ポテンシャルを評価する第二の形態として、亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度が異なる２種類以上の溶液を使用し、それぞれに、分離膜の表面から回収した付着物を接触させた際の酸化力指標値を測定する方法が挙げられる。第二の形態の一例として、図６または図７のように下記の少なくともいずれかを評価する方法が挙げられる。この際、酸化リスクの大小は、後述のとおり、用いた酸化力指標値の測定方法での判定方法に従うが、一般的には下記いずれの場合も、値が大きいほど酸化ポテンシャルが大きく、酸化リスクが高いと判断する。
式１にてｙ１は付着物接触からの経過時間がｔ１であるときの酸化力指標値、ｙ２は付着物接触からの経過時間がｙ２であるときの酸化力指標値を表す。ただしｔ２＞ｔ１とする。なお、付着物を１回接触させる１回の評価にて複数のｔ２、ｔ１に関して算出する場合は式１にて算出した値のうち最大値を採用する。また、酸化力指標値の移動平均値は、直近Ｎ（２以上の整数）点の酸化力指標値の相加平均を指す。本発明の酸化ポテンシャルを評価する第二の形態として、亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度が異なる２種類以上の溶液を使用し、それぞれに、分離膜の表面から回収した付着物を接触させた際の酸化力指標値を測定する方法が挙げられる。第二の形態の一例として、図６または図７のように下記の少なくともいずれかを評価する方法が挙げられる。この際、酸化リスクの大小は、後述のとおり、用いた酸化力指標値の測定方法での判定方法に従うが、一般的には下記いずれの場合も、値が大きいほど酸化ポテンシャルが大きく、酸化リスクが高いと判断する。
Ａ：酸化力指標値の最大値
Ｂ：亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率
なお、亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率は、酸化力指標値の差分を、対応する亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度の差分にて除することで算出する。例えば、図８の場合、式２にて算出する。
Ｂ：亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率
なお、亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率は、酸化力指標値の差分を、対応する亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度の差分にて除することで算出する。例えば、図８の場合、式２にて算出する。
（亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率）
＝（ｙ４－ｙ３）÷（ｃ４－ｃ３） （式２）
式２にてｙ３は亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度がｃ３であるときの酸化力指標値、ｙ４は亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度がｃ４であるときの酸化力指標値を表す。ただしｃ４＞ｃ３とする。
＝（ｙ４－ｙ３）÷（ｃ４－ｃ３） （式２）
式２にてｙ３は亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度がｃ３であるときの酸化力指標値、ｙ４は亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度がｃ４であるときの酸化力指標値を表す。ただしｃ４＞ｃ３とする。
なお、付着物を１回接触させる１回の評価にて複数のｃ４、ｃ３に関して算出する場合は式２にて算出した値のうち最大値を採用する。また、各濃度条件にて酸化力指標値を経時にて測定する場合、各濃度条件での酸化力指標値は以下のうちいずれかを使用する。
Ａ：酸化力指標値の最大値
Ｂ：経時あたりの酸化力指標値の変化率
Ｃ：酸化力指標値の移動平均値の最大値
Ｄ：経時あたりの酸化力指標値の移動平均値の変化率
本発明の酸化ポテンシャルを評価する第三の形態として、付着物を接触させた亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液に、亜硫酸塩または重亜硫酸塩をさらに添加することで溶液の亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度を変化させ、付着物を接触させた際の酸化力指標値を測定する方法が挙げられる。第三の形態の一例として、図６または図７のように下記の少なくともいずれかを評価する方法が挙げられる。この際、酸化リスクの大小は、後述のとおり、用いた酸化力指標値の測定方法での判定方法に従うが、一般的には下記いずれの場合も、値が大きいほど酸化ポテンシャルが大きく、酸化リスクが高いと判断する。
Ｂ：経時あたりの酸化力指標値の変化率
Ｃ：酸化力指標値の移動平均値の最大値
Ｄ：経時あたりの酸化力指標値の移動平均値の変化率
本発明の酸化ポテンシャルを評価する第三の形態として、付着物を接触させた亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液に、亜硫酸塩または重亜硫酸塩をさらに添加することで溶液の亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度を変化させ、付着物を接触させた際の酸化力指標値を測定する方法が挙げられる。第三の形態の一例として、図６または図７のように下記の少なくともいずれかを評価する方法が挙げられる。この際、酸化リスクの大小は、後述のとおり、用いた酸化力指標値の測定方法での判定方法に従うが、一般的には下記いずれの場合も、値が大きいほど酸化ポテンシャルが大きく、酸化リスクが高いと判断する。
Ａ：酸化力指標値の最大値
Ｂ：亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率
なお、亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率は、酸化力指標値の差分を、対応する亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度の差分にて除することで算出する。例えば、前述の通り、図７の場合、式２にて算出する。
Ｂ：亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率
なお、亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率は、酸化力指標値の差分を、対応する亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度の差分にて除することで算出する。例えば、前述の通り、図７の場合、式２にて算出する。
本発明の酸化ポテンシャルを評価する第四の形態として、付着物を接触させた亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する、第一から第三のいずれかに記載の溶液よりもさらに濃度が大きい溶液に付着物を接触させた際の酸化力指標値を測定する方法が挙げられる。第四の形態の一例として、図８または図９のように下記の少なくともいずれかを評価する方法が挙げられる。この際、酸化リスクの大小は、後述のとおり、用いた酸化力指標値の測定方法での判定方法に従うが、一般的には下記いずれの場合も、値が大きいほど酸化ポテンシャルが大きく、酸化リスクが高いと判断する。
