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WO2015046613A1 - 造水システムおよび造水方法 - Google Patents

造水システムおよび造水方法 Download PDF

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Publication number
WO2015046613A1
WO2015046613A1 PCT/JP2014/076217 JP2014076217W WO2015046613A1 WO 2015046613 A1 WO2015046613 A1 WO 2015046613A1 JP 2014076217 W JP2014076217 W JP 2014076217W WO 2015046613 A1 WO2015046613 A1 WO 2015046613A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
water
treated
concentration
bactericidal agent
semipermeable membrane
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/076217
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
祐一 菅原
寛生 高畠
Original Assignee
東レ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 東レ株式会社 filed Critical 東レ株式会社
Priority to SG11201602478WA priority Critical patent/SG11201602478WA/en
Priority to CN201480054044.0A priority patent/CN105579119B/zh
Priority to JP2014556290A priority patent/JP6447133B2/ja
Priority to US15/025,771 priority patent/US20160220964A1/en
Publication of WO2015046613A1 publication Critical patent/WO2015046613A1/ja

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/08—Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/04—Feed pretreatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/441—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F1/50—Treatment of water, waste water, or sewage by addition or application of a germicide or by oligodynamic treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F3/02—Aerobic processes
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the present invention relates to a fresh water generation system and a fresh water generation method in which raw water is treated water A1 and dilution water B1 having different osmotic pressures, and fresh water is obtained by a desalination technique.
  • Patent Document 2 discloses injecting a bactericide into water to be treated, dilution water, and mixed water.
  • the processing system shown in FIG. 1 of Patent Document 2 has a problem that biofouling cannot be sufficiently suppressed because there is no way to add an appropriate amount of a bactericide.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems and the like, and an object thereof is to provide a fresh water generation system and a fresh water generation method capable of suppressing biofouling of a semipermeable membrane treatment apparatus for mixed water.
  • a fresh water generation system and a fresh water generation method have any of the following configurations.
  • a first bactericidal agent addition unit that obtains water to be treated A2 by adding a bactericidal agent to the water to be treated A1; Second sterilization to obtain dilution water B2 by adding a bactericidal agent to dilution water B1 having a salt concentration lower than that of the water to be treated A1 and at least one of organic substance concentration or nutrient salt concentration being greater than the water to be treated A1.
  • Agent addition part A mixing unit that obtains mixed water by mixing dilution water B2 with the water to be treated A2.
  • XA, XB, and XM represent the following bactericidal agent amounts.
  • XA Bactericidal agent addition amount to treated water
  • A1 XB Bactericidal agent addition amount to dilution water
  • B1 XM Bactericidal agent addition amount to mixed water)
  • CA ⁇ FA + CB ⁇ FB Bactericidal agent addition amount to mixed water
  • CA ⁇ FA + CB ⁇ FB Bactericidal agent addition amount to mixed water
  • a first semipermeable membrane treatment unit for separating the mixed water into concentrated water and permeated water A fresh water generation system characterized by comprising: (2) The fresh water generation system according to (1), wherein the amount of the bactericidal agent added by the third bactericidal agent addition unit is represented by the following formula (3) or formula (4).
  • the dilution water B1 is obtained by subjecting waste water, biological treated water obtained by biological treatment of the waste water, concentrated water obtained by semi-permeable membrane treatment of the waste water, and semi-permeable membrane treatment of the biological treated water.
  • a second semipermeable membrane treatment unit that separates wastewater or second treated water E10 containing biologically treated water obtained by biologically treating wastewater into concentrated water E12 and permeated water F, The fresh water system according to (1), wherein the dilution water B1 includes concentrated water E12.
  • the second treated water E10 further includes a fourth bactericidal agent addition unit for adding a bactericidal agent U,
  • the amount of the sterilizing agent added by the third sterilizing agent adding unit is represented by the following formula (5) or formula (6), the fresh water generation system according to (4).
  • the method further comprises a sterilizing agent amount adjusting unit that adjusts the amount of the sterilizing agent added by the third sterilizing agent adding unit so as to be proportional to the water temperature of the mixed water. ) Any fresh water system.
  • the amount of the bactericide adjusted by the third bactericidal agent addition unit so as to be proportional to at least one of the water temperature of the mixed water or the recovery rate of the second semipermeable membrane treatment unit.
  • the fresh water generation system according to any one of (4) to (6), further comprising an adjustment unit.
  • the first to third fungicide adding portions add at least one fungicide selected from the group consisting of organic bromine compound fungicides, chloramines and chloramine derivatives (1) to The fresh water generation system according to any one of (8).
  • Agent addition step A mixing step of obtaining mixed water by mixing the dilution water B2 with the treated water A2.
  • XA, XB, and XM represent the following bactericidal agent amounts.
  • XA Amount of fungicide added to treated water
  • a XB Amount of fungicide added to dilution water
  • B XM Amount of fungicide added to mixed water
  • CA ⁇ FA + CB ⁇ FB Amount of fungicide added to mixed water
  • CA ⁇ FA + CB ⁇ FB Amount of fungicide added to mixed water
  • CA ⁇ FA + CB ⁇ FB Amount of fungicide added to mixed water
  • CA, CB, CM, FA, and FB represent the following.
  • a first semipermeable membrane treatment step for separating the mixed water into concentrated water and permeated water comprising: (11) A second semipermeable membrane treatment unit that generates concentrated water E12 and permeated water F from the water to be treated E10, and a fourth bactericidal agent addition unit that adds the bactericidal agent U to the water to be treated E10.
  • a second processing device which has the mixing part which mixes the said concentrated water E12 and the to-be-processed water A1, and the 1st semipermeable membrane process part which produces
  • a desalination system comprising at least The salt concentration of the concentrated water E12 is lower than the salt concentration of the treated water A1, and at least one of the organic substance concentration and the nutrient salt concentration of the concentrated water E12 is the organic substance concentration or nutrient salt of the treated water A1.
  • a fresh water generating system wherein a bactericidal agent is added so that a bactericidal load of the mixed water A3 is larger than a bactericidal load of the water to be treated E10.
  • the bactericide load has an oxidizing power represented by at least one of total chlorine and combined chlorine measured by the DPD method.
  • the disinfectant load is represented by a D value (decimal reduction time).
  • the pH of the treated water treated in the first semipermeable membrane treatment unit and the second semipermeable membrane treatment unit is 4 or less, and the bactericidal agent load is represented by a hydrogen ion concentration.
  • Fresh water generation system (15) The pH of the treated water treated in the first semipermeable membrane treatment unit and the second semipermeable membrane treatment unit is 10 or more, and the bactericide load is represented by a hydroxide ion concentration. (11) fresh water generation system. (16) The fresh water generation system according to (11), wherein the disinfectant load is represented by a reducing power that is confirmed by measuring sodium hypochlorite consumption. (17) The fresh water generation system according to (11) to (16), wherein a bactericidal agent is added to any one or more of the treated water E10, the concentrated water E12, the treated water A1, and the mixed water A3.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a first embodiment of a fresh water generation system according to the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a second embodiment of the fresh water generation system according to the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a third embodiment of the fresh water generation system according to the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a fourth embodiment of the fresh water generation system according to the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a fifth embodiment of the fresh water generation system according to the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a sixth embodiment of the fresh water generation system according to the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a seventh embodiment of the fresh water generation system according to the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an eighth embodiment of the fresh water generation system according to the present invention.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a first embodiment of a fresh water generation system according to the present invention. The fresh water generation system according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
  • the fresh water generation system 101 performs a semipermeable membrane treatment on the mixed water obtained by mixing the water to be treated A1 and the dilution water B1, and concentrates the permeated water C.
  • This is a fresh water generation system that separates into water D.
  • the fresh water generation system 101 includes a liquid feeding pump 21, a first semipermeable membrane processing unit 20, a first chemical liquid feeding pump (first sterilizing agent adding unit) 23, and a second chemical liquid feeding pump (second sterilizing agent). (Addition part) 22, a third medicine feeding pump (third disinfectant addition part) 24, and a mixing part 5.
  • the fresh water generation system 101 includes pipes such as flow paths 41 and 42.
  • the first semipermeable membrane processing unit 20 includes a semipermeable membrane.
  • the semipermeable membrane is a semipermeable membrane that allows some components in the solution, for example, the solvent to permeate and does not allow other components to permeate.
  • Examples of semipermeable membranes include nanofiltration (NF) membranes and reverse osmosis (RO) membranes.
  • NF membrane and the RO membrane have a performance capable of reducing the solute contained in the water to be treated to a concentration that can be used as reclaimed water.
  • An NF membrane is a filtration membrane with an operating pressure of 1.5 MPa or less, a fractional molecular weight of 200 to 1,000, and a rejection rate of sodium chloride of 90% or less, with a fractional molecular weight smaller than that and high inhibition performance. It is an RO membrane that has Also, the RO film close to the NF film is also called a loose RO film.
  • the first semipermeable membrane treatment section 20 can be applied to any shape of hollow fiber membrane or flat membrane.
  • the 1st semipermeable membrane process part 20 may be provided with the fluid separation element (element) provided with a housing
  • the semipermeable membrane can be easily handled by being incorporated in the fluid separation element.
  • the fluid separation element includes a flat membrane-like semipermeable membrane
  • the fluid separation element includes, for example, a cylindrical center pipe having a large number of holes, and a membrane unit wound around the center pipe. And a housing for housing the center pipe and the membrane unit.
  • the membrane unit is a laminate including a permeate flow channel material such as tricot, a semipermeable membrane, and a feed water flow channel material such as a plastic net.
  • the plurality of fluid separation elements may be connected in series or in parallel to form a separation membrane module.
  • supply water is supplied into the membrane unit from one end.
  • the supplied water is separated into permeated water that permeates the semipermeable membrane and concentrated water that does not permeate the semipermeable membrane before reaching the other end.
  • Permeate flows to the central pipe and is removed from the central pipe at the other end of the fluid separation element.
  • the concentrated water is taken out from the other end of the fluid separation element.
  • NF membrane and RO membrane materials polymer materials such as cellulose acetate, cellulose polymers, polyamides, and vinyl polymers can be used.
  • Typical NF and RO membranes include cellulose acetate or polyamide asymmetric membranes; and composite membranes having polyamide or polyurea active layers.
  • medical agent liquid feeding pump 23 is an example of the 1st disinfectant addition part which obtains the to-be-processed water A2 by adding the disinfectant W to the to-be-processed water A1.
  • the first drug delivery pump 23 adds the sterilizing agent W to the water to be treated A1 flowing through the flow path 41 upstream from the first semipermeable membrane treatment unit 20 and further upstream from the mixing unit 5. Be placed.
  • medical agent liquid feeding pump 22 is an example of the 2nd disinfectant addition part which obtains the dilution water B2 by adding the disinfectant V to the dilution water B1.
  • medical agent liquid feeding pump 22 is arrange
  • the flow path 42 is connected to the flow path 41 and joins the dilution water B2 to the water to be treated A2.
  • medical agent liquid feeding pump 24 is an example of the 3rd disinfectant addition part which adds disinfectant X to the mixed water obtained by mixing to-be-processed water A2 and dilution water B2.
  • the third drug delivery pump 24 is arranged to add the sterilizing agent X to the fluid flowing through the flow path 41 downstream from the mixing unit 5.
  • the amount of the bactericidal agent added to the mixed water by the third drug delivery pump 24 is set so as to satisfy the following formula (1) or formula (2).
  • (XA + XB) ⁇ XM (1)
  • XA Bactericidal agent addition amount to treated water
  • A1 Bactericidal agent addition amount to dilution water
  • B1 Bactericidal agent addition amount to mixed water.
  • XA, XB, XM, FA, and FB represent the following.
  • CA Disinfectant concentration in treated water
  • CB Disinfectant concentration in diluted water
  • B2 CM Disinfectant concentration in mixed water after adding disinfectant to mixed water
  • FA Treated water
  • FB Diluted water B1 Flow rate
  • the bactericidal agent concentration is the added bactericidal concentration per unit time and per unit volume, and in the case of intermittent injection, it is calculated as the added bactericidal agent concentration per unit volume per average unit time.
  • the added bactericidal concentration per unit volume per unit time is, for example, mg / hr / m 3 , and when 24 mg is added to 1 m 3 / hr running water once a day for 1 hour, 1 mg / hr / M 3 is calculated.
  • the bactericidal agent to be added is not particularly limited, and examples thereof include a chlorine-based bactericidal agent and a bromine-based bactericidal agent.
  • chloramine derivatives such as DBNPA (2,2-dibromo-3-nitrilopropionamide), chloramine, and chloramine t (N-chloro-p-toluenesulfonamide, sodium salt), which are organic bromine compound fungicides, are preferable.
  • the to-be-processed water A1 or the dilution water B1 is clean and it is not necessary to add a disinfectant, it is not necessary to add.
  • the water to be treated A1 is clean seawater and contains almost no nutrient salt or organic matter, it may not be necessary to add a bactericidal agent because bacteria do not grow even if bacteria are present.
  • the mixed water A3 is likely to generate biofouling as described above, it is necessary to add a disinfectant to the mixed water.
  • the fungicide in proportion to the growth rate of the bacteria. Therefore, for example, it is desirable to increase the addition amount as the temperature of the water to be added increases, and the addition amount may be determined in proportion to the water temperature. That is, the fresh water generation system 101 is disposed in the flow paths 41 and 42 and the like. Based on the thermometer that measures the water temperature in the flow path and the measurement result of the thermometer, each of the disinfectants W, V, and X An addition amount determination unit that determines the addition amount and an addition amount control unit that controls the first to third drug delivery pumps based on the determination of the addition amount determination unit may be provided. These configurations are collectively referred to as a sterilization amount adjusting unit.
  • the addition amount of the bactericidal agent in the third drug delivery pump 24 is preferably determined so as to be proportional to the water temperature of the mixed water A3 while being based on the above formulas (1) and (2).
  • the mixing unit 5 is realized by connecting the flow channel 41 and the flow channel 42.
  • the liquid feeding pump 21 plays the role which sends to the 1st semi-permeable membrane process part 20, after adding a disinfectant to mixed water A3.
  • the liquid delivery pump 21 is disposed on the flow path 41, particularly downstream of the third drug delivery pump 24 and upstream of the first semipermeable membrane treatment unit 20.
