JPH02102717A - 液体の膜分離装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液体の膜分離装置に係り、特に精密口過膜、
限外口過膜などの膜を用いる液体の膜分離装置に関する
。

〔従来の技術〕

膜を用いた液体分離用膜モジュールとしては、中空糸型
、管状型、スパイラル型及びプレート・アンド・フレー
ム型と言われる固定平膜型がある。

これらの液体分離用膜モジュールは、いずれも実質的に
固定されて用いられるものであり、被処理液を流動させ
、膜面の濃度分極を抑制させながら透過水を効率的に得
るものである。しかしながら、これらの膜モジュールは
、被処理液が５０ｃｐ以上の高粘度液になると、処理性
能が著しく低下し、液体分離の処理が困難となるばかり
でなく、被処理液を流動させ、加圧するためのエネルギ
ーが大きくなるという問題点がある。

一方、液体分離用膜モジュールとして、回転円板膜を用
いる膜分離手段が試みられている。この膜分離手段は、
中空の回転軸の軸方向に、この回転軸と一体に回転する
円板膜を所定の間隔をおいて複数枚並列させたものであ
る。この膜分離手段を用いる場合には、この膜分離手段
を被処理液の液槽内に浸漬して回転させることによって
回転膜の膜透過水を前記回転軸の中空部に集水して、装
置外へ排出する。この装置は、回転円破膜自体の回転に
よって膜面の濃度分極を抑制できるので、被処理液を袖
の手段で流動させる必要がなく、低エネルギーで液体分
離を行うことができる利点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記の回転円板膜を用いる膜分離手段で
は、これを被処理液槽底部に設置することにより静水圧
での処理が可能となるが、回転軸を被処理液面に水平に
設置した場合、膜透過水は槽壁を貫通して得なければな
らず、膜の交換時には、貫通シール部も取りはずさなけ
ればならないなど、装置が複雑で、メンテナンスが煩雑
であった。

これに対して、回転軸を被処理液面に垂直に設置し、膜
透過水が槽壁を貫通しないで得られる装置では、メンテ
ナンスは容易になるものの、被処理液面近くにまで膜を
セットしなければならず、膜透過に必要な圧力をかける
ため、被処理液を加圧するか、膜透過水側を減圧にする
必要がある。

しかし、加圧する方法では、被処理液槽を密閉構造にし
なければならず、装置コストが高くなる。

そこで、減圧にする方法が行われているが、この方法で
は、膜がセットしである液深により膜面の圧力が異なる
ため、場所により膜透過流速が異なり、多数枚の円板膜
を回転軸にセットしたときには、膜の汚れが不均一にな
り、そのため、膜面積が有効に使われなかったり、膜の
洗浄時期の判定が難しくなり、さらに、常に残圧で吸引
しているため、運転コストが大になっていた。

したがって、−本発明は、前記の従来技術の欠点を解消
し、膜がセットしである液深に関係なく、一定の膜透過
流速が得られ、しかも、運転コストが低い液体の膜分離
装置を提供することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、液面に対して垂直に設置された回転軸の一端
に透過水集水ラインを設け、その集水ライン中に吸引装
置を設け、集水ラインの透過水排出先端を被処理液面に
より下部に位置させることによりサイホンを形成させる
ことによって上記の課題を解決したものである。

すなわち、本発明による液体の膜分離装置は、中空の回
転軸の軸方向に、この回転軸と一体に回転する円板膜を
所定の間隔をおいて複数枚並列させた膜分離手段を液槽
内に配設し、前記円板膜の膜透過水を前記回転軸の中空
部に集水して装置外へ排出させる液体の膜分離装置にお
いて、前記回転軸を被処理液面に対して垂直方向に設置
し、液面上部の前記回転軸の一端に透過水集水ラインを
設け、透過水集水ライン中には吸引装置を設け、前記透
過水集水ラインの先端を被処理液面より下部に位置させ
たことを特徴とする。

この装置においては、膜分離を開始した当初には、透過
水集水ラインに設けた吸引装置で透過水を吸引し、サイ
ホンを形成させる。これにより、吸引を停止しても透過
水“集水ラインのサイホンによって透過水を連続的に排
出させることができる。

そのため、透過水集水ラインの先端は、できるだけ低い
位置に設定するのが好ましい、また、サイホンが形成さ
れた後にも、吸引を続けることによって、常に一定量の
透過水を排出することができる。

本発明の膜分離装置に使用しうる吸引装置としては、吸
引ポンプ、エジェクタなどが挙げられるが、特に制限は
ない。

〔実施例〕

次に、図面に示した実施例に基づいて本発明を詳述する
。

第１図は本発明の一実施例を示す膜分離装置の系統図で
ある。第１図において、液槽ｌには、被処理液２が管路
３から連続的又は間欠的に供給され、処理を受けた濃縮
液は、管路４から装置外へ連続的又は間欠的に排出され
る。液槽１内には、膜分離手段５が２セツト並設されて
いる。この膜分離手段５は、中空の回転軸６の軸方向に
複数枚の円板膜７を所定の間隔で並列して取り付けたも
のであり、モータ８によって回転軸６と円板膜７とを一
体に回転させるものである。第１図において、符号９は
、回転軸６の軸受、符号ｌＯは回転継手である。

透過水集水ライン１１は、回転継手１０を経て装置外へ
透過水を装置外へ排出する。この透過水集水ライン１１
の排出口１２は、被処理液２の液面より下部に設置する
。この設置位置は、できるだけ低い位置であるのが好ま
しい。

前記透過水集水ライン１１の途中には、吸引ポンプ１３
を設けるが、その位置は、被処理液２の液面より下方で
、透過水集水ライン１１の排出口１２の上方であるのが
好ましい。

上記の構成において、液槽１内の被処理液２は、常時、
回転する円板膜７と接触することになり、被処理液２の
水頭と透過水集水ライン１１の排出口１２との圧力を膜
分離の駆動力として液分離が行われる。膜を透過した透
過水は、前記のように円板膜７を経由して中空の回転軸
６を経て透過水集水ライン１１を経て排出される。

第１図に示した実施例では、円板膜７は隣接する膜分離
手段との相互関係でその一部が交互に位置するように構
成されているが、単一の膜分離手段を設置した構成にし
てもよい。

口過開始当初は、バルブ１４を閉じ、バルブ１５を開け
、吸引ポンプ１３を用いて透過水を吸引し、トラップ１
６に透過水が注入されたことを確認した後、バルブ１５
を閉じ、バルブ１４を開ける。これによってサイホンが
形成され、排出口１２より透過水が連続的に排出される
。

このとき、膜分離手段５の各円板膜７に作用する圧力は
、被処理液２の液面と排出口１２の水頭が、その圧力に
相当し、各円板膜７には等しい圧力がかかるため、膜の
液深に関係なく一定の透過流速が得られ、膜の汚れも一
様となり、膜面積を有効に使用することができる。しか
も、運転コストは、口過開始当初の減圧ポンプを短時間
使用するだけで、通常は、膜駆動用のモータ８の運転コ
ストだけですみ、非常に低動力での運転が可能となった
。

第２図は、本発明の他の実施例を示す膜分離装置の系統
図であり、第１図に示した実施例と異なるのは、バルブ
１４及び■５の代わりに、電動弁１７及び１８を設け、
トラップ１６に代えて、Ｕ字管１９とレベルセンサー２
０及びＵ字管下部に電動弁２１を設け、レベルセンサー
２０の信号により、それぞれの電動弁及びポンプ２２を
コントロールボックス２３を通じて連動させたことであ
る。この装置は、口過操作をコントロールボックス２３
によって自動化したもので、口過当初には電動弁１８を
開け、電動弁１７を閉じて、ポンプ２２で吸引を行い、
透過水が流出しはじめたことをレベルセンサー２０で感
知し、その信号をコントロールボックス２３に送り、電
動弁１８を閉じてポンプ２２を止め、電動弁１７を開け
る信号を発する。これにより透過水はサイホンの作用に
より排出される。

第３図は、本発明の他の実施例を示す膜分離装置の系統
図である。この実施例は、膜分離手段を最小単位ごとに
仕切り、パルプ操作により一台の吸引ポンプで各単位ご
との切り換えができるようにしたもので、洗浄操作を一
部の最小単位ごとに容易に行うことができるので、連続
処理が可能となる。

第４図は、本発明の他の実施例を示すもので、透過水集
水ライン１１にエジェクタ２４を設け、処理水引き抜き
ポンプ２５で処理水を引き抜き、一部をエジェクタに利
用し、一部を排出するように構成したものである。この
実施例によれば、処理水引き抜きポンプで常に一定量の
処理水を引き抜くことができ、しかもサイホンが切れる
ことがない。

〔発明の効果〕

本発明の膜分離装置は、膜がセットしである液深に関係
なく、一定の膜透過流速が得られ、しかも、透過水の排
出がサイホンによって行われるので、運転コストが低く
てすむ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す膜分離装置の系統図、
第２図〜第４図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す膜
分離装置の系統図である。 符号の説明 １・・・液槽、５・・・膜分離手段、６・・・回転軸、
７・・・円板膜、９・・・軸受、１１・・・透過水集水
ライン、１２・・・排出口、１３゜２２・・・吸引ポン
プ、１６・・・トラップ、１７．１８．２１・・・電動
弁、１９・・・Ｕ字管、２０・・・レベルセンサー、２
３・・・コントロールボックス、２４・・・エジェクタ
、２５・・・処理水引き抜きポンプ 第１ コ　　９　　ｒ 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）中空の回転軸の軸方向に、この回転軸と一体に回
   転する円板膜を所定の間隔をおいて複数枚並列させた膜
   分離手段を液槽内に配設し、前記円板膜の膜透過水を前
   記回転軸の中空部に集水して装置外へ排出させる液体の
   膜分離装置において、前記回転軸を被処理液面に対して
   垂直方向に設置し、液面上部の前記回転軸の一端に透過
   水集水ラインを設け、透過水集水ライン中には吸引装置
   を設け、前記透過水集水ラインの先端を被処理液面より
   下部に位置させたことを特徴とする液体の膜分離装置。
2. （２）膜分離手段を最小単位ごとに仕切り、一台の吸引
   装置とバルブを介して結合した請求項１記載の液体の膜
   分離装置。
3. （３）吸引装置を自動制御装置と連結した請求項１又は
   ２記載の液体の膜分離装置。