过滤处理装置的制作方法

文档序号:22260919发布日期:2020-09-18 17:34阅读:111来源:国知局
过滤处理装置的制作方法

本实用新型涉及例如对从工厂排出的乳液废液进行过滤、对医药品或医疗用水制造时的病毒或内毒素进行过滤、对蛋白质或酶等怕热物质进行过滤等,从而分离为已处理液和浓缩液的过滤处理装置。详细而言,涉及使用管式过滤膜以错流方式对过滤对象液进行过滤,从而分离为已处理液和浓缩液的过滤处理装置。



背景技术:

作为这种过滤处理装置,例如有专利文献1中公开的装置。该过滤处理装置通过将过滤对象液(原水)压送至管式膜组件内而对过滤对象液进行过滤,从而分离为已处理液(膜透水)和浓缩液。根据图29对具体构成进行说明。

首先,参照图29中的(a),压力容器216的左右两端设置有原水的导入排出口210、212。压力容器216的内部被分隔部件222、224分为三个区域。在中央区域中,呈并列状态设置有多根管式膜218。左右的区域构成为使从多根管式膜218内通过的浓缩液合流的合流室230。从导入排出口210、212中的一方导入的原水进入合流室230之后被供给至各管式膜218,从各管式膜218通过后的浓缩液被引入合流室230而合流后,从导入排出口210、212的另一方排出。

在被压送至多根管式膜218各自的端部的过滤对象液移动至另一个端部的期间内,被分离为穿过膜的膜透水(已处理液)和未穿过膜的浓缩液。膜透水(已处理液)从排出口214排出。

通过这样的过滤处理,过滤对象液的污染物质等附着于多根管式膜218的膜内表面上。作为清洗该附着物的方法,在专利文献1的过滤处理装置中,在多根管式膜218内分别放入一个由清洗用的海绵球220构成的擦拭体,通过切换导入管式膜218内的原水的流入方向,使各海绵球220在各管式膜218内往复移动,从而利用海绵球擦拭清洗膜内。

在该专利文献1公开的过滤处理装置中,在各管式膜218的两端设置有清洗部件防脱机构222(参照图29中的(b)),阻挡在管式膜218内移动的海绵球220,防止其从管式膜218的端部脱落。该清洗部件防脱机构222构成为即使在阻挡海绵球220的状态下过滤对象液也能够通过。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平6-304455号公报



技术实现要素:

实用新型所要解决的技术问题

在该专利文献1公开的过滤处理装置中,存在通过在管式膜组件内往复移动而在作为擦拭体的海绵球本身上附着污染物质等,从而使清洗功能降低的缺点。

本实用新型是鉴于上述实际情况而提出的,其目的在于提供一种能够解决随着擦拭体自身变脏而使清洗功能降低这一问题的过滤处理装置。

用于解决问题的技术方案

以下,将与用于解决问题的技术方案对应的实施方式的具体内容插入括号内进行表示。

本实用新型的过滤处理装置使用管式过滤膜以错流方式对过滤对象液进行过滤,从而分离为已处理液和浓缩液,

所述过滤处理装置的特征在于,具备:

过滤处理部,内置有所述管式过滤膜,并用于使过滤对象液在该管式过滤膜内流动而进行过滤;和

清洗单元,清洗通过过滤处理而附着于所述管式过滤膜的内表面的附着物;

所述清洗单元使与所述管式过滤膜的内表面接触的擦拭体移动,从而擦除附着于该管式过滤膜的内表面的附着物,

所述过滤处理装置还具备用于更换在所述管式过滤膜内移动并从所述过滤处理部排出的所述擦拭体的更换机构。

优选地,所述更换机构具有阻挡从所述过滤处理部排出的所述擦拭体并允许浓缩液通过的擦拭体阻挡机构;

所述擦拭体阻挡机构具有用于在该阻挡的部位处取出并能够更换被阻挡的所述擦拭体的取出机构。

优选地,所述擦拭体阻挡机构具有阻挡所述擦拭体的保持筒,

所述取出机构具有相对于所述保持筒能够拆装的拆装盖,

所述过滤处理装置还具备用于在从所述保持筒拆除所述拆装盖时防止从所述保持筒的喷出的阀门。

优选地,所述过滤处理部构成为:具有形成于第一位置和第二位置的过滤对象液的出入口,从一方的所述出入口进入的过滤对象液到达另一方的所述出入口为止的移动路径为一条,

所述擦拭体通过液体的错流而移动,从而擦除附着于该管式过滤膜的内表面的附着物。

优选地,所述移动路径在所述过滤处理部内弯曲,以使所述移动路径比所述过滤处理部的全长长。

优选地,所述清洗单元包括用于使清洗用液体沿着所述管式过滤膜流动的清洗用液体错流单元。

优选地,所述过滤处理装置还具备用于回收并储存所述已处理液的已处理液储存槽,

所述清洗用液体错流单元具有将储存在所述已处理液储存槽中的已处理液用作所述清洗用液体的已处理液使用单元。

优选地,所述过滤处理装置还具备:

工序切换单元,用于从通过所述过滤处理部对过滤对象液进行过滤的过滤工序切换为使所述清洗用液体流动而进行清洗的清洗工序;和

冲流单元,用于在从所述过滤工序切换为所述清洗工序时,利用所述清洗用液体冲出残留的过滤对象液。

优选地,所述更换机构具有第一擦拭体阻挡机构和第二擦拭体阻挡机构,其中,所述第一擦拭体阻挡机构阻挡从形成于所述过滤处理部的第一位置和第二位置上的过滤对象液的出入口处的所述第一位置排出的所述擦拭体,并允许浓缩液通过,所述第二擦拭体阻挡机构阻挡从所述第二位置排出的所述擦拭体并允许浓缩液通过,

所述冲流单元使所述清洗用液体朝向与即将通过所述工序切换单元切换之前进行的所述过滤工序中的过滤对象液的流动相反的方向流动,从而与所述擦拭体一同冲出过滤对象液。

优选地,所述过滤处理装置还具备:

浓缩循环槽,用于储存过滤对象液且接收并储存该过滤对象液被供给至所述过滤处理部进行过滤后的浓缩液;和

过滤对象液返回单元,使通过所述冲流单元冲出的过滤对象液返回至所述浓缩循环槽。

优选地,所述过滤处理装置还具备储存所述清洗用液体的清洗液储存槽,

所述清洗单元在利用所述冲流单元的冲流结束后执行的所述清洗工序中,使所述过滤膜清洗后的清洗用液体返回至所述清洗液储存槽。

优选地,所述过滤处理装置还具备时间调整单元,所述时间调整单元用于调整通过所述过滤处理部对过滤对象液进行过滤的过滤工序和利用所述清洗单元进行的清洗工序的执行时间。

优选地,所述过滤处理装置还具备:

原液补充单元,用于根据如下情况向浓缩循环槽内补充原液,该情况是指:通过随着过滤对象液从所述浓缩循环槽经由所述过滤处理部返回所述浓缩循环槽的循环而利用所述过滤处理部进行过滤,从而所述浓缩循环槽内的过滤对象液被浓缩而减少至预定的储存量,所述浓缩循环槽用于储存过滤对象液且接收并储存将该过滤对象液供给至所述过滤处理部进行过滤后的浓缩液;和

浓缩液排出单元,用于根据所述原液补充单元的补充次数达到预定次数的情况而排出储存在所述浓缩循环槽内的浓缩液。

优选地,所述过滤处理装置还具备用于进行获得适应于根据过滤对象液的种类分类的各过滤环境的知识的机械学习的机械学习单元,

所述机械学习单元包括进行强化学习的强化学习单元,所述强化学习是指:通过将能够确定通过所述过滤处理部对过滤对象液进行过滤的过滤效率的数据作为相对于所述过滤环境的状态而输入,并将影响所述过滤效率的控制作为相对于所述过滤环境的行为而输出,并反复进行所述输入和输出,从而提高所述过滤效率。

本实用新型的过滤处理装置使用管式过滤膜(例如uf膜管15)以错流方式对过滤对象液进行过滤,从而分离为已处理液和浓缩液,其具备:

过滤处理部(例如管式膜分离装置10),内置有所述管式过滤膜,并用于使过滤对象液在该管式过滤膜内流动而进行过滤;和

清洗单元(例如膜清洗槽8、装置控制板23、三通阀36、37、38、阻挡机构18、海绵球17),清洗通过过滤处理而附着于所述管式过滤膜的内表面的附着物;

所述清洗单元使与所述管式过滤膜的内表面接触的擦拭体(例如海绵球17)移动,从而擦除附着于该管式过滤膜的内表面的附着物;

还具备用于更换在所述管式过滤膜内移动并从所述过滤处理部排出的所述擦拭体的更换机构(例如阻挡机构18及拆装盖20)。

另外,所述过滤处理部构成为:具有形成于第一位置和第二位置的过滤对象液的出入口(例如图2的液体出入口118),从一方的所述出入口进入的过滤对象液到达另一方的所述出入口为止的移动路径(例如移动路径125)为一条(例如图2);

所述擦拭体通过液体的错流而移动,从而擦除附着于该管式过滤膜的内表面的附着物;

所述更换机构具有阻挡在所述管式过滤膜内移动并从所述出入口排出的所述擦拭体,并允许浓缩液通过的擦拭体阻挡机构(例如阻挡机构18);

所述擦拭体阻挡机构也可以具有用于取出并更换被阻挡的所述擦拭体的取出机构(例如拆装盖20)。

另外,也可以使所述移动路径(例如移动路径125)在所述过滤处理部内弯曲,以使所述移动路径比所述过滤处理部的全长长(例如图2)。

另外,所述清洗单元也可以包括用于使清洗用液体沿着所述管式过滤膜流动的清洗用液体错流单元(例如膜清洗槽8、图24中的(a)的清洗工序切换处理、图24中的(b)的工序流路切换处理)。

另外,也可以还具备用于回收并储存所述已处理液的已处理液储存槽(例如膜清洗槽8);所述清洗用液体错流单元具有用于将储存于所述已处理液储存槽中的已处理液用作所述清洗用液体的已处理液使用单元(例如s79、电动阀mv6)。

另外,也可以还具备:工序切换单元(例如图22中的(b)的工序切换处理、图23中的(b)的工序切换处理),用于从通过所述过滤处理部对过滤对象液进行过滤的过滤工序(例如图1和图10)切换为使所述清洗用液体流动而进行清洗的清洗工序(例如图12和图13);

冲流单元(例如图23中的(c)的冲水工序流路控制处理),用于在从所述过滤工序切换至所述清洗工序时,使用所述清洗用液体冲出残留的过滤对象液体。

另外,也可以还具备用于调整通过所述过滤处理部对过滤对象液进行过滤的过滤工序和利用所述清洗单元进行的清洗工序的执行时间的时间调整单元(例如s182、s231)。

另外,也可以还具备:浓缩循环槽(例如浓缩循环槽2),用于储存所述过滤对象液,并且接收并储存将该过滤对象液供给至所述过滤处理部进行过滤后的浓缩液;

原液补充单元(例如原水槽1、原液输送泵27、ph调整槽5、ph调整水泵30、s162、s164、s30、s31~s34),用于根据如下情况向所述浓缩循环槽内补充原液,该情况是指:通过随着过滤对象液从所述浓缩循环槽经由所述过滤处理部返回所述浓缩循环槽的循环而利用所述过滤处理部进行过滤,所述浓缩循环槽内的过滤对象液被浓缩而减少至预定的储存量(例如l1液位);以及

浓缩液排出单元(例如s167、s251~s254),用于根据所述原液补充单元的补充次数达到预定次数(例如通过s60预先输入设定的浓缩次数nk)(例如s163中为“是”),排出储存在所述浓缩循环槽内的浓缩液。

另外,还具备用于进行获得适应于根据所述过滤对象液的种类分类的各过滤环境(例如图26的过滤环境a、b…)的知识的机械学习的机械学习单元(例如人工智能服务器55);

所述机械学习单元也可以包括进行强化学习的强化学习单元(例如图26中的(b)的强化学习处理),所述强化学习是指:通过将能够确定通过所述过滤处理部对过滤对象液进行过滤的过滤效率的数据作为相对于所述过滤环境的状态(例如图26的状态数据s)而输入,并将影响所述过滤效率的控制作为相对于所述过滤环境的行为(例如图26的行为数据a)而输出,并反复进行所述输入和输出,从而提高所述过滤效率。

