JP4629884B2 - Hollow fiber membrane module - Google Patents
Hollow fiber membrane module Download PDFInfo
- Publication number
- JP4629884B2 JP4629884B2 JP2001028343A JP2001028343A JP4629884B2 JP 4629884 B2 JP4629884 B2 JP 4629884B2 JP 2001028343 A JP2001028343 A JP 2001028343A JP 2001028343 A JP2001028343 A JP 2001028343A JP 4629884 B2 JP4629884 B2 JP 4629884B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hollow fiber
- fiber membrane
- housing
- weir
- membrane 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中空糸膜モジュールに関し、特に生産性および耐圧性が向上し、有機物の汚濁物質などによる汚濁性の高い液体のろ過に適した中空糸膜モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、中空糸膜モジュールは、無菌水、飲料水、高度純水の製造、空気の浄化等に数多く使用されてきた。これらの用途に加えて、近年では、下水処理場における2次処理、3次処理や、浄化槽における固液分離、産業廃水中のSS(懸濁物質)の固液分離など、高汚濁性水の処理用途に用いられるようになってきている。
【0003】
このような高汚濁性水の処理用途に好適に用いられる中空糸膜モジュールとしては、特開平5−261253号公報、特開平6−342号公報、特開平6−340号公報等に開示されているような、内部に中空部(集水部)を有する矩形のハウジング内部に、シート状の中空糸膜束の端部を収容し、固定用樹脂を用いて固定してなる中空糸膜モジュールが挙げられる。これら中空糸膜モジュールは、ハウジング内に固定用樹脂を注入して、中空糸膜束の端部を固定用樹脂によりハウジングに固定した後、中空糸膜の端部が開口するように固定用樹脂の一部をカットすることにより製造される。
【0004】
しかしながら、このような製造方法においては、ハウジング内にカッターを挿入するために、径の大きなハウジングを用いる必要があった。そのため、この中空糸膜モジュールを複数配列、集積させて中空糸膜モジュールユニットを組み立てた場合、ひとつの中空糸膜モジュールの設置スペースが大きくなり、中空糸膜モジュールユニットにおける、単位体積当たりの中空糸膜モジュールの集積率が低くなるといった問題点があった。また、中空糸膜モジュールの用途によっては、中空糸膜の固定強度が不十分な場合があった。さらに、樹脂注入時に、中空糸膜を安定に保持するために別途治具を準備する必要があった。
【0005】
この問題点を解決するものとしては、特開平10−57775号公報に記載された中空糸膜モジュールが挙げられる。この中空糸膜モジュールは、パイプ状のハウジング本体にスリットを形成し、スリットの周りに樹脂ポッティング用堰部を設け、予め中空糸膜の端部を開口させた中空糸膜束をそのスリット部に挿入し、樹脂ポッティング用堰部の内側に固定用樹脂を、中空糸膜の端部を塞がないように注入して、中空糸膜束を固定用樹脂により固定することにより製造される。
【0006】
この中空糸膜モジュールは、その製造工程において、中空糸膜束を固定用樹脂によりハウジングに固定した後、中空糸膜の端部が開口するように固定用樹脂の一部をカットする工程を省略したことで、ハウジングの径を小さくすることが可能となっている。
【0007】
また、特開2000−84373公報には、特開平10−57775号公報に開示されている中空糸膜モジュールを改良した、中空糸膜モジュールが提案されている。図10は、この中空糸膜モジュールの斜視図であり、図11は、図10の中空糸膜モジュールにおけるハウジング部分の断面図である。
この中空糸膜モジュール31は、一対のハウジング32と、複数の中空糸膜3がシート状に束ねられた中空糸膜束4と、ハウジング32の一端に接合された、処理水出口36を有するエンドキャップ37と、ハウジング32の他端に接合された、処理水出口のないエンドキャップ38とを有して概略構成されるものである。前記中空糸膜束4は、ハウジング32内に挿入された状態で、かつ中空糸膜3の開口端部9の開口状態を保ったまま固定用樹脂5によってハウジング32に固定されている。
【0008】
前記ハウジング32は、その内部に形成された中空の内部路11と、ハウジング2の側面に形成されたスリット12と、該スリット12の両側方に、かつスリット12に対して平行にハウジング本体13と一体に設けられた堰33と、該堰33に挟まれた樹脂注入部34とを有して構成される断面U字形の筒状部材である。
この中空糸膜モジュール31は、断面U字形のハウジング32を採用することで、ハウジングの径がさらに小径化され、積層率を上げられると同時に、ハウジングの耐圧性が向上している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この中空糸膜モジュール31は、その成形状態により本体外面に設けられた堰33およびこれらに挟まれた樹脂注入部34の寸法にバラツキがあり、場合によっては、堰33が内側に寄ったような形となっている場合があった。また、中空糸膜束4をスリット12を通してハウジング32内に挿入し、スリット12で挟んで固定する際に、スリット12の間隙の精度や中空糸膜束4の寸法により、スリット12に挿入された中空糸膜束4が側方に傾く場合があった。