Ａ：酸化力指標値が付着物接触前以下となる、亜硫酸塩または亜硫酸塩濃度
Ｂ：亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率
なお、亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率は、酸化力指標値の差分を、対応する亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度の差分にて除することで算出する。例えば、図９の場合、式３にて算出する。
Ｂ：亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率
なお、亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率は、酸化力指標値の差分を、対応する亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度の差分にて除することで算出する。例えば、図９の場合、式３にて算出する。
（亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率）
＝（ｙ６－ｙ５）÷（ｃ６－ｃ５） （式３）
式３にてｙ５は亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度がｃ５であるときの酸化力指標値、ｙ６は亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度がｃ６であるときの酸化力指標値を表す。ただしｃ６＞ｃ５とする。通常、ｙ６＜ｙ５であるため、式３にて算出した値は負となり、絶対値が大きいほど小さい値となる。
＝（ｙ６－ｙ５）÷（ｃ６－ｃ５） （式３）
式３にてｙ５は亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度がｃ５であるときの酸化力指標値、ｙ６は亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度がｃ６であるときの酸化力指標値を表す。ただしｃ６＞ｃ５とする。通常、ｙ６＜ｙ５であるため、式３にて算出した値は負となり、絶対値が大きいほど小さい値となる。
なお、付着物を１回接触させる１回の評価にて複数のｃ５、ｃ６に関して算出する場合は式３にて算出した値のうち最大値を採用する。
また、各濃度条件にて酸化力指標値を経時にて測定する場合、各濃度条件での酸化力指標値は以下のうちいずれかを使用する。
Ａ：酸化力指標値の最大値
Ｂ：経時あたりの酸化力指標値の変化率
Ｃ：酸化力指標値の移動平均値の最大値
Ｄ：経時あたりの酸化力指標値の移動平均値の変化率
また、本発明の酸化ポテンシャルを評価する第五の形態として、第一から第三のいずれかに記載の形態にて付着物を接触させた亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液の酸化力指標値が最大となった後、亜硫酸塩または重亜硫酸塩をさらに添加した際の酸化力指標値を測定する方法が挙げられる。第五の形態の一例として、図８または図９のように下記の少なくともいずれかを評価する方法が挙げられる。この際、酸化リスクの大小は、後述のとおり、用いた酸化力指標値の測定方法での判定方法に従うが、一般的には下記いずれの場合も、値が大きいほど酸化ポテンシャルが大きく、酸化リスクが高いと判断する。
Ｂ：経時あたりの酸化力指標値の変化率
Ｃ：酸化力指標値の移動平均値の最大値
Ｄ：経時あたりの酸化力指標値の移動平均値の変化率
また、本発明の酸化ポテンシャルを評価する第五の形態として、第一から第三のいずれかに記載の形態にて付着物を接触させた亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液の酸化力指標値が最大となった後、亜硫酸塩または重亜硫酸塩をさらに添加した際の酸化力指標値を測定する方法が挙げられる。第五の形態の一例として、図８または図９のように下記の少なくともいずれかを評価する方法が挙げられる。この際、酸化リスクの大小は、後述のとおり、用いた酸化力指標値の測定方法での判定方法に従うが、一般的には下記いずれの場合も、値が大きいほど酸化ポテンシャルが大きく、酸化リスクが高いと判断する。
Ａ：酸化力指標値が付着物接触前以下となる、亜硫酸塩または亜硫酸塩濃度
Ｂ：亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率
なお、亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率は、酸化力指標値の差分を、対応する亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度の差分にて除することで算出し、一般的には負の値となる。例えば、前述の通り、図９の場合、式３にて算出する。
Ｂ：亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率
なお、亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率は、酸化力指標値の差分を、対応する亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度の差分にて除することで算出し、一般的には負の値となる。例えば、前述の通り、図９の場合、式３にて算出する。
第一～第三の形態のいずれかの形態を利用することで、迅速かつ簡便に酸化ポテンシャルを評価することが可能である。例えば、実プラントでの使用亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度など規定濃度・量での酸化リスクを評価する場合は、第一の形態が好ましい。一方、懸念される最大酸化リスクを知りたい場合は、第二または第三の形態が好ましい。また、第四または第五の形態を用いれば、この酸化ポテンシャルを十分打ち消すのに必要な亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度を知ることができる。
また、さらに第一～第五の形態にて、付着物の採取に使用した膜面積や、該膜を含有するエレメントまたは通水部材の使用（運転）年数を把握できる場合、各形態にて得られた指標を膜面積および／または使用年数で除した値を用いれば、より正確に実プラントにおける酸化リスクを評価することが可能である。例えば、第一の形態を利用する場合、式４にて算出した値を用いれば、より正確な酸化リスク評価が可能となる。
（単位面積・使用年数あたりの酸化力指標値）
＝ｚ÷（（付着物採取に用いた膜面積）×（該膜の使用年数）） （式４）
ここで、ｚは第一の形態にて評価した酸化リスク指標値、つまり以下のいずれかである。
＝ｚ÷（（付着物採取に用いた膜面積）×（該膜の使用年数）） （式４）
ここで、ｚは第一の形態にて評価した酸化リスク指標値、つまり以下のいずれかである。
Ａ：酸化力指標値の最大値
Ｂ：経時あたりの酸化力指標値の変化率
Ｃ：酸化力指標値の移動平均値の最大値
Ｄ：経時あたりの酸化力指標値の移動平均値の変化率
他の形態においても同様に、各方法にて評価した酸化リスク指標値をｚとし、式４にて算出した値を用いることで、より正確な酸化リスク評価が可能となる。
