WO2018198245A1 - 逆浸透膜プラント及び逆浸透膜プラントの運転方法 - Google Patents

Abstract

流入水１１を流入する流入水ラインＬ1が接続され、流入水１１から塩分が除去された透過水１２と流入水１１中の塩分が濃縮された濃縮水１３とを得る逆浸透膜１４を有する逆浸透膜装置１５と、流入水ラインＬ1から分岐され、流入水１１の一部を検査水２１として分岐する分岐ラインＬ11と、分岐ラインＬ11が接続され、内部に検査水２１を通水する検査用容器２２と、検査用容器２２内に少なくとも１以上収納され、検査水２１由来のバイオフィルムが付着すると共に、逆浸透膜１４の材質よりもバイオフィルムの付着性が高い材質からなる検査用担体２３と、検査用容器２２への検査水２１の通水を停止し、検査用担体２３に付着したバイオフィルム付着量を検査するバイオフィルム検査装置と、を具備する。

Description

逆浸透膜プラント及び逆浸透膜プラントの運転方法

　本発明は、逆浸透膜プラント及び逆浸透膜プラントの運転方法に関するものである。

　従来より海水から真水を得る方法として、海水を蒸発させる蒸発法と、海水に圧力をかけて逆浸透膜（ＲＯ膜：Ｒｅｖｅｒｓｅ　Ｏｓｍｏｓｉｓ　Ｍｅｍｂｒａｎｅ）と呼ばれる濾過膜の一種に通し、海水の塩分を濃縮して捨て、淡水を漉し出す逆浸透法とがある。後者の逆浸透法は、蒸発法よりエネルギ効率に優れている反面、ＲＯ膜が海水中の微生物の析出物（又はバイオフィルムともいう）で目詰まり(又はバイオファウリングともいう)は、透過水量の低下等の原因となるので、入念に前処理する必要がある。この前処理の一例としては、原水である海水中の濁質分を除去する砂ろ過処理、ＵＦ膜（限外濾過膜）処理又はＭＦ膜（精密濾過膜）処理等の前処理、薬剤による洗浄等が提案されている。

　また、この前処理等が適切であるかを判断する技術として、逆浸透膜装置で用いる逆浸透膜を評価容器内に収容し、逆浸透膜供給水の一部を分岐して、濾過しない態様で評価用の逆浸透膜に供給し、該逆浸透膜へのバイオフィルムの付着量をＡＴＰ測定で評価し、単位面積当たりのＡＴＰ量の経時変化グラフの傾きをバイオフィルム形成速度（Ｂｉｏｆｉｌｍ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｒａｔｅ：ＢＦＲ）として求め、バイオフィルム量を定量的に監視することが提案されている（例えば特許文献１参照）。

特許５６００８６４号公報

　しかしながら、特許文献１の技術では、逆浸透膜装置の逆浸透膜と同じ材質を評価用逆浸透膜として用いているので、逆浸透膜と同じ動向を把握する観点からは優れているが、評価用逆浸透膜の表面にバイオフィルムが付着するまでに評価開始から、リードタイムが１５－２０日とかかると共に、その後バイオフィルムの付着が増加し、その傾きを求めて、ＢＦＲを計測するには、このリードタイム経過後、さらに１５－３０日が必要（合計少なくとも３０日以上はかかる）となる、という問題がある。この結果、評価がなされる３０日の間に、実機プラントの逆浸透膜装置の逆浸透膜へのバイオフィルムの形成が進行する場合には、例えば薬品洗浄等の対策が後手となる、という問題がある。すなわち、実機プラントの逆浸透膜装置の逆浸透膜と同じ材質で評価しているので、バイオフィルムの付着状態の動向については評価できるものの、実機プラントに先行して、逆浸透膜へのバイオフィルムの付着の動向を予想できるものではなかった。

　このように、特許文献１の技術を用いてバイオフィルムの付着を評価する場合、少なくとも約３０日（実施例では１．５か月）の計測後にバイオフィルムの付着が確認されたとしても、実機プラントの逆浸透膜にはすでにバイオフィルムの付着が開始しているので、洗浄を行うことの指標にはなるが、実機プラントの逆浸透膜にバイオフィルム付着をさせないための指標となるものではなかった。

