过滤水监视装置及过滤水监视系统 |
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| 申请号 | CN200780038976.6 | 申请日 | 2007-10-19 | 公开(公告)号 | CN101529224B | 公开(公告)日 | 2012-07-11 |
| 申请人 | 平田机工株式会社; | 发明人 | 村上正刚; 平川武则; 井芹隆史; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种过滤 水 监视装置以及过滤水监视系统，对 膜过滤 水净水系统可以一直进行监视，可以方便地对应不纯物的多寡、尺寸的不同。监视由膜过滤净水装置流出的过滤水的过滤水监视装置，其特征在于，具有图像检出装置以及/或光学检出装置，所述图像检出装置对滤水进行图像摄影并标定过滤水中所含有的流水内粒子，该过滤水是从膜过滤净水装置流出的并在设置于分支的分支过滤水管路系统的途中的过滤水观察用单元的观察槽内流过，所述光学检出装置设置于分支前或分支后的过滤水管路系统的途中。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种过滤水监视装置，用于监视由膜过滤净水装置流出的过滤水，其特征在于，具备： |
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| 说明书全文 | 过滤水监视装置及过滤水监视系统技术领域背景技术[0002] 作为用于将天然水净化为高级水的净水厂的净水设备，历来多使用将凝集沉淀池与沙过滤设备组合而成的设备。该设备具有规模大、花费建筑成本、难以自动化、不易运行及管理、凝集剂等药品添加较多、难于提高水质等问题，最近，作为代替该设备，提出并实施了各种使用了性能好的过滤膜的膜过滤净水系统。 [0003] 在这类膜过滤净水系统中，成为过滤介质的过滤膜的性能与寿命成为决定性的重要因素，从这一观点出发，期望开发优质过滤膜，以及开发简单的监视系统，该监视系统检测过滤介质的损伤、对性能劣化进行监视。 [0004] 作为过滤膜，历来开发、使用称为中空丝膜模块的材料。其为将数千根乃至数万根中空丝纤维结成一束收纳于封装箱(ケ一スハウジング)而形成模块化。此外，作为由其损伤引起的性能变差的监视系统，已经提出各种方法及装置有：通过光学传感器对空气从中空丝膜模块的外侧向内侧侵入而发生的泡进行检测的监视系统、由具备激光光源的微粒子计测器测定通过中空丝膜模块的气体中的微粒子的监视系统、使中空丝膜的二次侧为满水状态，从一次侧压送入一定的气体，在保持一定的压力后测定从中空丝膜的一次侧被押入二次侧的水量的监视系统等(例如，专利文献1～4)。 [0005] 此外，还公开了这样的结构，即在安装于水道供水系统的供水管的一部分的水质计中，具有分析上述供水管所导入的试料水的分析部以及由单一部件构成的导入部，后者具备用于向该分析部供给包含上述试料水的多种液体的多个供给流路(例如，专利文献5)。另外，还公开了在设有试料循环系统以及测定系统的粒径分布测定装置中，通过照射超声波改善以往的排水方法从而减少洗净次数以及废液的装置(例如，专利文献6、7)。 [0006] 进一步，还公开了利用由不溶性粒子引起的光散射测定不溶性粒子的量，进行判定溶解完了的方法(例如，专利文献8)。 [0007] 此外，还公开了收集来自相干光源的光束，聚焦于含有微粒子的流体的流动中，测定光束中发生的反射光的变化而计测微粒子个数的测定方法(例如，专利文献9)。此外还有用激光照射流体液体，检测来自液体中的浮游微粒子的散射光来测定粒径以及粒子数等粒子特性的液体中微粒子的测定方法(例如，专利文献10)。 [0008] 但是，膜过滤净水系统的运行需要中止一段时间再进行，不能长期连续监测。而且，在过滤水管路系统的流路内的不纯物少的情况下，或在流路内偏聚分布有不纯物的情况下，存在有不能通过图像摄影、解析的情形。并且，不是面向过滤膜的损伤检测的装置，结构也不同。而且，膜破损时，各种尺寸的微粒子混合在一起而进行图像的检测，很难确定就是膜的破断物。 [0009] 专利文献1：特开2000-342937号公报 [0010] 专利文献1：特开2004-216311号公报 [0011] 专利文献3：特开2005-013992号公报 [0012] 专利文献4：特开平10-024283号公报 [0013] 专利文献5：特许3551073号公报 [0014] 专利文献6：特开2000-155088号公报 [0015] 专利文献7：实开平6-35948号公报 [0016] 专利文献8：特开2002-82025号公报 [0017] 专利文献9：特许第3151036号公报 [0018] 专利文献10：特公平7-86457号公报 发明内容[0019] 本发明的目的在于提供一种能长时间监视膜过滤净水系统，且对应于不纯物的多少、尺寸的不同能适合地应对的过滤水监视装置以及过滤水监视系统。 [0020] 本发明是鉴于上述课题而进行的用于监视由膜过滤净水装置流出的过滤水的过滤水监视装置，其具有图像检测装置及/或光学检测装置，其中的图像检测装置对流过观察槽内的过滤水摄影，从而对过滤水中含有的不纯物进行标定，其中由膜过滤净水装置流出的过滤水流过设置于分支出的分支过滤水管路系统途中的过滤水观察用单元的该观察槽；其中的光学检测装置设置于分支前或分支后的过滤水管路系统途中。 [0021] 更具体而言，本发明可以提供下述方案。 [0022] (1)可以提供一种过滤水监视装置，用于监视由膜过滤净水装置流出的过滤水，其特征在于具有：物理检测装置、过滤水观察用单元和图像检测装置；所述物理检测装置连接于分支过滤水管路系统，所述分支过滤水管路系统是为了采集来自与所述膜过滤净水装置的出口相连接的过滤水管路系统的过滤水的一部分作为标本水而分支设置，所述物理检测装置利用或检测由流过该分支过滤水管路系统的过滤水的粒子(以下，称为流水内粒子)的行为引起变化的物理现象；所述过滤水观察用单元设置于所述分支过滤水管路系统中途且位于所述物理检测装置的下游一侧，其内部具有用于通过过滤水的流路；所述图像检测装置针对所述过滤水观察用单元的流路内流过的过滤水拍摄图像，对过滤水中含有的不纯物进行标定。 [0023] 此处，流水内粒子的行为可以包括各个单个粒子的运动，以及几个粒子集团地运动引起的集群运动。并且，由这类举动引起变化的物理现象可以包括光等电磁波的变化、电以及电化学变化、水压等机械变化。该光变化可以指，来自该粒子的发光或粒子以外的一个或一个以上光源的光，由于这些粒子引起的散射或干涉而产生的波长的变化(包括长/短变化以及/或分布的变化)以及/或强度的变化以及/或量的变化。因此，例如可以包括，检测由于流水内粒子的散射或干涉等发出的光或遮断透射光的光学检测装置或其他光学监测器。此外，在分支前或分支后的过滤水管路系统途中，含有照射光从而检测流水内粒子的散射光或遮断透射光的光学检测装置。更为具体地说，可以包括所谓的光学系粒子计数器。而且，除了光以外，还可以包含如库尔特计数器之类的电检测装置。 [0024] (2)可以提供根据上述(1)所述的过滤水监视装置，其特征在于，上述物理检测装置是使用激光的浊度计。 [0025] (3)可以提供根据上述(1)所述的过滤水监视装置，其特征在于，所述物理检测装置为使用激光的微粒计数器。 [0026] (4)可以提供根据上述(1)至(3)中任意一项所述的过滤水监视装置，其特征在于，在所述分支过滤水管路系统中，在所述物理检测装置与所述过滤水观察用单元之间设置阀门，该阀门是当所述物理检测装置检出的所述流水内的粒子超过既定量时，可以向所述过滤水观察用单元流入所述过滤水的可开关的阀门。 [0027] (5)可以提供根据上述(4)所述的过滤水监视装置，其特征在于，从所述物理检测装置检出超过既定量的所述流水内的粒子开始，经过既定时间后，所述图像检测装置标定所述流水内粒子。 [0028] (6)可以提供根据上述(1)至(5)中任意一项所述的过滤水监视装置，其特征在于，在所述分支过滤水管路系统中，在所述物理检测装置与所述过滤水观察用单元之间设置使流入所述过滤水观察用单元的所述流水内粒子的密度提高的物理浓缩设备。 [0029] (7)可以提供一种过滤水监视装置，用于监视由膜过滤净水装置流出的过滤水，其特征在于，具备过滤水观察用单元和图像检测装置；所述过滤水观察用单元连接于分支过滤水管路系统并在内部具有用于通过过滤水的流路，所述分支过滤水管路系统是为了由连接于所述膜过滤净水装置的出口的过滤水管路系统采集过滤水的一部分作为标本水而分支设置；所述图像检测装置针对所述过滤水观察用单元的流路内流过的过滤水拍摄图像，对过滤水中含有的不纯物进行标定；所述过滤水观察用单元在其流路具有用于观察过滤水的流动的观察槽，将多个所述过滤水观察用单元沿着所述分支过滤水管路系统设置成串联。 [0030] (8)可以提供一种过滤水监视装置，用于监视由膜过滤净水装置流出的过滤水，其特征在于，具备过滤水观察用单元和图像检测装置；所述过滤水观察用单元路连接于分支过滤水管路系统并在内部具有用于通过过滤水的流路，所述分支过滤水管路系统是为了由所述膜过滤净水装置的出口的过滤水管路系统采集作为标本水的过滤水的一部分而分支设置；所述图像检测装置针对所述过滤水观察用单元的流路内流过的过滤水拍摄图像，对过滤水中含有的不纯物进行标定；所述过滤水观察用单元在其流路具有用于观察过滤水的流动的观察槽，将多个所述观察槽沿着流路设置成串联。 [0031] (9)可以提供根据上述(7)或(8)所述的过滤水监视装置，其特征在于，在所述观察槽配置有具有孔的多孔质板来堵塞流路。 [0032] (10)可以提供根据上述(7)或(8)所述的过滤水监视装置，其特征在于，所述观察槽沿着流路设置有使流路横截面积减小的段差。 [0033] (11)可以提供根据上述(7)至(10)中任意一项所述的过滤水监视装置，其特征在于，所述观察槽具有多个串联和/或并联配置的、多个观察层的各自的多个多孔质板或使流路横截面积变小的段差，所述孔的尺寸或由于所述段差而变小的流路横截面积，沿着所述过滤水的流动方向逐渐变小。 [0034] (12)可以提供根据上述(7)至(11)中任意一项所述的过滤水监视装置，其特征在于，所述图像检测装置设置为可以移动，从而可以针对流入所述多个观察槽中任一观察槽的过滤水拍摄图像。 [0035] (13)可以提供根据上述(10)至(12)中任意一项所述的过滤水监视装置，其特征在于，所述过滤水观察用单元内，设置所述段差，从而可以对应于所述流水内粒子的不同密度而分离或观察流水内粒子，所述段差从侧面看去平视图为V字状。 [0036] (14)可以提供一种过滤水监视系统，具有多个膜过滤净水装置以及监视由各个膜过滤净水装置所过滤的过滤水的过滤水监视装置，，其特征在于，具有：分别连接于多个所述过滤净水装置的各出口的过滤水管路系统，分别连接于所述过滤水管路系统的、并采集来自所述过滤水管路系统的过滤水的一部分作为标本的分支过滤水管路系统，连接于各个分支过滤水管路系统之中至少一个管路系统的途中并在内部具有用于通过过滤水的流路的过滤水观察用单元，以及，针对所述过滤水观察用单元的流路内流过的过滤水拍摄图像的并对过滤水中含有的不纯物进行标定图像检测装置；所述过滤水观察用单元在其流路中具有用于观察过滤水的流动的观察槽，多个所述过滤水观察用单元沿着所述分支过滤水管路系统设置成串联。 [0037] (15)可以提供一种过滤水监视系统，具有多个膜过滤净水装置以及监视由各个膜过滤净水装置所过滤的过滤水的过滤水监视装置，其特征在于，具有：分别连接于多个所述过滤净水装置的各出口过滤水管路系统，分别连接于所述过滤水管路系统的、并采集来自所述过滤水管路系统的过滤水的一部分作为标本的分支过滤水管路系统，连接于各个分支过滤水管路系统之中至少一个管路系统的途中、并在内部具有用于通过过滤水的流路的过滤水观察用单元，针对所述过滤水观察用单元的流路内流过的过滤水拍摄图像并对过滤水中含有的不纯物进行标定的图像检测装置；所述过滤水观察用单元在其流路中具有用于观察过滤水的流动的观察槽，多个所述过滤水观察槽沿着所述分支过滤水管路系统设置成串联。 [0038] (16)可以提供一种过滤水监视系统，具有多个膜过滤净水装置以及监视由各个膜过滤净水装置所过滤的过滤水的过滤水监视装置，其特征在于，具有：分别连接于多个所述过滤净水装置的各出口的过滤水管路系统，分别连接于所述过滤水管路系统的、并采集来自所述过滤水管路系统的过滤水的一部分作为标本的分支过滤水管路系统，连接于各个分支过滤水管路系统之中至少一个管路系统的、利用并检测由于流过分支过滤水管路系统流水内的粒子的行为而变化的物理现象的物理检测装置，设置于所述分支过滤水管路系统的途中且位于所述物理检测装置的下游的、在其内部具有用于通过过滤水的流路的过滤水观察用单元，以及，针对所述过滤水观察用单元的流路内流过的过滤水拍摄图像并对过滤水中含有的不纯物进行标定的图像检测装置。 [0039] 根据本发明，例如，当流路中粒子的量为一定值以上且浊度计的值超过设定值以上时，可以开始由图像来计测粒子，图像计测也可以不持续实施。通常，浊度计计测流量较多的流路中的微粒子的量的绝对值，观察用单元的观察用平台内的流路中的图像计测是用来对粒子一个一个的状态进行微观测定。因此，如果对取自膜过滤净水装置的标本水全体进行微观测定的图像计测，不一定很有效率，可以通过宏观测定方法补偿。宏观的粒子测定，通过设定设定值可以捕捉部分偏聚于流路中的粒子。一方面，微观粒子测定，由于取样方法导致了有可能对不存在粒子的地方进行计测。那时，通过宏观粒子测定方法判断粒子存在与否，其后，通过浓缩从而增加这些粒子在标本水中所占的比率从而可以只采集一部分标本水也可进行微观粒子测定。即使微量的流水也实施微观粒子测定，由此即使在流水中粒子存在偏聚的场所或者在微量的粒子的情况下也可安定的实施图像计测。 [0040] 此外，过滤膜破损时，发生破损的过滤膜破片以及/或过滤对象物(未破损的原本的过滤膜的拦截物)作为不纯物含有在过滤水管路系统的流路中而流出。可以对于其中的一部分由分支过滤水管路系统内的观察用单元的观察槽的堰进行拦截、聚集的场所通过相机检出图像、分析从而标定不纯物。但是，在流路中同时存在破片以外的不纯物时，就难于只对破片进行标定。如果可以对破片与破片以外的不纯物由多个对应的观察用单元的观察槽分别分离、观察的话，则破片的标定就变得相对容易。 [0041] 作为破片与破片以外的不纯物的区别，有大小(尺寸)、密度、形状等，但由设置于观察用单元的观察槽的堰(段差)的大小大致决定了拦截的不纯物的大小。利用该性质，通过设置与想要拦截的大小的不纯物相匹配的尺寸的堰，图像检测变得相对容易。 [0042] 此外，在上游一侧设置具有拦截膜的破片以外的不纯物的尺寸的堰(段差)的观察单元的观察槽，在下游一侧设置具有拦截膜的破片不纯物的尺寸的堰(段差)的观察单元的观察槽的话，在上游一侧去除破片以外的不纯物而在下游一侧观察槽内只流过含有破片的流水，因而更高精度的破片的图像检出变得可能。 [0043] 通常，目的的破片的尺寸以2μm为最小，通过在上游一侧设置具有拦截这一尺寸以上的不纯物的堰(段差)的观察槽(例如，10μm、20μm)可以达到上述目的。 [0044] 此外，在由于破片的种类引起尺寸不同的情况下，通过设置多个尺寸不同的堰(段差)，按每个尺寸将破片分开，对各个尺寸的图像检出变得可能。 [0045] 进一步，破片的种类存在密度不同的情况下，可以通过在更靠近上游一侧配置拦截密度大的不纯物的堰(段差)，可以更有效的实施图像检出。 [0046] 从破片以外的滤网的破裂部分，可以对原本应该被过滤的粒子，即，异常大的粒子进行划分。此外划分可以通过过滤水监视平板的堰(段差)进行，也可通过使用多孔质板进行。因此，只要是可以进行图像观察以及可以过滤的物体就不问方式。附图说明 [0047] 图1是实施例1的过滤水监视装置与膜过滤净水装置的概略配置结构图。 [0048] 图2为图1的A部的部分扩大图，将一部分取横截面图标记所得的图。 [0049] 图3为同一过滤水监视装置的概略结构图。 [0050] 图4同一过滤水监视装置的过滤水观察用平板的观察槽的结构例。 [0051] 图5为过滤水观察用平板的分解组装图。 [0052] 图6表示过滤水观察用平板的各构成要素的详细。 [0053] 图7(a)过滤水观察用平板的组装照片，(b)表示由小球粒子所得的评价结果照片，(c)模式地表示观察槽内的段差，以及(d)模式地表示观察槽内的与(c)不同的段差。 [0054] 图8模式地表示过滤水观察用平板的自清洁机构。 [0055] 图9模式地表示实施例2的过滤水监视装置。 [0056] 图10模式地表示实施例3的过滤水监视装置。 [0057] 图11模式地表示实施例4的过滤水监视装置。 [0058] 图12模式地表示实施例5的过滤水监视装置。 [0060] 图14模式地表示其他实施例的过滤水监视系统。 [0061] 图15模式地表示再其他实施例的过滤水监视系统。 [0062] 图16模式地表示进一步其他实施例的过滤水监视系统。 [0063] 图17模式地表示其他实施例的多个观察层。 [0064] 符号说明 [0065] 1过滤水监视装置，2过滤水采集以及图像摄影部，3图像解析部(图像解析装置)，4分支过滤水管路系统，4a进管，4b出管，5流量计，6第1三通连接件，7针阀，8第2三通连接件，9脱泡装置，10过滤水观察用平板，11、12泵，13、14关闭阀，15入口一侧连接件，16观察槽，17集合槽，18出口一侧连接件，19不纯物(微生物等)，20光学器械(图像摄影装置)，21物镜，22数码相机，23段差，24多孔质板，30膜过滤净水装置，31供水管路系统， 32过滤水管路系统，32a、32b法兰，33孔板法兰，33a直管部，33b、33c法兰部，34孔板，40过滤水监视系统，102玻璃板，104树脂板，110深渊部，110a、110b、110c、110d观察槽，116小球粒子，130外循环管道，160浊度计，160a微粒子计数器，210自清洁机构。 具体实施方式[0066] 以下，基于本发明的实施例，参照附图进行详细说明。 [0067] 实施例1 [0068] 实施例1的过滤水监视装置是为了确保由用于净化包括河川、湖泊、地下水等天然水的一切水源的膜过滤净化装置所流出的过滤水的安全性，检测设置于该膜过滤水净水装置的过滤膜(过滤介质)、监视性能劣化(引起损伤或寿命缩短)而使用的装置。该过滤膜，例如，可以为中空丝膜模块，但并不仅局限于此。 [0069] 如图1所示，过滤水监视装置1具有过滤水采集及图像摄影部2、图像解析部3，该图像解析部3用于分析由上述过滤水采集及图像摄影部2所得的过滤水图像，从而标定该过滤水中所含有的不纯物。过滤水采集及图像摄影部2设置于分支过滤水管路系统4的途中。上述分支过滤水管路系统4，为了采集标本水，由连接于膜过滤净水装置30的出口的过滤水管路系统32分支设置所得。供水管路系统31为向膜过滤净水装置30供给不纯水(被过滤水)的管路。过滤水管路系统32为将膜过滤净水装置30所得的净水(过滤水)向储存及利用的地点供给的管路。此处所说的不纯物，是指未能由膜过滤净水装置30过滤的过滤对象物以及过滤膜破片等。此外，不纯物是用于目的以外的物质的总称，通常包括垃圾、沙等无机物，草木破片以及骨片等动植物破片、生物的代谢物、无论生死的微生物等有机物。 [0070] 由过滤水管路系统32分支出分支过滤水管路系统4，按照下述进行。即，如图2中扩大所示，将向膜过滤净水装置30连接的过滤水管路系统32的连接部分附近的局部切除，在此处，代替为液体密封性地连接有孔板法兰33。该孔板法兰33在短的直管部33a的两端具有一体化的法兰部33b、33c。这些法兰部33b、33c，分别通过螺丝等连接装置与法兰32a、32b一体化结合，从而组装于过滤水管路系统32，上述法兰32a、32b分别一体化形成于过滤水管路系统32的局部被切除的部分的另一端。 [0071] 在直管部33a的内部，设置有孔板34，在该孔板34的前后，过滤水管路系统32内所流过的流体(过滤水)产生压力差。而且，该孔板34上游的高压一侧连接有通向分支过滤水管路系统4的进管4a的入口端，在下游的低压一侧连接有从分支过滤水管路系统4的出管4b流出的出口端。进管4a的出口段以及出管4b的入口端连接于过滤水采集以及图像摄影部2。孔板34上游的高压一侧的过滤水，经过进管4a被导入过滤水采集以及图像摄影部2，在此处将剩下的过滤水经过出管4b被流回孔板34下游的低压一侧。如此，只需将本实施例的过滤水采集以及图像摄影部2在过滤水管路系统32的局部被切除处液体密封性连接到分支管路系统4的孔板法兰33，即可安装设置于既存的膜过滤净水装置30中，很方便。而且，也可以使用调节喷嘴(絞りノズル)来代替孔板34。在膜过滤水装置30的入口，连接有天然水的供水管路系统31。 [0072] 过滤水监视系统40由供水管路系统31、膜过滤净水装置30、过滤水管路系统32、孔板法兰33、分支过滤水管路系统4以及过滤水监视装置1所构成。膜过滤净水系统由供水管路系统31、膜过滤净水装置30、过滤水管路系统32、孔板法兰33以及分支过滤水管路系统4构成，该膜过滤净水系统可以任意为单个或多个。膜过滤净水系统为多个的情况下，可以将多个分支过滤水管路系统4分别连接于过滤水采集以及图像摄影部2，同时在各连接部设置有阀，来更换监视过滤水的膜过滤净水装置30。而且，膜过滤净水系统为多个的情况下，也可以准备与膜过滤净水系统数目相同的过滤水监视装置1，分别将过滤水监视装置1连接于各分支过滤水管路系统4。 [0073] 图3表示本实施例1的过滤水监视装置1的详细结构。在孔板法兰33的上游一侧，采集过滤水的一部分作为标本水，经过分支过滤水管路系统4的进管4a，导入到过滤水监视装置1的过滤水采集以及图像摄影部2。过滤水采集以及图像摄影部2，主要由过滤水观察用平板10以及光学器械20构成。在过滤水采集以及图像摄影部2的内部，标本水的所需量，被分支进第1三通连接件6，经过管路6a、针阀7，被导入到第2三通连接件8。在第2三通连接件8中，标本水被进一步分支，经过管路8a，被导入到设置于管路8a的途中的过滤水观察用平板(过滤水观察单元)10。管路8a的，过滤水观察用平板10的入口一侧与出口一侧的管路中，分别设置有泵11、12。泵11只承担到此为止的伴随过滤水的流动引起的压力损失以及由泵11至泵12伴随过滤水的流动引起的压力损失，因此泵11的输出可以相对较小，从而可以使过滤水观察用平板10内部的过滤水的压力上升控制为较低，在过滤水观察用平板10内部不会施加有过分的压力。这对于过滤水观察用平板10是由2块平板玻璃粘结形成的情形尤其有利。在此，对于1个过滤水观察用平板10进行了举例说明，也可将2个以上的过滤水观察用平板10沿着分支过滤水管路系统4配置、连接成串联，由1个以上的过滤水观察用平板10构成过滤水观察用单元。 [0074] 在第1三通连接件6中，未流向过滤水观察用平板10、即管路6a方向的剩余过滤水(剩下的标本水)，经过出管4b流回孔板法兰33的孔板34的下游的低压侧。剩余过滤水的流量，由设置于出管4b的上游部的流量计5来测量，根据测量的流量，适当调整分别设置于进管4a、出管4b途中的关闭阀13、14的开度。