实用新型效果

根据本实用新型,能够在过滤处理部的外部更换从设置于一个过滤处理部内的一根管式过滤膜内通过的擦拭体,从而能够消除清洗功能随着擦拭体自身变脏而降低这一问题。

附图说明

图1是浓缩工序1的状态下的过滤处理装置的整体构成图。

图2是管式膜分离装置的简图。

图3是管式膜分离装置的主要部分分解立体图。

图4是表示管式膜分离装置的端部附近的内部结构的图。

图5是用于说明管式膜分离装置的密封功能的主要部分剖视图。

图6中的(a)是输入排出侧的端盖的剖视图,(b)是转弯侧的端盖的剖视图。

图7中的(a)是表示壳体内的多根管的保持状态的横向剖视图,(b)是表示拆除了壳体的状态下的多根管的保持状态的图。

图8是表示利用uf膜管进行过滤的原理以及利用海绵球清洗uf膜管内表面的清洗作用的图。

图9是表示利用滤网保持海绵球的阻挡机构的图。

图10是浓缩工序2的状态下的过滤处理装置的构成图。

图11是冲水工序的状态下的过滤处理装置的构成图。

图12是清洗工序1的状态下的过滤处理装置的构成图。

图13是清洗工序2的状态下的过滤处理装置的构成图。

图14是表示ph调整控制板及装置控制板的控制电路的框图。

图15中的(a)是表示ph调整控制处理的主程序的流程图,(b)是表示各槽异常检查处理的子程序的流程图。

图16中的(a)是表示各槽间液体移动处理的子程序的流程图,(b)是表示ph调整处理的子程序的流程图。

图17中的(a)是表示装置控制处理的主程序的流程图,(b)是表示运转设定值输入处理的子程序的流程图。

图18中的(a)是表示运转设定值输入处理的子程序的后续的流程图,(b)是表示异常设定值输入处理的子程序的流程图。

图19是表示异常检查处理的子程序的流程图。

图20是表示异常检查处理的子程序的后续的流程图。

图21中的(a)是表示流路切换处理的子程序的后续的流程图,(b)是表示原液补给工序处理的子程序的后续的流程图。

图22中的(a)是表示浓缩工序处理的子程序的后续的流程图,(b)是表示工序切换处理的子程序的后续的流程图,(c)是表示浓缩工序流路控制处理的子程序的流程图。

图23中的(a)是表示冲水工序处理的子程序的后续的流程图,(b)是表示工序切换处理的子程序的后续的流程图,(c)是表示冲水工序流路控制处理的子程序的后续的流程图。

图24中的(a)是表示清洗工序处理的子程序的后续的流程图,(b)是表示工序切换处理的子程序的后续的流程图,(c)是表示清洗工序流路控制处理的子程序的后续的流程图。

图25中的(a)是表示浓缩液排出工序处理的子程序的后续的流程图,(b)是表示监视器显示处理的子程序的后续的流程图。

图26是表示应用了人工智能的实施方式中的整体系统的图。

图27中的(a)是表示人工智能服务器的控制电路的框图,(b)是说明基于代理的强化学习的原理的图,(c)是表示基于人工智能服务器的控制的主程序的流程图。

图28中的(a)是表示过滤环境分类处理的子程序的流程图,(b)是表示强化学习处理的子程序的流程图。

图29表示现有例,(a)是管式膜组件的纵向剖视图,(b)是表示清洗部件防脱机构的纵向剖视图。

具体实施方式

以下,根据附图对本实用新型的实施方式进行详细说明。本实施方式中所示的过滤处理装置在例如对从各种工厂排出的乳液废液进行过滤、对医药品或医疗用水制造时的病毒或内毒素进行过滤、对蛋白质或酶等怕热物质进行过滤等,从而分离为已处理液和浓缩液时使用。例如,清洗废水、切削废水、研磨废水、压缩机废水、洗车废水、高频冷却剂废液、压铸废水、轧制冷却剂废水、来自食品工厂的废水等为主要的用途。更为详细而言,例如在通过使用uf膜管的管式膜分离对过滤对象液进行过滤而分离为处理水和浓缩液时使用。需要说明的是,本实用新型的过滤处理装置不仅仅是单体的装置,而是还包括例如图26所示经由网络与多个装置或计算机协作的系统的广义概念。

参照图1,对过滤装置的整体构成进行说明。该过滤装置中设置有:储存工厂废液等的原液的原水槽1;用于调整原液的氢离子浓度的负对数值(以下简称为“ph”)的ph调整槽5;储存被过滤而浓缩后的浓缩液的浓缩循环槽2;储存用于清洗附着于管式膜分离装置10的uf膜管15上的附着物的清洗水的膜清洗槽8;接收并中继通过管式膜分离装置10过滤后的处理水的处理水中转槽11;接收并中继储存于浓缩循环槽2中的浓缩液的浓缩液中转槽(也称为废液中转槽)3;以及接收并储存浓缩液中转槽3中储存的浓缩液的浓缩储水槽4。图1中利用双点划线将乳液分离装置圈起来进行图示。

首先,将工厂废液等的原液供给至原水槽1。原水槽1中设置有液位传感器ls4,检测储存在原水槽1内的原液的储存量。当通过液位传感器ls4检测到原水槽1已装满时,停止供给原液。

通过使原液输送泵27进行工作,从而将储存在原水槽1内的原液通过配管80供给至ph调整槽5。ph调整槽5中设置有液位传感器ls6,检测ph调整槽5内的原液的储存量。当ph调整槽5被原液装满时,使泵27停止工作。另外,ph调整槽5中设置有ph传感器24。通过该ph传感器24检测ph调整槽5内储存的原液的ph。当通过ph传感器24检测出原液为碱性时,酸注入泵29进行工作,将加药罐7内的酸注入ph调整槽5中。反之,当通过ph传感器24检测出原液为酸性时,碱注入泵28进行工作,将加药罐6内的碱注入ph调整槽5。由此,在ph调整槽5内中和原液而调整为中性的状态。

由于uf膜管15的材质使用pvdf(聚偏氟乙烯),因而能够过滤ph2~ph12的范围的原液。在ph小于2的酸性原液的情况下,会产生金属制的配管腐蚀而使原液漏出的不良情况。在ph超过12的碱性原液的情况下,会产生uf膜管15劣化的不良情况。通过在ph调整槽5内中和原液,从而防止上述那样的不良情况。另外,由于uf膜管15的材质为pvdf(聚偏氟乙烯),因此,具有能够过滤上限60℃以下的原液,相对于原液的耐热性高这一优点。此外,ph调整槽5中设置有搅拌螺旋桨50,通过利用搅拌电机35使该搅拌螺旋桨50旋转而搅拌ph调整槽5内的原液,从而均匀地进行中和。

连接ph调整槽5与浓缩循环槽2的配管81中设置有ph调整水泵30。通过驱动该ph调整水泵30,将ph调整槽5内被中和的原液经由配管81供给至浓缩循环槽2。浓缩循环槽2中设置有液位传感器ls1,检测浓缩循环槽2内的原液的储存量。当浓缩循环槽2内的原液达到运转开始液位时,使ph调整水泵30停止工作,并且使循环泵33进行工作,将浓缩循环槽2内的原液(浓缩液)供给至管式膜分离装置10。此时,在图1中,通过电动阀mv3切换流路的三通阀36成为b→c的流路。由此,浓缩循环槽2内的原液(浓缩液)经由配管82、电动阀mv1、循环泵33、配管83并在三通阀36中沿b→c的方向流动,从而经由配管84供给至多个(图中为六个)管式膜分离装置10。

通过该管式膜分离装置10过滤原液(浓缩液)而分离为处理水和浓缩液。处理水从处理水排出管21排出,并经由电动阀mv5和配管91供给至处理水中转槽11。储存在处理水中转槽11内的处理水通过使处理水输出泵34进行工作而被活性炭12、13净化后排出至外部。此外,也可以取代利用活性炭进行净化或在此基础上,使用离子交换除去处理水(电解质溶液)中所含的离子。离子交换是指:通过吸入某种物质所呈现的、接触的电解质溶液中含有的离子(例如氨离子nh4+),取而代之排出自身所具有的其他种类的离子,从而进行离子种类的交换。将表示离子交换作用的物质称为离子交换体。作为该离子交换体,使用例如离子交换树脂。

此外,也可以按照将通过管式膜分离装置10对原液(浓缩液)过滤后的处理水供给至膜清洗槽8,代替供给至处理水中转槽11的方式进行控制。具体而言,通过控制电动阀mv5关闭,并控制电动阀mv6打开,从而经由配管90将处理水供给至膜清洗槽8。这样,具有即使在不易获得自来水、工业用水或者农业用水等清水的场所(例如沙漠地带),也能够将处理水储存在膜清洗槽8中作为清洗水进行利用的优点。

另一方面,通过管式膜分离装置10进行过滤而被浓缩后的浓缩液经由三通阀38返回至浓缩循环槽2。具体而言,在图1中,通过电动阀mv4切换的三通阀37的流路变为c→a。另外,通过电动阀mv9切换的三通阀38变为c→b的流路。由此,通过管式膜分离装置10进行过滤而被浓缩后的浓缩液经由三通阀37、配管87、三通阀38、配管89且经由流量调整阀48返回至浓缩循环槽2。

通过以调整了该流量调整阀48的状态使循环泵33进行工作,能够以保持适度的压力的状态将原液(浓缩液)压送至管式膜分离装置10内,从而能够通过适度的压力在uf膜管15内进行过滤。为了保持该适度的压力,设置有压力传感器ps1、ps2。通过根据设置于管式膜分离装置10的上游侧的压力传感器ps1和设置于管式膜分离装置10的下游侧的压力传感器ps2的各检测值来调整流量调整阀48,从而对uf膜管15施加适度的压力进行过滤。此外,在图1及图10所示的过滤工序的情况下,电动阀mv2关闭。

该过滤装置通过ph调整控制板22和装置控制板23进行控制。ph调整控制板22的控制范围为图1的双点划线所示的范围,主要进行ph调整。另一方面,装置控制板23的控制范围为图1的双点划线所示的范围,主要进行管式膜分离装置10的过滤以及管式膜分离装置的清洗等的控制。ph调整控制板22和装置控制板23构成为能够相互通信,从装置控制板23向ph调整控制板22发送原液供给信号,从ph调整控制板22向装置控制板23发送总括异常信号及原水供给信号。另外,从装置控制板23输出原水供给信号、总括异常信号、运转信号、异常信号。

在图1中,fl1、fl2、fl3为流量计,26为温度传感器,25为光电传感器,40、41、42、43、44为止回阀。

连接配管97与浓缩循环槽2的配管中设置有电动阀mv8。该电动阀mv8防止管式膜分离装置10内的uf膜管15变为负压。详细之后进行叙述。

管式膜分离装置10的两端设置有保持海绵球17的阻挡机构18。海绵球17由球形的海绵构成,用于擦拭除去附着于uf膜管15的内表面上的杂质。海绵球17是使氨基甲酸乙酯材质发泡而成的。与橡胶材质相比,在氨基甲酸乙酯材质的情况下,具有抗油性高且能够抑制膨胀的优点。

接着,根据图2至图7对管式膜分离装置10详细进行说明。首先,参照图2对管式膜分离装置10的概况进行说明。管式膜分离装置10在壳体14内设有多根(例如18根)uf膜管15。该壳体14的左右两端设有端盖101。图2中的单点划线表示在uf膜管15内流动的过滤对象液(原液)的移动路径125。uf膜管15插入管106内(参照图3)。左右的端盖101上形成有使从某一uf膜管15接收的过滤对象液的流动u形转弯并流入另一个uf膜管15的转弯路径117。对此,之后根据图6进行叙述。进而,图2中左侧的端盖101上形成有两个液体出入口118。

原液经由阻挡机构18和阀门100供给至一方的液体出入口118,并通过端盖101内的出入路径110a而被输入uf膜管15内。输入的原液通过该uf膜管15内后到达另一个端盖101,并在此处通过转弯路径117进行u形转弯,从而被输入下一个uf膜管15内。通过该uf膜管15内后到达另一个端盖101的原液在此处再次通过转弯路径117进行u形转弯,从而被输入下一个uf膜管15内。反复进行该u形转弯并通过了全部uf膜管15的浓缩液通过出入路径110a从另一方的液体出入口118排出。管式膜分离装置10内的这种原液的移动路径125用图2的单点划线表示。通过使原液沿着该弯曲并在壳体14内往复多次的移动路径125移动而由uf膜管15进行过滤,从而被分离为处理水和浓缩液。处理水从设置于壳体14上的处理水排出管21排出并被输送至处理水中转槽11。浓缩液从液体出入口118排出并返回浓缩循环槽2。