　よって、実機プラントの逆浸透膜へのバイオフィルムの付着に先行して、逆浸透膜へのバイオフィルムの付着の動向をより迅速に把握できる技術の出現が切望されている。

　本発明は、前記問題に鑑み、逆浸透膜へのバイオフィルムの付着の動向をより迅速に把握できる逆浸透膜プラント及び逆浸透膜プラントの運転方法を提供することを課題とする。

　上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、流入水を流入する流入水ラインが接続され、前記流入水から塩分が除去された透過水と前記流入水中の塩分が濃縮された濃縮水とを得る逆浸透膜を有する逆浸透膜装置と、前記流入水ラインから分岐され、前記流入水の一部を検査水として分岐する分岐ラインと、前記分岐ラインが接続され、内部に前記検査水を通水する検査用容器と、前記検査用容器内に少なくとも１以上収納され、前記検査水由来のバイオフィルムが付着すると共に、前記逆浸透膜の材質よりもバイオフィルムの付着性が高い材質からなる検査用担体と、前記検査用容器への前記検査水の通水を停止し、前記検査用担体に付着したバイオフィルム付着量を検査するバイオフィルム検査装置と、を具備することを特徴とする逆浸透膜プラントにある。

　第２の発明は、第１の発明において、前記検査用担体のバイオフィルムの付着性の評価は、バイオフィルムの付着量を、前記逆浸透膜の材質と比較して評価することを特徴とする逆浸透膜プラントにある。

　第３の発明は、第１又は２の発明において、前記バイオフィルム検査装置の検査は、前記検査水の通水開始初期からの一日未満の所定時間又は所定回数で、前記検査担体へのバイオフィルムの付着量を評価することを特徴とする逆浸透膜プラントにある。

　第４の発明は、第１乃至３のいずれか一つの発明において、前記検査用担体が可撓性を備えることを特徴とする逆浸透膜プラントにある。

　第５の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記バイオフィルムの付着性の評価は、ＡＴＰ測定法により評価されることを特徴とする逆浸透膜プラントにある。

　第６の発明は、第１乃至５のいずれか一つの発明において、前記検査水の通水は、前記逆浸透膜の膜面の前記流入水の線速度と同等であることを特徴とする逆浸透膜プラントにある。

　第７の発明は、第１乃至６のいずれか一つの発明において、前記流入水中の濁質分を除去する前処理部を備えることを特徴とする逆浸透膜プラントにある。

　第８の発明は、流入水から塩分が除去された透過水と前記流入水中の塩分が濃縮された濃縮水とを得る逆浸透膜により分離する逆浸透膜工程と、前記流入水の一部を検査水として分岐し、検査容器の内部に前記検査水を通水する検査水通水工程と、前記検査用容器内に少なくとも１以上収納され、前記逆浸透膜の材質よりもバイオフィルムの付着性が高い材質からなる検査用担体に、前記検査水由来のバイオフィルムを付着させるバイオフィルム付着工程と、前記検査用容器への前記検査水の通水を停止し、前記検査用担体に付着したバイオフィルム付着量を計測するバイオフィルム付着量計測工程と、前記バイオフィルム付着量計測工程において、通水開始初期からの一日未満の一所定時間又は所定回数でバイオフィルムの付着量を評価するバイオフィルム付着評価工程と、を有し、前記評価に基づき、前記逆浸透膜工程の運転を制御することを特徴とする逆浸透膜プラントの運転方法にある。

　第９の発明は、第８の発明において、前記検査用担体のバイオフィルムの付着性の評価は、バイオフィルムの付着量を前記逆浸透膜の材質と比較して評価することを特徴とする逆浸透膜プラントの運転方法にある。

　第１０の発明は、第８又は９の発明において、前記検査水の通水は、前記逆浸透膜の膜面の前記流入水の線速度と同等であることを特徴とする逆浸透膜プラントの運転方法にある。

　本発明によれば、検査用担体の材質は、実機で用いる逆浸透膜の材質よりもバイオフィルムの付着性が高い材質を用いているので、評価開始から一日未満の所定時間又は所定回数で、バイオフィルムの付着の有無を確認することができる。この結果、実機プラントの逆浸透膜装置の逆浸透膜への付着の動向を迅速に予想することができる。

図１は、実施例１に係る逆浸透膜プラントの概略図である。 図２は、実施例１に係る検査用容器と検査用担体との構成図である。 図３は、実施例１に係る他の検査用容器と検査用担体との構成図である。 図４は、実施例１に係る他の検査用容器と検査用担体との構成図である。 図５は、検査用担体の材質評価試験装置の模式図である。 図６は、検査用担体の簡易な材質評価試験装置の模式図である。 図７は、検査用担体の材質評価試験結果のグラフである。 図８は、検査用担体の材質評価試験結果の棒グラフである。 図９は、実施例２に係る逆浸透膜プラントの概略図である。 図１０は、評価のフローチャート図である。 図１１は、実施例３に係る逆浸透膜プラントの概略図である。

