JPH04271819A - 濾過膜の再生方法 - Google Patents
濾過膜の再生方法Info
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- JPH04271819A JPH04271819A JP3323291A JP3323291A JPH04271819A JP H04271819 A JPH04271819 A JP H04271819A JP 3323291 A JP3323291 A JP 3323291A JP 3323291 A JP3323291 A JP 3323291A JP H04271819 A JPH04271819 A JP H04271819A
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Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、濾過膜の再生方法に関
するものであり、特に大きい膜透過流束を維持するため
に逆洗を周期的に行う新しいデッドエンド型濾過方法に
関するものである。本発明の膜の再生方法は、種々の高
分子、微生物、酵母、微粒子を含有あるいは懸濁する流
体の分離、精製、回収、濃縮などに用いられる膜に適用
され、特に微細な微粒子を含有する流体を濾過したとき
に起きる粒子による目詰まりを再生する場合に有効に適
用することができ、
するものであり、特に大きい膜透過流束を維持するため
に逆洗を周期的に行う新しいデッドエンド型濾過方法に
関するものである。本発明の膜の再生方法は、種々の高
分子、微生物、酵母、微粒子を含有あるいは懸濁する流
体の分離、精製、回収、濃縮などに用いられる膜に適用
され、特に微細な微粒子を含有する流体を濾過したとき
に起きる粒子による目詰まりを再生する場合に有効に適
用することができ、
【0002】
【従来の技術】精密濾過あるいは限外濾過においては膜
を用いて微粒子を分離する場合に、濃度分極の影響によ
りケーク層が生じて透過流体の流れに抵抗が生じ、また
膜の目詰まりによる抵抗が大きくなって膜透過流束が急
激にかつ著しく低下してしまうという問題があり、これ
が精密濾過あるいは限外濾過の実用化を妨げる最大の原
因であった。またそれに用いられる膜は汚染されやすく
、その防止対策が必要である。濾過方法としては、濾過
されるべき全ての流体が濾材(濾布や膜など)とケーク
層を通過して流体中に含まれている微粒子を分離するい
わゆるデッドエンド型濾過方式がある。この従来のデッ
ドエンド型濾過方式では流体が通過して懸濁物質が濾過
膜の内部に捕捉されて分離される段階では高い透過流束
が得られるが、濾過膜の表面で捕捉される段階になると
ケーク層が形成され、大量の原流体を処理する場合や形
成されるケーク層の比抵抗が極端に高い場合は大きな濾
過抵抗となり、このようなデッドエンド濾過を行うと膜
透過流束が小さくなる。このため、クロスフロー型濾過
方式をすることが考えられた。このクロスフロー型濾過
方式は、濾過膜の膜表面に平行に濾過すべき原流体を流
し、流体は濾過膜を通って反対側へ透過し、この原流体
と透過流体の流れが直交しているためにこのように称さ
れている。このクロスフロー型濾過方法は、膜に平行な
原流体の流れによって膜面上に形成されたケーク層がは
ぎ取られるので従来のデッドエンド型濾過方式に比べて
膜透過流束が大きく、大量の原流体を直接連続的に分離
、精製、濃縮が可能であるが、純水透過流束の大きいす
なわち分画分子量の大きい限外濾過膜や精密濾過膜を用
いた場合は急激に膜透過流束が低下して濾過開始初期の
高い膜透過流束を保つことは困難であった。従来から濾
過によって目詰まりした濾過膜の再生方法として一般的
に用いられているものに、濾過膜の二次側から洗浄用の
液体、または濾過液自体を一次側に流して目詰まりした
物質を洗い流す、いわゆる逆洗と呼ばれる操作が通常行
なわれていた。
を用いて微粒子を分離する場合に、濃度分極の影響によ
りケーク層が生じて透過流体の流れに抵抗が生じ、また
膜の目詰まりによる抵抗が大きくなって膜透過流束が急
激にかつ著しく低下してしまうという問題があり、これ
が精密濾過あるいは限外濾過の実用化を妨げる最大の原
因であった。またそれに用いられる膜は汚染されやすく
、その防止対策が必要である。濾過方法としては、濾過
されるべき全ての流体が濾材(濾布や膜など)とケーク
