JP2000093765A - 膜濾過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各膜ユニットに設けられている各膜モジュー
ルの濾過膜に透過水を濁らせないような小さな破れが発
生したとき、早期にこれを検出して、透過水側に病原性
微生物が混入するのを防止する。 【解決手段】 各膜ユニット４ａ〜４ｎの１つを順次、
選択して、この膜ユニット４ａ〜４ｎを構成している各
膜モジュール７ａ〜７ｍに空気を供給し、各膜モジュー
ル７ａ〜７ｍが破損して空気が自由に通過するとき、気
体流量計１５と、気体圧力計１６とによってこれを検知
して、破損している膜モジュールの使用を禁止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水浸漬状態で使用
される濾過膜の破損や目詰まりなどを正確、かつ迅速に
検出する膜濾過装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】水浸漬状態で濾過膜を使用して処理対象
となっている水、例えば上水を濾過する膜濾過装置で
は、濾過処理時間の経過とともに、濾過膜が目詰まりを
起こす。このため、３０分〜１時間くらいの周期で、濾
過処理方向と逆方向に逆洗水を流す逆圧洗浄を行って濾
過膜を洗浄し、濾過膜の各膜孔を閉塞している濁質分を
物理的に取り除くようにしている。

【０００３】例えば、濾過膜として中空糸膜を使用して
いる膜濾過装置において逆圧洗浄を行う場合には、濾過
膜が納められているモジュール内に空気を噴射し、これ
によって生じた多数の泡によって、モジュール内に納め
られている濾過膜に物理的な振動を与え、目詰まりの原
因となっている物質を除去し易くしている。

【０００４】また、このような逆圧洗浄を行っても、濾
過膜の各膜孔を閉塞している濁質分を物理的に取り除く
ことができないときには、薬品を使用した薬品洗浄を行
って、濾過膜の各膜孔を閉塞している濁質分を化学的に
取り除くようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
膜濾過装置では、原水側に大腸菌Ｏ−１５７やクリプト
スポジウムなどが含まれているときに濾過膜が破損する
と、原水側に含まれている大腸菌Ｏ−１５７やクリプト
スポジウムなどが濾過膜を通過して透過水側に入り込ん
でしまう恐れがある。このため、濾過膜の寿命（通常、
半年〜２年）が経過する前に定期点検を行って、破損す
る恐れがある濾過膜を交換するようにしている。

【０００６】しかしながら、従来の膜濾過装置では、濾
過膜の各膜孔に濁質分が詰まったとき、逆圧洗浄あるい
は薬品洗浄を行って、濾過膜の各膜孔を閉塞している濁
質分を物理的、化学的に取り除くようにしているので、
逆圧洗浄や薬品洗浄を行う回数を多くし過ぎたり、過大
な逆圧をかけたりして、濾過膜に過大なストレスをかけ
てしまうことがあった。

【０００７】このため、濾過膜の平均的な寿命が来る前
に、濾過膜が破損して、透過水に大腸菌Ｏ−１５７やク
リプトスポジウムなどが入り込んでしまう恐れがあっ
た。

【０００８】特に、濾過膜として中空糸膜を使用した膜
濾過装置などのように、モジュール内に空気を噴射し、
これによって生じた多数の泡によって、モジュール内に
納められている濾過膜に物理的な振動を与えて、目詰ま
りの原因となっている物質を除去し易くしている膜濾過
装置では、濾過膜が固定されている部分に過大な負荷が
かかり、濾過膜の寿命が来る前に、濾過膜が破損して、
透過水に大腸菌Ｏ−１５７やクリプトスポジウムなどが
混じり込んでしまう恐れがあった。

【０００９】そこで、このような問題を解決する方法と
して、従来、特開平６−１８２１６４号公報に示す「膜
分離装置」、特開平６−１７０３６５号公報に示す「上
水道における上水方式」などが提案されている。

【００１０】特開平６−１８２１６４号公報に示す「膜
分離装置」では、図４に示すように、加圧ポンプ１０３
を動作させて、原水槽１０２に貯留されている原水を汲
み出し、膜分離装置本体１０４によって、原水を濾過す
るとともに、濾過膜ユニット１０５によって、膜分離装
置本体１０４から排出される透過水をさらに濾過してい
る。最中に、膜分離装置本体１０４の濾過膜が破れて、
濾過膜ユニット１０５に供給される透過水に濁質が混入
し、この濾過膜ユニット１０５に濁質が捕捉されて通圧
損が増大したとき、圧損検出装置１０６によってこれを
検知して、膜分離装置本体１０４に取り込まれた原水を
原水槽に戻し、膜分離装置本体１０４から濁質を含む透
過水が排出されないようにする。

【００１１】特開平６−１７０３６５号公報に示す「上
水道における上水方式」では、図５に示すように、各膜
分離装置１１２のうち、複数の膜分離装置１１２を選択
して、原水供給主管１１３を介して供給される原水を濾
過させ、これによって得られた透過水に対し、薬剤添加
ステーション１１４から薬剤を投入して、殺菌した後、
浄水池１１５に貯留する処理を行っている最中に、各膜
分離装置１１２のいずれかに設けられている濾過膜が破
損して、濾過膜が破損した膜分離装置１１２から排出さ
れる透過水の水質が変化したとき、この膜分離装置１１
２に対応する透過水質モニタ１１６、各膜分離装置１１
２の全てに対応する透過水質モニタ１１８によって、透
過水の水質変化を検知して、濾過膜が破損した膜分離装
置１１２を停止させながら、この膜分離装置１１２から
排出される透過水を透過水貯槽１１７に導いて、濁って
いる透過水が浄水池１１５に流れ込まないようにすると
ともに、各膜分離装置１１２のうち、予備として休止さ
せていた膜分離装置１１２の１つを選択して、運転を開
始させ、これによって原水の濾過速度が低下しないよう
にする。

