JPH088980B2

JPH088980B2 - フィルタの洗浄

Info

Publication number: JPH088980B2
Application number: JP62504330A
Authority: JP
Inventors: コップ、クリントン・ヴァージル; ストリートン、ロバート・ジョン・ウィリアム; ファビッグ、マーカス・ジョン; ワイアット、ケリー
Original assignee: メムテック・リミテッド
Priority date: 1986-07-11
Filing date: 1987-07-13
Publication date: 1996-01-31
Anticipated expiration: 2011-01-31
Also published as: DK131288D0; DE3751029T2; EP0289523B1; DK131288A; JPH01500732A; DE3751029D1; ES2014516A6; ATE117585T1; WO1988000494A1; US4935143A; EP0289523A1; EP0289523A4; AU582968B2; AU7706687A

Description

【発明の詳細な説明】発明の分野この発明は、微孔性中空繊維フイルタからの固体の洗
浄及び除去に関する。

背景技術国際特許出願PCT/AU84/00192及びPCT/AU86/00049は、
弾性の微孔性中空繊維フイルタを逆洗する方法を記載し
ている。これらの出願に開示されたフイルタは、供給原
料の流入口と濃縮物の流出口を有するハウジング内に含
まれた一束状のポリマー（ポリプロピレン等）繊維から
なる。供給原料は繊維の外側に供給され、供給原料内に
含まれた液の一部が繊維の壁を通過し、繊維の管腔内か
ら液として引き出される。

繊維はシエルつまりハウジングの両端で樹脂内に鋳込
まれ、各管腔の両端が開放してシエル内チユーブ（tube
−in−shell）型配列形態を構成する。本出願人による
前記国際特許の明細書には記載されてないが、繊維をハ
ウジングの一端に鋳込み、繊維の他端は自由とするが、
管腔の自由端は密封されてシエル内キヤンドル（candle
−in−shell）型配列形態を構成する。

浄化液を回収するかまたは濃縮固体を回収する過動
作中、供給原料内に含まれた固体はシエルから流出し、
残部が供給原料のキヤリア流となるか、あるいは繊維上
または内に保持される。これらの保持された固体が、フ
イルタの汚れ及び閉塞を引き起す。

長年にわたつてより一般的なシエル内チユーブ型マイ
クロフイルタによる工業的実施においては、乱流が繊維
の壁を洗い流して固体物質による閉塞を遅めるような速
度で繊維の管内に流れを強制的に通すことによつて、通
常供給原料が繊維の内表面に施されていた。

前記の出願では、供給原料が繊維の外表面に施されて
おり、供給原料の流れ速度が低くなり従つて乱流が弱く
なる結果、繊維孔の閉塞を早める。この点は、２段階の
逆洗サイクルを用いることで解消されている。

第１段階では、液体が繊維の多孔壁を通過し、繊維壁
の実質上全ての孔から保持されていた固体を運び去るよ
うに、液体逆洗が繊維の管腔に施される。第２段階で
は、気体が繊維壁のより大きい孔を通過し、それらを広
げて保持されていた固体を除去するように、気体逆洗が
繊維の管腔に施される。

前記の国際特許出願PCT/AU86/00049は、気体逆洗が中
空繊維の内表面へ一様に施されるように与圧する方法を
開示している。この方法において、液体逆洗の量（体
積）は繊維壁の孔内に捕捉された液体の量（体積）であ
る。逆洗段階を始めるときは、まず低圧気体を加えて繊
維の管腔から液体を一掃し、その後繊維のバブル点を越
えるように高圧気体を加え、気体を繊維壁より大きい孔
を通つて通過せしめる。

上記した２段階逆洗方式の適用は液の流量を高い値
に復元させるが、初期値ほど高くはならない。各段階に
おけるこのわずかな流量の減少が、繊維の過能力を徐
々に減じていく。最終的には、化学的洗浄が必要とな
る。これは高価で、時間がかかる。

繊維を洗浄する別の方法は逆流法として知られてお
り、エイ・アール・クーパー（A.R.Cooper）編「限外
過膜と応用」、1979年９月11〜13日付けアメリカ化学学
会シンポジウムの要録109〜127頁、ビー・アール・ブレ
スロウ（B.R.Breslau）「中空繊維限外過技術の進
歩」で検討されている。

ブレスロウの方法では、供給液が繊維の管腔内に高速
で加えられ、繊維の長さ方向に沿つて大きな圧力降下が
生じる。液の流れをシエルの先端で閉じることによつ
て、液圧がシエル内で上昇し、液を繊維束の先端で
繊維壁を通つて逆流せしめる。原料の流れの方向を次に
逆転させ、この操作を繰返して繊維束のほぼ端部で繊維
壁を通つて逆流させる。つまり、液がシエルの一端で
生成され、シエルの他端で繊維を逆洗するのに使われ
る。

尚、ブレスロウによつて使われている用語「逆流（
過）」と、以下述べるように過が生じない間に流れの
方向を反転させるものとは相互に区別される。

従来の技術は、とりわけ誘起気体圧から生じる圧力変
化を利用したフイルタシステムに関する多くの参考文献
も含んでいる。

例えばドイツ特許第2,833,994号明細書は、２コの流
体流がフイルタ媒体の各側で相互に向流する過法を開
示している。液の流れは、流れの断面積の一連の減少
を受ける。速度の加速を伴うこれらの縮少が膜の下方に
低圧領域を誘起し、膜を通つて流体を通過させる。

オランダ国特許第7,604,657号明細書は、与圧下で液
体中に気体が溶解された管状膜の洗浄方法を開示してい
る。液体を膜を通して供給し圧力を減じると、気体が小
気泡として解放され、これらの小気泡が固体を膜から上
昇させて運び去る。

同じく、気体−液体混合物を膜の表面に供給すること
が、特開昭第61−129094号公報及び同第56−024006号公
報で教示されている。

ポツト内にぶらさげた閉端繊維を気体洗浄し、繊維を
くねくね動かして洗浄することも英国特許第2,120,952
号明細書に開示されている。特開昭第60−137404号公報
は、ポツト内にぶら下げた閉端繊維を逆洗中に振動させ
る特殊の装備を設置することを教示しており、またソ連
国特許第715,105号明細書は、粒状フイルタに施される
洗浄水を空気で脈動化することを開示している。

特開昭第53−042186号公報は、膜プレート分離器内に
おける供給液の流れ方向を周期的に反転することを教示
している。特開昭第61−101209号公報は、真空を与えて
疏水性膜の孔から空気を除去する方法を開示している。

特公昭第47−021748号公報は、空気圧の反転印加を開
示している。まず、空気圧が膜を介して液体を流す。
液による逆洗が必要になると、空気圧が液に加えられ
る。流量計が充分な洗浄が起われたことを示すと、空気
圧が供給側に再び加えられて過を再開する。

ミリスツク（Milisic）とバーシロン（Bersillon）の
論文「クロスフロー式ミクロ過における汚染防止技
術」、フイルトレーシヨン・エンド・セパレーシヨン
（Filtration ＆ Separation）、1986年11/12月、347〜
349頁は、通常の過中に与えられる供給流を脈動する
ことを教示している。

シエルフイルタカートリツジ内の複数列の繊維は、し
ばしば並列に配列されている。一つのシエルが閉塞する
と、流れはその繊維束を迂回し、速度が低下し、閉塞が
システムを通じて自己増大していく。

液流を最大限とするために洗浄サイクルの頻度を最
適化する必要は、前記の国際特許出願PCT/AU84/00192で
論じられている。

そこに記述の手順を成功させるためには、繊維が弾性
体でなければならない。製造及び最終的に施されねばな
らない酸洗浄に対する抵抗の各々の実用上の配慮並びに
強度の点から、繊維は一般にポリプロピレン等の熱可塑
性物質が選ばれる。このような熱可塑性物質は基本的に
疏水性で、水性供給原料流を過するのに使う前に湿潤
化されねばならない。

前述したような逆洗ガスの適用は、繊維を部分的に乾
燥するという望ましくない作用を有する。気体の小気泡
が繊維壁の孔内に保持され、そこで実際上過を阻止す
る。過流量は初め過の開始時において高いが、繊維
が固体で汚れるにつれ急速に低下する。２段階逆洗方式
の適用は過流量を高い値に復元するが、初期値ほど高
くはならない。各段階でのこのわずかな流量の減少が繊
維の過能力を減じる。最終的に、化学的洗浄及び／又
は再湿潤が必要となり、これは高価で時間がかかる。

