(57)【要約】【課題】中空糸膜ろ過装置の中空糸膜モジュールの安全性試験方法を提供することを目的とする。【解決手段】中空糸膜の二次側を満水状態とし、一次側より一定の気体を圧送し、一定の圧力保持後に中空糸膜の一次側から二次側へ押し出される水量を測定する中空糸膜モジュールの安全性試験方法であって、水量を測定するサンプリング位置が縦方向に設置された膜モジュールの縦方向中心よりも下方である、中空糸膜モジュールの安全性試験方法。【選択図】  図４
2005013992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空糸膜の二次側を満水状態とし、一次側より一定の気体を圧送し、一定の圧力保持後に中空糸膜の一次側から二次側へ押し出される水量を測定する中空糸膜モジュールの安全性試験方法であって、水量を測定するサンプリング位置が縦方向に設置された膜モジュールの縦方向中心よりも下方である、中空糸膜モジュールの安全性試験方法。
【請求項２】
中空糸膜の二次側を満水状態とし、一次側より一定の気体を圧送し、一定の圧力保持後に中空糸膜の一次側から二次側へ押し出される水量を測定する中空糸膜モジュールの安全性試験方法であって、加圧気体の圧力保持時間及びディフュージョン量測定時間を、一次側から圧送する気体の圧力値が一定になった後、２分〜１１分間に設定する中空糸膜モジュールの安全性試験方法。
【請求項３】
中空糸膜の二次側を満水状態とし、一次側より一定の気体を圧送し、一定の圧力保持後に中空糸膜の一次側から二次側へ押し出される水量を測定する中空糸膜モジュールの安全性試験方法であって、安全性試験工程を、ろ過運転後の逆圧洗浄工程終了後に行なう中空糸膜モジュールの安全性試験方法。
【請求項４】
中空糸膜の二次側を満水状態とし、一次側より一定の気体を圧送し、一定の圧力保持後に中空糸膜の一次側から二次側へ押し出される水量を測定する中空糸膜モジュールの安全性試験方法であって、加圧気体の圧力を０．０５ＭＰａ〜０．３ＭＰａに設定する中空糸膜モジュールの安全性試験方法。
【請求項５】
中空糸膜モジュールを現地の膜ろ過装置に装着したまま行える請求項１〜４いずれかに記載の中空糸膜モジュールの安全性試験方法。
【請求項６】
加圧気体による一次側の圧力上昇時間を５秒〜３０秒に設定する請求項１〜４のいずれかに記載の中空糸膜モジュールの安全性試験方法。
【請求項７】
中空糸膜の二次側に設けた配管から流出する水の量を計測し、配管の外径を２ｍｍ〜１０ｍｍに設定する請求項１〜６のいずれかに記載の中空糸膜モジュールの安全性試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空糸膜ろ過装置において、中空糸膜モジュールの安全性を試験する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の凝集沈殿池および砂ろ過設備の代替設備として、浄水用の中空糸膜ろ過装置は以下のような利点から脚光を浴びてきている。（１）施設がコンパクトで、建設コストが安価である。（２）自動化がしやすく、運転及び管理が容易である。（３）凝集剤等の薬品の添加が少なくなり、水質が向上する。
【０００３】
中空糸膜ろ過装置は中空糸膜モジュールにより原水をろ過するものであり、原理的には、原水を多数の中空糸繊維の内部から微孔壁を経て中空糸内外部へ流動させ、原水から濁質や固形物を除くものであり、さらに、膜の内側に付着した物質は水逆圧洗浄や空気逆圧洗浄により洗浄される構造になっている。
【０００４】
中空糸膜モジュールは、実用的に数千本から数万本の中空糸繊維を束ねてケースハウジングに納め、所謂モジュールを構成している。
【０００５】
中空糸膜モジュールを構成している中空糸１本でも破断や損傷を発生すると処理水質が変化してしまい、中空糸膜の損傷の有無を検知する安全性試験項目は、要求水質を得るために大変重要な項目である。そのため、定期的にその安全性を確認することが必要である。
