JP2000246018A

JP2000246018A - 平膜エレメント

Info

Publication number: JP2000246018A
Application number: JP11055813A
Authority: JP
Inventors: Yoji Inoue; 洋司井上; Kazuhisa Kumami; 和久熊見; Toyozo Hamada; 豊三浜田; Nobuyuki Nakatsuka; 修志中塚
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd; Daicen Membrane Systems Ltd
Current assignee: Daicel Corp; Daicen Membrane Systems Ltd
Priority date: 1999-03-03
Filing date: 1999-03-03
Publication date: 2000-09-12

Abstract

(57)【要約】【課題】逆洗浄性のよい平膜エレメントの提供。【解決手段】不織布膜12、13の間に、孔16を持つ通路
材15が複数配置されている。透過水は孔16から吸引さ
れ、通路材15、集水通路30を経て透過水ノズル31から排
出される。逆洗浄時は逆経路で洗浄水が送られ、孔16か
ら噴射される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透過水の集水性及
び逆洗浄性が優れている平膜エレメントに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】活性汚
泥液等の固液分離に用いる膜モジュールとして、ハウジ
ング内に複数の平膜エレメントを収納したものが使用さ
れている。この平膜エレメントは、２枚の不織布からな
る平膜の内部に透過水流路材となるスペーサを挟み込
み、透過水ノズルを取り付けた後、平膜の周囲を接着し
てなるものが用いられている。

【０００３】膜モジュールの運転を継続した場合、平膜
エレメントの不織布膜面に汚泥等が過度に付着して濾過
能力を低下させるため、適当な間隔をおいて平膜エレメ
ント内部に水又は空気を送り込んで、不織布膜面を逆洗
浄する必要がある。しかし、不織布膜は孔径が大きなも
のが多いため、逆洗浄時における圧力損失が大きく、膜
面全体を均一に洗浄することが困難である。従って、逆
洗浄による濾過能力の回復が十分ではないので、濾過能
力を維持するためには、ハウジング内から平膜エレメン
トを取り出して洗浄しなければならない。また、２枚の
平膜の間には、透過水を集めるためのメッシュ状部材が
挿入されているが、この方法では透過水の集水は十分で
はなく、膜面積が大きくなった場合にはその傾向がより
強くなる。

【０００４】本発明は、透過水の集水性及び逆洗浄性が
優れており、安定した濾過能力を長期間持続することが
できる平膜エレメントを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、液体の出入り
が可能な孔を有する管材からなる通路材が不織布膜面下
に配置されている平膜エレメントを提供する。また本発
明は、支持枠と、支持枠と一体に取り付けられた液体の
出入りが可能な孔を有する管材からなる通路材が不織布
膜面下に配置されている平膜エレメントを提供する。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の平膜エレメントを
図１〜図３に基づいて説明する。図１は、本発明の平膜
エレメントの一実施形態の正面図であり、図２は、本発
明の平膜エレメントの他の実施形態の正面図であり、図
３は、別の実施形態の図１の平膜エレメントの幅方向の
断面図に相当する図又は図２の平膜エレメントの長さ方
向への断面図に相当する図である（ただし、膜部分は省
略）。なお、図１、図２の平膜エレメントは、説明の便
宜のため、いずれも一面側の不織布膜が部分的に切り欠
かれている。

【０００７】平膜エレメント１０は、不織布膜１２、１
３の膜面下に、管材からなる通路材１５が所要数配置さ
れているものであれば、他の構成は特に限定されず、図
１に示すように、長尺部材２１、２２、２３及び２４か
らなる支持枠２０に、複数の通路材１５を取り付けた構
造にすることができる。

【０００８】通路材１５は、内部を透過水及び逆洗浄水
が通過できるように中空な管材から形成されており、そ
の管材の太さ、長さ及び断面形状（円形、各種多角形
等）は、平膜エレメント１０の大きさや濾過能力等に応
じて適宜設定する。

