JPH04326907A - 微粒子懸濁液を濃縮する方法および装置 - Google Patents

微粒子懸濁液を濃縮する方法および装置

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JPH04326907A
JPH04326907A JP4039565A JP3956592A JPH04326907A JP H04326907 A JPH04326907 A JP H04326907A JP 4039565 A JP4039565 A JP 4039565A JP 3956592 A JP3956592 A JP 3956592A JP H04326907 A JPH04326907 A JP H04326907A
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filter
suspension
module
liquid
thickener
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JP4039565A
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Jan O Bogen
ヤン オッド ボーゲン
Marie-Louise S Olstedt-Wallin
マリー ルイス スードトル オルステッド ヴァーリン
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Sala International AB
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、微粒子懸濁液の厚縮お
よび浄化を行ない同時に、懸濁液がバックパルスろ過工
程を受ける懸濁液の濃縮および浄化方法に関する。本発
明は又本発明の方法を実施するときに用いられるフィル
タモジュールの形態の装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】大きな
濃縮ユニット、即ち可能な限り経済的に分離工程を行な
うことができるように横断面積の大きい分離容器内で、
微粒子を沈澱させることによって、微粒子の懸濁液の濃
縮および浄化が重力分離法の形式でしばしば行なわれて
いる。在来の織物フィルタ装置の使用は、微粒子の懸濁
液を濃縮するには、なかんずく、以下に説明する理由で
、あまりにも不経済であることがわかった。懸濁液中の
固形粒子が細かければ細かいほど、濾布上の十分に厚い
層に粒子を保持することが困難であり、濾布によって保
持されたこれらの粒子が連結するフィルタケーキを形成
するように強く塊まるので、今日の在来のろ過法に適用
されているような方法では除去しにくい。かくて前述し
たように、在来のろ過法は、懸濁液中の固体粒子の細か
さが増されて効果的に行なうことが一層困難になり、加
うるに大きなシックナでの粒子の重力分離は、粒子の沈
澱速度が、粒径の減少とともに大きく減ずるので、だん
だん効果的でなくなる。この結果、生産量が減少し、そ
の結果、一つおよび同じ懸濁値について大きな懸濁液濃
縮ユニットを使用することが必要でありおよび又は、沈
澱を改善するために凝集剤を加えなければならない。
【0003】しかしながら凝集化学薬品は購入および取
扱いの両方に関してコスト高であり、そしてこの化学薬
品は、しばしば濃縮した製品の望ましくない増量剤をな
し、或は濃縮した製品の望ましくない成分を構成する。 他の解決策は沈澱とろ過を組合わせた方法であり、かか
る方法はこれまで提案されていないけれども、粗い粒子
が重力で沈澱し、細かい粒子がフィルタによって捕捉さ
れる。細かい粒子を徐々に捕捉することができる新しい
フィルタ媒体が市場に導入されてきたけれども、ろ布の
孔をふさぐことによって引き起される前述の問題は一層
悪化し、形成されたフィルタケーキを取り除く問題も同
じく有する。前述した種類の組合わせ方法は、ろ過工程
の特別な負荷を最大可能な範囲まで減ずるように、非常
に大きなフィルタ面を必要とする。
【0004】CH−A−657  066は、フィルタ
シックナに設けられた管状フィルタ要素によって懸濁液