　以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。

　図１は、実施例１に係る逆浸透膜プラントの概略図である。図１に示すように、本実施例に係る逆浸透膜プラント１００Ａは、流入水１１を流入する流入水ラインＬ₁が接続され、流入水１１から塩分が除去された透過水１２と流入水１１中の塩分が濃縮された濃縮水１３とを得る逆浸透膜１４を有する逆浸透膜装置１５と、流入水ラインＬ₁から分岐され、流入水１１の一部を検査水２１として分岐する分岐ラインＬ₁₁と、分岐ラインＬ₁₁が接続され、内部に前記検査水２１を通水する検査用容器２２と、検査用容器２２内に少なくとも１以上収納され、検査水２１由来のバイオフィルムが付着すると共に、逆浸透膜１４の材質よりもバイオフィルムの付着性が高い材質からなる検査用担体２３と、検査用容器２２への検査水２１の通水を停止し、検査用担体２３に付着したバイオフィルム付着量を検査するバイオフィルム検査装置と、を具備する。なお、符号３１は薬剤、３２は薬剤３１を薬剤供給ラインＬ₂₁により供給する薬剤供給部を図示する。なお、原水を濾過する場合には、従来と同様に、海水中の濁質分を除去する砂ろ過装置、ＵＦ膜（限外濾過膜）又はＭＦ膜（精密濾過膜）等の前処理部を用いて前処理するようにすればよい（実施例１では省略）。

　逆浸透膜装置１５の逆浸透膜１４としては、一般的な逆浸透以外に、ＮＦ（Ｎａｎｏ　Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）膜（以下「ＮＦ膜」ともいう）などを用いることができる。逆浸透膜の材質は多くが芳香族ポリアミドである。

　また、本実施例では、原水としての流入水１１を逆浸透膜装置１５で処理し、淡水である透過水１２と塩分が濃縮された濃縮水１３とを得ているが、流入水１１としては、塩分を含むものであれば海水以外の水を原水として用いてもよい。また流入水１１としては、例えば、くみ上げた海水や、一度冷媒としてプラント内で使用された後の海水等を用いることもでき、限定されるものではない。

　検査用容器２２は、流入水ラインＬ₁から分岐された分岐ラインＬ₁₁に介装されており、その内部に流入水１１の一部を検査水２１として通水する。この検査用容器２２内には、検査用担体２３が収納される。この検査用担体２３は、逆浸透膜装置１５で用いる逆浸透膜１４の材質（例えばポリアミド系複合材）よりもバイオフィルムの付着性が高い材質から構成されている。

　図２は、実施例１に係る検査用容器と検査用担体との構成図である。図２に示すように、検査用容器２２内には、検査用担体２３の外表面２３ａと検査容器内壁面２２ａとが密着するように配置されている。そして検査用容器２２内に流入する検査水２１は、検査用担体２３の内表面２３ｂに通水され、この内表面２３ｂにバイオフィルムを付着させている。

　検査用容器２２は、検査用担体２３を内部に収納後、着脱自在の蓋体２４により内部を密閉する。なお、検査用容器２２の底部側、蓋体２４の上部側には、分岐ラインＬ₁₁と接続する接続治具２５が設けられている。また、検査用容器２２の入口側において流入量を調整する図示しない流量調整弁が備えられている。ここで、検査水２１の通水は、実機の逆浸透膜装置１５に設置する逆浸透膜１４の膜面の流入水１１の線速度と同等とするのが好ましい。これにより実機でのバイオフィルムの付着環境と同様の条件とすることとなる。ここで、代表的な線速度は５０～３５０ｍｍ／ｓｅｃの範囲とするのが好ましい。

　また、図３に示すように、検査用容器２２内には、複数の検査用担体２３を収納して、一日の内で、所定時間又は所定回数毎に、検査用担体２３を取り出し、バイオフィルムの付着を確認するようにしてもよい。

　また、図４に示すように、複数の検査用担体２３は筒状のものに限定されるものではなく、例えば可撓性を備えたフィルム状のものを丸めて、検査用容器２２内に収納するようにしてもよい。

　バイオフィルム検査装置は、検査用担体２３に付着したバイオフィルムの付着量を、単位面積あたりのＡＴＰ量を計測する検査装置を用いて行う。この検査装置は、付着したバイオフィルムを採取し、発色試薬と反応させて、試薬の発色量からＡＴＰ量を間接的に求めるものであり、市販の計測機器を用いることができる。例えば「ルシパック ＩＩ（キッコーマンバイオケミファ社製）」、「ＡＴＰふき取り検査キット（ニッタ社製）」等を例示することができる。ここで、ＡＴＰ（Ａｄｅｎｏｓｉｎｅ　ｔｒｉ-ｐｈｏｓｐｈａｔｅ：アデノシン三リン酸）とは、すべての植物、動物および微生物の細胞内に存在するエネルギ分子であり、このＡＴＰ検査では、生物発光原理を応用して、このＡＴＰと発色試薬とを反応させ、蛍光測定機器によりＡＴＰ量を求めるものである。

