JPH0255098B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一連に並んだ複数の膜過ユニツト
の洗浄および清浄化方法並びに装置に関する。

この膜過ユニツトの各々は循環ポンプを有す
る回路の一部をなしていて、精製されるべき液体
が各回路の対応する膜過ユニツトに供給され、
汚れた液体がユニツトから放出され、汚れた液体
は後続の回路に供給されるか、またはそのまま排
出される。次いで、洗浄用物体を含んでいるかま
たは含まない洗液を該一連に並んだ膜過ユニツ
トを通して導入する。

直列に並んだ複数個の膜過ユニツトを洗浄お
よび清浄化するこのタイプの方法は当技術分野で
は既知である。膜過ユニツトの使用の間に、精
製すべき液体と接触する膜表面に不純物が蓄積す
る。この不純物の存在は膜作用の低下を生ぜしめ
うる。前記不純物の除去のためには膜過ユニツ
トの前記膜の恒常的洗浄および清浄化が必要であ
る。

往々にして前記洗浄および清浄化は膜過ユニ
ツトの膜中での微生物の増殖を阻止するために消
毒剤を用いて行なわれる。そして上記した不純物
の蓄積が生ずると、膜過操作の間に生じる高温
のために微生物の成長が促進されてその増殖を招
き、この微生物の増殖によつて他の多くの不利な
問題が生ずる。

洗浄および清浄化効果はチユーブ状の膜におい
ては膜に対して機械的清浄化作用を示す球形体を
洗浄液中に包含させることによつて改善すること
ができる。ヘリクス状に巻かれた膜モジユールよ
りなる膜ユニツトにおいては、後の段階では消毒
剤を含有したものでありうる洗浄液体のみが使用
される。

一連に並んだ複数個の膜過ユニツトの既知の
洗浄法においては、一連に並んだ種々の膜過ユ
ニツトに対する洗液の分離のために特別の手段を
とらなくてはならず、そのために種々の異なつた
連続膜過ユニツトを通して洗液を導入するため
には特別のバルブが適用されなくてはならないと
いう不利点が生ずる。更に前記の既知の膜過ユ
ニツトの洗浄方法は多大のエネルギーを必要とす
る。

本発明は前記の不利点が生ずることなしに一連
に並んだ複数個の過ユニツトを洗浄および清浄
化するための方法および装置を提供することを目
的としている。

この目的は循環ポンプの前以て定められたポン
プ容量を超える多量の洗液を回路に供給するよう
にした本発明によつて達成される。

かかる方法を採用したことによつて、個々の膜
過ユニツトを通過した後の洗液を排出するため
に開き又は閉じられる特定の開閉バルブを使用せ
ずに、該循環ポンプが膜過ユニツトを通して洗
液を完全に供給することができる。

これによつて、通常の作動状態（過操作）か
ら洗浄操作への切換え、そして洗浄操作から通常
の作動状態への切換えが非常に容易になる。

本発明の装置は少数のバルブしか備えていない
ので、極めて安価であり、処理の中断が生じにく
く、しかもバルブの制御を極めて容易に行うこと
ができる。

更に、洗浄操作への切換えがより速やかに行え
ることによつて必要な洗液の量も少なくてすむ。

洗浄時の流速が高いことにより洗浄を短時間で
行うことができ、それによつて装置の温度低下が
少なくなり、しかも洗浄剤の消費も少なくなる。

酵素を含有する洗液では酵素を有効に働かせる
ために非常に限られた温度範囲が必要とされるの
で、かかる場合には本発明の装置では温度が実質
的に一定に保たれるという事実は極めて重要であ
る。この点に関しては、回路ポンプが作動状態に
あつて熱を放散していることによつて装置の低下
が回避されるためである。

洗液は回路で結ばれた循環ポンプ導入口と各膜
過ユニツトの排出口との間に位置する洗液入口
地点で回路に供給され、一方該洗液は該洗液入口
地点と各膜過ユニツトの排出口の間に位置する
地点で回路から排出される。

