JP2000084553A

JP2000084553A - 膜分離装置

Info

Publication number: JP2000084553A
Application number: JP10257210A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Miyashita; 聡史宮下; Osami Kato; 修身加藤; Kenji Honjo; 賢治本城
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1998-09-10
Filing date: 1998-09-10
Publication date: 2000-03-28
Anticipated expiration: 2018-09-10
Also published as: JP4285805B2

Abstract

(57)【要約】【課題】長期にわたる濾過を行っても懸濁物による膜
面の閉塞が少ない膜分離装置を提供すること。【解決手段】分離膜１３の膜面が鉛直方向になるよう
に配設された平型の膜モジュール３と、前記分離膜１３
の下方に設けられて気体を散気し、該気体により生起さ
れる気液混合流により前記分離膜の膜面洗浄を行うため
の散気装置４と、該散気装置４より散気される気体を分
離膜１３の膜面に導くための遮蔽壁６ａ、６ｂとを備え
て処理槽内に設置される膜分離装置であって、膜分離装
置の上方から見て、前記分離膜１３が相対した一対の遮
閉壁６ａ、６ｂの内側に位置するとともに、前記遮閉壁
６ａ、６ｂに水を通過させることができる通水孔７が設
けられている膜分離装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水処理にて、固液
分離を行う膜分離装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、浄水処理、下排水処理、或い
は産業排水の処理等、濁度の高い被処理水の固液分離を
行う方法として、砂濾過や重力沈殿等が行われている。
しかしながら、これら方法による固液分離は、得られる
処理水の水質が不充分となる場合が生じることや、固液
分離のために広大な用地を必要とするといった不都合を
有している。この様な不都合を解決する方法として、近
年精密濾過膜、限外濾過膜等の分離膜を配設した膜モジ
ュールを用いて被処理水の固液分離を行う方法が種々検
討されている。分離膜を用いて被処理水の濾過処理を行
うと、水質の高い処理水を得ることができる。

【０００３】分離膜を用いて被処理水の固液分離を行う
場合、濾過処理を継続するに従って懸濁物質による分離
膜表面の目詰まりが進行するため、濾過流量の低下、或
いは膜間差圧の上昇が生じる。このような状態を回復さ
せるため、膜モジュールの下方に散気管を配設し、散気
管からエアーの散気を行い、分離膜を揺動させることに
より膜表面の懸濁物質を引き剥がす方法が行われてい
る。しかしながら、膜モジュールを用いて排水の濾過を
行う方式においても、運転が長期にわたった場合、懸濁
物質が膜表面を閉塞し、濾過流量が低下するため、低下
した濾過流量を回復するための、頻繁なメンテナンス作
業が必要になるといった不都合があった。

【０００４】これに対し、特開平８−２５７３７８号公
報には、膜モジュールの下方に囲い壁を設けて気液混合
流をほぼ平行流とする方法が提案されているものの、気
液混合流が平行流の場合、乱流の時と比較して膜面のス
クラビング効果が低いという不都合を有していた。

