JPH0575449B2 - - Google Patents

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JPH0575449B2
JPH0575449B2 JP59273579A JP27357984A JPH0575449B2 JP H0575449 B2 JPH0575449 B2 JP H0575449B2 JP 59273579 A JP59273579 A JP 59273579A JP 27357984 A JP27357984 A JP 27357984A JP H0575449 B2 JPH0575449 B2 JP H0575449B2
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cartridge
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Yasushi Yoshida
Yoshio Sunaoka
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は外圧型ろ過用の中空糸膜カートリツジ
を設置したろ過塔およびこのろ過塔の使用方法に
関するものである。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕
中空糸膜は、大きな膜面積が確保されるため最
近特にその用途が広がりつつある。中空糸膜を使
用したろ過方法としては、中空糸内面をろ過面と
する内圧型使用と、外面をろ過面とする外圧型使
用とがある。一般的には超純水用をはじめとして
内圧型使用が広く用いられているが、多くの微粒
子を除去する場合、内圧型使用の場合には、内面
への微粒子の付着により、中空糸の有効内径が縮
小するため、中空糸内の流動抵抗が大きくなり、
大きな収量を得ることができない。
そこで、中空糸内径を大きくすると、膜面積が
低下することとなる。
一方外圧型使用の場合には、内面への微粒子の
付着による中空糸の有効内径の縮少はなく、膜面
積も、内径型使用の場合に比べ、外径/内径倍に
増加するため、ろ過機能上有利となる。しかし、
中空糸外面に多くの微粒子が付着すると、中空糸
間の間隔がなくなり、中空糸間への流体の移動を
阻止すると共に有効な膜面積の低下を生じ、ろ過
性能の低下となつて現われてくる。
したがつて、外圧型で使用する場合には中空糸
相互が適度に分散した中空糸束を用いる必要があ
る。
例えば特開昭50−149587号によれば中空糸の一
端がループを形成しない自由端でかつ、中空糸中
空部が開口したモジユールが示されている。この
方法は、中空糸の一端が自由端となつているた
め、シエル内で中空糸が分散することを利用して
いるが、この方法では中空糸が両端で整束固定さ
れていないため構造的に不安定であり、中空糸に
曲がりやねじれ等が生じ、折損等の破損が生じ易
く、取扱い上、強度上、不安がある。
また、特公昭56−25164号では中空糸の一端が
自由端である中空糸膜の逆洗方法が示されてい
る。この方法では圧縮空気をろ過方向と逆方向に
導入し、該膜より多数の気泡を生ぜしめて付着微
粒子を剥離させると共に、該圧縮空気により、中
空糸膜を振動させて付着微粒子を除去することを
特徴としているが、このためには、中空糸の材質
が流体に濡れ易いこと、バブルポイントが低く気
泡の発生が容易であること、中空糸が全体にわた
つて振動するために、中空糸に固さが必要なこと
等の制約が大きいため、用途が限定される。
また、特開昭52−58078号、特開昭52−71386号
では流入液にガスを混入し、膜面を気液混合流体
と接触あるいは、脈動を与えることにより、膜面
上に形成される汚染層を除去する方法が示されて
いるが、この方法を外圧型使用の中空糸膜に適用
するためには、気体を中空糸束内に均一かつ、簡
便に導入する必要がある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは以上の問題点に関して検討した結
果、構造的に安定で、ろ過性能がよく、洗浄効果
