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JP4594764B2 - Pretreatment equipment for water quality measurement - Google Patents
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JP4594764B2 - Pretreatment equipment for water quality measurement - Google Patents

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Description

本発明は、上水道分野におけるリスク管理の一環として、水中への溶解性の異物混入を検出する水質計測部の前段に配置された、水質計測用の前処理装置に関する。   The present invention relates to a pretreatment device for water quality measurement, which is arranged in a front stage of a water quality measurement unit that detects mixing of a soluble foreign substance in water as part of risk management in the water supply field.

上水道分野において、水中へ混入した異物の検出に関しては、水槽内で魚を飼育し、魚の行動・生死を監視することで行われてきた。しかし昨今テロ等の不安が高まり、より高感度な検出技術が求められていることから、微生物の呼吸活性を指標としたセンサが開発された(特開平11−37969)。   In the water supply field, detection of foreign matters mixed in water has been carried out by raising fish in an aquarium and monitoring the behavior / life of fish. However, since anxiety such as terrorism has increased recently, and a more sensitive detection technique has been demanded, a sensor using the respiratory activity of microorganisms as an index has been developed (Japanese Patent Laid-Open No. 11-37969).

このような微生物を用いる方式では、一般に、必要とされる検出対象の水(以下試料水と呼ぶ)は魚の飼育に用いられる場合と比べて少量で済む(魚の飼育の場合、数百ミリリットル〜数リットル毎分、微生物使用の場合数ミリリットル〜数十ミリリットル毎分)。   In such a method using microorganisms, generally, a small amount of water to be detected (hereinafter referred to as sample water) is required compared to that used for fish breeding (in the case of fish breeding, several hundred milliliters to several Liters per minute, or several milliliters to tens of milliliters per minute when using microorganisms).

ところで、少量の試料水は内径数ミリメートルの細い配管を通水されるため、濁質の混入は配管の閉塞を招く恐れがある。そこで、このような水質計測部の前段では、濁質を除去した少量の試料水を連続的に安定して供給する前処理工程が必要である。従来からこのような前処理工程では、微細な粒子を除去しつつ、一定のろ過流量を維持可能な中空糸膜を用いる処理が行われてきた。また、水中の溶解成分を水質計測部において呼吸活性により検出する場合、呼吸基質である酸素が試料水中に溶存する濃度が水温に左右されることから、季節により検出精度が変動する問題がある。そのため、中空糸膜処理後の試料水を水槽に溜め空気を吹き込んだり、水温が低い場合にヒーターにより配管を加熱し水温を上昇させ溶存酸素濃度を調整する必要がある。   By the way, since a small amount of sample water is passed through a thin pipe having an inner diameter of several millimeters, mixing of turbidity may cause the pipe to be blocked. Therefore, a pretreatment process is required in the preceding stage of such a water quality measurement unit to supply a small amount of sample water from which turbidity has been removed continuously and stably. Conventionally, in such a pretreatment process, a process using a hollow fiber membrane capable of maintaining a constant filtration flow rate while removing fine particles has been performed. In addition, when detecting dissolved components in water by the respiratory activity in the water quality measurement unit, there is a problem that the detection accuracy varies depending on the season because the concentration at which oxygen as a respiratory substrate is dissolved in the sample water depends on the water temperature. Therefore, it is necessary to adjust the dissolved oxygen concentration by increasing the water temperature by heating the pipe with a heater when the sample water after the hollow fiber membrane treatment is stored in the water tank and blowing air, or when the water temperature is low.

微生物の呼吸活性を用いて異物混入を検出する際、前処理による濁質の除去が重要であることは上記の通りであるが、一般に中空糸膜を用いた濁質の除去には、常に流量低下の問題が懸念される。そこで、流路構成や膜の孔径、逆洗手法の工夫により膜の寿命の長期化を図っている。   As described above, it is important to remove turbidity by pretreatment when detecting contamination by using the respiratory activity of microorganisms. However, in general, flow rate is always used for removing turbidity using a hollow fiber membrane. The problem of decline is a concern. Therefore, the lifetime of the membrane is prolonged by devising the flow path configuration, the pore size of the membrane, and the backwashing technique.

また微生物の呼吸活性を用いて異物混入を検出する際、試料水の溶存酸素濃度は重要なパラメータとなる。   In addition, the dissolved oxygen concentration of the sample water is an important parameter when detecting contamination by using the respiratory activity of microorganisms.

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、長期間、少流量の試料水を提供することができ、かつ試料水のより精密な溶存酸素濃度調整を行うことができる水質計測用の前処理装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such points, and can provide a sample water with a small flow rate for a long period of time, and can perform a more precise adjustment of dissolved oxygen concentration of the sample water. An object of the present invention is to provide a pre-processing apparatus for use.

