JPH01502496A - 膜濾過装置により異質の成分を含む流体を処理する方法及び装置 - 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】 ｍｐ過装置により異質の成分を含む流体を処理する方法及び装置 技術の分野 本発明の内容は！ｌｌｖ過装置（ｍｅｍｂｒａｎｅ　ｆｉｌｔｅｒ　ｅｑｕｉｐ ｍｅｎｔ）により異質の成分（ｍａｔｅｒｉａｌｓ）を含む流体を処理する方法 及び装置である。

背景技術 流体が薄い一過膜（ｍｅｍｂｒａｎｅ　ｒ　ｉ　Ｉ　ｔｅｒ　）に沿って流れ、 一方該流体の圧力は該一過膜のもう一方の側に存在する圧力よりも高い構造によ り、流体の異質の成分の含有量を減少させることを可能にする既知の装置がある 。流れる流体は一般に溶液であり、その一部が濾過膜を加圧通過せしめられる（ 透過物（ｐｅｒ−ｍｅａｔｅ））　ａ　一過膜の透過能が種々の大きさのイオン 及び粒子に対して異なるので、透過物の組成は最初の溶液の組成とは異なる。

前記方法が、−過膜の孔の大きさがイオン又は粒子の大きさの水準にあり、それ 故該−過膜がある方法でより大きなイオン及び粒子を濾過する（取り出す（ｗｉ ｔｈｄｒａｗ）　）という事実のみを利用するときは、該方法は限外一過または 精密濾過（ｕｌｔｒａ　ｏｒｍｉｃｒｏｆｉｌｔｅｒｉｒ＋ｇ）と称される。Ｐ ３１１ｍの二つの側の間に有意な浸透圧の差があるときは、それを平衡にした後 、既に存在した圧力差よりも高い逆の圧力差にすると、通常の浸透とは逆の現象 、いわゆる逆浸透が生ずる。溶媒は一過膜を通って溶液がら浸透圧に抗して溶媒 を収容する空間へと流れる。腹ｒ過装置の操作において、エネルギー消費量は、 処理されるべき流体（即ち原流体（ｒａｗ　Ｒｕ１ｄ））を装置へ高圧（例えば ５０〜７０バール）下で送るのに必要なポンプによってほとんど決定される。エ ネルギー消費量を減少させるために、エネルギーの一部を取り戻すためにＭＡ濾 過装置を去る高圧源１ｉ流体（濃縮物（ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ））によって水 車が駆動される精造が提案されている。しかし、実際、この解決は多額の出費を 必要とし、急速に回転する水車は総ての水の精製システムの操作と保全を面倒に する。

エネルギーの回収は、米国特許第４，３５４，９３９に記載されている解決法に よっても不服とされた。これによれば、Ｗｔ？過装置を去る濃縮物は二者択一的 に二つの容器へ送られる。各容器は柔軟な膜によってお互いから分離された二つ の空間を有する。

濃縮物が一方の容器の第１の空間に入り込むとき、ポンプは第２の空間からＭ濾 過装置の入口へ原流体を送り戻す、第１の空間、即ちほとんど総ての容器が濃縮 物で満たされたとき、濃縮物は、他方の容器へ送られており、その闇に、前記一 方の容器から、濃縮物がこの容器の第２の空間へ送られる原流体によって排出さ れている。

前記Ｍ濾過装置内で原流体は一過膜に沿って流れる。膜を通しての透過物の流れ （ｐｅｒｍｅａｔｅ−ｆ　ｌｏｗ　）の観点から膜の両側に接近して位置する二 つの境界層の濃度は限定的である。該境界層の濃度は、全溶液流の平均濃度より も常に高い、即ち、溶媒は、溶液の内側から一過膜の方へ移り、該−過膜は、溶 解された成分（ｍａｔｅｒｉａ）の大部分を取り出すが、溶媒は通過させる。

それ故、溶解された成分（ｍｉｔｅｒｉａ）は境界層において濃縮される。浸透 圧の差は、境界層の濃縮物の差に比例する。記載された現象のために、浸透圧は 増加し、したがって、エネルギー消費量も増加する。限外または精密−過の場合 、濾過膜に送られる溶液の濃度の増加のために濾過膜の液圧抵抗は増加する（こ れは明らかに、逆浸透の場合にも現れ、なお一層の圧力の増加を引き起こす）、 上記現象は、しばしば分極（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）とも称される。溶液の 速度（更に詳しくは該速度に比例するＲ数）が高くなるとき、境界層の厚さとま た濃度の増加は減少する。溶媒は、一過膜に沿って流れる溶液を去りつつある。

濾過膜の端において、出口において、平均濃度は、まさに装置を去りつつある溶 液の濃度に等しい、該装置に送られる溶液の量がｐｐｍを加圧通過せしめられる 透過物の量の１倍であり、その結果として、いわゆる利得（ｇａｉｎ）が１／ｎ であるならば、出口において、平均濃度は、入口における平均濃度よりも高いｎ ／（ｎ−１）倍である。濃度と浸透圧の間の上記関係のために、ｎがより高けれ ば、それは有利であるが、しがし、これにより利得（１／ｎ）は減少する。

境界層の厚さを減少するために原流体を膜ｒ過装置を通して循環させることが提 案された。原流体は高圧ポンプによって循環される流体の循環路（ｃｉｒｃｌｅ ）に連続的に送られ、該循環路から一方で透過物が、また他方で濃縮された流体 が連続的に去る。この方法の不利な点は、膜−過装置内に送られる流体の濃絹物 はｙ流体の濃縮物よりも高率であり、したがって浸透圧の増加は、まさに逆の効 果を結果するということである。その結果として、境界層が薄くなるという事実 に起因する有利な点が濃度の増加に起因する不利な点よりも大きいときのみ、こ のように流体を循環させることは価値がある。この方法は原流体の濃度が非常に 低いときには、理由がある。しかし、この方法は、高濃度の溶液の処理のために は、例えば海水の塩分除去（ｄｅ−ｓａｌｉｎａｔｉｏｎ）のためには有利では ない、エネルギーを回収するための例えば水車による何らかの他の手段がなけれ ば膜濾過装置を連続的に去る濃縮物のエネルギーは失われる。

上記の方法において、Ｍ濾過装置は定常操作（ｓｔｅａｄｙ　５ｔａｔｅｏｐｅ ｒａｔｉｏｎ）のものであり、したがって、該装置内を流れる流体の濃度及び速 度は場所に左右されるのみである。流れの速度は原流体の濃度に対して且つ膜濾 過装置について許される最大濃度に対して適当に選択されねばならない。

発明の開示 本発明により、Ｉ！Ｉ濾過装置は、周期的に、作動し、該装置を通過する流体の 濃度は、周期の始まりと終わりの間で連続的に増加し、そして周期の終わりで膜 濾過装置について許される濃度の最大値に達するのみである。

したがって、一方において本発明は、処理されるべき流体を、処理されるべき流 体よりも多くの異質の成分を含む濃縮物と処理されるべき流体よりも少ない異質 の成分を含む透過物を提供する膜濾過装置の入口へ供給する段階と、−過膜を去 る濃縮物の少なくとも一部を膜−過装置の入口へ送り戻すことによって膜−過装 置を通して前記流体を循環させる段階とを具備する膜−過装置により異質の成分 を含む流体を処理するための方法である０本発明は、ＭＦ−過装置を去る全濃縮 物を前記入口へ送り戻し、前記流体が予定の濃度値に達する迄高圧下で前記流体 を循環させ、次いで濃縮された流体を排出すること、及び処理されるべき流体の 後続の量（ｆｕｒｔｈｅｒ　ａｗｌｏｕｎｔ）について前記段階を繰り返すこと を特徴とする。

