JP3349649B2 - 膜ろ過装置 - Google Patents

膜ろ過装置

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JP3349649B2
JP3349649B2 JP09207597A JP9207597A JP3349649B2 JP 3349649 B2 JP3349649 B2 JP 3349649B2 JP 09207597 A JP09207597 A JP 09207597A JP 9207597 A JP9207597 A JP 9207597A JP 3349649 B2 JP3349649 B2 JP 3349649B2
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文枝 新田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、容器内に多数の中
空糸膜の内部空間に連通する原水室と、中空糸の外部空
間と連通する処理水室と、を有する内圧型中空糸ろ過膜
モジュールを利用して、膜ろ過処理を行う膜ろ過装置、
特にろ過膜モジュールに供給される気泡の除去に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、各種の用水処理、排水処理に
膜ろ過装置が利用されている。この膜ろ過装置は、装置
が比較的コンパクトであるという利点があり、さらに膜
の材料の進歩に伴いその性能が著しく向上しており、よ
り広く利用されるようになってきている。
【0003】このような膜ろ過装置は、膜によって仕切
られた原水室と処理水室からなるろ過膜モジュールを有
している。そして、通常のろ過処理時は、ろ過膜モジュ
ールの原水室に原水を圧送し、処理水室に膜を透過した
処理水を得る。一方、所定期間の通水処理によって、膜
に目詰まりが発生した場合には逆洗を行う。すなわち、
原水ポンプを停止し、逆洗ポンプを駆動し、膜ろ過装置
の処理水室側に逆洗水として処理水を圧送し、処理水室
と膜を介して隔離された原水側に逆洗排水を得る。そし
て、このような逆洗を定期的に行うことによって、長期
間の継続的なろ過処理が可能となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、膜ろ過
装置、特に、内圧型中空糸ろ過膜モジュールを用いた膜
ろ過装置の運転において、ろ過膜モジュールにおける中
空糸膜が破損する事故が時々発生することを知見した。
この原因について調べたところ、逆洗時において気泡を
含む逆洗水がろ過膜モジュールに圧送されたときに、中
空糸膜の破損が起きやすいことが分かった。すなわち、
内圧型中空糸ろ過膜モジュールにおいては、逆洗時に、
逆洗水を中空糸膜の外部空間に供給し、逆洗排水を中空
糸膜の内部空間に得るので、逆洗水を内圧型中空糸ろ過
膜モジュールの中空糸膜の外部空間に供給するときに、
逆洗水に気泡が混入していると、気液混合流の作用によ
って、中空糸膜が容器内で大きくゆれて中空糸に掛かる
力が不均一になり、その結果、中空糸膜を固定している
端部において、中空糸膜が切れたり、中空糸膜を接着し
ている部分が破損したりすることが分かった。
【0005】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、逆洗時における気泡による中空糸膜の破損を防止
できる膜ろ過装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、容器内に、多
数の中空糸膜の内部空間に連通する原水室と、中空糸膜
の外部空間と連通する処理水室と、を有する内圧型中空
糸ろ過膜モジュールと、このろ過膜モジュールの処理水
室に逆洗水を供給する逆洗配管と、この逆洗配管に設け
られ、逆洗水中に含まれる気泡を除去する気泡除去手段
と、を有することを特徴とする。
【0007】このように、内圧型中空糸ろ過膜モジュー
ルに逆洗水を供給する逆洗配管に気泡除去手段を設ける
ことで、逆洗水中の気泡を除去できる。そこで、逆洗水
と共に気泡がろ過膜モジュールの処理水室に供給され、
この気泡の存在に起因して中空糸膜が破損することを防
止できる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態(以下
実施形態という)について、図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態に係る膜ろ過装置の全体構成を示す
図であり、被処理水である原水は、原水貯槽1に貯留さ
れる。原水貯槽1には、原水流入管2が接続されてお
り、この原水流入管2には原水ポンプ3、原水バルブ
4、及び循環ポンプ5が設けられている。そして、原水
流入管2の他端は、内圧型中空糸ろ過膜モジュール6に
接続されている。
【0009】ここで、内圧型中空糸ろ過膜モジュール6
は容器19内に収容された中空糸膜6aによって、中空
糸膜6a内側の原水室6bと、中空糸膜6aの外側の処
