JP6910836B2 - Manufacturing method of flat hollow fiber membrane module - Google Patents
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Description
本発明は、平型中空糸膜モジュールの製造方法に関する。 The present invention relates to the production how the flat-type hollow fiber membrane module.
中空糸膜モジュールは、無菌水、飲料水、高度純水の製造や、空気の浄化等の多くの用途に使用されている。近年、これらの用途に加えて、中空糸膜モジュールは、下水処理場における2次処理、3次処理や、浄化槽における固液分離、産業廃水中のSS(懸濁物質)の固液分離など処理のための高汚濁性水濾過にも用いられるようになっている。
中空糸膜モジュールは、一般に、中空糸膜の集束体の端部をハウジング内に挿入し、端部を開口した状態で、中空糸膜とハウジングとの間を樹脂で固定した構造を有する。
Hollow fiber membrane modules are used in many applications such as the production of sterile water, drinking water, and highly pure water, and air purification. In recent years, in addition to these applications, hollow fiber membrane modules have been used for secondary treatment and tertiary treatment in sewage treatment plants, solid-liquid separation in septic tanks, and solid-liquid separation of SS (suspended solids) in industrial wastewater. It has also come to be used for highly polluted water filtration for.
The hollow fiber membrane module generally has a structure in which an end portion of a bundle of hollow fiber membranes is inserted into a housing, and the hollow fiber membrane and the housing are fixed with a resin in a state where the end portion is opened.
このような中空糸膜モジュールを用いて高汚濁性水の濾過を行う場合、散気管の上方に複数個の中空糸膜モジュールを並設した中空糸膜ユニットを濾過槽内に浸漬させ、エアースクラビング洗浄を行いながら吸引濾過を行うことで、長期間にわたって安定した濾過処理が可能になる。また、中空糸膜モジュールは、エアースクラビング洗浄による洗浄効果を向上させることを目的として、通常、中空糸膜が長さ方向に対して0.1〜5%程度で弛んだ弛緩状態で濾過処理が行われる。 When filtering highly polluted water using such a hollow fiber membrane module, a hollow fiber membrane unit in which a plurality of hollow fiber membrane modules are arranged side by side is immersed in a filtration tank and air scrubbing is performed. By performing suction filtration while cleaning, stable filtration processing can be performed for a long period of time. Further, the hollow fiber membrane module is usually filtered in a relaxed state in which the hollow fiber membrane is loosened by about 0.1 to 5% in the length direction for the purpose of improving the cleaning effect by air scrubbing cleaning. Will be done.
上記のように、中空糸膜モジュールに弛みを形成・付与する方法としては、例えば、中空糸膜束の端部が固定された各ハウジング間の距離を調整して弛みを付与する方法、もしくは、各ハウジング間に支柱を設けることで、これらハウジング間の距離を、予め、所定の距離に固定する等の方法が挙げられる。 As described above, as a method of forming and imparting slack to the hollow fiber membrane module, for example, a method of adjusting the distance between the housings to which the ends of the hollow fiber membrane bundles are fixed to impart slack, or a method of imparting slack. A method of fixing the distance between these housings to a predetermined distance in advance by providing a support column between the housings can be mentioned.
このような中空糸膜モジュールは、例えば、以下のような方法で製造できる(特許文献1を参照)。
まず、複数本の中空糸膜を引き揃えて、その端部を容器に入れる。次いで、容器内に固定用の液状の樹脂を注入して硬化させることにより、中空糸膜の端部同士を固定用樹脂で固定し、中空糸膜集束体とする(第1の硬化工程)。次いで、容器を中空糸膜集束体から取り外し、固定用樹脂で固定された中空糸膜の端部を樹脂ごと切断することで、各中空糸膜の端部が開口した中空糸膜集束体(中空糸膜束)を得る(切断工程)。その後、中空糸膜束の開口した端部をハウジング内に挿入し、接着用の樹脂を硬化した固定用樹脂の上に流し込み、これを硬化させて中空糸膜をハウジングに固定して(第2の硬化工程)、中空糸膜モジュールを得る。
Such a hollow fiber membrane module can be manufactured, for example, by the following method (see Patent Document 1).
First, a plurality of hollow fiber membranes are aligned and the ends thereof are placed in a container. Next, a liquid resin for fixing is injected into the container and cured to fix the ends of the hollow fiber membranes with the fixing resin to form a hollow fiber membrane bundle (first curing step). Next, the container is removed from the hollow fiber membrane bundle, and the end of the hollow fiber membrane fixed with the fixing resin is cut together with the resin to open the end of each hollow fiber membrane (hollow fiber membrane bundle). (Thread membrane bundle) is obtained (cutting step). After that, the open end of the hollow fiber membrane bundle is inserted into the housing, the adhesive resin is poured onto the cured fixing resin, and this is cured to fix the hollow fiber membrane to the housing (second). To obtain a hollow fiber membrane module.
また、例えば、特許文献1に記載の構成を有する中空糸膜モジュールに支柱を設けた構成とする場合には、予め、ハウジングと支柱とを接着してなる枠体を作製し、各々の中空糸膜の端部が開口した中空糸膜束をハウジング内に固定する。この際、支柱の長さに依る所定の固定長さよりも、中空糸膜束の長さ寸法を大きくすることで、中空糸膜束全体が弛んだ弛緩状態とすることが出来る。 Further, for example, in the case where the hollow fiber membrane module having the structure described in Patent Document 1 is provided with a support, a frame body formed by adhering the housing and the support is prepared in advance, and each hollow fiber is formed. A hollow fiber membrane bundle with an open end of the membrane is fixed in the housing. At this time, by making the length dimension of the hollow fiber membrane bundle larger than the predetermined fixed length depending on the length of the column, the entire hollow fiber membrane bundle can be put into a loosened and relaxed state.
しかしながら、特許文献1に記載された従来の中空糸膜モジュールの製造方法においては、樹脂を注入して硬化させる工程として、第1の硬化工程及び第2の硬化工程の計2回が必要となるため、工程が煩雑になるという問題がある。また、上記のような、中空糸膜モジュールに支柱を設けた構成とした場合においても、特許文献1と同様、硬化工程が計2回必要となり、工程が煩雑になるという問題があった。 However, in the conventional method for manufacturing a hollow fiber membrane module described in Patent Document 1, a total of two steps, a first curing step and a second curing step, are required as a step of injecting and curing the resin. Therefore, there is a problem that the process becomes complicated. Further, even in the case where the hollow fiber membrane module is provided with the support columns as described above, there is a problem that the curing process is required twice in total as in Patent Document 1, and the process becomes complicated.
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、支柱が設けられた中空糸膜モジュールを製造するにあたり、簡便な方法で中空糸膜束に弛みを形成・付与しながら、樹脂を注入して硬化させる工程を1回のみに低減でき、生産効率に優れた平型中空糸膜モジュールの製造方法、平型中空糸膜モジュール製造用把持具、並びに平型中空糸膜モジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in manufacturing a hollow fiber membrane module provided with columns, a resin is injected while forming and imparting slack to the hollow fiber membrane bundle by a simple method. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a flat hollow fiber membrane module having excellent production efficiency, a gripping tool for manufacturing a flat hollow fiber membrane module, and a flat hollow fiber membrane module, which can reduce the curing process to only once. And.
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた。この結果、まず、中空糸膜束の長さ方向の両端部近傍を一対の弛緩形成治具で把持し、これら弛緩形成治具の離間距離を狭めることで中空糸膜束に弛緩を付与した後、ハウジングの挿入口から中空糸膜束の端部を挿入した後に、ハウジング内に固定用樹脂を注入して硬化させる方法を採用することで、簡便な方法で中空糸膜束に弛みを付与しながら、固定用樹脂を硬化させる工程を1回のみに低減できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明は、以下の態様を包含する。
The present inventors have made extensive studies to achieve the above object. As a result, first, the vicinity of both ends of the hollow fiber membrane bundle in the length direction is gripped by a pair of relaxation forming jigs, and the hollow fiber membrane bundle is relaxed by narrowing the separation distance of these relaxation forming jigs. By adopting a method in which the end of the hollow fiber membrane bundle is inserted from the insertion port of the housing and then the fixing resin is injected into the housing and cured, the hollow fiber membrane bundle is provided with slack by a simple method. However, they have found that the step of curing the fixing resin can be reduced to only once, and have completed the present invention.
That is, the present invention includes the following aspects.
