JP2007044666A - Hollow fiber membrane module - Google Patents

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Hiroaki Kubo
広明 久保
Tamotsu Kitade
有 北出
Ryota Takagi
亮太 高木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hollow fiber membrane module which can be effectively washed in accordance with raw water quality and an operation method even when the immersion type hollow fiber membrane module having both ends fixed by adhesion is longitudinally installed. <P>SOLUTION: The hollow fiber membrane module is used as follow; adhesion fixation parts made by adhesion-fixing both ends of hollow fiber membrane bundle comprising a plurality of hollow fiber membranes are connected with each other by a stay and, upon membrane filtration operation, the adhesion fixation parts of the both ends are arranged and used substantially in the vertical direction, wherein a distance between the adhesion fixation parts of the both ends can be changed by adjusting the stay. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、中空糸膜モジュールの構造に関するものであり、さらに詳しくは、複数本の中空糸膜からなる中空糸膜束の両端の接着固定部同士を連結するステーの調整をすることにより、前記両端の接着固定部の間の距離を変えることができる中空糸膜モジュールに関する。   The present invention relates to the structure of a hollow fiber membrane module, and more specifically, by adjusting stays that connect the adhesive fixing portions at both ends of a hollow fiber membrane bundle composed of a plurality of hollow fiber membranes, The present invention relates to a hollow fiber membrane module capable of changing a distance between adhesive fixing portions at both ends.

膜分離法は、省エネルギー、省スペース、省力化および製品の品質向上等の特徴を有するため、様々な分野での使用が拡大している。例えば、精密ろ過膜や限外ろ過膜を河川水や地下水や下水処理水から工業用水や水道水を製造する浄水プロセスへの適用があげられる。   The membrane separation method has features such as energy saving, space saving, labor saving, and product quality improvement, and therefore, its use in various fields is expanding. For example, a microfiltration membrane or an ultrafiltration membrane can be applied to a water purification process for producing industrial water or tap water from river water, groundwater or sewage treated water.

さらに中空糸膜モジュールは、単位体積あたりの膜面積が大きく確保可能であることから、多数の流体処理分野、たとえば、限外ろ過膜による酵素の濃縮・脱塩、注射用水の製造、電着塗料の回収、超純水のファイナルフィルトレーション、下廃水処理、河川水・湖沼水・伏流水の除濁、精密ろ過膜による薬品精製、除菌、除濁等に適用されている。   Furthermore, since the hollow fiber membrane module can secure a large membrane area per unit volume, it can be used in many fluid processing fields, for example, concentration / desalting of enzymes using ultrafiltration membranes, production of water for injection, and electrodeposition coating. It is applied to the recovery of wastewater, final filtration of ultrapure water, sewage treatment, turbidity of river water, lake water, and underground water, chemical purification by microfiltration membrane, sterilization, turbidity, etc.

しかし、原水を膜ろ過すると、原水に含まれる濁質や有機物等の除去対象物が膜面に蓄積し、膜の閉塞現象が起こるため、膜のろ過抵抗が上昇し、やがてろ過を行うことができなくなる。そこで膜ろ過性能を維持するため、膜の洗浄を行う必要がある。膜の洗浄は、膜ろ過を停止し、水中にある中空糸膜に気体を供給して、中空糸膜を振動させることにより、膜表面に付着した汚れを剥ぎ取るエアスクラビングや、中空糸膜のろ過方向とは逆方向からろ過水あるいは清澄水をポンプ等で逆流させる逆流洗浄を行い、エアスクラビングや逆流洗浄によって剥がれた濁質を効率良くモジュール系外に排出するために、モジュール内の水の全量をモジュール系外に排出したり、一定量の原水を供給したりすることによって濁質を系外に押し出す方法が行われている。前記原水を膜ろ過する工程をろ過工程と呼び、エアスクラビングや逆流洗浄、ならびに濁質の排出等全ての洗浄操作を一連の工程として1つにまとめたものを洗浄工程と呼ぶ。ろ過工程と洗浄工程を1回ずつ行うことを1サイクルと呼び、通常中空糸膜モジュールの運転では、このサイクルを繰り返し自動的に行うことが一般的である。   However, when raw water is filtered through a membrane, the removal object such as turbidity and organic matter contained in the raw water accumulates on the membrane surface, and the membrane clogging phenomenon occurs. become unable. Therefore, it is necessary to wash the membrane in order to maintain the membrane filtration performance. For membrane cleaning, membrane filtration is stopped, gas is supplied to the hollow fiber membrane in the water, and the hollow fiber membrane is vibrated to remove dirt attached to the membrane surface. In order to discharge the turbidity separated by air scrubbing or backflow cleaning out of the module system efficiently, backwashing is performed by backflowing filtered water or clarified water with a pump or the like from the direction opposite to the filtration direction. A method of extruding turbidity out of the system by discharging the entire amount out of the module system or supplying a certain amount of raw water. The process of subjecting the raw water to membrane filtration is called a filtration process, and a process in which all cleaning operations such as air scrubbing, backwashing, and turbid discharge are combined into a series of processes is called a washing process. Performing the filtration step and the washing step once each is called one cycle, and generally in the operation of the hollow fiber membrane module, this cycle is generally repeated and performed automatically.

