JPH05285349A - 膜分離装置 - Google Patents
膜分離装置Info
- Publication number
- JPH05285349A JPH05285349A JP11222792A JP11222792A JPH05285349A JP H05285349 A JPH05285349 A JP H05285349A JP 11222792 A JP11222792 A JP 11222792A JP 11222792 A JP11222792 A JP 11222792A JP H05285349 A JPH05285349 A JP H05285349A
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- Japan
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- hollow fiber
- raw water
- fiber membrane
- membrane
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Abstract
(57)【要約】
【目的】中空糸膜の一端を自由状態としても、膜のエア
スクラビング中、その自由端の絡み合いを防止し得、中
空糸膜の動揺性をよく保持してエアスクラビングによる
膜洗浄を効率よく行うことのできる膜分離装置を提供す
る。 【構成】外筒内に中空糸膜束を片端のみで支持し他端を
自由状態とした外圧型中空糸膜モジュ−ルを他端を上側
に向けて設置し、モジュ−ルの下側から上側に向けて原
液を流入させることを特徴とする。
スクラビング中、その自由端の絡み合いを防止し得、中
空糸膜の動揺性をよく保持してエアスクラビングによる
膜洗浄を効率よく行うことのできる膜分離装置を提供す
る。 【構成】外筒内に中空糸膜束を片端のみで支持し他端を
自由状態とした外圧型中空糸膜モジュ−ルを他端を上側
に向けて設置し、モジュ−ルの下側から上側に向けて原
液を流入させることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は中空糸膜モジュ−ルを使
用した膜分離装置に関するものである。
用した膜分離装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近来、純水や用水の造水プロセス、食
品，製薬等の製造プロセス、排水処理プロセス等におい
て、原水から固形物質等を分離するのに膜モジュ−ルを
使用することが多い。膜モジュ−ル中、中空糸膜（外径
１ｍｍ前後）を用いた膜モジュ−ルにおいては、単位容
積当りの膜面積を大きくできるのでモジュ−ルをコンパ
クト化できる、縦型設置とすることにより、単位設置ス
ペ−ス当りの処理能力を大きくできる、等多くの利点を
有する。
品，製薬等の製造プロセス、排水処理プロセス等におい
て、原水から固形物質等を分離するのに膜モジュ−ルを
使用することが多い。膜モジュ−ル中、中空糸膜（外径
１ｍｍ前後）を用いた膜モジュ−ルにおいては、単位容
積当りの膜面積を大きくできるのでモジュ−ルをコンパ
クト化できる、縦型設置とすることにより、単位設置ス
ペ−ス当りの処理能力を大きくできる、等多くの利点を
有する。
【０００３】この中空糸膜モジュ−ル中、外圧型中空糸
膜モジュ−ルにおいては、内圧型に較べ懸濁物質成分を
含む原水に対する流路詰まりが生じ難く、有利である。
勿論、濾過膜である以上、経時的な膜汚染による濾過速
度の低下が避けられず、外圧型中空糸膜モジュ−ルにお
いても、適時、膜洗浄を行う必要がある。
膜モジュ−ルにおいては、内圧型に較べ懸濁物質成分を
含む原水に対する流路詰まりが生じ難く、有利である。
勿論、濾過膜である以上、経時的な膜汚染による濾過速
度の低下が避けられず、外圧型中空糸膜モジュ−ルにお
いても、適時、膜洗浄を行う必要がある。
【０００４】従来、縦型設置で使用する外圧型中空糸膜
モジュ−ルの洗浄方法として、モジュ−ルの外筒内に下
