説明

膜モジュールの液漏れ検査方法

【課題】 簡便な方法により、複数の膜モジュールの液漏れを見つけることができる検査方法の提供。
【解決手段】 最初に3本の膜モジュール10、20、30の液漏れを検査し、次に膜モジュール20、30の液漏れを検査し、その後、膜モジュール10、30の液漏れを検査することで、液漏れが生じた膜モジュールを特定する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水処理用の膜モジュールの液漏れ検査方法に関する。
【背景技術】
【0002】
液出入口を有するケースハウジング内に所要数の中空糸膜束を収容し、ケースハウジング内への液(原水、透過水等)の出入りを前記液出入口のみにより行うタイプの中空糸膜モジュールが知られている。
【0003】
中空糸膜束は、外径が1mm前後〜数mm程度の中空糸膜を数百〜数千本束ねたものであることから、長期間にわたり使用され、交換時期辺りになると、断線等の破損が生じることがあり、これを放置しておくと、濾過性能が低下する。
【0004】
また、交換時期に至らない場合でも、何らかの異常を生じて中空糸膜モジュールに強い衝撃が加えられて、中空糸膜が破損することがある。例えば、原水中に空気が多量に混入してバブリング状態になることで圧力異常を生じ、中空糸膜に許容限界を超える圧力がかかったり、圧力衝撃を受けたりすることで、中空糸膜が破損することがある。
【特許文献1】特開2004−313854
【特許文献2】特開2004−329980
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1には、複数の中空糸膜モジュールを用いた膜ろ過装置において中空糸膜の破断検知を行うことが開示され、特許文献2には、複数の膜モジュールを有する膜ろ過装置の膜破断検出装置が開示されている。
【0006】
本発明は、複数本の膜モジュールを組み合わせた膜処理システムにおいて、複数本の中の特定の膜モジュールにおける中空糸膜の断線等の不具合による液漏れを簡便な方法で検査することができる、膜モジュールの液漏れ検査方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、課題の解決手段として、
複数本の膜モジュールを並列に接続してなる膜処理システムにおける、個々の膜モジュールの液漏れ検査方法であり、
n本の膜モジュールが並列に接続されているとき、
最初の試験においてn本の膜モジュール全体を検査して液漏れが見つかったとき、
次に、1本を除いたn−1本の膜モジュールの液漏れを検査し、その後、別の1本を除いたn−1本の膜モジュールの液漏れを検査し、このような液漏れ検査を最初の検査を含めて最大でn回行うことにより、液漏れが生じた膜モジュールを特定する、膜モジュールの液漏れ検査方法を提供する。
【0008】
また本発明は、課題の他の解決手段として、
複数本の膜モジュールを並列に接続してなる膜処理システムにおける、個々の膜モジュールの液漏れ検査方法であり、
n本の膜モジュールが並列に接続されているとき、n本の膜モジュールのそれぞれに原水ライン、透過液ライン及び濃縮液ラインが接続され、かつ各ラインと各膜モジュールの間には開閉バルブが設置されており、
最初の試験においてンn本の膜モジュール全体の原水ラインを閉じ、透過液ラインと濃縮ラインを開き、濃縮ラインから気体を供給して透過液ラインに流れる流量を計測することでn本の膜モジュールの液漏れを検査して液漏れが見つかったとき、
次に、1本の膜モジュールの原水ライン、透過液ライン及び濃縮液ラインを閉じ、残りのn−1本の膜モジュールの原水ラインを閉じ、透過液ラインと濃縮ラインを開き、濃縮ラインから気体を供給して透過液ラインに流れる流量を計測することでn−1本の膜モジュールの液漏れを検査し、
その後、別の1本の膜モジュールの原水ライン、透過液ライン及び濃縮液ラインを閉じ、残りのn−1本の膜モジュールの原水ラインを閉じ、透過液ラインと濃縮ラインを開き、濃縮ラインから気体を供給して透過液ラインに流れる流量を計測することでn−1本の膜モジュールの液漏れを検査し、このような液漏れ検査を最初の検査を含めて最大でn回行うことにより、液漏れが生じた膜モジュールを特定する、膜モジュールの液漏れ検査方法を提供する。
