k1体育水处理系统、水处理方法与流程

　　k1体育随着海水的淡水化、工业排水的处理而产生的处理水中，包含盐分、其他无机成分k1体育。将这样的处理水排出到外部时，为了减少对环境的影响，实施去除上述成分的处理k1体育。更具体而言，在海水的淡水化中，通过从海水去除盐分、其他无机物，可得到作为淡水的透过水。此外，在工业排水的处理中，通过将盐分、其他无机物浓缩，从而排水被减小体积。作为进行这种处理的装置，以往例如已知使用了ro膜(reverseosmosismembrane：逆浸透膜)的装置。通过使用ro膜，被处理水被分离为包含上述成分的浓缩水和透过水。浓缩水、透过水均被另外设置的装置处理。

　　然而，在长期使用ro膜的情况、被处理水中产生浓度变动的情况下，可能上述的杂质中包含的微生物等的有机物附着于ro膜表面，导致形成“粘液”那样的生物膜。在形成了生物膜的情况下，不能维持该ro膜的性能。因此，期望能够抑制这样的生物膜的形成的技术。

　　作为这样的技术的一个例子，已知下述专利文献1所述的技术。专利文献1中，记载了逆浸透膜过滤工厂设备。在该工厂设备中k1体育，使从逆浸透膜模块的下游侧引导的浓缩水流通过具有逆浸透膜的生物膜形成基材。通过定期地评价生物膜形成基材的表面处的生物膜量，可控制工厂设备的运转条件。

　　另一方面，在使用了上述的逆浸透膜的装置中，除了源于有机物、微生物的生物膜以外，浓缩水中包含的离子成分结晶化，从而可能在逆浸透膜的表面析出污垢(scale)。但是，在上述专利文献1所述的装置中，仅进行与生物膜的产生有无相应的控制，未考虑与污垢的析出相应的控制。由此，有时不能精密地进行装置的控制。

　　本发明为了解决上述课题而作出，其目的在于，提供一种能够进行更加精密的控制的水处理系统以及水处理方法。

　　本发明的第一方式所涉及的水处理系统具备：前处理装置，对被处理水实施前处理来生成一次处理水；膜分离装置，具有逆浸透膜，该逆浸透膜使所述一次处理水通过，从而分离为浓缩水和透过水；第一传感器装置，被设置于所述前处理装置与所述膜分离装置之间，检测有无基于所述一次处理水的生物污染产生；第二传感器装置，被设置于所述膜分离装置的下游侧，检测有无基于所述浓缩水的污垢析出；和控制装置，基于有无所述生物污染产生以及有无所述污垢析出，决定包含针对所述膜分离装置的所述一次处理水的提供压力以及提供流量的运转参数。

　　通过该结构，控制装置基于一次处理水的生物污染产生的有无和浓缩水的污垢析出的有无，决定针对膜分离装置的一次处理水的提供压力以及提供流量。由此，例如，相比于仅基于一次处理水的特性值来决定上述参数的情况，能够进一步精密地调整膜分离装置的处理能力。

　　通过本发明的第二方式，在上述第一方式所涉及的水处理系统中，具备：压力调整阀，使所述一次处理水向所述膜分离装置的提供压力变化；和泵，使所述一次处理水的提供流量变化，所述控制装置基于所述生物污染产生的有无以及所述污垢析出的有无，使所述压力调整阀的打开量以及所述泵的排出量变化，来调整所述运转参数。

　　通过该结构，基于生物污染产生的有无以及污垢析出的有无，仅使压力调整阀的打开量和泵的排出量变化，从而能够容易调整膜分离装置的处理能力。

　　通过本发明的第三方式，水处理方法包含：前处理步骤，对被处理水实施前处理来生成一次处理水；分离步骤，所述一次处理水透过逆浸透膜使，从而分离为浓缩水和透过水；第一获取步骤，检测有无基于所述一次处理水的生物污染产生；第二获取步骤，检测有无基于所述浓缩水的污垢析出；和参数决定步骤，基于有无所述生物污染产生以及有无所述污垢析出，决定所述前处理步骤以及所述分离步骤中的运转参数。

　　通过该方法，基于一次处理水的特性值和浓缩水的特性值，决定一次处理水的提供压力以及提供流量。由此，例如，相比于仅基于一次处理水的特性值来决定上述参数的情况，能够进一步精密地调整分离步骤中的膜分离装置的处理能力。

　　根据本发明，能够提供一种能够进行更精密的控制的水处理系统以及排水处理方法。

　　参照图1至图3来对本发明的实施方式进行说明。如图1所示，水处理系统100具备：前处理装置1、膜分离装置2、第一传感器装置3、第二传感器装置4和控制装置5。

　　该水处理系统100被用于例如对海水等被处理水实施脱盐处理来生成淡水。前处理装置1具有：氧化处理部11、氧化硅处理部12、凝结沉淀部13、过滤部14和杀菌部15。被处理水按照上述顺序通过这些各装置。