Ｂ：経時あたりの酸化力指標値の変化率
Ｃ：酸化力指標値の移動平均値の最大値
Ｄ：経時あたりの酸化力指標値の移動平均値の変化率
他の形態においても同様に、各方法にて評価した酸化リスク指標値をｚとし、式４にて算出した値を用いることで、より正確な酸化リスク評価が可能となる。
酸化力指標値の測定方法としては特に限定されないが、酸化性物質に鋭敏に反応する手法が望ましい。一般的な手法としては例えば、酸化還元電位（ＯＲＰ）測定、Ｎ，Ｎ－ジエチルパラフェニレンジアミン（以降、ＤＰＤ）法による遊離残留塩素濃度または結合および／または全塩素濃度の測定、特許文献１や非特許文献１に記載のフジワラテスト、溶存酸素量（ＤＯ）測定、などが挙げられる。特に、測定の簡便さの観点から、ＯＲＰ測定、ＤＰＤ法による遊離残留塩素濃度、結合および／または全塩素濃度の測定が好ましい。
なお、酸化還元電位（ＯＲＰ）とは、溶液の酸化性または還元性の指標であり、溶液中に共存する酸化体および還元体の間で生じる電子供受の平衡状態によって定まり、一般的に金属電極と比較電極の電位差として、ネルンスト式（Nernst equation）に基づいて測定される。該指標を測定する方法として、酸化還元電位計を用いる方法があり、酸化還元電位計については、特に制約はないが、白金電極と比較電極、または白金電極と比較電極の複合電極を用いてネルンスト式に基づき酸化還元電位を測定する酸化還元電位計であることが好ましく、かつ好ましくは比較電極として飽和カロメル電極や飽和銀／塩化銀電極などを用いて、比較電極として３．３ｍｏｌ／Ｌ塩化銀電極を用いて測定することがより好ましい。
また、ＤＰＤ法とは、水中に存在している酸化性物質とＤＰＤ試薬との呈色反応に基づき、遊離残留塩素濃度や結合および／または全塩素濃度を測定する方法である。該指標を測定する場合、市販の測定器およびＤＰＤ試薬を用いることができる。
酸化力指標値として、測定条件の影響を受ける指標を用いる場合は、任意の一条件における値を用いること、もしくは、測定条件の影響を一義的に補正した値を用いることが望ましい。例えば、前述の指標として酸化還元電位（ＯＲＰ）を用いる場合は、任意の測定条件下、特にある任意の溶液温度、ｐＨにおける値を用いることが望ましく、溶液温度が２０～３５℃、ｐＨ１～８の任意の一条件における値を用いることが好ましい。以降、酸化還元電位について特に記載がない場合、溶液温度２５℃、ｐＨ７での値を記載する。
酸化リスクの判定方法の一例としては、第一～第三の形態のうち酸化力指標値の最大値、または酸化力指標値の移動平均値の最大値にて酸化ポテンシャルを評価する場合、例えば酸化力指標値として酸化還元電位を利用する場合には、３００ｍＶ未満であれば酸化リスクは低く（軽度）、３００ｍＶ以上６００ ｍＶ未満であれば酸化リスクがあり（中度）、６００ｍＶ以上であれば酸化リスクが高い（重度）と判断できる。酸化力指標値として遊離残留塩素濃度または全塩素濃度を利用する場合、０．０１ｍｇ／Ｌ未満であれば酸化リスクは低く（軽度）、０．０１ｍｇ／Ｌ以上０．５ｍｇ／Ｌ未満であれば酸化リスクがあり（中程度）、０．５ｍｇ／Ｌ以上であれば酸化リスクが高い（重度）と判断できる。
また、酸化リスク判定方法の一例として、第一の形態のうち経時あたりの酸化力指標値の変化率、酸化力指標値の移動平均値の変化率にて酸化ポテンシャルを評価する場合、例えば酸化力指標値として酸化還元電位を利用する場合には、５０ｍＶ／分未満であれば酸化リスクは低く（軽度）、５０ｍＶ／分以上３００ｍＶ／分未満であれば酸化リスクがあり（中程度）、３００ｍＶ／分以上であれば酸化リスクが高い（重度）と判断できる。酸化力指標値として遊離残留塩素濃度または全塩素濃度を利用する場合、０．１ｍｇ／Ｌ／分であれば酸化リスクは低く（軽度）、０．１ｍｇ／Ｌ／分以上０．５ ｍｇ／Ｌ／分未満であれば酸化リスクがあり（中度）、０．５ｍｇ／Ｌ／分以上であれば酸化リスクが高い（重度）と判断できる。
また、第二または第三の形態のうち濃度あたりの酸化力指標値の変化率にて酸化ポテンシャルを評価する場合、例えば酸化力指標値として酸化還元電位を利用する場合には５０ｍＶ／（ｍｇ／Ｌ）未満であれば酸化リスクは低く（軽度）、５０ｍＶ／（ｍｇ／Ｌ）以上１００ｍＶ／（ｍｇ／Ｌ）未満であれば酸化リスクがあり（中度）、１００ｍＶ／（ｍｇ／Ｌ）以上であれば酸化リスクが高い（重度）と判断できる。酸化力指標値として遊離残留塩素濃度または全塩素濃度を利用する場合、０．１ｍｇ／Ｌ／（ｍｇ／Ｌ）であれば酸化リスクは低く（軽度）、０．１ｍｇ／Ｌ／（ｍｇ／Ｌ）以上０．５ｍｇ／Ｌ／（ｍｇ／Ｌ）未満であれば酸化リスクがあり（中度）、０．５ｍｇ／Ｌ／（ｍｇ／Ｌ）以上であれば酸化リスクが高い（重度）と判断できる。
また、第四または第五の形態にて、酸化力指標値が付着物接触前以下となる亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度にて酸化ポテンシャルを評価する場合、５ｍｇ／Ｌ未満であれば酸化リスクは低く（軽度）、５ｍｇ／Ｌ以上１００ｍｇ／Ｌ未満であれば酸化リスクがあり（中程度）、１００ｍｇ／Ｌ以上であれば酸化リスクが高い（重度）と判断できる。また、亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率にて酸化ポテンシャルを評価する場合、例えば酸化力指標値として酸化還元電位を利用する場合には－１００ｍＶ／（ｍｇ／Ｌ）未満であれば酸化リスクは低く（軽度）、－１００ｍＶ／（ｍｇ／Ｌ）以上－５ｍＶ／（ｍｇ／Ｌ）未満であれば酸化リスクがあり（中度）、－５ｍＶ／（ｍｇ／Ｌ）以上であれば酸化リスクが高い（重度）と判断できる。酸化力指標値として遊離残留塩素濃度または全塩素濃度を利用する場合、－０．０１ｍｇ／Ｌ／（ｍｇ／Ｌ）未満であれば酸化リスクは低く（軽度）、－０．０１ｍｇ／Ｌ／（ｍｇ／Ｌ）以上－５．０×１０－３ｍｇ／Ｌ／（ｍｇ／Ｌ）未満であれば酸化リスクがあり（中度）、－５．０×１０－３ｍｇ／Ｌ／（ｍｇ／Ｌ）以上であれば酸化リスクが高い（重度）と判断できる。
付着物を亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含む溶液に接触させる際、接触させる溶液の水素イオン濃度指数（ｐＨ）が９．０以上である場合、酸化性物質の発生が促進される。このことより、迅速かつ高精度にて付着物の酸化力ポテンシャル評価が可能となるため、水素イオン濃度指数（ｐＨ）が９．０以上である亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含む溶液に付着物を接触させることが好ましい。
亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含む溶液の水素イオン濃度指数（ｐＨ）を９．０以上とする方法としては、該溶液に塩基性物質を添加する方法が挙げられる。塩基性物質としては、特に限定されないが、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、などが挙げられる。
また、本発明の一実施形態の亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含む溶液は、塩化物イオンおよび／または臭化物イオンを含むことが好ましい。これらのイオンが存在すると次亜塩素酸イオンや次亜臭素酸イオンといった酸化性物質が発生し、酸化リスクが増大するため、水処理プラントでの酸化ポテンシャルをより正確に見積もることが可能となる。また、亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含む溶液を、実際の水処理プラントで使用する原水や供給水に近い組成とすることで、水処理プラントでの酸化リスクをより正確に評価することが可能となる。
