TW201625341A - 過濾模組及過濾裝置 - Google Patents

Abstract

關於本發明之一態樣的過濾模組，係具備：以朝一方向並排的狀態被保持的複數根中空纖維膜、以及將該複數根中空纖維膜的兩端部予以固定之一對的保持構件，在上述保持構件之並排方向與垂直方向之上述複數根中空纖維膜的存在區域為長方形狀，上述複數根中空纖維膜在上述存在區域的長邊方向及短邊方向配列成行列狀，且上述存在區域之中空纖維膜之長邊方向的平均間距對短邊方向的平均間距之比為1.2以上2.5以下。

Description

過濾模組及過濾裝置

本發明係關於過濾模組及過濾裝置。

作為污水處理或醫藥等之製造工程中的固液分離處理裝置，係使用具有將複數根中空纖維膜予以集束之過濾模組的過濾裝置。作為該過濾模組，有著使中空纖維膜的外周面側成為高壓而使被處理液穿透中空纖維膜之內周面側的外壓式、藉由滲透壓或內周面側的負壓使被處理液穿透內周面側的浸漬式、以及使中空纖維膜的內周面側成為高壓而使被處理液穿透中空纖維膜之外周面側的內壓式。

上述過濾模組之中的外壓式及浸漬式，由於會伴隨著使用而使各中空纖維膜的表面受到被處理液中所含的物質的附著等而被污染，故會導致過濾能力降低。於是，以往係使用從過濾模組的下方送出氣泡，擦過各中空纖維膜的表面，並使各中空纖維膜振動來去除附著物的洗淨方法(空氣清洗)(參照日本特開2010-42329號公報)。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2010-42329號公報

上述中空纖維膜表面洗淨用的氣泡，為了使中空纖維膜表面保持清淨，通常係連續地被供給。因此，當氣泡所致之中空纖維膜表面的洗淨效率降低時，供給洗淨用氣泡時所必要的能量會增大，有著招致過濾成本增加之虞。作為該過濾成本的節省方案，有著將複數個過濾模組縱向連續設置的手段，但氣泡會在中空纖維膜的保持構件(過濾模組的連接部)擴散，使上部的中空纖維膜表面無法接觸氣泡，結果有著導致洗淨能力降低之虞。

本發明，係根據上述情事所完成者，其課題在於提供一種中空纖維膜表面的洗淨效率優異，且具有優異過濾能力的過濾模組及過濾裝置。

為了解決上述課題而完成之本發明之一態樣的過濾模組，係具備：以朝一方向並排的狀態被保持的複數根中空纖維膜、以及將該複數根中空纖維膜的兩端部予以固定之一對的保持構件，在上述保持構件之並排方向與 垂直方向之上述複數根中空纖維膜的存在區域為長方形狀，上述複數根中空纖維膜在上述存在區域的長邊方向及短邊方向配列成行列狀，且在上述存在區域之中空纖維膜之長邊方向的平均間距對短邊方向的平均間距之比為1.2以上2.5以下。

關於本發明之一態樣的過濾模組，係中空纖維膜表面的洗淨效率優異，且具有優異的過濾能力。

1‧‧‧過濾模組

2‧‧‧中空纖維膜

2a‧‧‧支撐層

2b‧‧‧過濾層

3‧‧‧上部保持構件

3a‧‧‧中空套管

3b‧‧‧樹脂組成物

4‧‧‧下部保持構件

11‧‧‧過濾槽

12‧‧‧氣泡供給器

13‧‧‧排出管

14‧‧‧吸引泵

A‧‧‧存在區域

B‧‧‧氣泡

La‧‧‧長邊方向的平均長度

Lb‧‧‧短邊方向的平均長度

Lt‧‧‧平均有效長度

Pa‧‧‧長邊方向的平均間距

Pb‧‧‧短邊方向的平均間距

圖1為表示本發明之一實施形態之過濾模組的模式立體圖。

圖2為圖1之過濾模組之保持構件的模式端面圖。

圖3為圖1之過濾模組之中空纖維膜的模式剖面圖。

圖4為圖1之過濾模組的模式部分剖面圖。

圖5為表示本發明之一實施形態之過濾裝置之構造的模式圖。

〔本發明之實施形態的說明〕

關於本發明之一態樣的過濾模組，係具備：以朝一方 向並排的狀態被保持的複數根中空纖維膜、以及將該複數根中空纖維膜的兩端部予以固定之一對的保持構件，在上述保持構件之並排方向與垂直方向之上述複數根中空纖維膜的存在區域為長方形狀，上述複數根中空纖維膜在上述存在區域的長邊方向及短邊方向配列成行列狀，且上述存在區域之中空纖維膜之長邊方向的平均間距對短邊方向的平均間距之比為1.2以上2.5以下。

