JP4591661B2 - Membrane treatment apparatus and membrane breakage detection method - Google Patents
Membrane treatment apparatus and membrane breakage detection method Download PDFInfo
- Publication number
- JP4591661B2 JP4591661B2 JP2004170122A JP2004170122A JP4591661B2 JP 4591661 B2 JP4591661 B2 JP 4591661B2 JP 2004170122 A JP2004170122 A JP 2004170122A JP 2004170122 A JP2004170122 A JP 2004170122A JP 4591661 B2 JP4591661 B2 JP 4591661B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- membrane
- electrodes
- voltage
- processing apparatus
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
本発明は、被処理水を濾過する膜を備えた中空糸膜分離装置などの膜処理装置に係り、特に膜破断を検知する手段を備えた膜処理装置に関する。また、本発明は、膜処理装置における膜破断検知方法に関する。 The present invention relates to a membrane treatment apparatus such as a hollow fiber membrane separation apparatus equipped with a membrane for filtering water to be treated, and more particularly to a membrane treatment apparatus provided with means for detecting membrane breakage. The present invention also relates to a film breakage detection method in a film processing apparatus.
膜処理装置における膜の破断を検知する技術として、空気逆洗工程において破断箇所から漏れる気泡を目視、超音波センサ、粒子計、濁度計、光電センサによって検知する技術が提案されている。 As a technique for detecting the breakage of the film in the film processing apparatus, a technique has been proposed in which bubbles leaking from the broken portion in the air backwash process are detected by visual observation, an ultrasonic sensor, a particle meter, a turbidimeter, and a photoelectric sensor.
例えば、特開2001−269551号公報には、浄水処理装置における中空糸膜の破断を超音波流速計を用いて検知する方法が開示されている。当該公報の膜破断検知方法においては、処理水室を処理水で満たし、循環水室に加圧気体を吹き込む。中空糸膜が破断している場合には、加圧気体がこの破断部から中空糸膜内を通って処理水室に移動し、さらに処理水室に接続された処理水管から流出する。この処理水管内を通過する気体を該処理水管に設けた超音波流速計を用いて検出することによって、中空糸膜の破断を検知する。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-269551 discloses a method for detecting a breakage of a hollow fiber membrane in a water purification apparatus using an ultrasonic current meter. In the membrane breakage detection method of the publication, the treated water chamber is filled with treated water, and pressurized gas is blown into the circulating water chamber. When the hollow fiber membrane is broken, the pressurized gas moves from the broken portion through the hollow fiber membrane to the treated water chamber, and further flows out from the treated water pipe connected to the treated water chamber. By detecting the gas passing through the treated water pipe using an ultrasonic current meter provided in the treated water pipe, the breakage of the hollow fiber membrane is detected.
また特開2000−126563号公報には、ハウジング内が中空糸膜によって原水室と処理水室とに区画され、該ハウジングの該処理水室と接続された処理水排出管に空気溜まりが設けられた中空糸膜濾過装置において、原水室内に加圧空気を供給し、該加圧空気が中空糸膜の破断箇所から処理水室及び処理水排出管を通って空気溜まりに溜まり、該空気溜まりに溜まった空気を目視や水位計等で検知することによって中空糸膜の破断を確認する方法が開示されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-126563 discloses that a housing is partitioned into a raw water chamber and a treated water chamber by a hollow fiber membrane, and an air reservoir is provided in a treated water discharge pipe connected to the treated water chamber of the housing. In the hollow fiber membrane filtration device, pressurized air is supplied into the raw water chamber, and the pressurized air accumulates in the air reservoir from the broken portion of the hollow fiber membrane through the treated water chamber and the treated water discharge pipe. A method for confirming breakage of a hollow fiber membrane by detecting accumulated air visually or with a water level gauge is disclosed.
さらに、特開2003−144866号公報には、中空糸膜モジュール内が中空糸膜によって上部側の原水室と下部側の処理水室に区画され、該原水室の上部に中空糸膜破断検知用透明管を備えた気泡抜管が接続された中空糸膜モジュール式濾過装置において、空気逆洗時に処理水室内に圧入された空気が処理水室から中空糸膜の破断箇所及び原水室を通って気泡抜管に備えられた中空糸膜破断検知用透明管を通過し、該透明管内を通過する空気を目視又は光電センサで検知することにより、膜破断と判定する技術が開示されている。
従来の膜処理装置の膜破断検知方法のうち、特開2000−126563号公報及び特開2003−144866号公報のように膜破断を目視により検知する場合、検知が不確実なものとなる。 Among the conventional methods for detecting film breakage of a film processing apparatus, when film breakage is detected visually as in JP 2000-126563 A and JP 2003-144866 A, detection is uncertain.
特開2001−269551号公報の超音波流速計などのように、超音波センサによって膜破断を検知する場合、超音波センサが高価である。また、粒子計や濁度計を用いる場合も、これらの計器が高価である。 When a film breakage is detected by an ultrasonic sensor, such as the ultrasonic current meter disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-269551, the ultrasonic sensor is expensive. Also, when using a particle meter or a turbidimeter, these instruments are expensive.
特開2003−144866号公報のように光電センサを用いる場合、発光部、受光部及び電気信号への変換部などが必要で、装置の構成要素が多く高コストである。 When a photoelectric sensor is used as in JP-A-2003-144866, a light-emitting unit, a light-receiving unit, a conversion unit for converting to an electric signal, and the like are necessary, and the number of components of the apparatus is high and the cost is high.
本発明は、上記問題点を解消し、低コストにて確実に膜破断の発生を検知することができる膜処理装置及び膜破断検知方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a film processing apparatus and a film breakage detection method capable of solving the above problems and reliably detecting the occurrence of film breakage at low cost.
