JP2009160561A - Filtration module - Google Patents

Filtration module Download PDF

Info

Publication number
JP2009160561A
JP2009160561A JP2008002909A JP2008002909A JP2009160561A JP 2009160561 A JP2009160561 A JP 2009160561A JP 2008002909 A JP2008002909 A JP 2008002909A JP 2008002909 A JP2008002909 A JP 2008002909A JP 2009160561 A JP2009160561 A JP 2009160561A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid
hollow fiber
fiber membrane
housing
filtration module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2008002909A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoyuki Yoneda
知行 米田
Toru Morita
徹 森田
Kanaru Nishimura
佳哉 西村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Fine Polymer Inc
Original Assignee
Sumitomo Electric Fine Polymer Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Fine Polymer Inc filed Critical Sumitomo Electric Fine Polymer Inc
Priority to JP2008002909A priority Critical patent/JP2009160561A/en
Publication of JP2009160561A publication Critical patent/JP2009160561A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a filtration module which endures use at high temperature and is capable of using broad kinds of cleaning liquids. <P>SOLUTION: The filtration module has a hollow fiber membrane for carrying out the solid-liquid separation of a liquid to be treated containing suspended solids, a supply port which stores the hollow fiber membrane and allows the liquid to be treated to be supplied thereinto, and a discharge port for discharging the filtration residue liquid of the liquid to be treated. The filtration module is provided with a housing configured of an electron beam crosslinked polypropylene or a fiber reinforced polypropylene and a holding part for collecting water which holds one end of the hollow fiber membrane to discharge filtered water in the hollow fiber membrane outside the housing. Preferably, the tensile elastic modulus of the electron beam crosslinked polypropylene or the fiber reinforced polypropylene is not less than 2,200 MPa and is not less than 1,100 MPa at 80°C. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、中空糸膜を用いて懸濁物質を含む被処理液の濾過を行なう濾過モジュールに関し、特に高温の被処理液や懸濁物質として油性物質を含む水の濾過に適し、濾過後、酸、アルカリ、有機溶剤などによる中空糸膜の洗浄が可能な濾過モジュールに関する。   The present invention relates to a filtration module that performs filtration of a liquid to be treated containing a suspended substance using a hollow fiber membrane, and particularly suitable for filtration of water containing an oily substance as a high temperature liquid to be treated and a suspended substance. The present invention relates to a filtration module capable of cleaning a hollow fiber membrane with acid, alkali, organic solvent or the like.

近年、細菌、砂、微粒子などの懸濁物質を含む液体の濾過方法として、多孔質膜で構成されたチューブ(中空糸膜)を利用した濾過装置が実現されつつある。
中空糸膜を、懸濁物質を含む液体に曝すと、懸濁物質が中空糸膜を通過できず、液体だけが透過して中空糸膜内に流入できる。このような中空糸膜の固液分離機能を利用して、河川水、廃液、産業廃水等の高汚濁水を浄化することができる。
In recent years, as a method for filtering a liquid containing suspended substances such as bacteria, sand, and fine particles, a filtering device using a tube (hollow fiber membrane) made of a porous membrane is being realized.
When the hollow fiber membrane is exposed to a liquid containing a suspended material, the suspended material cannot pass through the hollow fiber membrane, and only the liquid can permeate and flow into the hollow fiber membrane. By utilizing such a solid-liquid separation function of the hollow fiber membrane, highly polluted water such as river water, waste liquid, and industrial waste water can be purified.

高汚濁水を浄化する濾過装置に用いられる濾過モジュールとしては、例えば、図1に示すように、円筒状のハウジング1内に、固液分離を行なう多数の中空糸膜2を集束した中空糸束が収納されていて、前記中空糸膜2の一端は閉塞するように、ハウジング1底面側の保持部材3に取付けられ、中空糸膜2の他端はハウジング1外に連通するようにハウジング1上面の保持部材4に挿通されている。ハウジング底面側の保持部材3には、多数の貫通孔3aが開設されていて、懸濁物質、微粒子などを含んだ被処理液を、ハウジング1の底面からハウジング1内に供給できるようになっている。中空糸膜2を透過した濾過水は、ハウジング1上面の保持部材4を通って、ハウジング1上部の開口部から取水できるようになっている。   As a filtration module used in a filtration device that purifies highly polluted water, for example, as shown in FIG. 1, a hollow fiber bundle in which a number of hollow fiber membranes 2 that perform solid-liquid separation are concentrated in a cylindrical housing 1. Is attached to the holding member 3 on the bottom surface side of the housing 1 so that one end of the hollow fiber membrane 2 is closed, and the other end of the hollow fiber membrane 2 communicates with the outside of the housing 1. The holding member 4 is inserted. The holding member 3 on the bottom surface side of the housing is provided with a large number of through holes 3 a so that a liquid to be treated containing suspended substances, fine particles and the like can be supplied into the housing 1 from the bottom surface of the housing 1. Yes. The filtered water that has passed through the hollow fiber membrane 2 passes through the holding member 4 on the upper surface of the housing 1 and can be taken from the opening in the upper portion of the housing 1.

中空糸膜としては、要求される濾過性能等によるが、一般に、特開2000−42375号公報(特許文献1)の段落番号0018に記載されているように、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン、ナイロン、ポリ四フッ化エチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルフォン、セルロース系、ポリビニルアルコール系、ポリイミド系の中空糸膜が用いられる。あるいは特開平5−96136号公報(特許文献2)の段落番号0011に記載されているように、ポリオレフィン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリビニルアルコール、セルロースアセテート、ポリアクリロニトリルなどを用いることもできる。   As the hollow fiber membrane, depending on the required filtration performance or the like, generally, as described in paragraph No. 0018 of JP-A-2000-42375 (Patent Document 1), polyethylene (PE), polypropylene (PP) Polyolefin, nylon, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polycarbonate, polyester, polysulfone, cellulose-based, polyvinyl alcohol-based, and polyimide-based hollow fiber membranes are used. Alternatively, as described in paragraph No. 0011 of JP-A-5-96136 (Patent Document 2), polyolefin, polysulfone, polyethersulfone, polyvinyl alcohol, cellulose acetate, polyacrylonitrile and the like can be used.

