JP2000288358A

JP2000288358A - 端部補強部材付き濾過スクリーン、中空糸膜モジュールの製造方法及びそれに用いる固定部材成型用注入型

Info

Publication number: JP2000288358A
Application number: JP11095570A
Authority: JP
Inventors: Masanori Itakura; 正則板倉; Ikuo Kinoshita; 育男木下
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1999-04-01
Filing date: 1999-04-01
Publication date: 2000-10-17

Abstract

(57)【要約】【課題】中空糸膜を編み織りした中空糸膜編織物を平
型に展開してなる濾過スクリーンを用いた中空糸膜モジ
ュールにおいて、該濾過スクリーンを構成する中空糸膜
の端面を確実に開口させることができる端部補強部材付
き濾過スクリーン、その該端部補強部材付き濾過スクリ
ーンを用いた中空糸膜モジュールの製造方法、固定部材
成型用注入型。【解決手段】中空糸膜を編み織りした中空糸膜編織物
を平型に展開してなる濾過スクリーン１において、濾過
スクリーンの少なくとも一方の端部に、端部を直線状に
保持する剛性を有する端部補強部材２２が取り付けられ
ている。良好な作業性を得ることができ、また、中空糸
膜モジュールの濾過性能を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、河川水や湖沼水の
濾過、工業用水の濾過、排水処理など汚濁性の高い液体
を濾過するのに好適に用い得る中空糸膜モジュールに関
する。具体的には、下排水処理における固液分離、活性
汚泥処理における汚泥分離あるいは汚泥濃縮、産業排水
処理における固液分離、含水油中の水分分離、河川水あ
るいは海水の濾過、砂濾過後の高次処理、工業用水の濾
過、プール水の濾過、食品工業等における用水濾過及び
製品の清澄濾過、薬品工業等における菌体分離、染色工
業における用水あるいは染料の濾過、海水淡水化の前処
理濾過、イオン交換膜を用いたプロセスにおける前処理
濾過等に適用され得るものである。

【０００２】

【従来の技術】中空糸膜モジュールは、無菌水、高純度
水、飲料水の製造や、空気の浄化といった精密濾過の分
野に用いられるほか、下水処理場における二次処理、三
次処理や、浄化槽における固液分離等の高汚濁性水処理
の分野にも適用されている。高汚濁性水処理において
は、濾過時における目詰まりが大きい場合が多く、その
場合には濾過処理を一定時間行った後に、モジュール底
部より空気を送って中空糸膜を振動させて膜表面を洗浄
するスクラビング操作や、濾過方向とは逆方向に濾過水
を通水する逆洗等の膜洗浄が繰り返し行われる。しか
し、従来の精密濾過に用いられる円柱状や同心円上に中
空糸膜編織物を収束して配置した中空糸膜モジュールを
高汚濁性水処理に用いた場合には、処理時間の経過に伴
い膜表面に付着した有機物等の堆積物により中空糸膜同
士が固着してしまい、モジュール内の中空糸膜の有効面
積が減少し、濾過流量の急激な低下が生じ、定期的に膜
洗浄しても膜機能が容易に回復しなくなり濾過効率の著
しい低下が生じる場合があった。この有効面積の減少と
洗浄効率の低下といった問題の解決策として、中空糸膜
編織物を濾過スクリーン状に広げた状態で、その一端ま
たは両端の中空糸膜を開口状態に保って固定した平型の
中空糸膜モジュールが提案されている。そのようなもの
であると、複数の平型の中空糸膜モジュールを適切な間
隔で配置することにより膜表面の洗浄が容易となり、濾
過効率の低下をおさえることが可能となる。

