(57)【要約】  複数の多孔質膜（６）と、膜モジュール（５）と流体的に通じていて、気液二相流を生じさせ、使用時に、気液二相流が膜（６）の表面を通過して、膜表面からファウリング物質を除去するようにするガスリフトポンプ装置（１１）を含む膜モジュール（５）。ガスリフトポンプ装置（１１）には、膜モジュール（５）と流体的に通じている上方部分（１０）と、液状媒体（１５）と流体的に通じている下方部分（１３）とを備え、液状媒体（１５）内に所定の深さまで沈められ、垂直方向に配置された所定の寸法のチャンバ（１２）と、チャンバ（１２）の所定の位置と流体的に通じていて、チャンバ（１２）内に所定の速度でガスを流入させ、気液二相混合物を生じさせて、混合物を膜モジュール（５）に流入させるガス源（１４）が含まれている。チャンバ（１２）の寸法、チャンバ（１２）の浸没深さ、ガスの流速、及び、チャンバ（１２）へのガス流入位置は、モジュール（５）内への気液二相混合物の流量を最適化するように選択される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜表面に沿って気液二相混合物を流して、前記膜表面からファウリング物質を除去するステップを含む、気泡が混合された液状媒体を用いて前記膜表面を洗浄する方法であって、前記気液二相混合物を流すステップに、
前記膜と流体的に通じている上方部分と、前記液状媒体と流体的に通じている下方部分とを備え、前記液状媒体内に所定の深さまで沈められ、垂直方向に配置された所定の寸法のチャンバを設けるステップと、
前記チャンバの所定の位置に所定の速度でガスを流入させて、ガスリフトポンプを形成し、前記気液二相混合物を生じさせて、前記混合物を前記膜表面に沿って流すステップと、
前記膜表面に沿った気液二相混合物の流量を最適化するように、前記チャンバの寸法、前記チャンバの浸没深さ、ガスの流速、及び、前記チャンバへのガス流入位置を選択するステップとが含まれていることを特徴とする、
方法。
【請求項２】
さらに、前記液状媒体中に付加的な気泡源を設けるステップが含まれることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ガス流が、前記気液二相混合物の連続した流れを生じさせるべく、連続的であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ガス流が、前記気液二相混合物の間欠的な流れを生じさせるべく、間欠的であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
複数の多孔質膜と、膜モジュールと流体的に通じていて、気液二相流を生じさせ、使用時に、前記気液二相流が前記膜の表面を通過して、前記膜表面からファウリング物質を除去するようにするガスリフトポンプ装置を含む膜モジュールであって、前記ガスリフトポンプ装置に、
前記膜モジュールと流体的に通じている上方部分と、液状媒体と流体的に通じている下方部分とを備え、前記液状媒体内に所定の深さまで沈められ、垂直方向に配置された所定の寸法のチャンバと、
前記チャンバの所定の位置と流体的に通じていて、前記チャンバ内に所定の速度でガスを流入させ、前記気液二相混合物を生じさせて、前記混合物を前記膜モジュールに流入させるガス源を備えており、
前記チャンバの寸法、前記チャンバの浸没深さ、ガスの流速、及び、前記チャンバへのガス流入位置が、前記モジュール内への前記気液二相混合物の流量を最適化するように選択されることを特徴とする、
膜モジュール。
【請求項６】
前記ガスリフトポンプ装置が１組のまたは複数の膜モジュールに結合されることを特徴とする、請求項５に記載の膜モジュール。
【請求項７】
前記ガス流が、前記気液二相混合物の連続した流れを生じさせるべく、連続的であることを特徴とする、請求項５に記載の膜モジュール。
【請求項８】
前記ガス流が、前記気液二相混合物の間欠的な流れを生じさせるために間欠的であることを特徴とする、請求項５に記載の膜モジュール。
