JPS6351907A

JPS6351907A - 濾過装置

Info

Publication number: JPS6351907A
Application number: JP61196131A
Authority: JP
Inventors: Motoi Kato; 基加藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-08-21
Filing date: 1986-08-21
Publication date: 1988-03-05
Anticipated expiration: 2009-08-31
Also published as: JPH0667456B2

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）本発明は洗浄・逆洗能力の向上を図った濾過装置に関す
る。

（従来の技術）例えば原子力発電プラントには多数の濾過装置が設置さ
れ、該濾過装置によりプラント運転によって発生する不
純物、特に放射性不純物を除去を行なっている。これに
よって原子力発電プラントは常に正常な状態に保持され
る。

従来型の浦過装置器は通常以下のような構成をなしてい
る。すなわちオーステナイト系ステンレスＷＩ製のフィ
ルタエレメントに、粒状又は粉体状の濾過助材を、ブリ
ニートし、それによって形成されるケーキ層に処理液を
通過させることによって濾過処理を行なう。これがプリ
コートタイプと称されるものである。このプリコートタ
イプのものの再生処理は、フィルタエレメントから濾過
助材を逆洗・廃棄して新しい濾過助材をプリコートする
ことによりなされる。しかし大量に破棄される濾過助材
は放射性不純物を多く含む為その処理・処分に多大な労
力を要している。

かかる点に着目して最近使用されているのが、中空糸膜
タイプの濾過装置である。この中空糸膜タイプの濾過装
置とは、前述した濾過助材を使用せず逆洗により濾過処
理能力を再生でき、かつコンパクトで大きい濾過面積を
確保できるものである。以下第６図を参照して中空糸膜
タイプの濾過装置の逆洗作用について説明する。第６図
中符号１は中空糸の濾過膜であり、図中左側が中空糸の
内部であって右側が中空糸の外側である。この濾過膜１
に付着した不純物２は濾過膜１の外側より穴５を介して
流通する逆洗水４によって濾過膜１から離脱される。か
かる逆洗操作により再生することが可能である。このよ
うな特性を有する中空糸膜フィルタは従来のプリコート
タイプの濾過装置が使用されていた多くの水処理系にお
いて、代価フィルタとして使用されている。

ところで原子力発電プラント内で処理対象として最大の
ものは、蒸気タービンから原子炉圧力容器内に戻る復水
である。これは放射性廃棄物処理系（以下ＲＷという）
のような他の処理系と比較すると不純物濃度が低く、非
常に稀薄である。しかも不純物の粒系が小さく、かつ蒸
気タービンからの油膜類の溶存があり難濾過性溶液とな
っている。

このような性質を有する溶液を処理する場合、前記第６
図に示した逆洗だけでは十分に再生することは不可能で
ある。すなわち濾過膜１の穴５の無い部分に強固に付着
した不純物についてはその除去が困難だからである。さ
らに濾過膜１の表面に不純物が存在する状態で濾過処理
を開始した場合、穴５の近傍に付着していた不純物によ
って穴５が閉塞されることも予想され、早期に目詰りが
発生することも懸念される。

一方最近では膜分離技術の進歩により固形分の分離のみ
ならず、逆浸透膜法を採用した溶解成分・イオンの分離
も可能となった。この逆浸透膜法に使用される膜を逆浸
透膜と称しているが、最近ではさらに濾過面積の拡大を
図るべく中空糸膜タイプの逆浸透膜も考えられている。

しかしながらこのような逆浸透膜を使用する場合には以
下に示すような問題がある。すなわち逆浸透膜を使用す
る場合には濃度分極という現象が発生し、この濃度分極
が′ａＡ過膜の寿命を大幅に低下させている。ここに濃
度分極とは膜分離によって膜の表面付近の溶質１１度が
増大して分離に抗する浸透圧力が増大する現象をいう。

このような濃度分極を防止するためには、第７図に示す
ように濾過Ｂ！１の表面を絶えず洗浄水３によって洗浄
して溶質濃度を低下させる必要がある。そして従来の濾
過装置では処理水の一部を上記洗浄水３として使用して
洗浄後は上流のタンクに戻すシステムとなっているため
、濾過膜を透過する水の量よりも多量の処理液を濾過装
置に供給する必要がある。

