JPS645926B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液体中に含まれる微細な懸濁物質を
ろ過するための中空糸膜ろ過装置に関するもので
ある。

〔従来技術〕

中空糸膜ろ過装置は、槽内を仕切板にてろ過室
とろ液室とに区画し、該ろ液室内に一端を開口し
た複数本の中空糸膜を前記ろ過室内に支持し、該
ろ過室内の中空糸膜の端部を接着剤等で閉塞した
もの、例えば、第１２図に示すように、複数本の
中空糸膜１の一端部を集束板２に貫通させて集束
し、他端部を閉塞してフリーとした集束体を形成
し、この集束板２を槽内の仕切板３に押え板４、
ボルト５、Ｏリング６等を介して取り付けてこれ
ら中空糸膜１の一端をろ液室７に開口させてろ過
室８内に支持し、さらに仕切板３に固定されてい
る通液性の保護外筒９内に収容されたものが使用
されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この種の中空糸膜ろ過装置では、設置面積をで
きるだけ小さくすることが望ましいために、中空
糸膜のユニツトの長さを長くして対応することが
試みられている。

しかしながら、中空糸膜１は第１３図に示すよ
うに、供給される原液の圧力によつて透過液量Ｑ
は異なるものの、或る長さ以上になるとそれぞれ
或る一定の供給される原液の圧力に対し透過液量
Ｑはほぼ一定になるという特性があり、中空糸膜
１の有効長さには限度があつて、あまり長くして
も無意味であることが判明した。

このように、中空糸膜の有効長さには限度があ
るため、それ以上の中空糸膜の長さでは全長が有
効に作用せず、無駄な槽深さを必要としていた。
例えば、内径の0.4〜0.5mm、全長1200mmの中空糸
膜を用いる場合、有効なのは上半分の約600mmで、
下半分の600mm透液作用を期待し得ず、無駄な槽
深さを必要としていたのである。

本発明は、前記の中空糸膜の透液特性を利用し
たもので、中空糸膜の全長を有効に利用し、槽深
さを浅くしたり、或いは同じ槽深さでろ過容量を
増大し、また中空糸膜のユニツトを長くしてろ過
容量を増大させると共に設置床面積を小さくする
ことができる中空糸膜ろ過装置を提供しようとす
るものである。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

本発明は、槽内を仕切板にてろ過室とろ液室と
に区画し、該ろ液室に一端を開口した複数本の中
空糸膜を前記ろ過室内に支持し、該中空糸膜の他
端部に該他端部を連通させた密閉集液室を設ける
と共に該密閉集液室と前記ろ過室とを連通管にて
連通せしめたことを特徴とし、さらにまた、前記
複数本の中空糸膜と連通管の途中にこれらが開口
する単数または複数の中間密閉集液室を介在せし
めて前記複数本の中空糸膜と連通管とを長手方向
に複数組に仕切つたことをも特徴とする中空糸膜
ろ過装置である。

即ち、ろ過時には中空糸膜の外側から内側へ通
液し、逆洗時には内側から外側へと逆方向に加圧
水を通水し、さらにゆすぎ洗いのため、中空糸膜
の集束体の少なくとも外側の水中で空気を吹き込
み、水を揺動せしめることによりこれらの中空糸
膜を水力的に揺動させるエアスクラビングを行う
方式の中空糸膜ろ過装置であつて、中空糸膜の長
手方向のほぼ上半分でろ過されたろ液は上方に流
れ、ほぼ下半分でろ過されたろ液は下分に流れ、
連通管を前記ほぼ下半分のろ液の出口管と、ほぼ
下半分の中空糸膜を逆洗するための加圧水の入口
管となし、さらにこのような中空糸膜及び連通管
を長手方向に多段重ねによる長尺化を可能たらし
めたものである。したがつて、 中空糸膜内径の細さに起因する中空糸膜内の
長手方向の流路抵抗を減少せしめることによ
り、ろ過装置として許容しうるろ過差圧のう
ち、懸濁物質の付着ケーキ層に起因する正味ろ
過差圧が占める比率を大きくし、ろ過差圧の有
効利用率を向上させ、 中空糸膜内の長手方向の流路低抗に起因し、
中空糸膜の長さが増大するにつれ、中空糸膜の
単位長あたりの平均ろ過能力が低減するのを防
止し、中空糸膜の長さ方向の有効利用率を向上
させ、 さらに、中空糸膜及び連通管の長手方向の長
尺化をも可能ならしめるものである。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面を参照しながら以下に説
明する。

まず、第１図及び第２図ａにおいて、複数本の
中空糸膜１の一端を集束板２に貫通して保護外筒
９と共に固定し、この集束板２を押え板４、ボル
ト５等で仕切板３に取り付け、複数本の中空糸膜
１をその一端がろ液室７内に開口するようにろ過
室８内に支持する。さらに、ろ過室８内の中空糸
膜１の他端部も集束板２に貫通して保護外筒９の
他端と共に固定し、さらに蓋体１０を連結して各
中空糸膜１の端部が連通した密閉集液室１１を連
設して、この密閉集液室１１とろ液室７とを連通
管１２にて連通させる。