【０００９】通路材１５は、ハウジングに装填し、濾過
運転した場合における被処理液の流れ方向（図１中の矢
印方向）と垂直になるように、間隔をおいて複数が配置
されている。この配置間隔は、５〜１００mmであること
が好ましく、２０〜５０mmであることがより好ましい。

【００１０】通路材１５は、透過水及び逆洗浄水等の液
体の出入りが可能な孔１６を有している。これらの孔１
６は、透過水を吸入し、かつ逆洗浄水を噴射できるよう
に、大きさ、形成部位及び数を調整する。洗浄時には、
洗浄水の代わりに空気等の気体を使用してもよい。孔１
６の大きさは、透過水の吸水と逆洗浄の噴射圧とを考慮
すると、孔の形状が円形の場合には０．１〜３mmが好ま
しく、０．５〜１．５mmがより好ましい。孔が他の形状
の場合は、円形の場合と同程度の大きさとなるように調
整する。

【００１１】各通路材１５の端部は、長尺部材２１の内
部に形成された一つの集水通路３０と直角に櫛の歯状に
接続されており、集水通路３０の一端は透過水ノズル３
１として平膜エレメント１０の外部に突き出している。
ここで長尺部材２１は、透過水の流れを確認できるよう
に、少なくとも集水通路３０が形成されている部分は透
明材料で形成されていることが好ましい。なお、平膜エ
レメント１０をハウジングに装填した場合には、透過水
ノズル３１にプラスチックチューブ等からなる透過水排
出管が連結される。

【００１２】このような平膜エレメント１０は、平膜１
２、１３のそれぞれの周囲が支持枠２０の長尺部材２１
〜２４において接着剤等により固着されている。ただ
し、集水通路３０を有する長尺部材２１を透明にした場
合においては、透過水の流れを見ることができるように
するため、図１に示すように不織布膜１２、１３が集水
通路３０を覆い隠さない方が好ましい。従って、このよ
うな場合には、図１に示すように、長尺部材２１は他の
長尺部材２２〜２４に比べて幅広にすることが好まし
い。

【００１３】平膜１２、１３を構成する不織布として
は、例えば、綿、麻、羊毛等の天然繊維、ポリエステ
ル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、ビスコースレー
ヨン、酢酸セルロース、メチルセルロース等のセルロー
ス誘導体、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレ
フィン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエステル
アミド、ポリエーテル、ポリイミド、ポリアミドイミ
ド、ポリエーテルイミド及びこれらの２種以上の混合物
又は共重合体からなる合成繊維から常法により得られる
ものを用いることができる。このような不織布として
は、商品名ＭＦ１８０（繊維径１０μmのポリエステル
繊維製不織布；日本バイリーン社製）、商品名ＳＢ−３
５（繊維径１０μmのポリエステル繊維製不織布；ユニ
チカ社製）、商品名ＦＣ３１０５（繊維径１０μmのポ
リエステル繊維製不織布；日本バイリーン社製）、商品
名ＮＦフェルト（繊維径１０μmのポリエステル繊維製
不織布；日本フェルト社製）、商品名ＦＣ３０２（繊維
径１０μmのポリエステル繊維製不織布；日本バイリー
ン社製）、商品名Ｓ−０３０（繊維径１０μmのポリプ
ロピレン繊維製不織布；日本バイリーン社製）、商品名
Ｈ８００７（繊維径１０μmのポリエステル繊維製不織
布；日本バイリーン社製）等を挙げることができる。

【００１４】平膜エレメント１０は、不織布膜１２、１
３と通路材１５の間に、流路保持材となるメッシュ状部
材からなるスペーサーが挟み込まれていてもよい。

【００１５】平膜エレメント１０は、不織布膜１２、１
３が支持枠２０において着脱自在になるように取り付け
られていてもよい。着脱自在にする方法としては、不織
布膜１２、１３のそれぞれの周囲を押さえ板で押さえ、
押さえ板と支持枠２０とをクランプ又はボルト及びナッ
トのような締め付け具で締め付けれる方法のほか、支持
枠２０の周囲に、不織布膜１２、１３を挟み込み、かつ
押圧できるような溝を形成する方法（例えば図３の溝３
２を支持枠２０の周囲に形成する）を適用できる。な
お、支持枠２０の材質は特に限定されないが、前記した
ような作用をなす溝を形成するため、全体又は溝の部分
をゴム、プラスチック板、板金のような弾性体にするこ
とができる。また、溝を非弾性体で形成した場合には、
溝に不織布と押さえ材を一緒に差し込んで固定してもよ
い。

