JPS60244304A - 中空糸濾過モジユ−ル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、浄水器用の中空糸濾過モジュールに関し、よ
り詳しくは、例えば原子力発電用水等のように金属イオ
ンや微顔なコロイド状物を含む用水を比較的大量に浄化
処理するための浄水器用に適した中空糸濾過モジュール
に関する。

［従来技術］ 従来より水中の鉄鎖や浮遊物を除去するための浄水器と
しては、代表的には限外濾過フィルターを使用したもの
が知られているが、フィルターの目詰まりが生じやすか
った。また、このような浄水器により除去できる微粒子
のサイズには限界があり、かつ金属イオンを除去するこ
とはできなかった。

例えば沸騰水型原子力発電のタービンから回収される回
収水には、約１５　ｐｐｂ程度の鉄イオンや微細なコロ
イド状物等の不純物が含まれているが、これをそのまま
回収し原子炉に復水循環させると、前記不純物が炉中で
凝集付着し、発電効率の低下を招くため、これら不純物
の量が少なくとも０．５　ｐｐｂ程度以下になるように
浄化して復水させる必要がある。

上記のように、回収、水中に含まれる不純物である極く
微細なコロイド状物や、金属イオン等を高い効率で除去
することが必要な場合には、一般の水処理分野では、逆
浸透膜を使用した浄水装置が好適に使用されている。し
かしながら、逆浸透膜装置の場合には、濾過に要する圧
力が非常に高くなりやすく、したがって装置を大型なも
のにする必要があり、原子力発電回収水の処理等クロー
ズドシステムにすることが必要な系での濾過モジュール
としては不向きであった。

一方、多孔質中空糸濾過膜は、優れた浄水機能を有して
いるが、中空糸濾過モジュールを大型化するにつれて、
固定部材内の中空糸濾過膜の分布の均一化を図ることが
困難であることや、あるいは微細なコロイド状物や金属
イオン等を比較的多量に含む水を大量に濾過処理する必
要がある分野に適用した場合、濾過膜の目詰まりが起り
やすく、またこの目詰まりを解消させ機能回復させるこ
とが難しいという問題から、従来あまり使用されていな
かったのが現状である。更に、原子力発電循環水の処理
の場合には、機能面からだけではなく、経済性、維持管
理、廃棄物処理の面から実用的な濾過装置が開発されて
いないのが現状である。

［発明の目的コ 本発明の目的は、固定部材内の中空糸濾過膜の分布が均
一な比較的大型の中空糸濾過モジュールを提供すること
にある。

本発明の他の目的は、金属イオンや極く微細なコロイド
状物を比較的多量に含む水を大量に処理するのに好適な
浄水器用の中空糸濾過モジュールを提供するこ、とにあ
る。

本発明のもう一つの目的は、浄化装置に設置したまま濾
過機能回復のための洗浄操作を容易に実施することので
きる中空糸濾過モジュールを提供することにある。

［発明の構成コ すなわち、本発明の中空糸濾過モジュールは、環状部材
と、前記環状部材の内面に固着され、多数の中空糸濾過
膜をそれぞれの開口端を開口状態を保ったままＵ字型に
集束固定した固定部材とを具備する中空糸濾過モジュー
ルに於いて、前記固定部材内の一部に、該固定部材内の
中空糸濾過膜の分布を均一化するためのスペーサーが内
蔵されていることを特徴とする。

［発明を実施するための好適な態様］ 以下１本発明の中空糸濾過モジュールにつき図面を参照
しつつより詳細に説明する。

第１図は、本発明の中空糸濾過モジュールの一態様例を
示す模式図であり、第１ａ図はその斜視図（中空糸濾過
膜の図示は省略されている）、第１ｂ図は、Ａ−Ａ線で
の切断断面図、第１ｃ図は、Ｂ−Ｂ線での切断面部分拡
大図である。第２図は、他の一態様例を示す模式斜視図
である。

本発明の中空糸濾過モジュールは、基本的には環状部材
ｌと、固定部材２と、中空糸濾過ｖ３と、スペーサー４
とから構成され、所望により支持部材５、中空糸サポー
ト部材６等が付設されてもよい。

