JPH11137980A - Cleaning method of slurry - Google Patents

Cleaning method of slurry

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JPH11137980A
JPH11137980A JP31169497A JP31169497A JPH11137980A JP H11137980 A JPH11137980 A JP H11137980A JP 31169497 A JP31169497 A JP 31169497A JP 31169497 A JP31169497 A JP 31169497A JP H11137980 A JPH11137980 A JP H11137980A
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JP
Japan
Prior art keywords
slurry
liquid
tank
cleaning
permeable membrane
Prior art date
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Pending
Application number
JP31169497A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Konishi
嘉雄 小西
Kazutaka Takada
一貴 高田
Katsuyoshi Tanida
克義 谷田
Yoshie Takeo
由重 竹尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinko Pantec Co Ltd
Original Assignee
Shinko Pantec Co Ltd
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Publication date
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for cleaning slurry having high permeation flux, prevented in the fouling on the surface of a membrane, capable of treating a high concentration slurry and cleaning the slurry at a high efficiency. SOLUTION: The slurry in a pressurized state is separated into a permeated liquid and a concentrated liquid while vibrating a permeable membrane by giving reciprocating motion of fine amplitude to the permeable membrane in a filter bag 11 in the circumferential direction in a horizontal surface by a torsion bar 12, the permeated liquid is stored in a storage tank 13, the concentrated liquid is returned to a supply tank 9, the same quantity of a cleaning liquid as that of the permeated liquid to be taken-out is replenished to the supply tank 9 and the slurry in the tank 9 is permeation-treated with the permeable membrane in the filter bag 11 until the previously fixed cleaning degree is attained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ラテックス回収、
コロイドシリカ濃縮、有価物回収、廃液からの有価物回
収、金属分級、菌体洗浄、コロイド懸濁液回収等に好適
であるスラリーの洗浄方法に関し、さらに詳しくは、炭
酸カルシウム、リン酸カルシウム、酸化チタンもしくは
金属イオン含有溶液またはポリマー溶液等のスラリー中
の粒子に付着しているイオンや超微粒子などをダイアフ
ィルトレーション法によりあらかじめ決められた洗浄度
になるまで洗浄しうるスラリーの洗浄方法に関する。
The present invention relates to a latex recovery,
Concentration of colloidal silica, recovery of valuable resources, recovery of valuable resources from waste liquid, metal classification, cell washing, slurry washing method suitable for colloid suspension recovery, etc., more specifically, calcium carbonate, calcium phosphate, titanium oxide or The present invention relates to a slurry washing method capable of washing ions or ultrafine particles adhering to particles in a slurry such as a metal ion-containing solution or a polymer solution to a predetermined washing degree by a diafiltration method.

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、化学工業、製紙工業、医薬・食品工業等の分野で
は、例えば、ラテックス、菌体液等の処理対象液を透過
性膜により洗浄処理する膜分離法が採用されている。こ
の膜分離法としては、微小孔を備えた透過性膜により透
過成分と非透過成分とを分離するダイアフィルトレーシ
ョン法が広く行われている。このダイアフィルトレーシ
ョン法とは、図1に示すように、タンク1内のスラリー
をポンプ2で膜分離装置3に供給し、このスラリーを装
置3内の透過性膜により、例えば分散媒が水の場合、透
過液(水+低分子量溶質)と濃縮液(水+高分子量溶
質)に分離し、濃縮液を管路4を経てタンク1に戻し、
管路5より透過液を取り出し、取り出される透過液と同
量の洗浄水を管路6よりタンク1に補給し、あらかじめ
決められた洗浄度になるまでスラリーの洗浄を行う方法
である。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the fields of the chemical industry, the paper industry, the pharmaceutical and food industries, etc., for example, membranes for cleaning liquids to be treated such as latex and bacterial cell liquid with a permeable membrane. Separation methods have been employed. As this membrane separation method, a diafiltration method in which a permeable component and a non-permeable component are separated by a permeable membrane having micropores is widely used. In the diafiltration method, as shown in FIG. 1, a slurry in a tank 1 is supplied to a membrane separation device 3 by a pump 2, and the slurry is dispersed by a permeable membrane in the device 3, for example, when the dispersion medium is water. , The permeate (water + low molecular weight solute) and the concentrate (water + high molecular weight solute) are separated, and the concentrate is returned to the tank 1 via the pipe 4
In this method, the permeated liquid is taken out from the pipe 5, the same amount of washing water as the permeated liquid taken out is supplied to the tank 1 through the pipe 6, and the slurry is washed until a predetermined cleaning degree is reached.

