(57)【要約】【課題】確実に膜破断の発生を検知することができると共に、濾過水の生産効率も高い膜処理装置の運転方法を提供する。【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装置５０に接続されている。原水のみを供給する濾過工程と、原水及び加圧気体を供給する膜洗浄工程とを１サイクルとし、これを連続的に行う。１〜数サイクルに１回、膜洗浄工程において膜破断検知を行う。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装置５０の電極５１ａ，５１ｂ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５１ａ，５１ｂ間を通過する際に、電極５１ａ，５１ｂ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。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理液を濾過する膜を備えた膜処理装置の運転方法であって、
膜で隔てられた一方の側に被処理液を供給し、他方の側から処理液を取り出す濾過運転工程と、
該一方の側に気液混合液を供給して膜を洗浄する洗浄工程とを交互に実行する膜処理装置の運転方法において、
該洗浄工程を実行している間に、該他方の側において気体の検知を行い、これ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の運転方法。
【請求項２】
請求項１において、該濾過工程の後に洗浄工程を行う１つのサイクルを１〜４８サイクル行う毎に、前記膜破断の検知を行うことを特徴とする膜処理装置の運転方法。
【請求項３】
被処理液を濾過する膜を備えた膜処理装置の運転方法であって、
膜で隔てられた一方の側に被処理液を供給し、他方の側から処理液を取り出す濾過運転工程と、
該一方の側に気液混合液を供給して膜を洗浄する洗浄工程とを交互に実行する膜処理装置の運転方法において、
該濾過工程と洗浄工程とを行うサイクルを複数サイクル実行した後、該膜で隔てられた前記一方の側に気体又は気液混合液を流通させると共に、該他方の側において気体の検知を行い、これ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の運転方法。
【請求項４】
請求項３において、各サイクルにおいて該洗浄工程を実行している間に、該他方の側において気体の検知を行い、これ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の運転方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、前記膜破断の検知に際し、該膜で隔てられた前記他方の側における液の電気抵抗を測定し、この電気抵抗の変化に基づいて気体を検知することを特徴とする膜処理装置の運転方法。
【請求項６】
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膜処理装置の運転方法。
【請求項７】
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膜処理装置の運転方法。
【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の運転方法に係り、特に膜の破断検知を行うようにした膜処理装置の運転方法に関する。なお、本発明において、膜の破断とは、膜の断裂又は破れを意味し、破れにはピンホール程度の微細な破れも含まれる。
【背景技術】
【０００２】
中空糸膜分離装置などの膜処理装置においては、膜で隔てられた一方の側に被処理水（原水）を通水し、他方の側から処理水を取り出す濾過工程と、この膜を気体や水で洗浄する洗浄工程とを交互に行って運転を継続する。
【０００３】
この膜に破断が生じた場合には、濾過水に原水が混入し、濾過水の水質が悪化するので、膜破断は早期に検知される必要がある。
【０００４】
膜処理装置における膜の破断を検知する技術として、膜の一方の側に空気を供給し、破断箇所から膜の他方の側へ漏れる気泡を検知して膜破断を検知する技術が提案されている。
【０００５】
例えば、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水位計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。
【０００６】
同号公報では、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時間において、このエアスクラビング工程と排水工程との間に上記の破断検知工程を行うようにしている。
【特許文献１】特開２０００−１２６５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
かかる特開２０００−１２６５６３号公報の方法では、濾過工程と洗浄工程とからなる１サイクルにおいて膜破断検知専用の工程を必ず実行するため、その分だけ単位時間当りにおける濾過工程時間の割合が少なくなり、濾過水の生産効率が低くなる。
【０００８】
なお、この特開２０００−１２６５６３号公報では、破断した膜からリークした空気が空気溜りに溜ること検知しているため、相当量の空気がリークして空気溜りの水位が低下するまでは破断を検知することができない。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解消し、濾過水の生産効率が高い膜処理装置の運転方法を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、その一態様において、迅速かつ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の運転方法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】
【００１１】
請求項１の膜処理装置の運転方法は、被処理液を濾過する膜を備えた膜処理装置の運転方法であって、膜で隔てられた一方の側に被処理液を供給し、他方の側から処理液を取り出す濾過運転工程と、該一方の側に気液混合液を供給して膜を洗浄する洗浄工程とを交互に実行する膜処理装置の運転方法において、該洗浄工程を実行している間に、該他方の側において気体の検知を行い、これ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。
【００１２】