[1] 集水流路を有するハウジングを備え、複数本の中空糸膜からなるシート状の中空糸膜束の各々の端部が、前記ハウジングの各挿入口から前記ハウジング内に挿入されて固定され、且つ、前記中空糸膜束における前記中空糸膜の配列方向の両側に前記中空糸膜束の長さ方向に沿って配置される一対の支柱の各々の端部が、前記ハウジングに固定されてなる平型中空糸膜モジュールの製造方法であって、一対の弛緩形成治具を前記中空糸膜束の長さ方向に離間して配置し、前記中空糸膜束を前記一対の弛緩形成治具で把持する把持工程と、前記一対の弛緩形成治具の離間距離を狭めることにより、前記中空糸膜束に弛緩を付与する弛緩工程と、前記ハウジングの挿入口に、前記中空糸膜束の端部を挿入する挿入工程と、前記ハウジング内に固定用樹脂を注入し、硬化させて前記中空糸膜束の端部を固定し、且つ、前記一対の支柱の端部を前記ハウジングに固定する固定工程と、前記一対の弛緩形成治具を取り外す除去工程と、を含む、平型中空糸膜モジュールの製造方法。
[2] 集水流路を有するハウジングを備え、複数本の中空糸膜からなるシート状の中空糸膜束の各々の端部が、前記ハウジングの各挿入口から前記ハウジング内に挿入されて固定され、且つ、前記中空糸膜束における前記中空糸膜の配列方向の両側に前記中空糸膜束の長さ方向に沿って配置される一対の支柱の各々の端部が、前記ハウジングに固定されてなる平型中空糸膜モジュールの製造方法であって、一対の弛緩形成治具を前記中空糸膜束の長さ方向に離間して配置し、前記中空糸膜束を前記一対の弛緩形成治具で把持する把持工程と、前記一対の弛緩形成治具の離間距離を狭めることにより、前記中空糸膜束に弛緩を付与する弛緩工程と、前記ハウジングの挿入口に、前記中空糸膜束の端部を挿入する挿入工程と、前記ハウジング、前記中空糸膜束及び前記一対の支柱を、平面視略矩形状とされた保持枠体の枠内に組み付ける保持工程と、前記保持枠体に前記一対の弛緩形成治具を連結固定する連結工程と、前記ハウジング内に固定用樹脂を注入し、硬化させて前記中空糸膜束の端部を固定し、且つ、前記一対の支柱の端部を前記ハウジングに固定する固定工程と、前記保持枠体及び前記一対の弛緩形成治具を取り外す除去工程と、を含む、平型中空糸膜モジュールの製造方法。
[3] 前記弛緩形成治具は、前記中空糸膜束を把持する把持部に、SRIS 0101(日本ゴム協会規格)に準拠したアスカーC型硬度計を用いたスポンジ硬度が3〜20度の弾性部材が設けられている、上記[1]又は[2]に記載の平型中空糸膜モジュールの製造方法。
[4] 前記弛緩形成治具は、前記弾性部材の厚みが2mm以上である、上記[1]〜[3]の何れか一項に記載の平型中空糸膜モジュールの製造方法。
[5] 前記平型中空糸膜モジュールの全幅Wと、前記中空糸膜の配列方向における前記平型中空糸膜モジュールの全長Lとの比率(L/W)が10〜60倍の範囲である、上記[1]〜[4]の何れか一項に記載の平型中空糸膜モジュールの製造方法。
[6] 前記平型中空糸膜モジュールの全幅Wと、前記中空糸膜の配列方向における前記平型中空糸膜モジュールの全長Lとの比率(L/W)が20〜50倍の範囲である、上記[1]〜[4]の何れか一項に記載の平型中空糸膜モジュールの製造方法。
[7] 前記中空糸膜の配列方向における前記平型中空糸膜モジュールの全長Lが300〜1500mmの範囲である、上記[1]〜[6]の何れか一項に記載の平型中空糸膜モジュールの製造方法。
[8] 前記中空糸膜の配列方向における前記平型中空糸膜モジュールの全長Lが500〜1250mmの範囲である、上記[1]〜[6]の何れか一項に記載の平型中空糸膜モジュールの製造方法。
[9] 前記弛緩形成治具の把持部による、前記平型中空糸膜モジュールの把持面積当たりの中空糸膜束重量が、50g/cm2以下である、上記[1]〜[8]の何れか一項に記載の平型中空糸膜モジュールの製造方法。
[10] 上記[1]〜[9]の何れか一項に記載の平型中空糸膜モジュールの製造方法において用いられ、中空糸膜束を固定用樹脂によってハウジングに固定するまでの間、前記中空糸膜束を把持して支持する平型中空糸膜モジュール製造用把持具であって、互いに近接することで前記中空糸膜束を挟み込むように把持する第1部材及び第2部材と、前記第1部材と前記第2部材との離間距離が前記中空糸膜束の厚みよりも小さくなるように、前記第1部材と第2部材との間を近接させることが可能な狭持手段と、を含む、平型中空糸膜モジュール製造用把持具。
[11] 集水流路を有するハウジングが中空糸膜の長手方向の両側にそれぞれ備えられ、複数本の前記中空糸膜からなるシート状の中空糸膜束の両端部が、それぞれ、各々の前記ハウジングの挿入口から挿入されて固定用樹脂を介して前記ハウジング内に固定され、且つ、前記中空糸膜束における前記中空糸膜の配列方向の両側に、前記中空糸膜束に沿って配置される一対の支柱の両端部が、それぞれ、前記ハウジングの各々に固定されてなる平型中空糸膜モジュールであって、前記一対の支柱の両端部は、それぞれ、各々の前記ハウジングの挿入口から挿入されて固定用樹脂を介して前記ハウジング内に固定され、前記中空糸膜束は、前記中空糸膜の長手方向の両側に配置された前記ハウジングの各々の間で弛緩した状態で固定されており、前記ハウジングを、前記挿入口から該ハウジング内の集水流路側に向かって30mmの位置で切断したときの横断面において、前記中空糸膜束と前記ハウジングとの間に一種の前記固定用樹脂が界面なく液密に充填されている、平型中空糸膜モジュール。
[1] A housing having a water collecting flow path is provided, and each end of a sheet-shaped hollow fiber membrane bundle composed of a plurality of hollow fiber membranes is inserted into and fixed in the housing from each insertion port of the housing. In addition, the ends of each of the pair of columns arranged along the length direction of the hollow fiber membrane bundle on both sides of the hollow fiber membrane bundle in the arrangement direction of the hollow fiber membrane are fixed to the housing. This is a method for manufacturing a flat hollow fiber membrane module, wherein a pair of relaxation forming jigs are arranged apart from each other in the length direction of the hollow fiber membrane bundle, and the hollow fiber membrane bundle is arranged. The gripping step of gripping with the hollow fiber membrane bundle, the relaxation step of imparting relaxation to the hollow fiber membrane bundle by narrowing the separation distance of the pair of relaxation forming jigs, and the end of the hollow fiber membrane bundle at the insertion port of the housing. The insertion step of inserting the portion and the fixing of injecting the fixing resin into the housing and curing the hollow fiber membrane bundle to fix the end portions of the hollow fiber membrane bundle and fixing the end portions of the pair of columns to the housing. A method for manufacturing a flat hollow fiber membrane module, which comprises a step and a removal step of removing the pair of relaxation forming jigs.
[2] A housing having a water collecting flow path is provided, and each end of a sheet-shaped hollow fiber membrane bundle composed of a plurality of hollow fiber membranes is inserted into and fixed in the housing from each insertion port of the housing. In addition, the ends of each of the pair of columns arranged along the length direction of the hollow fiber membrane bundle on both sides of the hollow fiber membrane bundle in the arrangement direction of the hollow fiber membrane are fixed to the housing. This is a method for manufacturing a flat hollow fiber membrane module, wherein a pair of relaxation forming jigs are arranged apart from each other in the length direction of the hollow fiber membrane bundle, and the hollow fiber membrane bundle is arranged. The gripping step of gripping with the hollow fiber membrane bundle, the relaxation step of imparting relaxation to the hollow fiber membrane bundle by narrowing the separation distance of the pair of relaxation forming jigs, and the end of the hollow fiber membrane bundle at the insertion port of the housing. An insertion step of inserting a portion, a holding step of assembling the housing, the hollow fiber membrane bundle, and the pair of struts into a frame of a holding frame having a substantially rectangular shape in a plan view, and the pair of holding frames. The connection step of connecting and fixing the relaxation forming jig of the above, and the fixing resin is injected into the housing and cured to fix the ends of the hollow fiber membrane bundle, and the ends of the pair of struts are fixed. A method for manufacturing a flat hollow fiber membrane module, which comprises a fixing step of fixing to a housing and a removing step of removing the holding frame and the pair of relaxation forming jigs.
[3] The relaxation forming jig has an elasticity of 3 to 20 degrees with a sponge hardness of 3 to 20 degrees using an Asker C-type hardness tester conforming to SRIS 0101 (Japan Rubber Association standard) for the grip portion that grips the hollow fiber membrane bundle. The method for manufacturing a flat hollow fiber membrane module according to the above [1] or [2], wherein the member is provided.
[4] The method for manufacturing a flat hollow fiber membrane module according to any one of [1] to [3] above, wherein the relaxation forming jig has a thickness of the elastic member of 2 mm or more.
[5] The ratio (L / W) of the total width W of the flat hollow fiber membrane module to the total length L of the flat hollow fiber membrane module in the arrangement direction of the hollow fiber membrane is in the range of 10 to 60 times. , The method for manufacturing a flat hollow fiber membrane module according to any one of the above [1] to [4].
[6] The ratio (L / W) of the total width W of the flat hollow fiber membrane module to the total length L of the flat hollow fiber membrane module in the arrangement direction of the hollow fiber membrane is in the range of 20 to 50 times. , The method for manufacturing a flat hollow fiber membrane module according to any one of the above [1] to [4].
[7] The flat hollow fiber according to any one of the above [1] to [6], wherein the total length L of the flat hollow fiber membrane module in the arrangement direction of the hollow fiber membrane is in the range of 300 to 1500 mm. Manufacturing method of membrane module.
[8] The flat hollow fiber according to any one of the above [1] to [6], wherein the total length L of the flat hollow fiber membrane module in the arrangement direction of the hollow fiber membrane is in the range of 500 to 1250 mm. Manufacturing method of membrane module.
[9] Any of the above [1] to [8], wherein the weight of the hollow fiber membrane bundle per gripping area of the flat hollow fiber membrane module by the gripping portion of the relaxation forming jig is 50 g / cm 2 or less. The method for manufacturing a flat hollow fiber membrane module according to item 1.
[10] Used in the method for manufacturing a flat hollow fiber membrane module according to any one of the above [1] to [9], the hollow fiber membrane bundle is fixed to the housing with a fixing resin. A gripping tool for manufacturing a flat hollow fiber membrane module that grips and supports a hollow fiber membrane bundle, and includes a first member and a second member that grip the hollow fiber membrane bundle so as to sandwich the hollow fiber membrane bundle by being close to each other. Narrowing means capable of bringing the first member and the second member close to each other so that the separation distance between the first member and the second member is smaller than the thickness of the hollow fiber membrane bundle. A gripper for manufacturing flat hollow fiber membrane modules, including.
[11] A housing having a water collecting flow path is provided on both sides of the hollow fiber membrane in the longitudinal direction, and both ends of a sheet-shaped hollow fiber membrane bundle composed of a plurality of the hollow fiber membranes are provided with the respective housings. It is inserted from the insertion port of the hollow fiber membrane and fixed in the housing via a fixing resin, and is arranged along the hollow fiber membrane bundle on both sides of the hollow fiber membrane bundle in the arrangement direction of the hollow fiber membrane. Both ends of the pair of struts are flat hollow fiber membrane modules fixed to each of the housings, and both ends of the pair of struts are inserted from the insertion ports of the respective housings. The hollow fiber membrane bundle is fixed in the housing via a fixing resin, and the hollow fiber membrane bundle is fixed in a relaxed state between each of the housings arranged on both sides in the longitudinal direction of the hollow fiber membrane. In a cross section when the housing is cut at a position of 30 mm from the insertion port toward the water collecting flow path side in the housing, a kind of fixing resin is interfaced between the hollow fiber membrane bundle and the housing. A flat hollow fiber membrane module that is liquid-tightly filled.
本発明に係る平型中空糸膜モジュールの製造方法によれば、中空糸膜束に弛緩を付与する工程の後、ハウジング内に中空糸膜束の端部を挿入し、その後、ハウジング内に固定用樹脂を注入して硬化させる方法を採用することで、簡便な方法で中空糸膜束に弛みを付与しながら、固定用樹脂を注入して硬化させる工程を1回のみに低減できる。従って、取扱性に優れる平型中空糸膜モジュールを優れた生産効率で製造することが可能になる。 According to the method for manufacturing a flat hollow fiber membrane module according to the present invention, after the step of imparting relaxation to the hollow fiber membrane bundle, the end portion of the hollow fiber membrane bundle is inserted into the housing and then fixed in the housing. By adopting the method of injecting and curing the resin for fixing, the step of injecting and curing the fixing resin can be reduced to only once while giving slack to the hollow fiber membrane bundle by a simple method. Therefore, it becomes possible to manufacture a flat hollow fiber membrane module having excellent handleability with excellent production efficiency.
