JPH04247287A - 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消化
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
くしかつ膜面積を大きくして処理水量を確保するには、
所定時間間隔で濾過処理と該濾過処理を停止した膜の洗
浄とを行わなければ十分な透過流速を維持し、処理能力
を確保することはできない。即ち、洗浄時間を短くして
処理効率を上げようとすると、中空糸が密に配列されて
いるため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、結果的に洗浄時間と洗浄空気を
多量に消費しなければ濾過水の透過流速を低下させるた
め、処理効率を高くすることが困難であった。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
、該中空糸のＵ字状部に設けられ該中空糸を支持すると
共に散気機能を有するサポート部材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に散気機能を持たせて中空糸
表面に気泡を直接、近距離から衝突させることにより、
中空糸を常に清浄に維持でき、かつ懸濁物が付着した時
は容易に洗浄できるような構成としたものである。

【０００６】該サポート部材は、散気機能と中空糸の支
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、特にその形状、構造は限定されず任意で
ある。該散気機能を発揮させるための手段としては、サ
ポート部材を多孔質体あるいは散気口をサポート部材の
表面に設けてその内部をブロワー等の気体供給装置と連
通させる構成にすること等が挙げられる。この場合、サ
ポート部材と気体供給装置の配管の連通方法は任意であ
る。散気量は、孔径、ガス圧等により調整でき、本発明
を好気性生物処理槽に設置する場合は、サポート部材を
好気性を維持するための散気装置としての機能をもたせ
てもよい。また、該生物処理槽においては、別途サポー
ト部材以外に洗浄および／または好気性維持のための散
気装置専用のものを使用してもよい。サポート部材の散
気孔の孔径としては、特に制限はないが、０．４μｍ〜
１０ｍｍの範囲から選択することが好ましい。サポート
部材からの散気は、常時行っても、間欠的に行ってもよ
く目的に応じて種々選定できる。また、散気ガスの種類
も任意であり、本発明を好気性生物処理槽に用いる場合
は酸素含有ガス、例えば、空気等を、嫌気性生物処理槽
に用いる場合は、窒素ガス等を使用するとよい。また、
サポート部材による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
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、中空糸束内部における
中空糸間の間隔を十分に確保できるような構造が好まし
い。例えば、中空糸束が端部からＵ字状部に向かって開
いた形状、例えば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、中空糸を張ってサポート部
材をフリーの状態にして張力により支える構造でもサポ
ート部材を任意の固定部材に固定した状態で中空糸を支
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
内部に散気機能の他に別途集水機能を持たせてこれと該
切断部を連通するようにしてもよい。

【０００７】本発明においては、サポート部材と固定部
の間に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スペーサーを設ける
ことができる。その配設位置は特に制限はなく、上記を
満足する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。ここ
で、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、サポート
部材の大きさは、その外部ラインからなる面積が中空糸
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。 サポート部材はスペーサーよりサイズ的に大きいほうが
好ましい。

【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
振動できる機構を本発明に付与するようにしてもよい。 また、上記支持部材および／またはスペーサーに散気機
能を持たせてもよい。また、サポート部材、支持部材、
およびスペーサーを一体的に構成しても、別々に構成し
てもよく、これらサポート部材、支持部材、およびスペ
ーサーに散水機能を持たせるように孔を設け、該孔とポ
ンプおよび配管に連通させる構成としてもよい。サポー
ト部材、スペーサー、支持部材の素材としては、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、ポリオレフィン、ポリスルフォン、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、０．０１〜１μｍ、中空糸内径としては、０．２〜
２ｍｍ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、上記の通
り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
特にサポート部材に散気機能を持たせたことにより、中
空糸、特に中空糸束内部の中空糸と気泡との接触確率を
高めると共に近距離から気泡を供給できるため中空糸と
の衝突圧を高くすることができるので、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
きると共に形成されたケーキ層も速やかに洗浄できるた
め、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
３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、および中空糸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かつ中空糸２を支持する
と共に中空糸束に空気７の気泡を供給する散気口８を備
え、固定部６を貫通して設けられかつ該空気を送るため
の空気管９と一体成形された内部が連通した空間である
サポート部材１０から構成され、被処理水に浸漬される
中空糸２により濾過された濾過水１１は環状部材１２に
て封じられた集水部１３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１４から中空糸束４
が３００本／ｃｍ２　、中空糸間間隔０．５〜１ｍｍで
配列されている。サポート部材１０は、図１のＡ−Ａ線
に沿う断面を示した図２の通りであり、その直径は２０
ｃｍの円環に十字を渡した構造であり、直径１ｍｍの散
気口を有している。また、中空糸の下端のＵ字部はサポ
ート部材に引掛けらて保持している。サポート部材１０
は更に散水機能を有するように構成してもよい。また、
空気管９に孔を設け散気および／または散水機能を与え
てもよい。更に空気管９に連通する枝管を樹木状に設け
てこれに孔を設け、散気および／または散水機能を有す
るように構成してもよい。また、サポート部材全体が振
動、移動等ができる機構を有していてもよい。 実施例２ 本発明の他の例を図３に示した。この中空糸濾過モジュ
ール１５は、実施例１と底面において同じ中空糸密度と
膜面積を持たせ、かつ固定部６の近くに特に中空糸束内
部の中空糸間の間隔を拡大するためにスペーサー１６を
設けたことにより、実施例１よりは平均的な中空糸間の
間隔をさらに広げ、洗浄効果を向上させたことを特徴と
するものであり、スペーサー１６およびサポート部材１
７を固定部６に保持した支柱１８に固定したものである
。サポート部材１７は孔径４００μｍ、厚さ２０ｍｍの
多孔質体１９を有する中空体であり、これに空気７を送
り込む構造である。サポート部材１７のサイズ、形状は
実施例１と同様であり、スペーサー１６は、同じく円環
状であり、直径１５ｃｍで、中空糸を接着剤により、保
持している。また、スペーサー１６、支柱１８、サポー
ト部材の各々に前述した如く散気および／または散水機
能を持たせる構成としてもよい。この場合、スペーサー
１６、支柱１８、およびサポート部材１７を実施例１の
ように一体的に形成することもできる。

【００１３】実施例３ 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た散気機能のないもの）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、２倍の処理効率が達成できた
。

【００１４】

【発明の効果】本発明は、サポート部材に散気機能を発
揮させることで中空糸束内部まで付着したＳＳを剥離、
モジュール系外に容易に排出できるため中空糸表面の清
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、その縦断面
を示す概略図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図３】本発明の他の例を説明する図であり、その側面
を示す概略図である。

【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　　空気 ８　　散気口 ９　　空気管 １０　　サポート部材 １１　　濾過水 １２　　環状部材 １３　　集水部 １４　　底面 １５　　中空糸濾過モジュール １６　　スペーサー １７　　サポート部材 １８　　支柱 １９　　多孔質体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　被処理水に浸漬されて濾過水を得ると
   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、該中空糸のＵ字状部
   に設けられ該中空糸を支持すると共に散気機能を有する
   サポート部材とからなることを特徴とする中空糸濾過モ
   ジュール。