本発明の利用例として、ある水処理プラントでの酸化リスクを、本発明の第一～第五のいずれかの形態にて評価した酸化ポテンシャルをもとに判定することが挙げられる。この際、酸化リスクの大小は、用いた酸化力指標値の測定方法での判定方法に従う。例えば、ＯＲＰやＤＰＤ法では測定値が大きいほど酸化リスクは大きく、特許文献１や非特許文献１記載のフジワラテストでは呈色した場合に酸化リスクが大きいと判断される。さらに、本発明の利用例として、異なる水処理プラントや配管箇所、異なる時期での酸化リスクを、本発明の第一～第五のいずれかの形態のうち同一の方法にて、ある規定量の付着物を用いて評価した酸化ポテンシャルを比較することで判断することが挙げられる。例えば、異なるプラントにて使用した半透膜エレメントまたは分離膜を有する通水部材から付着物を回収し、第一～第五のいずれかの形態のうち同一の方法にて、各付着物を同量用いてそれぞれの付着物の酸化ポテンシャルを評価した場合、それらの大小から、各プラントでの酸化リスク大小を比較することが可能である。また、例えば、同一プラント内の異なる配管に分離膜を有する通水部材を設置し、各分離膜から回収した付着物につき第一～第五のいずれかの形態のうち同一の方法にて、各付着物を同量用いて酸化ポテンシャルを評価することで、各配管での酸化リスク大小を判断することが可能である。これにより、例えばプラントでの酸化リスクが増大した場合、原因箇所の特定が容易となる。また、同一プラントでの付着物の酸化ポテンシャルを本発明の第一～第五のいずれかの形態にて定期的に評価することで、プラントの酸化リスクを監視することができ、酸化リスクが増大した場合も迅速な対応が可能となる。例えば、供給水ラインでの還元剤の過剰添加や前工程トラブルによる酸化リスク増加を検知できる。また、半透膜の劣化・部材破損などによる透過水ラインでの酸化リスク（透過水への酸化反応促進物質の混入トラブル）有無を発見できる。このように、本発明によって従来方法では困難であった簡便かつ迅速な酸化リスク判定が可能となり、リスク回避や運転トラブルの早期解決に有用である。
本発明の別の形態として、水処理プラントの酸化リスク評価プログラムであって、酸化リスクを評価するためにコンピュータを、入力されたデータをコンピュータに記録しておくデータ記録手段、入力されたデータに基づき付着物の酸化ポテンシャルを評価する手段、とを具備しており、入力されるデータが使用した分離膜から回収した付着物を亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液に接触させた際の条件および酸化力指標値である、酸化リスク評価プログラムが挙げられる。本形態は、各手段を有するコンピュータを、分離膜の酸化リスクを評価するために機能させるものである。本形態は、コンピュータのメモリ、ハードディスクなどの記録装置などに記録可能であり、記録の形態は特に限定されない。また、本発明の別の形態として、前記の評価リスク評価プログラムが格納された記録媒体が挙げられる。
コンピュータは、使用された分離膜から回収した付着物を亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液に接触させた際の条件および酸化力指標値が記録されるデータ記録手段を有する。さらにデータ記録手段に記録されるデータを用いて、酸化リスク指標値を判定または算出し、出力する。もしくは、あらかじめ決められた判定基準に基づき、分離膜の酸化リスクが評価され、出力される。
例えば、図１０または図１４のように酸化力指標値の経時データに基づき酸化リスクを評価するプログラムが挙げられる。すなわち、入力された付着物を接触させた亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液の酸化力指標値と、酸化力指標値を測定した時点での付着物接触時からの経過時間から、下記いずれかを判定または算出することで酸化ポテンシャルを評価し、酸化リスク判定結果を出力する。
Ａ：酸化力指標値の最大値
Ｂ：経時あたりの酸化力指標値の変化率
Ｃ：酸化力指標値の移動平均値の最大値
Ｄ：経時あたりの酸化力指標値の移動平均値の変化率
この際、出力される判定結果は、正確な酸化リスク把握のためには図１０のように酸化リスク指標値である酸化ポテンシャル評価結果そのものであることが好ましい。他方、簡便かつ判別容易とするためには、図１４のようにあらかじめ決められた判定基準（指標値）に基づき、酸化リスク大小、例えば、酸化劣化程度（軽度、中度、重度）を判定した結果が好ましい。このときの指標値や判定基準としては前述のとおり、例えば酸化還元電位、遊離残留塩素濃度または結合（全）塩素濃度、など、酸化ポテンシャルの評価方法に即した値や判定基準を用いることができる。
Ｂ：経時あたりの酸化力指標値の変化率
Ｃ：酸化力指標値の移動平均値の最大値
Ｄ：経時あたりの酸化力指標値の移動平均値の変化率
この際、出力される判定結果は、正確な酸化リスク把握のためには図１０のように酸化リスク指標値である酸化ポテンシャル評価結果そのものであることが好ましい。他方、簡便かつ判別容易とするためには、図１４のようにあらかじめ決められた判定基準（指標値）に基づき、酸化リスク大小、例えば、酸化劣化程度（軽度、中度、重度）を判定した結果が好ましい。このときの指標値や判定基準としては前述のとおり、例えば酸化還元電位、遊離残留塩素濃度または結合（全）塩素濃度、など、酸化ポテンシャルの評価方法に即した値や判定基準を用いることができる。
なお、前記酸化ポテンシャル評価方法のうち、判定を迅速に行いたい場合には、経時あたりの酸化力指標値の変化率（Ｂ）を用いることが好ましい。一方、判定の正確さの観点では、酸化力指標値の最大値（Ａ）が好ましい。また、例えば、ある期間での酸化リスクを正確に把握したい場合には、記録された経時データから移動平均値を算出し、その最大値（Ｃ）や変化率（Ｄ）にて酸化ポテンシャルを評価することで、酸化リスクを判定できる。この場合、迅速に結果を得たい場合には移動平均値の変化率（Ｄ）を用いることが好ましく、正確な酸化リスクを把握したい場合には移動平均値の最大値（Ｃ）を用いることが好ましい。
また、例えば図１１または図１５のように亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度に対する酸化力指標値の関係性に基づき酸化リスクを評価するプログラムが挙げられる。つまり、付着物を接触させた亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液の酸化力指標値と、酸化力指標値を測定した時点での亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度から、下記いずれかを判定または算出することで酸化ポテンシャルを評価し、酸化リスク判定結果を出力する。
Ａ：酸化力指標値の最大値
Ｂ：亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率
この際、出力される判定結果は、正確な酸化リスク把握のためには図１１のように酸化リスク大小を表す酸化ポテンシャル評価結果の値そのものであることが好ましい。他方、簡便かつ判別容易とするためには、図１５のようにあらかじめ決められた判定基準（指標値）に基づき判定した結果が好ましい。
