JPH07236819A - 気泡分散機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 中空糸膜の洗浄性の向上を図ると共に、中空
糸膜の保護を図り、さらには製作容易化を図る。 【構成】 液体を収納したケース内に回転自在に支持さ
れた回転部材２１と、該回転部材２１の下方から液中に
気泡Ａを供給する気泡供給部１２と、気泡Ａの浮力を回
転部材２１の回転力に変換する回転部材駆動手段２０
と、を備えてなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば中空糸膜モジ
ュールのケース内の中空糸膜の表面に堆積した堆積物を
取り除くためにケース内の液中に気泡を供給する気泡分
散機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、中空糸膜モジュールは、たと
えば図８に示すようなものがある。すなわち、この中空
糸膜モジュール１００は、多数本の中空糸膜１０１の束
の両端末部にて各中空糸膜１０１の一方の端末を開口状
態に保ちつつ各中空糸膜１０１間を接着固定すべく各中
空糸膜１０１間の隙間を封止材１０２にて封止固定（ポ
ッティング）された中空糸膜束１０３を、各中空糸膜１
０１の端末が開口されてポッティングされている中空糸
膜開口端面１１１を有するポッティング部１０４にてケ
ース１０５内に吊設部材１０６を介して吊設されたもの
である。

【０００３】ケース１０５には、底部にケース１０５内
に気泡Ａを供給する気泡供給部としての気泡供給ポート
１０７を有し、上部に透過液出口１０８を有し、ポッテ
ィング部１０４の軸方向内側近傍の側面にケース１０５
内に原液を供給するための原液供給口１０９を有し、そ
の原液供給口１０９と断面で見て対向する側面にケース
１０５から気泡Ａを抜け出させる気泡抜口１１０を有し
ている。

【０００４】そして、上記中空糸膜モジュール１００
は、下水処理などの分野で用いられるもので、汚濁物質
が比較的多い濾過等に使用される。濾過は次のように行
なわれる。つまり、原液供給口１０９よりケース１０５
内に原液が供給され、この原液が各中空糸膜１０１の表
面から内部に通ることによって濾過されて透過液が得ら
れ、この透過液は中空糸膜開口端面１１１を介して透過
液出口１０８より流出される外圧式となっている。

【０００５】このような濾過運転の際、たびたび濾過圧
が上昇する毎に、気泡Ａを気泡供給ポート１０７を介し
て液中に供給させて、この気泡Ａを中空糸膜１０１に当
てて中空糸膜１０１の表面に堆積した汚濁物質を取り除
く気泡洗浄を行なっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術の場合には、下部のポッティング部１１２に
気泡Ａが当たると気泡Ａが片寄って上昇してしまい、中
空糸膜１０１の片側しか洗浄できない。また、全体を洗
浄すべく気泡Ａを多く供給すると、気泡が集中して当た
る部分ができ、その部分における中空糸膜１０１が損傷
する。

【０００７】そこで、中空糸膜束１０３に対して全周的
に気泡Ａを供給するために、図９に示すようなリング状
のチューブ１１３に下向きに開けられた複数の穴１１４
が全周的に設けられ、チューブ１１３には気泡供給ポー
ト１０７と連通する管１１５が連結された構造物をケー
ス１０５の底部に設けた中空糸膜モジュール１００があ
る。

【０００８】しかしながら、気泡Ａが全周的に供給され
はするものの、気泡Ａは直接上昇するため、下部のポッ
ティング部１１２に気泡Ａが当たり、気泡Ａが片寄る場
合がある。これにより、中空糸膜束１０３の下部のポッ
ティング部１１２が気泡Ａが片寄った側の反対側に傾
き、一度傾くと復帰できないので、気泡Ａは片寄ったま
まとなり、中空糸膜１０１の片側しか洗浄できなくな
る。

【０００９】また、気泡Ａの片寄りを無くすべく通常の
攪拌機を用いた場合、攪拌機の軸シール、電力供給など
複雑な機構が必要となる。

【００１０】本発明は上記した従来技術の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、中
空糸膜の洗浄性の向上を図ると共に、中空糸膜の保護を
図り、さらには製作容易化を図り得る気泡分散機を提供
することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にあっては、液体を収納したケース内に回転
自在に支持された回転部材と、該回転部材の下方から液
中に気泡を供給する気泡供給部と、気泡の浮力を回転部
材の回転力に変換する回転部材駆動手段と、を備えてな
ることを特徴とする。