从泵12流出的过滤水，在第2三通连接件8与未流向过滤水观察用平板10，即管路8a方向的剩余过滤水合流，作为废水被废弃。通过如此，在过滤水观察用平板10中总是流过新的过滤水，可以一直把握膜过滤净水装置 30的过滤膜的当下的状况。 [0075] 在管路8a中的过滤水观察用平板10的上游一侧，设置有脱泡装置9。该脱泡装置9是除去过滤水中含有的气泡的装置，由此，过滤水观察用平板10的观察槽16内流过的过滤水中不含有气泡，可以更为准确地进行表示过滤膜的损伤结果的过滤水中所含不纯物的图像摄影及其标定，从而可以更为正确把握过滤膜的损伤状况。 [0076] 过滤水观察用平板10，由玻璃、树脂、金属的任意一种材料形成，由表面包覆有亲水性膜层的2块板通过粘结构成(参照图5、6)，在接合部，形成有由入口一侧连接件15、观察槽16(集合槽17)、出口一侧连接件18所形成的流路。而且，在过滤水流过观察槽16时，通过邻接设置的光学器械(图像摄影装置)20摄制其图像。在其图像中，捕捉包括造成过滤膜损伤的过滤对象物(细小的石头或木片等夹杂物、细菌类或大肠杆菌类微生物)的不纯物。这些不纯物，在图4中，由符号19总结示出。实际上该图像所捕捉到的物质(不纯物)究竟是什么，通过光学器械20所输出的图像信息由收到的图像解析部(图像解析装置)3解析、标定(参照图13)。图5、6中举例说明了1个过滤水观察用平板10在其流路中只有1个观察槽16的情形，但并不局限于此。如图17所示，1个过滤水观察用平板10中，可以含有沿流路串联排列的2个以上的观察槽16。在串联排列的情形下，导入过滤水的流路，其由段差决定的变窄的流路的高度可以从上游朝向下游渐渐变小。 [0077] 光学器械20对通过物镜21所观察的过滤水的图像由数码相机22摄影，数码相机22将该摄制的图像信息传送至图像解析部3。该数码相机22具有照射观察对象的照明装置 22a。图像解析部3主要由计算机构成，该计算机接受了光学器械20所发出的图像信息后，通过图像处理识别其形状和大小、数量，将其与存储部所存储的图像模式进行比较，从而解析、标定过滤水中所含不纯物为何物。该计算机的不纯物解析、标定工作，是在显示器上将图像放大表示的同时进行的，其标定可以由人确认。此外，通过网络将光学器械20与计算机连接，由此，即使在离开光学器械20的场所也可进行其解析、标定，使过滤水的远程监视变得可能。由此，通过过滤水中所含的不纯物标定、把握其数量，可以确认设置于膜过滤净水装置内部的过滤膜的损伤状况。 [0078] 过滤水观察用平板10的观察槽16、集合槽17，为过滤水(标本水)的流路扩大部。特别是观察槽16，为了使容易地通过光学器械20对过滤水进行摄像，从而捕捉所摄图像中的不纯物，不仅仅是使过滤水在扩大流路中通过(参照图4(a))，也可以是以下的结构。例如，如图4(b)所示，也可在其扩大流路中设置有拦截不纯物的段差23。如图4(c)所示，也可在其扩大流路中，以堵塞扩大流路的方式设置有用于使过滤水通过的多孔质板24。如此设置，在不中断观察槽16内流过的过滤水的流动的同时，只将其中所含有的不纯物拦截，或通过多孔质板24过滤，可以只捕捉不纯物，从而准确地进行图像摄影。在集合多个过滤水观察用平板10作为一个过滤水观察用单元而构成的情况下，集合槽17为与各过滤水观察用平板10的观察槽16的出口一侧连接的接口。 [0079] 本实施例1的过滤水监视装置如上述所构成，因而具有下面的效果。当连接于膜过滤净水装置30的出口的过滤水管路系统32以及分支过滤水管路系统4为24小时开路(在此的情形下，连接于膜过滤净水装置30的入口的供水管路系统31也当然开路)、光学器械(图像摄影装置)20与图像解析部(图像解析装置)3为24小时运行时，在不停止膜过滤净水装置30的运行的情形下，可以对由膜过滤净水装置30流出的过滤水进行24小时实时监视从而进行图像解析。而且，通过进行图像解析的计算机的网络，过滤水的远程监视变得可能，观察及计测器械仅为过滤水观察用平板10、光学器械20、图像解析部3，这些器械的调整很容易。而且，在图像解析部3中，通过将与接受的信息以及解析结果相关的数据进行存储，使过滤水的过程(经历)管理成为可能。由此，提高膜过滤净水装置30的过滤膜损伤检测、性能劣化监视的信赖性与操作的容易性，可以实现进一步确保由膜过滤净水装置30生产并由其得到的过滤水的安全性。 [0080] 此外，在过滤水观察用平板10的上游一侧设置有脱泡装置9，使流过过滤水观察用平板10的观察槽16内的过滤水不含有气泡，可以更准确地对表征过滤膜损伤结果的过滤水中所含不纯物(微生物等)进行图像摄影及其标定，可以更准确地把握过滤膜的损伤状况。由此，可以提高提高膜过滤净水装置30的过滤膜损伤检测、性能劣化监视的信赖性。 [0081] 进一步，在过滤水观察用平板10的观察槽16内形成有拦截不纯物的段差23或设置有过滤过滤水的多孔质板24的情形下，在不中断观察槽16内流过的过滤水的同时，将其中的不纯物拦截，或过滤，从而可以捕捉该不纯物并准确地进行图像摄影，可以提高提高膜过滤净水装置30的过滤膜损伤检测、性能劣化监视的信赖性。 [0082] 更进一步，仅仅在连接于膜过滤净水装置30的出口的过滤水管路系统的局部切除处，液体密封性地接入、连接孔板法兰33，可以将过滤水监视装置1接入、连接于既存的膜过滤净水装置30，可以极其简单地进行其安装、设置。 [0083] 图5为过滤水观察用平板10的部件展开图。过滤水观察用平板10主要由透明玻璃板102与树脂板104按照箭头所示对接而构成，所述树脂板104刻有形成观察槽16等的凹部。在树脂板104的长度方向，在板长度的大致中央形成的延伸槽的凹部的两端有贯通孔106以及114，以从外部将过滤水导入观察槽16进而排向外部的方式构成。