JPS6048195A - 硬質成分含有流体の軟化方法及び軟化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶解、懸濁及びコロイド状の固体を水から除
去して、水を家事用又は産業用に適したものに変える、
クロスフロー・マイクｔｆｆ濾過の水の軟化に関する。

よシ具体的に言えば、本発明は、硬質成分例えばカルシ
ウム及びマグネシウム溶解塩の少なくとも一部分を除去
する、硬水の石灰軟化法及びその装置に関する。本明細
書において「石灰軟化」とは、石灰、水和石灰、石灰十
ソーダ灰、過剰の石灰、通常の凝固剤、及びそれらの任
意の組合せを使用する、水の軟化方法を意味する。

〔従来の技術〕

石灰軟化の水処理法は、かなりの昔にさがのほることか
できる。１９３０年代以前の近代において、水の軟化は
４段階法によって実施されていた。

第１段階では、硬水と石灰又は石灰十ソーダ灰とを混合
タンク内で混合する。第２段階では、１種又はそれ以上
の凝集室（フロキュレーション・チャンバー）中で沈澱
又は凝集を行なう。第３段階では、凝集化した水を沈降
室に流し、その場所で、沈澱したスラッジを底に沈積さ
せ、沈降室の底から取り除いて捨てる。ヒリして除去さ
れるスラッジの一部分は、軟化反応の速度を速くするた
めに、混合タンク中に再循環させる（軟化速度は、種結
晶の濃度並びにカルシウム及び炭酸塩の濃度に依在して
いる）。第４段階では、清澄化した水を沈降室の頂上か
らオーバーフローさせ、そして濾過する。

１９３０年代における、石灰軟化の水処理法における１
つの重要な進歩社、一般にスケーリング（Ｓｐａｕｌｄ
ｉｎｇ　）接触反応器と称する反応器の開発であった。

この反応器は、上記の混合工程、凝集工程、沈澱工程、
及び沈降工程を、単一の反応器構造内に組込んだもので
あった。しかしながら、スプルディング反応器において
も、別の、通常の慣通流（スルー・フロー）済過装置が
、一般には依然として必要である。一般に、スプルディ
ング反応器は、大型で、複雑で、煩雑であシ、従って投
下資本が非常に高価なものとなる。

水の軟化法で通常使用する慣通流フィルターは、固体含
量の多いものを取扱うことは一般に不可能である。濾過
された粒子が慣通流フィルター媒質の上及び内部に連続
的に沈積する。従って、フィルター通過速度が時間経過
に伴って低下〔又は水頭損失（ヘッドロス）が増加する
〕、そして逆洗（又はブローパック）を頻繁に行なって
フィルター媒質から沈積した固体を除去する必要がちる
。

前記の逆洗に生成水を使用する場合は、水生成の合計量
において正味量がかなり減少する。固体含量の少ない廃
水の体積が比較的大きい場合には、ある型の処理が更に
必要になるという問題が生じる。フィルター漏出の問題
も生じる。

本発明は、石灰軟化に対するまったく新しい、しかも従
来と異なるアプローチを構成するものである。本発明は
、コストの高いスプルディング反応器（凝集器／清澄器
）の必要をなくし、その代わりに、通常のブロー・ダウ
ン弁を有する、簡単な混合／再循環タンクで置き代える
ものである。

更に、石灰軟化において通常使用する、別個の慣通波型
濾過装置の代わシに、本発明ではクロスフロー・マイク
ロ濾過モジュールを石灰軟化システム内の一体の部分と
して含んでいる。

クロスフロー・マイクロ濾過は、供給水をフィルター表
面に平行に導入する点、及び濾過が供給水の流れ方向に
対する垂直方向で行なわれる点で、慣通流型濾過と実質
的に異なっている。クロスフロー・マイクロ済過によれ
ば、他の通常の手段によっては得られない紅済的な利点
が得られる。クロスフロー・マイクロ濾過系では、一工
程段階で、清澄、濾過及び濃縮を行なうことができる。

クロスフロー・マイクロ濾過によれば、装置及び設備の
コストは直接濾過のコストに接近しているにもかかわら
ず、懸濁固体を１０，０００１＃／Ｌ又はそれ以上の濃
度で含む流れをＦ遇することができる。

更に、クロスフロー系では、必要なスペースが通常の慣
通波型系のものよシ少なく、シかも、懸濁材料に関して
高品質のろ液を提供する。その他の利点として、以下の
事項を挙げることができる。

（１）長期の安定化時間を置かずに、系のオン・オフが
可能である。（２）フィルター漏出が起こらない。

（３）濾過処理した水の再炭酸塩化の必要がない。（４
）モジュール構造によって広範囲の流量の選択が可能と
なる。

従来技術における教示にもかかわらず、本発明者は、管
状のクロスフロー・マイクロ濾過系によって、高固体濃
度（例えば１０〜１２重量％）を操作する石灰軟化が、
マイクロ濾過管における急速な悪性のスケール形成とい
う通常予想される問題をこうむらずに、達成できること
を見出しだ。

本発明の石灰軟化剤におけるクロスフロー・マイクロ濾
過管は、従来技術において従来から示唆されているのと
は異なシ、スケーリング（すなわち、非透過性のスラッ
ジ層の沈積）による急速な流量の低下をまぬがれ、しか
も、完全な酸洗浄が可能である。

流量−の急速低下、詰ｔシやすさく又は沈着性）、及び
洗浄困難性（又は抵抗性）の問題は、商品名「ハイドロ
ペルム（Ｈｙｄｒｏｐ＠ｒｍ）　Ｊとして市販されてい
る、厚い壁をもつ多孔質熱可塑性管を使う、新規のクロ
スフロー・マイクロル過法によって実質的に解消した。

前記の管の濾過特性は、多媒質フィルターにおける「徹
底的（Ｉｎ−ｄｅＰｔｈ　）　Ｊ濾過の観点及び限外濾
過膜フィルターにおける肉薄の観点の両者を組合せたも
のである。ハイドロベルムの多孔性は、管壁における連
続気泡の網状構造に由来する。ハイドロペルム管は、そ
れが数ミクロンのオーダーの寸法の気泡であって気泡の
長さが気泡直径の何倍にもなるものをもつ点で、通常の
限外濾過膜フィルターと異なっている。前記の管につい
ての詳細な説明は、例えばＤａｎｌｅｌ　Ｌ。

Ｃｏｍ５ｔｏｅｋ等ｒ　Ｈｙｄｒｏｐｅｒｍ　ｃｒｏｓ
ｓ　ｆｌｏｗｍｌｃｒｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ　Ｊ、Ｎ
ｅｐｔｕｎｅ　Ｍｉｃｒｏｆｌｏｃ。

Ｉｎｃ、　＋　Ｒｅｐｏｒｔ　Ａ　ＫＴ　７．．３０７
．１９８２年５月、及びＡｍｅｒｉｃａｎ　５ｏｃｉｅ
ｔｙ　ｏｆ　ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｌｎｅｅｒｓ
のＲｅｐｏｒｔ　Ａ　７７−　ＥＮＡＳ　−５１におけ
るｒ　Ｒｅｍｏｖａｌ　ｏｆ　５ｕｓｐｅｎｄｅｄ　ａ
ｎｄＣｏｌｌｏｉｄａｌ　５ｏｌｉｄｓ　ｆｒｏｍＷａ
ｓｔｓ＋　Ｓｔｒｅａｍｓ　ｂｙｔｈｅ　Ｕ８＠ｌ　ｏ
ｆ　Ｃｒｏｓｓ−Ｆｌｏｗ　Ｍｉｃｒｏｆｉｌｔｒａｔ
ｌｏｎＪと題する論文に記載があり、これらの論文は本
発明の技術的背景を充分に理解するための参考となる。

供給流は、比較的低い圧力、代表的には４０ｐｓｉでハ
イドロペルム管の中央を通る。ν液は、外部管壁に囲ま
れたジャケット内に代表的には収集され、そこから生成
物ラインによって取シ出される。供給流は管を通って循
環するので、固体粒子は管壁に向かう生成物流によって
ゆっくシと流される。従って、壁に近い領域における粒
子濃度は、着実に増加する。

一般に、クロスフロー・濾過系においては、供給流の方
向がフィルター表面に対する接線方向であるので、濾過
媒質上への濾過固体の沈積は供給流の剪断作用によって
減少する。従って、クロスフロー・濾過は、推進差圧を
一定に保つ場合に、はぼ一定の流量によって準安定相操
作の可能性を与える。残念ながら、この理論的な可能性
はへ実際上は未だ達成されていない。

一般に、それ自体の中から懸濁した固体を取シ除きたい
液体は、数ミクロンからコロイド的寸法の有効直径に亘
る広範囲の寸法の粒子を含んでいる。壁の厚い熱可塑性
管例えばノ・イドロイルム管の「徹底的ｊ濾過特性のた
め、管の最大気泡寸法よシ小さい粒子は、一定の状況下
で、壁マ）　ＩＪクスに入シ込むことができる。いずれ
にしても、供給流の一定固体濃度以上において、大部分
の懸濁固体は管の内壁に保持され、すぐに動的膜（フィ
ルターケーキ又はスラッジ層とも称する）を形成する。

この動的膜は、続いて起こる濾過に対して大きな影響を
与えるものと考えられる。

最初は管壁マトリクス内に入シ込む前記の粒子は、最終
的には、不規則に曲が多くねった気泡構造のために、前
記マトリクス内に閉じ込められることになる。マイクＯ
濾過が進むのに伴って、壁マトリクス中に更に小粒子が
浸入することは、動的膜の存在によって阻害される。動
的膜の形成、並びに閉じ込められた粒子による管の気泡
構造において起こシ得る目詰シは、濾過流量の減少をも
たらす。通常の系において、前記の減少は済過時間と＃
１は指数関数的な関係にある。

濾過流量値を回復するための種々の洗浄技術が従来から
研究されている。これらの洗浄技術は、フィルター媒質
表面の化学的及び（又は）物理的洗浄を含むものである
。例えば、化学的溶剤は、層形成性の濾過粒子を溶解し
て、きれいで層を含まないフィルター表面を得るために
使用されてきた。塩酸及び他の酸は、通常使用される溶
剤の例である。他方、通常使用する物理的洗浄は、フィ
ルター媒質の逆フラッシング、すなわちＦ液流方向の一
時的逆転である。この洗浄技術は、中空管状フィルター
を使用するクロスフロー濾過法において頻繁に使用され
る。当業界に使用される他の物理的洗浄技術として、多
孔質管の縦方向の再循環速度を定期的に増加させるもの
がある（例えば米国特許出願第３１９，０６６号明細書
参照）。再循環速度が速くなれば沈積物がはらい落とさ
れ、従−って、管内におけるフィルターケーキの形成が
少なくなる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、石灰軟化及びノロスフロー・マイクロ濾過を
使用する水の軟化方法及び軟化装置を提供して従来技術
の問題点及び欠点を解消するものである。クロスフロー
・マイクロ濾過は、液体から懸濁固体を分離するために
使用する。濾過の際、供給水は濾過表面と平行に流れ、
濾過は供給水の流れ方向に対して直角のν過管壁を通し
て打力われる。流体力学的剪断力（これは再循環速度に
比例する）と固体の沈積力（これは流量に比例する）と
を平衡させることによシ、時間のオーダー又は日のオー
ダーの期間に亘シ、安定相操作が維持される。懸濁固体
の透過性の増加及び流体力学的剪断効果の向上のために
、化学物質を供給水に加える。

本発明によるクロスフロー・マイクロ濾過の石灰軟化方
法及び軟化装置は、従来の軟化系と比べ、以下のように
明確な利点をもっている。

（１）単一工程法において、高品質の濾過が得られる（
粒子状材料に関して）。

（２）軟化工程及び濾過工程が単一構造内に含まれるの
で、必要とされる物理的な設備の規模及び投下コストが
大幅に減少する。

（３）アップセットの問題が付随する複軸な清澄化装置
が不要となシ、従って、一層大量の水を一層速くかつ効
果的に処理できることも含めた経済的な長所を含む有用
な方法が得られる。

（４）本発明によれば、キレート化剤が存在する水（こ
れが存在しない場合には、従来のユニットでは、凝集及
び沈降が妨げられる）の軟化が可能となる。

本発明の他の目的及び利点については、その一部分を以
下に説明するが、その記載から明らかになる部分もある
と思われる。あるいは、本発明の実施によって明らかに
な不点もあろう。本発明の目的及び利点は、特に前記特
許請求の範囲に記載の手段及び組合せによって理解でき
るものと考える。

