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JP3376733B2 - 中空糸型膜モジュール - Google Patents

中空糸型膜モジュール

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JP3376733B2
JP3376733B2 JP32381894A JP32381894A JP3376733B2 JP 3376733 B2 JP3376733 B2 JP 3376733B2 JP 32381894 A JP32381894 A JP 32381894A JP 32381894 A JP32381894 A JP 32381894A JP 3376733 B2 JP3376733 B2 JP 3376733B2
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JP
Japan
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hollow fiber
fiber membrane
casing
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membrane module
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真人 大西
直紀 大熊
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日立プラント建設株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は中空糸型膜モジュールに
係り、特にエアバブリングや逆流水洗浄等の物理的洗浄
機構を備えた中空糸型膜モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】図5は従来の一般的な中空糸型膜モジュ
ール1の全体構成図である。ケーシング2内には多数の
中空糸膜3を束ねた複数の中空糸膜束4が収納され、中
空糸膜束4の上端はケーシング2の天板を兼ねた上端支
持部5に固定され、中空糸膜束4の下端はケーシング2
の底板を兼ねた下端支持部6に固定される。そして、ケ
ーシング2の下部側面に形成された流入口7から被処理
水8をケーシング2内に流入させて、ケーシング2の上
部側面に形成された流出口9から排出する流れを形成す
る。この流れにおいて、被処理水8は中空糸膜3により
濾過され、濾過された処理水10は中空糸膜3内を通っ
て上部支持部5からケーシング外に排出される。しか
し、濾過時間が経過して中空糸膜3の表面に被処理水8
中の懸濁物質が付着すると、濾過抵抗が大きくなり膜透
過流速(FLUX)が徐々に低下する。この為、被処理
水8のケーシング2内への供給を停止し、逆洗水を供給
する逆流水洗浄を行った後、エア吹出配管11から加圧
エアを吹き出してケーシング2内の逆洗水をエアバブリ
ングするエアバブリング洗浄等の物理的洗浄を行って、
懸濁物質を中空糸膜3から剥離する。剥離された懸濁物
質は下端支持部6に沈降して、ケーシングの側面下部に
形成された排出口12からケーシング2外に排出され
る。また、エアバブリングを行う際にはエアにより中空
糸膜3を揺らがせることにより中空糸膜3の表面に付着
した懸濁物質を剥離する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ケーシ
ング2内には高い収納率で中空糸膜束4が収納されてい
るので、従来の中空糸型膜モジュール1の場合、中空糸
膜3を洗浄する際に、中空糸膜3から剥離されて下端支
持部6に沈降した懸濁物質は中空糸膜束4が邪魔になっ
て排出口12から排出されにくいという欠点がある。こ
の結果、下端支持部6に懸濁物質が徐々に堆積して排出
口12を塞ぎ更に排出不良を促進してしまう。また、懸
濁物質の排出が充分に行われないまま、即ち、下端支持
部6に堆積した懸濁物質で中空糸膜3の下部を覆ったま
ま再び濾過操作を開始すると、濾過面積を低下させ、濾
