JPH0327254B2 - - Google Patents
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- JPH0327254B2 JPH0327254B2 JP62285194A JP28519487A JPH0327254B2 JP H0327254 B2 JPH0327254 B2 JP H0327254B2 JP 62285194 A JP62285194 A JP 62285194A JP 28519487 A JP28519487 A JP 28519487A JP H0327254 B2 JPH0327254 B2 JP H0327254B2
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- hollow fiber
- fiber membrane
- fixed
- membrane
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は外圧濾過中空糸膜モジユールに関する
ものであり、詳しくは濾過液側の汚染の極めて少
ない膜エレメント交換可能な外圧濾過中空糸膜モ
ジユールに関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to an external pressure filtration hollow fiber membrane module, and more particularly to an external pressure filtration hollow fiber membrane module in which the membrane element can be replaced with extremely little contamination on the filtrate side. It is something.
中空糸膜モジユールは膜の充填密度が高く、濾
過装置の小型・軽量化を図ることができるため、
純水製造、食品加工、その他の分野で広く用いら
れており、特に半導体製造に用いられる超純水製
造における端末用フイルター等、精密濾過用のフ
イルターとして欠かすことのできないものとなつ
ている。
Hollow fiber membrane modules have a high membrane packing density and can make filtration equipment smaller and lighter.
It is widely used in pure water production, food processing, and other fields, and has become indispensable as precision filtration filters, such as terminal filters in ultrapure water production used in semiconductor manufacturing.
通常、中空糸膜モジユールは、複数本の中空糸
を束ねその両端を樹脂などで固着封止した後、少
くともその一方側の樹脂固着部を切断し、中空糸
の端部を開口した形が一般的である。また、モジ
ユールの使用形態としては、濾過原液を中空糸の
開口部より圧入し、濾過液をその外側へ取出す内
圧濾過型が多い。これは、濾過により生じる膜面
の汚れを、濾過原液の流れによつて洗い落とす効
果があるためで、モジユールは中空糸の両端が開
口されたものが用いられる。一方、極めて清澄な
濾過原液から微量の微粒子等を除去する場合に
は、中空糸の外側から濾過原液を圧入し、中空糸
の内側へ濾過液を取出す外圧濾過型も使われてい
る。しかしながら、どちらの型のモジユールにお
いても、濾過液中の微粒子を皆無にする事は困難
で、超純水製造等における端末フイルターとして
この中空糸膜モジユールを使う場合、大きな問題
となつており、その改良が望まれている。 Usually, a hollow fiber membrane module has a shape in which multiple hollow fibers are bundled together, both ends of which are fixedly sealed with a resin, etc., and then the resin-fixed part on at least one side is cut, and the end of the hollow fibers is opened. Common. In addition, the module is often used as an internal pressure filtration type in which the filtrate is press-fitted through the opening of the hollow fiber and the filtrate is taken out to the outside. This is because the flow of the filtration solution has the effect of washing away dirt on the membrane surface caused by filtration, and the module used is a hollow fiber with openings at both ends. On the other hand, when removing minute amounts of fine particles from an extremely clear filtration stock solution, an external pressure filtration type is also used in which the filtration stock solution is pressurized from the outside of the hollow fibers and the filtrate is taken out into the inside of the hollow fibers. However, with either type of module, it is difficult to completely eliminate fine particles in the filtrate, which poses a major problem when using this hollow fiber membrane module as a terminal filter in ultrapure water production, etc. Improvements are desired.
この微粒子は、通常0.2μm以上もしくは0.1μm
以上の大きさのものを対象として測定されるが、
超純水製造における端末フイルター用の中空糸膜
モジユールはこのサイズの微粒子を100%阻止で
きる膜が用いられているため、膜を通して濾過原
液中の微粒子がリークしているとは考えにくく、
中空糸膜モジユールに濾過水の接触する部分から
微粒子が濾過水中に混入するためと考えられる。 This fine particle is usually 0.2 μm or more or 0.1 μm
Although it is measured for objects larger than
Hollow fiber membrane modules for terminal filters in ultrapure water production use membranes that can block 100% of particles of this size, so it is unlikely that particles in the filtration stock solution are leaking through the membrane.