本発明による方法は一つぎに詳細に説明するように一最新に知られる方法に比較 してエネルギーを必要としない、別の利点は、周期的に作動する膜ｒ過装置が、 原流体の濃度に等しい濃度の流体によって周期的に洗浄し続けられ、そのことは 自己浄化（ｓｅｌｆｐｕｒｉｆ　１ｅａｔｉｏｎ　）を改善し、保全の必要性を 減少させることである。

他方において、本発明は、処理されるべき流体を受け入れるための入口、濃縮物 を提供する出口、及び透過物を提供するもう一つの出口を有する膜濾過装置と； 前記濃縮物を提供する出口と前記入口の間を接続し、流体が循環させられる流体 循環路（ｆｌｕｉｄ　ｃｉｒｃｌｅ）と；該循環中流体循環路内で高圧を確保す るポンプと；処理されるべき流体を前記流体循環路内へ送るための装置と濃縮物 を導き出す装置（ｄｅｖｉｅｅ　ｌｅａｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｏｎ−ｃｅｎｔｒ ａｔｅ　ｏｆｆ）とを備える異質の成分を含む流体を処理するための装置である 。この装置は、本発明にしたがって、流体循環路は周期的操作に適合せしめられ ており、流体循環路の少なくとも一部は少なくとも一つの制御弁によって前記濃 縮物を導き出す装置に接続されており、前記少なくとも一つの弁は、流体の循環 期間中は閉じられるが流体の循環期間後には開かれることを特徴とする。

本発明の非常に有利な実施態様において、周期的操作にもがかわらず、膜濾過装 置及び高圧を供給するポンプ−それらは装置の最も高価な要素であるーは連続的 に働き、したがってそれらの利用は完全である。

本発明及びその利点は、図面に示された有利な実施態様によって詳述された以下 の説明で明らかにされる。

図面の簡単な説明 第１図は膜濾過装置の細部の模式的断面図である。

第２図ないし第４図はＮＩ膜濾過装置有する既知の装置の接続図である。

第５図は本発明による装置の実施態様の模式接続図である。

第６図は予備容器（ｒｅｓｅｒｖｅ　ｖｅｓｓｅｌ　）を用いて完成された本発 明による装置の実施態様の接続図である。

第７図は第６図示の実施態様と同様な実施態様の接続図である。

第８図は第７図示の実施態様と同様な実施態様の接続図である。

第９図はＭ濾過装置のほぼ連続的な操作を可能にする本発明に係る装置の実施態 様を示す接続図である。

第１０図は第９図示の実施態様に類似した実施態様の接続図である。

第１１図は第１０図示の実施態様と同様の実施態様の接続図である。

第１２割は膜ｒ過装置の完全に連続的な操作を提供する本発明による装置の実施 態様を示す接続図である。

第１３図は第１２図示の実施態様に類似した実施態様の接続図である。

第１４図は第１３図示の実施態様と同様の接続図である。

第１５図は膜−過装置内の流体の流れ（ｆｌｕｉｄ−ｆｌｏｗ）の方向が周期的 に変化する第１４図示の実施態様に類似した実施態様の接！！図である。

第１６図は本発明による二段階装置（ｔｗｏ−ｓｔａｇｅ　ａｐｐａｒａｔｕｓ ）の実施Ｒ１ａの接続図である。

同一の要素或いは同一の機能の要素は、図面において同一の参照番号を有する。

発明を実施するための態様 本発明を開示する前に、膜濾過装置の操作の基本的な特徴を第１図にしたがって 簡単に手短に述べる。以下において異質の成分を含む流体は簡単のために塩溶液 （ｓａｌｔ　５ｏｌｕｔｉｏｎ）であり、また本発明は海水の塩分除去に適した 実施態様を基礎として説明される。しかし、本発明は必要な変更を加えて、膜濾 過型式の分離又はｒ過技術のすべての分野に適用され得る。このような適用には 、例えば、飲料水の脱窒、溶液の濃縮、水の蒸留、汚水の一過がある０本発明は 、水に制限されず、他の流体に、例えばアルコールに、又は産業溶液（ｉｎｄｕ ｓｔｒｉａｌ　５ｏｌｕｔｉ。

ｎｓ）に適用できる。異質の成分は、流体（例えば塩溶液）に溶解されているか 、又は混合されていても良い（例えば水中のコロイド粒子又は砂）。

第１図は、膜−過装置の細部を例示しており、この装置においては処理されるべ き流体２が細い管状の形状Ｇこ形づくられた一過膜１内を流れる。この装置内に 多数のこの型式の細ｔ１管が平行に連結されている。矢印４は原流体の入口を示 し、矢印５は濃縮された原流体（濃縮物）の出口を示す、高圧の流体２が一過膜 １に沿って通る間に、透過物６はｒ″ｉｈｉｈ膜１て該装置から出る。入口流体 の容量は、出口濃ｌｌｉ物の容量と透過物の容量の和に等しい、出口透過物と入 口流体の量の商は、該装置の利得（ｇａｉｎ）と称せられる。これは、ｎが入口 流体と透過物の商であれば、１／ｎである。透過物の濃度が入口流体の濃度より ももつと少ないと仮定するならば、出口平均濃度は、であり、ここで、Ｘ、、は 入口平均濃度であり、ｎは利得の逆数である。

一過膜１の壁の近くで、境界層３の濃度Ｘ、は、同一断面を通して流れる溶液の 平均濃度Ｘよりも常に高く、即ち、Ｘ、＝　σ・ｘ　（２） であり、ここで、σは１より大きい係数である。この過程については、境界層３ の平均濃度は、限定的なもの（ｄｅｔｅｒｓｉｎｉ−ｊｉｖｅ）であり、 ）（，１−ｘ−ｕ」−」ニー””−＝’　（Ｘｉｓ　＋Ｘｏｕｔ）　（３）であ る。

式（１）の代入によってそれは 第２図に既に知られている簡単な装置がある。新しい水供給ポンプ１１は、低圧 下で承前処理装置１２を通して流され、その後一過され且つ前処理された水は高 圧ポンプ１３によって膜濾過装置１０内に流され、該装置において前記−過され 且つ前処理された水は一過膜の膜ｒ過膜（ｍｅｍｂｒａｎｅ　ｆｉｌｔｅｒｉｎ ｇ　５ｕｒｆａｅｅｓ　）に沿って流れる。純水はｍＷ濾過装置１０ら膜濾過面 を通して透過物容器１４へ流れ、濃縮された海水はスロットルバを導き出す装置 ７は例えば管であり得る。エネルギー消費量は高圧ポンプ１３によって主に決定 される。−過膜の後ろで、圧力がＰバールであるとき（海水の塩分除去の時、そ れは、およそ５０〜７０バールである。）、純水の１ｍ’あたりのエネルギー消 費量は、 Ｎ　＝　−」Ｌ二」Ｌ−［ｋ−ｈ　／　−り］　（５）３６η、。

