JP2017196541A - Filter membrane module and filter device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、濾過膜モジュール及び濾過装置に関する。 The present invention relates to a filtration membrane module and a filtration device.
環境保全、医薬、食品等の多様な分野で、固液分離処理を行うために濾過装置が使用されている。このような濾過装置の中で、濾過膜をある程度の剛性を有する筒状に成形した筒型濾過膜を並列して配置する濾過膜モジュールが知られている(特開2009−101311号公報参照)。 Filtration devices are used in various fields such as environmental protection, medicine, and food to perform solid-liquid separation processing. Among such filtration devices, there is known a filtration membrane module in which cylindrical filtration membranes obtained by forming a filtration membrane into a cylindrical shape having a certain degree of rigidity are arranged in parallel (see JP 2009-101311 A). .
このような濾過膜モジュールは、通常、複数の筒型濾過膜の上端を間隔を空けて保持すると共に、筒型濾過膜の内部空間と連通する流路を有する保持部材を備え、被処理液中に浸漬される。そのような濾過膜モジュールにおいて、複数の筒型濾過膜は、下端部を直接保持されなくても、上端部が保持部材に保持されて垂下されることによって、下端部も互いに間隔を空けて配置される。そして、これら複数の筒型濾過膜の下側に気泡を供給することで、各筒型濾過膜に沿って気泡を上昇させ、筒型濾過膜の周面に付着した固形物等を気泡のスクラブ効果により除去して筒型濾過膜の目詰まり抑制することができる。つまり、各筒型濾過膜の下端部を保持しないことにより、筒型濾過膜の下端部間に気泡の通過を妨げる他の物体が存在しないようにして、各筒型濾過膜の周面に気泡を供給し易くすることができる。 Such a filtration membrane module normally includes a holding member having a flow path that communicates with the internal space of the cylindrical filtration membrane while holding the upper ends of the plurality of cylindrical filtration membranes at intervals, and in a liquid to be treated. Soaked in. In such a filtration membrane module, the plurality of cylindrical filtration membranes are arranged with the lower end portions spaced apart from each other by the upper end portions being held and suspended by the holding member even if the lower end portions are not directly held. Is done. Then, by supplying the bubbles to the lower side of the plurality of cylindrical filtration membranes, the bubbles are raised along each cylindrical filtration membrane, and the solid matter or the like adhering to the peripheral surface of the cylindrical filtration membrane is scrubbed into bubbles. It can be removed by the effect and clogging of the cylindrical filtration membrane can be suppressed. In other words, by not holding the lower end portion of each cylindrical filtration membrane, there is no other object that prevents the passage of bubbles between the lower end portions of the cylindrical filtration membrane, and bubbles are formed on the peripheral surface of each cylindrical filtration membrane. Can be easily supplied.
上記公報に記載の濾過膜モジュールにおいて、処理能力を大きくするためには、並列される筒型濾過膜の本数を多くするか、各筒型濾過膜の長さを大きくすることが考えられる。中でも、筒型濾過膜の長さを大きくすることは、上記スクラビングのための気泡の導入量を抑制できるという利点がある。 In the filtration membrane module described in the above publication, in order to increase the processing capacity, it is conceivable to increase the number of cylindrical filtration membranes arranged in parallel or to increase the length of each cylindrical filtration membrane. Among these, increasing the length of the cylindrical filtration membrane has an advantage that the amount of bubbles introduced for scrubbing can be suppressed.
しかしながら、筒型濾過膜の長さを大きくすると、気泡や被処理液の流れにより筒型濾過膜が変形して筒型濾過膜同士が絡まり合い、濾過効率及び気泡によるスクラブ効率が低下するという不都合が生じる場合がある。 However, when the length of the tubular filtration membrane is increased, the tubular filtration membrane is deformed by the flow of bubbles or liquid to be treated, and the tubular filtration membranes are entangled with each other, so that the filtration efficiency and the scrub efficiency due to the bubbles are lowered. May occur.
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、気泡によるスクラブ効率を維持したまま、筒型濾過膜同士の絡まりを防止できる濾過膜モジュール及び濾過装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made based on the above situation, and it is an object to provide a filtration membrane module and a filtration device that can prevent entanglement between cylindrical filtration membranes while maintaining scrub efficiency due to bubbles. To do.
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る濾過膜モジュールは、下端が封止部材で封止され、並列される複数の筒型濾過膜と、上記複数の筒型濾過膜の上端を保持し、上記複数の筒型濾過膜の内部に連通する流路を有する保持部材と、上記複数の筒型濾過膜の下端近傍に配設され、上記複数の筒型濾過膜の少なくとも並列方向に直交する方向の移動可能範囲を制限するガイド部材とを備える。 A filtration membrane module according to an aspect of the present invention made to solve the above problems includes a plurality of cylindrical filtration membranes whose lower ends are sealed with a sealing member and arranged in parallel, and the plurality of cylindrical filtration membranes A holding member having a flow path that holds the upper end and communicates with the inside of the plurality of tubular filtration membranes, and is disposed in the vicinity of the lower ends of the plurality of tubular filtration membranes, and is at least parallel to the plurality of tubular filtration membranes. A guide member that limits a movable range in a direction orthogonal to the direction.
本発明の一態様に係る濾過膜モジュールは、気泡によるスクラブ効率を維持したまま、筒型濾過膜同士の絡まりを防止できる。 The filtration membrane module according to one embodiment of the present invention can prevent entanglement between cylindrical filtration membranes while maintaining scrub efficiency due to bubbles.
