(57)【要約】【課題】ろ過膜の破断検知の精度を向上させることができるろ過膜の破断検知方法を提供する。【解決手段】原水に含まれる濁質を分離除去するろ過膜を有する膜ろ過モジュール１と、この膜ろ過モジュール１のろ過膜でろ過したろ過水の濁度を計測する濁度計３とを備えたろ過膜の破断検知方法において、ろ過膜に付着した濁質を剥離させる逆洗処理を行った後、逆洗処理によってろ過膜から剥離し膜ろ過モジュール１の一次側に残留した濁質を含む水を外部へ流出させるフラッシング処理を行うときに、膜ろ過モジュール１の一次側に残留した濁質を含む水の一部をろ過膜でろ過し、そのろ過水の濁度を濁度計３で計測し、この計測したろ過水の濁度に基づきろ過膜の破断を検知する。【選択図】図１
2007319785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水に含まれる濁質を分離除去するろ過膜を有する膜ろ過器と、前記ろ過膜でろ過したろ過水の濁度を計測する水質計測手段とを備えたろ過膜の破断検知方法において、
前記ろ過膜に付着した濁質を剥離させる逆洗処理を行った後、逆洗処理によって前記ろ過膜から剥離し前記膜ろ過器内に残留した濁質を含む水を外部へ流出させるフラッシング処理を行うときに、前記膜ろ過器内に残留した濁質を含む水の一部を前記ろ過膜でろ過し、そのろ過水の濁度を前記水質計測手段で計測し、この計測したろ過水の濁度に基づき前記ろ過膜の破断を検知することを特徴とするろ過膜の破断検知方法。
【請求項２】
請求項１記載のろ過膜の破断検知方法において、原水に含まれる濁質を前記ろ過膜で分離除去するろ過処理を行うときのろ過水の濁度を前記水質計測手段で計測して記憶手段に記憶し、フラッシング処理時に前記水質計測手段で計測したろ過水の濁度が前記記憶手段に記憶したろ過処理時のろ過水の濁度より大きい場合、前記ろ過膜に破断が生じたと判定することを特徴とするろ過膜の破断検知方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載のろ過膜の破断検知方法において、フラッシング処理時における前記ろ過膜のろ過流束は、ろ過処理時における前記ろ過膜のろ過流束より小さくしたことを特徴とするろ過膜の破断検知方法。
【請求項４】
請求項３記載のろ過膜の破断検知方法において、フラッシング処理時における前記ろ過膜の膜差圧が所定値となるように、フラッシング処理時に前記膜ろ過器へ給水するポンプの容量を調整することを特徴とするろ過膜の破断検知方法。
【請求項５】
請求項３記載のろ過膜の破断検知方法において、フラッシング処理時における前記ろ過膜の膜差圧が所定値となるように、逆洗処理によって前記ろ過膜から剥離し前記膜ろ過器内に残留した濁質を含む水を外部へ流出させる流路に設けた開閉弁の開口度を調整することを特徴とするろ過膜の破断検知方法。
【請求項６】
請求項１記載のろ過膜の破断検知方法において、前記膜ろ過器を複数備えており、フラッシング処理時に予め設定された前記膜ろ過器の順序で、それぞれ前記膜ろ過器内に残留した濁質を含む水の一部を前記ろ過膜でろ過し、それらろ過水の濁度を前記水質計測手段で計測し、それら計測したろ過水の濁度に基づき前記複数の膜ろ過器における前記ろ過膜の破断を検知することを特徴とするろ過膜の破断検知方法。
【請求項７】
原水に含まれる濁質を分離除去するろ過膜を有する膜ろ過器と、前記ろ過膜でろ過したろ過水の濁度を計測する水質計測手段とを備えたろ過膜の破断検知方法において、
ろ過処理時における前記ろ過膜の一次側に空気を供給しないときのろ過水の濁度を前記水質計測手段で計測して記憶手段に記憶し、
ろ過処理時に間欠的に空気供給手段で前記ろ過膜の一次側に空気を供給して前記ろ過膜に付着した濁質を剥離させ、前記ろ過膜から剥離した濁質を含む原水を前記ろ過膜でろ過し、そのろ過水の濁度を前記水質計測手段で計測し、この計測したろ過水の濁度が前記記憶手段に記憶したろ過水の濁度より大きい場合に前記ろ過膜に破断が生じたと判定することを特徴とするろ過膜の破断検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原水に含まれる濁質を分離除去するろ過膜に係わり、詳しくは、ろ過膜の破断を検知するろ過膜の破断検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
