JPH06142465A - 非定常接線流れ下での改良された液状媒体ろ過方法及びモジュール - Google Patents

非定常接線流れ下での改良された液状媒体ろ過方法及びモジュール

Info

Publication number
JPH06142465A
JPH06142465A JP4056046A JP5604692A JPH06142465A JP H06142465 A JPH06142465 A JP H06142465A JP 4056046 A JP4056046 A JP 4056046A JP 5604692 A JP5604692 A JP 5604692A JP H06142465 A JPH06142465 A JP H06142465A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
membrane
flow rate
module
disc
flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP4056046A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2617396B2 (ja
Inventor
Andre Grangeon
アンドレ・グランジョン
Jeanine Lenoir
ジャニーヌ・ルノワール
Robert Pellissier
ロベール・プリシエ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TEKUSEPU
Tech-Sep
Original Assignee
TEKUSEPU
Tech-Sep
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TEKUSEPU, Tech-Sep filed Critical TEKUSEPU
Publication of JPH06142465A publication Critical patent/JPH06142465A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2617396B2 publication Critical patent/JP2617396B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/20—Accessories; Auxiliary operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/145—Ultrafiltration
    • B01D61/146—Ultrafiltration comprising multiple ultrafiltration steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/147—Microfiltration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/08—Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/18—Specific valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/48—Mechanisms for switching between regular separation operations and washing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/20—By influencing the flow
    • B01D2321/2066—Pulsated flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/20—By influencing the flow
    • B01D2321/2083—By reversing the flow
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8593—Systems
    • Y10T137/877—With flow control means for branched passages
    • Y10T137/87788—With valve or movable deflector at junction
    • Y10T137/8782—Rotary valve or deflector

