JPH04244220A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、河川水、湖沼水、廃水
、下水、し尿等の懸濁物を濾過する中空糸濾過モジュー
ルに関し、特に、活性汚泥を用いた生物処理槽に浸漬し
て用いることのできる中空糸濾過モジュールに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】中空糸濾過モジュールを生物処理槽に浸
漬して生物処理された水を活性汚泥から膜濾過して得る
技術が、特開昭６２−１８１７７２号公報等に開示され
ている。これは、有機性汚水等の有機物の生物学的に処
理する生物処理槽とこの生物処理水を含む活性汚泥スラ
リーから生物処理水を得る固液分離槽との機能を併せ持
たせたもので、処理装置の設置スペースの低減化を計る
と共に省エネルギー化を可能とするものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】例えば、好気性生物処
理装置は、好気性を維持するために空気供給を行う散気
装置を備えているが、該散気装置は、中空糸濾過モジュ
ールの濾過処理により中空糸膜表面に付着したＳＳ等を
該空気および、空気により発生した水流により、除去し
、濾過処理中でも中空糸膜表面の清浄性をある程度維持
する働きをも有する。しかし、実際には、中空糸濾過モ
ジュール当たりのスペースを小さくして膜面積を大きく
して処理水量を確保するために、中空糸が密に配列され
ていることから、特に中空糸束内部にＳＳ等が入り込む
と通常の洗浄では中空糸表面に形成したケーキ層を剥離
、排出させることは困難であり、濾過水の透過流速を低
下させるという欠点がある。本発明は、このような欠点
を解決することを課題とし、特に、生物処理槽内に浸漬
して利用される中空糸濾過モジュールにおいて、中空糸
表面の清浄性を維持できる洗浄が容易な構造でしかも処
理効率を高く維持できる中空糸濾過モジュールを提供す
ることを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、被処理水に浸
漬され濾過水を得ると共に両端部が開口した多数の中空
糸をＵ字状に束ねた中空糸束と、該両端部を濾過水を集
水するための集水部に連通するように固定した固定部と
、該中空糸を支持するために該中空糸のＵ字状部に設け
られたサポート部材と、中空糸間の間隔を広げるために
該固定部とサポート部材の間に配設されたスペーサーと
からなることを特徴とする中空糸濾過モジュールであり
、これにより上記課題を解決できる。

【０００５】本発明の中空糸濾過モジュールにおける中
空糸は、内部に空間を有する糸状の膜であり、被処理水
に浸漬され膜の外部から内部の空間へ圧力差により濾過
水を得るものであり、中空糸両端部が固定された固定部
の開口から集水する構造である。各一本の中空糸は、そ
の両端部が該固定部に固定され自然に垂れ下げるとＵ字
状を呈する。従って、サポート部材が配設される中空糸
のＵ字状部は、中空糸長手方向のほぼ中央部分に相当す
る。そして該サポート部材と固定部の間にスペーサーが
配設され中空糸間の間隔を広げ、中空糸の洗浄性を改善
するものである。

【０００６】該サポート部材は、スペーサーの挿入と中
空糸の支持、即ち、中空糸同志が絡み合うことを阻止す
る機能が発揮されれば、特にその構造は限定されず任意
である。この様な中空糸の支持方法としては、中空糸と
サポート部材を接着すること、中空糸をサポート部材に
設けた突起、カギ状部材等の係止手段により保持する等
が挙げられる。この場合、固定部と中空糸により形成さ
れる空間内部にサポート部材を挿入させた構成とするこ
とが好ましい。サポート部材は、固定部の中空糸密度ま
たは膜面積を従来に比べ低下させることなくＵ字状部の
中空糸間の間隔をできるだけ広く確保できるような構造
が好ましい。例えば、中空糸束が扇状あるいは円錐状を
形成するようにするため円環状部材を使用することなど
が挙げられる。サポート部材と中空糸との支持状態は、
中空糸に弛みが存在してもいなくともよく、サポート部
材をフリーの状態にして、中空糸の張力により支える構
造でもサポート部材を固定してこれに中空糸を支持させ
る構造でもよい。中空糸のＵ字状部は中空部を有して連
続していることが好ましいが、このＵ字状部を切断して
切断部を閉じて、この切断部をサポート部材に支持させ
、中空糸を支持してもよい。また、サポート部材の内部
に空間を設けて集水機能をもたせ、これと該切断部を連
通させて中空糸を支持してもよい。