Ｂ：亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率
この際、出力される判定結果は、正確な酸化リスク把握のためには図１１のように酸化リスク大小を表す酸化ポテンシャル評価結果の値そのものであることが好ましい。他方、簡便かつ判別容易とするためには、図１５のようにあらかじめ決められた判定基準（指標値）に基づき判定した結果が好ましい。
このときの指標値としては前述のとおり、酸化ポテンシャルの評価方法に即した値や判定基準を用いることができる。
また、前述と同様、判定を迅速に行ないたい場合には、亜硫酸塩または重亜硫酸塩あたりの酸化力指標値の変化率（Ｂ）が利用できる。一方、判定の正確さの観点では、酸化力指標値の最大値（Ａ）が好ましい。
他の例として、酸化力指標値が最大となった後の、亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度に対する酸化力指標値の関係性に基づき酸化リスクを評価するプログラムが挙げられる。つまり、例えば図１２または１６のように、付着物を接触させた亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液の酸化力指標値と、酸化力指標値を測定した時点での亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度、付着物接触前の亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液の酸化力指標値から、酸化力指標値が付着物接触前以下となる亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度にて酸化リスクを判定するプログラムが挙げられる。また、別の例として、図１３または１７のように付着物を接触させた亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液の酸化力指標値と、酸化力指標値を測定した時点での亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度から、酸化力指標値が最大となった後の亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度に対する酸化力指標値の関係性に基づき重亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度の変化率を算出することで酸化ポテンシャルを評価し、酸化リスクを判定するプログラムが挙げられる。
これらの際、出力される判定結果は、正確な酸化リスク把握のためには図１２または図１３のように酸化リスク大小を表す酸化ポテンシャル評価結果の値そのものであることが好ましい。他方、簡便かつ判別容易とするためには、図１６または図１７のようにあらかじめ決められた判定基準となる指標値に基づき酸化リスク大小を判定した結果が好ましい。
第一～第五の形態を利用した各プログラムのうち、どれを利用するかは、前述のとおり、状況や目的に応じて任意に選択できる。
また、本発明の別の形態として、水処理プラントの酸化リスク評価装置であって、酸化リスクを評価するためにコンピュータを、亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液に使用した分離膜から回収した付着物を接触させた際の条件および酸化力指標値をコンピュータに入力するデータ入力手段、前記条件および酸化力指標値をコンピュータに記録しておくデータ記録手段、前述の方法にて酸化ポテンシャルを評価する手段、とを具備する酸化リスク評価装置が挙げられる。評価装置は、酸化リスクを評価するためにコンピュータを、分離膜から回収した付着物を亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液に接触させた際の条件および酸化力指標値を入力するデータ入力手段、入力されたデータをコンピュータに記録しておくデータ記録手段、入力されたデータをコンピュータに記録しておくデータ記録手段、入力されたデータに基づき付着物の酸化ポテンシャルを評価する方法、とを具備している。
付着物を接触させた際の条件の例としては、接触させてからの経過時間や亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度、付着物接触前の酸化力指標値、などが挙げられる。データ入力手段として、亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液に使用した分離膜から回収した付着物を接触させた際の条件および酸化力指標値は評価結果に基づき入力され、これらは人の手による数値入力や、評価装置自体にこれら条件を評価・測定する方法が具備されており自動的に入力される方法が挙げられる。自動的な入力方法としては、例えば、接触させてからの経過時間や亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度を決定可能な評価・測定方法が評価装置に具備されており、その結果が随時記録され、入力される方法が挙げられる。こうした評価・測定方法としては、例えば亜硫酸塩または重亜硫酸塩と反応し着色・変色する薬剤を用いた比色法を利用し、作成した検量線に基づき亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度を決定し、さらに時刻から接触からの経過時間を決定する方法が挙げられる。
酸化ポテンシャルを評価する方法としては、本発明、つまり前述内容や図１０～図１７のように、酸化力指標値の経時データや、亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度に対する酸化力指標値の関係性に基づき評価する方法が挙げられ、判定・算出された酸化リスク指標値が出力される。もしくは、あらかじめ決められた判定基準に基づき、分離膜の酸化リスクが評価され、出力される。
以下、実施例を用いて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるものではない。
＜実施例１＞
約２ヶ月間運転した水処理プラントＡにて生産水の水質悪化傾向が見られた。該プラントで使用された半透膜エレメントＴＭ８２０Ｃ－４００（東レ（株）製）を解体し、分離膜を採取した。該分離膜を２４時間室温下で乾燥させ、シリコン製治具を用いて付着物を回収し、ガラス製シャーレに入れた。これを１２０℃に設定した乾燥器で２時間乾燥させた。これを付着物Ａ－１とする。
約２ヶ月間運転した水処理プラントＡにて生産水の水質悪化傾向が見られた。該プラントで使用された半透膜エレメントＴＭ８２０Ｃ－４００（東レ（株）製）を解体し、分離膜を採取した。該分離膜を２４時間室温下で乾燥させ、シリコン製治具を用いて付着物を回収し、ガラス製シャーレに入れた。これを１２０℃に設定した乾燥器で２時間乾燥させた。これを付着物Ａ－１とする。
１Ｌビーカーに重亜硫酸ナトリウム濃度が２０ｍｇ／Ｌである水溶液を４００ｍＬ作製すべく、海水と重亜硫酸ナトリウム、スターラーバーを入れ、マグネチックスターラーにて攪拌し、溶解させた。さらに１ｍоｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液および１ｍоｌ／Ｌ硫酸を加え、ｐＨが７となるよう調整した。この溶液に上記の付着物Ａ－１を１０ｍｇ投入し、攪拌しながら酸化還元電位計を用いて酸化還元電位の経時変化を測定した。また、水素イオン濃度（ｐＨ）計およびアルコール温度計を用いてｐＨおよび溶液温度を測定した。結果を図１８に示す。酸化還元電位の最大値は４５９ｍＶであった。また、この時のｐＨは７であり、溶液温度は２５℃であった。酸化還元電位が３００ｍＶ以上であることから、該付着物の酸化ポテンシャルは高く、本プラントでの酸化リスクは高いと考えられる。
