JPS6043162B2 - 懸濁物を含む液体の濾過方法および濾過装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は上端部はシール固定され、下端部は中空糸開
口部が接着剤で封止され、かつ中空糸同志は固定されす
自由端を形成する構造の中空糸状の多孔質高分子膜によ
る懸濁物を含む液体の濾過方 法および装置に関し、さ
らに詳しくは多孔質高分子膜を気体逆流により洗浄する
際に、装置内に存在する懸濁物を含む液が逆洗用気体に
同伴されて装置外に導出されることを防止した濾過方法
および装置に関する。

中空糸状の多孔質高分子膜は膜面積か大きくとれ、耐
圧性および耐薬品性にすぐれているところから限外濾過
や逆浸透用の膜として工業的にも採用されている。

ところで中空糸膜は濾過処理時間とともに、その表面
に多量の懸濁物が付着し、次第に濾過能力が低下する。

その濾過能力の回復の一手段として、特開昭５３−１０
品羽号に開示のごとく、ろ適時と逆の経路で空気を連続
的に導入し、該膜より多数の気泡を生せしめて付着した
懸濁物を剥離させると共に空気により膜を振動させて付
着した懸濁物を除去する方法が提案されている。 この
方法においては膜上の懸濁物を有効に剥離除去すること
が可能であるが、モジュール内に液・を充満させた状態
で逆流を行うため、濾過装置内に存在する懸濁物を多量
に含む液が通気空気のホールドアップ分だけ逆洗用空気
に同伴されて逆洗気体導出口より装置外に導出されるこ
ととなる。

この液中に含まれる懸濁物が、例えば原子力施設からの
放射性懸濁物、食品、医薬、化学工業施設等からの有害
物質等を含む懸濁物などの場合は、汚染拡大につながる
ため、このような懸濁物を含む気体を装置外に導出する
ことは好ましくない。本発明は、この逆洗用気体中に同
伴される懸濁物を含む液を最少限にして、汚染拡大を防
止するようにした沖過方法およびろ過装置を提供するこ
とを目的とするものである。逆洗用気体としては、処理
液体あるいは懸濁物と不活性な気体、例えば空気、窒素
、不活性ガスなどを用いることができる。その中でも特
に空気、窒素は実用的である。本発明のこの目的は、多
孔質高分子膜を気体逆洗により洗浄する際に、予め気体
逆洗により生じる溢流分だけの液を抜きだすことによつ
て達成される。

すなわち本発明は、中空糸状の多孔質高分子膜を多数本
束ねた少くとも１個以上の淵過膜集束体によつて懸濁物
を含む液体をろ過して淵過液を分離し、そのろ過膜を気
体逆洗によつて洗浄する方法において、前記沖過膜の気
体逆洗洗浄を行うに際し、あらかじめ溢流分だけの液を
抜き出して、次いで気体逆洗を行うことを特徴とするろ
過方法、および沖過液導出口、逆洗気体導入口を有する
ろ過液体部とＰ過原液導入口、原液導出口およ−び逆洗
気体導出口を有する原液帯部とから構成され、中空糸状
の多孔質高分子膜を多数本束ねた少くとも１個以上の沖
過膜集束体によつて懸濁物を含む液を胛過して沖過液を
分離し、その沖過膜を気体逆洗によつて洗浄するように
したが沖過装置．”において、前記ろ過膜集束体を支持
すると共に沖過液帯部と原液帯部と分ける仕切板を設け
、原液帯部の逆洗気体導出口より下位に、溢流液抜き出
し口を設けたことを特徴とする沖過装置である。

以下本発明による懸濁物を含む液体の沖過方法二および
淵過装置を説明する。本発明において用いる中空糸膜は
、ミクロフイルトレーシヨンや限外？過などに使えるも
ので、内側より圧縮気体を導入した際その表面より多数
の気泡を生ずるものである。

