CN101896253A - 螺旋型膜元件和具备它的螺旋型膜过滤装置、以及使用它的膜过滤装置管理系统和膜过滤装置管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种螺旋型膜元件和具备它的螺旋型膜过滤装置、以及使用它的膜过滤装置管理系统和膜过滤装置管理方法，其能够不进行繁杂的作业而确保更多的电力。该螺旋型膜元件具备：检测液体的性状的传感器(流量传感器32等)；使用上述液体进行发电的发电部(线圈25等)；无线发送部(通信部36)，其被供应来自上述发电部的电力，对从上述传感器发出的检测信号进行无线发送。由此，通过使用由传感器检测的液体(原水、滤过水或浓缩水)在发电部进行发电，能够不进行繁杂的作业而确保更多的电力。来自发电部的电力至少向无线发送部供应，从该通信部无线发送传感器的检测信号。

Description

螺旋型膜元件和具备它的螺旋型膜过滤装置、以及使用它的膜过滤装置管理系统和膜过滤装置管理方法
技术领域
本发明涉及螺旋型膜元件和具备它的螺旋型膜过滤装置、以及使用它的膜过滤装置管理系统和膜过滤装置管理方法，上述螺旋型膜元件是将分离膜、供应侧流路构件和滤过侧流路构件以层叠的状态在中心管的周围卷绕成螺旋状而成的，并将利用上述分离膜从原液过滤后的滤过液，通过上述滤过侧流路构件导入上述中心管，上述原液是通过由上述供应侧流路构件形成的原液流路供应的。
背景技术
已知有一种螺旋型膜过滤装置(以下简称为“膜过滤装置”)，是在一直线上配置多个上述螺旋型膜元件(以下简称为“膜元件”)，并且通过将邻接的膜元件的上述中心管彼此用中间连接器(连结部)连结而构成的。这样连结的多个膜元件被收容在由例如树脂形成的外筒内，作为一个膜过滤装置使用(例如参照专利文献1)。
这种膜过滤装置一般用于通过过滤排水、海水等原水(原液)来得到净化的滤过水(滤过液)。特别是在大型的成套设备等中，通过用被称作齿轮系(train)的齿条保持多个膜过滤装置，来对每个齿轮系进行处理特性(压力、滤过水的水质和水量等)的管理。
但是在如上述所述对每个齿轮系进行处理特性的管理的情况下，当在被齿轮系保持的多个膜过滤装置中，仅一部分膜过滤装置中的膜元件或连结部发生不良的情况下，存在难以特定该不良部位、该特定作业花费大量劳力的问题。
此外，如上所述在利用齿轮系保持具备多个膜元件的多个膜过滤装置的结构中，根据齿轮系中的各膜过滤装置的位置或各膜过滤装置内的各膜元件的位置，分离膜的污染情况和由该分离膜过滤原液时的载荷不同。因此，在交换膜元件之时，按照将新的膜元件和仍可使用的膜元件适当组合后收容在外筒内，从而最终使齿轮系整体发挥最佳的处理性能的方式，进行各膜元件的配置和组合的最优化。但是，现状却是仅基于使用期间进行最优化，因此也就谈不上充分进行最优化。
进而，是否进行膜元件的清洗或交换这样的维修的判断，是基于对每个齿轮系的处理特性进行的，因此根据膜元件不同，有时基于其位置及使用期间并不是一定能够适当进行维修。即，根据情况不同，有时会耽误了对哪个膜元件进行维修，或在不必要的情况下过早的对哪个膜元件进行了维修。
针对上述问题，如果使用上述专利文献1公开的技术，则对于每个膜元件，在该膜元件具备的无线标签(RFID标签)中预先存储与上述处理特性相关的数据，通过从无线标签读出数据，能够对每个膜元件进行上述处理特性的管理。但是，像这样仅基于预先存储于无线标签的数据进行管理的情况下，各膜元件的状态时时刻刻都在变化，所以管理的精度谈不上充分，如果能够实时检测各膜元件的状态，则能够进行更高精度的管理。
因此，还已知有一种使用传感器等来实时检测各膜元件的状态的方法(例如参照专利文献2)，在该专利文献2中公开了使用无线标签向传感器供应电力的结构，和从电池向传感器供应电力的结构等。上述电池可充电，也可以使用无线标签进行充电。
专利文献1：日本特表2007-527318号公报
专利文献2：国际公开第2007-030647号小册子
但是，如上述现有技术那样，在从外部对传感器等电气部件供给电力，或从外部对向上述电气部件供给电力的电池进行充电的结构中，由于需要进行供电作业或充电作业，所以比较繁琐。
此外，上述方法是使用传感器等检测各膜元件的状态，判断有无交换的必要性的，所以虽然能够确认各膜元件的状态变化，但还是难以特定其变化原因。例如，即使在任意一个膜元件中在滤过水和原水等液体的性状上发生变化的情况下，其原因有时是由繁殖的微生物附着在膜上而产生的生物附着物引起的，有时则是由上述液体浓缩而析出的盐类附着在膜上而产生的水垢引起的。
因而，即使能够确认各膜元件的状态变化，由于根据其变化的原因而要进行维修的方法也不同，所以如果无法特定该原因则无法良好地进行维修。此外，在弄错上述原因的特定的情况下，即使进行维修也不仅无法得到良好的效果，反而有可能产生缩短各膜元件的寿命等的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种不进行繁杂的作业而能够确保更多的电力并且能够得到螺旋型膜元件的信息的螺旋型膜元件和具备它的螺旋型膜过滤装置、以及使用它的膜过滤装置管理系统和膜过滤装置管理方法。此外，本发明的目的在于提供一种能够更高精度地管理螺旋型膜过滤装置的螺旋型膜元件和具备它的螺旋型膜过滤装置、以及使用它的膜过滤装置管理系统和膜过滤装置管理方法。