[本発明の実施形態の説明]
本発明の一態様に係る濾過膜モジュールは、下端が封止部材で封止され、並列される複数の筒型濾過膜と、上記複数の筒型濾過膜の上端を保持し、上記複数の筒型濾過膜の内部に連通する流路を有する保持部材と、上記複数の筒型濾過膜の下端近傍に配設され、上記複数の筒型濾過膜の少なくとも並列方向に直交する方向の移動可能範囲を制限するガイド部材とを備える。
[Description of Embodiment of the Present Invention]
A filtration membrane module according to an aspect of the present invention includes a plurality of cylindrical filtration membranes whose lower ends are sealed with a sealing member and arranged in parallel, and the upper ends of the plurality of cylindrical filtration membranes. A holding member having a flow path communicating with the inside of the mold filtration membrane, and a movable range disposed in the vicinity of the lower ends of the plurality of tubular filtration membranes and in a direction orthogonal to at least the parallel direction of the plurality of tubular filtration membranes And a guide member for limiting the above.
当該濾過膜モジュールは、筒型濾過膜の下端近傍にガイド部材が配設されていることにより、筒型濾過膜の並列方向に直交する方向の移動可能範囲を制限するので、筒型濾過膜同士の干渉により筒型濾過膜の下端部の並列方向の位置が入れ替わることが抑制される。これにより、筒型濾過膜同士が絡まり合うことを防止でき、気泡によるスクラブ効果及び濾過効率の減少を防止できる。ここで、「筒型濾過膜の下端近傍」とは、筒型濾過膜の下端からの距離が、筒型濾過膜の全長の1/2以下、好ましくは1/3以下である範囲をいう。また、「移動可能範囲を制限する」とは、移動可能範囲が残されており、筒型濾過膜の下端近傍のその方向の移動が完全に防止されるものを含まない。従って、筒型濾過膜の下端部の周囲には空間が残されており、下方から筒型濾過膜の周面への気泡の供給効率も確保される。 Since the filtration membrane module restricts the movable range in the direction orthogonal to the parallel direction of the cylindrical filtration membrane by arranging the guide member near the lower end of the cylindrical filtration membrane, the cylindrical filtration membranes It is suppressed that the position of the parallel direction of the lower end part of a cylindrical filtration membrane changes by interference of this. Thereby, it is possible to prevent the cylindrical filtration membranes from being entangled with each other, and it is possible to prevent a scrub effect due to bubbles and a decrease in filtration efficiency. Here, “near the lower end of the tubular filtration membrane” means a range in which the distance from the lower end of the tubular filtration membrane is ½ or less, preferably 1 / or less of the total length of the tubular filtration membrane. In addition, “restricting the movable range” does not include those in which the movable range remains and the movement in the direction near the lower end of the tubular membrane is completely prevented. Accordingly, a space is left around the lower end portion of the cylindrical filtration membrane, and the supply efficiency of bubbles from the lower side to the peripheral surface of the cylindrical filtration membrane is also ensured.
上記ガイド部材が、上記複数の筒型濾過膜を挟むよう並列方向に延在する複数の規制材を有するとよい。このように、筒型濾過膜の列を挟む複数の規制材を有することによって、簡単な構成で確実に筒型濾過膜の並列方向に直交する方向の移動可能範囲を制限でき、筒型濾過膜同士が絡まり合うことを容易に防止できる。 The guide member may include a plurality of regulating members extending in a parallel direction so as to sandwich the plurality of cylindrical filtration membranes. Thus, by having a plurality of regulating members sandwiching the rows of cylindrical filtration membranes, the movable range in the direction perpendicular to the parallel direction of the cylindrical filtration membranes can be reliably limited with a simple configuration, and the cylindrical filtration membranes It is possible to easily prevent entanglement of each other.
上記筒型濾過膜を挟んで対向する規制材の平均間隔としては、筒型濾過膜の平均径の1.05倍以上3倍以下が好ましい。このように、規制材の平均間隔の筒型濾過膜の平均径に対する比を上記範囲とすることによって、筒型濾過膜の周囲に気泡を供給する空間を確保すると共に、筒型濾過膜同士の絡まりを確実に防止できる。 The average distance between the regulating members facing each other with the cylindrical filtration membrane interposed therebetween is preferably 1.05 to 3 times the average diameter of the cylindrical filtration membrane. Thus, by setting the ratio of the average interval of the regulating material to the average diameter of the cylindrical filtration membrane within the above range, it is possible to secure a space for supplying bubbles around the cylindrical filtration membrane, and between the cylindrical filtration membranes. Entanglement can be reliably prevented.
上記規制材が、封止部材と水平視で重複するよう配設されるとよい。このように、規制材を封止部材と水平視で重複するよう配設することによって、筒型濾過膜が搖動する場合、強度を有する封止部材が規制材と当接するので、規制材との接触による筒型濾過膜の損傷を抑制できる。なお、「重複する」とは、少なくとも部分的に重なり合うことを意味する。 It is preferable that the regulating material is disposed so as to overlap with the sealing member in a horizontal view. In this way, by arranging the regulating material so as to overlap with the sealing member in a horizontal view, when the cylindrical filtration membrane swings, the sealing member having strength comes into contact with the regulating material. Damage to the cylindrical filtration membrane due to contact can be suppressed. “Overlapping” means at least partially overlapping.
