JP2004181372A

JP2004181372A - 膜モジュール

Info

Publication number: JP2004181372A
Application number: JP2002351856A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Narukami; 善久鳴上; Tsunehisa Tanaka; 恒久田中; Takeshi Yoshizaki; 健吉崎; Motofumi Tajima; 基史田島
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2002-12-04
Filing date: 2002-12-04
Publication date: 2004-07-02

Abstract

【課題】逆洗時、膜チューブから剥離した膜面付着物を十分に被処理水入口から排出することが可能であり、さらに、上下複数段に積層して設置する場合、設置に占める上下方向のスペースをコンパクト化できる膜モジュールを提供する。
【解決手段】膜エレメント３は、先端を閉塞した管状の複数の膜チューブ６と、これら膜チューブ６の基端部を集束固定する集束プレート７とで構成され、且つ、集束プレート７が膜エレメント装入口に水密に配置された状態で円筒状の横置きされたケーシング内に充填され、膜エレメント装入口に、ケーシング内の膜エレメント３の各膜チューブ６の基端開口６ａ側を覆う配水部材１０が設けられ、被処理水入口１７は、配水部材１０の円筒部１０ａの下端部に位置し、且つ円筒部１０ａの接線方向に沿って水平方向に設けられている。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、上水（浄水）処理，下水・廃水処理，ガス分離，ダスト分離等に用いられる膜モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の膜モジュールとしては、例えば図５に示すように、円筒状の横置きされたハウジング４１の一端側に清浄流体排出口４２が形成され、ハウジング４１の開口側がキャップ４３で被蓋され、キャップ４３に原液流体流入口４４が形成され、ハウジング４１内に先端を閉塞した複数のチューブ状膜４５が備えられ、各チューブ状膜４５の基端開口部４５ａを目板４６の嵌合部４７に集束固定させて集合体４８を構成したものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
これによると、濾過運転時、図５の実線矢印で示すように、原液流体流入口４４からハウジング４１内に供給された原液流体は、基端開口部４５ａを通って各チューブ状膜４５の内側から外側へ透過する際に濾過された後、清浄流体として清浄流体排出口４２から排出される。
【０００４】
また、逆洗時には、図５の点線矢印で示すように、逆洗水を清浄流体排出口４２から供給して原液流体流入口４４から排出する。これにより、逆洗水が各チューブ状膜４５の外側から内側へ透過し、各チューブ状膜４５を逆洗した後、基端開口部４５ａを通ってキャップ４３の内側へ流出する。これにより、各チューブ状膜４５の内周面に付着していた膜面付着物は、剥離して逆洗水と共に各チューブ状膜４５内からキャップ４３の内側へ流出し、原液流体流入口４４から排出される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−１０６０３４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来形式では、逆洗時、各チューブ状膜４５（膜チューブ）の内周面から剥離した膜面付着物Ａがキャップ４３の内側の下部に残留してしまい、十分に原液流体流入口４４（被処理流体入口）から排出されないといった問題があった。
【０００７】
また、別の形式として、図６に示すように、原液流体流入口４４をキャップ４３の外周下部に下向きに形成したものがあるが、この場合においても、上記剥離した膜面付着物Ａが目板４６とキャップ４３の下部内周面とのコーナー部分に残留してしまい、十分に原液流体流入口４４から排出されないといった問題があった。さらに、原液流体流入口４４に配管４９を接続するためのスペースをハウジング４１の下方に確保する必要があるため、複数の膜モジュール５０を上下複数段に積層して設置した場合、設置に占める上下方向のスペースが増大するといった問題もあった。
【０００８】