【0003】ところが、従来の中空系、スパイラル、チ
ューブラー等のクロスフロー型膜分離装置を使用してス
ラリーの洗浄を行った場合、図2に示すように、非透過
成分7による膜表面への目詰まり(ファウリング)によ
って膜孔8が塞がれるために透過抵抗が大きくなり、透
過流束が低下することがある。また、従来のクロスフロ
ー型膜分離装置では、処理液の粘性(スラリー濃度)が
大きくなると、膜表面のせん断力が低下するため、ファ
ウリングが生じやすくなる。さらに、従来のクロスフロ
ー型膜分離装置において、膜表面近傍の流体にせん断力
を発生させるためには、配管内を高流速で流さなければ
ならないが、スクリーンや曲がり管の圧力損失ならびに
各種配管抵抗により、流体輸送のために投入されたエネ
ルギーがファウリングを防止するせん断力に変換される
効率は10%程度と小さい。
However, when the slurry is washed using a conventional cross-flow type membrane separation device such as a hollow, spiral, or tubular type, as shown in FIG. Since the membrane hole 8 is closed by clogging (fouling), the permeation resistance increases, and the permeation flux may decrease. Further, in the conventional cross-flow type membrane separation apparatus, when the viscosity (slurry concentration) of the treatment liquid increases, the shearing force on the membrane surface decreases, so that fouling is likely to occur. Furthermore, in a conventional cross-flow type membrane separation apparatus, in order to generate a shearing force in the fluid near the membrane surface, it is necessary to flow at a high flow rate in the pipe, but the pressure loss of the screen and the bent pipe and various pipe resistances are required. Thus, the efficiency with which the energy input for transporting the fluid is converted into a shearing force for preventing fouling is as small as about 10%.

【0004】本発明は従来の技術の有するこのような問
題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、透過
流束が高く、膜表面へのファウリングを防止し、高濃度
スラリーの処理が可能であり、高効率でスラリーを洗浄
しうるスラリーの洗浄方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has as its object to provide a high permeation flux, to prevent fouling on the membrane surface, and to form a highly concentrated slurry. It is an object of the present invention to provide a slurry cleaning method capable of performing treatment and cleaning the slurry with high efficiency.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、供給タンク内のスラリーを透過性膜の一方
側に圧送し、この透過性膜を振動させれば、この振動に
より発生するせん断力により膜表面近傍の高濃度成分は
膜表面に接することなく濃縮側出口より流出するので、
ポンプによりスラリーに適正な圧力を加えれば、高い透
過流束を得ることができる。また、膜表面には振動に伴
って高せん断場が形成されるため、膜表面はクリーンな
状態に保たれ、ファウリングが防止される。さらに、粘
性の大きいスラリーが流れても膜表面には振動に伴うせ
ん断場が形成されているので、粒子間に捕捉されている
水分が自由水となって流動性が改善される結果、みかけ
の粘性係数が低下するので、高濃度スラリーの処理が可
能になる。そして、膜表面を動かすエネルギーの大半が
膜表面近傍の流体にせん断力として変換され、高効率で
スラリーを洗浄することができる。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a method in which a slurry in a supply tank is pressure-fed to one side of a permeable membrane, and the permeable membrane is vibrated. High concentration components near the membrane surface flow out of the concentration side outlet without contacting the membrane surface due to the shearing force
If a proper pressure is applied to the slurry by a pump, a high permeation flux can be obtained. Further, since a high shear field is formed on the film surface due to the vibration, the film surface is kept clean and fouling is prevented. Furthermore, even if a highly viscous slurry flows, a shear field is generated on the membrane surface due to vibration, so that the water trapped between the particles becomes free water and the fluidity is improved. Since the viscosity coefficient decreases, processing of a highly concentrated slurry becomes possible. Most of the energy for moving the film surface is converted into a fluid near the film surface as a shear force, and the slurry can be washed with high efficiency.

