JPH0553525B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は中空糸膜モジユールをろ過材として使
用するろ過装置に係り、ろ過室内の上部に形成さ
れた空気層を効率良く排出することができる中空
糸膜ろ過装置に関する。

（従来の技術） 一般に原子力発電プラントにおいては、放射線
低減対策として腐蝕生成物の発生の抑制およびそ
の除去を行つているが、たとえば放射性廃液ある
いは原子炉復水給水系の復水中に存在する懸濁物
を分離除去するためにろ過装置が使用されてい
る。このようなろ過装置としては、従来から粉末
イオン交換樹脂等のプリコートフイルタを使用し
たろ過装置や、ろ紙、ろ布、メンブレンフイルタ
等の平膜型ろ過フイルタや、焼結金属、セラミツ
ク等の中空管型フイルタ等が使用されていたが、
近年中空糸膜モジユールをろ過材として使用した
中空糸膜ろ過装置が広く普及している。この中空
糸膜は、外径が0.3〜３mm程度で微細な透過孔を
多数有する中空状の繊維の膜であつて、粒系0.1μ
ｍ以下の懸濁物も補足可能であり、単位容積当り
のろ過面積が大きく、また耐圧性に優れているの
で、限外ろ過用、逆浸透ろ過用のろ過材として、
電子工業、医学、排水処理の分野で広く使用され
ている。

第５図は、この中空糸膜ろ過装置の一例を示す
断面図である。この中空糸膜ろ過装置は、密閉容
器１と管板２によつてろ過室３と処理液室４とに
区画され、ろ過室３内に複数の中空糸膜モジユー
ル５が多段に垂設されて構成されている。そして
各中空糸膜６はモジユール固定部７を介して管板
２に固定されており、管板２は密閉容器１の胴体
１Ａおよび蓋板１Ｂの縁部に取付けた外周フラン
ジ８および９により狭持されて固定されている。
上記中空糸膜モジユール５は一般に繊維状の中空
糸膜を多数、直線状またはＵ字状に束ね、端部を
樹脂等により固定したモジユール構造を有し、こ
の樹脂等により固定した部分が上記モジユール固
定部７である。なお、この例の中空糸膜ろ過装置
においては、中空糸膜６を直線状に束ねて端部を
固定した中空糸膜モジユール５を直列に３段連設
し、そのモジユール固定部７を連結具で接続して
一体的な中空糸膜モジユール構造体として取付け
ている。

そして原子力発電プラントから発生した廃液等
は、供給液入口ノズル１０からろ過室３内に導入
され、各中空糸膜６を通過する際、クラツド等の
異物を分離除去されてろ過され、ろ過された処理
液は中空糸膜６の中空部分を通り各中空糸膜モジ
ユール５の束の中心部に設けた集水管１１に流入
し、管板２を経由して処理液室４に流入した後、
処理液出口ノズル１２を通り系外へ移送される。

ところで、通常所定要領の供給液をろ過処理中
ろ過室３上部に空気層１３が形成される。この空
気層１３は水中の微細な気泡、配管内面あるいは
機器等の表面に付着していた気泡等が長時間の運
転により徐々に上部に溜り形成されるもので、従
来この空気層を排出するためには、ベント１４の
ノズルの配管下流にある弁を開通して供給液とと
もに空気を廃棄物処理系へ排出していた。このベ
ント１４は中空糸膜６の目詰まりにより透過圧力
損失が増大したときに中空糸膜６の表面に付着し
たクラツド等を除去する逆洗操作のとき等にも使
用するものである。なお、図中１５は保護筒、１
６は逆洗字の空気入口ノズル、１７は空気吹出
管、１８は逆流水出口ノズルである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、ベント１４のノズルを使用して
空気層を排出する場合、ろ過室内にあるベント１
４の配管先端と管板２間のクリアランス部分の空
気層は排出し難く空気層が残留しやすい傾向があ
り、ろ過室内の上部に空気層が存在して中空糸膜
６が長時間空気に触れると、中空糸膜６のろ過面
積が減少するためろ過効率が低下するという問題
があつた。

また、上記のクリアランス部分な水逆洗時の圧
力損失の関係で所定以上に短くすることができ
ず、ノズルの口径も150A〜300A（165.2〜318.5
mm）と大きいため、空気排出の際ベント１４から
長時間廃液等の供給液を排出すると、廃棄物処理
系へ送る廃液量が増大し、廃棄物処理系の負荷が
増加するという問題もあつた。

