JPH04265127A - 中空糸ろ過モジュール - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水などのろ過に用いる
、多数の中空糸を重合してなる中空糸ろ過モジュールに
関し、特に中空糸内部を容易に清浄化しうる中空糸ろ過
モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】水中の不純物である微粒子などを除去す
ることを目的とした非常に微細な孔を多数有する中空糸
状のろ過膜（通常「中空糸」と呼ばれているので、以下
そのようにいう）があり、それを多数本束ねて中空糸モ
ジュールを作り、ろ過などに用いることが行われている
。

【０００３】この中空糸モジュールは多数本を束ね、端
部を固定部材により固定し、その固定部材において各中
空糸の開口端を形成し、そこに液室を形成している。中
空糸モジュールをろ過に用いるさいには、中空糸内部に
被ろ過液を通して、その外側にろ過液を出す方式と、中
空糸の外側に被ろ過液を存在させて吸引などにより中空
糸内部にろ過液を透過させて得る方式とがあるが、後者
の方式の場合には中空糸の束をＵ字状に曲げ、中空糸束
の一端と他端をまとめて固定部材で固定し、その固定部
材における中空糸の開口端側に液室を形成し、その液室
からろ過液を取出す構造のものとすることが行われてい
る。この中空糸ろ過モジュールでは、例えば５０００本
のＵ字状中空糸を用いて１万本分の開口端をもつ中空糸
ろ過モジュールを得られ、しかもその製作が容易である
ので、広く採用されている。

【０００４】その中空糸ろ過モジュールを図により説明
すると、図３に示すとおり、Ｕ字状をした中空糸束２の
一端３及び他端４は、固定部材５において固定され、固
定部材５は環状部材２２により囲まれ、固定部材５の中
空糸の開口端側には液室２３が形成され、中空糸の内側
に入ったろ過液は液室２３へ出て、そこから液通路２４
により排出されるようになっている。中空糸は多数本束
ねられて使用されることにより十分大きな水量が得られ
るようになっている。また、Ｕ字状中空糸の長さは、固
定部材から中空糸の下端（Ｕ字状の底部）までの長さが
中空糸内部の水流による抵抗が増加しない範囲、例えば
６０〜７０ｃｍ程度とされている。

【０００５】この中空糸ろ過モジュールで使用されてい
る中空糸は、優れた浄水機能を有しているが、微細なコ
ロイド状物等を比較的多量に含む水を大量にろ過処理す
る必要がある分野に適用した場合、中空糸の目詰りが起
りやすく、その目詰りを回復するために、従来から行わ
れている中空糸の内部から水を流して逆流する手段とと
もに、下方から気泡を上昇させて中空糸に当ててそれに
物理的振動を与えるという手段が考えられた。

【０００６】しかし、この方法では多数本の中空糸から
なる中空糸ろ過モジュールの内側にまでその気泡が達し
ないので目詰りがなかなか解消しない。そこで、従来は
中空糸相互の間隔が十分開けられるように、Ｕ字状の中
空糸の末端部分であるＵ字部の底をサポート部材の各片
に引かけて保持する構造などが考えられてきた（実公平
２−１３０６９号公報）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この中空糸ろ
過モジュールを使用してろ過を行った場合、特に微細な
コロイド状物等を比較的多量に含む水をろ過する場合、
あるいは生物学的処理槽中でろ過を行う場合には、中空
糸表面の目詰りの問題だけではなく、中空糸内部の目詰
りの問題を生ずることがわかった。

【０００８】これは、被ろ過液が微細なコロイド状物な
どを比較的多量に含むことにより、この微細なコロイド
状物などが中空糸の微細な孔から中空糸の内部に入った
とき、中空糸内の通路はきわめて細くてろ過液の流速も
小さく、特に中空糸の末端ではその流量あるいは流速が
小さいため中空糸内部から液室へ流れ出すことがなくて
滞留してしまう。

【０００９】しかも、中空糸表面の目詰りを解消するた
め定期的に中空糸内部へ逆洗水を流すと、内部に滞留し
ていたコロイド状物などが微細な孔から出にくいために
中空糸の末端に追い込まれてたまってしまう。そして、
ろ過作業の継続とともにその蓄積量は増大し、たまった
部分は有効なろ過が行われないので、透過流束が減少す
ることになる。

