知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024026938
(43)【公開日】2024-02-29
(54)【発明の名称】水処理装置の運転方法
(51)【国際特許分類】
B01D 65/00 20060101AFI20240221BHJP
C02F 1/44 20230101ALI20240221BHJP
【ＦＩ】
B01D65/00
C02F1/44 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022129498
(22)【出願日】2022-08-16
(71)【出願人】
【識別番号】596136316
【氏名又は名称】三菱ケミカルアクア・ソリューションズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100152146
【弁理士】
【氏名又は名称】伏見 俊介
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(72)【発明者】
【氏名】佐野 紗代
(72)【発明者】
【氏名】落合 優花子
【テーマコード（参考）】
4D006
【Ｆターム（参考）】
4D006GA03
4D006GA06
4D006GA07
4D006HA01
4D006HA41
4D006HA93
4D006LA06
4D006LA10
4D006MA01
4D006MA03
4D006MC18
4D006MC27
4D006MC29
4D006MC34
4D006MC39
4D006MC54
4D006MC58
4D006MC62
4D006PA01
4D006PB03
4D006PB04
4D006PB05
4D006PB08
4D006PC11
(57)【要約】
【課題】本発明は、パイロットプラントを省略しても実機のろ過性能を予測できる水処理装置の運転方法を提供する。
【解決手段】本発明の水処理装置の運転方法は、少なくとも下記の工程（２－３）、工程（３）を有する。
・工程（２－３）：ろ過性能の許容限界αとなる物質移動係数Ｋ（α）を求め、該物質移動係数Ｋ（α）を用いて下記式（３）を算出する、予測式算出工程。
・工程（３）：式（３）を用い、１または複数の水処理装置Ｂに物質Ｘ含有溶液を通水したときの物質移動係数Ｋｂから水処理装置Ｂの許容限界運転における運転フラックスを予測する、運転フラックス予測工程。
ｆ（ｘ）＝ｃ×（ｘ）＋ｄ ・・・式（３）
ただし、ｘは、標準物質における物質移動係数の値であり、ｆ（ｘ）は設定フラックスであり、ｃおよびｄは、任意の実数である。
【選択図】図８
【解決手段】本発明の水処理装置の運転方法は、少なくとも下記の工程（２－３）、工程（３）を有する。
・工程（２－３）：ろ過性能の許容限界αとなる物質移動係数Ｋ（α）を求め、該物質移動係数Ｋ（α）を用いて下記式（３）を算出する、予測式算出工程。
・工程（３）：式（３）を用い、１または複数の水処理装置Ｂに物質Ｘ含有溶液を通水したときの物質移動係数Ｋｂから水処理装置Ｂの許容限界運転における運転フラックスを予測する、運転フラックス予測工程。
ｆ（ｘ）＝ｃ×（ｘ）＋ｄ ・・・式（３）
ただし、ｘは、標準物質における物質移動係数の値であり、ｆ（ｘ）は設定フラックスであり、ｃおよびｄは、任意の実数である。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
分離膜を備えるクロスフロー型水処理装置で被処理水を処理する運転方法であって、
下記の工程（１）、工程（２）および工程（３）を有する、水処理装置の運転方法。
・工程（１）：下記の工程（１－１）、工程（１－２）および工程（１－３）を有する、直線式（１）取得工程。
工程（１－１）：分離膜Ｙを備えた１または複数の水処理装置Ａおよび物質Ｘ含有溶液を用い、前記分離膜Ｙについて複数の表面せん断力における物質移動係数Ｋａを各々算出する、物質移動係数Ｋａ算出工程。
工程（１－２）：前記１または複数の水処理装置Ａおよび前記被処理水を用い、運転フラックスＭ（ｍ／ｄ）における、複数の表面せん断力におけるろ過性能低減率Ｆａを各々算出する、ろ過性能低減率Ｆａ算出工程。
工程（１－３）：前記工程（１－１）で算出した物質移動係数Ｋａおよび前記工程（１－２）で算出した前記ろ過性能低減率Ｆａから下記式（１）で表される直線式（１）を算出する、直線式（１）算出工程。
Ｆａ（Ｋａ）＝ａ×（Ｋａ）＋ｂ ・・・式（１）
ただし、ａおよびｂは、任意の実数である。
・工程（２）：下記の工程（２－１）、工程（２－２）および工程（２－３）を有する、予測式取得工程。
工程（２－１）：前記１または複数の水処理装置Ａおよび前記被処理水を用い、運転フラックスＮ（ｍ／ｄ）における、複数の表面せん断力におけるろ過性能低減率Ｆａ’を各々算出する、ろ過性能低減率Ｆａ’算出工程。
工程（２－２）：前記工程（１－１）で算出した物質移動係数Ｋａおよび前記工程（２－１）で算出したろ過性能低減率Ｆａ’から下記式（２）で表される直線式（２）を算出する、直線式（２）算出工程。
Ｆａ’（Ｋａ）＝ａ’×（Ｋａ）＋ｂ’ ・・・式（２）
ただし、ａ’およびｂ’は、任意の実数である。
工程（２－３）：前記式（１）および前記式（２）から、ろ過性能の許容限界α＝Ｆａ（Ｋａ）＝Ｆａ’（Ｋａ）となる物質移動係数Ｋ（α）を求め、前記物質移動係数Ｋ（α）、前記運転フラックスＭ（ｍ／ｄ）および前記運転フラックスＮ（ｍ／ｄ）を用いて下記式（３）を算出する、予測式算出工程。
ｆ（ｘ）＝ｃ×（ｘ）＋ｄ ・・・式（３）
ただし、ｘは、標準物質における物質移動係数の値であり、ｆ（ｘ）は設定フラックスであり、ｃおよびｄは、任意の実数である。
・工程（３）：前記式（３）を用い、分離膜Ｙ’を備えた１または複数の水処理装置Ｂに前記物質Ｘ含有溶液を通水したときの物質移動係数Ｋｂから、前記水処理装置Ｂの運転フラックスを予測する、運転フラックス予測工程。
下記の工程（１）、工程（２）および工程（３）を有する、水処理装置の運転方法。
・工程（１）：下記の工程（１－１）、工程（１－２）および工程（１－３）を有する、直線式（１）取得工程。
工程（１－１）：分離膜Ｙを備えた１または複数の水処理装置Ａおよび物質Ｘ含有溶液を用い、前記分離膜Ｙについて複数の表面せん断力における物質移動係数Ｋａを各々算出する、物質移動係数Ｋａ算出工程。
工程（１－２）：前記１または複数の水処理装置Ａおよび前記被処理水を用い、運転フラックスＭ（ｍ／ｄ）における、複数の表面せん断力におけるろ過性能低減率Ｆａを各々算出する、ろ過性能低減率Ｆａ算出工程。
