JPH0699042A - 中空糸膜ろ過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 中空糸膜モジュールの交換等のメンテナンス
作業が容易に行なえ、また、高圧逆洗水による逆洗の際
に中空糸膜中空部への空気流入が完全に防止され、逆洗
が効果的に行なわれ、ろ過機能の適正な維持が図れる改
良された中空糸膜ろ過装置を提供する。 【構成】 蓋容器と胴容器とからなる容器内下部に仕切
板を設け、該仕切板上に中空糸膜モジュールを直立状に
設置し、容器下部から導いた原水入口配管を前記仕切板
の上面に開口させ、該仕切板と胴容器下部とで中空糸膜
モジュールからの処理水出口領域を形成し、逆洗の際に
は、加圧した水タンクからの高圧逆洗水を前記処理水出
口領域に送り込んで逆洗を行なうものとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、容器内に複数個の中空
糸膜モジュールを収納してなる中空糸膜ろ過装置に関
し、特に、中空糸膜モジュールの交換が容易であり、し
かも、中空糸膜の逆洗を効率よく行なえるようにした中
空糸膜ろ過装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、原子力発電プラントで復水や放
射性廃液に存在する懸濁物を分離除去するために用いら
れているろ過装置として、従来は、粉末イオン交換樹脂
等のろ過助材をエレメントにプリコートし、ろ過助材プ
リコート層で懸濁物を分離除去するプリコート式ろ過装
置が採用されていたが、近年のプラントでは、ろ過助材
を使用しない中空糸膜モジュールを用いた中空糸膜ろ過
装置が採用されるようになってきた。

【０００３】図６は、中空糸膜ろ過装置のろ過器まわり
の概略構成を示すものである。中空糸膜モジュール１６
は、胴容器３と蓋容器４にはさまれた管板２０に複数本
吊り下げられている。

【０００４】ろ過処理の必要な原水は、容器下部の原水
入口管１を介して胴容器３に導かれ中空糸膜モジュール
１６内に束ねられている中空糸膜でろ過処理され、容器
上部蓋容器４内に集められ、処理水出口管２をへて下流
系統に送られる。中空糸膜で捕捉した懸濁物が規定量に
達すると中空糸膜の逆洗を行なう。中空系膜の逆洗は、
空気タンク５、入口側空気弁１１、入口側空気管１２よ
り胴容器３内へ供給される低圧空気により中空糸膜を振
動させて懸濁物を除去する低圧空気逆洗と、空気タンク
５、出口側空気弁７、出口側空気管６より蓋容器４内に
供給される高圧空気により蓋容器４内に保有する処理液
を高圧逆洗水として圧送し、中空糸膜内側から外側に逆
洗する高圧空気逆洗とによって行なわれる。

【０００５】ここで、この種の中空糸膜ろ過装置では、
中空糸膜モジュール１６には使用寿命があり、定期的に
交換することを要し、また、胴容器３内も定期的な点検
を行なう必要がある。この種のメンテナンスにおいて
は、まず蓋容器４を開放し管板２０に設備された中空糸
膜モジュール１６取り出す。この蓋容器４の開放にあた
っては、蓋容器４に接続された出口配管２を一時的に取
り外す。また、メンテナンス終了時は、蓋容器４を復旧
するとともに出口配管２を取付けなおすことが必要とな
る。

【０００６】なお、この種の装置として関連するものに
は、例えば、特開昭６３−１４７５０６号等が挙げられ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、中空
糸膜モジュール１６の交換等のメンテナンスにおける蓋
容器４の開放あるいは復旧時の作業に対して充分な配慮
がなされてなかった。すなわち、メンテナンスに際す
る、蓋容器４の開放においては、蓋容器４に接続された
出口配管２を取り外し、メンテナンス終了時の蓋容器４
の復旧においては、出口配管２を取付けなおす必要があ
った。通常は、出口配管２に複数のフランジ接続部分を
設け、このフランジ接続部の開放、接続により出口配管
２の取外し、取付け作業を行うが、この作業は内包流体
の漏洩防止等に注意をはらう等の煩雑さが不可避であっ
た。

【０００８】また、従来技術における前記高圧空気逆洗
の際に、蓋容器４内に保有する処理液量が不足すると、
高圧空気が中空糸膜内側から外側に流れることにより、
このような中空糸膜への空気の流入があると、膜自体の
乾燥および気泡による中空部の閉塞が生じ、逆洗後の通
水性、すなわち、ろ過能力が阻害されるという問題があ
った。

