JP2527462B2 - 中空糸限外瀘過膜モジュ―ルの自動リ―ク検出・警報装置 - Google Patents
中空糸限外瀘過膜モジュ―ルの自動リ―ク検出・警報装置Info
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- JP2527462B2 JP2527462B2 JP63136745A JP13674588A JP2527462B2 JP 2527462 B2 JP2527462 B2 JP 2527462B2 JP 63136745 A JP63136745 A JP 63136745A JP 13674588 A JP13674588 A JP 13674588A JP 2527462 B2 JP2527462 B2 JP 2527462B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液体を処理する処理装置に組み込まれた中空
糸限外濾過膜モジュールの自動リーク検出・警報装置に
関するものである。
糸限外濾過膜モジュールの自動リーク検出・警報装置に
関するものである。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕 中空糸型モジュールは工業用液体の処理、医療用水の
製造、超純水の製造等に広く使用されている。
製造、超純水の製造等に広く使用されている。
中空糸型モジュールのリーク検出に関しては、従来か
ら種々の方法が提供されている。たとえば、特開昭55−
70258号では、中空糸外側から気体を圧入し、中空糸内
側の中空糸端末へ出てくる気体によりリーク場所を個々
に検出する方法が述べられている。しかし、これらは中
空糸型モジュールが単独の状態に於いてである。
ら種々の方法が提供されている。たとえば、特開昭55−
70258号では、中空糸外側から気体を圧入し、中空糸内
側の中空糸端末へ出てくる気体によりリーク場所を個々
に検出する方法が述べられている。しかし、これらは中
空糸型モジュールが単独の状態に於いてである。
また、特開昭62−140607号では、モジュール端末に透
明なキャップを設け、液体を処理していないとき、中空
糸外側から気体を圧入し、中空糸端末から漏出してくる
空気の泡を透明キャップを通して検出する方法が述べら
れているが、操作は手動を前提としており、泡の検出方
法も目視が前提である。また、中空糸外側は、本来透過
液の溜まる空間であり、この空間へ空気を導入すること
は、細菌による汚染を招き易い。
明なキャップを設け、液体を処理していないとき、中空
糸外側から気体を圧入し、中空糸端末から漏出してくる
空気の泡を透明キャップを通して検出する方法が述べら
れているが、操作は手動を前提としており、泡の検出方
法も目視が前提である。また、中空糸外側は、本来透過
液の溜まる空間であり、この空間へ空気を導入すること
は、細菌による汚染を招き易い。
次に、限外濾過膜の気体によるリーク検査の原理を説
明する。
明する。
一般的に、膜にはバブルポイント圧力があり、水に濡
れた膜は、バブルポイント圧以上の圧力をかけないと気
体を通さない。以下に図面により、より詳細に説明す
る。第４図は膜の断面図で、21は膜、22は膜の孔であ
り、片側に水、片側に空気があり、空気の側から、圧力
差Ｐ（空気の圧力−水の圧力）（dyne/cm）で加圧して
いる状態である。膜の孔径をｄ（cm）、水の表面張力を
δ（dyne/cm2）、膜と水の接触角をθ（degree）、膜孔
の形状係数をＫ（−）とすると、 がバブルポイント圧になる。
れた膜は、バブルポイント圧以上の圧力をかけないと気
体を通さない。以下に図面により、より詳細に説明す
る。第４図は膜の断面図で、21は膜、22は膜の孔であ
り、片側に水、片側に空気があり、空気の側から、圧力
差Ｐ（空気の圧力−水の圧力）（dyne/cm）で加圧して
いる状態である。膜の孔径をｄ（cm）、水の表面張力を
δ（dyne/cm2）、膜と水の接触角をθ（degree）、膜孔
の形状係数をＫ（−）とすると、 がバブルポイント圧になる。
即ち、バブルポイント圧とは、毛細管現象を打ち破る
のに必要な気体の圧力である。
のに必要な気体の圧力である。
この式に、ポリエーテルスルホン製中空糸限外濾過膜
の実際の数値の１例を入れると、Ｋ＝1,θ＝68゜，δ＝
71.8dyne/cm2,d＝0.01μm,P＝1.08×108dyne/cm2＝110k
g/cm2となり、110kg/cm2以上の圧力をかけないと、空気
は通過しないことになる。ところが膜にリークがあると
この圧力が数kg/cm2程度に下がる。例えばリーク孔が0.
