JPH01500732A - フィルタの洗浄 - 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】 フィルタの洗浄 一預ｙＩと隻！− この発明は、微孔性中空繊維フィルタからの固体の洗浄及び除去に関する。

」Ｌｌ」わＬ 国際特許出願ＰＣＴ／ＡＵ８　ａｌｏ　Ｏ１９２及びＰＣＴ／ＡＵ８６１０００ ４９は、弾性の微孔性中空繊維フィルタを逆洗する方法を記載している。これら の出願に開示されたフィルタは、供給原料の流入口と濃縮物の流出口を有するハ ウジング内に含まれた一束状のポリマー（ポリプロピレン等〕繊維からなる。供 給原料は繊維の外側に供給され、供給原料内に含まれた液の一部が繊維の壁を通 過し、繊維の管腔内からＰ液として引き出される。

繊維はシェルつまりハウジングの両端で樹脂内に鋳込まれ、各管腔の両端が開放 してシェル内チューブ（ｔｕｂｅ−１ｎ−ｓｈｅｌｌ　）型配列形態を構成する 。本出願人による前記国際特許の明細書には記載されてないが、繊維をハウジン グの一端に鋳込み、繊維の他端は自由とするが、管腔の自由端は密封されてシェ ル内キャンドル（ｃａｎｄｌｅ−ｉｎ−ｓｈｅｌｌ　）型配列形態を構成する。

浄化液を回収するかまたは濃縮固体を回収するｒ渦動作中、供給原料内に含まれ た固体はシェルから流出し、残部が供給原料のキャリヤ流となるか、あるいは繊 維上または内に保持される。これらの保持された固体が、フィルタの汚れ及び閉 塞を引き起す。

長年にわたってよシ一般的なシェル内チューブ型マイクロフィルタによる工業的 実施においては、乱流が繊維の壁を洗い流して固体物質による閉塞を遅めるよう な速度で繊維の管内に流れを強制的に通すことによって、通常供給原料が繊維の 内表面に施されていた。

前記の出願では、供給原料が繊維の外表面に施されておシ、供給原料の流れ速度 が低くなシ従って乱流か弱くなる結果、繊維孔の閉塞を早める。この点は、２段 階の逆洗サイクルを用いることで解消されている。

第１段階では、液体が繊維の多孔壁を通過し、繊維壁の実質止金ての孔から保持 されていた固体を運び去るように、液体逆洗が繊維の管腔に施される。第２段階 では、気体が繊維壁のよシ大きい孔を通過し、それらを広げて保持されていた固 体を除去するように、気体逆洗が繊維の管腔に施される。

前記の国際特許出願ＰＣＴ／ＡＵ８６１０００４９は、気体逆洗が中空繊維の内 表面へ一様に施されるように与圧する方法を開示している。この方法において、 液体逆洗の量（体積）は繊維壁の孔内に捕捉された液体の量（体積］である。逆 洗段階を始めるときは、まず低圧気体を加えて繊維の管腔から液体を一掃し、そ の後繊維のバブル点を越えるように高圧気体を加え、気体な繊維壁のよシ大きい 孔を通って通過せしめる。

上記した２段階逆洗万式の適用はｒ液の流量を高い値に復元させるが、初期値は ど高くはならない。各段階におけるこのわずかな流量の減少が、線維の濾過能力 を徐々に減じていく。最終的には、化学的洗浄が必要となる。これは高価で、時 間がかかる。

繊維を洗浄する別の方法は逆流法として知られておル、エイ・アー／ｌ／・クー パー（Ａ、　Ｒ，ｃｏｏｐｅｒ　）編「限外濾過膜と応用Ｊ、１９７９年９月１ １〜１３日付はアメリカ化学学会ンンボジウムの要録１０９〜１２７頁、ビー・ アール・ブレスロク（Ｂ、　Ｒ，Ｂｒｅｓｌａｕ　）　ｒ中空繊維限外濾過技術 の進歩」で検討されている。

ブレスロクの方法では、供給液が繊維の管腔内に高速で加えられ、繊維の長さ方 向に沿って大きな圧力降下が生じる。ｒ液の流れをシェルの先端で閉じることに よって、ｒ液圧がシェル内で上昇し、ｒ液を繊維束の先端で繊維壁を通って逆流 せしめる。原料の流れの方向を次に逆転させ、この操作を繰返して繊維束のほぼ 端部で横維壁を通って逆流させる。つまシ、Ｆ液がシェルの一端で生成され、シ ェルの他端で繊維を逆洗するのに使われる。

伺、プレスロクによって使われている用語「逆流（濾過）」と、以下述べるよう に濾過が生じない間に流れの方向を反転させるものとは相互に区別される。

従来の技術は、とシわけ誘起気体圧から生じる圧力変化を利用したフィルタシス テムに関する多くの参考文献も含んでいる。

例えばドイツ特許第２．８５５．９９４号明細書は、２コの流体流がフィルタ媒 体の各側で相互に向流する濾過法を開示している。ｒ液の流れは、流れの断面積 の一連の縮少を受ける。速度の加速を伴うこれらの縮少が膜の下方に低圧領域を 誘起し、膜を通って流体を通過オランダ国特許第７．６０４．６５７号明細書は 、与圧下で液体中に気体が溶解された管状膜の洗浄方法を開示している。液体を 膜を通して供給し圧力を減じると、気体が小気泡として解放され、これらの小気 泡が固体を膜から上昇させて運び去る。

同じく、気体−液体混合物を膜の表面に供給することが、特開昭第６１−１２９ ０９４号公報及び同第５６−０２４００６号公報で教示されている。

ポット内にぶらさげた閉端繊維を気体洗浄し、繊維をくねくね動かして洗浄する ことも英国特許第２．１２０，９５２号明細書に開示されている。特開昭第６０ −１３７４０４号公報は、ポット内にぶら下げた閉端繊維を逆洗中に振動させる 特殊の装備を設置することを教示しておシ、またソ連国特許第７１５．１０５号 明細書は、粒状フィルタに施される洗浄水を空気で脈動化することを開示してい る。

％開昭第５３−０４２１８６号公報は、膜プレート分離器内における供給液の流 れ方向を周期的に反転することを教示している。特開昭第６１−１０１２０９号 公報は、真空を与えて疎水性膜の孔から空気を除去する方法を開示している。

特公昭第４７−０２１７４８号公報は、空気圧の反転を流す。ｆ液による逆洗が 必要になると、空気圧がｒ液に加えられる。流量計が充分な洗浄が行われたこと を示すと、空気圧が供給側に再び加えられて濾過を再開する。

ミリスック（Ｍｉｌｉｓｉｃ　）とバージｏ　ｙ　（Ｂｅｒｓｉｌｌｏｎ　）の 論文「クロスフロ一式ミクロｒ過における汚染防止技術」、フィルトレージョン °エンド°セパレーショｙ　（Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ　＆　５ｅｐａｒａｔｉｏ ｎ　）、１９８６年１１／１２月、３４７〜３４９頁は、通常の濾過中に与えら れる供給流を脈動することを教示している。

ジェルフィルタカートリッジ内の複数列の繊維は、しばしば並列に配列されてい る。一つのシェルが閉塞すると、流れはその線維束を迂回し、速度が低下し、閉 塞がシステムを通じて自己増大していく。

濾過流を最大限とするために洗浄サイクルの頻度を最適化する必要は、前記の国 際特許出願ＰＣＴ／ＡＴＴ８４１００１９２で論じられている。

そこに記述の手順を成功させるためには、繊維が弾性体でなければならない。製 造及び最終的に施されねばならない酸洗浄に対する抵抗の各々の実用上の配慮並 びに強度の点から、線維は一般にポリプロピレン等の熱可塑性物質が選ばれる。

このような熱可塑性物質は基本的に疎水性で、水性供給原料流をＰ遇するのに使 う前に湿潤化されねばならない。

乾燥するという望ましくない作用を有する。気体の小気泡が纜維壁の孔内に保持 され、そこで実際上濾過を阻止する。濾過流量は初め濾過の開始時において高い が、繊維が固体で汚れるにつれ急速に低下する。２段階逆洗方式の適用は濾過流 量を高い値に復元するが、初期値はど高くはならない。各段階でのこのわずかな 流量の減少が、繊維の濾過能力を減じる。最終的に、化学的洗浄及び／又は再湿 潤が必要となシ、これは高価で時間がかかる。

