JPS62155906A - 中空糸濾過モジユ−ルの洗浄方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、流体源適用の中空糸瀘過モジュールの洗浄方
法に関し、より詳しくは懸濁物質を大量に含む用水の処
理に適した中空系濾過モジュールを被処理水を処理しな
がらその機能回復処理としての洗浄を実施する方法に関
する。

（従来の技Ｗ） 中空糸瀘過膜は、優れた濾過機能を有し、かつ単位容積
内に収納できる濾過膜の膜面積が大きいため、従来より
高純度の飲料水、医療用の無菌水等を始めとして種々の
用途に広く用いられている。

このような中空糸瀘過膜をモジュール化した中空糸瀘過
モジュールとしては、中空糸の中空部から外部へ向けて
濾過するものと、中空糸の外部から中空部へ向けて濾過
するものとの二通りのタイプがある。しかし、前者のタ
イプのモジュールでは中空糸内部の被処理水の通過抵抗
が大きく、また　鮪楓１１１！素山の縣還脂哲竺幇山売
女ハ出偉館ト残存して目詰まりを起し、その濾過機能の
回復処理が困難なために、各種の用水処理用には後者の
タイプが多く用いられてきた。

しかし、これら従来の中空糸瀘過モジュールは、その殆
どが被処理水の全量をモジュールで処理して浄化水とし
て回収する方式に適したものとして構成されており、被
処理水を部分的に処理して浄化水を得ると同時に、被処
理水の残りの大部分については循環させて処理する方式
（循環処理方式）での使用にはあまり適したものとはい
えなかった。すなわち、上記循環処理方式に従来の中空
糸瀘過モジュールを使用する場合には、浄水器内に配設
されたモジュールの中空糸に対しては、被処理水は被処
理水入口から出口に向かう横向きの一方向の流れとして
接触した。したがって、被処理水の流速を高めると中空
糸に一定方向にのみ応力が加わるため、中空糸が損傷さ
れやすかった。また、浄水器内に複数のモジュールを直
列に連結して循環処理方式に使用しようとすると、被処
理水の流れが複雑に屈曲する連結方式をとらざるをえず
、被処理水の圧力損失が大きくなり必要以−トのポンプ
能力を必要としたり、連結数の制限を受けたりするとい
う問題が生じた。

そこで、本発明者らは、被処理水の流れる配管内にＵ字
状等に集束した中空糸束の少なくとも一部を被処理水の
流れとほぼ平行となるように配設し、中空糸の開口端に
より形成される浄化水の出口をこの配管の外側面に導く
側管を配設した新規な構造の中空糸瀘過モジュールを先
に提案した。

このモジュールによれば、被処理水の圧力損失が小さく
、中空糸の損傷が防止され、モジュールを所望の数だけ
直列に接続して使用することがてき、特に循環処理方式
での使用に適したものであった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、この中空糸瀘過モジュールを循環処理方式での
処理に用いる場合にも、被処理水が嫌気性雑菌等の不純
物を比較的多く含有する場合には、時間の経過に伴ない
中空糸の外表面上に被処理水中の嫌気性雑菌等が付着し
、さらに中空糸どうしが付着しあってモジュール内の中
空糸の有効濾過面積が減少して濾過機能が低下するため
、モジュールの機能回復処理を実施する必要が生じた。

このような中空糸瀘過モジュールの濾過機能の回復処理
法としては、各種の方法が考えられるが、モジュールを
濾過装置から取り外して実施する方法は、操作が面倒で
あり、濾過装置の稼動効率を低下させるため好ましい方
法とはいえない。

したがって、モジュールを濾過装置に取り付けたままの
状態で機能回復処理を実施する。ことが好ましいが、中
空糸の外表面に付着した嫌気性雑菌等を簡易な方法で短
時間内に確実に除去することは困難であった。

本発明の洗浄方法はかかる要求を満たすべく開発された
もので、本発明の目的は、上述したタイプの中空糸瀘過
モジュールの濾過７機能の回復処理を簡易に短時間でか
つ確実に実施でき、殊にモジュールを被処理水の処理に
使用しつつ機能回復処理の行なえる中空糸瀘過モジュー
ルの洗浄方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち、本発明の中空糸瀘過モジュールの洗浄方法は
、直管と、少なくともその一部が該直管内において直管
とほぼ平行になるよう配設された部分を有するＵ字状に
束ねた中空糸および／または一端を封鎖した中空糸の束
と、該中空糸束な固定する固定部材と、直管の外部に突
出した側管とを有し、該固定部材の中空糸束の開口端を
有する面が該側管と液密に接続されてなる中空糸瀘過モ
ジュールを洗浄するに際し、該直管内に水流を流しつつ
、該中空糸束の板木近傍から気泡を中空糸束に当てるよ
う供給する工程を有することを特徴とす条。