本发明的第一方面涉及的螺旋型膜元件，是将分离膜、供应侧流路构件和滤过侧流路构件以层叠的状态在中心管的周围卷绕成螺旋状而成的，将利用上述分离膜从原液过滤后的滤过液，通过上述滤过侧流路构件导入上述中心管，上述原液是通过由上述供应侧流路构件形成的原液流路供应的，其特征在于，上述螺旋型膜元件具备：检测液体的性状的传感器；使用上述液体进行发电的发电部；无线发送部，其被供应来自上述发电部的电力，对来自上述传感器的检测信号进行无线发送。
根据这样的结构，通过使用由传感器检测的液体在发电部进行发电，能够不进行繁杂的作业而确保更多的电力。来自发电部的电力至少向无线发送部供应，从该通信部无线发送传感器的检测信号。但是，能够将来自发电部的电力不仅供给至无线发送部，而且供给至上述传感器等的螺旋型膜元件所具备的各部。
本发明的第二方面涉及的螺旋型膜元件，其特征在于，具备蓄积从上述发电部供应的电力的蓄电部。
根据这样的结构，由于能够将从发电部供应的电力预先蓄积在蓄电部中，所以能够确保更多的电力。此外，即使例如像在膜元件内不流动液体时那样发电部不进行发电时，也能够利用在蓄电部中蓄积的电力使膜元件具备的各部动作，因此能够使上述各部稳定动作。
本发明的第三方面涉及的螺旋型膜元件，其特征在于，具备通过上述的液体的流体压力旋转的旋转体，上述发电部基于上述旋转体的旋转进行发电。
根据这样的结构，当液体在螺旋型膜元件内流动时，通过该液体的流体压力使旋转体旋转，基于该旋转在发电部进行发电。因而，能够用设置通过上述液体的流体压力旋转的旋转体这样的简单结构有效地进行发电。
本发明的第四方面涉及的螺旋型膜元件，其特征在于，上述传感器是基于上述旋转体的转速来检测上述液体的流量的流量传感器。
根据这样的结构，当液体在螺旋型膜元件内流动时，传感器所具备的旋转体由于液体的流体压力而旋转，基于其转速利用该流量传感器能够检测液体的流量，并且基于旋转体的转速能够在发电部进行发电。因而，能够利用传感器所具备的旋转体有效地进行发电。
本发明的第五方面涉及的螺旋型膜元件，其特征在于，具备安装于上述螺旋型膜元件的无线标签。
根据这样的结构，通过在无线标签中预先存储数据，从外部读出该数据，能够进行螺旋型膜元件的处理特性的管理。因而，基于在无线标签中存储的数据和通过上述传感器等的各部得到的数据，能够进行更高精度地管理。
本发明的第六方面涉及的螺旋型膜过滤装置，其特征在于，具备上述螺旋型膜元件。
根据这样的结构，通过使用由传感器检测的液体在发电部进行发电，能够不进行繁杂的作业而确保更多的电力。来自发电部的电力至少向无线发送部供应，从该通信部无线发送传感器的检测信号。但是，能够将来自发电部的电力不仅供给至无线发送部，而且供给至上述传感器等的螺旋型膜过滤装置所具备的各部。
本发明的第七方面涉及的膜过滤装置管理系统，是用于对在上述螺旋型膜过滤装置中在轴线方向上排列设置多个的上述螺旋型膜元件进行管理的膜过滤装置管理系统，其特征在于，上述膜过滤装置管理系统具备：从上述传感器取得数据的数据取得单元；比较数据存储单元，其预先存储有表示上述螺旋型膜元件的沿着轴线方向的位置和从上述传感器取得的基准值的相关关系的比较数据；数据比较单元，其将通过上述数据取得单元取得的数据与上述比较数据进行比较。
根据这样的结构，由于具备传感器的安装部件分别安装于在轴线方向上排列设置的多个螺旋型膜元件，所以能够得到将从这些传感器得到的数据与具备该传感器的安装部件安装到的螺旋型膜元件的螺旋型膜过滤装置内的轴线方向的各位置对应的数据。通过将这样得到的数据与比较数据进行比较，能够更明确地特定在螺旋型膜过滤装置内产生的变化的原因，根据该原因进行适当的维修，因此能够更高精度地管理螺旋型膜过滤装置。
本发明的第八方面涉及的膜过滤装置管理系统，其特征在于，具备指示信号输出单元，上述指示信号输出单元基于通过上述数据比较单元得到的比较结果，输出与上述螺旋型膜过滤装置的运转相关的指示信号。
根据这样的结构，能够更明确地特定在螺旋型膜过滤装置内产生的变化的原因，输出与该原因对应的指示信号，因此能够进行适当的维修，能够更高精度地管理螺旋型膜过滤装置。
本发明的第九方面涉及的膜过滤装置管理系统，是用于对在上述螺旋型膜过滤装置中在轴线方向上排列设置多个的上述螺旋型膜元件进行管理的膜过滤装置管理方法，其特征在于，上述膜过滤装置管理方法具备：从上述传感器取得数据的数据取得步骤；数据比较步骤，将由上述数据取得步骤取得的数据，与表示上述螺旋型膜元件的沿着轴线方向的位置和从上述传感器取得的基准值的相关关系的比较数据进行比较。
根据这样的结构，能够提供一种起到与本发明的第七方面涉及的过滤装置管理系统同样的效果的膜过滤装置管理方法。
本发明的第十方面涉及的膜过滤装置管理方法，其特征在于，具备指示信号输出步骤，上述指示信号输出步骤基于通过上述数据比较步骤得到的比较结果，输出与上述螺旋型膜过滤装置的运转相关的指示信号。
根据这样的结构，能够提供一种起到与本发明的第八方面涉及的过滤装置管理系统同样的效果的膜过滤装置管理方法。