　　氧化处理部11是用于去除被处理水中包含的重金属的装置。在该氧化处理部11中，对被处理水提供氧化剂。由此，被处理水中的重金属作为金属氧化物而在液中析出。被实施了氧化处理的被处理水(氧化处理水)被送到后续的氧化硅处理部12。

　　氧化硅处理部12是用于去除氧化处理水中包含的氧化硅(氧化硅离子)的装置。在该氧化硅除去部中，针对上述被氧化处理的被处理水适当地选择并提供适当的药剂(氧化硅处理药)。由此，氧化处理水中的氧化硅作为硅化合物而在液中析出。被实施了氧化硅处理的氧化处理水(氧化硅处理水)被送到后续的凝结沉淀部13。

　　凝结沉淀部13是用于使氧化硅处理水中包含的上述的金属氧化物、硅化合物凝结/沉淀的装置。在该凝结沉淀部13中，对氧化硅处理水提供凝结剂。由此，氧化硅处理水中的金属氧化物以及硅化合物在凝结后沉淀。由此，成为沉淀处理水。沉淀处理水被送到后续的过滤部14。

　　过滤部14将沉淀处理水中包含的上述的沉淀物(凝结的金属氧化物、硅化合物)过滤，生成过滤水。过滤水被送到后续的杀菌部15。

　　杀菌部15是用于将过滤水中包含的微生物(菌类)等去除的装置。在杀菌部15中，对过滤水提供用于去除这些微生物等的杀菌剂。由此，过滤水中包含的微生物大致消灭，生成一次处理水w1。另外，该阶段的一次处理水w1中，依然包含如盐分、无机物等那样，前工序中未除去的离子成分。一次处理水w1通过一次处理水线，被送到后续的膜分离装置2。

　　另外，上述的氧化处理部11、氧化硅处理部12、凝结沉淀部13以及杀菌部15被连接于后述的控制装置5。即，氧化剂、氧化硅处理药、凝结剂以及杀菌剂的提供量是由该控制装置5进行调整的。

　　膜分离装置2具有：具有逆浸透膜的多个料斗21、泵22、压力调整阀23。通过对这些料斗21使上述的一次处理水w1透过，来生成包含盐分的浓缩水和透过水(淡水)。其中，浓缩水通过浓缩水线而被送到其他装置(省略图示)。透过水通过透过水线而与浓缩水同样地被送到其他装置(省略图示)。

　　在料斗21的上游侧设置泵22，在下游侧设置压力调整阀23。针对料斗21的一次处理水w1的提供压力通过这些泵22以及压力调整阀23而被调整。即，通过使泵22的排出量和压力调整阀23的打开量分别变化，来调整一次处理水w1的提供压力。这些泵22、压力调整阀23是通过后述的控制装置5进行控制的。通过这样的调整，从膜分离装置2排出的透过水的回收率(水回收率)变化。

　　第一传感器装置3被设置在上述的一次处理水线之间的区域)。第一传感器装置3是用于检测有无一次处理水w1中的生物污染产生的装置。具体而言，作为第一传感器装置3，mfs(membranefoulingsimulator，膜污染模拟器)被适当地使用。mfs在内部具备被称为mfs流动单元的小型的逆浸透膜装置。

　　一次处理水w1基于一定的流量、一定的压力而被提供给mfs。此时，在mfs流动单元的前后产生压力差。进一步地，在由于一次处理水w1导致mfs流动单元中产生生物污染的情况下，该mfs流动单元前后的压力差产生变化。具体而言，在产生生物污染的情况下，上述的压力差变大。通过检测该压力差的变化，能够检测有无基于一次处理水w1的生物污染的产生。这样检测到的生物污染产生的有无作为电信号而被送到后述的控制装置5。

　　第二传感器装置4被设置在浓缩水线的下游侧)。另外，在第一传感器装置3中，检测基于一次处理水w1的生物污染的产生，另一方面，在第二传感器装置4中，获取有无浓缩水中包含的离子种类的结晶化所导致产生的逆浸透膜上的污垢析出。该污垢析出的有无作为电信号而被送到后述的控制装置5。

　　控制装置5基于通过上述的第一传感器装置3而获取的生物污染产生的有无以及通过第二传感器装置4而获取的污垢析出的有无，对上述的前处理装置1和膜分离装置2进行控制。具体而言，控制装置5具备：在第一传感器装置3以及第二传感器装置4之间进行电信号的输入输出的输入输出部51、和基于输入的电信号(生物污染的有无以及污垢析出的有无)来生成用于对前处理装置1和膜分离装置2进行控制的控制信号(运转参数)的控制装置主体52。

　　接着，参照图2来对上述的水处理系统100的动作(排水处理方法)进行说明。首先，向上述的前处理装置1导入被处理水。通过前处理装置1，对被处理水实施上述的各处理(氧化处理、氧化硅处理、凝结/沉淀k1体育、过滤以及杀菌)(前处理步骤s1)。由此，生成一次处理水w1。

　　接下来，一次处理水w1通过一次处理水线，被送到后续的膜分离装置2。在膜分离装置2中，通过逆浸透膜，一次处理水w1被分离为浓缩水和透过水(分离步骤s2)。浓缩水、透过水均被送到其他装置、设备(省略图示)。

　　这里，在长期持续上述的运转的情况、被处理水的水质产生变动的情况下，在膜分离装置2中，可能发生上述的生物污染、污垢析出。若产生生物污染、污垢，则膜分离装置2中的逆浸透膜可能产生堵塞，处理性能(透过水的生成量)降低。因此，在本实施方式所涉及的水处理系统100中，通过上述的第一传感器装置3来检测有无一次处理水w1中的生物污染产生，并且通过第二传感器装置4来检测有无浓缩水中的污垢析出(第一获取步骤s3、第二获取步骤s4)。另外，第一获取步骤s3也可以在上述的分离步骤s2之前执行。

　　在控制装置5中，基于这些生物污染产生的有无和污垢析出的有无，决定前处理装置1和膜分离装置2中的运转参数(参数决定步骤s5)。参照图3来对控制装置5的动作进行说明。

　　首先，对于控制装置5，上述的mfs(第一传感器装置3)中的生物污染产生的有无作为电信号而被输入到控制装置5。在第一传感器装置3中产生生物污染的情况下(即，生物污染量为大于0的值的情况下)，可知一次处理水w1处于容易产生生物污染的状态。因此，控制装置5首先根据生物污染产生的有无，调整前处理装置1中的各药剂(氧化剂、氧化硅处理药、凝结剂以及杀菌剂)的提供量来减少微生物、有机物的量。由此，减少一次处理水w1中的生物污染的产生容易度。

　　进一步地，控制装置5通过使膜分离装置2中的泵22的排出量、压力调整阀23的打开量变化，来调整该膜分离装置2中的水回收率。具体而言，在判断为容易产生生物污染的情况下，在降低水回收率的方向上控制泵22和压力调整阀23。

　　进一步地，对于控制装置5，上述的第二传感器装置4中的污垢析出的有无被输入到控制装置5。在第二传感器装置4中污垢析出的情况下(即，污垢析出量为大于0的值的情况下)，可知浓缩水处于污垢容易析出的状态。因此，控制装置5根据污垢析出的有无，调整前处理装置1中的各药剂(氧化剂、氧化硅处理药、凝结剂)的提供量，减少一次处理水w1中的无机物的量。

　　进一步地，控制装置5通过使膜分离装置2中的泵22的排出量和压力调整阀23的打开量变化，来调整该膜分离装置2中的水回收率。具体而言，在判断为污垢容易析出的情况下，在降低水回收率的方向上控制泵22和压力调整阀23。

　　以上，如说明那样，控制装置5基于一次处理水w1的特性值(生物污染产生的有无)和浓缩水的特性值(污垢析出的有无)，决定一次处理水w1的提供压力以及提供流量。由此，例如，相比于仅基于一次处理水w1的特性值来决定上述参数的情况，能够进一步精密地调整膜分离装置2的处理能力。

　　进一步地，通过上述的结构，基于生物污染产生的有无以及污垢析出的有无，仅通过使压力调整阀23的打开量和泵22的排出量变化，就能够容易地调整膜分离装置2的处理能力。

　　并且，通过上述的结构，逆浸透膜中的污垢的析出的有无被用作为向控制装置5的输入值。即，基于污垢的析出来决定包含一次处理水w1的提供压力以及提供流量的运转参数，因此能够在污垢未析出的程度的处理能力的基础上来运转膜分离装置2。

　　以上，对本发明的实施方式进行了说明。另外，上述的结构只不过是一个例子，只要不脱离本发明的主旨，能够施加各种变更。

　　例如，在上述实施方式中，对使用mfs来作为第一传感器装置3的例子进行了说明k1体育。但是，第一传感器装置3并不限定于mfs。即，作为第一传感器装置3，只要能够检测生物污染的产生容易度，就能够使用各种装置。同样地，作为第二传感器装置4，只要能够检测污垢析出的容易度，就能够使用各种装置。

　　进一步地，也能够对由第一传感器装置3检测的生物污染产生的有无以及由第二传感器装置检测的污垢析出的有无设置优先顺序。例如，在相比于生物污染的产生，更希望重点抑制污垢的析出的情况下，能够仅基于由第二传感器装置4检测的污垢析出来进行膜分离装置2的控制。相反地，在相比于污垢的析出更希望重点抑制生物污染的产生的情况下，能够仅基于由第一传感器装置3检测的生物污染产生来进行膜分离装置2的控制。

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　　1.环境污染控制：环境污染物的高级氧化去除及转化机制 2.环境计算化学：典型污染物的环境相关物性参数预测及构效关系研究

　　主要从事海洋生物医药及海洋污染物的微生物修复研究。 （1）海洋微生物中筛选免疫活性物质，用于抗氧化保健品以及抗肿瘤药物的开发。 （2）开展石油烃降解菌的基因组学、转录组以及代谢组和关键酶基因研究，分析其降解石油烃途径。利用分子生物学和生物信息学技术开展与海洋环境污染治理和修复相关的微生物分子数据