JPH03249923A - 中空糸濾過モジュール - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、被処理流体の流れる管内に、中空糸を配設し
た中空糸濾過モジュールに関する。

〔従来の技術〕

中空糸濾過膜は、優れた濾過機能を有し、かつ単位容積
内に収納できる濾過膜の膜面積が大きいため、種々の用
途に広く用いられている。

中空糸濾過膜を用いた濾過方式には、被処理流体の全量
を濾過モジュールで処理して浄化流体として回収する全
量濾過方式と、クロスフロ一方式により、被処理流体を
部分的に濾過モジュールで処理し、残りの大部分の被処
理流体については循環させる部分濾過方式がある０部分
濾過力式は、被処理流体中の懸濁物質の濃度が高い場合
等においても高速で濾過できるという利点があるため、
最近、この方式での使用に適した中空糸濾過膜を利用し
た各種の中空糸濾過モジュールが提案されている。

例えば特開昭６２−１３２５０３号には、被処理水の流
れる直管内にＵ字状等に集束した中空糸を被処理水の流
れとほぼ平行となるように配設し、浄化水の出口となる
中空糸の開口端を固定する固定部材が配された曲管の一
端を直管内に直管と同心円状に位置させ、曲管の他端は
この直管の管壁な貰いて直管の外部位置する中空糸濾過
モジュールが提案されている。このモジュールによれば
、被処理水の圧力損失が小さく、中空糸の損傷が防止さ
れ、またモジュールを所望の数だけ直列に接続して使用
することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このタイプの中空糸濾過モジュールを部分濾過
方式での処理に用いると、被処理水が不純物を比較的高
濃度で含有する場合には、中空糸の外表面に付着した不
純物により、中空糸同士が容易に付着し合ってモジュー
ル内に配設された中空糸全体がひとまとまりの棒状の束
を形成しやすいという問題点があった。このような束が
形成されると、束の中央部には被処理水が侵入し難いた
め、中空糸濾過モジュールの有効膜面積が減少して濾過
機能の低下が生じた。また、−旦ひとまとまりの束が形
成されると、中空糸の目詰まり解消の機能回復処理の実
施も困難になった。

本発明の目的は、中空糸濾過モジュール内の中空糸を長
斯間ばらけた膜表面積の大きな状態に保つことかできる
中空糸濾過モジュールを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ すなわち、本発明の中空糸濾過モジュールは、湾曲部と
それに続く直線部とを有する曲がり管、該湾曲部を貫い
て曲がり管にその一部が挿入された枝管、該曲がり管内
に配設された、Ｕ字状に束ねられた中空糸および／また
は一端を封鎖した中空糸の束、および該中空糸の開口端
を枝管内に向けつつ該枝管の該曲がり管内にある一端に
液密に固定する固定手段を有することを特徴とする。

〔作用〕

以下、本発明の中空糸濾過モジュールにつき図面を参照
しつつより詳細に説明する。

第１図は、本発明の中空糸濾過モジュールの一態様例を
示す模式断面図である。

本発明の中空糸濾過モジュールは、基本的には曲がり管
１と、枝管２と、中空糸束３と、中空糸を枝管に固定す
るための固定手段とを有してなり、所望によりこれら部
材に加えて各種の補助部材が付設されてもよい。

曲がり管１は湾曲部１ａとそれに続く直線部１ｂとを有
し、この中に被処理液が導入される。

曲がり管の湾曲部を貫いて枝管２が設けられ、枝管の一
端は曲がり管の内部に位置して浄化液の取り出し口とな
り、他端は曲がり管の外部に位置して浄化液の出口とな
る。枝管と曲がり管との接合は液密で、かつ実際の使用
に耐久らるようになっていれば良い。

