CN114585591B - 水处理装置设计支援装置以及水处理装置设计支援方法 - Google Patents

水处理装置设计支援装置以及水处理装置设计支援方法 Download PDF

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Abstract

本公开的水处理装置设计支援装置(100)具备：污垢产生量计算部(1)，利用成为设计对象的水处理装置所处理的被处理水的被处理水信息，计算附着在设于水处理装置的分离膜上的污垢的产生量；膜间压差计算部(2)，利用污垢的产生量，计算在不清洗分离膜地使水处理装置运转的场合下的分离膜的膜间压差的时序变化；清洗时膜间压差计算部(3)，利用膜间压差的时序变化和因分离膜的清洗而产生的膜间压差的减少幅度以及膜间压差的上升率，计算清洗分离膜而使水处理装置运转的场合下的分离膜的清洗时膜间压差的时序变化；以及总面积计算部(4)，利用清洗时膜间压差的时序变化，计算被处理水的处理所需的分离膜的总面积。

Description

水处理装置设计支援装置以及水处理装置设计支援方法
技术领域
本公开涉及水处理装置设计支援装置以及水处理装置设计支援方法。
背景技术
公开有反渗透膜设备设计支援装置(参照专利文献1)，该反渗透膜设备设计支援装置接受反渗透膜设备的运转性能计算所需的输入条件例如目标处理水量或者分离膜的历年劣化等，基于输入的输入条件来创建至少1个以上的脚本文件，并且基于脚本文件收集并显示针对反渗透膜的至少每种性状都不同的通过模拟而得的对应于输入条件的运转性能例如膜面积或者膜个数等的计算结果。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015－197783号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在专利文献1的技术中，虽然能根据输入条件来决定分离膜的膜面积或者膜个数等，但却没有考虑因清洗而形成的分离膜的处理效率的恢复。在反渗透膜设备例如水处理装置一边清洗分离膜一边运转的场合，相比不清洗分离膜的场合，分离膜的劣化倾向变得更为复杂。若分离膜的劣化倾向变化，则分离膜的可处理水量发生变化。由此，由于水处理装置所需的分离膜的总面积变化，所以，在专利文献1的技术中，存在无法计算一边清洗分离膜一边运转的场合所需的分离膜的总面积这样的课题。
本公开是为了解决上述的课题而做出的，其目的在于提供能计算考虑了分离膜清洗的分离膜的总面积的水处理装置设计支援装置以及水处理装置设计支援方法。
用于解决课题的方案
本公开的水处理装置设计支援装置，其中，上述水处理装置设计支援装置具备：污垢产生量计算部，该污垢产生量计算部利用成为设计对象的水处理装置所处理的被处理水的被处理水信息，计算附着在设置于水处理装置的分离膜上的污垢的产生量；膜间压差计算部，该膜间压差计算部利用污垢的产生量，计算在不清洗分离膜地使水处理装置运转的场合下的分离膜的膜间压差的时序变化；清洗时膜间压差计算部，该清洗时膜间压差计算部利用膜间压差的时序变化和因分离膜的清洗而产生的膜间压差的减少幅度以及膜间压差的上升率，计算清洗分离膜并使水处理装置运转的场合下的分离膜的清洗时膜间压差的时序变化；以及总面积计算部，该总面积计算部利用清洗时膜间压差的时序变化，计算被处理水的处理所需的分离膜的总面积。
本公开的水处理装置设计支援方法，其中，上述水处理装置设计支援方法具有：利用成为设计对象的水处理装置所处理的被处理水的被处理水信息，计算附着在设置于水处理装置的分离膜上的污垢的产生量的工序；利用污垢的产生量，计算在不清洗分离膜地使水处理装置运转的场合下的分离膜的膜间压差的时序变化的工序；利用膜间压差的时序变化和因分离膜的清洗而产生的膜间压差的减少幅度以及膜间压差的上升率，计算在清洗分离膜并使水处理装置运转的场合下的分离膜的清洗时膜间压差的时序变化的工序；以及利用清洗时膜间压差的时序变化，计算被处理水的处理所需的分离膜的总面积的工序。
发明的效果
根据本公开，能计算考虑了分离膜清洗的分离膜的总面积。
附图说明
图1是示出实施方式1所涉及的设计支援装置的框图。
图2是实施方式1所涉及的污垢产生量计算模型的一例。
图3是实施方式1所涉及的膜间压差计算模型的一例。
图4是示出实施方式1所涉及的膜间压差的时序变化的一例的关系图。
图5是实施方式1所涉及的膜劣化模型的一例。
图6是示出实施方式1所涉及的膜清洗时的膜间压差的时序变化的一例的关系图。