これは上流タンクから濾過装置までの配管・弁等の構成
が大型化して好ましいことではない。又濾過膜が汚染さ
れるにつれて濾過膜差圧が上昇した場合には、洗浄水ｍ
をさらに増大させなければならず透過水量が更に減少し
てしまうという問題がある。

（発明が解決しようとする問題点）このように従来の濾過装置ににあっては大量の処理水を
洗浄水として使用しなければならず、かつ装置が大型化
するという問題があり、本発明はまさにこのような点に
基づいてなされたものでその目的とするところは、逆洗
・洗浄能力を向上させることにより、上述した問題を効
果的に解決することが可能な濾過装置を提供することに
ある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）すなわち本発明による濾過装置は、処理液流入口及び処
理液流出口を有する容器本体と、この容器本体内に設置
されフィルタユニット処理液流入口及びフィルタユニッ
ト処理液流出口を有する濾過処理容器内に集水管を有す
る両切型中空糸膜フィルタを収容した複数のフィルタユ
ニットと、上記容器本体内に貫通配置された洗浄ノズル
と、この洗浄ノズルから分岐され上記フィルターユニッ
ト夫々の集水管内に挿入された分岐洗浄ノズルとを具備
したことを特徴とするものである。

（作用）つまり容器本体を貫通して配設された洗浄ノズルから分
岐された分岐洗浄ノズルを各中空糸膜フィルタの集水管
内に挿入配置し、該分岐洗浄ノズルを介して集水管さら
には中空糸内に洗浄水を供給するものである。

（実施例）以下第１図乃至第４図を参照して本発明の第１の実膿例
を説明する。第１図は本大浦例による濾過装置の断面図
であり、図中符号１０１は容器本体であり、この容器本
体１０１の上部開口１０１ａは、蓋体１０２によって閉
塞されている。

また上記容器本体１０１内には管板１０３が設置され、
この管板１０３からは複数のフィルターユニット１０４
が垂下されている。上記容器本体１０１の下端中央部に
は処理液流入口１０５が形成されているともに、上端中
央部には処理Ｆｉ１流出口１０６が形成されている。上
記処理液流入口１０５を介して流入した処理液は容器本
体１０１の下部に形成された処理水！１０７内に流入し
、フィルタユニット１０４のフィルタモジュール１０８
内に導入される。尚図中符号１０８ａはフィルタモジュ
ール１０８を構成する中空糸であり、この中空糸１０８
ａには第４図に示すように穴１４１が形成されている。

処理液はフィルターモジュール１０８で濾過された後濾
過処理チャンバ１０９を介して濾過水室１１０内に流入
する。そして処理液流出口１０６を介して外部に流出す
る。

上記容器本体１０１の下部を水平方向に貫通して洗浄ノ
ズル１１２が配設されている。この洗浄ノズル１１２か
らは複数の分岐洗浄ノズル１１３が分岐されており、こ
の分岐洗浄ノズル１１３は前記フィルターユニット１０
４の内部に挿入されている。また上記フィルターユニッ
ト１０８は押え仮１１４によって管板１０３に圧着固定
されている。また管板１０３にはベント管１１５及びド
レン管１１６が接続されている。上記ベント管１１５に
より処理水室１０７内に集合するエアーを外部に排出す
るとともに、上記ドレン管１１６により濾過水空ｉｉｏ
内の水抜きを行なう。

次に第２図を参照してフィルターユニット１０４の構成
について説明する。図中符号１２１は濾過処理容器であ
り、この濾過処理容器１２１内に収容されている前記フ
ィルタモジュール１０８は集水管１２２の外周に多数の
中空糸膜フィルタ１２３を配置し、その両端を樹脂によ
り固定したものである。これが両切型と称されるもので
ある。この濾過処理容器１２１は前記処理水〒１０７及
び濾過水至１１０とを区画する重要な構成部分であると
ともに、特殊な保存液を必要とするフィルターモジュー
ル１０８の移送容器として、さらにはフィルターモジュ
ール１０８に一切手を触れることなく交換する為のガイ
ドチューブとして橢能する。上記集水管１２２上下端は
集水管指示具１２３を介して上部フランジ１２４及び下
部フランジ１２５に固定されている。上部フランジ１２
４には上部指示具１２６が固定されているとともに、下
部フランジ１２５には下部指示具１２７が固定されてい
る。下部支持具１２７はフィルターモジュール押え板１
２８を介して容器１２１に固定されており、これによっ
てフィルターモジュール１０８が固定されている。容器
１２１の下端部には止めどス１２９が取付けられており
、この止めどス１２９によってフィルターモジュール押
え板１２８の回り止めをなしている。

−力士部支持具１２６の回り止めとしては撮れ止め１３
０が設置されている。図中符号１３１は上部支持具１２
６に取付けられたベントプラグであリ、このベントプラ
グ１３１により散水チャンバ１３２内に集合したエアー
を扱く。濾過処理容器１２１の上端にはフィルタユニッ
ト処理液流出口１２１ａが形成されているとともに、フ
ランジ１２１ｂが形成されており、容器１２１はこのフ
ランジ１２１ｂを介して管板１０３上に載置されている
。また図中符号１２１Ｃはフィルタユニット処理液流入
口である。上記フィルターユニット処理液流出口１２１
ａは、フィルターユニット１０４の吊り治具を挿入しか
つ固定する穴としての機能をも備えている。さらに符号
１３３は押えボルトであり、又図中符号１３４乃至１３
７はシール部材である。

上記容器本体１０１の下部を水平方向に貫通して洗浄ノ
ズル１１２が配設されている。この洗浄ノズル１１２か
らは複数の分岐洗浄ノズル１１３が分岐されており、こ
の分岐洗浄ノズル１１３は前記フィルターユニット１０
４の集水管１２２内に挿入されている。上記洗浄ノズル
１１２及び分岐洗浄ノズル１１３を介して各フィルター
ユニット１０４の集水管１２２内に洗浄水を供給する。

供給された洗浄水は集水管１２２の上端を越流して中空
糸内に上方から流入する。

以上の構成を基にその作用を説明する。まず通常の濾過
作用であるが、処理液流入口１０５を介して処理水室１
０７内に導入された廃液は、第２図中矢印で示すように
フィメルタユニット１０４の下端部のフィルターモジュ
ール１０８の下端部及び集水管１２２を介してフィルタ
ーモジュール１０８の上端部より各中空糸１０８ａの内
部に流入する。各中空糸１０８ａの内部を流通する際廃
液中の不純物は中空糸１０８ａの内壁面に何者する。尚
その際粒径の小さいもののいくつかは穴１４１に圧入さ
れ、これが目詰りの原因となる。

不純物を除去された廃液は穴１４１を通過して中空糸１
０８ａの外部の濾過処理チャンバ１０９内に流入する。

濾過処理チャンバ１０９内に流出した廃液はフィルタユ
ニット流出口１２１ａを介して濾過水ｖ１１０内に流出
する。濾過氷室１１０内に流出した廃液は処理液流出口
１０６を介して外部に流出する。

次に第３図を参照して逆洗・洗浄作用につ（１て説明す
る。まず洗浄水は外部より洗浄ノズル１１２及び分岐洗
浄ノズル１１３を介して各フィルターユニット１０４の
集水管１２２内に噴出される。その際ジェット効果によ
り集水管１２２下部の水が吸引される。それによって洗
浄ノズル１２２を介して供給される以上の量の洗浄水！
１ｈり確保される。洗浄水は集水管１２２の上端を越流
してベントプラグ１３１及び上部支持具１２６の分数作
用により各中空糸１０８ａ内に均等ｔこ導入される。ま
たそれと同時に濾過水’ｕ１１０内に圧縮空気を導入す
る。それによって正常な濾過水を逆洗水として各フィル
ターユニット１０４に導入する。導入された逆洗水はフ
ィルタユニット処理液流出口１２１ａを介して濾過処理
チャンノ＼１０９内に導入される。そして第４図に示す
ように中空糸１０８ａの穴１４１を通過して中空糸１０
８ａ内に流入する。その際洗浄水による中空糸１ｏｓａ
内表面の洗浄と、逆洗水による不純物の押出し作用が同
時になされる。したがって逆洗水により穴１４１から押
出された不純物は洗浄水により瞬時に流される。また逆
洗水が穴１４１から流入することにより中空糸１０８ａ
の内壁面付近での流れの剥離が促進され、乱流混合が活
発となり、洗浄水による逆洗効果も大幅に改善される。

よってこれらの相乗作用により逆洗・洗浄効果は大幅に
向上する。

以上本実施例によると以下のような効果を奏することが
できる。

■まず逆洗時に、中空糸１０８ａの外部から逆洗水を流
通させるとともに、洗浄ノズル１１２及び各分岐洗浄ノ
ズル１１３を介して集水管１２２内に洗浄水を供給し、
この洗浄水を中空糸１０８ａ内に供給するようにしてい
るので、逆洗と洗浄が同時になされる。これによって洗
浄効果が大幅に向上するとともに、逆洗洗浄効果も向上
する。

■洗浄ノズル１１２から分岐洗浄ノズル１１３を介して
集水管１２２内に洗浄水を噴出させることにより、ジェ
ット効果が作用して集水管１２２下部近傍の水を吸引す
ることができるので、洗浄ノズル１１２を介して供給さ
れる以上の量の洗浄水を確保することができる。

■まず中空糸端部を廃液の入口とするところで、流れの
整流効果が生じ、各中空糸にて均一な濾過処理が行なわ
れる。

■次にフィルタ上部の上部支持具１２６の内面形状及び
ベントプラグ１３１の下端形状により通常の濾過処理、
及び逆洗洗浄時に水流を均一に分散する作用が発生する
。　次に逆浸透膜タイプの濾過装置に本発明を適用した
第２の実施例を第５図を参照して説明する。この場合に
は洗浄ノズル１１２及び分岐洗浄ノズル１１３を介して
処理液を供給する。その際集水管１２２の下部より洗浄
水を吸引し、これらが中空糸１０８ａ内に供給される。

その内研定量の処理液は濾過されて中空糸１０８ａの外
側に流出するが、残りの分はそのまま中空糸１０８ａを
流通して下端から流出し、再度吸引され以下循環流とな
る。この循環する分が洗浄水として機能するものである
。これによって中空糸１０８ａの内表面を洗浄して濃度
分極を効果的に防止するものである。

したがって前記第１の実施例と同様の効果を奏すること
ができるのはもとより、通常運転時に洗浄水の循環流が
形成されることになり、それによって濃度分極を効果的
に防止することが可能となる。またその際濾過装置の外
部に循環ポンプ及び循環ライン等の設備は一切不要であ
る。さらに処理液の全てを透過できるので、上流側バル
ブ、配管等の大型化も不要である。よって復水等の難通
過性溶液の処理についても効率良く行なうことができる
。

［発明の効果］以上詳述したよφうに本発明による濾過装置によると、
逆洗・洗浄能力を大幅に向上させることが可能となると
ともに、種々の廃液の処理が可能となる等その効果は大
である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の第１の実施例を示す図で、
第１図は濾過装置の断面図、第２図はフィルタユニット
の断面図、第３図は逆洗作用を説明するためのフィルタ
ーユニットの断面図、第４図は中空糸の一部を示す断面
図、第５図は第２の実施例による逆浸透膜タイプの場合
を示す濾過装置の断面図、第６図及び第７図は従来例の
説明に使用した中空糸の一部の断面図である。１０１・・・容器本体、１０４・・・Ｖフィルターユニ
ット、１２２・・・集水管、１１２・・・洗浄ノズル、
１１３・・・分岐洗浄ノズル。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦潟　１　囚第５図第６図　　　　　　　第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）処理液流入口及び処理液流出口を有する容器本体
と、この容器本体内に設置されフィルタユニット処理液
流入口及びフィルタユニット処理液流出口を有する濾過
処理容器内に集水管を有する両切型中空糸膜フィルタを
収容した複数のフィルタユニットと、上記容器本体内に
貫通配置された洗浄ノズルと、この洗浄ノズルから分岐
され上記フィルターユニット夫々の集水管内に挿入され
た分岐洗浄ノズルとを具備したことを特徴とする濾過装
置。
（２）上記分岐洗浄ノズルは上記集水管内に隙間を存し
た状態で挿入され、分岐洗浄ノズルから洗浄水を噴出さ
せることにより上記隙間を介して処理水を吸引するもの
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の濾
過装置。
（３）上記両切型中空糸膜フィルタは、その上端及び下
端を上部支持具及び下部支持具により支持された状態で
濾過処理容器内に収容されてることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の濾過装置。
（４）上記上部支持具にはベントプラグが着脱可能に設
置されていることを特徴とする特許請求の範囲第３項記
載の濾過措置。
（５）上記両切型中空糸膜フィルタは、逆浸透膜タイプ
のものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の濾過装置。