JP2004237281A - Membrane separation apparatus, and state detecction method for the apparatus - Google Patents

Membrane separation apparatus, and state detecction method for the apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2004237281A
JP2004237281A JP2004003295A JP2004003295A JP2004237281A JP 2004237281 A JP2004237281 A JP 2004237281A JP 2004003295 A JP2004003295 A JP 2004003295A JP 2004003295 A JP2004003295 A JP 2004003295A JP 2004237281 A JP2004237281 A JP 2004237281A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
membrane
chamber
liquid chamber
liquid
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004003295A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Chikakazu Murata
周和 村田
Makio Tamura
真紀夫 田村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Organo Corp
Original Assignee
Organo Corp
Japan Organo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Organo Corp, Japan Organo Co Ltd filed Critical Organo Corp
Priority to JP2004003295A priority Critical patent/JP2004237281A/en
Publication of JP2004237281A publication Critical patent/JP2004237281A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination
    • Y02A20/131Reverse-osmosis

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To drastically improve the detection precision and reliability of a membrane separation apparatus by efficiently detecting whether a membrane module is damaged or not by a simple system in a short time. <P>SOLUTION: This membrane separation apparatus for obtaining a permeated liquid or a concentrated liquid by using the membrane module divided into an original liquid chamber and a permeated liquid chamber by a separation membrane is provided with a means for discharging the liquid in the first chamber being any of the original liquid chamber and the permeated liquid chamber, a means for reducing the pressure of the second chamber being the other of the original liquid chamber and the permeated liquid chamber by suction and a means for measuring the pressure-reduced state of the second chamber. And the method for detecting the state in the apparatus is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

本発明は、精密濾過膜や限外濾過膜、逆浸透膜などの分離膜を用いて、分離膜を透過した透過液や分離膜によって阻止された濃縮液を得る膜分離装置およびその装置における状態検知方法に関する。   The present invention relates to a membrane separation apparatus for obtaining a permeated liquid permeated through a separation membrane or a concentrated liquid blocked by the separation membrane using a separation membrane such as a microfiltration membrane, an ultrafiltration membrane, or a reverse osmosis membrane, and a state in the apparatus. It relates to the detection method.

精密濾過膜や限外濾過膜などの膜モジュールを用いた膜分離装置は、海水の淡水化、純水製造、排水処理などの水処理分野やワイン、果汁濃縮などの食品分野など各種産業で広汎に採用されている。このような膜分離装置では、分離膜の損傷や膜モジュールのシール不足などが原因で原液が透過液側へ漏出するなどの不具合が発生する可能性がある。そのため、これら不具合の発生を防止するために、分離膜や膜モジュールの破損を検出する手段を備えた膜分離装置が多数提案されている。   Membrane separation devices using membrane modules such as microfiltration membranes and ultrafiltration membranes are widely used in various industries such as water treatment fields such as desalination of seawater, pure water production and wastewater treatment, and food fields such as wine and fruit juice concentration. Has been adopted. In such a membrane separation device, there is a possibility that troubles such as leakage of the stock solution to the permeate side may occur due to damage to the separation membrane or insufficient sealing of the membrane module. Therefore, in order to prevent the occurrence of these inconveniences, a number of membrane separation devices provided with means for detecting breakage of a separation membrane or a membrane module have been proposed.

例えば特許文献1や特許文献2においては、膜モジュールの原液室に圧力気体を充填し、気体の圧力または流量の変動を測定することで、膜モジュールの不具合を検知する手段を設けた膜分離装置が提案されている。また、特許文献3には、膜モジュールの原液室に加圧空気を充填し、空気が透過液室へ漏洩した際に現れる気泡を光学センサーで検知する方法が提案されている。
特開昭60−94105号公報 特開平8−10590号公報 特開2000−342937号公報
For example, in Patent Literature 1 and Patent Literature 2, a membrane separation device provided with a means for detecting a failure of a membrane module by filling a stock solution chamber of a membrane module with a pressurized gas and measuring a change in gas pressure or flow rate. Has been proposed. Patent Document 3 proposes a method in which pressurized air is filled in a stock solution chamber of a membrane module, and bubbles that appear when air leaks into the permeate chamber are detected by an optical sensor.
JP-A-60-94105 JP-A-8-10590 JP 2000-342937 A

上記特許文献1や特許文献2、特許文献3に示されている装置は、膜モジュールの不具合による原液室から透過液室への連通を原液室の密閉性に関して判断するものであり、その手段として、圧力気体を原液室へ充填し、その充填気体の変動や漏れを検知しようとするものである。   The devices disclosed in Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3 determine communication from a stock solution chamber to a permeate chamber due to a failure of a membrane module with respect to the tightness of the stock solution chamber. In this method, a pressurized gas is charged into a stock solution chamber, and a fluctuation or leakage of the charged gas is detected.

しかしながら、これらの装置には実用面で以下のような問題がある。
第一に、原液室へ充填した圧力気体の圧力変動を検知する方法では、膜モジュールの原液室から透過液室への気体漏洩が微小である場合、圧力気体を充填する容積を小さくしなければ、短時間で原液室の圧力降下を検知することができない。すなわち、膜分離装置が大規模なものである場合には、装置に使用する膜モジュールの数も多くなるため、圧力気体を充填する原液室の総容積も大きくなり、圧力気体の圧力変動を検知することにより膜破損を検知することは、実用上、不可能であることが多い。また、大規模な膜分離装置でも使用している膜モジュールを少数本で区切り、上記の膜破損検知方法を実施していくことは可能であるが、この場合には、装置全体の膜モジュールの破損を確認するのに長時間を要するとともに多くの付帯設備が必要となり、現実的ではない。
However, these devices have the following practical problems.
First, in the method of detecting the pressure fluctuation of the pressurized gas filled in the undiluted solution chamber, if the gas leakage from the undiluted solution chamber of the membrane module to the permeate chamber is minute, the volume of the pressurized gas must be reduced. In addition, the pressure drop in the stock solution chamber cannot be detected in a short time. In other words, when the membrane separation device is a large-scale device, the number of membrane modules used in the device also increases, so the total volume of the stock solution chamber filled with the pressure gas also increases, and the pressure fluctuation of the pressure gas is detected. In many cases, it is practically impossible to detect the film breakage by performing the operation. In addition, it is possible to divide the membrane module used in a large-scale membrane separation apparatus into a small number of membrane modules and carry out the above-described membrane breakage detection method. It takes a long time to check for damage and many additional facilities are required, which is not practical.

第二に、原液室へ充填する圧力気体の充填流量や透過液室への漏洩気体流量を検知する方法では、膜モジュールの原液室から透過液室への気体漏洩が微小であり、かつ原液室の容積が大きい場合には、気体の微小流量を検出するために加圧気体を瞬時に高い圧力で供給すること、さらに、微小流量の気体を精度よく測定できる流量測定手段を備えることが必要になる。また、この方法は、気体の供給圧力が使用している分離膜のバブルポイント(水等の液体に濡らした分離膜の片側から空気圧をかけて、膜の反対側に気泡の発生が観察される最小の圧力)以下でなければならないことや気体の供給流量と漏洩気体の流量の差が非常に大きくなることなどを考慮すると、実際の装置においては実現不可能であると判断される。   Second, in the method of detecting the filling flow rate of the pressurized gas filling the undiluted liquid chamber and the leaking gas flow rate to the permeated liquid chamber, gas leakage from the undiluted liquid chamber to the permeated liquid chamber of the membrane module is very small, and When the volume of the gas is large, it is necessary to supply a pressurized gas instantaneously at a high pressure in order to detect the minute flow rate of the gas, and further, it is necessary to provide a flow rate measuring means capable of accurately measuring the minute flow rate of the gas. Become. In addition, in this method, the air supply pressure is applied to the bubble point of the separation membrane used (air pressure is applied from one side of the separation membrane wetted by a liquid such as water, and bubbles are observed on the opposite side of the membrane. Considering that the pressure must be equal to or less than the minimum pressure) and that the difference between the supply flow rate of the gas and the flow rate of the leaked gas becomes extremely large, it is determined that it cannot be realized in an actual apparatus.

