JP4518962B2 - Membrane filtration device - Google Patents
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Description
本発明は、原水中に含まれる不純物を分離除去するための膜ろ過装置に関し、特に、通常ろ過運転時に異常が起きた膜モジュールを検知するのに適した技術に関する。 The present invention relates to a membrane filtration device for separating and removing impurities contained in raw water, and more particularly to a technique suitable for detecting a membrane module in which an abnormality has occurred during normal filtration operation.
膜ろ過装置は、流入水をろ過して不純物を分離除去する装置であり、例えば精密ろ過膜の細孔は0.1〜5.0μm程度で濁質粒子や微生物を除去可能であり、限外ろ過膜は数〜数十nm程度で、コロイド、高分子物質等も除去可能である。一般に、膜ろ過装置は、保守・事故等に備えて複数の膜モジュールからなる系列を2系列以上配置する構成としている。 The membrane filtration device is a device that separates and removes impurities by filtering inflow water. For example, the microfiltration membrane has pores of about 0.1 to 5.0 μm and can remove turbid particles and microorganisms. The filtration membrane is about several to several tens of nanometers and can remove colloids, polymer substances and the like. In general, the membrane filtration apparatus has a configuration in which two or more series of membrane modules are arranged in preparation for maintenance, accidents, and the like.
ここで、膜ろ過装置の運転を継続させる場合、ろ過時間の経過に従って膜の目詰まりが増大し、膜間差圧が上昇することが考えられる。このため、膜の性能を回復させる物理洗浄や薬品洗浄を適切な頻度で繰り返す必要がある。物理洗浄には、例えばモジュールの二次側からろ過水や空気を逆流洗浄する方法等があり、ろ過時間30〜90分程度に対して洗浄時間15〜30秒程度が多く見られる。しかし、物理洗浄を実施しても膜性能が所定の値まで戻らない場合には薬品洗浄を実施する。薬品洗浄には、アルカリ又は酸、有機酸、洗剤等の様々な薬品が使用されるため、化学変化による膜の劣化は避けられない。そして、薬品洗浄を実施しても膜間差圧が所定の値まで戻らない場合には劣化した膜モジュールを交換することとなる。 Here, when the operation of the membrane filtration device is continued, it is considered that the clogging of the membrane increases as the filtration time elapses and the transmembrane pressure rises. For this reason, it is necessary to repeat physical cleaning and chemical cleaning for restoring the performance of the membrane at an appropriate frequency. Physical cleaning includes, for example, a method of backwashing filtered water or air from the secondary side of the module, and a cleaning time of about 15 to 30 seconds is often seen with respect to a filtering time of about 30 to 90 minutes. However, if the film performance does not return to a predetermined value even after performing physical cleaning, chemical cleaning is performed. Since various chemicals such as alkalis, acids, organic acids, and detergents are used for chemical cleaning, film deterioration due to chemical changes is inevitable. If the transmembrane pressure difference does not return to a predetermined value even after chemical cleaning is performed, the deteriorated membrane module is replaced.
膜モジュールは、通常ろ過運転、物理洗浄、薬品洗浄を繰り返し受けるため、徐々に劣化し、最悪の場合破断に至ってしまう。その結果として、膜破断部分から濁質や病原性微生物が漏出する危険性が高いことから、膜ろ過装置において破断を検出する装置は必須とされている。しかしながら、中大規模の施設では膜ろ過装置は数十から数百の膜モジュールを1系列として、さらに数十の系列が一つの装置として構成されているため、その中から早期に破断膜モジュールを同定検出することは、安全で安定なろ過水を得るために不可欠な事項である。 Since the membrane module is repeatedly subjected to normal filtration operation, physical cleaning, and chemical cleaning, it gradually deteriorates, and in the worst case, it breaks. As a result, since there is a high risk of turbidity and pathogenic microorganisms leaking from the membrane breakage part, a device for detecting breakage in the membrane filtration device is essential. However, in medium and large-scale facilities, membrane filtration devices consist of several tens to several hundreds of membrane modules as one system, and several tens of systems as one device. Identification and detection are indispensable for obtaining safe and stable filtered water.
特許文献1には、複数の膜モジュールからなる1系列をさらに複数系列設けた構成とし、各膜モジュールのろ過水の合流先にリーク検出用の濁度計を設けて、系列あるいは膜モジュールを順次停止させながら濁度の相対的な変化に基づいて複数の膜モジュールから、破断して濁質をリークした膜モジュールを検出する方法が記載されている。 In Patent Document 1, a series of a plurality of membrane modules is further provided, and a turbidity meter for leak detection is provided at the merging destination of filtrate water of each membrane module, and the series or membrane modules are sequentially installed. A method for detecting a membrane module that breaks and leaks turbidity from a plurality of membrane modules based on a relative change in turbidity while stopping is described.
また、特許文献2には、破断した膜モジュールの検出方法として、膜ろ過水の微粒子濃度、濁度、色度を膜モジュール毎、あるいは膜モジュール数本から数十本単位にセンサを設けて、センサ計測に基づいて膜プロセスの異常を検知する方法が記載されている。 In addition, in Patent Document 2, as a method of detecting a broken membrane module, a sensor is provided for each membrane module, or in units of several to several tens of membrane modules, for the concentration, turbidity, and chromaticity of membrane filtrate water, A method for detecting an abnormality in a membrane process based on sensor measurements is described.
