JP2001343320A - 分離膜モジュールのリーク検査方法 - Google Patents

分離膜モジュールのリーク検査方法

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JP2001343320A
JP2001343320A JP2000161816A JP2000161816A JP2001343320A JP 2001343320 A JP2001343320 A JP 2001343320A JP 2000161816 A JP2000161816 A JP 2000161816A JP 2000161816 A JP2000161816 A JP 2000161816A JP 2001343320 A JP2001343320 A JP 2001343320A
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particles
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Kenji Watari
謙治 亘
Satoru Takeda
哲 竹田
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易且つ短時間で、分離膜モジュール
のリークを判別できるリーク検査方法を提供すること。 【解決手段】 濁質又は微粒子を含む液体を分離膜の
一次側に供給し、分離膜を透過した透過液の濁度又は透
過液中の粒子数を測定することにより、分離膜における
リークの有無を判別する分離膜モジュールのリーク検査
方法において、一定時間毎の透過液の平均濁度又は透過
液中の平均粒子数を算出し、この値を元にリークの有無
を判別することを特徴とする分離膜モジュールのリーク
検査方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体の濾過、分離
の処理を行う分離膜モジュールの製造時、使用時におい
て、リークの有無を判別するリーク検査方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】近年、液体や気体の濾過、固液分離や物
質の濃縮、菌体の除去あるいは濃縮などの用途で、分離
膜がしばしば用いられる。分離膜は、目的とする分画性
能によって、精密濾過膜、限外濾過膜、逆浸透膜、透析
膜な種々の種類のものがある。分離膜の形態について
も、平膜、中空糸膜、管状膜など様々である。これらの
分離膜は、単に膜だけで使用される場合は少なく、分離
膜膜モジュールとして利用され、その製造時における品
質検査や、使用前並びに使用中において装置等に装着し
た状態で、リーク有無の検査が行われる。
【0003】分離膜モジュールのリーク検査方法の一つに、
分離膜の一次側に濁質や微粒子を含有する液体又は気体
を導入し、分離膜の二次側で得られる透過液又は透過気
体の濁度又は粒子数を検出することによりリークの有無
を判別するリーク検査方法がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述したリーク検査方
法としては、例えば特開平11−165046号公報に
記載されるリーク検査方法があるが、この方法では膜の
両面に懸濁液を導入する方法であり、分離膜の二次側が
汚染してしまうことにより、使用前に相当量の液体ある
いは気体による洗浄が必要であるという不都合が生じ
る。また、特開平10−128088号公報には、透過
液の濁度変化並びに透過液中の微粒子数変化を計測して
リークを検出する方法が提案されている。しかしなが
ら、通常濁度計、パーティクルカウンターを用いて処理
液の濁度や処理液中の粒子数を測定すると、データのふ
れが大きく、リークの有無を短時間で判別することがで
きない。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、分離膜
モジュールにおけるリークの有無の判別を、簡便かつ短
時間で行うことができ、分離膜モジュール製造時の品質
検査、装置などに分離膜モジュールを装着した際のリー
ク検査、分離膜モジュール使用中におけるリーク検査
等、種々の場合に適用できる分離膜モジュールのリーク
検査方法を提供することを目的としてなされてものであ
る。即ち、本願発明の分離膜モジュールのリーク検査方
法の要旨は、濁質又は微粒子を含む液体を分離膜の一次
側に供給し、分離膜を透過した透過液の濁度又は透過液
中の粒子数を測定することにより、分離膜におけるリー
クの有無を判別する分離膜モジュールのリーク検査方法
において、一定時間毎の透過液の平均濁度又は透過液中
の平均粒子数を算出し、この値を元にリークの有無を判
別することを特徴とする分離膜モジュールのリーク検査
方法にある。
【0006】好ましくは、15秒〜10分間毎に、透過液の
平均濁度又は透過液中の平均粒子数を算出すると、短時
間かつ高い精度でリークの有無を判別できる。また、
0.01〜7秒おきに透過液の瞬間濁度又は透過液中の
瞬間粒子数を測定し、そのデータを基に透過液の平均濁
度又は透過液中の平均粒子数を算出すると、高い精度で
リークの判別ができる。
【0007】また、本発明のリーク検査方法においては、分
離膜が複数本の中空糸膜である場合に、特に有用に用い
られる。好ましくは、分離膜の一次側に供給する液体中
の微粒子濃度をP(個/ml)とし、分離膜モジュール
に配設された中空糸膜の本数をn本とした時、Pが式
(1)を満足すると、中空糸膜モジュールにおける中空
糸膜の一次側を微粒子により閉塞することなく、リーク
の判別精度を向上させることができる。 P=n×A ・・・(1) (但し、A=0.1〜1,000,000)
【0008】
【発明の実施の形態】以下に本発明の分離膜モジュール
のリーク検査方法を詳細に説明する。本発明のリーク検
査方法は、用いる分離膜モジュールの構造、用途や、配
設された分離膜の材質、形態、構造、分画特性等に関わ
らず適用することができる。
【0009】本発明におけるリーク検査方法では、分離膜の
一次側(濾過処理を行うに際して被処理液が導入される
側)に濁質又は微粒子を含む液体を供給し、二次側で、
一定時間毎の透過液の平均濁度又は透過液中に含まれる
平均粒子数を算出する。分離膜モジュールを用いて濾過
処理を行う被処理液、例えば河川水、井戸水、水道水、
工業用水などには、元々濁質や微粒子が含まれているの
で、リークが発生すると、これらが分離膜の二次側に漏
れ、透過液の平均濁度又は透過液中の平均粒子数が上昇
する。また、感度を向上させる目的で、一次側に供給す
る液体に、カオリン、酵母、ラテックス粒子等の微粒子
を添加してもよい。なお、分離膜モジュール製造時にリ
ーク検査を行う場合には、分離膜の汚染を低減させる観
点から分離膜の一次側に水道水、工場用水を供給するの
が好ましい。
【0010】透過液の平均濁度や透過液中の平均粒子数は、
濁度計、パーティクルカウンター等を用いて計測するこ
とができる。パーティクルカウンターを用いる場合に
は、測定できる微粒子径の下限が0.1μm程度のもの
を用いることが好ましい。パーティクルカウンターの測
定可能な微粒子径の下限が検出できるリーク部位の大き
さの下限値となるため、この様なパーティクルカウンタ
ーを用いると微小なリークでも発見することができる。
本発明に用いる濁度計、パーティクルカウンター等は、
連続的に一定時間内の平均濁度や平均粒子数を算出し、
これを出力できる機器を用いる。また、測定系への汚染
防止や測定時における操作性の観点から、流体が流れて
いる状態で測定できるものを用いることが好ましい。
【0011】本発明においては、透過液の一定時間における
平均濁度又は処理液中の平均粒子数を測定し、これをリ
ークのない分離膜モジュールを用いて予め得られた平均
濁度又は平均粒子数と比較することによりリークの有無
を判別する。分離膜モジュールがリークを有するかどう
かの判別は、透過液の濁度を測定する場合、リークの無
い健全な分離膜モジュールにおける透過液の平均濁度の
1.2倍以上の平均濁度となったとき、リーク品と判別
できる。また、透過液中の平均粒子数を測定する場合、
リークを有さない健全な分離膜モジュールにおける透過
液中の平均粒子数の1.5倍以上の平均粒子数となった
とき、リーク品と判別される。なお、リークを有さない
健全な分離膜モジュールの平均濁度及び平均粒子数が実
質ゼロに近いときは、透過液の平均濁度が0.0002
度以上、あるいは透過液中の平均粒子数が2個/ml以
上となったとき、リーク品と判別できる。
【0012】分離膜の二次側で透過液の平均濁度又は平均粒
子数を算出する際に、好ましい時間は15秒〜10分間
の範囲であり、この時間内に測定した瞬間濁度又は瞬間
粒子数を基にして平均値を算出する。平均値を算出する
際の時間が15秒間より短いと、平均値を算出する基と
なる透過液の瞬間濁度又は透過液中の瞬間粒子数のデー
タ数が少ないため、リークの判別の精度が低下する傾向
にある。一方、10分間より長い場合には、多くのモジ
ュール数を測定するのには、時間がかかり過ぎるのと同
時に、被処理液の濁質が高い場合は膜面への目詰まりが
進行して性能を低下することとなる。なお、さらに好ま
しい時間の範囲としては、30秒〜7分間である。
【0013】また、前述した瞬間濁度又は瞬間粒子数の測定
は、0.01〜7秒毎に測定し、そのデータを基にして
一定時間内の透過液の平均濁度又は透過液中の平均粒子
数を算出することが好ましい。この時間が0.01秒未
満であると、測定値のばらつきが大きくなり精度が低下
する傾向にあり、7秒を越えると平均値を算出する基と
なる値がとなる傾向にある。
【0014】また、本発明のリーク検査方法においては、平
均濁度や平均粒子数の推移を連続的に見ることで、さら
にリークの有無について正確に判別することができる。
好ましくは、1秒〜10分間平均濁度又は平均粒子数の
推移を見ると、リーク有無の判別精度が向上する。な
お、この際の平均濁度又は平均粒子数の平均値の算出
は、15秒〜2分毎に行うのがよい。
【0015】本発明のリーク検査方法に適用できる分離膜モ
ジュールは、中空糸膜が配設された中空糸膜モジュール
に特に有用に用いられる。中空糸膜モジュールにおいて
は、モジュールの膜面積を大きく取れる点が濾過に際し
ての利点であるが、リーク検査に際しても透過液体量が
大きくなるため、従来法においては濁度、粒子数のふれ
が増加し、リークの判別精度が低下する傾向にあるが、
本発明のリーク検査方法においては、データのふれが少
なく、中空糸膜モジュールにおいてもリークの有無の判
別が行いやすい。
【0016】好ましくは、中空糸膜モジュールのリーク検査
を実施するに際して、分離膜の一次側に供給する液体と
して、液体中に含まれる微粒子濃度が下記式(1)で表
されるP(個/ml)を満足する液体を用いると、膜面
積が大きい中空糸膜モジュールにおいても、リーク発生
時の透過液中の平均粒子数が増加し、判別が容易とな
る。 P=n×A ・・・(1) (但しA=0.1〜1,000,000) なお、上記式において、nは中空糸膜モジュールに配設
された中空糸膜の糸本数である。ここで、Aの値が0.
1未満であると、リークが微小な場合、透過液中の平均
粒子数の検出精度が低下し、リーク有無の判別の精度が
低下する傾向にある。また、Aが1,000,000を
越えと、分離膜の一次側表面が微粒子で汚染され、分離
膜の透過速度等の膜性能を低下させることがある。さら
により好ましくは、Aを1〜100,000とするの範
囲内とするのがよい。
【0017】
【実施例】本発明を実施例により詳細に説明する。 [実施例]ポリエチレン製多孔質中空糸膜である三菱レ
イヨン(株)製EX270T(内径270μm、外径3
80μm、孔径0.1μm)を12,000本集束して
中空糸膜モジュール(膜面積2.7m)を作成し、中
空糸膜の外表面側に、0.1μm以上の微粒子濃度が約
50,000個/mlである井戸水を供給し、分離膜の
二次側を吸引することにより、中空糸膜モジュールのリ
ーク検査を行った。この時の透過流量は15L/min
とした。また、透過液中の平均粒子数を、水道機工
(株)製パーティクルカウンター「濁り番II」<型番S
TP−BM>を用いて測定した。なお、この時の平均粒
子数の測定条件は、6秒毎に透過液中の瞬間粒子数を測
定し、これを基に各1分間毎の透過液中の平均粒子数を
測定した。
【0018】前述した中空糸膜モジュールを用い、リークの
ない健全な状態、1本の中空糸膜を損傷させた状態、2
本の中空糸膜を損傷させた状態、3本の中空糸膜を損傷
させた状態のそれぞれの場合において、濾過液における
各1分間の平均粒子数の推移を図1に示した。各結果と
もふれが少なく、初期の段階でリークの有無を判別する
ことができる。また、損傷を受けた中空糸膜の数によ
り、平均粒子数の差が歴然としており、リークが発生し
た中空糸膜数の判別も可能である。
【0019】[比較例]実施例と同様の中空糸膜モジュー
ル、パーティクルカウンターを用いるとともに、実施例
と同様の懸濁液を中空糸膜モジュールに通液(流量:1
5L/min)した。この際の粒子数の測定は、1分お
きに透過液中の瞬間粒子数を測定した。その推移を図2
に示す。各結果とも粒子数のふれが大きく、リーク有無
の判別が短時間では困難であった。また、リークの発生
した中空糸膜の本数による差もはっきりしなかった。
【0020】
【発明の効果】本発明の分離膜モジュールのリーク検査
方法では、濾過液の平均濁度又は濾過液中の平均粒子数
を測定するので、短時間で精度良くリークの有無を判別
することができる。特に従来法においてリークの判別が
難しかった中空糸膜モジュールにおいても、リークの有
無を簡易に判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、実施例において得られた平均粒子数の
推移を表すグラフである。
【図2】図2は、比較例において得られた検出粒子数の
推移を表すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D006 GA03 GA06 GA07 GA13 GA44 HA02 HA19 JA51A KE03P KE08P KE12P KE13P KE28P KE30P LA03 MA01 MA02 MA03 MA22 MA33 MC22 PB04 PB05 PB06

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 濁質又は微粒子を含む液体を分離膜の一
    次側に供給し、分離膜を透過した透過液の濁度又は透過
    液中の粒子数を測定することにより、分離膜におけるリ
    ークの有無を判別する分離膜モジュールのリーク検査方
    法において、一定時間毎の透過液の平均濁度又は透過液
    中の平均粒子数を算出し、この値を元にリークの有無を
    判別することを特徴とする分離膜モジュールのリーク検
    査方法。
  2. 【請求項2】 15秒〜10分間毎に、透過液の平均濁
    度又は透過液中の平均粒子数を算出することを特徴とす
    る、請求項1記載の分離膜のリーク検査方法。
  3. 【請求項3】0.01〜7秒おきに透過液の瞬間濁度又
    は透過液中の瞬間粒子数を測定し、そのデータを基に透
    過液の平均濁度又は透過液中の平均粒子数を算出するこ
    とを特徴とする請求項1又は2記載のリーク検査方法。
  4. 【請求項4】 分離膜が複数本の中空糸膜であることを
    特徴とする請求項1〜3の何れか1項記載の分離膜のリ
    ーク検査方法。
  5. 【請求項5】 分離膜の一次側に供給する液体中の微粒
    子濃度をP(個/ml)とし、分離膜モジュールに配設
    された中空糸膜の本数をn本とした時、Pが式(1)を
    満足することを特徴とする請求項4記載の分離膜モジュ
    ールのリーク検査方法。 P=n×A ・・・(1) (但し、A=0.1〜1,000,000)
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006258764A (ja) * 2005-03-18 2006-09-28 Kurita Water Ind Ltd 分離膜のリーク検査方法
JP2019063684A (ja) * 2017-09-28 2019-04-25 栗田工業株式会社 膜モジュールの評価方法、評価装置および超純水製造装置
JP2023036702A (ja) * 2017-09-14 2023-03-14 住友重機械ファインテック株式会社 クーラント液処理システム

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