(57)【要約】【課題】安価かつ確実に膜破断の発生を検知する手段を備えた膜処理装置を提供する。【解決手段】中空糸膜モジュール１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部５０に接続されている。中空糸膜４に破断が有る場合、コンプレッサＣからの加圧気体は該破断部を通過して処理水室１２に流出し、さらに処理水配管４１を介して膜破断検知部５０の電極５１、エルボ７０間を通過する。処理水中に気泡が存在する場合には、この気泡が電極５１、エルボ７０間を通過する際に、電極５１、エルボ７０間の電流又は電圧が変化する。この変化パターンから膜破断を検知する。エルボ７０に縦引き部７２が設けられ、この縦引き部７２の下流側に電極５１が設けられている。【選択図】図１
2006110464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理液を濾過する膜と、
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、
該膜の破断検知のために該膜で隔てられた他方の側における気泡を検知する気泡検知器とを有する膜処理装置において、
該膜を透過した液が流れる流路が設けられ、該流路内に臨む下向き部位に該気泡検知器が設けられ、かつ前記流路は前記流路内上部に前記気泡が集まるようにされていることを特徴とする膜処理装置。
【請求項２】
被処理液を濾過する膜と、
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、
該膜の破断検知のために該膜で隔てられた他方の側における気泡を検知する気泡検知器とを有する膜処理装置において、
該膜を透過した液が流れる横引き流路が設けられており、
前記気泡検知器は、該横引き流路の、前記気泡が流路内上部に集められる部位より下流側の、流路内に臨む下向き部位に設けられていることを特徴とする膜処理装置。
【請求項３】
被処理液を濾過する膜と、
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、
該膜の破断検知のために該膜で隔てられた他方の側における気泡を検知する気泡検知器とを有する膜処理装置において、
該膜を透過した液が流れる横引き流路が設けられ、
該横引き流路の途中に、液が上向きに流れる縦引き部が設けられており、
前記気泡検知器は、該縦引き部よりも下流側における該横引き流路内に臨む下向き部位に設けられていることを特徴とする膜処理装置。
【請求項４】
請求項３において、該縦引き部よりも上流側の横引き部から該縦引き部にかけての流路内に臨む上向き部位は、液の流れ方向に沿って湾曲していることを特徴とする膜処理装置。
【請求項５】
被処理液を濾過する膜と、
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、
該膜の破断検知のために該膜で隔てられた他方の側における気泡を検知する気泡検知器とを有する膜処理装置において、
該膜を透過した液が上向きに流れる縦引き流路が設けられ、
該縦引き流路の途中に、液が横向きに流れる横引き部が設けられており、
前記気泡検知器は該横引き部の末端側における、流路内に臨む下向き部位に設けられていることを特徴とする膜処理装置。
【請求項６】
請求項５において、前記横引き部は、
該横引き部よりも上流側の上流側縦引き部の上端に連なり、そこから側方に延出した第１横引き部と、
該第１横引き部の延出方向末端に連なり、そこから該第１横引き部の延出方向と反対方向に延出した第２横引き部と、
該第２横引き部の延出方向末端に連なり、前記第１横引き部の延出方向と平行方向に延出した第３横引き部と
を備えてなり、
該第３横引き部の末端が、該横引き部よりも下流側の下流側縦引き部に連なっており、
該第２の横引き部の末端側における、流路内に臨む下向き部位に前記気泡検知器が設けられていることを特徴とする膜処理装置。
【請求項７】
請求項６において、該上流側縦引き部と下流側縦引き部とは同軸状に配置されており、
第１横引き部の長さと第３横引き部の長さとが略等しいことを特徴とする膜処理装置。
【請求項８】
請求項５において、前記横引き部は、該横引き部よりも上流側の上流側縦引き部の上端に連なり、そこから側方に延出し、
この横引き部の末端に、該横引き部よりも下流側の下流側縦引き部の下端が連なっていることを特徴とする膜処理装置。
【請求項９】
請求項５において、前記横引き部は、
該横引き部よりも上流側の上流側縦引き部の上端に連なり、そこから側方に延出した第１横引き部と、
該第１横引き部の延出方向末端に連なり、そこから該第１横引き部の延出方向と反対方向に延出した第２横引き部と、
を備えてなり、
該第２横引き部の末端が、該横引き部よりも下流側の下流側縦引き部に連なっており、
該第２の横引き部の末端側における、流路内に臨む下向き部位に前記気泡検知器が設けられていることを特徴とする膜処理装置。
【請求項１０】
請求項２，５ないし９のいずれか１項において、該横引き流路又は該気泡検知器が設けられている横引き部の長さは０．６ｍ以上であることを特徴とする膜処理装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項において、前記気泡検知器は、該流路内の液に接するように配置された１対の電極であり、
該膜処理装置は、膜破断検知手段として、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膜処理装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１０のいずれか１項において、前記気泡検知器は、該流路内の液に接するように配置された１対の電極であり、
該膜処理装置は、膜破断検知手段として、該電極間に定電流を通電する電源と、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膜処理装置。