本発明(請求項1)の膜処理装置は、被処理液を濾過する膜を備えた膜処理装置において、該膜で隔てられた一方の側に気体又は気液混合液を流通させる手段と、該膜で隔てられた他方の側における液の電気抵抗の変化に基づいて膜破断を検知する膜破断検知手段とを備えた膜処理装置であって、この膜破断検知手段が、1対の電極と、該電極に電圧を印加する電源と、該電極の電流、電圧又は導電率を測定する測定部と、電流、電圧又は導電率の経時変化のパターンから気泡の発生を判定する判定部とを有しており、前記膜を透過した液が内部に流通される導電性の管状部材が設けられており、前記1対の電極のうちの一方は該管状部材であり、他方は該管状部材と絶縁部材を介して隔てられている針状電極であることを特徴とするものである。 The membrane treatment apparatus of the present invention (Claim 1) is a membrane treatment apparatus provided with a membrane for filtering the liquid to be treated, and means for circulating a gas or gas-liquid mixture on one side separated by the membrane; A membrane processing apparatus comprising a membrane breakage detecting means for detecting a membrane breakage based on a change in electrical resistance of the liquid on the other side separated by the membrane , wherein the membrane breakage detecting means comprises a pair of electrodes A power source that applies a voltage to the electrode, a measurement unit that measures the current, voltage, or conductivity of the electrode, and a determination unit that determines the generation of bubbles from a pattern of change over time of the current, voltage, or conductivity. And a conductive tubular member through which the liquid that has passed through the membrane is circulated is provided, one of the pair of electrodes being the tubular member, and the other being the tubular member characterized in that a needle electrode which are separated by an insulating member That.
請求項2の膜処理装置は、請求項1において、前記膜破断検知手段が、1対の電極と、該電極に定電圧を印加する電源と、該電極間を流れる電流を測定する測定部と、測定した電流値の変化のパターンから膜破断を判定する判定部とを有することを特徴とするものである。
The film processing apparatus according to
請求項3の膜処理装置は、請求項1において、前記膜破断検知手段が、1対の電極と、該電極間に電流を印加する電源と、該電極間に発生する電圧を測定する測定部と、測定した電圧値の変化のパターンから膜破断を判定する判定部とを有することを特徴とするものである。 A film processing apparatus according to a third aspect of the present invention is the film processing apparatus according to the first aspect, wherein the film breakage detection means measures a voltage generated between the pair of electrodes, a power source for applying a current between the electrodes, and the electrodes. And a determination unit for determining film rupture from the measured voltage value change pattern.
請求項4の膜処理装置は、請求項1において、前記膜破断検知手段が、被処理液の導電率を測定する手段と、測定した導電率の変化のパターンから膜破断を判定する判定部とを有することを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the film processing apparatus according to the first aspect, wherein the film breakage detecting means includes a means for measuring the conductivity of the liquid to be treated, and a determination unit for determining film breakage from the measured pattern of change in conductivity. It is characterized by having.
本発明(請求項5)の膜破断検知方法は、請求項1ないし4のいずれか1項に記載された膜処理装置の該膜の破断を検知する方法であって、該膜で隔てられた一方の側に気体又は気液混合液を流通させ、該膜で隔てられた他方の側における液の電気抵抗の変化に基づいて膜破断を検知することを特徴とするものである。
Film breaking detection method of the present invention (claim 5), meet method of detecting the film breaking in the film processing apparatus according to any one of
請求項6の膜破断検知方法は、請求項5において、該膜で隔てられた前記他方の側の液と接するように1対の電極を配置し、該電極間に電圧を印加し、この電極間の電圧、電流又は導電率の変化のパターンから膜破断の発生を検知することを特徴とするものである。
The film breakage detection method according to claim 6 is the film breakage detection method according to
請求項7の膜破断検知方法は、請求項6において、膜が破断している膜処理装置に気体又は気液混合液を流通させて前記電圧、電流又は導電率の変化パターンを検出し、この変化パターンを記憶手段に記憶させておき、膜破断が未確認の膜処理装置に気体又は気液混合液を流通させて前記電圧、電流又は導電率のパターンを検出し、このパターンを前記記憶手段に記憶された変化パターンと対比して膜破断の有無を判定することを特徴とするものである。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a film breakage detecting method according to the sixth aspect, wherein a gas or gas-liquid mixture is circulated through a film processing apparatus in which the film is broken to detect a change pattern of the voltage, current, or conductivity. The change pattern is stored in the storage unit, and the voltage, current, or conductivity pattern is detected by flowing a gas or gas-liquid mixed solution through a film processing apparatus in which membrane breakage has not been confirmed, and this pattern is stored in the storage unit. It is characterized in that the presence or absence of film breakage is determined in comparison with the stored change pattern.
請求項8の膜破断検知方法は、請求項5ないし7のいずれか1項において、膜破断の検知工程を、前記膜処理装置の洗浄工程において又は洗浄工程から通液工程に移る間に行うことを特徴とするものである。
The film breakage detection method according to claim 8 is the film breakage detection method according to any one of
本発明の膜処理装置及び膜破断検知方法にあっては、膜が破断している場合、気泡が膜を隔てた一方の側から破断部を通って他方の側に流入し、該他方の側の液に気泡が混入する。そして、この気泡が電気抵抗の検知部を通過することにより液の電気抵抗が変化する。従って、この電気抵抗の変化から、膜破断を検知することができる。 In the membrane treatment apparatus and the membrane breakage detection method of the present invention, when the membrane is broken, bubbles flow from one side across the membrane to the other side through the fractured portion, and the other side. Bubbles are mixed in the liquid. Then, the electric resistance of the liquid changes as the bubbles pass through the electric resistance detection unit. Therefore, film breakage can be detected from this change in electrical resistance.
