JPH10216484A - 精密ろ過装置 - Google Patents

精密ろ過装置

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JPH10216484A
JPH10216484A JP2794297A JP2794297A JPH10216484A JP H10216484 A JPH10216484 A JP H10216484A JP 2794297 A JP2794297 A JP 2794297A JP 2794297 A JP2794297 A JP 2794297A JP H10216484 A JPH10216484 A JP H10216484A
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JP
Japan
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filtration
filter membranes
original liquid
inflow
filtration membrane
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Pending
Application number
JP2794297A
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English (en)
Inventor
Katsu Iijima
克 飯島
Rikuro Nagai
陸郎 永井
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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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
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/147Microfiltration
    • 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
    • B01D2321/30Mechanical cleaning, e.g. with brushes or scrapers

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ろ過とろ過膜の洗浄を同時に行うことができ
る精密ろ過装置を提供する。 【解決手段】 原液が流入する流入筒2と、内部に原液
の通路が形成される複数の金属製筒状ろ過膜13が多重
同心円状に配置されかつ透過液の排出口14を有するろ
過筒1と、各ろ過膜13の原液流出側に接続された循環
筒3とを有すると共に、各ろ過膜の内周面を摺擦するク
リーニングブラシ16と、各ブラシ16の一部を円周方
向において選択的に往復動させる回転カム部材34と圧
縮コイルバネ27を含む駆動手段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、円筒状ろ過膜によ
り固液分離を行う精密ろ過装置に関する。
【0002】
【従来の技術】下水、工場排水等の浄化や薬品、食品工
業等における溶液の分離または濃縮を行うために、分離
膜として例えば円筒状ろ過膜を用いる精密ろ過装置が使
用されている。この精密ろ過装置(例えば内圧型)にお
いては、原液の流入口と流出口を有する密閉容器内に多
孔性材料で形成された円筒状のろ過膜を固定し、ろ過膜
の内部を流入口と流出口に連通すると共に、密閉容器内
に多孔性材料で形成された円筒状のろ過膜を固定し、密
閉容器の途中にろ過液の排出口を設けたものである。こ
の精密ろ過装置では、ろ過膜の内部に原液が加圧流入す
ると、流入圧力によりろ過されたろ過液は排出口から装
置外へ排出される。一方ろ過膜を透過しなかった原液と
固形物は流出口より装置外へ流出され再び原液と混合さ
れ、循環される。このろ過工程では、ろ過膜を透過でき
ない固形物の一部はろ過膜の内面に付着してケーキ層が
形成されるので、ろ過膜を所定時間使用すると目詰りを
生じて、ろ過機能が低下する。そこで通常はろ過膜の表
面を定期的に洗浄することが行われている。
【0003】上記洗浄手法としては種々の方法が提案さ
れている。ろ過膜を樹脂(例えばポリスルフォン、ポリ
オレフィン、ポリフロロエチレン、ポリイミド等の高分
子ポリマー)で形成する場合には、膜自体の機械的強度
が不足するため定期的に薬品(有機酸、酸素系洗剤等)
で洗浄する必要がある。またセラックス(例えばアルミ
ナ)製ろ過膜を使用する場合には、汚染物質が膜の内部
に侵入するので、薬品洗浄が一般的である。またこの他
の洗浄方法としては、ろ過膜の内面をスポンジボール等
の軟質部材で摺擦する、あるいはろ過膜の内面を回転ブ
ラシで摺動するといった機械的洗浄方法も提案されてお
り、膜自体の機械的強度が高い場合[例えば金属(金属