本発明は、水中の溶解成分を微生物の呼吸活性に基づいて検査する水質計測部の前段に配置される水質計測用の前処理装置において、内部を原水が流入する原水側とろ過水が流出する透過側とに区画する中空糸膜を有する外圧式中空糸膜モジュールと、中空糸膜モジュールの透過側に接続されたろ過用ポンプと、ろ過用ポンプの後段に設置され、ろ過水に空気を吹き込む空気吹き込み機構と、空気吹き込み機構の後段に設置された温調機構と、中空糸膜モジュールの原水側および透過側に加圧した気体を導入する洗浄機構と、温調機構の後段に設置された試料水槽と、ろ過用ポンプ、空気吹き込み機構、温調機構および洗浄機構を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする水質計測用の前処理装置である。   The present invention relates to a pretreatment device for water quality measurement that is disposed in front of a water quality measurement unit that inspects dissolved components in water based on the respiratory activity of microorganisms, and the raw water side into which raw water flows and the filtrate flow out. An external pressure type hollow fiber membrane module having a hollow fiber membrane divided into a permeation side, a filtration pump connected to the permeation side of the hollow fiber membrane module, and a post-filtration pump, which blows air into the filtrate water An air blowing mechanism, a temperature control mechanism installed at the subsequent stage of the air blowing mechanism, a cleaning mechanism for introducing pressurized gas to the raw water side and the permeation side of the hollow fiber membrane module, and a temperature control mechanism installed at the subsequent stage A pretreatment device for water quality measurement comprising a sample water tank and a control unit for controlling a filtration pump, an air blowing mechanism, a temperature control mechanism, and a cleaning mechanism.

本発明によれば、原水を外圧式中空糸膜モジュールによりろ過するとともに、ろ過の推進力はろ過用ポンプにより得られる。ろ過されたろ過水は空気吹き込み機構において空気と混合された後に、温調機構により任意の温度に調整され、このことにより所定の溶存酸素濃度へ調整され、試料水槽へ供給される。また、洗浄機構により任意のタイミングで中空糸膜を洗浄することができる。   According to the present invention, raw water is filtered by the external pressure hollow fiber membrane module, and the driving force for the filtration is obtained by the filtration pump. The filtered filtered water is mixed with air in an air blowing mechanism, and then adjusted to an arbitrary temperature by a temperature control mechanism, thereby being adjusted to a predetermined dissolved oxygen concentration and supplied to a sample water tank. Further, the hollow fiber membrane can be cleaned at an arbitrary timing by the cleaning mechanism.

また、中空糸膜モジュールを外圧式とすることで、内圧式よりも膜の閉塞が起こりにくく、中空糸膜をより長期間使用できるようになる。また、ろ過用ポンプを中空糸膜の透過側に置き、吸引力によるろ過を行うことで、一般に濁質の混入に弱いとされるポンプの寿命を長期化させることができる。ろ過水に空気を吹き込んだ後に温調することで、溶存酸素濃度を原水よりも高くすることができ、低くすることもできる。このように溶存酸素濃度が調整され、試料水槽に提供されたろ過水は、水質計測部において用いられる。中空糸膜は洗浄機構により自動洗浄されることで、長寿命化を図ることができる。   In addition, when the hollow fiber membrane module is of the external pressure type, the membrane is less likely to be clogged than the internal pressure type, and the hollow fiber membrane can be used for a longer period of time. Further, by placing a filtration pump on the permeate side of the hollow fiber membrane and performing filtration by suction force, it is possible to prolong the life of the pump, which is generally considered to be weak against turbid contamination. By adjusting the temperature after blowing air into the filtered water, the dissolved oxygen concentration can be made higher than that of the raw water, and can also be made lower. Thus, the dissolved oxygen concentration is adjusted and the filtered water provided to the sample water tank is used in the water quality measurement unit. The hollow fiber membrane is automatically washed by a washing mechanism, so that the life can be extended.

本発明は、外圧式中空糸膜モジュールの中空糸膜の孔径が0.2マイクロメートル以下であることを特徴とする水質計測用の前処理装置である。   The present invention is a pretreatment device for water quality measurement, wherein the pore diameter of the hollow fiber membrane of the external pressure type hollow fiber membrane module is 0.2 micrometers or less.

本発明によれば、原水中の微生物を除去することが可能となる。原水中の微生物が透過側に連続的に混入した場合、配管内に付着するなどして増殖し、配管の閉塞原因となるばかりでなく、増殖した微生物の酸素消費により溶存酸素濃度が変動してしまう。本発明によれば、このような不具合が生じることはない。   According to the present invention, microorganisms in raw water can be removed. If microorganisms in the raw water are continuously mixed on the permeate side, they will grow by adhering to the pipes, etc., causing clogging of the pipes, and the dissolved oxygen concentration will fluctuate due to oxygen consumption of the grown microorganisms. End up. According to the present invention, such a problem does not occur.

本発明は、外圧式中空糸膜モジュールは縦置きタイプであり、上部より原水を導入し下部より排水するクロスフロー流路をもつことを特徴とする水質計測用の前処理装置である。   The present invention is a pretreatment device for water quality measurement, characterized in that the external pressure type hollow fiber membrane module is of a vertically placed type and has a cross-flow channel for introducing raw water from the top and draining from the bottom.

本発明によれば、中空糸膜モジュールの流路をクロスフローとすることにより、デッドエンドタイプと比較して、中空糸膜表面への固形物の付着が起こりにくくなり、長期間ろ過能力を維持することが可能となる。さらに、中空糸膜モジュールの上部により原水を導入し下部より連続的に排出することで、中空糸膜モジュール内に滞留する濁質を効果的に除去することができる。   According to the present invention, by making the flow path of the hollow fiber membrane module a cross flow, solid matter is less likely to adhere to the surface of the hollow fiber membrane compared to the dead end type, and the filtration capacity is maintained for a long time. It becomes possible to do. Furthermore, turbidity staying in the hollow fiber membrane module can be effectively removed by introducing the raw water from the upper part of the hollow fiber membrane module and continuously discharging it from the lower part.

