JPS63185406A - チユ−ブラ型膜モジユ−ル - 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］ 本発明はチューブラ型膜モジュールに係り、詳しくは原
液中に共存する懸濁物などにより膜の流路を閉塞させる
ことなく、高い透過水量が得られ、循環水量を低下させ
ることのできる最適なチューブ径を有するチューブラ型
膜モジュールに関する。

［従来の技術］ 懸濁質を含む廃水を膜処理する場合、懸濁質による流路
の閉塞のない膜モジュールが必要となる。

この膜モジュールとしては中空糸型、スパイラル型ある
いはチューブラ型のものが用いられている。

しかしながら高濃度の濁質を含む廃水を処理する場合は
、中空糸は管の内径が小さいため閉塞し、スパイラルで
はネット状スペーサーがあるため閉塞し、所定のフラッ
クス（透過水量）が得られなくなるという問題があり、
チューブラ型が適しているといえる。

［発明が解決しようとする問題点〕 一般に管の内径が小さい程、循環水によるせん断力が大
きく、高い濾過水量が得られる。しかし、市販のチュー
ブラ型膜モジュールは管の内径がｓ、５ｍｍφ以上であ
るため、閉塞は生じないが高い濾過水量を得るためには
高い循環水量が必要であった。

従って、流路を閉塞させることなく、高い透過水量が得
られ、循環水量を低下させることのできる最適なチュー
ブ径を有する膜モジュールが必要であった。

なお、特公昭５６−３５４８３には内径１〜８ｍｍのも
のがよいことが開示されている。この下限１ｍｍは、そ
れより小さくなるとｒ流動循環液中に大きな異物粒子が
混入している場合にチューブ人口で目詰りを起す」ため
であり、上限８ｍｍは、それより大きくなるとｒチュー
ブの形状保持能力と腰の弱さが大きくなり折曲がったり
する」ためであることが記載されている。

しかし、本発明者がさらに検討を重ねたところ、高濃度
の濁質を含む被処理水中に大きな異物粒子が混入してい
なくても、長時間運転すると、内径１〜８ｍｍの範囲内
のチューブ状膜を用いても閉塞する問題が生じることが
あった０例えば、本発明者の実験の結果、内径１．８ｍ
ｍのチューブ状膜では、逆洗を間欠的に行なっても閉塞
が起き、運転できなくなることがわかった。その原因は
、大きな異物粒子のチューブ入口での目詰りではなく、
逆洗でも除去できない汚染物の蓄積と、流入した濁質の
凝集によるものと推察される。

［問題点を解決するための手段］ 本発明のチューブラ型膜モジュールは、内径が２．５〜
４．０ｍｍであるチューブ状膜を採用したものである。

［作用］ かかる本発明のチューブラ型膜モジュールでは、組み込
むチューブ状膜の内径を特定の範囲に定めた結果、高濃
度の濁質を含む廃水を長時間通水しても、フラックス低
下が少なく、また通水のための消費エネルギーも少なく
て足りる。

［実施例］ 以下図面を参照しながら本発明についてさらに詳細に説
明する。

第１図はチューブラ型膜モジュールの構成を示す組立斜
視図、第２図は同断面図、第３図はチューブ状膜の模式
的斜視図である。

符号１は筒状耐圧容器であり、その内部にはチューブ状
膜２が多数本並行して設けられている。筒状耐圧容器１
の両端には、合成樹脂系接着剤の固化により、容器１と
チューブ状膜２とを接着しているヘッダー３．４が配設
され、チューブ状膜２の両端部はこのヘッダー３．４に
埋設され、かつチューブ状膜２の先端が該ヘッダー３．
４の外端面に開口するようにして支持されている。符号
５は透過水の排出口を示す。

かかる構成のチューブラ型膜モジュールにおいて、処理
される廃水はチューブ状膜２の一端開口２ａよりチュー
ブ状膜２内に流入し、このチューブ状膜２内を流れる間
に透過処理され、透過水はチューブ状ＩＮ！２と筒状耐
圧容器１内面との間を通り排出口５に到り、該容器１外
に抜き出される。

濃縮水はチューブ状膜２の他端開口２ｂから排出される
。本発明のチューブ状膜モジエールは、モジュールに供
給される、あるいは、循環される水中に高濃度に濁質を
含む場合に好適であり、例えば濁質を１０００　ｍ　ｇ
　／　ｆＬ程度含むものに通用できる。

而して、本発明ではチューブ状膜２の内径ｄを２．５〜
４．０ｍｍとするものであるが、このようにすることに
より、通水のためのエネルギー消費を低くしながら高い
フラックスが得られるようになる。

第４図ぼチューブ状膜２の内径ｄとフラックスとの関係
を示す測定データ、第５図はチューブ状膜の内径ｄと消
費エネルギーとの関係を示す測定データである。

この場合の測定条件は次の通りである。

廃水：　Ｆｅ　（ＯＨ）　３１０００ｍｇ／ｆＬ。

平均粒径１μｍ 膜の孔径；０．２μｍ 運転条件：入口圧力２　ｋ　ｇ　／　ｃ　ｒｎ”　、循
環流速２　ｍ　／　ｓ　、逆洗間隔１ｈｒ なお、消費エネルギー及びフラックスは通水１０００ｈ
ｒ後の値である。

第４、図より、チューブ状膜の内径ｄが小さくなるほど
フラックスが増大するが、ｄが２．５ｍｍよりも小さく
なると急激にフラックスが低下することが認められる。

この理由は次の通゛りであると考えられる。

一般にクロスフロー濾過では液の流れによるせん断力が
作用し、濁質層厚みは抑制される。このせん断力は内径
が小さい程大きいため、フラックスは内径の小さい方が
大きくなる。しかしながら、過度に内径ｄが小さくなる
と、廃水中に含まれていた濁質がチューブ状膜２の一端
開口２ａから流入する際にこの間口２ａの端面周縁部分
に付着、堆積し、該開口を閉塞させ易く与る。（この間
口２ａは、廃液の流入口となるのであるが、流路断面積
が急速に小さくなるので、廃液に激流されてきた濁質が
その慣性力の故に急速には流れ方向を変更することがで
きず、該開口２ａの周縁に衝突し、そこにおいて付着、
堆積し、成長し易い。） また、チューブ状膜２の内部においても内径ｄが過度に
小さいと流路が閉塞され易い、さらに、内径ｄが小さけ
れば圧力損失が大きくなり、出口側聞口２ｂに近付くに
従って濾過差圧（チューブ状膜内外の圧力差）が小さく
なる。

このようなことから、チューブ状膜の内径ｄが過度に小
さいとフラックスとりわけ所定時間通水した後のフラッ
クスが低下し易い。

第５図はチューブ状膜内径ｄが小さくなる程消費エネル
ギーが小さくなるが、ｄが２．５ｍｍよりも小さくなる
と急激に消費動力が増大することを示す。これは、上記
と同様にｄが小さいほどチューブ状膜内面の濁質層へ作
用するせん断力が大きくなり、該濁質層厚さが減少する
と共に、ｄが過度に小さくなると閉塞が生じ易くなるた
めである。また、本発明のチューブ状膜モジュールは第
４図および第５図からも明らかなように、チューブ状膜
は内径が３ｍｍ程度が最適である。

内径が４ｍｍを越えるとフラックスが低下し、消費エネ
ルギーが増加して好ましくない。

［効果］ 以上の実験例からも明らかな通り、本発明のチューブラ
型膜モジュールは、チューブ状膜の内径を２．５〜４．
０ｍｍと適切な値としたので、■　懸濁質による流路の
閉塞が生じないため、高濃度の廃水に適用でき、さらに
高濃縮が可能となる。

■　高いフラックスが得られる。

■　消費エネルギーが小さくなる。

■　従って装置規模を小さくでき、経済的となる。

等の優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はチューブラ型膜モジュールのモジュール構造を
示す組立斜視図、第２図は同断面図、第３図はチューブ
状膜の模式的な斜視図である。第４図及び第５図は実験
結果を示すグラフである。 １・・・筒状耐圧容器、　　２・・・チューブ状膜、３
．４・・・ヘッダ。 代理人　　弁理士　　瓜　野　　剛 第４図 膜の内径ｄ（ｍｍ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 筒状耐圧容器と、該容器内に多数本並行して設けられた
   チューブ状膜と、筒状耐圧容器の両端に設けられチュー
   ブ状膜を支持するヘッダーとを有するチューブラ型膜モ
   ジュールにおいて、チューブ状膜は内径が２．５〜４．
   ０ｍｍであることを特徴とするチューブラ型膜モジュー
   ル。