【0010】
これらのような場合、樹脂注入部34の容量が十分確保できなかったり、中空糸膜束4で仕切られた樹脂注入部34の左右で容量のバラツキが生じたりして、固定用樹脂を注入する際に樹脂がハウジング32外へ漏れ出してしまう現象が起こっていた。さらに、固定用樹脂の漏れ出しによって、十分な樹脂量がポッティングに使用されないため、固定用樹脂が樹脂注入部34全体に均一にかつ充分に行き渡らず、中空糸膜束4の固定が不十分となり、不良品となる場合があった。
また、ポッティングに使用される樹脂量の不足により、中空糸膜モジュールの耐圧性能等への影響も懸念された。
【0011】
よって、本発明の目的は、中空糸膜が確実にハウジングに固定用樹脂によって固定されていると同時に、耐圧性能が向上した中空糸膜モジュールを提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の中空糸膜モジュールは、複数の中空糸膜をシート状に束ねた中空糸膜束が、中空糸膜端部の開口状態を保ちつつ、筒状のハウジングに固定用樹脂で固定されてなる中空糸膜モジュールであって、前記ハウジングが、中空糸膜束の端部をハウジング内部に挿入するためのスリットと、該スリットの両側方に、かつスリットに対して平行に設けられた堰とを有し、前記堰が、堰本体と、該堰本体の先端から外側に屈曲された屈曲部とを有することを特徴とする。
【0013】
また、前記堰本体の高さは、堰全体の高さの10〜90%とされていることが望ましい。
また、一方の堰の先端部と他方の堰の先端部との間隔と、一方の堰の基端部と他方の堰の基端部との間隔との比は、10:9〜2:1であることが望ましい。
また、前記ハウジングの長手方向に垂直な断面形状は、概略H字状であることが望ましい。
また、前記スリットの厚みは、0.1〜20mmであることが望ましい。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を用いて詳細に説明する。
図1は、本発明の中空糸膜モジュールの一例を示す斜視図であり、図2は、図1の中空糸膜モジュールにおけるハウジング部分の断面図である。
この中空糸膜モジュール1は、一対のハウジング2と、複数の中空糸膜3がシート状に束ねられた中空糸膜束4と、ハウジング2の一端に接合された、処理水出口6を有するエンドキャップ7と、ハウジング2の他端に接合された、処理水出口のないエンドキャップ8とを有して概略構成されるものである。前記中空糸膜束4は、ハウジング2内に挿入された状態で、かつ中空糸膜3の開口端部9の開口状態を保ったまま固定用樹脂5によってハウジング2に固定されている。
【0015】
前記ハウジング2は、図3に示すように、その内部に形成された中空の内部路11と、ハウジング2の側面に形成されたスリット12と、該スリット12の両側方に、かつスリット12に対して平行にハウジング本体13と一体に設けられた堰14と、該堰14に挟まれた樹脂注入部15とを有して構成される断面U字形の筒状部材である。また、前記堰14は、中空糸膜に対して略平行にされ、かつ基端部16がハウジング本体13に接続する堰本体17と、該堰本体17の先端18から外側に屈曲された屈曲部19とを有するものである。
【0016】
堰14の屈曲部19は、該堰本体17の先端18から外側に屈曲した構造とされることで、ハウジング2の成形精度によって生ずる堰14の寸法のバラツキや、堰14の内側への傾きを抑え、かつ固定用樹脂の樹脂注入部15への注入を容易にするためのものである。また、屈曲部19は、リブの役目をして、ハウジング2の成形時の変形を少なくするものであり、また、ポッティング時に注入される樹脂量に多少の変動があっても、ポッティング後の固定用樹脂5の厚さの変動を少なくするものである。
【0017】
ここで、屈曲部19の屈曲角度αは、図4に示すように、堰本体17の動線20aの堰本体17の先端18における接線21aと、堰本体17の先端18の内壁面側の点と堰14の先端22の内壁面側の点とを結ぶ線21bとで挟まれた角度とする。また、この時の堰本体17の動線20aとは、図に示されるように、堰本体17の内壁面に沿ったラインを指す。
したがって、屈曲部19自体が凸に湾曲している場合には、接線21bおよび屈曲角度αは、図5に示すように設定され、屈曲部19自体が凹に湾曲している場合には、接線21bおよび屈曲角度αは、図6に示すように設定される。
【0018】
屈曲部19の屈曲角度αは、特に限定されないが、屈曲部19が直線状である場合には、通常0<α≦90°の範囲で設定され、屈曲部19が湾曲している場合は、通常0≦α≦90°の範囲で設定される。屈曲部19の屈曲角度は、好ましくは、10≦α≦45°の範囲である。屈曲角が10゜未満では、上述のような、堰14の寸法のバラツキや、堰14の内側への傾きを抑え、かつ固定用樹脂の樹脂注入部への注入を容易にする、という効果が得られないおそれがあり、屈曲角が45゜を超えると、固定用樹脂の漏れ出しを抑えるという堰本来の役割が損なわれるおそれがある。
【0019】
堰14に屈曲部19を形成するにあたっては、中空糸膜モジュール1の耐圧性の維持およびポッティング時に使用する樹脂量を必要最小限に押さえるといった点から、堰17の基端部16から外側へ屈曲させるのではなく、基端部16から一定の距離をおいた位置、すなわち堰本体17の先端18から外側へ屈曲させることが好ましい。なお、堰14は、屈曲部19が外側へ屈曲していればよく、堰本体17が内側に傾いていても構わない。すなわち、堰本体17は、外側に傾いてさえいなければ、中空糸膜3に対して略平行にされていても、内側に傾いていてもよい。ただし、樹脂注入部15の容量を確保し、中空糸膜モジュール1の耐圧性を維持するという観点から、堰本体17は中空糸膜3に対して略平行にされていることが好ましい。
【0020】