【０００５】また、特開平８−２４５９６号公報のよう
に、散気部材を移動させる方式が提案されている。この
方式の場合、移動する散気部材より発生される気泡も移
動するため、乱流となりやすく、洗浄効果の向上は期待
できるものの、移動させるための動力を必要とし、かつ
可動部材の故障等の懸念があり、頻繁なメンテナンス作
業が必要になるといった不都合があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述した不
都合を解決するためなされたものであり、長期にわたる
濾過を行っても懸濁物による膜面の閉塞が少ない膜分離
装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、分離膜
の膜面が鉛直方向になるように配設された平型の膜モジ
ュールと、前記分離膜の下方に設けられて気体を散気
し、該気体により生起される気液混合流により前記分離
膜の膜面洗浄を行うための散気装置と、該散気装置より
散気される気体を分離膜の膜面に導くための遮蔽壁とを
備えて処理槽内に設置される膜分離装置であって、膜分
離装置の上方から見て、前記分離膜が相対した少なくと
も一対の遮閉壁の内側に位置するとともに、前記遮閉壁
に水を通過させることができる通水孔が設けられている
膜分離装置にある。該膜分離装置において、通水孔の総
面積が遮閉壁の総側面積の１〜６０％であること、散気
装置からの気体の吐出量が膜分離装置の水平方向の断面
積あたり１０〜１５０Ｎｍ³／ｍ²／ｈｒであること、膜
モジュールにおける気液混合流の水平方向の平均移動流
速が０．０１〜１．５ｍ／ｓｅｃであること、分離膜が
ポリオレフィン製中空糸膜であること、分離膜が中空糸
を緯糸とする編織物からなり、該中空糸の端部を開口状
態を保ちつつ膜固定部材のスリットに液密に固定されて
なる中空糸膜であって、前記スリットの断面形状がほぼ
矩形である中空糸膜であること、がそれぞれ好ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下本発明の形態例を説明する
が、本発明がそれらに限定解釈されるものではないこと
はもちろんである。図２は本発明の膜分離装置の例を示
す図である。該膜分離装置は、図２に示すように、分離
膜１３の膜面が鉛直方向になるように配設された平型の
膜モジュール３が複数平行に配列されてなる膜モジュー
ル集合体２と、前記分離膜１３の下方に設けられて気体
を散気し、散気された気体により生起される気液混合流
により前記分離膜１３の膜面洗浄を行うための散気装置
４と、該散気装置４より散気される気体を分離膜１３の
膜面に導くための板状の遮蔽壁６ａ、６ｂとを備えて処
理槽内に設置される膜分離装置２０であって、該膜分離
装置２０の上下方向が開放されているとともに、膜分離
装置２０の上方から見て、前記膜モジュール集合体２を
構成する分離膜１３の全てが壁面が互いに平行な相対し
た一対の遮閉壁６ａ、６ｂの内側に位置するとともに、
前記遮閉壁６ａ、６ｂの一面側から他面側に水を通過さ
せることができる通水孔７が遮閉壁６ａ、６ｂのそれぞ
れの壁内に設けられ、しかも前記遮閉壁６ａ、６ｂの壁
面が分離膜１３の膜面に実質的に平行である膜分離装置
である。

【０００９】図１に示すように、処理槽１内に膜分離装
置２０が配置される。処理槽１内に導入された被処理液
１ａは、処理槽内において曝気されつつ生物処理され
る。生物処理された被処理液１ａは分離膜１３により固
液分離されて浄化され、浄化された水は、膜モジュール
３に連通する取出流路２’から処理槽１の外へ取り出さ
れる。

【００１０】処理槽１内に、膜分離装置２０を１個配置
してもよいし、また膜分離装置２０の２個以上を連続的
に或いは所定間隔をおいて配置してもよい。膜分離装置
２０の少なくとも上下方向が解放されているので、被処
理液１ａは遮閉壁と遮蔽壁との間を上下方向に移動でき
る。膜分離装置２０は概略直方体の形状をなしており、
その内部には、被処理液１ａを効率よく浄化するため
に、通常複数個の膜モジュール３が配設されて膜モジュ
ール集合体２とされる。

【００１１】本発明に使用される膜モジュール３として
は、平膜タイプ、中空糸膜タイプ、管状膜タイプ、袋状
膜タイプ等の形状の分離膜を適用することができる。ま
た、その材質としては、セルロース、ポリオレフィン、
ポリスルホン、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフロライ
ド）、ＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）、セラミック
ス等を適用することができる。

【００１２】また、膜モジュール３を構成する分離膜１
３の孔径としては、特に限定されるものではなく、一般
に限外濾過膜と呼ばれる孔径０．００１〜０．１μｍの
もの、または一般に精密濾過膜と呼ばれる孔径０．１〜
１μｍのもの、あるいはそれ以上の孔径のものを用いる
ことが可能であり、固液分離の対象となる物質の粒径に
応じて選択され、例えば活性汚泥の固液分離に用いるな
らば、０．５μｍ以下とするのが好ましく、また、浄水
の濾過のように、除菌が必要な場合は０．１μｍ以下と
するのが好ましい。