  • Dilution water B1 has a lower salt concentration than water to be treated A1. That is, the osmotic pressure of the dilution water B1 is lower than the osmotic pressure of the water to be treated A1.
  • the osmotic pressure of the water to be treated A1 to be treated can be reduced, and the power required for the filtration in the first semipermeable membrane treatment unit 20 can be reduced.
  • any water can be applied as long as the osmotic pressure is in the relation as described above.
  • salt water is particularly suitable if it is any of surface water (lakes, ponds, rivers, etc.), ground water, waste water, waste water biologically treated water, semi-permeable membrane treated concentrated water thereof, or a mixed water thereof. This is desirable because the concentration is low.
  • the salt concentration of the dilution water B1 is 10000 mg / L or less, preferably 5000 mg / L or less, more preferably 3000 mg / L or less in TDS (Total Dissolved Solids).
  • the to-be-processed water A1 should just have a salt concentration higher than dilution water B1, for example, seawater, brackish water, waste water, etc. are mentioned.
  • the salt concentration of the water to be treated A1 is 25000 mg / L or more in TDS, and 35000 to 50000 mg / L in seawater.
  • dilution water B1 is water whose organic substance density
  • concentration is larger than to-be-processed water A1 rather than to-be-processed water A1.
  • the organic substance concentration is measured by TOC (Total Organic Carbon) or the like, and the dilution water B1 is 6 mg / L or more and the treated water A1 is 5 mg / L or less.
  • Nutrient concentration is measured by TN (Total Nitrogen), TP (Total Phosphorus), etc.
  • TP 1 mg / L or more
  • TP 0.5 mg / L or less.
  • phosphorus is often low, and this distilling system is particularly effective when the TP is higher than the water to be treated A1, such as the biologically treated water or its semipermeable membrane treated concentrated water.
  • the relationship between the concentrations of these salts, organic substances and nutrient salts is maintained even after the addition of the above-mentioned fungicides. That is, the relationship between the concentration of the for-treatment water and the dilution water immediately before mixing (that is, the relationship between the concentration of the for-treatment water A2 and the dilution water B2) satisfies these relationships.
  • the fresh water generation method by the structure demonstrated above is as follows.
  • the water to be treated A1 flows through the flow path 41 toward the first semipermeable membrane treatment unit 20.
  • To-be-processed water A2 is obtained by adding the bactericidal agent W to the to-be-processed water A1 in the flow path 41 by the 1st chemical
  • FIG. On the other hand, the bactericidal agent V is added to the dilution water B ⁇ b> 1 passing through the flow path 42 by the second drug delivery pump 22. In this way, dilution water B2 containing a bactericidal agent is obtained.
  • the water to be treated A2 and the dilution water B2 are mixed by the dilution water B2 flowing through the flow path 42 and the water to be treated A2 flowing through the flow path 41 at the connection point between the flow path 41 and the flow path 42.
  • the mixed water A3 obtained by mixing flows through the flow path 41 and further toward the first semipermeable membrane processing unit 20.
  • the sterilizing agent X is added to the mixed water A3 by the third chemical feeding pump 24. Thereafter, the mixed water A3 to which the sterilizing agent X is added is separated into the permeated water C and the concentrated water D by the first semipermeable membrane treatment unit 20.
  • medical agent liquid pump 22 add a disinfectant to the to-be-processed water A1 and dilution water B1 in a flow path, respectively, and flow path downstream from each addition position.
  • the occurrence of biofouling on the wall can be suppressed.
  • the third drug delivery pump 24 adds a bactericidal agent to the mixed water A3, so that the biofouling in the wall of the flow path downstream from the addition position of the bactericidal agent and the first semipermeable membrane treatment unit 20 is performed. Can be suppressed.
  • the inventors of the present invention have proposed that a new fouling is more likely to occur when a reverse osmosis membrane treatment is performed by mixing dilution water with high salt concentration water than when only high salt concentration water or only dilution water is subjected to membrane treatment. I found some knowledge.
  • the biofilm-forming carrier is exposed to a continuous flow of high-salt water, dilution water, or mixed water for a certain period of time to increase the amount of ATP attached to the surface of the carrier. When the speed was measured, they were 20, 150 and 400 pg / cm 2 / day, respectively.
  • Such water combinations include biologically treated water of seawater and wastewater or its semipermeable membrane concentrate, semipermeable membrane concentrated water and groundwater of wastewater biological water, seawater and surface water or its semipermeable membrane concentrated water, etc. There is.
  • biofouling can be effectively suppressed by setting the addition amount by the third drug delivery pump 24 as described above.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a second embodiment of the fresh water generation system according to the present invention, and the fresh water generation system according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
  • the same components as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the fresh water generation system 102 includes a salt water treatment device 2 having the same configuration as the fresh water generation system 101 of the first embodiment, and a low salt concentration waste water treatment device 3.
  • the low salt concentration wastewater treatment apparatus 3 can obtain dilution water containing biologically treated water.
  • Biologically treated water is water in which contaminants in sewage are biologically oxidized or reduced by bacteria and stabilized.
  • sewage treated with activated sludge treatment or membrane bioreactor (MBR) Is mentioned.
  • the low-salt concentration wastewater treatment apparatus 3 includes a wastewater treatment unit 30 that treats other treated water E1 (hereinafter referred to as “wastewater E1” in order to distinguish it from the treated water A1), flow rate adjusting units 31 and 32, And flow paths 33 and 34.
  • sewage is used as the wastewater E1.
  • the wastewater treatment unit 30 is not limited to a specific configuration, but is an activated sludge treatment facility, a two-stage treatment facility with activated sludge treatment and microfiltration (MF) or ultrafiltration (UF) membrane, activated sludge treatment.
  • a two-stage treatment facility such as sand filtration or MBR facility can be used.
  • an oxidant such as a flocculant, a pH adjuster, or sodium hypochlorite may be added to the wastewater E1 upstream of the wastewater treatment unit 30. Absent.
  • the membrane or filter to be used is not particularly limited, and a flat membrane, a hollow fiber membrane, a tubular type membrane, a thread filter, a cloth filter, a metal firing, A binding filter or any other shape can be used as appropriate.
  • the material of the membrane or filter is not particularly limited, but is selected from the group consisting of inorganic materials such as polyacrylonitrile, polyphenylene sulfone, polyphenylene sulfide sulfone, polyvinylidene fluoride, polypropylene, polyethylene, polysulfone, polyvinyl alcohol, cellulose acetate, and ceramics. It is preferable to contain at least one selected from the above.
  • the wastewater treatment unit 30 removes substances that cause fouling of the semipermeable membrane such as turbidity and impurities from the wastewater E1. Thereby, it becomes possible to extend the cleaning interval and the life of the first semipermeable membrane processing unit 20.
  • the water thus obtained is referred to as biologically treated water E2.
  • the flow rate adjusting unit 31 is disposed downstream of the waste water treatment unit 30 on the flow path 33.
  • the flow rate adjusting unit 31 can adjust the amount of the biologically treated water E ⁇ b> 2 that goes to the salt water treatment apparatus 2.
  • the flow rate adjustment unit 32 is disposed on the flow path 34 that is a bypass line, and adjusts the amount of waste water E1 that goes to the salt water treatment device 2 without passing through the waste water treatment unit 30.
  • the flow rate adjusting units 31 and 32 can be realized by a gate valve, a globe valve, a ball valve, a butterfly valve or the like as the flow rate adjusting unit.
  • the flow rate can also be adjusted by inverter control of the liquid feed pump.
  • the flow path 33 sends the wastewater E1 to the wastewater treatment unit 30 and continues from the wastewater treatment unit 30 to the saltwater treatment device 2.
  • the flow path 34 branches from the flow path 33 upstream from the wastewater treatment unit 30 and is connected to the flow path 33 downstream from the flow rate adjustment unit 31. That is, the flow path 34 functions as a bypass line that causes some wastewater E1 to bypass the wastewater treatment unit 30 and merge with the biologically treated water E2.
  • Waste water E1 and biologically treated water E2 are mixed by connecting the flow paths 33 and 34 to each other.
  • the mixed water obtained in this way merges with the above-mentioned flow path 41 through the flow path 42 as dilution water B1.
  • only the wastewater E1 may be supplied to the salt water treatment apparatus 2 as the dilution water B1 by the flow rate adjusting units 31 and 32, or only the biologically treated water E2 may be supplied, or the wastewater E1 and the biologically treated water may be supplied.
  • Mixed water with water E2 may be supplied.
  • the dilution water B1 is thus obtained by mixing the biologically treated water E2 and the wastewater E1 treated by the wastewater treatment unit 30. Further, the mixing ratio of the biologically treated water E2 and the wastewater E1 contained in the dilution water B1, the salt concentration, and the total amount of water obtained by mixing can be adjusted by the flow rate adjusting units 31 and 32.
  • the dilution water B1 that is, the low salt concentration water contains biologically treated water
  • the dilution water B1 contains a lot of nutrient salts, so that the treatment water A1 (treatment water A2) and the dilution water B1 (dilution water B2) are mixed. After that, fouling is likely to occur as described above.
  • the biofouling is effectively suppressed by adding a bactericidal agent by the third drug delivery pump 24.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a third embodiment of the fresh water generation system according to the present invention, and the fresh water generation system according to the third embodiment will be described with reference to FIG. 3.
  • the same components as those described in the first or second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the fresh water generation system 103 includes a salt water treatment device 200 and a low salt concentration wastewater treatment device 300 that performs a semipermeable membrane treatment on the second treated water E10.
  • the low salt concentration wastewater treatment apparatus 300 is an apparatus that obtains the dilution water B1 from the second treated water E10.
  • the low salt concentration wastewater treatment apparatus 300 includes a second semipermeable membrane treatment unit 301, flow rate adjustment units 302 and 303, a pump 304, a fourth chemical feed pump (fourth bactericidal agent addition unit) 305, a flow. Paths 306, 307, 308 and 309 are provided.
  • waste water E10 waste water E1, biological treated water E2, or mixed water of waste water E1 and biological treated water E2 is used.
  • the waste water treatment unit 30 may be provided in the flow channel 306 upstream of the branch point of the flow channel 309 from the flow channel 306.
  • the second semipermeable membrane treatment unit 301 separates the second treated water E10 supplied through the flow path 306 into the concentrated water E12 and the permeated water F.
  • the second semipermeable membrane processing section 301 the same configuration as that of the first semipermeable membrane processing section 20 is adopted.
  • the concentrated water E12 is sent to the salt water treatment apparatus 200 through the flow path 308.
  • the permeated water F is sent to another process by the flow path 307 or is sent outside the system.
  • the flow rate adjusting units 302 and 303 are disposed on the flow paths 306 and 309, respectively, and adjust the flow rate of the second treated water E10 flowing through the flow paths.
  • the flow rate adjusting units 302 and 303 adjust the mixing ratio of the concentrated water E12 and the second treated water E10 in the dilution water B1.
  • the same configuration as the flow rate adjusting units 31 and 32 can be used.
  • the pump 304 is disposed on the flow path 306 and supplies the second treated water E10 to the second semipermeable membrane treatment unit 301.
  • the pump 304 is disposed downstream of the addition position of the sterilizing agent U and upstream of the second semipermeable membrane processing unit 301.
  • the fourth chemical feed pump 305 adds the sterilizing agent U upstream of the second semipermeable membrane treatment unit 301 to the second treated water E10 in the flow path 306.
  • the type and the like of the bactericidal agent U are the same as those of the other bactericidal agents described in the first embodiment.
  • the flow path 306 supplies the second treated water E10 to the second semipermeable membrane treatment unit 301.
  • the permeated water F and the concentrated water E12 obtained by the second semipermeable membrane treatment unit 301 flow, respectively.
  • a flow path 309 that is a bypass line branches from the flow path 306 upstream of the flow rate adjustment unit 302 and is connected to the flow path 308.
  • the sterilizing agent U is added to a part of the second treated water E10, and the second treated water E10 containing the sterilizing agent U is sent to the second semipermeable membrane treatment unit 301.
  • the concentrated water E12 obtained in the second semipermeable membrane treatment unit 301 is sent to the salt water treatment apparatus 200 through the flow path 308 and used as the dilution water B1.
  • the mixing ratio of the concentrated water E12 and the second treated water E10 in the dilution water B1 can be changed by the flow rate adjusting units 302 and 303.
  • the salt concentration of the concentrated water E12 obtained by the second semipermeable membrane treatment unit 301 is lower than the water to be treated A1
  • only the concentrated water E12 may be supplied to the salt water treatment apparatus 200 as the diluted water B1.
  • the salt concentration of the concentrated water E12 is higher than the treated water A1, or the amount of the second treated water E10 exceeds the treatment capacity of the second semipermeable membrane treatment unit 301, and the second treated water E10 is surplus.
  • the mixed water of the concentrated water E12 and the second treated water E10 may be supplied to the salt water treatment apparatus 200 as the dilution water B1. Further, only the second treated water E10 may be supplied to the salt water treatment apparatus 200 as the dilution water B1.
  • the apparatus which carries out the UF process or the sand filtration of the 2nd to-be-processed water E10 may be further provided.
  • These UF processing devices or sand filtration devices can be arranged upstream of the branch point of the flow channel 309 in the flow channel 306, for example.
  • the salt water treatment apparatus 200 includes the configuration of the salt water treatment apparatus 2, a pretreatment unit 25, a water tank 26 to be treated, a dilution water tank 27, and a mixing tank 28.
  • the pretreatment section 25, the water tank 26 to be treated, the mixing tank 28, the liquid feed pump 21, and the first semipermeable membrane treatment section 20 are connected in this order by a flow path 41.
  • the pretreatment unit 25 is a device that performs UF treatment or sand filtration on the water to be treated A1.
  • medical agent liquid feeding pump 23 adds the disinfectant W to the to-be-processed water A1 in the upstream of the pre-processing part 25 in the flow path 41.
  • the treated water tank 26 stores the treated water A2.
  • a flow path 41 and a flow path 42 are connected to the mixing tank 28, and the water to be treated A2 and the dilution water B2 are mixed in the mixing tank 28.
  • the mixing unit may be formed only by piping as in the first embodiment and the second embodiment. However, the flow rate can be further stabilized by the mixing tank 28.