如图2所示,由于在管式膜分离装置10内使移动路径125弯曲,因此,能够使通过uf膜管15过滤原液的路径比管式膜分离装置10的全长(从一方的端盖101的外端面至另一方的端盖101的外端面为止的长度)长。由此,具有能够进行高效的过滤的优点。此外,作为延长移动路径125的方法,并不限定于图2所示的移动路径125的往复,也可以为任意形状的移动路径,例如弯曲成螺旋状的移动路径、或者弯曲成正弦曲线状的移动路径,等等。

接着,主要参照图3对管式膜分离装置10的内部结构进行说明。在图3中,示出将设置于壳体14的一端的端盖101拆除并将壳体14内的各种部件引出至外部的状态。壳体14内收纳有管保持板105和圆盘状的金属板103。金属板103的管保持板105侧的面上粘贴有密封用的橡胶板104。如上所述,壳体14内设置有多根uf膜管15,该uf膜管15分别插入金属制的管106中。uf膜管15是将带状的无纺布卷绕成螺旋状并热熔接而形成为管状,并在该管内表面上涂敷uf膜。

保持插入有该uf膜管15的各管106的端部的是管保持板105。该管保持板105上形成有多个管插入孔,各管106的端部插入该插入孔中。该插入状态的各管106被焊接固定在管保持板105上。由此,多根(18根)管106通过管保持板105进行保持。

橡胶板104及金属板103上形成有与管106的数量相应的插入孔109,并构成为能够从金属板103侧向各插入孔109中插入插接式接头108。该插接式接头108由橡胶等具有密封功能的材质构成为蘑菇形状,并具有剖面呈锯齿状的插入部108a和伞部108b。通过在使各管106与插入孔109的位置对准的状态下从相反侧(金属板103侧)插入插接式接头108的插入部108a,从而成为锯齿状的插入部108a插入管106内的uf膜管15内的状态。在该状态下,成为伞部108b与金属板103抵接的状态(参照图4、图5)。此外,在将插入部108a插入uf膜管15内时,若以将uf膜管15从管106稍微引出的状态进行插入,则容易插入。通过插入该uf膜管15内的锯齿状的插入部108a实现uf膜管15的防脱效果。即,能够利用插接式接头108的插入部108a和管106的端部来夹持并保持uf膜管15的端部。该插入部108a插入管106的两端部(参照图5),在管106的两端部保持uf膜管15的各端部。由此,能够防止管106的端部附近的uf膜管15向管106的中央侧偏移,从而能够防止浓缩液(原液)从偏移后的位置处通过管106的小孔120漏至外部的不良情况。通过该插接式接头108的插入部108a构成将uf膜管15的端部固定保持在管106端部的固定保持部件(固定保持单元)。另外,管保持板105的外周形成有o型环用的槽119,该槽119中嵌入密封用的o型环111。

在各管106上,沿着长度方向贯穿设置有一列或数列的小孔120。处理水通过该小孔120而被排出至壳体14内。排出至壳体14内的处理水从处理水排出管21(参照图2)排出至管式膜分离装置10的外部。

管保持板105上形成有定位突起112a、112b。金属板103及橡胶板104上形成有定位插通孔113a、113b。进而,端盖101上形成有定位孔114a、114b。通过使突起112a、112b以插通定位插通孔113a、113b的状态插入定位孔114a、114b,从而将管保持板105、带橡胶板104的金属板103以及端盖101相互定位。

进而,管保持板105的中心处设置有双头螺栓107。端盖101上形成有供该双头螺栓107插通的插通孔115。另外,橡胶板104及金属板103上也形成有供双头螺栓107插通的插通孔150。在将双头螺栓107插通于两个插通孔115、150之后,利用上述定位突起112a、112b进行端盖101、带橡胶板104的金属板103以及管保持板105的定位。通过在该状态下在双头螺栓107上螺合螺母102并拧紧,从而使端盖101、带橡胶板104的金属板103以及管保持板105被紧固并以相互紧贴的状态被固定。根据图4对该状态进行说明。

图4是管式膜分离装置10的端部附近的纵向剖视图。多根管106插入至其端部到达管保持板105的端面的深度。在该状态下,通过双头螺栓107和螺母102的紧固力,使管106和uf膜管15的各端部成为与橡胶板104压接的状态。在与该橡胶板104压接的uf膜管15内插入有插接式接头108。

使原液朝向形成于端盖101上的多个转弯路径117(参照图2、图6)的出入口部分的周围凹陷而形成多个凹部110(参照图3)。插接式接头108的伞部108b进入该凹部110中。在该状态下,uf膜管15与转弯路径117经由插接式接头108成为连通状态。

进而,如图5所示,在紧接液体出入口118的出入路径110a中也形成有凹部110,插接式接头108的伞部108b进入该凹部110中。在该状态下,uf膜管15与出入路径110a经由插接式接头108成为连通状态。

参照该图5,对管式膜分离装置10的密封功能进行说明。通过使上述螺母102与双头螺栓107螺合并拧紧,使管106的端部与橡胶板104压接,并且使插接式接头108的伞部108b与金属板103和端盖101的凹部110压接。由此,被压送至uf膜管15内的原液不会漏至外部。通过该插接式接头108构成防止过滤对象液向uf膜管15外泄漏的密封部件(密封单元)。另外,通过o型环111来防止被uf膜管15过滤并通过小孔120排出至壳体14内的处理水漏出至壳体14的外部。通过该o型环111构成用于防止处理水泄漏的密封部件(密封单元)。

接着,对端盖101进行说明。首先,根据图6中的(a),对形成有液体出入口118的输入排出侧的端盖101进行说明。在该端盖101上,形成有两个液体出入口118,并形成有与各液体出入口118相连的出入路径110a。由此,构成为从一方的液体出入口118压送来的原液通过一方的出入路径110a被输入uf膜管15内,从另一个uf膜管15排出的浓缩液经由另一方的出入路径110a从另一方的液体出入口118排出。另外,输入排出侧的端盖101上形成有八个u字状的转弯路径117。此外,图中的110是供插接式接头108的伞部108b进入的凹部。

如图6中的(b)所示,未形成有液体出入口118的转弯侧的端盖101上形成有九个转弯路径117,但未形成有液体出入口118。上述形成有转弯路径117和出入路径110a的端盖101由铸件制成。

在这样的构成中,从输入排出侧的端盖101(图6中的(a))的液体出入口118压送来的原液从插接式接头108被输入uf膜管15内,并到达转弯侧的端盖101(图6中的(b))。于是,原液通过形成于转弯侧的端盖101上的转弯路径117而u形转弯,并被输入下一个uf膜管15内而返回至输入排出侧的端盖101。于是,原液通过形成于输入排出侧的端盖101上的转弯路径117而u形转弯,并被输入下一个uf膜管15内,再次移动至转弯侧的端盖101。重复多次(17次)该u形转弯并通过了所有uf膜管15的浓缩液从另一方的液体出入口118排出。通过该端盖101构成使从某一uf膜管15接收的过滤对象液转弯并输入另一个uf膜管15的过滤对象液转弯部件(过滤对象液转弯单元)。

接着,多根管106的长度方向中途部位通过由保持板116保持而被定位。根据图7中的(a)、(b)对该情况进行说明。18根管106中位于外周的管106上设置有六个保持板116。各保持板116分别在每三根管106上各设置有一个。保持板116焊接固定在这三根管106中的中央的管106上。三根管中的两端侧的管106被位于该管106两侧的保持板116各自的端部夹持。

这样,位于外周的所有管的长度方向中途部位被保持而被定位。这些保持板116在管106的长度方向上隔开规定间隔设置于多个位置处。由此,具有能够尽可能笔直地保持各管106,从而容易将uf膜管15插入管106内的优点。通过该保持板116构成保持管的长度方向中途部位的保持部件(保持单元)。

参照图8对uf膜管15的过滤功能进行说明。该uf膜管15的材质为pvdf(聚偏氟乙烯),具有耐热性高且过滤对象液的ph范围宽的优点。uf膜管15的直径约为15mm左右。该约15mm左右仅为一例,例如可以使用直径为5mm~26mm的范围的uf膜管。该uf膜管15是孔径大致为0.01μm~0.001μm的多孔质膜。通过利用适度的压力将在低分子、离子或者水等中混有油、高分子或浑浊物等的杂质16的原液输入uf膜管15内,从而使低分子、离子或水等通过uf膜管15并从形成于管106上的多个小孔120(参照图3)排出至壳体14内,并作为透过液(处理水)从处理水排出管21排出。另一方面,原液中的油、高分子或浑浊物等的杂质16不会透过uf膜管15而以被浓缩的状态从出入口118被排出并返回至浓缩循环槽2内。

通过利用该uf膜管15过滤原液,杂质16附着于uf膜管15的内表面上。由于附着有杂质16会导致过滤性能降低,因而需要除去该杂质。为了除去附着于该uf膜管15的内表面上的杂质,而在uf膜管15内放入海绵球17。该海绵球17构成为比uf膜管15的直径(约15mm)稍大的尺寸。由此,插入uf膜管15内的海绵球17成为其外周面与uf膜管15内表面接触的状态(参照图8)。通过压送至uf膜管15内的原液而使该海绵球17在uf膜管15内移动,从而擦拭除去附着于uf膜管15的内表面上的杂质。在该uf膜管15内移动并被冲至管式膜分离装置10的另一端的海绵球17被阻挡机构18(参照图2、图9)阻挡并保持。通过该海绵球17构成在uf膜管15内移动而擦除附着于uf膜管15的内表面上的杂质的擦拭体。此外,作为擦拭体,并不限定于海绵球17,例如也可以是pig(炮弹形)、刷子等。

接着,根据图9对阻挡机构18进行说明。阻挡机构18具有筒状部121,该筒状部121内设置有俯视呈m字型的滤网19。筒状部121上分别通过管接头124连接有左右的配管122、123。一方的配管122与管式膜分离装置10的液体出入口118连接(参照图2),另一方的配管123与配管97连接(参照图1)。另外,筒状部121的上部形成有螺纹槽,拆装盖20螺合在该螺纹槽中。

通过向一方的液体出入口118输入原液,使海绵球17在管式膜分离装置10的uf膜管15内移动并从另一方的液体出入口118排出。该海绵球17通过配管122并到达筒状部121的滤网19,并被该滤网19阻挡。滤网19上形成有网眼19a,以便阻挡海绵球17而使浓缩液通过。构成为浓缩液从该网眼19a通过并返回至浓缩循环槽2。通过该滤网19构成使过滤对象液通过但阻挡海绵球17(擦拭体)的阻挡部件。另外,被保持在管式膜分离装置10的另一端的阻挡机构18上的海绵球17,通过将原液(浓缩液)的流动切换为反方向,从而再次在uf膜管15内移动并流动至管式膜分离装置10的一端侧的阻挡机构18。这样,通过切换原液(浓缩液)的流动,使海绵球17在uf膜管15内往复移动从而除去杂质16。

通过使海绵球17在uf膜管15内往复移动多次,在海绵球17自身上附着有杂质,从而产生清洗效果降低的不良情况。为了消除该不良情况,构成为能够更换变脏的海绵球17。首先,在与阻挡海绵球17的阻挡机构18连接的配管122(参照图9)上设置有阀门100,并关闭该阀门100。由此,浓缩液不会从管式膜分离装置10流向阻挡机构18。在该状态下,旋转并打开阻挡机构18的拆装盖20。通过该拆装盖20构成用于取出并更换被阻挡的上述擦拭体的取出机构。虽然阻挡机构18设置于比管式膜分离装置10低的位置处,但由于上述阀门100关闭,因此,即使打开拆装盖20,浓缩液也不会喷出。此外,由于相对于未设置阀门100的一侧的配管123(参照图9)而言阻挡机构18设置于高位置处,因此,即使打开拆装盖20,浓缩液也不会在配管123中倒流并喷出。而且,通过打开拆装盖20,能够取出被滤网19阻挡的海绵球17并更换为新的海绵球。更换后将拆装盖20螺合盖在筒状部121上,并将阀门100打开。此外,在相对于配管123(参照图9)而言阻挡机构18设置于低位置处的情况下,只要在配管123上也设置阀门即可。利用该阀门100构成在打开拆装盖20时防止过滤对象液喷出的喷出防止机构(喷出防止单元)。

