JP2016221507A - フィルタープレスタイプ拡散透析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】槽内の回収室と排液室の数を増大し、一槽当たりの酸、アルカリの回収能力を増大させると共に、希釈熱によるイオン交換膜の損傷を防止するフィルタープレスタイプ拡散透析装置を提供する。【解決手段】フィルタープレスタイプ拡散透析装置１００は、締め具２０に通常２〜１０個のスタック５を組み込み、両端に締め枠を配置する形態である。各スタック５には通常２０から２００対、好ましくは４０から１２０対の膜、室枠が用いられる。槽内に組み込まれる多数の対を、スタック５で分割することにより、緩衝枠１と緩衝枠３の間に多くの膜群を配列することが可能となり、槽一槽あたりの膜面積を著しく増大できる。このようにスタック構造化したことでメンテナンス性が向上する。【選択図】図１

Description

本発明はフィルタープレスタイプ拡散透析装置に係わり、特に槽内の回収室と排液室の数を増大し、一槽当たりの酸、アルカリの回収能力を増大させると共に、希釈熱によるイオン交換膜の損傷を防止するフィルタープレスタイプ拡散透析装置に関する。

現在、イオン交換膜を使用した拡散透析装置は、イオン交換膜と室枠とを挟み込んで交互に積層し、液導入枠間に配列して、両端を締付け枠で締め付けることで内部に回収室と排液室を交互に形成する構成とされている。

透析装置の一つの用途としては、各種酸廃液やアルカリ廃液からのイオン交換膜を用いた拡散透析法による酸もしくはアルカリ回収がある。
拡散透析法は、イオン交換膜を通しての酸、アルカリと不要成分の塩類との濃度拡散速度差を利用して分離回収する方法である。

こうした拡散透析装置に使用される締め具は、１槽毎にボルトナットにて締め付けるタイプが主流である。このボルト締めタイプ電槽は、室枠実体部の外側に締め付けボルトを配列し締め付ける形態であるため、ボルトの締め付け力が直接室枠実体部に伝わらず締め枠を介して力が伝わることとなり締め枠のたわみ変形を生ずることとなる。この締め枠のたわみ変形が大きくなると、締め付けるべき室枠実体部のたわみ変形を生じ、外部リーク、内部リークといった不具合を生ずることとなる。

そのため、締め枠は、締め付け時のたわみ変形を抑制するため、締め付け圧力に見合った板厚が必要で、室枠実体部を覆う大きさ（例えば３０ｍｍ〜５０ｍｍ厚み）の鉄板を備える。そして、更には強度を増すためにこの鉄板面にリブ補強が施されている。

拡散透析装置の１槽当たりの能力は、室枠サイズと、回収室と排液室の数にて定まり、このボルト締めタイプ拡散透析装置の透析槽内の回収室と排液室の数は、締め具のたわみ、組み込み解体時の作業性等に起因する。

ここに、回収室枠、イオン交換膜、排液室枠、イオン交換膜の組み合わせにより回収室と排液室が一つずつ形成される。そして、この組み合わせは拡散透析として機能する最小単位であり、以下「対」と定義する。

このような透析装置の例としては、例えば、多数の対を挟み込み一つのユニットを構成する。このユニットを複数並べた上で、全体を締め付け一体化した特許文献１のような締め具が存在する。

一般的な液組成の場合、組み込まれる対の数は、１槽当たり１５０対程度である。そして、ボルト締めタイプ槽での締め具の重量等のハンドリング性と締め枠のたわみ変形を考慮すると、組み込める室枠のサイズが０．５ｍ²程度となり、１槽当たりの全有効膜面積は１５０ｍ²程度が一般的である。

中国特許出願番号２００５２００１５７９６．４号公報

ところで、ボルト締めタイプ透析槽の場合、上述の通り、室枠実体部の外側に締め付けボルトを配列し締め付ける形態で有るため、ボルトの締め付け力が直接室枠実体部に伝わらず締め枠を介して力が伝わることとなり締め枠のたわみ変形を生ずることとなる。

