JPS61222509A - 中空糸モジュ−ルを用いる濾過塔 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は多数本の中空糸を集合させた中空糸モジュール
を濾過塔内に複数本設け、各中空糸の外側で水中の懸濁
物を濾過する中空糸モジュールを用いる濾過塔に関する
ものである。

〈従来の技術〉 従来よりボイラ復水中のクラッドなどの水中の懸濁物を
除去する際に、濾過エレメントに微粒子状のイオン交換
樹脂等の濾過助剤をプレコートしたプレコート型濾過塔
が用いられている。

しかしながらこのようなプレコート型濾過塔は、懸濁物
の濾過により圧力損失の増加したプレコ−ト層を新しい
プレコート層に更新する際に、濾過助剤が廃棄物として
生じ、たとえばＢＷＲ型原子力発電所の復水のように放
射性物質を含む水を処理する場合、それだけ放射性廃棄
物が多量に発生し好ましくない。

したがって近年になって、このような用途に濾過膜で水
中の懸濁物を直接濾過するタイプの濾過塔の使用が検討
されている。

前記濾過膜としては膜面に０．０１〜１μ、あるいは分
画分子量が１０．０００〜１００．０００の性能を有す
る微細孔を有するものであるが、濾過面積を広くする関
係から外径０．３〜２１ｆｉ、内径０．２〜１．５ｆｌ
の中空糸状に形成され、当該中空糸を外筒内に多数本集
合させた中空糸モジュールが用いられている。

第５図は従来の中空糸モジュールを用いる濾過塔の縦断
面模式図であり、濾過塔１の上方部に仕切板２を設け、
当該仕切板２に複数本の中空糸モジュール３を懸架し、
当該仕切板２の上方に濾過水流出管４と空気抜き管５Ａ
を連通し、また中空糸モジュール３の下方部にディスト
リビュータ６を介して原水流入管７を連通ずるとともに
、濾過塔１の下部にドレン管８と、前記仕切板２の直下
の側胴部に空気抜き管５Ｂを設けたものである。

また第６図は従来から用いられている中空糸モジュール
３の縦断面図であり、第６図（イ）に示したものは多数
本の中空糸９の上端をその中空部を閉塞することなく上
部接合部１０で接着して外筒１１内に収納し、中空糸９
の下端を閉塞して自由端とし、外筒１１の上方部に流通
口１２を設けたものであり、また第６図（ロ）に示した
ものは多数本の中空糸９の上端および下端を、その上端
については中空部を閉塞することなく上部接合部１０で
接着するとともに、その下端については中空部を閉塞し
て下部接合部１３で接着して外筒１１内に収納し、外筒
１１の上方部、下方部にそれぞれ流通口１２を設けると
ともに下部接合部１３に開口部１４を設けたものである
。また第６図（ハ）に示したものはＵ字状の中空糸９の
両端部を閉塞することなく上部接合部１０で外筒１１内
に収納し、中空糸９のＵ字状形の下端を自由端とし、外
筒１１の上方部に流通口１２を設けたものである。

第５図に示した従来の濾過塔で懸濁物を含む原水を処理
する場合は原水流入管７からディストリビニ−タロを介
して原水を濾過塔１内に流入し、原水を各中空糸モジュ
ール３の下端から導いて各中空糸９の外側で懸濁物を濾
過し、濾過水を仕切板２の上方で集合して濾過水流出管
４から取り出すものである。なお原水の全量・を各中空
糸９で濾過する方法と、原水の一部を中空糸モジュール
３の外筒１１に設けた流出口１２から取り出し、これを
空気抜き管５Ｂから流出して原水に循環して濾過する方
法がある。

またこのような濾過により中空糸９の圧力損失が増加し
た際に前記濾過操作を中断し、以下のような洗浄を行う
。

すなわち濾過塔１内に水を満たした状態で原水流入管７
からディストリビュータ６を介して圧縮空気を流入し、
第６図（イ）および（ハ）に示した中空糸モジュール３
にあっては気泡を各中空糸モジュール３の下端から導入
し、また第６図（ロ）に示した中空糸モジュール３にあ
っては下部接合部１３に設けた開口部１４から気泡を導
入し、当該気泡の導入により、中空糸モジュール３内の
水を攪拌するとともに各中空糸９を振動させて中空糸９
の表面に付着している懸濁物を剥離させる。

なお導入した空気は各中空糸モジュール３に設けた流通
口１２から流出し、空気抜き管５Ｂより濾過塔１外、に
放出する。

またこのような空気攪拌が終了した後に、空気抜き管５
Ｂを開放した状態で空気抜き管５Ａから圧縮空気を導入
して仕切板２の上方に存在する濾過水を各中空糸９に逆
流させ、次いでドレン管８を開放して懸濁物を多量に含
む懸濁物ｔｌｌ氷水取り出すものである。