本発明は、洗浄機構は、加圧した気体を外圧式中空糸膜モジュールの透過側から導入させることにより、ろ過水の水圧により中空糸膜に付着した汚損原因物を除去することを特徴とする水質計測用の前処理装置である。   The present invention is characterized in that the cleaning mechanism introduces pressurized gas from the permeation side of the external pressure hollow fiber membrane module, thereby removing the cause of fouling adhering to the hollow fiber membrane by the water pressure of filtered water. This is a pretreatment device for water quality measurement.

本発明によれば、透過側から原水側へ逆流するろ過水の水圧により中空糸膜表面の汚損物を除去し、中空糸膜の寿命を長期化させることができる。さらに中空糸膜が疎水性膜と親水性膜の混合膜である場合は、疎水性膜より逆流した空気が、中空糸膜の原水側へ漏れ出すことで、ハウジング内の水流をかき乱し、スクライビング効果を得、親水性膜のみの場合よりも良好な洗浄効果を得ることができる。   According to the present invention, the contaminants on the surface of the hollow fiber membrane can be removed by the water pressure of the filtered water flowing backward from the permeate side to the raw water side, and the life of the hollow fiber membrane can be prolonged. Furthermore, when the hollow fiber membrane is a mixed membrane of a hydrophobic membrane and a hydrophilic membrane, the air flowing backward from the hydrophobic membrane leaks to the raw water side of the hollow fiber membrane, disturbing the water flow in the housing, and scribing effect And a better cleaning effect than in the case of using only a hydrophilic film can be obtained.

本発明は、洗浄機構は、加圧した気体を外圧式中空糸膜モジュールの原水側へ導入することにより、原水側の原水を中空糸膜モジュールの外方へ排出することを特徴とする水質計測用の前処理装置である。   The present invention provides a water quality measurement characterized in that the cleaning mechanism discharges the raw water on the raw water side to the outside of the hollow fiber membrane module by introducing a pressurized gas to the raw water side of the external pressure hollow fiber membrane module. It is a pre-processing device for use.

本発明によれば、中空糸膜モジュール上部より加圧空気を原水側に導入することで、中空糸膜モジュールの原水側下部に堆積する濁質を効果的に除去することができる。   According to the present invention, by introducing pressurized air to the raw water side from the upper part of the hollow fiber membrane module, turbidity deposited on the lower part of the raw water side of the hollow fiber membrane module can be effectively removed.

本発明は、中空糸膜モジュールの原水側に、弁を有する空気抜きを設けるとともに、原水側にセンサを取り付け、中空糸膜モジュールの原水側から原水を排出した後、再度原水を充てんし、原水側からあふれ出た原水をセンサで検出し、制御部はセンサからの信号に基づいて弁を閉じることを特徴とする水質計測用の前処理装置である。   The present invention provides an air vent having a valve on the raw water side of the hollow fiber membrane module, attaches a sensor to the raw water side, discharges raw water from the raw water side of the hollow fiber membrane module, refills the raw water, The raw water overflowing from the water is detected by a sensor, and the control unit closes the valve based on a signal from the sensor.

中空糸膜モジュールの原水側を排水した後、再び原水側に原水を満たす際には、空気抜きが必要となる。しかし、ろ過中常に空気抜きを解放することにより不要な空気の混入を招き、ろ過に悪影響を及ぼす場合がある。そこで中空糸膜モジュールの原水側が全て原水で満たされたことをセンサにより検出し、弁により空気抜きを閉じることで効果的な処理を行うことができる。更に、センサによる満水の検出をきっかけとしてろ過を再開することができる。   After draining the raw water side of the hollow fiber membrane module, when filling the raw water again with the raw water side, it is necessary to vent the air. However, always releasing the air vent during filtration may cause unnecessary air contamination and may adversely affect the filtration. Therefore, it is possible to perform an effective process by detecting that the raw water side of the hollow fiber membrane module is completely filled with raw water with a sensor and closing the air vent with a valve. Furthermore, filtration can be restarted triggered by the detection of full water by the sensor.

本発明は、中空糸膜モジュールの原水側に弁を有する空気抜きを設け、中空糸膜モジュールの原水側から原水を排出した後、再度原水を充てんした時から満水になるまでのタイミングを計測するタイマーを設置し、制御部はタイマーからの信号に基づいて弁を閉じることを特徴とする水質計測用の前処理装置である。   The present invention provides an air vent having a valve on the raw water side of the hollow fiber membrane module, and after discharging the raw water from the raw water side of the hollow fiber membrane module, a timer that measures the timing from when the raw water is refilled to when it is full And a control unit closes the valve based on a signal from a timer.

本発明によれば、原水の圧力が、常にそれほど変動しないので在れば、中空糸膜洗浄後、中空糸膜モジュールの原水側に原水が満たされるまでの時間はほぼ一定となる。タイマーを用いることで、弁により空気抜きを閉じることができる。   According to the present invention, if the pressure of the raw water does not always vary so much, the time until the raw water is filled on the raw water side of the hollow fiber membrane module after the hollow fiber membrane cleaning is substantially constant. By using the timer, the air vent can be closed by the valve.