屈曲部19を堰14の基端部16から形成させてしまうと、固定用樹脂5の厚さが薄くなってしまうだけでなく、 吸引濾過時に発生する負圧や、逆通液洗浄時に発生する陽圧のような、ハウジング内部にかかる圧力による樹脂剥離が起こりやすい構造となってしまい耐圧性に影響が出る可能性がある。また、ハウジング2の幅が広くなりすぎてしまうため、中空糸膜モジュール1を複数集積してユニットとする際に、集積本数へ影響を与え、ユニットの容積あたりの膜面積比率が下がるといった問題も起こる。
【0021】
このような観点から、堰本体17の高さAは、固定用樹脂5の厚さを確保でき、中空糸膜モジュール1の耐圧性を維持できる高さ、すなわち、堰14全体の高さBの10%〜90%の範囲で設定されることが好ましい。堰本体17の高さAが、堰14全体の高さBの10%未満では、中空糸膜モジュール1の耐圧性が不十分となるおそれがあり、90%を超えると、堰14の寸法のバラツキや、堰14の内側への傾きを抑え、かつ固定用樹脂の樹脂注入部15への注入を容易にする、という屈曲部19による効果が得られないおそれがある。ここで、堰本体17の高さAは、堰14の基端部16から堰本体17の先端18までの高さであり、堰14全体の高さBは、堰14の基端部16から先端部22までの高さである。
【0022】
また、一方の堰14の先端部22と他方の堰14の先端部22との間隔Cと、一方の堰14の基端部16と他方の堰14の基端部16との間隔Dとの比(C:D)は、10:9〜2:1であることが好ましい。この比が10:9よりも小さいと、固定用樹脂を注入しにくくなるおそれがあり、この比が2:1よりも大きいと、中空糸膜モジュール1の取扱い性が悪化すると共に、固定に必要な樹脂量が多くなる。ここで、間隔Cは、相対する堰14の先端部22の内壁面間の距離であり、間隔Dは、相対する堰14の基端部16の内壁面間の距離である。
【0023】
スリット12の厚みは、ポッティング品質にも影響を与えるため、最低限中空糸膜3をしっかりと把持できる寸法である必要があり、0.1〜30mmの範囲で設定されるのが好ましい。さらに、有効膜面積の確保、耐圧性能の維持のためには、0.1〜20mmの範囲で設定されることがより好ましい。
【0024】
ハウジング2内の内部路11の断面形状は、内部にかかる圧力を均一に分散させるため、概略円形にすることが好ましい。
ハウジング2のサイズについては、固定する中空糸膜束4のサイズや中空糸膜モジュール1の用途などによって適宜調整される。
【0025】
ハウジング2の材質としては、機械的強度および耐久性を有するもののものであればよく、例えば、ポリカーボネート、ポリスルフォン、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレンなど)、PVC(ポリ塩化ビニル)、アクリル樹脂、ABS樹脂、変成PPE(ポリフェニレンエーテル)等を用いることができる。このハウジング2を用いた中空糸膜モジュール1を、その使用後に、焼却処理する必要がある場合は、有毒ガスを出さずに完全燃焼させることのできる炭化水素系の樹脂を用いることが望ましい。
【0026】
中空糸膜3としては、種々のものが使用でき、例えば、セルロース系、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレンなど)系、ポリビニルアルコール系、PMMA(ポリメタクリル酸メチル)系、ポリスルフォン系、フッ素系(PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)など)等、各種材料からなる中空糸膜が使用できる。中でも、ポリエチレン等の伸度の高い材質のものが好ましい。なお、濾過膜として使用可能な中空糸であれば、孔径、空孔率、膜厚、外径等に特に制限はない。
【0027】
中空糸膜束4としては、中空糸膜3を単にひき揃えたものでもよいが、中空糸膜3を例えば緯糸として用いて編み地としたもの、またはこの編み地を数枚積層した積層体が、加工性の面から好適に用いられる。なお、ここでいう編み地の積層には、編み地を切断せずに適当な長さに折り畳み、重ねたものをも包含される。編み地の積層(折り畳み)枚数は、編み地の厚さ、すなわち中空糸膜3の太さや編み地を編成する際の中空糸膜3の合糸本数によっても変化するが、通常は5枚程度までが好ましい。
【0028】
固定用樹脂5としては、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、シリコーン系充填材、各種ホットメルト樹脂等を用いることができる。
固化前の固定用樹脂の粘度は、特に限定されないが、500〜10000mPa・sが好ましく、より好ましくは1000〜5000mPa・sの範囲である。固定用樹脂の粘度が500mPa・s未満では、固定用樹脂が中空糸膜3の開口端部9まで流動し、該開口端部9を閉塞する要因となるおそれがある。固定用樹脂の粘度が10000mPa・sを超えると、複数の中空糸膜3間に含浸させることが困難となるので好ましくない。
【0029】
次に、中空糸膜モジュール1の製造方法について説明する。
まず、中空糸膜束4を構成している各中空糸膜3の端部をあらかじめカットして開口させておく。
次に、中空糸膜束4の端部を、ハウジング2のスリット12に中空糸膜3の開口端部9がハウジング2の内部路11に位置するように挿入する。
【0030】
中空糸膜束4の端部をハウジング2内に収納した後、エンドキャップ7,8をハウジング2に取り付ける。
次いで、中空糸膜3の開口端部9の開口状態を保ったまま、液状の固定用樹脂をハウジング2の外側から樹脂注入部15に充填する。この固定用樹脂を固化させることにより、中空糸膜束4がハウジング2に固定される。
【0031】
スリット12の幅がせまく中空糸膜束4を挿入しにくい場合には、挿入時にスリット12を広げる手段を併用してもよい。