国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ８５１０２００４は、血液等の特殊用途用のカートリ ッジユニットに関連する繊維の与圧初期湿潤を開示しておシ、そのカートリッジ ユニットは発送前に前湿潤可能である。しかし産業的状況下では、カートリッジ がその製造時には指定されてない多くの実施応用で使われることがある。食品等 への応用の場合、表面活性剤のような外的湿潤剤の存在は避けなければならず、 濾過すべき液体で繊維を湿潤する必要がある。かかる場合、製造時に繊維を湿潤 するのは実用的でない。繊維は、使用直前にその場で湿潤されねばならない。

本出願人の国際特許出願ＰＣＴ／ＡＵ８６１０　ＯＯ４９に記載された手順は、 除かれた固体を洗い流すのに供給原料の流れを利用している。しかし、前述した 本出願人の前記国際特許出願に記載されている方法の場合とは異ってむしろ乾燥 した状態で固体物質が回収されることがしばしば必要である。このことは特に、 固体の回収及び脱水が重要なときに有用である。

本発明によれば、シェルまたはハウジング内に弾性且つ多孔性の中空繊維を有す るフィルタを動作する方法において： （１）液体懸濁液の供給原料をシェルまたはハウジングに導入し、前記供給原料 を繊維の外表面に差し向け、それによって （＋１）　前記供給原料の一部を繊維の壁を通過させ、Ｆ液または浸透液として 繊維の管腔から引き出し。

（ｂ）　前記供給原料内の固体の一部を繊維上または繊維の孔内に保留させ、保 留されなかった固体を前記供給原料の残りと一緒に、シェルまたはハウジングか ら放出する工程。

（ｉｉ）Ｃ＆）　与圧気体を繊維の管腔内に導入し、繊維の壁を通過させて保留 固体を放出させ。

（ｂ）　気体が繊維の管腔内に導入されている間に、シェル内の圧力を変化させ る ことによって保留固体を周期的に洗浄除去する工程。

からなる方法が提供される。

本発明の別の面によれば、シェルまたはハウジングと共Ｋ、複数の弾性且っ微孔 性の中空繊維を有するフィルタを動作する方法において： （１）液体懸濁液の供給原料をシェルまたはハウジングに導入し、前記供給原料 を繊維の外表面に供給し、それによって 社）　前記供給原料の一部を繊維の壁を通過させてｐ液または浸透液として繊維 の管腔から引き出し。

（ｂ）　前記供給原料中の固体の一部を繊維上または孔内に保留し、保留されな かった固体を紡記供給厘料の残りと一緒に、シェルまたはハウジングから除去す る工程。

（ｎ）　（ａ）　与圧液体を繊維の管腔内に導入し、繊維の壁を通過して保留固 体の少なくとも一部を洗い流し。

次いで （ｂ）　与圧気体を繊維の管腔内に導入し、繊維の壁を通過して孔の少なくとも 一部を弾性的に広げ、該孔内に保留されていた固体を除去すると共に、繊維の外 壁を洗浄せしめ、前記気体は膜の孔内における連続相のＦ液の表面張力が気体の 流れに及ぼす抵抗に打ち克つのに充分な圧力で与えられ；及び ＣＣ）　与圧気体が繊維の管腔内に導入されている間に。

シェル内の圧力を変化させる ことによって保留固体を洗浄除去する段階。

を含む方法が提供される。

シェル内の圧力は、シェル内の圧力を通常の気体洗浄圧より上に増加した後、同 圧を通常の気体洗浄圧に復帰するか、あるいはシェル内の圧力を通常の気体洗浄 圧より下に減少した後、同圧な通常の気体洗浄圧に復帰すること−等によって、 洗浄中多くの方法で変化させ得る。

シェル内の圧力は、供給液の流出を終了することによって増加させた後、供給液 の流出を同一または逆方向に再開することによって通常の気体洗浄圧へ復帰させ てもよい。

シェル内の圧力は、供給液の流入を終了することによって減少させた後、供給液 の流入を同一または逆方向に要関することによって通常の気体洗浄圧へ復帰させ てもよい。

本発明の方法は、気体の逆洗段階を再開する前に供給液の流入を終了させ、乾燥 逆洗を行うように変更し得る。供給液の流れは、保留されている固体の放出を助 けるように、シェルへの入口を通る高圧または低圧気体によって置き換えること もできる。

浄化サイクル中のフィルタを動作するそ−ドにおける前記の変更は全て、気体洗 浄中に複数回繰り返し得る。

本発明の一態様において、シェルは圧力変化の工程前に供給液の流れを止めるこ とによって与圧され、該与圧を圧力変化工程の適用前に供給液の流出を再開する ことによって解放される。

本発明のこの態様の変形において、圧力はシェルの供給端及び再循環端の両端に おいて解放される。

本発明の方法は、逆洗の完了後に繊維を与圧した後。

その圧力を解放して繊維の孔から捕捉されていた空気を除去する工程を含ませる ことにより変更させることもできる。繊維に与圧する工程は、供給液の流入及び 供給液の流出を終了することによって実施でき、圧力は供給流の流出再開を含め または含めずに、供給液の流入を再開することによって解放し得る。繊維の与圧 る間に実施される。

与圧を実施するために、逆洗サイクルの終了後、供給原料及びＦ液の流れが阻止 される。好ましくは与圧気体のピストンからの液圧が、繊維のＦ源側または供給 原料側の何れかあるいは両方に加えられる。こうして圧力が繊維に加えられ、繊 維の孔内に含まれていた圧縮気体の体積が減少されるか、もしくは圧力下のより 大きい可溶性によって液体内に溶解される。供給液の流れの再開時に、気体は排 出される。

状況によっては、気体逆洗工程の再開前に繊維の管腔をドレンするのが好ましい 。また、逆洗前にシェルをドレンするのが有利なこともある。

本発明の別の面によれば、浄化のための与圧気体の導入が： （ａ）　まず繊維壁のパブｉ点より低い圧力の気体を与えて、繊維の管腔内から 液体を排出する工程。

（ｂ）　供給液の流入及び流出を終了する工程。

（Ｃ）　気体の圧力を繊維壁のバブル点より上に増加する工程、及び （ｄ）　供給液の流入及び流出を再開して、トラップされていた気体が繊維壁を 介して実質状一様に散逸するのを可能とする工程。

を含む。

好ましくは、前記与圧気体の導入は、まず繊維壁のバブル点より低い圧力の気体 を与える工程を含み、更に： （ａ）　別の気体をバブル点より低い圧力で繊維のシェル側に導入する工程。

（ｂ）　管腔内気体とシェル側気体の圧力を等しくする工程。

（Ｃ）　管腔内気体とシェル側気体の圧力をバブル点より上に高める工程。

を含む。

フィルタはクロスフローモードあるいは閉端濾過モードで作動し得、閉端濾過モ ード中は供給液及び固体がシェルから流出されない。

本発明の更に別の実施態様では、供給弁及び再循環弁の両弁を閉じ、供給液入口 に接続された追加のラインと再循環出口に接続された放出ラインを介してドレン することによって、逆洗洗浄工程が増進される。

本発明は、上記の方法を実施するための装置も含む。

発明がより容易に理解され且つ実施可能であるよ５に、以下の添付の図面を参照 されたい：第１図は中空繊維クロスフロー型フィルタの概略図で、動作モードの 状態を示す。

第２図は第１図と同様の概略図で、気体逆洗洗浄モードのフィルタを示す。

第３図は中空繊維クロスフロー型濃縮器に関する浄化液流量対時間のグラフ、 第４図は第１及び２図に示したフィルタカートリッジの一端の部分破断図。

第５図はカートリッジ端部の変更態様の第４図と同様の図。

第６図はカートリッジ端部の別の変更態様の第４図と同様の図。

第７図は本発明の方法を適用した濾過装置の概略図、第８図は第７図に示した装 置の変更態様の簡略概略図、 第９図は濾過システムの３種類の動作モードに関するν液流量対時間のグラフ。

第１０図は濾過システムの２種類の動作モードを比較するＦ液流量対時間のグラ フ。

第１１図はモード１（ｂ）の逆洗な用いた供給原料の濾過に関する流量対時間の グラフ、 第１２図は第１０図と同様の流量対時間のグラフだが、モード２（ｂ）の逆洗の 場合を示す、及び第１３図は第１２図と同様の流量対時間のグラフだが、４サイ クルの供給原料の逆流後にモード２（ｂ）の逆洗が続く場合を示す。

第１及び２図に示した中空繊維クロスフロー型濃縮器１０はカートリッジシェル １１を備え、その内部に一束の中空、多孔性、ポリマー繊維１２が設置される。

この例では、各繊維がポリプロピレンで形成され、０．２ミクロンの平均孔サイ ズ、２００ミクロンの壁厚及び２００ミクロン管腔径を有する。−東向には３． ０００本の中空繊維が存在するが、この数及び個々の繊維の各寸法は動作条件に よって変る。

