JPH11319501A - Hollow fiber membrane module and use applications thereof - Google Patents

Hollow fiber membrane module and use applications thereof

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JPH11319501A
JPH11319501A JP10126015A JP12601598A JPH11319501A JP H11319501 A JPH11319501 A JP H11319501A JP 10126015 A JP10126015 A JP 10126015A JP 12601598 A JP12601598 A JP 12601598A JP H11319501 A JPH11319501 A JP H11319501A
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JP
Japan
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hollow fiber
fiber membrane
flow path
portion
path cross
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Pending
Application number
JP10126015A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Minegishi
Kenji Sakai
Masahide Taniguchi
進一 峯岸
雅英 谷口
憲司 酒井
Original Assignee
Toray Ind Inc
東レ株式会社
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Publication date
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    • Y02A20/126Water desalination characterized by the method
    • Y02A20/131Reverse-osmosis

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hollow fiber membrane module which can maintain the quality of permeated water at a high level even when the membranes are damaged by making the internal flow path cross section area of at least one part of hollow fiber membrane- fixed parts consisting of plural hollow fiber membranes with end parts fixed adhesively smaller than the internal flow path cross section area of the hollow fiber membranes in the non-adhesively fixed part. SOLUTION: In the hollow fiber membrane module comprising a plurality of hollow fiber membranes 1 with at least one of the end parts fixed adhesively while an open state is maintained by an adhesively fixed part 2. The part 8 is provided where the internal flow path cross section area of a hollow fiber membrane 2 of at least one part of hollow fiber membrane 1-adhesively fixed parts is substantially smaller than the internal flow path cross section area of the hollow fiber membrane 1 in the non- adhesively fixed part. Thus it is possible to inhibit the deterioration of the quality of permeated water, even when an untreated water flows into the interior of the hollow fiber membrane 1 due to damage inflicted to the membrane 1. Besides, even when a comparatively large amount of pollutant is contained in the untreated water, the pollutant is accumulated in the contracted dia. part 8 to generate a cake filtration state.

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、中空糸膜モジュールおよびその使用方法に関するものであり、詳しくは、 The present invention relates generally relates to a hollow fiber membrane module and method of use thereof, particularly,
中空糸膜の外側に処理原水を流し、中空糸膜の内側から透過水を得る方式の「外圧式」中空糸膜モジュールおよびその使用方法に関するものである。 Flowing a processing raw water to the outside of the hollow fiber membrane, it relates to "external pressure type" hollow fiber membrane module and a method of use thereof scheme to obtain a permeate from the inside of the hollow fiber membrane.

【0002】 [0002]

【従来の技術】近年、高分子膜を用いた分離操作が盛んに行われるようになってきている。 In recent years, it has come to the separation operation using a polymer film is actively carried out. なかでも、水処理への展開は、めざましいものがあり、超純水の製造や海水、灌水淡水化に用いられる逆浸透法の技術は、多くの実績が得られており、今後も展開が期待される。 Among them, the expansion of the water treatment, there is a remarkable thing, ultra-pure water manufacturing and sea water, the reverse osmosis process used in irrigation desalination technology has obtained a lot of experience, expected to expand in the future It is. さらに、最近では、サブミクロンオーダーの分離を行う精密濾過法や限外濾過法の展開が進められており、これらでは、家庭用浄水器をはじめ、生活廃水処理、上水製造、 Furthermore, recently, it has been advanced development of microfiltration and ultrafiltration for separating the submicron order, in these, including the home water purifier, life waste water treatment, drinking water production,
工業用水製造、食品産業等、多岐にわたって展開されつつある。 Industrial water production, food industry, etc., are being deployed across the range there. 特に、分離膜を用いることによって大腸菌などを完全に阻止でき、安定した処理水質を維持することが可能であることから、浄水場における飲料水製造にも積極的な展開がはかられつつある。 In particular, such can completely inhibit E. coli by using the separation membrane, from it is possible to maintain the stable processing quality, while is worn also actively developing drinking water production in a water purification plant.

【0003】なお、分離膜の形態としては、平膜積層型、スパイラル型、チューブラー型、中空糸膜型などが挙げられるが、とくに、飲料水製造における精密濾過法/限外濾過法では、処理量が多いため、単位容積当たりの有効膜面積が大きくとれる中空糸膜が用いられるのが一般的になっている。 [0003] As the form of the separation membrane, a flat membrane laminated, spiral, tubular type and the like hollow fiber membrane type, in particular, in the microfiltration / ultrafiltration in drinking water production, since the processing amount is large, the hollow fiber membrane effective membrane area per unit volume, can be increased is used has become common.

【0004】 [0004]

【発明が解決しようとする課題】一般に、分離膜は、処理効率を上げるため膜厚をなるべく薄くして透過抵抗を小さくする方策を採っている。 Generally [0005], the separation membrane has adopted measures to reduce the thinnest possible to permeation resistance the film thickness to increase the processing efficiency. これにより、従来より行われている、砂濾過法や凝集沈殿法などと比べて非常に高効率でコンパクトなシステムを提供することが可能となった。 Thus, it has been done conventionally, it becomes possible to provide a compact system with a very high efficiency as compared with the sand filtration and flocculation precipitation method. しかし、膜が損傷すると、その透過抵抗が小さいことが災いし、損傷した箇所を通して従来法では起こりにくかった処理原水の漏出が起こってしまい、透過水質が大きく低下していた。 However, if the film is damaged, and disaster is that the permeation resistance is small, will happening leakage of raw water treatment was hard to occur in the conventional method through the damaged portion, transmitted water was reduced significantly. これは、特に飲料水製造においては、前述の大腸菌などが透過水に混入することにもなり、非常に大きな問題となっていた。 This is especially in drinking water production, will also be such as the aforementioned E. coli are mixed into permeated water has been a very big problem.

