特許 5972068 不可逆的膜ファウリング物質のモニタリング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5972068

(24)【登録日】2016年7月22日

(45)【発行日】2016年8月17日

(54)【発明の名称】不可逆的膜ファウリング物質のモニタリング装置

(51)【国際特許分類】

   B01D 65/00 20060101AFI20160804BHJP

   C02F 1/44 20060101ALI20160804BHJP

   C02F 1/52 20060101ALI20160804BHJP

   G01N 33/18 20060101ALI20160804BHJP

   G01N 21/33 20060101ALI20160804BHJP

【ＦＩ】

   B01D65/00

   C02F1/44 C

   C02F1/52 Z

   G01N33/18 D

   G01N21/33

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-140285(P2012-140285)

(22)【出願日】2012年6月22日

(65)【公開番号】特開2014-4504(P2014-4504A)

(43)【公開日】2014年1月16日

【審査請求日】2015年3月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】110001298

【氏名又は名称】特許業務法人森本国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】江崎 聡

(72)【発明者】

【氏名】西本 信太郎

(72)【発明者】

【氏名】布 光昭

【審査官】 池田 周士郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０６８２００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−３３２８９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０３５６３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１２６２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２４９３８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ６１／００−７１／８２

Ｃ０２Ｆ １／４４

Ｃ０２Ｆ １／５２

Ｇ０１Ｎ ２１／３３

Ｇ０１Ｎ ３３／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料水を通水させる試料通水部と、試料通水部の上流側位置に配置する第１分画フィルタと、試料通水部の下流側位置に配置する第２分画フィルタと、第１分画フィルタと第２分画フィルタ間の測定領域を流れる試料水中に含まれた測定対象の不可逆的膜ファウリング物質量を測定する測定装置を備え、
第１分画フィルタで分画範囲上限粒径以上の物質と分画範囲上限粒径以下の不可逆的膜ファウリング物質とを分画し、第２分画フィルタで分画範囲下限粒径以下の物質と分画範囲下限粒径以上の不可逆的膜ファウリング物質とを分画して、測定領域の試料水中に測定対象の不可逆的膜ファウリング物質を滞留させることを特徴とする不可逆的膜ファウリング物質のモニタリング装置。

【請求項2】

不可逆的膜ファウリング物質量を測定する測定装置は、紫外線吸光度計測装置からなることを特徴する請求項１に記載の不可逆的膜ファウリング物質のモニタリング装置。

【請求項3】

試料通水部に試料水を通水させ、試料通水部の上流側位置に配置した第１分画フィルタで分画範囲上限粒径以上の物質と分画範囲上限粒径以下の不可逆的膜ファウリング物質とを分画して不可逆的膜ファウリング物質の通過を許容し、試料通水部の下流側位置に配置した第２分画フィルタで分画範囲下限粒径以下の物質と分画範囲下限粒径以上の不可逆的膜ファウリング物質とを分画して不可逆的膜ファウリング物質の通過を阻止し、第１分画フィルタと第２分画フィルタ間の測定領域において試料水中に滞留する測定対象物質の不可逆的膜ファウリング物質量を測定装置で測定することを特徴とする不可逆的膜ファウリング物質のモニタリング方法。

【請求項4】

凝集反応槽の被処理水の流入路途中に介装する流入側検出部と、凝集反応槽の被処理水の流出路途中に介装する流出側検出部と、凝集反応槽に供給する凝集剤の供給量を制御する凝集制御部を備え、
流入側検出部と流出側検出部は、被処理水の一部を試料水として通水させる試料通水部と、試料通水部の上流側位置に配置する第１分画フィルタと、試料通水部の下流側位置に配置する第２分画フィルタと、第１分画フィルタと第２分画フィルタ間の測定領域において試料水中に滞留する測定対象の不可逆的膜ファウリング物質量を測定する測定装置を備え、
第１分画フィルタは分画範囲上限粒径以上の物質と分画範囲上限粒径以下の不可逆的膜ファウリング物質とを分画し、第２分画フィルタは分画範囲下限粒径以下の物質と分画範囲下限粒径以上の不可逆的膜ファウリング物質とを分画し、
凝集制御部は、流入側検出部の測定装置の測定値と流出側検出部の測定装置の測定値に基づいて凝集剤の供給量を増減調整することを特徴とする凝集制御装置。