ポリウレタン製の注封材料１３．１４が繊維１２０両端をそれらの管腔を閉塞せ ずに所定位置に保持すると共に、シェル１１の各端を閉じている。濃縮すべき液 体供給懸濁液が、懸濁液供給入口（シェル入口）１５を介してシェル１１内にポ ンプ流入され、中空繊維１２の外壁上を通過する。供給懸濁液の一部が繊維１２ の壁を通って繊維管腔内に入り、管腔出口ボート１６と１８から浄化液として引 き出される。

残った供給懸濁液と拒絶された種の一部は繊維１２間を流れ、出口（シェル出口 ）１７からシェル１１を出る。拒絶種の残りは繊維上または繊維内に保持される か、あるいはシェル内に保たれている。

これらの保留種を除去するため、浄化液の流れが停止するように管腔出口ボート １６が閉じられる。次いで、与圧浄化液が管腔入口ボート１８から管腔内に導入 され、実質止金ての孔を広げ、少なくとも総花容積の浄化液で孔を洗浄する。浄 化液でのパージ終了後。

圧縮気体が管腔入口ボート１８から繊維１２の管腔に沿って及び繊維の壁を通っ て供給懸濁液／濃縮液の流れ中に導入され、激しいバブル発生を生じ、繊維の外 壁上に堆積しているあるいは浄化液パージで繊維の孔から洗い出された保留種を 残らずシェルからパージする。

本発明の一実施態様（長く細い繊維に特に適する）では、管腔出口ボート１６を 開いた後限られた期間の間圧給気圧が管腔入口ボート１８から繊維１２の管腔に 沿って導入され、その段階中に気体が繊維の孔を通り抜げないようにする５次い で、シェル入口１５とシェル出口１７を閉じることによって、液の充填したシェ ルが密封される。こ瓦で気体圧を繊維壁の通常バブル点より高（上昇しても、シ ェル内の液は味的非圧縮性なので、気体は尚多孔壁を通り抜けられない。従って 、高圧気体の溜まったものが繊維管腔内に累積される。

次にシェル出口１７を開き、各繊維の全長に沿って気体が孔を通り抜けるのを可 能とする。初め、バブル発生気体の圧力が高いから気体ははｙ一様にバブルする が、最終的には、細い繊維に沿った粘性圧力降下のため管腔入口ポート１８の反 対側端での方が遅（なる。

極端な場合には、前述した与圧されて捕捉された気体操作の実施後、管腔ボート １６と１８両方から気体を導入するのが望ましい。

気体洗浄後における供給懸濁液の流入再開は、気体によって広げられた孔がそれ らの初めのサイズに戻るのを可能とするのに充分な時間遅らせ、供給懸濁液内の 超過サイズ粒子が拡大した孔内へ入ったりまたは通過できないようにするのが好 ましい。

第３図は、第２図に関連して説明した固体の放出が浄化液の生成率に及ぼす効果 を示す。曲線Ａは固体を放出しない場合の時間経過に伴う浄化液流量の減衰を示 すが１曲線Ｃは液体及び気体組合せの各放出サイクル後における浄化液流量の回 収を示している。固体の放出は浄化液の流量なはｙ初期値へと戻すが、好結果な 放出にも拘わらず長期間にわたると効率の低下が起こり得る。各段階における繊 維のｐ過能力のわずかな減少は最終的に、高価で時間のかかる化学的浄化が必要 となる。

第１及び２図に示したフィルタカートリッジの一端が、第４図に拡大して示しで ある。供給懸濁液出口１７と管腔出口ボート（Ｆ液放出ボート）１６を有するハ ウジング２０内に、カートリッジシェル（管状シェル）１１が突き出ているのが 明らかであろう。ハウジング２０は２つの部分２１．２２からなり、その内部に 出口１７へ至る差込み管２４を支持するカラー２３が配置されている。カートリ ッジのこの実施例では、差込み管２４の内端２５がカラー２３の内面と面一で、 シェル１１はその先端２６が差込み管２４を越えて終端する状態でハウジング半 部２１内に突き出ている。

第５図に示したカートリッジ端部の変更例は第４図に示した例とはｙ同様だが、 シェル１１の内端２６がハウジング半部２１内に突出せず、差込み管２４の内。

端２５がカラー２５の内面を越えて突出し、また差込み管の内端２５が切込み部 ２７を有する点が異なる。

第６図に示したカートリッジ端部の変更例は第５図に示した例とはｙ同様だが、 シェル１１の内端２６がハウジング半部２１内へ突出しているが、差込み管２４ ０手前で終端している点が異なる。

本発明の方式は、第７図に示した装置を用いて実施可能である。第７図において 、タンク５１から供給ポンプ５２及び逆止弁５３に至る供給２イン５ｏは、２つ のライン５４と５５に分岐している。ライン５４中の手動弁５６は１通常の濾過 申開じている。ライン５５内の供給液は供給弁６３を通過し、供給ライン６４を 通ってフィルタ５７のシェル側に流入スル。フィルタ５７からの放出供給液はラ イン５８を経て、圧力計６０を有するライン５９に入り、そこから手動制御弁６ ２を有する主戻りライン６１に流入する。

フィルタ５７からのＰ液は、Ｐ液ライン６５と６６を通って放出される。ライン ６５からのＦ液は、手動制御弁６Ｂを有するライン６７と圧力計６９を有するラ イン８４を通過し、同じ（手動制御弁７１を有する戸液放出ライン７０に入る。

ライン６６からのＦ液もライン７０を通って放出される。

気体は逆止弁７Ｓを有するライン７２から、ライン８４内に流入し得る。放出ラ イン７４は供給ライン６４に接続され１手動ドレン弁７５と圧力計７６を有する 。放出ライン７４は１手動ドレン弁７９を有するライン７８と同様、主放出ライ ン７７に接続されている。ｐ液ライン６５．６７とタンク５１０間に接続された 戻りライン８ｏは手動弁８１を有する。弁８３によって制御可能な別の気体ライ ン８２が、逆止弁５３の下流で供給ライン５０に合流している。

通常のヂ過中、ポンプ５２はオンで、弁６３，７１゜６８及び６２は全て開、弁 ５６，７９．７５及び８１は全て閉である。所望の動作圧は手動弁６Ｓと６２を 調整することによって設定される。

第７図に示したフィルタ装置は、各種の弁を操作し、流れのパターンを変え、１ 本、一部または全てのライン内における媒体の存在を変更することによって、多 （の異なる逆洗モードで動作可能である。

要約すれば、これらの逆洗モードは次のように表わせる： モード１　通常逆洗 モード２　逆洗中の供給液逆流による圧力増加モード３　供給液の脈動化流入に ょる圧力減少モード４　供給液の脈動化流出による圧力増加モード５　供給液の 逆流に−よる圧力減少モード６　逆洗中の入口及び出口両地点でのシェル圧解放 そ−ド７　逆洗中の液体供給流なしく乾燥逆洗）モード８　再湿潤与圧 初めの７そ−ドは全て、初めに管腔をドレンするかまたは管腔をドレンせずに行 なうことができる。つまりこの点の区別が必要であれば、上記のモードは（ａ） 管腔がドレンされている場合、及び（ｂ）管腔がドレンされていない場合として 識別される。

そ−ド１はモード２の１０段階に共通な７段階から成るので、モード１の前にモ ード２を説明する方が好都合であろう。

階１では、ポンプ５２がオフ、弁６Ｂ、５６，７９，７５゜７１．６８及び６２ が閉、及び弁８１は開である。低圧気体がライン７２と逆止弁７３を介して導入 される。

気体はライン８４と６６を通って流れ、カートリッジ列５７の底Ｆ！Ｍ濾過ポー トに流入する。管腔内からのｐ液が流し出され、ライン６５と８０を通ってタン ク５１へと流出する。この段階中、気体圧はバブル点より低（保たれ、従って膜 を横切る気体のバブル発生は生じない。

段階２では、ポンプ５２がオフのまま、弁７３が開のまま、弁６３．５６．７９ ，７５．７１及び６２が閉のままである。弁８１が閉じられ、弁６８が開かれる 。次いで、高圧気体がライン７２，６７．８４．６６及び６５を介して導入され る。これは、カートリッジ列５７の管腔側とシェル側両方を、一般に６００　ｋ Ｐａ（２）に与圧する。

段階６では、ポンプ５２がオフのまま、弁６３，５６゜７５　＊　７１　ｅ　８ １及び６２が閉のまま、弁６８と７３が開のままである。高圧気体がライン７２ ，６７．８４．６６及び６５を介して管腔に与えられているままの状態で弁７９ を開き、シェル側圧力を解放する。気体は繊維の孔を通ってフィルタ５７のシェ ル側に通過し、ライン５８．５９．７８及び７７を経て流出する。この第３段階 の目的は、繊維の外側から繊維に累積した固体をはずすことにある。

