JPH05309241A

JPH05309241A - 濾過素子及び液体処理装置

Info

Publication number: JPH05309241A
Application number: JP14338992A
Authority: JP
Inventors: Keinosuke Isono; 啓之介磯野; Hiroaki Oe; 宏明大江
Original assignee: Material Engineering Technology Laboratory Inc
Current assignee: Material Engineering Technology Laboratory Inc
Priority date: 1992-05-09
Filing date: 1992-05-09
Publication date: 1993-11-22
Anticipated expiration: 2017-05-27
Also published as: JP3286344B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は各種の微粒子、微生物その他コロイ
ド等の懸濁物質を多く含む溶液中より、当該懸濁物質を
精密に、より効果的に濾過分離することが可能である濾
過素子及び液体処理装置を提供することを目的とする。【構成】本発明の濾過素子は流体流路が形成された中
心軸部と、そこより放射状に伸びたアーム状構造体、及
び多孔質濾過材を用いた濾過ユニットを基本構成とし、
前記濾過ユニットの濾液流出部分と前記流体流路が液密
に連通され、前記中心軸部を中心として安定した回転が
実施できるように構成したものである。又本発明の液体
処理装置は前記濾過素子と前記濾過素子の中心軸部の保
持機構、前期中心軸部を回転させる回転機構、前記中心
軸部の前期流体流路より濾液を採取する採取機構、及び
前記濾過素子の前記濾過ユニットの少なくとも一部を原
液に侵漬させるように支持する支持構造体、より構成し
たことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は各種の微粒子、懸濁物質
を多く含む溶液中より、当該微粒子、懸濁物質を精密に
濾過分離することを目的とした濾過素子、及びこれを用
いた液体処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、上水や下水等の浄化処理におい
て、処理原液中に含まれる各種微粒子、懸濁物質の除去
には凝集沈殿剤を用いた沈降分離、砂濾過等が用いられ
ている。沈降分離は清澄な液を得ることと、濃厚な粒
子、懸濁物質（スラッジ）を得ることを主目的としてい
る。沈降によって得られた清澄な液（上澄み液）をさら
に精製する目的で砂濾過等が行われる。一方スラッジは
さらに濾布等を用いた各種の濾過方法によって濃縮が行
われ、さらに加熱や焼却によって乾燥、処理が行われて
いる。又上水や下水等の場合に限らず、一般に各種の微
粒子、微生物や懸濁物質を多く含む溶液の濾過には、濾
布、濾紙、けい藻土等の濾材が用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上水や下水等の処理に
おいて、より精製された処理液を得ることは環境保全の
点から近年しだいに重要視されつつある。また沈降等に
より分離したスラッジ中に含まれる水分をさらに除去す
ることにより、より濃厚なスラッジを得て後段の処理の
負担を軽減して効率化を図ることが検討されているが、
この場合も除去された水分がより精製されたものである
ことが要望されている。また一般に各種の微粒子や、懸
濁物質を多く含む液の濾過、例えば微生物の培養液等に
おいてもより精密な濾過分離が要求されるようになっ
た。

【０００４】ところが前述した、砂濾過や濾布等の濾材
による濾過は荒い濾過であり、大量の比較的大きな粒
子、懸濁物質を除去することが可能であるが濾過精度が
悪く、微小な粒子、懸濁物質の漏出が避けられないとい
う問題があった。又濾布、濾紙等の濾材では濾材中に粒
子が入り込みやすく、濾材の洗浄等を実施しても入り込
んだ粒子を除去することが困難であり、次第に目詰まり
が生じて濾過性能が低下してしまうという問題がある。

【０００５】又スラッジ等の汚泥の濃縮にベルト状の濾
布を用いたベルトプレス、円筒型回転脱水機等が連続的
に濾過を実施しうる装置として用いられているが、これ
らは濃縮されたスラッジを採取することを目的としてお
り、上述したように精密な濾液が得られない問題があ
る。

【０００６】コントロールされた孔径１μｍ以下の微細
孔を有する多孔質濾過材を用いた精密濾過法では、上記
問題を解決した精度の良い濾過除去を行うことができ
る。しかしながら精密濾過法は、原液中の粒子、懸濁物
質が比較的低濃度の場合に主として用いられている方法
である。これは前記濾過材の微細孔が先の濾布等の開口
部に比して極めて微細であり、粒子、懸濁物質を多量に
含む原液を処理した場合に表面にただちにそれらが蓄積
して堆積層を形成し、濾過速度が急速に低下してしまう
からである。

