JPH07232040A - 中空糸膜モジュール組立体 - Google Patents
中空糸膜モジュール組立体Info
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Abstract
ール組立体を提供する。 【構成】 本発明は、シート状の中空糸膜編織物の両端部
を開口状態に保ちつつ、両端部の形状が細長いほぼ矩形
となるように固定部材で固定された中空糸膜モジュール
が、集水管を介して濾液を導く導水管を内部に有するマ
ニホールドに複数個接続されてなる中空糸膜モジュール
組立体に於て、個々の中空糸膜モジュールがそれぞれ別
個に脱着することができる中空糸膜モジュール組立体に
関する。
Description
立体に関し、特に汚濁性の高い液体を濾過するのに適し
た中空糸膜モジュールに関する。
飲料水、高純度水の製造、空気の浄化といった所謂精密
濾過の分野において多く使用されてきたが、近年、下水
処理場における二次処理、三次処理、浄化槽における固
液分離等の高汚濁性水処理用途に用いる検討が様々な形
で行われている。
ルは、濾過処理時における中空糸膜の目詰まりが大きい
ために、一定時間濾過処理後、空気を送って中空糸膜を
振動させて膜表面を洗浄したり、濾過処理と逆方向に処
理水を通水するなどの膜面洗浄を繰り返し行っている。
ジュールは、従来の精密濾過の分野において用いられて
きた円形状や同心円状に中空糸膜を集束して配置した円
筒形タイプのものが殆どであった。また、改良が施され
るとしても、中空糸膜の充填率や充填形態を変えるだけ
のものが多かった。
ールを用いて、高汚濁性水(例えば、ss≧50mg/
L、TOC≧100mg/L)の濾過処理を行った場合
には、使用に伴い中空糸膜表面に付着した有機物等の堆
積物を介して、中空糸膜同士が固着(接着)して一体化
されることにより、モジュール内の中空糸膜の有効膜面
積が減少し、濾過流量の急激な低下がみられた。
体化した中空糸膜モジュールを定期的に膜面洗浄や逆洗
を行う場合も、一旦固着一体化したモジュールの機能回
復は容易ではなく、洗浄効率の低下がみられた。
膜モジュールに換えて、中空糸膜をシート状に配置し、
中空糸膜の片端部或は両端部が、一つ或は異なる二つの
ハウジング内の固定部材でそれぞれ開口状態を保ちつつ
固定されてなる中空糸膜モジュールであって、固定部材
の中空糸膜に垂直な断面の形状がいずれも細長いほぼ矩
形である中空糸膜モジュールが提案されている(特開平
5−220356号公報)。
ュールは、中空糸膜を層間隔を設けて均等に配置させる
ことが可能となり、膜面洗浄の際、中空糸膜表面を均等
に洗浄することが極めて容易となるので、これまでのよ
うな濾過効率の低下を抑えることができるなど、高汚濁
性水の濾過に適したモジュールである。
大量の水を処理する場合には、膜面積を広げる必要があ
るが、1個のモジュールで膜面積を広げるには、取扱い
が困難、スクラビング洗浄がモジュール全体に効率良く
行われない、処理槽が必要以上に大きくなるなどの問題
があり、1個のモジュールで無制限に膜面積を大きくす
ることはできない。
ールを並列させて処理槽に装着する場合においても、1
個1個のモジュールをそれぞれ適切な位置に配列、固定
する作業は煩雑であり、更に、各モジュールに対して均
等にエアースクラビングが行えるように配置するのは困
難である。
ールが、集水管を介して濾液を導く導水管を内部に有す
るマニホールドに複数個接続されてなる中空糸膜モジュ
ールが提案されている。このような中空糸膜モジュール
組立体は、大きい膜面積でありながらコンパクトな構造
になっており、且つ、より多くの中空糸膜が直接被処理
水と接触するので、中空糸膜間の固着一体化が防止さ
れ、長期にわたって高い濾過効率を保つことができる。
体を用いて運転・処理を行っている途中で、不慮の事故
によって組立体の中のいずれかのモジュール或は中空糸
膜に損傷が生じた場合、菌類の漏出や急激な除濁性能の
低下が起こり、中空糸膜モジュール組立体全体の機能の
低下、損失を招くことがある。
とは、処理コストを大幅に増加させることとなるため好
ましくない。また、組立体中のあるモジュールにおいて
汚れが他のモジュールより著しいことが確認された場
合、そのモジュールだけの洗浄を行うことは非常に困難
である。
トに大きい膜面積を有し、モジュールユニットの装着、
脱着が容易であり、モジュールユニット内の中空糸膜全
体にスクラビング洗浄が効率よく実施でき、且つ、中空
糸膜やモジュールの損傷があった場合には、該当するモ
ジュールのみを取り除く、更には交換することができる
中空糸膜モジュール組立体を提供することを目的とす
る。
である。
を開口状態に保ちつつ、両端部の形状が細長いほぼ矩形
となるように固定部材で固定された中空糸膜モジュール
が、集水管を介して濾液を導く導水管を内部に有するマ
ニホールドに複数個接続されてなる中空糸膜モジュール
組立体に於て、個々の中空糸膜モジュールがそれぞれ別
個に脱着することができることを特徴とする中空糸膜モ
ジュール組立体。
隔に配設されていることを特徴とする上記(1)記載の
組立体。
る。図1は、シート状の平型中空糸膜モジュールを7個
用いて、シート面を垂直に中空糸膜の糸長方向を水平に
し、それぞれのモジュールを集水管開口部において脱着
可能なマニホールドに固定した本発明の中空糸膜モジュ
ール組立体の斜視図である。
ニホールド、4は導水管、5は濾液取り出し口をそれぞ
れ示している。中空糸膜1は、例えばセルロース系、ポ
リオレフィン系、ポリビニルアルコール系、ポリスルフ
ォン系等の各種材料からなるものが使用でき、特にはポ
リエチレン、ポリプロピレンなどの強伸度の高い材質の
ものが好ましい。
ば、孔径、空孔率、膜厚、外径等には特に制限はない
が、除去対象物や容積当たりの膜面積の確保及び中空糸
膜の強度等を考えると、好ましい例としては、孔径0.
01〜1μm、空孔率20〜90%、膜厚5〜300μ
m、外径20〜2000μmの範囲を挙げることができ
る。
の孔径は0.2μm以下であることが必須となり、有機
物やウイルスの除去を目的とする場合には分画分子量数
万から数十万の限外濾過膜を用いる場合もある。
基等を持つ所謂恒久親水化膜であることが望ましい。恒
久親水化膜の製法としては、ポリビニルアルコール系の
ような親水性高分子で中空糸膜を製造する方法、または
疎水性高分子膜の表面を親水化する方法など公知の方法
が使用できる。
中空糸膜を親水化する際の親水性高分子の例としては、
エチレン−酢酸ビニル共重合体の鹸化物、ポリビニルピ
ロリドン等を挙げることができる。
親水性モノマーの膜面重合方式があり、このモノマーの
例としてはジアセトンアクリルアミド等を挙げることが
できる。また、他の方法としては疎水性高分子(例えば
ポリオレフィン)に親水性高分子をブレンドして紡糸製
膜する方法を挙げることができ、使用する親水性高分子
の例としては上述したものが挙げられる。
水中の有機物と中空糸膜表面との間に疎水性相互作用が
働き膜面への有機物吸着が発生し、それが膜面閉塞につ
ながり濾過寿命が短くなる。
る濾過性能回復も一般には難しい。恒久親水化膜を用い
ることで有機物と中空糸膜表面との疎水性相互作用を減
少させることができ、有機物の吸着を抑えることができ
る。更に、疎水性膜では使用中のスクラビング洗浄にお
いて、そのバブリングエアーによって乾燥、疎水化が生
じ、フラックスの低下を招くことがあるが、恒久親水化
膜では乾燥してもフラックスの低下を招くことがない。
を支持する部材として機能し、細長い、ほぼ矩形の開口
部を有する。この集水管2の開口部は、そこに中空糸膜
を伴って充填固定される固定部材の中空糸膜に垂直な断
面の形状が細長いほぼ矩形をしたものである。
ジュールの集水管を固定し、複数のモジュールを並列一
体化する際の固定部材である。モジュールの上方のマニ
ホールド3はそれぞれの集水管から得られた濾液を集め
ることができるようにマニホールドの中央を管が通る構
造になっている。
ルを固定する部材であり、このマニホールド3’をもっ
て集水管の片端を閉じている。なお、本発明の中空糸膜
モジュール組立体は、組立体中の中空糸膜モジュールが
それぞれ個々に取り外すことが可能である。
マニホールド3全体をそれぞれの集水管端部より外した
後、取り除くべきモジュールを取り去り、新しいモジュ
ールをそこへ取り付け再びマニホールド3でそれぞれの
モジュールを固定する方法が挙げられる。
との接続が脱着可能でモジュール固定時は集水管と外部
は液密が保たれている。導水管4は、濾液が流れるパイ
プであり、濾液取り出し口5につながる。
体や処理槽をコンパクトにするため並びにエアースクラ
ビングを効率よく行うことを考慮すると、隣接するシー
トの間隔は小さい方が好ましいが、間隔を狭めすぎると
シート間にエアーバブルが通り難くなることが考えられ
る。
全ての中空糸膜シートに均等なバブリングが行われる。
シート間の間隔は適切な間隔が要求され、その間隔は5
〜60mmの範囲が適当である。実際にはモジュールの
大きさ、シート枚数、集水管の径、エアースクラビング
等の逆洗条件を考慮してシート間の間隔を選択すること
ができる。
にあたっては、モジュールを密閉容器に配設して、被処
理水を加圧して中空糸膜を透過させる所謂加圧濾過方法
も採用できるが、活性汚泥槽や沈澱槽等に中空糸膜モジ
ュール組立体を配設し、中空糸濾過膜を透過した処理水
を回収するサイドを吸引する吸引濾過法で使用すること
が好ましい。
謂間欠吸引運転方法を採用することにより、膜面堆積物
が内部の細孔へ入り込むのを効率的に防止することがで
き、中空糸膜モジュールの機能回復処理頻度を低下させ
ることができる。
によって最適範囲は異なってくるため、明確な範囲は規
定できないが、MLSS5000mg/L程度の活性汚
泥を対象にする場合の例としては、吸引時間1〜30
分、停止時間2秒〜15分の範囲を望ましい例として挙
げることができる。
濾過時に処理水を槽内で循環させたり、エアーバブリン
グを行って膜面を洗浄したりすることが行いやすくな
る。特にエアーバブリングによる洗浄方法は、上記に示
したように、膜面堆積物が膜面内部へ入り込むのを効率
的に防止することができる間欠吸引運転方法と組み合わ
せることによって、より一層の洗浄効果を発揮する。
膜の配設方向に対してほぼ垂直に流れるようにして、中
空糸膜の膜面の洗浄効果をアップさせることが好まし
い。
sや有機物が堆積する。そのために膜面を水流、エア
ー、振動、超音波等を用いて堆積物を剥離させ洗浄する
必要がある。洗浄を行わない場合には膜面に堆積した有
機物が膜の閉塞の原因となり濾過寿命の低下を招く。
水を流す所謂クロスフロー濾過、膜モジュール浸漬槽に
ポンプ又はモーター等で水流を起こす方法、エアーの上
昇流を利用したバブリング法、モジュール自身を振動さ
せる方法、被処理液を超音波により振動させる方法等が
挙げられる。これらの洗浄は、膜面閉塞の進行具合に応
じて、連続的に行っても良いし、断続的に行っても良
い。
を併用しながら運転する場合には、バブリングを行うた
めの散気管が必要となる。適切なエアーバブリングを行
うためには散気管とモジュールの位置関係が重要である
が、モジュールと散気管を別々に固定するのは煩雑な作
業であり、また、運転中にモジュールが移動してしまっ
た場合、運転途中において適切なスクラビング洗浄を行
うことができなくなる問題点がある。
気管を固定一体化することにより、缶体或は処理槽への
装着が容易になり、運転中に適切なスクラビング洗浄が
継続できるようになる。
濁水の濾過に適しており、具体的な利用分野としては、
河川水の濾過、工業用水道水の濾過、下排水の固液分
離、排水処理(例えば合併浄化槽での処理)等が挙げら
れる。
きい膜面積でありながらコンパクトな構造になってお
り、且つ、より多くの中空糸膜が直接被処理水と接触す
るので、中空糸膜間の固着一体化が防止され、特に高汚
濁性水の濾過において、長期にわたり高い濾過効率を保
つことが可能である。
に取り外すことが可能であるので、中空糸膜或はモジュ
ールの損傷等が生じた場合、該当するモジュールのみを
除去交換することができ、モジュール組立体としての濾
過寿命の低下を防ぐことができる。
す斜視図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 シート状の中空糸膜編織物の両端部を開
口状態に保ちつつ、両端部の形状が細長いほぼ矩形とな
るように固定部材で固定された中空糸膜モジュールが、
集水管を介して濾液を導く導水管を内部に有するマニホ
ールドに複数個接続されてなる中空糸膜モジュール組立
体に於て、個々の中空糸膜モジュールがそれぞれ別個に
脱着することができることを特徴とする中空糸膜モジュ
ール組立体。 - 【請求項2】 シート状中空糸膜の間隔がほぼ等間隔に
配設されていることを特徴とする請求項1記載の組立
体。
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---|---|---|---|
JP02540694A JP3508874B2 (ja) | 1994-02-23 | 1994-02-23 | 中空糸膜モジュール組立体 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH07232040A true JPH07232040A (ja) | 1995-09-05 |
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-
1994
- 1994-02-23 JP JP02540694A patent/JP3508874B2/ja not_active Expired - Fee Related
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