JP2534868B2 - Multi-stage hollow fiber type filter - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、溶液中のコロイド物質等を除去するため
の、外圧使用の懸垂型中空糸濾過器に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a suspended hollow fiber filter that uses external pressure to remove colloidal substances and the like in a solution.

（従来技術とその問題点） 原子力発電プラントにおいては、放射線低減対策とし
て腐食生成物の抑制とその除去を行っている。例えば、
原子力発電プラントで発生する放射性廃液や一次冷却系
の復水中に存在する懸濁物を分離除去するために濾過装
置が用いられている。かかる濾過装置としては、粉末イ
オン交換樹脂をプリコートしたものが一般的に用いられ
ている。(Prior art and its problems) In nuclear power plants, suppression and removal of corrosion products are performed as a radiation reduction measure. For example,
A filter device is used to separate and remove radioactive waste liquid generated in a nuclear power plant and a suspension present in condensate of a primary cooling system. As such a filtering device, a pre-coated powder ion-exchange resin is generally used.

しかしながら、粉末イオン交換樹脂を使用した濾過装
置では樹脂廃棄物が多量に発生するという欠点があっ
た。However, the filtration device using the powder ion exchange resin has a drawback that a large amount of resin waste is generated.

そこで、最近、中空糸膜フィルターを用いた中空糸型
濾過器により廃液中の懸濁物を分離除去する方法が採用
されるようになってきた。原子力発電プラントでは水の
処理量が多いうえに、放射線低減のために、濾過装置の
設備面積が制限されており、一般的に長尺の濾過器が使
われている。長尺の中空糸型濾過器を外圧で使用する
と、中空糸内を流れる水の抵抗のために、濾過器の長さ
を長くしても濾過水量はほとんど増加しない。かかる欠
点を解決するために、特開昭60−206405では、濾過器中
空糸の両末端部を開口すると共に、濾過器内部に集水管
を挿入し、濾過器の下部には集水室を設けて、濾過器下
部に取り出された濾過水を集水室に集め、更に、集水管
を通って、濾過器上端に抜き出して、中空糸内の濾過抵
抗を下げる方法が提案されている。また、原子力プラン
トでは、放射性の懸濁物を含んでいるため、定期的にエ
アー逆洗やエアースクラビングを行って、中空糸膜の外
表面に付着した懸濁物を落して系外に抜き出す必要があ
る。しかし、濾過器を直列多段に接続するとエアースク
ラビング用の空気の導入が非常にむずかしくなる。例え
ば、特開昭60−206415では、濾過器内の集水管の回りに
空気導入用パイプを２重管で設けると共に濾過器の接続
部にスペーサーを設けているが、十字状の取水孔と取水
孔と交わらないところに空気孔を設けて、それぞれをシ
ールしなければならず、濾過器が複雑で、濾過器の組立
てや検査がむずかしいという問題点があった。そこで、
スクラビングエアーの導入が容易で、直列多段に接続し
た長尺の中空糸型濾過器の開発が望まれていた。本発明
者は先に、特願昭61−93437、実願昭62−3474を提案し
て、この点の開発を試みてきたが、今回、更に本発明を
提案するものである。Therefore, recently, a method of separating and removing the suspended matter in the waste liquid by a hollow fiber type filter using a hollow fiber membrane filter has been adopted. In a nuclear power plant, a large amount of water is processed, and in order to reduce radiation, the equipment area of a filter device is limited, and a long filter is generally used. When the long hollow fiber type filter is used under external pressure, the amount of filtered water hardly increases even if the length of the filter is increased due to the resistance of water flowing in the hollow fiber. In order to solve such a drawback, in JP-A-60-206405, both end portions of the filter hollow fiber are opened, a water collecting pipe is inserted inside the filter, and a water collecting chamber is provided under the filter. Then, a method has been proposed in which the filtered water taken out to the lower part of the filter is collected in a water collecting chamber, and further, it is drawn out to the upper end of the filter through a water collecting pipe to lower the filtration resistance in the hollow fiber. In addition, since nuclear power plants contain radioactive suspensions, it is necessary to regularly perform air backwashing and air scrubbing to drop the suspensions adhering to the outer surface of the hollow fiber membranes and take them out of the system. There is. However, when the filters are connected in multiple stages in series, it becomes very difficult to introduce air for air scrubbing. For example, in JP-A-60-206415, although a pipe for introducing air is provided around the water collecting pipe in the filter with a double pipe and a spacer is provided at a connecting portion of the filter, a cross-shaped water intake hole and water intake are provided. Air holes have to be provided where they do not intersect the holes, and the air holes must be sealed, which makes the filter complicated and makes it difficult to assemble and inspect the filter. Therefore,
It has been desired to develop a long hollow fiber type filter in which scrubbing air can be easily introduced and which is connected in multiple stages in series. The present inventors have previously proposed Japanese Patent Application No. 61-93437 and Japanese Patent Application No. 62-3474, and have attempted to develop this point. However, this time, the present invention is further proposed.

