JP3008945B1 - 複合式濾過モジュール及び濾過方法 - Google Patents
複合式濾過モジュール及び濾過方法Info
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Abstract
連続して濾過水を得ることができる濾過モジュールを提
供する。 【解決手段】第1中空糸膜と第2中空糸膜を内蔵する中
空糸膜内蔵室Cと、逆洗時において前記中空糸膜内蔵室
に逆洗液を供給するための逆洗液供給口になる1段濾過
水出口11を有し、前記第1中空糸膜は濾過対象液を中
空部から外部へ濾過して外部に1段濾過液を得る内圧型
糸膜2であり、前記第2中空糸膜は前記1段濾過液を外
部から中空部へ濾過し中空部に2段濾過液を得る外圧型
中空糸膜3である複合式濾過モジュール。
Description
ール及び濾過方法、特に、中空糸膜を利用したUF
(「限外濾過」、以下同様。)モジュール及び濾過方法
に関する。
としては、例えば、実開平7−39923号公報に記載
のもの、あるいは、実開平5−51433号公報に記載
のものが知られている。
多孔質中空糸膜束AとU字状多孔質中空糸膜束Bが仕切
りを介して配されていて、それらの開口端部が一体に樹
脂固定され、開口端部に集液キャップを取り付けてなる
二段濾過中空糸膜モジュールが記載されている。この二
段濾過中空糸膜モジュールによれば、濾過される流体
は、前記中空糸膜束Aの中空糸外部から内孔部へ濾過さ
れて前記集液キャップに集められ、さらに前記中空糸膜
束Bの中空糸内孔部から外部に濾過され、二段濾過が可
能である旨が記載されている。
の濾過装置は、透過液送出路(濾過水出口)に濾過水圧
力調整弁を設けると共に、膜濾過手段に濾過する原水の
循環方向を反転させる四方弁を設けて、前記濾過水圧力
調整弁にて中空糸膜(内圧型)の外側の圧力を内側の圧
力(平均循環圧力=入口圧力+出口圧力)の半分より少
しだけ低い圧力にすることにより、中空糸膜の入口付近
で濾過し出口付近で逆洗がなされ濾過を中断せずに逆洗
を行っている。中空糸膜モジュール全体の逆洗について
は、原水の循環方向を前記四方弁にて反転させることに
よって行う。
の逆洗は、一般的に、濾過を中断して行わなければなら
なかった。そのため、連続して濾過水を得たい場合に
は、バックアップ用のUFモジュールを必要とし、逆洗
時にはUFモジュールを切り換えて濾過を行わなければ
ならなかった。
記二段濾過中空糸膜モジュールを逆洗する方法は記載さ
れておらず、従来と同様に、逆洗時には濾過を中断させ
なければならず、連続して濾過水を得ることができない
という問題点を有する。
のものは、濾過を中断しないで逆洗できるが、中空糸膜
(内圧型)の外側の圧力を内側の圧力(平均循環圧力=
入口圧力+出口圧力)の半分より少しだけ低い圧力に調
整して前記圧力を維持することが必要であり、そのよう
に調整して前記圧力を維持できなければ濾過と逆洗を同
時に行うことができなかった。また、濾過を中断しない
で逆洗できるのは中空糸膜の一部分に過ぎず、中空糸膜
の全体を逆洗する場合には濾過を中断する必要があっ
た。
公報に記載のものとは異なる手段により、濾過を中断す
ることなく逆洗を行うことができ連続して濾過水を得る
ことができる濾過モジュール及び濾過方法を提供するこ
とである。
め、本発明の複合式濾過モジュールは、第1中空糸膜と
第2中空糸膜を内蔵する中空糸膜内蔵室と、逆洗時にお
いて前記中空糸膜内蔵室に逆洗液を供給するための逆洗
液供給口を有し、前記第1中空糸膜は濾過対象液を中空
部から外部へ濾過して外部に1段濾過液を得る中空糸膜
であり、前記第2中空糸膜は前記1段濾過液を外部から
中空部へ濾過し中空部に2段濾過液を得る中空糸膜であ
ることを特徴とする。
室に内蔵された第1中空糸膜の中空部から外部へ濾過対
象液を濾過して得られた1段濾過液を、前記中空糸膜内
蔵室に内蔵された第2中空糸膜の外部から中空部へ濾過
して2段濾過液を得る濾過工程と、前記中空糸膜内蔵室
に逆洗液を供給し前記中空糸膜内蔵室に内蔵された前記
第1中空糸膜の外部から中空部へ前記逆洗液を透過させ