【００１３】膜モジュール３は分離膜１３と、該分離膜
１３を固定する膜固定部材１４とにより概略構成され
る。膜モジュール３としては、モジュールのコンパクト
性、濾液取り出し時の圧損の低減、モジュール配設時の
加工の容易性、等を総合的に加味すると、分離膜１３の
膜面が、図２に示すように、鉛直方向になるように配設
された平型の膜モジュール３が好ましく、特に分離膜１
３の両端に膜固定部材１４を持ち、且つ固定部材１４が
濾液を集める集水部を兼ねたものが好ましい。

【００１４】図４は、膜モジュール３として用いるのに
好適な中空糸膜モジュールの一例を示し、該モジュール
においては分離膜１３が中空糸膜である。この中空糸膜
モジュールは、中空糸１２を緯糸とする編織物を、その
端部を開口状態に保ちつつ合成樹脂で固定部材１４のス
リット１６に液密に固定されてなり、この合成樹脂の中
空糸膜に垂直な断面の形状が細長いほぼ矩形のものであ
り、この合成樹脂が固定部材１４のスリット１６に取り
付けられて構成されている。合成樹脂（例えば、エポキ
シ樹脂）は、中空糸膜をスリット１６内に固定するとと
もに、固定部材１４の内部路１５を外部から液密に仕切
る。尚、分離膜１３に垂直な面でスリット１６を断面し
た場合、スリット１６の断面形状がほぼ矩形であるの
で、膜面が鉛直方向になっている分離膜１３の端部を固
定部材１４に液密に固定できる。このような中空糸膜モ
ジュールの場合には、中空糸膜が汚泥等により集束固着
一体化し難く、散気装置４によるスクラビングが効果的
に実施できる。中空糸膜モジュールは例えば、図２６に
示すように、通常糸１１を縦糸とし、中空糸１２を緯糸
とし、中空糸１２の端部に開口１０を有する織物を用い
て作製できる。

【００１５】図２に示すように、分離膜１３の下方に
は、散気装置４が配置される。散気装置４は、その形態
は特に限定されるものではないが、金属、樹脂等からな
る管状体に気体を吐出させる吐出口４ａを多数設けた散
気管を用い、ブロワー５より空気を供給するのが、製作
が容易且つ安価なことから好ましい。

【００１６】散気管４の気体吐出口４ａから散気された
気体は気泡４ｂとなって、被処理水液１ａ中を通って膜
モジュール３の膜面に達し、さらに該膜面の近傍を通過
して水面から大気中に放出される。この際、気泡４ｂは
被処理液１ａ中を通って水面まで上方に移動するため、
被処理液１ａと気泡４ｂからなる、上向する気液混合流
が発生する。この気泡４ｂおよび気液混合流が分離膜１
３の膜面をスクラビングすることにより固形分の膜面へ
の付着が防止され、膜面の急速な目詰まりを防止するこ
とができる。

【００１７】また、膜モジュール３の周囲には散気装置
４より吐出される気体が、分離膜１３の膜面にあたるよ
うに気体を導くための遮閉壁を設ける。この際、遮閉壁
は膜分離装置を上方から見て、分離膜１３を備えた膜モ
ジュール３が相対した一対の遮閉壁の内側となるように
することが好ましい。

【００１８】膜モジュール３が、壁面同士が実質的に平
行な相対した一対の遮閉壁の内側となるようにする際、
図２、６に示すように分離膜１３の膜面にその壁面が平
行な相対する一組の遮閉壁６ａ、６ｂを膜モジュール集
合体２の周囲に配設して膜モジュール集合体２を遮閉壁
の６ａ、６ｂが二方向から挟み込むようにしてもよい
し、図３、５に示すように分離膜１３の膜面にその壁面
が平行な相対する一組の遮閉壁の６ａ、６ｂと、固定部
材１４の外側に壁面同士が平行な相対する一組の遮閉壁
６ｃ、６ｄとを配設して膜モジュール集合体２の側面の
四方を遮閉壁６ａ〜６ｄが取り囲むようにしてもよい。
また、図７に示すように固定部材１４の外側にのみ壁面
同士が平行な相対する一組の遮閉壁の６ｃ、６ｄを配設
して膜モジュール集合体２の二側面を遮閉壁６ｃ、６ｄ
が取り囲むようにしてもよい。