分離膜の酸化劣化有無を調べるため、２０ｍＬガラス瓶にピリジン６ｇと３ｍоｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液２ｇを投入し、混合した。上記エレメントから解体し採取した分離膜を１０ｃｍ角に切り出し、純水ですすぎ、基材を剥離除去した。これを前述のピリジン－水酸化ナトリウム水溶液に投入し、室温で８時間静置したところ、溶液が赤色に呈色した。この結果より非特許文献１に記載の通り、分離膜が酸化劣化していると考えられる。また、前述の付着物の元素組成を高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分析にて調べた結果、銅（１．１ｗｔ％）およびマンガン（３２ｗｔ％）を含有すると判明した。
＜比較例１＞
実施例１と同時期に水処理プラントＡで使用された重力ろ過器（ＤМＦ）のろ材（砂）を濃硝酸に２０時間浸漬し、ＤＭＦろ材抽出液を得た。１Ｌビーカーに重亜硫酸ナトリウム濃度が２０ｍｇ／Ｌである水溶液を４００ｍＬ作製すべく、海水と重亜硫酸ナトリウム、スターラーバーを入れ、マグネチックスターラーにて攪拌し、溶解させた。この溶液に前述のＤＭＦろ材抽出液５ｇを投入し、攪拌しながら酸化還元電位の経時変化を測定した。結果を図１８に併せて示す。酸化還元電位の最大値は２２０ｍＶであった。
実施例１と同時期に水処理プラントＡで使用された重力ろ過器（ＤМＦ）のろ材（砂）を濃硝酸に２０時間浸漬し、ＤＭＦろ材抽出液を得た。１Ｌビーカーに重亜硫酸ナトリウム濃度が２０ｍｇ／Ｌである水溶液を４００ｍＬ作製すべく、海水と重亜硫酸ナトリウム、スターラーバーを入れ、マグネチックスターラーにて攪拌し、溶解させた。この溶液に前述のＤＭＦろ材抽出液５ｇを投入し、攪拌しながら酸化還元電位の経時変化を測定した。結果を図１８に併せて示す。酸化還元電位の最大値は２２０ｍＶであった。
実施例１と比較例１の結果より、水処理プラントＡで使用された分離膜エレメントは酸化劣化しており、水処理プラントＡでは酸化リスクが高いと考えられる。水処理プラントＡでの酸化リスクが高いことは、上記の通り、使用された分離膜の付着物を用いて酸化ポテンシャルを評価することで迅速に判断できる。さらに、付着物の元素組成分析結果では多量の銅およびマンガンが検出されたことから、これらにより、上記の通り分離膜の酸化リスクが高い状態となっていると推測される。一方で、ＤＭＦのろ材抽出物を用いて評価した場合、酸化ポテンシャルは低く、水処理プラントＡの酸化リスクを正しく評価できず、分離膜の付着物を用いることで該酸化リスク評価が可能となる。
＜実施例２＞
実施例１と同様の半透膜エレメントＴＭ８２０Ｃ－４００（東レ（株）製）から、分離膜を採取した。該分離膜を２４時間室温下で乾燥させ、シリコン製治具を用いて付着物を回収し、ガラス製シャーレに入れた。これを１２０℃に設定した乾燥器で２時間乾燥させた。これを付着物Ａ－２とする。
実施例１と同様の半透膜エレメントＴＭ８２０Ｃ－４００（東レ（株）製）から、分離膜を採取した。該分離膜を２４時間室温下で乾燥させ、シリコン製治具を用いて付着物を回収し、ガラス製シャーレに入れた。これを１２０℃に設定した乾燥器で２時間乾燥させた。これを付着物Ａ－２とする。
１Ｌビーカーに重亜硫酸ナトリウム濃度が２０ｍｇ／Ｌである水溶液を４００ｍＬ作製すべく、海水と重亜硫酸ナトリウム、スターラーバーを入れ、マグネチックスターラーにて攪拌し、溶解させた。さらに１ｍоｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液および１ｍоｌ／Ｌ硫酸を加え、ｐＨが７となるよう調整した。この溶液に付着物Ａ－２を１０ｍｇ投入し、１５分間攪拌した。この溶液の遊離塩素濃度を、残留塩素計を用いて測定した結果、４．３４ｍｇ／Ｌであった。
遊離塩素濃度が０．５ｍｇ／Ｌ以上であることから、実施例１と同様、該付着物の酸化ポテンシャルは高く、本プラントでの酸化リスクは高いと判定した。
＜実施例３－１＞
約０．５ヶ月間運転した水処理プラントＢにつき、プラント運転状況の確認のため、触媒反応による酸化リスク評価方法を用いて酸化リスクを調べることとした。該プラントにて使用された半透膜エレメントＴＭＬ１０Ｄ（東レ（株）製）を解体し、分離膜を採取した。該分離膜からシリコン製治具を用いて付着物を回収し、ガラス製シャーレに入れた。これを１２０℃に設定した乾燥器で２時間乾燥させた。これを付着物Ｂとする。
約０．５ヶ月間運転した水処理プラントＢにつき、プラント運転状況の確認のため、触媒反応による酸化リスク評価方法を用いて酸化リスクを調べることとした。該プラントにて使用された半透膜エレメントＴＭＬ１０Ｄ（東レ（株）製）を解体し、分離膜を採取した。該分離膜からシリコン製治具を用いて付着物を回収し、ガラス製シャーレに入れた。これを１２０℃に設定した乾燥器で２時間乾燥させた。これを付着物Ｂとする。
密閉できるガラス瓶に１ｍоｌ／Ｌ硝酸水溶液を２０ｍＬ入れ、さらに付着物Ｂを１．０ｇ投入し、密閉して室温下で静置した。一晩経過後、スポイトを用いて上澄み液を別のガラス瓶に採取した。これを付着物抽出液Ｂとする。
重亜硫酸ナトリウム濃度が１０ｍｇ／Ｌ、塩化ナトリウム濃度が３２０００ｍｇ／Ｌである塩化ナトリウム水溶液を５００ｍＬ作製すべく、１Ｌビーカーに塩化ナトリウムと重亜硫酸ナトリウム、純水、スターラーバーを入れ、マグネチックスターラーにて攪拌し、溶解させた。溶液を攪拌したまま、付着物抽出液５ｍＬを投入し、酸化還元電位計を用いて酸化還元電位の経時変化を８分間測定した。この時、水素イオン濃度（ｐＨ）計およびアルコール温度計を用いて、溶液のｐＨおよび温度も測定した。８分間での酸化還元電位の最大値は４３６ｍＶであった。
一方で、重亜硫酸ナトリウム濃度が１０ｍｇ／Ｌ、塩化ナトリウム濃度が３２０００ｍｇ／Ｌである塩化ナトリウム水溶液に１ｍоｌ／Ｌ硝酸を５ｍＬ投入し、酸化還元電位、ｐＨ、温度を測定した結果、ｐＨ２、２６℃で３３８ｍＶであった。
上記の結果を図１９に示す。なお、いずれの場合も、経時変化を測定している間の重亜硫酸ナトリウム水溶液の水素イオン濃度（ｐＨ）は２であり、溶液温度は２６℃であった。
これらの結果から、付着物抽出液Ｂの酸化ポテンシャルは、付着物を用いずに１ｍоｌ／Ｌ硝酸のみを重亜硫酸ナトリウム水溶液に投入した場合よりも９８ｍＶ高いため、付着物Ｂの酸化ポテンシャルは高く、酸化リスクがあると判定した。
＜実施例３－２＞
実施例３－１の付着物抽出液を投入した重亜硫酸ナトリウム水溶液に、さらに重亜硫酸ナトリウムを、重亜硫酸ナトリウム濃度が５０ｍｇ／Ｌとなるよう追加し、実施例３－１と同様にして８分間測定した。また、さらに重亜硫酸ナトリウムを、重亜硫酸ナトリウム濃度が１００ｍｇ／Ｌとなるよう追加して同様に測定した。その結果、８分間での酸化還元電位の最大値はそれぞれ３４４ｍＶ、および３２９ｍＶであった。また、いずれの場合も、経時変化を測定している間の重亜硫酸ナトリウム水溶液の水素イオン濃度（ｐＨ）は２であり、溶液温度は２６℃であった。
