JPH10339A - Hollow fiber membrane cartridge filter - Google Patents

Hollow fiber membrane cartridge filter

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Publication number
JPH10339A
JPH10339A JP15390796A JP15390796A JPH10339A JP H10339 A JPH10339 A JP H10339A JP 15390796 A JP15390796 A JP 15390796A JP 15390796 A JP15390796 A JP 15390796A JP H10339 A JPH10339 A JP H10339A
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JP
Japan
Prior art keywords
hollow fiber
fiber membrane
cartridge filter
membranes
support member
Prior art date
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Application number
JP15390796A
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Japanese (ja)
Inventor
Tamiyuki Eguchi
民行 江口
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Publication of JPH10339A publication Critical patent/JPH10339A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively perform air scrubbing of a regular cartridge filter without causing damages to hollow fiber membranes due to floating, cutting or bending of membranes by air bubbles. SOLUTION: The open ends of lots of hollow fiber membranes 1 which are folded like loops over a supporting member 2 are bundled and fixed with a cylindrical housing container 4 at one position. The membranes are housed to obtain 0 to 0.4% loosening rate R defined by formula (1) and 20 to 45% packing rate F defined by formula (2). (1) R=(L1 -L2 )/L2 , (2) F=Nd<2> /D<2> , wherein L1 is a distance from the fixed end of the hollow fiber membrane to the tip of the supporting body where the membranes are in a tension state and in contact with the supporting body, L2 is a distance from the fixed end of the hollow fiber membranes to the tip of the supporting member during use, and (d) and D are the outer diameter of the hollow fiber membrane and the inner diameter of the housing container of the membranes, respectively, and N is the twice as the number of housed hollow fiber membranes.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、中空糸膜を傷つけ
ることなく効果的にエアースクラビングができるように
中空糸膜を支持しながら気泡の通路を形成した、精密ろ
過、限外ろ過などに使用される中空糸膜型カートリッジ
フィルターに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used for microfiltration, ultrafiltration, etc., in which a bubble passage is formed while supporting a hollow fiber membrane so that air scrubbing can be performed effectively without damaging the hollow fiber membrane. The present invention relates to a hollow fiber membrane type cartridge filter to be used.

【0002】[0002]

【従来の技術】中空糸膜を利用して全ろ過する場合に
は、ろ過面積が有利になるので、中空糸膜の外側から内
側にろ過する外圧式のろ過方式が多く採用されている。
そして、ろ過を続けると中空糸膜表面にろ過されなかっ
た物質が蓄積し、次第にろ過速度が低下する。
2. Description of the Related Art In the case of performing a total filtration using a hollow fiber membrane, a filtration area is advantageous. Therefore, an external pressure type filtration system for filtering from the outside to the inside of the hollow fiber membrane is often used.
Then, if the filtration is continued, the unfiltered substance accumulates on the surface of the hollow fiber membrane, and the filtration rate gradually decreases.

【0003】蓄積した物質を膜表面から除去して再びろ
過能力を回復させるために、中空糸膜の外側に気泡を流
して中空糸膜が浸かっている液体を攪拌する(以下、エ
アースクラビングすると言う)方法(例えば、特開昭6
1−153104号公報、特開昭61−222509号
公報、特開昭61−254207号公報)、逆洗とエア
ースクラビングを併用する方法(特開昭60−1900
2号公報、特開昭62−4408号公報)などが考案さ
れた。これらはいずれも優れた方法であり、ろ過能力を
効率的に回復し、ろ過寿命の大幅な延長に役立ってい
る。
[0003] In order to remove accumulated substances from the membrane surface and restore the filtration ability again, air bubbles are flown outside the hollow fiber membrane to agitate the liquid in which the hollow fiber membrane is immersed (hereinafter referred to as air scrubbing). ) Method (for example,
1-1153104, JP-A-61-222509 and JP-A-61-254207), a method of using backwashing and air scrubbing together (JP-A-60-1900)
No. 2, JP-A-62-4408) and the like. These are all excellent methods, which efficiently restore the filtration capacity and contribute to greatly extending the filtration life.

【0004】これらの方法に適した、中空糸膜を両端で
集束固定したモジュール及び中空糸膜を中央でループ状
に折り返して一端で集束固定したモジュールも考案され
た。一端で集束固定したモジュールでは、エアースクラ
ビング中に中空糸膜が乱れないようにループ部分を支持
したもの(例えば、特開昭60−255114号公
報)、支持部材に気泡の通路も持たせたものも考案され
た(例えば、特開昭60−206414号公報)。
[0004] A module in which the hollow fiber membrane is focused and fixed at both ends and a module in which the hollow fiber membrane is folded in a loop at the center and focused and fixed at one end, which are suitable for these methods, have also been devised. In the module fixed at one end, the loop portion is supported so that the hollow fiber membrane is not disturbed during the air scrubbing (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-255114), and the supporting member also has a bubble passage. (For example, Japanese Patent Laid-Open No. 60-206414).