【００１９】これらのうち、図７に示すように遮閉壁を
配設する場合に比較して、図２、６に示すように、遮閉
壁の壁面が分離膜１３の膜面に平行となるように配設す
る場合が膜面のスクラビング効果が大きく、図２、６に
示すように遮閉壁を配設する場合よりも、図３、５に示
すように遮閉壁を四方に配設する場合が膜面のスクラビ
ング効果が大きい。いずれの場合も膜分離装置を上方か
ら見た場合、図５〜７に示すように、膜モジュール集合
体２が、相対して壁面同士が実質的に平行な少なくとも
一対の遮閉壁の内側に位置するように遮閉壁を配設す
る。

【００２０】膜モジュール集合体２を水平方向から見た
際、図８に示すように、遮閉壁６が膜モジュール集合体
２と散気装置４との両方の側面全体を覆うようにしても
良い。また、図９〜１３に示すように、膜モジュール集
合体２、散気装置４の一方又は両方の側面の一部又は全
体を覆うように配置しても構わない。即ち、図９は遮閉
壁６が散気装置４を覆わないが膜モジュール集合体２の
側面一部を覆って散気装置４の方向に延びる例であり、
図１０は遮閉壁６が散気装置４を覆わないが膜モジュー
ル集合体２の側面全体を覆う例であり、図１１は遮閉壁
６が膜モジュール集合体２の側面を覆わないが散気装置
４の側面全体を覆い、且つ遮閉壁６の上部が膜モジュー
ル集合体２の近傍まで突出している例であり、図１２は
遮閉壁６が散気装置４を覆わないが膜モジュール集合体
２の側面全体を覆い且つ遮閉壁６の下部が散気装置４の
側に突出している例であり、図１３は遮閉壁６が散気装
置４の側面全体を覆い且つ遮閉壁６の上部が膜モジュー
ル集合体２の側面の一部を覆う例である。さらに、図１
４、１５に示すように、相対する遮閉壁６の上部が高低
差を持つようにしても構わない。

【００２１】２枚の遮閉壁を用いる場合は、その壁面
が、図６に示すように、平型の膜モジュールの分離膜１
３の膜面に平行となるように遮閉壁６ａ、６ｂを配置し
ても、図７に示すように、分離膜１３の膜面に直交する
方向に遮閉壁６ｃ、６ｄを配置しても構わない。しか
し、図４に示すような両端に膜固定部材１４を持つよう
な膜モジュール３を互いに近接するように、複数配置し
て使用する場合、膜固定部材１４が遮閉壁と同様の機能
を果たす。このため、遮閉壁の壁面が分離膜１３の膜面
に対し平行となるように、遮閉壁を配置するのが好まし
い。

【００２２】遮閉壁の材質としては、樹脂、金属、セラ
ミック等、特に限定されるものではない。また形状とし
ては平板状、波板状等を用いることができる。

【００２３】ここで、遮閉壁には、膜モジュール集合体
２の中から外へ、もしくはその逆方向へ被処理液が移動
することにより乱流を生起するように、遮閉壁の少なく
とも一部に通水孔７を設ける。また、図２に示すように
２枚の遮閉壁６ａ、６ｂを用いる場合は、通水孔７は遮
閉壁６ａ、６ｂの両方に設けても、片方のみに設けても
構わない。膜モジュール３の複数個を用いた場合、膜モ
ジュール３毎の洗浄の均一性を確保する見地より、図２
に示すように、両側の遮閉壁６ａ、６ｂに通水孔７を設
けることが好ましい。

【００２４】また、図３に示すように４枚の遮閉壁６
ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを設ける場合は、通水孔７を設け
る遮閉壁は全部であっても、一部であっても構わない
が、複数の膜モジュール３を用いる場合、膜モジュール
毎の洗浄の均一性を確保する見地より、相対する２枚の
遮閉壁６ａ、６ｂ、或いは、６ｃ、６ｄに通水孔７を設
けることが好ましい。尚、図３においては、通水孔の図
示を省略している。

