JP2006275894A

JP2006275894A - 膜モジュールの液漏れ検査方法

Info

Publication number: JP2006275894A
Application number: JP2005097888A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Kumami; 和久熊見
Original assignee: Daicen Membrane Systems Ltd
Current assignee: Daicen Membrane Systems Ltd
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2006-10-12

Abstract

【課題】簡便な方法により、複数の膜モジュールの液漏れを見つけることができる検査方法の提供。
【解決手段】最初に３本の膜モジュール10、20、30の液漏れを検査し、次に膜モジュール20、30の液漏れを検査し、その後、膜モジュール10、30の液漏れを検査することで、液漏れが生じた膜モジュールを特定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、水処理用の膜モジュールの液漏れ検査方法に関する。

液出入口を有するケースハウジング内に所要数の中空糸膜束を収容し、ケースハウジング内への液（原水、透過水等）の出入りを前記液出入口のみにより行うタイプの中空糸膜モジュールが知られている。

中空糸膜束は、外径が１ｍｍ前後〜数ｍｍ程度の中空糸膜を数百〜数千本束ねたものであることから、長期間にわたり使用され、交換時期辺りになると、断線等の破損が生じることがあり、これを放置しておくと、濾過性能が低下する。

また、交換時期に至らない場合でも、何らかの異常を生じて中空糸膜モジュールに強い衝撃が加えられて、中空糸膜が破損することがある。例えば、原水中に空気が多量に混入してバブリング状態になることで圧力異常を生じ、中空糸膜に許容限界を超える圧力がかかったり、圧力衝撃を受けたりすることで、中空糸膜が破損することがある。
特開２００４−３１３８５４特開２００４−３２９９８０

特許文献１には、複数の中空糸膜モジュールを用いた膜ろ過装置において中空糸膜の破断検知を行うことが開示され、特許文献２には、複数の膜モジュールを有する膜ろ過装置の膜破断検出装置が開示されている。

本発明は、複数本の膜モジュールを組み合わせた膜処理システムにおいて、複数本の中の特定の膜モジュールにおける中空糸膜の断線等の不具合による液漏れを簡便な方法で検査することができる、膜モジュールの液漏れ検査方法を提供することを課題とする。

本発明は、課題の解決手段として、
複数本の膜モジュールを並列に接続してなる膜処理システムにおける、個々の膜モジュールの液漏れ検査方法であり、
ｎ本の膜モジュールが並列に接続されているとき、
最初の試験においてｎ本の膜モジュール全体を検査して液漏れが見つかったとき、
次に、１本を除いたｎ−１本の膜モジュールの液漏れを検査し、その後、別の１本を除いたｎ−１本の膜モジュールの液漏れを検査し、このような液漏れ検査を最初の検査を含めて最大でｎ回行うことにより、液漏れが生じた膜モジュールを特定する、膜モジュールの液漏れ検査方法を提供する。

また本発明は、課題の他の解決手段として、
複数本の膜モジュールを並列に接続してなる膜処理システムにおける、個々の膜モジュールの液漏れ検査方法であり、
ｎ本の膜モジュールが並列に接続されているとき、ｎ本の膜モジュールのそれぞれに原水ライン、透過液ライン及び濃縮液ラインが接続され、かつ各ラインと各膜モジュールの間には開閉バルブが設置されており、
最初の試験においてンｎ本の膜モジュール全体の原水ラインを閉じ、透過液ラインと濃縮ラインを開き、濃縮ラインから気体を供給して透過液ラインに流れる流量を計測することでｎ本の膜モジュールの液漏れを検査して液漏れが見つかったとき、
次に、１本の膜モジュールの原水ライン、透過液ライン及び濃縮液ラインを閉じ、残りのｎ−１本の膜モジュールの原水ラインを閉じ、透過液ラインと濃縮ラインを開き、濃縮ラインから気体を供給して透過液ラインに流れる流量を計測することでｎ−１本の膜モジュールの液漏れを検査し、
その後、別の１本の膜モジュールの原水ライン、透過液ライン及び濃縮液ラインを閉じ、残りのｎ−１本の膜モジュールの原水ラインを閉じ、透過液ラインと濃縮ラインを開き、濃縮ラインから気体を供給して透過液ラインに流れる流量を計測することでｎ−１本の膜モジュールの液漏れを検査し、このような液漏れ検査を最初の検査を含めて最大でｎ回行うことにより、液漏れが生じた膜モジュールを特定する、膜モジュールの液漏れ検査方法を提供する。