であり、ここで、η□はポンプ１３の効率であり、ｎは膜−過装置ｌＯの中へ圧 入される海水の量と膜濾過装置１０の純水出口の量の商、即ち、利得の逆数であ る。

第３図に示されるように、海へ送り戻される濃縮された水が、スロットルバルブ １５の代わりに水車１６　（ｗａｔｅｒ　ｔｕｒｂｉｎｅ）を通して導かれるな らばエネルギーの消費量は減少する。したがって、この装置は高価且つ複雑であ るけれども、消耗するエネルギーの一部を取り戻すことが可能である。水車１６ を使用することによって、エネルギー消費量は、Ｎ＝」とコＬ−［１−η□ηｔ ＬＪ〔１−−ムと〕コ［ｋｔｌｈ／■３コ　（６）３６ηｍａ　ｎ　ｐ であり、ここで、η、は水車１６の効率であり、Δｐは一過膜に沿ってのバール の圧力降下（実際２〜３バール）である。

腹Ｖ過装置１０内を流れる溶液の速度が境界層の厚さに影響することは既に述べ たが、この影響は、第４図に示されるようなそれだけで既知の再循環を適用する ことによって減少させることができる。この場合、Ｍ濾過装置１０の出口濃縮物 は、水、車１６へ送り込まれるほかは、循環ポンプ１７の相互連結によって膜ｒ 過装置１０の入口へ戻される。この再循環は、膜濾過装置１０の中を流れる溶液 の平均濃度（ａｖｅｒｓｅ　ｍｅａｎ　ｅｏｎｅｅｎ−ｔｒａｔｉｏｎ）がより 高くなるので、−過膜に沿って流れる溶液の平均の平均濃度を増加し、それ故、 ｐの値は増加するが、同時に境界層の厚さは減少し、この効果によってｐの値は 減少せしめられる。最適値はこの二つの反対の効果から生まれる。ポンプ１７の 効率が同様にη、！であると仮定するならば、エネルギー消費量は Ｎ＝Ｊ−１−［１−ηｍｔＶｔ”二」〔１−−ムｈ）十ｋ　二］　［ｋＭｈ／■ ココ（７）３６？７＠＊　ｆｌ　９　ｎ　Ｇ’ であり、ここでｋは循環ポンプ１７によって送り出される海水の量と膜ｒ過装置 １０から出てくる純水（濾過液）の量の商である。

最後に、興なる構造の見積もりを正しく可能にするために、「理想的な」装置の エネルギー消費を計算する。理想的装置に水車１６があり（第３図及び第４図） 、効率の値は、η１．＝ｎ　ｔ＝　１であり、−過膜に沿った圧力降下はΔｐ＋ ＝０であり、ｐの値は、浸透圧ヰたは一過膜の寸法によって決定される可能な最 小の圧力ｐ０である。よって、エネルギーの消費量はＮｅ　”＝　Ｐ−Ｌ［ｋＭ ｈ　／　ｍ”］　（８）である。

σ本は実際の圧力ｐと理想状態において生ずる圧力ｐ、の商であるとする： 式（８）及び（９）から にＬ−＝　Ｎ　、・σ＊　（１０） となる。

式（１０）を式（７）に代入し、且つ整理すると：η、、　＝　０．５．η、　 ＝　０．７５及びΔｐ／ｐ−０，０５の実際の値を仮定すると、エネルギーの消 費量は、Ｎ＝Ｎｏ　・　６＊　（１，２Ｌ　ｎ＋　０．１・　ｋ＋　Ｏ，）１３ ）　（１２）である。

ｎの最小値が３〜４であるとき、有利な状態を仮定し、ｎ＝３及びに＝３として 計算すると、 実際、高速で回転する機械の困難な操作上の及び保全の問題のため水車１６はほ とんど使用されていない、それ故、ｎｔ”０を式（１１）に代入することによっ て、上記の値について、Ｎ＝Ｎｏ・６本（２・ｎ＋　０．１・ｋ）　（１４）と なる。

その結果 第５図は、本発明による装置の簡単な実施態様を示す、それだけで既知の承前処 理装置１２を通して水供給ポンプ１１によって供給される海水が、高圧ポンプ１ ３によって制御弁１８を介して流体循環路内に圧入される。その流体循環路には 、循環ポンプ１７、膜濾過装置１０及び制御弁１９が直列に接続されている。ポ ンプ１７は循環のみを与える。それに起因する圧力の増加はわずかであり、その 動力消費量は有意ではない、膜ｒ過装置１０の濃縮物出口は、弁２０を介して濃 縮物を導き出す装置７へ接続されており、該装置７は示される実施態様において は海へ向けられている管である。ＩＩ濾過装置１０の透過物出口は透過物容器１ ４へ接続されている。ポンプ１３は高い圧力の下で膜−過装置１０へ予め処理さ れた海水のそのような量のみを送り出し、その量は容器１４の方へ透過物として 去る。承前処理装置１２の出口は制御弁２１を介して流体循環路に接続され、且 つ該流体循環路は制御弁２２を介して大気に接続されている。　装置の操作は連 続した三つの段階を特徴とする。水精製の段階で、ポンプ１１は製造される純水 の量に等しい量で承前処理装置１２に対して海水を供給する。そして前処理され た水は膜濾過装置１０内に存在する高い圧力（５０〜７０バール）の下でポンプ １３によって供給される。この段階では、弁１８及び１９のみが開き、他の弁２ ０．２１及び２２は閉じられ、ポンプ１１．１３及び１７の総てが働く、この段 階が始まるとき、装置は、海における如く一低濃度の前処理された海水で満たさ れる。この段階の終わり迄、同じ量の前処理された海水が一過膜を通して去る純 水（透過物）の量としてポンプ１３によって流体回路（ｆｌｕｉｄ　ｃｉｒｃｕ ｉｔ）へ供給される。循環する水の濃度は目立って増加し、そして、該濃度が膜 濾過装Ｗ１０について許された値に達したとき、この第１の段階はその終わりに なる。

この方法の観点から、この第１の段階で測定し得る始めと最後の濃度の平均値は 、限定的なものであり、その平均値は、より多くの量がポンプ１７によって再循 環させられる第４図にしたがった装置に反して、循環ポンプ１７の動力から独立 しており、入口と出口の濃度の差はそれだけ小さい。

これに起因する省力を見積もることができるように、第４図による構造において 膜−過装置１０の濃縮物出口を去る水の半分が適当な流速（ｆｌｏｗ　５ｐｅｅ ｄ）に達するように再循環させられると仮定する。この場合、入口濃度は、増加 せしめられ、その結果入口及び出口濃度間の差はその元の値の約半分迄減少せし められる。新しい海水の塩含有率が４．２％であり、且つ膜−過装置を去る海水 の塩含有率が５．６％であるとき、この値は、再循環のために、４．９％と５． ６％に変化する。再循環しないときは、平均の平均濃度は（４，２＋５．６　） 　／２　＝　４．９％になるが、再循環のために（４，９＋　５．６　）　／２ 　＝　５．２５％に増加する。確かに、再循環は速度を増加し、それ故境界層に おいて生じる過剰の濃度（ｓｕｒｐｌυｓ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）は約 １％から約０．４％に減少する。浸透圧差の計算の観点から、この濃度は限定的 なものであり、それは、再循環の結果として４．９＋　１．０　＝　５．９％な いし５．２５　＋　０．４　＝　５．６５％に減少する。

第５図示の本発明による構造において、再循環によって前記１％も０．４％に減 少せしめられるが、始めと最後の濃度は変わらず、したがって、循環しないとき は、５．９％の平均濃度は４．９　＋　０．４　＝　５．３％に減少する。した がって、同じ循環作業の投入は、装置が第４図にしたがった構造の代わりに第５ 図にしたがった構造が適用されるとき、５．９−５．６５　＝０．２５％の代わ りに５．９−５．３　＝　０．６％減少した濃度をもたらす。

