JPH09262442A - 中空糸膜集積モジュール及びその製造方法 - Google Patents

中空糸膜集積モジュール及びその製造方法

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JPH09262442A
JPH09262442A JP7620696A JP7620696A JPH09262442A JP H09262442 A JPH09262442 A JP H09262442A JP 7620696 A JP7620696 A JP 7620696A JP 7620696 A JP7620696 A JP 7620696A JP H09262442 A JPH09262442 A JP H09262442A
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JP
Japan
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hollow fiber
fiber membrane
passage
filtrate
integrated module
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JP7620696A
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English (en)
Inventor
Noriyoshi Ando
紀芳 安藤
Tamiyuki Eguchi
民行 江口
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高汚濁液の吸引ろ過に適した構造で、逆洗が
可能な、膜面積が大きい中空糸膜モジュールにおいて、
中空糸膜の破損の可能性の非常に少ない、簡便な組立方
法で作製された、安価で工業的に量産可能な中空糸膜集
積モジュールを開発することである。また、併せてその
製造方法を提供することにある。 【解決手段】 ろ過液の通路12、散気孔、及び空気の
通路を具備したプレート1上の、直線状に配列した2つ
以上の装着穴19に、多数の中空糸膜を束ねた2つ以上
の中空糸膜束2が、それぞれ独立に直接ポッティング
(ポッティング材14)されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、活性汚泥水等の除
去すべき物質を多量に含む液体をろ過するための中空糸
膜集積モジュールに関するものであり、特に散気とろ過
を併用するろ過方式に適したモジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】活性汚泥水や下水のような除去すべき物
質を多量に含む液体を加圧ろ過するとフィルターの目詰
まりが激しいが、散気と吸引ろ過を併用することによっ
て目詰まりはかなり改善される。このろ過方式を効果的
にする目的で、上昇する気泡で中空糸膜が揺動するよう
に、一端を自由端にした中空糸膜束を水平に配置したも
の(例えば、特開平4−180821号公報)、中空糸
膜の固定端から他端の自由端を傘状に広げたもの(例え
ば、特開平4−187219号公報)、中空糸膜をすだ
れ状に束ねその一端若しくは両端を固定したもの(例え
ば、特開平6−340号公報、特開平6−342号公
報、特開平6−344号公報、特開平7−24272号
公報)など、中空糸膜の配列を工夫した数種類のタイプ
の膜モジュールが開発されている。しかしながら、これ
らのモジュールは、構造が複雑であり、そのため組立も
煩雑である。
【0003】高汚濁液のろ過では、ろ過速度を大きくす
ると、一般に目詰まりが激しく、膜の寿命が非常に短く
なることが知られている。そこで、実際には低速のろ過
速度によるろ過が通常行われているが、そのため必要膜
面積が増加し、モジュールの大型化は必至である。
【0004】これら中空糸膜を用いたモジュールの作製
は、必ずポッティングと呼ばれる糸束の集束固定工程を
含む。糸束を樹脂で固定一体化し、一部切断して中空糸
の開口部を形成するため、大型、複雑な形状のものには
ポッティングができないため、一旦簡単な形状の物にポ
ッティングした中空糸膜ユニットを1つのパーツとし
て、組み立ててモジュールを作製している。
【0005】ポッティングされた中空糸はその分自由度
を失っており、軸方向や曲げ方向に対して非常に弱くな
っている。従って、中空糸をポッティングした後組み立
てる方法は、中空糸の破損原因になり、当然作業も非常
に注意を必要としたものにならざるを得ない。散気管等
の設備を後付けする際にも、同様に煩雑かつ慎重な作業
を伴うのである。
【0006】最近、すだれ状に束ねた中空糸膜を集水管
にポッティングする方法が開発されたが、これもモジュ
ールを構成する1パーツであることに変わりはなく、後
の組立工程において上記の問題を含んでいる。即ち、中
空糸膜ユニットを別途作製してモジュールを組み立てる
製造方法は、中空糸の破損原因を内在しており、慎重な
作業となる。そして、このように作製が煩雑であること
は、量産に適した物とは言い難い。
【0007】また、従来、散気とろ過を併用するろ過方
式において、逆洗に耐えられるモジュールは無い。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明で解決しようと
する課題は、高汚濁液の吸引ろ過に適した構造で、逆洗
が可能な、膜面積が大きい中空糸膜モジュールにおい
て、中空糸膜の破損の可能性の非常に少ない、簡便な組
立方法で作製された、安価で工業的に量産可能な中空糸
膜集積モジュールを開発することである。また、併せて
その製造方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】気泡が中空糸膜の繊維軸
方向に沿って流れるようにして中空糸膜の切断を避け、
かつ散気効果を満足させながら、しかも中空糸膜の逆洗
に耐えるように、中空糸膜モジュールと散気装置を一体
にした集積型モジュールにおいて、中空糸膜を直接モジ
ュールにポッティングして作製することができれば上記
の課題は解決できる。
【0010】即ち、本発明は、(1)中空糸膜束のポッ
ティング部、ろ過液の通路、散気孔、及び空気の通路
が、1つのプレート上に集積された、簡素な構造の中空
糸膜集積モジュールが、(2)その組立方法において、
中空糸膜束がプレート上の装着穴に直接ポッティングさ
れていることを特徴とし、(3)該プレートが、一体成
形で作製され、逆洗に耐える構造の、中空糸膜集積モジ
ュールである。
【0011】また、本発明は、(4)前述の構造の中空
糸膜集積モジュールであって、プレート上の装着穴に中
空糸膜束をポッティングする際に、装着穴のポッティン
グ部がコロナ放電処理することを特徴とする中空糸膜集
積モジュールの製造方法である。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の中空糸膜集積モ
ジュールの一態様を示す簡略正面図であり、図2は、そ
の側面図である。図3は図1のA−A線断面図である。
【0013】これらの図では、集積プレート1に中空糸
膜束2が2列配列されているが、3列以上も可能であ
る。該プレート1には、中空糸膜束2の近傍に散気孔3
が有り、側面にはろ過液の出口4、及び空気導入口5が
有る。また、プレート1を上下に貫通する被処理液の流
動孔6がプレート上にほぼ均等に配置されている。そし
て、プレート1の内部には、前記中空糸膜束2とろ過液
出口4に連通したろ過液の通路12が形成されていると
ともに、前記散気孔3と空気導入口5に連通した空気の
通路13が、前記ろ過液の通路12とは別系統で形成さ
れている。
【0014】プレート1の四隅には、足10と支持枠1
0aが固定されている。また、該支持枠10a,10a
の上端間には、中空糸膜束2の支持部材9が横設され、
該支持部材9に中空糸膜束2の中央部の折り返し部分が
掛止されており、更に支持枠10a,10a間には空気
案内板11が固定されている。
【0015】前記プレート1は、熱可塑性樹脂で射出成
形される。熱可塑性樹脂としては、機械的強度、及び被
処理液と洗浄液に対する耐久性を有していれば良い。一
般的に組立上接着が容易なポリ塩化ビニルが本発明にお
いても好適であるが、本発明は中空糸膜束を直接ポッテ
ィングするため、成形性に優れたポリプロピレンが更に
好適である。金属製にすることも可能である。
【0016】ろ過液の圧力損失を考慮すると、中空糸膜
の内径が細い場合には中空糸膜の長さを短く、太い場合
には長くすべきである。本発明では、中空糸膜全体を効
果的に揺動させるために、内径が300〜500μmの
中空糸膜が使用されるので、束当たりの中空糸膜の長さ
はおよそ25〜100cmである。
【0017】中空糸膜の孔径はおよそ0.1〜0.5μ
mであり、公知の、ポリスルホン、ポリエチレン、ポリ
プロピレンなどからなる中空糸膜を本発明に使用するこ
とができる。
【0018】図4は、ポッティング部の構造を示すため
の、図3のB−B線断面の簡略図である。中空糸膜束2
は、ポッティング材14によってプレート1に固定され
ている。即ち、前記プレート1には、ろ過液の通路12
に連通した2つ以上の装着穴19を直線状に配列して形
成し、該装着穴19に中空糸膜束2の端部をポッティン
グ材14によって集束固定し、中空糸膜束2のろ過液の
通路12に面する端面は開口部となっている。
【0019】図5は、中空糸膜束2をプレート1にポッ
ティングする前の状態を示す略図である。送液トレイ1
5は、後にろ過液の通路12となるトンネルに装着さ
れ、中空糸膜束2を固定するための装着穴19の表面2
0にはコロナ放電処理を施してある。また、送液トレイ
15には、ポッティング剤注入口16が設けられてお
