JPH06121919A - 回転型膜分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】濾過処理の均一性及び濾過効率を向上させるこ
とのできる回転型膜分離装置を提供する。 【構成】濾過膜２６を纏着した円板状の複数の濾過板２
８を所定間隔で並設した中空の駆動軸２０を、ケーシン
グ１６に回転自在に配設する。そして、駆動軸２０周囲
近傍に被処理原水が駆動軸２０の軸方向に貫流する貫流
路３４を設け、その貫流路３４には、貫流路３４を貫流
する被処理原水が濾過板２８間に吐出する複数の吐出口
３６を設ける。且つ、各吐出口３６の開口径を貫流路３
４両端から中央に行くに従って大きくする。これによ
り、濾過板２８の回転により発生する被処理原水の循環
流は、各吐出口３６から均等に吐出するので、各濾過板
２８間、特に中央に配設された濾過板２８間にも中心か
ら円周方向に向かう流れを常に発生させる。従って、各
濾過板２８に均等に被処理原水が分配されると共に、被
処理原水の濃度分極が抑制されるので、濾過処理の均一
性及び濾過効率を向上させることのできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転型膜分離装置に係
わり、特に、濾過膜として、ケーシング内に多数の回転
円板膜を配設した回転型膜分離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転型膜分離装置は、円板状の濾過板を
回転自在な駆動軸に複数並設し、濾過板を回転させなが
ら被処理原水を濾過する。また、回転型膜分離装置のよ
うな濾過装置は工業的に利用する場合には濾過面積を増
やす為に、数十枚の濾過板が狭いピッチで前記駆動軸に
並設されている。そして、複数の濾過板を回転させて濾
過膜表面に乱流を発生させることにより、被処理原水の
濃度分極を抑制して濾過効率を上げると共に、濾過膜表
面への汚れの蓄積を抑制して濾過量の低下を防止すると
考えられている。

【０００３】しかし、従来の回転型膜分離装置の場合、
被処理原水が濾過板と共回りすることにより被処理原水
が滞留する為、被処理原水の濃度分極が生じたり、濾過
板表面に汚れが蓄積したりして、濾過量が低下する欠点
を有している。特に、駆動軸近傍の被処理原水は滞留し
易く、被処理原水の流動性が極端に悪くなるので、濾過
量が極めて少なくなる欠点がある。

【０００４】被処理原水の共回りを防止する技術とし
て、特開昭６２─２１３８０９号公報、特開平１─１３
９１１４号公報がある。これらの技術は、図８及び図９
に示すように濾過板１、１…の支持部材２、２…に開口
部３、３…を設け、駆動軸４の軸方向に沿って被処理原
水を貫流させるようにしたものである。即ち、濾過板
１、１…間の被処理原水は、回転する濾過板１、１…の
遠心力により図中矢印に示すように濾過板１、１…の円
周方向に向かって流れ、ケーシング５の周壁面及び側壁
面に沿って移動し、両端に位置する濾過板１、１の前記
支持部材２、２の開口部３、３から流入した後、各開口
部３、３…を通って再び各濾過板１、１…間に戻す循環
流を形成しようとするものである。そして、この循環流
により濾過板１、１…には濾過板１の中心から外周方向
に向かう流れを常に生じさせることにより、濾過板１表
面での被処理原水の滞留を防止しようとするものであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記した回転型膜分離
装置のように濾過板１の支持部材２に開口部３を形成し
た場合、両端に近い濾過板１では前記循環流の効果が得
られる。しかしながら、前記開口部３は所定間隔で配設
された濾過板１の支持部材２に開口されただけなので、
両端の開口部３、３に流入した被処理原水の流れは、順
次濾過板１間に分散される。この為、工業的に利用する
回転型膜分離装置のように濾過板１が数十枚も設けられ
ている場合、中央部の濾過板１まで達する循環流とはな
らない欠点がある。この結果、中央部の濾過板１では、
被処理原水の滞留を解消することができないという問題
がある。