【００１２】

【作用】上記構成の気泡分散機にあっては、回転部材が
気泡供給部から供給された気泡の浮力を回転力に変換す
る回転部材駆動手段により回転することにより、気泡の
上昇する位置が移動することになり、気泡が分散されて
液中に供給される。

【００１３】

【実施例】以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例に係る気泡分散機を示し
ており、この気泡分散機１は図２及び図３に示す中空糸
膜モジュール２のケース３の底部に取付けられるもので
ある。

【００１４】まず、図２に示す中空糸膜モジュール２に
ついて説明する。この中空糸膜モジュール２は、多数本
の中空糸膜４の束の両端末部にて各中空糸膜４の一方の
端末を開口状態に保ちつつ各中空糸膜４間を接着固定す
べく各中空糸膜４間の隙間を封止材５にて封止固定（ポ
ッティング）された中空糸膜束６を、各中空糸膜４の一
方の端末が開口されてポッティングされている中空糸膜
開口端面７を有するポッティング部８にてケース３内に
吊設部材９を介して吊設されたものである。

【００１５】ケース３は、中空糸膜束６が収納される収
納部３１と、収納部３１の一方の開口部を閉塞すると共
に気泡分散機１が取付けられる底部３２と、収納部３１
の他方の開口部を閉塞すると共に吊設部材９を介して中
空糸膜束６のポッティング部８が吊設されるキャップ３
３とから構成されている。

【００１６】収納部３１は、両端を開口する筒状部材
で、両方の開口部端部にはそれぞれ外向きのフランジ部
３１Ａを有しており、また中空糸膜束６が吊設されてい
る状態でポッティング部８の軸方向内側近傍の側面にケ
ース３内に濾過対象液としての原液を供給するための原
液供給口１０を有し、その原液供給口１０と断面で見て
対向する側面にケース３から気泡Ａを抜け出させる気泡
抜口１１を有している。

【００１７】また底部３２は、円盤状で径は収納部３１
のフランジ部３１Ａの外径とほぼ同じとなっており、そ
の中央付近にはケース３内の液中に気泡Ａを供給するた
めの気泡供給部としてのエアーノズル１２が取付けられ
ている。

【００１８】キャップ３３は、円盤状で径は収納部３１
のフランジ部３１Ａの外径とほぼ同じとなっており、そ
の中央付近には透過液を外部に流出するための軸方向外
側に突出する透過液出口１３を有しており、内側には吊
設部材９を取付けるための環状凸部３３Ａが設けられて
いる。

【００１９】一方吊設部材９は、キャップ３３の環状凸
部３３Ａの内周面に取付けられる凸部９１と、中空糸膜
束６のポッティング部８を吊設する吊設部９２とから構
成されている。そして、この吊設部材９が集水部１５を
有して凸部９１の外周面が環状凸部３２Ａの内周面に対
してシール部材としてのＯリング１４を介して液密に取
付けられている。また、凸部９１には集水部１５と透過
液出口１３とを連通する軸方向に貫通形成される通路９
３を有している。

【００２０】そして、中空糸膜束６が吊設された後に、
ケース３の収納部３１のそれぞれのフランジ部３１Ａと
底部３２及びキャップ３３の周縁部とを締付部材１６に
て液密に締付ける。

【００２１】上記構成の中空糸膜モジュール２は、例え
ば下水処理などの分野で用いられ、汚濁物質Ｄが比較的
多い濾過等に使用される。濾過は次のように行なわれ
る。つまり、原液供給口１０よりケース３内に原液が供
給され、この原液が各中空糸膜４の表面から内部に通る
ことによって濾過されて透過液が得られ、この透過液は
中空糸膜開口端面７より集水部１５，通路９３を介して
透過液出口１３より流出される外圧式となっている。

【００２２】このような濾過運転の際、たびたび濾過圧
が上昇する毎に、気泡Ａをエアーノズル１２を介してケ
ース３内の液中に供給させて、図７（ａ）に示すように
各中空糸膜４間に堆積した汚濁物質を図７（ｂ）に示す
ように各中空糸膜４に気泡Ａを当てて取り除く気泡洗浄
を行なっている。

【００２３】次に、上記気泡洗浄に用いられる本発明の
一実施例に係る気泡分散機１について図１に基づき説明
する。

【００２４】この気泡分散機１は、エアーノズル１２の
近傍に取付けられており、概略、液体を収納したケース
３内に回転自在に支持された回転部材としての分散用翼
２１と、気泡Ａの浮力を分散用翼２１の回転力に変換す
る回転部材駆動手段２０とを備えてなるものである。

