JPH0783823B2

JPH0783823B2 - 膜濾過モジュール

Info

Publication number: JPH0783823B2
Application number: JP14381590A
Authority: JP
Inventors: 浩志小林
Original assignee: Sanki Engineering Co Ltd
Current assignee: Sanki Engineering Co Ltd
Priority date: 1990-06-01
Filing date: 1990-06-01
Publication date: 1995-09-13
Anticipated expiration: 2010-09-13
Also published as: JPH0440221A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、外圧式の膜濾過モジュールに関する。

〔従来の技術〕

近年においては、原液を透過後、例えば限外濾過膜によ
って処理する場合、特に原液中に固形物や詰まりとなる
物質が含まれている場合には、モジュール当たりの膜面
積が多くとれる外圧式の中空糸膜が使用されるようにな
ってきている。

このような中空糸を使用した膜濾過装置を示すものとし
ては、例えば、実開平１−132202号公報，特開昭56−13
9192号公報に開示されるようなものが知られている。

第23図は、この種の中空糸を使用した膜濾過装置を示す
もので、図において、符号11は、原液が供給される筒状
容器を示している。

この筒状容器11の左側には原液供給管13が接続されてお
り、右側には透過液導出管15が接続されている。

また、筒状容器11内は、所定間隔を置いて配置された２
枚の仕切板17,19により仕切られており、これらの仕切
板17,19には、多数の中空糸の両端が固定され、２枚の
仕切板17,19の間の加圧室21には、中空糸束23が形成さ
れている。

左側の仕切板17には、多数の中空糸の一端が閉塞状態で
固定されており、この仕切板17には、第24図に示すよう
に、原液が流入する流入孔25が多数形成されている。

また、右側の仕切板19には、多数の中空糸の他端が、仕
切板19の右側に開口状態で固定されている。

さらに、加圧室21に位置する筒状容器11には、濃縮液導
出管27が接続されている。

以上のように構成された膜濾過装置では、原液供給管13
からの原液が、仕切板17の流入孔25を通過して加圧室21
内に流入し、中空糸を通過して濾過され、濾過液が濾過
液導出管15から導出される。一方、加圧室21で透過され
なかった原液は濃縮され、濃縮液導出管27から導出され
る。

しかしながら、このような膜濾過装置では、筒状容器11
内面と円柱状の中空糸束23間の流通抵抗が、中空糸束23
中央部の流通抵抗よりも小さいため、加圧室21内に流入
した原液が、中空糸束23の中央部よりもその外周面に沿
って流通し易く、中空糸束23中央部の中空糸による濾過
作用が有効に行なわれないという問題があった。

また、原液が中空糸束23の中央部を流通し難いため、こ
の中央部に原液中の溶質および固形物が堆積し易く、こ
のため、さらに、中空糸束23中央部の中空糸による濾過
作用が有効に行なわれなくなるという問題があった。

このような問題点を解決するために、第25図に示すよう
な膜濾過装置が提案されている。

この膜濾過装置では、筒状容器29内に仕切板31が配置さ
れ、この仕切板31よりも左側の筒状容器29には透過液導
出管33が接続されており、右側には濃縮液導出管35が接
続されている。

そして、外部から筒状容器29および仕切板31の中央部を
貫通する原液供給管37が、仕切板31の右側の加圧室39に
開口されている。

また、仕切板31には、一端が閉塞された多数の中空糸の
他端が固定されており、これらの中空糸は、第26図に示
すように、仕切板31の左側に開口され、これにより、加
圧室39内に厚肉円筒状の中空糸束41が収容されている。

以上のように構成された膜濾過装置では、原液供給管37
から原液が、中空糸束41の中央部に供給され、中空糸を
通過して濾過され、透過液が透過液導出管33から導出さ
れる。一方、加圧室39で透過されなかった原液は濃縮さ
れ、濃縮液導出管35から導出される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような濾過装置でも、厚肉円筒状の
中空糸束41内を流通し難い部分が生じ、中空糸束41内部
の中空糸による濾過作用が充分に行なわれないという問
題があった。

即ち、中空糸束41の肉厚が厚いため、中空糸束41の内部
空間43よりも、中空糸束41内部における原液の流通抵抗
が大きくなり、原液が中空糸束41内部を流通し難く、中
空糸束41内部の中空糸による濾過作用が充分に行なわれ
ないという問題があった。

