JP3924926B2 - The hollow fiber membrane filtration membrane module - Google Patents

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Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は水浄化用中空糸膜モジュールに関するものである。 The present invention relates to a hollow fiber membrane module for water purification. さらに詳しくは、工業用水や水道水の浄水処理に使用する中空糸膜モジュールに関し、特に水道水用の浄水処理に使用する空糸膜モジュールに関するものである。 More particularly, it relates to a hollow fiber membrane module to be used for water treatment of industrial water or tap water, and in particular to Soraitomaku module in use in water treatment for tap water.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
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、適用分野を拡大しながら普及している技術である。 Membrane separation method, since it has energy saving, space saving, the characteristics of the quality improvement of labor saving and product, the technique is widely while expanding the application field. 膜分離法には、逆浸透、限外ろ過、精密ろ過、ガス分離、血液浄化、およびパーベーパレーション等の方法がある。 The membrane separation, reverse osmosis, ultrafiltration, microfiltration, gas separation, blood purification, and there is a pervaporation such methods. また、分離膜の形態には、中空糸膜、平膜、および管状膜等があり、上記の各分離対象物の性質や特徴に応じて使い分けられている。 Moreover, the form of the separation membrane, hollow fiber membrane, there is a flat membrane, and the tubular film or the like, are used depending on the nature and characteristics of the separation subject as described above.
【0003】 [0003]
従来、精密ろ過の分野では、小型のディスクフィルターや平膜プリーツ型カートリッジフィルターとして比較的小容量の処理の、かつ比較的清澄な水溶液を分離・ろ過する目的のものが使用されてきている。 Conventionally, in the field of microfiltration, the processing of relatively small capacity as a compact disk filter or flat membrane pleated cartridge filter, and is for the purpose of separating and filtering a relatively clear aqueous solution have been used. また、限外ろ過の分野では、超純水の製造や食品製造および清涼飲料の製造等に平膜ろ過装置や中空糸型膜モジュールが使用されてきた。 In the field of ultrafiltration, flat sheet membrane filtration device or a hollow fiber membrane module manufacturing such ultra-pure water manufacturing and food manufacturing and soft drinks have been used.
【0004】 [0004]
近年、このような精密ろ過や限外ろ過の中空糸膜を、河川水や地下水から工業用水や水道水を製造する浄水処理プロセスに適用しようとする研究が進められ、比較的濁質分の多い原水に対して長期間使用するこのような分野に精密ろ過や限外ろ過の技術が適用されはじめている。 Recently, hollow fiber membranes having such a microfiltration or ultrafiltration, studies to be applied to the water treatment process for producing industrial water and tap water from river water or ground water is advanced, relatively a lot of turbid matter microfiltration and ultrafiltration techniques such art is beginning to be applied to long-term use against the raw water.
【0005】 [0005]
多孔質の中空糸膜を使用した中空糸膜モジュールは、単位体積当りのろ過面積を非常に大きくとれること、膜処理すべき原液と膜透過液とを隔てるシール機構が単純であること、水質が優れていること、運転管理が容易であることなどの種々の利点を有している。 The hollow fiber membrane module using the hollow fiber membrane of porous, it can take a very large filtration area per unit volume, a simple seal mechanism for separating the stock solution and the membrane permeate to be membrane treatment, water quality be excellent, has various advantages such that it is easy to operate management.
【0006】 [0006]
特に水道浄水処理プロセスの分野では、水質が従来の凝集沈殿・砂ろ過法より優れていて、自動化が容易で省力化を図ることができるところが注目され、積極的に導入がすすめられつつある。 Especially in the field of water water treatment process, the water quality is better than the conventional coagulation sedimentation, sand filtration method, is noted where the automation can be facilitated and labor saving, are being underway actively introduced. さらに、クリプトスポリジウムのような塩素殺菌に対して強い耐性を持つ病原性原虫に汚染された水道原水に対しても、病原性原虫を確実に除去できる技術として注目され、このような原水に対する処理方法として推奨されている。 Furthermore, even for raw water contaminated with pathogenic protozoa having high resistance to chlorine disinfection, such as Cryptosporidium, it is attracting attention as a technology that can reliably remove the pathogenic protozoan, treatment method for such raw water It has been recommended as.
【0007】 [0007]
しかし、このような目的で使用される場合、中空糸膜モジュールには中空糸膜が破断して原水が膜ろ過に混入する可能性が存在する。 However, when such is used for the purpose, the hollow fiber membrane module there is a possibility that raw water hollow fiber membrane is broken is mixed into the membrane filtration water. 通常の水質の評価項目、例えば、濁度に対しては多少の中空糸膜が破断してもほとんど問題になる恐れはないが、クリプトスポリジウムの場合には、その強い感染力のために極く少数の中空糸膜が破断しても問題となることがある。 Evaluation items of ordinary water, for example, but there is no risk becomes almost problem even if broken are some of the hollow fiber membrane for turbidity, in the case of Cryptosporidium, very because of its strong infectivity sometimes small number of the hollow fiber membrane is a problem to break.
【0008】 [0008]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
本発明の目的は、このような従来の中空糸膜型モジュールのもつ欠点を解決した、中空糸膜が破断してもクリプトスポリジウムに代表される病原性原虫などの微生物がもれ込むことのない中空糸膜型ろ過膜モジュールおよび工業用または水道水用の水の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention, such has solved the deficiencies of the prior art with the hollow fiber membrane module, without the microorganisms such as pathogenic protozoa leak to the hollow fiber membrane is represented also Cryptosporidium ruptured It is to provide a method of manufacturing a hollow fiber membrane filtration membrane module and industrial or water for tap water.
【0009】 [0009]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
本発明は上記の目的を達成するために、以下に述べる構成からなる。 The present invention, in order to achieve the above object, consists of the configuration described below.