予め中空糸膜3の端部を開口させた中空糸膜束4をスリット12からハウジング2内に挿入した後、樹脂固定を行うことにより、従来法において必要であったハウジング内部での中空糸膜開口のための樹脂カットの必要がなく、ハウジングの径を細く設計することが可能となる。
【0032】
このような中空糸膜モジュール1にあっては、ハウジング2が、スリット12の両側方に、スリット12に対して平行に設けられた堰14を有し、しかもこの堰14が、堰本体17の先端18から外側に屈曲された屈曲部19を有しているので、固定用樹脂の樹脂注入部への注入が容易になる。また、屈曲部19を有しているので、ハウジング2の成形時の変形が少なくなり、堰14に挟まれた樹脂注入部15の容量を十分に確保することができる。これにより、中空糸膜束4が確実にハウジング2に固定用樹脂5によって確実に固定され、中空糸膜モジュール1の歩留りが向上する。
【0033】
また、このような中空糸膜モジュール1にあっては、堰14が、堰本体17の先端18から外側に屈曲された屈曲部19を有しているので、堰14に挟まれた樹脂注入部15の容量を十分に確保することができ、しかもポッティング時に注入される樹脂量に多少の変動があっても、ポッティング後の固定用樹脂の厚さの変動が少なくなる。これにより、中空糸膜モジュール1の耐圧性能が向上する。
【0034】
また、このような中空糸膜モジュール1にあっては、堰14の屈曲部19がリブの役割を果たしているので、耐圧性に優れ、複数の中空糸膜モジュール1を集積してユニットとした時に、中空糸膜モジュールの集積率を高く設計できる。よって、このような中空糸膜モジュール1は、ユニットの大きさの制限を受けるような場所での濾過処理等に好適に用いることができる。
【0035】
なお、本発明の中空糸膜モジュールにおけるハウジングの形状は、図示例のように断面U字形の筒状に限定されるものではなく、円筒状や矩形状のものであっても構わない。
また、堰14の反対側のハウジング2の側壁に、角柱状または平板状の部材を設けてもよい。このような部材を設けることにより、ハウジング2の安定性が増して自立できるようになり、中空糸膜モジュール1の製造時の取扱い性が向上する。また、ハウジング2自身の強度が向上する。
【0036】
また、ハウジング2成形時におけるハウジング2内の内部路11の形状安定性およびハウジング2全体の寸法精度向上の点から、図7に示すように、堰14の反対側のハウジング2の側壁に2条の堰状の突条23を設け、ハウジング2の断面形状を概略H字状にすることが好ましい。
このような突条23を設けておくと、上述の利点の他、スリット12を開口させて、中空糸膜束4を挿入する一連の作業時に、この突条23に外側から圧力を加え、互いに内側に傾斜させることにより、スリット12を拡げることも可能となる。
【0037】
また、図8に示すように、堰14のみを設けた場合、または突条23を設けても突条23に屈曲部を設けなかった場合には、集積された中空糸膜モジュール1において、隣接するハウジング2のズレによる堰14の屈曲部19の接触によって、ハウジング2を傷つけるだけでなく、中空糸膜3を傷つけてしまうおそれもある。したがって、図9に示されるように、突条23の両先端にも外側へ屈曲した屈曲部24を形成すると、ハウジング2のズレがなくなり、中空糸膜モジュール1の集積による傷の発生を抑制することができる。
【0038】
【実施例】
以下、本発明を実施例を示して詳しく説明する。
(実施例1)
図3に示すようなABS樹脂製のハウジング2を100本、製造した。ここで、このハウジング2の堰14の高さが7mm、屈曲部19の屈曲角度αが30゜、一方の堰14の先端部22と他方の堰14の先端部22との間隔Cが13mm、スリット12の幅が0.8mmとなるようにハウジング2を製造した。
ハウジング2においては、前記間隔Cの寸法公差を+0.5mmと設定したが、製造したハウジングのすべてにおいて、寸法公差を外れるバラツキは見られなかった。
【0039】
次に、中空糸膜束4の端部を、ハウジング2のスリット12に中空糸膜3の開口端部9がハウジング2の内部路11に位置するように挿入した。この後、エンドキャップ7,8をハウジング2に取り付け、中空糸膜3の開口端部9の開口状態を保ったまま、液状の固定用樹脂をハウジング2の外側から樹脂注入部15に充填した。この固定用樹脂を固化させて中空糸膜モジュール1を得た。
【0040】
ここで、中空糸膜束4としては、三菱レイヨン(株)製ポリエチレン中空糸膜(分画性能0.4μm、外径540μm)を編み地状に形成したものを1モジュールにつき1枚用いた。また、固定用樹脂としては、ポリウレタン樹脂を用いた。
中空糸膜モジュール1に使用された100本のハウジング2全てにおいて、ハウジング2の外側への固定用樹脂の垂れは認められなかった。
【0041】
また、得られた中空糸膜モジュール1の固定用樹脂5の部分で、中空糸膜3を全てカットし、開口した中空糸膜3を樹脂で封止して、ハウジングの耐圧試験用サンプルを得た。このサンプルを用いて、繰り返し耐圧試験を実施した。試験は、2次側より水圧98KPaの負荷を間欠的にかけて行った。負荷をかける時間を6秒間、負荷をかけない時間を4秒間とし、これを1サイクルとした。
サイクルが20万回に到達しても、サンプルに破損等は確認されず、ハウジングは十分な耐圧性を示した。また、耐圧試験実施後、サンプルをカットして内部を観察したところ、樹脂厚も均一で、良好に中空糸膜モジュールが作製できていることを確認した。
【0042】
(比較例1)
図11に示すように、ハウジングの堰に屈曲部を形成しない以外は、実施例1と同様にしてハウジングおよび中空糸膜モジュールを作製した。
ハウジング32においては、一方の堰33の先端部と他方の堰33の先端部との間隔の寸法公差を+0.5mmと設定したが、製造したハウジングの70%が寸法公差を外れており、堰と堰との間隔にかなりバラツキが見られた。