根据本发明，通过使用由传感器检测的液体在发电部进行发电，能够不进行繁杂的作业而确保更多的电力，并且能够更容易地得到耐压容器内的膜元件的信息。此外，根据本发明，能够更明确地特定在螺旋型膜过滤装置内产生的变化的原因，根据该原因进行适当的维修，因此能够更高精度地管理螺旋型膜过滤装置。
附图说明
图1是表示具备本发明的第一实施方式涉及的螺旋型膜元件的螺旋型膜过滤装置的一例的概略剖视图。
图2是表示图1的螺旋型膜元件的内部结构的立体图。
图3是表示中心管的内部结构的一例的概略立体图，表示透视内部结构的状态。
图4是表示图1的螺旋型膜过滤装置的电气结构的框图。
图5是表示本发明的第二实施方式涉及的螺旋型膜元件的内部结构的一例的概略立体图，表示透视内部结构的状态。
图6是表示本发明的第三实施方式涉及的螺旋型膜元件的内部结构的一例的概略立体图，表示透视内部结构的状态。
图7是表示用于管理膜过滤装置的膜过滤装置管理系统的一例的框图。
附图标记说明：10...螺旋型膜元件；12...分离膜；14...滤过侧流路构件；16...膜部件；18...供应侧流路构件；20...中心管：21...叶轮；25...线圈；26...发电部；27...空间；28...原水流路；31...电池；32...流量传感器；33...电导率传感器；34...温度传感器；35...污染检测传感器；36...通信部；37...RFID标签；38...通信装置；40...外筒；42...中间连接器；44...浓缩水流出口；46...滤过水流出口；48...原水流入口；50...螺旋型膜过滤装置；121...叶轮；125...线圈；126...发电部；221...叶轮；225...线圈；226...发电部；200...管理装置；202...数据比较部；203...指示信号输出部；204...比较数据存储部。
具体实施方式
<第一实施方式>
图1是表示具备本发明的第一实施方式涉及的螺旋型膜元件10的螺旋型膜过滤装置50的一例的概略截面图。此外，图2是表示图1的螺旋型膜元件10的内部结构的立体图。该螺旋型膜过滤装置50(以下简称为“膜过滤装置50”)是通过在外筒40内在直线上配置多个螺旋型膜元件(以下简称为“膜元件10”)而构成的。
外筒40是被称作耐压容器的树脂制筒体，例如由FRP(FiberglassReinforced Plastics)形成。在外筒40的一端部形成有排水、海水等原水(原液)流入的原水流入口48，从该原水流入口48流入的原水被多个膜元件10过滤，由此得到被净化的滤过水(滤过液)和作为过滤后的原水的浓缩水(浓缩液)。在外筒40的另一端部上，形成有滤过水流出的滤过水流出口46和浓缩水流出的浓缩水流出口44。
如图2所示，膜元件10是将分离膜12、供应侧流路构件18和滤过侧流路侧14以层叠的状态在中心管20的周围卷绕成螺旋状而形成的RO(Reverse Osmosis：反渗透)元件。
具体而言，在由树脂制的网状部件构成的矩形形状的滤过侧流路构件14的两面，重合由相同的矩形形状构成的分离膜12，并且其三边粘合，从而形成在一边具有开口部的袋状膜部件16。而且，该膜部件16的开口部安装在中心管20的外周面，与由树脂制的网状部件构成的供应侧流路构件18一起被卷绕在中心管20的周围，由此形成上述膜元件10。上述分离膜12由例如在无纺布层上顺次层叠多孔性支承体和表皮层(致密层)而形成。
如果从按照上述方式形成的膜元件10的一端侧供应原水，通过由作为原水隔离物发挥功能的供应侧流路构件18形成的原水流路，原水在膜元件10内通过。此时，原水被分离膜12过滤，从原水过滤的滤过水，浸透到由作为滤过水隔离物起作用的滤过侧流路构件14形成的滤过水流路内。
之后，浸透到滤过水流路内的滤过水，经过该滤过水流路向中心管20侧流动，从形成在中心管20的外周面的多个通水孔(未图示)导入中心管20内。由此，滤过水从膜元件10的另一端侧通过中心管20流出，并且浓缩水通过由供应侧流路构件18形成的原水流路流出。
如图1所示，收容在外筒40内的多个膜元件10，邻接的膜元件10的中心管20彼此用管状的中间连接器(连结部)42连结。因而，从原水流入口48流入的原水，从该原水流入口48侧的膜元件10顺次流入原水流路内，用各膜元件10从原水过滤的滤过水，通过由中间连接器42连接的一个中心管20从滤过水流出口46流出。另一方面，穿过各膜元件10的原水流路，将滤过水过滤并浓缩而得到的浓缩水，从浓缩水流出口44流出。
图3是表示中心管20的内部结构的一例的概略立体图，表示了透视内部结构的状态。在该例子中，在中心管20内设置有利用在中心管20内流动的滤过水的流体压力旋转的作为旋转体的叶轮21。但是，上述旋转体并不限定于叶轮21，能够采用各种形状的叶轮。中心管20例如能够采用由直径为20mm～50mm的圆管构成的结构，但并不限定于此，也可以采用更小直径或更大直径的中心管20。
在中心管20内沿着其中心轴线配置有主轴22，该主轴22的两端部被保持部23保持在中心管20的两端部。保持部23由相对于中心管20的中心轴线放射状延伸的多根棒件构成，这些棒件间的空间形成用于使滤过水流通的通水口24。