ハウジングは、一般に、特開2000−42375号公報(特許文献1)の段落番号0037に記載されているように、機械的強度及び耐久性を有する材料で構成され、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、PTFE、PVDF等の樹脂材料、ステンレススチール等の金属材料が用いられる。被処理液に有機溶剤を使用する場合、耐溶剤性に優れたポリプロピレン、PTFE、PVDFなどが好適に用いられる。また、特開平5−96136号公報(特許文献2)の段落番号0012、特開平7−136469号公報(特許文献3)の段落番号0018では、ハウジング材料として、金属、プラスチック類の適当な材質とあり、好ましい材料として、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスルホン、変性ポリフェニレンオキサイド、ポリカーボネート樹脂が例示されている。   The housing is generally composed of a material having mechanical strength and durability as described in paragraph No. 0037 of JP 2000-42375 A (Patent Document 1). For example, polyethylene, polypropylene, polyester, Resin materials such as nylon, PTFE, and PVDF, and metal materials such as stainless steel are used. When an organic solvent is used for the liquid to be treated, polypropylene, PTFE, PVDF, etc. excellent in solvent resistance are preferably used. In paragraph No. 0012 of JP-A-5-96136 (Patent Document 2) and paragraph No. 0018 of JP-A-7-136469 (Patent Document 3), an appropriate material such as metal or plastic is used as a housing material. A preferable material includes acrylic resin, vinyl chloride resin, polysulfone, modified polyphenylene oxide, and polycarbonate resin.

特開2000−42375号公報JP 2000-42375 A 特開平5−96136号公報JP-A-5-96136 特開平7−136469号公報JP-A-7-136469

ハウジングの構成材料も、中空糸膜の材料と同様に、上記材料のうち、要求される性能に応じて、適宜選択される。要求される特性としては、まず、被処理液に対して耐蝕性のある材料でなければならない。また、産業廃水、河川水などの浄化装置に使用される場合、モジュールの高さ1.5〜2.5mといった大型の濾過モジュールを用いることが多いため、機械的強度も重要となる。   The constituent material of the housing is also appropriately selected according to the required performance among the above materials, similarly to the material of the hollow fiber membrane. As the required characteristics, first, the material must be corrosion resistant to the liquid to be treated. In addition, when used in purification equipment for industrial wastewater, river water, etc., mechanical strength is also important because a large filtration module with a module height of 1.5 to 2.5 m is often used.

近年、さらに濾過装置の用途が拡大し、例えば、高温で運転されたボイラーのドレン水、油田採掘に使用された水の濾過に対する利用も検討されるようになってきている。
高温で運転されるボイラーのドレン水では、70℃以上の液体がハウジングに供給されることになるため、高温下でも機械的強度を保持できるハウジングを使用する必要がある。
In recent years, the use of filtration devices has further expanded. For example, the use of drain water for boilers operated at high temperatures and the filtration of water used for oil field mining has been studied.
In boiler drain water operated at a high temperature, a liquid of 70 ° C. or higher is supplied to the housing. Therefore, it is necessary to use a housing that can maintain mechanical strength even at high temperatures.

また、戸外で使用される濾過モジュールの場合、特に砂漠地帯での石油採掘に使用した水の濾過装置に用いる場合、装置が設置される環境温度の高低差が大きいため、高温時・低温時の温度サイクルに耐える強度が要求される。しかしながら、上記のようなプラスチック材料で、このような要件を充足させることは難しいのが実情である。   Also, in the case of filtration modules used outdoors, especially when used in water filtration equipment used for oil extraction in desert areas, the difference in the temperature of the environment where the equipment is installed is large. Strength that can withstand temperature cycling is required. However, in reality, it is difficult to satisfy such requirements with the plastic materials as described above.

また、濾過モジュールは、連続運転により、濾過残渣が中空糸膜表面に付着し、やがては中空糸膜の空孔が閉塞されて、濾過性能の低下をもたらしてしまう。この場合、濾過性能が低下してきた時点で、洗浄液を濾過装置に流し入れ、中空糸膜を洗浄することで、一般に対処している。   Further, in the filtration module, the filtration residue adheres to the surface of the hollow fiber membrane due to continuous operation, and eventually the pores of the hollow fiber membrane are blocked, resulting in a decrease in filtration performance. In this case, generally, when the filtration performance is lowered, a washing liquid is poured into the filtration device, and the hollow fiber membrane is washed.

油性物質を含む被処理液の場合、アセトン、メチルエチルケトン等の有機溶剤で中空糸膜を洗浄することが有効である。従って、中空糸膜として有機溶剤に対して耐性を有する材料を使用することは勿論であり、ハウジングの材料についても、有機溶剤に対して耐久性ある材料を使用することが望まれる。しかしながら、上記特許文献に例示されているようなプラスチック材料で構成されるハウジング内に、大量の有機溶剤を洗浄用に供給し、長時間曝すと、ハウジングを構成しているプラスチックの分解が促進され、ハウジングの強度低下、耐久性の低下をもたらしてしまう。上記特許文献1には、耐有機溶剤性に優れるPP、PTFE、PVDFを用いることが開示されているが、上記のような大型濾過モジュールでは、強度の点で満足できない。一方、ステンレス等の金属材料は、有機溶剤に対して耐久性を有する。しかしながら、油田採掘現場に使用する水の場合、シリカ等の無機物の付着も多く、このような無機物は、有機溶剤では除去できない。無機物を除去するためには、酸で洗浄することが効率的であるが、金属製ハウジングを大量の酸に長時間曝すといった洗浄操作は、金属材料の腐食をもたらす。   In the case of a liquid to be treated containing an oily substance, it is effective to wash the hollow fiber membrane with an organic solvent such as acetone or methyl ethyl ketone. Therefore, as a hollow fiber membrane, it is a matter of course to use a material resistant to an organic solvent, and it is desirable to use a material that is durable to an organic solvent as a material for the housing. However, when a large amount of organic solvent is supplied for cleaning in a housing made of a plastic material as exemplified in the above-mentioned patent document and exposed for a long time, decomposition of the plastic constituting the housing is promoted. The strength of the housing is lowered and the durability is lowered. Patent Document 1 discloses the use of PP, PTFE, and PVDF that are excellent in organic solvent resistance. However, the above-described large-sized filtration module is not satisfactory in terms of strength. On the other hand, metal materials such as stainless steel have durability against organic solvents. However, in the case of water used at oil field mining sites, inorganic substances such as silica are often attached, and such inorganic substances cannot be removed with an organic solvent. In order to remove inorganic substances, it is efficient to clean with an acid. However, a cleaning operation in which a metal housing is exposed to a large amount of acid for a long time causes corrosion of the metal material.