国際特許出願PCT/US83/02004は、血液等の特殊用途用
のカートリツジユニツトに関連する繊維の与圧初期湿潤
を開示しており、そのカートリツジユニツトは発送前に
前湿潤可能である。しかし産業的状況下では、カートリ
ツジがその製造時には指定されてない多くの実施応用で
使われることがある。食品等への応用の場合、表面活性
剤のような外的湿潤剤の存在は避けなければならず、
過すべき液体で繊維を湿潤する必要がある。かかる場
合、製造時に繊維を湿潤するのは実用的でない。繊維
は、使用直前にその場で湿潤されねばならない。

本出願人の国際特許出願PCT/AU86/00049に記載された
手順は、除かれた固体を洗い流すのに供給原料の流れを
利用している。しかし、前述した本出願人の前記国際特
許出願に記載されている方法の場合とは異つてむしろ乾
燥した状態で固体物質が回収されることがしばしば必要
である。このことは特に、固体の回収及び脱水が重要な
ときに有用である。

本発明によれば、シエルまたはハウジング内に弾性且
つ多孔性の中空繊維を有するフイルタを動作する方法に
おいて：（ｉ）液体懸濁液の供給原料をシエルまたはハウジン
グに導入し、前記供給原料を繊維の外表面に差し向け、
それによつて（ａ）前記供給原料の一部を繊維の壁を通過させ、
液または浸透液として繊維の管腔から引き出し、（ｂ）前記供給原料内の固体の一部を繊維上または繊
維の孔内に保留させ、保留されなかつた固体を前記供給
原料の残りと一緒に、シエルまたはハウジングから放出
する工程、（ii）（ａ）与圧気体を繊維の管腔内に導入し、繊維
の壁を通過させて保留固体を放出させ、（ｂ）気体が繊維の管腔内に導入されている間に、シ
エル内の圧力を変化させることによつて保留固体を周期的に洗浄除去する工程、か
らなる方法が提供される。

本発明の別の面によれば、シエルまたはハウジングと
共に、複数の弾性且つ微孔性の中空繊維を有するフイル
タを動作する方法において：（ｉ）液体懸濁液の供給原料をシエルまたはハウジン
グに導入し、前記供給原料を繊維の外表面に供給し、そ
れによつて（ａ）前記供給原料の一部を繊維の壁を通過させて
液または浸透液として繊維の管腔から引き出し、（ｂ）前記供給原料中の固体の一部を繊維上または孔
内に保留し、保留されなかつた固体を前記供給原料の残
りと一緒に、シエルまたはハウジングから除去する工
程、（ii）（ａ）与圧液体を繊維の管腔内に導入し、繊維
の壁を通過して保留固体の少なくとも一部を洗い流し、
次いで（ｃ）与圧気体を繊維の管腔内に導入し、繊維の壁を
通過して孔の少なくとも一部を弾性的に広げ、該孔内に
保留されていた固体を除去すると共に、繊維の外壁を洗
浄せしめ、前記気体は膜の孔内における連続相の液の
表面張力が気体の流れに及ぼす抵抗に打ち克つのに充分
な圧力で与えられ；及び（ｃ）与圧気体が繊維の管腔内に導入されている間
に、シエル内の圧力を変化させることによつて保留固体を洗浄除去する段階、を含む方法が提供される。

シエル内の圧力は、シエル内の圧力を通常の気体洗浄
圧より上に増加した後、同圧を通常の気体洗浄圧に復帰
するか、あるいはシエル内の圧力を通常の気体洗浄圧よ
り下に減少した後、同圧を通常の気体洗浄圧に復帰する
こと等によつて、洗浄中多くの方法で変化させ得る。

シエル内の圧力は、供給液の流出を終了することによ
つて増加させた後、供給液の流出を同一または逆方向に
再開することによつて通常の気体洗浄圧へ復帰させても
よい。

シエル内の圧力は、供給液の流入を終了することによ
つて減少させた後、供給液の流入を同一または逆方向に
要開することによつて通常の気体洗浄圧へ復帰させても
よい。

本発明の方法は、気体の逆洗段階を再開する前に供給
液の流入を終了させ、乾燥逆洗を行うように変更し得
る。供給液の流れは、保留されている固体の放出を助け
るように、シエルへの入口を通る高圧または低圧気体に
よつて置き換えることもできる。

浄化サイクル中のフイルタを動作するモードにおける
前記の変更は全て、気体洗浄中に複数回繰り返し得る。

本発明の一態様において、シエルは圧力変化の工程前
に供給液の流れを止めることによつて与圧され、該与圧
を圧力変化工程の適用前に供給液の流出を再開すること
によつて解放される。

本発明のこの態様の変形において、圧力はシエルの供
給端及び再循環端の両端において解放される。

本発明の方法は、逆洗の完了後に繊維を与圧した後、
その圧力を解放して繊維の孔から捕捉されていた空気を
除去する工程を含ませることにより変更させることもで
きる。繊維に与圧する工程は、供給液の流入及び供給液
の流出を終了することによつて実施でき、圧力は供給流
の流出再開を含めまたは含めずに、供給液の流入を再開
することによつて解放し得る。繊維の与圧は、管腔流が
好ましくは脈動化の形態で阻止されている間に実施され
る。

与圧を実施するために、逆洗サイクルの終了後、供給
原料及び液の流れが阻止される。好ましくは与圧気体
のピストンからの液圧が、繊維の液側または供給原料
側の何れかあるいは両方に加えられる。こうして圧力が
繊維に加えられ、繊維の孔内に含まれていた圧縮気体の
体積が減少されるか、もしくは圧力下のより大きい可溶
性によつて液体内に溶解される。供給液の流れの再開時
に、気体は排出される。

状況によつては、気体逆洗工程の再開前に繊維の管腔
をドレンするのが好ましい。また、逆洗前にシエルをド
レンするのが有利なこともある。

本発明の別の面によれば、浄化のための与圧気体の導
入が：（ａ）まず繊維壁のバブル点より低い圧力の気体を与
えて、繊維の管腔内から液体を排出する工程、（ｂ）供給液の流入及び流出を終了する工程、（ｃ）気体の圧力を繊維壁のバブル点より上に増加す
る工程、及び（ｄ）供給液の流入及び流出を再開して、トラツプさ
れていた気体が繊維壁を介して実質状一様に散逸するの
を可能とする工程、を含む。

好ましくは、前記与圧気体の導入は、まず繊維壁のバ
ブル点より低い圧力の気体を与える工程を含み、更に：（ａ）別の気体をバブル点より低い圧力で繊維のシエ
ル側に導入する工程、（ｂ）管腔内気体とシエル側気体の圧力を等しくする
工程、（ｃ）管腔内気体とシエル側気体の圧力をバブル点よ
り上に高める工程、を含む。

フイルタはクロスフローモードあるいは閉端過モー
ドで作動し得、閉端過モード中は供給液及び固体がシ
エルから流出されない。

本発明の更に別の実施態様では、供給弁及び再循環弁
の両弁を閉じ、供給液入口に接続された追加のラインと
再循環出口に接続された放出ラインを介してドレンする
ことによつて、逆洗洗浄工程が増進される。

本発明は、上記の方法を実施するための装置も含む。

発明がより容易に理解され且つ実施可能であるよう
に、以下の添付の図面を参照されたい：第１図は中空繊維クロスフロー型フイルタの概略図
で、動作モードの状態を示す、第２図は第１図と同様の概略図で、気体逆洗洗浄モー
ドのフイルタを示す、第３図は中空繊維クロスフロー型濃縮器に関する浄化
液流量対時間のグラフ、第４図は第１及び２図に示したフイルタカートリツジ
の一端の部分破断図、第５図はカートリツジ端部の変更態様の第４図と同様
の図、第６図はカートリツジ端部の別の変更態様の第４図と
同様の図、第７図は本発明の方法を適用した過装置の概略図、第８図は第７図に示した装置の変更態様の簡略概略
図、第９図は過システムの３種類の動作モードに関する
液流量対時間のグラフ、第10図は過システムの２種類の動作モードを比較す
る液流量対時間のグラフ、第11図はモード１（ｂ）の逆洗を用いた供給原料の
過に関する流量対時間のグラフ、第12図は第10図と同様の流量対時間のグラフだが、モ
ード２（ｂ）の逆洗の場合を示す、及び第13図は第12図と同様の流量対時間のグラフだが、４
サイクルの供給原料の逆流後にモード２（ｂ）の逆洗が
続く場合を示す。

