JPH06178921A - 外圧式中空糸膜モジュ−ルの洗浄方法 - Google Patents

外圧式中空糸膜モジュ−ルの洗浄方法

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JPH06178921A
JPH06178921A JP4353132A JP35313292A JPH06178921A JP H06178921 A JPH06178921 A JP H06178921A JP 4353132 A JP4353132 A JP 4353132A JP 35313292 A JP35313292 A JP 35313292A JP H06178921 A JPH06178921 A JP H06178921A
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JP
Japan
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hollow fiber
raw water
fiber membrane
external pressure
pressure type
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JP4353132A
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English (en)
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Shinji Tawara
伸治 田原
Toshiichi Kuroda
敏一 黒田
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Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D65/00Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/02Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/02Hollow fibre modules
    • B01D63/024Hollow fibre modules with a single potted end
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D65/00Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
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    • B01D65/04Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration with movable bodies, e.g. foam balls

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Abstract

(57)【要約】 【目的】中空糸膜の一端を自由状態とした縦型設置の外
圧式中空糸膜モジュ−ルを膜折れを伴うことなく優れた
効率で膜洗浄できる外圧式中空糸膜モジュ−ルの洗浄方
法を提供する。 【構成】中空糸膜束の片端を固定支持し、他端を自由状
態とした外圧式中空糸膜モジュ−ルに原水を供給して濾
過する途中において、スポンジ製の擦洗ボ−ルを原水に
投入し、該擦洗ボ−ルを原水と共に上記モジュ−ル内の
原水通路に通過させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は外圧式中空糸膜モジュ−
ルの洗浄方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】純水や用水の造水プロセス、食品や薬品
等の製造プロセス、排水処理プロセス等において、原水
からの固形物質等の分離に膜モジュ−ルを使用すること
がある。
【0003】膜モジュ−ルには、管状型、スパスラル
型、プレ−ト&フレ−ム型、中空糸型等が存在するが、
中空糸膜モジュ−ルにおいては、単位容積当たりの膜面
積を大きくとれ、モジュ−ルのコンパクト化を図ること
ができ、特に、縦型設置とすることにより単位設置スペ
−ス当たりの処理能力を大きくできるので、有利であ
る。
【0004】膜モジュ−ルによる濾過においては、経時
的な膜汚染による濾過速度の低下が避けられず、適時、
膜洗浄を行い、濾過速度を所定値以上の高速度に維持す
ることが必要である。
【0005】従来、縦型設置の外圧式中空糸膜モジュ−
ルの膜洗浄方法としてエア−スクラビング法、すなわ
ち、原水で満たされた原水室内の中空糸膜束の直下か
ら、ノズルによりエア−を送入し、このエア−を気泡化
し、この気液混合流を原水と共に中空糸膜束内の間隙に
沿って上昇させていく方法が公知である(例えば、特開
昭61−53599号)。このエア−スクラビング法に
おいては、気液混合上昇流による付着スケ−ルの剥離、
中空糸膜の動揺による付着スケ−ルの剥離等によって洗
浄が行われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】縦型設置の中空糸膜モ
ジュ−ルとして、中空糸膜束の片端を固定支持し、他端
を自由状態とした外圧型の中空糸膜モジュ−ルが公知で
ある。しかしながら、この縦型設置の外圧式中空糸膜モ
ジュ−ルを上記したエア−スクラビング法により膜洗浄