上記保持部材が保持する上記複数の筒型濾過膜が、1列又は2列であるとよい。このように、筒型濾過膜が1列又は2列であることによって、各筒型濾過膜の少なくとも一方側の上方に保持部材に阻害されずに気泡が上昇する経路が確保され、筒型濾過膜の周面の一方側に沿って気泡が上昇し易いので、気泡によるスクラブ効果を高くできる。 The plurality of cylindrical filtration membranes held by the holding member may be in one or two rows. In this way, by having one or two cylindrical filtration membranes, a path through which bubbles rise without being obstructed by the holding member is secured above at least one side of each cylindrical filtration membrane. Since bubbles easily rise along one side of the peripheral surface of the film, the scrub effect by the bubbles can be enhanced.
上記型濾筒過膜が、最外に配設されるポリテトラフルオロエチレンを主成分とする多孔質膜と、この多孔質膜の内側に積層される不織布とを有するとよい。このように、筒型濾過膜が、最外層にポリテトラフルオロエチレンを主成分とする多孔質膜とこの多孔質膜の内側に積層される不織布とを有することによって、筒型濾過膜が機械的強度及び耐薬品性に優れる。筒型濾過膜の機械的強度が大きいことにより、気泡のスクラブによる負荷を大きく設定することができ、目詰まりを効率よく抑制できる。また、筒型濾過膜の耐薬品性が高いことにより、筒型濾過膜を長く使用できる。なお、「主成分」とは、含有質量が最も大きい成分をいい、好ましくは50質量%以上、より好ましくは95質量%以上含有する成分をいう。 It is preferable that the above-described filter tube permeation membrane has a porous membrane mainly composed of polytetrafluoroethylene disposed on the outermost side and a non-woven fabric laminated inside the porous membrane. As described above, the cylindrical filtration membrane has the porous membrane mainly composed of polytetrafluoroethylene and the nonwoven fabric laminated on the inner side of the porous membrane in the outermost layer, so that the cylindrical filtration membrane is mechanical. Excellent strength and chemical resistance. Since the mechanical strength of the cylindrical filtration membrane is large, it is possible to set a large load due to bubble scrubbing and to efficiently suppress clogging. Further, since the cylindrical filtration membrane has high chemical resistance, the cylindrical filtration membrane can be used for a long time. The “main component” refers to a component having the largest content, preferably 50% by mass or more, more preferably 95% by mass or more.
また、本発明の一態様に係る濾過装置は、1又は複数の当該濾過膜モジュールと、この1又は複数の濾過膜モジュールが浸漬されるよう被処理液を貯留する水槽と、上記濾過膜モジュールの下方から上記被処理液に気泡を供給する気泡供給器とを備える。当該濾過装置は、筒型濾過膜同士が絡まり難いことにより気泡によるスクラブ効果の高い濾過膜モジュールと、気泡供給器と備えるため、水槽に貯留する被処理液を効率よく濾過することができる。 Moreover, the filtration apparatus which concerns on 1 aspect of this invention is the water tank which stores a to-be-processed liquid so that this 1 or several filtration membrane module may be immersed, and the said filtration membrane module. A bubble supplier for supplying bubbles to the liquid to be treated from below. Since the said filtration apparatus is equipped with the filtration membrane module with a high scrub effect by a bubble, and a bubble supply device because it is hard to tangle between cylindrical filtration membranes, the to-be-processed liquid stored in a water tank can be filtered efficiently.
[本発明の実施形態の詳細]
以下、本発明の各実施形態について図面を参照しつつ詳説する。
[Details of the embodiment of the present invention]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1及び図2に、本発明の一実施形態に係る濾過膜モジュール1を示す。当該濾過膜モジュール1は、被処理液を濾過することにより、被処理液から固形物、場合によってはさらに油滴を除去するために使用される。
1 and 2 show a
当該濾過膜モジュール1は、並列される複数の筒型濾過膜2と、この複数の筒型濾過膜2の上端を保持し、複数の筒型濾過膜2の内部に連通する処理済液流路3aを有する保持部材3と、複数の筒型濾過膜2の下端近傍に配設され、複数の筒型濾過膜2の並列方向に直交する方向の移動可能範囲を制限するガイド部材4とを備える。
The
<筒型濾過膜>
筒型濾過膜2は、筒状に形成され、上端が保持部材3により保持され、下端が封止部材5で封止されている(図2参照)。
<Cylindrical filtration membrane>
The
この筒型濾過膜2は、1又は複数の多孔質体の層から形成される。例として、図3に示すように、筒型濾過膜2は、ネット状の筒型支持体6の外周に多孔性膜体7を積層することにより形成できる。筒型支持体6の外周に多孔性膜体7を積層する方法としては、袋状に形成した多孔性膜体7の内側に筒型支持体6を挿入する方法や、筒型支持体6の外周に多孔性膜体7を円周方向又はらせん方向に巻き付ける方法が適用できる。
The
筒型濾過膜2の平均外径の下限としては、3mmが好ましく、5mmがより好ましい。一方、筒型濾過膜2の平均外径の上限としては、30mmが好ましく、20mmがより好ましい。筒型濾過膜2の平均外径が上記下限に満たない場合、剛性が不十分となるおそれがある。逆に、筒型濾過膜2の平均外径が上記上限を超える場合、体積当たりの濾過面積が小さくなるので濾過能力が不十分となるおそれがある。
The lower limit of the average outer diameter of the
筒型濾過膜2の保持部材3及び封止部材5間の露出部分の平均距離である平均有効長さの下限としては、500mmが好ましく、800mmがより好ましい。一方、筒型濾過膜2の平均有効長さの上限としては、5000mmが好ましく、4000mmがより好ましい。筒型濾過膜2の平均有効長さが上記下限に満たない場合、十分な濾過面積が得られないおそれがある。逆に、筒型濾過膜2の平均有効長さが上記上限を超える場合、筒型濾過膜2が変形し易くなり、ガイド部材4から脱離するおそれがある。
The lower limit of the average effective length, which is the average distance of the exposed portion between the holding
(筒型支持体)
筒型支持体6としては、樹脂製のネットを筒型に形成したものが利用できる。このネットを形成する樹脂組成物の主成分としては、例えばポリオレフィン、ポリエステル、フッ素樹脂等が挙げられ、中でも耐薬品性を有すると共に低コストで入手できるポリプロピレンが好ましい。
(Cylindrical support)
As the cylindrical support 6, a resin net formed in a cylindrical shape can be used. Examples of the main component of the resin composition that forms the net include polyolefin, polyester, fluororesin, and the like. Among them, polypropylene that has chemical resistance and can be obtained at low cost is preferable.
