JPS6384607A - 中空糸膜濾過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は濾過材として中空糸膜を使用する中空糸Ｆｌｌ
ｉＩｉ！過装置に係り、特に中空糸膜濾過装置内におけ
る被処理液の流入動圧の影響が少なく、処理流Ｅの分布
が均一となる中空糸Ｉｌｃ！濾過装置に関する。

（従来の技術） 各種固形物の濾過材として中空糸膜を利用した中空糸膜
濾過装置は原子力産業、電子工業、医薬製造業などの広
い分野で採用されている。例えば原子カプラントにおい
ては、放射線被曝の低減および燃料の健全性を維持する
ために、プラント系内で発生した放射性固形物（クラッ
ド）が炉内に同伴され蓄積されることを防止する対策が
採られ、そのクラッドを除去する一手段として中空糸膜
濾過装置が設置されている。

従来、沸騰水型原子カプラントでは、復水浄化系のクラ
ッドを除去する効率を高めるために、脛床式イオン交換
塔に加えて粉末イオン交換樹脂プリコート方式の濾過装
置を併設していた。

しかし、この種の濾過装置からは多聞の使用済イオン交
換樹脂が廃棄物として発生し、その貯蔵および処理に多
額の費用と労力を要し、濾過装置の運転コストを引ぎ上
げていた。

そのため、二次廃棄物発生量が少なく、貯蔵スペースも
狭く、かつ運転コストが低部な濾過装置の開発が希求さ
れ、その結果、中空糸膜濾過装置が広く適用されるに至
っている。

従来の中空糸膜濾過装置の構造は一般に第２図に例示す
る通り、筒状の濾過容器１と蓋板２を支持板３を介して
接合し、密閉容器を形成している。

支持板３は、密閉容器内を濾過室４と処理液室５とに仕
切っている。濾過容器１底部には被処理液入口６と、ド
レン排出ロアが設けられ、濾過容器１側壁上部には逆洗
用流体を排出するためのベントノズル８が配設されてい
る。また、蓋板２には、逆洗用空気入口を兼用した処理
液出口１９が設けられている。

濾過容器１の濾過室４内には多数の中空糸膜モジュール
構造体９が垂設されており、この中空糸膜モジュール構
造体９は、細い繊維状の中空糸膜１０を多数本束ね、そ
の上下端を充填材で固着して形成した中空糸膜モジュー
ル１１を継手１２を介して軸方向に複数連結して構成し
ている。第２図においては、中空糸膜モジュール１１を
３段に連接して一体的な中空糸膜モジュール構造体９を
形成した例で図示している。

中空糸膜モジュール構造体９は、前記支持板３に設けた
取付口１３に挿入係止され、支持板３上に接合ボルトに
よって固定される押え板１４に拘束され上方へ扱は出さ
ないように固定される。

各中空糸膜モジュール構造体９の外周には保護管１５が
配設され、この保護管１５はその上端がμ持板３の下面
に溶接接合等により固定されており、下端は連結材を介
して隣接する保護管と相互に連結されている。

保冷管１５の下端開口直下には、逆洗用空気を噴出する
ノズル１６を有する空気配管１７が配設されている。ま
た、保護管１５の下端開口から進入した逆洗用空気を排
出するための空気抜孔１８が保３管１５の上端部に穿設
されている。

以上の構成において、被処理液は被処理液人口６から濾
過室に導入され、まず被処理液入口に対向して設けた分
散整流板２０に衝突して流入動圧が低減された後に、各
保３管１５の下端開口に案内され、中空糸膜１０の表面
を通過するときクラッドなどの固形分が分離除去されて
濾過される。

濾過された処理液は中空糸膜の中空部分を通り各中空糸
膜モジュール１１の中心部に設けた集水管に流入し、さ
らに支持板３の取付口１３を経由して処理液室５に流入
し、そして処理液出口１９を通り系外へ移送される。

この濾過操作を長時間実施すると、中空糸Ｗｉ１０の表
面には濾過されて残留したクラッド等の固形物が多Ｇに
付着し、中空糸ｇ！ｉｏの目詰りが進行し濾過性能が低
下する。そこで、逆洗とバブリングの操作を一定時間経
過毎に実施し、目詰り成分を除去する操作が必要となる
。

逆洗バブリング操作は、まず処理液出口１９に接続した
空気注入口２１から高圧空気を送入することにより処理
液室５内に残留していた処理液を中空糸ＦＪ１０の内側
から外側へ逆流させる。逆流によって増加した水量は、
開放されたベントノズル８から′１：１流する。次に、
空気配管１７のノズル１６から空気を流出させ、各保護
管１５内に逆洗用の気泡流を発生させて中空糸Ｆ１１０
に機械的なｆｆｉ　！７１を与える。保護管１５内に進
入した気泡は、保護管１５の上部に設けた空気抜孔１８
から管外に排出される。逆洗のために濾過室内に送給さ
れた処理水はドレン排出ロアから系外に排出される。