段階４では、弁６５が開かれる点を除き、弁の設定は段階３と同じである。ポン プ５２がオンされ１次の逆洗シーケンスが始まるまでオンに留まる。依然高圧気 体が、ライン７２．６７、Ｂ＆、６６　及び６５を経て管腔に与えられている。

この第４段階の目的は繊維からはずされた固体を押し流し、ライン５８．５９． ７８及び７７を経て排出することにある。

段階５では、弁６８と７３が開のまま、弁５６，７１゜７５．８１及び６２が閉 のままである。弁６３と７９が閉じられ、依然高圧気体がライン７２，６７．８ ４．６５及び６６を経て与えられ続け、カートリッジ列５７の管腔及びシェル両 側を与圧する。

段階６では、弁５６と７５が開かれ、高圧気体が管腔に与えられている状態でシ ェル側圧力を解放する点を除き、弁設定は段階５の場合と同じである。こＸでは カートリッジ列５７を通る供給液の流れが反転され。

はずれた固体がライン６ａ、７４及び７７を通って運び去られる。

段階７は第５段階と同じ１段階８は第４段階と同じである。そして１段階４，５ ，６．Ｓ、４の総シーケンスが１回またはそれより多（繰り返される。

段階９は、高圧気体がオフされ、供給流内の残留気体をライン５８，５９，７８ 及び７７を経て除去排出する点を除き１段階４と同じである。

段階１０では、弁６３．６８及び８１が開、弁５６゜７９．７５．７１及び６２ が閉で、高圧気体をオフとしたままろ液ライン６５，６６．６７．８４及び８０ 内の残留気体を除去する。段階１０の完了後、装置は通常の濾過に戻る。

通常の逆洗モードは、モード２０段階１〜４及び９〜１０からなる。つまり段階 １では、低圧気体が管腔内に導入され、ろ液を管腔から排出する。段階２では。

気体圧が上昇されて、フィルタ５７の管腔側及びシェル側両方を与圧する。

段階６では、ドレン弁７９が開かれシェル側圧力を解放する一方、高圧気体は管 腔に与え続けられ、繊維の外側からそこに累積した固体を繊維からはずす。段階 ４では供給弁６３が開かれ、ポンプ５２がオンされ。

はずされた固体をドレン弁７９を通って放出ライン７７に押し流す。

次いで高圧気体が止められ（段階９）、供給流内の残留気体がライン５９と７８ を通って放出ライン７７に放出される。最後の段階（段階１０）においては。

ｐ液ライン６５．６６及び６７内の残留気体がライン８０を通ってタンク５１に 放出される。段階１０の終了後、装置は通常の濾過に戻る。

モード３−供給液の脈動化流入による圧力減少このモードでは１段階１〜４がモ ード２に関連して前述したのと同じである。つまり、低圧気体が管腔をドレンす るのに使われ（段階１）、高圧気体がフィルタの管腔側とシェル側両方を与圧す るのに使われ（段階２）、ドレン弁７９が開かれ、シェル側圧力を解放して累積 固体をはずしく段階Ｓ）、更に供給流が供給弁６３を通って再開され、ドレン弁 ７９を通って固体を放出ライン７７に放出する（段階４）。

段階５は、供給弁６３が閉じられ、カートリッジ５７のシェル側圧力を通常の気 体洗浄圧より下に降下させる点を除き段階４と同じである。

このモードの段階６は段階４と同じで、シェル側の圧力が通常の気体洗浄圧へ戻 されるように供給弁６５が開かれる。このモードの段階７は段階５と１段階８は 段階４とそれぞれ同じである。

段階４，５．４の順序の総シーケンス（すなわち段階４〜８）は、１回以上繰り 返される。このモードの段階９及び１０は、モード２の段階９及び１０とそれぞ れ同じである。

このモードでは１段階１〜４がモード２の段階１〜４と同じである。

このモードの段階５は、フィルタカートリッジ５７のシェル側圧力が通常動作の 気体洗浄圧から管腔側の圧力へ増加されるように、ドレン弁７９が閉じられる点 を除きこのモードの段階４と同じである。

このモードの段階６は、このモードの段階４と同じである。つまり、ドレン弁７ ９が開かれ、供給流が再開される。カートリッジのシェル側圧力は通常の気体洗 浄圧に降下する。

このモードの段階７はこのモードの段階５と同じで。

このモードの段階８はこのモードの段階４と同じである。

段階４，５．４の順序の総シーケンス（すなわち段階４〜８）は１回以上繰り返 され、圧力の変化サイクルを開始する作用は常にシェルの同一端に加えられる。

段階９及び１０はモード２の段階９及び１０と同じでこのモードはモード３０段 階１〜５に従う。段階６では弁５６．７５及び６８が開で、弁６　Ｓ、７９，７ ４゜８１及び６２が閉じられる。ポンプ５２がオンで、高圧気体が尚２イン７２ から与えられている。はずされた固体がライン６４．７４及び７７を通って除去 される。

このモードの段階７はモード３の段階５と同じで、このそ−ドの段階８はモード ３の段階４と同じである。

段階’　＊　５＊　６　＊　５　＊　４の順序の総シーケンス（すなわち段階４ 〜８）は、１回以上繰り返される。

尚、モード２〜５０段階４後に導入される圧力サイクルは１通常気体浄化圧から の圧力増加とその後の通常気体浄化圧への復帰（七−ド２と４）、あるいは通常 気体浄化圧からの圧力減少とその後の通常気体浄化圧への復電モード３と５）と なることに留意されたい。

モード２と４では、圧力増加後の圧力減少が常にシェルの供給液流出端で生じる 。そ−ド４の場合、供給液の流出は常にシェルの同一端で生じ、モード２の場合 、供給液の流出は各サイクル毎にシェルの一端から他端へと交代する。

モード３と５では、圧力減少後の圧力解放が常にシェルの供給液流出端で生じる 。モード５の場合、供給液の流出は常にシェルの同一端で生じ、モード３の場合 、供給液の流出は各サイクル毎にシェルの一端から他端へと交代する。

このモードは、モード１〜５に適用できる。こ工で圧力解放とは、モード１〜５ の段階２中にシェル内に形成される圧力の解放を意味し１段階４後に導入される 圧力変化のサイクルとは異なる。シェルの入口及び出口両地点での圧力解放を達 成するため１段階３が。

弁７５を更に開き、フィルタカートリッジ列５７内の膜を横切る圧力を等しやす ることによって変更される。

モード７−逆洗中の液体供給流なしく乾燥逆流）このモードでは、供給ポンプ５ ２が逆洗サイクル全体にわたってオフされて乾燥逆ブローモードに入り。

乾燥逆プロー気体が累積固体をはずし、これらの固体をドレンへと運び去る。

乾燥逆ブローモードは、モード６を含めまたは含めずモード２．モード３．モー ド４及びモード５の各段階を用い、モード６を含めまたは含めずモード２．モー ド３．モード４及びモード５の全ての関連段階において供給液体の流れを、ライ ン８２と逆止弁８３を通る高圧気体の流れと交換することによって施すことがで きる。

そ−ドアの変更は１段階１と２で行える。この変更では、管腔に与えられるのと はｙ同じ圧力の気体が。

カートリッジ列の管腔側とシェル側両方を与圧する手段として同時にシェルに与 えられる。これは弁６３と５６を開き、ライン８２と逆止弁８３を介して気体を 与えることによって達成できる。段階３で、弁設定がそ一ド２の段階３の弁設定 と同じに戻され、シェルへの気体の供給が中断される。

モード６を含めまたは含めずそ−ド２及びモード４に適用可能なモード７の別の 変更においては、供給液の流れ及びライン８２を通る二次気体の流れが共に存在 しない。

つまり、乾燥逆プロ〒モード７は次のように多くのサブモードで実施できる： 更に、サブモード７（ａ）〜７（ｊ）はシェルドレンあり（ｓｄ）またはシェル ドレンなしくａｎｄ）　で実施し得える。

モード８−再湿潤与圧 膜の再湿潤段階は、前記何れのモードの後にも続くことができる。再湿潤段階は 逆洗サイクルが完了したとき、あるいはその他任意の時点で施し得る。再湿潤サ イクルは、繊維を与圧した後急速に圧力解放し７”、繊維を閉塞している捕捉空 気を除去することからなる。