を連続的に濃縮する方法を教示する。フィルタ要素から
フィルタふさぎケーキを除こうとするときには、一度に
一つずつ止めることができる複数の互いに平行なコレク
タチューブ内にフィルタ要素が配置される。圧力サージ
例えば空気サージが、形成されたフィルタケーキをフィ
ルタ要素から除くことができるようにろ過方向と反対の
方向に、コレクタチューブを通して、これに連結された
フィルタ要素に伝達される。DE−C−244  87
8は旧式の一層複雑な構造の閉フィルタシックナを説明
し例示する。この構造では、フィルタ要素は、フィルタ
工程を中断することなくきれいに吹くことができる。
【0005】或る程度まで類似フィルタシックナを利用
するろ過方法が、Min. & Met.Proc.1
990年8月号169ページff. のG.R.S.ス
ミスおよびC.R.リンシュラーによる記事に最近説明
されていた。この方法は記事の中で“バックパルスろ過
”と呼ばれ、この用語は本明細書においてフィルタを通
る流れの逆転を定義するために使用されている。
【0006】フィルタの目ずまりおよびフィルタの掃除
によって引き起される問題は前述のとおり増大している
けれども、漸次一層効果的なフィルタ媒体の開発は細か
い粒子の捕捉を可能にした。しかしながら前述のバック
パルスろ過方法はこられの問題の一部を解決する。発泡
ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)に基ずいた一
層効果的なフィルタ媒体から成る管状フィルタで、ろ過
工程が行なわれる。かかるフィルタ媒体は例えば商標名
GORE−TEXで売られている。かかるフィルタ媒体
から造られた管状フィルタは、ガスを浄化するのに使用
されるバックハウスと大体同じ仕方で機能する。所定時
間粒子懸濁液をろ過することに続いて、液体の流れを逆
転して、フィルタ媒体を通して既にろ過された液体を通
し、フィルタの外面に形成されたフィルタケーキを分解
する。流れのこの逆転は非常に短い時間例えば1〜3秒
後に中断され、次いで、液体流れは再び逆転され、フィ
ルタに通され、実際には、ろ過工程は連続工程であると
考えることができる。フィルタケーキのこの分解したケ
ーキ片は、再び溶解しないので、フィルタ媒体から離れ
、フィルタの底部にす早く落下し、高密度の懸濁液を形
成する。従って、濃縮した懸濁液をフィルタの底から取
り出すことができる。ろ過工程は、吸引又は圧力のもと
にポンプによって行なうことができる。フィルタは、毒
性の又は燃えやすい液体を処理することができるように
、完全に密閉される。
【0007】バックパルスろ過はいくつかの異なる用途
に適し、とりわけ或る場合には懸濁液を濃縮するための
重力分離、例えば金属水酸化物、製紙機械の白色液、廃
ガスを脱硫するときに得られるスラッジおよび産業廃液
をろ過するための重力分離に対する変形例として適して
いることが前述の記事に述べられている。組み合わせろ
過−浄化方法が同じく、高濃度の懸濁液であるというこ
とができる製紙機械からの白色液の処理のために提案さ
れており、真直ぐな底部を備えた大きな容器が使用され
、この容器で沈澱およびバックパルスろ過工程が使用さ
れる。
【0008】しかしながら、前述に従い微粒子懸濁液を
濃縮、浄化するのにバック−パルスろ過を使用すること
ができる範囲は、費用の増加を正当化する或る値を有す
る又は少なくとも得ることを処理製品に要求するろ過方
法の費用によって制限される。実際上の理由のため、フ
ィルタユニットの大きさは或る範囲に制限されなければ
ならず、従ってフィルタ面の面積も制限されなければな
らない。
【0009】既知の技術によるバックパルスろ過に使用
されるフィルタ面の大きさおよび分離容器の大きさが実
際には制限される一つの理由は、前記方法を実施すると
きに逆転されなければならない大量のろ過した液体のた
めであり、液体流れのこの逆転はとりわけ大きな技術的
に進歩したポンプの使用を必要とする。個々の管状フィ
ルタが万一ふさがれるようになった場合、ふさがれたフ
ィルタが清掃されている間すべてのフィルタユニットを
停止することが必要である。
【0010】本発明の目的は前文に従って、微粒子懸濁
液を濃縮浄化し、同時に懸濁液をバックパルスろ過し、