【０００３】図８は、前述の濾過スクリーンを有する中
空糸膜モジュールの実施形態の一例を示す模式断面図で
ある。本例では、濾過スクリーン１を構成する各中空糸
膜の両端が開口状態を保ちつつ固定部材２により固定さ
れ、該固定部材２は集水管３の内部に固定されている。
このような中空糸膜モジュールの製造方法については、
特開平０７−０９６１４９号公報に提案されている。す
なわち、一辺に細長い凹部を設けた軟質樹脂製中空中子
を集水管３内部に挿入設置し、中空糸膜編織物からなる
濾過スクリーン１の先端を該集水管３の側面に設けた矩
形穴を貫通して内部の中空中子の凹部に入れ、集水管３
内部を固定部材２となる合成樹脂で満たして硬化させ、
中空中子の内部の凸部分を切断し中空糸膜の端面を開口
させる中空糸膜モジュールの製造方法である。この平型
の中空糸膜モジュールでは、濾過膜の二次側を吸引し濾
過操作を行うことが多く、より高い濾過性能を得るため
には中空糸膜モジュールを円筒状容器などの耐圧容器に
収納し、濾過膜の一次側を更に加圧して濾過が行われ
る。しかし、平型の中空糸膜モジュールを円筒状容器に
収容すると、中空糸膜以外の部分の占める比率が高くな
るため容積効率が悪くなる。また、角形容器に収納する
ときには耐圧構造を得るため補強部材を必要とする等に
より容器費用が割高となる。

【０００４】上記の容積効率にかかる課題を解決するた
めの構造として、複数の平型の中空糸膜編織物からなる
濾過スクリーンを平行に配列したり、ジグザグ状に折り
畳んで中空糸膜モジュールとなし、空気ヘッダーから供
給した空気によりスクラビングを行うことによって、長
期にわたり高い濾過機能を維持することができる中空糸
膜モジュールが、特開平０９−１４１０６３号公報、特
開平１１−５０２３号公報、特願平１０−２２４４６３
号に提案されている。図９は、複数の平型の濾過スクリ
ーンを有する濾過エレメントを、円筒型容器内に収納し
て中空糸膜モジュールとした実施形態の一例を示す模式
断面図である。本例では複数の濾過スクリーン１が、上
下固定部材２ａ、２ｂにて上下部ハウジング４ａ、４ｂ
に、下部処理水室１７の処理水を上部処理水室１６に移
液する導水管１４とともに固定され、下部ハウジング４
ａに下部処理水室１７を形成するようにエレメントキャ
ップ１３を取り付けて濾過エレメントとしている。該濾
過エレメントには、空気供給口１０、空気放出手段１
１、エアー管１５が組み込まれ、気体通路１９を経てス
クラビング用空気がモジュール外部より各濾過スクリー
ン１，１，・・・間に供給される。該濾過エレメントは、
被処理水供給口７、堆積物出口９、空気出口１２を有す
る缶体５と、処理水出口８を有するキャップ６に組み込
まれて濾過モジュール（中空糸膜モジュール）として使
用される。

【０００５】このような中空糸膜モジュールの製造方法
については、特開平０７−１５５５６４号公報に提案さ
れている。すなわち、複数の細長い凹部を設けた軟質樹
脂製中空中子をハウジング内部に挿入設置し、中空糸膜
編織物からなる濾過スクリーン１，１，・・・の先端をハ
ウジングの一面に設けた矩形穴を貫通して内部の中空中
子の凹部に入れ、ハウジング内部を固定部材２ａ，２ｂ
となる合成樹脂で満たして硬化させ、中空中子の内部の
凸部分を切断して中空糸膜の端面を開口させる中空糸膜
モジュールの製造方法である。また、固定部材２ａ，２
ｂを成形させる注入型として、中空中子の代わりにシリ
コン樹脂製等からなる固定部材成形用注入型を用いるこ
ともある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の中空糸膜モジュールの製造工程において、中空糸膜編
織物からなる濾過スクリーン１を中空中子あるいは固定
部材成型用注入型の凹部に挿入して固定部材２ａ，２ｂ
によって固定する際に、濾過スクリーン１の先端が凹部
の底部から離れた部位で固定部材２ａ，２ｂにより固定
され、切断によって濾過スクリーンを構成する中空糸膜
の端面を開口できないことがある。端面が開口されない
中空糸膜は濾過膜としての機能を発現できず、多数の未
開口が存在した場合は中空糸膜モジュールとしての濾過
性能の低下の要因となることがある。本発明者等は種々
検討の結果、この濾過スクリーンの先端が中空中子ある
いは固定部材成型用注入型の凹部の底部から離れた部位
で固定部材により固定される現象は、中空糸膜編織物か
らなる濾過スクリーンが柔軟性を有するために、濾過ス
クリーンの先端を隙間無く凹部の底部に押しつけるよう
に装着できないためや、固定部材となる合成樹脂を流し
込んだ際に濾過スクリーンが浮き上がるために発生する
ことを解明した。特開平１０−５７７８２号公報には、
濾過スクリーンの端部にポリオレフィン等の熱可塑性樹
脂からなる帯状体を設けることを特徴とする中空繊維シ
ートが提案されている。しかしながら、該帯状体を設け
た中空繊維シートを用いても、濾過スクリーンの端部を
注入型の凹部の底部に押しつけることができないため、
前述と同様に該帯状体ごと濾過スクリーンが浮き上がる
ことがあり該濾過スクリーンを構成する中空糸膜の端部
を開口できないことがある。