【請求項5】

凝集反応槽の被処理水の流入路と流出路のうちで少なくとも流出路の途中に介装する検出部と、凝集反応槽に供給する凝集剤の供給量を制御する凝集制御部を備え、
検出部は、被処理水の一部を試料水として通水させる試料通水部と、試料通水部の上流側位置に配置する第１分画フィルタと、試料通水部の下流側位置に配置する第２分画フィルタと、第１分画フィルタと第２分画フィルタ間の測定領域において試料水中に滞留する測定対象の不可逆的膜ファウリング物質量を測定する測定装置を備え、
第１分画フィルタは分画範囲上限粒径以上の物質と分画範囲上限粒径以下の不可逆的膜ファウリング物質とを分画し、第２分画フィルタは分画範囲下限粒径以下の物質と分画範囲下限粒径以上の不可逆的膜ファウリング物質とを分画し、凝集制御部は、検出部の測定装置の測定値に基づいて凝集剤の供給量を増減調整することを特徴とする凝集制御装置。

【請求項6】

請求項４または５に記載する凝集制御装置と、凝集反応槽の下流側に配置する膜処理部を備え、
凝集制御装置において、第１分画フィルタの分画範囲上限粒径は膜処理部の分離膜の孔径に対して４．５倍以上の粒径をなし、第２分画フィルタの分画範囲下限粒径は膜処理部の分離膜の孔径に対して０．５倍以下の粒径をなすことを特徴とする凝集ろ過処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、膜ろ過浄水システム等において原水を膜ろ過する技術に関し、原水中の不可逆的膜ファウリング物質をモニタリングする技術に係るものである。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば、特許文献１に記載する凝集ろ過処理装置の運転方法では、ろ過工程で、凝集剤を添加してフロックを生成した被処理水を膜モジュールへ供給し、膜モジュールでろ過して凝集ろ過しており、その際にろ過工程を終了する直前の一定期間だけ、凝集剤の添加量を通常の添加量よりも増加させ、ろ過工程を終了した後、逆洗工程を実施して膜モジュールを逆洗している。

【0003】

また、特許文献２に記載する凝集剤注入量制御方法では、原水に凝集剤を注入して凝集フロックを形成させ、形成された凝集フロックを含む原水を膜ろ過装置に供給してろ過しており、その際に膜ろ過装置への原水の流入量を検出するとともに膜ろ過装置の入側と出側の差圧の上昇速度を検出し、検出された流入量と差圧の上昇速度に基づいて凝集剤注入量を制御するもので、運転開始時点における凝集剤注入量は、原水の有機物等濃度と流入量に基づいて予め設定された量としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４３４６３４０号

【特許文献2】特許第４５８４８４９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した膜ろ過処理を行なう場合には、膜ファウリングが問題となる。膜ファウリングは、物理洗浄で除去可能な可逆的膜ファウリングと化学薬品洗浄によって解消される不可逆的膜ファウリングに分類される。可逆的膜ファウリングは、膜細孔よりも大きい粒子が膜表面に蓄積し、ケーキ層を形成することにより顕在化するものであり、不可逆的膜ファウリングは、膜細孔内に吸着された低分子フミン質、多糖類、タンパク質により起こることが、「河川水ＵＦ膜ろ過における膜ファウリングの原因物質」（第１３回衛生工学シンポジウム、山村寛、木村克輝、渡辺義公）等の論文にて知られている。

【0006】

特許文献２は、流入量と差圧の上昇速度に基づいて凝集剤注入量を制御して、膜表面を覆う凝集フロックの堆積量の時間当たり量を操作するものであり、不可逆的膜ファウリングを抑制する制御を行うことができない。

【0007】

原水中の不可逆的膜ファウリング物質量を測定する手段として、紫外線の吸光度を用いるものがある。これは、溶媒中に分散している粒子を測定波長Ｅ２６０の紫外線で計測するものであり、不可逆的膜ファウリング物質でない粒子も計測の対象になっており、膜の種類によって変わるとされている不可逆的膜ファウリング物質を特定できず、高い精度を実現できない。