該過濾模組，係使複數根中空纖維膜在長方形狀的存在區域配置成行列狀，藉此使每設置面積之中空纖維膜的表面積，亦即過濾面積變大，而具有較優異的過濾能力。此外，該過濾模組，係使存在區域之中空纖維膜之長邊方向的平均間距對短邊方向的平均間距之比成為上述範圍內，藉此可使氣泡較容易朝上述短邊方向，亦即中空纖維膜之束之厚度較小的方向來進入中空纖維膜之束的內部。藉此，該過濾模組，可將氣泡供給至中空纖維膜之束的中心部，而藉由空氣清洗來有效率地洗淨中空纖維膜的表面，而可維持過濾能力。

上述中空纖維膜之短邊方向的配列數，以8根以上50根以下為佳。如上述般，藉由使上述中空纖維膜之短邊方向的配列數成為上述範圍內，可確保中空纖維膜的表面積，並更確實地使氣泡進入中空纖維膜束的中心部。

上述存在區域之中空纖維膜的充填面積率，以20%以上60%以下為佳。如上述般，使上述存在區域之 中空纖維膜的充填面積率成為上述範圍內，可確保存在區域內側的洗淨效果，並使每設置面積的過濾流量變大。

上述中空纖維膜之短邊方向的平均間距對平均外徑的比，以1以上1.5以下為佳。如上述般，藉由使中空纖維膜之短邊方向的平均間距對平均外徑的比成為上述範圍內，可在短邊方向保持氣泡可進入之間隙的形成效率，並提高中空纖維膜之短邊方向的密度而增大過濾面積，故可提高每設置面積的過濾流量。

上述中空纖維膜的平均外徑，以1mm以上6mm以下為佳。如上述般，藉由使上述中空纖維膜的平均外徑成為上述範圍內，可確保中空纖維膜的強度，而容易進行促進氣泡進入中空纖維膜的振動及搖動。

上述中空纖維膜，較佳為具有：以聚四氟乙烯為主成分的支撐層、以及積層於該支撐層的表面上之以聚四氟乙烯為主成分的過濾層。如上述般，藉由使中空纖維膜具有以聚四氟乙烯為主成分的支撐層及過濾層，而具有充分的機械性強度。

上述過濾層，係對構成支撐層的延伸聚四氟乙烯管來卷繞延伸聚四氟乙烯薄片，並以燒結來形成為佳。如上述般，藉由對延伸聚四氟乙烯管卷繞延伸聚四氟乙烯薄片並以燒結來形成中空纖維膜，而可容易調整中空纖維膜之空孔的形狀或大小，並使支撐層與過濾層之間的空孔連通而提高透水性。

上述一對保持構件的至少一方，具有供上述 複數根中空纖維膜的端部插入的中空套管，在該中空套管的側壁內面與中空纖維膜的外周面之間，填充有以環氧樹脂或聚氨酯樹脂為主成分的樹脂組成物為佳。如上述般，藉由在中空套管的側壁內面與中空纖維膜的外周面之間，填充有以環氧樹脂或聚氨酯樹脂為主成分的樹脂組成物，來密封中空套管與中空纖維膜之間的間隙，而可確實地分離中空纖維膜的外側與內側，並即使因氣泡的接觸而使振動變大時亦可不脫落地保持著中空纖維膜。

關於本發明之一態樣的過濾裝置，係具備：該過濾模組、收容該過濾模組的過濾層、以及對上述過濾模組的下方供給氣泡的氣泡供給器。

該過濾裝置，由於具備著對中空纖維膜表面之洗淨效率優異，且具有優異過濾能力的該過濾模組，而可藉由氣泡供給器進行空氣清洗來洗淨中空纖維膜，故可增大過濾能力，提高運轉率。

在此，「存在區域」係指從中空纖維膜的排列方向觀看包含所有中空纖維膜的虛擬凸多角形(所有內角均未滿180°的多角形)之中的面積最小者。「長方形」係指長與寬之長度相異的方形，不包含正方形。且，「充填面積率」係指中空纖維膜之外周面內側的面積比例，代表含有中空纖維膜之內腔之面積的占有率。

