(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内に中空糸を配置してなり、該中空糸と該ケーシングとの間に被処理水が供給され、該中空糸の一端側が減圧装置に連通されて該中空糸内が減圧される外圧型中空糸脱気膜装置において、
該中空糸の他端に開閉弁を介して気体を供給して中空糸内の滞留水を除去する給気装置と、該開閉弁を一定時間毎に開閉させるタイマーとを設けたことを特徴とする外圧型中空糸脱気膜装置。
【請求項２】
ケーシング内に中空糸を配置してなり、該中空糸と該ケーシングとの間に被処理水が供給され、該中空糸の一端側が減圧装置に連通されて該中空糸内が減圧される外圧型中空糸脱気膜装置の運転方法において、
該中空糸の他端に気体を供給して中空糸内の滞留水を除去する方法であって、該気体に脈動を与えることによって該中空糸内の水滴を除去することを特徴とする外圧型中空糸脱気膜装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は飲料水系の赤水防止、ボイラ給水、超純水等からの脱酸素等、水系の酸素除去を目的として用いられている外圧型中空糸脱気膜装置及びその運転方法に関する。詳しくは、中空糸内の滞留水を除去する手段を設けた外圧型中空糸脱気膜装置及びその運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
中空糸脱気膜装置が飲料水系の赤水防止、ボイラ給水、超純水等からの脱酸素等、水系の酸素除去を目的として用いられている。外圧型中空糸脱気膜装置の概略図を第３図に示す。
【０００３】
外圧型中空糸脱気膜装置は、通常の場合、中空糸１をケーシング２内に鉛直に設置し、脱気処理される原水を装置下部より給水し、中空糸の外側を流して、処理水（脱気した水）を装置上部から取り出すよう構成されている。
【０００４】
この中空糸１内は、その下端側が真空ポンプ等の減圧装置に連通されている。該減圧装置により中空糸の内部を減圧し、中空糸１の微小ポアを通過してくる酸素、水蒸気等の気体を、装置下部より抽気する。中空糸１の上端部は、通常、密封されている。
【０００５】
中空糸としては、通常、ポリプロピレン製で、内部の口径が１ｍｍ以下、微小コアの長径が０．５ｎｍ程度のものが使われている。なお、第１図では３本の中空糸が図示されているが、実際には多数本の中空糸が充填されている。
【０００６】
なお、中空糸内の真空系に不活性ガスを流して脱気効率を高める方法も知られている（特開昭６３−１５８１０７号公報）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この外圧型中空糸脱気膜装置を連続運転していると、中空糸の外側を流れている水が中空糸膜の微小ポアを通過して中空糸内部の真空系に漏出してくる。この場合に、漏出水量が少なければ、水は直ちに中空糸内で気化し、水蒸気として抽気されるので、連続運転の支障にはならない。しかし、漏出水量が多いと、中空糸内で気化しきれずに、水滴状で中空糸内面に付着する。原水中の溶存酸素等の気体の濃度は、装置上部（中空糸上部）ほど低いので、第４図（ａ），（ｂ）に対比して示す通り、中空糸１の上部に付着した水滴ほど、気体による押し出し効果が小さく、除去され難く、中空糸内に滞留し易い。
【０００８】
中空糸内に不活性ガスを流していても、水滴付着の問題は発生する。これは、中空糸は多数本からなる束になっており、不活性ガスは、水滴が付着していない、通り易い中空糸を流れるからである。
【０００９】
このように水滴が中空糸内に付着し滞留すると、中空糸の真空度が上がり難くなる。特に、水滴よりも上部の真空度が上がらなくなり、この部分の中空糸が実質的に利用されなくなる。このため、処理水中の残留溶存酸素濃度の上昇という支障をきたす。
【００１０】
従来にあっては、このような場合、脱気性能が低下したまま運転を継続するか、運転を停止し、装置を解体して、水滴の除去作業を行う必要があった。
【００１１】
本発明は、このように中空糸内部に付着滞留する水滴を効率的に除去することができ、長期正常運転が可能な外圧型中空糸脱気膜装置とその運転方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の外圧型中空糸脱気膜装置は、ケーシング内に中空糸を配置してなり、該中空糸と該ケーシングとの間に被処理水が供給され、該中空糸の一端側が減圧装置に連通されて該中空糸内が減圧される外圧型中空糸脱気膜装置において、該中空糸の他端に開閉弁を介して気体を供給して中空糸内の滞留水を除去する給気装置と、該開閉弁を一定時間毎に開閉させるタイマーとを設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の外圧型中空糸脱気膜装置の運転方法は、ケーシング内に中空糸を配置してなり、該中空糸と該ケーシングとの間に被処理水が供給され、該中空糸の一端側が減圧装置に連通されて該中空糸内が減圧される外圧型中空糸脱気膜装置の運転方法において、該中空糸の他端に気体を供給して中空糸内の滞留水を除去する方法であって、該気体に脈動を与えることによって該中空糸内の水滴を除去することを特徴とする。
【００１４】
【作用】
一端側が減圧装置に連通した中空糸内の他端側に対し給気装置から気体を供給し、前記気体に好ましくは脈動を与えることによって中空糸内の水滴が押し出される。