層を通過して流体中に含まれている微粒子を分離するい
わゆるデッドエンド型濾過方式がある。この従来のデッ
ドエンド型濾過方式では流体が通過して懸濁物質が濾過
膜の内部に捕捉されて分離される段階では高い透過流束
が得られるが、濾過膜の表面で捕捉される段階になると
ケーク層が形成され、大量の原流体を処理する場合や形
成されるケーク層の比抵抗が極端に高い場合は大きな濾
過抵抗となり、このようなデッドエンド濾過を行うと膜
透過流束が小さくなる。このため、クロスフロー型濾過
方式をすることが考えられた。このクロスフロー型濾過
方式は、濾過膜の膜表面に平行に濾過すべき原流体を流
し、流体は濾過膜を通って反対側へ透過し、この原流体
と透過流体の流れが直交しているためにこのように称さ
れている。このクロスフロー型濾過方法は、膜に平行な
原流体の流れによって膜面上に形成されたケーク層がは
ぎ取られるので従来のデッドエンド型濾過方式に比べて
膜透過流束が大きく、大量の原流体を直接連続的に分離
、精製、濃縮が可能であるが、純水透過流束の大きいす
なわち分画分子量の大きい限外濾過膜や精密濾過膜を用
いた場合は急激に膜透過流束が低下して濾過開始初期の
高い膜透過流束を保つことは困難であった。従来から濾
過によって目詰まりした濾過膜の再生方法として一般的
に用いられているものに、濾過膜の二次側から洗浄用の
液体、または濾過液自体を一次側に流して目詰まりした
物質を洗い流す、いわゆる逆洗と呼ばれる操作が通常行
なわれていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】膜を再生して、透過流
束を高める方法としては例えば特開昭64−43305
、特開昭63−126511、特開昭63−12651
3に記載されるようなクロスフロー濾過方式と併用して
濾過膜への原流体の流入を断続的に停止したり、濾過膜
の透過流体側の弁を閉止することにより、濾過膜の膜面
に垂直にかかる圧力を断続的になくすあるいは減少させ
たり、また濾過膜の透過液側から圧力を加え透過液側か
ら原流体側へ流体を流すことによって、濾過膜の原流体
側の膜面上に堆積しているケーク層や付着層を断続的に
取り除く逆洗がなされているが、これら逆洗が行われた
際も濾過膜から脱着した懸濁物質を濾過系内に残してお
くと原流体中の懸濁物の濃度が徐々に増加し、場合によ
っては原流体の粘度も上昇するため膜透過流速が徐々に
低下して逆洗を行っても透過流束が十分回復しない等の
問題があった。また、固形物や流動性の物質などが膜に
強固に付着した場合、逆洗で離脱させることができず、
膜透過流束を十分回復する事ができない場合があった。 一方、懸濁物質を含む流体からなる原流体を供給し濾過
することにより流体と懸濁物質を分離するデッドエンド
型濾過方式において、濾過膜の透過流体側の圧力を原流
体側の圧力より大きくして周期的に短時間逆洗を行い、
原流体側へ通過した逆洗液及び濾過膜から脱着した懸濁
物質を濾過系外へ排出することを特徴とする洗浄方法を
実施する際、洗浄効率を向上させることができる有効な
手段であるが、短時間であるが故、目詰まりした堆積物
や固形物を十分に取り除くことが出来ず、長時間に渡っ
て運転を続けるとやはり濾過流速の低下はかなり大きく
なる。このため、周期的に、短時間逆洗を行うシステム
での有効な逆洗方法の開発が望まれていた。
束を高める方法としては例えば特開昭64−43305
、特開昭63−126511、特開昭63−12651
3に記載されるようなクロスフロー濾過方式と併用して
濾過膜への原流体の流入を断続的に停止したり、濾過膜
の透過流体側の弁を閉止することにより、濾過膜の膜面
に垂直にかかる圧力を断続的になくすあるいは減少させ
たり、また濾過膜の透過液側から圧力を加え透過液側か
ら原流体側へ流体を流すことによって、濾過膜の原流体
側の膜面上に堆積しているケーク層や付着層を断続的に
取り除く逆洗がなされているが、これら逆洗が行われた
際も濾過膜から脱着した懸濁物質を濾過系内に残してお
くと原流体中の懸濁物の濃度が徐々に増加し、場合によ
っては原流体の粘度も上昇するため膜透過流速が徐々に
低下して逆洗を行っても透過流束が十分回復しない等の
問題があった。また、固形物や流動性の物質などが膜に
強固に付着した場合、逆洗で離脱させることができず、
膜透過流束を十分回復する事ができない場合があった。 一方、懸濁物質を含む流体からなる原流体を供給し濾過