图7是示出实施方式1所涉及的膜间压差与可处理水量的关系的图。
图8是实施方式1所涉及的分离膜的总面积的显示例。
图9是示出实施方式1所涉及的设计支援装置的处理的工序图。
图10是示出实施方式1所涉及的膜清洗时的膜间压差的时序变化的数值数据的一例。
图11是示出实施方式1所涉及的膜清洗时的膜间压差的时序变化的关系图。
图12是示出实施方式2所涉及的设计支援装置的框图。
图13是示出实施方式2所涉及的设计支援装置的处理的工序图。
图14是示出实施方式3所涉及的设计支援装置的框图。
图15是示出实施方式3所涉及的设计支援装置的处理的工序图。
图16是实现本公开所涉及的设计支援装置的功能的硬件构成。
图17是示出本公开所涉及的输入信息以及输出信息的一例的图。
具体实施方式
实施方式1
图1是示出实施方式1所涉及的水处理装置设计支援装置(以下称为“设计支援装置”)的框图。设计支援装置100具备污垢产生量计算部1、膜间压差计算部2、清洗时膜间压差计算部3以及总面积计算部4。输入装置10例如是键盘或者鼠标等，经由输入部(图1中未图示)将被处理水信息(将在后叙述)等向设计支援装置100输入。输出装置5将在后叙述。
设计支援装置100是指以下装置：根据设计对象的水处理装置(以下称为“水处理装置”)所处理的被处理水的水质、被处理水的水量以及处理后的被处理水(以下称为“处理后水”)的水质等，计算水处理装置中的被处理水的处理所需的分离膜的总面积。
水处理装置是指以下装置：例如设置于污水处理场，利用分离膜将作为被处理水的污水分离(过滤)成活性污泥和处理后水。在水处理装置中，例如若分离膜到达预先规定的膜间压差(后述)，则对分离膜进行清洗。经过清洗的分离膜再次被使用于被处理水的处理，然后被更换成新的分离膜。在此，分离膜既可以是分离膜单体，也可以是将分离膜模组化的膜模组。以下，对设计支援装置100的构成进行详细说明。
污垢产生量计算部1将被处理水的水量、被处理水的水质以及处理后水的水质中的至少一者(以下称为“被处理水信息”)适用于污垢产生量计算模型来计算污垢产生量。关于污垢产生量的计算方法将在后叙述。
在此，对污垢进行说明。分离膜通过使被处理水所含的除去对象物质例如活性污泥以物理方式或者化学方式附着在分离膜的膜面上，将除去对象物质从被处理水去除。附着在分离膜的膜面上的除去对象物质是污垢。附着在分离膜的膜面上的污垢的增加率由被处理水的水质以及处理后水的水质即被处理水的处理前后的水质决定。
污垢随着水处理装置的运转时间即依靠分离膜的被处理水的处理时间的经过而蓄积于分离膜的膜面，使分离膜堵塞。因分离膜的堵塞导致分离膜的处理效率降低。分离膜的清洗将污垢从分离膜除去，用于使分离膜的处理效率恢复。
接着，关于污垢产生量的计算方法，利用污垢产生量计算模型来进行说明。图2是实施方式1所涉及的污垢产生量计算模型的一例。图2的纵轴表示污垢产生量(mgN)，横轴表示被处理水的水量(m3)。图2是处理后水的水质成为x(mgN/L)的污垢产生量计算模型X以及处理后水的水质成为y(mgN/L)的污垢产生量计算模型Y。图2的污垢产生量计算模型分别表示若被处理水的水量增加则污垢产生量增加。在这些污垢产生量计算模型中，被处理水的水量和污垢产生量为成正比的关系。
例如将水处理装置中的处理后水的水质设定为x(mgN/L)的场合，只要在污垢产生量计算模型X中适用被处理水的水量来计算污垢产生量即可。在此的被处理水信息是指被处理水的水量。另外，污垢产生量例如可通过以下的模型式(1)进行计算。另外，模型式(1)的α是比例常数。
[算式1]
污垢产生量＝α+被处理水量…(1)
膜间压差计算部2将污垢的产生量适用于膜间压差计算模型来计算膜间压差的时序变化。
膜间压差是指被处理水侧的压力与处理后水侧的压力的差。膜间压差的时序变化表示未清洗分离膜地实施了被处理水的处理的场合下的分离膜的膜间压差的变化。若在分离膜的膜面上附着污垢，则因堵塞而导致膜间压差的上升。如上述那样，由于分离膜的堵塞使分离膜的处理效率降低，所以，膜间压差的上升可以说是分离膜的处理效率的降低即分离膜的劣化。
在此，关于膜间压差的时序变化的计算方法，利用膜间压差计算膜间压差计算模型进行说明。图3是实施方式1所涉及的膜间压差计算模型的一例。图3的(a)是处理时间(t)与污垢产生量(mgN)的关系图，纵轴表示污垢产生量(mgN)，横轴表示处理时间(t)。图3的(b)是污垢蓄积量(mgN)与膜间压差(kPa)的关系图，纵轴表示膜间压差(kPa)，横轴表示污垢产生量(mgN)。
