JP2007136300A - Membrane filtration apparatus and membrane module contamination detecting method - Google Patents

Membrane filtration apparatus and membrane module contamination detecting method Download PDF

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直樹 原
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Shoji Watanabe
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To surely detect trace of contaminant attached to a membrane module at an early stage. <P>SOLUTION: The membrane filtration apparatus comprising multiple external pressure type membrane modules removing contaminants in supplied raw water and a bubble supply means supplying bubbles to the raw water supply side of the external pressure type membrane modules, is provided with a bubble floating-up means provided connectedly to the raw water outlet side of the membrane module and floating up bubbles flowing in together with the raw water; a contaminant measuring means measuring contaminants floating up to the water surface by the bubble floating-up means; a contamination determining means determining the contamination degree of the membrane module based on the measured values outputted from the contaminant measuring means; and an output means displaying the determination results. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、原水中に含まれる汚染物質を複数の膜モジュールを用いてろ過、除去する膜ろ過装置に係り、特に、膜モジュールの汚染状態を判定する技術に関する。   The present invention relates to a membrane filtration device that filters and removes contaminants contained in raw water using a plurality of membrane modules, and more particularly to a technique for determining the contamination state of a membrane module.

処理流量が5000M/日を越えるような中大規模の浄水プラントにおいて膜モジュールを用いた膜ろ過装置を採用する浄水プラントが増加している。それとともに、今後は、伏流水だけでなく表流水を原水とする浄水プラントも増加すると予想される。 In medium- and large-scale water purification plants where the treatment flow rate exceeds 5000 M 3 / day, water purification plants employing membrane filtration devices using membrane modules are increasing. At the same time, it is expected that the number of water purification plants that use surface water as raw water as well as underground water will increase.

地下水や伏流水に比べ、表流水は上流に油分や化学物質などの異物が混入する水質事故が起こる可能性が高い。従って膜モジュールが水質汚染物質によって汚染される可能性がある。膜が汚染されると膜目詰まりや膜劣化が加速される。また、膜破断時は、汚染物質がろ過水に流出するなど危険性が高くなる。   Compared to groundwater and underground water, surface water is more likely to cause water quality accidents where foreign substances such as oil and chemicals are mixed upstream. Therefore, the membrane module may be contaminated with water contaminants. When the film is contaminated, film clogging and film deterioration are accelerated. In addition, when the membrane is broken, the risk of contaminants flowing out into the filtered water increases.

従来は、膜ろ過装置は、地下水や伏流水を原水とする場合が多く、膜ろ過装置における膜モジュールの原水中の不純物による汚染に関する技術は開示されていない。   Conventionally, a membrane filtration apparatus often uses groundwater or underground water as raw water, and a technique relating to contamination by impurities in the raw water of the membrane module in the membrane filtration apparatus is not disclosed.

膜モジュールの原水中の不純物による汚染を検知する方法としては、ろ過水、洗浄排水、原水から検出する方法が考えられる。   As a method for detecting contamination due to impurities in the raw water of the membrane module, a method of detecting from filtered water, washing waste water, or raw water can be considered.

膜ろ過装置は、原水中に含まれる濁質や微生物などの不純物(以下、汚染物質という)を分離除去する装置であり、使用する膜の開口の径、つまり膜の公称口径より大きい汚染物質を完全に取り除くことができる。しかし、膜が汚染物質によって汚染されている場合においても、ろ過水は正常である為、ろ過水より膜モジュールの汚染を検知することは、不可能である。   A membrane filtration device is a device that separates and removes impurities (hereinafter referred to as contaminants) such as turbidity and microorganisms contained in raw water, and removes contaminants that are larger than the membrane opening diameter, that is, the membrane nominal diameter. Can be completely removed. However, even when the membrane is contaminated with contaminants, the filtered water is normal, so it is impossible to detect the contamination of the membrane module from the filtered water.

洗浄排水から水質を検知するには、膜から汚染物質を分離排出して検出する必要がある。膜から汚染物質を分離する洗浄方式の代表例として空気と水を利用したエアスクラビング装置がある。特許文献1には、膜モジュールのろ過側に大気圧以上の空気を満たしてエアスクラビングを行い、水位を上下させながら薬品洗浄する方法が開示されている。   In order to detect the water quality from the washing waste water, it is necessary to detect the pollutants separated from the membrane. A typical example of a cleaning method for separating contaminants from a membrane is an air scrubbing device using air and water. Patent Document 1 discloses a method of performing chemical scrubbing while raising and lowering the water level by performing air scrubbing by filling the filtration side of the membrane module with air at atmospheric pressure or higher.

一方、原水から水質汚染を検知する方法としては、水質事故の過半数を占める油汚染を検出する油膜検知装置が知られている。油膜検知装置としては、水面の油膜については光反射式油膜検知器、カメラを用いた画像監視装置が主である。また水中の油分については乳化・濁度測定法または紫外線吸収測定法が主である。   On the other hand, as a method for detecting water pollution from raw water, an oil film detection apparatus for detecting oil pollution, which accounts for the majority of water quality accidents, is known. As the oil film detection device, for the oil film on the water surface, a light reflection type oil film detector and an image monitoring device using a camera are mainly used. For oil in water, the emulsification / turbidity measurement method or ultraviolet absorption measurement method is mainly used.