工程（１－３）：前記工程（１－１）で算出した物質移動係数Ｋａおよび前記工程（１－２）で算出した前記ろ過性能低減率Ｆａから下記式（１）で表される直線式（１）を算出する、直線式（１）算出工程。
Ｆａ（Ｋａ）＝ａ×（Ｋａ）＋ｂ ・・・式（１）
ただし、ａおよびｂは、任意の実数である。
・工程（２）：下記の工程（２－１）、工程（２－２）および工程（２－３）を有する、予測式取得工程。
工程（２－１）：前記１または複数の水処理装置Ａおよび前記被処理水を用い、運転フラックスＮ（ｍ／ｄ）における、複数の表面せん断力におけるろ過性能低減率Ｆａ’を各々算出する、ろ過性能低減率Ｆａ’算出工程。
工程（２－２）：前記工程（１－１）で算出した物質移動係数Ｋａおよび前記工程（２－１）で算出したろ過性能低減率Ｆａ’から下記式（２）で表される直線式（２）を算出する、直線式（２）算出工程。
Ｆａ’（Ｋａ）＝ａ’×（Ｋａ）＋ｂ’ ・・・式（２）
ただし、ａ’およびｂ’は、任意の実数である。
工程（２－３）：前記式（１）および前記式（２）から、ろ過性能の許容限界α＝Ｆａ（Ｋａ）＝Ｆａ’（Ｋａ）となる物質移動係数Ｋ（α）を求め、前記物質移動係数Ｋ（α）、前記運転フラックスＭ（ｍ／ｄ）および前記運転フラックスＮ（ｍ／ｄ）を用いて下記式（３）を算出する、予測式算出工程。
ｆ（ｘ）＝ｃ×（ｘ）＋ｄ ・・・式（３）
ただし、ｘは、標準物質における物質移動係数の値であり、ｆ（ｘ）は設定フラックスであり、ｃおよびｄは、任意の実数である。
・工程（３）：前記式（３）を用い、分離膜Ｙ’を備えた１または複数の水処理装置Ｂに前記物質Ｘ含有溶液を通水したときの物質移動係数Ｋｂから、前記水処理装置Ｂの運転フラックスを予測する、運転フラックス予測工程。
【請求項2】
前記ろ過性能低減率Ｆａおよび前記ろ過性能低減率Ｆａ’が、フラックス低減率である、請求項１に記載の水処理装置の運転方法。
【請求項3】
前記式（１）、前記式（２）、および前記式（３）が、最小二乗法により算出される直線近似式である、請求項１または２に記載の水処理装置の運転方法。
【請求項4】
前記式（１）のＲ２および前記式（２）のＲ２が、０．８以上である、請求項３に記載の水処理装置の運転方法。
【請求項5】
前記分離膜Ｙと前記分離膜Ｙ’の主成分が同一である、請求項１または２に記載の水処理装置の運転方法。
【請求項6】
前記水処理装置Ａの分離機構が、前記水処理装置Ｂの分離機構と同一である、請求項１または２に記載の水処理装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水処理装置の運転方法に関する。
【背景技術】
【0002】
分離膜を備えた水処理装置の運転方法はいくつか提案されている（例えば、特許文献１、２）。
特許文献１では、逆浸透膜の透過流束を０．６ｍ／ｄ以下に設定し、かつ、３日に１回以上の頻度で背圧弁を開いて設定透過流束の１／３以下で供給水を通水する圧力開放通水が提案されている。しかし、あくまでも単一装置内での運転条件の比較にとどまっている。
特許文献２では、逆浸透膜エレメント毎の生物代謝物系有機物の膜面濃度を物質移動係数から算出し、その平均値を所定の閾値以下とすることが提案されている。
特許文献１では、逆浸透膜の透過流束を０．６ｍ／ｄ以下に設定し、かつ、３日に１回以上の頻度で背圧弁を開いて設定透過流束の１／３以下で供給水を通水する圧力開放通水が提案されている。しかし、あくまでも単一装置内での運転条件の比較にとどまっている。
特許文献２では、逆浸透膜エレメント毎の生物代謝物系有機物の膜面濃度を物質移動係数から算出し、その平均値を所定の閾値以下とすることが提案されている。
【0003】
水処理装置の適切な運転条件の設定のために、採水した原水の水質分析結果から数値計算を実施することや、小型のラボ機で膜ろ過試験を行うことがある。ラボ機とは、典型的には、圧力をかけてクロスフロー流を発生させる連続膜ろ過運転装置である。しかし、ラボ機では処理プロセスが異なる水処理プラント等の実機の運転条件を取得できない。そのため、実機を建設する前にパイロットプラントを試験的に組み立て、膜閉塞や膜劣化を考慮して実機の運転条件を設定することが一般的である。
【0004】
パイロットプラントとは、実機を模擬して組み立てた試験装置である。パイロットプラントは実機と同様の処理プロセスを適用して水処理を行うため、実機の運転条件の設計の参考になる。ところが、パイロットプラントは高価である。そのため、パイロットプラントの建設を省略して実機の水処理プラントの建設地の水質に応じた運転条件を設定することが望まれている。
例えば、特許文献３では、パイロットプラントを建設することなく、建設地の海水の水質に応じた海水淡水化プラントの設計を支援することが提案されている。
例えば、特許文献３では、パイロットプラントを建設することなく、建設地の海水の水質に応じた海水淡水化プラントの設計を支援することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１９－９８２９８号公報
【特許文献2】特開２０１５－１４２９０３号公報
【特許文献3】特開２０１６－１２８１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、特許文献３では、建設地の原水および分離膜を用いた膜ろ過試験が行われていない。実機に通水される原水は建設地や水源によって異なり、また原水は種々の物質を複合的に含有し得る。そのため、膜ろ過試験を省略すると実際のろ過性能の予測は困難であり、また、適切な運転条件を見出すことはできない。実際、特許文献１、２の方法でも、ラボ機および実機の装置間の関係性を考慮していない。そのため、相関の不明なラボ機で取得した運転条件を実機における膜の運転条件として適用しても、そのろ過性能の予測は困難である。
本発明は、パイロットプラントを省略しても実機のろ過性能を予測できる水処理装置の運転方法を提供する。
本発明は、パイロットプラントを省略しても実機のろ過性能を予測できる水処理装置の運転方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、下記の態様を有する。
［１］分離膜を備えるクロスフロー型水処理装置で被処理水を処理する運転方法であって；下記の工程（１）、工程（２）および工程（３）を有する、水処理装置の運転方法。
・工程（１）：下記の工程（１－１）、工程（１－２）および工程（１－３）を有する、直線式（１）取得工程。