さらに、近年、洗浄の方法として、濾過モジュール内に空気を供給して、中空糸膜束を振動、或いは気泡により膜表面に付着した汚染物質を除去する方法が提案されている。例えば、前述の特許文献2では、中空糸膜束の中心に細孔を有するパイプを設置し、パイプから洗浄用空気を供給することが提案されている。あるいは、被処理液に、気泡を含有させ、ハウジング内に供給する場合もある。いずれの場合も、ハウジング内には、被処理液の供給による内圧だけでなく、洗浄用気泡による内圧も加わるため、ハウジングに要求される強度は、さらに厳しくなり、上記のような材料で充足するものを見出すことはできないのが現状である。   Furthermore, in recent years, as a cleaning method, a method has been proposed in which air is supplied into the filtration module to remove contaminants attached to the membrane surface by vibration of the hollow fiber membrane bundle or bubbles. For example, in the above-mentioned Patent Document 2, it is proposed to install a pipe having pores at the center of the hollow fiber membrane bundle and supply cleaning air from the pipe. Alternatively, the liquid to be treated may contain bubbles and be supplied into the housing. In any case, not only the internal pressure due to the supply of the liquid to be treated but also the internal pressure due to the cleaning bubbles is applied to the housing, so that the strength required for the housing becomes even stricter and is satisfied with the above materials. The current situation is that we cannot find anything.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高温ボイラーのドレン水や油田採掘現場の処理水のように、大型の濾過装置において、高温での使用に耐え、しかも油性物質や無機物の洗浄も行えるように、広範な種類の洗浄液が使用可能な濾過モジュールを提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and the object of the present invention is to be used at a high temperature in a large-scale filtration device, such as drain water of a high-temperature boiler or treated water at an oil field mining site. Another object of the present invention is to provide a filtration module that can use a wide variety of cleaning liquids so that it can withstand water and can clean oily substances and inorganic substances.

本発明者らは、大型の濾過モジュールにおいては、種々の被処理液、種々の条件で供給する場合について、ハウジングにかかる負荷を検討し、本発明に到達した。   The inventors of the present invention have reached the present invention by examining the load applied to the housing in the case of supplying the liquid to be processed under various conditions in a large filtration module.

すなわち、本発明の濾過モジュールは、懸濁物質を含有する被処理液の固液分離を行なう中空糸膜;該中空糸膜を収納し、前記被処理液が供給される供給口及び前記被処理液の濾過残渣液を排出する排出口を有し、電子線架橋されたポリプロピレン又は繊維強化ポリプロピレンで構成されたハウジング;並びに前記中空糸膜内の濾過水が該ハウジング外に排出されるように、前記中空糸膜の一端を保持する集水用保持部を備えている。   That is, the filtration module of the present invention includes a hollow fiber membrane that performs solid-liquid separation of a liquid to be treated containing a suspended substance; a supply port that accommodates the hollow fiber membrane and is supplied with the liquid to be treated; A housing made of polypropylene or fiber reinforced polypropylene, which has a discharge port for discharging the liquid filtration residue liquid; and so that the filtered water in the hollow fiber membrane is discharged outside the housing; A water collection holding part for holding one end of the hollow fiber membrane is provided.

前記電子線架橋されたポリプロピレン又は繊維強化ポリプロピレンの引張り弾性率は2200MPa以上であることが好ましく、より好ましくは80℃における引張り弾性率が1100MPa以上である。   The tensile modulus of elasticity of the electron beam crosslinked polypropylene or fiber reinforced polypropylene is preferably 2200 MPa or more, more preferably 1100 MPa or more at 80 ° C.

前記ハウジングは、肉厚5〜10mmで、外径150〜300mm、長さ1500〜2500mmであることが好ましい。また、前記中空糸膜は、フッ素樹脂の多孔質膜で構成されていることが好ましい。   The housing preferably has a thickness of 5 to 10 mm, an outer diameter of 150 to 300 mm, and a length of 1500 to 2500 mm. Moreover, it is preferable that the said hollow fiber membrane is comprised with the porous membrane of the fluororesin.

本発明の濾過モジュールは、油性物質を含有する水の濾過用として、あるいは70℃以上の被処理液の濾過用に好適である。   The filtration module of the present invention is suitable for filtering water containing an oily substance, or for filtering a liquid to be treated at 70 ° C. or higher.

本発明の濾過モジュールは、酸、アルカリ、高温に耐えることができる電子線架橋ポリプロピレン又は繊維強化ポリプロピレンで、ハウジングを構成しているので、中空糸膜の濾過性能、濾過寿命に応じて、酸・アルカリによる洗浄が必要な被処理液や高温水の濾過に用いることができる。   The filtration module of the present invention is made of electron beam cross-linked polypropylene or fiber reinforced polypropylene that can withstand acid, alkali, and high temperature, and the housing is constituted. Therefore, depending on the filtration performance and filtration life of the hollow fiber membrane, It can be used for filtration of liquids to be treated and hot water that require washing with alkali.

