JP2000246065A - 中空糸膜ユニット及び膜分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中空糸膜を透過した処理水を集水する集水部
の長さが長くなっても、集水部の変形を防止することが
でき、しかもメンテナンス性に優れた中空糸膜モジュー
ル及び膜分離装置を提供する。 【解決手段】 一対の矩形状の集水盤１１間に、複数の
中空糸膜１２を互いに所定間隔離間させつつ疎に配置し
て中空糸膜１２の両端を集水盤１１の盤面で開口させ開
口部を箱体状の集水ハウジングで閉塞した中空糸膜モジ
ュール２０を構成し、箱体状の集水ハウジング２６を互
いに積み重ねて上下方向に配置して、中空糸膜モジュー
ル２０を多段に積層した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、浄水、下
水、し尿や各種の排水等の汚水の水処理設備に設置して
固液分離を行うのに用いられる中空糸膜ユニット及び膜
分離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】汚水処理にあっては、汚水に膜分離を施
すことによって、一定粒径以上の固形物を汚水から分離
除去して、処理水を再利用することが広く行われてお
り、この膜分離を行う装置の一つとして、中空糸膜をモ
ジュール化した中空糸膜ユニットを使用した膜分離装置
が知られている。

【０００３】ここで、中空糸膜は、例えば外径が１００
０μｍ程度の、例えばエチレンビニルアルコール製、或
いはポリエチレン系樹脂製の中空な糸の周壁に、例えば
直径が０．１〜０．４μｍ程度の孔を多数設けたもの
で、汚水中に浸漬させつつ、この内部を吸引して低圧状
態にすることで、固形物を除いた処理水のみを内部に透
過させて固液を分離するようになっている。

【０００４】この種の膜分離装置にあっては、濾過（分
離）面積が大きく、しかも、通水性に優れているばかり
でなく、目詰まりを防止して、透過流速を維持できるよ
うにすることが求められている。このため、例えば、中
空糸膜をすだれのように密に平面的に配列してその両側
に円筒又は角筒状の集水ハウジングに接続することでユ
ニット化している。そして、これらを槽内に配置して固
液分離部位を形成するようにした浸漬型水処理装置が提
案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術にあっては、例えば中空糸膜の両側に設置した集水
部を吸引して、中空糸膜を透過した処理水を集水部に集
水する際、集水部の長さが長いと、集水部に作用する吸
引力（負圧）で集水部の周壁が凹んでしまうことがあっ
た。そして、このように集水部が凹むと、この内部を処
理水がスムーズに流れなくなり、透過流速の維持が困難
となってしまう。特に、集水部の上部にあっては、ここ
を多量の処理水が流れるため、この欠点が顕著になる。
しかも、例えば目詰まりや、破損してリークする恐れが
ある部位のみを交換することができず、メンテナンス性
にも問題があった。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、中空糸膜を透過した処理水を集水する集水部の長さ
が長くなっても、集水部の変形を防止することができ、
しかもメンテナンス性に優れた中空糸膜ユニット及び膜
分離装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の中空糸膜ユニッ
トは、一対の矩形状の集水盤間に、複数の中空糸膜を互
いに所定間隔離間させつつ疎に配置して該中空糸膜の両
端を前記集水盤の盤面で開口させ該開口部を箱体状の集
水ハウジングで閉塞した中空糸膜モジュールを構成し、
前記箱体状の集水ハウジングを互いに積み重ねて上下方
向に配置して、前記中空糸膜モジュールを多段に積層し
たことを特徴とする。