既に大略を説明したとおシ、本発明の目的を達成するた
めに、本発明は、 （、）　硬質成分含有流体（特には水）と、充分な量の
軟化剤（／ｌ？には石灰を含む）及び予め沈澱させた硬
質成分（特には炭酸カルシウムを含む）とを反応器内で
混合し、反応器内で軟化反応を起こさせて、前記流体中
に含まれる硬質成分の実質的な部分を沈澱させる工程、 （ｂ）　前記流体及び沈澱させた硬質成分の一部分を反
応器からスラリーとして除去し、細長い濾過管少なくと
も１個（特には多数個）を含むクロスフロー・マイクロ
濾過モジュールに前記スラリーを通して濾過し、これに
よって、前記モジュールからＦ液として排出する流体の
部分から、実質的にすべての沈澱硬質成分を除去する工
程、及び（Ｃ）　前記モジュールからスラリーとして排
出する、戸別された沈澱硬質成分の少なくとも一部分を
、前記の予め沈澱させた硬質成分として、前記反応器に
戻す工程を含んでなる、硬質成分含有流体（特には水）
の軟化方法から成る。

更に本発明は、 （、）　硬質成分含有流体と、充分な量の軟化剤及び予
め沈澱させた硬質成分とを混合し、前記流体中に含まれ
る硬質成分の実質的な部分を沈澱させるための軟化反応
をそれ自体の内部で起こさせる反応器、 （ｂ）　前記流体及び沈澱させた硬質成分の一部分を前
記反応器からスラリーとして除去する手段、（ｃ）　前
記スラリーを濾過して、クロス７０−・マイクロ濾過モ
ジュールそれ自体からＦ液として排出する流体部分から
実質的にすべての沈澱硬質成分を除去するだめの細長い
濾過管少なくとも１個ヲ含むクロスフロー・マイクロ濾
過モジュール、及び （ｄ）　前記マイクロ濾過モジュールから排出する、戸
別された沈澱硬質成分の少なくとも一部分を、予め沈澱
させた硬質成分として、前記反応器に戻す手段を含んで
成る、硬質成分含有流体の軟化装【実施例〕 添付図面に本発明の種々の態様を示すが、それらの図面
と以下の記載とＫよって本発明の原理が理解されるもの
と考える。

以下、本発明をその好ましい態様に基づいて、より詳細
に説明する。その例を添付図面に示す。

本発明の石灰軟化の水処理法の一つの好ましい態様（ク
ロス７０−軟化器）を第１図に示し、これを一般的に０
）で表わす。

軟化すべき未処理硬水は、混合／再循環タンクｑＯ）〔
又は反応器、反応タンクとも称し、開口であっても密閉
であってもよい〕に供給される。通常の石灰（又は石灰
十ソーダ灰）及び好ましくは化学物質例えば有機ポリマ
ー例えば通常のカチオン性ポリマー、アニオン性ポリ１
−又は非イオン性ポリマーを、前記の混合／再循環タン
ク（ｌＯ）に加え〔前記化学物質は濾過流量を増加する
ために加える〕、かく拌により前記の水と混合し、炭酸
カルシウム及び水酸化マグネシウムをスラッジとして沈
澱させる。前記のかく拌は、沈澱粒子の沈下を防止する
、すなわち混合物を均一スラリーに維持するのに充分激
しく行なう必要がある。

タンク（１の内の炭酸カルシウム〔及び（又は）水酸化
マグネシウム〕スラリーの濃度範囲を、約１重量−〜約
１２重量％、更に好ましくは約１重量−〜約４重量％、
最も好ましくは約２重量％に保つように、処理争件（例
えば、添加する化学物質量及び再循環量）ｔ−維持する
のが好ましい。前記の濃度は、従来の石灰軟化系で維持
される濃度よりも高い。そうした高固体濃度下において
、混合／再循環タンク（ｌの内の軟化反応は比較的短期
間、例えば、約４〜ｌＯ分間のオーダーで行なわれる（
水温が低くなればなる程、必要な時間は長くなる）。従
って一般に、タンク（１０）に入る未処理水及び戻った
スラッジがタンク内に留まる必要のある時間は、単に６
分間又はそれ以下にすぎず、これに対して、従来の石灰
軟化器では、２０〜３０分間が必要とされる。前記のよ
うに滞留時間が短かいことは、それによってかなり小さ
い混合／再循環タンク（１ωの使用が可能となるので、
型費である。

上記の滞留時間の経過後、水及び沈澱スラッジのスラリ
ーは、混合／再循環タンク（１０）から供給ライン（１
１）及び１個又は複数の管状クロスフローマ・ｆクロ濾
過モジュール（１２）へ、通常の供給ボンｆ０３）を使
ってポンプ輸送される。マイクロ濾過モジー−ｄｌｂの
構造及び操作は後に詳細を説明する。前記スラッジは、
マイクロ濾過モジュール（１２）中で軟化水と戸別され
、軟化水（Ｆ液又は透過液）はモジュールから生成物ラ
イン（］　４）へ排出され、濃縮化スラッジはモジュー
ルから再循環ライン０５）へ排出され、しかも、少なく
ともその一部分は通常、混合／再循環タンク０ωへ戻さ
れる。

ｐ過後のスラッジスラリーの濃度は、勿論、タンク（１
０）内のスラリー濃度よυも高くなり、好ましくけ、約
５チ〜約７チの範囲内にある。

連続的な又は間欠的なスラッジのブローダウンは、混合
／再循環タンクｑωから通常のプローダツンパルプ０６
）を通して、あるいけ再循環ライン（１５）から同様の
ブローダウン・ぐルｆ（図示していない）を通して行な
われる。

第１図に示す石灰軟化ｇ１）は、マイクロ濾過モジュー
ル（１２）を通して洗浄溶液をフラッシングするための
手段を含んでいることが好ましい。第１図の態様におい
ては、フラッング手段は、洗浄溶液例えば２重量％塩酸
溶液を含む洗浄溶液タンク（１７）ｔ−備えている。洗
浄溶液タンク（１７）の排出バルブ（１８）を開き、供
給ポンプ０（］３）ｆｃ使って洗浄溶液をライン０９）
からモジュー・ル（１２）ヘポン！輸送することによっ
て、マイクロ−過モジュールＱ　２）を時々洗浄するこ
とが奸才しい。この洗浄操作の際は、供給ライン（１Ｎ
）中のバルブ（２０）ｉ閉鎖しておくことが勿論必要で
ある。モジュール（１２）から再循環ライ、ンＱ　５）
へ排出される洗浄溶液の部分（すなわちｊＰｉｈ管を透
過しない溶液部分）Ｉよ。

洗浄中に・ぐルプ（２１）’に開き、パルプ（２のを閉
じて、溶液を戻りライン（２３）へ導くことにより、図
示するように、洗浄溶液タンク（１７）へ戻す。

以下の表Ａには、第１図に示したものと同様の石灰軟化
系（１）ヲ使用した実験によって４０られた、未処理水
及び軟化水の性質パラメータ、並びに裸光Ａ 軟化水の性 カルシウム　１３６−１４２　２４−２６マグネシウム
　８６−９０　４０−６０アル力リ度　２３４−２４２
　６０−９０鉄　０．０４　＜０．０３ マンガン　０．４−０．８　（００３ ｐｉ（６，８−７，２９，７−１０，２濁り度　０．２
−０．４　０．０８ 計算品質　マーブル試験 ３５　２４−１２Ｉｎ９／Ｌ ６５　６４−５８ ８９　８４−６６ ＜０．０３　・・・ ＜０．０３　・・・ １０．２　９．７−９．８ 表Ａから明らかなように、優れた水軟化効果が得られた
、表Ａ中の濃度は、特に断らない限シ炭酸カルシウムに
関するｐｐｍで表わした。仮説的に計算した品質は、加
えた石灰の量及び未処理水の組成を基に、標準の表から
決定した。

表Ａに記載の実験データは、表Ａに示した特徴をもつ未
処理水に石灰２００　ｐＰｎ及びカチオン性有機Ｉリマ
ー１　ｐｐｍを加えることによって得られたものである
。混合／再循環タンク（１０）内の炭酸カルシウムの重
量％は、約２重量％に維持された。

表Ａに示した実験では、直列に・やイブ連結した長さ約
１．２ｍ（４ｆｔ）の管状濾過モジュール３本を使用し
て行なった。各モジュールは、外在的３、８２　（約１
．５ｉｎ）の濾過収集ジャケットから成り、ジャケット
はその中に長さ約１．２　ｍ　（約４ｆｔ　）のハイド
ロペルム管（後述する）１２本を含んでいる。各管の内
径は６鳩である。

管状濾過モノニーＡｌＣ１２）は、１２時間〜２４時間
毎に５分間、２重量％又はそれ以上の塩酸洗浄液をモジ
ュール内に再循環す゛ることによりて洗浄した。

使用したクロスフロー・マイクロＦｉモジュール（１２
）の構造的及び機能的特徴は後に詳述する口好ましくけ
、モジュールの濾過流量は、活性濾過管表面積（〜２　
又はｆｔ２）に対する１日当りの体積（ｌ又はガロン）
で約４２９０３１ｐｄ／ｍ２〔約１０５０ガロン／日／
ｆ２（ｇｐｄ／５ｑ−ｆｔ）〕〜約６１２９０１ｐｄ／
ｍ　（約１５００．９ｐｄ／ｓｑ・ｆｔ）に維持し、管
状濾過モジュール（１２）を縦方向に通る水−スラッジ
スラリーの再循環速度は、濾過流量とは無関係に、各モ
ジュール排出口〔スラリーが再循環ライン（１５）に入
る地点〕で測定して、約１．２ｍ／秒　〔約４　ｆｔ／
ｓｅｅ、（ｆｐｓ）：］〜約２．１　ｍ／秒〔約７　ｆ
ｐｓ　）の範囲内に維持する。

本発明によるクロス７０−・マイクロ濾過は、例えば、
壁の厚い微孔質熱可塑性管を使用して実施することがで
きる。これらの管は広い範囲の種種の押出可能な熱可塑
性材料例えばナイロン、ポリプロピレン又はポリエチレ
ンから調製することができ、代表的には壁の厚さは約Ｉ
ＩＩＩＩ＋である。種種の変化が可能であるが、前記の
管は例えば主要な孔寸法として約１〜１０μのオーダの
寸法をもち、好ましくは平均孔直径約２μであり、約６
５チのオーダの多孔度（すなわち管表面積の６５％が孔
で占められる）をもつものであることができる。本発明
を実施するのに有用な好ましい多孔質熱可塑性管は、（
これだけに決して限定されるものではないが）前記の特
徴をもつ前記ハイドロベルム管であり、この管は現在、
オレゴン州コルパリス（Ｃｏｒｖａｌｌｌｇ　）のＮｅ
ｐｔｕｎｅ　Ｍｉｃｒｏｆｌｏｃ社から市販されている
。

前記のような壁の厚い微孔性熱可塑性管を含む濾過モジ
ュールを通すクロスフロー濾過の概要を第２図に示す。

第２図は、濾過モジュール（３０）の部分断面図で示す
流れ図である。ｐ別すべき懸濁固体（沈澱スラッジ）を
含む軟化水を、フィルター管（３１）の内部に矢印で示
す方向へ、比較的低い圧力例えば２〜５０　ｐｓｉ好ま
しくは３５　ｐｓｉで流す。軟化水の透過は、比較的厚
い（例えば約１簡のオーダ）管壁全通して横断方向Ｖζ
起こる。図に示すように、モジュール（３０）は、密閉
ｐ液収集ジャケラに３２）内に閉じ込めた単一の微孔性
フィルターＩＫ３　］）例えばハイドロ被ルム管を含ん
でいる。

代表的には、ジャケット（３のけ塩化ポリビニル（ｐｖ
ｃ　）から構成することができる。商業規模の濾過モジ
ュール（３ωは、単一のジャケラ）（３２）内に、平行
な管束（図示していない）に配列した複数（数百）のフ
ィルター管（３１）を含むことが好ましい。本発明によ
れば、石灰軟化モノニールは代表的には、長さ約２．０
　ｍ　（６，７ｆｔ）又はそれ以上に構成し、外径は約
２０．３〜３０．５＝ｍ（８〜１２Ｉｎ）、そしてフィ
ルター管の活性表面積は代表的には約１４．０ｍ２　及
び約２８．０〜２（１５０ｆｔ２及び３００ｆｔ）であ
る。通常の入口（循環）号ヒング（図示していない）は
、供給ライ−％３つに、必要な入口圧力（Ｐ＋）及び液
体流速度（ｖｌ）を提供する。

水の一部分は矢印で示す方向にＰ：ａ菅（３１）の壁を
横断方向に透過する。これによって固体の少なくとも一
部分が、前記［７た動的膜（図示していない）として管
（３１）の内部表面上に沈積する。濾過管（３１透過し
た液体（すなわち軟化戸数）は、濾過管３１を囲む密閉
ジャケット（３２）中に収集され、収集された液体は、
ジャケラ）（３２）を通して延び生成物（Ｐ液）２イン
（３５）に接続するポート（３４）により、ジャケット
（３つから取シ出す。Ｐ３で示す、生成物ライＸ３５）
中の涙液排出圧力は、通常のクロスフロール過早では、
本質的には零である。

濾過管（３１）の壁を透過しないスラッジは、図示する
ように、Ｖ２で示す速度及びＰ２で示す圧力で、モジュ
ーバ３のからジャケラに３２）内の、ｊ９＝）（３６）
’ｅ経て、それに接続する排出ライン（３７）に排出さ
れる。排出ライン（３７）に位置する通常の背圧・ぐル
プ（３８）は、当業界で知られているとおり、濾過管（
３］）中に、正味の正圧を楕こす。

