JPH07284637A

JPH07284637A - 膜モジュールシステム

Info

Publication number: JPH07284637A
Application number: JP8196394A
Authority: JP
Inventors: Masanori Takamatsu; 松誠昇高; Koji Yamashita; 下幸治山; Masao Kaneko; 子政雄金; Hirokazu Kondo; 藤弘和近; Shoji Uchida; 田祥司内; Mayumi Kurata; 田まゆみ倉
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-04-20
Filing date: 1994-04-20
Publication date: 1995-10-31
Anticipated expiration: 2017-08-05
Also published as: JP3311139B2

Abstract

(57)【要約】【目的】膜モジュールからの透過水流量を一定の値に
定めることができるとともに、透過水流量／供給水流量
を所定値とすること。【構成】透過ライン流量計２１からの信号に基づい
て、圧力制御手段２７により透過水量が一定となるよう
弁２４を開閉して膜モジュール１１の一次側圧力を制御
する。同時に供給ライン流量計１９および透過ライン流
量計２１からの信号に基づいて、透過水流量／供給水流
量が所定値となるよう、回収率制御手段２８により原水
ポンプ１７の回転数が制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば海水の淡水化設
備等に用いられる膜モジュールシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から不純物を含んだ被処理液、例え
ば海水を、膜モジュールでろ過することにより、飲料水
やその他の水として得る膜モジュールシステムが知られ
ている。この膜モジュールシステムには、図７で示す膜
モジュール１１が用いられている。

【０００３】この膜モジュール１１は、本体内部がろ過
用の膜（例えば、逆浸透圧膜、限外ろ過膜、中空糸膜
等）１２によって一次側と二次側とに仕切られており、
その一次側には供給ライン１３および戻しライン１４が
それぞれ連結され、また二次側には送出ライン１５が連
結されている。この膜モジュール１１に対しては、その
一次側に連結された供給ライン１３から被処理液である
海水が供給され、前記膜１２を透過した透過液が二次側
に連結した送出ライン１５により次工程に送出される。
また、膜１２を透過しない液は前記一次側に連結され戻
しライン１４により膜モジュール１１から排出される。

【０００４】ここで、膜モジュールシステムは工業用プ
ラントとして用いられているため、透過液の流量をほぼ
一定に保つ必要がある。また、膜モジュール１１の回収
率、すなわち、供給液流量に対する透過液流量の比率
（＝透過液流量／供給液流量）も、目標とするほぼ一定
値に維持する必要がある。これは、回収率が一定値を越
えると前記膜１２の表面において供給液中の成分析出が
発生し、透過液質低下や膜１２の性能劣化を招くためで
ある。また反対に、回収率が一定値以下ということは透
過液の流量に対して供給液が過剰に供給されていること
であり、経済性の低下を招き好ましくない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように膜モジュー
ルシステムは透過液流量および回収率を一定範囲に維持
することを要求されているが、前記膜１２はろ過時間の
経過に伴い徐々に目詰まりが生じるため、このままでは
透過液流量を一定に保つことが困難であり、また、これ
にともなって回収率も変化する。

【０００６】本発明の目的は、ろ過用の膜に目詰まりが
生じても、透過液流量および回収率を一定範囲に維持で
きる膜モジュールシステムを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の膜モジ
ュールシステムは、膜により一次側と二次側とに仕切ら
れ一次側に供給された被処理液を膜を通して二次側に透
過させるろ過用の膜モジュールを有し、この膜モジュー
ルの一次側には被処理液の供給ラインおよび膜を透過し
ない液を膜モジュールから排出させる戻しラインが連結
され、また二次側に透過液を送出する送出ラインが連結
されたもので、前記供給ラインおよび戻しラインからな
る一次側ラインおよび前記送出ラインにそれぞれ設けら
れた流量計と、前記一次側ラインに設けられ、この一次
側ラインにおける前記被処理液の圧力を調整可能な圧力
調整部と、前記透過液の流量を入力し、この透過液流量
が設定値になるように、前記圧力調整部により前記被処
理液の圧力を制御する圧力制御手段と、前記一次側ライ
ンに設けられ、この一次側ラインにおける前記被処理液
の流量を調整可能な流量調整部と、前記一次側ラインで
測定される流量と前記透過液流量とを入力し、前記膜モ
ジュールへの供給流量に対する透過液流量の回収率を求
め、この回収率が設定値を維持するように前記流量調整
部により被処理液流量を制御する回収率制御手段とを備
えたことを特徴とする。

