JPS63205106A - ろ過器 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は膜分離技術を用いた循環ろ過方式のろ過器に係
り、特に膜面洗浄効果を高めたろ過器に関Ｊる。

（従来の技術） 一般産業分野では、種々の８′ｉ！液に対してその性状
に最も適した分離処理技術が存在している。

その中で、最近になって低コスト、低エネルギで高い分
離効率が１ｒ：１られるという点で、限外ろ過膜、逆浸
透膜等の高分子膜分離技術が注目されている。

このような膜分離技術の今後の主流となるものとして、
装置のコンパクト性と膜面洗浄の容易さを併せ持つ中空
糸膜フィルタからなるフィルタモジュールを使用したろ
過器がある。

第１０図はこのようなろ過器の従来構造を示している。

フィルタモジュール１は、中空糸膜フィルタ２を多数束
ねて端部を樹脂３で固定したもので、図示したものは糸
束の一口がＵ字状に曲がっていることからＵ型モジュー
ルと称する。

フィルタモジュール１は、図示するように、固定端を缶
体４に取り付【プた形で垂設される。被処理液は、缶体
４に設けられた入口ノズル５を通って中空糸膜フィルタ
２の外面に接触し、膜面により混濁固形分を分離される
。分１！ｌｌｔ後の処理液は中空糸１漠フィルタ２内部
を通過して蓋部６に設けられた出口ノズル７から放出さ
れる。

ところで、笛体４の下端部を閉塞した構造としく図示せ
ず）、被処理液の全部をろ過処理り°るちのを仝ｈ１ろ
過と称し、低濃度、低粘度の廃液処理用として適用され
ている。

これに対し、一般産業分野の廃液の中には、高濃度、高
粘度の性状のものが多く、このような廃液を仝吊ろ過す
ると、たちどころに膜の汚染、ＭＡ孔の閉塞が進み目詰
りとなる場合がある。したがって、このような性状の廃
液に対しては、次に示１循環ろ過と称せられる方法が望
ましい。

循環ろ過とは、廃液の大部分を膜外面を通過させるのみ
で缶体外に放出フることにより、膜外面の洗浄と付着固
形分の缶体外放出を行なうｂのである。具体的には、図
示するように、フィルタモジュール１の廃液に接触する
端部の他端付近に循環ノズル８を設け、実際にろ過処理
する液出の数倍から数十イ８のＲの廃液を供給し、循環
ノズル８から循環水として放出するものである。

（発明が解決しようとする問題点） このように、循環ろ過り式では、高濃度、高粘度の性状
の被処理液を処理できるが、洗浄効果を高めるためには
、前記の如く膨大な液帛を循環さＵる必要があり、缶体
、缶体ノズル、配管、ポンプの大幅なサイジングアップ
が必要でありコスト高となる。また、それに費される動
力も大きく、被処理液の性状によってはラインクーラを
設買する必要があり、益々コノ］・高となる。さらに、
第１０図のタイプのろ過器では、被処理液の大部分がフ
ィルタモジュール１と缶体４の内壁との間隙を流れ、中
空子膜フィルタ２には充分な被処理液が供給されなくな
り、膜の洗浄効果を低減させる可能位がある。

本発明はこのようなゴ１情に鑑みてなされたちので、循
環ろ過方式における膜の洗浄効果を高めることにより、
少ない洗浄水にて高ｃＪ爪、高粘度の廃液を長期１：ｌ
、ろ過処理可能な低コストのろ過器を捉供することを目
的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、フィルタ室を形成する筒状の容器の両端部に
′＃１処理液出入口を設けるとともに、イのフィルタ室
内に多数の中空糸膜フィルタからなるフィルタモジュー
ルを前記容器の軸方向に沿って配置し、かつ前記容器の
端部に前記フィルタモジュールの各中空糸膜フィルタの
内部孔とｉ！Ｅ通し前記フィルタ室と隔離された処理液
室−３よびこれに連通し外部に処理流液を流出させる処
理液出口を設けた循環ろ過処理用のろ過器において、前
記フィルタ室内の前記フィルタモジュール部位に中空糸
膜フィルタの膜面に沿う被処理液の直進流と交３１１す
る配置でその中空糸膜フィルタの膜面に交差する被処理
液の流れ方向成分を生じさＵる０−流部祠を設けたこと
を特徴する。

