JPH06218242A - 懸垂式外圧型中空糸膜モジュ−ル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】エアスクラビング洗浄しても、膜モジュ−ルユ
ニット間の接続状態を安定に保持でき、適時、エアスク
ラビング洗浄を行うことにより良好な濾過効率で運転で
きる懸垂式外圧型中空糸膜モジュ−ルを提供する。 【構成】筒状ケ−ス内に中空糸膜束と集水管とを収容
し、貫通孔を有する樹脂隔壁を筒状ケ−ス内の両端部に
設け、中空糸膜の少なくとも一端を樹脂隔壁の表面に、
集水管の各端を樹脂隔壁の表面にそれぞれ開口させた外
圧型膜モジュ−ルユニットを複数箇上下方向に配設し、
互いに上下のユニットの筒状ケ−ス端部間に接続筒を挿
通し、該接続筒と各筒状ケ−ス端部とを熱融着または接
着剤により接合すると共に両ユニットの各樹脂隔壁の貫
通孔にまたがって接続管を挿入し、該接続管と各貫通孔
との間を０リングによりシ−ルした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は懸垂式外圧型中空糸膜モ
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−ルにおいては、単位体
積当たりの膜面積を大きくでき、膜モジュ−ルの小型化
に有利であり、特に、外圧型中空糸膜モジュ−ルにおい
ては、縦型で使用することにより設置上の占有面積を小
さくでき、膜モジュ−ルの小型化と相俟って用地コスト
の低減を図ることができる。

【０００３】膜モジュ−ルにおいては、使用の進行に伴
う膜の目詰まりによる濾過速度の低下が避けられず、適
時、膜洗浄を行って濾過速度を回復する必要があり、外
圧型中空糸膜モジュ−ルを対象とした洗浄方法として、
原液の存在下、エアを下方より送入し、中空糸膜を振動
させて膜面付着物を剥離・除去する、所謂、エアスクラ
ビング法が公知である。

【０００４】図４の（イ）は、エアスクラビング洗浄を
可能とした公知の懸垂式外圧型中空糸膜モジュ−ルの要
部を示している。図４の（イ）において、１’は外圧型
膜モジュ−ルユニットであり、筒状ケ−ス１１’内に中
空糸膜束１２’と濾過液集水管１３’とを収容し、中央
孔141'を有する樹脂隔壁１４’を筒状ケ−スの両端部に
注型し（ただし、最上段ユニット１ａ’の上側樹脂隔壁
には、中央孔は存在しない）、中空糸膜の各端並びに集
水管の各端を樹脂隔壁表面に開口してある。

【０００５】２’は接続部材であり、図４の（ロ）（断
面図）に示すように、上下に捩じ込み接続口２１’，２
１’を、中間に隔壁部２２’をそれぞれ備え、この隔壁
部２２’には上記ユニットの樹脂隔壁中央孔141'に対応
する中央孔２３’が設けられ、隔壁部２２’の上下各面
には中央孔２３’を囲む環状溝２４’と該環状溝２４’
を囲む０リング装着溝２５’と前記中央孔２３’を囲む
０リング装着溝２６’が設けられ、前記環状溝２４’に
は数箇の貫通孔２７’が設けられている。

【０００６】この接続部材２’により、互いに上下の膜
モジュ−ルユニット１’，１’が筒状ケ−ス端部におい
て捩合接続され、両ユニット１’，１’の筒状ケ−ス１
１’内が一連の中央孔141'-23'-141'によって連通さ
れ、この連通孔(141'-23'-141')とユニット接続体の濾
過液側との間が０リング３１’によりシ−ルされ、同ユ
ニット接続体の濾過液側と筒状ケ−ス外側との間が０リ
ング３２’によりシ−ルされている。