【０００６】
安全性試験方法として従来、レーザー式濁度計での監視が行われているが、この方法は非常に水質に敏感な反応を示し、誤検知や維持管理が煩雑となる問題点がある。
【０００７】
また、電気伝導度の変化から膜損傷を検知する方法があるが、この方法は検知液の注入が必要不可欠であり、検知後の検知液の処理に手間を要す問題点がある。
【０００８】
また、乾燥状態で中空糸膜外面に加圧ガスを供給し、リーク個所より加圧ガスを漏洩させ、漏洩ガスの流出を光学的に検地する方法（特公昭５６−３９９２１）があるが、この方法もモジュールシェルの外装が不透明な場合には適用できず、乾燥状態で屈折率が空気と異なるガスの供給が必要となる等煩雑である。
【０００９】
さらに、最近では、中空糸膜の外側に水を張り、内側から加圧空気を導入して、一定の圧力注入時間、内側を加圧状態に保持して中空糸膜の圧力保持率の経時変化を求め、正常の場合と比較して膜の損傷を検知する方法のプレッシャーホールド方法（特開２０００−３４２９３６）が用いられている。しかしながらこの方法も、中空糸膜モジュールをろ過装置に装着したまま行えると言う便利さはあるが、誤差を生じやすいと言う欠点がある。
【００１０】
さらに、中空糸内部に加圧空気を供給し、外側に出てくる空気量を検出する手段(供給側の空気流量を検出、中空糸外側配管内の空気により置換されて出てくる液体の流量を検出、中空糸外側の液面の降下の速さを検出、泡を検出)を設ける方法（特開平１−３０７４０９）、原液側に気体供給手段と気体の圧力/流量検出手段を設けた装置。圧力/流量の変化で欠陥を検出する方法（特開昭６０−０９４１０５号）、また逆洗水が減ってくると逆洗水に空気が入ってくる様にしておき、欠陥がないと中空糸内部に空気が溜まり逆洗が止まるが、もし欠陥があると逆洗が続き、逆洗水タンクの水位が下がり、検出される装置（実開平１−０３７３２３号）が知られているが、いずれも詳細な条件は開示されておらず、正確な測定には不十分であった。
【特許文献１】特公昭５６−０３９９２１号公報
【特許文献２】特開２０００−３４２９３６号公報
【特許文献３】特開平１−３０７４０９号公報
【特許文献４】特開昭６０−０９４１０５号公報
【特許文献５】実開平１−０３７３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は前記した問題点の解決するものであり、定期的に簡易な手段による検査により、中空糸膜の安全性を迅速に試験検知する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明は、中空糸膜モジュールの安全性試験方法であって、中空糸膜の二次側を満水状態とし、一次側より一定の気体を圧送し、一定の圧力保持後に中空糸膜の一次側から二次側へ押し出される水量を測定して、気体のディフュージョン量を知り、正常な場合の値と比較する事により、中空糸膜の欠陥の有無を簡便に検知する事を特徴とする方法であり、水量を測定するサンプリング位置が縦方向に設置された膜モジュールの縦方向中心よりも下方である中空糸膜モジュールの安全性試験方法である。
【００１３】
これは、気体が膜の一次側から二次側に透過する量を二次側の液体に置換して測定する方法であり、より正確な測定となる。また、サンプリング位置（二次側に押出されてくる水の量を測定する位置）を縦方向に設置された膜モジュールの縦方向中心よりも下方にする事により、エアー透過量の多い場合も正確な測定が出来る特徴がある。すなわち、サンプリング位置が膜モジュールの縦方向中心よりも上方にあると、二次側に出てくる気体の量が多い場合その気体が縦方向に設置された膜モジュールの上方に溜まるため、サンプリング位置付近にまで気体が溜まることがある。その場合、サンプリング位置には、水のみではなく、水と気体の両方、あるいは気体のみが押出されてくることになり、水の量を正確に測定することができなくなり、その結果、試験が正確でなくなってしまう。
