JPH0244563B2 - - Google Patents
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- JPH0244563B2 JPH0244563B2 JP60229963A JP22996385A JPH0244563B2 JP H0244563 B2 JPH0244563 B2 JP H0244563B2 JP 60229963 A JP60229963 A JP 60229963A JP 22996385 A JP22996385 A JP 22996385A JP H0244563 B2 JPH0244563 B2 JP H0244563B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
- B01D65/08—Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/06—Tubular membrane modules
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
- B01D2313/08—Flow guidance means within the module or the apparatus
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2315/00—Details relating to the membrane module operation
- B01D2315/10—Cross-flow filtration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
- B01D65/02—Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
- B01D65/04—Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration with movable bodies, e.g. foam balls
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Filtration Of Liquid (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は少量の懸濁不純物を含む液などを精密
に濾過することにより精製する方法に関する。 従来の技術 従来、微細な懸濁不純物を含む液などから懸濁
物を含まない液を回収しようとする場合、液を濾
過する方法が広く採用されている。 しかし、懸濁物の粒子径が小さくなるに従つ
て、これを濾別するための濾床はより小さい孔径
の濾材を用いて構成したものを使用しないと、懸
濁物が濾過床を通過して濾過精製が低下するが、
その一方、孔径の小さい濾材ほど目づまりし易く
濾過能率が悪いという問題がある。そこで、懸濁
物の粒子径が微細なときには、粒子を凝集させる
ための添加剤（所謂凝集剤）を添加して見掛の粒
子径を大きくし、孔径の大きい濾材を用いて濾過
することによつて濾過能率の低下を避ける方法が
一般的に採用されている。 また、濾滓が濾材に捕捉されることによつて濾
材が目詰りをすると、濾床の液通過抵抗が増加し
濾過能率が低下する。この際、懸濁液を更に加圧
して濾過能率を回復させようとする濾床その他に
損傷を生じたり懸濁物の漏出が起つたりすること
になる。 これに対し、濾過能率を低下させないためには
朱子織の濾布など濾過抵抗の小さい濾材が広く用
いられており、また懸濁物の漏出を少く抑えて濾
過精度を高めるためには濾布の上にケイソウ土な
どを塗布した濾材を用いるか叉はセラミツクスの
焼結濾材などを用いることが行われているが、濾
材の寿命が短くて濾材の交換または再調整を頻繁
に行う必要があり、有効な濾過操業時間が少くて
非効率であるほか、濾材の費用が嵩むという問題
があつた。 解決しようとする問題点 上述のように、濾過精度を維持することと濾過
能率を高めることとは従来から相反する要求であ
るとされていたのであるが、本発明者は濾過機の
構造や運転条件について種々研究を進めた結果、
濾過装置に関する高い運転効率すなわち濾液収量
