JPS62262710A - 中空糸膜濾過装置 - 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】 （発明の目的） （産業上の利用分野） 本発明は中空糸膜モジュールを濾過材として使用する褪
過装置に係り、特に中空糸膜モジュールを効果的に逆洗
できる中空糸膜瀘過装置に関する。

（従来の技術） 一般に原子ノｊ発電プラントにおいては、放射線低減対
策として、Ｊ１ｇ蝕生酸生成物生の抑制Ｊ３　、Ｊ：び
その除去を行なっている。例えば原子力発電ブラントで
発生する放射性廃液あるいは原子炉復水給水系の復水中
に存在する懸濁物を分離除去するために濾過装置が使用
されている。この濾過装置としては、従来粉末イオン交
換樹脂のようなブリーコートフィルタを使用７る方法か
、あるいは濾紙、ｕ　４；メンブレンフィルタ等の平膜
型濾過フィルタを使用する方法か、さらには焼結金属、
セラミック費の中空管型フィルタを使用づる方法がある
。

しかしながら粉末イオン交換樹脂を使用した濾過方法で
は、樹脂廃棄物が多ｍに発生し、又平ＦＪ型フィルタあ
るいは中空管型フィルタを使用したものでは、循環流量
が大きくなるため濾過装置構成が複雑となり、加えて設
備費が膨大になる問題点があった。さらに、濾過処理に
伴って二次Ｒ乗物が発生し、線通効率も低い欠点があっ
た。

従来の濾過材の欠点を改善するものとして中空糸膜が普
及している。一般に中空糸膜はその外径が０．３〜３１
１ＩＩＰｉ！度で微細な透過孔を多数有する中空状のＩ
ＩＮの膜であり、ψ位容積当りの線通面積が大きく、ま
た耐圧性に優れているので限外瀘適用、逆浸透濾過用の
濾過材として、電子工業、医学、排水処理の分野で広く
使用されている。

そこで第３図を参照して中空糸膜を使用した従来の濾過
装置について説明する。

密閉容器１は管板２によって濾過室３と処理液室４とに
区画形成される。この濾過室３内に複数の中空糸膜モジ
ュール５が多段に垂設されている。

各中空糸膜６はモジュール固定部７を介して管板２に固
定されており、管板２は密閉容器１の胴体１△及びｔ板
１Ｂの縁部に取付けた外周フランジ８及び９により挟持
され密閉容器１に固定される。

上記中空糸膜モジュール５は一般に謀雑状の中空糸膜な
多数、直線状またはＵ字状に束ね、端部を樹脂等により
固定したモジュール構造を有し、樹脂等により固定した
部分が上記モジュール固定部である。なお、第３図の従
来の中空糸膜瀘過装置に１３いては、中空糸膜６を直線
状に束ねて端部を固定した中空糸膜モジュール５を直列
に３段連設し、そのモジュール固定部７を連結具で接続
して一体的な中空糸膜モジュール構造体として取ｆ＝ｉ
　Ｇノだ例で示している。

原液は原液入口ノズル１０を通り、濾過室３内に導入さ
れ、各中空糸膜６を通過する際、クラッド等の貨物を分
離除去し濾過される。濾過された処Ｊ！ｌ！液は中空糸
膜６の中空部分を通り、各中空糸膜モジュール５の東の
中心部に設けた集水管１１に流入し、管板２を経由して
処理液室４に流入する。そして処理液出口ノズル１２を
通り系外へ移送される。

濾過装置は、所定容重の原液を濾過処理した後に、また
は濾過材である中空糸膜６の目詰りにより透過圧力損失
が増大し、濾過装置の原液入口側と処理液出口側の圧力
差が所定値に達した時点で、中空糸ＩＩ！Ｊ６の表面に
付着したクラッド等を除去する逆洗操作が必要となる。

従来の逆洗操作は、まず濾過室３に逆洗水として原液を
満たし、この状態で処理液出口側ノズル１２から加圧空
気を吹ぎ込むことにより、中空糸膜６のＩｙｉ後におけ
る圧力を均等にしてクラッドを剥離させると同時に濾過
室３の底部に設けた空気吹出管１３にも加圧空気を送給
することにより空気吹出管１３の下部に穿設した小孔か
ら気泡を発生させその気泡を中空糸膜６表面に衝突させ
てその振動作用（以下バブリングと呼ぶ）により中空糸
膜６に付着した目詰り成分ヤ）クラッド等の異物を除去
する。一定時間パブリング操作した俊に濾過室３内に残
る逆洗水（よ、逆洗水出口ノズル１／１から排出される
。

（発明が解決しようとする問題点） 上記構成の従来の濾過装置においては、通常の逆洗操作
を実施しても中空糸膜６の一部の表面にかなりの目詰り
成分やクラッド等の異物が残存し完璧な逆洗操作が困難
であるという問題があつｌこ　。

ずなわら、逆洗終了後に中空糸膜モジュール構造体を濾
過室３から取り出して中空糸膜６の表面に残存している
クラッド等の分布を検証すると、第４図の破線で例示す
るようにモジュール固定部７の上手の一定領域にクラッ
ド１５が除去されずに残存Ｊ８傾向があった。この原因
としては下記のように考えられる。つまり、中空糸膜モ
ジュール構造体は管板２から垂設された保護筒１６内に
収容されてＪ３す、モジュール固定部７と保護筒１６と
の間隙が狭く、またモジュール固定部７に（ｊ中空糸膜
６が密集していることから逆洗用の気泡の流れがしジュ
ール固定部７の上下の領域にＪ３いて規制されるため、
クラッド等が除去させずに残存Ｊる。

このようにして中空糸ＩＩ！ＩＩＩ　６表面に、クラッ
ドが残存すると（ｒ効な諸過面積が減少し装置全体の濾
過機能を低下させる。また高濃度の放）１能を帯びたク
ラッド１５が装置内に蓄積されて作業環境を悪化させる
問題らあった。

一方、逆洗効率が低下した場合、かなりの時間と頻度で
逆洗操作を繰返す必要があり、また逆洗作業の向学によ
り中空糸膜モジュール５の損耗が著しくなり、濾過材と
しての寿命が短縮する。したがって、中空糸膜モジュー
ル５の頻繁な交換が必要となり、運転コス］・が上背す
るとともに、長期間の連続運転ができないという問題が
あった。

本発明は以上の問題点を解決するために発案されたもの
であり、紹過材として使用Ｊ−る中空糸膜モジュールを
効果的に逆洗できる逆洗機構を付加し中空糸膜モジュー
ルの寿命を長期化し、合せて、長期間の連続運転が可能
な中空糸膜瀘過装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明の中空糸膜瀘過装置は、密閉容器内を管板によっ
て濾過室と処理？１２室とに区画し、上記管板から瀘過
室内に中空糸膜モジュール′構造体−を垂設したものに
おいて、上記中空糸膜モジュール構造体の−［端から下
端に至る範囲で設定される逆洗水の水位を検知する液面
検知設備を設け、上記液面検知設備の示度に基いて所定
の水位に設定した逆洗水中に逆洗用気泡をＤ先給する空
気吹出管を濾過室底部に配設して構成している。

（作用） 上記構成の中空糸膜瀘過装置の運転は、所定期間濾過工
程を継続した後に、逆洗工程に移る。

逆洗工程では、従来方式の逆洗操作に加えて、特に中空
糸膜におけるクラッド等の付着が著しい領域に逆洗水の
水位を設定して濾過室下部から逆洗用の気泡を作用させ
る操作を繰り返ず。逆洗水の水６シの設定は付設した液
面検知設備の示度に従う。

例えばクラッドの付？３桟存が著しい領域となるモジュ
ール固定部７の位置を目盛に併記した液位計の示瓜に従
って、モジュール固定部の上下に逆洗水の水位を設定し
、その領域を重点的に逆洗する。

本装置によれば、濾過室全体を画一的に逆洗する従来操
作に加え、クラッド等が残存する領域を再度重点的に逆
洗できるので逆洗効果が優れる。

また、逆洗水の水位設定作業す付設した液面検知設ｕｂ
により容易に実ｂ’ｌＡできる。

（実施例） 以下本発明に係る中空糸膜瀘過装置の一実施例について
添付図面を参照して説明する。なお従来例と同一の要素
、部品については同−同号で示し、その説明は省略する
。

第１図及び第２図において、ｒ：ｆ号２０は、濾過室３
内に垂設される中空糸膜モジュール構造体の上端から下
端に至る範囲で設定される逆洗水の水位を検知する、液
面検知設備としての液位計である。この液位削２０は、
濾過室３に連通し管板２の端面から導出した上部液位５
１座２１と中空糸膜−しジ」−ル５の下端より下方のパ
過窄３から導出した下部液位ｈｊ座２２とを連絡１−る
ように元弁２３を介して取付けられる。従って液位計２
０は、中空糸膜モジュール構造体の全長のいかなる位置
に逆洗水の水位があってしその位置を正確に表示する１
、濾過室３底部には逆洗水中に気泡を供給する空気吹出
管１３が配設される。

以上のように構成された中空糸膜瀘過装置の濾過工程に
Ｊ５いては従来装置と同様な操作を行う。

１なわら原液入口ノズル１０から濾過室３内に圧入され
た原液は、中空糸膜６により濾過された後に処理液とな
って処理液至４に流入し、この処理液は処理液出口ノズ
ル１２を経て外部へ移送される。

この濾過工程を所定期間、継続した侵、または、原液入
口側と処理液出口側の１１力差が一定値に達したとぎに
逆洗工程に入る。この逆洗操作は第１図に示づＪ：うに
まず、濾過室３内に逆洗水として原液を満たした状態で
処理液出口ノズル１２より加圧空気を供給し、各中空糸
膜６の前後の１＝力を均等にして付着したクラッドを剥
Ｍリ−るとともに空気入口ノズル１７にも加圧空気を供
給し、濾過室３底部に配設した空気吹出管１３の下面に
穿設した小孔より逆洗用の気泡を発生ざぜて中空糸膜６
をバブリングし、中空糸膜６表面の付着物を除去する。

以上の予備的な逆洗操作（１従米装置の場合と同一であ
る。

次に本発明の線通装置では第２図に示寸ように濾過室３
に張った逆洗水を一部゛排出してその水位を所定位置ま
で降下させた状態で再度バブリングを実施する。その際
、濾過室３内の水位は、前記予備的な逆洗操作では除去
されずに残存する付着物の著しい領域に設定される。こ
の水位の検出および設定は付設する液面検知設備として
の液位計２０の示度に従って行う。この逆洗作業時には
、空気吹田管１３からのバブリングにより逆洗水の水面
部において激しい波立ち衝撃と気泡の破裂に伴う衝撃が
相開作用して水面付近の中空糸膜６を大きく揺乃するこ
とにＪ、す、その部分に残存した付着物が積極的に剥離
され分離除去される。

以上の操作を中空糸膜モジュール構造体の全長に渡り、
特にクラッドの付着の程麿が著しいモジュール固定部７
の上下の領域に順次逆洗水の水位を設定して同様にバブ
リングを繰り返すことにより中空糸膜モジュール構造体
、全体が均一かつ効率的に逆洗再生される。

なＪｊ、逆洗回数が多くなり、中空糸膜モジュール５が
逆洗水の水面上に長時間露出するおそれがある場合は適
宜濾過室３内に原液を満たずことにより、中空糸膜６の
乾燥による劣化を防止ずろ。

この実施例では逆洗工程において、瀘過室内の水位を任
意に設定して逆洗できる。従って中空糸膜の１１詰り、
クラッドの付着が著しい領域に適宜、逆洗水面を設定し
て、この水面での波立ち、泡立ちによる衝撃を、相開作
用さけて中空糸膜を大きく撮動ざＵることにより、集中
的に効果的な逆洗ができる。例えばモジュール固定部７
の上下領域の中空糸膜６が密集した部分へも波立ちや気
泡による衝撃がいきわたり、効果的な逆洗ができる。

また液面検知設備としての液位計２０は少なくと°ｂ中
空糸膜モジュール構造体の全長以上の検知範囲を有する
ので逆洗水は、任意の位置に容易に設定でさる。

なお、液面検知設備として実施例ではゲージ式の液位計
で例示しているが他の形式も採用できる。

すなわち、図示はしないが、濾過室３底部から導出した
ノズルに元弁を介して透明ガラス管状の液柱計を取りつ
けて構成してもよい。また他の形式として、濾過容器本
体１の胴体１Ａに透明な強化プラスチック製の覗き窓を
所要数嵌装して逆洗水水位を検知する手段としてもＪ：
い。この場合、覗き窓の配置、径等については、濾過容
冴本体の圧力容器としての耐圧強度を損なわない範囲で
設Ｒ１される。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の中空糸膜瀘過装置によれば、
逆洗■稈において中空糸膜モジュール構造体の上端から
下端に至る全範囲内で任意に逆洗水の水位を設定し、部
分的＜＝７．逆洗操作も可能となるため、中空糸膜しジ
ュール全体を均一に効率よく逆洗できる。従って中空糸
膜自体の耐用年数を伸ばしランニングコストを低減する
とと６に、長期間にわたる連続運転が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である中空糸膜濾過￥ＲＷｉ
の断面図、第２図は第１図の状態から逆洗水の水位を下
げた状態を示寸断面図、第３図は、従来の中空糸膜瀘過
装置を示す断面図、第４図は逆洗後の中空糸膜モジュー
ル構造体の単位要素を示１断面図である。 １・・・密閉容器、１△・・・胴体、１Ｂ・・・蓋板、
２・・・管板、３・・・濾過室、４・・・処理液室、５
・・・中空糸膜モジュール、６・・・中空糸膜、７・・
・モジュール固定部、８．９・・・外周フランジ、１０
・・・原液入口ノズル、１１・・・集水管、１２・・・
処理液出口ノズル、１３・・・空気吹出琶・、１４・・
・逆洗水出口ノズル、１５・・・クラッド、１６・・・
保護筒、１７・・・空気入［１ノズル、１８・・・ベン
ト。 茅３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、密閉容器内を管板によって瀘過室と処理液室とに区
   画し、上記管板から瀘過室内に中空糸膜モジュール構造
   体を垂設した中空糸膜瀘過装置において、上記中空糸膜
   モジュール構造体の上端から下端に至る範囲で設定され
   る逆洗水の水位を検知する液面検知設備を設け、上記液
   面検知設備の示度に基いて所定の水位に設定した逆洗水
   中に逆洗用気泡を供給する空気吹出管を濾過室底部に配
   設したことを特徴とする中空糸膜濾過装置。 ２、液面検知設備は、瀘過室に連通し管板の端面から導
   出した上部液位計座と中空糸膜モジュールの下端より下
   方の濾過室から導出した下部液位計座とを連絡する液位
   計を取付けてなる特許請求の範囲第１項記載の中空糸膜
   濾過装置。