【００１２】しかしながら、特開平６−１８２１６４号
公報に示す「膜分離装置」、特開平６−１７０３６５号
公報に示す「上水道における上水方式」では、膜分離装
置本体１０４、各膜分離装置１１２の濾過膜が破損して
も、濾過膜の破れが進行して、大きな破れになり、これ
に対応して透過水が濁った後でしか、膜分離装置本体１
０４、各膜分離装置１１２の濾過膜が破損していること
を検知することができないことから、濾過膜の破れが小
さいとき、透過水中に病原性微生物が入り込んでしまう
恐れがあった。

【００１３】本発明は上記の事情に鑑み、請求項１で
は、濾過膜に、透過水を濁らせないような小さな破れ、
目詰まりが発生したとき、早期にこれを検出して、透過
水側に病原性微生物などが混入するのを防止することが
できる膜濾過装置を提供することを目的としている。

【００１４】請求項２では、複数の濾過膜のいずれかが
破損または目詰まりを起こしているとき、少ない検出回
数で、どの濾過膜が破損または目詰まりを起こしている
かを検出することができ、これによって濾過膜の使用枚
数が多いときでも、濾過膜に、透過水を濁らせないよう
な小さな破れ、目詰まりが発生したとき、早期にこれを
検出して、透過水側に病原性微生物などが混入するのを
防止することができる膜濾過装置を提供することを目的
としている。

【００１５】請求項３では、破損していると判定した濾
過膜または目詰まりを起こしている濾過膜が見つかった
とき、この濾過膜の使用を禁止するとともに、他の正常
な濾過膜の使用を開始して、濾過処理を継続することが
できる膜濾過装置を提供することを目的としている。

【００１６】請求項４では、破損していると判定した濾
過膜または目詰まりを起こしている濾過膜が見つかった
とき、これを音声または画面などでオペレータに知ら
せ、濾過膜の洗浄時期、濾過膜の交換時期、あるいは濾
過膜のメンテナンス時期などを判断させることができる
膜濾過装置を提供することを目的としている。

【００１７】請求項５では、濾過膜の破損有無、目詰ま
り有無を検出する際に使用する気体によって、濾過膜、
透過水、および周囲の環境などに何ら、悪影響を与えな
いようにすることができる膜濾過装置を提供することを
目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、請求項１では、供給された原水を濾過す
る濾過膜と、当該濾過膜の濾過休止時において、前記濾
過膜に対して濾過方向と逆側に圧力気体を供給する気体
供給手段と、この気体供給手段から前記濾過膜に供給さ
れる気体圧力とその気体流量とを測定し、この測定結果
に基づき、前記濾過膜の破損有無または目詰まり有無を
判定する膜状態判定手段とを備えたことを特徴としてい
る。

【００１９】請求項２では、請求項１に記載の膜濾過装
置において、前記膜状態判定手段は、複数の濾過膜を複
数のグループに分け、各グループに供給される気体圧力
とその気体流量とを測定し、この測定結果に基づき、前
記濾過膜の破損有無または目詰まり有無を判定すること
により劣化した濾過膜が存在するグループを特定し、特
定されたグループをさらに複数のグループに分け、各グ
ループに供給される気体圧力とその気体流量とを測定
し、この測定結果に基づき、前記濾過膜の破損有無また
は目詰まり有無を判定する処理を繰り返すことによって
劣化した濾過膜を特定する手段であることを特徴として
いる。

【００２０】請求項３では、請求項１または２に記載の
膜濾過装置において、前記膜状態判定手段は、破損して
いると判定した濾過膜または目詰まりを起こしていると
判定した濾過膜の使用を禁止状態にする禁止手段を含む
ことを特徴としている。

【００２１】請求項４では、請求項１または２に記載の
膜濾過装置において、前記膜状態判定手段は、各濾過膜
のいずれかが破損していると判定したとき、または目詰
まりを起こしていると判定したとき、その判定結果を音
声、または画面でオペレータに提示することを特徴とし
ている。

【００２２】請求項５では、請求項１または２に記載の
膜濾過装置において、前記気体供給手段は、各濾過膜に
供給する気体として、空気、希ガス、窒素ガスのいずれ
かを使用することを特徴としている。

【００２３】上記の構成により、請求項１では、濾過膜
に原水の濾過を行わせていないとき、気体供給手段によ
って、濾過膜に濾過方向と逆側に圧力気体を供給すると
ともに、膜状態判定手段によって、濾過膜に供給された
気体圧力と気体流量とを測定し、この測定結果に基づ
き、前記濾過膜の破損有無または目詰まり有無を判定す
る。これにより、濾過膜に透過水を濁らせないような小
さな破れや、目詰まりが発生したとき、早期にこれを検
出して透過水側に病原性微生物などが混入するのを防止
する。

