TWI414344B - The outer edge of the film is coated with a hollow yarn film module - Google Patents
The outer edge of the film is coated with a hollow yarn film module Download PDFInfo
- Publication number
- TWI414344B TWI414344B TW098118608A TW98118608A TWI414344B TW I414344 B TWI414344 B TW I414344B TW 098118608 A TW098118608 A TW 098118608A TW 98118608 A TW98118608 A TW 98118608A TW I414344 B TWI414344 B TW I414344B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- hollow fiber
- fiber membrane
- elastic body
- module
- fixed layer
- Prior art date
Links
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 claims abstract description 420
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 394
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 83
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 83
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 52
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 45
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims description 45
- 239000002654 heat shrinkable material Substances 0.000 claims description 23
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 48
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 162
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 51
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 description 32
- 229920006257 Heat-shrinkable film Polymers 0.000 description 20
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 16
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 16
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 15
- -1 poly Ethylene Polymers 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 10
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 9
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 6
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 5
- 238000009750 centrifugal casting Methods 0.000 description 5
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- NIHNNTQXNPWCJQ-UHFFFAOYSA-N fluorene Chemical compound C1=CC=C2CC3=CC=CC=C3C2=C1 NIHNNTQXNPWCJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 3
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 1,4-benzoquinone Chemical compound O=C1C=CC(=O)C=C1 AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 2
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N anthracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C21 MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009194 climbing Effects 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 2
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-1-pentene Chemical compound CC(C)CC=C WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 150000002923 oximes Chemical class 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920001643 poly(ether ketone) Polymers 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 1
- 229920002098 polyfluorene Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920003225 polyurethane elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000011085 pressure filtration Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- KCTAWXVAICEBSD-UHFFFAOYSA-N prop-2-enoyloxy prop-2-eneperoxoate Chemical compound C=CC(=O)OOOC(=O)C=C KCTAWXVAICEBSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/02—Hollow fibre modules
- B01D63/04—Hollow fibre modules comprising multiple hollow fibre assemblies
- B01D63/043—Hollow fibre modules comprising multiple hollow fibre assemblies with separate tube sheets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
- B01D61/18—Apparatus therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/02—Hollow fibre modules
- B01D63/021—Manufacturing thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/02—Hollow fibre modules
- B01D63/021—Manufacturing thereof
- B01D63/022—Encapsulating hollow fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/02—Hollow fibre modules
- B01D63/021—Manufacturing thereof
- B01D63/0233—Manufacturing thereof forming the bundle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
- B01D65/08—Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/08—Hollow fibre membranes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/1236—Particular type of activated sludge installations
- C02F3/1268—Membrane bioreactor systems
- C02F3/1273—Submerged membrane bioreactors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
- B01D2313/44—Cartridge types
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2315/00—Details relating to the membrane module operation
- B01D2315/06—Submerged-type; Immersion type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
- B01D2321/18—Use of gases
- B01D2321/185—Aeration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
- B01D2321/20—By influencing the flow
- B01D2321/2033—By influencing the flow dynamically