在上述的图3的(a)的关系图中适用膜间压差计算模型污垢产生量，计算某处理时间(t)内的污垢蓄积量C。将污垢蓄积量C适用于上述的图3(b)的关系图来计算膜间压差。污垢蓄积量C例如可通过以下的模型式(2)进行计算。膜间压差例如可通过以下的模型式(3)进行计算。另外，模型式(3)的β以及M是任意的常数。
[算式2]
[算式3]
膜间压差＝Cβ+M…(3)
例如，在处理时间(t2－t1)的期间，污垢的产生量从F1上升至F2。对其进行积分而得的值即由模型式(2)计算出的值是污垢蓄积量C，是图3的(a)的斜线部分。
接着，对利用了污垢蓄积量C的膜间压差的时序变化进行说明。例如，将依靠分离膜的处理开始设为处理时间t1，按等间隔设定处理时间t2、t3、t4以及t5。并且，将在处理时间(t2－t1)的期间蓄积的污垢设为C1，将在处理时间(t3－t2)的期间蓄积的污垢设为C2，将在处理时间(t4－t3)的期间蓄积的污垢设为C3，以及将在处理时间(t5－t4)的期间蓄积的污垢设为C4，利用图3的(a)分别计算污垢蓄积量C1～C4。
将计算出的污垢蓄积量C1～C4适用于图3的(b)，即利用模型式(3)来计算与各个污垢蓄积量C对应的膜间压差，由此能求出膜间压差的时序变化。
以下说明通过上述的计算方法计算出的膜间压差的时序变化。图4是示出实施方式1所涉及的膜间压差的时序变化的一例的关系图。图4的纵轴表示膜间压差(kPa)，横轴表示处理时间(t)。图4表示随着处理时间变长而膜间压差在指数方面上升的情况。这是在未考虑分离膜的清洗的场合下的膜间压差的时序变化。
清洗时膜间压差计算部3利用因清洗而形成的膜间压差的减少幅度以及膜间压差的上升率(以下一并称为“清洗时膜间压差计算条件”)和膜间压差的时序变化，计算分离膜的清洗时(以下称为“膜清洗时”)的膜间压差的时序变化。清洗时膜间压差计算条件是分离膜固有的值，可在分离膜的膜劣化模型(后述)中适用清洗强度、清洗频度以及清洗次数中的至少一者(以下称为“清洗条件”)来进行计算。因清洗而形成的膜间压差的减少幅度表示因清洗而形成的分离膜的处理效率的恢复程度，膜间压差的上升率表示分离膜的劣化程度。在膜清洗时，发生因污垢导致的分离膜的劣化和因清洗而形成的分离膜的处理效率的恢复。
清洗强度是指从分离膜的膜面除去污垢时的物理性的强度或者清洗药液的浓度。清洗频度是指清洗分离膜的时机例如达成预先规定的膜间压差的场合或者经过了预先规定的处理时间的场合。
在此，对膜劣化模型进行说明。图5是实施方式1所涉及的膜劣化模型的一例。表现因清洗而形成的膜间压差的减少幅度的减小和膜间压差的上升率的增加的是膜劣化模型。图5的(a)是表示因清洗而形成的膜间压差的减少幅度和清洗次数为成正比的关系的计算模型。在图5的(a)中，将膜间压差的减少幅度记载成恢复率。图5的(b)是表示膜间压差的上升率和清洗次数为指数的关系的计算模型。另外，如上述那样，由于清洗时膜间压差计算条件为分离膜固有的值，所以，既可以利用膜劣化模型由清洗时膜间压差计算部3进行计算，也可以作为数值由用户例如设计水处理装置的相关技术人员输入。另外，在图5中，作为清洗条件使用了清洗次数，但并不限于此。
以下，在模型式(4)中示出因清洗而形成的膜间压差的减少幅度，在模型式(5)中示出膜间压差的上升率。模型式(4)以及模型式(5)分别是一例，但并不限于此。另外，γ(γ＜0)为比例常数，ε、N以及Q为任意的常数。
[算式4]
膜间压差的减少幅度＝γ×清洗次数+N…(4)
[算式5]
膜间压差的上升率＝清洗次数ε+Q…(5)
接着，对膜清洗时的膜间压差的时序变化进行说明。图6是示出实施方式1所涉及的膜清洗时的膜间压差的时序变化的一例的关系图。图6的纵轴表示膜间压差(kPa)，横轴表示处理时间(t)。在图6中，在膜间压差成为P3的时刻进行分离膜的清洗。即，在图6的S1、S2以及S3中进行分离膜的清洗。
膜清洗时的膜间压差的时序变化表示在进行分离膜的清洗的场合下的分离膜的膜间压差的时序变化即膜清洗时的分离膜的历年劣化。分离膜的处理效率通过清洗而恢复，但因清洗而形成的膜间压差的减少幅度即分离膜的处理效率的恢复程度随着清洗次数的增加而减少。如图6所示那样，随着清洗次数的增加，S2的清洗后的膜间压差的减少幅度W2小于S1的清洗后的减少幅度W1，S3的清洗后的膜间压差的减少幅度W3小于S2的清洗后的减少幅度W2。换言之，刚清洗后的膜间压差P4随着清洗次数的增加而上升。减少幅度W1～W3可通过模型式(4)来计算。
