JPH1057775A - 中空糸膜モジュール及びこれを用いた中空糸膜モジュールユニット - Google Patents

中空糸膜モジュール及びこれを用いた中空糸膜モジュールユニット

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JPH1057775A JP8221567A JP22156796A JPH1057775A JP H1057775 A JPH1057775 A JP H1057775A JP 8221567 A JP8221567 A JP 8221567A JP 22156796 A JP22156796 A JP 22156796A JP H1057775 A JPH1057775 A JP H1057775A
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聡史 宮下
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勝行 矢ノ根
Masanori Itakura
正則 板倉
Hiroyuki Okazaki
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐圧性に優れるとともに、高い集積率でその
集積を行うことが可能な中空糸膜モジュールを得るこ
と。 【解決手段】 ハウジングに設けられたスリットに端部
を開口させた中空糸膜を挿入した状態で、スリットに固
定用樹脂を充填固化させることにより、ハウジングと中
空糸膜とを樹脂固定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は液体の濾過を行う中
空糸膜モジュールに係り、特に汚濁性(殊に有機物の汚
濁物質による)の高い液体を濾過するのに適した中空糸
膜モジュールに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、中空糸膜モジュールは、無菌水、
飲料水、高純度水の製造や空気の浄化といったいわゆる
精密濾過の分野において数多く使用されてきたが、近年
においては、これら中空糸膜モジュールを、下水処理場
における二次処理、三次処理や、浄化槽における固液分
離、産業廃水中のss(浮遊懸濁物質)の固液分離、浄
水場における河川水の直接濾過、工業用水道水の濾過、
プール水の濾過等高汚濁性水の処理用途に用いる検討が
行われている。
【0003】高汚濁性水濾過の用途に好適に用いられる
中空糸膜モジュールとしては、特開平5−261253
号公報、特開平6−342号公報、特開平6−340号
公報等に示されるような、矩形のハウジング(集水管)
を有する中空糸膜モジュールが挙げられる。これら矩形
のハウジングを有する中空糸膜モジュールは、これを複
数個結合して中空糸膜モジュールユニットとして高汚濁
性水の濾過処理を行う際、そのハウジングを縦方向に支
持した状態で、濾過槽内に浸漬し、ユニットの下方に配
設した散気管よりエアースクラビング洗浄を行いなが
ら、吸引濾過を行うことにより、長期安定して濾過処理
を行うことが可能である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た公報に記載される中空糸膜モジュールにおいては、図
6にそのハウジング部分の断面図を示した如く、その製
造は、中空糸膜の端を固定用樹脂により封入固定した
後、樹脂をカットすることにより中空糸膜端部を開口さ
せるため、径の大きなハウジングを用いる必要があり、
耐圧性が低下するとともに、この中空糸膜モジュールを
用いて中空糸膜モジュールユニットに組み立てる際、中
空糸膜モジュールの単位堆積当たりの積層率が低下する
といった不都合があった。
【0005】特に近年においては、FRPにより成型し
た浄化槽をマンホール内に配設るケースが増加してい
る。この様な浄化槽は、マンホールの上方からメンテナ
ンスを行うこととなるため、中空糸膜モジュールユニッ
トを用いて濾過処理を行う場合には大きさの制約を受け
ることとなるため、高い集積率で中空糸膜モジュールを
集積させることができる中空糸膜モジュールユニットが
