JPH07251016A - 非対称構造のろ過膜並びにそのろ過膜を用いたろ過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 原液中の懸濁物質を表面のろ過層で捕捉して
内部ろ過層の目詰まりを防止し、簡単に、逆洗再生をす
ることができるろ材とそのろ材を用いたろ過装置を得
る。 【構成】 熱可塑性合成繊維で円筒状のフィルターを構
成し、その表面に合成樹脂発砲体をコーティングした。
このように構成したろ材を密閉タンク内に装入し、上記
ろ材の中空部をろ液取出管および高圧流体源に連結し、
一方、密閉タンクに原液の供給管および空気抜管を開設
した。上記ろ材は、表面にコーティングした合成樹脂発
砲体層で原液中の懸濁物質を捕捉し、ろ材内部の目詰ま
りを防止するとともに、ろ材表面に懸濁物質が堆積した
ときには、中空部から高圧流体を送ることによって、こ
れを剥離してろ材を再生することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、工業用水等のろ過処
理、各種産業分野、例えば、メッキ工場におけるメッキ
液中の異物のろ過分離、塗料、医薬品、化学薬品等の異
物のろ過分離、また、排水処理時に発生する汚泥のろ過
濃縮用として用いることができるろ材、並びにこれを用
いた装置を提供せんとするものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から用水等の懸濁物質を除去するた
めに、繊維状シートをプリーツ状に折って円筒状にした
フィルターや、合成樹脂焼結成形品、合成繊維を熱融着
成形した円筒状のフィルターはよく知られており、これ
らを密閉容器内に装入したろ過装置もよく知られてい
る。

【０００３】そして、上述のようなろ過装置に用いたろ
材では、原液中の懸濁物質を除去するのにフィルターを
構成している繊維間内部の空隙で捕捉している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来のろ
過装置では、繊維間の空隙中に徐々に原液中の懸濁物質
がたまるとろ過不能となり、この空隙中にたまった懸濁
物質は、逆洗等によっても除去できず、結局ろ材を交換
しなければならない。特に、汚泥をろ過濃縮する場合に
は、空隙に絡った懸濁物質を除去できず、また、汚泥は
懸濁物質を多く含んでいるので、前述のような合成樹脂
繊維で構成したろ材は使用できない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、上述のよう
な課題を解決し得るものであって、その第一発明は、被
処理液の懸濁物質をろ材表面で捕捉してろ材内部に迄侵
入してさせることがなく、また、捕捉した懸濁物質を簡
単に除去して再生できるろ過材に関するものであり、そ
の要旨とするところは、熱可塑性合成繊維で以て円筒状
のフィルターを構成し、その表面に、多孔質の合成樹脂
発砲体をコーティングしたものである。

【０００６】また、その第２発明は、この発明に係るろ
材を用いたろ過濃縮装置に関するものであり、その要旨
とするところは、密閉タンク内に、上述のように構成し
たろ過膜（ろ材）を内装し、そのろ過膜の中空部を高圧
流体源およびろ液取出管に切換弁を介して連通させると
ともに、密閉タンクには、原液の供給管および濃縮液の
取出管の一端を開口させ、さらに、密閉タンクにエヤー
抜き管を開口させたものである。

【０００７】

【作用】この発明に係るろ材は、円筒状のフィルターの
表面に多孔質の合成樹脂発砲体がコーティングしてある
ので、原液中の懸濁物質がこのコーティングした合成樹
脂発砲体の薄膜によってその表面で捕捉され、合成樹脂
繊維の繊維間の空隙まで侵入することがない。

【０００８】従って、合成樹脂発砲体の微細通孔が目詰
まりしたときには、円筒状フィルターの中空部から高圧
流体源を送ることによって合成樹脂発砲体上に付着した
微細粒子（懸濁物質）を剥離することができる。このと
き、合成樹脂発砲体はフィルターにコーティングしてあ
るので、フィルターに強固に結合しており逆洗によって
剥離することがなく、高圧力の流体での洗浄が可能であ
る。