筒型支持体6を構成する樹脂製のネットは、例えば上記樹脂を主成分とする複数の線材を格子状に配置し、互いの交差部を熱融着することにより形成される。筒型支持体6において、上記線材は、筒型支持体6の軸方向に対して例えば±45°傾斜するよう配置される。 The resin-made net | network which comprises the cylindrical support body 6 is formed by arrange | positioning the several wire which has the said resin as a main component in a grid | lattice form, for example, and heat-seal | fusing a mutual intersection part. In the cylindrical support 6, the wire is disposed so as to be inclined, for example, ± 45 ° with respect to the axial direction of the cylindrical support 6.
上記線材の平均径の下限としては、1mmが好ましく、1.5mmが好ましい。一方、上記線材の平均径の上限としては、3mmが好ましく、2mmが好ましい。上記線材の平均径が上記下限に満たない場合、筒型支持体6の強度が不十分となるおそれがある。逆に、上記線材の平均径が上記上限を超える場合、筒型支持体6の成形が難しくなるおそれがある。なお、上記線材は、異なる平均径のものが混在していてもよい。例えば一方向に配列された線材の外側に交差方向に配列された線材を融着する場合、外側の線材の平均径を内側の線材の平均径よりも大きくすることで、強度と目開きとをバランスすることが容易となる。 As a minimum of the average diameter of the above-mentioned wire rod, 1 mm is preferred and 1.5 mm is preferred. On the other hand, the upper limit of the average diameter of the wire is preferably 3 mm, more preferably 2 mm. When the average diameter of the wire is less than the lower limit, the strength of the cylindrical support 6 may be insufficient. On the other hand, when the average diameter of the wire exceeds the upper limit, it may be difficult to form the cylindrical support 6. In addition, the said wire may have a thing with a different average diameter. For example, when fusing wires arranged in the cross direction on the outside of wires arranged in one direction, the average diameter of the outer wires is made larger than the average diameter of the inner wires, so that the strength and mesh size are increased. It becomes easy to balance.
また、筒型支持体6の開口、つまり上記線材の間に形成される樹脂製のネットの孔の平均面積の下限としては、0.1mm2が好ましく、1mm2がより好ましい。一方、上記筒型支持体6の開口の平均面積の上限としては、50mm2が好ましく、10mm2がより好ましい。筒型支持体6の開口の平均面積が上記下限に満たない場合、開口率が小さく、筒型濾過膜2の濾過能力が不十分となるおそれがある。逆に、筒型支持体6の開口の平均面積が上記上限を超える場合、多孔性膜体7を十分に支持できないおそれがある。
The opening of the cylindrical support 6, that is the lower limit of the average area of the resin-made net hole formed between the wires, preferably 0.1
(多孔性膜体)
多孔性膜体7は、少なくとも最外面に濾過の実効部分である層、つまり筒型濾過膜2において最も平均孔径が小さい層を有する。
(Porous membrane body)
The
このような多孔性膜体7は、図3に示すように、最外に配設される多孔質膜8と、この多孔質膜の内側に積層される不織布9とを有するものとすることが好ましい。多孔質膜8の内側に積層される不織布は、多孔性膜体7に寸法安定性を付与する。
As shown in FIG. 3, such a
〔多孔質膜〕
多孔質膜8の平均孔径の下限としては、0.01μmが好ましく、0.05μmがより好ましい。一方、多孔質膜8の平均孔径の上限としては、5μmが好ましく、1μmがより好ましい。多孔質膜8の平均孔径が上記下限に満たない場合、透水性が不十分となるおそれがある。逆に、多孔質膜8の平均孔径が上記上限を超える場合、筒型濾過膜2の内側への固形物及び油滴の透過を十分に阻止できないおそれがある。なお、「平均孔径」とは、細孔直径分布測定装置、例えばPorus Materials社の「多孔質材料自動細孔径分布測定システム」により測定される値である。
[Porous membrane]
The lower limit of the average pore diameter of the
多孔質膜8の空孔を囲む繊維状骨格の平均最大長さの上限としては30μmが好ましく、5μmがより好ましい。一方、上記繊維状骨格の平均最大長さの下限としては、特に限定されない。上記繊維状骨格の平均最大長さが上記上限を超える場合、多孔質膜8の空孔に粒子状物が目詰まりし易くなるおそれがある。なお、「繊維状骨格の平均最大長さ」とは、多孔質膜の表面における各空孔の最大長さの平均値を指し、多孔質膜の表面を拡大したSEM画像上で測定することができる。
The upper limit of the average maximum length of the fibrous skeleton surrounding the pores of the