【０００８】これにより、それぞれ別体で構成した複数
の中空糸膜モジュールを多段に積層して所定の高さの中
空糸膜ユニットを構成することで、吸水の効率を向上さ
せるとともに中空糸膜ユニットのメンテナンスの便を図
ることができる。即ち、集水ハウジングを各集水盤毎に
分割した箱形に形成してモジュール化することで集水ハ
ウジング自体に十分な強度を持たせて、この変形を防止
することができると共に、集水能力を高めることができ
る。尚、従来技術で述べたように集水部に中空糸膜を密
に束ねると、その部分に汚泥が溜まり易く集水能力を低
下させることとなる。このため、本発明では中空糸膜を
疎に配置しているが、上述したように長い集水ハウジン
グにおいては変形が懸念され、またメンテナンス性も悪
い。このため、上述したように構成することで、集水性
及びメンテナンス性を合わせて改良したものである。

【０００９】また、前記集水ハウジングは、前記集水ハ
ウジングは、箱体状の上下面の互いに対向する位置に設
けた嵌合部を嵌合させて上下に配置され、該嵌合部内に
設けた集水口を介して互いに連通していることを特徴と
する。これにより、中空糸膜モジュールをその両端の集
水ハウジングを互いに嵌合させつつ積み上げることで、
容易に中空糸膜ユニットを構成することができる。

【００１０】また、前記集水ハウジングは、箱体状の側
方に配置した集水口を備え、該集水口を介して所定間隔
置きに分岐管を有する集水管の該分岐管に連通するよう
に接続されていることを特徴とする。これにより、集水
管として剛性の高いものを使用することで、この変形を
防止し、しかも、中空糸膜を透過した処理水を効率よく
集水管に集水することができる。

【００１１】本発明の分離膜装置は、請求項１乃至３記
載の中空糸膜ユニットの集水部の端部に、吸引装置に接
続された処理水取出し管を連結したことを特徴とする。
これにより、集水部の変形を防止して、膜分離装置の透
過流速を常に一定に維持することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１乃至図５は、本発明の第１の
実施の形態の中空糸膜ユニット及び該ユニットを備えた
膜分離装置を示すもので、この膜分離装置には、４個の
中空糸膜モジュール１０を有する中空糸膜ユニット２０
が備えられている。なお、この中空糸膜モジュールの個
数を任意に変更できることは勿論である。

【００１３】中空糸膜モジュール１０は、図４及び図５
に示すように、一対の矩形状の集水盤１１，１１間に、
複数の中空糸膜１２を、例えば、２．２ｍｍのピッチで
上下及び前後方向に互いに所定間隔離間させつつ疎に配
置して構成されている。この各中空糸膜１２は、前記集
水盤１１の内部を貫通して延びて該集水盤１１の盤面で
開口している。この集水盤１１は、例えば熱可塑性樹脂
からなるハードポッティング部１３と、例えばシリコン
ゴムや軟質プラスチック（ポリ塩化ビニル、ポリスチレ
ン、ポリウレタン）等からなり、前記ハードポッティン
グ部１３の内側に位置して緩衝材として作用するソフト
ポッティング部１４とから構成され、前後両端面には、
上下方向に延びる凸部１５が形成されている。

【００１４】この中空糸膜モジュール１０は、例えば、
１本の中空糸膜を所定の回数折り返して束ね、所定の形
状に整形した後、両端部にポッティングを施し、固化後
にポッティング部の外側に位置するＵ字状の中空糸膜を
切断して除去することによって構成される。

【００１５】前記各集水盤１１は、横断面図である図４
及び縦断面図である図５に示すように、一対の端板２１
と上板２２及び下板２３とからなる筒状体の端部をシー
ル部材２４を介在させつつ塞板２５で塞いだ箱状の集水
ハウジング２６の開口端部に取付けられている。この集
水ハウジング２６は、例えば塩化ビニルやＡＢＣ樹脂等
の樹脂材で構成され、両側板２１には、図４に示すよう
に、前記集水盤１１の凸部１５と嵌合する凹部２７が設
けられている。そして、前記集水盤１１の凸部１５を側
板２１の凹部２７内に嵌合させて集水ハウジング２４を
集水盤１１で水密的に塞ぐことで、この内部に集水室２
８が形成されている。なお、集水盤１１と集水ハウジン
グ２１とを接着剤で接着するようにしても良く、また別
のシール手段を設けても良い。

