JPH11239719A - 濾過膜モジュールの配管構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、濾過膜に蓄積した懸濁物質を排除
するエアバブリング時や洗浄時等に該濾過膜に供給され
るエア等の気体や薬液等の液体の流量を均一に分配して
供給し得ると共に構造が簡単で部品点数及び組立工数を
削減してコストダウンを図ると共にコンパクトで設置ス
ペースを低減することが出来る濾過膜モジュールの配管
構造を提供することを可能にすることを目的としてい
る。 【解決手段】 濾過膜モジュール１に原液を供給するた
めの原液供給ヘッダ３の内部に該濾過膜モジュール１に
エアを供給するエアー供給ヘッダ４を収容配置し、エア
ー供給ヘッダ４に設けられたノズル５から吐出されたエ
アが原液供給ヘッダ３、原水枝管２を介して濾過膜モジ
ュール１に供給されるように構成したことを特徴とす
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、濾過膜に蓄積した
懸濁物質を排除するエアバブリング時や洗浄時等に該濾
過膜に供給されるエア等の気体や薬液等の液体の流量を
均一に分配して供給し得る濾過膜モジュールの配管構造
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】河川水、湖沼水、地下水或いは海水等を
原液として精密濾過、限外濾過装置により大量に浄化す
る水処理を行う濾過装置では、濾過能力の維持のために
濾過膜に蓄積した懸濁物質を排除するために濾過膜にエ
ア等の気体を供給するエアバブリング運転が定期的に実
施される。

【０００３】従来の濾過膜モジュールの配管構造につい
て図６を用いて説明する。図６において、複数の濾過膜
モジュール１が夫々原液枝管２を介して原液供給ヘッダ
３に並列に接続されており、該複数の原液枝管２には原
液供給ヘッダ３の外部であって該原液供給ヘッダ３に略
平行して配置されたエア供給ヘッダ51に夫々制限オリフ
ィス52を介在させた複数のエア枝管53が接続されてい
る。

【０００４】制限オリフィス52はエア供給ヘッダ51から
夫々のエア枝管53を介して原液枝管２内に供給されるエ
アの流量を均一に分配するためのものであり、原液枝管
２に供給されたエアは濾過膜モジュール１の中空糸状膜
に供給され、エアバブリングによって該中空糸状膜に蓄
積した懸濁物質を排除するようになっている。

【０００５】各濾過膜モジュール１毎に設けられるエア
枝管53をエア供給ヘッダ51と原液枝管２との間に取り付
ける際には、先ず、エア供給ヘッダ51と原液枝管２の夫
々の管壁に各濾過膜モジュール１の数だけ貫通穴を穿設
して該貫通穴に対応してエア枝管53を接続するためのソ
ケット51ａ，２ａを該エア供給ヘッダ51と原液枝管２の
夫々の管壁に溶接して固定する。

【０００６】そして、接続用の配管53ａ，53ｂをソケッ
ト51ａ，２ａに夫々螺合して制限オリフィス52の両側に
設けられたユニオンで配管53ａ，53ｂを接続するもので
あった。

【０００７】また、他の従来例として、ヘッダ自体が第
２通路内に第１通路を含み、該第１通路は該ヘッダ領域
内で該第１通路内の液体が該第２通路内の液体と混合す
るのを防止するように構成されたフィルターカートリッ
ジアッセンブリが特表平5-508801号公報に開示されてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
図６に示した従来例では、原液供給ヘッダ３の外部にエ
ア供給ヘッダ51が並行して配置され、更には該エア供給
ヘッダ51を固定するための架台が必要であるためエア供
給ヘッダ51とエア枝管53を配置するために配管構造全体
が占めるスペースが大きくなり、装置全体の寸法が大き
くなって架台製作コスト及び設置スペースが増大し、配
置設計上不利であるという問題がある。