　また、検査用担体２３の内表面２３ｂに付着したバイオフィルムの付着量をＡＴＰ測定法で評価し、単位面積当たりのＡＴＰ量の経時変化グラフの傾きをバイオフィルム形成速度（Ｂｉｏｆｉｌｍ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｒａｔｅ：ＢＦＲ）として求めるようにしても良い。

　本評価に用いる検査用担体２３の材質は、後述の試験例に示すように、逆浸透膜１４の材質（例えばポリアミド系複合材）よりもバイオフィルムの付着性が高い材質（例えばＰＰ、塩ビ、シリコーン）を用いているので、検査水２１の通水開始初期（０時間）からの一日未満の所定時間（例えば１、２、３時間）毎、又は所定回数（少なくとも１～６時間毎に一回の単位）で、検査用担体２３へのバイオフィルムの付着量を評価する。

　本発明によれば、評価開始から一日未満の数時間（例えば２～８時間）以内で、バイオフィルムの付着の有無を確認することができるので、実機プラントの逆浸透膜装置１５の逆浸透膜１４への付着の動向を迅速に予想することができることとなる。

　これは、現在逆浸透膜装置を用いて造水する際の検査指標として用いているＳＤＩやＦＩの測定は、一般的に一日一回計測することとなっており、この評価と併用して、本バイオフィルムの付着量の評価を一日未満で行うことで、ファウリング対策の精度が飛躍的に向上する。

　ここで、ＳＤＩ（Ｓｉｌｔ　Ｄｅｎｓｉｔｙ　Ｉｎｄｅｘ）とは、水に含まれる微量の濁質成分量の指標の一つであり、逆浸透膜処理を行おうとする流入水が、逆浸透膜にどの程度ファウリングを起こさせるかを示す半定量的な指標の一つであり、通常、ＳＤＩが３～４以下となるように前処理する事が必要とされている（ＡＳＴＭＤ４１８９参照）。また、ファウリングインデックス（ＦＩ値）は、ＪＩＳＫ３８０２で定義されており、逆浸透膜処理を行おうとする流入水が、逆浸透膜にどの程度ファウリングを起こさせるかを示す半定量的な指標の一つであり、通常、ＦＩ値が３～４以下となるように前処理する事が必要とされている。

　すなわち前述の特許文献１に示すように、実機の逆浸透膜装置１５に用いる逆浸透膜１４の材質を評価担体として用いる場合、１か月のリードタイムの後にバイオフィルムの付着の増加量を計測するので、付着が計測された場合、実機の逆浸透膜装置１５の逆浸透膜１４にはすでに微生物が付着している結果、直ちに洗浄を行うことの指標にはなるが、実機プラントに付着させないための指標にはならない。

　これに対して、本発明によれば、評価は一日未満で完了することができ、その評価結果に即して、バイオフィルムの付着が発生しないような運転をすることができる。具体的には、付着が予想される場合に、前処理のモードの変更、殺菌処理の薬剤の種類や薬剤の量の変更や薬剤処理頻度の調整等の対策を実行し、バイオフィルムの形成を阻止することができる。

　すなわち、本発明によれば、逆浸透膜よりも付着性の良好な材質の付着担体を選定し、この選定した検査用担体を用いて通水試験をする際、付着性の動向を一日以下という極めて短時間で迅速に評価することができる。そして、このバイオフィルムの付着の度合いに応じて、前処理、殺菌処理等の対策を講じることができる。これにより安定してＲＯ膜プラントを連続して運転することができる。

　次に、逆浸透膜１４の材質（例えばポリアミド系複合材）よりもバイオフィルムの付着性が高い材質を選定する試験について、説明する。
　図５は、検査用担体の材質評価試験装置の模式図である。図５に示すように、検査用容器２２に同種類からなる複数（本試験では４ケ）の検査用担体２３－１～２３－４を収納する。ここで、試験装置５０は、海水５１を貯留する海水タンク５２と、この海水タンク５２から供給ポンプ５３を介して、海水５１を循環させる循環ラインＬ₅₁と、この循環ラインＬ₅₁に介装される検査用容器２２とを備えている。なお、供給ポンプ５３の後流側には流量調整バルブ５４を設置し、これにより海水５１の検査用容器２２への通水流量を調整し、流量調整した一部の海水は海水タンク５２内に戻している。

