专利名称：稳定的膜过滤流量的推定方法
技术领域：
本发明涉及由膜过滤初期的试验数据推定新设膜过滤设备设计所需的稳定的膜过滤流量值的方法。
背景技术：
使用超滤膜、精密过滤膜等过滤膜的膜过滤设备，在膜组件内流通成为分离对象的被处理液，从膜组件外部对该被处理液体施加压力。并且，主要根据膜细孔的大小，在可得到某种程度流量的条件内进行目标过滤。
膜过滤设备的被处理液的性状根据每种膜过滤设备的不同而不同，被处理液所含的各种物质产生膜堵塞等所谓的生垢而急剧或慢慢地导致流量的降低。因此，膜过滤设备较短期地反复进行空气洗涤等的物理洗涤、冲洗等，使膜性能恢复某种程度后使用。而且，通常情况是，在将使膜性能充分恢复的药品洗涤设想为例如每半年一次的范围内，并且在可能的运行条件的范围内，对直到药品洗涤为止的半年间的期间的可稳定运行的状态进行特定，在这样的条件之中采用效率最好的条件进行运行。
将膜过滤设备在定流量条件下稳定运行时的运行压力的典型行为示于图10(a)。图10(a)中，横坐标是运行天数，纵坐标是运行压力。将图10(a)中用圆圈包围的部分的放大图示于图(b)。图10(b)表示与定期洗涤相伴的短期的压力波动。由图10(a)可知，运行压力在运行的初期急剧上升。可是，初期状态一过去就进入稳定期，运行压力随着运行天数按一定的斜率慢慢增加。一过稳定期，就变为末期，运行压力急剧地上升，接近于送液泵的运行极限，必须对过滤膜进行药品洗涤。
作为膜过滤设备的运行条件，在预先假定该从初期到末期的运行期间和短期的洗涤条件的场合，该期间能按一定流量稳定运行的最大流量下运行会效率最好。为此设计膜过滤设备时，以一定的短期的洗涤条件和直到药品洗涤为止的运行期间为前提，推定稳定状态下的流量的最大值成为多大的值，由此确定膜过滤设备的设计规模。
然而，这种实际运行时的稳定状态的流量，受包括前处理在内的被处理液中所含的物质的种类、粒子的性状、浓度等影响，此外，可以认为，过滤膜的特性、被处理液中所含的物质与过滤膜的相互作用、过滤膜的洗涤条件、运行条件等各种条件复杂地影响从而决定。以往由于这些复杂的相互作用，因此可以认为完全不可能预先推定稳定状态的流量值。
作为要推定该稳定状态流量的尝试，例如提出了使用一定的过滤器，在一定时间、一定压力下过滤被处理液，由过滤开始时刻和过滤结束时刻的流量的测定值求出稳定状态的流量值的称作SDI(Silt Density Index)测定方法的方法。然而可使用该方法的被限定在极窄的水质范围，很难说有实用性。另外，特开2001-327967号公报(专利文献1)记载了由浊质量值和溶解性有机物碳量的测定值及膜过滤流量的函数，谋求膜过滤流量、物理洗涤间隔、药液洗涤时期、前处理等的最佳化的方法。然而该发明必须对DOC、E260、浊度进行分析，很繁杂。另外，由于将有机物污染的原因特定成腐殖质，由DOC与E260的比率简单地计算，算出污染程度，故腐殖质以外的有机物参与膜污染的场合，也有时不能正确地评价其影响。
因此，以往在设计新设膜过滤设备时，通常情况是使用1种或2种以上的候补膜的膜组件，一边经验性或尝试性地使用各种的前处理与膜组件的组合，一边使实际的被处理液流通到膜组件中，预先进行从最短1个月左右到最长包含季节变化在内的1年左右的长期运行，尝试性地进行可稳定地得到的流量的最大值为怎样程度的值的试验。例如，非专利文献1中记载了在日本岐阜县山之内水净化厂使用超滤膜(UF)一边进行各种的前处理试验，一边研究膜净水处理系统的长期稳定性的试验结果报告，报道了各种的同样的试验结果。