【００２４】請求項２では、各濾過膜に原水の濾過を行
わせていないとき、前記各濾過膜を複数のグループに分
けながら、気体供給手段によって、各グループに含まれ
る濾過膜に圧力気体を供給するとともに、膜状態判定手
段によって、前記各空間に供給された気体圧力とその気
体流量とを測定し、この測定結果に基づき、前記濾過膜
の破損有無または目詰まり有無をグループ単位で判定す
る処理を繰り返して劣化した濾過膜を特定する。これに
より、複数の濾過膜のいずれかが破損または目詰まりを
起こしているとき、少ない検出回数で、どの濾過膜が破
損または目詰まりを起こしているかを検出し、濾過膜の
使用数が多いときでも、濾過膜に透過水を濁らせないよ
うな小さな破れや、目詰まりが発生したとき、早期にこ
れを検出して透過水側に病原性微生物などが混入するの
を防止する。

【００２５】請求項３では、膜状態判定手段によって、
破損していると判定した濾過膜または目詰まりを起こし
ていると判定した濾過膜の使用を禁止状態にする。これ
により、破損していると判定した濾過膜または目詰まり
を起こしている濾過膜が見つかったとき、この濾過膜の
使用を禁止するとともに、他の正常な濾過膜の使用を開
始して、濾過処理を継続する。

【００２６】請求項４では、膜状態判定手段によって、
各濾過膜のいずれかが破損していると判定したとき、ま
たは目詰まりを起こしていると判定したとき、判定結果
を音声、または画面でオペレータに提示する。これによ
り、破損していると判定した濾過膜または目詰まりを起
こしている濾過膜が見つかったとき、これを音声または
画面などでオペレータに知らせ、濾過膜の洗浄時期、濾
過膜の交換時期、あるいは濾過膜のメンテナンス時期な
どを判断させる。

【００２７】請求項５では、各濾過膜に供給する気体と
して、空気、希ガス、窒素ガスのいずれかを使用するこ
とにより、濾過膜、透過水、および周囲の環境などに何
ら、悪影響を与えないようにする。

【００２８】

【発明の実施の形態】図１は本発明による膜濾過装置の
実施の形態を示す構成図である。

【００２９】この図に示す膜濾過装置１は、濾過指示信
号の入力により動作して処理対象となる原水を汲み出す
供給水ポンプ２と、弁開指示信号の入力により弁開状態
となって供給水ポンプ２から供給される原水を通過させ
る複数の濾過ラインユニット入口側電磁弁３ａ〜３ｎ
と、各濾過ラインユニット入口側電磁弁３ａ〜３ｎを介
して供給される原水を濾過して透過水を生成する複数の
膜ユニット４ａ〜４ｎと、弁開指示信号の入力により弁
開状態となって各膜ユニット４ａ〜４ｎから排出される
透過水を通過させて浄水池などの次段設備に導く複数の
濾過ラインユニット出口側電磁弁５ａ〜５ｎとを備えて
いる。

【００３０】この膜濾過装置１では、濾過処理が指定さ
れているとき、供給水ポンプ２を動作させて原水を汲み
出すとともに、必要とする透過水の量に応じて、各膜ユ
ニット４ａ〜４ｎが複数組み合わされて駆動される。こ
のため、組み合わせに対応する複数の濾過ラインユニッ
ト入口側電磁弁３ａ〜３ｎと、対応する複数の濾過ライ
ンユニット出口側電磁弁５ａ〜５ｎとが開状態にされ、
これにより供給水ポンプ２によって汲み出された原水が
濾過処理されるようになっている。

【００３１】各膜ユニット４ａ〜４ｎは、図２に示すよ
うに、弁開指示信号の入力により弁開状態となり、濾過
ラインユニット入口側電磁弁３ａ（または、濾過ライン
ユニット入口側電磁弁３ｂ〜３ｎのいずれか）を介して
供給される原水を通過させる複数の濾過ラインモジュー
ル入口側電磁弁６ａ〜６ｍと、膜孔径が１０μｍ以下の
濾過膜を有し、各濾過ラインモジュール入口側電磁弁６
ａ〜６ｍを通過した原水をそれぞれ濾過して透過水を生
成する複数の膜モジュール７ａ〜７ｍと、弁開指示信号
が入力されているとき、弁を開状態にして各膜モジュー
ル７ａ〜７ｍから排出される各透過水をそれぞれ通過さ
せて濾過ラインユニット出口側電磁弁５ａ（または、濾
過ラインユニット出口側電磁弁５ｂ〜５ｎのいずれか）
に導く複数の濾過ラインモジュール出口側電磁弁８ａ〜
８ｍとを備えている。

【００３２】また、各膜ユニット４ａ〜４ｎは、逆圧洗
浄指示信号が入力されているとき、逆洗水を汲み出す逆
洗水供給ポンプ９と、弁開指示信号が入力されていると
き、弁を開状態にして逆洗水供給ポンプ９から供給され
る逆洗水を通過させて各膜モジュール７ａ〜７ｍにそれ
ぞれ供給する複数の逆洗ライン入口側電磁弁１０ａ〜１
０ｍと、弁開指示信号が入力されているとき、弁を開状
態にして各膜モジュール７ａ〜７ｍから排出される逆洗
水を各ドレン管に導いて排出させる複数の逆洗ライン出
口側電磁弁１１ａ〜１１ｍとを備えている。