【０００９】また、エア供給ヘッダ51と原液枝管２とを
接続するエア枝管53及び制限オリフィス52が各濾過膜モ
ジュール１毎に必要であるため配管構造を構成する部品
点数が多く、部品コスト及び組立工数が増大して設備に
コストがかかるという問題がある。

【００１０】即ち、上記のような構成では、エア枝管53
を固定する場合の位置合わせに手間がかかる上、エア供
給ヘッダ51からエア枝管53を流通して原液枝管２に供給
されるエアの外部への漏れを防止するために安定した気
密性を確保する必要が有り、そのためには各接合部を十
分に締め付けたりガスケットを設ける等の必要があるた
め各接合部の螺合締着作業が面倒であり、組付けに際し
て多くの部品を要すると共に作業工数がかかるという問
題があった。

【００１１】本発明は前記課題を解決するものであり、
その目的とするところは、濾過膜に蓄積した懸濁物質を
排除するエアバブリング時や洗浄時等に該濾過膜に供給
されるエア等の気体や薬液等の液体の流量を均一に分配
して供給し得ると共に、構造が簡単で部品点数及び組立
工数を削減してコストダウンを図ると共にコンパクトで
設置スペースを低減することが出来る濾過膜モジュール
の配管構造を提供せんとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明に係る濾過膜モジュールの配管構造は、複数の
濾過膜モジュールに第１の液体を分配して供給するため
の第１の配管の内部に気体または第２の液体を均一に分
配して供給する第２の配管を収容配置し、前記第１の配
管の内部で該第１の配管と前記第２の配管とを連通させ
て構成したことを特徴とする。

【００１３】上記構成によれば、第２の配管が第１の配
管の内部に収容配置されるため複数の濾過膜モジュール
からなる配管構造が簡単で部品点数及び組立工数を削減
してコストダウンを図ると共にコンパクトで設置スペー
スを低減することが出来る。

【００１４】また、第１の配管の内部で該第１の配管と
第２の配管とを連通させて構成したことにより第２の配
管から第１の配管の内部に気体または第２の液体を供給
すると共に該第１の配管から複数の濾過膜モジュールに
気体または第２の液体を均一に分配して供給することが
出来る。

【００１５】また、上記構成により、第１の配管と第２
の配管との位置合わせが容易に出来る上、第２の配管か
ら濾過膜モジュールに供給される気体または第２の液体
の外部への漏れが確実に防止出来、安定した気密性を確
保することが容易に出来るため各配管の接合部の螺合締
着作業等が容易である。

【００１６】また、前記第２の配管に前記第１の配管か
ら前記複数の濾過膜モジュールに夫々接続される複数の
枝管に対応する位置に前記気体または第２の液体を均一
に分配して供給するためのノズルを設けた場合には該ノ
ズルにより第１の配管の内部に気体または第２の液体を
供給した後、複数の枝管を介して該気体または第２の液
体を各濾過膜モジュールに均一に分配して供給すること
が出来る。

【００１７】前記第２の配管の外周に設けられた位置決
めガイドにより該第２の配管を前記第１の配管に対して
位置決めするように構成した場合には、第２の配管を第
１の配管内に収容した際に位置決めガイドにより第２の
配管を第１の配管に対して容易に且つ安定して位置決め
することが出来る。

【００１８】また、前記第２の配管の外周に設けられた
接続用フランジをパッキンを介在させて前記第１の配管
の端部に設けられた接続用フランジに当接させて接合し
た場合には、第２の配管を第１の配管の端部から内部に
挿入して収容し、該第２の配管の外周に設けられた接続
用フランジをパッキンを介在させて第１の配管の端部に
設けられた接続用フランジに当接させて接合して組み立
てることが出来、第２の配管から第１の配管を介して濾
過膜モジュールに供給されるエア等の気体や薬液等の液
体が外部へ漏れることを防止出来る安定した気密性を確
保することが容易に出来る。