【０００６】この解決策として、並設する濾過板１同志
の間隔を狭くして、両端の濾過板１、１の距離を短くす
ることが考えられるが、機器製作上困難であるばかりで
なく、濾過板１同志の間隔を余り狭くすることは回転す
る濾過板１同志の接触による破損等を生じメンテナンス
上でも好ましくない。また、前記支持部材２に形成する
開口部３の大きさを中央部に行くに従い大きくして、各
開口部３を流れる被処理原水の量を平均化することが考
えられるが、中央部の支持部材２の開口を大きくする
と、濾過板１に占める濾過膜６の面積、所謂濾過面積が
減少し、結果的に濾過量の低下となってしまい適当でな
い。また、濾過板に纏着させる濾過膜の加工が複雑にな
り実際的な解決策とは言えない。

【０００７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、濾過処理の均一性及び濾過効率を向上させるこ
とのできる回転型膜分離装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決する為の手段】本発明は、前記目的を達成
する為に、円板状の複数の濾過部材を所定間隔で並設し
た中空の駆動軸を、円筒状のケーシングに回転自在に配
設し、前記ケーシング内に供給される被処理原水を前記
濾過部材で濾過し、その濾過液を前記駆動軸の内部に導
いて装置外に排出する回転型膜分離装置に於いて、前記
駆動軸と平行な貫流路を前記濾過部材の支持部に連続し
て形成し、前記貫流路には、前記貫流路を貫流する前記
被処理原水が前記濾過部材間に吐出する複数の吐出口を
設けると共に、前記各吐出口の開口径を前記貫流路両端
入口から中央に行くに従って大きくなるように形成して
成ることを特徴とする。

【０００９】本発明は、前記目的を達成する為に、複数
のドーナツ状円板濾過部材を回転駆動軸にスペーサを介
して一体にし、ケーシング内で回転させ、ケーシング内
に供給する被処理原液を前記濾過部材の表面層で濾過
し、濾過液をドーナツ状円板内から回転駆動軸に沿って
装置外へ排出する濾過装置において、ケーシング壁から
回転軸近傍に至る仕切板があることを特徴とする。

【００１０】

【作用】第１の発明によれば、駆動軸と平行な貫流路を
前記濾過部材の支持部に連続して形成し、更に、前記貫
流路には、前記貫流路を貫流する前記被処理原水が前記
濾過部材間に吐出する複数の吐出口を設けた。そして、
前記各吐出口の開口径を前記貫流路両端入口から中央に
行くに従って大きくなるように形成した。

【００１１】上記の特徴を有する本発明の回転型膜分離
装置における被処理原水の流れを説明すると、ケーシン
グ内に供給された被処理原水は、回転する円板状の濾過
部材の遠心力によって、濾過部材の円周方向へ向かう流
れを生じる。この流れは、ケーシングの周壁面及び側壁
面に沿って移動し、前記貫流路両端入口から流入する。
前記貫流路内に流入した被処理原水は各吐出口から吐出
され再び各濾過部材間に戻る循環流を形成する。この循
環流において、本発明は前記各吐出口の開口径を前記貫
流路両端入口から中央に行くに従って大きくなるように
形成したので、各吐出口から吐出する被処理原水の圧力
損失が等しくなり、各吐出口から被処理原水を均等な吐
出量で吐出させることができる。これにより、各濾過部
材間には被処理原水を均等に循環させることができるの
で、各濾過部材間、特に中央に配設された濾過部材間に
も濾過部材の中心から円周方向に向かう流れを発生させ
ることができる。従って、全ての濾過部材間での被処理
原水の滞留、特に駆動軸近傍での共回りによる滞留を防
止し、被処理原水の濃度分極を抑制できるので、濾過処
理の均一性及び濾過効率を向上させることができる。

【００１２】また、前記貫流路両端入口には前記被処理
原水を前記貫流路内に強制的に取り込む取込手段を設け
て前記循環流の循環量を大きくするようにしたので、濾
過処理の均一性及び濾過効率を更に向上させることがで
きる。第２の発明によれば、ケーシング壁から回転駆動
軸近傍に至る仕切板を設けたので、被処理原水は仕切板
で区分けされたケーシング内で多段式に濾過される。こ
れにより、濾過処理の均一性と濾過効率を向上させるこ
とができる。