【0008】

本発明は上記した課題を解決するものであり、不可逆的膜ファウリングの発生を未然に抑制し、不可逆的膜ファウリングを起こし難い凝集塊を作る凝集条件をリアルタイムに制御することができる不可逆的膜ファウリング物質のモニタリング装置、凝集制御装置および凝集ろ過処理装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明の不可逆的膜ファウリング物質のモニタリング装置は、試料水を通水させる試料通水部と、試料通水部の上流側位置に配置する第１分画フィルタと、試料通水部の下流側位置に配置する第２分画フィルタと、第１分画フィルタと第２分画フィルタ間の測定領域を流れる試料水中に含まれた測定対象の不可逆的膜ファウリング物質量を測定する測定装置を備え、第１分画フィルタで分画範囲上限粒径以上の物質と分画範囲上限粒径以下の不可逆的膜ファウリング物質とを分画し、第２分画フィルタで分画範囲下限粒径以下の物質と分画範囲下限粒径以上の不可逆的膜ファウリング物質とを分画して、測定領域の試料水中に測定対象の不可逆的膜ファウリング物質を滞留させることを特徴とする。

【0010】

本発明の不可逆的膜ファウリング物質のモニタリング装置において、不可逆的膜ファウリング物質量を測定する測定装置は、紫外線吸光度計測装置からなることを特徴する。
本発明の不可逆的膜ファウリング物質のモニタリング方法は、試料通水部に試料水を通水させ、試料通水部の上流側位置に配置した第１分画フィルタで分画範囲上限粒径以上の物質と分画範囲上限粒径以下の不可逆的膜ファウリング物質とを分画して不可逆的膜ファウリング物質の通過を許容し、試料通水部の下流側位置に配置した第２分画フィルタで分画範囲下限粒径以下の物質と分画範囲下限粒径以上の不可逆的膜ファウリング物質とを分画して不可逆的膜ファウリング物質の通過を阻止し、第１分画フィルタと第２分画フィルタ間の測定領域において試料水中に滞留する測定対象物質の不可逆的膜ファウリング物質量を測定装置で測定することを特徴とする。

【0011】

本発明の凝集制御装置は、凝集反応槽の被処理水の流入路途中に介装する流入側検出部と、凝集反応槽の被処理水の流出路途中に介装する流出側検出部と、凝集反応槽に供給する凝集剤の供給量を制御する凝集制御部を備え、流入側検出部と流出側検出部は、被処理水の一部を試料水として通水させる試料通水部と、試料通水部の上流側位置に配置する第１分画フィルタと、試料通水部の下流側位置に配置する第２分画フィルタと、第１分画フィルタと第２分画フィルタ間の測定領域において試料水中に滞留する測定対象の不可逆的膜ファウリング物質量を測定する測定装置を備え、第１分画フィルタは分画範囲上限粒径以上の物質と分画範囲上限粒径以下の不可逆的膜ファウリング物質とを分画し、第２分画フィルタは分画範囲下限粒径以下の物質と分画範囲下限粒径以上の不可逆的膜ファウリング物質とを分画し、凝集制御部は、流入側検出部の測定装置の測定値と流出側検出部の測定装置の測定値に基づいて凝集剤の供給量を増減調整することを特徴とする。

【0012】

本発明の凝集制御装置は、凝集反応槽の被処理水の流入路と流出路のうちで少なくとも流出路の途中に介装する検出部と、凝集反応槽に供給する凝集剤の供給量を制御する凝集制御部を備え、検出部は、被処理水の一部を試料水として通水させる試料通水部と、試料通水部の上流側位置に配置する第１分画フィルタと、試料通水部の下流側位置に配置する第２分画フィルタと、第１分画フィルタと第２分画フィルタ間の測定領域において試料水中に滞留する測定対象の不可逆的膜ファウリング物質量を測定する測定装置を備え、第１分画フィルタは分画範囲上限粒径以上の物質と分画範囲上限粒径以下の不可逆的膜ファウリング物質とを分画し、第２分画フィルタは分画範囲下限粒径以下の物質と分画範囲下限粒径以上の不可逆的膜ファウリング物質とを分画し、凝集制御部は、検出部の測定装置の測定値に基づいて凝集剤の供給量を増減調整することを特徴とする。