【請求項１３】
請求項１ないし１０のいずれか１項において、前記気泡検知器は、該流路内の液に接するように配置された１対の電極であり、
該膜処理装置は、膜破断検知手段として、該電極間における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膜処理装置。
【請求項１４】
請求項１１ないし１３のいずれか１項において、前記１対の電極のうちの一方は流路部材であり、他方は該流路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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。詳しくは、本発明は、膜処理装置における膜破断検知を気泡の検知により行うようにした膜処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【特許文献１】特開２００１−２６９５５１号公報
【特許文献２】特開２０００−１２６５６３号公報
【特許文献３】特開２００３−１４４８６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
破断した膜を通過し、流路内を流れる液中に混入した気泡をセンサによって検知する場合、該センサが流路の内面付近に配置されていると、管状流路の中央付近を気泡が流れても検知されないことがある。
【０００７】
本発明は、流路内を液と共に流れる気泡を確実に検知して膜破断を検知することができる膜処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の膜処理装置は、被処理液を濾過する膜と、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、該膜の破断検知のために該膜で隔てられた他方の側における気泡を検知する気泡検知器とを有する膜処理装置において、該膜を透過した液が流れる流路が設けられ、前記流路内に臨む下向き部位に設けられ、かつ前記流路は前記流路内上部に前記気泡が集まるようにされていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２の膜処理装置は、被処理液を濾過する膜と、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、該膜の破断検知のために該膜で隔てられた他方の側における気泡を検知する気泡検知器とを有する膜処理装置において、該膜を透過した液が流れる横引き流路が設けられており、前記気泡検知器は、該横引き流路の、前記気泡が流路内上部に集められる部位より下流側の、流路内に臨む下向き部位に設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３の膜処理装置は、被処理液を濾過する膜と、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、該膜の破断検知のために該膜で隔てられた他方の側における気泡を検知する気泡検知器とを有する膜処理装置において、該膜を透過した液が流れる横引き流路が設けられ、該横引き流路の途中に、液が上向きに流れる縦引き部が設けられており、前記気泡検知器は、該縦引き部よりも下流側における該横引き流路内に臨む下向き部位に設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４の膜処理装置は、請求項３において、該縦引き部よりも上流側の横引き部から該縦引き部にかけての流路内に臨む上向き部位は、液の流れ方向に沿って湾曲していることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５の膜処理装置は、被処理液を濾過する膜と、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、該膜の破断検知のために該膜で隔てられた他方の側における気泡を検知する気泡検知器とを有する膜処理装置において、該膜を透過した液が上向きに流れる縦引き流路が設けられ、該縦引き流路の途中に、液が横向きに流れる横引き部が設けられており、前記気泡検知器は該横引き部の末端側における、流路内に臨む下向き部位に設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項６の膜処理装置は、請求項５において、前記横引き部は、該横引き部よりも上流側の上流側縦引き部の上端に連なり、そこから側方に延出した第１横引き部と、該第１横引き部の延出方向末端に連なり、そこから該第１横引き部の延出方向と反対方向に延出した第２横引き部と、該第２横引き部の延出方向末端に連なり、前記第１横引き部の延出方向と平行方向に延出した第３横引き部とを備えてなり、該第３横引き部の末端が、該横引き部よりも下流側の下流側縦引き部に連なっており、該第２の横引き部の末端側における、流路内に臨む下向き部位に前記気泡検知器が設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項７の膜処理装置は、請求項６において、該上流側縦引き部と下流側縦引き部とは同軸状に配置されており、第１横引き部の長さと第３横引き部の長さとが略等しいことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項８の膜処理装置は、請求項５において、前記横引き部は、該横引き部よりも上流側の上流側縦引き部の上端に連なり、そこから側方に延出し、この横引き部の末端に、該横引き部よりも下流側の下流側縦引き部の下端が連なっていることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項９の膜処理装置は、請求項５において、前記横引き部は、該横引き部よりも上流側の上流側縦引き部の上端に連なり、そこから側方に延出した第１横引き部と、該第１横引き部の延出方向末端に連なり、そこから該第１横引き部の延出方向と反対方向に延出した第２横引き部と、を備えてなり、該第２横引き部の末端が、該横引き部よりも下流側の下流側縦引き部に連なっており、該第２の横引き部の末端側における、流路内に臨む下向き部位に前記気泡検知器が設けられていることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項１０の膜処理装置は、請求項２，５ないし９のいずれか１項において、該横引き流路の長さは０．