【００２５】分散用翼２１は、図１（ｂ）に示すように
円筒状の胴部２３の外周面に矩形状の２枚の羽根２２を
傾斜させ２等配に設けたものである。尚、羽根２２は２
枚ではなく、分散から見て６枚の方が２枚より好適であ
る。

【００２６】回転部材駆動手段２０は、軸２５と、ケー
ス３の底部３２に設けられた軸２５の軸受２６と、軸２
５に一体的に取付けられるプロペラ２７と、分散用翼２
１を軸２５に対して固定するための締付部材２４とから
構成されている。

【００２７】プロペラ２７は、軸２５の中途部に一体的
に設けられており、その長さは装着時、エアーノズル１
２から供給される気泡Ａの浮力を得ることが可能な寸法
となっている。そして、プロペラ２７が一体となった軸
２５の一端をエアーノズル１２の近傍に設けられた軸受
２６に挿入し、回転自在に支持する。この軸２５の他端
部に分散用翼２１の胴部２３を挿入し、締付部材２４を
介して一体的に固定する。

【００２８】このように構成された気泡分散機１は、エ
アーノズル１２より気泡Ａが液中に供給されると、この
気泡Ａの浮力をプロペラ２７が受け、プロペラ２７が回
転する。このことにより、軸２５を介して分散用翼２１
が回転し、その回転による分散用翼２１がつくる流れを
利用して分散用翼２１の下方から供給された気泡Ａが分
散される。このように気泡Ａが分散された状態で、各中
空糸膜４間に堆積した汚濁物Ｄを取り除く洗浄が行なわ
れる。

【００２９】気泡洗浄の具体例を示すと、図３に示すよ
うな中空糸膜４の長さＬ：８００〜１０００mm、中空糸
膜束６の外径ｄ：８０mm、ケース３の外径Ｄ：１００mm
の中空糸膜モジュール２の洗浄は約１〜１．５時間おき
に３〜５分の気泡Ａを供給（バブリング）する。流量は
８００Nl/hr 程度。そして、バブリング時間を３分とす
ると、上記気泡分散機１によれば０．３〜１rpm で良
い。

【００３０】上記構成の気泡分散機にあっては、回転部
材駆動手段２０により、分散用翼２１に回転力が作用
し、この回転力による分散用翼２１がつくる流れにより
下方から供給される気泡Ａの上昇する位置がまんべんな
く移動することになり、従来技術のように気泡Ａが片寄
ったままになることがないので、中空糸膜４を全体にわ
たって洗浄することができ、洗浄性の向上を図ることが
できる。

【００３１】また、まんべんなく移動して気泡Ａが中空
糸膜４に当たるため、気泡Ａが集中して中空糸膜４に当
たることがないので、中空糸膜４の保護性が向上する。

【００３２】さらに、まんべんなく移動して気泡Ａが中
空糸膜４に当たるため、多少気泡Ａの量が減っても、洗
浄性が大きく劣ることがないので、運転の安定化が図れ
る。

【００３３】そして、この気泡分散機の駆動源が気泡Ａ
の浮力であるため、わざわざ駆動系の構成を要すること
がないので、製作容易化を図ることもできる。

【００３４】図４には、本発明の第２の実施例が示され
ている。上記実施例では回転部材を分散用翼２１とした
が、この実施例では円すい形状の傘部材２１Ａとしたも
ので、この傘部材２１Ａの周面の中途部に貫通した孔２
１Ｂを有したものである。

【００３５】このように回転部材を傘部材２１Ａとする
ことにより、傘部材２１Ａ内に気泡溜りＡ0 が生じる
が、孔２１Ｂを有しているため、その孔２１Ｂから気泡
Ａが出てくる。そして、この傘部材２１Ａは回転するた
め、孔２１Ｂの位置が回転方向に移動することになる。
従って、気泡Ａがまんべんなく移動することになる。

【００３６】この実施例では、孔２１Ｂによって気泡Ａ
の上昇位置が移動することになるので、上記第１実施例
に比べて確実に気泡Ａがまんべんなく分散することがで
きる。