【００１６】一方、上板２２及び下板２３の互いに対向
する位置には、図５に示すように、嵌合突起２９と該嵌
合突起２９に嵌合する嵌合溝３０が設けられ、更にこの
嵌合突起２９及び嵌合溝３０の内部には、上下に貫通す
る集水口３１，３２が設けられている。

【００１７】これによって、下方に位置する集水ハウジ
ング２６の上板２２の嵌合突起２９を上方に位置する集
水ハウジング２６の下板２３の嵌合溝３０内に嵌合させ
つつ上下に積み重ねることで、上下に位置する集水ハウ
ジング２６の各集水室２８を集水口３１，３２を介して
互いに連通させつつ、この例では、４個（４段）の中空
糸膜モジュール１０を有する中空糸膜ユニット２０が構
成されている。

【００１８】また、最下段に位置する集水ハウジング２
６の下面、及び最上方に位置する集水ハウジング２６の
上面には、エンドキャップ４０が装着されている。そし
て、水平方向に互いに対向する前記エンドキャップ４
０，４０間には、各１対の連結棒４１が掛け渡されてい
る。

【００１９】更に、最下段に位置する集水ハウジング２
６の下面に装着したエンドキャップ４０は、栓部材４２
で閉塞され、一方、最上方に位置する各集水ハウジング
２１の上面に装着したエンドキャップ４０には、連結ナ
ット４３を介して２方向に分岐した処理水取出し管４４
がそれぞれ連結され、この処理水取出し管４４に吸水ポ
ンプ等の吸引装置４５が接続されている。

【００２０】尚、上述の実施の形態においては集水ハウ
ジング２６を箱体状に構成する例について説明したが、
例えば塞板２５を半円の樋状に形成するようにしてもよ
い。

【００２１】次に、前記膜分離装置の使用例について説
明する。先ず、中空糸膜ユニット２０を、例えば、空気
を噴出する散気管を下方に配置した曝気槽内に設置し
て、この曝気槽内の汚水中に浸漬させ、前記散気管から
空気を噴出させつつ、吸引装置４５で集水ハウジング２
６の内部の集水室２８から各中空糸膜１２を吸引するこ
とで汚水の固液分離を行い、処理水を処理水取出し管４
４から外部に取り出す。この時、各中空糸膜１２を透過
した処理水は、一旦集水室２８内に流入した後、この集
水室２８の内部を集水口３１，３２を通過しつつ順次上
昇して、処理水取出し管４４内に流入する。

【００２２】特に中空糸膜１２が疎に配置されているの
で、中空糸膜ユニット２０の上部で空気及び空気による
水流によって中空糸膜に付着した汚泥等を効率よく除去
できる。これにより集水効率を高めることができる。

【００２３】ここで、集水室２８の内部は、吸引装置４
５の吸引に伴って負圧となり、集水ハウジング２６にか
なり大きな外圧が作用するが、この集水ハウジング２６
は、各集水盤１１毎に分割した箱形に形成されて十分な
強度を持っており、このため、この変形が防止される。
従って、処理水は、集水ハウジング２１の内部の集水室
２８及び集水口３１，３２内を常にスムーズに流れて、
膜分離装置の透過流速が維持される。

【００２４】しかも、それぞれ別体で構成した複数の中
空糸膜モジュール１０を多段に積層して所定の高さの中
空糸膜ユニット２０を構成することで、例えば一部の中
空糸膜１２に目詰まり等の欠陥が発生した時には、この
欠陥の生じた中空糸膜１２を有する中空糸膜モジュール
１０を交換することで、これに素早く対処することがで
きる。

【００２５】なお、この実施の形態によれば、中空糸膜
モジュール１０をその両端の集水ハウジング２６の嵌合
突起２９と嵌合溝３０を互いに嵌合させつつ積み上げる
ことで、中空糸膜ユニット２０を容易かつ迅速に構成す
ることができる。

【００２６】図６は、本発明の第２の実施の形態の中空
糸膜ユニット及び該ユニットを備えた膜分離装置の要部
を示すものである。これは、所定間隔置きに分岐管５０
を有する集水管５１を備え、一方、集水ハウジング２６
の塞板２５に該塞板２５を貫通する集水口３３を設け
て、この集水口３３を介して集水ハウジング２６の集水
室２８と分岐管５０の内部が連通するようにして、各分
岐管５０の先端に各集水ハウジング２６を取付けたもの
である。なお、この集水管５１の下端は閉塞され、上端
には処理水取出し管４４（図１乃至図３参照）が取付け
られていることは、前記実施の形態と同様である。

【００２７】この実施の形態によれば、各中空糸膜１２
を透過した処理水は、一旦各集水室２８内に流入した
後、各分岐管５０内を流れて集水管５１を流れる処理水
と合流して、処理水取出し管４４（図１乃至図３参照）
から外部に取り出される。このため、集水管５１内にあ
っては、上方ほど流量が増えるが、流量が増えても処理
水が集水管５１内をスムーズに流れるようにして、処理
水を効率よく集水することができる。しかも集水管５１
として剛性の高いものを使用することで、この変形が防
止される。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
中空糸膜を透過した処理水を集水する集水部の長さが長
くなっても、集水部の変形を防止し、この内部を処理水
が常にスムーズに流れるようにして、透過速度を維持す
ることができる。しかも、一部の中空糸膜に欠陥が生じ
ても、中空糸膜モジュールを交換することで、素早くこ
れに対処することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の中空糸膜ユニット
及び該ユニットを備えた膜分離装置を示す正面図であ
る。

【図２】図１の右側面図である。

【図３】図１の平面図である。

【図４】図１のＡ線拡大断面図である。

【図５】図２のＢ−Ｂ線拡大断面図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態の中空糸膜ユニット
及び該ユニットを備えた膜分離装置の要部を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０ 中空糸膜モジュール １１ 集水盤 １２ 中空糸膜 ２０ 中空糸膜ユニット ２６ 集水ハウジング ２８ 集水室 ２９ 嵌合突起 ３０ 嵌合溝 ３１，３２，３３ 通水口 ４０ エンドキャップ ４４ 処理水取出し管 ４５ 吸引装置 ５０ 分岐管 ５１ 集水管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂下 大地 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株 式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 吉村 和就 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 小阪 康司 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 Ｆターム(参考） 4D006 GA02 HA02 HA17 HA19 HA93 HA95 JA01A JA02B JA13A JA13C JA16A JA16C JA18A JA18C JB06 KA31 KA44 KB22 KE08P MA01 MA22 MA33 MC22 MC34 PA02 PB08 PC64

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の矩形状の集水盤間に、複数の中空
   糸膜を互いに所定間隔離間させつつ疎に配置して該中空
   糸膜の両端を前記集水盤の盤面で開口させ該開口部を箱
   体状の集水ハウジングで閉塞した中空糸膜モジュールを
   構成し、 前記箱体状の集水ハウジングを互いに積み重ねて上下方
   向に配置して、前記中空糸膜モジュールを多段に積層し
   たことを特徴とする中空糸膜ユニット。
2. 【請求項２】 前記集水ハウジングは、箱体状の上下面
   の互いに対向する位置に設けた嵌合部を嵌合させて上下
   に配置され、該嵌合部内に設けた集水口を介して互いに
   連通していることを特徴とする請求項１記載の中空糸膜
   ユニット。
3. 【請求項３】 前記集水ハウジングは、箱体状の側方に
   配置した集水口を備え、該集水口を介して所定間隔置き
   に分岐管を有する集水管の該分岐管に連通するように接
   続されていることを特徴とする請求項１記載の中空糸膜
   ユニット。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３記載の中空糸膜ユニット
   の集水部の端部に、吸引装置に接続された処理水取出し
   管を連結したことを特徴とする膜分離装置。