方より上方に向けエアを送入し、この送入エアによって
膜表面の付着スケ−ルをエアスクラビングする方法が公
知である。
モジュ−ルの洗浄方法として、モジュ−ルの外筒内に下
方より上方に向けエアを送入し、この送入エアによって
膜表面の付着スケ−ルをエアスクラビングする方法が公
知である。
【０００５】このエアスクラビングによる膜洗浄法にお
いては、膜の動揺により付着スケ−ルと原水との間に剪
断力が発生し、この剪断力により付着スケ−ルの剥離が
促されることも洗浄作用に大きく寄与しており、中空糸
膜を積極的に揺動させることが有効である。このため、
従来、縦型中空糸膜モジュ−ルにおいて、中空糸膜束の
上端側のみを支持し、当該中空糸膜束の下端を自由状態
とすることが知られている。
いては、膜の動揺により付着スケ−ルと原水との間に剪
断力が発生し、この剪断力により付着スケ−ルの剥離が
促されることも洗浄作用に大きく寄与しており、中空糸
膜を積極的に揺動させることが有効である。このため、
従来、縦型中空糸膜モジュ−ルにおいて、中空糸膜束の
上端側のみを支持し、当該中空糸膜束の下端を自由状態
とすることが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記エアスクラビング
法による膜洗浄においては、送入エア圧を脈動させるこ
とが有効である。しかしながら、中空糸膜束の上端側の
みを支持し、当該中空糸膜束の下端を自由状態とした縦
型中空糸膜モジュ−ルにおいては、送入エア圧を脈動さ
せると、中空糸膜の下端部が間歇的に舞い上がりにより
曲げ変形し中空糸膜端部同士が絡み合い、網目状となり
スケ−ルが捕捉，蓄積され易く、また、中空糸膜束の下
端部が結束されてしまい、中空糸膜の揺動性が低下して
洗浄効率の低下が避けられない。
法による膜洗浄においては、送入エア圧を脈動させるこ
とが有効である。しかしながら、中空糸膜束の上端側の
みを支持し、当該中空糸膜束の下端を自由状態とした縦
型中空糸膜モジュ−ルにおいては、送入エア圧を脈動さ
せると、中空糸膜の下端部が間歇的に舞い上がりにより
曲げ変形し中空糸膜端部同士が絡み合い、網目状となり
スケ−ルが捕捉，蓄積され易く、また、中空糸膜束の下
端部が結束されてしまい、中空糸膜の揺動性が低下して
洗浄効率の低下が避けられない。
【０００７】本発明の目的は、中空糸膜の一端を自由状
態としても、膜のエアスクラビング中、その自由端の絡
み合いを防止し得、中空糸膜の動揺性をよく保持してエ
アスクラビングによる膜洗浄を効率よく行うことのでき
る膜分離装置を提供することにある。
態としても、膜のエアスクラビング中、その自由端の絡
み合いを防止し得、中空糸膜の動揺性をよく保持してエ
アスクラビングによる膜洗浄を効率よく行うことのでき
る膜分離装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の膜分離装置は、
外筒内に中空糸膜束を片端のみで支持し他端を自由状態
とした外圧型中空糸膜モジュ−ルを他端を上側に向けて
設置し、モジュ−ルの下側から上側に向けて原液を流入
させることを特徴とする構成である。
外筒内に中空糸膜束を片端のみで支持し他端を自由状態
とした外圧型中空糸膜モジュ−ルを他端を上側に向けて
設置し、モジュ−ルの下側から上側に向けて原液を流入
させることを特徴とする構成である。
【０００９】
【作用】中空糸膜束が下端側で支持され、上端側で自由
状態であるから、下側から上側への流体流れによって
は、力学的に中空糸膜に曲げモ−メントが作用し難く、
中空糸膜同士の絡み合いをよく防止できる。従って、ス
ケ−ルを捕捉・蓄積し易い網目の発生を排除でき、ま
た、中空糸膜の揺動性をよく保持でき、エアスクラビン
グによる膜洗浄を効率よく行うことができる。
状態であるから、下側から上側への流体流れによって
は、力学的に中空糸膜に曲げモ−メントが作用し難く、
中空糸膜同士の絡み合いをよく防止できる。従って、ス
ケ−ルを捕捉・蓄積し易い網目の発生を排除でき、ま