〔本發明之實施形態的詳細內容〕

以下，針對本發明的各實施形態，參照圖式進行詳細 說明。

〔過濾模組〕

圖1的過濾模組1，係具備：以朝一方向並排的狀態被保持的複數根中空纖維膜2、以及將該複數根中空纖維膜2的兩端部予以固定之一對的保持構件，亦即上部保持構件3及下部保持構件4。

<中空纖維膜>

中空纖維膜2，係將讓水透過並阻止被處理液中所含的粒子透過之多孔性的膜予以成形成管狀者。

作為中空纖維膜2，可使用以熱可塑性樹脂為主成分者。作為該熱可塑性樹脂，例如可舉出：聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯、乙烯-乙烯醇共聚物、聚醯胺、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚苯乙烯、聚碸、聚乙烯醇、聚苯醚、聚苯硫醚、乙酸纖維素、聚丙烯腈、聚四氟乙烯(PTFE)等。該等之中又以對耐藥品性、耐熱性、耐氣候性、不燃性等優異，且為多孔質性的PTFE為佳，以1軸或2軸延伸的PTFE較佳。且，於中空纖維膜2的形成材料，亦可適當調配其他的聚合物、潤滑劑等的添加劑等。

中空纖維膜2，係如圖2所示般，在上部保持構件3(及下部保持構件4)的並排方向與垂直方向的存在區域A為長方形狀。中空纖維膜2，係在該存在區域A 的長邊方向及短邊方向排列成行列狀。

該存在區域A之長邊方向的平均長度La對短邊方向的平均長度Lb之比(La/Lb)的下限，以10為佳，較佳為15，更佳為20。另一方面，存在區域A之長邊方向的平均長度La對短邊方向的平均長度Lb之比的上限，以50為佳，較佳為45，更佳為40。長邊方向的平均長度La對短邊方向的平均長度Lb之比若未達上述下限時，短邊方向的長度會過大而有著無法將氣泡供給至中空纖維膜2之束的中心部之虞，或是存在區域A的面積變小而有著無法得到充分之過濾面積的情況。反之，存在區域A之長邊方向的平均長度La對短邊方向的平均長度Lb之比超過上述上限時，該過濾模組1的上述長邊方向會過長，而有著不易使用之虞。

中空纖維膜2之上述長邊方向的平均間距Pa對上述短邊方向的平均間距Pb之比(Pa/Pb)的下限，係設為1.2，以1.5為佳。另一方面，中空纖維膜2之上述長邊方向的平均間距Pa對上述短邊方向的平均間距Pb之比的上限，係設為2.5，以2為佳。中空纖維膜2之上述長邊方向的平均間距Pa對上述短邊方向的平均間距Pb之比若未達上述下限時，有著無法使氣泡往存在區域A的短邊方向導入中空纖維膜2之間的間隙之虞。反之，中空纖維膜2之上述長邊方向的平均間距Pa對上述短邊方向的平均間距Pb之比超過上述上限時，上述長邊方向的中空纖維膜2的密度會變小，有著過濾能力不充分之虞。

中空纖維膜2的平均有效長度Lt對存在區域A之短邊方向的平均長度Lb之比(Lt/Lb)的下限，以40為佳，較佳為50，更佳為60。另一方面，中空纖維膜2的平均有效長度Lt對存在區域A之短邊方向的平均長度Lb之比的上限，以200為佳，較佳為150，更佳為120。中空纖維膜2的平均有效長度Lt對存在區域A之短邊方向的平均長度Lb之比未達上述下限時，中空纖維膜2的撓曲會過小，而使因氣泡擦過所引起之中空纖維膜2的搖動變得不足，有著無法將氣泡供給至位在存在區域A中央的中空纖維膜2之虞。反之，中空纖維膜2的平均有效長度Lt對存在區域A之短邊方向的平均長度Lb之比超過上述上限時，中空纖維膜2的撓曲會過大，而有著因中空纖維膜2彼此的交絡等而使過濾效率及洗淨效率降低之虞。且，中空纖維膜2的平均有效長度Lt，係指在中空纖維膜2的上部保持構件3、下部保持構件4間所露出之部分的長度的平均值。

在存在區域A之中空纖維膜2的充填面積率下限，以20%為佳，較佳為30%。另一方面，在存在區域A之中空纖維膜2的充填面積率上限，以60%為佳，較佳為55%。中空纖維膜2的充填面積率未達上述下限時，每單位面積之中空纖維膜2的根數會變少，而有著無法得到充分的過濾效率之虞。反之，中空纖維膜2的充填面積率超過上述上限時，中空纖維膜2之間的間隙會過小，有著無法將氣泡供給至存在區域A內側的中空纖維膜2之虞。