Abstract

(57)【要約】 【目的】 付着を来さない或は希釈形状における接線流
れ下での改良された液状媒体ろ過方法及びモジュールを
提供する。 【構成】 非定常状態で少なくとも一つの膜（１６）を
含むろ過モジュール（４）を備えた循環回路（１）にろ
過すべき液体を循環させる接線流れ下での液状媒体ろ過
方法及びモジュール（４）において、循環回路が処理す
べき液体の圧力にではなくその流量に作用し而して少な
くとも該膜に周期的な擬生理学的流量を生じさせうる手
段、特にケーシング（６）内の回転式ディスクを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、実施すべき液状媒体分離操作、
特にろ過、マイクロろ過、限外ろ過または逆浸透操作を
可能にする非定常接線流れ下での液状媒体ろ過方法及び
モジュールに関する。駆動力としての圧力の影響下液状
媒体の成分を、特にその大きさ、形及び物理的特性を考
慮することにより分離する目的で接線流れ下叙上のろ過
操作を実施することが可能なことは知られている。この
技法に従い、処理すべき液状媒体は、適合した多孔性を
有する平坦ないし管状の有機若しくは無機多孔質膜の一
方の面を接線方向で循環せしめられる。膜の両面間の圧
力差の影響下、処理すべき流体の少なくとも一つの成分
は選択的に膜を通る。斯くして回収されたこの液体部分
は透過物と呼ばれる。液体の残りは残留物と呼ばれる。
これらの有機若しくは無機膜は一般に、一方が多孔質支
持体にしてその主な役割が膜全体に機械的特性を付与す
ることである支持体と、他方が非常に薄い透過性分離層
にして、分離をもたらし且つ直径が処理すべき液体に適
合した細孔を含む層とにより構成される。
【０００２】工業的ろ過装置では、処理すべき流体は、
囲い内部に並行して配置され且つ取り付けられた複数の
平坦ないし管状膜で構成されることが最も頻繁的であ
る、少なくとも一つのろ過モジュール内を通る。このモ
ジュールは少なくとも一つの、処理すべき流体用入口、
一つの残留物用出口及び一つの透過物用出口を含む。平
坦なろ過モジュールは、例えばＵＳ−Ａ４，４１５，４
４７及びＵＳ−Ａ３，８６１，７６３で記載されてい
る。多重管ろ過モジュールは、例えばＦＲ−Ａ２，２２
８，５１８、ＵＳ−Ａ４，３４１，６３１及びＥＰ−Ａ
０２５，３４９で記載されている。また、これらの多重
管限外ろ過モジュールは、例えばＦＲ−Ａ２，５８５，
９６５及びＵＳ−Ａ４，０６９，１５７に記載の如く穿
穴モノリシックユニットの形状を有する。モジュール
は、流体を循環させることのできる手段（一般にはポン
プ）を含む、循環回路と呼ばれる、処理すべき液状媒体
の連続循環用回路内に位置する。回路はモジュールの入
口オリフィス及び出口オリフィスに接続している。回路
は更に、処理すべき新たな液体用入口と、濃縮した液体
用出口を含む。出口流量に対する入口流量の比は濃縮率
を限定する。かかる循環回路を用いた液状媒体接線ろ過
の主な欠点は、或る操作時間後、後で説明するろ過の有
効性を限定し而して膜の「付着」原因となる少なくとも
一つの現象を来すことである。
【０００３】それ故、本発明に従えば、膜の分離層の付
着は、ろ過の有効性を限定する現象のうち少なくとも一
つが生じることを意味する。この種のろ過は有意な改良
をもたらしてきたけれども、付着は接線ろ過の解決すべ
き基本問題を構成する。時間の経過で明らかになった第
一の限定現象は、細孔内を含む膜分離層の表面に吸着層
が生じることである。この層の重要性は膜の化学的性質
により、処理すべき流体及びその溶質のそれに関連づけ
られ、また膜の比表面積に関連づけられる。吸着は細孔
が狭くなるほど大きくなり、特にそれは限外ろ過で明ら
かである。第二の限定現象は、細孔数の現象及び（また
は）その平均半径の縮小を来す細孔内粒子閉塞による細
孔の実際のクロージングオフである。この細孔のクロー
ジングオフは化学洗浄により防止することができる。こ
のような洗浄は有効であるが、しかしそれは明らかに装
置の閉鎖と長期のしかもコスト高な取扱いプロセスを強
制する。いくつかの場合にのみ、透過の方向を単に逆転
させるだけで細孔の障害物を取り除くこともできる。し
かしながら、かかる逆転は透過性の益にもかかわらず、
時間及び透過物の損失を来し、それによってろ過効率を
かなり制限する。ろ過効率を制限するもう一つの現象は
膜の分離層の表面に粒子が付着することである。
【０００４】無論、粒子付着の発生はろ過すべき液体と
直接関連づけられ、而してそれは、一般に裸眼で見える
付着形成のために十分大きく且つ数多い粒子を含む場合
にのみ現れる。更に、溶液の場合、ｐＨの変化及びポン
プによる溶質の機械的変性に対する膜表面での濃度上昇
の故に不溶化する沈殿溶質すべての膜上吸着よりなるも
う一つの制限現象が存在する。最後の制限現象は溶液の
ろ過に関連して生じる分極層である。この分極層は分離
層表面における溶質の過濃縮物によって構成される。そ
れは、対流効果が消失傾向にあるとき単純拡散によって
破壊される。その厚さは数μｍ程度で、非常に薄い。先
に示したように、付着を少なくとも一時的に排除する既
知手段は化学洗浄である。付着を減少させるための既知
手段は、先に示した如く透過の方向を逆転させること
と、処理すべき流体の接線流量を高めることである。付
着を減少させるためのもう一つの手段はモジュール内で
パルス化した流体流れを性能させることである。かくし