【0043】
また、中空糸膜モジュール31に使用された100本のハウジング32のうち10本において、ハウジング32の外側への固定用樹脂の垂れが認められた。
この樹脂垂れを起こしたハウジングを確認したところ、10本中7本は、堰と堰との間隔が公差を外れ、両側の堰がわずかに内側へ倒れたような構造となっていた。
【0044】
さらに、樹脂垂れを起こした中空糸膜モジュールを用いて、実施例1同様の繰り返し耐圧試験を同条件で実施したところ、10本中の1本が、繰り返し回数10万回を越えたところでリークを発生した。リーク箇所を調べてみると、部分的に固定用樹脂の厚さが薄くなっていることが判明した。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の中空糸膜モジュールは、複数の中空糸膜をシート状に束ねた中空糸膜束が、中空糸膜端部の開口状態を保ちつつ、筒状のハウジングに固定用樹脂で固定されてなる中空糸膜モジュールであって、前記ハウジングが、中空糸膜束の端部をハウジング内部に挿入するためのスリットと、該スリットの両側方に、かつスリットに対して平行に設けられた堰とを有し、前記堰が、堰本体と、該堰本体の先端から外側に屈曲された屈曲部とを有するものであるので、ハウジングの寸法精度や中空糸膜の倒れ等の影響によるポッティング不良をほぼなくすことができる。そのため、中空糸膜が確実にハウジングに固定用樹脂によって固定され、歩留りが向上する。また、ポッティング不良がなく、中空糸膜が確実にハウジングに固定用樹脂によって固定され、しかも、固定用樹脂の厚さが均一であるので、耐圧性に優れる。さらに、耐圧性が優れることから、ユニット化したときの単位体積あたりの積層率を高く設定でき、下排水処理、産業排水処理における固液分離等に効率よく使用することができる。
【0046】
また、前記堰本体の高さが、堰全体の高さの10〜90%とされていれば、固定用樹脂の厚さを確保でき、中空糸膜モジュールの耐圧性を維持できる。
また、一方の堰の先端部と他方の堰の先端部との間隔と、一方の堰の基端部と他方の堰の基端部との間隔との比が、10:9〜2:1であれば、樹脂注入部に固定用樹脂を注入しやすくなり、また、固定に必要な樹脂量を抑えることができる。
また、前記ハウジングの長手方向に垂直な断面形状が、概略H字状であれば、ハウジング成形時におけるハウジング内の内部路の形状が安定し、またハウジング全体の寸法精度が向上する。
また、前記スリットの厚みが、0.1〜20mmであれば、中空糸膜をしっかりと把持でき、有効膜面積を確保することができ、耐圧性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の中空糸膜モジュールの一例を示す斜視図である。
【図2】 図1の中空糸膜モジュールにおけるハウジングの断面図である。
【図3】 本発明におけるハウジングの一例を示す斜視図である。
【図4】 堰の屈曲部の屈曲角度αを説明するためのハウジングの断面図である。
【図5】 堰の屈曲部の屈曲角度αを説明するためのハウジングの断面図である。
【図6】 堰の屈曲部の屈曲角度αを説明するためのハウジングの断面図である。
【図7】 本発明におけるハウジングの他の例を示す断面図である。
【図8】 本発明の中空糸膜モジュールをユニット化した際の隣接するハウジングの状態の一例を示す断面図である。
【図9】 本発明の中空糸膜モジュールをユニット化した際の隣接するハウジングの状態の他の例を示す断面図である。
【図10】 従来の中空糸膜モジュールの一例を示す斜視図である。
【図11】 図10の中空糸膜モジュールにおけるハウジングの断面図である。
【符号の説明】
1 中空糸膜モジュール
2 ハウジング
3 中空糸膜
4 中空糸膜束
5 固定用樹脂
9 開口端部
12 スリット
14 堰
16 堰の基端部
17 堰本体
18 堰本体の先端
19 屈曲部
22 堰の先端部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hollow fiber membrane module, and more particularly, to a hollow fiber membrane module that has improved productivity and pressure resistance and is suitable for filtration of highly pollutant liquids using organic contaminants.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, hollow fiber membrane modules have been used in many ways for producing aseptic water, drinking water, highly pure water, purifying air, and the like. In addition to these applications, in recent years, highly polluted water such as secondary and tertiary treatment in sewage treatment plants, solid-liquid separation in septic tanks, solid-liquid separation of SS (suspended material) in industrial wastewater, etc. It has come to be used for processing applications.
