JPH02265627A - ろ過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は中空系膜フィルタを内蔵するろ過装置に係り、
特に、中空系膜フィルタを改良したろ過装置に関する。

（従来の技術） 原子力発電所および火力発電所の復水等の原液中には、
タービンおよび復水系の配管や機器から発生する鉄を主
成分とした不溶解性固形物が含まれている。

この固形物の形態はＦｅ３Ｏ４、 ａ−Ｆｅ２０３．７−Ｆｅ２　ｏ３、ＦｅｏＯＨ等様々
でありその形状も特定できないうえに、粒径も０．１μ
以下のものから数１０μ迄、幅広く分布している。

これらの不溶解性固形物は、原子炉内の燃料棒や炉内構
造物、または蒸気発生器やボイラーの伝熱管等に付着し
て、熱効率の低下を招くほかに、原子力発電所において
は、放射線量が増加する等の様々な障害の要因となる。

従来、このような不溶解性固形物等の除去には粒状のイ
オン交換樹脂を内蔵する混床式脱塩塔を用いて、イオン
交換樹脂への吸着および樹脂層によるろ過を脱塩塔の複
次的機能として期待する方法や、プリコートろ過器を脱
塩塔の前段として設け、不溶解性固形物を除去する方法
等が採られてきた。

しかしながら、復水中の不溶解性固形物は前述のように
多種多様な形態および分布をしており、場合によっては
上記両方法によっても除去できない場合もあった。

また、後者の方法においては、プリコート層が１５日前
後の使用で目詰りを起こし、そのために、多量のろ過助
材が廃棄物として発生し、特に原子力発電所においては
、そのろ過助材の処理に多大な費用を要している。

ところで近年では、中空系を用いた復水の浄化方法が提
案されている。

例えば、特開昭５９−８７０９２号公報に記載のもので
は、外径が０．５〜２ｍｍの中空系を単独に、あるいは
中空系膜上に粉末イオン交換樹脂をプリコートして用い
る方法が提案されている。

しかしながら、外径０．５ｍｍ〜２１！１１１では単位
体積当りのろ過膜面積を一定値以上にできない問題点が
あった。そこで外径が０．５＋ａｍ以下の中空系を用い
ると、単位体積内に束ねる中空系の本数を増加すること
ができ、このために、ろ過面積を拡大することができる
という利点がある。

しかしながら、このような方法では中空系の内径が細く
なり過ぎ、中空系を透過する透過流体の圧力損失が増大
するという欠点があった。

さらに外径が０．５〜２ｍｍの中空系のモジュールを用
いても管内の圧力損失によりモジュール長さは約１．５
　ｍ程度が限度となり、さらに中空系の外径を大きくす
ることは、ろ過面積を減少させ、大きなメリットはない
。

したがって、大型のろ過器を設計する場合においては、
線流速を大きく設定して運転するか、または比較的短い
、例えば約１．５　ｍ程度迄の中空系膜モジュールを多
数本横方向に並列してタンク内に収容するために、この
タンクを直径方向が軸方向よりも長い偏平な容器構造と
するか、あるいは小型の処理装置を多く用いるなどの方
法が考えられる。

しかしながら、このように線流速を大きくとることは、
単に逆流の頻度を増加させるだけではなく、中空系膜の
目詰りの進行による初期差圧の上昇という結果を招き、
膜寿命を短くするという問題がある。

また、処理液の性情によっては差圧の急上昇、逆洗不良
という現象につながる恐れがある。

さらに、直径方向が高さよりも大きい偏平な上記タンク
では、胴の板厚も厚くなり、建屋における収納効率も良
好ではなく、小型の処理装置を多数用いる方法と同様に
経済的メリットが少ない。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は上記事情を考慮してなされたもので、コンパク
トで大容量のろ過装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち本発明は、タンク内を上部空間と下部空間とに
仕切る管板と、この管板から上記下部空間に垂下された
複数の中空系膜モジュールとを備えたろ過装置において
、この中空系膜モジュールは外径０．５ｍｍ以下の中空
系の多数本をその両端部で結束して構成したことを特徴
とするろ過装置である。

（作　用） 本発明では中空系膜フィルタ全体の圧力損失を増大させ
ずに単位容積当りの膜面積を増大することができる。

（実施例） 以下発明の一実施例について第１図〜第５図を参照して
説明する。

第１図は本発明の一実施例に組み込まれる中空系膜フィ
ルタの構成を示し、この中空系膜フィルタ１は複数本、
例えば第１、第２の２本の中空系膜モジュール２Ａ、２
Ｂ相互を管継ぎ手３を介して直径に、かつ液密に接続し
ている。

