JPH06198145A - 限外濾過機またはミクロ濾過機の自動洗浄方法および装置 - Google Patents

限外濾過機またはミクロ濾過機の自動洗浄方法および装置

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JPH06198145A
JPH06198145A JP28872893A JP28872893A JPH06198145A JP H06198145 A JPH06198145 A JP H06198145A JP 28872893 A JP28872893 A JP 28872893A JP 28872893 A JP28872893 A JP 28872893A JP H06198145 A JPH06198145 A JP H06198145A
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JP
Japan
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filtrate
pressure
membrane
downstream
outlet
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Withdrawn
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JP28872893A
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English (en)
Inventor
Henri Barnier
ベルニエ アンリ
Jean-Gabriel Givaudan
ジヴォーダン ジャン−ガブリエル
Jean-Luc Bardou
バルドー ジャン−ルュク
Frederic Lankar
ランカル フレデリック
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Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D65/00Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/02Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D65/00Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/08Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2321/00Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/20By influencing the flow
    • B01D2321/2066Pulsated flow
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D2321/2083By reversing the flow

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】各端に入口分配器(24)と出口回収器(26)とを備
えた被濾過液相を圧力P1で流すための細長い円筒形チ
ャンバ(22)と、この円筒形チャンバ(22)と同軸で同じく
円筒形の少なくとも1つのメンブレン濾過膜(28)とで構
成されるモジュールを有し、円筒形チャンバ(22)とメン
ブレン濾過膜(28)との間には濾液を回収するための下流
側環状空間(30)が区画され、この下流側環状空間(30)は
下流側出口(34)および下流側入口(32)の2つの開口部を
介して円筒形チャンバ(22)の外側と連通しているような
限外濾過機またはミクロ濾過機の自動洗浄装置。 【構成】下流側出口(32)から下流側入口(34)へ濾液を流
す濾液回路(36)を有し、この濾液回路(36)には、最大振
幅が除去すべき固体粒子を含む液相の圧力P1よりわず
かに高くなるように濾液の圧力を周期的に変調する圧力
ポンプが直列に設けられており、精製された濾液の回収
パイプ(42)がこの濾液回路(36)に直接接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、除去すべき固体粒子を
含む流体相をメンブレン(濾過膜)の上流表面上に加圧
下に供給し、固体粒子をメンブレンで保持し、その結果
得られた濾液をメンブレンの下流表面へ通過させる限外
濾過またはミクロ濾過技術に関するものである。本発明
は、特に、メンブレンの孔の中に非可逆的に凝集する固
体粒子が蓄積して閉塞したメンブレンを定期的に洗浄す
る方法に関するものである。本発明は、特に、被精製液
相がメンブレンの上流表面に対して平行に流れるタンジ