另外，试验不花费这么长时间的场合，将可认为被处理液组成比较近似的过去的膜过滤设备的经验值作为参考，经验性地估计新型膜过滤设备的稳定状态的流量值，然后乘以安全系数使之比通常大，作为设计值进行设计。
专利文献1特开2001-327967号公报非专利文献1高效率净水技术开发研究(ACT 21)自来水用膜过滤技术的新发展，(财)自来水研究中心发行，2002年12月发行，200页～204页、227页～230页、257～271页、272页～274页、277页～279页。
发明内容
本发明的课题是，提供由膜过滤初期的膜过滤特性的测定数据，推定包含膜过滤设备短期洗涤在内的长期稳定运行时的流量最大值的方法。
本发明涉及一种推定方法，其是推定膜组件及运行条件被特定了的膜过滤设备稳定运行时的最大流量的方法，其特征在于，包括使用上述膜过滤设备的被处理液和膜组件的膜，获得上述膜过滤设备的初期膜过滤特性的测定值A的工序；获得膜组件和运行条件与上述膜组件和运行条件相同或近似的多个已设膜过滤设备稳定运行时的最大流量值的工序；使用上述多个已设膜过滤设备的被处理液和膜组件的膜，获得上述多个已设膜过滤设备的初期膜过滤特性的测定值B的工序；以及，基于上述已设膜过滤设备的最大流量值与测定值B的关系，由上述测定值A推定上述膜过滤设备的最大流量的推定工序。
这里，上述推定工序，优选是利用式或曲线表示上述初期膜过滤特性的测定值B的对数值与上述最大流量的关系，在该式或曲线中外插或内插上述测定值A，推定上述膜过滤设备的最大流量的工序。
另外，上述运行条件，优选至少包含过滤时间或膜洗涤模式的条件。此外，上述的初期膜过滤特性，优选是选自定压单纯过滤阻力、定量单纯过滤阻力、带洗涤的定压过滤阻力、带洗涤的定量过滤阻力之中的任一种的初期膜过滤特性。另外，优选上述的初期膜过滤特性的测定值与上述稳定运行时的最大流量的经验值利用将测定值换算为对数的半对数曲线相结合。
发明效果由膜过滤初期的短时间的流通液数据极为简单地推定包含膜过滤设备的洗涤条件在内的长期稳定运行时的流量最大值成为可能。其结果，在设计新设膜过滤设备时不需进行长期的试验运行。
具体实施例方式
参照附图对本发明的实施方式例进行说明。本发明首先对预定新设的膜过滤设备的膜组件和运行条件进行特定。并且，使用该膜组件中所使用的膜和预定由新设膜过滤设备处理的被处理液，测定膜的过滤阻力等初期膜过滤特性(将该值作为测定值A)。该测定经过10分～1小时左右的短时间完成。
接着，选择2个以上的与预定新设的膜过滤设备相同或近似的膜组件和运行条件的已设膜过滤设备，对于这些设备，收集在直到预定的药品洗涤为止的运行时间范围内可稳定运行的流量最大值的经验数据。这样的经验值是各设备改变运行压力等运行条件尝试性地收集的值。另外，使用在已设膜过滤设备中使用的膜组件的膜、和已设膜过滤设备的被处理液，测定与上述相同的初期膜过滤特性(将该值作为测定值B)。
接着，将多个已设膜过滤设备的上述流量最大值的经验值、和它们的测定值B，绘制成将测定值B取为对数侧的半对数曲线。并且用直线连接这些多个点，特定该直线上的与上述测定值A相对应的点。读取该点的流量值，可得到需求的预定新设的膜过滤设备中可稳定运行的流量的最大值。