膜ろ過装置は、ろ過膜の孔径より大きな微粒子をほぼ１００％除去することができ、また維持管理が容易なことから、近年、浄水施設への導入が増加している。この膜ろ過装置は、例えば数千本の中空糸膜（ろ過膜）を有する膜ろ過モジュール（膜ろ過器）を備えており、原水に含まれる濁質や病原性原虫などをろ過膜で分離除去する。ところが、原水に含まれる異物の影響や定期的に実施する逆洗処理又は薬品洗浄によって、ろ過膜は破断する恐れがある。ろ過膜が破断すると処理水中に濁質が混入してしまうので、安心・安全な浄水を常時供給するためには、ろ過膜の破断をオンラインでかつ高精度に検知する必要がある。
【０００３】
そこで、例えば、逆洗処理後に膜ろ過モジュールから排出した高濁度な逆洗浄排水（逆洗浄水）を逆洗浄水タンクに貯め、逆洗浄水タンクの逆洗浄水（又はその濃縮水）をポンプで原水に注入し、その原水をろ過膜でろ過してろ過水の濁度を高感度濁度計で測定し、この計測したろ過水の濁度が所定の設定値以上である場合にろ過膜が破断したと判定する方法が提唱されている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術では、地下水などの清廉な原水を処理する場合でも、高濁度な逆洗浄水を原水に注入することにより、ろ過膜の破断検知が的確に行えるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−８７９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願発明者らは、破断したろ過膜を用いた実験結果により、ろ過膜のろ過流束が小さくなるほど、ろ過膜の破断部から二次側へ流出する流量割合が大きくなり、ろ過水の濁度が高くなるという知見を得た。すなわち、ろ過膜のろ過流束を小さくすれば、ろ過膜の破断検知精度を向上させることが可能である。しかしながら、上記従来技術においては、逆洗浄水を原水に注入するような構成となっており、ろ過処理効率の観点から、ろ過膜のろ過流束を小さくすることは好ましくなかった。そのため、ろ過膜の破断検知精度の点で改善の余地があった。
【０００６】
本発明の目的は、ろ過膜の破断検知の精度を向上させることができるろ過膜の破断検知方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、原水に含まれる濁質を分離除去するろ過膜を有する膜ろ過器と、前記ろ過膜でろ過したろ過水の濁度を計測する水質計測手段とを備えたろ過膜の破断検知方法において、前記ろ過膜に付着した濁質を剥離させる逆洗処理を行った後、逆洗処理によって前記ろ過膜から剥離し前記膜ろ過器内に残留した濁質を含む水を外部へ流出させるフラッシング処理を行うときに、前記膜ろ過器内に残留した濁質を含む水の一部を前記ろ過膜でろ過し、そのろ過水の濁度を前記水質計測手段で計測し、この計測したろ過水の濁度に基づき前記ろ過膜の破断を検知する。
【０００８】
本発明においては、フラッシング処理時に、逆洗処理によってろ過膜から剥離し膜ろ過器内に残留した濁質を含む水をろ過膜でろ過することにより、原水に比べ高濁度な水をろ過膜でろ過することができる。これにより、例えば原水の濁度が低い場合やろ過膜の破断比率が低い場合でも、ろ過膜が破断したときのろ過水の濁度を高くすることができ、そのろ過水の濁度を水質計測手段で計測してろ過膜の破断を検知することができる。したがって、ろ過膜の破断検知の精度を向上させることができる。また、逆洗処理によってろ過膜から剥離し膜ろ過器内に残留した濁質を含む水を外部へ流出させるフラッシング処理時に、その膜ろ過器内に残留した濁質を含む水の一部をろ過膜でろ過するので、例えばろ過処理時（詳しくは、原水に含まれる濁質をろ過膜で分離除去する時）とは異なり、ろ過膜のろ過流束を小さくすることが可能である。これにより、ろ過膜が破断したときのろ過水の濁度をより高くすることができ、ろ過膜の破断検知の精度をさらに向上させることができる。
【０００９】
（２）上記（１）において、好ましくは、原水に含まれる濁質を前記ろ過膜で分離除去するろ過処理を行うときのろ過水の濁度を前記水質計測手段で計測して記憶手段に記憶し、フラッシング処理時に前記水質計測手段で計測したろ過水の濁度が前記記憶手段に記憶したろ過処理時のろ過水の濁度より大きい場合、前記ろ過膜に破断が生じたと判定する。
【００１０】
（３）上記（１）又は（２）において、好ましくは、フラッシング処理時における前記ろ過膜のろ過流束は、ろ過処理時における前記ろ過膜のろ過流束より小さくする。
【００１１】
（４）上記（３）において、好ましくは、フラッシング処理時における前記ろ過膜の膜差圧が所定値となるように、フラッシング処理時に前記膜ろ過器へ給水するポンプの容量を調整する。
【００１２】