【００１９】

【発明の実施の形態】図により本発明に係る濾過膜モジ
ュールの配管構造の一実施形態を具体的に説明する。図
１は本発明に係る濾過膜モジュールの配管構造を示す正
面図、図２は本発明に係る濾過膜モジュールの配管構造
を示す横断面説明図、図３は第１の配管の内部に収容配
置された第２の配管及びノズルの構成を示す拡大図、図
４は第１の配管及びこの内部に収容配置された第２の配
管の夫々の端部の構成を示す縦断面説明図、図５は第２
の配管から第１の配管、枝管を介して濾過膜モジュール
にエアを供給する様子を示す横断面説明図である。

【００２０】本発明に係る濾過膜モジュールの配管構造
は、例えば、河川水、湖沼水、地下水或いは海水等の原
液を循環しながら濾過を行うクロスフロー型の精密或い
は限外濾過装置において、中空糸状の濾過膜に蓄積した
懸濁物質を排除するエアバブリング時や洗浄時に該濾過
膜に供給されるエア等の気体や薬液等の液体を均一に分
配するための配管構造に適用可能なものであり、図に示
すように中空糸状膜を内蔵した濾過膜モジュール１に第
１の液体となる原液を供給するための第１の配管として
の原液供給ヘッダ３の内部にエア等の気体や薬液等の第
２の液体を供給する第２の配管を収容配置したものであ
る。

【００２１】尚、以下の説明では第２の配管がエアを供
給するエア供給ヘッダ４により構成された場合の一例を
示す。

【００２２】図１及び図２において、複数の濾過膜モジ
ュール１が等間隔で起立して設けられており、各濾過膜
モジュール１は夫々に接続された原液枝管２を介して水
平方向に配置された原液供給ヘッダ３に並列に接続され
ている。原液供給ヘッダ３の内部にはエア供給ヘッダ４
が収容されており、該エアー供給ヘッダ４の前記複数の
原液枝管２に対応する位置にはエアを均一に分配して供
給するためのノズル５が夫々等間隔で設けられている。

【００２３】そして、図示しない原液タンクからポンプ
により供給された原液は、原液供給ヘッダ３を流通して
該原液供給ヘッダ３に接続された原液枝管２を介して濾
過膜モジュール１内に設けられた中空糸状膜の外側から
内側に透過して濾過された濾液の一部が濾液配管６に導
かれて図示しない濾液タンクに貯蔵される。

【００２４】一方、原液枝管２を介して濾過膜モジュー
ル１に供給された原液の一部は循環戻り原液として濾過
膜モジュール１の中空糸状膜の外側を流通して原液戻り
配管７に導かれ、図示しない原液タンクに戻るようにな
っている。

【００２５】また、濾過膜モジュール１の濾過膜に蓄積
した懸濁物質を排除する目的で、エアバブリング装置が
設けられており、図示しないコンプレッサにより供給さ
れた圧縮空気が図示しない空気槽を介してエア供給ヘッ
ダ４に導かれ、該エア供給ヘッダ４に設けられたノズル
５から図５に示すように濾過膜モジュール１に接続され
た原液枝管２に向けて供給されて濾過膜モジュール１の
中空糸状膜の外側を流通して該中空糸状膜を振動させ、
中空糸状膜の外側表面に蓄積した懸濁物質を剥離する。

【００２６】ノズル５は各濾過膜モジュール１毎に設け
られた原液枝管２に対応して原液供給ヘッダ３の内部に
配置されており、これによりエアー供給ヘッダ４と原液
供給ヘッダ３とが連通するようになっている。そして、
エア供給ヘッダ４に導かれたエアはノズル５を流通する
ことにより各濾過膜モジュール１に供給されるエアの流
量が所定の流量に一定化されて均一化され、原液供給ヘ
ッダ３の内部を流通する原液中にノズル５からエアを吐
出して該原液中にエアを混合して濾過膜モジュール１に
供給することが出来るものである。