[0003]
As hollow fiber membrane modules suitably used for such high-contamination water treatment applications, they are disclosed in JP-A-5-261253, JP-A-6-342, JP-A-6-340, and the like. A hollow fiber membrane module in which an end of a sheet-like hollow fiber membrane bundle is housed in a rectangular housing having a hollow portion (water collecting portion) inside and fixed using a fixing resin. Can be mentioned. These hollow fiber membrane modules are made by injecting a fixing resin into the housing, fixing the end of the hollow fiber membrane bundle to the housing with the fixing resin, and then fixing the resin so that the end of the hollow fiber membrane opens. It is manufactured by cutting a part of.
[0004]
However, in such a manufacturing method, it is necessary to use a housing having a large diameter in order to insert the cutter into the housing. Therefore, when a hollow fiber membrane module unit is assembled by arranging and integrating a plurality of these hollow fiber membrane modules, the installation space for one hollow fiber membrane module increases, and the hollow fibers per unit volume in the hollow fiber membrane module unit There was a problem that the integration rate of the membrane module was lowered. Further, depending on the use of the hollow fiber membrane module, the fixing strength of the hollow fiber membrane may be insufficient. Furthermore, it was necessary to prepare a separate jig in order to stably hold the hollow fiber membrane during resin injection.
[0005]
As a solution to this problem, there is a hollow fiber membrane module described in JP-A-10-57775. In this hollow fiber membrane module, a slit is formed in a pipe-shaped housing body, a resin potting weir is provided around the slit, and a hollow fiber membrane bundle in which an end of the hollow fiber membrane is opened in advance is provided in the slit portion. It is manufactured by inserting and injecting a fixing resin inside the resin potting weir so as not to block the end of the hollow fiber membrane, and fixing the hollow fiber membrane bundle with the fixing resin.
[0006]
This hollow fiber membrane module eliminates the step of cutting a part of the fixing resin so that the end of the hollow fiber membrane is opened after the hollow fiber membrane bundle is fixed to the housing with the fixing resin in the manufacturing process. As a result, the diameter of the housing can be reduced.
[0007]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-84373 proposes a hollow fiber membrane module obtained by improving the hollow fiber membrane module disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-57775. FIG. 10 is a perspective view of the hollow fiber membrane module, and FIG. 11 is a cross-sectional view of a housing portion in the hollow fiber membrane module of FIG.
This hollow
[0008]
The
This hollow
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the hollow
[0010]
In such cases, the
In addition, due to the lack of the amount of resin used for potting, there was a concern about the influence on the pressure resistance performance of the hollow fiber membrane module.
[0011]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a hollow fiber membrane module in which the hollow fiber membrane is reliably fixed to the housing by a fixing resin and at the same time the pressure resistance is improved.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
That is, in the hollow fiber membrane module of the present invention, a hollow fiber membrane bundle obtained by bundling a plurality of hollow fiber membranes in a sheet shape is fixed to a cylindrical housing with a fixing resin while maintaining an open state of the end portion of the hollow fiber membrane. A hollow fiber membrane module, wherein the housing is provided with a slit for inserting the end of the hollow fiber membrane bundle into the housing, on both sides of the slit, and parallel to the slit The dam has a dam body, and a dam body and a bent portion bent outward from the tip of the dam body.
[0013]
The height of the weir body is preferably 10 to 90% of the height of the entire weir.
The ratio between the distance between the tip of one weir and the tip of the other weir and the distance between the base end of one weir and the base end of the other weir is 10: 9 to 2: 1. It is desirable that
The cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction of the housing is preferably substantially H-shaped.
Moreover, the thickness of the slit is preferably 0.1 to 20 mm.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing an example of the hollow fiber membrane module of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a housing portion in the hollow fiber membrane module of FIG.
This hollow
[0015]
As shown in FIG. 3, the
[0016]
The
[0017]
Here, as shown in FIG. 4, the bending angle α of the bending
Therefore, when the
[0018]
The bending angle α of the
[0019]
In forming the
[0020]
If the
[0021]
From such a point of view, the height A of the
[0022]
Further, the distance C between the
[0023]
Since the thickness of the
[0024]
The cross-sectional shape of the
The size of the
[0025]
The
[0026]
Various
[0027]
The hollow
[0028]
As the fixing
The viscosity of the fixing resin before solidification is not particularly limited, but is preferably 500 to 10,000 mPa · s, and more preferably 1000 to 5000 mPa · s. If the viscosity of the fixing resin is less than 500 mPa · s, the fixing resin may flow to the opening end 9 of the
[0029]
Next, the manufacturing method of the hollow
First, the end of each
Next, the end of the hollow
[0030]
After the end of the hollow
Next, the
[0031]
When it is difficult to insert the hollow
The hollow
[0032]
In such a hollow
[0033]
Moreover, in such a hollow
[0034]
Moreover, in such a hollow
[0035]
In addition, the shape of the housing in the hollow fiber membrane module of the present invention is not limited to a cylindrical shape having a U-shaped cross section as illustrated, and may be a cylindrical shape or a rectangular shape.
Further, a prismatic or flat member may be provided on the side wall of the
[0036]
Further, from the viewpoint of improving the shape stability of the
When such a
[0037]
Further, as shown in FIG. 8, when only the
[0038]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.
Example 1
100
In the
[0039]
Next, the end of the hollow
[0040]
Here, as the hollow
In all 100
[0041]
Further, the
Even when the cycle reached 200,000 times, the sample was not damaged and the housing showed sufficient pressure resistance. Moreover, after carrying out a pressure | voltage resistance test, when the sample was cut and the inside was observed, it confirmed that the resin thickness was uniform and the hollow fiber membrane module was produced favorably.