過能力が極端に悪化するという問題がある。
【0004】また、従来の中空糸型膜モジュール1は、
エア吹出配管11がケーシング2の中央にしかないの
で、多数の中空糸膜3から懸濁物質を均等に剥離させる
為には、ケーシング2内に多量の空気を供給しなくては
ならないという欠点がある。本発明はこのような事情に
鑑みてなされたもので、中空糸膜から剥離された懸濁物
質を速やかに排出することができる共に、中空糸膜から
の懸濁物質の剥離効果を向上させる中空糸型膜モジュー
ルを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決する為の手段】本発明は前記目的を達成す
る為に、多数本の中空糸膜をケーシング内に収納し、前
記中空糸膜の上端を上端支持部に支持すると共にその下
端を下端支持部に支持し、前記ケーシング内に供給した
被処理水を前記中空糸膜で濾過すると共に、前記濾過に
より中空糸膜の表面に付着した被処理水中の懸濁物質を
洗浄手段により剥離させてケーシング外に排出する中空
糸型膜モジュールに於いて、前記ケーシング内で前記下
端支持部の下方に、空間部と懸濁物質の排出口を形成
し、前記下端支持部を前記多数の中空糸膜の束ごとに分
割させて中空糸膜から剥離した懸濁物質が前記空間部に
沈降する通路を形成すると共に、前記分割した中空糸膜
の束の各下端支持部を放射状の連結棒で支持し、前記連
結棒の中心を支持棒で支持し、該支持棒を正転・逆転さ
せることにより前記中空糸膜の束をツイストさせるツイ
スト機構を備えたことを特徴とする。
【0006】
【作用】本発明によれば、ケーシング内で下端支持部の
下方に、空間部と懸濁物質の排出口を形成する。また、
下端支持部を多数の中空糸膜の束ごとに分割させて中空
糸膜から剥離された懸濁物質が前記空間部に沈降する通
路を形成した。これにより、中空糸膜から剥離された懸
濁物質は空間部に沈降し、沈降した懸濁物質は中空糸膜
に邪魔されることなくスムーズに排出口から排出する。
また、沈降する懸濁物質は下部支持部には堆積せずに空
間部に堆積するので、中空糸膜の下部が懸濁物質で覆れ
ることがない。これにより、仮に、中空糸膜から剥離し
た懸濁物質が完全に排出されない場合でも、従来の中空
糸型膜モジュールのように堆積した懸濁物質により中空
糸膜の下部が覆れて濾過面積が低下するという欠点を解
消することができる。
【0007】また、中空糸膜の束をツイストさせるツイ
スト機構を設けることにより、中空糸膜から懸濁物質が
剥離し易くなる。また、分割した分割支持部同志の間に
前記濾過領域に向けてエアを噴出する複数のエアノズル
を備えたことにより、ケーシング内を均等にエアバブリ
ングすることができるので、中空糸膜から懸濁物質が剥
離し易くなる。
【0008】
【実施例】以下添付図面に従って本発明に係る中空糸型
膜モジュールの好ましい実施例について詳説する。図1
は本発明の中空糸型膜モジュール20の第1実施例の全
体構成を示す断面図である。また、図2は図1のA−A
線に沿った矢視図である。図1に示すように、縦方向に
配設された中空円筒状のケーシング22内には、多数の
チューブ状の中空糸膜24を束ねた複数の中空糸膜束2
6が収納される。また、中空糸膜束26の上端はケーシ
ング22の天板を兼ねた上端支持部28に固定されると
共に、上端支持部28の固定部には集水室30に連通す
る連通孔32が形成され、集水室30は処理水配管34
に接続される。
【0009】一方、図1及び図2に示すように、それぞ
れの中空糸膜束26の下端は中空糸膜束26の端面とほ
ぼ同面積の円板状の支持部材36に固着されると共に、
各支持部材36はケーシング22の底板38の中央部を
密封性を有して貫通する支持棒40から放射状に延びた
連結棒42に支持される。この支持棒40及び連結棒4
2は強度的に問題のない限度で細く形成される。これに
より、ケーシング22内で各支持部材36の下方、即
ち、中空糸膜束26の下端下方には、空間部44が形成
されると共に、ケーシング22内の中空糸膜24を収納
する領域と空間部44を連通する通路45が形成され
る。そして、ケーシング22の側面下端には空間部44