６ｍ以上であることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項１１の膜処理装置は、請求項１ないし１０のいずれか１項において、前記気泡検知器は、該流路内の液に接するように配置された１対の電極であり、該膜処理装置は、膜破断検知手段として、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。
【００１９】
請求項１２の膜処理装置は、請求項１ないし１０のいずれか１項において、前記気泡検知器は、該流路内の液に接するように配置された１対の電極であり、該膜処理装置は、膜破断検知手段として、該電極間に定電流を通電する電源と、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。
【００２０】
請求項１３の膜処理装置は、請求項１ないし１０のいずれか１項において、前記気泡検知器は、該流路内の液に接するように配置された１対の電極であり、該膜処理装置は、膜破断検知手段として、該電極間における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。
【００２１】
請求項１４の膜処理装置は、請求項１１ないし１３のいずれか１項において、前記１対の電極のうちの一方は流路部材であり、他方は該流路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。
【００２２】
なお、横引き流路、横引き部の傾斜角度は、水平方向に限定されず、気泡が流路内上部に捕集されれば若干傾斜していても良い。また、縦引き流路、縦引き部の傾斜角度は鉛直方向に限定されない。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１の膜処理装置において、破断した膜を通過した気泡が液と共に流路内を流れる場合、該流路を気泡が流路内上部に集まるような構造にすることによって気泡が浮上して流路内上部に集まってくるので、この流路内面の上部に気泡検知器を設けておくことにより気泡を確実に検知することができる。
【００２４】
請求項２の膜処理装置において、破断した膜を通過した気泡が液と共に横引き流路内を流れる場合、気泡は浮上して次第に流路内面の上部に集まってくるので、気泡が流路内上部に集まっている部位より下流側における流路内面の上部に気泡検知器を設けておくことにより気泡を確実に検知することができる。
【００２５】
請求項３の膜処理装置において、破断した膜を通過した気泡が液と共に横引き流路内を流れる場合、この横引き流路の途中に縦引き部を設けると、上流側横引き部から該縦引き部にかけて液が流れる際に遠心力が作用し、気泡が流路内の上部に集められるようになる。このため、この縦引き部よりも下流側における横引き流路内面の上部に気泡検知器を設けておくことにより気泡を確実に検知することができる。
【００２６】
請求項４の通り、該上流側横引き流路から該縦引き部にかけての流路内に臨む上向き部位を液の流れ方向に沿って湾曲させると、液の流れがスムーズとなり、遠心力による気泡分離が促進される。
【００２７】
請求項５の膜処理装置においては、破断した膜を通過した気泡は、縦引き流路内を液と共に上向きに流れる。この縦引き流路の途中に横引き部を設けているので、気泡及び液がこの横引き部を流れる間に気泡は浮上して横引き部の上側に集まる。従って、横引き部の末端側の流路内に臨む下向き部位に気泡検知器を設けておくことにより、気泡を効率よく検知することができる。
【００２８】
請求項６の膜処理装置にあっては、縦引き部に対し左右両方向に第２横引き部が張り出すように第２横引き部を配設することができる。このため、横引き部の左右の重量バランスをとることができ、横引き部の支承構造が簡易となる。
【００２９】
特に、請求項７のように、上流側及び下流側の縦引きが同軸状に設置されているときには、第１横引き部の長さと第２横引き部の長さとを略等しくすることにより、横引き部の左右の重量バランスがとれ、横引き部の支承構造が簡易となる。
【００３０】
ただし、請求項８又は９のように、横引き部が１本又は２本のみ設けられてもよい。
【００３１】
請求項１０のように、この横引き部の長さを０．６ｍ以上とすることにより、気泡が十分に浮上する。
【００３２】
請求項１１ないし１３の膜処理装置にあっては、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。
【００３３】
この請求項１１〜１３の膜処理装置では、前記流路に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ある。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。
【００３４】
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。
【００３５】
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（請求項１１）。
【００３６】
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（請求項１２）。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（請求項１３）。