在存在區域A的短邊方向所配列之中空纖維膜2的根數(配列數)下限，以8根為佳，較佳為12根。另一方面，在短邊方向所配列之中空纖維膜2的根數上限，以50根為佳，較佳為40根。在短邊方向所配列之中空纖維膜2的根數未達上述下限時，有著無法充分確保每配設面積的過濾面積之虞。反之，在短邊方向所配列之中空纖維膜2的根數超過上述上限時，會難以將氣泡供給至中空纖維膜2之束的短邊方向中央部，有著無法得到充分的洗淨效果之虞。

上述短邊方向的平均間距Pb對中空纖維膜2的平均外徑之比的下限，以1為佳。另一方面，上述短邊方向的平均間距Pb對中空纖維膜2的平均外徑之比的上限，以1.5為佳，較佳為1.4。上述短邊方向的平均間距Pb對中空纖維膜2的平均外徑之比未達上述下限時，中空纖維膜2會以於徑方向被壓扁的狀態來配置，故有著難以製造之虞。反之，上述短邊方向的平均間距Pb對中空纖維膜2的平均外徑之比超過上述上限時，上述長邊方向之中空纖維膜2的密度會變小而有著過濾能力不充分之虞。

中空纖維膜2的平均外徑下限，以1mm為佳，較佳為1.5mm，更佳為2mm。另一方面，中空纖維膜2的平均外徑上限，以6mm為佳，較佳為5mm，更佳為4mm。中空纖維膜2的平均外徑未達上述下限時，有著中空纖維膜2的機械性強度不充分之虞。反之，中空纖維膜 2的平均外徑超過上述上限時，會使中空纖維膜2的可撓性不足而導致因氣泡接觸所致之中空纖維膜2的振動乃至搖動成為不充分。且，有著使中空纖維膜2之間的間隙擴張而無法將氣泡導引至位在存在區域A內部的中空纖維膜2之虞，或中空纖維膜2的表面積對剖面積之比變小而有著過濾效率降低之虞。

中空纖維膜2的平均內徑下限，以0.3mm為佳，較佳為0.5mm，更佳為0.9mm。另一方面，中空纖維膜2的平均內徑上限，以4mm為佳，較佳為3mm。中空纖維膜2的平均內徑未達上述下限時，有著排出中空纖維膜2內之過濾液體時的壓損變大之虞。反之，中空纖維膜2的平均內徑超過上述上限時，中空纖維膜2的厚度會變小而有著機械性強度及雜質的透過阻止效果不充分之虞。

中空纖維膜2的平均內徑對平均外徑之比的下限，以0.3為佳，較佳為0.4。另一方面，中空纖維膜2的平均內徑對平均外徑之比的上限，以0.8為佳，較佳為0.6。中空纖維膜2的平均內徑對平均外徑之比未達上述下限時，中空纖維膜2的厚度會變得比必要還大而有著中空纖維膜2的透水性降低之虞。反之，中空纖維膜2的平均內徑對平均外徑之比超過上述上限時，中空纖維膜2的厚度會變小而有著機械性強度及雜質的透過阻止效果不充分之虞。

中空纖維膜2的平均有效長度Lt的下限，以1m為佳，較佳為2m。另一方面，中空纖維膜2的平均有 效長度Lt的上限，以6m為佳，較佳為5m。中空纖維膜2的平均有效長度Lt未達上述下限時，會使因氣泡擦過所致之中空纖維膜2的搖動不充分，且會擴張中空纖維膜2之間的間隙而有著難以將氣泡導入至位於存在區域A內側的中空纖維膜2之虞。反之，中空纖維膜2的平均有效長度Lt超過上述上限時，有著因中空纖維膜2的自身重量使中空纖維膜2的撓曲變得過大之虞，或有著在該過濾模組1的設置時等的操作性降低之虞。

中空纖維膜2的平均有效長度Lt對平均外徑之比(長寬比)的下限，以150為佳，較佳為1000。另一方面，中空纖維膜2之長寬比的上限，以6000為佳，較佳為5000。中空纖維膜2的長寬比未達上述下限時，中空纖維膜2束之短邊方向的厚度會變大，有著藉由中空纖維膜2搖動使氣泡於短邊方向導入中空纖維膜2之束之內部的效果不充分之虞。反之，中空纖維膜2的長寬比超過上述上限時，中空纖維膜2會極度地變得細長，故有著在上下伸張之際的機械性強度降低之虞。

中空纖維膜2的氣孔率下限，以70%為佳，較佳為75%。另一方面，中空纖維膜2的氣孔率上限，以90%為佳，較佳為85%。中空纖維膜2的氣孔率未達上述下限時，透水性會降低，有著該過濾模組1的過濾能力降低之虞。反之，中空纖維膜2的氣孔率超過上述上限時，有著中空纖維膜2的機械性強度及耐擦過性變得不充分之虞。且，氣孔率係指空孔的總體積相對於中空纖維膜2之 體積的比例，可以ASTM-D-792為基準來測量中空纖維膜2的密度來予以求出。

中空纖維膜2之空孔的面積占有率下限，以40%為佳。另一方面，中空纖維膜2之空孔的面積占有率上限，以60%為佳。空孔的面積占有率未達上述下限時，透水性會降低，有著該過濾模組1的過濾能力降低之虞。反之，空孔的面積占有率超過上述上限時，中空纖維膜2的表面強度變得不充分，而有著因氣泡的擦過而產生中空纖維膜2的破損等之虞。且，空孔的面積占有率，係指中空纖維膜2之外周面(過濾層表面)中空孔的總面積相對於中空纖維膜2之表面積的比例，可藉由解析中空纖維膜2之外周面的電子顯微鏡照片來予以求出。

中空纖維膜2之空孔的平均直徑下限，以0.01μm為佳。另一方面，中空纖維膜2之空孔的平均直徑上限，以0.45μm為佳，較佳為0.1μm。中空纖維膜2之空孔的平均直徑未達上述下限時，有著透水性降低之虞。反之，中空纖維膜2之空孔的平均直徑超過上述上限時，有著無法阻止被處理液中所含的雜質滲透至中空纖維膜2內部之虞。且，空孔的平均直徑，意指中空纖維膜2之外周面(過濾層表面)之空孔的平均直徑，可使用細孔直徑分布測定裝置(例如Porous Materials公司的「多孔質材料自動細孔徑分布測定系統」)來進行測定。

中空纖維膜2的拉伸強度下限，以50N為佳，較佳為60N。中空纖維膜2的拉伸強度未達上述下限 時，有著對氣泡所致之表面洗淨的耐久性降低之虞。另一方面，中空纖維膜2的拉伸強度上限，一般為150N。且，拉伸強度，意指以JIS-K7161(1994)為根據，以標線間距離100mm、試驗速度100mm/min進行拉伸試驗之際的最大拉伸應力。

且，中空纖維膜2，以多層結構為佳。例如，中空纖維膜2係如圖3所示般，具有圓筒狀的支撐層2a、以及積層於該支撐層2a表面的過濾層2b。如上述般，使中空纖維膜2成為多層構造，可兼具透水性及機械性強度，而進一步使氣泡所致之表面洗淨效果更為有效。

形成上述支撐層2a及過濾層2b的材料係以聚四氟乙烯(PTFE)為主成分為佳。如上述般使上述支持層2a及過濾層2b之形成材料的主成分為PTFE，藉此使中空纖維膜2成為機械性強度優異，且難以受到氣泡之擦過所致之中空纖維膜表面的損傷等。

支撐層2a及過濾層2b之PTFE的數平均分子量下限，以50萬為佳，較佳為200萬。另一方面，支撐層2a及過濾層2b之PTFE的數平均分子量上限，以2000萬為佳。PTFE的數平均分子量未達上述下限時，有著因氣泡之擦過使中空纖維膜2的表面損傷之虞，或是使中空纖維膜2的機械性強度降低之虞。反之，PTFE的數平均分子量超過上述上限時，有著中空纖維膜2的空孔難以成形之虞。

上述支撐層2a，係可使用例如將PTFE予以 擠壓成形所得的管。如上述般使用擠壓成形管作為支撐層2a，藉此可使支撐層2a具有機械性強度，並可容易地形成空孔。且，該管係以朝軸方向50%以上700%以下、朝周方向5%以上100%以下的延伸率來延伸為佳。

上述延伸的溫度，係以管素材的融點以下，例如0℃以上300℃以下為佳。為了得到空孔徑相對較大的多孔質體時以低溫來延伸較佳，為了得到空孔徑相對較小的多孔質體時以高溫來延伸較佳。延伸後的多孔質體，係固定兩端保持延伸狀態並以200℃以上300℃以下的溫度進行例如1分以上30分以下的熱處理，藉此得到較高的尺寸穩定性。且，藉由組合延伸溫度或延伸率等的條件，可調整多孔質體的空孔尺寸。

形成支撐層2a的管，係例如可於PTFE細粉摻合石腦油等的液狀潤滑劑，並藉由擠出成形等成為管狀之後予以延伸來得到。且，將管在PTFE細粉之融點以上的溫度，例如維持在350℃以上550℃以下的加熱爐中，保持數10秒至數分左右來進行燒結，藉此可提高尺寸穩定性。

支撐層2a的平均厚度，以0.1mm以上3mm以下為佳。藉由使支撐層2a的平均厚度成為上述範圍內，可均衡地對中空纖維膜2賦予機械性強度及透水性。

上述過濾層2b，係例如可將PTFE製的薄片卷繞於上述支撐層2a並進行燒結來形成。如上述般使用薄片作為過濾層2b的形成材料，藉此可容易進行延伸， 可容易調整空孔的形狀或大小，並使過濾層2b的厚度變小。且，藉由卷繞薄片並進行燒結，可使支撐層2a與過濾層2b一體化，能連通兩者的空孔而提昇透水性。該燒結溫度，以形成支撐層2a之管與形成過濾層2b之薄片的融點以上為佳。

形成上述過濾層2b的薄片，係例如可使用以下方法：(1)將藉由擠出樹脂所得的未燒結成形體在融點以下的溫度進行延伸後進行燒結的方法，(2)將燒結過的樹脂成形體予以緩冷來提高結晶化度之後進行延伸的方法等。且，該薄片係以朝長邊方向50%以上1000%以下、朝短邊方向50%以上2500%以下的延伸率來延伸為佳。特別是將短邊方向的延伸率設定在上述範圍內，藉此在卷繞薄片之際可提高周方向的機械性強度，可提高對氣泡所致之表面洗淨的耐久性。

且，對形成支撐層2a的管來卷繞薄片藉此形成過濾層2b的情況，以在管的外周面設置微細的凹凸為佳。如上述般在管的外周面設置凹凸，藉此可防止與薄片的位置偏移，並提高管與薄片的密著性，可防止因氣泡的洗淨所導致之過濾層2b從支撐層2a剝離的情況。且，薄片的卷繞次數係可藉由薄片的厚度來進行調整，可為1次或複數次。且，亦可對管來卷繞複數薄片。薄片的卷繞方法並未特別限定，除了對管的圓周方向卷繞的方法以外，亦可使用卷繞成螺旋狀的方法。

上述微細凹凸的大小(高低差)以20μm以上 200μm以下為佳。上述微細凹凸係以形成於管外周面全體為佳，但亦可部分或斷續地形成。且，作為將上述微細凹凸形成於管外周面的方法，例如可舉出：火炎所致的表面處理、雷射照射、電漿照射、氟系樹脂等的分散塗佈等，但以不會對管的特性造成影響且可容易形成凹凸之火炎所致的表面處理為佳。

且，管及薄片亦可使用未燒成者，並在卷繞薄片後進行燒結藉此提高該等的密著性。

過濾層2b的平均厚度，以5μm以上100μm以下為佳。藉由使過濾層2b的平均厚度成為上述範圍內，可容易且確實地對中空纖維膜2賦予較高的過濾性能。

<上部保持構件>

上部保持構件3，係保持複數根中空纖維膜2之上端部的構件，與複數根中空纖維膜2的內腔連通，且具有收集過濾液體的排出部(集水頭)。於該排出部連接有排出管，將滲透至複數根中空纖維膜2內部的過濾液體予以排出。上部保持構件3的外形並未特別限定，其剖面形狀可例如為多角形狀、圓形狀等。

上部保持構件3，係如圖4所示般，下方為開放，且具有從下側供複數根中空纖維膜2之上端部分插入的中空套管3a。然後，上部保持構件3，在中空套管3a的側壁內面與中空纖維膜2的外周面之間，以留下形成上 述排出部之內部空間的方式，填充有樹脂組成物3b。更詳細來說，使事先將複數根中空纖維膜2的上端部分藉由樹脂組成物3b進行接著的束插入至中空套管3a，並對樹脂組成物3b之間及樹脂組成物3b與中空套管3a的內壁之間進一步填充樹脂組成物3b，來使中空纖維膜2對中空套管3a進行固定。上述中空纖維膜2的束，亦可分成複數個來形成。

作為中空套管3a的材質，例如可舉出以PTFE、氯乙烯、聚乙烯、ABS樹脂等為主成分的樹脂組成物。

作為樹脂組成物3b，只要為對中空纖維膜2及中空套管3a具有高接著性，且可在中空套管3a內硬化者即可。特別是使用PTFE製之物作為中空纖維膜2的情況，作為樹脂組成物3b的主成分，以對PTFE具有高接著性，且可確實防止中空纖維膜2之脫落的環氧樹脂及聚氨酯樹脂為佳。藉由對中空套管3a填充樹脂組成物3b，可氣密地密封中空纖維膜2與中空套管3a的側壁之間的空間。其結果，可確實地區分上部保持構件3內的排出部與中空纖維膜2的外側，可防止未過濾的被處理液混入經過濾的過濾液體。

樹脂組成物3b之中空纖維膜2之並排方向的平均充填厚度下限，以20mm為佳，較佳為30mm。另一方面，樹脂組成物3b的平均充填厚度上限，以60mm為佳，較佳為50mm。上述樹脂組成物3b的平均充填厚度未 達上述下限時，有著無法將中空纖維膜2與中空套管3a的側壁之間予以充分密封之虞，或是中空纖維膜2從樹脂組成物3b的層脫落之虞。反之，上述樹脂組成物3b的平均充填厚度超過上述上限時，有著導致上部保持構件3不必要地大型化及重量化之虞。

下部保持構件4，係保持複數根中空纖維膜2之下端部的構件。下部保持構件4，亦可與上部保持構件3為相同的構造，亦可為密封中空纖維膜2的下端部之不具有排出部的構造。作為該下部保持構件4的材質，可與上部保持構件3相同。

且，下部保持構件4，亦可將1根中空纖維膜2彎曲成U字狀並折返構成。此情況時，上部保持構件3係保持中空纖維膜2的兩端。

且，為了使該過濾模組1的操作(搬運、設置、交換等)變得容易，亦可將上部保持構件3與下部保持構件4以連結構件來連結。作為該連結構件，例如可使用金屬製的支撐棒、或樹脂製的套管(外筒)等。

〔優點〕

該過濾模組1，係使複數根中空纖維膜2在長方形狀的存在區域A配置成行列狀，並使中空纖維膜2之長邊方向的平均間距Pa對短邊方向的平均間距Pb之比為1.2以上1.5以下，藉此每設置面積的過濾面積變大，過濾能力優異。且，該過濾模組1，可使氣泡較容易進入中空纖維 膜2之束的內部，可藉由空氣清洗來有效率地洗淨中空纖維膜2的表面。藉此，該過濾模組1，係中空纖維膜2表面的洗淨效率優異，且具有優異的過濾能力。

〔過濾裝置〕

接著，針對具備圖1之該過濾模組1的過濾裝置進行說明。

圖5的過濾裝置，係具備：複數個該過濾模組1、收容該複數個過濾模組1的過濾槽11、以及對過濾模組1的下方供給氣泡的氣泡供給器12。且，該過濾裝置係具備吸引泵14，其透過連接於各過濾模組1之排出部的排出管13，來吸引藉由中空纖維膜2所過濾過的處理液體。

過濾裝置中，複數個過濾模組1，係在短邊方向空出間隔並排配置。亦即，圖5係從過濾模組1的長邊方向觀看過濾裝置的圖。

<過濾槽>

過濾槽11，係貯留被處理液，使過濾模組1被浸漬。

在該過濾槽11內，為了支撐過濾模組1及氣泡供給器12，亦可配置由金屬等所形成的框架。作為過濾槽11的材質，例如可使用樹脂、金屬、混凝土等。

<氣泡供給器>

氣泡供給器12，係從上述過濾模組1的下方，供給用來洗淨中空纖維膜2之表面的氣泡B。該氣泡B，係一邊擦過中空纖維膜2的表面一邊上昇，藉此來洗淨中空纖維膜2的表面。

氣泡供給器12係與上述過濾模組1一起被浸漬於貯留有被處理液的過濾槽11，並由壓縮機等將通過供氣管(未圖示)所供給的氣體予以連續或間歇地吐出，藉此來供給氣泡B。

上述般的氣泡供給器12並未特別限定，可使用公知的氣體擴散裝置。作為氣體擴散裝置，例如可舉出：使用對樹脂或陶瓷製的板或管形成多數個空孔之多孔板或多孔管的氣體擴散裝置、由擴散器或分佈器等來噴射氣體的噴射流式氣體擴散裝置、間歇地噴射氣泡的間歇氣泡噴射式氣體擴散裝置、以及於水流混合氣泡來噴射的起泡噴嘴等。

作為間歇氣泡噴射式氣體擴散裝置，可舉出：將由壓縮機等通過供氣管(未圖示)連續供給的氣體貯留於內部，並將成為一定體積的氣體予以間歇地吐出藉此供給氣泡的裝置、以及將所供給的氣泡予以微細化的網等之構件的組合。

且，作為形成由氣泡供給器12所供給之氣泡的氣體，只要為惰性者即可，並無特別限定，就運作成本的觀點來看，以使用空氣為佳。

〔優點〕

該過濾裝置，係具備：該過濾模組1、收容該過濾模組1的過濾槽11、以及對該過濾模組1的下方供給氣泡的氣泡供給器12，故可將過濾槽11所貯留的被處理液藉由過濾模組1進行過濾。且，藉由氣泡供給器12對過濾模組1供給氣泡，故該過濾模組1的中空纖維膜2會被空氣清洗而維持過濾能力。特別是，該過濾模組1係如上述般提高氣泡所致的洗淨效果，故可增大過濾能力，提高運轉率。

〔其他的實施形態〕

本次所揭示的實施形態就所有的觀點均為示例，應認為並非用來加以限制者。本發明的範圍，並不受上述實施形態構成的限定，而是藉由申請專利範圍所示，其包含著與申請專利範圍均等的意義以及在範圍內之所有的變更。

該過濾模組，並不只是上述浸漬吸引方式的過濾裝置，例如可適用於加壓交叉流方式的過濾裝置等之各種的過濾裝置。

該過濾模組中，亦可使上部保持構件密封中空纖維膜，並使下部保持構件具有排出部。

該過濾裝置中，過濾模組的數量可為1以上之任意的數。該過濾裝置具備複數個過濾模組時，亦可在各自過濾模組的下方分別配設相對應的氣泡供給器，亦可 配設能夠對複數個過濾模組供給氣泡的氣泡供給器。

[產業上的可利用性]

該過濾模組及該過濾裝置，可作為固液分離處理裝置而適用於各種領域。

1‧‧‧過濾模組

2‧‧‧中空纖維膜

3‧‧‧上部保持構件

4‧‧‧下部保持構件

La‧‧‧長邊方向的平均長度

Lb‧‧‧短邊方向的平均長度

Lt‧‧‧平均有效長度

Claims (9)

1. 一種過濾模組，具備：複數根中空纖維膜，係以朝一方向並排的狀態來被保持；以及一對保持構件，係固定該複數根中空纖維膜的兩端部，在上述保持構件中，並排方向與垂直方向之上述複數根中空纖維膜的存在區域，為長方形狀，上述複數根中空纖維膜係在上述存在區域的長邊方向及短邊方向被配置成行列狀，上述存在區域中，中空纖維膜之長邊方向的平均間距對短邊方向的平均間距的比為1.2以上2.5以下。
2. 如請求項1所述之過濾模組，其中，上述中空纖維膜之短邊方向的配列數量為8根以上50根以下。
3. 如請求項1或2所述之過濾模組，其中，在上述存在區域之中空纖維膜的填充面積率為20%以上60%以下。
4. 如請求項1或2所述之過濾模組，其中，短邊方向的平均間距對上述中空纖維膜的平均外徑之比為1以上1.5以下。
5. 如請求項1或2所述之過濾模組，其中，上述中空纖維膜的平均外徑為1mm以上6mm以下。
6. 如請求項1或2所述之過濾模組，其中，上述中空纖維膜，具有：以聚四氟乙烯為主成分的支撐層；以及積層於該支撐層的表面之以聚四氟乙烯為主成分的過濾層。
7. 如請求項6所述之過濾模組，其中，上述過濾層，係將延伸聚四氟乙烯薄片卷繞於構成支撐層的延伸聚四氟乙烯管，且藉由燒結來形成。
8. 如請求項6所述之過濾模組，其中，上述一對保持構件的至少一方，具有供上述複數根中空纖維膜的端部插入的中空外殼，在該中空外殼的側壁內面與中空纖維膜的外周面之間，填充有以環氧樹脂或聚氨酯樹脂為主成分的樹脂組成物。
9. 一種過濾裝置，係具備：請求項1所述的過濾模組、收容該過濾模組的過濾槽、以及對上述過濾模組的下方供給氣泡的氣泡供給器。