工程（１－１）：分離膜Ｙを備えた１または複数の水処理装置Ａおよび物質Ｘ含有溶液を用い、前記分離膜Ｙについて複数の表面せん断力における物質移動係数Ｋａを各々算出する、物質移動係数Ｋａ算出工程。
工程（１－２）：前記１または複数の水処理装置Ａおよび前記被処理水を用い、運転フラックスＭ（ｍ／ｄ）における、複数の表面せん断力におけるろ過性能低減率Ｆａを各々算出する、ろ過性能低減率Ｆａ算出工程。
工程（１－３）：前記工程（１－１）で算出した物質移動係数Ｋａおよび前記工程（１－２）で算出した前記ろ過性能低減率Ｆａから下記式（１）で表される直線式（１）を算出する、直線式（１）算出工程。
Ｆａ（Ｋａ）＝ａ×（Ｋａ）＋ｂ ・・・式（１）
ただし、ａおよびｂは、任意の実数である。
・工程（２）：下記の工程（２－１）、工程（２－２）および工程（２－３）を有する、予測式取得工程。
工程（２－１）：前記１または複数の水処理装置Ａおよび前記被処理水を用い、運転フラックスＮ（ｍ／ｄ）における、複数の表面せん断力におけるろ過性能低減率Ｆａ’を各々算出する、ろ過性能低減率Ｆａ’算出工程。
工程（２－２）：前記工程（１－１）で算出した物質移動係数Ｋａおよび前記工程（２－１）で算出したろ過性能低減率Ｆａ’から下記式（２）で表される直線式（２）を算出する、直線式（２）算出工程。
Ｆａ’（Ｋａ）＝ａ’×（Ｋａ）＋ｂ’ ・・・式（２）
ただし、ａ’およびｂ’は、任意の実数である。
工程（２－３）：前記式（１）および前記式（２）から、ろ過性能の許容限界α＝Ｆａ（Ｋａ）＝Ｆａ’（Ｋａ）となる物質移動係数Ｋ（α）を求め、前記物質移動係数Ｋ（α）、前記運転フラックスＭ（ｍ／ｄ）および前記運転フラックスＮ（ｍ／ｄ）を用いて下記式（３）を算出する、予測式算出工程。
ｆ（ｘ）＝ｃ×（ｘ）＋ｄ ・・・式（３）
ただし、ｘは、標準物質における物質移動係数の値であり、ｆ（ｘ）は設定フラックスであり、ｃおよびｄは、任意の実数である。
・工程（３）：前記式（３）を用い、分離膜Ｙ’を備えた１または複数の水処理装置Ｂに前記物質Ｘ含有溶液を通水したときの物質移動係数Ｋｂから、前記水処理装置Ｂの運転フラックスを予測する、運転フラックス予測工程。
［２］前記ろ過性能低減率Ｆａおよび前記ろ過性能低減率Ｆａ’が、フラックス低減率である、［１］の水処理装置の運転方法。
［３］前記式（１）、前記式（２）、および前記式（３）が、最小二乗法により算出される直線近似式である、［１］または［２］の水処理装置の運転方法。
［４］前記式（１）のＲ２および前記式（２）のＲ２が、０．８以上である、［３］の水処理装置の運転方法。
［５］ 前記分離膜Ｙと前記分離膜Ｙ’の主成分が同一である、［１］～［４］のいずれかの水処理装置の運転方法
［６］前記水処理装置Ａの分離機構が、前記水処理装置Ｂの分離機構と同一である、［１］～［５］のいずれかの水処理装置の運転方法。
［１］分離膜を備えるクロスフロー型水処理装置で被処理水を処理する運転方法であって；下記の工程（１）、工程（２）および工程（３）を有する、水処理装置の運転方法。
・工程（１）：下記の工程（１－１）、工程（１－２）および工程（１－３）を有する、直線式（１）取得工程。
工程（１－１）：分離膜Ｙを備えた１または複数の水処理装置Ａおよび物質Ｘ含有溶液を用い、前記分離膜Ｙについて複数の表面せん断力における物質移動係数Ｋａを各々算出する、物質移動係数Ｋａ算出工程。
工程（１－２）：前記１または複数の水処理装置Ａおよび前記被処理水を用い、運転フラックスＭ（ｍ／ｄ）における、複数の表面せん断力におけるろ過性能低減率Ｆａを各々算出する、ろ過性能低減率Ｆａ算出工程。
工程（１－３）：前記工程（１－１）で算出した物質移動係数Ｋａおよび前記工程（１－２）で算出した前記ろ過性能低減率Ｆａから下記式（１）で表される直線式（１）を算出する、直線式（１）算出工程。
Ｆａ（Ｋａ）＝ａ×（Ｋａ）＋ｂ ・・・式（１）
ただし、ａおよびｂは、任意の実数である。
・工程（２）：下記の工程（２－１）、工程（２－２）および工程（２－３）を有する、予測式取得工程。
工程（２－１）：前記１または複数の水処理装置Ａおよび前記被処理水を用い、運転フラックスＮ（ｍ／ｄ）における、複数の表面せん断力におけるろ過性能低減率Ｆａ’を各々算出する、ろ過性能低減率Ｆａ’算出工程。
工程（２－２）：前記工程（１－１）で算出した物質移動係数Ｋａおよび前記工程（２－１）で算出したろ過性能低減率Ｆａ’から下記式（２）で表される直線式（２）を算出する、直線式（２）算出工程。
Ｆａ’（Ｋａ）＝ａ’×（Ｋａ）＋ｂ’ ・・・式（２）
ただし、ａ’およびｂ’は、任意の実数である。
工程（２－３）：前記式（１）および前記式（２）から、ろ過性能の許容限界α＝Ｆａ（Ｋａ）＝Ｆａ’（Ｋａ）となる物質移動係数Ｋ（α）を求め、前記物質移動係数Ｋ（α）、前記運転フラックスＭ（ｍ／ｄ）および前記運転フラックスＮ（ｍ／ｄ）を用いて下記式（３）を算出する、予測式算出工程。
ｆ（ｘ）＝ｃ×（ｘ）＋ｄ ・・・式（３）
ただし、ｘは、標準物質における物質移動係数の値であり、ｆ（ｘ）は設定フラックスであり、ｃおよびｄは、任意の実数である。
・工程（３）：前記式（３）を用い、分離膜Ｙ’を備えた１または複数の水処理装置Ｂに前記物質Ｘ含有溶液を通水したときの物質移動係数Ｋｂから、前記水処理装置Ｂの運転フラックスを予測する、運転フラックス予測工程。
［２］前記ろ過性能低減率Ｆａおよび前記ろ過性能低減率Ｆａ’が、フラックス低減率である、［１］の水処理装置の運転方法。
［３］前記式（１）、前記式（２）、および前記式（３）が、最小二乗法により算出される直線近似式である、［１］または［２］の水処理装置の運転方法。
［４］前記式（１）のＲ２および前記式（２）のＲ２が、０．８以上である、［３］の水処理装置の運転方法。
［５］ 前記分離膜Ｙと前記分離膜Ｙ’の主成分が同一である、［１］～［４］のいずれかの水処理装置の運転方法
［６］前記水処理装置Ａの分離機構が、前記水処理装置Ｂの分離機構と同一である、［１］～［５］のいずれかの水処理装置の運転方法。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、パイロットプラントを省略しても実機のろ過性能を予測できる水処理装置の運転方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】工程（１－１）の概要の説明図である。
【図2】工程（１－２）の概要の説明図である。
【図3】工程（１－３）の概要の説明図である。
【図4】工程（２－１）の概要の説明図である。