- B01D2321/2058—By influencing the flow dynamically by vibration of the membrane, e.g. with an actuator
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/002—Construction details of the apparatus
- C02F2201/006—Cartridges
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2301/00—General aspects of water treatment
- C02F2301/06—Pressure conditions
- C02F2301/066—Overpressure, high pressure
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Description
本發明係關於一種安裝在設置於罐、槽等之容器中進行曝氣及過濾之裝置中且使用中空紗膜之過濾模組。更詳細而言，本發明係關於一種用於對河水、湖沼水、地下水、海水、生活排水、工廠排水及污水二次處理水等之原水進行淨化、除菌之過濾裝置、或者利用膜進行活性污泥之固液分離之膜活性污泥裝置中且使用中空紗膜之過濾模組。
作為廢水處理方法之一，有將過濾模組浸漬於活性污泥槽中，藉由過濾來進行活性污泥與處理後之處理水的固液分離之膜分離活性污泥法。該方法可將活性污泥濃度(MLSS:Mixed Liquor Suspended Solid(混合液懸浮固體))提高至5000~20000mg/l之極高範圍而進行過濾處理，因此具有可縮小活性污泥槽之容積、或者可縮短活性污泥槽內之反應時間之優點。又，由於藉由膜來進行過濾，因此處理水中不會混入懸浮物質(SS:Suspended Solid(懸浮固體))而無需最終沈澱槽，從而可減少處理設施之占地面積，並且不論活性污泥沈降性如何均可進行過濾，因此活性污泥管理亦得到減輕，由於具有上述諸多優點，故而該方法於近年來得到迅速普及。
於過濾模組中使用中空紗膜之情形時，由於膜自身之強度較強，故而因與自原水中混入之夾雜物之接觸而對膜表面造成之損害較少，從而可長期耐用。此外，具有可進行向與過濾方向相反之方向噴出處理水等介質而去除膜表面之附著物之逆流沖洗的優點。然而，若不一面排除蓄積於中空紗膜彼此之間隙中之活性污泥之凝集物或自原水帶入之夾雜物質(以下記作懸濁物質)一面進行過濾，則有效之膜面積將縮小。其結果將導致過濾效率下降，故而存在無法進行長時間之穩定過濾之問題。
先前，為了避免懸濁物質蓄積於該中空紗膜表面及中空紗膜間，係自模組之下部進行空氣等之曝氣。藉此，利用中空紗膜之滑動效應以及藉由氣泡向上方之移動而產生之攪拌效應，使中空紗膜表面及中空紗膜間之懸濁物質剝離，來防止該等之蓄積。例如，於中空紗膜模組之下部設置套筒，且於套筒側固定層中設置複數個貫通孔，藉由來自套筒下部之曝氣而於自套筒突出之套筒端部內形成氣液混合層。藉此，自複數個貫通孔均勻地產生氣泡，從而使堆積於中空紗膜外表面之懸濁物質容易地剝離。
然而，如膜分離活性污泥法等之方法般，對高MLSS之活性污泥進行過濾處理之情形時，存在於頭部附近之中空紗膜束內，伴隨著氣液混相流之懸濁物質不會完全排出至中空紗膜束外而會逐漸蓄積之問題。
為了解決上述問題，提出有於上側之固定部界面將中空紗膜分割成複數個小束，且於各小束間設置特定距離之方法(參照專利文獻1)。
[專利文獻1]國際公開WO2004-112944號公報
當將上述中空紗膜模組浸漬於活性污泥槽內而進行長時間過濾運轉時，會出現在分割後之小束之固定部附近，懸濁物質蓄積於中空紗膜束中而使小束之直徑逐漸變粗之現象，藉此產生小束間之距離變小，懸濁物質自模組內之去除性能下降，而導致過濾性能降低之問題。
又，有時藉由利用連續曝氣而產生之激烈之氣液混相流的作用，於固定部界面附近中空紗膜會出現斷裂，從而產生原水混入至過濾水中而使過濾水之水質下降之問題。先前，為了抑制於固定部界面附近之中空紗膜之斷裂，係於固定部界面上設置柔軟的樹脂層(例如，參照專利文獻1)。然而，即使藉由此種方法，有時亦會於模組之操作時或長時間之運轉中出現中空紗膜斷裂，因此必需加以進一步改良。
本發明之目的在於提供一種抑制懸濁物質堆積於中空紗膜束內而發揮長期穩定之過濾性能之中空紗膜模組。
本發明者等人經潛心研究結果發現，藉由在固定層界面附近用特定彈性體被覆中空紗膜外緣，可解決上述問題，從而完成本發明。
亦即，本發明為如下所述。
(1)一種中空紗膜模組，其含有將包含複數根中空紗膜之一個或複數個中空紗膜束在兩端部利用澆鑄用樹脂加以固定之固定層，且於一方或兩方之端部中空紗膜的中空部為開口，並且於中空部為開口之側中之至少一方之固定層中，該中空紗膜束被分割成複數個小束，於該固定層之過濾部界面附近，各小束之外緣用彈性體來被覆。
(2)一種中空紗膜模組，其含有將複數根中空紗膜在兩端部利用澆鑄用樹脂加以固定之固定層，且於一方或兩方之端部中空紗膜之中空部為開口，並且於中空部為開口之側中之至少一方之固定層的過濾部界面附近，各中空紗膜之外緣用彈性體來被覆。
(3)如(1)或(2)之中空紗膜模組，其中上述彈性體之一部分埋入於固定層內，且彈性體之剩餘部分自固定層之過濾部界面突出。
(4)如(1)至(3)中任一項之中空紗膜模組，其中上述彈性體之自過濾部界面突出之長度為5mm以上、100mm以下。
(5)如(4)之中空紗膜模組，其中於上述彈性體之自過濾部界面突出之部分，該彈性體所內含之中空紗膜束之外緣與該彈性體之內表面密著。
(6)如(1)至(5)中任一項之中空紗膜模組，其中自過濾部界面突出之部分中最接近之彈性體彼此之距離為2mm以上、80mm以下。
(7)如(1)至(6)中任一項之中空紗膜模組，其中包含上述彈性體之側之固定層的過濾部界面相對於中空紗膜束之紗長方向傾斜。
(8)如(3)至(7)中任一項之中空紗膜模組，其中於上述彈性體外之固定層之過濾部界面的位置，較於該彈性體內被覆中空紗膜外表面之澆鑄用樹脂的前端位置更靠近模組中央側。
(9)如(1)至(8)中任一項之中空紗膜模組，其中上述彈性體為管狀。
(10)如(1)至(9)中任一項之中空紗膜模組，其中上述中空紗膜或中空紗膜束被上述彈性體所直接被覆。
(11)如(1)至(10)中任一項之中空紗膜模組，其中上述彈性體含有熱縮性材料。
(12)如(11)之中空紗膜模組，其中上述熱縮性材料之熱縮後之硬度為40A~90A。
(13)如(1)至(12)中任一項之中空紗膜模組，其中不含有包覆中空紗膜束外緣之外筒。
(14)一種浸漬型中空紗膜濾筒模組，其係使用有如(1)至(13)中任一項之中空紗膜模組者。
(15)一種加壓型中空紗膜濾筒模組，其係使用有如(1)至(13)中任一項之中空紗膜模組者。
本發明之中空紗膜模組係被覆有中空紗膜或中空紗膜束之外緣者，藉此可顯著抑制懸濁物質蓄積於中空紗膜間或中空紗膜束內而導致過濾性能下降，並且防止中空紗膜之破損，因此可長期穩定地發揮高過濾性能。又，藉由使用特定之熱縮性材料進行被覆，可簡便高效地進行製造，並且可防止因與被覆材之摩擦而導致之中空紗膜自身受損。此外，藉由使於彈性體外側之固定層的過濾部界面之位置較於該彈性體內被覆中空紗膜外表面之澆鑄用樹脂之前端位置更靠近模組中央側，而使得操作時或使用時自外部受力時中空紗膜不會於澆鑄用樹脂之攀升部產生斷裂。
本發明之中空紗膜模組中，複數根中空紗膜之兩端部以澆鑄用樹脂加以固定，且於一方或兩方之端部中空紗膜的中空部為開口。亦即，當將中空紗膜模組於上下方向上設置時，包含：(1)於中空紗膜模組之上側中空部為開口，於下側中空部堵塞，且可自上側之開口部採集滲透水之中空紗膜模組；(2)於中空紗膜模組之上側與下側兩方中空部為開口，且可自上側與下側兩方之開口部採集滲透水之中空紗膜模組；以及(3)中空紗膜呈U字狀，於中空紗膜模組之上側兩端部之中空部為開口，且可自上側之開口部採集滲透水之中空紗膜模組。
此外，於本說明書中，所謂「中空紗膜模組」係指包含中空紗膜以及固定中空紗膜端部之固定部，安裝於過濾裝置中使用之過濾用元件。又，所謂「浸漬型中空紗膜濾筒模組」，係指以浸漬於盛滿原水之槽中之狀態進行抽吸來進行過濾之安裝於過濾裝置中使用之中空紗膜模組。此外，所謂「加壓型中空紗膜濾筒模組」，係指以插入於加壓用容器內之狀態安裝於過濾裝置中進行加壓來進行過濾之中空紗膜模組。作為加壓用容器，具有於一個容器內插入一個模組之類型(架式)以及於一個容器內插入複數個模組之類型(罐式)。
以下，利用圖1來說明使用有本發明之中空紗膜之浸漬型濾筒模組之實施形態之例。
使用有本發明之中空紗膜之浸漬型濾筒模組含有包含複數根中空紗膜之中空紗膜束1(於本發明之中空紗膜模組中，中空紗膜束可為一根亦可為複數根，但於本實施形態中設為一根)、以及位於中空紗膜束1之兩端之頭部2及套筒3，且於頭部側第1固定層4及套筒側第1固定層5上固定有中空紗膜。
中空紗膜於頭部側之端部(頭部側第1固定層端面6)為開口，於套筒側之端部(套筒側第1固定層端面7)中空紗膜之中空部被密封。
將中空紗膜中未包含於兩端之固定層中之部分稱為過濾部12，將頭部側之固定層中面向過濾部側之部分定義為頭部側固定層之過濾部界面，將套筒側之固定層中面向過濾部之部分定義為套筒側固定層之過濾部界面。頭部側之固定層可為單層，亦可包含複數層。於如圖1所示之例般包含雙層之情形時，將過濾部12側之層記作頭部側第2固定層，將端面6側之層記作頭部側第1固定層。又，套筒側之固定層亦同樣地，可為單層，亦可包含複數層。於如圖1所示之例般包含雙層之情形時，將過濾部12側之層記作套筒側第2固定層，將端面7側之層記作套筒側第1固定層。並且，將整個頭部側第1固定層4與頭部側第2固定層13僅記作「頭部側固定層」，將整個套筒側第1固定層5與套筒側第2固定層14僅記作「套筒側固定層」。又，將頭部側第2固定層之面向過濾部側之部分記作頭部側固定層之過濾部界面之位置13'，將套筒側第2固定層之面向過濾部之部分記作套筒側固定層之過濾部界面之位置14'。
於套筒3中，設置有較套筒側第1固定層之端面7更突出之套筒端部9。並且，於套筒側固定層中設置有複數個貫通孔8。
該貫通孔8係用以將原水及清洗用之氣體導入至中空紗膜束之內部，而使該原水及氣體與中空紗膜外緣面有效地接觸者。
中空紗膜束1係於頭部側固定層中分割成複數個小束10。通常於本發明之中空紗膜模組中，中空紗膜束亦可於頭部側固定層以外之位置分割成複數個小束。
頭部2與套筒3係藉由支持材料11而連結。支持材料11具有防止曝氣時套筒3之上升或扭曲之功能，具體而言，可藉由將頭部側第1固定層4與套筒側第1固定層5利用管、棒、板、鏈、繩、網中之任一者加以連結固定，來使上述功能表現出來。
中空紗膜模組之直徑較好的是30mm~800mm，更好的是100mm~800mm。中空紗膜模組之長度較好的是選自300mm至3000mm之範圍。
本發明中所使用之頭部2、套筒3及多孔板16之素材並無特別限定，且既可相同亦可不同，但較好的是使用熱塑性樹脂或不鏽鋼。頭部2成為將中空紗膜模組懸垂於容器內時之固定部，故形狀係配合懸垂及固定之構造來製作。例如，可於外緣部設置階差或凹槽，或者設置螺紋部。懸垂於容器內之方法中，有固定於將罐上下隔離之隔離板上之罐方式、以及固定於自主配管分支之支配管上之架方式，任一方式均可適用於本發明。
