(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液を生物処理する生物処理手段と、該生物処理の処理液を膜分離処理する膜とを有する液処理装置において、
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、
該膜で隔てられた他方の側における液の電気抵抗の変化に基づいて膜損傷を検知する膜損傷検知手段と
を備えた液処理装置であって、
該膜損傷検知手段は、該膜で隔てられた他方の側における液が通過する短管５１と、この短管５１の天井面部位に設けられた平坦部５２と、この平坦部５２に設けられた、水の流れ方向に延在する溝５３と、この溝５３内に先端側が突出するように間隔をおいて配置された１対の電極５４，５５とを有し、該電極５４，５５の先端に気泡が接触することによる電極５４，５５間の電流、電圧又は導電率の変化を検知するものであることを特徴とする液処理装置。
【請求項２】
請求項１において、前記膜損傷検知手段が、前記１対の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損傷を判定する判定部とを有することを特徴とする液処理装置。
【請求項３】
請求項１において、前記膜損傷検知手段が、前記１対の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損傷を判定する判定部とを有することを特徴とする液処理装置。
【請求項４】
請求項１において、前記膜損傷検知手段が、前記１対の電極間の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損傷を判定する判定部とを有することを特徴とする液処理装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項において、前記電極を洗浄する洗浄手段を設けたことを特徴とする液処理装置。
【請求項６】
請求項５において、前記洗浄手段が、極性転換による洗浄手段であることを特徴とする液処理装置。
【請求項７】
液を生物処理する生物処理工程と、該生物処理の処理液を膜分離処理する膜分離工程とを有する液処理方法において、
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、
該膜で隔てられた他方の側における液の電気抵抗の変化に基づいて膜損傷を検知する液処理方法であって、
短管５１と、この短管５１の天井面部位に設けられた平坦部５２と、この平坦部５２に設けられた、水の流れ方向に延在する溝５３と、この溝５３内に先端側が突出するように間隔をおいて配置された１対の電極５４，５５とを有し、該電極５４，５５の先端に気泡が接触することによる電極５４，５５間の電流、電圧又は導電率の変化を検知する膜損傷検知手段の該短管５１に、該膜で隔てられた他方の側における液を通過させて電気抵抗の変化を検知することを特徴とする液処理方法。
【請求項８】
請求項７において、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損傷の発生を検知することを特徴とする液処理方法。
【請求項９】
請求項７または８において、前記膜分離工程の膜透過液を活性炭処理及び逆浸透膜分離処理することを特徴とする液処理方法。
【請求項１０】
請求項７ないし９のいずれか１項において、膜損傷の検知工程を、前記膜処理装置の洗浄工程において又は洗浄工程から通液工程に移る間に行うことを特徴とする液処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液を生物処理し、次いで膜分離処理する液処理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
河川水や湖水の濾過、海水の淡水化、原子力復水の瀘過、透析水の精製、血液瀘過、人工透析、製薬用水や半導体用水の精製、果汁の濃縮や清浄化、酵素や菌体の濃縮および濾過、し尿や排液の濾過、ガス分離濃縮、液体の脱気、液液抽出、有機溶媒の回収など様々な分野において、膜の透過性を利用した膜分離が行われている。これらの膜分離には、通常、中空糸型、スパイラル型、チューブ型、プリーツ型、プレート・アンド・フレーム型などの膜モジュールを備えた膜分離装置が用いられている。
【０００３】
膜分離装置において、膜の損傷などの事故が生じると、膜の供給側から被処理流体がリークし、未処理のまま膜の透過側へ流入する。特に、汚染された被処理流体や粒状物を含む被処理流体を処理する場合には、透過成分の汚染が著しい。また、膜分離により濃縮成分を利用する場合には、所定の膜分離効率を維持できず、濃縮度が低下する。
【０００４】
特に、排水回収分野において、まず排水を生物処理し、その後菌体分離のための膜分離処理を行うシステムの場合、該膜が損傷して原水が処理水側にリークしてしまうと、菌体、ＳＳ、前段の生物処理における生物代謝物などが後段に流出してしまうため、膜の閉塞が発生してしまう。生物代謝物によって膜が閉塞してしまった場合、洗浄が困難である。そのため、このようなシステムにおいては、膜の損傷が発生した時にいち早く検知し、損傷した膜モジュールの運転を停止する必要がある。
【０００５】
膜モジュールからのリークを検知する方法としては、例えば、（１）透過液の濁度によって検知する方法（特開２００５−３１９４０４）や、（２）透過液の微粒子数によって検知する方法などが提案されている。しかしながら、これらの方法は、いずれも、迅速な検出が困難であるために後段のＲＯ膜の閉塞を防ぐことが困難であった。しかも、検出機器が高価であったり大型であるため、現実的には各膜モジュールに設置することはできず複数個の膜モジュールの処理水を集束した後に一括して膜損傷検知を行われているが、この方法ではどの膜モジュールが損傷しているのかを別途１つ１つの膜モジュールについて調べる必要があり多大な時間と労力がかかっていた。
【０００６】
膜処理装置における膜の損傷を検知する技術として、空気逆洗工程において損傷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。
【０００７】
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損傷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。当該公報の膜損傷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。中空糸膜が損傷している場合には、加圧気体がこの損傷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、中空糸膜の損傷を検知する。