前記精製段階の後に第５図にしたがった排出の段階が行われる。この時弁２ｏ及 び２２のみが開く、この場合、ポンプ１７は、Ｍ濾過装置１０内にある濃い濃縮 物を海へ押し戻し、そしてこの濃縮物力代わりに空気が弁２２を通して流れる。

この段階中ポンプ１１及び１３は、何も送り出さず、何らの透過物も生ぜしめら れない。

排出の段階を終えた後、充填の段階が始まる。この時弁２１と２０のみが、充填 する水が弁２０にあられれる迄開く、充填中、ポンプ１１と１７が作動し、ポン プ１３は何も送り出さず、したがって透過物は生ぜしめられない、充填の段階の 後、再び水精製の段階が行われ、新しい周期が始まる。

種々の段階において開く弁と働くポンプは下記の通りである。

水精製　：　１８．１８；　１１．１３．１フ排出：　２０，２２；１７ 充填：　２０．２１．１１．１７ 水精製の段階は、循環させられる流体の量の濃度が膜が過装置１０について許さ れた値に達する迄続く、この段階の終わりは多くの方法で調節することができる 。循環する流体の濃度それ自体または圧力または前記濃度に特有の循環流体のい かなるパラメーターの値をも測定することが可能である。この段階の遅れは、設 計または測定値を基礎としても一定の時間値に調節することができる。

二三の膜の型の場合、膜−過装置１０内に収容される水の量がわずかであり、そ れ放水精製の段階は、余りにも短いことが第５図にしたがった実施態様の不利な 点である。また、排出の段階中Ｍ濾過装置１０が空気によって満たされることは 問題である。

第６図において、流体循環路の容積は、膜沢過装置１０に直列に接続された容器 ２５によって増加せしめられており、膜濾過装置１０の空気なしの操作が原水（ ｒａｗ　ｗａｔｅｒ）を収容する容器２４によって確保される。あらゆる段階に おいて前処理された水は水供給ポンプ１１によって予備の容器（ｒｅｖｅｒｓｅ 　ｖｅｓ−ｓｅｌ）２４に送り出され、管通の充填−排出の段階において、前記 容器から前処理された水は、弁２３を経て容器２５及び膜濾過装置１０へ達し、 該膜濾過装置１０から濃縮された水が弁２０を通して前記前処理された水によっ て押し出される。明らかに場合により、容器２４及び２５の一つのみを使用する ことは有利である。容器２４を用いることは、それらのいずれも減少せしめられ た容量能（νｏｌｕｍｅｔｒｉｃ　ｐｏｗｅｒ）及びその結果としてのより小さ な大きさを特徴とする、そんなに高価でないポンプ１１及び承前処理装置１２を 使用することを可能にし、更にポンプ１１及び１７の連続操作を可能にすること は言う価値がある。　種々の段階において、開く弁及び働くポンプは下記の通り である。

水精製：　１８．１９　、１１．１３．１７充填−排出　：　２０．２３．１１ ．１フ第５図及び第６図及び更に別の図面に例示された実施態様において、充填 及び排出の段階中ポンプ１３が尚も働いているとき、ポンプ１３に直列に接続さ れた弁１８を使用することは必要ではない、確かにポンプ１３は、この場合、非 常に小さな圧力に対して送り出さねばならない、このような型の操作の可能性お よび経済は、ポンプ１３の型が知られているときのみ見積もることができる。

ポンプ１７の能力が充分に迅速な充填を可能にしないことがあり得る。この場合 −第７図にしたがって一充填の段階中のみ、働き、そして充填−排出の段階中は 新しい水を容器２４から弁２７を経て容器２５へ送るポンプ２６を用いることが 有効である。

種々の段階において、開く弁および働くポンプは下記の通りである。

水精製：　１８．１９；１１．１３．１７充填−排出　：　２０．２３．２７　 、１１．１７．２６第６図及び第７図による構造において、前処理された新しい 溶液と既に濃縮された溶液の取り替えは、濃縮された溶液が混合なしに新しい溶 液によって流体の循環路から押し出されるとき、理想的に完全である。これは、 すべての装置が直列に接続された複数の長い気密な流路（ｃｈａｎｎｅｌｓ）か らのみなるような仕方で達成され得る。このような構造は、主に高圧に対して許 容される容器２５の場合において、しばしば高価である。

（以下、余白） 第８図に、第７図の容器２５に相当する容器２８の内側空間が、それだけで既知 の方法で柔軟な薄膜（ｆｌｅｘｉｂｌｅ　ｍｅｍｂｒａｎｅ）２９によって二つ の部分に分割されており、且つそれらの部分が制御弁３０、及び３２及び３１． ３３を介して、夫々、流体循環路に接続されていることが示されている。水精製 中、柔軟な膜２９は、その第１または第２の極限位置（ｅｘｔｒｅｓ　ｐｏｓｉ −ｔｉｏｎ）で壁にくっつけられており、そして充填−排出中、柔軟な膜２９は 流入する新しい溶液と去る濃縮された溶液を互いに分離している。この場合、充 填−排出の段階の間、水はＷｈ濾過装置１０の容積と同様にずっと大きな容積を 有する容器２８内でのみ交換される０種々の段階において、開く弁と作動するポ ンプは下記の通りである。

水精製：　１８．１９．３１．３３：１１．１３．１７充填−排出　：　２０． ２３．２７．３０．３３．１１．１７．２６水精製：　１８．１９．３０．３２ ．１１．１３．１７充填−排出　：　２０．２３．２７．３１．３２．１１．１ ７．２６第６図ないし第８図にしたがった装置において、あらゆる段階において 、前処理された原水は、充填−排出の段階中に該原水が、流体循環路内に供給さ れる特定の容器２４内に蓄積され、該原水は濃縮された水を流体循環路から押し 出す、充填−排出のＦｉ階中、水精製は行われず、そしてこの事実は、関俤する 器械、制御手段、モータは勿論、膜ｒ過装置１０及び高圧ポンプ１３の利用を減 少させる。

第９図に、本発明による周期的流体循環のほかに連続する水精製操作を確保する 実施態様が示されている。この装置については、上記の装置用の容器よりもずっ と小さな容器２４が必要であり、該容器２４ですら、ある場合全く必要とされず 、しかし、流体循環路には、制御弁３８．４３及び３９．４４によって、夫々、 流体循環路に接続される並列の二つの容器３４及び３５がある。流体循環路は、 循環ポンプ１７の吸引側とＨｆ過装置１０の濃縮物出口の間に接続されている管 によって閉じられている。流体は、ポンプ１７によって前記循環路内で循環され 、そして弁３８．３９．４３及び４４の位置次第で、流体は、容器３４及び膜ｒ 過装置１０を経るか、または容器３５及び膜−過装置１０を経て循環させられる 。充填−排出段階は、制御弁３６、容器３４及び制御弁４１を経るか、または制 御弁３７、容器３５、及び制御弁４２を経て容器２４から重力によって提供され る。操作方法は次の通りである：この段階中ポンプされた新しい水が、例えば容 器３４内へ流れ、新しい水は、（第８図に示されているように、柔軟な膜の助け によって或いは第９図に示されているように直接に）、この容器３４から濃縮さ れた水を押し出し、他の容器３５内にある水が、Ｈｆ過装置１０を経て高い圧力 （ｈｉｇｈ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ）の下で循環される。この水の一部は純水として 膜濾過装置２０の濾過膜を加圧通過せしめられ、該純水の容量は、ポンプ１３に よって流体循環路に圧入された前処理された水の容量に相当する。循環させられ た水が前記濃度に達し、この水が低い圧力（ｌｏｗ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ）の下で 容器３４内で交換されたとき、弁３５．３７．３８及び４１、４２．４３．４４ は変わり、二つの容器３４及び３５はそれらの役目を交替する。