て、Millisic等［Anti-fouling Technique in Cross-fl
ow Microfiltration、 第４回世界ろ過会議、ベルギー国
オステンド（１９８６年４月）］は、モジュールより上
流の循環回路に置いたセレノイドバルブの開閉により液
体の接線流量をパルス化する。かくして生じたパルスは
付着を実質上減少させうる。
【０００５】しかしながら、循環回路は有意なウォータ
ーハンマリングに付され、かくして実際には「付着」を
促進する非常に大きな膜内圧力上昇をもたらす。更に、
適合した計量型ポンプにより或は、正確な容量の液体を
吸引ないし搬送することによるパルス発生回路に取りつ
けたピストン作用によってパルスを発生させることが知
られている。ピストンを使用する場合、パルスは回路の
平均流量に加えられる。他方、計量型ポンプの場合、流
量がゼロ平均値を上下するにすぎない。パルスを発生さ
せるこれらの既知装置はいずれも、数百ｍ3 ／ｈｒ程度
の循環流量を用いる工業的装置に適合しない。しかも、
これらの装置は急激な圧力変化を惹起し、それによって
膜及び溶質が損なわれ得且つ、先に膜の細孔からストリ
ッピングオフされていた粒子の再付着が促進されうる。
【０００６】本発明の目的は、付着を来さない或は希釈
形状における接線流れ下での改良されたろ過方法及びモ
ジュールにして、少なくとも一つの膜を有するろ過モジ
ュール、処理すべき流体の連続的循環回路、該回路内の
流体の循環手段、並びに少なくとも膜内に非定常的且つ
周期的状態を発生させることにより膜の付着を防止し或
は厳しく制限する手段を含む方法及びモジュールを提供
することである。本発明の別の目的は、処理すべき流体
の循環により発生する以外圧力変化を惹起しない上記タ
イプの方法及びモジュールを提供することである。本発
明の他の目的は、モジュール及び回路内に各パルス間の
最低スィープ流量を保持する上記タイプの方法及びモジ
ュールを提供することである。本発明の更に他の目的
は、少なくとも工業的膜ろ過系に適合した擬生理学的タ
イプの膜に非定常的且つ周期的状態を生じさせる手段を
含み而して数百ｍ3 ／ｈｒ以上にまで及ぶ回路内の循環
流量を意味する接線流れ下でのろ過モジュールを提供す
ることである。
【０００７】これらの目的ないし他の目的は、非定常状
態が確立されている少なくとも一つの膜を含む循環回路
にろ過すべき液体を循環させる接線流れ下での連続ろ過
方法にして、ろ過回路が液体圧力にではなくその流量に
作用し而して少なくとも膜内に擬生理学的流量を生じさ
せうる手段を含むことを特徴とする方法に関する。擬生
理学的流量はヒトの心臓の出口に存在する流量に似たも
のである。事実、接線流れろ過循環回路により連続供給
される膜内の擬生理学的流れの使用が付着を実際に排除
し得或は大幅に低下しうることを本発明に従って立証す
ることは可能になっている。本発明に従った方法及び装
置は、特にマイクロろ過、限外ろ過または逆浸透を含む
ろ過操作すべてに有用である。本発明は、特に管状膜モ
ジュールを用いたマイクロろ過及び限外ろ過に良好な結
果を与える。
【０００８】本発明は、添付図を検討することによって
更に理解される。第１図に擬生理学的流量の分布を示
す。流量Ｄを縦軸に、時間ｔを横軸に示す。ｔ0 とｔ4
との間は期間Ｔを表わす。第１図で理解される如く、最
低スィープ流量Ｄ0 から、流量はｔ0 〜ｔ1 間で迅速に
上昇し、次いでピーク流量Ｄc に達しているｔ1 〜ｔ2
間の保持期間とそして、ｔ3 で最低スィープ流量Ｄo が
再開するまでの減少がある。回路に供給する圧力は好ま
しくは膜の飽和域値より低い。それ故、本発明によって
意図される手段は、流量変化に関連する以外膜内の圧力
変化を伴うことなく、流量を膜内で迅速に増大させるこ
とができる。しかも、膜内の流体移動期間の初め、該手
段は、迅速な上昇増加の相、次いで平坦域及び減少によ
り構成されるパルスを生じさせ、而してこのパルスの持
続期は１／２とは異なる期間分率である。好ましい分率
は０．０５〜０．４範囲である。事実、小分率の使用は
ポンプ寸法を縮小することができる。
【０００９】接線流れろ過での擬生理学的流量の使用は
付着を防止し得或は少なくとも大幅に低下しうる。加え
て、既知方法に従い定常状態では透過物の流れが減少し
且つろ過量が経時変化するのに対し、透過物の流れは実
質上一定である。擬生理学的流量を発生させることので
きる手段は特に、ろ過モジュールからすぐ上流に或はす
ぐ下流に位置する、適合した計量型ポンプ、心臓ポンプ
及び回転式ディスク系から選定しうる。用いることので
きる計量型ポンプは特に、文献として引用されるInnov.
Biol.Tech. Med. Vol.4、 No.1、 1983、 p 33 - 45; Me
dical and Biological Engineering & Computing、 Nove
mber 1985、 p 511 - 516; J. Physiol、 Paris、 1977、7
3、 p 977 - 1004 並びに Med. Progr. Techol.、 No.6、
(1978)、 p 39 - 40に記載されている 。心臓ポンプは多
くの刊行物及び特許に記載されている。
【００１０】上記文献に記載されている計量型ポンプ及
び心臓ポンプは非常に良好な結果をもたらすけれども、
擬生理学的流量を生じさせるこれら二つの特定手段は数
百ｍ3 ／ｈｒまでの範囲の回路内循環流量を処理するの