【００３７】その他の構成及び作用については第１実施
例と同一なので、同一の構成部分については同一の符号
を付して、その説明は省略する。

【００３８】また、図５には、傘部材２１Ａの他の態様
の傘部材２１Ａ’を示しており、これは孔２１Ｂではな
く切欠き２１Ｃを設けたものである。この場合の好適な
寸法関係は、傘部材２１Ａ’の外径をｄ1 、切欠き２１
Ｃの内径をｄ2 、収納部３１の内径をＤ1 とした場合、
ｄ1 ＝０．８〜０．９Ｄ1 ，ｄ2 ＝０．５〜０．８ｄ1
である。尚、エアーノズル１２’の供給源の位置はケー
ス３の収納部３１となっている。

【００３９】図６には、本発明の第３の実施例が示され
ている。この実施例では、回転部材駆動手段を軸２５に
羽根２２Ａをつる巻状に巻き付けたスクリュー状部材２
０Ａとしたものである。このような構造とすることによ
り回転部材が不要になり、さらに製作容易化が図れる。

【００４０】尚、上記各実施例では中空糸膜モジュール
２に用いたものを例にとって説明したが、これに限るも
のではない。

【００４１】

【発明の効果】本発明は、以上の構成および作用を有す
るもので、気泡の浮力を回転部材の回転力に変換する回
転部材駆動手段により、回転部材に回転力が作用し、こ
の回転力により回転部材が回転し、回転部材の下方から
供給される気泡の上昇する位置がまんべんなく移動する
ことになり、従来技術のように気泡が片寄ったままにな
ることがないので、中空糸膜を全体にわたって洗浄する
ことができ、洗浄性の向上を図ることができる。

【００４２】また、まんべんなく移動して気泡が中空糸
膜に当たるため、気泡が集中して中空糸膜に当たること
がないので、中空糸膜の保護が図れる。

【００４３】さらに、まんべんなく移動して気泡が中空
糸膜に当たるため、多少気泡の量が減っても、洗浄性が
大きく劣ることがないので、運転の安定化が図れる。

【００４４】そして、この気泡分散機の駆動源が気泡の
浮力であるため、わざわざ駆動系の構成を要することが
ないので、製作容易化を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明の一実施例に係る気泡分散
機の概略構成図で、同図（ｂ）は同図（ａ）の分散用翼
の斜視図である。

【図２】図２は図１の気泡分散機を適用した中空糸膜モ
ジュールの概略断面図である。

【図３】図３は中空糸膜モジュールの寸法を表す一部破
断斜視図である。

【図４】図４（ａ）は本発明の第２実施例に係る気泡分
散機を適用した中空糸膜モジュールの概略断面図であ
り、図（ｂ）は同図（ａ）の傘部材の断面図である。

【図５】図５は傘部材の他の態様を示す斜視図である。

【図６】図６は本発明の第３実施例に係る気泡分散機の
要部斜視図である。

【図７】図７（ａ）は各中空糸膜間に汚濁物が堆積した
状態を示す平面図であり、同図（ｂ）は気泡により汚濁
物が取り除かれている状態を示す平面図である。

【図８】図８は従来の気泡洗浄を表す中空糸膜モジュー
ルの模式図である。

【図９】図９（ａ）は他の従来の気泡洗浄のための構造
物の概略斜視図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）の構造
物を適用した中空糸膜モジュールの要部断面図である。

【符号の説明】

１ 気泡分散機 ２ 中空糸膜モジュール ３ ケース ３１ 収納部 ３１Ａ フランジ部 ３２ 底部 ３３ キャップ ３３Ａ 環状凸部 ４ 中空糸膜 ５ 封止材 ６ 中空糸膜束 ７ 中空糸膜開口端面 ８，１７ ポッティング部 ９ 吊設部材 ９１ 凸部 ９２ 吊設部 ９３ 通路 １０ 原液供給口 １１ 気泡抜口 １２，１２’ エアーノズル（気泡供給部） １３ 透過液出口 １４ Ｏリング １５ 集水部 １６ 締付部材 ２０ 回転部材駆動手段 ２０Ａ スクリュー状部材（回転部材駆動手段） ２１ 分散用翼（回転部材） ２１Ａ，２１Ａ’ 傘部材 ２１Ｂ 孔 ２１Ｃ 切欠き ２２，２２Ａ 羽根 ２３ 胴部 ２４ 締付部材 ２５ 軸 ２６ 軸受 ２７ プロペラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体を収納したケース内に回転自在に支
   持された回転部材と、 該回転部材の下方から液中に気泡を供給する気泡供給部
   と、 気泡の浮力を回転部材の回転力に変換する回転部材駆動
   手段と、を備えてなることを特徴とする気泡分散機。