【０００８】
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損傷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損傷を確認する方法が開示されている。
【０００９】
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損傷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損傷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損傷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、膜損傷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
【特許文献４】特開２００５−３１９４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の膜処理装置の膜損傷検知方法のうち、特開２０００−１２６５６３号公報及び特開２００３−１４４８６６号公報のように膜損傷を目視により検知する場合、検知が不確実なものとなる。
【００１１】
特開２００１−２６９５５１号公報の超音波流速計などのように、超音波センサによって膜損傷を検知する場合、超音波センサが高価である。また、粒子計や濁度計を用いる場合も、これらの計器が高価である。
【００１２】
特開２００３−１４４８６６号公報のように光電センサを用いる場合、発光部、受光部及び電気信号への変換部などが必要で、装置の構成要素が多く高コストである。
【００１３】
本発明は、上記問題点を解消し、低コストにて確実に膜損傷の発生を検知することができる膜処理装置を備えた液処理方法及び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】
【００１４】
請求項１の液処理装置は、液を生物処理する生物処理手段と、該生物処理の処理液を膜分離処理する膜とを有する液処理装置において、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、該膜で隔てられた他方の側における液の電気抵抗の変化に基づいて膜損傷を検知する膜損傷検知手段とを備えた液処理装置であって、該膜損傷検知手段は、該膜で隔てられた他方の側における液が通過する短管５１と、この短管５１の天井面部位に設けられた平坦部５２と、この平坦部５２に設けられた、水の流れ方向に延在する溝５３と、この溝５３内に先端側が突出するように間隔をおいて配置された１対の電極５４，５５とを有し、該電極５４，５５の先端に気泡が接触することによる電極５４，５５間の電流、電圧又は導電率の変化を検知するものであることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項２の液処理装置は、請求項１において、前記膜損傷検知手段が、前記１対の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損傷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。
【００１６】
請求項３の液処理装置は、請求項１において、前記膜損傷検知手段が、前記１対の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損傷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。
【００１７】
請求項４の液処理装置は、請求項１において、前記膜損傷検知手段が、前記１対の電極間の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損傷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。
【００１８】
請求項５の液処理装置は、請求項１乃至４のいずれか１項において、前記電極を洗浄する洗浄手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１９】
請求項６の液処理装置は、請求項５において、前記洗浄手段が、極性転換による洗浄手段であることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項７の液処理方法は、液を生物処理する生物処理工程と、該生物処理の処理液を膜分離処理する膜分離工程とを有する液処理方法において、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、該膜で隔てられた他方の側における液の電気抵抗の変化に基づいて膜損傷を検知する液処理方法であって、短管５１と、この短管５１の天井面部位に設けられた平坦部５２と、この平坦部５２に設けられた、水の流れ方向に延在する溝５３と、この溝５３内に先端側が突出するように間隔をおいて配置された１対の電極５４，５５とを有し、該電極５４，５５の先端に気泡が接触することによる電極５４，５５間の電流、電圧又は導電率の変化を検知する膜損傷検知手段の該短管５１に、該膜で隔てられた他方の側における液を通過させて電気抵抗の変化を検知することを特徴とするものである。
【００２１】
請求項８の液処理方法は、請求項７において、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損傷の発生を検知することを特徴とするものである。
【００２２】
請求項９の液処理方法は、請求項７または８において、前記膜分離工程の膜透過液を活性炭処理及び逆浸透膜分離処理することを特徴とするものである。
【００２３】
請求項１０の液処理方法は、請求項７ないし９のいずれか１項において、膜損傷の検知工程を、前記膜処理装置の洗浄工程において又は洗浄工程から通液工程に移る間に行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明にあっては、膜分離処理用の膜が損傷している場合、気泡が膜を隔てた一方の側から損傷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、膜損傷を速やかに検知することができる。
