(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔で平行に位置した上部ヘッダー及び下部ヘッダーと、
前記上部ヘッダーと前記下部ヘッダーとの間に垂直方向に配列される中空糸膜と、
前記中空糸膜を取り囲むように設置され、前記中空糸膜の長手方向に対して傾いたスリット状の開口部を有する隔膜とを含んでなる浸漬型中空糸膜モジュールにおいて、前記スリット状の開口部は前記隔膜の内側から外側へ下斜めに傾いたことを特徴とする、浸漬型中空糸膜モジュール。
【請求項２】
前記開口部のスリットの間隔が０．１ｃｍ〜３０ｃｍであることを特徴とする、請求項１に記載の浸漬型中空糸膜モジュール。
【請求項３】
前記隔膜が上部に上部開口部をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の浸漬型中空糸膜モジュール。
【請求項４】
前記中空糸膜は繊維間の平均距離が０．０１ｍｍ〜５０ｍｍであることを特徴とする、請求項１に記載の浸漬型中空糸膜モジュール。
【請求項５】
前記モジュールの内部に形成された上向水流によってクロスフローが形成されることを特徴とする、請求項１に記載の浸漬型中空糸膜モジュール。
【請求項６】
前記下部ヘッダーが空気注入部を含むことを特徴とする、請求項１に記載の浸漬型中空糸膜モジュール。
【請求項７】
前記スリット状の開口部が前記中空糸膜の長手方向に対して４５°傾いたことを特徴とする、請求項１に記載の浸漬型中空糸膜モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浸漬型中空糸膜モジュールに係り、さらに詳しくは、下水処理場及び浄水処理場の濾過などに用いられる浸漬型中空糸膜モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
中空糸膜モジュール(hollow fiber membrane module)は、表面に数多くの小気孔を有し且つ中空の細繊維である中空糸(hollow fiber)を分離膜に利用する濾過処理装置であって、様々な物質が混合されている多成分液体から気孔サイズより大きな物質を排除し、気孔サイズより小さい特定の物質のみを選択的に通過させて効果的に回収する装置である。このような中空糸膜モジュールは、無菌水や飲用水などの製造時の限外濾過又は精密濾過分野で広く使われてきた。最近、下水処理場における２次、３次処理や、浄化槽における固液分離などにも様々に適用される。前記下水処理に採用される中空糸膜モジュールは、曝気槽に中空糸膜が適用される方式によって、外部循環方式とモジュール浸漬方式に分けられる。
【０００３】
浸漬型分離膜モジュールの下部に隔膜を設置すると、上向水流が形成されてクロスフロー(cross-flow)が形成される。この際、モジュール中の下部ヘッダーと隔膜との間隔を隔てると、密集した中空糸束の間に上向水流が流動しない。また、下部ヘッダーと隔膜との間に空間がない場合には、下部ヘッダーに設置された原水流入孔のサイズが中空糸束の占有空間によって制約を受けるため、十分な上向水流が形成されないうえ、逆洗浄工程の際に効率が低下する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、中空糸膜モジュールの運転効率を高めることができ、逆洗浄工程で中空糸膜周囲の高濃度の原水をモジュールの外部へ容易に流出させることができる、浸漬型中空糸膜モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明の一つの様相は、所定の間隔で平行に位置した上部ヘッダー及び下部ヘッダーと、前記上部ヘッダーと前記下部ヘッダーとの間に垂直方向に配列される中空糸膜と、前記中空糸膜を取り囲むように設置され、傾いたスリット状の開口部を有する隔膜とを含んでなることを特徴とする、浸漬型中空糸膜モジュールを提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る浸漬型中空糸膜モジュールによれば、少量の空気でも分離膜の周囲に上向水流を形成してクロスフロー(cross-flow)濾過を行いうるため、長期運転による分離膜の汚染が減る。よって、化学的又は物理的な洗浄回収が減り、分離膜の寿命が延びるため、浄水又は汚廃水処理場の維持及び保守費用を低下させうる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一具現例に係る浸漬型中空糸膜モジュールの概略斜視図である。
【図２】（ａ）は開口部４１の正面に対する部分拡大図、（ｂ）はモジュールを長手方向に切断したときの開口部４１に対する部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に添付図面を参照して、本発明の態様についてさらに詳細に説明する。また、本発明の説明にあたり、関連した公知の汎用的な機能又は構成に関する詳細な説明は省略する。
【０００９】
本発明の浸漬型中空糸膜モジュールは、傾いたスリット状の開口部を有する隔膜を含み、上向水流を加速化させることにより中空糸膜モジュールの運転効率を高めることができ、逆洗浄工程の際に中空糸膜周囲の高濃度の原水をモジュールの外部へ容易に流出させることができる。