本発明の濾過モジュールの一実施形態について、図1を参照しつつ、説明する。
図1に示す濾過モジュールは、円筒状のハウジング1上面に取付けられた集水用保持部材4に、固液分離を行なう多数の中空糸膜2を集束した中空糸膜束の一端がハウジング2外に連通するように挿通され、前記中空糸膜2の他端は閉塞するように保持部材3に取付けられた状態で、中空糸膜束がハウジング1内に収納されている。ハウジング1底面側の保持部材3には、多数の貫通孔3aが開設されていて、懸濁物質、微粒子などを含んだ被処理液を、ハウジング1底面からハウジング1内に供給できるようになっている。中空糸膜2を透過した濾過水は、ハウジング上面の保持部材4を通って、ハウジング上部の開口部から取水できるようになっている。また、濾過残渣で濃縮された被処理液(濃縮液)は、ハウジング1上方の壁面に開設された排出口5から排出される。
An embodiment of the filtration module of the present invention will be described with reference to FIG.
In the filtration module shown in FIG. 1, one end of a bundle of hollow fiber membranes in which a number of hollow fiber membranes 2 for solid-liquid separation are concentrated on a water collecting holding member 4 attached to the upper surface of a cylindrical housing 1 The hollow fiber membrane bundle is housed in the housing 1 with the other end of the hollow fiber membrane 2 being attached to the holding member 3 so as to be closed. The holding member 3 on the bottom surface side of the housing 1 is provided with a large number of through holes 3a so that a liquid to be treated containing suspended substances, fine particles and the like can be supplied into the housing 1 from the bottom surface of the housing 1. Yes. The filtered water that has passed through the hollow fiber membrane 2 can be taken from an opening at the top of the housing through the holding member 4 on the top surface of the housing. Further, the liquid to be processed (concentrated liquid) concentrated with the filtration residue is discharged from the discharge port 5 provided on the wall surface above the housing 1.

本発明の濾過モジュールは、ハウジングが、電子線架橋されたポリプロピレン、又は繊維強化ポリプロピレンで構成されているという特徴を有している。
ハウジングのサイズは特に限定しないが、大量の被処理液を濾過するために、戸外に設備される濾過装置、工場内に備え付けられる濾過装置に用いられる濾過モジュールにおいては、肉厚5〜10mm、外径150〜300mm、全長1500〜2500mmであることが好ましい。
The filtration module of the present invention is characterized in that the housing is made of electron beam cross-linked polypropylene or fiber reinforced polypropylene.
The size of the housing is not particularly limited, but in order to filter a large amount of liquid to be processed, a filtration device installed outdoors or a filtration module used in a filtration device installed in a factory has a wall thickness of 5 to 10 mm. It is preferable that the diameter is 150 to 300 mm and the total length is 1500 to 2500 mm.

架橋ポリプロピレンとは、放射線照射等により、架橋させた3次元構造を有するポリプロピレンである。一般に、ポリプロピレンに放射線等を照射すると、架橋反応と分子切断反応とがほぼ同じ確率で進行するため、機械的物性の改善が困難であるが、多官能性モノマーを添加した状態で放射線照射することにより、分子切断反応よりも架橋反応が優先的に起り、機械的物性が向上した架橋ポリプロピレンを得ることができる。   Cross-linked polypropylene is a polypropylene having a three-dimensional structure that has been cross-linked by irradiation or the like. In general, when radiation or the like is irradiated to polypropylene, the cross-linking reaction and the molecular cleavage reaction proceed with almost the same probability, so it is difficult to improve mechanical properties. However, irradiation with the addition of a polyfunctional monomer is necessary. As a result, a cross-linked polypropylene can be obtained in which the cross-linking reaction preferentially takes place over the molecular cutting reaction and the mechanical properties are improved.

多官能性モノマーとしては、トリメチロールプロパントリメタクリレート等の分子内に二重結合を複数個持つモノマーが好ましく用いられる。このような多官能性モノマーは、ポリプロピレン100質量部に対して6〜20質量部の割合で混合されることが好ましい。   As the polyfunctional monomer, a monomer having a plurality of double bonds in the molecule such as trimethylolpropane trimethacrylate is preferably used. Such a polyfunctional monomer is preferably mixed at a ratio of 6 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of polypropylene.

ポリプロピレンとしては、ホモポリマー、ランダムポリマー、ブロックポリプロピレンなどのいずれを用いることもできるが、好ましくはランダムポリプロピレンである。一般に、非晶部分の多いランダムコポリマー、結晶化度の低いポリプロピレンの方が架橋しやすいためと思われる。   As the polypropylene, any of a homopolymer, a random polymer, a block polypropylene and the like can be used, but a random polypropylene is preferable. In general, it seems that random copolymers with many amorphous parts and polypropylene with lower crystallinity are more likely to be crosslinked.

また、架橋のための放射線は、γ線や電子線(β線)、X線などを用いることができるが、工業的生産にはコバルト60によるγ線や電子線加速器による電子線が好ましい。また、照射量としては、数十kGy以上あれば架橋できるが、200kGy以上にすることが好ましい。   Moreover, although γ-rays, electron beams (β-rays), X-rays or the like can be used as radiation for crosslinking, γ-rays from cobalt 60 and electron beams from electron beam accelerators are preferable for industrial production. The irradiation amount can be crosslinked if it is several tens of kGy or more, but is preferably 200 kGy or more.

このような架橋ポリプロピレンは、引張り弾性率2200MPa以上とすることができ、好ましくは80℃での引張り弾性率1100MPa以上である。また、熱変形率(厚み1mmのサンプルに70℃で100gの荷重をかけた場合)1%以下とすることができる。   Such a crosslinked polypropylene can have a tensile elastic modulus of 2200 MPa or higher, and preferably has a tensile elastic modulus of 1100 MPa or higher at 80 ° C. Further, the thermal deformation rate (when a 100 g load is applied to a sample having a thickness of 1 mm at 70 ° C.) can be 1% or less.

このような架橋ポリプロピレン製ハウジングは、多官能性モノマーをポリプロピンに所定割合で混合したポリプロピン組成物で所定形状のハウジングを成形した後、放射線照射して、架橋すればよい。   Such a cross-linked polypropylene housing may be cross-linked by forming a housing having a predetermined shape with a polypropyne composition in which a polyfunctional monomer is mixed with polypropyne in a predetermined ratio and then irradiating with radiation.

繊維強化ポリプロピレンに用いられる繊維としては、通常、繊維強化プラスチックに用いられる公知の繊維を使用することができる。具体的には、ガラス繊維、炭素繊維、ボロン繊維、アラミド繊維、セラミック繊維、金属繊維などが挙げられる。
このような繊維は、ポリプロピレン100質量部あたり20質量部含有されることが好ましい。
As the fiber used for the fiber reinforced polypropylene, a known fiber used for a fiber reinforced plastic can be used. Specific examples include glass fiber, carbon fiber, boron fiber, aramid fiber, ceramic fiber, and metal fiber.
Such fibers are preferably contained in an amount of 20 parts by mass per 100 parts by mass of polypropylene.

上記所定割合で、強化繊維を混合したポリプロピレン組成物を、射出成形機、押出成型機などを用いて、所定形状に成形してもよいし、分割された部材をまず成形し、各部材を組合わせて熱溶接、高周波溶接、超音波溶接などによって所定形状にしてもよい。   The polypropylene composition in which the reinforcing fibers are mixed at the predetermined ratio may be formed into a predetermined shape using an injection molding machine, an extrusion molding machine, or the like. In addition, the predetermined shape may be obtained by heat welding, high frequency welding, ultrasonic welding, or the like.

このような繊維強化ポリプロピレンは、引張り弾性率2200MPa以上とすることができ、好ましくは80℃での引張り弾性率1100MPa以上である。   Such fiber reinforced polypropylene can have a tensile modulus of elasticity of 2200 MPa or more, and preferably has a tensile modulus of elasticity of 1100 MPa or more at 80 ° C.

架橋ポリプロピレン、繊維強化ポリプロピレンは、いずれも、上記のように、ポリプロピン本来の化学的物性を損なうことなく、機械的物性が改善されている。従って、架橋ポリプロピレン、繊維強化ポリプロピレン製ハウジングは、酸、アルカリ、有機溶剤に対する耐薬品性を有していて、これらと直接、長時間接触するような状況に曝されても、初期の優れた機械的強度を維持することが可能である。   As described above, the mechanical properties of the crosslinked polypropylene and the fiber-reinforced polypropylene are improved without impairing the original chemical properties of polypropyne. Therefore, the housing made of cross-linked polypropylene and fiber reinforced polypropylene has chemical resistance against acids, alkalis and organic solvents. It is possible to maintain the desired strength.

また、本発明の濾過モジュールに用いられているハウジングは、肉厚5〜10mm、外径150〜300mm、円筒の高さ1500〜2500mmのサイズで、80℃においても耐圧性0.5MPaを確保することが可能である。このことは、上記サイズを有する図1に示すような濾過モジュールを、縦型に用いて、下方から被処理液を供給した場合、ハウジングの自重、被処理液の重量、被処理液の供給圧力、さらには洗浄用気泡等により、特にハウジング下方にかかる内圧にも耐えることを意味する。   The housing used in the filtration module of the present invention has a wall thickness of 5 to 10 mm, an outer diameter of 150 to 300 mm, and a cylindrical height of 1500 to 2500 mm, and ensures a pressure resistance of 0.5 MPa even at 80 ° C. It is possible. This is because when the liquid to be processed is supplied from below using the filtration module as shown in FIG. 1 having the above size, the weight of the housing, the weight of the liquid to be processed, the supply pressure of the liquid to be processed Furthermore, it means that it can withstand the internal pressure applied to the lower part of the housing due to bubbles for cleaning.

中空糸膜の構成材料としては、多孔質膜で構成されたチューブ(中空糸膜)を形成できる樹脂であれば特に限定せず、ポリエチレン、ポリプロピレン、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、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、PVDF等のフッ素化ポリオレフィンなどが用いられる。中空糸膜を構成する多孔質膜としては、膜を適宜処理により多孔質構造としたものであってもよいし、延伸により形成される繊維(フィブリル)構造で、フィブリル間間隙が空孔となったものであってもよいし、多孔質膜をらせん状に重ね合わせてチューブ構造を形成したものであってもよい。また、中空糸膜を構成する多孔質膜は、単層であってもよいし、適宜製法を組合わせた複数層構造であってもよい。   The constituent material of the hollow fiber membrane is not particularly limited as long as it is a resin that can form a tube (hollow fiber membrane) composed of a porous membrane. Polyethylene, polypropylene, polysulfone, polyethersulfone, polyacrylonitrile, polytetrafluoro Fluorinated polyolefins such as ethylene (PTFE) and PVDF are used. As the porous membrane constituting the hollow fiber membrane, the membrane may be made into a porous structure by appropriate treatment, or it is a fiber (fibril) structure formed by stretching, and the gap between the fibrils becomes pores. Alternatively, a tube structure may be formed by superposing a porous membrane in a spiral shape. In addition, the porous membrane constituting the hollow fiber membrane may be a single layer or a multi-layer structure in which production methods are appropriately combined.

中空糸膜のサイズは特に限定しないが、中空糸膜のチューブ内径0.3〜12mm、外径0.8〜14mm、膜厚0.2〜1mm、多孔質膜の空孔径10nm〜1000nm、空孔率50〜90%、膜間差圧0.1〜1.0MPaの耐圧性を備えたものが好ましく用いられる。   The size of the hollow fiber membrane is not particularly limited, but the tube inner diameter of the hollow fiber membrane is 0.3 to 12 mm, the outer diameter is 0.8 to 14 mm, the film thickness is 0.2 to 1 mm, the pore diameter of the porous membrane is 10 nm to 1000 nm, Those having a pressure resistance of a porosity of 50 to 90% and a transmembrane pressure difference of 0.1 to 1.0 MPa are preferably used.

中空糸膜の構成材料は、上記材料から、被処理液の種類に応じて適宜選択すればよいが、被処理液が、高温のドレン水や石油採掘水の場合には、フッ素樹脂で構成されることが好ましく、特に、延伸PTFE等の延伸により繊維構造となったフッ素樹脂の多孔質膜が好ましく用いられる。   The constituent material of the hollow fiber membrane may be appropriately selected from the above materials according to the type of the liquid to be treated, but when the liquid to be treated is high-temperature drain water or petroleum mining water, it is composed of a fluororesin. In particular, a porous film of a fluororesin having a fiber structure formed by stretching such as expanded PTFE is preferably used.

ハウジングの上面を構成する保持部材(集水用保持部材)は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂等の液状樹脂を硬化させて成型するか、あるいはPFA、PP、PE樹脂などの熱溶融性プラスチック素材に中空糸膜の外径サイズの貫通孔を形成し、孔に中空糸膜を納めて、そのまま熱溶融させて作製することができる。   The holding member (water collecting holding member) constituting the upper surface of the housing is molded by curing a liquid resin such as an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, or a polyurethane resin, or hot melted such as PFA, PP, or PE resin. A through-hole having an outer diameter of the hollow fiber membrane is formed in the porous plastic material, and the hollow fiber membrane is placed in the hole and can be heat-melted as it is.

ハウジング底面を構成する保持部材は、上面の集水用保持部材と同様の材料で構成でき、汚濁水が通過できる貫通孔が多数開設された円盤で、中空糸膜の一端が保持するための凹部が設けられている。この凹部に中空糸膜の一端を差し込み、接着剤で固着すればよい。   The holding member that constitutes the bottom surface of the housing can be made of the same material as the holding member for collecting water on the upper surface, and is a disk in which a large number of through-holes through which contaminated water can pass is opened, and a recess for holding one end of the hollow fiber membrane Is provided. One end of the hollow fiber membrane may be inserted into the recess and fixed with an adhesive.

以上のような構成を有する濾過モジュールは、ハウジング底面から被処理液水が供給される。ハウジング内に供給された被処理液は、中空糸膜と接触して、水、又は水溶液だけが中空糸膜内に流入する。中空糸膜内に流入した濾過水は、上部の固定部材を通過してハウジング外で取水されることができる。一方、中空糸膜の濾過作用で被処理液中に含まれる懸濁物質や油分の濃度が高くなった液は、適宜、排出口からハウジング外へ排出される。このようにして、濾過モジュールで、被処理液の濾過が行なわれる。   The filtration module having the above configuration is supplied with liquid water to be treated from the bottom surface of the housing. The liquid to be treated supplied into the housing comes into contact with the hollow fiber membrane, and only water or an aqueous solution flows into the hollow fiber membrane. The filtered water flowing into the hollow fiber membrane can be taken outside the housing through the upper fixing member. On the other hand, the liquid whose concentration of suspended matter and oil contained in the liquid to be treated is increased by the filtering action of the hollow fiber membrane is appropriately discharged out of the housing through the discharge port. In this way, the liquid to be treated is filtered by the filtration module.

ここで、中空糸膜表面には、被処理液に含まれていた油分、被処理液中の混入していた懸濁物質などが付着している。これらを放置しておくと、中空糸膜の濾過性能は低下し、ついには濾過装置としての役目を果たせなくなくなるので、定期的に洗浄する必要がある。本発明の濾過モジュールでは、そのサイズから、分解は容易でなく、また石油採掘現場や工場内に備え付けてしまっている場合には、分解掃除する事自体ができない。この場合、通常、被処理液に代えて、洗浄液をハウジング内に供給し、あるいは取水口から中空糸膜内に洗浄液を供給して、ハウジング内を洗浄液で満たすようにする(逆洗)ことで、洗浄することになる。付着した油性物質にはアセトン、メチルエチルケトン等の有機溶剤、シリカなどの無機物が付着しているおそれがある場合には、酸を用いて洗浄することが好ましい。
架橋ポリプロピレン、又は繊維強化ポリプロピン製ハウジングは、有機溶剤、酸による洗浄が行なわれても、所期の機械的物性を維持することができる。従って、使用する洗浄液を制限することなく、中空糸膜に付着した物質の種類に応じて、洗浄液を適宜選択できる。
Here, the oil contained in the liquid to be treated, suspended substances mixed in the liquid to be treated, and the like adhere to the surface of the hollow fiber membrane. If these are left as they are, the filtration performance of the hollow fiber membrane will be lowered, and eventually it will not be able to serve as a filtration device, so it is necessary to periodically wash them. The filtration module of the present invention cannot be easily disassembled due to its size, and cannot be disassembled and cleaned when it is installed in an oil mining site or factory. In this case, normally, instead of the liquid to be treated, a cleaning liquid is supplied into the housing, or a cleaning liquid is supplied into the hollow fiber membrane from the water intake port so that the housing is filled with the cleaning liquid (back washing). Will be washed. When there is a possibility that an organic solvent such as acetone or methyl ethyl ketone or an inorganic substance such as silica is attached to the attached oily substance, it is preferably washed with an acid.
The housing made of cross-linked polypropylene or fiber reinforced polypropyne can maintain the desired mechanical properties even if it is washed with an organic solvent or acid. Therefore, the cleaning liquid can be appropriately selected according to the type of substance attached to the hollow fiber membrane without limiting the cleaning liquid to be used.

本発明の濾過モジュールは、このように化学的、機械的に優れた特性を有するので、厳しい使用環境にも耐えることができ、濾過性能のメインテナンスを行なうことにより、長期運転が可能である。   Since the filtration module of the present invention has excellent chemical and mechanical properties as described above, it can withstand harsh use environments, and can be operated for a long time by maintaining the filtration performance.

本発明が対象とする被処理液は、特に限定しないが、上記のように、70℃以上の高温に曝されるような条件でも耐久性を確保することが可能であり、また、中空糸膜の洗浄に酸、アルカリ、有機溶剤を用いる必要があるような懸濁物質を含む被処理液の使用も可能である。従って、ボイラーのドレン水のように、70℃以上の汚濁水や、石油採掘に利用された水の濾過に用いることができる。特に砂漠の油田に設置されるような石油採掘水の濾過装置の場合、使用環境の温度サイクルの高低差が大きく、被処理液には、油性物質だけでなく、シリカ成分が混入している場合もあるが、このような被処理液の濾過にも対応することができ、固定構造物として、長期運転に耐えることができる。   Although the liquid to be treated targeted by the present invention is not particularly limited, as described above, it is possible to ensure durability even under conditions where the liquid is exposed to a high temperature of 70 ° C. or higher, and a hollow fiber membrane. It is also possible to use a liquid to be treated that contains suspended substances that require the use of an acid, alkali, or organic solvent for cleaning. Therefore, like boiler drain water, it can be used for filtering contaminated water of 70 ° C. or higher and water used for oil mining. Especially in the case of oil mining water filtration devices such as those installed in desert oil fields, the difference in temperature cycle of the usage environment is large, and not only oily substances but also silica components are mixed in the liquid to be treated. However, it can cope with the filtration of the liquid to be treated, and can withstand long-term operation as a fixed structure.

尚、図1に示す濾過モジュールは、底面を被処理液の供給口、上面を濾過水の取水口としたが、これに限定しない。被処理液を下方から供給し、上方から取水するものであったが、本発明の濾過モジュールはこれに限定されず、被処理液を上方から供給して下方から取水するものであってもよいし、あるいはハウジングを横型に設置して、使用してもよい。
横型、あるいは被処理液を上方から供給するタイプのモジュールの場合、被処理液供給側の保持部材3は、ハウジング1に固定されていてもよい。
In the filtration module shown in FIG. 1, the bottom surface is the supply port for the liquid to be treated and the top surface is the intake port for the filtered water. However, the present invention is not limited to this. Although the liquid to be treated is supplied from below and water is taken from above, the filtration module of the present invention is not limited to this, and the liquid to be treated may be supplied from above and taken from below. Alternatively, the housing may be installed horizontally and used.
In the case of a horizontal type or a module that supplies a liquid to be processed from above, the holding member 3 on the liquid supply side to be processed may be fixed to the housing 1.

また、図1に示す濾過モジュールでは、中空糸膜の両端を、ハウジングの上面及び底面にそれぞれ取付けられた保持部材に固定した、いわゆるI字型濾過モジュールであったが、本発明の濾過モジュールはこの構成に限定しない。中空糸膜束をU字に折り曲げて、その両端をハウジングの上面又は底面に固定された保持部材に固定してもよい。この場合、中空糸膜束のU字状を保持するために、U字状頂部を適宜支持部材で支持するようにしてもよい。   Further, in the filtration module shown in FIG. 1, the hollow fiber membrane is a so-called I-shaped filtration module in which both ends of the hollow fiber membrane are fixed to holding members respectively attached to the upper surface and the bottom surface of the housing. It is not limited to this configuration. The hollow fiber membrane bundle may be bent into a U shape, and both ends thereof may be fixed to a holding member fixed to the upper surface or the bottom surface of the housing. In this case, in order to hold the U-shape of the hollow fiber membrane bundle, the U-shaped top portion may be appropriately supported by a support member.

さらに、図1の態様では、中空糸膜の一端を固定保持した底面の固定部材に汚濁水の供給口が開設されていたが、供給口を、中空糸膜の保持部材と兼用する必要がない。ハウジング壁面に被処理液の供給口が別途開設されていてもよい。   Furthermore, in the embodiment of FIG. 1, the supply port of the polluted water is opened in the bottom fixing member that fixes and holds one end of the hollow fiber membrane, but the supply port does not need to be used also as the holding member for the hollow fiber membrane. . A supply port for the liquid to be processed may be separately opened on the wall surface of the housing.

さらにまた、洗浄用気泡を被処理液に混入して供給してもよいし、中空糸膜束の中心に気泡を放出する散気管を備え付けてもよい。   Furthermore, the cleaning bubbles may be mixed with the liquid to be treated and supplied, or an air diffuser for releasing the bubbles may be provided at the center of the hollow fiber membrane bundle.

濾過モジュールの一実施形態の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of one Embodiment of a filtration module.

符号の説明Explanation of symbols

1 ハウジング
2 中空糸膜
3 保持部材
4 集水用保持部材
5 排出口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing 2 Hollow fiber membrane 3 Holding member 4 Water holding member 5 Discharge port

Claims (7)

懸濁物質を含有する被処理液の固液分離を行なう中空糸膜;
該中空糸膜を収納し、前記被処理液が供給される供給口及び前記被処理液の濾過残渣液を排出する排出口を有し、電子線架橋されたポリプロピレン又は繊維強化ポリプロピレンで構成されたハウジング;並びに
前記中空糸膜内の濾過水が該ハウジング外に排出されるように、前記中空糸膜の一端を保持する集水用保持部を備えた濾過モジュール。
A hollow fiber membrane for solid-liquid separation of a liquid to be treated containing suspended substances;
The hollow fiber membrane is accommodated, and has a supply port to which the liquid to be processed is supplied and a discharge port for discharging a filtration residue liquid of the liquid to be processed, and is made of electron beam cross-linked polypropylene or fiber reinforced polypropylene. A filtration module comprising a housing; and a water collection holding part for holding one end of the hollow fiber membrane so that the filtered water in the hollow fiber membrane is discharged out of the housing.
前記電子線架橋されたポリプロピレン又は繊維強化ポリプロピレンの引張り弾性率は2200MPa以上である請求項1に記載の濾過モジュール。 The filtration module according to claim 1, wherein the electron beam-crosslinked polypropylene or fiber-reinforced polypropylene has a tensile elastic modulus of 2200 MPa or more. 前記電子線架橋されたポリプロピレン又は繊維強化ポリプロピレンの80℃における引張り弾性率は1100MPa以上である請求項2に記載の濾過モジュール。 The filtration module according to claim 2, wherein the electron beam cross-linked polypropylene or fiber reinforced polypropylene has a tensile elastic modulus at 80 ° C of 1100 MPa or more. 前記ハウジングは、肉厚5〜10mmで、外径150〜300mm、長さ1500〜2500mmである請求項1〜3のいずれかに記載の濾過モジュール。 The filtration module according to any one of claims 1 to 3, wherein the housing has a thickness of 5 to 10 mm, an outer diameter of 150 to 300 mm, and a length of 1500 to 2500 mm. 前記中空糸膜は、フッ素樹脂の多孔質膜で構成されている請求項1〜4のいずれかに記載の濾過モジュール。 The said hollow fiber membrane is a filtration module in any one of Claims 1-4 comprised by the porous membrane of the fluororesin. 油性物質を含有する水の濾過用である請求項1〜5に記載の濾過モジュール。 The filtration module according to claim 1, which is used for filtering water containing an oily substance. 70℃以上の被処理液の濾過用である請求項1〜6のいずれかに記載の濾過モジュール。 The filtration module according to any one of claims 1 to 6, which is used for filtration of a liquid to be treated at 70 ° C or higher.
JP2008002909A 2008-01-10 2008-01-10 Filtration module Withdrawn JP2009160561A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008002909A JP2009160561A (en) 2008-01-10 2008-01-10 Filtration module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008002909A JP2009160561A (en) 2008-01-10 2008-01-10 Filtration module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009160561A true JP2009160561A (en) 2009-07-23

Family

ID=40963783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008002909A Withdrawn JP2009160561A (en) 2008-01-10 2008-01-10 Filtration module

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009160561A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011101961A1 (en) * 2010-02-17 2011-08-25 住友電工ファインポリマー株式会社 Separation membrane module for processing of oil-containing waste water, method for processing oil-containing waste water, and apparatus for processing oil-containing waste water
US10226741B2 (en) 2010-02-22 2019-03-12 Nanostone Water Gmbh Filter membrane module, and method for its production
EP3708243A1 (en) 2019-03-12 2020-09-16 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Filtering method and hollow fiber membrane module
KR20210126091A (en) 2019-03-12 2021-10-19 아사히 가세이 가부시키가이샤 Filtration method, seawater desalination method, fresh water manufacturing method, hollow fiber membrane module, and seawater desalination system

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011101961A1 (en) * 2010-02-17 2011-08-25 住友電工ファインポリマー株式会社 Separation membrane module for processing of oil-containing waste water, method for processing oil-containing waste water, and apparatus for processing oil-containing waste water
US20120103904A1 (en) * 2010-02-17 2012-05-03 Sumitomo Electric Fine Polymer, Inc. Separation membrane module for oil-containing wastewater treatment, oil-containing wastewater treatment method, and oil-containing wastewater treatment apparatus
CN102471099A (en) * 2010-02-17 2012-05-23 住友电工超效能高分子股份有限公司 Separation membrane module for oil-containing wastewater treatment, oil-containing wastewater treatment method, and oil-containing wastewater treatment apparatus
JPWO2011101961A1 (en) * 2010-02-17 2013-06-17 住友電工ファインポリマー株式会社 Separation membrane module for oil-containing wastewater treatment, oil-containing wastewater treatment method, and oil-containing wastewater treatment equipment
US10226741B2 (en) 2010-02-22 2019-03-12 Nanostone Water Gmbh Filter membrane module, and method for its production
EP3708243A1 (en) 2019-03-12 2020-09-16 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Filtering method and hollow fiber membrane module
KR20210126091A (en) 2019-03-12 2021-10-19 아사히 가세이 가부시키가이샤 Filtration method, seawater desalination method, fresh water manufacturing method, hollow fiber membrane module, and seawater desalination system
JP7376397B2 (en) 2019-03-12 2023-11-08 旭化成株式会社 Filtration method and hollow fiber membrane module

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3431166B2 (en) Hollow membrane module
JP4445862B2 (en) Hollow fiber membrane module, hollow fiber membrane module unit, membrane filtration device using the same, and operating method thereof
TWI450758B (en) Flat film element for filtration and flat film filtrating modules
US20140042096A1 (en) Separation membrane module for processing of oil-containing waste water and method for processing oil-containing waste water
US20100258497A1 (en) Separation membrane element for filtration and membrane module for filtration
JP2010253355A (en) Membrane separation type activated sludge treatment apparatus
JP5795459B2 (en) Hollow fiber membrane for immersion filtration, hollow fiber membrane module for immersion filtration using the same, immersion filtration device, and immersion filtration method
JP2009160561A (en) Filtration module
JP2012245428A (en) Pleated filter, ballast water treatment apparatus using the same and method for manufacturing pleated filter
JP2016068046A (en) Vertically-arranged external pressure type hollow fiber membrane module and method of operating the same
JP2015006654A (en) Filter device and immersion type filtration method using the same
JP5126153B2 (en) Membrane separation activated sludge treatment equipment
JP2010253397A (en) Membrane separation type activated sludge treatment apparatus
JP4840285B2 (en) Cleaning method for submerged membrane module
JP2001205054A (en) Hollow fiber membrane module and hollow fiber membrane module unit using the same
JPH07178320A (en) Hollow-fiber membrane module
JP2000271454A (en) Spiral type membrane element and method for operating and washing spiral type membrane module
JPWO2012133068A1 (en) Hollow fiber membrane module
JP2010253358A (en) Membrane separation type activated sludge treatment apparatus
WO2019142402A1 (en) Filtration device and method for washing hollow fiber membrane
CN100375720C (en) Integral microporous filtering method and device for water treatment
CN106232212A (en) For operating the method purifying thin-film module
KR101474195B1 (en) Cloth Filter and Hybrid Filter
JPH07265671A (en) Ozone resistant membrane nodule for water treatment
JP2009154110A (en) Hollow fiber membrane module

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20110405