本発明は、このような問題を解決するためにな
されたもので、ろ過処理効率を向上させ、廃棄物
処理系への負荷を低減させた中空糸膜ろ過装置を
提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明の中空糸膜ろ過装置は、密閉容器と、こ
の密閉容器内を上部に形成される処理液室と下部
に形成されるろ過室とに区画する管板と、この管
板から前記ろ過内に垂設された中空糸膜モジユー
ル構造体と、前記密閉容器の管板下に開口するベ
ントとを有する中空糸膜ろ過装置において、前記
ベントとは別に前記管板の下面と同一かあるいは
上側に開口し前記密閉容器の内外を連通する空気
抜きノズルを設けたことを特徴とする。

なお、空気抜きノズルの解放は、例えばろ過室
内の上部に形成された空気層を検出する検知装置
とこの検知装置の出力によつて空気抜きノズルの
開閉を抑制する制御装置や、タイマーとこのタイ
マーの出力によつて空気抜きノズルの開閉を制御
する制御装置や、供給液処理量を測定する流量計
とこの流量計の出力によつて空気抜きノズルの開
閉を制御する制御装置等を用いて行なうことがで
きる。

また、空気抜きノズルは、外径が10〜100A
（17.3〜114.3mm）、好ましくは10A〜50A（17.3〜
60.5mm）のものが適している。

（作用） 本発明の中空糸膜ろ過装置においては、ろ過処
理中にろ過室内の上部に空気が溜り空気層が形成
されると、管板もしくはその近傍の胴体に設けら
れ、管板の下面と同一かあるいは上側に内部開口
が設けられた小口径の空気抜きノズルにより空気
が排出されるので、廃液を排出させることなく、
ろ過室内の空気をほとんど排出することができ、
これによつて空気層により中空糸膜のろ過処理面
積が減少することを防止し、ろ過処理効率を向上
させることができる。

また、空気抜きノズルの口径が小さいので、空
気排出時に空気とともに廃液が排出されてもその
量は少なくなり、廃棄物処理系への負荷が少なく
て済む。

（実施例） 以下本発明の実施例について図面を用いて説明
する。なお従来例と同一の要素、部品については
同一符号で示し、その説明は省略する。

第１図は本発明の一実施例の中空糸膜ろ過装置
の断面図である。この中空糸膜ろ過装置は、密閉
容器１が管板によつてろ過室３と処理液室４とに
区画され、管板２から中空糸膜モジユール５が多
段に垂設され、さらにろ過室３内上部に形成され
た空気層１３を検出する検知器（液位系）２０が
ろ過室３に接続され、空気抜きノズル２１がろ過
室上部に設けられて構成されている。液位系２０
はろ過室３内の水位を、中空糸膜モジユール構造
体の上端から下端に至る範囲で検知することがで
き、ろ過室３に連通して管板２の端面から導出し
た上部液位計座２２と中空糸膜モジユール５の下
端より下方のろ過室３から導出した下部液位計座
２３とを連絡するように元弁２４を介して取付け
られている。

次に空気抜きノズル２１について詳しく説明す
る。第２図は実施例の中空糸膜ろ過装置の空気抜
きノズル部の拡大断面図である。この空気抜きノ
ズルは口径が10A〜50A（173.5〜60.5mm）で、管
板２に設けられ、管板２よりろ過室３内へ通じて
いる。そして空気抜きノズル２１のろ過室３内空
気導入部分周辺の管板は第２図に示したように削
られた形で、ろ過室３内上部の空気を捕集しやす
い構造となつているが、管板が削られていない形
でも支障はない。

以上のように構成された中空糸膜ろ過装置を用
いて、従来装置と同様にして過処理が行われ
る。すなわち、原子力発電所から発生した廃液等
の供給液は、供給液入口ノズル１０からろ過室３
内に圧入され中空糸膜６によりろ過された後、処
理液となつて処理液室４に流入し、処理液出口ノ
ズル１２を経て外部へ移送される。そしてろ過処
理工程においてろ過室３内上部に空気層１３があ
る一定量形成され液行計２０により検知される
と、図示を省略した制御装置により空気抜きノズ
ル２１が開通されて空気の排出が行われる。