これは次の３工程で達成可能である： 工程１では、弁７９，７５，７１．８１及び６２が閉じられ、弁６３．５６及び ６８が開かれ、高圧気体がライン７２．６７．８４．６５及び６６を経てカート リッジ５７のｒ源側に導入される。これは、カートリッジ５７の管腔側とシェル 側両方を与圧する。

工程２では、高圧気体の流れが停止され、弁８１が開かれる点を除き、全ての弁 設定は工程１と同じである。これはカートリッジ５７内部の圧力を解放し、繊維 内から気体の捕捉バブルを除去する。工程３では通常の濾過に戻る。

再湿潤モード８の変形においては、カートリッジ５７のｒ源側の代シにシェル側 に高圧空気を導入する。

これは次の３工程で達成できる： 工程１では、弁７９，７５，７１．８１及び６２が閉じられ、弁６５．５６及び ６８が開かれ、高圧気体がライン８２．５０，５４，５５，６４及び５８を経て カートリッジ５７のシェル側に導入され、カートリッジ５７のシェル側と管腔側 両方を与圧する。

工程２では、高圧気体の流れが停止される。弁７５が開かれカートリッジ５７内 部の圧力を解放して、繊維内から気体の捕捉バブルを除去する点を除き、全ての 弁設定は工程１と同じである。工程３では通常の濾過に戻る。再湿潤与圧は、１ 回またはそれよシ多く行うことができる。

逆洗と流れ方向の反転との組合せは、供給液の流れ方向を反転することの結果に 、逆洗の結果を加算または加重することから予想されたものより大きい効果をも たらす。この結果は少々予想のつかないものであるが、透明なシェルカートリッ ジで、観測されたように、本方式の適用が新たな流れパターンを形成し、前述し た閉塞状態カートリッジの自己増大効果を減じることによって可能となった６２ つの手法の同時適用に伴って生じる強められた乱流が、前から付着されている物 質上への新たな物質の堆積を許容せず、その代シにカートリッジから閉塞物を取 り除く。

流れが一方向の場合の濾過段階中、供給面料の圧力にはカートリッジに沿ってわ ずかな圧力降下が存在する。このカートリッジの先端部と供給原料（二近い端部 （基端部）間での圧力差は、気体逆洗の印加中増加する。つまシ、カートリッジ 先端部の気体はカートリッジ基端部の気体よシ低い膜を横切る圧力降下を受け、 カートリッジ先端での方がよシ多くのバブルが繊維壁を通過する。気体逆洗中に 与えられる供給液の流れ方向の反転は圧力差の効果を逆にし、繊維の壁を通過す るよシ一様なバブル分布を可能とする。

液体と気体での逆洗及び供給原料の流れ方向の反転がもたらす相対的有効性は、 濾過される懸濁液の性質に依存する。固まった付着物は、供給原料の流れ方向反 転と組合された気体逆洗によって一層良好に除去される。事実、クロット（凝塊 〕を形成する付着物に対して、本号式は他の方法と比べ特に効果的である。逆洗 だけだと保留されている固体をぬるめるに留まシ、濾過の再開が始まるとすぐに 繊維上に再び付着してしまう。供給液の流れ方向の反転を加えると、繊維の外壁 に沿って乱流が生じ、クロット状の固体物質が運び去られる。

第８図は第７図の装置とはゾ同様な変更装置で、そのためほとんどの構成部品は 省いである。シェル４０への供給液は、ライン４１と三方弁４２を介して供給液 入口４３に与えられる。また供給液は、弁４５を有する供給液出口ライン４４を 介してシェルから放出される。ｒ渦動作中、弁４８は閉じている。

第３のボートが、供給液人口弁４２から分岐したライン４６に接続されている。

弁４８を有する放出ライン４７が、供給液人口４３と放出弁４５下流の供給液出 口ライン４４との間に接続されている。

このようなフィルタでは、第７図に関連して前述した方法が次のように変更され る。すなわち、繊維の外表面側の圧力解放後（つまシモード２の段階３後］、ポ ンプからの供給液がライン４６を介して第３のポートに差し向けられ、シェルつ まシハウジングの両端を洗い流し、シェルの入口端では放出ライン４７を介し及 びシェルの他端では供給液出口ライン４４を介して流出させる。

次に、本発明をよシ理解し易くするため、各指示モードを実行するように弁、ラ イン及び動作順序を変えることによって適切に操作された第７図の装置を用いて 実施した例を以下に述べる。

何れの場合にも、フィルタカートリッジは約３．０００本のポリプロピレン製中 空繊維を含み、供給液は繊維の外表面にクロスフロ一方式で与えられ、Ｐ液は繊 維管腔の各端から引き出された。例１〜６及び９では第４図のカートリッジ端部 の構成、例７及び８では第５図のカートリッジ端部の構成、例１０及び１１では 第６図のカートリッジ端部の構成をそれぞれ用いた。

例１　モード１（ｂ）　、　２　（’ｂ）及び４（ｂ）この実験は、通常モード １（ｂ）％逆流モード２（ｂ）及び脈動モード４（ｂ）の有効性を比較するため に行った。

水酸化第二鉄を含む懸濁液が、３６０ｍ１の”フェリクリア（ＦｅｒｒｌＣｌｅ ａｒ　）″と１０８０Ｆの炭酸−水素ナトリウムを２０リツトルの水内に混合し 、１９９．８ｙの水酸化第二鉄を沈殿させることによって作成した。

通常モード（１ｂ）では、供給液入口圧を５０　ＫＰａ、　慎給液出口圧をゼロ とした。６００　ＫＰａの空気を６秒間逆ブローした。逆洗と空気除去の総時間 は４０秒であった。モード１（ｂ）の後にモード８が続くサイクルを１０分間に 繰シ返した。

逆洗モード２（ｂ）と４（ｂ）を実施した。

上記各モードの後、フィルタは再湿潤モード８に付した。

３種のモードは、数回の連続サイクル後の１０分後のＰ液流量と、空気道ブロー 後の回復率とを比較することによって相互に比較できる。結果を第１表に示す。

表中： １（ｂ）は通常モードで、管腔がドレンされてない；２（ｂ）は供給液の逆流に よる圧力増加モードで、管腔がドレンされてない； ４（ｂ）は供給液の脈動化流出による圧力増加モードで、管腔がドレンされてな い。

次の第１表から、モード２（ｂ）の万がモード４（ｂ）より高い値にｒ液流量（ フラックス）を回復しており、またモード４（ｂ）はモード１（ｂ）よシも効率 的であるのが明らかであろう。この結果を第９図に示す。

第１表 例２　モード１（ｂ）　、　ａ　（ｂ）及び２（ｂ）水２ｍＪ中のｓａｙの珪藻 土（”　ＷｈｉｔｃＯ”　）とｓａｙのベントナイトとの混合物を反復して沢過 し、逆洗モードの有効性をテストした。供給液、ｆ液及び逆洗物質は全て、供給 タンクに戻した。供給液の温度は、冷温上水を用いた銅コイル形熱交換器によっ て、２２．５℃〜２６℃の範囲で一定に保った。テストしたモードは通常の逆洗 モード１（ｂ）、脈動モード４（ｂ）及び逆流モード２（ｂ）である。各逆洗の 後に再湿潤モードを施した。

逆洗を施すのにかかった時間を時間数から削除した結果を第■表に示す。表中： １（ｂ）は通常モードで、管腔がドレンされてない；４（ｂ）は供給液の脈動化 流出による圧力増加モードで、管腔がドレンされてない； ２（ｂ）は供給液の逆洗による圧力増加モードで、管腔がドレンされてない。

第■表 例３　モード４（ｂ）と２（ｂ） 濁度４２０　ＮＴＵの泥水からなる供給原料を用いてモード４（ｂ）と２（ｂ） に関する別々の例を実施し、各モードの後にモード８を施した。逆洗によって吹 き出されたＦ液と固体物質は全て、供給タンクに戻された。何れの時点でも、ｒ 液は光学的に透明であった。

逆洗間の濾過時間は７分間であった。各逆洗を施すのにかかった時間は約１分生 であるが、空気だけは１０秒間膜に通過させた。

その結共を次の第■及び■表に示し、第１０図のグラフに表わした。

第■表 供給液の脈動化流出による圧力増加モード（４（１）））第■表 供給液の逆流による圧力増加モード（２（ｂ））例４　モード７（ｂ）（ｓｎａ ） ５０、１　Ｆの珪藻土を２０１の水と混合して懸濁液を造シ、次いで濾過した。

１０分間のサイクル後、供給液を供給液入口及び出口の両方でカートリッジから 遮断した。そしてモード７（ｂ）、シェルドレンせず（ａｎｄ）の逆洗を行った 。逆洗液は外部のドレンラインを介して収集し、濾過した。