〔発明を実施すやための好適な態様〕

本発明の中空糸瀘過モジュールの洗浄方法を説明するに
先立ち、先ず本発明の洗浄方法が適用できる中空糸瀘過
モジュールにつき、第１図を参照しつつ簡略に説明する
。

第１図は、中空糸瀘過モジュールの一熊ＦｉＭｌを例示
する断面図であり、直管１内に、中空糸束２と、固定部
材３と、気泡供給手段４とが配設され、直管１内から外
部に延びる側管５配設されている。

このモジュールにおいては、中空糸束２は、その開口端
を開口状態に保ちつつ、固定部材３により直管１内にお
いて直管１とほぼ平行になるよう固定されて配設されて
いる。固定部材３は直管１とほぼ同心円をなすよう配置
されているが、他の態様で配置されていてもよい。

浄化水の出口となる固定部材３により固定された中空糸
束２の開口端面ば、直管１の内部とは液密に仕切られ、
側管５は、中空系により濾過された浄化水を直管１の外
部に導くためのものであり、直管１の管壁を貫いて配設
されている。

中空糸束２を構成する中空糸の形状としては、Ｕ字状に
束ねたものが好ましいが、もちろん一端を封鎖した線状
のものも使用できる。

中空糸としては、柔軟性を有するものが好ましく、この
ような中空糸の例としてポリオレフィン、弗素化ポリオ
レフィン、ポリスルフォン、ポリアクリロニトリル等の
素材からなる限外濾過用または鯖密瀘適用の中空糸膜を
挙げることができる。

この中空糸瀘過モジュールにおいては、直管１の下方か
ら導入された被処理水は中空糸の配設部に導かれ、その
一部は中空糸瀘過膜で濾過され中空糸の内部を通って側
管５に導かれ、浄化水として側管５からモジュールの外
部に取出される。一方、大部分の濾過されなかった被処
理水は直管１の上方から取り出され、直列に接続された
次の中空糸瀘過モジュールに供給されたり、循環させて
処理される。このように、被処理水の大部分は直管に沿
って流れるため、モジュール内での被処理水の圧力損失
は小さい。

第２図は、本発明の洗浄方法が適用できる中空糸瀘過モ
ジュールの他の態様例を例示する平面図および部分断面
図であり、このモジュールでは、円環形状の固定部材３
上に中空糸束２が直管１とほぼ平行になるよう配設され
ており、固定部材３の下部に仕切り部材６により濾液集
合室７が形成されている。この例では、直管１の下方か
ら導入された被処理水は、固定部材３の中米の開口部お
よび固定部材３の外周の開口部を経て中空糸の配設部に
導かれる。

第３図は、中空糸瀘過モジュールの更に他の態様例を例
示する断面図であり、このモジュールでは、側管５が直
管１と連通しており、中空糸束２を固定する固定部材３
が側管５内に配設されていて、中空糸束２０大部分は直
管１内に存在するが、その根本部分は側管２内に存在す
るように構成されている。また、気泡供給手段４は、直
管１と側管５の分岐部に配設されている。

本発明の中空糸瀘過モジュールの洗浄方法は、上記のよ
うな構成を有する中辛系濾過モジュールの直管１内に水
流を流しながら、中空糸束２の根本（中空糸束が固定部
材により固定されている一分）近傍から気泡を供給し、
この気泡を中空糸束２に当てることにより実施される。

気準が中空糸ｔｉ　２　ｋ”当たるとそのＳ察により中
空糸は微妙に振動すると同時に直管１内の水流が乱れ、
これにより中空糸に付着していた嫌気性雑菌等の付着物
が剥離し、同時に直管１内を流れる水流により付着物が
洗い流され、中空糸の機能回復処理が実施される。

中空糸束２の根本近傍に気泡を供給するには、中空糸束
２の根本近傍の直管１の側壁に配設し、たノズル等の気
泡供給手段４から加圧気体を供給するのが便宜であるが
、気体を高濃度に加圧溶解した溶液を供給してもよい。

本発明の洗浄方法を効果的に実施するには、中空糸束２
全体に対して気泡をできるだけ均一に当ててやることが
大切である。したがって、気泡を供給する位置は、中空
糸束２のできるだけ根本に近い部分がよく、第１図のタ
イプのモジュールにおいては、中空、糸の長さの１７５
より下方の根本近傍がよい。しかし、中空糸束２の根本
からさらに離れた下方（固定部材３より下方）だと、水
流中で気泡が分散し中空糸束２に気泡が当たり難くなる
ため好ましくない。