曲がり管は、その湾曲部において９０度程度に曲がって
いるのが実用上好ましい。

また、圧損が大きくなりすぎない範囲で、曲がり管の内
側に邪魔板を設けたり、曲がり管の管径を絞ったりして
もよい。

枝管も直管である必要はないが、枝管の、曲がり管内部
にある端部の中心軸が、曲がり管の直線部１ｂの中心軸
とほぼ一致することが好ましい。

枝管は、その一端が曲がり管内に入る程度に曲がり管内
に挿入されていれば良く、深く挿入する必要はない。

中空糸束３は曲がり管内にその直線部１ｂとほぼ平行に
配設される。中空糸束を構成する中空糸の形状としては
、Ｕ字状に束ねたものを使用することが好ましいが、も
ちろん一端を封鎖した線状のものも使用できる。また、
中空糸の材質としては柔軟性を有しかつ中空糸濾過膜の
目詰まりに対する機能回復操作時の外力や薬品に耐えら
れるようなものが好ましく、このような中空糸の例とし
てポリオレフィン、弗素化ポリオレフィン、ポリスルフ
ォン、ポリアクリロニトリル等の素材からなる限外濾過
用または精密製適用の中空糸膜な挙げることができる。

この中空糸束は、中空糸の開口端を開口状態に保ったま
ま、その開口端を有する面が枝管２と液密になるよう、
枝管の曲がり管側端部において固定保持される。

この固定のために用いる固定手段の一つとして、まず中
空糸同士の間の間隙を埋めるためにポリウレタン、エポ
キシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコン樹脂等の
ボッティング剤を固化させてなる固定部材を用いること
が好ましい、固定手段の最も簡単な例はこの固定部材の
みを用いる場合で、固定部材で中空糸と枝管との間隙ま
で埋めてしまうという例である。しかし、モジュールの
製造や交換の便を考えると、次のような固定方法が好ま
しい。すなわち第１図のように、枝管内部に挿入できる
環状の補助部材５を用意し、枝管の曲がり管内部にある
端部とこの補助部材とが互いにかみ合うような構造とし
、補助部材５に中空糸束３を上記材料からなる固定部材
４により固定しておく。また枝管の曲がり管外部にある
端部にフランジ部２ａを設けておく。中空糸束が固定さ
れた補助部材を枝管に挿入し、さらに枝管の内側にフラ
ンジ部６ａを持つ内管６を挿入し、フランジ部２ａおよ
び６ａにより固定する。このとき補助部材と枝管とかみ
合い部や、両フランジ同士の間等に適宜ガスケット類を
用いてもよい、このようにすることにより、モジュール
交換の際には内管６を引抜き、中空糸束３、固定部材４
および補助部材が一体となったもののみを交換すれば良
いので簡便かつ低コストですむ。

本発明の中空糸濾過モジュールにおいては、被処理液は
曲がり管１の図面左下方向の一端から導入されるが、湾
曲部１ａにおいて流れが乱れ、流れの方向が多様化する
ために、中空糸内部への通液性が向上し、中空糸膜面が
有効に利用でき、また、中空糸束の付着一体化が起りに
くくなる。さらに中空糸の根本（固定部材側）から被処
理液の流れに接触するため、濾過膜として働く有効面積
が最大限に取れる。加えて、中空糸束は真直に配置でき
、すなわち中空糸には曲がりがないので中空糸が傷みに
くい。

中空糸濾過膜で濾過された浄化液は中空糸の内部を通っ
て枝管２の端から取出される。一方、大部分の濾過され
なかった被処理液は曲がり管１の図面右方から取出され
、直列に接続された次の中空糸濾過モジュールに供給さ
れたり、循環処理されたりする。

第２図には、本発明の中空糸濾過モジュールの他の態様
例を示す。この例では中空糸束がいくつかに分けられ、
それぞれの根本が鞘管７に納められ、同図すに示すよう
に適当な間隔をおいて、分散配置されて固定部材４によ
り固定されている。

このように中空糸の小束を曲がり管内に散在させること
により、中空糸束内部への通液性を高め、汚濁物による
中空糸束の付着一体化を防止し、有効膜面積の大きな状
態の期間を延長させる効果を更に向上させることができ
る。

ることかできる。

鞘管は曲がり管の直線部１ｂの軸方向に伸ばすのが好ま
しい。またその長さ（被処理液に接する長さ）は、中空
糸の有効膜面積の観点からはできるだけ短いことが好ま
しく、直線部１ｂまで達しないように、すなわち直線部
１ｂの内部では中空糸は被処理液にさらされるようにす
ることが好ましい、逆に、中空糸束の良好な結束状態及
び分散状態を維持するためにはある程度の長さがあるほ
うが良い、結局、鞘管の長さの好ましい範囲は、３０ｍ
ｍ〜５０ｍｍである。中空糸有効長と鞘管の長さの比は
１：ｌＯ〜ｌ：３０が好ましい。