　検査用担体２３の材質は、本試験では（１）ポリプロピレン（ＰＰ）、（２）ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、（３）シリコーンを選定し、比較対象としては、（４）逆浸透膜（ＲＯ膜）１４の材質であるポリアミド系複合材とした。また、検査用担体２３の形状は、外径１５ｍｍ、内径１２ｍｍ、長さ２０ｍｍの円筒状チューブとした。

　試験用の海水５１はｐＨ８．０、ＥＣ４．５Ｓ／ｍのものを用いた。なお、試験に際しては、孔径０．７５μｍのフィルタに海水を濾過した濾過水を用いた。検査用容器２２内の流入する海水５１の線速度は２５０ｍｍ／ｓｅｃとした。

　検査は通水開始から１時間経過した後、海水５１の通水を停止し、蓋体２４を開けて、第１検査用担体２３－１を取り出した。次いで蓋体２４を閉じて、さらに１時間経過（合計２時間）した後、同様にして、第２検査用担体２３－２を取り出した。次いで蓋体２４を閉じて、さらに２時間経過（合計４時間）後同様にして、第３検査用担体２３－３を取り出した。次いで蓋体２４を閉じて、さらに２時間経過（合計６時間）後同様にして、第４検査用担体２３－４を取り出した。同様な試験操作を各材料、３回行った。なお、検査用担体２３の取出しには、例えばピンセット等の取出し治具を用いた。

　検査用担体２３の計測は、生物量測定キット『ルシパックII（商品名：キッコーマンバイオケミファ社製）』により行った。具体的には、検査用担体２３の内周面２３ｂを付属の綿棒で拭き取り、その後測定装置本体へ綿棒を戻し、試薬と混合し、測定チューブを外して、発光量測定した。すなわち、検査用担体２３に付着したバイオフィルム量を定期的にＡＴＰ測定法で評価した。そして、付着ＡＴＰ量を拭き取った面積で割り、単位面積当たりのＡＴＰ量を算出し、単位面積当たりＡＴＰ量の経時変化を確認した。この経時変化グラフの傾きをＢＦＲ（ＡＴＰ（ｐｇ）／ｃｍ^２／ｄ）とした。このＡＴＰ（アデノシン三リン酸）は、全生物のエネルギ源として存在する化学物質であり、このＡＴＰ量を測定することで「生物の存在、あるいは生物の痕跡」の量が測定可能となる。

　ｎ＝３で測定を行った結果の平均を求め図７及び図８に示す。下記表１は、担体の材質に対するＢＦＲの結果である。ここで、図７は、検査用担体の材質評価試験結果のグラフであり、図８は、検査用担体の材質評価試験結果の棒グラフである（図８には、３回の誤差範囲を示している）。

 

　図７及び図８に示すように、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）の各材質は、評価開始から２時間経過後で付着が顕著となり、４時間経過後、６時間経過後はさらに顕著となった。ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、シリコーンの各材質は、いずれもＲＯ膜の材質よりも高い付着性の特性を備えるものであることが判明した。

　また、表１に示すように、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、シリコーンをはいずれもＲＯ膜の材質よりもＢＦＲ（傾き）が大きいことが判明した。

　また、検査用担体２３の材質の評価は、図５に示すような検査用容器２２に検査用担体２３を収納して通水して試験する以外に、ビーカを用いた簡易な評価によっても行うことができる。

　図６は、検査用担体の簡易な材質評価試験装置の模式図である。図６に示すように、簡易試験は、ビーカ容器６１内に海水５１を投入し、例えば金網等の指示部材６２の上に評価対象の検査用担体２３を載置して行う。そして、攪拌機の攪拌翼６３を用いて所定回転で海水を穏やかに撹拌して、検査用担体２３へのバイオフィルムの付着の確認を行う。

　ここで、材質の評価は、評価開始初期（０時間）からの一日未満の一定間隔（例えば：少なくとも１、２、３時間毎に一回計測する）で、バイオフィルムの付着量を、計測し、逆浸透膜の材質のバイオフィルムの付着量と比較して評価する。逆浸透膜装置の逆浸透膜の材質よりも付着量が早い評価材質を用いることにより、逆浸透膜に付着するよりも早く先行してバイオフィルムの付着を確認することができる。特に、実機の逆浸透膜装置１５で用いる逆浸透膜１４と同じ材質を比較の基礎とすることで、さらに客観的評価を行うことができる。なお、材質の比較評価であるので、一日未満には限定されず、一日以上の評価を行って確認するようにしてもよい。

