膜缺陷检查方法及膜缺陷检查装置与流程

本发明涉及一种膜分离装置的膜缺陷检查方法，该膜分离装置具备多个膜组件组，该膜组件组在气体检测配管的下方并列地连接有多个膜组件，该气体检测配管与被供给原水的一次侧空间或原水被膜过滤后形成的处理水被取出的二次侧空间连通。

背景技术：

专利文献1提出了一种净水处理装置的过滤膜组件的断裂检测方法，其特征在于，在净水处理装置中，将壳体内划分为原水室、与所述原水室连通的循环水室以及处理水室，并且具有用于将所述处理水室与循环水室连通的多个中空纤维膜，处理水从所述循环水室经过中空纤维膜和处理水室向外部送出，在所述原水室和循环水室为空状态，仅处理水室存在有处理水的状态下，向所述中空纤维膜的外部吹入加压气体，检测在所述处理水室侧产生的气泡，从而检测所述中空纤维膜的断裂。

专利文献2提出了一种水处理用过滤系统的膜损伤检测装置，其特征在于，在向膜组件供给原水且对通过所述膜组件被净化后形成的处理水配水的水处理用过滤系统中，具备：加压空气供给单元，该加压空气供给单元向所述膜组件的一次侧或者二次侧供给规定压力的加压空气；振动检测传感器，该振动检测传感器安装于所述膜组件的上部，检测由从膜的损伤部分漏出且在水中上升的气泡流引起的振动；以及振动解析处理装置，该振动解析处理装置单独地选择通过各振动检测传感器检测的振动信号，并且通过分析该振动信号来检测所述膜组件的膜损伤。

专利文献3提出了一种中空纤维状膜的膜破裂检测方法，其特征在于，从中空纤维状膜的外侧或者内侧的一方供给原液并从另一方取出滤液的流通路径上的供该滤液流通或者停留的管的一部分由透明的管构成，并且向原液从所述中空纤维状膜的外侧或者内侧的一方被供给并作为滤液从另一方被取出的所述流通路径供给空气，在该空气的气泡通过所述透明的管内的情况下，检测在所述中空纤维状膜是否产生膜破裂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-269551号公报

专利文献2：日本特开2007-240373号公报

专利文献3：日本特开平11-311596号公报

发明所要解决的技术问题

专利文献1所记载的断裂检测方法存在需要使用超声波流速计以检测气泡，需要在规定长度的直管设置超声波流速计以确定适当的检测环境这样的设置条件，而不能安装于任意的净水处理装置。

在专利文献2所记载的膜损伤检测装置中，存在如下技术问题：对每个膜组件安装振动检测传感器而需要许多振动检测传感器，并且由于膜组件是具备耐压性的牢固的构造，因此通过振动检测传感器检测的振动信号变弱，受到外部振动等噪音的影响而检测精度较低。

专利文献3所记载的膜破裂检测方法需要目视确认该空气的气泡是否通过透明的管内，因而自动检测是困难的。

技术实现要素：

本发明的目的是鉴于上述的技术问题而提供一种可自动化检测过滤膜的断裂，且能够适当的检测膜组件有无断裂、密封不良的膜缺陷检查方法和膜缺陷检查装置。

用于解决技术问题的技术手段

为了达成上述目的，本发明的膜组件组的膜缺陷检查方法的第一个特征结构是，该膜组件组在气体检测配管的下方并列地连接有多个膜组件，该气体检测配管与被供给原水的膜组件的一次侧空间或原水被膜过滤后形成的处理水被取出的膜组件的二次侧空间连通，该膜组件组的膜缺陷检查方法具备：气体压入工序，在所述气体检测配管被水充满了的状态下，向膜组件的与气体检测配管所连通的所述一次侧空间或所述二次侧空间相反的空间压入气体；以及振动检测工序，所述气体检测配管具有从所述气体检测配管的外表面在半径方向上向外侧突出的突出部，通过使振动传感器与所述突出部接触来检测所述气体检测配管的振动。