This is thought to be because fine particles are mixed into the filtrate from the part where the filtrate comes into contact with the hollow fiber membrane module.
中空糸膜モジユールの製造工程は、膜を作る工
程とこの膜を使つてモジユールに組立てる工程の
2つに大別されるが、内圧濾過型のモジユールは
中空糸膜の外表面が濾過液側となるため、モジユ
ール組立て工程における膜の汚染及びハウジング
本体の内表面の汚染が、直接濾過液の汚染に影響
を与えていることが充分考えられ、構造上好まし
くない。 The manufacturing process for hollow fiber membrane modules can be roughly divided into two steps: the process of making the membrane and the process of assembling the membrane into a module.In internal pressure filtration type modules, the outer surface of the hollow fiber membrane is on the filtrate side. Therefore, it is highly conceivable that the contamination of the membrane and the contamination of the inner surface of the housing body during the module assembly process directly affect the contamination of the filtrate, which is undesirable from a structural standpoint.
一方、外圧濾過型のモジユールでは中空糸膜の
内表面が濾過液側となるため、モジユール組立て
工程における膜の汚染及びハウジング本体の内表
面の汚染が直接濾過液の汚染に影響を与えにく
く、構造上内圧濾過型よりも優れているといえ
る。 On the other hand, in external pressure filtration type modules, the inner surface of the hollow fiber membrane is on the filtrate side, so contamination of the membrane during the module assembly process and contamination of the inner surface of the housing body is less likely to directly affect the contamination of the filtrate. It can be said that it is superior to the upper internal pressure filtration type.
しかし、中空糸膜の外側から圧力をかけて使用
するため、膜エレメントを収納するハウジングの
耐圧性を大きくする必要があり、このためコスト
的に高価になる問題がある。このため、膜エレメ
ントのみを交換可能としたタイプのモジユールも
提案されている(実開昭61−195301号公報)が、
モジユールの構成を見ると、ハウジング、キヤツ
プ及び膜エレメントからなり、ハウジングと膜エ
レメントの間、及びキヤツプと膜エレメントの間
が、シール部材を用いて液密性を持たせた構造に
なつており、シール部材からのリーク及び膜エレ
メント交換時の濾過液接触面の汚染が懸念され
る。 However, since the hollow fiber membrane is used by applying pressure from the outside, it is necessary to increase the pressure resistance of the housing that houses the membrane element, which causes the problem of high cost. For this reason, a type of module in which only the membrane element is replaceable has been proposed (Japanese Utility Model Publication No. 195301/1983).
Looking at the structure of the module, it consists of a housing, a cap, and a membrane element, and has a structure in which sealing members are used to provide liquid tightness between the housing and the membrane element, and between the cap and the membrane element. There are concerns about leakage from the sealing member and contamination of the filtrate contact surface when replacing the membrane element.
また、特開昭61−234905号公報に見られるモジ
ユール構造では、膜エレメントの開口部側がキヤ
ツプに接着固定されており、膜エレメント交換時
の汚染については考慮された構造となつている
が、該エレメントのハウジングへの固定は供給水
側と濾過水側の2つの流路を有する部材を用いな
ければならないため、濾過水流路の構造が複雑で
あり、また供給水側と濾過水側の連通防止をシー
ル部材を用いて行つているため、リークの可能性
は否定できない。 Furthermore, in the modular structure shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-234905, the opening side of the membrane element is adhesively fixed to the cap, and the structure takes into account contamination when replacing the membrane element. To fix the element to the housing, it is necessary to use a member that has two flow paths, one on the supply water side and one on the filtrate side, so the structure of the filtrate water flow path is complicated, and it is difficult to prevent communication between the supply water side and the filtrate side. Since this is done using a sealing member, the possibility of leakage cannot be denied.