そこで本発明の課題は、大規模な膜分離装置においても膜モジュールの状態、特にその破損の有無を簡便なシステムで短時間のうちに効率よく検知できるようにし、検知の精度、信頼性を大幅に向上することができる膜分離装置、およびその装置における状態の検知方法を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to enable a simple system to efficiently detect the state of a membrane module, particularly whether or not the membrane module is damaged, in a short time even in a large-scale membrane separation apparatus, thereby greatly increasing the accuracy and reliability of the detection. It is an object of the present invention to provide a membrane separation device which can be improved and a method for detecting a state of the device.

上記課題を解決するために、本発明に係る膜分離装置は、分離膜により原液室と透過液室とに区画された膜モジュールを用いて、透過液あるいは濃縮液を得る膜分離装置において、原液室および透過液室のいずれか一方の第1の液室内の液を排出する手段と、他方の第2の液室内を吸引により減圧する手段と、第2の液室の減圧状態を測定する手段と、を設けたことを特徴とするものからなる。   In order to solve the above-mentioned problems, a membrane separation device according to the present invention provides a membrane separation device that obtains a permeate or a concentrate using a membrane module partitioned into a stock solution chamber and a permeate chamber by a separation membrane. Means for discharging the liquid in the first liquid chamber of one of the liquid chamber and the permeated liquid chamber, means for reducing the pressure in the second liquid chamber by suction, and means for measuring the reduced pressure state of the second liquid chamber Are provided.

この膜分離装置においては、さらに、液が排出された第1の液室内を気体にて加圧する手段が設けられている構造とすることもできる。   In this membrane separation device, it is also possible to adopt a structure in which means for pressurizing the first liquid chamber from which the liquid is discharged with gas is provided.

また、上記膜分離装置においては、膜モジュールが複数本設けられており、第2の液室の減圧状態測定手段が、それぞれの膜モジュールに対して設けられている構造とすることができる。   Further, in the above-mentioned membrane separation apparatus, a plurality of membrane modules may be provided, and the pressure reduction state measuring means of the second liquid chamber may be provided for each of the membrane modules.

また、膜モジュールが複数本設けられており、それぞれの膜モジュールの第2の液室が第2の合流管に連通されており、該第2の合流管に、該第2の合流管内の減圧状態を測定する手段が、各膜モジュールの前記第2の液室の減圧状態を測定する共通の測定手段として設けられている構造とすることができる。   In addition, a plurality of membrane modules are provided, and the second liquid chamber of each membrane module is communicated with the second merging pipe, and the second merging pipe is connected to the decompression inside the second merging pipe. The means for measuring the state may be provided as a common measuring means for measuring the reduced pressure state of the second liquid chamber of each membrane module.

さらに、膜モジュールが複数本設けられており、それぞれの膜モジュールの第1の液室が第1の合流管に連通されており、該第1の合流管を介して各膜モジュールの第1の液室内の液が排出される構造とすることもできる。   Further, a plurality of membrane modules are provided, a first liquid chamber of each membrane module is connected to a first merging pipe, and a first liquid chamber of each membrane module is connected via the first merging pipe. The liquid in the liquid chamber may be discharged.

本発明に係る膜分離装置における状態検知方法は、分離膜により原液室と透過液室とに区画された膜モジュールを用いて、透過液あるいは濃縮液を得る膜分離装置における状態検知方法であって、原液室および透過液室のいずれか一方の第1の液室内の液を排出した後、他方の第2の液室内を吸引により減圧し、該第2の液室の減圧状態を測定することを特徴とする方法からなる。   The state detection method in the membrane separation device according to the present invention is a state detection method in a membrane separation device that obtains a permeate or a concentrate using a membrane module partitioned into a stock solution chamber and a permeate chamber by a separation membrane. After discharging the liquid in the first liquid chamber of one of the undiluted liquid chamber and the permeated liquid chamber, the pressure in the other second liquid chamber is reduced by suction, and the reduced pressure state of the second liquid chamber is measured. .

この状態検知方法においては、第1の液室内の液を排出した後、該第1の液室内を気体にて加圧するとともに、第2の液室内を吸引により減圧するようにすることもできる。   In this state detection method, after the liquid in the first liquid chamber is discharged, the first liquid chamber may be pressurized with gas and the second liquid chamber may be depressurized by suction.

また、上記状態検知方法においては、膜分離装置に膜モジュールが複数本設けられている場合、それぞれの膜モジュールに対して第2の液室の減圧状態を測定するようにすることができる。   Further, in the above-described state detection method, when a plurality of membrane modules are provided in the membrane separation device, it is possible to measure the reduced pressure state of the second liquid chamber for each membrane module.

また、膜分離装置に膜モジュールが複数本設けられており、かつ、それぞれの膜モジュールの第2の液室が第2の合流管に連通されている場合、該第2の合流管内の減圧状態を測定することにより、各膜モジュールの前記第2の液室の減圧状態をそれらの総合状態として測定するようにすることができる。   Further, when a plurality of membrane modules are provided in the membrane separation device, and the second liquid chambers of the respective membrane modules are communicated with the second merging pipes, the pressure in the second merging pipes is reduced. Is measured, the decompressed state of the second liquid chamber of each membrane module can be measured as their overall state.

さらに、膜分離装置に膜モジュールが複数本設けられており、かつ、それぞれの膜モジュールの前記第1の液室が第1の合流管に連通されている場合、該第1の合流管を介して各膜モジュールの第1の液室内の液を排出するようにすることもできる。   Further, when a plurality of membrane modules are provided in the membrane separation device, and the first liquid chamber of each membrane module is communicated with a first merge pipe, the first liquid chamber is connected via the first merge pipe. Alternatively, the liquid in the first liquid chamber of each membrane module may be discharged.

このような装置および方法においては、原液が水の場合、原液室または透過液室の原液または透過液を排出した後、つまり、第1の液室内の液を排出した後、吸引により減圧する透過液室または原液室の圧力、つまり、第2の液室の減圧された圧力が、吸引しない場合の基準圧力(例えば大気圧)に対し、−20kPa〜−90kPaの範囲にあることが好ましい。−90kPaよりも低い圧力まで減圧されると、水蒸気が発生するおそれがあり、水蒸気が発生すると実質的に液を吸引できなくなる。また、減圧度が−20kPaよりも小さいと、基準圧力との差が小さすぎるため、減圧状態あるいはその変化を測定することが困難になるおそれがある。   In such an apparatus and method, when the undiluted solution is water, after the undiluted solution or the permeated liquid in the undiluted liquid chamber or the permeated liquid chamber is discharged, that is, after the liquid in the first liquid chamber is discharged, the permeation pressure is reduced by suction. It is preferable that the pressure of the liquid chamber or the undiluted liquid chamber, that is, the reduced pressure of the second liquid chamber is in a range of −20 kPa to −90 kPa with respect to a reference pressure (for example, atmospheric pressure) when suction is not performed. If the pressure is reduced to a pressure lower than −90 kPa, water vapor may be generated, and when the water vapor is generated, the liquid cannot be substantially sucked. If the degree of pressure reduction is smaller than -20 kPa, the difference from the reference pressure is too small, so that it may be difficult to measure the reduced pressure state or its change.

本発明者らは、膜分離装置内の膜モジュールやその他周辺部が破損した場合に最も問題となるのは、原液側と透過液側が分離されないこと、すなわち、原液室と透過液室が連通することであり、この連通の有無を確認することで膜分離装置の健全性を判断できることに着目し種々の検討を試みた。   The present inventors are most concerned when the membrane module and other peripheral parts in the membrane separation device are damaged, that the stock solution side and the permeate solution side are not separated, that is, the stock solution chamber and the permeate solution chamber are connected. Therefore, various investigations were attempted with a focus on the fact that the soundness of the membrane separation device can be determined by checking the presence or absence of the communication.