作為本發明所使用之中空紗膜之孔徑，自逆滲透膜及超過濾膜至精密過濾膜為止均可使用。又，中空紗膜之素材並無特別限定，可列舉聚碸、聚醚碸、聚丙烯腈、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚醯胺、聚醚酮、聚醚醚酮、聚乙烯、聚丙烯、聚-4-甲基戊烯、纖維素、醋酸纖維素、聚偏二氟乙烯、聚乙烯-四氟乙烯共聚物、聚四氟乙烯等。或者亦可使用該等之複合素材膜。又，作為中空紗膜之形狀，可適當使用內徑為50μm至3000μm，且內/外徑比為0.3~0.8之範圍之中空紗膜。
再者，於本發明之中空紗膜模組中，如上所述，中空紗膜束1既可為一個，亦可為複數個。於中空紗膜束1為複數個之情形時，其整體可分割成複數個小束10，亦可包含未分割成複數個小束者。於中空紗膜束為一個之情形時，該中空紗膜束亦可分割成複數個小束。
為了一面提高中空紗膜之填充率，一面使懸濁物質容易去除，有效的是形成頭部側固定層附近之中空紗膜之密集程度稀疏之部分，並且設置用以供懸濁物質排出之流路。亦即，有效的是將中空紗膜束分成複數個小束，且將中空紗膜束間設為曝氣氣泡及懸濁物質之流路之構造。
關於頭部側固定層中之中空紗膜之小束10，於各小束內，最接近之中空紗膜彼此間之距離較好的是未達2mm，更好的是中空紗膜間未達1mm，其由於可增加中空紗膜面積，從而可提昇浸漬型濾筒模組之過濾水量，故而較佳。此處所謂中空紗膜彼此間之距離係指中空紗之最外表面彼此之距離。又，形成小束10之中空紗膜之根數較好的是20根以上、500根以下，更好的是30根以上、300根以下。於該等範圍內，特別是於中空紗膜間懸濁物質之蓄積將減少。最接近之小束彼此之距離較好的是2mm以上、100mm以下，更好的是3mm以上、未達30mm。於該範圍內，特別是懸濁物質無蓄積，可提高中空紗膜之填充率，可增加過濾水量。此處所謂小束彼此之距離係指兩個小束中所含之中空紗膜之最外表面的距離中最近之距離。
關於頭部側固定層之過濾部側界面上之中空紗膜的小束10，於各小束內，最接近之中空紗膜彼此間之距離較好的是未達2mm，更好的是中空紗膜間未達1mm，其由於可增加中空紗膜面積，從而可提昇中空紗膜模組之過濾水量，因此較佳。此處所謂中空紗膜彼此間之距離係指中空紗之最外表面彼此之距離。又，形成小束之中空紗膜之根數較好的是10根以上、1000根以下，更好的是20根以上、300根以下。於該等範圍內，特別是於中空紗膜間，污泥堆積物會減少。最接近之小束彼此之距離較好的是2mm以上、100mm以下，更好的是3mm以上、未達30mm。於此範圍內，特別是無污泥堆積物，可提高中空紗膜之填充率，可增加過濾水量。此處所謂小束彼此之距離係指兩個小束中所含之中空紗膜之最外表面的距離中最近之距離。
若頭部側固定層之過濾部界面上之中空紗膜之各小束10設為配置於一個或複數個同心圓上之構造，則可使曝氯氣泡於圓周方向上均勻地排出，因此可期待實現以最小限度之曝氣量排除懸濁物質之效果。
小束10中所含之中空紗膜之根數只要係於上述範圍內，則各自之根數既可相同亦可不同，但是就使懸濁物質有效地排出之方面而言，較好的是於所有小束中，小束中所含之中空紗膜之根數相同，且/或於同心圓上之各小束之排列間隔均等。
於自頭部側固定層之過濾部界面之同心圓的中心部朝向外緣部之所有方向上存在中空紗膜束，藉此於自模組之中心部朝向外緣部之一部分方向上曝氣之流動亦不會發生偏離，從而可均勻地排除懸濁物質。亦即，自模組之外側無法觀察到頭部側固定層之過濾部界面之中心部，或者當自同心圓之中心向外緣方向劃任意線時，於所有情形時均會通過中空紗膜之束，藉此於自模組之中心部朝向外緣部之一部分方向上曝氣之流動亦不會發生偏離，從而可有效地排除懸濁物質。
為了將中空紗膜之小束固定於特定位置上而維持之束間距離，各小束係插入於設置在多孔板16上之貫通孔內。該多孔板16之貫通孔較好的是設置在與上述中空紗膜束之配置相對應之位置，且等於插入孔徑之中空紗膜束之外徑，或者大於該中空紗膜束之外徑1~2mm。
於本發明中，套筒3較好的是自中空紗膜之端面向下方突出而固定於中空紗膜束外緣。自端面突出之長度取決於中空紗膜模組之直徑、被供給之空氣量、貫通孔之直徑及數量，但為了防止空氣之散逸，較好的是5mm~300mm。若過長，則中空紗膜模組之全長將變長而形成無用之空間，因此欠佳。若過短，則供給至模組之空氣將無法有效地導向貫通孔而朝橫向散逸，因此欠佳。
於本發明之實施形態中設於套筒側固定層中之貫通孔8係開設於固定層自身之孔，孔之大小為等效直徑選自2mm~30mm之範圍。貫通孔8之形狀係選自三角形、四角形、六角形等之多角形、圓形、橢圓形、扇形、C字型或星形等。又，其孔數亦取決於中空紗膜模組之剖面積或紗根數，可為2個至300個。孔之位置較好的是均等地分散設置於固定層剖面之例如多重圓與放射狀線之交點、格子之交點、或多個正三角形之頂點的位置等套筒側固定層剖面上。
通過位於套筒側固定層中之複數個貫通孔之氣泡一面使中空紗膜束1振盪，一面使中空紗膜間之空隙大致垂直地上升。然而，於頭部側固定層附近，中空紗膜束1之振幅亦較小，空隙變少，氣泡無法上升而向圓周方向擴散洩漏至模組外。當提高膜之填充率，中空紗膜彼此之間隔較小時，被處理液中所含之懸濁物質無法穿過而蓄積於中空紗膜間，使過濾面積減小，從而使過濾變得困難。
本發明中，作為用以形成固定層之澆鑄用樹脂，可使用已知之熱塑性樹脂或熱固性樹脂，但自製造上之作業性之觀點而言特別好的是雙液型熱固性樹脂。作為此種樹脂，具體而言可列舉環氧樹脂、胺酯樹脂、環氧丙烯酸酯樹脂、矽樹脂等之高分子材料。作為澆鑄方法，可使用離心澆鑄法或靜置澆鑄法等公知之方法。當欲改善澆鑄用樹脂之固化收縮或接著強度之情形時，亦可使上述澆鑄用樹脂中含有玻璃纖維、碳纖維等之纖維狀物、碳黑、氧化鋁及氧化矽之微粉體。
頭部側第1固定層4之樹脂理想的是可液密地固定中空紗膜彼此及中空紗膜與頭部內壁，且可承受過濾時過濾部12側與端面6側之間的差壓。因此，較好的是該樹脂之硬度為20D以上且80D以下，更好的是30D以上且70D以下(硬度之測定方法係依據JISK6253、ISO7619。本說明書中之以下記載中亦係同樣)。若為20D以上，則機械強度充分，可長期保持與中空紗膜之固定化狀態。若為80D以下，則將中空紗膜固定於頭部內時，形成固定層之樹脂與頭部內壁相剝離、或者固定層內產生龜裂之可能性較低。
較好的是與頭部側第1固定層相接而於其過濾部側設置第2固定層(頭部側第2固定層13)。該頭部側第2固定層之樹脂亦可為與上述頭部側第1固定層相同之樹脂，但自減少頭部側第2固定層界面上之應力集中之觀點考慮，較好的是更柔軟之樹脂。該樹脂之硬度較好的是20A以上、90A以下，更好的是40A以上、80A以下。
套筒側第1固定層5之樹脂係固定中空紗膜彼此及中空紗膜與套筒內壁，只要不會因中空紗膜之振動等而受到破壞即可。該樹脂既可為與上述頭部側第1固定層4相同之樹脂，亦可與後述之套筒側第2固定層14之樹脂相同。
套筒側固定層之過濾部界面之樹脂(圖1中之套筒側第2固定層14之樹脂)，自緩和中空紗膜振動時所產生之應力以防止中空紗膜之斷裂之觀點考慮，理想的是柔軟之材料。該樹脂之硬度較好的是20A以上、90A以下，更好的是40A以上、80A以下。若為20A以上，則機械強度充分，可長期保持形狀。若為90A以下，則可有效地緩和中空紗膜振盪時過濾部界面上所產生之應力，使中空紗膜斷裂之可能性降低。
再者，當於頭部側或套筒側，於過濾部側設置比較高之硬度之樹脂層(第1固定層)以及與其相接之低硬度之樹脂層(第2固定層)時，例如可採用以硬度高之環氧樹脂形成第1固定層之後於上述環氧層之過濾部側形成矽樹脂層之方法、或以硬度高之胺酯樹脂形成第1固定層之後於上述第1固定層之過濾部側形成硬度低之胺酯樹脂層之方法。自製造中之生產率之觀點考慮，特別好的是後者之方法。
於本發明中，於至少頭部側固定層之過濾部界面上，利用彈性體15被覆中空紗膜或中空紗膜束之外緣。藉由利用彈性體被覆，可發揮以下兩個效果。(1)使中空紗膜或中空紗膜束間之距離保持固定，從而可維持用以於處理液中排出懸濁物質之流路，可防止懸濁物質之蓄積。(2)利用澆鑄用樹脂固定中空紗膜時，會產生澆鑄用樹脂之因界面張力而引起之攀升現象，從而於中空紗膜外表面形成澆鑄用樹脂之塗層。當將此種狀態之中空紗膜模組應用於膜分離活性污泥法中時，於形成有塗層之部分之前端部中空紗膜易於斷裂。又，於澆鑄用樹脂比較硬之情形時，當向該塗層部施加外力時，常會發生中空紗膜伴隨著塗層之破壞而斷裂之現象。藉由在固定層之過濾部界面附近利用彈性體被覆中空紗膜或中空紗膜束之外緣，可防止如上所述般中空紗膜之斷裂。
本發明中之所謂彈性體15，係表現出若施加力則發生變形，若逐漸撤除力則恢復至原尺寸之性質之高分子物質。作為該彈性體，較好的是硬度為20A至90A。(硬度之測定方法係依據JISK6253、ISO7619。)若為20A以上，則機械強度充分，可長期保持形狀，若為90A以下，則使中空紗膜破損之可能性較低。於膜分離活性污泥法中所使用之模組之情形時，由於長時間暴露於激烈之氣液混相流中，故特別好的是硬度為40A~90A。
上述彈性體較好的是一部分埋入於固定層中，且剩餘部分自固定層之過濾部界面突出。藉由如此方式，可有效地防止於中空紗膜之固定層界面部分與上述塗層部或其前端部分的中空紗膜之斷裂。
上述彈性體所突出之部分的長度較好的是5mm以上、100mm以下。若為5mm以上，則可保持含有大量懸濁物質之氣液混相流的流路，使長時間之穩定運轉成為可能。又，若為100mm以下，則過濾部之中空紗膜面積之減少比例較少，對過濾性能之影響較小。特別好的是10mm以上、60mm以下。若為該範圍內，則上述塗層部可確實地收納於彈性體內而有效地防止中空紗膜之斷裂，並且表現出藉由保持流路而防止懸濁物質蓄積之效果。
再者，於固定層之過濾部界面發生傾斜之情形時，有時自固定層露出之部分之長度會因一個彈性體之圓周上之位置而不同，此時將最短長度設為「突出長度」。並且，於一個中空紗膜模組中存在複數個彈性體之情形時，較好的是各彈性體之突出長度為上述範圍內。以圖2所示之第2固定層傾斜之例來進行說明。於圖2之右側所揭示之彈性體15中，自第2固定層露出之部分之長度於圖之右側變得最短。於此彈性體之情形時，將圖之右側之露出部分18設為該彈性體之「突出長度」。
上述彈性體較好的是於自過濾部界面突出之部分，該彈性體所內含之中空紗膜或中空紗膜束之外緣與該彈性體之內表面密著。當未密著時，暴露於氣液混相流之時中空紗膜會劇烈振動，因此有時彈性體內表面或彈性體之前端部內緣與中空紗膜會發生摩擦而使中空紗膜受損。若與之相對為密著狀態，則中空紗膜於彈性體內不會活動，因此中空紗膜不會受損。
於自上述過濾部界面突出之部分，最接近之彈性體彼此之距離19較好的是2mm以上、80mm以下。若為2mm以上，則於彈性體間之污泥堆積之可能性亦較低，從而可確保流路，使長時間之穩定運轉成為可能。又，若為80mm以下，則過濾部之中空紗膜面積之減少比例較少，對過濾性能之影響較小。較好的是3mm以上、30mm以下。