37μｍの大きさになればＰ＝3.0kg/cm2となり、この圧
力以上の圧力をかけてやれば、0.37μｍ以上のリークか
らは空気が漏出することになる。また0.37μｍの孔では
一般の細菌はほとんど通過しない。
の実際の数値の１例を入れると、Ｋ＝1,θ＝68゜，δ＝
71.8dyne/cm2,d＝0.01μm,P＝1.08×108dyne/cm2＝110k
g/cm2となり、110kg/cm2以上の圧力をかけないと、空気
は通過しないことになる。ところが膜にリークがあると
この圧力が数kg/cm2程度に下がる。例えばリーク孔が0.
37μｍの大きさになればＰ＝3.0kg/cm2となり、この圧
力以上の圧力をかけてやれば、0.37μｍ以上のリークか
らは空気が漏出することになる。また0.37μｍの孔では
一般の細菌はほとんど通過しない。
リークとは、原水がリーク孔から濾過されないで、透
過側へ出ることである。リーク孔の大きさをDRとする。
このリーク孔の原水の流れがHagen−Poiseuille式に従
うとする。
過側へ出ることである。リーク孔の大きさをDRとする。
このリーク孔の原水の流れがHagen−Poiseuille式に従
うとする。
QRW＝Π・DR 4・GC・ΔP/（128・Ｌ・μＷ） （１） ここでQRW:原水のリーク流量（L/H） L:リーク孔の長さ（cm） μW:25℃の水の粘度8.94×10-3（Poise） GC:重力換算係数（kg・m/kg・sec2） リーク孔の空気流れもHagen−Poiseuille式に従うと仮
定する。
定する。
QRA＝Π・DR 4・GC・ΔP/（128・Ｌ・μＡ） （２） ここでQRA:空気のリーク流量（L/H） μA:25℃の空気の粘度1.83×10-4（Poise） （１）／（２）より QRW＝QRA×μA/μＷ＝0.0205×QRA （３） 本来の原水リーク率Ｒは、モジュールの透水流量をＱ
とすればＲ＝QRW/Qと定義出来る。
とすればＲ＝QRW/Qと定義出来る。
Ｒ＝QRW/Q＝0.0205×QRA/Q （４） （４）式より、空気のリーク流量より、原水のリーク
率を求めることができる。
率を求めることができる。
このＲの実例は実施例で説明する。
本発明者らは、液体を処理していないとき、中空糸の
リークを自動的に検出し、警報する方法について鋭意検
討した結果、本発明を完成させた。
リークを自動的に検出し、警報する方法について鋭意検
討した結果、本発明を完成させた。
即ち、本発明は中空糸限外濾過膜モジュールの中空糸
内側空間と連通する配管に設けた加圧空気を供給して中
空糸内側が中空糸外側より圧力が高い状態を維持させる
手段と、加圧開始後一定時間後の中空糸外側の液面の降
下の速さを自動的に検出する手段と、所定値以上の液面
の降下の速さの検出の際自動的に作動して中空糸のリー
クを警報する手段とからなる中空糸限外濾過膜モジュー
ルの自動リーク検出・警報装置を提供するものである。
内側空間と連通する配管に設けた加圧空気を供給して中
空糸内側が中空糸外側より圧力が高い状態を維持させる
手段と、加圧開始後一定時間後の中空糸外側の液面の降
下の速さを自動的に検出する手段と、所定値以上の液面
の降下の速さの検出の際自動的に作動して中空糸のリー
クを警報する手段とからなる中空糸限外濾過膜モジュー
ルの自動リーク検出・警報装置を提供するものである。
本発明のポイントは、中空糸の内側から空気の圧力を
かけ、中空糸の外側（透過側）へ出る空気量を自動的に
検出し、中空糸のリークを自動的に警報することにあ
る。中空糸の内側に送る加圧空気の好ましい圧力は、圧
力差で１〜6kg/cm2、更に好ましくは２〜4kg/cm2であ
る。
かけ、中空糸の外側（透過側）へ出る空気量を自動的に
検出し、中空糸のリークを自動的に警報することにあ
る。中空糸の内側に送る加圧空気の好ましい圧力は、圧
力差で１〜6kg/cm2、更に好ましくは２〜4kg/cm2であ
る。
中空糸の外側に出る空気量を自動的に検出し、警報す
る手段としては、次の様なものが挙げられる。
る手段としては、次の様なものが挙げられる。
加圧開始後一定時間後の供給側の空気の流量を検出
し、これが所定値以上の時に警報する。
し、これが所定値以上の時に警報する。
加圧開始後一定時間後の中空糸外側配管内の空気に
より置換されて出てくる液体の流量を検出し、これが所
定値以上の時警報する。
より置換されて出てくる液体の流量を検出し、これが所
定値以上の時警報する。
加圧開始後一定時間後の中空糸外側の液面の降下の
速さを検出し、これが所定値より速く降下した時に警報
する。
速さを検出し、これが所定値より速く降下した時に警報
する。
超音波あるいはレーザー式等の泡の量を検出し、こ
れが所定値より多い時に警報する。
れが所定値より多い時に警報する。