进而，膜间压差的上升率即达到膜间压差P3为止的时间随着清洗次数的增加而减少。因而，膜清洗时的膜间压差如图6所示那样，一边反复进行上升和下降一边使上升周期(T1、T2以及T3)短期化并上升。上升周期T1～T3可基于通过模型式(4)计算的膜间压差的减少幅度以及通过模型式(5)计算的膜间压差的上升率来进行计算。并且，在膜间压差P4到达规定的值的场合，看作因清洗而形成的减少幅度变小，更换分离膜即可。
总面积计算部4利用膜清洗时的膜间压差的时序变化，计算水处理装置所需的分离膜的总面积。图7是示出实施方式1所涉及的膜间压差和可处理水量的关系的图，纵轴是分离膜的每1cm3可处理的被处理水的水量(m3)，横轴是膜间压差(kPa)。
如上述那样，在膜间压差P4成为规定的值的场合，更换分离膜。在此，假设以图6的T2结束时的膜间压差P4更换分离膜。按一定间隔例如每一日划分上升周期T1以及上升周期T2。若求出每一日的膜间压差并适用于图7，则可计算各日的可处理水量。通过将它们合计起来，可计算上升周期T1以及上升周期T2的每1cm3分离膜的可处理水量。
可通过将流入水处理装置的被处理水的水量除以上述的可处理水量，计算上升周期T1至上升周期T2的期间所需的分离膜的总面积。
进而，可通过将计算出的分离膜的总面积除以每一个分离膜的表面积，计算设置于水处理装置的分离膜的个数。
在不清洗分离膜的场合，由于分离膜的处理效率不恢复，所以，膜间压差单调增加。因而，上升周期T1以及上升周期T2中的可处理水量变少。其结果，上升周期T1至上升周期T2的期间所需的分离膜的总面积变大，计算出的设置于水处理装置的分离膜的个数也比分离膜的清洗时多。
另外，在图7中，将纵轴设为可处理水量，但并不限于此，也可以设为被处理水的浓度。
图8表示实施方式1所涉及的分离膜的总面积的显示例。计算出的总面积被显示于输出装置5例如显示器。另外，也可以使通过将总面积转换成分离膜的个数而得的输出数据如图8所示那样显示于输出装置5。基于输出装置5所显示的输出数据，用户只要决定设置于水处理装置的分离膜的个数即可。在此，分离膜的个数既可以是膜模组的个数，也可以是存储在膜模组内的分离膜的个数。
图9是示出实施方式1所涉及的设计支援装置的处理的工序图。污垢产生量计算部1将经由输入部(图1中未图示)由输入装置10输入的被处理水信息适用于污垢产生量计算模型，计算污垢产生量(步骤S1)。污垢产生量被输入给膜间压差计算部2。
膜间压差计算部2将污垢产生量适用于膜间压差计算模型，计算膜间压差的时序变化(步骤S2)。膜间压差的时序变化被输入给清洗时膜间压差计算部3。
清洗时膜间压差计算部3利用经由输入部(图1中未图示)由输入装置10输入的清洗时膜间压差计算条件以及膜间压差的时序变化，计算膜清洗时的膜间压差的时序变化(步骤S3)。膜清洗时的膜间压差的时序变化被输入给总面积计算部4。
总面积计算部4利用膜清洗时的膜间压差的时序变化，计算分离膜的总面积(步骤S4)。计算出的分离膜经由输出部(图1中未图示)而显示于输出装置5。
图10是示出实施方式1所涉及的膜清洗时的膜间压差的时序变化的数值数据的一例，图11是示出实施方式1所涉及的膜清洗时的膜间压差的时序变化的关系图。图11是在上述的模型式(1)～(3)中适用图10的数值数据而得的图。
图10的处理时间表示自依靠分离膜的处理开始时起经过的时间(月)，膜间压差表示与各个处理时间对应的膜间压差(kPa)。图10的分离膜清洗表示分离膜的清洗的有无。例如，处理时间“8”中的分离膜清洗栏的“〇”表示自处理开始时起的第7个月至第8个月的期间进行了分离膜的清洗。因而，与自处理开始时起的第7个月的膜间压差比较，第8个月的膜间压差有所减少。图11的纵轴是清洗后的膜间压差(kPa)，横轴表示自处理开始起的处理时间(月)。
如图10所示那样，由于在第7～8个月的期间、第10～11个月的期间、第12～13个月的期间、第14～15个月的期间实施了分离膜的清洗，所以，在图11中，第8个月、第11个月、第13个月以及第15个月的膜间压差从第7个月、第10个月、第12个月以及第14个月的膜间压差减少。另外，刚清洗后的膜间压差随着处理时间的经过而逐渐上升。
如以上那样，设计支援装置100具备：污垢产生量计算部1，利用成为设计对象的水处理装置所处理的被处理水的被处理水信息，计算附着在设置于水处理装置的分离膜上的污垢的产生量；膜间压差计算部2，利用污垢的产生量，计算在不清洗分离膜地使水处理装置运转的场合下的分离膜的膜间压差的时序变化；清洗时膜间压差计算部3，利用膜间压差的时序变化和因分离膜的清洗而产生的膜间压差的减少幅度以及膜间压差的上升率，计算在清洗分离膜并使水处理装置运转的场合下的分离膜的清洗时膜间压差的时序变化；以及总面积计算部4，利用清洗时膜间压差的时序变化，计算被处理水的处理所需的分离膜的总面积。
