TWI774954B - 除濁系統之診斷裝置 - Google Patents

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Abstract

一種除濁系統的診斷裝置,對除濁系統的運作狀態進行診斷,所述除濁系統包括對被處理水進行膜過濾的除濁膜裝置5,所述診斷裝置包括:所述除濁系統的運作狀態資訊的輸入部;儲存部,儲存表示所述除濁系統的運作失常狀態與對策的關係的資料;以及判定部,基於由所述輸入部輸入的運作狀態資訊及所述儲存部所儲存的資料,判定針對除濁膜裝置的運作失常的對策。

Description

除濁系統之診斷裝置
本發明是有關於一種診斷裝置,用於確定針對除濁系統的運作失常的對策,所述除濁系統是對被處理水進行除濁膜處理。
在以井水、工業用水、自來水等為原水的用水處理、或各種排水處理、排水回收等之中,會進行各種水處理。例如,進行如下的水處理:在原水添加凝集劑,使原水中的懸濁物質、膠體成分或有機物質等凝集且粗大化之後,藉由沈澱、懸浮、過濾、膜過濾等而固液分離。進行如下的水處理:單獨藉由膜過濾進行除濁、除菌而回收處理水。
作為膜過濾裝置的膜堵塞的原因,可舉出:(i)供水的濁質過多;或(ii)反洗不良;(iii)在除濁膜前有處理的情況下為前處理不良等。作為其對策,可進行如下的操作。
關於(i),例如測定除濁膜供水的濁度。在規定濁度以上的情況下,藉由變更通水時間等來應對。關於(ii),例如確認空氣起泡(bubbling)量,在規定起泡量以下的情況下,調整為規定起泡量以上。關於(iii),確認前處理的凝集劑的添加濃度,在規定添加濃度以下的情況下,調整為規定添加濃度以上。
當除濁膜的過濾阻力上升時,進行反洗或利用酸、鹼等的化學品清洗(專利文獻1等)。
[專利文獻1]日本專利特開2004-58022號公報
作為除濁膜的堵塞原因,有供水的濁質過多、或除濁膜運用上的問題(反洗不完全等)、前處理不良等諸多原因,應對策略根據原因而不同,故而需要準確地判斷原因,迅速且適當地建立應對策略。
本發明的目的在於提供一種除濁系統的診斷裝置,能夠準確地確定針對除濁系統的運作失常的對策。
本發明的除濁系統的診斷裝置是對除濁系統的運作狀態進行診斷的診斷裝置,所述除濁系統包括對被處理水進行膜過濾的除濁膜裝置,所述除濁系統的診斷裝置包括:所述除濁系統的運作狀態資訊的輸入部;儲存部,儲存表示所述除濁系統的運作失常狀態與對策的關係的資料;以及判定部,基於由所述輸入部輸入的運作狀態資訊及所述儲存部所儲存的資料,判定針對除濁膜裝置的運作失常的對策。
在本發明的一形態中,所述輸入部包括顯示多個提問的顯示元件及針對提問的回答的輸入元件。
在本發明的一形態中,在所述除濁膜裝置的前段包括凝集處理裝置。
在本發明的一形態中,所述運作狀態資訊是對除濁膜裝置的供水的懸浮固體(suspended solid,SS)及酸鹼值(pH)、處理水的膜污染係數(membrane fouling factor,MFF)值、除濁膜裝置的反洗空氣壓力、除濁膜裝置的反洗水量、以及凝集處理裝置的凝集劑的添加量中至少任一者。
在本發明的一形態中,在所述除濁膜裝置的膜差壓為規定值以上的情況下,或在膜差壓的上升速度為規定值以上的情況下,進行所述診斷。 [發明的效果]
根據本發明,可準確地診斷除濁系統的運作狀態。
根據本發明的一形態,可適當地確定除濁系統的失常的原因。
圖1是實施形態的除濁系統的構成圖。原水是經凝集處理裝置1凝集處理之後,經由泵2、閥3及配管4而供給至除濁膜裝置(在所述實施形態中,為超濾(Ultra Filtration,UF)膜模組)5。膜5a的透過水經由配管6及閥7而作為處理水加以取出。在配管4、配管6,分別設置有壓力感測器8、壓力感測器9。設置有pH計19,以測定來自凝集處理裝置1的凝集處理水的pH。
能夠將反洗用空氣經由反洗空氣配管10及閥11供給至膜5a的二次側,以利用空氣或水對除濁膜裝置5進行反洗。能夠經由反洗水配管12及閥13供給反洗水。自二次側向一次側透過膜5a的空氣或水能夠自膜5a的一次側經由反洗流體排出配管17及排出閥18而排出。在反洗空氣配管10設有流量計14及壓力感測器15。在反洗水配管12設有流量計16。
亦可將空氣供給配管連接於一次側,所述空氣供給配管是對膜5a的一次側供給空氣而進行起泡清洗。
在進行通常的膜過濾運轉時,僅將閥3、閥6設為打開,將其他閥11、閥13、閥18設為關閉。當利用空氣或水進行反洗時,將閥3、閥7設為關閉,將閥11、閥13中的一者或兩者設為打開,且將排出閥18設為打開。
將所述壓力感測器8、壓力感測器9的檢測壓力輸入至差壓檢測電路20,運算出兩者的差作為膜差壓。當所述差壓過大(規定值a以上),或差壓的上升速度過大(規定值b以上)時,對警報(alarm)電路21發送信號而產生由聲音及/或光形成的警報,並且對診斷裝置30發送信號而進行診斷。
診斷裝置30如圖2所示,包括本體部31、及具有觸摸開關(touch switch)功能的作為輸入部的液晶顯示面板36。本體部31包括資料收集部32、資料保存部33、資料庫(儲存部)34及判定部35。
本體部31包括由中央處理器(central processing unit,CPU)(中央運算處理裝置)、快閃記憶體(flash memory)、唯讀記憶體(Read Only Memory,ROM)、隨機存取記憶體(random access memory,RAM)、硬碟等構成的電腦。
藉由本體部31的CPU執行管理程式,而實現資料收集部32、資料保存部33、資料庫34及判定部35的功能。
資料收集部32除了接收差壓資料以外,亦接收來自顯示面板36的按診斷項目分類的資料的回答資料。資料保存部33將回答資料及後述的判定結果與差壓等運轉資料一併保存。在資料庫34存儲著如下的資料,所述資料表示除濁系統的運作失常狀態與針對所述運作失常狀態的對策的關係。