【0005】本発明は、上記従来技術の問題点を解決せんとするものであり、中空糸膜が損傷した場合においても、高い透過水質を維持可能な中空糸膜モジュールおよびその使用方法を提供することを目的とするものである。 [0005] The present invention is intended to solve St. the above-mentioned problems of the prior art, when the hollow fiber membrane is damaged is also to provide a high transmission quality hollow fiber membrane module capable of maintaining and methods of use thereof it is an object of the present invention.

【0006】 [0006]

【課題を解決するための手段】本発明の上記の目的は、 SUMMARY OF THE INVENTION The above object of the present invention,
「複数の中空糸膜が少なくとも片方の端部で接着固定部分により開放状態を保ちつつ接着固定された中空糸膜モジュールにおいて、中空糸膜の接着固定部分のうち少なくとも一部における中空糸膜の内部の流路断面積が、接着固定されていない部分における中空糸膜の内部の流路断面積に比べて実質的に小さくなっていることを特徴とする中空糸膜モジュール。」により基本的に達成される。 In "Multiple bonded hollow fiber membrane module while maintaining the open state by adhesive fixing portion in the hollow fiber membrane at least one end portion, the interior of the hollow fiber membranes in at least part of the bonded and fixed portion of the hollow fiber membranes basically achieve flow path cross-sectional area, by compared to the interior of the flow path cross-sectional area of ​​the hollow fiber membrane hollow fiber membrane module. characterized that it is substantially less "in the portion that is not bonded It is.

【0007】 [0007]

【発明の実施の形態】図6は、通常の中空糸膜モジュールの一例を示す側面断面図であり、図7は、図6における中空糸膜が損傷した場合の中空糸膜モジュールの一例を示す側面断面図である。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 6 is a side sectional view showing an example of a conventional hollow fiber membrane module, Figure 7 shows an example of a hollow fiber membrane module when the hollow fiber membrane in FIG. 6 is damaged side is a cross-sectional view.

【0008】図6に示すように、このモジュールにおいて処理原水を処理原水入口5から中空糸膜1の外側に流す「外圧式」で使用した場合、正常な状態では、処理原水中の汚れは、中空糸膜の外表面で阻止され、中空糸膜内部には、膜を透過してきた清浄水が流れ、透過水出口4から取り出されることになる。 [0008] As shown in FIG. 6, when using the process raw from processing raw water inlet 5 in the module "external pressure" to flow outside of the hollow fiber membrane 1, in normal conditions, contamination of the processing raw water, is blocked by the outer surface of the hollow fiber membrane, the hollow fiber membrane, clean water flows having passed through the membrane, it will be withdrawn from the permeate outlet 4. ここで、万一、中空糸膜が損傷した場合、図7に示すように、処理原水が損傷した中空糸膜7から流れ込み、透過水の水質が低下してしまうことになる。 Here, the unlikely event that the hollow fiber membrane is damaged, as shown in FIG. 7, flows from the hollow fiber membrane 7 of the processing raw water is damaged, the water quality of the permeate would decrease.

【0009】ここで、本発明者らが鋭意検討を行った結果、まず、中空糸膜の損傷は、中空糸膜を接着固定した部分2と固定されていない部分の界面、すなわち、中空糸膜の根元部で生じる確率が極めて高いことが判明した。 [0009] Here, the present inventors have conducted extensive studies, firstly, damage of the hollow fiber membrane, the interface of the hollow fiber membrane portion which is not fixed portion 2 which is bonded and fixed, i.e., the hollow fiber membranes probability that occurs in the root portion to be extremely high has been found. さらに、この場合、処理原水が透過水出口4へ流れ込むための流動抵抗は、接着固定部2の長さのみしかなく、損傷していない中空糸膜の場合と比べて、数〜数十倍の処理原水の漏れが生じることが判明し、中空糸膜が根元部で損傷すると、その本数が少なくても透過水質の低下が非常に大きいことが明らかになった。 Furthermore, in this case, the flow resistance for processing raw water flows into the permeate outlet 4 is not only a length of the adhesive fixing portion 2, as compared with the case of the hollow fiber membrane is not damaged, several to several tens of times found that leakage of process raw water occurs, the hollow fiber membrane when damaged at the base portion, reduction of transmission quality even with a small number thereof was found to be very large.

【0010】本発明者らは、その結果に鑑み、検討を重ねた結果、透過水量をできるだけ低下させずに透過水質を上げる方法として、中空糸膜の損傷する可能性のない接着固定部における中空糸膜の流路を小さくして流動抵抗を大きくし、万一、中空糸膜が損傷した場合の原水の漏れ込みを最小限に防止することができたものである。 [0010] The present inventors have as a result the view of a result of extensive investigations, as a method of increasing the transmission quality without lowering as possible amount of the permeated water, the hollow in the adhesive fixing portion not likely to damage the hollow fiber membranes by reducing the flow path of the fiber membrane to increase the flow resistance, in which event, it was possible to prevent the raw water inleak when the hollow fiber membrane is damaged to a minimum.