〔発明の目的〕
本発明は、従来の中空糸膜モジユールでは達成
できなかつた濾過液側の汚染の極めて小さいモジ
ユールを得んとして研究した結果、モジユールタ
イプを外圧濾過型とすることに加え、膜部と濾過
液流路を形成するキヤツプ体を一体化することに
より、濾過液流路形状を簡単にし、濾過液中の微
粒子の低減と膜エレメント交換可能性とを同時に
満たすことが可能との知見を得、本発明を完成す
るに至つたものである。[Objective of the Invention] The present invention was developed with the aim of obtaining a module with extremely low contamination on the filtrate side, which could not be achieved with conventional hollow fiber membrane modules.In addition to making the module type an external pressure filtration type, By integrating the membrane part and the cap body that forms the filtrate flow path, the shape of the filtrate flow path can be simplified, and it is possible to simultaneously reduce particulates in the filtrate and replace the membrane element. This knowledge led to the completion of the present invention.
本発明は、中空糸膜の一端が封止された状態で
集束固着され、他端は開口状態で集束固着される
と共に、該他端側の固着部には濾過液出口及びフ
ランジを有するキヤツプ体が接着固定され、かつ
両固着部が剛性を有する有孔円筒体の両端部に固
定された中空糸膜エレメントと、該膜エレメント
のキヤツプ体を支持するフランジ、供給水の入
口、及び出口を有し、該膜エレメントの少くとも
膜部を収納できるハウジングとより成ることを特
徴とする外圧濾過型中空糸膜モジユールである。
The present invention provides a cap body in which one end of the hollow fiber membrane is fixed in a sealed state, the other end is fixed in a fixed state in an open state, and the fixed part on the other end side has a filtrate outlet and a flange. a hollow fiber membrane element fixed to both ends of a perforated cylindrical body with adhesively fixed parts and both fixed parts having rigidity, a flange supporting a cap body of the membrane element, and an inlet and an outlet for supply water. The present invention is an external pressure filtration type hollow fiber membrane module characterized by comprising a housing capable of accommodating at least a membrane portion of the membrane element.
本発明のモジユールで重要なことは、膜エレメ
ントはキヤツプ体と接着固定されている事、キヤ
ツプ体はフランジを有し、又ハウジングもフラン
ジを有し、双方のフランジ部分にて膜エレメント
とハウジングが簡単に着脱できることである。 What is important about the module of the present invention is that the membrane element is adhesively fixed to the cap body, the cap body has a flange, and the housing also has a flange, and the membrane element and the housing are connected at both flange parts. It can be easily attached and detached.
以下、図面を参照し、より詳細に説明する。 A more detailed explanation will be given below with reference to the drawings.
第1図は本発明の中空糸膜モジユールの一態様
例を示す断面図である。本発明のモジユールは、
基本的には膜エレメント1及びハウジング2から
構成される。膜エレメント1は、濾過液出口9及
びフランジ10を有するキヤツプ体3、中空糸膜
7、有孔円筒体6、及び固着部4,5より成る。
一方、ハウジング2はキヤツプ体3を支持するフ
ランジ11を有し、フランジ11と反対方向に濾
過原液となる供給水の入口8を有する。また、ハ
ウジング2のフランジ11近傍の側壁には供給水
出口13を有する。供給水出口13は、濾過時に
は閉鎖するか、もしくは開口部を狭まくして供給
水の一部を循環させる他、ハウジング2内の脱気
や、洗浄時には洗浄水の出口として使われる。 FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of the hollow fiber membrane module of the present invention. The module of the present invention is
It basically consists of a membrane element 1 and a housing 2. The membrane element 1 consists of a cap 3 having a filtrate outlet 9 and a flange 10, a hollow fiber membrane 7, a perforated cylinder 6, and fixing parts 4, 5.
On the other hand, the housing 2 has a flange 11 that supports the cap body 3, and has an inlet 8 of supply water, which becomes the filtration stock solution, in the opposite direction to the flange 11. Further, a supply water outlet 13 is provided on the side wall of the housing 2 near the flange 11. The supply water outlet 13 is closed during filtration or the opening is narrowed to circulate a portion of the supply water, and is also used as an outlet for degassing the housing 2 and for cleaning water during cleaning.
膜エレメント1とハウジング2はOリング、ゴ
ムシート等のシール部材12を介してフランジ1
0,11にて固定、一体化される構造になつてい
る。フランジ10,11の形状は特に限定され
ず、シール部材12を介して液密にシール出来れ
ば良い。キヤツプ体3は濾過液の集液室にあた
り、固着部4の反対側に濾過液出口9を有する。
濾過液に接触するキヤツプ体の内面は出来るだけ
平滑かつ簡単な構造であることが望ましい。 The membrane element 1 and the housing 2 are connected to the flange 1 via a sealing member 12 such as an O-ring or a rubber sheet.
