JP3318403B2 - 濾過装置 - Google Patents
濾過装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、濾過装置に関し、さら
に詳しくは温度調節手段により原液の温度制御が可能な
濾過装置に関するものである。
に詳しくは温度調節手段により原液の温度制御が可能な
濾過装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、分離操作において選択透過性を有
する分離膜の進展はめざましく、各種の用途で実用化さ
れている。分離膜を用いて液体を濾過する濾過装置で
は、濾過装置内が菌体などで汚染される場合がある。こ
の問題は、特に半導体用途や医薬品用途などのように、
高純度の水質が必要な分野において特に重要な問題であ
る。この問題を解決する方法として、次亜塩素酸のよう
な薬剤を濾過装置内に循環させて洗浄する方法が知られ
ているが残留する薬剤によって水質の純度の低下を招く
おそれがあり、また、系内を洗浄するのにかなりの時間
を要する。このため、このような分野において使用され
る濾過装置にあっては、一般的に、濾過装置内に熱水に
よる洗浄を行うことができる設備を設けて対処している
場合が多い。
する分離膜の進展はめざましく、各種の用途で実用化さ
れている。分離膜を用いて液体を濾過する濾過装置で
は、濾過装置内が菌体などで汚染される場合がある。こ
の問題は、特に半導体用途や医薬品用途などのように、
高純度の水質が必要な分野において特に重要な問題であ
る。この問題を解決する方法として、次亜塩素酸のよう
な薬剤を濾過装置内に循環させて洗浄する方法が知られ
ているが残留する薬剤によって水質の純度の低下を招く
おそれがあり、また、系内を洗浄するのにかなりの時間
を要する。このため、このような分野において使用され
る濾過装置にあっては、一般的に、濾過装置内に熱水に
よる洗浄を行うことができる設備を設けて対処している
場合が多い。
【０００３】また、その他の分野において使用される濾
過装置であっても用途によっては、濾過装置内の洗浄効
率を上げるために熱水で洗浄できる設備を設けた濾過装
置や、濾過効率を上げるために原液の温度をコントロー
ルできるような設備を設けた濾過装置が使用される。
過装置であっても用途によっては、濾過装置内の洗浄効
率を上げるために熱水で洗浄できる設備を設けた濾過装
置や、濾過効率を上げるために原液の温度をコントロー
ルできるような設備を設けた濾過装置が使用される。
【０００４】このような装置内の洗浄を行うための熱水
を製造する設備、あるいは原液の温度をコントロールす
る設備として、通常は、濾過装置内に温度調節手段を設
置している。温度制御機能を付与した従来の濾過装置
は、図３に示すように、原液Ｌを保存するストックタン
ク５０内の原液Ｌを温度調節手段５１で昇温させてから
膜モジュール５２に導入している。
を製造する設備、あるいは原液の温度をコントロールす
る設備として、通常は、濾過装置内に温度調節手段を設
置している。温度制御機能を付与した従来の濾過装置
は、図３に示すように、原液Ｌを保存するストックタン
ク５０内の原液Ｌを温度調節手段５１で昇温させてから
膜モジュール５２に導入している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この従来の濾過装置で
は、膜モジュール５２の上流に温度調節手段５１がある
ので、熱水による洗浄を行うために温度調節手段５１を
作動させると、温度調節手段５１を通って高温となった
原液Ｌが直接低温状態の膜モジュール５２に流入する。
また、原液Ｌの温度をコントロールする場合であっても
温度調節手段５１のＯＮ・ＯＦＦにより膜モジュール５
２に流入する原液Ｌには急激な温度変化が発生する。こ
こで、膜モジュール５２および該膜モジュールを構成す
る分離膜は合成高分子や樹脂などを素材とするものが多
いため、急激な温度変化に弱く、従来の濾過装置では膜
モジュール５２あるいは該膜モジュールを構成する分離
膜そのものを破損させるおそれがある。本発明は上記の
問題に鑑みてなされたものであって、熱水による洗浄あ
るいは原液Ｌの温度コントロールを繰り返し行っても、
膜モジュールが破損しにくい濾過装置を提供することを
目的とする。
は、膜モジュール５２の上流に温度調節手段５１がある
ので、熱水による洗浄を行うために温度調節手段５１を
作動させると、温度調節手段５１を通って高温となった
原液Ｌが直接低温状態の膜モジュール５２に流入する。
また、原液Ｌの温度をコントロールする場合であっても
温度調節手段５１のＯＮ・ＯＦＦにより膜モジュール５
２に流入する原液Ｌには急激な温度変化が発生する。こ
こで、膜モジュール５２および該膜モジュールを構成す
