JPH02277528A

JPH02277528A - 中空糸膜ろ過器の逆洗装置

Info

Publication number: JPH02277528A
Application number: JP9890389A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Ide; 井手　賢一郎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-04-20
Filing date: 1989-04-20
Publication date: 1990-11-14
Anticipated expiration: 2014-02-10
Also published as: JP2856763B2

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）本発明は液体中の不純物の除去等に用いられる効率的な
中空糸膜ろ過器の逆洗装置に関する。

（従来の技術）一般に中空糸膜はその外径が０．３〜３順程度で微細な
孔を有する中空状の繊維膜であり、単位容積光たりの膜
面積を大きくとることができる。また、外径が小さく耐
圧性に優れているので精密ｒ濾過用、限外濾過用、逆浸
透用、逆浸透用などのろ過器用として電子工業、医学、
原子力等の分野で純水製造、排水処理等に広く活用され
ている。

中空糸膜ろ過器は第５図に示したように細長い多数本の
中空糸膜２を０字状に折り曲げてその中空糸膜２の両端
を結束して固めた多数本の中空糸膜モジュール１を管板
３に取着して保持し、該モジュール１の外側を保護管４
で覆い、Ｍ５．５ａを有する胴６内に収納したものから
なっている。

保護管４の上部にはベント穴１８を有している。上部蓋
５には逆洗空気弁２６を有する逆洗空気ライン１３と出
口弁２５を有する液出口ライン９が接続されている。一
方、下部ｉ５ａには液へ口弁２４を有する液入口ライン
８と逆洗水排出口１０アよび逆洗水排出弁１７を有する
逆洗水排出ライン１２が設けられている。ざらに、胴６
の上部側面には逆洗ベントライン１１および逆洗ベント
弁１６が接続され、胴６の下部側面にはバブリング空気
ライン１４およびバブリング空気弁２７が接続されてい
る。

ところで、このような中空糸膜ろ過器において、効率的
な逆洗方法を見出すことは中空糸膜ろ過器の適用範囲を
拡大する上で非常に重要であり、種々の発明・考案がな
されている。例えば、特開昭５３１０８８８２号公報に
は圧力空気による逆洗で付着微粒子を剥離するとともに
中空糸膜を（辰勅させて付着微粒子を除去する手段が開
示されている。

また特開昭６０−１９００２号公報には圧力空気による
逆洗で付着微粒子を剥離するとともに中空糸膜を振動さ
せるための空気を該中空糸膜の側方または下方から発生
させ付着微粒子を除去する手段が開示されている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、特開昭５３−１０８８８２号および特開
昭６０−１９００２号公報では胴内の液位の挙動につい
ては記述されていない。これらの手段により逆洗を実施
すると逆洗中に胴内の液位が次第に減少するという現象
が生じる。これによって中空糸膜モジュール上部が空気
中に露出することとなり、空気により中空糸膜を振動さ
せる効果が半減するのみならず、剥離した付着微粒子が
保護管内で滞留し液上面近傍で中空糸膜に再び付着する
現象を生じる。また、中空糸膜の種類によっては中空糸
膜が空気中にざらされることによって中空糸膜の劣化の
一因となる課題が生じる。

ざらに、これらの逆洗手段を効果的に実施するには、逆
洗初期に逆洗空気によって押し出される逆流水の流速を
一定以上に取ることが必要でおり、この逆洗水の圧損に
より、ベントノズルの口径が選定されるので大口径のベ
ントノズルを設けることが必要となり、中空糸膜ろ過器
が大型化する課題などがある。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、逆
洗作業時の胴内の液位低下を防止し、かつ逆洗ベントラ
インの大型化を防止して逆洗効率を向上させた中空糸膜
ろ過器の逆洗装置を提供することにおる。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は少なくとも１本の多孔質中空糸膜モジュールと
、この中空糸膜モジュールを保持する管板と、この管板
に接続し該中空糸膜モジュール１本毎に該中空糸膜モジ
ュールを保護するための保護管と、この保護管の外側を
覆う胴と、この胴に接続された液入口、液出口、逆洗水
出口およびベントの機能を有するノズルとからなり、逆
洗手段として空気を用いる中空糸膜ろ過器の逆洗装置に
おいて、前記胴内の液位を一定以下に低下させないよう
に構成してなることを特徴とする。