本発明は、センサは、非接触方式のセンサであることを特徴とする水質計測用の前処理装置である。   The present invention is the pretreatment device for water quality measurement, wherein the sensor is a non-contact type sensor.

本発明によれば、非接触式のセンサを用いることにより、接触式のセンサ、例えば電極式のセンサに比べて、汚損の心配がなくなり、メンテナンスが容易となる。非接触式のセンサとしては、赤色光の反射・透過率を計測するタイプなどがある。   According to the present invention, by using a non-contact type sensor, there is no fear of contamination as compared with a contact type sensor, for example, an electrode type sensor, and maintenance is facilitated. As a non-contact type sensor, there is a type for measuring the reflection / transmittance of red light.

本発明は、洗浄機構は中空糸膜モジュールの透過側に加圧した気体を導入して、ろ過水の水圧により中空糸膜に付着した汚損原因物を除去し、その後原水側に加圧した気体を導入して原水側の原水を外方へ排水することを特徴とする水質計測用の前処理装置である。   In the present invention, the cleaning mechanism introduces pressurized gas to the permeation side of the hollow fiber membrane module, removes the cause of fouling adhering to the hollow fiber membrane by the water pressure of filtered water, and then pressurizes the raw water side to the pressurized gas Is a pretreatment device for water quality measurement, characterized by draining raw water on the raw water side outward.

本発明によれば、中空糸膜モジュールの透過側の汚損原因物を中空糸膜モジュール内に遊離させた後に、中空糸膜モジュールの原水側の汚損物を外部に効果的に排出することができ、一旦遊離させた汚損原因物による再汚染を防止し、中空糸膜の寿命を長期化することが出来る。   According to the present invention, the pollutant on the raw water side of the hollow fiber membrane module can be effectively discharged to the outside after the pollutant on the permeate side of the hollow fiber membrane module is released into the hollow fiber membrane module. It is possible to prevent re-contamination due to the pollutant that has been released once and prolong the life of the hollow fiber membrane.

本発明は、温調機構はろ過水が流れる配管と、配管を取り巻くヒーターと、ヒーター外部を覆う断熱材と、ヒーターの電源を作動させるサーモスタットとを備え、制御部はろ過水の温度情報に基づきサーモスタットを制御することを特徴とする水質計測用の前処理装置である。   The temperature control mechanism includes a pipe through which filtered water flows, a heater that surrounds the pipe, a heat insulating material that covers the outside of the heater, and a thermostat that operates a power source of the heater, and the control unit is based on temperature information of the filtered water. A pretreatment device for water quality measurement, characterized by controlling a thermostat.

本発明によれば、ろ過水をヒーターの熱により昇温し、さらに断熱材により効率的な熱の利用をすることで、昇温に必要な配管長を短く保つことが出来る。更には、例えば試料水槽においてろ過水の温度を測定し、その温度情報を基に温調機構を制御することでより正確な温度管理が可能となる。   According to the present invention, the length of the piping necessary for the temperature rise can be kept short by raising the temperature of the filtered water with the heat of the heater and further efficiently using the heat with the heat insulating material. Furthermore, for example, by measuring the temperature of filtered water in a sample water tank and controlling the temperature control mechanism based on the temperature information, more accurate temperature management becomes possible.

本発明は、温調機構はろ過水が流れる配管と、配管の外側を覆う覆い管とを有し、覆い管内に所望温度の液体を流してろ過水の温度調整を行うことを特徴とする水質計測用の前処理装置である。   The temperature control mechanism of the present invention is characterized in that the temperature adjustment mechanism includes a pipe through which filtered water flows and a cover pipe that covers the outside of the pipe, and the temperature of the filtered water is adjusted by flowing a liquid at a desired temperature through the cover pipe. It is a pre-processing device for measurement.

本発明によれば、所望温度の液体を媒体とすることで、効率的な熱交換をはかることができ、ろ過水の温度情報を基にして、媒体とする液体の温度調整を行なうこともできる。   According to the present invention, by using a liquid at a desired temperature as a medium, efficient heat exchange can be achieved, and the temperature of the liquid as a medium can be adjusted based on temperature information of filtered water. .

以上のように本発明によれば、微生物の呼吸活性に基づいて水質を検査する水質検査部に対して、長期間の連続した少量のろ過水を供給することが可能となる。さらには温度調整機構を用いてろ過水の溶存酵素濃度を調整することができ、水質検査部に対し高精度の測定が可能なろ過水を供給することが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to supply a small amount of continuous filtered water for a long period of time to a water quality inspection unit that inspects water quality based on the respiratory activity of microorganisms. Furthermore, the dissolved enzyme concentration of filtered water can be adjusted using a temperature adjustment mechanism, and it becomes possible to supply filtered water that can be measured with high accuracy to the water quality inspection unit.

以下、図面を参照に本発明の実施の形態について説明する。図1および図2は本発明による水質計測用の前処理装置の一実施の形態を示す図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are diagrams showing an embodiment of a pretreatment device for water quality measurement according to the present invention.