〈発明が解決しようとする問題点〉 従来の中空糸モジュールを用いる濾過塔の構造は上述し
た通りであるが、以下のような問題点がある。

すなわち原水の流入と圧縮空気の流入をデイストリピユ
ータ６で共用しているので、たとえばディストリビュー
タ６に開口する多数の穴径を原水の流入に適したもの、
換言すれば当該穴によって圧力損失が生じないようなも
のにすると、圧縮空気の流入時においては穴径が大きく
なりすぎ気泡の分散効果が悪くなるという欠点がある。

なお原水の流入用のディストリビュータと圧縮空気の流
入用のディストリビュータを別々に設置すれば上記の問
題点は解決するが、しかしこの場合は濾過塔の下部構造
が複雑となると共に製造コストが上昇する。

またディストリビニ−タロから流入する圧縮空気は気泡
状態として中空糸モジュール３内に導入する目的を有し
ているが、ディストリビニ−タロから発生する気泡の全
てが中空糸モジュール３内に導入されることなく、その
一部は中空糸モジュール３の側部を通って上昇し、中空
糸モジュール３内の攪拌に寄与することなく濾過塔１か
ら放出するという欠点もある。中空糸の外側で懸濁物を
濾過する場合、気泡による中空糸モジュール内の攪拌お
よび中空糸の振動が直接的に懸濁物の剥離効果に影響を
与えるので、ディストリビュータからの気泡の分散効果
が不良であったり、あるいは当該気泡の一部が中空糸モ
ジュール内の攪拌に寄与しないと濾過塔の性能を低下さ
せ好ましくない。

本発明は従来の中空糸モジュールを用いる濾過塔の上述
した欠点を解決し、各中空糸モジュール内に確実にかつ
効果的に気泡を導入し、中空糸モジュール内の攪拌およ
び中空糸の振動を効果的に行うことができるとともに、
原水の整流機能も兼ね備えた下部構造を有する濾過塔を
提供することを目的とする。

く問題点を解決する手段〉 本発明は中空糸モジュールの下方部に設置するディスト
リビュータに変えて、各中空糸モジュールの下部先端の
直下に当該各モジュールの懸架数に応じた複数の流出口
を有する下部仕切板を設けるとともに、当該流出口を包
囲するようにして下部仕切板の下面に、側胴部にスリッ
トあるいは複数の小孔を付設し、他端が開口した筒状体
の一端を接合し、さらに下部仕切板の下方部に原水流入
管と圧縮気体の流入管を連通したことを特徴とするもの
である。

以下に本発明を図面を参照して詳細に説明する。

第１図は本発明の実施態様の一例を゛示す濾過塔の縦断
面模式図であり、各中空糸モジュール３の下部先端の直
下に、当該各モジュール３の懸架数に応じた流出口１５
を有する下部仕切板１６を設け、当該流出口１５を包囲
するようにして下部仕切板１６の下面に、他端が開口し
た筒状体１７の一端を接合する。

当該筒状体１７は第２図に示したごとく、その側胴部に
複数の小孔１８を付設したものであり、場合によっては
当該小孔に変えて側胴部に１条ないし２条の箱状のスリ
ット（図示せず）を付設しても差し支えない。

また下部仕切板１６の下方の濾過塔側胴部に圧縮気体の
流入管１９を連通ずるとともに、濾過塔の下部に原水流
入管７とドレン管８を連通する。

なお２０はパフフルプレートを示し、２１〜２６は弁を
示す。またその他の部分の濾過塔の構造は第５図に示し
た従来の濾過塔と基本的には同じであり、さらに使用す
る中空糸モジュールも第６図に示したものと同じである
ので説明を省略する。

く作用〉 本発明の濾過塔において、懸濁物を含む原水を処理する
場合は、弁２１および弁２２を開口して原水を原水流入
管７から流入する。このようにすると原水はバッフルプ
レート２０に衝突して流れが緩和され、第１図の矢印線
に示したごとく各筒状体１７に流入し、原水の流れが整
流されて、直上に位置する各中空糸モジュール３の下端
から各中空糸モジュール３内に流入する。そして各中空
糸９の外側で懸濁物を濾過し、濾過水を仕切板２の上方
で集合し、濾過水を濾過水流出管４から取り出す。なお
同時に弁２４も開口して原水の一部を空気抜き管５Ｂか
ら取り出し、これを流入原水に混入する循環濾過も行う
ことができる。