請求項２の膜処理装置の運転方法は、請求項１において、該濾過工程の後に洗浄工程を行う１つのサイクルを１〜４８サイクル行う毎に、前記膜破断の検知を行うことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３の膜処理装置の運転方法は、被処理液を濾過する膜を備えた膜処理装置の運転方法であって、膜で隔てられた一方の側に被処理液を供給し、他方の側から処理液を取り出す濾過運転工程と、該一方の側に気液混合液を供給して膜を洗浄する洗浄工程とを交互に実行する膜処理装置の運転方法において、該濾過工程と洗浄工程とを行うサイクルを複数サイクル実行した後、該膜で隔てられた前記一方の側に気体又は気液混合液を流通させると共に、該他方の側において気体の検知を行い、これ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。
【００１４】
請求項４の膜処理装置の運転方法は、請求項３において、各サイクルにおいて該洗浄工程を実行している間に、該他方の側において気体の検知を行い、これ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。
【００１５】
請求項５の膜処理装置の運転方法は、請求項１ないし４のいずれか１項において、前記膜破断の検知に際し、該膜で隔てられた前記他方の側における液の電気抵抗を測定し、この電気抵抗の変化に基づいて気体を検知することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項６の膜処理装置の運転方法は、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。
【００１７】
請求項７の膜処理装置の運転方法は、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。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の膜処理装置の運転方法にあっては、膜が破断している場合、気体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する。この気体を検知することにより膜破断が検知される。
【００１９】
請求項１の膜処理装置の運転方法にあっては、膜の洗浄工程において、膜洗浄のために供給する気体又は気液混合液を利用して膜破断の有無を検知するため、膜破断の検知のみを行う膜破断検知専用の工程が不要である。そのため、濾過水の生産効率が高いものとなる。
【００２０】
請求項２の膜処理装置の運転方法にあっては、膜破断検知を各サイクルでそれぞれ行う場合には、膜破断を直ちに検知することができる。膜破断検知を複数サイクルのうちの１回で行うようにしてもよいが、少なくとも１０サイクル以下、例えば数サイクル（４〜６サイクル）に１回は膜破断検知を行うことが望ましい。
【００２１】
請求項３の膜処理装置の運転方法においても、膜破断検知の頻度が低く、濾過水の生産効率が高い。
【００２２】
請求項４の膜処理装置の運転方法によると、請求項１，３の双方の方法によって膜破断検知を行うので、膜破断を迅速に且つ極めて確実に検知することができる。
【００２３】
請求項５の膜処理装置の運転方法にあっては、膜に破断が生じている場合、膜破断検知工程において、該破断部を通って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。
【００２４】
請求項６では、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。
【００２５】
この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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、請求項７の通り、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照して本発明について詳細に説明する。
【００３０】
第１図は本発明の実施の形態に係る運転方法が適用され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。
【００３１】
［膜処理装置の構成］
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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、弁Ｖ６を備えた処理水配管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。
【００３６】
［膜破断検知装置の構成］
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
この電極５１ａ，５１ｂ間の電流値を計測部５３が計測する。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
このように構成された膜処理装置の濾過工程及び洗浄工程における水又は気体の流れは次の通りである。
【００４４】
［濾過工程］
濾過工程では、弁Ｖ１，Ｖ４を開とし（ただし、全量濾過の場合Ｖ６は閉とする。）、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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
［気水混合水による洗浄工程］
膜処理装置を気水混合水で洗浄するときには、上記濾過工程の状態において、弁Ｖ４を閉、弁Ｖ３，Ｖ５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が洗浄される。
【００４８】
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。
【００４９】
［膜破断既知の装置による検知装置の出力パターンの記憶］
膜破断の検知に先立って、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、上記濾過工程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工程」を行う。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
［膜洗浄工程中に膜破断を検知する方法］
膜破断が未知の膜モジュールの膜破断検知を膜洗浄工程中に行うには、この膜モジュールについて気水混合水による洗浄を行っている間に、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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
［請求項１，２の運転方法］
この運転方法にあっては、上記の濾過工程と洗浄工程とを１サイクルとし、これを繰り返す。
【００５９】