のよい外圧型ろ過用の中空糸膜カートリツジを備
えたろ過塔およびこのろ過塔の使用方法を完成し
た。
即ち本発明はろ過容器内を下方の原水の流入側
と上方の処理液の流出側とに区画する仕切板およ
び上記仕切板より上記流入側に垂設されている多
数本の中空糸膜カートリツジを該ろ過容器に備え
たろ過塔において、上記の中空糸膜カートリツジ
は各中空糸の上下端が外筒の上下端に夫々接着固
定されている多数本の中空糸を該外筒内に装着し
て各中空糸の外側膜面をろ過面とする外圧型とな
し、各中空糸膜カートリツジの外筒下端の接着固
定部には該外筒内の中空糸の外側膜面を前記の原
水流入側に連通せしめるための貫通孔が加工さ
れ、また各中空糸の内側膜面は夫々前記の処理液
流出側に連通され、かつ上記中空糸膜カートリツ
ジの下方には上記の貫通孔を通して該外筒内の各
中空糸の外側膜面に気液混合液体を強制的に接触
せしめるための分散機構を設けたことを特徴とす
る外圧ろ過用の中空糸膜カートリツジを設置した
ろ過塔およびこの外圧型ろ過用の中空糸膜カート
リツジを設置したろ過塔において、原水の流入側
に原水を流入して各中空糸の外側膜面で微粒子を
ろ過し、処理液の流出側から静澄化された処理水
を取り出すろ過工程と、各中空糸膜カートリツジ
が設置されている流入側に液体を収容することに
よつて、各中空糸膜カートリツジの外筒内に液体
を収容した状態で、各中空糸膜カートリツジの下
方に設置した分散機構からの気体を、貫通孔から
外筒内に導入し、中空糸の外側膜面を気液混合流
体と強制接触させることにより該中空糸の外側膜
面上に形成される汚染層を除去する洗浄工程とを
行うことを特徴とする外圧型ろ過用の中空糸膜カ
ートリツジを設置したろ過塔の使用方法を提供し
たものである。
〔作用〕
上記の如く本発明のろ過塔に設置する外圧ろ過
用の中空糸膜カートリツジは、中空糸束の両端を
各々これらを収容している外筒内に接着固定して
いる両端固定式であるため、前述のように構造上
安定性がよく、作業上取り扱い性も優れている利
点を有する。
また両端固定式の中空糸膜カートリツジの場合
には通水、逆洗上問題を生じ易いが、本発明では
中空糸束の下端の接着固定部には外筒外より外筒
内の各中空糸の外側膜面に通ずる貫通孔が加工さ
れるため、中空糸膜の外面に容易に空気を吹き込
むことができ、前述したような制約条件の多い空
気逆洗浄を行う必要がなく、用いる中空糸のポア
サイズ等その他の性能面での選択の巾が広くなる
利点をもつている。
上記の貫通孔は、多数の中空糸の膜外面に均等
に気液混合流体を接触しうるように、中空糸束の
下端部側の断面円形の接着固定部に可及的多数均
一に配設するのが望ましいが中空糸膜の収容効率
との関係から、この貫通孔は等角度的に交叉する
2条以上の直径方向のスリツト群とするか或いは
上記接着固定部の円形周辺部に円周方向等間隔的
に設けた透孔と円形中心部に設けた透孔との組合
せによるものが有利である。
尚、中空糸束の下端部側は、各中空糸の内側膜
面が原水流入側と連通しないような手段を講ずる
のは当然である。
また、中空糸束の当該下端部は上記の貫通孔を
避けた残余の部分で接着固定されることになる。
このように貫通孔の形状、大きさについては中
空糸膜群が外筒内で適度に分散し流入気泡が自由
に中空糸膜外面に導入しうる大きさであればよい
が、通常工業的な用途には貫通孔の大きさはスリ
ツト巾ないしは孔径として1〜10mm程度が好まし
い。
これは10mmを越えて余り大きな貫通孔を設ける
と外径内への中空糸の充填本数が限られ、1カー
トリツジ当りの膜面積が小さくなり、大きな処理
容量が得られないからである。又、逆に貫通孔が
1mmより小さいと中空糸膜面の洗浄時にこの貫通
孔より中空糸膜面に気泡を満足に導入することが
困難となり好ましくない。
〔実施例〕
以下本発明になるろ過塔の実施例を第1図ない
し第5図によつて説明する。
第1図は本発明のろ過塔に設置する中空糸膜カ
ートリツジ1を例示したもので多数本の中空糸2
を外筒3内に収容し、中空糸2の上下両端を夫々
上部接着固定部6及び下部接着固定部7で夫々外
筒3内に固定する。その際中空糸2の下端は下部
接着固定部7によつてその中空部が閉口されてい
るが、中空糸2の上端は上部接着固定部6を貫い
て外筒3外に開口している。
外筒3には被処理液の流通口4,5が設けられ
ている。
8は外筒3の上部に設けたフランジ状の取付部
でこれによりカートリツジをろ過塔に取付けるよ
うになつている。
上部接着固定部6では第2図の断面図に示すよ
うに多数本の中空糸2(図面では一部のみを示し
ている)が中空の状態でこれを貫いているが、下
部接着固定部7ではその中空部が閉口されてお
り、その断面を示す第3図の例では直交する2条
の直径方向の貫通孔9があけられ、その他の部分
では、接着剤で中空部の閉塞された多数本の中空
糸2(図面では一部のみを示している)の下端が
埋設固定されている。同じく下部接着固定部7の
断面を示す第4図の例では、円周方向等間隔に4
個の円形の貫通孔9があけられている。
又、外筒3の下部には下部接着固定部7の下方
に延びるスカート部10が形成され、これにより
中空糸2の外側膜面の洗浄時に気泡の横方向への
逃失を阻止し、気泡が外筒3内に効果的に送入し
うるようにしている。
上記構成のカートリツジ1は、第5図に示すよ
うにろ過塔11内に多数本収容するが、本発明ろ
過塔11は、ろ過容器内に仕切板12を横設固定
し、当該仕切板12の下方を流入側、上方を流出
側とするもので、各カートリツジ1はろ過塔11
内の仕切板12に等間隔にあけた各透孔にフラン
ジ状の取付部を係止した状態で上記流入側に垂設
している。
ろ過塔11内カートリツジ1の下方には分散機
構13が設けられ、洗浄時にはここより空気を
夫々分散機構13に送り込むようになつている。
なお分散機構13は入口14より空気を流入す
ることにより各カートリツジ13の下端にある貫
通孔9から気泡を導入できるものであればいかな
る形状のものでもよい。
又ろ過塔11の上部には処理水出口15及びエ
アー抜き16Aが夫々設けられ、又ろ過塔11の
下部にはドレン抜き17が設けられているととも
にろ過塔11の仕切板12の下部にエアー抜き1
6Bが設けられている。
そこで、原水のろ過時には、例えば入口14よ
り分散機構13に送入された原水は各カートリツ
ジ1の被処理液の流通口4,5および貫通孔9よ
りその外筒3内に入り原水中の微粒子は中空糸2
の外側膜面でろ過され、各中空糸2の中空部内に
入つた清浄化された処理水は該中空部の上部開口
よりカートリツジ1外に出て流出側を介し処理水
出口15より取り出される。
上記ろ過作業の継続によつて各カートリツジ1
内の中空糸2の外側膜面にろ過作業を妨げる汚染
層が形成されたときには、各カートリツジが垂設
されている流入側に液体を収容することによつ
て、カートリツジ1の内外に液体を満し、かつ処
理水出口15を閉じた状態で、入り口14から分
散機構13を介してカートリツジ1内の流速が
100〜800N3/m2/Hの空気を導入し、この導入
空気を気泡状として各カートリツジ1の貫通孔9
より前出のスカート部10の逃失阻止効果を利用
して効果的に外筒3内に導入し、この導入気泡と
外筒内の液体とで形成される気液混合気体を中空
の外側膜面に強制的に接触せしめて膜面に形成さ
れている汚染層を除去する。なお流入した空気は
エアー抜き16Bから放出する。また前述した空
気量は本発明の洗浄方法における最適な空気量を
示し、100Nm3/m2/Hより少ない場合は洗浄効
果が悪く、また800Nm3/m2/Hより多い場合は
洗浄コストが上昇して好ましくない。
なお充分に気液混合流体によつて強制接触させ
た後に、入り口14からの空気の導入を止め、ド
レン抜き17に付設した弁を開放することによ
り、膜面から除去した汚染物質を液体とともに貫
通孔9を介してドレン抜き17から塔外へ排出す
る。
〔発明の効果〕
本発明の外圧型ろ過用の中空糸膜カートリツジ
を設置したろ過塔によれば、各中空糸膜カートリ
ツジでは多数本の中空糸の両端部が夫々外筒内の
両端側に接着固定され各中空糸の外側膜面をろ過
面とする外圧型となつているので、構造安定性に
富みかつ作業取扱い性にも優れている利点を有す
る。又、中空糸膜の下端接着固定部にろ過処理す
べき原水または洗浄用気泡の導入用貫通孔があけ
