JPH03242230A - 中空糸濾過モジュール - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被処理流体の流れる直管内に、中空糸を直管
とほぼ平行に配設した中空糸濾過モジュールに関し、よ
り詳しくは、モジュール内の中空系束を直管内に均一に
分散配置させるための中空糸束分散管が配設された中空
糸濾過モジュールに関する。

〔従来の技術〕

中空糸濾過膜は、優れた濾過機能を有し、かつ単位容積
内に収納できる濾過膜の膜面積が大きいため、種々の用
途に広く用いられている。

濾過膜を用いた濾過方式には、被処理流体の全量を濾過
モジュールで処理して浄化流体として回収する全量濾過
方式と、クロスフロ一方式により、被処理流体を部分的
に濾過モジュールで処理し、残りの大部分の被処理流体
については循環させる部分濾過方式がある６部分濾過方
式は、被処理流体中の懸濁物質の濃度が高い場合等にお
いても調速で濾過できるという利点があるため、最近、
この方式での使用に適した中空糸濾過膜を利用した各種
の中空糸濾過モジュールが提案されている。

例えば特開昭６２−１３２５０３号には、被処理水の流
れる直管内にＵ字状等に集束した中空糸を被処理水の流
れとほぼ平行となるように配設し、浄化水の出口となる
中空糸の開口端を固定する固定部材が配された曲管の一
端を直管内に直管と同心円状に位置させ、曲管の他端は
この直管の管壁を貫いて直管の外部位置する中空糸濾過
モジュールが提案されている。このモジュールによれば
、被処理水の圧力損失が小さく、中空糸の損傷が防止さ
れ、またモジュールを所望の数だけ直列に接続して使用
することかできる。

Ｅ発明が解決しようとする課題〕 しかし、このタイプの中空糸濾過モジュールを部分濾過
方式での処理に用いると、被処理水が不純物を比較的高
濃度で含有する場合には、中空糸の外表面に付着した不
純物により、中空糸どうしが容易に付着しあってモジュ
ール内に配設された中空糸全体がひとまとまりの棒状の
束を形成しやすいという問題点かあった。このような束
が形成されると、束の中央部には被処理水は侵入し難い
ため、中空糸濾過モジュールの有効膜面積が減少して濾
過機能の低下が生じた。また、−旦ひとまとまりの束が
形成されると、中空糸の目詰まり解消の機能回復処理の
実施も困雑になった。

本発明の目的は、中空糸濾過モジュール内の中空糸をで
きるだけ長期間ばらけた膜表面積の大きな状態に保つこ
とができる中空糸濾過モジュールを提供することにある
。

［課題を解決するための手段］ すなわち、本発明の中空糸濾過モジュールは、直管と、
その一端が直管内で直管と同心円状に配置され他端が直
管の外部に位置する曲管と、直管内に配設されたＵ字状
に束ねた中空糸および／または一端を封鎖した中空糸の
束と、中空糸の開口端を曲管内に向けつつ曲管の端部に
液密に固定する固定部材とを有してなる中空糸濾過モジ
ュールにおいて、該中空糸束な複数の小束に分割し、該
小束を直管内に均一に分散配置させ、かつ分割された小
束の直管内への露出部を直管とほぼ平行に位置させる中
空糸束分散管が、中空糸の固定部材による固定部の近傍
に配設されたことを特徴とする。

［作用］ 以下、本発明の中空糸濾過モジュールにつき図面を参照
しつつより詳細に説明する。

第１図は、本発明の中空糸濾過モジュールの一態様例を
示す模式断面図であり、第２図は、このモジュールのＡ
−Ａ線での切断断面図である。

本発明の中空糸濾過モジュールは、基本的には直管１と
、曲管２と、中空糸束３と、固定部材４と、中空糸束分
散管５とを有してなり、所望によりこれら部材に加え、
各種の補助部材が付設されてもよい。

曲管２は、その一端は直管１内でほぼ直管１と同心円状
に位置して中空糸で濾過された浄化水の取出し口となり
、他端は直管の管壁を貫いて直管１の外部に位置して浄
化水の出口となる。第１図には、曲管２が９０度曲げら
れて直管１の外に出る例が示されているが、直管１と曲
管２のなす角度は自由に選択される。また、曲管２の内
径は、図示されるように部分的に異っていてもよい。曲
管２は、直管１にしっかりと固定されていることが好ま
しく、第１図では直管１がフランジ８により接合された
複数の直管からなり、曲管２がこのフランジ８により固
定されているが、固定手段はこの態様に限定されるもの
ではない。このフランジ８には、被処理水が自由に流動
できるよう十分な面積の流路が設けられていることが好
ましい。第３図は、このようなフランジ８の一例を示す
平面図である。直管１は、その全長にわたって内径が等
しいものが例示されているが、圧損をそれ程大きくしな
い範囲で、絞りや邪魔板等を付設する等、内径の異る部
分があってもよい。

中空糸束３は直管１内に直管ｌとほぼ平行に配設される
が、該中空糸束３を構成する中空糸の形状としては、Ｕ
字状に束ねたものを使用することが好ましいが、もちろ
ん一端を封鎖した線状のものも使用できる。また、中空
糸の材質としては柔軟性を有しかつ中空糸濾過膜の目詰
まりに対する機能回復操作時の外力や薬品に耐えられる
ようなものが好ましく、このような中空糸の例としてポ
リオレフィン、弗素化ポリオレフィン、ポリスルフォン
、ポリアクリロニトリル等の素材からなる限外濾過用ま
たは精密濾過用の中空糸膜を挙げることができる。