【０００７】そこで上記のような粒子、懸濁物質を多量
に含む原液を精密濾過法で濾過するために濾過操作法の
面からの検討が行われ、濾過材表面に対して平行に原液
の流れを形成しつつ濾過を行うクロスフロー濾過を用い
ることにより、濾過材表面での粒子等の堆積層の形成を
低減させことが可能で、比較的粒子濃度の高い原液の濾
過に適応しうることがわかり、一部用いられるようにな
った。

【０００８】しかしクロスフロー濾過では濾過を行うた
めに濾過材表面に対して常時原液の流れを形成する為の
原液供給システム（原液の循環経路）を構成する必要が
あり、又詰まりの防止効果を高めるためには循環流量を
多くしたり、濾過材表面に何らかの構造物を設置して、
より早い流速で原液が流れるように設定することが必要
となる。よって実験室等でのごく少量の濾過や、少量で
も付加価値の高い原液の精製といったような処理量が小
規模な用途ではシステムの設定、設置が容易であり有効
な濾過手段となるが、上水や下水処理といったような大
規模なシステムになると、原液の供給やコントロールに
関して複雑で大がかりな構成の装置を設定する必要が生
じ、動力等大きなものとなり、又管理が困難になるとい
った問題点がある。又クロスフロー濾過に必要な流れの
形成が行えないような粒子濃度、粘度の原液には全く適
用できなかった。

【０００９】発明者らは、上記のような問題点に鑑み、
粒子、懸濁物質等を多量に含む原液を効率良く処理しう
る、精密濾過法を用いた濾過素子、濾過装置に関して鋭
意検討を実施し、特願平２−８８６９９、特願平２−２
９９１５６等に示したような、濾過素子の表面に付着し
た懸濁物質等の堆積物（スラッジ）を容易に除去しうる
構成の濾過素子、装置を得た。これらは極めて効果的な
ものであったが、基本的に濾過が間欠的に実施されるバ
ッチ処理であり、連続した濾過が長時間実施しうるより
効率的なシステムが望まれていた。本発明は上記濾布等
の濾過材による荒い濾過と精密濾過の問題点を解決し、
より効果的に長期間に亙って連続的に上記液体の濾過処
理が精密に実施しうる濾過素子、及び液体処理装置を提
供しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決しようとする手段】中心軸部と、前記中心
軸部より放射状に伸びた支持構造体、及び前記支持構造
体により少なくとも一部が支持されている、多孔質濾過
材を用いた濾過ユニットを基本構成として、前記中心軸
部には前記濾過ユニットの濾液流出部に液密に連通する
液体流路を形成し、さらに前記中心軸部を中心として安
定した回転を実施することが可能であるように濾過素子
を構成するのである。このようにすることにより上記原
液を効率良く濾過しうる濾過素子を得ることができる。
この場合の安定した回転を実施することが可能な構成と
は、前記中心軸に対して重心が極端に偏っておらず、濾
過素子の回転により、中心軸部分に強い力や振動等が強
く作用しないような構成や、濾過素子の回転により濾過
素子に対して生じる液体の抵抗が不均一でなく、濾過素
子を回転した場合に中心軸に同様に強い不規則な力や振
動等が強く作用しないような構成を意味する。

【００１１】さらに前記濾過素子と、前記濾過素子の前
記中心軸部の軸受け機構、前記中心軸部を回転させる回
転機構、前記中心軸部の前記液体流路より濾液を採取す
る採取機構、前記濾過素子の濾過ユニットの少なくとも
一部分が原液に浸漬するように保持する保持構造体を有
し、濾過時に前記濾過素子を回転させつつ濾過を実施す
る装置を構成することにより、前記問題点を解決した液
体処理装置を提供することが可能となる。

【００１２】

【作用】図１は中空糸状の濾過膜を多孔質濾過材として
用いた場合の本発明の濾過素子の第一の実施例を示した
部分断面図である。これに基付いて本発明の作用を説明
する。中心軸部１より放射状に支持構造体２ａ、２ｂが
設置されている。濾過ユニット３は中空糸状の濾過膜４
と中空糸状の濾過膜４の端面を接着固定している固定構
造体５、固定リング６より構成されている。支持構造体
２ａには前記中心軸部１の液体流路１０に液密に連通す
る流路９が形成されている。

【００１３】前記固定構造体５には濾過ユニット３の濾
液流出部として中空糸状の濾過膜４の開口部が形成され
ており、この開口部は固定リング６により支持構造体２
ａに固定されて流路９に液密に接続され、さらにこの流
路９を経由して前記液体流路１０に液密に連通してい
る。濾過ユニットは固定構造体５の部分で支持構造体２
ａに支持固定され、又中空糸状の濾過膜４の部分で支持
構造体２ｂにより中心軸部１側より支持されている。

【００１４】原液の濾過は以下のように行われる。濾過
時に原液７は中空糸状の濾過膜４の外側に供給され、中
空糸状の濾過膜４の外側から内側に通過した濾液８は、
固定構造体５に構成された中空糸状の濾過膜４の開口部
より支持構造体２ａに形成されている流路９に流出す
る。そして連通する中心軸部の液体流路１０より濾過素
子の外部に流出する。このとき中心軸部１を中心として
濾過素子を回転させつつ濾過を行うのである。濾過時に
このように濾過素子を回転させることにより、中空糸状
の濾過膜４の膜表面に対して接線方向に相対的な原液の
流れが生じ、膜表面へのスラッジの付着を低減すること
ができ、長時間に亙って安定した濾過が実施できるので
ある。

【００１５】又濾過によりしだいに濾過ユニットにスラ
ッジが付着してしまった場合も、スラッジ量が増加する
に従って、回転により多孔質濾過材表面よりスラッジを
剥離しようとする力が大きく作用するようになるので、
スラッジの除去分離がしやすくなる。さらに濾液側から
の逆洗を実施した場合の剥離効果もより効果的に得るこ
とが可能となる。

【００１６】濾過素子はその全体が原液中に浸漬される
必要はなく、中心軸部１を基準としてその半分程度が浸
漬されていれば良く、回転により濾過ユニットが原液に
浸漬するようになっていれば充分である。又この場合原
液液面との接触攪拌により、付着したスラッジが剥離す
る効果も得られるようになる。

【００１７】又濾過素子を回転させる場合、一方向のみ
ならず適宜間隔をもって反転させても良い。このように
することにより原液の攪拌効果が生じてスラッジの付着
防止及び剥離効果を高めることができる。

【００１８】さらに本発明の液体処理装置は前記濾過素
子を用いて、前記濾過素子を回転させつつ濾過を実施す
るように構成したものである。即ち、少なくとも前記濾
過素子の中心軸部の軸受け機構と、中心軸部を回転させ
る機構、前記中心軸部の回転を外部に対して遮断した状
態で濾液を中心軸部の液体流路より採取する採取機構を
有するように構成し、さらに前記濾過素子の濾過ユニッ
トの少なくとも一部分が原液に浸漬するように濾過素子
を保持する保持構造体を有するように構成するのであ
る。このように構成した装置を用いることにより、前記
問題点を解決したより効率の良い精密濾過が連続的に実
施しうようになるのである。

【００１９】本発明によれば、これまでのクロスフロー
濾過に必要であった多孔質濾過材表面に対する早い原液
の流れを形成する為の循環回路や機構を設置しないで同
様な効果を得ることができる。又循環することができな
いような粒子や懸濁物質を含む液も処理することが可能
となるのである。

【００２０】

【実施例】以下に本発明に関して他の実施例に基付いて
さらに詳細に説明する。図２は本発明の濾過素子の第２
の実施例を示した斜視図である。又図３は第３の実施例
を示した側面図、図４は同様に第４の実施例を示した部
分断面図である。図５は更に第５の実施例を示した斜視
図であり、図６はこの実施例の一部の部分分解図であ
る。図７は第６の実施例を示した斜視図、図８は第７の
実施例を示した斜視図である。図９はさらに複数の濾過
素子を連結した実施例の斜視図である。また図１０は本
発明の液体処理装置の実施例を示した模式図であり、図
１１、図１２はさらに液体処理装置の他の実施例を示し
た模式図である。図１３は実験に用いた比較例１の濾過
素子を示した部分断面図であり、図１４は実験結果のグ
ラフを示したものである。