即，令人惊奇的是，与被处理液是什么无关，如果有膜组件和运行条件相同或近似的多个已设膜过滤设备的流量最大值的数据，则通过测定已设膜过滤设备的膜的初期膜过滤特性、和预定新设的膜过滤设备的膜的初期膜过滤特性，可立即推定出预定新设的膜过滤设备能够得到的稳定流量的最大值。
再者，以上为了说明方便按测定值A、测定值B、最大流量值的顺序对本发明所述的推定方法的各工序作了说明，但未必限于该顺序。例如，可以按测定值A、最大流量值、测定值B的顺序求出，也可以是最大流量值、测定值B、测定值A的顺序。
本发明是在以针对各种各样的被处理液建设的数量较多的膜过滤设备的经验值为基础，尝试性地进行各种的数据解析中，绘制上述的半对数曲线图，令人惊奇地发现，与被处理液的性状如何无关，各种已设膜过滤设备的数据均在特定了膜组件和运行条件的大致一条直线上，从而完成的。
由此，变得能够极容易、且以短时间、而且高准确度地进行以往需要短则一个月、通常一年左右的长期间的试验运行的新设膜过滤设备的设计条件的推定。以下对这种推定更详细地进行说明。
首先，这里所说的新设膜过滤设备，是指在计划阶段还没有建设的膜过滤设备，但即使是已设膜过滤设备，也可以是未预先进行长期的试验，就以被处理液的性状近似的其他的已设膜过滤设备的数据为基础设想设计值从而建设的膜过滤设备，或者是未进行经验性地找出最大流量的作业的设备，这些设备有不一定完成最佳化设计的可能性，故在推定流量的最大值上具有意义。
接着，对新设膜过滤设备中使用的膜组件和运行条件进行特定。原因是它们在绘制上述的半对数曲线的场合，成为特定不同的直线的参数。这里，膜组件的分类原则上根据膜的材质、膜是中空丝还是平膜等膜的形状、孔径、孔数、为中空丝的场合的丝径、丝长度、丝在组件中的填充率、为平膜的场合的膜尺寸、膜间距离、是螺旋型的还是压滤型的等等的组件形式等来进行判断。由于上述这些不同的场合膜组件的性能也不同，故作为原则上不同的膜组件进行特定。
实际上，按照膜组件的制品分类来进行判断较简便，为优选。即，如果是相同等级(grade)的制品，则判断为相同的膜组件，如果是不同等级的制品，则判断为不同的膜组件，这样就很简便，这是因为，带有不同的等级号可认为有不同的规格参数和性能。相同的制品有2个以上的不同等级的场合，返回上述的原则进行判断即可。另外，所谓膜组件近似，意味着相对于某个特定的膜组件，上述各种的规格参数、特性相近，可以作为那个膜组件的代替品使用。再者，所谓特性相近，意味着即使特性的数值不同，数值也在±30％的偏差范围内，若在该偏差范围内，则判断为特性相近或实质上相同的运行条件。更优选数值在±20％的偏差范围内，进一步优选数值在±10％的偏差范围内。
另外，所谓运行条件是指由(1)在实际运行中处理被处理液的过滤工序的时间和(2)对膜进行洗涤的洗涤工序的时间及(3)根据需要挤出浊性成分的冲洗工序的时间之和构成的过滤时间(实际运行的循环单元工序的实行所需要的时间)、膜洗涤的方式、膜洗涤中使用空气洗涤的场合的空气流量、反洗时间等的膜洗涤模式，上述这些相同的场合，判断为运行条件相同。再者，即使它们的数值不同，但如果数值在±30％的偏差范围内，则判断为运行条件近似、或为实质上相同的运行条件的范围内。更优选数值在±20％的偏差范围内，进一步优选数值在±10％的偏差范围内。再者，前处理条件不需要包括在运行条件内。原因是前处理使被处理液的性状发生变化，但本发明无论被处理液的性质如何都可适用。