（５）上記（３）において、好ましくは、フラッシング処理時における前記ろ過膜の膜差圧が所定値となるように、逆洗処理によって前記ろ過膜から剥離し前記膜ろ過器内に残留した濁質を含む水を外部へ流出させる流路に設けた開閉弁の開口度を調整する。
【００１３】
（６）上記（３）において、好ましくは、前記膜ろ過器を複数備えており、フラッシング処理時に予め設定された前記膜ろ過器の順序で、それぞれ前記膜ろ過器内に残留した濁質を含む水の一部を前記ろ過膜でろ過し、それらろ過水の濁度を前記水質計測手段で計測し、それら計測したろ過水の濁度に基づき前記複数の膜ろ過器における前記ろ過膜の破断を検知する。
【００１４】
（７）上記目的を達成するために、また本発明は、原水に含まれる濁質を分離除去するろ過膜を有する膜ろ過器と、前記ろ過膜でろ過したろ過水の濁度を計測する水質計測手段とを備えたろ過膜の破断検知方法において、ろ過処理時における前記ろ過膜の一次側に空気を供給しないときのろ過水の濁度を前記水質計測手段で計測して記憶手段に記憶し、ろ過処理時に間欠的に空気供給手段で前記ろ過膜の一次側に空気を供給して前記ろ過膜に付着した濁質を剥離させ、前記ろ過膜から剥離した濁質を含む原水を前記ろ過膜でろ過し、そのろ過水の濁度を前記水質計測手段で計測し、この計測したろ過水の濁度が前記記憶手段に記憶したろ過水の濁度より大きい場合に前記ろ過膜に破断が生じたと判定する。
【００１５】
本発明においては、ろ過処理時に間欠的に、空気供給手段でろ過膜の一次側に空気を供給し、ろ過膜に付着した濁質を剥離させるので、一時的に原水の濁度を増加させてろ過膜でろ過することができる。これにより、例えば原水の濁度が低い場合やろ過膜の破断比率が低い場合でも、ろ過膜が破断したときのろ過水の濁度の増加幅を大きくすることができ、そのろ過水の濁度を水質計測手段で計測してろ過膜の破断を検知することができる。したがって、ろ過膜の破断検知の精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ろ過膜の破断検知の精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
本発明の第１の実施形態を図１〜図３により説明する。図１は、本発明のろ過膜の検出方法が適用された膜ろ過装置の一実施形態の構成を表す概略図である。
【００１９】
この図１において、膜ろ過装置は、例えば河川等の表流水に代表される原水を浄化する浄化施設等に設置されるものであり、原水に含まれる濁質を分離除去するろ過膜を有する膜ろ過モジュール（膜ろ過器）１と、この膜ろ過モジュール１に原水を供給する例えば可変容量型のろ過ポンプ２と、膜ろ過モジュール１のろ過膜でろ過したろ過水の濁度を計測する高感度濁度計（水質計測手段）３と、ろ過水を貯留するろ過水タンク４とを備えている。膜ろ過モジュール１は、詳細は図示しないが、例えばろ過膜として数千本の中空糸膜を有し、それら中空糸膜の外周側（一次側）から内周側（二次側）に原水を通すことにより、原水に含まれる濁質を分離除去するようになっている。
【００２０】
また膜ろ過装置は、膜ろ過モジュール１のろ過膜に付着した濁質を剥離させる逆洗処理を行うため、ろ過水タンク４のろ過水を膜ろ過モジュール１の二次側に供給する逆洗ポンプ５と、膜ろ過モジュール１の一次側に空気を供給する空気供給装置（空気供給手段）６とを備えている。
【００２１】
ろ過ポンプ２から膜ろ過モジュール１の一次側へ原水を供給する流路７には、開閉弁８が設けられ、膜ろ過モジュール１の二次側から濁度計３及びろ過水タンク４へろ過水を導く流路９には、開閉弁１０が設けられている。流路９における開閉弁１０の膜ろ過モジュール１側とろ過水タンク４との間には、ろ過水タンク４のろ過水を膜ろ過モジュール１の二次側へ供給するための流路１１が接続されており、この流路１１には上記逆洗ポンプ５及び開閉弁１２が設けられている。空気供給装置６から膜ろ過モジュール１の一次側へ空気を供給する流路１３には、開閉弁１４が設けられている。逆洗処理によってろ過膜から剥離した濁質を含む水を膜ろ過モジュール１の外部へ流出させる流路１５には、開閉弁１６が設けられている。
【００２２】