また、中空糸膜モジュールには、大きく分けて加圧型中空糸膜モジュールと浸漬型中空糸膜モジュールが存在する。加圧型中空糸膜モジュールは、多数本の多孔質中空糸膜束を耐圧性の筒状ケース内に装填し、膜束の両端および筒状ケースを接着固定し、接着固定部を切断して中空糸膜の内部を開口した構造となっており、加圧した原水をモジュール内に導入し、中空糸膜面によってろ過を行う膜モジュールである。一方、浸漬型膜モジュールは、中空糸膜束の両側端部を接着剤で接着固定し、接着固定部を切断して中空糸膜の内部を開口した構造となっており、大気開放された原水中に膜モジュールを浸漬させ、透過側を吸引してろ過する吸引ろ過方式を採用する膜モジュールである。   The hollow fiber membrane module is roughly classified into a pressure type hollow fiber membrane module and an immersion type hollow fiber membrane module. The pressurization type hollow fiber membrane module is loaded with a large number of porous hollow fiber membrane bundles in a pressure-resistant cylindrical case, and both ends of the membrane bundle and the cylindrical case are bonded and fixed. The membrane module has a structure in which the inside of the yarn membrane is opened, and the pressurized raw water is introduced into the module and filtered through the hollow fiber membrane surface. On the other hand, the submerged membrane module has a structure in which both end portions of the hollow fiber membrane bundle are bonded and fixed with an adhesive, and the adhesive fixing portion is cut to open the inside of the hollow fiber membrane. It is a membrane module that employs a suction filtration method in which a membrane module is immersed in water and the permeate side is suctioned and filtered.

加圧型中空糸膜モジュールは、浸漬型に比べろ過圧力をより大きく設定できることから、膜面積あたりの処理量が増加し、そのため処理に必要な膜本数を減らせる、設置面積を小さくできる等の長所を持つ。一方浸漬型中空糸膜モジュールは、筒状ケースが無く処理原水中に膜を浸漬させているだけであることから、膜間に詰まる濁質の排出性に優れ、高濁質の原水でも膜ろ過が行えるという長所がある。またろ過方法が単純であり、付帯配管も少ないことから、設備費を低減できる長所もある。   The pressurization type hollow fiber membrane module has the advantages that the filtration pressure can be set higher than that of the immersion type, so that the throughput per membrane area increases, so the number of membranes required for the treatment can be reduced and the installation area can be reduced. have. On the other hand, the submerged hollow fiber membrane module has no cylindrical case and only has the membrane immersed in the treated raw water, so it is excellent in discharging turbidity clogged between the membranes, and membrane filtration is possible even in highly turbid raw water. There is an advantage that can be done. Moreover, since the filtration method is simple and there are few incidental piping, there also exists an advantage which can reduce an installation cost.

一般に、両端を接着固定した浸漬型中空糸膜モジュールを縦置き、すなわち、両端の接着固定部を鉛直方向に配置してろ過運転する場合、中空糸膜モジュールは、下端接着固定部の重さによって中空糸膜が破断しないように、上部接着固定部と下部接着固定部をステーによって連結した構造となっている。そしてそのステーの長さはモジュール作成時に決定され、以後不変である。そのため、中空糸膜の弛み具合もモジュール作成時に決定され、以後不変である。   Generally, when a submerged hollow fiber membrane module with both ends bonded and fixed is placed vertically, that is, when the adhesive fixing portions at both ends are arranged in the vertical direction and the filtration operation is performed, the hollow fiber membrane module depends on the weight of the lower end adhesive fixing portion. The upper adhesive fixing part and the lower adhesive fixing part are connected by a stay so that the hollow fiber membrane is not broken. The length of the stay is determined when the module is created, and is not changed thereafter. For this reason, the degree of loosening of the hollow fiber membrane is also determined at the time of module creation and is unchanged thereafter.

しかしながら、中空糸膜モジュールの運転を行う上で、上述した中空糸膜の弛み具合は重要なノウハウであり、加圧型中空糸膜モジュールの場合、効率的なエアスクラビングを実施するために、式[(L−D)/D]×100(但し、L:両端の接着固定部の間の中空糸膜の長さ、D:両端の接着固定部の間の長さ。)で定義される弛み率を0.04〜0.4%に設定することに関する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。加圧型中空糸膜モジュールの場合、一般的に、エアスクラビング時において、弛み量が少ない場合には、中空糸膜の自由なゆらぎが妨げられ洗浄効果が低下し、また弛み量が多すぎる場合には、エアスクラビング中に気泡によって持ち上げられた中空糸膜が筒状ケースに複数回接触して蛇行状態となり、やはり自由な動きが妨げられるため洗浄効果が低下するとされている。   However, in the operation of the hollow fiber membrane module, the above-described looseness of the hollow fiber membrane is an important know-how, and in the case of a pressurized hollow fiber membrane module, in order to perform efficient air scrubbing, the formula [ (LD) / D] × 100 (where L is the length of the hollow fiber membrane between the adhesive fixing portions at both ends, and D is the length between the adhesive fixing portions at both ends). Has been disclosed (for example, see Patent Document 1). In the case of a pressurized hollow fiber membrane module, generally, when the amount of slack is small during air scrubbing, the free fluctuation of the hollow fiber membrane is hindered and the cleaning effect is reduced, and the amount of slack is too large. Is said that the hollow fiber membrane lifted by air bubbles during air scrubbing comes into a meandering state by contacting the cylindrical case a plurality of times, and the free movement is also hindered, so that the cleaning effect is lowered.

