JP2011020047A - Method and apparatus for detecting membrane defect, and membrane module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、限外濾過膜(UF膜)や精密濾過膜(MF膜)等の分離膜を用いる水処理において、分離膜の欠陥を検知する膜欠陥検出方法及び膜欠陥検出装置、並びに、これらに使用する膜モジュールに関する。 The present invention relates to a membrane defect detection method and a membrane defect detection device for detecting defects in a separation membrane in water treatment using a separation membrane such as an ultrafiltration membrane (UF membrane) or a microfiltration membrane (MF membrane), and these The present invention relates to a membrane module to be used in the process.
浄水、超純水、パイロジェンフリー水等の製造において、最終的な除粒子や除菌、除パイロジェン等の目的でUF膜モジュールやMF膜モジュールが多数使用されている。これら膜モジュールにおける膜の欠陥発生は、製造された水や水溶液の水質(例えば、微粒子数、濁度や菌数)を測定することによって監視されている。 In the production of purified water, ultrapure water, pyrogen-free water, etc., many UF membrane modules and MF membrane modules are used for the purpose of final particle removal, sterilization, and pyrogen removal. The occurrence of membrane defects in these membrane modules is monitored by measuring the quality of the produced water or aqueous solution (for example, the number of fine particles, turbidity, or the number of bacteria).
このような造水装置(造水システム)では、1ユニット当たり数本から10本以上の膜モジュールが使用されており、そのユニットも処理量によっては複数台使用される。また、水質を監視する機器はその費用等の面から各モジュールにではなく、最終的に集合された濾過液の配管から採取して測定されている。そのため、例えば、多数の中空糸膜モジュールにおいて、1本の繊維の切断のような膜モジュールの欠陥がわずかだった場合、その検出が困難である。現実的には、装置を休止させて空気等で加圧して気泡を検出する方法等が使用されている。しかし、この方法では装置稼働中の検出は不可能であり、欠陥が生じたときに即座にこれを検出することができない。 In such a fresh water generator (fresh water system), several to ten or more membrane modules are used per unit, and a plurality of such units are also used depending on the amount of processing. In addition, the equipment for monitoring the water quality is not measured in each module but in terms of its cost and the like, and is collected and measured from the collected filtrate pipe. Therefore, for example, in a large number of hollow fiber membrane modules, when there are few defects in the membrane module such as cutting of one fiber, it is difficult to detect. Actually, a method of detecting air bubbles by pressurizing with air or the like while the apparatus is stopped is used. However, this method cannot detect when the apparatus is in operation, and cannot detect it immediately when a defect occurs.
このような中、本出願人は、装置の稼働中でも分離膜に生じた欠陥を迅速、かつ、高精度で効率よく検出できる膜欠陥検出方法を提案した(例えば、特許文献1参照)。しかし、当該方法では、電位が微弱な場合があるため検出感度をより向上させる必要があった。 Under such circumstances, the present applicant has proposed a membrane defect detection method capable of quickly and efficiently detecting defects generated in the separation membrane even during operation of the apparatus (see, for example, Patent Document 1). However, in this method, since the potential may be weak, it is necessary to further improve the detection sensitivity.
以上から、本発明は、濾過装置の稼働中でも膜の欠陥を迅速に感度良く、かつ高精度で効率的に検出することができる膜欠陥検出方法及び膜欠陥検出装置を提供することを目的とする。また、本発明は、これらに好適に使用できる膜モジュールを提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a film defect detection method and a film defect detection apparatus that can detect a film defect quickly, with high sensitivity, and with high precision and efficiency even during operation of the filtration apparatus. . Moreover, an object of this invention is to provide the membrane module which can be used conveniently for these.
上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明者らは、電位の変動により膜の欠陥の有無を検知する手法に加え、当該電位を増幅させる増幅手段を所定の位置に設けることで電位の変動をより迅速に感度良く、かつ高精度で効率的に検知できることを見出した。
すなわち、本発明は下記の通りである。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the potential of the potential can be reduced by providing an amplifying means for amplifying the potential in a predetermined position in addition to a method for detecting the presence or absence of a film defect based on a variation in the potential. It has been found that fluctuations can be detected more quickly and with high sensitivity and with high accuracy.