に不十分であり、加えてそれらは非定常状態を単一膜に
位置づけることができない。この問題を解決するため
に、本発明は、複数の膜並びに、単一膜内に擬生理学的
タイプの非定常ないし周期的状態を生じさせる特定手段
として、モジュールの入口または出口から適当な距離を
置いて該モジュールから下流若しくは上流に位置する適
当に穿穴した回転式ディスクを含むろ過モジュールと接
線流れを提供する。第２図は処理すべき流体の循環回路
１を概記し、而してその流体の循環はポンプ２により矢
印３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄの方向に誘発される。循環
回路は、図示してない防漏囲い５の内部に並行して配置
された管状膜集団を含む限外ろ過モジュール４を備えて
いる。モジュール４の上流には、図示してない、囲い５
と一体的な防漏ケーシング６にハウジングされた回転式
ディスクが固定されている。該ディスクはモーターＭに
より作動される。モジュールは、ケーシング６に入る処
理すべき流体のための入口７、透過物のための出口８及
び残留物のための出口９を含む。
【００１１】流量及び膜内の上流ないし下流圧力を測定
するために、ろ過モジュール４の五つの膜のうち一つに
二つの圧力センサー１０及び１０ａと流量計１０ｂを配
置する。ろ過回路１は、バルブ１２及び１２ａで隔離さ
れた処理すべき流体の分路（バイパス）１１、処理すべ
き流体を保持するための容器１３、二つのマノメーター
１４及び１４ａ並びに流量計１５を含む。第３図で、ろ
過モジュール４が防漏囲い５から形成されており、また
その中に、並行して配置された限外ろ過管状膜１６集団
がハウジングされていることが理解できる。モジュール
４は透過物のための出口８と残留物のための出口９を含
む。モジュール４の上流に、処理すべき流体のための入
口７が設けられたケーシング６がボルト１７により固定
されている。ケーシング６の内部には、膜１６の軸線に
対し平行する軸線１９上に、図示してないモーターＭ
（第４図）によって作動される回転式ディスク１８があ
る。
【００１２】回転式ディスク１８は膜に対し垂直であ
り、而して膜の入口オリフィス２０に対面している。デ
ィスクの一部分２１は、該ディスクが完全に一回転する
間膜の入口オリフィス２０の全体がディスクの開放部分
２１を通し見えるような方式で開放している。その上、
ディスクの非開放部分は、該ディスクの非開放部分に好
ましくは一様に分布したパーフォレーション２２を備え
ている。なお、パーフォレーションの直径は膜の入口オ
リフィスの直径より小さいことが推奨され、少なくとも
１／４の比であることが好ましい。更に、ディスクの非
開放部分のパーフォレーションの数は好ましくは、少な
くとも膜のオリフィスの数に等しく、そして該オリフィ
スはこの非解放部分によって隠される。好ましくは、デ
ィスクの開放部分はそのα角により特徴づけられる、デ
ィスクの少なくとも一つのセクターによって構成され
る。一つの具体的変例によれば、回転式ディスク１８
は、ディスクから上流に位置するタービンにより処理す
べき液体流れで駆動しうる。好ましい具体化に従い、デ
ィスク１８と膜の入口オリフィス２０との距離（ｄ）は
調整し得、またろ過モジュールは、例えば前記特許ＦＲ
−Ａ２，２２８，５２８、ＵＳ−Ａ４，３４１，６３１
及びＥＰ−Ａ０２５，３４９に記載の如き限外ろ過モジ
ュールである。
【００１３】回路１が作動しているとき、処理すべき液
体流れは回転式ディスク１８の開放部分２１及びパーフ
ォレーション２２を通り、而してディスク１８はモータ
ーＭ（またはタービン）により決定される速度で回転す
る。この回転式ディスクの速度は膜内の非定常流量の期
間Ｔの長さを限定する。流量の変化は第１図に示すもの
と同じである。液体の最大流れ（ピーク流量Ｄc ）は所
定時間或る数の膜内を循環するにすぎない。それ故、回
転式ディスクの開放セクターのα角の値はピーク流量Ｄ
c の持続期に直接関連づけられる。その上、回転式ディ
スクのパーフォレーション２２の数、パーフォレーショ
ンの直径及び膜の入口オリフィス２０から回転式ディス
クを隔てる距離は最低スィープ流量Ｄo を限定する。ｄ
が増すにつれ、パーフォレーションの数及びその直径は
大きくなり、またＤo はポンプによって生じる流量に等
しくなるまで増加する。そのとき、もはや擬生理学的流
量はない。パーフォレーションはディスクの直径が大き
い場合に望ましい。回転式ディスクの開放部分によっ
て、最大液体流れが所定時間或る数の膜を横切るにすぎ
ない。無論、第１図に示す流量分布は、パーフォレーシ
ョン２２の幾何学、開放部分セクターの辺に対するα
角、回転式ディスク１８の回転速度及びディスクとパー
フォレーション２２との距離ｄに左右される。
【００１４】以下は、第２図に示す循環回路の操作例に
関する。ろ過モジュールは五つの膜を含み、第６図に示
す回転式ディスクでテストを実施している。第６図で、
回転式ディスク３０は、幅が五つの膜のオリフィス３
２、３３、３４、３５及び３６の直径に実質上等しいス
ロット３１を含むことが理解される。セクターのα角は
７２°である。それ故、第６図に示す如く、ディスクが
回転するときスロット３１は一つの膜のオリフィス、そ
れも一つとのみ常時対面する。膜は６ｍｍの内径、１０
ｍｍの外径及び１２００ｍｍの長さを有する。下記タイ
プのいずれかの膜を用いる： −第１タイプの膜は切断容量が５０，０００ダルトンで
