JPH053326B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は原子力施設等の廃水処理や原子炉復水
給水系の復水処理等に利用される中空糸膜濾過装
置に関する。

（従来の技術） この種の中空糸膜濾過装置は、多数本の中空糸
膜を束ねた中空糸膜モジユールを濾過容器内に収
容して原子力施設等で発生した廃水や原子炉復水
給水系の濾過処理を行なうようになつている。中
空糸膜は、断面が微細な環形状を呈し、単位容積
当りの膜面積を大きくとることができ、耐圧性に
も優れているので各種の膜分離装置に広く用いら
れている。

従来の中空糸膜濾過装置は第６図に示すように
構成され、２分割可能に密閉された濾過容器を備
えている。濾過容器１は本体胴部２と蓋部３とか
ら構成され、上記本体胴部２および蓋部３のフラ
ンジ２ａ，３ａにより管板４が挟持され、この管
板４により濾過容器１内は上部室５と下部室６と
に区画される。上部室５の上部には処理液排出用
配管７が設けられる。

一方、下部室６の側壁部および底部には原液供
給用配管８、ベント配管９およびドレン排出用配
管１０がそれぞれ配設される。また、下部室６内
には複数の中空糸膜モジユール１１が管板４から
垂設されており、この中空糸膜モジユール１１は
多数本の中空糸膜をＵ字状に束ねてその端部を合
成樹脂製等のシール固定部１１ａにより液密に固
定することにより形成される。管板４の下面に
は、上記中空糸膜モジユール１１を外側から覆う
ように中空糸膜モジユール外筒１２が吊設され
る。

中空糸膜モジユール１１の下部には空気供給管
１３に接続されたバブリング装置１４が設けられ
る。バブリング装置１４は空気供給管１３に接続
されるバブリング母管１４ａとこのバブリング母
管１４ａから分岐されたバブリング支管１４ｂと
を有し、濾過容器１の底壁に立設された脚支柱１
５にフレーム１６を介して保持される。バブリン
グ装置１４に空気を供給する空気供給管１３は本
体胴部２の側方下部を貫いて下部室６内に延びて
おり、バブリング装置１４は濾過容器１の本体胴
部２内に固定される構造となつている。

従来の中空糸膜濾過装置では濾過すべき原液
（被処理液）は原液供給用配管８から下部室６に
供給される。下部室６に供給された原液が中空糸
膜モジユール１１を濾過する際に、膜面に原液中
の微細粒子が捕捉されて分離除去され、微細粒子
が分離除去された処理液は中空糸膜モジユール１
１内を通つて上部室５に案内され、続いて処理液
排出用配管７から排出される。

濾過処理の進行に伴い、中空糸膜の膜面に微細
粒子が付着して濾過差圧が一定圧以上に達する
と、逆洗処理が行なわれて中空糸膜モジユール１
１の濾過機能の回復が図られる。逆洗処理は処理
液排出配管７側から加圧気体を供給して上部室５
内を加圧し、処理液を逆流させることにより行な
われ、中空糸膜モジユール１１の外側に付着した
微細粒子を洗い落す。このときには、空気供給管
１３からバブリング装置１４に空気を供給し、バ
ブリング装置１４から噴出される気泡により中空
糸膜モジユール１１を脈動させてバブリングし、
微細粒子の剥離機能を向上させている。

逆洗処理により濾過容器１の底部に貯溜された
微細粒子を含んだドレン水（逆洗水）はドレン水
排出用配管１０から外部に排出され、次の濾過処
理に備えられる。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の中空糸膜濾過装置において、バブリング
装置１４が密閉された濾過容器１の底部に固定さ
れているため、バブリング装置の１４のメンテナ
ンスが極めて困難であり、バブリング装置１４の
気泡噴出孔が中空糸膜モジユール１１で捕捉され
たスラツジで閉塞した場合、目詰りを除去するこ
とが困難であつたり、また、密閉容器底部に複雑
なバブリング装置１４や気泡噴出孔を設けるとゴ
ムライニング等の施工および補修が不可能になつ
たり、捕捉されたスラツジの排出性が損われ、保
守点検時の放射線被曝要因となる恐れがある等の
問題があつた。