環状部材ｌは、浄水器内に中空糸濾過モジュールを設置
するに際して該モジュール全体を支持するための支持部
材として機能するものであり、代表的にはリング状の形
状を有するが、矩形等の断面形状のものでもよい。また
その外周面の形状に関しては、浄水器中の該モジュール
の設置態様に合わせて種々の形状をとり得る。この環状
部材１の内面には、中空糸濾過膜３を固定し、かつこれ
を濾過膜として機能させるために浄化すべき水と浄化さ
れた水との仕切り部材として機能する固定部材２が接合
される。固定部材２には、多数の中空糸濾過膜３がそれ
ぞれの開口端を開口状態を保ったままＵ字型に集束して
固定されている。固定部材２は、ポリウレタン、エポキ
シ樹脂、シリコン樹脂、不飽和、ポリエステル樹脂等に
より構成されるのが一般的である。

中空糸濾過モジュールが大型化したり、固定部材２内の
中空糸濾過膜の設置密度が高くなると、固定部材２内の
中空糸濾過膜を均一に分布させることが難しくなり、中
空糸濾過膜間の全ての間隙に固定部材が充填された形態
をとらせることが困難となる。中空糸濾過膜同士が固定
部材を介在することなく接触固定された部分については
、微細な処理用水流路が形成されることになり、このた
め、固定部材２が仕切り部材としての完全な機能を果せ
なくなる。

また、固定部材２の部分で間隙が小さく配置された中空
糸濾過膜同士は、固定されていない部分、すなわち水を
通す機能を果す部分での間隙も小さくなる。この結果、
第一に、このような間隙が小さい部分では水が流れると
きに所謂流動抵抗が大きくなり、同じ流量の水を流す場
合にはそれだけ圧力損失が大きくなる。第二に、機能回
復操作として通常利用される逆洗時に、空気等のガス体
を中空糸の外側から供給して振盪させるような逆洗方法
を用いる場合には、このような間隙の小さい部分にはガ
ス体が流れにくく、それだけ振盪効果が減少する。この
ように固定部材２内での中空・糸の分散が悪い場合には
、中空系濾過膜およびモジュールの１能性にも悪影響を
及ぼす。

本発明の中空糸濾過モジュールに於けるスペーサー４と
は、上記のような事態が生ずることのないよう、固定部
材内の一部に内蔵され、固定部材内で中空糸濾過膜同志
を隔離し、これらが直接接触する機会を減少させ、中空
糸濾過膜の分布を均一化させる機能を果す部材である。

このようなスペーサー４は、例えば極く薄く幅の狭いフ
ィルムや細繊度の糸条あるいはこれらを用いて製造され
たメツシュ等から構成される。

このようなスペーサー４を固定部材２内の一部に内蔵さ
せる方法としては、例えば次のような方法が採用できる
。フィルムや糸条をスペーサー４に用いる一例としては
、所定の長さの中空糸濾過膜を開繊して多数平行に並べ
、その一端または両端に、フィルムまたは糸条を、中空
糸濾過膜の上側または下側に中空糸濾過膜に対して直交
するよう配置し、所望によりこれを粘着剤等を使用して
仮り固定した後、海苔巻きを巻くときのようにして多数
差べられた中空糸濾過膜を巻き取ることにより、固定部
材２内の一部に固定される部位゛の中空糸濾過膜間にフ
ィルムや糸条をスペーサー４として配設させることがで
きる。この後、このようにして作成した中空糸濾過膜の
束をＵ字状に折り曲げることによってＵ字型に集束され
た中空糸濾過膜が形成される。中空系濾過膜の巻き取り
に先立ち、中空糸濾過膜の束の折り曲げを実施してもよ
い。