That is, the present invention is as follows.
[1] 膜モジュール内に設けられた膜の欠陥を検出する膜欠陥検出方法であって、液体を膜モジュール内に流した際に、前記膜モジュールの液供給口側に設けられた基準電極と、前記基準電極よりも液流出口側に設けられた参照電極との間の電位を連続的に測定し、当該電位の変動を測定することにより前記膜の欠陥を検出する膜欠陥検出工程を含み、前記電位を増幅させる増幅手段を、前記参照電極よりも前記基準電極側であって当該基準電極の近傍に設けた状態で前記電位の変動を測定する膜欠陥検出方法。
[2] 前記膜モジュールに沿って基準電極と参照電極との最短距離をDとした際に、前記基準電極から半径2/5Dの範囲内に前記増幅手段を設ける[1]に記載の膜欠陥検出方法。
[3] 前記基準電極と前記増幅手段とを同一の部材に組み込んだ状態とする[2]に記載の膜欠陥検出方法。
[4] 前記膜モジュールが複数ある[1]又は[2]に記載の膜欠陥検出方法。
[5] 前記電位が1mV以上となった場合に、前記膜の欠陥の存在を検出することを特徴とする[1]〜[4]のいずれかに記載の膜欠陥検出方法。
[6] 前記膜が、限外濾過膜及び精密濾過膜のいずれかであることを特徴とする[1]〜[5]のいずれかに記載の膜欠陥検出方法。
[1] A membrane defect detection method for detecting a defect in a membrane provided in a membrane module, wherein a reference electrode provided on a liquid supply port side of the membrane module when liquid is caused to flow in the membrane module; A film defect detection step of continuously measuring a potential between a reference electrode provided on the liquid outlet side of the reference electrode and detecting a defect of the film by measuring a change in the potential. A film defect detection method for measuring fluctuations in the potential in a state where an amplifying means for amplifying the potential is provided on the reference electrode side and in the vicinity of the reference electrode with respect to the reference electrode.
[2] The film defect according to [1], wherein the amplification means is provided within a radius of 2 / 5D from the reference electrode, where D is the shortest distance between the reference electrode and the reference electrode along the membrane module. Detection method.
[3] The film defect detection method according to [2], wherein the reference electrode and the amplification unit are incorporated in the same member.
[4] The film defect detection method according to [1] or [2], wherein there are a plurality of the film modules.
[5] The film defect detection method according to any one of [1] to [4], wherein presence of a defect in the film is detected when the potential becomes 1 mV or more.
[6] The membrane defect detection method according to any one of [1] to [5], wherein the membrane is one of an ultrafiltration membrane and a microfiltration membrane.
[7] 膜を備えた膜モジュールと、前記膜モジュールの液供給口(液体の流出口)側に設けられた基準電極と、前記膜モジュールの液流出口側に設けられた参照電極と、前記基準電極及び参照電極の電位を増幅させる増幅手段と、前記増幅されたそれぞれの電位の電位差を連続的に測定する測定手段と、を具備し、前記増幅手段が前記参照電極よりも前記基準電極側であって当該基準電極の近傍に設けられてなる濾過装置。
[8] 前記膜が、限外濾過膜及び精密濾過膜のいずれかであることを特徴とする[7]に記載の濾過装置。
[7] A membrane module including a membrane, a reference electrode provided on the liquid supply port (liquid outlet) side of the membrane module, a reference electrode provided on the liquid outlet side of the membrane module, Amplifying means for amplifying the potentials of the reference electrode and the reference electrode; and measuring means for continuously measuring a potential difference between the amplified potentials, the amplifying means being closer to the reference electrode than the reference electrode A filtering device provided in the vicinity of the reference electrode.
[8] The filtration device according to [7], wherein the membrane is one of an ultrafiltration membrane and a microfiltration membrane.
[9] 膜と、液供給口側に設けられた基準電極と、液流出口側に設けられた参照電極と、前記基準電極及び参照電極の電位を増幅させる増幅手段と、を具備し、前記増幅手段と前記基準電極とが一体化もしくは近設してなる膜モジュール。 [9] A membrane, a reference electrode provided on the liquid supply port side, a reference electrode provided on the liquid outlet side, and an amplifying means for amplifying the potential of the reference electrode and the reference electrode, A membrane module in which the amplifying means and the reference electrode are integrated or close together.