すなわち、 外圧式中空糸膜型ろ過膜モジュールにおいて、 膜ろ過水を取り出す中空糸膜ポッティング部中空糸膜開口端面に、中空糸膜の細孔径より孔径の大きい精密ろ過膜からなるフィルター部材を装着し、中空糸膜ろ過液該フィルター部材で濾過されるように構成したことを特徴とするものであり 、次の好ましい実施態様を有している。 That is, in the external pressure type hollow fiber membrane-type filtration membrane module, the hollow fiber membrane potting portion hollow fiber membranes open end face take out the membrane filtration water, fitted with a filter member made of a large microfiltration membrane of pore size than the pore size hollow fiber membrane , which hollow fiber membrane filtrate is characterized by being configured to be filtered by the filter member, and has the following preferred embodiments.
(1 )精密ろ過膜からなるフィルター部材が、ポッティング部中空糸膜開口端面と精密ろ過膜とを液密に密接させる機構、精密ろ過膜および該精密ろ過膜の変形を防止する押さえ部材、およびフィルター部材と膜ろ過液集水用モジュールキャップとを液密に密接させる機構からなること。 (1) Precision filtration consisting membrane filter member Organization for close contact with the potting portion hollow fiber membranes open end face and a precision filtration membrane in a liquid tight manner, the pressing member to prevent deformation of the microfiltration membrane and the microfiltration membrane, and, the filter member and the membrane filtrate water collecting module cap and liquid-tight in close contact to Organization or Ranaru a.
)フィルター部材が高分子製精密ろ過膜からなること。 (2) that the filter member is made of a polymer manufactured by a precision filtration membrane.
)フィルター部材が、焼結金属製精密ろ過膜からなること。 (3) filter member, RaNaruko and or sintered metal microfiltration membranes.
【0010】 [0010]
また、本発明においては、工業用水又は水道水を製造するための浄水方法において、前記いずれかの中空糸膜型モジュールに原水を供給し、中空糸膜を透過し、さらにフィルター部材透過した水を取り出すことを特徴とする浄水方法を提供するものである。 In the present invention, the water purification process for the preparation of industrial water or tap water, the supplied raw water to one of the hollow fiber membrane type modules, passes through the hollow fiber membrane was further transmitted through the full Iruta member there is provided a water purification method characterized by taking out the water.
【0011】 [0011]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
図1〜3は本発明の中空糸膜モジュールの一例を示すものである。 1-3 shows an example of a hollow fiber membrane module of the present invention. 図4〜6は精密ろ過からなるフィルター部材を装着した本発明の中空糸膜型ろ過膜モジュールのポッティング部の断面を模式的に示した図で、 膜ろ過水を取り出す中空糸膜ポッティング部中空糸膜開口端面に、中空糸膜の細孔径より孔径の大きい精密ろ過膜からなるフィルター部材を装着し、中空糸膜ろ過液を該フィルター部材で濾過するように構成されていることを示している。 Figure 4-6 is a diagram of the potting portion of a cross section of the hollow fiber membrane filtration membrane module schematically showing the present invention fitted with a filter member made of a microfiltration membrane, a hollow fiber membrane potting portion hollow to take out the membrane filtration water the fiber membrane open end face, the filter member formed of large microfiltration membrane of pore size than the pore size hollow fiber membranes mounted and a hollow fiber membrane filtrate indicates that it is configured to filter at the filter member .
【0012】 [0012]
図1は、U字型に束ねた中空糸膜2を、膜モジュールの外筒1 に挿入し、外筒の端部で中空糸膜束をポッティング材3で接着・固定し、中空糸膜の開口部端面4に接して、フィルター部材5を組み入れて膜ろ過水の集水用のモジュールキャップ8を取り付けた構造をした中空糸膜型ろ過膜モジュールの例を示している。 1, a hollow fiber membrane 2 obtained by bundling a U-shape, and inserted into the outer cylinder 1 of the membrane module, the hollow fiber membrane bundle is adhered and fixed by the potting material 3 on the outer tube ends, the hollow fibers in contact with the opening end surface 4 of the film, an example of a hollow fiber membrane filtration membrane module in which the mounting structure module cap 8 for collecting the water of the membrane filtration water incorporating a filter member 5. 図1に示した中空糸膜型ろ過膜モジュールの使用方法の一例は、次の通りである。 An example of use of the hollow fiber membrane filtration membrane module shown in FIG. 1 is as follows. すなわち、濁質分を含む原水は、原水供給ノズル10Bから膜モジュールに導入され、中空糸膜の外側から内側に膜を透過してろ過される。 That is, the raw water containing suspended solid matter is introduced into the raw water supply nozzle 10B Karamaku the module, are filtered through the membrane from the outside of the hollow fiber membrane inside. ろ過された膜ろ過水は中空糸膜の中空部内を流れて開口部端面4から集水部7を通って膜モジュールの膜ろ過水出口ノズル6から取り出される。 Filtered membrane filtration water is removed from the membrane filtration water outlet nozzle 6 of the membrane module through a condensed water portion 7 from the opening end surface 4 flows hollow portion of the hollow fiber membrane. 原水中の濁質は中空糸膜の外表面上に捕捉され堆積する。 Turbidity of raw water are caught on the outer surface of the hollow fiber membrane is deposited.
中空糸膜の外表面上に堆積した濁質のケーク層が厚くなってろ過抵抗が増大し、ろ過に要する差圧が所定の値に達したらば、原水の供給を停止して、必要に応じて、一定量のろ過水をノズル6から逆流させて逆圧洗浄し、さらにノズル11から空気を導入して空気の泡と泡の上昇に伴なって発生する水の上昇流で中空糸膜を揺動させて濁質分からなるケーク層を物理的に除去する。 Filtration resistance increases cake layer of suspended substances deposited on the outer surface of the hollow fiber membrane becomes thick, Do differential pressure required for filtration reaches a predetermined value mules, by stopping the supply of raw water, required hollow fiber, with a certain amount of the filtered water is flowing back from the nozzle 6 by back pressure washing, further upward flow of the water by introducing air generated is accompanied to the increase of the air bubbles and foam from the nozzle 11 depending on the physically removing the cake layer composed of turbid quality content by swinging the film.