【００１４】
請求項２の発明は、中空糸膜の二次側を満水状態とし、一次側より一定の気体を圧送し、一定の圧力保持後に中空糸膜の一次側から二次側へ押し出される水量を測定する中空糸膜モジュールの安全性試験方法であって、加圧気体の圧力保持時間及びディフュージョン量測定時間を、一次側から圧送する気体の圧力値が一定になった後、２分〜１１分間に設定する方法である。２〜１０分がより好ましく、９〜１０分がさらに好ましい。
【００１５】
一次側より気体による加圧をする場合、加圧開始直後はまだ一次側に水が残っており加圧によりその水が二次側に押出され、その水の量もサンプリング位置で測定することになるので、正確な値が得られない。そこで、一次側での圧力値が一定になった後（つまり一次側に残っていた水がほぼすべてなくなった後）に、水量の測定を開始することにより、当初一次側に残存している水の影響をなくすことができる。圧力が一定になった後に測定するので、短時間での検査が可能となる。
【００１６】
請求項３の発明は、中空糸膜の二次側を満水状態とし、一次側より一定の気体を圧送し、一定の圧力保持後に中空糸膜の一次側から二次側へ押し出される水量を測定する中空糸膜モジュールの安全性試験方法であって、安全性試験工程を、ろ過運転後の逆圧洗浄工程終了後に行なう方法である。
【００１７】
水量の測定を、ろ過運転終了後、逆圧洗浄を行なわずに実施すると、ろ過運転時に一次側にある汚泥が、気体による加圧で中空糸に圧着したり、中空糸が汚泥で閉塞されたりするため、膜に欠陥があっても、正確な試験ができなくなる。試験を、逆洗工程後に実施することで中空糸への汚泥の圧着や汚泥閉塞を防止し、正確な測定が可能となり、性能維持ができるようになる。
【００１８】
請求項４の発明は、中空糸膜の二次側を満水状態とし、一次側より一定の気体を圧送し、一定の圧力保持後に中空糸膜の一次側から二次側押し出される水量を測定する中空糸膜モジュールの安全性試験方法であって、加圧気体の圧力を０．０５ＭＰａ〜０．３ＭＰａに設定する方法であり、より好ましくは０．１〜０．３ＭＰａである。
【００１９】
０．０５ＭＰａより低いと加圧が充分ではなく、二次側に出てくる水の量が少なくなり正確な測定値が得られなくなる。また、０．３ＭＰａより高いと膜モジュールや中空糸膜にかかる圧力が高すぎることになり、加圧により膜やモジュールが破損する可能性がある。本範囲に設定することで安定した値を得られる。
【００２０】
請求項５の発明は、中空糸膜モジュールを現地の膜ろ過装置に装着したまま行える方法であり、取外しや持ち帰り検査の必要がなく、簡便性において利点が大きい。
【００２１】
請求項６の発明は、加圧空気による圧力上昇時間を５秒〜３０秒に設定する方法で、この昇圧速度により、安全性の確保や汚泥の膜面への付着による目詰まりを軽減している。
【００２２】
請求項７の発明は、中空糸二次側の水量を計測するサンプリング位置に設置した配管の外径を２ｍｍ〜１０ｍｍに設定する方法であり、４〜１０ｍｍがより好ましい。
【００２３】
配管の径が細すぎると、抵抗が大きくなって水が出にくくなり、配管の径が太すぎると系外の空気が配管内に逆流し測定が不可能になることがある。上記の範囲に設定する事で正確な測定値が得られる。
【００２４】
さらにこのサンプリング位置における配管の径については、試験の対象となる膜モジュールの大きさ、特に膜面積との関係において決定することもできる。膜面積が大きい場合、二次側に出てくる水の量も多くなるので配管の径は、水に対する抵抗が低くなるよう大きくすることができ、また、膜面積が小さい場合、二次側に出てくる水の量は少なくなるので配管の径は、小さくし、外気の逆流が起こらないようにすることが好ましい。
【００２５】