叶轮21具有各自的前端部延伸至与中心管20的内周面近接的位置的多根叶片21a。因而，通过中心管20的一端部的通水口24流入到中心管20内的滤过水，一边与叶轮21的叶片21a接触一边在中心管20内流通，并从该中心管20的另一端部的通水口24流出，这样能够利用作用于叶片21a的滤过水的流体压力使叶轮21旋转。
在中心管20的叶轮21的周围，通过卷绕金属线而形成有线圈25。此外，在叶轮21的各叶片21a的前端部安装有磁铁(未图示)。根据这样的结构，如果叶轮21旋转，在线圈25的周围由上述磁铁形成的磁场发生变化，利用所谓的电磁感应在线圈25中流动感应电流。即，安装在叶轮21上的磁铁和线圈25构成基于叶轮21的旋转进行发电的发电部26。但是，作为使用利用液体的流体压力旋转的旋转体进行发电的结构，并不限定于使用上述叶轮21的结构，通过采用日本特开2006-141155号公报所公开的旋转式磁铁发电机、或使用日本特开2000-146639号公报所公开的非接触式旋转体的结构，能够进行良好地发电。
图4是表示图1的螺旋型膜过滤装置50的电气结构的框图。该膜过滤装置50，除了上述线圈25之外，还具备AC/DC转换器30(converter)、电池31、流量传感器32、电导率传感器33、温度传感器34、污染检测传感器35、压力传感器39、通信部36和RFID标签37等。
在膜过滤装置50具备的上述各部之中，线圈25、AC/DC转换器30、电池31、流量传感器32、电导率传感器33、温度传感器34、污染检测传感器35、压力传感器39和通信部36安装于中心管20。另一方面，RFID标签37安装于形成膜元件10的外周面的膜部件16。但是，并不限定于这样的结构，也可以采用如下结构，即、发电部26、AC/DC转换器30、电池31、流量传感器32、电导率传感器33、温度传感器34、污染检测传感器35、压力传感器39和通信部36等，安装在膜元件10中的中心管20以外的部分、例如安装在膜元件10的端部的端部部件(密封载体或防伸缩部件)等。此外，也可以构成为RFID标签37安装在膜元件10的膜元件16以外的部分、例如中心管20或上述端部部件等。
在线圈25中产生的感应电流，被AC/DC转换器30从交流(AC)转换成直流(DC)后向电池31供应。电池31由二次电池构成，构成蓄积通过AC/DC转换器30从发电部26供应的电力的蓄电部。蓄积在该电池31中的电力，除了供应至该膜过滤装置50具备的流量传感器32、电导率传感器33、温度传感器34、污染检测传感器35和压力传感器39的各种传感器之外，还供应至通信部36等其他的电气部件。上述其他电气部件也可以包含例如GPS(Global Positioning System)等的位置检测部。
流量传感器32、电导率传感器33、温度传感器34和污染检测传感器35，分别是对在中心管20内流动的滤过水的性状进行检测的传感器，它们被设置在中心管20的内侧。具体而言，流量传感器32是包括上述叶轮21的结构，基于该叶轮21的转速，对在中心管20内流动的滤过水的流量进行检测。换言之，由安装在叶轮21上的磁铁和线圈25构成的发电部26使用流量传感器32的叶轮21进行发电。
根据这样的结构，当滤过水在中心管20内流动时，流量传感器32具备的叶轮21由于滤过水的流体压力而旋转，能够基于该转速用该流量传感器32检测滤过水的流量，并且能够基于叶轮21的旋转用发电部26进行发电。因而，利用流量传感器32具备的叶轮21，能够有效地进行发电。
电导率传感器33是对在中心管20内流动的滤过水的电导率进行检测的传感器。温度传感器34是对在中心管20内流动的滤过水的温度进行检测的传感器，例如其能够由热电偶构成。污染检测传感器35是对在中心管20内流动的滤过水的污染状态进行检测的传感器。压力传感器39设置在中心管20的外侧，并是对在中心管20的外侧(原水流路内)流动的原水的压力进行检测的传感器，例如能够由压电元件或应变片等构成。
通信部36具有天线36a，并且构成将来自流量传感器32、电导率传感器33、温度传感器34、污染传感器35和压力传感器39等的各种传感器的检测信号向通信装置38无线发送的无线发送部。通信部36的天线36a，例如能够通过在中心管20上卷绕金属线而形成。
RFID标签37具备可存储数据的存储介质，是利用使用电波的非接触通信能够与通信装置38之间发送接收数据的无线标签。该RFID标签37可以是具有蓄电部的有源型标签，也可以是不具有蓄电部而基于通信装置38的电波产生电磁感应得到电力的无源型标签。
在RFID标签37中能够存储与该RFID标签37被安装到的膜元件10相关的数据。作为存储于该RFID标签37的数据，能够举出膜元件10的位置信息、膜元件10的制造履历、膜元件10的性能数据或膜元件10的负载图数据等。
<第二实施方式>
第一实施方式中，针对基于设置在中心管20内的旋转体(叶轮21)的旋转进行发电的结构进行了说明。与此相反，第二实施方式中在由供应侧流路构件18形成原水流路内设置有旋转体这一点不同。
图5是表示本发明的第二实施方式的螺旋型膜元件10的内部结构的一例的概略立体图，表示了透视内部结构的状态。在该例子中，在中心管20的周围卷绕的膜部件16沿着中心管20的轴线方向被分割成两个，在这些被分割成的膜部件16的端面间形成有空间27。该空间27是从被分割成的一个膜部件16内的由供应侧流路构件18形成的原水流路28向另一个膜部件16内的原水流路28流动的原水流通的区域，构成上述原水流路28的一部分。