膜ろ過水は、中空糸膜の開口部から集水部に出た所に置かれた中空糸膜の細孔径より孔径の大きい精密ろ過からなるフィルター部材5を通過して膜モジュールの透過水出口ノズル6から、膜モジュールの外部に取り出される。 Membrane filtration water permeate the membrane modules through the filter member 5 made of a hollow fiber membrane large microfiltration membrane from the opening of the pore size than the pore size of the hollow fiber membranes placed on the outlet was at the collecting portion of the from the outlet nozzle 6, it is taken out of the membrane module.
【0013】 [0013]
図2は、中空糸膜束12を膜モジュールの外筒21内に挿入し、外筒の両端部で中空糸膜束をポッティング材13および13'で接着・固定し、中空糸膜の開口部端面14および14'に接して、フィルター部材15および15'を組み入れて膜ろ過水の集水用のモジュールキャップ18および18'を取り付けた構造をした中空糸膜型ろ過膜モジュールの例を示している。 2, by inserting the hollow fiber membrane bundle 12 into the outer cylinder 21 of the membrane module, the hollow fiber membrane bundle is adhered and fixed with the potting material 13 and 13 'at both ends of the outer tube, the opening of the hollow fiber membranes 'in contact with, the filter member 15 and 15' end face 14 and 14 shows an example of a hollow fiber membrane filtration membrane modules mounted structure of a module cap 18 and 18 'for condensing water membrane filtration water incorporating there. 図2に示した中空糸膜型ろ過膜モジュールの使用方法の一例は、次の通りである。 An example of use of the hollow fiber membrane filtration membrane module shown in FIG. 2 is as follows. すなわち、濁質分を含む原水は、原水供給ノズル20および/または20'から膜モジュールに導入され、中空糸膜の外側から内側に膜を透過してろ過される。 That is, the raw water containing suspended solid matter is introduced into the raw water supply nozzle 20 and / or 20 'Karamaku the module, are filtered from the outside of the hollow fiber membrane passes through the membrane inside. ろ過された膜透過水は中空糸膜の中空部内を流れて開口部端面14および/または14'から集水部16および/または16'を通って膜モジュールの透過水出口ノズル17および/または17'から取り出される。 Permeate outlet nozzle 17 of the filtration membrane permeate membrane through the 'collecting water unit 16 and / or 16 from the' opening end face 14 and / or 14 flows hollow portion of the hollow fiber membrane module and / or 17 It is taken from '. 原水の供給は、中空糸膜型ろ過膜モジュールの下方に位置する中空糸膜束を接着・固定したポッティング部に複数の通路をポッティング部に貫通させて設けて、この原水通路から中空糸膜束内に可及的に均一化して供給する構造としてもよい。 Supply of raw water is provided by penetrating the plurality of passages in the potting portion potting portion adhered and fixed to the hollow fiber membrane bundle which is located below the hollow fiber membrane filtration membrane module, the hollow fiber membrane bundle from the raw water passage it may be homogenized supplies structure as possible within. 原水中の濁質は中空糸膜の外表面上に捕捉され堆積する。 Turbidity of raw water are caught on the outer surface of the hollow fiber membrane is deposited.
中空糸膜の外表面上に堆積した濁質のケーク層が厚くなってろ過抵抗が増大し、ろ過に要する差圧が所定の値に達したらば、原水の供給を停止して、必要に応じて、一定量のろ過水をノズル17および/または17'から逆流させて逆圧洗浄し、さらにノズル20'から空気を導入して空気の泡と泡の上昇流で中空糸膜を揺動させて濁質分からなるケーク層を物理的に除去する。 Filtration resistance cake layer of suspended substances deposited on the outer surface of the hollow fiber membrane becomes thicker increases, if When the differential pressure required for filtration reaches a predetermined value, by stopping the supply of raw water, optionally , a certain amount of filtered water 'reverse pressure cleaned by reverse flow from the further nozzles 20' the nozzle 17 and / or 17 by introducing air to oscillate the hollow fiber membrane upflow of air bubbles and foam from physically removing the cake layer formed of turbid fraction. ポッティング部に貫通させて設けた複数の原水供給通路がある構造の中空糸膜型ろ過膜モジュールの場合には、この原水供給通路から加圧した空気を出して泡および泡の上昇に伴なって発生する水の上昇流で中空糸膜を揺動させて濁質分からなるケーク層を物理的に除去する。 In the case of a hollow fiber membrane filtration membrane module by penetrating the potting portion has a plurality of raw water supply passage provided structure becomes accompanied out pressurized air from the raw water supply passage to the increase in bubble and foam physically removing the cake layer composed of turbid quality content by swinging the hollow fiber membrane upflow of water generated.
膜ろ過水は、中空糸膜の開口部から集水部に出た所に置かれた中空糸膜の細孔径より孔径の大きい精密ろ過からなるフィルター部材15および/または15'を通過して膜モジュールの透過水出口ノズル17および/または17'から、膜モジュールの外部に取り出される。 Membrane filtration water passes through the filter member 15 and / or 15 'consists of hollow fiber membranes greater microfiltration membrane from the opening of the pore size than the pore size of the hollow fiber membranes placed on the outlet was at the collecting portion of the from the permeate outlet nozzle 17 and / or 17 of the membrane module 'is taken out of the membrane module.
図3は図2と同様の構成の膜モジュールであるが、膜モジュールの一端部の中空糸膜の全てが封止された閉塞端部からなる例を示している。 Figure 3 is a membrane module having the same configuration as FIG. 2 shows an example comprising a closed end all is sealed in the hollow fiber membranes at one end of the membrane module. 32は閉塞端部を示し、33は物理洗浄の空気を放散する小孔を複数設けた中心パイプを示している。 32 shows a closed end, 33 denotes a central pipe provided with a plurality of small holes to dissipate air physical cleaning. 34は物理洗浄空気の導入孔である。 34 is the introduction hole of physical cleaning air.
