JP5839601B2 - Hollow fiber membrane module, and filtration method and ultrapure water production system using the same - Google Patents

Hollow fiber membrane module, and filtration method and ultrapure water production system using the same Download PDF

Info

Publication number
JP5839601B2
JP5839601B2 JP2012536526A JP2012536526A JP5839601B2 JP 5839601 B2 JP5839601 B2 JP 5839601B2 JP 2012536526 A JP2012536526 A JP 2012536526A JP 2012536526 A JP2012536526 A JP 2012536526A JP 5839601 B2 JP5839601 B2 JP 5839601B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hollow fiber
fiber membrane
water
module
filtration
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.)
Active
Application number
JP2012536526A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2012043679A1 (en
Inventor
譲 石橋
譲 石橋
中田 秀一
秀一 中田
超 谷口
超 谷口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Chemicals Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Chemicals Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kasei Chemicals Corp filed Critical Asahi Kasei Chemicals Corp
Priority to JP2012536526A priority Critical patent/JP5839601B2/en
Publication of JPWO2012043679A1 publication Critical patent/JPWO2012043679A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5839601B2 publication Critical patent/JP5839601B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/02Hollow fibre modules
    • B01D63/04Hollow fibre modules comprising multiple hollow fibre assemblies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D65/00Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/003Membrane bonding or sealing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2313/00Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/04Specific sealing means
    • B01D2313/041Gaskets or O-rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/02Non-contaminated water, e.g. for industrial water supply
    • C02F2103/026Treating water for medical or cosmetic purposes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/02Non-contaminated water, e.g. for industrial water supply
    • C02F2103/04Non-contaminated water, e.g. for industrial water supply for obtaining ultra-pure water

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)

Description

本発明は、河川水や地下水等の比較的清澄な原水又は超純水を対象として除濁、除菌を行うためのろ過用モジュール、並びに、これを用いたろ過方法及び超純水製造システムに関する。本発明は、特に、超純水製造ラインにおける保安用フィルターとして好適な中空糸膜モジュール及びこれを用いたろ過方法に関する。   The present invention relates to a filtration module for performing turbidity and sterilization on relatively clear raw water or ultrapure water such as river water and groundwater, and a filtration method and ultrapure water production system using the same. . The present invention particularly relates to a hollow fiber membrane module suitable as a security filter in an ultrapure water production line and a filtration method using the same.

半導体や表示素子等の電子・電気部品の製造で用いられる超純水を製造するラインにおいては、精密ろ過膜やイオン交換樹脂、逆浸透ろ過膜を用いて製造した超純水をユースポイントに供給する直前に精密ろ過膜又は限外ろ過膜を用いてろ過している。この精密ろ過膜又は限外ろ過膜は、保安用フィルターとしての機能を担っている。この用途のろ過膜モジュールとしては、中空糸膜の外側に原水を供給し、両端からろ過水を採水する外圧式両端集水型ろ過膜モジュールが主に使用されている(非特許文献1を参照)。   In lines that produce ultrapure water used in the manufacture of electronic and electrical parts such as semiconductors and display elements, supply ultrapure water produced using microfiltration membranes, ion exchange resins, and reverse osmosis filtration membranes to use points Immediately before the filtration, it is filtered using a microfiltration membrane or an ultrafiltration membrane. This microfiltration membrane or ultrafiltration membrane functions as a security filter. As the membrane module for this application, an external pressure both-end water collecting membrane module that supplies raw water to the outside of the hollow fiber membrane and collects filtrate from both ends is mainly used (see Non-Patent Document 1). reference).

上記モジュールの使用形態としては、図6に示すように、中空糸モジュール50の一端側のノズル52bから原水を導入し、中空糸膜の外表面に沿って中空糸モジュール50の他端側のノズル52aへ流通させながら濃縮水を配管L7から流出させると共に、中空糸膜を浸透して中空糸膜内に透過したろ過水を配管接続キャップ56a、56bからそれぞれ取り出すろ過装置200を構成する。そして、該キャップ56aに接続された配管L6aは、キャップ6bに接続された配管L6bと連結されており、キャップ56aから取り出されたろ過水は上記配管L6aを、キャップ56bから取り出されたろ過水は上記配管L6bをそれぞれ流れ、上記連結された点において合流してユースポイントに供給される。   As the usage form of the module, as shown in FIG. 6, raw water is introduced from the nozzle 52b on one end side of the hollow fiber module 50, and the nozzle on the other end side of the hollow fiber module 50 is along the outer surface of the hollow fiber membrane. Concentrated water is allowed to flow out from the pipe L7 while being circulated through the pipe 52a, and the filtration device 200 is configured to take out filtered water permeated through the hollow fiber membrane and permeated into the hollow fiber membrane from the pipe connection caps 56a and 56b, respectively. The pipe L6a connected to the cap 56a is connected to the pipe L6b connected to the cap 6b. The filtered water taken out from the cap 56a passes through the pipe L6a and the filtered water taken out from the cap 56b The pipes flow through the pipes L6b, join at the connected points, and are supplied to the use point.

上記の両端集水型モジュールによってろ過水を集水する際には、モジュール内の供給水の流路が狭いので供給側(前記ノズル52b側)と濃縮側(前記ノズル52a側)との間の圧力差が大きくなっている。そのため、供給側(前記キャップ56b側)の透過水量が濃縮側(前記キャップ56a側)の透過水量よりも多くなる。このことから、透過水量が少ない濃縮側の流路に生菌が繁殖し易くなるという問題があった。また、配管内やモジュール内を除菌するために行う殺菌洗浄においては、流量が少ない側の流路内の殺菌処理操作が長引く問題や、殺菌処理操作後の立ち上げに長時間を要する等の問題があった。   When collecting filtered water with the above-mentioned both-end water collecting type module, the flow path of the supply water in the module is narrow, so between the supply side (the nozzle 52b side) and the concentration side (the nozzle 52a side). The pressure difference is large. Therefore, the amount of permeated water on the supply side (cap 56b side) is larger than the amount of permeated water on the concentration side (cap 56a side). For this reason, there was a problem that viable bacteria easily propagated in the flow path on the concentration side with a small amount of permeated water. Also, in sterilization cleaning to disinfect pipes and modules, there are problems such as prolonged sterilization operation in the flow path on the side where the flow rate is low, and it takes a long time to start up after sterilization operation. There was a problem.

このような問題を解決する方法として、一端側のろ過水配管(前記L6b)に流量制御手段を設けて供給側と濃縮側との透過水量をほぼ同じにする方法が提案されている(特許文献1を参照)。   As a method for solving such a problem, a method has been proposed in which flow rate control means is provided in the filtrate water pipe (L6b) on one end side so that the amount of permeated water on the supply side and the concentration side is substantially the same (Patent Literature). 1).

特開平06−319959号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-319959

伊藤、小川「超純水製造プロセスにおける膜分離技術」、クリーンテクノロジー、日本工業出版、1998年10月、第8巻、第10号、p.22−25Ito, Ogawa, “Membrane separation technology in ultrapure water production process”, Clean Technology, Nippon Kogyo Publishing, October 1998, Vol. 8, No. 10, p. 22-25

しかしながら、上記の方法においてオリフィスやバルブ等の流量制御手段を設ける場合には、モジュールを設置する際に予め流量を測定して絞り度を調整する必要があり、そのために煩雑な操作が必要であった。   However, when flow control means such as an orifice or a valve is provided in the above method, it is necessary to measure the flow rate in advance and adjust the throttle degree when installing the module, which requires complicated operations. It was.

一方、近年、製造規模の拡大と共に使用する超純水量が多くなっており、超純水製造設備も大型化する傾向にあり、該製造設備をコンパクトにする要求が強くなっている。このような状況において、高いろ過能力を有するモジュール、すなわち、1モジュールあたりのろ過流量が大きく、かつ、単位容積あたりのろ過流量が大きいモジュールが求められている。   On the other hand, in recent years, the amount of ultrapure water to be used increases with the expansion of the production scale, and the ultrapure water production facilities tend to increase in size, and there is a strong demand for making the production facilities compact. Under such circumstances, a module having a high filtration capacity, that is, a module having a high filtration flow rate per module and a high filtration flow rate per unit volume is demanded.

そこで本発明は、特別な流量制御手段を設けることなく2つのろ過水流路を流れる流量がほぼ同等とすることができる中空糸膜モジュール、並びに、これを用いたろ過方法及び超純水製造システムを提供することを第一の目的とする。更に本発明は、装置の規模がコンパクトでありながら良好な水質のろ過水を長期間安定して得ることができる中空糸膜モジュール、並びに、これを用いたろ過方法及び超純水製造システムを提供することを第二の目的とする。   Therefore, the present invention provides a hollow fiber membrane module in which the flow rates flowing through the two filtrate flow paths can be made substantially equal without providing any special flow rate control means, and a filtration method and ultrapure water production system using the same. The primary purpose is to provide it. Furthermore, the present invention provides a hollow fiber membrane module that can stably obtain filtered water of good water quality for a long period of time while the scale of the apparatus is compact, and a filtration method and ultrapure water production system using the same. The second purpose is to do.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定の構造を有する中空糸膜モジュールを用いて内圧式ろ過を行うことが上記問題を解消するのに極めて有用であることを見出し、本発明をなすに至った。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor is extremely useful for solving the above problems by performing internal pressure filtration using a hollow fiber membrane module having a specific structure. The present invention has been found and the present invention has been made.

本発明は、多数本の中空糸膜から成る糸束と、糸束を収容し且つ側面に複数のノズルを有する筒状ケースと、筒状ケース内の糸束の両端部において、中空糸膜の外面同士及び当該外面と筒状ケースの内面との隙間を封止した一対の固定部と、を備え、筒状ケース内における中空糸膜外側の流路断面積Sに対するノズルの流路断面積Sの比(S/S)が、0.15以上0.60以下である中空糸膜モジュールを提供する。The present invention provides a yarn bundle composed of a plurality of hollow fiber membranes, a cylindrical case containing a yarn bundle and having a plurality of nozzles on the side surface, and hollow fiber membranes at both ends of the yarn bundle in the cylindrical case. comprising a pair of fixing portions sealing the gap between the outer surface and between the inner surface of the outer surface and the cylindrical case, a flow path cross-sectional area of the nozzle to the hollow fiber membrane outside of the flow path cross-sectional area S 1 in the cylindrical case the ratio of S 2 (S 2 / S 1 ) provides a hollow fiber membrane module is 0.15 to 0.60.

本発明の中空糸膜モジュールによれば、両端にノズルを有する筒状ケースを使用し、ケース内における中空糸膜外側の流路断面積Sに対するノズルの流路断面積Sの比(S/S)を、0.15以上0.60以下にすることにより、バルブやオリフィス等の流量調節手段を用いなくても両端のノズルから流出するろ過水の流量をほぼ同等とすることができ、中空糸膜モジュール内やろ過水配管中における微生物の増殖を十分に抑制することができると共に、高いろ過能力を示すことが可能になる。According to the hollow fiber membrane module of the present invention, using a tubular case having a nozzle at each end, the ratio of flow path cross-sectional area S 2 of the nozzle to the hollow fiber membrane outside of the flow path cross-sectional area S 1 in the case (S 2 / S 1 ) is set to 0.15 or more and 0.60 or less so that the flow rate of filtrate water flowing out from the nozzles at both ends can be made substantially equal without using a flow rate adjusting means such as a valve or an orifice. In addition, it is possible to sufficiently suppress the growth of microorganisms in the hollow fiber membrane module and in the filtrate water pipe, and to exhibit a high filtration capacity.

本発明においては、複数のノズル各々の流路断面積が、互いに実質的に同じであることが好ましい。これにより、各ノズルから流出するろ過水の流量をほぼ同等とすることが容易となる。   In the present invention, it is preferable that the cross-sectional areas of the plurality of nozzles are substantially the same. Thereby, it becomes easy to make the flow rate of the filtered water flowing out from each nozzle substantially equal.

本発明においては、糸束が多数本の中空糸膜を束ねて形成された小束を筒状ケース内に複数並行に充填したものであり、少なくとも固定部の界面位置に、他の部分と比較して中空糸膜の充填密度が低い部分を有することが好ましい。該低充填密度部分は、一端の固定部から他端の固定部にかけて連続して設けられていることが特に好ましい。筒状ケース内に中空糸膜の充填密度が低い部分を設けることで、筒状ケース内を流れる水の抵抗を小さくできる。すなわち、中空糸膜外側の流路断面積が同じであっても、全ての中空糸膜を1束にまとめる場合よりも、中空糸膜を小束に分割して各小束内における中空糸膜の充填密度を比較的高くすると共に各小束間に流路を確保する場合の方が、筒状ケース内を流れる水の抵抗(総抵抗)を小さくできる。これよって、同じろ過水流量を得るのに少ない供給圧力ですむという利点が得られる。   In the present invention, a plurality of small bundles formed by bundling a plurality of hollow fiber membranes in a bundle are filled in a cylindrical case in parallel, and at least at the interface position of the fixed part, compared with other parts And it is preferable to have a part with a low packing density of a hollow fiber membrane. It is particularly preferable that the low packing density portion is provided continuously from the fixing portion at one end to the fixing portion at the other end. By providing a portion having a low filling density of the hollow fiber membrane in the cylindrical case, the resistance of water flowing in the cylindrical case can be reduced. That is, even if the cross-sectional area of the channel outside the hollow fiber membrane is the same, the hollow fiber membrane is divided into small bundles and the hollow fiber membranes in each small bundle, compared to the case where all the hollow fiber membranes are combined into one bundle. In the case where the packing density is relatively high and the flow path is secured between the small bundles, the resistance (total resistance) of the water flowing in the cylindrical case can be reduced. This provides the advantage that less supply pressure is required to obtain the same filtered water flow rate.

本発明の中空糸膜モジュールは、一端が固定部によって封止され、糸束の両端部をそれぞれ囲繞するように延在する一対の整流筒を更に備え、一対の整流筒は固定部から隔離した位置に、整流筒内側の水がノズルに流通し得る開口をそれぞれ有することが好ましい。これにより、固定部の近傍において中空糸膜が水流から受ける剪断力を十分に低減できるので、水流による中空糸膜の損傷を十分に抑制できる。さらに、一対の整流筒のうち少なくとも一方は、固定部から隔離した位置に、内側から外側に貫通する貫通穴を複数設けることにより、整流筒の開口端における整流筒内側から外側への流速を緩和することができ、該整流筒開口端と中空糸膜との擦れによる中空糸膜の損傷を効果的に防止できる。これによって、優れた水質のろ過水を長期にわたって継続的に製造することが可能となる。   The hollow fiber membrane module of the present invention further includes a pair of rectifying cylinders whose one ends are sealed by a fixing portion and extend so as to surround both ends of the yarn bundle, and the pair of rectifying cylinders are isolated from the fixing portion. It is preferable that each position has an opening through which water inside the flow straightening tube can flow to the nozzle. Thereby, since the shear force which a hollow fiber membrane receives from a water flow in the vicinity of a fixed part can fully be reduced, damage to the hollow fiber membrane by a water flow can fully be suppressed. Furthermore, at least one of the pair of flow straightening tubes is provided with a plurality of through holes penetrating from the inside to the outside at a position isolated from the fixed portion, thereby reducing the flow rate from the flow straightening tube to the outside at the opening end of the flow straightening tube. It is possible to effectively prevent damage to the hollow fiber membrane due to rubbing between the open end of the flow straightening cylinder and the hollow fiber membrane. This makes it possible to continuously produce excellent quality filtered water over a long period of time.

整流筒は、貫通穴が存在する領域の全体を、固定部に近い側の第1の領域と固定部から遠い側の第2の領域とに二等分した場合に、第2の領域における貫通穴による開口率が、第1の領域における貫通穴による開口率よりも高いことが好ましい。すなわち、整流筒内側から外側に流出する水量が、固定部に近い側では少量とし、固定部から遠い側で比較的多量になるようにするのが好ましい。これによって、固定部近傍において水流によって中空糸膜が受ける力を低減すると共に、整流筒の開口端において水流によって中空糸膜が受ける力も効果的に低減することができる。   When the entire region where the through hole exists is divided into a first region nearer to the fixed portion and a second region farther from the fixed portion, the rectifying cylinder penetrates into the second region. It is preferable that the aperture ratio due to the holes is higher than the aperture ratio due to the through holes in the first region. That is, it is preferable that the amount of water flowing out from the inside of the flow straightening cylinder is small on the side close to the fixed part and relatively large on the side far from the fixed part. As a result, the force received by the hollow fiber membrane by the water flow in the vicinity of the fixed portion can be reduced, and the force received by the hollow fiber membrane by the water flow at the opening end of the rectifying cylinder can be effectively reduced.

