JP5497309B2 - 中空糸膜モジュールおよび水処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、中空糸膜モジュールおよび水処理装置に関する。

固液分離を行う水処理に用いられる中空糸膜モジュールとしては、下記のものが知られている。
中空糸膜束の両端部を樹脂で接着固定し、片端部を開口する片端開口型モジュール、
中空糸膜束の両端部を樹脂で接着固定し、両端部を開口する両端開口型モジュール、
Ｕ字形に折り返された中空糸膜束の、折り返し部とは反対側の片端部を樹脂で接着固定し、該片端部を開口するＵ字型モジュール、
該Ｕ字型モジュールの折り返し部を切断した上で中空糸膜ごとに封止した櫛型モジュール等。

また、中空糸膜モジュールのろ過方式としては、下記の方式がある。
中空糸膜の内側（原水側）から外側（透過水側）に原水を流してろ過する内圧式、
中空糸膜の外側（原水側）から内側（透過水側）に原水を流してろ過する外圧式。

中空糸膜モジュールを用いて長期間に渡りろ過を行うと、原水中の汚れ物質が中空糸膜束に付着するため、ファウリングが起こり、ろ過差圧の上昇や透過水量の低下が起こる。そのため、中空糸膜束の物理洗浄や薬品洗浄が必要となる。
中空糸膜束の物理的な洗浄方法としては、下記の方法が知られており、エアバブリング法が広く用いられている。
中空糸膜の透過水側から原水側に透過水、気体等を圧力下に逆流させる逆流圧洗浄法、
中空糸膜の原水側に気体を導入して中空糸膜束を揺動させるエアバブリング法、
ポンプを用いて中空糸膜の原水側に微細気泡を発生させる微細気泡洗浄法、
中空糸膜の原水側に配置されたスポンジボールを用いる洗浄方法等。

エアバブリング法による中空糸膜束の洗浄方法としては、下記の方法が知られている。
（１）中空糸膜束の両端部のそれぞれを、中空糸膜の内部と集水部材の内部とが連通した状態でポッティング部により集水部材に固定した中空糸膜モジュールを、２つの集水部材のそれぞれが上側および下側となるように配置し、中空糸膜モジュールの下方に配置した散気管から気体を導入する方法（特許文献１の図３）。
（２）前記（１）の中空糸膜モジュールの中空糸膜の間に配置した散気管から気体を導入する方法（特許文献１の図４）。
（３）前記（１）の中空糸膜モジュールの下側の集水部材の下部に散気部を設け、複数の散気チューブを下側の集水部材およびポッティング部を貫通させて気体を導入する方法（特許文献１の図１、図２）。
（４）複数の中空糸膜が一方向に引き揃えられたシート状の複数の中空糸膜束の一方の端部を、該複数の中空糸膜束を平行に配列した状態で、かつ該端部が開口した状態でポッティング部によって固定したエレメントを、ポッティング部が上側となるように容器内に収納し、エレメントの下方に配置した散気管から気体を導入する方法（特許文献２の図１）。
（５）複数の中空糸膜が一方向に引き揃えられたシート状の複数の中空糸膜束を、Ｕ字形に折り返し、折り返し部とは反対側の端部を、該端部が開口した状態でポッティング部によって集水部材に固定した中空糸膜モジュールを、集水部材が上側となるように水槽内に配置し、中空糸膜モジュールの下方に配置した散気管から気体を導入する方法（特許文献３の図３、図８）。