このような濾過の続行により中空糸９の圧力損失が増加
した際に、濾過を中断し次のような洗浄を行う。

すなわち濾過塔ｌ内に水を満たした状態で弁２１および
弁２２を閉じ、弁２３および弁２４を開口して圧縮気体
の流入管１９から圧縮気体としてたとえば圧縮空気を流
入する。当該圧縮空気を流入するとその圧力によりまず
下部仕切板１６の下方に存在する水が筒状体１７の開口
端および小孔１８から流出し、次いで第２図に示したご
とく圧縮空気の層Ａが下部仕切板１６の下部に形成され
、当該層を介して圧縮空気が小孔１８から流出する。

なお層Ａの下部には水面りが形成するが、当該水面りの
水準は流入する圧縮空気の流量と、圧縮空気が小孔１８
を通過するときの圧力損失とによってバランスする。し
たがって当該小孔１８の径あるいは個数を適当な値とす
ることにより水面りを筒状体１７の側胴部の長さ間のあ
る一定の任意の位置に形成することが可能である。

本発明に用いる筒状体１７の長さはこのように圧縮空気
を流入したとき筒状体１７の開口端が前記水面り下に水
没するような長さとする必要がある。

このような水面りを形成することにより各筒状体１７に
流入する圧縮空気の量を等しくすることができる。

各筒状体１７に流入した圧縮空気は流出口１５を介して
下部仕切板１６の上方に導かれ、当該仕切板１６の上方
に形成される水中を気泡状となって上昇する０本発明に
おいては各流出口１５の直上に中空糸モジュール３が位
置しているので、前記気泡は各中空糸モジュール３の下
端から各中空糸モジュール３内に流入し、中空糸モジュ
ール３内の水を攪拌するとともに各中空糸９を振動させ
て、各中空糸９の表面に付着している懸濁物を剥離し、
気泡は各中空糸モジュール３に設けた流通口１２から流
出し、空気抜き管５Ｂより濾過塔１外に放出する。

このような空気攪拌を終了した後、弁２３を閉じ弁２４
を開口した状態で弁２５を開口して空気抜き管５Ａから
圧縮空気を流入して仕切板２の上方に存在する濾過水を
各中空糸９に逆流させる。

当該逆流工程が終了したら次いで弁２５を閉じ、弁２４
を開口した状態で弁２６を開口し、濾過塔１内に存在す
る懸濁物濃縮水をドレン管８より取り出す、なおこのよ
うな水頭差による取り出しに変えて、弁２３と弁２６を
開口し、圧縮気体の流入管１９から圧縮空気を流入し、
当該流入圧力によって懸濁物濃縮液を取り出すこともで
きる。

以上のような洗浄操作が終了したら再び濾過を行うが、
この際は、まず弁２１および弁２４を開口して原水流入
管７から原水を流入して、仕切板２の下方に存在する空
気を空気抜き管５Ｂから放出し、次いで弁２４を閉じ弁
２５を開口して仕切板２の上方に存在する空気を空気抜
き管５Ａから放出し、濾過塔１内を満水状態にした後、
弁２４．２５を閉じ、弁２２を開口して前述の濾過を続
行する。

なお当該空気抜きの際、下部仕切板１６と筒状体１７と
の接合部付近に空気が残留しやすいので、第２図に示し
たごとく小孔１８のひとつは下部仕切板１６と筒状体１
７との接合部の可及的近い位置に付設し、ここから残留
空気を流出するようにすれば前述した空気の残留を防止
することができる。

第３図は本発明の他の実施態様を示す濾過塔の一部切欠
縦断面模式図であり、第４図は第′３図のＢ−Ｂ線より
見た横断面模式図であるが、下部仕切板１６の下面に１
条の分割板２７を付設して筒状体１７群を２分割し、当
該分割板２７で分割した一方および他方の濾過塔１の側
胴部それぞれに圧縮気体の流入管１９を連通ずることも
できる。

このような分割板２７を付設することにより、分割板２
７で分割した筒状体群の一方および他方の直上に位置す
る各中空糸モジュール３を別々に空気攪拌することが可
能となる。

すなわち仮に圧縮気体の流入管１９Ａのみから圧縮空気
を流入した場合は、圧縮空気は当該分割板２７に阻止さ
れて下部仕切板１６の下方全面に展開せず、分割板２７
で分割され、かつ圧縮気体の流入管１９Ａが連通した一
方の側のみに第２図に示したような水面りが形成し、当
該一方の側の各筒状体１７の小孔１８を通して圧縮空気
が流出する。したがって当該各筒状体１７の直上に位置
する各中空糸モジュール３は空気攪拌されるが、分割板
２７で分割された他方の各筒状体１７からは圧縮空気が
流出せず、したがって他方の各筒状体１７の直上に位置
する各中空糸モジュール３は空気攪拌されることがない
。

なお圧縮気体の流入管１９Ｂのみから圧縮空気を流入す
ると前述とは逆の現象を生じせしめることできる。

このように分割板２７を下部仕切板１６の下面に付設す
ることにより各中空糸モジュール３を分割して空気攪拌
できるので、たとえば圧縮空気発生装置などの他の装置
の制約により、それ程圧縮空気流量を大きくすることが
できず、全中空糸モジュール３を１回で空気攪拌できな
い場合に効果的である。

なお第３図、第４図は１条の分割板２７を用いた例を示
すが、これに限定されることな（、複数条の分割板２７
あるいは放射状の分割板２７を用いて、３分割、４分割
など、使用できる圧縮空気の流量に応じて複数に分割す
ることが可能である。

また分割板２７の高さは少なくとも第２図に示した水面
り中に分割板２７の先端が水没する程度とする必要があ
る。

く効果〉 以上説明したごとく本発明の中空糸モジュールを用いる
濾過塔は各中空糸モジュールの直下に当該モジュール数
に応じた流出口を有する下部仕切板と、当該下部仕切板
の下面に設けた筒状体と、各筒状体の側胴部に設けたス
リットあるいは小孔との複合された効果により、各中空
糸モジュールの下部先端部から確実に気泡を導入するこ
とができるので各中空糸モジュール内を効果的に攪拌す
ることができ中空糸の表面に付着した懸濁物の剥離効果
が大きく、かつ導入する圧縮気体を無駄に消費すること
がない。

また濾過操作においても各筒状体の開口端から原水を均
等に流入できるので従来のディストリビータ夕としての
機能も確保できる。

また下部仕切板の下面にさらに分割板を付設することに
より、供給される圧縮気体の流量が小さくとも効果的に
各中空糸モジュールを空気攪拌することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はいずれも本発明の実施態様を示す
もので、第１図は本発明の実施態様の一例を示す濾過塔
の縦断面模式図であり、第２図は本発明に用いる筒状体
の拡大縦断面図であり、第３図は本発明の他の実施態様
の示す濾過塔の一部切欠縦断面模式図であり、第４図は
第３図のＢ−Ｂ線より見た横断面模式図である。また第
５図は従来の中空糸モジュールを用いる濾過塔の縦断面
模式図であり、第６図は中空糸モジュールの縦断面図で
ある。 ｌ・・・濾過塔　　　　　　２・・・仕切板３・・・中
空糸モジュール　４・・・濾過水流出管５・・・空気抜
き管　　　　６・・・ディストリビータ７・・・原水流
入管　　　　８・・・ドレン管９・・・中空糸　　　　
　１ｏ・・・上部接合部１１・・・外筒　　　　　　１
２・・・流通口１３・・・下部接合部　　　１４・・・
開口部１５・・・流出口　　　　　１６−・・下部仕切
板１７・・・筒状体　　　　　１８・・・小孔１９・・
・圧縮気体の流入管 ２０・・・バッフルプレート ２１〜２６・・・弁　　　　２７・・・分割板第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 （イ）　　　　　　　　（ロ） （７号 ｎ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、濾過塔内の上方部に仕切板を設け、当該仕切板に複
   数本の中空糸モジュールを懸架し、当該仕切板の上方に
   濾過水流出管を連通するとともに、濾過塔の下方部に原
   水流入管を連通し、原水流入管から懸濁物を含む原水を
   流入して、中空糸モジュール内の多数本の中空糸の外側
   で懸濁物を濾過し、濾過水を仕切板の上方で集合して濾
   過水流出管から流出する中空糸モジュールを用いる濾過
   塔において、当該各モジュールの下部先端の直下に当該
   各モジュールの懸架数に応じた複数の流出口を有する下
   部仕切板を設けるとともに、当該流出口を包囲するよう
   にして下部仕切板の下面に、側胴部にスリットあるいは
   複数の小孔を付設し他端が開口した筒状体の一端を接合
   し、さらに下部仕切板の下方部に原水流入管と圧縮気体
   の流入管を連通したことを特徴とする中空糸モジュール
   を用いる濾過塔。 ２、下部仕切板の下面に分割板を付設して筒状体群を複
   数に分割し、当該筒状体群の分割数に応じた圧縮気体の
   流入管を連通した特許請求の範囲第１項記載の中空糸モ
   ジュールを用いる濾過塔。