【０００７】本発明は前記課題を解決するためになされ
たもので、中空糸膜を編み織りした中空糸膜編織物を平
型に展開してなる濾過スクリーンを用いた中空糸膜モジ
ュールにおいて、該濾過スクリーンを構成する中空糸膜
の端面を確実に開口させることができる端部補強部材付
き濾過スクリーン、及び該端部補強部材付き濾過スクリ
ーンを用いた中空糸膜モジュールの製造方法、それに用
いる固定部材成型用注入型を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の濾過スクリーン
は、中空糸膜を編み織りした中空糸膜編織物を平型に展
開してなる濾過スクリーンにおいて、濾過スクリーンの
少なくとも一方の端部に、該端部を直線状に保持する剛
性を有する端部補強部材が取り付けられていることを特
徴とするものである。その端部補強部材としては、金属
製、又は且つ強磁性を有するものが望ましい。本発明の
中空糸膜モジュールの製造方法は、濾過スクリーンの少
なくとも一端部に、該端部を直線状に保持する剛性を有
する端部補強部材を取り付ける工程と、端部補強部材付
き濾過スクリーンの端部補強部材を取り付けた側の端部
を固定部材成型用注入型内に配置する工程と、固定部材
成型用注入型内に固定部材を注入し、固化する工程と、
濾過スクリーンの端部補強部材を取り付けた側の端部を
切断する工程とを有することを特徴とするものである。
本発明の固定部材成型用注入型は、濾過スクリーンが固
定されるハウジングが装着され、濾過スクリーンの端部
補強部材が取り付けられた端部が挿入される凹部が形成
されていることを特徴とするものである。この固定部材
成型用注入型においては、凹部の先端近傍に、端部補強
部材と引き寄せ合う吸引部材が配備されていることが望
ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明においては、中空糸膜を編
み織りした中空糸膜編織物を平型に展開してなる濾過ス
クリーンを用いる。中空糸膜編織物を構成する中空糸膜
としては、ポリオレフィン系、セルロース系、ポリビニ
ルアルコール系、ポリスルフォン系、ポリメチルメタク
リレート系等の各種材料及びその複合物からなるものが
用いることができ、編織物への編織物性、スクラビング
用空気による揺れへの対応の点で強伸度の高いポリエチ
レン等のオレフィン系中空糸膜が好ましく用いられる。
また、中空糸膜は濾過膜として使用可能なものであれ
ば、孔径、空孔率、膜厚、外径等は特に制限はない。中
空糸膜編織物は、中空糸膜が経糸および緯糸の一方に配
され、濾過膜としての機能が保持されるならば、どのよ
うな編成方法、織成方法に拠ったものであってもよい。
例えば、図３に示す中空糸膜編織物の一例では、濾過ス
クリーン１である中空糸膜編織物は、中空糸膜２０が経
糸あるいは緯糸の一方に配され、他のかがり糸２１を緯
糸あるいは経糸として公知の編み織り方式にて得ること
ができる。

【００１０】本発明の濾過スクリーンでは、図４に示す
ように、その濾過スクリーン１の少なくとも一方の端部
に、端部補強部材２２が取り付けられる。そのような端
部補強部材２２としては、濾過スクリーン１の端部を直
線状に保持する剛性を有することが必要である。中で
も、強磁性を有するものが望ましく、鉄のように磁石に
付着するもの、または、それ自体が磁力を発揮するもの
が望ましく、フェライト、磁性体粒子含有樹脂等が良
く、さらに、強度、加工性等を考慮すれば金属が望まし
い。この端部補強部材の取付け方としては、特に制限さ
れるものではなく、例えば、図５に示す例での端部補強
部材２２は、濾過スクリーン１の端部に樹脂を薄板状に
硬化、賦形して成型させたものである。ここで硬化賦形
する樹脂としては、熱硬化性、熱可塑性、光硬化性等の
樹脂のいずれでもよい。また、図６に示す端部補強部材
２２は、薄板状の樹脂板あるいは金属板等を折り曲げて
濾過スクリーン１の端部を挟み込むように組み込んだも
のである。図７に示す端部補強部材２２は、薄板状の樹
脂板あるいは金属板等を濾過スクリーン１の端部に接着
ないし融着等の方法にて組み込んだものである。

【００１１】端部補強部材２２の長さＬは、濾過スクリ
ーン１の幅の±１０ｍｍ程度が好ましい。濾過スクリー
ン１より１０ｍｍ以上短いと端部補強部材２２よりはみ
出した中空糸膜編織物の端が折れ曲がることがあり好ま
しくなく、濾過スクリーン１より１０ｍｍ以上長いとモ
ジュール内の濾過スクリーン１の両側に中空糸膜の無い
広い空間ができて容積効率が低下するためである。端部
補強部材２２の幅Ｗは、１〜２０ｍｍが好ましく、２〜
１０ｍｍがより好ましい。１ｍｍ未満の場合は該端部補
強部材２２の取り付けが困難となり、２０ｍｍよりも大
きい場合は固定部材２を硬化させる際に用いる中空中子
や固定部材成型用注入型の大きさが大きくなり好ましく
ない。端部補強部材２２の厚みは、０．１〜１０ｍｍが
好ましく、０．３〜５ｍｍがより好ましい。０．１ｍｍ
未満の場合は端部補強部材２２そのものの製作が困難で
あり好ましくない。１０ｍｍよりも厚い場合は濾過スク
リーン１の間隔も大きくなりモジュールの容積効率が低
下するため好ましくない。

【００１２】本発明においては、この端部補強部材付き
濾過スクリーンを利用して中空糸膜モジュールを製造す
る。本例では、固定部材成型用注入型を用いて製造する
方法を説明する。ここで用いる固定部材成型用注入型
は、図１に示すように、ハウジング４（図９の下部ハウ
ジング４ａまたは上部ハウジング４ｂ）の先端が装着さ
れる形状を有し、かつ、濾過スクリーン１の端部が、端
部補強部材２２が取り付けられた状態で底部まで挿入さ
れる凹部２８が形成されている。固定部材成型用注入型
２３の材質としては、従来同様のものを適用でき、固定
部材が剥離し易いように、少なくともその表面がシリコ
ン樹脂等からなるもの好ましい。中空糸膜モジュールを
製造するには、図１に示すように、固定部材成型用注入
型２３に装着したハウジング４の内部に、導水管１４の
固定や固定部材２の補強用のスリットプレート２６を装
着する。さらに、端部補強部材２２が取り付けられた濾
過スクリーン１をスリットプレート２６のスリット３０
に挿通し、濾過スクリーン１の端部を固定部材成型用注
入型２３の凹部２８に挿入する。そして、ハウジング４
と固定部材成形用注入型２３からなる空間に固定部材２
となる溶融状態の樹脂を注入し、硬化させる。この際に
導水管１４の内部に樹脂が浸入することを防止するた
め、該導水管１４の端部に導水管用栓２５を組み込んで
おく。固定部材２となる樹脂の硬化後、固定部材成型用
注入型２３と導水管用栓２５を外し、端部補強部材２２
が埋設した凸状部分３２の固定部材２を切断し、濾過ス
クリーン１を構成する中空糸膜の端面を開口させて図２
に示すような中空糸膜モジュールを得ることができる。
尚、各部材の形は図１、２に示された形状にとらわれる
ものではない。固定部材２は、濾過スクリーン１を構成
する中空糸膜編織物を固定するとともに、被処理水と処
理水を液もれなく仕切る部材として機能するもので、例
えば、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂等により形成することができる。これらの固定部
材２への中空糸膜の固定化は常法により行うことができ
る。

【００１３】本発明の端部補強部材付き濾過スクリーン
及び該端部補強部材付き濾過スクリーンを用いた製造方
法によれば、濾過スクリーンを中空中子あるいは固定部
材成型用注入型の凹部への装着時に、該濾過スクリーン
の端部が直線状を保持しつつ、確実に凹部の底部に添っ
て装着することができるので、良好な作業性を得ること
ができ、また、該濾過スクリーンを構成する中空糸膜の
端部を確実に開口させることができる。

【００１４】また、図１に示すように、固定部材成型用
注入型２３の凹部２８の先端近傍に、端部補強部材２２
と引き寄せ合う吸引部材２４が配備されていることが望
ましい。吸引部材２４としては、端部補強部材２２が鉄
などの金属であれば永久磁石あるいは電磁石が好まし
く、端部補強部材２２がフェライト等の磁力を発生させ
るものであれば、鉄などの金属、またはそれと引き寄せ
合うように磁極を端部補強部材２２に対向させて配備さ
せた永久磁石や電磁石等を好ましく適用できる。この吸
引部材２４を配備しておくことにより、固定部材成型用
注入型２３の凹部２８に端部補強部材付きの濾過スクリ
ーン１の端部を挿入したときに、該濾過スクリーン１の
端部を確実に該固定部材成型用型２３の凹部２８の底部
に位置させることができ、また、濾過スクリーン１の端
部の浮き上がりを防止できる。その結果、中空糸膜の端
面をより確実に開口できるようになる。さらに、端部補
強部材２２が強磁性を有するものとしておけば、この固
定部材成型用注入型への挿入の他の工程において、例え
ば、濾過スクリーン１の長さ調整などの中空糸膜モジュ
ール加工装置に磁石あるいは電磁石を配備させておくこ
とにより濾過スクリーン１を容易に保持させることがで
き、従来机上等で平置きにより行っていた作業を簡易
に、場所をとらず行うことが可能となる。同様に、ハン
ガーコンベア、ワイヤーレールなどの搬送装置の移動部
分に、磁石あるいは、電磁石を組み込むことにより、該
磁石あるいは電磁石により端部補強部材を組み込んだ濾
過スクリーン１を直立させて保持することができ、従来
コンテナ等に横置きして入れ行っていた保管、搬送を、
場所をとらず行うことができ、加えて自動搬送させるこ
とも可能となる。

