(57)【要約】【課題】通水運転中に、破損した中空糸を特定することができる膜分離装置を提供する。【解決手段】エゼクタ１８により原水に気泡を混入し、膜分離装置に通水する。中空糸膜４に損傷があると、気泡が中空糸膜４内に進入し、上端の開口４ａから透過水室１４に流出する。この開口４ａからの気泡をＣＣＤカメラ２４の撮像から検出する。気泡の発生位置から、損傷が生じた中空糸膜を特定することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水を透過水と濃縮水に分離する中空糸膜と、
該中空糸膜に臨む透過水室と、
該中空糸膜の損傷検出手段と、
を有する膜分離装置において、該損傷検出手段は、
該被処理水中に気泡を添加するか又は発生させる手段と、
中空糸膜から透過水室へ流出する気泡の検出手段と
を備えてなることを特徴とする膜分離装置。
【請求項２】
請求項１において、複数本の該中空糸膜の端部が封止材によって結束され、該封止材によって区画された透過水室内に該中空糸膜の該端部が連通しており、
前記気泡検出手段は、該中空糸膜の端部から該透過水室へ流出する気泡を検出するものであることを特徴とする膜分離装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、該気泡検出手段は撮像手段を有することを特徴とする膜分離装置。
【請求項４】
請求項３において、該気泡検出手段は、該撮像手段の撮像データを処理し、気泡を検出すると共に、気泡を流出させている中空糸膜を検出するデータ処理手段を備えたことを特徴とする膜分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中空糸膜を有する膜分離装置に係り、特に中空糸膜の破断等の損傷を検知する手段を備えた膜分離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
中空糸膜を有する膜分離装置にあっては、通常の場合、多数本の中空糸膜が束状に引き揃えられ、この束状の中空糸膜の両端がエポキシ樹脂等の封止材により結束されている。この中空糸膜の少なくとも一端は、封止材の端面に露見しており、該封止材に接する室（原水室、透過水室等）に該中空糸膜の端部の内部が連通している。
【０００３】
この中空糸膜に損傷が生じると、原水中の汚水成分が透過水中に流出し、透過水の水質が低下する。
【０００４】
この中空糸膜の欠陥を検出する方法として特許第３３１９８２５号には、微小粉体を分散させた気体を中空糸膜モジュール内の１次側に供給し、中空糸膜の２次側への微小粉体のリークから中空糸膜の欠陥を検出する方法が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３３１９８２５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許第３３１９８２５号の方法は、微小粉体含有気体を中空糸膜モジュール中に供給するものであるから、膜分離装置が内部に水を保有した水処理装置である場合には適用できない。また、微小粉体が２次側に流出した場合、２次側の室や機器に微小粉体が付着して汚染するおそれもある。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点を解消し、水処理用の膜分離装置における中空糸膜の損傷を的確に検出することができ、また損傷検出操作によって膜分離装置の２次側が汚染を受けることもない膜分離装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の膜分離装置は、被処理水を透過水と濃縮水に分離する中空糸膜と、該中空糸膜に臨む透過水室と、該中空糸膜の損傷検出手段と、を有する膜分離装置において、該損傷検出手段は、該被処理水中に気泡を添加するか又は発生させる手段と、中空糸膜から透過水室へ流出する気泡の検出手段とを備えてなることを特徴とするものである。
【０００９】
かかる本発明の膜分離装置にあっては、中空糸膜に損傷があると、損傷を通って気泡が透過水側（２次側）へ流出してくるので、中空糸膜から透過水室へ流出してくる気泡を検出することにより中空糸膜の透過が検出される。
【００１０】
この膜分離装置にあっては、中空糸膜に損傷があっても２次側に流出するのは気泡であり、２次側を汚染することがない。
【００１１】
本発明の一態様にあっては、複数本の該中空糸膜の端部が封止材によって結束され、該封止材によって区画された透過水室内に該中空糸膜の該端部が連通しており、前記気泡検出手段は、該中空糸膜の端部から該透過水室へ流出する気泡を検出するよう構成されている。この場合、透過水室へ気泡を流出させる中空糸膜を識別し、損傷が生じた中空糸膜を特定することができる。
【００１２】
この検出手段としては、撮像手段が簡便で好適である。
【００１３】
この撮像手段の撮像を作業員が目視観察することにより、中空糸膜の損傷を検出するようにしてもよいが、撮像手段の撮像データを処理して気泡を検出すると共に気泡を流出させている中空糸膜を検出するデータ処理手段を備えた構成とすることにより、損傷を自動的に検出することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明について詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施の形態に係る膜分離装置の模式図である。なお、図１，２では図面を明瞭とするために中空糸膜４を３本としているが、実際には中空糸膜４は多数本配置されている。
【００１６】
ハウジング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ハウジング２の内面に水密的に接している。下側の封止材６の下側に原水導入室１０が形成され、上側の封止材８の上側に透過水室１４が形成されている。
【００１７】
