JPH1043553A - 濾過装置及び濾過方法 - Google Patents
濾過装置及び濾過方法Info
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- JPH1043553A JPH1043553A JP22047496A JP22047496A JPH1043553A JP H1043553 A JPH1043553 A JP H1043553A JP 22047496 A JP22047496 A JP 22047496A JP 22047496 A JP22047496 A JP 22047496A JP H1043553 A JPH1043553 A JP H1043553A
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- fiber membrane
- filtration
- fluid
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 中空糸膜モジュールを利用する濾過装置にお
ける新しい濾過方式を提案し、単位時間あたりの濾過処
理量を増加させる。 【解決手段】 濾過対象流体を循環させて中空糸膜モジ
ュールに供給可能とする循環経路に配置される中空糸膜
モジュールの導出部に制御弁を備え、前記導出部から導
出する濾過対象流体の流量を制御することで、クロスフ
ロー濾過と全量濾過とを交互に行う。
ける新しい濾過方式を提案し、単位時間あたりの濾過処
理量を増加させる。 【解決手段】 濾過対象流体を循環させて中空糸膜モジ
ュールに供給可能とする循環経路に配置される中空糸膜
モジュールの導出部に制御弁を備え、前記導出部から導
出する濾過対象流体の流量を制御することで、クロスフ
ロー濾過と全量濾過とを交互に行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、中空糸膜モジュー
ルを利用した濾過装置と濾過方法に関し、詳しくは濾過
方式をクロスフロー濾過と全量濾過とに交互に変更する
ことで濾過流量を増大させることの可能な技術に関す
る。
ルを利用した濾過装置と濾過方法に関し、詳しくは濾過
方式をクロスフロー濾過と全量濾過とに交互に変更する
ことで濾過流量を増大させることの可能な技術に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、洗浄液の再利用や排水処理を
行うために用いられる濾過装置においては、中空糸膜モ
ジュールを利用して濾過対象となる流体を中空糸膜の膜
表面を透過させ、精密濾過や限外濾過を行うものがあ
る。
行うために用いられる濾過装置においては、中空糸膜モ
ジュールを利用して濾過対象となる流体を中空糸膜の膜
表面を透過させ、精密濾過や限外濾過を行うものがあ
る。
【０００３】そして、この中空糸膜モジュールを利用し
た濾過方式には、クロスフロー濾過方式と全量濾過方式
があり、それぞれ次のような特徴を備えている。
た濾過方式には、クロスフロー濾過方式と全量濾過方式
があり、それぞれ次のような特徴を備えている。
【０００４】図５はクロスフロー濾過方式を採用した濾
過装置１０１の基本的は構成を示す図である。
過装置１０１の基本的は構成を示す図である。
【０００５】濾過対象となる流体Ｌ１０１は、滞留槽１
０２に蓄積されており、供給経路１０３から循環ポンプ
１０４及び中空糸膜モジュール１０５を備えた循環経路
１０６内に供給される。循環経路１０６では、流体Ｌ１
０１は循環ポンプ１０４により矢印Ａ１０１に示される
方向に循環する。
０２に蓄積されており、供給経路１０３から循環ポンプ
１０４及び中空糸膜モジュール１０５を備えた循環経路
１０６内に供給される。循環経路１０６では、流体Ｌ１
０１は循環ポンプ１０４により矢印Ａ１０１に示される
方向に循環する。
【０００６】そして、流体Ｌ１０１が中空糸膜モジュー
ル１０５の導入部１０５ａからその内部に流入すると、
中空糸膜１０５ｃの内管部を一方向に流れ、膜の内側と
外側の膜間差圧により、流れている流体Ｌ１０１の一部
が中空糸膜１０５ｃの膜表面を透過して濾過が行われ
る。膜表面を透過しなかった流体Ｌ１０１は導出部１０
５ｂより循環経路１０６に戻される。
ル１０５の導入部１０５ａからその内部に流入すると、
中空糸膜１０５ｃの内管部を一方向に流れ、膜の内側と
外側の膜間差圧により、流れている流体Ｌ１０１の一部
が中空糸膜１０５ｃの膜表面を透過して濾過が行われ
る。膜表面を透過しなかった流体Ｌ１０１は導出部１０
５ｂより循環経路１０６に戻される。
【０００７】中空糸膜１０５ｃの膜表面を透過して濾過
された流体としての処理液Ｌ１０２は中空糸膜１０５ｃ
の外管部側に接続する処理液戻し経路１０７により滞留
槽１０２へと戻され、滞留槽１０２内に蓄積されている
濾過対象となる流体Ｌ１０１が順次濾過されて浄化され
る。
された流体としての処理液Ｌ１０２は中空糸膜１０５ｃ
の外管部側に接続する処理液戻し経路１０７により滞留
槽１０２へと戻され、滞留槽１０２内に蓄積されている
濾過対象となる流体Ｌ１０１が順次濾過されて浄化され
る。
【０００８】一方、膜表面を透過しなかった流体Ｌ１０
１は循環経路１０６を再度循環するが、この循環経路１
０６内では、時間と共に濾過対象となる流体Ｌ１０１に
含まれる汚れ成分濃度が高まる。
１は循環経路１０６を再度循環するが、この循環経路１
０６内では、時間と共に濾過対象となる流体Ｌ１０１に
含まれる汚れ成分濃度が高まる。
【０００９】そして通常は、これを防止するために、循
環経路１０６に汚れ成分を取り除く回収手段（不図示）
を接続する等の対策を行い、循環経路１０６内の汚れ成
分濃度を一定の範囲に保ちながら濾過処理が行われてい
る。
環経路１０６に汚れ成分を取り除く回収手段（不図示）