特許文献2には、水面もしくは水中の油をセンサ部において検出し、センサ部からの信号電圧を一定時間区分に分け、ぞれぞれの時間区分内であらかじめ定めた閾値を超えた時間的な割合を判定し、その割合が予め定めた判定値よりも大きいときに警報を出力する油検出装置の判定方法が開示されている。   In Patent Document 2, oil in the surface or water is detected by the sensor unit, and the signal voltage from the sensor unit is divided into predetermined time segments, and the time period exceeding a predetermined threshold value in each time segment is disclosed. A method of determining an oil detection device that determines a ratio and outputs an alarm when the ratio is larger than a predetermined determination value is disclosed.

特開2003−265935号公報(第3〜5頁、図1〜5)JP 2003-265935 A (pages 3 to 5, FIGS. 1 to 5) 特開2002−82054号公報(第6頁、図1〜3)JP 2002-82054 A (6th page, FIGS. 1 to 3)

特許文献1に開示された方法は、エアスクラビング装置を使用して膜表面に付着した汚染物質を除去する方法であり、汚染物質を検知する点についてはなんら開示されておらず、膜モジュールの汚染物質検出には適用できない。   The method disclosed in Patent Document 1 is a method for removing contaminants attached to the surface of a membrane using an air scrubbing device, and is not disclosed at all in terms of detecting the contaminants. Not applicable to substance detection.

また、従来の油膜検知装置は、センサやカメラを水面に浮かべて油分を検知するため、水面の表面積が小さい膜モジュール内の油汚染検知には適していない。例えば特許文献2の技術を膜ろ過装置に適用した場合、ある閾値を超えた信号を加え合わせることで油分を検知することになる。しかし、膜に付着した汚染物質が微量の場合、検出信号が一定の閾値を越えることが困難であり、警報が出力されない可能性がある。したがって膜に付着する微量の汚染物質が問題になる膜モジュールの汚染物質検出装置には適用できない。   Moreover, since the conventional oil film detection apparatus detects oil content by floating a sensor or camera on the water surface, it is not suitable for detecting oil contamination in a membrane module having a small surface area. For example, when the technique of Patent Document 2 is applied to a membrane filtration device, an oil component is detected by adding signals exceeding a certain threshold. However, when the amount of contaminants adhering to the film is very small, it is difficult for the detection signal to exceed a certain threshold value, and an alarm may not be output. Therefore, it cannot be applied to a contaminant detection apparatus for a membrane module in which a minute amount of contaminants adhering to the membrane is a problem.

このように膜ろ過装置における膜汚染物質の検知には、各膜モジュールに付着した汚染物質は微量であり、センサによる検知が困難である。   Thus, in the detection of the membrane contaminants in the membrane filtration device, the amount of contaminants attached to each membrane module is very small and is difficult to detect by the sensor.

また波立ちや流速の変動等特殊な設置環境での使用についても述べられているが、突然の流速の変化により多量の油分を少量として誤って検知してしまう危険性がある。   In addition, use in special installation environments such as undulations and fluctuations in flow velocity is also described, but there is a risk that a large amount of oil may be erroneously detected as a small amount due to a sudden change in flow velocity.

さらに少量の油が流れてきた場合、検知した信号の時間合計が閾値を越えた場合に警報を出力する方法も知られている。しかし、単純に流れてきた油を検知した信号が出力された時間を合計しているため、油分を運ぶ流速に左右され、信号の時間合計が閾値を越えるまでに時間がかかる。   In addition, when a small amount of oil flows, there is also known a method of outputting an alarm when the total time of detected signals exceeds a threshold value. However, since the time when the signal for detecting the oil that has just flowed is output is totaled, it depends on the flow velocity of the oil, and it takes time until the total time of the signal exceeds the threshold.

このように特許文献2に記載の方法では、少量の油分を早期に検知する方法については考慮されていない。そのため、膜汚染が検知できず、薬品洗浄等の対応が遅れ、膜寿命が短くなる恐れがある。かつ特許文献2に記載の方法は、油膜に対してのみの汚染検出方法である。   Thus, the method described in Patent Document 2 does not consider a method for detecting a small amount of oil at an early stage. For this reason, film contamination cannot be detected, response to chemical cleaning or the like is delayed, and the film life may be shortened. And the method of patent document 2 is a contamination detection method only with respect to an oil film.

本発明の課題は、膜モジュール内に付着した微量の汚染物質を早期に確実に検出することにある。   An object of the present invention is to reliably detect a trace amount of contaminants adhering in a membrane module at an early stage.

上記課題は、供給された原水中の汚染物質を除去する複数の外圧式膜モジュールと、前記複数の外圧式膜モジュールの原水供給側に気泡を供給する気泡供給手段と、前記膜モジュールの原水出側に接続して設けられ、前記原水に同伴されて流入する気泡を液面に浮上させる気泡浮上手段と、前記気泡浮上手段で水の表面に浮上した汚染物質を測定する汚染物質測定手段と、前記汚染物質測定手段から出力される測定値に基づいて膜モジュールの汚染の程度を判定する汚染判定手段と、判定結果を表示する出力手段と、を有してなる膜ろ過装置により、解決される。   The above problems include a plurality of external pressure membrane modules for removing contaminants in the supplied raw water, a bubble supply means for supplying bubbles to the raw water supply side of the plurality of external pressure membrane modules, and a raw water discharge of the membrane module. A bubble floating means that is connected to the side and floats on the liquid surface with the bubbles that flow in along with the raw water, and a pollutant measuring means that measures the contaminant floating on the surface of the water by the bubble floating means; This is solved by a membrane filtration device comprising a contamination determination unit that determines the degree of contamination of the membrane module based on a measurement value output from the contaminant measurement unit, and an output unit that displays the determination result. .