理水室6cとに仕切られている。なお、図においては、
1つの中空糸膜6aによって、原水室6bと処理水室6
cが仕切られているように模式的に示してあるが、実際
のろ過膜モジュールは、両端が解放された多数の中空糸
膜を束ねてその両端部分を接着剤で固めた中空糸束を容
器内に収容するとともに、両端の接着部によって容器内
を三室に仕切った構造のもので、各接着部の外側に形成
された両端の室及び多数の中空糸内部が原水室6bを、
一対の接着部の間に形成された中空糸外部空間が処理水
室6cを構成している。
【0010】そして、原水流入管2は、原水室6bの底
部に接続されている。また、原水室6bの上部には、循
環ライン7の一端が接続されており、この循環ライン7
の他端は、原水流入管2の原水バルブ4の下流側であっ
て、循環ポンプ5の上流側に接続されている。なお、こ
れとは逆に、原水室6bの上部に原水流入管を、原水室
6bの下部に循環管の一端を接続した構成としてもよ
い。
【0011】従って、原水バルブ4を開き、原水ポンプ
3を駆動することによって、原水貯槽1内の原水がろ過
膜モジュール6に供給され、かつ循環ポンプ5を駆動す
ることによって、原水室6b内の原水の一部が、循環ラ
イン7を介し原水室6bに循環される。なお、図1の装
置において、原水ポンプ3は省略してもよく、また、循
環ライン7により循環水を原水貯槽1に導入すれば、循
環ポンプ5を省略できる。さらに、循環を全く行わない
処理も可能である。
【0012】さらに、循環ポンプ5の下流側において、
原水流入管2が分岐され、逆洗排水バルブ9が設けられ
た逆洗排水管8が設けられている。従って、原水バルブ
4を閉じた状態で、逆洗排水バルブ9を開くことによっ
て、原水室6b内に得られる逆洗排水を系外に排出でき
る。
【0013】ろ過膜モジュール6の処理水室6cには、
処理水排出管10が接続されている。この処理水排出管
10には、処理水バルブ11が設けられ、他端は処理水
貯槽12に接続されている。従って、処理水バルブ11
を開くことによって、処理水室6c内に得られた処理水
が処理水貯槽12に排出される。
【0014】また、処理水貯槽12には、他端が処理水
バルブ11よりろ過膜モジュール6側に接続された逆洗
配管13が接続されている。この逆洗配管13には、逆
洗ポンプ14及び逆洗バルブ15が設けられている。従
って、処理水バルブ11を閉じ、逆洗バルブ15を開
き、逆洗ポンプ14を駆動することによって、処理水貯
槽12内の処理水が、ろ過膜モジュール6内の処理水室
6cに圧送され、ろ過膜モジュール6の逆洗が行える。
【0015】そして、本実施形態においては、3つの空
気抜き弁16、17、18を有している。すなわち、循
環ポンプ5とろ過膜モジュール6の間の原水流入管2、
循環ライン7及び処理水排出管10の逆洗配管13が接
続される部分の3箇所に空気抜き弁16、17、18が
それぞれ設けられている。特に、これらの空気抜き弁1
6、17、18は、垂直方向の配管が存在する場所にお
いて、垂直方向の配管を上方に向けてのばした形で取り
付けられている。従って、上方に向けて抜ける気泡を効
果的に収集して排出することができる。
【0016】このような装置において、通常運転時は、
原水ポンプ3及び循環ポンプ5を駆動し、逆洗ポンプ1
4の駆動を停止する。また、原水バルブ4、処理水バル
ブ11を開き、逆洗排水バルブ9、逆洗バルブ15を閉
じる。これによって、原水貯槽1内の原水及び原水室6
bからの循環水がろ過膜モジュール6の原水室6bに圧
送される。そして、ろ過膜モジュール6内の中空糸膜6
aを透過した処理水が処理水室6cに得られ、これが処
理水貯槽12に排出される。このようにして、原水貯槽
1内の原水がろ過膜モジュール6で膜ろ過され、処理水
が処理水貯槽12に得られる。
【0017】そして、この通常運転時にろ過膜モジュー
ル6内に向けて導かれる原水中に含まれる気泡は、空気
抜き弁16によって、効果的に排除される。さらに、空
気抜き弁17によって循環ライン7中を流れる循環水中
の気泡も排除される。そこで、循環ポンプ5に気泡が導
入されてポンプのキャビテーションが生じたり、あるい
は空引きを起こしたりすることを防止できる。なお、上
記空気抜き弁16、17は必須のものではなく、場合に
よっては省略してもよい。
【0018】この通常運転において、予め設定された時
間が経過した場合には、原水ポンプ3及び循環ポンプ5
の駆動を停止し、逆洗ポンプ14を駆動する。また、原
水バルブ4、処理水バルブ11を閉じ、逆洗バルブ1
5、逆洗排水バルブ9を開く。これによって、処理水貯
槽12内の処理水がろ過膜モジュール6の処理水室6c
に圧送され、中空糸膜6aを透過した逆洗水が逆洗排水
バルブ9を介し排出される。
【0019】このとき、逆洗水中に含まれる気泡は、逆
洗水がろ過膜モジュール6内に導入される前に空気抜き
弁18によって排除される。そこで、ろ過膜モジュール
6の処理水室6cに気泡が供給されて、中空糸膜6aが
激しく振動して破れたりするのを効果的に防止できる。
特に、本実施形態のように、逆洗水をろ過膜モジュール
6の上部の処理水室6cに供給する場合は、空気抜き弁
18が付設されていないと逆洗水中に含まれる気泡は処
理水室6cの上部に集まりやすく、この部分で気泡が中
空糸膜6aに衝突を繰り返し、中空糸膜6aに衝撃を与
えやすい。しかし、上述のように空気抜き弁18を設け
ることによって、あらかじめ逆洗水中の気泡を除去する
ことにより、中空糸膜6aが破損されるのが防止でき
る。
【0020】なお、同じ中空糸ろ過膜モジュールであっ
ても、原水を中空糸膜の外側から内側にろ過する外圧型
中空糸ろ過膜モジュールの場合は、逆洗時に、逆洗水を
中空糸膜の内側(内部空間)に供給するので、逆洗水中
にたとえ気泡が混入されていてもそのために中空糸膜が
振動するようなことはなく、したがって、逆洗時に中空
糸膜が破損するといった問題は生じない。
【0021】図2(a)(b)に空気抜き弁16〜18
の構成例を示す。いずれの場合も垂直配管21と水平配
管22の接続部分に設けられる。垂直配管21を延長す
る形で、上部突起部23を設け、その上部にサイトグラ
ス24を介し空気抜き弁16(17、18)を設けてい
る。図2(a)のように垂直配管21を水が上向流で流
れる場合であっても、図2(b)のように下降流で流れ
る場合であっても上方に向けて抜ける気泡を効果的に収
集して排除することができる。なお、サイトグラス24
は、気泡の抜け具合を目視するためのものである。
【0022】図3(a)(b)は、空気抜き弁16〜1
8の他の構成例を示している。この例では、垂直配管2
1が水平配管22より径が小さく接続部分に脱泡部25
が形成されているが、その他の構成は図2(a)(b)
に示されているものと同様である。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
内圧型中空糸ろ過膜モジュールに逆洗水を供給する逆洗
配管に気泡除去手段を設ける。このため、逆洗水中の気
泡を逆洗水がろ過膜モジュール内に供給される前の段階
で除去でき、逆洗水と共に気泡がろ過膜モジュールの処
理水室に供給され、この気泡の存在に起因して中空糸膜
が破損することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係る膜ろ過装置の全体構
成を示す図である。
【図2】 空気抜き弁の構成例を示す図である。
【図3】 空気抜き弁の他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
1 原水貯槽、2 原水流入管、3 原水ポンプ、4
原水バルブ、5 循環ポンプ、6 内圧型中空糸ろ過膜
モジュール、7 循環ライン、8 逆洗排水管、9 逆
洗排水バルブ、10 処理水排出管、11 処理水バル
ブ、12 処理水貯槽、13 逆洗配管、14 逆洗ポ
ンプ、15 逆洗バルブ、16,17,18 空気抜き
弁、19 容器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−332354(JP,A) 特開 平4−74584(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 65/02 B01D 63/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 容器内に、多数の中空糸膜の内部空間に
    連通する原水室と、中空糸膜の外部空間と連通する処理
    水室と、を有する内圧型中空糸ろ過膜モジュールと、 このろ過膜モジュールの処理水室に逆洗水を供給する逆
    洗配管と、 この逆洗配管に設けられ、逆洗水中に含まれる気泡を除
    去する気泡除去手段と、 を有することを特徴とする膜ろ過装置。
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JP4599326B2 (ja) * 2001-01-31 2010-12-15 株式会社東芝 ろ過装置および発電プラント
NL1021744C2 (nl) * 2002-10-24 2004-04-27 Dhv Water Bv Werkwijze voor het bedrijven van een filtereenheid, een inrichting voor het toepassen daarbij en een capillair membraanfiltratiemodule.
KR101048461B1 (ko) 2005-06-30 2011-07-12 메타워터 가부시키가이샤 여과 장치
JP5238128B2 (ja) * 2005-12-08 2013-07-17 三菱レイヨン株式会社 固液混合処理液の固液分離装置
WO2021132540A1 (ja) * 2019-12-26 2021-07-01 東レ株式会社 ろ過装置及びろ過方法

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