前記第1中空糸膜を逆洗すると共に、前記第2中空糸膜
の外部から中空部へ前記逆洗液を濾過して濾過液を得る
逆洗工程を有することを特徴とする。
形態について説明する。なお、本発明の濾過モジュール
で濾過しようとする濾過対象液においては、本発明の濾
過モジュールで取り除こうとする不純物粒子が分散媒中
に分散している。濾過対象液は、分散媒が水であるもの
だけでなく、分散媒が有機溶媒のもの、分散媒が水と有
機溶媒の混合物であるものも包含する。また、濾過対象
液に含まれる不純物粒子は、一般的には固体であるが、
中空糸膜で濾過することができれば液体でもよい。
ように中空糸膜を利用した濾過モジュールであり、中空
糸膜を収納する筐体、即ち、中空糸膜内蔵室の内部に内
圧型と外圧型の2種類の中空糸膜を配置し、通常濾過時
に濾過対象の液体である例えば原水を内圧型中空糸膜に
通して濾過し1段濾過水を得て、更にこの1段濾過水が
外圧型中空糸膜でも再度濾過され、例えば超濾過水であ
る2段濾過水も得られる構造のUFモジュールである。
集物等の不純物が付着堆積してきた場合には、不純物を
除去洗浄するために膜を洗浄(逆洗)しなければならな
くなるが、1段濾過水出口より純水等の逆洗水を中空糸
膜内蔵室に送り、逆圧にて内圧型中空糸膜を洗浄して不
純物を除去排出する。それと同時に、外圧型中空糸膜で
はその逆洗水を濾過して濾過水を得るため、逆洗時でも
濾過を中断せず連続濾過できるUFモジュールでもあ
る。
空糸膜を内蔵する。逆洗液供給口は、逆洗時において中
空糸膜内蔵室に逆洗液を供給するためのものであり、必
要に応じ1以上設けることができる。第1中空糸膜は、
濾過対象液を中空部から外部へ濾過して外部に1段濾過
液を得るものであり、中空糸膜内蔵室に1以上内蔵させ
ることができる。第2中空糸膜は、1段濾過液を外部か
ら中空部へ濾過し中空部に2段濾過液を得るものであ
り、中空糸膜内蔵室に1以上内蔵させることができる。
逆洗液供給口は、濾過時において中空糸膜内蔵室から1
段濾過液を流出させる1段濾過液出口を兼ねることがで
きる。逆洗液は、中空糸膜を逆洗することができる液体
であればよく、例えば純水等を使用することができる。
説明すべく、具体的な実施例に即して以下に説明する。
に1mm程度の径のストロー状中空糸膜をモジュールの
大きさによって数千から数十万本束ねた構造になってお
り、更にその中空糸膜は内圧型中空糸と外圧型中空糸の
2種類の中空糸膜を同一UFモジュール内に配置してい
る。この2種類の中空糸については、内圧型中空糸は内
側に濾過を行なう原水を供給し、膜を透過して外側に濾
過水が得られるものであり、外圧型中空糸は膜の外側に
原水を供給して内側に濾過水が得られるものである。
での配置は、1本1本内圧型と外圧型を格子状に配置す
るのが望ましいが、モジュール成形上困難なため、後述
の図1〜2に示すように内圧型と外圧型それぞれの中空
糸膜を数十本程度毎にまとめ、格子状に配置することが
できる。即ち、内圧型の中空糸膜の束と外圧型の中空糸
膜の束とを間隔をおいて同一方向に平行ないし略平行に
配置することができる。
の比率は、通常濾過時と逆洗時の濾過水量比率の仕様、
使用する内圧型、外圧型それぞれの中空糸膜の能力差に
よって異なり、また濾過対象液である原水の水質、供給
圧等によっても異なってくるため、一概には決定できな
い。しかしながら、中空糸膜の濾過能力を内圧、外圧型
とも同一、原水供給圧、水量と逆洗水供給圧、水量を同
一の条件とした場合において、例えば通常濾過時と逆洗
時の濾過水量を同一のものにするときには、基本的に内
圧型中空糸膜の数:外圧型中空糸膜の数=1:1の比率
で構成することができる。ここで、通常濾過時の濾過水
量は1段濾過水と2段濾過水を合計した量であり、逆洗
時の濾過水量は1段濾過水の量である。
ルの構成をより詳細に説明する。図1は、濾過モジュー
ルを通常濾過する場合における、濾過対象液である原水
が流れる方向における本発明の実施例の濾過モジュール
の概略断面図である。また、図2は、濾過モジュールを
逆洗濾過する場合における、逆洗水が流れる方向におけ
る本発明の実施例の濾過モジュールの概略断面図であ