上記構成によれば、外圧式膜モジュールの原水供給側に気泡を供給するので、外圧式膜モジュールから離脱した汚染物質は気泡に付着して原水とともに気泡浮上手段に流入する。気泡浮上手段に流入した気泡は、液面に浮上して消滅するが、気泡に付着していた汚染物質は、気泡の消滅とともに、液面に残る。このため、気泡が浮上して順次消滅するにつれ、液面には、汚染物質が溜まっていく、すなわち濃縮される。   According to the above configuration, since the bubbles are supplied to the raw water supply side of the external pressure membrane module, the contaminants detached from the external pressure membrane module adhere to the bubbles and flow into the bubble floating means together with the raw water. The bubbles flowing into the bubble floating means float on the liquid surface and disappear, but the contaminants attached to the bubbles remain on the liquid surface as the bubbles disappear. For this reason, as bubbles rise and disappear sequentially, contaminants accumulate on the liquid surface, that is, concentrate.

この濃縮された汚染物質が汚染物質測定手段により測定され、汚染物質測定手段から出力される測定値に基づいて膜モジュールの汚染の程度が判定される。したがって、個々の膜モジュールに付着していた汚染物質が微量であっても、それらを液面に集めて濃縮し、濃縮された状態で測定するから、十分、測定可能な量となり、膜モジュールの汚染が微量な場合でも汚染の程度を検出できる。   This concentrated pollutant is measured by the pollutant measuring means, and the degree of contamination of the membrane module is determined based on the measurement value output from the pollutant measuring means. Therefore, even if there is a trace amount of contaminants attached to individual membrane modules, they are collected on the liquid surface, concentrated, and measured in a concentrated state. Even when the amount of contamination is very small, the degree of contamination can be detected.

さらに、気泡浮上手段に気泡を消滅させる消泡手段を設けることにより、浮上してきた気泡を速やかに消滅させて汚染物質の液面への集合を促進させるようにしてもよい。こうすれば、汚染物質測定手段が測定するときに、気泡が測定の妨げになることがなくなる。   Further, by providing a defoaming means for eliminating the bubbles in the bubble floating means, the bubbles that have risen may be quickly extinguished to promote the collection of contaminants on the liquid surface. In this way, bubbles do not interfere with the measurement when the pollutant measuring means measures.

また、気泡浮上手段の液面付近の水を管路を介して連続的に流出させ、気泡浮上手段から離れた場所に汚染物質測定手段を配置して流れる液面の汚染物質を測定するようにしてもよい。こうすれば、気泡浮上手段に濃縮された汚染物質を洗浄する必要はなくなる。   In addition, water near the liquid surface of the bubble levitation means is continuously discharged through a pipe line, and the contaminant measurement means is arranged at a location away from the bubble levitation means to measure the contaminant on the flowing liquid surface. May be. In this way, it is not necessary to clean the contaminants concentrated in the bubble floating means.

なお、気泡供給手段から供給される気泡の量や気泡を供給する時間の長さ、タイミングは、前記判定手段の出力に基づいて制御することが望ましい。このように制御することで、汚染物質の濃縮速度を早め、検知時間を短縮することができる。   Note that the amount of bubbles supplied from the bubble supply means, the length of time for supplying the bubbles, and the timing are preferably controlled based on the output of the determination means. By controlling in this way, it is possible to accelerate the concentration rate of contaminants and shorten the detection time.

本発明によると、外圧式膜モジュールに付着した汚染物質を液面に濃縮させて汚染物質膜を形成し検知を行うことによって少量の汚染物質を検知することができる。したがって少量の汚染物質でも早期に検知することができるという効果がある。   According to the present invention, it is possible to detect a small amount of contaminants by forming the contaminant film by concentrating the contaminants attached to the external pressure membrane module on the liquid surface and performing detection. Therefore, there is an effect that even a small amount of contaminants can be detected early.

以下、図1を参照して本発明の実施の形態に係る外圧式膜モジュールを用いた膜ろ過装置の逆洗の仕組みについて説明する。本発明の実施の形態に係る外圧式膜モジュールを用いた膜ろ過装置は、図1に示すように、互いに並列に配置された複数の外圧式膜モジュール1と、洗浄水を加圧、送水する逆洗ポンプ5と、逆洗ポンプ5の吐出側に接続され、下流端が2つに分岐した吐出配管11と、吐出配管11の各下流端に接続された逆洗弁6,7と、逆洗弁6,7の出側と前記複数の外圧式膜モジュール1の逆洗水入口である洗浄口1bを接続する逆洗水供給管12a,12bと、気泡を発生するエアスクラビング装置2と、エアスクラビング装置2の気泡出側と前記複数の外圧式膜モジュール1のエアスクラビング注入口2aを、エアスクラビング弁8もしくは9を介して接続するエアスクラビング管13a,13bと、前記複数の外圧式膜モジュール1の洗浄排水口1aと気泡浮上手段である濃縮槽3を接続するエアスクラビング水排出管14a,14bと、濃縮槽3に管路15を介して接続された汚染物質測定手段であるセンサ部4と、センサ部4に接続された排水管路16と、センサ部4に信号線を介して接続された水質汚染検出装置100と、水質汚染検出装置100と前記エアスクラビング装置2を接続する信号線と、を含んで構成されている。   Hereinafter, the backwashing mechanism of the membrane filtration apparatus using the external pressure membrane module according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, a membrane filtration apparatus using an external pressure membrane module according to an embodiment of the present invention pressurizes and feeds a plurality of external pressure membrane modules 1 arranged in parallel to each other and washing water. Backwash pump 5, discharge pipe 11 connected to the discharge side of backwash pump 5, the downstream end branching into two, and backwash valves 6, 7 connected to each downstream end of discharge pipe 11, Backwashing water supply pipes 12a and 12b for connecting the outlet side of the washing valves 6 and 7 and a washing port 1b which is a backwashing water inlet of the plurality of external pressure membrane modules 1, an air scrubbing device 2 for generating bubbles, Air scrubbing pipes 13a, 13b for connecting the air scrubbing device 2 with the air scrubbing inlets 2a of the plurality of external pressure membrane modules 1 via an air scrubbing valve 8 or 9, and the plurality of external pressure membranes Cleaning waste of module 1 Air scrubbing water discharge pipes 14a and 14b connecting the mouth 1a and the concentration tank 3 which is a bubble floating means, a sensor part 4 which is a pollutant measuring means connected to the concentration tank 3 via a pipe line 15, and a sensor part 4, a water pollution detection device 100 connected to the sensor unit 4 via a signal line, and a signal line connecting the water pollution detection device 100 and the air scrubbing device 2. It consists of