る分離膜は合成高分子や樹脂などを素材とするものが多
いため、急激な温度変化に弱く、従来の濾過装置では膜
モジュール５２あるいは該膜モジュールを構成する分離
膜そのものを破損させるおそれがある。本発明は上記の
問題に鑑みてなされたものであって、熱水による洗浄あ
るいは原液Ｌの温度コントロールを繰り返し行っても、
膜モジュールが破損しにくい濾過装置を提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば上記課題
は、ストックタンク内の原液を膜モジュールの一次側か
ら導入して二次側へ取り出すことにより原液を浄化する
濾過装置であって、上記原液の温度を変化させる温度調
節手段と、この温度調節手段により温度変化させた原液
を上記ストックタンクに帰還させる帰還路と、上記温度
変化した原液と上記ストックタンク内の原液とが混合さ
れて温度変化の希釈化された原液を上記膜モジュールに
導く導入路とを備えたことを特徴とする濾過装置を提供
することによって達成される。
は、ストックタンク内の原液を膜モジュールの一次側か
ら導入して二次側へ取り出すことにより原液を浄化する
濾過装置であって、上記原液の温度を変化させる温度調
節手段と、この温度調節手段により温度変化させた原液
を上記ストックタンクに帰還させる帰還路と、上記温度
変化した原液と上記ストックタンク内の原液とが混合さ
れて温度変化の希釈化された原液を上記膜モジュールに
導く導入路とを備えたことを特徴とする濾過装置を提供
することによって達成される。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面にしたがって
説明する。図１において、ストックタンク１は原液Ｌを
貯留するもので、このストックタンク１には、系外の原
液供給管２から原液Ｌが供給される。
説明する。図１において、ストックタンク１は原液Ｌを
貯留するもので、このストックタンク１には、系外の原
液供給管２から原液Ｌが供給される。
【０００８】上記ストックタンク１には、ストックタン
ク１内の原液Ｌを膜モジュール７の一次側７ａに導く原
液導入管（導入路）１０が接続されている。この原液導
入管１０には、上流からポンプ３および第１の弁５が設
けられている。なお、原液導入管１０には、必要に応じ
て原液中の微粒子等を除去するフィルタが設けられる。
ク１内の原液Ｌを膜モジュール７の一次側７ａに導く原
液導入管（導入路）１０が接続されている。この原液導
入管１０には、上流からポンプ３および第１の弁５が設
けられている。なお、原液導入管１０には、必要に応じ
て原液中の微粒子等を除去するフィルタが設けられる。
【０００９】上記膜モジュール７は、ストックタンク１
内の原液Ｌを、一次側７ａから導入して、二次側７ｂに
取り出すことにより、原液Ｌを浄化するものである。上
記膜モジュール７としては、中空糸型、スパイラル型、
チューブラ型、平膜型のいずれもが使用できる。また、
膜モジュール７を構成する分離膜の素材は、ポリスルホ
ン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリアミド、ポリプロピレンなど従来
公知の素材が特に制限なく使用できる。
内の原液Ｌを、一次側７ａから導入して、二次側７ｂに
取り出すことにより、原液Ｌを浄化するものである。上
記膜モジュール７としては、中空糸型、スパイラル型、
チューブラ型、平膜型のいずれもが使用できる。また、
膜モジュール７を構成する分離膜の素材は、ポリスルホ
ン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリアミド、ポリプロピレンなど従来
公知の素材が特に制限なく使用できる。
【００１０】上記膜モジュール７の二次側７ｂには、処
理済液Ｌ１を取り出す取出管１１が連通している。な
お、取出管１１には、第２の弁１２が設けられている。
一方、上記膜モジュール７の一次側７ａには、ストック
タンク１に至る帰還路１５が接続されている。この帰還
路１５には、第３の弁１３および温度調節手段１４が設
けられている。上記温度調節手段１４は、ストックタン
ク１から導出された原液Ｌの温度を昇温させる加温器で
ある。かかる加温器としては熱交換器、ヒーターなどを
例示することができる。上記帰還路１５は、上記ストッ
クタンク１内に開口している。かくして、帰還路１５は
温度調節手段１４により昇温された原液Ｌをストックタ
ンク１に帰還させる。
理済液Ｌ１を取り出す取出管１１が連通している。な
お、取出管１１には、第２の弁１２が設けられている。
一方、上記膜モジュール７の一次側７ａには、ストック
タンク１に至る帰還路１５が接続されている。この帰還
路１５には、第３の弁１３および温度調節手段１４が設
