(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水室中の原水を中空糸膜を介して濾過して処理水室に導き、該処理水室から処理水排出管を介して処理水をハウジング外へ排出させる中空糸膜濾過装置における膜破断検知方法であって、
前記処理水排出管に空気溜まりを形成し、該空気溜まりの水位の変化を検出することによって前記中空糸膜の破断を検知する際に、前記中空糸膜を洗浄する洗浄用空気供給管から前記原水室に加圧空気を供給することを特徴とする中空糸膜濾過装置における膜破断検知方法。
【請求項２】
原水室中の原水を中空糸膜を介して濾過して処理水室に導き、該処理水室から処理水排出管を介して処理水をハウジング外へ排出させる中空糸膜濾過装置において、
前記処理水排出管に空気溜まりを形成して該空気溜まりに水位計を配設すると共に、前記原水室の下部に、中空糸膜を洗浄する加圧空気を前記原水室内に供給する洗浄用空気供給管を接続したことを特徴とする中空糸膜濾過装置。
【請求項３】
濾過工程、逆圧洗浄工程、エアスクラビング工程、排水工程、注水工程からなる作業工程において、前記エアスクラビング工程と前記排水工程との間に、前記請求項１の膜破断検知方法による膜破断検知工程を設けたことを特徴とする中空糸膜濾過方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中空糸膜濾過装置における膜破断検知方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、中空糸膜濾過装置における膜破断検知方法としては、特開平８ー１７３７７４号公報に開示されたものがある。この公報に開示された膜破断検知方法は、原水中に空気を導入して原水室を加圧した際、もし中空糸膜に破断が生じている場合には、原水中の加圧空気が中空糸膜を介して処理水室に漏出する事実から、処理水中の気泡を検出することによって、中空糸膜の破断を検出するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この検知方法では、気泡検出装置が高価なばかりでなく、ポンプ等を必要とし装置が複雑になる。
このようなことから、この従来の検知方法は、膜モジュール個々に検知するのではなく、ユニット一式に対して微粒子モニタを設置している。したがって、この方法では、ユニット中のどのモジュールに膜破断が生じたのかを検知することはできない。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、モジュール個々の膜破断を安価に精度よく検知でき、しかも濾過工程中に検知することができる中空糸膜濾過装置における膜破断検知方法およびその装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、本発明の請求項１の膜破断検知方法では、原水室中の原水を中空糸膜を介して濾過して処理水室に導き、該処理水室から処理水排出管を介して処理水をハウジング外へ排出させる中空糸膜濾過装置における膜破断検知方法であって、前記処理水排出管に空気溜まりを形成し、該空気溜まりの水位の変化を検出することによって前記中空糸膜の破断を検知する際に、前記中空糸膜を洗浄する洗浄用空気供給管から前記原水室に加圧空気を供給することを特徴としている。
【０００６】
本発明の請求項２の中空糸膜濾過装置では、原水室中の原水を中空糸膜を介して濾過して処理水室に導き、該処理水室から処理水排出管を介して処理水をハウジング外へ排出させる中空糸膜濾過装置において、前記処理水排出管に空気溜まりを形成して該空気溜まりに水位計を配設すると共に、前記原水室の下部に、中空糸膜を洗浄する加圧空気を前記原水室内に供給する洗浄用空気供給管を接続したことを特徴とする。また、中空糸膜濾過方法では、濾過工程、逆圧洗浄工程、エアスクラビング工程、排水工程、注水工程からなる作業工程において、前記エアスクラビング工程と前記排水工程との間に、前記請求項１の膜破断検知方法による膜破断検知工程を設けたことを特徴としている。
【０００７】
