JPH0521612B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は多数本の中空糸を集合させた中空糸モ
ジユールを濾過塔内に複数本設け、各中空糸の外
側で水中の懸濁物を濾過する中空糸モジユールを
用いる濾過塔に関するものである。

＜従来の技術＞ 従来よりボイラ復水中のクラツドなどの水中の
懸濁物を除去する際に、濾過エレメントに微粒子
状のイオン交換樹脂等の濾過助剤をプレコートし
たプレコート型濾過塔が用いられている。

しかしながらこのようなプレコート型濾過塔
は、懸濁物の濾過により圧力損失の増加したプレ
コート層を新しいプレコート層に更新する際に、
濾過助剤が廃棄物として生じ、たとえばBWR型
原子力発電所の復水のように放射性物質を含む水
を処理する場合、それだけ放射性廃棄物が多量に
発生し好ましくない。

したがつて近年になつて、このような用途に濾
過膜で水中の懸濁物を直接濾過するタイプの濾過
塔の使用が検討されている。

前記濾過膜としては膜面に0.01〜1μ、あるいは
分画分子量が500〜100000の性能を有する微細孔
を有するものであるが、濾過面積を広くする関係
から外径0.3〜２mm、内径0.2〜1.5mmの中空糸状に
形成され、当該中空糸を外筒内に多数本集合させ
た中空糸モジユールが用いられている。

第５図は従来の中空糸モジユールを用いる濾過
塔の縦断面模式図であり、濾過塔１の上方部に仕
切板２を設け、当該仕切板２に複数本の中空糸モ
ジユール３を懸架し、当該仕切板２の上方に濾過
水流出管４と空気抜き管５Ａを連通し、また中空
糸モジユール３の下方部にデイストリビユータ６
を介して原水流入管７を連通するとともに、濾過
塔１の下部にドレン管８と、前記仕切板２の直下
の側胴部に空気抜き管５Ｂを設けたものである。
また第６図は従来から用いられている中空糸モジ
ユール３の縦断面図であり、第６図イに示したも
のは多数本の中空糸９の上端をその中空部を閉塞
することなく上部接合部１０で接着して外筒１１
内に収納し、中空糸９の下端を閉塞して自由端と
し、外筒１１の上方部に流通口１２を設けたもの
であり、また第６図ロに示したものは多数本の中
空糸９の上端および下端を、その上端については
中空部を閉塞することなく上部接合部１０で接着
するとともに、その下端については中空部を閉塞
して下部接合部１３で接着して外筒１１内に収納
し、外筒１１の上方部、下方部にそれぞれ流通口
１２を設けるとともに下部接合部１３に開口部１
４を設けたものである。また第６図ハに示したも
のはＵ字状の中空糸９の両端部を閉塞することな
く上部接合部１０で外筒１１内に収納し、中空糸
９のＵ字状形の下端を自由端とし、外筒１１の上
方部に流通口１２を設けたものである。

第５図に示した従来の濾過塔で懸濁物を含む原
水を処理する場合は原水流入管７からデイストリ
ビユータ６を介して原水を濾過塔１内に流入し、
原水を各中空糸モジユール３の下端から導いて各
中空糸９の外側で懸濁物を濾過し、濾過水を仕切
板２の上方で集合して濾過水流出管４から取り出
すものである。なお原水の全量を各中空糸９で濾
過する方法と、原水の一部を中空糸モジユール３
の外筒１１に設けた流出口１２から取り出し、こ
れを空気抜き管５Ｂから流出して原水に循環して
濾過する方法がある。

またこのような濾過により中空糸９の圧力損失
が増加した際に前記濾過操作を中断し、以下のよ
うな洗浄を行う。

すなわち濾過塔１内に水を満たした状態で原水
流入管７からデイストリビユータ６を介して圧縮
空気を流入し、第６図イおよびハに示した中空糸
モジユール３にあつては気泡を各中空糸モジユー
ル３の下端から導入し、また第６図ロに示した中
空糸モジユール３にあつては下部接合部１３に設
けた開口部１４から気泡を導入し、当該気泡の導
入により、中空糸モジユール３内の水を攪拌する
とともに各中空糸９を振動させて中空糸９の表面
に付着している懸濁物を剥離させる。なお導入し
た空気は各中空糸モジユール３に設けた流通口１
２から流出し、空気抜き管５Ｂより濾過塔１外に
放出する。

またこのような空気攪拌が終了した後に、空気
抜き管５Ｂを開放した状態で空気抜き管５Ａから
圧縮空気を導入して仕切板２の上方に存在する濾
過水を各中空糸９に逆流させ、次いでドレン管８
を開放して懸濁物を多量に含む懸濁物濃縮水を取
り出すものである。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 従来の中空糸モジユールを用いる濾過塔の構造
は上述した通りであるが、以下のような問題点が
ある。

すなわち原水の流入と圧縮空気の流入をデイス
トリビユータ６で共用しているので、たとえばデ
イストリビユータ６に開口する多数の穴径を原水
の流入に適したもの、換言すれば当該穴によつて
圧力損失が生じないようなものにすると、圧縮空
気の流入時においては穴径が大きくなりすぎ気泡
の分散効果が悪くなるという欠点がある。

なお原水の流入用のデイストリビユータと圧縮
空気の流入用のデイストリビユータを別々に設置
すれば蒸気の問題点は解決するが、しかしこの場
合は濾過塔の下部構造が複雑となると共に製造コ
ストが上昇する。

またデイストリビユータ６から流入する圧縮空
気は気泡状態として中空糸モジユール３内に導入
する目的を有しているが、デイストリビユータ６
から発生する気泡の全てが中空糸モジユール３内
に導入されることなく、その一部は中空糸モジユ
ール３の側部を通つて上昇し、中空糸モジユール
３内の攪拌に寄与することなく濾過塔１から放出
するという欠点もある。中空糸の外側で懸濁物を
濾過する場合、気泡による中空糸モジユール内の
攪拌および中空糸の振動が直接的に懸濁物の剥離
効果に影響を与えるので、デイストリビユータか
らの気泡の分散効果が不良であつたり、あるいは
当該気泡の一部が中空糸モジユール内の攪拌に寄
与しないと濾過塔の性能を低下させ好ましくな
い。

本発明は従来の中空糸モジユールを用いる濾過
塔の上述した欠点を解決し、各中空糸モジユール
内に確実にかつ効果的に気泡を導入し、中空糸モ
ジユール内の攪拌および中空糸の振動を効果的に
行うことができるとともに、原水の整流機能も兼
ね備えた下部構造を有する濾過塔を提供すること
を目的とする。

＜問題点を解決する手段＞ 本発明は中空糸モジユールの下方部に設置する
デイストリビユータに変えて、各中空糸モジユー
ルの下部先端の直下に当該各モジユールの懸架数
に応じた複数の流出口を有する下部仕切板を設け
るとともに、当該流出口を包囲するようにして下
部仕切板の下面に、側胴部にスリツトあるいは複
数の小孔を付設し、他端が開口した筒状体の一端
を接合し、さらに下部仕切板の下方部に原水流入
管と圧縮気体の流入管を連通したことを特徴とす
るものである。

以下に本発明を図面を参照して詳細に説明す
る。

第１図は本発明の実施態様の一例を示す濾過塔
の縦断面模式図であり、各中空糸モジユール３の
下部先端の直下に、当該各モジユール３の懸架数
に応じた流出口１５を有する下部仕切板１６を設
け、当該流出口１５を包囲するようにして下部仕
切板１６の下面に、他端が開口した筒状体１７の
一端を接合する。

当該筒状体１７は第２図に示したごとく、その
側胴部に複数の小孔１８を付設したものであり、
場合によつては当該小孔に変えて側胴部に１条な
いし２条の縦状のスリツト（図示せず）を付設し
ても差し支えない。

また下部仕切板１６の下方の濾過塔側胴部に圧
縮気体の流入管１９を連通するとともに、濾過塔
の下部に原水流入管７とドレン管８を連通する。
なお２０はバツフルプレートを示し、２１〜２６
は弁を示す。またその他の部分の濾過塔の構造は
第５図に示した従来の濾過塔と基本的には同じで
あり、さらに使用する中空糸モジユールも第６図
に示したものと同じであるので説明を省略する。

＜作用＞ 本発明の濾過塔において、懸濁物を含む原水を
処理する場合は、弁２１および弁２２を開口して
原水を原水流入管７から流入する。このようにす
ると原水はバツフルプレート２０に衝突して流れ
が緩和され、第１図の矢印線に示したごとく各筒
状体１７に流入し、原水の流れが整流されて、直
上に位置する各中空糸モジュユール３の下端から
各中空糸モジユール３内に流入する。そして各中
空糸９の外側で懸濁物を濾過し、濾過水を仕切板
２の上方で集合し、濾過水を濾過水流出管４から
取り出す。なお同時に弁２４も開口して原水の一
部を空気抜き管５Ｂから取り出し、これを流入原
水に混入する循環濾過も行うことができる。

このような濾過の続行により中空糸９の圧力損
失が増加した際に、濾過を中断し次のような洗浄
を行う。

すなわち濾過塔１内に水を満たした状態で弁２
１および弁２２を閉じ、弁２３および弁２４を開
口して圧縮気体の流入管１９から圧縮気体として
たとえば圧縮空気を流入する。当該圧縮空気を流
入するとその圧力によりまず下部仕切板１６の下
方に存在する水が筒状体１７の開口端および小孔
１８から流出し、次いで第２図に示したごとく圧
縮空気の層Ａが下部仕切板１６の下部に形成さ
れ、当該層を介して圧縮空気が小孔１８から流出
する。なお層Ａの下部には水面Ｌが形成するが、
当該水面Ｌの水準は流入する圧縮空気の流量と、
圧縮空気が小孔１８を通過するときの圧力損失と
によつてバランスする。したがつて当該小孔１８
の径あるいは個数を適当な値とすることにより水
面Ｌを筒状体１７の側胴部の長さ間のある一定の
任意の位置に形成することが可能である。

本発明に用いる筒状体１７の長さはこのように
圧縮空気を流入したとき筒状体１７の開口端が前
記水面Ｌ下に水没するような長さとする必要があ
る。

このような水面Ｌを形成することにより各筒状
体１７に流入する圧縮空気の量を等しくすること
ができる。

各筒状体１７に流入した圧縮空気は流出口１５
を介して下部仕切板１６の上方に導かれ、当該仕
切板１６の上方に形成される水中を気泡状となつ
て上昇する。本発明においては各流出口１５の直
上に中空糸モジユール３が位置しているので、前
記気泡は各中空糸モジユール３の下端から各中空
糸モジユール３内に流入し、中空糸モジユール３
内の水を攪拌するとともに各中空糸９を振動させ
て、各中空糸９の表面に付着している懸濁物を剥
離し、気泡は各中空糸モジユール３に設けた流通
口１２から流出し、空気抜き管５Ｂより濾過塔１
外に放出する。

このような空気攪拌を終了した後、弁２３を閉
じ弁２４を開口した状態で弁２５を開口して空気
抜き管５Ａから圧縮空気を流入して仕切板２の上
方に存在する濾過水を各中空糸９に逆流させる。
当該逆流工程が終了したら次いで弁２５を閉じ、
弁２４を開口した状態で弁２６を開口し、濾過塔
１内に存在する懸濁物濃縮水をドレン管８より取
り出す。なおこのような水頭差による取り出しに
変えて、弁２３と弁２６を開口し、圧縮気体の流
入管１９から圧縮空気を流入し、当該流入圧力に
よつて懸濁物濃縮液を取り出すこともできる。

以上のような洗浄操作が終了したら再び濾過を
行うが、この際は、まず弁２１および弁２４を開
口して原水流入管７から原水を流入して、仕切板
２の下方に存在する空気を空気抜き管５Ｂから放
出し、次いで弁２４を閉じ弁２５を開口して仕切
板２の上方に存在する空気を空気抜き管５Ａから
放出し、濾過塔１内を満水状態にした後、弁２
４，２５を閉じ、弁２２を開口して前述の濾過を
続行する。

なお当該空気抜きの際、下部仕切板１６と筒状
体１７との接合部付近に空気が残留しやすいの
で、第２図に示したごとく小孔１８のひとつは下
部仕切板１６と筒状体１７との接合部の可及的近
い位置に付設し、ここから残留空気を流出するよ
うにすれば前述した空気の残留を防止することが
できる。

第３図は本発明の他の実施態様を示す濾過塔の
一部切欠縦断面模式図であり、第４図は第３図の
Ｂ−Ｂ線より見た横断面模式図であるが、下部仕
切板１６の下面に１条の分割板２７を付設して筒
状体１７群を２分割し、当該分割板２７で分割し
た一方および他方の濾過塔１の側胴部それぞれに
圧縮気体の流入管１９を連通することもできる。

このような分割板２７を付設することにより、
分割板２７で分割した筒状体群の一方および他方
の直上に位置する各中空糸モジユール３を別々に
空気攪拌することが可能となる。

すなわち仮に圧縮気体の流入管１９Ａのみから
圧縮空気を流入した場合は、圧縮空気は当該分割
板２７に阻止されて下部仕切板１６の下方全面に
展開せず、分割板２７で分割され、かつ圧縮気体
の流入管１９Ａが連通した一方の側のみに第２図
に示したような水面Ｌが形成し、当該一方の側の
各筒状体１７の小孔１８を通して圧縮空気が流出
する。したがつて当該各筒状体１７の直上に位置
する各中空糸モジユール３は空気攪拌されるが、
分割板２７で分割された他方の各筒状体１７から
は圧縮空気が流出せず、したがつて他方の各筒状
体１７の直上に位置する各中空糸モジユール３は
空気攪拌されることがない。

なお圧縮空気の流入管１９Ｂのみから圧縮空気
を流入すると前述とは逆の現象を生じせしめるこ
とできる。

このように分割板２７を下部仕切板１６の下面
に付設することにより各中空糸モジユール３を分
割して空気攪拌できるので、たとえば圧縮空気発
生装置などの他の装置の制約により、それ程圧縮
空気流量を大きくすることができず、全中空糸モ
ジユール３を１回で空気攪拌できない場合に効果
的である。

なお第３図、第４図は１条の分割板２７を用い
た例を示すが、これに限定されることなく、複数
条の分割板２７あるいは放射状の分割板２７を用
いて、３分割、４分割など、使用できる圧縮空気
の流量に応じて複数に分割することが可能であ
る。また分割板２７の高さは少なくとも第２図に
示した水面Ｌ中に分割板２７の先端が水没する程
度とする必要がある。

＜効果＞ 以上説明したごとく本発明の中空糸モジユール
を用いる濾過塔は各中空糸モジユールの直下に当
該モジユール数に応じた流出口を有する下部仕切
板と、当該下部仕切板の下面に設けた筒状体と、
各筒状体の側胴部に設けたスリツトあるいは小孔
との複合された効果により、各中空糸モジユール
の下部先端部から確実に気泡を導入することがで
きるので各中空糸モジユール内を効果的に攪拌す
ることができ中空糸の表面に付着した懸濁物の剥
離効果が大きく、かつ導入する圧縮気体を無駄に
消費することがない。

また濾過操作においても各筒状体の開口端から
原水を均等に流入できるので従来のデイストリビ
ユータとしての機能も確保できる。

また下部仕切板の下面にさらに分割板を付設す
ることにより、供給される圧縮気体の流量が小さ
くとも効果的に各中空糸モジユールを空気攪拌す
ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はいずれも本発明の実施態
様を示すもので、第１図は本発明の実施態様の一
例を示す濾過塔の縦断面模式図であり、第２図は
本発明に用いる筒状体の拡大縦断面図であり、第
３図は本発明の他の実施態様を示す濾過塔の一部
切欠縦断面模式図であり、第４図は第３図のＢ−
Ｂ線より見た横断面模式図である。また第５図は
従来の中空糸モジユールを用いる濾過塔の縦断面
模式図であり、第６図は中空糸モジユールの縦断
面図である。 １……濾過塔、２……仕切板、３……中空糸モ
ジユール、４……濾過水流出管、５……空気抜き
管、６……デイストリビータ、７……原水流入
管、８……ドレン管、９……中空糸、１０……上
部接合部、１１……外筒、１２……流通口、１３
……下部接合部、１４……開口部、１５……流出
口、１６……下部仕切板、１７……筒状体、１８
……小孔、１９……圧縮気体の流入管、２０……
バツフルプレート、２１〜２６……弁、２７……
分割板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 濾過塔内の上方部に仕切板を設け、当該仕切
   板に複数本の中空糸モジユールを懸架し、当該仕
   切板の上方に濾過水流出管を連通するとともに、
   濾過塔の下方部に原水流入管を連通し、原水流入
   管から懸濁物を含む原水を流入して、中空糸モジ
   ユール内の多数本の中空糸の外側で懸濁物を濾過
   し、濾過水を仕切板の上方で集合して濾過水流出
   管から流出する中空糸モジユールを用いる濾過塔
   において、当該各モジユールの下部先端の直下に
   当該各モジユールの懸架数に応じた複数の流出口
   を有する下部仕切板を設けるとともに、当該流出
   口を包囲するようにして下部仕切板の下面に、側
   胴部にスリツトあるいは複数の小孔を付設し他端
   が開口した筒状体の一端を接合し、さらに下部仕
   切板の下方部に原水流入管と圧縮気体の流入管を
   連通したことを特徴とする中空糸モジユールを用
   いる濾過塔。 ２ 下部仕切板の下面に分割板を付設して筒状体
   群を複数に分割し、当該筒状体群の分割数に応じ
   た圧縮気体の流入管を連通した特許請求の範囲第
   １項記載の中空糸モジユールを用いる濾過塔。