各膜モジュール1は、複数の管状のろ過膜を円筒形の外筒内に配置して構成され、前記外筒内かつろ過膜外部に原水を供給し、ろ過膜を透過してろ過膜内に入ったろ過水を取り出すように構成されている。各膜モジュール1には、前記複数のろ過膜内部に連通するろ過水区画が設けられていて、ろ過水はこのろ過水区画から取り出されるようになっており、前記洗浄口1bは、前記ろ過水区画に連通し、エアスクラビング注入口2aは、前記外筒内かつろ過膜外部の原水が供給される原水区画の底部に連通している。洗浄排水口1aは前記原水区画の上部に配置され、ろ過膜内部からろ過膜外部に透過し、原水区画の底部のエアスクラビング注入口2aから供給された気泡を同伴した洗浄排水(エアスクラビング水ともいう)が前記洗浄排水口1aから排出される。   Each membrane module 1 is configured by arranging a plurality of tubular filtration membranes in a cylindrical outer cylinder, supplying raw water inside the outer cylinder and outside the filtration membrane, permeating the filtration membrane and entering the filtration membrane It is configured to take out filtered water. Each membrane module 1 is provided with a filtrate section that communicates with the inside of the plurality of filtration membranes. The filtrate is taken out from the filtrate section, and the washing port 1b is connected to the filtrate water. The air scrubbing inlet 2a communicates with the compartment and communicates with the bottom of the raw water compartment to which raw water inside the outer cylinder and outside the filtration membrane is supplied. The washing drain 1a is disposed at the upper part of the raw water compartment, passes through the filtration membrane to the outside of the filtration membrane, and is accompanied by bubbles supplied from the air scrubbing inlet 2a at the bottom of the raw water compartment (also referred to as air scrubbing water). Is discharged from the washing drain 1a.

濃縮槽3は、図3に示すように、その底面近くに設けられたエアスクラビング水入口3aから流入する洗浄排水を一時貯溜し、流速を低下させる。流速を低下させることにより、洗浄排水に同伴された気泡を水面に浮上させる時間を確保して、気泡に付着した汚染物質を水面に集めて濃縮する。言い換えると、洗浄排水に同伴された気泡を水面に浮上させるに十分な時間が確保できるだけの容積を備えている。濃縮槽3の気相部上部には消泡装置10が設けられていて、水面に浮上した気泡を消滅させるようになっている。また、濃縮槽3の側壁面上部には、濃縮排水口3bである開口が設けられ、濃縮排水口3bに管路15が接続されている。濃縮排水口3bである開口は、水面位置が開口部にくる位置に配置されている。   As shown in FIG. 3, the concentration tank 3 temporarily stores the cleaning wastewater flowing in from the air scrubbing water inlet 3 a provided near the bottom surface, and reduces the flow velocity. By reducing the flow velocity, it is possible to secure time for the bubbles entrained in the washing wastewater to rise to the surface of the water, and the contaminants attached to the bubbles are collected on the surface of the water and concentrated. In other words, it has a volume sufficient to ensure a sufficient time for air bubbles entrained in the cleaning wastewater to rise to the surface of the water. An antifoaming device 10 is provided at the upper part of the gas phase portion of the concentration tank 3 so as to eliminate the bubbles floating on the water surface. Moreover, the opening which is the concentration drainage port 3b is provided in the side wall surface upper part of the concentration tank 3, and the pipe line 15 is connected to the concentration drainage port 3b. The opening which is the concentration drainage port 3b is arranged at a position where the water surface position comes to the opening.

センサ部4は、濃縮槽3で液面に濃縮された汚染物質を測定する。センサ部4に様々な計器を用いることによって多種の汚染物質を検出することができる。例えば、光反射式油膜検知器、TVカメラを用いると油膜を検知することができる。またTOC計を用い有機体炭素量をはかることによって有機性汚濁を検知することができる。   The sensor unit 4 measures contaminants concentrated on the liquid surface in the concentration tank 3. Various contaminants can be detected by using various instruments for the sensor unit 4. For example, if a light reflection type oil film detector or a TV camera is used, the oil film can be detected. Moreover, organic pollution can be detected by measuring the amount of organic carbon using a TOC meter.