この中空糸束３は、中空糸の開口端を開口状態に保った
ままポリウレタン、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル
樹脂、シリコン樹脂等のボッティング剤を固化させてな
る固定部材４によりその開口端を有する面が曲管２の端
部と液密になるよう固定保持される。中空糸束３は曲管
２の端（フランジ等の固定手段を用いた場合は曲管２の
開口部につながる固定手段の開口部、以下総合して曲管
の端という）に直接固定してもよいか、曲管２の端の中
に挿入できる管状の部材に予め中空糸束３を固定し、こ
れを曲管２の端に挿入固定するのがモジュール製作上便
利であり好ましい。

中空糸束分散管５は、中空糸束３が固定部材４により固
定されている中空糸束３の根本部分に配設される。中空
糸束分散管５は、直管内に配設された中空糸束を複数の
小束に分割し、これらの小束を直管内の一部に偏在させ
ずに第２図に示されるように直管の横断面に関して均一
に分散して配置させ、かつこの中空糸束分散管から直管
内へ露出した部分の中空糸束を直管とほぼ平行に位置さ
せるよう機能するものであれば、どのような形状を有す
るものでもよい。第１図に示した中空糸束分散管５では
、固定部材４の径とほぼ等しい外径の筒状体６から、二
十数本の分散小管７が斜め放射状に伸び、これら分散小
管７の先端は、直管ｌと平行になるよう曲げられている
。分散小管７の数が多ければ多いほど中空糸束を直管１
内に均一に分散することができるが、逆にモジュールの
製作か困難になるので、分散小管の数は５〜２００、よ
り好ましくは１４〜５０程度である。

分散小管の断面形状は、円形とするのが製作上便宜であ
るが、特に限定されるものではない。

直管ｌ内における中空糸束分散管５の長さ（固定部材へ
の接続部から分散小管の先端に至る長さ）βは、中空糸
の有効膜面積の観点からはできるだけ短いことが好まし
い。また、少なくとも一部の分散小管７は、中空糸束の
固定部材４による固定部から直管の管壁に向けて伸び、
中空糸束な分散させる形状を有するものであることが必
要である。中空糸の小束を直管内に散在させることによ
り、汚濁物による中空糸束の付着一体化が防止され、有
効膜面積の大きな状態の期間を延長させることができる
。

中空糸束分散管５の固定部材４への接合部を構成する筒
状体６は、この例では固定部材４内に埋め込んでいるが
、例えば曲管２と嵌合させて固定してもよい。

中空糸束分散管５は、中空糸の小束の位置をある程度固
定できるだけの剛性を有するものであればよく、硬質塩
ビ等のプラスチックで簡便に製作できるが、耐蝕性に優
れた金属も使用できる。

直管１内で中空糸の存在しない部分の長さは、スペース
効率の点からはできるだけ短いことが好ましい。

本発明の中空糸濾過モジュールにおいては、直管１の左
方から被処理水を導入し、中空糸濾過膜で濾過された浄
化水は中空糸の内部を通って曲管２の端から取出される
。一方、大部分の濾過されなかった被処理水は直管１の
右方から取出され、直列に接続された次の中空糸濾過モ
ジュールに供給されたり、循環させて処理される。この
ように、被処理水の大部分は直管に沿って流れるため、
モジュール内での被処理水の圧力損失は極めて小さい。

また、薬液処理、気泡接触処理等の各種のモジュールの
濾過機能の回復処理に際しても、モジュール内の中空糸
全体が一体化しにいので、薬液や気泡を各中空糸に対し
て接触させやすい。したがって、より短時間、かつ効率
的に機能回復処理を実施することができる。

本発明の中空糸濾過モジュールは、飲料水、工業用水、
医療用水、超純水、パイロジエンフリー水等の各種用水
の濾過、研磨廃水、含油排水、凝集処理水、キレート反
応処理水、生物処理水、濁水、含金属粉廃水、脱脂液、
含ＳＳ溶剤等の濾過、金、銀等の有価金属粉末、フロッ
ク等の濾過回収、食品や製薬工業における有価液の回収
等に好適に用いることができる。

［発明の効果］ 本発明の中空糸濾過モジュールは、中空糸束分散管が配
設され、中空糸が分配小管の数に応じた数の小束に物理
的に分離され、かつ直管内に小束を均一に散在させて配
置しているので、比較的汚濁物濃度の高い被処理水に対
して用いても、モジュール内の中空糸全体が一本の棒状
に一体化しにくく、比較的長期間モジュール内の中空糸
がばらけた有効膜面積の大きな状態に保たれ、モジュー
ルの有効使用期間を延長することが可能となった。また
、モジュール内の中空系全体が一体化しにくいので、モ
ジュールの目詰まり解消の機能回復処理も効率に実施し
やすくなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の中空糸濾過モジュールの一態様例を
示す模式断面図、第２図は、第１図のモジュールのＡ−
Ａ線での切断断面図、第３図はフランジの平面図である
。 １、直管 ３：中空糸束 ５：中空糸束分散管 ７：分散小管 ２：曲管 ４：固定部材 ６：筒状体 ８：フランジ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）直管と、その一端が直管内で直管と同心円状に配置
   され他端が直管の外部に位置する曲管と、直管内に配設
   されたＵ字状に束ねた中空糸および／または一端を封鎖
   した中空糸の束と、中空糸の開口端を曲管内に向けつつ
   曲管の端部に液密に固定する固定部材とを有してなる中
   空糸濾過モジュールにおいて、該中空糸束を複数の小束
   に分割し、該小束を直管内に均一に分散配置させ、かつ
   分割された小束の直管内への露出部を直管とほぼ平行に
   位置させる中空糸束分散管が、中空糸の固定部材による
   固定部の近傍に配設されたことを特徴とする中空糸濾過
   モジュール。