【０００７】本発明に使用されるスペーサーはサポート
部材と固定部の間に設けられ、その位置は特に制限はな
いが、中空糸間の間隔を広げるように、特に中空糸束内
部の中空糸密度が低減されるように配置されることが好
ましくかつそのような構造を有することが好ましい。従
って、一般的には少なくとも固定部近傍に設けることが
好ましい。また、スペーサーは複数設けることができる
。本発明において、中空糸間の間隔を広げるとは、平均
的な意味であり、部分的な中空糸密度の増加があっても
よい。例えば、中空糸とスペーサーとの接触部位等の中
空糸密度が高くなってもよい。即ち、中空糸束が存在す
る空間（中空糸自体の容積と中空糸間の空間の和）にお
いて中空糸自体の容積の割合が低減化されればよい。 スペーサーと中空糸との関係は中空糸間の間隔が上記の
如く保持されればその中空糸の支持方法は限定されず、
中空糸Ｕ字状部以外の中空糸に作用することを除き上記
サポート部材と中空糸との支持関係で用いた手段が適用
される。スペーサーの具体的な構造としては、円環状、
同心円状、スパイラル状、馬蹄状等が挙げられる。スペ
ーサーの大きさは、その外部を構成する部分が中空糸固
定部の中空糸束存在面積（中空糸横断面積の総和と中空
糸間の間隙との和）より大きなものが一般的である。

【０００８】サポート部材およびスペーサーの固定方法
は、任意であるが、通常、固定部から発した支持部材に
固定することができる。この場合、該サポート部材およ
び／またはスペーサーを上下または左右に移動、または
振動できる機構をそれらに付与するようにしてもよい。 サポート部材やスペーサーの素材としては、プラスチッ
ク、ステンレス等の金属等耐腐食性であってある程度以
上の強度を有するものならば特に制限はない。

【０００９】固定部に於ける中空糸密度、大きさ、形状
等は特に制限はないが、通常、中空糸密度（中空糸自体
の横断面積÷前記中空糸束存在面積）として、０．１〜
０．５の範囲から選択されることが好ましい。また、中
空糸としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリア
クリロニトリル等の有機高分子化合物の限外濾過膜また
は精密濾過膜等の公知のものが使用でき、孔径としては
、０．１〜０．２μｍ、中空部径としては、０．４〜１
ｍｍのものが一般的に使用できる。中空糸の集水端部か
らＵ字状部までの長さは、４０〜１００ｃｍ、好ましく
は、５０〜７０ｃｍの範囲から選択される。

【００１０】本発明の中空糸濾過モジュールは、任意の
水質を有する水の濾過に適用できるが、特に、活性汚泥
処理槽に存在させた方式の濾過に好適に用いることがで
きる。本発明が適用される生物処理装置は、好気性生物
処理装置の場合、好気性を維持するために処理槽に設け
られる酸素含有ガス供給装置、例えば空気供給装置を中
空糸洗浄用に兼用することができるが、別途洗浄用ガス
供給装置を該処理槽に設けたものにより中空糸を洗浄す
るように構成できる。また、本発明が設けられる生物処
理装置が嫌気性生物処理装置の場合は、中空糸洗浄用ガ
スとして窒素ガス等の微生物に対し不活性な気体を使用
するとよい。また、本発明の中空糸濾過モジュールの洗
浄を水流あるいは粒子等との併用で行ってもよい。本発
明が適用される生物処理装置における微生物は浮遊状態
でも糸、粒子等の担体に付着させた状態でもよく、本発
明が設置でき、本発明の機能が発揮できればその装置構
成は任意である。

【００１１】

【作用】本発明の中空糸濾過モジュールは、従来に比べ
特にスペーサーを配設したことにより、中空糸束内部の
中空糸間の間隔を拡大したことにより、気泡および惹起
された水流との接触確率を高めることができ、中空糸表
面に形成されるケーキ層の形成を防止ないし遅らせるこ
とができると共にその洗浄、中空糸束からの排出を容易
にして、濾過処理時間を長くとれ、結果的に処理効率を
向上することができるものである。