頭部側固定層之過濾部界面較好的是相對於與中空紗膜束之紗長方向垂直之面傾斜。以圖2所示之第2固定層傾斜之例進行說明。包埋有彈性體15之一部分的頭部側第2固定層13之過濾部界面13'相對於中空紗膜之小束10之長度方向傾斜。於本發明中，將過濾部界面13'之相對於與小束10之長度方向垂直之面(於圖2中之水平面)所成之角度設為「傾斜角度17」。傾斜角度較好的是0.5度以上、20度以下。更好的是1度以上、10度以下。藉由設置傾斜，可將氣液混相流之流動方向控制在一方側。於過濾裝置中，常將多根中空紗膜模組並列配置成兩行來使用，但此時使其以朝向行之外側流動，藉此可保持良好的裝置整體之懸濁物質之排出性能。再者，傾斜角之最大值較好的是設於對有助於過濾之膜面積影響較少之範圍。若在上述範圍內，則對膜面積幾乎沒有影響，從而可實現有效之流動控制。
上述傾斜可於利用澆鑄用樹脂形成固定層時以如下方法來設置。(1)若為離心澆鑄法，則傾斜角取決於離心力與重力之間之平衡。另一方面，離心力取決於模組之固定層之位置(旋轉半徑)與旋轉速度(RPM(revolutions per minute，每分鐘轉數))。因此，藉由根據模組之固定層之位置適當設定旋轉速度，可設定傾斜角。(2)若為靜置澆鑄法，則可藉由以自垂直方向傾斜之狀態固定中空紗膜來進行設定。
較好的是於上述彈性體外之固定層的過濾部界面之位置較於該彈性體內被覆中空紗膜外表面之澆鑄用樹脂的前端位置更靠近模組中央側。利用圖3來進行說明。當利用彈性體15被覆中空紗膜21之束之外緣，並以第1澆鑄用樹脂形成第1固定層4時，第1澆鑄用樹脂攀升至中空紗膜彼此之間隙而形成塗層。所謂「於彈性體外之固定層的過濾部界面之位置較於該彈性體內被覆中空紗膜外表面之澆鑄用樹脂的前端位置更靠近模組中央側」，係指上述塗層之位於最靠近模組中央側之前端31的位置較形成於彈性體15之外側之第2固定層13的過濾部界面位置中靠近頭部側第1固定層之側(圖3中為右側)的過濾部界面位置13'更靠近第1固定層側。藉由設為此種狀態，即使自相對於中空紗膜之長度方向成直角之方向對彈性體施加力之情形時，亦不會對位於彈性體內部之被覆中空紗膜外表面之澆鑄用樹脂之部分(塗層之部分)施加力，因此於該部分中空紗膜不會發生斷裂。
於此情形時，頭部側第1固定層與頭部側第2固定層中所使用之澆鑄用樹脂亦可為相同材料，但自減低應力集中於頭部側第2固定層界面上之彈性體之觀點考慮，第2固定層之澆鑄用樹脂更好的是使用硬度更低(亦即更柔軟)之材料。第2固定層之澆鑄用樹脂之硬度較好的是20A以上且90A以下，更好的是40A以上且80A以下。
上述彈性體既可為管狀者，亦可為片狀或膜狀(以下僅記作膜狀)者。若為管狀者，則於將中空紗膜或中空紗膜束插入至管內後，以澆鑄用樹脂進行固定。又，若為膜狀者，則於纏繞於中空紗膜或中空紗膜束之外緣而設置重疊部後，藉由加熱熔接或接著劑來接合該重疊部，繼而以澆鑄用樹脂進行固定。於中空紗膜模組為每一模組中包含一百根以下之中空紗膜束之情形時，較好的是使用管狀之彈性體。若為管狀則具有可省去以加熱熔接或接著劑來接合彈性體之步驟之優點，並且使用時接合部不可能剝離或破損。另一方面，當被覆於每根中空紗膜1上之情形時，較好的是使用膜狀者。若為膜狀，則於連續製造中空紗膜時可連續地進行彈性體之纏繞及接合，從而適合於大量生產。
該彈性體之材質係考慮原水之特性或對於過濾運轉時所使用之藥液的耐久性來進行選擇。例如，可列舉三元乙丙橡膠(EPDM，ethylene propylene diene monomer)、丁腈橡膠等之聚烯烴系彈性體、聚胺酯系彈性體、聚醯胺系彈性體、聚酯系彈性體、聚乙烯等之烯烴系樹脂、氯乙烯系樹脂、氟系樹脂、矽系樹脂等。該等之中，自柔軟性與耐藥品性之觀點而言，特別好的是EPDM等之聚烯烴系彈性體、烯烴系樹脂、矽系樹脂。
又，上述彈性體既可為均質者，亦可為內部含有獨立氣泡之發泡體或氣泡片、內部含有連續氣孔之多孔體。
上述彈性體特別好的是含有熱縮性材料。將含有熱縮性材料之彈性體以包圍中空紗膜或中空紗膜束之外緣的方式而配置後進行加熱，藉此該彈性體能夠以密著之狀態被覆於中空紗膜或中空紗膜束之外緣。由於係密著，故而於過濾運轉過程中，中空紗膜於彈性體內不會活動，因此中空紗膜不會受損。並且，恢復至常溫後為密著之狀態，並且以束縛中空紗膜之力不起作用之狀態來固定該彈性體之形狀。由於束縛中空紗膜之力不起作用，故而不會因束縛力而使中空紗膜受損。
再者，亦可採用如下方法：使用與彈性體不同的熱縮性材料，利用彈性體包圍中空紗膜或中空紗膜束後，用熱縮性材料包圍其外緣，對熱縮性材料進行加熱而使其收縮，藉此用彈性體被覆中空紗膜或中空紗膜束。然而，由於熱縮性材料因加熱而收縮時之收縮力較弱，故而藉由該收縮力而使彈性體變形從而使其密著於中空紗膜或中空紗膜束外緣較為困難。因此彈性體之種類極其受限，例如，可使用胺酯製海綿等之空隙比為70%以上之多孔體。於使用此種易於變形之彈性體之情形時，有時即使於熱縮性材料之收縮後中空紗膜亦會於該彈性體內活動。若於如膜分離活性污泥法般之因曝氣而引起激烈之膜振動之狀態下使用此種中空紗膜模組，則有時於彈性體內中空紗膜會發生摩擦而受損，因此根據所使用之彈性體之易變形程度來選擇彈性體之厚度或熱縮性材料之種類或尺寸變得重要。並且，必需將彈性體與熱縮性材料固定於各個特定位置，從而操作變得複雜。與此相對，當彈性體自身含有熱縮性材料時，可解決上述兩個缺點。
當彈性體含有熱縮性材料時，較好的是熱縮後之硬度為20A至90A。(硬度之測定方法係依據JISK6253、ISO7619。)若為20A以上，則機械強度充分，可長期保持形狀，若為90A以下，則使中空紗膜破損之可能性較低。於膜分離活性污泥法中所使用之模組之情形時，由於長時間暴露於激烈之氣液混相流中，所以特別好的是硬度為40A~90A。作為熱縮性材料，可使用管狀、膜狀或片狀(以下，將「膜狀或片狀」僅記作「膜」)等公知之材料，且考慮原水之特性或對於過濾運轉時所使用之藥液的耐久性來進行選擇。例如，可列舉EPDM系熱縮性管、烯烴系熱縮性管、矽氧系熱縮性管、PVC(polyvinyl chloride，聚氯乙烯)系熱縮性管、聚胺酯系熱縮性管等之熱縮性管材料、烯烴系熱縮性膜、聚胺酯系熱縮性膜及聚酯系熱縮性膜等之熱縮性膜。該等之中，自柔軟性與耐藥品性之觀點考慮，較好的是EPDM系熱縮性管、烯烴系熱縮性管、矽氧系熱縮性管、烯烴系熱縮性膜。並且，於製造每一模組中包含一百根以下之中空紗膜束之模組時，中空紗膜束之插入性優異，因此上述熱縮性管較佳。特別好的是EPDM系熱縮性管，其原因在於與形成固定部之環氧樹脂或胺酯樹脂等之澆鑄用樹脂之黏著性良好。
上述熱縮性材料較好的是藉由在50℃~150℃之範圍之溫度下進行加熱而收縮者。特別好的是藉由在50℃~120℃之範圍之溫度下進行加熱而收縮者。若為該範圍之溫度，則對中空紗膜之特性無影響。
上述熱縮性管之內徑(收縮前之內徑)可參考所被覆之中空紗膜或中空紗膜束之外徑與熱縮性管之最大熱縮率來決定。亦即，熱縮性管之內徑大於所被覆之中空紗膜或中空紗膜束之外徑時更容易進行插入操作，因此較佳。另一方面，為了使熱縮性管收縮後密著於經被覆之中空紗膜或中空紗膜束之外緣，較好的是以滿足(中空紗膜或中空紗膜束之外徑)≧(收縮前之內徑)×(1-(最大收縮率)/100)之方式進行設定。具體而言，較好的是收縮前之內徑相對於中空紗膜或中空紗膜束之外徑為1.05倍以上、3倍以下，更好的是1.1倍以上、2倍以下。
以下揭示使用熱縮性材料來被覆中空紗膜或中空紗膜束之方法之例。
於藉由具有熱縮性之彈性管(以下僅記作彈性管)被覆中空紗膜束之情形時，可利用以下方式來進行。
(1)將對端部進行加熱熔接而使中空部堵塞之特定根中空紗膜收集成束而製成中空紗膜束。(2)將該中空紗膜束插入至彈性管內，將該管以位於特定位置之方式而置於托盤上。(3)將該托盤放入烘箱，以特定溫度進行加熱而使其收縮。藉由以上之操作，而變為彈性體密著於中空紗膜束之特定位置之狀態。(4)將如上所述而被覆之中空紗膜束，利用多孔板等而配置於模組頭部構件內之特定位置。(5)向上述頭部構件內注入澆鑄用樹脂(第1澆鑄用樹脂)來固定中空紗膜彼此、中空紗膜、上述管及上述頭部內壁。(6)上述澆鑄用樹脂失去流動性後，於上述澆鑄用樹脂之界面上再次向上述管與頭部內壁間注入澆鑄用樹脂(第2澆鑄用樹脂)且使其固化。(7)將中空紗膜之端部側連同上述頭部構件一併加以切斷，使中空紗膜之中空部開口。藉此，可製作已利用含有熱縮性管之彈性體被覆中空紗膜為開口之側之過濾部界面之中空紗膜束。再者，可根據情形省去上述(6)之步驟。
其次，當使用具有熱縮性之彈性膜(以下僅記作彈性膜)被覆於每根中空紗膜上之情形時，可利用以下方式來進行。
(1)對端部進行加熱熔接而製作使中空部堵塞之中空紗膜。(2)於托盤上放置具有特定寬度及長度之彈性膜50。(3)將特定根數之中空紗膜21以特定間隔平行地擺放在一起，且以中空紗膜21之特定部分位於上述膜50之上之方式進行放置。圖8(a)表示此時之狀態。(4)將另一個彈性膜50'被覆放置於上述中空紗膜21上之與上述彈性膜50對應之位置。(5)於各中空紗膜之中間部分，將加熱器貼放於上述兩個彈性膜兩方之外側表面上對兩個彈性膜50及50'進行加熱熔接，而形成熔接部51。藉此，變為於每根中空紗膜之周圍由彈性膜50及50'所包圍之狀態。圖8(b)表示此時之狀態。(6)連托盤一併放入烘箱，以特定溫度進行加熱而使其收縮。藉由以上之操作，變為於每根中空紗膜上彈性膜密著於中空紗膜外緣之狀態。圖8(c)表示此時之狀態。(7)其後，可利用與上述彈性管之情形同樣之方式，來製作已利用含有熱縮性管之彈性體被覆中空紗膜為開口之側之過濾部界面之中空紗膜束。
如以上所述，使用熱縮性材料製作本發明之中空紗膜模組之情形時，較好的是於澆鑄步驟之前進行實施加熱處理而使其收縮之步驟。藉由如此方式，可形成在固定層之過濾部界面及過濾側附近彈性體密著於中空紗膜或中空紗膜束之外緣之狀態，從而可有效地防止中空紗膜受損。又，藉由在澆鑄步驟之前進行使其收縮之步驟，可更簡便地在澆鑄步驟中將中空紗膜或中空紗膜束配置於特定位置而設置特定間隔。
又，較好的是中空紗膜或中空紗膜束被上述彈性體所直接被覆。所謂「直接被覆」，係指在中空紗膜或中空紗膜束與彈性體之間無其他被覆物而直接被彈性體所被覆。特別是，被上述熱縮性材料所直接被覆時，自可防止於熱縮性材料之前端部的中空紗膜或中空紗膜束受損，且於熱縮後不會過度束縛中空紗膜或中空紗膜束之觀點而言較佳。
作為本發明之中空紗膜模組之實施形態，除了如圖1所示之不含有包覆中空紗膜束之外緣之外筒的類型以外，亦可為如圖4(a)所示之用籠狀圓筒110包覆中空紗膜束之外緣的類型、或如圖4(b)及圖4(c)所示之以壁面包含貫通口121之圓筒120包覆中空紗膜束之外緣的類型。不含有包覆中空紗膜束之外緣之外筒的類型的模組，於進行用以防止懸濁物質蓄積之曝氣時可使中空紗膜大大舒展，從而可有效地防止懸濁物質之蓄積，因此適合在膜分離活性污泥法中使用。另一方面，由籠狀圓筒或包含貫通口之圓筒包覆之類型的模組適用於收納在加壓容器內使用之加壓過濾。由於中空紗膜經籠狀圓筒或包含貫通口之圓筒所包覆，因此可有效地防止收納於加壓容器時中空紗膜受損。
作為使用本發明之中空紗膜模組之形態，有如圖5所示之膜分離活性污泥法。亦即為如下類型：將中空紗膜模組100之中空部為開口之側連接於集水管300上，將中空紗膜模組100浸漬於向大氣敞開之水槽200中進行抽吸過濾。於該類型中，配置用以對中空紗膜模組之下部進行曝氣之空氣導入管400。
又，作為另一使用形態，有於加壓容器內收納中空紗膜模組，並對該容器內進行加壓來進行過濾之類型(以下記作加壓型)。該加壓型適用於過濾原水中之懸濁物質比較少之原水。其具有於一個加壓容器內收納一個中空紗膜模組來使用之類型(架式)、以及於一個容器內收納複數個中空紗膜模組來使用之類型(罐式)。圖6表示前者之例，圖7表示後者之例。
