JPH08112517A - Hollow fiber membrane module - Google Patents

Hollow fiber membrane module

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JPH08112517A
JPH08112517A JP6275968A JP27596894A JPH08112517A JP H08112517 A JPH08112517 A JP H08112517A JP 6275968 A JP6275968 A JP 6275968A JP 27596894 A JP27596894 A JP 27596894A JP H08112517 A JPH08112517 A JP H08112517A
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hollow fiber
case
fiber membrane
liquid
fiber membranes
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

PURPOSE: To prevent the rupture of hollow fiber membranes and to improve and stabilize the quality thereof by providing the neck part of the hollow fiber membranes with a sealing material with buffer materials for suppressing the oscillation of the hollow fiber membranes, thereby dispersing concentrated bending stresses. CONSTITUTION: The neck part of a bundle 4 of the hollow fiber membranes sealed by the top end 6 and bottom end 8 of a case 2 is provided with layers 42, 44 of the buffer materials for suppressing the oscillation of the hollow fiber membranes 5. The layers 42, 44 of the buffer materials are formed by stacking many granular materials on each other. Small-diameter beads made of synthetic resins, such as PP and PE, having adequate thickness and the sp.gr. lighter than the sp.gr. of a permeated liquid are used for the upper layer 42 and small- diameter beads made of glass, ceramics, etc., having the sp.gr. heavier than the sp.gr. of the permeated liquid are used for the lower layer 44. The failure at the neck part by bending fatigue is thereby prevented.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、多数本の中空糸膜を
ろ過膜として用いるもので、水道の浄水器、その他、医
療用、油水分離等の産業用に広く使われている中空糸膜
モジュールに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses a large number of hollow fiber membranes as filtration membranes and is widely used in water purifiers and other industrial applications such as medical and oil / water separation. Regarding modules.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種の中空糸膜モジュールの一
例を図3に示す。
2. Description of the Related Art An example of a conventional hollow fiber membrane module of this type is shown in FIG.

【0003】図示例は、いわゆるクロスフロータイプの
中空糸膜モジュールを示している。すなわち、筒状のケ
ース102が上下方向に配置され、中空糸膜の束104
がケース102の中に上下方向に向けて装填されてお
り、ケース102の上端部106と下端部108で封止
されている。
The illustrated example shows a so-called cross-flow type hollow fiber membrane module. That is, the cylindrical case 102 is arranged vertically, and the bundle 104 of hollow fiber membranes is arranged.
Is loaded in the case 102 in the vertical direction, and is sealed by the upper end portion 106 and the lower end portion 108 of the case 102.

【0004】ケース102の上端部106と下端部10
8には、それぞれケース上蓋110とケース下蓋112
を嵌合させて被せており、封止されたケース102の上
端部106と下端部108の外側に、それぞれの中空糸
膜の端部が開口する空間124、126を設けている。
また、Oリング114、116をケース上蓋110とケ
ース下蓋112の嵌合部に組み込むことにより、ケース
102の上下端部の空間124、126から、被処理液
が外部に漏れない構造となっている。
The upper end 106 and the lower end 10 of the case 102
8 includes a case upper lid 110 and a case lower lid 112, respectively.
Spaces 124 and 126 are provided outside the upper end 106 and the lower end 108 of the sealed case 102, in which the ends of the hollow fiber membranes are open.
In addition, by incorporating the O-rings 114 and 116 in the fitting portion of the case upper lid 110 and the case lower lid 112, the liquid to be treated does not leak to the outside from the spaces 124 and 126 at the upper and lower ends of the case 102. There is.

【0005】ケース上蓋110とケース下蓋112に
は、それぞれ液通路の口118、120が設けられてい
る。また、ケース102の側面には、2個の透過液の出
口122、122が設けられている。
The case upper lid 110 and the case lower lid 112 are provided with liquid passage ports 118 and 120, respectively. Further, two permeate outlets 122, 122 are provided on the side surface of the case 102.

【0006】ケース102の上端部106と下端部10
8での封止状態は、図4に示すように、ケース102の
内面と中空糸膜の束104との間の隙間、1本1本の中
空糸膜105の間の隙間を、ある厚みを持たせて封止材
(ポッティング剤)128で埋めて固めたものであっ
て、ケース102の内部の液(この従来例では透過液)
がケース102の上下端部の外側即ち空間124、12
6に漏れないようにしている。
An upper end portion 106 and a lower end portion 10 of the case 102
As shown in FIG. 4, the sealed state of No. 8 includes a gap between the inner surface of the case 102 and the bundle 104 of hollow fiber membranes, and a gap between the individual hollow fiber membranes 105 with a certain thickness. A liquid held inside and sealed with a sealing material (potting agent) 128, and the liquid inside the case 102 (permeated liquid in this conventional example).
Is outside the upper and lower ends of the case 102, that is, the spaces 124, 12
I try not to leak to 6.

【0007】但し、塞いでいるのは中空糸膜105の外
側だけであって、各中空糸膜105の内部通路は外部の
空間124、126に連通しているのである。
However, only the outside of the hollow fiber membrane 105 is blocked, and the internal passage of each hollow fiber membrane 105 communicates with the outer spaces 124 and 126.

【0008】また、封止材128の固着状態は、図4
(a)に示すように平坦のものもあれば、図4(b)に
示すように中空糸膜105の外側に付着して盛り上がり
凹凸になっているものなど、様々であるが、いずれにし
ても、封止材128は、細い中空糸膜105に、堅く固
着しているのである。
Further, the fixing state of the sealing material 128 is shown in FIG.
There are various types, such as a flat type as shown in FIG. 4A, and a convex and concave shape attached to the outside of the hollow fiber membrane 105 as shown in FIG. 4B. However, the sealing material 128 is firmly fixed to the thin hollow fiber membrane 105.

【0009】図3の従来例においては、ろ過処理時に
は、被処理液は、加圧されながら下の液通路口120か
ら入り、空間126を通って1本1本の中空糸膜105
の内側の通路を上昇し、空間124を経て、上の液通路
口118から出ていく。
In the conventional example of FIG. 3, during filtration, the liquid to be treated enters through the lower liquid passage port 120 while being pressurized, passes through the space 126, and each hollow fiber membrane 105.
Of the upper liquid passage port 118 through the space 124.

【0010】被処理液が、1本1本の中空糸膜105の
内側の通路を通る間に、中空糸膜105の内外の圧力差
のために、中空糸膜105の外側に、被処理液の一部が
ろ過されながら透過していく。透過液は、ケース102
の側面にある2個の透過液の出口122、122を通っ
て外部に流れていく(図3(a))。
While the liquid to be treated passes through the passages inside the hollow fiber membranes 105, the liquid to be treated is placed outside the hollow fiber membranes 105 due to the pressure difference between the inside and outside of the hollow fiber membranes 105. Part of the permeates while being filtered. The permeate is the case 102.
Flows out through the two permeate outlets 122, 122 on the side surface of the sheet (FIG. 3 (a)).

【0011】また、ろ過膜面が目詰まりを起こしてろ過
能力が低下すると逆洗を行う。この逆洗時には、被処理
液側への加圧操作を止めて透過液を加圧し、中空糸膜1
05の内外の圧力差を逆転させる。すると、図3(b)
に示すように、液の流れは逆流し、透過液は出口12
2、122を通ってケース102の中に入り、中空糸膜
105を外から内へ透過して、上下の液通路口118、
120から流れ出ていく。この時、中空糸膜105の内
側の面に付着して目詰まりを起こした粒子、ごみ、油滴
等は、今度は、反対の外側からの透過液の圧力により、
中空糸膜105の内側の面から容易に剥離して流れ、目
詰まりを解消する。
Further, when the filtration membrane surface is clogged and the filtration capacity is lowered, backwashing is performed. During this backwashing, the operation of pressing the liquid to be treated is stopped and the permeate is pressurized, and
The pressure difference between the inside and outside of 05 is reversed. Then, FIG. 3 (b)
As shown in FIG.
2, 122 to enter the case 102, permeate the hollow fiber membrane 105 from outside to inside, and the upper and lower liquid passage ports 118,
It flows out from 120. At this time, particles, dust, oil droplets, etc. that adhere to the inner surface of the hollow fiber membrane 105 and cause clogging, this time, due to the pressure of the permeated liquid from the opposite outside,
It easily separates from the inner surface of the hollow fiber membrane 105 and flows to eliminate clogging.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術の場合には、濾過装置の運転が行われている
時、中空糸膜は横方向に振動する。特に液が中空糸膜の
外側から内側へ透過する場合に、中空糸膜の横揺れは大
きくなる。図3の従来例でいうと、(b)の逆洗時の場
合である。そして、その横方向の揺れの結果として、従
来の中空糸膜モジュールの場合、中空糸膜105の封止
されている根本の固着している封止材の境界面130
(図4)のところで、中空糸膜105が破断し、必要な
被処理液のろ過・分離ができなくなるという問題があっ
た。
However, in the case of the above-mentioned prior art, the hollow fiber membrane vibrates laterally when the filtration device is operating. In particular, when the liquid permeates from the outer side to the inner side of the hollow fiber membrane, the rolling of the hollow fiber membrane becomes large. In the conventional example of FIG. 3, it is the case of back washing in (b). Then, as a result of the lateral oscillation, in the case of the conventional hollow fiber membrane module, the boundary surface 130 of the sealing material to which the root of the hollow fiber membrane 105 that is sealed is fixed.
There is a problem that the hollow fiber membrane 105 is broken at the location (FIG. 4), and the required liquid to be treated cannot be filtered and separated.

【0013】そのために、逆洗運転の条件(逆洗時の透
過液の流量、逆洗運転時間)を、中空糸膜が破断しない
ように注意深く設定する必要があった。
Therefore, it is necessary to carefully set the conditions of the backwashing operation (flow rate of the permeate during backwashing, backwashing operation time) so that the hollow fiber membrane is not broken.

【0014】液が中空糸膜の外側から内側へ透過する場
合に、中空糸膜の横揺れが大きくなるのは、ケースの側
面にある透過液の入り口が一方に寄って存在するため
に、その透過液の入り口から流れ込む液が、方向性を持
って中空糸膜の横に突き当たるためと思われる。
When the liquid permeates from the outer side to the inner side of the hollow fiber membrane, the horizontal sway of the hollow fiber membrane becomes large because the entrance of the permeated liquid on the side surface of the case is close to one side. It is considered that the liquid flowing from the inlet of the permeated liquid hits the side of the hollow fiber membrane in a directional manner.

【0015】また、中空糸膜105が、横方向に揺れる
結果として、封止されている根本の封止材の境界面13
0のところで破断する理由は、次のように説明すること
ができる。
Further, as a result of the hollow fiber membrane 105 swaying in the lateral direction, the boundary surface 13 of the sealing material at the root is sealed.
The reason for fracture at 0 can be explained as follows.

【0016】中空糸膜105の封止されている根本は、
封止材128により堅く固着されている。それが、封止
材の境界面130のところから先では、封止材128の
固着からいきなり開放されるから、中空糸膜105の自
由な中央部の揺れに連動して同じように大きく揺れよう
とする。従って、その根本に繰り返しの曲げ応力が集中
することになる。この曲げ応力が中空糸膜の疲れ限度を
越えた場合に、疲労破壊を起こすことになる。中空糸膜
は、外径1mm程度、またはそれより細い糸状のチュー
ブであるから、柔軟に曲がるものであり、保持されてい
ない部分では、横方向の揺れ振動があっても、それによ
って生じる曲げ応力は小さいものである。しかし、封止
材128により堅く固着されている境界面では、曲げ応
力が集中してしまうために、その曲げ応力が大きいもの
となり、疲労破壊につながってしまう。
The sealed root of the hollow fiber membrane 105 is
It is firmly fixed by the sealing material 128. From the boundary surface 130 of the encapsulant, it is suddenly released from the fixation of the encapsulant 128. Therefore, the hollow fiber membrane 105 will be shaken in a large manner in the same manner as the free center of the hollow fiber membrane 105. And Therefore, repetitive bending stress concentrates at the root. If this bending stress exceeds the fatigue limit of the hollow fiber membrane, fatigue failure will occur. Since the hollow fiber membrane is a thread-shaped tube with an outer diameter of about 1 mm or thinner, it bends flexibly, and even if there is lateral vibration in the part that is not held, bending stress caused by it Is small. However, since the bending stress concentrates on the boundary surface that is firmly fixed by the sealing material 128, the bending stress becomes large, leading to fatigue failure.

【0017】本発明は上記した従来技術の問題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、中
空糸膜の封止されている根本部での保持方法を改良する
ことにより、集中しようとする曲げ応力を分散させて、
中空糸膜の破断を防止し、品質の向上・安定を図ること
である。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art. The object of the present invention is to improve the method of holding the hollow fiber membrane at the sealed root. Disperses the bending stress that tends to concentrate,
The purpose is to prevent breakage of the hollow fiber membrane and improve and stabilize the quality.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にあっては、中空糸膜の束をケースに装填
し、ケースの開口端部にて、ケースと中空糸膜の間の隙
間、各中空糸膜間の隙間を封止材にて封止した中空糸膜
モジュールにおいて、前記中空糸膜の封止材との付け根
部に、中空糸膜の揺れを抑制する緩衝材を設けたことを
特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a bundle of hollow fiber membranes is loaded in a case, and the space between the case and the hollow fiber membranes is placed at the open end of the case. In the hollow fiber membrane module in which the gap between the hollow fiber membranes and the gaps between the hollow fiber membranes are sealed with a sealing material, a cushioning material for suppressing the swinging of the hollow fiber membrane is provided at the base of the hollow fiber membrane with the sealing material. It is characterized by being provided.

【0019】緩衝材は多数の粒体によって構成されてい
ることを特徴とする。
The cushioning material is characterized by being composed of a large number of particles.

【0020】ケースが上下方向に配置され、中空糸膜が
ケース上端部で封止されている場合に、緩衝材としてケ
ース内の液体よりも比重の軽い多数の粒体をケース内に
充填したことを特徴とする。
When the case is arranged vertically and the hollow fiber membrane is sealed at the upper end of the case, a large number of granules having a lower specific gravity than the liquid in the case are filled in the case as a cushioning material. Is characterized by.

【0021】また、ケースが上下方向に配置され、中空
糸膜がケース下端部で封止されている場合に、緩衝材と
してケース内の液体よりも比重の重い多数の粒体をケー
ス内に充填したことを特徴とする。
Further, when the case is arranged vertically and the hollow fiber membrane is sealed at the lower end of the case, a large number of granules having a heavier specific gravity than the liquid in the case are filled in the case as buffer materials. It is characterized by having done.

【0022】[0022]

【作用】本発明においては、中空糸膜の封止されている
付け根部に、中空糸膜の揺れを抑制する緩衝材の層が存
在するために、その層の厚みの間で、中空糸膜の横方向
の揺れは抑制され、封止材の境界面の1点に集中しよう
とする曲げ応力は分散する。それにより発生する緩衝材
の層の中及びその境界面での曲げ応力は、封止材の境界
面の1点に集中する場合の曲げ応力に比べて、格段に小
さいものとなる。
In the present invention, since the layer of the cushioning material that suppresses the swing of the hollow fiber membrane is present at the root part where the hollow fiber membrane is sealed, the hollow fiber membrane is provided between the layers. Is suppressed in the lateral direction, and the bending stress that tends to concentrate at one point on the boundary surface of the sealing material is dispersed. The bending stress generated thereby in the layer of the cushioning material and at the boundary surface thereof is significantly smaller than the bending stress when concentrated at one point on the boundary surface of the sealing material.

【0023】緩衝材の層を多数の粒体によって構成した
場合には、その多数の粒体が積み重なっているのである
から、その多数の粒体は可動であるが、その粒体の慣性
力や、粒体同士または粒体と中空糸膜との間の摩擦力が
抵抗となって、中空糸膜の横方向の揺れを抑制する働き
が生じる。
When the layer of the cushioning material is composed of a large number of particles, since the large number of particles are stacked, the large number of particles are movable, but the inertial force of the particles or The frictional force between the granules or between the granules and the hollow fiber membrane acts as a resistance to suppress the lateral sway of the hollow fiber membrane.

【0024】さらに、ケースが上下方向に配置され、中
空糸膜がケース上端部あるいは下端部で封止されている
場合に、緩衝材となる多数の粒体として、ケース内の液
体(被処理液が中空糸膜内部を流れ中空糸膜外側に透過
する場合は透過液、逆に被処理液が中空糸膜の外部にあ
って中空糸膜の内部に向かって透過する場合には被処理
液)より、比重の軽い粒体(小径のビーズ)あるいは比
重の重い粒体(小径のビーズ)とをケース内に入れれ
ば、比重の軽い粒体は、浮力により浮き上がり、比重の
重い粒体は自身の重さによって沈み、ケースの上下端部
の封止されている中空糸膜の根本に積み重なって、緩衝
材の層を自動的に構成することになる。
Further, when the case is arranged in the vertical direction and the hollow fiber membrane is sealed at the upper end or the lower end of the case, the liquid in the case (the liquid to be treated) becomes a large number of particles serving as a cushioning material. Liquid permeates inside the hollow fiber membrane and permeates to the outside of the hollow fiber membrane; conversely, when the liquid to be treated is outside the hollow fiber membrane and permeates toward the inside of the hollow fiber membrane) Therefore, if particles with a low specific gravity (small diameter beads) or particles with a high specific gravity (small diameter beads) are put in the case, the particles with a low specific gravity float up due to buoyancy, and the particles with a high specific gravity It sinks due to the weight and stacks on the roots of the sealed hollow fiber membranes at the upper and lower ends of the case to automatically form a layer of cushioning material.

【0025】中空糸膜がケースの上下端部で封止させて
いる場合には、比重の軽い粒体と比重の重い粒体の両方
をケース内に充填しておけばよい。
When the hollow fiber membrane is sealed at the upper and lower ends of the case, both particles having a low specific gravity and particles having a high specific gravity may be filled in the case.

【0026】[0026]

【実施例】以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments.

【0027】この発明の一実施例に係る中空糸膜モジュ
ールを図1を用いて説明する。
A hollow fiber membrane module according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0028】図3の従来例と同様に、この図のものは、
クロスフロータイプのものである。筒状のケース2が上
下方向に配置され、中空糸膜の束4がケース2の中に上
下方向に向けて装填されており、ケース2の上端部6と
下端部8で封止されている。
Similar to the conventional example shown in FIG.
It is a cross flow type. A cylindrical case 2 is arranged in the vertical direction, a bundle 4 of hollow fiber membranes is loaded in the case 2 in the vertical direction, and is sealed by an upper end portion 6 and a lower end portion 8 of the case 2. .

【0029】中空糸膜とは、図2に示すように、1本1
本が細い糸状のチューブであって、その筒状の膜壁の部
分がろ過膜となって、圧力差により、液体等の流体を外
から内へ、または内から外へ透過させて、その流体の不
純物の除去や必要成分の濃縮等を行う。1本の中空糸膜
ではそのろ過面積が小さく、従って、ろ過能力が小さい
から、これを数多く集めることによって、所定のろ過能
力を得るのである。
A hollow fiber membrane is, as shown in FIG.
The book is a thin thread-shaped tube, and the tubular membrane wall part becomes a filtration membrane, and the fluid such as liquid is permeated from the outside to the inside or from the inside to the outside due to the pressure difference. The impurities are removed and necessary components are concentrated. Since the filtration area of one hollow fiber membrane is small, and therefore the filtration capacity is small, a predetermined filtration capacity is obtained by collecting a large number of them.

【0030】ケース2の上端部6と下端部8には、それ
ぞれケース上蓋10とケース下蓋12を嵌合させて被せ
ており、封止されたケース2の上端部6と下端部8の外
側に、それぞれの中空糸膜の端部が開口する空間24、
26を設けている。
A case upper lid 10 and a case lower lid 12 are fitted and covered on the upper end portion 6 and the lower end portion 8 of the case 2, respectively, and outside the upper end portion 6 and the lower end portion 8 of the sealed case 2. A space 24 in which the end of each hollow fiber membrane is open,
26 is provided.

【0031】また、Oリング14、16をケース上蓋1
0とケース下蓋12の嵌合部に組み込むことにより、ケ
ース2の上下端部の空間24、26から、被処理液が外
部に漏れない構造となっている。ケース上蓋10とケー
ス下蓋12には、それぞれ液通路の口18、20が設け
られている。ケース2の側面には、2個の透過液の出口
22、22が設けられている。
The O-rings 14 and 16 are attached to the case upper lid 1
By incorporating it into the fitting portion of the case 0 and the case lower lid 12, the liquid to be treated does not leak outside from the spaces 24 and 26 at the upper and lower ends of the case 2. The case upper lid 10 and the case lower lid 12 are provided with liquid passage ports 18 and 20, respectively. Two permeate outlets 22, 22 are provided on the side surface of the case 2.

【0032】ケース2の上端部6と下端部8での封止状
態は、図4に示すものと同じであって、ケース2の内面
と中空糸膜の束4との間の隙間、1本1本の中空糸膜5
の間の隙間を、ある厚みを持たせて封止材(ポッティン
グ剤)28で埋めて固めたものであって、ケース2の内
部の液(この実施例では透過液)がケース2の上下端部
の外側即ち空間24、26に漏れないようにしている。
但し、塞いでいるのは中空糸膜5の外側だけであって、
中空糸膜5の内側(中空の通路)は外部の空間24、2
6に連通しているのである。
The sealing state at the upper end portion 6 and the lower end portion 8 of the case 2 is the same as that shown in FIG. 4, and the gap between the inner surface of the case 2 and the bundle 4 of hollow fiber membranes is one. One hollow fiber membrane 5
The gap between them is filled with a sealing material (potting agent) 28 with a certain thickness and solidified, and the liquid inside the case 2 (permeated liquid in this embodiment) is the upper and lower ends of the case 2. It is designed so that it does not leak to the outside of the parts, that is, the spaces 24 and 26.
However, only the outside of the hollow fiber membrane 5 is blocked,
The inner space (hollow passage) of the hollow fiber membrane 5 is an external space 24, 2.
It is in communication with 6.

【0033】また、封止材28の固着状態は、図4
(a)に示すように平坦のものもあれば、図4(b)に
示すように中空糸膜5の外側に付着して盛り上がり凹凸
になっているものなど、様々であるが、いずれにして
も、封止材28は、細い中空糸膜5に、堅く固着してい
るのである。
The fixing state of the sealing material 28 is shown in FIG.
There are various types, such as a flat type as shown in FIG. 4A, and a convex and concave shape attached to the outside of the hollow fiber membrane 5 as shown in FIG. 4B. However, the sealing material 28 is firmly fixed to the thin hollow fiber membrane 5.

【0034】本発明では、さらに、中空糸膜の束4のケ
ース2の上端部6と下端部8で封止されている付け根部
に、図1に示すように、中空糸膜5の揺れを抑制する緩
衝材の層42,44を設けた。この緩衝材の層42、4
4は適度の層の厚みを有している。
In the present invention, further, as shown in FIG. 1, the hollow fiber membrane 5 is shaken at the base portion of the bundle 4 of hollow fiber membranes sealed by the upper end portion 6 and the lower end portion 8 of the case 2. Layers of dampening cushions 42, 44 were provided. This cushioning layer 42, 4
4 has a moderate layer thickness.

【0035】この実施例では、緩衝材の層42,44
を、多数の粒体を積み重ねることによって構成した。さ
らに、緩衝材となる多数の粒体は、上部の緩衝材の層4
2には、中空糸膜の外部の液体即ちこの実施例では透過
液より比重の軽いもの、例えば、合成樹脂のPP(ポリ
プロピレン),PE(ポリエチレン)でできた小径のビ
ーズを用いた。また、下部の緩衝材の層44には、中空
糸膜の外部の液体即ち透過液より比重の重いもの、例え
ば、ガラス、セラミックでできた小径のビーズを用い
た。
In this embodiment, the layers 42,44 of cushioning material are used.
Was constructed by stacking a number of granules. Further, a large number of particles serving as a cushioning material are provided in the upper cushioning material layer 4
A liquid having a specific gravity smaller than that of the liquid outside the hollow fiber membrane, that is, the permeated liquid in this embodiment, for example, a small diameter bead made of synthetic resin PP (polypropylene) or PE (polyethylene) was used as 2. For the lower buffer layer 44, a bead having a smaller specific gravity than the liquid outside the hollow fiber membrane, that is, the permeate, such as glass or ceramic, having a small diameter is used.

【0036】これらの粒体は、ケース2の側面にある2
個の透過液の出口22、22から、一定量づつケース2
内に入れるだけでよく、比重の軽い粒体は、浮力により
浮き上がり、比重の重い粒体は自身の重さによって沈
み、ケース2の上下端部の封止されている中空糸膜5の
根本に積み重なって、緩衝材の層42、44を自動的に
構成することになる。もし、これらの粒体が透過液の出
口22、22から流出することを心配するならば、この
出口22、24の所にこれらの粒体の流出を阻止するメ
ッシュのフィルタを取り付ければよい。
These granules are located on the side surface of the case 2.
Case 2 from the permeated liquid outlets 22, 22 in fixed amounts
The particles with a low specific gravity are lifted by the buoyancy, and the particles with a high specific gravity sink due to their own weight to the root of the sealed hollow fiber membranes 5 at the upper and lower ends of the case 2. When stacked, the layers 42, 44 of cushioning material will be automatically configured. If it is concerned that these particles may flow out through the permeate outlets 22, 22, a mesh filter may be installed at the outlets 22, 24 to prevent these particles from flowing out.

【0037】以上のように構成した実施例の中空糸膜モ
ジュールは次のように作動する。
The hollow fiber membrane module of the embodiment constructed as described above operates as follows.

【0038】図1において、ろ過処理時には、被処理液
は、加圧されながら下の液通路口20から入って、空間
26を通って1本1本の中空糸膜5の内側の通路を上昇
し、空間24を経て、上の液通路口18から出ていく。
被処理液が、1本1本の中空糸膜5の内側の通路を通る
間に、中空糸膜5の内外の圧力差のために、中空糸膜5
の外側に、被処理液の一部がろ過されながら透過してい
く。透過液は、ケース2の側面にある2個の透過液の出
口22、22を通って外部に流れていく。
In FIG. 1, during the filtration process, the liquid to be treated enters from the lower liquid passage port 20 while being pressurized and rises in the passage inside the hollow fiber membrane 5 one by one through the space 26. Then, through the space 24, it exits from the upper liquid passage port 18.
While the liquid to be treated passes through the passages inside the hollow fiber membranes 5 one by one, the pressure difference between the inside and outside of the hollow fiber membranes 5 causes a difference in the hollow fiber membranes 5.
Part of the liquid to be treated permeates to the outside of the while being filtered. The permeated liquid flows to the outside through the two permeated liquid outlets 22, 22 on the side surface of the case 2.

【0039】また、ろ過膜面が目詰まりを起こしてろ過
能力が低下すると、逆洗を行うべく、被処理液側への加
圧操作を止めて、逆に、透過液を加圧して中空糸膜5の
内外の圧力差を逆転させる。すると、液の流れは逆流
し、透過液は出口22、22を通ってケース2の中に入
り、中空糸膜5を外から内へ透過して、上下の液通路口
18、20から流れ出ていく。
Further, when the filtration membrane surface is clogged and the filtration capacity is lowered, the pressurizing operation on the side of the liquid to be treated is stopped and the permeate is pressurized to reversely wash the hollow fiber. The pressure difference inside and outside the membrane 5 is reversed. Then, the liquid flows backward, the permeated liquid enters the case 2 through the outlets 22 and 22, permeates the hollow fiber membrane 5 from the outside to the outside, and flows out from the upper and lower liquid passage ports 18 and 20. Go.

【0040】ろ過処理時に、内側からの圧力によって中
空糸膜5の内側の面に付着して目詰まりを起こした粒
子、ごみ、油滴等は、今度は、反対の外側からの透過液
の圧力により、中空糸膜5の内側の面から容易に剥離し
て流れ、目詰まりを解消する。
During the filtration process, particles, dust, oil droplets, etc., which have adhered to the inner surface of the hollow fiber membrane 5 due to pressure from the inside and have caused clogging, are now the opposite pressure of the permeated liquid from the outside. Thus, the hollow fiber membrane 5 is easily separated from the inner surface and flows, thereby eliminating clogging.

【0041】この逆洗運転時に、出口22、22から流
入する透過液は、方向性を持って、中空糸膜5の横に突
き当たるから、中空糸膜5、中空糸膜の束4は横方向に
大きく揺れるのである。
During this backwashing operation, the permeate flowing in from the outlets 22, 22 collides with the hollow fiber membrane 5 in a directional manner, so that the hollow fiber membrane 5 and the bundle 4 of hollow fiber membranes are laterally aligned. It shakes greatly.

【0042】その場合に、本発明においては、中空糸膜
5の封止されている根本部に、中空糸膜5の揺れを抑制
する緩衝材の層42、44が存在し、その緩衝材の層4
2、44は多数の粒体が積み重なっているものであるか
ら、その多数の粒体は可動であるが、その粒体の慣性力
や、粒体同士または粒体と中空糸膜との間の摩擦力が抵
抗となって、中空糸膜5の横方向の揺れを抑制する働き
が生じる。
In that case, in the present invention, the cushioning material layers 42 and 44 for suppressing the shaking of the hollow fiber membrane 5 are present at the sealed root portion of the hollow fiber membrane 5, and Layer 4
Since the particles 2 and 44 are formed by stacking a large number of particles, the large number of particles are movable, but the inertial force of the particles and the force between the particles or between the particles and the hollow fiber membrane are large. The frictional force acts as a resistance to suppress the lateral fluctuation of the hollow fiber membrane 5.

【0043】その結果として、その層の厚みの間で、中
空糸膜5の横方向の揺れは、抑制され、封止材28の堅
く固着している境界面の0から緩衝材の層の上面境界の
大きい揺れまで、連続的に緩やかにつながるから、封止
材28の境界面の1点に集中しようとする曲げ応力は分
散することになる。それにより発生する緩衝材の層4
2、44の中及びその境界面での曲げ応力は、封止材2
8の境界面の1点に集中する場合の曲げ応力に比べて、
格段に小さいものとなる。そのために、中空糸膜5の封
止されている根本部での曲げ疲労破壊は防止されること
になる。
As a result, lateral swaying of the hollow fiber membrane 5 is suppressed between the thicknesses of the layers, from 0 at the tightly bound interface of the sealing material 28 to the upper surface of the cushioning material layer. Since even a large shake at the boundary is continuously and gently connected, the bending stress that tends to concentrate at one point on the boundary surface of the sealing material 28 is dispersed. Layer 4 of cushioning material generated thereby
The bending stress in the inside of 2, 44 and at the boundary surface thereof is
Compared with the bending stress when concentrating on one point of the boundary surface of 8,
It will be much smaller. Therefore, bending fatigue fracture at the sealed root portion of the hollow fiber membrane 5 is prevented.

【0044】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明はこの実施例に限定されるものではない。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment.

【0045】この実施例では、被処理液は、中空糸膜の
内側を流れて、外側に透過するものであったが、その逆
の、被処理液が、中空糸膜の外側から内側にろ過されな
がら透過するものであってもよい。その場合には、通常
のろ過運転時に、中空糸膜の大きな横方向の揺れが発生
する。緩衝材の層を成す多数の粒体は、中空糸膜の外部
の液体即ち被処理液の比重を基準として、それより軽い
もの、重いものを選択するとよい。
In this embodiment, the liquid to be treated flows inside the hollow fiber membrane and permeates to the outside. On the contrary, the liquid to be treated is filtered from the outside to the inside of the hollow fiber membrane. It may be transparent while being transmitted. In that case, a large lateral shake of the hollow fiber membrane occurs during normal filtration operation. A large number of particles forming the buffer layer may be selected based on the specific gravity of the liquid outside the hollow fiber membrane, that is, the liquid to be treated, and lighter or heavier than that.

【0046】実施例は、中空糸膜の束を直線的に装填
し、ケース両端において封止したクロスフロータイプの
中空糸膜モジュールであったが、本発明は、中空糸膜の
束をU字形に曲げて、ケースの1端のみに、中空糸膜の
束を通して封止するタイプのものにも当然に適用され
る。
The embodiment was a cross-flow type hollow fiber membrane module in which a bundle of hollow fiber membranes was linearly loaded and sealed at both ends of the case, but in the present invention, the bundle of hollow fiber membranes is U-shaped. It is naturally applicable to a type in which the bundle of hollow fiber membranes is bent and sealed only at one end of the case.

【0047】中空糸膜の束の封止されている根本に形成
する、中空糸膜の揺れを抑制するための緩衝材の層は、
多数の粒体の積み重ねに限定されるものではない。例え
ば、被処理液、透過液に侵されないで、適度の弾性を有
する材料、即ち、適度の硬さを有するゴム材料や、適度
の柔軟性を有する合成樹脂等で層を構成し、中空糸膜の
封止されている根本を弾力的に保持する構造であっても
よい。
The layer of the cushioning material, which is formed at the sealed root of the bundle of hollow fiber membranes, for suppressing the fluctuation of the hollow fiber membranes,
It is not limited to stacking a large number of particles. For example, a hollow fiber membrane is formed by forming a layer of a material having appropriate elasticity without being attacked by a liquid to be treated or a permeated liquid, that is, a rubber material having appropriate hardness, a synthetic resin having appropriate flexibility, or the like. It may be a structure for elastically holding the sealed root.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上説明したように、本発明にあって
は、中空糸膜の封止されている付け根部に、中空糸膜の
揺れを抑制する緩衝材の層を設けたから、その層の厚み
の間で、中空糸膜の横方向の揺れは抑制され、封止材の
境界面の1点に集中しようとする曲げ応力は分散される
から、中空糸膜の封止されている根本部での曲げ疲労破
壊は防止される。
As described above, in the present invention, since the layer of the cushioning material for suppressing the swing of the hollow fiber membrane is provided at the sealed root portion of the hollow fiber membrane, Lateral swaying of the hollow fiber membrane is suppressed between thicknesses, and bending stress that tends to concentrate at one point on the boundary surface of the sealing material is dispersed. Bending fatigue failure at is prevented.

【0049】ケースが上下方向に配置され、中空糸膜が
ケース上端部あるいは下端部で封止されている場合に
は、中空糸膜の揺れを抑制する緩衝材の層を、多数の粒
体によって構成し、さらにその粒体を、ケース内の液体
の比重を基準として、それより軽い粒体と、重い粒体と
を選択してケース内に充填すれば、緩衝材の層を自動的
に構成することができ、極めて手軽、安価である。
When the case is arranged vertically and the hollow fiber membrane is sealed at the upper end portion or the lower end portion of the case, a layer of cushioning material for suppressing the swing of the hollow fiber membrane is formed by a large number of particles. If the particles are configured and the particles that are lighter and heavier are selected based on the specific gravity of the liquid in the case and filled in the case, the buffer material layer is automatically configured. It is very easy and inexpensive.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例で、ケースが上下方向に配置さ
れ、クロスフロータイプの中空糸膜モジュールの縦断面
図である。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a cross-flow type hollow fiber membrane module in which a case is vertically arranged according to an embodiment of the present invention.

【図2】中空糸膜の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a hollow fiber membrane.

【図3】従来例で、ケースが上下方向に配置され、クロ
スフロータイプの中空糸膜モジュールの縦断面図であ
り、(a)は処理時の状態、(b)は逆洗時の状態を示
す。
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of a cross-flow type hollow fiber membrane module in which a case is arranged in a vertical direction in a conventional example, (a) shows a state during processing, and (b) shows a state during backwashing. Show.

【図4】中空糸膜モジュールを封止した端部の拡大図で
ある。
FIG. 4 is an enlarged view of an end portion in which the hollow fiber membrane module is sealed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2ケース 4中空糸膜の束 5中空糸膜 6 上端部 8 下端部 10 ケース上蓋 12 下蓋 14,16 Oリング 18,20 通路口 22 通路口 24,26 空間 28 封止材(ポッティング剤) 42,44 緩衝材の層 2 case 4 bundle of hollow fiber membranes 5 hollow fiber membrane 6 upper end 8 lower end 10 case upper lid 12 lower lid 14, 16 O-ring 18, 20 passage opening 22 passage opening 24, 26 space 28 sealing material (potting agent) 42 , 44 layers of cushioning material

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 中空糸膜の束をケースに装填し、ケース
の開口端部にて、ケースと中空糸膜の間の隙間、各中空
糸膜間の隙間を封止材にて封止した中空糸膜モジュール
において、 前記中空糸膜の封止材との付け根部に、中空糸膜の揺れ
を抑制する緩衝材を設けたことを特徴とする中空糸膜モ
ジュール。
1. A bundle of hollow fiber membranes is loaded into a case, and a gap between the case and the hollow fiber membranes and a gap between the hollow fiber membranes are sealed with a sealing material at the opening end of the case. In the hollow fiber membrane module, a buffer material that suppresses swinging of the hollow fiber membrane is provided at the base of the hollow fiber membrane with respect to the sealing material.
【請求項2】 緩衝材は多数の粒体によって構成されて
いることを特徴とする請求項1に記載の中空糸膜モジュ
ール。
2. The hollow fiber membrane module according to claim 1, wherein the cushioning material is composed of a large number of particles.
【請求項3】 ケースが上下方向に配置され、中空糸膜
がケース上端部で封止されている場合に、緩衝材として
ケース内の液体よりも比重の軽い多数の粒体をケース内
に充填したことを特徴とする請求項2に記載の中空糸膜
モジュール。
3. When the case is arranged vertically and the hollow fiber membrane is sealed at the upper end of the case, a large number of particles having a specific gravity smaller than that of the liquid in the case are filled in the case as a cushioning material. The hollow fiber membrane module according to claim 2, wherein
【請求項4】 ケースが上下方向に配置され、中空糸膜
がケース下端部で封止されている場合に、緩衝材として
ケース内の液体よりも比重の重い多数の粒体をケース内
に充填したことを特徴とする請求項2に記載の中空糸膜
モジュール。
4. When the case is arranged vertically and the hollow fiber membrane is sealed at the lower end of the case, a large number of granules having a higher specific gravity than the liquid in the case are filled in the case as a cushioning material. The hollow fiber membrane module according to claim 2, wherein
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