しかし、（１）、（２）の方法には下記の問題がある。
散気管から導入された気体が、集水部材にあたって中空糸膜モジュールの周囲に分散したり、特定の中空糸膜間に偏ったりするため、中空糸膜束の全体を均一に洗浄できない。よって、ポッティング部に固定されている中空糸膜の根元付近に汚れ物質が堆積したままとなりやすい。
（３）の方法では、中空糸膜モジュールの構造が複雑になるという問題がある。
一方、（４）、（５）の方法では、中空糸膜モジュールの下部に集水部材がなく、中空糸膜モジュールの下部にて中空糸膜束が自由端となっているため、（１）、（２）の方法に比べれば中空糸膜束の全体に気体が行き渡りやすく、（３）の中空糸膜モジュールに比べ、構造も単純である。しかし、（４）、（５）の方法には、下記の問題がある。
（ｉ）ポッティング部で接着固定されていない側の中空糸膜束の端部における中空糸膜がそれぞれ自由端となっているため、気体によって各中空糸膜がバラバラに揺れてしまい、中空糸膜の配置に偏りが生じて中空糸膜束の表面の全体にかつ均一に気体が行き渡りにくくなる。また、隣接する中空糸膜同士が接触し、中空糸膜が破損しやすい。
（ii）中空糸膜モジュールの下部における中空糸膜束が自由端となり、隣接する中空糸膜束との間隔を保てないため、気体によって中空糸膜束の自由端が面方向に大きく揺れたり、中空糸膜束の表面にうねりが発生したりする。そのため、中空糸膜束の配置に偏りが生じて中空糸膜束の表面の全体にかつ均一に気体が行き渡りにくくなる。また、隣接する中空糸膜束同士が接触し、中空糸膜が破損しやすい。
（iii）中空糸膜の揺れ、中空糸膜束の揺れおよびうねりにより、ポッティング部に固定されている中空糸膜の根元に過度の負荷がかかり、中空糸膜の根元が破損しやすい。
（iv）（５）の方法において中空糸膜束の下端に重りを付けた場合、中空糸膜束の折り返し部分に荷重が集中し破損しやすくなる。

最近では、水処理施設が大規模化し、中空糸膜モジュールも大型化する傾向にある。以上の問題は、大型の中空糸膜モジュールにおいて顕著となり、従来のエアバブリング法では、大型の中空糸膜モジュールの物理洗浄が充分に行えない場合が生じている。
このように、容器内または開放型で用いる従来の中空糸膜モジュールでは、ポッティング部に固定されている中空糸膜の根元付近に汚れ物質が堆積しやすく、特に、大型の中空糸膜モジュールでは、中空糸膜の集束本数が増加することにより、エアバブリング法で汚れ物質を中空糸膜モジュールの外に排出することが困難になり、汚れ物質の偏在化が起こる。その結果、従来の中空糸膜モジュールが設けられた水処理装置を、長期間安定にろ過運転することが困難となる。

特開平６−３４３８３７号公報 特開平１１−３３３６７号公報 特許第３８６３２６３号公報

本発明は、エアバブリング法によって中空糸膜束の全体を均一に洗浄でき、かつ中空糸膜が破損しにくい中空糸膜モジュール、および長期間安定にろ過運転できる水処理装置を提供する。

本発明の中空糸膜モジュールは、複数の中空糸膜が一方向に引き揃えられたシート状の複数の中空糸膜束と、内部に集水路が形成された一つの集水部材と、前記複数の中空糸膜束を平行に複数配列するとともに前記中空糸膜の内部と前記集水路とが連通する状態で、前記複数の中空糸膜束の一方の端部を前記一つの集水部材に固定するポッティング部と、前記中空糸膜束の他方の端部を、該端部を開口させずに、前記中空糸膜束ごとに一体化する固定手段と、隣接する前記中空糸膜束同士を離間させる離間手段とを有し、前記固定手段の長手方向に垂直な断面形状が、先端側の幅が狭くされた形状であることを特徴とする。

前記固定手段は、前記中空糸膜束の他方の端部を接着固定する樹脂であることが好ましい。
前記固定手段は、前記樹脂を囲うケースをさらに有することが好ましい。
前記固定手段は、前記中空糸膜束の他方の端部を押し潰していることが好ましい。

本発明の中空糸膜モジュールは、並列している複数の固定手段を貫通する棒状部材をさらに有することが好ましい。
前記離間手段は、並列している複数の固定手段の間に挟み込まれた介在物、または前記固定手段に一体に設けられた突起物であることが好ましい。

本発明の水処理装置は、水槽と、該水槽内に、前記集水部材が上側となるように配置された、本発明の中空糸膜モジュールと、前記中空糸膜モジュールの下方に配置された散気手段とを有することを特徴とする。

本発明の中空糸膜モジュールは、エアバブリング法によって中空糸膜束の全体を均一に洗浄でき、かつ中空糸膜が破損しにくい。
本発明の水処理装置は、長期間安定にろ過運転できる。