【0009】
また本発明は、課題の他の解決手段として、
複数本の膜モジュールを並列に接続してなる膜処理システムにおける、個々の膜モジュールの液漏れ検査方法であり、
n本の膜モジュールが並列に接続されているとき、
最初の試験においてn本の膜モジュール全体を検査して液漏れが見つかったとき、
次に、1本を除いたn−1本の膜モジュールの液漏れを検査し、その後、更に別の1本を除いたn−2本の膜モジュールの液漏れを検査し、このような液漏れ検査を最初の検査を含めて最大でn回行うことにより、液漏れが生じた膜モジュールを特定する、膜モジュールの液漏れ検査方法を提供する。
【0010】
また本発明は、課題の他の解決手段として、
複数本の膜モジュールを並列に接続してなる膜処理システムにおける、個々の膜モジュールの液漏れ検査方法であり、
n本の膜モジュールが並列に接続されているとき、n本の膜モジュールのそれぞれに原水ライン、透過液ライン及び濃縮液ラインが接続され、かつ各ラインと各膜モジュールの間には開閉バルブが設置されており、
最初の試験においてn本の膜モジュール全体の原水ラインを閉じ、透過液ラインと濃縮ラインを開き、濃縮ラインから気体を供給して透過液ラインに流れる流量を計測することでn本の膜モジュールの液漏れを検査して液漏れが見つかったとき、
次に、1本の膜モジュールの透過液ラインを閉じ、残りのn−1本の膜モジュールは直前の検査状態を維持したまま、濃縮ラインから気体を供給して透過液ラインに流れる流量を計測することでn−1本の膜モジュールの液漏れを検査し、
その後、更に別の1本の膜モジュールの透過液ラインを閉じ、残りのn−2本の膜モジュールは直前の検査状態を維持したまま、濃縮ラインから気体を供給して透過液ラインに流れる流量を計測することでn−2本の膜モジュールの液漏れを検査し、このような液漏れ検査を最初の検査を含めて最大でn回行うことにより、液漏れが生じた膜モジュールを特定する、膜モジュールの液漏れ検査方法を提供する。
【発明の効果】
【0011】
本発明の膜モジュールの液漏れ検査方法によれば、膜モジュール内の中空糸膜に断線等の不具合による液漏れが生じている場合、簡便な方法で確実に見つけることができるので、膜モジュールのメンテナンスが容易であり、安定した濾過運転ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
図1により、本発明の膜モジュールの液漏れ検査方法を説明する。図1は、3本の膜モジュールが並列に接続された膜処理システムにおける膜モジュールの液漏れ検査方法の説明図である。図1中、括弧で囲んだ部分は、必要に応じて設けられるものであることを意味する。
【0013】
図1の膜処理装置では、膜モジュール10、20、30の3本が並列配置されている。膜モジュール自体は公知のものであり、ケースハウジング中に所要束数の中空糸膜束が収容されたものである。
【0014】
膜モジュール10、20、30には、それぞれ原水ライン41、透過液ライン42、濃縮液ライン(又は気体供給ライン)43が接続されている。
【0015】
膜モジュール10と原水ライン41、透過液ライン42(42a、42b)、濃縮液ライン(又は気体供給ライン)43の間には、それぞれ開閉バルブ11、12、13が設置されている。
【0016】
膜モジュール20と原水ライン41、透過液ライン42、濃縮液ライン(又は気体供給ライン)43の間には、それぞれ開閉バルブ21、22、23が設置されている。
【0017】
膜モジュール30と原水ライン41、透過液ライン42、濃縮液ライン(又は気体供給ライン)43の間には、それぞれ開閉バルブ31、32、33が設置されている。
【0018】
原水ライン41には、必要に応じて原水バルブ55を設けることができ、更に原水ライン41には、開閉バルブ56を有する排水ライン44を接続することもできる。
【0019】
透過液ライン42は、ライン42aとライン42bに分岐されている。ライン42aは、濾過運転時の透過液ラインとなるもので、開閉バルブ53と流量計F1が設置されている。ライン42bは、検査時の漏れ液測定ラインとなるもので、開閉バルブ54と少量の流れを測定できる流量計F2が設置されている。流量がごく少ない場合は、流量計での測定は困難になるので、メスシリンダ等の計量可能な容器で受けて測定してもよい。