また、特許文献3には、膜モジュールのろ過運転を停止した後に空気を供給し、膜を通過する空気量あるいは膜出入口の空気差圧から膜モジュールの破損を検出する方法と、破断した膜モジュールの特定を、複数の膜モジュール単位(グループ単位)に実施する方法が記載されている。これは、膜モジュール系列単位に順次空気を供給して、流出する空気量と圧力から破れた膜モジュールを検出するため、小さな膜破損であっても検出が可能という特徴がある。
これまで膜モジュールの破断を検知するために、特許文献1〜3に示した方法が提案されてきた。しかしながら、これらの方法では、数十から数百の膜モジュールを順次停止しながら破断モジュールを同定するため多大な時間を費やすこととなる。また、膜ろ過装置の運用に必要ない空気供給源や、さらに空気弁、空気流量計、圧力計などの計装が必要であったり、通常ろ過運転や洗浄以外に高価で複雑な付帯設備が必要となる。あるいは、定期的に空気圧を加えることにより、膜モジュールの破損や、膜自体の劣化、シールの劣化などを助長する恐れがある。このように、通常運用に支障なく、かつ効率的に破断膜モジュールを検出することは困難である。 Until now, in order to detect the breakage of the membrane module, methods shown in Patent Documents 1 to 3 have been proposed. However, in these methods, it takes a great amount of time to identify the broken module while sequentially stopping several tens to several hundreds of membrane modules. In addition, an air supply source that is not required for the operation of the membrane filtration device, instrumentation such as an air valve, an air flow meter, and a pressure gauge is required, and expensive and complicated incidental equipment is required in addition to normal filtration operation and cleaning. It becomes. Alternatively, applying air pressure regularly may promote damage to the membrane module, deterioration of the membrane itself, deterioration of the seal, and the like. Thus, it is difficult to efficiently detect a broken membrane module without hindering normal operation.
本発明は、1以上の膜モジュールで1系列の膜モジュール系列を構成し、1次側から流入する原水をろ過して、2次側からろ過水を流出する、1以上の膜モジュール系列を備えた場合に、膜モジュールの洗浄回数の履歴を記録する洗浄履歴記録手段と、所定の濁度基準値を記録する濁度基準値記録手段と、膜モジュールのろ過水濁度を測定する濁度計測手段と、膜モジュールの通水を制御する制御手段と、膜モジュール系列毎にろ過水濁度と所定の濁度基準値とを比較し、膜モジュール系列に含まれる膜モジュールの破断検知の判定を行う判定手段と、洗浄回数の履歴から膜モジュールを破断検知する順番を決定し、この順番に従って、破断した膜モジュールを検知する破断検知手段とを備える。 The present invention comprises one or more membrane module series in which one or more membrane modules constitute one series of membrane module series, the raw water flowing from the primary side is filtered, and the filtered water flows out from the secondary side. Cleaning history recording means for recording the history of the number of cleanings of the membrane module, turbidity reference value recording means for recording a predetermined turbidity reference value, and turbidity measurement for measuring the turbidity of the filtered water of the membrane module and means, and control means for controlling the water flow of the membrane module, compares the filtered water turbidity and predetermined turbidity standard value for each membrane module series, the determination of the fracture detection of membrane modules included in a membrane module series The determination means to perform and the break detection means which determines the order which carries out the break detection of the membrane module from the log | history of the frequency | count of washing | cleaning, and detects the broken membrane module according to this order .
本発明は、通常ろ過運転時において破断した膜モジュールを、早期に検出することを目的とする。 An object of this invention is to detect the membrane module which fractured | ruptured at the time of normal filtration operation at an early stage.
本発明は、複数の膜モジュールを備えた場合に、複数の膜モジュールの洗浄回数の履歴を記録する洗浄履歴記録手段と、所定の濁度基準値を記録する濁度基準値記録手段と、複数の膜モジュールのろ過水濁度を測定する濁度計測手段と、複数の膜モジュールの通水を制御する制御手段と、ろ過水濁度と所定の濁度基準値とを比較し、破断検知の判定を行う判定手段と、判定手段が破断検知した場合に、洗浄回数の履歴に基づき、複数の膜モジュールの中から破断した膜モジュールを特定し、その特定した膜モジュールについて検知する破断検知手段とを備える。 The present invention, when provided with a plurality of membrane modules, cleaning history recording means for recording the history of the number of cleaning times of the plurality of membrane modules, turbidity reference value recording means for recording a predetermined turbidity reference value, The turbidity measuring means for measuring the filtered water turbidity of the membrane module, the control means for controlling the water flow of the plurality of membrane modules, and comparing the filtered water turbidity with a predetermined turbidity reference value, A determination means for performing determination, and when the determination means detects breakage, based on the history of the number of cleaning times, identifies a broken membrane module from among a plurality of membrane modules, and a breakage detection means for detecting the identified membrane module; Is provided.