【0014】 [0014]
フィルター部材を構成するろ過材料には、精密ろ過膜が使用される。 The filtering material constituting the filter member, precision filtration membrane Ru is used. ィルター部材の構成は、図4に示す構成のもの、あるいは図5、またさらに、図6に示すリーフディスクフィルターを複数組み合わせたフィルター部材等のいずれでもよい。 Construction of full Iruta member is of a configuration shown in FIG. 4, or 5, or even may be either a filter member such as a combination of a plurality of leaf disc filter shown in FIG.
図4は、中空糸膜束37の開口部端面40にパッキン39−1を置いてろ過材料41と密接させ、該ろ過材料とろ過圧による該ろ過材料の変形を防止する押さえ部材42とパッキン39−2で密接させ、膜モジュールの集水用キャップを押さえ部材42とパッキン39−3を介して密接させた構造をしている。 4, the opening end surface 40 of the hollow fiber membrane bundle 37 is in intimate contact with the filtration material 41 at a packing 39-1, the pressing member 42 and the packing 39 to prevent deformation of the filtering materials by the filtration material and the filtration pressure -2 brought into close contact with, has a structure in which close contact through the member 42 and the packing 39-3 hold the water collecting cap of the membrane module. 図5に示す構成は、フィルター部材がろ過材料54と押さえ部材53とが一体に成形加工された構造のフィルター部材を組み込んだ例を示している。 Configuration shown in Figure 5, the filter member and the pressing member 53 and the filter material 54 is an example incorporating a filter member of molded structures together. 51はろ過材料54と押さえ部材53とを一体に固着しているフランジであり、ろ過材料54と押さえ部材53とを液密に密接させ、中空糸膜束48の開口部端面52の外縁部および膜モジュールキャップ57とフィルター部材とを液密に密接させている。 51 is a flange that is integrally fixed to the filtration material 54 and the pressing member 53, a liquid tight manner to close the pressing member 53 and the filtration material 54, the outer edge of the opening end face 52 of the hollow fiber membrane bundle 48 and and brought into close contact with the membrane module cap 57 and the filter member in a liquid-tight manner. ろ過材料41または54がプリーツ型に加工されていてもよく、液密にシールされていれば有効膜面積を大きくとれるのでむしろ好ましい。 It may filtering material 41 or 54 is being processed into a pleated, but rather preferred since the effective membrane area if it is sealed can be made large in a fluid-tight manner.
図6はろ過材料がリーフディスクフィルター状に加工されているフィルター部材を中心パイプに複数枚固定したフィルター部材を示している。 Figure 6 shows a filter member in which a plurality of sheets secured to the central tube a filter member filtering material is processed into a leaf disc filter shape. 64がリーフディスクフィルターを示し、65はリーフディスクフィルター間のスペーサーであり、66はフィルター部材と膜モジュールキャップとを液密に固定するO-リングである。 64 shows a leaf disc filter, 65 is a spacer between the leaf disc filter, 66 is a O- ring for fixing to the liquid-tight and filter member and the membrane module cap. フィルターろ過水は中心の集水パイプ67から取り出される。 Filter filtered water is taken from the water collecting pipes 67 in the center.
【0015】 [0015]
フィルター部材を構成する精密ろ過膜は、 中空糸膜の細孔径より孔径の大きい精密ろ過膜であり、高分子材料、金属製膜材料、セラミックス膜材料、ガラス膜材料など、ろ過材料として所定のろ過精度と透過速度および耐久性を持つものであれば、いずれの素材の精密ろ過でも使用することができる。 Microfiltration membrane constituting the filter member is a great microfiltration membrane having a pore size than the pore size of the hollow fiber membranes, polymeric materials, metallic film material, a ceramic membrane material, such as glass film material, a predetermined filtering as filtering material as long as it has the accuracy and transmission speed and durability, it can be used even microfiltration membrane of any material.
【0016】 [0016]
精密ろ過膜を構成する高分子材料としては、ポリエチレン、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルフルオライド、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、およびクロロトリフルオロエチレン-エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホンおよびポリエーテルスルホン等が使用できる。 The polymeric material constituting the microfiltration membrane, polyethylene, ethylene - tetrafluoroethylene copolymer, polychlorotrifluoroethylene, polytetrafluoroethylene, polyvinyl fluoride, tetrafluoroethylene - hexafluoropropylene copolymer, tetra fluoroethylene - perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, and chlorotrifluoroethylene - ethylene copolymer, polyvinylidene fluoride, polysulfone and polyethersulfone and the like can be used. さらに、これらの高分子の焼結体からなるろ材も使用することができる。 Furthermore, it is also possible to use filter media made of a sintered product of these polymers.
【0017】 [0017]
金属製の精密ろ過膜としては焼結金属製精密ろ過膜がましく使用できる。 Sintered metal microfiltration membranes with a metal microfiltration membranes good Mashiku be used. 例えば、 SUS304またはSUS316等の微粒子を焼結した焼結金属繊維製精密ろ過膜が特に好ましく使用できる。 For example, a sintered metal fiber-made microfiltration membrane sintered fine particles, such as SUS304 or SUS316 are particularly preferably used.
【0018】 [0018]
セラミックスおよびガラス製ろ過材料としては、それらの焼結多孔質体が使用できる。 The ceramic and glass filtration materials, their sintered porous body can be used.