を接続する等の対策を行い、循環経路１０６内の汚れ成
分濃度を一定の範囲に保ちながら濾過処理が行われてい
る。
【００１０】図６は、全量濾過方式を採用した濾過装置
１１１の基本的は構成を示す図であり、図５と同様の構
成には同一の符号が付されている。この濾過装置１１１
では、供給経路１０３から供給される流体Ｌ１０１は、
循環ポンプ１０４により中空糸膜モジュール１１５へと
流入する。
１１１の基本的は構成を示す図であり、図５と同様の構
成には同一の符号が付されている。この濾過装置１１１
では、供給経路１０３から供給される流体Ｌ１０１は、
循環ポンプ１０４により中空糸膜モジュール１１５へと
流入する。
【００１１】中空糸膜モジュール１１５は、導入部１１
５ａ側の内部に装填されている中空糸膜１１５ｃの導入
部１１５ａ側の端部のみが開口端部となり、内管部に流
体Ｌ１０１が導入され、導出部１１５ｂ側では中空糸膜
１１５ｃの端部は塞がれており、内管部に導入された流
体Ｌ１０１が流出しないように構成されている。
５ａ側の内部に装填されている中空糸膜１１５ｃの導入
部１１５ａ側の端部のみが開口端部となり、内管部に流
体Ｌ１０１が導入され、導出部１１５ｂ側では中空糸膜
１１５ｃの端部は塞がれており、内管部に導入された流
体Ｌ１０１が流出しないように構成されている。
【００１２】この濾過装置１１１では、中空糸膜モジュ
ール１１５に導入された流体Ｌ１０１は中空糸膜１０５
ｃの膜表面を全量が透過して処理液Ｌ１０２となり、中
空糸膜１１５ｃの外管部側に接続する処理液戻し経路１
０７により滞留槽１０２へと戻される。
ール１１５に導入された流体Ｌ１０１は中空糸膜１０５
ｃの膜表面を全量が透過して処理液Ｌ１０２となり、中
空糸膜１１５ｃの外管部側に接続する処理液戻し経路１
０７により滞留槽１０２へと戻される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５の
クロスフロー濾過方式では、濾過対象となる流体Ｌ１０
１が中空糸膜１０５ｃの内管部を一方向に流れるので、
汚れ成分の膜表面に対する付着が少なく、連続的な処理
を可能とするものであるが、内径の小さい中空糸膜１０
５ｃの内管部を流れるに従って流体Ｌ１０１の圧力が低
下するので中空糸膜１０５ｃの軸方向に圧力分布が発生
する。
クロスフロー濾過方式では、濾過対象となる流体Ｌ１０
１が中空糸膜１０５ｃの内管部を一方向に流れるので、
汚れ成分の膜表面に対する付着が少なく、連続的な処理
を可能とするものであるが、内径の小さい中空糸膜１０
５ｃの内管部を流れるに従って流体Ｌ１０１の圧力が低
下するので中空糸膜１０５ｃの軸方向に圧力分布が発生
する。
【００１４】この圧力分布は、導入部１０５ａ近傍の圧
力は高く導出部１０５ｂ近傍では低くなっている。この
ため、中空糸膜１０５ｃの膜表面を透過する濾過は中空
糸膜１０５ｃの導入部１０５ａ近傍で主に行われ、導出
部１０５ｂ近傍での濾過はほとんど行われなず、濾過に
対して中空糸膜１０５ｃが有効に使用されずに、濾過処
理量が少なく濾過効率が低いという問題があった。
力は高く導出部１０５ｂ近傍では低くなっている。この
ため、中空糸膜１０５ｃの膜表面を透過する濾過は中空
糸膜１０５ｃの導入部１０５ａ近傍で主に行われ、導出
部１０５ｂ近傍での濾過はほとんど行われなず、濾過に
対して中空糸膜１０５ｃが有効に使用されずに、濾過処
理量が少なく濾過効率が低いという問題があった。
【００１５】また、図６の全量濾過方式ではクロスフロ
ー濾過方式に比べて中空糸膜の内管部に導入された流体
Ｌ１０１の圧力分布の差が小さく濾過処理に当たり中空
糸膜の軸方向のほぼ全領域を使用することができるが、
この方式においては濾過の進行に伴い、経時変化的に流
体Ｌ１０１に存在する汚れ成分が中空糸膜の内側の表面
に堆積されることになり、濾過処理量（処理液の生成
量）が大きく変化してしまう。
ー濾過方式に比べて中空糸膜の内管部に導入された流体
Ｌ１０１の圧力分布の差が小さく濾過処理に当たり中空
糸膜の軸方向のほぼ全領域を使用することができるが、
この方式においては濾過の進行に伴い、経時変化的に流
体Ｌ１０１に存在する汚れ成分が中空糸膜の内側の表面
に堆積されることになり、濾過処理量（処理液の生成
量）が大きく変化してしまう。
【００１６】つまり、濾過開始時点では濾過処理量が多
いが、汚れ成分が堆積するにつれて濾過処理量が低下し
ていき、最終的には流体Ｌ１０１が膜をほとんど透過せ
ずに濾過が停止してしまうという問題があった。
いが、汚れ成分が堆積するにつれて濾過処理量が低下し
ていき、最終的には流体Ｌ１０１が膜をほとんど透過せ
ずに濾過が停止してしまうという問題があった。
【００１７】本発明は上記従来技術の問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、中空糸
膜モジュールを利用する濾過装置における新しい濾過方
式を提案し、単位時間あたりの濾過処理量を増加させる
ことにある。
めになされたもので、その目的とするところは、中空糸
膜モジュールを利用する濾過装置における新しい濾過方
式を提案し、単位時間あたりの濾過処理量を増加させる
ことにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にあっては、ハウジング内に装填された中空
糸膜と、この中空糸膜の内管部に濾過対象流体を導入す
る導入部と、前記中空糸膜の内管部を通過した濾過対象
流体を導出する導出部と、中空糸膜の膜表面を透過する
ことで濾過された膜透過流体を排出する排出部と、を備
えた中空糸膜モジュールと、この中空糸膜モジュールの
導入部及び導出部とを接続し、該中空糸膜モジュールに
濾過対象流体を循環させて供給可能とする循環経路と、
この循環経路に濾過対象流体を供給する供給経路と、前
記中空糸膜モジュールの排出部に接続し膜透過流体を排