本発明は、逆洗時、膜チューブから剥離した膜面付着物を十分に被処理流体入口から排出することが可能であり、さらに、上下複数段に積層して設置する場合、設置に占める上下方向のスペースをコンパクト化できる膜モジュールを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本第１発明は、筒状の横置きされたケーシング内に膜エレメントを充填した膜モジュールであって、上記ケーシングの端部に、膜エレメントを出し入れするための膜エレメント装入口が形成され、上記膜エレメントは、先端を閉塞した管状の複数の膜チューブと、これら膜チューブの基端部を集束固定する集束プレートとで構成され、且つ、集束プレートが膜エレメント装入口に水密に配置された状態でケーシング内に充填され、上記膜エレメント装入口に、ケーシング内の膜エレメントの各膜チューブの基端開口側を覆うキャップ状の配水部材が設けられ、上記配水部材に被処理流体入口が設けられ、ケーシングに濾過処理流体出口が設けられ、上記被処理流体入口は、配水部材の円筒部分の下端部に位置し、且つ上記円筒部分の接線方向に設けられているものである。
【００１０】
これによると、濾過運転時、被処理流体入口から配水部材内へ供給された被処理流体は、各膜チューブの基端開口から内部流路に流れ込み、各膜チューブの内側から外側へ透過する際に膜チューブで濾過された後、濾過処理流体として濾過処理流体出口から外部へ排出される。
【００１１】
また、逆洗時には、逆洗用流体を濾過処理流体出口からケーシング内に供給して被処理流体入口から排出する。これにより、上記逆洗用流体が各膜チューブの外側から内側へ透過し（流れ）、各膜チューブを逆洗した後、基端開口を通って配水部材の内側へ流出する。これにより、各膜チューブの内周面に付着していた膜面付着物は、剥離して逆洗用流体と共に各膜チューブ内から配水部材の内側へ流出し、被処理流体入口から排出される。この際、上記被処理流体入口は配水部材の円筒部分の下端部に位置し且つ上記円筒部分の接線方向に設けられているため、上記各膜チューブ内から配水部材の内側へ流出した膜面付着物は、残留せず、十分に被処理流体入口から排出される。
【００１２】
また、被処理流体入口に配管を接続した場合、被処理流体入口に配管するためのスペースを、ケーシングの下方に確保する必要はなく、ケーシングの横方向に確保すればよい。このため、複数の膜モジュールを上下複数段に積層して設置した場合、設置に占める上下方向のスペースをコンパクト化することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
図１，図２に示すように、膜モジュール１は、ケーシング２の内部に複数（２個）の膜エレメント３を備えたものであり、被処理水（被処理流体の一例）を後述する膜チューブ６の内側から外側へ透過させて濾過する内膜式のものである。
【００１４】
上記ケーシング２は、直管円筒状に形成されて、脚部２５を介して横置きされている。上記ケーシング２の両端には、上記膜エレメント３を出し入れする膜エレメント装入口４が形成されている。これら両膜エレメント装入口４の外周縁にはケーシング側フランジ５が設けられている。
【００１５】
上記膜エレメント３は、図３，図４に示すように、先端を閉塞した細い直管状のセラミック製の複数本の膜チューブ６と、これら膜チューブ６の基端部を集束固定して各膜チューブ６を片持状に支持する円板形状の集束プレート７とで構成されている。尚、上記各膜チューブ６は、多数の微細孔を有した膜形成材のみで管壁を成形してなり、管外径１〜６ｍｍφ、管壁肉厚０．１〜０．８ｍｍの形状をなすものであり、所定間隔で平行に水平に配置されている。また、上記各膜チューブ６の基端側は、集束プレート７に形成された複数の貫通孔に挿通され、各膜チューブ６の基端間に充填された接着材層８によって集束プレート７に水密に集束固定されている。
【００１６】
図１，図２に示すように、上記両膜エレメント装入口４には、ケーシング２内に充填された膜エレメント３の各膜チューブ６の基端開口６ａ側を覆うキャップ状の配水部材１０が着脱自在に取付けられている。すなわち、配水部材１０は、円筒部１０ａと、円筒部１０ａの一端を閉塞する皿型の円板部１０ｂと、円筒部１０ａの他端開口部の外周縁に設けられた配水部材側フランジ１０ｃとで構成されている。そして、上記集束プレート７の外周部を上記ケーシング側フランジ５と配水部材側フランジ１０ｃとの間に挟み込んだ状態で、複数のボルト１２を挿通し、ナット１３を締めてケーシング側フランジ５と配水部材側フランジ１０ｃとを締結することにより、両膜エレメント３がそれぞれケーシング２内に水平に据付け固定されている。
【００１７】
尚、集束プレート７とケーシング側フランジ５との間は一方のパッキン１４によって水密にシールされている。また、集束プレート７と配水部材側フランジ１０ｃとの間は他方のパッキン１５によって水密にシールされている。
【００１８】
上記両配水部材１０の円筒部１０ａの下端部には、被処理水を供給する被処理水入口１７（被処理流体入口の一例）が設けられている。これら両被処理水入口１７は上記円筒部１０ａの接線方向に沿って水平方向に設けられ、被処理水入口１７の軸心２７がケーシング２の軸心２８に対して直交方向となっている。
【００１９】
また、ケーシング２の上部には、濾過処理水出口１８（濾過処理流体出口）が上向きに設けられている。さらに、両配水部材１０の円筒部１０ａの上端部には、エア抜き口１９が上向きに設けられ、ケーシング２の下部には、ドレン排出口２０が横向きに設けられている。
【００２０】
以下、上記構成における作用を説明する。
濾過運転時、図１，図２の実線矢印で示すように、両被処理水入口１７から配水部材１０内へ供給された被処理水は、各膜チューブ６の基端開口６ａから内部流路６ｂ（図３参照）に流れ込み、各膜チューブ６の内側から外側へ透過する際に膜チューブ６で濾過された後、濾過処理水（濾過処理流体の一例）として濾過処理水出口１８から外部へ排出される。
【００２１】
また、逆洗時には、図１，図２の点線矢印で示すように、逆洗水（逆洗用流体の一例）を濾過処理水出口１８からケーシング２内に供給して両被処理水入口１７から排出する。これにより、上記逆洗水が各膜チューブ６の外側から内側へ透過し（流れ）、各膜チューブ６を逆洗した後、基端開口６ａを通って両配水部材１０の内側へ流出する。これにより、各膜チューブ６の内周面に付着していた膜面付着物は、剥離して逆洗水と共に各膜チューブ６内から両配水部材１０の内側へ流出し、両被処理水入口１７から排出される。
【００２２】
この際、図２に示すように、上記被処理水入口１７は配水部材１０の円筒部１０ａの下端部に位置し且つ円筒部１０ａの接線方向に沿って水平方向に設けられているため、上記円筒部１０ａの内周面に沿った逆洗水の強い流れＢが発生し、上記各膜チューブ６内から配水部材１０の内側へ流出した膜面付着物Ａは、残留せず、上記強い流れＢによって押し流され十分に被処理水入口１７から排出される。
【００２３】
また、図２の仮想線で示すように、被処理水入口１７に配管２６を接続した場合、上記被処理水入口１７に配管するためのスペースを、ケーシング２の下方に確保する必要はなく、ケーシング２の横方向に確保すればよい。したがって、複数の膜モジュール１を上下複数段に積層して設置した場合、設置に占める上下方向のスペースをコンパクト化することができる。
【００２４】
上記実施の形態では、図１に示すように、ケーシング２内に２個の膜エレメント３を備えているが、ケーシング２のいずれか一端のみに膜エレメント装入口４を形成するとともにケーシング２の他端を閉塞し、ケーシング２内に膜エレメント３を１個だけ備えたものであってもよい。
【００２５】
上記実施の形態では、被処理流体の一例として被処理水を挙げたが、水以外の液体、又は気体であってもよい。同様に、逆洗用流体の一例として逆洗水を挙げたが、水以外の液体、又は気体であってもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明では、逆洗時、各膜チューブの内周面に付着していた膜面付着物は、剥離して逆洗用流体と共に各膜チューブ内から配水部材の内側へ流出し、被処理流体入口から排出される。この際、上記被処理流体入口は配水部材の円筒部分の下端部に位置し且つ上記円筒部分の接線方向に設けられているため、上記各膜チューブ内から配水部材の内側へ流出した膜面付着物は、残留せず、十分に被処理流体入口から排出される。
【００２７】
また、被処理流体入口に配管を接続した場合、被処理流体入口に配管するためのスペースを、ケーシングの下方に確保する必要はなく、ケーシングの横方向に確保すればよい。このため、複数の膜モジュールを上下複数段に積層して設置した場合、設置に占める上下方向のスペースをコンパクト化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における膜モジュールの断面図である。
【図２】図１におけるＸ−Ｘ矢視図である。
【図３】同、膜モジュールの膜エレメントの断面図である。
【図４】図３におけるＹ−Ｙ矢視図である。
【図５】従来の膜モジュールの断面図である。
【図６】従来の膜モジュールの断面図である。
【符号の説明】
１膜モジュール
２ケーシング
３膜エレメント
４膜エレメント装入口
６膜チューブ
６ａ基端開口
７集束プレート
１０配水部材
１０ａ円筒部
１７被処理水入口（被処理流体入口）
１８濾過処理水出口（濾過処理流体出口）

Claims

筒状の横置きされたケーシング内に膜エレメントを充填した膜モジュールであって、上記ケーシングの端部に、膜エレメントを出し入れするための膜エレメント装入口が形成され、上記膜エレメントは、先端を閉塞した管状の複数の膜チューブと、これら膜チューブの基端部を集束固定する集束プレートとで構成され、且つ、集束プレートが膜エレメント装入口に水密に配置された状態でケーシング内に充填され、上記膜エレメント装入口に、ケーシング内の膜エレメントの各膜チューブの基端開口側を覆うキャップ状の配水部材が設けられ、上記配水部材に被処理流体入口が設けられ、ケーシングに濾過処理流体出口が設けられ、上記被処理流体入口は、配水部材の円筒部分の下端部に位置し、且つ上記円筒部分の接線方向に設けられていることを特徴とする膜モジュール。