图1中示出使原液(浓缩液)相对于管式膜分离装置10正向流动的浓缩工序1,图10中示出使原液(浓缩液)相对于管式膜分离装置10反向流动的浓缩工序2。参照图10,在浓缩工序2中,三通阀36切换为c→a的流路。另外,三通阀37切换为b→c的流路。由此,通过循环泵33输出的浓缩液经由配管83、85、三通阀37的b→c、配管86、配管97反方向压送至管式膜分离装置10中。然后,在管式膜分离装置10中被浓缩的浓缩液经由配管84、三通阀36的c→a、配管88、三通阀38的c→b、配管89返回至浓缩循环槽2中。

在将图1所示的浓缩工序1和图10所示的浓缩工序2反复执行预定次数之后,过滤装置转移至冲水工序。该冲水工序是利用清洗液冲出残留于管式膜分离装置10或配管内的浓缩液并使其返回至浓缩循环槽2的工序。

该冲水工序执行约10秒左右的短时间,根据图11进行说明。储存在膜清洗槽8中的清洗液有时使用自来水等的清水(s78的清水清洗模式),有时使用通过管式膜分离装置10分离后的处理水(s79的处理水清洗模式)。在使用清水的情况下,打开电动阀mv10并通过配管92向膜清洗槽8供给清水。膜清洗槽8中设置有液位传感器ls2,能够进行满水液位hh2、运转开始液位h2、运转停止液位l2、缺水液位ll2这四个阶段的液位检测。另一方面,在不使用清水而使用处理水进行清洗的情况下,需要将通过管式膜分离装置10分离后的处理水供给至膜清洗槽8。因此,以关闭电动阀mv5,打开电动阀mv6,从而使处理水经由配管90、电动阀mv6供给至膜清洗槽8的方式进行控制。在清水清洗模式和处理水清洗模式的任一情况下,均是补给清水或处理水直到膜清洗槽8达到上述运转开始液位h2。

膜清洗槽8中设置有清洗用加热器49,清洗液被加热至适于清洗uf膜管15的温度(例如40~50℃)。因此,该膜清洗槽8使用耐热性优异的不锈钢制材料。此外,在不设置清洗用加热器49而利用常温的清洗液进行清洗的情况下,也可以利用树脂制材料构成膜清洗槽8。另外,通过使清洗剂注入泵32进行工作,从而向膜清洗槽8中供给碱性清洗剂。通过该碱性清洗剂,能够进一步提高清洗效率。另外,无论原液的(浓缩液)的种类为何种,使用酸性清洗剂都能够提高清洗效率。在这种情况下,使用酸性清洗剂代替碱性清洗剂。

在冲水工序中,在关闭电动阀mv1且打开电动阀mv2的状态下使循环泵33进行工作。当该冲水工序之前执行的浓缩工序为浓缩工序1(参照图1)时,使清洗液相对于管式膜分离装置10反向流动。另一方面,当冲水工序之前执行的浓缩工序为浓缩工序2(图10)时,使清洗液相对于管式膜分离装置10正向流动而进行冲水。图11表示使清洗液正向流动而冲出残留浓缩液的冲水工序。将三通阀36切换为b→c的流路,并且将三通阀37切换为c→a的流路。由此,膜清洗槽8内的清洗液经由配管95、循环泵33、三通阀36的b→c、配管84从管式膜分离装置10的一端供给至uf膜管15。由此,被保持在管式膜分离装置10的一端侧的阻挡机构18内的海绵球被冲至uf膜管15内,并在uf膜管15内移动,从而擦拭清洗附着于uf膜管15内的附着物。被冲出的浓缩液经由配管86、三通阀37的c→a、配管87、三通阀38的c→b、配管89返回至浓缩循环槽2。在管式膜分离装置10或配管内残留的浓缩液被冲至浓缩循环槽2内而冲水工序结束后,转移至清洗工序。

在清洗工序中,将储存在膜清洗槽8内的清洗液供给至管式膜分离装置10,清洗uf膜管15。清洗工序有使储存在膜清洗槽8中的清洗液相对于管式膜分离装置10正向流动而进行清洗的清洗工序1、和使清洗液相对于管式膜分离装置10反向流动而进行清洗的清洗工序2。在清洗工序1中,如图12所示,以三通阀38被切换为c→a的流路,清洗水返回至膜清洗槽8的方式进行控制。由此,膜清洗槽8内的清洗液经过配管95、三通阀36的b→c、配管84并通过管式膜分离装置10之后,经由三通阀37的c→a、配管87、三通阀38的c→a、配管96而返回至膜清洗槽8。该清洗工序1执行了规定时间之后,切换至清洗工序2。

在清洗工序2中,参照图13,三通阀36切换为c→a的流路,三通阀37切换为b→c的流路。由此,膜清洗槽8内的清洗液经由配管95、循环泵33、配管83、85、三通阀37的流路b→c、配管86从反方向供给至管式膜分离装置10。从管式膜分离装置10内的uf膜管15通过后的清洗液经由配管84、三通阀36的c→a、配管88、三通阀38的c→a、配管96而返回至膜清洗槽8。在反复执行该清洗工序1(参照图12)及清洗工序2(参照图13)后,再次转移至浓缩工序。

通过反复执行以上那样的浓缩工序、冲水工序以及清洗工序,利用管式膜分离装置10进行过滤而使浓缩液逐渐被浓缩,浓缩循环槽2内的浓缩液的储存量减少。在通过液位传感器ls1检测到浓缩循环槽2内的浓缩液减少至规定量(l1液位)的阶段,使ph调整水泵30进行工作,将ph调整槽5内的原液供给至浓缩循环槽2。当通过液位传感器ls1检测到通过补充原液而使浓缩循环槽2内的浓缩液达到运转开始液位h1时,使ph调整水泵30停止而停止补充原液。在该状态下,反复执行上述浓缩工序、冲水工序以及清洗工序。然后,在浓缩循环槽2内的浓缩液再次减少到规定量(l1液位)的阶段,将ph调整槽5内的原液再次补充供给至浓缩循环槽2内。当该原液的补充次数(浓缩次数)达到预定次数时,打开电动阀mv7,将浓缩循环槽2内的浓缩液通过配管93排出至浓缩液中转槽3中。当通过液位传感器ls1检测到浓缩循环槽2内的浓缩液变为排出完成液位ll1时,关闭电动阀mv7,浓缩液的排出完成。另一方面,在浓缩液中转槽3中,当通过液位传感器ls3检测到浓缩液的储存量增加时,使浓缩液输送泵31进行工作,将浓缩液中转槽3内的浓缩液通过配管94输出至浓缩储存槽4中。该浓缩储存槽4中设置有液位传感器ls5,当通过液位传感器ls5检测到浓缩储存槽4内的浓缩液装满时,进行排出浓缩储存槽4内的浓缩液的作业。

将从最初的浓缩工序开始至将浓缩已完成的浓缩循环槽2内的浓缩液排出为止的工序称为一次批处理。通过将该一次批处理的工序执行预定次数,过滤装置的过滤作业结束,使过滤装置停止。

从处理水排出管21排出的处理水通过光电传感器25检测混浊度。当该混浊度为规定值以上时,判断为过滤不良的错误,并执行错误通知处理。

另外,通过循环泵33冲出的清洗液的温度由温度传感器26进行检测。根据该检测值而控制清洗用加热器49,以将清洗液的温度保持为规定温度(40℃~50℃)。

接着,根据图14,对ph调整控制板22和装置控制板23的控制电路进行说明。ph调整控制板22上设置有ph调整控制板微机60。该ph调整控制板微机60中设置有作为控制中枢的cpu(centralprocessingunit、中央处理器)66、存储有控制用的程序和数据的rom(readonlymemory、只读存储器)67、以及作为cpu66的工作区发挥作用的ram(randomaccessmemory、随机存取存储器)68等。

另一方面,装置控制板23上设置有装置控制板微机63。该装置控制板微机63中设置有作为控制中枢的cpu69、存储有控制用的程序和数据的rom70、作为cpu69的工作区发挥作用的ram71、以及eeprom(electricallyerasableprogrammableread-onlymemory、电可擦可编程只读存储器)72等。

ph调整控制板微机60中被输入ph传感器24、液位传感器ls4~ls6的各检测信号。另外,来自键盘、鼠标或触摸面板等的输入操作部61的操作信号被输入至ph调整控制板微机60。

从ph调整控制板微机60输出原液输送泵27、碱注入泵28、酸注入泵29、ph调整水泵30的各泵控制信号。另外,输出用于驱动搅拌电机35的控制信号。进而,针对操作人员而将各种错误显示或过滤装置的动作状态等的监视器显示信号输出至显示部62。

装置控制板微机63中被输入液位传感器ls1~ls3的各传感器信号。另外,被输入流量计fl1~fl3的各流量检测信号。进而,被输入光电传感器25、温度传感器26、压力传感器ps1、ps2的各传感器信号。另外,被输入来自键盘、鼠标或触摸面板等的输入操作部64的操作信号。

从装置控制板微机63向清洗用加热器49输出加热器控制信号。进而,向浓缩液输送泵31、清洗剂注入泵32、循环泵33输出各泵控制信号。另外,向电动阀mv1~mv10输出各阀控制信号。进而,将用于对操作人员进行错误显示或过滤装置的动作状态的监视器显示的显示控制信号输出至显示部65。

ph调整控制板微机60和装置控制板微机63能够相互收发信号。从装置控制板微机63向ph调整控制板微机60输出用于向浓缩循环槽2供给原液的原液供给信号。接收到该原液供给信号的ph调整控制板微机60如上所述开始进行向浓缩循环槽2供给原液的控制,并且向装置控制板微机63返回表示已开始供给原液的原水供给信号。进而,ph调整控制板微机60在发生了控制范围内的异常时向装置控制板微机63发送总括异常信号。

接着,根据图15和图16,对ph调整控制板微机60的控制动作进行说明。图15、图16所示的各流程图的程序存储于rom67中。首先,根据图15中的(a),对ph调整控制处理的主程序进行说明。通过步骤(以下简称为“s”)1执行各槽异常检查处理。这是检查原水槽1及浓缩储存槽4的储存状态的异常的处理。接着,通过s2执行各槽间液体移动处理。接着,通过s3执行ph调整处理。该ph调整处理是用于利用碱或酸中和ph调整槽5内的原液而调整ph的处理。

参照图15中的(b),对上述各槽异常检查处理的子程序的流程图进行说明。通过s7判定液位传感器ls4的值是否异常降低。当原水槽1中储存的原水的储存量异常降低而成为缺水状态时,通过s7判断为“是”,控制进入s8,执行使原水槽缺水错误标志变为开的处理。另一方面,当判定为液位传感器ls4的值未异常降低时,控制进入s9,执行使原水槽缺水错误标志变为关的控制。

接着,通过s10判定液位传感器ls4的值是否异常上升。当判定为异常上升时,控制进入s11,执行使原水槽满水错误标志变为开的控制。另一方面,当判定为液位传感器ls4未异常上升时,进入s12,执行使原水槽满水错误标志变为关的处理。

通过s13判定液位传感器ls6的值是否异常降低。当ph调整槽5内的原液降低至异常液位时,通过s13判断为“是”,控制进入s14,执行使ph调整槽缺水错误标志变为开的处理。另一方面,当液位传感器ls6的值未异常降低时,控制进入s15,使ph调整槽缺水错误标志变为关。接着,通过s16判定液位传感器ls6的值是否异常上升。当ph调整槽5内储存的原液上升至异常液位时,通过s16判断为“是”,控制进入s17,使ph调整槽满水错误标志变为开。另一方面,当判定为液位传感器ls6的值未异常上升时,通过s18使ph调整槽满水错误标志变为关。

接着,控制进入s19,判定液位传感器ls5是否异常上升。当浓缩储存槽4中储存的浓缩液装满,且液位传感器ls5检测到该装满时,通过s19判断为“是”,控制进入s20,使浓缩储存槽满水错误标志变为开。另一方面,当液位传感器ls5的值未异常上升时,控制进入s21,执行使浓缩储存槽满水错误标志变为关的控制。

接着,控制进入s22,判定是否有任意一个错误标志变为开,当均未变为开时,该子程序返回,控制进入s2。

另一方面,当某一个错误标志变为开时,控制进入s23,并向装置控制板微机63发送总括异常信号,通过s24执行使显示部62显示与该变为开的错误标志对应的异常显示的控制,并返回。

