JPH067781Y2 - 中空糸膜型ろ過装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） 本考案は原子力発電プラントの復水浄化系などに適した
非助材型ろ過装置に係り、特に被処理液の整流効果を向
上させた中空糸膜型ろ過装置に関する。

（従来の技術） 沸騰水型原子力発電プラントにおいては放射線被曝低減
および燃料の健全性を図るため原子炉内に各種のクラッ
ドが持込まれないように対策が講じられている。この対
策の一環として最近の原子力発電プラントでは復水浄化
系のクラッド除去性能向上のために混床式イオン交換塔
に加え粉末イオン交換樹脂をプリコートしたタイプのろ
過器を前置ろ過装置として設置している。

ところが、この種の前置ろ過装置からは二次放射性廃棄
物として多量の使用済みイオン交換樹脂が発生するた
め、その貯蔵、処理および運転コストなどについて改善
の余地がある。つまり、二次放射性廃棄物の発生量およ
び所要スペースが少なく、かつランニングコストが安価
な非助材前置ろ過装置の開発が要求されている。

このような要求に対して最近では放射性廃棄物処理設備
に適用されている中空糸膜型ろ過器を復水浄化系の非助
材型前置ろ過装置として用いる試みがなされている。

第４図は従来この種の中空糸膜型ろ過装置を示すもの
で、以下これについて説明する。

第４図において符号１は容器蓋２との間が支持板３によ
って仕切られた筒状容器である。この容器１の底板には
被処理液の流入管４およびドレン管５が、上部側面には
ベント管６がそれぞれ設けられている。前記容器蓋２に
は逆洗用空気流入管を兼ねる処理液の流出管７が設けら
れている。

前記容器１内には前記支持板３に押え板８を介して上端
が固定された多数の中空糸膜１３を束ねた中空糸膜モジ
ュール構造体９が配置され、前記モジュール構造体９の
外周部には保護管１０が配設されている。前記保護管１
０の下端は連結部１１を介して相互に連結されている。
また、前記モジュール構造体９の下方には多数のノズル
１２ａを有する空気配管１２が設けられている。

上記構成の中空糸膜型ろ過装置において、非処理液は流
入管４から容器１内に流入し、前記保護管１０内に流れ
込む。すると、中空糸膜１３は一種のパイプフィルタで
あるので被処理液のうち水だけを通し、クラッド等の固
形物は中空糸膜１３の表面に付着して分離除去される。
中空糸膜１３内に浸透した水、つまり処理液（浄化液）
は前記モジュール構造体９の内部を通過して浄化水とし
て支持板３の上側に流れる。そして、この浄化水は蓋２
に接続した流出管７から外部に排出される。

この復水ろ過装置で復水のろ過運転を長時間実施する
と、中空糸膜１３の表面にはろ過されて残ったクラッド
等の異物が多く付着し、中空糸膜１３のろ過性能が低下
する。そこで、中空糸膜１３のろ過性能を回復させるた
めの逆洗操作が一定期間毎に行なわれる。

この逆洗操作の際にはバブリング操作も平行して行なわ
れる。この逆洗操作に際しては、まず処理液の流出管７
から容器１内に高圧空気を注入し蓋２内の循環水を中空
糸膜１３の内側から外側に逆洗させる。この際、ベント
管６を開放し逆流によって増加した水を排出するととも
に空気配管１２のノズル１２ａから空気を流出させ、前
記保護管１０内に気泡を生じさせて中空糸膜１３を振動
させる。前記保護管１０内の気泡はその保護管１０の上
部に設けた孔から保護管１０外に放出され、保護管１０
内が空気で満されることが防止される。

この逆洗操作によって中空糸膜１３の表面に付着したク
ラッドは除去され、中空糸膜１３は正規のろ過性能を回
復するとともに容器１内の被処理液はドレン管５から排
出されてドレン処理される。

（考案が解決しようとする課題） 従来の中空糸膜型ろ過装置は前述したように中空糸膜１
３へ被処理液を流入する流入管４が容器１の中心線から
はずれた位置の底板に設けられ、また、ドレン管５が容
器１の中心線に沿った真下の底板に設けられている。さ
らに、被処理液が流入管４から流入して中空糸膜モジュ
ール構造体９へ直撃しないように流入管４の張出し部に
緩衝板１４が設けられている。そこで、被処理液は緩衝
板１４の下側に設けられた開口から流出し容器１の内壁
に沿って上方へ流れる。しかしながら、流入管４は容器
１の中心に位置していないため容器１と保護管１０との
下端では偏流を生じ、中空糸膜モジュール構造体９には
不均一で異なった流量が流れる問題点がある。すなわ
ち、下向きの流れが容器の底面により横向き流れとな
り、それらが全て容器内中央で集中するため、容器中央
部の中空糸膜に多量の被処理液が流入する問題点があ
る。

本考案は上記課題に対処してなされたもので、容器内に
流入した被処理液を速やかに分散し、中空糸膜モジュー
ル構造体へ流れ込む被処理液の均一性を図り、中空糸膜
の寿命を延ばすことができる中空糸膜型ろ過装置を提供
することにある。

［考案の構成］ （課題を解決するための手段） 本考案は、容器内に支持板を介して複数の中空糸膜モジ
ュール構造体を垂設し、被処理液の流入管を容器の上部
側面に、処理液の流出管を容器蓋にそれぞけ取付けると
ともに前記被処理液の流入管の開口と前記中空糸膜モジ
ュール構造体を包囲する保護管との間に偏流板を設け、
かつ前記中空糸膜モジュール構造体の下端部近傍の前記
容器の下部内側面に多数の小孔が穿設されたほぼ半円形
状の邪魔板を取付けてなる中空糸膜型ろ過装置である。

（作用） 被処理液は容器の上部側面に取付けられた流入管から容
器内に流入し、流入管の開口端と中空糸膜モジュール構
造体を包囲している保護管との間に設けられた偏流板に
衝突して流下し容器の内壁面に沿って容器内下方の邪魔
板近傍に流れ落ちる。容器内に流入した被処理液は流下
するにつれて噴流幅を広げ流速が減少する。また噴流中
心部に残存する高流速部はその流路形状に合った半円形
状の上記邪魔板に衝突し流速が低下する。そして、流れ
の向きを変えた被処理液はモジュール構造体内に流入す
る。このモジュール構造体の中空糸膜の表面に被処理液
中のクラッドが付着し中空糸膜内を通過した処理液は流
出管から容器外に流出する。このろ過装置では容器の底
面に対し直角方向の流速をもった流れが減少することに
よって容器の底板の曲率に起因する上向きの流速をもっ
た流れが低減する。そのため中空糸膜への被処理液の流
れを均一にすることができる。また全てのモジュール構
造体の処理クラッドの負荷が同じになるため中空糸膜の
長寿命化が可能になる。

（実施例） 第１図から第３図を参照しながら本考案に係る中空糸膜
型ろ過装置の一実施例を説明する。なお、第１図におい
て第４図と同一部分には同一符号を付して重複する部分
の説明を省略する。

本考案が従来例と異なる点は第１図から明らかなように
被処理液の流入管１５を容器１の上部側面に設けるとと
もにこの流入管１５と保護管１０との間に偏流板１６を
設け、かつ容器１の下部側面に半円形状の邪魔板１７を
設けたことにある。この邪魔板１７は中空糸膜モジュー
ル構造体９の下端部近傍に位置するように容器１の下部
内側面に設けられる。また、従来容器１の底板に設けら
れていた被処理液の流入管４と側面に設けられていたベ
ント管６を削除したことにある。さらに、第２図に示し
たように前記邪魔板１７には多数の小孔１８が設けられ
ている。なお、流入管１５は空気抜き等のベント管を兼
ねることができる。

しかして、上記構成の中空糸膜型ろ過装置において、被
処理液は流入管１５から容器１内に流入し偏流板１６に
衝突して流下し、容器１内壁面に沿って容器１内の下部
側面に設けた邪魔板１７近傍に流れ落ち、この邪魔板１
７により内方等に向きが分散される。特に流入管１５の
直下部においては偏流板１６が設けられている保護管１
０と容器壁に囲まれた流路形状の高速の流れが生じる
が、この高速の流れはその流路形状にほぼ合った半円形
状の邪魔板１７により分散させることができる。分散し
た流れは容器１内の底部に達し、流れの向きが反転され
て上方に変更されて中空糸膜モジュール構造体９内に均
一に流入する。このモジュール構造体９の中空糸膜１３
の表面に被処理液中のクラッドが付着し中空糸膜１３内
を通過した処理液は前記容器１外に流出する。その際、
被処理液の偏向流は中空糸膜１３の長さだけの距離を進
むため、中空糸膜１３の下端の下向きの流速は均一とな
り、より流量の低下を生じることなく中空糸膜１３への
被処理液の流れを等しくすることができる。

第２図は容器１内の底面から見た平面図で、邪魔板１７
は容器１の内面に対向して二ケ所に設けられている。こ
の邪魔板１７には多数の小孔１８が穿設されている。第
３図は容器内壁面に対する偏流板１６の直下の流量分布
を示した特性図である。

第３図から明らかなように邪魔板１７で偏流板直下の中
心における流量が多い部分をカットすることによって流
れの分散効果を高めることができる。また、邪魔板１７
の形状を偏流板１６が設けられている保護管１０と容器
壁に囲まれた流速の大きい流路形状に合った半円形状と
することにより、邪魔板として必要な効果を得るに最小
の面積とすることができる。そして、このように邪魔板
１７の面積を最小とすることにより、逆洗操作時に中空
糸膜１３から分離されたクラッド等の異物が邪魔板１７
上に堆積する量をできるだけ少なくして、逆洗時にクラ
ッド等の異物を容器１外へ排出する際に邪魔板１７が妨
げにならないようにすることができる。さらに、邪魔板
１７の高さ方向の位置を中空糸膜モジュール構造体９の
下端部近傍とすることにより、高速流の邪魔板１７への
衝撃をできる限り弱めて、かつ容器１底部への高速のま
まの流入を効果的に防ぐことができる。

［考案の効果］ 本考案によれば、邪魔板を設けることにより被処理液の
中空糸膜への流入流量が均一になる。これによって被処
理液の流れが均一になり、中空糸膜によるクラッド等の
除去量が一定になる。またすべての中空糸膜モジュール
構造体の処理クラッド負荷が同じになるため、中空糸膜
の長寿命化をはかることができる。

さらに、邪魔板の形状を半円形状とすることにより、逆
洗操作時に異物が堆積しやすい邪魔板の面積を最小とす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る中空糸膜型ろ過装置の一実施例を
示す縦断面図、第２図は第１図の底面から見た平面図、
第３図は第１図における容器内の流量分布を示す特性
図、第４図は従来の中空糸膜型ろ過装置を示す縦断面図
である。 １……容器 ２……容器蓋 ３……支持板 ４……流入管 ５……ドレン管 ６……ベント管 ７……流出管 ８……押え板 ９……中空糸膜モジュール構造体 １０……保護管 １１……連結部 １２……空気配管 １３……中空糸膜 １４……緩衝板 １５……流入管 １６……偏流板 １７……邪魔板 １８……小孔

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】容器内に支持板を介して複数の中空糸膜モ
   ジュール構造体を垂設し、被処理液の流入管を容器の上
   部側面に、処理液の流入管を容器蓋にそれぞれ取付ける
   とともに前記被処理液の流入管の開口と前記中空糸膜モ
   ジュール構造体を包囲する保護管との間に偏流板を設
   け、かつ前記中空糸膜モジュール構造体の下端部近傍の
   前記容器の下部内側面に多数の小孔が穿設されたほぼ半
   円形状の邪魔板を取付けてなる中空糸膜型ろ過装置。