本発明を図面を使って説明する。第１図は上記の手
段に基づく装置である。ここで、10は原液タンク、11は
ポンプ、12は中空糸モジュール、13は中空糸、14は接着
部である。処理時にはバルブ1,2が開で液の処理を行
う。処理終了時にバルブ1,2を閉じ、バルブ３を開け
て、中空糸の内側４に空気を導入する。このとき中空糸
の内側に残っていた原液は圧力により濾過されて、中空
糸外側へ流れて、少なくとも中空糸内表面上の原液はな
くなる。そこで、空気の圧力が一定となるので、それか
ら一定時間後の空気流量を空気流量センサー５で測定
し、この値が所定値以上ならリークと判断させて自動的
に警報をだす様にする。この所定値はリークのない正常
な中空糸を用いた予備試験の際検出された空気量の約２
倍とするのが適当である。
段に基づく装置である。ここで、10は原液タンク、11は
ポンプ、12は中空糸モジュール、13は中空糸、14は接着
部である。処理時にはバルブ1,2が開で液の処理を行
う。処理終了時にバルブ1,2を閉じ、バルブ３を開け
て、中空糸の内側４に空気を導入する。このとき中空糸
の内側に残っていた原液は圧力により濾過されて、中空
糸外側へ流れて、少なくとも中空糸内表面上の原液はな
くなる。そこで、空気の圧力が一定となるので、それか
ら一定時間後の空気流量を空気流量センサー５で測定
し、この値が所定値以上ならリークと判断させて自動的
に警報をだす様にする。この所定値はリークのない正常
な中空糸を用いた予備試験の際検出された空気量の約２
倍とするのが適当である。
他の手段に於いても、同様に所定値を決めればよい。
第２図は上記の手段に基づく装置である。の手段
との違いは、中空糸内側加圧後の外側へ出る空気量の検
出を、透過側配管内の空気により置換される液体の量を
流量センサー６で測定することにより、判定させること
である。
との違いは、中空糸内側加圧後の外側へ出る空気量の検
出を、透過側配管内の空気により置換される液体の量を
流量センサー６で測定することにより、判定させること
である。
第３図は上記，の手段に基づく装置であり、液面
の降下の速さ、或いは泡の量のセンサー７によりリーク
を検出する。
の降下の速さ、或いは泡の量のセンサー７によりリーク
を検出する。
液面降下の速さはモジュールケーシングの断面積をAD
（cm2）とすれば、空気のリーク流量Ｑと降下の速さＶ
（cm/分）との間に Ｑ（cm3/分）＝AD×Ｖ の関係があり、降下の速さによりリーク流量を求めるこ
とができる。
（cm2）とすれば、空気のリーク流量Ｑと降下の速さＶ
（cm/分）との間に Ｑ（cm3/分）＝AD×Ｖ の関係があり、降下の速さによりリーク流量を求めるこ
とができる。
本発明により、中空糸限外濾過膜モジュールを処理装
置に組み込んだままの状態で、液処理しない時に、自動
的にリーク検査・警報することが可能となり、システム
としての信頼性が飛躍的に向上した。
置に組み込んだままの状態で、液処理しない時に、自動
的にリーク検査・警報することが可能となり、システム
としての信頼性が飛躍的に向上した。
本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの
実施例に限定されるものではない。
実施例に限定されるものではない。
実施例１ ポリエーテルスルホン中空糸限外濾過膜モジュール
（MOLSEP FIBER FS−10、ダイセル化学工業（株）
製）を第１図の装置に組み込み、中空糸の内側から3kg/
cm2の空気圧をかけたときの加圧開始よりの経過時間と
空気流量の関係を測定した。その結果を表１に示す。
（MOLSEP FIBER FS−10、ダイセル化学工業（株）
製）を第１図の装置に組み込み、中空糸の内側から3kg/
cm2の空気圧をかけたときの加圧開始よりの経過時間と
空気流量の関係を測定した。その結果を表１に示す。
尚、モジュールの中の中空糸は内径0.5mmφ、外径0.8
mmφで有効面積は7.8m2でモジュールとしての25℃の純
水透過速度は1800/m2（kg/cm2）である。又、中空糸
の分画分子量は30,000である。
mmφで有効面積は7.8m2でモジュールとしての25℃の純
水透過速度は1800/m2（kg/cm2）である。又、中空糸
の分画分子量は30,000である。
このモジュールは、細菌の除去試験からリークは全く
ないことが確認されている。２〜3ml/分の空気流量は、
中空糸の内側で3kg/cm2の圧力で膜孔内の水に溶解した
空気が、外側への拡散で流れて、外側では圧力が低いの
で、溶解度が下がるために、気体に戻るための微小な空
気の流れのため生じると考えられる。この結果よりリー
クの判定流量を5ml/分として設定した。
ないことが確認されている。２〜3ml/分の空気流量は、