【００２５】
本発明では、例えば、膜の前記他方の側に１対の電極を配置しておき、膜損傷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損傷の発生を検知することができる。
【００２６】
本発明の膜処理装置にあっては、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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
この電流値、電圧値又は導電率の変化から膜の損傷を判定するには、損傷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、膜損傷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。
【００３０】
請求項５，６のように電極を洗浄することにより、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、膜損傷検知が鋭敏なものとなる。
【００３１】
即ち、膜が損傷した際には、菌体、ＳＳ、生物代謝物が流出して電極に付着することがある。また通常の運転においても溶存物質が電極に付着することがある。そこで電極洗浄手段を設け、定期的に電極表面を洗浄することにより長期に渡り正確な検知ができる。電極洗浄として極性反転による洗浄を行う場合、電極洗浄装置の設置スペースが不要である。
【００３２】
この膜分離処理水をさらに活性炭処理及び逆浸透膜分離処理することにより、処理水を一次純水として再利用することができる。
【００３３】
また、気液洗浄工程＋水押出工程の後に空気加圧工程を別途行うと、小さな損傷も検知できるが、通常の運転工程、洗浄工程以外に空気加圧工程を設ける必要があるため単位時間当たりの処理量が減ってしまう。そのため、空気加圧工程での膜損傷検知は定期的に（例えば１回／日）行うとよい。
【００３４】
なお、膜損傷の検知工程は、膜処理装置の洗浄工程あるいは洗浄工程から通液工程（膜濾過運転工程）に移行するときに行うのが好ましい。このようにすれば、膜濾過運転工程を中断することなく膜損傷を検知することができる。
【００３５】
膜損傷を検知する電極は１対の２個とも針状電極で、電極先端が管内天井部に臨むように設けてもよく、１個が導電性の管状部材であり、他方が該管状部材と絶縁部材を介して隔てられている針状電極であってもよい。
【００３６】
膜の透過側の電気抵抗から膜損傷の検知が正確かつ迅速に行える。また機器自体が安価かつ小型であるため、膜モジュールが複数個並列に設けられている場合、各膜モジュールに設置してもコストは低い。各膜モジュールに膜損傷検知機器を設けた場合には、膜損傷がどの膜モジュールで発生したか分かるため、膜が損傷した膜モジュールの運転をいち早く停止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、図面を参照して本発明について詳細に説明する。
【００３８】
第６図は本発明の実施の形態に係る液処理装置の概略的な系統図、第１図はこの液処理装置に用いられている膜処理装置の模式図、第２図（ａ）は第１図の膜損傷検知部の流路方向に沿う断面図、第２図（ｂ）は同（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、第３図は同装置の回路図である。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。
【００３９】
第６図の通り、原水が生物処理槽１で生物処理された後、膜モジュール（この実施の形態では内圧式中空糸膜モジュール）２で処理され、透過水は膜損傷検知部５０を経て処理水となる。濃縮水は生物処理槽１へ返送される。
【００４０】
なお、原水は下水、し尿、あるいは食品工場排水、半導体洗浄排水などのような有機性廃水が例示されるが、これに限定されない。
【００４１】
生物処理槽１は好気性処理層、嫌気性処理層、好気と嫌気を組み合わせた処理槽などのいずれでもよい。
【００４２】
また、膜モジュール２の膜としては、ＵＦ膜、ＲＯ膜など各種の膜を採用することができる。
【００４３】
第１図の通り、内圧式中空糸膜モジュール２のケーシング３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３の内面に水密的に接している。下側の封止材６の下側に流入水室１０が形成され、上側の封止材８の上側に流出水室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。
【００４４】
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は流出水室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は流入水室１０に臨んでいる。
【００４５】
ケーシング３の流入水室１０側には、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。水入口ノズル１０ａへはポンプＰ、弁Ｖ、配管２１を介して生物処理水が導入される。配管２１の水ノズル１０ａと弁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は開閉弁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。
【００４６】
ケーシング３の流出水室１４側には水出口ノズル１４ａが設けられている。この水出口ノズル１４ａは、弁Ｖ４を備えた循環水配管３１を介して生物処理槽１と接続されている。この循環水配管３１の水出口ノズル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。
【００４７】
ケーシング３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を介して膜損傷検知部５０に接続されている。なお、処理水出口ノズル１２ａは、配管４１を介さず、直接に膜損傷検知部５０に接続されてもよい。この膜損傷検知部５０は処理水配管４２を介して処理水を送り出す。
【００４８】
第２図の通り、膜損傷検知部５０にあっては、配管４１，４２間に、短管５１が配管４１，４２と同軸状に配置されている。この短管５１の天井面部位には、平坦部５２が設けられ、この平坦部５２に、水の流れ方向（この実施の形態では短管５２の管軸方向と平行方向）に延在する溝５３が設けられている。この溝５３内に先端側が突出するようにして１対の針状電極５４，５５が設けられている。この針状電極５４，５５は、該溝５３の長手方向に間隔をおいて配置されている。