このボルト締めタイプ透析槽の槽内組み込み方法としては、従来、透析槽を反転し締め枠上に液導入枠を乗せた後、回収室枠、イオン交換膜、排液室枠、イオン交換膜といった順番に室枠と交換膜とを交互に積層して組み込み、液導入枠を乗せた後締め枠を乗せ、ボルトナットにて締め付ける方法が取られている。

こういった形態の締め付け方法において、組み込まれる対の数を増やした場合、組み込み高さが増すばかりでなく、ボルトの長さも長くなり、均一な締め付けも容易では無く、組み込み、解体作業といったメンテナンス性が非常に悪くなることが想定される。このため、現実的には実施されていない。

また、この拡散透析装置により金属イオン等の不純物を含んだ酸廃液からの酸の回収又はアルカリ廃液からのアルカリの回収が実施できる。そして、イオン交換膜として、酸回収においてはアニオン交換膜が、アルカリ回収においてはカチオン交換膜が用いられる。

これら拡散透析槽内においては、イオン交換膜を移動するイオンの希釈熱により室枠内流路の中央部近辺にて蓄熱を生じイオン交換膜の損傷を生ずる場合がある。

希釈熱の大きな組成液から、酸、アルカリを回収するとき、組み込まれる対の数を増やした場合や、濃度の高い組成液の場合において、イオン移動に伴う希釈熱が大きく回収室側にて発熱、蓄熱を生じる。そして、場合によっては、膜、室枠の発熱損傷を引き起こし、多大なダメージを生ずることとなる。

このことから、処理能力を増強する場合においては、ボルト締めタイプ透析槽を複数台並べて対応する手段を取っているが、広い設置面積が必要となるのが実情である。

本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもので、槽内の回収室と排液室の数を増大し、一槽当たりの酸、アルカリの回収能力を増大させると共に、希釈熱によるイオン交換膜の損傷を防止するフィルタープレスタイプ拡散透析装置を提供することを目的とする。

このため本発明（請求項１）は、一対の締め部材の間に配設された複数のスタックと該スタックを前記締め部材を介して締め付ける締め具とを備えたフィルタープレスタイプ拡散透析装置であって、前記スタックは、一対の中間枠の間にイオン交換膜を室枠を介在させて交互に配列して形成した一つの回収室と一つの排液室からなる対を複数個配置して構成されたことを特徴とする。

イオン交換膜を室枠を介在させて交互に配列して一つの回収室と一つの排液室からなる対を形成する。フィルタープレスタイプ拡散透析装置は、槽内に組み込まれる多数の対を、スタックで分割することにより、一対の締め部材の間に多くの対を配列することが可能となり、槽一槽あたりの膜面積を著しく増大できる。

また、本発明（請求項２）は、前記締め部材に最も近く配設された中間枠には前記回収室と前記排液室に対し液を供給排出する液導入部を備えて構成した。

締め部材に最も近く配設された中間枠には液導入部を備えて構成したので、フィルタープレスタイプ拡散透析装置を簡易に構成できる。

更に、本発明（請求項３）は、前記一対の中間枠のいずれか少なくとも一方には前記回収室と前記排液室に対し液を供給排出する液導入部を備えたことを特徴とする。

中間枠に対して液導入部を備えることで、他のスタックとの間に液流通を遮断する構造を有するようになる。このことにより、液の分散性がよくなるため、酸、アルカリと不要成分の塩類との分離回収効率が良くなる。このように簡易な構造としたため、スタック個々の状態管理を容易に行うことが可能となる。そして、異常の早期発見に役立つばかりでなく、スタックの異常を生じた場合、異常スタックのみメンテナンスすれば良く、運転管理及びメンテナンス性が著しく向上することとなる。

更に、本発明（請求項４）は、前記締め部材に最も近く配設された中間枠には前記回収室と前記排液室に対し液を供給排出する液導入部を備え、前記締め部材に最も近く配設された中間枠以外の中間枠にはいずれにも前記回収室と前記排液室に対し液を供給排出する液導入部を有さないことを特徴とする。