一方、浸漬型中空糸膜モジュールの場合においても、弛み率を0〜3%に設定することに関する技術が開示されている(例えば、特許文献2参照)。一般的に、エアスクラビング時において、弛み量が少ない場合には、加圧型と同様、中空糸膜の自由なゆらぎが妨げられ洗浄効果が低下してしまう問題が生じ、弛み量が多すぎる場合には、水中では中空糸膜は浮力を受けて大きく揺動するが、より多くのエア量が必要であり、またその中空糸膜の大きな揺動により中空糸膜集束端部を固定するポッティング樹脂硬化部と個々の中空糸膜の基部における座屈による応力が大きくなり、界面部分の強度が低下する結果、樹脂硬化部付近で中空糸膜の亀裂や切損が生じ、短期間の使用でモジュール機能を消滅させる原因となる等の問題が生じるとされている。また、エアスクラビング等の物理洗浄によって、膜面から剥がれた濁質を膜間から排出する際には、同充填率の場合、弛み量が大きいほど濁質が膜間から排出され易いが、運転に必要なスペースは大きくなり、かつ必要なエア量も増加するとされている。   On the other hand, even in the case of an immersion-type hollow fiber membrane module, a technique relating to setting the looseness rate to 0 to 3% is disclosed (for example, see Patent Document 2). In general, when the amount of slack is small at the time of air scrubbing, as with the pressurization type, there is a problem that the free fluctuation of the hollow fiber membrane is hindered and the cleaning effect is reduced, and when the amount of slack is too large In the water, the hollow fiber membrane swings greatly due to buoyancy, but requires a larger amount of air, and the potting resin curing that fixes the hollow fiber membrane focusing end by the large swing of the hollow fiber membrane As a result of increased stress due to buckling at the base and the base of each individual hollow fiber membrane, the strength of the interface decreases, resulting in cracks and breakage of the hollow fiber membrane in the vicinity of the cured resin part, and module functions with short-term use It is said that there will be problems such as causing disappearance. Also, when the turbidity peeled off from the membrane surface is discharged from between the membranes by physical cleaning such as air scrubbing, in the case of the same filling rate, the larger the slack, the more easily the turbidity is discharged from between the membranes. It is said that the space required for this will increase and the amount of air required will also increase.

以上の背景から、原水が高濁質の場合および時期には、膜の弛み量を大きくすることにより、エアスクラビングの洗浄性および濁質の排出性を高め、原水が清澄な場合および時期には、膜の弛み量を小さく設定することによって、設置スペースを減少させ、またエア量も低減させることが理想的である。また、運転方式においても、高回収率で運転する場合や単位膜面積当たりのろ過量を大きく設定する高膜ろ過流束での運転時等、膜ろ過条件が厳しい場合には膜の弛み量を大きく設定し、低回収率で運転する場合や低膜ろ過流束で運転する場合には膜の弛み量を小さく設定することが理想的ある。   From the above background, when raw water is highly turbid, increase the amount of membrane slack to increase air scrubbing and turbidity discharge, and when raw water is clear and when Ideally, the installation space is reduced and the amount of air is reduced by setting the amount of slackness of the membrane small. Also, in the operation method, when the membrane filtration conditions are severe, such as when operating at a high recovery rate or when operating with a high membrane filtration flux that sets a large filtration rate per unit membrane area, the amount of membrane slack is reduced. It is ideal to set a large amount and set the membrane slack amount small when operating at a low recovery rate or when operating at a low membrane filtration flux.

つまり、原水水質および運転方式毎に最適な弛み量が存在するが、上述の通り、両端を接着固定した浸漬型中空糸膜モジュールを縦置きしてろ過運転する場合、中空糸膜モジュールは、上部接着固定部と下部接着固定部をステーによって連結した構造となっており、そのステーの長さ、および両接着固定部間の距離はモジュール作成時に決定され、以後不変であるため、中空糸膜の弛み具合もモジュール作成時に決定され、以後不変となってしまうのが実情であった。   In other words, there is an optimum amount of slack for each raw water quality and operation method, but as described above, when the submerged hollow fiber membrane module with both ends bonded and fixed is subjected to a filtration operation, the hollow fiber membrane module is It has a structure in which the adhesive fixing part and the lower adhesive fixing part are connected by a stay, and the length of the stay and the distance between both adhesive fixing parts are determined at the time of module creation, and are not changed thereafter. The actual condition is that the slackness is determined at the time of creating the module and remains unchanged thereafter.

一方、両端を接着固定した浸漬型中空糸膜モジュールを横置き、すなわち、両端の接着固定部を水平方向に配置してろ過運転する場合には、両接着固定部を連結するステーは必ずしも必要とせず、そのため原水水質および運転方式毎に最適な弛み量に設定することができ、さらには、弛み量を変化させながら膜ろ過運転を実施することも可能であった(例えば、特許文献3参照)。
特開平10−339号公報 特開平11−97034号公報 特開平9−206565号公報
On the other hand, when the immersion type hollow fiber membrane module with both ends bonded and fixed is placed horizontally, that is, when the filtration fixing operation is performed with the bonding fixing portions at both ends arranged in the horizontal direction, a stay for connecting both the bonding fixing portions is not necessarily required. Therefore, it is possible to set the optimum amount of slack for each raw water quality and operation method, and it is also possible to carry out membrane filtration operation while changing the amount of slack (see, for example, Patent Document 3). .
Japanese Patent Laid-Open No. 10-339 JP-A-11-97034 JP-A-9-206565

しかしながら、両端の接着固定部をステーで連結せずに横置きしてろ過運転する場合には、ステーで連結し縦置きにしてろ過運転する場合に比べ、取扱いにより慎重さが必要であり、また設置面積が増加し、そのため洗浄に必要なエア量も増加するといった問題点があった。   However, when performing the filtration operation with the adhesive fixing parts at both ends not connected with the stay, it is necessary to be more careful in handling than when connecting with the stay and performing the filtration operation in the vertical position. There is a problem that the installation area increases, and the amount of air necessary for cleaning increases.

すなわち、本発明は、両端を接着固定した浸漬型中空糸膜モジュールを縦置きした場合にも、原水水質および運転方法に応じて、効果的に洗浄をすることができる中空糸膜モジュールを提供することを目的とする。   That is, the present invention provides a hollow fiber membrane module that can be effectively washed according to the raw water quality and operation method even when the immersion hollow fiber membrane module having both ends bonded and fixed is vertically installed. For the purpose.

上記課題を解決するための本発明は、以下の構成からなる。   The present invention for solving the above-described problems has the following configuration.

(1)複数本の中空糸膜からなる中空糸膜束の両端を接着固定した接着固定部同士がステーで連結されてなり、膜ろ過運転を行うに際して前記両端の接着固定部が略鉛直方向に配置されるように用いられる中空糸膜モジュールであって、前記ステーの調整により、前記両端の接着固定部の間の距離を変えることができるように構成されている中空糸膜モジュール。   (1) Adhesive fixing portions in which both ends of a hollow fiber membrane bundle composed of a plurality of hollow fiber membranes are bonded and fixed are connected by a stay, and the adhesive fixing portions at both ends are substantially vertical when performing membrane filtration operation. A hollow fiber membrane module used so as to be arranged, wherein the distance between the adhesive fixing portions at both ends can be changed by adjusting the stay.

(2)両端の接着固定部の間の距離を変えることにより、弛み率r[%]=[(L−D)/D]×100を、
0<r≦10
の範囲内で変えることができるように構成されている、前記中空糸膜モジュール。
(但し、L:両端の接着固定部の間の中空糸膜の長さ、D:両端の接着固定部の間の長さ。)
(2) By changing the distance between the adhesive fixing portions at both ends, the sag rate r [%] = [(LD) / D] × 100,
0 <r ≦ 10
The said hollow fiber membrane module is comprised so that it can change within the range of this.
(However, L: the length of the hollow fiber membrane between the adhesive fixing portions at both ends, D: the length between the adhesive fixing portions at both ends.)

本発明によれば、縦置きして用いられる中空糸膜モジュールの接着固定部同士を連結するステーを調整することにより、前記両端の接着固定部の間の距離を変えることができるように構成されているので、中空糸膜の弛み量を原水水質および運転方式に応じて最適な弛み量に設定することができ、必要最低限のエア量で充分な洗浄ができ、また、より長期間安定運転を実施することが可能となる。   According to the present invention, the distance between the adhesive fixing portions at both ends can be changed by adjusting the stay that connects the adhesive fixing portions of the hollow fiber membrane module used in a vertical position. Therefore, the amount of slack in the hollow fiber membrane can be set to the optimum amount according to the quality of raw water and the operation method, sufficient cleaning can be performed with the minimum amount of air, and stable operation for a longer period of time. Can be carried out.

また、接着固定部同士を複数本のステーにより連結した場合、局所的膜充填率のばらつきが存在し、エア流れに偏りが存在した際には、各々のステーを調整し、エア流れの少ない側の両接着固定部間の距離をエア流れの多い側比べて長くすることにより、エア流れの偏りを是正でき、少ないエア量で充分な洗浄ができ、より長期間安定運転を実施することができる。   In addition, when the adhesive fixing parts are connected by a plurality of stays, if there is a variation in local membrane filling rate and there is a bias in the air flow, each stay is adjusted and the side with less air flow By making the distance between the two adhesive fixing parts longer than the side where there is a lot of air flow, it is possible to correct the air flow unevenness, perform sufficient cleaning with a small amount of air, and perform stable operation for a longer period of time. .

本発明は、膜ろ過運転を行うに際して両端の接着固定部を略鉛直方向に配置されるように用いられる、複数本の中空糸膜からなる中空糸膜束の両端を接着固定した接着固定部同士がステーで連結されてなる中空糸膜モジュールである。   The present invention is used so that the adhesive fixing portions at both ends are arranged in a substantially vertical direction when performing a membrane filtration operation. Adhesive fixing portions in which both ends of a hollow fiber membrane bundle composed of a plurality of hollow fiber membranes are adhesively fixed. Are hollow fiber membrane modules connected by stays.