  • the dilution water tank 27 is disposed in the flow path 42 downstream of the addition position of the bactericidal agent V by the second drug delivery pump 22 and upstream of the mixing tank 28.
  • the dilution water tank 27 stores the dilution water B2, that is, the second treated water E10, the concentrated water E12, or the mixed water of the second treated water E10 and the concentrated water E12 sent from the low salt concentration wastewater treatment apparatus 300. Is done.
  • the water stored in the dilution water tank 27 includes the bactericidal agent added by the second drug delivery pump 22.
  • the bactericidal agent U added by the fourth chemical feed pump 305 remains in the concentrated water E12.
  • the concentrated water E12 nutrient salts and bacteria are also concentrated. Therefore, it is preferable to further add a bactericidal agent to the mixed water of the water to be treated A2 and the dilution water B2.
  • CA Disinfectant concentration in treated water
  • A2 CB Disinfectant concentration in diluted water
  • B2 C2 Disinfectant concentration in second treated water E10 after addition of disinfectant to second treated water
  • CM Mixed water Disinfectant concentration FA in the mixed water after addition of the disinfectant
  • A1 flow rate FB dilution water
  • B1 flow rate F2 represents the flow rate of the second treated water E10.
  • the concentration of nutrient salts and bacteria contained in the concentrated water E12 obtained in the second semipermeable membrane treatment unit 301 increases as the recovery rate of the semipermeable membrane treatment unit increases. It is desirable to increase the amount added.
  • the fresh water generation system 103 is proportional to the amount of the bactericidal agent X added by the third drug delivery pump 24 in accordance with the water temperature of the mixed water A3 and / or the recovery rate of the second semipermeable membrane treatment unit 301. You may further provide the bactericide adjustment part adjusted so that it may do.
  • the recovery rate of the second semipermeable membrane treatment unit 301 is expressed by (volume of permeated water F / amount of second treated water E10 supplied to the second semipermeable membrane treatment unit 301). As described above, bacteria are more likely to grow as the temperature of the water to which the bactericide is added increases. In addition, the higher the recovery rate of the second semipermeable membrane treatment unit 301, the higher the organic substance concentration or the nutrient salt concentration.
  • FIG. 4 is a flowchart which shows 4th Embodiment of the fresh water generation system which concerns on this invention, and demonstrates the fresh water generation system which concerns on 4th Embodiment with reference to FIG.
  • the same components as those described in the first embodiment, the second embodiment, or the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the bactericidal agent U added by the fourth drug delivery pump 305 is consumed by the second semipermeable membrane processing unit 301. If the bactericidal agent U does not permeate the semipermeable membrane, it depends on the recovery rate of the semipermeable membrane treatment. And concentrated.
  • the sterilizing agent load of the mixed water supplied to the first semipermeable membrane treating unit 20 is larger than the sterilizing agent load of the second treated water E10 supplied to the second semipermeable membrane treating unit 301.
  • the bactericidal agent load can be measured by a measuring method according to the bactericidal agent.
  • the sterilizing agent is an oxidizing sterilizing agent such as a chlorine-based sterilizing agent or a bromine-based sterilizing agent
  • the oxidizing power can be measured by at least one of combined chlorine conversion or total chlorine conversion by the DPD method.
  • a disinfectant is an acid or an alkali
  • it can measure with a pH meter.
  • the bactericidal agent is a reducing agent, it can be measured indirectly by simply measuring the ORP, but since the ORP depends on the pH, it can be detected by the DPD method when measuring more accurately.
  • the sodium hypochlorite is titrated until the content of the reducing agent can be known from the titration amount.
  • FIG. 5 is a flowchart which shows 5th Embodiment of the fresh water generation system which concerns on this invention, and demonstrates the fresh water generation system which concerns on 5th Embodiment with reference to FIG.
  • the same components as those described in the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, or the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the disinfectant U added by the fourth drug delivery pump 305 is consumed by the second semipermeable membrane processing unit or permeated through the semipermeable membrane, so that sufficient disinfectant reaches the first semipermeable membrane processing unit. If not, it is desirable to add a disinfectant.
  • the disinfectant V is added by the pump 22.
  • the sterilizing agent load has a higher sterilizing agent concentration.
  • each disinfectant type is different, for example, when the disinfectant U is an oxidizing disinfectant and the disinfectant V is an acidic disinfectant, the disinfectant of the first semipermeable membrane treatment part and the second semipermeable membrane treatment part.
  • a D value decimal reduction time
  • FIG. 6 is a flowchart which shows 6th Embodiment of the fresh water generation system which concerns on this invention, and demonstrates the fresh water generation system which concerns on 6th Embodiment with reference to FIG.
  • the same components as those described in the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, the fourth embodiment, or the fifth embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be given. Omitted.
  • the sterilizing agent X is added to the mixed water by the third chemical feeding pump 24.
  • Some bactericides such as sodium hypochlorite are consumed by organic substances, and it may be desirable to add a bactericidal agent at a position closer to the semipermeable membrane, and it is desirable to use this embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart which shows 7th Embodiment of the fresh water generation system which concerns on this invention, and demonstrates the fresh water generation system which concerns on 7th Embodiment with reference to FIG.
  • the same components as those described in the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, the fourth embodiment, the fifth embodiment, or the sixth embodiment are denoted by the same reference numerals. The description is omitted.
  • the sterilizing agent V is added by the pump 22 and the sterilizing agent X is added by the third medicine feeding pump 24.
  • the type and timing of addition of the sterilizing agent can be changed. For example, when an acidic disinfectant and an oxidizing disinfectant are used in combination, it is possible to disinfect both microorganisms that are weak against acids and microorganisms that are weak against oxidizing agents, which is effective in suppressing biofouling. Further, when an oxidizing bactericide and a reducing bactericide are used in combination, they react when mixed, and the effect disappears. Therefore, it is necessary to add them at different timings, and this embodiment is appropriate.
  • FIG. 8 is a flowchart which shows 8th Embodiment of the fresh water generation system which concerns on this invention, and demonstrates the fresh water generation system which concerns on 8th Embodiment with reference to FIG.
  • the same components as those described in the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, the fourth embodiment, the fifth embodiment, the sixth embodiment, or the seventh embodiment are included.
  • the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
  • the treated water A1 is not clean and biofouling occurs in the flow path 41 or the treated water tank 26, it is desirable to add a bactericidal agent, and the eighth embodiment can be used.
  • DPD measurement method A sample was sampled from the disinfectant addition part and upstream from the pretreatment part or the membrane module and from the flow path 42, and immediately measured with a waterside maker Posiden DPD residual salt checker (CRP-1000). .
  • the brackish water 550m 3 / d is taken, treated with the pre-treatment unit 25 (Tofu HFU-2020 4 module / Train ⁇ 2 Trains), mixed with concentrated water 1: 1, and the first semipermeable membrane treatment unit 20 (Toray TM840C-160 1st bank 6 elements / Vessel ⁇ 1 Vessel, TM820E-400 2nd bank 6 elements / Vessel ⁇ 3 Vessel) Recovery rate was 50% .
  • the disinfectant was the second semipermeable membrane treatment part 301, the first semipermeable membrane.
  • DBNPA Pul made by Nalco
  • Clean PC-11 was added.
  • FA 550m 3 / hr
  • FB 560m 3 / hr
  • F2 1400m 3 / hr.
  • Example 1 (use seawater) DBNPA was added to the second semipermeable membrane treatment section 301 by a fourth drug delivery pump 305 for 1 hour / day, corresponding to 10 mg / L, and measured with a DPD measurement residual salt checker.
  • DBNPA was added for 1 hour / day corresponding to 1 mg / L by the second chemical liquid feeding pump 22 so as to be mixed with the chemical of the fourth chemical liquid feeding pump, and the concentrated water E12 was measured by the DPD measurement residual salt checker.
  • the DBNPA is added to the water to be treated A1 with the first chemical delivery pump 23 for 1 hour / day so as to be mixed with the medicine of the fourth chemical delivery pump with the mixed water A3.
  • the second semipermeable membrane treatment unit 301 and the first semipermeable membrane treatment unit 20 were able to operate for 5 months without chemical washing (DP (water flow differential pressure) of the first semipermeable membrane treatment unit 20 was 150). ⁇ 170 kPa).
  • the pretreatment unit 25 was also able to operate well.
  • Formula (6) (CA ⁇ FA + CB ⁇ FB + C2 ⁇ F2) / (FA + FB + F2) ⁇ CM is satisfied.
  • Example 2 (use seawater) DBNPA was added to the second semipermeable membrane treatment section 301 with a fourth drug delivery pump 305 for 1 hour / day, corresponding to 10 mg / L, and measured with a DPD measurement residual salt checker.
  • (X2 ) 10 mg / L L.
  • DBNPA was added for 1 hour / day corresponding to 1 mg / L by the second chemical liquid feeding pump 22 so as to be mixed with the chemical of the fourth chemical liquid feeding pump, and the concentrated water E12 was measured by the DPD measurement residual salt checker.
  • DBNPA was added for 1 hour / day, corresponding to 15 mg / L, using a liquid pump.
  • XM bound chlorine
  • the second semipermeable membrane treatment unit 301 and the first semipermeable membrane treatment unit 20 were able to operate for 5 months without chemical washing (DP (water flow differential pressure) of the first semipermeable membrane treatment unit 20 was 150). ⁇ 180 kPa).
  • DP water flow differential pressure
  • Formula (6) (CA ⁇ FA + CB ⁇ FB + C2 ⁇ F2) / (FA + FB + F2) ⁇ CM is satisfied.
  • Example 3 (using brine) DBNPA was added to the second semipermeable membrane treatment section 301 with a fourth drug delivery pump 305 for 1 hour / day, corresponding to 10 mg / L, and measured with a DPD measurement residual salt checker.
  • (X2 ) 10 mg / L L.
  • DBNPA was added for 1 hour / day corresponding to 1 mg / L by the second chemical liquid feeding pump 22 so as to be mixed with the chemical of the fourth chemical liquid feeding pump, and the concentrated water E12 was measured by the DPD measurement residual salt checker.
  • the DBNPA is added to the water to be treated A1 with the first chemical delivery pump 23 for 1 hour / day so as to be mixed with the medicine of the fourth chemical delivery pump with the mixed water A3.
  • the second semipermeable membrane treatment unit 301 and the first semipermeable membrane treatment unit 20 were able to operate for 5 months without chemical washing (DP (water flow differential pressure) of the first semipermeable membrane treatment unit 20 was 150). ⁇ 170 kPa).
  • the pretreatment unit 25 was also able to operate well.
  • Formula (6) (CA ⁇ FA + CB ⁇ FB + C2 ⁇ F2) / (FA + FB + F2) ⁇ CM is satisfied.
  • Comparative example 1 (use seawater) DBNPA was added to the second semipermeable membrane treatment section 301 with a fourth drug delivery pump 305 for 1 hour / day, corresponding to 10 mg / L, and measured with a DPD measurement residual salt checker.
  • DBNPA was added for 1 hour / day corresponding to 1 mg / L by the second chemical liquid feeding pump 22 so as to be mixed with the chemical of the fourth chemical liquid feeding pump, and the concentrated water E12 was measured by the DPD measurement residual salt checker.
  • the DBNPA is added to the water to be treated A1 with the first chemical delivery pump 23 for 1 hour / day so as to be mixed with the medicine of the fourth chemical delivery pump with the mixed water A3.
  • the second semipermeable membrane treatment unit 301 was able to operate for 5 months without chemical washing, but the first semipermeable membrane treatment unit 20 had a DP (water differential pressure) of 150 ⁇ 200 kPa in 2 weeks, Washing was necessary.
  • DP water differential pressure
  • Formula (6) (CA ⁇ FA + CB ⁇ FB + C2 ⁇ F2) / (FA + FB + F2) ⁇ CM is not satisfied.