接着，使用在新设膜过滤设备中使用的膜组件的膜、和要由新设膜过滤设备处理的被处理液，测定膜的初期膜过滤特性的测定值A。这里，所谓初期膜过滤特性是指，采用未使用的新过滤膜开始被处理液的处理之后，直到转移到图1所示那样的稳定状态为止的期间的膜特性，实际上测定从处理开始后的10分钟左右开始，最长包括2次或3次洗涤工序的程度的时间间隔下的膜特性就足够。作为这样的初期膜过滤特性应该测定的项目，可举出定压单纯过滤阻力、定量单纯过滤阻力、带洗涤的定压过滤阻力、带洗涤的定量过滤阻力等，以下对作为初期膜过滤特性使用定压单纯过滤阻力的情况进行说明，对于其他的初期膜过滤特性在后面进行叙述。
图1是测定初期膜过滤特性的装置的模式图。成为装置中心的膜组件，是在壳体中容纳了只有一根的长度20cm左右的中空丝2的微型组件1。该中空丝2使用与在预定用于新设膜过滤设备中的膜组件中使用的中空丝相同的未使用的中空丝，但中空丝的长度可以与壳体的长度一致。中空丝2的一个端部使用关闭工具5封闭，另一端部成为开放端6，并使得从膜透过的液体能够流出。被处理液从微型组件侧部的入口3进入壳体内，只有从膜透过的液体从开放端6流出。微型组件侧部的出口4通过管线62变成为关闭端63。
容器11内的新设膜过滤设备的被处理液70，一边被搅拌器10搅拌，一边通过泵20的挤出滚21，通过管线61从容器11中抽吸出，再通过管线61被送到微型组件侧部的入口3。通过该泵20的旋转，过滤压力施加到微型组件上。在管线61与管线62的中途分别设有压力计50、51，只要测定正常地进行着，2个压力计显示的压力就为大致相同的值。
在微型组件1的开放端6的下部，放置有接收从开放端6流出的膜透过液71的容器31。该容器31再放置在可根据每个容器31逐次测定膜透过液71的重量的电子天秤30上。由电子天秤30测定的重量的增加数据被送到计算机40进行数据处理，运算定压单纯过滤阻力K。
这里，对于定压单纯过滤阻力K进行说明。K也称作Ruth定压过滤系数，是由定压过滤条件下的滤饼过滤的研究得出的系数。关于K，是在从过滤开始算起的过滤时间为θ、滤液量为V的场合，取θ/V为纵坐标，取V为横坐标绘制成方格网曲线图，利用所得出的直线的斜率θ/V2来定义的。该θ/V为纵坐标、V为横坐标的曲线图记载在图1的计算机40的部分上，计算机40中装有进行该K的运算的程序。再者，在求K时，为使压力计50、51为恒定压力(定压)，使滚21的转速为一定的条件进行测定即可。用10分钟左右便简单地完成该定压单纯过滤阻力的测定。由此可得出使用了用于新设膜过滤设备的膜组件中的膜和被处理液的定压单纯过滤阻力K的测定值A。
再者，用于测定这种初期膜过滤特性的装置，可以是各种的改型品，并不限于图1那样的装置。例如，收容在微型组件中的中空丝可以不限于一根，并且，也可以使用平膜的微型组件。另外，测定也可以使流量一定而测定压力波动。
接着，从已设膜过滤设备之中选择多个与新设膜过滤设备的膜组件和运行条件相同或近似的已设膜过滤设备(实际上，参考已设膜过滤设备的膜组件和运行条件，选择新设膜过滤设备的膜组件和运行条件)。选择已设膜过滤设备时，不需要被处理液的性状与新设膜过滤设备的被处理液近似。