る。なお、上述のように、内圧型中空糸膜及び外圧型中
空糸膜は、それぞれ、複数本ずつ束ねられているが、図
1〜2では1本の管状に簡略して示している。
は、上流側から順に隔壁4a、4c及び4bが設けられ
ており、原水の分流室A、濃縮原水の合流室B、中空糸
膜内蔵室C及び2段濾過水の合流室Dの各領域に分けら
れている。隔壁4a、4c及び4bは、それぞれ接着剤
を硬化させて形成したものである。
入口9と連通し他方の開口端が濃縮原水出口10と連通
するように、それぞれの開口端が隔壁4aと4bに接着
固定されている。外圧型中空糸膜3は、液体が流入しな
いように一方の開口端が隔壁4bの内部に埋め込まれ気
密に接着固定され、他方の開口端が2段濾過水の合流室
Dに連通するように隔壁4cに接着固定されている。な
お、外圧型中空糸膜3は、両方の開口端が2段濾過水の
合流室Dに連通するように隔壁4cに接着固定して設け
ることもできる。
て濾過動作を説明する。まず通常濾過時は、原水5を原
水入口9から供給する。原水は、原水の分流室Aで分流
して内圧型中空糸膜2の一方の開口端から流入し、内圧
型中空糸膜2の内側の中空部から外側へ濾過され、内圧
型中空糸膜2の外側、即ち、中空糸膜内蔵室Cに1段濾
過水が得られる。凝集物等を含む濾過されなかった原水
は、内圧型中空糸膜2の他方の開口端から流出し濃縮原
水の合流室Bで合流し濃縮原水8として濃縮原水出口1
0より排出される。
段濾過水は、中空糸膜内蔵室Cを満たし1段濾過水出口
11より1段濾過水6として排出されると共に、排出さ
れない1段濾過水は更に外圧型中空糸膜3にて外圧型中
空糸膜3の外側から内側の中空部に再度濾過され、外圧
型中空糸膜3の内側の中空部に2段濾過水が得られる。
この2段濾過水は、外圧型中空糸膜3の開口端から流出
し2段濾過水の合流室Dを経て、2段濾過水出口12か
ら2段濾過水7として排出される。1段濾過水出口11
をバルブ等により閉鎖することもでき、この場合は、2
段濾過水7のみが得られる。なお、この2段濾過水は、
通常濾過時のみ得られるものであり、逆洗時には得られ
ない。
供給を停止させ、濾過時に1段濾過水を流出させた1段
濾過水出口11を逆洗液供給口とし、この逆洗液供給口
から純水等の逆洗水13を中空糸膜内蔵室Cに供給す
る。1段濾過水出口11より流入させた中空糸膜内蔵室
Cの逆洗水のうちのある程度の量の逆洗水は内圧型中空
糸膜2の内側へ付着した凝集物等を逆圧にて洗浄(逆
洗)し除去すると同時に、残りの逆洗水は外圧型中空糸
膜3によって外側から内側の中空部に濾過され外圧型中
空糸膜3の内側の中空部に濾過水が得られるため、内圧
型中空糸膜2の逆洗時でも2段濾過水出口12から1段
濾過水14が得られる。
よる1段濾過だけなので、2段濾過はできない。しかし
ながら、内圧型中空糸膜2で濾過された1段濾過水を逆
洗水として用いれば、実質的には2段濾過水を得ること
ができる。
ち、内圧型中空糸膜2を洗浄した水は、内圧型中空糸膜
2の両端の2つの開口端から流出し、前記開口端にそれ
ぞれ連通する濃縮原水出口10と原水入口9よりそれぞ
れ逆洗排水15、16として排出される。
は、通常濾過時には内圧型中空糸膜2で濾過された水、
内圧式中空糸膜2の逆洗時には純水等の逆洗水を使用す
るので、外圧型中空糸膜3には凝集物等の汚れの付着が
無いと考えられるので必要がない。
下記の効果を奏することができる。
中空糸膜に付着した凝集物等を取り除くための逆洗時で
も、濾過を中断することなく連続して濾過水を得ること
ができる、ということである。
第1中空糸膜と第2中空糸膜を内蔵する中空糸膜内蔵室
と、逆洗時において前記中空糸膜内蔵室に逆洗液を供給
するための逆洗液供給口を有し、前記第1中空糸膜は濾
過対象液を中空部から外部へ濾過して外部に1段濾過液
を得る中空糸膜であり、前記第2中空糸膜は前記1段濾
過液を外部から中空部へ濾過し中空部に2段濾過液を得
る中空糸膜であるようにしたためである。
バックアップ用の濾過モジュールが必須でなく、1モジ
ュールにて構成することができるので、小型のものに適
している、ということである。その理由は、上記第1の
効果の理由と同様の理由である。