在上述空间27内配置有相对中心管20能够旋转地安装的作为旋转体的叶轮121。该叶轮121具有各自的前端部延伸至与膜元件10的外周面近接的位置的多个叶片121a。因而，从被分割成的一个膜元件16内的原水流路28向另一个膜元件16内的原水流路28流动的原水，一边与叶轮121的叶片121a接触一边在空间27内流通，从而能够利用作用于叶轮121a的原水的流体压力使叶轮121旋转。
在被分割成的各膜元件16的一个或两个的叶轮121的周围，通过卷绕金属线而形成有线圈125。此外，在叶轮121的各叶片121a的前端部安装有磁铁(未图示)。根据这样的结构，如果叶轮121旋转，在线圈125的周围由上述磁铁形成磁场发生变化，利用所谓的电磁感应在线圈125中流动感应电流。即，安装在叶轮121上的磁铁和线圈125，构成基于叶轮121的旋转进行发电的发电部126。
根据这样的结构，当原水在原水流路28内流动时，叶轮121由于原水的流体压力而旋转，基于该旋转通过发电部126进行发电。因而，用在膜元件10内设置叶轮121这样的简单结构能够有效地进行发电。但是，上述旋转体并不限定于叶轮121，也能够采用各种形状的叶轮。
另外，本实施方式中的膜过滤装置50的电气结构与使用图4说明的第一实施方式涉及的膜过滤装置50的电气结构相同，所以在此省略详细的说明。
<第三实施方式>
在第二实施方式中，针对基于设置在膜元件10的中心部的旋转体(叶轮121)的旋转进行发电的结构进行了说明。与此相反，第三实施方式中在膜元件10的端部设置有旋转体这一点不同。
图6是表示本发明的第三实施方式的螺旋型膜元件10的内部结构的一例的概略立体图，表示了透视内部结构的状态。在该例子中，在中心管20的周围卷绕的膜元件16的轴线方向的两端部安装有在外周面保持密封部件(未图示)的密封载体、或防止膜部件16伸缩变形的作为防伸缩部件发挥功能的端部部件11。在膜部件16内的由供应侧流路构件18形成的原水流路28流动的原水，在这些端部部件11内通过。
在端部部件11内配置有相对于中心管20能够旋转地安装的作为旋转体的叶轮221。该叶轮221具有各自的前端部延伸至与膜元件10的外周面近接的位置的多个叶片221a。因而，从相对膜元件16内的原水流路28流入或流出的原水，一边与叶轮221的叶片221a接触一边在端部部件11内流通，从而能够利用作用于叶轮221a的原水的流体压力使叶轮221旋转。
在与各端部部件11邻接的膜部件16的两端部，通过卷绕金属线而形成有线圈225。此外，在叶轮221的各叶片221a的前端部安装有磁铁(未图示)。根据这样的结构，如果叶轮221旋转，在线圈225的周围由上述磁铁形成磁场发生变化，利用所谓的电磁感应在线圈225中流动感应电流。即，安装在叶轮221上的磁铁和线圈225，构成基于叶轮221的旋转进行发电的发电部226。
另外，在图6的例子中，仅在安装于膜元件10的一端部的端部部件11内图示叶轮221，并且仅在该一端部图示线圈225，省略表示设置在膜元件10的另一端部的叶轮221和线圈225。但是，叶轮221和线圈225并不限定于设置在膜元件10的两端部的结构，也可以是仅设置在任意一个端部的结构。
根据本实施方式的结构，当原水在原水流路28内流动时，叶轮221由于原水的流体压力而旋转，基于该旋转通过发电部226进行发电。因而，用在端部部件11上设置叶轮221这样的简单结构能够有效地进行发电。但是，上述旋转体并不限定于叶轮221，也能够采用各种形状的叶轮。
另外，本实施方式中的膜过滤装置50的电气结构与使用图4说明的第一实施方式涉及的膜过滤装置50的电气结构相同，所以在此省略详细的说明。
在以上的实施方式中，通过使用由传感器检测的液体(原水、滤过水或浓缩水)在发电部26、126、226进行发电，能够不进行繁杂的作业而确保更多的电力。来自发电部26、126、226的电力至少向作为无线发送部的通信部36供应，从该通信部36无线发送传感器的检测信号。
另外，一般地，由于在原水流路28内流动的原水与在中心管20内流动的滤过水相比流体压力大，所以通过如第二实施方式或第三实施方式那样在原水流路28内设置叶轮121、221，能够进行比第一实施方式更有效的发电。
此外，在以上的实施方式中，由于能够将从发电部26、126、226供应的电力预先蓄积在电池31中，所以能够确保更多的电力。即使例如像在膜元件10内不流动液体时那样发电部26、126、226不进行发电时，也能够利用在电池31中蓄积的电力使膜元件10具备的各部(例如流量传感器32、电导率传感器33、温度传感器34、污染检测传感器35、压力传感器39和通信部36等)动作，因此能够使上述各部稳定动作。
进而，在以上的实施方式中通过在膜元件10上安装RFID标签37，在该RFID标签37中预先存储数据，并从外部读出该数据，从而能够进行膜元件10的处理特性的管理。因而，基于存储于RFID标签37的数据和由上述传感器等各部得到的数据能够进行更高精度的管理。
在以上的实施方式中，对使用叶轮21、121、221等的流量传感器32具备的旋转体进行发电的结构进行了说明，但并不限定于这样的结构，可以是使用与流量传感器32分开设置的旋转体进行发电的结构，也可以是使用旋转体以外的其他机构进行发电的结构。作为上述其他机构，能够举出产生与从中心管20和原水流路28等的膜过滤装置50内流动的液体接受的流体压力对应的电压的压电元件及应变片等。例如能够通过在膜过滤装置50的适当部位设置压电元件(压电元件)来进行发电。从设置的容易度和发电效率的观点出发，优选地压电元件是具有弯曲性的薄膜状。此外，也能够将压电元件设置在外筒40(耐压容器)的内面、膜元件10的外装面、中心管20的内部或与中间连接器42的连结部、外筒40端部的原水流入部分、膜元件10端部的膜保持部件、膜过滤装置50的配管内部等，易于受到流体的压力的部位，或易于产生振动的部位。其中，从利用电气配线或无线传送取出电力并加以利用的观点出发，优选将压电元件设置在外筒40的内面或膜元件10的外装面。另外，作为压电元件，能够应用单压电晶片型、双压电晶片型、层叠型等适当公知的技术。
此外，并不限定于使用在膜过滤装置50内流动的液体的流体压力进行发电的结构，也可以是采用其他方式进行发电的结构。例如，也考虑通过在中心管20内流动的滤过水中产生大量气泡，这样使用该气泡的能量进行发电。在该情况下，利用在滤过水中产生的大量气泡的作用，也能够期待滤过水的清洗效果。
此外，在以上的实施方式中，对能够将从发电部26、126、226供应的电力预先存储在作为蓄电部的电池31中的结构进行了说明，但并不限定于这样的结构，也可以是不具备电池31的结构。在该情况下，也可以将由发电部26、126、226产生的电力直接供应至上述传感器等各部。
进而，在以上的实施方式中，对使用膜过滤装置50过滤排水、海水等的原水的情况进行了说明，但并不限定于这样的结构，也可以是使用膜过滤装置50过滤原水以外的原液的结构。
图7是表示用于管理膜过滤装置50的膜过滤装置管理系统的一例的框图。在该膜过滤装置管理系统中，能够利用多个膜过滤装置50具备的造水装置100过滤排水、海水等原水，生成被净化的滤过水，并且能够利用在中央监视中心设置的管理装置200进行该造水装置100的管理。造水装置100设置有被称作齿轮系的齿条，在各齿轮系中保持多个膜过滤装置50，对每个齿轮系进行处理特性的管理。
从各传感器输出的数据，通过通信部36被向通信装置38无线发送，通过该通信装置38被向中央监视中心的管理装置200发送。但是，并不限定于来自各传感器的数据向通信装置38无线发送的结构，也可以是各传感器借助配线与通信装置38连接，进行有线发送的结构。
在造水装置100中，除了上述膜过滤装置50和通信装置38之外，还具备用于对该膜过滤装置50执行维修的维修执行部70，或用于进行与该造水装置100的状态等相关的各种显示的显示装置80等。在维修执行部70中，例如具备对供应的原水的压力进行调整的压力泵，对原水的流量进行调整的流量调整泵，投入药品对膜过滤装置50内进行清洗的药品清洗单元等。维修执行部70具备的上述各部，不仅能够通过作业者的直接操作进行动作，而且能够基于从中央监视中心的管理装置200通过通信装置60接收的指示信号进行动作。显示装置80能够由例如液晶显示器等构成。
中央监视中心的管理装置200例如由计算机构成，具备通信部201、数据比较部202、指示信号输出部203和比较数据存储部204等。通信部201与造水装置100的通信装置38之间进行通信。该通信可以是有线，也可以是无线。该通信部201构成通过通信装置38取得来自膜过滤装置50具备的各传感器的数据的单元。
比较数据存储部204是预先存储用于与取得的来自各传感器的数据进行比较的比较数据的比较数据存储单元。该比较数据由沿着膜过滤装置50的膜元件10的轴线方向的位置和从各传感器分别得到的基准值的相关关系的数据构成。例如，对于在沿着膜过滤装置50的轴线方向设置在不同的位置的多个膜元件10，将这些各位置与在该膜过滤装置50正常动作的状态(不需要进行维修的状态)下从在各膜元件10安装的各膜元件10具备的各传感器得到的数据相对应，由此能够得到上述比较数据。另外，膜元件10的位置信息如上所述能够预先存储在RFID标签37中，能够从该RFID标签37向通信装置38无线发送。
数据比较部202是将从膜过滤装置50具备的各传感器取得的数据与存储于比较数据存储部204的比较数据进行比较的数据比较单元。此外，指示信号输出部203是基于数据比较部203的比较结果输出与膜过滤装置50的运转相关的指示信号的指示信号输出单元。但也可以是作业者进行基于上述数据比较部202的判断的结构。在该情况下，也可以是基于作业者的比较输出上述指示信号的结构。以下对基于这些数据比较部202和指示信号输出部203的处理进行更具体的说明。
作为比较数据，例如能够使用在膜过滤装置50正常动作的状态下，以从流量传感器32、电导率传感器33和压力传感器39分别得到的数据为基准值的比较数据。在该情况下，通过将由流量传感器32检测出的滤过水的流量、由电导率传感器33检测出的滤过水的电导率和由压力传感器39检测出的原水的压力与比较数据进行比较，能够基于该比较结果进行适当的维修。