本発明によれば、複数の膜モジュールから成る膜ろ過装置において、破断した膜モジュールを早期に検出できるため、ろ過水量の低下を最小限にでき、その結果、所定の水質基準を満足したろ過水を安定して供給することができるという効果がある。 According to the present invention, in a membrane filtration apparatus composed of a plurality of membrane modules, a broken membrane module can be detected at an early stage, so that a decrease in the amount of filtrate can be minimized, and as a result, filtrate water that satisfies a predetermined water quality standard. Can be stably supplied.
以下、本発明の一実施の形態を、添付図面を参照して説明する。本実施の形態では、不純物を分離除去する膜ろ過処理を行い、濁度を測定し、膜モジュールの負荷に応じて弁解閉を行う膜ろ過装置に適用した例としてある。以下に、この膜ろ過装置の構成及び動作の例について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this embodiment, the present invention is applied to a membrane filtration apparatus that performs a membrane filtration process to separate and remove impurities, measures turbidity, and performs valve closure according to the load of the membrane module. Below, the example of a structure and operation | movement of this membrane filtration apparatus is demonstrated.
まず、本例の膜ろ過装置の構成例について説明する。図1は、本例の膜ろ過装置の構成例を示したブロック図である。膜ろ過装置は、原水をろ過処理又は、膜モジュールを洗浄処理する膜ろ過装置100と、測定濁度より破断検知を行い弁の開閉指示を行う制御部101に分けられる。
〈通常運転〉
始めに、通常運転時における供給水の流れに沿って構成を説明する。通常運転においては、全ての膜モジュール系列を用いて、原水として供給される供給水1に対して膜ろ過装置100を通すことで、濁質を除去されたろ過水2が造水される。まず、供給水1は、供給水ポンプ6によって汲み出され、供給水1の流入を制御する供給水入口弁12を通り、複数の膜モジュールを有する膜モジュール系列21a,21bへの流入を制御するろ過入口弁13a,13bに供給される。膜モジュール系列21a,21bには、それぞれ膜モジュール8a1〜8an,8b1〜8bnが格納されており、それぞれの膜モジュールに対してろ過処理制御を行うための膜モジュール弁14a1〜14an,14b1〜14bnが設置されている。ろ過入口弁13a,13bを通過した供給水1は、膜モジュール系列21a,21bで膜ろ過処理をされた後、ろ過水2として、ろ過水の流出を制御するろ過出口弁16a,16bに供給される。ろ過水2は、ろ過出口弁16a,16bを経て、一部が貯水タンク11に貯水された上で、図示しない後段の過程に送水される。貯水タンク11は、後述する破断検知処理において、検査対象となる膜モジュールのろ過処理を停止した最中にも一定の送水量を確保するために設置されたタンクである。また、ろ過水2は、濁度計9によって濁度が測定される。
First, the structural example of the membrane filtration apparatus of this example is demonstrated. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of the membrane filtration device of this example. The membrane filtration device is divided into a membrane filtration device 100 that filters raw water or a membrane module, and a control unit 101 that detects breakage from the measured turbidity and issues a valve opening / closing instruction.
<Normal operation>
First, the configuration will be described along the flow of supplied water during normal operation. In normal operation, the filtered water 2 from which turbidity has been removed is produced by passing the membrane filtration device 100 with respect to the supply water 1 supplied as raw water using all the membrane module series. First, the feed water 1 is pumped out by the feed water pump 6, passes through the feed
通常運転においては供給水入口弁12、ろ過入口弁13a,13b、膜モジュール弁14a1〜14an,14b1〜14bn、ろ過出口弁16a,16bが全て「開」の状態とし、それ以外は全て「閉」の状態としてある。
In normal operation, the supply
〈膜モジュール洗浄〉
次に、膜モジュールの洗浄時における洗浄水の流れに沿って構成を説明する。物理洗浄においては、例えばモジュールの二次側からろ過水や空気を逆流洗浄する方法等がある。まず、物理洗浄ポンプ7によって汲み出された逆流洗浄用の洗浄水4が、洗浄水4の流入を制御する物理洗浄弁17を経て、ろ過出口弁16a,16bより、膜モジュール系列21a,21bに供給される。洗浄水4は、膜モジュール弁14a1〜14an,14b1〜14bnを通り、膜モジュール8a1〜8an,8b1〜8bnを逆流洗浄した後、各膜モジュール系列21a,21bのろ過入口弁13a,13bを通り、洗浄排水の排出を制御する洗浄排水弁19を経て洗浄排水5として外部に排水される。
<Membrane module cleaning>
Next, the configuration will be described along the flow of cleaning water when the membrane module is cleaned. In physical cleaning, for example, there is a method of backwashing filtered water or air from the secondary side of the module. First, the washing water 4 for backflow washing pumped out by the physical washing pump 7 passes through the physical washing valve 17 that controls the inflow of the washing water 4 and then enters the membrane module series 21a and 21b from the