【００３３】さらに、各膜ユニット４ａ〜４ｎは、弁開
指示信号が入力されているとき、弁を開状態にしてガス
供給管１２を介して供給される空気（または、アルゴン
などの希ガス、窒素などの気体）を通過させて各膜モジ
ュール７ａ〜７ｍにそれぞれ供給する複数の気体供給ラ
イン入口側電磁弁１３ａ〜１３ｍと、弁開指示信号が入
力されているとき、弁を開状態にして各膜モジュール７
ａ〜７ｍから排出される空気を大気中などに逃がす複数
の気体供給ライン出口側電磁弁１４ａ〜１４ｍと、各気
体供給ライン入口側電磁弁１３ａ〜１３ｍを通過して各
膜モジュール７ａ〜７ｍに供給された空気の流量を測定
する気体流量計１５と、各気体供給ライン入口側電磁弁
１３ａ〜１３ｍを通過して各膜モジュール７ａ〜７ｍに
供給された空気の圧力を測定する気体圧力計１６とを備
えている。

【００３４】そして、各膜ユニット４ａ〜４ｎは、各濾
過ラインモジュール入口側電磁弁６ａ〜６ｍと、各濾過
ラインモジュール出口側電磁弁８ａ〜８ｍと、各逆洗ラ
イン入口側電磁弁１０ａ〜１０ｍと、各逆洗ライン出口
側電磁弁１１ａ〜１１ｍと、各気体供給ライン入口側電
磁弁１３ａ〜１３ｍと、各気体供給ライン出口側電磁弁
１４ａ〜１４ｍと、逆洗水供給ポンプ９とを制御するこ
とにより、各膜モジュール７ａ〜７ｍ単位で、濾過処
理、逆圧洗浄処理、膜破損検出処理などを実行する。

【００３５】次に、図１、図２に示す各構成図を参照し
ながら、この実施の形態の動作について説明する。

【００３６】＜濾過処理＞まず、原水の濾過指示が入力
されると、供給水ポンプ２が駆動されて、原水が汲み出
されるとともに、必要な透過水の量に応じて各膜ユニッ
ト４ａ〜４ｎのいずれか、例えば膜ユニット４ａに対応
する濾過ラインユニット入口側電磁弁３ａと、濾過ライ
ンユニット出口側電磁弁５ａとが開状態にされる。さら
に膜ユニット４ａを構成する膜モジュール７ａ〜７ｍの
うち、必要な透過水の量に応じて、例えば膜モジュール
７ａ、膜モジュール７ｂに対応した濾過ラインモジュー
ル入口側電磁弁６ａ、６ｂと、濾過ラインモジュール出
口側電磁弁８ａ、８ｂとが開状態にされる。この状態に
おいて、供給水ポンプ２を介して供給される原水は膜モ
ジュール７ａ、７ｂに導かれ、各膜モジュール７ａ、７
ｂに設けられている濾過膜によって、原水が濾過され、
この濾過処理で得られた透過水が濾過ラインユニット出
口側電磁弁５ａを介して浄水池などの次段設備に供給さ
れる。

【００３７】＜逆圧洗浄処理＞予め設定されている逆洗
周期が到来すると、各膜ユニット４ａ〜４ｎの１つが順
次に選択されて、次に述べる手順で逆圧洗浄処理が行わ
れる。

【００３８】まず、各膜ユニット４ａ〜４ｎのいずれ
か、例えば膜ユニット４ａが逆圧洗浄処理対象に選択さ
れると、この膜ユニット４ａに設けられた逆洗水供給ポ
ンプ９が起動されて、逆洗水の汲み出しが開始される。
さらにこの膜ユニット４ａを構成する各膜モジュール７
ａ〜７ｍのうちの１つ、例えば膜モジュール７ａが逆圧
洗浄処理対象に選択されて、この膜モジュール７ａに対
応する濾過ラインモジュール入口側電磁弁６ａと、濾過
ラインモジュール出口側電磁弁８ａとが閉状態にされる
とともに、逆圧洗浄処理対象となっている膜モジュール
７ａに対応する逆洗ライン入口側電磁弁６ａと、逆洗ラ
イン出口側電磁弁１１ａとが開状態にされる。

【００３９】これによって、逆洗水供給ポンプ９→逆洗
ライン入口側電磁弁１０ａ→膜モジュール７ａ→逆洗ラ
イン出口側電磁弁１１ａ→ドレン管なる経路で、逆洗水
が流れて、膜モジュール７ａに設けられている濾過膜が
逆洗される。この逆洗処理により、濾過膜の各膜孔に詰
まっている濁質分が除去されてドレン管から外部に排出
される。

【００４０】逆洗を開始してから一定の時間が経過する
と、逆圧洗浄処理対象となっている膜モジュール７ａに
対応する逆洗ライン入口側電磁弁６ａと、逆洗ライン出
口側電磁弁１１ａとが閉状態にされるとともに、膜モジ
ュール７ａに対応する濾過ラインモジュール入口側電磁
弁６ａと、濾過ラインモジュール出口側電磁弁８ａとが
開状態される。

【００４１】以下、膜ユニット４ａを構成している各膜
モジュール７ａ〜７ｍのうち、残っている各膜モジュー
ル７ｂ〜７ｍが１つずつ順次に選択され、上述した膜モ
ジュール単位の逆圧洗浄処理が行われ、各膜モジュール
７ｂ〜７ｍの濾過膜の各膜孔に詰まっている濁質分が除
去され、ドレン管から外部に排出される。