  • Equipment that can produce fresh water that is energy-saving and efficient and can be used in industrial water production fields such as water purification in the waterworks, industrial water, food, medical process water, and semiconductor-related cleaning water. Can be used as

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Abstract

　造水システムにおいて、造水に必要なエネルギーを減らすために水質の異なる被処理水を混合することで、増長するバイオファウリングを抑制するための殺菌剤の添加方法を提供する。　被処理水（Ａ１）に、殺菌剤を添加することで被処理水（Ａ２）を得る第１殺菌剤添加部と、被処理水（Ａ１）よりも塩濃度が低く、かつ有機物濃度または栄養塩濃度の少なくとも一方が被処理水（Ａ１）より大きい希釈水（Ｂ１）に殺菌剤を添加することで、希釈水（Ｂ２）を得る第２殺菌剤添加部と、被処理水（Ａ２）に、希釈水（Ｂ２）を混合することで混合水を得る混合部と、混合水に、（ＸＡ＋ＸＢ）＜ＸＭの式で示される量の殺菌剤を添加する第３殺菌剤添加部と（ＸＡ：被処理水Ａ２中の殺菌剤濃度、ＸＢ：希釈水Ｂ２中の殺菌剤濃度、ＸＭ：混合水へ殺菌剤添加後の混合水中の殺菌剤濃度）、混合水を濃縮水と透過水とに分離する第１半透膜処理部と、を備える造水システム。

Description

造水システムおよび造水方法
　本発明は、浸透圧が異なる被処理水Ａ１と希釈水Ｂ１とを原水とし、淡水化技術により淡水を得る造水システムおよび造水方法に関するものである。
　近年、水の不足している地域において、高塩濃度水から利用可能な水を造水する際に、逆浸透膜による造水が実施されている。例えば、逆浸透膜での２段処理であって、２段目の逆浸透膜モジュールの濃縮水（塩類や不純物が濃縮された水）を１段目の供給水に返送するシステムにおいて、濃縮水の返送経路に吸着樹脂塔を備えることにより、２段の逆浸透膜により透過水の水質を向上させるとともに、１段目の逆浸透膜モジュールの供給水の溶質濃度の上昇を抑制する方法が開示されている（例えば特許文献１）。
　また、水処理技術において、更なる省エネを達成するために、下水や工業廃水等の廃水を半透膜処理して排出される濃縮水を、高塩濃度水へ混合して造水することが提案されている（例えば特許文献２）。
日本国特開２００８－５５３１７号公報 国際公開第２０１１／０２１４１５号
　特許文献１の逆浸透膜による造水では、塩濃度が高く、造水に必要なエネルギーが大きく、経済的ではない。
　さらに、本発明者らは、高塩濃度水に希釈水を混合し逆浸透膜処理した場合、高塩濃度水のみ、または、希釈水のみを膜処理した場合よりもバイオファウリングが発生しやすいという新たな知見を見いだした。バイオフィルム形成速度を定量的に測定するため、バイオフィルム形成担体を高塩濃度水、希釈水、混合水（高塩濃度水：希釈水＝１：１）に曝露させ、担体表面に付着するＡＴＰ量の増加速度を測定したところ、それぞれ、２０，１５０，４００ｐｇ／ｃｍ２／ｄａｙとなった。混合水では高塩濃度水と希釈水の平均値８５ｐｇ／ｃｍ２／ｄａｙが期待されたが、それを大きく上回った。その理由としては、一方の水、例えば高塩濃度水に栄養塩が不足しておりバクテリアが飢餓状態であり、もう一方の水、例えば低塩濃度水に栄養塩が過剰に含まれている場合、混合することで飢餓状態であった高塩濃度水のバクテリアが増殖するためであることが考えられる。特に低塩濃度水が生物処理水の場合、栄養塩が多く含まれるために上記現象が顕著となる傾向になる。
　特許文献２において、被処理水、希釈水、混合水へ殺菌剤を注入することが開示されている。しかしながら、特許文献２の図１に示した処理システムでは、適当量の殺菌剤を添加する術がないため十分にバイオファウリングを抑制することができない、という課題があった。
　本発明は、上記課題等に鑑み、混合水の半透膜処理装置のバイオファウリングを抑制することができる造水システムおよび造水方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明における造水システムおよび造水方法は、以下の構成のいずれかからなる。
（１）被処理水Ａ１に、殺菌剤を添加することで被処理水Ａ２を得る第１殺菌剤添加部と、
　前記被処理水Ａ１よりも塩濃度が低く、かつ有機物濃度または栄養塩濃度の少なくとも一方が前記被処理水Ａ１より大きい希釈水Ｂ１に殺菌剤を添加することで、希釈水Ｂ２を得る第２殺菌剤添加部と、
　前記被処理水Ａ２に、希釈水Ｂ２を混合することで混合水を得る混合部と、
　前記混合水に、以下の式（１）または式（２）で示される量の殺菌剤を添加する第３殺菌剤添加部と、
　　　（ＸＡ＋ＸＢ）≦ＸＭ　　　　・・・（１）
　（式（１）において、ＸＡ，ＸＢ，ＸＭは、以下の殺菌剤量を表す。
　　ＸＡ： 被処理水Ａ１への殺菌剤量添加量
　　ＸＢ： 希釈水Ｂ１への殺菌剤量添加量
　　ＸＭ： 混合水への殺菌剤添加量）
　　　（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ）／（ＦＡ＋ＦＢ）＜ＣＭ　　　　・・・（２）
　（式（２）において、ＣＡ，ＣＢ，ＣＭ，ＦＡ，ＦＢは、以下を表す。
　　ＣＡ： 被処理水Ａ２中の殺菌剤濃度
　　ＣＢ： 希釈水Ｂ２中の殺菌剤濃度
　　ＣＭ： 混合水へ殺菌剤添加後への混合水中の殺菌剤濃度
　　ＦＡ： 被処理水Ａ１流量
　　ＦＢ： 希釈水Ｂ１流量）
　前記混合水を濃縮水と透過水とに分離する第１半透膜処理部と、
を備えることを特徴とする造水システム。
（２）前記第３殺菌剤添加部が添加する殺菌剤の量が、以下の式（３）または式（４）で示されることを特徴とする（１）の造水システム。
　　　（ＸＡ＋ＸＢ）≦ＸＭ≦１０（ＸＡ＋ＸＢ）　　　　・・・（３）
　　　（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ）／（ＦＡ＋ＦＢ）＜ＣＭ＜１０（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ）　　　　・・・（４）
（３）前記希釈水Ｂ１が、廃水、前記廃水を生物処理して得られる生物処理水、前記廃水を半透膜処理して得られる濃縮水、および前記生物処理水を半透膜処理して得られる濃縮水のうち、少なくとも１種を含むことを特徴とする（１）または（２）の造水システム。
（４）廃水または廃水を生物処理して得られる生物処理水を含む第２被処理水Ｅ１０を濃縮水Ｅ１２と透過水Ｆとに分離する第２の半透膜処理部をさらに備え、
　前記希釈水Ｂ１が、濃縮水Ｅ１２を含むことを特徴とする
（１）の造水システム。
（５）前記第２被処理水Ｅ１０に、殺菌剤Ｕを添加する第４殺菌剤添加部をさらに備え、
　前記第３殺菌剤添加部が添加する殺菌剤の量が以下の式（５）または式（６）で示されることを特徴とする（４）の造水システム。
　　（ＸＡ＋ＸＢ＋Ｘ２）≦ＸＭ　　・・・（５）
　（式（５）において、Ｘ２は第２被処理水Ｅ１０への殺菌剤添加量を表す。）
　　（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ＋Ｃ２×Ｆ２）／（ＦＡ＋ＦＢ＋Ｆ２）＜ＣＭ　　・・・（６）
　（式（６）において、Ｃ２は第２被処理水Ｅ１０へ殺菌剤添加後の第２被処理水Ｅ１０中の殺菌剤濃度、Ｆ２は第２被処理水Ｅ１０の流量を表す。）
（６）前記第３殺菌剤添加部が添加する殺菌剤の量が以下の式（７）または式（８）で示されることを特徴とする（５）の造水システム。
　　（ＸＡ＋ＸＢ＋Ｘ２）≦ＸＭ≦１０（ＸＡ＋ＸＢ＋Ｘ２）　　　・・・（７）
　　（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ＋Ｃ２×Ｆ２）／（ＦＡ＋ＦＢ＋Ｆ２）＜ＣＭ＜１０（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ＋Ｃ２×Ｆ２）　　・・・（８）
（７）前記第３殺菌剤添加部が添加する殺菌剤の量を、前記混合水の水温に比例するように調整する殺菌剤量調整部を更に備えることを特徴とする（１）～（６）のいずれかの造水システム。
（８）前記第３殺菌剤添加部が添加する殺菌剤の量を、前記混合水の水温または前記第２の半透膜処理部の回収率の少なくとも一方に比例するように調整する殺菌剤量調整部を更に備えることを特徴とする（４）～（６）のいずれかの造水システム。
（９）前記第１－第３殺菌剤添加部が、有機臭素化合物殺菌剤、クロラミンおよびクロラミン誘導体からなる群より選択される少なくとも１種の殺菌剤を添加することを特徴とする（１）～（８）のいずれかの造水システム。
（１０）被処理水Ａ１に、殺菌剤を添加することで被処理水Ａ２を得る第1殺菌剤添加ステップと、
　前記被処理水Ａ１よりも塩濃度が低く、かつ有機物濃度または栄養塩濃度の少なくとも一方が前記被処理水Ａ１より大きい希釈水Ｂ１に殺菌剤を添加することで、希釈水Ｂ２を得る第２殺菌剤添加ステップと、
　前記被処理水Ａ２に、前記希釈水Ｂ２を混合することで混合水を得る混合ステップと、
　前記混合水に、以下の式（１）または式（２）で示される量の殺菌剤を添加する第３殺菌剤添加ステップと、
　　　（ＸＡ＋ＸＢ）≦ＸＭ　　　　・・・（１）
　（式（１）において、ＸＡ，ＸＢ，ＸＭは、以下の殺菌剤量を表す。
　　ＸＡ： 被処理水Ａへの殺菌剤量添加量
　　ＸＢ： 希釈水Ｂへの殺菌剤量添加量
　　ＸＭ： 混合水への殺菌剤添加量）
　　　（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ）／（ＦＡ＋ＦＢ）＜ＣＭ　　　　・・・（２）
　（式（２）において、ＣＡ，ＣＢ，ＣＭ，ＦＡ，ＦＢは、以下を表す。
　　ＣＡ： 被処理水Ａ２中の殺菌剤濃度
　　ＣＢ： 希釈水Ｂ２中の殺菌剤濃度
　　ＣＭ： 混合水へ殺菌剤添加後への混合水中の殺菌剤濃度
　　ＦＡ： 被処理水Ａ１流量
　　ＦＢ： 希釈水Ｂ１流量）
　前記混合水を濃縮水と透過水とに分離する第一の半透膜処理ステップと、
を備えることを特徴とする造水方法。
（１１）被処理水Ｅ１０から濃縮水Ｅ１２および透過水Ｆを生成する第２の半透膜処理部と、前記被処理水Ｅ１０に殺菌剤Ｕを添加する第４殺菌剤添加部と、を有する第２処理装置と、
前記濃縮水Ｅ１２と、被処理水Ａ１とを混合する混合部と、得られた混合水から、濃縮水Ｄおよび透過水Ｃを生成する第１半透膜処理部と、を有する第１処理装置と、
を少なくとも備える造水システムであって、
　前記濃縮水Ｅ１２の塩濃度は、前記被処理水Ａ１の塩濃度よりも低く、かつ、前記濃縮水Ｅ１２の有機物濃度または栄養塩濃度の少なくとも一方が、前記被処理水Ａ１の有機物濃度または栄養塩濃度よりも大きく、
　前記被処理水Ｅ１０の殺菌剤負荷よりも前記混合水Ａ３の殺菌剤負荷のほうが大きくなるように殺菌剤を添加することを特徴とする造水システム。
（１２）前記殺菌剤負荷がＤＰＤ法で測定される全塩素または結合塩素の少なくとも一方で表される酸化力を有することを特徴とする（１１）の造水システム。
（１３）　前記殺菌剤負荷がＤ値（decimal reduction time）で表されることを特徴とする（１１）の造水システム。
（１４）第１の半透膜処理部および第２の半透膜処理部で処理される処理水のｐＨが４以下で且つ前記殺菌剤負荷が水素イオン濃度で表されることを特徴とする（１１）の造水システム。
（１５）第１の半透膜処理部および第２の半透膜処理部で処理される処理水のｐＨが１０以上で且つ前記殺菌剤負荷が水酸化物イオン濃度で表されることを特徴とする（１１）の造水システム。
（１６）前記殺菌剤負荷が、次亜塩素酸ナトリウム消費量を測定することで確認される還元力で表されることを特徴とする（１１）の造水システム。
（１７）被処理水Ｅ１０と濃縮水Ｅ１２、被処理水Ａ１、混合水Ａ３、のいずれか１箇所以上に殺菌剤を添加することを特徴とする（１１）～（１６）の造水システム。
　半透膜処理設備への殺菌剤添加量をコントロールすることで、バイオファウリングを抑制し、効率よく造水することが可能となる。
図１は、本発明に係る造水システムの第１実施形態を示すフロー図である。 図２は、本発明に係る造水システムの第２実施形態を示すフロー図である。 図３は、本発明に係る造水システムの第３実施形態を示すフロー図である。 図４は、本発明に係る造水システムの第４実施形態を示すフロー図である。 図５は、本発明に係る造水システムの第５実施形態を示すフロー図である。 図６は、本発明に係る造水システムの第６実施形態を示すフロー図である。 図７は、本発明に係る造水システムの第７実施形態を示すフロー図である。 図８は、本発明に係る造水システムの第８実施形態を示すフロー図である。
　以下、本発明の望ましい実施の形態を、図面を用いて説明する。ただし、本発明の範囲がこれらに限られるものではない。
　（第１実施形態）
　図１は、本発明に係る造水システムの第１実施形態を示すフロー図で、図１を参照して第１実施形態に係る造水システムを説明する。