そして、上記ろ過ポンプ２、逆洗ポンプ５、空気供給装置６、及び開閉弁８，１０，１２，１４，１６を制御する制御装置１７が設けられており、この制御装置１７は、膜ろ過モジュール１のろ過処理（詳しくは、原水に含まれる濁質をろ過膜で分離除去する処理）、逆洗処理（詳しくは、ろ過膜に付着した濁質を剥離させる処理）、及びフラッシング処理（詳しくは、逆洗処理によってろ過膜から剥離し膜ろ過モジュール１内に残留した濁質を含む水を外部へ流出させる処理）を切り換える機能を有している（図２参照）。詳しく説明すると、例えばろ過処理時には、開閉弁８，１０を開き状態とし、開閉弁１２，１４，１６を閉じ状態として、ろ過ポンプ２を駆動させるようになっている。これにより、ろ過ポンプ２によって膜ろ過モジュール１の一次側に原水が供給され、原水に含まれる濁質が膜ろ過モジュール１のろ過膜で分離除去され、そのろ過水がろ過水タンク４に送られるとともに、ろ過水の濁度Ａが濁度計３で計測されるようになっている。
【００２３】
また、例えば逆洗処理時には、開閉弁１２，１４，１６を開き状態とし、開閉弁８，１０を閉じ状態として、逆洗ポンプ５及び空気供給装置６を駆動させるようになっている。これにより、逆洗ポンプ５によって膜ろ過モジュール１の二次側にろ過水が供給され、膜ろ過モジュール１の一次側から外部へ排出される。このとき、膜ろ過モジュール１内の流れはろ過処理時とは逆になり（すなわち、ろ過膜の二次側から一次側への流れとなり）、ろ過膜に付着した濁質が剥離する。また、空気供給装置６によって膜ろ過モジュール１の一次側の水に空気が混入され、その振動によりろ過膜に付着した濁質の剥離が促進される。なお、本実施形態では、逆洗処理によってろ過膜から剥離した濁質が膜ろ過モジュール１内に残留するように、逆洗処理における流量や時間を設定している。
【００２４】
そして、本実施形態の大きな特徴の一つとして、フラッシング処理時には、開閉弁８，１０，１６を開き状態とし、開閉弁１２，１４を閉じ状態として、ろ過ポンプ２を駆動させるようになっている。これにより、ろ過ポンプ２によって膜ろ過モジュール１の一次側に原水が供給され、上記逆洗処理によってろ過膜から剥離し膜ろ過モジュール１内に残留した濁質を含んだ水の大部分が外部へ排出される。これと同時に、逆洗処理によってろ過膜から剥離し膜ろ過モジュール１内に残留した濁質を含んだ水の一部がろ過膜でろ過され、そのろ過水がろ過水タンク４に送られるとともに、ろ過水の濁度Ｂが濁度計３で計測されるようになっている。
【００２５】
このとき、制御装置１７は、フラッシング処理時におけるろ過膜の膜差圧（言い換えれば、ろ過膜の一次側と二次側の圧力差）が所定値（ろ過処理時における値より小さい値）となるように、ろ過ポンプ２の容量を制御するようになっている。すなわち、例えばろ過ポンプ２からの給水流量が増加することで、膜ろ過モジュール１の一次側圧力を上昇させてろ過膜の膜差圧を増加させ、また例えばろ過ポンプ２からの給水流量が減少することで、膜ろ過モジュール１の一次側圧力を低下させてろ過膜の膜差圧を減少させることが可能である。このようにしてフラッシング処理時におけるろ過膜の膜差圧を所定値とし、フラッシング処理時におけるろ過膜のろ過流束を、上記ろ過処理時におけるろ過膜のろ過流束に対し例えば１／１０程度と小さくなるように調整している。
【００２６】
そして、制御装置１７は、ろ過処理時及びフラッシング処理時に濁度計３で計測したろ過水の濁度Ａ，Ｂを入力し、これに基づき膜ろ過モジュール１のろ過膜が破断しているかどうか判定する機能を有している。詳しく説明すると、ろ過処理時（例えばろ過処理終了間際）に濁度計３で計測したろ過水の濁度Ａを内部メモリ等の記憶手段に記憶し、フラッシング処理時に濁度計３で計測したろ過水の濁度Ｂが内部メモリに記憶したろ過処理時のろ過水の濁度Ａより大きいかどうかを判断し、大きい場合はろ過膜に破断が生じたと判定するようになっている。そして、ろ過膜に破断が生じたと判定したときには、例えば上述した膜ろ過モジュール１のろ過処理を停止又は中断するように制御したり、またランプやブザー等（図示せず）を制御して報知するようになっている。
【００２７】
なお、本実施形態では、上述した膜ろ過モジュール１のろ過処理、逆洗処理、及びフラッシング処理はその順序で、予め設定された時間間隔で繰り返し行われている。例えば、ろ過処理時間は３０〜６０分、逆洗処理時間は３０〜６０秒、フラッシング処理時間は３０〜６０秒である。なお、ろ過処理時におけるろ過膜のろ過流束は１〜３ｍ／日、これに対し逆洗処理時におけるろ過膜のろ過流束は１〜２倍程度に設定することが好ましい。
【００２８】