と高い濾過精度とを達成する方法を見出したもの
である。 問題解決のための手段 かかる本発明の方法は、懸濁液を濾過精製する
に当つて、必要に応じて該液を希釈することによ
り懸濁物の含有量が30ppmを超えない調整原液を
得、基材と不織繊維層とを含んで層状に形成され
た固定濾床であつてその厚さが0.2mm以上であり
かつ通気量が30cm3／cm2・sec以下であるものに対
して該調整原液を毎時0.5ｍ以下の速度で通過さ
せることを特徴とするものである。 本発明の濾過精製法を実施するための濾過装置
は、特定の固定濾床を設けたものである必要があ
る。すなわち、本発明に用いられる固定濾床は基
材とその上に設けられた不織繊維層とから層状に
形成されたものであり、そのうち基材としてはた
とえば綾織や朱子織などによる織布やメリヤス編
などの編布、あるいは紙や不織布など、濾材とし
て通常用いられているものが利用できるが、その
他金網や焼結セラミツク体なども場合によつては
使用できる。基材上に層状に設けられる不織繊維
層としてはたとえばフエルト状やマツト状の不織
布や綿など、タオル地やパイル地あるいはフラン
ネル地状の不織繊維層の部分などが利用できる。
またこれらを層状に形成するには、基材の片面な
どにこれらの不織繊維層をはじめから一体に設け
ておいてもよく、また不織繊維層を接着しても、
あるいは接着せずに単に積層し上から網、織布な
どで抑えて止めるようにしてもよい。 このようにして形成された濾床は、その両面か
ら７ｇ／cm2で圧迫したときの厚さ（JISに準拠す
る）が0.2mm以上であり、また通気性（JISに準拠
する）が30cm3／cm2・sec以下であるものが適当で
ある。 若し30cm3／cm2・secを超える通気性、すなわち
低密度の濾床を使用すれば、通液抵抗は小さくな
るものの懸濁物の除去率が低下して濾過精度が不
充分となり、好ましくない。更に、30cm3／cm2・
sec以下の通気性であつても、厚さが0.2mm以下の
濾床では密度が必要以上に高くなつて目詰まりを
起し易く、運転効率がよくないばかりでなく濾材
の洗浄再生が困難となる。すなわち、本発明にお
いて用いられる濾床は、不織繊維層を層状に含ん
でいて、さきに規定されたように嵩高でありなが
ら密度が低過ぎないものであることが必要であ
る。勿論、密度が高過ぎれば濾過精度は良好であ
つても通液抵抗が高くなるから、経済性その他を
勘案して前記の範囲から適当な濾床を選択するの
がよい。そして更に、このような濾床は濾過装置
内に、通液抵抗によつて引き起される濾過圧に耐
えるように固定して設けられることが必要であ
る。 一方、本発明に於ては、濾過原液中の懸濁物の
含有量が30ppmを超えないことが必要であつて、
30ppmを超えると懸濁物除去率が低下する。また
更に望ましくは、懸濁物の含有量の変動をなるべ
く狭い範囲内に抑えることであり、これによつて
濾過精度を保ちながら濾過操業の定常化を図るこ
とができる。このような懸濁物含有量の制御を達
成するには、たとえば濾過装置へ供給される懸濁
物含有原液の貯留槽を設けておき、この貯留槽に
入る原液の中の懸濁物の濃度を検知してその検知
出力に応じて希釈液を貯留槽に供給するような方
法を採用することができる。そして、この場合の
希釈液としては、精製濾液のほか、濾液の利用に
当つて本質的に無害な液であればいかなるものを
使用してもよい。 こうして得られた懸濁物含有量が30ppm以下に
制御された調整原液は、前述の濾床に対して、
0.5ｍ／hr以下の流速となるように供給され濾過
される。若し流速がこの範囲を超えると濾過精度
が低下し、濾過操業可能時間を短縮して濾液収量
が低下する。 また調整原液の濾過に当つて、濾材の通液抵抗
のために濾材を挟んで原液側と濾液側との間には
圧力差が発生するが、この圧力差は1.5Kg／cm2以
下であるのがよく、更に望ましくは1.0Kg／cm2以
下の範囲内で濾過操業を実施するのがよい。濾材
の圧力損失が大きくなりすぎると濾過精度の維持
が容易でなくなるほか、濾材の洗浄再生が困難と
なりひいては濾材の寿命を短かくする。 以下更に実施例に基づいて説明する。 実施例 １ 第１図に示すような濾過装置を用いて濾過試験
を実施した。１は円筒形の濾過器であり、上部は
原液室１ａを、また下部は濾過室１ｂを形成して
