JPS62273012A - 逆洗用エゼクタを備えた膜分離装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〈産業上の利用分野〉 本発明は、濾過膜、特に精密濾過膜または超濾過膜を装
着した膜分離装置において、被処理液と接触する側の膜
面に付着した濁質を当該膜分離装置の透過液を用いて逆
洗して除去するための簡易な逆洗機構を備えた膜分離装
置に関するものである。

〈従来の技術〉 精密濾過膜、超濾過膜などの濾過膜を装着した膜分離装
置は、食品、医薬品工業における有価物の分離回収、各
種のバイオリアクターにおける固液分離や菌体の濃縮、
下廃水の処理、超純水製造など幅広い分野で使用されて
いる。

このような膜分離装置によって濁質を含有する被処理液
を透過処理すると、膜の被処理液と接触する側の面に被
処理液中に存在する濁質が付着したり、あるいは膜面で
の濃縮が進行することにより被処理液中の溶解成分が膜
面で析出して付着するなどして膜を汚染し、透過液量の
低下が起こる。

このような膜面付着物によって透過液量が低下した成分
１ＴｉＩＩ装置は、何らかの洗浄手段によって膜面付着
物を除去し、その性能を回復させることが必要となる。

従来、これら膜分離装置の洗浄方法としては各種の物理
的洗浄方法や薬品を使用する化学的洗浄方法など多くの
方法が提案されているが、膜面付着物を除去するに際し
、膜に対して透過処理する方向とは逆に、すなわち膜の
透過側から非透過側へと透過液または洗浄液を逆流させ
ることによって膜面付着物を除去するいわゆる逆洗洗浄
もよく用いられる洗浄方法の一つである。この方法は簡
単な操作で膜面付着物を除去出来るという利点を有し、
一般に低圧で透過処理を行う精密濾過膜装置、超濾過膜
装置などの洗浄に適用される。特に各種バイオリアクタ
ーにおける固液分離や菌体の濃縮、廃水処理などの場合
のように被処理液が高濃度の濁質を含むものである場合
には、被処理液に接触する側の膜面に付着する濁質の量
が多く、そのため透過液量の低下速度が著しく速いので
、膜面の洗浄を頻繁に行わないと処理が続行出来ない。

従ってこのような場合の膜分離装置の洗浄方法として、
上述したような逆洗方法は簡単な操作でかつ短時間内に
行え、膜面付着物を効率よく除去出来るので非常に有効
である。また、逆洗時に、洗浄液として膜分離装置の透
過液を用いて洗浄する方法は、洗浄後に洗浄液の置換あ
るいは水洗などの操作を行うことなく、直ちに通常の処
理に移行することが出来るという利点を有しているので
有価物の分離回収、あるいは菌体の分離または濃縮など
を行う場合に有効である。

従来、このような逆洗は、例えば第２図に示したように
、膜分離装置°１を含む処理系統内に被処理液を供給す
るための供給ポンプ４とは別に逆洗用ポンプＡを設けて
行っていた。すなわち、通常の透過処理を行う場合には
供給ポンプ４を駆動して滞留槽５内の被処理液を流入管
７を介して膜分離装置ｌに供給し、被処理液の一部を濾
過膜２に通過させて透過液となし、膜分離装置１の出口
から取り出し、その一部を透過液管１３及び弁１９を介
して透過液貯留槽６に貯留し、他部を処理系外に取り出
す。一方被処理液の他部は被処理液循環管１２を介して
滞留槽５に循環する。なお、滞留槽５には被処理液供給
管１１から被処理液を供給する。

このような透過処理を続行ｑて濾過膜２面に濁質が付着
して透過液量が低下した場合には、以下のようにして逆
洗を行う。すなわち供給ポンプ４を停止した後、あるい
は停止せず駆動したままで被処理液を被処理液循環管１
２に循環しながら、逆洗用ポンプＡを駆動するとともに
弁１９を閉じ、透過液貯留槽６内に貯留した透過液を逆
洗配管１４及び透過液管１３を介して膜分離装置ｌの透
過液出口側から供給して濾過膜２の逆洗を行い、洗浄排
液は被処理液循環管１２を介して滞留槽５に戻すように
する。

〈発明が解決しようとする問題点〉 以上のように、従来の逆洗方法においては、被処理液の
供給ポンプとは別に逆洗用ポンプを必ず設けているため
、設備費が増大するとともに設置スペースも大きくなる
という問題点がある。