また、多孔質膜8の平均厚さの下限としては、5μmが好ましく、10μmがより好ましい。一方、多孔質膜8の平均厚さの上限としては200μmが好ましく、150μmがより好ましい。多孔質膜8の平均厚さが上記下限に満たない場合、製造工程等において多孔質膜8に破れが生じるおそれがある。逆に、多孔質膜8の平均厚さが上記上限を超える場合、多孔質膜8の製造が困難となるおそれや、多孔質膜8が必要以上に高価となるおそれがある。
Moreover, as a minimum of the average thickness of the
多孔質膜8の気孔率の下限としては40%が好ましく、50%がより好ましい。一方、多孔質膜8の気孔率の上限としては90%が好ましく、80%がより好ましい。多孔質膜8の気孔率が上記下限に満たない場合、液体の透過率が不十分となるおそれがある。逆に、多孔質膜8の気孔率が上記上限を超える場合、多孔質膜8の強度が不足するおそれがある。なお、「気孔率」は、ASTM−D−792に準拠して多孔質膜8の密度を測定することで求めることができる。
The lower limit of the porosity of the
多孔質膜8の引張強度の下限としては、10N/mm2が好ましい。また、多孔質膜8は、3質量%の硫酸、4質量%の水酸化ナトリウム水溶液及び有効塩素濃度10%の次亜塩素酸ナトリウム水溶液のいずれに温度50℃で10日間浸漬しても透過水量が低下しない耐薬品性を有することが好ましい。なお、「引張強度」とは、JIS−K−7113(1994)に準拠して測定される値である。
The lower limit of the tensile strength of the
このような多孔質膜8の材料としては、例えばポリオレフィン、ポリエステル、フッ素樹脂等を主成分とする樹脂組成物が挙げられ、中でも機械的強度及び耐薬品性に優れるポリテトラフルオロエチレンを主成分とする樹脂組成物が好ましい。
Examples of the material of the
また、多孔質膜8の構造としては、例えば無孔性シートを延伸して裂孔を形成したもの、樹脂製繊維の織布や不織布等任意の構成のものを採用することができる。
Further, as the structure of the
〔不織布〕
不織布9の材質としては、例えばポリオレフィン、ポリエステル等が挙げられ、中でも安価で耐薬品性に優れるポリプロピレンが好ましい。
[Nonwoven fabric]
Examples of the material of the
不織布9の目付量の下限としては、40g/m2が好ましく、不織布9の目付量の上限としては、120g/m2が好ましい。また、不織布9の平均厚さの下限としては、0.3mmが好ましく、不織布9の平均厚さの上限としては、0.9mmが好ましい。不織布9の気孔率の下限としては、65%が好ましく、不織布9の気孔率の上限としては、90%が好ましい。不織布9の破裂強さの下限としては、180kPaが好ましく、不織布9の破裂強さの上限としては、600kPaが好ましい。不織布9の突刺強さの下限としては、8Nが好ましく、不織布9の突刺強さの上限としては、24Nが好ましい。なお、「破裂強さ」とは、JIS−L−1096(2010)に準拠して測定される値である。また、「突刺強さ」とは、JIS−T−8115(2010)に準拠して測定される値である。
The lower limit of the basis weight of the
(封止部材)
封止部材5は、筒型濾過膜2毎に設けられ、筒型濾過膜2の下端をそれぞれ封止している。この封止部材5は、例えば逆円錐形状等、下方から上昇してくる気泡を筒型濾過膜2の周面に案内できるような実質的に底面を有しない形状に形成されている。
(Sealing member)
The sealing
封止部材5の材質としては、特に限定されないが、例えばテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられ、多孔性膜体7と熱融着可能な樹脂が好適に用いられる。また、封止部材5と多孔性膜体7との隙間を接着剤等により封止してもよい。
The material of the sealing
<保持部材>
保持部材3は、1列又は複数列の筒型濾過膜2の上端を保持する。保持部材3は、保持する1列又は複数列の筒型濾過膜2の全ての内部に連通する処理済液流路3aを有する。
<Holding member>
The holding
1つの保持部材3が保持する筒型濾過膜2の列数としては、特に限定されないが、1列以上10列以下が好ましく、1列又は2列がより好ましい。保持部材3は、筒型濾過膜2の上端において筒型濾過膜2間の隙間を封止するため、気泡が筒型濾過膜2の上端近傍の周面に沿って上昇することを阻害する。このため、保持部材3が11列以上の筒型濾過膜2を保持する場合、内側の列の筒型濾過膜2の気泡によるスクラブ効果が低くなるおそれがある。しかしながら、保持部材3が保持する筒型濾過膜2の列数を1列以上10列以下、特に1列又は2列とすることによって、筒型濾過膜2の周面の少なくとも一方側部分に沿って気泡が上昇することを可能にし、筒型濾過膜2の目詰まりを効果的に抑制することができる。
The number of rows of the
保持部材3は、内側に処理済液流路3aを画定し、下端が筒型濾過膜2が挿入可能に開口するケーシング10と、複数の筒型濾過膜2の上端部を保持してケーシング10の開口部に嵌合するスリーブ11と、このスリーブ11の内壁面と筒型濾過膜2の外周面との隙間に充填される封止樹脂12とを有する。
The holding
また、保持部材3は、筒型濾過膜2の並列方向両端近傍において、支柱13を垂下して保持する。この支柱13の下端には、上記ガイド部材4が固定される。
In addition, the holding
(ケーシング)
ケーシング10は、処理済液流路3aに配管を接続するためのノズル10aを有する。また、スリーブ11をケーシング10の開口部に係止してケーシング10内に処理済液流路3aが画定されることを確実にするよう、ケーシング10の内壁に段差が形成されてもよい。
(casing)
The
このようなケーシング10を形成する材質としては、例えば塩化ビニル、ABS樹脂等を主成分とする樹脂組成物が挙げられる。
Examples of the material forming the
(スリーブ)
スリーブ11は、複数の筒型濾過膜2の上端が嵌合する複数の嵌合孔11aが形成される長方形板状乃至帯状の天壁11bと、天壁11bの四辺から下方に延出し、複数の筒型濾過膜2の上端部を取り囲む側壁11cとを有する。このスリーブ11は、その内壁面(側壁11cの内側面)と筒型濾過膜2の外周面との隙間に充填された封止樹脂12が硬化することにより、封止樹脂12を介して筒型濾過膜2を保持する。天壁11bは、嵌合孔11aによって複数の筒型濾過膜2の上端の間隔を定めると共に、封止樹脂12の上方へのはみ出しを防止して処理済液流路3aの流路面積を確保する。このようなスリーブ11に予め筒型濾過膜2の上端部を保持させてから、このスリーブ11をケーシング10の開口部に嵌合させることにより、ケーシング10の内部に確実に処理済液流路3aを形成することができる。
(sleeve)
The
このスリーブ11の材質としては、上記ケーシング10と同様とすることができる。また、スリーブ11とケーシング10とは、両者の隙間を封止できる接着剤によって接着されることが好ましい。
The
(封止樹脂)
封止樹脂12は、スリーブ11と筒型濾過膜2との隙間を封止すると共に、硬化することによりスリーブ11と一体化して筒型濾過膜2の上端部を保持する。
(Sealing resin)
The sealing
封止樹脂12の主成分としては、スリーブ11及び筒型濾過膜2との接着性の高いものであればよいが、例えばウレタン樹脂等が挙げられる。
The main component of the sealing
<ガイド部材>
ガイド部材4は、保持部材3から垂下される2本の支柱13の下端に固定される一対の固定部14と、この一対の固定部14に両端が支持され、列をなす複数の筒型濾過膜2を挟むよう並列方向に延在する複数の規制材15とを有することが好ましい。複数列の筒型濾過膜2が配列されている場合、筒型濾過膜2の列間に配置される規制材15は、隣接する筒型濾過膜2の列に共有され、両側の筒型濾過膜2の移動可能範囲を制限することができる。
<Guide member>
The
ガイド部材4は、複数の規制材15により、筒型濾過膜2の下端が並列方向と直交する方向に一定距離を超えて移動できないように移動可能範囲を制限する。一方、ガイド部材4は、筒型濾過膜2の列の両端を除いて筒型濾過膜2の下端の並列方向の移動可能範囲を直接には規制しない。ここで「直接には規制しない」とは、筒型濾過膜2の下端の並列方向と直交する方向の移動可能範囲が規制される結果、並列方向に隣接する筒型濾過膜2の下端同士がぶつかり合い易くなり、間接的に筒型濾過膜2の下端部の並列方向の移動も抑制されることを排除しない。
The
このガイド部材4を形成する材料としては、例えばステンレス等の金属、塩化ビニル、ABS樹脂等を主成分とする樹脂組成物などが挙げられる。固定部14と規制材15とは一体に形成されてもよく、別々に形成された部材を接合してもよい。従って、固定部14と規制材15とは異なる材料で形成してもよい。
Examples of the material for forming the
ガイド部材4は、規制材15が封止部材5と水平視で重複するよう、つまり少なくとも部分的に重なり合うよう配設されることが好ましい。封止部材5及び筒型濾過膜2の封止部材5が設けられた部分は、比較的強度を有する。このため、筒型濾過膜2が撓んで搖動しても、筒型濾過膜2の中でも強度を有する部分又は封止部材5が規制材15に当接するため、筒型濾過膜2が損傷し難い。
The
(規制材)
規制材15は、十分な剛性を有するものであればよい。この規制材15は、例えば板状、棒状、管状等の任意の形状を有し得るが、好ましくは帯板状に形成される。また、規制材15は、並列方向の位置によって断面形状が変化するものであってもよい。
(Regulatory materials)
The
規制材15は、エッジが面取りされてもよく、表面に筒型濾過膜2に対する衝撃や摩擦を緩和するために発泡樹脂や低摩擦性樹脂からなる部材が配設されてもよい。
The regulating
規制材15の平均有効高さ(水平視で筒型濾過膜2と重複する部分の垂直方向の平均長さ)の下限としては、筒型濾過膜2の平均有効長さの1%が好ましく、筒型濾過膜2の平均有効長さの2%がより好ましい。一方、規制材15の平均有効高さの上限としては、筒型濾過膜2の平均有効長さの10%が好ましく、筒型濾過膜2の平均有効長さの8%がより好ましい。規制材15の平均有効高さが上記下限に満たない場合、筒型濾過膜2の変形により、筒型濾過膜2が規制材15の間から脱離するおそれがある。逆に、規制材15の平均有効高さが上記上限を超える場合、当該濾過膜モジュール1が不必要に大型化するおそれや、規制材15が筒型濾過膜2と不必要に接触して筒型濾過膜2を損傷させるおそれがある。
As a lower limit of the average effective height of the regulating member 15 (the average length in the vertical direction of the portion overlapping with the
また、筒型濾過膜2の列を挟んで対向する規制材15の平均間隔の下限としては、筒型濾過膜2の平均径の1.05倍が好ましく、1.1倍がより好ましい。一方、規制材15の平均間隔の上限としては、筒型濾過膜2の平均径の3倍が好ましく、2.5倍がより好ましい。規制材15の平均間隔が上記下限に満たない場合、筒型濾過膜2の移動可能範囲が過度に制限されることで筒型濾過膜2の振動により筒型濾過膜2の周面に付着する固形物を振り落す効果が小さくなるおそれがある。逆に、規制材15の平均間隔が上記上限を超える場合、筒型濾過膜2同士の絡まりを防止できないおそれがある。
Moreover, as a minimum of the average space | interval of the
[利点]
当該濾過膜モジュール1は、筒型濾過膜2の下端が固定されていないので、下方から筒型濾過膜2の周面に気泡を供給するための空間が確保されており、筒型濾過膜2の周面に効率よく気泡を供給して、気泡のスクラブ効果により目詰まりを抑制することができる。また、筒型濾過膜2の下端が移動するような変形又はその振動により、筒型濾過膜2の周面に付着する固形物や油滴を振り落すことができ、筒型濾過膜2の目詰まりをさらに効率よく抑制できる。
[advantage]
In the
さらに、当該濾過膜モジュール1は、筒型濾過膜2の下端近傍に配設され、筒型濾過膜2の少なくとも並列方向に直交する方向の移動可能範囲を制限するガイド部材4を備えるので、筒型濾過膜2が変形しても複数の筒型濾過膜2がそれらの下端部の並列方向の位置を入れ替て絡まり合うことを抑制できる。これにより、筒型濾過膜2の変形を阻害することなく、複数の筒型濾過膜2の間に隙間を確保することで、気泡によるスクラブや振動により固形物や油滴を振り落す効果を確保しつつ、筒型濾過膜2同士の絡まりを効率よく防止できる。