水質汚染検出装置100は、図1に示すように、センサ部4が出力する測定値から膜モジュールが汚染されているかどうかや、汚染されている程度を判定する汚染判定装置101と、汚染判定装置101の判定結果を表示出力する出力装置103と、汚染判定装置101の出力を入力として信号線を介してエアスクラビング装置2を制御するエアスクラビング制御装置102を含んで構成されているコンピュータである。前記汚染判定装置101は、後述する初期値、基準値、閾値等が設定、格納される書き換え可能な記憶手段(メモリ)を備えている。   As shown in FIG. 1, the water pollution detection apparatus 100 includes a pollution determination apparatus 101 that determines whether or not the membrane module is contaminated based on the measurement value output from the sensor unit 4, and a contamination determination apparatus. 101 is a computer that includes an output device 103 that displays and outputs the determination result of 101, and an air scrubbing control device 102 that controls the air scrubbing device 2 via a signal line using the output of the contamination determination device 101 as an input. The contamination determination apparatus 101 includes rewritable storage means (memory) in which initial values, reference values, threshold values, and the like described later are set and stored.

なお、上述の説明では、膜ろ過装置の膜モジュールの逆洗に係わる構成について述べ、通常のろ過に係わる構成については説明を省略した。   In the above description, the configuration related to backwashing of the membrane module of the membrane filtration device is described, and the description of the configuration related to normal filtration is omitted.

以下、上記構成の膜ろ過装置の逆洗操作について説明する。本実施の形態においては、膜モジュールの逆洗操作は予め定められた運転時間ごとに、前記図1には示されていない制御手段により開始が指示されるが、膜モジュールの差圧の変化を監視し、差圧が予め定められた値を超えたときに逆洗操作を行うようにしてもよい。   Hereinafter, the backwashing operation of the membrane filtration device having the above configuration will be described. In the present embodiment, the back washing operation of the membrane module is instructed to start every predetermined operation time by the control means not shown in FIG. 1, but the change in the differential pressure of the membrane module is changed. Monitoring may be performed and the backwash operation may be performed when the differential pressure exceeds a predetermined value.

開始が指示されると、関連する弁が逆洗操作に必要な状態に操作され、逆洗が開始される。逆洗ポンプ5が起動されて逆洗用洗浄水50が加圧され、逆洗弁6、逆洗弁7を通り、逆洗水供給管12a,12bを経て各外圧式膜モジュール1の洗浄口1bから逆洗水として注入される。また、逆洗の開始と同時に水質汚染検出装置100内のエアスクラビング制御装置102に、前記制御手段から起動信号が送られる。この起動信号に基づいて、エアスクラビング制御装置102がエアスクラビング装置2を起動させ、エアスクラビング装置2は、気泡を生成してエアスクラビング管13a、13bを通して各膜モジュール1のエアスクラビング注入口2aに送り込む。   When the start is instructed, the related valve is operated to a state necessary for the backwash operation, and the backwash is started. The backwash pump 5 is activated, the backwash water 50 is pressurized, passes through the backwash valve 6 and the backwash valve 7, passes through the backwash water supply pipes 12 a and 12 b, and is cleaned by the external pressure membrane module 1. Injected as backwash water from 1b. Simultaneously with the start of backwashing, an activation signal is sent from the control means to the air scrubbing control device 102 in the water pollution detection device 100. Based on this activation signal, the air scrubbing control device 102 activates the air scrubbing device 2, and the air scrubbing device 2 generates bubbles and passes through the air scrubbing tubes 13a and 13b to the air scrubbing inlet 2a of each membrane module 1. Send it in.

膜モジュール1の洗浄口1bに注入された逆洗水は、ろ過水区画からろ過膜内部に入り、ろ過膜を透過して原水区画に移動するが、ろ過膜を透過する過程でろ過膜外側面に付着した疎水性の汚染物質をろ過膜から離脱させる。エアスクラビング注入口2aに送り込まれた気泡は原水区画に流入し、上昇しながらろ過膜から離脱した汚染物質54を気泡53表面に付着させる。   The backwash water injected into the cleaning port 1b of the membrane module 1 enters the inside of the filtration membrane from the filtered water section, permeates the filtration membrane, and moves to the raw water section. Remove hydrophobic contaminants adhering to the filter membrane. The air bubbles sent to the air scrubbing inlet 2a flow into the raw water compartment, and the contaminants 54 that have separated from the filtration membrane while adhering to the air water section adhere to the surface of the air bubbles 53.

原水区画に移動した逆洗水は汚染物質54を表面に付着させた気泡53や過膜から離脱した汚染物質54を伴うエアスクラビング水となって上昇し、膜モジュール1の上側の洗浄排水口1aから排出される。排出されたエアスクラビング水は、エアスクラビング水排出管14a,14b、エアスクラビング水入口3aを経て濃縮槽3に流入し、一時貯溜される。一時貯溜されたエアスクラビング水の気泡53は汚染物質54を付着させたまま水面へ上昇する。水面へ上昇した気泡53は、消泡装置10から放出される水によって消滅させられる。気泡53が水面で消滅するため、気泡53に付着していた汚染物質54は水面付近で蓄積され濃縮した汚染物質54の膜が形成される。   The backwash water that has moved to the raw water compartment rises as air scrubbing water with air bubbles 53 with contaminants 54 adhering to the surface and contaminants 54 that have detached from the permeation membrane, and the washing drain port 1a on the upper side of the membrane module 1 Discharged from. The discharged air scrubbing water flows into the concentration tank 3 through the air scrubbing water discharge pipes 14a and 14b and the air scrubbing water inlet 3a, and is temporarily stored. The air scrubbing water bubbles 53 temporarily stored rise to the water surface with the contaminants 54 attached. The bubbles 53 rising to the water surface are extinguished by the water released from the defoaming device 10. Since the bubbles 53 disappear on the surface of the water, the contaminants 54 attached to the bubbles 53 are accumulated near the surface of the water and a film of the concentrated contaminants 54 is formed.