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１の中空糸膜モジュールの断面図である。 固定手段の一例を示す断面図である。 固定手段の他の例を示す断面図である。 固定手段の他の例を示す断面図である。 離間手段の他の例を示す断面図である。 本発明の水処理装置が設けられた水処理システムの一例を示す概略図である。 本発明の水処理装置における中空糸膜モジュールの配置形態の一例を示す側面図である。

＜中空糸膜モジュール＞
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、中空糸膜モジュールの、中空糸膜の長手方向に沿った断面図である。
中空糸膜モジュール１０は、複数の中空糸膜１２が一方向に引き揃えられたシート状の複数の中空糸膜束１４と；内部に集水路１６が形成された集水部材１８と；複数の中空糸膜束１４を平行に複数配列するとともに中空糸膜１２の内部と集水路１６とが連通する状態で、複数の中空糸膜束１４の一方の端部を集水部材１８に固定するポッティング部２０と；中空糸膜束１４の他方の端部を、該端部を開口させずに、中空糸膜束１４ごとに一体化する固定手段２２と；並列している複数の固定手段２２を貫通する棒状部材２４と；隣接する中空糸膜束１４同士を離間させる介在物２６（離間手段）とを有するものである。

（中空糸膜）
中空糸膜１２の材料としては、ポリオレフィン、セルロース、ポリビニルアルコール、ポリスルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化エチレン、ポリアクリロニトリル、セラミックス、これらの複合物等が挙げられる。
中空糸膜１２は、ろ過膜として使用可能なものであればよく、孔径、空孔率、膜厚、外径等は、特に制限されない。

（中空糸膜束）
中空糸膜束１４は、単層シートであってもよく、複層シートであってもよい。
単層シートとしては、複数の中空糸膜を単に一方向に引き揃えたもの；中空糸膜をジグザグに複数回折り返してシート状としたもの等が挙げられる。
複層シートとしては、単層シートをＵ字形に１回以上折り返したもの；；単層シートを複数重ねたもの等が挙げられる。
中空糸膜束１４は、生産性、コストの点から複数層をまとめてシート化した方がよい。この場合、複数層の他方の端部をまとめて固定手段２２にて固定してもよい。
本発明においては、中空糸膜１２の長さ方向の両端部が整列した縁部を、中空糸膜束１４の端部という。

（集水部材）
集水部材１８は、長手方向に垂直な断面形状が逆Ｕ字形の長尺の部材である。集水部材１８の底部がポッティング部２０によって塞がれることによって、内部に集水路１６が形成される。集水部材１８の少なくとも片端部には、集水ヘッダ（図示略）等に接続される排出口（図示略）が形成されている。

集水部材１８の材料としては、原水に対する耐久性を有し、かつろ過時の圧力に耐え得るものであればよく、ポリカーボネート、ポリスルフォン、ポリオレフィン、変性ポリフェニレンエーテル、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル等が挙げられる。

（ポッティング部）
ポッティング部２０の材料としては、中空糸膜束１４の端部を集水部材１８に固定でき、原水側と透過水側とを液密に仕切ることができ、かつ原水に対する耐久性を有するものであればよく、熱硬化性樹脂の硬化物、熱可塑性樹脂等が挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。

ポッティング部２０は、例えば、複数の中空糸膜束１４の一方の端部を、複数の中空糸膜束１４を平行に配列した状態で、かつ該端部の開口を維持した状態で、ブロック状に一体化した後、該ブロック状物を、中空糸膜１２の内部と集水路１６とが連通した状態で、集水部材１８に、ポッティング部２０と同様の材料にて接着固定することにより形成できる。

（固定手段）
固定手段２２は、図３に示すように、中空糸膜束１４の他方の端部を、該端部を封止した状態で接着固定する樹脂２８と、樹脂２８を囲うケース３０とから構成される。
固定手段２２の長手方向に垂直な断面形状は、先端側の幅が狭くされた形状である。
樹脂２８の材料としては、ポッティング部２０と同様の材料が挙げられ、中空糸膜モジュール１０の下部はエアバブリングにより激しく揺れることから、強度と柔軟性とを併せ持つ樹脂（ウレタン樹脂等）が好ましい。