すると、中空糸膜が片端支持・他端自由状態の所謂、片
持ち梁式で支持されているために、中空糸膜の支持端に
曲げ応力が集中し、この箇所で膜折が発生し易い。ま
た、膜同士による、摩擦若しくは衝突により膜外表面の
孔が閉塞し、透過能力を満足に回復させ難い。
【0007】かかる不利を回避するために、エア−の吹
き込み量を低減すると、洗浄効果の低下が避けられず、
洗浄に長時間を必要とし、作業能率の低下が余儀なくさ
れるばかりか、膜の濾過速度の回復率が低く、膜洗浄に
もかかわらず充分な濾過速度を保証し難い。
【0008】本発明の目的は、中空糸膜の一端を自由状
態とした縦型設置の外圧式中空糸膜モジュ−ルを膜折
れ、膜外表面へのダメ−ジを伴うことなく優れた効率で
膜洗浄できる外圧式中空糸膜モジュ−ルの洗浄方法を提
供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の外圧式中空糸膜
モジュ−ルの洗浄方法は、中空糸膜束の片端を固定支持
し、他端を自由状態とした外圧式中空糸膜モジュ−ルに
原水を供給して濾過する途中において、スポンジ製の擦
洗ボ−ルを原水に投入し、該擦洗ボ−ルを原水と共に上
記モジュ−ル内の原水通路に通過させることを特徴とす
る構成であり、擦洗ボ−ルをモジュ−ル内の原水通路に
通過させる方向を、中空糸膜束の片端から他端に向かう
方向とすること、擦洗ボ−ルの直径は中空糸膜の外径の
1〜10倍とすることが好ましい。
【0010】
【作用】擦洗ボ−ルが中空糸膜の外面に接触し、擦洗ボ
−ルと膜表面との接触界面に剪断力が作用し、膜表面の
付着スケ−ルが剥離・除去される。この場合、剪断力は
擦洗ボ−ルが原水流れから受ける力と当該擦洗ボ−ルに
作用する浮力とに依存し、浮力を大とすることによっ
て、原水流速の低速下、効果的な膜洗浄が行われる。
【0011】
【実施例】以下、図面により本発明の実施例を説明す
る。本発明によって膜洗浄する外圧式中空糸膜モジュ−
ルは、中空糸膜束の片端を固定支持し、他端を自由状態
とした構成であり、図1はその一例を示している。図1
において、11は縦型筒状ケ−スである。12は筒状ケ
−ス内に収容した中空糸膜束である。13は筒状ケ−ス
11の下端に樹脂の注入により設けた樹脂隔壁であり、
この樹脂隔壁13に中空糸膜束12の下端部を支持し、
中空糸膜の下端開口121を当該樹脂隔壁13の外面に開
通してある。他方、中空糸膜の上端122は閉塞し、自由
状態としてある。14,…は樹脂隔壁13に等間隔を隔
てて設けた複数箇の原水供給孔である。
【0012】15はヘッダ−であり、隔壁16により原
水室aと濾過水室bとに仕切り、その隔壁16に原水流
通用管151を水密に貫設し、原水室aには原水供給口1
7を、濾過水室bには濾過水取出口18をそれぞれ設け
てある。このヘッダ−15を筒状ケ−ス11の下端にV
バンド等により連結し、原水流通用管151を樹脂隔壁1
3の原水供給孔14にOリングを介して水密に挿入して
ある。19は筒状ケ−ス11の上端に設けた濃縮原水流
出口である。
【0013】この外圧式中空糸膜モジュ−ルにおいて
は、原水がヘッダ−15の原水供給口17、原水流通用
管151並びに原水供給孔14を経て筒状ケ−ス11内に
供給され、この供給原水が上側に向かって流動してい
き、この間、原水が中空糸膜12によって濾過され、こ
の濾過により中空糸膜内に現れた濾過水がヘッダ−15
の濾過水室bを経て濾過水取出口18から取り出されて
いく。他方、上記の濾過によって濃縮された原水が筒状
ケ−ス上端の濃縮原水流出口19から流出していく。
【0014】図2は本発明において使用する膜分離装置
の一例を示している。図2において、Aは上記した外圧
式中空糸膜モジュ−ルであり、縦に設置してある。上記
した通り、17は原水供給口、19は濃縮原水流出口、
18は濾過水取出口である。21は原水供給ポンプ、2
2は原水供給配管、V1はモジュ−ル近傍において原水
供給配管22に設けた開閉弁である。23は擦洗ボ−ル
投入・回収器であり、流路的に独立の擦洗ボ−ル投入部
231と回収部232とを備え、擦洗ボ−ル投入部231の入口
並びに出口にそれぞれ上記開閉弁V1の入口側からの往
き管241並びに開閉弁V1の出口側への戻り管242を接続
し、往き管241並びに戻り管242のそれぞれに開閉弁
2,V3を設けてある。
【0015】25は濃縮原水流出配管、V4は濃縮原水
流出配管25に設けた開閉弁であり、この配管25とモ
ジュ−ルAの濃縮原水流出口19との間を開閉弁V5
介して接続してある。また、上記の擦洗ボ−ル投入・回
収器23の回収部232の入口とモジュ−ルAの濃縮原水
取出口19との間を開閉弁V6を介して接続し、同回収
部232の出口と濃縮原水流出配管25との間を開閉弁V7
を介して接続してある。26は原水循環配管である。2
7は濾過水取出配管である。
【0016】通常の運転時においては、弁V1,V5,V
4を開き、弁V2,V3,V6,V7を閉じて擦洗ボ−ル投
入・回収器23をモジュ−ルAから回路的に遮断し、ポ
ンプ21の駆動により原水を原水供給配管22、開閉弁
1を経てモジュ−ルAに供給し、モジュ−ルAでの原
水室通過時、中空糸膜で濾過し、濾過により溶媒が濃縮
された原水、即ち、濃縮原水を濃縮原水流出配管19か
ら排出すると共に一部の原水を循環配管26を経て循環
させ、濾過水を濾過水取出配管27から取り出してい
く。
【0017】本発明により膜モジュ−ルを洗浄するに
は、弁V1,V5を閉じ、弁V2,V3,V6,V7を開き、
また、弁V4を閉じて原水を全量循環させ、擦洗ボ−ル
投入・回収器23の投入部231からスポンジ製の擦洗ボ