【請求項９】
前記チャンバは管からなることを特徴とする、請求項５に記載の膜モジュール。
【請求項１０】
前記最適化に前記供給液流量の最大化が含まれることを特徴とする、請求項５に記載の膜モジュール。
【請求項１１】
前記膜は多孔質の中空糸からなり、前記糸の各端部がヘッダに固定されており、下方のヘッダに前記気液二相流を導入する１つ以上の穴が形成されていることを特徴とする、請求項５に記載の膜モジュール。
【請求項１２】
前記膜は多孔質の中空糸からなり、前記糸の各端部がヘッダに固定されて、サブモジュールを形成することを特徴とする、請求項５に記載の膜モジュール。
【請求項１３】
いくつかのサブモジュールを組み合わせて、モジュールまたはカセットが形成されることを特徴とする、請求項１２に記載の膜モジュール。
【請求項１４】
前記サブモジュールに前記気液二相混合物を通すかまたは分配することができるように、前記サブモジュール間に１つ以上のスペースがあけられていることを特徴とする、請求項１３に記載の膜モジュール。
【請求項１５】
アレイをなすように取り付けられ、縦方向に延びて、膜モジュールを形成する複数の多孔質中空糸膜の表面からファウリング物質を除去する方法であって、この方法には、均一に分配された気液二相流が前記膜表面を通過するようにするステップが含まれており、前記気液二相混合物流を通過させるステップに、
前記膜モジュールと流体的に通じている上方部分と、液状媒体と流体的に通じている下方部分とを備え、前記液状媒体内に所定の深さまで沈められ、垂直方向に配置された所定の寸法のチャンバを設けるステップと、
前記チャンバの所定の位置に所定の速度でガスを流入させて、前記気液二相混合物を生じさせ、前記混合物流が前記膜表面を通過するようにするステップと、
前記膜表面を通過する前記気液二相混合物の流量を最適化するように、前記チャンバの寸法、前記チャンバの浸没深さ（浸没度）、ガスの流速、及び、前記チャンバへのガス流入位置を選択するステップが含まれていることを特徴とする、
方法。
【請求項１６】
前記ガス流が、前記気液二相混合物の連続した流れを生じさせるべく、連続的であることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ガス流が、前記気液二相混合物の間欠的な流れを生じさせるべく、間欠的であることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
各端部がヘッダに固定されている複数の多孔質中空糸膜が含まれていて、ヘッダの１つに、気液二相流を導入して前記中空糸膜の表面を洗浄する１つ以上の穴が形成されている膜モジュールであって、前記膜モジュールは、さらに、前記モジュールと流体的に通じていて、前記気液二相流を生じさせるガスリフトポンプ装置を備えており、前記ガスリフトポンプ装置は、
前記膜モジュールの開口部と流体的に通じている上方部分と、液状媒体と流体的に通じている下方部分とを具備し、前記液状媒体内に所定の深さまで沈められて、垂直方向に配置された所定の寸法のチャンバと、
前記チャンバの所定の位置と流体的に通じていて、前記チャンバ内に所定の速度でガスを流入させ、前記気液二相混合物を生じさせて、前記膜モジュール内に前記混合物を流入させるガス源を備えており、
前記チャンバの寸法、前記チャンバの浸没深さ、ガスの流速、及び、前記チャンバへのガス流入位置が、前記モジュール内への気液二相混合物の流量を最適化するように選択されていることを特徴とする、
膜モジュール。
【請求項１９】
前記モジュールが固体または液体／ガスを通さない管によって少なくとも部分的に包囲され、ガスリフトポンプ装置に接続されて、モジュール内に前記気液二相流を保留するようになっていることを特徴とする、請求項１８に記載の膜モジュール。
【請求項２０】
前記ガス流が、前記気液二相混合物の連続した流れを生じさせるべく、連続的であることを特徴とする、請求項１８または１９に記載の膜モジュール。
【請求項２１】