【0006】かくして、透過性膜の一方側に供給された
スラリーは、他方側から透過液として取り出され、一方
側から濃縮液として取り出される。この濃縮液を供給タ
ンクに戻し、洗浄液を供給タンクに補給し、供給タンク
内のスラリーに上記処理を繰り返し施すことにより、処
理対象のスラリーをあらかじめ決められた洗浄度まで洗
浄することができる。
[0006] Thus, the slurry supplied to one side of the permeable membrane is taken out from the other side as a permeate and taken out from one side as a concentrate. The concentrated liquid is returned to the supply tank, the cleaning liquid is supplied to the supply tank, and the above-described processing is repeatedly performed on the slurry in the supply tank, whereby the slurry to be processed can be cleaned to a predetermined cleaning degree.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】すなわち、本発明の要旨は、透過
性膜で仕切られた圧力容器の一方側に加圧状態の処理対
象スラリーを供給し、その透過性膜を振動させつつ透過
成分を他方側に透過させ、一方側から濃縮液を取り出し
てこの濃縮液を供給タンクに戻し、他方側から透過液を
取り出してこの透過液を貯槽に貯留し、洗浄液を上記供
給タンクに補給し、この供給タンク内のスラリーを上記
圧力容器に圧送して上記透過処理を行い、供給タンク内
のスラリーが予め決められた洗浄度になるまで連続的に
上記処理を繰り返すことを特徴とするスラリーの洗浄方
法にある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The gist of the present invention is to supply a pressurized slurry to be processed to one side of a pressure vessel partitioned by a permeable membrane, and to vibrate the permeable membrane to remove the permeable component. Permeate to the other side, take out the concentrate from one side, return this concentrate to the supply tank, take out the permeate from the other side, store this permeate in the storage tank, replenish the washing liquid to the supply tank, A slurry in the supply tank is pressure-fed to the pressure vessel to perform the permeation process, and the process is continuously repeated until the slurry in the supply tank reaches a predetermined cleaning degree. It is in.

【0008】このように構成される本発明によれば、透
過性膜の振動に伴って生成するせん断力により、膜表面
のファウリングを防止しつつ高い透過流束を得ることが
でき、透過性膜の一方に供給されたスラリーを透過液と
濃縮液に分離して排出し、さらに、洗浄液を濃縮液に加
えて透過性膜による透過処理を繰り返すことにより、高
濃度スラリーを高効率で予め決められた洗浄度まで洗浄
することができる。
According to the present invention having the above-described structure, a high permeation flux can be obtained while preventing fouling on the membrane surface by the shear force generated by the vibration of the permeable membrane. The slurry supplied to one side of the membrane is separated into a permeate and a concentrate and discharged, and the washing solution is added to the concentrate, and the permeation treatment by the permeable membrane is repeated. It is possible to wash to a given degree of washing.

【0009】[0009]