に連通する懸濁物質の排出口46が形成される。
【0010】また、ケーシング22の側面下部には被処
理水48の流入口50が形成されると共に、流入口50
とは反対側の側面上部には被処理水48の流出口52が
形成される。そして、ケーシング22内には、被処理水
48が供給ポンプ54により加圧供給される。また、前
記空間部44には、前記支持部材36の間から上向きに
加圧エアを吹き出すように複数のエアノズル56が配置
される。また、各エアノズル56はエア配管58に接続
されると共に、エア配管58は底板38を貫通して外部
に延設され、図示しないコンプレッサに接続される。
【0011】次に、上記の如く構成された本発明の中空
糸型膜モジュールの第1実施例の作用を説明する。懸濁
物質を含んだ下水等の被処理水48は、供給ポンプ54
により流入口50からケーシング22内に加圧供給され
る。ケーシング22内に供給された被処理水48は、多
数の中空糸膜24により濾過される。濾過された処理水
60はチューブ状の中空糸膜24内を流れて上部支持部
28の連通孔32から集水室30に集まり、処理水配管
34により装置20外に排出される。
【0012】上記濾過操作を継続すると、中空糸膜24
の表面に被処理水48中の懸濁物質が付着して膜24が
汚れ、膜透過流速(FLUX)が徐々に低下するので、
膜透過流速(FLUX)が所定以下になったら、又は濾
過圧力が所定以上になったら、供給ポンプ54を停止し
て濾過操作を停止し、中空糸膜24の洗浄を行う。中空
糸膜24の洗浄は、処理水配管34から逆洗水を中空糸
膜24内に供給して中空糸膜24の外部に透過させる逆
流水洗浄を行う。逆洗後、エアノズル56から加圧エア
を吹き出してケーシング22内の逆洗水をエアバブリン
グし、中空糸膜24を揺らがせることにより中空糸膜2
4の表面に付着した懸濁物質を剥離して排出口46から
装置外に排出する。この洗浄操作において、本発明の中
空糸型膜モジュール20によれば、複数の支持部材36
の間にそれぞれエアノズル56を配置して加圧エアを上
向きに吹き出すようにしたので、ケーシング22内の逆
洗水を均等にバブリングすることができる。これによ
り、多数の中空糸膜24をむらなく揺るがせることがで
きるので、中空糸膜24を均等にエアバブリング洗浄す
ることができる。また、中空糸膜24から剥離した懸濁
物質はケーシング22内の底部に形成された空間部44
に沈降して排出口46から逆洗水に懸濁した懸濁液とし
て排出される。このように、中空糸膜束26の下端下方
に空間部44と排出口46を形成したことにより、従来
の中空糸型膜モジュールのように中空糸膜24が懸濁物
質の排出の邪魔にならない。従って、懸濁物質を排出口
46からスムーズに排出させることができる。また、沈
降した懸濁物質が空間部44に堆積しても、従来の中空
糸型膜モジュールのように中空糸膜24の下部が懸濁物
質で覆われることがない。これにより、再び濾過操作を
行う際に、仮に、中空糸膜24から剥離した懸濁物質が
完全に排出されない場合でも、中空糸膜24の下部が覆
れて濾過面積が低下するということを防止できる。
【0013】次に、図3により、本発明の中空糸型膜モ
ジュールの第2実施例を説明する。第1実施例との相違
点は、エアノズル56に加圧エアを供給するエア配管5
8を支持棒40内に配設して、エア配管58と支持棒4
0を一体化させると共に、支持棒40を正転・逆転でき
るようにした。第2実施例によれば、第1実施例と同様
の効果が得られる他に、エアノズル56から加圧エアを
吹き出してケーシング22内の逆洗水をエアバブリング
する時に、所定の回転角度で支持棒40を正転・逆転運
動、即ち、ツイスト運動させることができる。これによ
り、中空糸膜束26をツイストさせることができるの
で、中空糸膜24の捻じれや揺らぎが大きくなる。従っ
て、中空糸膜24から懸濁物質を剥離させる剥離効果を
向上させることができる。このツイスト運動の回転角度
は中空糸膜24や中空糸膜24と上部支持部28との固
定に悪影響のない程度に設定する。また、支持棒40と
共にエアノズル56がツイスト運動することにより、ケ
ーシング22内に乱流が発生するので、中空糸膜24か