接着,根据图16中的(a)对上述s2所示的各槽间液体移动处理的子程序的流程图进行说明。通过s30判定是否接收到原水供给信号。当从装置控制板微机63发送来原水供给信号时,通过s30判断为“是”,控制进入s31,使ph调整水泵30进行工作,将ph调整槽5内的原水供给至浓缩循环槽2。接着,通过s32向装置控制板微机63返回表示已开始供给原水的原水供给信号。接着,通过s33判定液位传感器ls6的值是否降低至补给液位。当ph调整槽5内的原液减少至需要补给的液位时,通过s33判断为“是”,控制进入s34,使原液输送泵27进行工作,将原水槽1内的原液补给至ph调整槽5内。

根据图16中的(b)对上述s3所示的ph调整处理的子程序的流程图进行说明。通过s40判定是否输入了ph调整值。当操作人员操作输入操作部61输入了ph调整槽5内的ph调整值时,通过s41执行将ph调整值更新为该输入的新的ph调整值的处理。接着,通过s42执行将当前时刻的ph传感器的值ps与ph调整值pt进行比较的处理,通过s43判定ps是否超过pt。当ps超过pt时,控制进入s44,执行使碱注入泵28进行工作而向ph调整槽5内注入碱的控制。另一方面,当ps未超过pt时,控制进入s45,执行使酸注入泵29进行工作而向ph调整槽5内注入酸的控制。通过该ph调整处理,将ph调整槽5内的原液控制为由操作人员输入的ph调整值。

接着,根据图17至图25对装置控制板微机63的控制用程序的流程图进行说明。这些流程图存储在rom70中。首先,根据图17中的(a)对装置控制处理的主程序进行说明。通过s50执行过滤装置的运转所需的各种运转值设定输入处理,通过s51执行作为是否发生了异常的判定基准的各种异常值的设定输入处理,通过s52执行是否发生了异常的异常检查处理,通过s53执行控制各电动阀而切换流量的处理,通过s54执行监视器显示处理。

接着,根据图17中的(b)及图18中的(a)对s50所示的运转设定值输入处理的子程序的流程图进行说明。该运转设定值输入处理是用于由操作人员通过输入操作部64输入设定过滤装置的运转所需的各种值的处理。通过s60判定是否输入了浓缩次数,当未输入时,通过s62判定是否输入了批处理次数,当未输入时,通过s64判定是否输入了浓缩循环槽液位,当未输入时,通过s66判定是否输入了废液中转槽液位,当未输入时,通过s67判定是否输入了自动清洗时间,当未输入时,通过s70判定是否输入了冲水时间,当未输入时,通过s72判定是否输入了反向运转时间,当未输入时,通过s74判定是否输入了废液排出时间,当未输入时,通过s76判定是否进行了清洗模式切换操作,当未进行时,通过s80判定是否进行了药品清洗设定输入,当未进行时,通过s82判定是否输入了膜清洗槽清水补给时间,当未输入时,通过s84判定是否输入了热交换运转温度,当未输入时,该子程序返回。

如上所述,当操作人员操作输入操作部64输入了向浓缩循环槽2补充原液的补充次数(浓缩次数)时,通过s60判断为“是”,控制进入s61,执行将所存储的浓缩次数更新为该新输入的浓缩次数nk的处理。当通过输入操作部64输入了将一次批处理的工序执行几次的批处理次数时,通过s62判断为“是”,控制进入s63,执行将所存储的批处理次数更新为该新输入的批处理次数vc的处理。

当通过输入操作部64进行了输入设定浓缩循环槽2中储存的浓缩液的液位的操作时,通过s64判断为“是”,控制进入s65,执行将所存储的浓缩循环槽液位更新为该新输入的各液位hh1、h1、l1、ll1的处理。该hh1是满水异常液位,h1是运转开始液位,l1是运转停止液位,ll1是排水完成液位。

当操作人员操作输入操作部64输入了废液中转槽(浓缩液中转槽)3的液位时,通过s66判断为“是”,控制进入s68,执行将所存储的废液中转槽液位的值更新为新输入的各液位hh2、h2、l2、ll2的处理。该hh2是满水异常液位,h2是用于关闭电动阀mv7从而使浓缩液不再进入浓缩液中转槽3内的液位,l2是使浓缩液输送泵31开始运转的液位,ll2是使浓缩液输送泵31停止的液位。

当通过输入操作部64输入了自动清洗时间时,通过s67判断为“是”,控制进入s69,执行将所存储的自动清洗时间更新为该新输入的自动清洗时间的处理。该自动清洗时间是指反复执行上述清洗工序1(参照图12)及清洗工序2(参照图13)的时间。当通过输入操作部64输入了冲水时间时,通过s70判断为“是”,控制进入s71,执行将所存储的冲水时间更新为新输入的冲水时间的处理。

当通过输入操作部64输入了反向运转时间时,通过s72判断为“是”,控制进入s73,执行将所存储的反向运转时间更新为该新输入的反向运转时间的处理。该反向运转时间是从浓缩工序1开始至该浓缩工序1结束为止的时间、从浓缩工序2开始至该浓缩工序2结束为止的时间、从清洗工序1开始至该清洗工序1结束为止的时间、以及从清洗工序2开始至该清洗工序2结束为止的时间。当通过输入操作部64输入了用于将浓缩循环槽2中储存的浓缩液排出至浓缩液中转槽5的废液排出时间时,通过s74判断为“是”,控制进入s75,执行将所存储的废液排出时间更新为该新输入的废液排出时间的处理。

当通过输入操作部64进行了设定为使用清水进行清洗或使用处理液进行清洗中的任一种清洗模式的操作时,通过s76判断为“是”,控制进入s77,判定当前时刻的模式是否为处理水清洗模式。当当前的模式为处理水清洗模式时,控制进入s78,执行切换为清水清洗模式的处理。另一方面,当当前的模式并非处理水清洗模式时、即为清水清洗模式时,控制进入s79,执行切换为处理水清洗模式的处理。

当通过输入操作部64进行了药品清洗的设定输入操作时,通过s80判断为“是”,控制进入s81,将与设定批处理次数对应的药品的注入时间更新为该输入的值。当通过输入操作部64输入了用于向该膜清洗槽8供给清水的膜清洗槽清水补给时间时,通过s82判断为“是”,并进入s83,执行将所存储的膜清洗槽清水补给时间更新为该新输入的膜清洗槽清水补给时间的处理。

当从输入操作部64输入了膜清洗槽8内的清洗液的温度即热交换运转温度时,通过s84判断为“是”,控制进入s85,执行将所存储的热交换运转温度更新为该新输入的热交换运转温度的处理。然后,该子程序返回。

接着,根据图18中的(b)对上述s51所示的异常值设定输入处理的子程序进行说明。通过s90判定是否进行了处理流量降低输入,当未进行时,通过s92判定是否输入了循环流量,当未输入时,通过s94判定是否输入了压力,当未输入时,通过s96判定是否输入了浓缩排出错误,当未输入时,该子程序返回。

当通过输入操作部64进行了用于判定通过管式膜分离装置10过滤后的处理水的流量是否异常的处理流量降低的输入时,控制进入s91,执行将所存储的处理流量降低值更新为该新输入的处理流量降低值sr的处理。当通过输入操作部64输入了通过循环泵33进行循环的浓缩液的循环量即循环流量时,控制进入s93,执行将所存储的循环流量更新为该新输入的循环流量的上限值jru和下限值jrl的处理。当通过输入操作部64输入了浓缩工序中压送至管式膜分离装置10中的浓缩液的压力时,控制进入s95,执行将所存储的压力更新为该新输入的压力的上限pu和下限pl的处理。当通过输入操作部64输入了用于在排出浓缩循环槽2中储存的浓缩液的时间超过规定值时判定为异常的浓缩排出错误时间时,控制进入s97,执行将所存储的浓缩排出错误时间更新为该新输入的浓缩排出错误时间nht的处理。然后,该子程序返回。

接着,根据图19及图20对s52所示的异常检查处理的子程序进行说明。首先,通过步骤s105读取当前时刻的各传感器的值并加以存储。具体而言,将液位传感器ls1的值存储为ls1,将液位传感器ls2的值存储为ls2,将液位传感器ls3的值存储为ls3,将流量计fl1的值存储为f1,将流量计fl2的值存储为f2,将流量计fl3的值存储为f3,将光电传感器25的值存储为ps,将温度传感器26的值存储为t,将压力传感器ps1的值存储为ps1,将压力传感器ps2的值存储为ps2。

接着,通过s106判定过滤装置当前进行的工序是否为浓缩工序。当并非浓缩工序时,该子程序返回,但是,当是浓缩工序时,控制进入s107,判定流量计fl2的值f2是否小于处理流量降低值sr。当该判定结果为“是”时,通过s108使处理流量降低错误标志变为开。另一方面,当s107的判定结果为“否”时,通过s109执行使处理流量降低错误标志变为关的处理。接着,控制进入s110,判定流量计fl1的值f1是否超过循环流量的上限jru。当超过时,通过s111使运转流量上限错误标志变为开。然后,控制进入s116。另一方面,当通过s110判定为未超过时,控制进入s112,使运转流量上限错误标志变为关之后,控制进入s113。在s113中,判定流量计fl1的值f1是否小于循环流量的下限jrl。当小于时,通过s114使运转流量下限错误标志变为开,另一方面,当通过s113判定为“否”时,通过s115执行使运转流量下限错误标志变为关的控制。

在s116中,判定压力传感器ps1的值ps1是否超过压力的上限pu。当超过时,通过s117执行使运转压力上限错误标志变为开的处理后,进入s112。另一方面,当ps1未超过pu时,通过s118执行使运转压力上限错误标志变为关的处理。接着,通过s119判定压力传感器ps1的值ps1是否低于压力的下限pl。当低于时,通过s120使运转压力下限错误标志变为开。另一方面,当不低于时,通过s121使运转压力下限错误标志变为关。

接着,控制进入s122,判定废液排水标志是否从off切换为开。该废液排出标志是用于将浓缩循环槽2内的浓缩液排出至浓缩液中转槽3的标志,通过后述的s127变为开,通过后述的s129切换为off。另外,在浓缩次数(补充次数)达到输入设定的浓缩次数nk(参照s61)的情况下,当批处理次数未达到vc时,通过后述的s167使废液排出标志变为开。在s122中,仅在该废液排出标志从off切换为开的瞬间判断为“是”。当通过s122判断为“是”时,控制进入s123,执行设置废液排出计时器hht的处理。另外,在通过s124执行了打开电动阀mv7的控制之后,控制进入s131。

当通过s122判定为“否”时,控制进入s125,判定废液排出标志是否变为开。当未变为开时进入s130,在执行了清除废液排出计时器hht,并且使电动阀mv7变为关闭状态的控制之后进入s131。

另一方面,当通过s125判定为废液排出标志为开时,控制进入s126,判定废液排出计时器hht是否超过浓缩排出错误时间nht。当超过时,通过s127执行了使废液排出标志变为开的控制后,控制进入s128。当废液排出计时器hht并未超过浓缩排出错误时间nht时,控制进入s128,判定液位传感器ls1是否为排出完成液位(ll1)。当未达到排出完成液位时,控制进入s131,但在达到排出完成液位时,控制进入s129,执行将废液排出标志切换为off的控制后,控制进入s131。

在s131中,判定液位传感器ls3的值是否超过满水异常液位hh2。当超过时,控制进入s132,在执行了使排出p错误标志变为开,并且使浓缩液中转槽满水错误标志变为开的处理后进入s134。

另一方面,当通过s131判定为“否”时,控制进入s133,执行使废液p错误标志变为关,并且使浓缩液中转槽满水错误标志变为关的控制。接着,控制进入s134。

在s134中,判定液位传感器ls1的值是否超过满水异常液位hh1。当超过时,控制进入s135,执行使浓缩循环槽满水错误标志变为开的控制。另一方面,当ls1的值未超过hh1时,控制进入s136,执行使浓缩循环槽满水错误标志变为关的处理。接着,通过s137判定液位传感器ls2的值是否超过膜清洗槽8的满水水位ml。当超过时,控制进入s138,执行使膜清洗槽满水错误标志变为开的处理后,控制进入s143。另一方面,当ls2未超过满水水位ml时,控制进入s139,执行使膜清洗槽满水错误标志变为关的控制。

接着,控制进入s140,判定液位传感器ls2的值是否低于膜清洗槽8的缺水液位kl。当低于时,控制进入s141,执行使膜清洗槽缺水错误标志变为开的处理。另一方面,当ls2的值不低于缺水液位kl时,控制进入s142,执行使膜清洗槽缺水错误标志变为关的控制。接着,通过s143判定是否有任意一个错误标志变为开,当有任意一个错误标志变为开时,通过s144执行紧急停止的控制。

