JPH0143563B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は平板型限外過装置を用いて主として
紙パルプ排液を濃縮する際のモジユールの閉塞を
防止する方法に関するものである。 近年省エネルギー、省資源を目的として限外
過法による排液の濃縮、有価物の回収が各工業に
応用され始めている。紙パルプ工業においても公
害対策としての排液の濃縮やリグニン製品の製造
などに限外過法が応用されて来つつある。使用
するモジユールのタイプとしては平板型、チユー
ブ型、中空糸型、スパイラル型、ホロフアイバー
型などがあり、各々一長一短があるが、特に平板
型は装置がコンパクトであり原排液の汚れに対し
て比較的強いことから紙パルプ工業においても使
用実績が増加しつつある傾向にある。また平板モ
ジユールの構造としては数種のタイプがあるが、
本発明は基本構造は第１図に示す如き構造から成
り立つていて、膜が並列に連結された平板型限外
過装置に関するものである。 一方、紙パルプ排液はコロイド、微細な懸濁物
質などを多量に含んでいるため之からの物質が膜
面を汚染して単位時間当りの透過液量（フラツク
ス、／m²・hr）を低下させ長時間通液後モジユ
ールの閉塞を起こす恐れがあるので特に注意が必
要である。 第１図に本発明の平板型モジユールの膜式図を
示したがモジユールは数セクシヨンから成つてお
り、各セクシヨン７は“対”になつた膜１が数拾
枚セツトされている。液の流れを観ると循環液２
は循環液流路３を経て対になつた各々の膜１に分
配される。膜１を通過した透過液は系外に放流さ
れ、循環液２は再び次のセクシヨン７へ送られ
る。この様に順次排液を必要濃縮倍率に応じて濃
縮する。この様な処理の場合、膜内を通過する循
環液量が特に重要であり、循環流量が多いと膜面
での液の流速が速くなるので膜面汚染が起こり難
く、フラツクスも高くなる。また循環流量が少な
いと逆の傾向となりフラツクスの低下が著しくな
る。 一方、限外過法運転時の圧力は通常、数Kg／
cm²〜拾数Kg／cm²の範囲である。この様な条件下で
は一つのセクシヨン内では静圧と動圧に差が生じ
るため静圧分布が生じる。静圧分布が生じると必
然的に各々の膜内を通過する循環流量に分布が生
じる。即ち同一セクシヨン７内ではセクシヨン７
の出口６側で静圧が大きくなり、従つて循環流量
も多くなる。またセクシヨンの入口５側では静圧
が小さくなるため膜内の循環流量も小さくなる。
また膜面汚染、フラツクスと循環流量とは密接な
関係があり、特に紙パルプ排液の様に膜面汚染を
起こし易い排液では循環流量が大きい程膜面汚染
は少なく、フラツクスは大であり、循環流量が少
ない程その逆の傾向となる。従つて第１図に示し
た様な平板型モジユールで紙パルプ排液を濃縮す
ると各セクシヨン７の入口５側では膜面汚染は大
でフラツクスは低く、出口側では膜面汚染は少な
くフラツクスは大となる。 排液の限外過法による濃縮において、一定時
間通液すると膜面が汚れて来るので薬剤で洗浄す
るのが一般的である。この薬剤洗浄時にも通液時
と同じ様に各セクシヨンの出口６側に多く流れる
ため本来汚染の激しいセクシヨン７の入口５側に
おいて薬剤の流れる量が不足して来る。従つて膜
汚染は徐々に蓄積し最終的にはセクシヨンの入口
側ではモジユールが閉塞することになる。 之等の点に鑑み鋭意検討を重ねた結果、セクシ
ヨン７内で循環液を均等に分布し膜面汚染物の蓄
積、モジユールの閉塞を防止する方法を見出し本
発明を完成した。更にその結果として各セクシヨ
ン７内に循環液２が均一に分配されるためフラツ
クスの分布も非常に少なくなり第２図に示したセ
クシヨン７内のフラツクス分布図の様に各セクシ
ヨン内の平均フラツクスも上昇するという相乗効
果のあることも明らかになつた。 以下に本発明を更に詳しく説明する。 之までの検討結果より循環液量及びフラツクス
分布が生じるのは循環液流路３内に静圧分布が発
生するためであることが判明した。 そこで静圧分布を解消するため種々の検討を行
なつた結果、第３図に示した様なスパイラル８、
第４図に示した様な突起物１０を循環液流路３の
流入部に挿入することにより膜内に均一に循環液
２が分配されることを見出した。このスパイラル
８若しくは突起物１０の機能は循環液流路３内で
の抵抗を変えることによりセクシヨン７内での静
圧分布を同じにするものである。この様なスパイ
ラル８や突起物１０の挿入によつてモジユール全
体としての圧損が増加するという危惧があるが、
平板型モジユールの圧損の大部分は膜通過時に起
こるものであつて流路内へのスパイラル８や突起
物１０の挿入による圧損は僅かであり、実際操業
には殆んど支障はない。なお実装置においては各
膜内の循環流量を夫々チエツクすることは困難で
ある。 しかしながら循環流量が変わればフラツクスも
変わることを利用すれば循環流量がどの程度分布
しているかを推察することが可能である。即ち各
膜１のフラツクス測定によつて逆に循環流量を推
定することが出来る。第２図の曲線Ａに改良前の
セクシヨン内のフラツクス分布曲線を示すがセク
シヨン７の入口５、出口６ではフラツクスに非常
に大きな差のあることが判る。このことは循環流
量に分布があることを示しているが、之等の現象
はセクシヨン７内での静圧分布に起因する。特に
セクシヨン７の入口５側では循環流量が少ないた
め膜面汚染が激しく、この状態で長時間運転を継
続するとセクシヨン入口５側では膜面汚染物の蓄
積によりモジユールが閉塞して来る。 一方、循環液流路３内に本発明のスパイラル８
若しくは突起物１０を挿入すると第２図における
直線Ｂの様になる。即ちセクシヨンの入口５と出
口６でのフラツクスの差は殆んど無く、即ち循環
液２が各膜１内に均等に分布されれば排液の通液
時に局所的に膜１が汚染されることなく、また薬
剤洗浄においても均一に膜１が洗浄されるため膜
面汚染物のモジユール内への蓄積は殆んど無くな
りモジユールが閉塞する恐れも解消された。また
第２図から明らかな様にセクシヨン７内のフラツ
クス分布を均一にすることにより平均フラツクス
も上昇するという相乗効果も明らかになつた。 以上の様に平板型モジユールにおいて循環液流
路内にスパイラルまたは突起物を挿入することに
よりモジユールの閉塞防止、フラツクスの上昇効
果が明らかになつたが、之等の効果を更に明らか
にするため、以下に実施例を挙げて説明する。 実施例 １ 晒クラフトパルプ製造工程より発生するアルカ
リ抽出排液を用い、平板型限外過モジユール
（DDS社製35−42型）の循環液流路内に第３図に
示すスパイラルを挿入後、通液―洗浄（通液
47hr、洗浄1hr）のサイクルを繰り返した。１サ
イクル後、50サイクル後のセクシヨン内の入口
側、出口側の膜面に付着した汚染物量、平均フラ
ツクスを表１に示すが、１サイクル後セクシヨン
の入口側、出口側における膜面付着した汚染物質
の差は殆んど無く、また50サイクル後においても
膜面に付着した汚染物量の増加は殆んど無く、平
均フラツクスの低下も殆んど無かつた。