以上のように構成された本実施形態においては、フラッシング処理時に、逆洗処理によってろ過膜から剥離し膜ろ過モジュール１内に残留した濁質を含む水をろ過膜でろ過することにより、原水に比べ高濁度な水をろ過膜でろ過することができる。これにより、例えば原水の濁度が低い場合やろ過膜の破断比率が低い場合でも、ろ過膜が破断したときのろ過水の濁度の増加幅を大きくすることができ、そのろ過水の濁度を濁度計３で計測してろ過膜の破断を検知することができる。したがって、ろ過膜の破断検知の精度を向上させることができる。また、逆洗処理によってろ過膜から剥離し膜ろ過モジュール１内に残留した濁質を含む水を外部へ流出させるフラッシング処理時に、その膜ろ過モジュール１内に残留した濁質を含む水の一部をろ過膜でろ過するので、例えばろ過処理時とは異なり、ろ過膜のろ過流束を小さくすることが可能である。図３に示すように、本願発明者らによる破断したろ過膜を用いた実験結果によれば、ろ過膜のろ過流束が小さくなるほど、ろ過水の濁度が高くなることがわかった。これは、ろ過膜のろ過流束、言い換えればろ過膜の膜差圧が小さくなるほど、ろ過膜の破断部からの流出割合が大きくなるためと考えられる。したがって、ろ過膜のろ過流束を小さくすることにより、ろ過膜が破断したときのろ過水の濁度をより増加させることができ、ろ過膜の破断検知精度をさらに向上させることができる。
【００２９】
また本実施形態においては、例えば従来技術のようにフラッシング処理によって膜ろ過モジュールから排出した排出した高濁度な逆洗浄水をタンクに貯め、そのタンクの逆洗浄水（又はその濃縮水）をポンプで原水に注入するような場合とは異なり、それらタンクやポンプ等の構成を不要とすることができる。したがって、小型化を図ることができる。また、ろ過膜のろ過流量が小さいので、ろ過膜が破断したときのろ過水への濁質混入を低減させることができる。
【００３０】
なお、上記第１の実施形態においては、制御装置１７は、フラッシング処理時に濁度計３で計測したろ過水の濁度Ｂが内部メモリ等の記憶手段に記憶したろ過処理時のろ過水の濁度Ａより大きい場合、ろ過膜に破断が生じたと判定する機能を有するものとして説明したが、これに限られない。すなわち、例えばフラッシング処理時に濁度計３で計測したろ過水の濁度Ｂが所定の設定値より大きい場合、ろ過膜に破断が生じたと判定してもよい。このような場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【００３１】
また、上記第１の実施形態においては、膜ろ過モジュール１のろ過処理、逆洗処理、及びフラッシング処理をその順序で繰り返し行う場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えばろ過処理→第１逆洗処理→第１フラッシング処理→第２逆洗処理→第２フラッシング処理→ろ過処理…のような順序で行ってもよい。そして、このような場合は、例えば、第１逆洗処理によってろ過膜から剥離した濁質が膜ろ過モジュール１内に残留するように、第１逆洗処理における流量や時間を設定し、第１フラッシング処理時に濁度計３で計測したろ過水の濁度に基づきろ過膜の破断を検知するようにしてもよい。また、例えば第２フラッシング処理時にろ過膜の破断を検知しないのであれば、第２逆洗処理の時間を第１逆洗処理の時間に比べ長くしたり、また第２逆洗処理における流量を第１逆洗処理における流量より大きくすることが可能となる。このような場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【００３２】
また、上記第１の実施形態においては、フラッシング処理時に濁度計３で計測したろ過水の濁度に基づきろ過膜の破断を検知する方法について説明したが、本発明の技術思想に基づけば、次のような変形例も考えられる。すなわち、例えばフラッシング処理時におけるろ過膜のろ過流量が少なく、そのろ過水がフラッシング処理中に濁度計３まで到達しない場合は、その到達時間を見越した例えばろ過処理の開始直後などに濁度計３でろ過水の濁度を計測し、これに基づきろ過膜の破断を検知するようにしてもよい。このような変形例においても、上記一実施形態同様の効果を得ることができる。
【００３３】
本発明の第２の実施形態を図４及び図５により説明する。本実施形態は、膜ろ過モジュールを複数備えた場合の実施形態である。
【００３４】
図４は、本実施形態による膜ろ過装置の構成を表す概略図である。この図４において、上記第１の実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００３５】
