JPH08206408A

JPH08206408A - 気液分離装置

Info

Publication number: JPH08206408A
Application number: JP29397395A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nitami; 武仁多見
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-03-02
Filing date: 1995-11-13
Publication date: 1996-08-13

Abstract

(57)【要約】【課題】気泡の分離特性に優れたものを得る。【解決手段】鉛直に配置される容器２内を、上部に流出
室７、下部に流入室５、および中間に減圧室６として区
画し、減圧室６内に直径が５mm以下で長さが５０cm以上
の中空糸膜８を１００本以上ほぼ鉛直状態で並設し、か
つ各中空糸膜８，８…の一端を流入室５に連通させ、他
端を流出室７に連通させ、減圧室６を減圧状態としなが
ら被処理液を送液圧送源１１から流入室５に供給すると
ともに流出室７から排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液、好ましくは水
道水の赤水発生防止のために酸素を除去する気液分離装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の膜分離技術の進展には著しいもの
があるが、その膜として取扱性の点で中空糸膜が注目さ
れている。

【０００３】一方、多孔質チューブを並設して、脱気を
行うことが、たとえば特開昭59−216606号公報に記載さ
れており、この種の脱気装置を利用して、水道水から溶
存酸素を除去することにより、酸化に伴う赤水発生を防
止することが考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、少量の水道水
を処理するのであれば問題が少ないが、ビルなどの大量
の水道水を処理することを考えると、中空糸膜を多数本
配設することが必要になり、かつ各中空糸膜の長さとし
て長いものが必要になる。

【０００５】実際、前記公報記載の技術においても、た
とえば長さ１０〜５０ｍの中空糸膜を２５本並設するこ
とが記載されている。

【０００６】しかしながら、このような長い中空糸膜を
小さい容器内に収めるためには、各中空糸膜の途中を何
重にも渦巻き状に巻回する必要がある。しかし、各中空
糸膜を渦巻き状に巻回すると、各巻き相互が接触する状
態になり、中空糸膜の全周に完全に減圧が作用せず、減
圧効果が低下し、脱気性が低下する。

【０００７】すなわち、渦巻き状に容器内に巻回した場
合には、その途中の曲り部分で気泡が詰まってしまい、
減圧室内を高真空化しても、被処理液の流れがその曲り
部分で渦流化しデッドスペース化されてしまうために、
そのデッドスペース部分に真空が作用せず、結果とし
て、効果的な気液分離を行うことができない。このデッ
ドスペース化は、配管技術の下で、たとえば上曲り配管
における曲り部分において渦流がみられるところと同様
である。

【０００８】他方、被処理液を上から下に流す場合に
は、気泡に対して常に上向きの浮力が作用するために、
その気泡の一部が流れにより押される力より、気泡の中
空糸膜の内壁面への表面張力が相対的に強くなった場合
に、剥離されないまま、中空糸膜内に残存する結果とな
る。

【０００９】かかる現象は、透明容器を用いての実験に
おいて、運転開始時に、気泡の突如の中空糸膜からの流
出によって液位が著しく不安定であることが視認される
ことからも確認されている。

【００１０】この液位の不安定性は、長期にわたって運
転・再開を繰り返すと、より一層顕著となる。このよう
に時間的に不安定となることは、中空糸膜の径がごく小
さく、かつ長さが長く、しかも多数本であるために、気
泡の残存がある中空糸膜に対しては、他の中空糸膜に対
してより、液の流れ抵抗が大きくなために、結果とし
て、一部の中空糸膜に対しては液の流量が小さくなるま
たは流れなくなり、これがなんからの原因で気泡が剥離
して解消した場合にみられるものと考えられる。

【００１１】一方、この種のたとえばビルの貯水タンク
に対する気液分離装置は連続的に運転されるものではな
く、運転の停止・再開は、１日当たり数回行われるの
で、中空糸膜内の気泡の残存は大きな問題であり、それ
に伴う菌類の残存・増殖がある。菌類が増殖した水道水
が混入することは大きな問題である。