【0013】

本発明の凝集ろ過処理装置は、上記した凝集制御装置と、凝集反応槽の下流側に配置する膜処理部を備え、凝集制御装置において、第１分画フィルタの分画範囲上限粒径は膜処理部の分離膜の孔径に対して４．５倍以上の粒径をなし、第２分画フィルタの分画範囲下限粒径は膜処理部の分離膜の孔径に対して０．５倍以下の粒径をなすことを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

以上のように本発明によれば、試料通水部の上流側位置に配置した第１分画フィルタで分画範囲上限粒径以上の物質と分画範囲上限粒径以下の不可逆的膜ファウリング物質とを分画して不可逆的膜ファウリング物質の通過を許容し、試料通水部の下流側位置に配置した第２分画フィルタで分画範囲下限粒径以下の物質と分画範囲下限粒径以上の不可逆的膜ファウリング物質とを分画して不可逆的膜ファウリング物質の通過を阻止することで、第１分画フィルタと第２分画フィルタ間の測定領域には不可逆的膜ファウリング物質が滞留する。よって、全ての有機物粒子から物理的なふるいによって膜ファウリングに関与しているもののみを選び出すので、ノイズ物質に阻害されずに選択的に測定対象の不可逆的膜ファウリング物質量を正確に測定可能である。その結果、凝集剤の供給量を不可逆的膜ファウリング物質量に応じて適切に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施の形態における不可逆的膜ファウリング物質のモニタリング装置を示す模式図

【図2】本発明の実施の形態における凝集制御装置を備えた凝集ろ過処理装置を示す模式図

【図3】本発明の試験１の効果を示すグラフ図

【図4】本発明の試験２の効果を示すグラフ図

【図5】本発明の試験３の効果を示すグラフ図

【図6】０．０５−０．４５μｍ分画範囲におけるＥ２６０と逆洗回復Ｉの相関を示すグラフ図

【図7】本発明の他の実施の形態における不可逆的膜ファウリング物質のモニタリング装置を示す模式図

【図8】本発明の他の実施の形態における凝集制御装置を備えた凝集ろ過処理装置を示す模式図

【図9】(ａ)は従来の指標とろ過抵抗増加率との相関を示すグラフ図、(ｂ)は本発明に係る指標とろ過抵抗増加率との相関を示すグラフ図

【図10】本発明の実施の形態における指標とろ過抵抗増加率との相関を示すグラフ図

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、不可逆的膜ファウリング物質のモニタリング装置１は、原水を試料水２として通水させる試料通水部３を有しており、試料通水部３の上流側位置に配置した第１分画フィルタ４と試料通水部３の下流側位置に配置した第２分画フィルタ５を備えている。

【0017】

試料通水部３は、第１分画フィルタ４と第２分画フィルタ５の間が測定領域６をなし、測定領域６に対応する管路壁に測定装置７を備えている。測定装置７は、例えば紫外線吸光度計測装置からなり、測定領域６を流れる試料水２中に含まれた測定対象の不可逆的膜ファウリング物質、ここでは膜ファウリングの原因物質とされる低分子フミン質、多糖類、タンパク質、未凝集のＰＡＣの量を測定するものであり、低分子フミン質、多糖類、タンパク質の測定に適した測定波長Ｅ２６０の紫外線を照射する水銀ランプを光源として備えている。光源にはＬＥＤ等の他の照明ランプを使用することも可能である。紫外線吸光度計測装置は一般的なものであり、ここではその説明を省略する。本実施の形態では、測定装置７として紫外線吸光度計測装置を使用するが、ＴＯＣ計や高感度ＡＬ（アルミニウム）測定計を使用することも可能である。