このような構成によつて、本発明では循環ポン
プが洗液を膜過ユニツトを通してポンプ輸送す
るとともに、一方該循環ポンプが相当する膜過
ユニツトを通つた後に洗液を回路から排出するよ
うになつており、その結果、洗液が循環ポンプに
再導入されないようになる。また、循環ポンプの
ポンプ容量を超えた洗液の一部は回路の入口から
入つて回路の洗液出口から排出される。そして、
本発明ではそれによつて膜過ユニツトの最大の
清浄化が達成される。

本発明はまた、各ユニツトが循環ポンプを包含
する回路中に包含されそして各回路がそれぞれの
ユニツトに精製すべき液体を供給するための回路
導入口と、回路から不純な液体を排出させるため
の回路排出口を設けられており、そしてその回路
排出口が次の回路にかまたは装置排出口および洗
液導入口に接続されている。一連（直列）に配列
された複数個の膜過ユニツトを洗浄および清浄
化するための装置を有しており、而してその装置
は洗液が供給される回路の循環ポンプの予め定め
られたポンプ容量を越えたポンプ容量を有する洗
液導入ポンプを包含している。

前記において膜過ユニツトなる表現が使用さ
れる限りは、そのような表現は限外過に使用さ
れるユニツトおよび逆浸透圧に使用されるユニツ
トと理解されたい。

本発明を添付図面の具体例に関して説明するが
これは本発明の方法の実施のための装置を模式的
に示すものである。

添付図面は一連に並べた膜過ユニツト１，２
および３を包含する装置を示している。各膜過
ユニツトはそれ自体は既知の多数の圧力支持性パ
イプを包含しているがそのパイプの内側にはその
内側に過膜を支持している不織チユーブが設け
られている。前記過膜はセルロースアセテート
よりなるものでありうるがしかしまたそれはその
他の高分子物質でありうる。しかしながら、圧力
支持性パイプの代りに膜過ユニツト中にヘリク
ス（螺旋）状に巻いた精製すべき液体の精製作用
をなす膜過ユニツトを包含させうることは明白
である。

膜過ユニツト１は、膜過ユニツト排出口３
５を経て回路６に接続し、この回路６は膜過ユ
ニツト導入口３６に流入する。図面からわかるよ
うに、膜過ユニツト２は膜過ユニツト排出口
３５′を経て回路７と接続し、これは次いで膜
過ユニツト導入口３６′を経て膜過ユニツト２
に接続されている。

最後に膜過ユニツト３は、排出口３５″を経
て、膜過ユニツト導入口３６″に流入する回路
８に接続している。

各回路６，７，８は循環ポンプ１２を包含して
いるがこれは回路およびそれに接続した膜過ユ
ニツトに流体をポンプ給送するものである。

第１膜過ユニツト１に接続された回路６には
回路導入口９および回路排出口１３が設けられて
いる。前記回路排出口１３は膜過ユニツト排出
口３５と循環ポンプ１２との間に位置されてお
り、一方回路導入口９は前記回路排出口１３と前
記循環ポンプ１２との間に位置している。

連続ライン部分１６が回路導入口９と回路排出
口１３との間にあつて閉鎖回路６を形成させてい
る。

第１回路６の回路排出口１３はライン３３によ
つて、同様に第２回路排出口１４を設けられてい
る第２回路７の回路導入口１０に接続されてい
る。第２回路７の導入口１０および排出口１４
は、第１回路６における回路導入口９および回路
排出口１３と同一の様式で設けられている。第２
回路７の排出口１４および導入口１０はライン部
分１７によつて相互に接続されている。

第２回路の排出口１４はライン３４を経て第３
回路８の導入口１１に流入する。この第３の回路
８には、同様に、バルブ２２を有する排出ライン
１９に接続された排出口１５が設けられている。
排出ライン１９はバルブ２２のどちらかの側でラ
イン１９に流入するライン２１に接続されてい
る。前記ライン２１は更にバルブ２０を包含して
いる。

