(57)【要約】【課題】  濾過装置１における濾過膜の破損を、濾過運転作業を中断したりすることなく、確実に、しかも低コストで検出することが可能な濾過膜破損検出装置を提供する。【解決手段】  濾過膜によって原水を濾過する濾過装置１において原水から濾過された濾過水Ｔの流路に、外部から可視のフィルター５を備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過膜によって原水を濾過する濾過装置において上記原水から濾過された濾過水の流路に、外部から可視のフィルターが備えられていることを特徴とする濾過膜破損検出装置。
【請求項２】
上記濾過装置から排出される上記濾過水の排水管には、この排水管よりも断面の小さい分岐管が上記濾過水の流路として該排水管から分岐して設けられていて、この分岐管に上記フィルターが配設されていることを特徴とする請求項１に記載の濾過膜破損検出装置。
【請求項３】
上記排水管には、上記分岐管との接続部に臨んで絞りまたはベンチュリが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の濾過膜破損検出装置。
【請求項４】
上記フィルターは、上記流路における濾過水の流れ方向に対向する平面状をなし、全部または一部が透明で上記フィルターを観察することができるハウジングに収容され、上記濾過水の流路に介装されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の濾過膜破損検出装置。
【請求項５】
上記フィルターの濾過孔径が１μｍ〜２０μｍの範囲とされていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の濾過膜破損検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空糸膜等の濾過膜によって原水を濾過する濾過装置において、この濾過膜の破損を検出するための濾過膜破損検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の濾過膜破損検出装置としては、例えば特許文献１に、中空糸膜等の濾過膜によって濾過された濾過水の濁度または濾過水中の粒子数を測定することにより、濾過膜の破損を検出するものが記載されている。また、特許文献２、３には、濾過装置の濾過膜にガスを供給して、その漏れを検知することにより濾過膜の破損を検出するものも提案されている。
【特許文献１】特開２００１−３４３３２０号公報
【特許文献２】特開平８−１０５９０号公報
【特許文献３】特開平５−１５７６５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このうち特許文献１記載の検出装置では、濁度や粒子数を測定する濁度計やパーティクルカウンター等の測定装置自体が高価であるので、濾過装置において中空糸膜等を束ねた膜モジュールが多数あったりした場合などには、全てにこのような測定装置を備えるのは極めてコスト高となるため、濾過水の排水管を取りまとめた集合排水管の位置でしか測定を行うことができず、破損が検出されてもどの膜モジュールの濾過膜が破損しているかを検知するのは困難となる。
【０００４】
一方、濾過膜にガスを供給する特許文献２、３に記載の検出装置では、検出時には濾過装置における原水の濾過運転作業を中断しなければならない。そして中空糸膜内の水を全て空気置換し、再度水置換する繁雑な作業が必要となる。また、濾過装置の全ての膜モジュールごとにガスを供給するための供給手段を備えたりしなければならないため、多数の膜モジュールを有する濾過装置に対しては、やはりコスト高となることが避けられない。
【０００５】
本発明は、このような背景の下になされたもので、濾過装置における濾過膜の破損を、濾過運転作業を中断したりすることなく、確実に、しかも低コストで検出することが可能な濾過膜破損検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、濾過膜によって原水を濾過する濾過装置において上記原水から濾過された濾過水の流路に、外部から可視のフィルターが備えられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
上記の破損検出装置では、濾過膜に破損が生じると、濁質が濾過水に混入して濾過水とともにその上記流路に流れ込み、上記フィルターに捕捉されて該フィルター上に徐々に堆積してゆく。すなわち、外部から可視とされたフィルターが濾過水の流れによって徐々に汚れてゆくことになるので、濾過運転中において破損を見逃すことなく目視によって確実に検出することができる。しかも、かかるフィルターは、濁度計、パーティクルカウンター等の測定装置や濾過膜ごとにガスの供給手段を備えるのと比べて極めて廉価であり、例えば多数の膜モジュールに対しても、その全ての濾過水流路に該フィルターを備えることができて、何れの膜モジュールの濾過膜が破損したかを速やかに検出することが可能となる。
【０００８】