【００１６】このように平膜エレメント１０において不
織布膜１２、１３を着脱自在に取り付けることにより、
接着剤を使用した場合に比べて、支持枠２０、通路材１
５からの不織布膜１２、１３の取り外しが容易になり、
支持枠２０及び通路材１５の再利用が容易になるため好
ましい。

【００１７】図２に示す平膜エレメント１０は、図１に
示す平膜エレメント１０と基本構造は同一であり、通路
材１５が、ハウジングに装填し、濾過運転した場合おけ
る被処理液の流れ方向（図２中の矢印方向）と平行にな
るように間隔をおいて複数が配置されている点でのみ異
なる。

【００１８】さらに、他の実施形態として、通路材１５
の全部又は一部を格子状に配置したり、通路材１５の配
置方向を斜めにしたり、一部の配置方向を異ならせたり
することもできる。

【００１９】次に、図１に示す平膜エレメント１０を膜
モジュールとしてハウジングに装填し、濾過運転を行っ
た場合の動作を説明する。濾過運転で不織布膜１２、１
３により濾過された透過水は、通路材１５の孔１６から
吸引され、集水通路３０に集められ、透過水ノズル３１
に連結された排出管から排出される。一方、逆洗浄時に
は、透過水ノズル３１から送水され、集水通路３０を通
って通路材１５に送られた洗浄水又は空気を、孔１６か
ら適当な圧力で噴射する。このような逆洗浄により、不
織布膜１２、１３の全体にわたって均一に圧力が加えら
れるため、膜面全体が均一に、かつ確実に洗浄される。

【００２０】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳しく説
明するが、本発明はこれらにより限定されるものではな
い。

【００２１】実施例１通路材１５を３０ｍｍの間隔で配置した図１に示すよう
な正面形状の平膜エレメント１０において、不織布膜Ｈ
８００７（日本バイリーン社製）を用い、通路材１５と
不織布膜１２の間に厚み１．４ｍｍのポリエチレン製ネ
ット（大日本プラスチック社製，ネトロンＤ６）を挿入
して、不織布膜１２周囲の端部をウレタン接着剤（日本
ポリウレタン社製，主剤コロネート４４０３，硬化剤ニ
ッポラン４２３５）にてシールした。膜の有効面積は
０．０５ｍ²であった。この平膜エレメント１０をＭＬ
ＳＳ１００００ｍｇ／Ｌの活性汚泥液中に浸漬し、１ｍ
／ｄａｙの透水速度で濾過運転した。濾過開始時の濾過
圧は０．５ｋＰａであったが、３０分後、濾過圧は５ｋ
Ｐａに上昇した。ここで、透過水ノズル３１から通路材
１５を経て不織布膜１２の内部に、１０秒間、１４ｍｌ
／ｓｅｃで透過水を送液し、不織布膜１２を洗浄した。
再度運転を開始すると、濾過圧は０．５ｋＰａに回復し
た。濾過運転３０分ごとに同様の逆洗浄を繰り返し、計
２４時間の濾過運転を行った。２４時間経過後に逆洗浄
した後の濾過圧は１ｋＰａであった。

【００２２】実施例２通路材１５を３０ｍｍの間隔で配置した図１に示すよう
な正面形状及び図３に示すような断面形状の平膜エレメ
ント１０において、通路材１５を両側から挟み込むよう
に厚み１．４ｍｍのポリエチレン製ネット（ネトロンＤ
６）と不織布膜Ｈ８００７をこの順序で重ねて配置し、
そのネットと膜１２の周囲を溝３２に長尺状板材（押さ
え材）と共に差し込んで固定した。膜の有効面積は０．
０５ｍ²であった。この平膜エレメント１０をＭＬＳＳ
１００００ｍｇ／Ｌの活性汚泥液中に浸漬し、１ｍ／ｄ
ａｙの透水速度で濾過運転した。濾過開始時の濾過圧は
０．５ｋＰａであったが、３０分後、濾過圧は５ｋＰａ
に上昇した。ここで、透過水ノズル３１から通路材１５
を経て不織布膜１２の内部に、１０秒間、１４ｍｌ／ｓ
ｅｃで透過水を送液し、不織布膜１２を洗浄した。再度
運転を開始すると、濾過圧は０．５ｋＰａに回復した。
濾過運転３０分ごとに同様の逆洗浄を繰り返し、計２４
時間の濾過運転を行った。２４時間経過後に逆洗浄した
後の濾過圧は０．５ｋＰａであった。また、濾過開始直
後の透過水の懸濁質（ＳＳ）は、４０ｍｇ／Ｌであった
が、３分後に１０ｍｇ／Ｌ以下となり、不織布膜１２の
固定状態には問題はなかった。

【００２３】比較例１通路材１５を有さない不織布膜Ｈ８００７と、流路保持
材となる厚み１．４ｍｍのポリエチレン製ネット（ネト
ロンＤ６）のみからなる平膜エレメント（膜の有効面積
は０．０５ｍ²）を使用し、実施例１と同じ条件で濾過
運転を行ったところ、濾過開始時の濾過圧は１ｋＰａで
あったが、２時間後に逆洗浄した直後の濾過圧は１５ｋ
Ｐａであった。

【００２４】

【発明の効果】本発明の平膜エレメントは、不織布膜間
に孔を有する通路材が複数配置されているので、平膜エ
レメントの大きさにかかわらず透過水の集水及び排出が
円滑になされる。また、逆洗浄時には通路材の孔から洗
浄水等を噴射するので、不織布膜面の全体を均一、かつ
確実に洗浄できる。従って、安定した濾過能力を長期間
持続することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の平膜エレメントの一実施形態の正面
図である。

【図２】本発明の平膜エレメントの他の実施形態の正
面図である。

【図３】本発明の平膜エレメントの別の実施形態にお
ける図１の平膜エレメントの幅方向の断面図に相当する
図又は図２の平膜エレメントの長さ方向への断面図に相
当する図である（ただし、膜部分は省略）。

【符号の説明】

１０平膜エレメント１２、１３不織布膜１５通路材１６孔２０支持枠２１〜２４長尺部材３０集水通路３１透過水ノズル３２溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者浜田豊三兵庫県神戸市須磨区離宮前町２−５−45− 201 (72)発明者中塚修志兵庫県姫路市網干区余子浜79−11−306

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体の出入りが可能な孔を有する管材か
らなる通路材が不織布膜面下に配置されている平膜エレ
メント。
【請求項２】支持枠と、支持枠と一体に取り付けられ
た液体の出入りが可能な孔を有する管材からなる通路材
が不織布膜面下に配置されている平膜エレメント。
【請求項３】通路材が被処理液の流れと垂直又は平行
になるように間隔をおいて複数配置されている請求項１
又は２記載の平膜エレメント。
【請求項４】通路材の液体の出入りが可能な孔の径が
０．１〜３mmである請求項１、２又は３記載の平膜エレ
メント。
【請求項５】複数の通路材の端部が一つの集水通路に
接続され、前記集水通路の一部が平膜エレメントの外部
に突き出している請求項１〜４のいずれか１記載の平膜
エレメント。
【請求項６】不織布膜と通路材の間にメッシュ状部材
からなるスペーサを有している請求項１〜５のいずれか
１記載の平膜エレメント。
【請求項７】不織布膜が支持枠において着脱自在に取
り付けられている請求項２〜７のいずれか１記載の平膜
エレメント。