好適実施態様の記載第１及び２図に示した中空繊維クロスフロー型濃縮器
10はカートリツジシエル11を備え、その内部に一束の中
空、多孔性、ポリマー繊維12が設置される。この例で
は、各繊維がポリプロピレンで形成され、0.2ミクロン
の平均孔サイズ、200ミクロンの壁厚及び200ミクロン管
腔径を有する。一束内には3,000本の中空繊維が存在す
るが、この数及び個々の繊維の各寸法は動作条件によつ
て変る。

ポリウレタン製の注封材料13,14が繊維12の両端をそ
れらの管腔を閉塞せずに所定位置に保持すると共に、シ
エル11の各端を閉じている。濃縮すべき液体供給懸濁液
が、懸濁液供給入口（シエル入口）15を介してシエル11
内にポンプ流入され、中空繊維12の外壁上を通過する。
供給懸濁液の一部が繊維12の壁を通つて繊維管腔内に入
り、管腔出口ポート16と18から浄化液として引き出され
る。

残つた供給懸濁液と拒絶された種の一部は繊維12間を
流れ、出口（シエル出口）17からシエル11を出る。拒絶
種の残りは繊維上または繊維内に保持されるか、あるい
はシエル内に保たれている。

これらの保留種を除去するため、浄化液の流れが停止
するように管腔出口ポート16が閉じられる。次いで、与
圧浄化液が管腔入口ポート18から管腔内に導入され、実
質上全ての孔を広げ、少なくとも総孔容積の浄化液で孔
を洗浄する。浄化液でのパージ終了後、圧縮気体が管腔
入口ポート18から繊維12の管腔に沿つて及び繊維の壁を
通つて供給懸濁液／濃縮液の流れ中に導入され、激しい
バブル発生を生じ、繊維の外壁上に堆積しているあるい
は浄化液パージで繊維の孔から洗い出された保留種を残
らずシエルからパージする。

本発明の一実施態様（長く細い繊維に特に適する）で
は、管腔出口ポート16を開いた後限られた期間の間圧縮
気圧が管腔入口ポート18から繊維12の管腔に沿つて導入
され、その段階中に気体が繊維の孔を通り抜けないよう
にする。次いで、シエル入口15とシエル出口17を閉じる
ことによつて、液の充填したシエルが密封される。こゝ
で気体圧を繊維壁の通常バブル点より高く上昇しても、
シエル内の液は比較的非圧縮性なので、気体は尚多孔壁
を通り抜けられない。従つて、高圧気体の溜まつたもの
が繊維管腔内に累積される。

次にシエル出口17を開き、各繊維の全長に沿つて気体
が孔を通り抜けるのを可能とする。初め、バブル発生気
体の圧力が高いから気合はほゞ一様にバブルするが、最
終的には、細い繊維に沿つた粘性圧力降下のため管腔入
口ポート18の反対側端での方が遅くなる。極端な場合に
は、前述した与圧されて捕捉された気体操作の実施後、
管腔ポート16と18両方から気体を導入するのが望まし
い。

気体洗浄後における供給懸濁液の流入再開は、気体に
よつて広げられた孔がそれらの初めのサイズに戻るのを
可能とするのに充分な時間遅らせ、供給懸濁液内の超過
サイズ粒子が拡大した孔内へ入つたりまたは通過できな
いようにするのが好ましい。

第３図は、第２図に関連して説明した固体の放出が浄
化液の生成率に及ぼす効果を示す。曲線Ａは固体を放出
しない場合の時間経過に伴う浄化液流量の減衰を示す
が、曲線Ｃは液体及び気体組合せの各放出サイクル後に
おける浄化液流量の回収を示している。固体の放出は浄
化液の流量をほゞ初期値へ戻すが、好結果な放出にも拘
わらず長期間にわたると効率の低下が起こり得る。各段
階における繊維の過能力のわずかな減少は最終的に、
高価で時間のかかる化学的浄化が必要となる。

第１及び２図に示したフイルタカートリツジの一端
が、第４図に拡大して示してある。供給懸濁液出口17と
管腔出口ポート（液放出ポート）16を有するハウジン
グ20内に、カートリツジシエル（管状シエル）11が空き
出ているのが明らかであろう。ハウジング20は２つの部
分21,22からなり、その内部に出口17へ至る差込み管24
を支持するカラー23が配置されている。カートリツジの
この実施例では、差込み管24の内端25がカラー23の内面
と面一で、シエル11はその先端26が差込み管24を越えて
終端する状態でハウジング半部21内に突き出ている。

第５図に示したカートリツジ端部の変更例は第４図に
示した例とほゞ同様だが、シエル11の内端26がハウジン
グ半部21内に突出せず、差込み管24の内端25がカラー23
の内面を越えて突出し、また差込み管の内端25が切込み
部27を有する点が異なる。

第６図に示したカートリツジ端部の変更例は第５図に
示した例とほゞ同様だが、シエル11の内端26がハウジン
グ半部21内へ突出しているが、差込み管24の手前で終端
している点が異なる。

本発明の方式は、第７図に示した装置を用いて実施可
能である。第７図において、タンク51から供給ポンプ52
及び逆止弁53に至る供給ライン50は、２つのライン54と
55に分岐している。ライン54中の手動弁56は、通常の
過中閉じている。ライン55内の供給液は供給弁63を通過
し、供給ライン64を通つてフイルタ57のシエル側に流入
する。フイルタ57からの放出供給液はライン58を経て、
圧力計60を有するライン59に入り、そこから手動制御弁
62を有する主戻りライン61に流入する。

フイルタ57からの液は、液ライン65と66を通つて
放出される。ライン65からの液は、手動制御弁68を有
するライン67と圧力計69を有するライン84を通過し、同
じく手動制御弁71を有する液放出ライン70に入る。ラ
イン66からの液もライン70を通つて放出される。

気体は逆止弁73を有するライン72から、ライン84内に
流入し得る。放出ライン74は供給ライン64に接続され、
手動ドレン弁75と圧力計76を有する。放出ライン74は、
手動ドレン弁79を有するライン78と同様、主放出ライン
77に接続されている。液ライン65,67とタンク51の間
に接続された戻りライン80は手動弁81を有する。弁83に
よつて制御可能な別の気体ライン82が、逆止弁53の下流
で供給ライン50に合流している。

通常の過中、ポンプ52はオンで、弁63,71,68及び62
は全て開、弁56,79,75及び81は全て閉である。所望の動
作圧は手動弁63と62を調整することによつて設定され
る。

第７図に示したフイルタ装置は、各種の弁を操作し、
流れのパターンを変え、１本，一部または全てのライン
内における媒体の存在を変更することによつて、多くの
異なる逆洗モードで動作可能である。

要約すれば、これらの逆洗モードは次のように表わせ
る：モード１通常逆洗モード２逆洗中の供給液逆流による圧力増加モード３供給液の脈動化流入による圧力減少モード４供給液の脈動化流出による圧力増加モード５供給液の逆流による圧力減少モード６逆洗中の入口及び出口両地点でのシエル圧解
放モード７逆洗中の液体供給流なし（乾燥逆洗）モード８再湿潤与圧初めの７モードは全て、初めに管腔をドレンするかま
たは管腔をドレンせずに行なうことができる。つまりこ
の点の区別が必要であれば、上記のモードは（ａ）管腔
がドレンされている場合、及び（ｂ）管腔がドレンされ
ていない場合として識別される。

モード１はモード２の10段階に共通な７段階から成る
ので、モード１の前にモード２を説明する方が好都合で
あろう。

モード２−供給液の逆流による圧力増加逆洗中の供給液逆流モードは10段階からなる。段階１
では、ポンプ52がオフ、弁63,56,79,75,71,68及び62が
閉、及び弁81は開である。低圧気体がライン72と逆止弁
73を介して導入される。気体はライン84と66を通つて流
れ、カートリツジ列57の底部過ポートに流入する。管
腔内からの液が流し出され、ライン65と80を通つてタ
ンク51へと流出する。この段階中、気体圧はバブル点よ
り低く保たれ、従つて膜を横切る気体のバブル発生は生
じない。

段階２では、ポンプ52がオフのまま、弁73が開のま
ま、弁63,56,79,75,71及び62が閉のままである。弁81が
閉じられ、弁68が開かれる。次いで、高圧気体がライン
72,67,84,66及び65を介して導入される。これは、カー
トリツジ列57の管腔側とシエル側両方を、一般に600kPa
（ｇ）に与圧する。

