JPS6297608A - 中空糸膜ろ過装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液体中に含まれる微細な懸濁物質をろ過する
ための中空糸膜ろ過装置に関するものである。

〔従来技術〕

中空糸膜ろ過装置は、槽内を仕切板にてろ過室とろ液室
とに区画し、該ろ液室内に一端を開口した複数本の中空
糸膜を前記ろ過室内に支持し、該ろ過室内の中空糸膜の
端部を接着剤等で閉塞したもの、例えば、第１２図に示
すように、複数本の中空糸膜Ｉの一端部を集束板２に貫
通させて集束し、他端部を閉塞してフリーとした集束体
を形成し、この集束板２を槽内の仕切板３に押え板４、
ボルト５、○リング６等を介して取り付けてこれら中空
糸膜１の一端をろ液室７に開口させてろ過室８内に支持
し、さらに仕切板３に固定されている通液性の保護外筒
９内に収容されたものが使用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この種の中空糸膜ろ過装置では、設置面積をできるだけ
小さくすることが望ましいために、中空糸膜のユニット
の長さを長くして対応することが試みられている。

しかしながら、中空糸膜１は第１３図に示すように、供
給される原液の圧力によって透過液ｆｉＱは異なるもの
の、成る長さ以上になるとそれぞれ成る一定の供給され
る原液の圧力に対し透過液量Ｑはほぼ一定になるという
特性があり、中空糸膜１の有効長さには限度があって、
あまり長くしても無意味であることが判明した。

このように、中空糸膜の有効長さには限度があるため、
それ以上の中空糸膜の長さでは全長が有効に作用せず、
無駄な槽深さを必要としていた。

例えば、内径の０．４〜０．５　ｍｍ、全長１２００ｍ
ｍの中空糸膜を用いる場合、有効なのは上半分の約６Ｑ
Ｑｍｍで、下半分の６００ｍｍは透液作用を期待し得ず
、無駄な槽深さを必要としていたのである。

本発明は、前記の中空糸膜の透液特性を利用したもので
、中空糸膜の全長を有効に利用し、槽深さを浅くしたり
、或いは同じ槽深さでろ過容量を増大し、また中空糸膜
のユニットを長くしてろ過容量を増大させると共に設置
床面積を小さくすることができる中空糸膜ろ過装置を提
供しようとするものである。

ｃ問題点を解決するための手段及び作用〕本発明は、槽
内を仕切板にてろ過室とろ液室とに区画し、該ろ液室に
一端を開口した複数本の中空糸膜を前記ろ過室内に支持
し、該中空糸膜の他端部に該他端部を連通させた密閉集
液室を設けると共に該密閉集液室と前記ろ過室とを連通
管にて連通せしめたことを特徴とし、さらにまた、前記
複数本の中空糸膜と連通管の途中にこれらが開口する華
数または複数の中間密閉集液室を介在せしめて前記複数
本の中空糸膜と連通管とを長手方向に複数組に仕切った
ことをも特徴とする中空糸膜ろ過装置である。

即ち、ろ適時には中空糸膜の外側から内側へ通液し、逆
洗時には内側から外側へと逆方向に加圧水を通水し、さ
らにゆすぎ洗いのため、中空糸膜の集束体の少なくとも
外側の水中へ空気を吹き込み、水を揺動せしめることに
よりこれらの中空糸膜を水力的に揺動させるエアスクラ
ビングを行う方式の中空糸膜ろ過装置であって、中空糸
膜の長手方向のほぼ上半分でろ過されたろ液は上方に流
れ、はぼ下半分でろ過されたろ液は正分に流れ、連通管
を前記はぼ下半分のる液の出口管と、はぼ下半分の中空
糸膜を逆洗するための加圧水の入口管となし、さらにこ
のような中空糸膜及び連通管を長手方向に多段重ねによ
る長尺化を可能たらしめたものである。したがって、 ■　中空糸膜内径の細さに起因する中空糸膜内の長手方
向の流路抵抗を減少せしめることにより、ろ過装置とし
て許容しうるろ過差圧のうち、懸濁物質の付着ケーキ層
に起因する正味ろ過差圧が占める比率を大きくし、ろ過
差圧の有効利用率を向上させ、 ■　中空糸膜内の長手方向の流路抵抗に起因し、中空糸
膜の長さが増大するにつれ、中空糸膜の単位長あたりの
平均ろ過能力が低減するのを防止し、中空糸膜の長さ方
向の有効利用率を向上させ、 ■　さらに、中空糸膜及び連通管の長手方向の長尺化を
も可能ならしめるものである。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面を参照しながら以下に説明する。