マイクロ濾過の最初の段階では、スラッノ内の大部分の
懸濁固体が動的膜として管壁上に沈積する。動的膜内の
相当する孔直径は数桁小さい。従って、２μよりはるか
に小さい粒子は、管壁によりて戸別される。動的膜の生
長は、管の長さ方向に流れる液体の循環速度に基づいて
、動的膜上に作用する剪断力によって制限される。この
剪断作用は浸蝕の形をとる。動的膜の沈積速度と浸蝕速
度とのつり合いによって、膜厚が平衡に保たれ、濾過す
べき供給水の流量が平衡（平坦）に保たれる。前記のつ
り合い条件は、水−スラッジ混合物中の懸濁固体の特性
に臨界的に依存する。懸濁固体は限定的には２種の型に
分類することができる。

すなわち、非凝集性のものと凝集性のものとである。凝
集性固体においては、粒子間の結合応力が比較的大きく
、粒子が一度接触するとそれらの結合全分断するには大
きな剪断力が必要となる。換言すれば、この型の固体は
比較的強い浸蝕作用を必要とする。一方、非凝集性固体
は相互に弱い結合性しかもたないので、浸蝕は一層容易
である。

しかしながら、非凝集性固体の場合であっても、濾過管
の内壁への結合が起こり、壁の隣接部分に薄く接着性の
層が形成され、これを取り除くには強いＶ蝕作用が必要
となる。

固体の挙動を支配する他のノｆラメータは、供給水中に
おける粒子寸法分布及び有効固体粒子直径である。水−
スラッジ混合物の特性例えばｐｉ（、粘度等は、懸濁固
体の挙動に一定の影響を示すこともある。化学添加剤は
廃水処理において通常使用されている。これを廃水に添
加すると懸濁固体の特性も変化し、従って流速も変化す
る。

フィルター管壁土の動的膜を非凝集性にすることが望ま
しいので、クロス７０−濾過の前に水−スラッジ混合物
の化学的前処理を行なうと、本発明の実施を有利に行な
うことができる。一般に、前記の前処理の目的は、毛羽
立った又はルーズな非凝集性フロックから成る混合物を
得ることにある。本発明で使用するのに適した代表的な
通常の前処理添加剤としては、例えば、限定するもので
はないが、通常の凝集剤（例えば水酸化カルシ、ラム、
みょうばん、硫酸カルシウム、水酸化第二鉄等）、高分
子電解質凝集剤、及び添加剤例えば米国特許第４，３１
３，８３０号明細書に記載のものが含オれる。

第３Ａ図〜第３Ｄ図は、本発明の石灰軟化系（５ωの池
の態様の操作を説明する。具体的には、軟化、第１７ラ
ツシ／グ、洗浄及び第２７ラツシングの操作サイクルを
それぞれ示す。これらの図において、流体の流れる方向
は、流れライン内の小さな矢印で示す。

軟化サイクル（第３Ａ図）において、未処理水は供給ラ
イン（５２）及び水供給・ぐルグ（５３）を経由して反
応タンク（５１）に導びかれ、系Ｃ３０）内に入る。

反応タンク（５１）は、軟化反応（すなわちシーディン
グ）を促進するために炭酸カルシウムの反応性スラリー
を含んでいることが好ましい。未処理水の条件及び軟化
工程での必要性に従い、石灰スラリー及び化学添加剤（
例えば有機ポリマー）を、ライフ（５４）を経て反応タ
ンク（５１）に加える。例えば、ライン（５４）へ供給
する石灰スラリーポ／７６（図示していない）を調節し
て所望の系ｐｌ（を維持する目的で、生成物ライス６５
）内に自動−制御器（図示していない）を設けることが
好ましい。生成物ラインで測定したｐｉｆ値を未処理水
の組成に応じて約９゜５〜約１１．５の範囲に維持し、
有害なＦ通管の目詰まりを防ぎつつ、カルシウム及びマ
グネシウム硬質成分の満足できる沈澱を行なうことが好
ましい。

反応タンク（５１）の内容物を、通常の混合手段（図示
していない）によって連続的に完全に混合して沈澱固体
の沈積を防止する。前記タンクは充分な反応時間（好ま
しくは約４分間のオーダ）を確保する寸法に作る。

未処理水の供給に加えて、濾過工程ループから戻る炭酸
カルシウム及び他の固体を含むスラリーを、固体戻しラ
イン（５５）及び固体供給パルプ（５６）を経由して反
応タンク（５１）に入れる。こうして戻した固体は、望
ましい反応タンクスラリー濃度を維持するのに役立つ。

通常のメーキャ、ノ（供給）ポンプ（５７）ＶＣよって
、反応タンク（５１）内の混合し反応させた内容物を、
ライン（５９）を経てクロスフロー・マイクロ濾過系（
５８）に移す。系（５８）の入口圧力は好ましくは約３
５ｐｓｉである。反応タンク（５１）からのスラリーと
、通常の再循環アップ（６１）によって維持され、管状
（好ましくはハイドロペルム）クロスフロー・マイクロ
濾過モジュー／ｌ（６２）ｔ−通る、マイクロ濾過系再
循環ループ（６ω内の流れとを混合する。濾過は供給流
に対する直角方向に起こり、清澄な生成水はモジュール
（６乃のシェル側（図Ｍ　Ｌ、ていない）に集まり、こ
れをモジュールのシェル側に配置した２個のポーに６３
）、（（５４）から取り出す。

モジュー１ｖＣ６２）の濾過管壁（図示していない）を
横断方向に流れ、ポー）（６：（）　、（６４）から取
り出す生成水の流量は、図に示すようにポート（６３）
。

（６４）に接続する生成物（すなわち軟化水）ライン（
６５）中に設けた固定速変流制御器（図示していない）
によって、軟化サイクルの際に、一定に保つことが好ま
しい。流量を一定に維持する装置及び操作は以下に試細
に説明する（例えば、第５Ａ図、第５Ｂ図、及び第６図
参照）。

マイクロル過モノニー、妖６乃の排出端（６ωからスラ
リーとして排出する濾過処理後の廃スラツジの一部分は
、通常のブローダウン・ぐルブ（６のを通して断続的ブ
ローダウンにより、石灰軟化系（５ωから除去する。更
に、再循環ループ（６ω内に残るスラリーの一部分は固
体供給パルプ（５６）及び戻しライン（５５）を経由し
て反応タンＱ５ＤＩｃ定常的に戻し、前記したとおり、
タンク内での反応性スラリー（シーディング）を維持す
る。

軟化サイクルの際は、パルＡ３３）、（ｓθ及び（６７
）〜（７４）を第３Ａ図に示す位置にして、小さい矢印
で示した方向に流体が流れるようにする。

第３Ｂ図に示す第１フラツシングサイクルは、軟化サイ
クル（第３Ａ図）と洗浄サイクル（第３Ｃ図）との間Ｖ
ｃｌｆ＜。これは、洗浄サイクルの際に必要な洗浄溶液
の量を最小にする効果がある。

第１７ラツシングサイクルの際には、パルプ（５３）　
、　（５ｅ）　、（６７）〜（７４）を第３Ｂ図に示す
位置にして、矢印で示すように、未処理供給水が直接及
びマイクロ濾過系（５ａｌｔ−通って反応タンク（５］
）に流れるよう処する。第１７７ツシングサイクルにお
いて、再循環ポンプ（６１）が作動し、一方、メイクア
ップポンプ５７は未処理水を朕５８内ヘフラッシングす
る。最初に、再循環ルーへθΦ内のスラリーを、図に示
すとおり、戻しライン（５５）を経て反応タンク（５υ
へ戻す。しかしながら、再循環ルーＡ６ｏ）内に含まれ
る固体の塊りが反応タンク（５１）に戻った後で、固体
供給パル：４５６）を閉じ、パルプ（６７）を開けて、
洗浄サイクルを開始する前に、ブラッシング水の残りを
排出する。

第３Ｃ図に示す洗浄サイクルの際には、パルプ（５３）
ｔ（５６）＝及び（６７）〜（７４）を図に示すように
位置させ、小さな矢印で方向を示すとおり、洗浄溶液を
、洗浄溶液タンク（７５）からマイクロ濾過モジ、　−
／ｌ＜６２）を経てタンク（７５）へ戻すように流す。

洗浄サイクルにおいて、メーキャップポンプ（５７）は
、図に示すとおり、溶液タンク（７５）から吸引を行な
う。洗浄サイクルは、代表的には約５〜１０分間の範囲
の時間継続し、洗浄サイクル間の間隔は好ましくは約１
２時間又はそれ以上である◎洗浄サイクルの後に第２の
未処理水フラッシングサイクルを行ない、モジュール（
６２）及び再循環ループ（６ωから洗浄溶液を除去する
◎第３Ｂ図に示す第２７ラツシングサイクルでは、パル
７’Ｃ５３）。

（５６）及び（６η〜（７４）を図で示す位置にし、小
さな矢印で方向を示すように、未処理水をモジュール（
６２）から排出バルーＡ７ａ）へ流すようにする必要が
ある。第２７ラツシングサイクルの完了後、バルブの必
要な位置変更を自動的に行ない、第３Ａ図に示した石灰
軟化サイクルを前記したように、すぐに再開する。

前記の７ラツシング、洗浄及び軟化（濾過）サイクルは
自動制御することが好ましく、そして、生成水ライン（
６５）内に配置した圧力スイッチにより又は予めプログ
ラム化したタイマー（図示していない）によりトリガー
させることができる。

本発明の石灰軟化系は、反応タンクに設けたフロート制
御器（図示していない）及び比例・平イロット制御器（
図示していない）を備えた、遠隔配置の流入液制御バル
ブ（図示していない）を備えていることが好ましい。前
記の各装置は、すべて通常のものであり、反応タンク（
５１）内の定常水準を維持し、系操作の結果としての要
求に答えるものである。

前記したとおり、通常のクロス７０−濾過装置は、平衡
（平坦）流量が得られるまで、濾過操作において、流量
の低下をこうむる。代表的には、前記の通常の装置は、
第４図に示すものと同様の流量一時間曲線を示す。第４
図に示すように、前記の曲線は２種の別異の相から成っ
ている。すなわち、（１）高いが急速に低下する波及を
特徴とする開始直後（０時間）の非平衡相および（２ン
時間紅過と共に極めて緩漫に低下する、より少ない流量
を特徴とし、前記の非平衡相に続く平衡相である。

前記の非平衡相は通常、濾過の最初の数時間以上に及ぶ
。

前記の流量一時間曲線における非平衡相の際に観察され
る流量軸）は、供給速度（Ｖ）、差圧（ΔＰ）及び時間
（１）と比例し、以下の一般的な関係を有する。

Ｆ（Ｘ：Ｖ１′−ΔｐＪ　ｔ−ｅ 上舵のパラメータは第１図で定義した。

これに対し、前記流量一時間曲線の平衡相（すなわち平
坦な流量）の際に観察される流量は、本質的には供給速
度にのみ比例する。

非平衡相におけるクロスフロー濾過系の操作に関連する
細かな問題は種々存在するが、一つの明瞭な特徴は非平
衡流量（すなわち非平衡相における流量）が平衡流量（
すなわち平衡相における流量）より高い点である。従っ
て、非平衡状態でクロスフロー濾過系を操作することが
極めて望首しいのであるが、非平衡相に関連する極めて
急速な（はとんど指数関数的な）流量低下のため、現在
まで、全体として実施可能に至っていない。すなわち、
非平衡相に関連する高流量の存在期間が短かすぎるので
、実用的価値がないのである。

しかしながら、通常の平衡（平坦）流量以上の流１！ｉ
：を維持しながら、延長した時間、非平衡状態でクロス
フロー濾過系を操作することができる。

これは生成物（すなわちｒＦ液）ラインスロットリング
の比較的簡単な手段によって可能になる。〜具体的には
、沖過した生成物の流量をスロットリング（調節）して
普通の初期流量（すなわち、管洗浄直後で、スロットリ
ング操作の不在下における、新しい濾過操作の始めの流
量二以下「０時間」又は「洗浄」流量とも称する）以下
の一定の流量を維持した場合に、平衡（平坦）流量より
高い安定な流量を、比較的長期間例えば時間乃至日のオ
ーダの期間続く操作の間維持することができる。この操
作方法において、選ばれた一定流量を維持するのに必要
な場合に、操作全体の時間経過に伴ない、差圧（ΔＰ）
が増加する。

クロスフロー濾過系における生成物スロットリングの利
点としては以下のものを挙げることができる。（１）流
量を平衡（平坦）値よりも高く維持することができるこ
と。（２）内部管表面上に形成される動的膜に作用する
圧縮力が減少すること（前記の力は流量を低下し管マト
リクス詰まりを起こす原因となる）。（３）動的膜の沈
積（すなわち生長）速度が低下すること。（４）一定流
量を必要とする下流装置例えば逆浸透ユニットに対し、
一定流量を維持することができること。