【００１２】

【実施例】以下本発明の具体的実施例について説明する
が本発明はこれにより限定されるものではない。 実施例１ 図１に本発明の具体的一例を示した。本発明の中空糸濾
過モジュール１は、Ｕ字状部２を有する中空糸３を多数
束ねた中空糸束４（各々の中空糸は図示せず）、中空糸
２の開口５を有する中空糸端部を各種樹脂により固定し
た固定部６、中空糸Ｕ字状部２と固定部６とで形成され
る空間の内部に設けられ中空糸２を支持するサポート部
材７、固定部６の近くに設けられた特に中空糸束内部の
中空糸間の間隔を拡大するためのスペーサー８、および
サポート部材７およびスペーサー８を保持する支柱９端
部から構成され、被処理水に浸漬される中空糸２により
濾過された処理水は固定部６に連通した集水部１０にて
集水される。本発明において、固定部６は円筒状であり
、底面１１から中空糸束４が３００本／ｃｍ２、中空糸
間間隔（中空糸中心間の距離）０．５〜１．０ｍｍで配
列されている。サポート部材７は、直径３０ｃｍの円環
状であり、中空糸のズレをズレ止め板１３により、保持
している（図１のＡ−Ａ線に沿う断面図を図２に示す）
。スペーサー８は、同じく円環状であり、直径１２ｃｍ
で、中空糸のズレを中空糸ズレ止め突起１２により、保
持している。スペーサーとしては、上記以外に図３〜６
に示した構造のものを使用できる。図３は、板状スペー
サーの例を示したもので、水抜き孔１４を備えている。 図４、図６は中空糸を存在せしめる空間を特殊構造にす
ることにより、中空糸のズレを防止、もしくは緩和する
機能を有する中空糸存在領域１５をもつスペーサーの例
であり、図５は中空糸固定フック１６にて中空糸を固定
するものである。

【００１３】実施例２ 実施例１の中空糸濾過モジュールと従来の中空糸濾過モ
ジュール（膜面積を同じにして、サポート部材を固定部
端面と同サイズにし、スペーサーを使用しないもの）を
好気性生物処理装置に適用してその性能を比較したとこ
ろ、本発明は、従来装置にくらべ、約２倍の処理効率が
達成できることが、図７より濾過圧力の処理経過日数に
対する増加曲線により分かる。

【００１４】

【発明の効果】本発明は、スペーサーを設けるのみで中
空糸表面の清浄性維持時間を大幅に向上させることがで
きるばかりでなく中空糸の洗浄が短時間で低エネルギー
で行えるので、中空糸の寿命を長期化でき、処理水水質
を良好に長時間維持できると共に処理効率を高くでき、
更にこのような高性能の中空糸濾過モジュールを安価に
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例を説明する図であり、その側面を
示す概略図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図３】本発明に適用されるスペーサーの他の例を示す
平面図である。

【図４】本発明に適用されるスペーサーの他の例を示す
平面図である。

【図５】本発明に適用されるスペーサーの他の例を示す
平面図である。

【図６】本発明に適用されるスペーサーの他の例を示す
平面図である。

【図７】実施例２の結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１　　中空糸濾過モジュール ２　　Ｕ字状部 ３　　中空糸 ４　　中空糸束 ５　　開口 ６　　固定部 ７　　サポート部材 ８　　スペーサー ９　　支柱 １０　　集水部 １１　　底面 １２　　中空糸ズレ止め突起 １３　　中空糸ズレ止め板 １４　　水抜き孔 １５　　中空糸存在領域 １６　　中空糸固定フック

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　被処理水に浸漬され濾過水を得ると共
   に両端部が開口した多数の中空糸をＵ字状に束ねた中空
   糸束と、該両端部を濾過水を集水するための集水部に連
   通するように固定した固定部と、該中空糸を支持するた
   めに該中空糸のＵ字状部に設けられたサポート部材と、
   中空糸間の間隔を広げるために該固定部とサポート部材
   の間に配設されたスペーサーとからなることを特徴とす
   る中空糸濾過モジュール。