また、上記の試験方法においては、中空糸膜の一次側への加圧を行なう際、縦方向に設置された膜モジュール内の中空糸膜の上側から下方に向かって気体による加圧を行なうことが好ましい。上側から加圧することで膜の一次側にある水に対して均等に加圧でき、正確な測定が可能となる。下側から加圧すると、加圧に用いる気体が膜内を下方から上方へ移動したり循環したりするため、測定が不正確となる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、以上のように、従来の様々な検知方法と比較して、より簡便な手段により、中空糸膜の膜欠陥をより迅速的確に試験・検知することが出来る方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に本発明の実施の形態を図によって説明する。
【００２８】
図１は本発明の一実施の形態を示す図である。本発明が対象とする中空糸膜モジュール１０には原水タンク１１からポンプ７により圧送された原水が下部から供給され、そこで膜モジュールによって膜分離される。膜ろ過水は中空糸膜モジュール１０の上部より流出して処理水として飲料用に使用される。中空糸膜モジュール１０には、定期的に逆洗浄するために、逆洗タンクが接続され、モジュール膜の内壁に付着した物質を逆洗浄する。
【００２９】
本発明による安全性試験方法は、上記した中空糸膜モジュール装置フローに配置されたバルブ４のところで、エアー押し出しされた水量を測定し正常時と比較することにより、損傷の程度が検知される。
【００３０】
圧力注入手段としては、加圧エアーバルブ３を中空糸膜装置１０の頂部側に接続して、頂部から膜の内側に加圧空気を送入する。このとき、圧力上昇時間は５秒〜３０秒にすることが好ましい。これ以下の時間で急激に圧力を上昇させると、膜へのダメージが心配され、逆に膜欠陥を発生させる原因となってしまう場合がある。
【００３１】
圧力保持手段には、中空糸膜モジュール装置１０の上流側の原水供給系にバルブＭＶ−１、及びＭＶ−３を、ろ過水排出系にＭＶ−５を、中空糸膜装置の上部に設けた循環水系にＭＶ−２およびＭＶ−４を設け、それらのバルブ開閉によって所定の時間を圧力保持できるようにしている。本発明の方法によれば、加圧空気の保持時間は２分〜１０分が好ましい。これ以下の時間では、検定水量が少なすぎてばらつきが多く安定せず、またこれ以上の時間をかけることは無駄である。本発明の方法で用いる設定圧力は０．１ＭＰａ〜０．３ＭＰａに限定することが好ましく、これ以下の圧力では検定水量が少なすぎて誤差を生じやすくなり、これ以上の圧力では、逆にモジュールに余分な負荷をかける事になり、比較検定することが難しくなる。また、本方法は、ろ過運転の逆洗浄工程終了直後から５分以内の間に行なうことが好ましい。上記以外の場合、ろ過運転での汚泥等がモジュール内に蓄積されており、膜欠陥の検知がしにくくなる。また、押し出された水の量を計測する位置での配管の直径は、４ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。太いと測定誤差が大きくなり、細いと水が出にくくなる。
【００３２】
膜損傷検知のための制御手段は、中空糸膜装置１０のろ過処理運転による制御に組み入れられている。ここでは、圧力計１２を設置し、エアー加圧系３からの空気の圧送、上記バルブによる圧力保持制御、一定の圧力保持時間でのバルブ４において検出される排出水量を求めて、正常時の検出量と比較し、警報、さらには、表示等の処置を行う。
【００３３】
また、図２から図４に本発明の他の一実施例の形態である実液運転時のフローを示す。まず、図２に示す原水のろ過運転工程を説明する。原水タンクに溜められた原水を原水ポンプにより膜モジュール一次側へ圧送する。この時バルブＶ１,Ｖ２,Ｖ３,Ｖ６は開であり、原水ポンプにて圧送された原水は、Ｖ１を通り膜モジュール下部から膜モジュールに入り、濃縮液はＶ２,Ｖ６により原水ポンプ入口に循環される。また、膜ジュールでろ過された処理液(二次側)は、Ｖ３を通り透過水タンクに溜められる。