【００１２】そこで、本発明の課題は、気泡の分離特性
に優れ、かつ各中空糸膜に対する減圧効果が充分に作用
する気液分離装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題は、鉛直に配置
される容器内の上部を上仕切りにより、下部を下仕切り
により、上部に流出室、下部に流入室、および中間に減
圧室を区画し、前記減圧室内に直径が５mm以下で長さが
５０cm以上の中空糸膜を１００本以上ほぼ鉛直状態で並
設し、かつ各中空糸膜の一端を流入室に連通させ、他端
を流出室に連通させ、減圧室を減圧状態としながら被処
理液を送液圧送源から流入室に供給するとともに流出室
から排出するようにしたことで解決できる。

【００１４】

【作用】本発明では、直径が５mm以下と細く、長さが５
０cm以上と長く、かつ中空糸膜が１００本以上多数配設
する場合を対象とする。したがって、前述のように、気
泡の残存が大きな問題となる。

【００１５】しかるに、本発明では、各中空糸膜をほぼ
直線状態に配設したので、前記の各中空糸膜相互のばら
け状態を確実に維持できる。

【００１６】さらに、かかる構成の下で、被処理液は送
液ポンプなどの圧送源により前記流入室に圧送する構成
とした。したがって、被処理液は送液ポンプにより流入
室に流入した後、各中空糸膜内に入り、その内部を徐々
に上昇しながら流出室に導かれる。

【００１７】もって、被処理液中に含まれる気泡は、被
処理液の上昇流に従って上昇し、かつ中空糸膜がほぼ鉛
直状態に配設されている結果、各中空糸膜もほぼ鉛直に
配設されているので、気泡を含有する被処理液がほぼ鉛
直状態で上昇し、気泡が途中で詰まることはない。した
がって、この被処理液が気泡と共に流れる過程におい
て、減圧室の減圧効果により脱気されるので、確実な脱
気（気液分離）を図ることができる。

【００１８】また、従来例にみられる、一部の中空糸膜
内に気泡が残存し、そこに液が流れなくなり、その間に
菌類が増殖し、その後、気泡が剥離して菌類と共に液に
混入し、本管に流れ込むことを防止できる。

【００１９】本発明の効果は、透明容器を用いての実験
において、運転開始の都度、被処理液が減圧室内を平滑
な液位を保ちながら徐々に安定して上昇して行くことが
視認されることからも確認されている。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下本発明を図面を参照しながら
実施例によりさらに詳説する。

【００２１】図１において、１は貯水タンクで、水道水
が一時貯留され、本発明に係る気液分離装置の本体Ｘに
圧送源としての送水ポンプ１１により送水される。

【００２２】気液分離装置の本体Ｘでは、容器２内が上
仕切り壁３および下仕切り壁４により、流入室５、減圧
室６および流出室７に区画されている。減圧室６には、
中空糸膜８を多数本並設したユニット９が複数配設さ
れ、このユニット９、９…の下端部は流入室５を仕切る
下仕切り壁４に、上端部は流出室７を仕切る上仕切り壁
３にそれぞれソケット１０を介して着脱自在に配設され
ており、かつ各中空糸膜８、８…の一端は流入室５に連
通され、他端は流出室７に連通されている。

【００２３】かかる気液分離装置においては、減圧室６
を減圧状態としながら被処理液、たとえば水道水を流入
室５に供給し、各中空糸膜８、８…内を通る過程で、そ
の外部に減圧力を与えて気体、たとえば溶存酸素を中空
糸膜８の壁を通して分離し、気液分離後の排液は流出室
７から排出するようになっている。

【００２４】貯水タンク１からの水道水は、貯水タンク
１内の適宜の位置に設けられた酸素濃度計１２により溶
存酸素量が所定の値以上になったとき、送水ポンプ１１
が起動し、各気液分離装置に対して供給するようになっ
ている。また、必要により、気液分離装置の運転によ
り、中空糸膜７の汚染が激しくなったとき、洗浄液タン
ク１３から洗浄液１４が送水管１５に対して供給され
る。

【００２５】本体Ｘ内の減圧室６は真空ポンプ１６と吸
引管１７を介して連通している。また、流出室７から流
出した排水は、流出管１８を通って、返送管１９を介し
て貯水タンク１内に返送されるようになっている。この
返送は必須でなく、直接本管２２に流し込むことができ
る。さらに、上記洗浄時において、洗浄済液は排水管２
０により系外に排水される。２１はレリーフバルブであ
り、設定圧力以上の水圧が各中空糸膜８に作用すること
を防止している。