これによって、特別な容器を必要とせず、ろ過作業中負
の影響を有する前述の種類の欠点もなく、懸濁液の濃縮
および浄化を実施することができる、方法と装置を提供
することにある。このため本発明の方法は、関連の方法
クレームに記載された工程を特徴とする。本発明の装置
は別々のフィルタモジュールの形態を有し、関連の装置
クレームに記載された特徴を有する。
【0011】かくて本発明に依れば、懸濁液に部分的に
沈められたフィルタモジュールにより、バック−パルス
ろ過が濃縮および浄化工程と同時に行なわれる。ろ過工
程は好ましくは、懸濁液の表面に亘って全体的に一様に
配列された数個の互いに別々の作動フィルタモジュール
で行なわれる。
【0012】本発明に依ると、フィルタモジュールは懸
濁液を処理する容器等の中に沈められ、或いはこの目的
のために特別に構成された他の容器等の中に沈められ、
或いは廃案ダム、湖、井戸のような、懸濁液がたまたま
見つけられる或る形態の溜めの中に直接沈められる。各
モジュールそれ自体の一般のろ過能力に関して各フィル
タモジュールでのろ過を別々に制御することが適当であ
り、且つ又有益であり、この制御は連続的に追跡される
。この制御は、例えば別々の各モジュールの前後の圧力
降下を連続的に測定し、フィルタケーキを分解し取り除
くためにこのレベルが所定値に達したときに、ろ過工程
を逆転することによって行なわれる。例えばユニットの
濃縮工程全体が最小の可能な程度に妨げられるようにす
るために、もちろん個々のモジュールを或る他の方法で
、例えば、所定時間の予定に従って制御することも可能
である。理解されるように、困難なフィルタ妨害がおこ
ったとき、或いはフィルタが損傷を受けたとき、或いは
フィルタが或る他の理由で効果的に機能しなくなるとき
にはいつでも、個々のモジュールをシックナから外して
取り出すことができる。このことにより、シックナユニ
ットの作動を全体として中断する必要なしに、個々の欠
陥のあるモジュールを修理することができる。
【0013】本発明に依ると、各フィルタモジュールは
、板に垂直に設けられ、並列に機能する一つ又は一つ以
上の管状フィルタと、すべてのフィルタに共通で、フィ
ルタに液体かつ又随意に空気を供給し、フィルタから前
記液体および空気を取り出すように機能する装置とから
構成されている。液体をフィルタに供給しフィルタから
液体を取り出すための装置は、カバー部材或いは蓋を含
み、このカバー部材は作動中フィルタ取り付け板に対し
て密閉式におよびモジュールのフィルタの上方に位置し
、更に外部のラインに連結するためのパイプコネクタを
含む。
【0014】これらのラインは、バックパルスろ過工程
において必要とされるように、脈動液体を供給し、前記
液体を取り出すための適当な型式のポンプ装置に連結さ
れる。この点において適当な型式のポンプは蠕動(Pe
ristaltic) ポンプである、といのは、この
型式のポンプは急速なポンプ逆転を行なうことができる
からである。多量のろ液を伴う場合には、一層簡単な真
空式ポンプ装置を使用することができる。この方法はサ
イホンの原理に基づく簡単なポンプ装置によっても行な
うことができる。
【0015】本発明のフィルタモジュールは好ましくは
横断面が円形であり、フィルタは好ましくは、フィルタ
一列を円に配列して配置される。フィルタモジュール内
の各管状フィルタの上部は懸濁液と接触せず、好ましく
は空気を透過させないようにされる。フィルタモジュー
ルの修理等を容易にするために、各管状フィルタは好ま
しくはモジュールから独立して取り外し可能である。
【0016】添付の図面を参照して本発明を一層詳細に
説明する。
【0017】
【実施例】図1は、上方円筒部分12および下方円錐部
分13を有する沈降又は沈澱室11からなる大きなシッ
クナ10を示している。沈澱室は円壁14および円錐底
15によって構成されている。同じくシックナ10は基
礎或いは支持面17に載ったスタンド16を有している
。壁14の頂部に載った床18が沈澱室11を覆って延
びている。床18には複数の穴19が設けられ、各々の
穴19は本発明のフィルタモジュール20を収容し、モ
ジュールはその内4つが図示されている。穴19は好ま
しくは床18の面に円で配置されている。図1の実施例