回収された乾燥珪藻土の量は９．２ｇであった。従って、珪藻土の回収率はｔ８ ．４％であった。１．８リツトルの逆洗液が収集された。従って、収集物質の乾 燥度（ｄｒｙｎｅｓｓ）は５．　ｊ　１ｉ／ｌであった。

例５ 各々４８．７　Ｆの珪藻土を２０７の水と混合することによって、３バツチの懸 濁液を造った。タンク内の供給液の温度は、２５℃±０．２℃に維持した。

例５−バッチ１　モード１（ｂ） カートリッジの初期の水流量はｂ　ｓ　ｏ　ｉ／’ｈであった。

膜を横切る圧力は’Ｉ　２３　ＫＰａで、供給液入口圧は２００ＫＰａ　、供給 液出口圧は１０　Ｄ　ＫＰａ、及びＰ液圧は３５ＫＰａであった。例５と同様１ ０分間フィルタカートリッジを通して懸濁液をリサイクルした後、供給タンク内 に残っている液体は極めて透明で、はり全ての珪藻土が繊維の外側に付着したこ とが結論された。

逆洗モード１（ｂ）で約１５秒間、空気が膜を通って逆ブローされた。３．３１ の逆洗液が収集され、１８．８ｊ’の珪藻土を得た。回収率は３８．６％であっ た・残っているはり全ての珪藻土を除去するため、逆洗中供給液の流れ方向を反 転することによって３回逆洗カートリッジの初期の水流量は６８０１／’ｈ　１ 人口圧は２００　ＫＰａ　、供給液出口圧は１００ＫＰａ、供給液出口圧は１０ ０ＫＰａ、及びｆ液圧は５５　ＫＰａであった。

バッチの１０分間濾過後、モード７　（ａ）　、シェルドレンせず（ｓｎａ）の 逆洗を施した。空気は２０秒間逆ブローした。

２．２１の逆洗液が収集され、ｔ４．４＃の珪藻土を得た。回収率は２９．６％ であった。

残っている珪藻土を除去するため、同じく３回逆流による逆洗を行った。

繊維表面上の珪藻土を乱さないように、注意深く全ての供給及びＰ液ラインを逆 洗前にドレンした点を除き、このバッチはバッチ２と同様に処理した。逆洗モー ド７（ｇ）で、空気は１分間逆ブローした。０．２７１の逆洗液が収集され、１ ２．５Ｆの珪藻土を得た。回収率は２５．７′４であった。

回収固体のＩ／ｌで表わした乾燥度を比較することによって、シェルをドレンし なかったモードよシもモード７（ロ）（ｓｄ）の方がはるかに乾燥している物質 を与えることがわかる。

水２０Ｊ中に７７．７１の水酸化第二鉄を含むｐＨ７の水酸化第二鉄溶液につい て、例５の試験を繰シ返した。

カートリッジの初期の水流量は８２０１／ｈであった。

供給液入口圧は２００　ＫＰａ　、供給液出口圧は１００ＫＰａ。

及びｒ液圧は４５　ＫＰａであった。タンク内の供給液の温度は、２５℃±０． ５℃に維持された。

モード２（ｂ）で２０秒の逆洗を行った。６．２６１！の逆洗液が収集され、水 酸化第二鉄の回収率は４４．２％で初期の水流量は８３０１１ｂで、温度及び圧 力は前モードと同じとした。逆洗モード７　（ｄ）　％　シェルドレンせず（ａ ｎｄ）で、空気を３０秒間逆ブローした。１．８１！の逆洗液が収集され、水酸 化第二鉄の回収率は１０．９％であった。

であった。

初期の水流量はＢ　ｓ　ｏ　ｌＡで、温度及び圧力は前モードと同じとした。ポ ンプをオフとし、供給、供給液戻シ及びｒ液各弁を閉じて、ｒ液ライン及び管腔 を注意深くドレンした。逆洗モード７＠、シェルドレンせず（ａｎｄ）で、空気 を３０秒間逆ブローした。１．８４の逆洗液が収集さ、れ、水酸化第二鉄の回収 率は１３．５％で初期の水流量は８２０１／’ｈで、温度及び圧力は前モジ及び ｒ液各弁を閉じて、全ライン、カートリッジの管腔及びシェル両側から注意深く 液体を取シ除き、逆洗モード７　（ｃ）　、シェルドレン（ｓｄ）で約１分間空 気を逆ブローした。２３０ｄの逆洗液が収集されて７．４４１の水酸化第二鉄を 得、回収率は９．６チであった。

これらの例から、モード７の適用ははるかに高い濃度状態で固体が回収されると いう結果をもたらすが、しばしば回収率が犠牲になることがあると結論し得る。

また、回収固体のψで表わした乾燥度を比較することによって、シェルをドレン しなかったモードよりもモードｙ　（ａ）（ｓｄ）の方がはるかに乾燥している 物質を与えることが明らかであろう。

各々アルコールで前湿潤した各約１ｒｒＬ２のポリプロピレン多孔性中空繊維を 含む、３つ別々のシェル内チューブ型フィルタカートリッジを介して上水をｒ過 した。

ｒ過条件は、１００ＫＰａの膜横断圧を維持するものとした。モード１（ａ）の 空気逆洗を施す前にｆ液流量つまシブラックスを測定し、モード８の再湿潤シー ケンスを再び実施した。各カートリッジ毎に記録された流量を第７表に示す。

第７表 逆洗前の流量と比べた与圧後の増加流量は、膜の表面上に累積した汚染物質及び 膜を塞いでいる空気が逆洗によって除去された結果である。

例８　モード８ 例７で用いたのと同様な２つの新しい乾燥カートリッジを、別々に６００　ＫＰ ａの与圧水で２〜Ｓ秒間処理した。与圧前後のＦ液流量を次の第■表に示す。

第■表 １　ｍ２のＭＥＭＴＥＣクロスフロー型カートリ型シートリッジフィルタードつ まシ再循環なしで作動した。供給流は、６ＮＴＵの普通の濁度と７．５〜８のｐ Ｈを有する本管上水とした。テストは全て約２０”Ｑで行った。供給液出口圧を 閉じ、供給液入口に配置された調圧弁は、２５０　ＫＰａ（ｇ）のシェル側圧力 を与えるように調整された。２種の逆洗な、約６時間の逆洗間隔でテストした。

テストした逆洗は次の通＃）： １（ａ）通常の逆洗モード ２（ａ）供給液の逆流による圧力増加モードこの結果を第１表に示す。

第１表 逆洗後の回復ピーク　、。２０　１０１０９６０８４０８□。８□。８□。８□ 。

流量＜１／時０ｍ勺 各ケースにおける流量低下はほり線形であった。つまシ、（１回の時間間隔にお ける）開始及び最終流量間の平均は、上記各ケースを評価するための良好な基礎 になると見なされた。

逆流による逆洗が明らかに、最良の逆洗方法であった。過渡的な流量増加が収ま った後、約７００１／ｈｒ−ｍ２の平均ｒ液流量が維持された。

通常の逆洗で過渡的な流量増加が収まった後、約５００１７’ｈｒ−ｍ２の平均 ｒ液流量が維持された。

逆流による逆洗は明らかに、通常の逆洗よシ約４０チ有効であった。

例１０ １８．３１Ｊの水に６００１９のｃａ（ＯＨ）２を加えた懸濁液を、第１表に示 す各逆洗モードの適用前に５３℃で１５分間濾過した。逆洗前後のｒ液流量は第 １表に示す通シである。

ＫＰａ■、クロス流量は約２，５００１７時であった。

第１表 第１表（続） ！列−」１− 各ケースにおいて、例１ｏと同じ供給原料を３０”Ｃで濾過し、１５分後に逆洗 した。第■表は収集された逆洗物の容量と、回収固体の乾燥重量とを示す。

第■表 例１２ この実験では、実用的な条件で供給液の量（体積）を限定し、従ってその体積の 供給液がフィルタを通ってリサイクルされた。固形物質として形成されたクロッ トが逆洗され、供給タンク内に逆ブローされ、そこで底に沈殿されてそれ以上実 験には関与しなかった。

これは、逆洗の適用後設定時間間隔が経過した後に、最小流量値の着実な増加を もたらした。

濾過領域が約１１ｎ２の微孔ポリプロピレン製中空線維を有するシェル内チュー ブカートリッジを用いて、２０ＩＩの水中に５０９のベントナイトと５０＃の珪 藻土を含む懸濁液を濾過した。懸濁液は繊維の外表面に与えた。初期のｆ液流量 は９００ｖ時であった。１０分後、流量は２００　ｌ／時に低下した。