[0042]
(Comparative Example 1)
As shown in FIG. 11, a housing and a hollow fiber membrane module were produced in the same manner as in Example 1 except that a bent portion was not formed on the weir of the housing.
In the
[0043]
Further, in 10 out of 100
As a result of checking the housing that caused this resin dripping, 7 out of 10 had a structure in which the distance between the weirs was out of tolerance, and the weirs on both sides fell slightly inward.
[0044]
Furthermore, using the hollow fiber membrane module in which the resin sag occurred, a repeated pressure resistance test similar to that in Example 1 was performed under the same conditions. One of the 10 was leaked when the number of repetition exceeded 100,000. Occurred. Examination of the leak location revealed that the thickness of the fixing resin was partially reduced.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, in the hollow fiber membrane module of the present invention, the hollow fiber membrane bundle in which a plurality of hollow fiber membranes are bundled in a sheet shape is fixed to the cylindrical housing while maintaining the open state of the end portion of the hollow fiber membrane. A hollow fiber membrane module fixed with resin for use, wherein the housing has a slit for inserting the end of the hollow fiber membrane bundle into the housing, both sides of the slit, and parallel to the slit And the dam has a dam body and a bent portion bent outward from the tip of the dam body, so that the dimensional accuracy of the housing, the hollow fiber membrane collapses, etc. The potting failure due to the influence of can be almost eliminated. Therefore, the hollow fiber membrane is reliably fixed to the housing by the fixing resin, and the yield is improved. In addition, there is no potting failure, the hollow fiber membrane is securely fixed to the housing with the fixing resin, and the thickness of the fixing resin is uniform, so that the pressure resistance is excellent. Furthermore, since the pressure resistance is excellent, the lamination rate per unit volume when unitized can be set high, and can be efficiently used for solid-liquid separation in sewage treatment and industrial wastewater treatment.
[0046]
If the height of the weir body is 10 to 90% of the entire height of the weir, the thickness of the fixing resin can be secured, and the pressure resistance of the hollow fiber membrane module can be maintained.
The ratio between the distance between the tip of one weir and the tip of the other weir and the distance between the base end of one weir and the base end of the other weir is 10: 9 to 2: 1. If it is, it will become easy to inject | pour resin for fixing into a resin injection | pouring part, and the amount of resin required for fixation can be suppressed.
Further, if the cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction of the housing is substantially H-shaped, the shape of the internal path in the housing at the time of molding the housing is stabilized, and the dimensional accuracy of the entire housing is improved.
Moreover, if the thickness of the said slit is 0.1-20 mm, a hollow fiber membrane can be hold | gripped firmly, an effective membrane area can be ensured, and pressure | voltage resistant performance can be maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a hollow fiber membrane module of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a housing in the hollow fiber membrane module of FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing an example of a housing according to the present invention.
FIG. 4 is a sectional view of a housing for explaining a bending angle α of a bent portion of the weir.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a housing for explaining a bending angle α of a bent portion of the weir.
FIG. 6 is a sectional view of a housing for explaining a bending angle α of a bent portion of the weir.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing another example of a housing according to the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of the state of adjacent housings when the hollow fiber membrane module of the present invention is unitized.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing another example of the state of adjacent housings when the hollow fiber membrane module of the present invention is unitized.
FIG. 10 is a perspective view showing an example of a conventional hollow fiber membrane module.
11 is a cross-sectional view of a housing in the hollow fiber membrane module of FIG.
[Explanation of symbols]
1 Hollow fiber membrane module
2 Housing
3 Hollow fiber membrane
4 Hollow fiber membrane bundle
5 Fixing resin
9 Open end
12 Slit
14 Weir
16 Base end of weir
17 Weir body
18 Tip of weir body
19 Bent part
22 The tip of the weir
Claims (5)
前記ハウジングが、中空糸膜束の端部をハウジング内部に挿入するためのスリットと、該スリットの両側方に、かつスリットに対して平行に設けられた堰とを有し、
前記堰が、堰本体と、該堰本体の先端から外側に屈曲された屈曲部とを有することを特徴とする中空糸膜モジュール。A hollow fiber membrane module in which a plurality of hollow fiber membranes are bundled in a sheet shape, and the hollow fiber membrane module is fixed to a cylindrical housing with a fixing resin while maintaining an open state of the hollow fiber membrane end,
The housing has a slit for inserting the end of the hollow fiber membrane bundle into the housing, and a weir provided on both sides of the slit and in parallel with the slit,
The hollow fiber membrane module, wherein the weir has a weir body and a bent portion bent outward from the tip of the weir body.