また本発明は、課題の他の解決手段として、
複数本の膜モジュールを並列に接続してなる膜処理システムにおける、個々の膜モジュールの液漏れ検査方法であり、
ｎ本の膜モジュールが並列に接続されているとき、
最初の試験においてｎ本の膜モジュール全体を検査して液漏れが見つかったとき、
次に、１本を除いたｎ−１本の膜モジュールの液漏れを検査し、その後、更に別の１本を除いたｎ−２本の膜モジュールの液漏れを検査し、このような液漏れ検査を最初の検査を含めて最大でｎ回行うことにより、液漏れが生じた膜モジュールを特定する、膜モジュールの液漏れ検査方法を提供する。

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

本発明の膜モジュールの液漏れ検査方法によれば、膜モジュール内の中空糸膜に断線等の不具合による液漏れが生じている場合、簡便な方法で確実に見つけることができるので、膜モジュールのメンテナンスが容易であり、安定した濾過運転ができる。

図１により、本発明の膜モジュールの液漏れ検査方法を説明する。図１は、３本の膜モジュールが並列に接続された膜処理システムにおける膜モジュールの液漏れ検査方法の説明図である。図１中、括弧で囲んだ部分は、必要に応じて設けられるものであることを意味する。

図１の膜処理装置では、膜モジュール１０、２０、３０の３本が並列配置されている。膜モジュール自体は公知のものであり、ケースハウジング中に所要束数の中空糸膜束が収容されたものである。

膜モジュール１０、２０、３０には、それぞれ原水ライン４１、透過液ライン４２、濃縮液ライン（又は気体供給ライン）４３が接続されている。

膜モジュール１０と原水ライン４１、透過液ライン４２（４２ａ、４２ｂ）、濃縮液ライン（又は気体供給ライン）４３の間には、それぞれ開閉バルブ１１、１２、１３が設置されている。

膜モジュール２０と原水ライン４１、透過液ライン４２、濃縮液ライン（又は気体供給ライン）４３の間には、それぞれ開閉バルブ２１、２２、２３が設置されている。

膜モジュール３０と原水ライン４１、透過液ライン４２、濃縮液ライン（又は気体供給ライン）４３の間には、それぞれ開閉バルブ３１、３２、３３が設置されている。

原水ライン４１には、必要に応じて原水バルブ５５を設けることができ、更に原水ライン４１には、開閉バルブ５６を有する排水ライン４４を接続することもできる。

透過液ライン４２は、ライン４２ａとライン４２ｂに分岐されている。ライン４２ａは、濾過運転時の透過液ラインとなるもので、開閉バルブ５３と流量計Ｆ１が設置されている。ライン４２ｂは、検査時の漏れ液測定ラインとなるもので、開閉バルブ５４と少量の流れを測定できる流量計Ｆ２が設置されている。流量がごく少ない場合は、流量計での測定は困難になるので、メスシリンダ等の計量可能な容器で受けて測定してもよい。

濃縮液ライン４３には、更に開閉バルブ５１、空気抜き用の開閉バルブ５２が設置されている。

次に、図１に示す膜処理システムにおける各膜モジュール１０、２０、３０の液漏れ検査方法として、２つの検査方法を説明する。なお、液漏れ検査は、濾過運転開始から一定期間経過した場合や、濾過運転の異常を検知した場合に行う。

＜検査方法１＞
（１回目の検査）
濾過運転を停止したのち、まず、膜モジュール１０、２０、３０の原水ライン４１の開閉バルブ１１、２１、３１を閉じ、透過液ライン４２の開閉バルブ１２、２２、３２、５３、５４を開け、濃縮ライン４３の開閉バルブ１３、２３、３３、５１を開ける。そして、濃縮ライン４３から膜モジュール１０、２０、３０に所定圧力にて空気を供給する。

このときの空気の供給圧力は、中空糸膜モジュールの耐圧性上限以下の圧力であり、かつ中空糸膜のバルブポイント以下の圧力であればよいが、好ましくは０．０１〜０．３ＭＰａ、より好ましくは０．０３〜０．２ＭＰａである。

膜モジュール１０、２０、３０内には透過液が存在しており、濃縮液ライン４３からの空気の供給を受けたとき、原水ライン４１が閉じられているため、開放状態の透過液ライン４２側に透過液が流れる。一定時間後、流量が落ち着いたら、開閉バルブ５３を閉じる。そして、このときのライン４２ｂに流れた透過液流量（漏れ液流量）を流量計Ｆ２にて計測する（流量Ｆ2-1とする）。この流量Ｆ2-1が過度である場合（正常でない場合）、膜モジュール内の中空糸膜に断線等が生じて液漏れがあることを意味することになる。

なお、流量Ｆ2-1が正常であるかどうかの判断は、次のようにして行う。予め、断線等の損傷がなく、正常であることを確認しておいた中空糸膜モジュールを、図１に示す膜処理装置に慎重に取り付けた直後に漏れ液流量を測定し、定期的にこれを繰り返して正常値を求めておき、この正常値と比較することで、正常か異常かを判断する。