この請求項１，２の運転方法の一態様にあっては、このサイクルのいずれにおいても、又は数サイクルに１度、膜破断の検知を行う。この膜破断の検知方法は上記の通りである。このように１ないし数サイクルに１回、膜破断検知を行うことにより、膜破断を迅速に検知することができる。
【００６０】
この運転方法では、膜破断検知動作専用の工程が無いので、濾過水の生産効率が高い。
【００６１】
［請求項３の運転方法］
この運転方法にあっても、上記の濾過工程と洗浄工程とを１サイクルとし、これを連続的に繰り返す。
【００６２】
１日に１回〜３回程度の低頻度で、このサイクルの間に、気体又は気液混合液を膜モジュール１に供給して破断検知を行う。
【００６３】
この場合、好ましくは、まず、上記の気水混合水による洗浄を実行する。即ち、弁Ｖ３，Ｖ５を開、Ｖ２，Ｖ４を閉とし、ポンプＰとコンプレッサＣとを作動させる。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が洗浄される。
【００６４】
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。
【００６５】
次いで、コンプレッサＣを停止し、弁Ｖ３を閉じ、ポンプＰのみ作動を継続させる。これにより、原水を中空糸膜４内に流し、剥れたり、剥れかかったりしている汚れを排水管３３から排出する。
【００６６】
次に、ポンプＰを停止し、弁Ｖ１，Ｖ５を閉、Ｖ３を開とし、コンプレッサＣを作動させ、加圧気体のみを中空糸膜４に供給する。この気体圧力は例えば１００〜３００ｋＰａ特に好ましくは１５０〜２５０ｋＰａ程度とする。これにより、中空糸膜４にピンホール程度の破れがあっても、そこから気体がリークし、膜破断検知装置５０によって検知される。
【００６７】
この膜破断検知の頻度は、１日に１〜３回程度と低いので、濾過工程の時間は殆ど短くならない。そのため、濾過水の生産効率は十分に高いものとなる。
【００６８】
［請求項４の運転方法］
この運転方法では、上記請求項１，２の運転方法と請求項３の運転方法とを併用する。即ち、１〜数サイクルに１回の頻度にて、請求項１，２の方法に従って、洗浄工程中での膜破断検知を行う。そして、１日に１〜３回程度の頻度にて、上記請求項３の運転方法の通りの、加圧気体による膜破断検知を行う。
【００６９】
このように、常時は膜洗浄工程中での膜破断検知を行い、かつ１日に１〜３回程度にて高精度の膜破断検知を行うことにより、きわめて高い濾過水水質を維持しながら濾過水の生産効率を高いものとすることができる。
【００７０】
なお、上記の膜破断検知工程によって、膜破断が検知された場合には、膜モジュール１内の中空糸膜４を交換し、次いで通常運転を再開する。
【００７１】
［別態様］
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】
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もよい。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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
なお、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試験例を次に挙げる。
【００８２】
中空糸膜４として、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。
【００８３】
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濾過工程を数分間行った後、原水ポンプＰを停止し、コンプレッサＣを作動して、気体のみを中空糸膜モジュール１に供給し、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。
【００８４】
次いで、予め中空糸の１本を切断した後、上記と同様の濾過工程及び気体供給を行い、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。
【００８５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【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３】実施例で用いられる膜破断検知装置を示す断面図である。
【図４】（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。
【符号の説明】
【００８７】
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
【図１】
2006082055.tif 000003
【図２】
2006082055.tif 000004
【図３】
2006082055.tif 000005
【図４】
2006082055.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成16年10月19日(2004.10.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
［濾過工程］
濾過工程では、弁Ｖ１，Ｖ４，Ｖ６を開とし（ただし、全量濾過の場合Ｖ４は閉とする。）、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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
［気水混合水による洗浄工程］
膜処理装置を気水混合水で洗浄するときには、上記濾過工程の状態において、弁Ｖ４，Ｖ６を閉、弁Ｖ３，Ｖ５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が洗浄される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
この場合、好ましくは、まず、上記の気水混合水による洗浄を実行する。即ち、弁Ｖ１，Ｖ３，Ｖ５を開、Ｖ２，Ｖ４，Ｖ６を閉とし、ポンプＰとコンプレッサＣとを作動させる。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が洗浄される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
次に、ポンプＰを停止し、弁Ｖ１，Ｖ５を閉、Ｖ３，Ｖ６を開とし、コンプレッサＣを作動させ、加圧気体のみを中空糸膜４に供給する。この気体圧力は例えば１００〜３００ｋＰａ特に好ましくは１５０〜２５０ｋＰａ程度とする。これにより、中空糸膜４にピンホール程度の破れがあっても、そこから気体がリークし、膜破断検知装置５０によって検知される。