　図１に示すように、第１実施形態に係る造水システム１０１は、被処理水Ａ１と希釈水Ｂ１とを混合することで得られる混合水を、半透膜処理して透過水Ｃと濃縮水Ｄとに分離する造水システムである。造水システム１０１は、送液ポンプ２１と、第１半透膜処理部２０と、第１薬剤送液ポンプ（第１殺菌剤添加部）２３と、第２薬剤送液ポンプ（第２殺菌剤添加部）２２と、第３薬剤送液ポンプ（第３殺菌剤添加部）２４と、混合部５とを備える。また、造水システム１０１は、流路４１および４２等の配管を備える。
　第１半透膜処理部２０は半透膜を備えている。半透膜とは、溶液中の一部の成分、例えば溶媒を透過させ他の成分を透過させない半透性の膜である。半透膜の一例としてナノろ過（ＮＦ）膜や逆浸透（ＲＯ）膜が挙げられる。
　ＮＦ膜およびＲＯ膜は、処理対象である水の中に含まれる溶質を、再生水として利用可能な濃度まで低減することができる性能を有する。具体的には、ＮＦ膜およびＲＯ膜は、塩分やミネラル成分等、多種のイオン、例えばカルシウムイオン、マグネシウムイオン、硫酸イオンのような二価イオンや、ナトリウムイオン、カリウムイオン、塩素イオンのような一価イオン、また、フミン酸（分子量Ｍｗ≧１００，０００）、フルボ酸（分子量Ｍｗ＝１００～１，０００）、アルコール、エーテル、糖類などをはじめとする溶解性有機物を阻止する性能を有する。
　ＮＦ膜とは、操作圧力が１．５ＭＰａ以下、分画分子量が２００から１，０００で、塩化ナトリウムの阻止率９０％以下のろ過膜であり、それよりも分画分子量の小さく、高い阻止性能を有するものがＲＯ膜である。また、ＲＯ膜でもＮＦ膜に近いものはルースＲＯ膜とも呼ばれる。
　第１半透膜処理部２０に対しては、中空糸膜または平膜のいずれの形状の膜であっても適用することができる。また、第１半透膜処理部２０は、筐体と、その筐体内に収容された中空糸膜または平膜とを備える流体分離素子（エレメント）を備えてもよい。また複数の筐体を直列および／または並列に配置して運転することもできる。
　半透膜は、流体分離素子に組み込まれていることで、容易に取り扱うことができる。この流体分離素子が平膜状の半透膜を備える場合、流体分離素子は、例えば、多数の孔を穿設した筒状の中心パイプと、その中心パイプの周囲に巻回された膜ユニットと、中心パイプおよび膜ユニットを収容する筐体と、を備えることが好ましい。
　膜ユニットとは、トリコットなどの透過水流路材と、半透膜と、プラスチックネットなどの供給水流路材とを含む積層体である。複数の流体分離素子は、直列あるいは並列に接続され分離膜モジュールを形成してもよい。
　この流体分離素子において、供給水は一方の端部から膜ユニット内に供給される。供給水は、他方の端部に到達するまでの間に、半透膜を透過する透過水と、半透膜を透過しない濃縮水とに分離される。透過水は中心パイプへと流れ、流体分離素子の他方の端部において中心パイプから取り出される。一方、濃縮水は、流体分離素子の他方の端部から取り出される。
　これら半透膜の素材として、特にＮＦ膜およびＲＯ膜の素材としては、酢酸セルロース、セルロース系のポリマー、ポリアミド、及びビニルポリマーなどの高分子材料を用いることができる。代表的なＮＦ膜およびＲＯ膜としては、酢酸セルロース系またはポリアミド系の非対称膜；及びポリアミド系またはポリ尿素系の活性層を有する複合膜を挙げることができる。
　第１薬剤送液ポンプ２３は、被処理水Ａ１に殺菌剤Ｗを添加することで被処理水Ａ２を得る第１殺菌剤添加部の一例である。第１薬剤送液ポンプ２３は、流路４１を流れる被処理水Ａ１に、第１半透膜処理部２０よりも上流、さらには混合部５よりも上流で、殺菌剤Ｗを添加するように配置される。
　また、第２薬剤送液ポンプ２２は、希釈水Ｂ１に殺菌剤Ｖを添加することで希釈水Ｂ２を得る第２殺菌剤添加部の一例である。第２薬剤送液ポンプ２２は、流路４２内を流れる希釈水Ｂ１に殺菌剤Ｖを添加するように配置される。流路４２は、流路４１に接続され、希釈水Ｂ２を被処理水Ａ２に合流させる。
　第３薬剤送液ポンプ２４は、被処理水Ａ２と希釈水Ｂ２とが混合されて得られた混合水に、殺菌剤Ｘを添加する第３殺菌剤添加部の一例である。具体的には、第３薬剤送液ポンプ２４は、流路４１を流れる流体に、混合部５よりも下流で殺菌剤Ｘを添加するように配置される。
　ここで、第３薬剤送液ポンプ２４によって混合水に添加される殺菌剤の量は、以下の式（１）または式（２）を満たすように設定される。
（ＸＡ＋ＸＢ）≦ＸＭ　　　　・・・（１）
式（１）において、
ＸＡ： 被処理水Ａ１への殺菌剤量添加量
ＸＢ： 希釈水Ｂ１への殺菌剤量添加量
ＸＭ： 混合水への殺菌剤添加量
である。
（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ）／（ＦＡ＋ＦＢ）＜ＣＭ　　　　・・・（２）
（式（１）において、ＸＡ，ＸＢ，ＸＭ，ＦＡ，ＦＢは、以下を表す。
ＣＡ： 被処理水Ａ２中の殺菌剤濃度
ＣＢ： 希釈水Ｂ２中の殺菌剤濃度
ＣＭ： 混合水へ殺菌剤添加後への混合水中の殺菌剤濃度
ＦＡ： 被処理水Ａ１流量
ＦＢ： 希釈水Ｂ１流量）
である。
より好ましくは１．５×（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ）／（ＦＡ＋ＦＢ）＜ＣＭ である。
　殺菌剤濃度とは、連続注入の場合、単位時間当たり・単位体積当たりの添加殺菌剤濃度であり、間欠注入の場合、平均単位時間当たり単位体積当たりの添加殺菌剤濃度で計算される。ここで単位時間当たり単位体積当たりの添加殺菌剤濃度とは、例えばｍｇ／ｈｒ／ｍ３などであり、１ｍ３／ｈｒの流水に１日に１回１時間で２４ｍｇ添加する場合、１ｍｇ／ｈｒ／ｍ３と計算される。
　殺菌剤の過剰な添加は経済的ではなく、さらに殺菌剤の持つ酸化力が膜へダメージを与えることがあるため、さらに望ましくは、以下の式（３）または式（４）に従う。
（ＸＡ＋ＸＢ）≦ＸＭ≦１０（ＸＡ＋ＸＢ）　　　・・・（３）
（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ）／（ＦＡ＋ＦＢ）＜ＣＭ＜１０（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ）　　　　・・・（４）
　添加する殺菌剤は、特に制限はされず、例えば、塩素系殺菌剤や臭素系殺菌剤などが挙げられる。中でも、有機臭素化合物殺菌剤であるＤＢＮＰＡ（2,2-dibromo-3-nitrilopropionamide）やクロラミン、クロラミンｔ(N-クロロ-p-トルエンスルホンアミド, ナトリウム塩)などのクロラミン誘導体が好ましい。
　なお、被処理水Ａ１または希釈水Ｂ１が清浄で殺菌剤を添加する必要が無い場合、添加しなくても良い。例えば、被処理水Ａ１が清浄な海水で、栄養塩や有機物をほとんど含んでいない場合、バクテリアが存在していても流路内で増殖しないため、殺菌剤を添加する必要が無い場合がある。ただし、混合水Ａ３は前述の通りバイオファウリングが発生しやすいため、混合水には殺菌剤を添加する必要がある。
　また、殺菌剤添加量はバクテリアの増殖速度に比例して添加することが好ましい。そこで、例えば、添加する対象の水の温度が高いほど添加量を増やすことが望ましく、添加量を水温に比例して決定してもよい。つまり、造水システム１０１は、流路４１および４２等に配置され、流路内の水温を測定する温度計と、その温度計の測定結果に基づいて、殺菌剤Ｗ、Ｖ、Ｘのそれぞれの添加量を決定する添加量決定部と、添加量決定部の決定に基づいて第１～第３薬剤送液ポンプを制御する添加量制御部と、を備えてもよい。これらの構成をまとめて殺菌量調整部と呼ぶ。特に、第３薬剤送液ポンプ２４における殺菌剤の添加量は、上述の式（１）および（２）に基づくと共に、混合水Ａ３の水温に比例するように決定されることが好ましい。
　混合部５は、流路４１と流路４２との接続により実現される。そして、送液ポンプ２１は、混合水Ａ３に殺菌剤を添加した後に第１半透膜処理部２０に送る役目をする。送液ポンプ２１は特に、流路４１上で、特に第３薬剤送液ポンプ２４の下流で、第１半透膜処理部２０の上流に配置される。
　希釈水Ｂ１は、被処理水Ａ１よりも塩濃度が低い。つまり、希釈水Ｂ１の浸透圧は、被処理水Ａ１の浸透圧より低い。被処理水Ａ１に希釈水Ｂ１を混合することによって処理する被処理水Ａ１の浸透圧を低減させ、第１半透膜処理部２０におけるろ過に必要な動力を低減することができる。このような被処理水Ａ１および希釈水Ｂ１は、浸透圧の関係が前述のような関係にあればどのような水でも適用することができる。
　希釈水Ｂ１としては、特に表層水（湖沼、池、河川など）、地下水、廃水、廃水の生物処理水、又はそれらの半透膜処理濃縮水のいずれかまたはそれらの混合水であれば、塩濃度が低いので望ましい。希釈水Ｂ１の塩濃度としては、ＴＤＳ（Ｔｏｔａｌ　Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ　Ｓｏｌｉｄｓ）で１００００ｍｇ／Ｌ以下、好ましくは５０００ｍｇ／Ｌ以下、更に好ましくは３０００ｍｇ／Ｌ以下である。また、被処理水Ａ１は、塩濃度が希釈水Ｂ１より高いものであればよく、例えば、海水や汽水、廃水等が挙げられる。被処理水Ａ１の塩濃度としては、ＴＤＳで２５０００ｍｇ／Ｌ以上、海水では３５０００～５００００ｍｇ／Ｌである。そして、希釈水Ｂ１は、被処理水Ａ１よりも有機物濃度または栄養塩濃度の少なくとも一方が被処理水Ａ１より大きい水である。有機物濃度は、ＴＯＣ（Ｔｏｔａｌ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃａｒｂｏｎ）などで測定され、希釈水Ｂ１は、６ｍｇ／Ｌ以上、被処理水Ａ１は、５ｍｇ／Ｌ以下である。栄養塩濃度は、ＴＮ（Ｔｏｔａｌ　Ｎｉｔｒｏｇｅｎ）、ＴＰ（Ｔｏｔａｌ　Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ）などで測定され、希釈水Ｂ１は、ＴＮ＝５ｍｇ／Ｌ以上または、ＴＰ＝１ｍｇ／Ｌ以上、被処理水Ａ１は、ＴＮ＝２ｍｇ／Ｌ以下または、ＴＰ＝０．５ｍｇ／Ｌ以下である。特に海水ではリンが少ないことが多く、希釈水Ｂ１が生物処理水やその半透膜処理濃縮水など、ＴＰが被処理水Ａ１より高い場合、特に本造水システムが有効となる。
　なお、上述の殺菌剤の添加後も、これらの塩、有機物、栄養塩の濃度の関係は維持される。つまり、混合される直前の被処理水と希釈水との濃度の関係（つまり被処理水Ａ２と希釈水Ｂ２との濃度の関係）は、これらの関係を満たす。
　以上に説明した構成による造水方法は以下のとおりである。
　被処理水Ａ１は、流路４１を通って、第１半透膜処理部２０に向けて流れる。流路４１中の被処理水Ａ１に、第１薬剤送液ポンプ２３によって殺菌剤Ｗが添加されることで、被処理水Ａ２が得られる。一方、流路４２を通る希釈水Ｂ１には、第２薬剤送液ポンプ２２によって殺菌剤Ｖが添加される。こうして殺菌剤を含む希釈水Ｂ２が得られる。流路４１を流れる被処理水Ａ２に、流路４２を流れる希釈水Ｂ２が、流路４１と流路４２との接続地点において合流することで、被処理水Ａ２と希釈水Ｂ２とが混合される。混合によって得られた混合水Ａ３は、流路４１を通ってさらに第１半透膜処理部２０に向かって流れる。その混合水Ａ３に、第３薬剤送液ポンプ２４によって、殺菌剤Ｘが添加される。その後、殺菌剤Ｘが添加された混合水Ａ３は、第１半透膜処理部２０によって、透過水Ｃと濃縮水Ｄとに分離される。
　第１薬剤送液ポンプ２３および第２薬剤送液ポンプ２２は、流路中の被処理水Ａ１および希釈水Ｂ１にそれぞれに殺菌剤を添加することで、それぞれの添加位置より下流の流路の壁にバイオファウリングが発生することを抑制できる。さらに、第３薬剤送液ポンプ２４は、混合水Ａ３に殺菌剤を添加することによって、その殺菌剤の添加位置より下流の流路の壁および第１半透膜処理部２０でのバイオファウリングの発生を抑制することができる。
　本発明者らは、高塩濃度水に希釈水を混合し逆浸透膜処理する場合、高塩濃度水のみ、または希釈水のみを膜処理する場合よりもバイオファウリングが発生しやすいという新たな知見を見いだした。バイオフィルム形成速度を定量的に測定するため、バイオフィルム形成担体を連続的に供給される高塩濃度水、希釈水、混合水の流れに一定期間曝露させ、担体表面に付着するＡＴＰ量の増加速度を測定したところ、それぞれ、２０，１５０，４００ｐｇ／ｃｍ２／ｄａｙとなった。混合水では高塩濃度水と希釈水の平均値８５ｐｇ／ｃｍ２／ｄａｙが期待されたが、それを大きく上回った。その理由としては、一方の水、例えば高塩濃度水に栄養塩が不足しておりバクテリアが飢餓状態であり、もう一方の水、例えば低塩濃度水に栄養塩が過剰に含まれている場合、混合することで飢餓状態であった高塩濃度水のバクテリアが増殖するためであること、高塩濃度水と低塩濃度水に生息するバクテリアの餌がそれぞれ異なる場合、混合することで各々消費されずに残っていたバクテリアの餌を補完し合うことでバクテリアが増殖することなどが考えられる。このように異種の水を混合して半透膜処理する場合、栄養塩濃度や有機物濃度が異なり、バクテリアが増殖する危険性が高くなる。そのような水の組み合わせとしては、海水と廃水の生物処理水またはその半透膜濃縮水、廃水の生物処理水の半透膜濃縮水と地下水、海水と表層水またはその半透膜濃縮水などがある。