另外，在膜过滤装置50正常动作的状态下，由流量传感器32测定的滤过水的流量，与膜过滤装置50内的轴线方向的位置成反比例，随着从膜过滤装置50的上游侧朝向下游侧而减少。此外，由电导率传感器33测定的滤过水的电导率，不论膜过滤装置50内的轴线方向的位置如何大致一定。此外，由压力传感器39测定的原水的压力与膜过滤装置50内的轴线方向的位置成比例，随着从膜过滤装置50内的上游侧朝向下游侧而减少。
基于数据比较部202的处理，是通过判断从各传感器取得的数据相对于比较数据是否在规定的范围内进行的。例如，由在膜过滤装置50内设置在轴线方向的互不相同的位置的各流量传感器32测定的滤过水的流量，是以与上述各位置对应的流量的比较数据为中心，分别比较是否在规定的流量范围内。由在膜过滤装置50内设置在轴线方向的互不相同的位置的各电导率传感器33测定的滤过水的电导率，是以与上述各位置对应的电导率的比较数据为中心，分别比较是否在规定的电导率范围内。由在膜过滤装置50内设置在轴线方向的互不相同的位置的各压力传感器39测定的滤过水的原水的压力，是以与上述各位置对应的压力的比较数据为中心，分别比较是否在规定的压力范围内。并且，从各传感器得到的值如果在上述各范围内则判断为没有变化，而如果比上述各范围小则判断为减少，如果比上述各范围大则判断为增加。
例如，当由与在轴方向上排列设置的多个膜元件10之中在滤过水的流通方向的上游侧端部配置的膜元件10(以下称为“上游侧膜元件10”)对应的流量传感器32检测出的滤过水的流量减少的情况下，产生生物附着物的可能性高。
此外，当由与上述膜元件10对应的压力传感器39检测出的原水的压力增加的情况下，产生生物附着物的可能性也高。
特别是当与上述膜元件10对应的流量传感器32、压力传感器39和电导率传感器33之中至少两个传感器中，在由流量传感器32检测出的滤过水的流量减少，或由压力传感器39检测出的原水的压力增加，或由电导率传感器33检测出的滤过水的电导率没有变化的情况下，产生生物附着物的可能性特高。
生物附着物是在膜过滤装置50内微生物繁殖的现象，由于微生物的繁殖而在膜过滤装置50的入口附近产生粘液，因此在各传感器的测定值中产生上述那样的倾向。当如上所述产生生物附着物的可能性高的情况下，例如要对膜过滤装置50内进行碱清洗的内容的指示信号，从管理装置200的通信部201向造水装置100的通信装置38发送。在造水装置100中，基于所接收的指示信号，从维修执行部70具备的药品清洗单元投入碱性清洗剂，由此对膜过滤装置50内进行清洗。
但是，并不限定于上述结构，也可以是如下结构，即、基于接收的指示信号，例如在显示装置80显示要对膜过滤装置50内进行碱清洗的内容，作业者基于该显示进行作业。此外，也可以是如下结构，即、基于接收的指示信号，在显示装置80显示要变更前处理或日常管理的方法。
当由与在轴方向上排列设置的多个膜元件10之中在滤过水的流通方向的下游侧端部配置的膜元件10(以下称为“下游侧膜元件10”)对应的流量传感器32检测出的滤过水的流量增加的情况下，产生生物附着物或产生整体的膜劣化的可能性高。在该情况下，进行膜劣化物质是否流入的检验，如果检验结果是膜劣化物质没有流入，则要对膜过滤装置50内进行碱清洗的内容的指示信号，从管理装置200的通信部201向造水装置100的通信装置38发送。在造水装置100中，基于所接收的指示信号，从维修执行部70所具备的药品清洗单元投入碱性清洗剂，由此对膜过滤装置50内进行清洗。
但是，并不限定于上述结构，也可以是如下结构，即、基于接收的指示信号，例如在显示装置80显示要对膜过滤装置50内进行碱清洗的内容，作业者基于该显示进行作业。此外，也可以是如下结构，即、基于接收的指示信号，在显示装置80显示要变更前处理或日常管理的方法。
当由与各膜元件10对应的电导率传感器33检测出的滤过水的电导率、或由与各膜元件10对应的流量传感器32检测出的滤过水的流量，在从轴方向的哪一个位置急剧增加的情况下，发生全体的膜劣化、或比该位置更靠向上游侧的膜元件10或中间连接器42发生异常的可能性高。在这种情况下，进行膜劣化物质是否进入的检验，如果检验结果是膜劣化物质没有流入，则要对比上述更靠向上游侧的膜元件10进行更换或要确认比上述位置更靠向上游侧的中间连接器42的内容的指示信号，从管理装置200的通信部201向造水装置100的通信装置38发送。在造水装置100中，基于所接收的指示信号，将要进行膜元件10的更换或中间连接器42的确认等的内容与位置信息一起在显示装置80中显示，作业者基于该显示进行作业。
但是，并不限定于上述结构，也可以基于所收到的指示信号，利用维修执行部70自动进行膜元件10的更换或中间连接器42的确认等。还可以为如下结构，指示交换用的膜元件10向造水装置100发送的指示信号，从中央监视中心向部件中心发送。
当由与上游侧膜元件10对应的流量传感器32检测出的滤过水的流量增加的情况下，发生全体的膜劣化或产生水垢的可能性高。水垢是原液随着接近膜过滤装置50而浓缩，在原液所含的盐类超过溶解度的情况下析出的物质，易于在接近膜过滤装置50的出口附近产生，所以在各传感器的测定值中产生上述那样的倾向。在上述情况下，进行膜劣化物质是否流入的检验，如果检验结果是膜劣化物质没有流入，则要对膜过滤装置50内进行酸清洗的内容的指示信号，从管理装置200的通信部201向造水装置100的通信装置38发送。在造水装置100中，基于所接收的指示信号，从维修执行部70所具备的药品清洗单元投入酸性清洗剂，由此对膜过滤装置50内进行清洗。