【０００８】請求項２に記載の膜モジュールシステム
は、圧力調整部として戻しラインに調整弁を設け、流量
調整部として供給ラインに被処理液供給用の可変速ポン
プを設けたことを特徴とする。

【０００９】請求項３に記載の膜モジュールシステム
は、圧力調整部として供給ラインに圧力調整弁を設け、
流量調整部として戻しラインに流量調整弁を設けたこと
を特徴とする。

【００１０】請求４に記載の膜モジュールシステムは、
供給ラインに圧力センサーを設けると共に、この圧力セ
ンサーからの入力値が予め設定した値を越えると膜モジ
ュールが基準以上劣化したと判断する異常検出装置を設
けたことを特徴とする。

【００１１】請求項５に記載の膜モジュールシステム
は、可変束ポンプの回転速度を測定するセンサーを設け
ると共に、このセンサーから入力される回転速度が予め
設定した値を越えると膜モジュールが基準以上劣化した
と判断する異常検出装置を設けたことを特徴とする。

【００１２】請求項６に記載の膜モジュールシステム
は、供給ライン、戻しラインおよび送出ラインからの各
流量を入力してこれらの流量収支を求め、この流量収支
がアンバランスの場合は各ライン間の流量比率から破損
の生じたラインを特定する破損ライン検出装置を設けた
ことを特徴とする。

【００１３】請求項７に記載の膜モジュールシステム
は、送出ラインに透過液流量調整用の弁を設けたことを
特徴とする。

【００１４】請求項８に記載の膜モジュールシステム
は、供給ラインに吐出弁を介して連結し運転時被処理液
槽に貯溜された被処理液を供給ラインに供給する被処理
液供給用のポンプと、前記膜モジュールの入口側と被処
理液槽との間を連結弁を介して連結する連結ラインと、
前記ポンプ停止時は閉状態にある前記吐出弁および連結
弁に対し、前記ポンプの始動時に、吐出弁の開動作に先
立って連結弁を全開状態に制御し、この連結弁の全開を
条件に前記吐出弁をキャビテーションの生じない開度ま
でキャビテーションの生じない速度で開動作させるキャ
ビテーション防止手段とを備えたことを特徴とする。

【００１５】

【作用】請求項１の膜モジュールシステムでは、膜の目
詰まりなどに起因する透過液流量の減少に応じて一次側
ラインにおける被処理液の圧力を高め、透過液流量を増
大させると共に、圧力増加に伴う被処理液の供給流量変
化に対しては流量調整部により透過液流量および回収率
を一定範囲に維持している。

【００１６】請求項２の膜モジュールシステムでは、一
次側ラインにおける被処理液の圧力調整を、戻しライン
に設けた調整弁を開閉することにより行ない、被処理液
の供給流量変化に対しては、供給ラインに設けた被処理
液供給可変速ポンプの回転速度を調整することにより対
処している。

【００１７】請求項３の膜モジュールシステムでは、一
次側ラインにおける被処理の圧力調整を、供給ラインに
設けた圧力調整弁を開閉することにより行ない、被処理
液の供給流量変化に対しては、戻しラインに設けた流量
調整弁の開度を変化させることにより対処している。

【００１８】請求項４の膜モジュールシステムでは、供
給ラインにおける処理液の圧力が予め設定した値を越え
ることにより、膜モジュールが基準以上劣化したと判断
している。

【００１９】請求項５の膜モジュールシステムでは、被
処理液を供給する可変速ポンプの回転速度が予め設定し
た値を越えることにより、膜モジュール基準以上劣化し
たと判断している。