ェント(接線)型のミクロ濾過または限外濾過装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】タンジェント型のミクロ濾過または限外
濾過では、流体は「移動(transfer)圧力」と呼ばれる圧
力下で流体がメンブレン表面に対して接線方向へ流れる
条件下で多孔質膜上で濾過される。この条件下では、多
孔質膜はどんな流体でも早かれ遅かれいつかは目詰まり
するのが観察される。メンブレンの目詰まりを防止ある
いは少なくとも遅延または制限するのに用いられる1つ
の方法は被濾過流体にパルス状の移動圧力を加える方法
である。この移動圧力はパルス振動の間に最大値および
最小値になり、最小圧力値では濾過がされず、原則的に
はメンブレン表面上に堆積された固体材料は流れている
被濾過流体と随伴して排出される。しかし、公知の方法
では固体懸濁粒子を含む被濾過液体中にパルス状の移動
圧力を生じさせるための装置(ピストンポンプ、電磁弁
等)を使用しなけれはならないため、多くの問題(閉塞
故障、機械部品の磨耗・疲労等)が生じる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記の
欠点を無くすことができる方法および装置を提供するこ
とにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、除去すべき固
体粒子を含む液相が圧力P1下でメンブレン濾過膜の上
流側表面と接触し、被濾過液相は入口分配器から出口回
収器へ向かってメンブレン濾過膜に対して接線方向に流
れ、濾液はメンブレン濾過膜の下流側の出口から取り出
されるような濾過装置を自動的に洗浄する方法におい
て、メンブレン濾過膜の下流側で濾液に周期的に0.05〜
5Hzの周波数の変調圧力を加え、この変調圧力の最大振
幅を上記圧力P1よりわずかに高くすることを特徴とす
る方法を提供する。
【0005】
【作用】本発明では、各パルス周期の極めて短時間の
間、メンブレンを通る液相の流れ方向を逆転して目詰り
した物質が抽出され且つ被濾過液体の循環流に随伴され
るように変調した圧力をメンブレンの左右で加える。こ
のパルス状圧力はメンブレンを通ってきた濾液に短時間
加えられるだけであるので、メンブレンを通る濾液の流
れはほぼ連続性を維持し、濾過操作を中断せずにメンブ
レンの洗浄を行うことができる。本発明ではメンブレン
の下流側の入口と出口との間に濾液の外側循環路が設け
られ、この外側循環路に予め決められた周期で上記の変
調された圧力が加えられる。
【0006】本発明方法はメンブレンと接触した濾液の
圧力を周期的に変調させる方法であり、純粋に濾過をし
ている期間の間の極めて短い短時間の間に洗浄が行われ
るので洗浄操作が自動化される。本発明方法の特徴およ
び利点は、濾過装置の運転を停止せずに濾過と洗浄とを
周期的シーケンスで常時実行できる点にあり、被精製液
相の循環流の圧力P1に対して変調圧力の最大振幅を適
当に選択することによって各周期の大部分の時間で濾過
を実施し、その後の短時間に洗浄を行うようにすること
ができる。
【0007】本発明はさらに本発明方法を実施するため
の自動洗浄装置を提供する。本発明装置は、各端に入口
分配器と出口回収器とを備えた被濾過液相を圧力P1で
流すための細長い円筒形チャンバと、この円筒形チャン
バと同軸で同じく円筒形の少なくとも1つのメンブレン
濾過膜とで構成されるモジュールを有し、円筒形チャン
バとメンブレン濾過膜との間には濾液を回収するための
下流側環状空間が区画され、この下流側環状空間は下流
側出口および下流側入口の2つの開口部を介して円筒形
チャンバの外側と連通しているような限外濾過機または
ミクロ濾過機の自動洗浄装置において、下流側出口から
下流側入口まで濾液を流す濾液回路を有し、この濾液回
路には、最大振幅が除去すべき固体粒子を含む液相の圧
力P1よりわずかに高くなるように濾液の圧力を周期的
に変調する圧力ポンプが直列に設けられており、精製さ
れた濾液の回収パイプがこの濾液回路に直接接続されて
いる点を特徴とする。
【0008】本発明の自動洗浄装置の好ましい実施例で
は、濾液回収パイプに濾液の流出流を調節し且つ上記の
値P1に対する濾液の極限圧力を調節する弁が設けられ
ている。変調圧力ポンプの最大圧力および最小圧力とポ
ンプの変調周波数とに合わせてこの弁の流量を調節する
ことによって、各々の場合に濾過装置の種々パラメータ
を所望値に調節することができる。以下、添付図面を参
照して本発明の自動洗浄装置の2つの実施例を説明する
が本発明が下記実施例に限定されるものではない。
【0009】
【実施例】図1は運転中にメンブレンに加わる有効圧力
を示しており、この圧力は被濾過液相の移動圧力P1で
得られ、濾液に加わる周期的変調圧力で低下する。既に
述べたように、この圧力は例えば0.05〜5Hzの範囲の周
波数で時間的に変調される。この圧力は図示したように
最大値2、4、6および最小値8、10とを通る。図1の
曲線から分かるように、この圧力のゼロ値はメンブレン
