申请日2015.01.15
公开(公告)日2015.07.22
IPC分类号B01D65/10; B01D65/02; B01D61/12; G01N33/18; C02F1/50; G01N5/02; C02F1/44
摘要
本发明提供分离膜面评价方法、使用该评价方法的水处理系统的控制方法以及水处理系统，能够相比在所述分离膜面上产生微生物的增殖而提前评价微生物向分离膜面的增殖量。分离膜面评价方法根据在测量传感器(38a)的测量部所具有的与RO膜同质的薄膜上增殖的微生物的质量，来评价微生物向RO膜模块的RO膜面的增殖，所述测量传感器(38a)配置在从原水分离被分离物质的RO膜模块的上游，在分离膜面评价方法中，具有微生物增殖加速机构。另外，控制方法利用该分离膜面评价方法控制水处理系统。
权利要求书
1.一种分离膜面评价方法，其特征在于，具有：
分支步骤，在所述分支步骤中，在从原水分离被分离物质的分离 膜的上游，分支为所述原水的流动中的朝向所述分离膜的主流和与所 述主流不同的另一方的支流，所述支流配置有加速微生物的增殖的加 速机构和具有与所述分离膜同质的薄膜的计测传感器;以及
评价步骤，在所述评价步骤中，基于因通过所述加速机构增殖的 微生物而在所述计测传感器的测量部产生的变化，评价在所述分离膜 面的表面产生的变化。
2.根据权利要求1所述的分离膜面评价方法，其特征在于，
所述同质的薄膜是与所述分离膜不同的薄膜，是与所述分离膜相 比微生物更容易增殖的薄膜。
3.根据权利要求1所述的分离膜面评价方法，其特征在于，
在所述评价步骤中，具有温度调节机构，通过将由所述计测传感 器检测出的温度维持为比所述分离膜的温度高而使微生物增殖。
4.根据权利要求1所述的分离膜面评价方法，其特征在于，
在所述评价步骤中具有如下步骤：所述加速机构利用配置在所述 计测传感器上游的注药系统进行使微生物增殖的处理，所述注药系统 补充用于促进微生物的增殖的物质。
5.根据权利要求1所述的分离膜面评价方法，其特征在于，
在所述分支步骤中，在作为反渗透膜的所述分离膜的上游，分支 为所述主流和所述支流，
在所述评价步骤中，评价在作为反渗透膜的所述分离膜的表面产 生的变化。
6.根据权利要求1所述的分离膜面评价方法，其特征在于，
在所述评价步骤中，使用通过石英晶体微天平法计测到的重量变 化来评价在所述分离膜面产生的变化，所述石英晶体微天平法使用了 所述计测传感器，所述所述计测传感器具有在石英晶体振子的一个面 上形成有所述薄膜的所述测量部。
7.一种水处理系统的控制方法，在从原水分离被分离物质的分离 膜的上游的前处理步骤中，对所述原水所包含的微生物进行杀菌，所 述水处理系统的控制方法的特征在于，
在评价步骤中，用权利要求1至权利要求6中的任一项所述的分 离膜面评价方法评价微生物向所述分离膜面的增殖，在所述前处理步 骤中，在微生物向所述分离膜的增殖超过规定值而增多的情况下，强 化所述微生物的杀菌。
8.一种水处理系统的控制方法，在利用配置于从原水分离被分离 物质的分离膜上游的注药系统进行的注药步骤中，向所述原水中注入 用于清洗所述分离膜的包含酸、碱、抑菌剂中的至少一种或多种的清 洗剂，其特征在于，
在评价步骤中，用权利要求1至权利要求5中的任一项所述的分 离膜面评价方法评价微生物向所述分离膜面的增殖，在所述注药步骤 中，在微生物向所述分离膜的增殖超过规定值而增多的情况下，利用 所述注药系统清洗所述分离膜面。
9.一种水处理系统，其特征在于，具有：
分离膜，所述分离膜从原水分离被分离物质;
分支部，所述分支部在所述分离膜的上游分支为所述原水的流动 中的朝向所述分离膜的主流和与所述主流不同的另一方的支流;
加速机构，所述加速机构配置在所述支流中，加速微生物的增殖;
计测传感器，所述计测传感器配置在所述支流中，具有与所述分 离膜同质的薄膜;以及
评价部，所述评价部基于因通过所述加速机构增殖的微生物而在 所述计测传感器的测量部产生的变化，评价在所述分离膜面的表面产 生的变化。
10.根据权利要求9所述的水处理系统，其特征在于，
所述同质的薄膜是与所述分离膜不同的薄膜，是与所述分离膜相 比微生物更容易增殖的薄膜。
11.根据权利要求9所述的水处理系统，其特征在于，
所述评价部具有温度调节机构，通过将由所述计测传感器检测出 的温度维持为比所述分离膜的温度高而使微生物增殖。
12.根据权利要求9所述的水处理系统，其特征在于，
所述加速机构利用配置在所述计测传感器上游的注药系统使微生 物增殖，所述注药系统补充用于促进微生物的增殖的物质。