【００１５】
本発明は、飲料水系の赤水防止やボイラ給水と超純水の脱気用の装置のほか、飲料水、ジュース、給湯水、蓄熱槽水、冷温水系配管内水等あらゆる水性液体の脱気を目的とした外圧型中空糸脱気膜装置に適用できる。
【００１６】
本発明で用いる中空糸内の水滴除去用気体は空気でも良いし、空気以外の窒素等のガスでも良い。またこの気体は大気圧で使用しても良いし、加圧して使用しても良い。
【００１７】
給気装置の作動制御は、給気装置の開閉弁をタイマーに連動させて一定時間毎に開閉弁を開閉させる自動方式で行うため、便利である。この給気時における給気装置による給気は、短時間、例えば０．５秒毎、に繰り返させるのが中空糸内の水滴除去に効果的である。即ち、短時間に給気及び給気停止を繰り返して脈動を与え、中空糸内の水滴に給気圧力の衝撃を反復して加えるのが、水滴除去に最も効果がある。
【００１８】
本発明で使用する真空ポンプは水封式が好ましい。水封式でない真空ポンプを使用する場合には、水滴除去用のトラップの設置が必要である。
【００１９】
【実施例】
以下、図面を参照して実施例について説明する。
【００２０】
第１図は実施例に係る外圧型中空糸脱気膜装置の模式的な断面図であり、円筒状の耐圧ケーシング３内に多数本の中空糸４が束状に配設されている。このケーシング３は、筒軸心方向を上下方向としており、中空糸４は上下方向に配列されている。中空糸４の上下両端は合成樹脂隔壁材料５，６にてバインドされ、且つ中空糸４の下端面は該隔壁材料５の下面に開放し、中空糸４の上端面は該隔壁材料６の上面に開放している。
【００２１】
隔壁材料５の下側には抽気室７が形成され、隔壁材料６の上側には給気室８が形成されている。抽気室７には抽気配管９を介して真空ポンプ１０が接続されている。給気室８には、途中に開閉弁１１を有する給気配管１２が接続されている。給気配管１２にはエアフィルタ１３を介して大気が導入可能とされている。
【００２２】
ケーシング３の下面から挿入された給水パイプ１４が該隔壁材料５を貫通し、隔壁材料５，６の間で且つ中空糸４の外側の通水室１６内に給水ポンプ１５から原水を供給可能としている。
【００２３】
また、ケーシング３の上端から挿入された取水パイプ１７が該隔壁材料６を貫通し、通水室１６内に開口している。
【００２４】
本実施例では、開閉弁１１はタイマー１８によって所定時間毎に給気作動される。１回の給気作動に当っては、開閉弁１１は短時間のうちに複数回開閉し、給気室８を介して空気に脈動を与え、すべての中空糸４内に給気する。
【００２５】
次に、この第１図の装置の作動例について説明する。
【００２６】
（実施例１）
内径０．２４ｍｍ、長さ７１１．２ｍｍ、微小コア長径５μｍ、微小コア短径５μｍ以下のポリプロピレン製中空糸４を１０万本以上束ねた中空糸モジュールを第１図の通りケーシング３内に挿入し、外圧型中空糸脱気膜装置を構成した。
【００２７】
この外圧型中空糸脱気膜装置に蓄熱槽水を２０００リットル／ｈｒ／本の割合で通水し、脱気処理した。
【００２８】
なお、第２図に示すタイムチャートの如く、真空ポンプを作動させてから３秒後に給水ポンプを作動させた。６０分経過後、給水ポンプを停止し、次いで開閉弁１１を５回開閉した。開閉弁の１回当りの開弁により約２０リットルの空気が供給された。開弁と開弁との間の閉弁時間は０．５秒とした。弁の開閉終了後、１０秒後に給水ポンプを作動させた。
【００２９】
この運転例における原水及び処理水のＤＯ（溶存酸素）除去率の経時変化を第５図に示す。
【００３０】
（比較例１）
上記実施例１において、開閉弁を全く開弁させずに外圧型中空糸脱気膜装置を運転した。この場合のＤＯ除去率の経時変化を第５図に併せて示す。
【００３１】
第５図からも明らかな通り、開閉弁１１を開弁させて中空糸４内をエアブローすることにより、中空糸４内の滞留水が除去され、脱気効率が回復する。
【００３２】
【発明の効果】
以上の通り、本発明の外圧型中空糸脱気膜装置及びその運転方法によると、中空糸内の滞留水を除去することにより外圧型中空糸脱気膜装置の脱気効率を長期間高く維持することが可能となる。本発明によると、外圧型中空糸脱気膜装置を解体することなく高脱気効率にて長期連続運転することができる。また、中空糸の表面積を有効に利用できるので、装置の小型化も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例装置の断面図である。
【図２】実施例装置の作動を示すタイムチャートである。
【図３】従来例を示す断面図である。
【図４】中空糸の内部構成を示す断面図である。
【図５】運転結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１，４  中空糸
２，３  ケーシング
７  抽気室
８  給気室
１０  真空ポンプ
１１  開閉弁
１３  エアフィルタ
【図１】
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【図２】
0003620077.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003620077.tif 000005
【図５】
0003620077.tif 000006