接着，收集使用这些多个已设膜过滤设备尝试性地测定的稳定状态下流量最大值的数据。通常，已设膜过滤设备，从开始运行起的不久的期间，为了运行条件最佳化，通过使过滤压力适当变动而改变流量，在该状态下运行一定期间，调查过滤压力随时间经过的行为。将进行这种运行的状态的例子示于图2～图4。
图2是以在某个已设膜过滤设备(A)中，阶段性地增加流量，求出流量达到多少，过滤压力能维持稳定状态，即，求出稳定状态流量的最大值为目的而进行的实验结果。再者，因为流量是每单位膜面积每一天得到的膜透过液体积，故作为流量的单位，可以使用m3/m2/d＝m/d(即m/天)。在实验初期，从4m/d的小流量开始，判明在该流量下可得到稳定状态。于是，接着将流量升到6m/d，结果压力上升的斜率过大，判明不能稳定运行。由此知道，在为6m/d时超过得到稳定状态的流量的最大值。实际上在其后的试验中判明流量的最大值大约是4.7m/d。
图3是表示用于求出另外的已设膜过滤设备(B)的稳定流量最大值的实验结果的图。运行当初按2.9m/d进行运行，结果判明，压力上升的斜率过大，在达到直到预定的药品洗涤为止的运行期间之前已超过作为设备运行压力上限的200kPa。即，没有得到稳定状态。因此，对膜进行药品洗涤使之恢复到与新品同样的状态，将流量降到2.4m/d再进行运行。于是判明可得到压力上升的斜率小的稳定状态。接着，再度对膜进行药品洗涤使之恢复到与新品同样的状态，将流量升到2.6m/d进行运行。于是判明在该流量下也可得到稳定状态。此外，由在2.6m/d与2.9m/d之间更微细地调节流量而进行的没有图示的实验的结果，可确认该已设膜过滤设备(B)的流量最大值大约是2.7m/d。
图4是表示求出另外的已设膜过滤设备(C)的稳定状态流量最大值的实验结果的图。首先，运行当初在流量为1.5m/d的条件下运行，判明在该流量下可得到稳定状态。于是，接着使流量增加到3m/d，结果过滤压力急剧地增加，成为部分地突破作为设备运行上限压力的200kPa。即，不能得到稳定状态。由其后的更细地划分阶段的没有图示的实验，可确认该膜过滤设备可得到稳定状态的流量最大值是2.8m/d。
即，稳定流量最大值，首先是推定为安全侧的流量值，是进行某种程度的期间的过滤运行，调查压力上升的程度，判断是否可得到所希望的范围的压力上升的斜率，将可得到所希望的斜率的情形作为稳定状态，再改变流量判断是否可得到稳定状态，通过上述这一阶段性的尝试，经验性地求出的值。这样地收集由已设膜过滤设备分别独立地测定的稳定状态下的流量最大值的数据(实际上，从这样的数据齐全的已设膜过滤设备之中选择多个成为新设膜过滤设备设定条件的参考的已设膜过滤设备。)。
接着，使用在已设膜过滤设备中使用的膜组件的膜、和由该已设膜过滤设备处理的被处理液，测定与上述图1关联地说明的定压单纯过滤阻力K。使用的膜是与收容在已设膜过滤设备所使用的膜组件中的膜相同规格参数特性(或相同等级)的膜，是未使用的膜。再者，不需要膜的长度、根数相同。关于多个所选择的已设膜过滤设备之中剩余的已设膜过滤设备也同样，使用该设备的被处理液、和与收容在该设备的膜组件中的膜相同的规格参数特性的未使用的膜，测定定压单纯过滤阻力K。将得到的多个测定值作为测定值B。该测定也与上述的新设膜过滤设备的情况同样地，对于各个膜至多10分钟左右结束测定。再者，初期膜过滤特性的测定值，由于是每个设备所固有的值，故已得到测定值B的场合，使用该测定值即可。
