JPH07289856A - 膜モジュール - Google Patents

膜モジュール

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JPH07289856A
JPH07289856A JP8475094A JP8475094A JPH07289856A JP H07289856 A JPH07289856 A JP H07289856A JP 8475094 A JP8475094 A JP 8475094A JP 8475094 A JP8475094 A JP 8475094A JP H07289856 A JPH07289856 A JP H07289856A
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Masumi Kobayashi
真澄 小林
Kenji Watari
謙治 亘
Katsuyuki Yanone
勝行 矢ノ根
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 特に汚濁性(殊に有機物の汚濁性)の高い液
体を効率よく濾過する。 【構成】 本発明は、濾過式の膜モジュールに於て、中
空糸膜若しくは管状膜の集合体が、完全に平膜で覆われ
ている膜モジュールに関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特に汚濁性(殊に有機
物の汚濁性)の高い液体を濾過するのに適した新規な中
空糸膜モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、中空糸膜モジュールは無菌水、飲
料水、高純度水の製造や空気の浄化といった所謂精密濾
過の分野において数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や三次処理、浄化槽における固
液分離、産業廃水中のss(浮遊懸濁物質)の固液分
離、浄水場における河川水の直接濾過、工業用水道水の
濾過、プール水の濾過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。
【0003】然乍、これらの分野で用いられている中空
糸膜モジュールは、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収束して配置
した円筒形タイプのものが殆どであった。又、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。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の中空
糸膜モジュールを用いて高汚濁性水(例えば、ss≧5
0ppm、TOC≧100ppm)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
体化される事により、モジュール内の中空糸膜の有効膜
面積が低下し、濾過流量の急激な減少が見られた。特に
この現象は円筒形モジュールの中心部の中空糸膜におい
て著しく、大型のもの程顕著であった。
【0005】本発明者らは、これらの欠点を解消するこ
とを目的として、図4、図5に示す様な中空糸膜モジュ
ールを先に提案した(特開平5−261253号、特開
平6−342号、特開平6−340号等)。その製造法
の一例は中空糸膜編織物を作製し、それを積層し樹脂固
定するものである。
【0006】これれのモジュールは高汚濁性水の濾過に
おいて非常に効力を発揮した。然乍、1モジュール当り
に入れる中空糸膜の本数や中空糸膜編織物の枚数が多く
なった場合及びモジュールを複数本使用し且つモジュー
ル間の間隔を詰めて支持固定した場合、中空糸膜編織物
間やモジュール間にssの堆積がみられ、若干の濾過効
率の低下がみられた。
【0007】本発明の目的は、高汚濁性水の濾過に使用
しても、モジュール内の分離膜が固着一体化しにくく、
又、複数本のモジュールをその間隔を狭く固定しても、
中空糸膜の固着がなく濾液水質の面からも十分満足でき
るモジュールを供給することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】このような目的は、以下
の発明により達成される。
【0009】(1)外圧濾過式の膜モジュールに於て、
中空糸膜若しくは管状膜が、完全に平膜で覆われている
ことを特徴とする膜モジュール。
【0010】(2)中空糸膜若しくは管状膜の樹脂固定
部が矩形であることを特徴とする上記(1)記載の膜モ
ジュール。
【0011】(3)平膜が不織布フィルターであること
を特徴とする上記(1)記載の膜モジュール。
【0012】(4)濾過方式が吸引濾過であることを特
徴とする上記(1)記載の膜モジュール。
【0013】以下、本発明を具体的に説明する。高汚濁
性水の濾過においては、膜面に多くのssや有機物が堆
積する。そのために、膜面を水流やエアー、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等が膜の閉
塞の原因となり濾過寿命の低下を招く。
【0014】具体的な洗浄方法としては、膜面に平行に
水流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。
【0015】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。上記洗浄法は、いずれも物理的作用により洗浄を行
っている。そのため中空糸膜同士が過度に固着一体化し
てしまった場合には洗浄効率は極端に低下する。特に、
中空糸膜同士が一本の棒状に固着してしまった場合、そ
の洗浄は容易ではない。
【0016】中空糸膜膜間にSS等が堆積し、複数の中
空糸膜が固着一体化してしまうような状態をインターフ
ァイバークロッギングと呼んでいる。インターファイバ
ークロッギングの発生は、ペーパー、髪の毛、繊維等の
難分解固形物が中空糸膜に絡まってしまうことが原因と
なることが多く、そこを核として、汚泥やSS等が中空
糸膜に堆積しインターファイバークロッギングが成長し
ていく。
【0017】インターファイバークロッギングを防止す
るためには、平膜を用いることが一つの解決策となる。
然し、容積当りの膜面積が大きくとれないため容積効率
を同一にしようとすると孔径の大きな膜が必要となる。
孔径の大きな膜を用いた場合には、濾液中に若干の水質
の低下(例えば、細菌リーク、濁度の検出等)がみられ
る。
【0018】本発明は、中空糸膜のコンパクトなモジュ
ールを作製できるという利点と、平膜のインターファイ
バークロッギングに強いという利点とを組み合わせた膜
モジュールである。
【0019】以下、本発明の膜モジュールについて説明
する。図1は本発明の膜モジュールの一例を示す斜視図
であり、図2はその断面図である。本発明の膜モジュー
ルは、基本的にはハウジング1、固定部材2、中空糸膜
3、平膜4で構成される。