【００３７】
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。
【００３８】
なお、請求項１４のように流路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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、図面を参照して本発明について詳細に説明する。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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部５０に接続されており、この膜破断検知部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、第１図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。
【００４６】
第２図の通り、膜破断検知部５０にあっては、配管４１，４２間に、クランク状に曲成された流路部材としての金属製のエルボ７０が設けられている。このエルボ７０は、配管４１が一直線状に連なる上流側横引き部７１と、下端が上流側横引き部７１に連なり、上端が下流側横引き部７３に連なる縦引き部７２とを有する。上流側横引き部７１から縦引き部７２にかけての流路内面のうち上向き面７４は、流れ方向に沿って略円弧状に湾曲している。下流側横引き部７３に臨む流路内面のうち下向き部分（天井部分）７６に、電気絶縁材料７７を介して針状電極５１が設けられている。この針状電極５１は流路内面から若干突出している。
【００４７】
配管４１及び横引き部７１内を流れる液に気泡が含まれていると、この気泡は比重差に基づいて次第に浮上してくる。この液が湾曲した上向き面７４に沿って流れると、遠心力が作用し、低比重の気泡は該上向き面７４から離反する力を受け、浮上が促進される。このため、縦引き部７２を通過した液中の気泡は、その多くが縦引き部７２の上側の内面７５及び下流側横引き部７３の天井部分７６に沿って流れるようになり、気泡が電極５１直近を流れるようになる。
【００４８】
電極５１付近を流れる気泡の検知機構について、次に第３，４図を参照して説明する。
【００４９】
第３図の通り、膜破断検知を行うために、電極５１とエルボ７０とに電圧を印加する電源５２と、電極５１とエルボ７０との間の電流、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とが設けられている。
【００５０】
なお、処理水のｐＨの影響を受けないように、電極５１、エルボ７０の材料は白金やステンレスであることが好ましい。
【００５１】
第４図には、定電圧源として乾電池を用い、電極５１、エルボ７０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。
【００５２】
エルボ７０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５１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７０と電極５１との間に乾電池６８から定電圧が印加されている。エルボ７０内を水のみが流通するときは、エルボ７０と電極５１との間の電流値は一定であるが、エルボ７０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７０内の気泡通過が検知される。特に、この第３，４図の検知機構では気泡が針状電極５１に接することにより、電極５１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。
【００５３】
次に、膜破断検知方式を定電圧方式とした場合の作動内容を説明する。電源５２が電極５１、エルボ７０間に一定の電圧を印加する。この印加電圧により、電極５１、エルボ７０間に処理水の電気抵抗に応じた電流が流れる。水中に気泡が存在する場合には、この気泡が電極５１、エルボ７０間を通過する際に、電極５１、エルボ７０間の電流が変化する。
【００５４】
この電極５１、エルボ７０間の電流値を計測部５３が計測する。
【００５５】
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。
【００５６】
膜破断検知を定電流方式とした場合には、電源５２が電極５１、エルボ７０間に定電流が流れるように電圧を印加する。水中に気泡が存在する場合には、この気泡が電極５１、エルボ７０間を通過する際に、電極５１、エルボ７０間の電圧が変化する。この電極５１、エルボ７０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。
【００５７】
膜破断検知を導電率検知方式とした場合には、電源５２が電極５１、エルボ７０間に所定の電圧を印加し、電極５１、エルボ７０間に電流を通電させる。水中に気泡が存在する場合には、この気泡が電極５１、エルボ７０間を通過する際に、電極５１、エルボ７０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。
【００５８】
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。
【００５９】
［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。
【００６０】
［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。
【００６１】
［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。
【００６２】
［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５１、エルボ７０間の導電率が変化する。即ち、電極５１、エルボ７０間に気泡が入り込んでくると、電極５１、エルボ７０間の電気抵抗が増大する。従って、電極５１、エルボ７０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５１、エルボ７０間の電流値が低下し、気泡が電極５１、エルボ７０間を通り過ぎると、電極５１、エルボ７０間の電流値は元に戻る。
【００６３】
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５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５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。
【００６４】
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、電極５１、エルボ７０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５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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
この説明では、定電圧電源により電極５１、エルボ７０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５１、エルボ７０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。
【００６８】
また、電極５１、エルボ７０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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
第６図（ａ）は本発明の別の実施の形態に係る膜処理装置に用いられる流路部材８６の縦断面図、第６図（ｂ）は同（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００７８】
この流路部材８６は、上向きに延在した第１縦引き流路８０と、該第１縦引き流路８０の上端に連なり、横方向に延出した第１横引き流路８１と、該第１横引き流路８１の延出方向末端に連なり、第１横引き流路８１の上側をその延出方向と反対方向に延出した第２横引き流路８２と、該第２横引き流路８２の延出方向末端に連なり、その上側を第２横引き流路８２の延出方向と反対方向に延出した第３横引き流路８３と、該第３横引き流路８３の延出方向末端に連なり、上向きに延在した第２縦引き流路８４とを有する。縦引き流路８０の下端と縦引き流路８４の上端とにはそれぞれフランジ８５が設けられている。
【００７９】
水は第１縦引き流路８０から該流路部材８６内に流入し、流路８１，８２，８３，８４の順に流れる。
【００８０】
横引き流路８１，８２，８３のうちで第２横引き流路８２は最も長く、ここを流れる間に水中の気泡は浮上し、該第２横引き流路８２の天井面に集まってくる。そのため、この第２横引き流路８２の末端側の下向き部分（天井部分）Ｓに電極５１（図示略）を設けることにより、気泡を確実に検知することができる。
【００８１】
第６図では横引き流路が３段に設けられているが、第７図のように横引き流路９１が１段のみ設けられてもよく、第８図のように横引き流路９２，９３が２段に設けられてもよい。なお、横引き流路９１及び横引き流路９３の末端側の上面部分Ｓに電極５１（図示略）が設けられる。
なお、横引き流路の長さは、気泡が配管内壁上部に十分捕集されるだけの長さが必要である。逆洗時の濾過水側の流速は０．１〜０．３ｍ／秒であり、気泡が比重差によって上部に捕集されるまでの時間は約２秒なので、必要な横引き流路の長さ（横引き流路の開始部分から電極５１の設置箇所までの道のり長さ。）は０．２〜０．６ｍになる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】実施の形態に係る膜処理装置の模式図である。
【図２】図１の膜破断検知部の断面図である。
【図３】図１の膜処理装置に組み込まれた膜破断検知装置のブロック図である。
【図４】実施例で用いられる膜破断検知装置の回路図である。
【図５】（ａ）は中空糸膜が切断されていない場合における電圧の経時変化を示す図であり、（ｂ）は中空糸膜が１本切断されている場合における電圧の経時変化を示す図である。
【図６】（ａ）は本発明の別の実施の形態に係る膜処理装置に用いられる流路部材８６の縦断面図、（ｂ）は同（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】別の横引き流路の説明図である。
【図８】さらに別の横引き流路の説明図である。
【符号の説明】
【００８３】
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  膜破断検知部
５１  電極
７０  エルボ
７１  第１横引き流路
７２  縦引き流路
７３  第２横引き流路
８０  第１縦引き流路
８１  第１横引き流路
８２  第２横引き流路
８３  第３横引き流路
８４  第２縦引き流路
８６  流路部材
９０  膜処理装置
９１，９２，９３  横引き流路
【図１】
2006110464.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006110464.tif 000005
【図４】
2006110464.tif 000006
【図５】
2006110464.tif 000007
【図６】
2006110464.tif 000008
【図７】
2006110464.tif 000009
【図８】
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