【0011】図1は、本発明に係る中空糸膜モジュールの一例を示す側面断面図であり、図2は、本発明に係る中空糸膜モジュールの他の一例を示す側面断面図である。 [0011] Figure 1 is a side sectional view showing an example of a hollow fiber membrane module according to the present invention, FIG. 2 is a side sectional view showing another example of the hollow fiber membrane module according to the present invention.

【0012】図1に示すように、本発明に係る中空糸膜モジュールは、複数の中空糸膜1が少なくとも片方の端部で接着固定部分2により開放状態を保ちつつ接着固定された中空糸膜モジュールにおいて、中空糸膜の接着固定部分のうち少なくとも一部にける中空糸膜の内部の流路断面積が、接着固定されていない部分における中空糸膜の内部の流路断面積に比べて実質的に小さくなっている部分8を有するものである。 [0012] As shown in FIG. 1, the hollow fiber membrane module according to the present invention, the hollow fiber membranes where a plurality of hollow fiber membranes 1 is bonded and fixed while maintaining the open state by an adhesive fixing portion 2 at least one end portion in module, inside the flow path cross-sectional area of ​​the hollow fiber membrane takes at least a portion of the adhesive fixing portions of the hollow fiber membrane, as compared to the interior of the flow path cross-sectional area of ​​the hollow fiber membrane at a portion which is not bonded substantially and it has a section 8 which is to small.

【0013】これにより、中空糸膜が損傷して処理原水が中空糸膜内部に流れ込むことがあっても、透過水質の低下を抑えることが可能となる。 [0013] Thus, even if the processed raw water hollow fiber membrane is damaged flows inside the hollow fiber membrane, it is possible to suppress the reduction in transmission quality. さらに、処理原水に比較的大きな汚れが含まれていた場合、その汚れが、中空糸膜内部の流路断面積が小さくなったところに蓄積していくため、中空糸膜の損傷からいくらかの時間が経過すると、汚れが蓄積した部分においても、その蓄積物によるケーク濾過状態となるので、原水中の汚れが透過水に漏れ出すことはなくなる。 Furthermore, if it contains relatively large dirt processing raw water, the dirt, because accumulating where the flow path cross-sectional area of ​​the hollow fiber membrane becomes smaller, some time from damage of the hollow fiber membranes There after a lapse of, even in a portion where dirt is accumulated, since the cake filtration state due to the accumulation thereof, dirt in the raw water will not be leaked to the permeate.

【0014】なお、流路断面積を小さくする程度に関しては、程度によらず効果は発現するので、特に限定されるものではないが、あまり小さくすると、清浄な透過水の流れも阻害することになる。 [0014] Regarding the degree of reducing the flow path cross-sectional area, because the expression effect regardless of the extent, but are not particularly limited, when too small, it also inhibits the flow of clean permeate Become. この点に関し、中空糸膜の接着固定部分のうち少なくとも一部における中空糸膜の内部の流路断面積が小さくなっている部分の該断面積をA、接着固定されていない部分における中空糸膜の内部の流路断面積をBとするとき、0.5≦A/B≦0. In this regard, the hollow fiber membranes at least A of the cross area of ​​the portion where the internal flow path cross-sectional area of ​​the hollow fiber membrane is small in some, portions which are not bonded out of bonded portions of the hollow fiber membranes when the inside of the flow path cross-sectional area of ​​the B, 0.5 ≦ a / B ≦ 0.
8とすることによって透過水量の減少を抑えながら透過水質を改善することができる点で好ましい。 Preferable in that it is possible to improve the transmission quality while suppressing a decrease in the permeated water by eight.

【0015】ここで、接着固定部における中空糸膜内部の流路断面積が小さくなっている部分の長さに関しては、基本的には限定されるものではない。 [0015] Here, with respect to the length of the portion in which the flow path cross-sectional area of ​​the hollow fiber membranes in the adhesion fixing portion is small and does not basically limited. ただし、前述したように本発明による2つの効果のうち、第1の効果であるところの中空糸膜内部の流動抵抗増加の観点からすると、流路断面積が小さくなっている部分の長さが短いと流動抵抗としては、効果が小さくなるため、固定部分の長さに対して、流路断面積が小さくなっている中空糸膜部分の長さが、2分の1以上であることが好ましい。 However, among the two effects of the present invention as described above, from the viewpoint of flow resistance increase in the internal hollow fiber membranes where a first effect, the length of the portion the flow path sectional area becomes smaller the short and the flow resistance, the effect is small, relative to the length of the fixed portion, the length of the hollow fiber membrane portion flow path sectional area becomes small, it is preferable that half or more of . ただし、前述したように、流路断面積の小さい部分が長いと、ある程度は清浄な透過水の流動抵抗にもなることになるので、中空糸膜の内径と併せて最適化することが重要である。 However, as described above, when a small portion of the flow channel cross-sectional area is long, since to some extent will be also the flow resistance of the clean permeate, it is important to optimize together with the inner diameter of the hollow fiber membrane is there.