【0018】

第１分画フィルタ４は有機膜あるいは無機膜からなり、分画範囲上限粒径以上の有機物粒子と分画範囲上限粒径以下の不可逆的膜ファウリング物質粒子とを分画するもので、ここでは細孔径の平均サイズが０．４５μｍである。第２分画フィルタ５は有機膜あるいは無機膜からなり、分画範囲下限粒径以下の有機物粒子と分画範囲下限粒径以上の不可逆的膜ファウリング物質粒子とを分画するもので、ここでは細孔径の平均サイズが０．０５μｍである。

【0019】

上記した構成により、試料通水部３の上流側位置に配置した第１分画フィルタ４で分画範囲上限粒径以上の有機物粒子の通過を阻止し、分画範囲上限粒径以下の測定対象の不可逆的膜ファウリング物質粒子の通過を許容して分画し、試料通水部３の下流側位置に配置した第２分画フィルタ５で分画範囲下限粒径以下の有機物粒子の通過を許容し、分画範囲下限粒径以上の測定対象の不可逆的膜ファウリング物質粒子の通過を阻止して分画することで、第１分画フィルタ４と第２分画フィルタ５の間の測定領域６には不可逆的膜ファウリング物質粒子が滞留する。

【0020】

この測定領域６を流れる試料水２中の不可逆的膜ファウリング物質粒子を測定装置７で測定する。このとき、紫外線の測定波長をＥ２６０として紫外線吸光度を得ることで、その値から不可逆膜ファウリングの原因物質である低分子フミン質、多糖類、タンパク質をリアルタイムに計測可能である。

【0021】

第１分画フィルタ４と第２分画フィルタ５による分画範囲は、細孔径を適宜に設定することで変更可能であり、後述する分離膜の種類に固有の不可逆的膜ファウリング物質に応じて選定する。よって、全ての有機物粒子から物理的なふるいによって膜ファウリングに関与しているもののみを選び出すので、ノイズ物質に阻害され難く、選択的に測定対象の不可逆的膜ファウリング物質量を正確に測定可能である。

【0022】

なお、本実施の形態では、第１分画フィルタ４と第２分画フィルタ５の間に測定装置７を配置したが、図７に示すように、測定装置７は第２分画フィルタ５の下流側に配置することも可能である。

【0023】

図２は本発明の凝集制御装置を備えた凝集ろ過処理装置を示している。凝集ろ過処理装置は、凝集制御装置１０と凝集混和槽２０と膜ろ過ユニット３０を備えている。凝集反応槽をなす凝集混和槽２０には被処理水が流入する流入路２１と被処理水が流出する流出路２２が連通しており、流出路２２が膜ろ過ユニット３０に接続している。

【0024】

凝集制御装置１０は、流入路２１の途中に介装する流入側検出部１１と、流出路２２の途中に介装する流出側検出部１２と、凝集混和槽２０に供給する凝集剤の供給量を制御する凝集制御部をなす凝集制御ユニット１３を備えている。

【0025】

流入側検出部１１と流出側検出部１２は、流入路２１および流出路２２のバイパス路をなして被処理水の一部を試料水として通水させる試料通水部（図示省略）を有し、それぞれ図１に示したモニタリング装置１を備えている。

【0026】

凝集制御ユニット１３は、流入側検出部１１の測定装置７の測定値と流出側検出部１２の測定装置７の測定値との差に基づいて凝集剤の供給量を増減調整する。
凝集制御装置１０は、流入側検出部１１と流出側検出部１２の何れか一方を設ける構造とすることも可能である。この場合に、凝集制御ユニット１３は、流入側検出部１１と流出側検出部１２の何れか一方の測定装置７の測定値に基づいて凝集剤の供給量を増減調整する。

【0027】

膜ろ過ユニット３０は、膜分離装置３１を備えており、凝集処理された被処理水を膜分離装置３１で膜分離処理するものであり、膜透過液を取り出して給水する。膜分離装置３１は公知のものを使用しており、ここではその説明を省略するが、膜材質は有機膜でも、セラミック膜でもよく、構造は平膜でも、チューブラー膜でもその他の形式のものでもよい。