【０００９】また、この発明に係るろ過膜は、従来のろ
布や合成樹脂繊維を丸めたろ材のように、表面に毛羽立
ちがなく滑らかであるので、微細粒子が付着しにくく、
逆洗するに当たって微細粒子を剥離し易い。さらに、こ
の発明に係るろ過膜は、その表面にコーティングした合
成樹脂発砲体が、従来のろ布や合成樹脂繊維に比較し
て、薄い層をなし、通孔が微小で且つ均一に形成できる
ので、精密なろ過が可能でろ過能力も大きいものであ
る。

【００１０】また、上述のような、この発明に係るろ材
を用いたろ過装置で、ろ過すべき原液をろ過するには、
ろ材を装入した密閉タンク内に原液を供給する。供給し
た原液は、ろ材の表面にコーティングしたろ過膜によっ
て、懸濁物質が捕捉され、その、ろ過液は、ろ材の中空
部、取出管を経て密閉タンクから取出され、密閉タンク
内には、液分が分離された濃縮液を得ることができる。
このとき、コーティングしたろ過膜は、円筒状のフィル
ターよりも微細な通孔であるので、フィルター内に懸濁
物が侵入することはない。

【００１１】そして、このようにして密閉タンク内に得
られた濃縮液は、一定の濃度に達したとき、原液の供給
を絶って取出すこともできるし、また、原液を供給して
ろ液を分離しながら、濃縮液を取出すことも可能であ
る。

【００１２】次に、このような運転をしてろ材が目詰ま
りしたときには、原液の供給およびろ液の取出しを停止
して、ろ液取出管から高圧流体を供給することによっ
て、ろ材表面のろ過膜を逆洗することができ、ろ材表面
に付着した懸濁物質を剥離し、ろ過膜の目詰まりを解消
することができる。

【００１３】すなわち、このろ過膜の逆洗するに当たっ
て、この発明に係るろ材では、ろ過膜の目が合成樹脂繊
維で構成した母材フィルタよりも微細で且つ薄厚で、然
も、母材フィルター内に懸濁物質が侵入していないの
で、洗浄流体の圧力損失が少なく、容易に逆洗再生する
ことができる。また、この逆洗の際には、母材フィルタ
ー内の空隙にろ液が存在しているので、このろ液も逆洗
液として有効に利用することができる。

【００１４】このろ材の逆洗の際に、密閉タンク内、す
なわち、ろ材の外側部に高圧空気を注入すれば、剥離し
た懸濁物質を撹拌することができ、ろ材表面の懸濁物質
が完全に剥離されるとともに密閉タンク内に均一濃度の
原液を得ることができる。従って、この濃縮液に原液を
加えて運転を再開するときには、均一なろ過条件のろ材
で運転を継続することができる。

【００１５】なお、上記の説明では、連続的に原液をろ
過濃縮するようにしたが、密閉タンクに供給した原液を
ろ過して、濃縮した原液を全量取出して、新規な原液を
供給してろ過運転をするバッジ的運転が可能なるは勿論
である。また、ろ材の逆洗時期を選定するには、密閉タ
ンク内の圧力上昇（ろ材の目詰まりによる）を検知して
もよく、また、一定時間毎に逆洗をするようにしてもよ
い。さらに、以上の説明では、この発明に係るろ材を再
生使用する場合について説明したが、この発明に係るろ
材は、ろ材とハウジングを一体とした使い捨てタイプの
ろ過器に使用できるも勿論である。以下、図面に基づい
てこの発明を具体的に説明する。

【００１６】

【実施例】図１は、この発明に係るろ材の模式横断面図
であり、熱可塑性合成樹脂で円筒状に構成したフィルタ
１の外周面１ａに、合成樹脂発砲体をコーティングして
ろ過層２を形成している。

【００１７】図２は、そのろ過層２の表面２ａの顕微鏡
写真であり、図３は、フィルター１の表面（図１におい
て１ａ部に相当）の顕微鏡写真である。すなわち、この
発明に係るろ材は、これらを上下方向に重ねた構造にな
っている。図４は、その詳細構造を示す顕微鏡写真であ
り、ろ過表面（写真中左側）に合成樹脂発砲体よりなる
多数の微細通孔２ｂを有するろ過層２を形成し、その内
側（写真中右側）に熱可塑性合成繊維で構成した上記ろ
過層２よりも粗い通孔１ｃを有するフィルター１が形成
されている。