実施例３－１の付着物抽出液を投入した重亜硫酸ナトリウム水溶液に、さらに重亜硫酸ナトリウムを、重亜硫酸ナトリウム濃度が５０ｍｇ／Ｌとなるよう追加し、実施例３－１と同様にして８分間測定した。また、さらに重亜硫酸ナトリウムを、重亜硫酸ナトリウム濃度が１００ｍｇ／Ｌとなるよう追加して同様に測定した。その結果、８分間での酸化還元電位の最大値はそれぞれ３４４ｍＶ、および３２９ｍＶであった。また、いずれの場合も、経時変化を測定している間の重亜硫酸ナトリウム水溶液の水素イオン濃度（ｐＨ）は２であり、溶液温度は２６℃であった。
上記の結果から得られた、重亜硫酸塩 (重亜硫酸ナトリウム) 濃度と酸化還元電位の最大値の関係を図２０に示す。
上記結果から、各重亜硫酸塩濃度における最大値は、図２０に示すとおり重亜硫酸塩１０ｍｇ／Ｌの場合に４３６ｍＶと最も大きく、該結果を付着物の酸化ポテンシャルとした。これは実施例３－１で得られた酸化ポテンシャルと同様であり、付着物Ｂの酸化ポテンシャルは高く、酸化リスクがあると判定した。一方、ｐＨ７で酸化リスクが重度と判定される６００ｍＶより低い値であり、一般的に、ｐＨが低いと酸化還元電位は高くなることを考慮したうえで、酸化リスクは中程度であると判定した。また、付着物抽出液投入前後でのｐＨ変化を加味した場合、付着物の抽出液投入がなくｐＨのみが変化した場合は、水溶液の酸化還元電位は実施例３－１の１ｍоｌ／Ｌ硝酸での酸化還元電位での値と同等であると考えられ、該数値が３３８ｍＶであり、付着物抽出液を用いた場合には重亜硫酸塩濃度が１００ｍｇ／Ｌである時の酸化ポテンシャルが、該数値と同等であることから、付着物Ｂの酸化リスクを十分低減するには、重亜硫酸塩濃度が１００ｍｇ／Ｌである必要があると推定した。
＜実施例４＞
約２ヶ月間運転した水処理プラントＣにつき、ＲＯモジュール差圧が上昇し、膜面への付着物増加に伴う酸化リスク発生が懸念されたため、触媒反応による酸化リスク評価方法を用いて酸化リスクを調べることとした。該プラントにて使用された半透膜エレメントＳＵ－７２０（東レ（株）製）を解体し、分離膜を採取した。該分離膜からシリコン製治具を用いて付着物を回収し、ガラス製シャーレに入れた。これを１２０℃に設定した乾燥器で２時間乾燥させた。これを付着物Ｃとする。
約２ヶ月間運転した水処理プラントＣにつき、ＲＯモジュール差圧が上昇し、膜面への付着物増加に伴う酸化リスク発生が懸念されたため、触媒反応による酸化リスク評価方法を用いて酸化リスクを調べることとした。該プラントにて使用された半透膜エレメントＳＵ－７２０（東レ（株）製）を解体し、分離膜を採取した。該分離膜からシリコン製治具を用いて付着物を回収し、ガラス製シャーレに入れた。これを１２０℃に設定した乾燥器で２時間乾燥させた。これを付着物Ｃとする。
密閉できるガラス瓶に１ｍоｌ／Ｌ硝酸を２０ｍＬ入れ、さらに付着物Ｃを４．０ｇ投入し、密閉して室温下で静置した。約７０時間経過後、スポイトを用いて上澄み液を別のガラス瓶に採取した。これを付着物抽出液Ｃとする。
重亜硫酸ナトリウム濃度が１０ｍｇ／Ｌ、塩化ナトリウム濃度が３２０００ｍｇ／Ｌである水溶液を４００ｍＬ作製すべく、１Ｌビーカーに塩化ナトリウムと重亜硫酸ナトリウム、純水、スターラーバーを入れ、マグネチックスターラーにて攪拌し、溶解させた。この溶液に上記の付着物抽出物Ｃを５ｍＬ投入し、攪拌しながら酸化還元電位計を用いて酸化還元電位を１０分間、１分ごとに測定することで経時変化を測定した。また、水素イオン濃度（ｐＨ）計およびアルコール温度計を用いてｐＨおよび溶液温度を測定した。結果を図２１に示す。酸化還元電位の最大値は６３３ｍＶであった。また、この時のｐＨは２であり、溶液温度は２５℃であった。
上記および実施例３－１の結果から、付着物Ｃの酸化ポテンシャルは高く、また、付着物Ｂの酸化ポテンシャルよりも高く、酸化リスクは重度と判定した。
以上、各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
なお、本出願は、２０２２年１１月２５日出願の日本特許出願（特願２０２２－１８８０５９）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。
本発明によれば従来評価方法では判定困難であった、分離膜の酸化リスク評価が可能となる。また、簡便かつ迅速な酸化リスク把握が可能となり、劣化原因の特定や講じる対策の選定がより容易となるため、水処理プラント運転状況の確実な改善が期待される。
１：原水貯留槽
２：原水供給ポンプ
３：前処理膜ろ過ユニット
４：前処理膜ろ過水貯留槽
５：分離膜ろ過ユニット
６：ブースターポンプ
７：昇圧ポンプ
８：原水配管
９：前処理膜ろ過水配管
１０：分離膜ろ過供給水配管
１１：分離膜ろ過透過水配管
１２：分離膜ろ過濃縮水配管
１３：ホース
１４：流量計
１５：ワンタッチ式ジョイント
１６：通水容器開閉部
１７：流量調整バルブ
１８：通水方向
１９：通水容器
１９ａ：単位通水部材
２０：分離膜
２：原水供給ポンプ
３：前処理膜ろ過ユニット
４：前処理膜ろ過水貯留槽
５：分離膜ろ過ユニット
６：ブースターポンプ
７：昇圧ポンプ
８：原水配管
９：前処理膜ろ過水配管
１０：分離膜ろ過供給水配管
１１：分離膜ろ過透過水配管
１２：分離膜ろ過濃縮水配管
１３：ホース
１４：流量計
１５：ワンタッチ式ジョイント
１６：通水容器開閉部
１７：流量調整バルブ
１８：通水方向
１９：通水容器
１９ａ：単位通水部材
２０：分離膜
Claims (17)
- 水処理プラントにおける分離膜の酸化リスク評価方法であって、使用した分離膜の付着物を回収し、前記付着物を亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液に接触させ、発生した酸化性物質に基づき前記付着物の酸化ポテンシャルを評価することを特徴とする分離膜の酸化リスク評価方法。
- 前記付着物の代わりに付着物抽出液を用いることを特徴とする請求項１に記載の分離膜の酸化リスク評価方法。
- 前記分離膜が、下記のいずれかであることを特徴とする、請求項１または２に記載の分離膜の酸化リスク評価方法。
Ａ：水処理プラントで供給水を透過水と濃縮水に膜分離する半透膜エレメントから採取した分離膜
Ｂ：水処理プラントの供給水ラインに設置した通水部材の内部に設けた分離膜
Ｃ：水処理プラントで供給水を透過水と濃縮水に膜分離する半透膜エレメントが使用され、濃縮水ラインに設置した通水部材の内部に設けた分離膜 - 前記分離膜の酸化リスク評価方法が、触媒反応による酸化リスク評価方法であって、前記付着物の酸化ポテンシャルを評価する方法が、付着物を接触させた溶液の酸化力指標値の経時変化を測定する方法であって、下記いずれかを評価することを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載の分離膜の酸化リスク評価方法。
Ａ：酸化力指標値の最大値
Ｂ：経時あたりの酸化力指標値の変化率
Ｃ：酸化力指標値の移動平均値の最大値
Ｄ：経時あたりの酸化力指標値の移動平均値の変化率 - 前記付着物の酸化ポテンシャルを評価する方法が、前記付着物を接触させた溶液に亜硫酸塩または重亜硫酸塩を添加することで溶液の亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度を変化させ、付着物を接触させた際の酸化力指標値を測定する方法であることを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載の分離膜の酸化リスク評価方法。