【００４２】膜ユニット４ａを構成している全ての膜モ
ジュール７ａ〜７ｍの逆圧洗浄処理が終了すると、残っ
ている他の膜ユニット４ｂ〜４ｎが１つずつ順次、選択
されて、上述した膜モジュール単位の逆圧洗浄処理が行
われ、各膜ユニット４ｂ〜４ｎに構成する各膜モジュー
ル７ｂ〜７ｍの濾過膜に詰まっている濁質分が除去され
て、ドレン管から外部に排出される。

【００４３】＜膜破損検出処理＞上述した濾過処理を行
っている途中で、膜破損検出処理が指定されると、各膜
ユニット４ａ〜４ｎの１つ、例えば膜ユニット４ａが選
択されて、この膜ユニット４ａを構成する濾過ラインモ
ジュール入口側電磁弁６ａ〜６ｍと、濾過ラインモジュ
ール出口側電磁弁８ａ〜８ｍとが全て閉状態にされた
後、膜ユニット４ａを構成する全ての気体供給ライン入
口側電磁弁１３ａ〜１３ｍと、全ての気体供給ライン出
口側電磁弁１４ａ〜１４ｍとが開状態にされて、ガス供
給管１２→各気体供給ライン入口側電磁弁１３ａ〜１３
ｍ→各膜モジュール７ａ〜７ｍなる経路で、各膜モジュ
ール７ａ〜７ｍに空気が供給される。このとき、気体流
量計１５と、気体圧力計１６とによって各膜モジュール
７ａ〜７ｍに供給された空気の量と、圧力とが測定され
る。

【００４４】この際、各膜モジュール７ａ〜７ｍに設け
られている各濾過膜のいずれかが破れていれば、破れて
いる部分を通って空気が流出する。このため、図３に示
すように、各膜モジュール７ａ〜７ｍに供給した空気の
量と、空気の圧力との関係に基づき、各膜モジュール７
ａ〜７ｍが破損しているか否かが判定できる。

【００４５】膜ユニット４ａを構成する各膜モジュール
７ａ〜７ｍのいずれも破損していなければ、この膜ユニ
ット４ａを構成する全ての気体供給ライン入口側電磁弁
１３ａ〜１３ｍと、全ての気体供給ライン出口側電磁弁
１４ａ〜１４ｍとが閉状態にされて、この膜モユニット
４ａによる上述した濾過処理が再開される。

【００４６】また、膜ユニット４ａの各膜モジュール７
ａ〜７ｍのいずれかが破損していると判定されると、こ
の膜ユニット４ａを構成している各膜モジュール７ａ〜
７ｍが２つのグループに分けられる。そして、一方のグ
ループに含まれる各膜ユニット７ａ〜７ｉ（但し、ｉ≒
（ｍ−ａ）／２）の各気体供給ライン入口側電磁弁１３
ａ〜１３ｉと、各気体供給ライン出口側電磁弁１４ａ〜
１４ｉとが開状態にされたまま、他方のグループに含ま
れる各膜モジュール７（ｉ＋１）〜７ｍの各気体供給ラ
イン入口側電磁弁１３（ｉ＋１）〜１３ｍと、各気体供
給ライン出口側電磁弁１４（ｉ＋１）〜１４ｍとが閉状
態にされる。次いで、ガス供給管１２→一方のグループ
に属する各気体供給ライン入口側電磁弁１３ａ〜１３ｉ
→一方のグループに属する各膜モジュール７ａ〜７ｉな
る経路で、一方のグループを構成する各膜モジュール７
ａ〜７ｉのみに空気が供給されるとともに、気体流量計
１５と、気体圧力計１６とによって各膜モジュール７ａ
〜７ｉに供給された空気の量と、圧力とが測定される。

【００４７】そして、一方のグループに含まれている各
膜モジュール７ａ〜７ｉに供給された空気の量と、圧力
とに基づき、各膜モジュール７ａ〜７ｉのいずれかが破
損していると判定されると、このグループがさらに２つ
のグループに分けられて、一方のグループに含まれる各
膜ユニット７ａ〜７ｅ（但し、ｅ≒（ｉ−ａ）／２）の
各気体供給ライン入口側電磁弁１３ａ〜１３ｅと、各気
体供給ライン出口側電磁弁１４ａ〜１４ｅとが開状態に
されたまま、他方のグループに含まれる各膜モジュール
７（ｅ＋１）〜７ｉの各気体供給ライン入口側電磁弁１
３（ｅ＋１）〜１３ｉと、各気体供給ライン出口側電磁
弁１４（ｅ＋１）〜１４ｉとが閉状態にされる。そし
て、ガス供給管１２→一方のグループに属する各気体供
給ライン入口側電磁弁１３ａ〜１３ｅ→一方のグループ
に属する各膜モジュール７ａ〜７ｅなる経路で、一方の
グループを構成する各膜モジュール７ａ〜７ｅのみに空
気が供給されるとともに、気体流量計１５と、気体圧力
計１６とによって各膜モジュール７ａ〜７ｅに供給され
た空気の量と、圧力とが測定され、一方のグループに含
まれている各膜モジュール７ａ〜７ｅのいずれかが破損
しているか否かが判定される。