【図5】工程（２－２）の概要の説明図である。
【図6】工程（２－３）の概要の説明図である。
【図7】工程（２－３）の概要の説明図である。
【図8】工程（３）の概要の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本明細書における以下の用語の意味は以下の通りである。
「Ｒ２値」とは、統計学における決定係数（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）であり、寄与率と呼ばれることもある。「Ｒ２値」は、標本データから求めた回帰直線式のあてはまりの良さの尺度である。
数値範囲を示す「～」は、その前後に記載された数値を下限値および上限値として含むことを意味する。
「Ｒ２値」とは、統計学における決定係数（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）であり、寄与率と呼ばれることもある。「Ｒ２値」は、標本データから求めた回帰直線式のあてはまりの良さの尺度である。
数値範囲を示す「～」は、その前後に記載された数値を下限値および上限値として含むことを意味する。
【0011】
以下、適宜図面を参照しながら一実施形態に係る水処理装置の運転条件について説明する。以下の説明に用いる図面は一例として示すものであり、本発明は以下の実施形態の記載に限定されるものではない。また、図１～図８はあくまでも説明のために模式的に描いたものであり、実際の測定結果とは異なるものである。
【0012】
１．概要
本実施形態に係る水処理装置の運転方法（以下、「本運転方法」とも記す。）においては、分離膜を備えるクロスフロー型水処理装置で被処理水を処理する。本運転方法においては、分離膜Ｙを備えた１または複数の水処理装置Ａおよび被処理水を用いて測定したろ過性能低減率から、ろ過性能の許容限界αにおける物質移動係数と運転フラックスの相関関係を取得する。かかる相関関係を直線式として取得することで、分離膜Ｙ’を備えた１または複数の水処理装置Ｂの運転フラックスを予測する。
本実施形態に係る水処理装置の運転方法（以下、「本運転方法」とも記す。）においては、分離膜を備えるクロスフロー型水処理装置で被処理水を処理する。本運転方法においては、分離膜Ｙを備えた１または複数の水処理装置Ａおよび被処理水を用いて測定したろ過性能低減率から、ろ過性能の許容限界αにおける物質移動係数と運転フラックスの相関関係を取得する。かかる相関関係を直線式として取得することで、分離膜Ｙ’を備えた１または複数の水処理装置Ｂの運転フラックスを予測する。
【0013】
本運転方法においては、被処理水の膜分離プロセスの種々のパラメータのうち、分離膜の膜面せん断力、物質移動係数、ろ過性能（透水性能）に主に着目する。物質移動係数は水処置装置に固有の値であり、装置依存性がある。また、物質移動係数は膜分離プロセス中の膜面せん断力に依存するパラメータである。
したがって、水処理装置Ａおよび水処理装置Ｂとしては、分離膜による膜分離の際に膜面せん断力が発生するもの、すなわち、クロスフロー型の水処理装置が用いられる。
したがって、水処理装置Ａおよび水処理装置Ｂとしては、分離膜による膜分離の際に膜面せん断力が発生するもの、すなわち、クロスフロー型の水処理装置が用いられる。
【0014】
水処理装置Ａは典型的には小型のラボ機である。ただし、実機、例えば、建設済みの水処理プラントを水処理装置Ａとしてもよい。
本運転方法においては、１個単独の水処理装置Ａを用いてもよく、複数個の水処理装置Ａを用いてもよい。１個の水処理装置Ａを用いる場合、該水処理装置Ａを繰り返し使用してデータを取得する。複数個の水処理装置Ａを用いる場合、それぞれの水処置装置を並行して稼働させて試験し、データを取得できる。複数個の水処理装置Ａを用いる場合、各水処理装置Ａの装置構成は、互いに全て同一でもよく、異なってもよい。
本運転方法においては、１個単独の水処理装置Ａを用いてもよく、複数個の水処理装置Ａを用いてもよい。１個の水処理装置Ａを用いる場合、該水処理装置Ａを繰り返し使用してデータを取得する。複数個の水処理装置Ａを用いる場合、それぞれの水処置装置を並行して稼働させて試験し、データを取得できる。複数個の水処理装置Ａを用いる場合、各水処理装置Ａの装置構成は、互いに全て同一でもよく、異なってもよい。
【0015】
水処理装置Ｂは典型的には実機、例えば、建設済みの水処理プラントである。ただし、水処理装置Ｂは実機に限定されず、小型のラボ機やパイロットプラントでもよい。これら小型のラボ機やパイロットプラントの運転条件を本運転方法によって予測してもよい。
本運転方法においては、１個単独の水処理装置Ｂを用いてもよく、複数個の水処理装置Ｂを用いてもよい。１個単独の水処理装置Ｂを用いる場合、１種の水処理装置Ｂの分離膜Ｙで被処理水を処理するための運転条件を予測できる。複数の水処理装置Ｂを用いる場合、これらの運転条件を一括で予測することもできる。
本運転方法においては、１個単独の水処理装置Ｂを用いてもよく、複数個の水処理装置Ｂを用いてもよい。１個単独の水処理装置Ｂを用いる場合、１種の水処理装置Ｂの分離膜Ｙで被処理水を処理するための運転条件を予測できる。複数の水処理装置Ｂを用いる場合、これらの運転条件を一括で予測することもできる。
【0016】
２．実施形態例
以下、本運転方法の一実施形態例について詳細に説明する。本運転方法は、以下に説明する工程（１）、工程（２）および工程（３）を有する。
以下、本運転方法の一実施形態例について詳細に説明する。本運転方法は、以下に説明する工程（１）、工程（２）および工程（３）を有する。
【0017】
（工程（１））
工程（１）、すなわち、直線式（１）取得工程は、以下に説明する工程（１－１）、工程（１－２）および工程（１－３）を有する。工程（１）においては、工程（１－１）、工程（１－２）および工程（１－３）を経て直線式（１）が取得される。直線式（１）は、運転フラックスＭ（ｍ／ｄ）で被処理水を水処理装置Ａに通水したときのろ過性能低減率Ｆａと、物質移動係数Ｋａとの相関を直線式で表す。
以下、工程（１－１）、工程（１－２）および工程（１－３）について順に説明する。
工程（１）、すなわち、直線式（１）取得工程は、以下に説明する工程（１－１）、工程（１－２）および工程（１－３）を有する。工程（１）においては、工程（１－１）、工程（１－２）および工程（１－３）を経て直線式（１）が取得される。直線式（１）は、運転フラックスＭ（ｍ／ｄ）で被処理水を水処理装置Ａに通水したときのろ過性能低減率Ｆａと、物質移動係数Ｋａとの相関を直線式で表す。
以下、工程（１－１）、工程（１－２）および工程（１－３）について順に説明する。
【0018】
工程（１－１）、すなわち、物質移動係数Ｋａ算出工程では、分離膜Ｙを備えた１または複数の水処理装置Ａおよび物質Ｘ含有溶液を用い、分離膜Ｙについて複数の表面せん断力における物質移動係数Ｋａを各々算出する。具体的には、拡散係数が既知の物質Ｘ含有液を１または複数の水処理装置Ａの分離膜Ｙに通水し、ある膜面せん断力における値として物質移動係数Ｋａを算出する。
【0019】
一般に物質移動係数は、以下の通り定義される値である。
【0020】
【数1】
【0021】
式中、ｋは濃度分極槽内の溶質の物質移動係数（単位ｍ／ｓ）として、拡散係数Ｄ（単位ｍ２／ｓ）と濃度境界層の厚さδ（単位ｍ）である。
【0022】
物質移動係数ｋと膜面近傍に濃縮される成分濃度Ｃｍの関係は、以下の手順で求めることができる。膜面に向かって輸送される溶質量ＪＣと，膜面からバルク側に逆拡散する溶質量Ｄ（ｄＣ／ｄｘ）および膜を通過する溶質量ＪＣｐの物質収支を取ると以下の通りとなる。
【0023】
【数2】
【0024】
式中、Ｊはろ過流速（ｍ／ｓ）であり、Ｃは濃度である。定常状態では、膜を通過する溶質濃度をＣｐとして、ｘ＝０，ｘ＝δ（濃度境界層の厚さで単位はｍ）において膜面およびバルク側の溶出濃度がＣｍ，Ｃｂという境界条件を用いて数２を積分すると、以下の濃度分極式が得られる。
【0025】
【数3】
【0026】
式中、Ｃｍは分離膜の膜面付近の溶質濃度であり、Ｃｆは溶質濃度であり、Ｃｐは分離膜のろ過（透過）水の溶質濃度である。
【0027】
物質移動係数は上記の式から算出できる。ところで物質移動係数は、水処理装置に固有の値である。すなわち、物質移動係数は装置依存性を持つ値である。水処理装置が異なれば、その物質移動係数は互いに異なる。実際の水処理プロセスにおいて物質移動係数は、分離膜の膜面せん断力に依存する。そのため、物質移動係数は、特定の膜面せん断力における値として取得される。
【0028】
水処理装置Ａの物質移動係数Ｋａは、拡散係数が既知の物質Ｘ含有液を水処理装置Ａの分離膜Ｙに通水したときのパラメータから算出して取得できる。ここでいうパラメータとは、具体的には、分離膜のろ過流束（フラックス；J）、分離膜の膜面付近の溶質濃度（Ｃｍ）、溶質濃度（Ｃｆ）、分離膜の透過水の溶質濃度（Ｃｐ）、水処理装置Ａの膜面せん断力等である。
例えば、２つの水処理装置Ａ１、水処理装置Ａ２を用いるとき、水処理装置Ａ１および水処理装置Ａ２の各物質移動係数Ｋａは、ある膜面せん断力Ｐにおける値として算出される。また、該物質移動係数Ｋａは複数の膜面せん断力Ｐにおいてそれぞれ測定される。このとき、図１に示すように、水処理装置Ａ１および水処理装置Ａ２の各物質移動係数Ｋａは、膜面せん断力Ｐと相関関係を示す。また、各物質移動係数Ｋａはそれぞれ互いに異なる値となり、装置依存性を示す。
例えば、２つの水処理装置Ａ１、水処理装置Ａ２を用いるとき、水処理装置Ａ１および水処理装置Ａ２の各物質移動係数Ｋａは、ある膜面せん断力Ｐにおける値として算出される。また、該物質移動係数Ｋａは複数の膜面せん断力Ｐにおいてそれぞれ測定される。このとき、図１に示すように、水処理装置Ａ１および水処理装置Ａ２の各物質移動係数Ｋａは、膜面せん断力Ｐと相関関係を示す。また、各物質移動係数Ｋａはそれぞれ互いに異なる値となり、装置依存性を示す。
【0029】
物質Ｘ含有液は拡散係数が既知であれば特に限定されない。例えば、食塩水（ＮａＣｌ水溶液）の場合、拡散係数は２５℃において５００ｐｐｍ１．０５×１０―５ｍ２／ｓである。他にも物質Ｘ含有液として、デキストラン（例えば、３．０×１０－５ｍ２／ｓ）、ポリエチレングリコール（例えば、３．５×１０－５ｍ２／ｓ）、腐植物質（１．２５×１０－１０ｍ２／ｓ）等が挙げられる。括弧内の数値（ｐｐｍｍ２／ｓ）は拡散係数である。
【0030】
工程（１－２）、すなわち、ろ過性能低減率Ｆａ算出工程では、１または複数の水処理装置Ａおよび被処理水を用い、運転フラックスＭ（ｍ／ｄ）における、複数の表面せん断力におけるろ過性能低減率Ｆａを各々算出する。
【0031】
図２に示す例では、３個の互いに異なる膜面せん断力（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）の条件下で、運転フラックスＭ（ｍ／ｄ）におけるろ過性能低減率（ＦａＭＰ１、ＦａＭＰ２、ＦａＭＰ３）をそれぞれ取得している。
この一例においては、膜面せん断力Ｐ１におけるろ過性能低減率ＦａＭＰ１の測定および膜面せん断力Ｐ２におけるろ過性能低減率ＦａＭＰ２の測定には、水処理装置Ａ１を用いている。また、膜面せん断力Ｐ３におけるろ過性能低減率ＦａＭＰ３の測定には、水処理装置Ａ２を用いている。
この一例においては、膜面せん断力Ｐ１におけるろ過性能低減率ＦａＭＰ１の測定および膜面せん断力Ｐ２におけるろ過性能低減率ＦａＭＰ２の測定には、水処理装置Ａ１を用いている。また、膜面せん断力Ｐ３におけるろ過性能低減率ＦａＭＰ３の測定には、水処理装置Ａ２を用いている。
【0032】
図２に示すように、膜面せん断力をＰ１、Ｐ２、Ｐ３にそれぞれ固定した条件下で、各水処理装置Ａ１および水処理装置Ａ２の各分離膜Ｙに被処理水を運転フラックスＭ（ｍ／ｄ）で通水したときのフラックス（ｍ／ｄ）の時間経過を時系列順にプロットする（図２では各５点。）。次いで、これらのプロットから最小二乗法により算出される直線近似式を求める。このとき、ろ過性能低減率（ＦａＭＰ１、ＦａＭＰ２、ＦａＭＰ３）は、図２の各グラフに図示した直線の傾きとして取得できる。
この一例に示すようにして、運転フラックスＭ（ｍ／ｄ）における複数の表面せん断力におけるろ過性能低減率Ｆａを算出できる。
この一例に示すようにして、運転フラックスＭ（ｍ／ｄ）における複数の表面せん断力におけるろ過性能低減率Ｆａを算出できる。
【0033】
工程（１－３）、すなわち、直線式（１）算出工程では、工程（１－１）で算出した物質移動係数Ｋａおよび工程（１－２）で算出したろ過性能低減率Ｆａから下記式（１）で表される直線式（１）を算出する。
Ｆａ（Ｋａ）＝ａ×（Ｋａ）＋ｂ ・・・式（１）
ただし、ａおよびｂは、任意の実数である。
Ｆａ（Ｋａ）＝ａ×（Ｋａ）＋ｂ ・・・式（１）
ただし、ａおよびｂは、任意の実数である。
【0034】
図３に示す例では（ｘ，ｙ）平面座標において、（ＫＡ１Ｐ１，ＦａＭＰ１）、（ＫＡ１Ｐ２，ＦａＭＰ２）、（ＫＡ２Ｐ３，ＦａＭＰ３）の３点をプロットしている。これら３点のプロットから最小二乗法により算出される直線近似式として直線式（１）：Ｆａ（Ｋａ）＝ａ×（Ｋａ）＋ｂを取得している。直線式（１）は、運転フラックスＭで被処理水を分離膜Ｙに通水したときにおける物質移動係数Ｋａとろ過性能低減率Ｆａとの相関関係を表す。
【0035】
ＫＡ１Ｐ１は、膜面せん断力Ｐ１における水処理装置Ａ１の物質移動係数Ｋａである。ＫＡ１Ｐ１は、工程（１－１）で取得済みである。ＦａＭＰ１は、膜面せん断力Ｐ１および運転フラックスＭにおける水処理装置Ａ１のろ過性能低減率Ｆａである。ＦａＭＰ１は、工程（１－２）で取得済みである。
ＫＡ１Ｐ２は、膜面せん断力Ｐ２における水処理装置Ａ１の物質移動係数Ｋａである。ＫＡ１Ｐ２は、工程（１－１）で取得済みである。ＦａＭＰ２は、膜面せん断力Ｐ２および運転フラックスＭにおける水処理装置Ａ１のろ過性能低減率Ｆａである。ＦａＭＰ２は、工程（１－２）で取得済みである。
ＫＡ２Ｐ３は、膜面せん断力Ｐ３における水処理装置Ａ２の物質移動係数Ｋａである。ＫＡ２Ｐ３は、工程（１－１）で取得済みである。ＦａＭＰ３は、膜面せん断力Ｐ３および運転フラックスＭにおける水処理装置Ａ２のろ過性能低減率Ｆａである。ＦａＭＰ３は、工程（１－２）で取得済みである。
この一例に示すようにして、直線式（１）を算出できる。
ＫＡ１Ｐ２は、膜面せん断力Ｐ２における水処理装置Ａ１の物質移動係数Ｋａである。ＫＡ１Ｐ２は、工程（１－１）で取得済みである。ＦａＭＰ２は、膜面せん断力Ｐ２および運転フラックスＭにおける水処理装置Ａ１のろ過性能低減率Ｆａである。ＦａＭＰ２は、工程（１－２）で取得済みである。
ＫＡ２Ｐ３は、膜面せん断力Ｐ３における水処理装置Ａ２の物質移動係数Ｋａである。ＫＡ２Ｐ３は、工程（１－１）で取得済みである。ＦａＭＰ３は、膜面せん断力Ｐ３および運転フラックスＭにおける水処理装置Ａ２のろ過性能低減率Ｆａである。ＦａＭＰ３は、工程（１－２）で取得済みである。
この一例に示すようにして、直線式（１）を算出できる。
【0036】
（工程（２））
工程（２）、すなわち、予測式取得工程は、以下に説明する工程（２－１）、工程（２－２）および工程（２－３）を有する。工程（２）においては、工程（２－１）、工程（２－２）および工程（２－３）を経て直線式（３）が取得される。直線式（３）は、設定フラックスｘと、標準物質における物質移動係数ｆ（ｘ）との相関を表す。当該工程で用いる標準物質は、前記工程（１）で用いる物質Ｘである。特に限定するものではないが、例えばＮａＣｌが挙げられる。
以下、工程（２－１）、工程（２－２）および工程（２－３）について順に説明する。
工程（２）、すなわち、予測式取得工程は、以下に説明する工程（２－１）、工程（２－２）および工程（２－３）を有する。工程（２）においては、工程（２－１）、工程（２－２）および工程（２－３）を経て直線式（３）が取得される。直線式（３）は、設定フラックスｘと、標準物質における物質移動係数ｆ（ｘ）との相関を表す。当該工程で用いる標準物質は、前記工程（１）で用いる物質Ｘである。特に限定するものではないが、例えばＮａＣｌが挙げられる。
以下、工程（２－１）、工程（２－２）および工程（２－３）について順に説明する。
【0037】
工程（２－１）、すなわち、ろ過性能低減率Ｆａ’算出工程では、１または複数の水処理装置Ａおよび被処理水を用い、運転フラックスＮ（ｍ／ｄ）における、複数の表面せん断力におけるろ過性能低減率Ｆａ’を各々算出する。
図４に示す例では、３個の互いに異なる膜面せん断力（Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６）の条件下で、運転フラックスＮ（ｍ／ｄ）におけるろ過性能低減率（ＦａＮＰ４’、ＦａＮＰ５’、ＦａＮＰ６’）をそれぞれ取得している。
この一例においては、膜面せん断力Ｐ４におけるろ過性能低減率ＦａＮＰ４’の測定には、水処理装置Ａ１を用いている。膜面せん断力Ｐ５におけるろ過性能低減率ＦａＮＰ５’の測定には、水処理装置Ａ２を用いている。膜面せん断力Ｐ６におけるろ過性能低減率ＦａＰＮＰ６’の測定には、水処理装置Ａ３を用いている。
図４に示す例では、３個の互いに異なる膜面せん断力（Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６）の条件下で、運転フラックスＮ（ｍ／ｄ）におけるろ過性能低減率（ＦａＮＰ４’、ＦａＮＰ５’、ＦａＮＰ６’）をそれぞれ取得している。
この一例においては、膜面せん断力Ｐ４におけるろ過性能低減率ＦａＮＰ４’の測定には、水処理装置Ａ１を用いている。膜面せん断力Ｐ５におけるろ過性能低減率ＦａＮＰ５’の測定には、水処理装置Ａ２を用いている。膜面せん断力Ｐ６におけるろ過性能低減率ＦａＰＮＰ６’の測定には、水処理装置Ａ３を用いている。
【0038】
図４に示すように、膜面せん断力をＰ４、Ｐ５、Ｐ６にそれぞれ固定した条件下で、各水処理装置Ａ１、水処理装置Ａ２および水処理装置Ａ３の各分離膜Ｙに運転フラックスＮで被処理水を通水したときのフラックス（ｍ／ｄ）の時間経過を時系列順にプロットする（図４では各５点。）。次いで、これらのプロットから最小二乗法により算出される直線近似式を求める。このとき、ろ過性能低減率（ＦａＮＰ４’、ＦａＮＰ５’、ＦａＮＰ６’）は、図４の各グラフに図示した直線の傾きとして取得できる。
この一例に示すようにして、運転フラックスＮ（ｍ／ｄ）における複数の表面せん断力におけるろ過性能低減率Ｆａ’を算出できる。
この一例に示すようにして、運転フラックスＮ（ｍ／ｄ）における複数の表面せん断力におけるろ過性能低減率Ｆａ’を算出できる。
【0039】
工程（２－２）、すなわち、直線式（２）算出工程では、工程（１－１）で算出した物質移動係数Ｋａおよび工程（２－１）で算出したろ過性能低減率Ｆａ’から下記式（２）で表される直線式（２）を算出する。直線式（２）は、運転フラックスＮで被処理水を分離膜Ｙに通水したときにおける物質移動係数Ｋａとろ過性能低減率Ｆａ’との相関関係を表す。
Ｆａ’（Ｋａ）＝ａ’×（Ｋａ）＋ｂ’ ・・・式（２）
ただし、ａ’およびｂ’は、任意の実数である。
Ｆａ’（Ｋａ）＝ａ’×（Ｋａ）＋ｂ’ ・・・式（２）
ただし、ａ’およびｂ’は、任意の実数である。
【0040】
図５に示す例では（ｘ，ｙ）平面座標において、（ＫＡ１Ｐ４，ＦａＮＰ４’）、（ＫＡ２Ｐ５，ＦａＮＰ５’）、（ＫＡ３Ｐ６，ＦａＮＰ６’）の３点をプロットしている。これら３点のプロットから最小二乗法により算出される直線近似式として直線式（２）：Ｆａ’（Ｋａ）＝ａ’×（Ｋａ）＋ｂ’を取得している。
【0041】
ＫＡ１Ｐ４は、膜面せん断力Ｐ４における水処理装置Ａ１の物質移動係数Ｋａである。ＫＡ１Ｐ４は、工程（１－１）で取得済みである。ＦａＮＰ４’は、膜面せん断力Ｐ４および運転フラックスＮにおける水処理装置Ａ１のろ過性能低減率Ｆａ’である。ＦａＮＰ４’は、工程（２－１）で取得済みである。
ＫＡ２Ｐ５は、膜面せん断力Ｐ５における水処理装置Ａ２の物質移動係数Ｋａである。ＫＡ２Ｐ５は、工程（１－１）で取得済みである。ＦａＮＰ５’は、膜面せん断力Ｐ５および運転フラックスＮにおける水処理装置Ａ２のろ過性能低減率Ｆａ’である。ＦａＮＰ５’は、工程（２－１）で取得済みである。
ＫＡ３Ｐ６は、膜面せん断力Ｐ６における水処理装置Ａ３の物質移動係数Ｋａである。ＫＡ３Ｐ６は、工程（１－１）で取得済みである。ＦａＮＰ６’は、膜面せん断力Ｐ６および運転フラックスＮにおける水処理装置Ａ３のろ過性能低減率Ｆａ’である。ＦａＮＰ６’は、工程（２－１）で取得済みである。
この一例に示すようにして、直線式（２）を算出できる。
ＫＡ２Ｐ５は、膜面せん断力Ｐ５における水処理装置Ａ２の物質移動係数Ｋａである。ＫＡ２Ｐ５は、工程（１－１）で取得済みである。ＦａＮＰ５’は、膜面せん断力Ｐ５および運転フラックスＮにおける水処理装置Ａ２のろ過性能低減率Ｆａ’である。ＦａＮＰ５’は、工程（２－１）で取得済みである。
ＫＡ３Ｐ６は、膜面せん断力Ｐ６における水処理装置Ａ３の物質移動係数Ｋａである。ＫＡ３Ｐ６は、工程（１－１）で取得済みである。ＦａＮＰ６’は、膜面せん断力Ｐ６および運転フラックスＮにおける水処理装置Ａ３のろ過性能低減率Ｆａ’である。ＦａＮＰ６’は、工程（２－１）で取得済みである。
この一例に示すようにして、直線式（２）を算出できる。
【0042】
工程（２－３）、すなわち予測式算出工程では、式（１）および式（２）から、ろ過性能の許容限界α＝Ｆａ（Ｋａ）＝Ｆａ’（Ｋａ）となる物質移動係数Ｋ（α）を求め、該物質移動係数Ｋ（α）、運転フラックスＭ（ｍ／ｄ）および運転フラックスＮ（ｍ／ｄ）を用いて下記式（３）を算出する。
ｆ（ｘ）＝ｃ×（ｘ）＋ｄ ・・・式（３）
ただし、ｘは、標準物質における物質移動係数の値であり、ｆ（ｘ）は設定フラックスであり、ｃおよびｄは、任意の実数である。
ｆ（ｘ）＝ｃ×（ｘ）＋ｄ ・・・式（３）
ただし、ｘは、標準物質における物質移動係数の値であり、ｆ（ｘ）は設定フラックスであり、ｃおよびｄは、任意の実数である。
【0043】
ろ過性能の許容限界αは、ろ過性能低減率がこれを上回ると、被処理水を処理する際の分離膜の劣化耐久性が不充分であると判断される閾値である。例えば、１か月で１０％の許容低減率を許容限界αとするなら、通水開始後１カ月以内に初期ろ過性能が１０％を超えて低下したとき、分離膜の劣化耐久性が不充分であると判断される。ろ過性能の許容限界αは、実機に期待または要求されるろ過性能に応じて任意に設定され得る。
【0044】
図６に示す一例では、工程（１－３）、工程（２－２）でそれぞれ取得した２個の直線式（１）、直線式（２）を用い、ろ過性能の許容限界α＝Ｆａ（Ｋａ）＝Ｆａ’（Ｋａ）となる物質移動係数Ｋ（α）を求めている。つまり、Ｆａ（Ｋａ）、Ｆａ’（Ｋａ）が許容限界αに到達したと仮定したときの物質移動係数Ｋ（α）Ｍ、Ｋ（α）Ｎを求めている。
【0045】
式（３）は、（ｘ，ｙ）平面座標において、複数の点（Ｋ（α），ｆ）をプロットし、これらのプロットから最小二乗法により算出される直線近似式として求めることができる。ここで、ｆは、フラックスであり、式（３）の左辺のｆ（ｘ）に対応する。
図７に示す一例では、図６で取得した２個の物質移動係数Ｋ（α）Ｍ、Ｋ（α）Ｎ、運転フラックスＭ（ｍ／ｄ）および運転フラックスＮ（ｍ／ｄ）を用いて式（３）を算出している。図７では、別途、運転フラックスＬにおけるろ過性能低減率から取得した物質移動係数Ｋ（α）Ｌを用いている。Ｋ（α）Ｌは、運転フラックスをＬに変更する以外は、Ｋ（α）ＭやＫ（α）Ｎと同じ手法によって取得できる。
図７に示す一例では、図６で取得した２個の物質移動係数Ｋ（α）Ｍ、Ｋ（α）Ｎ、運転フラックスＭ（ｍ／ｄ）および運転フラックスＮ（ｍ／ｄ）を用いて式（３）を算出している。図７では、別途、運転フラックスＬにおけるろ過性能低減率から取得した物質移動係数Ｋ（α）Ｌを用いている。Ｋ（α）Ｌは、運転フラックスをＬに変更する以外は、Ｋ（α）ＭやＫ（α）Ｎと同じ手法によって取得できる。
【0046】
図７に示す例では、ろ過性能低減率が許容限界αに到達するときのＫ（α）をｘ軸に、対応するフラックスｆをｙ軸に合計３点プロットしている。具体的には（ｘ，ｙ）平面座標において、（Ｋ（α）Ｍ，Ｍ）、（Ｋ（α）Ｎ，Ｎ）、（Ｋ（α）Ｌ，Ｌ）の３点をプロットしている。これら３点のプロットから最小二乗法により算出される直線近似式として直線式（３）：ｆ（ｘ）＝ｃ×（ｘ）＋ｄを取得している。
【0047】
（工程（３））
工程（３）、すなわち、運転フラックス予測工程では、工程（２）で取得した式（３）を用い、分離膜Ｙ’を備えた１または複数の水処理装置Ｂに物質Ｘ含有溶液を通水したときの物質移動係数Ｋｂから、水処理装置Ｂの運転フラックスを予測する。
図８に示す例では、工程（２－３）で取得した式（３）を用い、水処理装置Ｂの物質移動係数Ｋｂを式（３）の右辺の変数に代入することで、水処理装置Ｂの許容限界運転における運転フラックスを予測できる。
物質移動係数Ｋｂおよび式（３）を用いることで、水処理装置Ｂの許容限界運転における運転フラックスを予測できる。
工程（３）、すなわち、運転フラックス予測工程では、工程（２）で取得した式（３）を用い、分離膜Ｙ’を備えた１または複数の水処理装置Ｂに物質Ｘ含有溶液を通水したときの物質移動係数Ｋｂから、水処理装置Ｂの運転フラックスを予測する。
図８に示す例では、工程（２－３）で取得した式（３）を用い、水処理装置Ｂの物質移動係数Ｋｂを式（３）の右辺の変数に代入することで、水処理装置Ｂの許容限界運転における運転フラックスを予測できる。
物質移動係数Ｋｂおよび式（３）を用いることで、水処理装置Ｂの許容限界運転における運転フラックスを予測できる。
【0048】
水処理装置Ｂの物質移動係数Ｋｂは、工程（１－１）で説明した内容と同じ手法によって水処理装置Ｂおよび物質Ｘ含有溶液を用いて試験して取得した値でもよく、本運転方法の使用前にあらかじめ取得した値でもよい。
すなわち、本運転方法において物質移動係数Ｋｂは、新たに試験して取得してもよく、試験を省略して以前に取得したデータを参照して取得してもよい。そのため、本運転方法の使用の度に毎回実験、試験を行わなくてもよい。
すなわち、本運転方法において物質移動係数Ｋｂは、新たに試験して取得してもよく、試験を省略して以前に取得したデータを参照して取得してもよい。そのため、本運転方法の使用の度に毎回実験、試験を行わなくてもよい。
【0049】
（作用機序）
以上一例を用いて説明した本運転方法においては、水処理装置Ａおよび被処理水を用いて取得したデータから、式（３）を取得している。式（３）は各装置に固有の物質移動係数を変数とするため、結果として、式（３）にはラボ機と実機との装置相関が反映される。よって、式（３）によれば、実機の運転条件も予測できる。
したがって本運転方法によれば、パイロットプラントを省略しても、小型のラボ機から実機の運転フラックスを予測でき、実機の適切な運転条件を見出して設定できる。
以上一例を用いて説明した本運転方法においては、水処理装置Ａおよび被処理水を用いて取得したデータから、式（３）を取得している。式（３）は各装置に固有の物質移動係数を変数とするため、結果として、式（３）にはラボ機と実機との装置相関が反映される。よって、式（３）によれば、実機の運転条件も予測できる。
したがって本運転方法によれば、パイロットプラントを省略しても、小型のラボ機から実機の運転フラックスを予測でき、実機の適切な運転条件を見出して設定できる。
【0050】
３．その他の実施形態
以下、本運転方法の他の実施形態や好ましい実施形態について説明するが、本発明は以下の記載に限定されるものではない。
以下、本運転方法の他の実施形態や好ましい実施形態について説明するが、本発明は以下の記載に限定されるものではない。
【0051】
ろ過性能低減率は、フラックスの低下量、ろ過水量の低下量、被処理水の供給圧力の上昇量、または、ろ過抵抗の上昇量に基づいて算出できる。上述した実施形態例では、ろ過性能低減率Ｆａおよびろ過性能低減率Ｆａ’が、フラックス低減率である場合を一例に説明した。ただし、本運転方法において、ろ過性能低減率は、フラックス低減率やこれら例示したパラメータに限定されない。
【0052】
分離膜Ｙ、分離膜Ｙ’は特に限定されない。例えば、精密ろ過膜（ＭＦ膜）、限外ろ過膜（ＵＦ膜）、ナノろ過膜（ＮＦ膜）、逆透過膜（ＲＯ膜)が挙げられる。分離膜Ｙの形態も特に限定されない。個々の被処理水の膜分離に適した任意の形態、例えば、平膜、中空糸膜が採用され得る。
【0053】
分離膜の主成分となる樹脂も特に限定されない。例えば、セルロースアセテート、ポリスルホン、ポリアクリルニトリル、エチレン－ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、ポリフッ化ビニリデンが挙げられる。
【0054】
本運転方法においては、水処理装置Ａの分離膜Ｙと水処理装置Ｂの分離膜Ｙ’の主成分が同一であることが好ましい。分離膜の「主成分が同一である」とは、複数の分離膜に共通して含まれる樹脂成分の含有量が５０質量％超であることを意味する。共通して含まれる樹脂成分の含有量は７０％以上でもよく、８５質量％以上でもよく、９０質量％以上でもよい。分離膜の樹脂成分および樹脂組成は、一般的な分析方法を用いることができるが、例えば、ＮＭＲ法、ＩＲ法、またはこれらの組み合わせで評価することができる。
【0055】
運転フラックスを予測しやすい点から、水処理装置Ａの分離機構が、水処理装置Ｂの分離機構と同一であることが好ましい。「水処理装置Ａの分離機構が、水処理装置Ｂの分離機構と同一である」とは、水処理装置Ａおよび水処理装置Ｂにおいて、以下に列挙する要件の少なくとも１つ、好ましくは全てを満たすことを意味する。
・分離膜が浸漬される槽の底面積、容積、槽形状が同一であること。
・分離膜が浸漬される槽に被処理水を供給する態様（供給配管の接続位置、加圧ポンプ、吸引ポンプ等）が同一であること。
・分離膜が浸漬される槽の底面積、容積、槽形状が同一であること。
・分離膜が浸漬される槽に被処理水を供給する態様（供給配管の接続位置、加圧ポンプ、吸引ポンプ等）が同一であること。
【0056】
上述した実施形態例においては、図７に示すように（Ｋ（α）Ｍ，Ｍ）、（Ｋ（α）Ｎ，Ｎ）、（Ｋ（α）Ｌ，Ｌ）の３点のプロットから直線式（３）を取得しているが、直線式（３）の取得に用いるプロット数は多いほどよい。そのため、運転フラックスの値を異なる値に変更した条件下で、Ｋ（α）ＭやＫ（α）Ｎと同様にして物質移動係数Ｋ（α）を求め、プロット数を増やすことが好ましい。
プロット数については、直線式（１）および直線式（２）についても同じことが言える。信頼性の点から直線式（１）のＲ２および直線式（２）のＲ２は、０．８以上であることが好ましい。
プロット数については、直線式（１）および直線式（２）についても同じことが言える。信頼性の点から直線式（１）のＲ２および直線式（２）のＲ２は、０．８以上であることが好ましい。
【0057】
その他、水処理装置の運転条件は何ら特に限定されず、被処理水の水質、水温等の性状、水処理装置（水処理プラント等の実機）の建設場所の気候、分離膜の性状に応じて適宜選択すればよい。
被処理水は上述の本運転方法で用いた被処理水と同一であればよく、特に限定されない。被処理水の採取地、組成も何ら特に限定されない。浄化、精製の対象となる水、種々の原水、飲料品、飲料食品が挙げられる。例えば、海水、河川水、湖沼水、地下水、清涼飲料、工業排水、酪農排水、畜産排水、下水が挙げられる。
被処理水は上述の本運転方法で用いた被処理水と同一であればよく、特に限定されない。被処理水の採取地、組成も何ら特に限定されない。浄化、精製の対象となる水、種々の原水、飲料品、飲料食品が挙げられる。例えば、海水、河川水、湖沼水、地下水、清涼飲料、工業排水、酪農排水、畜産排水、下水が挙げられる。
【0058】
以上一実施形態例を示して一実施形態について説明したが、本発明は本明細書に開示の実施形態例に限定されず、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施できる。本明細書に開示の実施形態は、その他の様々な形態で実施可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置換、変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【0059】
本発明によれば、パイロットプラントを省略しても実機のろ過性能を予測できる水処理装置の運転方法が提供される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】