図1に示すように、本発明による水質計測用の前処理装置は、水中の溶解成分を微生物の呼吸活性に基づいて検査する水質計測部22の前段に設置されている。   As shown in FIG. 1, the pretreatment device for water quality measurement according to the present invention is installed in the front stage of a water quality measurement unit 22 that examines dissolved components in water based on the respiratory activity of microorganisms.

このような前処理装置はハウジング20と、ハウジング20内を原水が流入する原水側1aとろ過水が流出する透過側1bとに区画する中空糸膜21とを有する外圧式中空糸膜モジュール1と、中空糸膜モジュール1の透過側1bに接続されたろ過用ポンプ2と、ろ過用ポンプ2の後段に設置され、ろ過水に空気を吹き込む空気吹き込み機構9と、空気吹き込み機構9の後段に設置された温調機構3と、中空糸膜モジュール1の原水側1aおよび透過側1bに加圧した気体(圧縮空気)を導入する洗浄機構4と、温調機構3の後段に設置された試料水槽5とを備えている。   Such a pretreatment device includes a housing 20, and an external pressure hollow fiber membrane module 1 having a hollow fiber membrane 21 that is divided into a raw water side 1a through which the raw water flows and a permeate side 1b through which filtered water flows out. The filtration pump 2 connected to the permeation side 1b of the hollow fiber membrane module 1, the air blowing mechanism 9 installed in the subsequent stage of the filtration pump 2 and the air blowing mechanism 9 for blowing air into the filtrate water, and installed in the subsequent stage of the air blowing mechanism 9 A temperature control mechanism 3, a cleaning mechanism 4 for introducing pressurized gas (compressed air) to the raw water side 1 a and the permeation side 1 b of the hollow fiber membrane module 1, and a sample water tank installed at the subsequent stage of the temperature control mechanism 3 And 5.

このうち外圧式中空糸膜モジュール1は縦置きタイプとなり、原水側1aの上部より原水を流入し、原水側1aの下部に排水するクロスフロー流路を形成している。また中空糸膜モジュール21は孔径0.2マイクロメートル以下の多数の孔を有している。   Among these, the external pressure type hollow fiber membrane module 1 becomes a vertical installation type, and forms the cross flow channel which flows in raw water from the upper part of the raw | natural water side 1a, and drains to the lower part of the raw | natural water side 1a. The hollow fiber membrane module 21 has a large number of holes having a hole diameter of 0.2 micrometers or less.

また空気吹き込み機構4はエアコンプレッサ4aを有し、エアコンプレッサ4aと中空糸膜モジュール1の原水側1aとの間には開閉弁6cが設けられ、エアコンプレッサ4aと透過側1bとの間には開閉弁6dが設けられている。   The air blowing mechanism 4 has an air compressor 4a, and an open / close valve 6c is provided between the air compressor 4a and the raw water side 1a of the hollow fiber membrane module 1, and between the air compressor 4a and the permeate side 1b. An on-off valve 6d is provided.

また原水は中空糸膜モジュール1の原水側1aに開閉弁6aを介して流入するようになっている。原水側1aと開閉弁6cとの間には、原水側1a内に原水を充てんする際、原水側1a内の空気を放出する空気抜き23が接続され、この空気抜き23には開閉弁6bとセンサ7が順次取付けられている。このうちセンサ7は原水側1a内に原水を充てんする際、原水が原水側1aからあふれたことを検出するものである。またセンサ7は赤色光の反射・透過率を計測する非接触式センサからなっている。   The raw water flows into the raw water side 1a of the hollow fiber membrane module 1 through the on-off valve 6a. When the raw water side 1a is filled with raw water, an air vent 23 for releasing the air in the raw water side 1a is connected between the raw water side 1a and the on-off valve 6c, and the on-off valve 6b and the sensor 7 are connected to the air vent 23. Are installed sequentially. Among these, the sensor 7 detects that the raw water overflowed from the raw water side 1a when the raw water side 1a is filled with the raw water. The sensor 7 is a non-contact sensor that measures the reflection / transmittance of red light.

さらに中空糸膜モジュール10の透過側1bとろ過用ポンプ2との間には、開閉弁6eが設置され、さらに原水側1bの下部には開閉弁6fを有する排水管24が接続されている。   Further, an on-off valve 6e is installed between the permeation side 1b of the hollow fiber membrane module 10 and the filtration pump 2, and a drain pipe 24 having an on-off valve 6f is connected to the lower part of the raw water side 1b.

なお、図1に示すように空気吹き込み機構9は空気管9aと、空気管9a内に空気を吹き込むエアポンプ8とを有している。   As shown in FIG. 1, the air blowing mechanism 9 has an air pipe 9a and an air pump 8 that blows air into the air pipe 9a.

また温調機構3は、図2に示すように、ろ過水が流れる配管3aと、配管3aを取り巻くヒーター10と、ヒーター10外部を覆う断熱材11とを有し、ヒーター10はサーモスタット12により作動されるようになっている。   Further, as shown in FIG. 2, the temperature adjustment mechanism 3 includes a pipe 3 a through which filtered water flows, a heater 10 surrounding the pipe 3 a, and a heat insulating material 11 that covers the outside of the heater 10. The heater 10 is operated by a thermostat 12. It has come to be.