段階３では、ポンプ52がオフのまま、弁63,56,75,71,
81及び62が閉のまま、弁68と73が開のままである。高圧
気体がライン72,67,84,66及び65を介して管腔に与えら
れているままの状態で弁79を開き、シエル側圧力を解放
する。気体は繊維の孔を通つてフイルタ57のシエル側に
通過し、ライン58,59,78及び77を経て流出する。この第
３段階の目的は、繊維の外側から繊維に累積した固体を
はずすことにある。

段階４では、弁63が開かれる点を除き、弁の設定は段
階３と同じである。ポンプ52がオンされ、次の逆洗シー
ケンスが始まるまでオンに留まる。依然高圧気体が、ラ
イン72,67,84,66及び65を経て管腔に与えられている。
この第４段階の目的は繊維からはずされた固体を押し流
し、ライン58,59,78及び77を経て排出することにある。

段階５では、弁68と73が開のまま、弁56,71,75,81及
び62が閉のままである。弁63と79が閉じられ、依然高圧
気体がライン72,67,84,65及び66を経て与えられ続け、
カートリツジ列57の管腔及びシエル両側を与圧する。

段階６では、弁56と75が開かれ、高圧気体が管腔に与
えられている状態でシエル側圧力を解放する点を除き、
弁設定は段階５の場合と同じである。こゝではカートリ
ツジ列57を通る供給液の流れが反転され、はずれた固体
がライン64,74及び77を通つて運び去られる。

段階７は第５段階と同じ、段階８は第４段階と同じで
ある。そして、段階4,5,6,5,4の総シーケンスが１回ま
たはそれより多く繰り返される。

段階９は、高圧気体がオフされ、供給流内の残留気体
をライン58,59,78及び77を経て除去排出する点を除き、
段階４と同じである。

段階10では、弁63,68及び81が開、弁56,79,75,71及び
62が閉で、高圧気体をオフとしたまま液ライン65,66,
67,84及び80内の残留気体を除去する。段階10の完了
後、装置は通常の過に戻る。

モード１−通常の逆洗通常の逆洗モードは、モード２の段階１〜４及び９〜
10からなる。つまり段階１では、低圧気体が管腔内に導
入され、液を管腔から排出する。段階２では、気体圧
が上昇されて、フイルタ57の管腔側及びシエル側両方を
与圧する。

段階３では、ドレン弁79が開かれシエル側圧力を解放
する一方、高圧気体は管腔に与え続けられ、繊維の外側
からそこに累積した固体を繊維からはずす。段階４では
供給弁63が開かれ、ポンプ52がオンされ、はずされた固
体をドレン弁79を通つて放出ライン77に押し流す。

次いで高圧気体が止められ（段階９）、供給流内の残
留気体がライン59と78を通つて放出ライン77に放出され
る。最後の段階（段階10）においては、液ライン65,6
6及び67内の残留気体がライン80を通つてタンク51に放
出される。段階10の終了後、装置は通常の過に戻る。

モード３−供給液の脈動化流入による圧力減少このモードでは、段階１〜４がモード２に関連して前
述したのと同じである。つまり、低圧気体が管腔をドレ
ンするのに使われ（段階１）、高圧気体がフイルタの管
腔側とシエル側両方を与圧するのに使われ（段階２）、
ドレン弁79が開かれ、シエル側圧力を解放して累積固体
をはずし（段階３）、更に供給流が供給弁63を通つて再
開され、ドレン弁79を通つて固体を放出ライン77に放出
する（段階４）。

段階５は、供給弁63が閉じられ、カートリツジ57のシ
エル側圧力を通常の気体洗浄圧より下に降下させる点を
除き段階４と同じである。

このモードの段階６は段階４と同じで、シエル側の圧
力が通常の気体洗浄圧へ戻されるように供給弁63が開か
れる。このモードの段階７は段階５と、段階８は段階４
とそれぞれ同じである。

段階4,5,4の順序の総シーケンス（すなわち段階４〜
８）は、１回以上繰り返される。このモードの段階９及
び10は、モード２の段階９及び10とそれぞれ同じであ
る。

モード４−供給液の脈動化流出による圧力増加このモードでは、段階１〜４がモード２の段階１〜４
と同じである。

このモードの段階５は、フイルタカートリツジ57のシ
エル側圧力が通常動作の気体洗浄圧から管腔側の圧力へ
増加されるように、ドレン弁79が閉じられる点を除きこ
のモードの段階４と同じである。

このモードの段階６は、このモードの段階４と同じで
ある。つまり、ドレン弁79が開かれ、供給流が再開され
る。カートリツジのシエル側圧力は通常の気体洗浄圧に
降下する。

このモードの段階７はこのモードの段階５と同じで、
このモードの段階８はこのモードの段階４と同じであ
る。

段階4,5,4の順序の総シーケンス（すなわち段階４〜
８）は１回以上繰り返され、圧力の変化サイクルを開始
する作用は常にシエルの同一端に加えられる。段階９及
び10はモード２の段階９及び10と同じである。

モード５−供給液の逆流による圧力減少このモードはモード３の段階１〜５に従う。段階６で
は弁56,75及び68が開で、弁63,79,73,81及び62が閉じら
れる。ポンプ52がオンで、高圧気体が尚ライン72から与
えられている。はずされた固体がライン64,74及び77を
通つて除去される。

このモードの段階７はモード３の段階５と同じで、こ
のモードの段階８はモード３の段階４と同じである。

段階4,5,6,5,4の順序の総シーケンス（すなわち段階
４〜８）は、１回以上繰り返される。

尚、モード２〜５の段階４後に導入される圧力サイク
ルは、通常気体浄化圧からの圧力増加とその後の通常気
体浄化圧への復帰（モード２と４）、あるいは通常気体
浄化圧からの圧力減少とその後の通常気体浄化圧への復
帰（モード３と５）となることに留意されたい。

モード２と４では、圧力増加後の圧力減少が常にシエ
ルの供給液流出端で生じる。モード４の場合、供給液の
流出は常にシエルの同一端で生じ、モード２の場合、供
給液の流出は各サイクル毎にシエルの一端から他端へと
交代する。

モード３と５では、圧力減少後の圧力解放が常にシエ
ルの供給液流出端で生じる。モード５の場合、供給液の
流出は常にシエルの同一端で生じ、モード３の場合、供
給液の流出は各サイクル毎にシエルの一端から他端へと
交代する。

モード６−逆洗中の入口及び出口両地点でのシエル圧解
放このモードは、モード１〜５に適用できる。こゝで圧
力解放とは、モード１〜５の段階２中にシエル内に形成
される圧力の解放を意味し、段階４後に導入される圧力
変化のサイクルとは異なる。シエルの入口及び出口両地
点での圧力解放を達成するため、段階３が、弁75を更に
開き、フイルタカートリツジ列57内の膜を横切る圧力を
等しやすることによつて変更される。

モード７−逆洗中の液体供給流なし（乾燥逆流）このモードでは、供給ポンプ52が逆洗サイクル全体に
わたつてオフされて乾燥逆ブローモードに入り、乾燥逆
ブロー気体が累積固体をはずし、これらの固体をドレン
へと運び去る。

乾燥逆ブローモードは、モード６を含めまたは含めず
モード2,モード3,モード４及びモード５の各段階を用
い、モード６を含めまたは含めずモード2,モード3,モー
ド４及びモード５の全ての関連段階において供給液体の
流れを、ライン82と逆止弁83を通る高圧気体の流れと交
換することによつて施すことができる。

モード７の変更は、段階１と２で行える。この変更で
は、管腔に与えられるのとほゞ同じ圧力の気体が、カー
トリツジ列の管腔側とシエル側両方を与圧する手段とし
て同時にシエルに与えられる。これは弁63と56を開き、
ライン82と逆止弁83を介して気体を与えることによつて
達成できる。段階３で、弁設定がモード２の段階３の弁
設定と同じに戻され、シエルへの気体の供給が中断され
る。

モード６を含めまたは含めずモード２及びモード４に
適用可能なモード７の別の変更においては、供給液の流
れ及びライン82を通る二次気体の流れが共に存在しな
い。

つまり、乾燥逆ブローモード７は次のように多くのサ
ブモードで実施できる：更に、サブモード７（ａ）〜７（ｊ）はシエルドレン
あり（sd）またはシエルドレンなし（snd）で実施し得
える。