　本実施例では、本検査用容器を用いて、バイオフィルムの付着の動向を確認する方法について説明する。図９は、実施例２に係る逆浸透膜プラントの概略図である。なお、実施例１の逆浸透膜プラントと重複する部材については、同一符号を付して重複する説明は省略する。図９に示すように、作業員は、検査用容器２２内に検査用担体２３を収納する。なお、前述したように、収納容器２２内への検査用担体２３の本数は、１本でも良いし、複数本でもよい。ここで、１本を収納する場合には、一日一回の確認となる。２本以上を収納する場合には、一日複数回（所定時間（例えば２～３時間）毎に１回）の確認となる。また、複数本を収納して、同じ時間において、複数検査用担体を抜出、複数でＡＴＰ量等を確認し、その平均値として算出するようにしてもよい。

　そして、抜出した検査用担体２３はバイオフィルム評価装置３５に持ち込まれ、ここで、バイオフィルムの付着の確認を行う。バイオフィルムの付着の確認としては、前述した市販の検査キットを用いて、ＡＴＰ量そのものを確認してもよいし、ＢＦＲによる傾きを求めるようにしても良い。いずれにしても、予め設定したＡＴＰ量の閾値やＢＦＲの閾値と計測データとを比較して、判断を行う。

　以下に判断工程の一例を説明する。実機プラントは、逆浸透膜装置１５を用いてメンテナンス期間を除いては連続して造水を行っている。

　本評価工程例では一日２回での計測の場合について説明する。評価は、一日の操業内で特定の時間（例えば１０時）から開始する（Ｓ１０）。２時間毎に評価を行う場合、２時間経過後の１２時に１回目の評価を行う。

　図１０は、評価のフローチャート図である。図１０に示すように、１回目の計測データが、予めＡＴＰ量の閾値やＢＦＲの閾値と比較し、閾値を超えているか否かを判断する（Ｓ１１）。閾値を超えていない場合（Ｎｏ）には、実機の逆浸透膜１４にはバイオフィルムの付着がなく、健全な運転状態であると判断する。そして、次の２時間経過後に、２回目の計測データが、予めＡＴＰ量の閾値やＢＦＲの閾値と比較し、閾値を超えているか否かを判断する（Ｓ１２）。閾値を超えていない場合（Ｎｏ）には、その日の検査は終了する（Ｓ１３）。なお、翌日以降も同様な時間に同様な評価操作を繰り返す。

　なお、２回目の評価（Ｓ１２）において、閾値を超えている場合（Ｙｅｓ）には、実機の逆浸透膜１４にバイオフィルムの付着のおそれがあると判断する。

　この場合、バイオフィルムの付着防止対策を講じる（Ｓ２０）。ここでバイオフィルムの付着防止対策の一例として、薬剤供給部３２からの薬剤３１の供給量を増加させる処置を行う。この薬剤増加後、所定時間経過した後、薬剤モード変更後の評価を開始する（Ｓ２１）。

　この評価は、再評価の開始から２時間経過後に１回目の再評価を行う（Ｓ２２）。この評価（Ｓ２２）において、閾値を超えている場合（Ｙｅｓ）には、実機の逆浸透膜１４にバイオフィルムの付着の防止対策が良好でないと判断し、さらに別の対策（薬剤の種類の変更等）を講じる。

　これに対して、閾値を超えていない場合（Ｎｏ）には、実機の逆浸透膜１４にはバイオフィルムの付着がなく、健全な運転状態であると判断し、次の２時間経過後に、２回目の計測データが、予めＡＴＰ量の閾値やＢＦＲの閾値と比較し、閾値を超えているか否かを判断する（Ｓ２３）。この工程Ｓ２３の評価において、閾値を超えていない場合（Ｎｏ）には、その日の検査は終了する（Ｓ２４）。翌日も同様な時間に同様な評価操作を繰り返す。

　本工程例では、１回目の評価（Ｓ１１）、薬剤モード（Ｓ２０）後の２回目の評価（Ｓ２３）では、閾値を超えていない場合（Ｎｏ）として説明しているが、これらの評価において閾値を超えている場合（Ｙｅｓ）には、薬剤モード（Ｓ２０）を実施するようにすればよい。

　バイオフィルムの付着の防止対策としては、ＡＴＰ量の増加の程度に応じて、例えば前処理条件の変更、薬剤（殺菌剤を含む）の添加モード（薬剤の種類の変更、薬剤の濃度の変更、薬剤の添加回数の変更）の変更、実機逆浸透膜装置の回収率の変更、逆浸透膜装置１５への流入水１１の供給を停止し、逆浸透膜装置１５の逆浸透膜１４の逆洗浄モードへの変更等、前処理モードの変更等を実施する。この対策を講じた後、検査モードを再開する。