上記発明では、中空糸膜が破断した場合には、空気溜まりに空気が溜まり、それによって空気溜まりの水位が低下する。その水位を例えば水位計等の安価で簡単な測定機器により検出すれば、空気のリーク、即ち中空糸膜の破断を検出できる。この発明によれば、気泡モニタ等の高価な測定機器を必要とせず、したがって、モジュール毎に膜破断検知装置を設けることが可能であり、モジュール毎に膜破断の検知が可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る中空糸膜濾過装置における膜破断検知方法およびその装置の好ましい実施の形態について詳説する。
図１は、本発明に係る中空糸膜濾過装置の構造図である。
図示した中空糸膜濾過装置は、複数のハウジング１０を有しており、ハウジング１０は、隔壁１０ａによって原水室１２と処理水室１４に画成され、該隔壁１０ａには中空糸膜支持部材１６が配設されている。そして、該中空糸膜支持部材１６には、中空糸膜１８が垂下支持され、該中空糸膜１８の開口端１８ａは処理水室１４に臨んで位置されている。したがって、それらの室１２、１４は中空糸膜１８を介して互いに連通されている。
【０００９】
各ハウジング１０の原水室１２の下部には原水供給管２０の一端がそれぞれ接続され、それらの原水供給管２０の他端は、原水供給本管２２に接続されている。この原水供給本管２２には、原水供給弁２４が介在されており、該原水供給弁２４を開くことによって原水室１２に原水が供給される。
一方、各ハウジング１０の処理水室１４の天井部には処理水排出管２６の一端がそれぞれ接続され、それらの処理水排出管２６の他端は、処理水排出本管２８に接続されている。この処理水排出本管２８には処理水排出弁３０が介在されており、該処理水排出弁３０を開くことによって処理水室１４の処理水が外部へ排出される。
【００１０】
さらに、各ハウジング１０の原水室１２の下部には洗浄用空気供給管３２の一端がそれぞれ接続され、それらの洗浄用空気供給管３２の他端は、洗浄用空気供給本管３４に接続されている。この洗浄用空気供給本管３４には、洗浄用空気供給弁３６が介在されており、該洗浄用空気供給弁３６を開くことによって原水室１２に洗浄用空気が供給される。また、各ハウジング１０の原水室１２の上部には、オーバーフロー管３８の一端がそれぞれ接続され、それらのオーバーフロー管３８の他端は、オーバーフロー本管４０に接続されている。オーバーフロー本管４０には、オーバーフロー弁４２が介在され、該オーバーフロー弁４２を開くことによって原水室１２の原水が排出される。
【００１１】
また、上記処理水排出管２６は、一部を略直角に屈曲して、鉛直部２６ａと水平部２６ｂに構成され、その鉛直部２６ａ延長上に空気溜まり４４が形成されている。この空気溜まり４４の上端には空気抜き弁４６が配設されている。さらに、この空気溜まり４４には水位計（水面計）４８が配設されている。
このように構成された中空糸膜濾過装置では、原水供給本管２２より原水供給管２０を介して原水室１２に原水が供給される。この原水は、中空糸膜１８によって濾過され、その処理水は中空糸膜開口端１８ａから処理水室１４に導かれる。その際（運転開始時）に空気抜き弁４６を開くことで空気溜まり４４は処理水で満水となる。したがって、膜の破断が生じていない正常時には空気溜まり４４には空気が存在しない。
【００１２】
膜の破断を検知する場合は、オーバーフロー弁４２を閉止してオーバーフロー本管４０を閉止するとともに、洗浄用空気供給弁３６を開いて洗浄用空気供給管３２を介して加圧空気を原水室１２に供給する。その際、中空糸膜１８が破断していないときは、空気は膜１８を透過しないため、空気のリークが起こらず、空気溜まり４４は満水状態のままである。ここで、中空糸膜１８が破断していれば、膜１８の破断部１８ｂから処理水室１４へ空気がリークする。そして、リークした空気は処理水排出管２６中に設けた空気溜まり４４に溜まる。したがって、その空気は、空気溜まり４４内の処理水を押し下げる。すると、その水位の変化を空気溜まり４４に設けた水位計または液面計４８によって検知され、それによって中空糸膜１８の破断が確認される。
【００１３】
このようにして、水位計または液面計４８によって、空気溜まり４４の水位の変化（低下）が確認されると、中空糸膜濾過装置の運転を停止する等して、その該当するハウジング１０の中空糸膜１８を他のものと交換する。
なお、各ハウジング１０の原水供給管２０，処理水排出管２６，洗浄用空気供給管３２、オーバーフロー管３８に閉止弁を介在させ、中空糸膜１８が破断されたハウジング１０のみを機能停止させることもできる。その場合には、該当するハウジング１０のみの機能を停止させることによって、該ハウジング１０の中空糸膜１８を他のものと交換することができる。