の場合には、互いに異なる直径を有し床の中央に共通の
中心を備えた2つの円のまわりに穴19を整列させるこ
とが考えられる。各フィルタモジュール20は複数の中
空、管状フィルタ21から成り、このうち3つが図示さ
れている。一つのフィルタ21が好ましくはモジュール
20の中心22に配置されるけれども、モジュール20
に関して説明したのと類似の様式で、大部分のフィルタ
が各モジュール20に、円に配置されるように、管状フ
ィルタ21が配列される。各フィルタモジュール20は
蓋又はカバー24に一つ或いは一つ以上の管コネクタ2
3を備えている。或る場合には単一の管コネクタ23で
十分であるけれども、例示した態様では、各蓋24は3
つの管コネクタ23を備えている。シックナ10は同じ
く、駆動手段(図示せず)に連結された軸26によって
駆動される回転可能なスクレーパ25を備えている。 スクレーパ25はシックナの底の濃縮された懸濁液をこ
すり取るようになっており、この濃縮された懸濁液は、
フィルタから落下しシックナの底に沈澱する固体を含み
、垂直な矢印によって示されているように、濃縮された
懸濁液をシックナ10からライン27Aを通して取出す
ことができる。濃縮工程中濃縮すべき懸濁液は入口40
からシックナ10へ本質的に連続的に供給され、浄化し
た液体は、各モジュール20の少なくとも1つの管コネ
クタ23を通してシックナから基本的に連続的に取出さ
れる。図1のライン28は作動中シックナ10の上方液
体レベルを示す。
【0018】図2は本発明のフィルタモジュール20の
好ましい実施例の上部を示す。フィルタモジュール20
は複数の穴30が設けられ取付け板29を含み、このう
ち5つが図面に示され、この内3つの穴12はそれぞれ
対応する適合した管状フィルタ21に設けられている。 各管状フィルタ21はアダプタ装置31によって板29
にしっかりと取り付けられ、アダプタ装置31はハンド
ル32を備え、このハンドル32によってフィルタ21
を対応する穴に嵌めたり穴から取外したりすることがで
きる。各フィルタ21の上部はガス不透過性のマントル
21Aを備え、フィルタ21の残りはジャケット又はマ
ントル21Bを有し、このマントル21Bは非常に細か
い粒子をろ過するためのフィルタ媒体、好ましくはPT
FE型のものである。カバープレート又は蓋24はプレ
ート29の上に嵌められ、従って作業中、モジュールは
、モジュール内で蓋24の下の一般的な液体圧力および
/又は空気圧力に関して包囲物に対して密閉されること
になる。
【0019】図示された実施例の場合には蓋24は密閉
ストリップ33によって密閉される。蓋24はピポット
ピン33Aに枢動自在に設けられ、モジュール閉鎖装置
34によって閉鎖され固定される。全フィルタモジュー
ル20は垂直なストラットおよびこれに連結されたフレ
ーム36をへて開口19の縁に沿って床18の上に載り
、床18およびフレーム36の対応する穴37を通って
延びるボルトによって床18にしっかりと螺子止めされ
る。
【0020】作業中、フィルタモジュール20の管コネ
クタ23Aは、ポンプ好ましくは蠕動(perista
ltic)ポンプに連結される。それからポンプを作動
してモジュールから液体をくみ出し、モジュール20の
置かれているシックナからモジュール20内に容れられ
たフィルタ21のすべてを通して液体を吸い取り、液体
中に懸濁した粒子状材料が、液体レベル28の下方に配
置されたフィルタ21のジャケット21Bの外面に留め
られ、そこに、たえず成長するフィルタケーキを形成す
る。フィルタマントル21Bのフィルタ媒体を通過した
液体は、蓋24とフィルタ21の上部のまわりのモジュ
ール取付け板29との間に構成された空間38の中へ吸
い上げられ、管コネクタ23Aを通ってポンプへ(図示
せず)吸引される。フィルタ21のフィルタケーキがろ
過を困難にし始める厚さに成長したとき、或いは例えば
予め定められたバックーパルスろ過予定に従ういくつか
の他の理由のために流れ(バックパルスろ過)を逆転さ
せる時である時、この旨の信号はポンプへ送られ、直ち
に液体を管コネクタ23Aを通って空間38へ液送し、
液体がたどれる唯一の可能な通路、即ち、管状フィルタ
21の内部に通ずる、通路を通して下り、夫々のフィル
タ21の液体透過性の下方マントル21Bを通って出る
、このバック−パルスろ過によりマントル21Bの外面
のろ過ケーキを、フィルタ内部から到達する液体流れに
よってケーキに及ぼされる圧力で破砕し、分解させる。 フィルタケーキは破壊され、フィルタケーキの小片がシ
ックナの底部に重力で落下する。このバックパルスろ過
工程は予め定められた短い時間、通常1〜3秒続けられ
、その後でポンプは再び逆転され、液体は再び平常通り
ろ過され、フィルタ21にフィルタケーキを形成する。
【0021】より早く一層効果的な逆転方法を得るため
に、圧縮空気を逆転時間中使用して、空間38内の液体
を移動させることができる。圧縮空気は管コネクタの一
つ或いは両方を通して供給される。
【0022】本発明の方法は、別々のろ過容器を設ける
ことを必要とせずに沈澱およびろ過の組合わせを利用す
ることを可能にし、フィルタ面に任意所望の大きさを与
えることができるようにし、処理された懸濁液の効果的
な濃縮を達成する。変えられる所定数のフィルタモジュ
ールを使用することによって、非常に広い範囲の表面積
の中から全ろ過面を選択することができ、この範囲はバ
ック−パルスろ過工程によって制限されるものではない
。
【図面の簡単な説明】
【図1】シックナの横断面側面図である。
【図2】本発明のフィルタモジュールの上部の横断面図
である。
【符号の説明】
10    シックナ 19    穴 20    フィルタモジュール 21    管状フィルタ 24    蓋

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  バックパルスろ過方法と組合わせて懸
    濁液を濃縮、浄化する、微粒子懸濁液の濃縮、浄化方法
    において、開放容器又は溜め内の微粒子懸濁液の中に一
    つ又は一つ以上のフィルタモジュールを部分的に沈め、
    前記フィルタモジュールにより前記開放容器又は溜め内
    の懸濁液をバックパルスろ過することを特徴とする方法
    。
  2. 【請求項2】  懸濁液の表面に亘って実質的に一様に
    設けられた数個の別々に作動するフィルタモジュールで
    パックパルスろ過工程を行なうことを特徴とする、請求
    項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】  在来のシックナで本方法を行なうこと
    を特徴とする、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 【請求項4】  前記フィルタモジュールは、一つ又は
    一つ以上の平列に作用する垂直な中空管状フィルタと、
    すべてのフィルタに共通で、ろ過工程中液体および随意
    に空気をフィルタに供給し、前記液体および空気をフィ
    ルタから取り出すように機能する装置とを有する、請求
    項1〜3に記載の方法を実施するときに使用されるフィ
    ルタモジュールにおいて、モジュールは更に前記フィル
    タを収容するフィルタ取付け板と、前記板を覆い、閉じ
    た時前記板に密封的に当接する容易に開放可能な蓋とを
    含み、前記蓋は、前記液体および随意に前記空気を前記
    モジュールに供給し前記モジュールから取り出す連結部
    を含むことを特徴とするフィルタモジュール。
  5. 【請求項5】  モジュールは円形横断面を有すること
    を特徴とする、請求項4に記載のフィルタモジュール。
  6. 【請求項6】  モジュールは、円形に配置された少な
    くとも一列のフィルタを有する、請求項4又は5に記載
    のフィルタモジュール。
  7. 【請求項7】  各中空管状フィルタの上部は実質的に
    空気を透過させず作動中、懸濁液と接触しないことを特
    徴とする、請求項4乃至6のいずれか一つに記載のフィ
    ルタモジュール。
  8. 【請求項8】  各フィルタは独立して取替えることが
    できる、請求項4乃至7のいずれか一つに記載のフィル
    タモジュール。
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