13.根据权利要求9所述的水处理系统，其特征在于，
所述分支部在作为反渗透膜的所述分离膜的上游分支为所述主流 和所述支流，在所述评价部中，评价在作为反渗透膜的所述分离膜的 表面产生的变化。
说明书
分离膜面评价方法、水处理系统的控制方法以及水处理系统
技术领域
本发明涉及净化水的水处理系统中的分离膜面评价方法、该水处 理系统的控制方法以及水处理系统。
背景技术
在净化海水或废水等水处理系统中，为了从原水除去被分离物质， 经常使用分离膜。这样的分离膜包括：形成有微小的孔(微孔)而从 物理上除去大于该微孔的被分离物质的粒子的精密过滤膜或超滤膜、 利用分离膜中的分子的扩散速度与透过速度之差或分离膜与分子的亲 和性而除去被分离物质的反渗透膜(RO膜)、纳滤膜(NF膜)、离子 交换膜等。
然而，任一种类型的分离膜都会以某种频度产生积垢(堵塞)。例 如，在精密过滤膜或超滤膜中，微小物质进入微孔中，微孔会闭塞而 产生堵塞。另外，在RO膜、NF膜、离子交换膜等中，分子吸附在分 离膜的表面上或微生物将该分子作为培养基而增殖，从而产生积垢。 当产生积垢时，从原水分离被分离物质的分离性能降低。
因此，作为检测积垢的技术，已知有在专利文献1、专利文献2 中公开的技术。在专利文献1中公开了如下技术：使用在表面上将与 分离膜材料类似的材料形成膜而得到的传感器，根据被分离物质向传 感器表面吸附的吸附量的变化、传感器前后的有机物浓度变化来评价 供给水(原水)的水质对积垢的影响。另外，在专利文献2中公开了 如下控制方法：在反渗透膜系统内配置生物膜形成基材，并测量生物 膜量而控制系统的运转。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-002397号公报
专利文献2：WO2008/038575号公报
发明要解决的课题
可认为分离膜的积垢存在大约三种模式。即无机物质的堆积、有 机物质的吸附以及微生物的增殖。作为与水处理系统所使用的分离膜 的微孔的物理闭塞相关的评价方法，有作为JIS标准的FI法(Fouling Index：积垢指数)，但该方法是将主要分离1μm左右的粒子的精密过 滤膜作为对象的评价方法，适合于评价由无机物质的堆积引起的积垢。
另外，在专利文献1中公开了：测量有机物向传感器的表面吸附 的吸附量的方法以及使用该方法执行水处理系统的前处理的方法，所 述传感器由类似于分离膜材料的材料成膜而成。该方法适合于评价由 有机物质的吸附引起的积垢。
FI法、专利文献1的方法是分析原水的方法，能够在实际的积垢 产生之前掌握产生积垢的可能性。另一方面，仅通过原水的分析不能 评价由微生物的增殖引起的积垢。其理由如下。首先，可列举并非原 水中的全部物质都会成为微生物的增殖养分。另外，微生物的增殖速 度会受到微生物所处的环境的微小变化的影响，这也是仅通过在某时 刻原水中所包含的物质的分析、温度、pH值等的测量不能评价微生 物的增殖的理由。
在专利文献2中公开了如下技术：在系统内配置分离膜自身并适 当取出，用作为生物具有的能源物质的ATP(腺嘌呤核苷三磷酸)的 量来评价附着于表面的生物膜量。在该技术中，可检测出作为细胞而 存在的被分离物质(来自生物的物质)，适合于评价由微生物的增殖引 起的积垢。然而，在实际产生相当于积垢的现象后进行检测，而不能 事先检测积垢并向系统的控制等进行反馈。另外，为了从系统内取出 生物膜形成基材并分析而不能连续地在线监视系统内的水质变化。
发明内容
鉴于该状况，本发明要解决的课题是提供一种早于实际产生积垢 地检测出由微生物在分离膜表面增殖而产生的积垢(生物积垢)的分 离膜面评价方法、使用了该分离膜面评价方法的水处理系统的控制方 法以及具有所述分离膜面评价方法的水处理系统。
用于解决课题的方案
所述课题通过使用如下的分离膜面评价方法、使用由该分离膜面 评价方法控制水处理系统的控制方法以及使用水处理系统来解决。所 述分离膜面评价方法的特征在于，具有：分支步骤，在所述分支步骤 中，在从原水分离被分离物质的分离膜的上游，分支为所述原水的流 动中的朝向所述分离膜的主流和与所述主流不同的另一方的支流，所 述支流配置有加速微生物的增殖的加速机构和具有与所述分离膜同质 的薄膜的计测传感器;以及评价步骤，在所述评价步骤中，基于因通 过所述加速机构增殖的微生物而在所述计测传感器的测量部产生的变 化，评价在所述分离膜面的表面产生的变化。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种水处理系统的稳定的控制方法。