【0005】一方、逆洗やエアースクラビングはできな
いが、比較的少量ろ過するためのモジュールとして、当
業者にはよく知られているように、古くから平面膜をプ
リーツ状に折り畳み、外径寸法が製造業者によらず共通
のデザインの構造体に収納した、いわゆる経済的な定形
型のカートリッジフィルターが多数使用されてきた。
[0005] On the other hand, backwashing and air scrubbing cannot be performed, but as a module for filtering a relatively small amount, as is well known to those skilled in the art, a flat membrane is folded into a pleated shape for a long time, and the outer diameter is reduced. A large number of so-called economical fixed-type cartridge filters housed in a structure of a common design regardless of the manufacturer have been used.

【0006】これら定形型のカートリッジフィルターと
互換性を有する、中空糸膜を組み込んだモジュールも本
発明者と同一人によって考案された(特開平2−227
125号公報、特開平6−182161号公報など)
が、これらはエアースクラビングに適した構造とは言え
ない。
A module incorporating a hollow fiber membrane which is compatible with these fixed type cartridge filters has also been devised by the same person as the present inventor (JP-A-2-227).
No. 125, JP-A-6-182161, etc.)
However, these are not structures suitable for air scrubbing.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従って、望ましくは定
形型のカートリッジフィルターで、かつエアースクラビ
ングにも適した中空糸膜型モジュールが考案できれば各
々の長所を兼ね備えたものになる。ここで、効果的にエ
アースクラビングできるためにはできるだけ多くの中空
糸膜に気泡が当たり、中空糸膜がゆらゆら揺れることが
必要である。
Therefore, if a hollow fiber membrane type module which is desirably a fixed type cartridge filter and which is suitable for air scrubbing can be devised, it will have both advantages. Here, in order to be able to perform air scrubbing effectively, it is necessary that air bubbles hit as many hollow fiber membranes as possible and the hollow fiber membranes fluctuate.

【0008】ループ状に折り返した多数の中空糸膜を一
カ所でその収納容器とともに集束固定した前記のカート
リッジフィルターにおいて、気泡の通路を広くしてエア
ースクラビングを効果的にするために、単に中空糸膜の
収納本数を少なくするだけでは、気泡によって舞い上が
った中空糸膜が切断したり折れ曲がって損傷を受ける。
従って、中空糸膜の舞い上がりを防ぐためにはループ部
分を支持する必要がある。しかしながら、前記の支持部
材を有するモジュールは、必ずしもカートリッジフィル
ターにも効果的に通用できる構造になっているとは言い
難い。
In the above-described cartridge filter in which a large number of hollow fiber membranes folded in a loop shape are converged and fixed together with the storage container in one place, in order to widen the air bubble path and effectively perform air scrubbing, the hollow fiber is merely used. If the number of membranes stored is reduced, the hollow fiber membrane soared by air bubbles may be cut or bent and damaged.
Therefore, it is necessary to support the loop portion in order to prevent the hollow fiber membrane from rising. However, it is difficult to say that the module having the support member has a structure that can be effectively used for a cartridge filter.

【0009】前記の特開昭60−206414号公報記
載のように、きわめて多数の中空糸膜からなる場合には
支持部材の気泡の通路は効果的であるが、比較的中空糸
膜の充填本数が少ないカートリッジフィルターの場合に
はむしろこの通路は不要であるだけでなく、中空糸膜の
充填本数を減らす欠点になる。また、特開昭60−25
5114号公報記載のように中空糸膜に過度な弛みを持
たせると、カートリッジフィルターの場合には中空糸膜
が収納容器の中で蛇行し、中空糸膜の自由な運動が妨げ
られ、エアースクラビング効果が乏しくなる。
As described in JP-A-60-206414, when a very large number of hollow fiber membranes are used, the passage of bubbles in the support member is effective, but the number of hollow fiber membranes to be filled is relatively large. In the case of a cartridge filter having a small number of filters, not only this passage is unnecessary but also a drawback of reducing the number of filled hollow fiber membranes. Also, JP-A-60-25
When the hollow fiber membrane is excessively slackened as described in Japanese Patent No. 5114, the hollow fiber membrane meanders in the container in the case of a cartridge filter, and the free movement of the hollow fiber membrane is hindered. The effect is poor.

【0010】そこで、本発明の目的はこれらの問題点を
解決して効果的にエアースクラビングも可能にした中空
糸膜型カートリッジフィルターを提供することである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a hollow fiber membrane type cartridge filter which solves these problems and enables effective air scrubbing.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】中空糸膜型カートリッジ
フィルターが効果的にエアースクラビングできるために
は、前記したように、気泡によって中空糸膜が舞い上が
らず、しかも気泡ができるだけ多くの中空糸膜に当た
り、中空糸膜が自由にゆらゆら運動しなければならな
い。そのためには、中空糸膜がループ部分で支持され、
収納容器の中で蛇行せず、気泡の通路が確保され、かつ
自由に揺動する必要がある。
In order for the hollow fiber membrane type cartridge filter to be able to perform air scrubbing effectively, as described above, the hollow fiber membrane does not fly up due to air bubbles, and the air bubbles hit as many hollow fiber membranes as possible. In addition, the hollow fiber membrane must move freely. For that purpose, the hollow fiber membrane is supported by the loop part,
It is necessary to ensure that the air bubbles do not meander in the storage container, and that the air bubbles freely swing.