【０００７】図４の（イ）において、４’は最下段ユニ
ット１ｂ’の筒状ケ−ス下端部に螺合された終端部材で
あり、中央孔４１’と環状溝４２’とを有し、その中央
孔４１’とユニット下側樹脂隔壁１４ｂ’の中央孔141
b'とが連通され、その連通孔とモジュ−ルの濾過液側と
の間が０リング４２’によりシ−ルされ、モジュ−ルの
濾過液側とモジュ−ルの筒状ケ−ス外部との間が０リン
グ４３’によりシ−ルされている。

【０００８】図４の（イ）において、５’は濾過塔内の
原液室と濾過液室との仕切り板を示し、上記ユニットの
接続により構成された外圧型中空糸膜モジュ−ルが最上
段ユニット１ａ’の吊り部材５１’において、この仕切
り板に懸垂支持され、同ユニットの中空糸膜並びに集水
管が濾過液室５２’に連通されている。

【０００９】上記懸垂式外圧型中空糸膜モジュ−ルにお
いては、濾過塔の原液室内の加圧原液が各ユニットの筒
状ケ−ス内にそのケ−スの原液入口から圧入され、中空
糸膜により濾過され、中空糸膜内の濾過液が上下の両方
向に分流し、この分流濾過液が接続部材の環状溝、貫通
孔を経て集水管により上方向へと低抵抗で流動してい
き、機械的には膜モジュ−ルユニットの直列接続である
のにもかかわらず、流路的には並列接続と同等であり、
濾過液抵抗を低減でき、効率のよい濾過処理を保障でき
る。

【００１０】この懸垂式外圧型中空糸膜モジュ−ルをエ
アスクラビング洗浄するには、最下段ユニットの終端部
材の中央孔より筒状ケ−ス内に、そのユニット直下に配
設したエア導入管からのエアを送入し、この送入エアを
ユニット間の連通孔を経て上方のユニットに送り、その
上昇気液混合流により各ユニットの中空糸膜を振動さ
せ、この振動で膜付着物を剥離させている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このエアスクラビング
洗浄においては、気液混合流がユニット間の連通孔を通
過する際に絞られ、更に上側ユニットの筒状ケ−ス内に
吹き出され、次いで、同筒状ケ−ス内を上昇する間に気
液混合流の一部が同筒状ケ−スの原液入口から流出され
ていくから、その気液混合流の流動パタ−ンは複雑であ
り、モジュ−ル軸方向流れのみならず、周方向流れも存
在する。

【００１２】而して、エアスクラビング洗浄時、モジュ
−ル周方向の力の発生が避けられず、この周方向力の発
生下では、捩じれモ−メントの発生が余儀なくされるか
ら、上下の膜モジュ−ルユニット間を接合部材により螺
合接続している図４の（イ）の懸垂式外圧型中空糸膜モ
ジュ−ルでは、その捩じれモ−メントの方向如何によ
り、接合部の螺合状態に緩みが生じ、かかるもとでは、
０リングの締め付け力が低下し、原液による濾過液の汚
損を免れ得ない。

【００１３】本発明の目的は、エアスクラビング洗浄し
ても、膜モジュ−ルユニット間の接続状態を安定に保持
でき、適時、エアスクラビング洗浄を行うことにより良
好な濾過効率で運転できる懸垂式外圧型中空糸膜モジュ
−ルを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の懸垂式外圧型中
空糸膜モジュ−ルは、筒状ケ−ス内に中空糸膜束と集水
管とを収容し、貫通孔を有する樹脂隔壁を筒状ケ−ス内
の両端部に設け、中空糸膜の少なくとも一端を樹脂隔壁
の表面に、集水管の各端を樹脂隔壁の表面にそれぞれ開
口させた外圧型膜モジュ−ルユニットを複数箇上下方向
に配設し、互いに上下のユニットの筒状ケ−ス端部間に
接続筒を挿通し、該接続筒と各筒状ケ−ス端部とを熱融
着または接着剤により接合すると共に両ユニットの各樹
脂隔壁の貫通孔にまたがって接続管を挿入し、該接続管
と各貫通孔との間を０リングによりシ−ルしたことを特
徴とする構成であり、最下段ユニットの下側樹脂隔壁の
貫通孔にエア送入管を０リングを介して挿入し、同ユニ
ットの筒状ケ−ス下端部にキャツプを挿通し、該キャツ
プと筒状ケ−スとを熱融着または接着剤により接合する
と共に上記エア送入管をそのキャツプより液密に引き出
すこともできる。