【００２６】次に図２〜図５により、気液分離装置本体
Ｘの詳細構造例を説明すると、本体筒２Ａの上下に上蓋
２Ｂ、下蓋２Ｃが着脱自在に連結ボルト２２により連結
されている。

【００２７】一方、ソケット１０は、第１管１０Ａと、
これに嵌合する第２管１０Ｂと、これらを連結する固定
スリーブ１０Ｃとを備えている。

【００２８】第２管１０Ｂ内には、多数本たとえば１０
０〜４００本の中空糸膜８、８…が並設されており、各
中空糸膜８、８…間および第２管１０Ｂとの間が合成樹
脂接着剤１０Ｄにより充填され液密状態とされている。

【００２９】このように第２管１０Ｂと中空糸膜８群と
のユニット９は、予め第１管１０Ａが仕切り壁３に螺合
された後、第２管１０Ｂが第１管１０Ａの端部にあてが
われ、次いでスリーブ１０Ｃを回転させて第１管１０Ａ
に螺合させることにより連結される。下仕切り壁４に対
しても同様に連結される。古くなったユニット９の新品
ユニットへの交換に際しては、第２管１０Ｂを中空糸膜
８群とともに第１管１０Ａから取り外した後、先のよう
に装着が行われる。

【００３０】本発明における中空糸膜８としては、４フ
ッ化エチレン系樹脂、ポリビニールアルコール系樹脂、
ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリ
スルホン系樹脂などのものを用いることができる。直径
としては、５mm以下、特に０．２〜５mm程度のものを用
いることができる。長さは５０cm以上とされるが処理量
によって設定でき、５ｍ程度のものまでを用いることが
できる。一つのユニット９の中空糸膜８の本数として
は、５０〜７００本程度が好ましい。ユニット数として
は、２〜２００程度とされる。したがって、本発明では
中空糸膜８の本数は１００本以上とされる。中空糸膜８
群の第２管１０Ｂに対する固定に際しては、プラスチッ
ク系接着剤、ゴム系接着剤などを用いることができる。

【００３１】水道水の赤水発生防止のための条件として
は、送水圧力を２〜８kg／cm²、真空ポンプ１６による
減圧力を２〜１５kg／cm²、一本の中空糸膜８を流れる
流量を０．２〜１０リットル／分とすることができる。

【００３２】他方、前記例は送水ポンプ１１により加圧
状態で気液分離装置に対して送水してあるが、水道水の
圧力をそのまま圧送源として用いることもできる。

【００３３】本発明は、水道水からの溶存酸素除去のほ
か、他の液からの目的の気体除去についても同様に適用
できる。

【００３４】

【実施例】図１に示す設備を、あるビルの屋上に設置
し、水道水の溶存酸素除去を行った。中空糸膜として
は、４フッ化エチレン樹脂製のもので、内径０．６mm、
外径０．９mm、長さ２．１ｍのものを用い、その２００
本をユニット化し、かつユニット数を６０とし、１時間
当たり５トンの水道水を処理した。その結果、１年以上
経過しても、全く赤水の発生がみられなかった。

【００３５】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、気泡の分
離特性に優れ、かつ各中空糸膜に対する減圧効果が充分
に作用するなどの利点がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の全体概要図である。

【図２】気液分離装置本体の詳細例の縦断面図である。

【図３】その平面図である。

【図４】ユニットの連結部の縦断面図である。

【図５】図４のＡ部分の拡大図である。

【符号の説明】

１…貯水タンク、２…気液分離装置本体、３、４…仕切
り壁、５…流入室、６…減圧室、７…流出室、８…中空
糸膜、９…ユニット、１０…ソケット、１６…真空ポン
プ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉛直に配置される容器内の上部を上仕切り
により、下部を下仕切りにより、上部に流出室、下部に
流入室、および中間に減圧室を区画し、前記減圧室内に直径が５mm以下で長さが５０cm以上の中
空糸膜を１００本以上ほぼ鉛直状態で並設し、かつ各中
空糸膜の一端を流入室に連通させ、他端を流出室に連通
させ、減圧室を減圧状態としながら被処理液を送液圧送
源から流入室に供給するとともに流出室から排出するよ
うにしたことを特徴とする気液分離装置。