着した凝集物等を取り除くための逆洗時でも、濾過を中
断することなく連続して濾過水を得ることができる、と
いうことである。
膜内蔵室に内蔵された第1中空糸膜の中空部から外部へ
濾過対象液を濾過して得られた1段濾過液を、前記中空
糸膜内蔵室に内蔵された第2中空糸膜の外部から中空部
へ濾過して2段濾過液を得る濾過工程と、前記中空糸膜
内蔵室に逆洗液を供給し前記中空糸膜内蔵室に内蔵され
た前記第1中空糸膜の外部から中空部へ前記逆洗液を透
過させ前記第1中空糸膜を逆洗すると共に、前記第2中
空糸膜の外部から中空部へ前記逆洗液を濾過して濾過液
を得る逆洗工程を有するようにしたためである。
過モジュールの一例の概略断面図である。
濾過モジュールの一例の概略断面図である。
Claims (8)
- 【請求項1】第1中空糸膜と第2中空糸膜を内蔵する中
空糸膜内蔵室と、逆洗時において前記中空糸膜内蔵室に
逆洗液を供給するための逆洗液供給口を有し、 前記第1中空糸膜は濾過対象液を中空部から外部へ濾過
して外部に1段濾過液を得る中空糸膜であり、前記第2
中空糸膜は前記1段濾過液を外部から中空部へ濾過し中
空部に2段濾過液を得る中空糸膜であることを特徴とす
る複合式濾過モジュール。 - 【請求項2】前記逆洗液供給口は、濾過時において前記
中空糸膜内蔵室から前記1段濾過液を流出させる1段濾
過液出口を兼ねることを特徴とする請求項1に記載の複
合式濾過モジュール。 - 【請求項3】前記第1中空糸膜は、開口端の一方が濾過
対象液の入口に他方が濾過対象液の濃縮液の出口にそれ
ぞれ連通することを特徴とする請求項1〜2のいずれか
一に記載の複合式濾過モジュール。 - 【請求項4】前記第2中空糸膜は、開口端の少なくとも
一方が2段濾過液の出口に連通することを特徴とする請
求項1〜3のいずれか一に記載の複合式濾過モジュー
ル。 - 【請求項5】濾過対象液を複数の第1中空糸膜の開口端
に流入させる分流室を前記複数の第1中空糸膜の上流側
に有し、前記複数の第1中空糸膜の開口端から流出する
前記濃縮液を合流させる前記濃縮液の合流室を前記複数
の第1中空糸膜の下流側に有することを特徴とする請求
項1〜4のいずれか一に記載の複合式濾過モジュール。 - 【請求項6】複数の第2中空糸膜の開口端から流出する
2段濾過液を合流させる2段濾過液の合流室を前記複数
の第2中空糸膜の下流側に有することを特徴とする請求
項1〜5のいずれか一に記載の複合式濾過モジュール。 - 【請求項7】中空糸膜内蔵室に内蔵された第1中空糸膜
の中空部から外部へ濾過対象液を濾過して得られた1段
濾過液を、前記中空糸膜内蔵室に内蔵された第2中空糸
膜の外部から中空部へ濾過して2段濾過液を得る濾過工
程と、 前記中空糸膜内蔵室に逆洗液を供給し前記中空糸膜内蔵
室に内蔵された前記第1中空糸膜の外部から中空部へ前
記逆洗液を透過させ前記第1中空糸膜を逆洗すると共
に、前記第2中空糸膜の外部から中空部へ前記逆洗液を
濾過して濾過液を得る逆洗工程を有することを特徴とす
る濾過方法。 - 【請求項8】前記第1中空糸膜の中空部から外部へ濾過
対象液を1段濾過して1段濾過液を得る1段濾過工程
と、 前記1段濾過液を前記第2中空糸膜の外部から中空部へ
2段濾過して2段濾過液を得る2段濾過工程とを有する
ことを特徴とする請求項7に記載の濾過方法。
Priority Applications (1)
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JP35227898A JP3008945B1 (ja) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | 複合式濾過モジュール及び濾過方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1998
- 1998-12-11 JP JP35227898A patent/JP3008945B1/ja not_active Expired - Fee Related
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