【００２０】請求項６の膜モジュールシステムでは、供
給ライン、戻しラインおよび送出ラインに関する各流量
の収支をも求め、この流量収支がアンバランスかを判断
し、アンバランスであれば各ライン間の流量比率から破
損の生じたラインを特定している。

【００２１】請求項７の膜モジュールシステムでは、送
出ラインに設けた透過液流量調整用の弁により透過液の
送出流量を微調整することができる。

【００２２】請求項８の膜モジュールシステムでは、供
給ラインに吐出弁を介して連結された被処理液供給用ポ
ンプの始動時、膜モジュールの入口側と被処理液槽との
間の連結ラインに設けられた連結弁を、吐出弁の開動作
に先立って全開状態に制御すると共にこの連結弁の全開
を条件に前記吐出弁をキャビテーションの生じない開度
までキャビテーションの生じない速度で開動作せること
によりキャビテーションの発生を防止している。

【００２３】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。

【００２４】図１は本発明による膜モジュールシステム
の一実施例を示すブロック図であり、図７で説明した膜
モジュール１１を用いている。この膜モジュール１１に
対する非処理液（以下、原水として説明する）の供給ラ
イン１３には、原水供給用のポンプ１７、その吐出弁１
８および流量計１９が順次設けられている。上記ポンプ
１７は可変速のもので、回転速度検出用のセンサー２０
を有する。また、膜１２を透過した透過液（以下、透過
水として説明する）を次工程に送出する送出ライン１５
には、流量計２１および流量調整弁２２順次設けられて
いる。さらに、膜１２を透過しない濃縮された液（以
下、戻り水として説明する）を膜モジュール１１から排
出される戻しライン１４には、流量計２３および圧力調
整用の弁２４が順次設けられている。

【００２５】２６は制御装置で、例えばマイクロコンピ
ュータ等により構成されており、以下に説明する各機能
実現手段を有する。

【００２６】２７は圧力制御手段で、膜モジュール１１
で得られる透過水の流量変化を検出してその流量Ｑ_Ｆを
一定値に保つべく、供給ライン１３および戻しライン１
４からなる膜モジュール１１の一次側ラインにおける原
水圧力Ｐ_ｉを制御する。そのために、送出ライン１５に
設けた流量計２１から透過水流量Ｑ_Ｆを入力し、この流
量変化に応じた圧力制御信号を出力する。この実施例で
は、一次側ラインの圧力調整部として戻しライン１４に
設けた弁２４を用いているので、上記圧力制御信号とし
ては弁２４に対する開度信号を出力する。

【００２７】２８は回収率制御手段で、膜モジュール１
１への原水供給流量Ｑ_Ｐに対する透過水流量Ｑ_Ｆの回収
率φ（＝Ｑ_Ｆ／Ｑ_Ｐ）が一定となるように原水の供給流
量を制御する。そのために、まず一次側ラインを構成す
る供給ライン１３の流量計１９およひ送出ライン１５の
流量計２１から流量Ｑ_Ｐ，Ｑ_Ｆを入力して回収率演算手
段２９により回収率φを求める。次に、この回収率φを
一定に保つため流量制御手段３０により原水の供給流量
を制御する。この実施例では、供給流量を調整する流量
調整部として可変速ポンプ１７を用いており、流量制御
信号としては可変速ポンプ１７の現回転速度Ｎに対する
偏差信号を出力する。

【００２８】この他、異常検出手段３１および破損ライ
ン検出手段３２が図示されているが、これらについては
後述する。

【００２９】上記構成において、原水は供給用のポンプ
１７により供給ライン１３から膜モジュール１２内に供
給され、膜１２によってろ過された後、透過水として送
出ライン１５から次工程に送出される。また、膜１２を
透過しない濃縮された水は、戻しライン１４により膜モ
ジュール１１から排出される。