物理洗浄においては、物理洗浄弁17、洗浄排水弁19は「開」とする。ろ過出口弁16a,16b、膜モジュール弁14a1〜14an,14b1〜14bn、ろ過入口弁13a,13bにおいては物理洗浄を行う膜モジュール、または膜モジュール系列を有する弁のみを「開」とし、それ以外を「閉」とする。残りの弁は全て「閉」とする。
In the physical cleaning, the physical cleaning valve 17 and the
一方、薬品洗浄においては、アルカリ又は酸、有機酸、洗剤等が用いられる薬品20が、薬品20の流入を制御する薬品洗浄弁18を通って、ろ過出口弁16a,16bより、膜モジュール系列21a,21bに供給される。薬品20は、膜モジュール弁14a1〜14an,14b1〜14bnを通り、膜モジュール8a1〜8an,8b1〜8bnを薬品洗浄した後、各膜モジュール系列21a,21bのろ過入口弁13a,13bを通り、洗浄排水弁19を経て洗浄排水5として外部に排水される。
On the other hand, in chemical cleaning, a chemical 20 using an alkali, acid, organic acid, detergent, or the like passes through a chemical cleaning valve 18 that controls the inflow of the chemical 20 and passes through the
薬品洗浄においては、薬品洗浄弁18、洗浄排水弁19は「開」とする。ろ過出口弁16a,16b、膜モジュール弁14a1〜14an,14b1〜14bn、ろ過入口弁13a,13bにおいては薬品洗浄を行う膜モジュール、または膜モジュール系列を有する弁のみを「開」とし、それ以外を「閉」とする。残りの弁は全て「閉」とする。
In the chemical cleaning, the chemical cleaning valve 18 and the
〈破断検知〉
次に、定期的もしくは通常運転において、破断検知された場合に行われる破断検知時の流れに沿って構成を説明する。まず、供給水ポンプ6によって供給される供給水1は、供給水入口弁12を通りろ過入口弁13a,13bを経て膜モジュール8a1〜8an,8b1〜8bnに供給される。本例の膜ろ過装置では、破断検知と通常運転をモジュール系列ごとに並行して実施することが可能であり、破断検知が行われる膜モジュール系列21a,21bのいずれかのろ過排水3は、破断検知時の排水を制御する破断検知弁15a,15bのいずれかを経て濁度計10で濁度が測定され、外部に排水される。一方、通常運転を行う膜モジュール系列のろ過水2は、ろ過出口弁16a,16bのいずれかを経て濁度計9で濁度が測定され、図示しない後段の処理施設に送水される。破断検知においては、処理の進行に応じて各弁が開閉制御される。
<Break detection>
Next, the configuration will be described along the flow at the time of break detection performed when break is detected in regular or normal operation. First, the supply water 1 supplied by the supply water pump 6 is supplied to the membrane modules 8a1 to 8an and 8b1 to 8bn through the supply
〈制御部101の構成〉
次に、破断の検知と弁の開閉制御を行う制御部101の構成について説明する。本例の膜ろ過装置100に対して、制御部101が設置される。ろ過水2及びろ過排水3の濁度は、濁度計9及び10から得られ、判定部102に供給される。判定部102は、濁度基準値データベース106に予め設定されている基準値濁度Sと濁度計9又は10で測定された濁度を比較して通常運転が継続できるかを判断し、膜モジュールの破断が発生していないと判断した場合は、通常運転を行う。通常運転の場合は、通常運転制御部104によって、膜ろ過装置100の弁開閉指示が行われ、弁開閉制御部105は、弁の開閉状態を継続させる。破断を検知した場合は破断検知部103に「破断」信号を出力する。
<Configuration of control unit 101>
Next, the configuration of the control unit 101 that detects breakage and controls the opening / closing of the valve will be described. The control part 101 is installed with respect to the membrane filtration apparatus 100 of this example. The turbidity of the filtered water 2 and the filtered
「破断」信号を受信した破断検知部103は、後述する弁開閉回数合計Mi、又は洗浄履歴回数合計Mjを記録してある洗浄履歴データベース107の回数合計に応じて膜モジュールの検知順番を決定し、基準値濁度Sと濁度計10で測定された濁度を比較して破断した膜モジュールを検知する。その後、破断した膜モジュール、及びそれ以外の膜モジュールに対して、弁開閉指示が弁開閉制御部105に出力され、破断検知部103から指示された各弁の開閉を実行する。なお、物理洗浄又は薬品洗浄によって開閉された各ろ過出口弁16a,16b、各膜モジュール弁14a1〜14an,14b1〜14bnの弁開閉回数は洗浄履歴データベース107に物理洗浄回数又は薬品洗浄回数として記録される。
Upon receiving the “break” signal, the
〈洗浄履歴データベース107への記録方法〉
次に、洗浄履歴データベース107への弁開閉回数合計Mi及び洗浄回数合計Mjの記録処理について説明する。物理洗浄した場合の膜モジュール系列毎のろ過出口弁16a,16bの弁開閉回数をPiとし、薬品洗浄した場合の弁開閉回数をCiとする。ここで、iは16a,16bとする。そして、物理洗浄した場合の係数をW1とし、薬品洗浄をした場合の係数をW2とする。なお、物理洗浄した場合に比べ、薬品洗浄をした場合の方が膜モジュールに対する負荷が大きいためW1<W2とする。ろ過出口弁16a,16bの弁開閉回数の合計Miは各弁開閉回数に係数をかけた和として次式(1)の演算処理が行われ、洗浄履歴データベース107に記録される。
Mi(弁開閉回数の合計)=(物理洗浄の弁開閉回数)×(物理洗浄の係数)+(薬品洗浄の弁開閉回数)×(薬品洗浄の係数)
=Pi×W1+Ci×W2…式(1)
<Recording method in cleaning
Next, a recording process of the valve opening / closing total Mi and the cleaning total Mj to the
Mi (total number of valve opening / closing times) = (number of physical cleaning valve opening / closing times) x (physical cleaning coefficient) + (chemical cleaning valve opening / closing frequency) x (chemical cleaning coefficient)
= Pi × W1 + Ci × W2 Formula (1)
同様に、個々の膜モジュールjを物理洗浄した場合の洗浄回数をPjとし、薬品洗浄した場合の洗浄回数Cjとする。ここで、jは8a1〜8an,8b1〜8bnとする。そして、物理洗浄した場合の係数をW1とし、薬品洗浄をした場合の係数をW2とする。この場合の係数値もW1<W2とする。膜モジュールjの洗浄回数の合計Mjは各洗浄回数に係数をかけた和として次式(2)の演算処理+が行われ、洗浄履歴データベース107に記録される。
Mj(洗浄回数の合計)=(物理洗浄の洗浄回数)×(物理洗浄の係数)+(薬品洗浄の洗浄回数)×(薬品洗浄の係数)
=Pj×W1+Cj×W2…式(2)