本実施形態の膜ろ過装置では、例えば３つの膜ろ過モジュール１Ａ〜１Ｃを備えている。ろ過ポンプ２から膜ろ過モジュール１Ａ〜１Ｃの一次側へ原水を供給する経路７は、開閉弁８の下流側で分岐する分岐経路７ａ〜７ｃを有し、それら分岐経路７ａ〜７ｃが膜ろ過モジュール１Ａ〜１Ｃの一次側にそれぞれ接続されている。また、膜ろ過モジュール１Ａ〜１Ｃの二次側のろ過水を濁度計３及びろ過水タンク４へ導く経路９は、膜ろ過モジュール１Ａ〜１Ｃの二次側にそれぞれ接続された分岐経路９ａ〜９ｃを有し、それら分岐経路９ａ〜９ｃが開閉弁１０及び経路１１の接続部より膜ろ過モジュール側で合流するようになっている。また、分岐経路９ａ〜９Ｃには開閉弁１８Ａ〜１８Ｃがそれぞれ設けられている。膜ろ過モジュール１Ａ〜１Ｃの一次側には、逆洗処理によってろ過膜から剥離した濁質を含む水を外部へ流出させる流路１５ａ〜１５ｃがそれぞれ接続されており、それら流路１５ａ〜１５ｃには開閉弁１６Ａ〜１６Ｃがそれぞれ設けられている。
【００３６】
そして、制御装置１７は、ろ過ポンプ２、逆洗ポンプ５、空気供給装置６、及び開閉弁８，１０，１２，１４，１６Ａ〜１６Ｃ，１８Ａ〜１８Ｃを制御し、これによって膜ろ過モジュール１Ａ〜１Ｃのろ過処理、逆洗処理、及びフラッシング処理を切り換える機能を有している（図５参照）。詳しく説明すると、例えばろ過処理時には、開閉弁８，１０，１８Ａ〜１８Ｃを開き状態とし、開閉弁１２，１４，１６Ａ〜１６Ｃを閉じ状態として、ろ過ポンプ２を駆動させるようになっている。これにより、ろ過ポンプ２によって膜ろ過モジュール１Ａ〜１Ｃの一次側に原水が供給され、原水に含まれる濁質が膜ろ過モジュール１のろ過膜で分離除去され、そのろ過水がろ過水タンク４に送られるとともに、ろ過水の濁度Ａが濁度計３で計測されるようになっている。
【００３７】
また、例えば逆洗処理時には、開閉弁１２，１４，１６Ａ〜１６Ｃ，１８Ａ〜１８Ｃを開き状態とし、開閉弁８，１０を閉じ状態として、逆洗ポンプ５及び空気供給装置６を駆動させるようになっている。これにより、逆洗ポンプ５によって膜ろ過モジュール１Ａ〜１Ｃの二次側にろ過水が供給され、膜ろ過モジュール１Ａ〜１Ｃの一次側から外部へ排出される。このとき、膜ろ過モジュール１Ａ〜１Ｃ内の流れはろ過処理時とは逆になり、ろ過膜に付着した濁質が剥離する。また、空気供給装置６によって膜ろ過モジュール１Ａ〜１Ｃの一次側の水に空気が混入され、その振動によりろ過膜に付着した濁質の剥離が促進される。
【００３８】
また、例えばフラッシング処理時には、開閉弁８，１０，１６Ａ〜１６Ｂを開き状態とし、開閉弁１２，１４を閉じ状態として、ろ過ポンプ２を駆動させるようになっている。これにより、ろ過ポンプ２によって膜ろ過モジュール１Ａ〜１Ｃの一次側に原水が供給され、上記逆洗処理によってろ過膜から剥離し膜ろ過モジュール１Ａ〜１Ｃ内に残留した濁質を含んだ水の大部分が外部へ排出される。これと同時に、予め設定された順序（本実施形態では、開閉弁１８Ａ→１８Ｂ→１８Ｃの順序）で開閉弁１８Ａ〜１８Ｃのうちの１つを開き状態、残りの２つを閉じ状態とするようになっている。例えばフラッシング処理時の前半に開閉弁１８Ａのみを開き状態とした場合は、逆洗処理によってろ過膜から剥離し膜ろ過モジュール１Ａ内に残留した濁質を含んだ水の一部がろ過膜でろ過され、そのろ過水がろ過水タンク４に送られるとともに、ろ過水の濁度Ｂ１が濁度計３で計測されるようになっている。また、例えばフラッシング処理時の中間に開閉弁１８Ｂのみを開き状態とした場合は、逆洗処理によってろ過膜から剥離し膜ろ過モジュール１Ｂ内に残留した濁質を含んだ水の一部がろ過膜でろ過され、そのろ過水がろ過水タンク４に送られるとともに、ろ過水の濁度Ｂ１が濁度計３で計測されるようになっている。また、例えばフラッシング処理時の後半に開閉弁１８Ｃのみを開き状態とした場合は、逆洗処理によってろ過膜から剥離し膜ろ過モジュール１Ｃ内に残留した濁質を含んだ水の一部がろ過膜でろ過され、そのろ過水がろ過水タンク４に送られるとともに、ろ過水の濁度Ｂ２が濁度計３で計測されるようになっている。このとき、制御装置１７は、上記第１の実施形態同様、フラッシング処理時における膜ろ過モジュール１Ａ〜１Ｃのうちのいずれかのろ過膜の膜差圧が所定値となるようにろ過ポンプ２の容量を制御し、フラッシング処理時におけるろ過膜のろ過流束を上記ろ過処理時におけるろ過膜のろ過流束に対し例えば１／１０程度と小さくなるように調整している。
【００３９】
そして、御装置１７は、ろ過処理時及びフラッシング処理時に濁度計３で計測したろ過水の濁度Ａ，Ｂ１〜Ｂ３を入力し、これらに基づき膜ろ過モジュール１Ａ〜１Ｃのろ過膜が破断しているかどうか判定する機能を有している。詳しく説明すると、ろ過処理時（例えばろ過処理終了間際）に濁度計３で計測したろ過水の濁度Ａを内部メモリ等の記憶手段に記憶し、フラッシング処理時に濁度計３で計測したろ過水の濁度Ｂ１が内部メモリに記憶したろ過処理時のろ過水の濁度Ａより大きいかどうかを判断し、大きい場合は膜ろ過モジュール１Ａのろ過膜に破断が生じたと判定するようになっている。また同様に、フラッシング処理時に濁度計３で計測したろ過水の濁度Ｂ２が内部メモリに記憶したろ過処理時のろ過水の濁度Ａより大きいかどうかを判断し、大きい場合は膜ろ過モジュール１Ｂのろ過膜に破断が生じたと判定するようになっている。また同様に、フラッシング処理時に濁度計３で計測したろ過水の濁度Ｂ３が内部メモリに記憶したろ過処理時のろ過水の濁度Ａより大きいかどうかを判断し、大きい場合は膜ろ過モジュール１Ｃのろ過膜に破断が生じたと判定するようになっている。
【００４０】
以上のように構成された本実施形態においても、上記一実施形態と同様、ろ過膜の破断検知の精度を向上させることができる。
【００４１】
なお、上記第２の実施形態においては、制御装置１７は、フラッシング処理時に濁度計３で計測したろ過水の濁度Ｂ１〜Ｂ３のうちいずれかが内部メモリ等の記憶手段に記憶したろ過処理時のろ過水の濁度Ａより大きい場合、該当する膜ろ過モジュールのろ過膜に破断が生じたと判定する機能を有するものとして説明したが、これに限られない。すなわち、例えばフラッシング処理時に濁度計３で計測したろ過水の濁度Ｂ１〜Ｂ３のうちいずれかが所定の設定値より大きい場合、該当する膜ろ過モジュールのろ過膜に破断が生じたと判定してもよい。また、例えばフラッシング処理時に濁度計３で計測したろ過水の濁度Ｂ１〜Ｂ３を互いに比較していずれかが大きい場合、該当する膜ろ過モジュールのろ過膜に破断が生じたと判定してもよい。このような場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【００４２】
また、上記第１及び第２の実施形態においては、制御装置１７は、フラッシング処理時におけるろ過膜の膜差圧が所定値となるように、ろ過ポンプ２の容量を可変制御する場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えばろ過ポンプ２を固定容量型とする場合、開閉弁１６又は１６Ａ，１６Ｂ，１６ｃの開口度を制御するようにしてもよい。すなわち、例えば開閉弁１６又は１６Ａ，１６Ｂ，１６ｃの開口度が小さくなることで、膜ろ過モジュールの一次側圧力を上昇させてろ過膜の膜差圧を増加させ、また例えば開閉弁１６又は１６Ａ，１６Ｂ，１６ｃの開口度が大きくなることで、膜ろ過モジュールの一次側圧力を低下させてろ過膜の膜差圧を減少させることが可能である。このような場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【００４３】
本発明の第３の実施形態を図により説明する。本実施形態は、ろ過処理時に間欠的に膜ろ過モジュールの一次側に空気を供給する実施形態である。
【００４４】
本実施形態の膜ろ過装置は、前述の図１に示す構成と同じであり、制御装置１７は、上記第１の実施形態同様、ろ過ポンプ２、逆洗ポンプ５、空気供給装置６、及び開閉弁８，１０，１２，１４，１６を制御し、膜ろ過モジュール１のろ過処理、逆洗処理、及びフラッシング処理を切り換える機能を有している。しかしながら、前述の図２に相当する図６に示すように、制御装置１７の制御設定が異なっている。
【００４５】
詳しく説明すると、例えばろ過処理時の前半には、開閉弁８，１０を開き状態とし、開閉弁１２，１４，１６を閉じ状態として、ろ過ポンプ２を駆動させるようになっている。これにより、ろ過ポンプ２によって膜ろ過モジュール１の一次側に原水が供給され、原水に含まれる濁質が膜ろ過モジュール１のろ過膜で分離除去され、そのろ過水がろ過水タンク４に送られるとともに、ろ過水の濁度Ａが濁度計３で計測されるようになっている。
【００４６】
そして、本実施形態の大きな特徴の一つとして、例えばろ過処理時の後半には、開閉弁１４を開き状態とするとともに、空気供給装置６を駆動させるようになっている。これにより、空気供給装置６によって膜ろ過モジュール１の一次側の原水に空気が混入され、その振動によりろ過膜に付着した濁質が剥離し、この剥離した濁質を含んだ原水がろ過膜でろ過され、そのろ過水がろ過水タンク４に送られるとともに、ろ過水の濁度Ｃが濁度計３で計測されるようになっている。
【００４７】
また、例えば逆洗処理時には、開閉弁１２，１４，１６を開き状態とし、開閉弁８，１０を閉じ状態として、逆洗ポンプ５及び空気供給装置６を駆動させるようになっている。これにより、逆洗ポンプ５によって膜ろ過モジュール１の二次側にろ過水が供給され、膜ろ過モジュール１の一次側から外部へ排出される。このとき、膜ろ過モジュール１内の流れはろ過処理時とは逆になり、ろ過膜に付着した濁質が剥離する。また、空気供給装置６によって膜ろ過モジュール１の一次側野水に空気が混入され、その振動によりろ過膜に付着した濁質の剥離が促進される。
