JPS6111107A - 濾過膜のクリーニング法 - 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】 グ法に関する。

ｐ過は広く使用される工業プロセスであり、工業プロセ
スに、特に精密沖過及び限外１過に用いられる膜のよう
なフィルタの目詰まりが深刻な間粕となっている。かく
して、かかる目詰まりが膜流率を減じ、その結果、クリ
ーニング処理の必要性が沖過装置の複雑さを増大させ、
時間の損失を引き起し、また膜の寿命を短かくする。

従来、こうしたクリーニング処理は目詰まシ物質の化学
的な溶解によって、或いは逆洗によって行なわれていた
。代表的な９１１としては、醸造所及び蒸留酒製造所用
の精密ｐ過装置の腔は２時間乃至ダ時間毎にきれいにし
なければならず、実際のクリーニング処理作業には７時
間乃至一時間かかる０ 本発明は上に説明した方法よりも迅速で設備を内包する
必要のないフィルタのクリーニング法を提供する。この
方法はｐ過装置の作動中、そのままで行なわれ、また膜
が導電性である場合に適用することができる。かくして
、本発明は、一つの観点では、 （：）フィルタによって構成された第一！極と、対抗ｖ
ｔ極と、プロセス液からなる電解液とから成る電気化学
的セルをつくる工程と、 （ＩＩ）セルを作動して電解液を電気分解し、それＫよ
って前記電解液の気体状生成物をフィルタに発生させて
フィルタをクリーニングする工程とから成ることを％＋
徴とする、ｐ過による水性プロセス液の処理において、
フィルタの使用中に微孔導電フィルタをクリーニングす
る方法を提供する。

本発明の実施にあたっては、プロセス液をフィルタに連
続的に流し、必要に応じて、また必要なときにセルを周
期的に作動してフィルタのクリーニングを行なう。

気体状生成物を微細泡の形態でフィルタの表面に発生さ
せ、との碑細泡が表面から目詰まり物質を強制的に除去
し、それＫよってフィルタをクリーニングする。

第一電極がセルの陰極を構成し、第二１砕が陽極を構成
するのが好ましいけれども、成るフィルタ材料を使用す
るときには、鉛一雷析がＰ極を構成し、第二Ｔ給が陰析
をＳ成してもよい。

本発明はフィルタと対抗！．極とを電位差源に接続し、
電解質として沖遇すべき液体を用いるだけで、目詰まり
したフィルタを大変迅速に直接クリーニングすることが
できる。必要であれば、適当な塩又は塩類を加えること
によって液体の湧市性を大きくして電気分解を容易にす
ることができる。

所望ならば、対抗電極を、フィルタを有する濾過＠置の
導電部品で構成してもよい。フィルタの流率を維持し、
且つフィルタのクリーニング時間を減少させ、家はなく
シ、それによって設備の大きさを小さくすることができ
るｏｆかフィルタの寿命が伸びる。

本発りは、目詰まりが浚刻な問題でを）るよう力生物工
学産業の下流処理で特に有利である。また本発明は、目
詰まシがこれまで大規模な使用を妨げてきた工業プロセ
ス例えば、製紙工業でのパルプ廃棄物の分離にフィルタ
の使用を拡げることができる。

本発明を適用できるフィルタの例は、ステンレス鋼の金
網又は焼結ステンレス鋼等の金属製微孔膜、ドーグした
二階化チタン又は酸化ジルコニウム等の金属の酸化膜に
よって例示される微孔黒鉛膜及び導電性セラぽツク精密
沖過と限外沖過模である。

別の観点では、本発明は、 水性プロセス液の流入用入口と、濃縮されたプロセス液
の流出用出口とを有する第一フロー室と、第一フロー室
に隣接し且つ多孔導電フィルタによって第一フロー室か
ら分離され、且つ沖過したプロセス液の流出用出口を有
する第二フロー室と、＠声の使用中プロセス液と接触す
るように位置決めされている対抗電極と、 第一電極としてのフィルタと対抗電極とを電源に接続す
る手段とを有し、プロセス液が電解液を構成し、プロセ
ス液の電気分解によってフィルタをクリーニングするこ
とを％忙とするｐ過装置を提供する。

室は、導貢材料でつくられていれば、対抗電極を都合よ
く構成することができる。

今、本発明を実施する幾つかの方法を例として詳細に説
明する。

第１図を参照すると、沖過装置の框−フロー室５がモジ
ュールケーシング８内に構成され、この＄５は水性プロ
セス液の流入用人口６と濃縮さｔたプロセス液の流出用
量ロアとをもつ。また第二フロー害２がモジュールケー
シング８内に構成され、この室２は第−室５に隣接し月
つ漢屯性物質の平板形微孔ｐ過膜によって第一￥５から
分頗されている。飢二室２は１遇し次プロセス液の流出
用出口８を持つ。対抗１桶９がケーシング８の壁に隣接
して第−室５内に設置されている。膜１は、図示してな
い手段によって電源のマイナス極に接続することができ
、また対抗電極Ｏは図示してない方法手段によって電源
のシラス極に接続することができる。

第１図に示す装置の作動中、Ｐ逼すべきプロセス液を、
矢印ａで示すように入口６から第−室５の中へ連続的に
通し、それ故に膜１を通る。それによって、沖過された
ゾロセス液は第二室２通り、矢印すで示すように出口８
を経て装置から流出する。プロセス液の固形分は瞭１の
表面に保持されて目詰まり物質を構成するか、矢印Ｃで
示すように、腸１を通過しなかったプロセス液と一緒に
出ロアを経て坑−室５から出る。

目詰まり物質を膜１から除去したいときには、１１ｋ　
ｌと対抗’！ｆｆ棒９との間に電位差をかける。第−室
５内の液体を電気分解して膜１０表面に気泡を発生させ
、この気泡が膜１の表面から目詰まシ物質を押しやる。

それ故に、目詰まシ物質は矢印Ｃで示す方向に第−室５
から除去される。ｆｉｌｌから汚染物質が十分に取除か
れると、電位差の印加を中止する。

第、２図及び第３図を夫々参照すると、＠／図に示す装
置と類似の設計及び作動方法の直交流形ｐ過装置が示さ
れている０機能の同じ構成要素には第７図と同じ参照番
号が付してあシ、矢印には同じ参照１号が付しである。

第２図の構成要素と第１図の構成要素との相違点は次の
とうりである。

ｌＩｉ！１が管状であシ、 ケーシング８が管状であシ且つデス４をもち、第−室５
が環状であり、第二室２が円筒形である０ ポス４は、電源のプラス極に接続することができ、従っ
てケーシング８は対抗電極を構成し、即ち、必ずしも別
々の対抗電極を第２図の装置Ｈに設け々くてもよい。

第３図の構成要素と第１図の構成要素との相違点は次の
通りである。

ｆｉｌｌが管状であシ。

ケーシング８が管状であシ、 第−室５が円筒形であシ、第二室２が環状であシ、 対抗電極９がワイヤでできておシ、第−室５の中央に位
置法めされている。

例　　／ ｐｎ　／　、２、／　６ｆ／１１の水酸化第二鉄の水性
スラリー、２ｅを、有効細孔径ざμｍ１有効面１１７．
！−ｉのステンレス鋼メツシュ膜を持つ第１図に示す如
き直交流形沖過装置を用いて流れ再循環法で連続的に濾
過するスラリーを４ｐｓｌで装置に通した。

膜通過後に液体！；Ｏｍｌを集めるのＫかかった時間を
連続的に計測した。この時間は膜流率に逆比例し、これ
は膜の汚染が起こるのにつれて減少することがわかった
。次に、膜をきれいにするために膜（陰極としての）と
第二電極（陽極としての）との間に電位差（又はパルス
）を一定時間かけた。

すると、元の膜流率に戻ったスラリーの供給が終るまで
この工程を数回繰返えした。

その結果を第９図にグラフで要約してあり、第グ図にお
いて、水平軸線はｊ！；’Ｏｒｄの量が集められた液体
の総容積を表わし、垂直軸線は液体５θ−を集めるのに
かかった時間を表わしている。グラフのＡ点はかかる集
液の開始時間を指示し、点Ｂ１点Ｃ１点０１及び点Ｅは
電位をかけて膜をきれいにした後の、かかる集液の開始
時間を指示する。

点１１点０１点Ｒ１及び点Ｓは電位をかけた点を指示し
、これらの各点で電位をかける条件は、下記の表に要約
されている。

第７図のグラフかられかるように、点Ｐ、Ｑ。

Ｒ１及びＳで電位をかける毎に幸初の膜流率（点＾）を
実質的に回律した。

例　　コ Ｔ：０２　　を７％含有するρＩＩ　９．７．５−の水
性スラリーＳｌを、有効細孔径６μｍ乃至７μｍ、有効
直積７Ｓ５！のステンレス鋼メツシュ膜を持つ第１図に
示す如き直交流形？濾過装賀を用いて連続流れ再循環法
でｐ過した。スラリーを装置にＬ？１）Ｓｌ（０，λ／
　０９　Ｋｆｃｔ／ｌ　）で通した。

例／で貫己載した如く試験を行ったが、パルスは試験の
開始では左秒間／２ｖ、ｊ＾であシ、徐々に試験の終了
で３秒間、２４Ｖ、／２＾まで徐々に増した。このよう
なノ４ルスにより、実質的に一定の膜流率を維持しなが
らスラリーをＴｌＯ２７％から、２３％まで濃縮するこ
とができた。

その結果を第Ｓ図にグラフで要約してあシ、第３図の＃
線は第４図と同じである。比較のために、第Ｓ図は又、
膜のクリーニングを行なわなかったときの、液体左Ｏ−
を集液するのにかかった時間を「比較」として示してい
る。第Ｓ図を参照すると、ジグザグ曲線の各ピークはパ
ルスをかけたことを示し、各ピーク後に続く最少点はパ
ルスをかけた効果を表わす。従って、ノヤルスを周期的
にかけることによって膜流率は実質的に維持された。

第５図の比較曲線は、ノぐルスがないために膜流率が規
則正しく減少することを益す。液体を丁度２．３％Ｔｌ
Ｏ２まで濃縮したとき、流率は、ノやルスをかけること
によって維持された流率のほんの約５分の／まで減少し
た。

例　　３ ｐＨ７の燐酸緩衝液に＆　ｆ／ｇのＤ　ＣＬ　／＃ン酵
母を分散した水性分散液を、微孔黒鉛管に付着させたｚ
ｒ０２　の層から成る甲状膜をもつ第３図に示す如き直
交流形ＰＪ装賃を用いて連続的ＫＰ遇した。

分散液をｇｐｓｌで装置に通した。

聯の通過後液体２−を集めるのにかかった時間を連続的
に計測した。その結果を第６図に示し、第６図では水平
軸線は集められた液体の総容積を示し、乗置軸線は液体
２　ＩＩ！／を集めるのにかかった時間を表わしている
。第６図を参照すると、グラフのＡＦから点Ｇまで電位
をかけなかった。点Ｇ１点Ｈ１点：、点３１点に、及び
点りでは／グリ１１＾のノぐルスを１５秒間かけた。ま
たこれらの／ＩＰルスによって膜流率が著しく改善され
たことがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の平板形の直交流形ｐ過装置の略図であ
り、 第２図は本発明の環状直交流形を過装置の略断面図であ
シ、 第３図は本発明の直交流形ｐ過装置の別の態様の略図で
あシ、 第り図は水酸化第二鉄スラリの沖過に使用した腰をきれ
いにするのに本発明を使用して得られた実験データを示
すグラフであり、 第５図は二酸化チタンスラリの沖過に使用した膜をきれ
いにするのに本発明を使用して得られた実験データを示
すグラフであり、 第６図はパン酵母スラリのｐ過に使用した膜をきれいに
するのに本発明を使用して得られた実験データを示すグ
ラフである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ろ過による水性プロセス液の処理において、フィ
   ルタの使用中微孔導電フィルタをクリーニングする方法
   において、 （ｉ）フィルタによつて構成された第１電極と、対抗電
   極と、プロセス液によつて構成された電解液とから成る
   電気化学的セルをつくる工程と、 （ｉｉ）セルを作動して電解液を電気分解し、それによ
   つて前記電解液の気体状生成物をフィルタに発生させて
   フィルタをクリーニングする工程から成ることを特徴と
   する方法。
2. （２）プロセス液をフィルタに連続的に流し、セルを周
   期的に作動してフィルタのクリーニングを行う、特許請
   求の範囲第１項記載の方法。
3. （３）水性プロセス液の流入用入口と、濃縮されたプロ
   セス液の流出用出口とを有する第一フロー室と、第一フ
   ロー室に隣接し且つ多孔性導電フィルタによつて第一フ
   ロー室から分離され、更にろ過したプロセス液の流出用
   出口を有する第二フロー室とからなるろ過装置において
   、対抗電極が装置の使用中プロセス液と接触するように
   位置決めされており、第一電極としてのフィルタおよび
   対抗電極を電源に接続するための手段を設け、プロセス
   液が電解液を構成し、プロセス液の電気分解によつてフ
   ィルタをクリーニングすることを特徴とするろ過装置。