逆洗モード１（ｂ）を３０秒間施した。１０分間のサイクルを５回縁）返したと ころ、各回毎に逆洗前の流量は２００１／時〜２５０１／時に降下し、逆洗後ｂ 　ｏ　ｏ　ｌ／時に上昇した。各サイクル後に流量が降下した地点は各回を追う 毎に少しづつ高くなっておシ、逆洗サイクル中の放出物中に固形物質のクロット を観測することができた。この結果を第１１図のグラフに示す。

同一の系について、１０分間のサイクルの終シにモード２（ｂ）の逆洗を施した 。この逆洗手順を繰シ返す毎に、流量は９００Ｍ時に上昇した。

一連のモード２（ｂ）の逆洗終了後に、モード１（ｂ）の逆洗を再び実施した。

逆洗サイクル後、流量は同じくｂｏｏｌ／時に上昇した。この結果を第１２図の グラフに示す。

第１３図は、逆洗を含まない４サイクルの供給原料の反転後に逆洗モード２（ｂ ）が続く場合を示す。流れ方向の反転自体は、流量の改善をほとんど与えてない 。

逆洗モード１（ｂ）と組合わされた流れ方向の反転が、２種類別々の手法を加え たものよシ大きな洗浄効果を与える。

発明の範囲及び領域を逸脱せずに、その他多くの変更を濾過方法及び洗浄サイク ルに加えることができる。

Ｆｌθ、４ Ｈθ、５ Ｆ／θ、６ へ 蜘Ｎ１ α） ＮＮ 国際調査報告 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　ＴＨＥ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥＰ ＯＲＴ　０ＮＩＮＴＥＲＮＡＴ！０ＮＡＬ　ＡＰＰｕＣＡＴＩＯＮ　Ｎｏ、ＰＣ Ｔ／＋ｌＩＵ　８７１００２１４ＧＢ　１５３５８３２　Ｄε　２６０１８５９ 　ＦＲ２２９７６６０ＪＰ５１０９７５８３３０１　Ｄ　２９／３８　Ａ−２１ ２６−４Ｄ■１９８７年４月２１日Ｏオーストラリア（ＡＵ）■Ｐ１１５１３ニ ュー・サウス・ウエイルズ　２１２１、エツピンート　３／２６ ニュー・サウス・ウエイルズ　２０７屯ターラマ拳ブレイス　６

Claims (55)