【００４８】以下、このようなグループ分けと、各膜モ
ジュール７ａ〜７ｉに供給された空気量の測定処理、空
気圧力の測定処理とが順次、繰り返される。そして、破
損している膜モジュールが特定されたとき、開状態にさ
れていた各気体供給ライン入口側電磁弁１３ａ〜１３ｉ
と、各気体供給ライン出口側電磁弁１４ａ〜１４ｉとが
全て閉状態にされるとともに、破損していると判定され
た膜モジュール、例えば膜モジュール７ａに対応する濾
過ラインモジュール入口側電磁弁６ａと、濾過ラインモ
ジュール出口側電磁弁６ａとが閉状態にされて、この膜
モジュール７ａの濾過処理が禁止されるとともに、他の
正常な膜モジュール７ｂ〜７ｉの濾過処理が再開され
る。

【００４９】その後、他方のグループに含まれる各膜ユ
ニット７（ｉ＋１）〜７ｍについても、同じ手順で、グ
ループ分けと、各膜モジュール７（ｉ＋１）〜７ｍに供
給された空気量の測定処理、および空気圧力の測定処理
とが順次、繰り返され、破損している膜モジュールが特
定されたとき、開状態にされていた各気体供給ライン入
口側電磁弁１３（ｉ＋１）〜１３ｍと、各気体供給ライ
ン出口側電磁弁１４（ｉ＋１）〜１４ｍとが全て閉状態
にされるとともに、破損していると判定された膜モジュ
ール、例えば膜モジュール７ｍに対応する濾過ラインモ
ジュール入口側電磁弁６ｍと、濾過ラインモジュール出
口側電磁弁８ｍとが閉状態にされて、この膜モジュール
７ｍの濾過処理が禁止されるとともに、他の正常な膜モ
ジュール７（ｉ＋１）〜７（ｍ−１）の濾過処理が再開
される。

【００５０】以下、残っている各膜ユニット４ｂ〜４ｎ
が順次、選択されて、各膜ユニット４ｂ〜４ｎを構成す
る濾過ラインモジュール入口側電磁弁６ａ〜６ｍと、濾
過ラインモジュール出口側電磁弁８ａ〜８ｍとが全て閉
状態にされた後、全ての気体供給ライン入口側電磁弁１
３ａ〜１３ｍと、全ての気体供給ライン出口側電磁弁１
４ａ〜１４ｍとが開状態にされて、ガス供給管１２→各
気体供給ライン入口側電磁弁１３ａ〜１３ｍ→各膜モジ
ュール７ａ〜７ｍなる経路で、各膜モジュール７ａ〜７
ｍに空気が供給されるとともに、気体流量計１５と、気
体圧力計１６とによって各膜モジュール７ａ〜７ｍに供
給された空気の量と、圧力とが測定され、この測定結果
に基づき、膜ユニット４ｂ〜４ｎを構成している各膜モ
ジュール７ａ〜７ｍのいずれかが破損しているか否かが
判定される。

【００５１】そして、各膜ユニット４ｂ〜４ｎのいずれ
かに設けられている各膜モジュール７ａ〜７ｍのいずれ
かが破損していると判定された時点で、上述したグルー
プ分けと、各膜モジュール７ａ〜７ｍに供給された空気
量の測定処理、空気圧力の測定処理とが順次、繰り返さ
れて、破損している膜モジュールがあるか否かが判定さ
れ、この判定処理によって破損している膜モジュールが
特定されたとき、開状態にされていた各気体供給ライン
入口側電磁弁１３ａ〜１３ｍと、各気体供給ライン出口
側電磁弁１４ａ〜１４ｍとが全て閉状態にされるととも
に、破損していると判定された膜モジュール、例えば膜
モジュール７ａに対応する濾過ラインモジュール入口側
電磁弁６ａと、濾過ラインモジュール出口側電磁弁６ａ
とが閉状態にされて、この膜モジュール７ａの濾過処理
が禁止されるとともに、他の正常な膜モジュール７ｂ〜
７ｍの濾過処理が再開される。

【００５２】このように、この実施の形態では、各膜ユ
ニット４ａ〜４ｎの１つを順次、選択して、この膜ユニ
ット４ａ〜４ｎを構成している各膜モジュール７ａ〜７
ｍに空気を供給し、各膜モジュール７ａ〜７ｍが破損し
て空気が自由に通過するとき、これを検知して、破損し
ている膜モジュールの使用を禁止するようにしているの
で、各膜ユニット４ａ〜４ｎに設けられている各膜モジ
ュール７ａ〜７ｍの濾過膜に、透過水を濁らせないよう
な小さな破れが発生したとき、早期にこれを検出して、
透過水側に病原性微生物などが混入するのを防止するこ
とができる（請求項１の効果）。

【００５３】また、この実施の形態では、各膜ユニット
４ａ〜４ｎを構成している各膜モジュール７ａ〜７ｍの
いずれかが破損しているとき、各膜モジュール７ａ〜７
ｍをグループに分けて、各膜モジュール７ａ〜７ｍに対
する空気の供給処理と、空気量の測定処理、圧力測定処
理とを行って、破損している膜モジュールを特定するよ
うにしているので、少ない検出回数で、どの膜モジュー
ルが破損しているかを特定することができ、これによっ
て各膜ユニット４ａ〜４ｎの数が多いときでも、各膜ユ
ニット４ａ〜４ｎで使用している各膜モジュール７ａ〜
７ｍの数が多いときでも、各膜ユニット４ａ〜４ｎに設
けられている各膜モジュール７ａ〜７ｍの濾過膜に、透
過水を濁らせないような小さな破れが発生したとき、破
損している膜モジュールを早期に特定して、透過水側に
病原性微生物などが混入するのを防止することができる
（請求項２の効果）。