【００３０】このような膜モジュールシステムにおい
て、膜１２はろ過時間の経過に伴い徐々に目詰まりが生
じ、透過水の流量Ｑ_Ｆが減少し、回収率φも低下する。
この透過水流量の減少に対しては、膜モジュール１１の
一次側圧Ｐ_ｉを上昇させることにより透過流量を元に戻
すことができる。

【００３１】図４は上記関係を表している。すなわち、
膜モジュール１１の当初のろ過特性がａ_０であり、透過
水流量Ｑ_Ｆの目標値Ｑ_Ｆ０を得るには一次側圧力Ｐ_ｉ０
必要であったとする。ろ過時間の経過に伴う目詰まりに
より、膜モジュール１１のろ過特性がａ_１，ａ_２のよう
に劣化すると、膜モジュール１１の一次側圧力ｐ_ｉを上
昇させることにより、当初の透過水流量目標値Ｑ_Ｆ０を
得ることが可能になる。

【００３２】なお、Ｐ_ｉｓは異常判定用のしきい値であ
り、一次側圧力Ｐ_ｉがこの値を越えると、膜モジュール
１１が正常なろ過機能を果たせないものと判断される。

【００３３】上記関係から、圧力制御手段２７は流量計
２１の計測値から、通過水流量Ｑ_Ｆが減少した場合、そ
の減少分を補償すべく戻りライン１４に設けた調整弁２
４の開度を絞り、モジュール１１の一次側圧力を上昇さ
せる。すなわち、調整弁２４の開度を絞ることにより、
一次側ライン全体の管路抵抗が増大し、膜モジュール１
１の一次側圧力は上昇し、透過水流量Ｑ_Ｆは増加する。
ただし、管路抵抗が増大することにより原水の供給流量
Ｑ_Ｐは減少するので、回収率φは上昇する。回収率制御
手段２８は、回収率φ上昇の原因となった供給流量Ｑ_Ｐ
の減少を補償すべく、可変速ポンプ１７に対し、回転速
度上昇指令を出力する。この制御により原水の供給流量
Ｑ_Ｐは増加し、回収率φも元の値に復帰する。

【００３４】図５は上記関係を表している。可変速ポン
プ１７の現在の回転速度による圧力−流量特性をｂ_０と
し、一次側ラインの現在の管路抵抗特性がｒ_０であり、
これらの交点Ａに基づく現在の原水供給流量がＱ_Ｐ０、
一次側圧力はＰ_０（図４のＰ_ｉ０に対応）とする。この
状態で戻りライン１４の調整弁２４の開度を絞ると管路
抵抗特性がｒ_１に変化し、交点はＡ′に移動する。この
ため、図示のように一次圧力は上昇し、供給流量は減少
する。そこで、可変速ポンプ１７の回転速度を上昇さ
せ、その圧力−流量特性をｂ_１に変化させると交点はＢ
に移動し、原水供給流量は元の値Ｑ_Ｐ０に戻り、一次側
圧力もさらに上昇してＰ_１（図４のＰ_ｉ０に対応）とな
る。このため、目標とする透過水流量Ｑ_Ｆ０が得られ、
かつ回収率φも一定範囲に維持することができる。

【００３５】図中Ｐ_ｓは異常判定用のしきい値（図４の
Ｐ_ｉｓに対応）である。すなわち、一次側ラインの管路
抵抗特性をｒ_２まで上昇させ、可変速ポンプ１７の回転
速度を特性ｂ_２が得られるまで上昇させ、これらの交点
がＣに移動した場合の圧力であり、これ以上の圧力では
膜モジュール１１が正常なろ過機能を果たせないもの判
断される。

【００３６】異常検出手段３１は、膜モジュール１１の
上述した異常を判断するものであり、可変速ポンプ１７
の回転速度Ｎを入力し、これが前記圧力−流量特性ｂ_２
を生じる回転速度以上になることにより、膜モジュール
１１が異常であると判断する。したがって、この以上検
出手段３１を設けることにより、膜モジュール１１の目
詰り等による異常を検出することができ、洗浄等の対策
を早期に採ることができる。