ここで、上記濾過装置が、例えば浄水場や下水処理場における濾過装置のように大量の原水を濾過して同じく大量の濾過水を排出するものである場合など、この濾過装置から排出される濾過水の排水管そのものにフィルターを設けるのが困難な場合には、この排水管よりも断面の小さい分岐管を上記濾過水の流路として該排水管から分岐して設け、この分岐管に上記フィルターを外部から見えるように配設すればよく、このような分岐管を設けても、濁度計やパーティクルカウンター等の測定装置、あるいはガスの供給手段を備えるのに比べては、はるかに低コストでランニングコストも低廉であるので、多数の膜モジュール等の排水管全てに分岐管を設けて上記フィルターを配設することもできる。なお、こうして分岐管を設ける場合には、上記排水管に、分岐管との接続部に臨んで絞りまたはベンチュリを設けることにより、常に濾過水が分岐管に流れるようにすることができて、一層確実な検出を図ることが可能となる。
【０００９】
一方、上記フィルターは、外部から可視であって濾過水中の濁質による汚れが目視確認できるものならどのようなものでもよいが、例えば上記流路における濾過水の流れ方向に対向する平面状をなすものであって、全部または一部が透明で上記フィルターを観察することができるハウジングに収容され、上記濾過水の流路に介装されるようにすることにより、流路を流れる濾過水を上記平面の全面で濾過して濁質を捕捉することができて、一層確実に濾過膜の破損を検出することが可能となる。なお、このフィルターの濾過孔径は、圧損が大きくならないように１μｍ以上とし、濁質を捉えるために好ましくは１〜２０μｍの範囲とするのが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１および図２は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態の濾過装置１は、例えば下水処理場において汚泥等が除去された原水を濾過するためのものであって、中空糸膜を多数束ねた濾過膜がケーシングに収容された膜モジュール２を図１に示すように複数備えたり、あるいは中空糸膜をスクリーン状に張ったエレメントや平膜状の分離膜を有するエレメントを複数積膜したり管状のセラミック膜エレメントを複数本束ねたりしてなる濾過膜を、やはりケーシングに収容したり、濾過槽に浸漬したりしたものであって、上記膜モジュール２やケーシング、濾過槽内に導入された上記原水をこのような濾過膜によって濾過して清澄な濾過水Ｔを排出するようにされている。
【００１１】
また、これら複数の上記膜モジュール２やエレメントには、こうして濾過された濾過水Ｔを排出する排水管３がそれぞれ接続されており、これらの排水管３は断面の大きな（内径の大きな）集合排水管４にまとめられていて、これら排水管３および集合排水管４により、当該濾過装置１によって原水から濾過された濾過水Ｔを排出する流路が形成されている。そして、本実施形態の濾過装置１の膜破損検出装置は、この断面の大きな集合排水管４に備えられている。
【００１２】
より詳しくは、この集合排水管４には、該集合排水管４から分岐した後に集合排水管４内の濾過水Ｔの流れ方向Ｆ下流側で再び該集合排水管４に連通されるように、該集合排水管４よりも断面の小さい小内径の分岐管６が接続されていて、この分岐管６により集合排水管４からさらに分岐して流れる濾過水Ｔの流路が構成されている。そして、本実施形態の膜破損検出装置においては、こうして濾過水Ｔの流路を構成する上記分岐管６の途中にフィルター５が介装されており、このフィルター５は外部から可視とされている。
【００１３】
このようなフィルター５としては、各種のものが使用可能であるが、本実施形態ではセルロースアセテートやポリエチレン等の平面状（膜状）の、いわゆるメンブレンフィルターが用いられている。
【００１４】
また、このフィルター５の濾過孔径は、膜破損による濁質を捕らえられればよく、又、圧損が小さい方が良いので、濾過装置１における濾過膜の濾過孔径よりも大きくする。例えば、本実施形態のように濾過装置１が汚泥処理場において原水の濾過を行うものである場合には、この濾過装置１の濾過膜の濾過孔径が通常０．１μｍ〜０．４μｍ程度であるのに対し、フィルター５は１μｍ以上、望ましくは１μｍ〜２０μｍの濾過孔径を有する。なお、フィルター５自体は白色等の汚れが目立つ色であるのが望ましい。
【００１５】
また、本実施形態ではこのようなフィルター５が、一部または全部が透明の樹脂製等のハウジング１０に収容されて濾過水Ｔの流路（分岐管６）に介装されており、これによって外部から可視の状態、すなわちハウジング１０の外側から該ハウジング１０を通してフィルター５の汚れ等を目視により確認可能な状態とされている。ここで、このハウジング１０は、内部が中空とされた例えば円盤状とされていて、その両面中央部に垂直に分岐管６の両接続部７，８側がそれぞれ接続されて該ハウジング１０内の断面円形の中空部に連通されている。そして、平面状の上記フィルター５は上記中空部に収容可能な円形とされて、上記両面と略平行となるように、またこの両面と平行な方向には中空部の全面に拡がるように支持されている。従って、平面状のフィルター５は、その平面部分が分岐管６を流れる濾過水Ｔの流れ方向Ｆに対向するように配設されることとなる。
【００１６】
なお、上記フィルター５は、外部から観察可能なハウジング１０に入っていれば形状を限定するものではない。平面状角型でもよいし、外圧の中空糸膜、外圧の管状膜でもよい。材質も、セラミックや金属でもよい。
【００１７】