本発明によれば、濾過装置の稼働中でも膜の欠陥を迅速に感度良く、かつ高精度で効率的に検出することができる膜欠陥検出方法及び膜欠陥検出装置を提供することができる。また、本発明によれば、これらに好適に使用できる膜モジュールを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a film defect detection method and a film defect detection apparatus that can detect a film defect quickly, with high sensitivity, and with high precision and efficiency even during operation of the filtration device. Moreover, according to this invention, the membrane module which can be used conveniently for these can be provided.
[膜欠陥検出方法及び濾過装置]
本発明の膜欠陥検出方法は、液体を膜モジュール内に流した際に、膜モジュールの液供給口(液体が供給される供給口)側に設けられた基準電極と、基準電極よりも液流出口(液体の流出口)側に設けられた参照電極との間の電位差を連続的に測定し、当該電位差の変動を測定することにより膜の欠陥(亀裂やピンホール等)を検出する(膜欠陥検出工程)。
[Membrane defect detection method and filtration device]
According to the membrane defect detection method of the present invention, when a liquid is caused to flow into the membrane module, the reference electrode provided on the liquid supply port (supply port to which the liquid is supplied) side of the membrane module, Measures the potential difference with the reference electrode provided on the outlet (liquid outlet) side continuously, and detects defects (cracks, pinholes, etc.) of the film by measuring the fluctuation of the potential difference (film Defect detection step).
ここで、欠陥が発生する前の電極の電位は、例えば、UF膜の細孔内を水が透過したために生じる流動電位で、下記式(1)で表される。 Here, the potential of the electrode before the defect is generated is, for example, a streaming potential generated when water permeates through the pores of the UF membrane, and is represented by the following formula (1).
V/P=(ε0εrζ)/(ηκ)・・・式(1)
なお、上記式(1)中、Vは流動電位(中空糸膜内を透過する水によって生じた流動電位)、Pは膜間差圧、ε0及びεrは真空及び水の誘電率、ζはゼータ電位、ηは水の粘度、κは水の電気伝導度を表す。
V / P = (ε 0 ε r ζ) / (ηκ) (1)
In the above formula (1), V is the flow potential (flow potential generated by the water that permeates through the hollow fiber membrane), P is the transmembrane pressure difference, ε 0 and ε r are the dielectric constants of vacuum and water, ζ Is the zeta potential, η is the viscosity of water, and κ is the electrical conductivity of water.
流動電位は、膜にかかる圧力や水温、電気伝導度によって変化するため、電位を計測するのと同時に、圧力、流量、温度、電気伝導度を測定しておき、その影響を補正する必要があるが、それらの影響を考慮し補正しても、電位の変化が認められる場合には、膜に欠陥が発生したと判断することができる。 Since the streaming potential changes depending on the pressure, water temperature, and electrical conductivity applied to the membrane, it is necessary to measure the pressure, flow rate, temperature, and electrical conductivity at the same time as measuring the potential, and correct the influence. However, even if corrections are made in consideration of these influences, if a change in potential is recognized, it can be determined that a defect has occurred in the film.
膜電位は水が膜の細孔を流れるときに膜の表面の電気二重層との相互作用によって膜の両側に電位を発生するものである。もし、膜に欠陥、例えばピンホールや中空繊維の切断が起こればこの電位が変動する。これを膜モジュールに設置した電極で検出すれば欠陥が生じたときに瞬時に検出ができる。 The membrane potential generates potential on both sides of the membrane by the interaction with the electric double layer on the surface of the membrane when water flows through the pores of the membrane. If there is a defect in the membrane, such as a pinhole or hollow fiber cut, this potential will fluctuate. If this is detected by an electrode installed in the membrane module, it can be detected instantaneously when a defect occurs.