第１、第２の中空系膜モジュール２Ａ、２Ｂは両端開口
の集水管４Ａ、４Ｂの外周に、両端開口の中空系５Ａ、
５Ｂの多数本を平行に並設し、各中空系５Ａ、５Ｂの両
端部を環状の端部６Ａ。

６Ｂで環状に結束して、各集水管４Ａ、４Ｂの両開口端
部に固定している。

第１、第２の中空系膜モジュール２Ａ、２Ｂの両端環６
Ａ、６Ｂの各一方は管継ぎ手３の両開口端内に所要の対
向間隙をおいて液密、に内嵌し、第２の中空系膜モジュ
ール２Ｂの端境６Ｂの外周には有底円筒状のキャップ７
の開口端を、キャップ７内に所要の空間を設定して外嵌
し、固着している。

したがって、第１図の太線矢印で示すように復水等の原
液の液圧が中空系膜フィルタ１に垂直方向から加圧され
ると、各中空系５Ａ、５Ｂの膜を透過してろ過された透
過液が、左右（第１図参照）に分流し、各中空系５Ａ、
５Ｂ内を軸方向に通ってそれぞれの開口端へ流れ、各開
口端ではこの透過液が小矢印方向に流れる。

すなわち、第２の中空系膜モジュール２Ｂの中空系膜を
透過した透過液は各中空系５Ｂに案内されて管継ぎ手３
とギャップ７方向へそれぞれ分流し、端境ｆｉＢを通し
てキャップ７内へ流れ込んだ透過液は、ここで反転して
集水管４Ｂ内を管継ぎ手３方向に流れる。管継ぎ手３内
においては、集水管４Ｂからの透過液が各中空系５Ｂよ
り流れ込んで来た透過液等と合流し、さらに、第１の中
空系膜モジュール２Ａの開口端（第１図では左端）へ向
けて流れて行く。

一方、第１の中空系膜モジュール２Ａの各中空系５Ａ膜
を透過した透過液も各中空系５Ａに案内されて、左右に
分流し、管継ぎ手３内へ流入した透過液は第２の中空系
膜モジュール２Ｂの集水管４Ｂおよび各中空系５Ｂから
の透過液と合流し、しかも、これらの液圧により、第１
の中空系膜モジ、ニール２Ａの集水管４Ａ内をその開口
端へ向けて、小矢印方向へ流れる。この集水管４Ａ内の
透過液はその開口端側方にて各中空系５Ａからの透過液
と合流する。

このように中空系膜フィルタ１は各中空系膜モジュール
２Ａ、２Ｂ毎に原液のろ過処理を行ない、このろ過処理
液を圧力損失の小さい各集水管４Ａ。

４Ｂを通して集水するので、圧力損失を増大させずに単
位容積当りの中空系５Ａ、５Ｂの膜面積の増大を図るこ
とができる。

ところで、上記中空系膜フィルタ１の長手力向長さを約
１ｍ程度に設定した場合には第２図のグラフより明らか
なように各中空系５Ａ、５Ｂの寸法の最適値は内径ＩＤ
が２９０μｍであり、これに膜厚を考慮すると外径ＯＤ
は４４０μｍが最適値となる。したがって、各中空系５
Ａ、５Ｂの外径ＯＤは０．５ｎ＋ｍ　（５００μｍ）以
下であることが好ましい。なお、第２図は中空系の内径
ＩＤがル拡径されるに従って、単位容積当りの初期差圧
Ｐが増大し、膜面積Ｓが低下する状態を示している。

また、内径が０．３ｍｍ　（３００μｍ）で、外径が０
．４ｍｍ　（４００μｍ）の中空系の長さと透過水量と
の関係は、第３図に示すように中空系の長さが７００！
ＩＩＩを超えると、透過水量の増加は殆ど止まり、はぼ
飽和してしまうので、７００器以下が望ましい。

本実施例の中空系膜フィルタ１の全長は例えば約１ｍ程
度であるが、各中空系膜モジュール２Ａ。

２Ｂはその全長をほぼ２分する長さであり、各中空系膜
モジュール２Ａ、２Ｂ毎に原液のろ過を行なうと共に、
各集水管４Ａ、４Ｂの圧力損失は中空系５Ａ、５Ｂのも
のに比べて著しく小さく、複数段であっても殆ど問題に
ならない。