【００２７】これにより各濾過膜モジュール１の濾過膜
に過大な振動を与えないで該濾過膜に蓄積した懸濁物質
を排除するエアバブリング運転が良好に実施できるよう
になっている。

【００２８】上記エアバブリング運転は、例えば、先
ず、濾過膜モジュール１内に原液を張った状態、即ち、
濾過膜モジュール１内で原液が静止して滞留した状態
で、空気または窒素ガスを圧力２［kg/cm²Ｇ］、流量５
［Ｎｍ³/hr］で６０秒間供給する。

【００２９】この時、各濾過膜モジュール１の二次側
は、開放された状態になっており、ノズル５の一次側圧
力は、０．５［kg/cm²Ｇ］、二次側圧力は０［kg/cm
²Ｇ］となってΔＰ＝５０００［mmAq］となり、各濾過
膜モジュール１の濾過膜に供給される空気または窒素ガ
スの流量が均一となって、該濾過膜に過大な振動を与え
ないで該濾過膜に蓄積した懸濁物質を排除するエアバブ
リング運転が良好に実施できるようになっている。

【００３０】その後、更に濾過膜モジュール１に原液を
流した状態で６０秒間、空気または窒素ガスを供給す
る。そして、３日に１回の割合で前述の一連のエアバブ
リング運転を１２０秒間行ってこれを周期的に繰り返
す。

【００３１】そして、原液タンクからポンプにより供給
された原液の一部である循環戻り原液が濾過膜モジュー
ル１の中空糸状膜の外側を流通して、上述のように剥離
した懸濁物質を押し流して排液し、剥離した懸濁物質を
含む循環戻り原液は原液戻り配管７に導かれて図示しな
い廃液タンクに収容される。

【００３２】図３及び図４に示すように、エアー供給ヘ
ッダ４の外周上には原液供給ヘッダ３の内径からエアー
供給ヘッダ４の外径を差し引いて略半分にした寸法で形
成された位置決めガイドとなるフラットバー８が該エア
ー供給ヘッダ４の径方向に約１２０°の角度を有して３
方向に立設されており、配管組立時にエアー供給ヘッダ
４を原液供給ヘッダ３内に挿入する際に該フラットバー
８の外端部８ａが原液供給ヘッダ３の内壁面３ａに当接
摺動してガイドすると共にエアー供給ヘッダ４が原液供
給ヘッダ３に対して径方向略中央部に位置決めされる。

【００３３】フラットバー８は原液供給ヘッダ３内を流
通する原液の流路抵抗となるため可能な限り薄い板状で
且つ剛性を有するものが好ましいが、鉄筋等の棒状部材
や網状部材により構成することも可能である。

【００３４】また、本実施形態ではフラットバー８をエ
アー供給ヘッダ４の径方向に約１２０°の角度を有して
３方向に立設して構成したが、１８０°の角度を有して
２方向（直線状）に立設しても良いし、他の角度間隔で
所定の方向に複数立設して構成しても良い。

【００３５】原液供給ヘッダ３の図４の左側端部にはボ
ルト止めやバックル等の固定部材により固定可能なフラ
ンジ９が着脱可能に取り付けられており、通常はフラン
ジ９をパッキン９ａを介して原液供給ヘッダ３の図４の
左側端部に装着固定して原液供給ヘッダ３の図４の左側
端部が閉鎖されている。

【００３６】また、洗浄や部品交換等のメンテナンスや
濾過膜モジュール１等の本数を増設する場合にはフラン
ジ９を脱離してメンテナンスを行ったり、原液供給ヘッ
ダ３の図４の左側端部に更に原液供給ヘッダ３を追加接
続すると共にエアー供給ヘッダ４を延長することが出来
るようになっている。

【００３７】また、原液供給ヘッダ３の図４の右側端部
には該原液供給ヘッダ３の外周端部に接続用フランジと
なるフランジ３ｂが設けられており、エアー供給ヘッダ
４の図４の左側端部には該エアー供給ヘッダ４の外周上
に原液供給ヘッダ３の外周端部に設けられたフランジ３
ｂの外径に対応する外径を有する接続用フランジとなる
フランジ４ａが固着されている。

