JPS62160105A - 中空糸瀘過モジユ−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
理に適した中空糸瀘過モジュールの新規な洗浄方法に関
する。

〔従来の技術〕

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、被処理水中の懸濁物質等が中空糸の中
空部に残存して目詰まりを起こし、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上のポンプ能
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、この
配管内に位置す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でき、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、被処理水が比較的不純物を多く
含有する場合には、時間の経過に伴ない中空糸の外表面
上に被処理水中の不純物が付着し、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る。

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不純物を簡易な方法で単時間内に
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
モジュールの濾過機能の回復処理を簡易に短時間でかつ
確実に実施でき、場合によっては、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を行なえる中空糸瀘
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
、直管内に、該直管とほぼ平行に配設された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
、該中空糸束の根本を固定する固定部材とが配設され、
中空糸束の開口端と固定部材とにより形成され、該直管
内と液密に仕切られた浄化水の収集部を、該直管の外部
に導く側管が配設された中空糸瀘過モジュールを洗浄す
るに際し、該中空糸束の根本近傍に高速の水流を当てる
ことを特徴とする。

〔発明を実施するための好適な態様〕

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態様例を例示する
断面図であり、直管ｌ内に、中空糸束２と、固定部材３
と、水流噴射手段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ｌ内に直
管１とほぼ平行に固定されて配設されている。固定部材
３は直管ｌ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の開口端面は、直管ｌの内部とは液密に仕切られ、
側管５は、中空糸により濾過された浄化水を直管ｌ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、柔軟性を有しかつ中空糸瀘過膜の目詰
まりに対する機能回復操作時の外力や薬品に耐えられる
ようなものが好ましく、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
たは精密濾過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
って瀉れるため、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ｌの下方から導入された被処理水は、固
定部材３の中央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。

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空糸瀘過モジュール内の中空糸束の
根本近傍に高速の水流を当てることにより実施される。

この際、モジュール内には、通常、水あるいは被処理水
を充填しておくのがよい。中空糸束の根本近傍に高速の
水流を当てることにより、水流を当てられた部分に付着
していた付着物は強制的に洗い流されるが、それより上
部に位置する付着物についても高速の水流が当てられ中
空糸が振動することにより付着物が震い落されると同時
に、中空糸束の根本近傍に当てられた水流が中空糸束に
沿って上昇流として流れるため、付着物が効率的に除去
できるものと推定される。

この洗浄方法は、濾過装置を停止し、モジュールの使用
を中止した状態で実施することもできるが、濾過装置を
駆動させつつ実施できることに大きな利点を有している
。

中空糸束の根本近傍に高速の水流を当てるには、中空糸
瀘過モジュールに適当な水流噴射手段４を配設し、この
水流噴射手段４から高速の水流を流すことが適当である
。

本発明の洗浄方法においては、中空糸束の根本に当てる
水流の速度と向きが洗浄効率に大きく影響を及ぼす、水
流の速度としては、０．５ｍ　７秒以上が適当であり、
０．８〜１．５ｍ／秒の範囲が好ましい、流速が０．５
ｍ／秒より遅いと、洗浄効果が十分に発揮されない、ま
た、中空糸束に対してこの水流を直交するように流すの
も適当ではない。

水流が中空糸と直交する場合には、水流の圧力により中
空糸の固定部材による固定部に過度の応力が加わるり、
中空糸束の固定部が破損される場合があるし、水流の当
たる部分より上方の部分の洗浄効率が低下する。水流の
当たる部分が中空糸束の根本からどの程度に位置するか
によっても異るが、一般に中空糸と水流のなす角度が１
０〜６０°程度となるように水流を流すことが好ましい
。

また、中空糸束の水流を当てる部分としては、できるだ
け中空糸束の根本に近い部分であることが好ましく、水
流の当たる部分が中空糸束の上部になるにつれ、洗浄効
果は低下する。水流を当てる中空糸束の根本近傍とは、
具体的には、中空糸束の固定部材による固定部からその
上方約１０ｃ１１程度までの長さの部分である。

高速の水流を流す水流噴射手段４としてはノズルが代表
的なものであり、一つのモジュールについて複数個設け
てもよく、複数の水流噴射手段から高速水流を同時に流
して中空糸に当てることにより、濾過機能の回復処理が
中空糸束全体に対してより均一に実施される。

水流噴射手段４から噴射される高速水流は、被処理水自
体であってもよいし、浄化水あるいは薬液処理に使用す
る薬液を含むものであってもよい。特に、次亜塩素酸ソ
ーダ等の酸化処理剤は、被処理水が比較的高濃度の有機
性の不純物を含む場合には有効に機能する。

中空糸束に対して高速水流を当てる処理時間は、中空糸
への付着物の付着量、高速水流の流速および流量等によ
って変化する。しかし、通常は、ｌ〜５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、濾過装
置を駆動させつつこの洗浄方法を実施する場合には、約
１時間に一度１〜５分程度の割合で間欠処理を実施する
のが適当である。

〔発明の効果〕

本発明の中空糸瀘過モジュールの洗浄方法は、中空糸束
の根本近傍に高速の水流を当てるという比較的単純な操
作でありながら、効率よくかつ確実にモジュールの機能
回復が実施できる。特にモジュールを濾過装置から取り
外すことなく、かつ場合によっては被処理水を流し、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〕

以下、本発明の中空糸瀘過モジュ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１００ａ＋ｍφ、長さ１００ｍ層の直管ｌ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
−３９００、商品名、三菱レイヨン■製）　ｅｏｏｏ木
を、外径８７＋ａｍφのポリウレタン製の固定部材３に
より長さ約１３５０ｍ■のＵ字形に固定し、固定部材の
下部を側管５と接続し、水流噴射ノズル４を中空糸の根
本近傍に、噴射水流と中空糸とのなす角度αが１２０°
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（＠膜面積：　１０ｍ″）を作製した。

このモジュールを第３図に示されるように５個直列に接
続し、被処理水として、製紙工場のバルブ廃液の標準活
性汚泥処理水（ＭＬＳＳ　３２００ｐｐｍ）を１１０（
Ｒ１／ｗｉｎの流量でポンプ１８により被処理水入口圧
力Ｐ１が０．７Ｋｇ／ｃ＋ｓ２Ｇとなるよう供給し、各
モジュールの側管５の浄化水出口圧力Ｐ２は０　、７Ｋ
ｇ／ｃｍ２Ｇであった。モジュールの使用初期において
は、側管５からの浄化水の全回収流量は８８０１／ｗｉ
ｎであった。なお、浄化水は汚濁成分が完全に除去され
た清浄で透明なものであった。

側管５からの全回収流量が４２０４！　／ｗｉｎまで低
下した時点（浄化処理開始１時間後）で、バルブ１５を
開き、ポンプ２１を始動させ、各モジュールの三つの水
流噴射ノズル５より、それぞれ被処理水を３５１　／ｗ
ｉｎの流量、　１ｍ／秒の流速で中空糸束の根本に当て
るよう流したところ、約５分後には、側管５からの全回
収流量は９５０ｔ／ｓｉｎまで回復した。

実施例２ 実施例１において水流噴射ノズルから供給する被処理水
を流量５７／ｓｉｎ、流速１．４ｍ／秒に高めたところ
回収流量の回復はより早く、　２分後には９８０ｊ！　
／ｗｉｎまで回復した。

実施例３ 実施例１において水流噴射ノズルからの被処理水を流量
３．５ｊ！／ｗｉｎ、流速１ｍ／秒の条件で連続的に供
給したところ回収流量は８００〜９００　ｊ！　／ｗｉ
ｎの間で長時間安定していた。

比較例 実施例１において、水流噴射ノズルから供給する被処理
水を流量７／／ｗｉｎ、流速２ｍ／秒に高めたところ、
かえって中空糸束が水流によって上方に引張られ、糸切
れの危険性があると共に、中空糸束が集束してアラ現象
が認められた。また、回収流量も　５７０１　／ｗｉｎ
までしか回復しなかった。

【図面の簡単な説明】

第１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
過モジュールの他の態様例を例示する平面図および部分
断面図であり、第３図は、本発明の洗浄方法を例示する
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：水流噴射手段　　　　６：仕切り部材７：濾液集合
室　　　８〜１７：バルプ１８〜２１：ポンプ 第１図　　　　　第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）直管内に、該直管とほぼ平行に配設された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、該中空糸束の根本を固定する固定部材とが配設され
   、中空糸束の開口端と固定部材とにより形成され、該直
   管内と液密に仕切られた浄化水の収集部を、該直管の外
   部に導く側管が配設された中空糸瀘過モジュールを洗浄
   するに際し、該中空糸束の根本近傍に高速の水流を当て
   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）前記水流の流速が０．５ｍ／秒以上である特許請求
   の範囲第１項記載の洗浄方法。 ３）前記水流と中空糸束とのなす角度が約１０〜６０度
   となるよう水流を流す特許請求の範囲第１項記載の洗浄
   方法。 ４）前記水流が酸化剤を含む水流である特許請求の範囲
   第１項記載の洗浄方法。