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は透過水室１４に臨んでいる。中空糸膜４の下端側は封止材６によって封止されている。封止材６には厚さ方向に複数の通水孔６ａが貫設されている。原水導入室１０内の原水は、該通水孔６ａを通って封止材６，８間の被処理水室１２に導入される。
【００１８】
原水は原水配管１６を介して原水導入室１０に導入される。この原水中に気泡を混入させるために、該原水配管１６にエゼクタ１８が設けられている。このエゼクタ１８の空気導入用配管１８ａにバルブ１８ｂが設けられている。
【００１９】
ハウジング２の上端及び下端は上蓋２ａ及び下蓋２ｂによって閉止されている。この上蓋２ａには、画像撮影手段としてのＣＣＤカメラ２４と、光源２６とが設けられている。
【００２０】
このように構成された膜分離装置において、通常運転時にはバルブ１８ｂを閉とし、原水を原水導入室１０、被処理水室１２の順に流通させる。被処理水室１２内の水の一部は中空糸膜４を透過し、該中空糸膜４内を上昇して透過水室１４に流入し、透過水取出配管２２から取り出される。中空糸膜４を透過しなかった水は濃縮水取出配管２０を介して取り出される。中空糸膜４の損傷の有無を検査するときには、バルブ１８ｂを開とし、原水に空気の気泡を混入させると共に、光源２６を点灯し、且つＣＣＤカメラ２４による撮像を行う。
【００２１】
中空糸膜４に損傷が無いときには、気泡は透過水室１４へは流入せず、気泡の全量が濃縮水と共に濃縮水取出管２０から流出する。
【００２２】
中空糸膜に損傷がある場合、気泡はこの損傷箇所から中空糸膜内に入り込み、その中空糸膜の上端開口４ａから立ち昇る如くして透過水室１４に流入する。この中空糸膜上端からの気泡をＣＣＤカメラ２４によって検知することにより、中空糸膜４に損傷が生じたことが検出される。また、気泡が発生している位置から、損傷した中空糸膜を特定することができる。
【００２３】
なお、この形態においては、ＣＣＤカメラによって撮影された画像をオペレーター室内のモニターに表示し、該モニター画面からオペレ−ターが中空糸膜４の損傷を視認するようにしているが、以下のようにコンピュータによる画像処理によって中空糸膜の損傷を自動的に検知するようにしてもよい。即ち、
（１）気泡を含まない透過水が充填されている状態で撮影した画像を、ブランク画像として記憶しておく。
（２）膜運転時に撮影した画像とブランク画像を比較処理して差分データを演算する。
（３）差分データをチェックし、差分が画像全体に平均的に発生しているときは、カメラ又は光源の劣化と判断し、差分が局所的に発生しているときは、気泡発生として判断する。
（４）気泡発生を検出した場合は、局所的に差分が発生している画像の座標を計測し、表示器に表示すると共に、警報を表示させるか、警報音を発生させる。検出される気泡量が多く、中空糸膜の破損が甚だしいと推定される場合などには、膜分離装置の運転を停止してもよい。
【００２４】
エゼクタ１８による気泡の混入は、間欠的、好ましくは定期的に行う方が経済的であるが、常時行ってもよい。また、運転に異常が認められたときに気泡の混入を行うようにしてもよい。
【００２５】
光源２６の点灯及びＣＣＤカメラ２４による撮影も、常時行ってもよいが、気泡の混入に合わせて行う方が経済的な観点から好ましい。
【００２６】
この気泡の混入及び検出は、膜分離装置の運転を停止することなく行うことができるので、膜分離装置の通常運転中に中空糸膜の損傷を検知することができる。
【００２７】
図２を参照して本発明の別の実施の形態について説明する。
【００２８】
この図２の実施の形態では、ハウジング２の上下両端に透過水室１４，１４Ａを形成している。中空糸膜４は、その下端側を結束する封止材８Ａを貫通しており、中空糸膜２の下端側の開口４ａが透過水室１４Ａに連通している。この封止材８Ａの端面の中空糸膜開口４ａから流出する気泡を観察するように、下蓋２ｂにＣＣＤカメラ２４及び光源２６が設けられている。原水は、原水配管１６から被処理水室１２に供給される。
【００２９】
図２のその他の構成は図１と同様である。
【００３０】
この図２の膜分離装置においても、原水は被処理水室１２内を濃縮水取出管２０に向って流れ、その途中において原水の一部が中空糸膜４を透過し、残部は濃縮水取出管２０から流出する。透過水は透過水室１４，１４Ａ、透過水取出配管２２，２２Ａを介して取り出される。
【００３１】
中空糸膜４の損傷検査を行うときには、バルブ１８ｂを開とし、原水に気泡を混入させると共に、光源２６を点灯し、ＣＣＤカメラ２４による観察を行う。
【００３２】
図１，２は本発明の一例であり、本発明は図示以外の形態も採用し得る。例えば、図１，２では、ＣＣＤカメラと光源とは別体としたが、一体としてもよい。ＣＣＤカメラ以外の気泡検出手段を用いてもよい。
【００３３】
図１，２では空気を原水に混入させているが、空気以外の窒素等の気体を用いてもよい。気泡はエゼクタ以外の手段によって混入させてもよい。また、原水に気体を加圧溶解させ、この気体溶解水の圧力を解放することにより原水中に気泡を発生させるようにしてもよい。
【００３４】
図１，２では、中空糸膜は外圧方式であるが、内圧方式の場合にも本発明を適用することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上の通り、本発明の膜分離装置によると、水処理用の膜分離装置における中空糸膜の損傷を的確に検出することができ、また損傷検出操作によって膜分離装置の２次側が汚染を受けることが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る膜分離装置の模式的な縦断面図である。
【図２】別の実施の形態に係る膜分離装置の模式的な縦断面図である。
【符号の説明】
２  ハウジング
４  中空糸膜
６，８，８Ａ  封止材
１２  被処理水室
１４，１４Ａ  透過水室
２４  ＣＣＤカメラ
２６  光源
【図１】
2005013947.tif 000003
【図２】
2005013947.tif 000004