JP2004050175A - Hollow fiber membrane module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は中空糸膜モジュールに関し、さらに詳しくは、中空糸膜の分散性を向上し濾過効率を向上させるようにした中空糸膜モジュールに関する。 The present invention relates to a hollow fiber membrane module, and more particularly, to a hollow fiber membrane module having improved dispersibility of a hollow fiber membrane and improved filtration efficiency.
例えば、数百本〜数万本の中空糸膜を束ねてストレート状にした中空糸膜束を筒状ケースに充填し、その中空糸束の両端部を樹脂で接着固定するように構成した外圧式の中空糸膜モシュールでは、原水を中空糸膜束の外側に供給することにより中空糸膜内に透過させ、その透過した濾過水を中空糸膜端の開口から取り出すようになっている。この中空糸膜モジュールの濾過能力(濾過水量)を向上するには、基本的には出来るだけ多数本の中空糸膜で中空糸膜束を構成することが望ましい。しかし、その一方で、中空糸膜の本数を多くするほど相互が密着状態になり、原水が中空糸膜束の外周側の中空糸膜にしか接触できなくなり、思うように濾過水量を高めることができなくなる。 For example, a hollow hollow fiber membrane bundle formed by bundling hundreds to tens of thousands of hollow fiber membranes into a straight shape is filled in a cylindrical case, and both ends of the hollow fiber bundle are bonded and fixed with a resin. In the pressure type hollow fiber membrane moshur, raw water is supplied to the outside of the hollow fiber membrane bundle to be permeated into the hollow fiber membrane, and the permeated filtered water is taken out from the opening at the end of the hollow fiber membrane. In order to improve the filtration capacity (filtration water amount) of this hollow fiber membrane module, it is basically desirable to constitute a hollow fiber membrane bundle with as many hollow fiber membranes as possible. However, on the other hand, the larger the number of hollow fiber membranes, the more closely they are in contact with each other, and the raw water can only contact the hollow fiber membrane on the outer peripheral side of the hollow fiber membrane bundle, and the amount of filtered water can be increased as desired. become unable.
従来、上記のような問題の対策として、中空糸膜束の端部を樹脂で接着固定(ポッティング)するとき、その中空糸膜束端部に複数本のピンを長手方向に沿って差し込んで中空糸膜相互を分散させることが行われていた。また、特許文献1には、中空糸膜束を仕切部材で複数の糸束に分割し、その分割された各糸束内にピンを挿入することで、中空糸膜ケース内で中空糸膜を直径方向に分散させる方法が開示されている。 Conventionally, as a countermeasure against the above-mentioned problem, when bonding and fixing (potting) the end of a hollow fiber membrane bundle with a resin, a plurality of pins are inserted into the end of the hollow fiber membrane bundle along the longitudinal direction to form a hollow. It has been practiced to disperse the yarn membranes. Further, in Patent Document 1, a hollow fiber membrane bundle is divided into a plurality of yarn bundles by a partition member, and a pin is inserted into each of the divided yarn bundles to form a hollow fiber membrane in a hollow fiber membrane case. A method of diametric dispersion is disclosed.
しかし、このような方法では、ピンは中空糸膜束の端部をスポット状に拡散するだけでなる上に、樹脂を遠心法で注入して固化させる際に、ピンや仕切部材が結局動いてしまい、必ずしも十分に高い分散効果が得られるとはいえなかった。特許文献1には、ピンや仕切部材が動かないようにするため、中空糸膜束内に仕切部材およびピンを配置した後、中空糸膜束外周を紐で縛って固定することも開示されているが、紐で縛る際に仕切板および挿入ピンの位置がずれやすく、また紐で縛られることによって中空糸膜間の隙間が少なくなって分散性が悪化するため、結局樹脂の流動が妨げられるという問題があった。
本発明の目的は、上述した従来の問題を解消し、中空糸膜の分散性を一層向上させることにより、優れた濾過効率が得られるようにする中空糸膜モジュールを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a hollow fiber membrane module that solves the above-mentioned conventional problems and further improves the dispersibility of the hollow fiber membrane so that excellent filtration efficiency can be obtained.
上記目的を達成する本発明の中空糸膜モジュールは、中空糸膜束を筒状ケースに収納し、該中空糸膜束の端部を分散手段で分散させると共に樹脂で接着固定した中空糸膜モジュールであって、前記分散手段は別体に構成された前記筒状ケース端部の内壁側に配置するリングと、該リングに掛け渡して配置する複数のピン又はプレートとを有していることを特徴とするものである。 A hollow fiber membrane module of the present invention that achieves the above object is a hollow fiber membrane module in which a hollow fiber membrane bundle is housed in a cylindrical case, and the ends of the hollow fiber membrane bundle are dispersed by dispersing means and bonded and fixed with a resin. Wherein the dispersing means has a ring arranged on the inner wall side of the end of the cylindrical case formed separately, and a plurality of pins or plates arranged to bridge over the ring. It is a feature.