共に固定し、この集束板２を押え板４、ボルト５等で仕
切板３に取り付け、複数本の中空糸膜１をその一端がろ
液室７内に開口するようにろ過室８内に支持する。さら
に、ろ過室８内の中空糸膜１の他端部も集束板２に貫通
して保護外筒９の他端と共に固定し、さらに蓋体１０を
連結して各中空糸膜１の端部が連通した密閉集液室１１
を連設して、この密閉集液室１１とろ液室７とを連通管
１２にて連通させる。

連通管１２は、中空糸膜１の液流抵抗の総計よりも小さ
い抵抗を有する径とし、その両端部を集束板２，２で固
定するもよく、また、連通管１２を第３図及び第４図に
示すように、複数本の集束された中空糸膜ｌの周囲に配
設し、必要に応じて両端を集束板２．２に固定した補強
管１３を集束された中空糸膜ｌの中央部を貫通させて補
強する。

このように、連通管１２を集束された中空糸膜ｌの周囲
に配設したときには、保護外筒９を省略することができ
る。

なお、この場合の連通管１２も、中空糸膜１の液流の抵
抗の総計よりも小さい抵抗を有するように、連通管１２
の径や本数を増加させることが必要である。

図中、１４はろ過室８内下部に設けられた空気分散板を
示す。

このようなろ過装置全体の概略図は第５図に示した通り
である。

しかして、ろ過すべき原液はろ過室８内に圧入され、保
護外筒９（第１図）又は連通管１２間の間隙（第３図）
を通過して各中空糸膜ｌに至り、各中空糸膜ｌの外側か
ら内側へろ過される。ろ過されて各中空糸膜１の内側に
入ったろ液は、各中空糸膜１の長さのほぼ中央から上下
に分流し、一方は直接ろ液室７に入り、他方は密閉集液
室１１に集められて、連通管Ｉ２を経てろ液室７に至り
、槽外へ取り出される。

このように、各中空糸膜１でろ過されたろ液は各中空糸
膜１内で上下に分流されて取り出されることになるから
、中空糸膜１の全長が前記の有効長さ限度以上の場合で
もこれを有効に利用することができる。

さらに、このようなろ過を継続する内に、中空糸膜ｌの
表面には液中の懸濁物が捕捉され通液抵抗が増大するか
ら、一定時間後にはろ過を停止して逆洗を行わなければ
ならない。逆洗は、ろ適時とは逆に、逆洗用の加圧水を
ろ液室７に圧入すると、加圧水は各中空糸膜１のろ液室
７側からと、連通管１２及び密閉集液室１１を経て各中
空糸膜１の他端部から流入し、加圧水を各中空糸膜１の
内側から外側へ逆流させて付着物を剥し易くし、その後
空気によるスクラビング操作を行い、中空糸膜１の表面
に付着している懸濁物の剥離を促進させる。即ち、エア
スクラビングは、満水中に空気分散板１４がら空気を吹
き込み、保護外筒９又は連通管１２が外周にある場合に
はその間隙を通る気泡の流れによって各中空糸膜１に激
しい振動を与え、付着物を剥離させるが、この聞咎中空
糸膜１は両端共に固定されているから、からみ合うこと
なく、破断も生ずることが少ない。