充填−排出の段階において、水は容器３４または３５において交換されるが、濃 縮物は膜−過装置ｌｏ内にとどまる。それ故、容器を変えた後、このような充填 −排出の段階を適用することは有効であり、該充填−排出の段階において、膜濾 過装置１０には制御弁４０を介して排出され、ポンプ１７によって前処理された 水が充填される。この充填−排出の段階は、容器２４から重力によって、或いは 第９図に示される方法とは異なる方法で充填ポンプによって提供される。この実 施態様において、容器３４及び３５によって収容されている濃縮物の交換は、Ｈ ２濾過装置の操作中性われる。この操作は膜濾過装置１ｏそれ自身によって収容 される濃縮物の交換のためのみ中断され、これは一般にずっと小さな量である。

多くの場合、膜濾過装置１０内にとどまる濃縮物の量は、水の精製の操作を中断 する理由がないほど容器３４または３５内に夫々送られる前処理された水のわず かな部分である。この場合、膜濾過装置１０の操作は全く連続的である。

第９図示の実施態様の種々の段階において開く弁と働くポンプは下記の通りであ る。

水精製及び　１８．３８．４３．３７．４２；容器の充填−排出　：　１１，１ ３．１７装置の充填−排出　：　３７．４４．４０．１１．１７水精製及び容器 の　１８．３９．４４．３６．４１　。

充填−排出　：　１１，１３．１７ 装置の充填−排出　：　３６．４３．４０．１１．１７第１０図に、第９図の特 定の二つの容器３４及び３５の代わりに第８図に例示されているもののような柔 軟な膜４７によって二つの空間に分離された単一の容器４６を備える実施態様が 示されている。しかし、この実施態様は、上記の実施態様とは有意に異なる。そ れというのも充填ポンプ１３が前処理された海水を第１の空間に圧入せず、該空 間を通して水精製の段階中流体が循環させられるがしがし柔軟な膜４７によって 第１の空間から分離されたもう一方の空間内へ流体が循環させられるからである 。したがって、充填ポンプ１３によって圧入された新しい水は、循環させられた 水と混合されず、その結果として混合に起因するいかなるエントロピー（ｅｎｔ ｒｏｐｉａ）の発生も起こらず、エネルギーの消費量はより有利になる。この実 施態様において、他方の側に容器４６の柔軟な薄Ｍ４７を向けた後、流体循環路 の容積が残存する濃ｔａ物を収容するに足りるように十分に大きいように別の容 器４８を膜ｒ過装置１ｏへ直列に接続することが有効である。

第１０図にしたがった構造において、容器４８に直列に接続されたＩＩＩ濾過装 置１０は弁１９を介して循環ポンプ１７に接続されており、そして流体循環路は 、制御弁４９．５ｏ、５３及び５４の位置次第で、容器４６の空間の一つを介し て閉じられる。その間に前処理された海水は高い圧力の下でボン１１３によって 制御弁５１及び５２の位置により他方の空間に圧入される。水精製の段階の後、 腹−過装置１０内にとどまる濃縮物の前処理された海水との交換は、制御弁４５ 、ポンプ１７及び容器４６の空間の一つを通して、提供される０種々の段階にお いて、開く弁及び働くポンプは下記の通りである。

水精製及び 容器４６の充填：　１９．５Ｇ、　５４．５１　、１１．１３．１７膜濾過装置 １０及び容器４８の充填− 排出：　２０．４５．４９．５３　：　１１．１７水精製及び容器４６の充填： 　１９．４９．５３．５２：　１１．１３．１７膜濾過装置１０及び容器４８の 充填− 排出：　２０．４５．５０．５４　、１１．１フこの場合、水精製の段階は、比 較的短い時閉の間のみ中断されるが、しかし、この中断も第１１図による実施態 様によって避けることができる。

第１１図においては、容器４６に直列に接続されており、且つ柔軟な１１５６に よって互いに分離された二つの空間を同様に有する別の容器５５がある。何時で も、空間の一つのみが、制御弁５７．５８．６３及び６４の位置により流体循環 路に接続される。流体の入口及び出口は、流体が循環中空間においてよく混合さ れるように配置されるべきである。循環ポンプ１７は容器４６と５５の間に配置 される。情況にしたがってポンプと弁の適正な再配列が本発明の本質に影響しな いことが強調される。容器５５は、制御弁６５を含む並列の管によって流体循環 路から切離すことができ、この状態で、ポンプ２６によって送り出された前処理 された水が該前処理された水によって押し出される濃縮物と混合しないように、 制御弁５９．６０．６１及び６２の位置により容器５５の充填−排出が行われる ０種々の段階において、開く弁及び働くポンプは下記の通りである。

水精製及び 容器４６の充填：　５０．５４．５Ｂ、　６４．５１　；　１１．１３．１７水 精製及び容器５５の充填− 排出：　４９．５３．６５．５１．５９．６２　、１１．１３．１７．２６水精 製及び 容器４６の充填：　４９．５３．５７．６３．　ｓｚＨ１１，１３，１７水精製 及び容器５５の充填− 排出：　５０．５４．６５．５２．６０．６１　、１１．１３．１７．２６操作 中、容器５５の充填−排出及び容器４６の充填の段階は、互いに変わりつつ、一 方水精製は連続的に提供される。しかし、第１１図にしたがった装置は、比較的 大きな容器５５の内容物の濃度の増加中に、容器４６の空間が多数倍に変化する ようにも製作し、且つ操作することができる。制御弁４９及び５０の代わりにそ んなに高価でない逆止め弁を適用することができ、更に、弁５７及び５８の代わ りの単一弁（ｓｉｎｇｌｅ　ｖａｌｖｅ）と弁６３及び６４の代わりのもう一つ の単一弁を使用することが可能である。締切弁（ｓｈｕｔ　ｏｆｆ　ｖａｌｖｅ ｓ）の代わりに、適用可能なやはり適正な型のモアウェイ−アーマチュア（ｍｏ ｒｅ−ｍａｙ−ａｒｍａｔｕｒｅｓ）がある。

第１１図に示される実施態様は、たくさんの弁を用いる構造であるが、しかし、 これらの弁は、たとえば、より小さな装置の場合、一つ或いはいくつかのモアウ ェイ−アーマチュア内に結合することができ、したがってそれらは容易に取り扱 うことができる。

このような実施態様は第１２図に示されており、この実施態様においては、第９ 図に示される実施態様と同様に、制御弁３８．４３及び４４の位置にしたがって 二者択一的に流体循環路に接続される並列な二つの容器３４及び３５がある。容 器３４の充填−排出の段階は、弁３６及び４１を通して提供され、この段階中容 器３５は、流体循環路に接続される。去る透過物と代わる前処理された海水は常 に容器３５を通して循環路内に送られる６種々の段階において、開く弁と働くポ ンプは下記の通りである。

