JPH02131107A - 粒子供給装置を備えたクロスフロー濾過装置及び粒子供給方法並びに逆洗方法 - 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、クロスフロー濾過システムに粒子供給装置を
組み込んだ粒子供給装置を備えたクロスフロー濾過装置
及び粒子供給方法並びに逆洗方法に関するものである。

「従来の技術」 従来濾過分離精度が優れた濾過方法として、濾過膜面に
並流する原水の流れを形成しつつ濾過を行えるクロスフ
ロー濾過器が賞用されている。

このクロスフロー濾過器の最良な濾過効率を確保してい
く為には、原水の性状、原水濃度、濾過流速、濾材の平
均細孔径などを適正に維持管理し、究極的には濾過差圧
を常時監視、維持することが必要不可欠とされている。

またこれに類する技術文献としては、特開昭８２−２１
３８１７号のクロスフロー濾過法、特開昭６３−１２６
５１１号のクロスフロー型精密濾過方法、特開昭６３−
１２６５１３号のクロスフロー型精密濾過における逆洗
方法、その他特開昭６３−２００８０７号の凝集剤の注
入制御装置等がある。

「発明が解決しようとする問題点」 前述のクロスフロー濾過装置を有効、かつ効率よく維持
管理する為には、種々の要件が要求されるものであり、
具体的には、原水の性状、濾過流速の把握、濾過差圧を
設定値近傍に維持管理すること等の要件が要求される。

またこれらが比較的精緻になされることが大切となる。

しかし、現実の問題として、前記原水の性状、濾過流速
等は、原水の状況とか塵埃の状況等により常時変動する
。

それが為に、これを常時最適に維持管理することは、か
なり困難視される処である。

更に、濾過差圧を常時監視し、確実に維持管理すること
も、前述の場合と同様に考えられる処であり問題がある
。

また前述の技術文献は、それなりの効果が期待できるが
、−面的な改良に留まっており、今だ十分とはいえない
処で、具体的には、多孔質フィルターの細粒層の孔径の
改良に留まること、また流入量を間欠的に調整すること
、並びにバイパス管路を介しての逆洗等となっている。

したがって、低コスト、並びに簡易かつ操作の容易なり
ロスフロー濾過装置とは、いい難く、通常の原水処理に
利用する迄には到っていないのが現況である。

「問題点を解決するための手段」 上記に鑑み、本発明は、クロスフロー濾過器の濾過差圧
の上昇を未然に防止する手段として、クロスフロー濾過
器に連設された流入管に、自動制御機構を有する粒子供
給装置を装備するとともに、流入管に連設された配管に
自動制御弁機構を装備し、流入管と排水管との間に設け
られた濾過差圧計を介して前記粒子供給装置の自動制御
機構及び／又は流通配管の自動制御弁機構を作動して、
クロスフロー濾過器の濾過部材での濾過差圧のほぼ均一
化を達成することにある。

また前述の粒子供給装置の自動制御機構及び流通配管の
自動制御弁機構は、流入管と排水管との間に設けられた
濾過差圧計が設定値以上を検出した時に、それぞれ個別
又は同時に作動する構成となっていることから、自動化
、省人化に寄与できること、並びに濾過差圧の適正な維
持管理ができる。

更に逆洗時の水量を十分に確保する為に、クロスフロー
濾過器内に十分な容積を確保する構成とし、クロスフロ
ー濾過器内に導入される加圧ガスの漏洩と、濾過部材へ
の噴射効果が期待できること、並びに迅速な逆洗効果が
期待できるものである。

また前述の逆洗は、流入管と排水管との問に設けられた
濾過差圧計が上限値を検出した時に、作動する構成とな
っているので、クロスフロー濾過器の目詰まりを確実に
、キャッチすることができるし、またこれらの操作が自
動制御され、省人化に大いに寄与できるものである。

「作用」 以下本発明の詳細な説明すると、流入管の大口弁が開放
された状態において、ポンプアップされ原水槽の原水は
流入管を介してクロスフロー濾過器に導入され、ここに
装備するセラミック膜フィルター　セルローズ膜フィル
ター等の濾過部材の膜面に並流する流れを形成するとと
もに、この並流する原水は膜面との接触を介して分ＲＷ
Ｉ過され、その清澄水は濾過部材の外方へ、また塵埃を
含む廃液（本発明では、原則として廃液とする。）は更
に濾過部材内を上昇していき、更に分離濾過される。

