JP2005169181A - 縦置型膜分離装置及び縦置型膜分離装置の保守方法 - Google Patents

Abstract

【課題】膜モジュールの保守作業を効率良く行うことができる縦置型膜分離装置及び膜モジュールの保守方法を提供する。
【解決手段】ベッセル本体２の外面から１対の軸体１０が直径方向に突設されている。縦置型膜分離装置１の検査及び補修の際には、上側キャップ３をベッセル本体２から取り外し、エンドプレート２１の上面に水を張り、上記透過水の取出口７，８から気体を供給する。中空糸膜２３の開口端から気泡が流出している場合は、該開口端を樹脂等で閉塞する。検査用架台３０にベッセル本体２を移動し、軸体１０を軸にしてベッセル本体２を上下反転させる。エンドプレート２２の上面に水を張り、同様にして検査、補修を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、水処理等に用いられる縦置型膜分離装置に係り、特に軸方向を上下方向として設置される縦置型膜分離装置に関する。また、本発明は、中空糸膜モジュールを備えた縦置型膜分離装置の保守方法に関する。

浄水処理等に用いられる膜濾過装置の膜モジュールは、一般に、筒形の膜モジュールベッセル内に、スパイラル型、中空糸型等の膜エレメントを装填した構造とされている。この膜モジュールとして、軸方向を上下方向にして設置される縦置型膜分離装置がある（例えば特開２００３−１２６６６１号公報）。
特開２００３−１２６６６１号公報

膜モジュールの膜破断検査や補修等の保守作業に際して膜モジュール下部の汚染状態を確認するには、膜モジュールをベッセルから取り出す必要がある。また、膜モジュールの下部の点検、補修を行う場合には、膜モジュールをベッセルから取り出して上下を転倒して再度膜モジュールを装填して膜破断検知及び補修を行っている。

このようなことから、従来の縦置型膜分離装置は、膜モジュールの検査、補修等の保守作業に手間がかかっていた。

本発明は、膜モジュールの保守作業を効率良く行うことができる縦置型膜分離装置及び膜モジュールの保守方法を提供することを目的とする。

本発明（請求項１）の縦置型膜分離装置は、筒軸方向を上下方向として設置される筒形のベッセルと、該ベッセル内に設置された膜モジュールとを有する縦置型膜分離装置であって、該ベッセルは、筒形のベッセル本体と、該ベッセル本体の上端及び下端にそれぞれ着脱可能に装着されたキャップとを備えている縦置型膜分離装置において、該ベッセル本体に、該ベッセル本体を上下反転させる際の支承部を設けたことを特徴とするものである。

請求項２の縦置型膜分離装置は、請求項１において、該支承部は、該ベッセル本体の外面から直径方向に突設された１対の軸体であることを特徴とするものである。

請求項３の縦置型膜分離装置は、請求項１又は２において、前記膜モジュールは、ベッセル本体の上部及び下部にそれぞれ配置されたポッティング材よりなるエンドプレートと、これらのエンドプレート同士の間に架設され、上端が上側の該エンドプレートの上面に露出し、下端が下側の該エンドプレートの下面に露出している中空糸膜とを備えてなる中空糸膜モジュールであり、該ベッセル本体には、これらエンドプレート同士の間の部分に対し流体を給排するための開口が設けられていることを特徴とするものである。

本発明（請求項４）の縦置型膜分離装置の保守方法は、請求項３に記載の縦置型膜分離装置の膜モジュールを検査する縦置型膜分離装置の保守方法であって、上側のキャップがベッセルから取り外されており、ベッセル本体内の上下のエンドプレート同士の間の内部スペースから水が排出されており、且つ上側のエンドプレートの上面に水が張られ、中空糸内部には水が充満している状態において該内部スペースに前記開口から気体を供給し、中空糸から該上側エンドプレート上面の水への気泡の流出に基づいて中空糸の破損を検査し、その後、ベッセル本体を上下反転させ、上側のキャップがベッセルから取り外されており、ベッセル本体内の上下のエンドプレート同士の間の内部スペースから水が排出されており、且つ上側のエンドプレートの上面に水が張られている状態において該内部スペースに前記開口から気体を供給し、中空糸から該上側エンドプレート上面の水への気泡の流出に基づいて中空糸の破損を検査することを特徴とするものである。

請求項５の縦置型膜分離装置の保守方法は、請求項４において、中空糸の破損が検出された場合には、該中空糸の端部に閉塞処置を施すことを特徴とするものである。

本発明の縦置型膜分離装置によると、膜モジュールを収容したベッセル本体を上下反転させることにより、膜モジュールの下側についても容易に保守作業を行うことができる。

反転用の支承部として、ベッセル本体の外面から直径方向に１対の軸体を突設した場合には、各軸体を１対の軸受（例えばＵ字形や半円径の凹所）上に載荷させ、ベッセル本体を極めて容易に上下反転させることができる。

本発明の縦置型膜分離装置において、膜モジュールが請求項３のように中空糸膜モジュールである場合、請求項４の保守方法により膜モジュールの破損を容易に検査することができる。

この請求項４の方法に従った保守作業において、中空糸に破損があると、この破損箇所から気体が中空糸内に入り込み、上側のエンドプレートの上面から気泡が流出する。この気泡の有無を観察することにより、破損の有無が確認できる。また、気泡流出が認められる中空糸については、その端部（上側エンドプレートの上面に露出する部分）に閉塞処置を施すことにより、この膜モジュールを有した縦置型膜分離装置を通常運転に復帰させることができる。

なお、ベッセル本体を上下反転させて保守作業を行うことにより、中空糸の両端側についてこの検査及び閉塞作業を容易に行うことができる。

以下に図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

第１図（ａ）は本発明の実施の形態に係る縦置型膜分離装置の断面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＢ付近の拡大図、第２図は第１図の縦置型膜分離装置の保守方法を説明する斜視図である。

この実施の形態に係る縦置型膜分離装置１は、長手方向を鉛直方向として設置される縦置型のものであり、ベッセル本体２と、このベッセル本体２の上端及び下端にそれぞれ着脱可能に装着された上側キャップ（第１のキャップ）３及び下側キャップ（第２のキャップ）４とを備えている。

ベッセル本体２は、円筒状の筒体部２ａと、該筒体部２ａの上端及び下端の外周面からそれぞれ突設されたフランジ２ｂ，２ｃとを有する。上側キャップ３にはフランジ３ａが突設され、下側キャップ４にはフランジ４ａが突設されている。ベッセル本体２の上端のフランジ２ｂと上側キャップ３のフランジ３ａとが連結バンド９Ａによって連結されており、ベッセル本体２の下端のフランジ２ｃと下側キャップ４のフランジ４ａとが連結バンド９Ｂによって連結されている。

第２図の通り、ベッセル本体２の筒軸方向の中間位置の外面から直径方向に１対の軸体１０，１０が突設されている。この実施の形態では、これら軸体１０，１０は丸棒形状となっている。この縦置型膜分離装置１の上端に原水の流入口５が設けられ、下端に濃縮水の流出口６が設けられ、側周面に透過水の取出口７，８が設けられている。流入口５は上側キャップ３に設けられ、流出口６は下側キャップ４に設けられ、取出口７はベッセル本体２の上部に設けられ、取出口８はベッセル本体２の下部に設けられている。

この実施の形態では、ベッセル本体２はＦＲＰ製であるが、金属など他の材料にて構成されていてもよい。

図示はしないが、この下側キャップ４の下部には、縦置型膜分離装置１を自立させるための脚を設け、かつ該脚と架台を固定するための連結具を設けていてもよい。脚を設けることにより横倒しのリスクが小さくなり好ましい。

前述の通り、上側キャップ３とベッセル本体２、及びベッセル本体２と下側キャップ４とは、それぞれフランジ３ａ，２ｂ同士及びフランジ２ｃ，４ａ同士を当接させ、それらの外側に連結バンド９（９Ａ，９Ｂ）を装着することにより連結される。フランジ３ａ，２ｂ，２ｃ，４ａは、いずれも外周側ほど厚みが減少するテーパ形断面形状のものである。各フランジの突き合わせ面はそれぞれ縦置型膜分離装置１の筒軸心線に対し垂直面となっている。突き合わされる一方のフランジ例えばフランジ２ｂの突き合わせ面には凹溝が周設され、この凹溝に装着されたＯリング１０が他方のフランジの突き合わせ面に密着される。

連結バンド９は、フランジ３ａ，２ｂ，２ｃ，４ａの外周を取り巻くバンド本体９ａの内周面にアタッチメント９ｂを固着した構成のものである。アタッチメント９ｂは、内方ほど相互間の間隔が開く１対の傾斜片９ｃ，９ｃを有しており、この傾斜片９ｃ，９ｃがフランジ３ａ，２ｂ，２ｃ，４ａの傾斜面に係合する。バンド本体９ａの両端同士をボルトによって連結し、このボルトを締め込んでバンド本体９ａを縮径させることにより、アタッチメント９ｂの傾斜片９ｃがフランジ３ａ，２ｂ及びフランジ２ｃ，４ａ同士を密着方向に押圧し、これにより上側キャップ３とベッセル本体２、ベッセル本体２と下側キャップ４とがそれぞれ水密的に且つ強固に連結される。９ｄはアタッチメント９ｂの強度を高めるための張出部である。

この実施の形態では、縦置型膜分離装置１内に膜モジュールとして中空糸膜モジュール２０が装填されている。この中空糸膜モジュール２０はポッティング材よりなる一対のエンドプレート２１，２２間に多数本の中空糸膜２３を架設したものである。各中空糸膜２３の両端はエンドプレート２１，２２内に埋設され、且つエンドプレート２１，２２同士の対向面と反対側の端面に露出している。このエンドプレート２１，２２の外周にＯリング２４，２５を装着し、ベッセル本体２の筒体部２ａに内嵌する。エンドプレート２１は透過水の取出口７より上側の位置に配置されており、エンドプレート２２は透過水の取出口８より下側の位置に配置されている。

このように構成された縦置型膜分離装置１を検査及び補修する際には、連結バンド９Ａを外し、上側キャップ３をベッセル本体２から取り外す。また、上下のエンドプレート２１，２２同士の間に溜まっている水を透過水の取出口７，８から排出させる。そして、上側のエンドプレート２１の上面に、中空糸膜２３の開口端が水没する程度に水を張り、中空糸内部には水が充満している状態において上記透過水の取出口７及び／又は８から気体を供給する。この際、エンドプレート２１の上面に露出している中空糸膜２３の開口端からの気泡の流出の有無を調べることにより、中空糸膜２３の破損を検査する。中空糸膜２３の開口端から気泡が流出している場合は、該開口端を樹脂等で閉塞することにより補修を行う。

次に連結バンド９Ｂを外し、ベッセル本体２を下側キャップ４から取り外す。そして、第２図の通り、このベッセル本体２を検査用架台３０が設けられている場所まで移動する。なお、連結バンド９Ｂは、これ以前に、例えば上記連結バンド９Ａの取り外し時に取り外されてもよい。

この検査用架台３０は、１対のスタンド３１，３１を備えている。該スタンド３１，３１同士の間隔はベッセル本体２のフランジ２ｂ、２ｃの直径よりも大きく、軸体１０，１０の先端同士の間隔よりも狭くなっている。該スタンド３１，３１の上面には、Ｕ字形ないし半円弧形の凹部が設けられており、これら凹部が軸体１０，１０を支承するための軸受部３２，３２となっている。

この検査用架台３０のスタンド３１，３１同士の間に上方からベッセル本体２を配置し、ベッセル本体２の軸体１０，１０を検査用架台３０の軸受部３２，３２に載荷させる。そして、軸体１０，１０を回動中心としてベッセル本体２を上下反転させる。その後、エンドプレート２２の上面に、中空糸膜２３の開口端が水没する程度に水を張り、中空糸内部には水が充満している状態において透過水の取出口７及び／又は８から気体を供給して中空糸膜２３の破損を検査する。中空糸膜２３の開口端のうち気泡が流出している箇所がある場合には、当該開口端を樹脂等で閉塞して補修する。

このように検査及び必要に応じ補修を行った後、ベッセル本体２にキャップ３，４を第１図の如く取り付け、通常運転に復帰させる。

本実施の形態に係る縦置型膜分離装置及びその保守方法によると、中空糸膜モジュール２０を収容したベッセル本体２を上下反転させることにより、中空糸膜モジュール２０をベッセル本体２から抜き出すことなく、容易に中空糸膜モジュール２０の検査、補修等の保守作業を行うことができる。また、ベッセル本体２を上下反転させて保守作業を行うことにより、中空糸膜２３の両端側についてこの検査及び閉塞作業を容易に行うことができる。

この実施の形態では、ベッセル本体２の外面から直径方向に１対の軸体１０を突設しているので、各軸体１０を１対の軸受部３２上に載荷させ、ベッセル本体２を極めて容易に上下反転させることができる。

なお、中空糸膜モジュール２０は破損し易いものであっても、ベッセル本体２から抜き出すことなく中空糸膜モジュール２０の検査及び補修ができるため、中空糸膜モジュール２０の検査や補修中の破損が防止される。

本実施の形態において、検査用架台３０上でベッセル本体２を反転させて検査、補修をした場合、再度反転して元の上下位置に戻してからベッセル本体２を復旧してもよいが、再度反転することなく上下を変えてベッセル本体２を復旧してもよい。このようにすれば、中空糸膜モジュール２０の中空糸膜２３内での通水方向が保守作業の度に反対になるので、該中空糸膜モジュールの寿命を延長することができる。

本実施の形態では検査用架台３０にベッセル本体２を載置させてベッセル本体２を反転させたが、検査用架台３０を用いることなく重機によってベッセル本体２を掴んで上下反転させてもよい。

ベッセル本体の重量が大きい場合やベッセル本体の側面の肉厚が薄い場合は、第３図のようにリング１０Ａでベッセル本体の側面を補強し、該リング１０Ａの外周面に第２図の軸体１０を設けるようにしてもよい。このリング１０Ａは、ベッセル本体２Ａと一体に形成されたものであってもよく、ベッセル本体に対し後付けして設けたものであってもよい。リング２Ａの幅や厚み、形状は図示以外であってもよいことは明らかである。

上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は上記以外の態様をもとりうる。例えば、ベッセル本体２と上側キャップ３及びベッセル本体２と下側キャップ４とはボルト締めによるフランジ結合など、他の結合手段によって着脱可能とされてもよい。上記実施の形態では開口５を原水流入口とし、開口６を濃縮水流出口としているが、側面の開口７を原水流入口とし、開口８を濃縮水流出口とし、中空糸膜２３の透過水を開口５，６から取り出すようにしてもよい。

本発明では、中空糸膜モジュール２０以外のスパイラル型エレメントなど各種のエレメントをベッセル本体２内に配置できる。

第１図（ａ）は実施の形態に係る縦置型膜分離装置の断面図であり、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＢ付近の拡大図である。 第１図の縦置型膜分離装置の保守方法を説明する斜視図である。 別の実施の形態に係る縦置型膜分離装置のベッセル本体を示す斜視図である。

符号の説明

１ 縦置型膜分離装置
２，２Ａ ベッセル本体
３ 上側キャップ
４ 下側キャップ
９ 連結バンド
９ａ バンド本体
１０ 軸体
１０Ａ リング
２０ 中空糸膜モジュール
２１，２２ エンドプレート
２３ 中空糸膜
３０ 検査用架台
３１ スタンド
３２ 軸受部

Claims (5)

1. 筒軸方向を上下方向として設置される筒形のベッセルと、該ベッセル内に設置された膜モジュールとを有する縦置型膜分離装置であって、
   該ベッセルは、筒形のベッセル本体と、該ベッセル本体の上端及び下端にそれぞれ着脱可能に装着されたキャップとを備えている縦置型膜分離装置において、
   該ベッセル本体に、該ベッセル本体を上下反転させる際の支承部を設けたことを特徴とする縦置型膜分離装置。
2. 請求項１において、該支承部は、該ベッセル本体の外面から直径方向に突設された１対の軸体であることを特徴とする縦置型膜分離装置。
3. 請求項１又は２において、前記膜モジュールは、ベッセル本体の上部及び下部にそれぞれ配置されたポッティング材よりなるエンドプレートと、これらのエンドプレート同士の間に架設され、上端が上側の該エンドプレートの上面に露出し、下端が下側の該エンドプレートの下面に露出している中空糸膜とを備えてなる中空糸膜モジュールであり、
   該ベッセル本体には、これらエンドプレート同士の間の部分に対し流体を給排するための開口が設けられていることを特徴とする縦置型膜分離装置。
4. 請求項３に記載の縦置型膜分離装置の膜モジュールを検査する縦置型膜分離装置の保守方法であって、
   上側のキャップがベッセルから取り外されており、ベッセル本体内の上下のエンドプレート同士の間の内部スペースから水が排出されており、且つ上側のエンドプレートの上面に水が張られ、中空糸内部には水が充満している状態において該内部スペースに前記開口から気体を供給し、
   中空糸から該上側エンドプレート上面の水への気泡の流出に基づいて中空糸の破損を検査し、
   その後、ベッセル本体を上下反転させ、
   上側のキャップがベッセルから取り外されており、ベッセル本体内の上下のエンドプレート同士の間の内部スペースから水が排出されており、且つ上側のエンドプレートの上面に水が張られている状態において該内部スペースに前記開口から気体を供給し、
   中空糸から該上側エンドプレート上面の水への気泡の流出に基づいて中空糸の破損を検査することを特徴とする縦置型膜分離装置の保守方法。
5. 請求項４において、中空糸の破損が検出された場合には、該中空糸の端部に閉塞処置を施すことを特徴とする縦置型膜分離装置の保守方法。

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