【００３７】また、破損ライン検出手段３２は膜モジュ
ール１１に連結される供給ライン１３、戻しライン１
４、送出ライン１５のいずれかに生じる破裂を検出する
もので、上記各ライン１３，１４，１５に設けた流量計
１９，２１，２３から流量Ｑ_Ｐ，Ｑ_Ｂ，Ｑ_Ｆの値を入力
し、それらの値から破裂箇所を判断する。すなわち、上
記各ライン１３，１４，１５に破裂が無い場合は、前記
各流量Ｑ_Ｐ，Ｑ_Ｂ，Ｑ_Ｆは、Ｑ_Ｐ＝Ｑ_Ｆ＋Ｑ_Ｂの収支関
係を保っているが、どこかのラインに破裂が生じるとこ
の収支のバランスが崩れる。そこで、図６に示すよう
に、まず、収支のバランスを監視することにより破裂の
有無を判断する（ステップ１０１）。収支のアンバラン
スにより破裂を検出した場合は各ライン相互の流量比率
を順次判断（ステップ１０２，１０３，１０４）するこ
とにより、破裂箇所を特定する。

【００３８】このように、破損ライン検出手段３２を設
けると膜モジュールシステムの運転中において、膜モジ
ュール１１に連結される各ライン１３，１４，１５の破
損状況を適格に把握できるので、破裂箇所を早期に特定
して対処でき、破裂の拡大を防ぐことができる。

【００３９】また、送出ライン１５には流量調整弁２２
が設けられているので、この弁２２により次工程に送出
される透過水流量Ｑ_Ｆを微調整することもできる。

【００４０】次に、図２の実施例を説明する。膜モジュ
ール１１に対し、原水供給ライン１３、戻しライン１
４、送出ライン１５が設けられていることは図１の実施
例と同じである。この実施例では、膜モジュール１１の
一次側圧力を調整する圧力調整部として、原水供給ポン
プ３４の吐出側に設けた圧力調整弁３５を用いている。
この圧力調整弁３５の出力側ラインには、上記側圧力を
測定する圧力センサー３６を設けている。また、回収率
φを調整するための原水供給流量調整部として、この実
施例では戻しライン１４に設けた流量調整弁３７を用い
ている。送出ライン１５については、図１の実施例と同
様の構成であるため、対応する符号を付して説明は省略
する。

【００４１】制御装置２６における圧力制御手段２７
は、前記実施例と同様に、膜モジュール１１の透過水流
量Ｑ_Ｆが、膜１２の目詰まり等により減少した場合、膜
モジュール１１の一次側ラインの圧力を上昇させて透過
水流量Ｑ_Ｆの増加を計るものである。しかし、一次側ラ
インの圧力調整部として圧力調整弁３５を用いているた
め、流量計２１で測定される透過水流量Ｑ_Ｆを透過水圧
力値Ｐ_Ｆに換算する変換手段３９を有する。変換された
圧力値Ｐ_Ｆは圧力制御部４０に与えられ、ここで予め設
定された目標値（目標とする透過水流量に対応する圧力
値）Ｐ_Ｆ０との偏差が求められる。圧力制御部４０は求
められた偏差と供給ライン圧力の現在値Ｐ_Ｐとから圧力
制御信号、すなわち、調整弁３５に対する開度信号を出
力する。

【００４２】回収率制御手段２８は前記実施例と同様
に、一次側ラインを構成する供給ライン１３の流量計１
９および送出ライン１５の流量計２１から流量Ｑ_Ｐ，Ｑ
_Ｆを入力して回収率φを求める回収率演算手段４１を有
する。流量制御手段４２は、回収率演算手段２９で求め
られた回収率φを目標値に制御すべく、戻りライン１４
に設けた調整弁３７を制御し、戻し水の流量Ｑ_Ｂを調整
する。