【００５４】また、この実施の形態では、各膜ユニット
４ａ〜４ｎで使用している各膜モジュール７ａ〜７ｍの
いずれかが破損しているとき、破損している膜モジュー
ルの濾過ラインモジュール入口側電磁弁と、濾過ライン
モジュール出口側電磁弁とを閉状態にして、破損してい
る膜モジュールのみの濾過処理を禁止して、他の正常な
膜モジュールの濾過処理を再開するようにした。このた
め、破損している膜モジュールが見つかったとき、各膜
ユニット４ａ〜４ｎで使用している各膜モジュール７ａ
〜７ｍのうち、休止させている正常な膜モジュールの使
用を開始して、指定された透過速度で、原水の濾過処理
を継続させることができる（請求項３の効果）。

【００５５】また、この実施の形態では、各膜ユニット
４ａ〜４ｎで使用している各膜モジュール７ａ〜７ｍが
破損しているか否かを検出する際に使用する気体とし
て、空気、またはアルゴンなどの不活性の希ガス、窒素
などを使用するようにしているので、各膜ユニット４ａ
〜４ｎで使用している各膜モジュール７ａ〜７ｍの破損
有無を検出する際、各膜モジュール７ａ〜７ｍに何らの
悪影響を与えないようにすることができるとともに、空
気、またはアルゴンなどの不活性の希ガス、窒素などが
透過水に溶け込んでも、また各気体供給ライン出口側電
磁弁１４ａ〜１４ｍを通って、大気中に排出されても、
透過水や周囲に何ら、悪影響を与えないようにすること
ができる（請求項５の効果）。

【００５６】なお、上述した実施の形態では、各膜ユニ
ット４ａ〜４ｎの膜破損検出処理を行い、破損している
膜ユニットが見つかったとき、この膜ユニットを構成し
ている各膜モジュール７ａ〜７ｍを２つのグループにわ
けて、各グループ毎に膜モジュールが破損していないか
どうを検出するようにしているが、破損している膜ユニ
ットを構成する各膜モジュール７ａ〜７ｍを順次、１つ
ずつ選択して、膜モジュールが破損していないかどうを
検出するようにしても良い。

【００５７】このようにしても、各膜モジュール７ａ〜
７ｍに対する検査回数が増加するものの、各膜ユニット
４ａ〜４ｎを構成する各膜モジュール７ａ〜７ｍのう
ち、どの膜モジュールが破損しているかを特定すること
ができる。

【００５８】上述した実施の形態では、各膜ユニット４
ａ〜４ｎの各膜モジュール７ａ〜７ｍが破損しているか
否かを判定するようにしているが、各膜ユニット４ａ〜
４ｎの各膜モジュール７ａ〜７ｍが目詰まりを起こして
いるか否かを判定するようにしても良い。

【００５９】この場合、各膜モジュール７ａ〜７ｍの濾
過膜に形成されている各膜孔が目詰まりを起こせば、濾
過膜が新品であるときに比べて、気体を通過させ難くな
ることから、上述した膜破損検出処理と同様な手順で、
各膜モジュール７ａ〜７ｍに空気を供給しているとき、
空気の圧力を増大させても、各膜モジュール７ａ〜７ｍ
に供給される空気の量が極端に少なくいとき、各膜モジ
ュール７ａ〜７ｍの濾過膜が目詰まりを起こしていると
判定する。

【００６０】また、上述した実施の形態では、破損して
いると判定された膜モジュール、目詰まりを起こしてい
る膜モジュールが見つかったとき、この膜モジュールに
対応する濾過ラインモジュール入口側電磁弁と、濾過ラ
インモジュール出口側電磁弁とを閉状態にして、この膜
モジュールの使用を禁止するようにしているが、破損し
ていると判定された膜モジュール、目詰まりを起こして
いる膜モジュールが見つかったとき、音声や画面表示な
どによって、破損や目詰まりを起こしている膜モジュー
ルの番号をオペレータに知らせるようにしても良い。

【００６１】これにより、破損や目詰まりを起こしてい
る膜モジュールの情報に基づき、各膜ユニット４ａ〜４
ｎを構成している各膜モジュール７ａ〜７ｍの洗浄時
期、停止期間、交換時期を適切に設定させることがで
き、これによってメンテナンスの負荷を軽減させて、シ
ステムの運転効率を向上させることができる（請求項４
の効果）。

【００６２】なお、上述した実施の形態では、膜破損検
出処理を行うとき、各膜モジュール７ａ〜７ｍの濾過ラ
インモジュール出口側に空気を供給して、各膜モジュー
ル７ａ〜７ｍが破損しているか否か、または目詰まりを
起こしているか否かを検出するようにしているが、各膜
モジュール７ａ〜７ｍの濾過ラインモジュール入口側に
空気を供給して、各膜モジュール７ａ〜７ｍが破損して
いるか否かを検出するようにしても良い。

