JPH0670825U - 内圧形ろ過膜による原液のろ過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内圧形膜モジュールを用いて大型化が容易で
効率の高いろ過装置を得る。 【構成】 内圧形膜モジュールを原液槽内に原液に浸漬
させて設け、その内圧形膜モジュールの下方に散気装置
を配設した。散気装置からの気泡のリフト作用で、原液
中に上向流が生じ、膜モジュール内を上昇する原液流が
クロスフローとなって、散気装置からの気泡によるバブ
リングと併せて膜面に固形物が溜まるのを防止し、効率
のよいろ過をなすことができる。また、膜モジュールに
原液供給用の配管等を必要とせず、膜モジュールの設定
が容易であり、設置規模の策定やメンテナンスを容易に
することができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、内圧形ろ過膜を用いたろ過装置の改良に関し、上工水、産業廃水 、生産プロセス等において比較的大型の装置に用いて卓効を奏するろ過装置を提 案するものである。尚、分離対象物は膜の種類をＭＦ膜、ＵＦ膜、ＲＯ膜等から 選定することで、懸獨質から低分子量の溶解性物質まで対象とできるものである 。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、膜分離操作（膜によるろ過）においては、膜面に必要以上に固形物を 生成させないために、膜表面に原液をクロスフローさせたり、気泡を作用させた りして高いろ過速度を維持させる方法がとられている。内圧形のろ過膜は、原液 流路を固形物が閉塞しない程度に狭くできるため、クロスフローに適した膜エレ メントであるが、モジュールの構造が複数の膜エレメントをその両端で束ねて、 樹脂やＯリング等で固定して密封し、その各エレメントの表面を原液をクロスフ ローさせるもので、原液を循環ろ過するためには、モジュールをつなぐ配管を利 用しなければならない。（図５参照）

【０００３】 一方、外圧形の膜モジュールは、膜エレメントに原液が外側から作用してろ過 が進むもので、図２に示すような構造のものとなる。このタイプのものでは、原 液のクロスフローが均一に作用しないとか、内圧形と同様に大形が困難である等 の欠点から、原液槽に浸漬させるタイプのモジュールが提案されている。これを 図３および図４に示している。このようにすることによって、比較的大規模なモ ジュールの形成が可能であり、エヤーバブリングすることによって原液でのクロ スフローが同時にでき、膜表面の再生が可能となっている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上述のように、大型モジュールを形成するには、外圧型膜エレメントが有利で あるが、これにしてもモジュールをつなぐ配管等でエヤーバブリング作用やクロ スフロー作用が充分でなく、また、外圧部を形成する原液槽が大きくなり、これ に伴ってクロスフローを形成する原液の流速も自然低くなる欠点がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

この考案は、上述のような課題を解消したものであって、その要旨とするとこ ろは、原液槽内に内圧形のろ過膜を原液に浸漬させて設置し、その処理液の取出 パイプを原液槽外に導出するとともに、上記ろ過膜の下方には、散気装置を配設 したものである。このろ過膜の設置の仕方としては膜エレメントを集束したモジ ュールを原液中に多数吊り下げてもよく、また、膜エレメントを集束したモジュ ールの上部および下部を原液槽に設けた上下の支持板に保持させて、上下の支持 板で形成される室に透過液（ろ過液）を得るようにしてもよい。さらに、散気装 置もろ過膜の下方に固定したものであってもよく、また、ろ過膜に対して相対的 に動くものであってもよい。

【０００６】

【作用】

上述のように構成したろ過装置では、ろ過膜エレメントの外側を流れる原液が 膜でろ過され、エレメント内部に得たろ液を原液槽外に取り出すことができる。 そして、膜エレメントの外表面に堆積する固形物は、散気装置からのバブリング エヤーとそのバブリングエヤーによって引き起こされる原液のクロスフローによ って除去することができる。すなわち、この考案に係る装置では、原液槽中に裸 の状態の膜エレメントが吊設してあり、その表面をバブリングと原液のクロスフ ローとによって洗浄再生しながら効率的な原液の分離（ろ過）が可能なものであ り、従来の内圧型の膜モジュールの設置の仕方に比較して原液の供給側および排 出側が原液に直接つながっているもので特別に配管は必要とせず、透過液（ろ液 ）の取出部のみを原液と分離しておけばよいものである。従って、膜モジュール を単に増加することで大小のろ過装置を構成することができる。また、散気装置 も膜モジュール下方に設置することでバブリングと原液のクロスフローを同時に 発生させることができるもので、これも自由に増減できるとともに、バブリング をするにしても一つの散気装置を移動して利用できるもので、従来のこれらを膜 モジュール単位で設けたものに比較して安価に構成することができる。以下、図 面にしたがってこの考案を具体的に説明する。

【０００７】

【実施例】

図６は、一般的な内圧形のろ過膜エレメントのモジュールの模式縦断側面図、 図７はその横断面図、図８は、そのろ過膜エレメントを取り出して示す斜面図で ある。ろ過膜エレメントは、中空糸、チューブラ、マルチルーメン膜、何れでも よいが、内部を気液が混合して流れるだけの口径が必要であり、その口径は２ｍ ｍ以上の内径が望ましい。

【０００８】 図６〜図８は、セラミック製のマルチルーメン膜を例示したものであり、複数 の膜エレメント１がパイプ状の容器（膜モジュール）２に収納され、その各々の 両端部は、フランジ状の蓋板３で密封されている。原液イは、この膜エレメント １の一端から入って他端へと通り抜け、この間に膜エレメント１によってろ過さ れ、そのろ液（透過液）ロは、膜モジュール２内に溜まって取出口５から外部に 誘導されるようにしてある。

【０００９】 図９は、上述のように構成した膜モジュール２を直接原液槽６に浸漬し、各膜 モジュール２のろ液の取出口５を取出管７に連結している。原液イは、上方より 供給され、膜モジュール２内を通過（上昇）する際にろ過され、ろ液は取出管７ に集液されて外部に取り出される。ろ過の際、原液槽６の液面が高いときは、正 圧によって、液面が低いときは取出管７側から吸引する。図中符号８は、各膜モ ジュール２の取出管路に設けた開閉弁であり、この開閉弁８を閉止することによ って、装置の運転中でも、膜モジュール２の目詰り状態の点検や交換をすること ができる。

【００１０】 また、図９において、符号９は散気板であり、高圧空気源に連結されており、 高圧空気を散気板９に送気することで、発泡し、その気泡が膜モジュール２内を 上昇し、膜エレメント１の表面に原液イのクロスフローを発生させるとともに、 気泡自体のバブリング作用と原液のクロスフローとで、膜エレメント１の表面に 生成した固形物を除去することができる。尚、この図例では散気板９を固定して 設けているが、これを移動式として各膜モジュール２に順次バブリングを行うよ うにしてもよい。この図例でも明らかなように、各膜モジュール２は、原液槽に 直接浸漬されており、上方には、ろ液の取出管のみがあるのみで、然も、この取 出管に対して各膜モジュール２は、開閉弁１個でつながっているので、各膜モジ ュール２を容易に増減することができ、従来装置に比較して装置の大型化が容易 である。

【００１１】 次に、上述の図９のものでは、膜モジュール２内に、モジュールを形成する膜 エレメント１を装填して、この膜モジュール２を原液中に浸漬させているが、膜 エレメント１を直接原液中に浸漬させてもよい。図１０は、その一例を示すもの で、図中、符号１０は、原液槽６に上下に設けた膜エレメント１の支持板であり 、この支持板１０によって原液槽６は、上部の原液供給部６ａとその下部のろ液 室６ｂとその下方の排液部６ｃとに区分されている。膜エレメント１は、上述の 上下の支持板１０，１０によってその上下の端部が保持密封されていて、排液部 ６ｃ内では、膜エレメント１は露出しており、その外側部には、図１１に示すよ うに補強リブ１１を配設している。また、散気板１２は、この図では排液部６ｃ 内に設けられて駆動機１３によって回転するようにしてある。原液は、上部に設 けた凝集混和部１４に供給され、トラフ１５のノッチ１５ａから槽内に溢流する ようにしてある。符号１６は、凝集剤の供給パイプである。ろ液は、ろ液部６ｂ から取出パイプ１７を経て槽外に取り出すようにしてあり、図示のものでは、吸 引ポンプ１８によって吸引されてろ液槽１９に貯溜されるようにしてある。取出 パイプ１７は、膜エレメントの正洗や逆洗に利用できるようにしてある。

【００１２】 この図１０に示すものでも、上下の支持板１０，１０に取り付ける膜モジュー ル２の数を増減することによって、所望の透過（ろ過）能力の装置を簡単に得る ことができる。特に、図１０に示す装置では、原液側にも透過液（ろ液）側にも バルブがないので、バブリングやクロスフローを効率的にすることができる利点 を有している。

【００１３】 次に、図１３に示すものは、原液槽６内に膜モジュール２の中位部を支持して 中吊り状態に設けたもので、図中、符号１８は膜モジュール２の支持金、１９は サポート、２０は原液の混和パイプ、２１は原液トラフ、２１ａは分配用の溢流 ノッチ、２２はろ液管、２３は送気管、２３ａは送気ノズル、２４は次亜鉛素ソ ーダの供給管、２５はポリ塩化アルミニウームの供給管、２６は排液管である。

【００１４】 図１３に示す装置では、原液イは、混和パイプ２０内で薬剤が添加されたのち 、原液トラフ２１のノッチ２１ａから原液槽６に供給される。原液槽６内では、 送気ノズル２３ａによる気泡によって原液が膜モジュール２内を上昇してこの間 にろ過されて、そのろ液は集液管２２ａを経て槽外のろ液管２２に取り出される 。ろ過が終わった原液は、排液管２６から槽外に適宜取り出される。上記のよう なろ過操作においても、膜モジュール２は送気ノズル２３ａによるバブリングお よびこれによって生ずる原液のクロスフローによってその膜面が更新される。

【００１５】 そして、この図１３に示す装置においても、膜モジュール２には、原液の供給 用の配管や大きなろ液の取り出し配管がなく、膜表面のバブリング操作やクロス フロー操作を容易にすることができる。また、膜モジュール２は、単位体毎に独 立して懸架してあるので、これを着脱することは容易であり、従って、その数を 増減することによって、所望の処理装置を容易に構成することができる。

【００１６】

【考案の効果】

このように、この考案に係るろ過装置は、従来のこの種、膜を利用したろ過装 置に比較して、構造簡単であり乍ら、効率的なバブリング作用やクロスフロー作 用をなすことができるとともに、その装置の規模を自由に選定して設定できる等 、実用上得られる利益は著大なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】内圧型膜モジュールの構造を解説的に示す斜面
図である。

【図２】外圧型膜モジュールの構造を解説的に示す縦断
面図である。

【図３】外圧型膜モジュールの設置状態を示す処理槽の
縦断側面図である。

【図４】外圧型膜モジュールの原液中に浸漬状態を示す
斜面図である。

【図５】従来の内圧型モジュールの設置状態を示す処理
装置のフローシート図面である。

【図６】内圧型膜モジュールの構造を模式的に示す縦断
面図である。

【図７】図６の平面図である。

【図８】図６における膜エレメントを取り出して示す拡
大斜面図である。

【図９】この考案に係るろ過装置の模式的側面図であ
る。

【図１０】この考案に係るろ過装置の他の実施例の模式
的縦断側面図である。

【図１１】図１０における膜エレメントを取り出して示
す一部縦断側面図である。

【図１２】図１０におけるＡ−Ａ線に沿っての断面図で
ある。

【図１３】この考案に係るろ過装置の他の実施例の模式
的縦断正面図である。

【図１４】図１３の模式的縦断側面図である。

【図１５】図１３の平面図である。

【符号の説明】

２ 膜モジュール ５ 取出口 ６ 原液槽 ６ｂ ろ液室 ９，１２ 散気板 １０ 支持板 ２３ａ 送気ノズル イ 原液 ロ ろ液

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 原液槽６内に内圧形ろ過膜２を原液イに
   浸漬させて設置し、その処理液の取出パイプ５を原液槽
   ６外に導出するとともに、上記ろ過膜２の下方には、散
   気装置９，１２，２３ａを配設してなる内圧型ろ過膜に
   よる原液のろ過装置。
2. 【請求項２】 上記内圧形ろ過膜２の上端部および下端
   部を原液槽６に設けた上下の支持板１０，１０でそれぞ
   れ支持させ、上下の支持板１０，１０の間に形成される
   ろ過液槽６ｂにろ液ロの取出口を開設してなる請求項１
   記載の内圧形ろ過膜による原液のろ過装置。
3. 【請求項３】 上記散気装置９，１２，２３ａが内圧形
   ろ過膜２に対して相対的に移動自在にしてある請求項１
   記載の内圧形ろ過膜による原液のろ過装置。