膜ろ過運転を行うに際して両端の接着固定部を略鉛直方向に配置するとは、本発明の中空糸膜モジュールを用いてろ過工程、洗浄工程を含む一連の工程からなる膜ろ過運転を行うに際し、当該中空糸膜モジュールを縦置き、すなわち、当該中空糸膜モジュールを構成する両端の接着固定部が実質的に鉛直方向に並ぶように設置することを意味する。ここで、実質的に鉛直方向に並ぶように設置するとは、望ましくは鉛直方向に並ぶように設置することであるが、本発明の中空糸膜モジュールを設置してエアスクラビングをした際に、中空糸膜束が伸びている方向に沿って気泡が上昇するように配置していれば良いということを意味する。   When performing the membrane filtration operation, the adhesive fixing portions at both ends are arranged in a substantially vertical direction, when performing a membrane filtration operation comprising a series of steps including a filtration step and a washing step using the hollow fiber membrane module of the present invention, This means that the hollow fiber membrane module is placed vertically, that is, it is installed such that the adhesive fixing portions at both ends constituting the hollow fiber membrane module are substantially aligned in the vertical direction. Here, the phrase “installed so that they are substantially aligned in the vertical direction” is preferably installed so that they are aligned in the vertical direction. However, when the hollow fiber membrane module of the present invention is installed and air scrubbed, This means that it is only necessary to arrange the bubbles so as to rise along the direction in which the thread membrane bundle extends.

なお、本発明は、該ステーを調整することにより、前記両端の接着固定部の間の距離を変えることができるように構成されていることを必須としている。かかる構成とすることにより、中空糸膜の弛み量を任意に設定することができるので、原水水質および運転方式に応じて、最適な中空糸膜弛み量に設定することができ、必要最低限のエア量で充分な洗浄ができ、またより長期間安定運転を実施することが可能となるのである。   In the present invention, it is essential that the distance between the adhesive fixing portions at both ends can be changed by adjusting the stay. By adopting such a configuration, it is possible to arbitrarily set the amount of looseness of the hollow fiber membrane, so it is possible to set the optimum amount of hollow fiber membrane slack according to the raw water quality and operation method, and the minimum necessary amount A sufficient amount of air can be used for cleaning, and stable operation can be performed for a longer period of time.

また、本発明では、該ステーを調整することにより、弛み率r[%]=[(L−D)/D]×100を、0<r≦10の範囲内で変えることができるように構成されていることが好ましく、0.01≦r≦3の範囲内で変えることができるよう構成されていることがより好ましい。ここで、Lは中空糸膜モジュール両端の接着固定部の間の中空糸膜の長さ、Dは中空糸膜モジュール両端の接着固定部の間の長さを意味する。弛み率が限りなく0%に近い場合には、エアスクラビング時の中空糸の振動が制約され、洗浄効果が低下し、弛み率が10%を越えると、膜の弛み量がいたずらに大きくなるため、気泡との接触面積が低下し洗浄効果が低下し、また、中空糸膜集束端部を固定する接着固定部と個々の中空糸膜の接着部における座屈応力が非常に大きくなり、界面部分の強度が低下する結果、接着固定部付近で中空糸膜の亀裂や切損が生じる可能性が非常に高くなるからである。   In the present invention, the slackness ratio r [%] = [(LD) / D] × 100 can be changed within the range of 0 <r ≦ 10 by adjusting the stay. It is preferable that it is configured so that it can be changed within a range of 0.01 ≦ r ≦ 3. Here, L means the length of the hollow fiber membrane between the adhesive fixing portions at both ends of the hollow fiber membrane module, and D means the length between the adhesive fixing portions at both ends of the hollow fiber membrane module. If the slack rate is as close as possible to 0%, the vibration of the hollow fiber during air scrubbing is restricted, and the cleaning effect is reduced. If the slack rate exceeds 10%, the amount of slack in the membrane becomes unnecessarily large. The contact area with the bubble is reduced, the cleaning effect is reduced, and the buckling stress at the adhesive fixing part for fixing the converging end of the hollow fiber membrane and the adhesive part of each hollow fiber membrane becomes very large, and the interface part This is because the possibility that the hollow fiber membrane is cracked or broken near the adhesive fixing portion becomes very high as a result of the decrease in the strength of the adhesive.

以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を用いてさらに詳細に説明をする。ただし、本発明の範囲がこれらに限られるものではない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. However, the scope of the present invention is not limited to these.

図1は本発明に係る浸漬型中空糸膜モジュールの一実施態様を示す断面図、図2は中空糸膜モジュール下部接着固定部の構成を説明するための拡大図である。図1において、本発明では、中空糸膜束1の上部はカートリッジヘッド2内に一体的に結合され、接着固定されている。カートリッジヘッド2側の中空糸膜1は端部が開口されている。また、中空糸膜束1の下部はスカート3内に一体的に接着固定され、スカート3側の中空糸膜1の端部は封止されている。スカート3は、図2に例示するように、散気管より放出された空気を中空糸膜束内部に導入し、各中空糸膜外周面に効果的に接触させるため複数の貫通孔3bが形成されている。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a submerged hollow fiber membrane module according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view for explaining a configuration of a hollow fiber membrane module lower adhesive fixing portion. In FIG. 1, in the present invention, the upper part of the hollow fiber membrane bundle 1 is integrally coupled and fixed in the cartridge head 2. The hollow fiber membrane 1 on the cartridge head 2 side has an open end. The lower part of the hollow fiber membrane bundle 1 is integrally bonded and fixed in the skirt 3, and the end of the hollow fiber membrane 1 on the skirt 3 side is sealed. As illustrated in FIG. 2, the skirt 3 is formed with a plurality of through-holes 3 b for introducing the air discharged from the air diffuser into the hollow fiber membrane bundle so as to effectively contact the outer peripheral surface of each hollow fiber membrane. ing.

本発明の中空糸膜モジュールに使用する中空糸膜としては、多孔質の中空糸膜であれば、特に限定しないが、ポリアクリロニトリル、ポリフェニレンスルフォン、ポリフェニレンスルフィドスルフォン、ポリフッ化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリビニルアルコール、酢酸セルロースやセラミック等の無機素材からなる群から選ばれる少なくとも1種を含んでいると好ましく、さらに膜強度の点からポリフッ化ビニリデンを含んでいるとより好ましい。中空糸膜表面の細孔径についても特に限定されないが、0.001μm〜1μm の範囲内で便宜選択することができる。また、中空糸膜の外径についても特に限定されないが、中空糸膜の揺動性が高く、洗浄性に優れるため、250μm〜2000μmの範囲内であると好ましい。また、中空糸膜束の両側端部を接着剤で接着固定する接着剤については、特に限定されないが、好ましくはエポキシ樹脂、ウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。   The hollow fiber membrane used in the hollow fiber membrane module of the present invention is not particularly limited as long as it is a porous hollow fiber membrane, but polyacrylonitrile, polyphenylene sulfone, polyphenylene sulfide sulfone, polyvinylidene fluoride, polypropylene, polyethylene, polysulfone In addition, it preferably contains at least one selected from the group consisting of inorganic materials such as polyvinyl alcohol, cellulose acetate and ceramic, and more preferably contains polyvinylidene fluoride from the viewpoint of film strength. The pore diameter on the surface of the hollow fiber membrane is not particularly limited, but can be conveniently selected within the range of 0.001 μm to 1 μm. The outer diameter of the hollow fiber membrane is not particularly limited, but is preferably in the range of 250 μm to 2000 μm because the hollow fiber membrane has high oscillating properties and excellent cleaning properties. Further, the adhesive for adhering and fixing the both end portions of the hollow fiber membrane bundle with an adhesive is not particularly limited, but it is preferable to use a thermosetting resin such as an epoxy resin or a urethane resin.

カートリッジヘッド2は、中空糸膜カートリッジを漬浸型濾過装置に懸垂する際の固定部となり、また、原水と濾水を分離するシール部となるため、カートリッジヘッド2は懸垂、固定、シール機能を併せ持った形状となる。例えば、外周部に段差を設けたり、溝を設けたり、径方向外側に突き出したツバ部を設けたりしてもよい。また、カートリッジヘッド2の径方向の断面形状は、円形のほか、四角形、六角形、楕円形等であってもよいが、カートリッジヘッド2と接着固定部とのシール性や濾過タンクの製作の容易さから円形が好ましい。   The cartridge head 2 serves as a fixing portion when the hollow fiber membrane cartridge is suspended from the immersion type filtration device, and also serves as a sealing portion that separates the raw water from the filtrate, so that the cartridge head 2 has a suspension, fixing, and sealing function. It has a shape with both. For example, a step may be provided on the outer peripheral portion, a groove may be provided, or a brim portion protruding radially outward may be provided. The sectional shape of the cartridge head 2 in the radial direction may be a circle, a square, a hexagon, an ellipse, or the like. Therefore, a circular shape is preferable.

本発明のスカート側の下部接着固定部3aに設けられた貫通孔3bは、接着固定部自体に開けられた孔で、モジュールの断面積にもよるが、通常この貫通孔は下部接着固定部に2〜300個配置しており、例えば、接着固定部の断面積0.01mあたり5〜20個配置するのが好ましい。かかる貫通孔の個々の開口面積は、中空糸膜径および貫通孔数にもよるが、3〜800mmの範囲から選ばれ、例えば中空糸膜の直径が1〜1.5mm、接着固定部の断面積0.01mあたりの貫通孔数が5〜20個の場合、貫通孔個々の開口面積は20〜150mmであることが好ましい。また開口の形状は、三角形、四角形、六角形等の多角形、円形、楕円形、扇形、C字形または星形などから選ばれる。貫通穴の位置は、ある接着固定断面について見れば、例えば多重円と放射状線との交点、格子の交点、または、多数の正三角形の頂点の位置などに、接着固定断面上に分散するように設けることが好ましく、特に中空糸膜束の中心部に多く設けることが好ましい。 The through-hole 3b provided in the lower adhesive fixing part 3a on the skirt side of the present invention is a hole opened in the adhesive fixing part itself, and this through-hole is usually formed in the lower adhesive fixing part although it depends on the cross-sectional area of the module. For example, it is preferable to arrange 5 to 20 pieces per 0.01 m 2 of the cross-sectional area of the adhesive fixing portion. The individual opening area of such a through hole depends on the hollow fiber membrane diameter and the number of through holes, but is selected from the range of 3 to 800 mm 2 , for example, the diameter of the hollow fiber membrane is 1 to 1.5 mm, When the number of through holes per cross-sectional area of 0.01 m 2 is 5 to 20, the opening area of each through hole is preferably 20 to 150 mm 2 . The shape of the opening is selected from a polygon such as a triangle, a quadrangle, and a hexagon, a circle, an ellipse, a fan, a C-shape, or a star. The positions of the through holes are distributed on the adhesive fixing cross section, for example, at the intersection of multiple circles and radial lines, the intersection of the grids, or the positions of the vertices of many equilateral triangles. It is preferable to provide it, and it is particularly preferable to provide a large amount at the center of the hollow fiber membrane bundle.

本発明では、スカート3は、好ましくは中空糸膜束1の端部より突き出して中空糸膜束と接着固定され、接着固定部とスカートで囲まれた空気室3cを形成する。スカート3の中空糸膜端面から突き出した長さは、カートリッジの直径、供給される気体量や、貫通孔の直径と数によるが、気体の散逸を防ぐためには5mm〜200mmであることが好ましい。スカート3の径方向の断面形状は、円形のほか、四角形、六角形、楕円形等であってもよいが、濾過タンクにカートリッジを装着する場合は、カートリッジヘッドの形状と同じ形状にすることが好ましく、特に円形が好ましい。   In the present invention, the skirt 3 preferably protrudes from the end portion of the hollow fiber membrane bundle 1 and is bonded and fixed to the hollow fiber membrane bundle to form an air chamber 3c surrounded by the adhesive fixing portion and the skirt. The length of the skirt 3 protruding from the end surface of the hollow fiber membrane depends on the diameter of the cartridge, the amount of gas to be supplied, and the diameter and number of the through holes, but is preferably 5 mm to 200 mm in order to prevent gas dissipation. The cross-sectional shape of the skirt 3 in the radial direction may be a circle, a quadrangle, a hexagon, an ellipse, or the like. However, when the cartridge is mounted on the filtration tank, it may be the same shape as the cartridge head. A circular shape is particularly preferable.

本発明の中空糸膜モジュールは、カートリッジヘッド2側の接着固定部(上部接着固定部)と、スカート3側の接着固定部(下部接着固定部)をステー4にて連結固定し、なおかつ、両接着固定部を略鉛直方向に配置して膜ろ過運転を行う中空糸膜モジュールである。連結固定用のステー4については、ステンレス、塩化ビニル等その材質は特に限定されない。またステー4の形状についても、接着固定部同士の中心点を断面積3〜700mmから選ばれる好ましくは円筒形の1本のステーで連結する構造、膜束および接着固定部の外周部分に断面積3〜700mmから選ばれる好ましくは円筒形のステーを、好ましくは2〜30本配置し、両端接着固定部を連結する構造、ネット等の編み目状素材を接着固定部の外周部分に巻き付け、両端接着固定部を連結する構造等、その構造に関しても特に限定されない。 In the hollow fiber membrane module of the present invention, the adhesive fixing part (upper adhesive fixing part) on the cartridge head 2 side and the adhesive fixing part (lower adhesive fixing part) on the skirt 3 side are connected and fixed by the stay 4, and both It is a hollow fiber membrane module which performs membrane filtration operation by arranging an adhesive fixing portion in a substantially vertical direction. The material for the stay 4 for connecting and fixing is not particularly limited, such as stainless steel and vinyl chloride. As for the shape of the stay 4, the center point between the adhesive fixing portions is preferably selected from a cross-sectional area of 3 to 700 mm 2, and is preferably connected to the outer peripheral portion of the membrane bundle and the adhesive fixing portion. Preferably, 2 to 30 cylindrical stays selected from an area of 3 to 700 mm 2 are arranged, and a structure for connecting the adhesive fixing portions at both ends, a knitted material such as a net is wound around the outer peripheral portion of the adhesive fixing portion, There is no particular limitation on the structure, such as a structure for connecting the both-end adhesive fixing portions.

本発明は、上述の通り、複数本の中空糸膜からなる中空糸膜束1の両端を接着固定し、上部接着固定部2および下部接着固定部3をステー4で連結した中空糸膜モジュールであって、膜ろ過運転を行うに際し、上部接着固定部2および下部接着固定部3を略鉛直方向に配置して用いられる中空糸膜モジュールであり、前記ステーを調整することにより、前記両端の接着固定部の間の距離を変えることができるように構成されている中空糸膜モジュールである。   As described above, the present invention is a hollow fiber membrane module in which both ends of a hollow fiber membrane bundle 1 composed of a plurality of hollow fiber membranes are bonded and fixed, and an upper adhesive fixing portion 2 and a lower adhesive fixing portion 3 are connected by a stay 4. In the membrane filtration operation, the hollow fiber membrane module is used by arranging the upper adhesive fixing portion 2 and the lower adhesive fixing portion 3 in a substantially vertical direction. It is a hollow fiber membrane module comprised so that the distance between fixing | fixed parts can be changed.

ステー4を調整する方法としては、
(1)ステー4の両端をねじ式にし、上部接着固定部2および下部接着固定部3の一部にねじ口を設け、上部接着固定部2と下部接着固定部3の間のステー4の長さを調節する(例えば図3に示す通り)
(2)ステー4を上部接着固定部2にのみ固定し、下部接着固定部3を貫通したステー4を下部接着固定部3の下からナット5等で固定、調節する(例えば図4に示す通り)
(3)長さ調節可能なステー4を両端接着固定部に固定する(例えば図5に示す通り)
等の方法がある。なお、上部接着固定部2と下部接着固定部3の間のステー4の長さを調整することにより、弛み率r[%]を0<r≦10の範囲とする手段としては、上部接着固定部2と下部接着固定部3の間のステー4の長さを調整する部分、例えば、ナット5の可動範囲や、長さ調節可能なステー4を用いる場合には、ステー自体の可動範囲を、弛み率0%から10%の範囲となるようステーの上下にストッパーを設置することなどが挙げられる。
As a method of adjusting stay 4,
(1) Both ends of the stay 4 are screwed, screw holes are provided in a part of the upper adhesive fixing portion 2 and the lower adhesive fixing portion 3, and the length of the stay 4 between the upper adhesive fixing portion 2 and the lower adhesive fixing portion 3 Adjust the height (eg as shown in FIG. 3)
(2) The stay 4 is fixed only to the upper adhesive fixing portion 2, and the stay 4 penetrating the lower adhesive fixing portion 3 is fixed and adjusted from below the lower adhesive fixing portion 3 with a nut 5 or the like (for example, as shown in FIG. 4) )
(3) The length adjustable stay 4 is fixed to the both-end adhesive fixing portion (for example, as shown in FIG. 5).
There are methods. In addition, by adjusting the length of the stay 4 between the upper adhesive fixing portion 2 and the lower adhesive fixing portion 3, the means for setting the looseness ratio r [%] in the range of 0 <r ≦ 10 is the upper adhesive fixing. A portion for adjusting the length of the stay 4 between the portion 2 and the lower adhesive fixing portion 3, for example, when using the movable range of the nut 5 or the stay 4 with adjustable length, the movable range of the stay itself is For example, stoppers may be installed on the top and bottom of the stay so that the slackness is in the range of 0% to 10%.

上記いずれかの方法により両端の接着固定部の間の距離を調整することができるステーを備えていることにより、仮に、局所的に膜充填率のばらつきが存在し、エア流れに偏りが存在するモジュールが作成されてしまった場合においても、各々のステーを調整し、エア流れの少ない側の両端の接着固定部間の距離を、エア流れの多い側に比べて長く設定することにより、エア流れの偏りを是正でき、少ないエア量で充分な洗浄ができ、またより長期間安定運転を実施することができるのである。   By providing a stay that can adjust the distance between the adhesive fixing portions at both ends by any one of the above methods, there is a local variation in the film filling rate, and there is a bias in the air flow. Even if the module has been created, adjust the stays and set the distance between the adhesive fixing parts at both ends on the side with less air flow to be longer than that on the side with more air flow. This makes it possible to correct the unevenness of the system, to perform sufficient cleaning with a small amount of air, and to perform stable operation for a longer period of time.

本発明は、浸漬型中空糸膜モジュールを用いた上水処理に限らず、浸漬型中空糸膜モジュールを用いた下水処理や産業排水処理などにも応用することができるが、その応用範囲が、これらに限られるものではない。   The present invention can be applied not only to water treatment using a submerged hollow fiber membrane module, but also to sewage treatment or industrial wastewater treatment using a submerged hollow fiber membrane module. However, it is not limited to these.

本発明の好ましい一実施様態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one preferable embodiment of this invention. 本発明の好ましい一実施態様を示す、下部接着固定部における拡大図である。It is an enlarged view in the lower adhesive fixing | fixed part which shows one preferable embodiment of this invention. 本発明の好ましい一実施態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one preferable embodiment of this invention. 本発明の好ましい一実施態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one preferable embodiment of this invention. 本発明の好ましい一実施態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one preferable embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 中空糸膜束
2 カートリッジヘッド
3 スカート
3a 下部接着固定部
3b 貫通孔
3c 空気室
4 ステー
5 ナット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hollow fiber membrane bundle 2 Cartridge head 3 Skirt 3a Lower adhesion fixing | fixed part 3b Through-hole 3c Air chamber 4 Stay 5 Nut

Claims (2)

複数本の中空糸膜からなる中空糸膜束の両端を接着固定した接着固定部同士がステーで連結されてなり、膜ろ過運転を行うに際して前記両端の接着固定部が略鉛直方向に配置されるように用いられる中空糸膜モジュールであって、前記ステーの調整により、前記両端の接着固定部の間の距離を変えることができるように構成されている中空糸膜モジュール。 Adhesive fixing parts in which both ends of a hollow fiber membrane bundle composed of a plurality of hollow fiber membranes are bonded and fixed are connected by a stay, and the adhesive fixing parts at both ends are arranged in a substantially vertical direction when performing membrane filtration operation. The hollow fiber membrane module is used so that the distance between the adhesive fixing portions at both ends can be changed by adjusting the stay. 前記両端の接着固定部の間の距離を変えることにより、弛み率r[%]=[(L−D)/D]×100を、
0<r≦10
の範囲内で変えることができるように構成されている、請求項1に記載の中空糸膜モジュール。
(但し、L:両端の接着固定部の間の中空糸膜の長さ、D:両端の接着固定部の間の長さ。)
By changing the distance between the adhesive fixing portions at both ends, the slackness ratio r [%] = [(LD) / D] × 100,
0 <r ≦ 10
The hollow fiber membrane module according to claim 1, wherein the hollow fiber membrane module is configured to be changeable within a range.
(However, L: the length of the hollow fiber membrane between the adhesive fixing portions at both ends, D: the length between the adhesive fixing portions at both ends.)
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