【００３４】
次に図３に示す透過水による逆圧洗浄工程を説明する。ろ過運転停止後、透過水タンクに貯蔵された処理水が逆洗ポンプにて膜モジュールの透過ノズル上部より供給される。この時処理水には薬注ポンプにて規定量の次亜塩素酸ナトリウムが注入される。この逆洗工程にて、膜モジュール一次側に蓄積した汚泥や懸濁物は逆洗排水として排水される。この工程は二工程からなり、一工程目の逆洗は処理水を上部透過ノズルから供給し、膜モジュール原水入口側から排水する工程であり、この時バルブＶ３,Ｖ５が開である。逆洗ポンプで処理水は膜モジュール上部の透過ノズルに圧送され、膜の二次側から一次側にろ過された処理水は逆洗排水としてモジュール下部の原水入口側からＶ５を通って排水される。
【００３５】
二工程目の逆洗は処理水を上部透過ノズルから供給し、膜モジュール原水出口側(濃縮側)から排水する工程であり、この時バルブＶ３,Ｖ２,Ｖ８が開である。逆洗ポンプで処理水は膜モジュール上部の透過ノズルに圧送され、膜の二次側から一次側にろ過された処理水は逆洗排水としてモジュール上部の原水濃縮側からＶ２,Ｖ８を通って排水される。
【００３６】
次に図４に示すディフュージョン量測定工程を説明する。本工程は膜モジュールの安全性試験であり、膜モジュールの安全性を示す指標となる為重要な工程である。
【００３７】
図３の逆圧洗浄工程終了後、コンプレッサーにより、膜モジュール一次側上部(濃縮側)よりエアー加圧を行い、一次側から二次側に漏洩するエアー量を測定する。これは二次側が満水状態である為、一次側から二次側へ漏洩したエアー量は水に置換され排水量として測定する方法である。
【００３８】
試験の前段階として、コンプレッサーによりエアー加圧を行い、膜モジュールの一次側の水抜きを行う。これは、中空糸の内側に気体圧力をかける際、一次側に水が残っていると正確な測定値が得られない為、中空糸内側に存在する水分を抜く工程である。その方法として中空糸内側を気体加圧し、膜によりろ過を行って排水する方法（一次側に残っている水を二次側に排出する方法）があるが、膜面積が大きくなるほど中空糸本数が増え、中空糸内側（一次側）に保有する水分量が多くなる為、ろ過つまり水抜きに時間を要し非効率となる。
【００３９】
本実施形態では、Ｖ７,Ｖ２,Ｖ５を開とし、コンプレッサーによりエアー加圧を行うことにより中空糸内部の水分をＶ５から予め抜く為、非常に効率的である。
【００４０】
その後Ｖ４を開としＶ５を閉とした後、コンプレッサー圧を膜モジュール一次側出口圧力計Ｐ２を一定値になる様に調整する。加圧圧力は、０．０５〜０.３ＭＰａがよいが、０．０５ＭＰａ以下だとエアー透過量が少なく、誤差を生じ易い。また、０．３ＭＰａ以上では、膜モジュールの使用耐圧以上となるので危険である。
【００４１】
圧力調整後、圧力計Ｐ２が一定になったのを確認後、時間計測を開始し、Ｖ４より排出する９〜１０分の１分間の水量を測定する。計測時間は、２〜１１分が好ましく、更には９〜１０分が好ましい。これは、計測時間が２分以内だと中空糸内にまだ残存する水分の排出がある場合があるために大きな値となる場合があるからである。また、計測時間が１１分以上だと中空糸が乾燥状態となりエアー透過量が増える事があり、これも大きな値となり好ましくない。
【００４２】
本発明は、中空糸膜のエアー透過量を二次側の水に置換して測定する方法である。ディフュージョン量を測定するサンプリング位置は、膜モジュールのどの部分でもよいが、膜モジュールの縦方向中心よりも下方にあることが好ましい。更には縦方向の下方１／４以下に位置することが好ましい。
【００４３】
これは、エアー透過量が大きい場合、サンプリング位置が膜モジュールの上部にある場合、透過したエアーが上部に溜まってしまう為、水量測定ではなくエアー量を測ることになってしまい大きな誤差を生じる為である。