その結果、原液室の原液または透過液室の透過液を膜モジュールから排出し(膜モジュールの第1の液室内の液を排出し)、透過液室または原液室(第2の液室)を吸引により減圧し、その減圧度または減圧度の変化を確認することにより、容易に精度よく膜モジュールの破損、シール不良を検知できることを知見し、本発明を完成したものである。   As a result, the undiluted liquid in the undiluted liquid chamber or the permeated liquid in the permeated liquid chamber is discharged from the membrane module (the liquid in the first liquid chamber of the membrane module is discharged), and the permeated liquid chamber or the undiluted liquid chamber (second liquid chamber) is discharged. The present invention has been completed by finding that it is possible to easily and accurately detect breakage of the membrane module and defective sealing by confirming the degree of pressure reduction or the change in the degree of pressure reduction by suction.

すなわち、本発明では、第1の液室内の液は排出されて空の状態とされ、第2の液室内は実質的に液が充満した状態にて吸引により減圧状態とされるが、分離膜の破損や膜モジュールのシール不足により第1の液室と第2の液室が大かれ少なかれ連通状態にあると、第2の液室内を吸引により所定の圧力まで減圧できないか、たとえ減圧できたとしてもその減圧圧力を維持できないことになる。そして、第2の液室の減圧は、第2の液室内に実質的に液が充満した状態にて吸引により行われるので、第2の液室内を所定の圧力まで減圧できるか否かの結果、あるいは、たとえ減圧できたとしてもその減圧圧力を維持できるか否かの結果は、極めて迅速にかつ高感度で測定される。その結果、大規模な膜分離装置においても、膜モジュールの状態、特にその破損の有無が短時間のうちに効率よく検知されることになり、検知の精度、信頼性が大幅に向上される。   That is, in the present invention, the liquid in the first liquid chamber is discharged to be empty, and the second liquid chamber is reduced in pressure by suction in a state where the liquid is substantially full. If the first liquid chamber and the second liquid chamber are more or less in communication with each other due to breakage of the membrane or insufficient sealing of the membrane module, the pressure in the second liquid chamber cannot be reduced to a predetermined pressure by suction or even if the pressure can be reduced. Even if it does, the reduced pressure cannot be maintained. Since the pressure in the second liquid chamber is reduced by suction in a state where the liquid is substantially filled in the second liquid chamber, the result of whether or not the pressure in the second liquid chamber can be reduced to a predetermined pressure is determined. Alternatively, the result of whether the reduced pressure can be maintained even if the reduced pressure can be measured very quickly and with high sensitivity. As a result, even in a large-scale membrane separation apparatus, the state of the membrane module, particularly the presence or absence of breakage thereof, can be efficiently detected in a short time, and the accuracy and reliability of the detection are greatly improved.

このような本発明においては、以下のような利点が挙げられる。
第一に、膜モジュールの原液室または透過液室を吸引により減圧する場合、吸引できる圧力は最大でも−100kPa程度であるから、分離膜に加わる圧力差が、一般に水処理で使われている精密濾過膜や限外濾過膜のバブルポイント以上になる可能性は低く、また、膜モジュールに不必要な高圧を与える懸念もなくなる。
The present invention has the following advantages.
First, when depressurizing the stock solution chamber or the permeate chamber of the membrane module by suction, the pressure that can be suctioned is at most about -100 kPa, so the pressure difference applied to the separation membrane depends on the precision that is generally used in water treatment. It is unlikely that the pressure exceeds the bubble point of the filtration membrane or the ultrafiltration membrane, and there is no fear of applying unnecessary high pressure to the membrane module.

第二に、通常の水処理の場合、膜モジュールの原液室または透過液室には濃縮水または膜透過水が満水状態であり、かつ、水は非圧縮性流体であることから、装置規模が大きくなって吸引減圧すべき液室の容積が大きくなった場合であっても、大規模な減圧装置や付帯設備は必要ない。また、同様の理由で吸引減圧すべき液室容積の大小に関係なく減圧が達成できるため、装置規模による減圧感度の差がほとんど出ない。したがって、膜分離装置の規模にかかわらず、高感度、高精度で所定の検知を行うことができるようになる。   Second, in the case of ordinary water treatment, the concentrated liquid or the permeated liquid chamber of the membrane module is full of concentrated water or permeated water, and the water is an incompressible fluid. Even if the volume of the liquid chamber to be suctioned and decompressed becomes large, a large-scale decompression device and ancillary equipment are not required. For the same reason, the pressure can be reduced irrespective of the volume of the liquid chamber to be suction-depressurized. Therefore, regardless of the size of the membrane separation device, the predetermined detection can be performed with high sensitivity and high accuracy.

第三に、膜モジュールに破損がある場合には、原液室と透過液室が連通しており、所定圧力への減圧がほとんど達成できないため、膜破損の有無を判定できる感度が極めて高く、膜破損がない場合との差を明確にかつ容易に判定できるようになる。   Third, if the membrane module is damaged, the stock solution chamber and the permeate chamber communicate with each other, and pressure reduction to a predetermined pressure can hardly be achieved. The difference from the case where there is no breakage can be clearly and easily determined.

第四に、膜破損の有無を判定できる感度が高いため、膜モジュールを複数本使用している膜分離装置の場合であっても、例えば膜モジュールごとに減圧状態測定手段(例えば、真空圧力計)を設けることで、全体を一回減圧操作すれば、破損のある膜モジュールを容易に特定できるようになる。   Fourth, since the sensitivity for determining the presence / absence of membrane breakage is high, even in the case of a membrane separation device using a plurality of membrane modules, for example, a decompression state measuring means (for example, a vacuum pressure gauge) is provided for each membrane module. ), It is possible to easily identify a damaged membrane module by performing a single decompression operation.

本発明に係る膜分離装置およびその装置における状態検知方法によれば、簡便な操作で短時間のうちに高感度で精度よく膜モジュールの破損やシール不足の検知が可能となり、複数本の膜モジュールを使用する大規模な膜濾過装置においても、付帯設備を増やすことなく膜モジュールの破損検知が可能であり、信頼性の高い膜分離装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the membrane separation apparatus and the state detection method in the apparatus according to the present invention, it is possible to detect breakage of a membrane module and insufficient sealing with high sensitivity and accuracy in a short time with a simple operation, and a plurality of membrane modules can be detected. Even in a large-scale membrane filtration device that uses, it is possible to detect breakage of the membrane module without increasing the number of additional facilities, and to provide a highly reliable membrane separation device.

以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図1は本発明の第1実施態様に係る膜分離装置を示している。この膜分離装置は、原水1が導入される原水槽2と、原水供給ポンプ3と、膜モジュール5と、透過水槽10と、ウォータートラップ15と、吸引により減圧する手段としての真空ポンプ16とを備えている。膜モジュール5は、その内部が例えば中空糸状や管状の分離膜6によって原水室7と透過水室8とに区画されている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a membrane separation device according to a first embodiment of the present invention. This membrane separation device includes a raw water tank 2 into which raw water 1 is introduced, a raw water supply pump 3, a membrane module 5, a permeated water tank 10, a water trap 15, and a vacuum pump 16 as a means for reducing the pressure by suction. Have. The inside of the membrane module 5 is partitioned into a raw water chamber 7 and a permeated water chamber 8 by, for example, a hollow fiber or tubular separation membrane 6.

