JPS63100904A - 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】 ［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ろ過材として使用するろ
過装置に係り、ろ過室内の上部に形成された空気層を効
率良く排出することができる中空糸膜ろ過装置に関する
。

（従来の技術） 一般に原子力発電プラントにおいては、放射線低減対策
として腐蝕生成物の発生の抑制およびその除去を行って
いるが、たとえば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ろ過装
置が使用されている。このようなろ過装ことしては、従
来から粉末イオン交換じ１脂等のプリコートフィルタを
使用したろ過装置や、ろ紙、ろ布、メンブレンフィルタ
等の平膜型ろ過フィルタや、焼結金属、セラミック等の
中空管型フィルタ等が使用されていたが、近年中空糸膜
モジュールをろ過材として使用した中空糸膜ろ過装置が
広く普及している。この中空糸膜は、外径が０．３〜３
關程度で微細な透過孔を多数有する中空状の繊維の膜で
あって、粒径０．１μｍ以下の懸濁物も補足可能であり
、単位容積当りのろ過面積が大きく、また耐圧性に優れ
ているので、限外ろ適用、逆浸透ろ適用のろ過材として
、電子工業、医学、排水処理の分野で広く使用されてい
る。

第５図は、この中空糸膜ろ過装置の一例を示す断面図で
ある。この中空糸膜ろ過装置は、密閉容器１が管板２に
よってろ過室３と処理液室４とに区画され、ろ過室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椹成
されている。そして各中空糸膜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ＩＡおよび蓋板ＩＢの縁部に取付けた外周フラン
ジ８および９により挟持されて固定されている。

上記中空糸膜モジュール５は一般に繊維状の中空糸膜を
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、この樹脂等により固定
した部分が上記モジュール固定部７である。なお、この
例の中空糸膜ろ過装置においては、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段巡設し、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ｔｉ遺体として取付けて
いる。

そして原子力発電プラントから発生した廃液等は、供給
液入口ノズル１０からろ過室３内に導入　　・され、各
中空糸膜６を通過する際、クラッド等の異物を分疏除去
されてろ過され、ろ過された処理液は中空糸膜６の中空
部分を通り各中空糸膜モジュール５の束の中心部に設け
た集水管１１に流入し、管板２を経由して処理液室４に
流入した後、処理液出口ノズル１２を通り系外へ移送さ
れる。

ところで、通常所定容量の供給液をろ過処理中ろ過室３
上部に空気層１３が形成される。この空気層１３は水中
の微細な気泡、配管内面あるいは機器等の表面に付着し
ていた気泡等が長時間の運転により徐々に上部に溜り形
成されるもので、従来この空気層を排出するためには、
ベント１４のノズルの配管下流にある弁を開通して供給
液とともに空気を廃棄物処理系へ排出していた。このベ
ン１−１４は中空糸膜６の目詰まりにより透過圧力損失
が増大したときに中空糸膜６の表面に付着したクラッド
等を除去する逆洗操作のとき等にも使用するものである
。なお、図中１５は保護筒、１６は逆洗時の空気入口ノ
ズル、１７は空気吹出管、１８は逆洗水出口ノズルであ
る。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、ベント１４のノズルを使用して空気層を
排出する場合、ろ過室内にあるベント１４の配管先端と
管板２間のクリアランス部分の空気層は排出し難く空気
層が残留しやすい傾向があり、ろ過室内の上部に空気層
が存在して中空糸膜６が長時間空気に触れると、中空糸
膜６のろ過面積が減少するためろ過動率が低下するとい
う問題があった。

また、上記のクリアランス部分は水逆洗時の圧力損失の
関係で所定以上に短くすることができず、ノズルの口径
も　１５０八〜３０ＯＡ　＜　　１６５．２〜３１８．
５ｍｍ　）と大きいため、空気排出の際ベント１４から
長時間廃液等の供給液を排出すると、廃棄物処理系へ送
る廃液量が増大し、廃棄物処理系の負宵が増加するとい
う問題もあった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたも
ので、ろ過処理効率を向上させ、廃棄物処理系への負荷
を低減させた中空糸膜ろ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） 本発明の中空糸膜ろ過装置は、密閉容器と、二の密閉容
器内を上部に形成される処理液室と下部に形成されるろ
過室とに区画する管板と、この管板から前記ろ過室内に
垂設された中空糸膜モジュール構造体とを有する中空糸
膜ろ過装置において、前記管板の下面と同一かあるいは
上側に密閉容器の内外を連通ずる空気抜きノズルの内部
開口を設けたことを特徴とする。

なお、空気抜きノズルの解放は、例えばろ過室内の上部
に形成された空気層を検出する検知装置とこの検知装置
の出力によって空気抜きノズルの開閉を制御する制御装
置や、タイマーとこのタイマーの出力によって空気抜き
ノズルの開閉を制御する制御装置や、供給液処理量を測
定する流量計とこの流量計の出力によって空気抜きノズ
ルの開閉を制御する制御装置等を用いて行なうことがで
きる。

また、空気抜きノズルは、外径が１０Ａ〜１００Ａ（１
７，３〜１１４．３ｍコ）、好ましくは１０Ａ〜５０Ａ
＜１７．３〜６０．５ｍ１）のものが適している。

（作用） 本発明の中空糸膜ろ過装置においては、ろ過処理中にろ
過室内の上部に空気が溜り空気層が形成されると、管板
もしくはその近傍の胴体に設けられ、管板の下面と同一
かあるいは上側に内部開口が設けられた小口径の空気抜
きノズルにより空気が排出されるので、廃液を排出させ
ることなく、ろ過室内の空気をほとんど排出することが
でき、これによって空気層により中空糸膜のろ過処理面
積が減少することを防止し、ろ過処理効率を向上させる
ことができる。

また、空気抜きノズルの口径が小さいので、空気排出時
に空気とともに廃液が排出されてもその量は少なくなり
、廃棄物処理系への負荷が少なくて済む。

（実施例） 以下本発明の実施例について図面を用いて説明する。な
お従来例と同一の要素、部品について　。

は同一符号で示し、その説明は省略する。

第１図は本発明の一実施例の中空糸膜ろ過装置の断面図
である。この中空糸膜ろ過装置は、密閉容器１が管仮に
よってろ過室３と処理液室４とに区画され、管板２から
中空糸膜モジュール５が多段に垂設され、さらにろ過室
３内上部に形成された空気層１３を検出する検知器（液
位針）２０がろ過室３に接続され、空気抜きノズル２１
がろ過室上部に設けられて構成されている。液位針２０
はろ過室３内の水位を、中空糸膜モジュール格遺体の上
端から下端に至る範囲で検知することができ、ろ過室３
に連通して管板２の端面から導出した上部液位針座２２
と中空糸膜モジュール５の下端より下方のろ過室３から
導出した下部液位針座２３とを連絡するように元弁２４
を介して取付けられている。

次に空気抜きノズル２１について詳しく説明する。第２
図は実施例の中空糸、膜ろ過装置の空気抜きノズル部の
拡大断面図である。この空気抜きノズルは口径が１０Ａ
　〜５０Ａ　（１７３，５〜６０．５ｕｘ）で、管板２
に設けられ、管板２よりろ過室３内へ通じている。そし
て空気抜きノズル２１のろ過室３内空気導入部分周辺の
管板は第２図に示したように削られた形で、ろ過室３内
上部の空気を捕集しやずいｙｉ造となっているが、管板
が削られていない形でも支障はない。

以上のように構成された中空糸膜ろ過装置を用いて、従
来装置と同様にして濾過処理が行われる。

すなわち、原子力発電所から発生した廃液等の供給液は
、供給液入口ノズル１０からろ過室３内に圧入され中空
糸膜６によりろ過された後、処理液となって処理液室４
に流入し、処理液出口ノズル１２を経て外部へ移送され
る。そしてろ過処理工程においてろ過室３内上部に空気
層１３がある一定量形成され液位針２０により検知され
ると、図示を省略した制御装置により空気抜きノズル２
１が開通されて空気の排出が行われる。

空気を排出するときは、ろ過処理運転を継続しながら空
気抜きノズル２１の配管下流側の弁を規定時間開通する
ことにより、供給液と共に空気を廃棄物処理系へ排出す
る。

この中空糸膜ろ過装置では、小口径の空気抜きノズル２
１がら空気の排出を行うため、ろ過室内に形成された空
気層のほとんど全量を排出することができ、また、廃棄
物処理系へ空気とともに排出される廃液の発生量が少な
い６従って、中空糸膜のろ過面槓が減少して、ろ過処理
効率が低下することを防止し、かつ廃棄物処理系の負荷
を低減することができる。

なお、空気層１３を排出する時期の決定方法としては、
この実施例において用いたような液位針等の検知装置と
制御装置により空気抜きノズルの開閉を制御する方法の
他に、空気層１３の形成過程を予め計算しておき、タイ
マーとこのタイマーの出力によりノズルの開閉を制御す
る制御装置により時間制御する方法や、供給液の処理量
を測定する流量計とこの流量計により空気抜きノズルの
開閉を制御する制御装置により流量１り御する方法等が
あげられる。

第３図は本発明の他の実施例の中空糸膜ろ過装置の空気
抜きノズル部分の拡大断面図である。この実施例の中空
糸膜ろ過装置は、空気抜きノズル２１が管板２からでは
なく、管板２近傍の密閉容器１の胴体ＩＡに設けられて
いる意思外は上記実施例と同様に構成されている。この
空気抜きノズル２１の一端はろ過室内の上部の管板が削
られた部分に開口し、他端は密閉容器１の胴体ＩＡを貫
通して外部に通じている。そして上記の実施例と同様に
してろ過室内の上部に形成された空気層の排出が行われ
る。この実施例においても上記の実施例と同様の効果を
あげることができる。

また第４図は比敦例の中空糸膜ろ過装置の断面図である
。この中空糸膜ろ過装置は中空糸膜モジュール５がＵ字
状に束ねられて構成されているもので、ベントと空気抜
きノズルを兼用したろ過装置である。この比較例の中空
糸膜ろ過装置においては、空気抜きノズル２１は管板２
および処理液室４を通り、密閉容器１の中間胴３０を貫
通して配管側と接続するように設けられている。この装
置においては、空気抜きノズル２１はベントと兼用して
いるため外径６５Ａ〜２０ＯＡ　（７６，３〜２１６．
３１１１）の大口径となる場合が多く、空気層の全量を
排出することは難しいので、中空糸膜が空気に接触して
ろ過面積が減少し、ろ過処理効率が低下する傾向があり
、また空気と共に排出されて廃棄物処理系へ送られる廃
液の発生量が多いので廃棄物処理系の負荷が増大する傾
向となる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明の中空糸膜ろ過装置は、ろ過処
理工程においてろ３！！室内の上部に形成される空気層
を、＋７板もしくは管板近傍に配設された小口径の空気
抜きノズルにより効率良く空気を排出することができる
。従って、中空糸膜モジュールのろ過面積を大きく確保
でき、ろ過動率を向上させろことができるので、中空糸
、膜モジュールのが命を長期化し、長時間の装置の連続
運転が可能となる。

また空気と共に排出される廃液量が少なくて済むので、
廃棄物処理系の負荷が低減される。

【図面の簡単な説明】

′ＮＳ１図は本発明の実施例の中空糸膜ろ過装置の断面
図、第２図は本発明の実施例の中空糸膜ろ過装置の空気
抜きノズル部の拡大断面図、第３図は本発明の他の実施
例の中空糸膜ろ過装置の空気抜きノズル部の拡大断面図
、第４図は比較例の中空糸膜ろ過装置の断面図、第５図
は従来の中空糸膜ろ過装置の断面図である。 １・・・・・・・・・密閉容器 ２・・・・・・・・・管板 ３・・・・・・・・・ろ過室 ４・・・・・・・・・処理液室 ５・・・・・・・・・中空糸、膜モジュール６・・・・
・・・・・中空糸、膜 １４・・・・・・ベント ２０・・・・・・液位針 ２１・・・・・・空気抜きノズル 出願人　　　　　　株式会社　東芝 代理人　弁理士　　須　山　佐　− 第３図 第４図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）密閉容器と、この密閉容器内を上部に形成される
   処理液室と下部に形成されるろ過室とに区画する管板と
   、この管板から前記ろ過室内に垂設された中空糸膜モジ
   ュール構造体とを有する中空糸膜ろ過装置において、前
   記管板の下面と同一かあるいは上側に密閉容器の内外を
   連通する空気抜きノズルの内部開口を設けたことを特徴
   とする中空糸膜ろ過装置。
2. （２）ろ過室内の上部に形成された空気層を検出する検
   知装置と、この検知装置の出力によって空気抜きノズル
   の開閉を制御する制御装置とを有することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の中空糸膜ろ過装置。
3. （３）タイマーと、このタイマーの出力によって空気抜
   きノズルの開閉を制御する制御装置とを有することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の中空糸膜ろ過装置
   。
4. （４）供給液処理量を測定する流量計と、この流量計の
   出力によって空気抜きノズルの開閉を制御する制御装置
   を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   中空糸膜ろ過装置。
5. （５）空気抜きノズルの外径が、１０Ａ〜１００Ａ（１
   ７．３〜１１４．３ｍｍ）であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項記載の中
   空糸膜ろ過装置。