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を参照しなが
ら説明する。振動型膜分離装置を備えたスラリーの洗浄
装置としては、例えば、図4に示すような構成のものを
使用することができる。図4を説明すると、9はスラリ
ーの供給タンク、10はスラリーを圧送するポンプ、1
1は多数の透過性膜を積層したフィルターパック、12
はこのフィルターパック内の透過性膜に水平面内の円周
方向に微小振幅の往復運動を与えるトーションバー、1
3は透過液の貯槽である。フィルターパック11の内部
には、図5に示すように、上下の透過性膜14の間に複
数枚の不織布のドレインクロス15と金属板16が積層
されたものが水平方向に配置され、かつ鉛直方向に所定
間隔を隔てて多段に設けられている。図中、上位の透過
性膜14の上側が一方側であり、下側(ドレインクロス
側)が他方側である。この一方側に処理対象スラリーを
供給すると、一方側の内圧は他方側より高圧(約2〜4
0kg/cm2) に設定されているため、処理対象スラリー
中の透過成分、すなわち、図3に示すように、透過性膜
14の膜孔よりも小さな粒子(透過成分)17が膜孔を
通過し、他方側へ達する。透過成分が透過した後の濃縮
液は、図5の次の段の透過性膜14の一方の側に送ら
れ、透過成分が透過性膜の膜孔を通過する。この透過処
理の間、図4に示すように、フィルターパック11内の
透過性膜はトーションバー12の作用により水平面内の
円周方向に微小振幅の往復運動を続けるため、透過性膜
と処理対象スラリーとの界面にはせん断力が作用し、膜
孔がファウリングを起こすことなく、また、ポンプ10
により適正な圧力をスラリーに加えることにより、高い
透過流束を得ることができる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As a slurry cleaning device provided with a vibration type membrane separation device, for example, a device having a configuration as shown in FIG. 4 can be used. Referring to FIG. 4, 9 is a slurry supply tank, 10 is a pump for pumping the slurry, 1
1 is a filter pack in which a number of permeable membranes are laminated, 12
Is a torsion bar that gives a small amplitude reciprocating motion in the circumferential direction in the horizontal plane to the permeable membrane in this filter pack.
Reference numeral 3 denotes a permeate storage tank. As shown in FIG. 5, a plurality of nonwoven fabric drain cloths 15 and metal plates 16 laminated between upper and lower permeable membranes 14 are horizontally arranged inside the filter pack 11, and It is provided in multiple stages at predetermined intervals in the direction. In the figure, the upper side of the upper permeable film 14 is one side, and the lower side (drain cross side) is the other side. When the slurry to be treated is supplied to one side, the internal pressure of one side is higher than that of the other side (about 2 to 4).
0 kg / cm 2 ), so that the permeated components in the slurry to be treated, that is, particles (permeated components) 17 smaller than the pores of the permeable membrane 14 pass through the pores as shown in FIG. And reach the other side. The concentrated liquid after the permeation component permeates is sent to one side of the permeable membrane 14 at the next stage in FIG. 5, and the permeated component passes through the pores of the permeable membrane. During this permeation processing, as shown in FIG. 4, the permeable membrane in the filter pack 11 continues to reciprocate with a small amplitude in the circumferential direction in the horizontal plane due to the action of the torsion bar 12, so that the permeable membrane is A shear force acts on the interface with the slurry, so that the membrane holes do not cause fouling and the pump 10
By applying a more appropriate pressure to the slurry, a high permeation flux can be obtained.

【0010】このようにして順次透過処理が行われ、得
られた透過液は、管路18を経て貯槽13に集められ、
管路19内の濃縮液は供給タンク9に戻され、供給タン
ク9には管路20より洗浄液が補給される。かくして、
供給タンク9内のスラリーは、振動型膜分離装置により
効率的に透過液と濃縮液に分離され、透過液の取出量に
見合うだけの洗浄液を管路20より供給タンク9に補給
し、供給タンク9内のスラリーを管路21を経てフィル
ターパック11に供給して透過処理を繰り返すことによ
り、あらかじめ決められた洗浄度までスラリーを洗浄す
ることができる。
[0010] The permeation process is sequentially performed in this manner, and the obtained permeate is collected in the storage tank 13 through the pipe 18.
The concentrated liquid in the pipe 19 is returned to the supply tank 9, and the cleaning liquid is supplied to the supply tank 9 from the pipe 20. Thus,
The slurry in the supply tank 9 is efficiently separated into a permeated liquid and a concentrated liquid by a vibrating membrane separation device, and a sufficient amount of washing liquid corresponding to the amount of the permeated liquid to be taken out is supplied to the supply tank 9 from the pipe 20. By supplying the slurry in 9 to the filter pack 11 through the conduit 21 and repeating the permeation process, the slurry can be washed to a predetermined washing degree.