【００３８】原液供給ヘッダ３のフランジ３ｂとエアー
供給ヘッダ４の外周上に設けられたフランジ４ａとの間
にはパッキン10が設けられ、該パッキン10をフランジ３
ｂ，４ａの間に介在させて両フランジ３ｂ，４ａに当接
させ、該フランジ３ｂ，４ａ相互をボルト止めやバック
ル等の固定部材により固定して接合することで原液供給
ヘッダ３とエアー供給ヘッダ４との軸方向の位置決めが
されると共に気密性が確保されて原液供給ヘッダ３の図
４の右側端部が閉鎖されている。

【００３９】一方、エアー供給ヘッダ４の図４の左側端
部にはブラインドプレート４ｂが固着されており、これ
によりエアー供給ヘッダ４の図４の左側端部が閉鎖され
ている。

【００４０】上記構成において、エアー供給ヘッダ４を
原液供給ヘッダ３の内部に収容して組み立てる際には、
先ず、パッキン10がエアー供給ヘッダ４の外周上に嵌挿
された状態でフランジ４ａが該エアー供給ヘッダ４の外
周上所定位置に固着され、エアー供給ヘッダ４をＬ形ジ
ョイント11から取り外した状態で、エアー供給ヘッダ４
の外周上に設けられたフラットバー８の外端部８ａを原
液供給ヘッダ３の内壁面３ａに当接摺動させつつ該エア
ー供給ヘッダ４を原液供給ヘッダ３の内部に挿入する。

【００４１】そして、Ｌ形ジョイント11の接続部に一番
近い側のフラットバー８が原液供給ヘッダ３の図４の右
側端部を通過して内部に収容された状態でフランジ３ｂ
とフランジ４ａとをパッキン10を介在させて当接接合
し、ボルト止めやバックル等の固定部材により固定す
る。

【００４２】この時、エアー供給ヘッダ４の外周上に固
着されるフランジ４ａの位置をフランジ３ｂとフランジ
４ａとをパッキン10を介在させて当接接合した状態で各
ノズル５が夫々の濾過膜モジュール１に接続された原液
枝管２に対応する位置になるように設定しておくこと
で、フランジ３ｂとフランジ４ａとをパッキン10を介在
させて当接接合した状態で各ノズル５が夫々の濾過膜モ
ジュール１に接続された原液枝管２に対応する位置に設
定される。

【００４３】尚、図４では原液枝管２の略軸中心位置に
ノズル５が設定されるように構成したが、原液供給ヘッ
ダ３を流通する原液の流速に応じてノズル５を原液枝管
２の軸中心位置よりもやや上流側に配置されるように設
定することでも良い。これにより、ノズル５から吐出さ
れたエアは原液の流れに導かれてノズル５よりもやや下
流側に配置された原液枝管２に確実に供給され濾過膜モ
ジュール１に供給される。

【００４４】ノズル５の孔径を変更したりメンテナンス
を行う際にはＬ形ジョイント11、フランジ４ａ、パッキ
ン10を順次取り外してエアー供給ヘッダ４を原液供給ヘ
ッダ３から引き出してノズル５の孔径を変更したりメン
テナンスを行うことが出来、ノズル５の交換やメンテナ
ンスが終了した後は、再びエアー供給ヘッダ４を原液供
給ヘッダ３の内部に挿入収容してパッキン10、フランジ
４ａ及びＬ形ジョイント11を順次取り付ける。

【００４５】上記構成によれば、エアバブリング用のエ
アー供給ヘッダ４の配管組立作業が簡単な取り付け作業
により容易に出来、位置決め作業も容易に出来るため組
立作業性を向上することが出来る。

【００４６】図４において、12は原液供給ヘッダ３に接
続されたドレーン排出口となるドレーン排出管であり、
該ドレーン排出管12には該ドレーン排出管12の流路を開
閉するバルブ12ａが設けられている。