接着，由上述所得到的数据推定新设膜过滤设备稳定状态下流量最大值。首先，将上述所得到的已设膜过滤设备的K的多个测定值B、和稳定状态下的流量最大值，将K值取为对数侧绘制成半对数曲线图，然后划出通过所绘制的点的直线，如已经说明的那样发现，无论被处理液的性状如何，若将膜组件和运行条件特定，则即使是由不同膜过滤设备测定的点，也均在同一直线上。即，可推定即使新设膜过滤设备，由其测定的点也存在于该直线上。
于是，将上述所制得的新设膜过滤设备的K的测定值A绘制在该直线上，读取纵坐标的膜过滤流量值，则可推定该值为在作为对象的新设膜过滤设备中可得到稳定状态的流量最大值。即，通过由已设膜过滤设备的数据进行外插或内插，可推定新设膜过滤设备的稳定状态。
这样，以已设膜过滤设备的经验值、和能简单地测定的初期膜特性为基础，尽管被处理液的性状不同，也可高准确度地得到目标的流量最大值。因此，以往新设膜过滤设备所必需的长期试验运行、求设备建设后的流量最大值的尝试性的试验运行变得不再需要。
反之，若使用新设膜过滤设备的被处理液，测定在各种膜组件中使用的膜的初期膜过滤特性，则当使用与任一个已设膜过滤设备同样的膜组件、运行条件时，可得到新设膜过滤设备的最高流量，即可预先特定最佳条件。
即，若构筑积累了各种条件的已设膜过滤设备的最大流量值及初期膜过滤特性的数据的数据库，则使用新设膜过滤设备的被处理液，只测定各种膜的初期膜过滤特性，就可立即决定最适合于新设膜过滤设备的膜组件和运行条件。
其次，作为可用作初期膜过滤特性的，除了上述的单纯过滤阻力K以外，还可举出定量单纯过滤阻力、带洗涤的定压过滤阻力、带洗涤的定量过滤阻力等。但是，初期膜过滤特性不限于这些，也可以是能特定膜初期特性的参数。
例如，所谓定量单纯过滤阻力，按以下所述定义，即，根据在一定流量条件下使用与图1同样的装置测定的膜透过量和运行压力随时间的波动值，采用在方格曲线图的横坐标为膜透过体积的积算值V(相当于时间)、纵坐标为运行压力P的场合所得到的直线的斜率定义。将其示于图5。该定量单纯过滤阻力因为实际的膜过滤设备在定量运行条件下运行，故从该观点考虑是实际的。然而，另一方面，用于测定初期膜过滤特性的装置，必须利用来自压力计的信号控制泵的动作，故变得更复杂。
另外，作为初期膜过滤特性，虽然测定更加复杂，但也可以使用甚至包含2次到3次左右的洗涤工序的特性。将对定压条件下的K附加加了洗涤条件的称为带洗涤的定压过滤阻力。将其图示则为图6所示。实线是实际的测定数据，可以使用虚线所示的直线的斜率作为初期膜过滤特性。
同样地，在测定定量单纯过滤阻力时，也可以使用甚至增加了2次到3次左右的洗涤工序的特性。将在定量条件下附加了洗涤条件的特性称为带洗涤的定量过滤阻力。将其图示，则为图7所示。实线是包括实际洗涤的测定数据，可使用虚线所表示的直线的斜率作为初期膜过滤特性。
此外，有关运行时的温度，由已设膜过滤设备的运行温度确定标准的基准温度，与该基准温度的偏差，通过对被处理液粘度随温度的变化进行换算来应对即可。以下，举出实施例进一步详细地说明本发明，但本发明请求保护的范围不限于这些的实施例。