【0011】次に、図1に示すようなダイアフィルトレ
ーション法により、初期濃度10重量%の炭酸カルシウ
ムのスラリーを、アルカリイオンを取り除いてpHを1
2から9まで洗浄するという条件の下で、従来のクロス
フロー法型膜分離装置を用いた場合と、本発明の振動型
膜分離装置を用いた場合について、それぞれ必要な処理
時間を試算した結果を説明する。
Next, a slurry of calcium carbonate having an initial concentration of 10% by weight was subjected to a diafiltration method as shown in FIG.
Under the condition of washing from 2 to 9, the required processing time was calculated for the case where the conventional cross-flow type membrane separation device was used and the case where the vibration type membrane separation device of the present invention was used. Will be described.

【0012】まず、以下の試算で用いる記号の意味につ
いて説明する。
First, the meaning of symbols used in the following calculation will be described.

【0013】V0 =タンク1の液量(L)、C0 =タン
ク1内の液の初期濃度、C=タンク1内の液の濃度(=
タンク1から膜分離装置3へ送られる液の濃度)、V´
=タンク1から膜分離装置3へ送られる液量(L/h
r)、V=膜分離装置3から取り出される透過液の量
(=タンク1に補給される洗浄水の量、L/hr)、VC
=膜分離装置3からタンク1に戻される濃縮液の量(L
/hr)、CC =膜分離装置3からタンク1に戻される濃
縮液の濃度、CW =タンク1に補給される洗浄水の濃
度、A=膜面積(m2) である。なお、濃度とは炭酸カ
ルシウムの濃度の意であり、Lはリッターを示す。
V 0 = volume of liquid in tank 1 (L), C 0 = initial concentration of liquid in tank 1, C = concentration of liquid in tank 1 (=
Concentration of the liquid sent from the tank 1 to the membrane separation device 3), V '
= Amount of liquid sent from tank 1 to membrane separation device 3 (L / h
r), V = amount of permeate taken out from membrane separator 3 (= amount of washing water supplied to tank 1, L / hr), V C
= Amount (L) of the concentrate returned from the membrane separation device 3 to the tank 1.
/ Hr), C C = concentration of the concentrated liquid returned from the membrane separation device 3 to the tank 1, C W = concentration of washing water supplied to the tank 1, and A = membrane area (m 2 ). The concentration means the concentration of calcium carbonate, and L indicates liter.