水精製：　３８．４３　、１１．１３．１７水精製及び容器３４の充填− 排出：　４４．３６．４１　、１１．１３．１７第１３図に、第１２図に示され る実施態様と同様の実施態様がある。この構造においては、第１２図の弁３６の 代わりの逆止め弁３６Ａとそれと並列の小寸法の制御弁３６Ｂがある。第１２図 の弁４４の代わりに、容器３５内に配置されたエゼクタ６６によって吸引される 逆止め弁４４Ａが用いられる。容器３４及び３５の形状及び入口及び出口の位置 は、流体の適当な混合に対して備えをする。弁及びポンプの操作は第１２図に間 して説明されたのと同じである。

第１４図は、第１３図に示される構造と同様な構造を示す。

この実施！ｌ！様において、第１３図の弁４４Ａ及び３８の代わりに二方弁（ｔ ｗｏ　ｗａｙ　ｖａｌｖｅ）　６７があり、それ故、第１３図示の制御弁４３の 代わりにさほど高価でない逆止め弁４３Ａを使用することが可能である。容器３ ５は第１３図に示されるものに逆に接続されている。弁及びポンプの操作は、第 １２［］に関して述べられたものと同じである。

第１５図に、第１４図の実施態様と同様な実施態様が示されている。この構造に おいては、より強い洗浄効果が、段階が変わるときに膜ｒ過装置１０内の流体の 循環方向に変えることによっても達成される。この効果のために、ＩＩＩ濾過装 置１０は、二方弁６８．６９及び７０によって流体循環路へ接続される。

装置がより小さい寸法で実現されるとき、逆止め弁３６Ａを、並列なバイパス弁 なしに適用することができる。この実施態様については、流体が二方向に流れ得 るＨ７過装２１０を選ぶことができる６種々の段階において、開く弁と働くポン プは下記の通りである。

水精製：６７右、４３Ａ、６８上、７０上、６９上；　１１．１３．１７水精製 及び容器３４の充填− 排出：６７左、６８上、　７０上、６９上、　３６Ａ、　４１　：　１１．１３ ．１７水精製：６７右、４３Ａ、６８下、７０下、６９下；　１１．１３．１７ 水精製及び容器３４の充填− 排出＝６７右、６８下、７０下、６９下、　３６Ａ、　４１；１１．１３．１７ 以上、本発明のいくつかの実施Ｒ様を説明し、それらの操作を説明した０次に本 発明に関する利点を論じる。

数的に、本発明による装置のエネルギー消費量を見積もることは最も簡単である 。総ての実施態様が、高圧ポンプ１３が透過物が生ぜしめられるのと同量の水の みを送り出すという同一の特徴を有すると見なして、エネルギー消費量は、この 事実にしたがって計算されなければならない、スボイリングファクタ（ｓｐｏｉ ｌｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒ）　σ＊及びＰの平均値の観点から、本発明による装置 は現今迄既知の装置よりも有利であることが示されるであろう、先ず、それは、 圧力Ｐとスポイリングファクタσ傘が同一であると仮定するならば、本発明によ る装置のエネルギー消費量が既知の解のエネルギー消費量よりも有意に少ないこ とが示される（ｐｏｉｎｔｅｄ　ｂｕｔ）　、エネルギー消費量は、本発明の場 合、次の式によって与えられる。

再びη、、　＝　０．５．　Ｋ＝３及びΔｐ／ｐ＝０．０５と仮定してこの値を 、水車を備えた構造の式（１３）によって与えられる値４．８８と、或いは水車 を備えていない構造の式（１５）によって与えられる値６．３と比較して、−こ の後者はより現実的である一既知の装置に比較すれば、エネルギー消費量は約２ ．３／４．８８　＝　４７％と約２．３／６．３　＝　３６％に、夫々減少する ことがわかる。

本発明は、有利なエネルギー消費量に加えて、別の有利な点、即ち、−過膜の連 続的な自己浄化が膜濾過装置１０において確保されることも有する。即ち、既知 の装置において濾過膜の一定部分は連続的に同一濃度を特徴とする溶液によって 常に接触されている０例えば、入口断面（ｉｎｌｅｔ　ｃｒｏｓｓ−ｓｅｃｔｉ ｏｎ）に近い濃度は入口湯度に近く、同一の状態が出口において観察され得る。

明らかに、より高濃度の出口溶液は濾過膜の最後の部分をよごし始め、それ故、 有効な濾過面が少なくなり始め、全体の液圧抵抗が増加し、かくして、圧力は増 加されねばならず、その結果として、透過物の質は悪くなり、原流体の量は減少 せしめられねばならない等、最終的に、装置は、それが停止されねばならない程 汚れる。このような場合、通常の手順は原水を低い圧力で（従って透過物の発生 なしに）−過膜の濾過面にそって循環させることであり、そしてこのような方法 で一過膜が洗浄され、すすがれる０本発明による手順において、新しい原水が、 −過膜の総ての濾過面に沿って、濾過膜の幾何学的特徴によってのみ制限される 速度で循環するので、あらゆる段階の最初の部分が、すすぎとして考慮されねば ならない、この速度は、既知の溶液において使用される速度よりも一般にずっ速 い。

それというのも、該溶液においてはより高い利得はより低い流体の速度によって 達成され得るのみであるからである。

本発明において、−過膜は連続的に浄化される。水精製の段階の終わりにおいて 、一過膜の濾過表面は少し汚れるが、次の周期の姑めにその汚れは新しい原水に よって洗浄される。濾過腹のｒ通函に沿って流れるすすぎ水の速度は一定であり 、且つできる限り速く、それは汚れの程度に、或いは場所によらなし１゜濾過膜 の利用は一定であり、濾過膜の前方部分及び終わり↓よ同じ濃度負荷（１ｏａｄ 　ｏｆ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）の下で作用する。その総ては、Ｖ過膜が 既知の装置の場合よりもずっと長髪１時間で汚れ、悪くなるということを結果す る。

上に説明した濾過膜の一定のすすぎ、及び一定の操作方法番よ、ある所定の場合 において原水の前処理を簡単にすることを可能にすることを明白にする。現在迄 既知の方法におり）で、濃縮された溶液からの塩の分離を妨げるような前処理が 使用されな番すればならない、それは複雑な装置と危険な化学薬品（ｗｉ類、ア ルコール類）の使用を必要とする０本発明による方法によって、自己浄化の現象 のために、ある所定の場合、非常に小さなサイズの粒子の結晶粉末が溶液に含ま れることはさしつかえなく、したがって承前処理装置１２において、水処理のた めにポリ燐酸塩または高分子電解室を適用し得る。

上記の考察は、またある場合、何故、第１６図に示される実施態様を適用するこ とが有効であるかを明らかにする。

第１６図は本発明による二段の装置の実施態様を示す、二段の装置は、一段の装 置によって達成し得る結果が十分でなり）とき、例えば、海水の塩分除去の場合 、海水の高い塩の含有率のために透過物が十分に純粋ではないときに使用される 。この場合、今迄既知の方法は、第１の段階によって製造される透過物が高圧ポ ンプによって第２の段階に圧入されることであり、該第２の段階の透過物は既に 充分に純粋である。この場合第２の段階の濃縮物は、一般に、原水として第１の 段階に送り戻される。

このような二段装置は、当然に、この構造において用いられる二つの一過装置が 本発明により精成されるように精成され得る。しかし、プラスの利点が、第１６ 図示の構造が使用されるとき、自己浄化と関連して主に達成され得る。第１Ｏ図 示の一段の装置と比較しての違いは、透過物が制御弁７６及び７７の位置により 二つの異なる容器１４または７８に流れ；精製されるべき新しい流体を供給する ポンプ１３の吸い込み側が制御弁１８及び７９の位置により原水容器２４または 中間の透過物容器７８のいずれかに接続され：容器４８Ａには同様に分離する柔 軟なＪｇＩ７１が備えられ、且つ容器４８Ａは制御弁７２．７３．７４及び７５ によって流体循環路に接続され：更に濃縮物が制御弁８０を介して容器２４へ送 り戻されることである。　この装置は次のように操作する。原水が充填された流 体系はポンプ１７によって循環され、ポンプ１３は透過物を容器７８から容器４ ６の第１の空間に圧入し、その透過物は容器４６の柔軟なＭ４７の向きを変える ことによりて第２の空間から原水を押し出し、それ故、透過物はＨ濾過袋Ｗ１ｏ の膜を加圧通過せしめられ、弁７６を介して容器７８に入り、その結果として透 過物の水位は容器７８において一定である。この段階は、容器４６が透過物で満 たされたとき終了される。その後、原水が循環ポンプ１７によって循環させられ 、全濃縮物で満たされる第１の空間が弁２０を開くことによって大気に通じ、次 いでポンプ１７が前処理された新しい海水を容器２４から容器４８Ａに圧入し、 次いで！ＩＩ濾過装置１０に圧入し、それ放浪絹物はその空間から押し出される 。

次の段階において、第１の段階の透過物はポンプ１７によって循環され、前処理 された新しい海水はポンプ１３によって容器２４から容器４６の他方の空間に圧 入され、このようにして透過物、二重に一過された水は弁７７を通して容器１４ に圧入される。流体循環路を循環せしめられた透過物が適当に濃縮されたとき、 濃縮物は弁８０を開くことによって容器２４内に排出され、その結果この段階は 終了される。その後弁が変わり、五つの段階の新しい周期が始まる。

始めは柔軟な膜４７及び７１の位置が第１６図示の通りであると仮定するならば 、引き続く段階において、開く弁及び働くポンプは下記の通りである。

周期■ 水精製及び第１の透過物の 保持：　１９．４９．５３．７２．７４．７Ｌ　７９．５２　；　１１．１３． １７容器４８Ａの充填− 排出：　４５．４９．５３．７３．７４．２０　、　ＩＩ、　１７腹ｒ過装置１ ０の充填− 排出：　４５．４９．５３．７３．７５．２０　：１１．１７第１の透過物を循 環させることによる 水精製：　１９．５０．５４．フ２．フ４．　Ｔ１．１８．５１　、１１．１３ ．１７容器２４への濃縮物の 排出：　４５．４９．５３．７３．７５．８０　、１１．１７周期■ 水精製及び第１の透過物の 保持：　１９．４９．５３．７３．７５．７６、７９．５２　；　１１．１３． １７容器４８Ａの充填− 排出：　４５．４９．５３．７２．７５．２０　、１１．１７腹ｒ過装置１０の 充填− 排出：　４５．４９．５３．７２．７４．２０　、１１．１７第１の透過物を循 環させることによる水精製：　１９．５０．５４．７３．フ５．７７、１８．５ １　；　１１．１３．１７容器２４への濃縮物の 排出：　４５．４９．５３．７２．７４．８０　、１１．１７上記の制御は、マ イクロプロセッサを備えた制御装置によって有利な方法で実現され得る。この二 段の装置において、図面に示される容器４３Ａの代わりに、管が並列に接続され ており、該管には制御弁が備えられている、分離する柔軟な膜を備えていない容 器も使用することができる。

上記の二段の方法の有利な点は、あらゆる周期毎に一度第４の段階中透過物の質 の水によってもＷｉ濾過装置のすすぎが果たされることである。処理されるべき 原水が十分に濃縮されるために、自己浄化が極めて重要である場合にまさに、こ れは自己浄化を強める。

Ｆｉｇ、１ Ｆｉｇ、　２ Ｆｉｇ、５ 宝瞭ｍ査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．処理されるべき流体を、該処理されるべき流体よりも多い異質の成分（ｆｏ ｒｅｉｇｎｍｎｔｅｒｉａｌｓ）を含む濃縮物（ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ）及び 前記処理されるべき流体よりも少ない異質の成分を含む透過物（ｐｅｒｍｅａｔ ｅ）を提供する膜ろ過装置の入口へ供給する段階と、前記膜ろ過装置を去る前記 濃縮物の少なくとも一部を前記膜ろ過装置の入口へ送り戻すことによって前記膜 ろ過装置を通して前記流体を循環させる段階とを具備する膜ろ過装置により異質 の成分を含む流体を処理する方法において、前記膜ろ過装置を去る総ての濃縮物 を前記入口へ送り戻す段階と、前記流体があらかじめ定められた濃度値に達する まで、高い圧力下で前記流体を循環させる段階と、次いで濃縮された流体を排出 する段階と、処理されるべき流体の後続の量（ｆｕｒｔｈｅｒａｍｏｕｎｔ）に ついて前記段階を操り返すことを特徴とする膜ろ過装置により異質の成分を含む 流体を処理する方法。 ２．前記透過物が前記膜ろ過装置を去る結果として循環される流体の全容量が減 少しつつある間、循環中の高い圧力を維持することを特徴とする請求の範囲第１ 項に記載の方法。（第１０図及び第１１図） ３．前記膜ろ過装置を去る透過物に代わるように、循環中の高い圧力の下で処理 されるべき流体を連続的に供給することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の 方法。（第５図ないし第９図及び第１２図ないし第１５図） ４．処理されるべき流体の後の量を、前記濃縮された流体の排出と同時に導入し 、次いで循環を再開始することを特徴とする請求の範囲第３項に記載の方法。（ 第６図ないし第８図）５．前記濃縮された流体の排出及び処理されるべき流体の 後続の量の導入は、該二つの流体が、その工程中に、分離されるような方法で行 われることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の方法。（第８図） ６．一つの容器が前記膜ろ過装置に直列に接続され、前記膜ろ過装置及び前記容 器を通して液体が循環されることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第５項の いずれか一項に記載の方法。 （第６図ないし第８図） ７．並列の二つの容器が前記膜ろ過装置に直列に接続され、前記流体が前記膜ろ 過装置と前記容器の一方を通して循環される間に、前記濃縮された流体が前記容 器の他方から排出されていると共に、処理されるべき流体が前記容器の他方の容 器内に供給されており、次いで前記容器は逆に接続され、前記段階が操り返され ることを特徴とする請求の範囲第１項又は第３項に記載の方法。（第９図） ８．二つの容器が膜ろ過装置に面列に接続され、前記容器の一方は柔軟な膜によ って互いに分離された第１の空間及び第２の空間を有し、前記流体は膜ろ過装置 及び前記容器を通して循環され、前記容器の一方の第１の空間を通して循環中、 処理されるべき流体は、高い圧力の下で第２の空間に送られ、予め定められた濃 度に達した後、前記容器の他方及び膜ろ過装置は排出され、そして処理されるべ き流体で満たされ、次いで前記二つの空間は逆に接続され（ｃｏｎｎｅｃｔｏｖ ｅｒ）、前記段階が繰り返されることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項 に記載の方法。（第１０図） ９．二つの容器が前記膜ろ過装置に直列に接続され、前記容器の一方は柔軟な膜 によって互いに分離された第１の空間及び第２の空間を有し、該流体は前記膜ろ 過装置及び前記二つの容器を通して循環され、前記容器の一方の第１の空間を通 して循環中に、処理されるべき流体は高い圧力の下で前記第２の空間に供給され 、予め定められた濃度に達した後、前記容器の他方は流体が循環される循環路か ら切離され、そして前記濃縮された流体が他方の容器から排出されており、且つ 処理されるべき流体が他方の容器に送られている間に、前記循環は、前記膜ろ過 装置及び前記容器の一方を通して継続され、次いで前記他方の容器は前記循環路 に再び接続され、前記段階が操り返されることを特徴とする請求の範囲第１項又 は第２項に記載の方法。 （第１１図） １０．並列の第１及び第２の容器が前記膜ろ過装置に直列に接続され、該膜ろ過 装置を去る透過物と置き換わるように処理されるべき流体が、該流体が第２の容 器を通して循環される循環路に供給されるような方法で流体が前記膜ろ過装置及 び前記第１の容器を通して循環され、予め定められた濃度に達した後、前記第２ の容器は、前記第１の容器の代わりに接続され、そして濃縮された流体が、第１ の容器から排出されており、且つ処理されるべき流体が前記第１の容器に送られ ている間に、循環が継続され、次いで前記第２の容器の代わりに前記第１の容器 を再び接続し、循環を継続して、前記段階が繰り返されることを特徴とする請求 の範囲第１項又は第３項に記載の方法。（第１２図ないし第１５図） １１．前記容器を逆に接続するとき、膜ろ過装置の接続の方向が、流体の循環路 において逆転されることを特徴とする請求の範囲第７項ないし第１０項のいずれ か一項に記載の方法。（第１５図） １２．循環中、膜ろ過装置を去る透過物を保持し、循環された流体の濃度の第１ の予め定められた値に達した後、濃縮された流体が排出され、そして保持された 透過物は、それが第２の予め定められた濃度値に達する迄更に循環され、次いで 該透過物の濃縮物が排出され、前記段階が後続の量の処理されるべき流体の後続 の量について繰り返されることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載 の方法。（第１６図）１３．透過物の濃縮物を排出することによって、該濃縮物 が処理されるべき流体を収容する容器内に送られることを特徴とする請求の範囲 第１２項に記載の方法。（第１６図）１４．処理されるべき流体を受け入れるた めの入口、濃縮物を供給する出口及び透過物を供給するもう一つの出口を有する 膜ろ過装置と；前記濃縮物を供給する出口と前記入口の間に接続される流体が循 環される流体循環路と；循環中前記流体循環路における高い圧力を確保するポン プと；前記流体循環路に処理されるべき流体を供給するための装置と前記濃縮物 を導き出す装置を備える異質の成分を含む流体を処理する装置において、前記流 体循環路が周期的な操作に適合せしめられており、前記流体循環路の少なくとも 一部が、少なくとも一つの制御弁（２０；４０，４１，４２；６１，６２；４１ ）によって、前記濃縮物を導き出す装置（７）に接続されており、前記少なくと も一つの弁は流体の循環期間中閉じられているが流体の循環期間後に開かれてい ることを特徴とする異質の物質を含有する流体を処理する装置。 １５．流体循環路の容積場加用の容器（２５，２８）を備え、該容器は膜ろ過装 置（１０）に直列に接続されていることを特徴とする請求の範囲第１４項に記載 の装置。（第６図ないし第８図）１６．流体循環路が、膜ろ過装置（１０）に加 えて、二者択一的に直列に、前記流体循環路への膜ろ過装置（１０）に或いは前 記供給装置と前記濃縮物を導き出す装置（７）の間に接続される第１及び第２の 容器（３４，３５）を備えていることを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の 装置。（第９図） １７．流体循環路は、膜ろ過装置（１０）に加えて、二者択一的に直列に流体循 環路への膜ろ過装置（１０）に接続されている第１及び第２の容器（３４，３５ ）を備え、流体循環路から切離される第１の容器（３４）は、前記供給装置と濃 縮物を導き出す装置（７）の間に接続されていること、及び高圧ポンプ（１３） の高圧側は、前記第２の容器（３５）を通して流体循環路に接続されていること を特徴とする請求の範囲第１４項に記載の装置。（第１２図ないし第１５図） １８．流体循環路において第１の容器（４６）及び第２の容器（４８；４８Ａ） は膜ろ過装置（１０）に直列に接続され、該第１の容器（４６）は柔軟な膜（４ ７）によって互いに分離されている二つの空間を有し、前記二つの空間は二者択 一的に流体循環路に接続され、流体循環路から切離される空間は高圧ポンプ（１ ３）の高圧側に接続され、該流体循環路には制御弁（１９）があること、及び直 列に接続される前記第１の容器（４６）、前記第２の容器（４８；４８Ａ）及び 膜ろ過装置（１０）が同時に前記供給装置と濃縮物を導き出す装置（７）の間に 制御弁（４５，２０）によって接続されていることを特徴とする請求の範囲第１ ４項に記載の装置。（第１０図及び第１６図）１９．透過物を供給する膜ろ過装 置（１０）の出口が第１又は第２の透過物容器（１４，７８）に接続され、第１ の透過物容器（７８）は高圧ポンプ（１３）の吸い込み側に制御弁（７９）によ って接続され、濃縮物を提供する膜ろ過装置（１０）の出口は処理されるべき流 体を収容する容器（２４）に他の制御弁（８０）によって接続されていること、 及び前記第２の容器（４８Ａ）には該第２の容器（４８Ａ）の内容物を流体循環 路から分離する装置が備えられていることを特徴とする請求の範囲第１８項に記 載の装置。（第１６図）２０．前記第２の容器（４８Ａ）も柔軟な膜（７１）に よって互いに分離された二つの空間を有しており、該二つの空間は制御弁（７２ ，７３，７４，７５）によって流体循環路に接続されていることを特徴とする請 求の範囲第１９項に記載の装置。（第１６図）２１．流体循環路において第１及 び第２の容器（４５，４６）が膜ろ過装置（１０）に直列に接続されており、該 第１の容器（４６）は柔軟な膜（４７）によって互いに分離されている二つの空 間を有し、該二つの空間は二者択一的に流体循環路に接続され、流体循環路から 切離される空間は高圧ポンプ（１３）の高圧側へ接続され、制御弁（６５）を備 えた導管が、流体循環路からの切離しのために前記第２の容器（５５）に並列に 接続されていること、及び流体循環路から切離されている前記第２の容器（５５ ）が前記供給装置と前記濃縮物を導き出す装置（７）の間に接続されていること を特徴とする請求の範囲第１４項に記載の装置。（第１１図）２２．前記第２の 容器（５５）も、柔軟な膜（５６）によって互いに分離された二つの空間を有し 、且つ第２の容器（５５）が流体循環路から切離される間に、前記供給手段（ｆ ｅｅｄｉｎｇｍｅａｎｓ）が前記空間の一方に接続され、前記濃縮物を導き出す 装置（７）が前記空間の他方に接続されていることを特徴とする請求の範囲第２ １項に記載の装置。（第１１図） ２３．空気なしに処理されるべき流体を供給するために、前記供給手段に予備の 容器（２４）が備えられていることを特徴とする請求の範囲第１４項ないし第２ ２項のいずれか一項に記載の装置。（第６図ないし第１６図） ２４．膜ろ過装置（１０）には流体循環路への接続方向を逆にする弁（６８，６ ９，７０）が備えられていることを特徴とする請求の範囲第１４項ないし第２２ 項のいずれか一項に記載の装置。（第１５図）発明の詳細な説明