本発明では、例えば、膜の前記他方の側に1対の電極を配置しておき、膜破断が生じたときには気泡が該電極間を流れるように構成しておく。この電極間に気泡が流入してくると、電極間に液のみが流れている場合と比較して、電極間の電気抵抗が変化する。従って、この電気抵抗の変化に基づいて膜破断の発生を検知することができる。 In the present invention, for example, a pair of electrodes are arranged on the other side of the membrane, and when the membrane breaks, bubbles are configured to flow between the electrodes. When bubbles flow in between the electrodes, the electrical resistance between the electrodes changes as compared with the case where only the liquid flows between the electrodes. Therefore, the occurrence of film breakage can be detected based on this change in electrical resistance.
本発明の膜処理装置にあっては、液の電気抵抗の変化の検知は簡易な装置で行うことができるため、設備費が安価なものとなる。 In the film processing apparatus of the present invention, since the change in the electrical resistance of the liquid can be detected with a simple apparatus, the equipment cost is low.
この液の抵抗の変化を検知するには、該1対の電極間に定電圧を印加しておき、電極間の電流値を検知してもよい。 In order to detect the change in the resistance of the liquid, a constant voltage may be applied between the pair of electrodes, and the current value between the electrodes may be detected.
また、電極間に定電流を通電しておき、電極間の電圧の変化を検知してもよい。さらに、電極間の導電率の変化を検知し、この導電率の変化を液の電気抵抗の変化の指標値としてもよい。 Alternatively, a constant current may be passed between the electrodes, and a change in voltage between the electrodes may be detected. Further, a change in conductivity between the electrodes may be detected, and the change in conductivity may be used as an index value for a change in the electrical resistance of the liquid.
この電流値、電圧値又は導電率の変化から膜の破断を判定するには、破断した膜を有する膜処理装置に気体又は気液混合液を流通させて前記電圧、電流又は導電率の変化パターンを検出し、この変化パターンを記憶手段に記憶させておき、膜破断が未確認の膜処理装置に気体又は気液混合液を流通させて前記電圧、電流又は導電率のパターンを検出し、このパターンを前記記憶手段に記憶された変化パターンと対比するのが簡便である。 In order to determine the breakage of the film from the change in current value, voltage value, or conductivity, the gas, gas-liquid mixture is circulated through the film processing apparatus having the broken film, and the change pattern of the voltage, current, or conductivity. This change pattern is stored in the storage means, and the pattern of voltage, current, or conductivity is detected by circulating a gas or gas-liquid mixed solution through a film processing apparatus whose membrane breakage has not been confirmed. Is convenient to compare with the change pattern stored in the storage means.
なお、膜破断の検知工程は、膜処理装置の洗浄工程あるいは洗浄工程から通液工程(膜濾過運転工程)に移行するときに行うのが好ましい。このようにすれば、膜濾過運転工程を中断することなく膜破断を検知することができる。 The membrane breakage detection step is preferably performed when the membrane treatment apparatus is moved from the washing step or the washing step to the liquid passing step (membrane filtration operation step). In this way, membrane breakage can be detected without interrupting the membrane filtration operation process.
なお、本発明では、導電性管状部材を電極として利用することにより、膜破断検知手段を小スペースにて設置することができる。また、電極を針状とすることにより、気泡が電極に接触した際の電流又は電圧変動が顕著となるので、膜破断検知が鋭敏なものとなる。 In the present invention , the membrane breakage detecting means can be installed in a small space by using the conductive tubular member as an electrode. In addition, by making the electrode needle-like, fluctuations in current or voltage when bubbles are brought into contact with the electrode become significant, so that film breakage detection becomes sharp.
以下、図面を参照して本発明について詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は本発明の実施の形態に係る膜処理装置の模式図、第2図は第1図の膜破断検知装置のブロック図である。なお、第1図では図面を明瞭とするために中空糸膜を4本としているが、実際には中空糸膜は多数本配置されている。 FIG. 1 is a schematic view of a film processing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of the film breakage detecting apparatus of FIG. In FIG. 1, four hollow fiber membranes are used for the sake of clarity, but in reality, a large number of hollow fiber membranes are arranged.
内圧式中空糸膜モジュール1のケーシング2内に、複数本の中空糸膜4が束ねられて配置されている。この中空糸膜4の束の下端及び上端はそれぞれ合成樹脂等よりなる封止材6,8によって結束されている。この封止材6,8は、例えば円盤状とされ、その外周面若しくは外周縁部がケーシング2の内面に水密的に接している。下側の封止材6の下側に原水室10が形成され、上側の封止材8の上側に循環水室14が形成され、両封止材6,8の間に処理水室12が形成されている。
A plurality of
中空糸膜4の上端側は封止材8を貫通しており、その上端の開口4aは循環水室14に臨んでいる。同様に、中空糸膜4の下端側は封止材6を貫通しており、その下端の開口4bは原水室10に臨んでいる。
The upper end side of the
ケーシング2の原水室10側には、原水入口ノズル10a及び気体入口ノズル10bが設けられている。原水入口ノズル10aは、原水配管21、原水弁V1及び原水ポンプPを介して原水槽20に接続されている。原水配管21の原水ノズル10aと原水弁V1との間の箇所から、排水弁V2を備えた排水配管24が分岐している。気体入口ノズル10bはバルブV3を備えた気体配管27を介してコンプレッサCと接続されている。
On the side of the
ケーシング2の循環水室14側には循環水出口ノズル14aが設けられている。この循環水出口ノズル14aは、循環水弁V4を備えた循環水配管31を介して原水槽20と接続されている。この循環水配管31の循環水出口ノズル14aと循環水弁V4との間の箇所から、ベント弁V5を備えたベント配管33が分岐している。
A circulating
ケーシング2の処理水室12側の上部には処理水出口ノズル12aが設けられている。この処理水出口ノズル12aは処理水配管41を介して膜破断検知装置50に接続されており、この膜破断検知装置50は処理水配管42を介して処理水槽40に接続されている。なお、図1は内圧式の場合を示しているが、本発明はこれに限らず外圧式でも実施できる。
A treated
第2図の通り、膜破断検知装置50は、1対の電極51a,51bからなる測定部51と、測定部51に電圧を印加する電源52と、測定部51の電流、電圧又は導電率を計測する計測部53と、電流、電圧又は導電率の経時変化を記憶する記憶部55と、電流、電圧又は導電率の経時変化のパターンから気泡の発生を判定する判定部56とからなる。 As shown in FIG. 2, the film breakage detecting device 50 includes a measuring unit 51 composed of a pair of electrodes 51a and 51b, a power source 52 that applies a voltage to the measuring unit 51, and the current, voltage, or conductivity of the measuring unit 51. It comprises a measuring unit 53 for measuring, a storage unit 55 for storing changes with time of current, voltage or conductivity, and a determination unit 56 for determining the generation of bubbles from a pattern of changes with time of current, voltage or conductivity.