（作　用）バブリング時のろ過器の水位ｈ１　と、逆洗ベントライ
ンの管内面最上部の床面からの高ざｈ２とを等しく（ｈ
１＝ｈ２）し、胴の上部と逆洗ベントラインとの間に連
通管を設けることによって胴内の液位の低下を防止する
ことができる。また胴に取着した逆洗ベントを逆洗水排
出ラインと兼用でき、かつ胴のベントはバブリング時の
空気排出のみとなり、小口径となり、また連通管を兼用
することができる。

さらにサイホンブレーク弁を設けることによってサイホ
ン現象を防止することができる。

（実施例）本発明に係る中空糸膜ろ過器の逆洗装置の第１の実施例
を第１図を用いて説明する。

第１図において符号１は中空糸膜モジュールを示し、こ
れは多数本の中空糸膜２かそれぞれの両端を上方に向け
０字型に折り返されて集束され、上部基部を樹脂で固定
されて、構成されている。この中空糸膜モジュール１は
管板３から管板３と液密に垂設されており、各中空糸膜
モジュール１を覆うように保護管４が管板３に取り付け
られている。この保護管４の上部にはベント穴１８が設
けられている。中空糸膜ろ過器は液入口８と連通管７と
逆洗水排出口１０とバブリング空気人口１４を有する胴
６と液出口９を有するＭ５により管板３と中空糸膜モジ
ュール１が覆われる形で成り立っている。ざらに、胴６
の底部に設けられた逆洗水排出口１０は逆洗ベントライ
ン１１と逆洗水排出ライン１２に分岐し、逆洗ベントラ
イン１１の管内面最上部は床面からｈ２の高さにある。

バブリング時のろ過器水位ｈ１　との関係はｈｌ　＝ｉ
１２となっており、各々に逆洗ベント弁１６と逆洗水排
出弁１７が設けられている。

中空糸膜ろ過器のＦｇ４６の上部と逆洗ベントライン１
１を接続する連通管７には連通弁１５が設けられている
。

このような中空糸膜ろ過器で逆洗を実施する場合はまず
液へ口弁２４と液出口弁２５を閉じ、次に、逆洗空気弁
２６を開き中空糸膜ろ過器用６の１５に貯預されている
水を加圧する。そして、逆洗ベント弁１６を開き、この
水を勢いよく逆流させる。その後、バブリング空気弁２
７を開き、中空糸膜モジュール１の下部にバブリング空
気を入れた状態を一定時間継続することによって逆洗を
行う。

逆洗初期には第２図に示すように保護管４の中でバブリ
ング空気の気泡２２の作用によっていわゆる空気ポンプ
状態となり、保護管４の中の水２３は保護管４のベント
穴１８から勢いよく噴き出し保護管４の水が循環状態と
なる。これによって中空糸膜モジュール１の上部の樹脂
で中空糸膜２が固定された部分の下端部すなわち中空糸
ｌｌ！２の付は根部が洗浄されると共に保護管４内に中
空糸膜２から剥離した付着不純物が滞留し中空糸膜２に
再付着することはない。

しかしながら、時間が経つとともに胴６内の液位が徐々
に下がり保護管４のベント穴１８から勢いよく噴き出し
ていた水は徐々にその勢いがなくなり第３図のようにな
る。こうなると空気ポンプ状態でなくなり、中空糸膜２
の付は根部が洗浄されなくなるとともに保護管４内に中
空糸膜２から剥離した付着不純物が滞留し中空糸膜２に
再付着することになる。

このことは、空気バブリング時間（逆洗時間）が例えば
３０分間あったとしても胴６内の液位低下による空気ポ
ンプ状態喪失以降は、逆洗効果がなくなり、その時間が
有効に生かされていないばかりでなく、面述のように逆
洗効果としてはむしろ逆効果となっているものと考えら
れる。この状態が起きる原因は、第２図の状態で保護管
４のベント穴１８から勢いよく噴き出した水が、第５図
に示す従来の実施例の逆洗ベントライン１１に流入する
ことによって発生する。

