JPS60225612A - 中空糸濾過モジユ−ル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、浄水器用の中空糸濾過モジュールに関し、よ
り詳しくは、例えば原子力発電用水の浄水器のような、
用水を比較的大量にかつ比較的高い濾過圧力で浄化処理
するための浄水器用に適した中空糸濾過モジュールに関
する。

［従来技術］ 中空糸濾過膜は、優れた濾過機能を有しているため、従
来より高純度の飲料水、医療用の無菌水等を製造するた
めの浄水器に使用されてきた。またこれら用途に加え、
人工腎臓等の人工臓器としても種々の中空糸濾過膜が使
用されている。しかしながら、これらは専ら低い濾過圧
で精密濾過を実施する用途に関するもので、中空糸濾過
膜を濾過膜として使用する中空糸濾過モジュールの構造
は、比較的高い圧力下での使用を考慮する必要は従来殆
ど存在しなかった。

しかしながら１例えば沸眠水型原子力発電のタービンか
ら回収ぎれる回収水には、約１５　ＰＰｂ程度の鉄イオ
ンや微細なコロイド状物等の不純物が含まれており、こ
れをそのまま回収し原子炉に復水循環させると、前記不
純物が炉中で凝集付着し、発電効率の低下を招くため、
これら不純物の量が少なくとも０．５　ＰＰｂ程度以下
になるように浄化して復水させる必要があるような大量
の用水を精密濾過することが要請される分野も存在する
。

このように回収水中台まれる極く微細なコロイド状物や
金属イオン等を高い効率で除去することが必要な場合に
は、一般の水処理分野では逆浸透膜を使用した浄水装置
が好適に使用されている。しかしながら、逆浸透膜装置
の場合には、濾過圧力を非常に高いものにする必要があ
り、したがって浄水装置は大型なものにする必要があっ
た。

多孔質中空糸濾過膜は、前述したように優れた浄水機能
を有しおり、低い濾過圧での精密濾過を実施することが
できる。また、微細なコロイド状物や金属イオン等を比
較的多量に含む水を大量に処理する必要がある分野に対
しては、逆浸透膜を使用する場合に比較すればかなり低
い濾過圧での濾過が可能である。しかし、＃濾過圧性の
問題、濾過膜の目詰まりが起りやす、いこと、この目詰
まりに対する機能回復操作上の問題から、このような用
途に対する応用に関しては、従来あまり検討が加えられ
ていなかったのが現状である。更に、原子力発電循環水
の処理の場合には、機能面からだけではなく、経済性、
維持管理、廃棄物処理の面から実用的な濾過装置が開発
されていないのが現状である。

［発明の目的］ 本発明の目的は、沸騰水型原子力発電の循環水の浄水処
理のような比較的高い濾過圧下に於いても使用すること
のできる、耐久信頼性の高い中空糸濾過モジュールを提
供することにある。

［発明の構成］ すなわち、本発明の中空糸濾過モジュールは、その内面
に四部及び／又は凸部を有する環状部材と、前記環状部
材の内面に固着され、多数の中空糸濾過膜をそれぞれの
開口端を開口状態を保ったままＵ字型に集束固定した固
定部材とから構成される。

［発明を実施するための最適な態様１ 以下、本発明の中空糸濾過モジュールにつき図面を参照
しつつより詳細に説明する。

第１図は、本発明の中空糸濾過モジュールの一態様例を
示す模式図であり、第１ａ図はその斜視図（中空糸濾過
膜の図示は省略されている）、第１ｂ図は、Ａ−Ａ線で
の切断断面図である。

本発明の中空糸濾過モジュールは、基本的には環状部材
ｌと、固定部材２と、中空糸濾過膜３とから構成される
。これらに加え、所望により支持部材４、中空糸サポー
ト部材５、管状スペーサー６等の部材が付設されてもよ
い。

環状部材ｌは、浄水器内に中空糸濾過モジュールを設置
するに際して該モジュール全体を支持するための支持部
材として機能するものであり、代表的にはリング状の形
状を有するが、矩形等の断面形状のものでもよい。また
その外周面の形状に関しては、浄水器中の該モジュール
の設置態様に合わせて種々の形状をとり得る。この環状
部材ｌの内面には、中空糸濾過膜３の端部を固定し、か
つこれを濾過膜として機能させるために浄化すべき水と
浄化された水との仕切り部材として機能する固定部材２
が接合される。固定部材２には、多数の中空糸濾過膜３
がそれぞれの開口端を開口状態を保ったままＵ字型に集
束して固定されている。固定部材２は、接着性のよいポ
リウレタン、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等より構成さ
れるのが一般的である。

支持部材４は、中空糸サポート部材５を支持するために
設置されたもので、この例では、二本の支柱の形でそれ
ぞれがほぼ平行を保って設置されているが、例えば円筒
等、種々の態様をとることが可能である。この支持部材
４の下方に、中空糸濾過膜３のＵ字状部の中央を通過し
く第１ｂ図参照）、中空糸濾過膜３を常時そのままのＵ
字型を保って保持するための、例えば丸棒状の中空糸サ
ポート部材５が接合されている。中空糸サポート部材５
は、濾過実施時に水流により中空糸濾過膜３が浮きＬが
るのを防止するとともに、過度に中空糸濾過膜３が屈曲
疲労を受け、早期に劣化が生じるのを防止する役目も果
す。微細なコロイド状物等を比較的多量に含む水を浄水
処理する場合の中空糸濾過モジュールの機能回復処理法
としては、濾過実施時とは逆の水流を流すと同時に、モ
ジュール下方から気体を吹き込むことによって生ずる気
泡を中空糸濾過膜３に当てて、中空糸濾過膜３に物理的
振動を加え、中空糸濾過膜３の表面に凝集付着している
コロイド状物等を震い落す方法を採用するのがよい。中
空糸サポート部材５のほぼ中央に設置された管状スペー
サー６は、上記気泡処理法により機能回復処理を実施す
る際に、気泡がこの管状スペーサー６の内部を通過し、
Ｕ字型に集束されている多数の中空糸濾過膜３の中央内
部に気泡を送り込むことを口ｆ能にし、中空糸濾過膜束
の外表面だけでなく中央内部に対しても気泡を当て、中
空糸濾過膜３の機能回復処理を効果的に実施するための
機能を果す。

従来の中空糸濾過モジュールに於いては、環状部材ｌへ
の固定部材２の固着は、単に固定部材２の有する接着力
のみに依存していた。しかし、例えば二年以トの長期に
亘り連続して使用すると。

これら部材間の接着力が低下して不十分となり、環状部
材ｌと固定部材２との間に剥離が生じ、ここに浄化用水
のバイパス路が形成されることがあり、極端な場合には
環状部材ｌから固定部材２がはずれてしまうという問題
点のあることが判明した。これに対し、本発明の中空糸
濾過モジュールに於いては、環状部材ｌの内面に、四部
及び／又は凸部が設けられている。本発明にいう環状部
材ｌの内面の四部及び／又は凸部とは、環状部材１につ
いて前記Ａ−Ａ線によるような垂直断面をとったときに
、内面の形状を現す線が単に二本の平行な直線では現さ
れずに、内面の形状を現す線に凹凸が現われるような全
ての場合をいう。このように、環状部材ｌの内面に、四
部及び／又は凸部を設けることにより、環状部材■と固
定部材２どの間の接合性を大幅に向上させることができ
ることが見い出された。

第２図ないし第５図は、このような本発明の中空糸濾過
モジュールの環状部材ｌの代表的態様を示した断面図で
ある。

第２図は環状部材の内面に二つの凸部７を設けた例であ
り、第３図は環状部材の内面の全面にネジ溝８を切った
例である。このような固定部材２に対するアンカー効果
を果す凸部７あるいはネジ溝８としては、環状部材ｌの
内面の基準面に対して少なくとも０．５１１ｍ以上の高
低差を有するものであることが必要である。この高低差
が０．５鵬−未満の場合には、十分なアンカー効果が発
揮できず、これら部材間の接着力は不七分である。

第４図は環状部材ｌの内面の全面に粗面化処理９を施し
た例である。粗面化処理の場合には、環状部材ｌと固定
部材２の間の接合性を十分なものにするには、ＪＩＳ　
ＢＯ３０１に基づき測定した場合の基準長さ２．５１あ
たりの最大高さが１０μ以上の表面粗Ｓを有することが
必要である。

第５図は、環状部材の内面の上端部に凸部７が設けられ
ている例である。このように環状部材の端部に凸部７が
設けられる場合には、一般に中空糸濾過モジュールに対
する高い圧力は、濾過時に加えられるので、本例のよう
に上端部に設けるのが好ましい。この例とは逆に中空糸
濾過膜３がＵ字型を形成している環状部材の下端部に凸
部を設けても、接着力を向上させる効果は殆ど発揮でき
ないので好ましくない。

本発明の中空糸濾過モジュールを構成する部材としての
環状部材、並びに所望により付設される支持部材、中空
糸サポート部材、管状スペーサーは、いずれも焼却によ
り有害ガスを出さずに完全燃焼させることのできる樹脂
からなるものであることが好ましい。

本発明の中空糸濾過モジュールに於ける中空糸濾過膜３
としては、種々のものが使用でき、例えばセルロース系
、ポリオレフィン系、ポリスルホン系、ポリビニルアル
コール系、ＰＭＭＡ系等の各種材料からなる中空糸濾過
膜が使用できる。しかし耐久性に優れ、かつ濾過性能に
優れたものとしては、ポリオレフィン系の多孔質中空糸
膜が挙げられる。その中でも、微細なコロイド状物を濾
過するのに好適であり、濾過膜の目詰まりに対する機能
回復操作として通常用いられる逆洗時にかかる外力に対
して耐えられるような膜が特に好ましく用いられ、この
ような中空糸膜の例としては、例えばポリエチレン中空
糸膜（ポリエチレン中空糸ＥＨＦ、商品名、三菱レイヨ
ン■製）が挙げられる。

［本発明の効果］ このような本発明の中空糸濾過モジュールによれば、環
状部材の内面に、凹部及び／又は凸部を設けたことによ
り、環状部材と固定部材との間の接合性を、所謂アンカ
ー効果あるいは物理的な嵌合効果により大幅に向上させ
ることができた。したがって、比較的高い濾過圧下に於
いても耐久信頼性が高くなり、中空糸濾過モジュールの
適用分野を拡大することができるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の中空糸濾過モジュールの一態様を示
す模式図であり、第１ａ図はその斜視図（中空糸濾過膜
の図示は省略されている）、第１ｂ図は、Ａ−Ａ線断面
図である。第２図ないし第５図は、本発明の中空糸濾過
モジュールの環状部材の幾つかの実施態様例を示す部分
断面図である。 ｌ：環状部材　２：固定部材 ３：中空糸濾過Ｆｓ　４：支持部材 ５：中空糸サポート部材　６：管状スペーサー７：凸部
　８：ネジ溝 ９：粗面化処理 １ 第１ａ図　第１ｂ図 第２図 第４図 第３図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｌ）その内面に四部及び／又は凸部を有する環状部材と
   、前記環状部材の内面に固着され、多数の中空糸濾過膜
   をそれぞれの開口端を開口状態を保ったままＵ字型に集
   束固定した固定部材とからなることを特徴とする中空糸
   濾過モジュール。