フィルタープレスタイプ拡散透析装置を簡易に構成できる。

更に、本発明（請求項５）は、前記対の個数が２〜２０個毎に希釈熱を冷却するための冷却室が配置されたことを特徴とする。

冷却室が配置されたことで、希釈熱によるイオン交換膜や室枠の損傷を防止できる。

更に、本発明（請求項６）は、前記スタックが前記対の積層状態を保持する仮締めボルトを備えたことを特徴とする。

仮締めボルトはスタック毎に装着され、ボルトを適度に仮締めすることで、スタック内の多数の室枠と膜の積層物がスタック移動時にその形を保持し脱落しないようにできる。

更に、本発明（請求項７）は、前記スタック内の対の数が２０〜２００対であることを特徴とする。

更に、本発明（請求項８）は、前記締め具には固定枠と該固定枠に向けて移動自在の遊導枠と前記固定枠に連設されたスライドバーを備え、前記遊導枠と前記中間枠とは前記スライドバーに沿って移動自在であることを特徴とする。

締め具による締め付け時にはスライドバーに沿って遊導枠と中間枠が容易に移動自在である。このため、均一な締め付けが可能となるばかりでなく、締め付け解放時には、締め具からスタックが脱落することは無くメンテナンス上優位である。

更に、本発明（請求項９）は、前記締め具による締め付け圧力が前記遊導枠の単位面積当たり０．１ＭＰａ〜０．６ＭＰａであることを特徴とする。

以上説明したように本発明（請求項１）によれば、複数のスタックとスタックを締め付ける締め具とを備えて構成したので、フィルタープレスタイプ拡散透析装置は、槽内に組み込まれる多数の対を、スタックで分割することにより、一対の締め部材の間に多くの対を配列することが可能となる。このため、槽一槽あたりの膜面積を著しく増大できる。

本発明の実施形態であるフィルタープレスタイプ拡散透析装置の全体構成図 スタックの組み込み構成図 膜室枠配列図（その１） ノズル付き中間枠の外観図（その１） ノズル付き中間枠の外観図（その２） ノズルを有さない中間枠の外観図 排液室枠の構成図 回収室枠の構成図 本発明の別実施形態であるフィルタープレスタイプ拡散透析装置の全体構成図 同上のスタックの組み込み構成図

以下、本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態であるフィルタープレスタイプ拡散透析装置の全体構成図を図１に示す。図１において、フィルタープレスタイプ拡散透析装置１００は、緩衝枠１と緩衝枠３の間にスタック５が複数個互いに隣接するように配設されている。

緩衝枠１の左端には遊導枠７が突設され、また、緩衝枠３の右端には固定枠９が突設されている。遊導枠７と固定枠９は締め部材に相当する。固定枠９の下端には水平連結バー１１が固着され、この水平連結バー１１の左端には立設連結バー１３が固着されている。そして、固定枠９と立設連結バー１３の間には水平連結バー１１と平行にスライドバー１５が取り付けられている。スライドバー１５は固定枠９と立設連結バー１３のそれぞれの手前側と奥側の両側部に配設されている。

立設連結バー１３には油圧プレス棒１７が通されており、遊導枠７にはこの油圧プレス棒１７により左方から押圧力がかけられるようになっている。
この押圧力によりスタック５は遊導枠７と固定枠９の間で締め付けられるようになっている。遊導枠７、固定枠９、水平連結バー１１、立設連結バー１３、スライドバー１５、油圧プレス棒１７により締め具２０が構成されている。

次に、図２にスタックの組み込み構成図、図３に膜室枠配列図を示す。
図２及び図３において、回収室枠２１、排液室枠２３とイオン交換膜１４とが交互に積層され、これらの積層された膜室枠により拡散透析として機能する最小単位である対３０が形成されている。そして、対３０が複数個積層されたその遊導枠７側の端部にはノズル付き中間枠４０が配設され、固定枠９側の端部にはノズル付き中間枠５０が配設されている。ノズルは液導入部に相当する。