必要となる。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、これらの不都
合に鑑みてなされたものであり、耐圧性が高く、特にマ
ンホール等に配設された浄化槽における濾過処理に好適
に用いられる中空糸膜モジュール及びこれを用いた中空
糸膜モジュールユニットの提供を目的としてなされたも
のである。
【0007】即ち、本発明の中空糸膜モジュールは、平
面状に展開した中空糸膜の少なくとも片端部を、固定用
樹脂でハウジングに液密に固定してなる中空糸膜モジュ
ールであって、ハウジングに設けられたスリットに端部
を開口させた中空糸膜を挿入した状態で、スリットに固
定用樹脂を充填固化させることにより、ハウジングと端
部開口状態の中空糸膜とを固定したことを特徴とする。
また、本発明の中空糸膜モジュールユニットは、前述し
た中空糸膜モジュールの複数個を、その内部に濾液を導
く導水管を有するマニホールドに接続固定したことを特
徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】以下本発明の中空糸膜モジュール
及びこれを用いた中空糸膜モジュールユニットについて
詳細に説明する。図1は本発明の中空糸膜モジュールの
一例を示す斜視図である。本発明の中空糸膜モジュール
は、ハウジング1、固定用樹脂2、中空糸膜3から構成
される。
【0009】ハウジング1は、筒状の形態を有するとと
もに、細長いスリット状の開口部を有する。ハウジング
の材質としては機械的強度及び耐久性を有するものであ
れば良く、ポリカーボネート、ポリスルフォン、ポリオ
レフィン、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、ABS樹
脂、変成PPE樹脂等を用いることができる。中空糸膜
モジュールの使用後に焼却処理が必要な場合には、燃焼
により有毒ガスを出さずに完全燃焼させる事のできる炭
化水素系の樹脂を材質とするのが好ましい。
【0010】ハウジング1に設けられたスリット6は、
外方から中空糸膜を挿入でき、かつ中空糸が潰れない程
度の圧着力で中空糸を保持できる幅であることが望まし
い。最適なスリット幅は当然使用する中空糸膜の外径に
よって異なるが、0.3mm〜5mmの範囲内とするこ
とが好ましい。スリット幅が狭く中空糸が挿入しにくい
場合には、挿入時にスリットを広げるような手段を併用
しても良い。
【0011】図1においては、丸パイプ状のハウジング
を例示しているが、角パイプ状のハウジングを用いるこ
ともできる。ハウジングは、少なくともその片端が開口
した集水口5となっており、中空糸膜モジュールユニッ
トを作成する際には、ハウジングの集水口を、マニホー
ルドに接続し、マニホールドを吸引することにより濾過
処理を行う。この際、ハウジングの両端に集水口を有す
る構造とし、ハウジングの両端をマニホールドに接続し
て固定する構造としてもよい。
【0012】中空糸膜3は、種々のものが使用でき、例
えばセルロース系、ポリオレフィン系、ポリビニルアル
コール系、PMMA系、ポリスルフォン系等の各種材料
からなるものが使用できるが、ポリエチレン等の強伸度
の高い材質のものを用いることがが好ましい。なお、濾
過膜として使用可能なものであれば、孔径、空孔率、膜
厚、外径等には特に制限はない。
【0013】中空糸膜3をスリットに挿入するために
は、中空糸膜をひき揃え挿入していっても良いが、中空
糸膜を例えば緯糸として用いて編地としたものを一枚、
または編地を数枚積層した積層体を使用するのが加工性
の面から好適である。なお、ここでいう編地の積層に
は、編地を切断せずに適当な長さに折り畳み重ねたもの
をも包含する。編地の積層(折り畳み)枚数は、編地の
厚さ、即ち中空糸膜の太さや編地を編成する際の中空糸
膜の合糸本数によっても変化するが、通常は5枚程度ま
でが良い。また、中空糸膜の膜壁の一部分を隣り合う中
空糸膜の側壁に接着させた、中空糸膜シート状物を一
枚、または複数枚積層したものをスリットに挿入しても
良い。
【0014】中空糸膜は、スリットからハウジング内に
挿入する側の中空糸膜端部を、その挿入前に予めカット
して開口させておくことにより、工程数を削減させるこ
とができる。図1に示される如く、中空糸膜の両端部を