本実施例では、逆洗水排出口１０をろ過器底部から設け
たことによって逆洗初期の逆洗空気による蓋５に溜って
いる水は中空糸膜２を逆流し、ろ過器の底部から逆洗水
排出口１０．逆洗ベントライン１１を通り排出される。

逆洗ベントライン１１の管内面の最上部をろ過器のバブ
リング時に必要液位と同じ高さに設置したことによって
理想的にはサイホン現象が発生しない限り、ろ過器の液
位はバブリング時に必要な液位に確実にコントロールさ
れた状態で止まる。この場合、連通弁１５を逆洗ベント
弁１６と同時に開くと、サイホン現象を防ぎ、ろ過器液
位はバブリング時必要液位に正確にコントロールされた
状態で止まる。さらに、バブリングを開始するとバブリ
ング空気の気泡２２の分だけは水が排出されるが、それ
以下に液位が低下することはない。

これによって空気ポンプ状態が常に維持されて逆洗時間
全体が有効に使われることになり、逆洗効率が向上する
。逆洗効率の向上は中空糸膜モジュールの寿命延・長に
寄与するばかりでなく、例えば原子力発電所の放射性廃
液または復水の処理に用いるような場合には特に有効で
定期点検時の作業員の被曝低減にもつながる。

次に、本発明の第２の実施例について第４図を用いて説
明する。本発明の第１図に示すものと同一のものについ
ては同じ符号で示す。

図において、符号１は中空糸膜モジュールを示し、これ
は多数本の中空糸膜２がそれぞれの両端を上方に向け０
字型に折り返されて集束され、上部基部を樹脂で固定さ
れている。この中空糸膜モジュール１は管板３から管板
３と液密に垂設されており、各中空糸膜モジュール１を
覆うように保護管４が管板３に取り付けられている。こ
の保護管４の上部にはベント穴１８が設けられている。

そして、中空糸膜ろ過器は液入口８と連通管７と逆洗水
出口１０とバブリング空気人口１４を有する胴部６と液
出口９を有する蓋部５により管板３と中空糸膜モジュー
ル１が覆われる形で成り立っている。

ざらに、胴部６の底部に設けられた逆洗水排出口１０は
逆洗ベントライン１１と逆洗水排出ライン１２に分岐し
、逆洗ベントライン１１の管内面最下部は床面からｈ２
の高さにある。バブリング時のろ過器水位ｈ１　との関
係は、ｈｌ　＝ｈ２となっており、各々に逆洗ベント弁
１６と逆洗水排出弁１７が設けられている。

逆洗ベントライン１１にはサイホンブレーク弁１９が設
けられている。このような中空糸膜ろ過器で逆洗を実施
する場合はまず、液大口弁２４と液出口弁２５を閉じ、
次に、逆洗空気弁２６を開き中空糸膜ろ過器の蓋部５に
貯留されている水を加圧する。

そして、逆洗ベント弁１６を開き、この水を勢いよく逆
流させる。その後、バブリグ空気弁２７を開き、中空糸
膜モジュール下部にバブリング空気を入れた状態を一定
時間継続することによって逆洗を行う。

逆洗初期には第２図に示すように保護管４の中でバブリ
ング空気の気泡２２の作用によっていわゆる空気ポンプ
状態となり、保護管４内の水２３は保護筒４のベント穴
１６から勢いよく噴き出し保護筒４の中の水が循環状態
となる。これによって中空糸膜モジュール上部の樹脂で
中空糸膜２が固定された部分の下端部すなわち中空糸膜
２の付は根部が洗浄されるとともに保護管内に中空糸膜
２から剥離した付着不純物が滞留し中空糸膜２に再付着
することはない。

しかしながら、時間が経つとともに胴６内の液位が徐々
に下がり保護管４のベント穴１８から勢いよく噴き出し
ていた水は徐々にその勢いがなくなり第３図のようにな
る。こうなると空気ポンプ状態でなくなり、中空糸膜２
の付は根部が洗浄されなくなると共に保護管４内に中空
糸膜２から剥離した付着不純物が滞留し中空糸膜２に再
付着することとなる。