対３０が複数個積層されたその中間部分にはノズルを有さない中間枠６０が２個配設されている。ノズル付き中間枠４０とノズルを有さない中間枠６０間に挟まれた複数個積層された対３０とで一つのスタック５が形成されている。同様に、ノズルを有さない中間枠６０とノズル付き中間枠５０間に挟まれた複数個積層された対３０とでもう一つのスタック５が形成されている。

なお、図２では、簡単化のためにスタック５を２個で構成した場合を示したが、図１では、ノズルを有さない一対の中間枠６０で構成したスタック５を中間部分に複数配設した例を示している。
また、それぞれのスタック５の対３０が複数個積層されたその中央には冷却室枠６１が配設され、その両側には、ＰＰ（ポリプロピレン樹脂）、ＰＥ（ポリエチレン樹脂）等の樹脂製のフィルム６３が配置されている。

次に、図４、図５及び図６に中間枠の外観図を示す。中間枠類は、スタック５の締め枠としての機能を有する。図４において、ノズル付き中間枠４０の枠体４１には上部に図中左側にノズル口を有する回収液ノズル４２Ａが配設されている。そして、ダクト穴３２Ａが枠体４１の図中右上部に配設されている。回収液ノズル４２Ａはダクト穴３２Ａとは通孔４３Ａを介して連通されている。

一方、枠体４１の下部には、図中右側にノズル口を有する排液ノズル４４Ａと、図中左側にノズル口を有する冷却水ノズル４５Ａとが配設されている。また、ダクト穴３２Ｂが枠体４１の図中右下部に配設され、ダクト穴３２Ｃが枠体４１の図中下部中央に配設されている。排液ノズル４４Ａはダクト穴３２Ｂとは通孔４３Ｂを介して連通され、一方、冷却水ノズル４５Ａはダクト穴３２Ｃとは通孔４３Ｃを介して連通されている。

図５において、ノズル付き中間枠５０の枠体５２には上部に図中左側にノズル口を有する排液ノズル４４Ｂと、図中右側にノズル口を有する冷却水ノズル４５Ｂとが配設されている。そして、ダクト穴３２Ｄが枠体５２の図中右上部に配設され、ダクト穴３２Ｅが枠体５２の図中上部中央に配設されている。排液ノズル４４Ｂはダクト穴３２Ｄとは通孔４３Ｄを介して連通され、一方、冷却水ノズル４５Ｂはダクト穴３２Ｅとは通孔４３Ｅを介して連通されている。

一方、枠体５２の下部には図中右側にノズル口を有する回収液ノズル４２Ｂが配設されている。また、ダクト穴３２Ｆが枠体５２の図中右下部に配設されている。回収液ノズル４２Ｂはダクト穴３２Ｆとは通孔４３Ｆを介して連通されている。

更に、図６において、ノズルを有さない中間枠６０の枠体６２の上部にはダクト穴３２Ｇ、３２Ｈ、３２Ｉが、また、枠体６２の下部にはダクト穴３２Ｊ、３２Ｋ、３２Ｌが配設されている。

枠体４１、５２、６２の両側部にはＬ字状の肩付き４９が取り付けられている。この肩付き４９の上方及び下方にはそれぞれ台座５１が形成されている。そして、この台座５１には、図１に示すスタック仮締めボルト５３が装着されるようになっている。

次に、室枠について説明する。図７の排液室枠の構成図において、排液室枠２３のフレーム部７２の中央には四角形状の開口６２が形成されている。開口６２と連通するダクト穴３２Ｍとダクト穴３２Ｒには液流路を確保するためのディストリビューター６５Ａ、６５Ｂが嵌合されるようになっている。このディストリビューター６５Ａ、６５Ｂには複数本の細い溝が刻設されている。

開口６２の内側には排液室枠２３の流路部のスペーサーとなるプラスチック製のネット６７が配設されている。このネット６７はイオン交換膜１４同士が互いにくっつかないように、また、被処理液の分散のために配設されている。