於圖6中，中空紗膜模組100係收納於模組外殼700內，經由連接構件而與集水管300及原水供給管500連接。於模組外殼700之上部側面設置用以將懸濁物質排出至模組外之噴嘴。於該類型中，將空氣導入管連接於模組下部之連接配管上(未圖示)而向各模組導入空氣，從而可排出模組內之懸濁物質。又，於圖7中，將複數個中空紗膜模組100收納於加壓罐800內，將中空部為開口之側經由連接構件而連接於集水管300。又，於各中空紗膜模組之下部配置用以進行曝氣之空氣導入管400。繼而，於加壓罐800內設置原水供給口510以及濃縮水排出口610。藉由對該加壓罐內進行加壓而利用中空紗膜對原水進行過濾，該過濾水經由集水管300而回收。
以下對本發明之實施例進行說明，但本發明並不由其限定。
於本實施例及比較例、參考例中之硬度係使用硬度計(西東京精密股份有限公司製，型號名『Durometer WR-202NA』)來測定。
揭示使用熱縮性管作為彈性體，並將彈性體被覆於中空紗膜束之小束上之浸漬型中空紗膜濾筒模組之例。
所使用之熱縮性管係EPDM製(西日本電線股份有限公司製，商品名『NISHITUBE』，型號名『NPM-65-20-1』)，於收縮前內徑為20mm，厚度為1mm，於100℃下加熱時之圓周方向之最大收縮率約為50%者。
利用胺酯樹脂藉由離心澆鑄法來固定中空紗膜之兩端，製作膜面積25m2
之圓筒型中空紗膜模組。中空紗膜係聚偏二氟乙烯製之細孔徑0.1μm之精密過濾膜，外徑為1.2mm，內徑為0.7mm，有效長度為2000mm。
中空紗膜係以0.83m3
/束為單位進行分割(以110根/束計相當於30束)，於各束中插入熱縮性管(自中空紗膜束之端部算起90mm，管長度為50mm)，於100℃下經10分鐘於熱風乾燥機內使其收縮。熱縮後之管之硬度為70A。
為使各小束以3mm之間隔配置於同心圓上，使用厚度為10mm之平板狀的多孔板。中空紗膜係以於頭部側固定層中小束化而使用多孔板之狀態、於套筒側固定層中設為單束之狀態來使用。
套筒側固定層端面之貫通孔係於同心圓上設置28個11mmΦ之孔。使用胺酯樹脂(固化後之硬度50D)，藉由離心澆鑄法而形成第1固定層。其後，將胺酯樹脂(固化後之硬度65A)注入至上述第1固定層之過濾部側，於靜置狀態下使其固化而形成第2固定層。所被覆之彈性體自頭部側第2固定層之過濾部界面算起最短具有20mm之長度，彈性體間之距離最短為3mm。又，頭部側第2固定層界面之傾斜角度為3度。
離心澆鑄時，將SUS(Stainless Used Steel，不鏽鋼)304製之外徑為13mm之管用作支持材料，而將頭部側固定層與套筒側固定層加以連結固定化。
將上述模組浸漬於容積為8m3
之活性污泥槽中，將頭部用頂蓋與過濾水用之配管加以連接，而固定於活性污泥槽中。
一面自套筒側固定層端面之貫通孔進行6Nm3
/hr之空氣的曝氣，一面利用抽吸泵以膜過濾流速達到0.6m3
/膜面積m2
/日之方式進行抽吸過濾。此時之膜間差壓為-15~-20kPa，可於三個月期間穩定運轉。又，於三個月後之中空紗膜上未觀察到污泥之附著，包含污泥附著之中空紗膜模組之重量與過濾開始時相比僅增加300g。並且，於頭部側第2固定層附近無斷頭。
又，三個月後之彈性體間之距離最短為3mm而無變化，於彈性體間亦無污泥堆積，過濾部界面之突出長度亦於所有彈性體中無變化。此外，亦未產生斷頭。
再者，過濾運轉期間之活性污泥槽之濃度MLSS平均為10000mg/l，平均溫度為25℃。活性污泥之原水係使用平均BOD(Biochemical Oxygen Demand，生化需氧量)為150mg/l、SS為160mg/l之都市污水。
除了僅頭部側未利用第2澆鑄用樹脂(硬度65A之胺酯樹脂)形成第2固定層以外，以與實施例1同樣之方式製作中空紗膜模組。該中空紗膜模組中之彈性體具有自頭部側第1固定層之過濾部界面算起最短25mm之長度，彈性體間之距離最短為3mm。又，頭部側第1固定層界面之傾斜角度為2度。
將上述模組浸漬於容積8m3
之活性污泥槽中，將頭部用頂蓋與過濾水用之配管加以連接，而固定於活性污泥槽中。
一面自套筒側固定層端面之貫通孔進行6Nm3
/hr之空氣的曝氣，一面利用抽吸泵以膜過濾流速為0.6m3
/膜面積m2
/日之方式進行抽吸過濾。此時之膜間差壓為-15~-20kPa，可於三個月期間穩定運轉。又，於三個月後之中空紗膜中未觀察到污泥之附著，包含污泥附著之中空紗膜模組之重量與過濾開始時相比僅增加300g。並且，於頭部側第1固定層附近無斷頭。
又，三個月後之彈性體間之距離最短為3mm而無變化，於彈性體間亦無污泥堆積，過濾部界面之突出長度亦於所有彈性體中無變化。此外，亦未產生斷頭。
再者，過濾運轉期間之活性污泥槽之濃度MLSS平均為10000mg/l，平均溫度為25℃。活性污泥之原水係使用平均BOD為150mg/l、SS為160mg/l之都市污水。
準備除了未被覆熱縮性管以外與實施例1完全相同之構造之中空紗膜模組。中空紗膜小束間之最短距離為3mm。
將上述中空紗膜模組浸漬於與實施例1相同之活性污泥槽中，實施過濾運轉。
一面自套筒側固定層端面之貫通孔進行6Nm3
/hr之空氣的曝氣，一面利用抽吸泵以膜過濾流速達到0.6m3
/膜面積m2
/日之方式進行抽吸過濾。此時之膜間差壓於初期為-15~-20kPa，於三個月後為-30~-35kPa。又，三個月後之包含污泥附著之中空紗膜模組之重量與過濾開始時相比增加800g，且於頭部側第2固定層附近產生有斷頭。
又，三個月後之中空紗膜小束間之距離最短為1.5mm，與過濾開始前相比變短。此外，於中空紗膜小束內亦可觀察到污泥之附著，可確認與過濾開始前相比各小束變粗。另外，小束間之距離得到保持之位置於過濾開始前自頭部側固定層算起為15mm，於三個月後變為3mm，觀察到呈現藉由污泥堆積，流路明顯減少之狀態。
再者，過濾運轉期間之活性污泥槽之濃度MLSS平均為10000mg/l，平均溫度為25℃。活性污泥之原水係使用平均BOD為150mg/l、SS為160mg/l之都市污水。
準備除了未被覆熱縮性管以外與實施例2完全相同之構造之中空紗膜模組。中空紗膜小束間之最短距離為3mm。
將上述中空紗膜模組浸漬於與實施例1相同之活性污泥槽中，實施過濾運轉。
一面自套筒側固定層端面之貫通孔進行6Nm3
/hr之空氣的曝氣，一面利用抽吸泵以膜過濾流速達到0.6m3
/膜面積m2
/日之方式進行抽吸過濾。此時之膜間差壓於初期為-15~-20kPa，於三個月後為-30~-35kPa。又，三個月後之包含污泥附著之中空紗膜模組之重量與過濾開始時相比增加800g，且於頭部側第1固定層附近產生有斷頭。
又，三個月後之中空紗膜小束間之距離最短為1.5mm，與運轉開始前相比變短。此外，於中空紗膜小束內亦可觀察到泥之附著，可確認與過濾開始前相比各小束變粗。另外，小束間之距離得到保持之位置於運轉開始前自頭部側第1固定層算起為15mm，於三個月後變為3mm，觀察到呈現藉由污泥堆積，流路明顯減少之狀態。
再者，過濾運轉期間之活性污泥槽之濃度MLSS平均為10000mg/l，平均溫度為25℃。活性污泥之原水係使用平均BOD為150mg/l、SS為160mg/l之都市污水。
將110根與實施例1相同之中空紗膜插入至EPDM製熱縮性管(西日本電線股份有限公司製，商品名『NISHITUBE』，型號名『NPM-65-20-1』，長度50mm)中，於烘箱中以100℃加熱10分鐘而使其收縮。
於室內放置24小時後，測定上述管外緣之長度。將該長度設為L1。
其次，將中空紗膜束外緣之一根中空紗膜之前端與彈簧秤連結，相對於管之長度方向於垂直方向上拉扯彈簧秤而施加400g之荷重。10秒後解除荷重。此時，當施加有荷重時，該管之前端以與中空紗膜密著之狀態產生變形，當解除荷重時，立即恢復原狀且保持與中空紗膜密著之狀態。又，於位於管前端之中空紗膜之部位未觀察到任何損傷。
其次，向管之長度方向拉扯中空紗膜後，可自管內拔出中空紗膜。
繼而，自管內拔出所有中空紗膜後，測定該管之外緣之長度。將該長度設為L2，計算L2/L1後得知為1.0。根據以上所述可知，熱縮後，中空紗膜幾乎未受到來自管之束縛力。
其後，將上述管於長度方向上切斷並打開，重疊複數張而於厚度為10mm以上之狀態下測定硬度後得知為70A。
使用聚烯烴製熱縮性管(住友電工超效能高分子(Fine Polymer)股份有限公司製，商品名『SUMITUBE』SUMI-FZ-25)進行與實施例3同樣之操作。上述熱縮性管係於收縮前內徑為26mm，厚度為0.4mm，以100℃加熱時之圓周方向之最大收縮率約為47%者。
其結果為，於施加有400g之荷重時，該管之前端以與中空紗膜密著之狀態產生變形，於解除荷重時，立即恢復原狀且保持與中空紗膜密著之狀態。又，位於管前端之中空紗膜之部位未觀察到損傷。
又，向管之長度方向拉扯中空紗膜後，可自管內拔出中空紗膜。繼而，自管內拔出所有中空紗膜而求出L2/L1，得知為1.0。根據以上所述可知，熱縮後，中空紗膜幾乎未受到來自管之束縛力。
並且，硬度為85A。
使用軟質氯乙烯製熱縮性管(三菱樹脂股份有限公司製，商品名『HISHITUBE』I-15-0.5)進行與實施例3同樣之操作。上述熱縮性管係於收縮前內徑為22mm，厚度為0.5mm，以100℃加熱時之圓周方向之最大收縮率約為37%者。
其結果為，於施加有400g之荷重時，該管之前端以與中空紗膜密著之狀態產生變形。另一方面，於解除荷重時，管之變形並未立即恢復原狀，而需要約1小時來恢原。又，位於管前端之中空紗膜之部位被壓壞而凹陷。
又，向管之長度方向拉扯中空紗膜後，可自管內拔出中空紗膜。繼而，自管內拔出所有中空紗膜而求出L2/L1，得知為1.0。根據以上所述可知，熱縮後，中空紗膜幾乎未受到來自管之束縛力。
並且，硬度為92A。
進行假設向中空紗膜束之被覆部分自外部施加有衝擊之情形之跌落試驗。
將以與實施例1同樣的方式製作之中空紗膜模組橫置於地面上，使1kg之鐵製管自高度1m之位置跌落至該模組之管部分。將使其跌落之操作重複三次。其後，於將中空紗膜模組浸漬於水中之狀態下自中空部施加100kPa之空氣壓而觀察有無洩漏，可確認自中空紗膜完全未產生氣體洩漏，且未產生膜之切斷。
其次，切開各小束而詳細觀測管內。於管內之中空紗膜中未觀察到損傷。又，被覆中空紗膜之澆鑄用樹脂之塗層的前端於所有30個管內，均較第2固定層之過濾部界面更靠近第1固定層側。
使用以與實施例2同樣之方式製作之中空紗膜模組，以與實施例6同樣之方式進行跌落試驗。
進行跌落操作後，於將中空紗膜模組浸漬於水中之狀態下自中空部施加100kPa之空氣壓後，觀察到自管內有氣泡流出。
切開氣泡流出之管之小束，詳細觀察管內。其結果發現，於被覆中空紗膜之澆鑄用樹脂之塗層部分中空紗膜已斷裂。並且，該塗層部之前端位置較第1固定層之過濾部界面更靠近模組中央側。
根據以上實施例6與參考例1之比較可明確，當於彈性體外之固定層之過濾部界面的位置較於該彈性體內被覆中空紗膜外表面之澆鑄用樹脂的前端位置更靠近模組中央側之情形時，即使自模組外部施加有衝擊力時亦不會損傷中空紗膜。
揭示使用熱縮性膜作為彈性體，於每根中空紗膜上被覆彈性體之浸漬型中空紗膜濾筒模組之例。
所使用之熱縮性膜係日本專利特開昭62-58813之實施例9中所揭示之經單軸延伸而獲得之聚乙烯製多孔膜，且係空隙比為60%，膜厚為90μm，以120℃加熱時之延伸方向之最大收縮率為70%者。