第３回路の導入口１１および排出口１５はライ
ン部分１８によつて相互に接続されている。

第１回路６の導入口９は高圧ポンプ３２に接続
されている主供給ライン５に接続されており、こ
の高圧ポンプは精製すべき液体の供給用の液体供
給ライン３′に接続されている。ライン３′はバル
ブ４を包含している。

この装置は更に遠心ポンプの形態である洗液導
入ポンプ２４に接続している洗液導入装置２３を
包含している。この遠心ポンプはライン部分２８
を経て、前記バルブ４と高圧ポンプ３２との間で
供給導入ライン３′に流入する分枝ライン２７に
流入するライン２５に接続している。他方ライン
２５はバルブ３０を包含するライン部分２６を通
つて供給ライン５に流入する。

膜過ユニツトの洗浄および清浄化のためには
次のように操作する。

バルブ３０および３１を閉じて洗液用の遠心ポ
ンプ２４を作動させて、ライン２５を洗液で満た
す。前記洗液は次いで分枝ライン部分２７を通つ
てバルブ３１の方に流れていく。このバルブ３１
は相対的圧力により開き、同時に液体導入バルブ
４が閉じる。前記液体導入バルブ４を閉じた後、
バルブ３０を開いてライン部分２８およびライン
部分２６を通して、供給された洗液が導入ライン
５に流入するようにする。回路導入口９に供給さ
れる洗液の量は洗液供給量が循環ポンプ１２の予
め定められたポンプ容量を越えるように選ばれ
る。すなわち洗液の一部は接続ライン部分１６を
通つて回路排出口１３の方に向つて移動し、一方
循環ポンプ１２は導入口９を通つて入つてきた液
体を第１膜過ユニツトにポンプ給送する。排出
口３５を経て前記膜過ユニツト１を通過した
後、その洗液は第１回路６の回路排出口１３を経
て流出し、そして次いでライン３３を経て第２回
路７の導入口１０に流れる。比較的低圧の洗液が
使用されているので実質的には液体は全く膜から
逃げていかないのであるから、導入口１０にもま
た、循環ポンプ１２の予め定められたポンプ容量
を越えた量の洗液が供給される。第２回路７の循
環ポンプもまた第２膜過ユニツト２を通して洗
液ポンプ給送する。この洗液は膜過ユニツト排
出口３５′を通りそして第２回路の回路排出口１
４から出ていく。導入口１０には循環ポンプ１２
のポンプ容量を越えた量の洗液が供給されるので
あるから、洗液はライン１７を経て排出口１４の
方にも流れる。従つて過剰の液体は非常に便利な
方法で洗液により追出される。第２回路７の排出
口１４を通つて放出された洗液はライン３４を経
て第３回路８の導入口１１に流れ、そして第３膜
過ユニツト３を通過した後では次いで第３回路
８の排出口１５を経て流れる。前記した洗液の除
去は、バルブ２０および２２を開くことにより容
易に実施しうる。第３回路８の導入口１１に導入
される洗液の量もまた、第３回路８中にある循環
ポンプ１２のポンプ容量を越えているのであるか
ら、洗液は接続ライン１８を通つて第３回路８の
排出口１５の方に流れる。排出口１５を逃れた洗
液はライン１９に達する。

洗浄および清浄化操作の間高圧ポンプ３２は本
発明による装置の場合のように作動継続させるこ
とができるが、閉開バルブ２０および２２が開い
ているので高圧は多分生ぜしめられない。

前記高圧ポンプをそれ以上の洗浄操作の間停止
させておくことができることは云うまでもない。

供給洗液量の約５〜10％がそれぞれ接続ライン
１６，１７，１８を経てそれぞれの排出口１３，
１４，１５の方に流れるように、導入口９，１０
または１１に供給すべき液体の量を選択すること
が一般に推奨される。残りの洗液は、循環ポンプ
１２によつてそれぞれそれに続く膜過ユニツト
１，２，３を通してポンプ給送される。

洗液は例えば３気圧の圧力を与える遠心ポンプ
によつて供給される。膜過の間操作可能である
前記高圧ポンプは系に例えば３８気圧の圧力を与
えうる。勿論後者はバルブ２０，２２がそれぞれ
開放しているかまたは閉鎖しているかに依存す
る。

全設備を洗浄および清浄化した後、バルブ３０
および３１を閉じそして液体導入口４を再開放
し、一方排出ライン１９のバルブ２２も閉鎖す
る。バルブ２０および２２の両方を一緒にしたよ
りも少ない洗液しかバルブ２０を通つて出ていく
ことはできないのであるから、前記洗液は高圧ポ
ンプ３２が作動している場合には高圧を受ける。
精製すべき供給液体はライン３′を通つて流れそ
してライン５を経て第１回路６の導入口９に達
し、その後で前記液体は循環ポンプにより循環さ
れる。前記循環ポンプ作動の間に、透過物が膜を
通過し、その後でより不純な液体がライン３３を
経て第２回路７の方に流出する。そして第２の膜
過ユニツト２を通過した後、更により不純な液
体がライン３４を経て第３回路８に流入する。

３個の膜過ユニツトに代えてより多数または
少数のユニツトを使用しうることは明白である。

回路ポンプ１２のポンプ容量は例えば123cm³／
ｈであり、一方遠心ポンプ２４の能力は130m³／
ｈである。

高圧ポンプ３２は例えば23〜40m³／ｈの範囲の
容量を有しておりそして精製すべき液体の圧力を
15気圧から38気圧に上昇させうる。

前記のことから、循環ポンプ１２によつてポン
プ送りされない余剰の液体はそれぞれ接続ライン
１６，１７，１８を通つてそれぞれ自動的に排出
口１３，１４，１５に達するのであるから、適当
量の洗液を導入口９に供給することによつて接続
ライン１６，１７，１８のそれぞれには特別のバ
ルブを設ける必要はない。

膜をまた機械的手段例えばプラスチツク球体に
よる清浄化作用にかける場合には、前記清浄化作
用球体はライン２９を通して供給することがで
き、そして全設備を通過した後、前記球体は清浄
化作用球体保存容器３７に回収され、そして前記
容器３７から再び出発してライン５に再導入させ
ることができる。

所望により洗液には化学的洗浄剤または消毒剤
を加えることができる。

完全さのためには、第１回路６に130m³／ｈの
液体を供給する場合には同一量をそれぞれ第２回
路２および第３回路３に供給できることが観察さ
れている。各回路の循環ポンプ１２は123cm³／ｈ
のポンプ容量を有している。

洗液による洗浄は低圧で実施される間に膜上の
不純物層をゆるめることを伴なうバツクフラツシ
ユ効果が観察され、他方前記不純物のより良好な
除去が行なわれる。

前記記載においては、通常の作動条件下に回路
ポンプによりポンプ給送される液体量より大なる
量の洗液を回路に供給するための追加の洗液導入
ポンプ２４が使用されている。

しかしまた、回路ポンプ１２の容量を高圧ポン
プ３２の容量より低くなるまで低下させることに
よつても所望の効果を得ることが可能である。洗
液による洗浄化操作の間低下された圧力を得るた
めには、終端排出ライン１９のバルブ２０および
２２をより開放させなくてはならない。