なお、図８に示す通り回収室枠２１は排液室枠２３を丁度裏返したものに相当し、回収室枠２１と排液室枠２３とは同一の構造を有するものである。また、冷却室枠６１は図示していないが、ディストリビューター６５Ａ、６５Ｂがダクト穴３２Ｎとダクト穴３２Ｑにそれぞれ嵌合されるように構成されている。

次に、本発明の実施形態であるフィルタープレスタイプ拡散透析装置の作用について説明する。
フィルタープレスタイプ拡散透析装置１００は、図１のように締め具２０に通常２〜１０個のスタック５を組み込み、両端に締め枠を配置する形態である。各スタック５には通常２０から２００対、好ましくは４０から１２０対の膜、室枠が用いられる。

フィルタープレスタイプ拡散透析装置１００は、槽内に組み込まれる多数の対を、スタック５で分割することにより、緩衝枠１と緩衝枠３の間に多くの膜群を配列することが可能となり、槽一槽あたりの膜面積を著しく増大できる。

言い換えれば、従来のボルト締め槽一槽分に相当する複数の対を両端に配置した中間枠４０と中間枠６０、中間枠６０と中間枠６０、中間枠６０と中間枠５０を介して仮締めし、スタック５を構成する形態であり、この方法により従来のボルト締め槽の複数槽をフィルタープレスタイプ拡散透析装置１００の１槽内に配列することが可能となる。
また、このようにスタック構造化したことでメンテナンス性が向上する。

次に、排液、回収液の流れについて説明する。中間枠と室枠の向き及び位置の関係を明確にするため、図４〜図８の各図中には手前側、奥側の旨を付記している。例えば、図４では枠体４１の左側に対し手前側、右側に対し奥側の付記があり、枠体４１の左側を手前に右側を奥側として見るという趣旨である。
排液は、図４の排液ノズル４４Ａから流入し、通孔４３Ｂを経てダクト穴３２Ｂを通過し、図３及び図７に示す排液室枠２３のダクト穴３２Ｒを通る。その後、ディストリビューター６５Ｂを流れて排液室を上方に向けてゆっくり通過した後、図３中に示すように、ディストリビューター６５Ａを流れてダクト穴３２Ｍを通る。

ダクト穴３２Ｍを通った排液は図６の中間枠６０のダクト穴３２Ｇを通る。そして、最終的には図５の中間枠５０のダクト穴３２Ｄを通り、通孔４３Ｄを経て排液ノズル４４Ｂから吐出される。

一方、回収液は、図４の回収液ノズル４２Ａから流入し、通孔４３Ａを経てダクト穴３２Ａを通過し、図３及び図８に示す回収室枠２１のダクト穴３２Ｏを通る。その後、ディストリビューター６５Ａを流れて回収室を下方に向けてゆっくり通過した後、ディストリビューター６５Ｂを流れてダクト穴３２Ｐを通る。

ダクト穴３２Ｐを通った回収液は図６の中間枠６０のダクト穴３２Ｊを通る。そして、最終的には図５の中間枠５０のダクト穴３２Ｆを通り、通孔４３Ｆを経て回収液ノズル４２Ｂから吐出される。このように、イオン交換膜１４を隔てて排液と回収液とは互いに対向するよう流される。

中間枠６０はダクト穴３２を設けたことで液流を阻害せず流通させる構造となっている。この構造により、液導入のためのノズル配管は、両端に配置された中間枠４０と中間枠５０にのみ設けるだけで良く簡易な透析装置構造とすることができる。

次に、冷却水構造について説明する。
前述したように、希釈熱の大きな組成液から酸、アルカリを回収するとき、組み込む対の数を増やした場合や、濃度の高い組成液の場合において、イオン移動に伴う希釈熱が大きくなる。このため、回収室側にて発熱、蓄熱を生じ、場合によっては、膜、室枠の発熱損傷を引き起こし、多大なダメージを生ずることとなる。