（作用） 偏流部材により、中空糸膜フィルタの膜面と交差する方
向の被処理液の流れ成分を生じざぜるようにしたので、
膜面に付着した被処理液中の混濁固形分は、より右動に
除去され、脱血の洗浄効果が高められる。

（実施例）　　− 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明Ｊる。

第１図〜第５図は第１実施例を示している。

この実施例ぐは、第１図に示すように、ろ過器外殻とな
る容器２１を垂直配置の右底円筒状の缶体２２と、この
缶体２２の一端（上端）の間口部を塞ぐ帽子形の蓋体２
３どによって構成している。

これら缶体２２と蓋体２３とは互いにフランジ部２２ａ
、２３ａを接合し、シール部材２／Ｉによって液茫を保
持した状態で締付はボルト２５ににつて締着スることに
より一体化しである。

缶体２２の上端部には被処理液入口となる入口ノズル２
６を設け、また下端部には被処理液出口となる出口ノズ
ル２７を設けている。この各ノズル２６．２７間の缶体
２２の胴部内空間をフィルタ室２８とし、その内部にフ
ィルタモジュール２９を設けている。

蓋体２３の内部は、ろ過流の処理液を収容する処理液’
ｆｆ１３０とし、この処理液室３０に連通させて処ＩＩ
Ｉ！液出ロノズル３１を設けている。

なお、各ノズル２６．２７．３１にはそれぞれフランジ
２６ａ、２７ａ、３１ａを形成し、これらに図示しない
配管を接続している。

フィルタモジュール２９はいわゆるＵ形七ジＪ−ルで、
多数の中空糸膜フィルタ３２をＵ字状に垂下し、その上
端を樹脂で固めて隔板３３どし、これを環状保持部材３
４により缶体２２の上端部にシール部材３５を介して嵌
合保持させたものである。これにより、中空糸膜フィル
タ３２は缶体２２の軸方向に沿って配置される。なお、
缶体２２の１１部は上端部よりも若干小径とし、中空糸
膜フィルタ３２の外縁部との間に余分な空間が形成され
ないようにしている。

ところで、被処理液の入口ノズル２６は第２図に示すよ
うに、缶体２２の接線方向に沿わせて一対、互いに対向
する配置で′設けている。これに対し被処理液の出口ノ
ズル２７は缶体２２の軸心上に沿って１個設けている。

したがって、入口ノズル２６から供給される被処理液は
第３図に示すように、缶体２２の胴部内つまりフィルタ
室２８で流下する際に螺旋流となる。

一方、缶体２２内には偏流部材３６を設けている。この
偏流部材３６はフィルタモジュール２９の隔板３３の中
央部から垂下した１本の丸棒状の幹状部材３７に多数の
棒状部材３８を枝状に突設したものである。棒状部材３
８はそれぞれフィルタモジュール２９の中空糸膜フィル
タ３２の中央部分から外縁部に頁る長ざの丸棒状のらの
で、枝先側が下る傾斜を有している。また、棒状部材３
８の配置については、被処理液がフィルタ室２８内で螺
旋流とｔ、にるその流線に沿い、螺旋状配置としている
。

なＪ３．９？状部月３７の下端部に支持棒３９を突設し
、この支持棒３９にＵ字状の中空糸膜フィルタ３２の下
端屈曲部分を掛止して振れ止めしでいる。また、この支
持棒３９の先端には保持板／１０を設け、中空糸膜フィ
ルタ３２の外周側への移動を防止している。

なＪ３、缶体２２の下端部近傍にはバブリングノズル１
１１を設けている。このバブリングノズル４１には下向
きのバブリング孔４２を設り、図示しない圧縮空気供給
装置から必要時、空気封入を行なえるようにしている。

次に、作用を説明Ｊ°る。

入口ノズル２６を介してフィルタ室２８に導入された被
処理液はフィルタモジュール２９の中空糸膜フィルタ３
２にその上端部分から下側に接触しながら流下する。こ
の場合、被処理液の一部は中空糸膜フィルタ３２の膜面
によってろ過処理され、処理液として、処理液室３０を
経て、処理液出口ノズル３１を通り外部へ放出される。

また、ろ過され（２い被処理液の大部分は、各中空糸膜
フィルタ３２の外面に沿って流れることにより膜而を洗
浄し、フィルタ室２８の最下端から出口ノズル２７を介
して外部へ放出される。

上記の過程において、本実施例によるろ過器の構造では
、以下に承り作用が生じる。

まず、第３図に示ずように、入口ノズル２６によって被
処理液は缶体２２の内面に沿う螺旋流となり、缶体２２
の内部を流下する。

次に、被処理液は第４図に示すように、螺旋流の状態を
枝状の棒状部材３８の列よって保持されてフィルタモジ
ュール２９に沿って流下する。

ぞして、棒状８Ｉｌ材３８に螺Ｍ流が接触Ｊる部分では
多数のカルマン渦が発生ずる。

したがって、このような実施例の構成によると、第５図
に示すように、従来のろ過器の場合の膜面洗浄流となる
直進流ａに加えて、旋回流すにより螺旋流Ｃが得られる
。したがって、この螺旋流すが中空糸膜フィルタ３２の
外面により強く当接して膜面の洗浄効果が向上する。

また、棒状部材３８により発生したカルマン渦は、流れ
の乱流混合を促進し、膜面から付着固形物を剥離さＵる
壁面９ｇ所応力を増大させる。また、一度模面から剥離
された何着固形分は速かに混合・移送され、膜面への再
付着を防止できる。したがって、さらに膜の洗浄効果は
増大する。

しから、棒状部材３８をフィルタモジュール２９の内部
から外縁側にｎつて設Ｇ：Ｊたので、各中空糸膜フィル
タ３２の相！ｉ離散性が高まり、中性了東内部に確実に
洗浄水を導入することが可能となる。したがって、この
ことによっても膜面洗浄効果が増大する。なお、中空糸
膜面の水に対Ｊる接触率が高まることからも、ろ過性能
が増大する。

以上のことから、膜の洗浄に必要な液ｍを大幅に低減す
ることができるため、ろ過器缶体、缶体ノズル、配管、
ポンプ等のザイジングダウンが可能となり、大幅なコス
トダウンとなる。

さらにまた、ろ過器内部に設Ｃノだ枝状の偏流部材は、
破損し易い中空糸のサポートの効果もあり、中空糸の耐
久性を向上させる。

むお、通常のろ過処理においで、膜の圧損が予め定めら
れた値以上になったとき、またはフィルタモジュール交
換時等、完全に膜を洗浄する必要が生じた場合、バブリ
ングノズル４１より缶体２２内部に圧縮空気を導入する
ことにより、中空糸膜フィルタ３２全体を揺動し、膜面
に付着している固形分を振り落すことも可能である。こ
のバブリング時において枝状構造物の突起列は、中性子
束内部に空気塊を導入する効果もあり、バブリングによ
る洗浄効果も増大させる。

第６図および第７図は第２の実施例を示している。

この第２の実施例では、幹状部材３７を設けず、棒状部
材３８を保持具４３によって缶体２２の周壁部に取付け
ている。但し、その棒状部４４３８の配列は前記実施例
のものと同様である、また、缶体２２は上端部から下端
部まで一定であり、保持板４０はフィルタモジュール部
２８の保持部材３４から垂下して設け、この保持板４０
に架設した支持棒３９の中央部に被処理液導出管４４を
設番プている。

その伯は前記実施例の構成と略同様であるから、図の該
当部分に第１図Ｊｊよび第２図と同一符号を付し、その
説明を省略する。

このよう＜Ｋ第２実施例の構成によっても、偏流部材と
しての棒状部材３８によって第１実施例と同様に、中空
糸膜フィルタ３２の膜面の良好な洗浄効果を得ることが
可能となる。

第８図おＪ、び第９図は第３の実施例を示している。

この第３の実施例では、フィルタモジュール２９を、直
線状の中空糸膜フィルタ３２の両端部（上下端部）を保
持部材４４．／１５で固定した１型のもとし、かつこれ
を連結具４６で上下複数段に連結し、最下端をキャップ
部材／Ｉ７で閉塞した構成としている。また、Ｏ１流部
材どしての棒状部材３８を支持する幹状部材３７は中空
な中火集水管とし、灰処理液室側の中空糸膜フィルタ３
２９霜開口部を処理液室３０に連通さＵでいる。なＪ３
、棒状部材３８は中央集水管としての幹状部材３７から
枝状に突出し、かつ螺旋状配買どされている。

ぞの他の構成は、第１実施例のムのと略同様であるから
、図の該当部分に第１図および第２図と同一符号を付し
、その説明は省略する。

このような第３実施例の構成によると、中空糸膜フィル
タ３２でろ過された処理済液の一部は下方に流下し、中
央集水管としての幹状部材３７を介して」−りの処理液
室３０に流れるもので、処理済液の流れが前記実施例と
若干賃なる。但し、膜面に（’Ｊ　Ｆｉｔ、た固形物等
の剥離作用については前記実／１１例のらのど殆ど同一
である。

したがって、この第３実施例によっても、前記各実施例
と同様に、中空糸膜フィルタ３２の膜面の良好な洗浄効
果を得ることができる。なお、この第３実施例の場合は
、中央集水管を利用して偏流部材を構成することができ
るので、Ｉ型モジュール使用のフィルタ装置として構成
的に効率化が図れるという利点がある。

なお、以１−の６実７１ＩＶＡでは、被処理液入口およ
び螺旋状偏流部材により、螺旋流を生じさせるようにし
たが、本発明は必ずしもイのような螺旋流を生じさせる
構成に限ることなく、中空糸膜フィルタの膜面に対して
交ｌする方向の被処理液の流れ方向成分を生じざＵるも
のであればよい。また、偏流部（Ａとして【よ丸棒状の
ものに限らず、他の断面形状のむのでもよく、また羽根
状のもの等、種々変形することが可能である。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、中空糸膜フィルタを用
いたフィルタモジュール部位に偏流部材を設【ノ、これ
により膜面と交差する方向の被処理液の流れ成分を生じ
させるようにしたので、循環ろ過方式におＧＪる膜面洗
浄効果が向」し、循環人聞の低減によりポンプ等の設備
のサイジングダウン、ひいては大幅な低コスト化が図れ
る。また、膜面洗浄効果の向上により、ろ過性能ム向上
し、ろ退任用のｎ能率化も図れるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実ｍ例を示す縦断面図、第２図は
第１図の■−■線所部所面図３図および第１図は作用を
示す拡大斜視図、第５図は流れ成分を示す模式図、第６
図は本発明の第２の実施例を示す縦断面図、第７図は第
６図のＶｌ−Ｖｌ線断面図、第８図は本発明の第３の実
施例を示す縦断面図、第９図は第８図の■−ＩＸ線断面
図、第１０図は従来例を示す縦断面図である。 ２１・・・容器、２２・・・缶体、２６・・・入口ノズ
ル（被処理液入Ｄ）、２７・・・出口ノズル（被処理液
ｉ、ｌ　ＩＴＩ　）　、　２８−フィルタ室、２９・・
・フィルタモジュール、３０・・・処理液室、３１・・
・処理液出口ノズル、３２・・・中空糸フィルタ、３６
・・・偏流部材、３７・・・幹状部材、３８・・・棒状
部材。 出願人代理人　　　波　多　野　　　久第１図 第３図 第４図 第５図 −り９− 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、フィルタ室を形成する筒状の容器の両端部に被処理
   液出入口を設けるとともに、そのフィルタ室内に多数の
   中空糸膜フィルタからなるフィルタモジュールを前記容
   器の軸方向に沿って配置し、かつ前記容器の端部に前記
   フィルタモジュールの各中空糸膜フィルタの内部孔と連
   通し前記フィルタ室と隔離された処理液室およびこれに
   連通し外部に処理済液を流出させる処理液出口を設けた
   循環ろ過処理用のろ過器において、前記フィルタ室内の
   前記フィルタモジュール部位に中空糸膜フィルタの膜面
   に沿う被処理液の直進流と交錯する配置でその中空糸膜
   フィルタの膜面に交差する被処理液の流れ方向成分を生
   じさせる偏流部材を設けたことを特徴とするろ過器。 ２、偏流部材は少なくともフィルタモジュールの中心部
   から外縁部に亘る長さの多数の棒状部材である特許請求
   の範囲第１項記載のろ過器。 ３、容器は円筒状をなし、被処理液入口は前記容器の接
   線方向に沿って配置され、偏流部材は前記被処理液入口
   から導入される被処理液が被処理液出口に向って螺旋流
   となる流れに沿い螺旋状に配置されている特許請求の範
   囲第２項記載のろ過器。 ４、フィルタモジュールは直線状の中空糸膜フィルタの
   両端部を保持部材で固定したＩ型のもので中央集液管に
   より反処理液室側の中空糸膜フィルタ端開口部を処理液
   室に連通させており、偏流部材としての棒状部材は前記
   中央集液管を幹とする枝状に構成されている特許請求の
   範囲第２項記載のろ過器。