实施例1对于某河水的砂过滤设备，在建设用于过滤其反洗时的排水的新设膜过滤设备之前，推定了稳定流量的最大值。排水的浊度是100度，为比较高的值。作为从必要处理量等出发适宜考虑的膜组件，选择旭化成ケミカルズ公司制的中空丝型精密过滤膜组件(型号UNA·620A、膜面积50m2)，直到药品洗涤为止的稳定运行期间设定为6个月。另外，将作为标准的运行条件的、过滤运行28.5分、反洗同时空气洗涤1分、冲洗30秒的合计30分钟作为单元工序。通过重复该单元工序来进行运行。再者，反洗的同时进行空气洗涤时，向反洗所使用的过滤水中添加次氯酸钠并使之成为1～5mg/l的浓度。使用在该膜组件中使用的膜的未使用品、图1所述的装置、及砂过滤的反洗时的排水，测定膜的定压单纯过滤阻力K。测定的值是0.35，为比较大的值。将该值作为测定值A。
接着，使用型号与上述所选择的膜组件相同的膜组件，并且选择运行条件相同的3个设备。第一个设备是图2中示出实验结果一部分的膜过滤设备(A)，是过滤浊度为0.03度的河水的设备。使用与该膜过滤设备(A)的膜组件所使用的膜相同的未使用的膜、和由膜过滤设备(A)处理的河水，使用图1的装置在温度20℃下测定定压单纯过滤阻力K，结果是0.00033。将该值作为测定值B的第一个值。
第二个设备是图3中表示出实验结果一部分的膜过滤设备(B)，是过滤浊度为1度的工业用水的设备。该膜过滤设备(B)所使用的膜组件制品和运行条件与膜过滤设备(A)相同。使用该膜过滤设备(B)的工业用水和膜，使用图1的装置同样地测定定压单纯过滤阻力K，结果是0.022。将该值作为测定值B的第二个值。
第三个设备是图4中表示出实验结果一部分的膜过滤设备(C)，是向原水施加凝聚沉淀和砂过滤的前处理，对浊度成为0.14度的河水进行过滤的设备。该膜过滤设备(C)所使用的膜组件制品和运行条件与膜过滤设备(A)相同。使用该膜过滤设备(C)的前处理完的水和膜，使用图1的装置同样地测定定压单纯过滤阻力K，结果是0.0187。将该值作为测定值B的第三个值。
然后，将这些(A)～(C)的膜过滤设备的、先前特定过的稳定流量最大值和定压单纯过滤阻力K示于表1。
表1
将这些值用白圆圈(○)绘制成以定压单纯过滤阻力为对数侧的半对数曲线，所得到曲线图示于图8。于是由图8可以看出，这三点在一条直线上。在该直线上用黑方形(■)标绘上述测定值A的点(K值＝0.3500)，读取该点的流量值，是1.4m/d。该值成为稳定流量最大值的推定值。
接着，基于所选择的膜组件、运行条件，建设新设膜过滤设备后，施加前处理，一边进行浊度100度的河水的过滤运行，一边阶段性地改变流量，测定稳定流量的最大值。将测定时过滤压力的行为例示于图9。虽然直到1.39m/d为止可得到稳定状态，但知道在为1.74m/d时压力上升过于急剧，不能得到稳定状态。由更详细的实验可得到稳定流量最大值的测定值也为1.4m/d，在测定误差的范围内与推定值非常一致的结果。
比较例1采用SDI(Silt Density Index)测定方法，尝试了稳定状态流量最大值的推定。作为过滤器，使用孔径0.45μm的精密过滤器(Millipore公司制、商品名HAWP，φ47mm)，分别过滤了实施例1的膜过滤设备(A)、(B)、(C)的被处理液。过滤条件是过滤压力为210kPa恒定，过滤流量的测定时间间隔为15分钟。首先，在过滤开始时测定过滤被处理液500ml所需要的时间。将该时间记为t0。接着继续过滤，从过滤开始经过测定时间间隔15分钟之后，再度测定过滤被处理液500ml所需要的时间。将该时间记为t15。由这些的测定值和以下的数学式求出SDI。