なお、膜モジュールを交換した場合は、交換した膜モジュールjの洗浄回数合計Mjは初期化され、洗浄履歴データベース107に記録される。
Similarly, Pj is the number of cleanings when each membrane module j is physically cleaned, and Cj is the number of cleanings when chemical cleaning is performed. Here, j is 8a1 to 8an and 8b1 to 8bn. The coefficient when the physical cleaning is performed is W1, and the coefficient when the chemical cleaning is performed is W2. The coefficient value in this case is also W1 <W2. The total number Mj of cleaning times of the membrane module j is subjected to the calculation process + of the following equation (2) as the sum of each cleaning number multiplied by a coefficient, and is recorded in the
Mj (total number of cleanings) = (physical cleaning frequency) × (physical cleaning coefficient) + (chemical cleaning frequency) × (chemical cleaning coefficient)
= Pj × W1 + Cj × W2 Formula (2)
When the membrane module is replaced, the total cleaning number Mj of the replaced membrane module j is initialized and recorded in the
〈弁運転方法〉
ここで、図2のフローチャートを参照して膜モジュールの破断検知における弁運転方法の例について説明を行う。まず、濁度計9又は10で計測した濁度から、膜モジュールの破断検知処理の開始判定を行う(ステップST201)。破断検知処理を行わない場合は、膜モジュール系列21a,21bは共に通常運転に戻る(ステップST202)。ここで、各ろ過出口弁16a,16bの弁開閉回数合計をそれぞれM16a、M16bとする。弁開閉回数合計M16a,M16bは、洗浄履歴データベース107に保存されている。
<Valve operation method>
Here, an example of a valve operating method in detecting the breakage of the membrane module will be described with reference to the flowchart of FIG. First, from the turbidity measured by the turbidimeter 9 or 10, the start of the membrane module breakage detection process is determined (step ST201). When the break detection process is not performed, both the membrane module series 21a and 21b return to normal operation (step ST202). Here, the total valve opening / closing times of the
破断検知を行う際には、弁開閉回数合計M16a,M16bを比較し(ステップST203)、M16a≧M16bの場合、膜モジュール系列21aの膜モジュール8a1〜8anの破断検知を行い、膜モジュール系列21bの膜モジュール8b1〜8bnは通常運転を行う。一方、M16a<M16bの場合、膜モジュール系列21bの膜モジュール8b1〜8bnの破断検知を行い、膜モジュール系列21aの膜モジュール8a1〜8anは通常運転を行う(ステップST204)。 When performing break detection, the valve opening / closing totals M16a and M16b are compared (step ST203). When M16a ≧ M16b, the break of the membrane modules 8a1 to 8an of the membrane module series 21a is detected, and the membrane module series 21b is detected. Membrane modules 8b1-8bn perform normal operation. On the other hand, when M16a <M16b, the membrane modules 8b1 to 8bn in the membrane module series 21b are detected for breakage, and the membrane modules 8a1 to 8an in the membrane module series 21a perform normal operation (step ST204).
今、「開」とする弁は、通常運転系統の弁であり、破断検知弁15a、ろ過出口弁16b、膜モジュール弁14b1〜14bnである。一方、「閉」とする弁は、破断検知系統の弁であり、破断検知弁15b、ろ過出口弁16a、膜モジュール弁14a1〜14anである(ステップST205)。
Now, the valves to be “open” are valves of the normal operation system, and are the break detection valve 15a, the filtration outlet valve 16b, and the membrane module valves 14b1 to 14bn. On the other hand, the valves to be “closed” are valves of the breakage detection system, and are the breakage detection valve 15b, the
洗浄履歴データベース107より、膜モジュール系列21aで膜モジュール8a1〜8anのうち最も洗浄回数合計の大きい膜モジュールを選択する。但し、既に選択した膜モジュールについては選択対象から除外する(ステップST206)。次に、弁開閉制御部105が、選択した膜モジュールの膜モジュール弁を「開」とする(ステップST207)。例えば、膜モジュール8a1の洗浄回数合計M8a1が最も大きい場合、膜モジュール8a1に対応する膜モジュール弁14a1のみを「開」とする。
From the
ここで、濁度計10において測定された膜モジュール系列21aの膜モジュール8a1〜8anの濁度をakとし、kは1〜nとする(ステップST208)。例えば、濁度計10において測定された膜モジュール8a1の濁度は濁度a1となる。 Here, the turbidity of the membrane modules 8a1 to 8an of the membrane module series 21a measured by the turbidimeter 10 is set to ak, and k is set to 1 to n (step ST208). For example, the turbidity of the membrane module 8a1 measured by the turbidimeter 10 becomes the turbidity a1.