スペーサー４を固定部材２内に内蔵させる他の方法とし
ては、予め、中空糸濾過膜の束をＵ字型に緩く集束した
ものに対して、糸条やフィルムを集束端から中空糸濾過
膜が固定部材内に固定される部位まで多数挿入する方法
も挙げられる。また、非常に手間のかかる方法ではある
が、細繊度の糸条からなる中空糸濾過膜の繊度に応じた
網目を有するメツシュに対して、その網目のなかに中空
糸濾過膜をＵ字状にしつつ挿入することによって、この
メツシュをスペーサーとすることもできる。

このようにして、スペーサー４を中空糸濾過膜３の束の
中に配設したものを環状部材１内に挿入し、公知の遠心
法等を利用して固定部材２を環状部材１内で固化させ、
中空糸濾過膜３を固定することにより、本発明の中空糸
濾過モジュールが形成される。

スペーサー４は、固定部材３内では固定部材３の厚さ方
向の中空糸濾過膜開口端の反対側の端部に内蔵されるの
が好ましい、スペーサー４が固定部材３の中央部や中空
糸濾過膜開口端に配設された場合には、スペーサー４と
中空糸濾過膜が直接接触して固定部材３がその間に入り
にくくなったり、固定部材３によって埋設されていない
中空糸濾過膜の実際に濾過機能を果す部分の分散性が悪
くなり、スペーサー４の設置効果が小さくなる。

フィルムや糸条としてのスペーサー４の厚みは、少なく
とも中空糸濾過膜３−木の直径よりも小さいことが望ま
しい。これよりも厚みの厚いものを使用した場合には、
中空系濾過膜３の分散性を良好に保つことは可能である
が、中空糸濾過膜３の設置密度が粗くなり過ぎるため、
モジュールのコンパクト化の要請に反し実用的でない、
スペーサー４の固定部材２の厚み方向の幅は、固定部材
２の全長の　１／３程度以下でよく、固定部材２の固定
並びに仕切りの機能を十分に働かせるには１／１０程度
以下であることが特に好ましい。

本発明の中空糸濾過モジュールに於いては、第１図に示
されるよう、Ｕ字型に集束されている中空糸濾過膜３の
外側を、中空糸濾過膜３のＵ字方向に伸びるように、環
状部材ｌに支持部材５が接合され、この支持部材５の先
端若しくは途中に、中空糸濾過膜３のＵ字状部の中央を
通過しく第１ｂ図参照）、中空糸濾過膜３を常時そのま
まのＵ字型を保って保持するための中空糸サポート部材
６が接合されてもよい。

第１図の例では、支持部材５は、二本の支柱の形でそれ
ぞれがほぼ平行を保って設置されているが、第２図では
、支持部材５が環状部材１とほぼ同じ内径を有する、開
ロアの設けられた円筒状の部材として構成され、中空糸
濾過膜３のＵ字形酸部を覆い包むように設置されている
。円筒状の支持部材５は、中空糸濾過モジュールが製造
されてから実際に使用されるまでの間の貯蔵あるいは輸
送時に、中空糸濾過膜３が損傷されないよう保護してい
る。

第１図の中空糸サポート部材６は、濾過実施時に水流、
により中空糸濾過膜３が浮き上がったり、気泡再生処理
時に中空糸濾過膜３のＵ字型集束形状が乱れ、中空糸濾
過膜３同士にからみおいが生じ、その後の濾過実施時の
水流に対して大きな濾過抵抗を呈したり、極端な場合に
は、このからみあいにより中空糸濾過膜３の一部が損傷
され、もはや濾過膜として機能できないような事態が発
生することを防止する役割を果す、また、中空糸濾過膜
３のＵ字型集束形状が保たれるため、中空糸濾過膜３に
対して気泡をより均一に当てることができ、上記気泡処
理法による中空糸濾過膜３の機能回復処理をより順調に
実施することを可能にする。更にこの中空糸サポート部
材６は、上記に加え過度に中空糸濾過膜３が屈曲疲労を
受け、早期に劣化が生じるのを防止する役目も果す。し
たがって、このような中空糸サポート部材６を付設する
ことは本発明のより好ましい態様である。

第２図の、円筒状支持部材５上に設けられた開ロアは、
気泡再生処理時に気泡を中空糸濾過モジュールの外部へ
排出する役割を果す。この開ロアをより大きなものとし
て配設すれば、浄化処理時あるいは気泡再生処理時に中
空糸濾過膜３の移動自由度を増加させ、中空糸濾過膜３
と浄化すべき水との接触効率を高めることもできる。

本発明の中空糸濾過モジュールを構成する部材としての
環状部材および所望により付設される支持部材、中空糸
サポート部材等は、いずれも焼却により有害ガスを出さ
ずに完全燃焼させることのできる炭化水素系の樹脂から
なるものであることが好ましい。また、中空糸濾過膜３
としては、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、ポリスルホン系、ポリビニルアル
コール系、ＰＭＭＡ系等の各種材料からなる中空糸濾過
膜が使用できる。しかし耐久性ら、優れ、かつ濾過性能
に優れたものとしては、ポリオレフィン系の多孔質中空
糸膜が挙げられる。その中でも、微細なコロイド状物を
濾過するのに好適であり、濾過膜の目詰まりに対する機
能回復操作として通常用いられる逆洗時にかかる外力に
対して耐えられるような膜が特に好ましく用いられ、こ
のような中空糸膜の例としては、例えばポリエチレン中
空糸膜（ポリエチレン中空糸ＥＨＦ、商品名、三菱レイ
ヨン■製）が挙げられる。

［本発明の効果］ このように、固定部材内にスペーサーを内蔵させてなる
本発明の中空糸濾過モジュールによれば、固定部材内の
中空糸濾過膜を均一に分布させたものを形成することが
できる。したがって、モジュールが大型化しても固定部
材を中空糸濾過膜間の全ての間隙に充填させることがで
き、固定部材を仕切り部材としての完全な機能を果せる
ことができ、中空糸濾過モジュールの不良品発生率を低
く押さえることが可能となった。

また、本発明の中空糸濾過モジュールは、固定部材内に
中空糸濾過膜が均一に分布しているので、Ｕ字型集束部
の分布も均一になるため、中空糸濾過膜が極度に密集し
た部分が少なくなり、中空糸濾過膜集合体の中央に位置
する中空糸濾過膜まで水が流れやすくなり、結果として
集合体全体の中空糸濾過膜の利用効率が高くなる。更に
、気泡による中空糸濾過モジュールの再生処理時に、気
泡が中空糸濾過膜の束に平均的に当てることができ、気
泡処理法により浄化装置に設置したまま濾過膜の機能回
復処理が順調に実施できる。したがって、長期に亘り中
空糸濾過膜の束の全体が濾過膜として機能でき、工業的
な規模での浄水器用の中空糸濾過モジュールとして優れ
た性能を発揮することが可能である。。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の中空糸濾過モジュールの一態様を示
す模式図であり、第１ａ図はその斜視図（中空糸濾過膜
の図示は省略されている）、第１ｂ図は、Ａ−Ａ線断面
図、第１Ｃ図は、Ｂ−Ｂ線での切断面部分拡大図である
。第２図は、他の態様例を示す模式断面図であるが、こ
の図に於いても中空糸濾過膜の図示は省略されている。 １：環状部材　２：固定部材 ３：中空糸濾過膜　４；スペーサー ５：支持部材　６：中空糸サポート部材７：開口　８ニ
スペーサ−装着部 特−許　出　願　人　三菱レイヨン株式会社１ｉ　ｌａ
　図 第１ｂ図 １ｉ１ｃ図 第２ｔ！Ｉ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ）環状部材と、前記環状部材の内面に固着され、多数
   の中空糸濾過膜をそれぞれの開口端を開口状態を保った
   ままＵ字型に集束固定した固定部材とを具備する中空糸
   濾過モジュールに於いて、前記固定部材内の一部に、該
   固定部材内の中空糸濾過膜の分布を均一化するためのス
   ペーサーが内蔵されていることを特徴とする中空糸濾過
   モジュール。 ２）前記スペーサーがフィルムおよび／または糸条から
   構成される特許請求の範囲第１項記載の中空糸濾過モジ
   ュール。