本発明の膜欠陥検出方法においては、基準電極の電位と参照電極の電位との電位差の絶対値が1mV以上となった場合に、膜の欠陥の存在を検出することが好ましい。通常の状態でも外部のなんらかの影響により、電位差が若干変動することがある。しかし、大きく変動したとしてもその変動値の絶対値が1mVを超えることはない。一方で、膜に欠陥が発生すると、供給液側と透過液側とが直接つながり、流速が大幅に変動するといったことから、その変動値の絶対値は1mV以上となる。従って、この値を基準に膜の欠陥を検出することが実用的であり、非常に効率的であるといえる。 In the film defect detection method of the present invention, it is preferable to detect the presence of a film defect when the absolute value of the potential difference between the reference electrode potential and the reference electrode potential is 1 mV or more. Even in a normal state, the potential difference may slightly fluctuate due to some external influence. However, even if it fluctuates greatly, the absolute value of the fluctuation value does not exceed 1 mV. On the other hand, when a defect occurs in the membrane, the supply liquid side and the permeate side are directly connected, and the flow velocity fluctuates greatly. Therefore, the absolute value of the fluctuation value is 1 mV or more. Therefore, it is practical and very efficient to detect a film defect based on this value.
また、膜処理の運転の初期は電位差が安定しないことがある。その場合は、電位差の絶対値が1mV未満となるまで待ってから、膜欠陥を検出するための電位差測定を連続的に行うことが好ましい。ここでいう「連続的」とは、膜処理運転中に電位差測定を行い続けることをいう。 In addition, the potential difference may not be stable in the initial stage of the membrane treatment operation. In that case, it is preferable to wait until the absolute value of the potential difference becomes less than 1 mV, and then continuously perform potential difference measurement for detecting a film defect. The term “continuous” as used herein means that the potential difference measurement is continuously performed during the membrane processing operation.
本発明においては、電位を増幅させる増幅手段を、参照電極よりも基準電極側であって当該基準電極の近傍に設ける。基準電極側であって当該基準電極の近傍に設けることで、各電極の電位を感度良く検出することができる。逆に、基準電極側であって当該基準電極の近傍でないと、高感度な電位の検出が困難になる場合がある。
ここで、「基準電極側であって当該基準電極の近傍」とは、膜モジュールに沿って基準電極と参照電極との最短距離をDとすると、基準電極から半径2/5Dの範囲内をいい、好ましくは半径1/3Dの範囲内、より好ましくは半径1/8Dの範囲内をいう。最も好ましい態様としては、基準電極と増幅手段とを同一の部材(後述するような同一配管等)に組み込んだ状態が挙げられる。
In the present invention, the amplifying means for amplifying the potential is provided on the side closer to the reference electrode than the reference electrode and in the vicinity of the reference electrode. By providing it on the reference electrode side and in the vicinity of the reference electrode, the potential of each electrode can be detected with high sensitivity. On the other hand, if it is on the reference electrode side and not in the vicinity of the reference electrode, it may be difficult to detect a highly sensitive potential.
Here, “on the reference electrode side and in the vicinity of the reference electrode” means that the shortest distance between the reference electrode and the reference electrode along the membrane module is D within a range of
上記のように、「基準電極側であって当該基準電極の近傍」に増幅手段を設けることによる効果は、下記実験例からも明らかである。すなわち、下記表1に示すように、増幅手段(増幅器)を基準電極から大きく離れた位置に設けると(比較実験例)、ノイズの変動幅が大きくなるのに対し、基準電極の近傍(実験例)に設けることで、ノイズの変動幅を非常に小さくすることができる。そして、これにより各電極の電位を感度良く検出することができるのである。 As described above, the effect of providing the amplification means “on the reference electrode side and in the vicinity of the reference electrode” is also apparent from the following experimental example. That is, as shown in Table 1 below, when the amplifying means (amplifier) is provided at a position far away from the reference electrode (comparative experimental example), the fluctuation range of noise increases, but in the vicinity of the reference electrode (experimental example). ), The fluctuation range of noise can be made extremely small. As a result, the potential of each electrode can be detected with high sensitivity.
なお、基準電極、参照電極、増幅手段(アンプ)については、従来公知のものを使用することができる。基準電極の形態としては、ステンレスやチタンの棒や板が挙げられ、参照電極の形態としては、上記同様、ステンレスやチタンの棒や板が挙げられる。増幅手段としては、低い電位を効率的に測定するために、高入力インピーダンスを有するものが好ましい。 In addition, a conventionally well-known thing can be used about a reference | standard electrode, a reference electrode, and an amplification means (amplifier). Examples of the reference electrode include stainless steel and titanium bars and plates, and examples of the reference electrode include stainless steel and titanium bars and plates. As the amplifying means, one having a high input impedance is preferable in order to efficiently measure a low potential.
本発明では、透過膜によって生ずる膜電位の変化を測定することによって膜の欠陥の発生を検出するので、連続的な分離膜の性能監視が可能である。また、検出器は安価で構造が簡単な電極を使用することが可能で、各モジュールに複数の電極を設置することができる。従って、複数の膜モジュールを使用した膜分離ユニットや膜分離ユニットを複数台使用した大容量の装置に最適である。 In the present invention, since the occurrence of a membrane defect is detected by measuring the change in membrane potential caused by the permeable membrane, it is possible to continuously monitor the performance of the separation membrane. In addition, the detector can use electrodes that are inexpensive and have a simple structure, and a plurality of electrodes can be installed in each module. Accordingly, it is most suitable for a membrane separation unit using a plurality of membrane modules and a large capacity apparatus using a plurality of membrane separation units.
各モジュールに設置された電極の電位はマイクロプロセッサーで制御された電位検出器によって複数の電極を同時あるいはスキャンし、短時間のうちに電位もしくは電位差が測定、収集、保存され、マイクロプロセッサーによってノイズの除去や圧力、温度、流量等の補正が行われて異常かどうかの判断がなされる。各膜モジュールに流路遮断用の自動弁を設置すれば、膜ろ過装置の多数のモジュール中の1本の膜モジュールに異常が検出されたときには、装置全体の稼働を停止するのでなく、その膜モジュールのみを自動弁等でメイン配管、あるいはろ過水配管から切り離してろ過水質を維持することができる。また、自動弁を設置しなくても欠陥膜モジュールが特定できれば短時間のうちに手動でそのモジュールを切り離すこともできる。 The potential of the electrodes installed in each module is measured or collected and stored in a short period of time by measuring or collecting the potential or potential difference by scanning a plurality of electrodes simultaneously with a microprocessor-controlled potential detector. Removal or correction of pressure, temperature, flow rate, etc. is performed to determine whether there is an abnormality. If an automatic valve for shutting off the flow path is installed in each membrane module, when an abnormality is detected in one membrane module among many modules of the membrane filtration device, the operation of the entire device is not stopped. Only the module can be separated from the main piping or filtered water piping by an automatic valve or the like to maintain the filtered water quality. In addition, if a defective membrane module can be identified without installing an automatic valve, the module can be manually detached in a short time.
上記のような本発明の膜欠陥検出方法を実施するには、本発明の濾過装置を適用することができる。当該濾過装置は、膜を備えた膜モジュールと、膜モジュールの液供給口側に設けられた基準電極と、膜モジュールの液流出口側に設けられた参照電極と、基準電極及び参照電極の電位を増幅させる増幅手段と、増幅されたそれぞれの電位(又は当該電位から求められる電位差)を連続的に測定する測定手段と、を具備する。そして、増幅手段が参照電極よりも基準電極側であって当該基準電極の近傍に設けられてなる。 In order to carry out the film defect detection method of the present invention as described above, the filtration device of the present invention can be applied. The filtration device includes a membrane module including a membrane, a reference electrode provided on the liquid supply port side of the membrane module, a reference electrode provided on the liquid outlet side of the membrane module, and potentials of the reference electrode and the reference electrode And a measuring means for continuously measuring each amplified potential (or a potential difference obtained from the potential). The amplification means is provided on the side of the reference electrode with respect to the reference electrode and in the vicinity of the reference electrode.
図1に当該濾過装置の一例を示す。
当該濾過装置においては、まず、原水ライン10より供給された水(又は水溶液)は濾過手段であるである膜モジュール12A、12B、12Cを通じて濾過される。濾過された水は、各膜モジュールに設置された自動弁14A、14B、14Cを経て濾過水ライン16に集まって流出し、濾過されなかった水は循環水ライン18へ流出する。
FIG. 1 shows an example of the filtration device.