また、原液供給管37よりも仕切板31側の加圧室では、筒
状容器29内面と中空糸束41外面との間に、原液中の溶質
および固形物が堆積し易く、このため原液供給管37の外
周部、即ち、内部空間39を原液が流通し易くなり、中空
糸束41の外周部による濾過作用が有効に行なわれなくな
るという問題があった。

本発明は上記のような問題点を解決するためになされた
もので、原液が中空糸群内をほぼ一様に流通することに
より、原液を中空糸群全体により効率良く濾過すること
ができる膜濾過モジュールを提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１記載の膜濾過モジュールでは、一端に薄肉部を
設けるとともに額縁状にくり抜かれた中空部を設け、こ
の中空部に多数の中空糸を取り付けてなる膜付プレート
と、一端及び中央部に薄肉部を設けた仕切プレートとを
交互に当接して構成されており、仕切プレート相互間に
は、原液が加圧状態で流通する偏平は原液通路が形成さ
れ、この原液通路の入口部は膜付プレートと仕切プレー
トの薄肉部とで形成され、原液通路の出口部は膜付プレ
ートの薄肉部と仕切プレートとで形成され、原液通路の
上流側に位置する膜付プレート内には透過液集合通路が
形成され、仕切プレートには、この仕切プレートに隣接
する膜付プレートの透過集合通路に連通する連通路が形
成され、原液通路の上流側に位置する膜付プレートに
は、原液通路内に配置され下流側端が閉塞された多数の
中空糸が、それらの上流側端が透過液集合通路に開口
し、かつ、その中空糸群の形状が原液通路に沿った偏平
形状とされて固定されているものである。

請求項２記載の膜濾過モジュールでは、請求項１記載の
膜濾過モジュールにおいて、原液通路に面する仕切プレ
ートに、前記原液通路内に原液を撹拌する撹拌部を形成
してなるものである。

〔作用〕

請求項１記載の膜濾過モジュールでは、偏平な原液通路
に沿った形状の中空糸群が、偏平な原液通路内に配置さ
れており、このため原液が偏平な原液通路をほぼ一様に
流通し、偏平な中空糸群の内部をほぼ一様に流通する。

請求項２記載の膜濾過モジュールでは、請求項１記載の
膜濾過モジュールにおいて、原液通路に面する仕切プレ
ートに、原液通路内の原液を撹拌する撹拌部を形成した
ので、仕切プレート相互間に形成される原液通路を流通
する原液は、仕切プレートの撹拌部により撹拌され、中
空糸群の内部への流通が促進される。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細を図面に示す一実施例について説明
する。

第１図乃至第３図は本発明の膜濾過モジュールを示して
おり、第４図は、この膜濾過モジュールが装着された膜
濾過装置を示すもので、第４図において、符号45は、例
えば、ステンレス製の原液が流通する容器を示してい
る。

この容器45の左側には原液供給管47が接続され、右側に
は濃縮液導出管49が接続されている。

そして、容器45内に加圧室51とされており、この加圧室
51には膜濾過モジュール53が収容されている。

この膜濾過モジュール53は、第１図乃至第３図に示すよ
うに、複数の膜付プレート55と複数の仕切プレート57と
を、交互に当接して構成されており、仕切プレート57相
互間には、原液が加圧状態で流通する偏平、即ち、断面
長方形状の原液通路59が形成されている。

膜付プレート55は、第５図乃至第９図に示すように、プ
レート本体61の内部をくり抜き、中空部62を形成して構
成されており、原液通路59の下流側に位置するプレート
本体61には、第８図に示したように、薄肉部63がそれぞ
れ形成されており、第１図に示したように、これらの薄
肉部63の両側と仕切プレート57との間は、原液通路59の
出口部65とされている。

原液通路59の上流側に位置する膜付プレート55内には、
上下方向に透過液集合通路67がそれぞれ形成されてお
り、第１図の手前側の膜付プレート55の透過液集合通路
67は、膜付プレート55の上方に開口され、透過液出口部
69とされている。この透過液出口部69は、螺子孔とされ
ている。

また、原液通路59の上流側に位置する膜付プレート55の
内面には、中空糸71が多数固定された中空糸固定板72が
固着されている。

即ち、透過液集合通路67は、第10図に示すように、プレ
ート本体61の内面に形成された上下方向の凹溝73に、中
空糸固定板72を固着することにより形成されている。

また、中空糸固定板72には、第７図および第11図に示し
たように、原液通路59内に配置され下流側端が閉塞され
た多数の中空糸71が、それらの上流側端が透過液集合通
路67に開口するように、かつ、その中空糸群75の形状が
原液通路59に沿った偏平形状、即ち、断面長方形状とな
るように固定されている。

さらに、透過液集合通路67は、第６図および第７図に示
したように、仕切プレート57に当接する膜付プレート55
の両側面に開口されている。

また、膜付プレート55の四隅には、固定孔76が形成され
ている。

さらに、原液通路59の下流側に位置する膜付プレート55
の上面には、固定用の螺子孔77が形成されている。

一方、仕切プレート57は、第12図乃至第15図に示すよう
に、四角形状のプレート本体79の中央部および原液通路
59の上流側に位置する部分が薄肉部81とされており、プ
レート本体79の中央部の両側面、即ち、原液通路59に面
する薄肉部81には、原液通路59内の原液を撹拌する多数
の撹拌部83が形成されている。これらの撹拌部83は、例
えば、突部からなり、上下方向に波状に形成されてい
る。

また、原液通路59の上流側に位置する仕切プレート57の
薄肉部81には、第13図および第14図に示したように、両
側に突出する突出部85が形成されており、これらの突出
部85には、仕切プレート57に隣接する膜付プレート55の
透過液集合通路67に連通する連通路87が形成されてい
る。

さらに、原液通路59の上流側に位置する仕切プレート57
の薄肉部81と、この仕切プレート57に隣接する膜付プレ
ート55の間は、第２図に示したように、原液通路59の入
口部88とされている。

また、仕切プレート57の四隅には、第14図に示したよう
に、固定孔89が形成されている。

以上のように構成された膜濾過モジュール53を、第16図
に示すように、原液の流通方向を除いて２枚の横側保持
板90で両側部を閉塞し、仕切プレート57と膜付プレート
55を当接状態で保持し、この状態で容器45内に収容して
使用される。

即ち、保持された膜濾過モジュール53の上面は、第16図
乃至第18図に示すように、膜付プレート55の透過液集合
通路67の透過液出口部69と、膜付プレート55の螺子孔77
に螺合する固定螺子92により、容器45に固定されてい
る。

透過液集合通路67の透過液出口部69に螺合する固定螺子
92は、中空螺子棒93と、この中空螺子棒93に螺合するナ
ット94とから構成され、中空螺子棒93の先端部には、例
えば、第４図および第17図に示したように、ゴム製の透
過液導出管95が接続され、容器45の外部に透過液が導出
されている。

また、容器45と膜濾過モジュール53との間には、固定螺
子92を囲むようにシール材96が介装されている。

さらに、２枚の横側保持板90は、第19図および第20図に
示すように形成されており、例えば、膜付プレート55と
仕切プレート57の固定孔76,89をそれぞれ挿通した長い
ボルトの両端を、横側保持板90にそれぞれ固定すること
により、膜濾過モジュール53が保持されている。

以上のように構成された膜濾過装置では、原液供給管47
から容器45の加圧室51に原液が供給され、この加圧室51
に収容された膜濾過モジュール53により原液が濾過さ
れ、透過液が透過液導出管95を介して外部に導出され、
濃縮液が、容器45の濃縮液導出管49により導出される。

そして、以上のように構成された膜濾過モジュール53で
は、原液通路59に沿った形状の中空糸群75が、偏平な原
液通路59内に配置されており、このため原液が偏平な原
液通路59をほぼ一様に流通し、偏平な中空糸群75の内部
をほぼ一様に流通する。

しかして、以上のように構成された膜濾過モジュール53
では、膜付プレート55と仕切プレート57とを交互に当接
して構成し、膜付プレート55と仕切プレート57との間に
偏平な原液通路59を形成し、さらに、膜付プレート55の
上流側に透過液集合通路67を形成し、仕切プレート57
に、膜付プレート55の透過液集合通路67に連通する連通
路87を形成し、膜付プレート55の上流側に中空糸71を透
過液集合通路67に開口するように、かつ、その中空糸群
75の形状が偏平形状となるように固定したので、原液通
路59に沿った形状の中空糸群75が、偏平な原液通路59内
に配置されており、このため原液が偏平な原液通路59を
ほぼ一様に流通し、偏平な中空糸群75の内部をほぼ一様
に流通し、これにより、原液を中空糸群75全体により効
果良く濾過することができる。

また、以上のように構成された膜濾過モジュール53で
は、原液通路59に面する仕切プレート57に、原液通路59
内に原液を撹拌する撹拌部83を形成したので、仕切プレ
ート57相互間に形成される原液通路59を流通する原液
は、仕切プレート57の撹拌部83により撹拌され、中空糸
群75の内部への流通が促進され、これにより、原液を中
空糸群75全体により効率良く濾過することができる。

さらに、多数の膜付プレート55と仕切プレート57とを交
互に当接して大型の膜濾過モジュール53を形成すること
ができるので、膜濾過モジュール53を任意の矩形形状に
形成することができるとともに、膜濾過モジュール53に
よる処理能力を自在に調整することができる。

また、原液が偏平な原液通路59をほぼ一様に流通し、さ
らに、仕切プレート57の撹拌部83により原液を撹拌し、
これにより、原液が偏平な中空糸群75の内部をほぼ一様
に流通するため、中空糸71の膜全体を有効に利用するこ
とができるとともに、原液の腐敗を確実に防止すること
ができ、中空糸71の劣化を確実に防止することができ
る。

さらに、中空糸群75の偏平形状に形成したので、中空糸
71を洗浄する際には、中空糸群75の内部まで容易に洗浄
することができる。

なお、上記実施例では、膜濾過モジュール53をステンレ
ス製の容器45の取り付け、この容器45内に原液を加圧状
態で通過させる場合について説明したが、例えば、第21
図に示すように、膜濾過モジュール53をステンレス製の
容器45に取り付けて曝気槽97内に配し、この曝気槽97内
に所望の原水100を入れ、外部から空気管99を介して圧
送される空気をディフューザ98から強制的に膜濾過モジ
ュール53に吹き込み、その作用によって原水100を強制
通過させる楯環経路を形成し、上記実施例と同様に、濾
過することもできる。この場合には、膜濾過モジュール
53は上下に設けた固定用の螺子孔77に固定螺子92が螺合
されて、容器45に組み付けられている。

また、上記実施例では、膜濾過モジュール53の１つの透
過液出口部69を形成した例について説明したが、本発明
は上記実施例に限定されるものではなく、例えば、膜濾
過モジュールに２つの透過液出口部を形成し、第22図に
示すように、これらの出口部に位置する部位に２つの孔
を形成し、その上方から固定螺子を螺合して、膜濾過モ
ジュール98を保持しても良く、また、透過液出口部を膜
濾過モジュール98の処理能力に応じて３つ以上形成して
も良いことは勿論である。

また、上記実施例では、中空糸71に多数固定された中空
糸固定板72を、膜付プレート55に固着することにより、
中空糸71を膜付プレート55に固定した例について説明し
たが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
中空糸固定板を膜付プレートに一体に形成しても、上記
実施例とほぼ同様の効果を得ることができる。

さらに、上記実施例では、膜付プレート55に中空部62を
形成して、仕切プレート57相互間に１つの原液通路59を
形成した例について説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、膜付プレートに中空部を形成
することなく、仕切プレート相互間に２つの原液通路を
形成しても、上記実施例とほぼ同様の効果を得ることが
できる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、請求項１記載の膜濾過モジュールで
は、一端に薄肉部を設けるとともに額縁状にくり抜かれ
た中空部を設け、この中空部に多数の中空糸を取り付け
てなる膜付プレートと、一端及び中央部に薄肉部を設け
た仕切プレートとを交互に当接して構成されており、仕
切プレート相互間には、原液が加圧状態で流通する偏平
な原液通路が形成され、この原液通路の入口部は膜付プ
レートと仕切プレートの薄肉部とで形成され、原液通路
の出口部は膜付プレートの薄肉部と仕切プレートとで形
成され、原液通路の上流側に位置する膜付プレート内に
は透過液集合通路が形成され、仕切プレートには、この
仕切プレートに隣接する膜付プレートの透過液集合通路
に連通する連通路が形成され、原液通路の上流側に位置
する膜付プレートには、原液通路内に配置され下流側端
が閉塞された多数の中空糸が、それらの上流側端が透過
液集合通路に開口し、かつ、その中空糸群の形状が原液
通路に沿った偏平形状とされて固定されているものであ
るから、偏平な原液通路に沿った形状の中空糸群が、偏
平な原液通路内に配置されており、このため原液が偏平
な原液通路をほぼ一様に流通し、偏平な中空糸群の内部
をほぼ一様に流通し、これにより、原液を中空糸群全体
のより効率良く濾過することができる。

請求項２記載の膜濾過モジュールでは、請求項１記載の
膜濾過モジュールにおいて、原液通路に面する仕切プレ
ートに、原液通路内の原液を撹拌する撹拌部を形成した
ので、仕切プレート相互間に形成される原液通路を流通
する原液は、仕切プレートの撹拌部により撹拌され、中
空糸群の内部への一様は流通が促進され、これにより、
原液を中空糸群全体により効率良く濾過することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の膜濾過モジュールを示す斜視図であ
る。第２図は第１図の左側側面図である。第３図は第１図の右側側面図である。第４図は本発明の膜濾過モジュールが装着された膜濾過
装置の一例を示す説明図である。第５図は第１図の膜付プレートの平面図である。第６図は第５図の左側側面図である。第７図は第５図の正面図である。第８図は第５図の右側側面図である。第９図は第７図のIX−IX線に沿う横断面図である。第10図は透過液集合通路を形成する状態を示す斜視図で
ある。第11図は中空糸固定板に中空糸が固定されている状態を
示す斜視図である。第12図は第１図の仕切プレートを示す平面図である。第13図は第12図の左側側面図である。第14図は第12図の正面図である。第15図は第12図の右側側面図である。第16図は膜濾過モジュールを保持板により保持した状態
を示す斜視図である。第17図および第18図は上側保持板を固定螺子で固定した
状態を示す縦断面図である。第19図は横側保持板を示す正面図である。第20図は第19図の側面図である。第21図は本発明の膜濾過モジュールが装着された曝気式
膜濾過装置の一例を示す説明図である。第22図は上部を４個の螺子で固定する状態を示す縦断面
図である。第23図は中空糸の両端が固定された従来の膜濾過装置を
示す説明図である。第24図は第23図の仕切板を示す正面図である。第25図は中空糸の一端が固定された従来の膜濾過装置を
示す説明図である。第26図は第25図の仕切板を示す正面図である。〔主要な部分の符号の説明〕 53,98……膜濾過モジュール 55……膜付プレート 57……仕切プレート 59……原液通路 67……透過液集合通路 71……中空糸 75……中空糸群 83……撹拌部 87……連通路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端に薄肉部を設けるとともに額縁状にく
り抜かれた中空部を設け、この中空部に多数の中空糸を
取り付けてなる膜付プレートと、一端及び中央部に薄肉部を設けた仕切プレートとを交互
に当接して構成されており、前記仕切プレート相互間には、原液が加圧状態で流通す
る偏平な原液通路が形成され、この原液通路の入口部は
膜付プレートと仕切プレートの薄肉部とで形成され、原
液通路の出口部は膜付プレートの薄肉部と仕切プレート
とで形成され、前記原液通路の上流側に位置する膜付プレート内には透
過液集合通路が形成され、前記仕切プレートには、この仕切プレートに隣接する前
記膜付プレートの透過液集合通路に連通する連通路が形
成され、前記原液通路の上流側に位置する膜付プレートには、原
液通路内に配置され下流側端が閉塞された多数の中空糸
が、それらの上流側端が透過液集合通路に開口し、か
つ、その中空糸群の形状が原液通路に沿った偏平形状と
されて固定されていることを特徴とする膜濾過モジュール。
【請求項２】原液通路に面する仕切プレートには、前記
原液通路内の原液を撹拌する撹拌部が形成されている請
求項１記載の膜濾過モジュール。