一端具有贯通孔106的沟槽108，将由贯通孔106导入的过滤水引导向位于沟槽108的另一端的观察槽16上游的深渊部110。越过段差23的过滤水，流向段差23下游的浅滩部(参照图6)，通过沟槽112经过贯通孔114排出系统外。 [0084] 过滤水中的不纯物，易于聚集在观察槽16中的段差23的深渊部，透过上侧的玻璃板102，可观察该不纯物的平面形状(图6(a)～(d))。该段差23与图4所示段差23不同，不会阻止过滤水的流动，为了很好的使其流动具有平面视图为V状的形状，不纯物容易在该V字的谷底聚集。这可以认为是由于水沿着段差23的壁23a流动，并且，由成为最后出口的V字谷底过滤水以很快速度流出。此外，特别是深渊部110的深度相比浅滩部的深度更深的情况下，在段差23的下侧边角部(深渊部110与段差23的交界部)，水的流动容易不流畅，密度高的不纯物易于在下侧边角部沉降而聚集。因此，即使不纯物的浓度原本很低，随时间推移，在下侧边角部沉集的不纯物的数量渐渐增加，透过玻璃板102观察，不纯物形状的确认变得容易。 [0085] 段差23的V字形的开角R，在本实施例中大约为50度。该角度，对应于蓄积的不纯物的种类、浓度、测定精度、计测条件可以适当变更，但一般来说优选锐角。对于段差23的高度以及深渊部110的深度，下面参照图7进行详细说明。 [0086] 图7(a)至(d)，是表示过滤水观察用平板10的装配照片，由段差23以及其壁23a，模式地表示在过滤水观察用平板10内的视为不纯物的小球粒子的团聚，分别模式地表示过滤水观察用平板10的深渊部110为20μm以及10μm的情形。 [0087] 小球粒子116的直径比段差23的浅滩部111的深度2μm大，不会流到浅滩部111，滞留在段差23的近前深渊部110中。如此，由浅滩部的深度决定被捕捉的最小粒子的尺寸(例如，接近球形的直径)。另一方面，由深渊部110的深度决定可以观测的最大粒子的尺寸(例如，接近球形的直径)。因此，导入并蓄积在成为观察槽的深渊部110中的粒子的大小范围由这些深度所特定。当蓄积于深渊部110的小球粒子的比重比1大时，将沉留于深渊部110的底部。在深渊部110的深度如图7(c)所示为20μm的情形下，由于段差23的上方的水流流势朝向浅滩部流动，浮游的小球粒子116与沉留在深渊部110底部的小球粒子116在深度方向上的距离可最大至20μm。因此，如果光学器械的景深不足够深的话，不能同时对两类小球粒子116聚焦。另一方面，如图7(d)所示，深渊部110的深度为10μm的情形下，浮游的小球粒子116与沉留在深渊部110底部的小球粒子116在深度方向上的距离可最大至10μm，易于同时对两类小球粒子116聚焦。特别是，光学器械20的倍率高的情形下，景深易于变浅，这种影响更为显著。即，如果将深渊部110的深度设为优选深度，则可对预定尺寸的观测粒子筛选，且可得到聚焦好的观测图像。进一步，通过相对调整浅滩侧111的深度，可以特定适于观测的尺寸范围。 [0088] 图8为说明可以适用于本实施例1的过滤水观察用平板10的观察槽16等的自清洁机构210的模式图。过滤水沿图中上侧的箭头方向在管120内流动。通常，阀124开放，以这一状态流入观察槽16的深渊部110内。此时，朝向分支流路的管的阀126关闭，不分流。流入深渊部110内的水，如上所述，沿着壁23a朝着中央线流动，越过段差23，流向浅滩侧。此时，适当尺寸的不纯物被截留于段差23的近前侧，通过光学器械20观测。流到浅滩侧的水，进一步流过供水管122，流经通常开放的阀134，被排出系统外。此时，朝向外循环管道130一侧的阀132被关闭。 [0089] 在观察槽16内蓄积了必要量以上的不纯物的情况下，或观察槽16内的状态一旦被重新设定的情况下，该自清洁机构120自动或手动地发挥作用。即，通过关闭阀124、开放阀128，流至管120的水不直接流向观察槽16，而流入外循环管道130一侧。此时，开放阀132、关闭阀134，流过外循环管道130的过滤水，经过管122，从浅滩侧流入观察槽16内。被该流动挤压，所蓄积的不纯物，以与通常的流动相反的朝向从上侧的管流出，经过开放的阀126被排出系统外。 [0090] 进行上述的操作，可以定期的或随时清洁观察槽，可以通过过滤水观察用平板10连续、安定地观察。 [0091] 实施例2 [0092] 图9模式地表示本发明的实施例2。省略与实施例1重复的说明。与实施例1相同，从主管(干线)分支出过滤水管路系统4，其中由供水管路系统31所过滤的过滤水通过所述主管。在过滤水管路系统4中设置有分隔阀150，止住向过滤水管路系统4的过滤水的通过，以及调节其流量。此处，确保其流量为100ml/min。该过滤水管路系统4，进一步分支出具有紧缩阀140的支线142，但在过滤水管路系统4的主管配置有分隔阀152并开放的时候以此状态排出系统外。 [0093] 从过滤水管路系统4分支出的管142的过滤水，通过泵11，以补偿流至此处所损失的压力的方式加压，流向过滤水观察用平板10a。在过滤水观察用平板10a内有观察槽110a，在该处设置有段差23(参照图7)。该段差23，将既定大小的不纯物留取在观察槽110a内，越过该段差23的过滤水，经过管144，由泵11进一步加压，流向第2过滤水观察用平板 10b。在过滤水观察用平板10b的观察槽110b的段差23，同样地将既定大小的不纯物留取在观察槽110b内，越过该段差23的过滤水，经过管146，由泵11进一步加压，流向第3过滤水观察用平板10c。越过该第3过滤水观察用平板10c的段差23的过滤水，经过管148，被排出系统外。这些观察槽110a、110b、110c，通过光学器械(图像摄影装置)20进行观察及摄影，通过图像解析部(图像解析装置)3(参照图1)进行图像解析。此处，越过观察槽 110a、110b、110c的段差23的浅滩侧的深度，分别为20μm、10μm、2μm。