In the said filtration apparatus, first, the water (or aqueous solution) supplied from the raw |
膜モジュール12A、12B、12Cに設けられる基準電極20A、20B、20Cは各膜モジュールの液供給口側(原水ライン10側)に設置され、参照電極22A、22B、22Cは液流出口側(濾過水ライン16側)に設置される。それぞれの基準電極及び参照電極の2つの電極間の電位は増幅器(AMP)24A、24B、24Cにより増幅され、A/D変換器26を経て順次あるいは並列にマイクロプロセッサー28に入力される。入力されたデータはマイクロプロセッサー28で記録、演算、比較される。その結果、異常が検出されたとき(例えば、電位差が1mV以上となったとき)には警報機30により警報が発せられ、該当する膜モジュールに付属するろ過液の自動弁を閉じて汚染水(非処理水)の混入が防がれる。
The
[膜モジュール]
本発明の膜モジュールは、膜と、液供給口側に設けられた基準電極と、液流出口側に設けられた参照電極と、基準電極及び参照電極の電位を増幅させる増幅手段と、を具備し、増幅手段と基準電極とが一体化もしくは近設してなる。
[Membrane module]
The membrane module of the present invention comprises a membrane, a reference electrode provided on the liquid supply port side, a reference electrode provided on the liquid outlet side, and an amplifying means for amplifying the potential of the reference electrode and the reference electrode. The amplifying means and the reference electrode are integrated or close to each other.
具体的には、図2(A)に示すように、膜モジュール12は、ハウジングケース30の内部に中空糸膜(不図示)を多数備えている。中空糸膜の端末はハウジングケース30の両端部において、端末を開口した状態で封止部材により封止されている。
Specifically, as shown in FIG. 2A, the
この膜モジュール12は、例えば、中空糸膜の内側から外側へろ過する内圧ろ過方式を採用することができ、一方の開口端(液供給口)32Aから矢印X方向へ処理用の水等を中空糸膜の内径流路に流入させる。中空糸膜を透過した水はハウジングケース30の内部から流出口34A、34Bを経て膜モジュール12から流出する。また、余剰の水は開口端32Bから流出する。
図2(A)の場合、流出口は2つ設けられているがこれは1つでも3つ以上でもよく特に限定されるものではない。
This
In the case of FIG. 2 (A), although two outlets are provided, this may be one or three or more and is not particularly limited.
膜モジュール12には、基準電極20Dが開口端32Aを有する配管内に設けられており、検出電極22D、22Eが、透過液側である流出口34A、34Bの配管内に設けられている。
なお、図2(A)に示すように参照電極は複数設けてもよいが、少なくとも1つあればよくその数は適宜設定される。
In the
Note that a plurality of reference electrodes may be provided as illustrated in FIG. 2A, but at least one reference electrode may be provided, and the number is set as appropriate.
また、膜モジュール12には基準電極及び参照電極の電位を増幅させる増幅手段が設けられるが(図2(A)には示さず)、当該増幅手段は、基準電極と一体化もしくは近設してなるように設ける必要がある。このような態様とすることで、基準電極からの電位を増幅させることが容易になり効率的に電位の測定を行なうことができる。
The
本発明の膜モジュールの他の構成として、図2(B)に示すように膜モジュール13のような外圧式デッドエンド濾過方式を挙げることができる。当該外圧式デッドエンド濾過方式は大型の濾過装置(濾過システム)の場合に好適である。膜モジュール13の場合には、一方の開口端(液供給口)34Bから矢印X方向へ処理用の水等を中空糸膜の内径流路に流入させる。中空糸膜を透過した水はハウジングケース30の内部から流出口32Bを経て膜モジュール13から流出する。
As another configuration of the membrane module of the present invention, an external pressure type dead-end filtration system such as the
基準電極22Fは開口端34Aを有する配管内に設けられており、検出電極22Gは、透過液側である流出口32Bの配管内に設けられている。当該膜モジュール13においても基準電極及び参照電極の電位を増幅させる増幅手段が基準電極と一体化もしくは近設してなるように設けられる。このような態様においても、基準電極からの電位を増幅させることが容易になり効率的に電位の測定を行なうことができる。
図2(B)において、その他の構成については膜モジュール12と同様である。
The
In FIG. 2B, other configurations are the same as those of the
基準電極と一体化もしくは近設させるには、これらを同一の領域内に設ければよい。例えば図3に示すように、液供給口に設けられる配管アダプター40の側面に、基準電極と増幅手段である増幅器とを収容した収容ボックス42を設ける態様とすることが好ましい。図4に示すように基準電極20Dは、配管アダプター40の内面側に露出するように設けられ、配管アダプター40の外面側に設けられた増幅器24Dに配線を通じて繋がっている。増幅器24Dから伸びる配線Lは、A/D変換等を介してマイクロプロッセッサーに連結する。
In order to be integrated with or close to the reference electrode, these may be provided in the same region. For example, as shown in FIG. 3, it is preferable that an