【００１０】
図１は本発明の一具現例に係る浸漬型中空糸膜モジュールの外形を概略的に示す。図１を参照すると、本発明で提示する浸漬型中空糸膜モジュールは、中空糸膜３０に流入する空気を注入する下部ヘッダー２０と、中空糸膜３０に連結される上部ヘッダー１０との間に中空糸膜３０が垂直方向に取り付けられ、前記上部ヘッダー１０と前記下部ヘッダー２０との間には、前記中空糸膜３０を取り囲む、傾いたスリット状の開口部４１を有する隔膜４０がさらに取り付けられる。
【００１１】
前記隔膜４０は、傾いたスリット状の開口部４１を有し、濾過工程の際に、モジュール内部で生じた上向水流がモジュールの外部へ広がることなくモジュール外部の原水をモジュールの内部に流入させるので上向水流を加速化させるうえ、逆洗浄工程の際に、モジュールの内部に生じた下向水流と共に中空糸膜周囲の高濃度の原水をモジュールの外部へ容易に流出させる。
【００１２】
前記スリットの間隔は０．１ｃｍ〜３０ｃｍであることが好ましいが、必ずしもこれに限定されない。
【００１３】
図２は図１による浸漬方中空糸膜モジュールの隔膜に形成された、傾いたスリット状の開口部４１に対する部分拡大図であって、図２の（ａ）は開口部４１の正面に対する部分拡大図、図２の（ｂ）はモジュールを長手方向に切断したときの開口部４１に対する部分拡大図である。
【００１４】
図２を参照すると、本発明の一具現例に係る浸漬型中空糸膜モジュールの隔膜に形成されたスリット状の開口部４１は、前記隔膜の内側から外側へ下斜めに傾いた形態であるため、濾過工程の際に、モジュールの内部に生じた上向水流はモジュールの外部に広がることなく、モジュール外部の原水をモジュールの内部に流入させることができることが分かる。また、このような構造により、逆洗浄工程の際に、モジュールの内部に生じた下向水流と共に中空糸膜周囲の高濃度の原水をモジュールの外部へ容易に流出させる。
【００１５】
前記隔膜は、上部に大きい上部開口部５０を有しうるが、このように大きい上部開口部５０を形成する場合、下部から注入された空気が上端から外部に抜け出すことが容易であって空気の流れ制御が容易であるという長所を有する。
【００１６】
一方、前記中空糸膜３０は、繊維間の平均距離を０．０１ｍｍ〜５０ｍｍとすることが好ましいが、必ずしもこれに限定されない。すなわち、中空糸膜ができる限り稠密に配列されるようにしなければならないが、これを満たすために膜間間隔を０．０１ｍｍ以下に狭めると、分離膜の間に原水及び空気の流動が難しいため、膜間閉塞が誘発され易い。また、５０ｍｍ以上に膜間間隔を広めると、モジュールの分離膜充填密度に劣って水処理能力が低下する。
【００１７】
前記下部ヘッダー２０内には空気注入部（図示せず）が形成されるが、空気注入部には
注入される空気の量を均一にするように空気注入を制御する複数の貫通孔が設けられてもよい。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明の理解を助けるために下記の実施例によって本発明をさらに詳しく説明する。しかしながら、これらの実施例は様々に変形でき、本発明の範囲を限定するものと解釈されてはならない。
【００１９】
製造例１：中空糸膜モジュールの製造
所定の間隔で平行に位置した上部ヘッダー及び下部ヘッダーと、上部ヘッダーと下部ヘッダーとの間に垂直方向に配列される中空糸膜と、中空糸膜を取り囲むように設置され、中空糸膜の長手方向に対して４５°傾いたスリット状の開口部を有する隔膜とを含む、膜面積４５ｍ２の浸漬型中空糸膜モジュールを製造した。
【００２０】
比較製造例１：中空糸膜モジュールの製造
中空糸膜の長手方向に対して直角なスリット状の開口部を有する隔膜を含む以外は製造例１と同様にして、浸漬型中空糸膜モジュールを製造した。
【００２１】
［浸漬型中空糸膜モジュールの性能評価］
製造例１及び比較製造例１で製造された浸漬型中空糸膜モジュールの透水量を測定するために、原水タンクに５０ｐｐｍの脱脂粉乳（脱脂粉乳内のタンパク質は、水溶液でタンパク質分子及びタンパク質分子の凝集体として存在し、分離膜の表面に疎水結合で吸着して分離膜の閉塞を引き起こすことがある）を含む純水を満たし、浸漬型中空糸膜モジュールを取り付けて３８０ｍｍＨｇの吸入圧で運転しながら周期的に透水量を測定する。結果を下記表１に示す。
【００２２】
【表１】
0005481603.tif 000002
表１から分かるように、製造例１で製造された浸漬型中空糸膜モジュールは、中空糸膜の長手方向に対して４５°傾いたスリット状の開口部により、比較製造例１で製造された 浸漬型中空糸膜モジュールと比較して、透水性能の減少程度が少なく、耐汚染性が向上した。
【００２３】
以上、本発明の好適な具現例を挙げて本発明を詳細に説明したが、本発明は、上記の具体例に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で、本発明の属する技術分野における当業者によって様々な変形が可能であるのは自明である。
【符号の説明】
【００２４】
１０    上部ヘッダー
２０    下部ヘッダー
３０    中空糸膜
４０    隔膜
４１    スリット状の開口部
５０    上部開口部  
【図１】
0005481603.tif 000003
【図２】
0005481603.tif 000004