【0028】

上述した構成において、流入側検出部１１、流出側検出部１２は、第１分画フィルタ４と第２分画フィルタ５による分画により、全ての有機物粒子から物理的なふるいによって膜ファウリングに関与しているもののみを選び出すので、ノイズ物質に阻害されずに選択的に測定対象の不可逆的膜ファウリング物質量を正確に測定可能である。

【0029】

凝集制御ユニット１３は、流入側検出部１１の測定装置７の測定値と流出側検出部１２の測定装置７の測定値との差に基づいて、凝集剤の効果を判断して凝集剤の供給量を増減調整する。

【0030】

すなわち、流入側検出部１１の測定装置７の測定値と流出側検出部１２の測定装置７の測定値との差が小さい場合には、凝集剤による不可逆的膜ファウリング物質の凝集作用が不十分であると判断して凝集剤の供給量を増加させる。

【0031】

流入側検出部１１の測定装置７の測定値と流出側検出部１２の測定装置７の測定値との差が大きい場合には、凝集剤による不可逆的膜ファウリング物質の凝集作用が十分であると判断して凝集剤の供給量を現状に維持し、あるいは減少させる。その結果、凝集剤の供給量を不可逆的膜ファウリング物質量に応じて適切に調整することができる。
以下に、本発明者らが行なった試験について説明する。
試験１
図３は本発明に係る試験１を示すものであり、ある浄水施設の原水Ａに凝集剤としてＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）を添加して処理した被処理水を５０ｋＰａで定圧ろ過を１５分行なった後に、−４００ｋＰａで逆洗を１０秒行なった結果を示している。

【0032】

ＰＡＣを何も添加しない被処理水、つまりＰＡＣ注入率０の場合は、定圧ろ過と逆洗を繰り返すとろ過抵抗が増加し、図中における１サイクル中のろ過抵抗傾き（５回の平均）が０．０００２となり、逆洗の効果を示す値、つまり逆洗後抵抗÷ろ過前抵抗（４回の平均）は１．２６となる。以下においてはこの値を逆洗回復Ｉと呼称する。

【0033】

ＰＡＣ注入率５ｍｇ−ＰＡＣ／Ｌの場合は、定圧ろ過と逆洗を繰り返すとろ過抵抗が漸増し、図中における１サイクル中のろ過抵抗傾き（５回の平均）が０．０００５となり、逆洗回復Ｉが１．０５となる。

【0034】

ＰＡＣ注入率３０ｍｇ−ＰＡＣ／Ｌの場合は、定圧ろ過と逆洗を繰り返すとろ過抵抗が増加せず、図中における１サイクル中のろ過抵抗傾き（５回の平均）が０となり、逆洗回復Ｉが１．０２となる。

【0035】

試験１の結果は、分画範囲０．０５−０．４５μｍに含まれる有機物粒子をＰＡＣによって除去することにより、逆洗後のろ過抵抗がろ過前のろ過抵抗にほぼ等しくなることを示している。
試験２
図４は本発明に係る試験２を示すものであり、ある浄水施設の原水Ｂに凝集剤としてＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）を添加して処理した被処理水を５０ｋＰａで定圧ろ過を１５分行なった後に、−４００ｋＰａで逆洗を１０秒行なった結果を示している。

【0036】

ＰＡＣを何も添加しない被処理水、つまりＰＡＣ注入率０の場合は、定圧ろ過と逆洗を繰り返すとろ過抵抗が増加し、図中における１サイクル中のろ過抵抗傾き（５回の平均）が０．００１０９となり、逆洗の効果を示す値、逆洗回復Ｉは１．２１となる。

【0037】

ＰＡＣ注入率５ｍｇ−ＰＡＣ／Ｌの場合は、定圧ろ過と逆洗を繰り返すとろ過抵抗が漸増し、図中における１サイクル中のろ過抵抗傾き（５回の平均）が０．０００７６となり、逆洗回復Ｉが１．１となる。

【0038】

ＰＡＣ注入率３０ｍｇ−ＰＡＣ／Ｌの場合は、定圧ろ過と逆洗を繰り返すとろ過抵抗が増加せず、図中における１サイクル中のろ過抵抗傾き（５回の平均）が０．００００７となり、逆洗回復Ｉが１．０４となる。