中空糸の内側で3kg/cm2の圧力で膜孔内の水に溶解した
空気が、外側への拡散で流れて、外側では圧力が低いの
で、溶解度が下がるために、気体に戻るための微小な空
気の流れのため生じると考えられる。この結果よりリー
クの判定流量を5ml/分として設定した。
（４）式にＱ＝1800×３（/h） QRA＝５×60/1000（/h） を代入してＲ＝1.1×10-6となり、非常に高い信頼性の
判定ができる。
判定ができる。
第１図、第２図、第３図はそれぞれ本発明の自動リーク
検出・警報装置の例を示す図である。第４図は膜の断面
図である。 1,2,3……バルブ ５……空気流量センサー ６……液体流量センサー ７……液面の降下の速さ、或いは泡の量のセンサー 12……中空糸膜モジュール
検出・警報装置の例を示す図である。第４図は膜の断面
図である。 1,2,3……バルブ ５……空気流量センサー ６……液体流量センサー ７……液面の降下の速さ、或いは泡の量のセンサー 12……中空糸膜モジュール
Claims (1)
- 【請求項１】中空糸限外濾過膜モジュールの中空糸内側
空間と連通する配管に設けた加圧空気を供給して中空糸
内側が中空糸外側より圧力が高い状態を維持させる手段
と、加圧開始後一定時間後の中空糸外側の液面の降下の
速さを自動的に検出する手段と、所定値以上の液面の降
下の速さの検出の際自動的に作動して中空糸のリークを
警報する手段とからなる中空糸限外濾過膜モジュールの
リーク検出・警報装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63136745A JP2527462B2 (ja) | 1988-06-03 | 1988-06-03 | 中空糸限外瀘過膜モジュ―ルの自動リ―ク検出・警報装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63136745A JP2527462B2 (ja) | 1988-06-03 | 1988-06-03 | 中空糸限外瀘過膜モジュ―ルの自動リ―ク検出・警報装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01307409A JPH01307409A (ja) | 1989-12-12 |
| JP2527462B2 true JP2527462B2 (ja) | 1996-08-21 |
Family
ID=15182515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63136745A Expired - Fee Related JP2527462B2 (ja) | 1988-06-03 | 1988-06-03 | 中空糸限外瀘過膜モジュ―ルの自動リ―ク検出・警報装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2527462B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102639218A (zh) * | 2009-09-24 | 2012-08-15 | 戈尔企业控股股份有限公司 | 多孔过滤器的完整性测试方法 |
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| JP2513396B2 (ja) * | 1992-12-14 | 1996-07-03 | 株式会社ニッショー | ダイアライザ―検査方法及びその装置 |
| TW362041B (en) * | 1996-12-27 | 1999-06-21 | Asahi Chemical Ind | Leakage inspection apparatus and method for filter film |
| JP2005013992A (ja) * | 2003-06-02 | 2005-01-20 | Daicen Membrane Systems Ltd | 中空糸膜モジュールの安全性試験方法 |
| JP4763991B2 (ja) * | 2004-09-27 | 2011-08-31 | 株式会社東芝 | 膜破断検出装置及びその検出方法 |
| NZ562786A (en) | 2005-04-29 | 2010-10-29 | Siemens Water Tech Corp | Chemical clean for membrane filter |
| MY146286A (en) | 2005-08-22 | 2012-07-31 | Siemens Industry Inc | An assembly for water filtration using a tube manifold to minimise backwash |