【0019】 [0019]
このようなろ過材料の孔径としては0.03μm以上4.0μm以下、好ましくは0.05μm以上2.0μm以下、さらに好ましくは0.1μm以上1.0μm以下の範囲の孔径を有するろ過材料が使用される。 Such 0.03μm or 4.0μm or less as the pore size of the filtering material, filtering material is preferably used 0.05μm or 2.0μm or less, more preferably having a pore size of 1.0μm or less in the range of 0.1μm It is. 孔径を決める条件の一つは、万一中空糸膜が破断した時に混入する濁質分または微生物等のなかで塩素殺菌等で消毒ないし殺滅できない特定のものを除去して、膜モジュールの信頼性を確実にすることができることである。 One condition for determining the pore size to remove the specific ones that can not be disinfected to kill with chlorine disinfection, etc. Among such turbid fraction or microorganism to be mixed when broken by any chance the hollow fiber membranes, reliability of the membrane module it is that it is possible to ensure the sexual. 他はフィルター部材の装着によって膜モジュールによるろ過差圧が長期にわたって著しく増加せずに使用できることである。 Other filtration differential pressure due to the membrane module by the mounting of the filter member is to be used without significantly increasing over time. すなわち、ろ過材料の透水性能が1000L/(m ・h)/(100kPa)以上、好ましくは10000L/(m ・h)/(100kPa)以上であるろ過材料からなるフィルター部材が使用される。 That is, water permeability of the filtration material 1000L / (m 2 · h) / (100kPa) or higher, preferably a filter member made of a filtering material is 10000L / (m 2 · h) / (100kPa) or higher is used. 透水性能の上限は高いほどフィルター部材による圧力損失が小さくて済むが、実際にはろ過材料のろ過精度とトレードオフの関係にあり、ろ過精度を小さくとれば透水性能も小さくなるので、およそ100000L/(m ・h)/(100kPa)以下、より好ましいろ過精度に対しては約10000L/(m ・h)/(100kPa)程度となる。 The upper limit of the water permeability can be small pressure loss due to the higher filter member, but actually have a relationship of filtration precision and Tradeoffs filtration material, since the water permeability also decreases Taking smaller filtering accuracy, approximately 100000L / (m 2 · h) / ( 100kPa) or less, is about 10000L / (m 2 · h) / (100kPa) degree with respect to preferred filtration accuracy. 以上のような観点からろ過材料とろ過精度とを検討した結果、上記の孔径範囲が好ましく使用できる。 Results of investigation and the filtration accuracy filtered material from the above viewpoint, the above pore diameter range can be preferably used.
【0020】 [0020]
【実施例】 【Example】
以下、本発明の構成、効果を実施例を用いてさらに詳細に説明する。 It will now be described in detail with reference to configuration, the effects embodiment of the present invention.
【0021】 [0021]
本発明の効果の確認は次の方法で行なった。 Confirmation of the effect of the present invention was carried out in the following manner. クリプトスポリジウムを使った実験は非常に困難なので、通常、所定の粒子の除去性で評価すればよいと言われている。 Since experiments with Cryptosporidium very difficult, typically, it is said that may be evaluated by removal of a given particle. 通常、人への感染で問題になるクリプトスポリジウムには2種類あって、楕円体状をしている。 Usually, the Cryptosporidium a problem in human infection There two types, and the ellipsoidal shape. 小型のもので、(4.5〜5.4)〜(4.2〜5.0)μm、大型の種類で(6.6〜7.9)〜(5.3〜6.5)μmと報告されており、4〜6μmのポリスチレンビーズの除去性で評価することができるとされている。 But small, (4.5~5.4) ~ (4.2~5.0) μm, a large type (6.6~7.9) ~ (5.3~6.5) μm is reported to, removal of the polystyrene beads 4~6μm evaluation has been and can be. しかし、10 −6 〜10 −7の除去率を実用規模の膜モジュールについてポリスチレンビーズで評価するのも、極めて大量の試験水を必要とするので、実際的ではないため、ここでは原水中に存在する微粒子を計測して評価した。 However, to evaluate polystyrene beads for utility-scale membrane module removal rate of 10 -6 to 10 -7, because it requires a very large amount of test water, because it is not practical, the presence in the raw water here the fine particles was evaluated by measurement. また、従来の凝集沈殿砂ろ過法に対しては、濁度0.1以下に管理することがクリプトスポリジウムに対する暫定指針とされているので、参考に濁度の比較も行なった。 Further, with respect to the conventional coagulation sedimentation sand filtration method, managing the turbidity 0.1 or less because there is a provisional guidelines for Cryptosporidium was also performed comparing the turbidity reference.
【0022】 [0022]
実施例1 及び比較例1 Example 1 and Comparative Example 1
外径680μm、内径400μm、平均細孔径0.01μmのポリアクリロニトリル多孔質中空糸膜3500本からなる中空糸膜束をU字状に束ね、その両端部を外径110mm、内径104mmの硬質塩化ビニルパイプのハウジング内に挿入して、片端部を接着剤で固定した後、その接着固定部の一部を切断して中空糸膜の内部を開口させた。 Outer diameter 680 micrometer, inner diameter 400 [mu] m, an average bundled hollow fiber membrane bundle in a U-shape consisting of pore size 0.01μm polyacrylonitrile porous hollow fiber membrane 3500 of an outer diameter 110mm both ends thereof, a rigid vinyl chloride having an inner diameter of 104mm is inserted into the pipe of the housing, after fixing the one end portion with an adhesive, it was opened inside of the hollow fiber membranes by cutting a part of the bonded portion. そして、図5に示すような構造に、SUS304焼結ステンレス鋼繊維からなるろ過精度1.0μmのプリーツ加工をしたろ過材料と押さえ部材と一体に成形された構造のディスクフィルター部材を使用して、中空糸膜型ろ過膜モジュールを製作した。 Then, the structure shown in FIG. 5, using the disc filter element of the molded structure integral with the filtration material and the pressing member in the pleated filtration precision 1.0μm made of SUS304 sintered stainless steel fibers, It was fabricated hollow fiber membrane filtration membrane module.