第５Ａ図は、生成物ラインスロットリングを含むこと以
外は第２図に示したものと同様の濾過管モジュール０の
の簡易化した態様を部分断面図によって示す流れ図であ
る。このモジュールは、本発明の石灰軟化系に使用する
のに適している。理解を容易にするために、第２図で示
した装置と共通の装置は同じ数字で示す。本発明のこの
態様によれば、生成物ラインスμットリングは、流れ制
御器（例えばＧｒ　ｉ　ｓｗａ　ｌ　ｄ流れ制御器二図
示していない）を又は図に示すとおり生成物ライン３５
）中に圧力調＠Ｎ（４０）とパルプ（３９）とを縦に並
べて配置すると（！ｌ−により、そしてパルプ（３９）
ｔ一部分的に閉じることによシ、達成される。生成物ラ
インスロットリングは、濾過操作を通して差圧〔すなわ
ｐｌ＋ｐ２ ち、ΔＰ＝（）−Ｐｓすなわち推進（ドライビング）圧
力〕を連続的に増加させることによって、濾過操作の全
長に亘って一定流量を維持するために使用する。差圧の
増加は、生成物ライン（３５）に施こすスロットリング
圧力を減らす〔パルハ３９）及び圧力調整器００を使用
〕仁とＫよりてＰｓの値を減らして行なう。

仮説的な例を挙げれば、−通管入口圧力ｐｉが最初は３
０　ｐｓｉとすれば、通常のクロスフロー濾過装置の最
初の生成物ライン圧力Ｐ３は０ｐｓｌであり、最初の差
圧ΔＰ　（推進圧力）は約３０　ｐｓｉとなる。前記の
通常の装置において、差圧は長期間実質的に一定に保た
れ、濾過操作の末端の差圧が３０　ｐｓｉのオーダのも
のとして維持される。前記のとおり、通常の濾過操作の
過程においては、平坦な流量に達する寸では、流量が急
速に低下する。

前記の通常の装置とは異なり、本発明は圧力調整器（４
０）及びパルプ（３９）ｉ使って生成物ライン圧力Ｐ３
をスロットリングすることにより、流量増加を提供する
。前記の仮説的な例を参照すると、濾過操作の開始時に
おけるフィルター管入口圧力Ｐ１が３０　ｐａｌであれ
ば、本発明における初期生成物ライン圧力Ｐ３はスロッ
トリングされ、開始時の所望の一定流量を提供するのに
必要な初期差圧を提供する。例えば、Ｐｓを最初に２０
　ｐｓｌにスロットリングすることができ、こうして初
期差圧５ｐｓ１′ｆ！：得る。流量は、問題とする特定
の濾過の用途によって提供される実用上の経済的要因に
基づいて選択する。しかしながら、すべての場合に、そ
の流量は、生成物スロットリングを使用しなか場合に到
達する平坦流量よりも高（なる。従って、木発ＢＦＪに
おいては初期流量が生成物ラインスロットリングのため
に低いという事実にもかかわらず、操作全体において、
時間−平均流量は通常の系のものより高くなる。

濾過操作の進行に伴って、生成物ライン（スロットリン
グ）圧力Ｐ３は連続的に減少し１、従って、流ｆを所望
の一定値に維持するため（差圧（ΔＰ）を増加する。結
局、操作の継続に伴ない、推進圧ΔＰは入口圧力Ｐｌと
出口圧力ｐ、との平均値に増加し、Ｐｓは濾過操作の終
点で零に減少する。

この点では本発明の系は通常の系と似ており、平衡（平
坦）流量への流量低下が起こる。従って、初期入ロ圧力
Ｐ１％初期生成物ライン圧力Ｐ３（すなわち最初に施こ
すスロットリング圧力）及び一定の流量の値の選択は、
例えば、濾過操作の所望の長さくすなわち、濾過装置を
機械的に操作して洗浄のために操作を停止するまでの時
間数）、濾過操作の際に一過すべき液体の体積、並びに
入口圧力及びスロットリング圧力を発生するために必要
な装置のコストの実用上の要因によって左右される。

本発明によって構成した管状マイクロ濾過系にとって、
好ましくは、初期入口圧力Ｐ！の値は約２５〜約４０　
ｐｓｉの範囲内にあり、初期生成物ライン（スロットリ
ング）圧力Ｐａは約２０〜約３５ｐｓｌの範囲内にあり
、ΔＰ　（差圧）の下限は約２〜約６　ｐｓｉ特に好ま
しくは約５　ｐａｌのオーダの範囲内にあり、ΔＰの上
限は約４０　ｐｓｉである。

第５Ｂ図は、前記第３Ａ図〜第３Ｄ図に示したマイクロ
濾過系（５８）に使用するのに適した生成物ラインス晶
−ットリングを含むクロスフロー・マイクロ濾過モジュ
ールの他の態様を示す部分流れ図である。理解の便宜の
ために、第３Ａ図〜第３Ｄ図又は第５Ａ図で示した部材
に相当するｉｓＢ図の部材は、同じ番号で示した。生成
物ラインスロットＶングは、ＭｓＡ図及びそれに関連す
る仮説的例で充分に説明したとおシ、生成物ライメロ５
）中に流れ制御賦４０）及び・ぐルゾ（３９）’ｉ−縦
に並べて配置すること並びにパルｆ（３９）を部分的に
閉じて濾過操作の際に一定の流量を維持することによっ
て行なう。

本発明によれば、前記したとおり、生成物ラインスロッ
トリングは、他の流量増加技術すなわち濾過操作の開始
時におけるフィルター媒質の横断方向への液体流の遅い
始動と組合せて実施することが好ましい。

具体的には、本発明方法は、液体から戸別される粒子材
料によるフィルター管マトリクスへの有害な侵入を実質
的に防ぐのに充分な延長された期間をかけて、軟化Ｆ液
の流量を本質的な（）（開始時）から所望の操作流量へ
徐々に増加させることによりて濾過操作を開始する工程
を更に含んでいることが好ましい。詳細は以下に説明す
るが、前記の延長された期間とは好ましくは約１５秒〜
約６０秒、更に好ましくは約３０秒〜約４５秒の範囲内
にある。咄記のようにフィルター媒質を通る液体流の始
動を遅くすることにより、生成物ラインスロットリング
を伴う場合及び単独で行なう場合のいずれにおいても、
濾過操作が一層長くなる（差圧ΔＰが低くなる）。

前記の遅い始動は、生成物ラインスロ、トリングパルブ
（３９）［第５Ａ図及びｍｓＢ図〕を完全に閉じて濾過
操作を開始し、続いて前記の時間をかけてゆっくりと徐
々に（好ましくは一定速度で）パルプ（３９）ｔ−開け
ていくことによって行なうのが好ましい。

本発明によれば、前記の生成物ラインスロットリング及
び（又は）遅い始動は、更に他の流量増加技術すなわち
洗浄時における生成物ポートの閉鎖と組合せて実施する
ことが好ましい。

具体的には、本発明方法は、濾過操作を開始する前にフ
ィルター媒質の表面全体に横方向から洗浄溶液を流すこ
とによってフィルター媒質の表面を洗浄し、それと同時
に、好ましくはジャケット（３２）［第５Ａ図〕からの
流れ全部を封鎖することにより、例えば生成物ポート（
３４め閉鎖〔例えば通常の）々ルグ（図示していない）
を使用する〕又は生成物ライイ３５）のバルブ（３９）
の完全閉鎖により、フィルター媒質を横切る差圧Δｐｆ
ｔ一時的に消去する工程を更に含んでいることが好まし
い。

例えば、前記洗浄溶液は塩酸を含んでいることが収集ジ
ャケット（３つの生成物ポート（３４）〔第５Ａ図〕を
開いたｔま、酸含有洗浄溶液でノ・イドロペルム微孔性
フィルター管を洗浄すると、流速が、最初は極めて高い
ものの、時間経過とともに受け入れることのできｋい低
い水準へ急速（はとんど指数関数的）に低下する。酸洗
浄の際に、生成物ポー）（３４）を閉鎖することによっ
て、非常に低い差圧を受けることができ、こうして増加
した流速が得られる。この技術は、単独で実施すること
も、あるいＬ前記のように生成物ラインスロットリング
及び（又は）遅い始動と組合せて実施することもできる
。

前記のすべての流量増加技術は、それ単独にせよ又は組
合せで使用するにせよ、通常の型のフィルター媒質の物
理的洗浄とともに実施することが好ましい。例えば、生
成物ラインスロットリング、遅い始動及び（又は）生成
物／−）閉鎖と公知の物理的洗浄技術例えば定期的逆７
ラツシング又は再循環（循環）速度の定期的増加と組合
せて実施することが好ましい。

具体的には、本発明方法は、差圧の方向を逆転すること
によりて、液体（好ましくは濾過によるν液を含むもの
）をｐ過モジュール（６２）Ｃ第５Ｂ図〕の横断方向に
定期的に逆フラッシングする工程を更に含むことが好ま
しい。

第５Ｂ図は、生成水をモジューヘ６２）を通して定期的
に逆フラッシングするだめの手段（４１）を含む、本発
明の濾過管モジュールの一態様を示すものである。第５
Ｂ図に示すとおり、逆フラッシング手段（４υはモジュ
ールの生成物ライン（６５）と接続している。第５Ｂ図
の濾過モジューハ６２）は、構造の点及び操作の点のど
ちらの点においても、第３Ａ図〜第３Ｄ図のモジー−／
Ｌ（６２）と一般に対応するものである。

逆フラッシングは、例えば、ソレノイドバルブ（３９）
を閉じるとともにソレノイドバルブ（４２）を開け、こ
うしてアキュムレーター（４３）によシ生成水（前もっ
てその中に収集されていたもの）を生成物ライフＣａ　
５）を通して、通常の生成物の流れ方向とは逆の方向へ
供給することによって行なう。従って、生成水は濾過モ
ジュール（６２）中へ逆流し、濾過管壁を横断方向に通
って管内へ逆フラッシングする。系内における他のバル
ブは、閉鎖しである未処理水供給パルプ（５３）（第３
Ａ図〕を除き、作動しない。再循環の流れは濾過モジュ
ー／Ｌ（６２）及び再循環ルーノ（６ωを通って続くが
、逆フラッシングサイクルの際には圧力が僅かに高くな
る。

逆フラッシングの際には、生成水は製造されず、未処理
水は反応タンク（５１）〔第３Ａ図〕中に入らない。反
応タンクの水準は、フロート又は他の通常の水準制御型
パルｆＣ５３）によって制御する。

アキュムレータ（４３）への供給は、収容タンＡ４＝ｉ
）から水圧ポンプ（４５）を介して行なわれる。収容タ
ンク（４４）への供給は、軟化サイクルの際に、生成水
の一部分をライス４６）を通して引くことにより、生成
物ライン（６５）から行なわれる。第５Ｂ図に示すよう
に、オーバーフローライ区４７）を収容タンク（４４）
の外に設けることが好ましい。

各逆フラッシングの持続期間は好ましくは約２秒間であ
り、逆フラッシング間の間隔は約１分間〜約２分間の範
囲又はできるだけ長いことが好ましい。逆フラッシング
の圧力〔アキュムレーター（４３）の空気室において〕
は好ましくは約５０〜７０ｐｌＩＩのオーダであり、逆
フラッシング流は、１分間当か及び活性フィルター管表
面積当りの容積で約２０．４１／ｍ２（１分間当り）〔
約０．５　ｇｐｍ／ｆ　ｔ　２］のオーダである。

逆ブラッシングに代わるものとして、特にマイクロ濾過
の関連で、本発明方法は、フィルター媒質表面に沿って
横方向に流れ石液体（・°）再循環速度を定期的に増加
する工程を含むことが好ましい。

ただし、前記の各定期的増加の持続期間は約５〜約６０
秒間の範囲であり、各定期的な速度増加間の間隔は約２
０分間を越えないものとする。再循環速度は、例えば米
国特許出願第３１９，０６６号明細壱に記載されている
技術を使い、約３ｍ／秒（１０ｆｔ／秒）〜約６ｍ／秒
（２０ｆｔ／秒）の範囲内の値に増加することが好まし
い。