【0020】
濃縮液ライン43には、更に開閉バルブ51、空気抜き用の開閉バルブ52が設置されている。
【0021】
次に、図1に示す膜処理システムにおける各膜モジュール10、20、30の液漏れ検査方法として、2つの検査方法を説明する。なお、液漏れ検査は、濾過運転開始から一定期間経過した場合や、濾過運転の異常を検知した場合に行う。
【0022】
<検査方法1>
(1回目の検査)
濾過運転を停止したのち、まず、膜モジュール10、20、30の原水ライン41の開閉バルブ11、21、31を閉じ、透過液ライン42の開閉バルブ12、22、32、53、54を開け、濃縮ライン43の開閉バルブ13、23、33、51を開ける。そして、濃縮ライン43から膜モジュール10、20、30に所定圧力にて空気を供給する。
【0023】
このときの空気の供給圧力は、中空糸膜モジュールの耐圧性上限以下の圧力であり、かつ中空糸膜のバルブポイント以下の圧力であればよいが、好ましくは0.01〜0.3MPa、より好ましくは0.03〜0.2MPaである。
【0024】
膜モジュール10、20、30内には透過液が存在しており、濃縮液ライン43からの空気の供給を受けたとき、原水ライン41が閉じられているため、開放状態の透過液ライン42側に透過液が流れる。一定時間後、流量が落ち着いたら、開閉バルブ53を閉じる。そして、このときのライン42bに流れた透過液流量(漏れ液流量)を流量計F2にて計測する(流量F2-1とする)。この流量F2-1が過度である場合(正常でない場合)、膜モジュール内の中空糸膜に断線等が生じて液漏れがあることを意味することになる。
【0025】
なお、流量F2-1が正常であるかどうかの判断は、次のようにして行う。予め、断線等の損傷がなく、正常であることを確認しておいた中空糸膜モジュールを、図1に示す膜処理装置に慎重に取り付けた直後に漏れ液流量を測定し、定期的にこれを繰り返して正常値を求めておき、この正常値と比較することで、正常か異常かを判断する。
【0026】
流量F2-1が正常値であれば、膜モジュール10、20、30のいずれの中空糸膜にも断線が生じていないことになるから、これ以上の検査は不要となる。しかし、流量F2-1が正常値でないことになれば、即ち液漏れがある場合には、検査を続行する。
【0027】
(2回目の検査)
次に、膜モジュール10の原水ライン41、透過液ライン42及び濃縮液ライン43の開閉バルブ11、12、13を閉じ、膜モジュール20、30の原水ライン41の開閉バルブ21、31を閉じ、透過液ライン42の開閉バルブ22、32、53、54と、濃縮ライン43の開閉バルブ23、33、51を開き、濃縮ライン43から膜モジュール20、30に所定圧力にて空気を供給する。
【0028】
膜モジュール20、30は、濃縮液ライン43からの空気の供給を受けたとき、原水ライン41が閉じられているため、開放状態の透過液ライン42側に透過液が流れる。一定時間後、流量が落ち着いたら、開閉バルブ53を閉じる。そして、このときのライン42bに流れた透過液流量(漏れ液流量)を流量計F2にて計測する(流量F2-2とする)。
【0029】
この流量F2-2と上記の流量F2-1との対比から、次の(a)又は(b)のように膜モジュールの液漏れの有無が判断される。
【0030】
(a)流量F2-1が異常であり、流量F2-2が正常であれば、膜モジュール10に液漏れがあることになる。
【0031】
(b)流量F2-1が異常であり、流量F2-2が異常であれば、膜モジュール10には液漏れはなく、膜モジュール20又は30に液漏れがあることになる。
【0032】
よって、(a)の場合には、膜モジュール10に断線等の不具合による液漏れがあることになるから、検査はここで終了となり、膜モジュール10内の中空糸膜束を取り出して、不具合のあるものを交換する。
【0033】
しかし、(b)の場合には、膜モジュール20又は30に液漏れがあることになるから、続いてどちらの膜モジュールに液漏れがあるかを検査する。
【0034】
(3回目の検査)