【0014】(1)従来のクロスフロー法型膜分離装置
を用いた場合 タンク1内の液の濃度C0 =10%であり、濃縮液の濃
度CC =11%とする。 よって、Vc=10V´/11、V=V´/11 ・・・ となる。タンク1内の物質収支を求めると、 CWV+CVC−CV´=V0・dC/dt ・・・ となる。式を式に代入して、 CWV+C・10/11・V´−CV´=V0・dC/dt ・・・ となる。CW (水の炭酸カルシウム濃度)はCに比べて
無視できるから、CWV =0とすれば、 −1/11・ V´/V0=1/C・dC/dt ・・・ −1/11・V´/V0・dt=1/C・dC ・・・ となる。式の左辺を0からtまで積分し、右辺をC0
からCまで積分して、tを求めると、 −1/11・V´/V0・t=Log(C/C0) ・・・ t=11・V0/V´・Log(C0/C) ・・・ となる。タンク1の容積V0 が容積V0 の水に置換され
る時間をT1 とすると、 T1 =V0/V=11・V0/V´ ・・・ となる。ここで、タンク1内の液の初期OH- 濃度をC
OH0、タンク1内の液のOH- 濃度をCOHとすると、
式は、 t=11・V0/V´・Log(COH0 /COH) ・・・′ となる。タンク1内のpHが12から9に変化するまで
の時間(求める処理時間)をT0 とすると、′式と
式より、 T0 =11・V0/V´・Log(COH0 /COH)=T1 Log(COH0 /COH ) ・・・ となり、一方、COH0 =10-2(OH- mol/L)、
OH=10-5(OH- mol/L)であるから、式
は、 T0= 3・T1 ・・・(10) となる。従って、3回分V0 が水に置換されると、pH
が12から9に変わる。ここで、膜分離装置3内の物質
収支を求めれば、V´=V+VC であり、発明者が得た
実験データでは、濃度10%時の平均透過流速は40L
/m2/hr であり、VC =10V´/11、V=40A
であるから、V´=440Aとなる。この値を式に代
入して、T1 =V0/40A となり、かくして従来のク
ロスフロー型膜分離装置による処理時間T0 は(10)式よ
り、T0 =3V0/40A となる。
(1) In the case where a conventional cross-flow type membrane separation apparatus is used: The concentration C 0 of the liquid in the tank 1 is 10%, and the concentration C C of the concentrated liquid is 11%. Therefore, Vc = 10V '/ 11, V = V' / 11,... When determining the material balance in the tank 1, and C W V + CV C -CV' = V 0 · dC / dt ···. By substituting the equation into the equation, C W V + C · 10/11 · V′−CV ′ = V 0 · dC / dt. Since C W (calcium carbonate concentration in water) is negligible compared to C, if C W V = 0, −1 / 11 · V ′ / V 0 = 1 / C · dC / dt −1 / 11 · V ′ / V 0 · dt = 1 / C · dC The left side of the equation is integrated from 0 to t, and the right side is C 0
From C to C, and t is obtained as follows: −1 / 11 · V ′ / V 0 • t = Log (C / C 0 )... T = 11 · V 0 / V ′ · Log (C 0 / C). Assuming that the time when the volume V 0 of the tank 1 is replaced by the water having the volume V 0 is T 1 , T 1 = V 0 / V = 11 · V 0 / V ′. Here, the initial OH - concentration of the liquid in the tank 1 is represented by C
Assuming that OH0 and the OH - concentration of the liquid in the tank 1 are C OH ,
The equation is: t = 11 · V 0 / V ′ · Log (C OH0 / C OH ). Assuming that the time required for the pH in the tank 1 to change from 12 to 9 (the required processing time) is T 0 , T 0 = 11 · V 0 / V ′ · Log (C OH0 / C OH) ) = T 1 Log (C OH0 / C OH ), while C OH0 = 10 −2 (OH mol / L),
Since C OH = 10 −5 (OH mol / L), the equation is: T 0 = 3 · T 1 (10) Therefore, when V 0 is replaced with water for three times,
Changes from 12 to 9. Here, if the material balance in the membrane separation device 3 is obtained, V ′ = V + V C. According to the experimental data obtained by the inventor, the average permeation flow rate at a concentration of 10% is 40 L.
/ M 2 / hr, V C = 10 V ′ / 11, V = 40 A
Therefore, V ′ = 440A. This value into equation, T 1 = V 0 / 40A, and the thus processing time by a conventional cross-flow type membrane separation apparatus T 0 than (10), and T 0 = 3V 0 / 40A.

【0015】(2)本発明の振動型膜分離装置を用いた
場合 タンク1内の液の濃度C0 =10%であり、濃縮液の濃
度CC =15%になるとする。 よって、Vc=2V´/3、V=V´/3 ・・・ となる。タンク1内の物質収支を求めると、 CWV+CVC−CV´=V0・dC/dt ・・・ となる。式を式に代入して、 CWV+C・2/3・V´−CV´=V0・dC/dt ・・・ となる。CW (水の炭酸カルシウム濃度)はCに比べて
無視できるから、CWV =0とすれば、 −1/3・V´/V0=1/C・dC/dt ・・・ −1/3・V´/V0・dt=1/C・dC ・・・ となる。
(2) When the vibrating membrane separation device of the present invention is used Assume that the concentration C 0 of the liquid in the tank 1 is 10% and the concentration C C of the concentrated liquid is 15%. Therefore, Vc = 2V '/ 3, V = V' / 3,... When determining the material balance in the tank 1, and C W V + CV C -CV' = V 0 · dC / dt ···. By substituting the equation into the equation, C W V + C · 2/3 · V′−CV ′ = V 0 · dC / dt. Since C W (concentration of calcium carbonate in water) is negligible compared to C, if C W V = 0, then −1 / 3 · V ′ / V 0 = 1 / C · dC / dt −1 / 3 · V ′ / V 0 · dt = 1 / C · dC