前記ガス流が、前記気液二相混合物の間欠的な流れを生じさせるべく、間欠的であることを特徴とする、請求項１８または１９に記載の膜モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜濾過システムに関するものであり、とりわけ、気体と液体の混合物によってこうしたシステムに用いられる膜を有効に洗浄するための装置及び関連方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
廃水処理用の膜の重要性は急速に高まっている。今や周知のように、膜処理は汚水の有効な三次処理として利用することが可能であり、良質の排水を生じさせることが可能である。しかしながら、資本経費及び運転費用が法外に高くなる可能性がある。膜モジュールを大型給水タンクに浸没させて、膜の濾過側に施される吸引または重力送りによって濾過水を集める水中膜処理の出現によって、生物学的処理と物理的処理を１つの工程に組み合わせる膜型バイオリアクタが、よりコンパクトで、効率よく、経済的になる見込みが生じた。その汎用性のため、膜型バイオリアクタのサイズは家庭用（浄化槽設備のような）から共同体用及び大規模汚水処理用までさまざまな可能性がある。
【０００３】
膜濾過処理の成功は、有効で効率的な膜洗浄方法の利用に大きく依存する。一般に用いられている物理的洗浄方法には、透過液または透過ガスあるいはそれらの組合せを利用した逆洗（バックパルス、バックフラッシュ）、液体中で気泡の形態をなすガスを利用した膜表面スクラビングまたはスカーリングが含まれている。一般に、ガススカーリングシステムの場合、膜モジュールが浸没している液体システムに、通常はブロワによってガスを注入して、気泡を生じさせる。こうして生じた気泡は、上方に移動して、膜表面をこすり洗いし、膜表面に形成されたファウリング物質を除去する。発生する剪断力は、気泡初速度、気泡サイズ、及び、気泡にかかる合力に大きく依存する。
【０００４】
膜型バイオリアクタにおけるような高濃度の懸濁物質を含む給水の膜濾過の場合、固体物質の偏在を最小限に抑えるには、効率の良いガススカーリング洗浄に加えて、膜表面の回復も極めて重要である。
【０００５】
この手法における流体輸送は、ガスリフティングメカニズムの有効性により制限される。スクラビング効果を高めるためには、より多くのガスを供給しなければならない。しかしながら、この方法は大量のエネルギを消費する。さらに、懸濁物質の濃度が高い環境では、清浄な濾過水が膜を透過し、懸濁物質含有率の高い濃縮水が残される濾過中に、膜表面近くにおける固体物質の偏在が顕著になり、膜抵抗の増大をもたらすことになる。これらの問題のいくつかについては、二相流を利用して、膜を洗浄することによって対処された。
【０００６】
ガススカーリングを伴う膜濾過システムは、一般に、「エアリフト効果」に依存して、膜システムの膜表面回復及び洗浄を実現する。高リフティング流量を実現するには、膜を収容するタンクを上昇ゾーンと下降ゾーンに分割しなければならない。これによって必要になるのは、「エアリフト効果」が機能するのに十分な下降ゾーンを設けるため、膜モジュールを間隔をあけて配置しなければならないということである。従って、膜タンクにおける膜／モジュールの充填密度は制限され、有効な「エアリフト効果」を実現するには比較的大きい設置面積が必要になる。
【０００７】
他のガススカーリングシステムには、ジェットを用いて、膜モジュールのファイバ束に液体流を送り込むことによる異なる方法を利用したものもある。こうした方法によれば、下降ゾーンを必要とせずに膜表面の確実な回復が実現される。従って、膜モジュールを稠密に配置して、膜タンクのスペース及び容積を節約することが可能になる。こうしたシステムには、各モジュール毎のジェットと、強制的に液体をジェットに通すためのエネルギを消費するポンプシステムを必要とするという欠点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、先行技術の欠点の少なくとも１つを克服または改善するか、あるいは、有用な代替案を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