【００１３】

【実施例】以下添付図面に従って本発明に係る回転型膜
分離装置の好ましい実施例について詳説する。図１に従
って、本発明の回転型膜分離装置１０の第１実施例を説
明すると、入口１２と出口１４とを有する円筒状のケー
シング１６に、軸方向に所定の間隔で連通口１８、１８
…を有する中空な駆動軸２０が回転自在に配設されてい
る。また、前記駆動軸２０には肉厚円筒状の複数のスペ
ーサ２２、２２…が互いに当接した状態で嵌装され、前
記複数のスペーサ２２、２２…同志の各当接部に形成さ
れる円周溝２４、２４…に、濾過膜２６、２６…を纏着
した透水性の円板状の濾過板２８、２８…が、第１のＯ
リング３０、３０…でシールされた状態で夫々装着支持
されている。また、前記駆動軸２０に嵌装されたスペー
サ２２の端はナット３２で固定されている。そして、前
記駆動軸２０を回転する図示しない駆動モータにより前
記濾過板２８が回転するようになっている。

【００１４】次に、図１及び図２に従って前記スペーサ
２２の構造を説明すると、前記駆動軸２０に嵌装された
スペーサ２２側面部の上下左右の４箇所には前記駆動軸
２０の軸方向に沿って貫通する貫流路３４、３４…が形
成され、更に、前記貫流路３４には貫流路３４を流れる
被処理原水が各濾過板２８間に吐出する吐出口３６、３
６…が穿設されている。そして、図１に示すように、こ
の吐出口３６の径は、両端側のスペーサ２２では小さ
く、中央部のスペーサ２２に行くに従って大きく形成さ
れている。また、前記スペーサ２２の貫流路同志は第２
のＯリング３８、３８…でシールされた状態で連通して
いる。また、前記スペーサ２２の径方向には濾過液通路
４０、４０…が形成され、前記濾過液通路４０の一端口
は前記駆動軸に形成された連通口１８に連通し、他端口
は濾過板２８を装着したスペーサ２２の前記円周溝２４
に連通している。これにより、前記濾過膜２６で濾過さ
れた濾過液は前記濾過液通路４０、連通口１８を通って
駆動軸２０の中空部である濾過液排出通路４２に達する
ようになっている。

【００１５】また、図２に示すように、駆動軸２０に嵌
装されたスペーサ２２のうち両端のスペーサ２２、２２
の前記貫流路３４入口には夫々半円形の阻流板４４、４
４…が設けられている。次に、上記の如く構成された回
転型膜分離装置１０の作用について説明すると、先ず被
処理原水がケーシング内１６に供給される。この時、図
示しない駆動モータが駆動し、駆動軸２０の回転に伴っ
て濾過板２８が回転する。この回転する濾過板２８の遠
心力によって各濾過板２８間の被処理原水には図１の矢
印で示すように濾過板２８の円周方向へ向かう流れが生
じる。そして、濾過板２８の円周方向に向かった流れ
は、ケーシング１６の周壁面及び側壁面に沿って移動
し、両端のスペーサ２２、２２近傍に達し、スペーサ２
２に形成された前記貫流路３４に流入する。前記貫流路
３４に流入した被処理原水は、貫流路３４を流れながら
前記吐出口３６から各濾過板２８間に吐出する。吐出し
た被処理原水は、濾過板２８の遠心力により再び同様の
循環系路で循環する。

【００１６】本発明によれば、上記した被処理原水の循
環において、両端側のスペーサ２２に形成される前記吐
出口３６の径は小さく、中央部のスペーサ２２に行くに
従って吐出口３６を大きく形成した。これにより、各吐
出口３６、３６…から吐出する被処理原水の圧力損失を
等しくすることができるので、前記貫流路３４に流入し
た被処理原水を、各吐出口３６から均一な吐出量で吐出
させることができる。即ち、前記濾過板２８の遠心力で
発生した被処理原水の流れは、循環流となって各濾過板
２８間に均等に循環され、各濾過板２８表面を中心部か
ら円周方向に向かう流れとなる。これにより、各濾過板
２８間には被処理原水を均等に循環させることができる
ので、各濾過板２８間、特に中央に配設された濾過板２
８間にも濾過板２８の中心から円周方向に向かう流れを
常に発生させることができる。従って、全ての濾過板２
８間での被処理原水の滞留、特に駆動軸近傍での共回り
による滞留を防止し、被処理原水の濃度分極を抑制でき
るので、濾過処理の均一性及び濾過効率を向上させるこ
とができる。