It has a structure in which it is fixed and integrated at points 0 and 11. The shapes of the flanges 10 and 11 are not particularly limited, as long as they can be sealed liquid-tight via the seal member 12. The cap 3 serves as a collection chamber for the filtrate, and has a filtrate outlet 9 on the opposite side of the fixed portion 4.
It is desirable that the inner surface of the cap that comes into contact with the filtrate be as smooth and simple as possible.
固着部4,5は、中空糸膜7がほぼ直線状にな
るように集束して固定されており、固着部4にお
ける中空糸膜7の端面は開口されており、固着部
5における中空糸膜7の端面は封止されている。
固着部の材質としてはポリウレタン、エポキシ樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等
の液状樹脂を用いるのが良く、これらの樹脂を用
いて中空糸膜の束と共に注型成形し、一体化す
る。このとき、樹脂にクレー、タルク、シリカな
どの無機物を加えることもできる。また、固着部
の外枠として金属又は樹脂の成形品を用いること
も可能である。固着部4はキヤツプ体3と液密に
接着されている事が重要であるが、この接着剤と
しては固着部の材質と同じものであつても、異な
るものでも差仕えない。固着部5は、水供給時の
中空糸膜7の折れ曲がりを防止するため、中空糸
膜束全体を一つにまとめるために有効であり、形
状としては円板状の他、半球形、円錐形とする事
もでき、又導水口を固着部の一部に設けることも
可能である。 The fixed parts 4 and 5 are fixed so that the hollow fiber membranes 7 are focused in a substantially straight line, and the end face of the hollow fiber membrane 7 in the fixed part 4 is opened, so that The end face of 7 is sealed.
As the material for the fixing part, liquid resins such as polyurethane, epoxy resins, unsaturated polyester resins, and silicone resins are preferably used, and these resins are cast together with the bundle of hollow fiber membranes to integrate them. At this time, inorganic substances such as clay, talc, and silica can also be added to the resin. Furthermore, it is also possible to use a metal or resin molded product as the outer frame of the fixed portion. It is important that the fixed part 4 is bonded to the cap body 3 in a fluid-tight manner, but the adhesive may be the same or different from the material of the fixed part. The fixing portion 5 is effective for uniting the entire hollow fiber membrane bundle in order to prevent bending of the hollow fiber membrane 7 during water supply, and may be shaped like a disk, hemisphere, or cone. It is also possible to provide a water inlet in a part of the fixed part.
有孔円筒体6は、膜エレメント1の取扱時及び
濾過起動時の水圧による中空糸膜7の破損を防ぐ
ために有効であり、プラスチツク製のネツト、エ
クスパンデツトメタル等を円筒状にしたもので、
座屈強度1Kg以上の剛性を有するものであれば使
用可能であり、孔の大きさ、数等は限定されな
い。また、供給水入口8の位置は特に限定されな
いが、好しくは供給水が中空糸膜7に対して平行
方向に供給される様に配慮した方が、濾過時の中
空糸膜7の破損の可能性は少ない。 The perforated cylindrical body 6 is effective for preventing damage to the hollow fiber membrane 7 due to water pressure when handling the membrane element 1 and starting filtration, and is made of plastic net, expanded metal, etc. into a cylindrical shape. ,
Any material having a buckling strength of 1 kg or more and rigidity can be used, and the size, number, etc. of the holes are not limited. Although the position of the feed water inlet 8 is not particularly limited, it is preferable to take care that the feed water is fed in a direction parallel to the hollow fiber membrane 7 to prevent damage to the hollow fiber membrane 7 during filtration. There is little chance.