膜分離装置の通常運転時には、原水1は原水槽2へ導入され、原水ポンプ3を用いて膜モジュール5へ供給される。分離膜6を透過した透過水は透過水室8を経て、透過水槽10へ貯留される。分離膜6を透過しなかった原水1は、原水室7を経て、原水供給ポンプ3の前に返送される。通常運転時には弁4、弁9、弁11は開となっており、弁12、弁13、弁14は閉となっている。分離膜6を透過しなかった原水1を濃縮水として得る場合には、原水供給ポンプ3の前に返送せずに濃縮水槽(図示略)に送ることも可能である。   During normal operation of the membrane separation device, the raw water 1 is introduced into the raw water tank 2 and supplied to the membrane module 5 using the raw water pump 3. The permeated water that has passed through the separation membrane 6 passes through the permeated water chamber 8 and is stored in the permeated water tank 10. The raw water 1 that has not passed through the separation membrane 6 is returned to the raw water supply pump 3 through the raw water chamber 7. During normal operation, the valves 4, 9 and 11 are open, and the valves 12, 13 and 14 are closed. When the raw water 1 that has not passed through the separation membrane 6 is obtained as concentrated water, it can be sent to a concentrated water tank (not shown) without returning it to the raw water supply pump 3.

膜モジュール5の破損(あるいは膜モジュール5のシール不足)を検知する場合は、原水供給ポンプ3を停止し、弁4、弁9、弁11は閉とする。次いで、弁12、弁13を開として、まず、第1の液室としての原水室7の原水を排出する。次いで、弁12を閉、弁14を開として真空ポンプ16を起動し、透過水室8からウォータートラップ15までを吸引により減圧する。このとき、原水室7と透過水室8との間に連通がなければ(つまり、分離膜6の破損による連通がなければ)、透過水室8からウォータートラップ15までは真空減圧され、減圧状態測定手段としての真空圧力計17で減圧状態が確認できる。膜モジュール5に分離膜6の破損などの不具合があり、原水室7と透過水室8とが連通していれば、透過水室8からウォータートラップ15までは真空減圧されず、あるいはたとえ一時的に減圧されたとしても減圧度が急激に下がり、真空圧力計17によって、減圧の不完全状態が検知される。   When detecting breakage of the membrane module 5 (or insufficient sealing of the membrane module 5), the raw water supply pump 3 is stopped, and the valves 4, 9 and 11 are closed. Next, the valve 12 and the valve 13 are opened, and first, the raw water in the raw water chamber 7 as the first liquid chamber is discharged. Next, the valve 12 is closed and the valve 14 is opened to start the vacuum pump 16, and the pressure from the permeated water chamber 8 to the water trap 15 is reduced by suction. At this time, if there is no communication between the raw water chamber 7 and the permeated water chamber 8 (that is, if there is no communication due to the breakage of the separation membrane 6), the pressure from the permeated water chamber 8 to the water trap 15 is reduced in vacuum, The reduced pressure state can be confirmed by the vacuum pressure gauge 17 as a measuring means. If there is a defect such as breakage of the separation membrane 6 in the membrane module 5 and the raw water chamber 7 and the permeated water chamber 8 communicate with each other, the pressure from the permeated water chamber 8 to the water trap 15 is not reduced, or even temporarily. Even if the pressure is reduced, the degree of pressure reduction sharply decreases, and the vacuum pressure gauge 17 detects an incomplete state of pressure reduction.

図2は、本発明の第2実施態様に係る膜分離装置を示している。本実施態様では、膜モジュール5が合計8本配備され、膜モジュール4本を1ユニットとして、2ユニット構成とされている。第一ユニット27と第二ユニット28は同時通水可能であるが、ユニットごとに独立できるようにそれぞれ弁4、29、11、12と弁22、23、24、25が設けられている。膜モジュール数、弁数が図1の装置と異なるだけで、構成機器と運転方法は図1と同様に実施することができる。ただし、膜モジュールそれぞれの透過水配管上に真空圧力計が設置されており、代表として第一ユニット27用に18、19、20、21の真空圧力計を例示してある。これら真空圧力計18、19、20、21により、膜モジュールごとに透過水室8の減圧状態を測定できる。また、各膜モジュール5の透過水室8からの透過水配管は第2の合流管31に連通されており、図1に示した構成と同様、全体としての減圧状態を検知可能なように、第2の合流管部、本実施態様ではウォータートラップ15と真空ポンプ16の間に、真空圧力計17が設けられている。さらに、弁12または25を介して各膜モジュール5の原水室7から液を排出する際には、各原水室7に連通された第1の合流管32を通して排出できるようになっている。   FIG. 2 shows a membrane separation device according to a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, a total of eight membrane modules 5 are provided, and two membrane modules 5 are provided as one unit. Although the first unit 27 and the second unit 28 can simultaneously pass water, valves 4, 29, 11, 12 and valves 22, 23, 24, 25 are provided so that they can be independent for each unit. Only the number of membrane modules and the number of valves are different from those of the apparatus shown in FIG. However, a vacuum pressure gauge is installed on the permeated water pipe of each of the membrane modules, and vacuum pressure gauges 18, 19, 20, and 21 for the first unit 27 are illustrated as representatives. With these vacuum pressure gauges 18, 19, 20, and 21, the reduced pressure state of the permeated water chamber 8 can be measured for each membrane module. Further, the permeated water pipe from the permeated water chamber 8 of each membrane module 5 is communicated with the second merging pipe 31, and as in the configuration shown in FIG. A vacuum pressure gauge 17 is provided between the second merging pipe portion, in this embodiment, the water trap 15 and the vacuum pump 16. Further, when the liquid is discharged from the raw water chamber 7 of each membrane module 5 via the valve 12 or 25, the liquid can be discharged through the first junction pipe 32 connected to each raw water chamber 7.

この膜分離装置の通常運転時には、原水1は原水槽2へ導入され、原水ポンプ3を用いて膜ユニット27、28の各膜モジュール5へ供給される。分離膜6を透過した透過水は透過水室8を経て、各膜ユニット内で合流し、透過水槽10へ貯留される。分離膜を透過しなかった原水は原水室7を経て、各膜ユニット内で合流し、原水ポンプの前へ返送される。通常運転時には弁4、29、11、22、23、24及び弁9は開となっており、弁12、13、14、25、26は閉となっている。   During normal operation of this membrane separation device, raw water 1 is introduced into raw water tank 2 and supplied to each membrane module 5 of membrane units 27 and 28 using raw water pump 3. The permeated water that has passed through the separation membrane 6 passes through the permeated water chamber 8, merges in each membrane unit, and is stored in the permeated water tank 10. The raw water that has not passed through the separation membrane merges in each membrane unit via the raw water chamber 7 and is returned to the front of the raw water pump. During normal operation, the valves 4, 29, 11, 22, 23, and 24 and the valve 9 are open, and the valves 12, 13, 14, 25, and 26 are closed.

膜モジュールの破損等を検知する操作は、膜ユニット27、28それぞれで行なう。第一膜ユニット27の膜モジュールの破損を検知する場合について説明するに、まず、原水供給ポンプ3を停止し、弁4、弁29、弁11は閉とする。次いで、弁12、弁13を開として、原水室7の原水を排出する。次いで、弁9、弁12、弁23を閉、弁14、弁29を開として真空ポンプ16を起動し、透過水室8からウォータートラップ15までを吸引減圧する。このとき、ユニット内の各モジュールにおいて、原水室7と透過水室8との間に連通がなければ、透過水室8からウォータートラップ15までは真空減圧され、真空圧力計17で減圧状態が確認できる。膜モジュールに分離膜の破損などの不具合があり、原水室7と透過水室8とが連通していれば、透過水室8からウォータートラップ15までは真空減圧されず、真空圧力計17によって、減圧の不完全状態が確認される。これまでの操作によって膜モジュールの不具合などを含めた、膜ユニット全体の健全性が確認できる。   The operation of detecting breakage of the membrane module and the like is performed in each of the membrane units 27 and 28. To describe the case of detecting breakage of the membrane module of the first membrane unit 27, first, the raw water supply pump 3 is stopped, and the valves 4, 29, and 11 are closed. Next, the valves 12 and 13 are opened to discharge the raw water in the raw water chamber 7. Next, the valves 9, 12, and 23 are closed, the valves 14 and 29 are opened, the vacuum pump 16 is started, and the pressure from the permeated water chamber 8 to the water trap 15 is reduced. At this time, if there is no communication between the raw water chamber 7 and the permeated water chamber 8 in each module in the unit, the pressure from the permeated water chamber 8 to the water trap 15 is reduced in pressure, and the reduced pressure state is confirmed by the vacuum manometer 17. it can. If there is a defect such as breakage of the separation membrane in the membrane module and the raw water chamber 7 and the permeated water chamber 8 communicate with each other, the pressure from the permeated water chamber 8 to the water trap 15 is not reduced by vacuum. An incomplete state of decompression is confirmed. The soundness of the entire membrane unit, including the malfunction of the membrane module, can be confirmed by the above operations.