以下、本発明に係る平型中空糸膜モジュール、平型中空糸膜モジュール製造用把持具、並びに平型中空糸膜モジュールについて、第1及び第2の実施形態を挙げ、図1〜図9を適宜参照しながら詳述する。なお、以下の説明で用いる各図面は、その特徴をわかりやすくするために、便宜上、特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等は実際とは異なる場合がある。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。 Hereinafter, the first and second embodiments of the flat hollow fiber membrane module, the gripper for manufacturing the flat hollow fiber membrane module, and the flat hollow fiber membrane module according to the present invention are shown, and FIGS. 1 to 9 are shown. Details will be given with reference as appropriate. In addition, in each drawing used in the following description, in order to make the feature easy to understand, the feature part may be enlarged and shown, and the dimensional ratio of each component may be different from the actual one. There is. Further, the materials, dimensions, etc. exemplified in the following description are examples, and the present invention is not limited thereto, and the present invention can be appropriately modified without changing the gist thereof.
<平型中空糸膜モジュール>
図1は、本発明に係る製造方法で得られる平型中空糸膜モジュールの一例を模式的に説明する図であり、(a)は全体斜視図、(b)は中空糸膜束が固定されるハウジング及びその近傍の垂直断面を示す要部拡大断面図、(c)は支柱が固定されるハウジング及びその近傍の垂直断面を示す要部拡大断面図である。
<Flat hollow fiber membrane module>
1A and 1B are views schematically explaining an example of a flat hollow fiber membrane module obtained by the manufacturing method according to the present invention, FIG. 1A is an overall perspective view, and FIG. 1B is a hollow fiber membrane bundle fixed. An enlarged cross-sectional view of a main part showing a vertical cross section of the housing and its vicinity, and (c) is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a vertical cross section of the housing to which a support is fixed and its vicinity.
図1(a),(b),(c)に例示する平型中空糸膜モジュール1は、複数本の中空糸膜がシート状に束ねられたシート状の中空糸膜束11と、この中空糸膜束11の両端部(長さ方向の端部)及び一対の支柱17,17の両端部(長さ方向の端部)を、固定用樹脂2を介して固定する、2つのハウジング12とを有して概略構成されている。また、平型中空糸膜モジュール1は、図示例のように、シート状の中空糸膜束11が若干の弛み(弛緩)を有するように構成されている。
The flat hollow fiber membrane module 1 illustrated in FIGS. 1 (a), 1 (b), and 1 (c) has a sheet-shaped hollow
より具体的には、平型中空糸膜モジュール1は、集水流路15を有するハウジング12,12が中空糸膜の長手方向の両側にそれぞれ備えられ、複数本の中空糸膜からなるシート状の中空糸膜束11の両端部11A,11Aが、それぞれハウジング12,12の各々の挿入口12aから挿入され、固定用樹脂2を介してハウジング12,12内に固定されている。また、平型中空糸膜モジュール1は、中空糸膜束11における中空糸膜の配列方向の両側に中空糸膜束11に沿って配置される一対の支柱17,17の両端部17a,17aが、それぞれハウジング12の各々に固定されて構成される。
More specifically, the flat hollow fiber membrane module 1 has
そして、本実施形態の平型中空糸膜モジュール1は、一対の支柱17,17の両端部17a,17aが、それぞれ、ハウジング12,12の各々の挿入口12aから挿入されて、固定用樹脂2を介してハウジング12,12内に埋没するように固定されている。また、中空糸膜束11は、中空糸膜の長手方向の両側に配置されたハウジング12,12の各々の間で弛緩した状態で固定されている。さらに、平型中空糸膜モジュール1は、ハウジング12を、挿入口12aからハウジング12内の集水流路15側に向かって30mmの位置で切断したときの横断面において、中空糸膜束11とハウジング12との間に一種の固定用樹脂2が界面なく液密に充填されて構成される。
Then, in the flat hollow fiber membrane module 1 of the present embodiment, both
なお、本明細書における「界面なく」という状態は、一種の固定用樹脂が、一回の樹脂注入で成形された際の状態のことをいう。これに対し、「界面がある」という状態は、少なくとも一種の固定用樹脂が、二回以上の樹脂注入で成形された際の状態を言う。
ここで、「一回の樹脂注入」とは、注入した樹脂が200,000mPa・sに到達するまでの樹脂注入のことをいう。
The state of "without interface" in the present specification means a state when a kind of fixing resin is molded by one resin injection. On the other hand, the state of "having an interface" means a state when at least one kind of fixing resin is molded by two or more resin injections.
Here, "one-time resin injection" means resin injection until the injected resin reaches 200,000 mPa · s.
[中空糸膜束]
中空糸膜束11は、複数本の中空糸膜を束状としたものであり、少なくとも一方の端部が開口した状態とされている。本発明において用いられる中空糸膜の分画レベルは、精密ろ過膜(MF)、限外濾過膜(UF)又はナノろ過膜(NF)等の何れのレベルであってもよい。また、中空糸膜束は、濾過膜として使用可能なものであれば、孔径、空孔率、膜厚、外径等には特に制限はなく、濾過対象物に応じて適宜選択される。さらに、中空糸膜束としては、有機物やウイルスの除去を目的とする場合には、分画分子量数万から数十万の限外濾過膜を用いる場合もある。
[Hollow fiber membrane bundle]
The hollow
本発明において用いられる中空糸膜は、例えば、セルロース系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリスルフォン系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、塩素系樹脂、又はフッ素系樹脂等の、分離膜としての形状に成形可能なものであれば、如何なる材料も用いることができる。このような材料としては、具体的には、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリ四フッ化エチレン、又はポリスルフォン等が挙げられる。 The hollow thread film used in the present invention is, for example, a separation film of a cellulose-based resin, a polyolefin-based resin, a polyvinyl alcohol-based resin, a polysulfone-based resin, a polyacrylonitrile-based resin, a chlorine-based resin, a fluorine-based resin, or the like. Any material can be used as long as it can be molded into a shape. Specific examples of such a material include polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene fluoride, polyethylene tetrafluoride, polysulfone, and the like.
中空糸膜の表面特性として、耐薬品性の強い樹脂を用いることが好適であり、具体的にはフッ素系樹脂を用いることが好ましい。フッ素系樹脂の中でも、中空糸膜への賦形性や耐薬品性等の観点から、フッ化ビニリデリン樹脂を用いることがより好ましい。ここで、フッ化ビニリデリン樹脂としては、フッ化ビニリデリンのホモポリマーの他、フッ化ビニリデリンと、これと共重合可能な単量体との共重合体等が挙げられる。このような、共重合可能な単量体としては、例えば、フッ化ビニル、四フッ化エチレン、三フッ化エチレン、又はヘキサフルオロプロピレン等が挙げられる。 As the surface characteristics of the hollow fiber membrane, it is preferable to use a resin having strong chemical resistance, and specifically, it is preferable to use a fluorine-based resin. Among the fluororesins, it is more preferable to use vinyliderin fluoride resin from the viewpoint of shapeability to the hollow fiber membrane, chemical resistance and the like. Here, examples of the vinyliderin fluoride resin include a homopolymer of vinyliderin fluoride, a copolymer of vinyliderin fluoride and a monomer copolymerizable therewith, and the like. Examples of such copolymerizable monomers include vinyl fluoride, ethylene tetrafluoride, ethylene trifluoride, hexafluoropropylene and the like.
中空糸膜は複数の細孔を有する。この細孔は、中空糸膜の表面及び裏面を貫通する連続孔であることが好ましい。細孔の孔径は、目的によって任意に選択できるが、例えば、0.01〜5μmが好ましく、0.1〜1μmがより好適な範囲である。 The hollow fiber membrane has a plurality of pores. The pores are preferably continuous holes penetrating the front surface and the back surface of the hollow fiber membrane. The pore size of the pores can be arbitrarily selected depending on the intended purpose, but for example, 0.01 to 5 μm is preferable, and 0.1 to 1 μm is a more preferable range.
また、中空糸膜は、二層構造であることが好ましい。さらに、中空糸膜は、一方の層表面の孔径が小さく、他方の層表面の孔径が大きな非対称構造であることがより好ましい。中空糸膜が非対称構造の場合、一方の層表面の孔径が、他方の層表面の孔径の1倍超100倍以下であることが好ましく、より好ましくは2倍以上10倍以下である。 Further, the hollow fiber membrane preferably has a two-layer structure. Further, it is more preferable that the hollow fiber membrane has an asymmetric structure in which the pore diameter of one layer surface is small and the pore diameter of the other layer surface is large. When the hollow fiber membrane has an asymmetric structure, the pore diameter of one layer surface is preferably more than 1 times and 100 times or less the pore diameter of the other layer surface, and more preferably 2 times or more and 10 times or less.
中空糸膜の外径は、例えば、0.1〜5mmが好ましく、0.5〜3mmがより好適な範囲である。
また、中空糸膜は、純水に対する透液性能を示す純水透過係数が、1〜250m3/m2/hr/MPaであることが好ましく、10〜150m3/m2/hr/MPaであることがより好ましい。なお、純水透過係数は、下記(1)式みよって求めることができる。
純水透過係数=[純水透過量(m3)]/[多孔質膜の表面積(m2)]/[透過時間(時)]/[純水の圧力(MPa)] ・・・・・(1)
The outer diameter of the hollow fiber membrane is, for example, preferably 0.1 to 5 mm, and more preferably 0.5 to 3 mm.
Further, the hollow fiber membrane preferably has a pure water permeability coefficient of 1 to 250 m 3 / m 2 / hr / MPa, which indicates liquid permeability with respect to pure water, and is preferably 10 to 150 m 3 / m 2 / hr / MPa. More preferably. The pure water permeability coefficient can be obtained by the following equation (1).
Pure water permeability coefficient = [Pure water permeability (m 3 )] / [Surface area of porous film (m 2 )] / [Permeation time (hours)] / [Pure water pressure (MPa)] (1)
中空糸膜束の形態としては、例えば、1列に引き揃えたシート状中空糸膜の少なくとも片側端部を接着剤等で固定したものを、数枚程度で積層したものが挙げられる。また、中空糸膜束としては、例えば、中空糸膜を緯糸として編地としたものを数枚積層したものも挙げられる。このような編地の製造方法は、例えば、特開昭62−57965号、特開平1−266258号各公報等に開示されている。さらに、空糸膜束として、複数本の中空糸膜を束ねてバンドル状としたものを採用しても構わない。 Examples of the form of the hollow fiber membrane bundle include those in which at least one end of the sheet-shaped hollow fiber membranes arranged in a row is fixed with an adhesive or the like, and several sheets are laminated. Further, as the hollow fiber membrane bundle, for example, a bundle of several knitted fabrics using a hollow fiber membrane as a weft can be mentioned. Such a method for producing a knitted fabric is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-57965 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-2266258. Further, as the empty fiber membrane bundle, a bundle of a plurality of hollow fiber membranes may be adopted.