濾過膜の下流側と上流側で両側の相がバランスしている
ことに対応している。図1の曲線と時間軸との間で区画
された区域12、14、16は濾液の圧力に対して移動圧力が
過剰である期間、換言すれば、いわゆる濾過が行われる
期間である。一方、図1の曲線の最小値と時間軸との間
の斜線部分の面積18、20は濾液内の圧力が被濾過液体の
移動圧力より高い期間、換言すれば、被濾過液体が通常
の濾過方向とは反対の方向へメンブレンを通過する逆濾
過(retrofiletering) の期間で、メンブレンの孔の洗浄
が行われる。本発明では、図1の曲線の最大振幅2、
4、6と最小振幅8、10とを適当に選択することによっ
て濾過期間12、14、16と洗浄期間18、20との間の割合を
一定にする。
【0010】図2は本発明の自動洗浄方法を実施するた
めのモジュールで構成された濾過装置を示している。図
2に示す濾過モジュール21の細長い円筒形チャンバ22で
構成され、この円筒形チャンバ22の両端には被濾過液体
の入口分配器24と出口回収器26とが設けられている。被
濾過液体は移動圧力P1で装置内を循環する。円筒形チ
ャンバ22の内側には同じく円筒形状のメンブレン濾過膜
28が円筒形チャンバ22と同軸に配置されている。従っ
て、円筒形チャンバ22とメンブレン28との間に下流側環
状空間30が形成される。この下流側環状空間30は図で矢
印Fで示した被濾過流体の循環方向に対して入口側の下
流側入口32と、出口側の下流側出口34の2つの開口を有
している。
【0011】本発明では、下流側環状空間30の下流側出
口34と下流側入口32との間にバイパスパイプまたは分岐
管路36が設けられている。このバイパスパイプ36は周期
的に圧力を変調する圧力ポンプ38と直列に設けられてい
る。この圧力ポンプ38は、最大振幅が濾過モジュール21
の上流側空間40内をメンブレン28に沿って流れる被濾過
流体の循環圧力P1よりわずかに高くなるような圧力変
動をバイパスパイプ36中に加える。従って、本発明で
は、洗浄用の短期間と、その後の濾過用の長期間とを特
定の周期で交互に変えることによってメンブレン28は自
動的に洗浄される。下流側環状空間30の出口34とポンプ
38の入口との間には濾液回収パイプ42が接続されてい
る。この濾液回収パイプ42にはバイパスパイプ36内の流
量を調節するための弁44が設けられている。
【0012】図3は本発明の別の自動洗浄装置を示して
いる。この実施例では2つのモジュールが設けられてい
る。第1のモジュール47は円筒形チャンバ46を有し、メ
ンブレン48はその内部を2つに区画している。濾過され
る流体は分配器50を介してメンブレン48の内側の上流側
空間53へ供給され、回収器52を介して第1のモジュール
47の出口52で回収され、さらに、パイプ62を介して第2
のモジュール21の分配器24へ送られる。一方、濾液は下
流側環状空間54へ回収される。2つのモジュール47、21
は被濾過液体の流れに対して直列に配置されている。
【0013】第1のモジュール47の円筒形チャンバ46に
は、第2のモジュール21のバイパスパイプ36と全く同じ
バイパスパイプ60で接続された濾液の出口56および入口
58が形成されている。図3に示した装置では、前記のポ
ンプ38をバイパスパイプ60に直列に配置して、濾過機の
洗浄に必要な変調圧力を濾液の下流側環状空間54に加え
る。また、第2のモジュールの設備は第1のモジュール
の設備と全く同じで、バイパスパイプ60は濾液の出口パ
イプ64を有し、この出口パイプ64には濾液の流量の調節
とポンプ38がバイパスパイプ60に加える圧力の極限値の
調節とを行う第2のモジュールの弁44と同じ弁66が設け
られている。
【0014】図3の実施例から複数のモジュールを直列
に備えた濾過装置を設計することができることは理解で
きよう。図2の装置は単なる例示にすぎない。図2、図
3に示したモジュール21、47は円筒形チャンバ22、46
と、それと同軸な単一の円筒形のメンブレンとで構成さ
れているが、円筒形チャンバ22、46の軸線に対してズレ
た複数の円筒形メンブレンを有するモジュールや、複数
のモジュールを束にしたものも本発明の範囲に含まれる
ということは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 濾液の圧力の時間を関数としたグラフ。
【図2】 モジュールの洗浄装置の一般的な実施例を示
す図。
【図3】 2つのモジュールを有する自動洗浄装置の実
施例を示す図。
【符号の説明】
21 モジュール 22 円筒形チャンバ 28 メンブレン 30 下流側環状空間 32 入口 34 出口 36 バイパスパイプ 40 上流側空間 42 回収パイプ 44 弁
フロントページの続き (72)発明者 ジャン−ルュク バルドー フランス国 84120 ペルテュイ リュ マレシャル ルクレール 101 (72)発明者 フレデリック ランカル フランス国 60260 ラモルレー アヴニ ュ ドゥ ラ リベラシオン 61