クロスフロー濾過試験は、第６図に示すとおり、各々ハ
イドロベルム管面積約０．２６ｍ２（２，７８ｆｔ２）
をもち、長さ１．２ｍ（４ｆｔ）の同一の２個の１９イ
ロツトマイクロ濾過管モジユール（１２５）を直列に配
列［７て含む）ぐイロット用ユニット（１２１）によっ
て行なった。小型のプラスチック製収容タンクα２６）
からの水を通常のメーキャ、ゾｆンＱｌ　２７）によっ
て約２５ｐｍ１ｇで系内ヘポンプ輸送した。メーキャッ
プ流（１２段を、第２のモジュール（１２５）からの再
循環流０２９）と混合し、続いて通常の固体分級器７分
別器（１３ωに入れた。組合せた流れ（１３１）中に含
まれる懸濁固体は、遠心力によって部分的に除去し、定
期的に分別器の底から・ぐルプ（１３２）を経てブロー
ダウンした。分別器の頂上からライン０３３）を経て排
出する水は、第６図中の矢印に示すように、通常の遠心
再循環ポン六１３金によりて平均入口圧力２　Ｂ　ｐｇ
ｌｇに更に加圧され、続いて先行モジュー区１２つへ入
れた。ノ・イドロペルム管壁（図示していない）を通し
て濾過が行なわれ、ｐ液は各モジューベ１２段のシェル
側に収集され、モジュールから排出、ｊ？　−ト（１３
５）を経て、これに流動可能に接続する生成物ライン（
１３０ヘ出た。排出速度は約１．５ｍ／秒（５ｒｔ／秒
）であったＣ 試験はすべて、人為的な不純物、すなわち、収容タンク
（１２０中の水道水（］、　２２）へ、市販等級硫酸第
二鉄を平均５０１ｎ９／Ｌ加えたものシζよって行々っ
た。硫酸第二鉄はすぐに加水分解されて水酸化第二鉄の
懸濁液を形成し、これが実験用のＰ遇することのできる
材料の役割をになった。前記の流過することのできる側
斜は、金属めっき廃液と類似するので選んだものである
。

逆フラッシングは、前記した方法で、バルブ（１３７）
及び（１３２）を２秒間開き、生成物ラインバルブ（１
３８）を同時間閉じ、逆７ラツシング液体として生成水
を使い、推進圧力を４５　ｐｓｌｇとして１分間に１回
の割合で行なった。

生成物ラインスロットリングは、前記した方法で、バル
ブ（１３９）の部分閉鎖及び圧力調整器（１４０）の操
作によって行なった。

洗浄は、各実験の後（すなわち各濾過操作の終り）に、
塩酸を含む１チ酸溶液を、洗浄タンク（１４１）からモ
ジュール（１２５）を通して再循環することによシ、実
施した。

第８図は試験〔化学物質として硫酸第二鉄を使用し、排
出速度は約１．５　ｍ　７秒（５ｆｐｓ）であった〕の
結果を示すグラフである。

第８図から明らかなように、流量増加処理を行なわない
場合には、濾過操作の非平衡部分は、活性フィルター媒
質表面積に対して１日当シの容積で、約７９，３５１１
／日／　ｍ２［１９４２ガロン７日／　ｆ　ｔ２（＋ｒ
ｐｄ／ｆ　ｔ２）　’］　で始まり、２．５時間後に終
了し、流量約２０４３１／日／　ｍ２（：　５０　ｇｐ
ｄ／ｆｔ２〕で安定化し九〇 逆フラッシングのみを行なった場合には、平衡流量的５
２，９１４１１日／　ｍ２（１２９５ｇｐｄ／ｆ　ｔ２
　）が観測された。生成物ラインスロットリングと組合
せた逆７ラツシングを使用した場合には、流量的５６，
０６０Ａ！／日／ｍ２（１３７２ｇｐｄ／ｆ　ｔ２）が
得られ、これは６．２％の増加である。〔スロットリン
グした値が時間経過と共に次第に小さくなる理由は、流
れ制御器（４Ｑｌに対して適当な操作を行なうのに充分
な生成水圧力が存在しないからであると考えられる。す
なわち、圧力調整器は１０ｐｓｌの下流を必要とするが
、はとんどの濾過操作において、前記の系は１０　ｐｓ
１未満の生成物ライン圧力しか与えなかった。〕種々の
逆フラッシング頻度及び持続時間を使うことによって種
々の絶対値の流量が得られることに注量されたい。

生成物ラインスロットリングによって流量増加が達成さ
れたことは、完全に予想外のことであシ、しかも従来技
術の教示とも反するものである。事実、従来のクロス７
０−フィルターの製造業者は、生成物ラインスロットリ
ングが起きないことを保証する努力を払ってきた。当業
界において社、スロットリング社流量を減少させ、そし
て勿論これが操作の初期においてのみ起こることが議論
されてきた。当業界において認識されていなかったこと
は、濾過操作（フィルターサイクル）の全過程に亘って
、スロットリングによって時間平均流量が実際に増加す
るという点である。これが起こる理由は、一定流量を維
持するのに必要であるだけの差圧（推進圧力）を計量す
ることによって、濾過操作の非平衡部分をスロットリン
グが維持するからである。圧縮力が動的膜上に作用する
ので、゛固体の沈積速度は大幅に減少する。

第７図に示す単一管試験装置（１４４）を使って、数種
類の他の実験を行なった。

小型のプラスチック製再循環タンク（１４５）からの水
を、通常の供給ポンプ（１４６）によって約２０ｐｓｉ
ｇで、内径６閣及び長さ約０．９ｍ（３ｆｔ）の単一ハ
イドロペルム管（１４７）（これは炉液収集ジャケッ）
（１４８）内に収められてモ・ジュール（１４９）を形
成している〕へチンゾ輸送した。ろ液をモジュール（１
４９）のシェル側（１５０）に取シ出し、モジュールか
らジャケット（１４ｇＪ内の排出ｙｊ？−１（１５）を
経て、これに流動可能に接続した生成物ライン（１５の
へ排出した。残シの再循環流れ（１５３）を収容タンク
（１４５）へＩンデ輸送で戻した。試験の目的のために
、生成水（すなわちｐ液）も収容タンク０４５）へ戻し
閉鎖ループ系を形成した。

以下余白 特に断らない限り、試験は収容タンク（１４５）内の水
道水に市販等級硫酸第二鉄５０ダ々及びカチオン性有機
ポリマー０．２　ｍ９／ｌを加えたものを使って行なっ
た。硫酸第二鉄はすぐに加水分解して水酸化第二鉄の懸
濁液を形成し、これが実験用の濾過可能材料の役割を勤
めだ。前記の、ＩＰ　ＩＪママ−固体のレオロジー性を
改良するために添加した。

再循環速度の定期的な増加による物理的洗浄〔以下、ペ
ルーｑ　・パルス（Ｐｅｒｍａ　Ｐｕ１ｓｅ　）と称す
る〕は、通常のバルブ（１５４）を開いて再循環流（１
５３）を定期的に増加することによって評価した。

再循環速度は、濾過の際の約１．３２ｍ／秒（４，４ｆ
ｔ／秒）から、操作のベルブ・パルス状態の際の約３．
７５ｍ／秒（１２，５ｆｔ／秒）まで変化した。

これらの試験においては、再循環速度増加の頻度を２分
間とし、各パルスの持続期間を１５秒間とした。

遅い始動試験は、以下に述べるように、バルブ（１５５
）を遅くしかも一定速度で開き、続いて洗浄した。

洗浄の際における生成物ポートの閉鎖−開口の効果を、
洗浄サイクルの際にバルブ（１５５）［第７図〕を閉鎖
及び開口することによって調べた。

洗浄は、各濾過操作の開始前に（例えば各実験の後でＬ
濾過ループを通して酸含有洗浄溶液を再循環することに
よって行なった（洗浄液流量は、各実験の前に１モジュ
ールを通して脱イオン水を流すことによって確認した）
。

１組の実験の結果を第９図にプロットした。この実験は
、ベルブ／４’ルスを生成物ラインスロットリングに組
合せたものと生成物ラインスロットリングだけのものと
を比較したものである。生成物ラインスロットリングは
、流量を活性フィルター管面績に対して約４２９０３１
／日／ｍ２〔１０５０、！ｉ’ｐｄ／ｆｔ２）に制限し
て実施した。生成物ラインスロットリングのみの場合に
は、約３０分後に設定値以下への低下が始まりた。生成
物ラインスロットリングと組合せたベルブパルスは、ス
ロットリング単独のものよりも、わずかではあるが、よ
り有効であった。

第７図に示す試験装置を使用した他の実験結果を第１０
図にプロットした。これらの試験においては、ベルブパ
ルス」−遅い始動操作、及び遅い始動のみの操作を、流
量増加操作を全く行なわない操作と比較した。ベルブパ
ルス実験は、前記のとおり、遅い始動法で行ない、バル
ブ（１５５）を使って１分間かけて生成物ライン（１５
２）を一定速度で開口した。被ルマパルス頻度は２分間
であり、持続期間は１５秒間であった。各実験における
流量は、約９０分後に平衡値に低下することが観察され
た。イルマ／’Ｐルス＋遅始動実験の平衡流量は、流量
増加処理を行なわない実験で観察されるものよりも、約
３０％多かった。被ルマパルス平衡流量は、遅始動のみ
を含む実験の平衡値よりも約１７％多かった。

第１１図は、差圧（ＩＰ）一時間の関係をスロットした
ものであり、第７図に記載の試験装置を使用して実施し
た他の実験結果を示すものである。

これらの試験は、種々の時間をかけて、生成物ラインバ
ルブ（１５５）を徐々に開口することによる遅始動操作
について調べたものである。流量は、前記のとおり、生
成物ラインスロットリングによって一定に保った。第１
１図から明らかなとおり、低推進圧力（ＩＰ）に関する
遅始動の有益な効果は、始動期間的１５秒〜約４５秒の
範囲で得られ、４５秒間かけて徐々に生成物ラインバル
ブ（１５５）を一定速度で開口する場合が最も優れた結
果を示した。前記の試験は、硫酸アルミニウム５０　ｐ
ｐｍを含む海水を濾過可能材料として使い、前記の逆フ
ラッシングを６０秒の頻度及び２秒間の持続時間（逆フ
ラッシングポンプは図示していない）で行なって、実施
した。

前記のとおシ、本発明は、濾過管の酸洗浄の際に、生成
物ポー）（１５１）又は生成物ラインバルブ（１５５）
ｔ−閉鎖したｔまにすることから得られる驚ろくべき効
果を有効に利用したものである。洗浄の際に、生成物ポ
ー）（１５１開口した場合には、初期（０時間）差圧が
、生成物ポートを閉鎖して得られる始動ΔＰよシも、極
めて高ぐなる。洗浄の際に生成物ポートＱｓｔ）を開口
したままにした場合には、時間経過とともに、差圧も速
い速度で増加する。前記の流量増加操作を行なわない場
合には、制限差圧（ΔＰ）に僅か３〜４時間で達してし
まう（一定流量において）。これに対し、本発明の前記
の特別の流量増加操作によれば、代表的には１２時間又
はそれ以上に力る。

第１２図は、差圧（ΔＰ）一時間の関係をプロットした
グラフであり、第７図に記載の試験装置を使って行なっ
た他の実験の結果を示すものである。

この試験は、濾過操作後、生成物ラインバルブ（１５５
）を開けた一！ま酸洗浄を行なった場合と、濾過操作後
、生成物ラインパｆｉｖ［１５５）を閉じたまま酸洗浄
を行なった場合とを比較したものである。

推進圧力（ΔＰ）がより低くなる点で、酸洗浄の際に生
成物ポートを閉鎖した場合に有益な結果が得られること
が、第１２図から容易に理解されよう。

この試験の条件は、逆フラッシングを行なうことも含め
て、前記の第１１図に関して前記したものと本質的に同
じ条件であった。

クロスフローフィルターを最も有効に作用させるために
は、懸濁固体について一定の最小濃度の存在が必要であ
る。この最小濃度より低い場合には、管の個々の気孔が
個々の粒子によって閉塞されてしまう（濾過の閉塞）。

この結果、急速外流量低下が起こる。この最小濃度以上
では、粒子が自己支持性となり、管の気孔上にフィルタ
ーケーキを形成する。ケーキ濾過においては、管マ）　
ＩＪクスは閉塞されない。抵抗がケーキを通して最小と
なり、部分的に閉塞された管マトリクスを通して最大と
なるので、前記の濾過機構は望ましいものである。前記
の点が、本発明によって洗浄の際に生成物ポートを閉鎖
する理論的根拠となっている。洗浄溶液によって再循環
流れ中の固体の塊シが溶解され、ケーキ濾過の初期に必
要な固体濃度よりも低い固体温度とすることができる。

生成物ポートを開口し、管壁を通して酸を流すと、マト
リクスの目詰りの原因となり得る。

本発明者等が実施した実験の試験結果によれば、石灰軟
化反応時間は、反応容器内に炭酸カルシウムスラリーを
添加することによって大幅に減少させることかできるこ
とがわかった。本発明者等の試験においては、実験用ビ
ーカ内で石灰を井戸水に混合し、炭酸カルシウム水性ス
ラリーを種々の濃度で加えた。カルシウム硬度は、混合
及び通常の濾紙による濾過の後で測定した。

第１３図のグラフに示す実験（混合時間を４分間に統一
、温度１６℃）において、炭酸カルシウムスラリー濃度
は０重量％〜６重量％に変化した。

未処理水の合計硬度の測定値は２２０であった（カルシ
ウム１４２）。

第１４図のグラフに示す実験では、２種類の実験、すな
わち、炭酸カルシウムスラリーを加えない実験及び炭酸
カルシウムスラリー６重量％を加えた実験を行なった。

カルシウム硬度は、両試験において、種々の混合時間の
後で測定した。両実験に使った未処理水の合計硬度の測
定値は２２０であった（カルシウム１３４）。実験温度
は１６℃であった。