在气体检测配管被水充满了的状态下执行气体压入工序的情况下，当在收容于膜组件的过滤膜存在缺陷部时，气体从该缺陷部泄漏而气体流入气体检测配管中。当气体成为气泡而流入充满了气体检测配管的水中时，在气泡在处理水配管上升且与内壁碰撞时，在气体检测配管产生振动。气体检测配管所具备的突出部是传递气体检测配管的振动的振动检测片，通过使振动传感器与该突出部接触，检测到在气体检测配管产生的振动，通过该振动能够判定为在收容于与气体检测配管连接的某一个膜组件的过滤膜存在缺陷部。

第二个特征结构是，该膜组件组在气体检测配管的下方并列地连接有多个膜组件，该气体检测配管连通与被供给原水的膜组件的一次侧空间或原水被膜过滤后形成的处理水被取出的膜组件的二次侧空间连通，该膜组件组的膜缺陷检查方法具备：气体压入工序，在所述气体检测配管被水充满了的状态下，向膜组件的与气体检测配管所连通的所述一次侧空间或所述二次侧空间相反的空间压入气体；以及振动检测工序，所述气体检测配管具有从所述气体检测配管的端部沿所述气体检测配管的轴心方向延伸设置的突出部，通过使振动传感器与所述突出部接触来检测所述气体检测配管的振动。

当与振动传感器接触的突出部从气体检测配管的端部沿气体检测配管的轴心方向延伸设置时，在气泡在气体检测配管上升且与内壁碰撞时气体检测配管产生的振动可靠地向振动传感器传递。并且，由于突出部在气体检测配管的轴心方向上延伸设置，因此不对气体检测配管与多个膜组件的连接结构施加特别的限制，就能够确保振动传感器的安装的自由度。

第三个特征结构是，在上述的第二个特征结构的基础上，所述突出部是从所述气体检测配管的端部沿所述气体检测配管的轴心方向延伸设置的短管。

在突出部由沿气体检测配管的轴心方向延伸设置的短管构成的情况下，能够在短管的内周和外周都安装振动传感器，尤其是在安装于短管的内周的情况下，短管自身作为振动传感器的保护部件而发挥功能。

第四个特征结构是，在上述第一至第三特征结构中任一个特征结构的基础上，所述气体检测配管是树脂制的。

如果气体检测配管是树脂制的，则在气泡在气体检测配管上升且与内壁碰撞时气体检测配管产生的振动不会大幅衰减地向突出部传播，从而能够获得充分的检测精度。

本发明的膜分离装置的膜缺陷检查方法的第一个特征结构是，该膜分离装置具备多个膜组件组，该膜组件组在所述气体检测配管的下方并列地连接有多个膜组件，在所述膜分离装置整体向所述气体检测配管放出的气体集合且与所述气体检测配管连通的气体检测大配管被水充满了的状态下，实施所述气体压入工序，并且该膜分离装置的膜缺陷检查方法具备气体贮存检测工序，检测所述气体检测大配管是否贮存有气体，在通过所述气体贮存检测工序检测到贮存有气体的情况下，进行具备上述第一至第四特征结构中任一个特征结构的膜组件组的膜缺陷检查方法。

对于具备多个上述的膜组件组的膜分离装置，当检测到贮存有气体时，能够判断为某一个膜组件断裂或者密封不良。此时通过执行膜组件组的膜缺陷检查方法，能够更有效地检测过滤膜的断裂、密封不良。

第二个特征结构是，在上述的第一个特征结构的基础上，所述气体检测大配管的至少一部分是透明的，在所述气体贮存检测工序中，通过图像解析而检测在所述气体检测大配管的透明部分被观察的气液界面，从而检测气体的贮存。

只要气体检测大配管的至少一部分为透明，则能够目视确认该部位的情况，通过目视能够检测到贮存有气体，另外，能够通过拍摄气体检测大配管的透明部位并对该视频进行图像解析来进行自动判定。