【００６３】このようにしても、上述した実施の形態と
同様に、各膜ユニット４ａ〜４ｎに設けられている各膜
モジュール７ａ〜７ｍの濾過膜に、透過水を濁らせない
ような小さな破れが発生したとき、早期にこれを検出し
て、透過水側に病原性微生物などが混入するのを防止す
ることができる（請求項１の効果）。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、請
求項１の膜濾過装置では、濾過膜に透過水を濁らせない
ような小さな破れ、目詰まりが発生したとき、早期にこ
れを検出して、透過水側に病原性微生物などが混入する
のを防止することができる。

【００６５】請求項２の膜濾過装置では、複数の濾過膜
のいずれかが破損または目詰まりを起こしているとき、
少ない検出回数で、どの濾過膜が破損または目詰まりを
起こしているかを検出することができ、これによって濾
過膜の使用枚数が多いときでも、濾過膜に、透過水を濁
らせないような小さな破れ、目詰まりが発生したとき、
早期にこれを検出して、透過水側に病原性微生物などが
混入するのを防止することができる。

【００６６】請求項３の膜濾過装置では、破損している
と判定した濾過膜または目詰まりを起こしている濾過膜
が見つかったとき、この濾過膜の使用を禁止するととも
に、他の正常な濾過膜の使用を開始して、濾過処理を継
続することができる。

【００６７】請求項４の膜濾過装置では、破損している
と判定した濾過膜または目詰まりを起こしている濾過膜
が見つかったとき、これを音声または画面などでオペレ
ータに知らせ、濾過膜の洗浄時期、濾過膜の交換時期、
あるいは濾過膜のメンテナンス時期などを判断させるこ
とができる。

【００６８】請求項５の膜濾過装置では、濾過膜の破損
有無、目詰まり有無を検出する際に使用する気体によっ
て、濾過膜、透過水、および周囲の環境などに何ら、悪
影響を与えないようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による膜濾過装置の実施の形態を示す構
成図である。

【図２】図１に示す各膜ユニットの詳細な構成例を示す
図である。

【図３】図１に示す膜濾過装置の膜破損検出処理例を示
すグラフである。

【図４】特開平６−１８２１６４号公報に示す「膜分離
装置」で開示されている膜分離装置の概要を示す構成図
である。

【図５】特開平６−１７０３６５号公報に示す「上水道
における上水方式」で開示されている浄水設備の概要を
示す構成図である。

【符号の説明】

１：膜濾過装置 ２：供給水ポンプ ３ａ〜３ｎ：濾過ラインユニット入口側電磁弁 ４ａ〜４ｎ：膜ユニット ５ａ〜５ｎ：濾過ラインユニット出口側電磁弁 ６ａ〜６ｍ：濾過ラインモジュール入口側電磁弁 ７ａ〜７ｍ：膜モジュール ８ａ〜８ｍ：濾過ラインモジュール出口側電磁弁 ９：逆洗水供給ポンプ １０ａ〜１０ｍ：逆洗ライン入口側電磁弁 １１ａ〜１１ｍ：逆洗ライン出口側電磁弁 １２：ガス供給管 １３ａ〜１３ｍ：気体供給ライン入口側電磁弁 １４ａ〜１４ｍ：気体供給ライン出口側電磁弁 １５：気体流量計 １６：気体圧力計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮島 潮子 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 竹内 賢治 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 中川 敦司 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内 Ｆターム(参考） 4D006 GA02 HA01 JA31A JA70A KA02 KA41 KA43 KA72 KC03 KC14 PB24

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 供給された原水を濾過する濾過膜と、 当該濾過膜の濾過休止時において、前記濾過膜に対して
   濾過方向と逆側に圧力気体を供給する気体供給手段と、 この気体供給手段から前記濾過膜に供給される気体圧力
   とその気体流量とを測定し、この測定結果に基づき、前
   記濾過膜の破損有無または目詰まり有無を判定する膜状
   態判定手段と、 を備えたことを特徴とする膜濾過装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の膜濾過装置において、 前記膜状態判定手段は、 複数の濾過膜を複数のグループに分け、各グループに供
   給される気体圧力とその気体流量とを測定し、この測定
   結果に基づき、前記濾過膜の破損有無または目詰まり有
   無を判定することにより劣化した濾過膜が存在するグル
   ープを特定し、特定されたグループをさらに複数のグル
   ープに分け、各グループに供給される気体圧力とその気
   体流量とを測定し、この測定結果に基づき、前記濾過膜
   の破損有無または目詰まり有無を判定する処理を繰り返
   すことによって劣化した濾過膜を特定する手段である、
   ことを特徴とする膜濾過装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の膜濾過装置に
   おいて、 前記膜状態判定手段は、破損していると判定した濾過膜
   または目詰まりを起こしていると判定した濾過膜の使用
   を禁止状態にする禁止手段を含む、ことを特徴とする膜
   濾過装置。
4. 【請求項４】 請求項１または２に記載の膜濾過装置に
   おいて、 前記膜状態判定手段は、各濾過膜のいずれかが破損して
   いると判定したとき、または目詰まりを起こしていると
   判定したとき、その判定結果を音声、または画面でオペ
   レータに提示する、 ことを特徴とする膜濾過装置。
5. 【請求項５】 請求項１または２に記載の膜濾過装置に
   おいて、 前記気体供給手段は、各濾過膜に供給する気体として、
   空気、希ガス、窒素ガスのいずれかを使用する、 ことを特徴とする膜濾過装置。