【０００９】本発明は、上記問題点を解決するものであ
って、中空糸膜モジュールの交換を容易にするとともに
原水のろ過処理並びに中空糸膜モジュールの逆洗を効率
良く行なう中空糸膜ろ過装置を提供することを目的とす
るものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による中空糸膜ろ過装置は容器内に複数個の
中空糸膜モジュールを収納し、これらをろ過エレメント
として原水のろ過処理を行なうとともに、逆洗の際に
は、原水供給側から低圧空気を送り込んで中空糸膜に振
動を与えて中空糸膜外側に付着するろ過懸濁物を除去す
る低圧空気逆洗を行なうようにしてなる中空糸膜ろ過装
置において、蓋容器と胴容器とからなる容器内下部に仕
切板を設け、該仕切板上に中空糸膜モジュールを直立状
に設置し、容器下部から導いた原水入口配管を前記仕切
板の上面に開口させ、該仕切板と胴容器下部とで中空糸
膜モジュールからの処理水出口領域を形成し、逆洗の際
には、加圧した水タンクからの高圧逆洗水を前記処理水
出口領域に送り込んで逆洗を行なうようにしたことを特
徴とするものである。

【００１１】

【作用】胴容器内に設けられた仕切板は、中空糸膜モジ
ュールを保持するとともに、胴容器内を原水側と処理水
側とに上下２分し、原水入口配管により胴容器下部から
来る原水を仕切板の上部に導き、また、中空糸膜モジュ
ールでろ過処理され処理水出口配管へ排出される処理水
を仕切板下部の処理水出口領域へ導くように作用する。
また、逆洗の際に用いる加圧した水タンクは、高圧空気
逆洗時に中空糸膜モジュールの処理水出口領域側から原
水側へ圧送する水を供給するように作用する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１、２，３によ
り説明する。

【００１３】原液を中空糸膜モジュールでろ過処理する
機能は、従来のものと変わるところはない。

【００１４】図１は、ろ過装置の全体構成を示すもので
ある。胴容器３の下部には入口配管１および出口配管２
が接続されている。入口配管１には空気タンク５からの
空気配管１２が接続されている。空気タンク５内の空気
圧は、入口配管１及び出口配管２の内方流体圧力より高
く設定されており、空気配管１２に設けられた弁１１を
開くことにより、空気タンク５内の空気が入口配管１側
へと送られる。また、空気タンク５は、空気配管６によ
り水タンク８に接続され、さらに水タンク８は、水配管
９により出口配管２に接続されている。水タンク８には
その上部に空間を残して水が入れられており、まず弁１
０を閉じたうえで弁７を開き水タンク８内を加圧する。
そのうえで弁１０を開くことにより、水タンク８内の水
を出口配管２側へ圧送する。これらの容器、タンク、配
管、弁等は、内包流体に対する耐腐食性が充分な構造材
料、例えばステンレス鋼等で製作され、内包流体の圧力
によってはプラスチック等で製作することも可能であ
る。

【００１５】図２は、胴容器３の構造を示すものであ
る。胴容器３の内部には仕切板１３が設置され、入口配
管１が胴容器３の下部から入り、仕切板１３の上側に開
放している。仕切板１３より下側の胴容器３の下部には
出口配管２が接続されている。仕切板１３上には、導通
菅１５とモジュールサポート１４を介して中空糸膜モジ
ュール１６が垂直状に設置され、この中空糸膜モジュー
ル１６の上部は振れ止め板１７で保持されている。

【００１６】図３は、中空糸膜モジュール１６まわりの
詳細を示すものである。中空糸膜モジュール１６の内部
には複数本の中空糸膜１８が収納されており、その端面
の中空部が中空糸膜モジュール１６の下部端面に開放し
ている。原水は中空糸膜モジュール１６の外側より穴１
９を通り中空糸膜モジュール１６に流入し、中空糸膜１
８の外側から内側の中空部に流れてろ過処理がおこなわ
れる。ろ過処理された処理水は中空糸膜モジュール１６
の下端から出て、モジュールサポート１４と導通管１５
の内側を通り、仕切板１３の下方の処理水出口領域に流
出する。

【００１７】中空糸膜モジュール１６の取外し、交換等
の操作は次のように行う。

【００１８】まず、蓋容器４を開放し、振れ止め板１７
を取外した後、中空糸膜モジュール１６をモジュールサ
ポート１４より引き抜き、胴容器３の上部開放部より胴
容器３の外に取り出す。交換用の新しい中空糸膜モジュ
ール１６の装荷は、この逆の手順で行う。

【００１９】つぎに、このろ過装置の運転は、次のよう
に行なう。

【００２０】まず、弁１０および弁１１を閉じた状態で
入口配管１より原水を胴容器３に流し、出口配管２より
処理水を取り出し、ろ過処理運転を行なう。このろ過処
理運転に伴い、原水中の不溶性不純物が中空糸膜１８の
外表面に補足蓄積され、ろ過能力が低下する。この場
合、次の逆洗操作を行なう。まず、原水の通水を止めた
うえで、弁１１を開き空気タンク５内の空気を入口配管
１から胴容器３内に導き、この空気の気泡が胴容器３内
の水中を上昇する振動で中空糸膜１８をゆらし、その表
面に蓄積した不純物を脱落させる。次に、弁１１を閉じ
た後、弁１０を開き加圧された水タンク８内の水を高圧
逆洗水として出口配管２から仕切板１３下部の処理水出
口領域内に導き、さらに、導通管１５経て中空糸膜モジ
ュール１６内の中空糸膜１８の中空部から外表面側へと
この水を流し、中空糸膜１８を洗浄する。このように、
加圧した水タンク８を介して逆洗用の高圧水を胴容器３
の下部に流入させる効果として次のことがあげられる。
すなわち、直接加圧空気を胴容器３の下部に導いた場
合、例えこの部分に処理水が存在したとしても、空気が
中空糸膜１８の中空部に流入し、また、この空気が中空
糸膜１８の内側から外側に通過することになる。中空糸
膜１８は、通常ポリオレフィン系等の合成樹脂により作
られており、疎水性の性質を持つため、一度乾燥すると
水を通しにくくなる。このため、前記のような空気の流
入があると、膜自体の乾燥および気泡による中空部の閉
塞が生じ、逆洗後の通水性、すなわち、ろ過能力が阻害
される。加圧した水タンク８を利用することにより、こ
のようなろ過能力低下を防止し、ろ過装置の機能を適正
に維持することができる。