さらに、各膜モジュールに設置された個別の真空圧力計18、19、20、21を確認することで、どの膜モジュールに原水室7と透過水室8の連通があるかを検知できる。   Further, by checking the individual vacuum pressure gauges 18, 19, 20, and 21 installed in each membrane module, it is possible to detect which membrane module has communication between the raw water chamber 7 and the permeated water chamber 8.

第二膜ユニット28の膜破損検知操作を実施する場合は、前述の操作を第二膜ユニット28に対して実施すればよい。また、上記実施形態の装置では、膜破損検知操作を実施する場合に原水供給ポンプを停止して両ユニットとも運転を停止するようにしたが、原水供給ポンプを停止せず、第一膜ユニット27が破損検知操作を行なっているときでも、第二膜ユニット28を運転可能とする構成とすることもできる。   In the case of performing the film damage detection operation of the second film unit 28, the above operation may be performed on the second film unit 28. Further, in the apparatus of the above embodiment, when performing the membrane breakage detection operation, the raw water supply pump is stopped to stop the operation of both units. However, the raw water supply pump is not stopped, and the first membrane unit 27 is not stopped. It is also possible to adopt a configuration in which the second membrane unit 28 can be operated even when is performing a damage detection operation.

なお、図1、図2に示す膜分離装置は本発明の実施形態の例を示すものであって、本発明はその要旨を越えない限り、何ら図示のものに限定されるものではない。   The membrane separation apparatus shown in FIGS. 1 and 2 is an example of the embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the illustrated one as long as it does not exceed the gist.

また、上記実施の形態には図示しなかったが、膜分離装置に逆洗ポンプを設け、膜モジュールの逆洗を実施できるようにした装置にも本発明の適用は可能である。   Although not shown in the above embodiment, the present invention is also applicable to a device in which a backwash pump is provided in the membrane separation device so that the backwash of the membrane module can be performed.

上記実施の形態の装置では、原水室7の原水を排出し、透過水室8側を減圧する例について説明したが、本発明においては、透過水室の透過水を排出し、原水室側を減圧して原水室の減圧状態を測定するようにしてもよい。   In the apparatus of the above embodiment, an example in which the raw water in the raw water chamber 7 is discharged and the pressure in the permeated water chamber 8 is reduced has been described. In the present invention, the permeated water in the permeated water chamber is discharged, and the raw water chamber side is discharged. The pressure may be reduced and the reduced pressure state of the raw water chamber may be measured.

上記実施の形態の装置では透過水室の減圧手段として真空ポンプを示したが、減圧手段には真空ポンプ以外の水用ポンプやアスピレーターなど本発明の要旨を超えない限り、あらゆる真空発生手段や吸引手段が適用可能である。   In the apparatus of the above embodiment, a vacuum pump is shown as a depressurizing means for the permeated water chamber. However, the depressurizing means is not limited to a vacuum pump, such as a water pump or an aspirator. Means are applicable.

また、上記実施の形態では、膜モジュール1本の装置、膜モジュール8本2ユニットの装置を例示したが、例示以外の複数本数、複数ユニットを使用する装置にも本発明は適用可能である。   Further, in the above-described embodiment, an apparatus having one membrane module and an apparatus having eight membrane modules and two units have been exemplified. However, the present invention can be applied to an apparatus using a plurality of units and a plurality of units other than the examples.

膜モジュールの形状には、中空糸膜、管状膜、平膜、スパイラル型などがあり、いずれの形状のものでも本発明を適用可能であるが、特に中空糸膜型、管状膜型、平膜型のモジュールに対して本発明は好適に適用される。   The shape of the membrane module includes a hollow fiber membrane, a tubular membrane, a flat membrane, a spiral membrane, and the like, and the present invention is applicable to any shape. The present invention is preferably applied to a module of a type.

本発明においては、分離膜の素材として、ポリアクリロニトリル、ポリスルフォン、スルフォン化ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリフッ化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリビニルアルコール、酢酸セルロース、セラミック、各種金属など分離膜に用いられているあらゆる素材が膜モジュールに適用可能である。   In the present invention, as a material of the separation membrane, polyacrylonitrile, polysulfone, sulfonated polysulfone, polyether sulfone, polyvinylidene fluoride, polypropylene, polyethylene, polyamide, polyvinyl alcohol, cellulose acetate, ceramics, various metals such as separation membrane Any material used can be applied to the membrane module.

また、本発明は、分離膜の種類として、精密濾過膜や限外濾過膜、逆浸透膜など液体処理に用いられる、様々な膜種へ適用が可能であるが、特に分画分子量数万程度から分離孔径数μmの分離膜に対して好適に適用される。   In addition, the present invention can be applied to various types of membranes, such as microfiltration membranes, ultrafiltration membranes, and reverse osmosis membranes. It is preferably applied to a separation membrane having a separation hole diameter of several μm.

本発明では、第2の液室の減圧状態を測定することにより膜分離装置における状態検知が行われるが、正常な状態において減圧状態を保持可能な全圧力差(第1の液室内圧力−第2の液室内圧力)は、装置の機密性や分離膜の材質、孔径等で決まってくる。本発明では第2の液室を減圧状態にして健全性を判定することが特徴であるが、前述したように、第2の液室の減圧度合いには限度がある。したがって、例えば分離膜の孔径が小さくかつ、膜破損の程度が極めて小さい場合(例えば、膜にピンホールが開いているが、そのピンホールが極めて小さい場合〔勿論、分離膜の孔径よりは大きい〕)のように、全圧力差を大きく取らないと健全性の判定が難しい場合等では、液が排出された第1の液室内を気体(例えば、空気)にて加圧し、加圧と同時に、あるいは加圧後に第2の液室を減圧し、その減圧状態を測定するようにすることも可能である。この場合、健全性の判定に必要とされる全圧力差の一部を本発明の特徴である第2の液室の減圧で補っているため、従来法と比較して第1の液室の加圧度合いは少なくて済む。また、第1の液室の液排出と加圧気体供給の動作を少なくとも部分的にオーバーラップさせて行うようにすれば、第1の液室の液を排出する際に、加圧気体を供給して第1の液室から液を押し出すことも可能になり、液排出時間を短縮することができる等の利点も期待できる。   In the present invention, the state detection in the membrane separation device is performed by measuring the depressurized state of the second liquid chamber. However, the total pressure difference (the pressure of the first liquid chamber minus the pressure of the first liquid chamber that can maintain the depressurized state in a normal state). 2) is determined by the confidentiality of the apparatus, the material of the separation membrane, the pore diameter, and the like. The present invention is characterized in that soundness is determined by setting the second liquid chamber to a reduced pressure state. However, as described above, the degree of reduced pressure of the second liquid chamber is limited. Therefore, for example, when the pore diameter of the separation membrane is small and the degree of membrane breakage is extremely small (for example, when a pinhole is formed in the membrane, and the pinhole is extremely small [of course, larger than the pore diameter of the separation membrane]). In the case where it is difficult to determine the soundness unless the total pressure difference is large, as in the case of), the first liquid chamber from which the liquid has been discharged is pressurized with gas (for example, air), and simultaneously with the pressurization, Alternatively, it is also possible to reduce the pressure in the second liquid chamber after the pressurization and measure the reduced pressure state. In this case, a part of the total pressure difference required for the soundness determination is compensated for by the decompression of the second liquid chamber, which is a feature of the present invention. The degree of pressurization is small. Further, if the operation of discharging the liquid in the first liquid chamber and the operation of supplying the pressurized gas are performed at least partially by overlapping, the supply of the pressurized gas is performed when the liquid in the first liquid chamber is discharged. Then, the liquid can be pushed out from the first liquid chamber, and advantages such as shortening of the liquid discharging time can be expected.

