JPH06319964A - 平膜型濾過装置 - Google Patents

平膜型濾過装置

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JPH06319964A
JPH06319964A JP13691793A JP13691793A JPH06319964A JP H06319964 A JPH06319964 A JP H06319964A JP 13691793 A JP13691793 A JP 13691793A JP 13691793 A JP13691793 A JP 13691793A JP H06319964 A JPH06319964 A JP H06319964A
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JP
Japan
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membrane
filtration
flat
plate
turbulent flow
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Application number
JP13691793A
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English (en)
Inventor
Masashi Beppu
雅志 別府
Tetsuro Adachi
哲朗 安達
Hisashi Ikehata
永 池端
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Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】エア−スクラビング法によって膜洗浄を効率よ
く行うことのできる平膜型濾過装置を提供する。 【構成】膜の内側に濾過液流路を有する平型濾過膜セル
1を複数枚、乱流発生板2を介して積層し、該積層体を
巾両端において結着し、上記セル1と乱流発生板2との
間に原液流路間隙3を保持した膜ユニットAを被処理液
槽51内に浸漬設置し、同上膜ユニットAの下方に散気
配管58を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、懸濁質を含んだ原水の
処理に使用する平膜型濾過装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】懸濁質を含有する原水、例えば、河川水
を浄化処理する装置として、開放型の被処理液槽内に、
平型濾過膜セルを複数箇相互に間隔を隔てて立設し、平
型濾過膜セル内を真空ポンプにより減圧して濾過に必要
な膜間差圧を発生させ、原液供給量を濾過液流量と平衡
させつつ原液を供給して原液を処理する平膜型濾過装置
が公知である。
【0003】周知の通り、平膜型濾過装置においては、
膜面への固形分の付着による経時的な濾過流量の低下が
避けられず、特に、上記した高濃度懸濁液の場合、その
濾過流量の低下が顕著であって、相当頻繁な膜洗浄が必
要である。
【0004】従来、中空糸膜モジュ−ルを対象とした膜
洗浄方法として、エア−スクラビング法、すなわち、原
液中にエア−を噴出させ、この噴出エア−と原液との混
合流で膜面付着物を剥離・除去する方法が知られてお
り、膜面への気液混合流の接触に加え、中空糸膜の揺動
による相互接触も付着物剥離を促す要因となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記した平膜型濾過装
置の平型濾過膜セルにおいては、中空糸膜に較べて剛性
が高く、上記気液混合流による揺動が軽度であり、膜相
互の接触が少なく、上記のエア−スクラビング法を単に
適用しても、さしたる効果は期待できない。
【0006】上記平膜型濾過装置の膜洗浄方法として、
平型濾過膜セルの濾過側を減圧する真空ポンプに並列に
液送ポンプを接続し、真空ポンプを停止し液送ポンプを
駆動して濾過液を逆送する方法(特開昭55−1106
1号公報)、作業者が被処理液槽外から平型濾過膜セル
間にブラシを挿入する方法等が公知であるが、前者にお
いては、平型濾過膜セルの膨張破裂の危険性があり、後
者においては、多大な労力と作業時間が余儀なくされ
る。
【0007】本発明の目的は、エア−スクラビング法に
よって膜洗浄を効率よく行うことのできる平膜型濾過装
置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の平膜型濾過装置
は、膜の内側に濾過液流路を有する平型濾過膜セルを複
数枚、乱流発生板を介して積層し、該積層体を巾両端に
おいて結着し、上記セルと乱流発生板との間に原液流路
間隙を保持した膜ユニットを被処理液槽内に浸漬設置
し、同上膜ユニットの下方に散気配管を設けたことを特
徴とする構成であり、乱流発生板に波付き板を使用し、