【００２５】図１６〜２４は、通水孔７の形状の例を示
す図である。通水孔７の形状は特に限定されるものでは
なく、図１６〜１９に示すスリット状、図２０に示す円
形状、図２１に示す星型形状、図２２に示す楕円形状、
図２３に示す多角形状、図２４に示すような不定形状
等、いずれの形状とすることができる。また、その分布
も特に限定されるものではなく、規則的に配置しても、
不規則に配置しても構わない。

【００２６】通水孔の総面積の割合は、通水孔を設ける
前の遮閉壁の総面積（即ち、遮閉壁の総側面積）に対
し、水平方向の被処理液の移動を確保するために、下限
としては１％とするのが好ましい。また、気泡および気
液混合流が過剰に膜モジュール３の配設部より外側に逃
げて、膜面の洗浄効果が低下するのを防ぐため、上限と
しては６０％とすることが好ましい。

【００２７】尚、打抜加工、切削加工或いは穿孔加工等
により板状体に貫通孔を形成し、これを通水孔７とする
ことで、通水孔７を有する遮蔽壁を作製できる。通水孔
７のそれぞれの孔面積は約１０ｍｍ²以上であることが
好ましい。

【００２８】また、散気を行う際の気体の吐出量として
は、膜面の洗浄効果を考慮すると、膜分離装置の水平方
向の断面積あたり、１０〜１５０Ｎｍ³／ｍ²／ｈｒとす
ることが好ましく、更に酸素の溶解量、経済性をも考慮
すると、２０〜１００Ｎｍ³／ｍ²／ｈｒとすることがよ
り好ましい。

【００２９】なお、膜分離装置の水平方向の断面積と
は、膜モジュール３から散気装置４の周囲に配置した２
枚の相対する遮閉壁、もしくは４枚の遮閉壁の内側部分
によって概略構成される直方体の水平方向の断面積を言
う。例えば、図６に示す膜分離装置において、膜分離装
置の水平方向の断面積とは、一方の遮閉壁６ａの内側の
線ｌ₁と、遮閉壁６ａと相対する他方の遮閉壁６ｂの内
側の線ｌ₂と、一方の遮閉壁６ａの左端部と他方の遮閉
壁６ｂの左端部とを結ぶ線ｌ₃と、一方の遮閉壁６ａの
右端部と他方の遮閉壁６ｂの右端部とを結ぶ線ｌ₄と、
によって囲まれた長方形の面積である。

【００３０】このとき、膜モジュール３の部分における
気液混合流の水平方向の平均移動流速は、前述した範囲
内にて遮閉壁の通水孔７の面積を調整し、かつ前述した
範囲内にて散気量を調整することにより調節することが
可能である。しかし、乱流を生起して洗浄効果を高める
見地より、水平方向の平均移動流速の下限としては０．
０１ｍ／ｓｅｃとすることが好ましく、０．０５ｍ／ｓ
ｅｃとすることがより好ましい。また、膜モジュール３
に過剰な力を与えて破損することを防止する見地より、
上限としては１．５ｍ／ｓｅｃとすることが好ましく、
１ｍ／ｓｅｃとすることがより好ましい。

【００３１】膜モジュール３の部分における気液混合流
の流速は、鉛直方向（垂直方向）成分ｖ₁（図１に図
示）と水平方向の成分ｖ₂（図１に図示）とに分解され
る。本発明でいう膜モジュール３の部分における気液混
合流の水平方向の平均移動速度とは、水平方向成分ｖ₂
の、分離膜１３の膜面における平均値である。膜面にお
ける気液混合流の水平方向の移動速度は、例えば被処理
液中の粒子や気泡の移動速度を光学的手法により測定す
る方法や、ファラデー効果による誘導電流を利用した電
磁流向流速計等により、膜モジュール近傍の気液混合流
の移動速度を測定することにより近似できる。また、平
均移動速度とは、少なくとも膜モジュ−ル３の中央部と
端部の２点、好ましくはそれ以上の点数において、５〜
６０分の間隔をもって少なくとも２回、好ましくはそれ
以上の回数で、前述した方法により測定した気液混合流
の移動速度の平均値を言う。

【００３２】本発明の膜分離装置の運転方法としては、
浸積吸引濾過法、水頭差による重力濾過法などが用いら
れる。図４に示す中空糸膜モジュールを膜モジュール３
として用いた膜分離装置の運転方法を図１、４に基づき
説明する。この場合、固定部材１４の内部路１５は取出
流路２’を介して吸引ポンプに接続される。吸引ポンプ
を作動し、散気装置４より空気を散気しながら、被処理
液１ａを中空糸膜で吸引濾過する。そうすると、汚泥の
みが中空糸膜の表面に捕らえられ水分と汚泥とが分離さ
れる。こうして汚泥の除去された濾過水は、中空糸膜を
構成する孔を通って各中空糸１２内部の中空に至る。そ
して、中空に至った濾過水は、中空から端部の開口１
０、該開口１０から固定部材１４のスリット１６、スリ
ット１６から内部路１５に至り、そして配管２’を経由
して処理槽１外に排水される。

【００３３】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。なお、本実施例において、気液混合流の水平方向の
平均移動速度の測定は、平型中空糸膜モジュールの２枚
の編み地間の中央部および端部と、編み地の外側の中央
部および端部の計４箇所の膜面近傍に、２成分流向流速
計ＭｏｄｅｌＡＣＭ２５０−Ａ（ＡＬＥＣＥＬＥ
ＣＴＲＯＮＩＣＳＣｏ．ＬＴＤ製）のセンサーを配置
し、４点の移動速度の測定を、３０分の間隔をおいて５
回実施し、合計２０点の移動速度の平均値を算出して平
均移動速度とした。

【００３４】実施例１次のようにして、図３に示す膜分離装置であって、遮蔽
壁として図１７に示す形状の通水孔を有する膜分離装置
を作製した。即ち、平均孔径０．１μｍの精密濾過用ポ
リエチレン中空糸膜（分離膜１３）をスクリーン状に展
開固定した中空糸膜モジュール３（商品名：ステラポア
Ｌ、三菱レイヨン（株）製）５本を、スクリーンが垂直
方向を向き、隣り合う膜モジュール３同士の中心間隔が
６ｃｍとなるように横方向に並べて膜モジュール集合体
２とした。そして、膜モジュール集合体２の下方に、膜
モジュール３の下端部より４５ｃｍの距離に散気装置４
を設け、その周囲を、高さ１００ｃｍ、幅８０ｃｍ、厚
さ１ｃｍの樹脂板２枚と、高さ１００ｃｍ、幅３０ｃ
ｍ、厚さ１ｃｍの樹脂板２枚とを用いて樹脂板が互いに
接するように膜モジュール集合体２を囲って、図３に示
す膜分離装置を得た。

【００３５】尚、遮蔽壁６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄとして
用いた前記樹脂板には、図１７に示すように、長さ９０
ｃｍ、幅１ｃｍの垂直方向のスリット状の通水孔７を、
横方向のスリット同士の間隔が１０ｃｍとなるよう、長
辺を形成する２枚の樹脂板６ａ、６ｂにはそれぞれ７
つ、短辺を形成する２枚の樹脂板６ｃ、６ｄにはそれぞ
れ２つ、合計１８個設けた。これにより、通水孔７の総
面積は、遮閉壁６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄの総側面積に対
し７．４％となる。

【００３６】散気条件は、ブロワー５を用いて膜分離装
置の水平方向の断面積あたり７５ｍ ³／ｍ²／ｈｒの強度
にて空気を供給した。このとき、前述の方法にて測定し
た膜モジュール３の部分における水平方向の気液混合流
の平均移動速度は０．３ｍ／ｓｅｃであった。

【００３７】濾過条件は、ＭＬＳＳ濃度８０００〜１２
０００ｍｇ／Ｌの活性汚泥を、膜透過流束ＬＶ＝０．０
１ｍ³／ｍ²／ｈｒにて、吸引ポンプを用いて、濾過時間
／停止時間＝１３分／２分の間欠運転にて、１年間継続
して濾過処理を実施した。