メッシュ、金属焼結体等)製ろ過膜]には、適用可能で
ある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の膜
洗浄手段には、次のような問題がある。薬品洗浄による
場合は、定期的に薬品を消費するので、ランニングコス
トが大となる、及び洗浄作業の間はろ過作業を中断する
必要があるという問題がある。また機械的洗浄による場
合は、洗浄手段が複雑化すると共に、洗浄作業の間はろ
過作業を中断しないと効率的なろ過作業を行えないとい
う問題がある。
【0005】したがって本発明の目的は、上述した従来
技術の問題点を解消し、ろ過とろ過膜の洗浄を同時に行
うことができる精密ろ過装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、原液が流入する流入室と、内部
に原液の通路が形成される複数の金属製管状ろ過膜が多
重同心円状に配設されかつ被ろ過液の排出口を有するろ
過室と、各管状ろ過膜の原液流出側に接続された原液流
出室を有すると共に、各ろ過膜の内周面をクリーニング
するブラシ手段と、ブラシ手段の一部をろ過膜の軸方向
に沿って往復動させる移動手段とを有する、という技術
的手段を採用した。また、本発明においては、上記移動
手段は、各ブラシ手段の一端側に装着された圧縮バネ部
材と各ブラシ手段の他端側を選択的に押圧する回転部材
とを有することが好ましい。
【0007】
【発明の実施の形態】以下本発明の詳細を添付図面によ
り説明する。図1は本発明の一実施例に係る精密ろ過装
置に示す縦断面図、図2は図1のA−A断面図、図3は
図1のカム部材の斜視図である。この精密ろ過装置は、
それぞれ同軸状に配設されたろ過筒1とその上、下に接
続された流入筒2及び循環筒3を有する。ろ過筒1は、
外筒10とその上下に固着された上フランジ11及び下
フランジ12とを有し、その内部には金属製筒状ろ過膜
13が複数個配設されている。各ろ過膜131 15は、
内部に原液の通路が形成され、その上端部と下端部がそ
れぞれ上フランジ11及び下フランジ12に固着されて
いる。これらのろ過膜131 15は、2重の同心円
(C1、C2)上にそれぞれ円周方向に沿って等間隔で配
置されている(図2参照)。外筒1の外周には透過液の
排出口14が設けられている。また各ろ過膜131 15
の内部には、軸151 15とその周面に殖設されたクリ
ーニングブラシ16を有するブラシ体17が配設されて
いる。
【0008】流入筒2は、その底部がフランジ20で密
閉され、又その周面には原液流入口21が設けられてい
る。流入筒2の内部には、第1支持板23と第2支持板
24が固着され、第1支持板23には、軸15の下端部
を軸支するためのブッシュ25が装着され、第2支持板
24には、軸15の縮径部が遊嵌しうる大きさの孔26
が形成されている。またこの縮径部には、圧縮コイルバ
ネ27が装着されている。
【0009】循環筒3は、その上部がフランジ30で密
閉され、又その周面には原液流出口31が設けられてい
る。循環筒3の内部には、支持板32が固着され、支持
板32には、軸15の上端部を軸支するためのブッシュ
33が装着されている。またフランジ30の下面には、
図示しない駆動源により回転駆動されるカム部材34が
軸支されている。このカム部材34は、軸15の上端部
の端面と選択的に当接できるようにするために、テーパ
状の当接面34a、34bを有している。
【0010】上記の金属製ろ過膜は、畳織り又はむしろ
織りの金網を圧下することにより編み目を微細化したも
の、あるいはこの金網の上に金属粉末(例えばオーステ
ナイト系ステンレス鋼の粉末)を散布し(必要に応じ水
等のバインダーを加える)、焼結して形成した焼結層を
設けたもの(例えば特開平7−275623号参照)を
用い得る。この平膜状の金属膜を円筒状に成形し、次い
で端部を溶接などの手法により接合することにより円筒
状ろ過膜が得られる。ろ過膜の孔径は、小さいとろ過処
理能力が低下し、大きすぎると目詰まりを生じ易くなる
ので、0.1〜1μmの範囲が好ましい。
【0011】上記構成によれば、次のようにしてろ過処
理を行うことができる。原液流入口21から流入筒2の
内部に流入した原液は、ろ過膜13の内部に至ると、流
入圧力によりろ過膜13を透過して外筒10とろ過膜1
3との間に流出し、この透過液は排出口14から装置外
に取出される。一方、ろ過膜13を透過しなかった固形
物等を含む原液は、循環筒3の内部に流入し、次いで流
出口31から流出し、原液貯留槽(図示せず)に返送さ
れる。
【0012】このろ過工程を長期間継続して行うと、ろ
過膜131の内面に汚染物が付着して、透過流束が低下
する。所定の透過流束が得られなくなった場合には(又
はろ過を行いながら)、カム部材34を駆動させる。こ
のカム部材34の回転(例えば矢印X方向)により、例
えば破線の位置にあるシャフト151の端面にカム部材
34の端面34aが当接すると、シャフト151は実線
の位置まで押し下げられ、この時圧縮コイルバネ27は
圧縮される。次いでカム部材34が回転してシャフト1
1との係合が外れると、シャフト151は圧縮コイルバ
ネ27の復元力により元の位置に復帰する。シャフト1
1の上下動によりブラシ16がろ過膜13の内面を摺
擦して、そこに付着した汚染物が除去される。カム部材
34の端面34aが隣のシャフト152に当接すると、
上記同様にシャフト152が上下動してろ過膜13(1
2)の内面がクリーニングされる。またろ過膜131
5の外周に配置されたろ過膜13615も、カム部材34
の端面34bとシャフト15615との当接により上下
動するブラシによりクリーニングされる。このように、
各ろ過膜13は、その総べてが同時にクリーニングされ
るわけではなく、交互にクリーニングブラシで洗浄され
るので、ろ過工程と洗浄工程を同時に行うことができ、
連続運転が可能となる。
【0013】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明する。SUS316製平畳織金網(#40/200)を
圧下率30%で圧延して厚さ280μmの基体を準備
し、その上に平均粒径9μmのSUS316L粉末を60
μmの厚さに塗布後焼結(150℃×10hr)してか
ら圧延し(圧下率10%)、次いで平均粒径5μmのSU
S316L粉末を50μmの厚さに塗布後焼結(790
℃×10hr)してから圧延(圧下率15%)して平均
孔径0.1μm、厚さ1mmの平膜を作成した。この平
膜を円筒状に加工し端部を溶接することにより、内径5
0mm、軸方向長さ500mmの円筒状ろ過膜を作成し
た(総膜面積1m2)。このろ過膜を15本用いて図1
に示す精密ろ過装置(外筒の直径:320mm、同心円
1の直径:220mm、同心円C2の直径:105m
m)を組立てた。
【0014】この精密ろ過装置を下水処理(透過圧力2
Kg/cm2、原水:COD6.6mg/l、BOD
3.8mg/l)に使用し、その初期透過流束は11m
3/m2/hrであったが、24時間の使用後透過流束は
0.03m3/m2/hrに低下した。そこでカム部材を
10〜20mm/secの周速で回転させた結果、透過
流束は11m3/m2/hrに回復できた。また透過後の
水質もCOD5.9mg/l、BOD1.6mg/lと
大幅に改善された。
【0015】
【発明の効果】以上に記述の如く、本発明によれば、簡
単な機械的洗浄機構を付加するのみで、ろ過工程を行い
ながらろ過膜を洗浄することができ、もって高いろ過能
力を有する精密ろ過装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る精密ろ過装置を示す縦
断面図である。
【図2】図1のA−A断面図である。
【図3】図1のカム部材の斜視図である。
【符号の説明】
1 ろ過筒、2 流入筒、3 循環筒、13 金属製筒
状ろ過膜、15 シャフト、16 クリーニングブラ
シ、27 圧縮コイルバネ、34 カム部材
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成9年4月28日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明する。SUS316製平畳織金網(#40/200)を
圧下率30%で圧延して厚さ280μmの基体を準備
し、その上に平均粒径9μmのSUS316L粉末を60
μmの厚さに塗布後焼結(50℃×10hr)してか
ら圧延し(圧下率10%)、次いで平均粒径5μmのSU
S316L粉末を50μmの厚さに塗布後焼結(790
℃×10hr)してから圧延(圧下率15%)して平均
孔径0.1μm、厚さ1mmの平膜を作成した。この平
膜を円筒状に加工し端部を溶接することにより、内径5
0mm、軸方向長さ500mmの円筒状ろ過膜を作成し
た(総膜面積1m2)。このろ過膜を15本用いて図1
に示す精密ろ過装置(外筒の直径:320mm、同心円
1の直径:220mm、同心円C2の直径:105m
m)を組立てた。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原液が流入する流入室と、内部に原液の
    通路が形成される複数の金属製管状ろ過膜が多重同心円
    状に配置されかつ被ろ過液の排出口を有するろ過室と、
    各管状ろ過膜の原液流出側に接続された原液流出室とを
    有すると共に、各管状ろ過膜の内周面をクリーニングす
    るブラシ手段と、ブラシ手段の一部を軸方向にそって往
    復動させる駆動手段とを有することを特徴とする精密ろ
    過装置。
  2. 【請求項2】 駆動手段は、各ブラシ手段の一端側に装
    着された圧縮バネ部材と各ブラシ手段の他端側を選択的
    に押圧する回転部材とを有することを特徴とする請求項
    1記載の精密ろ過装置。
JP2794297A 1997-02-12 1997-02-12 精密ろ過装置 Pending JPH10216484A (ja)

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