中空糸膜束11における中空糸膜の配列方向は、特に限定されるものではないが、中空糸膜が、被処理液の流れ方向に対して概ね平行に配列されることが好ましい。このような場合、例えば、被処理液が多くの夾雑物を含んでいるような高汚濁液であるケースにおいて、夾雑物が多数の中空糸膜間を通過する際、流れ方向と直行するような中空糸膜等の障害物がないことから、夾雑物の中空糸膜への堆積や絞絡を軽減する効果が得られる。
The arrangement direction of the hollow fiber membranes in the hollow
さらに、中空糸膜の配列方向は、中空糸膜の長さ方向が縦方向、即ち上下方向であることが好ましい。このような場合、例えば、夾雑物の洗浄に多用されるエアバブリング洗浄時において発生する被処理液の上昇流方向と、中空糸膜の延在方向とを、概ね平行とすることができるので、上述した夾雑物の堆積を防止する効果との相乗効果が得られる。 Further, the arrangement direction of the hollow fiber membranes is preferably such that the length direction of the hollow fiber membranes is the vertical direction, that is, the vertical direction. In such a case, for example, the upward flow direction of the liquid to be treated generated during air bubbling cleaning, which is often used for cleaning contaminants, and the extending direction of the hollow fiber membrane can be made substantially parallel. A synergistic effect with the above-mentioned effect of preventing the accumulation of contaminants can be obtained.
[ハウジング]
図1(a),(b),(c)に示すように、ハウジング12は、平型中空糸膜モジュール1の全体を支持するとともに、中空糸膜束11で濾過処理された処理水を集水するためのものであり、図示例においては、中空糸膜束11の長さ方向両端部に一対で設けられている。図示例のハウジング12は管状であり、図1(b),(c)に示すように、シート状の中空糸膜束11及び一対の支柱17,17が挿入されるスリット状の挿入口12aが長手方向に沿って形成され、長手方向に対して垂直方向の断面(以下、垂直断面という。)がU字形とされている。
[housing]
As shown in FIGS. 1A, 1B, and 1C, the
中空糸膜束11は、ハウジング12の底部13側に向けて挿入口12aから挿入され、その開口端面11aは、ハウジング12内で開口した状態で、固定用樹脂2により固定される。具体的には、ハウジング12の底部13と、中空糸膜束11の開口端面11aと、固定用樹脂2とで囲まれるように、ハウジング12の長手方向に形成された中空部分が、処理水が集水される集水流路15とされ、中空糸膜束11の開口端面11aは、集水流路15内で開口している。また、図1(a)に示す例のハウジング12には、集水流路15に集水された処理水を回収するための集水口16が、ハウジング側面14の一部に形成されている。
The hollow
なお、図示例における中空糸膜束11の開口端面11aは、固定用樹脂2の集水流路15側の面と同一面になるように配置されているが、集水流路15内に向けて固定用樹脂2よりも突出するように配置されることが、集水効率等の観点から好ましい。
The
ハウジング12の材質としては、特に限定されないが、機械的強度及び耐久性を有するものであればよく、例えば、ポリカーボネート、ポリスルフォン、ポリオレフィン、PVC(ポリ塩化ビニル)、アクリル樹脂、ABS樹脂、又は変成PPE(ポリフェニレンエーテル)等を用いることができる。また、使用後の中空糸膜モジュールの焼却処理が必要な場合には、燃焼時に有毒ガスを発生させることなく、完全燃焼させることが可能な、ポリオレフィン等の炭化水素系樹脂が好ましい。
The material of the
[支柱(一対の支柱)]
図1(a)及び図1(c)に示すように、一対の支柱17,17は、一対で設けられるハウジング12,12の両端部同士を接続する棒状(管状)部材であり、この支柱17,17によって、一対のハウジング12,12間に一定の間隔が保持されるとともに、平型中空糸膜モジュール1全体の形状が保持される。これにより、シート状の中空糸膜束11の面形態が維持され、全体として平型の中空糸膜モジュールが構成される。このように、平型中空糸膜モジュール1に一対の支柱17,17が備えられることで、この平型中空糸膜モジュール1の製造、輸送・保管、並びに中空糸膜ユニットへの組み付け/取り外し等の際の取扱性が向上する。また、このような構成により、中空糸膜ユニットの構造を簡略化することも可能となる。
[Strut (a pair of struts)]
As shown in FIGS. 1A and 1C, the pair of
一対の支柱17,17の材質や形状は、特に限定されず、平型中空糸膜モジュール1の機械的強度や機械的耐久性、及び化学的耐久性を勘案しながら、金属材料又は樹脂材料を問わず、適宜選択することができる。
上記に鑑み、一対の支柱17,17の材質に金属材料を用いる場合には、耐腐食性の観点から、例えば、ステンレス材を使用するのが好ましい。また、一対の支柱17,17に樹脂材料を用いる場合には、例えば、ポリカーボネート、ポリスルフォン、ポリオレフィン、PVC(ポリ塩化ビニル)、アクリル樹脂、ABS樹脂、又は変成PPE(ポリフェニレンエーテル)等を用いることができる。
The material and shape of the pair of
In view of the above, when a metal material is used as the material of the pair of
また、一対の支柱17,17の形状としては、横断面形状が円形であっても矩形状であってもよく、また、棒状であっても、管状(パイプ状)であってもよい。
ここで、一対の支柱17,17に管状部材を用いた場合には、図1(c)に例示するように、ハウジング12内の集水流路15と連通させた構成とすることで、一対で設けられたハウジング12,12間の導水管としての機能を持たせることも可能である。
Further, the shape of the pair of
Here, when a tubular member is used for the pair of
[固定用樹脂]
中空糸膜束11及び一対の支柱17,17をハウジング12,12に固定するための固定用樹脂2としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又はポリウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂が好適に使用される。
[Fixing resin]
As the fixing
固定用樹脂2を充填する際の該固定用樹脂2の粘度、即ち、初期粘度としては、特に中空糸膜間の隙間を埋める観点からはできるだけ小さい方が好ましい。一方、初期粘度が小さすぎると、各中空糸膜の中空部が固定用樹脂で閉塞されやすくなる。これらの観点から、固定用樹脂2の初期粘度は、好ましくは100mPa・s以上、より好ましくは200mPa・s以上、さらに好ましくは250mPa・s以上であり、また、好ましくは5000mPa・s以下、より好ましくは3000mPa・s以下、さらに好ましくは1000mPa・s以下である。
The viscosity of the fixing
また、本発明に係る平型中空糸膜モジュール1においては、硬化後の固定用樹脂2の硬度が、JIS K6253に準拠したタイプAデュロメータを用いて測定される、10秒後のショアA硬度で80〜99度の範囲であることが好ましい。
このように、固定用樹脂2の硬化後の硬度を比較的高めに設定することにより、この固定用樹脂2及び該固定用樹脂2が嵌め込まれたハウジング12の剛性を確保して、耐圧性を高めることができる。特に、10秒後のショアA硬度が80度以上であれば、より少ない樹脂量で十分な耐圧性を確保することができるので、固定用樹脂2の使用量を減じて、平型中空糸膜モジュール1のコストを低減することが可能となる。一方、10秒後のショアA硬度が99度以下であれば、固定用樹脂2が割れるのを抑制することができる。
Further, in the flat hollow fiber membrane module 1 according to the present invention, the hardness of the fixing
By setting the hardness of the fixing
上述したように、本実施形態の平型中空糸膜モジュール1は、ハウジング12を、挿入口12aからハウジング12内の集水流路15側に向かって30mmの位置で切断したときの横断面において、中空糸膜束11とハウジング12との間に一種の固定用樹脂2が界面なく液密に充填されている。このような、一種の固定用樹脂2が界面なく液密に充填された構成は、例えば、ハウジング12内に固定用樹脂2を充填する際に、1回の工程のみで固定用樹脂2を注入し、中空糸膜束11とハウジング12との間に一種の固定用樹脂2が充填されることで得られる。これにより、本実施形態の平型中空糸膜モジュールは、中空糸膜束11がハウジング12内において強固に固定された状態となる。
As described above, the flat hollow fiber membrane module 1 of the present embodiment has a cross section when the
また、中空糸膜束11を固定する固定用樹脂と、一対の支柱17,17を固定する固定用樹脂とを、それぞれ異なる樹脂から構成してもよい。
Further, the fixing resin for fixing the hollow
[平型中空糸膜モジュールの寸法]
本発明に係る平型中空糸膜モジュールの製造方法によって得られる平型中空糸膜モジュール1は、図1(a)中に示した全幅Wと全長Lとの比率(L/W)が10〜60倍の範囲であることが好ましく、20〜50倍の範囲であることがより好ましい。平型中空糸膜モジュール1の全幅Wと、中空糸膜の配列方向における中空糸膜モジュール1の全長Lとの比率(L/W)が上記範囲となるように設定することにより、中空糸膜モジュールとしての所定の寸法・形状が維持され、優れた濾過性能が得られるとともに、取扱性にも優れたものとなる。
[Dimensions of flat hollow fiber membrane module]
The flat hollow fiber membrane module 1 obtained by the method for manufacturing a flat hollow fiber membrane module according to the present invention has a ratio (L / W) of the total width W to the total length L shown in FIG. 1 (a) of 10 to 10. The range is preferably 60 times, more preferably 20 to 50 times. By setting the ratio (L / W) of the total width W of the flat hollow fiber membrane module 1 to the total length L of the hollow fiber membrane module 1 in the arrangement direction of the hollow fiber membrane within the above range, the hollow fiber membrane The predetermined dimensions and shape of the module are maintained, excellent filtration performance is obtained, and the handling property is also excellent.
また、本実施形態の製造方法で得られる平型中空糸膜モジュール1は、図1(a)中に示した中空糸膜の配列方向における全長Lが300〜1500mmの範囲であることが好ましく、500〜1250mmの範囲であることがより好ましい。中空糸膜の配列方向における平型中空糸膜モジュール1の全長Lを上記範囲に設定することにより、上記同様、所定の寸法・形状が維持され、濾過性能及び取扱性に優れたものとなる。 Further, in the flat hollow fiber membrane module 1 obtained by the manufacturing method of the present embodiment, the total length L in the arrangement direction of the hollow fiber membranes shown in FIG. 1A is preferably in the range of 300 to 1500 mm. More preferably, it is in the range of 500 to 1250 mm. By setting the total length L of the flat hollow fiber membrane module 1 in the arrangement direction of the hollow fiber membranes within the above range, the predetermined dimensions and shape are maintained as described above, and the filtration performance and handleability are excellent.