この蓄熱は、回収室枠２１と排液室枠２３に流す液流方向に起因している。そして、上述したような液流方向が向流である場合には、イオン移動に伴い発生した希釈熱が流路中央部にて蓄熱し、この流路中央部付近にて異常な温度上昇を引き起こすこととなる。

この流路中央部の蓄熱を防止し目標とする運転温度に管理するために、図３に示すように、スタック５内に希釈熱を冷却するための冷却室枠６１を２〜２０対間隔にて配置するのが好ましい。この冷却室枠６１の両側には、ＰＰ、ＰＥ等の樹脂製のフィルム６３を配置する。このフィルム６３の厚みは、５０〜３００μｍが好ましく、このフィルム６３により隣室との液混入を防止すると共に隣室との熱交換を容易にすることができる。

なお、冷却室枠６１に流す冷却水としては、工水、上水、純水等が使用でき、個別の冷却水循環槽と温度調節システムを具備した設備とするのが望ましい。そして、この温度調節システムでは、回収液や排液が目標とする運転温度になるように冷却水循環槽より冷却水を供給する。

冷却水は図４の冷却水ノズル４５Ａから流入し、通孔４３Ｃを経てダクト穴３２Ｃを通過し、冷却室枠６１のダクト穴３２Ｑを通る。その後、ディストリビューターを流れて冷却室を上方に向けて通過した後、ディストリビューターを流れてダクト穴３２Ｎを通る。

ダクト穴３２Ｎを通った冷却水は図６の中間枠６０のダクト穴３２Ｈを通る。そして、最終的には図５の中間枠５０のダクト穴３２Ｅを通り、通孔４３Ｅを経て冷却水ノズル４５Ｂから吐出される。

なお、スタック仮締めボルト５３はスタック５毎に装着されており、ボルトを適度に仮締めすることで、スタック５内の多数の室枠２１、２３とイオン交換膜１４の積層物がスタック移動時にその形を保持し脱落しないようにできる。そして、スタック５を締め具２０に移動し油圧プレスによる締め付け後はスタック仮締めボルト５３を除去できる構造を有するものが望ましい。

更には、締め具２０からスタック５を取り外す際には、油圧プレスの締め付け圧力を緩める前に、仮締めできることが望ましいことから、スタック仮締めボルト５３としては、締め付けが容易なタンバックルが好ましい。

中間枠４０、５０は、スタック５の締め枠としての機能とスタック５内の室枠２１、２３、６１への液導入部を兼ね備えた室枠である。

中間枠４０、５０、６０は多数の室枠２１、２３とイオン交換膜１４の積層物を適度に締め付け、その形を保持したまま締め具２０に取り付け取り外しするための機能も兼ね備えたもので、材質は、耐薬品性、加工性、強度等から、ＰＶＣ（塩化ビニル樹脂）、ＣＰＶＣ（塩素化塩化ビニル樹脂）、ＰＰ（ポリプロピレン樹脂）、ＰＥ（ポリエチレン樹脂）、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）等の樹脂製が適している。

中間枠４０、５０、６０の厚み７１は、構造体としての強度、仮締め時の変形防止と液導入構造構築のための流動性確保と加工性を考慮し、２０〜６０ｍｍが好ましい。中間枠４０、５０、６０のサイズは特に制限は無いが、幅が６００〜１８００ｍｍ、高さは１２００〜３５００ｍｍが好ましい。

図１に示す様に、スタック５及び遊導枠７には肩付き４９構造を有しており、締め具２０のスライドバー１５上にこの肩付き４９の突設部分をひっかけ、吊り下げる構造を有している。

この形状により締め付け時スライドバー１５上を遊導枠７とスタック５が容易に滑ることになる。このため、均一な締め付けが可能となるばかりでなく、締め付け解放時には、締め具２０からスタック５が脱落することは無くメンテナンス上優位であり好ましい。