| JP2007237073A (ja) * | 2006-03-08 | 2007-09-20 | Ngk Insulators Ltd | 分離膜の欠陥検出方法 |
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| CA2688455C (en) | 2007-05-29 | 2019-12-03 | Siemens Water Technologies Corp. | Pulsed random two phase gas/liquid flow for cleaning membrane surfaces |
| JP2013500144A (ja) | 2008-07-24 | 2013-01-07 | シーメンス インダストリー インコーポレイテッド | 濾過システムにおける濾過膜モジュールアレイに対して構造的支持を施すための方法および濾過システム |
| WO2010142673A1 (en) | 2009-06-11 | 2010-12-16 | Siemens Water Technologies Corp. | Methods for cleaning a porous polymeric membrane and a kit for cleaning a porous polymeric membrane |
| WO2011136888A1 (en) | 2010-04-30 | 2011-11-03 | Siemens Industry, Inc | Fluid flow distribution device |
| CN103118766B (zh) | 2010-09-24 | 2016-04-13 | 伊沃夸水处理技术有限责任公司 | 膜过滤系统的流体控制歧管 |
| JP2014528352A (ja) | 2011-09-30 | 2014-10-27 | エヴォクア ウォーター テクノロジーズ エルエルシーＥｖｏｑｕａ Ｗａｔｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｌｌｃ | 改良したマニホルド構造 |
| HUE058060T2 (hu) | 2011-09-30 | 2022-07-28 | Rohm & Haas Electronic Mat | Szigetelõ szelep |
| AU2013280452B2 (en) | 2012-06-28 | 2017-07-20 | Evoqua Water Technologies Llc | A potting method |
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| US9962865B2 (en) | 2012-09-26 | 2018-05-08 | Evoqua Water Technologies Llc | Membrane potting methods |
| WO2014052071A1 (en) | 2012-09-26 | 2014-04-03 | Evoqua Water Technologies Llc | Membrane securement device |
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| WO2017011068A1 (en) | 2015-07-14 | 2017-01-19 | Evoqua Water Technologies Llc | Aeration device for filtration system |
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| JPS6094105A (ja) * | 1983-10-27 | 1985-05-27 | Kurita Water Ind Ltd | 膜分離装置 |
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-
1988
- 1988-06-03 JP JP63136745A patent/JP2527462B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
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Also Published As
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|---|---|
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