判定部35基於資料收集部32所收集的來自顯示面板36的回答資料及資料庫34的關係資料,確定對策,並顯示於顯示面板36。
如圖3所示,在除濁膜裝置5的差壓或差壓上升速度為規定值以上的情況下,使警報工作,並且於顯示面板36例如,顯示如下的多個問句Q1~問句Qn。又,與各問句的右側鄰接地顯示是(Yes)回答開關Y及否(No)回答開關N。回答開關Y、回答開關N亦分別具備照明功能,在觸摸一次時變為亮色,再次觸摸時變為暗色。Y、N之中發亮色光者表示經選擇的回答。所述回答操作是由除濁膜系統的運轉負責人等進行。再者,亦可設為伴隨著警報工作,使警報開關顯示於顯示面板36,當運轉負責人等觸摸所述警報開關時顯示問句等。 Q1:UF供水SS濃度為△△ mg/L以下? Q2:空氣反清洗壓力為△△ MPa~□□ MPa? Q3:空氣起泡量(散氣管)△△ NL/min/模組~□□ NL/min/模組? Q4:空氣起泡量(導水管)△△ NL/min/模組~□□ NL/min/模組? Q5:水反洗量與過濾通水量相同? Q6:UF供水pH為△△~□□? Q7:凝集劑添加量為△△~□□?
△△、□□表示具體的數字。該些問句是一例,進而亦可顯示其他問句。
藉由觸摸至開關Y或開關N而針對所有問句進行回答之後,觸摸至表示回答結束的輸入(enter,Ent)開關。由此,將回答資料自顯示面板36發送至資料收集部32。
判定部35在Q1的回答為否(No,N)的情況下,自資料庫34讀出如下的對策A1~對策A3而顯示於顯示面板36。 A1:確認反洗條件,變更反洗頻率。 A2:凝集條件的確認/重新考慮。 A3:(在三天後警報亦未消失的情況)化學品清洗。
當Q2~Q5中的至少一個以上的回答為否(No,N)時,將如下的對策B1、對策B2自資料庫34讀出並顯示於顯示面板36。 B1:進行反洗條件的改善。 B2:(在三天後警報亦未消失的情況)化學品清洗。
當Q6、Q7中的至少一者的回答為否(No,N)時,進行如下的C1、C2的顯示。 C1:進行凝集條件的確認/重新考慮。 C2:對除濁膜裝置進行化學品清洗。
當對於Q1~Q7中任一者回答均為是(Yes,Y)時,自資料庫34讀出並進行如下的顯示。「原水水質發生變動的可能性大,故請聯繫管理部門重新考慮凝集條件。」 如此一來,可在除濁膜系統中產生有失常的情況下,火速採取有效的對策。
雖對本發明無特別限定,但作為原水,可例示自來水、工業用水、井水、所有排水。
用於凝集處理的凝集劑、凝集助劑並未特別限定,但理想的是使用鐵系凝集劑。
在使用鐵系凝集劑的情況,較佳為pH4.5~pH7.0,特佳為pH5.0~pH6.0。若pH過低,則存在因鐵漏出而堵塞膜的風險。若pH過高則存在凝集不良的可能性。
在原水中較佳為添加氧化劑(通常為次氯酸鈉)。添加量較佳為0.3 mg/LasCl2 ~1.0 mg/LasCl2 左右。
除濁膜裝置5既可為掃流(crossflow)方式的裝置,亦可為總量過濾方式的裝置。
除濁膜裝置5所進行的處理步驟包括通水、空氣起泡、反洗、充水的各步驟。過濾通水時間為20分鐘~40分鐘。初始差壓(入口壓力-出口壓力)是在0.02 MPa~0.05 MPa左右而運轉。在差壓為0.07 MPa~0.10 MPa的情況下,較佳為進行固定清洗。膜的材質為聚偏二氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride,PVDF),耐化學品性良好而較佳。孔徑較佳為0.01 μm~0.5 μm。
亦可在除濁膜裝置5的後段,設置逆滲透(reverse osmosis,RO)裝置或離子交換塔。
在本發明中,亦可設為當膜差壓抵達至規定值(例如80 kPa),且膜差壓的上升速度為規定值(例如1.0 kPa/天(day)、或20 kPa/週(week))以上時,進行所述診斷。
在本發明中,亦可設為當膜差壓抵達至規定值(例如80 kPa),但膜差壓的上升速度為規定值(例如1.0 kPa/天(day)、或20 kPa/週(week))以下時,不進行所述診斷,而對除濁膜進行化學品清洗,當即使進行化學品清洗,差壓亦不下降時,顯示進行膜更換的對策。
在本發明中,當使用城市供水等比較澄清的水作為原水(被處理水)時,可省略凝集處理裝置。
利用特定的形態對本發明進行詳細說明,但所屬技術領域具有通常知識者當知,在不脫離本發明的意圖及範圍的情況下可進行各種變更。 本申請案是基於2018年5月21日申請的日本專利申請2018-97217,藉由引用而援引其全文。
1‧‧‧凝集處理裝置 2‧‧‧泵 3、7、11、13‧‧‧閥 4、6‧‧‧配管 5‧‧‧除濁膜裝置 5a‧‧‧膜 8、9、15‧‧‧壓力感測器 10‧‧‧反洗空氣配管 12‧‧‧反洗水配管 14、16‧‧‧流量計 17‧‧‧反洗流體排出配管 18‧‧‧排出閥 19‧‧‧pH計 20‧‧‧差壓檢測電路 21‧‧‧警報電路 30‧‧‧診斷裝置 31‧‧‧本體部 32‧‧‧資料收集部 33‧‧‧資料保存部 34‧‧‧資料庫(儲存部) 35‧‧‧判定部 36‧‧‧顯示面板
圖1是除濁膜系統的構成圖。 圖2是除濁膜系統的診斷裝置的構成圖。 圖3是表示除濁膜系統的診斷方法的流程圖。
1‧‧‧凝集處理裝置
2‧‧‧泵
3、7、11、13‧‧‧閥
4、6‧‧‧配管
5‧‧‧除濁膜裝置
5a‧‧‧膜
8、9、15‧‧‧壓力感測器
10‧‧‧反洗空氣配管
12‧‧‧反洗水配管
14、16‧‧‧流量計
17‧‧‧反洗流體排出配管
18‧‧‧排出閥
19‧‧‧pH計
20‧‧‧差壓檢測電路
21‧‧‧警報電路
30‧‧‧診斷裝置