【００３８】実施例２実施例１と同様の中空糸膜モジュール３を用い、下記の
条件のみ変更して濾過処理を実施した。すなわち、実施
例１と同じ樹脂板４枚を用いて同様に膜モジュール集合
体２を囲うが、スリット状の通水孔７を形成するのは短
辺を形成する樹脂板６ｃ、６ｄのみにした。通水孔７の
長さ、幅、数は実施例１と同様とし、合計４個とした。
これにより、通水孔７の総面積は、遮蔽壁６ａ、６ｂ、
６ｃ、６ｄの総側面積に対し１．６％となる。

【００３９】散気条件は、実施例１と同様にブロワー５
を用いて膜分離装置の水平方向の断面積あたり７５ｍ³
／ｍ²／ｈｒの強度にて空気を供給した。このとき、前
述の方法にて測定した膜モジュール部における水平方向
の気液混合流の平均移動速度は０．１ｍ／ｓｅｃであっ
た。また濾過条件も、実施例１と全く同一の条件にて行
った。

【００４０】実施例３実施例１と同様の中空糸膜モジュール３を用い、下記の
条件のみ変更して濾過処理を実施した。すなわち、実施
例位置と全く同様に樹脂板を配置するが、樹脂板に、長
さ９５ｃｍ、幅３ｃｍのスリットを、横方向のスリット
同士の間隔が２ｃｍとなるよう、長辺を形成する２枚の
樹脂板にはそれぞれ１５個、短辺を形成する２枚の樹脂
板にはそれぞれ５個、合計４０個設けた。これにより、
通水孔７の総面積は、遮閉壁６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄの
総側面積に対し５１．８％となる。

【００４１】散気条件は、実施例１と同様にブロワー５
を用いて膜分離装置の水平方向の断面積あたり７５ｍ³
／ｍ²／ｈｒの強度にて供給した。このとき、前述の方
法にて測定した膜モジュール部における水平方向の気液
混合流の平均移動速度は０．１ｍ／ｓｅｃであった。ま
た濾過条件も、実施例１と全く同一の条件にて行った。

【００４２】比較例実施例１と同様の中空糸膜モジュールを用い、下記の条
件のみ変更して濾過処理を実施した。すなわち、膜モジ
ュールの周囲を、実施例１と全く同様に樹脂板にて囲う
が、樹脂板には通水孔を全く形成しなかった。

【００４３】散気条件は、実施例１と同様にブロワーを
用いて膜分離装置の水平方向の断面積あたり７５ｍ³／
ｍ²／ｈｒの強度にて供給した。このとき、前述の方法
にて測定した膜モジュール部における水平方向の気液混
合流の平均移動速度は０．００５ｍ／ｓｅｃであった。
また、濾過条件も、実施例１と全く同一の条件にて行っ
た。

【００４４】上記実施例および比較例における膜モジュ
ールの濾過運転時の２次側の吸引差圧は、図２５に示す
通りであり、実施例においては経時的な吸引差圧の上昇
が比較例に対して緩やかであり、目詰まりの進行が遅
く、従って洗浄の効率が高いことは明らかである。

【００４５】

【発明の効果】本発明の膜分離装置によれば、分離膜の
表面近傍の気液混合流を乱流とし、分離膜の膜面の洗浄
効率を高めることによって、長期間にわたって膜面の目
詰まりが少なく、高い流量で固液分離を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の膜分離装置を処理槽内に設置した状
態の例を示す概念図である。