- 前記付着物の酸化ポテンシャルを評価する方法が、前記付着物を接触させる溶液が亜硫酸塩または重亜硫酸塩溶液であって濃度が異なる２種類以上の溶液を使用し、付着物を接触させた酸化力指標値を測定する方法であることを特徴とする、請求項１～５のいずれか１項に記載の分離膜の酸化リスク評価方法。
- 請求項５または請求項６に記載の付着物の酸化ポテンシャルを評価する方法が、下記の少なくともいずれかを評価することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の分離膜の酸化リスク評価方法。
Ａ：酸化力指標値の最大値
Ｂ：亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率 - 前記酸化力指標値が最大となった後、さらに亜硫酸塩または重亜硫酸塩を添加した際の酸化力指標値を測定する方法であることを特徴とする請求項５～７のいずれか１項に記載の分離膜の酸化リスク評価方法。
- 前記酸化力指標値が最大となった後、さらに濃度が高い異なる溶液を使用し、付着物を接触させた際の酸化力指標値を測定する方法であることを特徴とする請求項５～７のいずれか１項に記載の分離膜の酸化リスク評価方法。
- 請求項８または請求項９に記載の付着物の酸化ポテンシャルを評価する方法が、下記の少なくともいずれかを評価する方法であることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の分離膜の酸化リスク評価方法。
Ａ：酸化力指標値が付着物接触前以下となる亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度
Ｂ：亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率 - 水素イオン濃度指数（ｐＨ）が９．０以上である前記亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液に付着物を接触させることを特徴とする、請求項１～１０のいずれか１項に記載の分離膜の酸化リスク評価方法。
- 水処理プラントにおける分離膜の酸化リスク評価プログラムであって、酸化リスクを評価するためにコンピュータを、入力されたデータをコンピュータに記録しておくデータ記録手段、記録されたデータに基づき付着物の酸化ポテンシャルを評価する手段として機能させるためのものであり、入力されるデータが使用した分離膜から回収した付着物を亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液に接触させた際の条件および酸化力指標値である、請求項１に記載の酸化リスク評価方法を利用した酸化リスク評価プログラム。
- 水処理プラントの酸化リスク評価方法が、触媒反応による酸化リスク評価方法であって、前記付着物の酸化ポテンシャルを評価する手段が、酸化力指標値の経時データに基づき下記少なくともいずれかを評価する手段であることを特徴とする、請求項１２に記載の酸化リスク評価プログラム。
Ａ：酸化力指標値の最大値
Ｂ：経時あたりの酸化力指標値の変化率
Ｃ：酸化力指標値の移動平均値の最大値
Ｄ：経時あたりの酸化力指標値の移動平均値の変化率 - 前記付着物の酸化ポテンシャルを評価する手段が、亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度に対する酸化力指標値の関係性に基づき下記いずれかを評価する手段であることを特徴とする、請求項１２に記載の酸化リスク評価プログラム。
Ａ：酸化力指標値の最大値
Ｂ：亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率 - 前記付着物の酸化ポテンシャルを評価する手段が、酸化力指標値が最大となった後の、亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度に対する酸化力指標値の関係性に基づき下記のいずれかを評価する手段であることを特徴とする、請求項１２に記載の酸化リスク評価プログラム。
Ａ：酸化力指標値が付着物接触前以下となる亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度
Ｂ：亜硫酸塩または重亜硫酸塩濃度あたりの酸化力指標値の変化率 - 請求項１２～１５のいずれか１項に記載の酸化リスク評価プログラムが格納された記録媒体。
- 水処理プラントにおける分離膜の酸化リスク評価装置であって、使用した分離膜から回収した付着物を亜硫酸塩または重亜硫酸塩を含有する溶液に接触させた際の条件および酸化力指標値をコンピュータに入力するデータ入力手段、前記条件および酸化力指標値をコンピュータに記録しておくデータ記録手段、請求項１～１１に記載のいずれかの方法にて酸化ポテンシャルを評価する手段、とを具備する酸化リスク評価装置。
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| PCT/JP2023/041997 WO2024111627A1 (ja) | 2022-11-25 | 2023-11-22 | 分離膜の酸化リスク評価方法、酸化リスク評価プログラム、記録媒体、および評価装置 |
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| JP2015163869A (ja) * | 2014-01-28 | 2015-09-10 | 東レ株式会社 | バイオフィルム形成ポテンシャル評価用装置 |
| JP2016190212A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 東レ株式会社 | 分離膜ろ過プラントにおける分離膜の酸化リスク評価方法 |
| JP2020006322A (ja) * | 2018-07-09 | 2020-01-16 | 栗田工業株式会社 | 選択性透過膜の評価方法 |
| JP2021006335A (ja) * | 2019-06-28 | 2021-01-21 | 東レ株式会社 | 分離膜プラントにおける分離膜の酸化リスク評価方法および造水装置 |
-
2023
- 2023-11-22 WO PCT/JP2023/041997 patent/WO2024111627A1/ja unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014058041A1 (ja) * | 2012-10-12 | 2014-04-17 | 東レ株式会社 | 逆浸透膜ろ過プラントの運転方法およびバイオフィルム形成モニタリング装置 |
| JP2015163869A (ja) * | 2014-01-28 | 2015-09-10 | 東レ株式会社 | バイオフィルム形成ポテンシャル評価用装置 |
| JP2016190212A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 東レ株式会社 | 分離膜ろ過プラントにおける分離膜の酸化リスク評価方法 |
| JP2020006322A (ja) * | 2018-07-09 | 2020-01-16 | 栗田工業株式会社 | 選択性透過膜の評価方法 |
| JP2021006335A (ja) * | 2019-06-28 | 2021-01-21 | 東レ株式会社 | 分離膜プラントにおける分離膜の酸化リスク評価方法および造水装置 |
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