水面付近に汚染物質54の膜が形成された濃縮槽3内のエアスクラビング水は、濃縮排水口3b、管路15を経てセンサ部4に導かれる。このとき、濃縮槽3の水面は濃縮排水口3bの開口内にあり、管路15は水平を保つように配置されているから、エアスクラビング水の水面に形成された汚染物質54の膜は破壊されることなく、センサ部4に導かれる。   Air scrubbing water in the concentration tank 3 in which a film of the pollutant 54 is formed in the vicinity of the water surface is guided to the sensor unit 4 via the concentration drainage port 3b and the pipe line 15. At this time, since the water surface of the concentration tank 3 is in the opening of the concentration drainage port 3b and the pipe line 15 is arranged so as to be kept horizontal, the film of the pollutant 54 formed on the water surface of the air scrubbing water is destroyed. Without being guided to the sensor unit 4.

センサ部4に導かれたエアスクラビング水表面の汚染物質54の膜は、センサ部4にてその量(以下、汚染濃度という)を検知された後、排水管路16を経てエアスクラビング水とともに排出される。センサ部4は、検知した汚染濃度情報を信号線を介して水質汚染検出装置100に送信する。   The film of the pollutant 54 on the surface of the air scrubbing water led to the sensor unit 4 is discharged together with the air scrubbing water through the drain line 16 after the amount (hereinafter referred to as “contamination concentration”) is detected by the sensor unit 4. Is done. The sensor unit 4 transmits the detected contamination concentration information to the water contamination detection apparatus 100 via the signal line.

水質汚染検出装置100で受信された汚染濃度情報は、汚染判定装置101に入力され、汚染の程度が判定される。汚染判定装置101において判定された結果が、出力装置103に出力され、画面表示されるとともに印字出力される。汚染濃度が予め設定されている値を超えている場合は、音声或いは表示灯の点滅で警報が出力される。汚染判定装置101の判定結果は、エアスクラビング制御装置102に出力され、エアスクラビング制御装置102は前記入力された判定結果に基づいてエアスクラビング装置2を制御する。   The contamination concentration information received by the water contamination detection device 100 is input to the contamination determination device 101, and the degree of contamination is determined. The result determined by the contamination determination device 101 is output to the output device 103 and displayed on the screen and printed out. When the contamination concentration exceeds a preset value, an alarm is output by sound or blinking of an indicator lamp. The determination result of the contamination determination apparatus 101 is output to the air scrubbing control apparatus 102, and the air scrubbing control apparatus 102 controls the air scrubbing apparatus 2 based on the input determination result.

図4を用いて汚染判定装置101の判定手順を説明する。ステップ200はセンサ部4での処理である。ステップ201からステップ206は汚染判定装置101の処理であり、ステップ207はエアスクラビング制御装置102の処理である。汚染判定装置101の処理結果は出力装置103及びエアスクラビング制御装置102に出力される。汚染判定装置101の前記メモリには、予め、基準値A、閾値B(A<B)が設定、格納される。基準値Aは、膜モジュールが汚染されているかどうかを判断するための濃度情報値で、閾値Bは、汚染が大きいという判断をするための濃度情報値である。   The determination procedure of the contamination determination apparatus 101 will be described with reference to FIG. Step 200 is a process in the sensor unit 4. Step 201 to step 206 are processes of the contamination determination apparatus 101, and step 207 is a process of the air scrubbing control apparatus 102. The processing result of the contamination determination device 101 is output to the output device 103 and the air scrubbing control device 102. In the memory of the contamination determination apparatus 101, a reference value A and a threshold value B (A <B) are set and stored in advance. The reference value A is a concentration information value for determining whether or not the membrane module is contaminated, and the threshold value B is a concentration information value for determining that the contamination is large.

まず、ステップ200において、センサ部4で汚染濃度が検知され、検知された汚染濃度情報(以下、濃度Xという)が汚染判定装置101に送信される。   First, in step 200, the contamination concentration is detected by the sensor unit 4, and the detected contamination concentration information (hereinafter referred to as concentration X) is transmitted to the contamination determination apparatus 101.

次いで、ステップ201において前記メモリに初期値濃度iが設定されているかどうかが確認され、設定されていない場合は、センサ部4から送信された濃度Xを初期値濃度iとして設定し、ステップ202に進む。初期値が設定済みの場合はそのまま、ステップ202に進む。   Next, in step 201, it is confirmed whether or not the initial value density i is set in the memory. If not, the density X transmitted from the sensor unit 4 is set as the initial value density i. move on. If the initial value has been set, the process proceeds to step 202 as it is.

ステップ202では、濃度Xと前記基準値Aが対比される。基準値A≦濃度Xの場合、膜モジュール1または膜が汚染されたと判断し、ステップ203に進む。基準値A>濃度Xの場合、膜モジュール1または膜は汚染していないと判断し、ステップ205に進む。   In step 202, the density X and the reference value A are compared. When the reference value A ≦ concentration X, it is determined that the membrane module 1 or the membrane is contaminated, and the process proceeds to step 203. When the reference value A> concentration X, it is determined that the membrane module 1 or the membrane is not contaminated, and the process proceeds to step 205.

ステップ203では、濃度Xと閾値Bが対比され、いずれが大きいかが判定される。濃度Xが閾値B以下の場合は、汚染が小さいと判断し、ステップ204に進む。濃度Xが閾値Bより大きい場合は、汚染が大きく、薬品洗浄または交換が必要と判定し、判定した結果を出力装置103に出力する。この場合、逆洗操作を停止するが、音声もしくは警報ランプの点滅で警報を行うことが望ましい。   In step 203, the density X and the threshold value B are compared to determine which is larger. If the density X is less than or equal to the threshold value B, it is determined that the contamination is small, and the process proceeds to step 204. When the concentration X is larger than the threshold value B, it is determined that contamination is large and chemical cleaning or replacement is necessary, and the determination result is output to the output device 103. In this case, the backwash operation is stopped, but it is desirable to give an alarm by sound or flashing of an alarm lamp.