根据上述的构成，设计支援装置100能计算出考虑了分离膜清洗的分离膜的总面积。
由此，由于在设计水处理装置时能通过模拟来计算分离膜的总面积，所以，能抑制分离膜的运用成本。
另外，在分离膜为片状的场合，只要在输出装置5中显示通过将总面积转换成分离膜的张数的输出数据即可。
实施方式2
图12是示出实施方式2所涉及的设计支援装置的框图。设计支援装置200具备污垢产生量计算部1、膜间压差计算部2、清洗时膜间压差计算部3、总面积计算部4以及膜决定部6。设计支援装置200在以下方面与设计支援装置100不同：针对多个分离膜计算总面积，基于计算出的各个总面积的比较结果，决定水处理装置所采用的分离膜。在图12中，标注了与图1相同的附图标记的部分表示相同或者相应的构成，故而省略详细说明。
在分离膜中有多个种类。另外，即便是相同种类的分离膜，根据不同的制造厂商，分离膜的规格也会不同。由于这些分离膜分别在分离能力方面存在差异，所以，需要根据在水处理装置中处理的被处理水的种类或者处理后的水质等来选择分离膜。
在实施方式2中，在相同的清洗条件下，计算并比较多个分离膜(分离膜A以及分离膜B)的总面积。以下，进行详细说明。另外，也可以将分离膜A表现为第一分离膜，将分离膜B表现为第二分离膜。
污垢产生量计算部1将被处理水信息适用于污垢产生量计算模型来计算分离膜A以及分离膜B的污垢产生量。分离膜A以及分离膜B的处理能力是已知的，例如若被处理水的处理后的水质分别为x(mgN/L)以及y(mgN/L)，则分离膜A只要利用图2所示的污垢产生量计算模型X而分离膜B利用图2所示的污垢产生量计算模型Y来计算污垢产生量即可。
膜间压差计算部2将污垢产生量适用于膜间压差计算模型，分别计算分离膜A的膜间压差的时序变化以及分离膜B的膜间压差的时序变化。
清洗时膜间压差计算部3利用清洗时膜间压差计算条件以及分离膜A以及分离膜B的膜间压差的时序变化，分别计算分离膜A以及分离膜B的膜清洗时的膜间压差的时序变化。
总面积计算部4利用分离膜A以及分离膜B的膜清洗时的膜间压差的时序变化，分别计算水处理装置所需的分离膜A以及分离膜B的总面积。
膜决定部6比较分离膜A以及分离膜B的总面积，从分离膜A以及分离膜B决定对象的水处理装置所采用的分离膜。
输出装置5例如显示决定出的分离膜的分离膜名称以及决定出的分离膜的总面积。
图13是示出实施方式2所涉及的设计支援装置的处理的工序图。污垢产生量计算部1将经由输入部(图12中未图示)由输入装置10输入的被处理水信息适用于分离膜A以及分离膜B的污垢产生量计算模型，分别计算污垢产生量(步骤S5)。计算出的分离膜A以及分离膜B的污垢产生量分别被输入给膜间压差计算部2。
膜间压差计算部2将分离膜A以及分离膜B的污垢产生量适用于膜间压差计算模型，分别计算分离膜A以及分离膜B的膜间压差的时序变化(步骤S6)。计算出的分离膜A以及分离膜B的膜间压差的时序变化被输入给清洗时膜间压差计算部3。
清洗时膜间压差计算部3利用经由输入部(图12中未图示)由输入装置10输入的清洗时膜间压差计算条件和分离膜A以及分离膜B的膜间压差的时序变化，计算分离膜A以及分离膜B的膜清洗时的膜间压差的时序变化(步骤S7)。计算出的分离膜A以及分离膜B的膜清洗时的膜间压差的时序变化分别被输入给总面积计算部4。
总面积计算部4利用分离膜A以及分离膜B的膜清洗时的膜间压差的时序变化，计算水处理装置所需的分离膜A以及分离膜B的总面积(步骤S8)。计算出的分离膜A以及分离膜B的总面积被输入给膜决定部6。
膜决定部6比较分离膜A以及分离膜B的总面积，从经过比较的分离膜A、B的总面积决定水处理装置所采用的分离膜(步骤S9以及S10)。例如，在计算出分离膜B的总面积小于分离膜A的总面积的场合，决定将分离膜B作为水处理装置所采用的分离膜。决定出的分离膜经由输出部(图12中未图示)显示于输出装置5。
如以上那样，设计支援装置200的膜间压差计算部2分别计算分离膜A以及分离膜B的膜间压差的时序变化，清洗时膜间压差计算部3利用分离膜A以及分离膜B的膜间压差的时序变化和因分离膜的清洗而产生的膜间压差的减少幅度以及膜间压差的上升率，分别计算分离膜A以及分离膜B的清洗时膜间压差的时序变化，总面积计算部4利用分离膜A以及分离膜B的清洗时膜间压差的时序变化，分别计算水处理装置所需的分离膜A以及分离膜B的总面积。