【００４８】
また、例えばフラッシング処理時には、開閉弁８，１６を開き状態とし、開閉弁１０，１２，１４を閉じ状態として、ろ過ポンプ２を駆動させるようになっている。これにより、ろ過ポンプ２によって膜ろ過モジュール１の一次側に原水が供給され、上記逆洗処理によってろ過膜から剥離し膜ろ過モジュール１内に残留した濁質を含んだ水の大部分が外部へ排出される。
【００４９】
そして、制御装置１７は、ろ過処理時に濁度計３で計測したろ過水の濁度Ａ，Ｃを入力し、これに基づき膜ろ過モジュール１のろ過膜が破断しているかどうか判定する機能を有している。詳しく説明すると、空気供給装置６でろ過膜の一次側に空気を供給しないときに濁度計３で計測したろ過水の濁度Ａを内部メモリ等の記憶手段に記憶し、空気供給装置６でろ過膜の一次側に空気を供給したときに濁度計３で計測したろ過水の濁度Ｃが内部メモリに記憶したろ過水の濁度Ａより大きいかどうかを判断し、大きい場合はろ過膜に破断が生じたと判定するようになっている。
【００５０】
以上のように構成された本実施形態においては、ろ過処理時に間欠的に、空気供給装置６でろ過膜の一次側に空気を供給し、ろ過膜に付着した濁質を剥離させるので、一時的に原水の濁度を増加させてろ過膜でろ過することができる。これにより、例えば原水の濁度が低い場合やろ過膜の破断比率が低い場合でも、ろ過膜が破断したときのろ過水の濁度の増加幅を大きくすることができ、そのろ過水の濁度を濁度計３で計測してろ過膜の破断を検知することができる。したがって、ろ過膜の破断検知の精度を向上させることができる。
【００５１】
なお、上記第３の実施形態においては、膜ろ過装置は前述の図１に示す構成と同じであるとして説明したが、例えば膜ろ過モジュール１の一次側に供給した空気を排出するために、膜ろ過モジュール１の一次側と原水タンクとを接続した経路を設けて循環させるような構成（いわゆるクロスフロー方式）としてもよい。このような場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【００５２】
なお、以上においては、ろ過水の濁度を計測する水質計測手段として、ろ過水の濁度を計測する濁度計３を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、膜ろ過モジュールのろ過膜の種類によっても異なるが、例えばろ過水の有機物濃度を計測する紫外線吸光度計等を用いてもよい。このような変形例においても、上記同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明のろ過膜の破断検出方法が適用された膜ろ過装置の第１の実施形態の構成を表す概略図である。
【図２】本発明のろ過膜の破断検出方法が適用された膜ろ過装置の第１の実施形態におけるろ過処理時、逆洗処理時、及びフラッシング処理時の制御設定を一例として表す図である。
【図３】破断したろ過膜を用いた実験におけるろ過膜のろ過流束とろ過水の濁度との関係を表す特性図である。
【図４】本発明のろ過膜の破断検出方法が適用された膜ろ過装置の第２の実施形態の構成を表す概略図である。
【図５】本発明のろ過膜の破断検出方法が適用された膜ろ過装置の第２の実施形態におけるろ過処理時、逆洗処理時、及びフラッシング処理時の制御設定を一例として表す図である。
【図６】本発明のろ過膜の破断検出方法が適用された膜ろ過装置の第３の実施形態におけるろ過処理時、逆洗処理時、及びフラッシング処理時の制御設定を一例として表す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１              膜ろ過モジュール（膜ろ過器）
１Ａ〜１Ｃ      膜ろ過モジュール（膜ろ過器）
２              ろ過ポンプ
３              濁度計（水質計測手段）
６              空気供給装置（空気供給手段）
１６            開閉弁
１６Ａ〜１６Ｃ  開閉弁
１７            制御装置
【図１】
2007319785.tif 000003
【図２】
2007319785.tif 000004
【図３】
2007319785.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007319785.tif 000007
【図６】
2007319785.tif 000008