　第１実施形態では、第３薬剤送液ポンプ２４による添加量が、上述のとおりに設定されていることにより、バイオファウリングを効果的に抑制することができる。
　（第２実施形態）
　図２は、本発明に係る造水システムの第２実施形態を示すフロー図で、図２を参照して第２実施形態に係る造水システムを説明する。第２実施形態では、第１実施形態で説明した構成と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
　第２実施形態に係る造水システム１０２は、第１実施形態の造水システム１０１と同構成を備える塩水処理装置２と、低塩濃度廃水処理装置３とを備える。
　低塩濃度廃水処理装置３は、生物処理水を含む希釈水を得ることができる。生物処理水とは、細菌などにより汚水中の汚濁物質を生物学的に酸化または還元して安定化させた水であり、例えば、下水を活性汚泥処理や膜バイオリアクター（ＭＢＲ）で処理したものが挙げられる。
　低塩濃度廃水処理装置３は、他の被処理水Ｅ１（以下、被処理水Ａ１と区別するために「廃水Ｅ１」と述べる）を処理する廃水処理部３０と、流量調整部３１および３２と、流路３３，３４とを備える。廃水Ｅ１としては、例えば下水が用いられる。廃水処理部３０は、具体的な構成に限定されることはなく、活性汚泥処理設備、活性汚泥処理と精密ろ過（ＭＦ）若しくは限外ろ過（ＵＦ）膜との二段処理設備、活性汚泥処理と砂ろ過との二段処理設備またはＭＢＲ設備などが使用できる。
　また、廃水処理部３０を効率的に稼動させるために、廃水処理部３０の上流で、廃水Ｅ１に凝集剤、ｐＨ調整剤、または次亜塩素酸ナトリウムのような酸化剤を添加しても構わない。
　また、廃水処理部３０で膜やフィルターを使用する場合、使用される膜やフィルターについても特に限定されることはなく、平膜、中空糸膜、管状型膜、糸巻きフィルター、布製フィルター、金属焼結フィルター、その他いかなる形状のものも適宜用いることができる。膜やフィルターの素材については、特に限定しないが、ポリアクリロニトリル、ポリフェニレンスルフォン、ポリフェニレンスルフィドスルフォン、ポリフッ化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリビニルアルコール、酢酸セルロースや、セラミック等の無機素材からなる群から選ばれる少なくとも１種を含んでいると好ましい。
　第２実施形態において、廃水処理部３０は、廃水Ｅ１から、濁質や不純物などの半透膜をファウリングさせる物質を除去する。これにより、第１半透膜処理部２０の洗浄間隔や寿命を延ばすことが可能となる。こうして得られた水を生物処理水Ｅ２と称する。
　流量調整部３１は、流路３３上で廃水処理部３０より下流に配置される。流量調整部３１は、塩水処理装置２に向かう生物処理水Ｅ２の量を調整することができる。流量調整部３２は、バイパスラインである流路３４上に配置され、廃水処理部３０を通らずに塩水処理装置２に向かう廃水Ｅ１の量を調整する。流量調整部３１および３２は、流量調整部としては、ゲートバルブ、グローブバルブ、ボールバルブ、バタフライバルブ等によって実現可能である。また、図２に記載はないが、送液ポンプのインバーター制御等により流量を調整することもできる。
　流路３３は、廃水処理部３０に廃水Ｅ１を送り、更に廃水処理部３０から塩水処理装置２に至るまで続く。流路３４は、廃水処理部３０より上流で流路３３から分岐し、流量調整部３１より下流で流路３３に接続する。つまり、流路３４は、一部の廃水Ｅ１に廃水処理部３０を迂回させて、生物処理水Ｅ２に合流させるバイパスラインとして機能する。
　廃水Ｅ１と生物処理水Ｅ２とは、流路３３と３４とが接続することで混合される。こうして得られる混合水は、希釈水Ｂ１として、流路４２を通って上述の流路４１に合流する。なお、流量調整部３１および３２によって、希釈水Ｂ１として、塩水処理装置２に、廃水Ｅ１のみが供給されてもよいし、生物処理水Ｅ２のみが供給されてもよいし、廃水Ｅ１と生物処理水Ｅ２との混合水が供給されてもよい。
　第２実施形態では、こうして、希釈水Ｂ１が、廃水処理部３０で処理された生物処理水Ｅ２と廃水Ｅ１との混合によって得られる。さらに、希釈水Ｂ１に含まれ生物処理水Ｅ２と廃水Ｅ１との混合比率、塩濃度、混合して得られる水の総量は、流量調整部３１、３２によって調節可能である。
　希釈水Ｂ１、つまり低塩濃度水が生物処理水を含む場合、希釈水Ｂ１が栄養塩を多く含むため、被処理水Ａ１（被処理水Ａ２）と希釈水Ｂ１（希釈水Ｂ２）との混合した後で、上述したようにファウリングが発生しやすい。しかしながら、第２実施形態では、第３薬剤送液ポンプ２４によって殺菌剤が添加されることで、このバイオファウリングが効果的に抑制される。
　（第３実施形態）
　図３は、本発明に係る造水システムの第３実施形態を示すフローズで、図３を参照して第３実施形態に係る造水システムを説明する。第３実施形態では、第１または第２実施形態で説明した構成と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
　第３実施形態に係る造水システム１０３は、塩水処理装置２００と、第２被処理水Ｅ１０を半透膜処理する低塩濃度廃水処理装置３００とを備える。低塩濃度廃水処理装置３００は、第２被処理水Ｅ１０から希釈水Ｂ１を得る装置である。具体的には、低塩濃度廃水処理装置３００は、第２半透膜処理部３０１、流量調整部３０２および３０３、ポンプ３０４および第４薬剤送液ポンプ（第４殺菌剤添加部）３０５、流路３０６，３０７，３０８および３０９を備える。
　第２被処理水Ｅ１０としては、廃水Ｅ１、生物処理水Ｅ２または廃水Ｅ１と生物処理水Ｅ２との混合水が用いられる。例えば、流路３０６において、流路３０６からの流路３０９の分岐点よりも上流に、廃水処理部３０が設けられてもよい。
　第２半透膜処理部３０１は、流路３０６によって供給される第２被処理水Ｅ１０を、濃縮水Ｅ１２と透過水Ｆとに分離する。第２半透膜処理部３０１としては、第１半透膜処理部２０と同様の構成が採用される。濃縮水Ｅ１２は流路３０８によって塩水処理装置２００に送られる。透過水Ｆは、流路３０７によって、別の工程に送られるか、システム外に送水される。
　流量調整部３０２および３０３は、それぞれ、流路３０６および３０９上に配置され、各流路を流れる第２被処理水Ｅ１０の流量を調整する。これらの流量調整部３０２および３０３によって、希釈水Ｂ１における濃縮水Ｅ１２と第２被処理水Ｅ１０との混合比率が調整される。流量調整部３０２および３０３としては、流量調整部３１および３２と同様の構成が利用できる。
　ポンプ３０４は、流路３０６上に配置され、第２被処理水Ｅ１０を第２半透膜処理部３０１に供給する。特に本実施形態では、ポンプ３０４は、殺菌剤Ｕの添加位置よりも下流で、第２半透膜処理部３０１よりも上流に配置される。
　第４薬剤送液ポンプ３０５は、流路３０６中の第２被処理水Ｅ１０に対して、第２半透膜処理部３０１より上流で殺菌剤Ｕを添加する。殺菌剤Ｕの種類等については、第１実施形態で説明した他の殺菌剤と同様である。
　流路３０６は、第２被処理水Ｅ１０を第２半透膜処理部３０１に供給する。流路３０７および３０８には、それぞれ、第２半透膜処理部３０１で得られた透過水Ｆおよび濃縮水Ｅ１２が流れる。バイパスラインである流路３０９は、流量調整部３０２の上流で、流路３０６から分岐し、流路３０８に接続する。
　上述の構成により、第２被処理水Ｅ１０の一部には、殺菌剤Ｕが添加され、殺菌剤Ｕを含む第２被処理水Ｅ１０は、第２半透膜処理部３０１に送られる。第２半透膜処理部３０１で得られた濃縮水Ｅ１２は、流路３０８を通って塩水処理装置２００に送られ、希釈水Ｂ１として利用される。
　上述したとおり、希釈水Ｂ１における濃縮水Ｅ１２と第２被処理水Ｅ１０との混合比率は、流量調整部３０２および３０３によって変更可能である。例えば、第２半透膜処理部３０１で得られた濃縮水Ｅ１２の塩濃度が被処理水Ａ１よりも低ければ、この濃縮水Ｅ１２のみが希釈水Ｂ１として塩水処理装置２００に供給されてもよい。また、濃縮水Ｅ１２の塩濃度が被処理水Ａ１よりも高いか、または第２被処理水Ｅ１０の量が第２半透膜処理部３０１の処理能力を超え第２被処理水Ｅ１０が余剰となる等、他の理由によって、濃縮水Ｅ１２と第２被処理水Ｅ１０との混合水が希釈水Ｂ１として塩水処理装置２００に供給されてもよい。また、第２被処理水Ｅ１０のみが希釈水Ｂ１として塩水処理装置２００に供給されてもよい。
　なお、第２被処理水Ｅ１０の濁質が高い場合等は、第２被処理水Ｅ１０をＵＦ処理または砂ろ過する装置がさらに設けられてもよい。これらのＵＦ処理装置または砂ろ過装置は、例えば流路３０６において、流路３０９の分岐点より上流に配置可能である。
　塩水処理装置２００は、塩水処理装置２の構成、並びに前処理部２５、被処理水槽２６、希釈水槽２７および混合槽２８を備える。前処理部２５、被処理水槽２６、混合槽２８、送液ポンプ２１、第１半透膜処理部２０は、流路４１によって、この順に接続される。前処理部２５は被処理水Ａ１をＵＦ処理または砂ろ過する装置である。また、第１薬剤送液ポンプ２３は、流路４１において前処理部２５の上流で、殺菌剤Ｗを被処理水Ａ１に添加する。被処理水槽２６は、被処理水Ａ２を貯留する。
　混合槽２８には、流路４１および流路４２が接続しており、この混合槽２８において、被処理水Ａ２と希釈水Ｂ２とが混合される。混合槽２８は、容積が小さい方が、混合槽２８での混合水Ａ３の滞留時間が短くなるので、菌類などの生物の繁殖を抑制することができる。被処理水Ａ２と希釈水Ｂ２を十分に混合できるのであれば、第１実施形態および第２実施形態のように、配管のみで混合部を形成してもよい。ただし、混合槽２８によって、流量をより安定させることができる。
　希釈水槽２７は、流路４２において、第２薬剤送液ポンプ２２による殺菌剤Ｖの添加位置より下流で、かつ混合槽２８より上流に配置される。希釈水槽２７には、希釈水Ｂ２、つまり低塩濃度廃水処理装置３００から送られてくる第２被処理水Ｅ１０、濃縮水Ｅ１２または第２被処理水Ｅ１０と濃縮水Ｅ１２との混合水が貯留される。希釈水槽２７に貯留された水には、第２薬剤送液ポンプ２２によって添加された殺菌剤が含まれる。
　希釈水Ｂ１が濃縮水Ｅ１２を含有する場合、第４薬剤送液ポンプ３０５によって添加された殺菌剤Ｕは濃縮水Ｅ１２へ残る。しかし、濃縮水Ｅ１２では、栄養塩およびバクテリアなども濃縮される。よって、被処理水Ａ２と希釈水Ｂ２の混合水には、更に殺菌剤を添加することが好ましい。
　添加量として、以下の式に従うことが望ましい。
（ＸＡ＋ＸＢ＋Ｘ２）≦ＸＭ　　　・・・（５）
式（５）において
ＸＡ： 被処理水Ａ１への殺菌剤量Ｗの添加量
ＸＢ： 希釈水Ｂ１への殺菌剤量Ｖの添加量
Ｘ２： 第二の半透膜処理設備の被処理水への殺菌剤Ｕの添加量
ＸＭ： 混合水への殺菌剤Ｘの添加量
である。
（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ＋Ｃ２×Ｆ２）／（ＦＡ＋ＦＢ＋Ｆ２）＜ＣＭ　　・・・（６）
式（６）において、
ＣＡ： 被処理水Ａ２中の殺菌剤濃度
ＣＢ： 希釈水Ｂ２中の殺菌剤濃度
Ｃ２： 第２被処理水Ｅ１０へ殺菌剤添加後の第２被処理水Ｅ１０中の殺菌剤濃度
ＣＭ： 混合水へ殺菌剤添加後への混合水中の殺菌剤濃度
ＦＡ： 被処理水Ａ１流量
ＦＢ： 希釈水Ｂ１流量
Ｆ２： 第２被処理水Ｅ１０の流量を表す。）
である。
より好ましくは、１．５×（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ＋Ｃ２×Ｆ２）／（ＦＡ＋ＦＢ＋Ｆ２）＜ＣＭ である。
　また、以下の式（７）または式（８）に従うことが更に望ましい。
（ＸＡ＋ＸＢ＋Ｘ２）≦ＸＭ≦１０（ＸＡ＋ＸＢ＋Ｘ２）　　　・・・（７）
（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ＋Ｃ２×Ｆ２）／（ＦＡ＋ＦＢ＋Ｆ２）＜ＣＭ＜１０（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ＋Ｃ２×Ｆ２）　　・・・（８）
更に望ましくは式（９）に従う。
（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ＋Ｃ２×Ｆ２）／（ＦＡ＋ＦＢ＋Ｆ２）＜ＸＭ＜７（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ＋Ｃ２×Ｆ２）／（ＦＡ＋ＦＢ＋Ｆ２）　　　・・・（９）
　第２半透膜処理部３０１で得られる濃縮水Ｅ１２に含まれる栄養塩やバクテリアは半透膜処理部の回収率が高いほど濃度が高くなるので、混合水への殺菌剤は回収率が高いほど添加量を増やすことが望ましい。
　第３実施形態において、造水システム１０３は、第３薬剤送液ポンプ２４が添加する殺菌剤Ｘの量を、混合水Ａ３の水温および／または第２半透膜処理部３０１の回収率に比例するように調整する殺菌剤量調整部を更に備えてもよい。第２半透膜処理部３０１の回収率とは、（透過水Ｆの体積／第２半透膜処理部３０１に供給される第２被処理水Ｅ１０の量）で表される。上述したように、殺菌剤を添加する対象である水の温度が高いほどバクテリアが増殖しやすい。また、第２半透膜処理部３０１の回収率が高いほど有機物濃度または栄養塩濃度が高くなるので、バクテリアが増殖しやすい。
　（第４実施形態）