装置構成としては、例えば図3に本発明の第3実施態様に係る膜分離装置を示すように、図1に示した第1実施態様に係る装置に比べ、液が排出された第1の液室内を気体で加圧する手段として、例えば、膜モジュール5の原水室7に加圧空気を充填するためのコンプレッサー33、空気貯層34、弁35を付加すればよい。その他の構成は、図1に示した第1実施態様と実質的に同じ構成とすることができる。このような構成を有する膜分離装置により、上述の如く、第2の液室を減圧だけでは全圧力差が小さく健全性の判定が難しい場合にも、適切な全圧力差を容易に確保できるようになり、健全性の判定を容易に行うことができるようになる。   As a device configuration, for example, as shown in FIG. 3 showing a membrane separation device according to a third embodiment of the present invention, compared with the device according to the first embodiment shown in FIG. As means for pressurizing the room with gas, for example, a compressor 33, an air storage layer 34, and a valve 35 for filling the raw water chamber 7 of the membrane module 5 with pressurized air may be added. Other configurations can be substantially the same as the first embodiment shown in FIG. With the membrane separation device having such a configuration, as described above, an appropriate total pressure difference can be easily ensured even when the total pressure difference is small and it is difficult to determine the soundness only by depressurizing the second liquid chamber. , And the soundness can be easily determined.

本発明における被処理液(原液)は、特に限定されるものではなく、本発明は、河川水、湖沼水、地下水、工業用水、上水などの各種水処理、各種排水処理や有価物回収、純水、パイロジェンフリー水製造などに適用可能である。   The liquid to be treated (stock solution) in the present invention is not particularly limited, and the present invention provides various types of water treatment such as river water, lake water, groundwater, industrial water, and tap water, various wastewater treatments, and recovery of valuable resources. It can be applied to pure water and pyrogen-free water production.

膜分離装置の運転には、定流量濾過および定圧濾過があり、本発明はいずれの運転も適用可能であるが、定流量濾過運転を行うのが一般的である。   The operation of the membrane separation device includes a constant flow filtration and a constant pressure filtration, and the present invention can be applied to any operation. However, a constant flow filtration operation is generally performed.

また、分離膜損傷検知の操作は回数を多くするほど、装置の安全性、信頼性は高まることになるが、頻度としては1日から1カ月に一回程度の範囲が妥当であり、好ましくは1日から1週間に一回の頻度で行われる。   In addition, as the number of operations of the separation membrane damage detection increases, the safety and reliability of the device increase, but the frequency is preferably about once a day to once a month, and is preferably. It is performed once a day to once a week.

なお、本発明の膜分離装置では被処理水に凝集剤を添加してから膜分離することも可能であり、凝集薬品には、ポリ塩化アルミニウム、硫酸ばんど、塩化鉄、硫酸鉄などの無機凝集剤のほかに、アクリルアミド系などの有機高分子凝集剤も適用可能であり、さらには各種凝集補助剤や酸、アルカリなどのpH調整薬品も添加薬品として使用可能である。   In the membrane separation apparatus of the present invention, it is also possible to perform membrane separation after adding a coagulant to the water to be treated, and the coagulation chemicals include inorganic materials such as polyaluminum chloride, sulfate sulfate, iron chloride, and iron sulfate. In addition to the coagulant, an organic polymer coagulant such as acrylamide can be used, and various coagulants and pH adjusting chemicals such as acids and alkalis can also be used as additive chemicals.

以下に、本発明を実施例に基づきより具体的に説明する。
実施例1、2
本発明の実施の形態で述べた、図1の装置と同等の装置を用いて、膜モジュール破損時の感度を確認する目的で運転を実施した。膜モジュールには、FE-10UFモジュール(ダイセン・メンブレン・システムズ社製)を用いた。透過水室の減圧手段には真空ポンプを用いた。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on examples.
Examples 1 and 2
The operation was carried out for the purpose of confirming the sensitivity at the time of breakage of the membrane module using an apparatus equivalent to the apparatus of FIG. 1 described in the embodiment of the present invention. An FE-10UF module (manufactured by Daisen Membrane Systems) was used as the membrane module. A vacuum pump was used as a pressure reducing means for the permeated water chamber.

実施例1としてFE-10モジュールの中空糸1本を故意に切断したモジュールを使用し、実施例2としてFE-10の新品モジュールを使用して、膜切れ検知の試験を実施した。   As Example 1, a module for intentionally cutting one hollow fiber of the FE-10 module was used, and as Example 2, a new module of FE-10 was used to perform a test for detecting a film breakage.

比較例1、2
また、比較例として、図4に示す装置を用いて膜モジュール5の原液側を加圧し、その圧力保持状態で膜モジュールの破損状態を検知する従来の方法を実施例に次いで比較試験した。比較例1としてFE-10モジュールの中空糸1本を故意に切断したモジュール、比較例2としてFE-10の新品モジュールを試験した。
Comparative Examples 1 and 2
Further, as a comparative example, a conventional method of pressurizing the undiluted solution side of the membrane module 5 using the apparatus shown in FIG. 4 and detecting a broken state of the membrane module in a state where the pressure was maintained was subjected to a comparative test following the example. As Comparative Example 1, a module in which one hollow fiber of the FE-10 module was intentionally cut was tested, and as Comparative Example 2, a new FE-10 module was tested.

図4の装置においては、膜モジュール5の破損検知に使用する機器構成と検知方法が図1に示した方法とは異なり、以下のとおりである。膜モジュール5の原水室7に加圧空気を充填する目的でコンプレッサー41、空気貯層42、弁43を備え、また、原水室7の圧力保持状態を確認するために圧力計44を備えている。   In the apparatus of FIG. 4, the device configuration and the detection method used for detecting the damage of the membrane module 5 are different from the method shown in FIG. 1 and are as follows. A compressor 41, an air reservoir 42, and a valve 43 are provided for the purpose of filling the raw water chamber 7 of the membrane module 5 with pressurized air, and a pressure gauge 44 is provided for checking the pressure holding state of the raw water chamber 7. .

図4の装置においても、通常の膜濾過運転時は、図1の装置と同様に行われる。膜破損を検知する場合には以下の工程を実施する。まず、原水供給ポンプ3を停止する。次いで、弁12、13を開、弁4、9、11、14、43を閉として、原水室7の原水を排出する。次いで、弁43を開、弁4、9、11、12、13、14を閉として、原水室7に任意に設定された圧力まで加圧空気を送り込む。その後、弁43を閉、弁14を開として、任意の設定時間で圧力を保持する。このとき膜モジュール5に破損がなければ圧力計44の値にはほとんど変化はなく、また、膜モジュール5に何らかの異常がある場合には、加圧空気が分離膜6を介して、透過水室8、弁14側へと漏出し、圧力計44の値に低下が見られることとなる。   Also in the apparatus of FIG. 4, at the time of a normal membrane filtration operation, the same operation as in the apparatus of FIG. 1 is performed. The following steps are performed when film damage is detected. First, the raw water supply pump 3 is stopped. Next, the valves 12, 13 are opened and the valves 4, 9, 11, 14, 43 are closed, and the raw water in the raw water chamber 7 is discharged. Next, the valve 43 is opened, and the valves 4, 9, 11, 12, 13, and 14 are closed, and pressurized air is sent into the raw water chamber 7 to an arbitrary set pressure. Thereafter, the valve 43 is closed and the valve 14 is opened to maintain the pressure for an arbitrary set time. At this time, if the membrane module 5 is not damaged, there is almost no change in the value of the pressure gauge 44. If there is any abnormality in the membrane module 5, pressurized air passes through the separation membrane 6 and passes through the permeated water chamber. 8. Leakage to the valve 14 side, and a decrease in the value of the pressure gauge 44 is observed.