【0012】即ち、本発明は、支持部材を越えてループ
状に折り返された多数の中空糸膜の開口端が一カ所でそ
の円筒状収納容器とともに集束固定された中空糸膜型の
カートリッジフィルターにおいて、次式で定義される
該中空糸膜の弛み率Rが0〜0.4%であり、式で定
義される充填率Fが20〜45%であることを特徴とす
る中空糸膜型カートリッジフィルターを提供するもので
ある。 R=(L1 −L2 )/L2 F=Nd2 /D2 ただし、L1 は緊張状態において支持部材と接触してい
る中空糸膜の固定端から支持部材の頭頂部までの距離、
2 は使用状態における当該中空糸膜の固定端から支持
部材の頭頂部までの距離を示し、d、Dはそれぞれ中空
糸膜の外径、中空糸膜の収納容器の内径、Nはループ状
に折り返された中空糸膜の収納本数の二倍を示す。
That is, the present invention relates to a hollow fiber membrane type cartridge filter in which the open ends of a large number of hollow fiber membranes which are folded back in a loop shape beyond a support member are fixed together at one place together with the cylindrical storage container. A hollow fiber membrane type cartridge having a slack rate R defined by the following formula of 0 to 0.4% and a filling factor F defined by the formula of 20 to 45%. It is to provide a filter. R = (L 1 −L 2 ) / L 2 F = Nd 2 / D 2 where L 1 is the distance from the fixed end of the hollow fiber membrane in contact with the support member in the tensioned state to the top of the support member,
L 2 represents the distance from the fixed end of the hollow fiber membrane in use until the top portion of the support member, d, the outer diameter of D and each hollow fiber membrane, the inner diameter of the container of the hollow fiber membrane, N is the loop 2 shows twice the number of folded hollow fiber membranes.

【0013】そして、中空糸膜の収納容器が有孔円筒で
あると、定形型のカートリッジフィルター用の収納容器
を転用することができる。また、支持部材が伸縮性の材
料からなると、より好ましい。
When the storage container for the hollow fiber membrane is a perforated cylinder, the storage container for a fixed type cartridge filter can be diverted. It is more preferable that the support member is made of a stretchable material.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図1及び図2は、本発明の中空糸
膜型モジュールのループ部分の支持形態が異なる二つの
実施形態を示す。各図の(a)は支持部材2を含む中空
糸膜1の長手方向の部分断面図であり、(b)は中空糸
膜1の長手方向に対して垂直な部分断面図である。全て
の図は中空糸膜1が気泡によって押し上げられて支持部
材2に接触している状態を示している。支持部材2と接
触している中空糸膜1aは黒塗りで示されている。尚、
図1に示した支持部材2は、断面が円形で、全体の形状
が略U字形のものであり、図2に示した支持部材2は、
断面が円形で、全体の形状が略コ字形のものである。
1 and 2 show two embodiments of the hollow fiber membrane type module according to the present invention in which the loop portion has a different supporting form. (A) of each figure is a partial cross-sectional view in the longitudinal direction of the hollow fiber membrane 1 including the support member 2, and (b) is a partial cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction of the hollow fiber membrane 1. All figures show a state in which the hollow fiber membrane 1 is pushed up by air bubbles and is in contact with the support member 2. The hollow fiber membrane 1a in contact with the support member 2 is shown in black. still,
The support member 2 shown in FIG. 1 has a circular cross section and a substantially U-shaped overall shape. The support member 2 shown in FIG.
The cross section is circular and the overall shape is substantially U-shaped.

【0015】図3は、弛み率Rを定義するための図であ
り、支持部材2、該支持部材2に接触しうる中空糸膜1
aが一本、集束固定材3が示されている。L1 は一点鎖
線で示す緊張状態におけるこの中空糸膜の固定端から支
持部材の頭頂部までの距離、L2 は使用状態における当
該中空糸膜の固定端から支持部材の頭頂部までの距離を
示す。従って、図1又は図2のように支持形態が異なっ
ても、弛み率R〔=(L1 −L2 )/L2 〕は共通に定
義することができる。この弛み率Rは、支持部材2が剛
直な材料からなる場合には0.04〜0.4%の範囲に
あることが必要である。
FIG. 3 is a diagram for defining the slack rate R. The support member 2 and the hollow fiber membrane 1 that can contact the support member 2 are shown in FIG.
a, the focusing fixing member 3 is shown. L 1 is the distance from the fixed end of the hollow fiber membrane in tension indicated by the chain line to the top of the support member, the distance L 2 from the fixed end of the hollow fiber membrane in use until the top portion of the support member Show. Therefore, even if the support forms are different as in FIG. 1 or FIG. 2, the slack rate R [= (L 1 −L 2 ) / L 2 ] can be defined in common. When the supporting member 2 is made of a rigid material, the slack rate R needs to be in the range of 0.04 to 0.4%.