本発明は上述した事情を考慮してなされたもの
で、バブリング装置の保守・メンテナンス性を向
上させるとともに、濾過容器内にゴムライニング
等の施工および補修を容易に行なうことができる
中空糸膜濾過装置を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、捕捉されたスラツジの排
出性を損うことなく、保守点検時の大幅な被曝低
減を図ることができる中空糸膜濾過装置を提供す
るにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る中空糸膜濾過装置は、密閉された
濾過容器を濾過室と処理液室とに区画する管板
と、この管板から濾過室内に吊設され前記処理液
室と連通された中空糸膜モジユール組立体と、前
記管板に一端が固定され、中空糸膜モジユール組
立体を外側から覆う中空糸膜モジユール外筒と、
この中空糸膜モジユール外筒の先端に支持され、
中空糸膜モジユール組立体に気体を供給するバブ
リング装置とを備え、このバブリング装置には処
理液室側から管板を貫いて延びる空気供給管が接
続されたものである。

（作用） この中空糸膜濾過装置は、密閉された濾過容器
内を濾過室と処理液室とに区画する管板に中空糸
膜モジユール外筒を設け、この中空糸膜モジユー
ル外筒の先端に、噴出気泡により中空糸膜モジユ
ール組立体を脈動させるバブリング装置を設けた
ので、バブリング装置は管板を取外すとき、この
管板と一体的に取り出すことができ、バブリング
装置の気泡噴出孔の目詰りを容易に除去できる。

また、バブリング装置を濾過容器から取り出す
ことができるので、濾過容器内にゴムライニング
等の施工や補修を容易に行なうことができ、しか
も、濾過容器底部の堆積スラツジの排出性が向上
し、放射線被曝低減を図ることができる。

（実施例） 以下、本発明に係る中空糸膜濾過装置の一実施
例について添付図面を参照して説明する。

第１図は原子力施設の廃水処理や原子炉復水給
水系の復水処理等に利用される本発明の中空糸膜
濾過装置を示し、この中空糸膜濾過装置は密閉さ
れた濾過容器２０を有する。濾過容器２０は蓋部
２１、中間胴としての上胴部２２および本体胴部
２３とから３分割可能に構成される。

上胴部２２には下部フランジ２２ａを形成する
管板２４が一体に固着され、この管板２４により
濾過容器２０内は上部の処理液室２５と下部の濾
過室２６とに区画される。上胴部２２の下部フラ
ンジ２２ａは本体胴部２３のフランジ２３ａに液
密に固定される一方、上胴部２２の上部フランジ
２２ｂは蓋部２１のフランジ２１ａに着脱自在に
固定される。管板２４は上胴部２２と別ピースで
構成して両者を一体的に設けてもよい。

濾過容器２０の蓋部２１には処理液排出用配管
２８が設けられ、この処理液排出用配管２８を通
つて処理液室２５から処理された清浄液が外部に
案内されるようになつている。

一方、濾過容器２０の本体胴部２３には側壁に
被処理液（原液）を供給する原液供給配管３０が
接続され、また、本体胴部２３の底部にドレン水
排出用配管３１が接続される。

また、濾過容器２０の濾過室２６内には複数の
中空糸膜モジユール組立体３２が管板２４から吊
設され、この中空糸膜モジユール組立体３２を介
して濾過室２６は処理液室２５に連通している。
中空糸膜モジユール組立体３２は多数本の中空糸
膜をＵ字状に束ねてその端部を合成樹脂製等のシ
ール固定部により液密に固定された中空糸膜モジ
ユール３３を有し、この中空糸膜モジユール３３
のシール固定部３４をモジユール押え板３５によ
り押えて管板２４に固定したものである。モジユ
ール押え板３５は処理液室２５側から管板２４に
固定される。

中空糸膜モジユール組立体３２は外側から筒状
の中空糸膜モジユール外筒３７で覆われてこの中
空糸膜モジユール外筒３７内に収容される。この
中空糸膜モジユール外筒３７は管板２４の下面に
固定され、中空糸膜モジユール外筒３７の先端に
はバブリング装置４０が設けられる。バブリング
装置４０は空気供給管４１に接続されるバブリン
グ母管４２とこのバブリング母管４２から分岐さ
れた複数のバブリング支管４３とからフイツシユ
ボーン状に構成され、各バブリング支管４３の下
部に気泡噴出孔４４が軸方向に適宜間隔をおいて
穿設される。

バブリング母管４２およびバブリング支管４３
は本体胴部の下部に水平方向に装荷され、第１図
および第２図に示すように帯状のＵベルト４５を
介してバブリング管固定ボルト４６に取付けられ
る。この固定ボルト４６は円錐状の頭部を有し、
隣接する中空糸膜モジユール外筒３７の下端空間
に固定支持される。バブリング管固定ボルト４６
が配置されない中空糸膜モジユール外筒３７，３
７下端間の隣接空間には円管スペーサ４８が配設
されて各中空糸膜モジユール外筒３７の下端を固
着し、結束される。