中空紗膜係聚偏二氟乙烯製，外徑1.7mm、內徑0.9mm、細孔徑0.1μm之精密過濾膜。
首先，對端部進行加熱熔接而使中空部堵塞。將寬度50mm、長度800mm之熱縮性膜放置於托盤上，將100根上述中空紗膜以7mm之間距平行擺放在一起，且以自中空紗膜之端部算起20~70mm的位置位於上述膜上之方式而放置。其次，將另一熱縮性膜被覆放置於上述中空紗膜上之與上述熱縮性膜相對應之位置。其後，於各中空紗膜之中間部分，自上述兩個熱縮性膜兩方之外側貼放加熱器並進行加壓，對兩個熱縮性膜進行加熱熔接。熔接後之部分之寬度為2mm。連托盤一併放入烘箱，以120℃加熱而使其收縮。以上操作係於中空紗膜之兩方之端部進行。藉此，將彈性體以密著於中空紗膜外緣之狀態被覆於每根中空紗膜上，從而可製作相鄰之彈性體間之距離保持在2mm之片狀中空紗膜束。
又，以使熱縮膜之收縮率與進行上述操作時相同之方式，於握持熱縮性膜之長度方向之兩端的狀態下進行加熱而使其收縮。測定收縮後之硬度後得知為40A。再者，硬度之測定係以使厚度達到10mm之方式重疊複數張該膜來進行。
夾著厚度為2mm之間隔件而平行排列5張上述片狀之中空紗膜束，於兩端部使用第1澆鑄用樹脂(固化後之硬度為50D，混合初期黏度為600mPa‧s之胺酯樹脂)藉由靜置澆鑄法而形成第1固定層。進而，使用第2澆鑄用樹脂(固化後之硬度為65A，混合初期黏度為2200mPa‧s之胺酯樹脂)藉由靜置澆鑄法，於上述第1固定層中形成厚度10mm之第2固定層。該固定層之寬度為30mm，長度為400mm，第1固定層與第2固定層之總厚度為40mm。其次，切斷兩方之固定部之端部而使中空紗膜之中空部開口。其後，將包含用以使過濾水流通之噴嘴之頂蓋被覆並接著於兩方的固定層部分。藉由以上之操作，而獲得兩端部之中空部為開口之浸漬型中空紗膜濾筒模組。該模組之有效長度為1.5m、膜面積為4m2
。並且，被覆各中空紗膜之部分之突出長度為30mm。
將以上述方式而製作之6個浸漬型中空紗膜濾筒模組於以5cm之間距平行排列之狀態下固定，將各模組頂蓋之噴嘴連接於過濾裝置之集水管上，浸漬於與實施例1同樣之活性污泥槽中。又，於各模組之間隙、且較模組之下端更下方之位置設置散氣管。再者，於本實施例中，所謂「間距」係指中空紗膜或模組之中心間之距離。
於與實施例1同樣之條件下進行抽吸過濾三個月。該期間之膜間差壓為-10~-15kPa，可極其穩定地進行運轉。又，於三個月後之中空紗膜中未觀察到污泥之附著，包含污泥附著之6個中空紗膜模組之總重量與過濾開始時相比僅增加200g。並且，於彈性體間無污泥堆積。
又，相鄰的彈性體間之距離保持在2mm，於過濾運轉前後無變化，過濾部界面之突出長度亦於所有彈性體中無變化。
並且，於兩端之固定層附近無斷頭。剖開經彈性體所被覆之部分而觀察內部發現，於熔接後之部分，於中空紗膜外表面上存在第1澆鑄用樹脂攀升而形成之塗層，其前端位於第1固定層與第2固定層之間。
1．．．中空紗膜束
2．．．頭部
3．．．套筒
4．．．頭部側第1固定層
5．．．套筒側第1固定層
6．．．頭部側第1固定層之端面
7．．．套筒側第1固定層之端面
8．．．貫通孔
9．．．套筒端部
10．．．小束
11．．．支持材料
12．．．過濾部
13．．．頭部側第2固定層
13'．．．頭部側第2固定層之過濾部界面之位置
14．．．套筒側第2固定層
14'．．．套筒側第2固定層之過濾部界面之位置
15．．．彈性體
16．．．多孔板
17．．．過濾部之界面之傾斜角度
18．．．自過濾部界面算起之突出長度
19．．．彈性體彼此之距離
21．．．中空紗膜
31．．．澆鑄用樹脂之塗層之前端
50．．．熱縮性膜
50'．．．熱縮性膜
51．．．熱縮性膜之熔接部
100．．．中空紗膜模組
110．．．籠狀圓筒
120．．．圓筒
121．．．貫通口
200．．．敞開型水槽
300．．．集水管
400．．．空氣導入管
500．．．原水供給管
510．．．原水供給口
610．．．濃縮水排出口
700．．．模組外殼
800．．．加壓型罐
圖1係表示使用有本發明之中空紗膜之浸漬型濾筒模組之實施形態之一例的剖面說明圖；
圖2係表示本發明之過濾部之傾斜及彈性體之特徵的一例的浸漬型濾筒模組頭部之剖面說明圖；
圖3係表示利用彈性體之被覆部與澆鑄用樹脂之塗層部之位置關係之說明圖；
圖4表示本發明之中空紗膜模組之實施形態之例；
圖4(a)表示用籠狀圓筒包覆中空紗膜束外緣之中空紗膜模組；
圖4(b)表示用包含貫通口之圓筒包覆中空紗膜束外緣之中空紗膜模組；
圖4(c)表示上述(b)之包含貫通口之圓筒；
圖5係表示浸漬型中空紗膜濾筒模組之使用形態之一例之說明圖；
圖6係表示加壓型中空紗膜濾筒模組之使用形態之一例之說明圖；
圖7係表示加壓型中空紗膜濾筒模組之使用形態之另一例之說明圖；
圖8係表示中空紗膜之外緣經熱縮性膜所被覆之中空紗膜束的製造例之說明圖；
圖8(a)表示於熱縮性膜上安放有中空紗膜之步驟之形態例；
圖8(b)表示於上述(a)上安放有另一熱縮性膜，且將中空紗膜間加以熔接之步驟之形態例；及
圖8(c)表示對上述(b)進行加熱處理後之形態例。
110．．．籠狀圓筒
120．．．圓筒
121．．．貫通口
Claims (10)
- 一種中空紗膜模組，其不具有包覆中空紗膜束外緣之外筒，且係含有將包含複數根中空紗膜之一個或複數個中空紗膜束在兩端部利用澆鑄用樹脂加以固定之固定層，且中空紗膜的中空部於一方或兩方之端部開口者，其中於中空部開口之側之至少一方之固定層中，上述中空紗膜束被分割成複數個小束，各小束的外緣用含有熱縮性材料之彈性體予以被覆，該彈性體之一部分被埋入於固定層，且彈性體其餘部分自固定層之過濾部界面突出，該彈性體之自過濾部界面突出之長度為5 mm以上、100 mm以下，位於彈性體外之固定層之過濾部界面的位置，係較於彈性體內被覆中空紗膜外表面之澆鑄用樹脂之前端位置更靠近模組中央側。
- 一種中空紗膜模組，其不具有包覆中空紗膜束外緣之外筒，且係含有將複數根中空紗膜在兩端部利用澆鑄用樹脂加以固定之固定層，且中空紗膜之中空部於一方或兩方之端部開口者，其中於中空部開口之側之至少一方中，各中空紗膜之外緣用含有熱縮性材料之彈性體予以被覆，該彈性體之一部分被埋入於固定層，且彈性體其餘部分自固定層之過濾部界面突出，該彈性體之自過濾部界面突出之長度為5 mm以上、100 mm以下，彈性體外之固定層之過濾部界面的位置，較於彈性體內被覆中空 紗膜外表面之澆鑄用樹脂的前端位置更靠近模組中央側。
- 如請求項1或2之中空紗膜模組，其中於上述彈性體之自過濾部界面突出之部分中，該彈性體所內含之中空紗膜或中空紗膜束之外緣與該彈性體之內表面密著。
- 如請求項1或2之中空紗膜模組，其中自過濾部界面突出之部分中最接近之彈性體之外表面間之距離為2 mm以上、80 mm以下。
- 如請求項1或2之中空紗膜模組，其中具有上述彈性體之側之固定層的過濾部界面相對於中空紗膜束之紗長方向而傾斜。
- 如請求項1或2之中空紗膜模組，其中上述彈性體為管狀。
- 如請求項1或2之中空紗膜模組，其中上述中空紗膜或中空紗膜束被上述彈性體直接被覆。
- 如請求項1或2之中空紗膜模組，其中上述熱縮性材料熱收縮後之硬度為40 A~90 A。
- 一種浸漬型中空紗膜濾筒模組，其係使用如請求項1或2之中空紗膜模組者。
- 一種加壓型中空紗膜濾筒模組，其係使用如請求項1或2之中空紗膜模組者。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008146758 | 2008-06-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201012538A TW201012538A (en) | 2010-04-01 |
| TWI414344B true TWI414344B (zh) | 2013-11-11 |
Family
ID=41398161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW098118608A TWI414344B (zh) | 2008-06-04 | 2009-06-04 | The outer edge of the film is coated with a hollow yarn film module |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8679337B2 (zh) |
| EP (1) | EP2286900A4 (zh) |
| JP (1) | JP5602017B2 (zh) |
| KR (1) | KR101250056B1 (zh) |
| CN (1) | CN102056653B (zh) |
| AU (1) | AU2009255103B2 (zh) |
| CA (1) | CA2726669A1 (zh) |
| RU (1) | RU2475296C2 (zh) |
| SG (1) | SG166558A1 (zh) |
| TW (1) | TWI414344B (zh) |
| WO (1) | WO2009148088A1 (zh) |
Families Citing this family (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9764288B2 (en) | 2007-04-04 | 2017-09-19 | Evoqua Water Technologies Llc | Membrane module protection |
| DE202008018516U1 (de) | 2007-05-29 | 2015-01-09 | Evoqua Water Technologies Llc | Membranreinigung mit einer gepulsten Luftheberpumpe |
| BRPI1004927A2 (pt) * | 2009-01-14 | 2016-04-26 | Bl Technologies Inc | "aparelho de membrana imersa, sistema de filtração de membrana, processo de aeragem de um módulo de acionamento de sucção imerso de membranas de fibra oca geralmente verticais, processo de inibição a sujidade de um módulo de membrana, processo de limpeza de um módulo de membrana imersa em um tanque" |
| US9511529B2 (en) | 2010-04-16 | 2016-12-06 | Asahi Kasei Chemicals Corporation | Deformed porous hollow fiber membrane, production method of deformed porous hollow fiber membrane, and module, filtration device, and water treatment method in which deformed porous hollow fiber membrane is used |