[中空糸膜束の弛緩率]
本発明に係る平型中空糸膜モジュール1においては、中空糸膜束11及び一対の支柱17,17をハウジング12,12に固定した状態での中空糸膜束11の弛緩率は、下記(1)式で定義される。
弛緩率(%)={(中空糸膜束の長さ)−(各ハウジング間の距離)}/{各ハウジング間の距離} ・・・・・(1)
[Loose rate of hollow fiber membrane bundle]
In the flat hollow fiber membrane module 1 according to the present invention, the relaxation rate of the hollow
Relaxation rate (%) = {(length of hollow fiber membrane bundle)-(distance between each housing)} / {distance between each housing} ... (1)
上記(1)式で表される中空糸膜束11の弛緩率は、0.1〜5%が好ましく、0.3〜3%がより好ましく、0.5〜1.5%がより好ましい。中空糸膜束11の弛緩率が上記の下限よりも小さいと、糸が揺れにくく、エアレーションによる物理洗浄性が低下するおそれがある。一方、中空糸膜束11の弛緩率が上記の上限を超えると、糸の絡み合いが生じて揺れにくくなり、上記同様、エアレーションによる物理洗浄性が低下する。
The relaxation rate of the hollow
<平型中空糸膜モジュールの製造方法(平型中空糸膜モジュール製造用把持具)>
[第1の実施形態]
本実施形態の平型中空糸膜モジュールの製造方法は、図1(a)〜(c)に例示したような平型中空糸膜モジュール1を製造する方法である。即ち、本実施形態の製造方法は、集水流路15を有するハウジング12を備え、複数本の中空糸膜からなるシート状の中空糸膜束11の各々の端部11Aが、ハウジング12の各挿入口12aからハウジング12内に挿入されて固定され、且つ、中空糸膜束11における中空糸膜の配列方向の両側に中空糸膜束11の長さ方向に沿って配置される一対の支柱17,17の各々の端部17aが、ハウジング12に固定されてなる平型中空糸膜モジュール1を製造する方法である。
<Manufacturing method of flat hollow fiber membrane module (grasping tool for manufacturing flat hollow fiber membrane module)>
[First Embodiment]
The method for manufacturing the flat hollow fiber membrane module of the present embodiment is a method for manufacturing the flat hollow fiber membrane module 1 as illustrated in FIGS. 1 (a) to 1 (c). That is, in the manufacturing method of the present embodiment, the
そして、本実施形態の製造方法は、少なくとも、以下の(1)〜(5)に示す各工程を含む方法である。
(1)一対の弛緩形成治具(平型中空糸膜モジュール製造用把持具)20,20を中空糸膜束11の長さ方向に離間して配置し、中空糸膜束11を一対の弛緩形成治具20,20で把持する把持工程。
(2)一対の弛緩形成治具20,20の離間距離を狭めることにより、中空糸膜束11に弛緩を付与する弛緩工程。
(3)ハウジング12の挿入口12aに、中空糸膜束11の端部11Aを挿入する挿入工程。
(4)ハウジング12内に固定用樹脂2を注入し、硬化させて中空糸膜束11の端部11Aを固定し、且つ、一対の支柱17,17の端部17aをハウジング12に固定する固定工程。
(5)一対の弛緩形成治具20,20を取り外す除去工程。
The manufacturing method of the present embodiment is a method including at least each of the steps shown in (1) to (5) below.
(1) A pair of relaxation forming jigs (grasping tools for manufacturing a flat hollow fiber membrane module) 20 and 20 are arranged apart from each other in the length direction of the hollow
(2) A relaxation step of imparting relaxation to the hollow
(3) An insertion step of inserting the
(4) Fixing by injecting the fixing
(5) A removal step of removing the pair of
以下、上記の各工程について、各々対応する図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, each of the above steps will be described with reference to the corresponding drawings.
(1)把持工程
把持工程においては、上記のように、一対の弛緩形成治具20,20を中空糸膜束11の長さ方向に離間して配置し、中空糸膜束11を一対の弛緩形成治具20,20で把持する。
(1) Gripping Step In the gripping step, as described above, the pair of
本実施形態の製造方法においては、把持工程に先立ち、まず、作業台の上に、図2(a),(b)等に示すような底上げ治具40を載置する。
底上げ治具40は、詳細を後述する一対の弛緩形成治具20,20を配置する隙間部41が長尺で溝状に形成され、図示例においては、この部分が貫通した形状で2箇所に形成されている(図3(a),(b)も参照)。本実施形態で用いられる底上げ治具40は、平型中空糸膜モジュール1の各構成部品の相対位置関係が、平型中空糸膜モジュール1の完成品を平置きした場合の相対位置関係と概略同様となるように構成される。
また、図示例の底上げ治具40は、後述の挿入工程におけるハウジング12の設置を考慮し、図2(a),(b)中の幅方向で、隙間部41よりも外側に配置された部分が、中央に配置された部分に比べて低い高さとされている。
In the manufacturing method of the present embodiment, first, the
In the
Further, the
さらに、図示例の底上げ治具40は、溝状の隙間部41は、後述の弛緩工程において中空糸膜束11に弛緩を付与することができるように、一対の弛緩形成治具20,20の内、図3(a),(b)中の幅方向で右側に配置される弛緩形成治具20を中空糸膜束11の長さ方向でスライド移動させることが可能な形状・寸法とされている(図6(a),(b)も参照)。
底上げ治具40の材質は特に限定されないが、例えば、ポリスチレン等の発泡樹脂から構成することができる。
Further, in the
The material of the
本実施形態で用いられる一対の弛緩形成治具(平型中空糸膜モジュール製造用把持具)20,20は、図9(a)〜(d)に示すように、互いに組み合わせて用いられる第1部材21と第2部材22とから構成される。弛緩形成治具20は、後述の固定工程において、中空糸膜束11を固定用樹脂2でハウジング12に固定するまでの間、中空糸膜束11に所望の弛緩状態を付与しながら保持するものである。図示例の弛緩形成治具20は、第1部材21と第2部材22とが互いに近接することで中空糸膜束11を挟み込むように把持するものであり、第1部材21と第2部材22との離間距離が中空糸膜束11の厚みよりも小さくなるように、第1部材21と第2部材22との間を近接させることが可能なボルト(狭持手段)26を含んで構成される。
As shown in FIGS. 9 (a) to 9 (d), the pair of relaxation forming jigs (grasping tools for manufacturing a flat hollow fiber membrane module) 20 and 20 used in the present embodiment are used in combination with each other. It is composed of a
第1部材21は、図9(a),(b)に示すように、基材23、スペーサー24、及び弾性部材(把持部)25からなる。また、第1部材21は、図3(a),(b)及び図4(a),(b)に示すように、中空糸膜束11の両端部11A,11A近傍を把持するにあたり、予め、底上げ時部40における隙間部41に予め配置して用いられる。
As shown in FIGS. 9A and 9B, the
基材23は、断面略コの字状の長尺部材であり、第1部材21のベースとなる部材である。また、基材23には、スペーサー24をボルト26で固定するためのボルト挿通孔23bが設けられている。
基材23の材質は、特に限定されないが、第1部材21と第2部材22とを連結固定した際、即ち、弛緩形成治具20で中空糸膜束11を把持した際に、この中空糸膜束11の反力で弛緩形成治具20に反りが生じるのを抑制するとともに、中空糸膜束11の重量を支えるのに十分な機械的強度を有する材料を適宜選定する必要がある。このような機械的強度を有する、基材23に用いる材料としては、例えば、ステンレス材等を挙げることができる。
The
The material of the
スペーサー24は、断面略コの字状とされた基材23の上面23a側に設けられる部材であり、第1部材21と第2部材22とを組み合わせて固定する際、一定以上の間隔を確保するためのストッパーとして機能する。これにより、弛緩形成治具20で中空糸膜束11を把持する際に、この中空糸膜束11が傷つくのを防止できる。また、スペーサー24には、このスペーサー24を基材23に固定するとともに、さらに、第2部材22とボルト26で共締めするためのボルト挿通孔24aが設けられている。
スペーサー24の材質も、特に限定されないが、例えば、ポリアセタール樹脂等、加工性に優れ、且つ、機械的強度にも優れる樹脂材料を用いることができる。
The
The material of the
弾性部材25は、表面に凹凸を有する中空糸膜束11を把持するときに、凹凸になじむように均一的に面圧を付与する機能を有する。仮に、弛緩形成治具に弾性部材を設けることなく中空糸膜束を把持した場合には、中空糸膜が破損したり、把持力を弱めた場合に膜束が位置ずれしたりする可能性がある。
The
弾性部材25の材質や厚み、硬度は、特に限定されるものではないが、被把持物である中空糸膜束11の幅や厚みの寸法、及び重量等に応じて適宜選択することができる。
弾性部材25の材質としては、撓み量の変化の度合いが大きい点から、弾性体であるが好ましい。この弾性体としては、例えば、各種ゴム(ウレタンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、天然ゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム等)、各種ゴム製のスポンジ、軟質ポリウレタン、軟質ポリ塩化ビニル、又は発泡体(ポリエチレン、ポリスチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体等)等が挙げられ、各種のゴム材料やスポンジ材料から選定される。
The material, thickness, and hardness of the
The
弾性部材25の硬度は、SRIS 0101(日本ゴム協会規格)に準拠したアスカーC型硬度計を用いたスポンジ硬度で、1〜30度が好ましく、3〜20度がより好ましく、5〜10度が最も好ましい。弾性部材25の硬度がこの範囲であれば、中空糸膜束11を傷付けることなく、且つ、確実に把持することが可能になる。
弾性部材25の厚みは、中空糸膜束11を把持することを考慮し、2mm以上とすることが好ましく、2〜30mmがより好ましく、3〜20mmがさらに好ましく、5〜10mmが最も好ましい。弾性部材25の厚みが上記範囲であれば、中空糸膜束を傷付けることなく、且つ、確実に把持することが可能になる。
The hardness of the
The thickness of the
なお、本発明に係る製造方法において、弛緩形成治具20によって把持する中空糸膜束11が極めて軽量である場合には、上記の弾性部材25を省略することも可能である。
In the manufacturing method according to the present invention, when the hollow
第2部材22は、図9(c),(d)に示すように、第1部材21の基材23と同様、断面略コの字状の長尺部材であり、下面22aが、第1部材21の弾性部材25との間で中空糸膜束11を挟み込んで把持する。また、第2部材22には、第1部材21と組み合わせてボルト25で固定するためのボルト挿通孔22bが設けられている。
第2部材22の材質としては、第1部材21の基材23と同様、反りが生じるのを抑制するとともに、中空糸膜束11の重量を支えるのに十分な機械的強度を有することが求められることから、ステンレス材等を用いることが好ましい。
As shown in FIGS. 9C and 9D, the
Similar to the
ここで、第1部材21の基材23の長さ方向両端、及び、第2部材22の長さ方向両端は、それぞれ、連結部23A及び連結部22Aとされ、図6(a)等に示すように、弛緩形成治具20で中空糸膜束11を把持した状態で支柱17に取り付ける際に、この位置を、例えば、万力等で固定する。
Here, both ends of the
さらに、第1部材21又は第2部材22の少なくとも一方には、弛緩形成治具20を、後述の第2実施形態で説明する保持枠体30(図8(a),(b)参照)に連結固定するための、図示略のボルト挿通孔等からなる連結部が設けられる。ここで、連結部を第1部材21に設ける場合には、その位置を基材23の長さ方向両端近傍とし、第2部材22に設ける場合には、その位置を該第2部材22の長さ方向両端近傍とすればよい。