【００１７】また、濾過板２８間の流れが活発になるの
で、濾過膜２６表面への汚れ付着を防止し、濾過量の低
下を抑制することができる。また、被処理原水中で濾過
板２８を図２中の矢印４６の向きに回転させると、前記
濾過板２８の回転とは逆向きの相対流４８が発生する。
本発明では、前記貫流路３４両端の入口に前記相対流の
向きに対向するように阻流板４４を設けた。これによ
り、前記循環流の循環量を大きくし、各濾過板２８間の
流れを更に活発にすることができるので、濾過効率の向
上及び濾過膜２６表面への汚れ付着防止の効果を増大さ
せることができる。

【００１８】次に、図３に本発明の第２実施例を示し、
第１の実施例と同じ部材には同符号を付して説明する。
図３に示したように、スペーサ２２と、濾過膜２６が纏
着された不透水性の濾過板２８と、が第１のＯリング３
０を介して駆動軸２０に交互に嵌装されている。また、
貫流路３４が前記スペーサ２２と前記濾過板２８とを貫
通して形成されると共に吐出口３６の径は、第１実施例
と同様に両端側の吐出口３６ほど小さく、中央部の吐出
口３６ほど大きくなるように形成されている。また、各
スペーサ２２の貫流路３４の連通部には第２のＯリング
３８が設けられ、第１のＯリング３０及び第２のＯリン
グ３８によってスペーサ２２と濾過板２８との間に円周
状の隙間５０が形成され、この隙間５０が前記駆動軸２
０に形成された連通口１８に連通している。また、第１
のＯリング３０は被処理原水の汚濁物質が前記隙間５０
に侵入しないようにシールする役目と、濾過膜２６で濾
過された濾過液が濾過膜２６と濾過板２８との間を通っ
て前記隙間５０に流れ込む時に濾過液を透過する役目
と、の両方を兼ね備えた材質で形成されている。また、
第２のＯリング３８はシールするだけの役目の材質で形
成されている。

【００１９】また、第１実施例と同様に、前記貫流路３
４入口に前記相対流の向きに対向するように阻流板４４
が設けられている。上記第２の実施例のように駆動軸２
０に交互に嵌装されたスペーサ２２と濾過板２８との両
方を貫通するように貫流路３４を形成しても、第１の実
施例と同様の効果を得ることができる。

【００２０】また、図４及び図５は阻流板４４の変形例
を示したもので、図４は前記半円形の阻流板４４にカバ
ー５２を設け、図５は半円形部分の片端が貫流路３４の
入口の径よりやや長めに配置するように形成されてい
る。これにより、前記相対流の流れを阻む効果がより大
きくなるので、相対流を更に効率的に前記貫流路３４内
に流入させることができる。

【００２１】次に、図６に本発明の第３実施例を示し、
第１の実施例と同じ部材には同符号を付して説明する。
図６に示すように、ケーシング１６の中間にケーシング
１６壁から回転駆動軸２０の近傍に至る仕切板６０があ
り、被処理原水は２段処理されるようになる。被処理原
水は入口１２から入り、大部分はスペーサ２２に設けた
貫通路３４を通り、各濾過板２８の間の吐出口３６及び
３６ｂから吐出される。吐出口３６ａと３６ｂとはほぼ
同量の被処理原水が出るように口径が調整されている。
回転している濾過板２８の表面の濾過膜２６を通過した
濾過液は濾過液通路４０、濾過液排出通路４２を経て装
置外に排出される。濾過板２８の周縁部にはベーン６２
ａ、６２ｂ、６２ｃがあり、このベーンの角度を変える
ことにより、濾過板２８間の液の流速を変えることがで
きる。一段目で濾過された被処理液は、仕切板６０で駆
動軸２０の付近に集められ、再びスペーサ２２に搾孔さ
れた貫流路３４に入り、後段の濾過板２８間に均等配分
される。