別々のハウジングに固定した中空糸膜モジュールとする
場合や、中空糸膜の両端部を同一のハウジングに固定し
た中空糸膜モジュールとする場合には、中空糸膜の両端
をあらかじめ開口させておく。
【0015】中空糸膜の少なくとも一端を、スリットか
らハウジング内に挿入した後に、図2に示される如く、
中空糸膜の固定に用いる粘弾性の比較的高い固定用樹脂
を、ハウジングの外方からスリット部分に塗り込んで中
空糸膜を開口状態で固定化させることにより、ハウジン
グと中空糸膜とを液密に固定する。固定用樹脂2は、中
空糸膜間及びスリットに含浸し固化することにより、被
処理水と処理水とを液密に仕切り、中空糸膜を濾過膜と
して機能させることができる。固定用樹脂としては、エ
ポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹
脂、シリコーン系充填材、各種ホットメルト樹脂等を用
いることができる。
【0016】固定用樹脂によるハウジングと中空糸膜と
の固定は、図3にその断面図を示す如く、堰4を有する
ハウジングを用いて、堰の内部に固定用樹脂を溜めて固
化する方法を用いてもよい。
【0017】この様に、予め端部を開口させた中空糸膜
をスリットからハウジング内に挿入た後にスリット部分
の樹脂固定を行うことにより、従来法において必要であ
った、ハウジング内部での、中空糸端部開口のための樹
脂固定部のカットが必要なく、ハウジングの径を細く設
計することができるため、耐圧性を向上させることがで
きる。また、ハウジングの細径化により、中空糸膜モジ
ュールを積層して中空糸膜モジュールユニットとして使
用した際の集積率を高めることができるため、濾過能力
が高く、かつコンパクトな中空糸膜モジュールユニット
とすることができる。
【0018】更に、前述したカットの必要がないため、
ハウジングの長さをも長く設計することが可能となり、
膜面積の高い中空糸膜モジュールもしくは中空糸膜モジ
ュールユニットとすることができる。
【0019】本発明の中空糸膜モジュールユニットは、
前述した中空糸膜モジュールの複数個を、固定具を用い
て林立させていっても良いが、図5に示すような複数の
開口部を有し、その内部に開口部から流入する濾過水を
連通させる導水管を有するマニホールドを用いて、その
開口部にハウジングを挿入することにより中空糸膜モジ
ュールを集積させていくと、集積率を高く設計できると
ともに、簡便に中空糸膜モジュールの交換を行うことが
できる。マニホールドに中空糸膜モジュールを挿入した
中空糸膜モジュールユニットの斜視図を図4に示す。
【0020】本発明の中空糸膜モジュールユニットは、
中空糸膜モジュールの集積率を高く設計できるため、ユ
ニットの大きさの制限を受ける様な場所での濾過処理、
特にマンホール内に配設された浄化槽での濾過処理を好
適に行うことができる。
【0021】本発明の中空糸膜モジュールユニットを用
いてマンホール内の浄化槽での濾過処理を行う場合、そ
のハウジング長を30mm〜2000mmとした中空糸
膜モジュールを用いることが好ましい。ハウジングの直
径に関しては、中空糸膜モジュールの集積率(単位容積
当たりに充填できる膜面積)を高く採るためには、ハウ
ジング材に要求される強度を持ち、ハウジング内部を流
れる流体への抵抗が少なく、加工に大きな支障の無い範
囲で、できる限り細いことが好ましく、5〜30mmの
直径を有する中空糸膜モジュールを用いることが好まし
い。ハウジング材の肉厚に関しても上記条件を満たして
いれば特に制限はない。有効中空糸長の範囲は、有効中
空糸長が200〜1000mmの範囲内にある中空糸膜
モジュールを用いると、マンホール内での濾過処理を好
適に行うことができる。
【0022】本発明の中空糸膜モジュールユニットを用
いて、例えば5人槽の浄化槽の濾過処理を行う場合、標
準的な排水量は1m3/dayである。例えば0.2m
/day(m3/m2・day)の濾過能力を有する中空
糸膜を用いた場合には、その膜面積が5m2のとなるよ
う、モジュールを集積化し、中空糸膜モジュールユニッ
トの作成を行う。また、膜洗浄用散気管との現場での位
置合わせの手間を省くために、予め中空糸膜モジュール
ユニットの下方に散気管を取り付けておいても良い。
【0023】