することにより流体と懸濁物質を分離するデッドエンド
型濾過方式において、濾過膜の透過流体側の圧力を原流
体側の圧力より大きくして周期的に短時間逆洗を行い、
原流体側へ通過した逆洗液及び濾過膜から脱着した懸濁
物質を濾過系外へ排出することを特徴とする洗浄方法を
実施する際、洗浄効率を向上させることができる有効な
手段であるが、短時間であるが故、目詰まりした堆積物
や固形物を十分に取り除くことが出来ず、長時間に渡っ
て運転を続けるとやはり濾過流速の低下はかなり大きく
なる。このため、周期的に、短時間逆洗を行うシステム
での有効な逆洗方法の開発が望まれていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】我々は、上述した従来技
術で、特に懸濁物質を分離するデッドエンド型濾過方式
において、濾過膜の透過流体側の圧力を原流体側の圧力
より大きくして周期的に短時間逆洗を行い、原流体側へ
通過した逆洗液及び濾過膜から脱着した懸濁物質を濾過
系外へ排出することを特徴とする洗浄方法を実施する際
にあった問題点を解決するために鋭意研究を重ね、実用
性のある高い膜透過流束を保てる濾過膜の再生方法を見
いだすに至った。すなわち本発明は、懸濁物質を含む流
体からなる原流体を供給し濾過することにより流体と懸
濁物質を分離する濾過方式において、膜を洗浄再生する
際に、洗浄効率を向上させるために洗浄液中に炭酸ガス
を含有させることを特徴とした濾過の再生法である。以
下、本発明を詳細に説明する。従来のデッドエンド濾過
では逆洗を行うと濾過器内に濾過膜から脱着した懸濁物
質が徐々に堆積し、しだいに逆洗を行っても透過流束を
十分回復することができなくなるが、本発明の方法によ
ると、逆洗液中に炭酸ガスを溶解させておくことにより
逆洗液が膜表面に堆積、あるいは吸着によって目詰まり
した物質を項か適に取り除く事が可能となる。これは炭
酸ガスが逆洗液の中に過飽和状態に存在すると。逆洗濾
過の過程で二次側から一次側へ逆洗液が通過する過程で
、濾過差圧が減少するに連れて、過飽和状態の炭酸ガス
が発泡してその圧力で堆積物を膜から剥離させることが
できるからである。目詰まりした分離膜を、再生する方
法は、特公平1−42729、特開平1−307407
、特開平1−42726等に記載されている様に、薬品
で処理することにより、堆積物を分解するのが有効とさ
れているが、処理後に充分な洗浄が必要で、実用的には
問題を残している。本発明の逆洗方法はきわめて短時間
の間に膜の洗浄処理を完了することができる。特に、上
述の逆洗を短時間に繰り返し行なう濾過システムにはき
わめて有効な処理方法である。
術で、特に懸濁物質を分離するデッドエンド型濾過方式
において、濾過膜の透過流体側の圧力を原流体側の圧力
より大きくして周期的に短時間逆洗を行い、原流体側へ
通過した逆洗液及び濾過膜から脱着した懸濁物質を濾過
系外へ排出することを特徴とする洗浄方法を実施する際
にあった問題点を解決するために鋭意研究を重ね、実用
性のある高い膜透過流束を保てる濾過膜の再生方法を見
いだすに至った。すなわち本発明は、懸濁物質を含む流
体からなる原流体を供給し濾過することにより流体と懸
濁物質を分離する濾過方式において、膜を洗浄再生する
際に、洗浄効率を向上させるために洗浄液中に炭酸ガス
を含有させることを特徴とした濾過の再生法である。以
下、本発明を詳細に説明する。従来のデッドエンド濾過
では逆洗を行うと濾過器内に濾過膜から脱着した懸濁物
質が徐々に堆積し、しだいに逆洗を行っても透過流束を
十分回復することができなくなるが、本発明の方法によ
ると、逆洗液中に炭酸ガスを溶解させておくことにより
逆洗液が膜表面に堆積、あるいは吸着によって目詰まり
した物質を項か適に取り除く事が可能となる。これは炭
酸ガスが逆洗液の中に過飽和状態に存在すると。逆洗濾
過の過程で二次側から一次側へ逆洗液が通過する過程で
、濾過差圧が減少するに連れて、過飽和状態の炭酸ガス
が発泡してその圧力で堆積物を膜から剥離させることが
できるからである。目詰まりした分離膜を、再生する方
法は、特公平1−42729、特開平1−307407
、特開平1−42726等に記載されている様に、薬品
で処理することにより、堆積物を分解するのが有効とさ
れているが、処理後に充分な洗浄が必要で、実用的には
問題を残している。本発明の逆洗方法はきわめて短時間
の間に膜の洗浄処理を完了することができる。特に、上
述の逆洗を短時間に繰り返し行なう濾過システムにはき
わめて有効な処理方法である。
【0005】
【実施例】以下に具体例をあげて本発明をさらに詳しく
説明するが、発明の主旨を越えない限り本発明は実施例
に限定されるものではない。 実施例1 大腸菌(IFO3301)を0.9wt%の生理食塩水
に1dryg/lの含有率で分散させたものを懸濁液と
して用い、公称孔径0.2μmの精密濾過膜を用いて本
発明の逆洗を周期的に行う図1に示すデッドエンド型濾
過を行った。使用した濾過器は有効膜面積100cm2
で、実験条件は圧力差0.5×104 Pa、液温度
25℃であり、濾過時間120秒、逆洗流束1×10−
3m3 /m2 /sec、逆洗圧力0.5×104
Pa、逆洗時間3秒で行い逆洗液は0.8wt%の炭酸
ガスを含有した滅菌水で行った。
説明するが、発明の主旨を越えない限り本発明は実施例
に限定されるものではない。 実施例1 大腸菌(IFO3301)を0.9wt%の生理食塩水
に1dryg/lの含有率で分散させたものを懸濁液と
して用い、公称孔径0.2μmの精密濾過膜を用いて本
発明の逆洗を周期的に行う図1に示すデッドエンド型濾
過を行った。使用した濾過器は有効膜面積100cm2
で、実験条件は圧力差0.5×104 Pa、液温度
25℃であり、濾過時間120秒、逆洗流束1×10−
3m3 /m2 /sec、逆洗圧力0.5×104
Pa、逆洗時間3秒で行い逆洗液は0.8wt%の炭酸
ガスを含有した滅菌水で行った。
【0006】実施例2
実施例1で用いたデッドエンド型濾過装置を用い、市販
のビールにタンニン酸20ppmを溶かして、タンパク
質を凝集させたものを懸濁液として、公称孔径2.0μ
mの精密濾過膜を用いて本発明の逆洗を周期的に行う濾
過方法を実施した。使用した濾過器は有効膜面積100
cm2 で、実験条件は圧力差0.5×104 Pa、
液温度25℃であり、濾過時間60秒、逆洗圧力0.5
×104 Pa、逆洗流束5×10−3m3 /m2
/sec、逆洗時間4秒で行い逆洗液には0.8wt%
の炭酸ガスを含有した滅菌水用いた。 比較例1 逆洗液炭酸ガスを含有しないことを除けば、実施例1と
全く同様に濾過テストを実施した。 比較例2 逆洗液炭酸ガスを含有しないことを除けば、実施例2と
全く同様に濾過テストを実施した。図2に、透過流速の
時間的変化を本発明の炭酸ガスを含んだ逆洗液を用いた
濾過の結果と、炭酸ガスを含まない逆洗液を用いた従来
からの逆洗法とを比較して示した。従来の逆洗法を行な
った場合に比較し、本発明の方法が高い濾過流速維持で
きることが示された。
のビールにタンニン酸20ppmを溶かして、タンパク
質を凝集させたものを懸濁液として、公称孔径2.0μ
mの精密濾過膜を用いて本発明の逆洗を周期的に行う濾
過方法を実施した。使用した濾過器は有効膜面積100
cm2 で、実験条件は圧力差0.5×104 Pa、
液温度25℃であり、濾過時間60秒、逆洗圧力0.5
×104 Pa、逆洗流束5×10−3m3 /m2
/sec、逆洗時間4秒で行い逆洗液には0.8wt%
の炭酸ガスを含有した滅菌水用いた。 比較例1 逆洗液炭酸ガスを含有しないことを除けば、実施例1と
全く同様に濾過テストを実施した。 比較例2 逆洗液炭酸ガスを含有しないことを除けば、実施例2と
全く同様に濾過テストを実施した。図2に、透過流速の
時間的変化を本発明の炭酸ガスを含んだ逆洗液を用いた
濾過の結果と、炭酸ガスを含まない逆洗液を用いた従来
からの逆洗法とを比較して示した。従来の逆洗法を行な
った場合に比較し、本発明の方法が高い濾過流速維持で
きることが示された。
【0007】
【発明の効果】本発明の逆洗方法は目詰まりした、膜を
効果的再生する事ができ、短時間に運転再開が可能とな
る。特に逆洗を短時間に周期的に行う濾過方式において
高い膜透過流束が維持でき、それによって種々の懸濁物
質を含有する液体から各懸濁成分の分離、回収、精製、
濃縮などがきわめて効率的しかも経済的に行われる。そ
してさらにプロセスの連続化及び装置の小型化が可能で
あり、膜の選択性を利用して目的物のみを連続的に選択
的に分離する、酵母や菌体などのバイオリアクターへの
応用ができ、従来技術に比べて運転管理が容易であるな
ど諸々の効果が奏せられる。
効果的再生する事ができ、短時間に運転再開が可能とな
る。特に逆洗を短時間に周期的に行う濾過方式において
高い膜透過流束が維持でき、それによって種々の懸濁物
質を含有する液体から各懸濁成分の分離、回収、精製、
濃縮などがきわめて効率的しかも経済的に行われる。そ
してさらにプロセスの連続化及び装置の小型化が可能で
あり、膜の選択性を利用して目的物のみを連続的に選択
的に分離する、酵母や菌体などのバイオリアクターへの
応用ができ、従来技術に比べて運転管理が容易であるな
ど諸々の効果が奏せられる。
【図1】本発明の逆洗法を実施した逆洗を周期的に行う
デッドエンド型濾過方式のフローを示している。
デッドエンド型濾過方式のフローを示している。
【図2】透過流速の時間的変化を本発明の炭酸ガスを含
んだ逆洗液を用いた濾過の結果と、炭酸ガスを含まない
逆洗液を用いた従来からの逆洗法とを比較して示した。
んだ逆洗液を用いた濾過の結果と、炭酸ガスを含まない
逆洗液を用いた従来からの逆洗法とを比較して示した。
1 原流体入口
2 透過液出口
3 逆洗液入口
4 排液出口
5 濾過器
6 濾過膜
7 ガス入口
8 圧力計
9 ポンプ
10 滅菌フィルター
11 電磁弁
Claims (1)
- 【請求項1】濾過により目詰まりした微孔性膜を再生す
る方法に於て、洗浄のために用いる洗浄液中に炭酸ガス
を過飽和に溶解する事を特徴とする濾過膜の再生方法
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3323291A JPH04271819A (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | 濾過膜の再生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3323291A JPH04271819A (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | 濾過膜の再生方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04271819A true JPH04271819A (ja) | 1992-09-28 |
Family
ID=12380714
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3323291A Pending JPH04271819A (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | 濾過膜の再生方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04271819A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009000693A1 (en) * | 2007-06-28 | 2008-12-31 | L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Method of treating water |
JP2012000554A (ja) * | 2010-06-15 | 2012-01-05 | Central Filter Mfg Co Ld | 固体の回収方法 |
-
1991
- 1991-02-27 JP JP3323291A patent/JPH04271819A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009000693A1 (en) * | 2007-06-28 | 2008-12-31 | L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Method of treating water |
DE102007030105A1 (de) * | 2007-06-28 | 2009-01-02 | Air Liquide Deutschland Gmbh | Verfahren zur Aufbereitung von Wasser |
JP2012000554A (ja) * | 2010-06-15 | 2012-01-05 | Central Filter Mfg Co Ld | 固体の回収方法 |
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