以上のようにして、分離濾過された清澄水は、クロスフ
ロー濾過器内に一時的に貯留された後、開放された濾過
出口弁並びに排水管を介して清澄水槽へと導かれる。

一方廃液は、濾過部材に連通されている流通配管を介し
て原則として再度流入管へと導かれ、原水槽よりの原水
と混合され、その以後は、前述と同様な経過を辿る。

このように原水処理過程で、流入管と排水管との間に設
けた濾過差圧計が、設定値以上の濾過差圧を検出したと
きは、自動制御装置を介して流量制御弁を開放又はその
開放角度を可変し、粒子（クロスフロー濾過促進剤）を
流入管を流動する原水に混入し、前記の濾過差圧を設定
値に回復させる。

また前記粒子の供給に併せて及び／又は個別に廃液の流
入管への流入量を制御することも可能である。このよう
な濾過部材の流速の遅速は、濾過効率に大いに影響する
処である。

そこで、前記原水処理過程又は粒子供給過程で、流入管
と排水管との間に設けた濾過差圧計が、設定値以上の濾
過差圧を検出したときは、自動制御弁装置の流量制御弁
の開放角度を可変し、流通配管内への廃液の吸込量を制
御して、濾過部材の管内流速を制御するか又は前述の粒
子の流入管を流動する原水への混入と併せて、前記の濾
過差圧を速やかに設定値に回復させる。

以上のような操作手段を介して前記の通常な原水処理に
戻る。即ち粒子供給装置の流量制御弁を閉鎖又は絞り、
粒子の供給を停止又は供給量を絞る。またこれと同時又
は単独で流量制御弁を絞り、流通配管内への廃液の吸込
量を制御して、クロスフロー濾過器の管内流速を制御す
ることにより、通常の原水処理に戻る。

また前記原水処理過程で、濾過差圧計が上限値を検出し
たときは、−船釣にクロスフロー濾過器の濾過部材が目
詰まり状態を呈しているものであり、速やかに逆洗等を
してこの状況を回避する必要がある。

そこで、本発明では、前述の状況となると、自動制御装
置を介して流入管の大口弁及び流通配管の流量制御弁並
びに排水管の濾過出口弁を閉鎖するとともに、高圧ガス
供給装置の逆洗弁並びに廃液管の逆洗ブロー弁を間放し
、いわゆる逆洗用のルート管路を開放する。この場合ク
ロスフロー濾過器には、十分なる清澄水が確保されてい
ることから、排水管を介して導入される高圧ガスが漏洩
することなく、この清澄水に加圧される。これにより、
清澄水は濾過部材を通過し、濾過部材のフィルター孔に
詰まっている塵又は内面に付着する塵を排除又は剥離し
つつ、濾過部材内に到る。

その後、塵は、清澄水とともに、濾過部材の出口部より
、流通配管並びに廃液管を介して原水槽へと排出される
。

以上のような操作を繰り返すことにより、前記濾過差圧
計が設定値に回復したときは、こん度は、自動制御装置
を介して高圧ガス供給装置の逆洗弁並びに廃液管の逆洗
ブロー弁を閉鎖し、逆洗用のルート管路を閉鎖する。

これと同時に、流入管の入口弁並びに排水管の濾過出口
弁を開放して、前述の原水処理に戻　る。

以上のような操作を自動連続又は間欠的に制御して、原
水を精密濾過するものである。

「実施例」 以下本発明の一実施例を図面を参照しっつ具体的に説明
する。

先ず説明の便宜上粒子供給装置を備えたクロスフロー濾
過装置について説明すると、　１は原水槽で、この原水
槽１に開口する流入管２には人口弁３、濾過ポンプ４並
びに入口弁５がそれぞれ設けられているとともに、その
他端の開口はクロスフロー濾過器６に連通されている。

このクロスフロー濾過器６には逆洗用の水量を十分に確
保できる容積を備えており、　しかもセラミック膜フィ
ルター　セルローズ膜フィルター等のフィルタ一部材で
、望ましくはラセミツク膜フィルターで形成され、かつ
図示の如く、分岐管路７ａと本体管路７ｂとでなる濾過
部材７が内装されている。

このクロスフロー濾過器６の中央部やや下方には清澄水
排出用の排水管８が連通され、この排水管８には濾過出
口弁９と流量計１０がそれぞれ設けられ、その間口端は
清澄水槽１１に達している。

またクロスフロー濾過器６の下方収れん部６ａには濃縮
水ブロー管１２が連通され、この濃縮水ブロー管１２に
は濃縮水ブロー弁１３が設けられているとともに、その
下方開口は濃縮水槽１４に到っている。