た、中空糸膜の揺動性をよく保持でき、エアスクラビン
グによる膜洗浄を効率よく行うことができる。
【００１０】
【実施例】以下、図面により本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明において使用する中空糸膜モジュ−ル
Ｍを示している。図１において、１は縦型外筒である。
２は外筒内に収容した中空糸膜束である。３は外筒１の
下端に樹脂の注入によって設けた樹脂隔壁であり、中空
糸膜の下端部を支持し、中空糸膜２の下端２１を樹脂隔
壁３の外面側に開通している。中空糸膜２の上端２２は
閉塞して自由状態としてある。４は樹脂隔壁３に当間隔
を隔てて設けた複数箇の原水供給孔である。５はヘッダ
−であり、隔壁５１により原水室ａと透過水室ｂとに仕
切り、その隔壁５１に原水流通用管５２を水密に貫設
し、原水室ａには原水供給口５３を、透過水室ｂには透
過水取出口５４をそれぞれ設けてある。このヘッダ−５
を外筒１の下端にＶバンド等により連結し、原水流通用
管５２を樹脂隔壁３の原水供給孔４にＯリング等を介し
て水密に挿入してある。６は外筒１の上端に設けた原水
流出口である。
る。図１は本発明において使用する中空糸膜モジュ−ル
Ｍを示している。図１において、１は縦型外筒である。
２は外筒内に収容した中空糸膜束である。３は外筒１の
下端に樹脂の注入によって設けた樹脂隔壁であり、中空
糸膜の下端部を支持し、中空糸膜２の下端２１を樹脂隔
壁３の外面側に開通している。中空糸膜２の上端２２は
閉塞して自由状態としてある。４は樹脂隔壁３に当間隔
を隔てて設けた複数箇の原水供給孔である。５はヘッダ
−であり、隔壁５１により原水室ａと透過水室ｂとに仕
切り、その隔壁５１に原水流通用管５２を水密に貫設
し、原水室ａには原水供給口５３を、透過水室ｂには透
過水取出口５４をそれぞれ設けてある。このヘッダ−５
を外筒１の下端にＶバンド等により連結し、原水流通用
管５２を樹脂隔壁３の原水供給孔４にＯリング等を介し
て水密に挿入してある。６は外筒１の上端に設けた原水
流出口である。
【００１１】この外圧型中空糸膜モジュ−ルＭにおいて
は、原水がヘッダ−５の原水供給口５３，原水流通用管
５２並びに原水供給孔４を経て外筒１内に供給され、こ
の供給原水が上側に向かって流動していき、この間、原
水が中空糸膜２によって濾過され、この濾過により中空
糸膜内に生成した透過水がヘッダ−５の透過水室ｂを経
て透過水取出口５４から取り出されていく。他方、上記
濾過により濃縮された原水が外筒上端の原水流出口６か
ら流出していく。
は、原水がヘッダ−５の原水供給口５３，原水流通用管
５２並びに原水供給孔４を経て外筒１内に供給され、こ
の供給原水が上側に向かって流動していき、この間、原
水が中空糸膜２によって濾過され、この濾過により中空
糸膜内に生成した透過水がヘッダ−５の透過水室ｂを経
て透過水取出口５４から取り出されていく。他方、上記
濾過により濃縮された原水が外筒上端の原水流出口６か
ら流出していく。
【００１２】上記縦型中空糸膜モジュ−ルにおいては、
外筒内がドレン状態となっても垂直状態の中空糸膜は自
立性を保持している。この自立性の確保のために、膜材
料として剛性の高い材質を使用したり、中空糸膜の外径
を大とし、かつ肉厚を大きくすることが有効である。前
者の高剛性膜材料としては、ポリスルホン系、ポリビニ
ルアルコ−ル系、ポリエ−テルスルホン系、ポリアクリ
ルニトリル系等を使用できる。後者の場合、中空糸膜の
充填率（中空糸膜の総断面積／外筒内断面積）２０％以
上とし（これ以下では、中空糸膜に片寄りが生じ易
い）、中空糸膜の外径を０．５ｍｍ以上とすることが好
ましい。
外筒内がドレン状態となっても垂直状態の中空糸膜は自
立性を保持している。この自立性の確保のために、膜材
料として剛性の高い材質を使用したり、中空糸膜の外径
を大とし、かつ肉厚を大きくすることが有効である。前
者の高剛性膜材料としては、ポリスルホン系、ポリビニ
ルアルコ−ル系、ポリエ−テルスルホン系、ポリアクリ