本発明の中空糸膜モジュールは、25℃におけるろ過部容積基準のモジュール透水性能が、1000〜3000m/hr/0.1MPa/mであることが好ましい。この場合、大きなろ過水量で安定したろ過水質を長期間維持することができる。また、本発明の中空糸膜モジュールは、25℃における1モジュール当たりの透水量が、20〜40m/hr/0.1MPaであることが好ましい。この場合、中空糸膜モジュールが1人で持つことが可能であってハンドリング性が格段に良いものとなるため、取付ピッチ間の狭いろ過装置にも取り付けることができる。したがって、上記透水性能及び透水量の双方を満たすならば、該ろ過装置をよりコンパクトにすることができる。The hollow fiber membrane module of the present invention preferably has a module water permeability performance of 1000 to 3000 m 3 /hr/0.1 MPa / m 3 at 25 ° C. based on the filtration part volume. In this case, a stable filtered water quality can be maintained for a long time with a large amount of filtered water. In addition, the hollow fiber membrane module of the present invention preferably has a water permeability per module at 25 ° C. of 20 to 40 m 3 /hr/0.1 MPa. In this case, since the hollow fiber membrane module can be held by one person and the handling property is remarkably improved, the hollow fiber membrane module can be attached to a filtration device having a narrow mounting pitch. Therefore, if both the water permeation performance and the water permeation amount are satisfied, the filtration device can be made more compact.

更に、本発明は、上記中空糸膜モジュールを用いたろ過方法を提供する。すなわち、本発明に係るろ過方法は、多数本の中空糸膜から成る糸束と、糸束を収容し且つ側面に複数のノズルを有する筒状ケースと、筒状ケース内の糸束の両端部において、中空糸膜の外面同士及び当該外面と筒状ケースの内面との隙間を封止した一対の固定部と、を備え、筒状ケース内における中空糸膜外側の流路断面積Sに対するノズルの流路断面積Sの比(S/S)が、0.15以上0.60以下である中空糸膜モジュールを用いてろ過を行うに際して、被処理水を中空糸膜モジュールの片側端部から中空糸膜の中空部へと供給し、中空糸膜の外側に流出したろ過水を、筒状ケースの両端のノズルから、該ノズルに接続された配管を通じて流出させて採取する。Furthermore, the present invention provides a filtration method using the hollow fiber membrane module. That is, the filtration method according to the present invention includes a yarn bundle composed of a large number of hollow fiber membranes, a cylindrical case containing the yarn bundle and having a plurality of nozzles on the side surfaces, and both ends of the yarn bundle in the cylindrical case. A pair of fixing portions sealing the outer surfaces of the hollow fiber membranes and the gap between the outer surface and the inner surface of the cylindrical case, and the flow path cross-sectional area S 1 outside the hollow fiber membrane in the cylindrical case When filtration is performed using a hollow fiber membrane module in which the ratio (S 2 / S 1 ) of the channel cross-sectional area S 2 of the nozzle is 0.15 or more and 0.60 or less, the water to be treated is removed from the hollow fiber membrane module. The filtered water that is supplied from one end to the hollow portion of the hollow fiber membrane and flows out to the outside of the hollow fiber membrane is collected from the nozzles at both ends of the cylindrical case through the pipes connected to the nozzles.

本発明のろ過方法によれば、上記中空糸膜モジュールを使用して内圧式ろ過を行うことで、両端のノズルからほぼ同量のろ過水を採取できるので、モジュール内やろ過水配管中における微生物の増殖を十分に抑制できる。   According to the filtration method of the present invention, by performing internal pressure filtration using the hollow fiber membrane module, it is possible to collect almost the same amount of filtered water from the nozzles at both ends, so microorganisms in the module and in the filtered water piping Can be sufficiently suppressed.

本発明のろ過方法において、両端のノズルから流出させたろ過水を、片側端部に近い側のノズルよりも遠い側のノズルに近い位置にて合流させて採取することが好ましい。また、両端のノズル各々の流路断面積が、互いに実質的に同じであることが好ましい。また、配管が、接続されたノズルの内径に対して0.80〜1.20倍の内径を有することが好ましい。また、本発明のろ過方法において、糸束は、多数本の中空糸膜を束ねて形成された小束を筒状ケース内に複数並行に充填したものであり、少なくとも固定部の界面位置に、他の部分と比較して中空糸膜の充填密度が低い部分を有することが好ましい。   In the filtration method of the present invention, it is preferable to collect the filtered water that has flowed out of the nozzles at both ends at a position nearer to the nozzle farther than the nozzle closer to the one end. Moreover, it is preferable that the flow path cross-sectional areas of the nozzles at both ends are substantially the same. Moreover, it is preferable that piping has an internal diameter 0.80-1.20 times with respect to the internal diameter of the connected nozzle. Further, in the filtration method of the present invention, the yarn bundle is a plurality of small bundles formed by bundling a plurality of hollow fiber membranes in a cylindrical case in parallel, at least at the interface position of the fixed part, It is preferable to have a portion where the packing density of the hollow fiber membrane is lower than other portions.

本発明のろ過方法において、モジュールの一端が固定部によって封止され、糸束の両端部をそれぞれ囲繞するように延在する一対の整流筒を更に備え、一対の整流筒は固定部から隔離した位置に、整流筒内側の水がノズルに流通し得る開口をそれぞれ有することが好ましい。これにより、高いろ過水流量で運転しても水流による中空糸膜のダメージを十分に低減できるので、コンパクトな装置で優れた水質のろ過水を長期にわたって安定的に製造できる。本発明のろ過方法において、更に、一対の整流筒のうち少なくとも一方は、固定部から離隔した位置に、当該整流筒の外面から内面にかけて貫通する複数の貫通穴をそれぞれ有していることが好ましい。また、本発明のろ過方法において、整流筒は、貫通穴が存在する領域の全体を、固定部に近い側の第1の領域と固定部から遠い側の第2の領域とに二等分した場合に、第2の領域における貫通穴による開口率が、第1の領域における貫通穴による開口率よりも高いことが好ましい。本発明のろ過方法において使用する中空糸膜モジュールがこれらの構成を備えている場合、本発明の上記効果が一層奏される。   In the filtration method of the present invention, one end of the module is sealed by a fixing part, and further includes a pair of rectifying cylinders extending so as to surround both ends of the yarn bundle, and the pair of rectifying cylinders are isolated from the fixing part. It is preferable that each position has an opening through which water inside the flow straightening tube can flow to the nozzle. Thereby, even if it operates by a high filtrate flow rate, since the damage of the hollow fiber membrane by a water flow can fully be reduced, the excellent quality water filtrate can be stably manufactured over a long period of time with a compact apparatus. In the filtration method of the present invention, it is preferable that at least one of the pair of rectifying cylinders has a plurality of through holes penetrating from the outer surface to the inner surface of the rectifying cylinder at positions separated from the fixed portion. . Further, in the filtration method of the present invention, the rectifying cylinder bisects the entire region where the through hole exists into a first region closer to the fixed portion and a second region farther from the fixed portion. In this case, it is preferable that the aperture ratio due to the through hole in the second region is higher than the aperture ratio due to the through hole in the first region. When the hollow fiber membrane module used in the filtration method of the present invention has these configurations, the above effects of the present invention are further exhibited.

また、本発明のろ過方法は、25℃におけるろ過部容積基準のモジュール透水性能が、1000〜3000m/hr/0.1MPa/mであることが好ましく、25℃における1モジュール当たりの透水量が、20〜40m/hr/0.1MPaであることが好ましい。Further, in the filtration method of the present invention, the module water permeability performance based on the filtration part volume at 25 ° C. is preferably 1000 to 3000 m 3 /hr/0.1 MPa / m 3 , and the water permeability per module at 25 ° C. Is preferably 20 to 40 m 3 /hr/0.1 MPa.

また、本発明は、上記中空糸膜モジュールを用いた超純水製造システムを提供する。すなわち、少なくとも紫外線照射手段とイオン交換処理手段と、限外膜ろ過処理手段と、を含む超純水製造システムにおいて、限外膜ろ過処理手段が上記中空糸膜モジュールである超純水製造システムを提供する。これにより、従来よりもシステム全体がコンパクトになり、少ない設置面積ですむ利点が得られる。   Moreover, this invention provides the ultrapure water manufacturing system using the said hollow fiber membrane module. That is, in an ultrapure water production system including at least an ultraviolet irradiation means, an ion exchange treatment means, and an ultrafiltration membrane treatment means, an ultrapure water production system in which the ultrafiltration membrane treatment means is the hollow fiber membrane module. provide. As a result, the entire system becomes more compact than before, and the advantage of a smaller installation area can be obtained.

本発明によれば、バルブやオリフィス等の流量調節手段を用いなくても両端のノズルから流出するろ過水の流量がほぼ同等とすることができる中空糸膜モジュールが提供される。また、このような中空糸膜モジュールを用いたろ過方法及び超純水製造システムによれば、コンパクトでありながら高いろ過水流量で、かつ、優れた水質のろ過水を長期にわたって安定的に製造できる。   According to the present invention, there is provided a hollow fiber membrane module in which the flow rate of filtered water flowing out from the nozzles at both ends can be made substantially equal without using a flow rate adjusting means such as a valve or an orifice. Moreover, according to the filtration method and the ultrapure water production system using such a hollow fiber membrane module, it is possible to stably produce a filtered water having an excellent water quality with a high filtrate water flow rate while being compact. .

本発明に係る中空糸膜モジュールの一実施形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically one Embodiment of the hollow fiber membrane module which concerns on this invention. 図1に示す中空糸膜モジュールのII−II断面図である。It is II-II sectional drawing of the hollow fiber membrane module shown in FIG. (a)図2に示す整流筒のIII−III線断面図である。(b)整流筒の他の実施形態を模式的に示す断面図である。(c)整流筒の更に他の実施形態を模式的に示す断面図である。(A) It is the III-III sectional view taken on the line of the rectification | straightening cylinder shown in FIG. (B) It is sectional drawing which shows typically other embodiment of a rectification | straightening cylinder. (C) It is sectional drawing which shows typically other embodiment of a rectification | straightening cylinder. 本発明に係る中空糸膜モジュールを備えたろ過装置の構成の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a structure of the filtration apparatus provided with the hollow fiber membrane module which concerns on this invention. 本発明に係る中空糸膜モジュールの一実施形態を模式的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing typically one embodiment of the hollow fiber membrane module concerning the present invention. 従来の中空糸膜モジュールを備えたろ過装置の構成の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a structure of the filtration apparatus provided with the conventional hollow fiber membrane module. 従来の中空糸膜モジュールの一実施形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically one Embodiment of the conventional hollow fiber membrane module. 図7に示す中空糸膜モジュールのVIII−VIII線断面図である。It is the VIII-VIII sectional view taken on the line of the hollow fiber membrane module shown in FIG. 図8に示す保護用円筒体のIX−IX線断面図である。It is the IX-IX sectional view taken on the line of the protection cylinder shown in FIG.

<中空糸膜モジュール>
図1〜3を参照しながら、本発明に係る中空糸膜モジュールの実施形態について説明する。本実施形態に係る中空糸膜モジュール10は、多数本の中空糸膜1aから成る糸束1と、糸束1を収容する筒状ケース2と、糸束1の両端部に設けられた注型剤から成る一対の固定部3a,3bと、糸束1の両端部をそれぞれ囲繞するように配置された一対の整流筒4,5とを備える。モジュール10は、筒状ケース2の両端に配管接続キャップ6a,6bをナット7a,7bによってそれぞれ装着できるようになっている。ナット7a,7bを締めることで、キャップ6a,6bの溝に配置されたOリング8a,8bによって当該箇所がシールされる。
<Hollow fiber membrane module>
An embodiment of a hollow fiber membrane module according to the present invention will be described with reference to FIGS. A hollow fiber membrane module 10 according to this embodiment includes a yarn bundle 1 made up of a number of hollow fiber membranes 1a, a cylindrical case 2 that accommodates the yarn bundle 1, and a casting provided at both ends of the yarn bundle 1. A pair of fixing portions 3a and 3b made of an agent and a pair of rectifying cylinders 4 and 5 disposed so as to surround both ends of the yarn bundle 1 are provided. The module 10 is configured so that pipe connection caps 6a and 6b can be attached to both ends of the cylindrical case 2 by nuts 7a and 7b, respectively. By tightening the nuts 7a and 7b, the portions are sealed by the O-rings 8a and 8b arranged in the grooves of the caps 6a and 6b.

糸束1は、多数本の中空糸膜1aによって形成される。多数本の中空糸膜1aを一束にまとめて糸束を形成することもできるが、図2に示すように、糸束1を複数の小束1bに分割した状態とすることが好ましい。特に、多数本の中空糸膜1aから成る小束1bをネット1cで包んだ状態とすることがより好ましい。このようにしてモジュール10内に中空糸膜が充填されていない部分(膜充填密度が低い部分)を設けることによって、中空糸膜1aの外側を流れる水の抵抗が小さくなり、ひいてはより高いモジュール透水性能を実現することができる。なお、小束1bの表面を覆うことができ且つ透水性を有する素材からなるものであれば、小束を包むものとしてネットの代わりに不織布等を使用してもよい。   The yarn bundle 1 is formed by a large number of hollow fiber membranes 1a. A number of hollow fiber membranes 1a can be bundled together to form a yarn bundle. However, as shown in FIG. 2, the yarn bundle 1 is preferably divided into a plurality of small bundles 1b. In particular, it is more preferable that a small bundle 1b composed of a large number of hollow fiber membranes 1a is wrapped with a net 1c. Thus, by providing the module 10 with a portion that is not filled with the hollow fiber membrane (portion with a low membrane filling density), the resistance of the water flowing outside the hollow fiber membrane 1a is reduced, and as a result, higher module water permeability. Performance can be realized. In addition, as long as it can cover the surface of the small bundle 1b and consists of a raw material which has water permeability, you may use a nonwoven fabric etc. instead of a net | network as what wraps a small bundle.

中空糸膜1aの種類は、モジュール10の用途に応じて適宜選択することができる。中空糸膜1aの具体例として、限外ろ過膜及び精密ろ過膜を例示できる。例えば、モジュール10を超純水用ファイナルフィルターの用途に用いるのであれば、中空糸膜1aは平均孔径0.05μm以下(より好ましくは0.02μm以下)の限外ろ過膜であることが好ましい。中空糸膜1a材質は、用途に応じて適宜選択すればよく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、セルロースアセテート及びポリアクリロニトリルから選択できる。   The type of the hollow fiber membrane 1a can be appropriately selected according to the use of the module 10. Specific examples of the hollow fiber membrane 1a include an ultrafiltration membrane and a microfiltration membrane. For example, if the module 10 is used for a final filter for ultrapure water, the hollow fiber membrane 1a is preferably an ultrafiltration membrane having an average pore diameter of 0.05 μm or less (more preferably 0.02 μm or less). The material of the hollow fiber membrane 1a may be appropriately selected depending on the application, and can be selected from, for example, polyethylene, polypropylene, polysulfone, polyethersulfone, polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, cellulose acetate, and polyacrylonitrile.

中空糸膜1aは、内面積換算の短糸透水量(25℃)が2000L/m/hr/0.1MPa(以下、短糸透水量の単位を「LMH」と記す。)以上であることが好ましく、4000LMH以上であることが特に好ましい。中空糸膜1aの内径は0.7〜1.0mmであることが好ましく、0.70mm〜0.85mmであることが特に好ましい。後述の通り、本実施形態のモジュール10は、通水時の振動による影響を十分に抑制できるため、上記の短糸透水量及び内径を有する中空糸膜を用いることによって、従来の約2倍のモジュール透水性能を実現できる。The hollow fiber membrane 1a has an inner area-converted short thread water permeability (25 ° C.) of 2000 L / m 2 /hr/0.1 MPa (hereinafter, the unit of short thread water permeability is referred to as “LMH”) or more. Is preferably 4000 LMH or more. The inner diameter of the hollow fiber membrane 1a is preferably 0.7 to 1.0 mm, particularly preferably 0.70 mm to 0.85 mm. As will be described later, the module 10 of the present embodiment can sufficiently suppress the influence due to vibration during water flow, and therefore, by using the hollow fiber membrane having the short thread water permeability and the inner diameter, it is about twice as much as the conventional one. Module water permeability can be realized.

筒状ケース2は、両端に開口を有する円筒状の部材からなり、固定部3a,3bの界面Fa,Fb付近に設けられたノズル2a、2bを有する。ここでいう固定部の界面とは、固定部の一方面であって整流筒の基端部が包埋されている側の面を意味する。筒状ケース2の材質は、金属及びプラスチック類のなかから用途に応じて適宜選択することができる。加工の容易性及び軽量化の点から、筒状ケース2はプラスチック類で形成されたものが好ましく、プラスチック類の具体例として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフッ化ビニリデン、ABS樹脂及び塩化ビニル樹脂等が挙げられる。なお、界面Fa,Fb付近にそれぞれ設けるノズルは、必ずしも1個ずつでなくてもよく、当該部位に複数個のノズルをそれぞれ設けることもできる。   The cylindrical case 2 is made of a cylindrical member having openings at both ends, and has nozzles 2a and 2b provided in the vicinity of the interfaces Fa and Fb of the fixing portions 3a and 3b. The interface of the fixed part here means a surface on one side of the fixed part where the base end of the rectifying tube is embedded. The material of the cylindrical case 2 can be appropriately selected from metals and plastics according to the application. From the viewpoint of ease of processing and weight reduction, the cylindrical case 2 is preferably made of plastics. Specific examples of plastics include polyethylene, polypropylene, polysulfone, polyethersulfone, polyvinylidene fluoride, ABS resin, and A vinyl chloride resin etc. are mentioned. Note that the number of nozzles provided in the vicinity of the interfaces Fa and Fb is not necessarily one, and a plurality of nozzles can also be provided in the part.