また前記濾過部材７の出口部には廃液流通用の流通配管
１５が連通され、この流通配管１５は先端部で分岐され
、その一方は自動制御装置で作動する流量計１６並びに
流量制御弁１７を介して前記流入管２に連通され、また
他方は前記原水槽１に間口する廃液管１８に連通されて
いる。　１９は、廃液管１８に設けた逆洗ブロー弁であ
る。

図中２０は流入管２に設けた粒子供給装置で、この粒子
供給装置２０は、流入管２に連通される粒子供給用の配
管２１と、この配管に設けた後述する濾過差圧計の計測
値と及び自動制御装置を介して開閉又は開度制御される
流量制御弁２２と、流量計２３並びに粒子槽２４と、こ
の粒子槽２４に装備した攪拌用の攪拌羽根２５と、液面
センサー２６とで構成されている。この粒子供給装置２
０は一例である。

図中３０は逆洗用のガス供給装置で、この逆洗用のガス
供給装置３０は、排水管８に連−Ｉ＋− 通する高圧ガス供給用の配管３１と、この配管３１に設
けた逆洗弁３２並びに加圧ガス槽３３とで構成され、自
動制御装置を介して逆洗弁３２が自動開閉される。尚、
この逆洗用高圧のガス供給装置３０は一例である。

図中４０は流入管２と排水管８との間に設けた濾過差圧
計で、この例では連結用の配管４１．４２を介して設け
られているが、必ずしもこの例に限定されない。

図中５０は安全弁装置である。

次に本発明の方法を、主に第２図、第３図のフローチャ
ート図を参照に説明すると、流入管２の入口弁３．５が
開放された状態において、ポンプアップされ原水槽ｌの
原水は流入管２を介してクロスフロー濾過器６に導入さ
れ、ここに装備する濾過部材７の分岐管路７ａの膜面に
並流する流れを形成するとともに、この並流する原水は
膜面との接触を介して分離濾過され、その清澄水は分岐
管路７ａの外方へ、また塵埃を含む廃液は、分岐管路７
ａで分離濾過された後、更に濾過部材７の本体管路７ｂ
に到り、さらに分離濾過されものであり、具体的には、
精澄水はこの本体管路７ｂの外方に濾過排出される。

以上のようにして、分離濾過された清澄水は、クロスフ
ロー濾過器６内に一時的に貯留された後、開放された濾
過出口弁９並びに排水管８を介して清澄水槽１１へと導
かれる。

一方廃液は、濾過部材７の本体管路７ｂに連通されてい
る流通配管１５を介して原則として再度流入管２へと導
かれ、原水槽１よりの原水と混合され、その以後は、前
述と同様な経過を辿る。

このように原水処理過程で、第２図のように、流入管２
と排水管８との間に設けた濾過差圧計４１が（ＳＴＩ）
、設定値内であるかを判断しくＳ　Ｔ　２）、設定値以
内であるとＹＥＳの指令が発せられ、粒子供給装置２０
の流量制御弁２２は閉鎖か又は所定の開度となる（Ｓ　
Ｔ　３）とり、開度の場合は粒子が配管２１を介して所
定量流入管２の原水に混合される。また同様に自動制御
弁機構の流量制御弁１７は所定の開度を有する（Ｓｒ１
）。いわゆる、前述の原水処理が継続される。

一方以上の設定値以上を検出したときは、Ｎｏの指令が
発せられと、自動制御装置を介して流量ＩＪ　８１弁２
２を開放又はその開放角度を可変しくＳ　Ｔ　５）、粒
子を流入管２を流動する原水に混入し、かつ粒子の供給
量を流量計２３で計測する（ＳＴ８）。その後フィード
バックして、前記の設定値内であるかを判断しく５Ｔ２
）、以後は前述と同様な経過を辿　る。

また前記粒子の供給に併せて及び／又は個別にクロスフ
ロー濾過器６内の流速を可変することができ、具体的に
は、このような濾過部材７の流速の遅速は、濾過効率に
大いに影響する処である。

そこで、前記原水処理過程又は粒子供給過程で、一方以
上の設定値以上を検出したときは、Ｎｏの指令が発せら
れと、自動制御装置を介して流量制御弁１７の開放角度
を可変しく５Ｔ１０５）、流通配管１５の流速を可変し
く流通配管１５内への廃液の吸入量を制御し）、ひいて
は濾過部材６内の流速を変更するとともに、流通配管１
５内の流速を流量計１６で計測する（Ｓ７１０６）。そ
の後フィードバックして、前記の設定値内であるかを判
断しくＳ　Ｔ　２）、以後は前述と同様な経過を辿る。

以上のような操作手段を介して前記の通常な原水処理に
戻る。即ち粒子供給装置２０の流量制御弁２２を閉鎖又
は紋り、粒子の供給を停止又は供給量を紋る。またこれ
と同時又は単独で流量制御弁１７を紋り、流通配管１５
内への廃液の吸入量を制御して、濾過部材６の管内流速
を制御することにより、通常の原水処理に戻る。

また前記原水処理過程で、第３図のように、濾過差圧計
４１が（ＳＴ２０）、設定値の上限であるかを判断しく
５Ｔ２１）、上限値以下であるとＹＥＳの指令が発せら
れ、粒子供給装置２０の流量制御弁２２は閉鎖か又は所
定の開度となり（ＳＴ２２）、開度の場合は粒子が配管
２１を介して所定量流入管２の原水に混合される。また
同様に自動制御弁機構の流量制御弁１７は所定の開度を
有する（ＳＴ２３）。いわゆる、前述の原水処理が継続
されるか、又は前述第２図の設定値内であるか否かの過
程に戻る。

一方上限値以上を検出したときは、−船釣にクロスフロ
ー濾過器６の濾過部材７が目詰まり状態を呈しているの
で、速やかに逆洗等をしてこの状況を回避する必要があ
る。

そこで、本発明では、前述の状況となると、Ｎｏの指令
が発せられ、自動制御装置を介して流入管２の人口弁３
．５並びに排水管８の濾過出口弁８を閉鎖するとともに
、高圧ガス供給装置３０の逆洗弁３２並びに廃液管１８
の逆洗ブロー弁１９を開放しく５Ｔ２４．２０４）、い
わゆる逆洗用のルート管路を開放する。これにより、タ
イマーがカウントを始める（ＳＴ２５．２０５）。そし
てタイマーが作動中は、前記逆洗弁３２又は逆洗ブロー
弁１９が開放されたままで、加圧ガスが排水管８よりク
ロスフロー濾過器６内に供給される（ＳＴ２７）。この
場合クロスフロー濾過器６には、十分なる清澄水が確保
されていることから、排水管８を介して導入される高圧
ガスが漏洩することなく、この清澄水を加圧する。これ
により、清澄水は濾過部材７の細径孔を通過し、濾過部
材７のフィルター膜面の細線孔に詰まフている塵等を排
除しつつ、濾過部材７内に到る。

その後塵は、清澄水とともに、濾過部材７の出口部より
、流通配管１５並びに廃液管１８を介して原水槽１へと
排出される（ＳＴ２０７）。

一方カウンターが、完了するとこの逆洗作業は終了とな
る（ＳＴ２６．２０６　）。

以上のような操作を繰り返した後、フィードバックして
、前記の設定値上限であるかを判断しく５Ｔ２１）、Ｙ
ＥＳであると、前述と同様に、自動制御装置を介して高
圧ガス供給装置３０の逆洗弁３２並びに廃液管１８の逆
洗ブロー弁１９を閉鎖し、逆洗用のルート管路を閉鎖す
る。これと同時に、流入管２の人口弁３．５並びに排水
管８の濾過出口弁９を開放して、前述の原水処理に戻る
。

以上のような操作を自動連続又は間欠的に制御して、原
水を精密濾過するものである。

「発明の効果」 本発明は、以上詳述したように、クロスフロー濾過器の
濾過差圧の上昇を未然に防止する手段として、クロスフ
ロー濾過器に連設された流入管に、自動制御機構を有す
る粒子供給装置を装備するとともに、流入管に連設され
た配管に自動制御弁機構を装備し、流入管と排水管との
間に設けられた濾過差圧計を介して前記粒子供給装置の
自動制御機構及び／又は流通配管の自動制御弁機構を作
動して、クロスフロー濾過器の濾過部材内での濾過差圧
のほぼ均一化を達成される。

したがって、クロスフロー濾過器の濾過効率の向上と、
濾過部材の目詰まりを未然に防止し、常時精密濾過が期
待できる。

また前述の粒子供給装置の自動制御機構及び流通配管の
自動制御弁機構は、流入管と排水管との間に設けられた
濾過差圧計が設定値以上を検出した時に、それぞれ個別
又は同時に作動する構成となっていることから、自動化
、省人化に寄与できること、並びに濾過差圧の適正な維
持管理ができる。

また流入管に粒子供給装置と、廃液の流通配管への吸入
量を制御する構成であるので、クロスフロー濾過器の流
速の可変とか、目詰まり制御を安価に、かつ簡易な装置
又は方法を介して成すことができる卓効がある。

更に逆洗時の水量を十分に確保する為に、クロスフロー
濾過器内に十分な容積を確保する構成とし、クロスフロ
ー濾過器内に導入される加圧ガスの漏洩と、濾過部材へ
の噴射効果が期待できること、並びに迅速な逆洗効果が
期待できるものである。

また前述の逆洗は、流入管と排水管との間に設けられた
濾過差圧計が上限値を検出した時に、作動する構成とな
っているので、クロスフロー濾過器の目詰まりを確実に
、キャッチすることができるし、またこれらの操作が自
動制御され、省人化に大いに寄与できるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は装
置全体の構成図、第２図は粒子供給又は流速制御を示す
フローチャート、第３図は逆洗状況を示すフロチャート
である。 １：　原水槽　　　　　２：　流入管 ３．６：　人口弁　　　４：　ポンプ ６：　クロスフロー濾過器 ７：　濾過部材 ７ａ：　　分岐管路　　　７ｂ＝　　本体管路８：　排
水管　　　　　９：　濾過出口弁１０、１６．２３：　
　流量計 １１：　　清澄水槽 １２：　　濃縮水ブロー管 １３：　　濃縮水ブロー弁 １４：　　濃縮水槽　　　１５：　　流通配管１７．２
２：　　流量制御弁 １８：　　廃液管　　　　１９：　　逆洗ブロー弁２０
：　　粒子供給装置 ２１．３１．４２．４３：　　配管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）原水槽と、逆洗用の水量を十分に貯える容積を備
   えたクロスフロー濾過器と、このクロスフロー濾過器と
   前記原水槽とを連通する流入管と、この流入管に装備さ
   れた自動制御機構を備えた粒子供給装置と、前記クロス
   フロー濾過器より排出される清澄水が流れる排水管並び
   にクロスフロー濾過器より排出される濾過廃液が流れ、
   かつ前記流入管と自動制御弁機構を介して連通される廃
   液流通用の流通配管と、この流通配管より分岐された逆
   洗時に利用される逆洗廃液用の廃液管と、前記クロスフ
   ロー濾過器に設けた濃縮水ブロー弁を備えた濃縮水ブロ
   ー管と、この濃縮水ブロー管が開口する濃縮水槽と、前
   記排水管と前記流入管との間に設けた濾過差圧計と、こ
   の濾過差圧計の検出に基づいて前記自動制御機構及び／
   又は自動制御弁機構を自動制御する自動制御装置と、前
   記排水管に設けた濾過出口弁及び流量計とで構成されて
   いる粒子供給装置を備えたクロスフロー濾過装置。
2. （２）原水槽から流入管を介して逆流用の水量を十分に
   貯える容積を備えたクロスフロー濾過器に供給する原水
   の流量と、前記クロスフロー濾過器より排水管を介して
   排水される清澄水の流量とを検出し、その流量を濾過差
   圧計に導き、差圧計測し、濾過差圧が一定値を越えた場
   合、流入管に連通した粒子供給装置より粒子を流入管内
   に導入して濾過を促進し及び／又は配管に介設した流量
   計を介して流通配管及びクロスフロー濾過器の濾過部材
   の流速を制御し、濾過差圧を常時一定値に保持するよう
   に構成した粒子供給装置を備えたクロスフロー濾過器に
   おける粒子供給方法。
3. （３）原水槽から流入管を介して逆流用の水量を十分に
   貯える容積を備えたクロスフロー濾過器に供給する原水
   の流量と、前記クロスフロー濾過器より排水管を介して
   排水される清澄水の流量とを検出し、その流量を濾過差
   圧計に導き、差圧計測し、濾過差圧が上限値を検出した
   場合、流通配管の流量制御弁及び流入管の入口弁並びに
   排水管の濾過出口弁を閉じ、逆洗弁並びに逆洗ブロー弁
   を開き、逆洗用の管路を開放した後、加圧ガスをクロス
   フロー濾過器に導入し、クロスフロー濾過器に残留する
   逆洗用の水を加圧し、その後原水槽に導く逆洗処理をな
   し、この逆洗処理をタイマー手段等を介して繰り返し、
   前記濾過差圧が上限値を逸脱した場合、上記逆洗弁並び
   に逆洗ブロー弁を閉塞し、通常の濾過処理をなすように
   構成した粒子供給装置を備えたクロスフロー濾過器にお
   ける逆洗方法。