ルニトリル系等を使用できる。後者の場合、中空糸膜の
充填率（中空糸膜の総断面積／外筒内断面積）２０％以
上とし（これ以下では、中空糸膜に片寄りが生じ易
い）、中空糸膜の外径を０．５ｍｍ以上とすることが好
ましい。
【００１３】図２は本発明の一実施例を示し、クロスフ
ロ−方式である。図２において、Ｍは上記した縦型の中
空糸膜モジュ−ルであり、並列に配設してある。７１は
原水供給ポンプ、７２は原水供給配管であり、各モジュ
−ルＭの原水供給口５３に連通してある。７３は各モジ
ュ−ルＭに対する原水供給バルブである。７４は濃縮原
水排出配管であり、管モジュ−ルＭの原水流出口６に連
通してある。７５は原水循環用配管である。７６はエア
送入配管であり、エア送入用バルブ７７を介して各モジ
ュ−ルＭの原水供給口５３に連通してある。７８はエア
排出配管である。７９は透過水配管である。８０はエア
リフト循環用配管である。この膜分離装置においては、
濃縮原水の一部を循環用配管７５によってモジュ−ルに
還流するクロスフロ−方式で濾過を行っている。
ロ−方式である。図２において、Ｍは上記した縦型の中
空糸膜モジュ−ルであり、並列に配設してある。７１は
原水供給ポンプ、７２は原水供給配管であり、各モジュ
−ルＭの原水供給口５３に連通してある。７３は各モジ
ュ−ルＭに対する原水供給バルブである。７４は濃縮原
水排出配管であり、管モジュ−ルＭの原水流出口６に連
通してある。７５は原水循環用配管である。７６はエア
送入配管であり、エア送入用バルブ７７を介して各モジ
ュ−ルＭの原水供給口５３に連通してある。７８はエア
排出配管である。７９は透過水配管である。８０はエア
リフト循環用配管である。この膜分離装置においては、
濃縮原水の一部を循環用配管７５によってモジュ−ルに
還流するクロスフロ−方式で濾過を行っている。
【００１４】膜の目詰まりが進んで透過水流速が低下す
ると、原水供給ポンプ７１を停止し、原水供給バルブ７
３を閉じ、エア送入用バルブ７７を開き、各モジュ−ル
Ｍの下端に存在する原水供給口５３よりエアを各モジュ
−ルＭの外筒内に送入し、中空糸膜をエアスクラビング
により洗浄し、モジュ−ルＭの原水流出口６から流出し
ていくエアを排出配管７８より排出する。この洗浄と同
時に、または交互に、逆洗を行うこともできる（透過水
貯槽内の透過水を中空糸膜内に逆洗用ポンプまたはガス
圧により送入する）。なお、エアリフト循環用配管を利
用すると、エアリフトポンプ効果により、エアスクラビ
ング時、モジュ−ル並びに配管内で濃縮原水の循環流が
生じるため、一層の洗浄効果の向上が期待できる。
ると、原水供給ポンプ７１を停止し、原水供給バルブ７
３を閉じ、エア送入用バルブ７７を開き、各モジュ−ル
Ｍの下端に存在する原水供給口５３よりエアを各モジュ
−ルＭの外筒内に送入し、中空糸膜をエアスクラビング
により洗浄し、モジュ−ルＭの原水流出口６から流出し
ていくエアを排出配管７８より排出する。この洗浄と同
時に、または交互に、逆洗を行うこともできる（透過水
貯槽内の透過水を中空糸膜内に逆洗用ポンプまたはガス
圧により送入する）。なお、エアリフト循環用配管を利
用すると、エアリフトポンプ効果により、エアスクラビ
ング時、モジュ−ル並びに配管内で濃縮原水の循環流が
生じるため、一層の洗浄効果の向上が期待できる。
【００１５】図３は本発明の別実施例であり、全量濾過
方式であり、原水の水質が比較的良好な場合に使用され
る。この別実施例は、上記図２に示す実施例に対し、各
モジュ−ルＭの原水流出口６を開閉バルブ６１を介して
エア排出配管７８に接続した以外、図２に示す実施例と
ほぼ同一構成であり、濾過時においては、バルブ６１を
閉じて、全量濾過で原水を濾過し、エアスクラビングに
よる膜洗浄時には、バルブ６１を開いてエアを排出配管
７８から排出する。
方式であり、原水の水質が比較的良好な場合に使用され
る。この別実施例は、上記図２に示す実施例に対し、各
モジュ−ルＭの原水流出口６を開閉バルブ６１を介して
エア排出配管７８に接続した以外、図２に示す実施例と