因此，由各个观察槽110a、110b、110c可以观察到20μm、10μm、2μm以上大小的物体。另一方面，虽未在图中明确表示，各个观察槽110a、110b、110c的深渊侧的深度可以分别为50μm、20μm、5μm，可以分别标定所观测的粒子的大小。 [0094] 其次，对实施例2的作用进行说明。分支的过滤水管路系统4的标本水，经过紧缩阀140，流入第1、第2、第3的过滤水观察用平板10a、10b、10c，而上游侧的过滤水观察用平板具有更大的段差23、更深的浅滩深度。具体而言，第1、第2、第3的过滤水观察用平板10a、10b、10c中的段差/浅滩深度，分别为50/20μm、20/10μm、5/2μm，通过适当调整过滤水观察用平板中的段差/浅滩深度，可以将观察槽中蓄积的粒子尺寸限定在既定的范围内。因此，相对大的不纯物留取在第1过滤水观察用平板10a等上游的观察槽110a中。因此，观察各观察槽时，结合所观察的不纯物的大小，可以设定光学器械20的倍率，可以进行精度更高的测定。此外，对应于各观察槽110a、110b、110c捕捉的不纯物的特征(尺寸、形状等)，可以选择应该观察的观察槽110a、110b、110c，可以实现测定效率化。而且，在观测更小的不纯物的情况下，例如，只使用第3过滤水观察用平板10c的情况下，可以在捕捉到更小的不纯物所适于观测的量之前，而更大的不纯物却聚集在观察用平板10c之内，不能进行有效的观测，这样的情形是可以防患于未然的。此时，上游一侧的过滤水观察用平板分别对于下游的过滤水观察用平板起到滤网作用。 [0095] 实施例3 [0096] 图10模式地表示本发明的实施例3。省略与实施例1或2重复的说明。与实施例1及2相同，从主管(干线)分支出过滤水管路系统4，其中由供水管路系统31过滤所得的过滤水流过所述主管。在过滤水管路系统4中设置有分隔阀150以及紧缩阀151，截止流向过滤水管路系统4的过滤水通过，以及调节其流量。此处，确保其流量为100ml/min。 [0097] 其次，具备激光透射光测定方式的浊度剂160。在对分支的过滤水管路系统4的流路中的标本水进行图像检测之前，通过使用激光的浊度剂160的测定来测定浊度情况。通过该浊度剂160，可以事前检测得知膜过滤损伤的发生。由浊度剂160流出的过滤水，在管154内仍然以100ml/min的流量流动，如果关闭分割阀152，就以这一状态而排出系统外。如果缩小分割阀152，通过分支的管路系统，通过分割阀140a，流向泵11。泵11，补充上游一侧所失去的压力损失，加压使得朝向过滤水观察用10d流动过滤水。由泵11流出的过滤水在管142中以1ml/min的流量流动，通过紧缩阀140b将流量调整到适当流量，从而流入过滤水观察用平板10d的观察槽110d。在过滤水观察用平板10d中，如上所述，过滤水中的不纯物蓄积，其形状由光学器械20(图像摄影装置)摄制，由图像解析部(图像解析装置)3(参照图1)解析。此外，由过滤水观察用平板10排出的过滤水，在观察后被废弃。 [0098] 其次，对实施例3的作用进行说明。由浊度剂160长时间测定分支的过滤水管路系统4的流路中的标本水。此时，关闭分割阀140a，可关闭光学器械20的开关。当流路中的标本水中的粒子为既定值以上，浊度剂的值超过既定值，开放分割阀140a，打开光学器械20的开关，可以开始通过图像计测粒子。过滤水观察用平板10d具有微观测定特征，如果考虑到所摄制的图像在解析时包括与过去的数据库进行对比等花时间的作业的话，如此只在一定程度的期间内开动光学器械20更为优选。即，没必要一直持续实施图像计测。 [0099] 通常，浊度剂计测流量相对较多的流路中的宏观粒子量的绝对值，观察用平板内的流量少的流路中的图像计测是以粒子一个一个的状态进行微观测定。因此，宏观测定方式可以补偿不能通过微观测定方式的图像计测方式进行由膜过滤净水装置取水的标本水的全部的缺点。宏观粒子计测方法由设定值的设定方法可以捕捉偏聚于流路中的粒子，而微观粒子计测的情况下有可能计测到不存在粒子的部分(样品中的偏聚)。此时，由宏观粒子计测方法判定粒子存在与否，其后，为了增加这些粒子在标本水中所占有的比例而浓缩从而为了可以即使取标准水的一部分也可由微观粒子计测，即使微量的流水也可进行微观粒子计测，从而使得在流水中即使存在场所的不均或在微量粒子的情况下可以稳定的进行图像计测。如此处所述，粒子可以包括由本实施例的监视装置监视的粒子。这类粒子，通常包括实际上不溶于水的物质以及溶解速度很慢的物质。以水为目标的话，这类粒子属于不纯物。 [0100] 此外，由这类浊度计160进行事前检查筛选测定作，也不会妨碍把握过滤膜的破裂等特殊的现象的功能。如果过滤膜破裂，由于浊度计160的测定可以正确的检查出异常，而且，相反当浊度计160的测定未检出异常值的话，可以调整检测基准来使得过滤膜未发生破裂。浊度计160的测定中的异常值的检出，可以设定既定的域值，可以适当调整其大小。也就是说，如果过滤膜破裂，为能够正确检测出的大小，如果设定检测的大小以使得可以检测出认为是有可能有过滤膜破裂，那么对于虚假警报则通过由过滤水观察用平板10d进行的精度更高的检出装置，来检定有无过滤膜的破裂。 [0101] 由此，进行了由浊度计160施行的筛选测定的话，可以补充由过滤水观察用平板10d进行的测定，作为整体可以成为更优选的检出过滤膜的破裂的检出方法。例如，在由浊度计160施行的筛选测定中，因为可以以如100ml/min那样多量的过滤水为对象，可以更容易地防止由样品的偏差引起的误差。而且，可以在过滤水观察用平板10d的测定上花费足够的时间，所以由过滤水观察用平板10d进行精度更高的检出变为可能。 [0102] 图11模式地表示将图10的实施例3改良后的实施例4。其基本结构与图10的实施例2相同，因此省略了重复说明。