接着,根据图21中的(a)对s53所示的流路切换处理的子程序进行说明。通过s150执行将原液供给至浓缩循环槽中的原液补给工序处理。接着,通过s151执行对储存在浓缩循环槽2中的原液进行过滤而浓缩的浓缩工序处理。接着,通过s152执行冲水工序处理。接着,通过s153执行使用储存在膜清洗槽8中的清洗液清洗管式膜分离装置10的uf膜管15的清洗工序。接着,通过s154执行将储存在浓缩循环槽2中的浓缩液排出的浓缩液排出工序处理。

接着,根据图21中的(b)对s150所示的原液补给工序处理的子程序的流程图进行说明。通过s160判定表示过滤处理装置正在工作中的工作标志是否变为开。工作标志在过滤处理装置的电源接通的状态下由操作人员对工作开始开关执行接通操作时变为“否”,在s168中变为关。当工作标志未变为开时,该子程序返回。当工作标志变为开时,控制进入s161,判定液位传感器ls1的值是否变为浓缩循环槽2的排出完成液位ll1以下。当未变为ll1以下时,控制进入s162,判定液位传感器ls1的值是否变为运转停止液位l1。当未变为l1时,该子程序返回。

当在浓缩循环槽2内的浓缩液被排出的状态下执行了该原液补给工序处理时,由于液位传感器ls1的值变为排出完成液位ll1以下,因此,控制进入s169,执行向ph调整控制板22发送仅补给初始补给量的原液的原液供给信号的处理。该“初始补给量”是指在浓缩液被排出的状态的浓缩循环槽2内原液达到运转开始液位h1的补给量。

当在浓缩工序进行而使浓缩循环槽2内的浓缩液被过滤而变浓,且体积减少至运转停止液位l1的状态下执行了该原液补给工序处理时,通过s162判断为“是”,控制进入s163,判定浓缩次数计数器是否变为nk。该浓缩次数计数器是对于向浓缩循环槽2内补充原液的补充次数进行计数的计数器。另外,nk是指通过s60预先输入设定的浓缩次数(补充次数)。当当前时刻的浓缩次数(补充次数)尚未达到预先输入设定的浓缩次数nk时,控制进入s164,执行向ph调整控制板22发送补给原液至浓缩循环槽2中的运转开始液位h1为止的原液供给信号的处理。由此,在s30中判定为“是”,并通过s31向浓缩循环槽2供给原液从而补充原液。

在进行该原液的补充期间,装置控制板微机63控制循环泵33停止。由此,停止向管式膜分离装置10供给原液(浓缩液)。在该循环泵33停止时,有时会在循环泵33中产生原液(浓缩液)的倒流。在产生倒流时,多个管式膜分离装置10中位于上方的管式膜分离装置10内的uf膜管15变为负压,产生处理水倒流而使uf膜管15压扁成为扁平形状的不良情况。为了防止该不良情况,在循环泵33停止期间,装置控制板微机63控制电动阀mv8打开。于是,管式膜分离装置10内的uf膜管15成为与浓缩循环槽2的上部连通的状态。储存在浓缩循环槽2中的原液(浓缩液)的液面与浓缩循环槽2的顶板部分之间的空间与外部气体连通。由此,管式膜分离装置10内的uf膜管15成为与外部气体连通的状态,能够避免uf膜管15变为负压,从而能够防止uf膜管15被压扁成为扁平形状的不良情况。接着,控制进入s165,执行将浓缩次数计数器增加1并更新的处理。

另一方面,当通过s163判定为当前时刻的浓缩次数计数器已达到nk时,控制进入s166,判定批处理次数计数器是否达到了vc。该vc是指通过s62预先输入设定的批处理次数。当当前时刻的批处理次数尚未达到vc时,控制进入s167,执行使用于排出浓缩循环槽2内的浓缩液的废液排出标志变为开的处理。另一方面,当当前时刻的批处理次数达到了vc时,控制进入s168,执行将工作标志切换为off的处理。

如上所述,在本实施方式中,每当随着原液浓缩的进行而使浓缩循环槽2内的原液减少并达到规定量(l1液位)时,便补充原液,但是,也可以取而代之在进行浓缩的同时始终少量地向浓缩循环槽2供给原液。在前者的补充方式的情况下,由于随着浓缩的进行而浓缩液的温度逐渐升高,因此,具有提高过滤性能的优点,另一方面,在补充时会因为使循环泵33停止而产生运转停止的不良情况。在后者的始终供给方式的情况下,浓缩液的温度不怎么升高,从而无法期待过滤性能的提高,另一方面,具有补充时不会产生运转停止的优点。

接着,根据图22中的(a)对s151所示的浓缩工序处理的子程序的流程图进行说明。通过s175执行工序切换处理。接着,通过s176执行切换三通阀等的流量的浓缩工序流量控制处理。

接着,根据图22中的(b)对s175所示的工序切换处理的子程序的流程图进行说明。通过s180判定清洗工序标志是否变为开。该清洗工序标志是表示清洗工序正在执行中的标志。当清洗工序标志变为开时,该子程序返回。当清洗工序标志未变为开时,控制进入s181,判定冲水工序标志是否变为开。该冲水工序标志是表示冲水工序正在执行中的标志。当冲水工序标志未变为开时,控制进入s184,判定浓缩工序标志是否变为开。该浓缩工序标志是表示浓缩工序正在执行中的标志。当浓缩工序标志未变为开时,控制进入s185,判定液位传感器ls1的值是否已达到浓缩循环槽2中的运转开始液位h1。当未达到时,该子程序返回,但在补给原液而使液位传感器ls1的值达到运转开始液位h1时,控制进入s186,执行使浓缩工序标志变为开的处理。

当浓缩工序标志变为开时,通过s184判断为“是”,控制进入s182,判断是否经过了1单位浓缩时间。该1单位浓缩时间是指从浓缩工序开始至浓缩工序1(参照图1)和浓缩工序2(参照图10)重复多次后,为了转移至冲水工序(参照图11)而结束该浓缩工序为止的时间。预先以能够调整为所希望的时间的方式输入设定该1单位浓缩时间。当浓缩工序开始后尚未经过1单位浓缩时间时,控制进入s183,判定是否经过了反向运转时间。该反向运转时间是指从浓缩工序1开始至为了开始浓缩工序2而使该浓缩工序1结束为止的时间、以及从浓缩工序2开始至为了转移至浓缩工序1而使该浓缩工序2结束为止的时间。该反向运转时间是通过s72预先输入设定的反向运转时间。

当尚未经过反向运转时间时,该子程序返回。另一方面,在经过了反向运转时间的阶段,通过s183判断为“是”,控制进入s187,判定反向标志是否为开。该反向标志是表示使浓缩液或清洗液相对于管式膜分离装置10反向流动的标志。当当前时刻反向流动时,反向标志变为开,因而通过s187判断为“是”,控制进入到s188,执行使反向标志变为关的处理。另一方面,当反向标志为off时,控制进入s192,执行使反向标志变为开的处理。然后,该子程序返回。

在经过了1单位浓缩时间的阶段,通过s182判断为“是”,控制进入到s189,判定浓缩次数计数器是否达到了nk。当朝向浓缩循环槽2的原液的补充次数已达到预先输入设定的浓缩次数nk时,控制进入s190,执行使浓缩工序标志变为关的处理。另一方面,当浓缩次数计数器尚未达到nk时,控制进入s191,执行使浓缩工序标志变为关,并且使冲水工序标志变为开的处理。

由此,通过s181判断为“是”,工序切换处理的子程序返回。另外,当清洗工序标志变为开时,该工序切换处理的子程序也返回。

接着,根据图22中的(c)对s176所示的浓缩工序流路控制处理的子程序进行说明。通过s195判定浓缩工序标志是否变为开。当未变为开时,该子程序返回。当变为开时,控制进入s196,判定反向标志是否变为关。当反向标志变为关时,控制进入s197,在进行了打开电动阀mv1,将电动阀mv3切换为b→c的流路,将电动阀mv4切换为c→a的流路,将电动阀mv9切换为c→b的流路,并关闭电动阀mv2的控制之后,该子程序返回。通过该s197的控制,浓缩液(原液)如图1所示正向流动,从而执行浓缩工序1。

另一方面,当反向标志变为开时,通过s196判断为“否”,控制进入s198,进行打开电动阀mv1,将电动阀mv3切换为c→a的流路,将电动阀mv4切换为b→c的流路,将电动阀mv9切换为c→b的流路,并关闭电动阀mv2的控制。由此,浓缩液(原液)如图10所示反向流动,从而执行浓缩工序2。

接着,根据图23中的(a)对s152所示的冲水工序处理的子程序的流程图进行说明。通过s205执行工序切换处理,通过s206执行冲水工序流路控制处理。

接着,根据图23中的(b)对s205所示的工序切换处理的子程序的流程图进行说明。通过s210判定冲水工序标志是否变为开。当冲水工序标志未变为开时,在该子程序返回,而当变为开时,控制进入s211,判定是否经过了冲水时间。该冲水时间是指通过s70预先输入设定的冲水时间。在冲水工序进行并仅执行了该冲水时间的冲水处理的阶段,通过s211判断为“是”,控制进入s212,执行使冲水工序标志变为关,并且将清洗工序标志切换为开的控制。

接着,根据图23中的(c)对s206所示的冲水工序流路控制处理的子程序的流程图进行说明。通过s215判定冲水工序标志是否变为开。当冲水工序标志为off时,该子程序返回,而当冲水工序标志变为开时,控制进入s216,判定反向标志是否变为开。当在冲水工序之前执行的浓缩工序中执行了使原液(浓缩液)反向流动的浓缩工序2时,通过s216判断为“是”,控制进入s217,进行关闭电动阀mv1,打开电动阀mv2,将电动阀mv3切换为b→c的流路,将电动阀mv4切换为c→a的流路,将电动阀mv9切换为c→b的流路的控制。由此,成为如图11所示清洗水正向流动而进行冲水的状态。

另一方面,当在冲水工序之前执行的浓缩工序是使原液(浓缩液)正向流动的浓缩工序1时,由于反向标志变为关,因而通过s216判断为“否”,控制进入s218,进行关闭电动阀mv1,打开电动阀mv2,将电动阀mv3切换为c→a的流路,将电动阀mv4切换为b→c的流路,将电动阀mv9切换为c→b的流路的控制。

由此,当在冲水工序之前执行的浓缩工序是使浓缩液反向流动的浓缩工序2时,在接下来执行的冲水工序中,进行使清洗液正向流动的流路控制(s217),成为将被保持于管式膜分离装置10的一端侧的阻挡机构18上的海绵球冲至uf膜管15内,从而在利用海绵球17清洗uf膜管15内的同时执行冲水的状态。另外,当在冲水工序之前执行的浓缩工序是使原液(浓缩液)正向流动的浓缩工序1时,由于反向标志变为关,因而执行使清洗液相对于管式膜分离装置10反向流动的冲水(s218),将被保持于管式膜分离装置10的另一端侧的阻挡机构18上的海绵球17冲至uf膜管15内,从而在清洗uf膜管15内的同时执行冲水。

接着,根据图24中的(a)对s153所示的清洗工序处理的子程序的流程图进行说明。通过s225执行工序切换处理,通过s226执行清洗工序流路控制处理。

接着,根据图24中的(b)对s225所示的工序切换处理的子程序的流程图进行说明。通过s230判定清洗工序标志是否变为开。当未变为开时,该子程序返回。当清洗工序标志变为开时,控制进入s231,判定是否经过了1单位清洗时间。该1单位清洗时间是指将清洗工序1(参照图12)和清洗工序2(参照图13)执行多次并结束该清洗工序为止的时间。预先以能够调整为所希望的时间的方式输入设定该1单位清洗时间。当清洗工序开始后尚未经过1单位清洗时间时,通过s231判断为“否”,控制进入s234,判定是否经过了反向运转时间。该反向运转时间是通过s72预先输入设定的反向运转时间。当尚未经过反向运转时间时,该子程序返回,而在经过了反向运转时间的阶段,控制进入s235,判定反向标志是否变为开。当反向标志变为开时,通过s236进行将反向标志切换为off的控制,当反向标志未变为开时,通过s237进行将反向标志切换为开的控制。