进而，设计支援装置200具备膜决定部6，该膜决定部6比较分离膜A以及分离膜B的总面积，从经过比较的分离膜A以及分离膜B之中决定水处理装置所采用的分离膜。
根据上述的构成，设计支援装置200能计算出考虑了分离膜清洗的分离膜的总面积，从分离膜A以及分离膜B之中决定水处理装置所采用的分离膜。
另外，也可以将决定出的分离膜的个数或者张数等输出数据显示于输出装置5。
另外，示出了将决定出的分离膜的分离膜名称等显示于输出装置5的例子，但也可以不在设计支援装置200设置膜决定部6，而是将分离膜A以及分离膜B各自的总面积等显示于输出装置5，不仅考虑显示出的总面积等，也考虑各种条件例如各个分离膜的清洗所涉及的成本等，由用户选择分离膜。
另外，示出了比较分离膜A以及分离膜B的例子，但也可以比较3种以上即多个种类的分离膜。
另外，也可以在单独计算出分离膜A以及分离膜B各自的总面积之后，比较各自的总面积，决定水处理装置所采用的分离膜。即，也可以在计算出分离膜A的总面积(步骤S5～步骤S8)之后，计算分离膜B的总面积(步骤S5～步骤S8)，比较计算出的各个总面积来决定水处理装置所采用的分离膜(步骤S9以及S10)。
实施方式3
图14是示出实施方式3所涉及的设计支援装置的框图。设计支援装置300具备污垢产生量计算部1、膜间压差计算部2、清洗时膜间压差计算部3、总面积计算部4以及条件决定部7。设计支援装置300在以下方面与设计支援装置100不同：计算多个清洗条件下的分离膜的总面积，比较计算得到的各个总面积，决定水处理装置所采用的清洗条件。在图14中，标注了与图1相同的附图标记的部分表示相同或者相应的构成，故而省略详细说明。
在分离膜的清洗条件不同的场合，例如清洗强度不同的场合等，存在即便例如使用相同的分离膜而必要的分离膜的总面积也变化的可能性。在设计支援装置300中，计算多个清洗条件(清洗条件α以及清洗条件β)下的分离膜的总面积，比较计算出的各个总面积，决定水处理装置中采用的清洗条件。污垢产生量计算部1以及膜间压差计算部2由于是与设计支援装置100相同的功能，所以省略说明。另外，也可以将清洗条件α表现为第一清洗条件，将清洗条件β表现为第二清洗条件。
清洗时膜间压差计算部3利用清洗条件α以及清洗条件β各自的清洗时膜间压差计算条件和分离膜的膜间压差的时序变化，计算清洗条件α以及清洗条件β的膜清洗时的膜间压差的时序变化。
总面积计算部4利用清洗条件α以及清洗条件β的膜清洗时的膜间压差的时序变化，分别计算水处理装置所需的清洗条件α以及清洗条件β的总面积。
条件决定部7比较清洗条件α以及清洗条件β的总面积，决定对象的水处理装置所采用的清洗条件。
输出装置5显示所决定的清洗条件以及分离膜的总面积。
图15是示出实施方式3所涉及的设计支援装置的处理的工序图。步骤S1以及S2由于是与设计支援装置100相同的处理，故而省略详细说明。
清洗时膜间压差计算部3利用经由输入部(图14中未图示)而由输入装置10输入的清洗条件α以及清洗条件β各自的清洗时膜间压差计算条件和分离膜的膜间压差的时序变化，计算清洗条件α以及清洗条件β的膜清洗时的膜间压差的时序变化(步骤S11)。计算出的清洗条件α以及清洗条件β的膜清洗时的膜间压差的时序变化被输入给总面积计算部4。
总面积计算部4利用清洗条件α以及清洗条件β的膜清洗时的膜间压差的时序变化，计算各个清洗条件下的水处理装置所需的分离膜的总面积(步骤S12)。
条件决定部7比较清洗条件α以及清洗条件β下的分离膜的总面积，决定水处理装置所采用的清洗条件(步骤S13以及S14)。对象的水处理装置所采用的清洗条件例如是指分离膜的总面积变得更小的清洗条件。决定出的清洗条件以及计算出的分离膜的总面积经由输出部(图14中未图示)而显示于输出装置5。
如以上那样，设计支援装置300的清洗时膜间压差计算部3利用膜间压差的时序变化以及相对于清洗条件α以及清洗条件β的因分离膜的清洗而产生的膜间压差的减少幅度以及膜间压差的上升率，计算清洗条件α以及清洗条件β的清洗时膜间压差的时序变化，总面积计算部4利用清洗条件α以及清洗条件β的清洗时膜间压差的时序变化，分别计算清洗条件α以及清洗条件β下的分离膜的总面积。
进而，设计支援装置300具备条件决定部7，该条件决定部7比较清洗条件α以及清洗条件β下的分离膜的总面积，从比较后的清洗条件α以及清洗条件β之中决定水处理装置所采用的清洗条件。