なお、配管アダプター40をプラスチック製にした場合には図4に示すように、基準電極20Dは配管アダプター40の側面に埋め込むようにすることができるが、配管アダプター40がステンレス製の場合には配管アダプターそのものを電極とすることができる。
When the
以上のような本発明(膜欠陥検出方法及び濾過装置)においては、A/D変換器26によるA/D変換後にノイズの除去を行なったり、電位の変動要因を補正する補正処理を行なったりしてもよい。
In the present invention (film defect detection method and filtration apparatus) as described above, noise is removed after A / D conversion by the A /
特に測定する電極の電位は、装置の運転状況(例えば、濾過圧力、温度、モジュール入口の流量、水の電気伝導度等)により変化する場合がある。そうすると、測定の際に観察される電位の変動が、上記運転状況によるものであるのか、または、欠陥の発生によるものであるのか、その判別が困難となることがある。そこで、さらなる測定精度の向上を目的として、電位の変動を測定する前に、特に圧力を補正する補正処理を行うことが好ましい。当該処理の概要としては、既述の式(1)に示したように、流動電位Vは膜間差圧Pに比例するが、測定される電位は中空糸内部の流れによって生じる電位が加算されているため、予め膜間差圧による電位の変化を測定しておき、圧力の変動を補正すればよい。 In particular, the potential of the electrode to be measured may vary depending on the operation status of the apparatus (for example, filtration pressure, temperature, flow rate at the inlet of the module, electrical conductivity of water, etc.). In this case, it may be difficult to determine whether the potential fluctuation observed during the measurement is due to the above-described operating condition or due to the occurrence of a defect. Therefore, for the purpose of further improving the measurement accuracy, it is preferable to perform a correction process for correcting the pressure before measuring the potential fluctuation. As an outline of the processing, as shown in the above-described equation (1), the flow potential V is proportional to the transmembrane pressure difference P, but the measured potential is added with the potential generated by the flow inside the hollow fiber. Therefore, the change in potential due to the transmembrane pressure difference is measured in advance, and the change in pressure may be corrected.
補正処理として、例えば、図2(A)に示すような膜モジュールを使用する場合、下記電圧の補正式に基づいて行うことが好ましい。 For example, when the membrane module as shown in FIG. 2A is used as the correction processing, it is preferable to perform the correction processing based on the following voltage correction formula.
ここで、上記式中のTMPは下記式で表される。
但し、下記式中のPinは膜モジュールの液供給口の圧力(bar)であり、Poutは膜モジュールの液流出口の圧力(bar)であり、Ppermは、膜モジュールの透過側の圧力(bar)である。
Here, TMP in the above formula is represented by the following formula.
Where P in is the pressure (bar) at the liquid supply port of the membrane module, P out is the pressure (bar) at the liquid outlet of the membrane module, and P perm is the permeation side of the membrane module. Pressure (bar).
また、複数の膜モジュールを並列に並べて使用した場合、図5のように例えば、モジュール1のファイバーが1本破損するとモジュール1の電極電位は変動するが、モジュール2の電極電位はほとんど変化しない。各モジュールの電位の絶対値は同一ではないが、電位を連続的に監視し比較することによって膜の異常を検出することができる。外部要因による電位の変動(たとえば圧力、流量、温度等)は各モジュールに対してほぼ同時にまた同程度であるので、上記のような圧力による補正処理とともに検出精度を向上させることができる。
Further, when a plurality of membrane modules are used in parallel, as shown in FIG. 5, for example, when one fiber of the
10・・・原水ライン
12A、12B、12C・・・膜モジュール
16・・・濾過水ライン
20A、20B、20C・・・基準電極
22A、22B、22C・・・参照電極
24A、24B、24C・・・増幅器
26・・・A/D変換器
28・・・マイクロプロセッサー
30・・・警報機
10 ...