り、図5の状態で該注入口16からポッティング剤を注
入し、前記中空糸膜束2の端部の隙間と装着穴19を満
たす。そして、図6に示すように、ポッティング剤硬化
後、送液トレイ15をプレート1のろ過液の通路12と
なるトンネルから抜き去る。尚、図7又は図8は、図5
のC−C線断面を示し、図7は後にろ過液の通路12と
なるトンネルの断面が四角形のもの、図8は円形のもの
を示している。そして、ろ過液の通路12となるトンネ
ル内に図9又は図10に示すようなカッターを差込み、
中空糸開口部を形成させると同時にろ過液の通路12を
形成させる。
【0020】図7のようにろ過液の通路の断面形状が長
方形の場合には、図9に示すようなカッターを用いてろ
過液通路を形成する。図8のように断面形状が円形の場
合には、図10のような円筒状のカッターを用いる。こ
こに示したカッターは、カッター刃17をろ過液通路1
2と同一断面形状のカッター柄18に固定した構造のも
ので、カッター刃17の刃縁は、カッター柄18の長手
方向に対して傾斜させている。円筒状のカッターの場合
は、カッターを反時計方向に回転させながら差込むこと
で、ポッティング部に掛かる力を小さくして、剥離によ
る欠陥発生を防ぎながら、中空糸開口部を形成させるこ
とができる。尚、ここに示す態様は一例である。
【0021】ポッティング剤にはエポキシ樹脂あるいは
ウレタン樹脂のような熱硬化性樹脂が好適に用いられ
る。樹脂の粘度は配合時1〜2Pa・sで、硬化後の引
張強度が150〜400kgf/cm2 、伸びが50〜
150%が好ましい。
【0022】次に、このモジュールの作製方法の一例を
示す。まず、集積プレート1に、足10、支持枠10
a、支持部材9を組み立てる。次に、中空糸膜束2を所
定の位置にセットし、ポッティング作業を行う。最後
に、空気案内板11を取り付ける。この方法は、ポッテ
ィング後に中空糸に、形状の変化や力が加わることはな
い。
【0023】本発明の中空糸膜集積モジュールは前記の
ように除去すべき物質を多量に含む活性汚泥処理水など
の浸漬ろ過に使用されるので、散気と吸引圧ろ過を併用
してもやはり目詰まりは避けられない。このような場合
にろ過性能を回復させるには逆洗が効果的であるが、従
来の装置は必ずしも逆洗に耐えられる構造になっていな
い。しかしながら、本発明の中空糸膜モジュールは、逆
洗圧力に耐える構造になっており、ろ過液による逆洗
も、空気による逆洗も可能である。
【0024】
【実施例】次に、実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるもので
はない。
【0025】長さ、幅、厚さがそれぞれ80cm、20
cm及び7cmのポリプロピレン製のプレート1に、プ
レートを貫通した内径30mmのろ過液の通路12を2
列、内径10mmの空気の通路13を4列、ろ過液の通
路12につながら中空糸膜束を固定する直径20mmの
中空糸の装着穴19が4cm間隔で16個、空気の通路
につながる直径2mmの散気孔3が該装着穴19の両側
に1つずつ、直径30mmの被処理液の流動孔6、四隅
にプレートを乗せる足10と支持枠10aを固定するた
めの直径11mmの穴、を具備した中空糸膜集積モジュ
ール用プレート1を射出成形で作製した。
【0026】このプレート1の各装着穴19の表面20
にコロナ放電処理を施した後、直径10mmのステンレ
ススチール製の長さ76cmの支持部材9が固定され
た、同じく直径10mmのステンレススチール製で高さ
80cmの支持枠10aと、高さ10cmの足10とを
固定した。別に、内、外径が500μm及び800μ
m、長さが約150cm、孔径が約0.45μmのポリ
スルホン製の中空糸膜を400本束ねた、中空糸膜束2
を16組準備した。
【0027】直径30mmで、幅、及び深さが20m
m、及び15mmの溝を有する、長さ約40cmのポリ
プロピレン製の送液トレイ15を 集積プレート1のろ
過液の通路12の両側から、溝15aを中空糸の装着穴
19側にして差込み固定した。中空糸膜束2の中央部を
支持部材9に掛け、両端部をそれぞれ装着穴19に差し
込んだ。
【0028】次に、初期粘度が1500mPa・sのウ
レタン樹脂を送液トレイ15のポッティング剤注入口1
6から約30分掛けて注入した。そのまま一晩放置した
後、送液トレイ15を抜き取り、直径約25mmの円筒
上のカッターを差込み、中空糸開口部を形成し、ろ過液
の通路12を再生した。ろ過液の通路12の片端にはろ
過液栓7をし、片端はろ過液出口4とした。同様に、空
気導入口5以外の空気の通路13の開口部を空気栓8で
塞いだ。
【0029】(逆洗試験)縦、横、高さがともに約1m
の水槽に、中空糸膜集積モジュールを入れ、(1)5k
Paの差圧で10分間吸引ろ過を行い、中空糸膜を完全
に水で濡らした。その後、(2)ろ過液側から空気を送
り、200kPaまで加圧し5分間保持した。中空糸膜
及びプレートからの気泡の漏れは発見されなかった。続
いて、400kPaまで加圧したところ、中空糸膜のパ
ブルポイントに達し、中空糸膜全体から気泡が噴き出
し、圧力が低下した。再び、(1)、(2)の操作を行
ったが、中空糸及びプレートからの気泡の漏れは発見さ
れなかった。
【0030】
【発明の効果】以上にしてなる本発明の中空糸膜集積モ
ジュールによれば、高汚濁液を、散気と吸引ろ過を併用
して好適にろ過することができるとともに、逆洗によっ
てろ過能力を回復させることができる。また、本発明の
中空糸膜集積モジュールの製造方法によれば、中空糸膜
の破損の可能性の非常に少なく、簡便な組立方法で作製
することができ、従って安価で工業的に量産可能な製造
方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の中空糸膜集積モジュールの正面図であ
る。
【図2】その側面図である。
【図3】図1のA−A線断面図である。
【図4】図3のB−B線断面の簡略断面図である。
【図5】中空糸膜束をポッティングする前の送液トレイ
装着した状態を示す簡略断面図である。
【図6】ポッティング剤硬化後、送液トレイを抜いた状
態を示す簡略断面図である。
【図7】図5のC−C線断面図である。
【図8】図5のC−C線断面図で、他の態様の断面図で
ある。
【図9】図7のろ過液通路の断面形状に対応したカッタ
ー先端部の斜視図である。
【図10】図8のろ過液通路の断面形状に対応したカッ
ター先端部の斜視図である。
【符号の説明】
1 集積プレート 2 中空糸膜束 3 散気孔 4 ろ過液出口 5 空気導入口 6 被処理部の流動孔 7 ろ過液栓 8 空気栓 9 支持部材 10 足 10a 支持枠 11 空気案内板 12 ろ過液の通路 13 空気の通路 14 ポッティング材 15 送液トレイ 15a 溝 16 ポッティング剤注入口 17 カッター刃 18 カッター柄 19 中空糸膜束の装着穴 20 装着穴の表面

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ろ過液の通路、散気孔、及び空気の通路
    を具備したプレート上の、直線状に配列した2つ以上の
    装着穴に、多数の中空糸膜を束ねた2つ以上の中空糸膜
    束が、それぞれ独立に直接ポッティングされていること
    を特徴とする中空糸膜集積モジュール。
  2. 【請求項2】 前記プレートが一体成形で作製されたも
    のである請求項1記載の中空糸膜集積モジュール。
  3. 【請求項3】 ろ過液通路の耐陽圧が100kPa以上
    である請求項1又は2記載の中空糸膜集積モジュール。
  4. 【請求項4】 ろ過液の通路、散気孔、及び空気の通路
    を具備したプレート上の、直線状に配列した2つ以上の
    装着穴に、多数の中空糸膜を束ねた2つ以上の中空糸膜
    束が、それぞれ独立に直接ポッティングされている中空
    糸膜集積モジュールの製造方法であって、前記プレート
    の装着穴のポッティング部をコロナ放電処理することを
    特徴とする中空糸膜集積モジュールの製造方法。
  5. 【請求項5】 前記プレートが一体成形で作製されたも
    のである請求項4記載の中空糸膜集積モジュールの製造
    方法。
  6. 【請求項6】 ろ過液通路の耐陽圧が100kPa以上
    である請求項4又は5記載の中空糸膜集積モジュールの
    製造方法。
JP7620696A 1996-03-29 1996-03-29 中空糸膜集積モジュール及びその製造方法 Pending JPH09262442A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006137671A1 (en) * 2005-06-23 2006-12-28 Sk Chemicals Co., Ltd. Method of manufacturing an air hole of hollow fiber membrane module for water treatment
JP2011016108A (ja) * 2009-07-10 2011-01-27 Asahi Kasei Chemicals Corp 浸漬膜ユニット

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006137671A1 (en) * 2005-06-23 2006-12-28 Sk Chemicals Co., Ltd. Method of manufacturing an air hole of hollow fiber membrane module for water treatment
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