ある限外ろ過膜である。 −第２タイプの膜は、細孔径が０．１４μｍであるマイ
クロろ過膜である。ディスク３０は、モーターＭにより
６０回転／ｍｉｎの速度で駆動する。循環回路の流量Ｑ
は、５００〜２５００リットル／ｈｒ範囲の変動流量を
得ることを可能にする調節計量型ポンプ２によってもた
らされる。
【００１５】例 １ 本例で、ろ過モジュールの五つの膜は先に定義した如き
限外ろ過タイプである。先ず、保持容器１３を水で満た
す。バルブ１２を閉じ、そしてバルブ１２ａを開ける。
モーターＭを始動させる。ポンプ２を１０００リットル
／ｈｒの流量Ｑに関し調節する。このポンプ２を始動さ
せる。流量Ｑを流量計１５でチェックする。次いで、バ
ルブ１２により、マノメーター１４の圧力読みを１．５
バールに調節する。ディスク／膜／組管アセンブリーの
圧力損失を、マノメーター１４に示される圧力値と１４
ａに示される圧力値との差で決定する。膜内流量を測定
する流量計１０ｂは、第７ａ図に示す如き擬生理学的流
量が正確に得られることを示す。この図中、期間１秒で
は、全持続期が０．２秒である流量パルスが、迅速上昇
相にして、流量が約１００リットル／ｈｒ（基本流量）
から約５００リットル／ｈｒ（ピーク流量）へと非常に
迅速に増大する相と、その後の０．２秒を僅かに下回る
ピーク流量を保持する相と、更に約１００リットル／ｈ
ｒの基本流量が再開するまでの減少相とを含むことが観
察される。圧力センサー１０及び１０ａにより、入口で
の圧力変化Ｐｅと出口での圧力変化Ｐｓを期間Ｔの間測
定する。これらの圧力変化を第７ｂ図に示す。この第７
ｂ図は、期間全体にわたり実質上一定している膜入口で
の圧力Ｐｅと流量パルスの初めから、このパルス終了時
その初期値を再開するまで減少する出口圧力Ｐｓを示
す。圧力損失は０．７バールである。これは明らかに、
膜内の圧力変化が流量変化の結果にすぎないことを例示
する。また、膜の入口及び出口での圧力Ｐｅ及びＰｓが
流量パルスの間を除く一期間、実質上同じであることも
注目される。透過物の出口８における水流量は７．３０
リットル／ｈｒである。この流量は、膜により得られる
水性透過物の最大値を表わす。水を基剤とする本例は、
回転式ディスクを備えたろ過モジュールの効力を立証す
る。
【００１６】例 ２ 手順は例１と同じであるが、但し水を１０グラム／リッ
トルのベントナイト懸濁物と置き換え、且つ３時間のテ
ストでいかなるベントナイト濃度変化をも防止するため
に透過物用出口８は保持容器１３に排出する。また、透
過物の平均流量Ｄp １．４８リットル／ｈｒを測定す
る。膜内の流量変化及び入口／出口圧力、Ｐｅ／Ｐｓの
変化は例１で得た値と実質上同じである。基本流量は１
０４リットル／ｈｒであり、ピーク流量は５５０リット
ル／ｈｒである。
【００１７】比較例２ａ 手順は、ろ過モジュールが新しい膜を備え且つ回転式デ
ィスクを含まない以外例２と厳密に同じである。各膜
は、０．１５バールの圧力損失で２００リットル／ｈｒ
の定常流量によりスィープされる。３時間のテスト後、
透過物の平均流量は０．７４リットル／ｈｒで、例２の
二分の１である。それ故、得られる透過物の最大値が
７．３リットル／ｈｒ（例１）であるので、擬生理学的
流量は付着を、この特種な場合それによる除去を伴わず
に大いに減少させることができる。
【００１８】例 ３ 手順は、使用膜が既述のマイクロろ過タイプである以外
例１と厳密に同じである。膜からの透過物流量は１３．
３４リットル／ｈｒであり、また５５０リットル／ｈｒ
のピーク流量で、圧力損失は０．５２バール、基本流量
は１０４リットル／ｈｒである。
【００１９】例 ４ 手順は、例３のマイクロろ過膜を用いる以外例２と同じ
である。下記値が実測される： 透過物の流量＝ １．９６リットル／ｈｒ、 圧力損失＝ ０．５２バール、 −基本流量： １０４リットル／ｈｒ、 −ピーク流量： ５５０リットル／ｈｒ。
【００２０】比較例４ａ 手順は、新しい膜を用い且つディスクを取り除く以外例
４の通りである。得られた結果は下記の如くである： 定常流量： ２０６リットル／ｈｒ、 圧力損失： ０．１５バール、 透過物の流量：０．６７リットル／ｈｒ。 それ故、透過物の流量は例３の三分の１である。例１〜
４ａで、ベントナイトのマイクロろ過に関し、限外ろ過
膜の付着に対する擬生理学的状態の影響とマイクロろ過
膜の付着に対するそれとを比較した。擬生理学的状態は
マイクロろ過膜の場合のほうがより効率的であることは
明らかである。それは、マイクロろ過膜がベントナイト
の分離の間限外ろ過膜より容易に付着されるからであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】擬生理学的流量の分布を図示したグラフであ
る。
【図２】接線流れろ過の循環回路を図示したフローシー
トである。
【図３】回転式ディスクを備えた管状限外ろ過モジュー
ルを示す部分分解透視図である。
【図４】第３図の軸線ＩＶ−ＩＶに沿った断面図であ
る。
【図５】第４図の軸線Ｖ−Ｖに沿った正面図である。
【図６】実施例で用いた回転式ディスクの正面図であ
る。
【図７】７ａ及び７ｂ図は夫々、或る期間に例１で得た
膜内の流量並びに、膜入口での圧力Ｐｅ及び膜出口での
圧力Ｐｓを示すグラフである。
【符号の説明】
１ 循環回路 Ｍ モーター ４ ろ過モジュール ５ 囲い １６ 膜 １８ 回転式ディスク ２０ 膜の入口オリフィス ２１ ディスクの開放部分 ２２ パーフォレーション