ら懸濁物質を剥離する効果を更に向上できる。
【0014】次に、図4に従って、本発明の中空糸型膜
モジュールの第3実施例について説明する。第3実施例
は第2実施例の変形で、エアノズル56の下方に支持棒
40と同期回転する複数のパドル62を設けた。これに
より、空間部44に堆積した懸濁物質をパドル62の回
転により排出口46に導くことがことができるので、空
間部44に堆積した懸濁物質を確実に排出することがで
きる。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の中空糸型
膜モジュールによれば、中空糸膜から剥離された懸濁物
質を、中空糸膜束の下端下方に形成した空間部に沈降さ
せて排出口から排出することができるので、中空糸膜に
邪魔されることなくスムーズに懸濁物質を排出させるこ
とができる。
【0016】また、沈降する懸濁物質は下部支持部には
堆積せずに空間部に堆積し、中空糸膜の下部が懸濁物質
で覆れることがないので、仮に、中空糸膜から剥離した
懸濁物質が完全に排出されない場合でも、従来の中空糸
型膜モジュールのように堆積した懸濁物質により中空糸
膜の下部が覆れて濾過面積が低下するという欠点を解消
することができる。
【0017】また、中空糸膜の束をツイストさせるツイ
スト機構を設けたので、中空糸膜に捻じれや揺らぎを発
生させることができ、懸濁物質の剥離効果を向上させる
ことができる。また、支持部材の間にエアノズルが配置
されるようにしたので、多数の中空糸膜を均等にエアを
バブリングすることができ、中空糸膜から懸濁物質を剥
離する剥離効果を向上できる。これにより、エアノズル
から吹き出す空気量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明に係る中空糸型膜モジュールの
第1実施例の全体構成を説明する断面図
【図2】図2は、図1のA−A線の矢視図
【図3】図3は、本発明に係る中空糸型膜モジュールの
第2実施例の全体構成を説明する断面図
【図4】図4は、本発明に係る中空糸型膜モジュールの
第3実施例の全体構成を説明する断面図
【図5】図5は、従来の中空糸型膜モジュールを説明す
る断面図
【符号の説明】 20…中空糸型膜モジュール 22…ケーシング 24…中空糸膜 26…中空糸膜束 28…上端支持部 30…集水室 32…上端支持部の連通孔 34…処理水配管 36…支持部材 38…底板 40…支持棒 42…連結棒 44…空間部 46…懸濁物質の排出口 48…被処理水 50…被処理水の流入口 52…被処理水の流出口 56…エアノズル 60…処理水 62…パドル

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多数本の中空糸膜をケーシング内に収納
    し、前記中空糸膜の上端を上端支持部に支持すると共に
    その下端を下端支持部に支持し、前記ケーシング内に供
    給した被処理水を前記中空糸膜で濾過すると共に、前記
    濾過により中空糸膜の表面に付着した被処理水中の懸濁
    物質を洗浄手段により剥離させてケーシング外に排出す
    る中空糸型膜モジュールに於いて、 前記ケーシング内で前記下端支持部の下方に空間部と懸
    濁物質の排出口を形成し、前記下端支持部を前記多数の
    中空糸膜の束ごとに分割させて中空糸膜から剥離した懸
    濁物質が前記空間部に沈降する通路を形成すると共に、
    前記分割した中空糸膜の束の各下端支持部を放射状の連
    結棒で支持し、前記連結棒の中心を支持棒で支持し、該
    支持棒を正転・逆転させることにより前記中空糸膜の束
    をツイストさせるツイスト機構を備えたことを特徴とす
    る中空糸型膜モジュール。
  2. 【請求項2】前記空間部に、加圧エアを吹き出すエアノ
    ズルを配置し、前記加圧エアを供給するエア配管を前記
    支持棒内に配設して、エア配管と支持棒とを一体化させ
    たことを特徴とする請求項1の中空糸型膜モジュール。
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