根据上述的构成，设计支援装置300能计算考虑了分离膜清洗的分离膜的总面积，并且从清洗条件α以及清洗条件β之中决定水处理装置所采用的清洗条件。
另外，也可以连同决定的清洗条件一起，在输出装置5中显示通过将分离膜的总面积转换成个数等的输出数据。
另外，示出了将决定出的清洗条件显示于输出装置5的例子，但也可以不设置条件决定部7，而是将清洗条件α以及清洗条件β各自的总面积等显示于输出装置5，不仅考虑分离膜的总面积，也考虑各个清洗条件所涉及的成本等，由用户选择清洗条件。
另外，示出了比较清洗条件α以及清洗条件β的例子，但也可以比较3种以上即多个清洗条件。
另外，也可以针对多个种类的分离膜，分别计算多个清洗条件下的总面积，求出最佳的分离膜以及清洗条件。
另外，也可以在单独计算出清洗条件α以及清洗条件β下的各个分离膜的总面积之后，比较各个总面积，决定水处理装置所采用的清洗条件。即，也可以在计算出清洗条件α的总面积(步骤S1、S2、S11以及S12)之后，计算清洗条件β的总面积(步骤S1、S2、S11以及S12)，比较计算出的各个总面积，决定水处理装置所采用的清洗条件(步骤S13以及S14)。
在此，图16是实现本公开所涉及的设计支援装置的功能的硬件构成例。在存储器8中，存储执行设计支援装置100、200以及300的功能的程序，处理器9读取并执行存储器8所存储的程序。设计支援装置100、200以及300的输入部(图1、图12以及图14中未图示)由输入装置10实现。输出部(图1、图12以及图14中未图示)由输出装置5实现。处理器9经由输入部接收必要的信息，并且读取并执行存储器8所存储的程序，将其结果经由输出部输出。
另外，在本公开中，污垢产生量计算模型提出了与被处理水的种类例如海水、生活排水或者工业排水等对应的多个计算模型，但只要根据对象的水处理装置所处理的被处理水进行选择即可。
另外，作为膜间压差计算模型，提出了表现相对于处理时间的膜间压差的上升倾向的多个计算模型，但只要根据对象的水处理装置所处理的被处理水进行选择即可。
另外，作为膜劣化模型，提出了与分离膜的种类或者被处理水的种类对应的多个计算模型，但只要根据对象的水处理装置的运转状况或者分离膜的种类等进行选择即可。
另外，图17是示出本公开所涉及的输入信息以及输出信息的一例的图。输入信息是被处理水信息、清洗条件以及清洗时膜间压差计算条件。输入信息并不限于图17所示的被处理水信息、清洗条件以及清洗时膜间压差计算条件，只要根据所选择的计算模型进行选择即可。同样，输出信息也是只要根据分离膜的形状等来选择输出信息即可。
另外，在本公开中，示出了由输入装置10将被处理水信息输入给污垢产生量计算部1并将清洗时膜间压差计算条件输入给清洗时膜间压差计算部3的例子，但也可以在设计支援装置100、200以及300中具备存储被处理水信息的被处理水信息存储部。进而，也可以在设计支援装置100、200以及300中具备存储清洗时膜间压差计算条件的清洗时膜间压差计算条件存储部。通过从被处理水信息存储部以及清洗时膜间压差计算条件向污垢产生量计算部1以及清洗时膜间压差计算部3分别输入被处理水信息以及清洗时膜间压差计算条件，不用由用户直接输入，因而，能抑制因用户造成的输入错误，并且能高效地计算分离膜的总面积。在膜间压差计算部2以及总面积计算部4中使用被处理水信息的场合，也可以从被处理水信息存储部输入。
另外，在清洗时膜间压差计算部3中在膜劣化模型中输入清洗条件来计算因分离膜的清洗而产生的膜间压差的减少幅度以及膜间压差的上升率的场合，也可以设置清洗条件存储部，从清洗条件存储部向清洗时膜间压差计算部3输入清洗条件。
另外，也可以从外部的服务器将被处理水信息、因分离膜的清洗而产生的膜间压差的减少幅度以及膜间压差的上升率向设计支援装置100、200以及300输入。
另外，在本公开中，示出了在输出装置5显示计算出的分离膜的总面积的例子，但也可以在设计支援装置100、200以及300设置显示部，在显示部显示分离膜的总面积。
另外，在本公开中，示出了将水处理装置设置于污水处理场的例子，但也可以设置于工厂等。
另外，作为分离膜，可使用精密过滤膜(Microfiltration Membrane、MF膜)、超滤膜(Ultrafiltration membrane、UF膜)、反渗透膜(Reverse Osmosis Membrane、RO膜)或者纳滤膜(Nanofiltration Membrane、NF膜)等。