このように構成された中空系膜フィルタ１の複数本を第
４図に示すようにろ過器８のタンク９内に装着すれば、
単位容積当りの中空系膜面積の増加を図ることができる
。

すなわち、複数本の中空系膜フィルタ１はその第１の中
空系膜モジュール２Ａの端境６Ａを管板１０にそれぞれ
並設して、各キャップ７を下方にする・ように吊設し、
この管板１０の端部をタンク本体９ａの上端とタンク上
蓋９ｂの下端との間に介在させて、複数本の中空系膜フ
ィルタ１をタンク本体９ａ内に懸吊している。

タンク本体９ａ内には中空系膜フィルタ１の下方にてバ
ブリング空気入口ノズル１１が径方向に沿って配設され
、その下方のタンク本体９ａ底部には入口ノズル１２と
逆洗水出口ノズル１３とが液密に接続されている。

また、タンク本体９ａの上部側壁にはベントノズル１４
が、タンク上蓋９ｂのほぼ中央部には出口および逆洗用
空気入口ノズル１５がそれぞれ接続されている。

出口および逆洗用空気入口ノズル１５は第５図に示すよ
うに空気源Ａと処理液給水系Ｃとに接続され、空気源Ａ
にはバブリング空気入口ノズルｔｉも接続されている。

また、入口ノズル１２に原液源Ｂを、逆洗水出口ノズル
１３に逆洗水排水部りを、ベントノズル１４にベント部
Ｅをそれぞれ接続している。

そして、ろ過器８の運転時には原液源Ｂからろ過器８へ
原液が供給され、タンク９内の中空系膜フィルタ１によ
りろ過された処理液は、出口および逆洗用空気人口ノズ
ル１５を通って処理液給水系Ｃへ供給される。

その後、原液源Ｂ側と処理液給水系Ｃ側の液圧差が大き
く開いて所定圧を超えたときはろ過器８の中空系膜フィ
ルタ１の逆洗を行なう。

逆洗の場合はまず原液源Ｂからろ過器８への原液の供給
を停止し、空気源Ａから出口および逆洗用空気入口ノズ
ル１５と、バブリング空気入口ノズル１１へ空気を送気
する。

これにより、出口および逆洗用空気入口ノズル１５から
タンク９内上部に送気された空気は、この処理液をタン
ク９内下部へ押圧し、各中空系膜フィルタ１の各中空系
内の液を外部へ押し出す。この際に、各中空系外表面に
付着している付着物を剥離する。この間、バブリング空
気入口ノズル１１から放出された空気はタンク本体９ａ
内の原液中に気泡となって上昇し、各中空系膜フィルタ
１を振動させて、中空系の付着物の除去を助勢する。

この逆洗時の逆洗水は逆洗水出口ノズル１３から逆洗水
排水部りへ排水され、付着物を含む原液はベントノズル
１４からベント部Ｅへ排出される。

［発明の効果］ 上記説明したように本発明は、タンク内を上部空間と下
部空間とに仕切る管板と、この管板から上記下部空間に
垂下された複数の中空系膜モジュールとを備えたろ過装
置において、この中空系膜モジュールは外径０．５ｍｍ
以下の中空系の多数本をその両端部で結束して構成した
ことを特徴としている。

したがって、圧力損失を増大させずに単位容積当りの中
空系の膜面積の増大を図ることができ、ろ過器のコンパ
クト化と大容量化とを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るろ過装置の一実施例に組み込まれ
る中空系膜フィルタの一例の全体構成図、第２図は一般
的な中空系の内径と、初期差圧よび膜面積との関係を示
すグラフ、第３図は一般的な中空系の長さと透過水量と
の関係を示すグラフ、第４図は第１図で示す中空系膜フ
ィルタを内蔵するろ過器の縦断面図、第５図は第４図で
示する過器の運転方法を説明するための系統図である。 １・・・中空系膜フィルタ、 ２Ａ、２Ｂ・・・中空系膜モジュール、３・・・管継ぎ
手、　　　　　４Ａ、４Ｂ・・・集水管、５Ａ、５Ｂ・
・・中空系、　６Ａ、６Ｂ・・・端境、７・・・キャッ
プ、　　　　　８・・・ろ過器、９・・・タンク、　　
　　　　　９ａ・・・タンク本体、１０・・・管板。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　　　第子丸　　　健 俗１図 δＯＯ 中空系の内径　　ＩＤ　　　Ｃμｍコ 挙　２　図 蔓 固 ＋１米長コ（ｖｎｍ＞−ｍ −に 茶 目

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. タンク内を上部空間と下部空間とに仕切る管板と、この
   管板から上記下部空間に垂下された複数の中空系膜モジ
   ュールとを備えたろ過装置において、この中空系膜モジ
   ュールは外径０．５ｍｍ以下の中空系の多数本をその両
   端部で結束して構成したことを特徴とするろ過装置。