本発明の中空糸膜モジユールにおける中空糸膜
としては種々のものが使用でき、例えば、ポリオ
レフイン系、ポリスルホン系、ポリビニルアルコ
ール系、ポリアクリロニトリル系等の各種材料か
らなる中空糸膜が使用できる。しかし、モジユー
ルからの微粒子の発生をより低減化するために
は、モジユール構造ばかりでなく、濾過液の接触
する中空糸膜内表面に洗浄度も考慮することが必
要で、この意味から少くとも内表面にスキン層を
持つたものが好適である。 Various types of hollow fiber membranes can be used in the hollow fiber membrane module of the present invention. For example, hollow fiber membranes made of various materials such as polyolefin, polysulfone, polyvinyl alcohol, and polyacrylonitrile can be used. However, in order to further reduce the generation of fine particles from the module, it is necessary to consider not only the module structure but also the cleanliness of the inner surface of the hollow fiber membrane that comes into contact with the filtrate. Preferably, the material has a skin layer on its surface.
このように本発明の中空糸膜モジユールによれ
ば、モジユール製造時における濾過液接触面の汚
染を防ぐことが可能であり、また簡便に、しかも
汚染することなく膜エレメントを交換することが
できるため、結果として濾過液中の微粒子数を低
減することができる様になり、超純水製造の端末
フイルター等の精密濾過の用途に適した極めて好
適なモジユールである。
As described above, according to the hollow fiber membrane module of the present invention, it is possible to prevent contamination of the filtrate contact surface during module manufacture, and the membrane element can be easily replaced without contamination. As a result, the number of fine particles in the filtrate can be reduced, making it an extremely suitable module suitable for precision filtration applications such as terminal filters for producing ultrapure water.
第1図は本発明の外圧濾過型中空糸膜モジユー
ルの一態様例を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of the external pressure filtration type hollow fiber membrane module of the present invention.
Claims (1)
され、他端は開口状態で集束固着されると共に、
該他端側の固着部には濾過液出口及びフランジを
有するキヤツプ体が接着固定され、かつ両固着部
が剛性を有する有孔円筒体の両端部に固定された
中空糸膜エレメントと、該膜エレメントのキヤツ
プ体を支持するフランジ、供給水の入口、及び出
口を有し、該膜エレメントの少くとも膜部を収納
できるハウジングとより成ることを特徴とする外
圧濾過型中空糸膜モジユール。 2 中空糸膜が少くとも内表面にスキン層を有す
るものであることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の外圧濾過中空糸膜モジユール。[Claims] 1 One end of the hollow fiber membrane is fixed in a sealed state, and the other end is fixed in a fixed state in an open state, and
A cap body having a filtrate outlet and a flange is adhesively fixed to the fixed part on the other end side, and a hollow fiber membrane element in which both fixed parts are fixed to both ends of a rigid perforated cylindrical body, and the membrane An external pressure filtration type hollow fiber membrane module comprising a flange for supporting a cap of an element, an inlet and an outlet for supply water, and a housing capable of accommodating at least a membrane portion of the membrane element. 2. The external pressure filtration hollow fiber membrane module according to claim 1, wherein the hollow fiber membrane has a skin layer on at least the inner surface.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28519487A JPH01127004A (en) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | External pressure filtration type hollow fiber membrane module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28519487A JPH01127004A (en) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | External pressure filtration type hollow fiber membrane module |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01127004A JPH01127004A (en) | 1989-05-19 |
| JPH0327254B2 true JPH0327254B2 (en) | 1991-04-15 |
Family
ID=17688323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28519487A Granted JPH01127004A (en) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | External pressure filtration type hollow fiber membrane module |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01127004A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006080211A1 (en) * | 2005-01-31 | 2006-08-03 | Nomura Micro Science Co., Ltd. | Method for measuring number of fine particles in ultrapure water, filtration device for measuring number of fine particles, method for manufacture thereof and hollow fiber film unit for use in the device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2950426C2 (en) * | 1978-12-22 | 1983-06-01 | Monsanto Co., 63166 St. Louis, Mo. | Device for separating fluids |
-
1987
- 1987-11-13 JP JP28519487A patent/JPH01127004A/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006080211A1 (en) * | 2005-01-31 | 2006-08-03 | Nomura Micro Science Co., Ltd. | Method for measuring number of fine particles in ultrapure water, filtration device for measuring number of fine particles, method for manufacture thereof and hollow fiber film unit for use in the device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01127004A (en) | 1989-05-19 |
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