【００１０】この中空糸内部の蓄積物は、中空糸内部か
らの逆洗や中空糸表面への気泡の衝突によっては除去す
ることができない。中空糸表面の目詰り解消のために採
用されている化学的薬剤による洗浄を適用しても、内部
の蓄積物を溶解除去するためには強力な薬剤でないと効
果がないし、それも時間がかかるであろうし、薬剤によ
る中空糸の損傷も大きくなる。

【００１１】本発明者は中空糸内部に液流を通せば蓄積
物を除去できるかと考えたが、図３に示す従来の中空糸
ろ過モジュールでは中空糸の開口端に同じ液圧がかかる
ため、逆洗と同様となり、液流が通り抜けるように流通
することはない。本発明は、各Ｕ字状中空糸の両端から
ろ過液から取り出せるとともに、各中空糸の一端から他
端へ液流を流通しうるようにした中空糸ろ過モジュール
を提供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、Ｕ字状中空糸
の一端が固定部材で開口している液室と他端が固定部材
で開口している液室とを別にすることによって、前記中
空糸の一端から他端へ、あるいはその逆に液流が流通し
うるようにしたものである。すなわち、本発明は、中空
糸束をＵ字状にし、中空糸束の一端側を固定部材で固定
してその一端側の開口端を区画して第１の液室を形成し
、中空糸束の他端側を固定部材で固定してその他端側の
開口端を区画して第２の液室を形成し、第１の液室及び
第２の液室に接続する液通路をそれぞれ設け、両液通路
の間に両液通路への連通及び遮断を行う切替弁を設けた
ことを特徴とする中空糸ろ過モジュールによって前記の
目的を達成した。

【００１３】本発明の中空糸ろ過モジュールを図面によ
り説明する。図１及び図２は、本発明の一例である中空
糸ろ過モジュール１を模式図により示す。Ｕ字状の中空
糸束２（図では模式的に示す関係で一本のように示され
ている）の一端３が固定部材５で固定され、またその他
端４も固定部材５で固定され、前記中空糸束２の一端３
の開口端を区画して液室６が形成され、また前記他端４
の開口端を区画して液室７が形成され、液室６と液室７
とは隔室８により仕切られている。液室６及び液室７に
はそれぞれ液通路９，１０が設けられ、両液通路の間に
切替弁１１を有する液通路１２が設けられている。

【００１４】中空糸の長さは有効に水を透過しうる上か
ら制限があり、Ｕ字状とした底部の末端まで６０〜７０
ｃｍとするのが普通である。中空糸の径は０．２ｍｍ〜
２ｍｍの範囲のものが普通用いられる。中空糸の材質と
しては種々のものが使用でき、例えばセルロール系、ポ
リオレフィン系、ポリスルホン系、ポリビニルアルコー
ル系の各種材料のものを使用することができる。この中
、耐久性に優れ、かつろ過性能に優れたものとしては、
ポリオレフィン系の多孔質中空糸が挙げられ、例えばポ
リエチレン系の多孔質中空糸が好ましく用いられる。

【００１５】本発明の中空糸ろ過モジュールを形成する
にさいしては、中空糸の多数本を束ねてＵ字状に曲げ、
その一端を固定部材で接着剤などにより固定し、他端を
同様に固定部材により固定し、各端の開口部を区画して
液室を形成するが、前記の各固定部材は共通した１個の
ものであることが好ましく、その場合には両液室は隔壁
で区分することにより容易に形成することができる。各
固定部材を別のものとすることもできるが、製造が簡単
でない。固定部材における中空糸束の固定にさいしては
、中空糸相互が密着しないように中空糸が均一に存在す
るようにするのが好ましく、また、Ｕ字状中空糸の底端
はなるべく互いに離すように保持するのが目詰り防止上
から好ましい。

【００１６】

【作用】本発明の中空糸ろ過モジュールをろ過に使用し
た場合について説明する。図１に示すろ過操作時におい
ては、切替弁１１は開とされ、液通路１３からの吸引に
より、中空糸束２から入ったろ液はそれぞれ液室６及び
７に集められ、液通路９，１２及び１０を通って液通路
１３から取り出される。このさい、図２に示す切替弁１
５は閉となっていて、液通路１４とは遮断されているが
、図１では簡単のため図示を省略している。

【００１７】ろ過操作の継続に伴い、中空糸束２の中空
糸内にコロイド状物質がたまって目詰りが生じたさいに
は、図２に示すように切替弁１１を閉とし、切替弁１５
を開として、液通路１４から液を送り、液通路９、液室
６を経て、中空糸束２の端部３から中空糸内部に液を送
るときには、中空糸内部で端部４へ流れる液流が生じ、
中空糸内部にたまっていたコロイド状物質などは液流に
よって押し流され、液流とともに液室７、液通路１０及
び液通路１３をへて流出することにより除去することが
できる。

【００１８】中空糸表面における目詰りに対する逆洗操
作は従来と同様に図１の状態で液通路１３から逆に洗浄
液を送り込むことにより行なわれる。図２における中空
糸内部の洗浄にさいしては、洗浄液としてろ過により得
られたろ液を用いてもよく、また化学洗浄に用いる薬液
を用いてもよいが、濃度が希薄なものの方がよい。

【００１９】

【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
する。ただし、本発明はこの実施例のみに限定されるも
のではない。 実施例 １本の断面積が０．１１８ｍｍ２　で、長さ１５００ｍ
ｍのポリエチレン製中空糸５０００本を束ね、これをＵ
字状に曲げ、その一端及び他端との間に隔板を置いて一
緒にまとめ接着剤で結合して直径７０ｍｍの固定部材と
する。前記の中空糸束の一端及び他端の端部を切りそろ
えて各開口端を形成し、各開口端をポリ塩化ビニル板で
囲み、前記隔板が隔壁となるように区分してそれぞれの
液室を形成し、各液室に管径１０ｍｍのポリ塩化ビニル
管をそれぞれ接続し、かつこれらの管の中間位置に、切
替弁を有する同じ管径のポリ塩化ビニル管の両端を接続
させることにより中空糸ろ過モジュールを得た。 実験例

【００２０】実施例の中空糸ろ過モジュールを用いて、
ＢＯＤ５００ｐｐｍの有機性汚水を処理するＭＬＳＳが
５０００ｐｐｍに保持された活性汚泥法の生物学処理槽
に浸漬して中空糸の内側から吸引してろ過し、透過水を
得た。このさいの透過流束（フラックス）は０．３ｍ３
　／ｍ２　・日であって、適時逆洗のみを行なったが時
間が経過して透過流束が０．２ｍ３　／ｍ２　・日に減
少したときに逆洗をし、その後に、切替弁１１を閉にし
て、一方の液室から中空糸を通して他方の液室へ洗浄液
（ろ液）を５分間通した。この洗浄をしたものでろ過を
行った直後の透過流束は０．３ｍ３　／ｍ２　・日であ
った。

【００２１】これに対して、実施例と同じ長さ、本数の
中空糸束を用い、隔壁を設けず、１つの液室しか有さな
い従来型の中空糸ろ過モジュールを用いて上と同様の処
理を行ったところ、逆洗を行ったのみでは透過流束は０
．２ｍ３　／ｍ２　・日から回復しなかった。

【００２２】

【発明の効果】本発明の中空糸ろ過モジュールは、Ｕ字
状中空糸束の一端と他端とが別々の液室で区分されてい
るために、中空糸の一端から他端、あるいはその逆に液
流を通すことができるので、中空糸内部にコロイド状物
質がたまることによる目詰り、あるいは流通の障害を生
じたさいには洗浄液を通すことにより除くことができる
。それによりろ過にさいしての透過流束を大きく維持す
ることができる。また、ろ過操作にさいしては両方の液
室からろ液を吸引することができるので、中空糸のろ過
面積を有効に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ろ過操作に使用されている状態下の、本発明の
一例の中空糸ろ過モジュールの模式図である。

【図２】内部洗浄が行われている状態下の、本発明の一
例の中空糸ろ過モジュールの模式図である。

【図３】従来の中空糸ろ過モジュールの模式図である。

【符号の説明】

１　　本発明の中空糸ろ過モジュール ２　　中空糸束 ３　　中空糸束の一端 ４　　中空糸束の他端 ５　　固定部材 ６　　液室 ７　　液室 ９　　液通路 １０　　液通路 １１　　切替弁 １２　　液通路 １３　　液通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　中空糸束をＵ字状にし、中空糸束の一
   端側を固定部材で固定してその一端側の開口端を区画し
   て第１の液室を形成し、中空糸束の他端側を固定部材で
   固定してその他端側の開口端を区画して第２の液室を形
   成し、第１の液室及び第２の液室に接続する液通路をそ
   れぞれ設け、両液通路の間に両液通路への連通及び遮断
   を行う切替弁を設けたことを特徴とする中空糸ろ過モジ
   ュール。