接着,根据图24中的(c)对s226所示的清洗工序流路控制处理的子程序进行说明。通过s240判定清洗工序标志是否变为开。当未变为开时,该子程序返回。当清洗工序标志变为开时,控制进入s241,判定反向标志是否变为关。由于该反向标志在上述冲水工序中未被切换(参照图23),因此,浓缩工序结束时的反向标志在清洗工序中保持不变,并通过s241进行判定。由此,在清洗工序开始时,进行使清洗液朝向与浓缩工序结束时所执行的原液(浓缩液)的流动方向相同的方向流动的控制。在还原的情况下,进行使清洗液朝向与冲水工序中执行的清洗液的流动方向相反的方向流动而开始清洗的控制。具体而言,当反向标志为开时,控制进入s243,进行关闭电动阀mv1,将电动阀mv3切换为c→a的流路,打开电动阀mv2,将电动阀mv4切换为b→c的流路,将电动阀mv9切换为c→a的流路的控制。由此,如图13所示,执行相对于管式膜分离装置10使清洗液反向流动的清洗工序2。

另外,当反向标志为off时,控制进入s242,进行关闭电动阀mv1,将电动阀mv3切换为b→c的流路,打开电动阀mv2,将电动阀mv4切换为c→a的流路,将电动阀mv9切换为c→a的流路的控制。由此,如图12所示,成为相对于管式膜分离装置10使清洗液正向流动而进行清洗的状态。然后,由于经过了反向运转时间而使反向标志被切换(s234~s237),因而将清洗工序从清洗工序1切换为清洗工序2、或者从清洗工序2切换为清洗工序1。

接着,根据图25中的(a)对s154所示的浓缩液排出工序处理的子程序的流程图进行说明。通过s250判定废液排出标志是否变为开。当未变为开时,该子程序返回,而当变为开时,控制进入s251,进行打开电动阀mv7的控制。由此,储存在浓缩循环槽2中的浓缩液经由电动阀mv7排出至浓缩液中转槽3。接着,通过s252判定液位传感器ls1的值是否变为浓缩循环槽2中的排出完成液位ll1。当尚未变为ll1时,该子程序返回,而在变为ll1的阶段,通过s252判断为“是”,控制进入s253,使废液排出标志变为关,并在通过s254执行了将批处理次数计数器增加1并更新的处理后,该子程序返回。

接着,根据图25中的(b)对s54所示的监视器显示处理的子程序的流程图进行说明。通过s260判定是否进行了监视器显示操作,当未进行时,该子程序返回。当操作人员操作输入操作部64输入了进行监视器显示的操作时,通过s260判断为“是”,控制进入s261,执行将作为显示对象的各种显示项目显示在显示部65中的菜单显示。当看到该菜单显示的操作人员通过输入操作部64选择了想要显示的菜单时,通过s262判断为“是”,控制进入s263,将该选择的项目显示在显示部65中。

作为监视器显示的具体例,例如将自动清洗时间、冲水时间、反向运转时间、废液排出时间、浓缩循环槽2中的满水异常液位hh1、运转开始液位h1、运转停止液位l1、排出完成液位ll1、当前水位、浓缩液中转槽3中的满水异常液位hh2、关闭mv7的液位h1、使浓缩液输送泵31开始运转的液位l2、使浓缩液输送泵31停止的液位ll2、当前水位、以及浓缩次数(补充次数)、批处理次数等的输入的各种运转设定值进行监视器显示。进而,也可以进行与变为开的各种错误标志对应的错误显示。

接着,根据图26至图28对利用基于人工智能的机械学习来进行最佳的过滤控制的实施方式进行说明。参照图26,多个过滤处理装置的装置控制板23分别经由互联网60与人工智能服务器55连接。过滤处理装置运转期间产生的各种数据从各装置控制板23发送至人工智能服务器55,人工智能服务器55根据该发送来的各种数据进行机械学习,并向各装置控制板23返回反映了该学习结果的控制指令。人工智能服务器55也可以将这样的服务作为云服务来执行。该人工智能服务器55使用诺依曼型的常规计算机,但也可以使用神经网络处理器(nnp)。nnp的芯片上搭载有多个将真正的神经元作为模型的“人造神经元”,各神经元通过网络分别协作。另外,也可以使用采用了“量子退火方式”的量子计算机。由此,能够大幅缩短机械学习中的最佳计算所需的时间。此外,“人工智能”是包括软件代理的广义概念。进而,也可以与深度学习组合进行后述的机械学习。

人工智能服务器55上连接有学习数据库56和装置控制板数据库57。在学习数据库56中,按照各种过滤环境分别存储有相当于强化学习中的环境的各种过滤环境、表示该过滤环境的状态的状态数据s、以及作为人工智能服务器55相对于该过滤环境而进行的行为的行为数据a。

作为过滤环境,例如根据来自食品工厂的废液、来自机械磨削工厂的废液、来自石油化学设备工厂的废液、来自药品工厂的废液等的过滤对象废液的种类进行分类。另外,即使是例如过滤来自食品工厂的废液的过滤环境,也可以按照作为对象的食品的种类进一步细分化而对过滤环境进行分类。另外,若人工智能按照分类后的过滤环境将废液的成分作为知识加以存储,则能够提供更为有益的服务。

状态数据s是用于根据从各装置控制板23发送来的数据来确定当前时刻的过滤环境中的状态的数据。例如,液位传感器ls1的值从运转开始液位h1降低至运转停止液位l1所需的时间、基于变为开的错误标志的数据的错误信息等。液位传感器ls1从h1降低至l1的时间越短,则浓缩循环槽2内的浓缩液越被高效地浓缩,该时间越短,则越向人工智能服务器55的强化学习用代理引擎56提供更高的报酬r。另一方面,根据产生的错误信息,错误的产生频率越低,则越向强化学习用代理引擎56提供更高的报酬r。

各装置控制板23将液位传感器ls1从h1降低至l1所需的时间经由互联网60发送至人工智能服务器55。另外,装置控制板23将上述各错误标志中变为开的错误标志的数据经由互联网60发送至人工智能服务器55。

作为人工智能服务器55向对应的装置控制板23发出指令的行为数据a,例如为浓缩次数(补充次数)nk、自动清洗时间、反向运转时间、热交换运转温度、浓缩液循环流量、清洗液循环流量、浓缩压力等。

在装置控制板数据库57中,与分配给各装置控制板23的控制板id相对应地记录有该装置控制板23进行当前过滤处理的过滤环境。

接着,根据图27中的(a)对人工智能服务器55的控制电路进行说明。人工智能服务器55设置有作为控制中枢的cpu161、存储控制程序或控制用数据的rom163、以及作为cpu161的工作区发挥作用的ram162。另外,设置有用于传送数据用控制信号的总线164、和用于与外部装置进行数据的收发的接口部165。首先,设置有用于经由互联网60收发信号或数据的通信部166、用于向操作人员显示各种信息的显示部167、以及用于由操作人员对人工智能服务器55进行输入操作的输入操作部168等。

接着,根据图27中的(b)对强化学习的基本原理进行说明。存储在人工智能服务器55中的强化学习用代理引擎56与过滤环境s进行信息的交换。过滤环境s能够利用离散状态的集合s={s|s∈s}而模型化。当强化学习用代理引擎56相对于这样的环境s进行行为a时,得到与其对应的报酬r。机器学习用代理引擎56获取过滤环境s的状态s的数据,根据该状态s确定行为a,并相对于过滤环境s执行该行为a。

对这样的人工智能服务器55的控制程序进行说明。图27中的(c)示出了人工智能服务器的主程序。通过s270执行过滤环境分类处理。接着,通过s271执行强化学习处理。过滤环境分类处理是确定执行当前过滤处理的过滤处理装置属于哪种过滤环境的处理。

具体参照图28中的(a)进行说明。通过s275判定是否从装置控制板23发送来过滤环境确定数据。该过滤环境确定数据例如为确定食品工厂废液、药品工厂废液等的过滤对象废液的数据,可以考虑由操作人员通过输入操作部64手动输入并发送至人工智能服务器55。当接收到过滤环境确定数据时,控制进入s276,判定已经存储在学习数据库56中的过滤环境中是否存在对应的过滤环境。当存在对应的过滤环境时,控制进入s279,执行与发送来的装置控制板的id相对应地存储对应的过滤环境的处理。接着,通过s280执行从学习数据库56找出与过滤环境对应的行为数据a并返回给装置控制板23的处理。在接收到该行为数据a的装置控制板23中,按照接收到的行为数据a(例如浓缩次数、自动清洗时间、反向运转时间等)控制过滤处理装置。作为该控制结果的状态数据s再次经由互联网60发送至人工智能服务器55。

另一方面,当从装置控制板23发送来的过滤环境确定数据与存储在学习数据库56中的过滤环境不符时,控制进入s281,执行作成新的过滤环境并与装置控制板的id相对应地存储在装置控制板数据库57中的处理。接着,进入s282,执行向装置控制板23请求行为数据a的初始值的处理。接收到该请求的装置控制板23将该请求显示在显示部65中,看到该请求的操作人员从输入操作部64输入认为适于过滤环境的行为数据a并经由互联网60发送至人工智能服务器50。

接收到该行为数据a的人工智能服务器55通过s277判断为“是”,并通过s278执行将该新的过滤环境和行为数据a的初始值存储至学习数据库56中的处理。

此外,也可以在人工智能服务器55侧类推设定相对于新的过滤环境的行为数据a的初始值。此时,从输入操作部64输入新过滤的过滤对象液的大致成分等,并经由互联网60发送至人工智能服务器55。在接收到该大致成分等的人工智能服务器55中,根据已经存储在学习数据库56中的每个过滤环境的过滤对象液(废液)的成分来决定行为数据a的初始值。这也可以使用例如监督学习中的回归的方法。回归是求出从输入预测的妥当的输出值的算法。为了针对未知数据求出妥当的输出值,考虑根据存在输入数据的函数来输出目标,求出该函数的问题是回归问题。

接着,根据图28中的(b)对s271所示的强化学习处理的子程序的流程图进行说明。通过s283判定是否接收到状态数据s。当未接收到时,该子程序返回。

装置控制板23将状态数据s和自己的控制板id经由互联网60发送至人工智能服务器55。当接收到该状态数据s时,控制进入s284,执行如下处理:检索装置控制板数据库57,找出与接收到的控制板id对应的过滤环境,并检索学习数据库56,更新与该过滤环境对应的状态数据s。该更新可以考虑多种方法。首先考虑到的方法是作为状态数据s整体的平均进行更新的方法。例如,在将发送来作为过滤环境a的状态数据s的装置控制板23的数量设为n,将本次新发送来的状态数据设为ss时,更新后的状态数据成为(s×n+ss)/(n+1)。

其次考虑到的方法是准备上述作为整体的平均和新发送来的装置控制板23固有的状态数据这两种,并利用分别乘以权重后的数据的方法。作为整体的平均状态数据可以通过前述的数式算出。另外,固有状态数据是将按控制板id发送来的状态数据进行合计而得到的数据。在将整体平均状态数据设为sz,将固有状态数据设为sk,将整体平均状态数据的权重设为wg,将固有状态数据的权重设为wd的情况下,人工智能服务器55相对于该固有的装置控制板23算出行为数据a时,作为状态数据而使用w1×sz+w2×sk。其中,w1+w2=1。

这样,能够将还加入了各过滤处理装置固有的状态数据的具体的具有妥当性的行为数据a反馈给各装置控制板23。

在更新了状态数据s之后,控制进入到s285,执行计算报酬r的处理。通过s283接收到的状态数据s是作为将上一次的行为数据a反馈给装置控制板23的结果而从装置控制板23发送来的数据,根据作为该结果数据的状态数据s计算报酬r。例如,若液位传感器ls1从运转开始液位h1降低至运转停止液位l1所需的时间缩短,则计算出的报酬r高,另外,产生的错误越少,则算出的报酬r越高。

接着,通过s286执行设定为q(a)=ra,并算出q值最高的行为a的处理。在将行为a的价值定义为q(a),通过学习过程得到正确的q(a)的值(以下称为q值)时,将q值设为最大的行为成为学习的结果。最初,由于不知道进行行为a能够得到多少报酬,因此,针对所有的行为a将q(a)的值初始化为0。接着,依次进行可能的a,并取得此时的报酬ra。然后,针对各a设定为q(a)=ra,并求出q值最高的a。执行将存储在学习数据库56中的行为数据a更新为通过s286计算出的新的行为数据a,并将该行为数据a发送反馈至对应的装置控制板23的处理。

