JPH0716589B2 - 中空糸膜濾過装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は河川水、湖沼水、井水、し尿、下水、用水、廃
水等の液中に含まれる懸濁物を濾過するための中空糸膜
濾過装置、特に効果的に中空糸の洗浄ができる構造の中
空糸膜濾過装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に精密濾過膜と称される膜の有する孔径は0.01μｍ
〜数μｍである。これらの孔径を有する中空糸膜濾過に
は膜の外側から内側に液体を濾過する外圧型とその反対
の内圧型がある。外圧型は0.5〜２時間濾過の後、数分
間の空気を用いた洗浄または膜の内側から外側に処理水
を通水する処理水洗浄が行われている。

また、従来の中空糸膜モジュールはスペースを小さくす
るため中空糸を密に配置し、中空糸本数を増やし、膜面
積を大きくしてモジュール当たりの処理水量を確保して
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の外圧式中空糸膜モジュールは中空糸が密に配置さ
れているためにSS等がモジュール内部に入り込むと通常
の空気を用いた洗浄方式ではモジュールからの剥離、除
去が困難であり、数週間でフラックスが低下してしま
う。洗浄性を良くするためにモジュール当たりの中空糸
の本数を減らし、粗に配置すると必要な処理水量を確保
するのにモジュールの本数が大幅に増加する。

従って、通常のモジュールの配置方法では、モジュール
の増加に伴い設置面積が増加すると共に洗浄用の空気量
が増大する。モジュールの本数を増さず膜面積を確保す
る方法として中空糸の長さを長くすることが考えられる
が、中空糸内部の圧力損失により集水部近くの中空糸部
分しか機能しないためあまり長くすることは意味がな
い。

従って、本発明は省エネルギーでしかも外圧式中空糸の
洗浄効果が高く、かつ省スペースで処理水量を確保でき
る中空糸膜濾過装置を提供することを解決課題とするも
のであり、従来適用分野が限定されていた外圧型中空糸
膜の用途を拡げようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は以下のものであり、これにより上記課題を解決
できる。

複数の中空糸と、中空糸と連通した集水部とを有する中
空糸膜モジュールの１以上を槽内に少なくとも備えた中
空糸膜濾過装置において、該中空糸膜モジュールの中空
糸をたるみを持たせて水平方向に支持し、かつ槽内液中
に浸漬すると共に中空糸を洗浄するための散気装置を該
中空糸膜モジュールの下部に配備し、該中空糸膜モジュ
ールの濾過処理の間に該散気装置から散気することを特
徴とする中空糸膜濾過装置 本発明は、上記のように中空糸膜モジュールを配備する
ことにより、中空糸の洗浄および／または汚染防止を効
率的に行うことができる。

ここで、中空糸とは、少なくとも一つの集水部に連通し
た端部を有する一本の中空糸膜を意味し、他端がフリー
であっても他端が折り返し部から同一の集水部に至るも
のでも、あるいは他の集水部に連通したものであっても
よい。

この本発明は、中空糸をたるみを持たせて水平方向に支
持したものである。

具体的には、中空糸折り返し部の間に棒材等の支持体を
挿入して中空糸をたるみを持たせて保持する方法、中空
糸両端を異なる集水部に連通して、該集水部を中空糸が
水平方向に支持され、かつたるみを持たせるように配備
すること等が例示される。

また、本発明は中空糸膜モジュールを単独に使用しても
よいが、特に２以上の中空糸膜モジュールを中空糸をた
るみを持たせて水平方向に維持しつつ垂直方向に多段に
配備することにより中空糸膜濾過装置を構成することが
好ましく、より省スペースで洗浄用気体の有効利用を図
ることができる。本発明は、中空糸膜モジュールの下部
に散気装置を設け、中空糸膜モジュールの濾過処理の
間、該散気装置から空気等のガスを液中に散気すること
により、ガスによる中空糸膜モジュールの洗浄を同時に
行い、濾過処理効率を高め、かつ濾過処理を止めて行っ
てもよい洗浄の頻度を低減することができる。尚、濾過
処理中の散気装置からの散気は連続でも断続でもどちら
でもよい。

該中空糸膜モジュールは従来公知のものが使用でき、集
水部の形状等は特に制限はないが、好ましくは、中空糸
の存在密度を低減させ、中空糸間に間隙を持たせたもの
が好ましく、また集水部端部形状が矩形の中空糸折り返
し部を有する中空糸膜モジュールで、中空糸全体の形状
が板状であるものが好ましい。この中空糸膜モジュール
はその板状の低面を構成する中空糸が水平方向になるよ
うに中空糸膜濾過装置に配備されることが好ましい。

これら中空糸膜モジュールは上記条件を満足するなら
ば、どのような中空糸膜濾過装置に配備されてもよい
が、好ましくは、中空糸膜濾過装置の処理水集水部と中
空糸膜モジュールの集水部が中空糸膜濾過装置の側部に
設けられる構成とすることが好ましい。この場合、中空
糸膜モジュール集水部の配備方法は特に制限なく中空糸
膜濾過装置の同一側に設けても交互に対向するように設
けてもランダムに設けてもよい。だだし、中空糸膜濾過
装置を垂直面で切ったとき異なる中空糸膜モジュールの
中空糸の切断部が該垂直面の垂直方向に所定間隔をとっ
て並ぶような位置にとることが好ましい。

本発明に於ける中空糸膜モジュールの濾過方式は外圧型
が好ましく、外圧型とは中空糸外部の被処理水が中空糸
膜を経て中空糸内部に濾過水が至るように該膜と被処理
水との界面に圧力差が印加される型を意味し、その圧力
差を生じさせる手段は特に制限なく、従来公知の手段を
使用できる。また、中空糸の素材、孔サイズ等は任意で
あり、従来公知のものが使用できる。

また、中空糸の長さは圧力損失を考慮すると、一般的に
は集水部端面から折り返し部までの長さとして300〜600
mmが好ましい。

また、本発明の中空糸膜濾過装置は固液分離手段として
用いられるものなら全ての装置に適用できる。例えば、
曝気槽等の生物処理槽内に中空糸膜モジュールからなる
濾過部を設け、濾過機能と生物学的処理機能を兼備させ
ることもでき、好気性生物処理を兼ねる場合は、好気性
を維持するための空気供給管を中空糸洗浄用として兼用
することができる。また、生物学処理が嫌気性処理の場
合は窒素成分ガス等を使用することができる。

また、中空糸洗浄は原水導入時の水流によっても行える
が、別途水放出手段から水を供給するようにしてもよ
い。

このような気体、水供給手段は両者を兼用した手段であ
ってもよく、従来公知の装置を使用できる。

また、洗浄効果をより一層向上させるために粒状物を装
置内部に存在させ、バブリングおよび／または水噴流に
より粒状物を中空糸と接触させて中空糸を洗浄する手段
を更に加えた構成としてもよい。この場合の粒状物とし
て透過性有機物等を吸着する吸着剤を使用してもよい。
本発明の中空糸膜濾過装置は通常、中空糸の洗浄を処理
を継続して行うが、濾過処理を止めて行ってもよい洗浄
の頻度を低減することができる。また、中空糸内部の洗
浄は濾過処理を停止して行うとよい。

〔実施例〕

以下、本発明の具体的実施例について説明するが、本発
明はこれに限定されるものではない。

実施例１ 第１図は、中空糸膜濾過装置の空気洗浄方式の一例であ
る。

中空糸膜濾過装置１は、原水水槽15と処理水水槽16とか
らなり原水槽下部に散気装置３を設置している。

中空糸膜モジュール２を集水部17を処理水槽側16、中空
糸を原水槽側にし散気装置の上部に多段に設置してあ
る。

該中空糸膜モジュールの構造を第２図に示す。

中空糸膜モジュール２は、片端集水タイプの膜モジュー
ルであり、集水部17と、集水部に両端部を連結するとと
もに中空糸折り返し部19を有する中空糸18からなり、中
空糸は中空糸折り返し部に挿入された支持棒20で水平方
向に支持されている。

原水は原水ポンプ６（圧力が確保される場合、自然流下
でかまわない）で原水水槽15へ通水され、中空糸膜モジ
ュール２にて濾過され処理水水槽16を経て処理水管10よ
り流出する。

中空糸膜モジュール２の洗浄は、原水ポンプ６を稼働し
たまま、または停止し、排気弁11は開状態で、ブロワ５
は起動状態で行われ、原水ポンプを稼働している場合
は、洗浄と濾過処理が同時に行われる。洗浄空気は散気
装置３より均一に流出し、気泡の上昇に従って下部のモ
ジュールより順次、洗浄を行う。一定時間空気で洗浄し
た後、膜面の汚染状況等により必要に応じて処理水洗浄
を行う。処理水洗浄は排水弁13を開として洗浄ポンプ８
を起動して処理水を中空糸内部から外部へ通水する。

空気洗浄および処理水洗浄により剥離したSS分は排水管
14により排出される。

第１図に示した中空糸膜濾過装置の構造は、中空糸膜モ
ジュールが多段垂直に配置された本発明（１）の単なる
一例であり、原水の流入方向、処理水の流出方向、膜の
挿入方向などには制限がない。その例を以下に示すが、
変更部以外は図示を略すが、不図示の箇所は第１図が適
用できる。

例えば、第３図に示した中空糸膜濾過装置21は、該装置
両側面に処理水水槽16を設け、第２図に示した水平方向
に支持された中空糸膜モジュールを両側から交互に処理
水水槽に挿入した場合を示す。

また、第４図に示した中空糸膜濾過装置22は、該装置両
側面に処理水水槽16を設け、第５図に示した両端集水タ
イプの中空糸膜モジュール23を処理水水槽16に挿入した
場合を示す。

該モジュール23は、中空糸24両端が集水部25および26に
連通したタイプであり、第２図に示した様に中空糸を水
平方向に支持するための支持棒20が無くとも処理水槽16
に配備する時に中空糸を水平方向に配備すれば十分であ
る。

なお、上記実施例では散水装置を設けて水流による洗浄
を併用してもよい。

〔発明の効果〕

本発明による空気洗浄方式の中空糸膜濾過装置は設置面
積が小さく下部から上昇する空気が下部のモジュールか
ら上部のモジュールへと順次洗浄していくため洗浄空気
量が小さくて済む。

【図面の簡単な説明】

第１図は空気洗浄方式の中空糸膜濾過装置の一例を説明
するための断面概略図、第２図は第１図に適用される片
端集水タイプの中空糸膜モジュールを説明するための斜
視図、第３図及び第４図は、第１図の空気洗浄方式の中
空糸膜濾過装置の変形例を説明するための断面概略図、
第５図は第４図に示す装置に配備される両端集水タイプ
の中空糸膜モジュールを説明するための斜視図である。 1:中空糸膜濾過装置、2:中空糸膜モジュール 3:散気装置、4:空気管 5:ブロワ、6:原水ポンプ 7:原水流入管、8:洗浄ポンプ 9:洗浄管、10:処理水管 11:排水弁、12:排気管 13:排水弁、14:排水管 15:原水水管、16:処理水水槽 17:集水部、18:中空糸 19:中空糸折り返し部、20:支持棒 21、22:中空糸膜濾過装置 23:両端集水タイプの中空糸膜モジュール 24:中空糸、25、26:集水部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−261509（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−266105（ＪＰ，Ａ) 実公 昭56−27925（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の中空糸と、中空糸と連通した集水部
   とを有する中空糸膜モジュールの１以上を槽内に少なく
   とも備えた中空糸膜濾過装置において、該中空糸膜モジ
   ュールの中空糸をたるみを持たせて水平方向に支持し、
   かつ槽内液中に浸漬すると共に中空糸を洗浄するための
   散気装置を該中空糸膜モジュールの下部に配備し、該中
   空糸膜モジュールの濾過処理のの間に該散気装置から散
   気することによって濾過処理と洗浄処理とを同時に行う
   ことを特徴とする中空糸膜濾過装置。