第３図のモジュールの場合には、中空糸束２の根本部分
は側管５内に存在するが、気泡を供給して中空糸束２に
気泡を当てる部分は、側管５内よりもむしろ直管１内の
側管５との分岐部の近傍が適当である。

中空糸束２全体に対して気泡を均一に当てる方法として
、例えば第３図に示されるように直管１の側壁から中空
糸束２の内部に差し込むような態様で複数本のキャピラ
リーを配設し、このキャピラリーを介して気泡を供給す
るのは特に好ましい態様である。この方法に用いるキャ
ピラリーとしては、内径が１ｍｍ程度以内の比較的剛性
のある素材により形成された中空糸が好適に使用できる
。

このように、使用する中空糸瀘過モジュールの構造上の
特性に基すき、各種の簡易な手段により選択的に中空糸
束２の根本に気泡を当てることができる。

本発明の洗浄方法による洗浄効率は、気泡の大きさ、気
泡の供給量、気泡を構成する気体の種類および処理中に
流す水流の流速等によっても影響されるので、これらの
洗浄条件を適切に選択して実施するのがよい。

気泡の大きさとしては、数ｍｍ〜士数ｍｍ程度の範囲が
適当である。気泡の大きさが余り小さいと、中空糸束に
気泡を当てても衝撃力が弱く、−１分な洗浄効果が得ら
れない。一方、気泡の大きさが大き過ぎる場合には、気
泡が中空糸束の内部までいきわたり難く、中空糸束の外
表面のみに気泡が当たりやすいため中空糸束の全体的な
機能回復が達成され難い。

気泡の供給量としては、中空糸瀘過モジュール中の中空
糸の単位表面積当り、０．１〜１ＯＮ１／分・ｍｌ、好
ましくは０．３〜ＩＮ１．７分・ゴ程度の量を供給する
のが適当である。

気泡を構成する気体の種類としては、各種の気体および
その混合ガスが使用でき、空気を使用するのが最も簡便
ではあるが、窒素、炭酸ガス、メタンガス等は中空糸束
に付着した嫌気性雑菌に対する洗浄効果が優れている。

また、メタンガスの場合には同時に流す被処理水を加温
してやると、洗浄効果が増大する。

気泡による洗浄処理中に流す水流の流速としては、０．
１〜２（１ｍ／ｓｅｃ程度の流速が適当である。

水流を全く流さない状態で洗浄を実施することもできる
が、中空糸束から剥離した付着物が直管１内を流れる水
流により直に中空糸近傍より洗い流されないので洗浄効
果が小さくなる。また、水流が極端に高速になると気泡
の上昇速度と水流の流速に差がなくなるため、中空糸束
に気泡が当り難くなり、洗浄効果が低下する。

赫お、被処理水を流し被処理水の浄化処理を実施しつつ
本発明の洗浄処理を実施するあが便宜であるが、もちろ
ん水流として被処理水以外の清浄な用水を流しつつ実施
してもよい。

中空糸束に対して気泡を当てるには、連続的に気泡を供
給してもよいし、断続的に供給してもよい。断続的に気
泡を供給する場合には、その処理時間は、中空糸への付
着物の付着量等によ・薔変化する。しかし、通常は、　
１〜１０分程度の処理でほぼ十分な濾過機能の回復が達
成される。また、論ＭＬ１１ＩｆＩ４Ｊハエ鮎極岑右度
１ットーイ謔、環２シ（熟１時間に一度１〜１０分程度
の頻度で間欠的な処理を実施すると長期に亘り中空糸瀘
過モジュールの濾過能力を高水準に維持することができ
る。

モジュールの洗浄のために供給した気泡は、モジュール
あるいはモジュールの組立て体の上部に適当な脱気手段
７を配設して、処理系外へ排出する。

〔発明の効果〕

本発明の中空系濾過モジュールの洗浄方法は、水流を流
しながら中空糸束の根本に気泡を当てるという比較的単
純な操作でありながら、効率よくモジュールの機能回復
が実施できる。特にモジュールを濾過装置力ζら取り外
すことなく、被処理水の処理を実施しつつ機能回復処理
が実施できるので、モジュールの濾過効率がかなり低下
した後に装置停止した状態で実施する必要がなく、濾過
装置の稼動効率を常時高く保つことが可能となった。

（実施例） 以〒、本発明の中空糸瀘過モジー−ルの洗浄方法を実施
例に従いより具体的に説明する。

実施例１ 内径１００ｍｍφ、長さ５００ｍｍの直管１内に、ポリ
エチレン製多孔質中空糸（ポリエチレン中空糸、ＥＨＦ
−３９０Ｇ、商品名、三菱レイヨン■製）　ｅｏｏｏ木
を、外径６７ｍｍφのポリウレタン製の固定部材３によ
り長さ約６５０ｍｍのＵ字形に固定し、固定部材３の下
部を側管５と接続し、三個の気体噴射ノズル４を中空糸
の根本近傍に、ノズルと中空糸とのなす角度αがそれぞ
れ約１２０°、中空糸との距離が約５闘となるよう配設
した第１図に示されるような中空糸瀘過モジュール（総
膜面積：　１０ｍ２）を作製した。

このモジュールを第４図に示されるように５個直列に接
続して構成した廃水処理装置に対し、被処理水として食
品工場廃水の標準特性汚泥処理水（ＭＬＳＳ　３８００
ｐｐｍ）を、モジュールの管内流速０．２５ｍ／５ｅＣ
１被処理水人口圧力　０．７Ｋｇ／　ｃｍ２Ｇとなるよ
う流し、浄化水出口圧力Ｐ２０．ＩＫｇ／ｃ＋ｎ２Ｇの
条件で運転した。

運転開始と同時に窒素ガスを各気体噴射ノズル４から各
々　１．３Ｎ１／ｍｉｎの条件で連続的に供給したとこ
ろ、運転開始初期の各モジュールの側管５からの浄化水
の回収流量はモジュール当り　２０３１／ｈｒであった
。運転開始１時間後には、回収流量はモジュール当り　
１５０ｊ！／ｈｒまで低下したが、運転開始５時間後に
も回収流量は１２０Ａ／ｈｒであり、回収流量は比較的
安定しており、気泡による中空糸の洗浄処理が効果的に
実施されていることが確認された。

実施例２ 実施例１で使用したと全く同じ構成の廃水処理装置にお
いて、窒素ガスを流さなかったことを除いては、実施例
１と全く同じ条件で標準特性汚泥処理水の処理を実施し
た。その結果、運転開始１時間後には、回収流量はモジ
ュール当り８０１／ｈｒまで低下した。　１時間経過後
から実施例１の場合と同様に窒素ガスを流しつつ廃水処
理を実施したところ、　２時間経過後には、回収流量は
モジュール当り　１２８ｊ！／ｈｒまで回復した。

比較例１ 実施例１で使用したと全く同じ構成の一欅水処理装置に
おいて、気体噴射ノズル４から窒素ガスを流すかわりに
、連結したモジュールの最下部の気体噴射ノズル９から
運転開始と同時に窒素ガスを２６Ｎ　ｊｌ　／ｍｉｎの
条件で連続的に供給したことを除き、実施例１と全く同
様にして廃水処理を実施した。この場合には、運転開始
１時間後には、回収流量はモジュール当り９５ｊ！／ｈ
ｒまで低下し、運転　パ開始１時間後には回収流量は更
に８４ｊｌ／ｈｒまで低下した。

４、図面の簡単な説明　　　　゛ 第１図は、本発明の洗浄方法舒適用できる中空糸瀘過モ
ジュールを例示する断面図であり、第２図は、中空糸瀘
過モジュールの隼の一様例を例示する平面図および部分
断面図ヤ蔦り′、第３図は、中空糸瀘過モジ＝−ルの他
の態様例を例示する。〒面図であり、第４図は、本発明
の竺浄゛方法を例示　１するフローチャートである。

１：直管　　　　　　　　２：中空糸束３：固定部材　
　　　　　４：側管 ５：気泡噴射手段　　　　６：仕切り部材７：濾液集合
室　　　　　８：脱気手段９：気泡噴射ノズル　　　１
０：窒素ガスボンベ１１：被処理水貯槽　　１２．１３
：ポンブ１４〜２２：バルブ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）直管と、少なくともその一部が該直管内において直
   管とほぼ平行になるよう配設された部分を有するＵ字状
   に束ねた中空糸および／または一端を封鎖した中空糸の
   束と、該中空糸束を固定する固定部材と、直管の外部に
   突出した側管とを有し、該固定部材の中空糸束の開口端
   を有する面が該側管と液密に接続されてなる中空糸瀘過
   モジュールを洗浄するに際し、該直管内に水流を流しつ
   つ、該中空糸束の根本近傍から気泡を中空糸束に当てる
   よう供給する工程を有することを特徴とする中空糸瀘過
   モジュールの洗浄方法。 ２）直管の側壁から中空糸束の内部に差し込まれるよう
   配設されたキャピラリーを介して気泡を供給する特許請
   求の範囲第１項記載の洗浄方法。