出する排出経路と、を備えた濾過装置であって、前記中
空糸膜モジュールの導出部近傍に配置され、前記導出部
から導出する濾過対象流体の流量を制御することで、ク
ロスフロー濾過と全量濾過とを交互に行う流量制御手段
を備えたことを特徴とする。
に、本発明にあっては、ハウジング内に装填された中空
糸膜と、この中空糸膜の内管部に濾過対象流体を導入す
る導入部と、前記中空糸膜の内管部を通過した濾過対象
流体を導出する導出部と、中空糸膜の膜表面を透過する
ことで濾過された膜透過流体を排出する排出部と、を備
えた中空糸膜モジュールと、この中空糸膜モジュールの
導入部及び導出部とを接続し、該中空糸膜モジュールに
濾過対象流体を循環させて供給可能とする循環経路と、
この循環経路に濾過対象流体を供給する供給経路と、前
記中空糸膜モジュールの排出部に接続し膜透過流体を排
出する排出経路と、を備えた濾過装置であって、前記中
空糸膜モジュールの導出部近傍に配置され、前記導出部
から導出する濾過対象流体の流量を制御することで、ク
ロスフロー濾過と全量濾過とを交互に行う流量制御手段
を備えたことを特徴とする。
【００１９】これによると、中空糸膜モジュールを使用
するうえでの濾過方式を、クロスフロー濾過と全量濾過
とに交互に行うことが可能となり、全量濾過時には濾過
処理流量が増加する。クロスフロー濾過時には全量濾過
時に比べて濾過処理流量は少ないが、全量濾過時に中空
糸膜の内管部に堆積した汚れや異物を濾過対象流体の流
れにより除去することが可能となる。従って、濾過対象
流体の濃度や性質・物性等により濾過方式の変更タイミ
ングを調整することで、それぞれの濾過方式の特徴が効
果的に生かされ、濾過装置の単位時間あたりの濾過処理
量を増加することが可能となる。
するうえでの濾過方式を、クロスフロー濾過と全量濾過
とに交互に行うことが可能となり、全量濾過時には濾過
処理流量が増加する。クロスフロー濾過時には全量濾過
時に比べて濾過処理流量は少ないが、全量濾過時に中空
糸膜の内管部に堆積した汚れや異物を濾過対象流体の流
れにより除去することが可能となる。従って、濾過対象
流体の濃度や性質・物性等により濾過方式の変更タイミ
ングを調整することで、それぞれの濾過方式の特徴が効
果的に生かされ、濾過装置の単位時間あたりの濾過処理
量を増加することが可能となる。
【００２０】また、前記中空糸膜モジュールは並列に複
数本備えられ、前記流量制御手段は、それぞれの中空糸
膜モジュールの導出部近傍に配置される制御弁と、該制
御弁の開閉を独立的に行うことを可能とする制御部とを
備え、この制御部は、開弁している制御弁と閉弁してい
る制御弁とを同時に存在させると共に、所定時間後にそ
れぞれの制御弁の開閉状態を逆転させることを繰り返す
ように制御することも好ましい。
数本備えられ、前記流量制御手段は、それぞれの中空糸
膜モジュールの導出部近傍に配置される制御弁と、該制
御弁の開閉を独立的に行うことを可能とする制御部とを
備え、この制御部は、開弁している制御弁と閉弁してい
る制御弁とを同時に存在させると共に、所定時間後にそ
れぞれの制御弁の開閉状態を逆転させることを繰り返す
ように制御することも好ましい。
【００２１】これによると、それぞれの中空糸膜モジュ
ールの濾過方式を切り換えた時の濾過処理量の変化が相
殺され、濾過処理流量が安定する。
ールの濾過方式を切り換えた時の濾過処理量の変化が相
殺され、濾過処理流量が安定する。
【００２２】また、並列に複数本備えられた中空糸膜モ
ジュールのうち、少なくとも１本の中空糸膜モジュール
の代わりにバイパス経路を備えたことも好ましい。
ジュールのうち、少なくとも１本の中空糸膜モジュール
の代わりにバイパス経路を備えたことも好ましい。
【００２３】この構成により、制御弁の開閉状態を中空
糸膜モジュールとバイパス経路とで異なるように設定す
ると、循環経路を循環する濾過対象流体の流れが停止し
て全量濾過を行っている中空糸膜モジュールに過大な圧
力として賦課されることがなく、中空糸膜の破損が防止
される。
糸膜モジュールとバイパス経路とで異なるように設定す
ると、循環経路を循環する濾過対象流体の流れが停止し
て全量濾過を行っている中空糸膜モジュールに過大な圧
力として賦課されることがなく、中空糸膜の破損が防止
される。
【００２４】また、濾過方法においては、ハウジング内
に装填された中空糸膜と、この中空糸膜の内管部に濾過
対象流体を導入する導入部と、前記中空糸膜の内管部を
通過した濾過対象流体を導出する導出部と、中空糸膜の
膜表面を透過することで濾過された膜透過流体を排出す
る排出部と、を備えた中空糸膜モジュールと、この中空
糸膜モジュールの導入部及び導出部とを接続し、該中空
糸膜モジュールに濾過対象流体を循環させて供給可能と
する循環経路と、この循環経路に濾過対象流体を供給す
る供給経路と、前記中空糸膜モジュールの排出部に接続
し膜透過流体を排出する排出経路と、を備えた濾過装置
による濾過方法において、前記中空糸膜モジュールの導
出部から導出する濾過対象流体の流量を制御すること
で、該中空糸膜モジュールの濾過方式を、クロスフロー
濾過と全量濾過とに交互に変更する。
に装填された中空糸膜と、この中空糸膜の内管部に濾過
対象流体を導入する導入部と、前記中空糸膜の内管部を
通過した濾過対象流体を導出する導出部と、中空糸膜の
膜表面を透過することで濾過された膜透過流体を排出す
る排出部と、を備えた中空糸膜モジュールと、この中空
糸膜モジュールの導入部及び導出部とを接続し、該中空
糸膜モジュールに濾過対象流体を循環させて供給可能と
する循環経路と、この循環経路に濾過対象流体を供給す
る供給経路と、前記中空糸膜モジュールの排出部に接続
し膜透過流体を排出する排出経路と、を備えた濾過装置
による濾過方法において、前記中空糸膜モジュールの導
出部から導出する濾過対象流体の流量を制御すること
