JP2015226883A

JP2015226883A - 中空糸膜モジュール

Info

Publication number: JP2015226883A
Application number: JP2014114075A
Authority: JP
Inventors: 浩三志水; Kozo Shimizu
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2014-06-02
Filing date: 2014-06-02
Publication date: 2015-12-17
Anticipated expiration: 2034-06-02
Also published as: JP5949833B2

Abstract

【課題】中空糸膜に付着した濁質を万遍なく除去できる中空糸膜モジュールを提供する。
【解決手段】原水は流入口１ｅ、流入室５、孔４ａ、処理室６、連通管１０、排出室９、及び排出口１ｆを流れる。中空糸膜２を透過した透過水は、透過水室７から取出口１ｇを介して取り出される。バブリング洗浄するときには、エアーを流入口１ｅから供給する。孔４ａ及び連通管１０がポッティング部４，３の全域に均等に設けられているので、すべての中空糸膜２の上部においても十分にバブリング洗浄される。
【選択図】図１

Description

本発明は、中空糸膜モジュールに関し、特に、膜に付着した濁質を十分に洗浄除去することができる中空糸膜モジュールに関する。

中空糸膜モジュールを用いて外圧方式にて汚濁性水の濾過処理を行う場合、中空糸膜に濁質が付着すると、中空糸膜モジュールの濾過寿命が短くなったり、濾過流量が低下したりする。そこで、中空糸膜に濁質が付着した場合には、逆洗を行ったり、エアー（空気）によるバブリングを行ったりすることにより、濁質を除去する。

従来の中空糸膜モジュールでは、バブリングエアーの排出口を上側ポッティング部直下の容器の一側面に設けることが多い。この中空糸膜モジュールにあっては、排出口と反対側に位置する中空糸膜にはバブリングエアーが届きにくく、洗浄が不十分になり易い。

特許文献１には、中空糸膜の上部を結束する上側ポッティング部の周縁部にエアー排出孔を設け、バブリング時のエアーを該エアー排出孔を通して上部ポッティング部の上側の室に排出する中空糸膜モジュールが開示されている。しかし、この特許文献１に開示された中空糸膜モジュールでは、バブリングエアーが上側ポッティング部の周縁部に集まるようになるため、ポッティング部の中央側の中空糸膜の洗浄が不十分となる。

特許文献２には、下側ポッティング部の中央部に被処理水（原水）供給用ノズルを設け、上側ポッティング部の中央部に濃縮水排出用の連結管を接続した中空糸膜モジュールが記載されている。この中空糸膜モジュールでは、中空糸膜が配置された処理室内に微粒体を収容しておき、ノズルから被処理水を放射方向に流出させて微粒体を乱舞させ、中空糸膜へのゲル層付着を防止する。

この特許文献２の中空糸膜モジュールでは、微粒体を乱舞させても微粒体が処理室内の上部にまでは届きにくい。そのため、中空糸膜上部の洗浄が不十分になり易い。また、連結管が上側ポッティング部の中央部に配置されているため、被処理水や微粒体が処理室中央側に集まり易く、この結果、ポッティング部の外周側の中空糸膜の上部の洗浄が不十分となり易い。

特開平６−３４３８３６実公平４−４１９３２

上記の通り、特許文献１ではポッティング部の中央側の中空糸膜の洗浄が不十分になり易く、特許文献２ではポッティング部外周側の中空糸膜の洗浄が不十分になり易い。

本発明は、以上の実情に鑑みてなされたものであり、中空糸膜に付着した濁質を万遍なく十分に除去できる中空糸膜モジュールを提供することを課題とする。

本発明の中空糸膜モジュールは、原水入口が下部に設けられ、透過水出口及び濃縮水出口が上部に設けられた容器と、原水を透過水と濃縮水とに分離するための中空糸膜であって、該容器内に上下方向に配置された複数の中空糸膜と、該中空糸膜の上端部を固定しており、該容器内の上部に配置された上側ポッティング部とを有する中空糸膜モジュールにおいて、該上側ポッティング部よりも上側に仕切板が設けられ、該仕切板の上側に濃縮水及びバブリングエアーの排出室が設けられ、該仕切板と前記上側ポッティング部との間に透過水室が設けられており、前記中空糸膜内は該透過水室に連通しており、該仕切板の下側の処理室内と前記排出室とを連通する連通管が該上側ポッティング部の全域に設けられていることを特徴とする。

本発明では、前記仕切板及び上側ポッティング部にそれぞれ上下方向に孔が貫設されており、前記連通管の上端及び下端が該孔に挿入されていることが好ましい。

また、前記中空糸膜の下端を結束する下側ポッティング部が設けられており、該下側ポッティング部の全域に、下側ポッティング部の下側の流入室と下側ポッティング部の上側の前記処理室とを連通する孔が上下に貫設されていることが好ましい。

本発明の中空糸膜モジュールをバブリング洗浄するべくエアーを容器下部に導入すると、バブリングエアーが処理室、連通管及び排出室を経て濃縮水出口から流出する。

本発明においては、上側ポッティング部の全域に連通管が設けられているので、バブリングエアーがすべての中空糸膜の上部に万遍なく接触し、すべての中空糸膜が十分に洗浄され、中空糸膜の性能が十分に回復する。

特に、下側ポッティング部の全域に上下に孔を貫設することにより、バブリングエアーがすべての中空糸膜の全体に万遍なく当り、すべての中空糸膜の全体から十分に濁質が除去される。

本発明の実施形態に係る中空糸膜モジュールの模式的な縦断面図である。同実施形態に係る中空糸膜モジュールの要部断面図である。

以下に図１，２を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１に示すように、中空糸膜モジュールは、円筒の軸心線方向を上下方向（この実施形態では鉛直方向）にして配置された容器１を備えている。容器１は、円筒形の胴部１Ａと、天蓋体１Ｂと、底蓋体１Ｃとを有する。胴部１Ａと、天蓋体１Ｂ及び底蓋体１Ｃとは、それぞれフランジ１ａ，１ｂ，１ｃによって連結されている。底蓋体１Ｃには、原水又はバブリングエアーの流入口１ｅが設けられ、天蓋体１Ｂには濃縮水又はバブリングエアーの排出口１ｆが設けられている。胴部１Ａの上部には処理水の取出口１ｇが設けられている。

この容器１内に、複数の中空糸膜２が配置されている。中空糸膜２は、その上端が合成樹脂製の上側ポッティング部３で固定され、下端が下側ポッティング部４内に埋設されて封止されている。ポッティング部３、４の合成樹脂としては例えばエポキシ樹脂を用いることが出来る。ポッティング部３，４は水平に設置されている。

下側ポッティング部４の下側が流入室５となっており、下側ポッティング部４と上側ポッティング部３との間が処理室６となっている。上側ポッティング部３の上方に仕切板８が略水平に設置されており、上側ポッティング部３と仕切板８との間が透過水室７となっている。仕切板８の上側は排出室９となっている。

ポッティング部３，４は円盤状であり、その外周面が容器１の内面に水密的に接している。図１では図面を明瞭とするために中空糸膜２を４本としているが、実際には中空糸膜２は多数本配置されている。中空糸膜２の上端側はポッティング部３を貫通しており、その上端の開口は透過水室７に臨み、中空糸膜２の内部は透過水室７に連通している。

処理室６と排出室９とを連通するように内径４〜１０ｍｍ程度の連通管１０が設けられている。図２（ａ）に拡大して示すように、仕切板８及び上側ポッティング部３にそれぞれ孔８ａ，３ａが上下方向に貫設され、連通管１０の上端及び下端が孔８ａ，３ａ内に挿入され、接着剤などにより水密的に固定されている。孔８ａ，３ａは仕切板８及び上側ポッティング部３の盤面の全域にわたって均等に配置されている。なお、連通管１０は、金属又は合成樹脂など非透水性材料にて構成されている。

下側ポッティング部４には、図２（ｂ）に拡大して示される通り、流入室５と処理室６とを連通する内径５〜１０ｍｍ程度の孔４ａが上下方向に貫設されている。孔４ａは、下側ポッティング部４の盤面の全域にわたって均等に配置されている。

このように構成された中空糸膜モジュールを用いて原水を処理して採水する場合、原水は流入口１ｅ、流入室５及び孔４ａを通って処理室６に流入する。原水が処理室６内を上昇する間に、水の一部が中空糸膜２を透過し、透過水が透過水室７を経て取出口１ｇから取り出される。