ケース３０は、中空糸膜束１４の他方の端部に沿って延びる長尺の板状部材であり、上部には、樹脂２８を収納するためのスリット３２が形成され、下部には、ケース３０長さ方向に直交し、かつ中空糸膜１２の長さ方向に直交する貫通孔３４が形成されている。
スリット３２は、押し拡げた後に、中空糸膜束１４の他方の端部を樹脂２８ごと挟み込むことによって、中空糸膜束１４の他方の端部を押し潰すことができる。
ケース３０の材料としては、ステンレス鋼等の金属、プラスチック等が挙げられる。

（棒状部材）
棒状部材２４は、並列している複数の固定手段２２に、一直線上に形成された各貫通孔３４に挿通されたものである。棒状部材２４は、２本以上設けることが好ましい。また、中空糸膜１２を傷付けない点から、固定手段２２のできるだけ先端側に挿通させることが好ましい。
棒状部材２４の端部は、中空糸膜モジュール１０が配置される水槽本体、中空糸膜モジュール１０を水槽内に固定するためのフレーム、中空糸膜モジュール１０が収納される容器等に接続される。
棒状部材２４の材料としては、ステンレス鋼等の金属、プラスチック等が挙げられる。

（離間手段）
介在物２６は、並列している複数の固定手段２２の間に挟み込まれるようにして、棒状部材２４に取り付けられたものである。また、介在物２６は、間隔を開けて平行に複数配置される中空糸膜モジュール１０の間に設けてもよい。
介在物２６は、中空糸膜束１４の他方の端部が揺れても該端部同士が衝突しないように、また、中空糸膜束１４の表面にうねりが発生しても隣接する中空糸膜束１４同士が接触しないように、隣接する中空糸膜束１４の間隔を一定に保つ。
介在物２６の大きさは、隣接する中空糸膜束１４の間における原水や気体の流れを妨げることがなく、かつ中空糸膜束１４が集水部材１８の幅よりも拡がらない大きさとすることが好ましい。

介在物２６は、棒状部材２４の長手方向にスライドできるように取り付けてもよく、棒状部材２４の長手方向にスライドできないように完全に固定してもよい。
また、取り付け方については、介在物２６に棒状部材２４の長手方向に沿ったスリットを設け、該スリットを押し拡げた状態で棒状部材２４の側方から嵌め込んでもよく、介在物２６に棒状部材２４の長手方向に沿った貫通孔を設け、該貫通孔に棒状部材２４を挿通してもよい。
介在物２６の材料としては、ステンレス鋼等の金属、プラスチック等が挙げられる。

（作用効果）
以上説明した中空糸膜モジュール１０にあっては、中空糸膜束１４の他方の端部を、該端部を開口させずに、中空糸膜束１４ごとに一体化する固定手段２２を有するため、（ｉ）中空糸膜束１４の他方の端部における中空糸膜１２がバラバラに揺れることがなく、また、（ii）気体によって中空糸膜束１４の表面にうねりが発生しにくい。また、隣接する中空糸膜束１４同士を離間させる介在物２６（離間手段）を有するため、（iii）気体によって中空糸膜束１４の他方の端部が面方向に揺れにくい。これらのことによって、中空糸膜束１４の他方の端部が気体の分散を妨げにくくなり、中空糸膜束１４の表面の全体にかつ均一に気体が行き渡りやすくなり、また、ポッティング部に固定されている中空糸膜の根元に過度の負荷がかることもなく、また、隣接する中空糸膜束１４同士が接触しにくくなる。その結果、エアバブリング法によって中空糸膜束１４の全体を均一に洗浄でき、かつ中空糸膜１２が破損しにくくなる。