【0023】 [0023]
この中空糸型ろ過膜モジュールの中空糸膜をポッティング部近傍で300本切断して本発明の試験用膜モジュールとした(実施例1) The hollow fiber filtration membrane modules hollow fiber membrane Le cut 300 present in the potting portion near to the test membrane module of the present invention (Example 1). 他の1本は、フィルター部材を装着せずに同様に中空糸膜を300本切断して比較対象試験用とした(比較例1) Other one was a comparative object test likewise hollow fiber membrane without mounting the filter member 300 present cut and (Comparative Example 1).
【0024】 [0024]
これらの中空糸膜モジュールを使用して、濁度6.9、直径4μm以上の粒子を8.2× 10 個/ml含有する原水を8.3l/分の流量で全量ろ過させて、透過水中の濁度と微粒子を測定した。 Using these hollow fiber membrane module, turbidity 6.9, by dead-end filtration of raw water containing 8.2 × 10 8 cells / ml or more of grain diameter 4μm at a flow rate of 8.3 L / min, transparent to measure the turbidity and the fine particles in the water. その結果、フィルター部材を装着せずに中空糸膜を300本切断した膜モジュールでは、透過水の濁度が1.4で直径4μm以上の粒子が1.6× 10 個/ml検出された(比較例1) As a result, the membrane module and the hollow fiber membrane was cut 300 lines without mounting a filter member, turbidity 1.4 diameter 4μm or more particles permeate was 1.6 × 10 8 cells / ml detection (comparative example 1). これに対して焼結ステンレス鋼繊維製フィルター部材を装着した膜モジュールでは、濁度が0.02で、直径4μm以上の粒子は10個/ml以下で、中空糸膜を切断していない膜モジュールと同等の値を示し、中空糸切断部から漏れ込んだ粒子はフィルター部材で実質的に除去されていた(実施例1) The membrane module fitted with sintered stainless steel fiber filter member contrast, turbidity 0.02, more grain diameter 4μm in the following 10 / ml, the membrane module without cutting the hollow fiber membranes and it showed comparable values, particles leaked from the hollow fiber cut section had been substantially removed by the filter member (example 1).
【0025】 [0025]
なお、膜モジュールのろ過差圧はフィルター部材を装着した膜モジュールが50kPaで、フィルター部材を装着していない膜モジュールは25kPaで、差圧の上昇率には差異はなく、問題無く運転することができた。 In the membrane module the filtration pressure difference was fitted a filter member of the membrane module is 50 kPa, the membrane module is not installed filter members at 25 kPa, no difference in the rate of increase in the differential pressure, it can be operated without problems did it.
【0026】 [0026]
実施例2 及び比較例2 Example 2 and Comparative Example 2
外径680μm、内径400μm、平均細孔径0.01μmのポリアクリロニトリル多孔質中空糸膜7400本からなる長さ約1000mmの中空糸膜束を塩ビ製の外筒に挿入してその両端部を接着固定し、端部を切断して中空糸膜の内部を両端部で開口させた形状の図2に示したような中空糸型ろ過膜モジュールを製作した。 Outer diameter 680 micrometer, inner diameter 400 [mu] m, adhesion to the both ends of the hollow fiber membrane bundle having a length of about 1000mm consisting polyacrylonitrile porous hollow fiber membrane 7400 pieces of average pore diameter 0.01μm was inserted into the outer tube made of PVC fixed and it was fabricated hollow-fiber filtration membrane module shown in FIG. 2 of a shape is opened at both ends of the hollow fiber membranes by cutting the end. 1本の膜モジュールはノズル20の近傍で中空糸膜を10本切断し、膜モジュールの両開口部端面には、ろ過精度0.6μmの焼結ステンレス鋼繊維をプリーツ加工したディスクフィルター部材を装着した(実施例2) One membrane module of hollow fiber membrane was cut ten in the vicinity of the nozzle 20, the both opening end face of the membrane module, mounted disc filter member a sintered stainless steel fibers were pleated filtration precision 0.6μm and (example 2). 他の膜モジュールではノズル20の近傍で中空糸膜を10本切断し、焼結ステンレス鋼繊維からなるフィルター部材を装着しなかった(比較例2) In other membrane module of hollow fiber membrane was cut ten in the vicinity of the nozzle 20, not fitted with a filter member made of a sintered stainless steel fibers (Comparative Example 2).
【0027】 [0027]
実施例1と同様に、濁度5.2、4μm以上の粒子6.2× 10 個/mlを含む原水を使用して上記両膜モジュールの透過水の濁度および粒子数を比較した。 As in Example 1, it was compared the number of turbidity and particle permeate of both membrane module using the raw water containing the particles 6.2 × 10 8 cells / ml or more turbidity 5.2,4Myuemu. その結果、フィルター部材を装着しなかった膜モジュールでは、透過水の濁度が0.035、直径4μm以上の粒子が4.0× 10 個/ml検出された(比較例2) As a result, the membrane module was not fitted with a filter member, the turbidity of permeate 0.035, more grain diameter 4μm is 4.0 × 10 6 cells / ml were detected (Comparative Example 2). これに対して焼結ステンレス鋼繊維からなるフィルター部材を装着した膜モジュールでは濁度は0.01以下で、4μm以上の粒子数は10個/ml以下で、中空糸膜を切断していない膜モジュールと差のない結果であった。 A filter member formed of a sintered stainless steel fibers turbidity is 0.01 or less in the membrane module mounted with respect thereto, 4 [mu] m or more number of particles in the following 10 / ml, did not cut the hollow fiber membrane film It was the result not of the module and the difference. 両者のろ過差圧の差は27kPa以下で、差圧の上昇率には差異はなく、運転上の問題は認められなかった(実施例2) Difference between both the filtration pressure difference below 27 kPa, no difference in the rate of increase in pressure differential, operational problems were observed (Example 2).