濁度ak>基準値濁度Sの場合(ステップST209)、選択した膜モジュールが破断している可能性があるため、弁開閉制御部105が、その膜モジュール弁を「閉」とし、使用を停止する。同時に、他の膜モジュール弁を「開」とすることで(ステップST210)、他の膜モジュールによるろ過排水3の濁度を濁度計10で測定する。この時測定された濁度を濁度Aとする(ステップST211)。濁度Aは、破断の可能性がある膜モジュール8akを除いたろ過排水3の濁度を測定した値である。なお、濁度ak≦基準値濁度Sの場合、選択した膜モジュールは破断していないと判断され、他の膜モジュールの破断検知を行うためステップST206の処理に戻る。
When the turbidity ak> the reference value turbidity S (step ST209), the selected membrane module may be broken. Therefore, the valve opening /
その後、濁度A≦基準値濁度Sとなるまで膜モジュール系列21a内で洗浄回数合計Mjの大きい順に残りの膜モジュールの探索を行う(ステップST212)。濁度A>基準値濁度Sであれば、ステップST206の処理に戻って破断検知する膜モジュールを選択する。例えば、濁度a1<基準値濁度Sの場合は、膜モジュール8a1は破断していないと判断されるため、膜モジュール弁14a1を「開」とし、膜モジュール系列21a内の次に洗浄回数合計Mjの大きい膜モジュールの順に膜モジュール弁を「開」とし濁度を測定する。膜モジュール8a1〜8anの破断検知が終わると通常運転を行っている膜モジュール系列21bの膜モジュール8b1〜8bnの破断検知を開始する。破断検知の終了した膜モジュール系列21aについては通常運転を開始する(ステップST213)。 After that, until the turbidity A ≦ the reference value turbidity S, the remaining membrane modules are searched in order from the largest cleaning number Mj in the membrane module series 21a (step ST212). If turbidity A> reference value turbidity S, the process returns to step ST206 to select a membrane module for detecting breakage. For example, when the turbidity a1 <the reference value turbidity S, it is determined that the membrane module 8a1 is not broken. Therefore, the membrane module valve 14a1 is set to “open”, and the total number of times of washing next in the membrane module series 21a. The membrane module valve is “opened” in the order of the membrane module having the largest Mj, and the turbidity is measured. When the rupture detection of the membrane modules 8a1 to 8an is finished, the rupture detection of the membrane modules 8b1 to 8bn of the membrane module series 21b performing the normal operation is started. Normal operation is started for the membrane module series 21a for which the detection of breakage has been completed (step ST213).
このように破断検知処理を行うことで、破断の可能性のある膜モジュールを確実に検知することが可能であり、破断検知処理の最中においても膜ろ過処理の運転を極力通常に近い形で運転し、送水することが可能となる。 By performing the rupture detection process in this way, it is possible to reliably detect a membrane module that may break, and even during the rupture detection process, the operation of the membrane filtration process is as close to normal as possible. It is possible to drive and send water.
次に、図3のフローチャートを参照して制御部101内の破断検知処理の例について説明を行う。まず、通常運転の場合(ステップST301)に濁度計9において測定されるろ過水2の濁度を濁度Xとする(ステップST302)。そして、判定部102において、ろ過水2の濁度Xと濁度基準値データベース106に記録されている基準値濁度Sを比較する(ステップST303)。濁度X≦基準値濁度Sの場合、膜モジュールは破断していないと判断し、通常運転を続ける。
Next, an example of the break detection process in the control unit 101 will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in normal operation (step ST301), the turbidity of the filtrate 2 measured by the turbidimeter 9 is defined as turbidity X (step ST302). Then, the
濁度X>基準値濁度Sの場合、いずれかの膜モジュールが破断したと判断し、判定部102より破断検知部103に「破断」信号を出力する(ステップST304)。そして、洗浄履歴データベース107を参照し、弁開閉回数合計Miの最も大きい膜モジュール系列21a,21b内で最も洗浄回数合計Mjの大きい膜モジュールを探索し、検知順番を決定する(ステップST305)。その結果から破断検知部103は、検知対象とする膜モジュールの弁を「開」とし、それ以外の弁を「閉」とする「開,閉」信号を弁開閉制御部105に出力する(ステップST306)。そして、弁開閉制御部105は、各弁の開閉制御を行う(ステップST307)。
When turbidity X> reference value turbidity S, it is determined that one of the membrane modules is broken, and the
次に、判定部102は、最も洗浄回数合計Mjの大きい膜モジュールのろ過排水3の濁度を濁度計10で測定する。このとき測定した濁度を濁度Yとする(ステップST308)。そして、判定部102において濁度Yと濁度基準値データベース106に記録されている基準値濁度Sと比較する(ステップST309)。
Next, the
濁度Y≦基準値濁度Sの場合、破断検知部103においてもう一度膜モジュールを探索するため、ステップST305に戻る。濁度Y>基準値濁度Sの場合、破断した膜モジュールを検知したと判断し、検知対象とした膜モジュールの弁を「閉」とし、それ以外の弁を「開」とする「開,閉」信号を弁開閉制御部105に出力する(ステップST310)。そして、弁開閉制御部105は、各弁の開閉制御を行う(ステップST311)。
In the case of turbidity Y ≦ reference value turbidity S, the process returns to step ST305 in order to search the membrane module again in the