【００１５】

【作用】膜モジュ−ルユニットと接続筒とを熱融着また
は接着剤により接合し、捩じ込み接合を排除しているか
ら、エアスクラビング洗浄時に捩じれモ−メントが作用
しても、ユニット間の接続状態を安定に保持できる。

【００１６】また、互いに上下のユニットの各樹脂隔壁
の貫通孔にまたがって接続管を挿入し、該接続管と各貫
通孔との間を０リングによりシ−ルすることにより、そ
のユニット間をエアスクラビング洗浄時の気液混合流に
対して連通してあり、接続部に歪が作用しても、その０
リングの締め付け状態を安定に保持できる。従って、エ
アスクラビング洗浄しても、膜モジュ−ルユニット間の
接続状態、シ−ル状態を安定に保持できる。

【００１７】

【実施例】以下、図面により本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明の実施例を示す説明図である。図２の
（イ）、図２の（ロ）並びに図２の（ハ）はそれぞれ図
１の点線枠内イ、ロ並びにハの拡大図をそれぞれ示して
いる。

【００１８】図１において、１は外圧型の中空糸膜モジ
ュ−ルユニットを示し、複数箇の原液流入孔111を有す
る筒状ケ−ス１１（プラスチック製）内に中空糸膜束１
２と濾過液集水管１３（プラスチック製）とが収容さ
れ、中央に貫通孔141を有する樹脂隔壁１４が筒状ケ−
ス１１内の両端に注型され、中空糸膜の各端並びに集水
管の各端が各樹脂隔壁の表面に開口されている。ただ
し、最上段ユニット１ａの上側樹脂隔壁１４ａには、貫
通孔は設けられていない。

【００１９】２は接続筒（プラスチック製であり、筒状
ケ−ス１１と同材質のものを使用することが好ましい）
であり、図２の（イ）にも示されているように、互いに
上下のユニット１，１の筒状ケ−ス端部110,110間に挿
入され、当該接続筒２と筒状ケ−ス端部110との間が熱
融着または接着剤２１によって接合されている。この接
合に加え、筒状ケ−ス端部と接続筒端部とを螺合２２す
ることもでき、また、接続筒端部内の段面２３と筒状ケ
−ス端面112との間に０リング２４を装着することもで
きる。

【００２０】図１において、３は接続管（プラスチック
製）であり、図２の（イ）にも示されているように、互
いに上下の両ユニット１，１の樹脂隔壁１４，１４の貫
通孔141，141にまたがって挿入され、該接続管３と各貫
通孔141との間が０リング３１によりシ−ルされてい
る。

【００２１】図１において、４はキャップ（プラスチッ
ク製であり、筒状ケ−ス１１と同材質のものを使用する
ことが好ましい）であり、図２の（ロ）にも示されてい
るように、最下段ユニット１ｂの筒状ケ−ス下端部113
に挿入され、当該キャップ４と筒状ケ−ス下端部113と
の間が熱融着または接着剤４１によって接合されてい
る。この接合に加え、筒状ケ−ス下端部113とキャップ
４とを螺合４２することもでき、また、キャップ内段面
と筒状ケ−ス端面との間に０リング４３を装着すること
もできる。４４はキャップ底壁４０に設けられた貫通
孔、４５はキャップ底壁の周囲に設けられたスカ−トで
ある。

【００２２】図１において、５はエア送入管であり、図
２の（ロ）にも示されているように、最下段ユニット１
ｂの下側樹脂隔壁１４ｂの貫通孔に０リング５１を介し
て挿入され、キャツプ底壁４０から０リング５２を介し
て液密に引き出されている。

【００２３】図１において、６は吊り部材であり、図２
の（ハ）にも示されているように、筒部６１の上端に鍔
６２を有し、筒部６１が最上段ユニット１ａの筒状ケ−
ス上端部114に挿入され、当該筒部６１と筒状ケ−ス上
端部114との間が熱融着または接着剤６３によって接合
されている。この接合に加え、吊り部材６の筒部６１と
筒状ケ−ス上端部114とを螺合６４することもでき、ま
た、筒部内段面と筒状ケ−ス端面との間に０リング６５
を装着することもできる。114は最上段ユニット１ａの
筒状ケ−スに、上側樹脂隔壁１４ａに近接して設けられ
たエア抜き孔である。

【００２４】図１並びに図２の（イ），（ロ）におい
て、ｅは接続筒またはキャップ、接続管またはエア送入
管並びに樹脂隔壁等で囲まれた集水室である。

【００２５】本発明の懸垂式外圧型中空糸膜モジュ−ル
は、図３に示すように、濾過塔７内に収容され、最上ユ
ニット１ａの吊り部材６により仕切り板７１に０リング
７２を介して懸垂支持される。図３において、７３並び
に７４は仕切り板７１で仕切られた濾過液室並びに原液
室を、８１は下部エア導入管を、８２は上部エア導入管
をそれぞれ示している。

【００２６】本発明の懸垂式外圧型中空糸膜モジュ−ル
により原水を濾過処理するには、図３において、原水供
給口９１から原水室７４に原水を圧入し、これをモジュ
−ルで全量濾過し、濾過液を濾過液室に７３に集め、次
いで濾過液流出管９２より取り出していく。

【００２７】本発明の懸垂式外圧型中空糸膜モジュ−ル
をエアスクラビング洗浄するには、図１並びに図３にお
いて、原液室７４内に原液を充填した状態で、下部エア
導入管８１より、キャップ４のスカ−ト４５内に向けエ
アを噴出し、エア送入管５より最下段ユニット１ｂの筒
状ケ−ス１１内にエアを送入する。

【００２８】この送入エアは原液の存在下、気液混合流
となって上昇し、ユニット１，１間の接続管３を通過す
る際に絞られ、この絞り流れがその上の筒状ケ−ス１１
内に吹き出され、この吹き出し時の擾乱と筒状ケ−ス内
上昇流とにより中空糸膜１２が振動され、この振動によ
り膜付着物質が剥離され、最上段ユニット１ａの筒状ケ
−ス１１のエア抜き孔141からエアが放出されていく。

【００２９】この場合、各ユニットの筒状ケ−ス１１の
原液流入孔111からの気液混合流の流出が避けられない
ので、気液混合流にモジュ−ルに対する周方向流動が生
じ、捩じれモ−メントが発生する。

【００３０】しかしながら、本発明の懸垂式外圧型中空
糸膜モジュ−ルにおいては、ユニットの筒状ケ−スと接
続筒とを熱溶着又は接着剤で接合することによってユニ
ット間を接続しており、従来例での螺合接続とは異な
り、捩じりモ−メントによる接合部の解離を回避でき
る。また、接合部に捩じり、曲げ、引っ張り等の歪が作
用し、接続管３と樹脂隔壁１４の貫通孔141との間にす
べりが生じても、０リング３１のシ−ル性がその０リン
グの摺動シ−ル作用のためによく保障される（これに対
して、図４の（イ）に示す従来例のモジュ−ルにおいて
は、ユニット間の接続部に歪が作用すると、僅かであっ
ても、０リング装着面間が拡開され、０リング３１’，
３２’の締め付け圧力が低下してシ−ル性が低下す
る）。

【００３１】従って、本発明の懸垂式外圧型中空糸膜モ
ジュ−ルにおいては、強力にエアスクラビング洗浄して
も、各ユニットの筒状ケ−スと接続筒との間、接続管と
各ユニットの樹脂隔壁貫通孔との間を安定な液密状態に
保持でき、濾過液側への原液の漏れを防止できる。

【００３２】なお、本発明のモジュ−ルの洗浄は、上記
エアスクラビング洗浄と図３における上側エア導入管８
２からのエア圧入により濾過液室内の濾過液を中空糸膜
に圧入する逆洗とを併用することが好ましい。

【００３３】また、本発明の上記実施例においては、ユ
ニットの上下の樹脂隔壁表面に中空糸膜の各端を開口さ
せているが、即ち、中空糸膜の両端とも開口させている
が、ユニットが短い場合は、一端のみの開口でもよい。
また、樹脂隔壁の中央に一個の貫通孔を設け、互いに上
下のユニット間の筒状ケ−ス内を一本の接続管で連通し
ているが、ユニットの集水管の配置如何によっては、上
記貫通孔を樹脂隔壁の中央よりずれた位置に設けるこ
と、または貫通孔を複数箇設け、ユニット間の筒状ケ−
ス内を複数本の接続管で連通すること等も可能である。

【００３４】

【発明の効果】本発明の懸垂式外圧型中空糸膜モジュ−
ルは上述した通りの構成であり、強力なエアスクラビン
グ洗浄により、懸垂支持の多段接続中空糸膜モジュ−ル
が過大な捩じり、曲げ等をうけても接続部の連結状態、
シ−ル状態を安定に保持でき、効果的なエアスクラビン
グ洗浄により効率のよい濾過処理を保障できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す説明図である。

【図２】図２の（イ）は図１の点線枠イ内の拡大図を、
図２の（ロ）は図１の点線枠ロ内の拡大図を、図２の
（ハ）は図１の点線枠ハ内の拡大図をそれぞれ示してい
る。

【図３】本発明の懸垂式外圧型中空糸膜モジュ−ルの使
用状態を示す説明図である。

【図４】図４の（イ）は従来例を示す説明図、図４は図
４の（イ）において使用されている接続部材を示す断面
図である。

【符号の説明】

１ 外圧型膜モジュ−ルユニット １１ 筒状ケ−ス １２ 中空糸膜束 １３ 集水管 １４ 樹脂隔壁 １４１ 貫通孔 ２ 接続筒 ２１ 熱融着または接着剤接合箇所 ３ 接続管 ３１ ０リング ４ キャップ ５ エア送入管 ５２ ０リング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筒状ケ−ス内に中空糸膜束と集水管とを収
   容し、貫通孔を有する樹脂隔壁を筒状ケ−ス内の両端部
   に設け、中空糸膜の少なくとも一端を樹脂隔壁の表面
   に、集水管の各端を樹脂隔壁の表面にそれぞれ開口させ
   た外圧型膜モジュ−ルユニットを複数箇上下方向に配設
   し、互いに上下のユニットの筒状ケ−ス端部間に接続筒
   を挿通し、該接続筒と各筒状ケ−ス端部とを熱融着また
   は接着剤により接合すると共に両ユニットの各樹脂隔壁
   の貫通孔にまたがって接続管を挿入し、該接続管と各貫
   通孔との間を０リングによりシ−ルしたことを特徴とす
   る懸垂式外圧型中空糸膜モジュ−ル。
2. 【請求項２】最下段ユニットの下端の樹脂隔壁の貫通孔
   にエア送入管を０リングを介して挿入し、同ユニットの
   筒状ケ−ス下端部にキャツプを挿通し、該キャツプと筒
   状ケ−スとを熱融着または接着剤により接合すると共に
   上記エア送入管をそのキャツプより液密に引き出した請
   求項１記載の懸垂式外圧型中空糸膜モジュ−ル。