　これらの操作は、作業員が目視により検査データを確認して、運転モードを変更することもできるが、制御装置で検査データを演算処理して、自動制御により運転モードを変更するようにしてもよい。

　本実施例では、本検査用容器を用いて、前処理装置についてバイオフィルムの付着の動向を確認する方法について説明する。図１１は、実施例３に係る逆浸透膜プラントの概略図である。なお、実施例１、２の逆浸透膜プラントと重複する部材については、同一符号を付して重複する説明は省略する。図１１に示すように、本実施例に係る逆浸透膜プラント１００Ｃは、図９に示す前処理部４１として、流入水ラインＬ₁に砂ろ過部である第１前処理部４１Ａと、この第１前処理部４１Ａの後流側に、ＵＦ（又はＭＦ）膜処理部である第２前処理部４１Ｂとを設置している。そして、第１前処理部４１Ａと第２前処理部４１Ｂとの間の流入水ラインＬ₁と、第２前処理部４１Ｂの後流の流入水ラインＬ₁とを接続し、この第２前処理部４１Ｂを迂回するバイパスラインＬ₄を設置している。

　そして、第１前処理部４１Ａと第２前処理部４１Ｂとの間から、第１前処理部４１Ａの砂ろ過処理した砂ろ過処理水の一部を、検査水２１－１として分岐ラインＬ₁₁により分岐し、検査用容器２２－１内で検査用担体２３にバイオフィルムを付着させる。

　所定時間（又は所定回数）毎に評価バイオフィルムの検査を検査用容器２２－１で行い、砂ろ過水から一部分岐した検査水２１－１の評価を行う。この検査水２１－１の評価の結果、砂ろ過水におけるバイオフィルムの付着が無いと判断した際には、ＵＦ（又はＭＦ）膜処理部の第２前処理部４１Ｂでの前処理が不要と判断する。そして、第２前処理部４１Ｂの処理をバイパスすべく、第２前処理部４１Ｂを迂回させるバイパスラインＬ₄に砂ろ過水が流入するように、流路切替弁４２を切替え、第２前処理部４１Ｂの後流側へバイパスさせる。

　この結果、ＵＦ（又はＭＦ）膜処理部の第２前処理部４１Ｂをバイパスさせることにより、ＵＦ（又はＭＦ）膜処理部による処理の負荷が軽減され、淡水化プラントのランニングコストの低減を図ることができる。

　そして、第２前処理部４１Ｂと逆浸透膜装置１５との間に設置したバイオフィルムの検査を検査用容器２２－２で評価を一日最低一回は行う。この評価は、第２前処理部４１Ｂをバイパスした後の砂ろ過水による流入水の一部を検査水２１－２として分岐して行う。この砂ろ過水を流入水１１とした検査水２１－２の評価の結果、検査水２１-２におけるバイオフィルムの付着が無いと判断した際には、第２前処理部４１Ｂのバイパスを継続すると判断する。

　これに対し、この検査水２１－２の評価の結果、砂ろ過水におけるバイオフィルムの付着が閾値以上であると判断した際には、ＵＦ（又はＭＦ）膜処理部の第２前処理部４１Ｂでの処理が必要であると判断する。そして第２前処理部４１Ｂでの前処理を実行すべく、流路切替弁４２の切替えを行い、バイパスラインＬ₄へのバイパスを停止し、砂ろ過水を第２前処理部４１Ｂに通水して、前処理を行う。その後、評価を行い、同様な判断を行う。本実施例によれば、砂ろ過部の第１前処理部４１ＡとＵＦ（又はＭＦ）膜処理部の第２前処理部４１Ｂとを設置した場合、原水４０のバイオフィルムの付着因子が微量の場合には、砂ろ過部の第１前処理部４１Ａのみで可能であることの判断を、実機で用いる逆浸透膜の材質よりもバイオフィルムの付着性が高い材質を用いているので、評価開始から一日未満の所定時間又は所定回数で、バイオフィルムの付着の有無を確認することができる。確認の結果、第２前処理部４１Ｂでの処理が不要と判断した場合には、第２前処理部４１Ｂをバイパスさせることで、第２前処理部４１Ｂでの負荷が軽減され、淡水化プラントのランニングコストの低減を図ることができる。