本发明膜组件组的膜缺陷检查装置的特征结构是，用于实施具备上述第一至第四特征结构中任一个特征结构的膜组件组的膜缺陷检查方法，该膜缺陷检查装置具备：膜组件组，该膜组件组在气体检测配管的下方并列地连接有多个膜组件，该气体检测配管与被供给原水的膜组件的一次侧空间或原水被膜过滤后形成的处理水被取出的膜组件的二次侧空间连通；突出部，该突出部设置于所述气体检测配管；振动传感器，该振动传感器安装于所述突出部；以及信号处理部，该信号处理部基于由所述振动传感器检测到的振动信号来检测通过所述气体压入工序而流入所述气体检测配管中的气体。

发明的效果

如上所述，根据本发明，能够提供一种可自动化检测过滤膜的断裂，且能够适当的检测膜组件有无断裂、密封不良的膜缺陷检查方法和膜缺陷检查装置。

附图说明

图1的(a)是表示膜组件组的主视图，图1的(b)的表示膜组件组的左侧视图。

图2的(a)是膜组件组的示意图，图2的(b)是具备多个膜组件组的膜分离装置的示意图。

图3的(a)、图3的(b)是与处理水配管的突出部接触配置的振动传感器的说明图。

图4的(a)表示对膜分离装置的缺陷检查方法，并且是安装于膜分离装置的过滤水大配管的检查装置的说明图，图4的(b)表示对膜分离装置的缺陷检查方法，并且是正常时的检查图像的说明图，图4的(c)表示对膜分离装置的缺陷检查方法，并且是异常时的检查图像的说明图。

具体实施方式

以下，对本发明的膜缺陷检查方法及膜缺陷检查装置进行说明。

[膜组件组及膜分离装置的结构]

在图1的(a)及图1的(b)例示了本发明的膜缺陷检查方法应用的膜组件组1。膜组件组1具备：八个膜组件20；作为向各膜组件20供给原水的原水供给配管的原水总管22；作为向各膜组件20供给清洗用空气或水、药液的清洗空气配管的清洗总管24；以及作为对各膜组件20的过滤水集水的处理水配管的过滤水总管26。

各膜组件20具有膜壳体100及收容于膜壳体100的膜元件2(图1的(b)中，以单点划线表示。)，膜壳体100构成为具备基台30、壳体主体40、上部盖体50、支承于壳体主体40的支承部60以及沿着壳体主体40的轴向上以能够调整的方式保持支承部60与上部盖体50之间的相对位置的保持部70等。

膜元件2在基台30与上部盖体50之间分别经由密封部件p而以上下被按压的状态收容于壳体主体40。

从原水总管22供给的原水通过膜元件2被过滤，过滤水经过壳体主体40的内壁与膜元件2的间隙，从形成于上部盖体50的过滤水流出管54向过滤水总管26集水。

当在膜元件2产生堵塞、污染时，从过滤水总管26供给清洗水来清洗膜元件2，清洗液从原水总管22被排水。而且随后，清洗用空气等被从清洗总管24供给而进行冲洗。只要基台30、壳体主体40、上部盖体50、支承部60以及保持部70等的材质是金属、树脂等而能够承受过滤工序、清洗工序的压力即可，过滤水总管26等配管由适用于施工性以及后述的膜断裂检查的例如abs树脂、聚氯乙烯树脂等树脂构成。

膜元件2根据需要截留的粒子或高分子的尺寸可采用微滤膜，超滤膜及纳滤膜等；根据膜的材料可采用醋酸纤维，聚酰亚胺等制成的中空纤维膜等有机膜，陶瓷制成的多孔无机膜等。

当从原水总管22加压供给原水时，进行通过形成于膜元件2的流体通流孔的内壁的过滤膜层来去除异物的过滤工序，从膜元件2的表面流出的过滤水经由在膜元件2的周面与壳体主体40的内壁面之间形成的空间而被导向过滤水流出管54，并被集水至过滤水总管26。