该实施例4中，被分支的管142中，流过约30ml/min的更多的过滤水，在紧缩阀140b的近前，设置有具有滤网(物理浓缩设备)140c的排水管143。由该滤网140c，将不纯物在该滤网140c的近前一侧浓缩，通过紧缩阀140b，流入过滤水观察用平板10d的观察槽110d。因此，与图10的实施例3相比，可以在更短的时间内在观察槽110d内蓄积观察所需量的不纯物。物理浓缩设备，除了滤网140c之外，可以举出如通过超声波振子发出的超声波进行不纯物的凝集浓缩、通过微泡发生装置发出的微泡进行不纯物的吸附浓缩、通过加热器进行过滤水的蒸发浓缩等。 [0103] 图12表示与由图9至11所示的实施例2至4不同的实施例5。但是，结构的概略、各要素的构成等是共通的，因而省略重复说明。和实施例1至4相同，由主管(干线)分支出过滤水管路系统4，由供水管路系统31过滤的过滤水通过该主管。在过滤水管路系统4中，设置有分割阀150，截止流向过滤水管路系统4的过滤水的通过，调节其量。此处，确保流量大至为100ml/min。在此过滤水管路系统4的前方，设置有分割阀152，通过此分割阀152的过滤水被排出系统外。 [0104] 过滤水管路系统4分支为分支配管153以及分支配管143，所述分支配管153将过滤水导向与实施例3及4的浊度计160类似的微粒子计数器160a，所述分支配管143将过滤水导向实施例2的过滤水观察用平板10a、10b、10c。分别在管153、143上配置有可以调节流入量的紧缩阀151a以及151b作为门阀。与实施例3及4的情形不同，微粒子计数器160a不是设置于过滤水观察用平板的上游，而是与其并列配置。 [0105] 紧缩阀151a原则上一直开放，流入过滤水管路系统4的过滤水量的约100ml/min的相当大一部分过滤水流进管153。微粒子计数器，与上述浊度计160相同，可以一直观测且以监视过滤水。关于该微粒计数器涉及的监视的域值等，与上述浊度计160的情形几乎相同，不再详述。但是，与实施例3、4不同，因为是并列系统，由于采样的不同，有可能所观测的水中的不纯物的种类及浓度不同。另一方面，因为以并列的方式独立存在，可以得到相对独立的检测结果。 [0106] 紧缩阀151b一直开放，或根据对应于微粒子计数器160a所发出的计测结果的信号而开放，将流入过滤水管路系统4的过滤水引向管143。第1、第2、第3的过滤水观察用平板10a、10b、10c，段差的浅滩侧深度分别为50μm、20μm、2μm。此外，段差的深渊侧深度分别为100μm、20μm、5μm。因此，分别在观察槽110a、110b、110c中蓄积分别为一定大小的不纯物。这些不纯物的形状由光学器械(图像摄影装置)20摄影，由图像解析部(图像解析装置)3(参照图1)解析。此时，与实施例2相同，光学器械20沿着与并列设置的观察槽110a、110b、110c并行设置的轨道设置为可移动，定期的以及/或根据需要将光学器械20移动至各观察槽110a、110b、110c前，进行摄影。这样，因为使用一台光学器械20，可以回避基于器械的个体之间的差别引起的尺寸测定结果的不同。 [0107] 图13总结示出通常原水中所包含的微生物等的尺寸及形状。由图可知，根据微生物的种类所检测出的不纯物的大小不同。因此，通过使用多个过滤水观察用平板10a、10b、10c观测不纯物的形状，可以进一步标定微生物的种类。例如，图12使用多段观察槽的情形下，水蚤或轮虫的大小在100μm以上，因而未进入任一个观察槽，不能被观测。此外，新月藻(ミカヅキモ)、变形虫、以及表壳虫(ナベカムリ)的尺寸在10μm至200μm左右，因此其一部分可以在第1观察槽110a中观测到。而且，变形虫、表壳虫、以及贾第鞭毛虫有尺寸20μm以下10μm以上的物体，可以在第2观察槽110b中观测到。而且，贾第鞭毛虫以及隐孢子虫有尺寸为5μm以下2μm以上的物体，因此可以在第3观察槽110c中观测到。 由于过滤膜的破裂，这些微生物在过滤水中可以有特征的增减，可以作为用于检出过滤膜破裂的关键点而观测。另一方面，这些微生物也直接影响水质，通过观测检出这些微生物，可以一直观测水质，在品质管理中很有用。此外，对应于过滤膜的破裂方式，所检出的微生物的种类以及量不同，通过这些观测可以同时检定过滤膜的破裂。 [0108] 图14至18，分别表示别的实施例。图14表示分别具有可以同时处理3种以上原水的膜过滤净水装置的膜过滤净水系统。膜过滤净化装置302分别具有过滤水采集及图像摄制部，该过滤水采集及图像摄制部连接于可导入过滤水的配管304，经过信号通讯回路308，由解析/控制装置310控制。图15中，同样地，多个膜过滤净化装置302分别具有过滤水采集及图像摄制部，该过滤水采集及图像摄制部连接于可导入过滤水的配管304，经过信号通讯回路308，由解析/控制装置310控制。此处，由主配管312导出一个原水，通过分别在配管300上具有的阀314，限制流量。例如，可以同时开放三个阀从而使图示的三个膜过滤净化装置302同时全部工作，此外，也可以按照各自的维修日程依次逐个运行三个膜过滤净化装置302。此时，开放三个阀314中的任意一个。 [0109] 图16模式地表示源自一个原水的多个膜过滤净化装置302呈串联排列的净化系统。具有过滤水采集及图像摄制部，该过滤水采集及图像摄制部连接于可导入过滤水的配管304，经过信号通讯回路308，由解析/控制装置310控制。 [0110] 上面，例示了几个实施例以说明了本发明，但是，本发明并不仅局限于此。此外，不用说本发明还包括在上述实施例等加入了变更或改良的技术。特别是，虽然对具有一个或三个过滤水观察用平板的实施例进行了说明，本发明并不局限于此，包含了更多的过滤水观察用平板的技术也属于本发明的范畴。 |
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