前記電極51a,51bは、処理水室12から排出される処理水と接している。処理水のpHの影響を受けないように、電極51a,51bの材料は白金やステンレスであることが好ましい。 The electrodes 51 a and 51 b are in contact with the treated water discharged from the treated water chamber 12. The material of the electrodes 51a and 51b is preferably platinum or stainless steel so as not to be affected by the pH of the treated water.
次に、膜破断検知装置50を定電圧方式とした場合の作動内容を説明する。電源52が測定部51の電極51a,51b間に一定の電圧を印加する。この印加電圧により、電極51a,51b間に処理水の電気抵抗に応じた電流が流れる。測定部51を通過する処理水中に気泡が存在する場合には、この気泡が電極51a,51b間を通過する際に、電極51a,51b間の電流が変化する。 Next, the operation content when the film breakage detection apparatus 50 is a constant voltage method will be described. The power source 52 applies a constant voltage between the electrodes 51a and 51b of the measurement unit 51. With this applied voltage, a current corresponding to the electrical resistance of the treated water flows between the electrodes 51a and 51b. When bubbles exist in the treated water passing through the measurement unit 51, the current between the electrodes 51a and 51b changes when the bubbles pass between the electrodes 51a and 51b.
この電極51a,51b間の電流値を計測部53が計測する。 The measuring unit 53 measures the current value between the electrodes 51a and 51b.
次いで、記憶部55に記憶された電流値の変化パターンと、計測部53で計測した電流値の経時変化パターンとが判定器56で対比され、膜破断の有無が判定される。 Next, the current value change pattern stored in the storage unit 55 and the current value change pattern of the current value measured by the measurement unit 53 are compared with each other by the determiner 56 to determine the presence or absence of film breakage.
膜破断検知装置50を定電流方式とした場合には、電源52が測定部51の電極51a,51b間に定電流が流れるように電圧を印加する。測定部51を通過する処理水中に気泡が存在する場合には、この気泡が電極51a,51b間を通過する際に、電極51a,51b間の電圧が変化する。この電極51a,51b間の電圧値を計測部53が計測する。次いで、記憶部55に記憶された電圧値の変化パターンと、計測部53で計測した電圧値の経時変化パターンとが判定器56で対比され、膜破断の有無が判定される。 When the film breakage detection device 50 is of a constant current method, the power source 52 applies a voltage so that a constant current flows between the electrodes 51 a and 51 b of the measurement unit 51. When bubbles exist in the treated water passing through the measurement unit 51, the voltage between the electrodes 51a and 51b changes when the bubbles pass between the electrodes 51a and 51b. The measuring unit 53 measures the voltage value between the electrodes 51a and 51b. Next, the change pattern of the voltage value stored in the storage unit 55 and the temporal change pattern of the voltage value measured by the measurement unit 53 are compared with each other by the determiner 56 to determine the presence or absence of film rupture.
膜破断検知装置50を導電率検知方式とした場合には、電源52が測定部51の電極51a,51b間に所定の電圧を印加し、電極51a,51b間に電流を通電させる。測定部51を通過する処理水中に気泡が存在する場合には、この気泡が電極51a,51b間を通過する際に、電極51a,51b間の導電率が変化する。この変化を計測部53が計測し、次いで、記憶部55に記憶された導電率の変化パターンと、計測された導電率の経時変化パターンとが判定器56で対比され、膜破断の有無が判定される。 When the film breakage detection device 50 is of the conductivity detection method, the power source 52 applies a predetermined voltage between the electrodes 51a and 51b of the measurement unit 51, and supplies a current between the electrodes 51a and 51b. When bubbles exist in the treated water passing through the measurement unit 51, the conductivity between the electrodes 51a and 51b changes when the bubbles pass between the electrodes 51a and 51b. This change is measured by the measurement unit 53, and then the conductivity change pattern stored in the storage unit 55 is compared with the measured conductivity change pattern with time by the determiner 56 to determine the presence or absence of film breakage. Is done.
このように構成された膜処理装置の通常運転時及び洗浄運転時の水又は気体の流れは次の通りである。 The flow of water or gas during normal operation and cleaning operation of the membrane processing apparatus configured as described above is as follows.