| HUE045642T2 (hu) | 2010-04-30 | 2020-01-28 | Evoqua Water Tech Llc | Folyadékáramlás elosztó készülék |
| WO2012040412A1 (en) | 2010-09-24 | 2012-03-29 | Siemens Industry, Inc. | Fluid control manifold for membrane filtration system |
| DE102011110126A1 (de) * | 2011-08-15 | 2013-02-21 | Tig Automation Gmbh | Vorrichtung zum Filtern und Trennen von Strömungsmedien |
| EP3473320A1 (en) | 2011-09-30 | 2019-04-24 | Evoqua Water Technologies LLC | Isolation valve |
| WO2013095682A1 (en) | 2011-12-22 | 2013-06-27 | Jerry Shevitz | Hollow fiber cartridges and components and methods of their construction |
| JP5418739B1 (ja) * | 2012-02-09 | 2014-02-19 | 東洋紡株式会社 | 中空糸型半透膜及びその製造方法及びモジュール及び水処理方法 |
| US10252222B2 (en) * | 2012-02-24 | 2019-04-09 | Toyobo Co., Ltd. | Hollow fiber type semipermeable membrane, method for manufacturing the same, module, and water treatment method |
| WO2013136903A1 (ja) * | 2012-03-15 | 2013-09-19 | 東レ株式会社 | カートリッジ型中空糸膜モジュール |
| WO2014004645A1 (en) * | 2012-06-28 | 2014-01-03 | Siemens Industry, Inc. | A potting method |
| US9555375B2 (en) * | 2012-08-17 | 2017-01-31 | General Electric Company | Method of potting hollow fiber membranes and apparatus for filtering liquid with hollow fiber membranes |
| AU2013324056B2 (en) | 2012-09-26 | 2017-11-16 | Evoqua Water Technologies Llc | Membrane securement device |
| KR20150059788A (ko) | 2012-09-27 | 2015-06-02 | 에보쿠아 워터 테크놀로지스 엘엘씨 | 침지된 막을 위한 가스 스코어링 장치 |
| KR101705402B1 (ko) | 2013-09-30 | 2017-02-09 | 롯데케미칼 주식회사 | 중공사막 모듈, 이의 제조 방법, 이를 위한 헤더 장치 및 중공사막 구속 장치 |
| EP3052221B1 (en) | 2013-10-02 | 2022-12-14 | Rohm & Haas Electronic Materials Singapore Pte. Ltd | Device for repairing a membrane filtration module |
| FR3011484B1 (fr) * | 2013-10-09 | 2017-06-23 | Air Liquide | Dispositif de separation d'air, dispositif d'inertage et aeronef comprenant un tel dispositif |
| EP2883457B1 (de) * | 2013-12-10 | 2017-02-15 | DMK Deutsches Milchkontor GmbH | Vorrichtung und Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Proteinhydrolysaten |
| KR101916556B1 (ko) * | 2014-04-03 | 2019-01-28 | 미쯔비시 케미컬 주식회사 | 중공사막 시트 형상물, 중공사막 시트 형상물의 제조 방법, 중공사막 시트 적층체, 중공사막 시트 적층체의 제조 방법, 중공사막 모듈 및 중공사막 모듈의 제조 방법 |
| DE102014005907A1 (de) * | 2014-04-25 | 2015-10-29 | Mann + Hummel Gmbh | Filtereinrichtung mit Hohlfasern |
| RU2569700C1 (ru) | 2014-07-30 | 2015-11-27 | Закрытое Акционерное Общество "Аквафор Продакшн" (Зао "Аквафор Продакшн") | Половолоконное мембранное устройство и способ его получения |
| TWI541060B (zh) * | 2014-08-25 | 2016-07-11 | 集盛實業股份有限公司 | 用以包覆過濾用膜絲的韌性保護層及過濾用中空膜絲模組 |
| DE102015005100A1 (de) * | 2015-04-22 | 2016-03-03 | Mann + Hummel Gmbh | Hohlfaseranordnung, Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Hohlfaseranordnung, Vorrichtung mit wenigstens einer Hohlfaseranordnung |
| US10322375B2 (en) | 2015-07-14 | 2019-06-18 | Evoqua Water Technologies Llc | Aeration device for filtration system |
| CN105036300B (zh) * | 2015-08-26 | 2017-08-15 | 中山朗清膜业有限公司 | 一种mbr膜组件的分段式膜壳结构 |
| CN107626208A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-01-26 | 海南立昇净水科技实业有限公司 | 中空纤维膜组件及其制造方法 |
| RU2706302C1 (ru) * | 2018-10-17 | 2019-11-15 | Марк Александрович Мандрик | Способ изготовления половолоконного модуля |
| US20220387935A1 (en) * | 2019-10-31 | 2022-12-08 | Unitika Ltd. | Filter module case |
| CN112023526B (zh) * | 2020-09-07 | 2022-04-01 | 南开大学 | 一种天然海绵状滤芯的制备方法及其在水处理中的应用 |
| CN117509541B (zh) * | 2024-01-08 | 2024-03-15 | 潍坊石大昌盛能源科技有限公司 | 一种甲醇裂解粗氢制备高纯氢气的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0574626U (ja) * | 1992-03-18 | 1993-10-12 | 東洋濾紙株式会社 | 中空糸膜カ−トリッジフィルタ− |
| JPH11179162A (ja) * | 1997-12-25 | 1999-07-06 | Nitto Denko Corp | 中空糸膜モジュールおよびその製造方法 |
| JPH11197461A (ja) * | 1998-01-13 | 1999-07-27 | Nitto Denko Corp | 中空糸膜モジュール |
Family Cites Families (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2374933A1 (fr) * | 1976-12-24 | 1978-07-21 | Rhone Poulenc Ind | Appareil a fibres creuses, utilisable notamment comme rein artificiel, et procede pour sa fabrication |
| JPS6258813A (ja) | 1985-09-03 | 1987-03-14 | 東京電力株式会社 | Ｃｖケ−ブル用押出モ−ルド接続部の押出用金型 |
| JPS62119942A (ja) | 1985-11-19 | 1987-06-01 | Nec Corp | 微細配線の形成方法およびその装置 |
| JPS6344055Y2 (zh) * | 1986-01-22 | 1988-11-16 | ||
| US4966699A (en) * | 1988-05-25 | 1990-10-30 | Terumo Kabushiki Kaisha | Hollow fiber membrane fluid processor |
| JPH0775657B2 (ja) * | 1990-10-15 | 1995-08-16 | 旭化成工業株式会社 | 中空糸型モジュール |
| JPH0574626A (ja) | 1991-09-12 | 1993-03-26 | Nec Corp | 磁気浮上搬送装置 |
| JP3186138B2 (ja) | 1991-10-29 | 2001-07-11 | 旭メディカル株式会社 | 中空糸膜型の血液透析器 |
| US5229721A (en) | 1992-04-06 | 1993-07-20 | Plantronics, Inc. | Micropower amplifier/transducer driver with signal expansion |
