JPH0580522U - 縦型中空糸膜モジュ−ル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】エア−スクラビング法により膜洗浄しても、エ
ア−溜りによる膜乾燥で膜性能が低下したり、樹脂の毛
細管浸透により脆性化した中空糸膜つけ根部分が気液混
合流により折損することを、よく防止できる縦型中空糸
膜モジュ−ルを提供する。 【構成】縦型保護筒内に中空糸膜束を収容し、保護筒上
下端の少なくとも上端に上部樹脂隔壁を形成して中空糸
膜を固定した中空糸膜モジュ−ルにおいて、保護筒に孔
Ａを上記の上部樹脂隔壁の下面に隣接して設け、上記孔
Ａよりもやや下方に同孔Ａよりも孔断面積の大なる孔Ｂ
を設けたことを特徴とし、通常、孔Ａの孔直径は中空糸
膜の外径の１〜１０倍とされ、孔Ｂの最上端は上部樹脂
隔壁の下面から２〜３ｃｍの位置とされる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、原水の精製、分離等に使用する縦型中空糸膜モジュ−ルに関するも のである。

【０００２】

【従来の技術】

中空糸膜モジュ−ルを用いたモジュ−ルにおいては、単位容積当りの膜面積を 大きくとれるため、モジュ−ルのコンパクト化に有利である。特に、縦型中空糸 膜モジュ−ルにおいては、単位設置スペ−ス当りの処理能力の向上に有利であり 、例えば、原子力発電所、火力発電所等での復水浄化系処理や半導体用の超純水 製造の分野において使用されている。

【０００３】 図３は従来の縦型中空糸膜モジュ−ルの使用例を示している。 図３において、Ｍ’は縦型中空糸膜モジュ−ルを示し、縦型保護筒１’内に中 空糸膜束２’及び連通管３’を収容し、保護筒１’の上下端に樹脂隔壁４ａ’， ４ｂ’を形成し、上部樹脂隔壁４ａ’の上面及び下部樹脂隔壁４ｂ’の下面に中 空糸膜２’の各端及び連通管３’の各端を開口し、保護筒１’に原水供給孔５１ ’，５２’を設けてある。６１’は保護筒１’の上端にＯリングを介して取着し た上部金具であり、この上部金具６１’と管板６２’とにより中空糸膜モジュ− ルＭ’を圧力容器６３’内に懸垂支持してある。

【０００４】 上記モジュ−ルにおいては、加圧容器６３’の原水入口６４’から原水供給孔 ５１’，５２’を経て保護筒１’内に原水が圧入され、中空糸膜２’によって濾 過され、濾過された透過水が中空糸膜２’内より上下に導かれ、下向きの透過水 が一旦キャップ７’で集水され、更に、連通管３’を経て上方側に導かれ、上向 きの透過水流れに合流される。

【０００５】 濾過処理においては、濾過操作の継続に伴い膜表面へのスケ−ルの付着により 濾過性能が低下していくので、適時、膜洗浄を行うことが必要である。 そこで、上記のモジュ−ルにおいては、気体導入ノズル８１’から気体を気体 受け８２’を経て気体導入孔８３’より保護筒１’内に送入し、この送入気体を 気泡にして上昇させ、この気泡と液体（原水）との気液混合流を保護筒１’上部 の孔（原水供給孔）５１’から流出させ、上昇気泡による原水の対流で中空糸膜 ２’を揺動させ、中空糸膜表面の付着スケ−ルを剥離し、この剥離スケ−ルを保 護筒下部の孔（原水供給孔）５２’から排出する、所謂、エア−スクラビング方 により膜洗浄している。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

上記中空糸膜モジュ−ルにおいては、樹脂隔壁の形成時、樹脂が毛細管現象で 中空糸膜束の間隙に浸透し中空糸膜の根元が硬くなって脆性化が避けられない。 また、樹脂隔壁中の中空糸膜が保護筒内面に接触すると、保護筒と樹脂隔壁と の間の接着強度が低下するので、樹脂隔壁内における中空糸膜束の外周と保護筒 内周面との間に所定の間隔を隔てる必要があり（通常、５〜１０ｍｍ）、中空糸 膜束外周と保護筒内面との間にかなりの空間ができ、このスペ−スが中空糸膜、 特に束外周での中空糸膜の撓み変形を許容する自由空間となる。

【０００７】 而るに、上記エア−スクラビング法による膜洗浄においては、保護筒内に導入 した気体により、気液混合流が発生し、この気液混合流が保護筒上部の孔から流 出していくが、この孔が上部樹脂隔壁の下面に近接していると、上記樹脂の毛細 管現象により脆性化された中空糸膜つけ根部分に気液混合流が衝突し、この中空 糸膜部分が折損し易い。