更に、前述のように被処理液が高濃度の濁質を含むもの
である場合には、逆洗を頻繁に行いながら透過処理を続
行するため、逆洗ポンプの起動及び停止の頻度が非常に
多くなる。従って、ポンプの耐用年数が短くなり、かつ
、ポンプ起動時には通常運転時に比して電力消費量が大
きいため、運転コストも増大するという問題点がある。

本発明は、膜分離装置の従来の逆洗洗浄に係わる上述の
ような問題点を解決することを目的とするもので、従来
のように逆洗用ポンプを使用することなく、簡易な機構
で逆洗洗浄を行うことが出来る、逆洗機構を備えた膜分
離装置を提供するものである。

く問題点を解決するための手段〉 上述の目的を達成させるために、本発明は次のような構
成としている。

すなわち、濾過膜を装着した膜分離装置の入口側と供給
ポンプとを流入管で接続するとともに、当該膜分離装置
の出口側と透過液貯留槽とを透過液管で接続し、更に流
入管に遮断弁を付設し、当該遮断弁の上流側の流入管に
駆動木管の一端を、また当該遮断弁の下流側の流入管に
吸引管の一端をそれぞれ連通し、更に駆動水管の他端を
エゼクタの駆動水側に、吸引管の他端をエゼクタの吸引
側にそれぞれ連通した構成からなり、前記遮断弁を閉め
て供給ポンプを駆動することにより、エゼクタの吸引力
を用いて前記透過液貯留槽の透過液を膜分離装置に逆流
させて、膜面に付着した濁質を除去するようにした逆洗
用エゼクタを備えた膜分離装置である。

く作用〉 以下に、本発明を図面に従って説明する。

第１図は、本発明の逆洗用エゼクタを備えた膜。

分離装置の実施態様の一例を示すフローの説明図である
。

第１図において、本発明の膜分離装置は、濾過膜２を装
着した膜分離装置１の入口側と供給ポンプ４とを流入管
７で接続するとともに膜分離装置１の出口側と透過液貯
留槽６とを透過液管１３で接続している。また流入管７
には遮断弁１５を付設し、その上流側の流入管７に駆動
水管８の一端を、下流側の流入管に吸引管９の一端をそ
れぞれ連通しである。更に駆動水管８の他端を逆洗用エ
ゼクタ３の駆動水側に、吸引管９の他端を逆洗用エゼク
タ３の吸引側にそれぞれ連通する。なお１６〜１９はそ
れぞれ流路を切り換えるための弁を示す。

第１図に示したようなフローの処理装置によって、濁質
を含有する液体を処理する場合には以下のようにして行
う。

すなわち、通常の透過処理を行う場合には弁１６．１７
を閉じ、一方遮断弁１５及び弁１８．１９を開口すると
ともに被処理液の供給ポンプ４を駆動して滞留槽５内の
被処理液を流入管７を介して膜分離装置１の入口から供
給し、当該被処理液の一部を濾過膜２を介して膜分離装
置１の出口から清澄な透過液として取り出し、その一部
を透過液管１３Ｂを介して透過液貯留槽６に貯留すると
ともに、他部を処理系外に取り出す。一方、被処理液の
他部は被処理液循環管１２を介して滞留槽５に循環する
。なお滞留槽５には被処理液供給管１１から被処理液を
供給する。

このような透過処理を続行して、濾過膜２面に濁質が付
着して透過液量が低下した場合には、以下のようにして
膜分離装置１の逆洗を行う。

先ず、供給ポンプ４は駆動したままで遮断弁１５及び弁
１８．１９を閉じるとともに弁１６．１７を開口して被
処理液を駆動水管８に通流させるようにし、被処理液を
駆動水管８を介して逆洗用エゼクタ３に供給する。この
時生ずるエゼクタの吸引力によって、透過液貯留槽６内
の透過液を透過液管１３Ａ及び透過液管１３を介して成
分ｉｉｉ！装置ｌの出口側から入口側へと逆流させて、
濾過膜２面の被処理液と接触する側に付着した濁質を除
去するとともに、除去された濁質を含む洗浄排液を更に
供給管７及び吸引管９を介して逆洗用エゼクタ３内へ吸
引し、被処理液と当該洗浄排液の混合液は配管１０を介
して滞留槽５に導き逆洗を終了する。

逆洗終了後は再び弁１６．１７を閉じるとともに遮断弁
１５及び弁１８．１９を開口して前記のように透過処理
を行うが、以上の逆洗においては洗浄液として、膜分離
装置１の透過液を使用しているので、逆洗°後に洗浄液
の置換などを行うことなく直ちに透過処理に移行するこ
とが出来る。

また、以上のような流路の切り換えを行うための弁とし
ては、例えば自動弁などを使用し、開閉を瞬時に行うよ
うにするとよい。

このような透過処理及び逆洗を繰り返して滞留槽５内の
被処理液の濁質濃度が高くなり過ぎた場合には滞留槽５
内の被処理液の一部または全部を排出管（図示せず）か
ら処理系外へ取り出すようにする。

以上の説明では濁質を含有する液体を処理対象としたが
、濁質をほとんど含有しない液体を処理する場合であっ
ても、膜面での濃縮により液中溶解成分が析出して膜面
に付着するなど、いわゆる膜面付着物によって透過液量
が低下した場合にはすべて本発明を適用することが出来
る。

また、本発明の１模゛分離装置に用いる濾過膜としては
、平膜状、骨膜状、中空糸状などの形状の精密濾過膜、
または超濾過膜を用いることが出来る。

〈発明の効果〉 以上のように、本発明の膜分離装置は逆洗に際して当該
膜分離装置に被処理液を供給するためのポンプの圧力を
利用してエゼクタを駆動することにより逆洗を行うこと
が出来、従来必要としていた逆洗用ポンプを設ける必要
がないので、従来のものよりも極めて簡単で安価であり
、かつ設置スペースも少なくてよいという優れたもので
ある。

また、本発明は高濃度の濁質を含有する被処理液を処理
する場合のように、逆洗を頻繁に行わないと処理が続行
出来ないような場合に特に効果的である。すなわち、逆
洗用ポンプを使用する従来の装置においては、逆洗用ポ
ンプの起動及び停止の頻度が非常に多くなるので、ポン
プの耐用年数が短くなり、かつポンプ起動時には通常運
転時に比して電力消費量が大きいため、運転コストも増
大するが、本発明の膜分離装置ではこのような欠点がな
く、省エネルギー的である。

〈実施例〉 以下に、本発明の効果を明確にするために実施例を説明
する。

０．２μの孔径を有する管状膜（内径５．５鶴、長さ７
５ｃｍ）を３木製着した膜分離装置を用い、第１図に示
したようなフローに従って、濁質成分としてベントナイ
トを１０．０００■／７！含有するグリセリン水溶液（
合成液、グリセリン濃度７０％、粘度１１　Ｃ，ｐ、ａ
　ｔ　３５℃）を処理した。但し、第１図のフローとは
異なり、透過処理時には膜分離装置の濃縮液だけでなく
、透過液の大部分を被処理液の滞留槽に循環するように
して、滞留槽内の濁質濃度がほぼ一定となるようにし、
一部を透過液貯留槽に轟き、逆洗用水として貯留した。

透過処理は被処理液の管内流速２ｍ／ｓｅｃ、温度３５
℃、圧力１ｋｇ／ｃ＋＋ｆの運転条件で行った。透過処
理を１０分間行った後、被処理液の供給ポンプを停止す
ることな（被処理液を逆洗用エゼクタに供給するように
し、前述の透過処理中に貯留した透過液貯留槽内の透過
液を膜分離装置の透過液出口側から入口側に逆流させて
膜面に付着した濁質を除去するいわゆる逆洗を１分間行
った。この時のエゼクタの吸引力は真空度−７３０＋＋
ｎＨｇであった。逆洗終了後、再び透過処理に移行し、
同じく透過処理を１０分間行い、その後逆洗を１分間行
った。なお、以上の操作は、自動弁及びタイマーなどを
使用してすべて自動で行った。

このような透過処理工程及び逆洗工程を、交互に繰り返
し行ったところ、約７０時間後には、各透過処理工程（
１０分間）における平均透過液量が０．３４ｎ？／ｍ・
日で一定となり、その後約５０時間処理を続行したが平
均透過液量はほぼ一定であった。すなわち、この時には
、透過処理工程で膜面に付着する濁質の量と、逆洗工程
で膜面から除去される濁質の量がほぼ同じで、いわゆる
定常状態に達したものと思われる。なお、運転当初の透
過処理工程における平均透過液量は０．３７ｒｒｒ／ｄ
・日であったので、前記定常時の平均透過液量は運転当
初に比べると多少低下しているが、これは使用膜が新品
であったために起こる膜の初期の圧密化及び目詰まりが
主な原因である。

比較のため、同様の処理を逆洗用ポンプを使用して行っ
た。この時の逆洗は圧力１　ｋｇ　／　ｃｎｌで行い、
かつ逆洗中は被処理液の供給ポンプを停止して行った。

その結果、定常時の平均透過液量は前記本発明の場合と
同じ＜０．３４ｎ？／ｎ？・日であった。

以上のように、本発明の逆洗用エゼクタを備えた膜分離
装置は、膜面の逆洗に際して従来のように逆洗用ポンプ
を使用することなり、而易な機構で逆洗を行うことが出
来、かつ従来の逆洗用ポンプを使用して逆洗を行う場合
と同等の逆洗効果を有することがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の逆洗用エゼクタを備えた膜分離装置
の実施態様の一例を示すフローの説明図であり、第２図
は従来の処理装置のフローを示す説明図である。 ■・・・成分１装置　　　　　２・・・濾過膜３・・・
逆洗用エゼクタ　　　４・・・供給ポンプ５・・・滞留
槽　　　　　　　６・・・透過液貯留槽７・・・流入管
　　　　　　　８・・・駆動水管９・・・吸引管　　　
　　　１０・・・配管１１・・・被処理液供給管　　１
２・・・被処理液循環管１３・・・透過液管　　　　　
１４・・・逆洗配管１５・・・遮断弁 １６．１７．１８．１９・・・弁 Ａ・・・逆洗用ポンプ 第１図 ７２図 手続補正書（自発） 昭和６２年８月１４日 特許庁長官　　小　川　邦　夫　殿 １、事件の表示 昭和６１年特許願第１１４７６１号 住　所　　東京都文京区本郷５丁目５番１６号名　称　
　（４４０）　　オルガノ株式会社代表者　　　永　　
井　　邦　　夫 ４、代理人〒１１３ 置、　８１２−５１５１ ５、補正の対象 ゛　　明細書の特許請求の範囲および発明の詳細な説明
の欄明細書中の下記事項を訂正願います。 １、特許請求の範囲を別紙のとおり訂正する。 ２、第４真下から４行目および第８真下から６行目に「
膜分離装置ｌの出口」とあるのを「膜分離装置ｌの透過
液出口」と訂正する。 ３、第６真下から３行目に「当該膜分離装置の出口側と
」とあるのを「当該膜分離装置の透過液出口側と」と訂
正する。 ４、第７真下から４行目〜下から３行目に「膜分離装置
１の出口側と」とあるのを「膜分離装置１の透過液出口
側と」と訂正する。 ５、第７真下から３行目〜下から２行目に「透過液管１
３で接続している。」とあるのを「透過液管１３及び透
過液管１３Ｂで接続している。」と訂正する。 ６、第９頁１１行目〜１２行目に「膜分離装置１の出口
側から」とあるのを「膜分離装置１の透過液出口側から
」と訂正する。 以上 特許請求の範囲 濾過膜を装着した膜分離装置の人口側と供給ポンプとを
流入管で接続するとともに、当該膜分離装置の透過液出
口側と透過液貯留槽とを透過液管で接続し、更に流入管
に遮断弁を付設し、当該遮断弁の上流側の流入管に駆動
木管の一端を、また当該遮断弁の下流側の流入管に吸引
管の一端をそれぞれ連通し、更に駆動水管の他端をエゼ
クタの駆動水側に、吸引管の他端をエゼクタの吸引側に
それぞれ連通した構成からなり、前記遮断弁を閉めて供
給ポンプを駆動することにより、エゼクタ−の吸引力を
用いて前記透過液貯留槽の透過液を膜分離装置に逆流さ
せて、膜面に付着した濁質を除去することを特徴とする
逆洗用エゼクタを備えた膜分離装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 濾過膜を装着した膜分離装置の入口側と供給ポンプとを
   流入管で接続するとともに、当該膜分離装置の出口側と
   透過液貯留槽とを透過液管で接続し、更に流入管に遮断
   弁を付設し、当該遮断弁の上流側の流入管に駆動水管の
   一端を、また当該遮断弁の下流側の流入管に吸引管の一
   端をそれぞれ連通し、更に駆動水管の他端をエゼクタの
   駆動水側に、吸引管の他端をエゼクタの吸引側にそれぞ
   れ連通した構成からなり、前記遮断弁を閉めて供給ポン
   プを駆動することにより、エゼクタの吸引力を用いて前
   記透過液貯留槽の透過液を膜分離装置に逆流させて、膜
   面に付着した濁質を除去することを特徴とする逆洗用エ
   ゼクタを備えた膜分離装置。