Further, the
当該濾過膜モジュール1において、ガイド部材4は、筒型濾過膜2の列を挟むよう並列方向に延在する複数の規制材を有するので、この規制材によって、筒型濾過膜2の下端部の並列方向への移動可能範囲は直接的に制限せず、並列方向に直交する方向の移動可能範囲だけを確実に制限できる。
In the
[濾過装置]
続いて、図4に、本発明の一実施形態に係る濾過装置を示す。図4の濾過装置は、複数の当該濾過膜モジュール1と、この複数の濾過膜モジュール1が浸漬されるよう被処理液を貯留する水槽21と、濾過膜モジュール1の下方から被処理液に気泡Bを供給する気泡供給器22とを備える。水槽21内に配置され、濾過膜モジュール1、気泡供給器22を保持するフレーム23と、濾過膜モジュール1のノズル10aに接続される出水管24を介して筒型濾過膜2を透過した処理済液を吸引する吸引ポンプ25とを有する。
[Filtering equipment]
Subsequently, FIG. 4 shows a filtration device according to an embodiment of the present invention. The filtration device of FIG. 4 includes a plurality of the
<濾過膜モジュール>
図4の濾過膜モジュール1の構成については、図1の濾過膜モジュール1と同様であるため、重複する説明を省略する。複数の濾過膜モジュール1は、水槽21内で、互いに等間隔に配列される。これら複数の濾過膜モジュール1は、保持部材3がフレーム23に係止される。なお、図4において、各濾過膜モジュール1は、複数の筒型濾過膜2が紙面奥行方向に列をなすよう配置される。
<Filtration membrane module>
The configuration of the
<水槽>
水槽21は、被処理液を貯留する容器である。水槽21の形状としては、特に限定されず、例えば箱型、円筒型等とすることができる。水槽21の大きさとしては、特に限定されず、貯留する被処理液中に濾過膜モジュール1を浸漬できる大きさであればよい。また、水槽21の材質としては、特に限定されず、例えば金属、樹脂、コンクリート等を用いることができる。
<Water tank>
The
<気泡供給器>
気泡供給器22は、上記濾過膜モジュール1の下方から、気泡Bを供給する。このような気泡供給器22としては、公知のものを用いることができ、例えば濾過膜モジュール1と共に被処理液中に浸漬され、不図示の圧縮機等から給気管26を通して連続的に供給される気体を内部に貯留し、一定体積になった気体を間欠的に吐出することで気泡Bを供給するものを用いることができる。
<Bubble feeder>
The
なお、気泡供給器22から供給する気体としては不活性のものであれば特に限定されないが、ランニングコストの観点から空気を用いることが好ましい。
The gas supplied from the
<フレーム>
フレーム23は、水槽21内に配置することができ、かつ被処理液の流れを阻害することなく濾過膜モジュール1、気泡供給器22を保持できるものであればよい。このようなフレーム23は、例えばL型鋼等によって形成することができる。
<Frame>
The frame 23 may be any one that can be disposed in the
<吸引ポンプ>
吸引ポンプ25は、保持部材3の処理済液流路3aから処理済液を吸引することにより、筒型濾過膜2の内部を負圧にすることによって、被処理液中の液体成分に筒型濾過膜2を透過させる。
<Suction pump>
The
[利点]
当該濾過装置は、濾過膜モジュール1の筒型濾過膜2の周面に沿って気泡Bを上昇させ、気泡Bによるスクラブ効果により、筒型濾過膜2の周面に付着する固形物や油滴を擦り落とすことができる。また、各筒型濾過膜2に対して気泡Bがランダムに衝突することにより、筒型濾過膜2を揺らすことができ、この機械的な振動により、筒型濾過膜2の周面に付着する固形物や油滴を振り落すこともできる。当該濾過装置は、これらの効果により、筒型濾過膜2の目詰まりを抑制することができる。
[advantage]
The filtration device raises the bubbles B along the circumferential surface of the
さらに、当該濾過装置は、ガイド部材4により筒型濾過膜2の絡まりを防止できるので、濾過効率、気泡Bによるスクラブ効果、及び筒型濾過膜2の振動効果の低下を抑制することができる。これにより、当該濾過装置は、稼働率を高くすることができる。
Furthermore, since the said filtration apparatus can prevent the tangle of the
[その他の実施形態]
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
[Other Embodiments]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is not limited to the configuration of the embodiment described above, but is defined by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims. The
当該濾過膜モジュールにおいて、筒型濾過膜同士の並列方向に直交する方向の間隔が大きい場合には、ガイド部材が、筒型濾過膜の一列毎に一対の規制材を有してもよい。つまり、ガイド部材は、隣り合う筒型濾過膜の列間に2枚の規制材を配置するよう構成されてもよい。 In the said filtration membrane module, when the space | interval of the direction orthogonal to the parallel direction of cylindrical filtration membranes is large, a guide member may have a pair of regulation material for every row of cylindrical filtration membranes. That is, the guide member may be configured to dispose two regulating members between adjacent rows of cylindrical filtration membranes.