モード８−再湿潤与圧膜の再湿潤段階は、前記何れのモードの後にも続くこ
とができる。再湿潤段階は逆洗サイクルが完了したと
き、あるいはその他任意の時点で施し得る。再湿潤サイ
クルは、繊維を与圧した後急速に圧力解放し、繊維を閉
塞している捕捉空気を除去することからなる。これは次
の３工程で達成可能である：工程１では、弁79,75,71,81及び62が閉じられ、弁63,
56及び68が開かれ、高圧気体がライン72,67,84,65及び6
6を経てカートリツジ57の液側に導入される。これ
は、カートリツジ57の管腔側とシエル側両方を与圧す
る。

工程２では、高圧気体の流れが停止され、弁81が開か
れる点を除き、全ての弁設定は工程１と同じである。こ
れはカートリツジ57内部の圧力を解放し、繊維内から気
体の捕捉バブルを除去する。工程３では通常の過に戻
る。

再湿潤モード８の変形においては、カートリツジ57の
液側の代りにシエル側に高圧空気を導入する。これは
次の３工程で達成できる：工程１では、弁79,75,71,81及び62が閉じられ、弁63,
56及び68が開かれ、高圧気体がライン82,50,54,55,64及
び58を経てカートリツジ57のシエル側に導入され、カー
トリツジ57のシエル側と管腔側両方を与圧する。

工程２では、高圧気体の流れが停止される。弁75が開
かれカートリツジ57内部の圧力を解放して、繊維内から
気体の捕捉バブルを除去する点を除き、全ての弁設定は
工程１と同じである。工程３では通常の過に戻る。再
湿潤与圧は、１回またはそれより多く行うことができ
る。

逆洗と流れ方向の反転との組合せは、供給液の流れ方
向を反転することの結果に、逆洗の結果を加算または加
重することから予想されたものより大きい効果をもたら
す。この結果は少々予想のつかないものであるが、透明
なシエルカートリツジで観測されたように、本方式の適
用が新たな流れパターンを形成し、前述した閉塞状態カ
ートリツジの自己増大効果を言じることによつて可能と
なつた。２つの手法の同時適用に伴つて生じる強められ
た乱流が、前から付着されている物質上への新たな物質
の堆積を許容せず、その代りにカートリツジから閉塞物
を取り除く。

流れが一方向の場合の過段階中、供給原料の圧力に
はカートリツジに沿つてわずかな圧力降下が存在する。
このカートリツジの先端部と供給原料に近い端部（基端
部）間での圧力差は、気体逆洗の印加中増加する。つま
り、カートリツジ先端部の気体はカートリツジ基端部の
気体より低い膜を横切る圧力降下を受け、カートリツジ
先端での方がより多くのバブルが繊維壁を通過する。気
体逆洗中に与えられる供給液の流れ方向の反転は圧力差
の効果を逆にし、繊維の壁を通過するより一様なバブル
分布を可能とする。

液体と気体での逆洗及び供給原料の流れ方向の反転が
もたらす相対的有効性は、過される懸濁液の性質に依
存する、固まつた付着物は、供給原料の流れ方向反転と
組合された気体逆洗によつて一層良好に除去される。事
実、クロツト（凝塊）を形成する付着物に対して、本方
式は他の方法と比べ特に効果的である。逆洗だけだと保
留されている固体をゆるめるに留まり、過の再開が始
まるとすぐに繊維上に再び付着してしまう。供給液の流
れ方向の反転を加えると、繊維の外壁に沿つて乱流が生
じ、クロツト状の固体物質が運び去られる。

第８図は第７図の装置とほゞ同様な変更装置で、その
ためほとんどの構成部品は省いてある。シエル40への供
給液は、ライン41と三方弁42を介して供給液入口43に与
えられる。また供給液は、弁45を有する供給液出口ライ
ン44を介してシエルから放出される。過動作中、弁48
は閉じている。

第３のポートが、供給液入口弁42から分岐したライン
46に接続されている。弁48を有する放出ライン47が、供
給液入口43と放出弁45下流の供給液出口ライン44との間
に接続されている。

このようなフイルタでは、第７図に関連して前述した
方法が次のように変更される。すなわち、繊維の外表面
側の圧力解放後（つまりモード２の段階３後）、ポンプ
からの供給液がライン46を介して第３のポートに差し向
けられ、シエルつまりハウジングの両端を洗い流し、シ
エルの入口端では放出ライン47を介し及びシエルの他端
では供給液出口ライン44を介して流出させる。

次に、本発明をより理解し易くするため、各指示モー
ドを実行するように弁、ライン及び動作順序を変えるこ
とによつて適切に操作された第７図の装置を用いて実施
した例を以下に述べる。

何れの場合にも、フイルタカートリツジは約3,000本
のポリプロピレン製中空繊維を含み、供給液は繊維の外
表面にクロスフロー方式で与えられ、液は繊維管腔の
各端から引き出された。例１〜６及び９では第４図のカ
ートリツジ端部の構成、例７及び８では第５図のカート
リツジ端部の構成、例10及び11では第６図のカートリツ
ジ端部の構成をそれぞれ用いた。

例１モード１（ｂ）,2（ｂ）及び４（ｂ）この実験は、通常モード１（ｂ）、逆流モード２
（ｂ）及び脈動モード４（ｂ）の有効性を比較するため
に行つた。

水酸化第二鉄を含む懸濁液が、360mlの“フエリクリ
ア（Ferriclear）”と1080gの炭酸水素ナトリウムを20
リツトルの水内に混合し、199.8gの水酸化第二鉄を沈殿
させることによつて作成した。

通常モード（1b）では、供給液入口圧を50KPa、供給
液出口圧をゼロとした。600KPaの空気を６秒間逆ブロー
した。逆洗と空気除去の総時間は40秒であつた。モード
１（ｂ）の後にモード８が続くサイクルを10分間に繰り
返した。

逆洗モード２（ｂ）と４（ｂ）を実施した。

上記各モードの後、フイルタは再湿潤モード８に付し
た。

３種のモードは、数回の連続サイクル後の10分後の
液流量と、空気逆ブロー後の回復率とを比較することに
よつて相互に比較できる。結果を第Ｉ表に示す。

表中：１（ｂ）は通常モードで、管腔がドレンされてない；２（ｂ）は供給液の逆流による圧力増加モードで、管
腔がドレンされてない；４（ｂ）は供給液の脈動化流出による圧力増加モード
で、管腔がドレンされてない。

次の第Ｉ表から、モード２（ｂ）の方がモード４
（ｂ）より高い値に液流量（フラツクス）を回復して
おり、またモード４（ｂ）はモード１（ｂ）よりも効率
的であるのが明らかであろう。この結果を第９図に示
す。

例２モード１（ｂ）,4（ｂ）及び２（ｂ）水20中の50gの珪藻土（“Whitco"）と50gのベント
ナイトとの混合物を反復して過し、逆洗モードの有効
性をテストした。供給液、液及び逆洗物質は全て、供
給タンクに戻した。供給液の温度は、冷温上水を用いた
銅コイル形熱交換器によつて、22.5℃〜26℃の範囲で一
定に保つた。テストしたモードは通常の逆洗モード１
（ｂ）、脈動モード４（ｂ）及び逆流モード２（ｂ）で
ある。各逆洗の後に再湿潤モードを施した。

逆洗を施すのにかかつた時間を時間数から削除した結
果を第II表に示す。表中：１（ｂ）は通常モードで、管腔がドレンされてない；４（ｂ）は供給液の脈動化流出による圧力増加モード
で、管腔がドレンされてない；２（ｂ）は供給液の逆洗による圧力増加モードで、管
腔がドレンされてない。

例３モード４（ｂ）と２（ｂ）濁度420NTUの泥水からなる供給原料を用いてモード４
（ｂ）と２（ｂ）に関する別々の例を実施し、各モード
の後にモード８を施した。逆洗によつて吹き出された
液と固体物質は全て、供給タンクに戻された。何れの時
点でも、液は光学的に透明であつた。