さらにろ過用ポンプ2、温調機構3のサーモスタット12、エアコンプレッサ4a、エアポンプ8、開閉弁6a、6b、6c、6d、6e、6fは制御部25により駆動制御されるようになっている。   Further, the filtration pump 2, the thermostat 12 of the temperature control mechanism 3, the air compressor 4 a, the air pump 8, and the on-off valves 6 a, 6 b, 6 c, 6 d, 6 e, 6 f are driven and controlled by the control unit 25.

また制御部25には、センサ7からの信号が入力されるとともに、制御部25にはタイマー26が接続されている。このタイマー26には、中空糸膜モジュール1の原水側1aから原水を排出した後再度原水側1a内に原水を充てんして原水1a内が満水になるまでの時間が予め設定されている。   A signal from the sensor 7 is input to the control unit 25, and a timer 26 is connected to the control unit 25. The timer 26 has a preset time for discharging the raw water from the raw water side 1a of the hollow fiber membrane module 1 and filling the raw water side 1a again with the raw water to fill the raw water 1a.

次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。   Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.

まず、通常のろ過時には、原水が外圧式中空糸膜モジュール1の原水側1aへ上部から導入され、原水側1a内に流入した余剰原水は原水側1aの下部より排出される。中空糸膜21によりろ過処理されたろ過水(以下、試料水ともいう)は透過側1bより電磁弁6eを通過して、ろ過用ポンプ2に吸引される。   First, at the time of normal filtration, raw water is introduced into the raw water side 1a of the external pressure hollow fiber membrane module 1 from the upper part, and excess raw water flowing into the raw water side 1a is discharged from the lower part of the raw water side 1a. Filtrated water filtered by the hollow fiber membrane 21 (hereinafter also referred to as sample water) passes through the electromagnetic valve 6e from the permeate side 1b and is sucked into the filtration pump 2.

ろ過用ポンプ2より排出された試料水は空気吹き込み機構9においてエアポンプ8より供給される空気と混合された後に、温調機構3へ到達する。温調機構3において試料水はその溶存酸素濃度が整えられ、その後試料水は、試料水槽5内へ送り込まれ、微生物の呼吸活性に基づいて水質を検査する水質計測部22へ供給される。図中6a、6b、6c、6d、6e、6fはそれぞれ制御部25により制御される開閉弁(電磁弁)を表すが、ろ過時に開となる開閉弁は、6a、6e、6fとなる。   The sample water discharged from the filtration pump 2 is mixed with the air supplied from the air pump 8 in the air blowing mechanism 9 and then reaches the temperature control mechanism 3. In the temperature control mechanism 3, the dissolved oxygen concentration of the sample water is adjusted, and then the sample water is sent into the sample water tank 5 and supplied to the water quality measuring unit 22 that inspects the water quality based on the respiratory activity of the microorganisms. In the figure, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, and 6f represent open / close valves (solenoid valves) controlled by the control unit 25, but the open / close valves that are opened during filtration are 6a, 6e, and 6f.

次に逆洗時の動作を説明する。逆洗時には、まずろ過時に開であった開閉弁6a、6e、6fを全て閉じる。さらにろ過用ポンプ2を停止する。次に逆洗機構4を使用し、エアコンプレッサ4aにより発生させた気流を開閉弁6dを経由して中空糸膜モジュール1の透過側1b内へ吹き込む。気流により発生したろ過水の水圧により中空糸膜21の表面が洗浄される。この間、開閉弁6c、6fは閉となっている。   Next, the operation during backwashing will be described. At the time of backwashing, all of the on-off valves 6a, 6e, 6f that were open at the time of filtration are first closed. Further, the filtration pump 2 is stopped. Next, the backwashing mechanism 4 is used, and the airflow generated by the air compressor 4a is blown into the permeation side 1b of the hollow fiber membrane module 1 through the on-off valve 6d. The surface of the hollow fiber membrane 21 is washed by the water pressure of the filtered water generated by the air flow. During this time, the on-off valves 6c and 6f are closed.

次に開閉弁6dを閉じ、開閉弁6cおよび6fを開く。次にコンプレッサ4aにより、中空糸膜モジュールの原水側1aに空気圧をかけ、原水1a側から効率よくハウジング20内面に付着した汚損原因物および原水を開閉弁6fを有する排水管24から排出する。   Next, the on-off valve 6d is closed, and the on-off valves 6c and 6f are opened. Next, air pressure is applied to the raw water side 1a of the hollow fiber membrane module by the compressor 4a, and the pollutant and raw water adhering to the inner surface of the housing 20 efficiently from the raw water 1a side are discharged from the drain pipe 24 having the on-off valve 6f.

その後開閉弁6fを閉じ、再び中空糸膜モジュール1の原水側1aに原水を満たすが、その際開閉弁6bを開き、原水側1aから内部空気を空気抜き23から外方へ放出する。原水1a内に原水が満たされたことは、センサ7によりオーバーフロー水を直接検出することで確認する。この場合、あらかじめ所要時間をタイマー26内に設定することで原水側1a内に原水が満たされたことを確認してもよい。その後センサ7からの情報またはタイマー26からの情報に基づいて制御部25が開閉弁6bを閉とし、ろ過動作がくり返される。上述の作用は、すべて制御部25からの動作指令により行なわれる。   After that, the on-off valve 6f is closed, and the raw water side 1a of the hollow fiber membrane module 1 is filled again with raw water. At that time, the on-off valve 6b is opened, and the internal air is released from the air vent 23 outward from the raw water side 1a. Whether the raw water 1a is filled with the raw water is confirmed by directly detecting the overflow water with the sensor 7. In this case, it may be confirmed that the raw water is filled in the raw water side 1a by setting the required time in the timer 26 in advance. Thereafter, the control unit 25 closes the on-off valve 6b based on information from the sensor 7 or information from the timer 26, and the filtering operation is repeated. All the above operations are performed by an operation command from the control unit 25.