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 非定常状態が確立されている少なくとも
    一つの膜（１６）を含むろ過モジュール（４）を備えた
    循環回路（１）にろ過すべき液体を循環させる接線流れ
    下での連続ろ過方法にして、循環回路（１）が処理すべ
    き液体の圧力にではなくその流量に作用し而して少なく
    とも該膜に周期的な擬生理学的流量を生じさせうる手段
    （１８）を含むことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 手段（１８）が膜内での流体移動期間の
    初めにおける最低スウィープ流量Ｄo から、迅速な流量
    増加の相、ピーク流量Ｄc に達している平坦域、次いで
    再び流量Ｄo に達するまでの現象よりなるパルスを発生
    し、而してこのパルスの持続期が１／２とは異なる期間
    分率であることを特徴とする、請求項１の方法。
  3. 【請求項３】 パルスの持続期が全期間の０．０５〜
    ０．４倍であることを特徴とする、請求項２の方法。
  4. 【請求項４】 擬生理学的流量を生じさせうる手段（１
    ８）が、適合した計量型ポンプ、心臓ポンプ及び、ろ過
    モジュール（４）より上流若しくは下流に位置した回転
    式ディスク系（１８）から選ばれることを特徴とする、
    請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 【請求項５】 処理すべき液体のための少なくとも一つ
    の入口管（７）、残留物のための少なくとも一つの出口
    管（９）、透過物のための少なくとも一つの出口管
    （８）を備えた囲い（５）及び、該囲い（５）内部に並
    行して配置された一団の膜（１６）にして、該膜から上
    流に導入される処理すべき流体が膜内を通らねばならな
    いように、而して透過物は前記囲い内に集められ、且つ
    残留物は出口管（８）により膜から下流に運び去られる
    ように前記囲い（５）内に防漏態様で支持され且つ据え
    付けられている膜を含むろ過モジュールであって、該モ
    ジュール（４）が膜（１６）から上流及び（または）下
    流に、膜の入口オリフィス（２０）及び（または）出口
    オリフィスに対し垂直で、しかも該オリフィスから適当
    な距離（ｄ）にある回転式ディスク（１８）を含み、該
    ディスクの一部分（２１）は、該ディスクの一回転の間
    に膜のオリフィス（２０）の全体がディスクの開放部分
    を通し見えるような方式で開放していることを特徴とす
    るろ過モジュール。
  6. 【請求項６】 ディスクの非開放部分が更にパーフォレ
    ーション（２２）を含むことを特徴とする、請求項５の
    モジュール。
  7. 【請求項７】 ディスクの開放部分がディスクの少なく
    とも一つのセクターであることを特徴とする請求項５ま
    たは６のモジュール。
  8. 【請求項８】 ディスクの非開放部分のパーフォレーシ
    ョン（２２）の数が少なくとも、この非開放部分によっ
    て隠れる膜のオリフィス（２０）の数に等しく、しかも
    パーフォレーションの直径がオリフィスの直径より小さ
    いことを特徴とする、請求項５〜７のいずれか一項に記
    載のモジュール。
  9. 【請求項９】 回転式ディスク（１８）がシャフト（１
    ９）によりモーター（Ｍ）で駆動され、或はディスクの
    上流に位置するタービンにより処理すべき流体流れで自
    動推進されることを特徴とする請求項５〜８のいずれか
    一項に記載のモジュール。
  10. 【請求項１０】 ディスクと膜のオリフィスとの距離
    （ｄ）が調整しうることを特徴とする請求項５〜９のい
    ずれか一項に記載のモジュール。
JP4056046A 1991-02-13 1992-02-07 非定常接線流れ下での改良された液状媒体ろ過方法及びモジュール Expired - Lifetime JP2617396B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR91-01655 1991-02-13
FR9101655A FR2672513B1 (fr) 1991-02-13 1991-02-13 Procede et module perfectionnes de filtration en milieu liquide sous flux tangentiel instationnaire.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06142465A true JPH06142465A (ja) 1994-05-24
JP2617396B2 JP2617396B2 (ja) 1997-06-04

Family

ID=9409651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4056046A Expired - Lifetime JP2617396B2 (ja) 1991-02-13 1992-02-07 非定常接線流れ下での改良された液状媒体ろ過方法及びモジュール

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5240612A (ja)
EP (1) EP0499509B1 (ja)
JP (1) JP2617396B2 (ja)
AT (1) ATE179629T1 (ja)
CA (1) CA2061063C (ja)
DE (1) DE69229071T2 (ja)
DK (1) DK0499509T3 (ja)
FR (1) FR2672513B1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015516047A (ja) * 2012-04-30 2015-06-04 コーニング インコーポレイテッド 過給機を有する車用伝動機構

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4407094C1 (de) * 1994-03-03 1995-03-09 Atz Evus Verfahren zum Filtern von Flüssigkeiten sowie eine dazugehörige Vorrichtung
US6685832B2 (en) * 1995-08-11 2004-02-03 Zenon Environmental Inc. Method of potting hollow fiber membranes
US5958243A (en) * 1996-07-11 1999-09-28 Zenon Environmental Inc. Apparatus and method for membrane filtration with enhanced net flux
FR2751736B1 (fr) * 1996-07-29 1999-01-15 Tami Ind Dispositif pour fragmenter des elements heterogenes d'un milieu fluide destine a circuler a l'interieur d'un appareil echangeur et installation en faisant application
US6406623B2 (en) * 1997-05-15 2002-06-18 Millipore Corporation Tangential flow filtration apparatus
JPH11139805A (ja) * 1997-07-29 1999-05-25 Millipore Corp ハロゲン化水素から水分を除去するための組成物とその方法
US5928409A (en) * 1997-11-12 1999-07-27 New Jersey Institute Of Technology Method and apparatus for gas removal by cyclic flow swing membrane permeation
FR2785830B1 (fr) * 1998-11-13 2001-11-23 Orelis Procede et dispositif de filtration continue en milieu liquide et utilisations
US20030075498A1 (en) * 2001-06-01 2003-04-24 Watkins Randolph H. Hemodialyzer headers
US6623638B2 (en) 2001-06-01 2003-09-23 Baxter International Inc. Hemodialyzer having improved dialysate perfusion
DE10342434A1 (de) * 2003-09-13 2005-04-28 Hans-Peter Feuerpeil Filtrationsmodul mit Membran-Filterelementen
SE0302637D0 (sv) * 2003-10-03 2003-10-03 Johan Siverklev Device for exchange of substances between fluid flows
WO2006020780A2 (en) * 2004-08-10 2006-02-23 Intelligent Solutions, Inc. Bundled element filtration system and method
NL1028247C2 (nl) * 2005-02-10 2006-08-11 Fluxxion B V Inrichting en werkwijze voor het filtreren van vloeistof.
US20070240578A1 (en) * 2006-04-12 2007-10-18 Dileo Anthony Filter with memory, communication and temperature sensor
US8007568B2 (en) * 2006-04-12 2011-08-30 Millipore Corporation Filter with memory, communication and pressure sensor
US20110094310A1 (en) * 2006-04-12 2011-04-28 Millipore Corporation Filter with memory, communication and pressure sensor
US20070243113A1 (en) * 2006-04-12 2007-10-18 Dileo Anthony Filter with memory, communication and concentration sensor
US7517388B2 (en) * 2006-05-15 2009-04-14 Generon Igs, Inc. Air separation membrane module with variable sweep stream
FR2909008B1 (fr) 2006-11-27 2009-11-27 Vaslin Bucher Dispositif pour empecher la formation de depots aux entrees des membranes tubulaires ou capillaires d'un module de filtration tangentielle.
AU2008339450B2 (en) * 2007-12-17 2012-06-07 Nitto Denko Corporation Spiral film element, spiral film-filtration device having the film element, and film-filtration device managing system and film-filtration device managing method using the device
EP2239047A4 (en) * 2007-12-17 2012-09-05 Nitto Denko Corp HELICOIDAL FILM ELEMENT AND FILTER DEVICE HAVING THE SAME
US20110114561A1 (en) * 2007-12-17 2011-05-19 Nitto Denko Corporation Spiral type membrane filtering device and mounting member, and membrane filtering device managing system and membrane filtering device managing method using the same
AU2017330537A1 (en) 2016-09-20 2019-04-11 Aqua Membranes Llc Permeate flow patterns
US11040311B2 (en) 2016-11-19 2021-06-22 Aqua Membranes Inc. Interference patterns for spiral wound elements
EP3609607A4 (en) 2017-04-12 2021-01-27 Aqua Membranes, Inc. STEPPED SPACERS FOR COILED FILTRATION ELEMENTS
US11745143B2 (en) 2017-04-20 2023-09-05 Aqua Membranes, Inc. Mixing-promoting spacer patterns for spiral-wound elements
KR102355893B1 (ko) 2017-04-20 2022-01-26 아쿠아 멤브레인스 인코포레이티드 나선형 권취 요소를 위한 비-중첩, 비-변형 패턴
KR102513191B1 (ko) 2017-10-13 2023-03-22 아쿠아 멤브레인스 인코포레이티드 나선형 권취 요소를 위한 가교 지지체 및 축소된 공급물 스페이서
KR20230015898A (ko) 2020-04-07 2023-01-31 아쿠아 멤브레인스 인코포레이티드 독립 스페이서 및 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55167009A (en) * 1979-06-18 1980-12-26 Nikkiso Co Ltd Dialyzer