Claims (1)

  1. 一種除濁系統的診斷裝置,對除濁系統的運作狀態進行診斷,所述除濁系統包括對被處理水進行凝集處理的凝集處理裝置以及對來自所述凝集處理裝置的凝集處理水進行膜過濾的除濁膜裝置,所述除濁系統的診斷裝置包括:所述除濁系統的運作狀態資訊的輸入部;儲存部,儲存表示所述除濁系統的運作失常狀態與對策的關係的資料;對策判定部,在所述除濁膜裝置的膜差壓為規定值以上的情況下,或在膜差壓的上升速度為規定值以上的情況下,基於由所述輸入部輸入的運作狀態資訊及所述儲存部所儲存的資料,確定所產生的運作失常狀態,而判定針對除濁膜裝置的運作失常的對策;以及對策顯示部,顯示所判定的對策,其中所述輸入部包括顯示多個提問的提問顯示元件及針對提問輸入回答的回答輸入元件,所述運作狀態資訊是如下的情報群A、情報群B或情報群C:情報群A:對除濁膜裝置的供水的懸浮固體、濁度及pH、以及處理水的膜污染係數;情報群B:除濁膜裝置的反洗空氣壓力、除濁膜裝置的反洗水量、及空氣起泡量;情報群C:凝集處理裝置的凝集劑的添加量, 所述診斷裝置,在所述提問顯示元件中顯示所述情報群A的至少一個,基於針對所述提問的回答來判定有無供水的濁質過多,在所述提問顯示元件中顯示所述情報群B的至少一個,基於針對所述提問的回答來判定有無所述除濁膜裝置的反洗不良,在所述提問顯示元件中顯示所述情報群C的至少一個,基於針對所述提問的回答來判定有無所述凝集處理裝置的處理不良,基於這些的判定結果所述對策判定部判定所述對策。
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