本発明においては洗浄操作は低圧力および高流
速を以つて行なわれるから、洗浄は非常に有効で
あり、その結果１日当りより少数の洗浄操作しか
必要ではなくなる。

洗浄時間が短かい故に中間洗浄を実施するより
大なる傾向がある。洗浄は約180秒（２×90秒）
で実施することができるので、その傾向はより大
である。

【図面の簡単な説明】

添付図面は一連に並べた膜過ユニツト１，２
および３を包含する装置を示している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 循環ポンプ１２を有する各回路６，７，８の
   一部をなしている一連に並んだ複数の膜過ユニ
   ツト１，２，３を通して洗浄用物体を含むかまた
   は含まない洗液を供給して該複数の膜過ユニツ
   ト１，２，３を洗浄および清浄化する方法であつ
   て、各循環ポンプ１２のポンプ容量を超えて一定
   量の洗液を回路６，７，８に供給し、洗液を循環
   ポンプ入口および各膜過ユニツト出口３５，３
   ５′，３５″の間に位置する入口地点９，１０，１
   １で回路６，７，８に供給し、そして洗液を該洗
   液入口９，１０，１１および各膜過ユニツト出
   口３５，３５′，３５″の間に位置する地点１３，
   １４，１５で回路６，７，８から排出させること
   を特徴とする一連に並んだ複数の膜過ユニツト
   の洗浄および清浄化方法。 ２ 最終排出口１９の流れ開口部を洗浄および清
   浄化操作の間拡大する特許請求の範囲第１項に記
   載の方法。 ３ 洗液供給ポンプ２４によつて洗液を最初の回
   路６に供給する特許請求の範囲第１項または第２
   項に記載の方法。 ４ 洗液の少なくとも一部が高圧供給ポンプ３２
   を通過する特許請求の範囲第１〜３項のいずれか
   １項に記載の方法。 ５ 循環ポンプの容量よりも約５〜10％多い洗液
   を回路の入口に供給する特許請求の範囲第１〜４
   項のいずれか１項に記載の方法。 ６ 洗浄および清浄化操作中、回路の入口９，１
   ０，１１と回路の出口１３，１４，１５の間を開
   通状態に保持する特許請求の範囲第１〜５項のい
   ずれか１項に記載の方法。 ７ 循環ポンプ１２の出力を高圧供給ポンプ３２
   の出力よりも低くしておく特許請求の範囲第１項
   に記載の方法。 ８ 一連に並んだ複数の膜過ユニツト１，２，
   ３を備え、膜過ユニツト１，２，３の各々は循
   環ポンプ１２を有する各回路６，７，８中に設け
   られており、各回路６，７，８は液体を各膜過
   ユニツトに供給するための回路入口９，１０，１
   １および液体を回路から排出するための回路出口
   １３，１４，１５を有し、回路出口が後続の回路
   の入口に接続されているか又は装置の排出口に接
   続されている一連に並んだ複数の膜過ユニツト
   １，２，３を洗浄および清浄化する装置であつ
   て、洗液を供給される循環ポンプ１２のポンプ容
   量を超えるポンプ容量を有する洗液供給ポンプ２
   ４を備え、回路６，７，８の入口９，１０，１１
   が各循環ポンプ１２とそれに関連する膜過ユニ
   ツト１，２，３との間に設けられ、そして回路出
   口１３，１４，１５が各回路入口９，１０，１１
   と各膜過ユニツトの出口３５，３５′，３５″の
   間に位置することを特徴とする膜過ユニツトの
   洗浄および清浄化装置。 ９ 終端排出ライン１９に二つの開閉バルブ２
   ０，２２を並列に設けてある特許請求の範囲第８
   項に記載の装置。 １０ 洗液供給部２５に分枝ライン２７を設け、
   分枝ライン２７はライン２８を通つて高圧ポンプ
   ３２と液体開閉バルブ４の間に位置する地点で導
   入ライン３′中に流出し、一方洗液供給部２５は
   ライン部２６を通つて高圧ポンプ３２の導出側に
   接続したライン５中に流出し、そしてライン２７
   とライン２８に開閉バルブ４が設けられている特
   許請求の範囲第８項または第９項に記載の装置。 １１ 開閉バルブ３１と開閉バルブ４が協働して
   開閉バルブ３１が充分に開いた後に液体開閉バル
   ブ４が完全に閉じる特許請求の範囲第８〜１０項
   のいずれか１項に記載の装置。 １２ 洗浄用物体供給用の導入部２９が洗液導入
   ライン５中に導かれている特許請求の範囲第８〜
   １１項のいずれか１項に記載の装置。