【００４７】バルブ12ａは濾過時やエアバブリング時に
は閉鎖状態に保持されており、上記原液供給ヘッダ３を
洗浄する際に適宜開放してドレーン抜きが行われる。

【００４８】前記原液供給ヘッダ３、エアー供給ヘッダ
４、原液枝管２、ドレーン排出管12及びフラットバー
８、フランジ３ｂ，４ａ，９、ブラインドプレート４ｂ
等は金属或いは合成樹脂等で構成することが出来る。

【００４９】また、他の構成として第２の配管から薬液
等の液体を濾過膜モジュール１に均一に分配して供給す
るように構成しても良く、この場合、濾過膜モジュール
１に薬液等の液体を供給する目的で、薬液供給装置が設
けられており、図示しない薬液供給装置により供給され
た薬液が第２の配管（図のエア供給ヘッダ４）に導か
れ、該第２の配管（エア供給ヘッダ４）に設けられたノ
ズル５から濾過膜モジュール１に接続された原液枝管２
に向けて供給されて濾過膜モジュール１に均一に分配し
て供給される。

【００５０】

【発明の効果】本発明は、上述の如き構成と作用とを有
するので、濾過膜に蓄積した懸濁物質を排除するエアバ
ブリング時や洗浄時等に該濾過膜に供給されるエア等の
気体や薬液等の液体の流量を均一に分配して供給し得る
と共に構造が簡単で部品点数及び組立工数を削減してコ
ストダウンを図ると共にコンパクトで設置スペースを低
減することが出来る濾過膜モジュールの配管構造を提供
することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る濾過膜モジュールの配管構造を示
す正面図である。

【図２】本発明に係る濾過膜モジュールの配管構造を示
す横断面説明図である。

【図３】第１の配管の内部に収容配置された第２の配管
及びノズルの構成を示す拡大図である。

【図４】第１の配管及びこの内部に収容配置された第２
の配管の夫々の端部の構成を示す縦断面説明図である。

【図５】第２の配管から第１の配管、枝管を介して濾過
膜モジュールにエアを供給する様子を示す横断面説明図
である。

【図６】従来例を説明する図である。

【符号の説明】

１…濾過膜モジュール ２…原液枝管 ３…原液供給ヘッダ ３ａ…内壁面 ３ｂ…フランジ ４…エア供給ヘッダ ４ａ…フランジ ４ｂ…ブラインドプレート ５…ノズル ６…濾液配管 ７…原液戻り配管 ８…フラットバー ８ａ…外端部 ９…フランジ ９ａ…パッキン 10…パッキン 11…Ｌ形ジョイント 12…ドレーン排出管 12ａ…バルブ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の濾過膜モジュールに第１の液体を
   分配して供給するための第１の配管の内部に気体または
   第２の液体を均一に分配して供給する第２の配管を収容
   配置し、前記第１の配管の内部で該第１の配管と前記第
   ２の配管とを連通させて構成したことを特徴とする濾過
   膜モジュールの配管構造。
2. 【請求項２】 前記第２の配管には前記第１の配管から
   前記複数の濾過膜モジュールに夫々接続される複数の枝
   管に対応する位置に前記気体または第２の液体を均一に
   分配して供給するためのノズルを設けたことを特徴とす
   る請求項１に記載の濾過膜モジュールの配管構造。
3. 【請求項３】 前記第２の配管の外周に設けられた位置
   決めガイドにより該第２の配管が前記第１の配管に対し
   て位置決めされることを特徴とする請求項１または請求
   項２に記載の濾過膜モジュールの配管構造。
4. 【請求項４】 前記第２の配管の外周に設けられた接続
   用フランジをパッキンを介在させて前記第１の配管の端
   部に設けられた接続用フランジに当接させて接合したこ
   とを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の濾
   過膜モジュールの配管構造。