　図４は、本発明に係る造水システムの第４実施形態を示すフロー図で、図４を参照して第４実施形態に係る造水システムを説明する。第４実施形態では、第１実施形態、第２実施形態または第３実施形態で説明した構成と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
　第４薬剤送液ポンプ３０５で添加された殺菌剤Ｕは第２半透膜処理部３０１で消費されるが、殺菌剤Ｕが半透膜を透過しない場合、半透膜処理の回収率に応じて濃縮される。
　前述の通り、高塩濃度水に希釈水を混合することでバイオファウリングが発生しやすくなるため、第１半透膜処理部および第２半透膜処理部のバイオファウリングを防止するためには、第２半透膜処理部３０１へ供給される第２被処理水Ｅ１０の殺菌剤負荷よりも第１半透膜処理部２０へ供給される混合水の殺菌剤負荷を大きくすることが望ましい。
　ここで、殺菌剤負荷は、殺菌剤濃度が高い方が大きいため、殺菌剤に合わせた測定方法で測定できる。例えば、殺菌剤が塩素系殺菌剤や臭素系殺菌剤のような酸化性殺菌剤の場合、ＤＰＤ法で結合塩素換算または全塩素換算の少なくとも一方として酸化力が測定できる。また、殺菌剤が酸やアルカリの場合、ｐＨ計で測定することができる。殺菌剤が還元剤の場合、簡易的にはＯＲＰを測定することで間接的に測定することができるが、ＯＲＰはｐＨにより左右されるため、より正確に測る場合には、ＤＰＤ法で検出できるまで次亜塩素酸ナトリウムを滴定し、その滴定量より還元剤の含有量を知ることができる。
　殺菌剤を常時添加している場合は任意の時間の測定値を使用することができるが、間欠添加している場合、添加開始から次の添加開始までの平均値で比較することが望ましい。例えば、酸化性殺菌剤を添加し、１回／１８時間、５分間に亘り結合塩素が１ｐｐｍ検出された場合、１×５÷（１８×６０）＝４．６×１０－３ｐｐｍとなる。
　（第５実施形態）
　図５は、本発明に係る造水システムの第５実施形態を示すフロー図で、図５を参照して第５実施形態に係る造水システムを説明する。第５実施形態では、第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態または第４実施形態で説明した構成と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
　第４薬剤送液ポンプ３０５で添加された殺菌剤Ｕが第２半透膜処理部で消費されたり、半透膜を透過したりして第１半透膜処理部に十分な殺菌剤が到達しない場合、殺菌剤を追加することが望ましい。第５実施形態では、ポンプ２２で殺菌剤Ｖを添加する。
　第４薬剤送液ポンプ３０５で添加された殺菌剤Ｕおよびポンプ２２で添加された殺菌剤Ｖが共に酸化性殺菌剤、というように同一種の場合、殺菌剤負荷は、殺菌剤濃度が高い方が大きいため、前述の測定方法で確認することが可能である。一方、それぞれの殺菌剤種が異種の場合、例えば殺菌剤Ｕが酸化性殺菌剤で殺菌剤Ｖが酸性殺菌剤の場合、第１半透膜処理部と第２半透膜処理部の殺菌剤負荷を比較するには、Ｄ値（ｄｅｃｉｍａｌ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）を用いることが望ましい。これは、殺菌により菌数を初期の殺菌数から１／１０にする時間であり、短いほど殺菌負荷が大きい。
　（第６実施形態）
　図６は、本発明に係る造水システムの第６実施形態を示すフロー図で、図６を参照して第６実施形態に係る造水システムを説明する。本実施形態では、第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態、第４実施形態または第５実施形態で説明した構成と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
　第６実施形態では、混合水へ第３薬剤送液ポンプ２４で殺菌剤Ｘを添加する。次亜塩素酸ナトリウムなど、殺菌剤によっては有機物に消費されるものがあり、より半透膜に近い位置で殺菌剤を添加することが望ましい場合があり、本実施形態を使用することが望ましい。
　（第７実施形態）
　図７は、本発明に係る造水システムの第７実施形態を示すフロー図で、図７を参照して第７実施形態に係る造水システムを説明する。本実施形態では、第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態、第４実施形態、第５実施形態または第６実施形態で説明した構成と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
　第７実施形態では、ポンプ２２で殺菌剤Ｖを、第３薬剤送液ポンプ２４で殺菌剤Ｘを添加する。当該実施形態のように、複数の殺菌剤添加場所を設けることで、殺菌剤の種類や添加タイミングを変えることができる。例えば酸性殺菌剤と酸化性殺菌剤を併用した場合、酸に弱い微生物と酸化剤に弱い微生物の両方の殺菌が可能となり、バイオファウリングの抑制に効果的である。また、酸化性殺菌剤と還元性殺菌剤を併用する場合、両者が混合すると反応し、互いに効果が消えるため、タイミングをずらして添加することが必要となり、当該実施形態が適切である。
（第８実施形態）
　図８は、本発明に係る造水システムの第８実施形態を示すフロー図で、図８を参照して第８実施形態に係る造水システムを説明する。本実施形態では、第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態、第４実施形態、第５実施形態、第６実施形態または第７実施形態で説明した構成と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
　被処理水Ａ１が清浄でなく、流路４１や被処理水槽２６でバイオファウリングが発生する場合、殺菌剤を添加することが望ましく、第８実施形態を用いることができる。
　以上、本発明の造水システムを上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。
　以下本発明を実施例により更に詳細に説明する。
（１）ＤＰＤ測定方法
　試料を殺菌剤添加部より下流かつ前処理部または膜モジュールより上流および流路４２、からサンプリングし、すぐに水道機工製ポサイドンＤＰＤ残塩チェッカー（ＣＲＰ－１０００）で測定した。
（２）ＴＯＣ測定方法
　東レエンジニアリング製　ＴＮＣ－６０００（燃焼酸化非分散赤外線吸収方式）で分析した。
（３）ＴＮ測定方法
　堀場製作所製　ＰＮ－１５５（紫外線酸化分解法）で分析した。
（４）ＴＰ測定方法
　堀場製作所製　ＰＮ－１５５（紫外線酸化分解法）で分析した。
（５）ＴＤＳ測定方法
　サンプルを１０５℃×２時間乾燥し、残存物の重量を測定した。
（６）実験装置
　図８のフローの装置を使用し実験した。ＭＢＲ処理水１４００ｍ３／ｄを第２半透膜処理部３０１（東レ製ＴＭＬ２０－３７０　７エレメント／Ｖｅｓｓｅｌ　（１ｓｔ　ｂａｎｋ　６Ｖｅｓｓｅｌ＋２ｎｄ　ｂａｎｋ　３Ｖｅｓｓｅｌ）回収率６０％で処理し濃縮水で得た。また、海水またはかん水５５０ｍ３／ｄを取水し、前処理部２５（東レ製ＨＦＵ－２０２０　４モジュール／Ｔｒａｉｎ ×２Ｔｒａｉｎｓ）で処理し、濃縮水と１：１で混合し、第１半透膜処理部２０（東レ製ＴＭ８４０Ｃ－１６０　１ｓｔ ｂａｎｋ　６エレメント／Ｖｅｓｓｅｌ×１Ｖｅｓｓｅｌ、ＴＭ８２０Ｅ－４００　２ｎｄ　ｂａｎｋ　６エレメント／Ｖｅｓｓｅｌ×３Ｖｅｓｓｅｌ）回収率５０％で処理した。殺菌剤は第２半透膜処理部３０１、第１半透膜処理部２０の直前でＤＢＮＰＡ（ナルコ社製ＰｅａｍａＣｌｅａｎ ＰＣ－１１）を添加した。ここでは、ＦＡ＝５５０ｍ３／ｈｒ、ＦＢ＝５６０ｍ３／ｈｒ、Ｆ２＝１４００ｍ３／ｈｒである。
　ＭＢＲ処理水、濃縮水Ｅ１２、海水Ａ１の水質を表に示す（ｍｇ／Ｌ）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
実施例１（海水を使用）
　第２半透膜処理部３０１へ第４薬剤送液ポンプ３０５でＤＢＮＰＡを１時間／日、１０ｍｇ／Ｌ相当添加し、ＤＰＤ測定残塩チェッカーで測定したところ、結合塩素として（Ｃ２＝）１０ｍｇ／Ｌだった。濃縮水Ｅ１２へ第４薬剤送液ポンプの薬剤と混ざるように第２薬剤送液ポンプ２２でＤＢＮＰＡを１時間／日、１ｍｇ／Ｌ相当添加し、濃縮水Ｅ１２をＤＰＤ測定残塩チェッカーで測定したところ、結合塩素として（ＣＢ＝）５ｍｇ／Ｌだった。第１半透膜処理部２０までの滞留時間を考え、混合水Ａ３で第４薬剤送液ポンプの薬剤と混ざるように被処理水Ａ１へ第１薬剤送液ポンプ２３でＤＢＮＰＡを１時間／日、４ｍｇ／Ｌ相当添加し、ＤＰＤ測定残塩チェッカーで測定したところ、結合塩素として（ＣＡ＝）４ｍｇ／Ｌだった。また、第２半透膜処理部３０１から第１半透膜処理部２０までの滞留時間を考え、濃縮水Ｅ１２にＤＢＮＰＡが最も含まれる時間に第１半透膜処理部２０へ第３薬剤送液ポンプでＤＢＮＰＡを１時間／日、１５ｍｇ／Ｌ相当添加した。ＤＰＤ測定残塩チェッカーで測定したところ、結合塩素として（ＣＭ＝）１８ｍｇ／Ｌだった。その結果、第２半透膜処理部３０１、第１半透膜処理部２０共に薬洗せずに５ヶ月運転できた（第１半透膜処理部２０のＤＰ（通水差圧）が１５０→１７０ｋＰａ）。前処理部２５も良好に運転できた。
　上記実施例は、
式（１）ＸＡ（＝４ｐｐｍ×５５０ｍ３／ｈｒ）＋ＸＢ（＝１ｐｐｍ×５６０ｍ３／ｈｒ）≦ＸＭ（＝１５ｐｐｍ×１１１０ｍ３／ｈｒ）を満たす。
式（２）（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ）／（ＦＡ＋ＦＢ）＜ＣＭを満たす。
式（５）（ＸＡ（＝４ｐｐｍ×５５０ｍ３／ｈｒ）＋ＸＢ（＝１ｐｐｍ×５６０ｍ３／ｈｒ）＋Ｘ２（＝１０ｐｐｍ×１４００ｍ３／ｈｒ））≦ＸＭ（＝１５ｐｐｍ×１１１０ｍ３／ｈｒ）を満たす。
式（６）（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ＋Ｃ２×Ｆ２）／（ＦＡ＋ＦＢ＋Ｆ２）＜ＣＭを満たす。
実施例２（海水を使用）
　第２半透膜処理部３０１へ第４薬剤送液ポンプ３０５でＤＢＮＰＡを１時間／日、１０ｍｇ／Ｌ相当添加し、ＤＰＤ測定残塩チェッカーで測定したところ、結合塩素として（Ｘ２＝）１０ｍｇ／Ｌだった。濃縮水Ｅ１２へ第４薬剤送液ポンプの薬剤と混ざるように第２薬剤送液ポンプ２２でＤＢＮＰＡを１時間／日、１ｍｇ／Ｌ相当添加し、濃縮水Ｅ１２をＤＰＤ測定残塩チェッカーで測定したところ、結合塩素として（ＸＢ＝）５ｍｇ／Ｌだった。
　また、第２半透膜処理部３０１から第１半透膜処理部２０までの滞留時間を考え、濃縮水Ｅ１２にＤＢＮＰＡが最も含まれる時間に第１半透膜処理部２０へ第３薬剤送液ポンプでＤＢＮＰＡを１時間／日、１５ｍｇ／Ｌ相当添加した。ＤＰＤ測定残塩チェッカーで測定したところ、結合塩素として（ＸＭ＝）１７．５ｍｇ／Ｌだった。その結果、第２半透膜処理部３０１、第１半透膜処理部２０共に薬洗せずに５ヶ月運転できた（第１半透膜処理部２０のＤＰ（通水差圧）が１５０→１８０ｋＰａ）。ただし、前処理部２５が若干バイオファウリングしたため、薬液洗浄が必要となった。
　上記実施例は、
式（１）ＸＡ（＝０ｐｐｍ×５５０ｍ３／ｈｒ）＋ＸＢ（＝１ｐｐｍ×５６０ｍ３／ｈｒ）≦ＸＭ（＝１５ｐｐｍ×１１１０ｍ３／ｈｒ）を満たす。
式（２）（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ）／（ＦＡ＋ＦＢ）＜ＣＭを満たす。
式（５）（ＸＡ（＝０ｐｐｍ×５５０ｍ３／ｈｒ）＋ＸＢ（＝１ｐｐｍ×５６０ｍ３／ｈｒ）＋Ｘ２（＝１０ｐｐｍ×１４００ｍ３／ｈｒ））≦ＸＭ（＝１５ｐｐｍ×１１１０ｍ３／ｈｒ）を満たす。
式（６）（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ＋Ｃ２×Ｆ２）／（ＦＡ＋ＦＢ＋Ｆ２）＜ＣＭを満たす。
実施例３（かん水を使用）
　第２半透膜処理部３０１へ第４薬剤送液ポンプ３０５でＤＢＮＰＡを１時間／日、１０ｍｇ／Ｌ相当添加し、ＤＰＤ測定残塩チェッカーで測定したところ、結合塩素として（Ｘ２＝）１０ｍｇ／Ｌだった。濃縮水Ｅ１２へ第４薬剤送液ポンプの薬剤と混ざるように第２薬剤送液ポンプ２２でＤＢＮＰＡを１時間／日、１ｍｇ／Ｌ相当添加し、濃縮水Ｅ１２をＤＰＤ測定残塩チェッカーで測定したところ、結合塩素として（ＸＢ＝）５ｍｇ／Ｌだった。第１半透膜処理部２０までの滞留時間を考え、混合水Ａ３で第４薬剤送液ポンプの薬剤と混ざるように被処理水Ａ１へ第１薬剤送液ポンプ２３でＤＢＮＰＡを１時間／日、４ｍｇ／Ｌ相当添加し、ＤＰＤ測定残塩チェッカーで測定したところ、結合塩素として（ＸＡ＝）４ｍｇ／Ｌだった。また、第２半透膜処理部３０１から第１半透膜処理部２０までの滞留時間を考え、濃縮水Ｅ１２にＤＢＮＰＡが最も含まれる時間に第１半透膜処理部２０へ第３薬剤送液ポンプでＤＢＮＰＡを１時間／日、１５ｍｇ／Ｌ相当添加した。ＤＰＤ測定残塩チェッカーで測定したところ、結合塩素として（ＸＭ＝）１８ｍｇ／Ｌだった。その結果、第２半透膜処理部３０１、第１半透膜処理部２０共に薬洗せずに５ヶ月運転できた（第１半透膜処理部２０のＤＰ（通水差圧）が１５０→１７０ｋＰａ）。前処理部２５も良好に運転できた。
　上記実施例は、
式（１）ＸＡ（＝４ｐｐｍ×５５０ｍ３／ｈｒ）＋ＸＢ（＝１ｐｐｍ×５６０ｍ３／ｈｒ）≦ＸＭ（＝１５ｐｐｍ×１１１０ｍ３／ｈｒ）を満たす。