空気を排出するときは、ろ過処理運転を継続し
ながら空気抜きノズル２１の配管下流側の弁を規
定時間開通することにより、供給液と共に空気を
廃棄物処理系へ排出する。

この中空糸膜ろ過装置では、小口径の空気抜き
ノズ２１から空気の排出を行うため、ろ過室内に
形成された空気層のほとんど全量を排出すること
ができ、また、廃棄物処理系へ空気とともに排出
される廃液の発生量が少ない。従つて、中空系膜
のろ過面積が減少して、ろ過処理効率が低下する
ことを防止し、かつ廃棄物処理系の負荷を低減す
ることができる。

なお、空気層１３を排出する時期の決定方法と
しては、この実施例において用いたような液位計
等の検知装置と制御装置により空気抜きノズルの
開閉を制御する方法の他に、空気層１３の形成過
程を予め計算しておき、タイマーとこのタイマー
の出力によりノズルの開閉を制御する制御装置に
より時間制御する方法や、供給液の処理量を測定
する流量計とこの流量計により空気抜きノズルの
開閉を制御する制御装置により流量制御する方法
等があげられる。

第３図は本発明の他の実施例の中空糸膜ろ過装
置の空気抜きノズル部分の拡大断面図である。こ
の実施例の中空糸膜ろ過装置は、空気抜きノズル
２１が管板２からではなく、管板２近傍の密閉容
器１の胴体１Ａに設けられている点以外は上記実
施例と同様に構成されている。この空気抜きノズ
ル２１の一端はろ過室内の上部の管板が削られた
部分に開口し、他端は密閉容器１の胴体１Ａを貫
通して外部に通じている。そして上記の実施例と
同様にしてろ過室内の上部に形成された空気層の
排出が行われる。この実施例においても上記の実
施例と同様の効果をあげることができる。

また第４図は比較例の中空糸膜ろ過装置の断面
図である。この中空糸膜ろ過装置は中空糸膜モジ
ユール５がＵ字状に束ねられて構成されているも
ので、ベントと空気抜きノズルを兼用したろ過装
置である。この比較例の中空糸膜ろ過装置におい
ては、空気抜きノズル２１は管板２および処理液
室４を通り、密閉容器１の中間胴３０を貫通して
配管側と接続するように設けられている。この装
置においては、空気抜きノズル２１はベントと兼
用しているため外径65A〜200A（76.3〜216.3mm）
の大口径となる場合が多く、空気層の全量を排出
することは難しいので、中空糸膜が空気に接触し
てろ過面積が減少し、ろ過処理効率が低下する傾
向があり、また空気と共に排出されて廃棄物処理
系へ送られる廃液の発生量が多いので廃棄物処理
系の負荷が増大する傾向となる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明の中空糸膜ろ過装置
は、ろ過処理工程においてろ過室内の上部に形成
される空気層を、管板もしくは管板近傍に配設さ
れた小口径の空気抜きノズルにより効率良く空気
を排出することができる。従つて、中空糸膜モジ
ユールのろ過面積を大きく確保でき、ろ過効率を
向上させることができるので、中空糸膜モジユー
ルの寿命を長期化し、長時間の装置の連続運転が
可能となる。

また空気と共に排出される廃液量が少なくて済
むので、廃棄物処理系の負荷が低減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の中空糸膜ろ過装置の
断面図、第２図は本発明の実施例の中空糸膜ろ過
装置の空気抜きノズル部の拡大断面図、第３図は
本発明の他の実施例の中空糸膜ろ過装置の空気抜
きノズル部の拡大断面図、第４図は比較例の中空
糸膜ろ過装置の断面図、第５図は従来の中空糸膜
ろ過装置の断面図である。 １……密閉容器、２……管板、３……ろ過室、
４……処理液室、５……中空糸膜モジユール、６
……中空糸膜、１４……ベント、２０……液位
計、２１……空気抜きノズル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 密閉容器と、この密閉容器内を上部に形成さ
   れる処理液室と下部に形成されるろ過室とに区画
   する管板と、この管板から前記ろ過室内に垂設さ
   れた中空糸膜モジユール構造体と、前記密閉容器
   の管板下に開口するベントとを有する中空糸膜ろ
   過装置において、前記ベントとは別に前記管板の
   下面と同一かあるいは上側に開口し前記密閉容器
   の内外を連通する空気抜きノズルを設けたことを
   特徴とする中空糸膜ろ過装置。