第１３図にプロットしたデータによれば、４分間の反応
時間の間に、スラリー濃度の増加効果は炭酸カルシウム
約１．８重量−の最大値に到達すること、すなわち、１
．８重量％よシ上のスラリー濃度においてはもはや反応
速度の増加が観察されないことがわかる。

第１４図にプロットしたデータは、石灰軟化反応速度に
与える、炭酸カルシウムスラリー添加の効果を示してい
る。第１４図から明らかなとおり、スラリーを加えない
場合には、３０分間混合した後でも軟化が完了しないの
に対し、炭酸カルシウムスラリー６重量％を加えた場合
には、約３分以内に軟化が完了した。

管状クロスフロー濾過モジュールを通る濾過流量は、例
えばフィルター管の長さを増やすことにより、モジュー
ル内の活性フィルター管表面積を増やすことによって、
増加させることができる。

しかしながら、摩擦損失を含め、前記のクロスフロール
過モジュールを横切る際に通常起こる圧力損失は、従来
のフィルター管の実用上の長さを制限する重要な要因を
構成している。従って、前記の損失を有効に取除き又は
克服して、非常に長くしたフィルター管を実用的に使用
できるようにし、これによってｐ過流量を増加すること
ができれば、非常に望ましいことである。

第１５図は、従来技術におけるクロスフロー涙通管モジ
ーールを一部断面図によって示す流れ図である。懸濁固
体〔及び（又は）乳濁油状体〕を含む、沖過すべき液体
を、矢印で示す方向にフィルター管モジーール（２１ω
内に流す。第１５図に示すように、モジュールー１のは
３本の微孔性フィルター管（２１１）［：例えば・・イ
ドロベルム管〕を含み、これらは密閉炉液収集ジャケッ
ト（２１２）内に収容されている。商業規模の管モジー
−ノＬｃ２１０）は、単独のジャケラ）（２１２）内に
、平行管束（図示していない）に配列した複数（数百）
のフィルター管（２１１）を含んでいるものが好ましい
。通常の入口（循環）ポンプ（図示していない）は、供
給ライン（２１３）内に必要な入口圧力（Ｐ＋　）及び
液体流速度（ｖｌ）を与える。

前記したとおり、液体の一部分はフィルター管（２１υ
の壁を横断方向に透過し、これＫより、固体／乳濁油状
体の少なくとも一部分が管０Ｊ１）の内部表面上に、動
的膜（図示していない）として沈積する。フィルター［
２１１）を透過した液体（すなわちろ液）は、フィルタ
ー管（２１１）を囲む密閉ジャケラ）（２１２）内に収
集され、この収集された液体はジャケット（２１２）か
ら、ジャケットを通して延びるポーに２１４）を経て、
これに連結する生成物（Ｐ液）ライ−Ａ、２１５）へ排
出する。生成物ライン（２１５）におけるＦ液排出圧力
（Ｐ５）は従来のクロスフロー濾過系では本質的にＯで
ある。

第１５図に示すとおり、フィルターＩＫ２１１）の壁を
透過しない液体の部分は、モジューノは２１０）からジ
ャケラに２１２）内のポート（図示していない）を経て
、これに連結する排出ライン（２１７）へ、第１５図に
示すように速度ｖ４及び排出圧力Ｐ４　で排出する。代
表的には、排出ライフＣ２１７）に通常の背圧バルブ（
図示していない）を設け、従来技術において知られてい
るように、フィルター管（２１１）内に正味の正圧をか
ける。

前記の流量増加技術は、フィルター媒質の通常の型の物
理的洗浄すなわち逆フラッシングと共に実施するのが好
ましい。

第１５図において、Ｐの値は図示した位置における圧力
を示し、■の値は図示した位置における流体速度を示し
、そしてＨｆは管モジュールを横切る摩擦欠損である。

更に第１５図において、従来のクロスフローフィルター
モジューＱ２１０）では、供給水は濾過モジュール（２
１０）にＡで入り、Ｐ液はＤで排出し、非濾過液はＥで
排出する。前記の従来のモジー−／に２１０）を横切る
際に通常受ける圧力損失は、（１）モジュール導入損失
Ｂ％（２）モジュールを横切る摩擦損失Ｈｆ及び（３）
モジュール排出損失Ｃを含む。

表Ｂは第１５図に示すモジュール（２１０）に対する平
均損失水頭の式（水のｆｔで示す）を記載した〜６°　
、。１２４．９□ 表　Ｂ 水頭損失の項目 項　目　−１ノ乞１４≦」【」勇２表−−−ｇ 注： １、ｆは濾過管の摩擦係数、Ｌは管長、Ｄは管径である
。

２、ｖは速度（ｆｔ／秒）である。

３、ｇは重力定数である。

４、Ｖはフィルターモジュールを横切る平均速度であり
、（ｘｌひ１）と等しい。

表Ｃは、水頭損失の計算値を、長さ約２．４ｍ（８ｆｔ
）のモジュール（２１０）と同様の濾過モジュールにつ
いてのモジ、−ル導入及び排出損失に関して示すもので
ある。更に、モジュールを横切る（ＡからＥへ）合計圧
力損失の測定値、並びに、その測定合計損失から導入及
び排出損失計算値を減算して計算したモジュールを横切
る摩擦損失を示すものである。前記モジュールは、各モ
ジュールがハイドロペルムフィルター管１２本をモチ、
流動可能に直列に接続した、約１．２ｍ（４ｆｔ）長の
モジュール２本から成る。モジュールの内径は約３．８
ｚ　（１，５ｉｎ　）、容管の内径は６　ｔｒｙｎ　、
そして２本のモジュールの活性管表面積の合計は約０．
５２ｍ２（５，６ｆｔ２）である。

以下余白 表　Ｃ ルを横切る際の水頭値の損失 項　目　−９１−−２引ヌｊザ已λ 導入損失　０．２６３ 摩擦損失　４．１１ 排出損失　０．３１３ 損失合計　４．６９ 操作パラメータ： １、速度 Ｖ１＝８．８６　ｆｐｓ　（約２．６６ｍ／秒）Ｖ３＝
６．８３　ｆｐｓ　（約２．０５ｍ／秒）２、　流社＝
８０４ガ四ン／日／１ｔ２（約３２８５２１／日／ｍ） 従来のクロスフロー濾過装置において観察される水頭損
失は、多くの理由から望ましいものではない。第１に、
流量はモジュールの平均推進圧力（ΔＰ）の関数である
ものとして示すことができる。

平均推進圧力は、第１５図に示す記号を使って表わせば
、以下のとおシである。

従りて、Ｐ３をＰ２よりも低い値に減らした場少し、流
量も比例して低下する。Ｂ地点で測定しだΔＰはＣ地点
で測定したΔＰよシも大きいので、Ｐ３がＰ２よシも小
さい場合には、モジュールを横切る流量の分布は均一で
はない。フィルター管の目詰りは流量に比例するので、
モジュール２１０の先端（供給端）Ｂでの目詰りが最も
高い割合で起こる。Ｐ３がＰ２より小さい場合の他の望
ましくない点は、逆フラッシング洗浄、技術の成果が少
ガくなることである。逆フラッシングは代表的には、差
圧方向を逆転することによシ、すなわち生成物ライン（
２１５）内の流れの方向を逆転することにより、ν液を
ろ淡側からフィルター管壁を通して横断方向に逆フラッ
シングすることによって行なう。Ｐ３がＰ２より小さい
場合には、大部分の逆フラッシュ流がフィルター管の低
圧端Ｃ）から流れてしまう。

従って、最も目詰９の激しいモジュールの高圧端（Ｂ）
は、洗浄がそれほど効果的に行なわれない。

従って、圧力損失は従来のクロスフロー涙過モジュール
の長さを制限する重要な要因であることが理解されよう
。例えば、表りは、平均速度約２．４ｍ／秒（８ｆｔ／
秒）で操作した場合の、種々の長さのクロスフローフィ
ルターモジュールの摩擦損失の計算値を示すものである
。

以下余白 表　Ｄ モジュール長さと摩擦損失 ４（約１．２　）　２．３２ ８（約２−４’）　４．６５ １２（約３．６　）　６．９７ １６（約４．８　）　９．３０ ２０（約６）　１１．６２ 注： １、濾過管の内径は約０．６　ｃｒｎ（０，２３６ｉｎ
）である。

２、　損失の計算に使った摩擦係数は０．０２７である
。

第１６図に示すとおシ、本発明の石灰軟化系は、濾過系
（２２１）において細長い多孔性フィルター管（図示し
ていない）を通る液体のクロスフロー濾過流量を増加す
る技術を更に含むことが好ましく、これは、フィルター
管壁を横切る差圧を設りることによってフィルター管壁
の横断方向に液体の一部分を流し、そして濾過の際にフ
ィルター管壁の横断方向のν過流量をフィルター管の全
長に治りて実質的に同じ値に維持する工程を含んで成る
ものである。代表的には、フィルター管の下流（出口）
端（Ｑから排出する液体の部分け、操作可能に接続する
再循環ポンプ（２３４）を備えた戻シ（再循環）ライン
（２３０）を経てフィルター管の供給端（Ｂ）へ再循環
されて戻る。フィルター管の全長に沿って済過流量を実
質的に同一の値に維持することは、フィルター管の下流
端（Ｃ）と再循環ポン７’（２３４）との間の地点（ト
）において、濾過すべき液体の不足分を戻りライン（２
３ω内へ、ポンプ（２２７）を使ってポンプ輸送するこ
とによって行なう。その結果、モジュール（２２５）の
供給端の直前の上流地点（４）とモジュールの下流端の
直後の地点の）との間で測定した圧力低下は、濾過の際
、０に接近する。第１６図に示すような密閉ループ系に
おいて、ライン（２２Ｂ）内の不足分液体の流量は、ｐ
通管壁を透過する涙液の流量と等しいものでなければな
らない。

前記のとおシ、圧力損失はモゾユー／Ｉ−（２２５）内
では隠されているが、再循Ｗボン７’（２３４）は、モ
ジュール導入損失、モジュール排出損失及びモジュール
を横切る摩擦損失を補う大きさにする必要がある。メイ
クアッｆ／ン：７’（２２７１は系の圧力を増加する働
きがある。

差圧の方向を逆転させてｐ淡側からフィルター管壁の横
断方向に液体を定期的に逆フラッシングし、これによっ
てフィルター管の物理的洗浄を行なう工程を、本発明で
使う濾過モジエールに含ませることが好ましい。代表的
には、逆フラッシング液体はＰ液を含み、各逆フラッシ
ングの持続時間は約２秒間であり、逆フラッシング間の
間隔は約１分〜約２分間の範囲内である。逆フラッシン
グ圧力は約５０ｐｓｌのオー〆であることが好ましい。

代表的には、モジュール（２２５）の中に複数の細長い
多孔性フィルター管（図示していない）が設けてあシ、
容管はろ液収集ジャケット（図示していない）中に納め
られている。前記の管とジャケットとによって濾過モジ
ュール（２２５）が形成される。

前記の特徴は、モジュールが通常経験する圧力損失を、
モジュール内において除去又は克服する（すなわち隠す
）効果がある。これは、例えば第１６図に示す、ポンプ
２個を備えたクロスフロー濾過系によって達成される。

供給水はＡ地点からモジュールに入り、Ｄ地点から排出
される。

追加的なポンプのエネルギーが、不足水を添加する地点
Ｅで供給される。この系は、パル７’（２３２）におい
て定期的な固体のブローダウンを行なうが、再循環の点
では密閉ループ糸である。本発明によれば、地点Ｅで充
分な圧力を与えるだけのことによって、地点りでの圧力
を地点Ａでの圧力と等しく（又は、より大きく）す名こ
とができる。この関係はモジュー！２２５）について、
以下のエネルギーバランスで示される（圧力の単位）。

この式で ＰＡ＝Ａ地点の圧力 ｖＡ＝　Ａ地点での速度 Ｐｎ　＝　Ｄ地点での圧力 ＶＤ＝Ｄ地点での速度 ＨＡＢ　”モジュール導入損失 ）ＩＢｃ−モジュールを横切る摩擦損失１１ｃｎ””モ
ジュール排出損失 Ｈｉｅ　＝　Ｅ地点でのエネルギー人力本発明において
、前記したとおシ、Ｐム＝ｐＤの場合には、 となる。

表Ｅに、第１６図に示しだような２個のポンプを備えた
装置を使って行なった実験から得られる圧力及び速度の
測定データを示す。

以下余白 クロスフロー濾過実験は、ハイドロにルム活性管面積約
０．４５　ｍ２（４，８ｆｔ２）をもち長さ約２ｍ（６
，７１ｆｔ）のクロスフロー濾過モジュール（２２５）
を１個含む／４’イロ、ト寸法のユニッ）（２２１）Ｋ
よって行なった。収容タンク（図示し、ていない）から
の水を、メーキャッ７″ポンプ（２２７）によって約３
７、５　ｐｓｔｇで系中にポンプ輸送した。メーキャッ
グ流、（２２ｓ）を地点Ｅで再循環流（２２９）と混合
し、通常の固体分級器／分離器（図示していない）に入
れた。組合された流量２３の中に含まれる懸濁固体は、
遠心力によって部分的に分離り２、分離器の底からパル
プ（２３２）を経て定期的にブローダウンした。分離器
の頂上から排出した水は、通常の遠心再循環ボン式２３
滲によって平均入口圧力３８　ｐ＠１ｇに加圧し、モジ
ュー、械２２５）に入わた。