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 除去すべき固体粒子を含む液相が圧力P
    1下でメンブレン濾過膜の上流側表面と接触し、被濾過
    液相は入口分配器から出口回収器へ向かってメンブレン
    濾過膜に対して接線方向に流れ、濾液はメンブレン濾過
    膜の下流側の出口から取り出されるような濾過装置を自
    動的に洗浄する方法において、 メンブレン濾過膜の下流側で濾液に周期的に0.05〜5Hz
    の周波数の変調圧力を加え、この変調圧力の最大振幅を
    上記圧力P1よりわずかに高くすることを特徴とする方
    法。
  2. 【請求項2】 各端に入口分配器(24)と出口回収器(26)
    とを備えた被濾過液相を圧力P1で流すための細長い円
    筒形チャンバ(22)と、この円筒形チャンバ(22)と同軸で
    同じく円筒形の少なくとも1つのメンブレン濾過膜(28)
    とで構成されるモジュールを有し、円筒形チャンバ(22)
    とメンブレン濾過膜(28)との間には濾液を回収するため
    の下流側環状空間(30)が区画され、この下流側環状空間
    (30)は下流側出口(34)および下流側入口(32)の2つの開
    口部を介して円筒形チャンバ(22)の外側と連通している
    ような限外濾過機またはミクロ濾過機の自動洗浄装置に
    おいて、 下流側出口(32)から下流側入口(34)まで濾液を流す濾液
    回路(36)を有し、この濾液回路(36)には、最大振幅が除
    去すべき固体粒子を含む液相の圧力P1よりわずかに高
    くなるように濾液の圧力を周期的に変調する圧力ポンプ
    が直列に設けられており、精製された濾液の回収パイプ
    (42)がこの濾液回路(36)に直接接続されていることを特
    徴とする装置。
  3. 【請求項3】 濾液回収パイプ(42)に濾液の出口流量を
    調節し且つ液相の圧力P1に対して濾液の最大圧力を調
    節するための弁(44)が設けられている請求項2に記載の
    装置。
JP28872893A 1992-10-26 1993-10-25 限外濾過機またはミクロ濾過機の自動洗浄方法および装置 Withdrawn JPH06198145A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9213055 1992-10-26
FR9213055A FR2697172B1 (fr) 1992-10-26 1992-10-26 Procédé de décolmatage automatique d'une unité d'ultrafiltration ou de microfiltration et installation mettant en Óoeuvre le procédé.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06198145A true JPH06198145A (ja) 1994-07-19

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JP28872893A Withdrawn JPH06198145A (ja) 1992-10-26 1993-10-25 限外濾過機またはミクロ濾過機の自動洗浄方法および装置

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EP (1) EP0595689A1 (ja)
JP (1) JPH06198145A (ja)
FR (1) FR2697172B1 (ja)

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Also Published As

Publication number Publication date
EP0595689A1 (fr) 1994-05-04
FR2697172A1 (fr) 1994-04-29
FR2697172B1 (fr) 1994-12-02

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