【００４９】
なお、処理水のｐＨの影響を受けないように、電極５４，５５の材料は白金やステンレスであることが好ましい。
【００５０】
膜損傷検知を行うために、電極５４，５５間に電圧を印加する電源と、電極５４，５５間の電流、電圧又は導電率を計測する計測部と、電流、電圧又は導電率の経時変化を記憶する記憶部と、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とが設けられている。
【００５１】
この膜損傷検知方式を定電圧方式とした場合、電極５４，５５間に一定の電圧を印加する。この印加電圧により、電極５４，５５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５４，５５間を通過する際に、電極５４，５５間の電流が変化する。
【００５２】
そこで、記憶部に記憶された電流値の変化パターンと、計測した電流値の経時変化パターンとが対比され、膜損傷の有無が判定される。
【００５３】
第３図には、定電圧源として乾電池を用い、電極５４，５５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損傷検知回路図が示されている。
【００５４】
トランジスタＴのコレクタが抵抗Ｒ２，Ｒ１を介して電極５４と接続されている。トランジスタＴのエミッタが乾電池５８の陰極と接続されている。乾電池５８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。電極５４，５５間に乾電池５８から定電圧が印加されている。溝５３内を水のみが流通するときは、電極５４，５５間の電流値は一定であるが、溝５３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、溝５３内の気泡通過が検知される。特に、この検知機構では気泡が針状電極５４，５５に接することにより、該針状電極５４，５５間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。
【００５５】
なお、膜損傷検知を定電流方式とした場合には、電極５４，５５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５４，５５間を通過する際に、電極５４，５５間の電圧が変化する。そこで、記憶部に記憶された電圧値の変化パターンと、計測した電圧値の経時変化パターンとが対比され、膜損傷の有無が判定される。
【００５６】
また、膜損傷検知を導電率検知方式とした場合には、電極５４，５５間に所定の電圧を印加し、電極５４，５５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５４，５５間を通過する際に、電極５４，５５間の導電率が変化する。そこで、記憶部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で対比され、膜損傷の有無が判定される。
【００５７】
いずれの検知方式においても、短管５１の天井面部位に水の流れ方向に沿って溝５３が設けられているので、配管４１の天井面部位に沿って流れてきた気泡が該短管５１内に流入してきた場合、気泡が溝５３内に入り込み、針状電極５４，５５と確実に接触する。また、気泡が溝５３内に集まることにより気泡が会合して成長し易い。しかも、溝５３が水の流れ方向に沿って延在しているので、気泡が溝５３の長手方向に沿って細長く引き伸ばされたり、溝５３に沿って列状に連なった形態を取り易い。このため、針状電極５４，５５の少なくとも一方の先端が気泡でくるまれた状態となり易く、針状電極５４，５５のいずれの先端も気泡でくるまれた状態も生じ易くなる。このように、針状電極５４，５５の先端が気泡でくるまれた状態となることにより、該針状電極５４，５５間の電流、電圧又は導電率が顕著に変化するようになり気泡を確実に検知することが可能となる。この結果、膜損傷を高精度にて検知することが可能となる。
【００５８】
この実施の形態では、溝５３の幅Ｗを１〜２０ｍｍ、好ましくは３〜１０ｍｍ、深さＤを１〜２０ｍｍ、好ましくは３〜１０ｍｍ、両者の比Ｗ／Ｄを０．０５〜２０、好ましくは０．５〜２．０とすることにより気泡が溝５３内に集まり易くなると共に、溝５３内で気泡が溝長手方向に延在したり、列状に連なって針状電極５４，５５と接触し易くなり、膜損傷検知精度を著しく向上させることができる。
【００５９】
なお、第２図において、針状電極５４，５５の直径を１ｍｍとし、両者の間隔を６ｍｍとし、配管４１，４２及び短管５１の内径を８０ｍｍとし、溝５３の幅Ｗを１０ｍｍとし、深さＤを５ｍｍとした場合と、短管５１の代わりに第５図の如く円筒形の短管５１’を採用した場合とで気泡検知感度を対比したところ、第２図のものは第５図のものに比べて平均して２〜３倍の感度を示すことが認められた。
【００６０】
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。
【００６１】
［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）を閉とする。生物処理槽１からの生物処理水は、ポンプＰ、配管２１、弁Ｖ１を通り、原水入口ノズル１０ａから流入水室１０内に流入する。流入水室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から流出水室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、膜損傷検知部５０及び配管４２を介して取り出される。  
流出水室１４内の水は水出口ノズル１４ａから流出し、配管３１、弁Ｖ４を介して生物処理槽１に送水される。
【００６２】
［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Ｖ４を閉、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、ポンプＰによって供給された水と共に中空糸膜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流出水室１４に流入し、さらに排水管３３を介して系外に排出される。
【００６３】
［気体による洗浄］