另外，以上的实施方式所示的构成表示本公开的内容的一例，也可以与另外的公知的技术组合，在不脱离本公开的构思的范围内适当地将构成的一部分省略、变更的方案也包含在本公开的范围中。
附图标记的说明
1污垢产生量计算部，2膜间压差计算部，3清洗时膜间压差计算部，4总面积计算部，5输出装置，6膜决定部，7条件决定部，8存储器，9处理器，10输入装置，100、200、300设计支援装置。

Claims (9)

1.一种水处理装置设计支援装置，其中，
上述水处理装置设计支援装置具备：
污垢产生量计算部，该污垢产生量计算部利用成为设计对象的水处理装置所处理的被处理水的被处理水信息，计算附着在设置于上述水处理装置的分离膜上的污垢的产生量；
膜间压差计算部，该膜间压差计算部利用上述污垢的产生量，计算在不清洗上述分离膜地使上述水处理装置运转的场合下的上述分离膜的膜间压差的时序变化；
清洗时膜间压差计算部，该清洗时膜间压差计算部利用上述膜间压差的时序变化和因上述分离膜的清洗而产生的膜间压差的减少幅度以及膜间压差的上升率，计算清洗上述分离膜并使上述水处理装置运转的场合下的上述分离膜的清洗时膜间压差的时序变化；以及
总面积计算部，该总面积计算部利用上述清洗时膜间压差的时序变化，计算上述被处理水的处理所需的上述分离膜的总面积。
2.如权利要求1所述的水处理装置设计支援装置，其中，
上述膜间压差计算部分别计算第一分离膜以及第二分离膜的膜间压差的时序变化，
上述清洗时膜间压差计算部利用上述第一分离膜以及上述第二分离膜的上述膜间压差的时序变化和因上述分离膜的清洗而产生的膜间压差的减少幅度以及上述膜间压差的上升率，分别计算上述第一分离膜以及上述第二分离膜的清洗时膜间压差的时序变化，
上述总面积计算部利用上述第一分离膜以及上述第二分离膜的上述清洗时膜间压差的时序变化，分别计算上述水处理装置所需的上述第一分离膜以及上述第二分离膜的总面积。
3.如权利要求2所述的水处理装置设计支援装置，其中，
上述水处理装置设计支援装置还具备膜决定部，该膜决定部比较上述第一分离膜以及上述第二分离膜的总面积，从经过比较的上述第一分离膜以及上述第二分离膜之中决定上述水处理装置所采用的分离膜。
4.如权利要求1所述的水处理装置设计支援装置，其中，
上述清洗时膜间压差计算部利用上述膜间压差的时序变化以及相对于第一清洗条件以及第二清洗条件的因上述分离膜的清洗而产生的膜间压差的减少幅度以及上述膜间压差的上升率，计算上述第一清洗条件以及上述第二清洗条件的清洗时膜间压差的时序变化，
上述总面积计算部利用上述第一清洗条件以及上述第二清洗条件的上述清洗时膜间压差的时序变化，分别计算上述第一清洗条件以及上述第二清洗条件下的上述分离膜的总面积。
5.如权利要求4所述的水处理装置设计支援装置，其中，
上述水处理装置设计支援装置还具备条件决定部，该条件决定部比较上述第一清洗条件以及上述第二清洗条件下的上述分离膜的总面积，从经过比较的上述第一清洗条件以及上述第二清洗条件之中决定上述水处理装置所采用的清洗条件。
6.如权利要求1～5中任一项所述的水处理装置设计支援装置，其中，
上述水处理装置设计支援装置还具备被处理水信息存储部，该被处理水信息存储部存储上述被处理水的上述被处理水信息。
7.如权利要求1～5中任一项所述的水处理装置设计支援装置，其中，
上述被处理水信息是上述被处理水的水量、上述被处理水的水质以及处理后的上述被处理水的水质中的至少一者。
8.如权利要求1～5中任一项所述的水处理装置设计支援装置，其中，
上述水处理装置设计支援装置还具备清洗时膜间压差计算条件存储部，该清洗时膜间压差计算条件存储部存储因上述分离膜的清洗而产生的膜间压差的减少幅度以及上述膜间压差的上升率。
9.一种水处理装置设计支援方法，其中，
上述水处理装置设计支援方法具有：
利用成为设计对象的水处理装置所处理的被处理水的被处理水信息，计算附着在设置于上述水处理装置的分离膜上的污垢的产生量的工序；
利用上述污垢的产生量，计算在不清洗分离膜地使上述水处理装置运转的场合下的上述分离膜的膜间压差的时序变化的工序；
利用上述膜间压差的时序变化和因上述分离膜的清洗而产生的膜间压差的减少幅度以及膜间压差的上升率，计算在清洗上述分离膜并使上述水处理装置运转的场合下的上述分离膜的清洗时膜间压差的时序变化的工序；以及
利用上述清洗时膜间压差的时序变化，计算上述被处理水的处理所需的上述分离膜的总面积的工序。
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