逆洗間の過時間は７分間であつた。各逆洗を施すの
にかかつた時間は約１分半であるが、空気だけは10秒間
膜に通過させた。

その結果を次の第III及びIV表に示し、第10図のグラ
フに表わした。

例４モード７（ｂ）（snd） 50.1gの珪藻土を20の水と混合して懸濁液を造り、
次いで過した。

10分間のサイクル後、供給液を供給液入口及び出口の
両方でカートリツジから遮断した。そしてモード７
（ｂ）、シエルドレンせず（snd）の逆洗を行つた。逆
洗液は外部のドレンラインを介して収集し、過した。
回収された乾燥珪藻土の量は9.2gであつた。従つて、珪
藻土の回収率は18.4％であつた。1.8リツトルの逆洗液
が収集された。従つて、収集物質の乾燥度（dryness）
は5.11g/であつた。

例５各々48.7gの珪藻土を20の水と混合することによつ
て、３バツチの懸濁液を造つた。タンク内の供給液の温
度は、25℃±0.2℃に維持した。

例５−バツチ１モード１（ｂ）カートリツジの初期の水流量は650/hであつた。膜
を横切る圧力は123KPaで、供給液入口圧は200KPa、供給
液出口圧は100KPa、及び液圧は35KPaであつた。例５
と同様10分間フイルタカートリツジを通して懸濁液をリ
サイクルした後、供給タンク内に残つている液体は極め
て透明で、ほゞ全ての珪藻土が繊維の外側に付着したこ
とが結論された。

逆洗モード１（ｂ）で約15秒間、空気が膜を通つて逆
ブローされた。3.3の逆洗液が収集され、18.8gの珪藻
土を得た。回収率は38.6％であつた。

残つているほゞ全ての珪藻土を除去するため、逆洗中
供給液の流れ方向を反転することによつて３回逆洗を行
つた。

例５−バツチ２モード７（ｄ）（snd）カートリツジの初期の水流量は680/h、入口圧は200
KPa、供給液出口圧は100KPa、供給液出口圧は100KPa、
及び液圧は35KPaであつた。バツチの10分間過後、
モード７（ｄ）、シエルドレンせず（snd）逆洗を施し
た。空気は20秒間逆ブローした。

2.2の逆洗液が収集され、14.4gの珪藻土を得た。回
収率は29.6％であつた。

残つている珪藻土を除去するため、同じく３回逆流に
よる逆洗を行つた。

例５−バツチ３モード７（ｇ）（sd）繊維表面上の珪藻土を乱さないように、注意深く全て
の供給及び液ラインを逆洗前にドレンした点を除き、
このバツチはバツチ２と同様に処理した。逆洗モード７
（ｇ）で、空気は１分間逆ブローした。0.27の逆洗液
が収集され、12.5gの珪藻土を得た。回収率は25.7％で
あつた。

回収固体のg/で表わした乾燥度を比較することによ
つて、シエルをドレンしなかつたモードよりもモード７
（ｇ）（sd）の方がはるかに乾燥している物質を与える
ことがわかる。

例６水20中に77.7gの水酸化第二鉄を含むpH7の水酸化第
二鉄溶液について、例５の試験を繰り返した。

カートリツジの初期の水流量は820/hであつた。供
給液入口圧は200KPa、供給液出口圧は100KPa、及び液
圧は45KPaであつた。タンク内の供給液の温度は、25℃
±0.5℃に維持された。

例６−バツチ１モード２（ｂ）モード２（ｂ）で20秒の逆洗を行つた。6.26の逆洗
液が収集され、水酸化第二鉄の回収率は44.2％であつ
た。

例６−バツチ２モード７（ｄ）（snd）初期の水流量は830/hで、温度及び圧力は前モード
と同じとした。逆洗モード７（ｄ）、シエルドレンせず
（snd）で、空気を30秒間逆ブローした。1.8の逆洗液
が収集され、水酸化第二鉄の回収率は10.9％であつた。

例６−バツチ３モード７（ｇ）（snd）初期の水流量は830/hで、温度及び圧力は前モード
と同じとした。ポンプをオフとし、供給、供給液戻り及
び液各弁を閉じて、液ライン及び管腔を注意深くド
レンした。逆洗モード７（ｇ）、シエルドレンせず（sn
d）で、空気を30秒間逆ブローした。1.8の逆洗液が収
集され、水酸化第二鉄の回収率は13.3％であつた。

例６−バツチ４モード７（ｃ）（sd）初期の水流量は820/hで、温度及び圧力は前モード
と同じとした。ポンプをオフし、供給、供給液戻り及び
液各弁を閉じて、全ライン、カートリツジの管腔及び
シエル両側から注意深く液体を取り除き、逆洗モード７
（ｃ）、シエルドレン（sd）で約１分間空気を逆ブロー
した。230mlの逆洗液が収集されて7.44gの水酸化第二鉄
を得、回収率は9.6％であつた。

これらの例から、モード７の適用ははるかに高い濃度
状態で固体が回収されるという結果をもたらすが、しば
しば回収率が犠牲になることがあると結論し得る。

また、回収固体のg/で表わした乾燥度を比較するこ
とによつて、シエルをドレンしなかつたモードよりもモ
ード７（ｃ）（sd）の方がはるかに乾燥している物質を
与えることが明らかであろう。

例７モード１（ａ）に続くモード８各々アルコールで前湿潤した各約1m²のポリプロピレ
ン多孔性中空繊維を含む、３つ別々のシエル内チユーブ
型フイルタカートリツジを介して上水を過した。過
条件は、100KPaの膜横断圧を維持するものとした。モー
ド１（ａ）の空気逆洗を施す前に液流量つまりフラツ
クスを測定し、モード８の再湿潤シーケンスを再び実施
した。各カートリツジ毎に記録された流量を第Ｖ表に示
す。

逆洗前の流量と比べた与圧後の増加流量は、膜の表面
上に累積した汚染物質及び膜を塞いでいる空気が逆洗に
よつて除去された結果である。

例８モード８例７で用いたのと同様な２つの新しい乾燥カートリツ
ジを、別々に600KPaの与圧水で２〜３秒間処理した。与
圧前後の液流量を次の第VI表に示す。

例９モード１（ａ）及び２（ａ） 1m²のMEMTECクロスフロー型カートリツジフイルタ
を、閉端モードつまり再循環なしで作動した。供給流
は、6NTUの普通の濁度と7.5〜８のpHを有する本管上水
とした。テストは全て約20℃で行つた。供給液再循環を
閉じ、供給液入口に配置された調圧弁は、250KPa（ｇ）
のシエル側圧力を与えるように調整された。２種の逆洗
を、約６時間の逆洗間隔でテストした。テストした逆洗
は次の通り：１（ａ）通常の逆洗モード２（ａ）供給液の逆流による圧力増加モードこの結果を第VII表に示す。

各ケースにおける流量低下はほゞ線形であつた。つま
り、（１回の時間間隔における）開始及び最終流量間の
平均は、上記各ケースを評価するための良好な基礎にな
ると見なされた。

逆流による逆洗が明らかに、最良の逆洗方法であつ
た。過渡的な流量増加が収まつた後、約700/hr・m²の
平均液流量が維持された。

通常の逆洗で過渡的な流量増加が収まつた後、約500
/hr・m²の平均液流量が維持された。

逆流による逆洗は明らかに、通常の逆洗より約40％有
効であつた。

例 10 18.3の水に600gのCa（OH）_２を加えた懸濁液を、第
VIII表に示す各逆洗モードの適用前に53℃で15分間過
した。逆洗前後の液流量は第VIII表に示す通りであ
る。

カートリツジの入口圧は200KPa（ｇ）、出口圧は100K
Pa（ｇ）、クロス流量は約2,500／時であつた。

例 11 各ケースにおいて、例10と同じ供給原料を30℃で過
し、15分後に逆洗した。第IX表は収集された逆洗物の容
量と、回収固体の乾燥重量とを示す。

例 12 この実験では、実用的な条件で供給液の量（体積）を
限定し、従つてその体積の供給液がフイルタを通つてリ
サイクルされた。固形物質として形成されたクロツトが
逆洗され、供給タンク内に逆ブローされ、そこで底に沈
殿されてそれ以上実験には関与しなかつた。これは、逆
洗の適用後設定時間間隔が経過した後に、最小流量値の
着実な増加をもたらした。

過領域が約1m²の微孔ポリプロピレン製中空繊維を
有するシエル内にチユーブカートリツジを用いて、20
の水中に50gのベントナイトと50gの珪藻土を含む懸濁液
を過した。懸濁液は繊維の外表面に与えた。初期の
液流量は900／時であつた。10分後、流量は200／時
に低下した。