なお、筒状ケース2の側面に設けられるノズルは、上記のように固定部3a,3bの界面Fa、Fb付近のみに各1個設ける場合以外に、固定部3a,3bの界面付近に複数設けてもよい。また、固定部3a,3bの界面付近に各1個設け、かつ、筒状ケース2の中央部に追加して設けてもよい。固定部3a,3bの界面付近のみに各1個設けるのが好ましい。通常、固定部の界面付近のみに各1個設けることでろ過水を採取する目的を果たすことができる。そして、この場合には、部材の点数が少なくてすむと同時に部材の成形が容易であるという利点を有する。   A plurality of nozzles provided on the side surface of the cylindrical case 2 are provided in the vicinity of the interface between the fixing portions 3a and 3b, except for the case where one nozzle is provided only in the vicinity of the interfaces Fa and Fb between the fixing portions 3a and 3b as described above. May be. Further, one each may be provided in the vicinity of the interface between the fixing portions 3 a and 3 b and may be additionally provided in the central portion of the cylindrical case 2. It is preferable to provide one each only near the interface between the fixing portions 3a and 3b. Usually, the purpose of collecting filtered water can be achieved by providing one each in the vicinity of the interface of the fixed part. In this case, the number of members can be reduced, and at the same time, the member can be easily molded.

筒状ケース2の大きさは、外径が140〜200mmであり、かつ、長さが700〜1400mmであることが好ましく、外径160〜180mmであり、かつ、長さが800〜1100mmであることが特に好ましい。この範囲の大きさの筒状ケース2を使用したときに高いモジュール透水量及び最も高いモジュール透水性能を実現することができる。これに加え、この大きさならモジュール10を1人で持つことも可能であるのでハンドリング性が格段に良いという利点がある。なお、ここでいう筒状ケース2の「外径」とは、モジュール中央のろ過領域における円筒の外径を意味する。筒状ケース2の「長さ」とは、中空糸膜1aの両端面間の距離を意味する。   The cylindrical case 2 has an outer diameter of 140 to 200 mm, a length of preferably 700 to 1400 mm, an outer diameter of 160 to 180 mm, and a length of 800 to 1100 mm. It is particularly preferred. When the cylindrical case 2 having a size in this range is used, a high module water permeability and the highest module water permeability can be realized. In addition to this, since it is possible to have the module 10 by one person with this size, there is an advantage that handling property is remarkably good. The “outer diameter” of the cylindrical case 2 herein means the outer diameter of the cylinder in the filtration region at the center of the module. The “length” of the cylindrical case 2 means the distance between both end faces of the hollow fiber membrane 1a.

筒状ケース2の中央部(ろ過部)における中空糸膜外側の流路断面積をS(m)とし、中空糸膜モジュールの最大ろ過流量をQ(m/s)とすると、流路断面積Sは以下の不等式(1)で表される条件を満たすことが好ましい。

Figure 0005839601
この条件を満たすように流路断面積Sを設定することにより、この部分を水が流通する際の圧損を小さくでき、高いモジュール透水量を実現できる。なお、ここでいう「モジュール透水量」とは、膜間差圧0.1MPaを印加したときの25℃における1時間当たりのろ過量(m/hr/0.1MPa@25℃)をいう。また、「モジュール透水性能」とは、上記モジュール透水量をモジュールの見かけ容積、或いはろ過部容積で除した値((m/hr/0.1MPa)/m@25℃)をいう。前者を「見かけ容積基準のモジュール透水性能」と記し、後者を「ろ過部容積基準のモジュール透水性能」と記す。ここで「見かけ容積」とは、筒状ケース2の外径から計算される断面積に配管接続キャップ6aと6bの端面間の距離を乗じた値であり、「ろ過部容積」とは、筒状ケース2の内径から計算される断面積に膜有効長(固定部の界面FaとFbの距離)を乗じた値である。なお、流路断面積Sは、下記式(2)によって算出される値である。
Figure 0005839601
式中、Dは筒状ケースの中央部における内径(m)を示し、dは中空糸膜の外径(m)を示し、Nは糸束を成す中空糸膜の本数を示す。Assuming that the cross-sectional area outside the hollow fiber membrane in the central part (filtering part) of the cylindrical case 2 is S 1 (m 2 ) and the maximum filtration flow rate of the hollow fiber membrane module is Q (m 3 / s), passage sectional area S 1 preferably satisfies the condition represented by the following inequality (1).
Figure 0005839601
By setting the flow path cross-sectional area S 1 so as to satisfy this condition, this part can be reduced pressure loss when water flows, can achieve high module water permeability. The “module water permeability” here refers to the filtration rate per hour (m 3 /hr/0.1 MPa @ 25 ° C.) at 25 ° C. when a transmembrane pressure difference of 0.1 MPa is applied. The “module water permeability” refers to a value ((m 3 /hr/0.1 MPa) / m 3 @ 25 ° C.) obtained by dividing the module water permeability by the apparent volume of the module or the volume of the filtration part. The former is referred to as “apparent volume-based module water permeability” and the latter is referred to as “filter part volume-based module water permeability”. Here, the “apparent volume” is a value obtained by multiplying the cross-sectional area calculated from the outer diameter of the cylindrical case 2 by the distance between the end faces of the pipe connection caps 6a and 6b. This is a value obtained by multiplying the cross-sectional area calculated from the inner diameter of the case 2 by the effective membrane length (distance between the interface Fa and Fb of the fixed portion). Incidentally, the flow path cross-sectional area S 1 is the value calculated by the following equation (2).
Figure 0005839601
In the formula, D 1 represents the inner diameter (m) at the center of the cylindrical case, d O represents the outer diameter (m) of the hollow fiber membrane, and N represents the number of hollow fiber membranes forming the yarn bundle.

ノズル2a、2bは、その流路断面積をS(m)としたとき、上記の流路断面積S(m)との比(S/S)が、0.15以上0.60以下である必要がある。この範囲のときに、バルブやオリフィス等の流量調節手段を用いなくても両端のノズルから流出するろ過水の流量をほぼ同等とすることができると共に、高いろ過能力を示すことが可能になる。この値は、好ましくは、0.20以上0.50以下であり、より好ましくは、0.25以上0.45以下である。0.15未満では、各ノズルから流出するろ過水量のバランスが崩れる傾向が強くなったり、圧力損失が大きくなってモジュール透水性能が低くなったりする傾向がでてくる。また、0.60を超える場合には、各ノズルから流出するろ過水量のバランスが崩れる傾向が強くなる。0.60以下にすることによって、該ノズル部やそれに接続される配管中における流動抵抗Rに対して、筒状ケース内中空糸膜外側における流動抵抗Rが比較的小さくなるため、筒状ケースの中央部におけるろ過水がノズル2a側に流れるか、ノズル2b側に流れるかの分水界の位置がノズル部やそれに接続される配管中における流動抵抗Rによって主に支配され、結果として各ノズルからの流量が等しくなるものと考えられる。これに対して、0.60を超える場合には、筒状ケース内中空糸膜外側における流動抵抗Rの影響が無視できなくなり、被処理水の供給側の圧力が高いことによる影響によって供給側に近いノズルから多量にろ過水が流出するものと考えられる。Nozzles 2a, 2b are, when the flow path cross-sectional area and S 2 (m 2), the ratio between the flow path cross-sectional area S 1 (m 2) (S 2 / S 1) is 0.15 or more It must be 0.60 or less. In this range, the flow rate of filtered water flowing out from the nozzles at both ends can be made substantially equal without using a flow rate adjusting means such as a valve or an orifice, and a high filtration capacity can be shown. This value is preferably 0.20 or more and 0.50 or less, and more preferably 0.25 or more and 0.45 or less. If it is less than 0.15, the tendency of the balance of the amount of filtered water flowing out from each nozzle will become stronger, or the pressure loss will increase and the module water permeability will tend to be lowered. Moreover, when it exceeds 0.60, the tendency for the balance of the filtrate amount which flows out out of each nozzle to collapse will become strong. By the 0.60, relative to the flow resistance R L during pipe connected to the nozzle portion and which, since the flow resistance R M in the cylindrical case in the hollow fiber membrane outer is relatively small, cylindrical The position of the watershed where the filtered water in the center of the case flows to the nozzle 2a side or the nozzle 2b side is mainly governed by the flow resistance RL in the nozzle part and the pipe connected to it, as a result. It is considered that the flow rate from each nozzle becomes equal. In contrast, when it exceeds 0.60, the influence of the flow resistance R M in the hollow fiber membrane within the outer tubular case can not be ignored, the supply side by impact of pressure on the supply side of the water to be treated is high It is thought that a large amount of filtered water flows out from a nozzle close to.

本実施形態の中空糸膜モジュールを使用する際には、通常JIS等で定められた規格品の配管材料が接続される。したがって、本実施形態の上記ノズルは、上記配管の内径に準じた形状の流路を有していることが好ましい。すなわち、ノズルの流路が円形であって、接続される配管と略同じ内径を有していることが好ましい。これによって、ノズルと配管との接続が容易になる利点と、接続部分において滞留部が生じて微生物の増殖を招来することが防止できる利点が得られる。上記ノズルの内径Dと配管の内径Dとの比(D/D)が、0.80以上1.20以下であることが好ましく、0.90以上1.15以下であることが特に好ましい。また、ノズル2a、2bの流路断面積は、各ノズルから流出するろ過水の流量をほぼ同等にする観点から、互いに実質的に同じであることが好ましい。When using the hollow fiber membrane module of the present embodiment, a standard piping material normally defined by JIS or the like is connected. Therefore, it is preferable that the nozzle of the present embodiment has a flow path having a shape corresponding to the inner diameter of the pipe. That is, it is preferable that the flow path of the nozzle is circular and has substantially the same inner diameter as the pipe to be connected. As a result, an advantage that the connection between the nozzle and the pipe is facilitated and an advantage that a stay portion is generated in the connection portion and the proliferation of microorganisms can be prevented can be obtained. The ratio of the inner diameter D L of the pipe and the internal diameter D M of the nozzle (D M / D L) is, it preferably 0.80 to 1.20, 0.90 to 1.15 Particularly preferred. Moreover, it is preferable that the flow-path cross-sectional area of nozzle 2a, 2b is mutually substantially the same from a viewpoint which makes the flow volume of the filtrate water which flows out out from each nozzle substantially the same.

固定部3a,3bは、筒状ケース2内の糸束1の両端部において、中空糸膜1aの外面同士及び当該外面と筒状ケース2の内面との隙間を封止する注型剤から成るものである。固定部3a,3bをなす注型剤としては、エポキシ樹脂やウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂が好適である。固定部3a,3bで糸束1の両端部を固定及び封止することにより、糸束1の両端面に中空糸膜1aの中空部が開口する。固定部3a,3bは、整流筒4,5の基端部4a,5aの開口を封止する役割も担っている。   The fixing portions 3 a and 3 b are made of a casting agent that seals the outer surfaces of the hollow fiber membrane 1 a and the gap between the outer surface and the inner surface of the cylindrical case 2 at both ends of the yarn bundle 1 in the cylindrical case 2. Is. A thermosetting resin such as an epoxy resin or a urethane resin is suitable as the casting agent that forms the fixing portions 3a and 3b. By fixing and sealing both ends of the yarn bundle 1 with the fixing portions 3a and 3b, the hollow portions of the hollow fiber membrane 1a are opened at both end surfaces of the yarn bundle 1. The fixing portions 3a and 3b also serve to seal the openings of the base end portions 4a and 5a of the rectifying cylinders 4 and 5.

整流筒4,5は、固定部3a,3bの界面Fa,Fbの位置からモジュール10の中央の方向に向けてそれぞれ延在しており、固定部3a,3b付近の糸束1を囲繞している。整流筒4,5の材質は、用途に応じて適宜選択すればよく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフッ化ビニリデン、ABS樹脂、塩化ビニル樹脂等が挙げられる。   The rectifying cylinders 4 and 5 extend from the positions of the interfaces Fa and Fb of the fixing portions 3a and 3b toward the center of the module 10, respectively, and surround the yarn bundle 1 near the fixing portions 3a and 3b. Yes. The material of the rectifying cylinders 4 and 5 may be appropriately selected according to the application, and examples thereof include polyethylene, polypropylene, polysulfone, polyethersulfone, polyvinylidene fluoride, ABS resin, and vinyl chloride resin.

一対の整流筒4,5は、上述の通り、基端部4a,5aの開口が固定部3a,3bによってそれぞれ封止されている。すなわち、整流筒4の基端部4aは固定部3aに包埋され、整流筒5の基端部5aは固定部3bに包埋されている。整流筒4,5の配置方法は、固定部3a,3bにそれぞれの基端部4a,5aを包埋させて固定する方法が一般的である。ただし、筒状ケース2に整流筒4,5を予め固定し、その後、整流筒4,5の基端部4a,5aを固定部3a,3bに包埋させる工程を経てモジュール10を作製してもよい。   As described above, in the pair of rectifying cylinders 4 and 5, the openings of the base end portions 4a and 5a are sealed by the fixing portions 3a and 3b, respectively. That is, the base end part 4a of the rectifying cylinder 4 is embedded in the fixed part 3a, and the base end part 5a of the rectifying cylinder 5 is embedded in the fixed part 3b. The arrangement method of the rectifying cylinders 4 and 5 is generally a method in which the base end portions 4a and 5a are embedded and fixed in the fixing portions 3a and 3b, respectively. However, the module 10 is manufactured through a process in which the rectifying cylinders 4 and 5 are fixed in advance to the cylindrical case 2 and then the base ends 4a and 5a of the rectifying cylinders 4 and 5 are embedded in the fixing parts 3a and 3b. Also good.

整流筒4,5は、先端部4b,5bの開口は封止されることなく、開放されている。これらの開口は、固定部3a,3bの界面Fa,Fbからそれぞれ離隔した位置にあり、整流筒4,5の内側の水をノズル2a,2bへと流通させる役割を担っている。すなわち、整流筒4内の水は先端部4bの開口から糸束1と筒状ケース2との間の空間に流出し、筒状ケース2の内面と整流筒4の外面との間隙を通ってノズル2aから排出されるようになっている。これと同様に、整流筒5内の水は先端部5bの開口から糸束1と筒状ケース2との間の空間に流出し、筒状ケース2の内面と整流筒5の外面との間隙を通ってノズル2bから排出されるようになっている。   The rectifying cylinders 4 and 5 are opened without sealing the openings of the end portions 4b and 5b. These openings are located at positions separated from the interfaces Fa and Fb of the fixing portions 3a and 3b, respectively, and play a role of circulating water inside the rectifying cylinders 4 and 5 to the nozzles 2a and 2b. That is, the water in the rectifying cylinder 4 flows out from the opening of the tip 4b into the space between the yarn bundle 1 and the cylindrical case 2 and passes through the gap between the inner surface of the cylindrical case 2 and the outer surface of the rectifying cylinder 4. It is discharged from the nozzle 2a. Similarly, the water in the rectifying cylinder 5 flows out from the opening of the tip 5 b into the space between the yarn bundle 1 and the cylindrical case 2, and the gap between the inner surface of the cylindrical case 2 and the outer surface of the rectifying cylinder 5. Through the nozzle 2b.

整流筒4,5の先端部4b,5bの開口は、固定部の界面Fa,Fbからそれぞれ少なくとも30mm離れていることが好ましく、40mm以上離れていることがより好ましい。すなわち、固定部3a,3bのそれぞれの界面Fa,Fbから上記の長さで突出するように整流筒4,5を設置することが好ましい。さらに、上記先端部4b,5bの開口は、上記ノズルの開口部よりもモジュールの中央側に位置していることが好ましい。このような長さの整流筒4,5で糸束1の両端部をそれぞれ囲繞することにより、界面Fa,Fb付近における中空糸膜1aの破損を効果的に防止できる。これは、中空糸膜1aを横断する方向の水の流れが固定部3a,3bの界面Fa,Fbから離れた位置で起こるため、界面Fa,Fb付近において中空糸膜1aにかかる剪断力が著しく軽減されることによるものと考えられる。   The openings of the tip portions 4b and 5b of the rectifying cylinders 4 and 5 are preferably at least 30 mm away from the interfaces Fa and Fb of the fixed portion, respectively, and more preferably 40 mm or more. That is, it is preferable to install the rectifying cylinders 4 and 5 so as to protrude from the respective interfaces Fa and Fb of the fixing portions 3a and 3b with the above length. Furthermore, it is preferable that the opening of the tip portions 4b and 5b is located closer to the center of the module than the opening of the nozzle. By surrounding the both ends of the yarn bundle 1 with the rectifying tubes 4 and 5 having such a length, the hollow fiber membrane 1a can be effectively prevented from being damaged in the vicinity of the interfaces Fa and Fb. This is because the flow of water in the direction crossing the hollow fiber membrane 1a occurs at a position away from the interfaces Fa and Fb of the fixing portions 3a and 3b, so that the shearing force applied to the hollow fiber membrane 1a is extremely near the interfaces Fa and Fb. This is thought to be due to mitigation.

また、整流筒4,5のうち、少なくとも一方は、その内面から外面にかけて貫通している複数の貫通穴4cを有していることが好ましい。該貫通穴4cは、整流筒4,5の内側の水をノズル2a、2bへと流通させる開口として機能する。整流筒4,5の先端部4b,5bにおいて中空糸膜束を横切る水流が生じるが、大きなろ過水量で運転した際には、その水流によって中空糸膜が上記先端部に押しつけられて損傷する傾向がでてくる。そして、甚だしい場合には、中空糸膜が破損してろ過水の水質を低下させてしまうことがある。これに対して、複数の貫通穴4cを設けることによって、上記先端部の開口部から流出する水量を減少させることができ、その水流による中空糸膜の損傷を効果的に防止できる。   Moreover, it is preferable that at least one of the rectifying cylinders 4 and 5 has a plurality of through holes 4c penetrating from the inner surface to the outer surface. The through hole 4c functions as an opening through which the water inside the rectifying cylinders 4 and 5 flows to the nozzles 2a and 2b. A water flow is generated across the hollow fiber membrane bundle at the tip portions 4b and 5b of the rectifying cylinders 4 and 5, but when operating with a large amount of filtered water, the hollow fiber membrane tends to be pressed against the tip portion and damaged by the water flow. Comes out. And in a severe case, a hollow fiber membrane may be damaged and the quality of filtered water may be reduced. On the other hand, by providing the plurality of through holes 4c, the amount of water flowing out from the opening at the tip can be reduced, and damage to the hollow fiber membrane due to the water flow can be effectively prevented.

上記貫通穴は、固定部の界面Fa,Fbからそれぞれ少なくとも30mm離れていることが好ましく、40mm以上離れていることがより好ましい。これによって、界面Fa,Fb付近における中空糸膜1aの破損を効果的に防止できる。これは、中空糸膜1aを横断する方向の水の流れが固定部3a,3bの界面Fa,Fbから離れた位置で起こるため、界面Fa,Fb付近において中空糸膜1aにかかる剪断力が著しく軽減されることによるものと考えられる。   The through holes are preferably at least 30 mm apart from the interfaces Fa and Fb of the fixing part, and more preferably 40 mm or more. Thereby, damage to the hollow fiber membrane 1a in the vicinity of the interfaces Fa and Fb can be effectively prevented. This is because the flow of water in the direction crossing the hollow fiber membrane 1a occurs at a position away from the interfaces Fa and Fb of the fixing portions 3a and 3b, so that the shearing force applied to the hollow fiber membrane 1a is extremely near the interfaces Fa and Fb. This is thought to be due to mitigation.

本実施形態に係るモジュール10においては、糸束1を4つの小束1bによって形成したことによって、上述の通り、モジュール10内に中空糸膜1aが充填されていない領域が形成されている。すなわち、図2に示すように、糸束1の中央部1d及び隣接する2つの小束1bによって形成される糸束1の最外面の凹部1eには中空糸膜1aが充填されていない。この充填されていない部分(例えば1d、1e)が小束内から流出したろ過水の流路として機能するために圧力損失を小さくでき、結果的にモジュール性能を高める効果を実現できる。   In the module 10 according to the present embodiment, since the yarn bundle 1 is formed by the four small bundles 1b, a region where the hollow fiber membrane 1a is not filled is formed in the module 10 as described above. That is, as shown in FIG. 2, the hollow fiber membrane 1a is not filled in the concave portion 1e on the outermost surface of the yarn bundle 1 formed by the central portion 1d of the yarn bundle 1 and the two adjacent small bundles 1b. Since the unfilled portions (for example, 1d and 1e) function as a flow path for the filtrate water that has flowed out of the small bundle, the pressure loss can be reduced, and as a result, the effect of improving the module performance can be realized.

また、上記貫通穴4cの形状は、円、楕円、多角形、星形等どのような形状でもよいが、図3(a)及び(b)に示すような円形や(c)に示すような長方形のスリット型であることが成形上好適である。また、貫通穴4cの寸法としては、中空糸膜長手方向の最大寸法が1〜10mmの範囲であることが好ましく、2〜8mmの範囲であることが特に好ましい。このようにすることによって、該貫通穴4cに中空糸膜が引き込まれて損傷することが防止できる。なお、整流筒の内面と外面との間で貫通穴の寸法が変化している場合には、内面側の値が上記の範囲であることが好ましい。   The shape of the through hole 4c may be any shape such as a circle, an ellipse, a polygon, or a star, but may be a circle as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b) or as shown in (c). A rectangular slit mold is suitable for molding. Moreover, as a dimension of the through-hole 4c, it is preferable that the maximum dimension of a hollow fiber membrane longitudinal direction is the range of 1-10 mm, and it is especially preferable that it is the range of 2-8 mm. By doing so, it is possible to prevent the hollow fiber membrane from being pulled into the through hole 4c and being damaged. In addition, when the dimension of a through-hole is changing between the inner surface and outer surface of a rectification | straightening cylinder, it is preferable that the value of an inner surface side is said range.

各貫通穴4cの開口面積の合計値(以後、総開口面積Sと記す)は、整流筒の先端部4b,5bにおける整流筒内の流路断面積Sに対して0.4倍以上1.0倍以下であることが好ましい。より好ましくは0.5倍以上0.8倍以下である。なお、流路断面積Sは、下記式(3)によって算出される値である。

Figure 0005839601
式中、Dは整流筒の先端部における内径(m)を示し、dは中空糸膜の外径(m)を示し、Nは糸束を成す中空糸膜の本数を示す。Sum (hereinafter, referred to as the total opening area S 3) of the opening area of each through hole 4c is flow-guide cylinder of the tip 4b, 0.4 times or more relative to the flow path cross-sectional area S 4 in the rectifier tube at 5b It is preferably 1.0 times or less. More preferably, it is 0.5 times or more and 0.8 times or less. Incidentally, the flow path cross-sectional area S 4 is a value calculated by the following equation (3).
Figure 0005839601
In the formula, D 3 represents the inner diameter (m) at the tip of the rectifying cylinder, d O represents the outer diameter (m) of the hollow fiber membrane, and N represents the number of hollow fiber membranes forming the yarn bundle.

整流筒は、貫通穴4cが存在する領域の全体を、固定部3a,3bに近い側の第1の領域と固定部3a,3bから遠い側の第2の領域とに二等分した場合に、第2の領域における貫通穴4cによる開口率が、第1の領域における貫通穴4cによる開口率よりも高いことが好ましい。すなわち、整流筒内側から外側に流出する水量が、固定部に近い側では少量とし、固定部から遠い側で比較的多量になるようにするのが好ましい。これによって、固定部近傍において水流によって中空糸膜が受ける力を低減すると共に、整流筒の開口端において水流によって中空糸膜が受ける力も効果的に低減することができる。   When the entire region where the through-hole 4c is present is divided into two equal parts, the first flow region closer to the fixing portions 3a and 3b and the second region farther from the fixing portions 3a and 3b. The aperture ratio due to the through hole 4c in the second region is preferably higher than the aperture ratio due to the through hole 4c in the first region. That is, it is preferable that the amount of water flowing out from the inside of the flow straightening cylinder is small on the side close to the fixed part and relatively large on the side far from the fixed part. As a result, the force received by the hollow fiber membrane by the water flow in the vicinity of the fixed portion can be reduced, and the force received by the hollow fiber membrane by the water flow at the opening end of the rectifying cylinder can be effectively reduced.

貫通穴4cの配置として、具体的には、図3(a)に示すように、円筒周囲を囲うように並ぶ貫通穴群が、中空糸膜長さ方向に等間隔に配置される場合(同図中の両矢印を参照)であって、貫通穴群の固定部3a,3bに近い位置にある貫通穴群の開口径を比較的小さくし、該固定部から遠い位置にある貫通穴群の開口径を比較的大きくする態様がある。また、図3(b)に示すように、各貫通穴の形状を同じにしておき、貫通穴群の中空糸膜長さ方向のピッチを、固定部3a,3bに近い位置から遠い位置にかけて次第に小さくする(同図中の両矢印を参照)態様としてもよい。また、図3(c)に示すように、スリット型貫通穴を設ける場合に、スリットの中空糸膜長さ方向の開口寸法を、固定部3a,3bに近い位置から遠い位置にかけて次第に大きくする態様としてもよい。   As for the arrangement of the through holes 4c, specifically, as shown in FIG. 3 (a), a group of through holes arranged so as to surround the periphery of the cylinder are arranged at equal intervals in the length direction of the hollow fiber membrane (same as above). (See the double-headed arrow in the figure) and the diameter of the through-hole group in the position near the fixing portions 3a, 3b of the through-hole group is relatively small, and the through-hole group in the position far from the fixing portion There is a mode in which the opening diameter is relatively large. Further, as shown in FIG. 3 (b), the shape of each through hole is made the same, and the pitch of the through hole group in the length direction of the hollow fiber membrane is gradually increased from a position close to the fixing portions 3a and 3b to a position far from the fixed portion 3a, 3b. It is good also as an aspect which makes small (refer the double arrow in the figure). Moreover, as shown in FIG.3 (c), when providing a slit type | mold through-hole, the aspect which enlarges gradually the opening dimension of the hollow fiber membrane length direction of a slit from the position close | similar to the fixing | fixed part 3a, 3b. It is good.

上記実施形態においては、整流筒4,5の先端部4b,5bの開口が整流筒4,5の内側の水をノズル2a、2bへと流通させる開口として機能する場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図5に示すように、整流筒の先端部14bの外径と筒状ケース2の内径との間に隙間を設けず、該整流筒の側面に開口を設ける態様も採用できる。なお、この態様においては、整流筒の先端部14bの内径と筒状ケース2の内径を実質的に等しくしておくことが好ましい。このようにすることによって、該先端部の内面角部に中空糸膜が接触して損傷することを防止できる。   In the above embodiment, the case where the openings of the tip portions 4b and 5b of the rectifying cylinders 4 and 5 function as openings for circulating the water inside the rectifying cylinders 4 and 5 to the nozzles 2a and 2b is exemplified. Is not limited to this. For example, as shown in FIG. 5, a mode in which an opening is provided on the side surface of the rectifying cylinder without providing a gap between the outer diameter of the tip portion 14 b of the rectifying cylinder and the inner diameter of the cylindrical case 2 can be employed. In this aspect, it is preferable that the inner diameter of the tip end portion 14b of the rectifying cylinder and the inner diameter of the cylindrical case 2 are made substantially equal. By doing in this way, it can prevent that a hollow fiber membrane contacts and damages the internal-surface corner | angular part of this front-end | tip part.

上記図5に示す中空糸膜モジュール20においては、整流筒14が基端部14aから先端部14bに向かって径が大きくなる筒状部材からなり先端部14bが筒状ケース2の内面と接合されている。該整流筒の側面に貫通穴14cが形成されており、整流筒内の水が貫通穴14cから整流筒の外側に流出し、整流筒の外面と筒状ケース2の内面との間隙を通ってノズルに流出することができるようになっている。水流による中空糸膜1aのダメージを効果的に抑制する観点から、貫通穴4cの位置は固定部の界面Faから少なくとも30mm離れていることが好ましく、50mm以上離れていることがより好ましい。該貫通穴の形状や寸法等は、上記のとおりである。なお、図5においては、糸束1等の図示は省略する。   In the hollow fiber membrane module 20 shown in FIG. 5 described above, the rectifying cylinder 14 is formed of a cylindrical member whose diameter increases from the base end portion 14a toward the tip end portion 14b, and the tip end portion 14b is joined to the inner surface of the cylindrical case 2. ing. A through hole 14c is formed in the side surface of the flow straightening tube, and water in the flow straightening tube flows out from the through hole 14c to the outside of the flow straightening tube, and passes through a gap between the outer surface of the flow straightening tube and the inner surface of the cylindrical case 2. The nozzle can flow out. From the viewpoint of effectively suppressing damage to the hollow fiber membrane 1a due to water flow, the position of the through hole 4c is preferably at least 30 mm away from the interface Fa of the fixing portion, and more preferably 50 mm or more away. The shape and dimensions of the through hole are as described above. In FIG. 5, the illustration of the yarn bundle 1 and the like is omitted.

上記のノズルと一対の整流筒はそれぞれ、一端側と他端側とを同じ形状・寸法にしてもよいし、異なる形状・寸法にしてもよい。整流筒の内側からノズルに水が流れるときの流動抵抗が略同一になるように形状・寸法を設計することが好ましい。これらを同じ形状・寸法にする場合には、流動抵抗を略同一にできると共にケースを作製する際の部材種類を少なくできる利点を有するため、より好ましい。   The nozzle and the pair of rectifying cylinders may have the same shape and dimensions on one end side and the other end side, or may have different shapes and dimensions. It is preferable to design the shape and dimensions so that the flow resistance when water flows from the inside of the flow straightening cylinder to the nozzle is substantially the same. When these are made into the same shape and dimension, since it has the advantage which can make flow resistance substantially the same and can reduce the member kind at the time of producing a case, it is more preferable.

上記のような構成にすることによって、ろ過部容積基準のモジュール透水性能が1000〜3000m/hr/0.1MPa)/m@25℃である中空糸膜モジュールを得ることができる。超純水製造用に使用する場合には、ろ過部容積基準のモジュール透水性能が1100〜2300m/hr/0.1MPa)/m@25℃であることが好ましく、1200〜2000m/hr/0.1MPa)/m@25℃であることが特に好ましい。この範囲の中空糸膜モジュールは、大きなろ過水量で安定したろ過水質を長期間維持することができる。また、ろ過部容積基準のモジュール透水性能が前記の範囲内であって、かつ、1モジュール当たりの透水量が20〜40m/h/0.1MPa@25℃であることが好ましい。この範囲の中空糸膜モジュールは、1人で持つことが可能であってハンドリング性が格段に良いので、取付ピッチ間の狭いろ過装置にも取り付けることができる。したがって、1モジュール当たりのろ過水量が大きいことと相まって、該ろ過装置をよりコンパクトにすることができる。By the above-described configuration, it is possible to modules water permeability of the filtration unit volume basis to obtain a hollow fiber membrane module is 1000~3000m 3 /hr/0.1MPa)/m 3 @ 25 ℃. When used for the production of ultrapure water, the module water permeability performance based on the filtration section volume is preferably 1100 to 2300 m 3 /hr/0.1 MPa) / m 3 @ 25 ° C., preferably 1200 to 2000 m 3 / hr. /0.1 MPa) / m 3 @ 25 ° C. is particularly preferable. The hollow fiber membrane module in this range can maintain a stable filtered water quality for a long period of time with a large amount of filtered water. Moreover, it is preferable that the module water permeability performance of the filtration part volume reference | standard is in the said range, and the water permeability per module is 20-40 m < 3 > /h/0.1MPa@25 degreeC. A hollow fiber membrane module in this range can be held by one person and has excellent handling properties, and can be attached to a filtration device having a narrow mounting pitch. Therefore, coupled with the large amount of filtered water per module, the filtering device can be made more compact.

なお、図7〜9に示すように、糸束1の端部を保護するものとして、多数の穴40aを有する保護用円筒体40が知られている。保護用円筒体40は、糸束1の外周を拘束し、それによって中空糸膜1aの過剰な揺れを防止して中空糸膜1aの破損を抑制しようとするものである。しかし、保護用円筒体40を装着した中空糸膜モジュールを用いて長期間にわたってろ過を行うと、中空糸膜1aが水流から一方向の力を継続的に受け、これによって中空糸膜1aのクリープ的な破壊が起こると考えられる。すなわち、糸束1の外周を単に拘束する方法ではクリープ的な破損を防止することは困難であり、水流によるダメージを十分に低減できないと考えられる。   As shown in FIGS. 7 to 9, a protection cylinder 40 having a large number of holes 40 a is known as a means for protecting the end of the yarn bundle 1. The protective cylinder 40 is intended to restrain the outer periphery of the yarn bundle 1, thereby preventing excessive vibration of the hollow fiber membrane 1a and suppressing breakage of the hollow fiber membrane 1a. However, when filtration is performed over a long period of time using a hollow fiber membrane module equipped with the protective cylinder 40, the hollow fiber membrane 1a continuously receives a unidirectional force from the water flow, thereby creeping the hollow fiber membrane 1a. Destruction is considered to occur. That is, it is difficult to prevent creep-like breakage by a method of simply restraining the outer periphery of the yarn bundle 1, and it is considered that damage due to water flow cannot be sufficiently reduced.

<ろ過方法>
図4を参照しながら、中空糸膜モジュール10を用いて被処理水(原水)をろ過する方法について説明する。図4に示すろ過装置100は、中空糸膜1aの中空部に被処理水を供給し、外側にろ過する内圧式ろ過を行うためのものである。ろ過装置100は、モジュール10、これに被処理水を供給する配管L1、モジュール10からろ過水及び濃縮水をそれぞれ排出する配管(ろ過水排出管)L2,L3、並びに、これらの配管の途中に配設された圧力計(Pi,Pf,Po)及び弁(V1〜V3)等からなる。
<Filtration method>
A method for filtering the water to be treated (raw water) using the hollow fiber membrane module 10 will be described with reference to FIG. The filtration apparatus 100 shown in FIG. 4 is for performing the internal pressure type filtration which supplies to-be-processed water to the hollow part of the hollow fiber membrane 1a, and filters outside. The filtration device 100 includes a module 10, a pipe L <b> 1 that supplies water to be treated to the module 10, pipes (filtrated water discharge pipes) L <b> 2 and L <b> 3 that discharge filtered water and concentrated water from the module 10, and midway between these pipes It consists of a pressure gauge (Pi, Pf, Po) and valves (V1 to V3) arranged.

まず、モジュール10を縦に配置する。配管接続キャップ6bに被処理水供給管L1を接続すると共に、配管接続キャップ6aに、濃縮水を排出する配管L3を接続する。また、筒状ケース2の上側ノズル2a及び下側ノズル2bに、ろ過水排出管L2a,L2bをそれぞれ接続する。なお、モジュールを縦に配置すると、被処理水を導入してモジュール内を水で満たす際に、空気溜まりを発生させることなくモジュール内の空気を水に容易に置換することができる。   First, the module 10 is arranged vertically. The treated water supply pipe L1 is connected to the pipe connection cap 6b, and the pipe L3 for discharging concentrated water is connected to the pipe connection cap 6a. Further, the filtrate discharge pipes L2a and L2b are connected to the upper nozzle 2a and the lower nozzle 2b of the cylindrical case 2, respectively. If the module is arranged vertically, the air in the module can be easily replaced with water without generating an air reservoir when water to be treated is introduced and the module is filled with water.

被処理水供給管L1を通じて被処理水をモジュール10に導入することによって中空糸膜1aの中空部に被処理水を供給する。上側ノズル2a及び下側ノズル2bの両方から中空糸膜1aの外表面側から流出したろ過水を採取する。このような内圧式ろ過をモジュール10によって行うことにより、中空糸膜1aの破損を起こすことなく良好な水質のろ過水を長期間安定して得ることができる。   The treated water is supplied to the hollow portion of the hollow fiber membrane 1a by introducing the treated water into the module 10 through the treated water supply pipe L1. The filtered water flowing out from the outer surface side of the hollow fiber membrane 1a is collected from both the upper nozzle 2a and the lower nozzle 2b. By performing such internal pressure filtration with the module 10, it is possible to stably obtain filtered water with good water quality for a long period of time without causing damage to the hollow fiber membrane 1a.

供給した水量の約2〜5%を上側の中空糸膜1aの中空部から濃縮水として流出させながらろ過運転を行うのが好ましい。このようにすると、中空糸膜1aによって排除された微粒子等がモジュール10外に排出されるので、膜面の閉塞を起こし難くなり一層長期間にわたって安定したろ過水量を得ることができる。   It is preferable to perform the filtration operation while allowing about 2 to 5% of the supplied water amount to flow out as concentrated water from the hollow portion of the upper hollow fiber membrane 1a. In this way, fine particles or the like excluded by the hollow fiber membrane 1a are discharged out of the module 10, so that the membrane surface is less likely to be clogged, and a stable amount of filtered water can be obtained over a longer period of time.

図4に示すように、下側ノズル2bに接続したろ過水排出管L2bはエルボで立ち上がり、他方のろ過水排出管L2aに合流している。被処理水を供給する側に近い位置にあるノズルよりも遠い位置にあるノズルに近いところで上下のろ過水排出配管L2a,L2bを合流させて、被処理水を供給する側とは反対側に導出することが好ましい。これにより、ろ過水のモジュール10内での流動抵抗とろ過水排出管L2内での流動抵抗とがバランスし、結果として上側ノズルからのろ過水量と下側ノズルからのろ過水量がほぼ同量になる。それによって、モジュール内やろ過水配管中における微生物の増殖を十分に抑制できる。それに加えて、ノズル2a,2bから流出するろ過水量をバランスさせるためにろ過水排出管L2に流量調整用弁を設ける必要が無くなり、結果として弁の数を減らせるメリットがある。   As shown in FIG. 4, the filtrate discharge pipe L2b connected to the lower nozzle 2b rises with an elbow and merges with the other filtrate discharge pipe L2a. The upper and lower filtered water discharge pipes L2a and L2b are merged near the nozzle located farther than the nozzle located near the side where the treated water is supplied, and led to the side opposite to the side where the treated water is supplied. It is preferable to do. As a result, the flow resistance in the filtered water module 10 and the flow resistance in the filtrate discharge pipe L2 are balanced, and as a result, the amount of filtrate from the upper nozzle and the amount of filtrate from the lower nozzle are almost the same. Become. Thereby, the growth of microorganisms in the module and in the filtrate pipe can be sufficiently suppressed. In addition, there is no need to provide a flow rate adjusting valve in the filtrate discharge pipe L2 in order to balance the amount of filtrate flowing out from the nozzles 2a, 2b, and there is an advantage that the number of valves can be reduced as a result.

なお、ろ過水排出管L2a、L2bは、接続されたノズルの内径に対して0.80〜1.20倍の内径を有することが好ましい。この範囲であれば、該接続部における圧力損失が無視できる程度に小さくでき、水の滞留部が生じることによる問題(殺菌処理操作が長引く問題や、殺菌処理操作後の立ち上げに長時間を要する問題)が起こらない。   The filtrate discharge pipes L2a and L2b preferably have an inner diameter that is 0.80 to 1.20 times the inner diameter of the connected nozzle. Within this range, the pressure loss at the connecting portion can be reduced to a negligible level, and problems due to the occurrence of water retention (problems of prolonged sterilization operation and long time for startup after sterilization operation) Problem) does not occur.

なお、図4では、中空糸膜モジュール1本を取り付けた装置の例を示したが、実際の超純水製造装置においては、複数本の中空糸膜モジュールを取り付けて、各モジュールからのろ過水配管を内径の大きい集合配管に接続して各モジュールからのろ過水を一括して採水するのが通例である。この場合、図4に示すように、各モジュールの上下ノズルからのろ過水排出管L2a、L2bを接続し、該接続配管を上記の集合配管に接続してもよいし、各モジュールの上下ノズルからのろ過水排出管L2a、L2bを各々個別に集合配管に接続することもできる。   In addition, although the example of the apparatus which attached one hollow fiber membrane module in FIG. 4 was shown, in an actual ultrapure water manufacturing apparatus, several hollow fiber membrane modules are attached and filtered water from each module is attached. It is customary to collect the filtered water from each module in a lump by connecting the pipe to a collecting pipe having a large inner diameter. In this case, as shown in FIG. 4, the filtrate drain pipes L2a and L2b from the upper and lower nozzles of each module may be connected, and the connection pipe may be connected to the above-mentioned collective pipe. The filtered water discharge pipes L2a and L2b can be individually connected to the collecting pipe.

<超純水製造システム>
上記中空糸膜モジュールは、超純水製造システムに適用することができる。一般に超純水を製造するにあたり、原水を凝集沈殿装置、砂ろ過装置、活性炭ろ過装置、逆浸透膜ろ過装置、イオン交換樹脂塔、脱ガス塔、紫外線照射装置等を組合せた一次純水製造装置で処理を行って純水を得ている。そして、該純水を更に紫外線照射装置、イオン交換樹脂塔、限外ろ過膜装置を含む超純水製造装置で処理して超純水を得ている。該超純水製造装置では、逆浸透膜ろ過装置を更に含むこともある。
<Ultrapure water production system>
The hollow fiber membrane module can be applied to an ultrapure water production system. In general, when producing ultrapure water, primary pure water production equipment combining raw water with coagulating sedimentation equipment, sand filtration equipment, activated carbon filtration equipment, reverse osmosis membrane filtration equipment, ion exchange resin tower, degassing tower, ultraviolet irradiation equipment, etc. In this way, pure water is obtained. The pure water is further processed by an ultrapure water production apparatus including an ultraviolet irradiation device, an ion exchange resin tower, and an ultrafiltration membrane device to obtain ultrapure water. The ultrapure water production apparatus may further include a reverse osmosis membrane filtration apparatus.

超純水の製造においては、上記一次純水製造装置で純水を得た後に、少なくとも上記紫外線照射装置等の紫外線照射手段とイオン交換樹脂塔等のイオン交換処理手段と限外膜ろ過装置等の限外膜ろ過処理手段とを含む超純水製造システムにおいて、該限外膜ろ過処理手段として本実施形態の中空糸膜モジュールを使用することが好ましい。これによって、従来よりもシステム全体がコンパクトになり、少ない設置面積ですむ利点が得られる。特に、紫外線照射手段とイオン交換処理手段で処理した後に、最終的にユースポイント(使用箇所)の直前で限外膜ろ過処理手段により処理することが好ましい。このようにすることによって、例えイオン交換処理手段で用いるイオン交換樹脂の劣化物質が混入したとしても後段の限外膜ろ過処理によって除去でき、ユースポイントに良好な水質の超純水を安定して供給することができる。   In the production of ultrapure water, after obtaining pure water with the primary pure water production apparatus, at least ultraviolet irradiation means such as the ultraviolet irradiation apparatus, ion exchange treatment means such as an ion exchange resin tower, and an ultra membrane filtration apparatus. It is preferable to use the hollow fiber membrane module of the present embodiment as the ultrafiltration water filtration means in the ultrapure water production system including the ultrafiltration membrane filtration means. As a result, the entire system becomes more compact than before, and the advantage of a smaller installation area can be obtained. In particular, it is preferable that after the treatment by the ultraviolet irradiation means and the ion exchange treatment means, the treatment is finally carried out by the ultra membrane filtration treatment means immediately before the use point (use location). By doing so, even if the deterioration material of the ion exchange resin used in the ion exchange treatment means is mixed, it can be removed by the ultrafiltration process at the later stage, and the ultrapure water with good water quality can be stably used at the point of use. Can be supplied.

超純水の製造においては、膜間差圧(後述する「モジュール透水量の測定」の欄を参照)が0.5〜3.0MPaの範囲でろ過運転を行うのが好ましい。0.7〜2.0MPaがより好ましく、0.9〜1.5MPaが特に好ましい。この範囲であれば、大きなろ過水量で良好な水質のろ過水を長期間安定して得ることができる。   In the production of ultrapure water, it is preferable to perform the filtration operation in a range where the transmembrane pressure difference (see the column of “Measurement of module water permeability” described later) is 0.5 to 3.0 MPa. 0.7 to 2.0 MPa is more preferable, and 0.9 to 1.5 MPa is particularly preferable. If it is this range, the filtration water of favorable water quality can be stably obtained over a long period of time with a large amount of filtrate water.

以下の実施例及び参考例においては、中空糸膜としてポリスルホン製限外ろ過膜を使用した。その特性を以下に示す。
内径/外径:0.75mm/1.35mm、
内表面積換算短糸透水量:4500LMH(膜有効長5cmでの測定値)、
引張強さ:5.0MPa、
引張破断伸度:120%。
In the following examples and reference examples, a polysulfone ultrafiltration membrane was used as the hollow fiber membrane. The characteristics are shown below.
Inner diameter / outer diameter: 0.75 mm / 1.35 mm,
Internal surface area converted short thread water permeability: 4500 LMH (measured value at membrane effective length of 5 cm),
Tensile strength: 5.0 MPa,
Tensile elongation at break: 120%.

中空糸膜の透水量は、25℃の限外膜ろ過水(分画分子量4000の限外ろ過膜でろ過した水)を長さ50mmの中空糸膜の内面から外面へ透過させたときのろ過水の量(LMH)である。透水量の計算にあたり有効膜面積は内面で換算した。中空糸膜の破断強度及び破断伸度は、(株)島津製作所製のオートグラフAGS−5Dを使用し、サンプルの長さ30mm、引っ張りスピード50mm/分で測定した。破断強度(MPa)は、中空糸膜1本当たりの破断時の荷重を、引っ張る前の膜の断面積で割ることによって算出される値である。破断伸度(%)は元の長さに対する破断に至るまでに伸びた長さの比である。   The water permeability of the hollow fiber membrane is 25 ° C. ultrafiltration filtered water (water filtered through an ultrafiltration membrane with a molecular weight cut off of 4000) permeated from the inner surface to the outer surface of a 50 mm long hollow fiber membrane. The amount of water (LMH). In calculating the water permeability, the effective membrane area was converted on the inner surface. The breaking strength and breaking elongation of the hollow fiber membrane were measured using an autograph AGS-5D manufactured by Shimadzu Corporation at a sample length of 30 mm and a pulling speed of 50 mm / min. The breaking strength (MPa) is a value calculated by dividing the breaking load per hollow fiber membrane by the cross-sectional area of the membrane before pulling. The elongation at break (%) is the ratio of the length stretched to break to the original length.

[実施例1]
<中空糸膜モジュールの作製>
筒状ケースとして、図1に示す筒状ケース2と同様の構成の透明ポリスルホン製のものを使用した。この筒状ケースの寸法は以下の通りである。
ろ過領域における円筒部内径/外径:154mm/170mm、
ノズル部における円筒部内径/外径:162mm/183mm、
ノズルの内径:58mm、
筒状ケースの長さ/ノズルの中心間距離:1050mm/872mm。
[Example 1]
<Production of hollow fiber membrane module>
As the cylindrical case, a transparent polysulfone having the same configuration as the cylindrical case 2 shown in FIG. 1 was used. The dimensions of this cylindrical case are as follows.
Cylindrical inner diameter / outer diameter in the filtration region: 154 mm / 170 mm,
Inner diameter / outer diameter of cylindrical part in nozzle part: 162 mm / 183 mm,
Nozzle inner diameter: 58 mm,
Length of cylindrical case / distance between nozzle centers: 1050 mm / 872 mm.

整流筒として使用する透明ポリスルホン製の円筒(寸法は下記のとおり)を2つ準備した。
基端部の内径/外径:142mm/147mm、
先端部の内径/外径:142mm/146mm、
長さ:135mm、
整流筒の側面には4箇所突起を設け、これらの突起を筒状ケースの内面に接合することによって、整流筒を筒状ケースの両端部に予め固定した。
Two cylinders made of transparent polysulfone (sizes are as follows) used as a rectifying cylinder were prepared.
Inner diameter / outer diameter of the base end: 142 mm / 147 mm,
Inner diameter / outer diameter of the tip: 142 mm / 146 mm,
Length: 135mm,
Four rectifications were provided on the side surface of the rectifying cylinder, and these ridges were joined to the inner surface of the cylindrical case to fix the rectifying cylinder to both ends of the cylindrical case in advance.

中空糸膜1750本をポリエチレン製ネットで包んで形成した小束を4つ準備した。中空糸膜の両端から2mm程度の位置まで中空部を閉塞させた。その後、4つの小束を筒状ケース内に設けた整流筒内に挿入し、遠心注型法によって両端から熱硬化性エポキシ樹脂を注入し、これを固化させた。50℃に加熱してキュアーし、中空糸膜の両端部を切断して中空糸膜の中空部を開口させ中空糸膜モジュールを作製した。   Four small bundles formed by wrapping 1750 hollow fiber membranes with a polyethylene net were prepared. The hollow part was closed to a position of about 2 mm from both ends of the hollow fiber membrane. Thereafter, four small bundles were inserted into a rectifying cylinder provided in a cylindrical case, and a thermosetting epoxy resin was injected from both ends by centrifugal casting to solidify it. A hollow fiber membrane module was produced by heating to 50 ° C. and curing, cutting both ends of the hollow fiber membrane, and opening the hollow portion of the hollow fiber membrane.

この中空糸膜モジュールは、切断した端面間の長さ(中空糸膜の両端面間の距離)が1045mmであり、膜有効長が930mmであった。ポリスルホン製の配管接続キャップを中空糸膜モジュールの両端面にOリングを介して接合した。両方の配管接続キャップの端面間距離は、1180mmであった。そして、この中空糸膜モジュールの筒状ケース部における中空糸膜外側流路断面積Sと上記ノズルの流路断面積Sの値は、各々8.6×10−3、2.6×10−3であり、S/Sが0.31であった。なお、当該モジュールは、内部の水を垂れきった状態では重量が34kgであり、一人で持ち運ぶことができた。This hollow fiber membrane module had a length between cut end faces (distance between both end faces of the hollow fiber membrane) of 1045 mm and an effective membrane length of 930 mm. A pipe connection cap made of polysulfone was joined to both end faces of the hollow fiber membrane module via O-rings. The distance between the end faces of both pipe connection caps was 1180 mm. Then, the value of the flow path cross-sectional area S 2 of S 1 and the nozzle cross-sectional area hollow fiber membrane outer channel in the cylindrical case portion of the hollow fiber membrane module, respectively 8.6 × 10 -3 m 2, 2 . 6 × 10 −3 m 2 and S 2 / S 1 was 0.31. The module weighed 34 kg when the internal water was completely dripped, and could be carried alone.

<通水試験>
上記中空糸膜モジュールを使用し、図4に示す内圧式ろ過装置と同様の構成の装置を構成した。なお、濃縮水を排出する配管L3の弁V3の下流側及びろ過水排出管L2の弁V2の下流側に各々ローター式流量計を設けた。また、ろ過水排出管L2bが上方の配管L2aに合流する手前の位置に超音波式流量計を設け、下側ノズル3bから配管L2bを通じて排出される水の流量を測定できるようにした。なお、配管L2a、L2bの内径は、51mmである。
<Water flow test>
Using the hollow fiber membrane module, an apparatus having the same configuration as the internal pressure filtration apparatus shown in FIG. 4 was constructed. A rotor type flow meter was provided on the downstream side of the valve V3 of the pipe L3 for discharging the concentrated water and on the downstream side of the valve V2 of the filtered water discharge pipe L2. In addition, an ultrasonic flow meter is provided at a position before the filtrate discharge pipe L2b joins the upper pipe L2a so that the flow rate of water discharged from the lower nozzle 3b through the pipe L2b can be measured. The inner diameters of the pipes L2a and L2b are 51 mm.

モジュールに25℃の純水をろ過水流量が10m/hr、濃縮水量が0.3m/hrとなるように弁V1と弁V3の開度を調整して通水を開始し、モジュール内の空気を水で置換した。なお、通水時には弁V2を全開状態とした。In the module, pure water at 25 ° C is filtered and the flow rate of filtered water is adjusted to 10 m 3 / hr, and the amount of concentrated water is adjusted to 0.3 m 3 / hr to adjust the opening of the valves V1 and V3 to start water flow. The air was replaced with water. In addition, the valve V2 was fully opened at the time of water flow.

(モジュール透水量の測定)
次いで、濃縮水量を0.3m/hrに固定したままろ過水流量が12m/hrから最大36m/hrまで段階的に通水量を上げていった。各段階での圧力計Pi、Po、Pfの指示値を読み取り、膜間差圧を求めた。膜間差圧ΔP(MPa)は、被処理水の圧力をPi、濃縮水の圧力をPo、ろ過水の圧力をPf、高さ補正値をHとしたとき、下記式(4)で算出される値である。高さ補正値H(MPa)は、Pi、Po、Pf各々の計測位置の床面からの高さをHi、Ho、Hf〔m〕としたとき、下記式(5)で算出される値である。

Figure 0005839601
(Measurement of module water permeability)
Then, the filtered water flow rate while fixing the concentrated water to 0.3 m 3 / hr went raised stepwise passing water from 12m 3 / hr up to 36m 3 / hr. The indicated values of the pressure gauges Pi, Po, and Pf at each stage were read to determine the transmembrane pressure difference. The transmembrane pressure difference ΔP (MPa) is calculated by the following equation (4), where Pi is the pressure of the water to be treated, Po is the pressure of the concentrated water, Pf is the pressure of the filtered water, and H is the height correction value. Value. The height correction value H (MPa) is a value calculated by the following formula (5) when the height from the floor surface at each measurement position of Pi, Po, Pf is Hi, Ho, Hf [m]. is there.
Figure 0005839601

各ろ過水量と膜間差圧のグラフを描き、膜間差圧が0.1MPaのときのろ過水流量を求めたところ、28m/hr/0.1MPa@25℃であった。この値がモジュール透水量である。この値とモジュール寸法(外径170mm、配管接続キャップ間距離1180mm)から見かけ容積基準のモジュール透水性能は1050m/hr/0.1MPa/m@25℃と算出された。この値は、非特許文献1に記載のモジュールの約1.8倍である。そして、前記モジュール透水量と筒状ケース内径(154mm)、膜有効長(930mm)とから計算されるろ過部容積基準のモジュール透水性能は1620m/hr/0.1MPa/m@25℃である。また、各ろ過水流量で通水しているときに下側ノズルからの流量を測定したところ、下側ノズルからの流量がろ過水流量のほぼ1/2を示し、上下のノズルからほぼ同量のろ過水が流出していることが確認された。結果を表1に示す。なお、ろ過水流量Qから下側ノズルからの流量Qを差し引いた値を上側ノズルからの流量Qとし、上側ノズルからの流量Qと下側ノズルからの流量Qとの比Q/Qの値を記した。A graph of each filtrate water amount and the transmembrane pressure difference was drawn, and the filtrate water flow rate when the transmembrane pressure difference was 0.1 MPa was determined to be 28 m 3 /hr/0.1 MPa @ 25 ° C. This value is the module water permeability. From this value and the module dimensions (outer diameter 170 mm, distance between pipe connection caps 1180 mm), the apparent volume-based module water permeability was calculated as 1050 m 3 /hr/0.1 MPa / m 3 @ 25 ° C. This value is about 1.8 times that of the module described in Non-Patent Document 1. The module permeation performance based on the filtration section volume calculated from the module water permeability, the cylindrical case inner diameter (154 mm), and the membrane effective length (930 mm) is 1620 m 3 /hr/0.1 MPa / m 3 @ 25 ° C. is there. In addition, when the flow rate from the lower nozzle was measured while passing through each filtered water flow rate, the flow rate from the lower nozzle showed almost 1/2 of the filtered water flow rate, and almost the same amount from the upper and lower nozzles. It was confirmed that the filtered water was flowing out. The results are shown in Table 1. Incidentally, the value obtained by subtracting the flow rate Q b of the lower nozzle from the filtered water flow rate Q and the flow rate Q a of the upper nozzle, the ratio Q a of the flow rate Q b of the lower nozzle and the flow rate Q a of the upper nozzle / describing the value of Q b.

[実施例2〜5、比較例1]
ノズル内径を変えた筒状ケースを用いた他は、実施例1と同様にして実施例2〜5及び比較例1に係る中空糸膜モジュールを作製した。これらの中空糸膜モジュールの見かけ容積とろ過部容積は、実施例1と同じになるようにノズル位置を設定した。そして、配管L2a、L2bの内径を変えた他は、実施例1と同様にしてろ過装置を構成し、実施例1と同様にして試験及び評価を行った。結果を表1に示す。実施例2〜5では、いずれも上下のノズルからほぼ同量のろ過水が流出しており、大きなモジュール透水性能を示すことが確認された。これに対して、比較例1では、ろ過抵抗が大きくモジュール透水性能が低下した。また、膜間差圧が0.3MPaを超えてしまうことから、ろ過水流量36m/hで通水することができなかった。
[Examples 2 to 5, Comparative Example 1]
A hollow fiber membrane module according to Examples 2 to 5 and Comparative Example 1 was produced in the same manner as Example 1 except that a cylindrical case having a different nozzle inner diameter was used. The nozzle position was set so that the apparent volume and the filtration part volume of these hollow fiber membrane modules were the same as in Example 1. And the filtration apparatus was comprised like Example 1 except having changed the internal diameter of piping L2a and L2b, and it tested and evaluated similarly to Example 1. FIG. The results are shown in Table 1. In Examples 2 to 5, it was confirmed that almost the same amount of filtered water had flowed out from the upper and lower nozzles, indicating a large module water permeability. On the other hand, in Comparative Example 1, the filtration resistance was large and the module water permeability performance was lowered. Moreover, since the transmembrane pressure difference exceeded 0.3 MPa, water could not be passed at a filtrate water flow rate of 36 m 3 / h.

[実施例6]
中空糸膜束を4束に分割せず、1束にした他は、実施例1と同様にして実施例6に係る中空糸膜モジュールを作製した。すなわち、中空糸膜7000本をポリエチレン製ネットで包んで形成した束を1つ準備して中空糸膜モジュールを作製した。なお、この中空糸膜モジュールの見かけ容積とろ過部容積は、実施例1と同じである。次いで、実施例1と同様にしてろ過装置を構成し、実施例1と同様にして試験及び評価を行った。結果を表1に示す。実施例6においては、上下のノズルからほぼ同量のろ過水が流出しており、大きなモジュール透水性能を示すことが確認された。
[Example 6]
A hollow fiber membrane module according to Example 6 was produced in the same manner as in Example 1 except that the hollow fiber membrane bundle was not divided into four bundles but made into one bundle. That is, one bundle formed by wrapping 7000 hollow fiber membranes with a polyethylene net was prepared to produce a hollow fiber membrane module. In addition, the apparent volume and filtration part volume of this hollow fiber membrane module are the same as Example 1. Next, a filtration apparatus was constructed in the same manner as in Example 1, and tests and evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1. In Example 6, it was confirmed that almost the same amount of filtered water had flowed out from the upper and lower nozzles, indicating a large module water permeability.

[比較例2]
中空糸膜1550本をポリエチレン製ネットで包んで形成した小束4つを用い、ノズル径が42mmの筒状ケースを使用した他は実施例1と同様にして比較例2に係る中空糸膜モジュールを作製した。なお、この中空糸膜モジュールの見かけ容積とろ過部容積は、実施例1と同じになるようにノズル位置を設定した。次いで、ろ過水排出管を内径42mmのパイプに変えた他は実施例1と同様にしてろ過装置を構成し、実施例1と同様にして試験及び評価を行った。結果を表1に示す。本比較例2においては、上下のノズルからのろ過水流量のバランスが大きく崩れ上側ノズルから多量にろ過水が流出していた。
[Comparative Example 2]
A hollow fiber membrane module according to Comparative Example 2 in the same manner as in Example 1 except that four small bundles formed by wrapping 1550 hollow fiber membranes with a polyethylene net and using a cylindrical case with a nozzle diameter of 42 mm Was made. The nozzle position was set so that the apparent volume and the filtration part volume of this hollow fiber membrane module were the same as in Example 1. Subsequently, except that the filtrate discharge pipe was changed to a pipe having an inner diameter of 42 mm, a filtration apparatus was configured in the same manner as in Example 1, and tests and evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1. In this comparative example 2, the balance of the flow rate of filtrate from the upper and lower nozzles was greatly lost, and a large amount of filtrate flowed out from the upper nozzle.

[比較例3]
中空糸膜束7700本を1束にし、ノズル径が77mmの筒状ケースを用いた他は、実施例1と同様にして比較例3に係る中空糸膜モジュールを作製した。すなわち、中空糸膜7700本をポリエチレン製ネットで包んで形成した束を1つ準備して中空糸膜モジュールを作製した。該モジュールの流路断面積比S/Sが0.61であった。なお、この中空糸膜モジュールの見かけ容積とろ過部容積は、実施例1と同じになるようにノズル位置を設定した。次いで、実施例1と同様にしてろ過装置を構成し、実施例1と同様にして試験及び評価を行った。結果を表1に示す。比較例3においては、上下のノズルからのろ過水流量のバランスが大きく崩れ下側ノズルから多量にろ過水が流出していた。
[Comparative Example 3]
A hollow fiber membrane module according to Comparative Example 3 was produced in the same manner as in Example 1 except that 7700 hollow fiber membrane bundles were used as one bundle and a cylindrical case having a nozzle diameter of 77 mm was used. That is, a hollow fiber membrane module was prepared by preparing one bundle formed by wrapping 7700 hollow fiber membranes with a polyethylene net. The channel cross-sectional area ratio S 2 / S 1 of the module was 0.61. The nozzle position was set so that the apparent volume and the filtration part volume of this hollow fiber membrane module were the same as in Example 1. Next, a filtration apparatus was constructed in the same manner as in Example 1, and tests and evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1. In Comparative Example 3, the balance of the filtrate water flow rate from the upper and lower nozzles was greatly lost, and a large amount of filtrate water flowed out from the lower nozzle.

Figure 0005839601
Figure 0005839601

[実施例7]
整流筒の側面に下記の貫通穴が形成された整流筒(図3(a)参照)を用いた点の他は、実施例1と同様にして実施例7に係る中空糸膜モジュールを作製した。
本実施例で使用した整流筒は、以下のような形状である。
基端部の内径/外径:142mm/147mm、
先端部の内径/外径:142mm/146mm、
長さ:135mm、
貫通穴:
1行目:直径4mm、穴中心位置が基端部から53.5mm、15度間隔で18個
2行目:直径4mm、穴中心位置が基端部から63.0mm、15度間隔で17個
3行目:直径5mm、穴中心位置が基端部から72.5mm、15度間隔で18個
4行目:直径5mm、穴中心位置が基端部から82.0mm、15度間隔で14個
5行目:直径6mm、穴中心位置が基端部から91.5mm、15度間隔で18個
6行目:直径6mm、穴中心位置が基端部から101.0mm、15度間隔で17個
7行目:直径7mm、穴中心位置が基端部から110.5mm、15度間隔で24個
8行目:直径7mm、穴中心位置が基端部から120.0mm、15度間隔で24個
1行目から8行目にかけて、貫通穴が各々千鳥配置となるようにした。
また、1行目から6行目は、整流筒中心軸に対して左右45°の範囲には穴を設けないようにし、ノズルの中心軸に対して左右45度の範囲内には貫通穴が存在しないように整流筒を筒状ケース内に配置した。また、4行目は、筒状ケースに固定するための突起と穴位置が3ヶ所で重なるため、14個とした。
[Example 7]
A hollow fiber membrane module according to Example 7 was produced in the same manner as in Example 1 except that a rectifying cylinder (see FIG. 3A) in which the following through hole was formed on the side surface of the rectifying cylinder was used. .
The flow straightening cylinder used in this example has the following shape.
Inner diameter / outer diameter of the base end: 142 mm / 147 mm,
Inner diameter / outer diameter of the tip: 142 mm / 146 mm,
Length: 135mm,
Through hole:
First line: diameter 4 mm, hole center position 53.5 mm from the base end, 18 at 15 degree intervals Second line: diameter 4 mm, hole center position 63.0 mm from the base end, 17 at 15 degree intervals Third line: diameter 5 mm, hole center position 72.5 mm from the base end, 18 at 15 degree intervals Fourth line: diameter 5 mm, hole center position 82.0 mm from the base end, 14 at 15 degree intervals 5th line: diameter 6 mm, hole center position 91.5 mm from the base end, 18 at 15 degree intervals 6th line: diameter 6 mm, hole center position 101.0 mm from the base end, 17 at 15 degree intervals Line 7: Diameter 7 mm, hole center position 110.5 mm from the base end, 24 at 15 degree intervals Line 8: Diameter 7 mm, hole center position 120.0 mm from the base end, 24 at 15 degree intervals From the first line to the eighth line, the through holes are arranged in a staggered manner.
In the first to sixth lines, no holes are provided in the range of 45 ° to the left and right with respect to the central axis of the rectifying cylinder, and through holes are provided in the range of 45 ° to the left and right with respect to the central axis of the nozzle The rectifying cylinder was placed in the cylindrical case so that it did not exist. In the fourth row, the number of projections for fixing to the cylindrical case and the position of the holes overlaps at three locations, so the number of 14 rows is 14.

上記の貫通穴の開口面積の合計は、整流筒の基端部に最も近い側(1行目)から遠い側(8行目)にかけて、各々226、214、353、275、509、481、924、924mmである。貫通穴は、基端部に最も近い側よりも最も遠い側の方が大きくなっている。The total opening area of the through holes is 226, 214, 353, 275, 509, 481, 924 from the side closest to the base end of the flow straightening tube (first row) to the far side (eighth row). 924 mm 2 . The through hole is larger on the side farthest than the side closest to the base end.

なお、本実施例の中空糸膜モジュールは、流路断面積比S/Sが0.31であり、内部の水を垂れきった状態では重量が34kgであり、一人で持ち運ぶことができた。In addition, the hollow fiber membrane module of the present example has a flow path cross-sectional area ratio S 2 / S 1 of 0.31, and the weight is 34 kg in a state where the internal water has dripped completely, and it can be carried alone. It was.

(モジュール透水量の測定)
本実施例の中空糸膜モジュールを用いてろ過装置を構成し、実施例1と同様にしてモジュール透水量を測定した。本実施例の中空糸膜モジュールは、モジュール透水量が29m/hr/0.1MPa@25℃であった。この値とモジュール寸法から、見かけ容積基準のモジュール透水性能が1090m/hr/0.1MPa/m@25℃、ろ過部容積基準のモジュール透水性能が1690m/hr/0.1MPa/m@25℃と算出された。また、本実施例においても、実施例1と同様に上側ノズルからの流量Qと下側ノズルからの流量Qとの比Q/Qの値が概ね1.0であり、上下のノズルからほぼ同量のろ過水が流出していた。
(Measurement of module water permeability)
A filtration device was configured using the hollow fiber membrane module of this example, and the module water permeability was measured in the same manner as in Example 1. The hollow fiber membrane module of this example had a module water permeability of 29 m 3 /hr/0.1 MPa @ 25 ° C. From this value and the module size, apparent volume reference of the module water permeability 1090m 3 /hr/0.1MPa/m 3 @ 25 ℃, module water permeability of the filtration unit volume basis is 1690m 3 /hr/0.1MPa/m 3 Calculated as @ 25 ° C. Also in the present embodiment, the ratio Q a / Q b between the flow rate Q a from the upper nozzle and the flow rate Q b from the lower nozzle is approximately 1.0 in the same manner as in the first embodiment. Almost the same amount of filtered water was flowing out from the nozzle.

(リーク試験)
次いで、濃縮水量0.3m/hr、ろ過水流量36m/hrの条件で通水を3ヶ月間行った。1ヶ月毎にモジュールを装置から取り外してリーク検査を以下のようにして行いリークの有無を確認した。すなわち、両端の配管接続用キャップを取り外した後、モジュールを水槽に浸漬して内部を純水で満たした。次いで片側のノズルには栓を施して密閉状態とし、他のノズルには空気配管を接続した。0.2MPaまで徐々に空気圧を印加し、モジュール両端を観察して中空部から気泡が継続して出てこないかどうかを確認した。本実施例の中空糸膜モジュールは、3ヶ月後においてもリークが全くなかった。
(Leak test)
Subsequently, water flow was performed for 3 months under the conditions of a concentrated water amount of 0.3 m 3 / hr and a filtrate water flow rate of 36 m 3 / hr. The module was removed from the device every month and a leak test was performed as follows to check for the presence of leaks. That is, after removing the pipe connection caps at both ends, the module was immersed in a water tank to fill the interior with pure water. Next, the nozzle on one side was sealed with a stopper, and an air pipe was connected to the other nozzle. Air pressure was gradually applied to 0.2 MPa, and both ends of the module were observed to confirm whether or not air bubbles continued to emerge from the hollow portion. The hollow fiber membrane module of this example had no leakage even after 3 months.

[実施例8]
一定の径を有する円筒の代わりに、下方に向かって径が大きくなる筒状部材であって、その側面に下記の貫通穴が形成された整流筒(図5参照)を用いた点の他は、実施例1と同様にして実施例8に係る中空糸膜モジュールを作製した。本実施例で使用した整流筒は、以下のような形状である。
基端部の内径/外径:142mm/147mm、
先端部の内径/外径:154mm/158mm、
長さ:85mm、
貫通穴:
1行目:幅50mm、高さ4mm、中心位置が基端部から55mmで5個、
2行目:幅50mm、高さ6mm、中心位置が基端部から65mmで4個、と幅25mm、高さ6mm、中心位置が基端部から65mmで2個、
3行目:幅50mm、高さ8mm、中心位置が基端部から77mmで5個
1行目から8行目にかけて、貫通穴が各々千鳥配置となるようにした。
また、1行目から3行目は、整流筒中心軸に対して左右45°の範囲には穴を設けないようにし、ノズルの中心軸に対して左右45度の範囲内には貫通穴が存在しないように整流筒を筒状ケース内に配置した。
[Example 8]
A cylindrical member whose diameter increases downward instead of a cylinder having a constant diameter, except that a rectifying cylinder (see FIG. 5) in which the following through hole is formed on the side surface is used. In the same manner as in Example 1, a hollow fiber membrane module according to Example 8 was produced. The flow straightening cylinder used in this example has the following shape.
Inner diameter / outer diameter of the base end: 142 mm / 147 mm,
Inner diameter / outer diameter of tip portion: 154 mm / 158 mm,
Length: 85mm,
Through hole:
First line: width 50 mm, height 4 mm, center position is 55 mm from the base end, 5 pieces,
Second line: width 50 mm, height 6 mm, center position is 65 mm from the base end, and width 25 mm, height 6 mm, center position is 65 mm from the base end, 2 pieces,
Third line: width 50 mm, height 8 mm, the center position is 77 mm from the base end, and five through-holes are arranged in a staggered manner from the first line to the eighth line.
In the first to third lines, do not provide holes in the range of 45 ° to the left and right with respect to the central axis of the rectifying cylinder, and have through holes in the range of 45 ° to the left and right with respect to the central axis of the nozzle. The rectifying cylinder was placed in the cylindrical case so that it did not exist.

上記の貫通穴の開口面積の合計は、整流筒の基端部に最も近い側(1行目)から遠い側(3行目)にかけて、各々1000、1500、2000mmである。貫通穴は、基端部に最も近い側よりも最も遠い側の方が大きくなっている。The total opening area of the through holes is 1000, 1500, and 2000 mm 2 from the side closest to the base end of the flow straightening tube (first row) to the far side (third row), respectively. The through hole is larger on the side farthest than the side closest to the base end.

なお、本実施例の中空糸膜モジュールは、流路断面積比S/Sが0.31であり、内部の水を垂れきった状態では重量が34kgであり、一人で持ち運ぶことができた。In addition, the hollow fiber membrane module of the present example has a flow path cross-sectional area ratio S 2 / S 1 of 0.31, and the weight is 34 kg in a state where the internal water has dripped completely, and it can be carried alone. It was.

(モジュール透水量の測定)
本実施例の中空糸膜モジュールを用いてろ過装置を構成し、実施例1と同様にしてモジュール透水量を測定した。
(Measurement of module water permeability)
A filtration device was configured using the hollow fiber membrane module of this example, and the module water permeability was measured in the same manner as in Example 1.

本実施例の中空糸膜モジュールは、モジュール透水量が28m/hr/0.1MPa@25℃であった。この値とモジュール寸法から、見かけ容積基準のモジュール透水性能が1050m/hr/0.1MPa/m@25℃、ろ過部容積基準のモジュール透水性能が1620m/hr/0.1MPa/m@25℃と算出された。また、本実施例においても、実施例1と同様にQ/Qの値が概ね1.0であり、上下のノズルからほぼ同量のろ過水が流出していた。The hollow fiber membrane module of this example had a module water permeability of 28 m 3 /hr/0.1 MPa @ 25 ° C. From this value and the module size, apparent volume reference of the module water permeability 1050m 3 /hr/0.1MPa/m 3 @ 25 ℃, module water permeability of the filtration unit volume basis is 1620m 3 /hr/0.1MPa/m 3 Calculated as @ 25 ° C. Also in this example, the value of Q a / Q b was approximately 1.0 as in Example 1, and almost the same amount of filtered water was flowing out from the upper and lower nozzles.

(リーク試験)
また、実施例7と同様にして3ヶ月間連続的に通水を行ない、リーク検査を行ったところ、3ヶ月後においてもリークは全くなかった。
(Leak test)
Further, water was continuously passed for 3 months in the same manner as in Example 7 and a leak test was performed. As a result, there was no leak even after 3 months.

[実施例9]
実施例1と同様にして実施例9に係る中空糸膜モジュールを2本作製した。本中空糸膜モジュールを用いて、ろ過水流量を変えた他は実施例7と同様にしてリーク試験を行った。
[Example 9]
In the same manner as in Example 1, two hollow fiber membrane modules according to Example 9 were produced. Using this hollow fiber membrane module, a leak test was conducted in the same manner as in Example 7 except that the filtrate flow rate was changed.

作製した1本のモジュールを用いて36m/hのろ過水流量で通水したところ、1ヶ月後に3本の中空糸膜がリークした。また、他の1本を用いて24m/hのろ過水流量で通水したところ、3ヶ月後においてもリークは全くなかった。When the produced single module was used to pass water at a filtrate flow rate of 36 m 3 / h, three hollow fiber membranes leaked after one month. Further, when water was passed at a filtrate flow rate of 24 m 3 / h using the other one, there was no leakage even after 3 months.

上記のリークした中空糸膜モジュールを解体して観察したところ、膜束の最外周の中空糸膜が整流筒先端部に接触する部位において破損していた。また、最外周にある他の中空糸膜においても破損には至っていない軽微な損傷が生じていた。さらに、24m/hで通水試験した中空糸膜モジュールを通水試験後に解体して観察したところ、リークしたモジュールで観察されたような中空糸膜の損傷は見られなかった。When the leaked hollow fiber membrane module was disassembled and observed, the hollow fiber membrane on the outermost periphery of the membrane bundle was broken at the site where it contacted the tip of the rectifying cylinder. In addition, the other hollow fiber membranes on the outermost periphery were slightly damaged and not broken. Furthermore, when the hollow fiber membrane module subjected to the water flow test at 24 m 3 / h was disassembled and observed after the water flow test, the hollow fiber membrane was not damaged as observed in the leaked module.

[参考例1]
実施例1と同様にして参考例1に係る中空糸膜モジュールを作製した。この中空糸膜モジュールを使用し、図6に示す外圧式ろ過装置と同様の構成の装置を構成した。なお、濃縮水を排出する配管L7の弁V7の下流側及びろ過水排出管L6の弁V6の下流側に各々ローター式流量計を設けた。また、ろ過水排出管L6bが上方の配管L6aに合流する手前の位置に超音波式流量計を設け、下側から配管L6bを通じて排出される水の流量を測定できるようにした。なお、配管L6a、L6bの内径は、51mmである。
[Reference Example 1]
A hollow fiber membrane module according to Reference Example 1 was produced in the same manner as Example 1. Using this hollow fiber membrane module, an apparatus having the same configuration as the external pressure filtration apparatus shown in FIG. 6 was constructed. A rotor type flow meter was provided on the downstream side of the valve V7 of the pipe L7 for discharging the concentrated water and on the downstream side of the valve V6 of the filtered water discharge pipe L6. In addition, an ultrasonic flow meter was provided at a position before the filtered water discharge pipe L6b joined to the upper pipe L6a so that the flow rate of water discharged from the lower side through the pipe L6b could be measured. The inner diameters of the pipes L6a and L6b are 51 mm.

中空糸膜モジュールに25℃の純水をろ過水流量が10m/hr、濃縮水量が0.3m/hrとなるように弁V5と弁V7の開度を調整して通水を開始してモジュール内を純水で置換した。次いで、ろ過水流量24m/hr、濃縮水量0.3m/hrの条件で3ヶ月間連続的に通水した。なお、通水時には弁V6を全開状態とした。1ヶ月毎に該モジュールを装置から取り外して、実施例7と同様にしてリーク検査を行ったところ、2ヶ月後まではリークは無かったが、3ヶ月後では3本の中空糸膜がリークしていた。なお、上記の内圧式ろ過の場合には、ろ過水流量36m/hの条件で通水しても中空糸膜の振動は観察されなかったのに対して、この場合には中空糸膜が激しく振動しているのが観察された。Water flow is started by adjusting the opening of the valves V5 and V7 so that the flow rate of pure water at 25 ° C is 10 m 3 / hr and the amount of concentrated water is 0.3 m 3 / hr in the hollow fiber membrane module. The inside of the module was replaced with pure water. Subsequently, water was continuously passed for 3 months under the conditions of a filtrate water flow rate of 24 m 3 / hr and a concentrated water amount of 0.3 m 3 / hr. In addition, the valve V6 was fully opened at the time of water flow. The module was removed from the device every month, and a leak test was performed in the same manner as in Example 7. When there was no leak until 2 months later, 3 hollow fiber membranes leaked after 3 months. It was. In the case of the above-mentioned internal pressure type filtration, vibration of the hollow fiber membrane was not observed even when water was passed at a filtrate water flow rate of 36 m 3 / h. Vibrating vigorously was observed.

この中空糸膜モジュールを解体してリーク位置を観察したところ、下側の固定部界面付近において糸束最外周部の中空糸膜が破損していた。   When the hollow fiber membrane module was disassembled and the leak position was observed, the hollow fiber membrane in the outermost peripheral portion of the yarn bundle was broken near the lower fixed portion interface.

実施例7〜9、参考例1の結果を表2に示す。   The results of Examples 7 to 9 and Reference Example 1 are shown in Table 2.

Figure 0005839601
Figure 0005839601

本発明の中空糸膜モジュール及びこれを用いたろ過方法によれば、バルブやオリフィス等の流量調節手段を用いなくても両端のノズルから流出するろ過水の流量をほぼ同等とすることができ、モジュール内やろ過水配管中における微生物の増殖を十分に抑制することができると共に、安定して良好な水質の水を大量に得られる。本発明の中空糸膜モジュールは、コンパクトなサイズとすることができるため、特に超純水製造設備に用いる保安用フィルターとして好適である。また、当該中空糸膜モジュールは注射用水製造設備に用いるパイロジェン除去用フィルターとしても好適である。   According to the hollow fiber membrane module of the present invention and the filtration method using the same, the flow rate of filtrate water flowing out from the nozzles at both ends can be made substantially equal without using a flow rate adjusting means such as a valve or an orifice, It is possible to sufficiently suppress the growth of microorganisms in the module and in the filtered water piping, and to stably obtain a large amount of water with good water quality. Since the hollow fiber membrane module of this invention can be made into a compact size, it is particularly suitable as a security filter for use in ultrapure water production facilities. The hollow fiber membrane module is also suitable as a pyrogen removal filter for use in water for injection production facilities.

1…糸束、1a…中空糸膜、1b…小束、2…筒状ケース、2a,2b…ノズル、3a,3b…固定部、4,5…整流筒、4a,5a…整流筒の基端部、4b,5b…整流筒の先端部、4c…貫通穴、10,20…中空糸膜モジュール、14…整流筒、14a…整流筒の基端部、14b…整流筒の先端部、14c…貫通穴、100,200…ろ過装置、Fa,Fb…固定部の界面。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Yarn bundle, 1a ... Hollow fiber membrane, 1b ... Small bundle, 2 ... Cylindrical case, 2a, 2b ... Nozzle, 3a, 3b ... Fixed part, 4, 5 ... Rectification cylinder, 4a, 5a ... Base of rectification cylinder End part, 4b, 5b ... The tip part of a rectification cylinder, 4c ... Through-hole, 10, 20 ... Hollow fiber membrane module, 14 ... The rectification cylinder, 14a ... The base end part of a rectification cylinder, 14b ... The tip part of a rectification cylinder, 14c ... through hole, 100, 200 ... filtering device, Fa, Fb ... interface of the fixed part.

Claims (16)

多数本の中空糸膜から成る糸束と、
前記糸束を収容し且つ側面に複数のノズルを有する筒状ケースと、
前記筒状ケース内の前記糸束の両端部において、前記中空糸膜の外面同士及び当該外面と前記筒状ケースの内面との隙間を封止した一対の固定部と、
を備える中空糸膜モジュールであって
前記筒状ケース内における中空糸膜外側の流路断面積Sに対する前記ノズルの流路断面積Sの比(S/S)が、0.15以上0.60以下であり、
前記モジュールは、一端が前記固定部によって封止され前記糸束の両端部をそれぞれ囲繞するように延在する一対の整流筒を更に備え、
前記一対の整流筒は前記固定部から隔離した位置に、前記整流筒内側の水が前記ノズルに流通し得る開口をそれぞれ有し、
前記一対の整流筒のうち少なくとも一方は、前記固定部から離隔した位置に、当該整流筒の外面から内面にかけて貫通する複数の貫通穴をそれぞれ有し、
前記整流筒は、前記貫通穴が存在する領域の全体を、前記固定部に近い側の第1の領域と前記固定部から遠い側の第2の領域とに二等分した場合に、前記第2の領域における前記貫通穴による開口率が、前記第1の領域における前記貫通穴による開口率よりも高い、中空糸膜モジュール。
A yarn bundle composed of a number of hollow fiber membranes;
A cylindrical case containing the yarn bundle and having a plurality of nozzles on the side surface;
At both ends of the yarn bundle in the cylindrical case, a pair of fixing portions sealing the outer surfaces of the hollow fiber membranes and the gap between the outer surface and the inner surface of the cylindrical case,
A hollow fiber membrane module Ru provided with,
A flow path sectional area ratio S 2 of the nozzle with respect to the hollow fiber membrane outside of the flow path cross-sectional area S 1 in the tubular inner case (S 2 / S 1) is state, and are 0.15 to 0.60,
The module further includes a pair of flow straightening tubes whose one ends are sealed by the fixing portion and extend so as to surround both end portions of the yarn bundle,
The pair of rectifying cylinders each have an opening through which the water inside the rectifying cylinder can circulate to the nozzle at a position isolated from the fixing portion.
At least one of the pair of rectifying cylinders has a plurality of through holes penetrating from the outer surface to the inner surface of the rectifying cylinder at a position spaced from the fixed portion, respectively.
The rectifying cylinder divides the entire region where the through hole is present into two equal parts, a first region closer to the fixing portion and a second region farther from the fixing portion. The hollow fiber membrane module whose aperture ratio by the said through hole in 2 area | region is higher than the aperture ratio by the said through hole in said 1st area | region .
複数のノズル各々の流路断面積が、互いに実質的に同じである、請求項1に記載の中空糸膜モジュール。   The hollow fiber membrane module according to claim 1, wherein the cross-sectional areas of the plurality of nozzles are substantially the same. 前記糸束は、多数本の中空糸膜を束ねて形成された小束を前記筒状ケース内に複数並行に充填したものであり、少なくとも前記固定部の界面位置に、他の部分と比較して前記中空糸膜の充填密度が低い部分を有する、請求項1又は2に記載の中空糸膜モジュール。   The yarn bundle is formed by bundling a plurality of small bundles formed by bundling a plurality of hollow fiber membranes in the cylindrical case in parallel, and at least at the interface position of the fixed portion compared with other portions. The hollow fiber membrane module according to claim 1, wherein the hollow fiber membrane module has a portion with a low packing density. 25℃におけるろ過部容積基準のモジュール透水性能が、1000〜3000m/hr/0.1MPa/mである、請求項1〜のいずれか一項に記載の中空糸膜モジュール。 The hollow fiber membrane module according to any one of claims 1 to 3 , wherein a module water permeability performance based on a filtration part volume at 25 ° C is 1000 to 3000 m 3 /hr/0.1 MPa / m 3 . 25℃における1モジュール当たりの透水量が、20〜40m/hr/0.1MPaである、請求項に記載の中空糸膜モジュール。 The hollow fiber membrane module of Claim 4 whose water permeation amount per module in 25 degreeC is 20-40 m < 3 > /hr/0.1MPa. 多数本の中空糸膜から成る糸束と、
前記糸束を収容し且つ側面に複数のノズルを有する筒状ケースと、
前記筒状ケース内の前記糸束の両端部において、前記中空糸膜の外面同士及び当該外面と前記筒状ケースの内面との隙間を封止した一対の固定部と、
を備え、
前記筒状ケース内における中空糸膜外側の流路断面積Sに対する前記ノズルの流路断面積Sの比(S/S)が、0.15以上0.60以下である中空糸膜モジュールを用いてろ過を行うに際して、
被処理水を前記中空糸膜モジュールの片側端部から前記中空糸膜の中空部へと供給し、
前記中空糸膜の外側に流出したろ過水を、前記筒状ケースの両端の前記ノズルから、該ノズルに接続された配管を通じて流出させて採取する、ろ過方法。
A yarn bundle composed of a number of hollow fiber membranes;
A cylindrical case containing the yarn bundle and having a plurality of nozzles on the side surface;
At both ends of the yarn bundle in the cylindrical case, a pair of fixing portions sealing the outer surfaces of the hollow fiber membranes and the gap between the outer surface and the inner surface of the cylindrical case,
With
A hollow fiber in which a ratio (S 2 / S 1 ) of a flow path cross-sectional area S 2 of the nozzle to a flow cross-sectional area S 1 outside the hollow fiber membrane in the cylindrical case is 0.15 or more and 0.60 or less. When performing filtration using a membrane module,
Supplying water to be treated from one end of the hollow fiber membrane module to the hollow portion of the hollow fiber membrane,
A filtration method in which filtered water that has flowed out of the hollow fiber membrane flows out from the nozzles at both ends of the cylindrical case through a pipe connected to the nozzle and is collected.
前記両端のノズルから流出させたろ過水を、前記片側端部に近い側のノズルよりも遠い側のノズルに近い位置にて合流させて採取する、請求項に記載のろ過方法。 The filtration method according to claim 6 , wherein the filtered water discharged from the nozzles at both ends is collected by being collected at a position nearer to a nozzle farther than a nozzle closer to the one end. 前記両端のノズル各々の流路断面積が、互いに実質的に同じである、請求項又はに記載のろ過方法。 The filtration method according to claim 6 or 7 , wherein flow path cross-sectional areas of the nozzles at both ends are substantially the same. 前記配管が、前記ノズルの内径に対して0.80〜1.20倍の内径を有する、請求項のいずれか一項に記載のろ過方法。 The filtration method according to any one of claims 6 to 8 , wherein the pipe has an inner diameter 0.80 to 1.20 times larger than an inner diameter of the nozzle. 前記糸束は、多数本の中空糸膜を束ねて形成された小束を前記筒状ケース内に複数並行に充填したものであり、少なくとも前記固定部の界面位置に、他の部分と比較して前記中空糸膜の充填密度が低い部分を有する、請求項のいずれか一項に記載のろ過方法。 The yarn bundle is formed by bundling a plurality of small bundles formed by bundling a plurality of hollow fiber membranes in the cylindrical case in parallel, and at least at the interface position of the fixed portion compared with other portions. the packing density of the hollow fiber membrane Te has a low portion, the method of filtration according to any one of claims 6-9. 前記モジュールは、一端が前記固定部によって封止され前記糸束の両端部をそれぞれ囲繞するように延在する一対の整流筒を更に備え、
前記一対の整流筒は前記固定部から隔離した位置に、前記整流筒内側の水が前記ノズルに流通し得る開口をそれぞれ有する、請求項10のいずれか一項に記載のろ過方法。
The module further includes a pair of flow tube extending so as to surround each of the both end portions of the front Symbol fiber bundle is sealed by one end the fixing unit,
The filtration method according to any one of claims 6 to 10 , wherein the pair of rectifying cylinders each have an opening through which water inside the rectifying cylinder can flow to the nozzle at a position isolated from the fixing portion.
前記一対の整流筒のうち少なくとも一方は、前記固定部から離隔した位置に、当該整流筒の外面から内面にかけて貫通する複数の貫通穴をそれぞれ有している、請求項11に記載のろ過方法。 The filtration method according to claim 11 , wherein at least one of the pair of rectifying cylinders has a plurality of through holes penetrating from an outer surface to an inner surface of the rectifying cylinder at a position separated from the fixed portion. 前記整流筒は、前記貫通穴が存在する領域の全体を、前記固定部に近い側の第1の領域と前記固定部から遠い側の第2の領域とに二等分した場合に、前記第2の領域における前記貫通穴による開口率が、前記第1の領域における前記貫通穴による開口率よりも高い、請求項12に記載のろ過方法。 The rectifying cylinder divides the entire region where the through hole is present into two equal parts, a first region closer to the fixing portion and a second region farther from the fixing portion. The filtration method according to claim 12 , wherein an aperture ratio due to the through hole in the region of 2 is higher than an aperture ratio due to the through hole in the first region. 25℃におけるろ過部容積基準のモジュール透水性能が、1000〜3000m/hr/0.1MPa/mである、請求項13のいずれか一項に記載のろ過方法。 The filtration method according to any one of claims 6 to 13 , wherein a module water permeability performance based on a filtration part volume at 25 ° C is 1000 to 3000 m 3 /hr/0.1 MPa / m 3 . 25℃における1モジュール当たりの透水量が、20〜40m/hr/0.1MPaである、請求項14に記載のろ過方法。 The filtration method according to claim 14 , wherein the water permeability per module at 25 ° C. is 20 to 40 m 3 /hr/0.1 MPa. 少なくとも紫外線照射手段とイオン交換処理手段と、限外膜ろ過処理手段と、を含む超純水製造システムにおいて、
前記限外膜ろ過処理手段は、請求項1〜のいずれか一項に記載の中空糸膜モジュールである、超純水製造システム。
In an ultrapure water production system including at least ultraviolet irradiation means, ion exchange treatment means, and ultramembrane filtration treatment means,
The ultrapure water production system, wherein the ultramembrane filtration means is the hollow fiber membrane module according to any one of claims 1 to 5 .
JP2012536526A 2010-09-29 2011-09-28 Hollow fiber membrane module, and filtration method and ultrapure water production system using the same Active JP5839601B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012536526A JP5839601B2 (en) 2010-09-29 2011-09-28 Hollow fiber membrane module, and filtration method and ultrapure water production system using the same

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010219005 2010-09-29
JP2010219005 2010-09-29
PCT/JP2011/072286 WO2012043679A1 (en) 2010-09-29 2011-09-28 Hollow fiber membrane module, and filtration method and ultrapure water production system using same
JP2012536526A JP5839601B2 (en) 2010-09-29 2011-09-28 Hollow fiber membrane module, and filtration method and ultrapure water production system using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2012043679A1 JPWO2012043679A1 (en) 2014-02-24
JP5839601B2 true JP5839601B2 (en) 2016-01-06

Family

ID=45893118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012536526A Active JP5839601B2 (en) 2010-09-29 2011-09-28 Hollow fiber membrane module, and filtration method and ultrapure water production system using the same

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP5839601B2 (en)
KR (1) KR101470263B1 (en)
CN (1) CN103153444B (en)
TW (1) TWI433715B (en)
WO (1) WO2012043679A1 (en)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102002386B1 (en) * 2013-04-18 2019-07-23 코오롱인더스트리 주식회사 Hollow fiber membrane module
KR102068135B1 (en) * 2013-04-18 2020-01-20 코오롱인더스트리 주식회사 Hollow fiber membrane module
SG11201508777RA (en) * 2013-04-25 2015-11-27 Toray Industries Cartridge type hollow fiber membrane module
WO2015098266A1 (en) * 2013-12-27 2015-07-02 東レ株式会社 Hollow-fiber membrane module
JP6192557B2 (en) * 2014-02-12 2017-09-06 株式会社キッツマイクロフィルター Hollow fiber membrane module and manufacturing method thereof
WO2016035798A1 (en) * 2014-09-01 2016-03-10 東レ株式会社 Hollow fiber membrane module and method for manufacturing hollow fiber membrane module
WO2016112122A1 (en) * 2015-01-06 2016-07-14 Nanostone Water Inc. Membrane assembly with end cap device and related methods
JP6777383B2 (en) * 2015-08-06 2020-10-28 旭化成メディカル株式会社 Hollow fiber membrane module and its manufacturing method
JP6628352B2 (en) * 2015-08-17 2020-01-08 旭化成株式会社 Hollow fiber membrane module
JP6629569B2 (en) * 2015-11-04 2020-01-15 日機装株式会社 Fluid sterilizer
CN107021546B (en) * 2016-02-02 2023-04-11 艾欧史密斯(南京)水处理产品有限公司 Membrane element
CN107469626B (en) * 2017-07-25 2023-04-28 珠海格力电器股份有限公司 Filter element
JP7016331B2 (en) 2018-05-28 2022-02-04 野村マイクロ・サイエンス株式会社 Ultrapure water production method using an ultrafiltration membrane module and an ultrafiltration membrane module
KR102597942B1 (en) * 2019-03-12 2023-11-02 아사히 가세이 가부시키가이샤 Filtration method, method of desalinating seawater, method of producing fresh water, hollow fiber membrane module, and seawater desalination system
CN110170251A (en) * 2019-06-27 2019-08-27 埃姆媞(无锡)分离技术有限公司 A kind of installation equipment of reinforced film element surface shell
JP6707169B1 (en) * 2019-10-03 2020-06-10 川崎重工業株式会社 Gas separation membrane module
CN112781991B (en) * 2020-12-18 2024-04-19 武汉艾科滤膜技术有限公司 Evaluation device and evaluation method for anti-flattening performance of hollow fiber membrane filaments
JP7450113B2 (en) * 2021-03-15 2024-03-14 三菱化工機株式会社 filtration equipment

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0670822U (en) * 1993-03-09 1994-10-04 旭化成工業株式会社 Hollow fiber type module
JPH09225270A (en) * 1996-02-26 1997-09-02 Asahi Chem Ind Co Ltd Hollow fiber membrane module
WO2005030375A1 (en) * 2003-09-29 2005-04-07 Asahi Kasei Chemicals Corporation External pressure type hollow fiber membrane module
JP2005144305A (en) * 2003-11-14 2005-06-09 Toyobo Co Ltd Hollow fiber membrane filtration module and method for washing the same
JP2006082036A (en) * 2004-09-17 2006-03-30 Toray Ind Inc Hollow fiber membrane module
JP2008221108A (en) * 2007-03-12 2008-09-25 Toyobo Co Ltd Liquid separation membrane module
JP2009247965A (en) * 2008-04-04 2009-10-29 Daicel Chem Ind Ltd Hollow fiber membrane element and hollow fiber membrane module using it
JP2010005615A (en) * 2008-05-28 2010-01-14 Asahi Kasei Chemicals Corp Filtering method using hollow fiber membrane module
JP2010094589A (en) * 2008-10-15 2010-04-30 Daicel Chem Ind Ltd Hollow fiber membrane element and hollow fiber membrane module using the same
JP2010119948A (en) * 2008-11-19 2010-06-03 Toray Ind Inc Membrane separator, and filtration treatment operation method

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2590122Y2 (en) * 1991-10-15 1999-02-10 九州日立マクセル株式会社 Water purifier
NL1013465C2 (en) * 1999-11-02 2001-05-03 Stork Friesland Bv Membrane filtration element with sleeve element and sleeve members.
JP4099924B2 (en) * 2000-03-09 2008-06-11 Nok株式会社 Hollow fiber membrane module and method for producing hollow fiber membrane module
JP2002004270A (en) * 2000-06-23 2002-01-09 Daicel Chem Ind Ltd Continuous wall construction method for soil cement
CN1973969A (en) * 2006-11-10 2007-06-06 天津膜天膜科技有限公司 External pressed film assembly with double water outlet end
JP2010104871A (en) * 2008-10-28 2010-05-13 Sanyo Electric Co Ltd Wastewater treatment apparatus
CN101623595B (en) * 2008-11-05 2012-07-25 北京科泰兴达高新技术有限公司 Hollow-fiber membrane module with flexible end

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0670822U (en) * 1993-03-09 1994-10-04 旭化成工業株式会社 Hollow fiber type module
JPH09225270A (en) * 1996-02-26 1997-09-02 Asahi Chem Ind Co Ltd Hollow fiber membrane module
WO2005030375A1 (en) * 2003-09-29 2005-04-07 Asahi Kasei Chemicals Corporation External pressure type hollow fiber membrane module
JP2005144305A (en) * 2003-11-14 2005-06-09 Toyobo Co Ltd Hollow fiber membrane filtration module and method for washing the same
JP2006082036A (en) * 2004-09-17 2006-03-30 Toray Ind Inc Hollow fiber membrane module
JP2008221108A (en) * 2007-03-12 2008-09-25 Toyobo Co Ltd Liquid separation membrane module
JP2009247965A (en) * 2008-04-04 2009-10-29 Daicel Chem Ind Ltd Hollow fiber membrane element and hollow fiber membrane module using it
JP2010005615A (en) * 2008-05-28 2010-01-14 Asahi Kasei Chemicals Corp Filtering method using hollow fiber membrane module
JP2010094589A (en) * 2008-10-15 2010-04-30 Daicel Chem Ind Ltd Hollow fiber membrane element and hollow fiber membrane module using the same
JP2010119948A (en) * 2008-11-19 2010-06-03 Toray Ind Inc Membrane separator, and filtration treatment operation method

Also Published As

Publication number Publication date
CN103153444A (en) 2013-06-12
CN103153444B (en) 2015-06-17
KR20130041997A (en) 2013-04-25
TW201223625A (en) 2012-06-16
JPWO2012043679A1 (en) 2014-02-24
TWI433715B (en) 2014-04-11
KR101470263B1 (en) 2014-12-05
WO2012043679A1 (en) 2012-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5839601B2 (en) Hollow fiber membrane module, and filtration method and ultrapure water production system using the same
JP5015189B2 (en) Hollow fiber membrane module and filtration method using the same
US6495041B2 (en) Method for purifying aqueous suspension
JP5512464B2 (en) Hollow fiber membrane module and filtration method
JP6276037B2 (en) Hollow fiber membrane module and filtration method
JP4445862B2 (en) Hollow fiber membrane module, hollow fiber membrane module unit, membrane filtration device using the same, and operating method thereof
JP4951860B2 (en) Method for producing permselective membrane module and permselective membrane module
WO2016035798A1 (en) Hollow fiber membrane module and method for manufacturing hollow fiber membrane module
JP2010005615A (en) Filtering method using hollow fiber membrane module
JP7197260B2 (en) Hollow fiber membrane module, seawater desalination system, method for desalinating seawater, method for producing freshwater from seawater, method for operating hollow fiber membrane module, method for filtration, and method for manufacturing hollow fiber membrane module
US20090301959A1 (en) Hollow Fibers, A Method of Manufacturing a Hollow Fiber Bundle, A Cylindrical Module of Hollow Fiber Membrane, and an Immersion Type Module of Hollow Fiber Membrane
JP6374291B2 (en) Hollow fiber membrane module
JP5023430B2 (en) Hollow fiber membrane module and manufacturing method thereof
JP2009028714A (en) Spiral separating membrane element
JP2010234200A (en) Hollow fiber membrane module
JP2005144305A (en) Hollow fiber membrane filtration module and method for washing the same
JP6341353B1 (en) Hollow fiber membrane module
JP2008221108A (en) Liquid separation membrane module
JP7205634B2 (en) HOLLOW FIBER MEMBRANE MODULE FOR CROSS-FLOW FILTRATION AND OPERATION METHOD THEREOF
KR101231295B1 (en) Submerged hollow fiber membrane module
JP2019205977A (en) Hollow fiber membrane element unit, hollow fiber membrane module and operation method for hollow fiber membrane
JP2019130445A (en) Hollow fiber membrane element unit, hollow fiber membrane module, and operation method of hollow fiber membrane module
JP2008221107A (en) Liquid separation membrane module

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140916

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150811

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151005

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: 20151104

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151106

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5839601

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350