波形のピッチpと振幅hとの比p/hを2〜18とし、
膜面と波付き板との最小流路高さbと振幅hとの比h/
bを1.0〜3.0とすることが好ましい。
【0009】
【作用】平型濾過膜セルと乱流発生板、例えば、波付き
板との間の原液流路間隙が波付き板のピッチで広狭に変
化し、膜洗浄時、この原液流路間隙に、下方の散気配管
からの放散エアと原液との混合流体が流れてその混合流
体の乱流化が促され、この乱流発生に伴い発生する振動
と乱流との相乗作用により、膜面付着物の剥離が効果的
に行われる。
【0010】
【実施例】以下、図面により本発明の実施例を説明す
る。図1は本発明において使用する平型濾過膜セル1を
示し、濾過液流路保持部材(例えば、ポリエチレン等の
ポリオレフィン系、塩化ビニル等のネット、多孔プラス
チックシ−ト等)11の両面に半透性平膜(ポリエステ
ル製またはポリエチレン製不織布上に膜素材、例えば、
ポリスルホン、ポリエ−テルスルホン、ポリアクリロニ
トリル、ポリエチレン、ポリプロピレン等の膜層を形成
したもの、膜層内にポリエステル製またはポリエチレン
製織布を埋め込んだものを使用できる)12を添付し、
上下の縁端を接着剤13で封止したものを使用できる
(寸法は、通常、横10〜200cm,縦3〜150c
m程度)。
【0011】図2は本発明において使用する膜ユニット
Aを示している。図2において、1は上記した平型濾過
膜セル、2は乱流発生板例えば、波付き板(ステンレス
板、FRP板等を使用できる)であり、これらを相互に積
層し、両側に波付き板2を配し、平型濾過膜セル1の膜
面と波付き板2との間に原液流路間隙3を保持してあ
る。
【0012】41は積層体の両端側に接着剤により固着
した枠縁、42は枠縁41内に樹脂の注入により形成し
た隔壁(エポキシ系、ウレタン系、シリコ−ン系等の硬
化性樹脂を使用できる)、43はパッキング、44は濾
過液取出し用キャップであり、キャップ44内は外部か
ら、上記の隔壁42とパッキング43とにより水密に遮
断されている。
【0013】上記平型濾過膜セルAにおいては、エア−
スクラビング時、気液混合流体の原液流路間隙3への流
入により撓み変形するから、枠縁近傍部分(3〜100
mm程度の長さ部分)を柔軟性材料で補強することが好
ましい。
【0014】図3は図2におけるIII−III断面図であ
り、pは波付き板2のピッチを、hは振幅を、bは膜面
12と波付き板2との最小流路高さをそれぞれ示してい
る。この最小流路高さbの確保のために、積層体の両端
部にスペ−サが介在されるが、図2において、このスペ
−サの図示は、省略してある。
【0015】図4は本発明の平膜型濾過装置の実施例を
示す説明図である。図4において、51は開放型の被処
理液槽である。52は原液供給配管、53は原液供給ポ
ンプである。Aは被処理液槽51内に浸漬配設した既述
の膜ユニットである。54は濾過液取り出し配管、55
は真空ポンプ、56は流量計、57は濾過液貯留槽であ
る。58は膜ユニットAの直下に配設した散気配管、5
9はブロワである。
【0016】この平膜型濾過装置により原液を処理する
には、原液供給ポンプ53の駆動により被処理液槽51
内に原液を供給し、真空ポンプ55を駆動し膜ユニット
Aの濾過側を減圧して、濾過に必要な膜間差圧を発生さ
せ、かかる膜間差圧のもとで濾過を進め、この濾過流量
にほぼ等しい流量で原液を連続的または間歇的に供給
し、被処理液槽51内の原液水位をほほ一定に保持しつ
つ原液を処理していく。
【0017】この原液処理と並行して、一定期間ごとに
一定時間、ブロワ59を駆動し、散気配管58からエア
を原液中に放散させ、エア−スクラビングを行う。この
場合、放散エアと原液との混合流体が上昇し、膜ユニッ
トAの原液流路間隙3を通過し、この原液流路間隙3が
波付き板2のために広狭と変化し、これに伴い、気液混
合流体の上昇流速が変化するので、乱流が発生し、同時
にその流速変動に伴い乱流発生板である波付き板2に振
動が発生する。而るに、乱流発生板と平型濾過膜セルと
を巾両端において結着してあるので、乱流発生板の振動
が平型濾過膜セルの膜面によく伝達され、この膜面振動
と膜面での乱流との相乗作用により、膜面付着物の剥
離、除去が効果的に剥離され、良好な洗浄が保障され
る。
【0018】上記エア−スクラビングのエア−流量は、
高くし過ぎると膜の物理的強度の低下が惹起されるの
で、膜面積1m2当たり、0.1〜3Nm3/h好ましくは、
0.2〜2Nm3/hとされる。
【0019】上記波付き板2において、ピッチpと振幅
hとの比p/hを余り小さくすると、蛇行形状が深くな
り、谷の部分でのエア−溜り、懸濁物質の蓄積が生じ易
くなると共に、単位長さ当たりの波数が多くなって乱流
効果の低下が懸念される。一方、比p/hを余り大きく
すると、乱流効果の低下が懸念される。
【0020】また、膜面と波付き板との最小流路高さb
と振幅hとの比h/bを余り大きくすると、気液混合流
体通路の確保が困難になると共にエア−溜りが発生し易
くなる。一方、比h/bを余り小さくすると、気液混合
流体通路が直線状となり、乱流効果の低下が懸念され
る。
【0021】従って、波形のピッチpと振幅hとの比p
/hは2〜18とし、膜面と波付き板との最小流路高さ
bと振幅hとの比h/bは1.0〜3.0とすることが
好ましい。
【0022】上記乱流発生板は、波付き板のみに限定さ
れるものではない。例えば、図5の(イ)並びに図5の
(ロ)〔図5の(イ)のロ−ロ断面図〕に示すように、
平板21の両面または片面に波形の凸条22を成形した
プラスチック板を使用することもできる。
【0023】本発明の平膜型濾過装置においては、経時
的な濾過流量の低下をよく抑制でき、濾過流量を高く保
持することができる。このことは次の実施例と比較例と
の対比からも明らかである。
【0024】実施例1 図1に示す平型濾過膜セル1には、濾過流路保持部材1
1が厚さ0.12mmのポリプロピレン製ネット、平膜1
2が分画分子量75万のポリスルホン膜、寸法が横12
0cm,縦60cmであるものを使用した。波付き板2に
は、波形のピッチpと振幅hとの比p/hが3.0,厚
さがmmのステンレ板を使用した。平膜型濾過装置の積層
体においては、上記平型濾過膜セル6枚と波付き板とを
積層し(両側は波付き板)、図3における膜面と波付き
板との最小流路高さbを4mmとし、最小流路高さbと振
幅hとの比h/bを1.0とした。平膜型濾過装置の有
効膜面積は約6m2であった。
【0025】この実施例装置を使用して、エア−スクラ
ビングを、膜面積1m2当たりエア−流量2Nm3/h、30
分ごとに1分間行いながら、濁度10の河川水を濾過処
理したところ、濾過流速は図6の曲線Iの通りであり、
連続運転1ヵ月後の濾過流速は0.85m3/(m2・day)で
あった。
【0026】比較例 波付き板を使用せず、平型濾過膜セル間の間隔を4mmと
した以外、実施例と同じとした。実施例と同様にして運
転したところ、濾過流速は図6の曲線IIの通りであり、
連続運転1ヵ月後の濾過流速は0.675m3/(m2・day)
であった。
【0027】図6の曲線IとIIとの比較から、本発明の
平膜型濾過装置においては、従来装置に較べ、高い濾過
流速を保障できることが明らかである。なお、実施例1
に対し、h/bを0.5(h=4mm)とし、他の条件は
実施例に同じとした場合の連続運転1ヵ月後の濾過流速
は0.700m3/(m2・day)であり、実施例1に対し、p
/hを25(h=4mm)とし、他の条件は実施例に同じ
とした場合の連続運転1ヵ月後の濾過流速は0.710
m3/(m2・day)であり、実施例1に対し、p/hを1(h
=4mm)とし、他の条件は実施例に同じとした場合の連
続運転1ヵ月後の濾過流速は0.770m3/(m2・day)で
あり、何れの場合も、比較例に較べ、高い濾過流速であ
った。
【0028】
【発明の効果】本発明の平膜型濾過装置は、上述した通
りの構成であり、平型濾過膜セルと乱流発生板との積層
化によって、エア−スクラビング時、放散エアと原液と
の混合流体の膜面での乱流化を促し、かつ乱流時に発生
する振動を膜面に伝達させるようにしているから、その
乱流と振動との相乗作用により、効果的な膜面洗浄を保
障でき、高濾過流速の平膜型濾過装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明において使用される平型濾過膜セルを示
す説明図である。
【図2】本発明において使用される膜ユニットを示す説
明図である。
【図3】図2におけるIII−III断面説明図である。
【図4】本発明の実施例を示す説明図である。
【図5】図5の(イ)は本発明において使用する乱流発
生板の別例を示す説明図、図5の(ロ)は図5の(イ)
におけるロ−ロ断面説明図である。
【図6】本発明の実施例と比較例との濾過流速特性を示
す図表である。
【符号の説明】
1 平型濾過膜セル 12 膜 2 乱流発生板 3 原液流路間隙 A 膜ユニット 51 被処理液槽 58 散気配管 59 ブロワ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】膜の内側に濾過液流路を有する平型濾過膜
    セルを複数枚、乱流発生板を介して積層し、該積層体を
    巾両端において結着し、上記セルと乱流発生板との間に
    原液流路間隙を保持した膜ユニットを被処理液槽内に浸
    漬設置し、同上膜ユニットの下方に散気配管を設けたこ
    とを特徴とする平膜型濾過装置。
  2. 【請求項2】乱流発生板に波付き板を使用し、波形のピ
    ッチpと振幅hとの比p/hを2〜18とし、膜面と波
    付き板との最小流路高さbと振幅hとの比h/bを1.
    0〜3.0とした請求項1記載の平膜型濾過装置。
JP13691793A 1993-05-15 1993-05-15 平膜型濾過装置 Pending JPH06319964A (ja)

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