【0020】ハウジング1は、膜モジュール全体を維持
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。その材質は機械的強度及び耐久性を有するものであ
れば良く、例えばポリカーボネート、ポリスルフォン、
ポリプロピレン、アクリル樹脂、ABS樹脂、変成PP
E樹脂等が例示される。使用後に焼却処理が必要な場合
には、燃焼により有毒ガスを出さずに完全燃焼させる事
のできる炭化水素系の樹脂を材質とするのが好ましい。
【0021】ハウジング1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となるようなものである事が
必要であり、この矩形の短辺の長さが30mm以下とな
る事が好ましく、15mm以下となる事が特に好まし
い。
【0022】このように、中空糸膜の配設状態を平坦な
シート状として展開する事で、これらを覆う平膜プレフ
ィルターの容積効率をアップさせることができる。尚、
矩形の長辺の長さについては特に限定はないが、余り短
いと一つの中空糸膜モジュール内に配設できる中空糸膜
の本数が減少するので好ましくなく、一方余り長いと製
造が困難になるので好ましくない。通常長辺の長さは1
00〜2000mm程度とされる。
【0023】固定部材2は、ハウジング1の開口部に充
填固定され、多数のU字状中空糸膜3の各端部を開口状
態を保ったまま収束して固定され、更に、この中空糸膜
を濾過膜として機能させるために、被処理水と処理水と
を液密に仕切る部材として機能する。固定部材2は、同
時に平膜フィルターの固定部材としても機能する。固定
部材2は、通常、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、ポリウレタン等の液状樹脂を硬化させて形成され
る。
【0024】中空糸膜3としては、種々のものが使用で
き、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、PMMA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る。但し、編地への加工
のしやすさなどを考えるとポリエチレン等の強伸度の高
い材質のものが好ましい。尚、濾過膜として使用可能な
ものであれば、孔径、空孔率、膜厚、外径等には特に制
限はない。
【0025】中空糸膜3を、構造材1の細長いほぼ矩形
の開口部にU字状に収束して収納するには、中空糸膜を
例えば緯糸として用いて編地としたものを一枚、又は編
地を数枚積層した積層体を使用するのが好適である。従
来の円筒形モジュールの場合には、綛取りして収束した
中空糸膜を円筒形の構造材内に収納するのに困難はなか
った。
【0026】一方、細長い矩形の開口部に対して綛取り
した中空糸膜を収納するのは困難であるが、編地を用い
れば容易に収納することができる。尚、ここでいう編地
の積層には、編地を切断せずに適当な長さに折り畳み重
ねたものをも包含する。
【0027】編地の積層(折り畳み)枚数は、編地の厚
さ、即ち中空糸膜の太さや編地を編成する際の中空糸膜
の合糸本数によっても変化するが、通常は5枚程度まで
であり、前述した固定部材の矩形断面の短辺の長さの制
限を満たすように構成するのが好ましい。
【0028】平膜4は図2に示すように中空糸膜の回り
を完全に覆い、平膜の孔径以上の懸濁物質を膜面に捕捉
する。平膜のプレフィルター効果により中空糸膜面及び
膜間にはインターファイバークロッギングの核となる濁
質が堆積しなくなる。
【0029】平膜の孔径は特に制限はないが、0.1〜
100μmの範囲を挙げることができる。空孔率、膜厚
等も特に制限はない。素材も特に制限はないが、一例を
挙げるとセルロース系、アクリル系、ポリオレフィン系
等を挙げることができる。
【0030】平膜は、100%表面捕捉のスクリーンフ
ィルターであっても勿論差支えないが、不織布等をベー
スとしたデプスフィルターであっても構わない。寧ろ、
コストの面や、膜面にケーキ層が形成されケーキ濾過が
行われる点等を考えるとスクリーンフィルターはオーバ
ースペックとなる可能性も高い。
【0031】以上の実施例においては、平膜の容積効率
を高める面から矩形モジュールの例をもとに説明を行っ
たが、円筒形モジュールにおいても同様の構成(平膜プ
レフィルター+中空糸膜又は管状膜)を取ることが可能
である。
【0032】本発明の膜モジュールは、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法も採用できるが、図3に示すよう
に活性汚泥槽や沈澱槽等に膜モジュールを配設し、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望ましい。
【0033】本発明の吸引濾過法には間欠吸引濾過法を
含む。特に、周期的に所定時間吸引を停止する、所謂間
欠吸引運転方法を採用することにより、膜面堆積物がプ
レフィルター内部の細孔へ入り込むのを効率的に防止す
ることができる。
【0034】吸引濾過を行う際に、モジュール外の被処
理水は停止させておいてもよいが、攪拌或は被処理水を
中空糸膜の配設方向に対してほぼ垂直に流して中空糸膜
の膜面の洗浄効率をアップさせつつ実施することが好ま
しい。以上中空糸膜を主体として説明したが、中空糸膜
に替えて管状膜を使用すれば同様に本発明の膜モジュー
ルを作製出来る。
【0035】
【発明の効果】本発明の膜モジュールは、平膜と中空糸
膜を効果的に用いることにより、高汚濁水濾過において
高流量、長寿命の濾過を提供できる。特に中空糸膜のみ
の濾過では中空糸膜間に濁質の堆積するインターファイ
バークロッギングが起こるような場合には特に効果を発
揮する。
【0036】本発明の膜モジュールは、下排水処理にお
ける固液分離、産業廃水処理(固液分離)、川水濾過、
工業用水道水濾過、プール水濾過、食品工業等における
用水濾過及び製品の清澄濾過、酒・ビール・ワイン等の
濾過(特に生製品)、製薬・食品工業等におけるファー
メンターからの菌体分離、染色工業における用水及び溶
解染料の濾過、海水濾過、RO膜における純水製造プロ
セス(含、海水淡水化)における前処理濾過、イオン交
換膜を用いたプロセスにおける前処理濾過、イオン交換
樹脂を用いた純水製造プロセスにおける前処理濾過等に
効果的に使用される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の膜モジュールの一例を示す斜視図であ
る。
【図2】図1の膜モジュールの横断面図である。
【図3】本発明の膜モジュールの支持方法の一例を示す
斜視図である。
【図4】矩形に成型した中空糸膜モジュールの一態様を
示す斜視図である。
【図5】矩形に成型した中空糸膜モジュールの他の一態
様を示す斜視図である。
【図6】矩形に成型した中空糸膜モジュールの支持状態
の一例を示す斜視図である。
【符合の説明】
1 ハウジング 2 固定部材 3 中空糸膜 4 平膜フィルター 5 流出口 6 散気板

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外圧濾過式の膜モジュールに於て、中空
    糸膜若しくは管状膜の集合体が、完全に平膜で覆われて
    いることを特徴とする膜モジュール。
  2. 【請求項2】 中空糸膜若しくは管状膜の樹脂固定部が
    矩形であることを特徴とする請求項1記載の膜モジュー
    ル。
  3. 【請求項3】 平膜が不織布フィルターであることを特
    徴とする請求項1記載の膜モジュール。
  4. 【請求項4】 濾過方式が吸引濾過であることを特徴と
    する請求項1記載の膜モジュール。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5828012A (en) * 1996-05-31 1998-10-27 W. L. Gore & Associates, Inc. Protective cover assembly having enhanced acoustical characteristics
US6979404B2 (en) 2002-01-02 2005-12-27 Triple I Self-manifolding sheet membrane module
CN103109772A (zh) * 2013-01-25 2013-05-22 南京大学 一种复合过滤介质及过滤海水养殖水中超细悬浮物的方法
JP2014050788A (ja) * 2012-09-06 2014-03-20 Mitsubishi Rayon Co Ltd 膜モジュール
JP2014050789A (ja) * 2012-09-06 2014-03-20 Mitsubishi Rayon Co Ltd 膜モジュールの洗浄方法

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CN103109772A (zh) * 2013-01-25 2013-05-22 南京大学 一种复合过滤介质及过滤海水养殖水中超细悬浮物的方法

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