【００１８】従って、このろ材で原液をろ過するために
原液を圧入すると、原液中の懸濁物質は、ろ過層２で捕
捉されフィルター１内に侵入することはなく、ろ過層２
が目詰まりする迄ろ過を継続することができる。

【００１９】また、ろ過層２は、合成樹脂発砲体である
ので、その発泡微細通孔２ｂの大きさ、分布等を従来の
合成樹脂繊維で構成したろ材に比較して簡単にコントロ
ールでき、その使用目的に応じたろ材を製作することが
できる。また、逆洗の場合に微細通孔２ｂが均一に分布
しているので、ケーキ（懸濁物質）をむらなく剥離する
ことができる。

【００２０】これを、図５および図６に基づいて詳述す
れば、図５は、縦軸に微細通孔の数ｎ、横軸に通孔径Ｍ
としたこの発明に係るろ材（ろ過層）の気孔分布を示す
ものであり、この発明に係るろ材では、曲線ｃで示すよ
うに、ある気孔径の通孔を集中して形成できるものであ
る。図６は、セラミックで構成したろ材の電子顕微鏡で
の横断面写真であり、図中右方に示されているようなろ
過層の開口度をコントロールすることは極めて難しい。

【００２１】また、この発明に係るろ材は、ろ過層２の
微細通孔２ｂが閉塞したときには、フィルター１の中空
部１ａから高圧流体を送ることによって、ろ過層２に付
着した懸濁物質を剥離することができる、すなわち、ろ
過層２の内側のフィルター１の空隙内に懸濁物質が侵入
していないので、高圧流体が圧損することなく通過し
て、ろ過層２を逆洗して懸濁物質を剥離することができ
るものである。この逆洗に当たってフィルター１の空隙
内のろ液も有効に作用する。

【００２２】次に、図７は、この発明に係るろ材を用い
たろ過装置のフローシートを示すもので、図中、符号Ａ
はフィルター１およびろ過層２よりなるろ材、符号３は
密閉タンク、４はろ液の取出管、５は原液（汚泥）の供
給管、６は濃縮液（濃縮汚泥）の取出管、７は高圧空気
の供給管、８はエヤー抜管を示すものである。尚、図例
は、汚泥のろ過濃縮の場合を示している。

【００２３】図８〜図１１は、上述ろ過濃縮装置の作動
時の各フローシートを示すものであり、これらの図に基
づいて作動を説明すると、図８および図９において、供
給管５から密閉タンク３内に供給された汚泥は、円筒状
のフィルター１およびその表面に形成したろ過層２より
なるろ材Ａでろ過され、そのろ液は、取出管４から外部
に取出され、密閉タンク３内には、濃縮汚泥が溜まる。
（図９の状態）

【００２４】この運転時の各回路における弁の作動操作
は次の通りである。すなわち、図８は、密閉タンク３内
への汚泥の張り込み状態を示しており、汚泥の供給管５
の弁Ｖ１、ろ液の取出管の弁Ｖ２、エヤー抜管の弁Ｖ３
は開いており、濃縮汚泥の取出管の弁Ｖ４、高圧空気管
の弁Ｖ５は閉じている。図９のろ過濃縮中には、弁Ｖ１
および弁Ｖ２を開いて、他の弁Ｖ３〜Ｖ５は閉じて連続
的に運転をしている。

【００２５】上述のような、ろ過濃縮運転をして、ろ材
が目詰まりしたときには、図１０に示すように、バルブ
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ４を閉止し、バルブＶ３、Ｖ５、Ｖ５ａ
を開いて、高圧空気を送ることによって、ろ材Ａにその
中空部１ｂから高圧空気が吹き込まれてフィルター１お
よびろ過層２が逆洗され、ろ過層２の表面に付着した懸
濁物質を剥離することができる。そして、懸濁物質を剥
離した高圧空気は、弁Ｖ３から外部に放出される。

【００２６】これと同時に、弁Ｖ５ａを経た高圧空気
が、密閉タンク３内に吹き込まれて、ろ材の外部からこ
れに付着した懸濁物質の剥離を助長するとともに、密閉
タンク１内の濃縮汚泥を撹拌し、均一化し、同時にろ過
層２の表面を更新することができる。