但是，并不限定于上述结构，也可以是如下结构，即、基于接收的指示信号，例如在显示装置80显示要对膜过滤装置50内进行酸清洗的内容，作业者基于该显示进行作业。此外，也可以是如下结构，即、基于接收的指示信号，在显示装置80显示要变更前处理或日常管理的方法，或者是通过使回收率(滤过水流量/原水流量)的设定值自动降低而使该回收率最佳化。
当由与下游侧膜元件10对应的流量传感器32检测出的滤过水的流量减少的情况下，产生水垢的可能性高。在上述情况下，例如要对膜过滤装置50内进行酸清洗的内容的指示信号，从管理装置200的通信部201向造水装置100的通信装置38发送。在造水装置100中，基于所接收的指示信号，从维修执行部70所具备的药品清洗单元投入酸性清洗剂，由此对膜过滤装置50内进行清洗。
但是，并不限定于上述结构，也可以是如下结构，即、基于接收的指示信号，例如在显示装置80显示要对膜过滤装置50内进行酸清洗的内容，作业者基于该显示进行作业。此外，也可以是如下结构，即、基于接收的指示信号，在显示装置80显示要变更前处理或日常管理的方法，或者是通过使回收率(滤过水流量/原水流量)的设定值自动降低而使该回收率最佳化。
另外，上游侧膜元件10可以是在轴线方向上排列设置的多个膜元件10之中配置在滤过水的流通方向的上游侧的最端部的膜元件10，也可以是从上游侧的最端部到下游侧位于规定数量的范围内的膜元件10。同样地，下游侧膜元件10可以是在轴线方向上排列设置的多个膜元件10之中配置在滤过水的流通方向的下游侧的最端部的膜元件10，也可以是从下游侧的最端部到上游侧位于规定数量的范围内的膜元件10。
在本实施方式中，由于传感器分别安装于在轴线方向上排列设置的多个膜元件10，所以能够得到将从这些传感器取得的数据与传感器安装到的膜元件10的膜过滤装置50内的轴线方向的各位置对应的数据。通过将这样得到的数据与比较数据进行比较，能够更明确地特定在膜过滤装置50内产生的变化的原因，根据该原因进行适当的维修，因此能够更高精度地管理膜过滤装置50。
此外，在本实施方式中，由于能够更明确地特定在膜过滤装置50内产生的变化的原因，输出与该原因对应的指示信号，所以能够进行更适当的维修，能够更高精度地管理膜过滤装置50。

Claims (10)

1.一种螺旋型膜元件，是将分离膜、供应侧流路构件和滤过侧流路构件以层叠的状态在中心管的周围卷绕成螺旋状而成的，将利用所述分离膜从原液过滤后的滤过液，通过所述滤过侧流路构件导入所述中心管，所述原液是通过由所述供应侧流路构件形成的原液流路供应的，其特征在于，所述螺旋型膜元件具备：
检测液体的性状的传感器；
使用所述液体进行发电的发电部；
无线发送部，其被供应来自所述发电部的电力，对来自所述传感器的检测信号进行无线发送。
2.根据权利要求1所述的螺旋型膜元件，其特征在于，具备蓄积从所述发电部供应的电力的蓄电部。
3.根据权利要求1所述的螺旋型膜元件，其特征在于，具备通过所述的液体的流体压力旋转的旋转体，
所述发电部基于所述旋转体的旋转进行发电。
4.根据权利要求3所述的螺旋型膜元件，其特征在于，
所述传感器是基于所述旋转体的转速来检测所述液体的流量的流量传感器。
5.根据权利要求1所述的螺旋型膜元件，其特征在于，具备安装于所述螺旋型膜元件的无线标签。
6.一种螺旋型膜过滤装置，其特征在于，具备权利要求1至5中任意一项所述的螺旋型膜元件。
7.一种膜过滤装置管理系统，是用于对在权利要求6所述的螺旋型膜过滤装置中在轴线方向上排列设置多个的所述螺旋型膜元件进行管理的膜过滤装置管理系统，其特征在于，
所述膜过滤装置管理系统具备：
从所述传感器取得数据的数据取得单元；
比较数据存储单元，其预先存储有表示所述螺旋型膜元件的沿着轴线方向的位置和从所述传感器取得的基准值的相关关系的比较数据；
数据比较单元，其将通过所述数据取得单元取得的数据与所述比较数据进行比较。
8.根据权利要求7所述的膜过滤装置管理系统，其特征在于，
具备指示信号输出单元，所述指示信号输出单元基于通过所述数据比较单元得到的比较结果，输出与所述螺旋型膜过滤装置的运转相关的指示信号。
9.一种膜过滤装置管理方法，是用于对在权利要求6所述的螺旋型膜过滤装置中在轴线方向上排列设置多个的所述螺旋型膜元件进行管理的膜过滤装置管理方法，其特征在于，
所述膜过滤装置管理方法具备：
从所述传感器取得数据的数据取得步骤；
数据比较步骤，将由所述数据取得步骤取得的数据，与表示所述螺旋型膜元件的沿着轴线方向的位置和从所述传感器取得的基准值的相关关系的比较数据进行比较。
10.根据权利要求9所述的膜过滤装置管理方法，其特征在于，
具备指示信号输出步骤，所述指示信号输出步骤基于通过所述数据比较步骤得到的比较结果，输出与所述螺旋型膜过滤装置的运转相关的指示信号。
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