濾過は、ハイドロペルム管壁（図示し７ていない）の横
断方向に行なわれた。ろ液をモジューＡ（２２５）のシ
ェル側に集め、生成物ライン（２３６）を経てモジュー
ルから取シ出す。地点Ｂでの導入速度は約３ｍ／秒（１
０ｆｔ７秒）であシ、地点Ｃでの排出速度は約２．１ｍ
／秒（７ｔｔ／秒）であった。

ずぺての試駆は人為的な不純物、すガわち収容タンク中
の水道水に石灰を加えたものについて行なった。石灰は
水中に硬質成分として沈澱し、て炭酸カルシウムの２重
量％懸濁液を形成し、これは実験用の濾過可能な材料と
して働いた。

逆フラッシングは、前記したとおシの方法により、１分
間に１回の割合て、生成物ライン（２３６）の流れ方向
を２秒間逆転させ、生成水を逆フラッシング液体として
使い、推進圧力６０　ｐｓｉｇで行なった６ 第１６区において、ＱｐはＦ液の流量（ガロ７７分）Ｘ
　Ｑｙｙ１７ｕはメーキャ、グ流の流量（ガロη扮）、
そしてＱｉｇｃは再循環水の流量ｃガロ７７分）である
。

前記の宍Ｅには、地点Ａ［すなわちモジュール（２２５
）の供給端の直前の上流地点］及び地点Ｄ〔すなわちモ
ジュール（２２５）の出口の直後の下流地点〕における
、液体の流速Ｃｔｔ／秒（ｎ１７秒）〕及び圧力Ｃｐｓ
ｌ　］の測定値を示した。

表Ｅから明らかなとおり、地点りで測定した圧力は地点
Ａで測定した圧力と実質的に等しい値であった。すなわ
ち、通常の導入損失、排出損失及びモジ、−ｄ２２５）
を横切る摩擦損失Ｕ、モジ、−ル内部で効果的に取除か
れ又は隠さｉまたのである。前記の損失がないので、モ
ジューノ＋（２２５）ソして具体的にはモジュール内の
濾過管は、最大の沖過流ｔを得るのに望まれる任意の長
さに構成することができる。

前記光Ｅには、比較のため、単独ポンプ（すなわち従来
型→系における圧力の計算値を示した。

表Ｅに示すとおり、同様の従来型単独ｄ！ンゾ系におい
ては、同様の長さのモジュールを横切る際に４．７ｐｓ
ｌの圧力低下が予想される（すなわち、地点Ａの計算値
と地点りでの計算値の差）。この従来型についての計算
値は以下の仮定に基づいて算出したものである。（１）
メーキャップポンプ（２２７）を系から取除く。（２）
排出ライ％２２９）には通常の背圧パルプ（図示してい
ない）があり、排出流を開口タンク（図示していない）
へ流す。（３）再循環ポンプ（２３４）は前記開口タン
クから直接供給する。

（４）多孔性濾過管内部の平均液体流速は約２．３　ｍ
／秒ｒ７．６ｆｔ／秒）である。

従って、本発明は、濾過モ・ジュール内の圧力損失を隠
し、これによって最大モジュール（管）の長さを制限す
る要因としての前記損失を取除き、そして濾過流量の増
加を可能にし、更にフィルター管の全長に沿って一定の
流量を提供することによシ逆フラッシング洗浄技術の有
効性を改善する、クロスフロー濾過技術を含むものであ
る・更に第１６図に関して説明すると、本発明による流
量増加は、再循環ボンニア’（２３４）及びメーキャッ
プＩンプ（２２７）の寸汝又は大きさ）が適切なもので
あること忙臨界的に依存している。大きさが適切なもの
でない場合には、系内の地点Ａと地点りとで圧力が等し
くなくなる。例えば、再循環ポンプ（２３４）が大き過
ぎる場合には、地点Ａでの圧力が地点りでの圧力よシ大
きくなる。一方、メーキャップポング（２２７）が大き
過ぎる場合には、地点りの圧力が地点Ａの圧力より大き
くなる。本発明を実施する際には、これらの状態を避け
ることが好ましい。

再循環ポンプ（２３００太きさは、濾過ループ内で発生
する全動的摩擦水頭において所望の再循環流量（ＱＲＦ
＋Ｌ）を提供するものであることが必要である。第１６
図に示すようなループにおいては、前記の摩擦損失には
以下のものが含まれる。（１）再循環ポンプの排出端と
濾過管モノニールの入口地点Ａとの間におけるすべての
パイプ輸送部分及び取付部分の損失。（２）モジュール
の導入、排出及び摩擦損失、並びに（３）濾過管モジュ
ールの排出地点りと再循環ポンプの入口地点との間にお
けるすべてのパイプ輸送部分及び取付部分の損失。

第１６図に示す系において、メーキャップＩング（２２
７）の大きさは、所望の濾過モジュール排出圧力（地点
Ｄ）及びメーキャップポンプ排出地点とｐ通管モジュー
ル排出点（Ｄ）の下流直後の地点Ｅとの間の全摩擦水頭
（例えばパイプ輸送及び取付部分の損失）によって〔地
点りと地点Ｅとにおいては圧力は等しいものと仮定する
〕、生成物（Ｐ液）流量（Ｑｐ”）と等しい流量をポン
プ輸送する大きさであることが必要である。すなわち、
メーキャップポンプの全動的水頭け、地点りでの所望の
圧力に、メーキャップポンプ排出点と地点Ｅとの間の摩
擦水頭損失を加えたものに等しい。

再循環ポンプ（２３４）及びメーキャップポンプ（２２
７）に使用すべき具体的なポンプの型としては、通常の
遠心ポンプ及び容情形ポンプを各々使用することができ
る。しかしながら、多用性があり、簡単でしかも有効で
ある点で、遠心ポンプの方が好ましい。

第１７図は、実験に使用した、本発明の石灰軟化器の他
の態様を示す流れ図である。この態様は、一般的には第
３Ａ図〜第３Ｄ図に示した態様と同様のものであり、こ
れについては前記で詳細に説明した。従って、第１７図
に示す装置において、第３Ａ図〜第３Ｄ図に示した装置
と同−又は実質的に同様の機能を有するものには同じ番
号を付し、その操作方法の説明はここでは繰返して行な
わない。第１７図に示す試験ユニットにおいて、円管状
のハイドロイルム・クロスフロー・マイクロ濾過モジュ
ールは、長さ約２．０ｍ　（６，７１ｆｔ　）、外径約
３．８ｚ（１，５Ｉｎ　）及び全有効フィルター管表面
積約０−４５ｍ２（４，８ｆｔ２）をもつものであった
。

逆フラッシングは１分毎に２秒間、断続的に行なった。

第１及び第２の水洗サイクル（酸洗浄の前及び後）では
、メーキャップポンフｏ（５７）と再循環ポンプ（６１
）との両方を使用し、第１の水洗用水は反応タンク５１
）中に戻し、第２の水洗用水は排水した。酸洗浄はメー
キャップポンプ（５７）だけを使用し、モジューＡ（６
２）ｔ−通る長さ方向の流れの方向を逆転させ、さらに
、酸洗浄溶液はタンク（７５）へ戻した。石灰スラリー
及び化学物１１４ｆ：反応タンク（５１）へ加えるため
に通常の化学物η供給ポンプ（図示していない）を設け
た。

表Ｆ及び表Ｇに、ｋｌ　′７図に示す実験ユニットを使
って行なった実験で測定した、未処理水及び軟化水の各
々の品質パラメーターを示した。各表から明らかなよう
に、優れた水軟化効果が達成された。表Ｇに示したＰｌ
（値は、溶出水から得られたものである。

本発明を前記の態様に関して説明したが、前記特許請求
の範囲及びその均等な範囲から逸脱することがなければ
、前記の態様に種々の変形及び変法を加えることができ
ることは当業者には明らかであろう。例えば、一定の用
途において、被処理水から粗粒子を除去する必要がある
場合には、反応タンクの前方の未処理水ライン中に、通
常の分級器を設けてもよい。従って、本発明は、前記特
許請求の範囲及びその均等な範囲を逸脱しないかぎり、
本発明の種々の変形及び変法を含むものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による石灰軟化系の一態様を説明する
流れ図である。 第２図は、供給水の流れ方向（循環）及びｐ液の流れ方
向（透過）を示すクロスフロー・マイクロ濾過管の断面
図である。 第３Ａ図〜第３Ｄ図は、本発明による石灰軟化系の他の
態様の操作の種々のサイクルを説明する流れ図である。 第４図は、従来のクロスフロー濾過装置における代表的
な流量一時間曲線を示すグラフである。 第５Ａ図は、本発明の石灰軟化系で使用するのに適する
、生成物ラインスロットリングを使う濾過管モジュール
の−ＩＩＩ様を説明する流れ図である。 第５Ｂ図は、生成物ラインスロットリング用手段及び逆
フラッシングによる洗浄用手段を含む、本発明の石灰軟
化系で使用する濾過管モジュールの好ましい態様を説明
する部分流れ図である。 第６図は、追加した工程の詳細を示す、本発明で使用す
るのに適する濾過管モジニールの他の態様を説明する流
れ図である。 第７図は、単一クロスフロー濾過管試験装置を示す流れ
図である。 第８図は、時間−流量曲線によって実験結果を示すグラ
フである。 第９図は、時間−流量曲線によって実験結果を示すグラ
フである・ 第１０図は、時間−流量曲線によって実験結果を示すグ
ラフである。 第１１図は、時間−差圧曲線によって実験結果を示すグ
ラフである。 第１２図は、時間−差圧曲線によって実験結果を示すグ
ラフである。 第１３図は、スラリー濃度−カルシウム硬度によって実
験結果を示すグラフである。 第１４図は、混合時間−カルシウム硬度によって実験結
果を示すグラフである。 第１５図は、従来技術におけるクロスフロール通管モジ
ーールを説明する流れ図である。 第１６図は、本発明の石灰軟化系で使用するのに適し九
濾通管モジ、−ルの他の好ましい態様を説明する流れ図
である。 第１７図は、実験を行なうのに使用した本発明の他の態
様を説明する流れ図である。 （１）、（５０）、（２２１）・・・クロスフロー軟化
器、（１０）　。 （５ｔ）　、（１２６）・・・反応器、（１２）　、（
３０）　、（６２）　、（１２５）。 （２２５）・・・マイクロ済過モジエール。 以下余白 図面の浄書（内容に変更なＬｌ Ｆ／に、　／。 Ｆ／に、　２゜ 時間 Ｆｌに、　５Ａ。 Ｆｌに、　５Ｂ。 Ｆ７Ｇ、９ 峙ＷＪ５（分ン ＦＩＧ　／／。 ｂ参間（を） ＦＩＧ、　／２゜ 時間　（存） ＦＩＧ、　／３゜ ズラリー河区度（１Ｆ量０１０） ＦＩＧ、　１４゜ 混合瞳部（冷） Ｆ／に、　１５゜ 手続補正書（方式） 昭和５９年９月シダ日 特許庁長官　志　賀　学　殿 １、事件の表示 昭和５９年　特許願　第１０６６８１　号２、発明の名
称 硬質成分含有流体の軟化方法及び軟化装置３、補正をす
る者 事件との関係　特許出願人 名称　ネプチューン　マイクロフロック。 インコーホレイティド ４、代理人 （外４　名） ５、補正命令の日付 昭和５９年８月２８日（−血日） ６　補正の対象 （１）　願書の「出願人の代衷者」の榴（２）委任状 （３）　図面 ２　補正の内容 （１）（２）　別紙の通り （３）　図面の浄書（内容に変更なしン８、添付書類の
目録 （１）訂正Ｍ書　１通 （２）委任状及び訳文　各１通 （３）浄書図面　１通

