JP6700857B2 - 中空糸膜モジュール及びこれを備えた水処理装置 - Google Patents
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Description
本発明の一態様に係る中空糸膜モジュールは、原水を受け入れるハウジングと、該ハウジング内を、前記原水を受け入れる下方空間と、該原水を処理した後の処理水を受け入れる上方空間とに仕切る仕切り部材と、洗浄時にガスを供給する洗浄ガス供給口と、前記仕切り部材の下方近傍に設けられ、前記下方空間から前記ガスを排出する洗浄ガス排出口と、前記仕切り部材の下方に設けられ、前記下方空間から前記ガスを排出する洗浄ガス排出口と、該仕切り部材に形成された挿入穴に挿入され、下方が前記下方空間に位置するように上端部が固定された中空糸膜エレメントと、前記挿入穴に挿入されるとともに、前記中空糸膜エレメントの前記上端部を前記仕切り部材よりも下方に位置させて固定するアダプタと、備え、前記アダプタの外径は、前記挿入穴の径よりも小さく、前記中空糸膜エレメントの外径は、前記アダプタの外径よりも小さい。
また、前記アダプタを前記仕切り部材に対して固定するアダプタ押さえを備え、前記中空糸膜エレメントは、中空糸膜の一端を束ねて支持するシース部を備え、前記シース部には、半径方向外方に突出する鍔部が設けられ、前記アダプタは、前記鍔部を係止することによって前記中空糸膜エレメントを保持し、前記アダプタ押さえの内周面と前記シース部との間に設けられたOリングによって、前記シース部の外周面を液密にシールする。
図1には、一実施形態に係る水処理装置の概略構成図が示されている。
水処理装置1は、薬液を添加することで被処理水のpHを調整できるpH調整槽2と、pH調整された被処理水を受けて膜濾過する中空糸膜モジュール3と、中空糸膜モジュール3で膜濾過されて後の処理水を受ける処理水槽4とを備えている。さらに、水処理装置1は、中空糸膜モジュール3に接続される逆洗部5および酸洗部6を備えている。
ハウジング16には、一次側および二次側の圧力をそれぞれ計測できるよう圧力計PIC1,PIC2が接続されている。
ガス供給配管19からはバブリング用配管19aが分岐している。バブリング用配管19aには、開閉弁V3aが設けられている。開閉弁V3aは、図示しない制御部によって制御される自動弁等である。バブリング用配管19aは、ハウジング16の底部に接続されており、中空糸膜モジュール3のバブリング洗浄を行うようになっている。また、バブリング用配管19aは、1次側(F)にガス圧をかけて中空糸膜の破損チェックのためのガス供給としても用いることができる。
濾過工程では、開閉弁V1,V2を開放し、開閉弁V3〜V8を閉じる。
pH調整後の被処理水を中空糸膜モジュール3の一次側底部に送水し、中空糸膜モジュール3内(一次側および二次側)を被処理水で満たす(充水)。
所定時間通水させた後、被処理水の送給を停止する。逆洗工程では、開閉弁V1,V2を閉じ、開閉弁V3を開放する。また、逆洗時に供給したガスを放出するため開閉弁V7を開放する。このとき開閉弁V6は閉とされる。
逆洗工程の後、酸洗浄工程を行う。酸洗浄工程では、開閉弁V4を閉じ、開閉弁V5及び開閉弁V6を開放する。注入ポンプ23により1wt%以上5wt%以下の硫酸を中空糸膜モジュール3の一次側に注入した後に、硫酸をタンク21へと戻す。この状態で注入ポンプ23の稼働を継続し、中空糸膜モジュール3とタンク21との間で硫酸を循環させる。循環時間は15分以上とする。
次に、中空糸膜モジュール3の構成についてさらに詳細に説明する。
図2には、中空糸膜モジュール3の正面図が示されている。中空糸膜モジュール3のハウジング16は、設置面B上に複数の脚部41を介して所定高さに設置されている。
蓋部16bの中央上部には、処理水を処理水槽4に導く配管12(図1参照)の上流端が接続される処理水出口部43が設けられている。処理水出口部43は、逆洗時に、ガス供給源17(図1参照)からガスが供給されるガス供給部としても用いられる。
樋部材57の上端は、図2に示すように、仕切り部材15の下面との間に隙間を有するように位置されている。すなわち、仕切り部材15の下面の高さH1と樋部材57の上端の高さH2との間が隙間となる。このように隙間を形成することで、洗浄時に、樋部材57の上端から液体が乗り越えて排出口49aへと流れ込むようになっており、これに伴い、ガス層が樋部材57の上端と仕切り部材15の下面との間(高さH1とH2の間)に形成されるようになる。樋部材57の上端は、排出口49aの上端よりも高い位置に設定されており、また、中空糸膜エレメント14のシース部14aの下端の高さH3よりも高い位置に設定されている。