この間の温調機構3の作用を図2により説明する。図2において、試料水は温調機構3の配管3a中を流れ、配管3aを取り巻くヒーター10により温度調整される。ヒーター10はさらにその外を取り巻く断熱材11により放熱を妨げられ、結果として効率の良い温度上昇効果を得ることができる。さらに、ヒーター10はサーモスタット12により電源がオン/オフされて温度制御が行われる。温度制御の根拠となる試料水の温度情報は、後段の試料水槽5に設置された測温抵抗体や熱電対により得られ、サーモスタット12は制御部25により制御される。   The operation of the temperature control mechanism 3 during this period will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the sample water flows through the pipe 3a of the temperature control mechanism 3, and the temperature is adjusted by the heater 10 surrounding the pipe 3a. The heater 10 is further prevented from radiating heat by the heat insulating material 11 surrounding the heater 10, and as a result, an efficient temperature rise effect can be obtained. Further, the heater 10 is temperature-controlled by turning on / off the power by the thermostat 12. The temperature information of the sample water that is the basis for the temperature control is obtained by a resistance temperature detector or a thermocouple installed in the subsequent sample water tank 5, and the thermostat 12 is controlled by the control unit 25.

次に、図3において、温調機構3の変形例について説明する。図3に示す温調機構3の変形例において、試料水が配管3a内を流れ、配管3aをとりまく覆い管14の内に恒温液体循環装置15より供給される恒温の液体が循環される。このことにより配管3a内の試料水が温度調整される。   Next, a modified example of the temperature control mechanism 3 will be described with reference to FIG. In the modification of the temperature control mechanism 3 shown in FIG. 3, the sample water flows in the pipe 3a, and the constant temperature liquid supplied from the constant temperature liquid circulation device 15 is circulated in the cover pipe 14 surrounding the pipe 3a. As a result, the temperature of the sample water in the pipe 3a is adjusted.

本発明による水質計測用の前処理装置の一実施例を示す構成図である。It is a block diagram which shows one Example of the pre-processing apparatus for the water quality measurement by this invention. 温調機構を示す構成図である。It is a block diagram which shows a temperature control mechanism. 温調機構の変形例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the modification of a temperature control mechanism.

符号の説明Explanation of symbols

1 中空糸膜モジュール
1a 原水側
1b 透過側
2 ろ過用ポンプ
3 温調機構
3a 配管
4 逆洗機構
4a エアコンプレッサ
5 試料水槽
6a、6b、6c、6d、6e、6f 開閉弁
7 センサ
8 エアポンプ
9 空気吹き込み機構
10 ヒーター
11 断熱材
12 サーモスタット
14 覆い管
15 恒温液体循環装置
20 ハウジング
21 中空糸膜
22 水質検査部
23 空気抜き
25 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hollow fiber membrane module 1a Raw water side 1b Permeation side 2 Filtration pump 3 Temperature control mechanism 3a Piping 4 Back washing mechanism 4a Air compressor 5 Sample water tank 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f On-off valve 7 Sensor 8 Air pump 9 Air Blowing mechanism 10 Heater 11 Heat insulating material 12 Thermostat 14 Cover tube 15 Constant temperature liquid circulation device 20 Housing 21 Hollow fiber membrane 22 Water quality inspection unit 23 Air vent 25 Control unit

Claims (11)