この逆洗バブリング操作により、中空糸膜１０の外表面
に付着していたクラッド等の固形物は除去され、中空糸
膜１０は正規の濾過性能を回復し、再び′Ｉａ過操作に
供される。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の中空糸膜′ａ過装置においては、被処理液流入口
６が濾過容器１の底部に配設されており、ｎ）！ｆ１度
で流入した被処理液は、被処理液流入口６に対向して設
けられた分散整流板２０によっである程度はその動圧が
Ｍ衝され、濾過容器底部に均一に分散され、各保護管１
５の下端開口に配分されるようになっている。

しかし、被処理液の一部は矢印で示すように濾過容器１
底部の鏡板内面に沿って流れ、保護管１５の下端開口部
に近い中空糸膜モジュール構造体９に半径方向から衝突
する形で保護管１５に流入する場合がある。この半径方
向の流れにより中空糸膜モジュール構造体９に流力振動
が生じ、この振動によって中空糸ｒＱ１０が相互に不規
則に接触して損傷し、結果的に中空糸膜モジュール構造
体９の寿命を低下させる可能性があり、また濾過室４内
の被処理液の流れの乱れによって処理流量分布も不均一
化し、濾過処理効率が低下し、運転の経済性も低下する
。すなわち、一部の中空糸膜１０に濾過面積負荷が集中
する結果、その部分の中空糸膜１０の濾過性能および寿
命を急激に低下せしめ、濾過材の早期交換が必要となる
不経済性があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので
あり、各中空糸膜モジュール構造体へ流入する被処理液
の流量分布が均一であり、かつ流れの乱れが少ない濾過
容器の構造を与えることにより、流力撮動の発生が少な
く、そのため濾過材である中空糸膜の損傷が少なく、長
期にわたって寿命と濾過処理効率を良好に維持できる中
空糸膜濾過装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る中空糸膜濾過装置は、密閉容器内を支持板
によって濾過室と処理液室とに区画し、上記支持板に吊
設支持され濾過室内に垂設された複数の中空糸膜モジュ
ール構造体を有する中空糸膜濾過装置において、密閉容
器側壁上部に、濾過室に通じる被処理液流入口を設け、
前記密閉容器内の濾過室に内筒を配設して密閉容器側壁
と内筒間に被処理液を案内するダウンカマ部を形成し、
前記内筒の上部には複数の空気抜孔を穿設する一方、上
記内局内に振動抑止用保護板を介装し、この保護板に穿
設された案内孔に各中空糸膜モジュール構造体を遊嵌さ
せて構成する。

（作用） 上記構成の中空糸膜濾過装置においては、濾過容器側壁
上部に被処理液流入口が取り付けられ、また側壁内面側
にダウンカマ部を形成する内筒を配設しているため、流
入した被処理液の動圧は内筒の外表面全体で緩衝され、
かつダウンカマ部を下降する間に整流化され乱れのない
流れとなり、次に被処理液は内筒下縁全周で内側に反転
して上昇し、各中空糸膜モジュール構造体に均一に案内
される。流入した被処理液は、内筒の高さに相当するダ
ウンカマ部の全長において充分に整流化されるため、中
空糸膜モジュール構造体に対する半径方向の流れによる
流力振動の発生が効果的に抑制される。

また、中空糸膜モジュール構造体を遊嵌する案内孔を穿
設した振動抑止用の保護板を中空糸膜モジュール構造体
の継手位置に配設しているため、中空糸膜モジュール構
造体の横撮れが拘束され互いに接触して損傷することが
なく、長期に渡り寿命および濾過処理効率を良好に維持
することが可能となる。

（実浦例） 次に、本発明の一実施例について添付図面、第１図を参
照して説明する。なお、第２図に示す従来例と同一部品
には同一符号を付して説明は省略する。

第１図において、濾過容器１と蓋板２とに挟持された支
持板３に支持された中空糸膜モジュール構造体９が濾過
室４内に多数垂設されている。その中空糸膜モジュール
構造体９は内筒２２内に収容されている。この内筒２２
は、濾過容器１内に収容されて２重筒構造をなし、密閉
容器側壁と内筒２２間に環状のダウンカマ部２５を形成
する。

内筒２２の下部は、サポートレグ２３を介して濾過容器
１底部の鏡板に固定される。一方、内筒２２の上端は、
支持板３の下面に穿設した取付！ｉ／ｌ　２４に嵌装さ
れることにより内筒２２の変形が防止されている。また
、内筒２２の上部同上には、複数の空気抜孔１８が設け
られている。さらに、被処理液流入口６は濾過容器１の
側壁上部に設けられ、ダウンカマ部２５に連通している
。

また、内筒２２の内面には、中空糸膜モジュール構造体
９の振動を抑止するための保護板２６が設けられている
。保護板２６は、中空糸膜モジュール構造体９の外径よ
りも若干大きな直径を有する多数の案内孔２７を有して
おり、各案内孔２７内に中空糸膜モジュール４１３３体
９が挿通されている。保護板２６は、中空糸膜モジュー
ル構造体９の中空糸膜モジュール１１を各段に接続した
継手１２の位置に配設される。第１図の実施例は、各継
手１２の位置に対応して保護板２６を内筒２２の内面に
３段にわたって各段毎に取り付けた例を示しているが、
各段毎に必ずしも取付ける必要はない。

上記構成の中空糸膜濾過装置において、被処理液流入口
６から流入した被処理液は内筒２２の外面でその動圧が
緩衝され、次に環状に形成されたダウンカマ部２５を下
降する間に整流され、さらに内筒２２の下端から濾過苗
４内に反転して上昇し、各中空糸膜モジュールＭＩＩａ
体９に均一に案内されて、中空糸膜１０表面においてク
ラッド等の固形物が減退分離される。処理液は中空糸膜
１０の中空部を上昇し、中空糸膜モジュール１１の集水
管を通り処理液室５に流入し、最終的に処理液出口１９
を経て系外へ排出される。

所定時間、線通処理を継続し、中空糸膜１０に目詰りが
生じたときは従来と同様な操作で逆洗処理を実施する。

空気配管１７のノズル１６から噴出した逆洗用の空気は
気泡となって上界し、中空糸膜１０に機械的な振動を与
えて目詰り成分を除去する。内筒２２上部に達した気泡
は、内ｎ２２の上部に穿設した空気抜孔１８から排出さ
れる。

本実施例によれば、濾過容器１側壁上部に被処理液流入
口６を設け、さらに側壁内面側にダウンカマ部２５を配
設しているため、流入した被処理液は、ダウンカマ部２
５で充分整流化され、半径方向の流れの乱れが少ない。

したがって、中空糸膜モジュール構造体９が流体振動に
よって損傷することが防止される。

また、中空糸膜モジュール構造体９の横振れを拘束する
保護板２６が数段に渡って設けられているため、逆洗操
作時においても、逆洗用気泡等によって中空糸膜モジュ
ール１１が相互に接触して損傷することが少なく、長期
に渡り濾過材の寿命と濾過処理効率を良好に維持するこ
とが可能となった。

また、本実施例の中空糸膜濾過装置によれば、被処理液
の整流機能を有する内ｆ！２２が設けられ、また中空糸
膜モジュール構造体９の半径方向の変位を防止するため
の保護板２６が設けられているため、従来の保護管１５
に相当する部材は省略することができる。したがって、
内部構造が簡略化され、製造コストを低減することがで
きる。

（発明の効果〕 以上の説明で明らかな通り、本発明に係る中空糸膜濾過
装置によれば、濾過容器内に内筒を設け、被処理水流入
口を濾過容器側壁上部に配設し、側壁と内筒とで形成さ
れるダウンカマ部を被処理水が流下するように構成した
ため、被処理水はダウンカマ部において充分整流化され
、各中空糸膜モジュール構造体にほぼ均一な平行流とな
って流入する。また、中空糸膜モジュール構造体の水平
方向の振動を抑止する保護板が継手位置に設けられてい
るため逆洗時においても中空糸膜モジュール構造体が相
互に振動によって接触し損傷することが少ない。

したがって、濾過室内における処理流ｍ分布が均一化さ
れ、各中空糸膜の消耗割合も均一化され、濾過材令体と
しての寿命と濾過処理効率を長期間に渡って良好に維持
することが可能となり、中空糸膜濾過装置の信頼性の向
上に大きく寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の中空糸膜濾過装置の一実施例を示すｉ
高面図、第２図は従来の中空糸膜濾過装置の構造例を示
す縦断面図である。 １・・・濾過容器、２・・・蓋板、３・・・支持板、４
・・・濾過室、５・・・処理液室、６・・・被処理液流
入口、７・・・ドレン排出口、８・・・ベントノズル、
９・・・中空糸膜モジュール構造体、１０・・・中空糸
膜、１１・・・中空糸膜モジュール、１２・・・継手、
１３・・・取付口、１４・・・押え板、１５・・・保護
管、１６・・・ノズル、１７・・・空気配管、１８・・
・空気抜孔、１９・・・処理液出口、２０・・・分散整
流板、２１・・・空気注入口、２２・・・内筒、２３・
・・サポートレグ、２４・・・取付溝、２５・・・ダウ
ンカマ部、２６・・・保護板、２７・・・案内孔。 代理人弁理士　　則　近　憲　佑 同　　　　　　　　三　　俣　　弘　　文＄　ｌ　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、密閉容器内を支持板によって濾過室と処理液室とに
   区画し、上記支持板に吊設支持され濾過室内に垂設され
   た複数の中空糸膜モジュール構造体を有する中空糸膜濾
   過装置において、密閉容器側壁上部に、濾過室に通じる
   被処理液流入口を設け、前記密閉容器内の濾過室に内筒
   を配設して密閉容器側壁と内筒間に被処理液を案内する
   ダウンカマ部を形成し、前記内筒の上部には複数の空気
   抜孔を穿設する一方、上記内筒内に振動抑止用保護板を
   介装し、この保護板に穿設された案内孔に各中空糸膜モ
   ジュール構造体を遊嵌させたことを特徴とする中空糸膜
   濾過装置。 ２、振動抑止用保護板は内筒内の中空糸膜モジュール構
   造体の継手位置に設けられた特許請求の範囲第１項記載
   の中空糸膜濾過装置。