流量Ｆ2-1が正常値であれば、膜モジュール１０、２０、３０のいずれの中空糸膜にも断線が生じていないことになるから、これ以上の検査は不要となる。しかし、流量Ｆ2-1が正常値でないことになれば、即ち液漏れがある場合には、検査を続行する。

（２回目の検査）
次に、膜モジュール１０の原水ライン４１、透過液ライン４２及び濃縮液ライン４３の開閉バルブ１１、１２、１３を閉じ、膜モジュール２０、３０の原水ライン４１の開閉バルブ２１、３１を閉じ、透過液ライン４２の開閉バルブ２２、３２、５３、５４と、濃縮ライン４３の開閉バルブ２３、３３、５１を開き、濃縮ライン４３から膜モジュール２０、３０に所定圧力にて空気を供給する。

膜モジュール２０、３０は、濃縮液ライン４３からの空気の供給を受けたとき、原水ライン４１が閉じられているため、開放状態の透過液ライン４２側に透過液が流れる。一定時間後、流量が落ち着いたら、開閉バルブ５３を閉じる。そして、このときのライン４２ｂに流れた透過液流量（漏れ液流量）を流量計Ｆ２にて計測する（流量Ｆ2-2とする）。

この流量Ｆ2-2と上記の流量Ｆ2-1との対比から、次の（ａ）又は（ｂ）のように膜モジュールの液漏れの有無が判断される。

（ａ）流量Ｆ2-1が異常であり、流量Ｆ2-2が正常であれば、膜モジュール１０に液漏れがあることになる。

（ｂ）流量Ｆ2-1が異常であり、流量Ｆ2-2が異常であれば、膜モジュール１０には液漏れはなく、膜モジュール２０又は３０に液漏れがあることになる。

よって、（ａ）の場合には、膜モジュール１０に断線等の不具合による液漏れがあることになるから、検査はここで終了となり、膜モジュール１０内の中空糸膜束を取り出して、不具合のあるものを交換する。

しかし、（ｂ）の場合には、膜モジュール２０又は３０に液漏れがあることになるから、続いてどちらの膜モジュールに液漏れがあるかを検査する。

（３回目の検査）
次に、膜モジュール２０の原水ライン４１、透過液ライン４２及び濃縮液ライン４３の開閉バルブ２１、２２、２３を閉じ、膜モジュール１０、３０の原水ライン４１の開閉バルブ１１、３１を閉じ、透過液ライン４２の開閉バルブ１２、３２、５３、５４と、濃縮ライン４３の開閉バルブ１３、３３、５１を開き、濃縮ライン４３から膜モジュール１０、３０に所定圧力にて空気を供給する。

膜モジュール１０、３０は、濃縮液ライン４３からの空気の供給を受けたとき、原水ライン４１が閉じられているため、開放状態の透過液ライン４２側に透過液が流れる。一定時間後、流量が落ち着いたら、開閉バルブ５３を閉じる。そして、このときのライン４２ｂに流れた透過液流量（漏れ液流量）を流量計Ｆ２にて計測する（流量Ｆ2-3とする）。

この流量Ｆ2-3と上記の流量Ｆ2-2（流量Ｆ2-2が異常）との対比から、次の（ｃ）又は（ｄ）のように膜モジュールの液漏れの有無が判断される。

（ｃ）流量Ｆ2-3が正常であれば、膜モジュール２０に液漏れがあることになる。

（ｄ）流量Ｆ2-3が異常であれば、膜モジュール３０に液漏れがあることになる。

よって、３本の膜モジュールを含む膜処理システムの場合、最大で３回目の検査により、液漏れがある膜モジュールが特定されることになるから、検査はここで終了となる。検査終了後は、液漏れが見つかった膜モジュール内の中空糸膜束を取り出して、断線等の不具合が発生したものを交換する。

＜検査方法２＞
（１回目の検査）
濾過運転を停止したのち、まず、膜モジュール１０、２０、３０の原水ライン４１の開閉バルブ１１、２１、３１を閉じ、透過液ライン４２の開閉バルブ１２、２２、３２、５３、５４を開け、濃縮ライン４３の開閉バルブ１３、２３、３３、５１を開ける。そして、濃縮ライン４３から膜モジュール１０、２０、３０に所定圧力にて空気を供給する。このときの空気の供給圧力は、検査方法１と同じである。