【0016】また、第2の効果であるところの汚れを蓄積させるためには、流路断面積が小さくなっている部分が存在すればよく、特に、長さは限定されない。 Further, in order to accumulate dirt where a second effect may be present part flow path sectional area is reduced, in particular, is not limited in length. したがって、この効果だけを発現させる目的だけから考えると、実質的には、流路断面積が小さくなっている中空糸膜部分の長さが、1mm以上10mm以下であることが好ましい。 Therefore, considering only from the purpose of expressing only this effect, in effect, the length of the hollow fiber membrane portion flow path sectional area becomes small, it is preferable that 1mm 10mm or more or less. ただし、この範囲では、第1の効果は小さくなるので、第2の効果を発現するまでの時間、すなわち、汚れの蓄積によるケーク濾過になるまでは、透過水質が低下することになる。 However, this range, the first effect is reduced, the time to express the second effect, i.e., until the cake filtration due to the accumulation of dirt, so that the transmission quality is lowered. さらに、第2の効果を発揮させるためには、汚れの蓄積によるケークが生成しやすいようにすることが好ましく、この点からすると、図2に示すように、接着固定部における中空糸膜の断面積が接着固定されていない部分の流路断面積と実質的に同じになっている部分の開口していない側からの長さdが、少なくとも5mm以上であることが好ましい。 Furthermore, in order to exhibit the second effect, it is preferable that the cake due to the accumulation of dirt to make it easier to produce, from this point, as shown in FIG. 2, the cross-sectional of the hollow fiber membranes at the bonded portion length d from the side area is not open in the portion adapted to flow path cross-sectional area substantially the same as the portion that is not fixed by adhesion is preferably at least 5mm or more. このような形状をとることによって蓄積したケーク層を保持しやすくなる。 Easily retain the accumulated cake layer by taking such a shape.

【0017】ところで、本発明を適用する中空糸膜モジュールは、一般的には、中空糸膜と中空糸膜の間、および中空糸膜とモジュール容器の間を気密にシール(ポッティング)して開口させた形状をとる。 [0017] Incidentally, the hollow fiber membrane module to which the present invention is applied, in general, between the hollow fiber membranes and hollow fiber membranes, and airtightly between the hollow fiber membrane and the module container seal (potting) to open take a shape that was. これによって、 by this,
中空糸膜の外部と内部を中空糸膜自体によって隔離し、 The external and internal of the hollow fiber membranes isolated by the hollow fiber membrane itself,
膜を通して分離処理を行うことができる。 It is possible to perform the separation process through the membrane. 中空糸膜モジュールの構造としては、中空糸膜の両端部をポッティングした後、両端から開口する例えば、特開平3−238 The structure of the hollow fiber membrane module after potting the ends of the hollow fiber membrane, for example, open from both ends, JP 3-238
027号公報、実開平2−100636号公報、実開平3−15628号公報、実開平3−59028号公報などに示されるような「両端開口型」、実開平3−156 027, JP-real-Open 2-100636, JP-real-Open 3-15628, JP-as shown, such as in real-Open 3-59028 discloses "across gated" real Hei 3-156
29号公報などに示されるように両端をポッティングした後に片方だけを開口させる「片端開口型」、実開平3 After potting the ends as shown in such 29 JP to open only one "one end opening type" real No. 3
−54733号公報などに示されるような中空糸膜をU The hollow fiber membrane as shown like -54733 JP U
字型にして中空糸膜端部を片方だけにして開口させる「U字型」、特開平3−12288号公報に示されるようにU字部を切断した上で、中空糸膜一本ずつを単独で封止した状態の「くし型」モジュールがあるが、濾過方向としても中空糸膜の内側に処理原水を流す場合(内圧式)と外側に流す場合(外圧式)がある。 The hollow fiber membrane ends only then one is opened in the shape "U-shaped", after cutting the U-shaped portion as shown in JP-A-3-12288, one by one hollow fiber membrane there is a single "comb" of sealed condition in the module, but may flow when the (inner pressure) outwardly flowing process raw water inside the hollow fiber membrane as a filtration direction (external pressure type).

【0018】なお、「片端開口型」「U字型」「くし型」は、中空糸内側は出口しか存在せず、これらは、一般的には、中空糸膜の外側に処理対象水を供給し、中空糸膜内側から透過水を得る方式(外圧式)で用いられる。 [0018] Incidentally, "one end gated" "U-shaped", "comb", the hollow fiber inner only exists outlets, they are generally supplied water to be treated on the outside of the hollow fiber membrane was used in a manner to obtain a permeate from the hollow fiber membrane inside (external pressure type). 外圧式は、処理対象水が汚れていても適用できることから、今後の展開が非常に期待される方法である。 External pressure, since it can be applied even if dirty water to be treated, a method of the future development is greatly expected. これらのモジュールを本発明に適用する場合、特に「外圧式」の場合は、前述の2つの効果を発現できるため、非常に有効である。 When applying these modules in the present invention, particularly if "external pressure type", it is possible to express the two effects mentioned above, is very effective. 「内圧式」の場合は、中空糸膜の内部に処理原水を流すため、中空糸膜内径は比較的大きく、 In the case of "inner pressure", for flow of internal processing raw water of the hollow fiber membrane, the hollow fiber membrane inner diameter is relatively large,
前述第2の効果であるケークの蓄積は生じないようにする必要がある。 The accumulation of cake is above the second effect is necessary to prevent the occurrence. 従って、ケークの蓄積が生じない範囲で、中空糸内流路断面積を小さくして、第1の効果を発現させることができる。 Therefore, it is possible to the extent that the accumulation of the cake does not occur, by decreasing the hollow fiber within the flow path cross-sectional area, to express the first effect.