このように筒状ケース端部の内壁にリングを固定し、このリングに複数のピン又はプレートを掛け渡すことにより、中空糸膜束を線状に横断して複数の群に分割するため、従来の分散ピンがスポット状に分離する分散作用に比べて高い分散性が得られ、中空糸膜モジュールの濾過効率を向上することができる。また、筒状ケース内に中空糸膜を収納した後でも、分散ピンやプレートを配置できるので、中空糸膜束を容易に複数の群に分割することができ、高い分散性を得ることができる。さらに、中空糸膜端部に樹脂を遠心法で注入して固化させる際にも、紐等で縛ることなく各中空糸膜の間隙を確保し、分散性を高めることができるので、樹脂の流動が妨げられることがなく、ポッティング不良を防ぐことができる。 In this way, a ring is fixed to the inner wall of the end of the cylindrical case, and a plurality of pins or plates are wrapped around the ring to divide the hollow fiber membrane bundle into a plurality of groups across the line. High dispersibility is obtained as compared with the dispersing action in which the dispersing pins are separated into spots, and the filtration efficiency of the hollow fiber membrane module can be improved. Also, even after the hollow fiber membrane is housed in the cylindrical case, the dispersion pins and plates can be arranged, so that the hollow fiber membrane bundle can be easily divided into a plurality of groups, and high dispersibility can be obtained. . Further, even when the resin is injected into the end portion of the hollow fiber membrane by the centrifugal method and solidified, the gap between the hollow fiber membranes can be secured without binding with a string or the like, and the dispersibility can be improved. Is not hindered, and poor potting can be prevented.
図1は、本発明の実施形態からなる中空糸膜モジュールを例示する縦断面図である。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view illustrating a hollow fiber membrane module according to an embodiment of the present invention.
筒状ケース1は、ケース本体3の両端部にソケット4a,4bを装着して構成されている。ソケット4aには原水の排水口10が設けられ、またソケット4bには原水供給口11が設けられている。この筒状ケース1に、両端を切断して一定長にした中空糸膜束2が挿入され、その両端部が樹脂20により接着固定されている。図では理解を容易にするため、中空糸膜束2を単純な1本として図示しているが、実際には多数本の中空糸膜が束ねられて構成されている。
The cylindrical case 1 is configured by mounting sockets 4a and 4b on both ends of the case body 3. The socket 4a is provided with a raw water discharge port 10, and the socket 4b is provided with a raw
さらに、筒状ケース1の両端部に設けたソケット4a,4bの端部には、それぞれキャップ5a,5bが取り付けられ、袋ナット6a,6bにより締め付け固定されている。
キ ャ ッ プ Furthermore,
中空糸膜束2の両端部の樹脂による接着固定は、ソケット4a側では中空糸膜の相互間を封止し、中空糸膜の端部は樹脂を内部に浸入させないように開口状態にしてある。他方、ソケット4b側の中空糸膜束2の端部は、中空糸膜の端部内側に樹脂が侵入して封止されている。このように中空糸膜束2の両端部を樹脂で接着固定するとき、それぞれの筒状ケース1の端部内壁にリング7を挿入固定し、かつそのリング7に別部品として構成された複数の分散用のピン8を横断するように掛け渡している。このようにピン8が中空糸膜束2の端部を線状に横断することにより複数の中空糸膜群に分割されている。この分割により中空糸膜相互間が分離するため分散性が向上している。また、ピン8はリング7に掛け渡されて固定されるので、遠心ポッティングによってもその分散性が損なわれない。
Adhesive fixing of both ends of the hollow
上記中空糸膜モジュールによる原水の処理は、次のようにして行われる。 原 Treatment of raw water by the hollow fiber membrane module is performed as follows.
原水を原水供給口11から筒状ケース1内に供給すると、原水は筒状ケース1内を経由して排水口10から排出される間に、一部が中空糸膜束2の各中空糸膜を透過して内部に浸入する。各中空糸膜の内部に浸入した濾過水は中空糸膜束2の端部からキャップ5aに集められて取り出される。しかし、本発明において、原水供給口11を使用せずに、ソケット4b側の樹脂20に貫通孔を設け、その貫通孔から原水を供給するようにしてもよい。また、排出口10を閉めきることで、供給した原水の全量を各中空糸膜を透過させて中空糸膜内部に侵入させるようにしてもよい。
When the raw water is supplied from the raw
図2および図3は、上記のように中空糸膜束2の両端部を樹脂20で接着固定するとき、中空糸膜束の分散手段として使用されるリング7とピン8を例示したものである。
FIGS. 2 and 3 exemplify a
リング7とピン8は金属又は樹脂から形成され、リング7はその片面に互いに対向するように複数対の固定溝9,9を設けている。これら複数対の固定溝9,9に、それぞれピン8を平行に装着することにより環状空間が複数の領域に区分されるようになっている。したがって、筒状ケース1の端部において中空糸膜束2の端部を樹脂20で接着固定するとき、予め中空糸膜束2の端部に上記のようにリング7とピン8を挿入すると、中空糸膜束2の端部が複数の群に分割されて、中空糸膜相互の分散性を向上することができる。
The
図4および図5は、他の実施形態からなる分散手段を示す。 FIGS. 4 and 5 show dispersing means according to another embodiment.
この分散手段は、分散用のピン8に代えてプレート18を使用するようにしたものである。また、リング7の固定溝9は厚さ方向に貫通するように形成され、その固定溝9に差し込んだプレート18が筒状ケース1の軸方向に深く侵入するようになっている。このようにプレート18が中空糸膜束2の端部に奥深く侵入するため、中空糸膜束2に対する整束作用が一層向上し、図2および図3の整束手段よりも更に高い分散効果を得ることができる。
This dispersing means uses a
さらに、平面形状が四角形のプレート18に代えて、図6に示すような櫛形のプレート19を用いてもよい。この櫛形のプレート19では、樹脂で接着固定する際に隣り合った櫛部21の間隙に樹脂を流動させることができるため、各中空糸膜端部に一層確実に樹脂を行きわたらせることができる。
(6) Instead of the
また、ピン8、プレート18、プレート19等の表面に溝23や凸部22(図6参照)を設けるようにすれば、プレートと中空糸膜との間にも空間を形成することができ、ピン8、プレート18、19等の表面での樹脂の流れが容易になり、短時間で樹脂を全体に行きわたらせることができる。
If the
図7は、更に他の実施形態からなる分散手段を示す。 FIG. 7 shows a dispersing means according to still another embodiment.
この実施形態では、平行に配置した複数の分散用のピン8に対して、これらに交差するピン8’を設けるようにしたものである。図示の例では、ピン8’は1本であるが、勿論、複数本であってもよい。また、プレート18の場合でも、互いに交差する箇所に切り込みを入れて相互に噛み合うようにすれば、同様の交差配置が可能である。
In the present embodiment, a plurality of dispersing
このようにピン8又はプレート18に対して、これと交差する方向のピン8’又はプレートを加えることにより、区分数を増加させることができるので、更に高い中空糸膜束2の分散効果を得ることができる。また、リング7が筒状ケース1に一体的に構成されていれば、部材点数を減らすことができ、製造工程を簡素化することができる。
By adding the pin 8 'or the plate in the direction crossing the
なる、上述した実施形態では中空糸膜束を筒状ケースにストレート状に収納する場合について説明したが、U字状に折り曲げて筒状ケースに収納するようにしたものであってもよい。 In the above-described embodiment, the case where the hollow fiber membrane bundle is stored in the cylindrical case in a straight shape has been described. However, the hollow fiber membrane bundle may be bent in a U-shape and stored in the cylindrical case.
実施例1
VP20パイプ(水道用塩化ピニールパイプ)を切り出した本体ケース3の両端部に、最外部での内径が193mmで原水の排水口が側面に設置されたソケット4a、および同じく内径が193mmで原水供給口が側面に設置されたソケット4bを装着し、筒状ケース1を構成した。そして、筒状ケース1の両端内部に、内径/外径が182mm/192.5mm、厚みが10mmのリング7を挿入、瞬間接着剤でソケット内面に固定した。その後、リング7に5個の分散ピン8を図2に示すように掛け渡し、リング内面積を3:4:4:4:3の割合で分割した。次いで、50kPaにおける膜透過係数が1m3/m2/hの中空糸膜9000本を3:4:4:4:3の割合で筒状ケース1内の分割されたスペース内に分けて挿入し、遠心樹脂注入機で樹脂を筒小ケース1の両端部に封入した。
Example 1
A socket 4a having an outermost inner diameter of 193 mm and a drainage port of raw water installed on the side, and a raw water supply port having the same inner diameter of 193 mm are provided at both ends of the main body case 3 obtained by cutting out a VP20 pipe (chlorinated water pipe). Was mounted with the socket 4b provided on the side surface to form the cylindrical case 1. Then, a
樹脂が硬化した後、樹脂注入キャップを取り外して筒状ケース1の片端部の樹脂固定部を切断して、中空糸膜間に樹脂が充填されているか確認したところ、遠心時の回転で若干中空糸膜が偏ってはいたが、すべての中空糸膜間に樹脂が充填されていた。 After the resin was cured, the resin injection cap was removed, the resin fixing portion at one end of the cylindrical case 1 was cut, and it was confirmed that the resin was filled between the hollow fiber membranes. Although the fiber membrane was biased, the resin was filled between all the hollow fiber membranes.
この後、ソケット4a,4bにキャップ5a,5bを袋ナット6a,6bで固定し、全長2200mmの図1に示す中空糸膜モジュールを製作した。
後 Thereafter, the
温度25℃の純水を50kPaで供給し濾過流量を測定したところ、25m2 /hであった。なお、濾過流量の流量測定にあたっては、水頭差による影響を受けないようにするため、キャップ5aに接続した濾過水取り出しホース9の先端を、原水圧測定のための圧力計と同じ高さに流量計を配置した。
Pure water at a temperature of 25 ° C. was supplied at 50 kPa, and the filtration flow rate was measured to be 25 m 2 / h. When measuring the flow rate of the filtered water, the tip of the filtered water take-out
実施例2
分散ピン8の代わりに、図6に示す表面に凸部22と溝23を設けた櫛形のプレート19を設置した以外は実施例1と同様にした。
Example 2
The procedure was the same as that of Example 1 except that a comb-shaped plate 19 provided with
樹脂が硬化した後、樹脂注入キャップを取り外して筒状ケースの片端部の樹脂固定部を切断して、中空糸膜間に樹脂が充填されているか確認したところ、すべての中空糸膜間に樹脂が充填されており、また、遠心時の回転での中空糸膜の偏りも見られず、中空糸膜が両鏡に分散されていた、
上記中空糸膜モジュールを使用し、実施例1と同様に純水での濾過流量を測定したところ、25m2 /hであった。
After the resin was cured, the resin injection cap was removed, the resin fixing part at one end of the cylindrical case was cut, and it was confirmed whether the resin was filled between the hollow fiber membranes. Was filled, and the hollow fiber membrane was not displaced by rotation during centrifugation, and the hollow fiber membrane was dispersed in both mirrors.
Using the above hollow fiber membrane module, the filtration flow rate with pure water was measured in the same manner as in Example 1, and it was 25 m 2 / h.
比較例1
リング7および分散ピン8のいずれをも設置しなかったこと以外は、実施例1と同様に中空糸膜モジュールを製作した。
Comparative Example 1
A hollow fiber membrane module was manufactured in the same manner as in Example 1 except that neither the
樹脂が硬化した後、樹脂注入キャップを取り外して筒状ケースの片端部の樹脂固定部を切断して、中空糸膜間に樹脂が充填されているか確認したところ、6箇所で中空糸膜間に樹脂が充填されていない部分があり、筒状ケース内での糸の落ち込み、また遠心時の回転での中空糸膜の偏りが確認できた。 After the resin was cured, the resin injection cap was removed and the resin fixing portion at one end of the cylindrical case was cut to confirm whether the resin was filled between the hollow fiber membranes. There was a portion that was not filled with resin, and it was confirmed that the thread fell in the cylindrical case and that the hollow fiber membrane was unbalanced due to rotation during centrifugation.
また、上記中空糸膜モジュールについて、実施例1と同様に純水での濾過流量を測定したところ24m2 /hであった。 The filtration flow rate of the hollow fiber membrane module with pure water measured in the same manner as in Example 1 was 24 m 2 / h.
1 筒状ケース
2 中空糸膜束
3 本体ケース
4a,4b ソケット
7 リング
8,8’ ピン
9 固定溝
18,19 プレート
20 樹脂
21 櫛部
22 凸部
23 溝
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
Priority Applications (1)
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| JP2003274052A JP2004050175A (en) | 2002-07-18 | 2003-07-14 | Hollow fiber membrane module |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| US9802842B2 (en) | 2014-01-10 | 2017-10-31 | Asahi Kasei Chemicals Corporation | Hollow fiber membrane module and filtering method |
-
2003
- 2003-07-14 JP JP2003274052A patent/JP2004050175A/en active Pending
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