分割された中空糸束の方向は互いに平行に揃えるか、ま
たは中心軸から外側方向に均等に広がっているような配
置にするのが好ましい。

中空糸束の分割数すなわち鞘管の数が多ければ多いほど
、中空糸束を曲がり管１内に均一に分散することができ
るが、逆にモジュールの製作が困難になるので、分割数
は５〜２００、さらには１４〜５０程度が好ましい。鞘
管の断面形状は、略円形とするのが製作上便宜であるが
、特に限定されるものではない。

鞘管によって結束される中空糸の数は、鞘管の配置等に
よっても異なるが、例えば、鞘管内の中空糸の充填率が
２０〜６０％程度となるようにすることができる。

鞘管の配置は、例えば格子状、また千鳥状に均一な間隔
で配置されることが好ましい、その際、各鞘管の中心間
の間隔は、例えば１２〜３０ｍｍ程度とすることができ
る。

鞘管７は、中空糸の小束の位置をある程度固定できるだ
けの剛性を有するものであればよく、硬質塩ビ等のプラ
スチックで簡便に製作できるが、耐蝕性に優れた金属も
使用できる。

曲がり管ｌ内で中空糸の存在しない部分の長さは、スペ
ース効率の点からはできるだけ短いことが好ましい。

なお、第２図の例では、鞘管７は固定部材４内に埋め込
まれているが、鞘管の固定方法はこのようなものに限ら
れず、鞘管同士がその根本において板状部材等によって
繋がっており、この板状部材が固定部材に固定されてい
るような構成とする等、様々な方法が考えられる。

本発明の中空糸濾過モジュールにおいては、薬液処理、
気泡接触処理等の各種のモジュールの濾過機能の回復処
理に際して、モジュール内の中空糸全体が一体化しにい
ので、薬液や気泡を各中空糸に対して接触させやすい、
したがって、より短時間、かつ効率的に機能回復処理を
実施することができる。

本発明の中空糸濾過モジュールは、飲料水、工業用水、
医療用水、超純水、パイロジエンフリー水等の各種用水
の濾過、研磨廃水、含油排水、凝集処理水、キレート反
応処理水、生物処理水、濁水、含金属粉廃水、脱脂液、
含ＳＳ溶剤等の濾過、金、銀等の有価金属粉末、フロッ
ク等の濾過回収、食品や製薬工業における有価液の回収
等に好適に用いることができる。

〔発明の効果〕

本発明の中空糸濾過モジュールでは、被処理液が流れる
管に湾曲部を設け、中空糸束に接触する被処理液の流れ
に乱れが生じるようにしたため、比較的汚濁物濃度の高
い被処理水に対して用いても、モジュール内の中空糸全
体が一本の棒状に一体化しにくく、比較的長期間モジュ
ール内の中空糸がばらけた有効膜面積の大きな状態に保
たれ、モジュールの有効使用期間を延長することが可能
となった。また、モジュール内の中空糸全体が一体化し
にくいので、モジュールの目詰まり解消の機能回復処理
も効率的に実施しやすくなった。

また、本発明によれば、中空糸自体は真直に配置できも
ため、中空糸の傷みが少なくてすむ。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図ａはそれぞれ本発明の中空糸濾過モ
ジュールの一態様例を示す模式断面図、第２図すは、第
２図ａのモジュールのＡ−Ａ線での切断断面図である。 １：曲がり管 ｌａ：湾曲部 １ｂ：直線部 ２：枝管　　　　　　２ａ：枝管フランジ部３：中空糸
束 ４：固定部材 ５、補助部材 ６：内管　　　　　　６ａ：内管フランジ部７：鞘管

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）湾曲部とそれに続く直線部とを有する曲がり管、 該湾曲部を貫いて曲がり管にその一部が挿入された枝管
   、 該曲がり管内に配設された、Ｕ字状に束ねられた中空糸
   および／または一端を封鎖した中空糸の束、および 該中空糸の開口端を枝管内に向けつつ該枝管の該曲がり
   管内にある一端に液密に固定する固定手段 を有する中空糸濾過モジュール。