【0039】

試験２の結果は、分画範囲０．０５−０．４５μｍに含まれる有機物粒子をＰＡＣによって除去することにより、逆洗後のろ過抵抗がろ過前のろ過抵抗にほぼ等しくなることを示している。
試験３
図５は本発明に係る試験３を示すものであり、ある浄水施設の原水Ｃに凝集剤としてＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）を添加して処理した被処理水を５０ｋＰａで定圧ろ過を１５分行なった後に、−４００ｋＰａで逆洗を１０秒行なった結果を示している。

【0040】

ＰＡＣを何も添加しない被処理水、つまりＰＡＣ注入率０の場合は、定圧ろ過と逆洗を繰り返すとろ過抵抗が増加し、図中における１サイクル中のろ過抵抗傾き（５回の平均）が０．００２２９となり、逆洗の効果を示す値、逆洗回復Ｉは１．２６となる。

【0041】

ＰＡＣ注入率５ｍｇ−ＰＡＣ／Ｌの場合は、定圧ろ過と逆洗を繰り返すとろ過抵抗が漸増し、図中における１サイクル中のろ過抵抗傾き（５回の平均）が０．００２３４となり、逆洗回復Ｉが１．０４となる。

【0042】

ＰＡＣ注入率３０ｍｇ−ＰＡＣ／Ｌの場合は、定圧ろ過と逆洗を繰り返すとろ過抵抗が増加せず、図中における１サイクル中のろ過抵抗傾き（５回の平均）が０．００３０１となり、逆洗回復Ｉが１．０２となる。

【0043】

試験３の結果は、分画範囲０．０５−０．４５μｍに含まれる有機物粒子をＰＡＣによって除去することにより、逆洗後のろ過抵抗がろ過前のろ過抵抗にほぼ等しくなることを示している。

【0044】

本発明者らは、試験１，２，３の結果から、これらの原水および膜分離処理に使用した分離膜の孔径の場合においては、分画範囲０．０５〜０．４５μｍに含まれる有機物粒子が不可逆的膜ファウリングに関与している可能性があることを把握した。

【0045】

そして、分離膜の孔径に対してある範囲の粒径の物質の量を予測し、その物質を低減することで、膜分離工程の効率化が図れることを見出した。
すなわち、膜分離処理工程の前に、分離膜の孔径に対応した所定の範囲の粒径を有する物質をフィルタ等の物理的ふるいにより分画することで、全ての有機物粒子から不可逆的膜ファウリングに関与しているもののみを選び出せ、ノイズとなる物質に疎外され難くなり、選択的に測定対象の不可逆的膜ファウリング物質量を正確に測定可能である。そして、この結果に基づいて凝集剤の供給量を不可逆的膜ファウリング物質量に応じて適切調整すれば、分離膜に応じた不可逆的膜ファウリングの発生を未然に抑制できることの知見を得た。

【0046】

分離膜の孔径に応じた分画の範囲は、例えば表１に示すように、膜分離装置３１の分離膜の孔径が０．０１μｍである場合には、第１分画フィルタ４に設定する分画範囲上限粒径は０．０４５であり、第２分画フィルタ５に設定する分画範囲下限粒径は０．００５である。また、膜分離装置３１の分離膜の孔径が０．０５μｍである場合には、第１分画フィルタ４に設定する分画範囲上限粒径は０．２２５であり、第２分画フィルタ５に設定する分画範囲下限粒径は０．０２５である。あるいは、膜分離装置３１の分離膜の孔径が１μｍである場合には、第１分画フィルタ４に設定する分画範囲上限粒径は４．５であり、第２分画フィルタ５に設定する分画範囲下限粒径は０．５である。

【0047】

【表1】

図６は、複数の原水Ａ−Ｇの０．０５−０．４５μｍ分画範囲内にある有機物粒子のＥ２６０の紫外線吸光度と、この有機物粒子を含む被処理水を膜分離装置でろ過した場合の逆洗回復Ｉの相関を示しており、０．０５−０．４５μｍ分画範囲内にある有機物粒子の量が少なくなるほどに逆洗回復Ｉが良くなる。

【0048】

図９(ｂ)は、従来の１μｍ未満の有機物粒子を計測したＥ２６０の紫外線吸光度とろ過抵抗増加率の相関を示し、図９(ａ)は、本発明の分画範囲を０．０５−０．４５μｍとする有機物粒子を計測したＥ２６０の紫外線吸光度とろ過抵抗増加率の相関を示している。図９(ｂ)に示す従来の指標では、基本的に紫外線吸光度が大きな値である場合にろ過抵抗増加率が増加しているが、Ｅ２６０の紫外線吸光度が大きな値である場合にもろ過抵抗増加率が小さい場合がある。この場合、凝集剤が無駄に消費される傾向にある。

【0049】

図９(ａ)に示すように、本発明の分画範囲を０．０５−０．４５μｍとする場合には、Ｅ２６０の紫外線吸光度が極めて小さい値において顕著にろ過抵抗増加率が抑制されている。よって、凝集剤が有効に使用されており、０．０５−０．４５μｍの分画範囲において計測したＥ２６０の紫外線吸光度を指標とする凝集剤の制御が有効であることを示している。

【0050】

また、図１０に示すように、０．０５−０．４５μｍの分画範囲において計測したＥ２６０の紫外線吸光度を指標とする場合に、紫外線吸光度の範囲を複数の領域、ここでは４領域に分割し、各領域毎に凝集剤の供給量を設定する。

【0051】

例えば、対象水の紫外線吸光度の測定値が、領域０の範囲、つまり紫外線吸光度０．００２未満の範囲にある場合には凝集剤の供給が適切であると判断し、凝集剤の供給量を現在の供給量Ｍ０に維持する。対象水の紫外線吸光度の測定値が、領域１の範囲、つまり紫外線吸光度０．００２以上０．０１８未満の範囲にある場合には凝集剤の供給量を、現在の凝集剤の供給量Ｍ０より増やした供給量Ｍ１とし、対象水の紫外線吸光度の測定値が、領域２の範囲、つまり紫外線吸光度０．０１８以上０．０４２未満の範囲にある場合には凝集剤の供給量を、領域１の範囲の場合における供給量Ｍ１より増やした供給量Ｍ２とし、対象水の紫外線吸光度の測定値が、領域３の範囲、つまり紫外線吸光度０．０４２以上０．０６以下の範囲にある場合には凝集剤の供給量を、領域１と領域２での凝集剤の供給量Ｍ１、Ｍ２の中間の供給量Ｍ３とするか、別な凝集剤を検討することで、的確な凝集剤の供給を行うことができる。

【0052】

また、０．０５−０．４５μｍの分画範囲において計測したＥ２６０の紫外線吸光度を指標とすることで、凝集条件を的確に推測することができるため、一時的に高濃度の不可逆的膜ファウリング物質が分離膜へ流入する場合にあっても、自動的に凝集剤の量を増やしたり、警告を出して活性炭の量を加減するなどの操作が可能であり、不可逆膜ファウリングを防ぐことができる。

【0053】

また、恒常的に不可逆的膜ファウリング物質を低減させることにつながるので、分離膜の薬品洗浄回数が減り、分離膜の使用寿命の延命化を期待でき、造水コストの低下につながる。

【0054】

また、従来のように必要以上に凝集剤を添加する必要性がなくなるので、過剰のアルミがろ液に流出することもなく、高水質を確保できるとともに凝集剤の使用量の低下につながる。

【0055】

また、別な実施の形態として、図８に示すように、流出側検出部は、膜ろ過ユニットの出口側に設けても良い。

【符号の説明】

【0056】

１ モニタリング装置
２ 試料水
３ 試料通水部
４ 第１分画フィルタ
５ 第２分画フィルタ
６ 測定領域
７ 測定装置
１０ 凝集制御装置
１１ 流入側検出部
１２ 流出側検出部
１３ 凝集制御ユニット
２０ 凝集混和槽
２１ 流入路
２２ 流出路
３０ 膜ろ過ユニット
３１ 膜分離装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】