られているので、当該貫通孔を通して中空糸束の
中央部にも直接的に原水を供給することができ、
かつ中空糸の分散性が高められているのでろ過性
能が極めてよく、また当該貫通孔を通して外筒内
に気泡を容易かつ効果的に送入することができ、
中空糸膜の外面に付着した汚染層をこの吹込み気
泡と外筒内液体とで形成されている気液混合流体
で、効果的に除去することができるとともに剥離
した汚染物を当該貫通孔を通して効果的にカート
リツジ外へ排出することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第5図はいずれも本発明の実施例
を示すもので、第1図は本発明のろ過塔に設置す
る外圧型ろ過用中空糸膜カートリツジの断面模式
図、第2図は同上のA−A断面図、第3図は同上
のB−B断面図、第4図は第3図とは別の例を示
すB−B断面図、第5図は第1図のカートリツジ
を組込んだろ過塔の断面模式図である。 1……中空糸膜カートリツジ、2……中空糸、
3……外筒、6,7……接着固定部、9……貫通
孔、10……スカート部、11……ろ過塔。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ろ過容器内を下方の原水の流入側と上方の処
    理液の流出側とに区画する仕切板および上記仕切
    板より上記流入側に垂設されている多数本の中空
    糸膜カートリツジを該ろ過容器に備えたろ過塔に
    おいて、上記の中空系膜カートリツジは各中空系
    の上下端が外筒の上下端に夫々接着固定されてい
    る多数本の中空糸を該外筒内に装着して各中空糸
    の外側膜面をろ過面とする外圧型となし、各中空
    糸膜カートリツジの外筒下端の接着固定部には該
    外筒内の各中空糸の外側膜面を前記の原水流入側
    に連通せしめるための貫通孔が加工され、また各
    中空糸の内側膜面は夫々前記の処理液流出側に連
    通され、かつ上記中空糸膜カートリツジの下方に
    は上記の貫通孔を通して該外筒内の各中空糸の外
    側膜面に気液混合液体を強制的に接触せしめるた
    めの分散機構を設けたことを特徴とする外圧ろ過
    用の中空糸膜カートリツジを設置したろ過塔。 2 ろ過容器内を下方の原水の流入側と上方の処
    理液の流出側とに区画する仕切板および上記仕切
    板より上記流入側に垂設されている多数本の中空
    糸膜カートリツジを該ろ過容器に備え、上記の中
    空糸膜カートリツジは各中空糸の上下端が外筒の
    上下端に夫々接着固定されている多数本の中空糸
    を該外筒内に装着して各中空糸の外側膜面をろ過
    面とする外圧型となし、各中空糸膜カートリツジ
    の外筒下端の接着固定部には該外筒内の各中空糸
    の外側膜面を前記の原水流入側に連通せしめるた
    めの貫通孔が加工され、また各中空糸の内側膜面
    は夫々前記の処理液流出側に連通され、かつ上記
    中空糸膜カートリツジの下方には上記の貫通孔を
    通して該外筒内の各中空糸の外側膜面に気液混合
    流体を強制的に接触せしめるための分散機構を設
    けた外圧型ろ過用の中空糸膜カートリツジを設置
    したろ過塔において、原水の流入側に原水を流入
    して各中空糸の外側膜面で微粒子をろ過し、処理
    液の流出側から静澄化された処理水を取り出すろ
    過行程と、各中空糸膜カートリツジが垂設されて
    いる流入側に液体を収容することによつて、各中
    空糸膜カートリツジの外筒内に液体を収容した状
    態で、各中空糸膜カートリツジの下方に設置した
    分散機構からの気体を、貫通孔から外筒内に導入
    し、中空糸の外側膜面を気液混合流体と強制接触
    させることにより該中空糸の外側膜面上に形成さ
    れる汚染層を除去する洗浄工程とを行うことを特
    徴とする外圧型ろ過用の中空糸膜カートリツジを
    設置したろ過塔の使用方法。
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