式（２）（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ）／（ＦＡ＋ＦＢ）＜ＣＭを満たす。
式（５）（ＸＡ（＝４ｐｐｍ×５５０ｍ３／ｈｒ）＋ＸＢ（＝１ｐｐｍ×５６０ｍ３／ｈｒ）＋Ｘ２（＝１０ｐｐｍ×１４００ｍ３／ｈｒ））≦ＸＭ（＝１５ｐｐｍ×１１１０ｍ３／ｈｒ）を満たす。
式（６）（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ＋Ｃ２×Ｆ２）／（ＦＡ＋ＦＢ＋Ｆ２）＜ＣＭを満たす。
比較例１（海水を使用）
　第２半透膜処理部３０１へ第４薬剤送液ポンプ３０５でＤＢＮＰＡを１時間／日、１０ｍｇ／Ｌ相当添加し、ＤＰＤ測定残塩チェッカーで測定したところ、結合塩素として（Ｘ２＝）１０ｍｇ／Ｌだった。濃縮水Ｅ１２へ第４薬剤送液ポンプの薬剤と混ざるように第２薬剤送液ポンプ２２でＤＢＮＰＡを１時間／日、１ｍｇ／Ｌ相当添加し、濃縮水Ｅ１２をＤＰＤ測定残塩チェッカーで測定したところ、結合塩素として（ＸＢ＝）５ｍｇ／Ｌだった。第１半透膜処理部２０までの滞留時間を考え、混合水Ａ３で第４薬剤送液ポンプの薬剤と混ざるように被処理水Ａ１へ第１薬剤送液ポンプ２３でＤＢＮＰＡを１時間／日、４ｍｇ／Ｌ相当添加し、ＤＰＤ測定残塩チェッカーで測定したところ、結合塩素として（ＸＡ＝）４ｍｇ／Ｌだった。また、第２半透膜処理部３０１から第１半透膜処理部２０までの滞留時間を考え、濃縮水Ｅ１２にＤＢＮＰＡが最も含まれる時間に第１半透膜処理部２０へ第３薬剤送液ポンプでＤＢＮＰＡを１時間／日、１ｍｇ／Ｌ相当添加した。ＤＰＤ測定残塩チェッカーで測定したところ、結合塩素として（ＸＭ＝）４ｍｇ／Ｌだった。
　その結果、第２半透膜処理部３０１は薬洗せずに５ヶ月運転できたが、第１半透膜処理部２０は２週間でＤＰ（通水差圧）が１５０→２００ｋＰａとなり、薬洗が必要となった。第１半透膜処理部２０の膜を解体して調査したところ、バイオファウリングが発生しており、バクテリアの増殖がＤＰ（通水差圧）の原因と判明した。
　上記比較例は、
式（１）ＸＡ（＝４ｐｐｍ×５５０ｍ３／ｈｒ）＋ＸＢ（＝１ｐｐｍ×５６０ｍ３／ｈｒ）≦ＸＭ（＝１ｐｐｍ×１１１０ｍ３／ｈｒ）を満たさない。
式（２）（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ）／（ＦＡ＋ＦＢ）＜ＣＭを満たさない。
式（５）（ＸＡ（＝４ｐｐｍ×５５０ｍ３／ｈｒ）＋ＸＢ（＝１ｐｐｍ×５６０ｍ３／ｈｒ）＋Ｘ２（＝１０ｐｐｍ×１４００ｍ３／ｈｒ））≦ＸＭ（＝１ｐｐｍ×１１１０ｍ３／ｈｒ）を満たさない。
式（６）（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ＋Ｃ２×Ｆ２）／（ＦＡ＋ＦＢ＋Ｆ２）＜ＣＭを満たさない。
　本出願は、２０１３年９月３０日出願の日本特許出願、特願２０１３－２０３１２３に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　上水道における浄水処理分野、工業用水や食品、医療プロセス用水、半導体関連洗浄用水といった産業用水製造分野などに適用可能な淡水を省エネルギーかつ効率的に生産することができ、淡水化技術により淡水を得る装置として利用することができる。
　１０１：造水システム
　１０２：造水システム
　１０３：造水システム
　２：　塩水処理装置
　３：　低塩濃度廃水処理装置
　２０：第１半透膜処理部
　２１：送液ポンプ
　２２：第２薬剤送液ポンプ（第２殺菌剤添加部）
　２３：第１薬剤送液ポンプ（第１殺菌剤添加部）
　２４：第３薬剤送液ポンプ（第３殺菌剤添加部）
　２５：前処理部
　２６：被処理水槽
　２７：希釈水槽
　２８：混合槽
　２９：ポンプ
　２００：塩水処理装置
　３０：廃水処理部
　３１：流量調整部
　３２：流量調整部
　３３：流路
　３４：流路
　３００：低塩濃度廃水処理装置
　３０１：第２半透膜処理部
　３０２：流量調整部
　３０３：流量調整部
　３０４：ポンプ
　３０５：第４薬剤送液ポンプ（第４殺菌剤添加部）
　３０６：流路
　３０７：流路
　３０８：流路
　３０９：流路
　４１：流路
　４２：流路
　Ａ１：被処理水（高塩濃度）
　Ａ２：被処理水（高塩濃度・殺菌剤含有）
　Ａ３：混合水
　Ｂ１：希釈水
　Ｂ２：希釈水（殺菌剤含有）
　Ｃ：透過水
　Ｄ：濃縮水
　Ｅ１：被処理水（低塩濃度）、廃水
　Ｅ２：生物処理水
　Ｅ１０：（第２）被処理水（低塩濃度）
　Ｅ１２：濃縮水
　Ｆ：透過水
　Ｕ：殺菌剤
　Ｖ：殺菌剤
　Ｗ：殺菌剤
　Ｘ：殺菌剤

Claims (17)

  1. 　被処理水Ａ１に、殺菌剤を添加することで被処理水Ａ２を得る第1殺菌剤添加部と、
    　前記被処理水Ａ１よりも塩濃度が低く、かつ有機物濃度または栄養塩濃度の少なくとも一方が被処理水Ａ１より大きい希釈水Ｂ１に殺菌剤を添加することで、希釈水Ｂ２を得る第２殺菌剤添加部と、
    　被処理水Ａ２に、希釈水Ｂ２を混合することで混合水を得る混合部と、
    　前記混合水に、下記式（１）または式（２）で表される量の殺菌剤を添加する第３殺菌剤添加部と、
    　　　（ＸＡ＋ＸＢ）≦ＸＭ　　　　・・・（１）
    　（式（１）において、ＸＡ，ＸＢ，ＸＭは、以下の殺菌剤量を表す。
    　　ＸＡ： 被処理水Ａ１への殺菌剤量添加量
    　　ＸＢ： 希釈水Ｂ１への殺菌剤量添加量
    　　ＸＭ： 混合水への殺菌剤添加量）
    　　　（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ）／（ＦＡ＋ＦＢ）＜ＣＭ　　　　・・・（２）
    　（式（２）において、ＣＡ，ＣＢ，ＣＭ，ＦＡ，ＦＢは、以下を表す。
    　　ＣＡ： 被処理水Ａ２中の殺菌剤濃度
    　　ＣＢ： 希釈水Ｂ２中の殺菌剤濃度
    　　ＣＭ： 混合水へ殺菌剤添加後への混合水中の殺菌剤濃度
    　　ＦＡ： 被処理水Ａ１流量
    　　ＦＢ： 希釈水Ｂ１流量）
    　前記混合水を濃縮水と透過水とに分離する第１半透膜処理部と、
    を備える造水システム。
  2. 　前記第３殺菌剤添加部が添加する殺菌剤の量が、以下の式（３）または式（４）で示されることを特徴とする請求項１の造水システム。
    　　　（ＸＡ＋ＸＢ）≦ＸＭ≦１０（ＸＡ＋ＸＢ）　　　　・・・（３）
    　　　（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ）／（ＦＡ＋ＦＢ）＜ＣＭ＜１０（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ）　　　　・・・（４）
  3. 　前記希釈水Ｂ１が、廃水、前記廃水を生物処理して得られる生物処理水、前記廃水を半透膜処理して得られる濃縮水、および前記生物処理水を半透膜処理して得られる濃縮水のうち、少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の造水システム。
  4. 　廃水または廃水を生物処理して得られる生物処理水を含む第２被処理水Ｅ１０を濃縮水Ｅ１２と透過水Ｆとに分離する第２の半透膜処理部をさらに備え、
    　前記希釈水Ｂ１が、濃縮水Ｅ１２を含むことを特徴とする
    請求項１に記載の造水システム。
  5. 　前記第２被処理水Ｅ１０に、殺菌剤Ｕを添加する第４殺菌剤添加部をさらに備え、
    　前記第３殺菌剤添加部が添加する殺菌剤の量が以下の式（５）または式（６）で示されることを特徴とする請求項４に記載の造水システム。
    　　（ＸＡ＋ＸＢ＋Ｘ２）≦ＸＭ　　　　　・・・（５）
    　　（ここで、Ｘ２は第２被処理水Ｅ１０への殺菌剤添加量を表す。）
    　　（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ＋Ｃ２×Ｆ２）／（ＦＡ＋ＦＢ＋Ｆ２）＜ＣＭ　　・・・（６）
    　（式（６）において、Ｃ２は第２被処理水Ｅ１０へ殺菌剤添加後の第２被処理水Ｅ１０中の殺菌剤濃度、Ｆ２は第２被処理水Ｅ１０の流量を表す。）
  6. 　前記第３殺菌剤添加部が添加する殺菌剤の量が以下の式（７）または式（８）で示されることを特徴とする請求項５に記載の造水システム。
    　　（ＸＡ＋ＸＢ＋Ｘ２）≦ＸＭ≦１０（ＸＡ＋ＸＢ＋Ｘ２）　　　・・・（７）
    　　（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ＋Ｃ２×Ｆ２）／（ＦＡ＋ＦＢ＋Ｆ２）＜ＣＭ＜１０（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ＋Ｃ２×Ｆ２）　　・・・（８）
  7. 　前記第３殺菌剤添加部が添加する殺菌剤の量を、前記混合水の水温に比例するように調整する殺菌剤量調整部を更に備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の造水システム。
  8. 　前記第３殺菌剤添加部が添加する殺菌剤の量を、前記混合水の水温または前記第２の半透膜処理部の回収率の少なくとも一方に比例するように調整する殺菌剤量調整部を更に備えることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の造水システム。
  9. 　前記第１－第３殺菌剤添加部が、有機臭素化合物殺菌剤、クロラミンおよびクロラミン誘導体からなる群より選択される少なくとも１種の殺菌剤を添加することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の造水システム。
  10. 　被処理水Ａ１に、殺菌剤を添加することで被処理水Ａ２を得る第1殺菌剤添加ステップと、
    　前記被処理水Ａ１よりも塩濃度が低く、かつ有機物濃度または栄養塩濃度の少なくとも一方が前記被処理水Ａ１より大きい希釈水Ｂ１に殺菌剤を添加することで、希釈水Ｂ２を得る第２殺菌剤添加ステップと、
    　前記被処理水Ａ２に、前記希釈水Ｂ２を混合することで混合水を得る混合ステップと、
    　前記混合水に、下記式（１）または式（２）で表される量の殺菌剤を添加する第３殺菌剤添加ステップと、
    　　　（ＸＡ＋ＸＢ）≦ＸＭ　　　　・・・（１）
    　（式（１）において、ＸＡ，ＸＢ，ＸＭは、以下の殺菌剤量を表す。
    　　ＸＡ： 被処理水Ａへの殺菌剤量添加量
    　　ＸＢ： 希釈水Ｂへの殺菌剤量添加量
    　　ＸＭ： 混合水への殺菌剤添加量）
    　　　（ＣＡ×ＦＡ＋ＣＢ×ＦＢ）／（ＦＡ＋ＦＢ）＜ＣＭ　　　　・・・（２）
    　（式（２）において、ＣＡ，ＣＢ，ＣＭ，ＦＡ，ＦＢは、以下を表す。
    　　ＣＡ： 被処理水Ａ２中の殺菌剤濃度
    　　ＣＢ： 希釈水Ｂ２中の殺菌剤濃度
    　　ＣＭ： 混合水へ殺菌剤添加後への混合水中の殺菌剤濃度
    　　ＦＡ： 被処理水Ａ１流量
    　　ＦＢ： 希釈水Ｂ１流量）
    　前記混合水を濃縮水と透過水とに分離する第一の半透膜処理ステップと、
    を備える造水方法。
  11. 　被処理水Ｅ１０から濃縮水Ｅ１２および透過水Ｆを生成する第２の半透膜処理部と、前記被処理水Ｅ１０に殺菌剤Ｕを添加する第４殺菌剤添加部と、を有する第２処理装置と、
    前記濃縮水Ｅ１２と、被処理水Ａ１とを混合する混合部と、得られた混合水から、濃縮水Ｄおよび透過水Ｃを生成する第１半透膜処理部と、を有する第１処理装置と、
    を少なくとも備える造水システムであって、
    　前記濃縮水Ｅ１２の塩濃度は、前記被処理水Ａ１の塩濃度よりも低く、かつ、前記濃縮水Ｅ１２の有機物濃度または栄養塩濃度の少なくとも一方が、前記被処理水Ａ１の有機物濃度または栄養塩濃度よりも大きく、
    　前記被処理水Ｅ１０の殺菌剤負荷よりも前記混合水Ａ３の殺菌剤負荷のほうが大きくなるように殺菌剤を添加することを特徴とする造水システム。
  12. 　前記殺菌剤負荷がＤＰＤ法で測定される全塩素または結合塩素の少なくとも一方で表される酸化力を有することを特徴とする請求項１１に記載の造水システム。
  13. 　前記殺菌剤負荷がＤ値（decimal reduction time）で表されることを特徴とする請求項１１に記載の造水システム。
  14. 　第１の半透膜処理部および第２の半透膜処理部で処理される処理水のｐＨが４以下で且つ前記殺菌剤負荷が水素イオン濃度で表されることを特徴とする請求項１１に記載の造水システム。
  15. 　第１の半透膜処理部および第２の半透膜処理部で処理される処理水のｐＨが１０以上で且つ前記殺菌剤負荷が水酸化物イオン濃度で表されることを特徴とする請求項１１に記載の造水システム。
  16. 　前記殺菌剤負荷が、次亜塩素酸ナトリウム消費量を測定することで確認される還元力で表されることを特徴とする請求項１１に記載の造水システム。
  17. 　被処理水Ｅ１０と濃縮水Ｅ１２、被処理水Ａ１、混合水Ａ３、のいずれか１箇所以上に殺菌剤を添加することを特徴とする請求項１１から１６のいずれか１項に記載の造水システム。
     
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