【００２１】図２は中空糸状の濾過膜を濾過材として用
いた第２の実施例を示したもので、中心軸部１より二方
向に支持構造体２ａを設置し、この両端部に固定リング
６により濾過ユニット３を２個接続したものである。支
持構造体２ａの濾過ユニット３接続部の近傍から、図に
示したように弓状の支持体１１を設置して中空糸状の濾
過膜４を中心軸部側より張った状態で保持したものであ
る。このようにすることにより、中空糸状の濾過膜４が
弛んだり、絡み合ったりするのを防止することができ
る。

【００２２】さらに支持構造体２ａの側面には図示した
ようなブレード状の構造体１２を設置するのも好まし
い。中心軸部１を中心として濾過素子を回転すると、先
に示したように中空糸状の濾過膜４の表面に対して接線
方向に相対的な原液７の流れが生じ、膜表面へのスラッ
ジの付着を低減することができるが、このブレード状の
構造体１２により、さらに原液７が濾過ユニット３に対
してより早い流れとなって当たるようになり、スラッジ
の付着防止効果をより高めることができる。

【００２３】図３はさらに支持構造体２ａに複数の支持
体１１、濾過ユニット３を設置した第３の実施例を示し
たもので、このようにすることにより、一つの濾過素子
の濾過面積を増加することが可能となる。

【００２４】図４はさらに第４の実施例を示した部分断
面図である。本実施例は、中心軸部１より伸びた支持構
造体２ａが、脱着可能に多段に接続された複数の連結構
造体１３及び、端部連結構造体１４により構成されたも
のである。連結構造体１３を連結することにより、丁度
支持構造体２ａが延長された形状となり、その内部に連
通する流路９が形成される。連結構造体１３の端部に端
部連結構造体１４が設置される。濾過ユニット３は連結
構造体１３、端部連結構造体１４各々に固定リング６に
より固定構造体５を介して液密に接続される。このよう
に連結が可能な連結構造体１３を用いることにより設置
する濾過ユニット３の数を容易に変更することが可能と
なり、濾過素子の濾過面積を状況や目的に応じて増減す
ることが可能となる。

【００２５】図５は第５の実施例を示したものであり、
図６はその一部の部分分解図を示したものである。本実
施例においては支持構造体２ａが二枚の板状体１５、板
状体１６より構成されており、濾過ユニット３が端部の
固定構造体５を介して、板状体１５、板状体１６により
挟持されることによりその内側に中心軸部の液体流路に
連通する流路が形成される。濾過ユニット３は中心軸部
１側より順次板状体１５に形成されている溝部１７には
め込むように並べて設置され、その後板状体１６を被せ
てキャップ１８で端部を液密に固定する。各濾過ユニッ
ト３間及び板状体１５、板状体１６は接着剤、パッキン
等で液密にシールされる。本実施例においては、各濾過
ユニット３の間隔を接近して設置することが可能とな
り、濾過素子当たりの膜面積をより大きくすることがで
きる。又板状体が濾過ユニットの固定と、その支持、さ
らに流路の構成部品を兼ねているので、濾過素子を作製
するうえでの構成部品点数が少なくなる。又基本的に構
成要素が単純な形状であるので、部品製作が容易でコス
トを低くできるメリットがある。

【００２６】固定構造体５の形状はフランジ様にした
り、本実施例のように溝部に嵌合させるような形状にす
るといった具合に、接続する部分に適した形状にするこ
とが多孔質濾過材の種類、形状にあまり左右されずに実
施可能である。よって固定構造体５を介して濾過ユニッ
トを接続するように構成することは、濾過素子の形状を
自由に設定できるという点でより好ましいことである。

【００２７】又固定構造体５には多孔質濾過材の濾液流
出部が構成されていることが好ましい。固定構造体５を
介した濾過ユニット３の固定と、濾過ユニット３の多孔
質濾過材の濾液流出部と中心軸部１の液体流路１０や、
支持構造体２ａの流路９との連通をそれぞれ別個の手段
により実施すること（例えば図３に示したような支持体
１１にバンド状の固定具を設置して、これにより濾過ユ
ニット３の固定構造体５部分を固定し、濾過ユニット３
の他の部分に構成した濾液流出部にキャップ体を設け
て、このキャップ体と支持構造体２ａの流路をフレキシ
ブルなチューブ状の連通部品等で液密に連結するといっ
たような方法）も可能であるが、固定構造体に濾液流出
部が構成されていることにより、濾過ユニット３の固定
と濾液の採取のための接続固定が一つの機構で済むの
で、濾過素子の構造が簡単で、無駄のない構成となる利
点がある。

【００２８】これまで示した実施例では濾過ユニット３
の濾液流出部を支持構造体２ａに接続しているが、中心
軸部１に直接接続する構造とすることも可能である。又
濾過ユニット３は支持構造体２ａや中心軸部１と脱着可
能に接続されることがより好ましい。濾過ユニット３を
脱着可能とすることにより濾過ユニット３の一部が破損
した場合にこのユニット部分のみを交換することによ
り、濾過素子としての機能を回復させることが可能であ
り、濾過素子の他の構成要素を無駄なく使用することが
できる。

【００２９】図７は中空糸状の濾過膜を用いた第６の実
施例を示した斜視図である。角柱状の支持構造体２ａの
両端に濾過ユニット３を２個設置したもので、濾過ユニ
ット３は帯状に構成した中空糸状の濾過膜４の束が支持
構造体２ｂの部分で丁度角度で９０度捻じれた形状にな
るように接続したものである。本濾過素子の濾過ユニッ
ト部分は実質的な形状が丁度ブレード状となり、濾過素
子の回転によって濾過膜表面に対する相対的な原液の流
れが形成される以外に、濾過ユニット自身により濾過素
子に対する原液の流れ２０が形成され、両者の効果が合
わさり、スラッジの付着防止効果をより高めることがで
きる。

【００３０】図８は同様に中空糸状の濾過膜を用いた第
７の実施例を示したものである。中心軸部１上の二点に
９０度交差する角度で支持構造体２ａを設置し、それぞ
れを結ぶように、中空糸状の濾過膜４の束を帯状に形成
した濾過ユニット３を接続した物である。本実施例にお
いても実施例６の場合と同様に濾過素子を回転させるこ
とによって、濾過ユニットがブレードと同様な効果を発
揮するようになり、素子の回転による濾過膜表面に対す
る相対的な原液の流れ以外に、攪拌による原液の流れが
生じて、濾過膜表面へのスラッジの付着防止効果がより
高められる。

【００３１】上記実施例７は特に攪拌効果が得られるこ
とが利点であるが、濾過素子の回転に対する原液の抵抗
がこれまでの他の実施例に比較すると大きくなり、濾過
素子回転のための動力がより多く必要となる。又濾過ユ
ニットに作用する原液の抵抗の力が大きくなるので、こ
れに耐え得るように濾過ユニットの強度をより高めるよ
うな設定を行う必要がある。よって濾過素子の回転のた
めの動力の低減や、濾過ユニット構造の設定の容易さと
いった点からは、支持構造体と使用されている濾過ユニ
ットを実質的に含む平面を想定したときに、この平面
が、前記中心軸部を中心として濾過素子を回転させた場
合に各支持構造体により形成される回転平面に対して、
実質的に平行に位置する様に構成することが望ましい。

【００３２】図９は複数の濾過素子を中心軸部１の方向
に多連に連結した実施例を示したものである。各濾過素
子は中心軸部１に構成されている連結部分２１を介し
て、軸方向に液密に連結されている。このように濾過素
子を連結することにより、容易に濾過面積を増加させる
ことが可能となる。

【００３３】本発明の濾過素子には上記実施例のような
形状を構成しうるものであれば種々の素材、形状の多孔
質濾過材が利用できるが、膜状の濾過材、特に中空糸状
の濾過膜が好適に用い得る。これは中空糸状の濾過膜は
その形状から濾過面積を他の構造のもの、例えば平板状
の濾過膜を用いた場合に比べて極めて大きくすることが
でき、又糸状の形状で濾過膜自体が支持構造体としての
機能を有しているので、複雑な膜支持体が不要で濾過素
子の構成をシンプルにすることが可能となるからであ
る。以上の点から何らかの流体の流れを濾過膜そのもの
にあてる等の操作により、比較的容易に付着した堆積層
を除去することができるような濾過素子を構成すること
が可能である。又中空糸状の濾過膜では、膜の外側、内
側いずれの方向からも濾過を実施することができるの
で、逆洗浄等を実施して膜表面に付着した堆積層を除去
する場合も、特に膜の支持体が不用であり、効果的な除
去を行うことができる。

【００３４】使用する多孔質濾過材の微細孔の平均孔径
は前述したように１μｍ以下が望ましい。１μｍ以上に
なると濾布やけい藻土等を用いた荒い濾過に近くなり、
精密濾過の利点が少なくなってしまう。

【００３５】図１０は本発明の濾過素子を用いた液体処
理装置の実施例を示した模式図である。本装置は濾過素
子２４を中心軸部で多連に連結して濾過部２５とし、こ
れを浸漬槽２６中に設置したものである。中心軸部の両
端は浸漬槽壁に設けられた軸受け機構２７により保持さ
れている。中心軸部の一方には回転用のモーター２８及
び回転の伝達部２９よりなる回転機構３０が設けられて
いる。又中心軸部の他の一方には、中心軸部の回転が外
部に対して遮断された状態で濾液が採取可能となる採取
機構３１が設置されている。採取機構３１には濾液を一
次貯留する貯留タンク３２が接続され、このタンクには
減圧ポンプ３３が連結されている。

【００３６】原液７は原液入り口３４より浸漬槽２６に
導入される。浸漬槽２６には排出口３５が設けられてお
り、濾過の状況に応じて原液の一部を出したり、浸漬槽
中に蓄積したスラッジ等を排出するのに用いられる。濾
過は、濾過部２５の濾過素子２４をモーター２８により
回転させつつ、減圧ポンプ３３により貯留タンク３２中
の空気３６を排出して減圧することにより行われる。濾
過素子２４で濾過された濾液８は採取機構３１より流出
し、貯留タンク３２に流入する。所定量貯留された濾液
８は適宜貯留タンクより目的に応じて排出される。尚貯
留タンク３２を減圧ポンプにより減圧して濾過を行う以
外にも貯流タンクと浸漬槽の間にポンプを設置してこれ
により濾過を実施することも可能である。

【００３７】本実施例においては浸漬槽２６中に濾過部
２５を設け、浸漬槽に原液を導入して濾過を実施してお
り、丁度濾過素子を構成する濾過ユニットの少なくとも
一部が原液に浸漬するような位置関係となるように、浸
漬槽自体が濾過素子の保持構造体としての機能を果たし
ている。

【００３８】アングルを用いた架台を設けてそこに濾過
素子、軸受け機構、回転機構、濾液採取機構等を所定の
位置に取り付けて一体化した装置とし、それを原液が貯
留されている場所等に設置して濾過を実施することも可
能である。例えば湖沼等の水を原液とする場合は直接湖
沼中に濾過素子の濾過ユニット部分の一部が浸漬するよ
うに上記装置を設置して濾過を実施するのである。この
場合は架台が濾過素子の濾過ユニットの一部を原液に浸
漬させるように保持する保持構造体としての機能を果た
すことになる。上述したように架台を用いた装置の場合
は、特に浸漬槽を設置しなくても良いので構成がコンパ
クトになり、濾過の必要性が生じた場所のごく近くに装
置を設置することが容易となる。又移動可能な構成とす
ることもできる。あるいは既に設置された沈殿池等を一
種の浸漬槽として利用することができ、無駄のない構成
とすることができる利点がある。

【００３９】なお上記のように特に浸漬槽を設置しない
構成とした場合に得られる効果は、主として濾過により
得られる濾液を利用することを前提とした場合に特に有
利となるが、逆に除去されたスラッジ等の固形分を回
収、利用する場合には先の実施例の様に浸漬槽を設置し
て、この部分での濃縮を実施するのが望ましい。何れの
場合も濾過素子を回転した場合に濾過ユニット部分に原
液が浸漬しないところが生じないように設置すること
が、濾過面積を無駄にしない点から好ましいことであ
る。

【００４０】浸漬槽２６を濾過素子全体を収容する密閉
された容器とし、その中を加圧して濾過することもでき
る。この場合は、濾過圧力が減圧濾過の場合に比較して
大きくできるので、濾過速度を高めることが可能とな
る。

【００４１】図１１及び図１２は、浸漬槽に複数の連結
した濾過素子を濾過部として設置した本発明の液体処理
装置の他の実施例を示したものであり、各々の濾過素子
の近傍に原液の攪拌機構を設けたものである。図１１に
示した実施例は、各濾過素子２４間の中心軸部に攪拌機
構としてブレード状の構造体３７を設けたもので、濾過
素子の回転による多孔質濾過材表面に対する相対的な原
液の流れ以外に、このブレード状の構造体３７により濾
過素子に対する原液の流れが形成され、両者の効果が合
わさりスラッジの付着防止効果をより高めることができ
る。

【００４２】図１２に示した実施例は、浸漬槽２６の一
部に原液の循環ライン３８を設置し、各濾過素子２４の
近傍にその流出部分４０を形成して攪拌機構としたもの
である。浸漬槽２６中の原液７は循環ポンプ３９によっ
て循環ライン３８中を圧送され、流出部分４０より噴出
流となって濾過素子２４の側面を洗浄する様に流出す
る。この流れによって、濾過によるスラッジの付着の防
止、あるいは付着したスラッジの除去を効果的に実施す
ることができる。以上のような原液の攪拌機構を設置す
ることによりさらに長期間に亙って安定した濾過を実施
することが可能な、効率の良い液体処理装置を得ること
ができる。

【００４３】以下に本発明の液体処理装置を用いた実験
例を示す。実験例１多孔質濾過材としてポリプロピレン製の中空糸状の濾過
膜（細孔径０．１μｍ、外径５００μｍ）を２５０本用
い、図１に示した構成の有効膜面積２５００cm2 の濾過
素子を作製した。この濾過膜は疎水性なので、界面活性
剤(Triton X-100)を用いて親水化処理したものを用い
た。この濾過素子を四個中心軸部分で連結して濾過部と
し、図１０に示した構成の液体処理装置を作製し濾過を
実施した。原液には上水処理にて生じた凝集沈殿を含む
処理液（ＳＳ濃度２．０％）を用いた。濾過素子は毎分
１８０回回転させ、貯留タンク内の圧力を−０．８kg/c
m2に減圧して濾過を実施し、各濾過時間での濾過速度を
測定した。

【００４４】実験例２実験例１で用いたものと同様な濾過面積、構成の液体処
理装置に原液の循環ラインを設置して、図１２に示した
ような処理装置を作成した。原液の循環を実施して攪拌
を行いつつ実験例１と同様な条件で濾過を実施、濾過速
度を測定した。

【００４５】比較例１図１３に示したような内径１５ｃｍの保護体４１中に、
実験例１と同じ中空糸状の濾過膜４を２５０本用いた束
を四束設置して同一膜面積の濾過素子を作製し、同様な
原液中に濾過膜部分を浸漬して濾液流出部４２を減圧容
器に連通させ同一圧力条件で濾過を実施した。原液７は
中空糸状の濾過膜４の外側より導入され固定樹脂５に設
けられている中空糸状の濾過膜の開口部より濾液８とし
て流出する。

【００４６】比較例２実験例２で用いたものと同様な濾過面積、構成の液体処
理装置を用い、装置内部に原液を満たして濾過素子が全
て原液に接触するようにし、原液を循環ラインに循環さ
せて攪拌を実施しつつ濾過素子は回転させずに濾過を行
った。原液の循環および濾過圧力条件は実験例２と同様
とした。

【００４７】結果を図１４に示したが、実験例１及び実
験例２では濾過開始後３０分前後まで濾過速度の低下が
見られるものの、その後は大きな低下はなく６０分以後
はほぼ一定の濾過速度が維持されていた。特に循環ライ
ンによる攪拌を行った実験例２ではより高い濾過速度が
維持されていた。一方比較例であるが、何れの場合も濾
過時間の経過とともにしだいに濾過速度が低下してしま
い、濾過開始後２時間目にはごく僅かの濾液しか得られ
なくなった。比較例２では原液を循環したことによる濾
過膜表面の流れの効果が多少見られたものの十分でな
く、実験例２と比較すると濾過素子を回転することの効
果が明確にわかる。