いる。２は水平に設けられた目皿であり、その上
に濾過面積100cm2の濾材層３を取り付けることが
できるようになつている。原液槽４中に貯留され
た原液はポンプ５によつて流量計６を経て原液室
１ａへ送入される。濾液室１ｂから流れ出る濾液
は濾液槽７に入り貯留される。８および９は圧力
計である。なお原液室１ａには加圧空気及び洗浄
液の導入管１１が設けられ、濾液室１ｂには同様
に洗浄液の導入管１２が設けられている。 試験を実施するに当つて、原液槽４に水酸化鉄
の含有量を30ppmに調整した濃度28％の食塩水を
準備し、また濾材層３としてそれぞれ下記のよう
な濾布などを取りつけた。 濾材Ａ：170デニールのポリプロピレン糸を綾
織に織製した、厚さ0.6mm、通気量15
cm3／cm2・secの濾布。 濾材Ｂ：270デニールのポリプロピレン糸を朱
子織に織製し、片面に起毛した、厚さ
0.60mm、通気量18cm3／cm2・secの濾布。 濾材Ｃ：225デニールのポリプロピレン糸の朱
子織布に、同様なポリプロピレンスラー
プルからニードルパンチ法によつて得ら
れた不織布を積層して得られた、厚さ
0.95mm、通気量20cm3／cm2・secの濾材。 濾材Ｄ：濾材Ｃと同様な構造の厚さ0.83mm、通
気量49cm3／cm2・secの濾材。 濾材に対する液の流通速度を毎時0.5ｍ一定と
して原液の濾過を行ない、濾材の通液による圧力
損失値が漸次増大して1.0Kg／cm2に達するまでの
濾液収量（）を測定した。また濾液中に漏出し
た水酸化鉄の濃度（ppm）を測定して、濾過精度
とした。試験の結果および懸濁物除去率を第１表
に示す。
に濾過することにより精製する方法に関する。 従来の技術 従来、微細な懸濁不純物を含む液などから懸濁
物を含まない液を回収しようとする場合、液を濾
過する方法が広く採用されている。 しかし、懸濁物の粒子径が小さくなるに従つ
て、これを濾別するための濾床はより小さい孔径
の濾材を用いて構成したものを使用しないと、懸
濁物が濾過床を通過して濾過精製が低下するが、
その一方、孔径の小さい濾材ほど目づまりし易く
濾過能率が悪いという問題がある。そこで、懸濁
物の粒子径が微細なときには、粒子を凝集させる
ための添加剤（所謂凝集剤）を添加して見掛の粒
子径を大きくし、孔径の大きい濾材を用いて濾過
することによつて濾過能率の低下を避ける方法が
一般的に採用されている。 また、濾滓が濾材に捕捉されることによつて濾
材が目詰りをすると、濾床の液通過抵抗が増加し
濾過能率が低下する。この際、懸濁液を更に加圧
して濾過能率を回復させようとする濾床その他に
損傷を生じたり懸濁物の漏出が起つたりすること
になる。 これに対し、濾過能率を低下させないためには
朱子織の濾布など濾過抵抗の小さい濾材が広く用
いられており、また懸濁物の漏出を少く抑えて濾
過精度を高めるためには濾布の上にケイソウ土な
どを塗布した濾材を用いるか叉はセラミツクスの
焼結濾材などを用いることが行われているが、濾
材の寿命が短くて濾材の交換または再調整を頻繁
に行う必要があり、有効な濾過操業時間が少くて
非効率であるほか、濾材の費用が嵩むという問題
があつた。 解決しようとする問題点 上述のように、濾過精度を維持することと濾過
能率を高めることとは従来から相反する要求であ
るとされていたのであるが、本発明者は濾過機の
構造や運転条件について種々研究を進めた結果、
濾過装置に関する高い運転効率すなわち濾液収量
と高い濾過精度とを達成する方法を見出したもの
である。 問題解決のための手段 かかる本発明の方法は、懸濁液を濾過精製する
に当つて、必要に応じて該液を希釈することによ
り懸濁物の含有量が30ppmを超えない調整原液を
得、基材と不織繊維層とを含んで層状に形成され
た固定濾床であつてその厚さが0.2mm以上であり
かつ通気量が30cm3／cm2・sec以下であるものに対
して該調整原液を毎時0.5ｍ以下の速度で通過さ
せることを特徴とするものである。 本発明の濾過精製法を実施するための濾過装置
は、特定の固定濾床を設けたものである必要があ
る。すなわち、本発明に用いられる固定濾床は基
材とその上に設けられた不織繊維層とから層状に
形成されたものであり、そのうち基材としてはた
とえば綾織や朱子織などによる織布やメリヤス編