また、中空糸膜１の集束部の直径が太くなると、中央部
の中空糸膜１に付着した固形分は、加圧水で逆洗されて
押し出されても集束部の外側まで流出し難くなって逆洗
効率が低下する。これを防止するために、中央部の連通
管１２或いは補強管１３と中空糸膜ｌの集束部の間に中
２〜１０ｍｍの中央部空隙１９を設け（第２′図、第４
°図〉、また集束部の横断面の半径方向にも巾３〜ｌＱ
ｍｍの複数の半径方向空隙２０を設け、逆洗時に中空糸
膜１から剥離した固形分が最外側へ流出しやすくなるよ
うにすることが、逆洗効率の向上のために好ましい。

さらに、エアスクラビングによる中空糸膜１のゆすぎ洗
いの際に、その揺動スペースを確保し、かつ適当に揺れ
るようにするため、集束部と網目状の保護外筒９の間に
巾３〜１０ｍｍの外周空隙２１を設けることも好ましい
。第３図、第４図、第４°図の図示例では周囲の連通管
１２と中空糸膜１の間に外周空隙２１は設けられていな
いが、設けることも可能である。

なお、中空糸膜１の集束部の径が小さいときには必ずし
も必要ではないが、径が大きいときには、第６図、第７
図及び第７′図に示すように、空気噴出口１５を設けた
空気管Ｉ６を複数本の中空糸膜１の中心に貫通して上端
を閉塞し、下端を空気分散板１４の下に解放し、その空
気噴出口１５を周囲の中空糸膜Ｉ内に導くことによって
、空気を内側の中空糸膜ｌからも噴出させ、付着物の剥
離をさらに促進するようにすることもできる。この空気
噴出口１５は、集束板２付近にも開口させて、集束板２
上に堆積するＱ、ｆｊ）物を排除するようにすることが
好ましい。

なお、空気管１６を連通管１２の内側に貫通させる代り
に、連通管１２を空気管１６の内側に設けることもでき
る。

また、第３図及び第４図示例においては、補強管１３を
空気管として空気噴出口を設けることができる。

次に、他の本発明の詳細な説明する。

第８図及び第９図において、大部分は前記第１図及び第
２図に示した実施例と同じであるが、中空糸膜１の長さ
をその有効長さの２倍より長く必要とする場合や、据付
作業空間が狭い場合に便利なように、中空糸膜ｌと連通
管１２の途中にこれら端部が開口する中間密閉集液室１
８を介在させたものである。即ち、各中空糸膜ｌと連通
管１２を途中で分断し、各分断部の中空糸膜１及び連通
管１２の端部をそれぞれ集束板２，２に貫通して固定し
、これらを連結環１７にて連結してその連結部に各中空
糸膜１と連通管１２を連通させた中間密閉集液室１８を
設は中空糸膜１と連通管１２を長手方向に仕切ったもの
であり、中空糸膜１の必要長さによって複数の連結部を
設けることができる。

したがって、分断された各中空糸膜１内で分流されたろ
液は各中間密閉集液室１８と密閉集液室１１内に集めら
れ、それぞれ連通管１２にて順次ろ液室７に導かれるこ
とになり、このように連結可能にすれば、作業空間が狭
くとも裾付け、取外し作業が容易になり、しかも多数連
結してろ過面積を増加させても投影設置面積は変わらな
い。

なお、連通管１２を中空糸膜１の集束部の周囲に配設す
るもよく、その場合は第１０図及び第１１図示例の通り
であり、前述した第３図、第４図及び第４“図の図示例
の説明からも構成は容易に理解されよう。

また、エアスクラビングのため、中空糸膜ｌの集束部の
中央から空気を噴出させる空気管を必要とする場合には
、前述した第６図及び第７図などの実施例に準じて構成
することができるが、その場合の空気管を分割して連結
可能たらしめるのも便利な一態様である。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明は中空糸膜の透液特性を利用
し、中空糸膜の全長を有効利用して合理的なろ過を行い
、槽深さを浅くしたり、同一槽深さでろ過客量を増大し
、設置床面積を小さくすることができ、さらにこのよう
な中空糸膜のユニットをカセット式に連結するようにす
れば、設置床面積を増大させることなく一層ろ過客量を
増大することができ、しかも作業空間が狭くとも据付け
、取外し作業を容易に行うことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１〜１１図は本発明の実施例を示し、第１図は本発明
の一実施例を示す断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面
図、第２′図は他の例を示すＡ−へ断面図、第３図は本
発明の他の実施例を示す断面図、第４図は第３図のＢ−
Ｂ断面図、第４°図は他の例を示すＢ−Ｂ断面図、第５
図はろ過装置内部全体の概略図、第６図はさらに本発明
の他の実施例を示す断面図、第７図は第６図のＣ−Ｃ断
面図、第７°図は他の例を示すＣ−Ｃ断面図、第８図は
本発明の他の実施例を示す断面図、第９図は第８図のＤ
−Ｄ断面図、第９“図は他の例を示すＤ−Ｄ断面図、第
１０図は本発明の他の実施例を示す断面図、第１１図は
第１０図のＥ−Ｅ断面図、第１１°図は他の例を示すＥ
−Ｅ断面図、第１２図は従来の中空糸膜ろ過装置の一部
を示す断面図、第１３図は中空糸膜の長さと透過液量と
の関係を示す線図である。 １・・・中空糸膜、２・・・集束板、３・・・仕切板、
４・・・押え板、５・・・ボルト、６・・・Ｏリング、
７・・・ろ液室、８・・・ろ過室、９・・・保護外筒、
１０・・・蓋体、１１・・・密閉集液室、１２・・・連
通管、１３・・・補強管、１４・・・空気分散板、１５
・・・空気噴出口、１６・・・空気管、１７・・・連結
環、１８・・・中間密閉集液室、１９・・・中央部空隙
、２０・・・半径方向空隙、２１・・・外周空隙。 特許出願人　　　株式会社　荏原製作所代理人弁理士　
　高　　木　　正　　行代理人弁理士　　薬　　師　　
　　　稔代理人弁理士　　依　１）　孝　次　部ろ 出液 口 一口 手　続　主甫　正　書（方式） 昭和６１年２月２７日 特許庁長官　　宇　賀　道　部　殿 １、事件の表示　　昭和６０年特許願第２３６４０２号
事件との関係　　特許出願人 名称　（０２３）株式会社荏原製作所 ４、代理人 ５、補正命令の日付　　昭和６１年１月２８日（発送日
）６、補正により増加する発明の数 ７、　第１１Ｎ第１３行の「第４図示例」を、特願昭６
０−２３６４０２ 補　　　　正　　　　書 ■、　本願明細書中 １、第６頁第１７行の「第２図」を、「第２図（ａ）」
に訂正する。 ２、第７頁第１１行の「第４図」を、「第４図（ａ）」
に訂正する。 ３、第１Ｏ頁第４行の「（第２′図、第４′　図）」を
、「（第２図（ｂ）、第４図（ｂ）」に訂正する。 ４、第１Ｏ頁第１４行の「第４図」を、「第４図（ａ）
」に訂正する。 ５、第１０頁第１５行の「第４′図」を、「第４図（ｂ
）」に訂正する。 ６、　第１Ｏ頁第２０行の「第７図及び第７′　図」を
、「第７図（ａ）及び第７図（ｂ）」に訂正する。 ＩＲ憤ＩＬ百坑５丘の「填４Ｍ１を　「第４図「第４図
（ａ）の図示例」に訂正する。 ８、第１１頁第１７行の「第９図」を、「第９図（ａ）
」に訂正する。 ８、第１１頁第１８行の「第２図」を、「第２図（ａ）
」に訂正する。 １０、　　第１２頁第２０行〜第１３頁第１行の「第１
１図示例」を、「第１１図（ａ）の図示例」に訂正する
。 １１、　　第１３頁第１〜２行の「第４図及び第４′図
」を、「第４図（ａ）及び第４図（ｂ）」に訂正する。 １２、第１３頁第６行の「第７図」を、「第７図（ａ）
」に訂正する。 １３、　　第１４頁第１行の「第１〜１１図」を、「第
１〜１１図（ａ）」に訂正する。 １４、第１４頁第２行の「第２図」を、「第２図（ａ）
」に訂正する。 １５、第１４頁第３行の「第２′図」を、「第２図（ｂ
）」に訂正する。 ム０．朱五’＋ｇシｎＪ１ＪＵ）ｌｓｒｌ’ｅ向ＪＹｌ
−（−ＸＪｆｆｕｘ（ａ）」に訂正する。 １７、第１４頁第５行の「第４′図」を、「第４図（ｂ
）」に訂正する。 １Ｂ、　　第１４頁第８行の「第７図」を、「第７図（
ａ）」に訂正する。 １９、　　第１４頁第９行の「第７′図」を、「第７図
（ｂ）」に訂正する。 ２０、第１４頁第１０行の「第９図」を、「第９図（ａ
）」に訂正する。 ２１、　　第１４頁第１１行の「第９′図」を、「第９
図（ｂ）」に訂正する。 ゛２２．第１４頁第１３行の「第１１図」を、「第１１
図（ａ）」に訂正する。 ２３、第１４頁第１４行の「第１１’図」を、「第１１
図（ｂ）」に訂正する。 ■　添付図中 １、ｒ第２図」及び「第２′図」を、別紙のように、そ
れぞれ「第２図（ａ）」及び「第２図（ｂ）」に訂正す
る。 ２、「第４図」及び「第４′図」を、別紙のように、そ
れぞれ「第４図（ａ）」及び「第４図（ｂ）」に訂正す
る。 ３、「第７図Ｊ及び「第７′図」を、別紙のように、そ
れぞれ「第７図（ａ）」及び「第７図（ｂ）」に訂正す
る。 ４、「第９図」及び「第９′図」を、別紙のように、そ
れぞれ「第９図（ａ）」及び「第９図（ｂ）」に訂正す
る。 ５、「第１１図」及び「第１１’　図」を、別紙のよう
に、それぞれ「第１１図（ａ）」及び「第１１図（ｂ）
」に訂正する。 以　　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、槽内を仕切板にてろ過室とろ液室とに区画し、該ろ
   液室内に一端を開口した複数本の中空糸膜を前記ろ過室
   内に支持し、該中空糸膜の他端部に該他端部を連通させ
   た密閉集液室を設けると共に該密閉集液室と前記ろ液室
   とを連通管にて連通せしめたことを特徴とする中空糸膜
   ろ過装置。 ２、前記連通管を複数本とし、前記複数本の中空糸膜の
   周囲に配設したものである特許請求の範囲第１項記載の
   中空糸膜ろ過装置。 ３、槽内を仕切板にてろ過室とろ液室とに区画し、該ろ
   液室内に一端を開口した複数本の中空糸膜を前記ろ過室
   内に支持し、該中空糸膜の他端部に該他端部を連通させ
   た密閉集液室を設けると共に該密閉集液室と前記ろ過室
   とを連通管にて連通せしめ、前記複数本の中空糸膜と連
   通管の途中にこれらが開口する単数又は複数の中間密閉
   集液室を介在せしめて前記複数本の中空糸膜と連通管と
   を長手方向に複数組に仕切ったことを特徴とする中空糸
   膜ろ過装置。 ４、前記連通管を複数本とし、前記複数本の中空糸膜の
   周囲に配設したものである特許請求の範囲第３項記載の
   中空糸膜ろ過装置。