【００４３】ここで、回収率はφ＝Ｑ_Ｆ／Ｑ_Ｐで求めら
れるが、Ｑ_Ｐ＝Ｑ_Ｆ＋Ｑ_Ｂであり、したがってφ＝Ｑ_Ｆ
／Ｑ_Ｆ＋Ｑ_Ｂとなるが、透過水流量Ｑ_Ｆは一定であるた
め戻り水流量Ｑ_Ｂを調整することにより回収率φを目標
値に保つべく制御することができる。

【００４４】異常検出手段３１は、図１の実施例と同様
に、膜モジュール１１の目詰まり等による異常を検出す
るものであるが、この実施例では原水の供給ライン１３
に圧力センサー３６を設けているため、その計測値を異
常判定に用いている。すなわち、この圧力センサー３６
で検出された膜モジュール１１の一次側圧力Ｐ_Ｐ（図４
のＰ_ｉに対応）を入力し、これを異常判定用のしきい値
（図４のしきい値Ｐ_ｉ _ｓに相当）と比較して、検出され
た一次側圧力Ｐ_Ｐがしきい値を越える場合、膜モジュー
ル１１が異常と判断する。

【００４５】上記構成において、原水は供給ポンプ３４
から圧力調整弁３５により所定の一次側圧力に調整さ
れ、供給ライン１３から膜モジュール１１内に供給さ
れ、膜１２によってろ過された後、透過水として送出ラ
イン１５から次工程に送出される。また、膜１２を透過
しない濃縮された水は、戻しライン１４により膜モジュ
ール１１から排出される。

【００４６】このような膜モジュールシステムにおい
て、膜１２に目詰まりが生じると、透過水の流量がＱ_Ｆ
が減少し、回収率φも低下する。この透過水流量Ｑ_Ｆの
減少が生じると、圧力制御手段２７はこの流量減少分を
補償すべく圧力制御信号を生じ、圧力調整弁３５の開度
を変化させて一次側圧力Ｐ_Ｐを上昇させる。この動作に
より、膜１２を透過する流量Ｑ_Ｆは上昇するが、同時に
一次側ラインに流れる流量も変化し、回収率φも変化す
る。回収率制御手段２８はこの流量変化を捕え、回収率
φを目標値に維持すべく、戻しライン１４に設けた流量
調整弁２３の開度を制御し、戻し水流量Ｑ_Ｂを制御す
る。

【００４７】上記動作により、透過水流量Ｑ_Ｆおよび回
収率φをそれぞれ予め設定した一定範囲に維持すること
ができる。

【００４８】また、膜１２の目詰まりが増大すること等
により、膜モジュール１１の一次側圧力が異常上昇した
場合は、異常検出手段３１により圧力センサー３６の出
力をしきい値と比較することにより、この異常状態を検
出することができる。

【００４９】また、図示していないが、図１の実施例と
同様の破損ライン検出手段３２を設けて、各ラインの破
裂箇所を検出したり、送出ライン１５に流量調整弁を設
けて透過水流量Ｑ_Ｆの微調整を行ってもよい。

【００５０】次に、図３で示す実施例を説明する。膜モ
ジュール１１に対しては、供給ポンプ４４および吐出弁
４５を有する供給ライン１３により原水槽（被処理液
槽）４６内の原水を供給しており、この部分の構成は基
本的に図１および図２の実施例と同じである。このよう
な構成において供給ポンプ４４の始動に当たっては、周
知のように吐出弁４５を閉じておき、供給ポンプ４４の
吐出圧が予定値に達した後、吐出弁４５を開き、供給ラ
イン１３から膜モジュール１１に原水を供給している。

【００５１】ここで、吐出弁４５の開操作に当たって
は、これを一気に開くと吐出弁４５の入口側の高い圧力
が膜モジュール１１側に急激に加わることになり、膜１
２が強い衝撃を受けて損傷することが考えられる。この
ため、吐出弁４５を徐々に開操作し、膜モジュール１１
側に加わる圧力を緩やかに上昇させることが考えられ
た。