ステップ204では、濃度Xと初期値濃度iが対比され、いずれが大きいかが判定される。濃度Xが濃度iより小さい場合は、汚染が低減に向かっていると判断し、ステップ205に進む。濃度Xが濃度i以上の場合は、汚染がまだ大きく、エアスクラビング装置2のエアの強度を強くする必要があると判定し、判定した結果を出力装置103に出力して、ステップ206に進む。エア強度を強くするとは、膜モジュール1内に送っているエアスクラビングの空気量の増加、あるいは気泡を出力する時間を長くすることである。   In step 204, the density X and the initial value density i are compared to determine which is larger. If the density X is smaller than the density i, it is determined that the contamination is decreasing, and the process proceeds to step 205. When the concentration X is equal to or higher than the concentration i, it is determined that the contamination is still large and it is necessary to increase the air strength of the air scrubbing device 2, the determination result is output to the output device 103, and the process proceeds to step 206. To increase the air strength is to increase the amount of air scrubbing sent into the membrane module 1 or to increase the time for outputting bubbles.

ステップ205では、エアスクラビング装置2のエアの強度は現状維持と判定し、判定した結果を出力装置103に出力し、初期値を現在の濃度Xに書き換えてステップ206に進む。   In step 205, it is determined that the air intensity of the air scrubbing device 2 is maintained as it is, the determined result is output to the output device 103, the initial value is rewritten to the current density X, and the process proceeds to step 206.

ステップ206において、前記ステップ202、204の判定結果に応じた信号をエアスクラビング制御装置102に出力する。エアスクラビング制御装置102は入力された信号に基づいてエアスクラビング装置2を制御し、エアスクラビングの空気量の増加、あるいは気泡を出力する時間を長くする(ステップ207)。   In step 206, a signal corresponding to the determination results in steps 202 and 204 is output to the air scrubbing control device 102. The air scrubbing control device 102 controls the air scrubbing device 2 based on the input signal, and increases the amount of air scrubbing air or outputs a bubble (step 207).

以上の処理を、逆洗を行っている間、所定のサンプリング時間間隔で繰り返す。逆洗操作が終了したら、前記メモリの初期値は消去される。   The above process is repeated at predetermined sampling time intervals while backwashing is being performed. When the backwash operation is completed, the initial value of the memory is erased.

上記実施の形態によれば、膜モジュールの逆洗操作の際、膜モジュールから除去される汚染物質が膜モジュールから出てくる逆洗水(エアスクラビング水)の表面に濃縮されるから、汚染物質の量が微量であっても、その量を検出することが可能になり、逆洗によって膜モジュールの汚染除去を確実に行うことができる。   According to the above embodiment, the contaminants removed from the membrane module during the backwash operation of the membrane module are concentrated on the surface of the backwash water (air scrubbing water) coming out of the membrane module. Even if the amount is small, the amount can be detected, and the membrane module can be reliably decontaminated by backwashing.

逆洗時だけでなく、通常運転時にもエアスクラビング装置2を動作させることによって常時膜モジュール1の汚染検知を行うことができる。   It is possible to always detect the contamination of the membrane module 1 by operating the air scrubbing device 2 not only during backwashing but also during normal operation.

また、膜モジュール1ごとに、逆洗水供給管12a、12bの洗浄口1b直前に弁を設けることによって、各膜モジュール1ごとの汚染濃度を測り、汚染検知を行うことができる。   Further, by providing a valve immediately before the cleaning port 1b of the backwash water supply pipes 12a and 12b for each membrane module 1, the contamination concentration for each membrane module 1 can be measured and contamination detection can be performed.

本発明の実施の形態に係る膜ろ過装置の膜モジュール水質汚染検知方法を示す系統構成図である。It is a system configuration | structure figure which shows the membrane module water pollution detection method of the membrane filtration apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図1に示す膜モジュールを拡大して示す模式図である。It is a schematic diagram which expands and shows the membrane module shown in FIG. 図1に示す濃縮槽を拡大して示す模式図である。It is a schematic diagram which expands and shows the concentration tank shown in FIG. 本発明の実施の形態に係る汚染検知の手順の例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the example of the procedure of the contamination detection which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 外圧式膜モジュール
1a 洗浄排水口
1b 洗浄口
2 エアスクラビング装置
2a エアスクラビング注入口
3 濃縮槽
3a エアスクラビング水入口
3b 濃縮排水口
4 センサ部
5 逆洗ポンプ
6、7 逆洗弁
8、9 エアスクラビング弁
10 消泡装置
53 気泡
54 汚染物質
100 水質汚染検出装置
101 汚染判定装置
102 エアスクラビング制御装置
103 出力装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 External pressure type membrane module 1a Cleaning drainage port 1b Cleaning port 2 Air scrubbing device 2a Air scrubbing injection port 3 Concentration tank 3a Air scrubbing water inlet 3b Concentration drainage port 4 Sensor part 5 Backwash pump 6, 7 Backwash valve 8, 9 Air Scrub valve 10 Defoaming device 53 Bubble 54 Contaminant 100 Water contamination detection device 101 Contamination determination device 102 Air scrubbing control device 103 Output device

Claims (7)