また、当該濾過膜モジュールのガイド部材は、筒型濾過膜の並列方向の移動可能範囲を制限する部材をさらに有してもよい。例えば、対をなす規制材間に架け渡され、筒型濾過膜の並列方向の移動可能範囲を制限する並列方向規制部材を配設してもよい。このような並列方向規制部材は、複数の筒型濾過膜毎に配設されてもよい。 Moreover, the guide member of the said filtration membrane module may further have a member which restrict | limits the movable range of the parallel direction of a cylindrical filtration membrane. For example, a parallel direction restricting member that spans between a pair of restricting members and restricts the movable range of the cylindrical filtration membrane in the parallel direction may be provided. Such a parallel direction regulating member may be disposed for each of the plurality of cylindrical filtration membranes.
また、当該濾過膜モジュールのガイド部材において、規制材は、筒型濾過膜の並列方向に延在するものの他、並列方向に並んで配設される複数の部材であってもよい。このような規制材としては、例えば1又は複数の筒型濾過膜を取り囲む筒状体、筒型濾過膜の並列方向と垂直方向両側に配列される任意の形状のブロック体や板状体等が挙げられる。 Further, in the guide member of the filtration membrane module, the regulating member may be a plurality of members arranged side by side in the parallel direction in addition to those extending in the parallel direction of the cylindrical filtration membrane. Examples of such a regulating material include a cylindrical body surrounding one or a plurality of cylindrical filtration membranes, a block body or a plate-like body having an arbitrary shape arranged on both sides of the parallel direction and the vertical direction of the cylindrical filtration membrane. Can be mentioned.
また、当該濾過装置に配設される濾過膜モジュールの数は、1以上の任意の数とすることができる。 Moreover, the number of the filtration membrane modules arrange | positioned at the said filtration apparatus can be made into 1 or more arbitrary numbers.
当該濾過装置において、気泡供給器と濾過膜モジュールとの間に、気泡供給器から供給される気泡をより小さい複数の気泡に分割する分割器を設けてもよい。このような分割器としては、隙間を空けて板状、線状又は散点状に配設される複数の部材を有するものを用いることができる。具体的には、分割器として、例えば1又は複数のワイヤーメッシュ等を使用することができる。 In the filtration device, a divider that divides bubbles supplied from the bubble supplier into a plurality of smaller bubbles may be provided between the bubble supplier and the filtration membrane module. As such a splitter, what has a plurality of members arranged in the shape of a plate, a line, or a dot with a gap can be used. Specifically, for example, one or a plurality of wire meshes can be used as the divider.
本発明に係る濾過膜モジュールは、被処理液を濾過する濾過装置に好適に利用することができる。 The filtration membrane module according to the present invention can be suitably used for a filtration device that filters a liquid to be treated.
1 濾過膜モジュール
2 筒型濾過膜
3 保持部材
3a 処理済液流路
4 ガイド部材
5 封止部材
6 筒型支持体
7 多孔性膜体
8 多孔質膜
9 不織布
10 ケーシング
10a ノズル
11 スリーブ
11a 嵌合孔
11b 天壁
11c 側壁
12 封止樹脂
13 支柱
14 固定部
15 規制材
21 水槽
22 気泡供給器
23 フレーム
24 出水管
25 吸引ポンプ
26 給気管
B 気泡
DESCRIPTION OF
Claims (7)
上記複数の筒型濾過膜の上端を保持し、上記複数の筒型濾過膜の内部に連通する流路を有する保持部材と、
上記複数の筒型濾過膜の下端近傍に配設され、上記複数の筒型濾過膜の少なくとも並列方向に直交する方向の移動可能範囲を制限するガイド部材とを備える濾過膜モジュール。 A plurality of cylindrical filtration membranes whose lower ends are sealed with a sealing member and arranged in parallel,
Holding members having upper ends of the plurality of tubular filtration membranes and having flow paths communicating with the inside of the plurality of tubular filtration membranes;
A filtration membrane module comprising: a guide member that is disposed in the vicinity of the lower ends of the plurality of tubular filtration membranes and that limits a movable range in a direction orthogonal to at least the parallel direction of the plurality of tubular filtration membranes.
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