【０００８】 上記保護筒上部の流出孔を上部樹脂隔壁か面からある程度隔てた位置に設ける と、脆性化していない中空糸膜部分に上記の気液混合流を衝突させ得、この中空 糸膜部分の膜本来の可撓性のために気液混合流の衝突力を吸収でき、脆性化した 中空糸膜根元部分の変形をよく緩和でき、上記の膜損傷を防止できる。

【０００９】 しかしながら、保護筒内における流出孔と上部樹脂隔壁下面との間にエア−ス クラビングの気体が溜り、この空間内にある中空糸膜部分が溜り気体に長時間曝 されて乾燥状態となり、膜性能が低下するに至る。例えば、ポリスルホン、ポリ エチレン等の疎水性膜においては、エタノ−ル等による親水化浸水処理により透 過性能が付与されているが、長時間での空気との接触により、親水性が喪失され 、水を透過し得なくなる。

【００１０】 本考案の目的は、エア−スクラビング法により膜洗浄しても、エア−溜りによ る膜乾燥で膜性能が低下したり、樹脂の毛細管浸透により脆性化した中空糸膜つ け根部分が気液混合流により折損することを、よく防止できる縦型中空糸膜モジ ュ−ルを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案の縦型中空糸膜モジュ−ルは、縦型保護筒内に中空糸膜束を収容し、保 護筒上下端の少なくとも上端に上部樹脂隔壁を形成して中空糸膜を固定した中空 糸膜モジュ−ルにおいて、保護筒に孔Ａを上記の上部樹脂隔壁の下面に隣接して 設け、上記孔Ａよりもやや下方に同孔Ａよりも孔断面積の大なる孔Ｂを設けたこ とを特徴とする構成であり、通常、孔Ａの孔直径は中空糸膜の外径の１〜１０倍 とされ、孔Ｂの最上端は上部樹脂隔壁の下面から２〜３ｃｍの位置とされる。

【００１２】

【作用】

エア−スクラビング法により膜洗浄しても、孔断面積の小さな孔Ａが気液混合 流の流出に対して高抵抗を呈し、気液混合流が主に孔Ｂから流出し、上部樹脂隔 壁下面から充分に離れた位置に気液混合流が流れ、樹脂の毛細管現象により脆性 化した中空糸膜つけ根部分への気液混合流の直撃を回避できる また、上部樹脂隔壁の下面に隣接して孔Ａを設けてあるから、保護筒内での気 体溜りを排除でき、膜の乾燥による膜性能の低下を回避できる。

【００１３】

【実施例】 以下、図面により本考案の実施例を説明する。 図１は本考案の実施例を断面図である。 図１において、１は保護筒である。２は保護筒１内に収容した中空糸膜束であ り、例えば、ポリスルホン、ポリエチレン膜等が使用される。３は中空糸膜束内 に挿入した連通管であり、中空糸膜に較べ著しく低い流通抵抗としてある。４ａ は上部樹脂隔壁、４ｂは下部樹脂隔壁であり、中空糸膜２と保護筒１との間を封 止し、上部樹脂隔壁４ａの上面及び下部樹脂隔壁４ｂの下面に中空糸膜２の各端 及び連通管３の各端を開口させてある。４０は樹脂隔壁の形成時、毛細管現象に よって樹脂が付着した中空糸膜つけ根部分を示し、この部分４０は膜本来の可撓 性が低下して脆性化している（剪断強度で、約半分に低下している）。５は保護 筒１の下端に水密に取着したキャツプ、６はエア−受けである。

【００１４】 Ａは保護筒１に上部隔壁４ａの下面４１に隣接して設けた孔であり、その孔直 径は保護筒内に気体が溜るのを防止できる限度内で、できるだけ小さくしてあり 、通常、中空糸膜の外径の１〜１０倍とされる。Ｂ，…は孔Ａの位置よりも下方 に設けた孔であり、その孔の総断面積を孔Ａに較べて充分に大きくしてある。こ の孔Ｂはエア−スクラビング法により膜洗浄した場合、保護筒内上部の気液混合 流の横方向流れを上記した脆性化した中空糸膜つけ根部分４０に直接衝突させる ことのないように、上部樹脂隔壁下面４１から充分に隔離した位置に設けてあり 、通常、孔Ｂ中の最上の孔の上端が上部樹脂隔壁下面４１から２〜３ｃｍ離れた 位置とされる（余り、離し過ぎると、上部樹脂隔壁下面近傍での膜洗浄が困難と なる）。また、孔Ｂの総断面積はエア−スクラビングに適切な気液混合流速を発 生させる得るように設定してある。

【００１５】 ７は保護筒１内にエア−スクラビングの気体を送入するための気体導入孔、８ はスケ−ル排出孔である。

【００１６】 上記縦型中空糸膜モジュ−ルの膜洗浄を行うには、エア−スクラビング法が使 用される。而して、気体導入ノズル（図示せず）からの気体がエア−受け６を経 て気体導入孔７から保護筒１内に送入され、この送入気体が気泡化され、この上 昇気泡により気液混合流が発生し、主に、孔断面積の大なる孔Ｂを経て保護筒１ 外に流出され、この間、保護筒１内に対流が発生して中空糸膜２が揺動され、中 空糸膜表面の付着スケ−ルが剥離され、その剥離スケ−ルがスケ−ル排出孔８か ら排出されていく。

【００１７】 この場合、保護筒１内上部に気液混合流の横方向流れが発生するが、この流れ の位置を制する孔Ｂ（孔Ａにおいては、孔断面積が小さく、気液混合流に対して 大なる抵抗を呈し、気液混合流は実質上、孔Ｂに向かって流れる）を上部樹脂隔 壁４ａの下面４１から充分に隔離した位置に設けてあるので、気液混合流を上記 毛細管現象による樹脂付着によって脆性化した中空糸膜つけ根部分４０をはずし た正常状態の膜部分に衝突させ得、その衝突箇所と脆性化膜部分との間の正常状 態の膜本来の可撓性のために気液混合流の衝突力をよく吸収でき、自由空間が存 在する中空糸膜束外周の脆性化した中空糸膜つけ根部分の破損（亀裂、または破 断）を良好に防止できる。

【００１８】 また、保護筒１の上部樹脂隔壁下面４１に隣接する位置に孔Ａを設けてあるか ら、エア−スクラビング気体の保護筒内上部での滞留を回避でき、保護筒内上部 のエア−溜りの発生を防止でき、従って、エア−溜り空間での膜乾燥による膜性 能の低下を排除できる。

【００１９】 上記縦型中空糸膜モジュ−ルにおいて、濾過操作時、保護筒の孔Ｂ並びにスケ −ル排出孔８等は原水供給孔として使用され、この原水供給をモジュ−ル上下に おいてバランスよく行うために、図２に示すように、孔Ｂとスケ−ル排出孔８を 上下対称的に設けることが好ましい。

【００２０】 上記図１並びに図２に示す実施例に対し、連通管３を省略し、中空糸膜２の下 端を下部樹脂隔壁４ｂに埋設して閉塞することもできる。

【００２１】

【考案の効果】

本考案の縦型中空糸膜モジュ−ルは上述した通りの構成であり、エア−スクラ ビング法により膜洗浄しても、気液混合流が主に上部隔壁下面から充分に隔離し た位置の孔Ｂから流出し、上部樹脂隔壁下面から充分に離れた位置に気液混合流 を流し得、樹脂の毛細管現象により脆性化した中空糸膜つけ根部分への気液混合 流の直撃を回避できるから、膜の破損を防止できる。 また、上部樹脂隔壁の下面に隣接して小孔Ａを設けてあるから、保護筒内での 気体溜りを排除でき、膜の乾燥による膜性能の低下を回避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す断面説明図である。

【図２】本考案の別実施例を示す断面説明図である。

【図３】従来例を示す断面説明図である。

【符号の説明】

１ 保護筒 ２ 中空糸膜束 ４ａ 上部樹脂隔壁 ４１ 上部樹脂隔壁の下面 Ａ 孔 Ｂ 孔

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】縦型保護筒内に中空糸膜束を収容し、保護
   筒上下端の少なくとも上端に上部樹脂隔壁を形成して中
   空糸膜を固定した中空糸膜モジュ−ルにおいて、保護筒
   に孔Ａを上記の上部樹脂隔壁の下面に隣接して設け、上
   記孔Ａよりもやや下方に同孔Ａよりも孔断面積の大なる
   孔Ｂを設けたことを特徴とする縦型中空糸膜モジュ−
   ル。
2. 【請求項２】孔Ａの孔直径が中空糸膜の外径の１〜１０
   倍であり、孔Ｂの最上端が上部樹脂隔壁の下面から２〜
   ３ｃｍの位置に存在する請求項１記載の縦型中空糸膜モ
   ジュ−ル。