水中の溶解成分を微生物の呼吸活性に基づいて検査する水質計測部の前段に配置される水質計測用の前処理装置において、
内部を原水が流入する原水側とろ過水が流出する透過側とに区画する中空糸膜を有する外圧式中空糸膜モジュールと、
中空糸膜モジュールの透過側に接続されたろ過用ポンプと、
ろ過用ポンプの後段に設置され、ろ過水に空気を吹き込む空気吹き込み機構と、
空気吹き込み機構の後段に設置された温調機構と、
中空糸膜モジュールの原水側および透過側に加圧した気体を導入する洗浄機構と、
温調機構の後段に設置された試料水槽と、
ろ過用ポンプ、空気吹き込み機構、温調機構および洗浄機構を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする水質計測用の前処理装置。
In the pretreatment device for water quality measurement arranged in the front stage of the water quality measurement unit that examines dissolved components in water based on the respiratory activity of microorganisms,
An external pressure type hollow fiber membrane module having a hollow fiber membrane that divides the inside into a raw water side into which raw water flows and a permeate side from which filtered water flows out,
A filtration pump connected to the permeate side of the hollow fiber membrane module;
An air blowing mechanism installed after the filtration pump to blow air into the filtered water;
A temperature control mechanism installed after the air blowing mechanism;
A cleaning mechanism for introducing pressurized gas to the raw water side and the permeate side of the hollow fiber membrane module;
A sample water tank installed downstream of the temperature control mechanism;
A control unit for controlling a filtration pump, an air blowing mechanism, a temperature control mechanism and a cleaning mechanism;
A pretreatment device for water quality measurement, comprising:
外圧式中空糸膜モジュールの中空糸膜の孔径が0.2マイクロメートル以下であることを特徴とする請求項1記載の水質計測用の前処理装置。   The pretreatment device for water quality measurement according to claim 1, wherein the hollow fiber membrane of the external pressure hollow fiber membrane module has a pore diameter of 0.2 micrometers or less. 外圧式中空糸膜モジュールは縦置きタイプであり、上部より原水を導入し下部より排水するクロスフロー流路をもつことを特徴とする請求項1記載の水質計測用の前処理装置。   2. The pretreatment device for water quality measurement according to claim 1, wherein the external pressure type hollow fiber membrane module is of a vertical type and has a cross flow channel for introducing raw water from the upper part and draining from the lower part. 洗浄機構は、加圧した気体を外圧式中空糸膜モジュールの透過側から導入させることにより、ろ過水の水圧により中空糸膜に付着した汚損原因物を除去することを特徴とする請求項1記載の水質計測用の前処理装置。   The cleaning mechanism removes the cause of fouling adhering to the hollow fiber membrane by the water pressure of filtered water by introducing a pressurized gas from the permeate side of the external pressure hollow fiber membrane module. Pretreatment device for water quality measurement. 洗浄機構は、加圧した気体を外圧式中空糸膜モジュールの原水側へ導入することにより、原水側の原水を中空糸膜モジュールの外方へ排出することを特徴とする請求項1記載の水質計測用の前処理装置。   The water quality according to claim 1, wherein the cleaning mechanism discharges raw water on the raw water side to the outside of the hollow fiber membrane module by introducing a pressurized gas to the raw water side of the external pressure hollow fiber membrane module. Pre-processing device for measurement. 中空糸膜モジュールの原水側に、弁を有する空気抜きを設けるとともに、原水側にセンサを取り付け、中空糸膜モジュールの原水側から原水を排出した後、再度原水を充てんし、原水側からあふれ出た原水をセンサで検出し、制御部はセンサからの信号に基づいて弁を閉じることを特徴とする請求項1記載の水質計測用の前処理装置。   An air vent with a valve is provided on the raw water side of the hollow fiber membrane module, and a sensor is attached to the raw water side. After discharging the raw water from the raw water side of the hollow fiber membrane module, the raw water is refilled and overflowed from the raw water side. 2. The pretreatment device for water quality measurement according to claim 1, wherein the raw water is detected by a sensor, and the control unit closes the valve based on a signal from the sensor. 中空糸膜モジュールの原水側に弁を有する空気抜きを設け、
中空糸膜モジュールの原水側から原水を排出した後、再度原水を充てんした時から満水になるまでのタイミングを計測するタイマーを設置し、制御部はタイマーからの信号に基づいて弁を閉じることを特徴とする請求項1記載の水質計測用の前処理装置。
An air vent having a valve is provided on the raw water side of the hollow fiber membrane module,
After discharging the raw water from the raw water side of the hollow fiber membrane module, install a timer that measures the timing from when the raw water is refilled to when it is full, and the control unit closes the valve based on the signal from the timer The pretreatment device for water quality measurement according to claim 1, wherein
センサは、非接触方式のセンサであることを特徴とする請求項6記載の水質計測用の前処理装置。   The pretreatment device for water quality measurement according to claim 6, wherein the sensor is a non-contact type sensor. 洗浄機構は中空糸膜モジュールの透過側に加圧した気体を導入して、ろ過水の水圧により中空糸膜に付着した汚損原因物を除去し、その後原水側に加圧した気体を導入して原水側の原水を外方へ排水することを特徴とする請求項1記載の水質計測用の前処理装置。   The cleaning mechanism introduces pressurized gas to the permeate side of the hollow fiber membrane module, removes the cause of fouling attached to the hollow fiber membrane by the water pressure of the filtered water, and then introduces pressurized gas to the raw water side. 2. The pretreatment device for water quality measurement according to claim 1, wherein raw water on the raw water side is drained outward. 温調機構はろ過水が流れる配管と、配管を取り巻くヒーターと、ヒーター外部を覆う断熱材と、ヒーターの電源を作動させるサーモスタットとを備え、
制御部はろ過水の温度情報に基づきサーモスタットを制御することを特徴とする請求項1記載の水質計測用の前処理装置。
The temperature control mechanism includes a pipe through which filtered water flows, a heater surrounding the pipe, a heat insulating material that covers the outside of the heater, and a thermostat that operates the power supply of the heater,
The pretreatment device for water quality measurement according to claim 1, wherein the control unit controls the thermostat based on temperature information of the filtered water.
温調機構はろ過水が流れる配管と、配管の外側を覆う覆い管とを有し、覆い管内に所望温度の液体を流してろ過水の温度調整を行うことを特徴とする請求項1記載の水質計測用の前処理装置。   The temperature control mechanism has a pipe through which filtered water flows and a cover pipe that covers the outside of the pipe, and adjusts the temperature of the filtered water by flowing a liquid at a desired temperature in the cover pipe. Pretreatment device for water quality measurement.
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