Further, on at least one of the
そして、本実施形態の把持工程においては、上記のような底上げ治具40を準備した後、図3(a),(b)に示すように、まず、2箇所の離間した隙間部41に、一対の弛緩形成治具20,20を構成する第1部材21,21を離間してセットする。
Then, in the gripping step of the present embodiment, after preparing the
次いで、図4(a),(b)に示すように、所定数量の中空糸膜束11及び一対の支柱17,17を、底上げ治具40及び第1部材21上の所定の位置にセットする。この際、底上げ治具40の表面に、予め、所望の寸法値に基づく罫書線42を入れておくことで、中空糸膜束11の全長に応じてセット位置を調整することができる。
このように、中空糸膜束11のセット位置を予め罫書線で示しておく場合には、例えば、底上げ治具40の上に中空糸膜束11を略水平に載置し、底上げ治具40の上面40aに、中空糸膜束11の弛緩を有さない状態での全体長さ、及び、弛緩の形成を考慮した長さに応じて、各種の位置決め線42を罫書く。
Next, as shown in FIGS. 4A and 4B, a predetermined number of hollow fiber membrane bundles 11 and a pair of
In this way, when the setting position of the hollow
次いで、図5(a),(b)に示すように、第1部材21,21との間で中空糸膜束11を挟み込むように第2部材22,22をセットし、基材23のボルト挿通孔23b、スペーサー24のボルト挿通孔24a、及び第2部材22のボルト挿通孔22bをボルト26で共締めすることにより、中空糸膜束11を把持した状態とする。図示例では、スペーサー24が第1部材21上の計4箇所に設けられており、これら4箇所の各位置でボルト26による共締めがなされる。
Next, as shown in FIGS. 5A and 5B, the
この際の中空糸膜束11の把持位置は、図示例のように、中空糸膜束11の長さ方向の両端部11A近傍における若干中心部寄りの位置とすればよい。また、把持工程においては、中空糸膜束11に対して弛緩を形成・付与することなく、且つ、大きすぎる張力も付与することなく把持する。また、把持工程においては、スペーサー24が中空糸膜束11に当接しないよう、留意することが好ましい。
At this time, the gripping position of the hollow
その後、把持工程においては、一対の弛緩形成治具20,20の内の一方、図5(a),(b)に示す例では、図中における幅方向右側の弛緩形成治具22に設けられた連結部23A又は連結部22Aの少なくとも何れかを、一対の支柱17,17に対して万力等を用いて固定する。
After that, in the gripping step, one of the pair of
なお、本実施形態の把持工程において、弛緩形成治具20で把持される位置における中空糸膜束11の厚みは、特に限定されるものではないが、中空糸膜束11を傷付けることなく、且つ、確実に把持する観点から、概ね15mm程度となるように調整すればよい。
In the gripping step of the present embodiment, the thickness of the hollow
また、一対の弛緩形成治具20,20の把持部、即ち、弾性部材25による平型中空糸膜モジュール1の把持面積当たりの中空糸膜束重量は、50g/cm2以下であることが好ましく、50g/cm2であることがより好ましい。平型中空糸膜モジュール1の把持面積当たりの中空糸膜束重量が上記以下であれば、中空糸膜束を傷付けることなく、且つ、確実に把持することが可能になる。
Further, the gripping portion of the pair of
(2)弛緩工程
次に、弛緩工程においては、上記の把持工程において中空糸膜束11の両端部11A近傍を把持した一対の弛緩形成治具20,20の何れか一方を移動させて離間距離を狭めることにより、中空糸膜束11に弛緩を形成・付与する。
(2) Relaxation Step Next, in the relaxation step, one of the pair of
具体的には、一対の弛緩形成治具20,20のうちの一方、図6(a),(b)に示す例では、図中の幅方向右側に配置された弛緩形成治具20を、底上げ治具40の隙間部41内において、中空糸膜束11の長さ方向に沿った方向(図6(b)中に示す矢印Rを参照)で若干移動させ、離間距離を狭める。これにより、中空糸膜束11に若干の弛み(弛緩)を形成・付与する。
その後、弛緩工程においては、一対の弛緩形成治具20,20の内の他方、即ち、図6(a),(b)中における幅方向左側の弛緩形成治具20に設けられた連結部23A又は連結部22Aの少なくとも何れかを、一対の支柱17,17に対して万力等を用いて固定する。
Specifically, one of the pair of
After that, in the relaxation step, the other of the pair of
本実施形態では、弛緩工程においても、予め底上げ治具40の上面40aに罫書いた位置決め線42に基づき、一対の弛緩形成治具20,20の離間距離を適宜決定することができる。
In the present embodiment, also in the relaxation step, the separation distance between the pair of
(3)挿入工程
次に、挿入工程においては、弛緩工程で弛緩が付与された中空糸膜束11の端部11A,11Aを、一対で設けられたハウジング12,12の挿入口12a,12aから、それぞれ挿入する。
(3) Insertion Step Next, in the insertion step, the
具体的には、図7(a),(b)に示すように、各々のハウジング12の挿入口12aから、中空糸膜束11の各々の端部11Aを所定の位置まで挿入する。また、本実施形態で説明する例では、一対の支柱17,17の各々の端部17a,17aについても、一対で設けられたハウジング12,12の挿入口12a,12aから、それぞれ所定の位置まで挿入する。この際、各々の支柱17の端部17aを、ハウジング12内の所定の位置に、接着剤かねじを用いて接合するか、あるいは嵌合によって接合することができる。
Specifically, as shown in FIGS. 7A and 7B, each
ここで、必要に応じて支柱17に管状のものを採用し、ハウジング12内の集水流路15と連通させる場合には、支柱17を集水流路15の取付部15aに連結固定する(図1(c)を参照)。支柱17と取付部15aとの連結固定は、上記のような接着かねじ止め、嵌合(固定用樹脂2が漏れない程度の液密シール)等の方法で行う。また、支柱17と取付部15aとの連結部は、後述の固定工程において固定用樹脂2に埋設されることが、機械的強度がより向上する観点から好ましい。この場合、支柱17における固定用樹脂2に埋設される部分の少なくとも一部の表面に、例えば、ねじ状又はシボ状等の凹凸形状が形成されていることが、接着強度が向上する観点からより好ましい。さらに、支柱17における固定用樹脂2に埋設される部分に、例えば、ブラスト加工、フレーム処理、又はプラズマ処理等の表面処理が施されていることが、接着強度がさらに向上する観点から最も好ましい。
Here, if necessary, a tubular one is adopted for the
なお、多数の中空糸膜が束ねられた中空糸膜束11をハウジング12の挿入口12aに挿入する際の作業性を向上させるため、例えば、ビニールシート等を中空糸膜束11とハウジング12との間に介在させた状態で挿入工程を行ってもよい。そして、挿入工程が終了した後に、このビニールシートを除去すればよい。
In order to improve workability when inserting the hollow
また、本実施形態においては、挿入工程を弛緩工程の後に行う例を説明しているが、これには限定されず、弛緩工程の前に挿入工程を行うことも可能である。しかしながら、中空糸膜束11に位置ずれが生じにくく、また、弛緩形成時に中空糸膜束11をハウジング12内で動かす必要が無いという観点から、挿入工程を弛緩工程の後に行うことが好ましい。
Further, in the present embodiment, an example in which the insertion step is performed after the relaxation step is described, but the present invention is not limited to this, and the insertion step can be performed before the relaxation step. However, it is preferable that the insertion step is performed after the relaxation step from the viewpoint that the hollow
(4)固定工程
次に、固定工程においては、挿入工程で中空糸膜束11の端部11Aが挿入されたハウジング12内に固定用樹脂2を注入し、硬化させて中空糸膜束11の端部11Aを固定し、且つ、一対の支柱17,17の端部17aをハウジング12に固定する(図1(a)〜(c)を参照)。本実施形態で説明する例では、挿入工程でハウジング12内に挿入された一対の支柱17,17の端部17aも、中空糸膜束11と同様に固定用樹脂2で固定する。
(4) Fixing Step Next, in the fixing step, the fixing
具体的には、まず、ハウジング12内の底部13上に、水溶性樹脂等からなる図示略の保持スペーサーを設置する。この保持スペーサーは、固定用樹脂2が硬化した後に、中空糸膜11の内部、集水流路15及び集水口16を連通させるために配置されるもので、水溶性、即ち、水系溶媒(例えば、水、エタノール、イソプロパノール及びこれらの混合溶媒等)に溶解するか懸濁する性質を有する物質からなる。また、保持スペーサーとしては、集水流路15の大きさに合わせて成形されたものを使用すればよく、例えば、筒状の薄肉ブロー成形品であることが、固定用樹脂2が硬化した後の除去の容易性の観点から好ましい。
Specifically, first, a holding spacer (not shown) made of a water-soluble resin or the like is installed on the
上記のような水溶性樹脂としては、例えば、水溶性高分子が挙げられ、具体的には、グアーガム、ローカストビーンガム、クインシードガム、カラギーナン、ペクチン、マンナン、デンプン、寒天等の植物系多糖類;ザンサンガム、サクシノグリカン、カードラン、ヒアルロン酸、デキストラン等の微生物系多糖類;ゼラチン、カゼイン、アルブミン、コラーゲン等の植物系タンパク質;メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カチオン化セルロース、疎水化セルロース等のセルロース系;可溶化デンプン、カルボキシメチルデンプン等のデンプン系、アルギン酸プロピレングリコールエステル等のアルギン酸系;その他多糖類誘導体;粘度鉱物、シリカ等の無機物;ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルピロリドン、カルボキシビニルポリマー(ポリアクリル酸)、ポリアクリルアミド及びその誘導体等のビニル系;ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド−ポリプロピレンオキシドブロック共重合体等のエーテル系;及びこれらの組み合わせ等が挙げられる。 Examples of the water-soluble resin as described above include water-soluble polymers, and specifically, plant-based polysaccharides such as guar gum, locust bean gum, quinceed gum, carrageenan, pectin, mannan, starch, and agar. Micromicrobial polysaccharides such as zansangum, succinoglycan, curdran, hyaluronic acid, dextran; plant proteins such as gelatin, casein, albumin, collagen; methylcellulose, ethylcellulose, hydroxycellulose, hydroxypropylcellulose, carboxymethylcellulose, cationization Cellulose-based such as cellulose and hydrophobicized cellulose; starch-based such as solubilized starch and carboxymethyl starch, alginic acid-based such as propylene glycol alginate; other polysaccharide derivatives; inorganic substances such as viscous minerals and silica; polyvinyl alcohol (PVA), Vinyl-based materials such as polyvinylpyrrolidone, carboxyvinyl polymer (polyacrylic acid), polyacrylamide and derivatives thereof; ether-based materials such as polyethylene glycol and polyethylene oxide-polypropylene oxide block copolymer; and combinations thereof can be mentioned.