【００５２】しかし、入口側と出口側との圧力差が大き
な状態で弁をゆっくりと開動作させると弁にキャビテー
ションが発生することが知られている。キャビテーショ
ンが発生すると弁に強い衝撃が加わり、弁および関連部
分が損傷することもある。このため、上述のように吐出
弁４２を徐々に開操作することは好ましくなく、供給ポ
ンプ４１始動時の操作が難しかった。

【００５３】そこで図３の実施例では、膜モジュール１
１の入口側と前記原水槽４６内との間に、連結弁４７を
有する連結ライン４８を設置し、かつ制御装置２６の機
能実現手段としてキャビテーション防止手段４９を設
け、このキャビテーション防止手段４９により、連結弁
４７と供給ポンプ４４および吐出弁４５とをキャビテー
ションの生じないように相互に連携して制御する。

【００５４】ここで、供給ポンプ４４の停止時、吐出弁
４５および連結弁４７は共に閉じている。供給ポンプ４
４が始動されると、その吐出圧が予定値に達することに
より吐出弁４５は開操作されるが、キャビテーション防
止手段４９は、この吐出弁４５の開動作に先立って（例
えば、供給ポンプ４４の始動と同時に）連結弁４７を開
動作させ、この連結弁４７が全開した後に吐出弁４５を
開動作させる。この場合、吐出弁４５を、キャビテーシ
ョンの生じない比較的大きな開度まで、キャビテーショ
ンの生じない比較的高速度で開動作させる。

【００５５】このように、吐出弁４５を比較的大きな開
度まで比較的高速度で開動作させると、この吐出弁の出
口側圧力は急激に上昇するのでキャビテーションが生じ
ることはない。また、膜モジュール１１の入口側に連結
ライン４８が連結され、かつ連結弁４７が全開状態とな
っているので、吐出弁４５から吐出した高圧水の多くは
この連結ライン４８を通って原水槽４６に戻される。こ
のため、膜モジュール１１に対する圧力は急上昇せず、
徐々に上昇する。したがって、膜モジュール１１に衝撃
圧力が加わることはなく、またキャビテーションも生じ
ないので、それらの損傷を防止することができる。

【００５６】このようにして吐出弁４５の開動作が完了
した後、連結弁４７を徐々に閉動作させ、最終的に全閉
状態とする。この後は、図１および図２の実施例で説明
した手段により膜モジュール１１の一次側圧力を制御す
る等により、透過水流量Ｑ_Ｆおよび回収率φをそれぞれ
予め設定した一定範囲に維持する。

【００５７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、膜モジュ
ールからの透過液流量および、供給液流量に対する透過
液流量の回収率をそれぞれ一定範囲に維持でき、工業用
プラントに適した良質の透過液を得ることができる。

【００５８】また、異常検出手段や破損防止手段を設け
れば、膜モジュールの異常や各ラインの破損箇所を運転
状態において早期に検出することができる。

【００５９】さらに、膜モジュールの入口側と被処理液
槽との間に連結ラインを設ければ、キャビテーションや
膜モジュールに対する衝撃圧力の発生を防止し、機器の
損傷を未然に防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による膜モジュールシステムの一実施例
を示すブロック図。

【図２】本発明の実施例を示すブロック図。

【図３】本発明の実施例を示すブロック図。

【図４】本発明に用いる膜モジュールの一次側圧力と透
過液流量との関係を説明する特性図。

【図５】図１の実施例に用いる可変速ポンプの回転速度
に対する一次側ラインの圧力−流量特性を説明する特性
図。

【図６】図１で示した破損ライン検出手段の処理内容を
示すフローチャート。

【図７】膜モジュールの構成を示す図。

【符号の説明】

１１膜モジュール１２膜１３供給ライン１４戻しライン１５透過液ライン１７，３７流量調整部１９，２１，２３流量計２２透過液流量調整用の弁２４，３５圧力調整部２７圧力制御手段２８回収率制御手段３１異常検出手段３２破損ライン検出手段４１被処理液供給用のポンプ４２吐出弁４３被処理液槽４４連結弁４５連結ライン４６キャビテーション防止手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者近藤弘和東京都府中市東芝町１株式会社東芝府中工場内 (72)発明者内田祥司東京都港区芝浦一丁目１番１号株式会社東芝本社事務所内 (72)発明者倉田まゆみ東京都府中市東芝町１株式会社東芝府中工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】膜により一次側と二次側とに仕切られ一次
側に供給された被処理液を膜を通して二次側に透過させ
るろ過用の膜モジュールを有し、この膜モジュールの一
次側には被処理液の供給ラインおよび膜を透過しない液
を膜モジュールから排出させる戻しラインが連結され、
また二次側には透過液を送出する送出ラインが連結され
膜モジュールシステムにおいて、前記供給ラインおよび戻しラインからなる一次側ライン
および前記送出ラインにそれぞれ設けられた流量計と、前記一次側ラインに設けられ、この一次側ラインにおけ
る前記被処理液の圧力を調整可能な圧力調整部と、前記透過液の流量を入力し、この透過液流量が設定値に
なるように、前記圧力調整部により前記被処理の圧力を
制御する圧力制御手段と、前記一次側ラインに設けられ、この一次側ラインにおけ
る前記被処理液の流量を調整可能な流量調整部と、前記一次側ラインで測定される流量と前記透過液流量と
を入力し、前記膜モジュールへの供給流量に対する透過
流量の回収率を求め、この回収率が設定値を維持するよ
うに前記流量調整部により被処理液流量を制御する回収
率制御手段と、を備えたことを特徴とする膜モジュールシステム。
【請求項２】圧力調整部として戻しラインに調整弁を設
け、流量調整部として供給ラインに被処理液供給用の可
変速ポンプを設けたことを特徴とする請求項１に記載の
膜モジュールシステム。
【請求項３】圧力調整部として供給ラインに圧力調整弁
を設け、流量調整部として戻しラインに流量調整弁を設
けたことを特徴とする請求項１に記載の膜モジュールシ
ステム。
【請求項４】供給ラインに圧力センサーを設けると共
に、この圧力センサーからの入力値が予め設定した値を
越えると膜モジュールが基準以上劣化したと判断する異
常検出装置を設けたことを特徴とする請求項１に記載の
膜モジュールシステム。
【請求項５】可変速ポンプの回転速度を測定するセンサ
ーを設けると共に、このセンサーから入力される回転速
度が予め設定した値を越えると膜モジュールが基準以上
劣化したと判断する異常検出装置を設けたことを特徴と
する請求項に記載の膜モジュールシステム。
【請求項６】供給ライン、戻しラインおよび送出ライン
からの各流量を入力してこれらの流量収支を求め、この
流量収支がアンバランスの場合は各ライン間の流量比率
から破損の生じたラインを特定する破損ライン検出装置
を設けたことを特徴する請求項１の記載の膜モジュール
システム。
【請求項７】送出ラインに透過液流量調整用の弁を設け
たことを特徴とする請求１に記載の膜モジュールシステ
ム。
【請求項８】膜により一次側と二次側とに仕切られ一次
側に供給された被処理液を膜を通して二次側に透過させ
るろ過用の膜モジュールを有し、この膜モジュールの一
次側には被処理液の供給ラインおよび膜を透過しない液
を膜モジュールから排出させる戻しラインが連結され、
また二次側には透過液を送出する送出ラインが連結され
た膜モジュールシステムにおいて、前記供給ラインに吐出弁を介して連結し運転時被処理液
槽に貯留された被処理液を供給ラインに供給する被処理
液供給用のポンプと、前記膜モジュールの入口側と被処理液槽との間を連結弁
を介して連結する連結ラインと、前記ポンプ停止時は閉状態にある前記吐出弁および連結
弁に対し、前記ポンプの始動時に、吐出弁の開動作に先
立って連結弁を全開状態に制御し、この連結弁の全開を
条件に前記吐出し弁をキャビデーションの生じない速度
で開動作させるキャビテーション防止手段と、を備えたことを特徴とする膜モジュールシステム。