連通管１２は、中空糸膜１の液流抵抗の総計よ
りも小さい抵抗を有する径とし、その両端部を集
束板２，２で固定するもよく、また、連通管１２
を第３図及び第４図ａに示すように、複数本の集
束された中空糸膜１の周囲に配設し、必要に応じ
て両端を集束板２，２に固定した補強管１３を集
束された中空糸膜１の中央部を貫通させて補強す
る。このように、連通管１２を集束された中空糸
膜１の周囲に配設したときには、保護外筒９を省
略することができる。

なお、この場合の連通管１２も、中空糸膜１の
逆流の抵抗の総計よりも小さい抵抗を有するよう
に、連通管１２の径や本数を増加させることが必
要である。

図中、１４はろ過室８内下部に設けられた空気
分散板を示す。

このようなろ過装置全体の概略図は第５図に示
した通りである。

しかして、ろ過すべき原液はろ過室８内に圧入
され、保護外筒９（第１図）又は連通管１２間の
間隙（第３図）を通過して各中空糸膜１に至り、
各中空糸膜１の外側から内側へろ過される。ろ過
されて各中空糸膜１の内側に入つたろ液は、各中
空糸膜１の長さのほぼ中央から上下に分流し、一
方は直接ろ液室７に入り、他方は密閉集液室１１
に集められて、連通管１２を経てろ液室７に至
り、槽外へ取り出される。

このように、各中空糸膜１でろ過されたろ液は
各中空糸膜１内で上下に分流されて取り出される
ことになるから、中空糸膜１の全長が前記の有効
長さ限度以上の場合でもこれを有効に利用するこ
とができる。

さらに、このようなろ過を継続する内に、中空
糸膜１の表面には液中の懸濁物が捕捉され通液抵
抗が増大するから、一定時間後にはろ過を停止し
て逆洗を行わなければならない。逆洗は、ろ過時
とは逆に、逆洗用の加圧水をろ液室７に圧入する
と、加圧水は各中空糸膜１のろ液室７側からと、
連通管１２及び密閉集液室１１を経て各中空糸膜
１の他端部から流入し、加圧水を各中空糸膜１の
内側から外側へ逆流させて付着物を剥し易くし、
その後空気によるスクラビング操作を行い、中空
糸膜１の表面に付着している懸濁物の剥離を促進
させる。即ち、エアスクラビングは、満水中に空
気分散板１４から空気を吹き込み、保護外筒９又
は連通管１２が外周にある場合にはその間隙を通
る気泡の流れによつて各中空糸膜１に激しい振動
を与え、付着物を剥離させるが、この間各中空糸
膜１は両端共に固定されているから、からみ合う
ことなく、破断も生ずることが少ない。

また、中空糸膜１の集束部の直径が太くなる
と、中央部の中空糸膜１に付着した固形分は、加
圧水で逆洗されて押し出されても集束部の外側ま
で流出し難くなつて逆洗効率が低下する。これを
防止するために、中央部の連通管１２或いは補強
管１３と中空糸膜１の集束部の間に巾２〜10mmの
中央部空隙１９を設け（第２図ｂ、第４図ｂ）、
また集束部の横断面の半径方向にも巾３〜10mmの
複数の半径方向空隙２０を設け、逆洗時に中空糸
膜１から剥離した固形分が最外側へ流出しやすく
なるようにすることが、逆洗効率の向上のために
好ましい。

さらに、エアスクラビングによる中空糸膜１の
ゆすぎ洗いの際に、その揺動スペースを確保し、
かつ適当に揺れるようにするため、集束部と網目
状の保護外筒９の間に巾３〜10mmの外周空隙２１
を設けることも好ましい。第３図、第４図ａ、第
４ｂ図の図示例では周囲の連通管１２と中空糸膜
１の間に外周空隙２１は設けられていないが、設
けることも可能である。

なお、中空糸膜１の集束部の径が小さいときに
は必ずしも必要ではないが、径が大きいときに
は、第６図、第７図ａ及び第７図ｂに示すよう
に、空気噴出口１５を設けた空気管１６を複数本
の中空糸膜１の中心に貫通して上端を閉塞し、下
端を空気分散板１４の下に解放し、その空気噴出
口１５を周囲の中空糸膜１内に導くことによつ
て、空気を内側の中空糸膜１からも噴出させ、付
着物の剥離をさらに促進するようにすることもで
きる。この空気噴出口１５は、集束板２付近にも
開口させて、集束板２上に堆積する懸濁物を排除
するようにすることが好ましい。