以上说明的实施方式中公开了如下技术方案。

(1)在日本专利特开2014-14745号公开的废水处理设备中,例如将形成有水能够通过但油分等污浊物质不能通过这样的微细孔的超滤膜形成为筒状,将工业废水压送至该筒内并使其流过该筒内,从而将水过滤并与污染物质分离。而且,在设备停止时向超滤膜中流入水进行清洗。但是,在难以确保水的地域(例如沙漠地带),难以充分确保清洗用的水,从而产生不能充分清洗这样的不良情况。另外,在自来水管完善的地区使用自来水进行清洗的情况下,会产生根据该自来水的使用费用而加上自来水管费用的不良情况。

鉴于上述实际情况而提出的过滤处理装置,使用过滤膜(例如uf膜管15)以错流方式对过滤对象液进行过滤,从而分离为已处理液和浓缩液,其具备:

过滤处理部(例如管式膜分离装置10),用于使过滤对象液沿着所述过滤膜流动而进行过滤;

清洗单元(例如膜清洗槽8、装置控制板23、三通阀36、37、38、阻挡机构18、海绵球17),用于清洗通过过滤处理而附着于所述过滤膜上的附着物;以及

已处理液储存槽(例如膜清洗槽8),用于回收并储存所述已处理液;

所述清洗单元包括用于使清洗用液体沿着所述过滤膜流动的清洗用液体错流单元(例如膜清洗槽8、图24中的(a)的工序切换处理、图24中的(b)的清洗工序流路切换处理);

所述清洗用液体错流单元具有用于将储存于所述已处理液储存槽中的已处理液用作所述清洗用液体的已处理液使用单元(例如s79、电动阀mv6)。

通过这样的构成,能够有效利用通过过滤产生的处理液来清洗附着于过滤膜上的附着物。

(2)在日本专利特开2014-14745号公开的废水处理设备中,设置有储存水(或清洗液)的清洗液罐,并在设备停止时向超滤膜中流入水(或清洗液)而进行清洗。通过该超滤膜的清洗液再次返回清洗液罐。

但是,在清洗开始时,超滤膜内还残留有工业废水,该工业废水被水(或清洗液)冲出并返回清洗液罐。由此,存在清洗液罐内的水(或清洗液)中混有工业废水而变为被污染的水(或清洗液)的缺点。

为了消除这样的缺点,在不使清洗开始时被冲出的工业废水返回清洗液罐而废弃的情况下,产生废弃费用变高的不良情况。即,在废弃工业废弃物时,确定与该废弃物的种类和废弃量相应的费用,若废弃量增加,则废弃费用也增加。

鉴于上述实际情况而提出的过滤处理装置,使用过滤膜(例如uf膜管15)以错流方式对过滤对象液进行过滤,从而分离为已处理液和浓缩液,其具备:

浓缩循环槽(例如浓缩循环槽2),用于储存所述过滤对象液,并且接收并储存将该过滤对象液供给至所述过滤膜进行过滤后的浓缩液;

过滤处理部(例如管式膜分离装置10),用于使过滤对象液沿着所述过滤膜流动而进行过滤;

清洗单元(例如膜清洗槽8、装置控制板23、三通阀36、37、38、阻挡机构18、海绵球17),用于使用清洗用液体清洗通过过滤处理而附着于所述过滤膜上的附着物;

工序切换单元(例如图22中的(b)的工序切换处理、图23中的(b)的工序切换处理),用于从通过所述过滤处理部对过滤对象液进行过滤的过滤工序(例如图1和图10)切换为使所述清洗用液体流动而清洗所述过滤膜的清洗工序(例如图12和图13);

冲流单元(例如图23中的(c)的冲水工序流路控制处理),用于在从所述过滤工序切换至所述清洗工序时,使用所述清洗用液体冲出残留的过滤对象液体;以及

过滤对象液返回单元(例如s217、s218、电动阀mv3、mv4、mv9),使通过所述冲流单元冲出的过滤对象液返回所述浓缩循环槽。

根据这样的构成,通过冲流单元冲出的过滤对象液返回至浓缩循环槽中而能够进一步浓缩,从而能够尽量减少过滤对象液的废弃量。

另外,还可以具备用于变更设定所述冲流单元的冲流时间的冲流时间设定单元(例如s70、s71)。

进而,还具备储存所述清洗用液体的清洗液储存槽(例如膜清洗槽8);

所述清洗单元在所述冲流单元的冲流结束后执行的所述清洗工序中,使所述过滤膜清洗后的清洗用液体返回至所述清洗液储存槽中(例如s242、s243、电动阀mv9)。

(3)在使用过滤膜以错流方式对过滤对象液进行过滤而分离为已处理液和浓缩液的过滤处理装置中,经过各种工序进行过滤。

本实用新型的目的在于,提供一种能够自动切换为了进行良好的过滤处理所需的各工序,从而尽量节省人工操作的过滤处理装置。

鉴于上述实际情况而提出的过滤处理装置,使用设置于过滤膜单元(例如管式膜分离装置10)内的过滤膜(例如uf膜管15)以错流方式对过滤对象液进行过滤,从而分离为已处理液和浓缩液;其具备:

浓缩返回单元(例如s197、s198、电动阀mv1、mv2、mv3、mv4、mv9),执行使通过将储存在浓缩循环槽(例如浓缩循环槽2)中的过滤对象液供给至所述过滤膜单元中,并利用所述过滤膜进行过滤而分离出的浓缩液返回至浓缩循环槽中的浓缩返回工序;

冲流单元(例如图23中的(c)的冲水工序流路控制处理),执行将清洗用液体供给至所述过滤膜单元中,从而冲出该过滤膜单元内残留的过滤对象液并使其返回至所述浓缩循环槽中的冲流工序;

清洗单元(例如膜清洗槽8、装置控制板23、三通阀36、37、38、阻挡机构18、海绵球17),执行利用清洗用液体清洗附着于所述过滤膜上的附着物的清洗工序;以及

工序切换控制单元(例如图21中的(a)的流路切换处理),执行自动切换按照所述浓缩返回工序、所述冲流工序、所述清洗工序的顺序执行的工序的工序切换控制;

所述工序切换控制单元在所述清洗工序结束后再次返回所述浓缩返回工序,从而反复执行所述工序切换控制(例如s231~s233)。

(4)在日本专利特开2014-14745号公开的废水处理设备中,在设备停止时向超滤膜中流入水而进行清洗。但是,存在难以进行适于过滤对象液的种类的过滤处理这一缺点。

鉴于上述实际情况而提出的过滤处理装置,使用过滤膜(例如uf膜管15)以错流方式对过滤对象液进行过滤,从而分离为已处理液和浓缩液,其具备:

过滤处理部(例如管式膜分离装置10),用于使过滤对象液沿着所述过滤膜流动而进行过滤;

清洗单元(例如膜清洗槽8、装置控制板23、三通阀36、37、38、阻挡机构18、海绵球17),用于清洗通过过滤处理而附着于所述过滤膜上的附着物;以及

机械学习单元(例如人工智能服务器55),用于进行获得适应于根据所述过滤对象液的种类分类的各过滤环境(例如图26的过滤环境a、b…)的知识的机械学习;

所述机器学习单元包括进行强化学习的强化学习单元(例如图26的(b)的强化学习处理),该强化学习是指:将能够确定通过所述过滤处理部对过滤对象液进行过滤的过滤效率的数据作为相对于所述过滤环境的状态(例如图26的状态数据s)输入,

并且将影响所述过滤效率的控制作为相对于所述过滤环境的行为(例如图26的行为数据a)输出,并反复进行所述输入和输出,从而提高所述过滤效率。

通过这样的构成,能够实现反映了强化学习的结果的过滤处理,从而能够提高过滤处理性能。

(5)在日本专利特开2014-14745号公开的废水处理设备中,向超滤膜中流入水而进行清洗。在为了使设备停止而使向超滤膜供给原液的泵停止时,有时在该泵中产生原液(浓缩液)的倒流。当产生倒流时,超滤膜变为负压。在该超滤膜由例如没有保形力的管构成的情况下,会产生因为负压而使处理水倒流,从而使超滤膜的管被压扁成为扁平形状的不良情况。

鉴于上述实际情况而提出的本实用新型的目的在于,消除在停止向过滤膜管供给过滤对象液时过滤膜管内变为负压的不良情况。

本实用新型的过滤处理装置使用过滤膜管(例如uf膜管15)对过滤对象液进行过滤,从而分离为已处理液和浓缩液;其具备:

输入单元(例如循环泵33),向所述过滤膜管输入过滤对象液;和

连通单元(例如电动阀mv8),在停止通过所述输入单元输入原液时,使所述过滤膜管内与外部空气连通。

由此,能够消除在停止向过滤膜管供给过滤对象液时过滤膜管内变为负压的不良情况。

以下记载以上所说明的实施方式的特征点和变形例等。

也可以构成为:在冲水工序中,以利用擦拭体(例如海绵球)将残留的过滤对象液和清洗用液体隔开区分的状态冲出过滤对象液。即,构成为在通过冲流单元冲出残留于过滤处理部的过滤对象液时,以利用擦拭体将残留的过滤对象液和清洗用液体隔开区分的状态冲出过滤对象液。由此,能够在尽量防止残留于过滤处理部的过滤对象液与清洗用液体混合的基础上冲出过滤对象液,从而能够有效地冲出过滤对象液。

在上述实施方式中,作为uf膜(超滤膜)的材质而使用pvdf(聚偏氟乙烯),但也可以使用除此以外的材质。另外,在上述实施方式中,作为过滤膜的一例而采用了uf膜(超滤膜),但过滤膜并不限定于此。例如,也可以是mf膜(精密过滤膜)等。另外,也可以使用ro膜(反渗透膜)、nf膜(纳滤膜)进行离子级别的分离浓缩。此外,作为膜的细孔径,ro膜的除盐率约为99%~99.8%,nf膜的除盐率约为40%~97%,uf膜的膜孔径约为0.001μm~0.01μm,mf膜的膜孔径约为0.01μm~10μm左右。

另外,在上述实施方式中,作为海绵球的材质而使用了氨基甲酸乙酯类,但并不限于此,也可以使用乙烯类、橡胶类、聚乙烯类。

在上述实施方式中,将作为设定值而输入的自动清洗时间(s67)、冲水时间(s70)、反向运转时间(s72)、热交换运转温度(s84)、处理流量降低值sr(s90)、循环流量的上限jru和下限jrl(s92)、浓缩排出错误时间nht(s96)等设为不变动的固定值。但是,也可以根据浓缩工序的进行程度(例如当前时刻的浓缩次数nk或浓缩工序的经过时间等)和/或清洗工序的进行程度等来控制这些值,以使其变动为最佳的值。在使用上述人工智能服务器55的机器学习(例如强化学习)进行这样的变动控制(动态的最佳控制)的情况下,能够尽量节省人力而实现。

也可以以能够远程监视的方式控制上述实施方式所示的过滤装置。例如,通过在设置于现场的过滤装置中内置以太网单元,并经由plc(programmablelogiccontroller、可编程逻辑控制器),从而能够实现如下动作。

a:过滤装置通过邮件发送运转记录。

b:过滤装置在发生异常时发送邮件。

c:接收到来自pc的邮件的过滤装置重置异常。

d:接收到来自pc的邮件的过滤装置开始或停止运转。

上述实施方式所示的原液输送泵27使用机械密封的泵。这是例如在泵轴贯穿壳体的部位设置有密封件,将壳体的内部与外部隔断,从而防止内部液体泄漏、或者来自外部的空气或液体侵入。也可以使用磁力泵(无密封泵的一种)来代替该机械密封的泵。该磁力泵是为了防止密封泵(sealedpumps)的轴封的机构上无论如何都无法避免的密封件漏液,不使动力传递轴从泵的外侧贯穿至内侧,而是隔着泵壳的壁利用永磁铁或电磁铁进行动力传递的泵。因此,由于不存在轴封,因而也完全不存在泄漏。这是磁体泵的特征。该无泄漏的特质带来可靠性和安全性。另外,原液输送泵27以外的泵(ph调整水泵30、碱注入泵28、酸注入泵29、循环泵33、处理水输出泵34、清洗剂注入泵32、浓缩液输送泵31)也可以使用磁力泵来代替机械密封的泵。

以上,对本实用新型的实施方式进行了详述,但本实用新型并不限定于这些实施方式,能够在不脱离本实用新型的主旨的范围内进行各种变更。

附图标记说明

1...原水槽;2...浓缩循环槽;3...浓缩液中转槽;4...浓缩储存槽;8...膜清洗槽;10...管式膜分离装置;14...壳体;15...uf膜管;17...海绵球;18...阻挡机构;19...滤网;23...装置控制板;55...人工智能服务器;56...学习数据库;108...液体出入口。

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