【００１４】
この中空糸膜濾過装置では、各ハウジング１０毎に空気溜まり４４が配設されているので、膜の破断をモジュール毎に検知できる。
なお、上記実施の形態では、空気溜まり４４を、処理水排出管２６の鉛直部２６ａ延長上に形成しているが、設置位置は処理水排出管２６の鉛直部２６ａ延長上に限定されることなく、例えば水平部２６ｂの途中に形成してもよい。
【００１５】
また、空気溜まり４４に窓を設けることで、目視によっても水位の変化、即ち膜の破断の有無を検知できる。
図２に膜破断検知工程のない通常運転時の全工程のフローを示す。濾過工程においては、原水供給水弁２４を開き、原水供給管２０より原水を原水室１２に供給する。本操作時はオーバーフロー弁４２，洗浄用空気供給弁３６を閉止し、処理水排出弁３０を開いてハウジング１０内を加圧して処理水を得る。一定時間濾過後、即ち逆圧洗浄工程においては、原水供給弁２４を閉じ、オーバーフロー弁４２を開けて処理水排出管２６より処理水を逆流させる。次いで、エアスクラビング工程に入り、洗浄用空気供給弁３６を開き、洗浄用空気供給管３２より洗浄用の空気を供給して中空糸膜１８を互いに擦り合わせて、逆圧洗浄と同じく、中空糸膜１８表面に付着した濁質を剥離させる。その後、排水工程において、原水供給弁２４を開けて、ハウジング１０内の中空糸膜１８の表面から剥離した濁質が浮遊した濃縮水を排水する。この時オーバーフロー弁４２を開けて自然流下で排水してもよく、オーバーフロー弁４２を閉じて洗浄用空気供給管３２より空気を供給してハウジング１０内部を空気加圧して強制的に排水する場合もある。その後、注水工程において、原水供給管２０からハウジング１０内に原水を注入し、満水となった後は再び濾過工程に戻る。
【００１６】
図３は、本発明に係る中空糸膜濾過装置の運転の全工程を示すフロー図である。このフロー図では、図２に示した通常運転時のエアスクラビング工程後に膜の破断を検知する膜破断検知工程を設けている。この膜破断検知工程においては、エアスクラビング工程後に、オーバーフロー弁４２のみを閉じ、洗浄用空気供給管３２からはそのまま洗浄用の空気を供給する。これにより、ハウジング１０内上部には空気層が生じ、その空気層が洗浄用空気によって加圧される。膜の破断は中空糸膜支持部材１６の５〜２０ｍｍ下で生じるため、ハウジング１０内部に原水（濃縮水）が残存していても膜の破断部１８ｂは空気層中にあり、ここから加圧空気が処理水へリークする。
【００１７】
また、図４に示すように、排水工程の後に膜破断検知工程を設ける場合もある。この場合は、注水工程に入る際にオーバーフロー弁４２を閉じた後に、原水供給管２０からハウジング１０内に原水を注入する。これによりハウジング１０内部は加圧されることとなり、膜の破断が生じていれば、破断部か１８ｂから空気がリークする。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、簡便な装置により膜の破断が検知できるため、モジュール毎の検知を安価に精度良く行うことができる。また、運転工程中に破断検知を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る膜破断検知方法を実施するための中空糸膜濾過装置を概念的に示した斜視図
【図２】通常の運転方法を示したフロー図
【図３】本発明に係る運転方法を示したフロー図
【図４】本発明に係る別の運転方法を示したフロー図
【符号の説明】
１０…ハウジング
１０ａ…隔壁
１２…原水室
１４…処理水室
１６…中空糸膜支持部材
１８…中空糸膜
１８ａ…開口端
１８ｂ…破断部
２０…原水供給管
２２…原水供給本管
２４…原水供給弁
２６…処理水排出管
２６ａ…鉛直部
２６ｂ…水平部
２８…処理水排出本管
３０…処理水排出弁
３２…洗浄用空気供給管
３４…洗浄用空気供給本管
３６…洗浄用空気供給弁
３８…オーバーフロー管
４０…オーバーフロー本管
４２…オーバーフロー弁
４４…空気溜まり
４６…空気抜き弁
４８…水位計（液面計）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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