通常使われる中空糸ク状の限外枦過膜には、活性層とし
て緻密構造の層をもつ中空糸膜であるが、これらの膜で
圧縮気体を導入して気泡を生じないものは、本発明方法
に使用できない。使用しうる中空糸膜は、酢酸セルロー
ズ系、ポリアクリロニトリル系、メタクリル酸エステル
系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリビニルアルコ
ール系、ポリオレフィン系等の高分子物質を中空糸状に
形成したものであり湿式法又は乾式法等により製造する
ことができる。特にＰＶＡ系膜は平均径がほぼ０．０２
〜２μの微細孔が横断面に実質的に均一に配列された構
造を有し、バブルポイントは０．１〜２０であつて気泡
の発生が容易であり、本発明方法に用いる中空糸膜とノ
してすぐれている。本発明において用いる中空糸膜は外
径３００〜３０００μ膜厚５０〜５００μ程度のものを
、数十〜数十万本を束ねた集束体の少くとも１個を装置
内に設ける。この淵過膜集束体は他の淵過膜集束体の相
互干渉により破損するのを防ぐため、円筒などの保護外
筒に収めて保護するのが望ましい。

本発明で言う懸濁物を含む液体とは原子力施設からの放
射性廃液、食品、医薬、化学工業からの有害物質等を含
む廃液てある。

また、空気逆洗洗浄する際の圧縮空気の圧力は枦過膜面
より多数の気泡が生ずるような圧力を有することが必要
であり、０．１〜２呟圧、好ましくは２〜５気圧程度が
好ましい。

本発明の方法における気体逆洗時の溢流液抜き出しは、
液が気体のホールドアップにより逆洗用気体に同伴され
ない程度に抜き出すことが肝要である。

液の抜き出しは逆洗時に予じめ装置下部に設けた原液排
出口を開けて所定量の液を抜き出したり、あるいは逆洗
気体導出口の下部に溢流液抜き出し口を設け、この口を
開けて液を抜き出してもよい。以下、本発明を図面に基
づいて説明する。

第１図は本発明に係る装置の一実施例を示す一部切欠き
断面図である。

沖過膜集束体４を収納した沖過容器１は上方向は泊過液
帯部Ａ、下方向は原液帯部Ｂとに仕切板２によつて仕切
られている。

仕切板２にはさらに下端を封じた前記沖過膜集束体４を
収めた保護円筒３が１〜複数個縦に配置取付けてある。
円筒３の側部には少なくとも１以上の孔５を設ける。枦
過液帯部Ａには沖過液導出口６および逆洗気体導入口７
を有し、原液帝部Ｂには、沖過原液導入口８、原液導出
口９および逆洗気体導出口１０を有している。さらに原
液帯部Ｂには、本発明の主要部を構成する溢流液抜き出
し口１１を逆洗気体導出口１０より下位置に設ける。次
に、上記装置による沖過方法を説明する。

懸濁物を含む原液を原液導入口８から原液帯部Ｂに導入
する。懸濁物はｐ過膜集束体４の膜によつて阻止され、
ろ過液は中空糸内を通り、淵過液帯部Ａに導かれ、泊過
液導出口６から容器１外に取出される。枦過処理時間と
ともに膜の表面には多量の懸濁物が付着し、酒過能力が
低下してくる。そこてｐ過液帯部Ａの逆洗空気導入口７
から？過膜集束体４の中空糸内に逆洗気体を圧入する。
逆洗用気体を導入する場合、枦過膜集束体４の膜は乾い
た状態では逆洗効果が低下するため液中に浸漬されてい
る状態とする。この逆洗用気体によつて沖過膜集束体４
の膜表面から無数の気泡が発生し、付着した懸濁物を剥
離洗浄する。この逆洗用気体は、逆洗気体導出口１０か
ら沖過容器１外へ導出される。ここにおいて、逆洗用気
体によつて淵過膜に付着した懸濁物を洗浄する際に、懸
濁物を多量に含む液が泡状となつて、見かけの体積が、
気体のホールドアップ分だけ増加し、逆洗用気体に同伴
されて、逆洗気体導出口１０から溢流することになる。
逆洗用気体に同伴される液が、前に述べたような放射性
懸濁物を含む液などの場合は、汚染拡大につながる恐れ
があるため最小限にしなければならない。そこで本発明
では、逆洗気体導出口１０より下位に溢流液抜き出し口
１１を設けて、気体逆洗を行う前に、あらかじめ気体の
ホールドアップ分の溢流液を沖過容器１の外に抜き出し
て、次いで気体逆洗を行うことによつて逆洗導出口１０
からの懸濁物を含む液の同伴量が最小限となる。

次に本発明装置を使用した放射性懸濁物を含む放射性液
体の浄化方法について説明する。

放射性廃棄物を含む液体および放射能を含む用水の放射
性液体は安全性という観点から非常に厳格な条件の下で
完全に処理しなければならない。

そのため本発明におけるｐ過方法および装置が好適に使
用される。第２図は本発明に係る装置を用いた放射性液
体の浄化方法を示すプロセスシートである。

２１は中空糸ろ過膜２２を内蔵した淵過容器である。

２３はｐ過容器２１からの逆洗液を受けるタンクで、２
４はデミスター２５を内蔵した逆洗気体浄化装置である
。

放射性懸濁物を含む放射性原液は原液供給ライン２６か
ら枦過容器２１に導入される。

導入された原液は中空糸ろ過膜２２で■過され、その原
液中に含まれる放射性懸濁物は除去される。浄化された
沖過液は沖過液ライン２７から沖過容器２１外に導出さ
れ、浄化液として再使用又は系外に放出される。中空糸
ろ過膜２２に懸濁物が堆積して酒過能が低下した場合、
逆洗用気体を送つて、中空糸淵過膜２２の機能を回復さ
せるわけであるが、本発明の場合は、前述のように逆洗
用気体を送る前にあらかじめ、枦過容器２１の溢流液出
口ライン２８から逆洗液受タンク２３にその溢流液出口
ライン２８のレベルに下るまで淵過原液を導く。次いで
、逆洗気体供給ライン２９から空気を泊過容器２１に圧
入して、中空糸枦過膜２２の表面に付着した放射性懸濁
物を剥離除去される。その逆洗気体は逆洗気体出口ライ
ン３０から沖過容器２１外に導出される。溢流液出口ラ
イン２８から溢流液は泊過容器２１外に導出されるため
、逆洗気体出口ライン３０からは懸濁物を含む液はほと
んど含まれないわけであるが、放射性液体という観点か
ら、わずかに含まれている懸濁物でも、除去する必要が
ある。そこで逆洗気体出口ライン３０からの微量の懸濁
物を有するミストを含む逆洗気体を一時的に逆洗液受タ
ンク２３に導く。

この逆洗液受タンク２３でミスト中の微量の懸濁液を落
し、さらに逆洗気体ライン３１からワイｊヤメツシユを
充填したデミスター２５を内蔵した逆洗気体浄化装置２
４に導き、ミスト中の残りの懸濁物を完全に除去した後
、その浄化気体放出ライン３２から放出する。

なおこの逆洗気体浄化装置２４のデミスター２５の出口
に到るまての配管・中に付着したミストにより放射能の
レベルが上昇するのを防止するため枦過容器２１で得ら
れた泊過液をｐ過液のバイパスラインの洗浄液ライン３
３から逆洗気体浄化装置２４に適宜導き洗浄する。この
洗浄液は洗浄液抜出ライン３４から逆洗）液受タンク２
３に導く。枦過容器２１内の濃縮懸濁物を含む逆洗液は
逆洗液抜出しライン３５から逆洗液受タンク２３に集め
られる。

このタンク２３の逆洗液は輸送ポンプ３６によつて貯蔵
タンクに送られるかプラスチツク固化、アスファルト固
化又はセメント固化設備等に送られ処理される。以下、
実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。

実施例 ポリビニルアルコール（以下ＰＶＡとする）系ポリマー
から作られた外径９００μ、内径４５０μ及び純水の透
過速度（Ｋ）２００′１ｈｒ−Ａｔｒｒｌ−イ（膜面積
は外壁面で計算）、バブルポイン目．５ａｔｎ１．有効
長１００Ｃ７Ｘの中空糸３００鉢が、上端部はシール固
定され、下端部は各々の中空糸開口部が接着剤て封止さ
れかつ中空糸同志は固定されず自由端を形成する構造の
沖過膜集束体を形成する。

その膜面積は７ｄである。上記ろ過面積をもつ中空糸状
ろ過膜集束体１鍮を第１図に示すろ過装置に組み込んで
、逆洗空気中に同伴される懸濁物質の量を測定した。懸
濁物質として平均粒径０．６μｍの酸化鉄を酒過原液中
に５ｐｐｍ投入した。

上記原液を第１図の装置に導入して淵過を行つた。枦過
膜に３０ＶＩｄの酸化鉄を付着させた後、空気圧力３．
５ｋ９１ｃｒ１−Ｇで酒過時と逆の流れで、空気を５分
間通気し、ろ過装置から排出された空気中の懸濁物の量
をグラスウールで捕集した。結果は次の通りである。な
お通気時の空気のホールドアップは約２０％であつたり
、原液側の懸濁物の濃度は１３０００ｐｐｍであつた。
（１）前もつて液を抜かない場合：２．０１ｍｇＩイ空
気（２）前もつて液を抜いた場合：０．０１ｗＬｇＩｄ
空気前もつて空気のホールドアップ分の水を抜いた場合
、空気に同伴される懸濁物質を抜かない場合に比べ１１
２００に減少させることが可能であつた。

以上説明したように本発明にあつては、多孔質高分子膜
を気体逆洗により洗浄する際に、懸濁物を含む液が逆洗
用気体に同伴されて装置外に導出されることが防止され
るので懸濁物を含む液体の泊過に好適に用いられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の一実施例を示す一部切欠き
断面図、および第２図は本発明に係る装置を用いた放射
性液体の浄化方法を示すプロセスシートである。 １：沖過容器、２：仕切板、３：保護円筒、４：泊過膜
集束体、５：孔、６：枦過液導出口、７：逆洗気体導入
口、８：沖過原液導入口、９：原液導出口、１０：逆洗
気体導出口、１１：溢流液抜き出し口、Ａ：酒過液帯部
、Ｂ：原液帯部、２１：ｐ過容器、２２：中空糸沖過膜
、２３：逆洗液受タンク、２４：逆洗気体浄化装置、２
５：デミスター、２６：原液供給ライン、２７：淵過液
ライン、２８：溢流液出口ライン、２９：逆洗気体供給
ライン、３１：逆洗気体ライン、３２：浄化気体放出ラ
イン、３３：洗浄液ライン、３４：洗浄液抜出ライン、
３５：逆洗液抜出ライン、３６：輸送ポンプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中空糸状の多孔質高分子膜を多数本束ねた少くとも
   １個以上の濾過膜集束体によつて懸濁物を含む液体を濾
   過して濾過液を分離し、その濾過膜を気体逆洗によつて
   洗浄する方法において、前記濾過膜の逆洗洗浄を行うに
   際し、あらかじめ溢流分だけの液を抜き出して、次いで
   逆洗を行うことを特徴とする濾過方法。 ２ 濾過液導出口、逆洗気体導入口を有する濾過液体部
   と濾過原液導入口、原液導出口および逆洗気体導出口を
   有する原液帯部とから構成され、中空糸状の多孔質高分
   子膜を多数本束ねた少くとも１個以上の濾過膜集束体に
   よつて懸濁物を含む液体を濾過して濾過液を分離し、そ
   の濾過膜を気体逆洗によつて洗浄するようにした濾過装
   置において、前記濾過膜集束体を支持すると共に濾過液
   帯部と原液帯部とに分ける仕切板を設け、原液帯部の逆
   洗気体導出口より下位に、溢流液抜き出し口を設けたこ
   とを特徴とする濾過装置。