また、固定手段２２が、中空糸膜束１４の他方の端部を接着固定する樹脂２８と、樹脂２８を囲うケース３０とを有するため、中空糸膜束１４の他方の端部に樹脂２８を均一に形成でき、また、樹脂２８が完全に硬化していない状態でも取り扱い可能である。また、ケース３０を有することによって、中空糸膜束１４が変形しにくくなり、中空糸膜束１４の表面にうねりが発生しにくくなる。
また、固定手段２２が、中空糸膜束１４の他方の端部を押し潰しているため、中空糸膜束１４の他方の端部を確実に封止でき、また、固定手段２２の幅が狭くなり、隣接する中空糸膜束１４の間隙をより大きく確保できる。また、固定手段２２を用いることで、樹脂２８の塗布と圧着を同時に行うことができる。
また、固定手段２２の長手方向に垂直な断面形状が、先端側の幅が狭くされた形状であるため、中空糸膜モジュール１０の下方から導入される気体の分散性が向上する。

また、中空糸膜モジュール１０が、並列している複数の固定手段２２を貫通する棒状部材２４をさらに有するため、中空糸膜モジュール１０を原水中で使用する際の、中空糸膜束１４の浮き上がりを抑えることができる。また、棒状部材２４の端部が中空糸膜モジュール１０の外部に固定されていれば、中空糸膜束１４をより確実に固定できる。また、隣接する中空糸膜束１４同士を離間させる介在物２６の取り付けが容易となる。

（他の形態）
なお、本発明の中空糸膜モジュールは、複数の中空糸膜が一方向に引き揃えられたシート状の複数の中空糸膜束と、内部に集水路が形成された集水部材と、前記複数の中空糸膜束の一方の端部を、該複数の中空糸膜束を平行に配列した状態で、かつ前記中空糸膜の内部と前記集水路とが連通した状態で、前記集水部材に固定するポッティング部と、前記中空糸膜束の他方の端部を、該端部を開口させずに、前記中空糸膜束ごとに一体化する固定手段と、隣接する前記中空糸膜束同士を離間させる離間手段とを有するものであればよく、図示例の中空糸膜モジュール１０には限定されない。

例えば、集水部材１８の長手方向に垂直な断面形状は、逆Ｕ字形に限定はされず、コの字形、逆Ｃ字形、逆Ｖ字形等であってもよい。
また、中空糸膜モジュールは、図示例のような開放型に限定されず、容器内に収納されるタイプであってもよい。この場合、該容器の上部の空間をポッティング部によって液密に仕切ることによって、該空間が集水路となる。また、この場合、該容器の一部（ポッティング部よりも上部）が集水部材となる。

また、固定手段は、図３に示すものに限定はされず、例えば、図４に示すように、中空糸膜束１４の他方の端部を、該端部を封止した状態で接着固定する樹脂２８のみから構成されるものであってもよく、図５に示すように、中空糸膜束１４の他方の端部を、該端部を封止した状態で接着固定する樹脂２８と、樹脂２８を囲う断面Ｖ字形のケース３０とから構成されるものであってもよい。また、固定手段２２の長手方向に垂直な断面形状も図３に示す形状に限定はされず、先端側の幅が狭くされた形状として、流線形、薬莢形、逆三角形等であってもよい。

また、棒状部材の代わりに、固定手段に一体に設けられた、固定手段の側方に延びる棒状の突起物を形成してもよい。棒状の突起物の材料としては、樹脂２８やケース３０と同様の材料が挙げられる。
また、離間手段は、図２に示すものに限定はされず、例えば、固定手段に一体に設けられた、固定手段の側方に突出した突起物であってもよく、図６に示すように、並列している複数の固定手段２２の間を連結する、固定手段２２と一体に形成された連結部３６であってもよい。