SDI(15分)＝[(1-t0/t15)×100]/15使用膜过滤设备(A)的被处理液的场合的SDI是0。而使用膜过滤设备(B)的被处理液的场合的SDI是3.8。此外，使用膜过滤设备(C)的被处理液的场合的SDI是6.5。膜过滤设备(B)与膜过滤设备(C)的稳定流量最大值尽管是相互接近的值，但SDI成为大不相同的结果。另外，使用实施例1的新设膜过滤设备的被处理液同样尝试测定SDI，结果由于浊度大，故不能得到膜透过液。即，过滤流量是零，不能测定。
产业上的可利用性根据本发明，在新设膜过滤设备的设计中，不进行长期的试验运行，而由以短时间求出的膜过滤初期的膜过滤特性的测定数据，就可简单地推定包含膜过滤设备的短期洗涤在内的长期稳定运行时的流量最大值。
图1是表示测定初期膜过滤特性的装置构成例概况的模式图。
图2是表示对于已设膜过滤设备(A)，求稳定状态流量最大值的实验结果例的图。
图3是表示对于已设膜过滤设备(B)，求稳定状态流量最大值的实验结果例的图。
图4是表示对于已设膜过滤设备(C)，求稳定状态流量最大值的实验结果例的图。
图5是表示用于求定量单纯过滤阻力的曲线例的图。
图6是表示带洗涤的定压过滤阻力的概念的图。
图7是表示带洗涤的定量过滤阻力的概念的图。
图8是表示K值与稳定状态的流量最大值的关系的例子的图。
图9是表示对于新设膜过滤设备，求稳定状态的流量最大值的实验结果例的图。
图10是表示膜过滤设备的典型运行压力的行为例的图。
权利要求
1.一种推定方法，是推定膜组件和运行条件被特定了的膜过滤设备稳定运行时的最大流量的方法，包括使用所述膜过滤设备的被处理液和膜组件的膜，得到所述膜过滤设备的初期膜过滤特性的测定值A的工序；得到膜组件和运行条件与所述膜组件和运行条件相同或近似的多个已设膜过滤设备稳定运行时的最大流量值的工序；使用所述多个已设膜过滤设备的被处理液和膜组件的膜，得到所述多个已设膜过滤设备的初期膜过滤特性的测定值B的工序；基于所述已设膜过滤设备的最大流量值和测定值B的关系，由所述测定值A推定所述膜过滤设备的最大流量的推定工序。
2.如权利要求1所述的推定方法，其特征在于，上述推定工序是用式或曲线表示所述初期膜过滤特性的测定值B的对数值和所述最大流量的关系，在该式或曲线中外插或内插所述测定值A来推定所述膜过滤设备的最大流量的工序。
3.如权利要求1或2所述的推定方法，其特征在于，所述运行条件至少包括过滤时间或膜洗涤模式的条件。
4.如权利要求1～3的任一项所述的推定方法，其特征在于，所述初期膜过滤特性是选自定压单纯过滤阻力、定量单纯过滤阻力、带洗涤的定压过滤阻力、和带洗涤的定量过滤阻力之中的特性。
全文摘要
本发明要解决的课题是提供一种由膜过滤初期的膜过滤特性的测定数据，推定包括膜过滤设备的洗涤在内的长期稳定运行时的流量最大值的方法。具体地说，本发明提供由使用膜组件和运行条件被特定了的新设膜过滤设备的、被处理液和该膜组件的膜所测定的初期膜过滤特性的测定值A，和与膜组件和运行条件相同或近似的多个已设膜过滤设备稳定运行时的最大流量的经验值，以及使用已设膜过滤设备的被处理液和膜组件的膜所测定的初期膜过滤特性的测定值B，推定新设膜过滤设备稳定运行时的最大流量的方法。
文档编号B01D65/00GK101068611SQ20058004143
公开日2007年11月7日 申请日期2005年11月30日 优先权日2004年12月3日
发明者小川高史, 森吉彦 申请人:旭化成化学株式会社