処理室６内を上昇する間に中空糸膜２を透過しなかった水は、濃縮水として連通管１０から排出室９及び排出口１ｆを介して容器１外に排出される。

このような原水処理運転を継続すると、中空糸膜２に濁質が付着してくるので、逆洗やバブリング洗浄を行う。逆洗を行うには、取出口１ｇから透過水室７に逆洗用洗浄水（好ましくはこの中空糸膜モジュールの透過水）を供給し、逆洗排水を流入口１ｅから流出させる。

バブリング洗浄を行うには、処理室６内に原水ないし濃縮水が溜っている状態で流入口１ｅからエアー又はエアーと水（例えば原水）を供給し、処理室６内をバブリングする。気泡が処理室内を上昇することにより、中空糸膜２が振動し、付着していた濁質が剥離する。剥離した濁質は、連通管１０及び排出室９を経て排出口１ｆから排出される。

バブリング洗浄終了後は、流入口１ｅからリンス水を流入させ、処理室６内に残留した濁質含有水を排出口１ｆから排出する。リンス水としては、原水を用いれば足りるが、それ以外の清浄水を用いてもよい。

このような洗浄工程を行った後、採水工程を再開する。

この洗浄工程においては、ポッティング部４，３の全域に孔４ａ、連通管１０が均等に設けられているので、バブリングエアーがすべての中空糸膜２に万遍なく接触し、すべての中空糸膜２が十分に洗浄され、中空糸膜２の性能が十分に回復する。この実施の形態によると、上側ポッティング部３直下においても、バブリングエアーがすべての中空糸膜２に万遍なく当り、すべての中空糸膜２の上部においても十分に濁質が除去される。剥離された濁質を含む洗浄排水は、連通管１０を介して排出室９に流出するので、透過水室７に混入することは全くない。

なお、上側ポッティング部３における中空糸膜２の配置密度を１００ｃｍ^２（１０×１０ｃｍ^２）当り３００〜６００本とした場合、連通管１０の配置密度は、１００ｃｍ^２当り１０〜９０本特に５０〜７０本程度とすることが好ましい。この場合、下側ポッティング部４における孔４ａの配置密度は、１００ｃｍ^２当り１０〜９０個特に５０〜７０個程度とすることが好ましい。

上記実施の形態は、本発明の一例であり、本発明は図示以外の形態とされてもよい。例えば、上記実施の形態では、流入口１ｅからエアーを供給しているが、流入口１ｅとは別個にエアー導入口やエアーノズルを設けてもよい。また、下側ポッティング部４の外周と容器１の内周面との間に通水間隙があいていてもよい。また、下側ポッティング部４がなく、中空糸膜２の下端が自由端となっていてもよい。この場合、中空糸膜の下部末端は目詰め（封止）される。

１容器
２中空糸膜
３，４ポッティング部
５流入室
６処理室
７透過水室
８仕切板
９排出室
１０連通管

Claims

原水入口が下部に設けられ、透過水出口及び濃縮水出口が上部に設けられた容器と、
原水を透過水と濃縮水とに分離するための中空糸膜であって、該容器内に上下方向に配置された複数の中空糸膜と、
該中空糸膜の上端部を固定しており、該容器内の上部に配置された上側ポッティング部と
を有する中空糸膜モジュールにおいて、
該上側ポッティング部よりも上側に仕切板が設けられ、
該仕切板の上側に濃縮水及びバブリングエアーの排出室が設けられ、
該仕切板と前記上側ポッティング部との間に透過水室が設けられており、
前記中空糸膜内は該透過水室に連通しており、
該仕切板の下側の処理室内と前記排出室とを連通する連通管が該上側ポッティング部の全域に設けられていることを特徴とする中空糸膜モジュール。
請求項１において、前記仕切板及び上側ポッティング部にそれぞれ上下方向に孔が貫設されており、前記連通管の上端及び下端が該孔に挿入されていることを特徴とする中空糸膜モジュール。
請求項１又は２において、前記中空糸膜の下端を結束する下側ポッティング部が設けられており、
該下側ポッティング部の全域に、下側ポッティング部の下側の流入室と下側ポッティング部の上側の前記処理室とを連通する孔が上下に貫設されていることを特徴とする中空糸膜モジュール。