けられている。上記温度調節手段１４は、ストックタン
ク１から導出された原液Ｌの温度を昇温させる加温器で
ある。かかる加温器としては熱交換器、ヒーターなどを
例示することができる。上記帰還路１５は、上記ストッ
クタンク１内に開口している。かくして、帰還路１５は
温度調節手段１４により昇温された原液Ｌをストックタ
ンク１に帰還させる。
【００１１】つぎに、図１に示される濾過装置の運転方
法について説明する。まず、原液Ｌを浄化する場合に
は、第１の弁５および第２の弁１２を開放し、第３の弁
１３を閉止する。これにより、原液Ｌは、ポンプ３によ
り膜モジュール７の一次側７ａに導入され、膜モジュー
ル７により浄化されて、該膜モジュール７の二次側７ｂ
から取出管１１へと取り出される。なお、この場合第３
の弁１３を開放しておけば、循環方式の濾過を行うこと
もできる。一方、原液供給管２からは原液Ｌがストック
タンク１に補充される。この定常的な運転を一定時間続
けると、やがて、膜モジュール７を構成する分離膜には
懸濁物等の固形分、雑菌などが付着する。そこで、以下
のように、該分離膜に付着した固形分、雑菌などの洗浄
を行う。
法について説明する。まず、原液Ｌを浄化する場合に
は、第１の弁５および第２の弁１２を開放し、第３の弁
１３を閉止する。これにより、原液Ｌは、ポンプ３によ
り膜モジュール７の一次側７ａに導入され、膜モジュー
ル７により浄化されて、該膜モジュール７の二次側７ｂ
から取出管１１へと取り出される。なお、この場合第３
の弁１３を開放しておけば、循環方式の濾過を行うこと
もできる。一方、原液供給管２からは原液Ｌがストック
タンク１に補充される。この定常的な運転を一定時間続
けると、やがて、膜モジュール７を構成する分離膜には
懸濁物等の固形分、雑菌などが付着する。そこで、以下
のように、該分離膜に付着した固形分、雑菌などの洗浄
を行う。
【００１２】洗浄を行う際には、第２の弁１２を閉止
し、第１の弁５および第３の弁１３を開放する。かくし
て原液Ｌをストックタンク１から膜モジュール７の一次
側７ａに導入し、帰還路１５を経てストックタンク１に
帰還させる。一方、温度調節手段１４を作動させて、膜
モジュール７の一次側７ａからストックタンク１に帰還
する原液Ｌを昇温（約９０〜９５℃）させる。昇温した
原液Ｌｈは、ストックタンク１に導入されて、ストック
タンク１内の低温の原液Ｌと混合されて、温度変化が希
釈される。これにより、ストックタンク１内の原液Ｌは
若干昇温する。この若干昇温した原液Ｌは、原液導入管
１０により、再び、膜モジュール７の一次側７ａに導入
される。このサイクルを一定時間繰り返すことにより、
膜モジュール７の一次側７ａに導入される原液Ｌの温度
は、徐々に上昇し、やがて、洗浄に必要な高温度とな
る。この状態で、一定時間膜モジュール７の洗浄を行
う。なお、このサイクルを繰り返す間は、原液供給管２
から原液Ｌの供給は行わない。
し、第１の弁５および第３の弁１３を開放する。かくし
て原液Ｌをストックタンク１から膜モジュール７の一次
側７ａに導入し、帰還路１５を経てストックタンク１に
帰還させる。一方、温度調節手段１４を作動させて、膜
モジュール７の一次側７ａからストックタンク１に帰還
する原液Ｌを昇温（約９０〜９５℃）させる。昇温した
原液Ｌｈは、ストックタンク１に導入されて、ストック
タンク１内の低温の原液Ｌと混合されて、温度変化が希
釈される。これにより、ストックタンク１内の原液Ｌは
若干昇温する。この若干昇温した原液Ｌは、原液導入管
１０により、再び、膜モジュール７の一次側７ａに導入
される。このサイクルを一定時間繰り返すことにより、
膜モジュール７の一次側７ａに導入される原液Ｌの温度
は、徐々に上昇し、やがて、洗浄に必要な高温度とな
る。この状態で、一定時間膜モジュール７の洗浄を行
う。なお、このサイクルを繰り返す間は、原液供給管２
から原液Ｌの供給は行わない。
【００１３】上記のように、この濾過装置は、原液Ｌを
膜モジュール７の一次側７ａからストックタンク１に帰
還させる帰還路１５に、温度調節手段１４を設けたの
で、膜モジュール７の一次側７ａに導入される原液Ｌの
温度変化が小さくなる。したがって、膜モジュール７を
構成する分離膜の損傷が防止される。なお、上記の熱水
洗浄は、分離膜に付着した固形分・雑菌の洗浄を目的と
して行うだけでなく、装置内（全体）の洗浄を目的とし
て行う場合もある。
膜モジュール７の一次側７ａからストックタンク１に帰
還させる帰還路１５に、温度調節手段１４を設けたの
で、膜モジュール７の一次側７ａに導入される原液Ｌの
温度変化が小さくなる。したがって、膜モジュール７を
構成する分離膜の損傷が防止される。なお、上記の熱水
洗浄は、分離膜に付着した固形分・雑菌の洗浄を目的と