Priority Applications (12)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001028343A JP4629884B2 (en) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | Hollow fiber membrane module |
CN200910158784XA CN101732995B (en) | 2000-12-18 | 2001-12-17 | Hollow fiber membrane module, method of manufacturing the hollow fiber membrane module, and housing for hollow fiber membrane module |
EP20090174750 EP2143479B1 (en) | 2000-12-18 | 2001-12-17 | Hollow fiber membrane module |
KR10-2003-7007983A KR100515534B1 (en) | 2000-12-18 | 2001-12-17 | Hollow Fiber Membrane Module, Method of Manufacturing The Hollow Fiber Membrane Module, And Housing for Hollow Fiber Membrane Module |
EP20010271254 EP1352681B1 (en) | 2000-12-18 | 2001-12-17 | Hollow fiber membrane module and method of manufacturing the same |
CN01820629A CN100589868C (en) | 2000-12-18 | 2001-12-17 | Hollow fiber membrane module, method of manufacturing hollow fiber membrane module, and housing for hollow fiber membrane module |
EP20090174749 EP2145674B1 (en) | 2000-12-18 | 2001-12-17 | Hollow fiber membrane module and method of manufacturing the same |
PCT/JP2001/011034 WO2002049746A1 (en) | 2000-12-18 | 2001-12-17 | Hollow fiber membrane module, method of manufacturing the hollow fiber membrane module, and housing for hollow fiber membrane module |
US10/450,659 US7387730B2 (en) | 2000-12-18 | 2001-12-17 | Hollow fiber membrane module, method of manufacturing the hollow fiber membrane module, and housing for hollow fiber membrane module |
DE60141353T DE60141353D1 (en) | 2000-12-18 | 2001-12-17 | HOLLOW FIBER MEMBRANE MODULE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
US12/010,786 US20080166547A1 (en) | 2000-12-18 | 2008-01-30 | Hollow fiber membrane module, and a manufacturing method therefor, and housing for hollow fiber membrane module |
US12/010,785 US7749381B2 (en) | 2000-12-18 | 2008-01-30 | Hollow fiber membrane module, and a manufacturing method therefor, and housing for hollow fiber membrane module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001028343A JP4629884B2 (en) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | Hollow fiber membrane module |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002224538A JP2002224538A (en) | 2002-08-13 |
JP4629884B2 true JP4629884B2 (en) | 2011-02-09 |
Family
ID=18892856
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001028343A Expired - Fee Related JP4629884B2 (en) | 2000-12-18 | 2001-02-05 | Hollow fiber membrane module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4629884B2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0716436A (en) * | 1993-06-30 | 1995-01-20 | Nitto Denko Corp | Tank immersion type flat membrane element |
JP2000084373A (en) * | 1998-09-08 | 2000-03-28 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Housing for hollow fiber membrane module and hollow fiber membrane module using the same |
JP2000288357A (en) * | 1999-04-01 | 2000-10-17 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Manufacture of hollow-fiber membrane module, hollow- fiber membrane module, and hollow-fiber membrane module unit using the same |
-
2001
- 2001-02-05 JP JP2001028343A patent/JP4629884B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0716436A (en) * | 1993-06-30 | 1995-01-20 | Nitto Denko Corp | Tank immersion type flat membrane element |
JP2000084373A (en) * | 1998-09-08 | 2000-03-28 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Housing for hollow fiber membrane module and hollow fiber membrane module using the same |
JP2000288357A (en) * | 1999-04-01 | 2000-10-17 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Manufacture of hollow-fiber membrane module, hollow- fiber membrane module, and hollow-fiber membrane module unit using the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002224538A (en) | 2002-08-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3908939B2 (en) | Method for producing hollow fiber membrane module | |
KR100515534B1 (en) | Hollow Fiber Membrane Module, Method of Manufacturing The Hollow Fiber Membrane Module, And Housing for Hollow Fiber Membrane Module | |
KR101693954B1 (en) | Hollow-fiber membrane module, process for producing hollow-fiber membrane module, and hollow-fiber membrane unit equipped with hollow-fiber membrane module | |
EP1582252B1 (en) | Three-port high performance mini hollow fiber membrane contactor | |
TWI450758B (en) | Flat film element for filtration and flat film filtrating modules | |
JP2004000984A (en) | Method for manufacturing hollow fiber membrane module | |
EP1022050A2 (en) | Spiral wound type membrane element and methods of running and washing it | |
TW200404600A (en) | Hollow fiber membrane module, hollow fiber membrane module unit, membrane filtering device using the same, and operating method thereof | |
JPH11319501A (en) | Hollow fiber membrane module and use applications thereof | |
JP4629884B2 (en) | Hollow fiber membrane module | |
JP2009195844A (en) | Hollow fiber membrane module | |
JP2009018283A (en) | Hollow fiber membrane module and manufacturing method thereof | |
JP4227687B2 (en) | Hollow fiber membrane module | |
US20180078904A1 (en) | Filtration apparatus | |
JP2006061816A (en) | Hollow fiber membrane module and its manufacturing method | |
JP4755351B2 (en) | Membrane module housing, membrane module using the same, and manufacturing method thereof | |
JP4913571B2 (en) | Hollow fiber membrane module | |
JPH1176764A (en) | Hollow yarn membrane module and its production | |
JP4498557B2 (en) | Hollow fiber membrane module, manufacturing method thereof, and hollow fiber membrane module unit | |
JPH11300173A (en) | Hollow fiber membrane module | |
JP2000288357A (en) | Manufacture of hollow-fiber membrane module, hollow- fiber membrane module, and hollow-fiber membrane module unit using the same | |
JPH1057775A (en) | Hollow-fiber membrane module and hollow-fiber membrane module unit using the module | |
JP3908938B2 (en) | Method for manufacturing hollow fiber membrane module and gripping tool used therefor | |
JP4375780B2 (en) | Method for producing hollow fiber membrane module | |
EP4223395A1 (en) | Filter module, membrane bioreactor and use of the filter module |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080121 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20101102 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101112 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131119 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4629884 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131119 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131119 Year of fee payment: 3 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131119 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131119 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |