JPH0824822B2 - 中空糸を用いた濾過装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はたとえば火力発電所や原子力発電所における
復水中の酸化鉄微粒子のごとく、水中の微粒子を濾過に
より除去するために用いる中空糸モジュールを使用した
濾過装置に関するものである。

〔従来の技術〕

火力発電所や原子力発電所等の復水の処理方法とし
て、近年になって中空糸モジュールを用いた濾過塔でま
ず復水中の酸化鉄微粒子等に起因するクラッドを濾過に
より除去し、次いで当該濾過水をカチオン交換樹脂とア
ニオン交換樹脂の混床で処理して不純物イオンを除去す
る復水処理方法が提案されている。当該復水処理方法
は、前述の濾過塔内における各中空糸の膜面で直接クラ
ッドを除去するので、従来から用いられているようなプ
レコート式濾過塔と相違し、その洗浄排液に使用済みプ
レコート剤が一切含有されない。したがって洗浄排液中
に含有される固形物は除去した酸化鉄微粒子のみである
ため前記プレコート式濾過塔の洗浄排液と比較して固形
物量が極めて少ない。従ってBWR型原子力発電所の復水
処理のごとく、放射性物質が含有されているクラッドの
除去に中空糸モジュールを使用した濾過塔を用いると、
その放射性廃棄物処理系の負担を大幅に低減させること
ができ、この点からも最近特に注目されている。

このような復水中の酸化鉄微粒子を除去するために用
いられる中空糸モジュールとしては、各中空糸の外側か
ら内側に復水を通し、各中空糸の外周面で酸化鉄微粒子
を濾過し、その内側から濾過水を得る、いわゆる外圧型
として用いる方が有利である。

何故ならば各中空糸の内側から外側に復水を通し、各
中空糸の内周面で当該微粒子を濾過する、いわゆる内圧
型として用いる場合は、濾過の経過に伴い当該微粒子の
付着によって中空糸内周の有効断面積がしだいに減少
し、中空糸内側の流動抵抗が大きくなるので好ましくな
い。

当該中空糸モジュールは第１図に示したようなもの
で、多数の中空糸２の上端および下端を、その上端につ
いては各中空糸の中空部を閉塞することなく各中空糸間
の隙間を接着して上部接合部３となし、またその下端に
ついては各中空糸の中空部を閉塞して各中空糸間の隙間
を接着して下部接合部４となしたもので、当該中空糸束
を外筒５内に収納するとともに、外筒５の上方部および
下方部にそれぞれ流通口6Aおよび6Bを設け、また下部接
合部４に各中空糸の外周面に気泡を導入するための貫通
口７を設け、さらに気泡を受けるためのスカート部８を
有したものである。

当該中空糸モジュール１を濾過塔に装着して、たとえ
ば復水中の酸化鉄微粒子を除去する場合は以下のように
して行う。

すなわち第２図に示したごとく、濾過塔９内に横設し
た仕切板10に前記多数の中空糸モジュール１を垂設し、
当該中空糸モジュール１の下方に気泡を導入するための
たとえばディストリビュータ11を付設したもので、復水
を濾過する場合は、濾過塔９の下部に付設した流入管12
から復水を流入し、復水を各中空糸モジュール１の前記
貫通口７あるいは前記下部の流通口6Bから外筒５内に導
入し、各中空糸２の外側で酸化鉄微粒子を濾過し、各中
空糸２の内側の濾過水を前記仕切板10の上方で集合し、
濾過水を流出管13から流出するものである。

またこのような濾過の続行により圧力損失が増加した
場合は以下の洗浄を行う。

すなわち通水を中断し仕切板10の下部に流入した復水
を満したまま、さらに仕切板10の上部に濾過水を満たし
たまま、まず下部空気流入管14から空気を流入する。当
該空気はディストリビュータ11から気泡状となって上昇
し、当該気泡を各中空糸モジュール１のスカート部８で
受け、かつ貫通口７から各中空糸モジュール１の内部に
流入させ、当該モジュール内の水を撹拌するとともに各
中空糸２を振動させて各中空糸２の外側の膜面に付着し
ている酸化鉄微粒子を剥離させる。なお気泡は各中空糸
モジュール１の上部の流通口6Aから放出させ、ついで濾
過塔９の上側部に付設した空気抜き管15から流出させ
る。

その後酸化鉄微粒子を多量に含む洗浄排液をブロー管
17より流出させる。以上のような濾過と洗浄を交互に繰
り返すものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、原子力発電プラントにおける立地条件等か
ら復水等の濾過装置の設置されるスペースが制限され、
また容器本体自体も縦長構造のものの方が横長構造のも
のより構造上有利であることは知られている。しかし先
行技術の中空糸濾過装置は濾過面積を大きくするため内
径が0.1〜0.5mmφのような糸径の小さな中空糸が用いら
れているので、その長さは圧損等からみて約1mが限度と
考えられていた。そのため、当該濾過装置としては相当
なスペースを必要としており、このスペースをできるだ
け少なくするには前述のような縦長構造の中空糸濾過装
置の開発が望まれていた。

このような課題に対処するものとして例えば特開昭60
−206405号の中空糸濾過装置が提案されているが、この
中空糸モジュールでは取水管の周囲に多数本の中空糸を
密充填するため原水の水流によって中空糸束が取水管に
向けてパックされ、周辺の中空糸のみが濾過に関与し又
洗浄時には奥部の中空糸の外側が洗浄しにくいという問
題もある。従って場合によっては糸束の奥部に原水やバ
ブリングを送り込むための手段が別個に必要となる。

そこで本発明は外筒内で取水管の周りに収容する中空
糸の上端のみを開放状態に固定し下端は閉塞した自由端
として外筒内に複数段垂設するようにして濾過時および
洗浄時に中空糸束が取水管に向って圧迫されるのを回避
して取水効果を上げると共に圧力損失の少ない濾過装置
を提供することを目的としたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の要旨とする所は多数本の中空糸を竪形外筒内
に装着して該中空糸の外側に原水を供給すると共に中空
糸の内側から濾過水を取水する外圧型の液体濾過用中空
糸束を上下２段以上接続してなる中空糸濾過装置におい
て、上記の外筒の中心軸に沿って設けた取水管の周囲に
多数の中空糸を配設し、かつ該中空糸はその上端が該取
水管の各接合部に開放状態に接着固定され、その下端が
閉塞された自由端をなして外筒内に複数段垂設され、又
上記の取水管は下段中空糸束の取水管および中空糸から
の濾過水を集水するように構成したことを特徴とする外
圧型濾過用の中空糸を用いた濾過装置に存するものであ
る。

〔作 用〕

本発明の実施に当っては外筒内に密充填される中空糸
の上端はいずれも開放状態に取水管の接合部に固定され
るが、中空糸の下端はいずれも閉塞された自由端をなし
て外筒内に垂設される。これは中空糸が１本１本直線状
に垂設される場合の他、中空糸が２本１組となってＵ形
に連続しそのＵ形下端部が外筒内下端に垂設するように
してもよい。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第３図は、本発明の一実施例の概略図を示すもので、
第１図と同一個所には同一符号を付して説明する。本発
明は第３図に示すモジュールを第２図のモジュールの位
置に設置することで行なわれる。

仕切板10に固定される端栓21に接続する最上段の中空
糸束は接合部３の外周に外筒20が接続している。上記外
筒20には上部流通口6Aがあり、外筒20に接続する外筒５
には、中空糸の下端の位置に臨んで流通口6Bがある。最
上段の中空糸束に接続する下段の中空糸束は集水キャッ
プ19を有し当該キャップ19内を集水部22となし、上段の
中空糸束と下段の中空糸束は上段中空糸束の取水管18の
下端で、下段の中空糸束の集水キャップ19と接続してい
る。最上段の中空糸束の取水管18は外筒５の下端を貫通
したところでプラグ23で閉じるとともに外筒５の下端に
固定されている。外筒５の下端には貫通口７がある。中
空糸の下端は閉塞されているが、Ｕ字型に両端が接合部
３に固定されていても良い。

次に、本実施例の濾過作用について説明する。

流入管12より濾過塔９下部に入った復水は、濾過塔９
を上昇し、モジュールの流通口6B及び貫通口７よりモジ
ュール内に流入し、中空糸２の膜の外側より内側に通過
し復水中の濾過固形物は中空糸２の外表面で捕捉される
ことにより固液分離が行なわれる。濾過水は中空糸の内
部を上昇し、最上段の中空糸束の下方にある中空糸束の
場合は集水部22に集まり、取水管18内部を経て仕切板10
の上部に入り、また最上段の中空糸束においては濾過水
は直接仕切板10の上部に入り、いずれの濾過水も流出管
13より流出する。濾過操作は通常一定流量で行なわれ、
中空糸濾過装置の差圧が予め定められた値となるまで濾
過が行なわれる。その後上記差圧が所定値以上になると
濾過操作は停止され、中空糸濾過装置の洗浄操作が行な
われる。洗浄操作は下部空気流入管14より濾過塔９下部
へ空気を導入し、濾過塔９内を上昇せしめる。上昇した
気泡は、貫通口７よりモジュール１の下部に入りさらに
上昇する。上昇した気泡は当該モジュール内の水を撹拌
するとともに各中空糸２を振動させて各中空糸の外側の
膜面に付着している酸化鉄微粒子を剥離させる。

なお、気泡が当該モジュール内の水を撹拌上昇する時
エゼクター効果により流通口6Bからモジュール内に水が
流入することにより一層洗浄が促進される。また当該モ
ジュールの中空糸２は下端が固定されていないことによ
り、気泡が中空糸２の束の中に入りやすく、また撹拌に
より中空糸自体が十分振動するという効果がある。

なお気泡は各中空糸モジュール１の上部の流通口6Aか
ら放出させ、ついで濾過塔９の上側部に付設した空気抜
き管15から流出させる。その後酸化鉄微粒子を多量に含
む洗浄排液をブロー管17より流出させる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、中空糸束を複数段直列に接続しても
中空糸の圧損の影響を受けることがないので、中空糸濾
過装置を縦長構造にすることができる。その結果、スペ
ースを有効に利用することができ、さらに、取水管を配
設することにより取水効果を上げることができる。

また、濾過時および洗浄時には、中空糸の下端が固定
されていないことから中空糸２の束の中に十分に原水お
よび気泡が入り込み、濾過効率が向上しまた短時間で多
数の中空糸束の洗浄を行なうことができる等の効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の中空糸モジュールの説明図、第２図は上
記の中空糸モジュールを装着した濾過塔のフローを示す
説明図である。第３図は本発明の実施例を示す説明図で
ある。 １……中空糸モジュール ２……中空糸 ３……上部接合部 ４……下部接合部 ５……外筒 ６……流通口 ７……貫通口 ８……スカート部 ９……濾過塔 10……仕切板 11……ディストリビュータ 12……流入管 13……流出管 14……下部空気流入管 15……空気抜き管 18……取水管 19……集水キャップ 20……外筒 21……端栓 22……集水部 23……プラグ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多数本の中空糸を竪形外筒内に装着して該
   中空糸の外側に原水を供給すると共に中空糸の内側から
   濾過水を取水する外圧型の液体濾過用中空糸束を上下２
   段以上接続してなる中空糸濾過装置において、上記の外
   筒の中心軸に沿って設けた取水管の周囲に多数の中空糸
   を配設し、かつ該中空糸はその上端が該取水管の各接合
   部に開放状態に接着固定され、その下端が閉塞された自
   由端をなして外筒内に複数段垂設され、又上記の取水管
   は下段中空糸束の取水管および中空糸からの濾過水を集
   水するように構成したことを特徴とする外圧型濾過用の
   中空糸を用いた濾過装置。