次に、膜モジュール20の原水ライン41、透過液ライン42及び濃縮液ライン43の開閉バルブ21、22、23を閉じ、膜モジュール10、30の原水ライン41の開閉バルブ11、31を閉じ、透過液ライン42の開閉バルブ12、32、53、54と、濃縮ライン43の開閉バルブ13、33、51を開き、濃縮ライン43から膜モジュール10、30に所定圧力にて空気を供給する。
【0035】
膜モジュール10、30は、濃縮液ライン43からの空気の供給を受けたとき、原水ライン41が閉じられているため、開放状態の透過液ライン42側に透過液が流れる。一定時間後、流量が落ち着いたら、開閉バルブ53を閉じる。そして、このときのライン42bに流れた透過液流量(漏れ液流量)を流量計F2にて計測する(流量F2-3とする)。
【0036】
この流量F2-3と上記の流量F2-2(流量F2-2が異常)との対比から、次の(c)又は(d)のように膜モジュールの液漏れの有無が判断される。
【0037】
(c)流量F2-3が正常であれば、膜モジュール20に液漏れがあることになる。
【0038】
(d)流量F2-3が異常であれば、膜モジュール30に液漏れがあることになる。
【0039】
よって、3本の膜モジュールを含む膜処理システムの場合、最大で3回目の検査により、液漏れがある膜モジュールが特定されることになるから、検査はここで終了となる。検査終了後は、液漏れが見つかった膜モジュール内の中空糸膜束を取り出して、断線等の不具合が発生したものを交換する。
【0040】
<検査方法2>
(1回目の検査)
濾過運転を停止したのち、まず、膜モジュール10、20、30の原水ライン41の開閉バルブ11、21、31を閉じ、透過液ライン42の開閉バルブ12、22、32、53、54を開け、濃縮ライン43の開閉バルブ13、23、33、51を開ける。そして、濃縮ライン43から膜モジュール10、20、30に所定圧力にて空気を供給する。このときの空気の供給圧力は、検査方法1と同じである。
【0041】
膜モジュール10、20、30内には透過液が存在しており、濃縮液ライン43からの空気の供給を受けたとき、原水ライン41が閉じられているため、開放状態の透過液ライン42側に透過液が流れる。一定時間後、流量が落ち着いたら、開閉バルブ53を閉じる。そして、このときのライン42bに流れた透過液流量(漏れ液流量)を流量計F2にて計測する(流量F2-1とする)。この流量F2-1が過度である場合(正常でない場合)、膜モジュール内の中空糸膜に断線等が生じて液漏れがあることを意味することになる。なお、流量F2-1が正常であるかどうかの判断方法は、検査方法1と同様である。
【0042】
流量F2-1が正常であれば、膜モジュール10、20、30のいずれの中空糸膜にも断線が生じていないことになるから、これ以上の検査は不要となる。しかし、流量F2-1が適正でないことになれば、即ち液漏れがある場合には、検査を続行する。
【0043】
(2回目の検査)
次に、1回目の検査状態を維持したまま、膜モジュール10の透過液ライン42の開閉バルブ12を閉じると、膜モジュール10のみの漏れ液は、漏れ液ライン42bに流れないことになるため、流量計F2の測定値から除外される。つまり、膜モジュール20、30は、濃縮液ライン43からの空気の供給を受けたとき、原水ライン41が閉じられているため、開放状態の漏れ液ライン42b側に透過液が流れる。そして、このときの漏れ液流量を流量計F2にて計測する(流量F2-2とする)。
【0044】
この流量F2-2と上記の流量F2-1との対比から、次の(a)又は(b)のように膜モジュールの液漏れの有無が判断される。
【0045】
(a)流量F2-1が異常であり、流量F2-2が正常であれば、膜モジュール10に液漏れがあることになる。
【0046】
(b)流量F2-1が異常であり、流量F2-2が異常であれば、膜モジュール10には液漏れはなく、膜モジュール20又は30に液漏れがあることになる。
【0047】
よって、(a)の場合には、膜モジュール10に断線等の不具合による液漏れがあることになるから、検査はここで終了となり、膜モジュール10内の中空糸膜束を取り出して、不具合のあるものを交換する。
【0048】