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．８）硬質成分含有流体と、充分な量の軟化剤及び予
   め沈澱させた硬質成分とを反応器内で混合し、反応器内
   で軟化反応を起こさせて、前記流体中に含まれる硬質成
   分の実質的な部分を沈澱させる工程、 ｂ）前記流体及び沈澱させた硬質成分の一部分を反応器
   からスラリーとして除去し、細長い濾過管少なくとも１
   個を含むクロス７０−・マイクロシ過モジュール少なく
   とも１個に前記スラリーを通して濾過し、これによって
   、前記モジュールからＰ液として排出する流体の部分か
   ら、実質的にすべての沈澱硬質成分を除去する工程、及
   びＣ）前記モジュールからスラリーとして排出する、炉
   別された沈澱硬質成分の少なくとも一部分を、前記の予
   め沈澱させた硬質成分として、前記反応器に戻す工程を
   含んでなる、硬質成分含有流体の軟化方法。 ２、前記流体が水である特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ３、前記軟化剤が石灰を含むものであシ、前記の沈澱硬
   質成分が炭酸カルシウムを含むものである特許請求の範
   囲第２項記載の方法。 ４、前記マイクロ濾過モジュールが複数の細長い濾過管
   を含む特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５、前記スラリーを、直列にノ４イノ連結した複数のク
   ロスフロー・マイクロル過モジュールに通して濾過する
   特許請求の範囲第１項又は第４項記載の方法。 ６、前記反応器内において、沈澱硬質成分及び予め沈澱
   させた硬質成分の濃度を、約１重量％〜約４重量％の範
   囲内で一定に保つ特許請求の範囲第１項記載の方法。 ７、前記反応器内において、沈澱硬質成分及び予め沈澱
   させた硬質成分の濃度を、約２重量％で一定に保つ特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ８、前記反応器内における流体の平均混合時間全豹４分
   間とする特許請求の範囲第１項記載の方法０ ９、前記の濾過工程において、マイクロ濾過モジュール
   を通る濾過流量を、活性濾過管表面積当りの、１日当り
   の体積で表わし、て約３６９〜５２８ノ／日／ｍ２〔約
   １０５０〜約１５００ガロン７日／ｆｔ２〕の範囲内の
   一足の値に保つ特許請求の範囲第１項記載の方法。 １０、前記のマイクロ濾過モジュールのスラリー排出端
   で測定した流体速度が約１．２ｍ１秒〔約４１１７秒〕
   である特許請求の範囲第１項記載の方法。 １１、前記反応器内の混合物中に有機ポリマーを加える
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 １２゜前記の濾過工程の間、前記マイクロ濾過モジュー
   ルから排出する、戸別された沈澱硬質成分の一部分を前
   記モジュールの供給端へ連続的に再循環させる特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 １３、濾過管壁を横切る差圧を設ける仁とによって濾過
   管壁の横断方向に前記流体を流し、そして更に、濾過管
   のろ淡側に種々のスロットリング圧力を施こすことによ
   って濾過操作の全期間に亘シヂ過管を通る濾過流量を予
   め選ばれた実質的に一定の値に維持しく但し、前記濾過
   流量は平衡流量よシも大きいものとする）、濾過操作期
   間内に前記スロットリング圧力を低下させて、前記の予
   め選ばれた流量を維持するために必要とされる前記差圧
   の瞬間値を制御し、これによって濾過操作期間において
   時間平均濾過流量を増加させる特許請求の範囲第１項記
   載の方法。 １４、濾過管壁を透過したｒ液を、前記管をとシ囲む密
   閉ジャケット中に集め、そして前記の種々のスロットリ
   ング圧力を前記ジャケットから排出する生成物ラインに
   施こす特許請求の範囲第１３項記載の方法。 １５、流体から戸別された沈澱硬質成分による前記濾過
   管壁マトリクス中への有害な侵入を実質的に防ぐのに充
   分な延長された期間をかけて、Ｐ液の流量を本質的な零
   から所望の操作流量へ徐々に増加させることによって濾
   過操作を開始する特許請求の範囲第１項又は第１３項に
   記載の方法。 １６、前記の延長された期間が約１５秒〜約４５秒の範
   囲内である特許請求の範囲第１５項記載の方法。 １７、前記濾過操作を開始する前に、−過管壁を横切る
   差圧の一時的消去を同時に行ないながら、濾過管表面全
   体に横方向から洗浄液を流すことによって濾過管表面を
   洗浄する特許請求の範囲第１３項記載の方法。 １８、前記濾過操作を開始する前に、前記ジャケットか
   らの全ての流れを閉塞することによって濾過管を横切る
   差圧の一時的消去を同時に行ないながら、濾過管表面全
   体に横方向から洗浄液を流すことによって濾過管の内９
   部表面を洗浄する特許請求の範囲第１４項記載の方法。 １９、前記濾過操作を開始する前に、濾過管を横切る差
   圧の一時的消去を同時に行ないながら、濾過管表面全体
   に横方向から洗浄液を流すことによって濾過管の内部表
   面を洗浄する特許請求の範囲第１５項記載の方法。 ２０、差圧の方向を逆転させることによりて濾過管壁の
   横断方向に液体を定期的に逆フラッシングし、これによ
   って濾過管を物理的に洗浄する特許請求の範囲第１３項
   記載の方法。 ２１、前記の逆フラッシンダ液体が前記ろ液を含んでお
   シ、各逆７ラツシングの持続期間が約２秒間であシ、そ
   して逆７ラツシング間の間隔が約１分間〜約２分間の範
   囲内である特許請求の範囲第２０項記載の方法。 ２２、前記濾過管の内部表面に沿って横方向に流れるス
   ラリーの循環速度を定期的に高め、これによって前記表
   面を物理的に洗浄する特許請求の範囲第１３項記載の方
   法。 ２３　前記の循環速度の各定期的増加の持続期間が約５
   秒〜約６０秒の範囲内であシ、各定期的増加の間の間隔
   が約２０分間を越えず、そして循環速度を約１０〜約２
   ０ｆｔ／秒（約３〜約６　ｍ、７秒）の範囲内の値に増
   加する特許請求の範囲第２２項記載の方法。 ２４、　濾過管壁を横切る差圧を設けることによって濾
   過管壁の横断方向に前記流体を流し、そして更に、濾過
   期間中、濾過管壁の横断方向の濾過流量を濾過管の全長
   に沿って実質的に同一の値に維持し、これによって濾過
   流量を増加させる特許請求の範囲第１項記載の方法。 ２５、濾過管の下流端から排出するスラリー部分を、操
   作できるように連結した再循環ポンプを備えた戻しライ
   ンを介して濾過管の供給端へ再循環し、濾過管の下流端
   と前記再循環ポンプ連結部との間の地点で前記戻しライ
   ン中へ被濾過スラリーをポンプ輸送することによって、
   濾過流量を濾過管の全長に沿って実質的に同一の値に維
   持し、これによって、前記供給端の直前の上流地点と前
   記下流端の直後の地点との間で測定した圧力低下が、濾
   過期間中はとんど零である特許請求の範囲第２４項記載
   の方法。 ２６、前記スラリーの流速として、濾過管壁を透過した
   Ｆ液の流速と同じものを選ぶ特許請求の範囲第２５項記
   載の方法。 ２７、差圧の方向を逆転させることによってＦ源側から
   濾過管壁の横断方向に液体を定期的に逆７う、シスグし
   、これＫよって、濾過管を物理的に洗浄する特許請求の
   範囲第２４項記載の方法。 ２８、　濾過管の下流直後の圧力及び濾過管の上流直前
   の圧力を等しい値に維持する特許請求の範囲第２４項記
   載の方法。 ２９、　Ｆ源側から濾過管壁の横断方向とＦ液の一部分
   を定期的に逆フラッシングし、その逆フラッシング流が
   、活性濾過管表面当９の１分間当シの体積で表わして、
   約２０．４Ａ’／分／ｍ２〔約０．５ガロン／分／ｆｔ
   ２〕である特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３０、　ａ）硬質成分含有流体と、充分な量の軟化剤及
   び予め沈澱させた硬質成分とを混合し、前記流体中に含
   まれる硬質成分の実質的な部分を沈澱させるための軟化
   反応をそれ自体の内部で起こさせる反応器手段、 ｂ）前記流体及び沈澱させた硬質成分の一部分を前記反
   応器手段からスラリーとして除去する手段、 Ｃ）前記スラリーをν遇して、クロスフロー・マイクロ
   濾過手段それ自体からＦ液として排出する流体部分から
   実質的にすべての沈澱硬質成分を除去するための細長い
   済過管少なくとも１個を含むクロスフロー・マイクロ濾
   過手段、及びｄ）前記マイクロ濾過手段から排出する、
   炉別された沈澱硬質成分の少なくとも一部分を、予め沈
   澱させた硬質成分として、前記反応器手段に戻す手段を
   含んで成る、硬質成分含有流体の軟化装置０ ３１、前記のマイクロ濾過手段が、直列に流動可能にノ
   臂イゾ連結した複数のクロスフロー・マイクロ濾過モジ
   ュールを含んだものである特許請求の範囲第３０項記載
   の装置。 ３２、前記のマイクロ濾過手段が複数の細長い濾過管を
   含んだものである特許請求の範囲第３０項記載の装置。 ３３、前記のマイクロ濾過手段が、前記の流体及び沈澱
   硬質成分の部分を、細長い濾過管少なくとも１個を通し
   てポンプ輸送するための供給Ｉンプを含んだものである
   特許請求の範囲第３０項記載の装置。 ３４、前記流体が水を含んで成シ、前記軟化剤が石灰を
   含み、そして沈澱硬質成分が炭酸カルシウムを含むもの
   である特許請求の範囲第３０項記載の装置。 ３５、前記の反応器手段が、反応器手段内での流体の平
   均混合時間が約４分間となるように構成されたものであ
   る特許請求の範囲第３０項記載の装置。 ３６、前記のマイクロ濾過手段を通る濾過流量を濾過操
   作を通じて一定値に維持する手段を、マイクロ濾過手段
   に流動可能に連結して成る特許請求の範囲第３０項記載
   の装置。 ３７、前記のマイクロ濾過手段から排出する炉別された
   沈澱硬質成分の一部分を、濾過期間中に前記のマイクロ
   濾過手段の供給端へ連続的に再循環するだめの手段を、
   前記マイクロ濾過手段に流動可能に連結して成る特許請
   求の範囲第３０項記載の方法。 ３８、濾過管壁の横断方向の濾過流量を、瀘過期間中、
   濾過管の全長に沿って実質的に同一の値に維持するため
   の手段を含んで成る特許請求の範囲第３０項記載の装置
   。 ３９、前記濾過管の出口及び供給端の間を流動可能に連
   結した再循環ライン、前記出口から排出するスラリーの
   一部分を前記供給端へ戻す再循環のために前記再循環ラ
   インに操作可能に連結した再循環ポンプを含んで成シ、
   濾過流速を濾過管の全長に沿って実質的に同一の値に維
   持するための前記手段が、被濾過スラリーを前記再循環
   ラインへポンプ輸送するために前記出口と前記再循環ポ
   ンプ連結部との間の地点で前記再循環ラインに操作可能
   に連結したメーキャップＩングを含み、これによって、
   前記供給端の直前の上流地点と前記出口の直後の地点と
   の間で測定した圧力低下が、濾過期間中はとんど零に維
   持される特許請求の範囲第３８項記載の装置。 ４０、前記の細長い濾過管を複数個備え、前記濾過管が
   炉液収集ジャケット内に入れられておシ、前記濾過管と
   前記ジャケットとが濾過モジュールを形成する特許請求
   の範囲第３０項記載の装置。 ４１、前記の濾過管壁の横断方向にろ液の一部分をろ源
   側から定期的に逆フラッシングするだめに前記涙液収集
   ジャケットに操作可能に連結した手段を含んで成シ、こ
   れによって前記濾過管を物理的に洗浄する特許請求の範
   囲第４０項記載の装置。 ４２、前記のクロス７０−・マイクロ濾過手段が、濾過
   管壁を横切る差圧を設けるための手段を含む、濾過管壁
   の横断方向にスラリーを流すための手段を含み、そして
   、濾過操作の期間中、濾過管壁を通る濾過流量を平衡流
   量よシも大きい予め選ばれた実質的に一定の値に維持す
   るだめの手段が、前記濾過管のろ源側に種々のスロット
   リング圧力を施こし、しかも、前記の濾過期間内に前記
   スロットリング圧力を低下させて、前記の予め選ばれた
   流量を維持するために必要とされる前記差圧の瞬間値を
   制御するだめの手段を含んでいる特許請求の範囲第３０
   項記載の装置。 ４３、前記のクロスフロー・マイクロ濾過手段が、濾過
   管壁を横切る差圧を設けるための手段を含む、濾過管壁
   の横断方向とスラリーを流すための手段を含み、そして
   、スラリーの体積が本質的に零の状態から濾過操作を開
   始し、スラリーから前記濾過管壁のマトリクス中にＦ別
   される沈澱硬質成分の侵入を実質的に防ぐのに充分な延
   長された期間をかけて、スラリーの体積を所望の操作体
   積へ一様に増加させることによシ、被濾過スラリーの体
   積を徐々に増加するための手段を含む特許請求の範囲第
   ３０項記載の装置。 ４４、前記のクロスフロー・マイクロ濾過手段が、濾過
   管壁を横切る差圧を設けるだめの手段を含む、濾過管壁
   の横断方向にスラリーを流すだめの手段、濾過操作を開
   始する前に濾過管の内部表面全体に横方向から洗浄溶液
   を流すための手段、及び前記濾過管の内部表面全体に前
   記洗浄溶液を流すと同時に前記濾過管壁を横切る差圧を
   一時的に消失させるだめの手段を含む特許請求の範囲第
   ３０項記載の装置。