【００１５】

【発明の効果】本発明の端部補強部材付き濾過スクリー
ン及び該端部補強部材付き濾過スクリーンを用いた製造
方法によれば、濾過スクリーンを中空中子あるいは固定
部材成型用注入型の凹部への装着時に、該濾過スクリー
ンの端部が直線状を保持しつつ、確実に凹部の底部に添
って装着することができるので、良好な作業性を得るこ
とができ、また、該濾過スクリーンを構成する中空糸膜
の端部を確実に開口させることができ、中空糸膜モジュ
ールの濾過性能を向上できる。さらに、端部補強部材を
強磁性を有するもので形成し、また固定部材成型用注入
型の凹部の先端近傍に、端部補強部材と引き寄せ合う吸
引部材を配備しておくことにより、濾過スクリーンの端
部を固定部材成型用型の所定位置に容易かつ確実に配置
させることができ、かつその浮き上がりを防止できるの
で、中空糸膜の端面をより確実に開口できるようにな
る。しかも、固定部材成型用注入型だけでなく、他の各
種装置においても、同様の吸引部材を配備させておくこ
とにより、中空糸膜モジュールをより容易かつ確実（正
確）に製造できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の中空糸膜モジュールの製造方法にお
ける一工程を説明する為の部分拡大断面図である。

【図２】本発明の中空糸膜モジュールの製造方法にお
ける一工程を説明する為の部分拡大断面図である。

【図３】中空糸膜編織物の一例を示す側面図である

【図４】端部補強部材付き濾過スクリーンの一例を示
す側面図である。

【図５】端部補強部材付き濾過スクリーンの一例を示
す斜視図である。

【図６】端部補強部材付き濾過スクリーンの一例を示
す斜視図である。

【図７】端部補強部材付き濾過スクリーンの一例を示
す斜視図である。

【図８】平型の濾過スクリーンを有する中空糸膜モジ
ュールの実施形態の一例を示す模式断面図である。

【図９】中空糸膜モジュールの一例を示す模式断面図
である。

【符号の説明】

１濾過スクリーン２固定部材２ａ下部固定部材２ｂ上部固定部材３集水管４ハウジング４ａ下部ハウジング４ｂ上部ハウジング５缶体６キャップ７被処理水供給口８処理水出口９堆積物出口１０空気供給口１１空気放出手段１２空気出口１３エレメントキャップ１４導水管１５エアー管１６上部処理水室１７下部処理水室１８被処理水室１９気体通路２０中空糸膜２１かがり糸２２端部補強部材２３固定部材成型用注入型２４吸引部材２５導水管用栓２６スリットプレート２８凹部３０スリット３２凸状部分

フロントページの続きＦターム(参考） 4D006 GA02 HA02 HA16 HA19 JA02A JA13A JA13C JA13Z JA31A JB03 JB05 JB06 JB08 KA43 MA01 MB16 MC11 MC22 MC33 MC37 MC62 PA01 PA02 PB04 PB08 PC11 PC21 PC23 PC41 PC55 PC62 PC64

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中空糸膜を編み織りした中空糸膜編織物
を平型に展開してなる濾過スクリーンにおいて、該濾過スクリーンの少なくとも一方の端部に、該端部を
直線状に保持する剛性を有する端部補強部材が取り付け
られていることを特徴とする端部補強部材付き濾過スク
リーン。
【請求項２】前記端部補強部材が金属製であることを
特徴とする請求項１記載の端部補強部材付き濾過スクリ
ーン。
【請求項３】前記端部補強部材が強磁性を有すること
を特徴とする請求項１記載の端部補強部材付き濾過スク
リーン。
【請求項４】濾過スクリーンの少なくとも一端部に、
該端部を直線状に保持する剛性を有する端部補強部材を
取り付ける工程と、該端部補強部材付き濾過スクリーンの端部補強部材を取
り付けた側の端部を固定部材成型用注入型内に配置する
工程と、該固定部材成型用注入型内に固定部材を注入し、固化す
る工程と、濾過スクリーンの端部補強部材を取り付けた側の端部を
切断する工程とを有することを特徴とする中空糸膜モジ
ュールの製造方法。
【請求項５】濾過スクリーンが固定されるハウジング
が装着され、濾過スクリーンの端部補強部材が取り付け
られた端部が挿入される凹部が形成されていることを特
徴とする固定部材成型用注入型。
【請求項６】前記凹部の先端近傍に、端部補強部材と
引き寄せ合う吸引部材が配備されていることを特徴とす
る請求項５記載の固定部材成型用注入型。