態様の１つによれば、本発明によって、気液二相混合物を膜表面に沿って流し、前記膜表面からファウリング物質を除去するステップを含む気泡が混合された液状媒体を用いて膜表面を洗浄する方法が提供されるが、前記気液二相混合物を流すステップには、
前記膜と流体的に通じている上方部分と、前記液状媒体と流体的に通じている下方部分とを備え、前記液状媒体内に所定の深さまで沈められ、垂直方向に配置された所定の寸法のチャンバを設けるステップと、
前記チャンバの所定の位置に所定の速度でガスを流入させて、ガスリフトポンプを形成し、前記気液二相混合物を生じさせて、前記混合物を前記膜表面に沿って流すステップと、
前記膜表面に沿った気液二相混合物の流量を最適化するように、前記チャンバの寸法、前記チャンバの浸没深さ、ガスの流速、及び、前記チャンバへのガス流入位置を選択するステップとが含まれている。
【００１０】
オプションにより、ブロワまたは同様の装置によって前記液状媒体中に付加的に気泡発生源を設けることも可能である。用いられるガスには、空気、酸素、塩素ガス、オゾン、窒素、メタン、または、特定の用途に適した任意の他のガスを含むことが可能である。スクラビング及び／またはエアレーションのためには空気が最も経済的である。塩素ガスは、膜表面における化学反応によってスクラビング、消毒、及び、洗浄効率の向上に用いることが可能である。塩素ガスについて列挙される同様の効果に加えて、オゾンを利用した場合には、ＤＢＰ（消毒副生成物）前駆物質の酸化、及び、非生分解性ＮＯＭ（自然有機物質）の生分解性溶存有機炭素への転化といったさらなる特徴がある。また、ある用途、例えば酸素または酸化体が望ましくない嫌気性生物環境または非生物環境といったいくつかの用途においては、とりわけ、給水タンクが密閉されていて窒素を捕獲して再循環させる能力がある場合、窒素を利用することが可能である。
【００１１】
第２の態様によれば、本発明によって、複数の多孔質膜と、膜モジュールと流体的に通じていて、気液二相流を生じさせ、使用時に、前記気液二相流が前記膜の表面を通過して、前記膜表面からファウリング物質を除去するようにするガスリフトポンプ装置を含む前記膜モジュールが提供されるが、前記ガスリフトポンプ装置は、
前記膜モジュールと流体的に通じている上方部分、と液状媒体と流体的に通じている下方部分とを備え、前記液状媒体内に所定の深さまで沈められ、垂直方向に配置された所定の寸法のチャンバと、
前記チャンバの所定の位置と流体的に通じていて、前記チャンバ内に所定の速度でガスを流入させ、前記気液二相混合物を生じさせて、前記混合物を前記膜モジュールに流入させるガス源を備えており、
前記チャンバの寸法、前記チャンバの浸没深さ、ガスの流速、及び、前記チャンバへのガス流入位置が、前記モジュール内への気液二相混合物の流量を最適化するように選択されることを特徴とする。
【００１２】
本発明の形態の１つでは、ガスリフトポンプ装置が１組のまたは複数の膜モジュールに結合される。前記チャンバは管からなるのが望ましい。前記気液二相流が膜の固体物質の偏在を抑える働きをするのが好ましい。最適化には、供給液の流量の最大化を含むのが望ましい。ガス流は、本質的に連続したまたは間欠的な気液二相流が生じるように、本質的に連続したまたは間欠的なものとすることが可能である。
【００１３】