比較例1、2では、加圧空気圧力を100kPa、圧力保持時間を10分とした。図5に実施例1、2と比較例1、2における、透過水室の真空圧力保持状態、圧力保持状態を示す。   In Comparative Examples 1 and 2, the pressurized air pressure was 100 kPa, and the pressure holding time was 10 minutes. FIG. 5 shows the state of maintaining the vacuum pressure and the state of maintaining the pressure in the permeated water chamber in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2.

膜モジュールに異常がない場合には、減圧状態は10分間でほとんど変化がなく、膜モジュール中の中空糸が一本切断された場合には、1分程度の短時間で減圧状態が破壊されることが実施例1、2より確認された。したがって、本発明の膜分離装置およびその装置における状態検知方法を適用することで、短時間で効率よく、かつ感度、精度よく膜モジュールの異常を検知できることが確認できた。   When there is no abnormality in the membrane module, the reduced pressure state hardly changes in 10 minutes, and when one hollow fiber in the membrane module is cut, the reduced pressure state is broken in about 1 minute. This was confirmed from Examples 1 and 2. Therefore, it was confirmed that by applying the membrane separation device of the present invention and the state detection method in the device, it is possible to efficiently detect the abnormality of the membrane module in a short time, and with high sensitivity and accuracy.

比較例1、2では、加圧保持時間10分後でも、膜モジュールに異常がある場合と異常がない場合においての圧力変化の差が小さく、本発明の装置および方法が従来法に比較して、膜モジュールの異常検知に極めて優れており、信頼性の高いことが確認された。   In Comparative Examples 1 and 2, even after 10 minutes of pressurization holding time, the difference in pressure change between the case where the membrane module had an abnormality and the case where there was no abnormality was small, and the apparatus and method of the present invention were compared with the conventional method. It was confirmed to be extremely excellent in detecting an abnormality of the membrane module and high in reliability.

本発明に係る膜分離装置およびその装置における状態検知方法は、分離膜を透過した透過液や分離膜によって阻止された濃縮液を得ることが要求されるあらゆる用途に適用可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The membrane separation device and the state detection method in the device according to the present invention can be applied to any application that requires obtaining a permeate that has passed through a separation membrane or a concentrated solution that has been blocked by the separation membrane.

本発明の第1実施態様に係る膜分離装置の機器系統図である。FIG. 2 is an equipment system diagram of the membrane separation device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2実施態様に係る膜分離装置の機器系統図である。It is a system diagram of a membrane separation device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第3実施態様に係る膜分離装置の機器系統図である。It is a system diagram of a membrane separation device concerning a 3rd embodiment of the present invention. 比較例に用いた膜分離装置の機器系統図である。FIG. 4 is an equipment system diagram of a membrane separation device used in a comparative example. 実施例、比較例の結果を示す液室圧力と圧力保持時間との関係図である。FIG. 9 is a graph showing the relationship between the liquid chamber pressure and the pressure holding time, showing the results of the examples and comparative examples.

符号の説明Explanation of reference numerals

1 原水
2 原水槽
3 原水供給ポンプ
4、9、11、12、13、14、22、23、24、25、26、29、35、43 弁
5 膜モジュール
6 分離膜
7 原水室
8 透過水室
10 透過水槽
15 ウォータートラップ
16 真空ポンプ
17、18、19、20、21 真空圧力計
31 第2の合流管
32 第1の合流管
33、41 コンプレッサー
34、42 空気貯層
44 圧力計
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Raw water 2 Raw water tank 3 Raw water supply pump 4, 9, 11, 12, 13, 14, 22, 23, 24, 25, 26, 29, 35, 43 Valve 5 Membrane module 6 Separation membrane 7 Raw water chamber 8 Permeated water chamber DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Permeated water tank 15 Water trap 16 Vacuum pump 17, 18, 19, 20, 21 Vacuum pressure gauge 31 Second merging pipe 32 First merging pipe 33, 41 Compressor 34, 42 Air reservoir 44 Pressure gauge

Claims (10)

分離膜により原液室と透過液室とに区画された膜モジュールを用いて、透過液あるいは濃縮液を得る膜分離装置において、原液室および透過液室のいずれか一方の第1の液室内の液を排出する手段と、他方の第2の液室内を吸引により減圧する手段と、第2の液室の減圧状態を測定する手段と、を設けたことを特徴とする膜分離装置。   In a membrane separation device for obtaining a permeate or a concentrate using a membrane module partitioned into a stock solution chamber and a permeate solution chamber by a separation membrane, the liquid in one of the first solution chamber of the stock solution chamber and the permeate solution chamber is used. And a means for reducing the pressure in the second liquid chamber by suction, and a means for measuring the reduced pressure state of the second liquid chamber. さらに、液が排出された前記第1の液室内を気体にて加圧する手段が設けられている、請求項1に記載の膜分離装置。   The membrane separation device according to claim 1, further comprising a unit configured to pressurize the first liquid chamber from which the liquid has been discharged with a gas. 前記膜モジュールが複数本設けられており、前記第2の液室の減圧状態測定手段が、それぞれの膜モジュールに対して設けられている、請求項1または2に記載の膜分離装置。   3. The membrane separation device according to claim 1, wherein a plurality of the membrane modules are provided, and a reduced pressure state measuring unit for the second liquid chamber is provided for each of the membrane modules. 4. 前記膜モジュールが複数本設けられており、それぞれの膜モジュールの前記第2の液室が第2の合流管に連通されており、該第2の合流管に、該第2の合流管内の減圧状態を測定する手段が、各膜モジュールの前記第2の液室の減圧状態を測定する共通の測定手段として設けられている、請求項1〜3のいずれかに記載の膜分離装置。   A plurality of the membrane modules are provided, and the second liquid chambers of each of the membrane modules are connected to a second merging pipe, and the second merging pipe is connected to a decompressed gas in the second merging pipe. The membrane separation device according to any one of claims 1 to 3, wherein the means for measuring a state is provided as a common measurement means for measuring a reduced pressure state of the second liquid chamber of each membrane module. 前記膜モジュールが複数本設けられており、それぞれの膜モジュールの前記第1の液室が第1の合流管に連通されており、該第1の合流管を介して各膜モジュールの第1の液室内の液が排出される、請求項1〜4のいずれかに記載の膜分離装置。   A plurality of the membrane modules are provided, and the first liquid chamber of each of the membrane modules is connected to a first merging pipe, and the first liquid chamber of each membrane module is connected to the first merging pipe via the first merging pipe. The membrane separation device according to claim 1, wherein the liquid in the liquid chamber is discharged. 分離膜により原液室と透過液室とに区画された膜モジュールを用いて、透過液あるいは濃縮液を得る膜分離装置における状態検知方法であって、原液室および透過液室のいずれか一方の第1の液室内の液を排出した後、他方の第2の液室内を吸引により減圧し、該第2の液室の減圧状態を測定することを特徴とする、膜分離装置における状態検知方法。   A method for detecting a state in a membrane separation apparatus for obtaining a permeate or a concentrate using a membrane module partitioned into a stock solution chamber and a permeate solution chamber by a separation membrane, wherein a method for detecting a permeate solution or a permeate solution chamber is provided. A method for detecting a state in a membrane separation device, comprising: discharging a liquid in a first liquid chamber, reducing the pressure in a second liquid chamber by suction, and measuring a reduced pressure state of the second liquid chamber. 前記第1の液室内の液を排出した後、該第1の液室内を気体にて加圧するとともに、前記第2の液室内を吸引により減圧する、請求項6に記載の膜分離装置における状態検知方法。   7. The state in the membrane separation apparatus according to claim 6, wherein after discharging the liquid in the first liquid chamber, the first liquid chamber is pressurized with gas and the pressure in the second liquid chamber is reduced by suction. Detection method. 前記膜分離装置に膜モジュールが複数本設けられており、それぞれの膜モジュールに対して第2の液室の減圧状態を測定する、請求項6または7に記載の膜分離装置における状態検知方法。   8. The method according to claim 6, wherein a plurality of membrane modules are provided in the membrane separation device, and a reduced pressure state of the second liquid chamber is measured for each of the membrane modules. 9. 前記膜分離装置に膜モジュールが複数本設けられており、かつ、それぞれの膜モジュールの前記第2の液室が第2の合流管に連通されており、該第2の合流管内の減圧状態を測定することにより、各膜モジュールの前記第2の液室の減圧状態をそれらの総合状態として測定する、請求項6〜8のいずれかに記載の膜分離装置における状態検知方法。   The membrane separation device is provided with a plurality of membrane modules, and the second liquid chamber of each membrane module is connected to a second merging pipe, and the pressure in the second merging pipe is reduced. The method for detecting a state in a membrane separation device according to any one of claims 6 to 8, wherein by measuring, the reduced pressure state of the second liquid chamber of each membrane module is measured as an overall state thereof. 前記膜分離装置に膜モジュールが複数本設けられており、かつ、それぞれの膜モジュールの前記第1の液室が第1の合流管に連通されており、該第1の合流管を介して各膜モジュールの第1の液室内の液を排出する、請求項6〜9のいずれかに記載の膜分離装置における状態検知方法。   The membrane separation device is provided with a plurality of membrane modules, and the first liquid chamber of each membrane module is connected to a first merging pipe, and each of the first liquid chambers is connected via the first merging pipe. The state detecting method in the membrane separation device according to claim 6, wherein the liquid in the first liquid chamber of the membrane module is discharged.
JP2004003295A 2003-01-17 2004-01-08 Membrane separation apparatus, and state detecction method for the apparatus Pending JP2004237281A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004003295A JP2004237281A (en) 2003-01-17 2004-01-08 Membrane separation apparatus, and state detecction method for the apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003009804 2003-01-17
JP2004003295A JP2004237281A (en) 2003-01-17 2004-01-08 Membrane separation apparatus, and state detecction method for the apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004237281A true JP2004237281A (en) 2004-08-26

Family

ID=32964832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004003295A Pending JP2004237281A (en) 2003-01-17 2004-01-08 Membrane separation apparatus, and state detecction method for the apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004237281A (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011230021A (en) * 2010-04-24 2011-11-17 Suido Kiko Kaisha Ltd Method of detecting damage to membrane, and membrane filtration apparatus
KR101168895B1 (en) * 2009-11-30 2012-08-02 동양하이테크산업주식회사 Desalination method with controlling freshwater flow
JP2012148218A (en) * 2011-01-17 2012-08-09 Sekisui Chem Co Ltd Leakage inspection method for hollow fiber membrane module
JP2013158693A (en) * 2012-02-03 2013-08-19 Mitsubishi Rayon Cleansui Co Ltd Device for inspecting flaw of hollow fiber membrane module and method for inspecting flaw
KR20140016877A (en) * 2010-12-30 2014-02-10 제너럴 일렉트릭 캄파니 Method and apparatus for fabricating separator assembly
US9376595B2 (en) 2013-06-21 2016-06-28 General Electric Company Method and apparatus for fabricating separator assembly
JPWO2016199725A1 (en) * 2015-06-09 2018-04-05 東レ株式会社 Fresh water production apparatus and method for operating fresh water production apparatus
WO2018212354A1 (en) * 2017-05-19 2018-11-22 国立大学法人徳島大学 Stock solution treatment device, and operation method for stock solution treatment device

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101168895B1 (en) * 2009-11-30 2012-08-02 동양하이테크산업주식회사 Desalination method with controlling freshwater flow
JP2011230021A (en) * 2010-04-24 2011-11-17 Suido Kiko Kaisha Ltd Method of detecting damage to membrane, and membrane filtration apparatus
KR20140016877A (en) * 2010-12-30 2014-02-10 제너럴 일렉트릭 캄파니 Method and apparatus for fabricating separator assembly
JP2014510617A (en) * 2010-12-30 2014-05-01 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Method and apparatus for manufacturing separator assembly
JP2012148218A (en) * 2011-01-17 2012-08-09 Sekisui Chem Co Ltd Leakage inspection method for hollow fiber membrane module
JP2013158693A (en) * 2012-02-03 2013-08-19 Mitsubishi Rayon Cleansui Co Ltd Device for inspecting flaw of hollow fiber membrane module and method for inspecting flaw
US9376595B2 (en) 2013-06-21 2016-06-28 General Electric Company Method and apparatus for fabricating separator assembly
JPWO2016199725A1 (en) * 2015-06-09 2018-04-05 東レ株式会社 Fresh water production apparatus and method for operating fresh water production apparatus
WO2018212354A1 (en) * 2017-05-19 2018-11-22 国立大学法人徳島大学 Stock solution treatment device, and operation method for stock solution treatment device
CN110636872A (en) * 2017-05-19 2019-12-31 国立大学法人德岛大学 Stock solution processing apparatus and method for operating stock solution processing apparatus
JPWO2018212354A1 (en) * 2017-05-19 2020-04-09 国立大学法人徳島大学 Stock solution processing device and method of operating stock solution processing device
JP7048036B2 (en) 2017-05-19 2022-04-06 国立大学法人徳島大学 How to operate the undiluted solution processing equipment
CN115634325A (en) * 2017-05-19 2023-01-24 株式会社高鸟 Stock solution processing apparatus and method for operating stock solution processing apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11779883B2 (en) Water purification systems and methods having pressurized draw stream
JP3111101B2 (en) Leak inspection method for membrane separation equipment
JP2001190938A (en) Method of detecting breakage of water treating membrane
EP1971846A1 (en) Method and device for testing the integrity of filtration membranes
JPH01307409A (en) Device for automatically detecting leak in hollow yarn ultrafiltration membrane module and giving alarm
JP2004237281A (en) Membrane separation apparatus, and state detecction method for the apparatus
US20200215493A1 (en) Process for testing filters
JP2006218372A (en) Membrane separation apparatus
WO1998035749A1 (en) Cross-filter apparatus
JP2012148218A (en) Leakage inspection method for hollow fiber membrane module
JP2007007539A (en) Leak detection method of membrane separator
JP3401541B2 (en) Membrane separation device and its operation method
KR101753453B1 (en) Hollow fiber membrane and method of detecting damage of membrane thereof
JP2007117904A (en) Membrane filtration apparatus
JP5037758B2 (en) Membrane module integrity inspection method
JP3778042B2 (en) Membrane breakage detection method and membrane separation system of membrane separation apparatus
CN110270228B (en) Leak test method for hollow fiber membrane module, method for producing pure water, and apparatus for producing pure water
TW202128271A (en) Membrane filtration device
JP2003024938A (en) Membrane filter system and operation method therefor
KR20120044079A (en) Apparatus and method for detecting damage of filtration membrane using trans membrane pressure
JP4461288B2 (en) Filtration membrane abnormality detection method and apparatus
JP2000279769A (en) Membrane failure detection, apparatus therefor and membrane separator
JP2003190747A (en) Leak detection method for hollow-fiber membrane module
JP3664083B2 (en) Leak test method for hollow fiber membrane module
JP4267197B2 (en) Method for testing sterilization filter of hemodialysis machine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061003

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080814

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080819

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081015

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090303

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090507

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090525

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20090528

A912 Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20090710