して行うだけでなく、装置内（全体）の洗浄を目的とし
て行う場合もある。
【００１４】図２は第二の実施例を示す。この図におい
て、ポンプ３の下流には、原液導入管１０から分岐した
補助帰還路１５Ａが設けられており、この補助帰還路１
５Ａには、第４の弁１６および温度調節手段１４が設け
られている。この補助帰還路１５Ａはストックタンク１
内に開口している。この第二の実施例において、原液Ｌ
を浄化する場合には、第４の弁１６および第３の弁１３
を閉止し、第１の弁５および第２の弁１２を開放する。
この場合、上記第一実施例と同様、第３の弁１３を開放
しておけば循環方式の濾過を行うことができる。また、
洗浄を行う場合には、第１の弁５、第３の弁１３および
第４の弁１６を開放し、第２の弁１２を閉止する。な
お、第４の弁１６および第１の弁５は、原液導入管１０
および補助帰還路１５Ａを流れる原液Ｌの流量を調整す
る働きを有する。その他の構成は、図１に示す第一の実
施例と同様であり、同一部分または相当部分に同一符号
を付して、その説明を省略する。
て、ポンプ３の下流には、原液導入管１０から分岐した
補助帰還路１５Ａが設けられており、この補助帰還路１
５Ａには、第４の弁１６および温度調節手段１４が設け
られている。この補助帰還路１５Ａはストックタンク１
内に開口している。この第二の実施例において、原液Ｌ
を浄化する場合には、第４の弁１６および第３の弁１３
を閉止し、第１の弁５および第２の弁１２を開放する。
この場合、上記第一実施例と同様、第３の弁１３を開放
しておけば循環方式の濾過を行うことができる。また、
洗浄を行う場合には、第１の弁５、第３の弁１３および
第４の弁１６を開放し、第２の弁１２を閉止する。な
お、第４の弁１６および第１の弁５は、原液導入管１０
および補助帰還路１５Ａを流れる原液Ｌの流量を調整す
る働きを有する。その他の構成は、図１に示す第一の実
施例と同様であり、同一部分または相当部分に同一符号
を付して、その説明を省略する。
【００１５】なお、図１の第一実施例では、図２におけ
る補助帰還路１５Ａがなくなり、システムの構造が簡単
になるという利点がある。
る補助帰還路１５Ａがなくなり、システムの構造が簡単
になるという利点がある。
【００１６】つぎに、本発明の効果をより明瞭にするた
めに、以下に、試験例および比較例を示す。 試験例 図１に示された濾過装置に有効膜面積４ｍ2 の中空糸型
膜モジュール７を取り付け、濾過および９０℃の熱水洗
浄の繰り返しテストを５０回実施した。なお、装置全体
の昇温、冷却時間はそれぞれ３０分とした。ストックタ
ンク１と膜モジュール７に温度計を設置して、昇温中の
温度を測定したところ、殆ど同じ上昇曲線を示した。熱
水洗浄終了後、膜モジュール７のリーク検査を実施した
ところ、膜のリークやモジュールの破損は認められなか
った。
めに、以下に、試験例および比較例を示す。 試験例 図１に示された濾過装置に有効膜面積４ｍ2 の中空糸型
膜モジュール７を取り付け、濾過および９０℃の熱水洗
浄の繰り返しテストを５０回実施した。なお、装置全体
の昇温、冷却時間はそれぞれ３０分とした。ストックタ
ンク１と膜モジュール７に温度計を設置して、昇温中の
温度を測定したところ、殆ど同じ上昇曲線を示した。熱
水洗浄終了後、膜モジュール７のリーク検査を実施した
ところ、膜のリークやモジュールの破損は認められなか
った。
【００１７】比較例 図３に示された従来の濾過装置に上記試験例で使用した
のと同じ有効膜面積４ｍ2 の中空糸型膜モジュールを取
り付け、濾過および９０℃の熱水洗浄の繰り返しテスト
を５回実施した。なお、装置全体の昇温、冷却時間はそ
れぞれ上記試験例と同様に３０分とした。ストックタン
ク５０と膜モジュール５２の入口の昇温中の温度を測定
したところ、膜モジュール５２の入口の温度はわずか２
分で９０℃近くまで達しており、膜モジュール５２に流
入する原液の温度が急上昇していることが分かった。さ
らに、熱水洗浄終了後、膜モジュール５２のリーク検査
を実施したところ、膜にリークが発生していた。リーク
箇所を調べたところ、中空糸の付け根が７本折れてい
た。
のと同じ有効膜面積４ｍ2 の中空糸型膜モジュールを取
り付け、濾過および９０℃の熱水洗浄の繰り返しテスト
を５回実施した。なお、装置全体の昇温、冷却時間はそ
れぞれ上記試験例と同様に３０分とした。ストックタン
ク５０と膜モジュール５２の入口の昇温中の温度を測定
したところ、膜モジュール５２の入口の温度はわずか２
分で９０℃近くまで達しており、膜モジュール５２に流
入する原液の温度が急上昇していることが分かった。さ
らに、熱水洗浄終了後、膜モジュール５２のリーク検査
を実施したところ、膜にリークが発生していた。リーク
箇所を調べたところ、中空糸の付け根が７本折れてい
た。
【００１８】