Claims (9)
液体を膜モジュール内に流した際に、前記膜モジュールの液供給口側に設けられた基準電極と、前記基準電極よりも液流出口側に設けられた参照電極との間の電位差を連続的に測定し、当該電位差の変動を測定することにより前記膜の欠陥を検出する膜欠陥検出工程を含み、
前記電位を増幅させる増幅手段を、前記参照電極よりも前記基準電極側であって当該基準電極の近傍に設けた状態で前記電位差の変動を測定する膜欠陥検出方法。 A membrane defect detection method for detecting defects in a membrane provided in a membrane module,
When a liquid is flowed into the membrane module, the potential difference between the reference electrode provided on the liquid supply port side of the membrane module and the reference electrode provided on the liquid outlet side of the reference electrode is continuously generated. Including a film defect detection step of detecting defects in the film by measuring fluctuations in the potential difference.
A film defect detection method for measuring fluctuations in the potential difference in a state where an amplifying means for amplifying the potential is provided on the side of the reference electrode from the reference electrode and in the vicinity of the reference electrode.
前記膜モジュールの液供給口側に設けられた基準電極と、
前記膜モジュールの液流出口側に設けられた参照電極と、
前記基準電極及び参照電極の電位を増幅させる増幅手段と、
前記増幅されたそれぞれの電位の電位差を連続的に測定する測定手段と、を具備し、
前記増幅手段が前記参照電極よりも前記基準電極側であって当該基準電極の近傍に設けられてなる濾過装置。 A membrane module with a membrane;
A reference electrode provided on the liquid supply port side of the membrane module;
A reference electrode provided on the liquid outlet side of the membrane module;
Amplifying means for amplifying the potential of the reference electrode and the reference electrode;
Measuring means for continuously measuring the potential difference between the amplified potentials,
A filtering device in which the amplification means is provided on the side of the reference electrode with respect to the reference electrode and in the vicinity of the reference electrode.
前記増幅手段と前記基準電極とが一体化もしくは近設してなる膜モジュール。 A membrane, a reference electrode provided on the liquid supply port side, a reference electrode provided on the liquid outlet side, and amplification means for amplifying the potential of the reference electrode and the reference electrode,
A membrane module in which the amplification means and the reference electrode are integrated or close together.
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Cited By (4)
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---|---|---|---|---|
CN104888611A (en) * | 2015-05-21 | 2015-09-09 | 天津工业大学 | Integrity detecting device for hollow fiber membrane component |
KR20180032285A (en) * | 2016-09-22 | 2018-03-30 | 한국에너지기술연구원 | Membrane system with electrode and measuring method for fouling using thereof |
JP7140303B1 (en) * | 2021-03-26 | 2022-09-21 | 東レ株式会社 | Reverse osmosis membrane damage inspection method |
WO2022203078A1 (en) * | 2021-03-26 | 2022-09-29 | 東レ株式会社 | Method for inspecting damage in reverse osmosis membrane |
-
2009
- 2009-07-15 JP JP2009166969A patent/JP2011020047A/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104888611A (en) * | 2015-05-21 | 2015-09-09 | 天津工业大学 | Integrity detecting device for hollow fiber membrane component |
CN104888611B (en) * | 2015-05-21 | 2016-10-05 | 天津工业大学 | A kind of hollow fiber film assembly integrity detection device |
KR20180032285A (en) * | 2016-09-22 | 2018-03-30 | 한국에너지기술연구원 | Membrane system with electrode and measuring method for fouling using thereof |
KR101959000B1 (en) * | 2016-09-22 | 2019-03-19 | 한국에너지기술연구원 | Membrane system with electrode and measuring method for fouling using thereof |
JP7140303B1 (en) * | 2021-03-26 | 2022-09-21 | 東レ株式会社 | Reverse osmosis membrane damage inspection method |
WO2022203078A1 (en) * | 2021-03-26 | 2022-09-29 | 東レ株式会社 | Method for inspecting damage in reverse osmosis membrane |
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