で、該中空糸膜モジュールの濾過方式を、クロスフロー
濾過と全量濾過とに交互に変更する。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下に本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００２６】（実施の形態１）図１は本発明を適用した
濾過装置の第１の実施の形態である。この濾過装置１
は、濾過対象流体として例えば水（水道水や貯水槽に蓄
えられた水）の中に含まれる汚れ成分としての微細な異
物等を除去する浄水装置や、濾過対象流体としての水を
主成分とする洗浄液中に懸濁した油成分を分離する油水
分離装置等に利用することが可能である。
濾過装置の第１の実施の形態である。この濾過装置１
は、濾過対象流体として例えば水（水道水や貯水槽に蓄
えられた水）の中に含まれる汚れ成分としての微細な異
物等を除去する浄水装置や、濾過対象流体としての水を
主成分とする洗浄液中に懸濁した油成分を分離する油水
分離装置等に利用することが可能である。
【００２７】ここでは、実施の形態として本発明を上記
のような浄水装置や油水分離装置に利用する上での基本
的な構成のみを備えた濾過装置１を説明する。
のような浄水装置や油水分離装置に利用する上での基本
的な構成のみを備えた濾過装置１を説明する。
【００２８】濾過対象となる流体Ｌ１は、滞留槽２に蓄
積されており、供給経路３から循環ポンプ４及び中空糸
膜モジュール５，６を並列に備えた循環経路７内に供給
される。循環経路７では、流体Ｌ１は循環ポンプ４によ
り矢印Ａ１に示される方向に循環する。
積されており、供給経路３から循環ポンプ４及び中空糸
膜モジュール５，６を並列に備えた循環経路７内に供給
される。循環経路７では、流体Ｌ１は循環ポンプ４によ
り矢印Ａ１に示される方向に循環する。
【００２９】この循環経路７は、中空糸膜モジュール
５，６をクロスフロー濾過方式により利用することを可
能とするもので、クロスフロー濾過を行っている時には
流体Ｌ１が中空糸膜モジュール５，６の導入部５ａ，６
ａからその内部に流入し、中空糸膜５ｃ，６ｃの内管部
を一方向（図において上向き）に流れ、膜の内側と外側
の膜間差圧により、流れている流体Ｌ１の一部が中空糸
膜５ｃ，６ｃの膜表面を透過して濾過が行われる。膜表
面を透過しなかった流体Ｌ１は導出部５ｂ，６ｂより流
出して循環経路７に戻される。
５，６をクロスフロー濾過方式により利用することを可
能とするもので、クロスフロー濾過を行っている時には
流体Ｌ１が中空糸膜モジュール５，６の導入部５ａ，６
ａからその内部に流入し、中空糸膜５ｃ，６ｃの内管部
を一方向（図において上向き）に流れ、膜の内側と外側
の膜間差圧により、流れている流体Ｌ１の一部が中空糸
膜５ｃ，６ｃの膜表面を透過して濾過が行われる。膜表
面を透過しなかった流体Ｌ１は導出部５ｂ，６ｂより流
出して循環経路７に戻される。
【００３０】ここで、導出部５ｂ，６ｂより導出する流
体Ｌ１の流量は、流量制御手段となる導出部５ｂ，６ｂ
の近傍に配置された制御弁８，９、及び制御弁８，９の
開閉制御を独立的に行うことを可能とする制御部１０に
より制御されている。尚、クロスフロー濾過を行う場合
には、制御部１０によりそれぞれの制御弁８，９を開弁
させれば良い。
体Ｌ１の流量は、流量制御手段となる導出部５ｂ，６ｂ
の近傍に配置された制御弁８，９、及び制御弁８，９の
開閉制御を独立的に行うことを可能とする制御部１０に
より制御されている。尚、クロスフロー濾過を行う場合
には、制御部１０によりそれぞれの制御弁８，９を開弁
させれば良い。
【００３１】中空糸膜の膜表面を透過して濾過された膜
透過流体としての処理液Ｌ２はそれぞれの中空糸膜モジ
ュール５，６の筒状のハウジングの内側であって、中空
糸膜５ｃ，６ｃの外管部側に接続する処理液戻し経路１
１，１２により滞留槽２へと戻され、滞留槽２内に蓄積
されている濾過対象となる流体Ｌ１が順次濾過されて浄
化される。
透過流体としての処理液Ｌ２はそれぞれの中空糸膜モジ
ュール５，６の筒状のハウジングの内側であって、中空
糸膜５ｃ，６ｃの外管部側に接続する処理液戻し経路１
１，１２により滞留槽２へと戻され、滞留槽２内に蓄積
されている濾過対象となる流体Ｌ１が順次濾過されて浄
化される。
【００３２】一方、膜表面を透過しなかった流体Ｌ１は
開弁した制御弁８，９を経て循環経路７を再度循環する
が、この循環経路７内では、時間と共に濾過対象となる
流体Ｌ１に含まれる汚れ成分濃度が高まる。これを防止
するために、循環経路７に汚れ成分を取り除く回収手段
（不図示）を接続する等の対策を行い、循環経路７内の
汚れ成分濃度を一定の範囲に保ちながら濾過処理を行う
ことも良い。
開弁した制御弁８，９を経て循環経路７を再度循環する
が、この循環経路７内では、時間と共に濾過対象となる
流体Ｌ１に含まれる汚れ成分濃度が高まる。これを防止
するために、循環経路７に汚れ成分を取り除く回収手段
（不図示）を接続する等の対策を行い、循環経路７内の
汚れ成分濃度を一定の範囲に保ちながら濾過処理を行う
ことも良い。
【００３３】次に、制御部１０によりそれぞれの制御弁
８，９を閉弁状態とすると、流体Ｌ１は循環ポンプ４に
より中空糸膜モジュール５，６へと流入する。制御弁
８，９が閉弁状態であると、中空糸膜モジュール５，６
の導出部５ｂ，６ｂ側の中空糸膜５ｃ，６ｃの端部が塞
がれることになり、中空糸膜５ｃ，６ｃの導入部５ａ，
６ａ側の端部のみが開口端部となり、内管部に導入され
た流体Ｌ１は、中空糸膜の膜表面を全量透過することに
なる。
８，９を閉弁状態とすると、流体Ｌ１は循環ポンプ４に
より中空糸膜モジュール５，６へと流入する。制御弁
８，９が閉弁状態であると、中空糸膜モジュール５，６
の導出部５ｂ，６ｂ側の中空糸膜５ｃ，６ｃの端部が塞
がれることになり、中空糸膜５ｃ，６ｃの導入部５ａ，
６ａ側の端部のみが開口端部となり、内管部に導入され
た流体Ｌ１は、中空糸膜の膜表面を全量透過することに
なる。
【００３４】従って、制御弁８，９が閉弁状態では、各
中空糸膜モジュール５，６を全量濾過方式により利用す
ることを可能としている。全量濾過時には、循環経路７
には流体Ｌ１は流れず、膜表面を透過した処理液Ｌ２は
処理液戻し経路１１，１２により滞留槽２へと戻され
る。
中空糸膜モジュール５，６を全量濾過方式により利用す
ることを可能としている。全量濾過時には、循環経路７
には流体Ｌ１は流れず、膜表面を透過した処理液Ｌ２は
処理液戻し経路１１，１２により滞留槽２へと戻され
る。
【００３５】以上の説明によると、濾過装置１は、制御
部１０により制御される制御弁８，９の開閉状態によ
り、各中空糸膜モジュール５，６をクロスフロー濾過方
式または全量濾過方式として選択的に利用することがで
きる。
部１０により制御される制御弁８，９の開閉状態によ
り、各中空糸膜モジュール５，６をクロスフロー濾過方
式または全量濾過方式として選択的に利用することがで
きる。
【００３６】そして、全量濾過時には濾過処理流量が増
加する。クロスフロー濾過時には全量濾過時に比べて濾
過処理流量は少ないが、全量濾過時に中空糸膜の内管部
に堆積した汚れや異物を濾過対象流体の流れにより除去
することが可能となる。
加する。クロスフロー濾過時には全量濾過時に比べて濾
過処理流量は少ないが、全量濾過時に中空糸膜の内管部
に堆積した汚れや異物を濾過対象流体の流れにより除去
することが可能となる。
【００３７】従って、濾過対象流体の濃度や性質・物性
等により濾過方式の変更タイミングを調整することで、
それぞれの濾過方式の特徴が効果的に生かされ、濾過装
置の単位時間あたりの濾過処理量を増加することが可能
となる。
等により濾過方式の変更タイミングを調整することで、
それぞれの濾過方式の特徴が効果的に生かされ、濾過装
置の単位時間あたりの濾過処理量を増加することが可能
となる。
【００３８】また、この第１の実施の形態の濾過装置１
では、中空糸膜モジュールは並列に２本備えられている
ので、制御部１０により制御される制御弁８，９の開閉
状態を、一方の制御弁を開弁し、他方の制御弁は閉弁し
ている状態を同時に存在させると共に、所定時間後にそ
れぞれの制御弁の開閉状態を逆転させることを繰り返す
ことで、それぞれの中空糸膜モジュール５，６の濾過方
式を切り換えた時の濾過処理量の変化が相殺され、濾過
処理流量を安定することができる。
では、中空糸膜モジュールは並列に２本備えられている
ので、制御部１０により制御される制御弁８，９の開閉
状態を、一方の制御弁を開弁し、他方の制御弁は閉弁し
ている状態を同時に存在させると共に、所定時間後にそ
れぞれの制御弁の開閉状態を逆転させることを繰り返す
ことで、それぞれの中空糸膜モジュール５，６の濾過方
式を切り換えた時の濾過処理量の変化が相殺され、濾過
処理流量を安定することができる。
【００３９】尚、濾過装置１は、中空糸膜モジュールを
２本のみならずそれ以上の本数を並列に備え、それぞれ
に制御弁８，９と同様の制御弁を備える構成を採用する
こともできる。そして、この場合において、例えば３本
の中空糸膜モジュールを備えたものでは、１本を全量濾
過とし、他の２本をクロスフロー濾過として利用し、濾
過方式の変更は、それぞれの中空糸膜モジュールが順次
に全量濾過を所定時間行った後、その２倍の時間クロス
フロー濾過を行うように制御するようにすれば良い。
２本のみならずそれ以上の本数を並列に備え、それぞれ
に制御弁８，９と同様の制御弁を備える構成を採用する
こともできる。そして、この場合において、例えば３本
の中空糸膜モジュールを備えたものでは、１本を全量濾
過とし、他の２本をクロスフロー濾過として利用し、濾
過方式の変更は、それぞれの中空糸膜モジュールが順次
に全量濾過を所定時間行った後、その２倍の時間クロス
フロー濾過を行うように制御するようにすれば良い。
【００４０】このように、本発明の適用範囲は極めて広
く、濾過装置に備える中空糸膜モジュールの本数、濾過
方式の比率や変更タイミング等のパラメータの設定は、
濾過対象となる流体の濾過対象流体の濃度や性質・物性
等に従って最適値を求め、適宜に設定することで、連続
的かつ処理流量の大きい濾過装置が得られる。
く、濾過装置に備える中空糸膜モジュールの本数、濾過
方式の比率や変更タイミング等のパラメータの設定は、
濾過対象となる流体の濾過対象流体の濃度や性質・物性
等に従って最適値を求め、適宜に設定することで、連続
的かつ処理流量の大きい濾過装置が得られる。
【００４１】図２は、本発明の効果を検証するために行
った比較実験の結果を示す図であり、実施の形態による
濾過装置１と、同容量・同本数の中空糸膜モジュールを
運転した場合の透過量及び透過流束のデータをグラフ化
したものである。
った比較実験の結果を示す図であり、実施の形態による
濾過装置１と、同容量・同本数の中空糸膜モジュールを
運転した場合の透過量及び透過流束のデータをグラフ化
したものである。
【００４２】具体的には、中空糸膜が１００００本内蔵
された中空糸膜モジュールを並列に２本配置した図１の
本実施の形態の濾過装置１を、１分間隔で各制御弁の開
閉を行いながら運転した結果と、従来技術による図５の
クロスフロー濾過のみを行う濾過装置１０１及び図６の
全量濾過のみを行う濾過装置１１１の運転結果を比較し
ている。但し、図５及び６における濾過装置１０１及び
濾過装置１１１には中空糸膜モジュールが１本しか示さ
れていないが、本発明による濾過装置１と比較条件を同
じとするために、中空糸膜は２００００本内蔵したもの
を用いており中空糸膜モジュールの性能としては等価と
している。
された中空糸膜モジュールを並列に２本配置した図１の
本実施の形態の濾過装置１を、１分間隔で各制御弁の開
閉を行いながら運転した結果と、従来技術による図５の
クロスフロー濾過のみを行う濾過装置１０１及び図６の
全量濾過のみを行う濾過装置１１１の運転結果を比較し
ている。但し、図５及び６における濾過装置１０１及び
濾過装置１１１には中空糸膜モジュールが１本しか示さ
れていないが、本発明による濾過装置１と比較条件を同
じとするために、中空糸膜は２００００本内蔵したもの
を用いており中空糸膜モジュールの性能としては等価と
している。
【００４３】尚、濾過対象流体としては、水を主成分と
する洗浄液に２０００ｐｐｍの汚れ成分（汚れ成分は主
に油分と粒子状の微細な異物）が懸濁している洗浄廃液
を使用した。
する洗浄液に２０００ｐｐｍの汚れ成分（汚れ成分は主
に油分と粒子状の微細な異物）が懸濁している洗浄廃液
を使用した。
【００４４】透過量（ｍ3 ／ｍ2 ）とは中空糸膜モジュ
ールを透過した流体Ｌ２の量（ｍ3）を中空糸膜モジュ
ールの濾過面積（ｍ2 ）で除した値であり、透過流束
（ｍ3／ｍ2 ／ｈｒ）とは、単位時間（ｈｒ）あたりの
透過量のことである。
ールを透過した流体Ｌ２の量（ｍ3）を中空糸膜モジュ
ールの濾過面積（ｍ2 ）で除した値であり、透過流束
（ｍ3／ｍ2 ／ｈｒ）とは、単位時間（ｈｒ）あたりの
透過量のことである。
【００４５】図において、横軸に透過量をとり、縦軸に
は横軸の透過量に対する透過流束を対応させている。Ｄ
１は実施の形態による濾過装置１によるデータであり、
Ｄ２はクロスフロー濾過を行った従来の濾過装置１０１
によるデータ、Ｄ３は全量濾過を行った従来の濾過装置
１１１によるデータである。
は横軸の透過量に対する透過流束を対応させている。Ｄ
１は実施の形態による濾過装置１によるデータであり、
Ｄ２はクロスフロー濾過を行った従来の濾過装置１０１
によるデータ、Ｄ３は全量濾過を行った従来の濾過装置
１１１によるデータである。
【００４６】Ｄ２のクロスフロー濾過では、濾過開始時
の透過流束は０．１５であるが運転に伴い透過量が１．
５まで達すると透過流束は０．０５程度まで低下してそ
れ以降透過量が増加しても透過流束はほぼ一定の値を維
持している。
の透過流束は０．１５であるが運転に伴い透過量が１．
５まで達すると透過流束は０．０５程度まで低下してそ
れ以降透過量が増加しても透過流束はほぼ一定の値を維
持している。
【００４７】Ｄ３の全量濾過では、濾過開始時の透過流
束は０．２以上であるが、運転に伴い、急激に透過流束
が低下し、透過量が１．０に満たないうちに透過流束が
ほとんど０となってしまう。全量濾過で、この透過流束
がほとんど０まで達したということは、中空糸膜の膜表
面に汚れ成分が付着・堆積してしまったことになり、こ
れ以上運転を続けても濾過を行うことが出来ない。
束は０．２以上であるが、運転に伴い、急激に透過流束
が低下し、透過量が１．０に満たないうちに透過流束が
ほとんど０となってしまう。全量濾過で、この透過流束
がほとんど０まで達したということは、中空糸膜の膜表
面に汚れ成分が付着・堆積してしまったことになり、こ
れ以上運転を続けても濾過を行うことが出来ない。
【００４８】これらＤ２及びＤ３の従来技術による濾過
装置の結果に対して、クロスフロー濾過と全量濾過とを
交互に行った本発明の濾過装置１の結果であるＤ１は、
最初の透過流束は、Ｄ３よりも低く、Ｄ２とほぼ同じか
少し大きい値であるが、運転に従って低下する透過流束
の割合は小さく、透過量が１．２まで達する間に透過流
束は０．１２程度まで低下し、それ以降透過量が増加し
ても透過流束はほぼ一定の値を維持している。
装置の結果に対して、クロスフロー濾過と全量濾過とを
交互に行った本発明の濾過装置１の結果であるＤ１は、
最初の透過流束は、Ｄ３よりも低く、Ｄ２とほぼ同じか
少し大きい値であるが、運転に従って低下する透過流束
の割合は小さく、透過量が１．２まで達する間に透過流
束は０．１２程度まで低下し、それ以降透過量が増加し
ても透過流束はほぼ一定の値を維持している。
【００４９】また、本発明を適用した濾過装置１とクロ
スフロー濾過を行う濾過装置１０１との比較では、２４
時間運転を継続した後の濾過処理量の累積は、濾過装置
１の濾過処理量が濾過装置１０１のそれよりも約２倍の
値となった。
スフロー濾過を行う濾過装置１０１との比較では、２４
時間運転を継続した後の濾過処理量の累積は、濾過装置
１の濾過処理量が濾過装置１０１のそれよりも約２倍の
値となった。
【００５０】（実施の形態２）図３に本発明を適用した
第２の実施の形態を示す。第２の実施の形態の濾過装置
２１は上記第１実施の形態で説明した濾過装置１と、基
本構成は同じであるが、中空糸膜モジュールを２本では
なく、１本のみ備えた構成のものである。
第２の実施の形態を示す。第２の実施の形態の濾過装置
２１は上記第１実施の形態で説明した濾過装置１と、基
本構成は同じであるが、中空糸膜モジュールを２本では
なく、１本のみ備えた構成のものである。
【００５１】この濾過装置２１では、制御弁８を開閉す
ることで、クロスフロー濾過と全量濾過とを交互に切り
換えて行うことができる。しかし、第１の実施の形態の
ように、膜表面を透過した処理液Ｌ２の処理量がクロス
フロー濾過時と全量濾過時とでは異なってしまうが、単
位時間あたりの濾過処理量は図２に示された結果と同様
であり、従来の濾過方式よりも濾過処理量が増加した。
ることで、クロスフロー濾過と全量濾過とを交互に切り
換えて行うことができる。しかし、第１の実施の形態の
ように、膜表面を透過した処理液Ｌ２の処理量がクロス
フロー濾過時と全量濾過時とでは異なってしまうが、単
位時間あたりの濾過処理量は図２に示された結果と同様
であり、従来の濾過方式よりも濾過処理量が増加した。
【００５２】その他の構成については、上記した第１の
実施の形態と同一であるので、同一の構成部分について
は同一の符号を付してその説明を省略する。
実施の形態と同一であるので、同一の構成部分について
は同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５３】（実施の形態３）図４に本発明を適用した
第３の実施の形態を示す。第３の実施の形態の濾過装置
３１は、第１の実施の形態の濾過装置１の中空糸膜モジ
ュール５の代わりにバイパス経路３２を備えたものであ
る。
第３の実施の形態を示す。第３の実施の形態の濾過装置
３１は、第１の実施の形態の濾過装置１の中空糸膜モジ
ュール５の代わりにバイパス経路３２を備えたものであ
る。
【００５４】第２の実施の形態の中空糸膜モジュールを
１本のみ備えた濾過装置２１が、制御弁８を閉弁して全
量濾過を行った時に、中空糸膜５ｃに流入した流体Ｌ１
の逃げ道が閉鎖されているために（膜の透過は行われ
る）、中空糸膜５ｃの内管部の圧力が急激に増加し、膜
の破損等の問題が生じることが考えられるのに対し、こ
の濾過装置３１では、制御弁９の閉鎖時に制御弁３３を
開弁することで、中空糸膜５ｃの内管部に賦課される流
体Ｌ１の圧力増加を抑えるという対策を施したものであ
る。
１本のみ備えた濾過装置２１が、制御弁８を閉弁して全
量濾過を行った時に、中空糸膜５ｃに流入した流体Ｌ１
の逃げ道が閉鎖されているために（膜の透過は行われ
る）、中空糸膜５ｃの内管部の圧力が急激に増加し、膜
の破損等の問題が生じることが考えられるのに対し、こ
の濾過装置３１では、制御弁９の閉鎖時に制御弁３３を
開弁することで、中空糸膜５ｃの内管部に賦課される流
体Ｌ１の圧力増加を抑えるという対策を施したものであ
る。
【００５５】この濾過装置３１でクロスフロー濾過を行
う時には、制御弁９を開弁し制御弁３３を閉弁すること
で、中空糸膜モジュール６へ導入される流体Ｌ１の流量
が多くなり、濾過処理量も増加する。
う時には、制御弁９を開弁し制御弁３３を閉弁すること
で、中空糸膜モジュール６へ導入される流体Ｌ１の流量
が多くなり、濾過処理量も増加する。
【００５６】
【発明の効果】本発明は以上の構成および作用を有する
濾過装置及びこの濾過装置に適用される濾過方法による
と、流量制御手段により濾過装置に備えられた中空糸膜
モジュールの濾過方式をクロスフロー方式と全量濾過方
式に変更することが可能となり、濾過装置の単位時間あ
たりの濾過処理量を増加することが可能となる。
濾過装置及びこの濾過装置に適用される濾過方法による
と、流量制御手段により濾過装置に備えられた中空糸膜
モジュールの濾過方式をクロスフロー方式と全量濾過方
式に変更することが可能となり、濾過装置の単位時間あ
たりの濾過処理量を増加することが可能となる。
【００５７】また、並列に複数本備えられた中空糸膜モ
ジュールを異なる濾過方式で運転することで、それぞれ
の中空糸膜モジュールの濾過方式を切り換えた時の濾過
処理量の変化が相殺され、濾過処理流量が安定する。
ジュールを異なる濾過方式で運転することで、それぞれ
の中空糸膜モジュールの濾過方式を切り換えた時の濾過
処理量の変化が相殺され、濾過処理流量が安定する。
【００５８】バイパス経路を備え、制御弁の開閉状態を
中空糸膜モジュールとバイパス経路とで異なるように設
定すると、循環経路を循環する濾過対象流体の流れが停
止して全量濾過を行っている中空糸膜モジュールに過大
な圧力として賦課されることがなく、中空糸膜の破損が
防止される。
中空糸膜モジュールとバイパス経路とで異なるように設
定すると、循環経路を循環する濾過対象流体の流れが停
止して全量濾過を行っている中空糸膜モジュールに過大
な圧力として賦課されることがなく、中空糸膜の破損が
防止される。
【図１】図１は本発明の第１の実施の形態に係る濾過装
置の図。
置の図。
【図２】図２は本発明の第１実施の形態と比較例の濾過
処理量のグラフ。
処理量のグラフ。
【図３】図３は本発明の第２の実施の形態に係る濾過装
置の図。
置の図。
【図４】図４は本発明の第３の実施の形態に係る濾過装
置の図。
置の図。
【図５】図５は従来のクロスフロー方式の濾過装置の
図。
図。
【図６】図６は従来の全量濾過方式の濾過装置の図。
１ 濾過装置 ２ 滞留槽 ３ 供給経路 ４ 循環ポンプ ５，６ 中空糸膜モジュール ５ａ，６ａ 導入部 ５ｂ，６ｂ 導出部 ５ｃ，６ｃ 中空糸膜 ７ 循環経路 ８，９ 制御弁（流量制御手段） １０ 制御部（流量制御手段） １１，１２ 処理液戻し経路 Ｌ１ 流体（濾過対象流体）
Claims (4)
- 【請求項１】 ハウジング内に装填された中空糸膜と、
この中空糸膜の内管部に濾過対象流体を導入する導入部
と、前記中空糸膜の内管部を通過した濾過対象流体を導
出する導出部と、中空糸膜の膜表面を透過することで濾
過された膜透過流体を排出する排出部と、を備えた中空
糸膜モジュールと、 この中空糸膜モジュールの導入部及び導出部とを接続
し、該中空糸膜モジュールに濾過対象流体を循環させて
供給可能とする循環経路と、 この循環経路に濾過対象流体を供給する供給経路と、 前記中空糸膜モジュールの排出部に接続し膜透過流体を
排出する排出経路と、を備えた濾過装置であって、 前記中空糸膜モジュールの導出部近傍に配置され、前記
導出部から導出する濾過対象流体の流量を制御すること
で、クロスフロー濾過と全量濾過とを交互に行う流量制
御手段を備えたことを特徴とする濾過装置。 - 【請求項２】 前記中空糸膜モジュールは並列に複数本
備えられ、 前記流量制御手段は、それぞれの中空糸膜モジュールの
導出部近傍に配置される制御弁と、該制御弁の開閉を独
立的に行うことを可能とする制御部とを備え、 この制御部は、開弁している制御弁と閉弁している制御
弁とを同時に存在させると共に、所定時間後にそれぞれ
の制御弁の開閉状態を逆転させることを繰り返すように
制御することを特徴とする請求項１に記載の濾過装置。 - 【請求項３】 並列に複数本備えられた中空糸膜モジュ
ールのうち、少なくとも１本の中空糸膜モジュールの代
わりにバイパス経路を備えたことを特徴とする請求項２
に記載の濾過装置。 - 【請求項４】 ハウジング内に装填された中空糸膜と、
この中空糸膜の内管部に濾過対象流体を導入する導入部
と、前記中空糸膜の内管部を通過した濾過対象流体を導
出する導出部と、中空糸膜の膜表面を透過することで濾
過された膜透過流体を排出する排出部と、を備えた中空
糸膜モジュールと、 この中空糸膜モジュールの導入部及び導出部とを接続
し、該中空糸膜モジュールに濾過対象流体を循環させて
供給可能とする循環経路と、 この循環経路に濾過対象流体を供給する供給経路と、 前記中空糸膜モジュールの排出部に接続し膜透過流体を
排出する排出経路と、を備えた濾過装置による濾過方法
において、 前記中空糸膜モジュールの導出部から導出する濾過対象
流体の流量を制御することで、該中空糸膜モジュールの
濾過方式を、クロスフロー濾過と全量濾過とに交互に変
更することを特徴とする濾過方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22047496A JPH1043553A (ja) | 1996-08-02 | 1996-08-02 | 濾過装置及び濾過方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22047496A JPH1043553A (ja) | 1996-08-02 | 1996-08-02 | 濾過装置及び濾過方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1043553A true JPH1043553A (ja) | 1998-02-17 |
Family
ID=16751676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22047496A Withdrawn JPH1043553A (ja) | 1996-08-02 | 1996-08-02 | 濾過装置及び濾過方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1043553A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000210540A (ja) * | 1999-01-25 | 2000-08-02 | Japan Organo Co Ltd | 膜ろ過装置 |
| KR20030091208A (ko) * | 2002-05-25 | 2003-12-03 | (주)멤브레인워터 | 십자흐름형 여과방식 및 막힘형 여과방식을 자동 제어하는중공사 분리막 수처리 시스템 및 공정 |
| WO2011040603A1 (ja) * | 2009-10-02 | 2011-04-07 | 三井造船株式会社 | バラスト水処理用膜カートリッジを用いたバラスト水の処理方法 |
| JP5395194B2 (ja) * | 2009-12-07 | 2014-01-22 | 三井造船株式会社 | バラスト水処理用膜カートリッジの洗浄方法およびフィルターの洗浄方法 |
| CN109342161A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-02-15 | 中国林业科学研究院林业研究所 | 一种两级多通道大气采集管路过滤系统 |
| JP7325694B1 (ja) * | 2023-01-20 | 2023-08-14 | 三菱電機株式会社 | 濾過膜洗浄装置 |
-
1996
- 1996-08-02 JP JP22047496A patent/JPH1043553A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000210540A (ja) * | 1999-01-25 | 2000-08-02 | Japan Organo Co Ltd | 膜ろ過装置 |
| KR20030091208A (ko) * | 2002-05-25 | 2003-12-03 | (주)멤브레인워터 | 십자흐름형 여과방식 및 막힘형 여과방식을 자동 제어하는중공사 분리막 수처리 시스템 및 공정 |
| WO2011040603A1 (ja) * | 2009-10-02 | 2011-04-07 | 三井造船株式会社 | バラスト水処理用膜カートリッジを用いたバラスト水の処理方法 |
| JP5031108B2 (ja) * | 2009-10-02 | 2012-09-19 | 三井造船株式会社 | バラスト水処理用膜カートリッジを用いたバラスト水の処理方法 |
| JP5395194B2 (ja) * | 2009-12-07 | 2014-01-22 | 三井造船株式会社 | バラスト水処理用膜カートリッジの洗浄方法およびフィルターの洗浄方法 |
| CN109342161A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-02-15 | 中国林业科学研究院林业研究所 | 一种两级多通道大气采集管路过滤系统 |
| CN109342161B (zh) * | 2018-11-15 | 2024-04-26 | 中国林业科学研究院林业研究所 | 一种两级多通道大气采集管路过滤系统 |
| JP7325694B1 (ja) * | 2023-01-20 | 2023-08-14 | 三菱電機株式会社 | 濾過膜洗浄装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031007 |