【0028】 [0028]
実施例3及び比較例3 Example 3 and Comparative Example 3
実施例1と同様に、ポリアクリロニトリル多孔質中空糸膜3500本からなる中空糸膜束をU字状に束ね、硬質塩化ビニルパイプのハウジング内に挿入して、片端部を接着剤で固定し、その接着固定部の一部を切断して中空糸膜の内部を開口させた形状の膜モジュールを製作した。 As in Example 1, the hollow fiber membrane bundle consisting of polyacrylonitrile porous hollow fiber membrane 3500 bundled in a U-shape, is inserted into the housing of the hard vinyl chloride pipe, and fixing the one end portion with an adhesive, It was manufactured shape membrane module obtained by opening the inside of the hollow fiber membranes by cutting a part of the bonded portion. 膜モジュールの1本は、中空糸膜のポッティング部近傍で約10本切断して、図6に示したような焼結ステンレス鋼繊維の3枚のリーフディスクフィルターからなるフィルター部材を装着した(実施例3) The single membrane module, and approximately ten cut with potting the vicinity of the hollow fiber membranes, was fitted with a filter member made of three leaf disc filter of sintered stainless steel fibers as shown in FIG. 6 (Working example 3). フィルターのろ過精度は0.3μmであった。 Filtration accuracy of the filter was 0.3 [mu] m. 他の膜モジュールは中空糸膜10本を切断して、フィルター部材を装着せずに作製した(比較例3 )。 Other membrane module by cutting the hollow fiber membranes 10 present, were produced without mounting a filter member (Comparative Example 3).
【0029】 [0029]
実施例2と同様に濁度5.2の原水を使って4.2ml/分で供給し全量ろ過して、透過水の濁度と粒子数を測定した。 Supplied by dead-end filtration with 4.2 ml / min using a raw water similarly turbidity 5.2 Example 2, it was counted turbidity and particle permeate. フィルター部材を装着していない膜モジュールの透過水の濁度が0.035、直径4μm以上の粒子が4.0× 10 個/ml検出された(比較例3) Turbidity of permeate of the membrane modules not wearing a filter member is 0.035, or more particle diameter 4μm is 4.0 × 10 6 cells / ml were detected (Comparative Example 3). これに対してフィルター部材を装着した膜モジュールでは濁度は0.01以下で、4μm以上の粒子数は数個/ml以下で、中空糸膜を切断していない膜モジュールと差のない結果であった(実施例3) The filter member turbidity is 0.01 or less in the membrane module mounted with respect thereto, 4 [mu] m or more number of particles in the following several / ml, with the result without membrane module and difference that does not cut the hollow fiber membranes there was (example 3). なお、両者のろ過差圧は60kPaで、差圧の上昇率には差異はなく、問題なく運転することができた。 In filtration differential pressure of both 60 kPa, no difference in the rate of increase in differential pressure, could be operated without problems.
【0030】 [0030]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
上述したように本発明によれば、水道浄水処理プロセス等の分野で使用する中空糸膜型ろ過膜モジュールにおいて、万一中空糸膜が破断しても、クリプトポリジウムのような塩素殺菌に対して耐性のある病原性虫類をはじめとする異物を確実に除去することができる。 According to the present invention as described above, in the hollow fiber membrane filtration membrane module used in the fields such as water water treatment processes, even broken by any chance hollow fiber membrane, to chlorination, such as Cryptosporidium Porijiumu resistant Te contaminants, including pathogenic original insects can be reliably removed.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】中空糸型ろ過膜モジュールの1例の全体構造の断面図【図2】中空糸型ろ過膜モジュールの1例の全体構造の断面図【図3】中空糸型ろ過膜モジュールの1例の全体構造の断面図【図4】中空糸型ろ過膜モジュールのフィルター部材装着部の断面図【図5】中空糸型ろ過膜モジュールのフィルター部材装着部の断面図【図6】中空糸型ろ過膜モジュールのフィルター部材装着部の断面図【符号の説明】 [1] of the hollow fiber filtration membrane module 1 example of the overall structural cross-sectional view Figure 2 of the overall structure of an example of the hollow fiber filtration membrane module sectional view [FIG 3] hollow fiber filtration membrane module 1 sectional view of the overall structure of example 4 is a cross-sectional view of the filter member attachment portion of the hollow fiber filtration membrane module FIG. 5 is a cross-sectional view of the filter member attachment portion of the hollow fiber filtration membrane module 6 hollow fiber sectional view of the filter member attachment portion of the filtration membrane module [description of symbols]
1:中空糸型ろ過膜モジュール外筒2:中空糸膜3:接着固定部(ポッティング部) 1: hollow fiber filtration membrane module outer cylinder 2: hollow fiber membrane 3: bonded portion (a potting portion)
4:中空糸膜ポッティング部中空糸膜開口端面5:フィルター部材6:膜ろ過水取り出し口7:膜ろ過水集水部8:膜ろ過水集水用モジュールキャップ9:パッキン10A:物理洗浄空気放出ノズル10B:原水供給ノズル11:物理洗浄空気導入口12:中空糸膜13:接着固定部(ポッティング部) 4: hollow fiber membrane potting portion hollow fiber membranes open end 5: filter member 6: membrane filtration water outlet 7: membrane filtration water catchment unit 8: membrane filtration water catchment module cap 9: Packing 10A: physical cleaning air discharge nozzle 10B: raw water supply nozzle 11: physical cleaning air inlet openings 12: hollow fiber membrane 13: bonded portion (a potting portion)
14:中空糸膜ポッティング部中空糸膜開口端面15:フィルター部材16:膜ろ過水集水部17:膜ろ過水取り出し口18:膜ろ過水集水用モジュールキャップ19:パッキン20:ノズル21:中空糸型ろ過膜モジュール外筒22:中空糸膜23:接着固定部(ポッティング部) 14: hollow fiber membrane potting portion hollow fiber membranes open end face 15: Filter member 16: the membrane filtration water catchment portion 17: membrane filtration water outlet port 18: membrane filtration water catchment module cap 19: packing 20: nozzle 21: Hollow yarn filtration membrane module barrel 22: hollow fiber membrane 23: bonded portion (a potting portion)