【００２１】図４にこのろ過装置の性能の例を示す。本
図は、この装置の運転時間とろ過差圧の関係を示すもの
である。横軸はその運転時間を表し、縦軸は入口配管１
と出口配管２の内包流体の圧力差、すなわちろ過差圧を
表す。曲線イに示されるように運転時間の経過に伴い、
ろ過差圧が徐々に増大している。これは中空糸膜１８の
表面に不純物が蓄積され、中空糸膜１８のろ過抵抗が増
大するためである。ロ点でろ過処理を停止し、弁１１開
放による逆洗を行ない低下した差圧がハ点である。さら
に、弁１０開放による逆洗を行ない低下した差圧がニ点
である。なお、ロ点及びハ点の差圧は、一時的にろ過処
理を再開しその時のろ過差圧を記録して測定されたもの
である。これらの逆洗により差圧が効率良く低下し、中
空糸膜１８の逆洗が効率良く行なわれるとともに、ろ過
能力低下の無いことが示されている。

【００２２】図５は、本発明の別の実施例を示すもので
ある。水配管９が仕切り板１３の下部の胴容器３に直接
接続されていること以外は、図１の実施例と変わるとこ
ろはない。この例においても、弁１０開放による逆洗の
効果、安全性は図１の実施例の場合とおなじである。

【００２３】

【発明の効果】本発明の中空糸膜ろ過装置は、蓋容器と
胴容器とからなる容器内下部に仕切板を設け、該仕切板
上に中空糸膜モジュールを直立状に設置し、容器下部か
ら導いた原水入口配管を前記仕切板の上面に開口させ、
該仕切板と胴容器下部とで中空糸膜モジュールからの処
理水出口領域を形成し、逆洗の際には、加圧した水タン
クからの高圧逆洗水を前記処理水出口領域に送り込んで
逆洗を行なうようにしたものであるため、蓋容器には、
これに接続する配管がなく、胴容器から蓋容器を取外ず
すだけで中空糸膜モジュールの交換等のメンテナンス作
業が容易に行なえ、また、加圧した水タンクからの高圧
逆洗水による逆洗の際に中空糸膜中空部への空気流入が
完全に防止され、逆洗が効果的に行なわれ、ろ過機能の
適正な維持が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による中空糸膜ろ過装置の一実施例を示
す図

【図２】本発明による中空糸膜ろ過装置の容器の構造を
示す図

【図３】本発明による中空糸膜ろ過装置の中空糸膜モジ
ュールまわりの構成を示す図

【図４】本発明による中空糸膜ろ過装置の性能を示す図

【図５】本発明による中空糸膜ろ過装置の他の実施例を
示す図

【図６】従来の中空糸膜ろ過装置の構成を示す図

【符号の説明】

１…入口配管 ２…出口配管 ３…胴容器 ４…蓋容器 ５…空気タンク ８…水タンク １３…仕切板 ３６…端部材 ４０…中空糸膜 ４１…従来の中空
糸膜モジュール １６…中空糸膜モジュール １４…モジュール
サポート １５…導通管 １７…振れ止め板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 風間誠一 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 塩沢義博 茨城県日立市幸町３丁目２番１号 日立エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 栗田武敏 茨城県日立市弁天町三丁目10番２号 日立 協和工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器内に複数個の中空糸膜モジュールを
   収納し、これらをろ過エレメントとして原水のろ過処理
   を行なうとともに、逆洗の際には、原水供給側から低圧
   空気を送り込んで中空糸膜に振動を与えて中空糸膜外側
   に付着するろ過懸濁物を除去する低圧空気逆洗を行なう
   ようにしてなる中空糸膜ろ過装置において、 蓋容器と胴容器とからなる容器内下部に仕切板を設け、
   該仕切板上に中空糸膜モジュールを直立状に設置し、容
   器下部から導いた原水入口配管を前記仕切板の上面に開
   口させ、該仕切板と胴容器下部とで中空糸膜モジュール
   からの処理水出口領域を形成し、逆洗の際には、加圧し
   た水タンクからの高圧逆洗水を前記処理水出口領域に送
   り込んで逆洗を行なうようにしたことを特徴とする中空
   糸膜ろ過装置。