次に、破断検知部103において破断が検知された膜モジュールを除いた同系列の膜モジュールの濁度を濁度計10で測定する。このとき測定した濁度を濁度Zとする(ステップST312)。そして、判定部102において濁度Zと濁度基準値データベース106に記録されている基準値濁度Sと比較する(ステップST313)。
Next, the turbidity of the same series of membrane modules excluding the membrane module whose break is detected by the
濁度Z>基準値濁度Sの場合、破断した膜モジュールが、既に検知した膜モジュール以外に複数存在すると判断し、破断検知部103において同じ系列内で破断検知部103においてもう一度膜モジュールを探索するため、ステップST305に戻る。一方、濁度Z≦基準値濁度Sの場合、既に検知した膜モジュール以外に破断した膜モジュールが存在しないと判断できるため、破断検知を終了する。
When the turbidity Z> the reference value turbidity S, it is determined that there are a plurality of broken membrane modules other than the already detected membrane modules, and the
このようにして、多数の膜モジュールから効率よく、物理洗浄、薬品洗浄の処理回数が多い膜モジュールを、膜破断の可能性の高い膜モジュールとして優先的に破断検知処理を実施することができるため、簡単に破断した膜モジュールを検知することが可能である。 In this way, it is possible to preferentially carry out break detection processing from a large number of membrane modules as membrane modules having a high possibility of membrane breakage, with membrane modules having a high number of physical washing and chemical washing treatments performed frequently. It is possible to easily detect a membrane module that is broken.
また、本例に示した破断検知装置は、最小限の膜ろ過装置に対する付帯設備で実現できるため、比較的少ない導入コストで実施することができ、保守も容易であるため、運用コストも低減することができるという効果がある。 In addition, the rupture detection device shown in this example can be realized with ancillary equipment for a minimum membrane filtration device, so it can be implemented at a relatively low introduction cost and is easy to maintain, thus reducing the operation cost. There is an effect that can be.
また、破断検知を行う際には、ろ過運転と停止の組合せという単純な動作に基づいた検出方法を用いているため、膜モジュールへの負荷が小さく、膜モジュールの劣化を最小限に抑えられ寿命を比較的長く維持できるという効果がある。 In addition, when detecting breakage, a detection method based on a simple operation of filtration operation and stop is used, so the load on the membrane module is small and the lifetime of the membrane module can be minimized. Can be maintained for a relatively long time.
なお、破断検知部103は、他の膜モジュールに比較して明らかに洗浄回数合計Mjが大きい膜モジュールjを探索することで、破断検知するようにしてもよい。例えば、図1の膜ろ過装置100において破断検知を行う際に、破断検知部103で認識した洗浄回数合計Mjが、全膜モジュールと比較して明らかに大きい膜モジュールjを探索した場合は、優先的にその膜モジュールjを含む膜モジュール系列21a又は21bの破断検知を行う。ここでjは膜モジュール8a1〜8an,8b1〜8bnのいずれかを表す。そして、一方の膜モジュール系列は通常運転を行う。洗浄回数合計Mjが最も大きい膜モジュールjを含む膜モジュール系列21a,21bの破断検知処理が終了すると前述した破断検知処理を行うようにする。
Note that the
これによって弁開閉回数合計Miが小さい場合においても、確実に破断した可能性の高い膜モジュールを優先的に探索することができ、早期に破断した膜モジュールを検出することができるという効果がある。 As a result, even when the total valve opening / closing count Mi is small, it is possible to preferentially search for a membrane module that has a high possibility of being reliably broken, and to detect a membrane module that has been broken early.
1…供給水、2…ろ過水、3…ろ過排水、4…洗浄水、5…洗浄排水、6…供給水ポンプ、7…逆洗ポンプ、8a1〜8an,8b1〜8bn…膜モジュール、9…濁度計、10…濁度計、11…貯水タンク、12…供給水入口弁、13a,13b…ろ過入口弁、14a1〜14an,14b1〜14bn…膜モジュール弁、15a,15b…破断検知弁、16a,16b…ろ過出口弁、17…物理洗浄弁、18…薬品洗浄弁、19…洗浄排水弁、20…薬品、21a,21b…膜モジュール系列、100…膜ろ過装置、101…制御部、102…判定部、103…破断検知部、104…通常運転制御部、105…弁開閉制御部、106…濁度基準値データベース、107…洗浄履歴データベース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Supply water, 2 ... Filtration water, 3 ... Filtration drainage, 4 ... Washing water, 5 ... Washing drainage, 6 ... Supply water pump, 7 ... Backwash pump, 8a1-8an, 8b1-8bn ... Membrane module, 9 ... Turbidimeter, 10 ... Turbidimeter, 11 ... Water storage tank, 12 ... Supply water inlet valve, 13a, 13b ... Filtration inlet valve, 14a1-14an, 14b1-14bn ... Membrane module valve, 15a, 15b ... Break detection valve, 16a, 16b ... filtration outlet valve, 17 ... physical washing valve, 18 ... chemical washing valve, 19 ... washing drain valve, 20 ... chemical, 21a, 21b ... membrane module series, 100 ... membrane filtration device, 101 ... control unit, 102 DESCRIPTION OF SYMBOLS ...
Claims (6)
前記膜モジュールの洗浄回数の履歴を記録する洗浄履歴記録手段と、
所定の濁度基準値を記録する濁度基準値記録手段と、
前記膜モジュールのろ過水濁度を測定する濁度計測手段と、
前記膜モジュールの通水を制御する制御手段と、
前記膜モジュール系列毎に前記ろ過水濁度と前記所定の濁度基準値とを比較し、前記膜モジュール系列に含まれる前記膜モジュールの破断検知の判定を行う判定手段と、
前記洗浄回数の履歴から前記膜モジュールを破断検知する順番を決定し、該順番に従って、破断した前記膜モジュールを検知する破断検知手段とを備えることを特徴とする膜ろ過装置。 A membrane filtration system comprising one or more membrane module series , wherein one or more membrane modules constitute one series of membrane module series, the raw water flowing from the primary side is filtered, and the filtrate water flows out from the secondary side. In the device
A cleaning history recording means for recording the history of cleaning times before Kimaku module,
Turbidity reference value recording means for recording a predetermined turbidity reference value;
A turbidity measuring means for measuring the filtered water turbidity before Kimaku module,
And control means for controlling the water flow before Kimaku module,
A determination unit that compares the filtered water turbidity with the predetermined turbidity reference value for each of the membrane module series, and performs determination of breakage detection of the membrane module included in the membrane module series ;
A membrane filtration apparatus comprising: a break detection means for determining a break detection order of the membrane module from the history of the number of washing times, and detecting the broken membrane module according to the order .
前記破断検知手段は、通常のろ過運転を行う膜モジュール系列と、破断検知を行う膜モジュール系列に分け、破断検知を行う膜モジュール系列の膜モジュール全ての通水を停止し、次に膜モジュールを一つずつ通水しながら破断した膜モジュールを探索することを特徴とする膜ろ過装置。 The membrane filtration device according to claim 1,
Before Symbol break detecting means comprises a membrane module sequence for normal filtration operation, divided into membrane module series for performing fracture detection, the membrane module all water flow membrane module sequence to perform breaking detection stopped, then the membrane module A membrane filtration device characterized by searching for a broken membrane module while passing water one by one.
前記濁度計測手段は、少なくとも通常運転時の膜ろ過水計測用と、破断検知時の膜ろ過水計測用との2つを配置することを特徴とする膜ろ過装置。 The membrane filtration device according to claim 2,
The turbidity measuring means includes at least two for membrane filtration water measurement during normal operation and for membrane filtration water measurement during break detection.
前記洗浄履歴記録手段は、前記膜モジュール系列の前記2次側に配され、前記ろ過水又は空気が流入する第1の弁を開放して、前記2次側から前記1次側に前記ろ過水又は前記空気を逆流させる物理洗浄を行う場合に、前記第1の弁の開閉回数を物理洗浄回数として記録し、前記膜モジュール系列の前記2次側に配され、薬品が流入する第2の弁を開放して、前記2次側から前記1次側に前記薬品を逆流させる薬品洗浄を行う場合に、前記第2の弁の開閉回数を薬品洗浄回数として記録することを特徴とする膜ろ過装置。 In the membrane filtration apparatus of any one of Claims 1-3 ,
The cleaning history recording means is disposed on the secondary side of the membrane module series, opens the first valve into which the filtered water or air flows, and passes the filtered water from the secondary side to the primary side. or in the case of performing physical cleaning for reverse flow the air, to record the opening and closing times of the first valve as the physical number of washes, the disposed on the secondary side of the membrane module series, the second of chemicals flowing by opening the valve, when performing chemical washing to reflux the medicine to the primary side from the secondary side, characterized by recording the number of times of opening and closing of said second valve as a drug product number of washings film Filtration device.
前記破断検知手段は、前記物理洗浄回数と前記薬品洗浄回数に基づいて前記膜モジュールの破断検知の優先順位を前記膜モジュール系列毎に決定することを特徴とする膜ろ過装置。 The membrane filtration device according to claim 4,
The membrane filtration device according to claim 1, wherein the break detection means determines the priority of break detection of the membrane module for each membrane module series based on the number of physical washings and the number of chemical washings.
少なくとも1系列の前記膜モジュール系列の破断検知を行う間、供給が停止されるろ過水を貯留できるだけの容量を有する、前記ろ過水を貯水する貯水部を備えることを特徴とする膜ろ過装置。 The membrane filtration device according to claim 2 ,
A membrane filtration device comprising a water storage section for storing the filtrate water having a capacity capable of storing filtrate water to be stopped during at least one series of membrane module series breakage detection.
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