【００４４】
また、本安全性試験は、運転工程のどの工程後でも実施できるが、逆洗工程後に行うことで信頼性や透水性能の維持に効果的である。これは、ろ過工程後に実施した場合、中空糸内部に汚泥や懸濁物が多いため、中空糸へ汚泥や懸濁物を圧着してしまい閉塞や透水性能の低下を起こす。逆洗工程後に実施した場合、逆洗工程により中空糸内部の汚泥や懸濁物が取り除かれている為、これらの現象は生じない。
【００４５】
本安全性試験方法は、どのような膜モジュールにも適用できるが、特に加圧が容易な中空糸膜モジュールが効果的である。また、酢酸セルロース、ポリエーテルスルフォン、ポリアクリロニトリル等どの様な中空糸膜の種類にも適用できる。また、どのような膜モジュールの大きさも適用できる事もメリットの一つである。
【実施例１】
【００４６】
図１は、本発明の実施形態を示す図である。本発明が対象とする中空糸膜ろ過装置は、例えばＵＦ膜モジュールから構成されており、原水ラインから循環ポンプにより送液された原水が、ＵＦ膜モジュールの下部から供給され、ＵＦ膜モジュールにより分離される。膜ろ過水は、透過側上部より流出し、一部は逆送タンクに貯められ、それ以外のろ過水は処理水として使用される。
【００４７】
中空糸膜ろ過装置には、自動で定期的に逆洗浄を行うため、逆洗浄タンクが設けられ、逆洗浄タンク内に洗浄水を貯め、逆洗ポンプによりＵＦ膜モジュールの透過側上部よりＵＦ膜モジュールの原水側及び濃縮液側に送液することで、ＵＦ膜に付着している物質を除去する。
【００４８】
本実施例による膜欠陥検知方法では、逆洗浄工程終了直後にＵＦ膜モジュールの濃縮側から加圧空気を供給しＵＦ膜モジュールの透過側から押し出されてくる水の量を測定し膜欠陥を検知する。
【００４９】
次に、表１に本発明の膜欠陥検知方法での測定結果を詳述する。
表１．本発明の膜欠陥検知方法による水の測定値
【００５０】
【表１】
2005013992.tif 000003
また、図１の中空糸膜ろ過装置を用いて、５０日間の連続運転を行なった後、バルブ４からの排出水量を測定したところ、１８ｍｌ／ｍｉｎ．であった。このときの欠陥モジュール本数を従来法にて調べたところ欠陥は検知されなかった。さらに引き続いて４５日間の連続運転を行なった後、バルブ４からの排出水量を測定したところ、１８８ｍｌ／ｍｉｎであった。このときのモジュールの欠陥本数を従来法にて調べたところ５本の中空糸に欠陥があることが分かった。
【００５１】
［比較例１］
【００５２】
従来の、モジュールをろ過装置より着脱し、モジュールを別の水槽中に沈め、透過側より加圧空気を送って膜欠陥の有無を確認する方法と、本発明の検知方法との作業所要時間を比較した結果を表２に詳述する。
表２．従来法との検定所要時間比較（分/本）
【００５３】
【表２】
2005013992.tif 000004
【実施例２】
【００５４】
酢酸セルロース系中空糸膜を４４，８６０本を用い、有効膜面積１１０ｍ2の膜モジュールを作製した。同モジュールを図２以下に示す装置に取り付け、河川水を用いた実液ろ過運転試験を行った。図２は処理運転工程時の液の流れを矢印で示しており、原水タンクに貯められた原水は原水ポンプによりＶ１を経て膜モジュール下部に供給される。この時、原水の一部は濃縮液として膜モジュール上部より排出され、Ｖ２,Ｖ６を経て原水タンク出口配管に戻される。また、膜モジュールに供給された原水の一部は中空糸膜の内側から外側に限外ろ過処理され、Ｖ３を経て透過水タンクに貯蔵される。
【００５５】
図３は逆圧洗浄工程時の液の流れを矢印で示しており、透過水タンクに貯められた透過水は逆洗ポンプにより膜モジュールの上部透過側ポートに供給される。供給された透過水は中空糸膜の外側から内側に限外ろ過され、中空糸膜の内側に溜まった懸濁物やファウリング物質をＶ２,Ｖ８及びＶ５を経て系外へ排出される。この逆洗工程の逆洗水流量は、処理運転工程のろ過流量の２〜４倍にするのが好ましい。
【００５６】
図２に示すろ過工程を６０分間、図３に示す逆圧洗浄工程を１分間行いこれを１サイクルとした。本サイクルでの運転を６ヶ月間実施後、図４に示す安全性試験を加圧圧力０．２ＭＰａで実施した結果、ディフュージョン量は１１０ｍｌ／ｍｉｎであった。本モジュールの製造時のディフュージョン量が１１４ｍｌ／ｍｉｎであるため、安全性が確認された。
【００５７】
図４は本発明での安全性試験方法の液及び気体の流れを矢印で示しており、図３の逆圧洗浄工程終了後、５秒〜３０秒の間に、まずコンプレッサーより、Ｖ７,Ｖ２を経て膜モジュール上部（濃縮側）からエアーを送入し、膜モジュール中空糸内部の水抜きを膜モジュール下部のＶ５より行う。Ｖ５よりエアーが噴出したのを確認後、Ｖ５を閉、膜モジュール下部透過側ポートのＶ４を開とし、膜モジュール上部（濃縮側）の圧力計Ｐ２を０．２ＭＰａに調整し、圧力値が一定になった時点で時間計測を始める。９〜１０分の１分間にＶ４から排出される水分量を容器に受け計量する。初期には膜モジュール内の中空糸内側に残存する水分がろ過するため、排出する水量は多いが、９〜１０分では安定した値となる。
【実施例３】
【００５８】
ポリエーテルサルフォン系中空糸膜を２，１００本を用い、５ｍ2の膜モジュール３本を作製した。１本目のモジュールはリークの無いモジュールとし、２本目のモジュールは中空糸膜１本に故意に０．１ｍｍ程度の穴を開けたリークモジュールとし、３本目は中空糸１本を故意に切断したリークモジュールとした。これら３本のモジュールを実施例２に示す装置に取り付け、地下水を用いた実液ろ過運転を行った。また、安全性試験も計測時間を２〜３分とし、加圧圧力を０．１ＭＰａとした以外は実施例２と同様に実施した結果、ディフュージョン量は、１本目のモジュールが２ｍｌ／ｍｉｎ、２本目のモジュールが１２０ｍｌ／ｍｉｎ、３本目のモジュールが２３００ｍｌ／ｍｉｎとなった。本試験から、微小なリークであってもディフュージョン量に大きく反映されており、測定値及び安全性試験の正確性が確認された。
［比較例２］
【００５９】
実施例３と同じ膜モジュール３本を用い、ディフュージョン量測定サンプリング位置を膜モジュール縦方向の下から３／４の位置にした以外は同様の試験を実施した結果、ディフュージョン量は、１本目のモジュールが２ｍｌ／ｍｉｎ、２本目のモジュールが１２０ｍｌ／ｍｉｎ、３本目のモジュールが９９０ｍｌ／ｍｉｎとなった。３本目のモジュール試験では、リーク量が多かったため、当初は水量測定されていたが、途中よりサンプリング口からはエアーが噴出しており、ディフュージョン量に非常に誤差を生じた。
【実施例４】
【００６０】
実施例２と同じ膜モジュール、運転工程及び安全性試験を実施し、加圧圧力一定後の０〜１３分の各１分間のディフュージョン量を測定した結果、０〜１分が３２０ｍｌ／ｍｉｎ、１〜２分が１９０ｍｌ／ｍｉｎ、２〜３分が１２５ｍｌ／ｍｉｎ、３〜４分が１２０ｍｌ／ｍｉｎ、４〜５分が１２０ｍｌ／ｍｉｎ、５〜６分が１１８ｍｌ／ｍｉｎ、６〜７分が１１６ｍｌ／ｍｉｎ、７〜８分が１１４ｍｌ／ｍｉｎ、８〜９分が１１５ｍｌ／ｍｉｎ、９〜１０分が１１６ｍｌ／ｍｉｎ、１０〜１１分が１１８ｍｌ／ｍｉｎ、１１〜１２分が１３０ｍｌ／ｍｉｎ、１２〜１３分が１４０ｍｌ／ｍｉｎとなった。この結果から、本モジュールでの安定したディフュージョン量は２−１１分の間での測定であることが確認された。
［比較例３］
【００６１】
実施例２と同じ膜モジュールを用いて、同じ運転工程、運転期間で運転を行なった後、ろ過工程後に実施例２と同条件で安全性試験を行った結果、ディフュージョン量は９０ｍｌ／ｍｉｎであった。また、安全性試験後、運転再開したところ、安全性試験前の運転時の膜間差圧が０．０５ＭＰａであったのに対し、安全性試験後の運転時の膜間差圧が０．０６ＭＰａに上昇した。逆洗工程後の安全性試験とは異なり、ろ過工程後の安全性試験では、ろ過運転時に中空糸内側に蓄積された汚泥及び懸濁物がエアー加圧により膜面に付着したものと考えられ、これがエアー透過量を減少させたり、膜間差圧上昇つまり透水性能低下を引き起こしているものと考えられる。特に透水性能低下は大きな問題となる。
［比較例４］
【００６２】
実施例３と同じ膜モジュールを用いて、安全性試験時の加圧気体の圧力を０．０２５ＭＰａとした以外は同様に運転を行なったところ、ディフージョン量は１本目で０ｍｌ／ｍｉｎ、２本目で２ｍｌ／ｍｉｎ、３本目で５００ｍｌ／ｍｉｎであり、加圧圧力が低いために、小さいリークの場合は正確な値が得られず欠陥は充分検知されなかった。
［比較例５］
【００６３】
酢酸セルロース系中空糸膜を２２，３２０本を用い、５０ｍ2の膜モジュールを作製した。図２に示すろ過工程を４５分間、図３に示す逆圧洗浄工程を１分間行いこれを１サイクルとした。本サイクルでの運転を１ヶ月間実施後、図４に示す安全性試験を行った。図４は本発明での安全性試験方法の液及び気体の流れを矢印で示したものである。図３の逆圧洗浄工程終了後、５秒〜３０秒の間に、まずコンプレッサーより、Ｖ７,Ｖ２を経て膜モジュール上部（濃縮側）からエアーを送入し、膜モジュール中空糸内部の水抜きを膜モジュール下部のＶ５より行う。Ｖ５よりエアーが噴出したのを確認後、Ｖ５を閉、膜モジュール下部透過側ポートのＶ４を開とし、膜モジュール上部（濃縮側）の圧力計Ｐ２を０．２ＭＰａに調整後、時間計測を始め、９〜１０分の１分間にＶ４から排出される水分量を容器に受け計量した結果、ディフュージョン量は２０ｍｌ／ｍｉｎであった。
【００６４】
同一の膜モジュールを用い、同条件の運転サイクルにより１ヶ月間運転を実施後、図５に示す安全性試験を実施した。図５は本発明前の安全性試験方法であり、図５は液及び気体の流れを矢印で示したものである。図３の逆圧洗浄工程終了後、５秒〜３０秒の間に、まずコンプレッサーより、ＦＩ−１，Ｖ７,Ｖ２を経て膜モジュール上部（濃縮側）からエアーを送入し、膜モジュール中空糸内部の水抜きを膜モジュール下部のＶ５より行う。Ｖ５よりエアーが噴出したのを確認後、Ｖ５を閉、膜モジュール上部透過側ポートのＶ３，Ｖ９を開とし、膜モジュール上部（濃縮側）の圧力計Ｐ２を０．２ＭＰａに調整後、時間計測を始め、９分後にＦＩ−１のエアー流量計の数値を読んだ結果、ディフュージョン量は６０ｍｌ／ｍｉｎであった。
【００６５】
使用した膜モジュールは他の方法でのリーク検査でリークのない事を確認した。また、図５の装置を調査した結果、膜モジュールと配管の継手部よりエアー漏れがある事が明らかとなった。この様に図５の方法では、膜モジュールからディフュージョン量ではなく、配管等の継手部からの漏れ量も計測していた事が明らかとなり、膜モジュールのディフュージョン量の信頼性が低い。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１は、本発明の実施形態を示す水浄化装置のフロー図である。
【図２】図２は、実液運転のろ過処理運転時の簡易なフロー図である。
【図３】図３は、実液運転の逆圧洗浄時の簡易なフロー図である。
【図４】図４は、実液運転のディフュージョン量測定時の簡易なフロー図である。
【図５】図５は、図４とは別方法の実液運転のディフュージョン量測定時の簡易なフロー図である。
【符号の説明】
【００６７】
３  加圧エアー導入バルブ
４  透過水量測定バルブ
７  原水送りポンプ
１０  中空糸膜モジュール
１１  原水タンク
【図１】
2005013992.tif 000005
【図２】
2005013992.tif 000006
【図３】
2005013992.tif 000007
【図４】
2005013992.tif 000008
【図５】
2005013992.tif 000009