24:中空糸膜ポッティング部中空糸膜開口端面25:フィルター部材26:膜ろ過水集水部27:膜ろ過水取り出し口28:膜ろ過水集水用モジュールキャップ29:パッキン30および30':ノズル31:中空糸型ろ過膜モジュール外筒32:閉塞端部33:物理洗浄用エアー吹出し孔付き中心パイプ34:物理洗浄用エアー導入孔35:中空糸型ろ過膜モジュール外筒36ノズル37:中空糸膜38:接着固定部(ポッティング部) 24: hollow fiber membrane potting portion hollow fiber membranes open end face 25: Filter member 26: the membrane filtration water catchment portion 27: membrane filtration water outlet port 28: membrane filtration water catchment module cap 29: packing 30 and 30 ': nozzle 31: hollow-fiber filtration membrane module outer cylinder 32: closed end 33: physical cleaning air outlets with the center pipe 34: physical cleaning air introduction hole 35: hollow fiber filtration membrane module outer tube 36 nozzle 37: hollow fiber film 38: adhesive fixing portions (potting portion)
39−1:パッキン39−2:パッキン39−3:パッキン40:中空糸膜ポッティング部中空糸膜開口端面41:ろ過材料42:押さえ部材43:膜ろ過水集水部44:膜ろ過水取り出し口45:膜ろ過水集水用モジュールキャップ46:中空糸型ろ過膜モジュール外筒47:ノズル48:中空糸膜49:接着固定部(ポッティング部) 39-1: Packing 39-2: Packing 39-3: Packing 40: hollow fiber membrane potting portion hollow fiber membranes open end face 41: filtering material 42: pressing member 43: the membrane filtration water catchment portion 44: membrane filtration water outlet 45: membrane filtration water catchment module cap 46: hollow-fiber filtration membrane module outer tube 47: nozzle 48: hollow fiber membrane 49: bonded portion (a potting portion)
50−1:パッキン50−2:パッキン51:フランジ52:中空糸膜ポッティング部中空糸膜開口端面53:押さえ部材54:ろ過材料55:膜ろ過水取り出し口56:膜ろ過水集水部57:膜ろ過水集水用モジュールキャップ58:中空糸型ろ過膜モジュール外筒59:ノズル60:中空糸膜61:接着固定部(ポッティング部) 50-1: Packing 50-2: Packing 51: Flange 52: hollow fiber membrane potting portion hollow fiber membranes open end face 53: pressing member 54: filtering material 55: film filtrate outlet 56: membrane filtration water catchment portion 57: membrane filtration water catchment module cap 58: hollow-fiber filtration membrane module outer tube 59: nozzle 60: hollow fiber membrane 61: bonded portion (a potting portion)
62:O―リング63:中空糸膜ポッティング部中空糸膜開口端面64:リーフディスクフィルター65:リーフディスクフィルター用スペーサー66:O―リング67:リーフディスクフィルター固定・集水用中心パイプ68:膜ろ過水集水用モジュールキャップ 62: O-ring 63: hollow fiber membrane potting portion hollow fiber membranes open end face 64: leaf disc filter 65: leaf disc filters for the spacer 66: O-ring 67: leaf disc filter fixing and water collecting center pipe 68: membrane filtration water catchment for the module cap

Claims (5)

  1. 外圧式中空糸膜型ろ過膜モジュールにおいて、 膜ろ過水を取り出す中空糸膜ポッティング部中空糸膜開口端面に、中空糸膜の細孔径より孔径の大きい精密ろ過膜からなるフィルター部材を装着し、中空糸膜ろ過液該フィルター部材で濾過されるように構成したことを特徴とする中空糸膜型ろ過膜モジュール。 In external pressure type hollow fiber membrane-type filtration membrane module, the hollow fiber membrane potting portion hollow fiber membranes open end face take out the membrane filtration water, fitted with a filter member made of a large microfiltration membrane than pore size of the pore diameter of the hollow fiber membrane, hollow the hollow fiber membrane filtration membrane module fiber membrane filtrate is characterized by being configured to be filtered by the filter member.
  2. 精密ろ過膜からなるフィルター部材が、ポッティング部中空糸膜開口端面と精密ろ過膜とを液密に密接させる機構、精密ろ過膜および該精密ろ過膜の変形を防止する押さえ部材、およびフィルター部材と膜ろ過液集水用モジュールキャップとを液密に密接させる機構からなることを特徴とする請求項記載の中空糸膜型ろ過膜モジュール。 Microfiltration consisting membrane filter member Organization for close contact with the potting portion hollow fiber membranes open end face and a precision filtration membrane in a liquid tight manner, the pressing member to prevent deformation of the microfiltration membrane and the microfiltration membrane, and a filter member the hollow fiber membrane filtration membrane module according to claim 1, wherein the liquid-tight in close contact to Organization or Ranaru a membrane filtrate water collecting module cap with.
  3. フィルター部材が高分子製精密ろ過膜からなることを特徴とする請求項1 又は2に記載の中空糸膜型ろ過膜モジュール。 The hollow fiber membrane filtration membrane module according to claim 1 or 2 filter member is characterized by comprising a polymer made microfiltration membrane.
  4. フィルター部材が、焼結金属製精密ろ過膜からなることを特徴とする請求項1 又は2に記載の中空糸膜型ろ過膜モジュール。 Filter member, a hollow fiber membrane filtration membrane module according to claim 1 or 2, characterized that you made of sintered metal microfiltration membranes.
  5. 工業用水又は水道水を製造するための浄水方法において、請求項1〜 4のいずれかに記載の中空糸膜型モジュールに原水を供給し、中空糸膜を透過し、さらにフィルター部材透過した水を取り出すことを特徴とする浄水方法。 In water purification process for the preparation of industrial water or tap water, supplying raw water to the hollow fiber membrane type modules according to any one of claims 1 to 4, passes through the hollow fiber membrane was further passed through the filter member Water water purification method characterized by taking out.
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