[通常運転時]
通常運転時には、弁V1,V4を開とし、その他の弁(V2,V3,V5)を閉とし、原水ポンプPを作動する。原水槽20内の原水は、原水配管21、原水ポンプP、弁V1を通り、原水入口ノズル10aから原水室10内に流入する。原水室10内の原水は、中空糸膜4の下端の開口4bから中空糸膜4内に流入し、この原水の一部は中空糸膜4を透過して処理水室12内に流入し、残りは中空糸膜4の上端の開口4aから循環水室14内に流入する。
処理水室12内の処理水は処理水出口ノズル12aから流出し、処理水配管41、膜破断検知装置50及び配管42を介して処理水槽40に送水される。
循環水室14内の循環水は循環水出口ノズル14aから流出し、循環水配管31、弁V4を介して原水槽20に送水される。
[During normal operation]
During normal operation, the valves V 1 and V 4 are opened, the other valves (V 2 , V 3 , V 5 ) are closed, and the raw water pump P is operated. Raw water raw water tank 20 is the
The treated water in the treated water chamber 12 flows out from the treated
Circulating water in the circulation water chamber 14 flows out from the circulation
[気水混合水による洗浄]
膜処理装置を気水混合水で洗浄するときには、上記通常運転の状態において、弁V3を開とし、コンプレッサCを作動する。これにより、コンプレッサCからの加圧気体が、原水ポンプPによって供給された原水と共に中空糸膜4の内部を通過し、中空糸膜4を洗浄する。
中空糸膜4の内部を通過した気体と原水の混合物は循環水室14に流入し、さらに排水管33を介して系外に排出される。
[Washing with mixed water]
When washing the membrane treatment apparatus with gas-water mixing water, in the state of the normal operation, and the valve V 3 is opened, to operate the compressor C. Thereby, the pressurized gas from the compressor C passes through the inside of the
The mixture of the gas and raw water that has passed through the inside of the
[気体による洗浄]
気体による洗浄を行うには、上記水及び気体の混合洗浄運転において、原水ポンプPを停止し、弁V1を閉とした状態とする。これにより、中空糸膜4の内部や原水室10内等に残留している原水と加圧気体との混合水によって中空糸膜4が洗浄される。
[Cleaning with gas]
To perform cleaning with gas in the mixing cleaning operation of the water and gas, stop the raw water pump P, and the state of the valve V 1 was closed. Thereby, the
[膜破断の検知]
膜破断を検知するには、検知作動に先立って、まず膜破断が確認されている膜モジュールを第1図の通りに組み込み、上記通常運転を行って膜モジュール内に水を満たした後、上記「気水混合水による洗浄」を行う。
この膜破断が存在する膜モジュールにおいて気水混合水による洗浄を行うと、コンプレッサCからの加圧気体の一部は、中空糸膜4の破断部を通過して気泡となって処理水室12に流出し、この気泡が処理水配管41を介して膜破断検知装置50を通過する。
この気泡が膜破断検知装置50を通過する際に電極51a,51b間の導電率が変化する。即ち、電極51a,51b間に気泡が入り込んでくると、電極51a,51b間の電気抵抗が増大する。従って、電極51a,51b間に定電圧電源から定電圧を印加しているときには、この電極51a,51b間の電流値が低下し、気泡が電極51a,51b間を通り過ぎると、電極51a,51b間の電流値は元に戻る。
[Detection of film breaks]
In order to detect membrane breakage, prior to the detection operation, a membrane module whose membrane breakage has been confirmed is first installed as shown in FIG. 1, and the normal operation is performed to fill the membrane module with water. Perform “cleaning with mixed water”.
When the membrane module in which the membrane breakage is present is washed with the air / water mixed water, a part of the pressurized gas from the compressor C passes through the broken portion of the
When the bubbles pass through the film breakage detection device 50, the conductivity between the electrodes 51a and 51b changes. That is, when air bubbles enter between the electrodes 51a and 51b, the electrical resistance between the electrodes 51a and 51b increases. Therefore, when a constant voltage is applied from the constant voltage power source between the electrodes 51a and 51b, the current value between the electrodes 51a and 51b decreases, and when a bubble passes between the electrodes 51a and 51b, between the electrodes 51a and 51b. The current value of is restored.
この気泡通過に伴う電流の変化を電圧変化に変換した波形図の一例が第4図(b)に示されている。記憶部55では、この電圧の変化パターンを記憶する。例えば、第4図(b)の如き電圧の変化を2値化処理してパルス波形に変換し、パルスの周波数及び周期の平均値を記憶しておく。 FIG. 4 (b) shows an example of a waveform diagram obtained by converting the current change accompanying the bubble passage into the voltage change. The storage unit 55 stores this voltage change pattern. For example, the voltage change as shown in FIG. 4B is binarized and converted into a pulse waveform, and the average value of the frequency and period of the pulse is stored.
実際の水処理装置に組み込まれた膜モジュールの膜破断検知を行うには、この膜モジュールについて気水混合水による洗浄を行い、膜破断検知装置50によって電極51a,51b間の電流変化に伴う電圧変化を測定する。膜破断が無ければ、通常は電圧は第4図(a)の如く一定となるので、判定部56により膜破断なしと判定される。 In order to detect the membrane breakage of the membrane module incorporated in the actual water treatment apparatus, the membrane module is washed with mixed water and the voltage associated with the current change between the electrodes 51a and 51b by the membrane breakage detection device 50. Measure changes. If there is no film rupture, the voltage is normally constant as shown in FIG. 4 (a), and the determination unit 56 determines that there is no film rupture.
変化パターンが検知される場合、判定部では、この検知された変化パターンを記憶されている変化パターンと対比し、膜破断であるか否かを判定する。例えば、電圧変化を2値化して得られたパルスパターンの周期及び周波数が記憶された平均値に基づいて定められる所定範囲内にあれば膜破断ありと判定し、該所定範囲外のものであれば膜破断なしと判定する。 When the change pattern is detected, the determination unit compares the detected change pattern with the stored change pattern to determine whether or not the film is broken. For example, if the period and frequency of the pulse pattern obtained by binarizing the voltage change are within a predetermined range determined based on the stored average value, it is determined that there is a film rupture. It is determined that there is no film breakage.
なお、このように変化パターンを対比して膜破断の判定を行うため、原水水質の変動などの外乱に伴う電圧変化があっても膜破断とは判定されず、判定の精度がきわめて高いものとなる。 In addition, since the determination of membrane breakage is made by comparing the change patterns in this way, even if there is a voltage change due to disturbance such as fluctuations in raw water quality, it is not judged that the membrane is broken, and the judgment accuracy is extremely high. Become.