アダプタ押え53は、円筒形状とされており、図6に示すように、上端には、外方へ突出する押え部53aを有している。押え部53aは、下面がアダプタ52の上方係止部52bの上面に当接してアダプタ52を固定するようになっている。押え部53aの下面には、溝部53a1が形成されている。溝部53a1内には、図4に示すように、Oリング62が設けられ、アダプタ52との間で液密性が確保されている。押え部53aの外周には、図6に示すように、雄ネジ部53a2が形成されている。この雄ネジ部53a2を仕切り部材15の挿入穴15a(図5参照)に形成された雌ネジ部に螺合させることで、アダプタ52を固定するようになっている。
上述のように、逆洗やバブリング洗浄といったガス洗浄を行うと、ガスが樋部材57の上端を通過して排出口49aから排出されるので、ガス層が樋部材57の上端と仕切り部材15の下面との間(図2における高さH1とH2との間)に形成される。
本実施形態では、図4に示したように、アダプタ52を介して中空糸膜エレメント14を仕切り部材15に対して固定することとした。これにより、仕切り部材15の下面の高さH1からさらに下方に位置させて中空糸膜エレメント14を固定することができる。したがって、中空糸膜エレメント14を逆洗やバブリング洗浄する際に、仕切り部材15の下方に形成されるガス層が中空糸膜エレメント14の上部を覆うことを可及的に回避することができる。よって、ガス洗浄時においても中空糸膜エレメント14の上部を液体に浸した状態を保つことができ、洗浄効果を高めることができる。
図8には、参考例として、アダプタ52を用いずに中空糸膜エレメント14を仕切り部材15に固定した状態が示されている。同図に示されているように、シース部14aの下端の高さH3’は仕切り部材15の下面の高さH1よりも上方に位置することになり、樋部材57の上方に形成されるガス層に中空糸膜14bが曝されることになる。これでは、中空糸膜14bの上部における洗浄が効果的に行うことができない。
2 pH調整槽
3 中空糸膜モジュール
4 処理水槽
5 逆洗部
6 酸洗部
11,12,20 配管
13 膜濾過送水ポンプ
14 中空糸膜エレメント
14a シース部
14b 中空糸膜
15 仕切り部材
16 ハウジング
17 ガス供給源(洗浄ガス供給手段)
18 排泥受槽
19 ガス供給配管(洗浄ガス供給手段)
21 タンク
22 注入配管
23 注入ポンプ
24 返送配管
25 撹拌手段
26 分岐配管
32 バイパス経路
41 脚部
43 処理水出口部(洗浄ガス供給口)
45 バイパス出口部
47 圧力計接続部
48 酸入口部
49 排出部
51 原水供給部(洗浄ガス供給口)
52 アダプタ
52a 下方係止部
52b 上方係止部
53 アダプタ押え
53a 押え部
53a1 溝部
55 支持突起部
57 樋部材
59,61,62 Oリング
Claims (3)
- 原水を受け入れるハウジングと、
該ハウジング内を、前記原水を受け入れる下方空間と、該原水を処理した後の処理水を受け入れる上方空間とに仕切る仕切り部材と、
洗浄時にガスを供給する洗浄ガス供給口と、
前記仕切り部材の下方に設けられ、前記下方空間から前記ガスを排出する洗浄ガス排出口と、
該仕切り部材に形成された挿入穴に挿入され、下方が前記下方空間に位置するように上端部が固定された中空糸膜エレメントと、
前記挿入穴に挿入されるとともに、前記中空糸膜エレメントの前記上端部を前記仕切り部材よりも下方に位置させて固定するアダプタと、
を備え、
前記アダプタの外径は、前記挿入穴の径よりも小さく、
前記中空糸膜エレメントの外径は、前記アダプタの外径よりも小さくされ、
前記アダプタを前記仕切り部材に対して固定するアダプタ押さえを備え、
前記中空糸膜エレメントは、中空糸膜の一端を束ねて支持するシース部を備え、
前記シース部には、半径方向外方に突出する鍔部が設けられ、
前記アダプタは、前記鍔部を係止することによって前記中空糸膜エレメントを保持し、
前記アダプタ押さえの内周面と前記シース部との間に設けられたOリングによって、前記シース部の外周面を液密にシールする中空糸膜モジュール。 - 前記仕切り部材との間に隙間を残して前記洗浄ガス排出口を取り囲むように覆う樋部材を備え、
前記シース部は、前記中空糸膜の上端を束ねて保持し、
前記アダプタにより、前記シース部の下端は、前記樋部材の上端よりも下方に位置されている請求項1に記載の中空糸膜モジュール。 - 請求項1又は2に記載された中空糸膜モジュールと、
前記中空糸膜モジュールに原水を供給する原水供給手段と、
前記中空糸膜モジュールから処理後の処理水を排出する処理水排出手段と、
洗浄時に、前記洗浄ガス供給口へガスを供給する洗浄ガス供給手段と、
洗浄時に、前記洗浄ガス排出口からガスを排出する洗浄ガス排出手段と、
を備えている水処理装置。
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