−ルを投入し、この擦洗ボ−ルを原水と共に図1に示す
縦設置のモジュ−ルの原水供給口17⇒原水流通用管15
1⇒原水供給孔14⇒筒状ケ−ス11内を通過させ、擦
洗ボ−ルを中空糸膜12の外面に接触させ、擦洗ボ−ル
と膜表面との接触界面に剪断力を作用させ、膜表面の付
着スケ−ルを剥離・除去し、更に、濃縮原水流出口19
を通過した擦洗ボ−ルを擦洗ボ−ル投入・回収器23の
回収部232で回収していく。
【0018】この場合、擦洗ボ−ルと膜表面との接触界
面に作用する剪断力は擦洗ボ−ルが原水流れから受ける
力と当該擦洗ボ−ルに作用する浮力とに依存し、スポン
ジ製擦洗ボ−ルの発泡倍率を高くし、その比重を原水の
比重よりも小さくすることにより浮力を大きくでき、原
水流速を比較的低速としても優れた膜洗浄を保証でき
る。而して、原水流速を低速にでき、また、原水流れの
方向が中空糸膜束の固定端から自由端に向かう方向であ
るから、中空糸膜の動揺をよく抑制でき、膜の折損を回
避できる。
【0019】上記擦洗ボ−ルの直径は、通常、中空糸膜
の外径の1〜10倍とされる。本発明の外圧式中空糸膜
モジュ−ルの洗浄方法は、貯蔵濾過水を使用しての逆
洗、エア−スクラビング法(但し、エア−量を通常の1
/2〜1/3程度と少なくする)等の洗浄方法との併用
で使用することもできる。
【0020】本発明によれば、次の実施例と比較例との
比較からも明らかなように、擦洗ボ−ル流動時の原水流
速を原水濾過時での通常の流速程度としても、エア−ス
クラビング法より優れた効率で膜洗浄できる。
【0021】実施例 外圧式中空糸膜モジュ−ルには、図1に示すモジュ−ル
であって、筒状ケ−ス内径が125mmφ,筒状ケ−ス
長さが1077mm,中空糸膜が多孔質ポリスルホン膜
で平均孔径が0.1μm,中空糸膜の内径が1.2m
m,外径が2.0mm,中空糸膜本数が1000本のも
のを使用した。膜分離装置には、図2に示すものを用
い、原水には河川水(濁度,1〜10度)を使用し、通
常の運転時でのモジュ−ル内での原水流速をほぼ0.5
m/sとした。擦洗ボ−ルには、ウレタンフォ−ム製の
平均直径が4mmのものを使用した。上記のモジュ−ル
内原水流速をほぼ維持して、原水を全量循環させ、擦洗
ボ−ルによる洗浄を1回/1日、通常の逆洗を1回/1
時間の頻度で行ったところ、モジュ−ルの濾過水量保持
率は図3の(イ)の通りであった。
【0022】比較例 使用した外圧式中空糸膜モジュ−ル,膜分離装置並びに
通常時の運転条件を実施例と同じにし、通常のエア−ス
クラビング洗浄を1回/1日,通常の逆洗を1回/1時
間の頻度で行ったところ、モジュ−ルの濾過水量保持率
は図3の(ロ)の通りであった。
【0023】
【発明の効果】本発明の外圧式中空糸膜モジュ−ルの洗
浄方法によれば、原水流速を原水濾過時の原水流速と同
程度にして、中空糸膜が他端自由状態である外圧式中空
糸膜モジュ−ルをエア−スクラビング法よりも高効率で
膜洗浄でき、膜洗浄時での中空糸膜の動揺を回避でき、
膜の折損、膜外表面孔の閉塞の畏れなく中空糸膜束を安
全に膜洗浄できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の洗浄対象である外圧式中空糸膜モジュ
−ルの一例を示す説明図である。
【図2】本発明において使用する膜分離装置の一例を示
す説明図である。
【図3】本発明の実施例と比較例との洗浄効果を示す図
表である。
【符号の説明】
11 筒状ケ−ス 12 中空糸膜束 17 原水供給口 18 濾過水取出口 19 濃縮原水流出口 A 外圧式中空糸膜モジユ−ル 23 擦洗ボ−ル投入・回収器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】中空糸膜束の片端を固定支持し、他端を自
    由状態とした外圧式中空糸膜モジュ−ルに原液を供給し
    て濾過する途中において、スポンジ製の擦洗ボ−ルを原
    水に投入し、該擦洗ボ−ルを原水と共に上記モジュ−ル
    内の原水通路に通過させることを特徴とする外圧式中空
    糸膜モジュ−ルの洗浄方法。
  2. 【請求項2】擦洗ボ−ルをモジュ−ル内の原水通路に通
    過させる方向が、中空糸膜束の片端から他端に向かう方
    向である請求項1記載の外圧式中空糸膜モジュ−ルの洗
    浄方法。
  3. 【請求項3】擦洗ボ−ルの直径が中空糸膜の外径の1〜
    10倍である請求項1または請求項2記載の外圧式中空
    糸膜モジュ−ルの洗浄方法。
JP4353132A 1992-12-12 1992-12-12 外圧式中空糸膜モジュ−ルの洗浄方法 Pending JPH06178921A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1382377A1 (en) * 2002-07-15 2004-01-21 TUCHENHAGEN GmbH Joint filtering and filter cleaning

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1382377A1 (en) * 2002-07-15 2004-01-21 TUCHENHAGEN GmbH Joint filtering and filter cleaning
WO2004007059A1 (en) * 2002-07-15 2004-01-22 Tuchenhagen Gmbh Joint filtering and filter cleaning

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