このことは空気バブリング時間（逆洗時間）が例えば３
０分間あったとしても、ＷＡＧ内の液位低下による空気
ポンプ状態喪失以降は逆洗効果がなくなり、その時間が
有効に生かされていないばかりでなく、前述のように逆
洗効果としてはむしろ逆効果となっているものと考えら
れる。この状態が起きる原因は、第２図の状態で保護管
４のベント穴１８から勢いよく噴き出した水が第５図に
示す従来の実施例の逆洗ベントライン１１に流入するこ
とによって発生する。

本実施例では逆洗水排出口１０をろ過器底部から設けた
ことによって逆洗初期の逆洗空気による蓋５に溜ってい
る水は中空糸膜２を逆洗し、ろ過器底部から逆洗水排出
口１０．逆洗ベントライン１１を通り排出される。逆洗
ベントライン１１の管内面最下部をろ過器のバブリング
時必要液位と同じ高さに設置したこととサイホンブレー
ク弁１９を設けたことによってｒ濾過液位はバブリング
時必要液位に正確にコントロールされた状態で確実に止
まる。

さらに、バブリングを開始するとバブリング空気の気泡
２２の分だけは水が排出されるが、それ以下に液位が低
下することはない。

これによって空気、ポンプ状態が常に維持され逆洗時間
全体が有効に使われることになり、逆洗効率が向上する
。逆洗効率の向上は中空糸膜モジュールの寿命延長に寄
与するばかりでなく、例えば、原子力発電所の放射性廃
液または復水処理に用いるような場合には特に有用で定
期点検時の作業員の被曝低減にもつながる。

［発明の効果］本発明によれば中空糸膜ろ過器の胴内の液位が一定以下
に低下しないように構成することによって逆洗の効率向
上を図ることができ、逆洗効率の向上によって中空糸膜
の寿命を延長させることができる。また原子力発電所の
放射性廃液、復水の処理に用いるような場合には特に有
用で定期点検時の作業愚の被曝低減にもつながる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る中空糸膜ろ過器の逆洗装置の第１
の実施例を示す系統図、第２図および第３図は本発明の
詳細な説明するための中空糸膜ろ過器の一部断面図、第
４図は同じく本発明に係る逆洗装置の第２の実施例を示
す系統図である。第５図は従来の中空糸膜ろ過器の逆洗
装置を示す系統図である。１・・・中空糸膜モジュール２・・・中空糸膜３・・・管板４・・・保護管５・・・蓋６・・・胴７・・・連通管８・・・液入口９・・・液出口１０・・・逆洗水排出口１１・・・逆洗ベントライン１２・・・逆洗水排出ライン１３・・・逆洗空気ライン１４・・・バブリング空気ライン１５・・・連通弁１６・・・逆洗ベント弁１７・・・逆洗水排出弁１８・・・ベント穴１９・・・サイホンブレーク弁２０・・・バブリングベントライン２１・・・バブリングベント弁２２・・・バブリング空気２３・・・水２４・・・液人口弁２５・・・液出口弁２６・・・逆洗空気弁Ｌ・・・水位（８７３３）代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ばか　
１名）飛１−＾２第

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも１本の多孔質中空糸膜モジュールと、
この中空糸膜モジュールを保持する管板と、この管板に
接続し該中空糸膜モジュール１本毎に該中空糸膜モジュ
ールを保護するための保護管と、この保護管の外側を覆
う胴と、この胴に接続された液入口、液出口、逆洗水出
口およびベント機能を有するノズルとからなり、逆洗手
段として空気を用いる中空糸膜ろ過器の逆洗装置におい
て、前記胴内の液位を一定以下に低下させないように構
成してなることを特徴とする中空糸膜ろ過器の逆洗装置
。
（２）前記胴内の液位を一定以下に低下させないように
する手段として、逆洗水出口ノズルを逆洗中の胴内の必
要液位以上に立ち上げかつ該ノズルと胴の上部側面との
間に連通管を設けてなることを特徴とする請求項１記載
の中空糸膜ろ過器の逆洗装置。
（３）前記胴内の液位を一定以下に低下しないようにす
る手段として、逆洗水出口ノズルを逆洗中の胴内の必要
液位以上に立ち上げかつ該ノズルにサイホンブレーク弁
を設けてなることを特徴とする請求項１記載の中空糸膜
ろ過器の逆洗装置。