【００２７】このようにして密閉タンク３内に所望の濃
度の汚泥が得られた後には、図１１に示すように、バル
ブＶ１、Ｖ５ａ、Ｖ２、Ｖ３を閉じてバルブＶ４を開放
するとともに、バルブＶ３ａおよびＶ５を開いて密閉タ
ンク３内に高圧空気を送ることによって、バルブＶ４を
経て濃縮汚泥を密閉タンク３から取り出すことができ
る。

【００２８】上述、図８〜図１１に基づく説明は、所望
の濃度に達した汚泥をバッジ的に取出す場合であるが、
この発明に係る装置は、図１０に示すような操作でろ過
層を再生したのち、図９に示すように弁操作をしてろ過
濃縮作業を継続することも可能である。すなわち、図１
０に示すようにしてろ過層２を再生した後の密閉タンク
３内の汚泥は、高圧空気によって撹拌混合されて均質に
なるとともに、ろ過層の表面が再生されているので、濃
度の高い汚泥であってろ過できるからである。従って、
各弁を図９に示すようにろ過濃縮運転状態とすることに
よって密閉タンク内にさらに濃度の高い汚泥を得ること
ができる。

【００２９】また、この発明に係るろ材の逆洗再生の時
期は、ろ材の目詰まりによる密閉タンク３内の圧力上昇
を検知しても、あるいは、原液のろ過性が予め判ってい
る場合には、一定時間間隔をおいて逆洗するようにして
もよい。そして、何れの場合でも、原液の供給ポンプ、
コンプレッサー、各配管に設けた弁類を制御することに
よって自動的に行うことができるものである。

【００３０】

【発明の効果】このように、この発明に係るろ材は、円
筒状の合成樹脂繊維材よりなるフィルターの表面に、合
成樹脂発砲体をコーティングしたものであるので、原液
をろ過するに当たって、その表面で原液中の懸濁物質を
捕捉して、内部のフィルター層が目詰まりすることな
く、簡単に洗浄することができ、そして、この逆洗する
に当たって合成樹脂発砲体がコーティングしてあるので
逆洗圧力によって剥離することがなく、高圧力で洗浄を
することができ完全な再生が可能である。

【００３１】また、この発明に係るろ材を用いたろ過濃
縮装置は、上述のように、ろ材が簡単に再生できるの
で、ろ材が常時そのろ過性能を維持した常態でろ過運転
をすることができるとともに、長時間の連続運転、バッ
ジ運転何れでも可能であり、従来のこの種ろ過装置の難
点を解決したものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るろ材の概略の横断面図である。

【図２】この発明に係るろ材の表層を形成する合成樹脂
発砲体の表面の顕微鏡写真である。

【図３】従来の熱可塑性合成繊維で構成したろ材の表面
の顕微鏡写真である。

【図４】この発明に係るろ材の横断面の一部の顕微鏡写
真である。

【図５】この発明に係るろ材における微細通孔の分布を
説明するためのグラフである。

【図６】従来のセラミックで構成したろ材の横断面の顕
微鏡写真である。

【図７】この発明に係るろ材を用いたろ過装置のフロー
シート図面である。

【図８】この発明に係るろ材を用いたろ過装置の作動状
態を示すフローシート図面で、汚泥の張り込み状態を示
す。

【図９】同じく、ろ過状態を示している。

【図１０】同じく、ろ材の逆洗状態を示している。

【図１１】同じく、汚泥の排出状態を示している。

【符号の説明】

１ フィルター １ｂ 中空部 ２ ろ過層 ３ 密閉タンク ４ 取出管 ５ 供給管 ６ 取出管 ８ エヤー抜管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性合成繊維で以て円筒状のフィル
   ター１を構成し、その表面に多孔質の合成樹脂発砲体２
   をコーティングしてなる非対称構造のろ過膜。
2. 【請求項２】 密閉タンク３内に、上記ろ過膜を内装
   し、そのろ過膜の中空部１ｂを高圧流体源およびろ液取
   出管４に切換弁を介して連通させるとともに、密閉タン
   ク３には、原液の供給管５および濃縮液の取出管６の一
   端を開口させ、さらに、密閉タンク３にエヤー抜き管８
   を開口させた非対称構造のろ過膜を用いたろ過装置。