＜水処理装置＞
図７は、本発明の水処理装置が設けられた水処理システムの一例を示す概略図である。該水処理システムは、膜分離活性汚泥法（ＭＢＲ）による水処理システムの一例であり、原水中の比較的大きな固形分を除去するスクリーン５１と；スクリーン５１から排出された貯留し、下流へ流れる原水の流量を調整するする流量調整槽５２と；供給ポンプ５３によって流量調整槽５２から供給された原水を嫌気状態にして脱窒を行う、撹拌モータ５４およびこれに接続する撹拌翼５５を備えた脱窒用水槽５６と；脱窒用水槽５６から供給された原水と空気とを接触させ、好気性生物によって有機物等を分解処理する、膜浸漬水槽５７と；膜浸漬水槽５７内に設置され、原水を脱窒用水槽５６に返送する循環ポンプ５８と；膜浸漬水槽５７内に設置された中空糸膜モジュール１０と；膜浸漬水槽５７内に、かつ中空糸膜モジュール１０の下方に配置され、ブロア５９から供給された空気を散気する散気管６０（散気手段）と；ろ過ポンプ６１による圧力差によって中空糸膜モジュール１０の原水側から透過水側にろ過され、中空糸膜モジュール１０から排出された透過水を貯留する透過水槽６２と；逆洗用の透過水を透過水槽６２から中空糸膜モジュール１０に供給する逆洗ポンプ６３と；循環ポンプ５８の下流側に設けられた循環水量計６４と；ブロア５９の下流側に設けられたブロア供給バルブ６５および空気流量計６６と；ろ過ポンプ６１の上流に設けられたろ過バルブ６７および圧力計６８と；ろ過ポンプ６１の下流に設けられた透過水量計６９と；脱窒用水槽５６に設けられた脱窒用水槽ドレン７０と；膜浸漬水槽５７に設けられた膜浸漬水槽ドレン７１と；逆洗ポンプ６３の下流側に設けられた逆洗水バルブ７２を有する。

膜浸漬水槽５７内における中空糸膜モジュール１０は、図８に示すように、中空糸膜束１４の表面が対向するように、かつ集水部材１８が上側となるように、間隔を開けて平行に複数配置されている。また、中空糸膜モジュール１０内および複数の中空糸膜モジュール１０間において並列している複数の固定手段２２には、棒状部材２４が貫通している。複数の固定手段２２の間に挟み込まれるようにして、棒状部材２４に取り付けられたものである。中空糸膜モジュール１０の間の棒状部材２４に離間手段（介在物等）を設けてもよい。

中空糸膜モジュール１０は、集水部材１８が上側となるように配置されているため、散気管６０から散気されて、中空糸膜モジュール１０の中空糸膜束１４の間に導入された空気は、集水部材１８に衝突して上昇が妨げられる。よって、中空糸膜モジュール１０の間隔は、空気の上昇を過度に妨げない程度とすることが好ましい。また、つまり、中空糸膜モジュール１０の中空糸膜束１４は、集水部材１８の幅に収まるように、かつ中空糸膜束１４の間隔は一定の間隔とすることが好ましい。

以上説明した本発明の水処理装置にあっては、エアバブリング法によって中空糸膜束１４の全体を洗浄でき、かつ中空糸膜１２が破損しにくい中空糸膜モジュール１０を設置しているため、長期間安定にろ過運転できる。

（実施例１）
ポリフッ化ビニリデン製の中空糸膜（公称孔径：０．４μｍ、外径：２．８ｍｍ、三菱レイヨン・エンジニアリング社製）を、有効長：８７５ｍｍで８６０本一方向に引き揃えたシート状の中空糸膜束（厚さ：５ｍｍ）を３シート用意した。
集水部材として、ＡＢＳ製の集水管（厚さ：３０ｍｍ）を用意した。
中空糸膜束の上端部は、中空糸膜が開口した状態で３シートをまとめて集水部材にウレタン樹脂からなるポッティング部で固定した。中空糸膜束の下端部は、中空糸膜束ごとにウレタン樹脂からなる固定手段で接着固定し、一体化した。また、固定手段の樹脂に貫通孔を形成した。このようにして中空糸膜モジュールを作製した。

４つの中空糸膜モジュールを、図７に示す水処理システムの膜浸漬水槽５７内に、集水部材が上側となるように１５ｍｍの間隔を開けて平行に設置した。また、中空糸膜モジュール内および複数の中空糸膜モジュール間において並列している複数の固定手段の貫通孔に棒状部材を挿通した。さらに、並列している複数の固定手段の間に挟み込まれるようにして、棒状部材に介在物（長さ：６ｍｍ）を取り付けた。中空糸膜束は、集水部材の幅を超えないようにした。