　本実施例においては、第１前処理部４１Ａと第２前処理部４１Ｂとを異なる種類の前処理装置としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１前処理部４１Ａと第２前処理部４１Ｂとを同じ種類の前処理装置を用いてもよい。例えば第１前処理部４１Ａを前段砂ろ過部とし、第２前処理部４１Ｂを後段砂ろ過部の２段処理とするようにしてもよい。これにより第１前処理部４１Ａの前段砂ろ過部で十分ＢＦＲ値が小さくなれば、第２前処理部４１Ｂの後段の砂ろ過部での処理をバイパスすべく、第２前処理部４１Ｂを迂回させるバイパスラインＬ₄に砂ろ過水が流入するように、流路切替弁４２を切替え、第２前処理部４１Ｂの後流側へバイパスさせる。これにより、第２前処理部４１Ｂをバイパスすることによるランニングコストの低減を図ることができる。

　１００Ａ～１００Ｃ　逆浸透膜プラント
　１１　流入水
　１２　透過水
　１３　濃縮水
　１４　逆浸透膜
　１５　逆浸透膜装置
　２１　検査水
　２２　検査用容器
　２３　検査用担体
　２４　蓋体
　Ｌ₁　流入水ライン
　Ｌ₁₁　分岐ライン
 

Claims (10)

1. 　流入水を流入する流入水ラインが接続され、前記流入水から塩分が除去された透過水と前記流入水中の塩分が濃縮された濃縮水とを得る逆浸透膜を有する逆浸透膜装置と、
   　前記流入水ラインから分岐され、前記流入水の一部を検査水として分岐する分岐ラインと、
   　前記分岐ラインが接続され、内部に前記検査水を通水する検査用容器と、
   　前記検査用容器内に少なくとも１以上収納され、前記検査水由来のバイオフィルムが付着すると共に、前記逆浸透膜の材質よりもバイオフィルムの付着性が高い材質からなる検査用担体と、
   　前記検査用容器への前記検査水の通水を停止し、前記検査用担体に付着したバイオフィルム付着量を検査するバイオフィルム検査装置と、を具備することを特徴とする逆浸透膜プラント。
2. 　請求項１において、
   　前記検査用担体のバイオフィルムの付着性の評価は、バイオフィルムの付着量を、前記逆浸透膜の材質と比較して評価することを特徴とする逆浸透膜プラント。
3. 　請求項１又は２において、
   　前記バイオフィルム検査装置の検査は、前記検査水の通水開始初期からの一日未満の所定時間又は所定回数で、前記検査担体へのバイオフィルムの付着量を評価することを特徴とする逆浸透膜プラント。
4. 　請求項１乃至３のいずれか一つにおいて、
   　前記検査用担体が可撓性を備えることを特徴とする逆浸透膜プラント。
5. 　請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
   　前記バイオフィルムの付着性の評価は、ＡＴＰ測定法により評価されることを特徴とする逆浸透膜プラント。
6. 　請求項１乃至５のいずれか一つにおいて、
   　前記検査水の通水は、前記逆浸透膜の膜面の前記流入水の線速度と同等であることを特徴とする逆浸透膜プラント。
7. 　請求項１乃至６のいずれか一つにおいて、
   　前記流入水中の濁質分を除去する前処理部を備えることを特徴とする逆浸透膜プラント。
8. 　流入水から塩分が除去された透過水と前記流入水中の塩分が濃縮された濃縮水とを得る逆浸透膜により分離する逆浸透膜工程と、
   　前記流入水の一部を検査水として分岐し、検査容器の内部に前記検査水を通水する検査水通水工程と、
   　前記検査用容器内に少なくとも１以上収納され、前記逆浸透膜の材質よりもバイオフィルムの付着性が高い材質からなる検査用担体に、前記検査水由来のバイオフィルムを付着させるバイオフィルム付着工程と、
   　前記検査用容器への前記検査水の通水を停止し、前記検査用担体に付着したバイオフィルム付着量を計測するバイオフィルム付着量計測工程と、
   　前記バイオフィルム付着量計測工程において、通水開始初期からの一日未満の一所定時間又は所定回数でバイオフィルムの付着量を評価するバイオフィルム付着評価工程と、を有し、
   　前記評価に基づき、前記逆浸透膜工程の運転を制御することを特徴とする逆浸透膜プラントの運転方法。
9. 　請求項８において、
   　前記検査用担体のバイオフィルムの付着性の評価は、バイオフィルムの付着量を前記逆浸透膜の材質と比較して評価することを特徴とする逆浸透膜プラントの運転方法。
10. 　請求項８又は９において、
    　前記検査水の通水は、前記逆浸透膜の膜面の前記流入水の線速度と同等であることを特徴とする逆浸透膜プラントの運転方法。

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