膜は、多孔質の中空糸からなり、それらの糸は各端部がヘッダに固定されており、下方ヘッダには、気液二相流を導入する１つ以上の穴が形成されているのが望ましい。穴は、円形、楕円形、または、スロット形状とすることが可能である。中空糸は、通常、一方の端部、一般には下方端が密閉され、もう一方の端部、一般には上方端が濾過液の除去を可能にするため開放されているが、構成によっては、一方の端部または両端部からの濾過液の除去を可能にするため、中空糸の両端とも開放する場合もある。中空糸の密封端は、ポッティングヘッドにポッティング（樹脂封止）することもできるし、あるいは、ポッティングしないままにしておくことも可能である。中空糸は、円筒形のアレイまたは束をなすように構成するのが望ましい。オプションにより、モジュールはそれを包囲するシェルまたはスクリーンを備えることが可能である。明らかに、上述した洗浄方法は平膜または板状膜のような他の形態の膜にも同様に適用可能である。
【００１４】
膜は多孔質中空糸からなり、それらの糸の各端部がヘッダに固定されて、サブモジュールを形成するのがさらに好ましい。１組のサブモジュールを組み合わせて、モジュールまたはカセットが形成される。サブモジュール間には、サブモジュールに気液二相混合物を通すかまたは分配することができるように、１つ以上のスペースがあけられている。
【００１５】
望ましい形態によれば、本発明によって、アレイをなすように取り付けられ、縦方向に延びて、膜モジュールを形成する複数の多孔質中空糸膜の表面からファウリング物質を除去する方法が提供されるが、この方法には、均一に分配された気液二相流が前記膜表面を通過するようにするステップが含まれており、前記気液二相混合物流を通過させるステップには、
前記膜モジュールと流体的に通じている上方部分と、液状媒体と流体的に通じている下方部分とを備え、前記液状媒体内に所定の深さまで沈められ、垂直方向に配置された所定の寸法のチャンバを設けるステップと、
前記チャンバの所定の位置に所定の速度でガスを流入させて、前記気液二相混合物を生じさせ、前記混合物流が前記膜表面を通過するようにするステップと、
前記膜表面を通過する気液二相混合物の流量を最適化するように、前記チャンバの寸法、前記チャンバの浸没深さ（浸没度）、ガスの流速、及び、前記チャンバへのガス流入位置を選択するステップが含まれている。
【００１６】
第３の態様によれば、本発明によって、各端部がヘッダに固定されている複数の多孔質中空糸膜が含まれていて、ヘッダの１つに、気液二相流を導入して、前記中空糸膜の表面を洗浄する１つ以上の穴が形成されている膜モジュールが提供されるが、この膜モジュールは、さらに、前記モジュールと流体的に通じていて、前記気液二相流を生じさせるガスリフトポンプ装置を備えており、前記ガスリフトポンプ装置は、
前記膜モジュールの開口部と流体的に通じている上方部分と、液状媒体と流体的に通じている下方部分とを具備し、前記液状媒体内に所定の深さまで沈められて、垂直方向に配置された所定の寸法のチャンバと、
前記チャンバの所定の位置と流体的に通じていて、前記チャンバ内に所定の速度でガスを流入させ、前記気液二相混合物を生じさせて、前記膜モジュール内に前記混合物を流入させるガス源を備えていて、
前記チャンバの寸法、前記チャンバの浸没深さ、ガスの流速、及び、前記チャンバへのガス流入位置は、前記モジュール内への気液二相混合物の流量を最適化するように選択されている。
【００１７】
前記膜は、それらの間における過剰な動きを防ぐため、互いに極めて近接して配置され、取り付けられるのが望ましい。
【００１８】
固体または液体／ガスを本質的に通さない管に前記モジュールを封入し、前記ガスリフトポンプ装置に接続して、モジュール内に気液二相流を保持できるようにするのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態の１つの単純化された概略立面図である。
【図２】いくつかの組をなす膜モジュールを用いた本発明のもう１つの実施形態の図１と同様の図である。
【図３】膜モジュール列において用いられる図２の実施形態を示す図である。
【図４】本発明の動作特性を例示するのに用いられる本発明の実施形態の単純化された概略断面立面図である。
【図５】さまざまなポンプ直径に関する平均液体流量対正規化ガス流量のグラフである。
【図６】ポンプ室内のさまざまなガス注入点に関する平均液体流量対正規化ガス流量のグラフである。