ほぼ同一構成であり、濾過時においては、バルブ６１を
閉じて、全量濾過で原水を濾過し、エアスクラビングに
よる膜洗浄時には、バルブ６１を開いてエアを排出配管
７８から排出する。
【００１６】上記において、原水供給ポンプの停止，再
駆動、洗浄の開始，停止，再開，洗浄の切り替え（エア
スクラビングによる膜洗浄と逆洗との切り替え）等は通
常自動操作によって行われる。
駆動、洗浄の開始，停止，再開，洗浄の切り替え（エア
スクラビングによる膜洗浄と逆洗との切り替え）等は通
常自動操作によって行われる。
【００１７】本発明の膜分離装置においては、中空糸膜
を片端支持、他端自由状態の縦型中空糸膜モジュ−ルを
使用しているが、膜洗浄時の下側からのエアの送入に対
し、その中空糸膜の自由端を上側に存在させてあるか
ら、中空糸膜の自由端の舞い上がりによる絡み合いを排
除でき、中空糸膜の揺動性をよく保持でき、エアスクラ
ビングによる膜洗浄を効率よく行うことができる。この
ことは、次ぎの実施例と比較例との試験結果からも確認
できる。
を片端支持、他端自由状態の縦型中空糸膜モジュ−ルを
使用しているが、膜洗浄時の下側からのエアの送入に対
し、その中空糸膜の自由端を上側に存在させてあるか
ら、中空糸膜の自由端の舞い上がりによる絡み合いを排
除でき、中空糸膜の揺動性をよく保持でき、エアスクラ
ビングによる膜洗浄を効率よく行うことができる。この
ことは、次ぎの実施例と比較例との試験結果からも確認
できる。
【００１８】実施例 モジュ−ルには、図１に示す中空糸膜の上端が自由状態
の縦型中空糸膜モジュ−ルであって、内径１２５ｍｍ
φ，長さ１０７７ｍｍの外筒内に、外径２．０ｍｍ，内
径１．２ｍｍ，平均孔径０．１μｍの多孔ポリスルホン
製中空糸膜を１０００本充填したもの（総膜面積５
ｍ2）を１台使用し、河川水（濁度１〜１０度）を前処
理なしで定圧全量濾過にて、エアスクラビングよる膜洗
浄を一回／日，逆洗洗浄を一回／１時間の頻度で行いつ
つ６ヵ月間にわたり濾過をつづけた。この間の初期透過
水量に対する保持率を測定したところ図４のイの通りで
あった。
の縦型中空糸膜モジュ−ルであって、内径１２５ｍｍ
φ，長さ１０７７ｍｍの外筒内に、外径２．０ｍｍ，内
径１．２ｍｍ，平均孔径０．１μｍの多孔ポリスルホン
製中空糸膜を１０００本充填したもの（総膜面積５
ｍ2）を１台使用し、河川水（濁度１〜１０度）を前処
理なしで定圧全量濾過にて、エアスクラビングよる膜洗
浄を一回／日，逆洗洗浄を一回／１時間の頻度で行いつ
つ６ヵ月間にわたり濾過をつづけた。この間の初期透過
水量に対する保持率を測定したところ図４のイの通りで
あった。
【００１９】比較例 中空糸膜の下端を自由状態とし、原水供給口を外筒の上
端に設けた以外は実施例と同様にして（図１に示す縦型
中空糸膜モジュ−ルを上下逆にして設置し、原水流出口
からエアスクラビング用のエアを送入した）、初期透過
水量に対する保持率を測定したところ図４のロの通りで
あった。
端に設けた以外は実施例と同様にして（図１に示す縦型
中空糸膜モジュ−ルを上下逆にして設置し、原水流出口
からエアスクラビング用のエアを送入した）、初期透過
水量に対する保持率を測定したところ図４のロの通りで
あった。
【００２０】この試験結果からも明らかなように、本発
明の膜分離装置は洗浄効率に優れており、比較例では中
空糸膜の自由端の絡み合いが観られたが、実施例におい
てはもとのままであった。
明の膜分離装置は洗浄効率に優れており、比較例では中
空糸膜の自由端の絡み合いが観られたが、実施例におい
てはもとのままであった。
【００２１】
【発明の効果】本発明の膜分離装置は上述した通りの構
成であり、中空糸膜の片端が自由状態であり、下側から
のエア送入に対してその自由端を絡み合いなく保持でき
るから、そのエア送入によって中空糸膜をよく揺動させ
てエアスクラビングによる膜洗浄を効率よく行うことが
できる。
成であり、中空糸膜の片端が自由状態であり、下側から
のエア送入に対してその自由端を絡み合いなく保持でき