スライドバー１５を具備していることによりスタック５の装着後の移動、締め付け時の滑りが良く均一に締め付けられる。遊導枠７の形状を緩衝枠１、緩衝枠３と同等のサイズとすることにより、締め付け部がボルト締めとは異なり締め付け力が直接室枠実体部に力が加わるため、締め枠の変形も少なく均一な締め付けが可能となる。

締め付け圧力については、室枠材質、形態、使用する膜種により若干異なるが、外部への液漏れ（外部リーク）を極力防ぐ目的で設定され、緩衝枠１の単位面積当たり０．１ＭＰａ〜１.０ＭＰａが好ましい。また、遊導枠７のサイズは特に制限は無いが、室枠２１、２３、イオン交換膜１４、中間枠４０、５０、６０等の製作性から考えて、幅は５００〜１５００ｍｍ、高さは１０００〜３０００ｍｍが好ましい。

次に、この締め具２０に組み込む拡散透析槽の１槽当たりの最大有効膜面積を想定する。スタック５内の膜組み込み時の作業性やスタック５のハンドリング性等を考慮すると、１スタック当たり１２０対、締め具２０に組み込むスタック５の数は、全体の締め具の長さを考慮して１０スタック、室枠の製作性等を考慮し組み込める室枠の有効膜サイズは、２．０ｍ²程度となる。従って、フィルタープレスタイプ拡散透析装置１００の１基当たりの全有効膜面積は、４８００ｍ²程度となる。

このように、フィルタープレスタイプ拡散透析装置１００の場合には、ボルト締めタイプの約２０倍程度にまで対の数を増やすことができる。
なお、上記説明では、ノズル付き中間枠４０とノズル付き中間枠５０の間にノズルを有しない中間枠６０を複数個配設することでスタック５を複数個備えるとして説明した。

しかしながら、図９のフィルタープレスタイプ拡散透析装置の全体構成図及び図１０のスタックの組み込み構成図に示すように、すべてのスタック５に対してノズル付き中間枠４０とノズル付き中間枠５０を備えるようにしてもよい。

図９及び図１０において、フィルタープレスタイプ拡散透析装置２００では、一対の中間枠４０と中間枠５０にて構成されるスタック５は、それぞれのスタック毎に独自に液を供給排出する回収液ノズル４２Ａ、４２Ｂと、排液ノズル４４Ａ、４４Ｂと、冷却水ノズル４５Ａ、４５Ｂとを有し、他のスタック５との室枠内ダクト穴３２を介しての液流通を遮断する構造を有している。
このことにより、液の分散性がよくなるため、酸、アルカリと不要成分の塩類との分離回収効率が良くなる。このように簡易な構造としたため、スタック個々の状態管理を容易に行うことが可能となる。そして、異常の早期発見に役立つばかりでなく、スタックの異常を生じた場合、異常スタックのみメンテナンスすれば良く、運転管理及びメンテナンス性が著しく向上することとなる。

本発明であるフィルタープレスタイプ拡散透析装置の実施例について以下説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。本実施例にはＡＧＣエンジニアリング株式会社製のフィルタープレスタイプ拡散透析装置を用いた。

回収室枠２１、排液室枠２３、冷却室枠６１の室枠サイズは、幅１１２０ｍｍ、高さ２３００ｍｍで、室枠の開口６２の面積（有効膜面積）は、１．７８ｍ²で、厚み１．９ｍｍである。室枠フレーム部７２の材質は、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー製で片面にリブを突出させた格子状リブシートを使用した。開口６２には、ネトロン法にて製造したポリエチレン製ネット６７を装着し、ディストリビューター６５としては、トンネルタイプディストリビューターを取り付けた。

用意した回収室枠２１、排液室枠２３、及びアニオン交換膜（ＡＧＣエンジニアリング株式会社製ＤＳＶ）１２００対を中間枠にて１０個のスタック５に分割した。そして、スタック５内の１２０対に対し６対毎に冷却室枠６１を組み込みんだ。