【図７】従来のガススカーリング構成と本発明の実施形態による構成に関する平均液体流量対正規化ガス流量の比較を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の望ましい実施形態について説明することにする。
【００２１】
図面のうちの図１を参照すると、この実施形態には、下方ポッティングヘッド７内に取り付けられて、そこから延びる複数の透過性中空糸膜束６を備える膜モジュール５が含まれている。この実施形態の場合、膜束は膜束６の間にスペース８を形成するように分割されている。モジュール５内において任意の望ましい膜構成を利用することができるのは明らかである。下方ポッティングヘッド７には、下方ポッティングヘッド７より下に位置する分配室１０からの流体流を通すことができるようにいくつかの開口部９が設けられている。
【００２２】
分配室１０の下方には、それと流体的に通じるようにガスリフトポンプ装置１１が設けられている。ガスリフトポンプ装置１１には、その下方端１３が開放され、その全長沿いの途中に配置されたガス吸込み口１４を備える、一般には管またはパイプであるポンプ室１２が含まれている。
【００２３】
利用の際、モジュール５は供給液１５内に沈められ、加圧ガス源がポンプ室１２の浸没深さに相当する圧力でガス吸込み口１４に対して用いられる。加圧ガスによって、ポンプ室１２内の供給液１５中に気泡が生じ、気泡はポンプ室内を上昇して、気液二相流を生じ、ポンプ室１２内の液を上方に変位させる。気液二相供給液状混合物はポンプ室１２内を上昇し、さらに分配室１０を通って、膜モジュール５のベースに流入する。
【００２４】
この実施形態において膜スカーリングに通常用いられるガスは、ガスリフトポンプの操作にも用いられ、気液混合物を膜モジュール内に送り込む。この実施形態に示されたガスリフトポンプ（気泡ポンプ）構成の場合、膜洗浄と膜表面回復の両方を同時に実現することが可能である。膜濾過サイクル中、固体物質の偏在はこうした有効な表面回復によって最小限に抑えられる。
【００２５】
膜モジュールの特定の構成またはモジュールの組立てに関して、特定のガス供給量で最大量の液体を押し上げる最適なガスリフトポンプ構成が存在する。液体に対するリフト効果は、タンク内の膜モジュール充填密度によって制限されないので、既存の膜システムの欠点の１つが克服される。特定のモジュール構成で押し上げられる気液混合物の量はモジュールの全長にも左右され、流量はモジュールの長さに比例して増大する。従って、押し上げられる最大液量は、モジュール及び膜タンク寸法の効率的な設計によってさらに増すことが可能である。
【００２６】
効率的なガスリフトポンプの設計は、特定の膜構成、モジュール浸没度、ポンプ寸法、供給されるガス流量、及び、ガス流入点の位置といったいくつかの要因によって決まる。
【００２７】
図２には、図１の実施態様に類似の構成が示されており、ガスリフトポンプ装置１１及び分配室１０が単独のモジュール１６の組立体に取り付けられ、気液二相流が各々のモジュール１６に供給されている。
【００２８】
図３には、やはり、タンク１７内に配置された図２の実施形態に示されたタイプのモジュール１６の構成が例示されているが、膜モジュール１６は、膜洗浄及び表面回復に影響しないようにして、稠密に充填することが可能である。
【実施例】
【００２９】
膜が濾過モードにある場合、膜付近における懸濁物質の固体濃度はバルク（被濾過液）よりも高い。膜モジュールへの供給液の流量は、除去される濾過液の流量の数倍であること、すなわち、ＱＬ＝ｎＱが必要である。膜型バイオリアクタの場合、膜表面における極めて高い懸濁物質濃度を回避するため、ｎは通常＞３であり、５〜６が典型的である。従って、より高い供給液流量ＱＬで濾過システムを動作させるのが望ましいが、供給流量が高くなると、エネルギ消費の増大が必要になる。上記実施形態に示すガスリフトポンプ構成を用いることによって、ガスリフトポンプのパラメータを最適化して、一定のガス流量で高液体流量を実現することが可能になる。