逆洗モード１（ｂ）を30秒間施した。10分間のサイク
ルを５回繰り返したところ、各回毎に逆洗前の流量は20
0／時〜250／時に降下し、逆洗後600／時に上昇
した。各サイクル後に流量が降下した地点は各回を追う
毎に少しづつ高くなつており、逆洗サイクル中の放出物
中に固形物質のクロツトを観測することができた。この
結果を第11図のグラフに示す。

同一の系について、10分間のサイクルの終りにモード
２（ｂ）の逆洗を施した。この逆洗手順を繰り返す毎
に、流量は900／時に上昇した。

一連のモード２（ｂ）の逆洗終了後に、モード１
（ｂ）の逆洗を再び実施した。逆洗サイクル後、流量は
同じく600／時に上昇した。この結果を第12図のグラ
フに示す。

第13図は、逆洗を含まない４サイクルの供給原料の反
転後に逆洗モード２（ｂ）が続く場合を示す。流れ方向
の反転自体は、流量の改善をほとんど与えてない。逆洗
モード１（ｂ）と組合わされた流れ方向の反転が、２種
類別々の手法を加えたものより大きな洗浄効果を与え
る。

発明の範囲及び領域を逸脱せずに、その他多くの変更
を過方法及び洗浄サイクルに加えることができる。

フロントページの続き (31)優先権主張番号ＰＩ１５１３ (32)優先日 1987年４月21日 (33)優先権主張国オ−ストラリア（ＡＵ） (31)優先権主張番号ＰＩ１５１４ (32)優先日 1987年４月21日 (33)優先権主張国オ−ストラリア（ＡＵ） (72)発明者ファビッグ、マーカス・ジョンオーストラリア国、ニュー・サウス・ウェイルズ 2121、エッピング、ヨーク・ストリート３／26 (72)発明者ワイアット、ケリーオーストラリア国、ニュー・サウス・ウェイルズ 2074、ターラマーラ、ミルフォード・プレイス６ (56)参考文献特開昭53−108882（ＪＰ，Ａ) 特表昭62−502108（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】供給液入口と供給液出口を有するシエルま
たはハウジング内に弾性且つ多孔性の中空繊維を備えた
フイルタを動作する方法において：ｉ）懸濁液供給原料を供給液入口を通してシエルまた
はハウジングに導入し、前記供給原料を繊維の外表面に
差し向け、それによりａ）前記供給原料の一部が繊維の壁を通過し、液ま
たは浸透液として繊維の管腔から引き出され、ｂ）前記供給原料中の固体の一部が繊維上または繊維
の孔内に保留され、保留されなかつた固体が前記供給原
料の残りと一緒にシエルまたはハウジングから供給液出
口を経て放出される工程、 ii）ａ）与圧気体を繊維の管腔内に導入し、該気体を
繊維の壁を通過させて保留固体を繊維または孔からはず
し、ｂ）気体が繊維の管腔内に導入されている間に、シエ
ル内の圧力を変化させることによつて保留固体を周期的に洗浄除去する工程、を含む方法。
【請求項２】供給液入口と供給液出口を備えたシエルま
たはハウジングと共に、複数の弾性且つ微孔性の中空繊
維を有するフイルタを動作する方法において：ｉ）懸濁液供給原料を供給液入口を通してシエルまた
はハウジングに導入し、前記供給原料を繊維の外表面に
与え、それによつてａ）前記供給原料の一部が繊維の壁を通過し、液ま
たは浸透液として繊維の管腔から引き出され、ｂ）前記供給原料中の固体の一部が繊維上または繊維
の孔内に保留され、保留されなかつた固体が前記供給原
料の残りと一緒にシエルまたはハウジングから除去され
る工程、 ii）ａ）与圧液体を繊維の管腔内に導入し、繊維の壁
を通過させて保留固体の少なくとも一部を洗い流し、ｂ）与圧気体を繊維の管腔内に導入し、該気体を繊維
の壁を通過させて孔の少なくとも一部を弾性的に広げ、
該孔内に保留されていた固体をはずすと共に、繊維の外
壁を洗浄せしめ、前記気体は膜の孔内における連続状態
の液の表面張力が気体の流れに及ぼす抵抗に打ち克つ
のに充分な圧力で与えられ、かつｃ）与圧気体が繊維の管腔内に導入されている間に、
シエル内の圧力を変化させることによって保留固体を洗
浄除去する工程、を含む方法。
【請求項３】シエル内の圧力を通常の気体洗浄圧より高
く増加した後、シエル内の圧力を通常の気体洗浄圧に復
帰することによつて、シエル内の圧力を洗浄中に変化さ
れる請求の範囲第１項または第２項記載の方法。
【請求項４】供給液の流れを逆洗中維持し、圧力の増加
が供給液の流出を停止することによつて達成され、通常
の気体洗浄圧へ復帰が供給液の流れを逆方向に再開する
ことによつて達成される請求の範囲第３項記載の方法。
【請求項５】圧力変化のサイクルが気体洗浄中繰り返さ
れる請求の範囲第３項記載の方法。
【請求項６】供給液の流れの反転が気体洗浄中に繰り返
される請求の範囲第４項記載の方法。
【請求項７】供給液の流れが逆洗中維持され、圧力の増
加が供給液の流出を終了することによつて達成され、通
常の気体洗浄圧への復帰が供給液の流出を再開すること
によつて達成される請求の範囲第３項記載の方法。
【請求項８】供給液流出の終了及び再開が気体洗浄中に
繰り返される請求の範囲第７項記載の方法。
【請求項９】シエル内の圧力を、シエル内の圧力を通常
の気体洗浄圧より低い圧力に減少した後、同圧を通常の
気体洗浄圧に復帰することによつて、洗浄中に変化させ
る請求の範囲第１項または第２項記載の方法。
【請求項１０】供給液の流れを逆洗中維持し、圧力の減
少が供給液の流入を終了することによつて圧力の減少を
行ない、供給液の流入を再開することによつて通常の気
体洗浄圧への復帰を行なう請求の範囲第９項記載の方
法。
【請求項１１】圧力変化のサイクルを気体洗浄中繰り返
す請求の範囲第９項記載の方法。
【請求項１２】供給液流入の終了及び再開を気体洗浄中
繰り返す請求の範囲第８項記載の方法。
【請求項１３】供給液の流れを逆洗中維持し、供給液の
流入を終了することによつてシエル内の圧力の減少を行
ない、供給液の流れを反対方向に再開することによつて
通常の気体洗浄圧への復帰させる請求の範囲第９項記載
の方法。
【請求項１４】供給の終了及び再開を気体洗浄中繰り返
す請求の範囲第13項記載の方法。
【請求項１５】シエルが圧力変化の工程前に供給液の流
入と供給液の流出を終了することによつて与圧され、シ
エル内圧力が供給液の流出を再開することによつて解放
される請求の範囲第１項から第14項までのいずれか１項
記載の方法。
【請求項１６】供給液の流入を気体の逆洗を再開する前
に終了する請求の範囲第３項記載の方法。
【請求項１７】別の気体をシエルの入口を通して導入
し、該別の気体の流出を停止することによつてシエル内
圧力を増加させ通常の気体洗浄圧への復帰が該別の気体
の流れを逆方向に再開することによつて達成される請求
の範囲第16項記載の方法。
【請求項１８】別の気体流の反転が気体洗浄中繰り返さ
れる請求の範囲第17項記載の方法。
【請求項１９】別の気体が高圧気体である請求の範囲第
17または第18項記載の方法。
【請求項２０】別の気体が低圧気体である請求の範囲第
17または第18項記載の方法。
【請求項２１】別の気体をシエルの入口を介して導入
し、該別の気体の流出を終了することによつてシエル内
の圧力の増加が達成され、前記通常の気体洗浄圧への復
帰が該別の気体の流出を再開することによつて達成され
る請求の範囲第16項記載の方法。
【請求項２２】別の気体の流出の終了及び再開が気体洗
浄中繰り返される請求の範囲第21項記載の方法。
【請求項２３】別の気体が高圧気体である請求の範囲第
21項または第22項の記載の方法。
【請求項２４】別の気体が低圧気体である請求の範囲第
21項または第22項記載の方法。
【請求項２５】別の気体をシエルの入口を通して導入
し、圧力の減少が該別の気体の流入を終了することによ
つて達成され、通常の気体洗浄圧への復帰が該別の気体
の流れを逆方向に再開することによつて達成される請求
の範囲第16項記載の方法。
【請求項２６】別の気体流の終了及び再開が気体洗浄中
繰り返される請求の範囲第13項記載の方法。
【請求項２７】別の気体が高圧気体か低圧気体である請
求の範囲第25項または第26項記載の方法。
【請求項２８】圧力の増加がシエルからの流出を停止す
ることによつて達成され、通常の気体洗浄圧への復帰が
流出を逆方向に再開することによつて達成される請求の
範囲第15項記載の方法。
【請求項２９】流出の反転が気体洗浄中繰り返される請
求の範囲第28項記載の方法。
【請求項３０】圧力の増加がシエルからの流出を終了す
ることによつて達成され、通常の気体洗浄圧への復帰が
流出を再開することによつて達成される請求の範囲第15
項記載の方法。
【請求項３１】流出の終了及び再開が気体洗浄中繰り返
される請求の範囲第30項記載の方法。
【請求項３２】シエルが圧力変化の工程前に供給液の流
入と供給液の流出を終了することによつて与圧され、同
圧が圧力変化の段階を施す前に供給液の流出を再開する
ことによつて解放される請求の範囲第16から第32項まで
の何れか１項記載の方法。
【請求項３３】逆洗の終了後に繊維を与圧し、同圧を解
放して繊維の孔から捕捉空気を除去する段階を含む請求
の範囲第１項から第32項までの何れか１項記載の方法。
【請求項３４】繊維を与圧する工程を、供給液の流入と
供給液の流出を終了することによつて行ない、同圧が供
給液の流入と供給液の流出を再開することによつて解放
される請求の範囲第33項記載の方法。
【請求項３５】繊維を与圧する工程が供給液の流出を終
了することによつて行われ、同圧が供給液の流出を再開
することによつて解放される請求の範囲第34項記載の方
法。
【請求項３６】管腔流が阻止されている間に、繊維を与
圧する工程を行なう請求の範囲第33項から第35項までの
何れか１項記載の方法。
【請求項３７】管腔流が脈動化の形で阻止されている請
求の範囲第36項記載の方法。
【請求項３８】気体逆洗の開始前に管腔流がドレンされ
る前記請求の範囲の何れか１項記載の方法。
【請求項３９】逆洗の開始前にシエルがドレンされる請
求の範囲第１項から第38項までの何れか１項記載の方
法。
【請求項４０】与圧気体の導入が：ａ）まず繊維壁のバブル点より低い圧力の気体を与え
て、繊維の管腔内から液体を排出する工程、ｂ）供給液の流入及び流出を終了する工程、ｃ）気体の圧力を繊維壁のバブル点より高い圧力に増
加する工程、及びｄ）供給液の流入及び流出を再開して、捕捉されてい
た気体を繊維壁を通して実質状一様に散逸させる工程、を含む請求の範囲第１項から第39項までの何れか１項記
載の方法。
【請求項４１】与圧気体の管腔への導入が、まず繊維壁
のバブル点より低い圧力の気体を与える工程を含み、更
に：ａ）別の気体をバブル点より低い圧力で繊維のシエル
側に導入する工程、ｂ）管腔内気体とシエル側気体の圧力を等しくする工
程、ｃ）管腔内気体とシエル側気体の圧力をバブル点より
上に高める工程、を含む請求の範囲第40項記載の方法。
【請求項４２】フイルタがクロスフロー型フイルタであ
る請求の範囲第１項から第41項までの何れか１項記載の
方法。
【請求項４３】フイルタが閉端過モードで動作され、
閉端過中供給液及び固体がシエルから流出されない請
求の範囲第１項から第42項までの何れか１項記載の方
法。
【請求項４４】ａ）シエルまたはハウジング、ｂ）前記シエル内の複数の弾性且つ多孔性の中空繊
維、ｃ）前記シエルへの供給液入口、ｄ）前記シエルからの供給液出口、ｅ）前記シエルからの液出口、ｆ）懸濁液供給原料を供給液入口を通して前記シエル
に導入し、前記供給原料を繊維の外表面に差し向けるこ
とによつて、ｉ）前記供給原料の一部を繊維の壁を通過させて液
または浸透液として繊維の管腔から引き出し、液出口
を通つて放出し、 ii）前記供給原料内の固体の一部を繊維上または繊維
壁の孔内に保留し、保留されなかつた固体を前記供給源
料の残りと一緒に、シエルまたはハウジングから供給液
出口を通つて放出するための、弁手段、ｇ）シエル出口を通つて流出する流出量を制御する弁
手段、ｈ）与圧気体を繊維の管腔内に導入し、繊維の壁を通
過させて保留されている固体を繊維壁からはずすための
弁手段、及びｉ）気体が繊維の管腔内に導入されている間に、シエ
ル内の圧力を変化させる制御手段、を備えたフイルタ装置。
【請求項４５】ａ）シエルまたはハウジング、ｂ）前記シエル内の複数の弾性且つ多孔性の中空繊
維、ｃ）前記シエルへの供給液入口、ｄ）前記シエルからの供給液出口、ｅ）前記シエルからの液出口、ｆ）懸濁液供給原料を供給液入口を通つて前記シエル
に導入し、前記供給原料を繊維の外表面に差し向けるこ
とによつてｉ）前記供給原料の一部を繊維の壁を通過して液ま
たは浸透液として繊維の管腔から引き出し、液出口を
通つて放出し、 ii）前記供給原料内の固体の一部を繊維上または繊維
壁の孔内に保留し、保留されなかつた固体を前記供給原
料の残りと一緒に、シエルから除去するための、弁手段、ｇ）シエル出口を通つて流出する流出量を制御する弁
手段、ｈ）与圧液体を繊維の管腔内に導入し、繊維の壁を通
過させて保留されている固体の少なくとも一部を洗い流
す弁手段、及びｉ）与圧気体を繊維の管腔内に導入し、繊維の壁を通
過させて孔の少なくとも一部を弾性的に広げ、該孔内に
保留されていた固体をはずすと共に、繊維の外壁を洗浄
せしめる弁手段で、前記気体は膜の孔内における連続状
態の液の表面張力が気体の流れに及ぼす抵抗に打ち克
つのに充分な圧力で与えられ、及びｊ）与圧気体が繊維の管腔内に導入されている間に、
シエル内の圧力を変化させる制御手段、を備えたフイルタ装置。
【請求項４６】制御手段が、シエル内の圧力を通常の気
体洗浄圧より高い圧力に増加させ、また通常の気体洗浄
圧に復帰させるように弁手段を作動する請求の範囲第44
項または第45項記載のフイルタ装置。
【請求項４７】制御手段が、シエル出口を閉じ、次いで
シエル出口を開けるようにシエル出口弁手段を作動する
請求の範囲第46項記載のフイルタ装置。
【請求項４８】制御手段がシエル出口弁手段を作動して
シエル出口を閉じ、フイルタ装置が更にシエルを通る供
給液の流れを反転させる弁手段を備え、前記制御手段が
該反転弁手段を作動しシエルを通る供給液の逆流を再形
成する請求の範囲第47項記載のフイルタ装置。
【請求項４９】制御手段が、シエル内の圧力を通常の気
体洗浄圧より低い圧力に減少させ、また通常の気体洗浄
圧に復帰させるように弁手段を作動する請求の範囲第44
または第45項記載のフイルタ装置。
【請求項５０】制御手段が、シエル入口を閉じ、次いで
シエル入口を開けるようにシエル入口弁手段を作動する
請求の範囲第49項記載のフイルタ装置。
【請求項５１】制御手段がシエル入口弁手段を作動して
シエル入口を閉じ、フイルタ装置が更にシエルを通る供
給液の流れを反転させる弁手段を備え、前記制御手段が
該反転弁手段を作動しシエルを通る供給液の逆流を再形
成する請求の範囲第47項記載のフイルタ装置。
【請求項５２】シエル入口により別の気体を導入するた
めの弁手段を備える請求の範囲第44項または第45項記載
のフイルタ装置。
【請求項５３】制御手段がシエル出口を閉じてシエル内
の圧力を増加させ、次いでシエル出口を開いてシエル出
口を通る流出流を再形成する請求の範囲第52項記載のフ
イルタ装置。
【請求項５４】制御手段がシエル入口を閉じてシエル内
の圧力を減少させ、次いでシエル入口を開いて前記別の
気体の流入を再形成する請求の範囲第52項記載のフイル
タ装置。
【請求項５５】シエルを通る別の気体の流れを反転させ
る弁手段を更に備え、制御手段が反転弁手段を作動する
請求の範囲第53項または第54項記載のフイルタ装置。