この説明では、定電圧電源により電極51a,51b間に電流を通電して変化を測定しているが、定電流電源により定電流を電極51a,51b間に通電し、気泡通過に伴う印加電圧変化を測定し、その変化パターンから膜破断を判定してもよい。 In this description, a change is measured by passing a current between the electrodes 51a and 51b with a constant voltage power supply. However, a change in the applied voltage accompanying the passage of a bubble is caused when a constant current is passed between the electrodes 51a and 51b with a constant current power supply. The film breakage may be determined from the change pattern.
また、電極51a,51b間の導電率を測定し、この導電率の変化パターンに基づいて膜破断を判定してもよい。 Alternatively, the electrical conductivity between the electrodes 51a and 51b may be measured, and film breakage may be determined based on the change pattern of the electrical conductivity.
膜破断検知工程の終了後、膜破断が有る場合は膜モジュール1内の中空糸膜4を交換し、次いで前記通常運転を再開する。
After the completion of the membrane rupture detection step, if there is a membrane rupture, the
上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態では、洗浄運転と膜破断検知運転とを別としたが、洗浄運転中に膜破断検知装置50をONとして、膜破断の有無を検知するようにしてもよい。 The above embodiment is an example of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the cleaning operation and the film breakage detection operation are separated from each other, but the film breakage detection device 50 may be turned ON during the cleaning operation to detect the presence or absence of the film breakage.
上記実施の形態では、コンプレッサCを原水室10と接続し、中空糸膜4の内部に気体を導入するようにしたが、コンプレッサCを処理水室12と接続し、中空糸膜4の外側に気体を導入して気体逆洗するようにしてもよい。この場合、膜破断検知装置50を、例えば循環水配管31に設けることにより、膜破断を検知することができる。
In the above embodiment, the compressor C is connected to the
上記実施の形態では膜モジュール1は内圧式中空糸モジュールであるが、外圧式中空糸モジュールであってもよい。この場合も、コンプレッサを原水側に設け、膜破断検知装置を処理水側に設けてもよく、逆にコンプレッサを処理水側に設け、膜破断検知装置を原水側に設けてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施の形態では、膜モジュール1は1基であったが、2基以上あってもよい。膜モジュールが複数基ある場合、コンプレッサC及び膜破断検知装置50は各モジュール毎に1つずつ設けられていてもよく、共用されていてもよい。コンプレッサC及び膜破断検知装置50を共用した場合における各膜モジュールの膜破断検知手順は、例えば以下の通りである。
In the above embodiment, there is one
コンプレッサCからの加圧気体を第1の膜モジュールのみに導入し、膜破断検知装置によって膜破断の有無を検知する。第1の膜モジュールの膜破断検知が終了した後、第1の膜モジュールへの加圧気体の導入を停止し、次いで第2の膜モジュールのみに加圧気体を導入し、膜破断検知装置によって膜破断の有無を検知する。同様に、第3の膜モジュールから最後の膜モジュールの膜破断検知を順次行う。 The pressurized gas from the compressor C is introduced only into the first membrane module, and the presence or absence of membrane rupture is detected by the membrane rupture detection device. After the membrane rupture detection of the first membrane module is completed, the introduction of the pressurized gas to the first membrane module is stopped, and then the pressurized gas is introduced only into the second membrane module. The presence or absence of film breakage is detected. Similarly, the membrane breakage of the third membrane module to the last membrane module is sequentially detected.
膜破断の発生を検知すると、例えば管理室内の警告ランプが点滅し、どの膜モジュールに膜破断が発生したかを保守管理担当者に通知する。通知を受けた保守管理担当者は膜破断が発生している膜モジュールの運転を停止し、膜モジュールを新しいものに交換し、通常運転を再開する。膜破断した膜モジュールは修理し、再利用する。 When the occurrence of film breakage is detected, for example, a warning lamp in the management room blinks, and the maintenance manager is notified of which film module has broken. Upon receiving the notification, the maintenance manager stops the operation of the membrane module in which the membrane breakage occurs, replaces the membrane module with a new one, and resumes normal operation. Repair the membrane module that has been broken and reuse it.
上記実施の形態では膜として中空糸膜を用いたが、これに限定されるものではなく、例えばスパイラル膜等であってもよい。 In the above embodiment, the hollow fiber membrane is used as the membrane, but the membrane is not limited to this and may be, for example, a spiral membrane.
本発明では、上記の電極51a,51bなどの電極は通水用の配管部材を利用して設置されている。このようにすれば、膜破断検知装置の構成が簡易化される。 In the present invention, the electrode 51a, the electrodes such as 51b are installed by using a pipe member for passing water. In this way, the configuration of the film breakage detection device is simplified.
第3図はかかる構成とした配管部材としてのエルボ付近の断面図である。なお、第3図には、定電圧源として乾電池を用い、電極間に流れる電流の変化をトランジスタで増幅して検知するように構成した定電圧方式の膜破断検知回路図が示されている。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the vicinity of an elbow as a piping member having such a configuration. FIG. 3 shows a constant voltage type film breakage detection circuit diagram in which a dry battery is used as a constant voltage source and a change in the current flowing between the electrodes is amplified and detected by a transistor.