しかし、(b)の場合には、膜モジュール20又は30に液漏れがあることになるから、続いてどちらの膜モジュールに液漏れがあるかを検査する。
【0049】
(3回目の検査)
次に、2回目の検査状態を維持したまま、膜モジュール20の透過液ライン42の開閉バルブ22を閉じると、膜モジュール20の漏れ液は、漏れ液ライン42bに流れないことになるため、流量計F2の測定値から除外される。つまり、膜モジュール30は、濃縮液ライン43からの空気の供給を受けたとき、原水ライン41が閉じられているため、開放状態の漏れ液ライン42b側に透過液が流れる。そして、このときの漏れ液流量を流量計F2にて計測する(流量F2-3とする)。
【0050】
この流量F2-3と上記の流量F2-2(流量F2-2が異常)との対比から、次の(c)又は(d)のように膜モジュールの液漏れの有無が判断される。
【0051】
(c)流量F2-3が正常であれば、膜モジュール20に液漏れがあることになる。
【0052】
(d)流量F2-3が異常であれば、膜モジュール30に液漏れがあることになる。
【0053】
検査方法1及び検査方法2のいずれも方法でも、膜モジュールに所定圧力で空気を供給したとき、原水側に大量の液があると、この液が膜を通って透過側に大量に流れ、漏れ液測定までに長い時間を要する場合がある。このため、空気を供給して加圧し、予め排水ライン44から原水を排水しておいてから、1回目の検査を行うことが好ましい。
【0054】
検査方法1及び検査方法2のいずれも方法でも、3本(n本)の膜モジュールを含む膜処理システムの場合、最大で3回目(n回目)の検査により、液漏れがある膜モジュールが特定されることになるから、検査はここで終了となる。検査終了後は、液漏れが見つかった膜モジュール内の中空糸膜束を取り出して、断線等の不具合が発生したものを交換する。
【0055】
このようにして膜処理システムを構成する膜モジュールの液漏れを検査することにより、不具合が発生した膜モジュール内の中空糸膜を速やかに交換することができるため、安定した濾過運転を実施することができる。
【実施例】
【0056】
図1に示す膜処理装置により、検査方法2による液漏れ検査を行った。中空糸膜モジュールは、ダイセン・メンブレン・システムズ(株)製のFW50RVC−FUC1582(有効膜面積50m、酢酸セルロース中空糸膜)を3本用いた。
【0057】
まず、正常値を確認するため、個々の膜モジュールに異常がないことを確かめた。その後、図1の膜処理装置に設置し、1回目の検査を行ったところ、流量F2-1は35ml/分(膜モジュール10,20、30合計流量)であった。
【0058】
次に、2回目の検査を行ったところ、流量F2-2は23ml/分(膜モジュール20、30の合計流量)であり、更に3回目の検査を行ったところ、流量F2-3は11ml/分(膜モジュール30の流量)であった。
【0059】
次に、膜モジュール10の中空糸膜の内の一部を故意に破壊し、そのまま図1の膜処理装置に設置した。1回目の検査を行ったところ、流量F2-1は1500ml/分であり、正常値(35ml/分)と大きく異なっており、膜モジュール10,20又は30のいずれかに不具合があることが確認できた。
【0060】
次に、2回目の検査を行ったところ、流量F2-2は24ml/分となったため、膜モジュール20,30は正常であり、膜モジュール10が異常であることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【0061】
【図1】膜モジュールの液漏れ検査方法の説明図。
【符号の説明】
【0062】
10、20、30 膜モジュール
11、12、13 開閉バルブ
21、22、23 開閉バルブ
31、32、33 開閉バルブ
41 原水ライン
42 透過液ライン
43 濃縮液ライン(気体供給ライン)
51、52、53、54 開閉バルブ
F1、F2 流量計

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数本の膜モジュールを並列に接続してなる膜処理システムにおける、個々の膜モジュールの液漏れ検査方法であり、
n本の膜モジュールが並列に接続されているとき、
最初の試験においてn本の膜モジュール全体を検査して液漏れが見つかったとき、
次に、1本を除いたn−1本の膜モジュールの液漏れを検査し、その後、別の1本を除いたn−1本の膜モジュールの液漏れを検査し、このような液漏れ検査を最初の検査を含めて最大でn回行うことにより、液漏れが生じた膜モジュールを特定する、膜モジュールの液漏れ検査方法。
【請求項2】
複数本の膜モジュールを並列に接続してなる膜処理システムにおける、個々の膜モジュールの液漏れ検査方法であり、
n本の膜モジュールが並列に接続されているとき、n本の膜モジュールのそれぞれに原水ライン、透過液ライン及び濃縮液ラインが接続され、かつ各ラインと各膜モジュールの間には開閉バルブが設置されており、
最初の試験においてn本の膜モジュール全体の原水ラインを閉じ、透過液ラインと濃縮ラインを開き、濃縮ラインから気体を供給して透過液ラインに流れる流量を計測することでn本の膜モジュールの液漏れを検査して液漏れが見つかったとき、
次に、1本の膜モジュールの原水ライン、透過液ライン及び濃縮液ラインを閉じ、残りのn−1本の膜モジュールの原水ラインを閉じ、透過液ラインと濃縮ラインを開き、濃縮ラインから気体を供給して透過液ラインに流れる流量を計測することでn−1本の膜モジュールの液漏れを検査し、
その後、別の1本の膜モジュールの原水ライン、透過液ライン及び濃縮液ラインを閉じ、残りのn−1本の膜モジュールの原水ラインを閉じ、透過液ラインと濃縮ラインを開き、濃縮ラインから気体を供給して透過液ラインに流れる流量を計測することでn−1本の膜モジュールの液漏れを検査し、このような液漏れ検査を最初の検査を含めて最大でn回行うことにより、液漏れが生じた膜モジュールを特定する、膜モジュールの液漏れ検査方法。
【請求項3】
複数本の膜モジュールを並列に接続してなる膜処理システムにおける、個々の膜モジュールの液漏れ検査方法であり、
n本の膜モジュールが並列に接続されているとき、
最初の試験においてn本の膜モジュール全体を検査して液漏れが見つかったとき、
次に、1本を除いたn−1本の膜モジュールの液漏れを検査し、その後、更に別の1本を除いたn−2本の膜モジュールの液漏れを検査し、このような液漏れ検査を最初の検査を含めて最大でn回行うことにより、液漏れが生じた膜モジュールを特定する、膜モジュールの液漏れ検査方法。
【請求項4】
複数本の膜モジュールを並列に接続してなる膜処理システムにおける、個々の膜モジュールの液漏れ検査方法であり、
n本の膜モジュールが並列に接続されているとき、n本の膜モジュールのそれぞれに原水ライン、透過液ライン及び濃縮液ラインが接続され、かつ各ラインと各膜モジュールの間には開閉バルブが設置されており、
最初の試験においてn本の膜モジュール全体の原水ラインを閉じ、透過液ラインと濃縮ラインを開き、濃縮ラインから気体を供給して透過液ラインに流れる流量を計測することでn本の膜モジュールの液漏れを検査して液漏れが見つかったとき、
次に、1本の膜モジュールの透過液ラインを閉じ、残りのn−1本の膜モジュールは直前の検査状態を維持したまま、濃縮ラインから気体を供給して透過液ラインに流れる流量を計測することでn−1本の膜モジュールの液漏れを検査し、
その後、更に別の1本の膜モジュールの透過液ラインを閉じ、残りのn−2本の膜モジュールは直前の検査状態を維持したまま、濃縮ラインから気体を供給して透過液ラインに流れる流量を計測することでn−2本の膜モジュールの液漏れを検査し、このような液漏れ検査を最初の検査を含めて最大でn回行うことにより、液漏れが生じた膜モジュールを特定する、膜モジュールの液漏れ検査方法。



【図1】
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【公開番号】特開2006−275894(P2006−275894A)
【公開日】平成18年10月12日(2006.10.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−97888(P2005−97888)
【出願日】平成17年3月30日(2005.3.30)
【出願人】(594152620)ダイセン・メンブレン・システムズ株式会社 (104)
【Fターム(参考)】