【0016】式の左辺を0からtまで積分し、右辺を
0 からCまで積分して、tを求めると、 −1/3・V´/V0・t=Log(C/C0) ・・・ t=3・V0/V´・Log(C0/C) ・・・ となる。タンク1の容積V0 が容積V0 の水に置換され
る時間をT2 とすると、 T2 =V0/V=3・V0/V´ ・・・ となる。ここで、タンク1内の液の初期OH- 濃度をC
OH0、タンク1内の液のOH- 濃度をCOHとすると、
式は、t=3・V0/V´・Log(COH0 /COH
・・・′となる。タンク1内のpHが1
2から9に変化するまでの時間(求める処理時間)をT
P とすると、′式と式より、 TP =3・V0/V´・Log(COH0 /COH)=T2 Log(COH0 /COH) ・・・ となり、一方、COH0 =10-2(OH- mol/L)、
OH=10-5(OH- mol/L)であるから、式
は、 TP = 3・T2 ・・・(10) となる。従って、この場合も3回分V0 が水に置換され
ると、pHが12から9に変わる。
When the left side of the equation is integrated from 0 to t, and the right side is integrated from C 0 to C, and t is obtained, −1 / · V ′ / V 0 .t = Log (C / C 0 ) T = 3 · V 0 / V ′ · Log (C 0 / C) Assuming that the time when the volume V 0 of the tank 1 is replaced by the water having the volume V 0 is T 2 , T 2 = V 0 / V = 3 · V 0 / V ′. Here, the initial OH - concentration of the liquid in the tank 1 is represented by C
Assuming that OH0 and the OH - concentration of the liquid in the tank 1 are C OH ,
The equation is: t = 3 · V 0 / V ′ · Log (C OH0 / C OH )
... '. PH in tank 1 is 1
The time required to change from 2 to 9 (the required processing time) is T
When P, 'expressions and formulas from, T P = 3 · V 0 / V'· Log (C OH0 / C OH) = T 2 Log (C OH0 / C OH) ··· . On the other hand, C OHO = 10 -2 (OH - mol / L),
Since C OH = 10 −5 (OH mol / L), the formula is as follows: T P = 3 · T 2 (10) Therefore, also in this case, when V 0 is replaced with water for three times, the pH changes from 12 to 9.

【0017】ここで、膜分離装置3内の物質収支を求め
れば、V´=V+VC であり、発明者が得た実験データ
では、濃度10〜15%時の平均透過流速は180L/
2/hr であり、VC =2V´/3、V=180Aで
あるから、V´=540Aとなる。この値を式に代入
して、TP =V0/180A となり、かくして本発明の
振動型膜分離装置による処理時間TP は(10)式より、T
P =3V0/180Aとなる。
Here, if the material balance in the membrane separation device 3 is obtained, V ′ = V + V C. According to the experimental data obtained by the inventor, the average permeation flow rate at a concentration of 10 to 15% is 180 L / V.
m 2 / hr, V C = 2 V ′ / 3, and V = 180 A, so V ′ = 540 A. By substituting this value into the equation, T P = V 0 / 180A is obtained. Thus, the processing time T P by the vibrating membrane separation apparatus of the present invention is calculated from the equation (10) by T P
P = 3V 0 / 180A.

【0018】(3)従来のクロスフロー法型膜分離装置
を用いた場合の処理時間T0と本発明の振動型膜分離装
置を用いた場合の処理時間TP との比較 上記のようにして求めたTPとT0を比較すると、TP
0/4.5となる。すなわち、本発明の振動型膜分離
装置を用いることにより、従来のクロスフロー型膜分離
装置の1/4.5(約22%)の時間で処理できること
が分かる。
(3) Comparison between the processing time T 0 when the conventional cross-flow type membrane separation device is used and the processing time T P when the vibration type membrane separation device of the present invention is used. Comparing the obtained T P with T 0 , T P =
The T 0 /4.5. In other words, it can be seen that the use of the vibration type membrane separation device of the present invention enables processing in 1 / 4.5 (about 22%) of the conventional cross-flow type membrane separation device.

【0019】(4)実機による処理時間の比較 次に、図1に示すようなダイアフィルトレーション法に
より、濃度6重量%で、容積30リッターの炭酸カルシ
ウムのスラリーを、膜面積1.41m2 の限外濾過膜を
用いて、pH12から9に洗浄した場合の処理時間を、
従来のクロスフロー法型膜分離装置を用いた場合と本発
明の振動型膜分離装置を用いた場合について比較する試
験を行ったので、その結果を図6に示す。図6に示すよ
うに、本発明の方法によれば、その処理時間は従来の方
法に比べて約1/4(25%)に短縮されることが分か
る。
(4) Comparison of treatment time with actual machine Next, a slurry of calcium carbonate having a concentration of 6% by weight and a volume of 30 liters was applied to a membrane area of 1.41 m 2 by a diafiltration method as shown in FIG. The processing time when washing from pH 12 to 9 using an ultrafiltration membrane of
A test was performed to compare the case where the conventional cross-flow type membrane separation device was used and the case where the vibration type membrane separation device of the present invention was used, and the results are shown in FIG. As shown in FIG. 6, according to the method of the present invention, it can be seen that the processing time is reduced to about 1/4 (25%) as compared with the conventional method.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明の方法によれば、透過流束が高
く、膜表面へのファウリングを防止し、高濃度スラリー
の処理が可能であり、高効率でスラリーを洗浄すること
ができる。
According to the method of the present invention, the permeation flux is high, fouling to the membrane surface is prevented, the treatment of a high-concentration slurry is possible, and the slurry can be washed with high efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】ダイアフィルトレーション法を説明する図であ
る。
FIG. 1 is a diagram illustrating a diafiltration method.

【図2】従来のクロスフロー型膜分離装置におけるファ
ウリングを説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating fouling in a conventional cross-flow type membrane separation apparatus.

【図3】本発明の振動型膜分離装置による透過処理の概
念を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating the concept of a permeation process by the vibrating membrane separation device of the present invention.

【図4】本発明の方法を実施するに好適であるスラリー
の洗浄装置の概略構成を示す図である。
FIG. 4 is a view showing a schematic configuration of a slurry washing apparatus suitable for carrying out the method of the present invention.

【図5】本発明の振動型膜分離装置の一部を示す断面図
である。
FIG. 5 is a sectional view showing a part of the vibration type membrane separation device of the present invention.

【図6】本発明の振動型膜分離装置を用いた場合と、従
来のクロスフロー型膜分離装置を用いた場合において、
ダイアフィルトレーション法による処理時間を比較する
図である。
FIG. 6 shows a case where a vibration type membrane separation device of the present invention is used and a case where a conventional cross flow type membrane separation device is used.
It is a figure which compares the processing time by a diafiltration method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

9…供給タンク 10…ポンプ 11…フィルターパック 12…トーションバー 13…貯槽 14…透過性膜 9 ... supply tank 10 ... pump 11 ... filter pack 12 ... torsion bar 13 ... storage tank 14 ... permeable membrane

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透過性膜で仕切られた圧力容器の一方側
に加圧状態の処理対象スラリーを供給し、その透過性膜
を振動させつつ透過成分を他方側に透過させ、一方側か
ら濃縮液を取り出してこの濃縮液を供給タンクに戻し、
他方側から透過液を取り出してこの透過液を貯槽に貯留
し、洗浄液を上記供給タンクに補給し、この供給タンク
内のスラリーを上記圧力容器に圧送して上記透過処理を
行い、供給タンク内のスラリーが予め決められた洗浄度
になるまで連続的に上記処理を繰り返すことを特徴とす
るスラリーの洗浄方法。
1. A pressurized slurry to be treated is supplied to one side of a pressure vessel partitioned by a permeable membrane, and the permeable membrane is vibrated to allow a permeated component to permeate to the other side and concentrated from one side. Remove the liquid and return this concentrate to the supply tank,
The permeated liquid is taken out from the other side, the permeated liquid is stored in a storage tank, the cleaning liquid is supplied to the supply tank, the slurry in the supply tank is pressure-fed to the pressure vessel, and the permeation process is performed. A method for cleaning a slurry, comprising repeating the above-mentioned treatment continuously until the slurry reaches a predetermined cleaning degree.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8303806B2 (en) 2009-02-09 2012-11-06 Planar Solutions, Llc Fluid processing
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