【図２】本発明の膜分離装置の例を示す斜視図であ
る。

【図３】本発明の膜分離装置の他の例を示す斜視図で
ある。

【図４】本発明に使用する膜モジュールの例を示す斜
視図である。

【図５】膜分離装置の平面図であって、遮閉壁の配置
の例を示す。

【図６】膜分離装置の平面図であって、遮閉壁の配置
の例を示す。

【図７】膜分離装置の平面図であって、遮閉壁の配置
の例を示す。

【図８】膜分離装置の側面図であって、遮閉壁の配置
の例を示す。

【図９】膜分離装置の側面図であって、遮閉壁の配置
の例を示す。

【図１０】膜分離装置の側面図であって、遮閉壁の配
置の例を示す。

【図１１】膜分離装置の側面図であって、遮閉壁の配
置の例を示す。

【図１２】膜分離装置の側面図であって、遮閉壁の配
置の例を示す。

【図１３】膜分離装置の側面図であって、遮閉壁の配
置の例を示す。

【図１４】膜分離装置の側面図であって、遮閉壁の配
置の例を示す。

【図１５】膜分離装置の側面図であって、遮閉壁の配
置の例を示す。

【図１６】遮蔽壁に設けた通水孔の形状の例を示す正
面図である。

【図１７】遮蔽壁に設けた通水孔の形状の例を示す正
面図である。

【図１８】遮蔽壁に設けた通水孔の形状の例を示す正
面図である。

【図１９】遮蔽壁に設けた通水孔の形状の例を示す正
面図である。

【図２０】遮蔽壁に設けた通水孔の形状の例を示す正
面図である。

【図２１】遮蔽壁に設けた通水孔の形状の例を示す正
面図である。

【図２２】遮蔽壁に設けた通水孔の形状の例を示す正
面図である。

【図２３】遮蔽壁に設けた通水孔の形状の例を示す正
面図である。

【図２４】遮蔽壁に設けた通水孔の形状の例を示す正
面図である。

【図２５】濾過試験による経時的な膜間差圧の挙動を
示すグラフである。

【図２６】中空糸膜を製造するための織物の例を示す
斜視図である。

【符号の説明】

１・・処理槽、１ａ・・被処理液、２・・膜モジュール
集合体、２’・・取出流路、３・・膜モジュール、４・
・散気装置、４ａ・・吐出口、４ｂ・・気泡、５・・ブ
ロワー、６、６ａ、６ｂ・・遮閉壁（樹脂板）、７・・
通水孔、１０・・開口、１１・・通常糸、１２・・中空
糸、１３・・分離膜、１４・・膜固定部材、１５・・流
路、１６・・スリット、２０・・膜分離装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０１Ｄ 71/26 Ｂ０１Ｄ 71/26 (72)発明者本城賢治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Ｆターム(参考） 4D006 GA06 GA07 HA01 HA19 HA48 HA93 HA95 JA02A JA29A JA29B JA29C KA31 KA44 KB22 KE01R MA01 MA03 MA22 MC03 MC11 MC22X MC29 MC30 MC62 PB08 PC62

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】分離膜の膜面が鉛直方向になるように配
設された平型の膜モジュールと、前記分離膜の下方に設
けられて気体を散気し、該気体により生起される気液混
合流により前記分離膜の膜面洗浄を行うための散気装置
と、該散気装置より散気される気体を分離膜の膜面に導
くための遮蔽壁とを備えて処理槽内に設置される膜分離
装置であって、膜分離装置の上方から見て、前記分離膜
が相対した少なくとも一対の遮閉壁の内側に位置すると
ともに、前記遮閉壁に水を通過させることができる通水
孔が設けられている膜分離装置。
【請求項２】通水孔の総面積が、遮閉壁の総側面積の
１〜６０％である、請求項１記載の膜分離装置。
【請求項３】散気装置からの気体の吐出量が、膜分離
装置の水平方向の断面積あたり、１０〜１５０Ｎｍ³／
ｍ²／ｈｒである、請求項１または２記載の膜分離装
置。
【請求項４】膜モジュールにおける気液混合流の水平
方向の平均移動流速が、０．０１〜１．５ｍ／ｓｅｃで
ある、請求項１〜３のいずれかに記載の膜分離装置。
【請求項５】分離膜が、ポリオレフィン製中空糸膜で
あることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載
の膜分離装置。
【請求項６】分離膜が、中空糸を緯糸とする編織物か
らなり、該中空糸の端部を開口状態を保ちつつ膜固定部
材のスリットに液密に固定されてなる中空糸膜であっ
て、前記スリットの断面形状がほぼ矩形である中空糸膜
であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載
の膜分離装置。