第3図において、ステンレス製エルボ63に樹脂継手64が接続されている。樹脂継手64に設けられた孔66内に針状電極65が挿入され、接着剤67によってこの電極65が孔66に固着されている。この電極65の先端は樹脂継手64の内壁から突出している。
In FIG. 3, a resin joint 64 is connected to a stainless steel elbow 63. A
ステンレス製エルボ63がNPN型トランジスタTのベースと接続され、電極として用いられている。トランジスタTのコレクタが抵抗R2,R1を介して電極65と接続されている。トランジスタTのエミッタが乾電池68の陰極と接続されている。乾電池68の陽極が上記抵抗R1とR2との間の箇所と接続されている。抵抗R2の電圧降下を測定するように電圧計Vが設けられている。エルボ63と電極65との間に乾電池68から定電圧が印加されている。エルボ63内を水のみが流通するときは、エルボ63と電極65との電流値は一定であるが、エルボ63内を気泡が通過するとこの電流値が低下する。この電流変化がトランジスタTで増幅され、トランジスタTのコレクタ電流が変化し、電圧計Vで検出される抵抗R2の両端間の電圧が変化する。この電圧計Vの検出電圧の変化より、エルボ63内の気泡通過が検知される。特に、この第3図の検知機構では気泡が針状電極65に接することにより、電極65を流れる電流値が大幅に変化するので、気泡を敏感に検知することができる。
A stainless elbow 63 is connected to the base of the NPN transistor T and used as an electrode. The collector of the transistor T is connected to the
以下、実施例を用いて本発明をより具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
[実施例1]
第1図の膜処理装置を用いて、膜破断の有無の検知を行った。
[Example 1]
The presence or absence of film breakage was detected using the film processing apparatus of FIG.
なお、中空糸膜4としては、内径1150μm、外径1900μm、長さ1000mm、分画分子量13000、有効膜面積0.14m2であるものを用いた。導電率計としては、第3図のものを用いた。抵抗R1は1kΩ、R2は22kΩ、乾電池は9Vである。
The
上記構成を有する膜処理装置において、上記実施の形態で記載した通りの通常運転を数分間行った後、原水ポンプPを停止し、コンプレッサCを作動して、気体洗浄運転し、抵抗R2に生じる電圧を電圧計Vによって測定した。なお、第4図(a)は中空糸膜が切断されていないことを確認した膜モジュールにおける電圧の経時変化を示す図である。 In the membrane processing apparatus having the above configuration, after performing the normal operation as described in the above embodiment for several minutes, the raw water pump P is stopped, the compressor C is operated, the gas cleaning operation is performed, and the resistance R 2 is reduced. The resulting voltage was measured with a voltmeter V. FIG. 4 (a) is a graph showing the change with time of voltage in the membrane module in which it was confirmed that the hollow fiber membrane was not cut.
次いで、予め中空糸の1本を切断した後、上記と同様の通常運転及び膜破断検知運転を行い、抵抗R2に生じる電圧を電圧計Vによって測定した。結果を第4図(b)に示す。 Then, after cutting the one previously hollow fiber, the same normal operation and membrane rupture detection operation as described above to a voltage generated in the resistor R 2 was measured by a voltmeter V. The results are shown in FIG. 4 (b).
第4図(a),(b)の通り、膜が破断していると、電圧計Vの検出電圧が変化し、膜破断が検知される。 As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), when the film is broken, the detection voltage of the voltmeter V changes, and the film breakage is detected.
1 内圧式中空糸膜モジュール
2 ケーシング
4 中空糸膜
6,8 封止材
10 原水室
12 処理水室
14 循環水室
20 原水槽
40 処理水層
50 膜破断検知装置
51a,51b 電極
63 ステンレス製エルボ
65 電極
DESCRIPTION OF
Claims (8)
該膜で隔てられた一方の側に気体又は気液混合液を流通させる手段と、
該膜で隔てられた他方の側における液の電気抵抗の変化に基づいて膜破断を検知する膜破断検知手段と
を備えた膜処理装置であって、
この膜破断検知手段が、1対の電極と、該電極に電圧を印加する電源と、該電極の電流、電圧又は導電率を測定する測定部と、電流、電圧又は導電率の経時変化のパターンから気泡の発生を判定する判定部とを有しており、
前記膜を透過した液が内部に流通される導電性の管状部材が設けられており、前記1対の電極のうちの一方は該管状部材であり、他方は該管状部材と絶縁部材を介して隔てられている針状電極であることを特徴とする膜処理装置。 In a membrane processing apparatus provided with a membrane for filtering the liquid to be treated,
Means for circulating a gas or gas-liquid mixture on one side separated by the membrane;
A film processing apparatus comprising a film breakage detecting means for detecting a film breakage based on a change in electrical resistance of the liquid on the other side separated by the film,
This film breakage detecting means includes a pair of electrodes, a power source that applies a voltage to the electrodes, a measuring unit that measures the current, voltage, or conductivity of the electrodes, and a pattern of change over time of the current, voltage, or conductivity. And a determination unit for determining the generation of bubbles from
A conductive tubular member through which the liquid that has permeated the membrane is circulated is provided, and one of the pair of electrodes is the tubular member, and the other is interposed between the tubular member and the insulating member. A membrane processing apparatus, characterized by being needle-like electrodes separated from each other .
該膜で隔てられた一方の側に気体又は気液混合液を流通させ、
該膜で隔てられた他方の側における液の電気抵抗の変化に基づいて膜破断を検知する
ことを特徴とする膜処理装置における膜破断検知方法。 Met method of detecting the membrane rupture of membrane treatment apparatus according to any one of claims 1 to 4,
Distribute a gas or gas-liquid mixture on one side separated by the membrane;
A film breakage detecting method in a film processing apparatus, wherein film breakage is detected based on a change in electrical resistance of a liquid on the other side separated by the film.
膜破断が未確認の膜処理装置に気体又は気液混合液を流通させて前記電圧、電流又は導電率のパターンを検出し、このパターンを前記記憶手段に記憶された変化パターンと対比して膜破断の有無を判定することを特徴とする膜処理装置における膜破断検知方法。 7. The gas processing apparatus according to claim 6, wherein a gas or gas-liquid mixture is circulated through a film processing apparatus in which the film is broken to detect a change pattern of the voltage, current, or conductivity, and the change pattern is stored in a storage means. ,
A gas or gas-liquid mixture is circulated through a membrane processing apparatus whose membrane breakage has not been confirmed to detect the voltage, current, or conductivity pattern, and this pattern is compared with the change pattern stored in the storage means. A film breakage detecting method in a film processing apparatus, characterized by determining the presence or absence of a film.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004170122A JP4591661B2 (en) | 2004-06-08 | 2004-06-08 | Membrane treatment apparatus and membrane breakage detection method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004170122A JP4591661B2 (en) | 2004-06-08 | 2004-06-08 | Membrane treatment apparatus and membrane breakage detection method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005349253A JP2005349253A (en) | 2005-12-22 |
JP4591661B2 true JP4591661B2 (en) | 2010-12-01 |
Family
ID=35584150
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004170122A Expired - Fee Related JP4591661B2 (en) | 2004-06-08 | 2004-06-08 | Membrane treatment apparatus and membrane breakage detection method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4591661B2 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4591671B2 (en) * | 2004-09-17 | 2010-12-01 | 栗田工業株式会社 | Operation method of membrane treatment apparatus |
JP4591670B2 (en) * | 2004-09-17 | 2010-12-01 | 栗田工業株式会社 | Film break detection method |
JP4591703B2 (en) * | 2005-12-07 | 2010-12-01 | 栗田工業株式会社 | Liquid processing method and apparatus |
JP4591702B2 (en) * | 2005-12-07 | 2010-12-01 | 栗田工業株式会社 | Film processing apparatus and film damage detection method |
CN102553315A (en) * | 2010-12-27 | 2012-07-11 | 无锡华润上华科技有限公司 | Circulating water system |
WO2013012030A1 (en) * | 2011-07-19 | 2013-01-24 | 三菱レイヨン株式会社 | Defect inspection system and defect inspection method for porous hollow fiber membranes, porous hollow fiber membrane, and method for producing porous hollow fiber membrane |
CN104888611B (en) * | 2015-05-21 | 2016-10-05 | 天津工业大学 | A Hollow Fiber Membrane Module Integrity Detection Device |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS572787A (en) * | 1980-06-06 | 1982-01-08 | Seiko Epson Corp | Air bubble detector |
JPS6139560Y2 (en) * | 1979-05-17 | 1986-11-13 | ||
JPH0230763Y2 (en) * | 1986-04-30 | 1990-08-20 | ||
JPH03110456A (en) * | 1989-09-25 | 1991-05-10 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Sensor for measuring bubble in liquid |
JPH08173774A (en) * | 1994-12-22 | 1996-07-09 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | Method and device for detecting membrane breakage of hollow fiber membrane filtration device |
JP2001269551A (en) * | 2000-03-27 | 2001-10-02 | Suido Kiko Kaisha Ltd | Method of detecting breakage of permeable membrane module of water purification system |
JP2003112018A (en) * | 2001-10-01 | 2003-04-15 | Kurita Water Ind Ltd | Membrane damage detection method and membrane separation system for membrane separation device |
-
2004
- 2004-06-08 JP JP2004170122A patent/JP4591661B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6139560Y2 (en) * | 1979-05-17 | 1986-11-13 | ||
JPS572787A (en) * | 1980-06-06 | 1982-01-08 | Seiko Epson Corp | Air bubble detector |
JPH0230763Y2 (en) * | 1986-04-30 | 1990-08-20 | ||
JPH03110456A (en) * | 1989-09-25 | 1991-05-10 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Sensor for measuring bubble in liquid |
JPH08173774A (en) * | 1994-12-22 | 1996-07-09 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | Method and device for detecting membrane breakage of hollow fiber membrane filtration device |
JP2001269551A (en) * | 2000-03-27 | 2001-10-02 | Suido Kiko Kaisha Ltd | Method of detecting breakage of permeable membrane module of water purification system |
JP2003112018A (en) * | 2001-10-01 | 2003-04-15 | Kurita Water Ind Ltd | Membrane damage detection method and membrane separation system for membrane separation device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005349253A (en) | 2005-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6614242B2 (en) | Method and device for oil-in-water measurement | |
US4900422A (en) | System for monitoring and reporting the operability and calibration status of a dissolved oxygen sensor | |
JP4591661B2 (en) | Membrane treatment apparatus and membrane breakage detection method | |
BRPI1104874A2 (en) | Sterile raw water production method during a production cycle at a production facility (p) and production facility (p) to produce sterile water | |
AU737828B2 (en) | Process for monitoring the integrity of hollow fibre filtration modules | |
JP4591703B2 (en) | Liquid processing method and apparatus | |
KR101023792B1 (en) | Filter membrane damage detection device using piezoelectric characteristics | |
WO2020121881A1 (en) | Membrane defect inspection method and membrane defect inspection device | |
RU2294234C2 (en) | Filter state indicator | |
JP4591670B2 (en) | Film break detection method | |
JP2008296087A (en) | Membrane damage detection method and membrane filtration device | |
JP4591671B2 (en) | Operation method of membrane treatment apparatus | |
JP4379338B2 (en) | Membrane treatment equipment | |
JP4379352B2 (en) | Operation method of membrane treatment apparatus | |
KR101753453B1 (en) | Hollow fiber membrane and method of detecting damage of membrane thereof | |
JP6236736B2 (en) | Anomaly detection apparatus and anomaly detection method for film forming stock solution | |
JP2006110464A (en) | Membrane treatment equipment | |
KR20150053403A (en) | filter test device and method thereof | |
JP2000342936A (en) | Method and device for detecting membrane damage of hollow fiber membrane filter apparatus | |
KR102259093B1 (en) | Filter membrane damage determination method and mobile filtration membrane damage determination device using the same | |
KR101672169B1 (en) | Remote Monitoring System for Aeration Tank | |
JP4591702B2 (en) | Film processing apparatus and film damage detection method | |
KR100965135B1 (en) | Method for detecting damage of filtration membrane with piezoelectric material | |
JP2000005575A (en) | System and method for membrane life monitoring | |
JP2004219253A (en) | Leak inspection method for water purifying cartridge |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070405 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080814 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090825 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091014 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100818 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100831 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130924 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4591661 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140924 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |