JPH1119480A - 精密ろ過装置 - Google Patents
精密ろ過装置Info
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- JPH1119480A JPH1119480A JP9171901A JP17190197A JPH1119480A JP H1119480 A JPH1119480 A JP H1119480A JP 9171901 A JP9171901 A JP 9171901A JP 17190197 A JP17190197 A JP 17190197A JP H1119480 A JPH1119480 A JP H1119480A
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- filtration membrane
- filtration
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- membrane
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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、ろ過膜１３の内部に各ろ過膜の
内周面を流れる原液の流れに乱流を起こさせる乱流シャ
フトを挿入することにより、膜面へのケーキ層の形成を
抑制する。
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、ろ過膜１３の内部に各ろ過膜の
内周面を流れる原液の流れに乱流を起こさせる乱流シャ
フトを挿入することにより、膜面へのケーキ層の形成を
抑制する。
Description
【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。
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。
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。またセラミックス（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。
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。またセラミックス（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。
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。
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流れる原液の
流れに乱流を起こさせる乱流シャフトを軸方向に沿って
挿入させることによって、膜面に常に乱流を発生させ、
もって膜面へのケーキ層の形成を抑制する、という技術
的手段を採用した。
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流れる原液の
流れに乱流を起こさせる乱流シャフトを軸方向に沿って
挿入させることによって、膜面に常に乱流を発生させ、
もって膜面へのケーキ層の形成を抑制する、という技術
的手段を採用した。
【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、乱流シャフト１５1 〜 15が
配設（固定）されている。乱流シャフトは、図示しない
駆動源により回転させてもよい。乱流シャフトを固定配
置することにより、構造を簡略することができ、一方乱
流シャフトを回転させることにより透過流速を大幅（５
０％以上）に向上することができる。
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、乱流シャフト１５1 〜 15が
配設（固定）されている。乱流シャフトは、図示しない
駆動源により回転させてもよい。乱流シャフトを固定配
置することにより、構造を簡略することができ、一方乱
流シャフトを回転させることにより透過流速を大幅（５
０％以上）に向上することができる。
【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。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。
閉され、又その周面には原液流入口２１が設けられてい
る。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。
【０００９】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。
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。
【００１０】上記の乱流シャフトとしては、例えば、円
柱体（中実シャフト）の外周面に、ネジ状の溝（台形ネ
ジ等）を形成したものを用いることが好ましい。
柱体（中実シャフト）の外周面に、ネジ状の溝（台形ネ
ジ等）を形成したものを用いることが好ましい。
【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。
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、透過流束が徐々
に低下するが、上記構成によれば、乱流シャフトの凸部
（ネジ山の山頂）は流速が速く凹部（ネジ山の谷底）は
流速が遅くなる為凹部にて乱流が起こる（この時の膜面
流速は０．５〜１．０ｍ／ｓｅｃが最適である）。この
作用により、膜表面へのケーキ層の形成が抑制され一定
量のケーキ層が形成されると、それ以上ケーキ層が厚く
ならない為、ろ過開始後一定時間経過した以降は透過流
速が安定する。
過膜１３1の内面に汚染物が付着して、透過流束が徐々
に低下するが、上記構成によれば、乱流シャフトの凸部
（ネジ山の山頂）は流速が速く凹部（ネジ山の谷底）は
流速が遅くなる為凹部にて乱流が起こる（この時の膜面
流速は０．５〜１．０ｍ／ｓｅｃが最適である）。この
作用により、膜表面へのケーキ層の形成が抑制され一定
量のケーキ層が形成されると、それ以上ケーキ層が厚く
ならない為、ろ過開始後一定時間経過した以降は透過流
速が安定する。
【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（９５０℃×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
Ｃ1の直径：２２０ｍｍ、同心円Ｃ2の直径：１０５ｍ
ｍ）を組立てた。
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（９５０℃×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
Ｃ1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１
Ｋｇ／ｃｍ2、原水：ＣＯＤ６．６ｍｇ／ｌ、ＢＯＤ
３．８ｍｇ／ｌ）に使用し、乱流シャフトがない時の初
期透過流束は４６ｍ3／ｍ2／日であったが、２４時間の
使用後透過流束は５ｍ3／ｍ2／日に低下した。そこで乱
流シャフトを挿入・固定し膜面流速１．０ｍ／ｓｅｃで
運転した結果、２４時間後の透過流束は１５ｍ3／ｍ2／
日で安定した。また透過後の水質もＣＯＤ５．９ｍｇ／
ｌ、ＢＯＤ１．６ｍｇ／ｌと大幅に改善された。上記乱
流シャフトとして、SUS製中実シャフトの外周面に２９
゜台形ネジ（ＴＷ４０ ＪＩＳ Ｂ ０２２２参照）を
形成したものを用いた。
Ｋｇ／ｃｍ2、原水：ＣＯＤ６．６ｍｇ／ｌ、ＢＯＤ
３．８ｍｇ／ｌ）に使用し、乱流シャフトがない時の初
期透過流束は４６ｍ3／ｍ2／日であったが、２４時間の
使用後透過流束は５ｍ3／ｍ2／日に低下した。そこで乱
流シャフトを挿入・固定し膜面流速１．０ｍ／ｓｅｃで
運転した結果、２４時間後の透過流束は１５ｍ3／ｍ2／
日で安定した。また透過後の水質もＣＯＤ５．９ｍｇ／
ｌ、ＢＯＤ１．６ｍｇ／ｌと大幅に改善された。上記乱
流シャフトとして、SUS製中実シャフトの外周面に２９
゜台形ネジ（ＴＷ４０ ＪＩＳ Ｂ ０２２２参照）を
形成したものを用いた。
【００１５】
【発明の効果】以上に記述の如く、本発明によれば、ろ
過膜の内部に簡単な機構を付加するのみで、ろ過工程を
行いながらろ過膜へのケーキ付着を低減でき、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。
過膜の内部に簡単な機構を付加するのみで、ろ過工程を
行いながらろ過膜へのケーキ付着を低減でき、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。
断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
１ ろ過筒、２ 流入筒、３ 循環筒、１３ 金属製筒
状ろ過膜、１５ 乱流シャフト
状ろ過膜、１５ 乱流シャフト
Claims (2)
- 【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、各管状ろ過膜の内部に各管状ろ過膜の内
周面を流れる原液の流れに乱流を起こさせる、乱流シャ
フトを軸方向にそって挿入したことを特徴とする精密ろ
過装置。 - 【請求項２】 乱流シャフトは、ネジ状の溝を有する円
柱体であることを特徴とする請求項１記載の精密ろ過装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9171901A JPH1119480A (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | 精密ろ過装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9171901A JPH1119480A (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | 精密ろ過装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1119480A true JPH1119480A (ja) | 1999-01-26 |
Family
ID=15931923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9171901A Pending JPH1119480A (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | 精密ろ過装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1119480A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009109507A (ja) * | 2008-12-10 | 2009-05-21 | Japan Organo Co Ltd | ろ過装置及び加圧水型原子力発電所の１次系冷却水の処理方法 |
| KR101656180B1 (ko) * | 2015-03-23 | 2016-09-08 | 김남호 | 실리카조성물을 함유한 음용수 제조용 정제처리장치 |
Citations (7)
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| JPS5756021A (en) * | 1980-09-24 | 1982-04-03 | Nippon Sanso Kk | Gas separator by permeable membrane |
| JPS58108103U (ja) * | 1982-01-18 | 1983-07-23 | 日東電工株式会社 | 管状膜分離装置 |
| JPS6230519A (ja) * | 1985-08-01 | 1987-02-09 | Yagishita:Goushi | 濾過濃縮装置および濾過濃縮方法 |
| JPS62140609A (ja) * | 1985-12-16 | 1987-06-24 | Keinosuke Isono | 濾過分離装置 |
| JPS62273008A (ja) * | 1986-05-22 | 1987-11-27 | Kubota Ltd | 膜モジユ−ル |
| JPH07275623A (ja) * | 1994-04-11 | 1995-10-24 | Hitachi Metals Ltd | 金属フィルタ及びその製造方法 |
-
1997
- 1997-06-27 JP JP9171901A patent/JPH1119480A/ja active Pending
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