【0019】本発明において対象となる中空糸膜としては特に限定されるものではないが、本発明に係る原水の漏れ込みによる透過水質低下の問題は、十分な強度を付与することが困難で、揺動による材料の疲労による損傷も生じやすいことから、高分子膜を用いた中空糸膜への適用が効果的である。 [0019] Without being limited especially as a hollow fiber membrane of interest in the present invention, the problem of transmission quality degradation due to leakage of raw water according to the present invention, it is difficult to impart sufficient strength, since easily occur damage due to fatigue of the material according to the swing, application to the hollow fiber membrane using a polymer film is effective. 高分子膜としては、均質中空糸膜、多孔質中空糸膜、複合中空糸膜などが挙げられるが、特に限定はない。 As the polymer film, homogeneous hollow fiber membranes, porous hollow fiber membrane, but like composite hollow fiber membrane is not particularly limited. これらの中空糸膜の具体例として、ポリアクリロニトリル多孔質中空糸膜、ポリイミド多孔質中空糸膜、ポリエーテルスルホン多孔質中空糸膜、ポリフェニレンスルフィドスルホン多孔質中空糸膜、ポリテトラフルオロエチレン多孔質中空糸膜、ポリプロピレン多孔質中空糸膜、ポリエチレン多孔質中空糸膜等の多孔質中空糸膜や、これら多孔質中空糸膜に機能層としては架橋型シリコーン、ポリブタジエン、ポリアクリロニトリルブタジエン、エチレンプロピレンラバー、ネオプレンゴム等のゴム状高分子を複合化した複合中空糸膜や架橋型シリコーンチューブなどの均質中空糸膜を挙げることができる。 Specific examples of these hollow fiber membranes, polyacrylonitrile porous hollow fiber membranes, porous polyimide hollow fiber membranes, polyethersulfone porous hollow fiber membrane, polyphenylene sulfide sulfone porous hollow fiber membrane, a porous polytetrafluoroethylene hollow fiber membrane, a polypropylene porous hollow fiber membrane, or a porous hollow fiber membrane such as a porous polyethylene hollow fiber membrane, these porous crosslinked silicone as a hollow fiber membrane to the functional layer, polybutadiene, acrylonitrile-butadiene, ethylene propylene rubber, a rubbery polymer of neoprene rubber and the like homogeneous hollow fiber membranes such as composite composite hollow fiber membrane or a cross-linked silicone tubing. 中空糸膜の内径、外径としても特に制限されるものではなく、1mm以下の内径を有するものから数mm以上の内径を有するものでも適用可能である。 The inner diameter of the hollow fiber membrane, is not particularly limited as outer diameter, it can also be applied as it has few mm or more inside diameter from those having the following inside diameter 1 mm.

【0020】さらに、本発明を実施するために、これらの中空糸膜の一部の内部流路断面積を小さくする方法としては、中空糸膜の製膜条件を経時的に変化させる方法や、製膜後に処理を施す方法が挙げられる。 Furthermore, in order to implement the present invention, as a method for reducing the internal flow path cross-sectional area of ​​a portion of these hollow fiber membranes, a method for temporally changing the deposition conditions of the hollow fiber membrane, method of applying a process after the film can be mentioned. 製膜条件については、製膜速度、製膜温度などを一時的に変更することによって径の異なる中空糸膜を得ることが可能となる。 The film forming conditions, it is possible to obtain different hollow fiber membrane diameters by temporarily changing the deposition rate, etc. film temperature. 一方、製膜後に処理を施す方法としては、中空糸膜を熱や溶媒によって収縮させたり、圧力によって変形させる方法が挙げられる。 On the other hand, as a method of applying a process after the film, or the hollow fiber membrane is shrunk by heat or a solvent, and a method of deforming by pressure. 熱により収縮させる場合、雰囲気温度を上げたり、高温のガスや液体を封止部分に接触させる方法が挙げられるが、温度をコントロールしやすいことからして、一定温度にコントロールされたガスや液体を封止部分に接触させる方法が最も適している。 When deflating by heat, raising the ambient temperature, and a method of contacting the hot gas or liquid in the sealing portion, and since the easily control the temperature, a controlled gas or liquid at a constant temperature method of contacting the sealing portion is the most suitable. ただし、温度によって収縮率が変化するとともに、温度が高すぎると、膜が変性してしまうので注意を要する。 However, taken together with the shrinkage by temperature changes, the temperature is too high, the note film ends up denaturing.

【0021】溶媒を用いる場合は、中空糸膜が溶解もしくは膨潤する成分を添加した溶媒を用いることによって目的を達成することができるが、中空糸膜が溶解する成分を用いる場合、あまり濃度が高いと膜が完全に溶解してしまうので、溶解してしまわないような濃度に最適化することが重要である。 [0021] When a solvent is used, it is possible to achieve the object by using a solvent in which the hollow fiber membranes was added dissolved or swelling component, in the case of using the component hollow fiber membrane is dissolved, is high too concentration since the film has fully dissolved, it is important to optimize the concentrations so that you do not dissolve. なお、中空糸膜を溶解もしくは膨潤させる溶媒としては、特に限定されるものではないが、Nメチル−2ピロリドン、ジメチルスルホオキシド、テトラヒドロフラン、ヘキサンなどがあげられる。 As the solvent for dissolving or swelling the hollow fiber membrane, but are not particularly limited, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, tetrahydrofuran, hexane and the like.
また、中空糸膜に対して浸透性が高い場合や粘度が低い溶媒を用いる場合は、中空糸膜の封止しない部分への溶媒の浸入が生じてしまい、膜性能を損なう危険性があるので、そのような場合は溶媒に適量の増粘剤を添加することが好ましい。 Further, if or when the viscosity is high permeability to the hollow fiber membrane having a low solvent, penetration of the solvent into the portion which is not sealed in the hollow fiber membrane will occur, because there is a risk of damaging the membrane performance it is preferable in such cases to add an appropriate amount of thickener in the solvent.