該水処理システムを用いてろ過運転を行い、住宅地の下水を連続でろ過処理した。ＭＢＲの運転条件は、ＭＬＳＳ：濃度８０００ｍｇ／Ｌ、ろ過流速：０．８ｍ／Ｌとした。ろ過運転は、７分間の吸引ろ過と１分間の停止時間とを交互に繰り返す間欠ろ過運転とした。散気条件は、散気流速：１５０ｍ／ｈｒとし、連続散気を行った。

（比較例１）
中空糸膜束の上端部および下端部をそれぞれ、中空糸膜が開口した状態で３シートをまとめて集水部材にウレタン樹脂からなるポッティング部で固定し、中空糸膜モジュールを作製した。
４つの中空糸膜モジュールを、実施例１と同じ水処理システムの膜浸漬水槽５７内に、２つの集水部材が上側および下側となるように１５ｍｍの間隔を開けて平行に設置し、実施例１と同じ条件にてろ過運転を行った。

（結果）
実施例１では、４０日間のろ過運転で差圧が９．６ｋＰａ上昇したのに対して、比較例１では、同じ期間で差圧が２０．１ｋＰａ上昇した。また、実験後に中空糸膜モジュールに付着した汚泥や固形残渣を清水による放水で取り除いたところ、それぞれの差圧の回復は実施例１で１．３ｋＰａとなり、比較例１で７．７ｋＰａとなった。
このように、本発明の中空糸膜モジュールでは、中空糸膜の根元部分の汚泥や固形残渣の付着が低減され、エアバブリング法による洗浄によって中空糸膜束に付着した汚れ物質が確実に中空糸膜モジュール外に排出され、長期間安定にろ過運転を継続できた。
なお、４０日間のろ過運転の後、実施例１、比較例１ともに中空糸膜の破損は確認されなかった。

本発明の中空糸膜モジュールは、浄水処理、産業廃水処理、排水処理等の固液分離を行う水処理に用いられる中空糸膜モジュールとして有用であり、特に、従来のエアバブリング法では充分に洗浄できない大型の中空糸膜モジュールとして有用である。

１０ 中空糸膜モジュール
１２ 中空糸膜
１４ 中空糸膜束
１６ 集水路
１８ 集水部材
２０ ポッティング部
２２ 固定手段
２４ 棒状部材
２６ 介在物（離間手段）
２８ 樹脂
３０ ケース
３６ 連結部（離間手段）
５７ 膜浸漬水槽
６０ 散気管（散気手段）

Claims (8)

1. 複数の中空糸膜が一方向に引き揃えられたシート状の複数の中空糸膜束と、
   内部に集水路が形成された一つの集水部材と、
   前記複数の中空糸膜束を平行に複数配列するとともに前記中空糸膜の内部と前記集水路とが連通する状態で、前記複数の中空糸膜束の一方の端部を前記一つの集水部材に固定するポッティング部と、
   前記中空糸膜束の他方の端部を、該端部を開口させずに、前記中空糸膜束ごとに一体化する固定手段と、
   隣接する前記中空糸膜束同士を離間させる離間手段と
   を有し、
   前記固定手段の長手方向に垂直な断面形状が、先端側の幅が狭くされた形状である、中空糸膜モジュール。
2. 前記固定手段が、前記中空糸膜束の他方の端部を接着固定する樹脂である、請求項１に記載の中空糸膜モジュール。
3. 前記固定手段が、前記樹脂を囲うケースをさらに有する、請求項２に記載の中空糸膜モジュール。
4. 前記固定手段が、前記中空糸膜束の他方の端部を押し潰している、請求項１〜３のいずれかに記載の中空糸膜モジュール。
5. 並列している複数の固定手段を貫通する棒状部材をさらに有する、請求項１〜４のいずれかに記載の中空糸膜モジュール。
6. 前記離間手段が、並列している複数の固定手段の間に挟み込まれた介在物である、請求項１〜５のいずれかに記載の中空糸膜モジュール。
7. 前記離間手段が、前記固定手段に一体に設けられた突起物である、請求項１〜４のいずれかに記載の中空糸膜モジュール。
8. 水槽と、
   該水槽内に、前記集水部材が上側となるように配置された、請求項１〜７のいずれかに記載の中空糸膜モジュールと、
   前記中空糸膜モジュールの下方に配置された散気手段と
   を有する、水処理装置。

Images