さらに、本実施形態では、このように集合排水管４に分岐管６を接続して濾過水Ｔの流路とし、この分岐管６に外部から可視のフィルター５を設けているので、下水処理場における濾過装置１のように大量の濾過水Ｔが排出される場合でも、確実な濾過膜の破損検出を行うことができる。すなわち、このような集合排水管４や上記排水管３に直接フィルター５を介装することは、配管での圧損が高くなり過ぎるため困難である。そこで、本実施形態のように分岐管６を設けてこれにフィルター５を設置することにより、検出に必要な量の濾過水Ｔのみをこの分岐管６に導いて、上述のような困難を招くことなく確実な検出を行うことができる。
【００１８】
また、本実施形態ではこうして集合排水管４に分岐管６を接続して濾過水Ｔの流路とするのに際し、この分岐管６の集合排水管４との接続部７に臨むようにして、この接続部７の上記流れ方向Ｆ下流側における集合排水管４内に絞り９が設けられており、これにより濾過水Ｔの流れ方向Ｆ上流側の上記接続部７と反対の流れ方向Ｆ下流側の接続部８との間に管内差圧が生じる。このため、本実施形態によれば、分岐管６内で濾過水Ｔを滞留させたりすることなく、常に集合排水管４から濾過水Ｔが分岐管６に導入されて流れるようにすることができ、濾過水Ｔをフィルター５に通して濾過膜破損の検出を行うことが可能となる。
【００１９】
なお、本実施形態ではこのように上記流れ方向Ｆ上流側の接続部７に臨むようにして集合排水管４内に絞り９を設けているが、例えば図３に示すようにこれとは逆の流れ方向Ｆ下流側の接続部８に臨むようにして、やはり集合排水管４の内径を縮径するように断面凸曲線状をなして内周側に突出する環状のベンチュリ１１を設け、分岐管６はこの流れ方向Ｆ下流側の接続部８において、集合排水管４内周側に突出したこのベンチュリ１１の突端に開口するようにしてもよい。このような場合にも、ベンチュリ効果によって常に集合排水管４から濾過水Ｔを分岐管６に導入することができるので、確実な濾過膜破損の検出を行うことが可能となる。
【００２０】
このように構成された濾過装置１における濾過膜破損検出装置では、この濾過装置１による濾過運転時に上記複数の濾過モジュール２のうち１つでもその濾過膜に破損が生じると、濾過膜に捕捉されて濾過されるべき濁質を含んだままの原水がこの破損部分から漏れ出て濾過水Ｔと混ざり、濾過水Ｔの流れ方向Ｆに沿ってこの濾過モジュール２に接続された濾過水Ｔの流路としての排水管３から集合排水管４に流れ込む。そして、この集合排水管４の当該検出装置が備えられた部分では、やはり濾過水Ｔの流路とされる分岐管６に濾過水Ｔが流れ込んでフィルター５を通過し、このとき濾過水Ｔと混ざった原水中の濁質が捕捉されて該フィルター５上に徐々に堆積してゆく。
【００２１】
従って、上記構成の濾過膜破損検出装置によれば、破損が小さいものであって濾過膜から漏れ出る原水も僅かであり、従って濁質による濁度の上昇や濁質粒子数の増加が微小な場合であっても、こうして原水が混ざった濾過水Ｔがフィルター５を通過するうちには、原水中の濁質の堆積によってフィルター５が次第に汚れてゆくこととなり、このとき該フィルター５が外部から可視であるので、これを目視によって見逃すことなく容易に確認することができて、濾過装置１における濾過膜の破損を確実に検出することが可能となる。そして、この濁質の堆積によるフィルター５の汚れは、濾過装置１における濾過運転作業中において、濾過水Ｔがその上記流路を流れて排出されることにより生じるので、該濾過装置１の定期点検時等に初めて濾過膜の破損が検出されるようなこともなく、従って濾過膜が破損したまま長期間に渡って濾過が続けられるようなこともなく、破損が生じてから比較的短時間でこれを検出することが可能となる。
【００２２】
また、このようなフィルター５を備えただけの検出装置は、上述した濁度計やパーティクルカウンター等の測定装置や、膜モジュール２にガスの供給手段を設けたりするのに比べて、それ自体が極めて廉価であるとともにランニングコストも安く、本実施形態のように集合排水管４に分岐管６を接続してこれにフィルター５を介装したとしても、はるかに低コストで設置することができる。このため、本実施形態ではこのように濾過水Ｔの流路としての集合排水管４に検出装置を設けているが、例えば複数の膜モジュール２に接続された個々の排水管３のそれぞれにこのような検出装置を設けることも可能となり、これにより膜モジュール２が多数であっても、その何れにおいて濾過膜に破損が生じているかを、低廉でありながらも速やかに検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態を示す概略図である。
【図２】図１における破線Ａ部分の拡大図である。
【図３】図２に示した実施形態の変形例を示す、図１における破線Ａ部分の拡大図に相当する図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  濾過装置
２  膜モジュール
３  排水管
４  集合排水管
５  フィルター
６  分岐管
７，８  集合排水管４と分岐管６との接続部
９  絞り
１０  ハウジング
１１  ベンチュリ
Ｔ  濾過水
Ｆ  濾過水Ｔの流れ方向
【図１】
2005185944.tif 000003
【図２】
2005185944.tif 000004
【図３】
2005185944.tif 000005