【００４８】以上本発明の濾過素子及びそれを用いた液
体処理装置について実施例をもとに説明してきたが、上
記例以外の形状、構成のものについても、その要旨を逸
脱しない範囲で種々の応用例を採用することができる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の濾過素子、
及びこれを用いた液体処理装置を使用することにより多
量の微粒子、微生物その他コロイド等の懸濁物質を含む
原液を、安定して、連続的に長期間に亙って精密に濾過
処理することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の濾過素子の第１の実施例を示した部分
断面図である。

【図２】本発明の濾過素子の第２の実施例を示した斜視
図である。

【図３】本発明の濾過素子の第３の実施例を示した側面
図である。

【図４】本発明の濾過素子の第４の実施例を示した部分
断面図である。

【図５】本発明の濾過素子の第５の実施例を示した斜視
図である。

【図６】本発明の濾過素子の第５の実施例の一部の部分
分解図である。

【図７】本発明の濾過素子の第６の実施例を示した斜視
図である。

【図８】本発明の濾過素子の第７の実施例を示した斜視
図である。

【図９】本発明の濾過素子を複数個連結した実施例を示
した斜視図である。

【図１０】本発明の液体処理装置の実施例を示した模式
図である。

【図１１】本発明の液体処理装置の他の実施例を示した
模式図である。

【図１２】本発明の液体処理装置のその他の実施例を示
した模式図である。

【図１３】比較例に用いた濾過素子を示した部分断面図
である。

【図１４】実験結果を示したグラフである。

【符号の説明】

１中心軸部２ａ、２ｂ支持構造体３濾過ユニット４中空糸状の濾過膜５固定構造体６固定リング７原液８濾液９流路１０液体流路１１支持体１２、３７ブレード状の構造体１３連結構造体１４端部連結構造体１５、１６板状体１７溝部１８キャップ２０原液の流れ２１連結部分２４濾過素子２５濾過部２６浸漬槽２７軸受け機構２８モーター２９伝達部３０回転機構３１採取機構３２貯留タンク３３減圧ポンプ３４原液入り口３５排出口３６空気３８循環ライン３９循環ポンプ４０流出部分４１保護体４２濾液流出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中心軸部と、前記中心軸部より放射状に
伸びた支持構造体、及び前記支持構造体により少なくと
も一部が支持されている、多孔質濾過材を用いた濾過ユ
ニット、を基本構成とする濾過素子であって、前記中心
軸部には前記濾過ユニットの濾液流出部と液密に連通す
る液体流路が形成されており、前記中心軸部を中心とし
て安定した回転を実施することが可能であるように構成
されていることを特徴とする濾過素子。
【請求項２】前記多孔質濾過材が中空糸状の濾過膜で
あることを特徴とする請求項１記載の濾過素子。
【請求項３】前記支持構造体と前記濾過ユニットを実
質的に含む平面を想定したとき、この平面が、前記中心
軸部を中心として濾過素子を回転させた場合に前記支持
構造体により形成される回転平面に対して実質的に平行
に位置するように構成されていることを特徴とする請求
項１または請求項２記載の濾過素子。
【請求項４】濾過素子と、前記濾過素子の中心軸部の
軸受け機構、前記中心軸部の回転機構、前記中心軸部の
液体流路より濾液を採取する採取機構、及び前記濾過素
子の少なくとも一部を原液に浸漬させるように前記濾過
素子を保持する保持構造体を有した、前記濾過素子を回
転させつつ濾過を実施することを特徴とする液体処理装
置であって、前記濾過素子は前記液体流路が内部に形成
された前記中心軸部と、前記液体流路に液密に連通する
濾液流出部を有する多孔質濾過材を用いた濾過ユニッ
ト、及び前記濾過ユニットの少なくとも一部を支持す
る、前記中心軸部より放射状に伸びた支持構造体を有し
ており、前記中心軸部を中心として安定した回転を実施
することが可能であるように構成されている濾過素子で
ある液体処理装置。
【請求項５】前記多孔質濾過材が中空糸状の濾過膜で
ある事を特徴とする請求項４記載の液体処理装置。
【請求項６】前記濾過ユニット近傍に流体の攪拌機構
が設置されていることを特徴とする請求項４または請求
項５記載の液体処理装置。