【0016】弛み率Rが0.04%未満では中空糸膜の
自由なゆらぎが妨げられ、エアースクラビング効果が低
下する。一方、弛み率Rが0.4%を越えるとエアース
クラビング中に気泡によって持ち上げられた中空糸膜が
収納容器に複数回接触して蛇行した状態になり、やはり
自由な動きが妨げられるためにエアースクラビング効果
が低下する。
When the slack ratio R is less than 0.04%, free fluctuation of the hollow fiber membrane is hindered, and the air scrubbing effect is reduced. On the other hand, when the slack rate R exceeds 0.4%, the hollow fiber membrane lifted by air bubbles during air scrubbing comes into contact with the storage container a plurality of times and is in a meandering state. The scrubbing effect decreases.

【0017】前記支持部材2としてエアースクラビング
時に気泡によって中空糸膜1の束が持ち上げられるよう
に伸縮性を持つ材料を使用することも可能である。この
場合には弛み率Rを0にすることもできる。しかしなが
らエアースクラビング中に中空糸膜が緊張状態のままで
あったり、弛み過ぎて蛇行しないように実質的に剛直な
支持部材を使用した場合と同様な範囲の弛み状態になる
ように弾性率を選定する必要がある。剛直な支持部材に
比べると、かさばった多数の中空糸膜を支持したときに
中空糸膜の配列の乱れがより少なく、このような場合に
は伸縮性材料の方が好ましい。
As the support member 2, it is also possible to use a material having elasticity so that the bundle of the hollow fiber membranes 1 can be lifted by air bubbles during air scrubbing. In this case, the slack rate R can be set to zero. However, the elastic modulus is selected so that the hollow fiber membrane stays in tension during air scrubbing, or has a slack state in the same range as when using a substantially rigid support member so that it does not meander due to excessive slack. There is a need to. Compared to a rigid support member, the arrangement of the hollow fiber membranes is less disturbed when supporting a large number of hollow fiber membranes, and in such a case, a stretchable material is preferable.

【0018】収納容器4に充填する中空糸膜の数量は、
式で定義する充填率F〔=Nd2/D2 〕が20〜4
5%の範囲にある必要がある。充填率Fが20%未満で
はエアースクラビングの効果は妨げられないが、有効面
積が乏しくなり、ろ過速度が低下する。逆に、充填率F
が45%を越えると気泡の通路が狭くなり、気泡が当た
る中空糸膜が減少してエアースクラビング効果が低下す
るだけでなく、収納容器として図4のような有孔円筒を
使用した場合には気泡がこれらの孔から収納容器の外に
逃げ出しさらにエアースクラピンク効果が低下する。
The number of hollow fiber membranes to be filled in the storage container 4 is as follows.
The filling rate F [= Nd 2 / D 2 ] defined by the equation is 20 to 4
Must be in the range of 5%. If the filling rate F is less than 20%, the effect of air scrubbing is not impaired, but the effective area becomes poor and the filtration rate decreases. Conversely, the filling rate F
Is more than 45%, the passage of the air bubbles becomes narrow, the hollow fiber membranes hit by the air bubbles are reduced, and the air scrubbing effect is lowered. In addition, when a perforated cylinder as shown in FIG. Air bubbles escape from these holes to the outside of the storage container, and the air scrubbing effect is further reduced.

【0019】中空糸膜の外面から内面にろ過する精密ろ
過あるいは限外ろ過機能を有すれば、本発明に使用する
中空糸膜を特に限定する理由はないが、エアースクラビ
ングが効果的であるためには柔軟であることが必要であ
り、太いものは好ましくないが、細くて脆弱なものも好
ましくない。従って、外径は300〜1000μm、肉
厚は30〜300μmであることが望ましい。このよう
な中空糸膜はすでに多種知られており、例えばセルロー
ス系、ポリアクリロニトリル系、ポリスルホン系、ポリ
オレフィン系、ポリビニルアルコール系、ポリフッ化ビ
ニリデンやポリテトラフロロエチレンなどのフッ素化ポ
リマー系などからなる中空糸膜を使用することが可能で
ある。これらの内でポリスルホン系の中空糸膜は孔径の
調整や外径、肉厚寸法の調整が広い範囲で可能であり、
強度も比較的優れているので特に好ましい。
If the hollow fiber membrane has a microfiltration or ultrafiltration function for filtering from the outer surface to the inner surface of the hollow fiber membrane, there is no particular limitation on the hollow fiber membrane used in the present invention, but air scrubbing is effective. Need to be flexible, and thick ones are not preferred, but thin and brittle ones are not preferred. Therefore, it is desirable that the outer diameter is 300 to 1000 μm and the thickness is 30 to 300 μm. Various types of such hollow fiber membranes are already known, for example, hollow fibers made of cellulose, polyacrylonitrile, polysulfone, polyolefin, polyvinyl alcohol, fluorinated polymers such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene, and the like. It is possible to use a thread membrane. Among these, polysulfone-based hollow fiber membranes can be adjusted in a wide range, such as adjustment of pore diameter, outer diameter, and wall thickness.
It is particularly preferable because the strength is relatively excellent.

【0020】図4は、前記した従来のプリーツ型のカー
トリッジフィルターと互換性を有する、本発明のいわゆ
る定形型の中空糸膜型カートリッジフィルターMの一例
であり、支持部材2でループ部分が支えられた中空糸膜
1が孔10を有する外径が約7cm、長さが約20〜1
00cmの円筒状収納容器4に収納され、開口端が一カ
所で収納容器4とともに集束固定材3によって固定され
ている。収納容器4の一端にはエアースクラビングのた
めの気泡の入り口ともなる穴7のついたボトム5が接続
され(このボトム5は特に必要なものではなく、単に開
放端の状態であってもよい)、他端にはろ過液の出口8
を有するヘッダー6が接続されている。このカートリッ
ジフィルターMはOリング9を介してハウジング(図示
を省略する)に装着して使用される。従って、この中空
糸膜型カートリッジフィルターは従来のものと同様に使
用することができるだけでなく、逆洗やエアースクラピ
ングによってろ過能力を回復させながら使用することも
できる。
FIG. 4 shows an example of a so-called fixed type hollow fiber membrane type cartridge filter M of the present invention, which is compatible with the above-mentioned conventional pleated type cartridge filter. The hollow fiber membrane 1 having a hole 10 has an outer diameter of about 7 cm and a length of about 20 to 1
It is stored in a cylindrical storage container 4 of 00 cm, and the opening end is fixed together with the storage container 4 at one place by the convergence fixing material 3. A bottom 5 having a hole 7 serving as an air inlet for air scrubbing is connected to one end of the storage container 4 (this bottom 5 is not particularly necessary, and may be simply an open end). , The other end of the filtrate 8
Is connected. The cartridge filter M is used by being mounted on a housing (not shown) via an O-ring 9. Therefore, this hollow fiber membrane type cartridge filter can be used not only in the same manner as the conventional one, but also while recovering the filtration ability by backwashing or air scraping.

【0021】集束固定材3には通常エポキシ樹脂あるい
はウレタン樹脂が使用される。また、収納容器4、ボト
ム5及びヘッダー6にはポリカーボネート、ABS、ポ
リスルホン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレンなどの合
成ポリマーが使用される。収納容器4とボトム5及びヘ
ッダー6は接着剤、超音波溶着あるいは熱溶着で接続さ
れる。
The convergence fixing material 3 is usually made of epoxy resin or urethane resin. In addition, synthetic polymers such as polycarbonate, ABS, polysulfone, polyvinyl chloride, and polypropylene are used for the storage container 4, the bottom 5, and the header 6. The storage container 4, the bottom 5 and the header 6 are connected by an adhesive, ultrasonic welding, or heat welding.

【0022】ろ過能力が低下した中空糸膜型カートリッ
ジフィルターをエアースクラビングするときには、気泡
はボトム5の穴7から送り込まれる。本発明の中空糸膜
型カートリッジフィルターでは、収納容器4が図示する
ように多数の孔10を持っていても大多数の気泡は中空
糸膜全体を揺動させながら途中の穴から外に逃げ出すこ
となく上昇し、最上部まで達してから最上部近傍の穴か
ら噴出するが、膜面に付着した堆積物が剥離し難く、大
量の気泡を送り込む必要がある場合には、収納容器4と
して特にボトム5に近い部分の孔10を塞ぐように熱収
縮性のチューブ11で部分的に覆ったもの、あるいは途
中は無孔で上部近傍のみに気泡の出口があるものを使用
することも可能である。尚、エアースクラビンクを終え
た気泡はハウジング(図示を省略する)の気泡の出口か
ら外部に放出される。
When air scrubbing a hollow fiber membrane type cartridge filter having a reduced filtration capacity, air bubbles are sent from the holes 7 in the bottom 5. In the hollow fiber membrane type cartridge filter of the present invention, even if the storage container 4 has a large number of holes 10 as shown in the drawing, most of the bubbles escape from the middle hole while swinging the entire hollow fiber membrane. When it reaches the uppermost part and squirts from the hole near the uppermost part, the deposit attached to the film surface is difficult to peel off. It is also possible to use one that is partially covered with a heat-shrinkable tube 11 so as to close the hole 10 in a portion close to 5, or one that is non-porous in the middle and has an air bubble outlet only near the upper part. The air bubbles after the air scrubbing are discharged to the outside from the air bubble outlet of the housing (not shown).

【0023】[0023]

【実施例】以下の実施例によって本発明の中空糸膜型カ
ートリッジフィルターを更に具体的に説明するが、これ
らの実施例は本発明を限定するものではない。
EXAMPLES The following examples will explain the hollow fiber membrane type cartridge filter of the present invention more specifically, but these examples do not limit the present invention.

【0024】(実施例1)全長が約70cm、内、外径
が約62、70mmで、ほぼ全面に円周方向の長さが約
15mm、長軸方向の長さが5mmのスリット状の孔1
0が円周方向に8列並んだポリプロピレン製の有孔円筒
(収納容器4)に、外径が600μm、内径が300μ
mで孔径が約0.1μmのポリスルホン中空糸膜1を充
填率Fが約37%になるように2000本充填し、図3
のL1 を約65cmとして、ループ部分を図1の形状に
なるように弛み率Rがほぼ0で直径約3mmのシリコン
ゴム(支持部材2)によって支持した。中空糸膜の開口
端を一カ所で有孔円筒とともにウレタン樹脂で集束固定
(集束固定材3)したのち、ポリプロピレン製のヘッダ
ー6とボトム5を熱溶着して概略図4に示すカートリッ
ジフィルターを作成した。
(Embodiment 1) A slit-like hole having a total length of about 70 cm, inner and outer diameters of about 62 and 70 mm, and having a circumferential length of about 15 mm and a major axis length of 5 mm over almost the entire surface. 1
In a perforated polypropylene cylinder (storage container 4) in which 0 are arranged in eight rows in the circumferential direction, an outer diameter is 600 μm and an inner diameter is 300 μm.
2,000 pieces of polysulfone hollow fiber membranes 1 having a pore size of about 0.1 μm and a filling rate F of about 37% were filled.
As about 65cm to L 1 of, and supported by the silicon rubber having a diameter of about 3mm in the slack rate R substantially zero so that the loop portion in the shape of FIG. 1 (the supporting member 2). After the opening end of the hollow fiber membrane is fixed and fixed with urethane resin together with the perforated cylinder at one place (the fixing fixing material 3), the header 6 and the bottom 5 made of polypropylene are heat-welded to prepare a cartridge filter shown in FIG. did.

【0025】有孔円筒(収納容器4)の底から約1/3
の長さの部分を熱収縮性シューブで覆ったのち、このカ
ートリッジフィルターを、中空糸膜が観察できるよう
に、筒の部分の内径が約75mmの透明パイプからなる
ハウジングにOリングを介して装着し、逆洗時にカート
リッジが離脱しないようにカートリッジの底をハウジン
グに固定した。
Approximately 1/3 from the bottom of the perforated cylinder (storage container 4)
After covering the length with a heat-shrinkable shoe, this cartridge filter is attached via an O-ring to a housing made of a transparent pipe with an inner diameter of about 75 mm so that the hollow fiber membrane can be observed. Then, the bottom of the cartridge was fixed to the housing so that the cartridge would not come off during backwashing.

【0026】このカートリッジフィルターで、活性炭粉
末を約5ppm含む排水を約500リットル/時で30
分間ろ過してから、ろ過液約3リットルで逆洗したの
ち、カートリッジフィルターの底から20リットル/分
の流量で3分間気泡を送り込んでエアースクラビングし
た。この操作を繰り返しながら中空糸膜の動き、気泡の
動き、膜面に付着した活性炭の離脱状況及びろ過圧力の
変化を測定した。
With this cartridge filter, a wastewater containing about 5 ppm of activated carbon powder is supplied at a rate of about 500 l / h.
After filtering for 1 minute, the solution was backwashed with about 3 liters of the filtrate, and air scrubbing was performed by blowing air bubbles from the bottom of the cartridge filter at a flow rate of 20 liters / minute for 3 minutes. By repeating this operation, the movement of the hollow fiber membrane, the movement of the air bubbles, the detachment state of the activated carbon adhering to the membrane surface, and the change in the filtration pressure were measured.

【0027】エアースクラビング時には中空糸膜全体が
約2mm持ち上がり、気泡の上昇とともに中空糸膜全体
が蛇行することなく揺れている状態が観察された。ま
た、有孔円筒の中に入ったほとんどの気泡は途中の孔か
ら込げ出すことなく最上部まで達した。活性炭が付着し
て表面が黒くなった中空糸膜は、ループ部分と集束固定
部近傍を除くほぼ全体が、このエアースクラピングによ
って元の白い状態に近くなった。ろ過圧力は図5に示す
ように徐々に上昇し、総ろ過時間が260時間経過後に
は100KPaに達した。
At the time of air scrubbing, the entire hollow fiber membrane was lifted by about 2 mm, and a state was observed in which the entire hollow fiber membrane swayed without meandering as bubbles rose. In addition, most of the bubbles that had entered the perforated cylinder reached the uppermost part without protruding from the hole in the middle. Almost the entire hollow fiber membrane whose surface became black due to the adhesion of the activated carbon, except for the loop portion and the vicinity of the convergence fixing portion, was nearly white due to the air scraping. The filtration pressure gradually increased as shown in FIG. 5, and reached 100 KPa after 260 hours of the total filtration time.

【0028】(実施例2)緊張状態のL1 (650m
m)よりも約2mm短い位置で、ループ部分を太さ6m
mのポリプロピレン製の剛直な丸棒状支持部材2によっ
て弛み率Rが0.3%となるように図2のように支持し
た以外、実施例1と同様にして作成したカートリッジフ
ィルターを実施例1と同様にして評価した。得られた結
果も実施例1とほぼ同様であった。
Example 2 L 1 in tension (650 m)
At a position about 2 mm shorter than m), the loop part is 6 m thick.
The cartridge filter prepared in the same manner as in Example 1 except that the filter was supported by the rigid round bar-shaped support member 2 made of polypropylene and having a slack rate R of 0.3% as shown in FIG. It evaluated similarly. The obtained results were almost the same as in Example 1.

【0029】(比較例1)弛み率Rを0.5%とする以
外、実施例2と同様にしてカートリッジフィルターを作
成し、評価したが、エアースクラビング中に中空糸膜が
蛇行し自由なゆらぎが妨げられている様子が観察され
た。また、蛇行して収納容器の内面に接触した部分では
気泡が収納容器の外に逃げ出し、活性炭の黒い汚れがか
なり残ったままの状態も観察された。また、ろ過圧力は
230時間後に100KPaに達し、実施例1又は実施
例2のものより約12%もろ過寿命が短くなった。
(Comparative Example 1) A cartridge filter was prepared and evaluated in the same manner as in Example 2 except that the slack rate R was set to 0.5%. The hollow fiber membrane meandered during air scrubbing, and free fluctuation was observed. Was obstructed. Further, in a portion meandering and contacting the inner surface of the storage container, it was observed that air bubbles escaped to the outside of the storage container, and a considerable amount of black stains of activated carbon remained. Further, the filtration pressure reached 100 KPa after 230 hours, and the filtration life was shorter by about 12% than that of Example 1 or Example 2.

【0030】(比較例2)充填率Fが約47%になるよ
うに、中空糸膜を2500本使用した以外、実施例1と
同様にしてカートリッジフィルターを作成し、評価し
た。その結果、エアースクラビング中に気泡が中空糸膜
束の内側に入り込まず、束の表面近傍の中空糸膜だけが
揺れている様子が観察された。また、多量の気泡が収納
容器の途中の孔から外に逃げ出す様子も観察された。ま
た、ろ過圧力は200時間後には100KPaに達し、
実施例1又は実施例2のものより約23%もろ過寿命が
短くなった。
Comparative Example 2 A cartridge filter was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that 2500 hollow fiber membranes were used so that the filling factor F was about 47%. As a result, it was observed that air bubbles did not enter the inside of the hollow fiber membrane bundle during air scrubbing, and only the hollow fiber membrane near the surface of the bundle swayed. It was also observed that a large amount of air bubbles escaped from the hole in the middle of the storage container. Also, the filtration pressure reaches 100 KPa after 200 hours,
The filtration life was shortened by about 23% as compared with that of Example 1 or Example 2.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明の中空糸膜型カートリッジフィル
ターは、とくに定形型のデザインにあっては、従来のカ
ートリッジフィルターと同様に使用することができるだ
けでなく、ろ過能力が低下したときには逆洗やエアース
クラビングによってろ過能力を効果的に回復させること
も可能であり、小規模から中規模のろ過処理用のフィル
ターとして経済的で用途範囲が広いものである。
The hollow fiber membrane type cartridge filter of the present invention can be used in the same manner as the conventional cartridge filter, especially in the case of a fixed type design. It is also possible to effectively restore the filtration capacity by air scrubbing, and it is economical and has a wide range of applications as a filter for small- to medium-scale filtration.

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

【図1】収納容器内に収納された中空糸膜のループ部分
を略U字形の支持部材で支持した状態を示し、(a) は部
分縦断面図、(b) は横断面図である。
FIG. 1 shows a state in which a loop portion of a hollow fiber membrane stored in a storage container is supported by a substantially U-shaped support member, where (a) is a partial longitudinal sectional view and (b) is a transverse sectional view.

【図2】収納容器内に収納された中空糸膜のループ部分
を略コ字形の支持部材で支持した状態を示し、(a) は部
分縦断面図、(b) は横断面図である。
FIGS. 2A and 2B show a state in which a loop portion of a hollow fiber membrane stored in a storage container is supported by a substantially U-shaped support member, wherein FIG. 2A is a partial longitudinal sectional view, and FIG.

【図3】弛み率Rを定義するための説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for defining a slack rate R.

【図4】本発明の一例である定形型の中空糸膜型カート
リッジフィルターを示す半断面図である。
FIG. 4 is a half sectional view showing a fixed type hollow fiber membrane type cartridge filter which is an example of the present invention.

【図5】実施例1の結果であり、総ろ過時間とろ過圧力
の関係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the results of Example 1 and showing the relationship between the total filtration time and the filtration pressure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 中空糸膜 1a 支持部材に接触しうる中空糸膜 2 支持部材 3 集束固定材 4 中空糸膜の収納容器 5 ボトム 6 ヘッダー 7 ボトムの穴 8 ろ過液の出口 9 Oリング 10 孔 11 熱収縮性チューブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hollow fiber membrane 1a Hollow fiber membrane which can contact a support member 2 Support member 3 Focusing fixing material 4 Storage container of hollow fiber membrane 5 Bottom 6 Header 7 Bottom hole 8 Filtrate outlet 9 O ring 10 Hole 11 Heat shrinkability tube

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成9年1月16日[Submission date] January 16, 1997

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0027[Correction target item name] 0027

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0027】エアースクラビング時には中空糸膜全体が
mm持ち上がり、気泡の上昇とともに中空糸膜全体
が蛇行することなく揺れている状態が観察された。同時
に、ループ部分で小さな横揺れ(図1(b)の上下方向
の揺れ)も観察された。また、有孔円筒の中に入ったほ
とんどの気泡は途中の孔から込げ出すことなく最上部ま
で達した。活性炭が付着して表面が黒くなった中空糸膜
は、ループ部分と集束固定部近傍を除くほぼ全体が、こ
のエアースクラピングによって元の白い状態に近くなっ
た。ろ過圧力は図5に示すように徐々に上昇し、総ろ過
時間が260時間経過後には100KPaに達した。
At the time of air scrubbing, the entire hollow fiber membrane was lifted by about 1 mm, and a state was observed in which the entire hollow fiber membrane swayed without meandering as bubbles rose. simultaneous
In the loop, a small roll (up and down direction in FIG. 1B)
Was also observed. In addition, most of the bubbles that had entered the perforated cylinder reached the uppermost part without protruding from the hole in the middle. Almost the entire hollow fiber membrane whose surface became black due to the adhesion of the activated carbon, except for the loop portion and the vicinity of the convergence fixing portion, was nearly white due to the air scraping. The filtration pressure gradually increased as shown in FIG. 5, and reached 100 KPa after 260 hours of the total filtration time.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 支持部材を越えてループ状に折り返され
た多数の中空糸膜の開口端が一カ所でその円筒状収納容
器とともに集束固定された中空糸膜型のカートリッジフ
ィルターにおいて、次式で定義される該中空糸膜の弛
み率Rが0〜0.4%であり、式で定義される充填率
Fが20〜45%であることを特徴とする中空糸膜型カ
ートリッジフィルター。 R=(L1 −L2 )/L2 F=Nd2 /D2 ただし、L1 は緊張状態において支持部材と接触してい
る中空糸膜の固定端から支持部材の頭頂部までの距離、
2 は使用状態における当該中空糸膜の固定端から支持
部材の頭頂部までの距離を示し、d、Dはそれぞれ中空
糸膜の外径、中空糸膜の収納容器の内径、Nはループ状
に折り返された中空糸膜の収納本数の二倍を示す。
1. A hollow fiber membrane type cartridge filter in which the open ends of a large number of hollow fiber membranes folded in a loop over a support member are fixed at one place together with the cylindrical storage container thereof by the following formula: A hollow fiber membrane-type cartridge filter, wherein the defined slack rate R of the hollow fiber membrane is 0 to 0.4% and the filling rate F defined by the formula is 20 to 45%. R = (L 1 −L 2 ) / L 2 F = Nd 2 / D 2 where L 1 is the distance from the fixed end of the hollow fiber membrane in contact with the support member in the tensioned state to the top of the support member,
L 2 represents the distance from the fixed end of the hollow fiber membrane in use until the top portion of the support member, d, the outer diameter of D and each hollow fiber membrane, the inner diameter of the container of the hollow fiber membrane, N is the loop 2 shows twice the number of folded hollow fiber membranes.
【請求項2】 中空糸膜の収納容器が有孔円筒である請
求項1記載の中空糸膜型カートリッジフィルター。
2. The hollow fiber membrane type cartridge filter according to claim 1, wherein the storage container for the hollow fiber membrane is a perforated cylinder.
【請求項3】 支持部材が伸縮性の材料からなる請求項
1又は2記載の中空糸膜型カートリッジフィルター。
3. The hollow fiber membrane type cartridge filter according to claim 1, wherein the support member is made of an elastic material.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150036156A (en) 2012-07-05 2015-04-07 도레이 카부시키가이샤 Hollow fiber membrane module
CN110947251A (en) * 2018-09-26 2020-04-03 中国石油天然气集团有限公司 Filter element supporting device of filtering separator

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CN110947251A (en) * 2018-09-26 2020-04-03 中国石油天然气集团有限公司 Filter element supporting device of filtering separator
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