【発明の効果】本発明の中空糸膜モジュールは、平面状
に展開した中空糸膜の少なくとも片端部を、固定用樹脂
でハウジングに液密に固定してなる中空糸膜モジュール
であって、ハウジングに設けられたスリットに端部を開
口させた中空糸膜を挿入した状態で、スリットに固定用
樹脂を充填固化させることにより、ハウジングと中空糸
膜とを固定されるので、ハウジングを細く設計すること
ができ、その耐圧性を向上させることができるととも
に、中空糸膜モジュールユニットを作成する場合に、中
空糸膜モジュールの集積率の高いユニットとすることが
できる。また、中空糸膜として編み織物とした中空糸膜
を用いると、中空糸膜モジュールへの加工を簡易に行う
ことができる。
【0024】また、本発明の中空糸膜モジュールユニッ
トは、前述した中空糸膜モジュールの複数個を、その内
部に濾液を導く導水管を有するマニホールドに接続固定
したので、耐圧性、濾過処理能力に優れる。また、その
直径が5〜30mm、長さが30〜2000mmである
2つのハウジングに、有効中空糸膜長が200mm〜1
000mmとなるよう、中空糸膜の両端部をそれぞれ固
定した中空糸膜モジュールを用ることにより、マンホー
ル内に設置された浄化槽内での高汚濁水の濾過処理を好
適に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の中空糸膜モジュールの一例を示
す斜視図である。
【図2】図2は本発明の中空糸膜モジュールの一例であ
り、ハウジング部分の断面構造を示す断面図である。
【図3】図3は本発明の中空糸膜モジュールの、ハウジ
ング部分の断面構造の他の一例を示す断面図である。
【図4】図4は本発明の中空糸膜モジュールユニットの
一例を示す斜視図である。
【図5】図5は、本発明の中空糸膜モジュールユニット
に用いるマニホールドの一例を示す斜視図である。
【図6】図6は、従来の中空糸膜モジュールの一例を示
す斜視図である。
【符号の説明】
1;ハウジング 2;固定用樹脂 3;中空糸膜 4;堰 5;集水口 6;スリット 7;導水管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢ノ根 勝行 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目1番60号 三菱レイヨン株式会社商品開発研究所内 (72)発明者 板倉 正則 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目1番60号 三菱レイヨン株式会社商品開発研究所内 (72)発明者 岡崎 博行 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目1番60号 三菱レイヨン株式会社商品開発研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平面状に展開した中空糸膜の少なくとも
    片端部を、固定用樹脂でハウジングに液密に固定してな
    る中空糸膜モジュールであって、ハウジングに設けられ
    たスリットに端部を開口させた中空糸膜を挿入した状態
    で、スリットに固定用樹脂を充填固化させることによ
    り、ハウジングと端部開口状態の中空糸膜とを固定した
    ことを特徴とする中空糸膜モジュール。
  2. 【請求項2】 中空糸膜編地とした中空糸膜を用いたこ
    とを特徴とする請求項1記載の中空糸膜モジュール。
  3. 【請求項3】 直径が5〜30mm、長さが30〜20
    00mmである2つのハウジング間に、有効中空糸膜長
    が200mm〜1000mmとなるよう、中空糸膜の両
    端部をそれぞれ固定したことを特徴とする請求項1また
    は2記載の中空糸膜モジュール。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3記載の中空糸膜モジュー
    ルの複数個を、その内部に濾液を導く導水管を有するマ
    ニホールドに接続固定したことを特徴とする中空糸膜モ
    ジュールユニット。
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