るから、そのエア送入によって中空糸膜をよく揺動させ
てエアスクラビングによる膜洗浄を効率よく行うことが
できる。
【図１】本発明において使用する縦型中空糸膜モジュ−
ルを示す断面説明図である。
ルを示す断面説明図である。
【図２】本発明の実施例を示す説明図である。
【図３】本発明の別実施例を示す説明図である。
【図４】本発明の膜分離装置と従来例との濾過性能を示
す図表である。
す図表である。
１ 外筒 ２ 中空糸膜 ２１ 中空糸膜の下端 ２２ 中空糸膜の上端 ５３ 原水供給口 ７６ エア送入配管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田原 伸治 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】外筒内に中空糸膜束を片端のみで支持し他
端を自由状態とした外圧型中空糸膜モジュ−ルを他端を
上側に向けて設置し、モジュ−ルの下側から上側に向け
て原液を流入させることを特徴とする膜分離装置。 - 【請求項２】外筒内に下方から上方に向け気体を送入す
ることにより膜洗浄を行う気体送入配管を設けた請求項
１記載の膜分離装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04112227A JP3091015B2 (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | 膜分離装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04112227A JP3091015B2 (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | 膜分離装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05285349A true JPH05285349A (ja) | 1993-11-02 |
| JP3091015B2 JP3091015B2 (ja) | 2000-09-25 |
Family
ID=14581438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04112227A Expired - Fee Related JP3091015B2 (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | 膜分離装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3091015B2 (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002022244A1 (de) * | 2000-09-13 | 2002-03-21 | Puron Ag | Membranfilter für die wasseraufbereitung |
| JP2003094058A (ja) * | 2001-09-27 | 2003-04-02 | Daicel Chem Ind Ltd | 水処理方法 |
| WO2003053552A1 (de) * | 2001-12-12 | 2003-07-03 | Klaus Vossenkaul | Verfahren zur membranfiltration in flüssigkeiten |
| US6620319B2 (en) | 1995-08-11 | 2003-09-16 | Zenon Enviromental Inc. | Apparatus for withdrawing permeate using an immersed vertical skein of hollow fibre membranes |
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