などの編布、あるいは紙や不織布など、濾材とし
て通常用いられているものが利用できるが、その
他金網や焼結セラミツク体なども場合によつては
使用できる。基材上に層状に設けられる不織繊維
層としてはたとえばフエルト状やマツト状の不織
布や綿など、タオル地やパイル地あるいはフラン
ネル地状の不織繊維層の部分などが利用できる。
またこれらを層状に形成するには、基材の片面な
どにこれらの不織繊維層をはじめから一体に設け
ておいてもよく、また不織繊維層を接着しても、
あるいは接着せずに単に積層し上から網、織布な
どで抑えて止めるようにしてもよい。 このようにして形成された濾床は、その両面か
ら７ｇ／cm2で圧迫したときの厚さ（JISに準拠す
る）が0.2mm以上であり、また通気性（JISに準拠
する）が30cm3／cm2・sec以下であるものが適当で
ある。 若し30cm3／cm2・secを超える通気性、すなわち
低密度の濾床を使用すれば、通液抵抗は小さくな
るものの懸濁物の除去率が低下して濾過精度が不
充分となり、好ましくない。更に、30cm3／cm2・
sec以下の通気性であつても、厚さが0.2mm以下の
濾床では密度が必要以上に高くなつて目詰まりを
起し易く、運転効率がよくないばかりでなく濾材
の洗浄再生が困難となる。すなわち、本発明にお
いて用いられる濾床は、不織繊維層を層状に含ん
でいて、さきに規定されたように嵩高でありなが
ら密度が低過ぎないものであることが必要であ
る。勿論、密度が高過ぎれば濾過精度は良好であ
つても通液抵抗が高くなるから、経済性その他を
勘案して前記の範囲から適当な濾床を選択するの
がよい。そして更に、このような濾床は濾過装置
内に、通液抵抗によつて引き起される濾過圧に耐
えるように固定して設けられることが必要であ
る。 一方、本発明に於ては、濾過原液中の懸濁物の
含有量が30ppmを超えないことが必要であつて、
30ppmを超えると懸濁物除去率が低下する。また
更に望ましくは、懸濁物の含有量の変動をなるべ
く狭い範囲内に抑えることであり、これによつて
濾過精度を保ちながら濾過操業の定常化を図るこ
とができる。このような懸濁物含有量の制御を達
成するには、たとえば濾過装置へ供給される懸濁
物含有原液の貯留槽を設けておき、この貯留槽に
入る原液の中の懸濁物の濃度を検知してその検知
出力に応じて希釈液を貯留槽に供給するような方
法を採用することができる。そして、この場合の
希釈液としては、精製濾液のほか、濾液の利用に
当つて本質的に無害な液であればいかなるものを
使用してもよい。 こうして得られた懸濁物含有量が30ppm以下に
制御された調整原液は、前述の濾床に対して、
0.5ｍ／hr以下の流速となるように供給され濾過
される。若し流速がこの範囲を超えると濾過精度
が低下し、濾過操業可能時間を短縮して濾液収量
が低下する。 また調整原液の濾過に当つて、濾材の通液抵抗
のために濾材を挟んで原液側と濾液側との間には
圧力差が発生するが、この圧力差は1.5Kg／cm2以
下であるのがよく、更に望ましくは1.0Kg／cm2以
下の範囲内で濾過操業を実施するのがよい。濾材
の圧力損失が大きくなりすぎると濾過精度の維持
が容易でなくなるほか、濾材の洗浄再生が困難と
なりひいては濾材の寿命を短かくする。 以下更に実施例に基づいて説明する。 実施例 １ 第１図に示すような濾過装置を用いて濾過試験
を実施した。１は円筒形の濾過器であり、上部は
原液室１ａを、また下部は濾過室１ｂを形成して
いる。２は水平に設けられた目皿であり、その上
に濾過面積100cm2の濾材層３を取り付けることが
できるようになつている。原液槽４中に貯留され
た原液はポンプ５によつて流量計６を経て原液室
１ａへ送入される。濾液室１ｂから流れ出る濾液
は濾液槽７に入り貯留される。８および９は圧力
計である。なお原液室１ａには加圧空気及び洗浄
液の導入管１１が設けられ、濾液室１ｂには同様
に洗浄液の導入管１２が設けられている。 試験を実施するに当つて、原液槽４に水酸化鉄
の含有量を30ppmに調整した濃度28％の食塩水を
準備し、また濾材層３としてそれぞれ下記のよう
な濾布などを取りつけた。 濾材Ａ：170デニールのポリプロピレン糸を綾
織に織製した、厚さ0.6mm、通気量15
cm3／cm2・secの濾布。 濾材Ｂ：270デニールのポリプロピレン糸を朱
子織に織製し、片面に起毛した、厚さ
0.60mm、通気量18cm3／cm2・secの濾布。 濾材Ｃ：225デニールのポリプロピレン糸の朱
子織布に、同様なポリプロピレンスラー
プルからニードルパンチ法によつて得ら
れた不織布を積層して得られた、厚さ
0.95mm、通気量20cm3／cm2・secの濾材。 濾材Ｄ：濾材Ｃと同様な構造の厚さ0.83mm、通
気量49cm3／cm2・secの濾材。 濾材に対する液の流通速度を毎時0.5ｍ一定と
して原液の濾過を行ない、濾材の通液による圧力
損失値が漸次増大して1.0Kg／cm2に達するまでの
濾液収量（）を測定した。また濾液中に漏出し
た水酸化鉄の濃度（ppm）を測定して、濾過精度
とした。試験の結果および懸濁物除去率を第１表
に示す。
【表】
不織繊維層のない濾材および通気量が大きすぎ
る濾材は濾過精度が劣ることがわかる。 実施例 ２ 実施例１における装置に濾材Ｂを取りつけ、水
酸化鉄の含有量を30ppmとした28％食塩水の濾過
を実施例１と同様にして行ない、濾過速度と濾過
精度および懸濁物除去率をしらべた。 その結果を第２表に示す。
る濾材は濾過精度が劣ることがわかる。 実施例 ２ 実施例１における装置に濾材Ｂを取りつけ、水
酸化鉄の含有量を30ppmとした28％食塩水の濾過
を実施例１と同様にして行ない、濾過速度と濾過
精度および懸濁物除去率をしらべた。 その結果を第２表に示す。
【表】
この結果から、濾過速度が0.5ｍ／hrを超える
と濾過精度および除去率が悪化することがわか
る。 実施例 ３ 実施例１における装置に濾材Ｃを取りつけ、一
方、水酸化鉄の含有量を種々のレベルにそれぞれ
調整した濃度28％の食塩水を用意した。これらの
原液をそれぞれ濾材に対して毎時0.5ｍの流速で
通過させて濾過し、それぞれ濾液中に漏出した水
酸化鉄の濃度を測定し、これから懸濁物の除去率
を算出した。その結果を第３表に示す。
と濾過精度および除去率が悪化することがわか
る。 実施例 ３ 実施例１における装置に濾材Ｃを取りつけ、一
方、水酸化鉄の含有量を種々のレベルにそれぞれ
調整した濃度28％の食塩水を用意した。これらの
原液をそれぞれ濾材に対して毎時0.5ｍの流速で
通過させて濾過し、それぞれ濾液中に漏出した水
酸化鉄の濃度を測定し、これから懸濁物の除去率
を算出した。その結果を第３表に示す。
【表】
この試験の結果から、原液中の懸濁物濃度は
30ppmを超えないことが望ましいことがわかる。 発明の効果 本発明の懸濁液の濾過精製法によれば、懸濁物
の除去率の高いことと、濾液中への懸濁物の漏出
の低いこととを同時に満足させ、そして一回の濾
過操作によつて除去する懸濁物の量を増加させる
ことにより精製濾液の収量を増加し、効率的な濾
過運転を実現することができる。
30ppmを超えないことが望ましいことがわかる。 発明の効果 本発明の懸濁液の濾過精製法によれば、懸濁物
の除去率の高いことと、濾液中への懸濁物の漏出
の低いこととを同時に満足させ、そして一回の濾
過操作によつて除去する懸濁物の量を増加させる
ことにより精製濾液の収量を増加し、効率的な濾
過運転を実現することができる。
第１図は、本発明の懸濁液の濾過精製法を実施
する装置のフローシートである。
する装置のフローシートである。
Claims (1)
- １ 懸濁物を含有する原液を濾過精製するに当
り、必要に応じて該原液を希釈することにより懸
濁物の含有量が30ppmを超えない調整原液を得、
基材と不織繊維層とを含んで層状に形成された固
定濾床であつてその厚さが0.2mm以上でありかつ
通気量が30cm3／cm2・sec以下であるものに対して
該調整原液を毎時0.5ｍ以下の速度で通過させる
ことを特徴とする懸濁液の濾過精製法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60168510A JPS6230519A (ja) | 1985-08-01 | 1985-08-01 | 濾過濃縮装置および濾過濃縮方法 |
| JP60229963A JPS6291210A (ja) | 1985-08-01 | 1985-10-17 | 懸濁液の濾過精製法 |
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