【発明の効果】本発明により提供される濾過装置にあっ
ては、温度調節手段によって温度変化させた原液をスト
ックタンクに帰還させて、上記温度変化した原液と上記
ストックタンク内の原液とを混合させるので、原液の温
度変化が希釈される。そして、この温度変化が希釈され
た原液を導入路から膜モジュールに導くので、膜モジュ
ールに導入される原液の温度変化が小さくなり、急激な
温度変化による膜モジュールの損傷を防止することがで
きる。
ては、温度調節手段によって温度変化させた原液をスト
ックタンクに帰還させて、上記温度変化した原液と上記
ストックタンク内の原液とを混合させるので、原液の温
度変化が希釈される。そして、この温度変化が希釈され
た原液を導入路から膜モジュールに導くので、膜モジュ
ールに導入される原液の温度変化が小さくなり、急激な
温度変化による膜モジュールの損傷を防止することがで
きる。
【００１９】本発明により提供される濾過装置は、熱水
を用いて洗浄を行う必要がある用途や、原液の温度をコ
ントロールする必要がある用途のいずれにおいても使用
できる。
を用いて洗浄を行う必要がある用途や、原液の温度をコ
ントロールする必要がある用途のいずれにおいても使用
できる。
【図１】本発明の第一の実施例に係る濾過装置の概略構
成図である。
成図である。
【図２】本発明の第二の実施例に係る濾過装置の概略構
成図である。
成図である。
【図３】従来の濾過装置を示す概略構成図である。
１…ストックタンク、７…膜モジュール、７ａ…一次
側、７ｂ…二次側、１４…温度調節手段、１５…帰還
路、１５Ａ…補助帰還路、Ｌ…原液。
側、７ｂ…二次側、１４…温度調節手段、１５…帰還
路、１５Ａ…補助帰還路、Ｌ…原液。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 65/00 B01D 61/12 B01D 61/22
Claims (2)
- 【請求項１】 ストックタンク内の原液を膜モジュール
の一次側から導入して二次側へ取り出すことにより原液
を浄化する濾過装置であって、 上記原液の温度を変化させる温度調節手段と、 この温度調節手段により温度変化させた原液を上記スト
ックタンクに帰還させる帰還路と、 上記温度変化した原液と上記ストックタンク内の原液と
が混合されて温度変化の希釈化された原液を上記膜モジ
ュールに導く導入路とを備えたことを特徴とする濾過装
置。 - 【請求項２】 請求項１において、上記温度調節手段は
上記膜モジュールからストックタンクに至る帰還路に設
けられていることを特徴とする濾過装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23548193A JP3318403B2 (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | 濾過装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23548193A JP3318403B2 (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | 濾過装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0760077A JPH0760077A (ja) | 1995-03-07 |
| JP3318403B2 true JP3318403B2 (ja) | 2002-08-26 |
Family
ID=16986706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23548193A Expired - Fee Related JP3318403B2 (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | 濾過装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3318403B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6405174B2 (ja) * | 2014-09-24 | 2018-10-17 | 日機装株式会社 | 中空糸膜モジュール |
-
1993
- 1993-08-27 JP JP23548193A patent/JP3318403B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0760077A (ja) | 1995-03-07 |
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