| JPH0621730U (ja) * | 1992-08-25 | 1994-03-22 | 旭化成工業株式会社 | 中空糸状膜モジュール |
| JPH06178918A (ja) * | 1992-12-15 | 1994-06-28 | Nitto Denko Corp | 外圧式中空糸膜モジュ−ル |
| SK153496A3 (en) * | 1994-06-02 | 1997-06-04 | Union Engineering As | Process for preparing hollow fibre sections for hollow fibre modules and said hollow fibre section for a hollow fibre module |
| GB9602625D0 (en) * | 1996-02-09 | 1996-04-10 | Clegg Water Conditioning Inc | Modular apparatus for the demineralisation of liquids |
| US5779897A (en) * | 1996-11-08 | 1998-07-14 | Permea, Inc. | Hollow fiber membrane device with inert filaments randomly distributed in the inter-fiber voids |
| JPH10290832A (ja) | 1997-04-21 | 1998-11-04 | Asahi Medical Co Ltd | 中空糸膜型血液処理器 |
| US6290756B1 (en) * | 1997-12-03 | 2001-09-18 | Praxair Technology, Inc. | Hollow fiber membrane tubesheets of variable epoxy composition and hardness |
| RU2156645C1 (ru) * | 1999-08-04 | 2000-09-27 | ЗАО НТЦ "Владипор" | Трубчатый мембранный модуль для фильтрации жидкости и способ его изготовления |
| RU2171133C2 (ru) * | 1999-10-25 | 2001-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Микропор" | Мембранное устройство |
| KR100575113B1 (ko) * | 2000-06-21 | 2006-05-03 | 가부시키가이샤 구라레 | 다공질 중공 섬유막 및 이의 제조방법 |
| EP1344542B1 (en) | 2002-03-14 | 2007-05-16 | Nipro Corporation | Dialyzer and method for manufacturing the same |
| AU2004249035C1 (en) * | 2003-06-17 | 2009-11-19 | Asahi Kasei Chemicals Corporation | Membrane cartridge, membrane separating device, and membrane separating method |
| TWI277440B (en) * | 2004-12-14 | 2007-04-01 | Asahi Kasei Chemicals Corp | Hollow fiber membrane cartridge |
| CN100441277C (zh) * | 2005-11-07 | 2008-12-10 | 中国科学院生态环境研究中心 | 帘式中空纤维膜膜丝端部固定加强技术 |
| JP4993901B2 (ja) * | 2005-11-29 | 2012-08-08 | 水ｉｎｇ株式会社 | 中空糸膜モジュール |
| JP2007185593A (ja) * | 2006-01-12 | 2007-07-26 | Kureha Corp | 中空糸モジュール及びその製造方法 |
| CN201098607Y (zh) * | 2007-07-27 | 2008-08-13 | 苏州立升净水科技有限公司 | 具有防止中空纤维膜丝断裂功能的中空纤维膜组件 |
| US8506808B2 (en) * | 2010-09-28 | 2013-08-13 | Dow Global Technologies Llc | Tubesheet and method for making and using the same |
-
2009
- 2009-06-03 KR KR1020107025244A patent/KR101250056B1/ko active IP Right Grant
- 2009-06-03 JP JP2010515895A patent/JP5602017B2/ja active Active
- 2009-06-03 AU AU2009255103A patent/AU2009255103B2/en not_active Ceased
- 2009-06-03 CN CN200980120838.1A patent/CN102056653B/zh active Active
- 2009-06-03 EP EP09758355A patent/EP2286900A4/en not_active Withdrawn
- 2009-06-03 CA CA2726669A patent/CA2726669A1/en not_active Abandoned
- 2009-06-03 SG SG201008564A patent/SG166558A1/en unknown
- 2009-06-03 US US12/993,291 patent/US8679337B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-06-03 RU RU2010154656/05A patent/RU2475296C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2009-06-03 WO PCT/JP2009/060170 patent/WO2009148088A1/ja active Application Filing
- 2009-06-04 TW TW098118608A patent/TWI414344B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0574626U (ja) * | 1992-03-18 | 1993-10-12 | 東洋濾紙株式会社 | 中空糸膜カ−トリッジフィルタ− |
| JPH11179162A (ja) * | 1997-12-25 | 1999-07-06 | Nitto Denko Corp | 中空糸膜モジュールおよびその製造方法 |
| JPH11197461A (ja) * | 1998-01-13 | 1999-07-27 | Nitto Denko Corp | 中空糸膜モジュール |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20110062074A1 (en) | 2011-03-17 |
| CN102056653B (zh) | 2014-04-23 |
| US8679337B2 (en) | 2014-03-25 |
| JPWO2009148088A1 (ja) | 2011-11-04 |
| SG166558A1 (en) | 2010-12-29 |
| RU2010154656A (ru) | 2012-07-20 |
| JP5602017B2 (ja) | 2014-10-08 |
| KR20100132546A (ko) | 2010-12-17 |
| CN102056653A (zh) | 2011-05-11 |
| AU2009255103A1 (en) | 2009-12-10 |
| EP2286900A4 (en) | 2012-03-28 |
| WO2009148088A1 (ja) | 2009-12-10 |
| AU2009255103B2 (en) | 2012-08-16 |
| TW201012538A (en) | 2010-04-01 |
| RU2475296C2 (ru) | 2013-02-20 |
| EP2286900A1 (en) | 2011-02-23 |
| CA2726669A1 (en) | 2009-12-10 |
| KR101250056B1 (ko) | 2013-04-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI414344B (zh) | The outer edge of the film is coated with a hollow yarn film module | |
| JP4227651B2 (ja) | 中空糸膜モジュールとその製造方法 | |
| JP4932492B2 (ja) | 中空糸膜カートリッジ | |
| KR100693944B1 (ko) | 수직한 중공사 멤브레인 다발 및 섬유 표면을 깨끗하게유지시키는 방법 | |
| US8241502B2 (en) | Hollow fiber membrane module, hollow fiber membrane module unit, and water treatment method | |
| KR100979435B1 (ko) | 기질로부터 투과물을 빼내기 위한 장치를 이용하여 물을 처리하는 방법, 주위 압력에서 활성화된 슬러지로부터 여과된 투과물을 빼내는 방법, 및 여과된 투과물을 기질로부터 빼내는 방법 | |
| JP4536008B2 (ja) | 外圧式中空糸膜モジュール | |
| US7578940B2 (en) | Membrane cartridge, membrane separating device, and membrane separating method | |
| JP4498373B2 (ja) | 中空糸膜カートリッジ、並びにそれを用いた中空糸膜モジュール及びタンク型濾過装置 | |
| JP4437527B2 (ja) | 膜ろ過モジュール | |
| JP4433276B2 (ja) | 中空糸膜ろ過モジュールおよびその洗浄方法 | |
| JP2002292255A (ja) | 浸漬型膜ろ過方式用管状ろ過膜群 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |