JPH09141062A - 中空糸膜モジュール - Google Patents

中空糸膜モジュール

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Publication number
JPH09141062A
JPH09141062A JP30555695A JP30555695A JPH09141062A JP H09141062 A JPH09141062 A JP H09141062A JP 30555695 A JP30555695 A JP 30555695A JP 30555695 A JP30555695 A JP 30555695A JP H09141062 A JPH09141062 A JP H09141062A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hollow fiber
fiber membrane
membrane module
membrane bundle
bundle
Prior art date
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Pending
Application number
JP30555695A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Himeno
誠 姫野
Tomio Sakka
富夫 属
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Publication date
Application filed by Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中空糸膜の全体による均一な液体分離が行わ
れ、かつ長期間良好な分離機能が保証される中空糸膜モ
ジュールを提供することである。 【解決手段】 中空糸膜束2内に棒状のスポンジ4を組
み込み、その中空糸膜束2を中央部でU字状に折曲す
る。この状態で中空糸膜束2を筒状ケース1内に収納
し、中空糸膜束2の両端部2a,2bおよびスポンジ4
の両端部を注型樹脂からなる樹脂隔壁3で筒状ケース1
の一端部の開口に固定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体中の成分の分
離に用いる中空糸膜モジュールおよびその製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】液体中の成分を分離するために中空糸膜
モジュール、環状型膜モジュール、スパイラル型膜モジ
ュール、プリーツ型膜モジュール等の種々の膜モジュー
ルが用いられている。特に、中空糸膜モジュールは、単
位体積当たりの膜面積(体積効率)を大きくとれるこ
と、原液と透過液との間のシールが簡単であること、構
成部材の種類が少ないこと等の利点を有することから、
限外濾過、逆浸透、透析、血漿分離等の種々の分野で用
いられている。
【0003】図6は従来の中空糸膜モジュールの一例を
示す模式的断面図である。図6に示す中空糸膜モジュー
ルは、複数本の中空糸膜を束ねてなる中空糸膜束12を
U字状に折曲形成し、この折曲部を筒状ケース11内に
収容し、筒状ケース11の一端部の開口に樹脂を注型し
て樹脂隔壁13を形成したものである。中空糸膜束12
の一端部12aおよび他端部12bの端面は、樹脂隔壁
13の表面において開口されている。この中空糸膜モジ
ュールは、例えば水道カランに取り付けて用いる浄水器
のように外圧式の全量濾過方式で使用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の中空糸膜
モジュールにおいては、中空糸膜束12がU字状に折曲
形成されているので、各中空糸膜に曲げによる側圧が加
わり、中空糸膜相互が強く接触することになる。また、
U字状の単一の中空糸膜束12が用いられているので、
中空糸膜束12の外径が大きくなり、中空糸膜束12の
外表面から中心部までの距離が長くなる。その結果、原
液が中空糸膜束12の中心部まで浸透せず、各中空糸膜
に十分に接触しない。それにより、中空糸膜の全体によ
る均一な濾過を行なうことができない。
【0005】特に、水道水のように微粒子等の成分を多
く含む液体を濾過する場合には、中空糸膜同士が強く接
触していると、その部分は有効に使用されず、また目詰
まりを起こしていない部分があっても中空糸膜モジュー
ルの全体としての透過水量が大きく低下する。このよう
な場合、中空糸膜モジュールの寿命と判断されて交換せ
ざるを得なくなることがある。
【0006】本発明の目的は、中空糸膜の全体による均
一な液体分離が行われ、かつ長期間良好な分離機能が保
証される中空糸膜モジュールおよびその製造方法を提供
することである。
【0007】
【課題を解決するための手段および発明の効果】本発明
に係る中空糸膜モジュールは、複数本の中空糸膜を束ね
てなる中空糸膜束を折曲して筒状ケース内に収納し、中
空糸膜束の両端部を注型樹脂からなる隔壁で筒状ケース
の一端部に固定するとともに中空糸膜束の両端面を開口
させてなる中空糸膜モジュールにおいて、中空糸膜束内
に連続気泡を有する軟質の多孔性部材を組み込んだもの
である。
【0008】本発明に係る中空糸膜モジュールにおいて
は、中空糸膜束内に連続気泡を有する軟質の多孔性部材
が組み込まれているので、その多孔性部材が空壁として
作用して中空糸膜相互が強く接触することが防止される
とともに、液体が多孔性部材の連続気泡を通して中空糸
膜の間に導かれる。そのため、中空糸膜の本数が多くて
も、液体が中空糸膜束の内部まで浸透して各中空糸膜に
十分に接触する。しかも、液体中の微粒子等の成分が中
空糸膜の全体に均一に捕捉されるので、中空糸膜モジュ
ールの寿命が長くなる。したがって、中空糸膜の全体に
よる均一な液体分離が行われ、かつ長期間良好な分離機
能が保証される。
【0009】特に、多孔性部材が棒状または板状の発泡
体からなることが好ましい。それにより、中空糸膜相互
の接触を長い範囲に渡って均一に防止することができ
る。また、多孔性部材の外径は、中空糸膜の外径のほぼ
1倍以上ほぼ20倍以下であることが好ましい。さら
に、多孔性部材の密度は、ほぼ12Kgf/m3 以上ほ
ぼ130Kgf/m3 以下であることが好ましい。ま
た、中空糸膜束の断面積に対する多孔性部材の断面積の
割合は、ほぼ2%以上ほぼ30%以下であることが好ま
しい。これらにより、中空糸膜の間に十分に液体が浸透
し、かつ高い体積効率が確保される。したがって、中空
糸膜全体の有効利用が図られ、高効率で液体分離が行わ
れる。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は本発明の第1の実施例にお
ける中空糸膜モジュールの模式的断面図である。
【0011】図1に示すように、中空糸膜束2内に棒状
のスポンジ4が複数本組み込まれ、その中空糸膜束3が
U字状に折曲された状態で筒状ケース1内に収容されて
いる。中空糸膜束2はポリスルフォン、ポリアミド等か
らなる中空糸膜を複数本束ねることにより形成される。
スポンジ4は例えばエーテル系ポリウレタン発泡体から
なる。
【0012】中空糸膜2の両端部2a,2bおよびスポ
ンジ4の両端部は樹脂隔壁3により筒状ケース1の一端
部の開口に固定されている。樹脂隔壁3は、ウレタン樹
脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を筒状ケース1の一
端部の開口に注型することにより形成される。中空糸膜
束2の両端部2a,2bの各中空糸膜の端面は、樹脂隔
壁3の表面31において開口されている。
【0013】各スポンジ4の外径は、各中空糸膜の外径
の1倍以上20倍以下であることが好ましく、中空糸膜
の外径の2倍以上10倍以下であることがさらに好まし
い。また、スポンジ4のフォーム密度は、12Kgf/
3 以上130Kgf/m3以下であることが好まし
く、20Kgf/m3 以上40Kgf/m3 以下である
ことがさらに好ましい。さらに、中空糸膜束2の断面積
(各中空糸膜の断面積×中空糸膜の本数)に対するスポ
ンジ4の断面積(各スポンジ4の断面積×スポンジ4の
本数)の割合は、2%以上30%以下であることが好ま
しく、5%以上15%以下であることがさらに好まし
い。それにより、中空糸膜の間に十分に原液が浸透しか
つ高い体積効率が得られる。したがって、中空糸膜全体
の有効利用が図られ、高効率で濾過が行われる。
【0014】次に、図2を参照しながら本実施例の中空
糸膜モジュールの製造方法を説明する。中空糸膜束2内
に複数本の棒状のスポンジ4を組み込み、その中空糸膜
束2を中央部でU字状に折曲する。この状態で、中空糸
膜束2を筒状ケース1内に収容し、筒状ケース1の一端
部の開口に樹脂を注型して樹脂ブロック30を形成す
る。このとき、スポンジ4の両端部には注型樹脂が含浸
するので、原液側と透過液側とが完全に隔離される。注
型時には、中空糸膜内に樹脂が入らないように、中空糸
膜の両端を封止しておく。
【0015】次いで、樹脂ブロック30をC−C線に沿
う断面で厚みLを残すように切断することにより樹脂隔
壁3を形成する。これにより、樹脂隔壁3の表面31
に、中空糸膜束2の両端面21a,21bが開口され
る。なお、厚みLは、樹脂隔壁3と中空糸膜との界面に
筒状ケース1の内圧に耐えうるシール性を付与するのに
必要な厚みである。
【0016】本実施例の中空糸膜モジュールにおいて
は、中空糸膜束2内にスポンジ4が組み込まれているの
で、スポンジ4が空壁として作用して中空糸膜相互が強
く接触することが防止されるとともに、スポンジ4の連
続気泡を通して中空糸膜の間に液体が導かれる。したが
って、中空糸膜の本数が多くても、液体が中空糸膜束2
の内部まで浸透して各中空糸膜に十分に接触する。それ
により、原液が同一流量(圧力)の場合には中空糸膜2
の全体により濾過を均一に行うことができる。
【0017】また、筒状ケース1内に収容された中空糸
膜束2の各中空糸膜の全体が有効に使用されるので、同
一の濾過効率を得るために中空糸膜の本数を少なくする
ことができる。しかも、原液中の微粒子等の成分が中空
糸膜の全体に均一に捕捉されるので、中空糸膜モジュー
ルの寿命が長くなる。
【0018】なお、中空糸膜束2の形状および本数なら
びにスポンジ4の形状および本数は上記実施例のものに
限定されない。以下、本発明の他の実施例における中空
糸膜モジュールについて説明する。
【0019】図3は本発明の第2の実施例における中空
糸膜モジュールの模式的断面図である。図3の中空糸膜
モジュールにおいては、中空糸膜束2の両端部2a,2
bから筒状ケース1の中央部にかけてそれぞれ複数の棒
状のスポンジ4が組み込まれている。この中空糸膜モジ
ュールにおいては、特に、中空糸膜束2の両端部2a,
2bの近傍で中空糸膜束2の内部への液体の浸透を良好
にしている。
【0020】図4は本発明の第3の実施例における中空
糸膜モジュールの模式的断面図である。図4の中空糸膜
モジュールにおいては、中空糸膜束2内に1本の棒状の
スポンジ4が組み込まれ、その中空糸膜束2がW字状に
折曲されている。この状態で中空糸膜束2が筒状ケース
1内に収容され、中空糸膜束2の両端部2a,2bおよ
びスポンジ4の両端部が樹脂隔壁3により筒状ケース1
の一端部の開口に固定されている。この中空糸膜モジュ
ールにおいては,中空糸膜束2の外径が小さくなるの
で、液体が中空糸膜束2の内部まで十分に浸透する。
【0021】図5は本発明の第4の実施例における中空
糸膜モジュールの模式的断面図である。図5の中空糸膜
モジュールにおいては、U字状に折曲された複数の中空
糸膜束2が筒状ケース1内に収容され、かつ各中空糸膜
束2内に棒状のスポンジ4が組み込まれている。この中
空糸膜モジュールにおいては、各中空糸膜束2の外径が
小さくなるので、液体が中空糸膜束2の内部まで十分に
浸透する。
【0022】なお、上記実施例では、棒状のスポンジ4
を用いているが、板状のスポンジを用いてもよい。ま
た、スポンジ4の代わりに連続気泡を有する軟質の他の
多孔性部材を用いてもよい。
【0023】なお、本実施例の中空糸膜モジュールは、
水道水の濾過に限らず、種々の液体の限外濾過、逆浸
透、透析、血漿分離等の種々の用途に用いることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における中空糸膜モジュ
ールの模式的断面図である。
【図2】図1の中空糸膜モジュールの製造方法を説明す
るための模式的断面図である。
【図3】本発明の第2の実施例における中空糸膜モジュ
ールの模式的断面図である。
【図4】本発明の第3の実施例における中空糸膜モジュ
ールの模式的断面図である。
【図5】本発明の第4の実施例における中空糸膜モジュ
ールの模式的断面図である。
【図6】従来の中空糸膜モジュールの模式的断面図であ
る。
【符号の説明】
1 筒状ケース 2 中空糸膜束 2a,2b 端部 3 樹脂隔壁 4 スポンジ 21a,21b 端面

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数本の中空糸膜を束ねてなる中空糸膜
    を折曲して筒状ケース内に収納し、前記中空糸膜束の両
    端部を注型樹脂からなる隔壁で前記筒状ケースの一端部
    に固定するとともに前記中空糸膜束の両端面を開口させ
    てなる中空糸膜モジュールにおいて、前記中空糸膜束内
    に連続気泡を有する軟質の多孔性部材を組み込んだこと
    を特徴とする中空糸膜モジュール。
  2. 【請求項2】 前記多孔性部材は、棒状または板状の発
    泡体からなることを特徴とする請求項1記載の中空糸膜
    モジュール。
  3. 【請求項3】 前記多孔性部材の外径は、中空糸膜の外
    径のほぼ1倍以上ほぼ20倍以下であることを特徴とす
    る請求項2記載の中空糸膜モジュール。
  4. 【請求項4】 前記多孔性部材の密度は、ほぼ12Kg
    f/m3 以上ほぼ130Kgf/m3 以下であることを
    特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の中空糸膜モ
    ジュール。
  5. 【請求項5】 前記中空糸膜束の断面積に対する前記多
    孔性部材の断面積の割合は、ほぼ2%以上ほぼ30%以
    下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記
    載の中空糸膜モジュール。
JP30555695A 1995-11-24 1995-11-24 中空糸膜モジュール Pending JPH09141062A (ja)

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JP (1) JPH09141062A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100354613B1 (ko) * 2001-11-06 2002-10-11 박헌휘 교체 가능한 침지형 중공사막 모듈
KR101510216B1 (ko) * 2013-05-31 2015-04-08 한국기계연구원 막모듈 및 이를 이용한 수분분리방법

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100354613B1 (ko) * 2001-11-06 2002-10-11 박헌휘 교체 가능한 침지형 중공사막 모듈
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