供給された原水中の汚染物質を除去する複数の外圧式膜モジュールと、前記複数の外圧式膜モジュールの原水供給側に気泡を供給する気泡供給手段と、前記膜モジュールの原水出側に接続して設けられ、前記原水に同伴されて流入する気泡を液面に浮上させるよう構成されている気泡浮上手段と、前記気泡浮上手段で液面に浮上した汚染物質を測定する汚染物質測定手段と、前記汚染物質測定手段から出力される測定値に基づいて膜モジュールの汚染の程度を判定する汚染判定手段と、判定結果を表示する出力手段とを有してなる膜ろ過装置。   A plurality of external pressure membrane modules for removing contaminants in the supplied raw water; a bubble supply means for supplying bubbles to the raw water supply side of the plurality of external pressure membrane modules; and a raw water discharge side of the membrane module. A bubble floating means configured to float on the liquid surface bubbles that flow in accompanying the raw water, and a pollutant measuring means for measuring a contaminant floating on the liquid surface by the bubble floating means, A membrane filtration apparatus comprising a contamination determination unit that determines the degree of contamination of a membrane module based on a measurement value output from the contaminant measurement unit, and an output unit that displays a determination result. 請求項1に記載の膜ろ過装置において、前記気泡浮上手段は、気泡を消滅させる消泡手段を具備することを特徴とする膜ろか装置。   2. The membrane filtration apparatus according to claim 1, wherein the bubble floating means includes a defoaming means for eliminating the bubbles. 請求項1又は2に記載の膜ろ過装置において、前記気泡浮上手段は、その液相部と気相部の境をなす位置に形成された開口を備え、前記汚染物質測定手段は前記開口に管路を介して接続され、前記気泡浮上手段から前記管路を経て排出される水表面の汚染物質を測定するよう構成されていることを特徴とする膜ろか装置。   3. The membrane filtration apparatus according to claim 1, wherein the bubble levitation means includes an opening formed at a position that forms a boundary between the liquid phase portion and the gas phase portion, and the pollutant measurement means is provided in the opening. A membrane filter device connected to a passage and configured to measure contaminants on a water surface discharged from the bubble floating means through the conduit. 請求項1乃至3のいずれかに記載の膜ろ過装置において、前記汚染判定手段の出力を入力として前記気泡供給手段を制御する気泡供給量制御手段を有してなることを特徴とする膜ろ過装置。   4. The membrane filtration device according to claim 1, further comprising a bubble supply amount control means for controlling the bubble supply means with an output of the contamination determination means as an input. . 請求項1乃至4のいずれかに記載の膜ろ過装置において、前記判定手段は、予め設定された値を格納する記憶手段を備え、入力された測定値と前記設定された値を比較して膜モジュールの汚染の程度を判定するよう構成されていることを特徴とする膜ろ過装置。   5. The membrane filtration device according to claim 1, wherein the determination unit includes a storage unit that stores a preset value, and compares the input measurement value with the set value to determine the membrane. A membrane filtration device configured to determine the degree of module contamination. 請求項1乃至5のいずれかに記載の膜ろ過装置において、前記判定手段は、逆洗が実行される都度、前記汚染物質測定手段から出力される測定値を格納する記憶手段を備え、次回の逆洗時に前記汚染物質測定手段から出力される測定値を前記記憶手段に格納された前回逆洗時の測定値と比較して膜モジュールの汚染の程度の増減を判定するよう構成されていることを特徴とする膜ろ過装置。   6. The membrane filtration device according to claim 1, wherein the determination unit includes a storage unit that stores a measurement value output from the contaminant measurement unit each time backwashing is performed. Comparing the measured value output from the pollutant measuring means at the time of backwashing with the measured value at the previous backwashing stored in the storage means, the increase or decrease in the degree of contamination of the membrane module is determined. A membrane filtration device. 供給された原水中の汚染物質を除去する複数の外圧式膜モジュールと、前記複数の外圧式膜モジュールの原水供給側に気泡を供給する気泡供給手段と、前記膜モジュールの原水出側に接続して設けられ、前記原水に同伴されて流入する気泡を液面に浮上させるよう構成されている気泡浮上手段と、前記気泡浮上手段で水の液面に浮上した汚染物質を測定する汚染物質測定手段と、前記汚染物質測定手段から出力される測定値に基づいて膜モジュールの汚染の程度を判定する汚染判定手段と、判定結果を表示する出力手段とを有してなる膜ろ過装置の膜モジュール汚染検知方法であって、前記複数の外圧式膜モジュールの原水供給側に気泡を供給し、膜モジュールを通過した原水と前記気泡を前記気泡浮上手段に導いて消泡し、水表面に浮上した汚染物質を測定し、測定した結果に基づいて膜モジュールの汚染の程度を判定する膜ろ過装置の膜モジュール汚染検知方法。
A plurality of external pressure membrane modules for removing contaminants in the supplied raw water; a bubble supply means for supplying bubbles to the raw water supply side of the plurality of external pressure membrane modules; and a raw water discharge side of the membrane module. A bubble floating means configured to float on the liquid surface the bubbles flowing in accompanying the raw water, and a pollutant measuring means for measuring the contaminant floating on the water surface by the bubble floating means Membrane module contamination of a membrane filtration device comprising: a contamination determination unit that determines the degree of contamination of the membrane module based on a measurement value output from the contaminant measurement unit; and an output unit that displays the determination result In the detection method, bubbles are supplied to the raw water supply side of the plurality of external pressure membrane modules, and the raw water and the bubbles that have passed through the membrane modules are guided to the bubble floating means to defoam and float on the water surface. Contaminants was measured, the membrane module contamination detection method of determining membrane filtration device of the degree of contamination of the membrane module on the basis of the measurement results.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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