（発明の目的） 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目
的は、限られた場所に設備でき、しかも高い濾過効率を
有し、エアースクラビング性の良い長尺の中空糸型濾過
器を提供するにある。(Object of the invention) The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is a long hollow fiber type which can be installed in a limited place, has high filtration efficiency, and has good air scrubbing property. To provide a filter.

（発明の構成） 本発明の要旨は、下記のとおりのものである。(Structure of Invention) The gist of the present invention is as follows.

1.濾過ユニットを環状部材を介して複数個直列に結合し
てなる懸垂使用する多段中空糸型濾過器で、各濾過ユニ
ットは、両端開口状態の中空糸と集液管を外筒内に上下
両端を接着剤で固定シールしたものであり、各環状部材
は、その内部に集液室を形成した多段中空糸型濾過器に
おいて、各環状部材を囲んで空気集合用のスカート状凹
部（６）を外筒（16）に液密にシールして付設し、各ス
カート状凹部（６）に導入したエアーが外筒（16）とス
カート状凹部との間のスリット（７）、外筒に設けた空
気導入穴（８）を径て各濾過ユニットに導入されるよう
にしたことを特徴とする多段中空糸型濾過器。1. A multi-stage hollow fiber type filter that uses suspension by connecting a plurality of filtration units in series through an annular member. Each filtration unit has a hollow fiber with both ends open and a liquid collection tube inside the outer cylinder. Both ends are fixedly sealed with an adhesive, and each annular member is a multi-stage hollow fiber type filter having a liquid collection chamber formed therein, and a skirt-like recess (6) for air collection surrounding each annular member. Is liquid-tightly attached to the outer cylinder (16), and air introduced into each skirt-shaped recess (6) is provided in the slit (7) between the outer cylinder (16) and the skirt-shaped recess, and in the outer cylinder. A multi-stage hollow fiber type filter characterized in that an air introduction hole (8) having a diameter is introduced so as to be introduced into each filtration unit.

2.各濾過ユニットの下方接着固定部に、空気導入穴と該
空気導入穴に連通する空気分配穴とを有する仕切板（2
0）を空気分配穴（19）を上向きにして配置して、中空
糸束を分割すると共に、空気分配穴を空気導入穴を径て
スカート状凹部に連通させて特許請求の範囲第１項記載
の多段中空糸型濾過器。2. A partition plate having an air introduction hole and an air distribution hole communicating with the air introduction hole in the lower adhesive fixing portion of each filtration unit (2
0) is arranged with the air distribution hole (19) facing upward so as to divide the hollow fiber bundle, and the air distribution hole is communicated with the skirt-shaped recess with a diameter of the air introduction hole. Multi-stage hollow fiber filter.

（実施態様及び作用） 以下、本発明を図面を参照して説明するが、本発明は
この範囲に限定されるものではない。本発明の濾過器
は、第１図及び第２図に示すように、濾過ユニット
（Ａ）を環状部材（Ｂ）を介して複数個直列に結合した
多段型の構造をもつ。各濾過ユニット（Ａ）は、両端が
開口された多数の中空糸（10）と集水管（11）を、外筒
（16）の中に、上下両端を接着剤（４）によって固定シ
ールしている。各濾過ユニットの下端部には、環状部材
（Ｂ）が取り付けられ、その内部は集液室（５）を形成
しており、集液室（５）は０−リング（９）によって原
液と濾液が混ざらないようにシールされている。(Embodiment and Action) Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to this range. As shown in FIGS. 1 and 2, the filter of the present invention has a multi-stage structure in which a plurality of filtering units (A) are connected in series via an annular member (B). In each filtration unit (A), a large number of hollow fibers (10) having both ends opened and a water collection pipe (11) are fixed and sealed in an outer cylinder (16) at the upper and lower ends with an adhesive (4). There is. An annular member (B) is attached to the lower end of each filtration unit, and the inside thereof forms a liquid collecting chamber (5), and the liquid collecting chamber (5) uses a 0-ring (9) to form a stock solution and a filtrate. Are sealed so that they do not mix.

集液室（５）の周囲には、下部に開口したスカート状
凹部（６）がＯ−リング（９′）によって外筒（16）に
導入された空気が抜けないようにシールして設けられて
いる。凹部（６）は下部が開口しており、この凹部より
エアーを導入する。導入されたエアーは第１図の濾過器
ではスリット（７）、外筒に設けられた穴（８）を通っ
て濾過器（３）内に入る。第２図の濾過器では仕切板
（20）に設けられた空気分配穴（19）を通って濾過器
（３）内に入る。濾過器最下部に設ける環状部材（Ｂ）
は、中間の環状部材のように集液室（５）を下方に開口
する必要がないので、下方は閉止され、上方のみに開口
している。Around the liquid collection chamber (5), there is provided a skirt-shaped recess (6) opened at the bottom so as to prevent the air introduced into the outer cylinder (16) by the O-ring (9 ') from being removed. ing. The lower part of the recess (6) is open, and air is introduced from this recess. The introduced air enters the inside of the filter (3) through the slit (7) and the hole (8) provided in the outer cylinder in the filter of FIG. In the filter of FIG. 2, it enters into the filter (3) through the air distribution hole (19) provided in the partition plate (20). An annular member (B) provided at the bottom of the filter
Does not need to open the liquid collection chamber (5) downward like an intermediate annular member, so the lower part is closed and only the upper part is opened.

集液管（11）は、集水能と濾過能を有する複数本の太
糸中空糸を中空糸束中に分散配置した第３図のタイプで
も、またパイプを中空糸束の中心部に配置した第４図の
タイプでも、いずれでも良く、特に限定されない。第６
〜第９図は仕切板の各種形状を示す説明図、第10〜第12
図は仕切板の取付状態を示す説明図である。第６図は１
個の空気分配穴（19）をもった仕切板（20）の斜視図で
ある。空気分配穴（19）の形状は特に限定されず第７
図、第８図、第９図は仕切板の他の変形例を示す。下方
接着固定部（４）に仕切板（20）を配置するには、前も
って形成した複数個の仕切板（20）を穴（８）を有する
外筒（16）中に、中空糸束を分割するように空気分配穴
（19）を上向きにし、空気分配穴（19）の一端（８′）
を開口（８）に対向させて配置しておき、接着剤を流し
込んで中空糸束と一体的に固定させるのが好ましい。第
10図では、仕切板２枚を直線状に、第11図では、仕切板
３枚を、第12図では、仕切板４枚を配置した状態を示
す。第５図は第１図の中空糸型濾過器の使用態様を示
す。濾過器（３）は圧力容器（１）内の仕切板（２）に
懸垂されている。圧力容器には原水の導入管（12）、濾
液の取出管（13）、中空糸に付着した金属コロイド等の
排出口（14）、濾過器への空気導入管（15）及び（18）
が設けられている。通常の場合、原水は各濾過ユニット
の外筒（16）に設けた穴（17）及び空気導入穴（８）よ
り各濾過器内に入り、中空糸（10）の外側より濾過され
て中空糸内を流れる。各濾過ユニットにおいて、上端及
び下端に流れた濾液は、それぞれ濾過ユニットの下端の
各集液室（５）に集まり、次いで、集液管（11）を通っ
て、より上方の集液室を順次経由して最終的に仕切板
（２）の上方に送られ、最上方濾過ユニットから直接上
端に流れた濾液と一緒になって濾液の取出管（13）より
系外に抜き出される。The liquid collecting pipe (11) is of the type shown in FIG. 3 in which a plurality of thick hollow fibers having water collecting and filtering capacities are dispersed and arranged in the hollow fiber bundle, and the pipe is arranged at the center of the hollow fiber bundle. Any of the types shown in FIG. 4 may be used, and there is no particular limitation. Sixth
~ Fig. 9 is an explanatory view showing various shapes of the partition plate, 10 ~ 12
The figure is an explanatory view showing a mounted state of the partition plate. Figure 6 shows 1
It is a perspective view of a partition plate (20) having individual air distribution holes (19). The shape of the air distribution hole (19) is not particularly limited.
FIG. 8, FIG. 9 and FIG. 9 show another modification of the partition plate. To arrange the partition plate (20) in the lower adhesive fixing portion (4), the hollow fiber bundle is divided into a plurality of partition plates (20) formed in advance in an outer cylinder (16) having a hole (8). So that the air distribution hole (19) faces upward, and one end (8 ') of the air distribution hole (19)
It is preferable that the is arranged so as to face the opening (8), and an adhesive is poured in and fixed integrally with the hollow fiber bundle. First
In FIG. 10, two partition plates are linearly arranged, in FIG. 11, three partition plates are arranged, and in FIG. 12, four partition plates are arranged. FIG. 5 shows a usage mode of the hollow fiber type filter of FIG. The filter (3) is suspended on the partition plate (2) in the pressure vessel (1). In the pressure vessel, an inlet pipe (12) for raw water, an outlet pipe (13) for the filtrate, an outlet (14) for the metal colloid adhering to the hollow fiber, and an air inlet pipe (15) and (18) for the filter.
Is provided. Normally, raw water enters each filter through the hole (17) and the air introduction hole (8) provided in the outer cylinder (16) of each filtration unit, and is filtered from the outside of the hollow fiber (10) to form a hollow fiber. Flowing in. In each filtration unit, the filtrates flowing to the upper end and the lower end are collected in the respective liquid collection chambers (5) at the lower end of the filtration unit, and then passed through the liquid collection pipes (11) to successively flow through the upper liquid collection chambers. Finally, it is sent to the upper side of the partition plate (2) via the flow path, and together with the filtrate flowing directly from the uppermost filtration unit to the upper end, is taken out of the system through the filtrate take-out pipe (13).

中空糸型濾過器の濾過差圧が一定圧力以上となると、
中空糸膜に付着した金属コロイド等を除去するために、
濾過を止めて、逆洗又はエアースクラビングが行なわれ
る。すなわち、濾液の取出管（13）に設けた空気導入管
（18）より空気を導入して圧力容器（１）内の仕切板
（２）の上部に溜った水を押し出す逆洗、あるいは、圧
力容器（１）の下方に設けた空気導入管（15）より空気
を導入する。空気導入管から入つたエアーは、最下部の
濾過ユニット（Ａ）に設けたスカート状凹部（６）に集
まり、該空気はスリット（７）及び空気導入穴（８）、
或いは更に仕切板（20）の空気分配穴（19）を通って
（第２図）、最下方濾過ユニット（Ａ）内に入り、該濾
過ユニット内の中空糸（10）に沿って上昇しながら中空
糸を振動させるエアースクラビングを行なう。上昇した
空気は濾過ユニット上部の原水供給口（17）から抜き出
され、上方のスカート状凹部（６）内に集められて、再
び上方濾過ユニットのエアースクラビングに使用され
る。このように下方から上方に向って各濾過ユニットの
エアースクラビングを行う。最上段の濾過ユニットの穴
（17）より出た空気は圧力容器の上方に設けた空気抜き
口（21）から系外に抜き出される。When the filtration differential pressure of the hollow fiber type filter exceeds a certain pressure,
In order to remove metal colloid etc. adhering to the hollow fiber membrane,
Filtering is stopped and backwashing or air scrubbing is performed. That is, backwashing in which air is introduced from the air introduction pipe (18) provided in the filtrate take-out pipe (13) to push out the water accumulated above the partition plate (2) in the pressure vessel (1), or pressure Air is introduced through an air introduction pipe (15) provided below the container (1). The air that has entered from the air introduction pipe collects in the skirt-shaped recess (6) provided in the lowest filtration unit (A), and the air is slit (7) and air introduction hole (8),
Or, further, through the air distribution holes (19) of the partition plate (20) (Fig. 2), enter the lowermost filtration unit (A) and rise along the hollow fibers (10) in the filtration unit. Perform air scrubbing to vibrate the hollow fiber. The rising air is extracted from the raw water supply port (17) at the upper part of the filtration unit, collected in the upper skirt-shaped recess (6), and used again for air scrubbing of the upper filtration unit. In this way, air scrubbing of each filtration unit is performed from the bottom to the top. The air discharged from the hole (17) of the uppermost filtration unit is discharged to the outside of the system from the air vent (21) provided above the pressure vessel.

中空糸から脱落した金属コロイド等は各濾過ユニット
の外筒（16）の下部の穴（17）、あるいは、空気導入用
穴（８）より取り出して、圧力容器の下部に設けた排出
口（14）より系外に抜き出される。金属コロイドが系外
に排出し易い様に、下端部の接着面の高さは、下部の穴
（17）の下端部の高さと同一にすることが好ましい。洗
浄により能力を回復した濾過器は再び使用される。空気
分配穴（19）をもった仕切板（20）は中空糸束を分割す
るように配置されているので、導入された空気は中空糸
束中に十分深く分配して入り込み、スクラビング効果が
著しく向上する。The metal colloids and the like that have fallen out of the hollow fibers are taken out from the holes (17) at the bottom of the outer cylinder (16) of each filtration unit or the air introduction holes (8), and the discharge port (14) provided at the bottom of the pressure vessel ) Is taken out of the system. The height of the adhesive surface at the lower end is preferably the same as the height of the lower end of the lower hole (17) so that the metal colloid can be easily discharged out of the system. The filter whose capacity has been restored by washing is reused. Since the partition plate (20) having the air distribution hole (19) is arranged so as to divide the hollow fiber bundle, the introduced air distributes deeply into the hollow fiber bundle and enters, and the scrubbing effect is remarkable. improves.

（発明の効果） 濾過ユニットを複数個直列に接続した本発明の濾過器
は、長尺にも拘らず流動抵抗が小さいため、膜面積が有
効にいかせると共に、エアースクラビング性が良いた
め、差圧の回復性が良く、長期間安定して運転できる。(Effect of the Invention) The filter of the present invention in which a plurality of filtration units are connected in series has a small flow resistance in spite of its long length, so that the membrane area can be effectively utilized and the air scrubbing property is good, so that the differential pressure It has good recoverability and can be operated stably for a long time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

図は本発明の実施例を示すもので、第１図および第２図
は、それぞれ異なつた濾過器の概略断面図。第３図およ
び第４図は、それぞれ、集液管と中空糸膜の配置状態例
を示す説明図。第５図は、濾過器の使用状態を示す説明
図。第６図は、仕切板の斜視図。第７図、第８図、第９
図は、それぞれ、仕切板の変形例を示す平面図。第10〜
第12図は仕切板の取付状態を示す説明図。 Ａ……濾過ユニット、Ｂ……環状部材 ３……濾過器、４……接着剤 ５……集液室、６……スカート状凹部 10……中空糸、11……集液管 16……外筒、19……空気導入穴 20……仕切板FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and FIGS. 1 and 2 are schematic sectional views of different filters. FIG. 3 and FIG. 4 are explanatory views showing an example of arrangement of the liquid collection tube and the hollow fiber membrane. FIG. 5: is explanatory drawing which shows the use condition of a filter. FIG. 6 is a perspective view of a partition plate. 7, 8 and 9
The figure is a top view which each shows the modification of a partition plate. 10th ~
FIG. 12 is an explanatory view showing a mounted state of the partition plate. A ... Filtration unit, B ... Annular member 3 ... Filtration device, 4 ... Adhesive 5 ... Liquid collection chamber, 6 ... Skirt-shaped recess 10 ... Hollow fiber, 11 ... Liquid collection pipe 16 ... Outer cylinder, 19 …… Air inlet hole 20 …… Partition plate

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】濾過ユニットを環状部材を介して複数個直
列に結合してなる懸垂使用する多段中空糸型濾過器で、
各濾過ユニットは、両端開口状態の中空糸と集液管を外
筒内に上下両端を接着剤で固定シールしたものであり、
各環状部材は、その内部に集液室を形成した多段中空糸
型濾過器において、各環状部材を囲んで空気集合用のス
カート状凹部（６）を外筒（16）に液密にシールして付
設し、各スカート状凹部（６）に導入したエアーが外筒
（16）とスカート状凹部との間のスリット（７）、外筒
に設けた空気導入穴（８）を経て各濾過ユニットに導入
されるようにしたことを特徴とする多段中空糸型濾過
器。1. A multi-stage hollow fiber type filter for suspending use, comprising a plurality of filter units connected in series via an annular member.
Each filtration unit is a hollow fiber with both ends open and a liquid collection tube fixed and sealed with an adhesive at the upper and lower ends in an outer cylinder.
Each annular member is a multi-stage hollow fiber type filter having a liquid collection chamber formed therein, and a skirt-shaped recess (6) for collecting air is liquid-tightly sealed in an outer cylinder (16) so as to surround each annular member. The air introduced into each skirt-shaped recess (6) passes through the slit (7) between the outer cylinder (16) and the skirt-shaped recess and the air introduction hole (8) provided in the outer cylinder to each filtration unit. A multistage hollow fiber type filter characterized in that it is introduced into. 【請求項２】各濾過ユニットの下方接着固定部に、空気
導入穴と該空気導入穴に連通する空気分配穴とを有する
仕切板（20）を空気分配穴（19）を上向きにして配置し
て、中空糸束を分割すると共に、空気分配穴を空気導入
穴を径てスカート状凹部に連通させた特許請求の範囲第
１項記載の多段中空糸型濾過器。2. A partition plate (20) having an air introduction hole and an air distribution hole communicating with the air introduction hole is arranged in the lower adhesive fixing portion of each filtration unit with the air distribution hole (19) facing upward. The multistage hollow fiber type filter according to claim 1, wherein the hollow fiber bundle is divided, and the air distribution hole is made to communicate with the skirt-shaped recess with a diameter of the air introduction hole.