【0022】圧力をかける具体的な方法としては、例えば、ロールプレス機を用いて偏平させたり、ハンマーでつぶすなどがあげられるが、特に方法が限定されるものではない。 As a specific method of applying pressure, for example, or to flat by using a roll press machine, but may be mentioned, such as crushing with a hammer, not particularly methods is limited. 中空糸膜を変形させやすくするために、予め加熱したり、溶媒を含浸させる方法を併用すると効果的である。 To facilitate deforming the hollow fiber membrane, it is effective in combination with methods preheated or is impregnated with the solvent.

【0023】ところで、中空糸膜を接着固定する方法としては、一般に、ポッティングと呼ばれる方法で行われる。 By the way, as a method of bonding and fixing the hollow fiber membranes, generally conducted by a method called potting. ポッティングは、接着剤を中空糸膜の間および内部へ浸透させるにあたり静置状態で行う方法「静置法」と遠心力を用いて浸透させる方法「遠心法」があるが、特に限定されるものではない。 Those potting, there is a method "centrifugation" of how to do in a stationary state Upon infiltrate adhesive to the inside and between the hollow fiber membranes and the "standing method" is infiltrated using a centrifugal force, to be particularly restricted is not. また、ポッティングに用いる接着剤は、特に限定されないが、ウレタン系の接着剤やエポキシ系の接着剤などが一般的に用いられる。 The adhesive used for potting is not particularly limited, and urethane-based adhesives or epoxy adhesive is generally used. さらに、中空糸膜同士を融着させる方法を採ることも可能である。 Furthermore, it is also possible to adopt a method of fusing the hollow fiber membranes to each other. なお、ポッティングの時の温度コントロールは、 It should be noted that the temperature control at the time of potting,
接着剤の硬化に影響を及ぼすため、考慮する必要があるが、接着剤の発熱も考え併せてポッティングと同時に中空糸膜の収縮を起こさせる方法も採ることが可能である。 To affect the curing of the adhesive, it is necessary to consider a method to cause contraction of the same time the hollow fiber membranes and the potting heat generation together idea of ​​adhesives may also take.

【0024】 [0024]

【実施例】以下実施例をもってもって本発明をさらに具体的に説明する。 EXAMPLES The present invention has have the following Examples will be described more specifically. ただし、本発明はこれにより限定されるものではない。 However, the present invention should not be construed as being limited thereto.

【0025】実施例1 ポリアクリロニトリルを素材とする平均細孔径0.01 [0025] The average pore diameter of 0.01 to a material Example 1 polyacrylonitrile
μm、外径680μm、内径400μm、長さ800m [mu] m, an outer diameter of 680 micrometer, inner diameter 400 [mu] m, length 800m
mの多孔質中空糸膜200本をU字状にした中空糸膜の開口端部側を約40mmにわたって沸騰水の中に60分間浸漬した。 The porous hollow fiber membranes 200 pieces of m was immersed for 60 minutes in boiling water for about 40mm open end side of the hollow fiber membranes in a U-shape. この中空糸膜束を内径40mm、肉厚4m The hollow fiber membrane bundle to the inner diameter 40 mm, thickness 4m
mのアクリル製の容器に挿入して、中空糸端部のポッティング部分にポッティング材が入り目詰まりを起こさないように、ウレタン接着剤(日本ポリウレタン社製)により目止め接着した。 Insert the acrylic container m, so as not to cause the potting material enters clogging the potting portion of the hollow fiber ends, and the sealing adhesive by urethane adhesive (manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.). 次に、同じ接着剤を用いてポッティングを行った後、ポッティング固定部を切断し、中空糸膜内部を開口させた。 Then, after the potting using the same adhesive, cutting the potting fixing unit was opened hollow fiber membrane. さらに、開口させたポッティング部分に集水具を取り付け、中空糸膜有効長さ350m Furthermore, mounting the water collecting device to the potting portion is opened, the hollow fiber membrane effective length 350m
mモジュールを作製した。 It was produced m module. 外観を図3に示す。 The appearance shown in FIG.

【0026】このモジュールは、ポッティング厚が25 [0026] This module, potting thickness of 25
mmで、ポッティング部分におけるd=10mmであった。 In mm, it was d = 10 mm in the potting portion. また、流路断面積が小さくなっている部分の小さくなっていない部分に対する流路断面積の比の値(A/ Further, the ratio of flow path cross-sectional area to the smaller becomes portion not part the flow path cross-sectional area is smaller value (A /
B)は、平均0.58であった。 B) it was an average 0.58.

【0027】このようにして得られたモジュールを濁度が約20ppmの原水を用いて外圧式全濾過法で濾過試験を行った。 The turbidity module obtained in this way was subjected to filtration test in external pressure type total filtration method using a raw water of approximately 20 ppm. このときの原水側と透過側の圧力差は0. Pressure difference of the raw water side and the permeate side at this time is 0.
5kgf/cm 2で、水温は20℃であった。 In 5 kgf / cm 2, the water temperature was 20 ° C.. 結果、透過水量は60リットル/hで、透過水濁度は0.07p Result, permeate flow is 60 l / h, the permeate turbidity 0.07p
pmであった。 It was pm. また、同じモジュールの中空糸を中空糸膜の根元部で5本切断し、同様の濾過試験を行ったところ、濾過開始時は、透過水量が67リットル/hで、透過水濁度は3.25ppmであり、濾過開始60分後の透過水量は、60リットル/hで、透過水濁度は0.8 Further, the hollow fiber of the same module with five cut at the base portion of the hollow fiber membranes, was subjected to the same filtration test, filtration at the start, in permeate flow rate is 67 l / h, the permeate turbidity 3. It is 25 ppm, permeate flow after filtration after 60 minutes, at 60 l / h, the permeate turbidity 0.8
5ppmであった。 It was 5ppm.

【0028】実施例2 実施例1と同じ仕様、同じ長さの中空糸膜を100本一列に配置し、両端部から約40mmの位置を加圧して偏平させた。 The same specifications as in Example 1, the hollow fiber membrane of the same length arranged in 100 one row was flat pressurizes the position of about 40mm from both ends. この中空糸膜束2束をU字状にして、実施例1と同じ方法で図4に示すような中空糸膜モジュールを作製した。 The hollow fiber membrane bundle 2 bundle with U-shaped to produce a hollow fiber membrane module shown in FIG. 4 in the same manner as in Example 1. このモジュールは、ポッティング厚が25m This module, potting thickness of 25m
mで、ポッティング部分におけるd=10mmであった。 In m, and d = 10 mm in the potting portion. また、流路断面積が小さくなっている部分の小さくなっていない部分に対する流路断面積の比の値(A/ Further, the ratio of flow path cross-sectional area to the smaller becomes portion not part the flow path cross-sectional area is smaller value (A /
B)は、平均0.58であった。 B) it was an average 0.58.

【0029】このようにして得られたモジュールを実施例1と同様の方法で濾過試験を行ったところ、透過水量は64リットル/hで、透過水濁度は0.07ppmであった。 [0029] was subjected to filtration test in this manner the module obtained by the same method as in Example 1 permeation water amount is 64 liters / h, the permeate turbidity was 0.07 ppm. また、同じモジュールの中空糸を中空糸膜の根元部で5本切断し、同様の濾過試験を行ったところ、濾過開始時は、透過水量が82リットル/hで、透過水濁度は、5.14ppmであり、濾過開始60分後の透過水量は、74リットル/hで、透過水濁度は、0.98 Further, when the hollow fiber of the same module five cut at the root portion of the hollow fiber membrane was subjected to the same filtration test, filtration at the start, in permeate flow rate is 82 l / h, the permeate turbidity, 5 a .14Ppm, permeate flow after filtration after 60 minutes, at 74 l / h, the permeate turbidity, 0.98
ppmであった。 It was ppm.

【0030】比較例1 中空糸膜の端部を沸騰水に浸漬しない他は、実施例1と同様にして図5に示すような中空糸膜モジュールを作製した。 [0030] Other not immersed end of the Comparative Example 1 Hollow fiber membrane in boiling water were prepared hollow fiber membrane module shown in FIG. 5 in the same manner as in Example 1.

【0031】このようにして得られたモジュールを実施例1と同様の方法で濾過試験を行ったところ、透過水量は64リットル/hで、透過水濁度は0.07ppmであった。 [0031] was subjected to filtration test in this manner the module obtained by the same method as in Example 1 permeation water amount is 64 liters / h, the permeate turbidity was 0.07 ppm. また、同じモジュールの中空糸を中空糸膜の根元部で5本切断し、同様の濾過試験を行ったところ、濾過開始時は、透過水量が86リットル/hで、透過水濁度は、5.38ppmであり、濾過開始60分後の透過水量は、78リットル/hで、透過水濁度は、5.10p Further, when the hollow fiber of the same module five cut at the root portion of the hollow fiber membrane was subjected to the same filtration test, filtration at the start, in permeate flow rate is 86 l / h, the permeate turbidity, 5 a .38Ppm, permeate flow after filtration after 60 minutes, at 78 l / h, the permeate turbidity, 5.10P
pmであった。 It was pm.

【0032】 [0032]

【発明の効果】本発明において、複数の中空糸膜を少なくとも片方の端部で接着固定した上で開口させた中空糸膜モジュールにおいて、中空糸膜の接着固定部分のうち少なくとも一部における中空糸膜の内部の流路断面積が、接着固定されていない部分における中空糸膜の内部の流路断面積に比べて実質的に小さくなっていることを特徴とする中空糸膜モジュールにより、中空糸膜が損傷した場合でも処理原水の漏れ込みを抑え、高い水質を維持することが可能となった。 [Effect of the Invention] In the present invention, the hollow fiber in the hollow fiber membrane module obtained by opening a plurality of hollow fiber membranes after having adhered and fixed at least one end portion, in at least a portion of the adhesive fixing portions of the hollow fiber membranes internal flow path cross-sectional area of ​​the membrane, a hollow fiber membrane module characterized in that it is substantially smaller than the inside of the flow path cross-sectional area of ​​the hollow fiber membranes in the portions which are not bonded and fixed, the hollow fiber membrane suppresses leakage of even processing raw water if damaged, it has become possible to maintain high quality.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明に係る中空糸膜モジュールの一例を示す側面断面図である。 Is a side sectional view showing an example of a hollow fiber membrane module according to the present invention; FIG.

【図2】本発明に係る中空糸膜モジュールの他の一例を示す側面断面図である。 It is a side sectional view showing another example of the hollow fiber membrane module according to the present invention; FIG.

【図3】実施例1における本発明に係る中空糸膜モジュールの一例を示す側面断面図である。 3 is a side sectional view showing an example of a hollow fiber membrane module according to the present invention in Example 1.

【図4】実施例2における本発明に係る中空糸膜モジュールの一例を示す側面断面図である。 4 is a side sectional view showing an example of a hollow fiber membrane module according to the present invention in Example 2.

【図5】比較例1における中空糸膜モジュールの一例を示す側面断面図である。 5 is a side sectional view showing an example of the hollow fiber membrane module of Comparative Example 1.

【図6】通常の中空糸膜モジュールの一例を示す側面断面図である。 6 is a side sectional view showing an example of a conventional hollow fiber membrane module.

【図7】図6における中空糸膜が損傷した場合の中空糸膜モジュールの一例を示す側面断面図である。 [7] a hollow fiber membrane in FIG. 6 is side sectional view showing an example of the hollow fiber membrane module if damaged.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1:中空糸膜 2:ポッティング部分 3:シール材 4:透過水出口 5:処理原水入口 6:処理排水出口 7:損傷中空糸膜 8:流路断面積が小さくなっている中空糸膜部分 1: hollow fiber membrane 2: potting portion 3: sealing member 4: permeate outlet 5: processing raw water inlet 6: wastewater outlet 7: damage the hollow fiber membranes 8: hollow fiber membrane portion flow path cross-sectional area is smaller

Claims (6)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】複数の中空糸膜が少なくとも片方の端部で接着固定部分により開放状態を保ちつつ接着固定された中空糸膜モジュールにおいて、中空糸膜の接着固定部分のうち少なくとも一部における中空糸膜の内部の流路断面積が、接着固定されていない部分における中空糸膜の内部の流路断面積に比べて実質的に小さくなっていることを特徴とする中空糸膜モジュール。 1. A plurality of bonded hollow fiber membrane module while maintaining the open state by adhesive fixing portion in the hollow fiber membrane at least one end portion, a hollow in at least a portion of the adhesive fixing portions of the hollow fiber membranes the hollow fiber membrane module, wherein the interior of the flow path cross-sectional area of ​​the yarn layer has become substantially smaller than the inside of the flow path cross-sectional area of ​​the hollow fiber membrane at a portion which is not adhesively fixed.
  2. 【請求項2】前記中空糸膜の接着固定部分のうち少なくとも一部における中空糸膜の内部の流路断面積が小さくなっている部分の該断面積をA、接着固定されていない部分における中空糸膜の内部の流路断面積をBとするとき、0.5≦A/B≦0.8の関係を満足するものであ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。 2. A hollow at least A of the cross area of ​​the portion where the internal flow path cross-sectional area of ​​the hollow fiber membrane is small in some, portions which are not bonded out of bonded portions of the hollow fiber membrane when the inside of the flow path cross-sectional area of ​​the yarn layer is B, the hollow fiber membrane module according to claim 1, characterized in that to satisfy the relation of 0.5 ≦ a / B ≦ 0.8.
  3. 【請求項3】前記中空糸膜の接着固定部分の長さに対して、流路断面積が小さくなっている中空糸膜部分の長さが、2分の1以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の中空糸膜モジュール。 Respect 3. A length of the adhesive fixing portions of the hollow fiber membrane, the length of the hollow fiber membrane portion flow path cross-sectional area is small, characterized in that at least one-half the hollow fiber membrane module according to claim 1 or 2.
  4. 【請求項4】前記流路断面積が小さくなっている中空糸膜部分の長さが、1mm以上10mm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。 4. A hollow fiber membrane module according to claim 1, the length of the hollow fiber membrane portion where the flow path cross-sectional area is small, characterized in that at 1mm or more 10mm or less .
  5. 【請求項5】前記中空糸膜の接着固定部における中空糸膜の断面積が、開口していない側から少なくとも5mm 5. The cross-sectional area of ​​the hollow fiber membranes at the bonded portion of the hollow fiber membrane is at least 5mm from the side not open
    以上にわたって接着固定されていない部分の流路断面積と実質的に同じ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。 The hollow fiber membrane module according to claim 1, characterized in that the flow passage cross-sectional area substantially the same as the portion that is not bonded over.
  6. 【請求項6】請求項1〜5のいずれかに記載の中空糸膜モジュールを使用して、中空糸膜の外側に処理原水を流し、中空糸膜の内側から透過水を得ることを特徴とする中空糸膜モジュールの使用方法。 6. Using a hollow fiber membrane module according to claim 1, passing a processing raw water to the outside of the hollow fiber membrane, and characterized by obtaining the permeate from the inside of the hollow fiber membranes using the hollow fiber membrane module.
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