なお、空気管１６を連通管１２の内側に貫通さ
せる代りに、連通管１２を空気管１６の内側に設
けることもできる。

また、第３図及び第４ａの図示例においては、
補強管１３を空気管として空気噴出口を設けるこ
とができる。

次に、他の本発明の実施例を説明する。

第８図及び第９図ａにおいて、大部分は前記第
１図及び第２図ａに示した実施例と同じである
が、中空糸膜１の長さをその有効長さの２倍より
長く必要とする場合や、据付作業空間が狭い場合
に便利なように、中空糸膜１と連通管１２の途中
にこれら端部が開口する中間密閉集液室１８を介
在させたものである。即ち、各中空糸膜１と連通
管１２を途中で分断し、各分断部の中空糸膜１及
び連通管１２の端部をそれぞれ集束板２，２に貫
通して固定し、これらを連結環１７にて連結して
その連結部に各中空糸膜１と連通管１２を連通さ
せた中間密閉集液室１８を設け中空糸膜１と連通
管１２を長手方向に仕切つたものであり、中空糸
膜１の必要長さによつて複数の連結部を設けるこ
とができる。

したがつて、分断された各中空糸膜１内で分流
されたろ液は各中間密閉集液室１８と密閉集液室
１１内に集められ、それぞれ連通管１２にて順次
ろ液室７に導かれることになり、このように連結
可能にすれば、作業空間が狭くとも据付け、取外
し作業が容易になり、しかも多数連結してろ過面
積を増加させても投影設置面積は変わらない。

なお、連通管１２を中空糸膜１の集束部の周囲
に配設するもよく、その場合は第１０図及び第１
１図ａの図示例の通りであり、前述した第３図、
第４図及び第４図ｂの図示例の説明からも構成は
容易に理解されよう。

また、エアスクラビングのため、中空糸膜１の
集束部の中央から空気を噴出させる空気管を必要
とする場合には、前述した第６図及び第７図ａな
どの実施例に準じて構成することができるが、そ
の場合の空気管を分割して連結可能たらしめるの
も便利な一態様である。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明は中空糸膜の透液特
性を利用し、中空糸膜の全長を有効利用して合理
的なろ過を行い、槽深さを浅くしたり、同一槽深
さでろ過容量を増大し、設置床面積を小さくする
ことができ、さらにこのような中空糸膜のユニツ
トをカセツト式に連結するようにすれば、設置床
面積を増大させることなく一層ろ過容量を増大す
ることができ、しかも作業空間が狭くとも据付
け、取外し作業を容易に行うことができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１〜１１図ａは本発明の実施例を示し、第１
図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図ａは
第１図のＡ−Ａ断面図、第２図ｂは他の例を示す
Ａ−Ａ断面図、第３図は本発明の他の実施例を示
す断面図、第４図ａは第３図のＢ−Ｂ断面図、第
４図ｂは他の例を示すＢ−Ｂ断面図、第５図はろ
過装置内部全体の概略図、第６図はさらに本発明
の他の実施例を示す断面図、第７図ａは第６図の
Ｃ−Ｃ断面図、第７図ｂは他の例を示すＣ−Ｃ断
面図、第８図は本発明の他の実施例を示す断面
図、第９図ａは第８図のＤ−Ｄ断面図、第９図ｂ
は他の例を示すＤ−Ｄ断面図、第１０図は本発明
の他の実施例を示す断面図、第１１図ａは第１０
図のＥ−Ｅ断面図、第１１図ｂは他の例を示すＥ
−Ｅ断面図、第１２図は従来の中空糸膜ろ過装置
の一部を示す断面図、第１３図は中空糸膜の長さ
と透過液量との関係を示す線図である。 １……中空糸膜、２……集束板、３……仕切
板、４……押え板、５……ボルト、６……Ｏリン
グ、７……ろ液室、８……ろ過室、９……保護外
筒、１０……蓋体、１１……密閉集液室、１２…
…連通管、１３……補強管、１４……空気分散
板、１５……空気噴出口、１６……空気管、１７
……連結環、１８……中間密閉集液室、１９……
中央部空隙、２０……半径方向空隙、２１……外
周空隙。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 槽内を仕切板にてろ過室とろ液室とに区画
   し、該ろ液室内に一端を開口した複数本の中空糸
   膜を前記ろ過室内に支持し、該中空糸膜の他端部
   に該他端部を連通させた密閉集液室を設けると共
   に該密閉集液室と前記ろ液室とを連通管にて連通
   せしめたことを特徴とする中空糸膜ろ過装置。 ２ 前記連通管を複数本とし、前記複数本の中空
   糸膜の周囲に配設したものである特許請求の範囲
   第１項記載の中空糸膜ろ過装置。 ３ 槽内を仕切板にてろ過室とろ液室とに区画
   し、該ろ液室内に一端を開口した複数本の中空糸
   膜を前記ろ過室内に支持し、該中空糸膜の他端部
   に該他端部を連通させた密閉集液室を設けると共
   に該密閉集液室と前記ろ過室とを連通管にて連通
   せしめ、前記複数本の中空糸膜と連通管の途中に
   これらが開口する単数又は複数の中間密閉集液室
   を介在せしめて前記複数本の中空糸膜と連通管と
   を長手方向に複数組に仕切つたことを特徴とする
   中空糸膜ろ過装置。 ４ 前記連通管を複数本とし、前記複数本の中空
   糸膜の周囲に配設したものである特許請求の範囲
   第３項記載の中空糸膜ろ過装置。