【００３０】
図４には、ガスリフトポンプ試験に関する実験構成が示されている。中空糸による膜濾過モジュール５（３８ｍ２の膜面積）が水中に沈められた。水深は、モジュール５の底部から上水面１８まで２２４０ｍｍであった。モジュール５の下方で、ガスリフトパイプ１２がアダプタまたは分配室１０を介してモジュール５に取り付けられた。パイプ１２の長さ及び直径は、特定のガス（この場合は空気）流量で押し上げられる液体流量に直接関連している。
【００３１】
最初に実施された試験は、液体流量に対するモジュール５のさまざまな浸没深さの効果を比較するために実施された。４インチのガスリフトパイプ１２が、アダプタ１０を介してモジュール５に接続された。ガスリフトポンプ１１のガス吸込み口１４に圧縮空気が注入され、その空気流量が質量流量計（不図示）によって測定された。空気によって押し上げられる液体流量は、ガス吸込み口１４の下方に配置されたパドルホイール式流量計（不図示）によって測定された。２つの異なる空気注入点が試験された（図６）。空気吸込み口からアダプタを含むモジュール底面までの距離Ｌは１２０及び２１０ｍｍに設定された。図５のグラフには、ガスリフトポンプ装置１１によってさまざまな正規化空気流量で生じる液体流量が例示されている。ガスリフトパイプが長くなると、すなわち、浸没度が深くなると、液体流量が増すことになるのは明らかである。
【００３２】
ガスリフトパイプが長くなると、浸没度が増すため液体流量の増大に有効であるが、それは膜が配置されるタンクの深さによって制限される。ある特定タイプの膜モジュールの場合、タンクが深くなると、液体量が増大し、化学洗浄中により多量の化学洗浄液が必要になる。膜モジュールにガスリフトポンプを用いるには、ガスリフトパイプの長さは一般に１００〜１０００ｍｍ、より一般的には１００〜５００ｍｍになる。
【００３３】
ある特定タイプの膜システムの場合、実際に調整または最適化することが可能なガスリフトポンプのパラメータは、ガスリフトパイプの直径である。上述のさまざまなガスリフトポンプと同じ構成及び動作条件の下において、押し上げられる液体流量に関してパイプの直径が比較された。パイプ長Ｌは２１０ｍｍに固定された。図５には、直径が３インチ、４インチ、及び、６インチのパイプサイズに関する液体流量が示されている。直径４インチのガスリフトパイプによって、≦８Ｎｍ３／時の空気流量で最大液体流量が生じた。
【００３４】
ガスリフトポンプ性能の利用と従来のガスリフト効果を比較するため、図４のガスリフトポンプを備えたモジュール構成が、膜モジュール５の下方に配置された散気装置を利用する従来のガスリフト構成に変更された。散気装置の浸没度はガスリフトポンプ装置１１と同じに保たれた。図７のグラフには、２つの異なる構成を利用して得られた液体流量の比較が示されている。グラフに示されるように、直径４インチのガスリフトポンプによって、≦１０Ｎｍ３／時の空気流量で従来の構成よりはるかに多い液体流量が生じた。
【００３５】
既述の本発明の精神または範囲を逸脱することなく、本発明のさらなる実施形態及び実施例の可能性があるのは明らかである。
【符号の説明】
【００３６】
５  膜モジュール
６  透過性中空糸膜束
７  下方ポッティングヘッド
９  下方ポッティングヘッドの開口部
１０  分配室
１１  ガスリフトポンプ装置
１２  ポンプ室
１３  ポンプ室の下方端
１４  ガス吸込み口
１５  液状媒体（供給液体）
１６  膜モジュール
１７  タンク
【図１】
2010527773.tif 000003
【図２】
2010527773.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010527773.tif 000008
【図７】
2010527773.tif 000009
【国際調査報告】
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