バブリング支管４３の底部に形成される気泡噴
出孔４４は各中空糸膜モジユール組立体３２の軸
方向延長線上に好ましくは形成される。バブリン
グ母管４２上に位置する中空糸膜モジユール外筒
３７はバブリング支管４３上の中空糸膜モジユー
ル外筒３７より短筒に構成される。バブリング母
管４２には気泡取出管５０が第３図および第４図
に示すように固着される。気泡取出管５０は上端
が栓５１で閉塞されて側方に気泡噴出孔５２が形
成される一方、下端部はバブリング母管４２の底
部近傍まで延びて終端し、開放されている。

バブリング装置４０に空気を供給する空気供給
管４１は上胴部２２の側方から処理液室２５内に
入り、管板２４を液密に貫いて濾過室２６内に案
内され、その先端がバブリング母管４２に接続さ
れる。この結果、空気供給管４１およびバブリン
グ装置４０は中空糸膜モジユール外筒３７を介し
て管板２４および上胴部２２と一体化してユニツ
ト化され、本体胴部２３から着脱自在に独立して
構成される。

また、管板２４には開口５４が貫通して穿設さ
れ、この開口５４にベント管５５が液密に接続さ
れる。このベント管５５は処理液室２５を通つて
上部胴部２２の側壁から濾過容器２０外に延出さ
れるようになつており、上記ベント管５５および
開口５４によりベント装置５６が構成される。

次に、中空糸膜濾過装置の作用について説明す
る。

この中空糸膜濾過装置において、濾過作用は原
液を原液供給配管３０から下部の濾過室２６に供
給することにより行なわれる。供給された原液
は、濾過室２６内に配設された中空糸膜モジユー
ル３３を透過する際に、原液中の微細粒子が中空
糸膜モジユール３３の膜面に捕捉され、分離除去
される。

微細粒子が除去された処理液は中空糸膜モジユ
ール３３の中空糸膜内を通つて上部の処理液室２
５に流入し、この処理液室２５から処理液排出用
配管２８を通つて例えば原子炉給水系等の外部に
送られる。

原液の濾過処理の進行に伴つて各中空糸膜の膜
面に微細粒子が付着していき、各中空系膜の微細
な濾過孔を閉塞するので、濾過圧差が次第に増大
していく。濾過差圧が一定圧以上上昇した場合、
各中空糸膜の濾過機能を回復させるために、逆洗
処理が行なわれる。

この逆流処理は処理液排出用配管２８側から加
圧気体を供給し、処理液室２５内を加圧すること
により行なわれる。処理液室２５の加圧により、
処理液は中空糸膜モジユール３３の各中空糸膜内
を逆流し、中空糸膜モジユール３３の膜面に付着
した微細粒子を洗い落す。この逆洗作業がより効
率的に行なわれように、逆洗処理の際には空気供
給管４１からバブリング装置４０に空気を供給す
る。供給された空気はバブリング装置４０のバブ
リング母管４２を経てバブリング支管４さん案内
され、バブリング支管４３や気泡取出管５０の気
泡噴出孔４４，５２から気泡となつて噴出するこ
の噴出空気により中空糸膜モジユール３３は脈動
せしめられ、微細粒子の剥離機能が高められる。

この逆洗時に処理液室２５から濾過室２６内に
逆洗した処理液は原液とともに配管２４に穿設さ
れた開口５４を経てベント管５５により濾過容器
２０外に排出される。また、このときにはバブリ
ング装置４０から噴出される気泡も、同様にして
ベント管５５から外部に排出される。

各中空糸膜モジユール３３から取り除かれる微
細粒子は本体胴部２３の底部に次第に貯溜される
が、この微細粒子を含んだドレン水（スラツジ）
は、逆洗処理終了後にドレン水排出用配管３１を
通つて外部に排出される。

ところで、この中空糸膜濾過装置では中空糸膜
モジユール外筒３７の先端（下端）にバブリング
装置４０を設け、このバブリング装置４０が中空
糸膜モジユール外筒３７を介して管板２４とユニ
ツト化され、本体胴部３３から着脱自在に独立し
ているので、気泡噴出孔４４，５２が目詰りした
場合、バブリング装置４０を本体胴部２３から外
部に引き出して目詰りの除去を容易に行なうこと
ができる。

また、バブリング装置４０は本体胴部２３の底
部に固設されていないので、本体胴部２３内にゴ
ムライニング等の施工や補修が容易になり、スラ
ツジ（ドレン水）の排出性が向上するため、保守
点検時の被曝低減を図ることができる。

さらに、中空糸膜モジユール外筒３７の先端に
スペーサ４８とバブリング装置４０を設けたこと
により剛性が高まり、中空糸膜モジユール外筒３
７，３７内を流れる気液二相流からの脈動が抑制
され、安全性が向上する。

従来のプリコート濾過装置から中空糸膜濾過装
置に置き換える場合、上胴部２２を製作するのみ
で、本体胴部２３や蓋部２１は再使用できるため
に大幅にコストメリツトが生まれる。

なお、本発明の一実施例では中空糸膜モジユー
ル組立体をＵ字状の中空糸膜を束ねた中空糸膜モ
ジユールからなる例について説明したが、Ｉ字状
の中空糸膜の両端部を束ね、中心部に集水管を配
設した中空糸膜モジユールから構成しても、また
この中空糸膜モジユールを多段接続して組み立て
たものであつてもよい。

〔発明の効果〕

以上に述べたように本発明に係る中空糸膜濾過
装置においては、管板に固定された中空糸膜モジ
ユール外筒の先端部にバブリング装置が支持さ
れ、このバブリング装置で中空糸膜モジユール組
立体に気体を供給するようにしたから、バブリン
グ装置は中空糸膜モジユール外筒を介して管板と
ユニツト化され、中空糸膜モジユール外筒群の剛
性が向上し、バブリング装置の気泡噴出孔が目詰
りしても濾過容器外に取り出して容易に除去し、
バブリング装置の保守、メンテナンス性を向上さ
せることができ、濾過再生能力の向上を容易に図
れる。また、濾過容器内にゴムライニング等の施
工や補修を容易に行なうことができ、スラツジの
排出性の向上も図ることができるので、保守点検
性を向上させることができ、保守点検時の大幅な
放射線被曝低減を図ることができ、安全性の向上
が図れる。

また、バブリング装置は、管板に中空糸膜モジ
ユール外筒を介して取り付けられるので、バブリ
ング装置の取付のために専用の取付ロツドが不要
となる一方、バブリング装置に処理室側から管板
を貫いて延びる空気供給管を接続したので、必要
最小限の空気量で各中空糸膜モジユール組立体に
効率よく分配供給でき、各中空糸膜モジユール組
立体の濾過再生を効率よく、各モジユールの使用
寿命を延長させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る中空糸膜濾過装置の一実
施例を示す縦断面図、第２図は第１図の−線
に沿う断面図、第３図は中空糸膜濾過装置に組み
込まれるバブリング装置の斜視図、第４図は第３
図のＡ部の拡大図、第５図は第２図のＶ−Ｖ線に
沿う断面図、第６図は従来の中空糸膜濾過装置を
示す図である。 ２０……濾過容器、２１……蓋部、２２……上
部胴部、２３……本体胴部、２４……管板、２５
……処理液室、２６……濾過室、３２……中空糸
膜モジユール組立体、３３……中空糸膜モジユー
ル、３５……モジユール押え板、４０……バブリ
ング装置、４１……空気供給管、４２……バブリ
ング母管、４３……バブリング支管、４４，５２
……気泡噴出孔、５５……ベント管、５６……ベ
ント装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 密閉された濾過容器を濾過室と処理液室とに
   区画する管板と、この管板から濾過室内に吊設さ
   れ前記処理液室と連通された中空糸膜モジユール
   組立体と、前記管板に一端が固定され、中空糸膜
   モジユール組立体を外側から覆う中空糸膜モジユ
   ール外筒と、この中空糸膜モジユール外筒の先端
   に支持され、中空糸膜モジユール組立体に気体を
   供給するバブリング装置とを備え、このバブリン
   グ装置には処理液室側から管板を貫いて延びる空
   気供給管が接続されたことを特徴とする中空糸膜
   濾過装置。 ２ バブリング装置は処理液室外側から管板を貫
   いて濾過室に導入される空気供給管と、この空気
   供給管の先端に接続されたバブリング母管と、こ
   のバブリング母管から分岐されたバブリング支管
   とを有し、上記バブリング母管およびバブリング
   支管が中空糸膜モジユール外筒に支持された特許
   請求の範囲第１項に記載の中空糸膜濾過装置。 ３ 濾過容器は本体胴部と上部胴部と蓋部とに３
   分割可能に構成され、前記上部胴部に管板が一体
   あるは一体的に設けられた特許請求の範囲第１項
   に記載の中空糸膜濾過装置。 ４ 管板を一体あるいは一体的に設けた上部胴部
   に空気供給管およびベント管をそれぞれ取り付け
   た特許請求の範囲第１項に記載の中空糸膜濾過装
   置。