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3648754A (en) * 1969-07-28 1972-03-14 Hugo H Sephton Vortex flow process and apparatus for enhancing interfacial surface and heat and mass transfer
NL7515264A (en) * 1975-12-31 1977-07-04 Wafilin Bv Membrane filter with disc shaped membrane supports - and integral cleaning elements which wipe the membrane
US4632756A (en) * 1982-08-23 1986-12-30 Albany International Corp. Multiple bundle separatory module
FR2563443B1 (fr) * 1984-04-27 1990-03-23 Centre Nat Rech Scient Procede et dispositif de separation par ultrafiltration de substances en solution ou en suspension, application a la plasmapherese
US4990526A (en) * 1985-06-18 1991-02-05 Merck Frosst Canada, Inc. Leukotriene antagonists, compositions and methods of use thereof
DE3803886A1 (de) * 1988-02-09 1989-08-10 Geesthacht Gkss Forschung Vorrichtung zum filtern und trennen von stroemungsmedien
GB8817793D0 (en) * 1988-07-26 1988-09-01 British Petroleum Co Plc Mixing apparatus
GB8914551D0 (en) * 1989-06-24 1989-08-16 Atomic Energy Authority Uk Ultrafiltration apparatus
US5132015A (en) * 1990-10-04 1992-07-21 Rohm And Haas Company Flow control for ultra filtration systems
US5105851A (en) * 1990-10-17 1992-04-21 Hewlett-Packard Company Apparatus for multi-path flow regulation

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55167009A (en) * 1979-06-18 1980-12-26 Nikkiso Co Ltd Dialyzer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015516047A (ja) * 2012-04-30 2015-06-04 コーニング インコーポレイテッド 過給機を有する車用伝動機構

Also Published As

Publication number Publication date
FR2672513A1 (fr) 1992-08-14
ATE179629T1 (de) 1999-05-15
US5240612A (en) 1993-08-31
EP0499509A1 (fr) 1992-08-19
DK0499509T3 (da) 1999-11-01
CA2061063C (fr) 1999-01-12
JP2617396B2 (ja) 1997-06-04
DE69229071T2 (de) 1999-12-16
CA2061063A1 (fr) 1992-08-14
DE69229071D1 (de) 1999-06-10
EP0499509B1 (fr) 1999-05-06
FR2672513B1 (fr) 1994-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH06142465A (ja) 非定常接線流れ下での改良された液状媒体ろ過方法及びモジュール
US4921610A (en) Cleaning of hollow fibre filters
US6423230B2 (en) Method for improving the permeate flux of a cross-flow membrane filter
CA2485227A1 (en) Vortex enhanced filtration device and methods
JPH10501742A (ja) コイル膜ろ過システム
US10391455B2 (en) Filtration and emulsification device
Yeh et al. Resistance-in-series for membrane ultrafiltration in hollow fibers of tube-and-shell arrangement
Bertram et al. Flux enhancement in crossflow microfiltration using a collapsible-tube pulsation generator
JPH08295630A (ja) 血漿分離方法
JPS58193702A (ja) クロスフロ−濾過流動を増大させる方法及び装置
Abbasi-Garravand et al. Investigation of the fouling effect on a commercial semi-permeable membrane in the pressure retarded osmosis (PRO) process
US9457320B2 (en) Processes and apparatus for inhibiting membrane bio-fouling
US20040089605A1 (en) Reverse osmosis liquid purification system and method
KR101881922B1 (ko) 세라믹 나노여과막의 제조 방법, 그 제조 장치 및 여과 코팅 공정을 제어하는 컴퓨터 장치의 동작 방법
JPH11104636A (ja) 逆浸透膜モジュールの洗浄方法及び装置
Warren et al. Cross-flow microfiltration of Saccharomyces cerevisiae
CN209406078U (zh) 一种自动清洗mf系统
CN109364763A (zh) 一种自动清洗mf系统及其控制方法
JPH05329339A (ja) 濾過システム
JP2014030805A (ja) 水処理装置および水処理システム
JP2013212496A (ja) 中空糸膜モジュール
US20140014581A1 (en) Systems and Methods for Reducing Fouling in a Filtration System
Chung et al. Performance test for membrane module using Dean vortices
JPS63315112A (ja) セラミックフィルタの洗浄方法
CN116750815A (zh) 利用压力传感器精确计算净水机滤芯寿命的系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19950613

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19961210