【００２２】これにより、被処理原水は仕切板６０によ
って確実に２回、濾過板間を通過するので、本実施例の
場合も濾過処理の均一性及び濾過効率を向上させること
ができる。次に、図７に本発明の第４実施例を示し、第
１の実施例と同じ部材には同符号を付して説明する。図
７に示すように、ケーシング１６の一方に仕切板６０が
あり、被処理原水室６６が形成される。この原水室６６
を貫通する駆動軸２０に被処理原水入口３３があって、
貫流路３４に連なっている。貫流路３４に入った被処理
原水はスペーサ２２の吐出口３６を経由して、回転して
いる濾過板２８間に放出される。濾過膜２６を通過した
濾過液は濾過液通路４０、濾過液排出通路４２を通り装
置外に排出される。濾過板２８の周辺にはベーン６２が
あり、被処理原水がほぼ均等に濾過板間に流出するよう
に調節することができる。濃縮液は出口１４から装置外
に排出される。

【００２３】これにより、被処理原水は回転している駆
動軸２０の中心に流入し、遠心力で濾過板間にスムーズ
に配分されるので、本実施例の場合も濾過処理の均一性
及び濾過効率を向上させることができる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明に係る
回転型膜分離装置によれば、駆動軸周囲近傍に前記被処
理原水が前記駆動軸の軸方向に貫流する貫流路を設け、
更に、前記貫流路には、前記貫流路を貫流する前記被処
理原水が前記濾過部材間に吐出する複数の吐出口を設け
た。そして、前記各吐出口の開口径を前記貫流路両端入
口から中央に行くに従って大きくなるように形成した。
これにより、全ての濾過部材間での被処理原水の滞留、
特に駆動軸近傍での共回りによる滞留を防止することが
できるので、被処理原水の濃度分極を抑制し、濾過処理
の均一性及び濾過効率を向上させることができる。ま
た、前記開口部には前記被処理原水を前記貫流路内に強
制的に取り込む取込手段を設けたので、前記循環流の循
環量が大きくなり、濾過部材間の流れを更に活発にする
ことができるので、濾過処理の均一性及び濾過効率を更
に向上させることができる。

【００２５】また、第２の発明に係る回転型膜分離装置
によれば、ケーシング壁から回転軸近傍に至る仕切板を
設けたので、被処理原水は仕切板で区分けされたケーシ
ング内で多段式に濾過される。これにより、濾過処理の
均一性と濾過効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る回転型膜分離装置の第１実施例を
説明する断面図

【図２】図１のＡ−Ａ方向から見た矢視図

【図３】本発明に係る回転型膜分離装置の第２実施例を
説明する断面図

【図４】本発明の阻流板の変形図

【図５】本発明の阻流板の変形図

【図６】本発明に係る回転型膜分離装置の第３実施例を
説明する断面図

【図７】本発明に係る回転型膜分離装置の第４実施例を
説明する断面図

【図８】従来の回転型膜分離装置の断面図

【図９】図８のＢ−Ｂ方向から見た矢視図

【符号の説明】

１０…回転型膜分離装置 １６…ケーシング ２０…駆動軸 ２２…スペーサ ２６…濾過膜 ２８…濾過板 ３４…貫流路 ３６…吐出口 ４４…阻流板 ６０…仕切板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円板状の複数の濾過部材を所定間隔で並
   設した中空の駆動軸を、円筒状のケーシングに回転自在
   に配設し、前記ケーシング内に供給される被処理原水を
   前記濾過部材で濾過し、その濾過液を前記駆動軸の内部
   に導いて装置外に排出する回転型膜分離装置に於いて、 前記駆動軸と平行な貫流路を前記濾過部材の支持部に連
   続して形成し、 前記貫流路には、前記貫流路を貫流する前記被処理原水
   が前記濾過部材間に吐出する複数の吐出口を設けると共
   に、前記各吐出口の開口径を前記貫流路両端入口から中
   央に行くに従って大きくなるように形成して成ることを
   特徴とする回転型膜分離装置。
2. 【請求項２】 前記貫流路両端入口には前記被処理原水
   を前記貫流路内に強制的に取り込む取込手段を設けたこ
   とを特徴とする請求項１の回転型膜分離装置。
3. 【請求項３】 複数のドーナツ状円板濾過部材を中空の
   回転駆動軸にスペーサを介して一体にしてケーシング内
   で回転させ、前記ケーシング内に供給する被処理原液を
   前記濾過部材の表面層で濾過し、濾過液を前記濾過部材
   内から回転駆動軸に沿って装置外へ排出する回転型膜分
   離装置において、前記ケーシング壁から前記回転駆動軸
   近傍に至る仕切板を設けたことを特徴とする回転型膜分
   離装置。