膜モジュール１０、２０、３０内には透過液が存在しており、濃縮液ライン４３からの空気の供給を受けたとき、原水ライン４１が閉じられているため、開放状態の透過液ライン４２側に透過液が流れる。一定時間後、流量が落ち着いたら、開閉バルブ５３を閉じる。そして、このときのライン４２ｂに流れた透過液流量（漏れ液流量）を流量計Ｆ２にて計測する（流量Ｆ2-1とする）。この流量Ｆ2-1が過度である場合（正常でない場合）、膜モジュール内の中空糸膜に断線等が生じて液漏れがあることを意味することになる。なお、流量Ｆ2-1が正常であるかどうかの判断方法は、検査方法１と同様である。

流量Ｆ2-1が正常であれば、膜モジュール１０、２０、３０のいずれの中空糸膜にも断線が生じていないことになるから、これ以上の検査は不要となる。しかし、流量Ｆ2-1が適正でないことになれば、即ち液漏れがある場合には、検査を続行する。

（２回目の検査）
次に、１回目の検査状態を維持したまま、膜モジュール１０の透過液ライン４２の開閉バルブ１２を閉じると、膜モジュール１０のみの漏れ液は、漏れ液ライン４２ｂに流れないことになるため、流量計Ｆ２の測定値から除外される。つまり、膜モジュール２０、３０は、濃縮液ライン４３からの空気の供給を受けたとき、原水ライン４１が閉じられているため、開放状態の漏れ液ライン４２ｂ側に透過液が流れる。そして、このときの漏れ液流量を流量計Ｆ２にて計測する（流量Ｆ2-2とする）。

（３回目の検査）
次に、２回目の検査状態を維持したまま、膜モジュール２０の透過液ライン４２の開閉バルブ２２を閉じると、膜モジュール２０の漏れ液は、漏れ液ライン４２ｂに流れないことになるため、流量計Ｆ２の測定値から除外される。つまり、膜モジュール３０は、濃縮液ライン４３からの空気の供給を受けたとき、原水ライン４１が閉じられているため、開放状態の漏れ液ライン４２ｂ側に透過液が流れる。そして、このときの漏れ液流量を流量計Ｆ２にて計測する（流量Ｆ2-3とする）。

検査方法１及び検査方法２のいずれも方法でも、膜モジュールに所定圧力で空気を供給したとき、原水側に大量の液があると、この液が膜を通って透過側に大量に流れ、漏れ液測定までに長い時間を要する場合がある。このため、空気を供給して加圧し、予め排水ライン４４から原水を排水しておいてから、１回目の検査を行うことが好ましい。

検査方法１及び検査方法２のいずれも方法でも、３本（ｎ本）の膜モジュールを含む膜処理システムの場合、最大で３回目（ｎ回目）の検査により、液漏れがある膜モジュールが特定されることになるから、検査はここで終了となる。検査終了後は、液漏れが見つかった膜モジュール内の中空糸膜束を取り出して、断線等の不具合が発生したものを交換する。

このようにして膜処理システムを構成する膜モジュールの液漏れを検査することにより、不具合が発生した膜モジュール内の中空糸膜を速やかに交換することができるため、安定した濾過運転を実施することができる。

図１に示す膜処理装置により、検査方法２による液漏れ検査を行った。中空糸膜モジュールは、ダイセン・メンブレン・システムズ（株）製のＦＷ５０ＲＶＣ−ＦＵＣ１５８２（有効膜面積５０ｍ^２、酢酸セルロース中空糸膜）を３本用いた。

まず、正常値を確認するため、個々の膜モジュールに異常がないことを確かめた。その後、図１の膜処理装置に設置し、１回目の検査を行ったところ、流量Ｆ2-1は３５ｍｌ／分（膜モジュール１０，２０、３０合計流量）であった。

次に、２回目の検査を行ったところ、流量Ｆ2-2は２３ｍｌ／分（膜モジュール２０、３０の合計流量）であり、更に３回目の検査を行ったところ、流量Ｆ2-3は１１ｍｌ／分（膜モジュール３０の流量）であった。

次に、膜モジュール１０の中空糸膜の内の一部を故意に破壊し、そのまま図１の膜処理装置に設置した。１回目の検査を行ったところ、流量Ｆ2-1は１５００ｍｌ／分であり、正常値（３５ｍｌ／分）と大きく異なっており、膜モジュール１０，２０又は３０のいずれかに不具合があることが確認できた。

次に、２回目の検査を行ったところ、流量Ｆ2-2は２４ｍｌ／分となったため、膜モジュール２０，３０は正常であり、膜モジュール１０が異常であることが確認できた。

膜モジュールの液漏れ検査方法の説明図。

符号の説明

１０、２０、３０膜モジュール
１１、１２、１３開閉バルブ
２１、２２、２３開閉バルブ
３１、３２、３３開閉バルブ
４１原水ライン
４２透過液ライン
４３濃縮液ライン（気体供給ライン）
５１、５２、５３、５４開閉バルブ
Ｆ１、Ｆ２流量計

Claims

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