【表】 実施例 ２ 平板型限外過モジユール（DDS社製35―42
型）の循環液流路内に第４図に示す突起物を挿入
後、実施例１と同様に通液―洗浄（通液47hr、洗
浄1hr）のサイクルを繰り返した。１サイクル後、
50サイクル後のセクシヨン内の入口側出口側の膜
面に付着した汚染物量、平均フラツクスを表２に
示すが、１サイクル後のセクシヨンの入口側、出
口側における膜面に付着した汚染物量の差は殆ん
ど無く、また50サイクル後においても膜面に付着
した汚染物量の増加は殆んど無く、平均フラツク
スの低下も殆んど無かつた。

【表】 比較例 １ 平板型限外過モジユール（DDS社製35―42
型）を用い、実施例１と同様に通液―洗浄（通液
47hr、洗浄1hr）のサイクルを繰り返した。１サ
イクル後のセクシヨン内の入口側、出口側の膜面
に付着した汚染物量、平均フラツクスを表３に示
すが、１サイクル後既にセクシヨン入口側で膜面
汚染物量が多く50サイクル後、更に増大し、閉塞
に近い状態となつた。また平均フラツクスも50サ
イクル後で低下の傾向であつた。

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図は平板型モジユールの膜式図、第２図は
セクシヨン内のフラツクス分布を示す図、第３図
はスパイラルとその挿入図、第４図は突起物とそ
の挿入図を示す。 図中、直線Ｂ：改良後、曲線Ａ：改良前、１：
膜、２：循環液、３：循環液流路、４：スパイラ
ル挿入部、５：入口、６：出口、７：セクシヨ
ン、８：スパイラル、９：突起物挿入部、１０：
突起物。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 平板型限外過装置を用いて排液を濃縮する
   に際し、循環液の流路に静圧分布を均一化する構
   造物を挿入することを特徴とする平板型限外過
   装置の閉塞防止法。 ２ 排液が紙パルプ製造工程から発生した排液で
   ある特許請求の範囲第１項記載の平板型限外過
   装置の閉塞防止法。 ３ 静圧分布均一化構造物がスパイラルである特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の平板型限
   外過装置の閉塞防止法。 ４ 静圧分布均一化構造物が突起物である特許請
   求の範囲第１項または第２項記載の平板型限外
   過装置の閉塞防止法。