次いで、ハウジング12、中空糸膜束11及び支柱17からなる中間品を、ハウジング12が上下に配置された直立姿勢で図示略の架台に立て掛ける。ここで、本実施形態の製造方法においては、固定工程の前に挿入工程を行うことで、ハウジング12と支柱17とが所定の接合力で固定されているので、挿入工程で組み付けられたハウジング12、中空糸膜束11及び支柱17からなる中間品を直立姿勢にする際に、位置ずれ等が生じるのを抑制できる。
Next, an intermediate product including the
次いで、未硬化の固定用樹脂2を挿入口12aから図示略の保持スペーサー上に充填し、中空糸膜束11の外面とハウジング12の内面との間に行き渡らせる。この際の固定用樹脂2の充填方法としては、例えば、遠心力を利用する方法の他、固定用樹脂2が中空糸膜束11を構成する複数の中空糸膜の間に十分に行き渡るよう、中空糸膜束11にエアー等を吹き付けることで、中空糸膜束11を開繊する方法を併用することが好ましい。
Next, the
次いで、固定用樹脂2を加熱して硬化させ、中空糸膜束11の端部11A及び支柱17の端部17aをハウジング12内に固定する(図1(b),(c)の断面図を参照)。
その後、例えば、筒状の保持スペーサー内に水系溶媒を流し入れて保持スペーサーを溶解させた後、水系溶媒を除去することにより、中空糸膜の内部と集水流路15とを連通させる。
Next, the fixing
Then, for example, an aqueous solvent is poured into the tubular holding spacer to dissolve the holding spacer, and then the aqueous solvent is removed to communicate the inside of the hollow fiber membrane with the water
そして、固定工程においては、ハウジング12、中空糸膜束11及び支柱17からなる中間品を上下反転させて他方のハウジング12を下方に配置した後、このハウジング12内にも固定用樹脂2を充填して硬化させた後、保持スペーサーを除去する上記同様の処理を行う。
Then, in the fixing step, after the intermediate product including the
なお、本実施形態の固定工程においては、固定用樹脂2が硬化した後に、中空糸膜11の内部、集水流路15及び集水口16を連通させる方法として、上記の保持スペーサーを用いた例を説明しているが、これには限定されず、例えば、特開2010−247023号公報に記載されたような内壁部材を用いた手段を採用することも可能である。
In the fixing step of the present embodiment, an example in which the above-mentioned holding spacer is used as a method of communicating the inside of the
(5)除去工程
次に、除去工程においては、完成した平型中空糸膜モジュール1から一対の弛緩形成治具20,20を取り外す。
具体的には、詳細な図示を省略するが、一対の弛緩形成治具20,20を中空糸膜束11及び一対の支柱17,17から取り外すことにより、図1(a)に示すような平型中空糸膜モジュール1を得る。
(5) Removal Step Next, in the removal step, the pair of
Specifically, although detailed illustration is omitted, by removing the pair of
(作用効果)
以上説明したように、本発明に係る平型中空糸膜モジュールの製造方法の第1の実施形態によれば、中空糸膜の配列方向の両側に一対の支柱17,17が配置された中空糸膜束11に弛緩を付与する弛緩形成工程、ハウジング12内に、少なくとも中空糸膜束11の端部11Aを挿入する挿入工程、及び、ハウジング12内に固定用樹脂2を注入して硬化させ、中空糸膜束11の端部11Aを固定し、且つ、一対の支柱17,17の端部17aをハウジング12に固定する固定工程が備えられた方法を採用することで、中空糸膜束11、ハウジング12及び支柱17を完成品と同じ相対位置関係で保持した状態で固定工程に供することができる。これにより、簡便な方法で中空糸膜束11に弛みを付与しながら、固定用樹脂2を注入して硬化させる工程を1回のみに低減できる。従って、取扱性に優れる平型中空糸膜モジュール1を優れた生産効率で製造することが可能になる。
(Action effect)
As described above, according to the first embodiment of the method for manufacturing a flat hollow fiber membrane module according to the present invention, a pair of
なお、本実施形態においては、平型中空糸膜モジュール1として、シート状の中空糸膜束11の両端部に、それぞれハウジング12が接続された形態を例示しているが、シート状の中空糸膜束11の一端のみにハウジング12が接続され、他端は閉塞した形態であってもよい。
In the present embodiment, as the flat hollow fiber membrane module 1, the
[第2の実施形態]
本発明に係る平型中空糸膜モジュールの製造方法の第2の実施形態について、図面を適宜参照しながら説明する。本実施形態においては、上述した第1の実施形態と共通する構成については、同じ符号を付して説明するとともに、同じ図面を用いて説明し、また、その詳しい説明を省略する。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the method for manufacturing a flat hollow fiber membrane module according to the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. In the present embodiment, the configuration common to the first embodiment described above will be described with the same reference numerals and the same drawings, and detailed description thereof will be omitted.
本実施形態の平型中空糸膜モジュールの製造方法は、第1の実施形態と同様、図1(a)〜(c)に例示したような平型中空糸膜モジュール1を製造する方法である。
そして、本実施形態の製造方法は、少なくとも、以下の(1)〜(7)に示す各工程を含む方法である。
(1)一対の弛緩形成治具20,20を中空糸膜束11の長さ方向に離間して配置し、中空糸膜束11を一対の弛緩形成治具20,20で把持する把持工程。
(2)一対の弛緩形成治具20,20の離間距離を狭めることにより、中空糸膜束11に弛緩を付与する弛緩工程。
(3)ハウジング12の挿入口12aに、中空糸膜束11の端部11Aを挿入する挿入工程。
(4)ハウジング12、中空糸膜束11及び一対の支柱17,17を、平面視略矩形状とされた保持枠体30の枠内に組み付ける保持工程。
(5)保持枠体30に一対の弛緩形成治具20,20を連結固定する連結工程。
(6)ハウジング12内に固定用樹脂2を注入し、硬化させて中空糸膜束11の端部11Aを固定し、且つ、一対の支柱17,17の端部17aをハウジング12に固定する固定工程。
(7)保持枠体30及び一対の弛緩形成治具20,20を取り外す除去工程。
The method for manufacturing the flat hollow fiber membrane module of the present embodiment is the same as the method for manufacturing the flat hollow fiber membrane module 1 as illustrated in FIGS. 1 (a) to 1 (c), as in the first embodiment. ..
The manufacturing method of the present embodiment is a method including at least each of the steps shown in (1) to (7) below.
(1) A gripping step in which a pair of
(2) A relaxation step of imparting relaxation to the hollow
(3) An insertion step of inserting the
(4) A holding step of assembling the
(5) A connecting step of connecting and fixing a pair of
(6) Fixing by injecting the fixing
(7) A removal step of removing the holding
即ち、本実施形態の製造方法は、保持枠体30を用いた保持工程及び連結工程が追加されており、さらに、除去工程において保持枠体30から弛緩形成治具20及びハウジング12を取り外す手順が追加されている点で、第1の実施形態の製造方法と相違している。
That is, in the manufacturing method of the present embodiment, a holding step and a connecting step using the holding
(1)把持工程
把持工程においては、第1の実施形態と同様の方法で、一対の弛緩形成治具20,20を中空糸膜束11の長さ方向に離間して配置し、中空糸膜束11を一対の弛緩形成治具20,20で把持する。
本実施形態においても、第1の実施形態と同様、把持工程に先立ち、まず、作業台の上に、図2(a),(b)等に示すような底上げ治具40を載置する。
(1) Gripping Step In the gripping step, the pair of
In the present embodiment as well, as in the first embodiment, the
そして、図3(a),(b)に示すように、2箇所の隙間部41に一対の弛緩形成治具20,20を構成する第1部材21,21を離間してセットする。
次いで、図4(a),(b)に示すように、予め底上げ治具40の上面40aに罫書いた位置決め線42に基づき、底上げ治具40及び第1部材21上の所定の位置に中空糸膜束11をセットするとともに、一対の支柱17,17をセットする。
次いで、第1の実施形態における把持工程と同様、図5(a),(b)に示すように、第1部材21,21との間で中空糸膜束11を挟み込むように第2部材22,22をセットし、中空糸膜束11を把持する。
その後、第1の実施形態と同様、図5(a),(b)中における幅方向右側の弛緩形成治具22に設けられた連結部23A又は連結部22Aの少なくとも何れかを、一対の支柱17,17に対して万力等を用いて固定する。
Then, as shown in FIGS. 3A and 3B, the
Next, as shown in FIGS. 4A and 4B, a hollow fiber is formed at a predetermined position on the
Next, as in the gripping step in the first embodiment, as shown in FIGS. 5A and 5B, the
After that, as in the first embodiment, at least one of the connecting
(2)弛緩工程
次に、弛緩工程においても、第1の実施形態と同様の方法で、一対の弛緩形成治具20,20の離間距離を狭めることにより、中空糸膜束11に弛緩を付与する。
即ち、図6(a),(b)に示すように、底上げ治具40上の位置決め線42に基づき、一対の弛緩形成治具20,20のうちの何れか一方又は両方を、中空糸膜束11の長さ方向に沿った方向で移動させて離間距離を狭めることで、中空糸膜束11に弛緩を形成・付与する。
その後、第1の実施形態と同様、図6(a),(b)中における幅方向左側の弛緩形成治具20に設けられた連結部23A又は連結部22Aの少なくとも何れかを、一対の支柱17,17に対して万力等を用いて固定する。
(2) Relaxation Step Next, in the relaxation step as well, the hollow
That is, as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), one or both of the pair of
After that, as in the first embodiment, at least one of the connecting
(3)挿入工程
次に、挿入工程においても、第1の実施形態と同様の方法で、弛緩工程で弛緩が付与された中空糸膜束11の端部11A,11Aを、一対で設けられたハウジング12,12の挿入口12a,12aから、それぞれ挿入する。
即ち、図7(a),(b)に示すように、各々のハウジング12の挿入口12aから、中空糸膜束11の各々の端部11Aを所定の位置まで挿入する。また、本実施形態においても、一対の支柱17,17の各々の端部17a,17aを、一対で設けられたハウジング12,12の挿入口12a,12aから所定の位置まで挿入し、接着剤かねじを用いて接合するか、あるいは嵌合によって接合する。また、第1の実施形態と同様、必要に応じて、管状に構成された支柱17を採用し、この支柱17を集水流路15の取付部15aに連結固定してもよい(図1(c)を参照)。
(3) Insertion Step Next, also in the insertion step, a pair of
That is, as shown in FIGS. 7A and 7B, each
なお、本実施形態においても、第1の実施形態と同様、弛緩工程の前に挿入工程を行うことが可能であるが、中空糸膜束11の位置ずれを防止する等の観点から、挿入工程を弛緩工程の後に行うことが好ましい。
In this embodiment as well, as in the first embodiment, the insertion step can be performed before the relaxation step, but from the viewpoint of preventing the displacement of the hollow
(4)保持工程
次に、保持工程においては、ハウジング12、中空糸膜束11及び一対の支柱17,17を、平面視略矩形状とされた保持枠体30の枠内に組み付ける。
ここで、本実施形態で用いられる保持枠体30は、図8(a),(b)に示す例のように、上部アングル31、下部アングル32、及び一対の保持支柱33,33から構成された、平面視で概略矩形状の枠体とされている。また、図8(a),(b)に示す例では、略水平状態に維持されたハウジング12、中空糸膜束11及び一対の支柱17,17を保持枠体30の枠内に組み付けた後、これを直立姿勢とした状態を示している。
(4) Holding Step Next, in the holding step, the
Here, the holding
保持工程においては、まず、保持枠体30を所定の場所に水平にセットしたうえで、略水平状態に維持されたハウジング12、中空糸膜束11及び一対の支柱17,17を保持枠体30の枠内に収容する。この際、例えば、保持枠体30の上部アングル31及び下部アングル32に対し、一対のハウジング12,12を、それぞれ圧入するように固定することができる。
このように、保持枠体30を用いた方法を採用することにより、後述の固定工程において固定用樹脂2で固定される前のハウジング12及び支柱17は、図8(a),(b)に示すような直立状態に姿勢を変化させた場合でも、保持枠体30によって確実に保持される。
In the holding step, first, the holding
As described above, by adopting the method using the holding
(5)連結工程
次に、連結工程においては、保持枠体30に一対の弛緩形成治具20,20を連結固定する。
具体的には、詳細な図示を省略するが、例えば、図8(a),(b)に示すような保持枠体30の保持支柱33,33にボルト挿通孔を設け、弛緩形成治具20を構成する第1部材21又は第2部材22の少なくとも一方を、ボルトを用いて連結固定する。この際、中空糸膜束11に所定の弛緩が付与された状態で、弛緩形成治具20の両端部近傍に設けられた図示略のボルト挿通孔等からなる連結部を、保持枠体30の保持支柱33,33の所定の位置にボルトで固定する。
(5) Connecting Step Next, in the connecting step, the pair of
Specifically, although detailed illustration is omitted, for example, bolt insertion holes are provided in the holding
なお、保持枠体30に設けられるボルト挿通孔を長孔とした場合には、弛緩形成治具20の位置を中空糸膜束11の長さ方向に沿って移動させることが可能となり、中空糸膜束11の弛緩量をさらに調整できる点から好ましい。
When the bolt insertion hole provided in the holding
(6)固定工程
次に、固定工程においても、第1の実施形態と同様の方法で、中空糸膜束11の端部11Aが挿入されたハウジング12内に固定用樹脂2を注入し、硬化させて中空糸膜束11の端部11Aを固定し、さらに、一対の支柱17,17の端部17aをハウジング12に固定する(図1(a)〜(c)を参照)。本実施形態で説明する例においても、ハウジング12内に挿入された一対の支柱17,17の端部17aを、中空糸膜束11と同様に固定用樹脂2で固定する。
(6) Fixing Step Next, also in the fixing step, the fixing
具体的には、第1の実施形態と同様、まず、ハウジング12内の底部13上に水溶性樹脂等からなる図示略のスペーサーを設置する。
次いで、保持枠体30を回転させ、ハウジング12、中空糸膜束11及び一対の支柱17,17を直立姿勢とする。
次いで、未硬化の固定用樹脂2を挿入口12aから図示略のスペーサー上に充填し、中空糸膜束11の外面とハウジング12の内面との間に行き渡らせる。
次いで、固定用樹脂2を加熱して硬化させ、中空糸膜束11の端部11A及び支柱17の端部17aをハウジング12内に固定する。
その後、第1の実施形態と同様、筒状のスペーサー内に水系溶媒を流し入れてスペーサーを溶解させた後、水系溶媒を除去することにより、中空糸膜の内部と集水流路15とを連通させる。
Specifically, as in the first embodiment, first, a spacer (not shown) made of a water-soluble resin or the like is installed on the
Next, the holding
Next, the
Next, the fixing
Then, as in the first embodiment, an aqueous solvent is poured into the tubular spacer to dissolve the spacer, and then the aqueous solvent is removed to communicate the inside of the hollow fiber membrane with the water
さらに、固定工程では、保持枠体30を上下反転させて他方のハウジング12を下方に配置した後、このハウジング12内にも固定用樹脂2を充填して硬化させ、保持スペーサーを除去する上記同様の処理を行う。
Further, in the fixing step, after the holding
(7)除去工程
次に、除去工程においては、完成した平型中空糸膜モジュール1から保持枠体30及び一対の弛緩形成治具20,20を取り外す。
具体的には、詳細な図示を省略するが、ハウジング12及び一対の弛緩形成治具20,20を保持枠体30から取り外すとともに、一対の弛緩形成治具20,20を中空糸膜束11及び一対の支柱17,17から取り外すことにより、図1(a)に示すような平型中空糸膜モジュール1を得る。
(7) Removal Step Next, in the removal step, the holding
Specifically, although detailed illustration is omitted, the
(作用効果)
以上説明したように、本発明に係る平型中空糸膜モジュールの製造方法の第2の実施形態によれば、弛緩形成工程において、中空糸膜の配列方向の両側に一対の支柱17,17が配置された中空糸膜束11に弛緩を付与した後、挿入工程において、ハウジング12内に少なくとも中空糸膜束11の端部11Aを挿入し、これらを保持枠体30に組み付ける保持工程の後に、ハウジング12内に固定用樹脂2を注入して硬化させ、中空糸膜束11の端部11Aを固定し、且つ、一対の支柱17,17の端部17aをハウジング12に固定する固定工程が備えられた方法を採用することで、十分に固定されていない状態の中空糸膜束11、ハウジング12及び支柱17を、第1の実施形態と同様、完成品と同じ相対位置関係で保持した状態で固定工程に供することができる。これにより、簡便な方法で中空糸膜束11に弛みを付与しながら、固定用樹脂2を注入して硬化させる工程を1回のみに低減できる。従って、取扱性に優れる平型中空糸膜モジュール1を優れた生産効率で製造することが可能になる。
(Action effect)
As described above, according to the second embodiment of the method for manufacturing a flat hollow fiber membrane module according to the present invention, in the relaxation forming step, a pair of
本発明の平型中空糸膜モジュールの製造方法は、簡便な方法で中空糸膜束に弛みを付与しながら、固定用樹脂を注入して硬化させる工程を1回のみに低減でき、取扱性に優れる平型中空糸膜モジュールを優れた生産効率で製造することが可能になることから、汚水処理等に用いられる平型中空糸膜モジュールを製造する場合において非常に有用である。 The method for manufacturing a flat hollow fiber membrane module of the present invention can reduce the step of injecting a fixing resin and curing it only once while imparting slack to the hollow fiber membrane bundle by a simple method, resulting in ease of handling. Since it becomes possible to manufacture an excellent flat hollow fiber membrane module with excellent production efficiency, it is very useful in manufacturing a flat hollow fiber membrane module used for sewage treatment and the like.
1…平型中空糸膜モジュール、2…固定用樹脂、11…中空糸膜束、12…ハウジング、12a…挿入口、13…底部、14…側面、15…集水流路、16…集水部、17…支柱(一対の支柱)、20…弛緩形成治具(一対の弛緩形成治具:平型中空糸膜モジュール製造用把持具)、21…第1部材、22…第2部材、26…ボルト(狭持手段)、30…保持枠体。 1 ... Flat hollow fiber membrane module, 2 ... Fixing resin, 11 ... Hollow fiber membrane bundle, 12 ... Housing, 12a ... Insertion port, 13 ... Bottom, 14 ... Side surface, 15 ... Water collecting channel, 16 ... Water collecting part , 17 ... struts (a pair of struts), 20 ... relaxation forming jigs (a pair of relaxation forming jigs: gripping tools for manufacturing flat hollow fiber membrane modules), 21 ... first member, 22 ... second member, 26 ... Bolt (holding means), 30 ... Holding frame.
Claims (9)
一対の弛緩形成治具を前記中空糸膜束の長さ方向に離間して配置し、前記中空糸膜束を前記一対の弛緩形成治具で把持する把持工程と、
前記一対の弛緩形成治具の離間距離を狭めることにより、前記中空糸膜束に弛緩を付与する弛緩工程と、
前記ハウジングの挿入口に、前記中空糸膜束の端部を挿入する挿入工程と、
前記ハウジング内に固定用樹脂を注入し、硬化させて前記中空糸膜束の端部を固定し、且つ、前記一対の支柱の端部を前記ハウジングに固定する固定工程と、
前記一対の弛緩形成治具を取り外す除去工程と、
を含む、平型中空糸膜モジュールの製造方法。 A housing having a water collecting flow path is provided, and each end of a sheet-shaped hollow fiber membrane bundle composed of a plurality of hollow fiber membranes is inserted into the housing from each insertion port of the housing to be fixed and fixed. A flat type in which the ends of each of a pair of columns arranged along the length direction of the hollow fiber membrane bundle are fixed to the housing on both sides of the hollow fiber membrane bundle in the arrangement direction of the hollow fiber membrane. A method for manufacturing hollow fiber membrane modules.
A gripping step in which a pair of relaxation forming jigs are arranged apart from each other in the length direction of the hollow fiber membrane bundle, and the hollow fiber membrane bundle is gripped by the pair of relaxation forming jigs.
A relaxation step of imparting relaxation to the hollow fiber membrane bundle by narrowing the separation distance of the pair of relaxation forming jigs.
An insertion step of inserting the end of the hollow fiber membrane bundle into the insertion port of the housing, and
A fixing step of injecting a fixing resin into the housing and curing the hollow fiber membrane bundle to fix the ends of the hollow fiber membrane bundle and fixing the ends of the pair of columns to the housing.
The removal step of removing the pair of relaxation forming jigs and
A method for manufacturing a flat hollow fiber membrane module, including.
一対の弛緩形成治具を前記中空糸膜束の長さ方向に離間して配置し、前記中空糸膜束を前記一対の弛緩形成治具で把持する把持工程と、
前記一対の弛緩形成治具の離間距離を狭めることにより、前記中空糸膜束に弛緩を付与する弛緩工程と、
前記ハウジングの挿入口に、前記中空糸膜束の端部を挿入する挿入工程と、
前記ハウジング、前記中空糸膜束及び前記一対の支柱を、平面視略矩形状とされた保持枠体の枠内に組み付ける保持工程と、
前記保持枠体に前記一対の弛緩形成治具を連結固定する連結工程と、
前記ハウジング内に固定用樹脂を注入し、硬化させて前記中空糸膜束の端部を固定し、且つ、前記一対の支柱の端部を前記ハウジングに固定する固定工程と、
前記保持枠体及び前記一対の弛緩形成治具を取り外す除去工程と、
を含む、平型中空糸膜モジュールの製造方法。 A housing having a water collecting flow path is provided, and each end of a sheet-shaped hollow fiber membrane bundle composed of a plurality of hollow fiber membranes is inserted into the housing from each insertion port of the housing to be fixed and fixed. A flat type in which the ends of each of a pair of columns arranged along the length direction of the hollow fiber membrane bundle are fixed to the housing on both sides of the hollow fiber membrane bundle in the arrangement direction of the hollow fiber membrane. A method for manufacturing hollow fiber membrane modules.
A gripping step in which a pair of relaxation forming jigs are arranged apart from each other in the length direction of the hollow fiber membrane bundle, and the hollow fiber membrane bundle is gripped by the pair of relaxation forming jigs.
A relaxation step of imparting relaxation to the hollow fiber membrane bundle by narrowing the separation distance of the pair of relaxation forming jigs.
An insertion step of inserting the end of the hollow fiber membrane bundle into the insertion port of the housing, and
A holding step of assembling the housing, the hollow fiber membrane bundle, and the pair of struts into a frame of a holding frame having a substantially rectangular shape in a plan view.
A connecting step of connecting and fixing the pair of relaxation forming jigs to the holding frame body,
A fixing step of injecting a fixing resin into the housing and curing the hollow fiber membrane bundle to fix the ends of the hollow fiber membrane bundle and fixing the ends of the pair of columns to the housing.
A removal step of removing the holding frame and the pair of relaxation forming jigs, and
A method for manufacturing a flat hollow fiber membrane module, including.
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