JP2005230813A - Hollow fiber membrane module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、上水処理用途などに好適に用いられる中空糸膜モジュールに関し、詳しくは濾過性能低下を招き難く、かつ、生産効率向上に好適な形状を有する中空糸膜モジュールに関する。 The present invention relates to a hollow fiber membrane module suitably used for water treatment applications and the like, and particularly relates to a hollow fiber membrane module that is less likely to cause a decrease in filtration performance and has a shape suitable for improving production efficiency.
従来より上水用の中空糸膜モジュールは、上水用、産業水用などに広く利用されており、幾多の実施形態と多種多様の用途に関して公知である。 BACKGROUND ART Conventionally, hollow fiber membrane modules for clean water have been widely used for clean water, industrial water, and the like, and are known for many embodiments and various uses.
従来から用いられている中空糸膜モジュールは、例えば特許文献1〜4にも示され、また図7、8に示すように、筒状ケース3内に多数本の中空糸膜2を収納して構成されている。特許文献1に示すように、図7に示す中空糸膜モジュールにおいて、中空糸膜2の一方の端部(上端部)は、端面が開口された状態で筒状ケース3に合成高分子樹脂4で固定され、一方、中空糸膜2の他方の端部(下端部)は、端面が閉塞された状態で筒状ケース3に合成高分子樹脂4で固定されている。また、特許文献2〜4に示すように、図8に示す中空糸膜モジュールにおいて、中空糸膜2の一方の端部(上端部)は、端面が開口された状態で筒状ケース3に合成高分子樹脂4で固定され、中空糸膜2の他方の端部(下端部)は、筒状ケース3に固定されずに、各中空糸膜毎に端面が閉塞状態を保って自由運動可能となっている。
Conventionally used hollow fiber membrane modules are also disclosed in, for example,
これらの中空糸膜モジュールを外圧方式で用いる場合、通常、垂直に配置し、筒状ケースの下方の流入口12から原水(被処理水)を投入し、中空糸膜を透過し中空部に到達した濾過水を、上部の上キャップ6から外部に取り出している。
When these hollow fiber membrane modules are used in an external pressure system, they are usually arranged vertically, and raw water (treated water) is introduced from the
このとき、濾過を進行させると、中空糸膜外表面に原水中の懸濁物質が付着し濾過抵抗が大きくなり膜透過流速(FLUX)が徐々に低下する。そこで、濾過抵抗を元の低い状態に回復させるため、原水の供給を停止し、濾過水を上キャップ6側から所定量供給するいわゆる逆洗を行うと共に、下部に設けられた流入口12から空気を吹き込んでエアースクラビングを行い、懸濁物質を落脱せしめ下キャップ7から筒状ケース内の水と共に外部へ排出する。
At this time, when the filtration proceeds, suspended substances in the raw water adhere to the outer surface of the hollow fiber membrane, the filtration resistance increases, and the membrane permeation flow rate (FLUX) gradually decreases. Therefore, in order to restore the filtration resistance to the original low state, the supply of raw water is stopped, so-called backwashing is performed in which a predetermined amount of filtered water is supplied from the
また、特許文献5に示すように負圧方式を用いる浸漬型中空糸膜モジュールにおいても図11に示すように通水可能な開口部を有する筒状ケース17内に多数本の中空糸膜2を収納して構成されており、筒状ケースの開口部から原水が通水され、中空糸膜外部から中空部に陰圧濾過した濾過水を、上部のキャップ6から外部に取り出しているが、この浸漬型中空糸膜モジュールにおいても加圧方式と同様に濾過を進行させると、中空糸膜外表面に原水中の懸濁物質が付着し、濾過抵抗が大きくなり膜透過流速(FLUX)が徐々に低下する。そこで濾過抵抗を元の低い状態に回復させるため、下部に設けられた流入口12から空気を吹き込んでエアースクラビングを行い、懸濁物質を落脱せしめ流入孔10または筒状ケースの開口部から外部へ排出する。
Further, in the immersion type hollow fiber membrane module using the negative pressure system as shown in
しかしながら、図7や図11に示すような中空糸膜モジュールの場合、中空糸膜を物理洗浄する際に流入口12から導入せしめた空気は、下部の合成高分子樹脂4に設けた複数個の空気散気孔10から濾過領域内に流入することとなるが、中空糸膜の両端が樹脂で把持されているために中空糸膜は揺れにくく、合成高分子樹脂4近傍の中空糸膜を充分に洗浄することは難しい。さらに、中空糸膜外表面から剥がれた懸濁物質は本来空気散気孔10や浸漬型モジュールの場合は散気孔10および筒状ケースの開口部から水と共に排出されるが、空気散気孔10間に落ちた懸濁物質は、その部分で滞留が生じやすいので、完全に除去することが難しい。
However, in the case of the hollow fiber membrane module as shown in FIG. 7 or FIG. 11, the air introduced from the
一方、図8に示すような中空糸膜モジュールは、濾過工程における原水流入やエアースクラビングによって下方の中空糸端が個々に自由に揺れるので懸濁物質の付着防止には有効であるが、多数本ある中空糸膜の端面を1本1本を閉塞する作業は、煩雑で時間を要するうえに、筒状ケース内での原水流速が偏り易いので、特定部分の中空糸を必要以上に激しく揺らして他の中空糸膜に衝突させてしまい、中空糸膜を損傷する虞がある。また、エアースクラビング時にもエアの流れに偏りが生じやすく、懸濁物質の洗浄偏りが起こったり、個々自由に揺れる中空糸膜同士が絡み合うという別の問題も生じる。
本発明は、濾過工程時やエアースクラビング時に中空糸膜が損傷することなく適度に揺れ、エアースクラビング時には中空糸膜外表面より剥がされた懸濁物質を排出し易い、中空糸膜端面の閉塞作業が容易な中空糸膜モジュールを提供することを目的とする。 The present invention is suitable for swaying the hollow fiber membrane during the filtration process or air scrubbing without damaging the air, and during air scrubbing, the suspended material peeled off from the outer surface of the hollow fiber membrane can be easily discharged. An object of the present invention is to provide a hollow fiber membrane module that is easy to handle.
本発明は、前記目的を達成するために、次のような構成をとる。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
(1)多数本の中空糸膜が筒状ケースに収納された中空糸膜モジュールであって、中空糸膜の一方の端部は、端面が開口された状態で筒状ケースに固定され、中空糸膜の他方の端部は、複数の小束に分割され、端面が該小束単位でまとめて閉塞されていることを特徴とする中空糸膜モジュール。 (1) A hollow fiber membrane module in which a large number of hollow fiber membranes are housed in a cylindrical case, and one end of the hollow fiber membrane is fixed to the cylindrical case with the end face open, A hollow fiber membrane module, wherein the other end of the yarn membrane is divided into a plurality of small bundles, and the end surfaces are closed together in units of the small bundles.
(2)前記中空糸膜の他方の端部は、樹脂、または、樹脂および金属の複合体からなる閉塞部材で端面が閉塞されている、上記(1)に記載の中空糸膜モジュール。 (2) The hollow fiber membrane module according to (1), wherein an end surface of the other end of the hollow fiber membrane is closed with a closing member made of resin or a composite of resin and metal.
(3)前記閉塞部材は、柱状、球状もしくは流線状の形状をなしている、上記(1)または(2)に記載の中空糸膜モジュール。 (3) The hollow fiber membrane module according to (1) or (2), wherein the closing member has a columnar shape, a spherical shape, or a streamline shape.
(4)前記閉塞部材は、表面に乱流発生部を有している、上記(1)〜(3)のいずれかに記載の中空糸膜モジュール。 (4) The hollow fiber membrane module according to any one of (1) to (3), wherein the blocking member has a turbulent flow generation portion on a surface thereof.
(5)筒状ケース内の前記中空糸膜の他方の端部に対応する位置に、前記小束単位で間仕切りをする仕切り部材を設けた、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の中空糸膜モジュール。 (5) In any one of the above (1) to (4), a partition member that partitions the small bundle unit is provided at a position corresponding to the other end of the hollow fiber membrane in the cylindrical case. Hollow fiber membrane module.
(6)筒状ケースが通水可能な開放系であることを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれかに記載の中空糸膜モジュール。 (6) The hollow fiber membrane module according to any one of (1) to (5) above, wherein the cylindrical case is an open system through which water can flow.
請求項1に記載の発明によれば、中空糸膜が、使用時に下側に位置することとなる端部において、複数の小束に分割され、その端面が小束単位ごとにまとめて閉塞されているので、濾過工程時やエアースクラビング時に、小束単位で適度に自由運動する(揺れる)ことができ、懸濁物質の付着を防止したり懸濁物質を効率的に脱落させることができる。そして、その逆洗排水についても、流路を比較的大きくとることができるため、排水が短時間で済む。また、小束単位での端面閉塞部材が重錘となるので、原水やエアーを流入させても各小束の位置が概ね維持される。その結果、中空糸膜が必要以上に揺れて損傷したり絡み合ったりすることがない。さらに、使用時に下側に位置することとなる中空糸膜端部を筒状ケースに対して固定しないので、エアースクラビング時には中空糸膜外表面より剥がされた懸濁物質が排出し易いうえに、端面を小束単位ごとにまとめて閉塞すればよいので、中空糸膜端面の閉塞作業が容易で生産性を高められる。 According to the first aspect of the present invention, the hollow fiber membrane is divided into a plurality of small bundles at the end portion that will be positioned on the lower side during use, and the end surfaces thereof are closed together for each small bundle unit. Therefore, during the filtration process or air scrubbing, it can move freely (shake) in small bundle units, and can prevent the suspended material from adhering or efficiently remove the suspended material. And also about the backwash drainage, since a flow path can be taken comparatively large, drainage can be completed for a short time. Moreover, since the end surface blocking member in the small bundle unit becomes a weight, the position of each small bundle is generally maintained even if raw water or air is introduced. As a result, the hollow fiber membrane will not be damaged and entangled more than necessary. Furthermore, since the hollow fiber membrane end portion that will be positioned on the lower side during use is not fixed to the cylindrical case, the suspended substance peeled off from the outer surface of the hollow fiber membrane is easily discharged during air scrubbing, Since the end face may be closed together for each small bundle unit, the work of closing the end face of the hollow fiber membrane is easy and productivity can be improved.
請求項2に記載の発明によれば、小束端面の閉塞を樹脂により行えるので効率的な閉塞作業となる。また、そのときに樹脂を金属容器に流し込んで固化させる場合には、さらに効率的な閉塞作業が可能となり、かつ金属により重錘効果が増すモジュールとすることができる。 According to the second aspect of the invention, since the end face of the small bundle can be closed with the resin, it is an efficient closing operation. Further, when the resin is poured into a metal container and solidified at that time, a more efficient closing operation can be performed, and a module in which the weight effect is increased by the metal can be obtained.
請求項3に記載の発明によれば、原水やエアーの流れがスムーズかつ均一になり易く、小束を偏ることが無く効果的に揺らすことができる。 According to the third aspect of the present invention, the flow of raw water or air tends to be smooth and uniform, and the small bundle can be effectively shaken without being biased.
請求項4に記載の発明によれば、閉塞部材の表面に設けられた乱流発生部に原水やエアーが衝突することで、中空糸小束に微細な振動や揺れを付与することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, minute vibrations and vibrations can be imparted to the small bundle of hollow fibers by collision of raw water or air with a turbulent flow generating portion provided on the surface of the closing member.
請求項5に記載の発明によれば、濾過工程時やエアースクラビング時における各小束の位置をより規制できるので、さらに原水やエアの流れの偏りを防ぐことができる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the position of each small bundle during the filtration step or air scrubbing can be more restricted, it is possible to further prevent the raw water or air flow from being biased.
請求項6に記載の発明によれば負圧方式で使用する、筒状ケースが通水可能な開放系である浸漬型の中空糸膜モジュールにおいても同様の効果を得ることができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the same effect can be obtained even in an immersion type hollow fiber membrane module that is used in a negative pressure system and is an open system through which a cylindrical case can pass water.
本発明に係る中空糸膜モジュールを、以下、上水濾過に用いられる中空糸膜モジュールを例にとって説明する。なお、本発明は、上水用の中空糸膜モジュールに限定されるものでなく、産業用水、下水用など中空糸膜モジュールにも適用することができる。 The hollow fiber membrane module according to the present invention will be described below by taking a hollow fiber membrane module used for water filtration as an example. In addition, this invention is not limited to the hollow fiber membrane module for clean water, It can apply also to hollow fiber membrane modules, such as for industrial water and a sewage.
先ず、本発明の中空糸膜モジュールの構成について、図を参照しながら説明する。図1は中空糸膜モジュールの概略縦断面図、図2は中空糸膜を複数の小束に分割し、閉塞部材で閉塞した小束単位の端面を示す部分拡大図、図12は浸漬型中空糸膜モジュールの概略縦断面図である。 First, the structure of the hollow fiber membrane module of this invention is demonstrated, referring a figure. FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a hollow fiber membrane module, FIG. 2 is a partially enlarged view showing an end surface of a small bundle unit obtained by dividing the hollow fiber membrane into a plurality of small bundles and closed with a closing member, and FIG. It is a schematic longitudinal cross-sectional view of a thread membrane module.
中空糸膜モジュール1は、図1に示すように、両端が開口した筒状ケース3内に多数本の中空糸膜2を収納し、中空糸膜2の上方の端部は、端面を開口状態としつつ筒状ケース3の上端に合成高分子樹脂4で液密に固定している。一方、中空糸膜2の下方の端部は、10束から800束程度の小束2aに分割し、小束単位で端面を閉塞部材5でまとめて閉塞している。なお、下方の端部において、中空糸膜2は小束2a単位で自由に動ける状態となっており、小束単位で自由に動ける状態であれば、U字状に折り曲げた糸束の湾曲部を閉塞部材5でまとめるようにしてもよい。
As shown in FIG. 1, the hollow
筒状ケース3の上部には濾過液出口13を有する上キャップ6を、筒状ケース3の下部には散気板9を挟み込み、原液およびエアの流入口12を有する下キャップ7を液密に接続している。なお、液密にする手段として特に限定しないが、パッキンを挟み込みサニタリクランプなどで取り付ければよい。
An
下キャップ7の流入口12には、原水導入路に接続した原水導入ポンプ(図示せず)とエアー源に接続したエアー導入バルブ(図示せず)と排水路に接続した第1排水バルブ(図示せず)を接続している。また上キャップ6の濾過液出口13には、濾過液導出路に接続した濾過液バルブ(図示せず)が接続している。さらに、筒状ケース3の上方には、エアースクラビング時のエアーの流出口14を設け、排水路に接続した第2排水バルブが接続してある。
The
浸漬型中空糸膜モジュールの場合は、図12のように原水が通水可能な開放系である筒状ケースの上部に濾過液出口13を有する上キャップ6を、筒状ケース17の下部には散気板9を挟み込み、エアの流入口12を有する下キャップ7を液密に接続している。下キャップ7の流入口12には、エアー源に接続したエアー導入バルブ(図示せず)と排水路に接続した第1排水バルブ(図示せず)を接続している。また上キャップ6の濾過液出口13には、濾過液導出路に接続した吸引ポンプ(図示せず)と濾過液バルブ(図示せず)を接続している。
In the case of the submerged hollow fiber membrane module, an
筒状ケース3、17の材質としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等のポリオレフィンやポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、4フッ化エチレンパーフルオロアルコキシエチレン共重合体(PFA)、4フッ化エチレン6フッ化プロピレン共重合体(FEP)、4フッ化エチレンエチレン共重合体(ETFE)、3フッ化エチレン樹脂(PCTFE)、エチレンクロロトリフロロエチレン(ECTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等のフッ素系樹脂、そしてポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の塩素樹脂、さらにポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアリルスルホン樹脂、ポリフェニルエーテル樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体樹脂(ABS)、アクリロニトリル-スチレン共重合体樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂などが単独もしくは混合で用いられる。また、樹脂以外ではアルミニウム、ステンレス鋼などが好ましく、さらに、樹脂と金属の複合体や、ガラス繊維強化樹脂、炭素繊維強化樹脂などの複合材料を使用してもかまわない。また図12の浸漬型中空糸膜モジュールの場合は筒状ケース17の形状はネット状、格子状など中空糸膜が実質的に露出している構造であればよい。
Examples of the material of the
中空糸膜2の素材は特に限定されず、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−ビニルアルコール共重合体、セルロース、酢酸セルロース、ポリフッ化ビニリデン、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレンなどが挙げられ、また、これらの複合でもかまわない。
The material of the
小束2aは、筒状ケース3、17の径や長さ、また、原水やエアーの流入口の構造などに応じて、意図する効果が得られるよう複数本の中空糸膜から構成すればよいが、モジュール直径が50〜400mm、モジュール長が500〜3000mm程度のモジュールであれば、一つの小束2aを50〜800本、さらには100〜500本程度の中空糸膜で構成するのがよい。
The
中空糸束2を筒状ケース3、17に固定する合成高分子樹脂4としては、エポキシ樹脂やポリウレタン樹脂を例示できる。また本発明の中空糸膜モジュールでは、中空糸膜の両端を筒状ケースに固定するモジュールよりも糸の揺れが大きくなるので、糸切れ防止のため、2種の合成高分子樹脂4を用いて2層構造とすることが好ましい。すなわち、中空糸膜2の濾過領域側界面をシリコーン樹脂やウレタン樹脂などの弾性体とするのも好ましい。
Examples of the
一方、閉塞部材5に使用される樹脂としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂や、ポリエチレン、ポリプロピレン、中空糸膜を構成している材質等の種々の熱可塑性樹脂の溶融樹脂を使用しても良い。好ましくは、これら閉塞部材と中空糸膜との界面での糸の損傷を防止するために、JIS−K6253(2004)のタイプAデュロメータ硬度が5〜95程度の樹脂を使用するのがよい。また、硬度が高い樹脂の上に上記の硬度の樹脂を積層することも好ましく用いられる。なお、JIS−K6253(2004)のタイプAデュロメータ硬度は、JIS−K6253(2004)に記載の測定器を使用し、触針を樹脂の表面に押し付けることで測定される。実物で押し付けが不可の場合は、別途サンプルを成形して測定する
閉塞部材5は、筒状ケース3、17内への中空糸膜2の充填密度、各糸束間の間隙の大きさ、などに応じて種々の形状とすることができる。例えば、図1、図2に示すように柱状体としたり、図3に示すように球状体としたり、図4に示すように流線状体とすることができる。また、図示しないが、円錐状体、角錐状体、板状体などでもよい。また、柱状体の場合、成形が容易でかつ破損しにくい断面形状が円形のものが好ましいが、断面が三角形や四角形、五角形、六角形などの多角形や楕円型、星形のものなどでもよい。さらに懸濁物質が多い原水を濾過する中空糸膜モジュールの場合には、図10に示すように、閉塞部材5の表面に、翼、螺旋溝などで構成される乱流発生部16を設けることが好ましい。こうすることにより原水やエアーが乱流発生部16に衝突して中空糸小束に微細な振動や揺れを付与することができる。
On the other hand, as the resin used for the closing
また、閉塞部材として樹脂を用いる場合、図9に示すように、金属容器15に中空糸膜2の端部を配置して、樹脂を注入、固化し、中空糸膜端面を閉塞すれば、より効率的な閉塞作業が可能となるうえに、そのままモジュールとして使用できるので金属による重錘効果が得られる。このとき、金属容器15としては、ステンレス鋼(SUS)が好ましい。
Further, when resin is used as the closing member, as shown in FIG. 9, if the end portion of the
なお、閉塞部材5による中空糸膜の筒状ケースへの充填率低下を防止するためには、隣り合った閉塞部材5の位置を中空糸膜モジュールの軸方向(上下方向)でずらすことも好ましい。
In order to prevent a decrease in the filling rate of the hollow fiber membrane into the cylindrical case by the closing
さらに、中空糸膜2の端面を小束単位で閉塞する各閉塞部材5は、その一部が隣り合った閉塞部材5と接続されていてもよい。例えば、棒状体、ヒモ状体で各閉塞部材を接続する構造である。このような構造により、各閉塞部材同士が手をつないだ様になるので、特定の場所の閉塞部材のみが揺れることが無く、振動や揺動の力を他の閉塞部材に伝播することが出来る。同時に、各小束の位置を緩やかに規制することができ、原水やエアーの分散性が向上することで汚れ斑の発生を防止する効果や各小束同士の絡み合いを防止する効果をさらに向上できる。
Furthermore, each closing
また、図5、図6に示すように筒状ケース2内の閉塞部材5に対応する位置に、各小束2a間を仕切る仕切部材8を設置することでも、各小束の位置を緩やかに規制することができ、原水やエアーの分散性が向上し、汚れ斑の発生を防止する効果や各小束同士の絡み合いを防止する効果をさらに向上できる。なお、仕切部材8の材質は特に限定しないが、仕切部材8の接合や将来の廃棄を考慮すると筒状ケース3、17と同一の材質が好ましい。
Also, as shown in FIG. 5 and FIG. 6, by installing a partition member 8 for partitioning the
次に、図1に示す中空糸膜モジュールの使用手順について説明する。 Next, the procedure for using the hollow fiber membrane module shown in FIG. 1 will be described.
まず、原水を濾過する工程においては、エアー導入バルブと第1排水バルブ、第2排水バルブを閉じ、濾過液バルブを開けた状態で原水導入ポンプを駆動し原水を流入口12から流し込み、濾過液を濾過液出口13から濾過液導出路に導出する。
First, in the process of filtering the raw water, the air introduction valve, the first drainage valve, and the second drainage valve are closed, and the raw water introduction pump is driven with the filtrate valve opened to feed the raw water from the
このとき、濾過を進行させるに従い中空糸膜外表面に原水中の懸濁物質が付着し濾過抵抗が大きくなり膜透過流速が低下する。そこで、逆洗とエアースクラビングを行う。 At this time, as the filtration proceeds, suspended substances in the raw water adhere to the outer surface of the hollow fiber membrane, the filtration resistance increases, and the membrane permeation flow rate decreases. Therefore, backwashing and air scrubbing are performed.
逆洗は、原水導入ポンプを停止し、第1排水バルブと濾過液バルブを閉じ、第2排水バルブを開けた状態で、濾過液バルブを所定時間開け、中空糸内部から逆に水を透過せしめる。 In backwashing, the raw water introduction pump is stopped, the first drain valve and the filtrate valve are closed, the second drain valve is opened, and the filtrate valve is opened for a predetermined time to allow water to permeate through the hollow fiber. .
また、エアースクラビングは、原水導入ポンプを停止し、第1排水バルブと濾過液バルブを閉じ、、第2排水バルブを開けた状態で、エアー導入バルブを所定時間開け、中空糸膜モジュール1内にエアーを導入する。
In the air scrubbing, the raw water introduction pump is stopped, the first drainage valve and the filtrate valve are closed, the second drainage valve is opened, the air introduction valve is opened for a predetermined time, and the hollow
このように、逆洗とエアスクラビングを行った後排水を行うが、排水時には、原水導入ポンプを停止し、第2排水バルブを開けた状態で、第1排水バルブを開け、中空糸膜モジュール1内の水を全て排出する。
In this way, drainage is performed after backwashing and air scrubbing. At the time of drainage, the raw water introduction pump is stopped, the first drainage valve is opened with the second drainage valve opened, and the hollow
次に、図12に示す浸漬型中空糸膜モジュールの使用手順について説明する。 Next, a procedure for using the immersion type hollow fiber membrane module shown in FIG. 12 will be described.
まず、原水を濾過する工程においては、エアー導入バルブと第1排水バルブを閉じ、濾過液バルブを開けた状態で吸引ポンプを駆動し原水を筒状ケース17から流し込み、濾過液を濾過液出口13から濾過液導出路に導出する。
First, in the process of filtering raw water, the air introduction valve and the first drain valve are closed, the suction pump is driven with the filtrate valve opened, and the raw water is poured from the
このとき、図1に示す中空糸膜モジュールと同様に濾過を進行させるに従い中空糸膜外表面に原水中の懸濁物質が付着し濾過抵抗が大きくなり膜透過流速が低下する。そこで、逆洗とエアースクラビングを行う。 At this time, as the filtration proceeds as in the hollow fiber membrane module shown in FIG. 1, suspended substances in the raw water adhere to the outer surface of the hollow fiber membrane, the filtration resistance increases, and the membrane permeation flow rate decreases. Therefore, backwashing and air scrubbing are performed.
逆洗は、吸引ポンプを停止し、第1排水バルブを閉じ、濾過液バルブを所定時間開け、中空糸内部から逆に水を透過せしめる。 In backwashing, the suction pump is stopped, the first drain valve is closed, the filtrate valve is opened for a predetermined time, and water is allowed to permeate from the inside of the hollow fiber.
また、エアースクラビングは、吸引ポンプを停止し、第1排水バルブと濾過液バルブを閉じ、エアー導入バルブを所定時間開け、中空糸膜モジュール2内にエアーを導入する。
In the air scrubbing, the suction pump is stopped, the first drain valve and the filtrate valve are closed, the air introduction valve is opened for a predetermined time, and air is introduced into the hollow
このように、逆洗とエアスクラビングを行った後排水を行うが、排水時には、吸引ポンプを停止し、第1排水バルブおよび、浸漬タンクに設けられた処理水出口から浸漬タンクの外部に排出する。 In this way, drainage is performed after backwashing and air scrubbing, but at the time of drainage, the suction pump is stopped and discharged from the first drainage valve and the treated water outlet provided in the immersion tank to the outside of the immersion tank. .
<実施例1>
図1に示す中空糸膜モジュールを用いて琵琶湖の湖水を濾過し、その後、逆洗、エアースクラビング、排水を行った。
<Example 1>
The lake water of Lake Biwa was filtered using the hollow fiber membrane module shown in FIG. 1, and then backwashing, air scrubbing, and drainage were performed.
なお、湖水はポンプにより83L/m2・hrで供給して濾過を30分行い、その後、濾過水100Lで逆洗し、エアーを200L/分で1分間流入口12からモジュール内へ吹き込み、その後排水した。この濾過、逆洗およびエアースクラビング、排水のサイクルを繰り返した。
The lake water is supplied by a pump at 83 L / m 2 · hr and filtered for 30 minutes, then backwashed with 100 L of filtered water, and air is blown into the module from the
また、中空糸膜2としては、外径1.5mm、内径0.9mmm、長さ1870mmのポリフッ化ビニリデン製多孔質中空糸膜を9000本を用いた。筒状ケースは、塩化ビニール樹脂製で、内径193mm、長さ2000mmであった。
Moreover, as the
合成高分子樹脂4および閉塞部材5にはエポキシ樹脂を用いた。また、閉塞部材5は円柱状とし、中空糸膜420本から430本の範囲の小束2aの端面をまとめて封止した。
Epoxy resin was used for the
この結果、22日経過しても筒状ケース3内圧力と上キャップ6内の圧力との差が150kPaになることはなかった。
As a result, even after 22 days, the difference between the pressure in the
<比較例1>
中空糸膜2の両端部を合成高分子樹脂4で筒状ケース3に固定した以外は実施例1と同様にして濾過、逆洗およびエアースクラビング、排水のサイクルを繰り返した。
<Comparative Example 1>
The filtration, backwashing, air scrubbing, and drainage cycles were repeated in the same manner as in Example 1 except that both ends of the
この結果、7日で筒状ケース3内圧力と上キャップ6内の圧力との差が150kPaになった。
As a result, in 7 days, the difference between the pressure in the
<実施例2、比較例1>
次の点を変更した以外は実施例1、比較例1と同様に濾過、逆洗、エアースクラビング、排水を行い、透明ケースから中空糸膜の汚れの落ち具合を観察した。
(1)中空糸膜2の本数を1800本とした。
(2)筒状ケース3を内径100mm、長さ1000mmのアクリル製の透明筒とした。
(3)原水として、RO透過水60Lに水酸化第2鉄を1000ppmとなるように混入させたものを用い、83L/m2・hrで供給し1時間循環ろ過し、外観上全膜面に水酸化第2鉄を付着させた。なお、水酸化第2鉄の付着量の多少は、中空糸膜面の色の濃淡で判断した。
(4)エアースクラビングは、エアー供給量20L/分で30秒間として、逆洗は行わなかった。
<Example 2, Comparative Example 1>
Except for the following changes, filtration, backwashing, air scrubbing, and drainage were performed in the same manner as in Example 1 and Comparative Example 1, and the degree of soiling of the hollow fiber membrane was observed from the transparent case.
(1) The number of
(2) The
(3) As raw water, 60L of RO permeated water mixed with ferric hydroxide at 1000ppm is supplied at 83L / m 2 · hr and circulated and filtered for 1 hour. Ferric hydroxide was deposited. The amount of ferric hydroxide attached was determined by the color density of the hollow fiber membrane surface.
(4) Air scrubbing was performed at an air supply rate of 20 L / min for 30 seconds, and no backwashing was performed.
この結果、比較例2よりも実施例2の形態の中空糸膜モジュールのほうが、中空糸膜表面の色が全体に渡って薄くなり、膜面に付着した水酸化第2鉄の除去性に優れることが分かった。 As a result, the hollow fiber membrane module in the form of Example 2 has a lighter color on the entire surface of the hollow fiber membrane than in Comparative Example 2, and is excellent in removing ferric hydroxide adhering to the membrane surface. I understood that.
1 :中空糸膜モジュール
2 :中空糸膜
2a:小束
3 :筒状ケース
4 :合成高分子樹脂
5、5a,5b:閉塞部材
6 :上キャップ
7 :下キャップ
8 :仕切部材
9 :散気板
10 :空気散気孔
11 :閉塞部
12 :流入口
13 :濾過液出口
14 :流出口
15 :金属容器
16 :翼
17 :筒状ケース(浸漬型用)
1: hollow fiber membrane module 2:
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