【特許請求の範囲】
1. １．供給液入口と供給液出口を有するシェルまたはハクジソグ内に弾性且つ多孔 性の中空繊維を備えたフィルタを動作する方法において： ｉ）懸濁液供給原料を供給液入口を通してシェルまたはハウジングに導入し、前 記供給原料を繊維の外表面に差し向け、それにより ａ）前記供給原料の一部が繊維の壁を通過し、ろ液または浸透液として繊維の管 腔から引き出され、 ｂ）前記供給原料中の固体の一部が繊維上または繊維の孔内に保留され、保留さ れなかつた固体が前記供給原料の残りと一緒にシェルまたはハウジングから供給 液出口を経て放出される工程、ｉｉ）ａ）与圧気体を繊維の管腔内に導入し、該 気体を繊維の壁を通過させて保留固体を繊維または孔からはずし、 ｂ）気体が繊維の管腔内に導入されている間に、シェル内の圧力を変化させる ことによつて保留固体を周期的に洗浄除去する工程、 を含む方法。
2. ２．供給液入口と供給液出口を備えたシェルまたはハウジングと共に、複数の弾 性且つ微孔性の中空繊維を有するフィルタを動作する方法において：ｉ）懸濁液 供給原料を供給液入口を通してシェルまたはハウジングに導入し、前記供給原料 を繊維の外表面に与え、それによつて ａ）前記供給原料の一部が繊維の壁を通過し、ろ液または浸透液として繊維の管 腔から引き出され、 ｂ）前記供給原料中の固体の一部が繊維上または繊維の孔内に保留され、保留さ れなかつた固体が前記供給原料の残りと一緒にシェルまたはハウジングから除去 される工程、 ｉｉ）ａ）与圧液体を繊維の管腔内に導入し、繊維の壁を通過させて保留固体の 少なくとも一部を洗い流し、 ｂ）与圧気体を繊維の管腔内に導入し、該気体を繊維の壁を通過させて孔の少な くとも一部を弾性的に広げ、該孔内に保留されていた固体をはずすと共に、繊維 の外壁を洗浄せしめ、前記気体は膜の孔内における連続状態のろ液の表面張力が 気体の流れに及ぼす抵抗に打ち克つのに充分な圧力で与えられ、かつ ｃ）与圧気体が繊維の管腔内に導入されている間に、シェル内の圧力を変化させ ることによつてことによつて保留固体を洗浄除去する工程、を含む方法。
3. ３．シェル内の圧力を通常の気体洗浄圧より高く増加した後、シェル内の圧力を 通常の気体洗浄圧に復帰することによつて、シェル内の圧力を洗浄中に変化され る請求の範囲第１項または第２項記載の方法。
4. ４．供給液の流れを逆洗中維持し、圧力の増加が供給液の流出を停止することに よつて達成され、通常の気体洗浄圧への復帰が供給液の流れを逆方向に再開する ことによつて達成される請求の範囲第３項記載の方法。
5. ５．圧力変化のサイクルが気体洗浄中繰り返される請求の範囲第３項記載の方法 。
6. ６．供給液の流れの反転が気体洗浄中に繰り返される請求の範囲第４項記載の方 法。
7. ７．供給液の流れが逆流中維持され、圧力の増加が供給液の流出を終了すること によつて達成され、通常の気体洗浄圧への復帰が供給液の流出を再開することに よつて達成される請求の範囲第３項記載の方法。
8. ８．供給液流出の終了及び再開が気体洗浄中に繰り返される請求の範囲第７項記 載の方法。
9. ９．シェル内の圧力を、シェル内の圧力を通常の気体洗浄圧より低い圧力に減少 した後、同圧を通常の気体洗浄圧に復帰することによつて、洗浄中に変化させる 請求の範囲第１項または第２項記載の方法。
10. １０．供給液の流れを逆流中維持し、圧力の減少が供給液の流入を終了すること によつて圧力の減少を行ない、供給液の流入を再開することによつて通常の気体 洗浄圧への復帰を行なう請求の範囲第９項記載の方法。
11. １１．圧力変化のサイクルを気体洗浄中繰り返す請求の範囲第９項記載の方法。
12. １２．供給液流入の終了及び再開を気体洗浄中繰り返す請求の範囲第８項記載の 方法。
13. １３．供給液の流れを逆洗中維持し、供給液の流入を終了することによつてシェ ル内の圧力の減少を行ない、供給液の流れを反対方向に再開することによつて通 常の気体洗浄圧への復帰させる請求の範囲第９項記載の方法。
14. １４．供給の終了及び再開を気体洗浄中線り返す請求の範囲第１３項記載の方法 。
15. １５．シェルが圧力変化の工程前に供給液の流入と供給液の流出を終了すること によつて与圧され、シェル内圧力が供給液の流出を再開することによつて解放さ れる請求の範囲第１項から第１４項までのいずれか１項記載の方法。
16. １６．供給液の流入を気体の逆洗を再開する前に終了する請求の範囲第３項記載 の方法。
17. １７．別の気体をシェルの入口を通して導入し、該別の気体の流出を停止するこ とによつてシェル内圧力を増加させ通常の気体洗浄圧への復帰が該別の気体の流 れを逆方向に再開することによつて達成される請求の範囲第１６項記載の方法。
18. １８．別の気体流の反転が気体洗浄中繰り返される請求の範囲第１７項記載の方 法。
19. １９．別の気体が高圧気体である請求の範囲第１７または第１８項記載の方法。
20. ２０．別の気体が低圧気体である請求の範囲第１７または第１８項記載の方法。
21. ２１．別の気体をシェルの入口を介して導入し、該別の気体の流出を終了するこ とによつてシェル内の圧力の増加が達成され、前記通常の気体洗浄圧への復帰が 該別の気体の流出を再開することによつて達成される請求の範囲第１６項記載の 方法。
22. ２２．別の気体の流出の終了及び再開が気体洗浄中繰り返される請求の範囲第２ １項記載の方法。
23. ２３．別の気体が高圧気体である請求の範囲第２１項または第２２項の記載の方 法。
24. ２４．別の気体が低圧気体である請求の範囲第２１項または第２２項記載の方法 。
25. ２５．別の気体をシェルの入口を通して導入し、圧力の減少が該別の気体の流入 を終了することによつて達成され、通常の気体洗浄圧への復帰が該別の気体の流 れを逆方向に再開することによつて達成される請求の範囲第１６項記載の方法。
26. ２６．別の気体流の終了及び再開が気体洗浄中繰り返される請求の範囲第１３項 記載の方法。
27. ２７．別の気体が高圧気体か低圧気体である請求の範囲第２５項または第２６項 記載の方法。
28. ２８．圧力の増加がシェルからの流出を停止することによつて達成され、通常の 気体洗浄圧への復帰が流出を逆方向に再開することによつて達成される請求の範 囲第１５項記載の方法。
29. ２９．流出の反転が気体洗浄中繰り返される請求の範囲第２８項記載の方法。
30. ３０．圧力の増加がシェルからの流出を終了することによつて達成され、通常の 気体洗浄圧への復帰が流出を再開することによつて達成される請求の範囲第１５ 項記載の方法。
31. ３１．流出の終了及び再開が気体洗浄中繰り返される請求の範囲第３０項記載の 方法。
32. ３２．シェルが圧力変化の工程前に供給液の流入と供給液の流出を終了すること によつて与圧され、同圧が圧力変化の段階を施す前に供給液の流出を再開するこ とによつて解放される請求の範囲第１６から第３２項までの何れか１項記載の方 法。
33. ３３．逆洗の終了後に繊維を与圧し、同圧を解放して繊維の孔から捕捉空気を除 去する段階を含む請求の範囲第１項から第３２項までの何れか１項記載の方法。
34. ３４．繊維を与圧する工程を、供給液の流入と供給液の流出を終了することによ つて行ない、同氏が供給液の流入と供給液の流出を再開することによつて解放さ れる請求の範囲第３３項記載の方法。
35. ３５．繊維を与圧する工程が供給液の流出を終了することによつて行われ、同圧 が供給液の流出を再開することによつて解放される請求の範囲第３４項記載の方 法。
36. ３６．管腔流が阻止されている間に、繊維を与圧する工程を行なう請求の範囲第 ３３項から第３５項までの何れか１項記載の方法。
37. ３７．管腔流が脈動化の形で阻止されている請求の範囲第３６項記載の方法。
38. ３８．気体逆洗の開始前に管腔流がドレンされる前記請求の範囲の何れか１項記 載の方法。
39. ３９．逆洗の開始前にシェルがドレンされる請求の範囲第１項から第３８項まで の何れか１項記載の方法。
40. ４０．与圧気体の導入が： ａ）まず繊維壁のバブル点より低い圧力の気体を与えて、繊維の管腔内から液体 を排出する工程、ｂ）供給液の流入及び流出を終了する工程、ｃ）気体の圧力を 繊維壁のバブル点より高い圧力に増加する工程、及び ｄ）供給液の流入及び流出を再開して、捕捉されていた気体を繊維壁を通つて異 質状一様に散逸させる工程、 を含む請求の範囲第１項から第３９項までの何れか１項記載の方法。
41. ４１．与圧気体の管腔への導入が、まず繊維壁のバブル点より低い圧力の気体を 与える工程を含み、更に：ａ）別の気体をバブル点より低い圧力で繊維のシェル 側に導入する工程、 ｂ）管腔内気体とシェル側気体の圧力を等しくする工程、 ｃ）管腔内気体とシェル側気体の圧力をバブル点より上に高める工程、 を含む請求の範囲第４０項記載の方法。
42. ４２．フィルタがクロスフロー型フィルタである請求の範囲第１項から第４１項 までの何れか１項記載の方法。
43. ４３．フィルタが閉端ろ過モードで動作され、閉端ろ渦中供給液及び固体がシェ ルから流出されない請求の範囲第１項から第４２項までの何れか１項記載の方法 。
44. ４４．ａ）シェルまたはハウジング、 ｂ）前記シェル内の複数の弾性且つ多孔性の中空繊維、 ｃ）前記シエルヘの供給液入口、 ｄ）前記シェルからの供給液出口、 ｅ）前記シェルからのろ液出口、 ｆ）懸濁液供給原料を供給液入口を通して前記シェルに導入し、前記供給原料を 繊維の外表面に差し向けることによつて、 ｉ）前記供給原料の一部を繊維の壁を通過させてろ液または浸透液として繊維の 管腔から引き出し、ろ液出口を通つて放出し、 ｉｉ）前記供給原料内の固体の一部を繊維上または繊維壁の孔内に保留し、保留 されたかつた固体を前記供給原料の残りと一緒に、シェルまたはハウジングから 供給液出口を通つて放出するための、 弁手段、 ｇ）シェル出口を通つて流出する流出量を制御する弁手段、 ｈ）与圧気体を繊維の管腔内に導入し、繊維の壁を通過させて保留されている固 体を繊維壁からはずすための弁手段、及び ｉ）気体が繊維の管腔内に導入されている間に、シェル内の圧力を変化させる制 御手段、 を備えたフィルタ装置。
45. ４５．ａ）シェルまたはハウジング、 ｂ）前記シェル内の複数の弾性且つ多孔性の中空繊維、 ｃ）前記シエルヘの供給液入口、 ｄ）前記シェルからの供給液出口、 え）前記シェルからのろ液出口、 ｆ）懸濁液供給原料を供給液入口を通つて前記シェルに導入し、前記供給原料を 繊維の外表面に差し向けることによつて ｉ）前記供給原料の一部を繊維の壁を通過してろ液または浸透液として繊維の管 腔から引き出し、ろ液出口を通つて放出し、 ｉｉ）前記供給原料内の固体の一部を繊維上または繊維壁の孔内に保留し、保留 されなかつた固体を前記供給原料の残りと一緒に、シェルから除去するための、 弁手段、 ｇ）シェル出口を通つて流出する流出量を制御する弁手段、 ｈ）与圧液体を繊維の管腔内に導入し、繊維の壁を通過させて保留されている固 体の少なくとも一部を洗い流す弁手段、及び ｉ）与圧気体を繊維の管腔内に導入し、繊維の壁を通過させて孔の少なくとも一 部を弾性的に広げ、該孔内に保留されていた固体をはずすと共に、繊維の外壁を 洗浄せしめる弁手段で、前記気体は膜の孔内における連続状態のろ液の表面張力 が気体の流れに及ぼす抵抗に打ち克つのに充分な圧力で与えられ、及び ｊ）与圧気体が繊維の管腔内に導入されている間に、シエル内の圧力を変化させ る制御手段、を備えたフィルタ装置。
46. ４６．制御手段が、シェル内の圧力を通常の気体洗浄圧より高い圧力に増加させ 、また通常の気体洗浄圧に復帰させるように弁手段を作動する請求の範囲第４４ 項または第４５項記載のフィルタ装置。
47. ４７．制御手段が、シェル出口を閉じ、次いでシエル出口を開けるようにシェル 出口弁手段を作動する請求の範囲第４６項記載のフィルタ装置。
48. ４８．制御手段がシェル出口弁手段を作動してシェル出口を閉じ、フィルタ装置 が更にシェルを通る供給液の流れを反転させる弁手段を備え、前記制御手段が該 反転弁手段を作動しシェルを通る供給液の逆流を再形成する請求の範囲第４７項 記載のフィルタ装置。
49. ４９．制御手段が、シェル内の圧力を通常の気体洗浄圧より低い圧力に減少させ 、また通常の気体洗浄圧に復帰させるように弁手段を作動する請求の範囲第４４ または第４５項記載のフイルタ装置。
50. ５０．制御手段が、シェル入口を閉じ、次いでシエル入口を開けるようにシェル 入口弁手段を作動する請求の範囲第４９項記載のフイルタ装置。
51. ５１．制御手段がシェル入口弁手段を作動してシェル入口を閉じ、フィルタ装置 が更にシェルを通る供給液の流れを反転させる弁手段を備え、前記制御手段が該 反転弁手段を作動しシェルを通る供給液の逆流を再形成する請求の範囲第４７項 記載のフィルタ装置。
52. ５２．シェル入口により別の気体を導入するための弁手段を備える請求の範囲第 ４４項または第４５項記載のフィルタ装置。
53. ５３．制御手段がシェル出口を閉じてシェル内の圧力を増加させ、次いでシェル 出口を開いてシェル出口を通る流出流を再形成する請求の範囲第５２項記載のフ ィルタ装置。
54. ５４．制御手段がシェル入口を閉じてシェル内の圧力を減少させ、次いでシエル 入口を開いて前記別の気体の流入を再形成する請求の範囲第５２項記載のフイル タ装置。
55. ５５．シェルを通る別の気体の流れを反転させる弁手段を更に備え、制御手段が 反転弁手段を作動する請求の範囲第５５項または第５４項記載のフィルタ装置。