気体による洗浄を行うには、上記気水混合水による洗浄運転において、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の内部や流入水室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。
【００６４】
［膜損傷の検知］
膜損傷を検知するには、検知作動に先立って、まず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。  
膜損傷が存在する膜モジュールにおいては、コンプレッサＣからの加圧気体の一部は、中空糸膜４の損傷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を介して膜損傷検知部５０を通過する。  
この気泡が膜損傷検知部５０を通過する際に電極５４，５５間の導電率が変化する。即ち、電極５４，５５間に気泡が入り込んでくると、電極５４，５５間の電気抵抗が増大する。従って、電極５４，５５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５４，５５間の電流値が低下し、気泡が電極５４，５５間を通り過ぎると、電極５４，５５間の電流値は元に戻る。
【００６５】
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。
【００６６】
実際の水処理装置に組み込まれた膜モジュールの膜損傷検知を行うには、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５４，５５間の電流変化に伴う電圧変化を測定する。膜損傷が無ければ、通常は電圧は第４図（ａ）の如く一定となるので、膜損傷なしと判定される。
【００６７】
変化パターンが検知される場合、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、膜損傷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損傷ありと判定し、該所定範囲外のものであれば膜損傷なしと判定する。
【００６８】
なお、このように変化パターンを対比して膜損傷の判定を行うため、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損傷とは判定されず、判定の精度がきわめて高いものとなる。
【００６９】
この説明では、定電圧電源により電極５４，５５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５４，５５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損傷を判定してもよい。
【００７０】
また、電極５４，５５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損傷を判定してもよい。
【００７１】
膜損傷検知工程の終了後、膜損傷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。
【００７２】
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、洗浄運転と膜損傷検知運転とを別としたが、洗浄運転中に膜損傷検知部５０をＯＮとして、膜損傷の有無を検知するようにしてもよい。
【００７３】
上記実施の形態では、コンプレッサＣを流入水室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、膜損傷検知部５０を、例えば循環水配管３１に設けることにより、膜損傷を検知することができる。
【００７４】
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、膜損傷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、膜損傷検知装置を原水側に設けてもよい。
【００７５】
上記実施の形態では、膜モジュール１は１基であるが、２基以上並列に設けられてもよい。膜モジュールが複数基設けられている場合、コンプレッサＣ及び膜損傷検知部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及び膜損傷検知部５０を共用した場合における各膜モジュールの膜損傷検知手順は、例えば以下の通りである。
【００７６】
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、膜損傷検知装置によって膜損傷の有無を検知する。第１の膜モジュールの膜損傷検知が終了した後、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、膜損傷検知装置によって膜損傷の有無を検知する。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損傷検知を順次行う。
【００７７】
膜損傷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損傷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損傷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。膜損傷した膜モジュールは修理し、再利用する。
【００７８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】実施の形態に係る液処理装置における膜処理装置の模式図である。
【図２】図１の膜損傷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損傷検知部の回路図である。
【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。
【図５】比較例の短管の断面図である。
【図６】実施の形態に係る液処理装置の系統図である。
【符号の説明】
【００８０】
１  生物処理槽
２  内圧式中空糸膜モジュール
３  ケーシング
４  中空糸膜
６，８  封止材
１０  流入水室
１２  処理水室
１４  流出水室
２０  原水槽
４０  処理水層
５０  膜損傷検知部
５１，５１’  短管
５２  平坦部
５３  溝
５４，５５  針状電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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