各スタック５はスタック仮締めボルト５３としてのタンバックルにて締結した後、締め具２０に移動させた。締め具２０では、油圧プレスを用い、締め付け圧力として遊導枠７の単位面積当たり０．３ＭＰａにて締め付けを実施した。
このようにフィルタープレスタイプ拡散透析装置１００を構成した後、廃硫酸からの硫酸回収拡散透析を実施した。

運転条件として、廃硫酸組成を、硫酸濃度２５０ｇ／Ｌ、鉄濃度５０ｇ／Ｌとし、排液供給量あたりの有効膜面積を１．０４ｍ²／ｌ/ｈ、排液供給量あたりの回収酸流出量との比率を１．４、冷却室温度を２５℃にて運転を実施した。

その結果、回収酸として、鉄濃度１ｇ/Ｌ、硫酸濃度１６６ｇ/Ｌ、硫酸の回収率９３％と、高い硫酸回収率が得られた。また、１ケ月間の連続透析運転後に、透析槽を解体して内部を観察した結果、イオン交換膜１４、室枠２１、２３の発熱による異常は認められなかった。

１、３ 緩衝枠
５ スタック
７ 遊導枠
９ 固定枠
１１ 水平連結バー
１３ 立設連結バー
１４ イオン交換膜
１５ スライドバー
１７ 油圧プレス棒
２０ 締め具
２１ 回収室枠
２３ 排液室枠
３０ 対
３２ ダクト穴
４０、５０、６０ 中間枠
４１、５２、６２ 枠体
４２Ａ、４２Ｂ 回収液ノズル
４３ 通孔
４４Ａ、４４Ｂ 排液ノズル
４５Ａ、４５Ｂ 冷却水ノズル
４９ 肩付き
５１ 台座
５３ スタック仮締めボルト
６１ 冷却室枠
６２ 開口
６３ フィルム
６５ ディストリビューター
６７ ネット
７２ フレーム部
１００、２００ フィルタープレスタイプ拡散透析装置

Claims (9)

1. 一対の締め部材の間に配設された複数のスタックと該スタックを前記締め部材を介して締め付ける締め具とを備えたフィルタープレスタイプ拡散透析装置であって、
   前記スタックは、一対の中間枠の間にイオン交換膜を室枠を介在させて交互に配列して形成した一つの回収室と一つの排液室からなる対を複数個配置して構成されたことを特徴とするフィルタープレスタイプ拡散透析装置。
2. 前記締め部材に最も近く配設された中間枠には前記回収室と前記排液室に対し液を供給排出する液導入部を備えたことを特徴とする請求項１記載のフィルタープレスタイプ拡散透析装置。
3. 前記一対の中間枠のいずれか少なくとも一方には前記回収室と前記排液室に対し液を供給排出する液導入部を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のフィルタープレスタイプ拡散透析装置。
4. 前記締め部材に最も近く配設された中間枠には前記回収室と前記排液室に対し液を供給排出する液導入部を備え、
   前記締め部材に最も近く配設された中間枠以外の中間枠にはいずれにも前記回収室と前記排液室に対し液を供給排出する液導入部を有さないことを特徴とする請求項１に記載のフィルタープレスタイプ拡散透析装置。
5. 前記対の個数が２〜２０個毎に希釈熱を冷却するための冷却室が配置されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のフィルタープレスタイプ拡散透析装置。
6. 前記スタックが前記対の積層状態を保持する仮締めボルトを備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のフィルタープレスタイプ拡散透析装置。
7. 前記スタック内の対の数が２０〜２００対であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のフィルタープレスタイプ拡散透析装置。
8. 前記締め具には固定枠と該固定枠に向けて移動自在の遊導枠と前記固定枠に連設されたスライドバーを備え、
   前記遊導枠と前記中間枠とは前記スライドバーに沿って移動自在であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のフィルタープレスタイプ拡散透析装置。
9. 前記締め具による締め付け圧力が前記遊導枠の単位面積当たり０．１ＭＰａ〜０．６ＭＰａであることを特徴とする請求項８に記載のフィルタープレスタイプ拡散透析装置。