在作为在水平方向上延伸的处理水配管的过滤水总管26的直管部分的下方并列地连接有多个膜组件20、在本实施方式中为八个膜组件20，从而构成膜组件组1。

图2的(a)是表示简化了上述的膜组件组1的示意图，图2的(b)是表示膜分离装置200的示意图，该膜分离装置200具备多个在过滤总管26并列地连接有多个膜组件20的膜组件组1。

在外形为纵长的长方体且在上下方向上构成为四段的框架中，每一段设置有八个膜组件组1，各膜组件组1的原水总管22、清洗总管24以及过滤水总管26分别经由中继配管22a、24a、26a而与原水大配管22c、清洗大配管24c以及作为处理水大配管的过滤水大配管26c连结。

[膜缺陷检查方法及膜缺陷检查装置]

当组入于构成这样的膜分离装置200的多个膜组件组1中的各膜组件20中某一个产生膜断裂、密封不良时，浊质混入处理水中，从而不能进行适当的过滤处理。

即使在这样的情况下，通过使用本发明的膜缺陷检查方法，能够检测有无产生膜断裂、密封不良的膜组件20，并且迅速地更换异常状态的膜组件20。在此，过滤水总管26作为气体检测配管发挥功能，过滤水大配管26a作为气体检测大配管发挥功能。

如图3所示，在各膜组件组1的过滤水总管26中的与连接于过滤水大配管26a的一侧相反的一侧的管端部26e，从管端面26f伸出形成有直径稍大的管连接用的凸缘部26g。该凸缘部26g是在处理水配管26的轴心方向上延伸设置的短管。

膜缺陷检查装置300具有振动传感器310和信号处理部320。振动传感器310接触配置于凸缘部26g的外表面，并且通过信号线与信号处理部320连接。

在向过滤水总管26填充水且从与被供给原水的膜组件的一次侧空间连通的原水总管22向膜元件2压入了空气的状态下，使振动传感器310与凸缘部26g的外表面接触时，如果收容于膜组件20的过滤膜存在缺陷部，则从该缺陷部向通过过滤膜被过滤后形成的处理水被取出的膜组件的二次侧空间内泄漏气体且气体流入过滤水总管26中。当气体成为气泡而流入充满过滤水总管26的水中时，在气泡在过滤水总管26内上升且与内壁上部碰撞时，在过滤水总管26产生振动。

作为过滤水总管26所具备的突出部的凸缘部26g是传递过滤水总管26的振动的振动检测片，并且通过使振动传感器310与该凸缘部26g接触，检测在过滤水总管26产生的振动，通过该振动能够判定为收容于与过滤水总管26连接的某一个膜组件20的过滤膜存在缺陷部。

并且，由振动传感器检测到的振动信号经由信号线而输入信号处理部，在被增幅处理后求得振动周期和振幅，从而判别是否是因气体的泄漏而引起的振动。如果是因气体的泄漏而引起的振动，则能够随机地检测振动，识别为仅是来自外部的单发机械冲击等。

如上所述，优选的是，作为处理水配管的过滤水总管26是振动的传递特性优秀的树脂制的。因此，该过滤水总管26由abs树脂、聚氯乙烯树脂等树脂制的管部件构成。并且，通过使振动传感器310与从过滤水总管26向外侧突出的突出部接触，能够适当地检测因气体的泄漏而产生的振动。

如上所述，优选的是，与振动传感器接触配置的突出部是从过滤水总管26的端部沿过滤水总管26的轴心方向延伸设置的短管，但是不一定必须是短管，也可以是从过滤水总管26的端部沿过滤水总管26的轴心方向延伸设置的板状的突出片。另外，只要是至少从过滤水总管26的外表面向外侧突出并且能够传递过滤水总管26的振动的突出片，则并不限定于在过滤水总管26的轴心方向上延伸设置的方式。

向构成膜分离装置200的所有膜组件组1组入上述的膜缺陷检查装置300，远程控制信号处理部320，从而能够在必要时随时自动地检测有无异常。

此外，在向所有膜组件组1组入膜缺陷检查装置300的情况下，也有经济性受损的情况。因此，执行以下所说明的膜分离装置200的膜缺陷检查方法，在某一个膜组件组1检测出异常的情况下，通过构成为手动执行对于各膜组件组1的膜缺陷检查方法而提高经济性。

即，膜分离装置200的膜缺陷检查方法使通过膜分离装置200整体得到的处理水被取出的处理水大配管26c的至少一部分为透明，并且具备：气体压入工序，在处理水大配管26c被水充满了的状态下，从作为膜分离装置200的一次侧空间的原水供给侧、即从原水大配管管22c压入气体；以及气体贮存检测工序，检测在作为二次侧空间的处理水大配管26c的透明部分是否贮存有气体，在气体贮存检测工序检测到贮存有气体的情况下，进行上述膜组件组1c的膜缺陷检查方法。

如图4的(a)所示，优选的是，以透明树脂管26d构成处理水大配管26c中的从上端部的曲管凸缘连接的水平配管的一部分，并且设置摄像装置330，该摄像装置330从该透明树脂管26d以水平姿势拍摄管内。

当某一个膜组件发生膜断裂、密封不良时，泄漏出的气泡流入透明树脂管26d并上升，其水面以降低的方式变动。当通过图像处理装置340来解析包括有由摄像装置330拍摄到的气液界面的图像而检测到水面降低时，能够判断某一个膜组件20发生了故障。

能够优选使用安装有图像解析软件的计算机装置作为图像处理装置340，例如能够通过对摄影图像执行边缘提取处理等来提取气液界面。通过无线发送由摄像装置330获得的图像，从而也能够通过设置于远程地的图像处理装置340来进行解析。

此外，也可以是，不使用摄像装置330、图像处理装置340而直接目视确认透明树脂管26d来观察气液界面的变动。

上述的实施方式的膜组件组的过滤水总管26位于膜组件的上方，并且将过滤水总管26作为气体检测配管进行利用，但是也可以是，在是原水总管22位于膜组件的上方的膜组件组的情况下，向膜组件的二次侧空间压入气体并将原水总管22作为气体检测配管、将原水大配管22c作为气体检测大配管进行利用。在该情况下，从膜组件的过滤水取出侧压入气体，并且在原水供给配管的端部设置突出部，在该突出部接触配置振动传感器即可。

而且，在上述实施方式的膜组件组中，也能够将清洗空气配管作为气体检测配管并将清洗大配管24c作为气体检测大配管来利用，还能够另行设置膜缺陷检查专用的气体检测配管和气体检测大配管。

即，本发明的膜缺陷检查方法是膜组件组1的膜缺陷检查方法，该膜组件组在气体检测配管的下方并列地连接有多个膜组件，该气体检测配管与被供给原水的膜组件的一次侧空间或原水被膜过滤后形成的处理水被取出的膜组件的二次侧空间连通，该膜缺陷检查方法具备：气体压入工序，在所述气体检测配管被水充满了的状态下，向膜组件的与气体检测配管所连通的所述一次侧空间或所述二次侧空间相反的空间压入气体；以及振动检测工序，所述气体检测配管具有从所述气体检测配管向外侧突出的突出部，通过使振动传感器与所述突出部接触来检测由所述气体压入工序通过过滤膜的缺陷部流入所述气体检测配管中的气体引起的振动。

以上，虽然参照附图对本发明的膜缺陷检查方法和膜缺陷检查装置的基本结构进行了说明，但是膜缺陷检查方法和膜缺陷检查装置的具体检查顺序、装置结构等并不限定于上述的实施方式所说明的方式，在实现本发明的作用效果的范围内能够适当选择而实施，这是不言而喻的。

符号说明

1：膜组件组

2：膜元件

20：膜组件

22：原水总管(原水供给配管)

24：清洗总管(清洗空气配管)

26：(处理水配管)过滤水总管

26c：(处理水大配管)过滤水大配管

40：壳体(主体)

50：壳体(上部盖体)

54：过滤水流出管

60：支承部

300：膜缺陷检查装置

310：振动传感器

320：信号处理部