JPH0475043B2 - - Google Patents

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JPH0475043B2
JPH0475043B2 JP60168510A JP16851085A JPH0475043B2 JP H0475043 B2 JPH0475043 B2 JP H0475043B2 JP 60168510 A JP60168510 A JP 60168510A JP 16851085 A JP16851085 A JP 16851085A JP H0475043 B2 JPH0475043 B2 JP H0475043B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D65/00Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/08Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/06Tubular membrane modules
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2313/00Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/08Flow guidance means within the module or the apparatus
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2315/00Details relating to the membrane module operation
    • B01D2315/10Cross-flow filtration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D65/00Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/02Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
    • B01D65/04Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration with movable bodies, e.g. foam balls

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Filtration Of Liquid (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は固形物を懸濁した液を濾過濃縮する装
置および濾過濃縮する方法に関し、特に微細な懸
濁物を含有する液を効率的に濃縮する方法に関す
る。
従来の技術 粗大な懸濁物を含有する液を濾過して懸濁物を
濃縮するに当つては、通常網や繊布あるいは不繊
布などを濾材として濾液を分離することが行われ
ている。しかし、微細な懸濁物を含有する液の場
合は、濾過精度を高くするために目の小さい濾材
を用いると、目詰まりして濾過効率が低下すると
いう問題がある。
このように微細な懸濁物を含有する液を濾過し
て濾液を回収しようとする場合には、微小な開口
を有する管状濾過膜を使用する限外濾過法などが
適用され、該管状濾過膜の内側に原液を比較的高
速で流通循環させながら濾過膜を通過して管外に
洩出する濾液を回収するように運転されることが
多い。所が、このクロスフロー方法すなわち原液
を濾材と平行方向に流通させながら濾過を実施す
る方法は、原液の濃度が低いときには目詰まりの
問題はそれほど大きくないが、原液が濃縮されて
懸濁物の濃度が高くなると目詰まりが激しくな
り、急激に濾過効率が低下するという問題があ
る。そして、懸濁物の濃度が高いときは濾材の洗
浄を頻繁に実施しなければならない不利もある。
従つて、通常の回分式または半回方式の濾過方
法、すなわち原液をすべて濾材に垂直に通過させ
ることによつて濾液と濾滓とに分離し、濾滓が蓄
積したときに濾過を停止して濾材から濾滓を除去
する方法が採用可能である限り、クロスフロー式
濾過方法を採用するのは有利でないとされてい
た。
解決しようとする問題点 本発明は、クロスフロー方法における濾過管の
内面などへの濾滓の蓄積を抑制することによつ
て、従来不可能と考えられていたような高い懸濁
物濃度でも長時間の連続濾過運転を可能とし、経
済的な濾液の回収と懸濁物の濃縮を達成できる濾
過濃度装置ならびに濾過濃縮方法を提供しようと
するものである。
問題点を解決するための手段 かかる本発明の目的は、部材を設けた濾過濃縮
装置に圧力を有する懸濁液を高速で循環流通させ
ると同時に該瀘層で低速濾過した液を回収して該
懸濁液の濾過濃縮を行うに当たり、該懸濁液中
に、比重が該懸濁液よりも大でありかつ径が該管
状濾材の径の3分の1よりも小である粒状固形物
か、又は比重が該懸濁液よりも小でありかつ径が
該管状濾材の径の10分の1ないし10分の9の範囲
で均一または不均一である形状回復力を有する粒
状固形物のいずれかを分散させ、該瀘層への懸濁
物の堆積を抑制することによつて達成される。
本発明における濾過濃縮装置に使用される管状
濾材は、それぞれ処理すべき濾過原液中の懸濁物
に応じた開口径を有する濾材を選択して用いるの
がよく、懸濁物の径が大きい場合には多孔板や織
網、編網などが用いられまた懸濁物の径が小さい
場合には織布、不織布、濾紙、焼結板などが用い
られる。もちろん、従来限外濾過法などで用いら
れていた微細孔を有する濾過膜を用いることも可
能である。こうした管状濾材は管内を流通する濾
過原液の圧力に対抗するために、濾材を支持する
ための管状補強材を管の外側または内側に設ける
ようにしてもよい。
かかる管状濾材の外側または内側には、濾材に
よつて濾過された濾液を集めるための集液室が設
けられる。すなわち、管状濾材は、密閉または一
部開放された管状または槽状などの容器の内部に
収容されていて、望ましくは管状濾材の両端部が
容器の壁によつて支持されているのがよい。望ま
しい容器の例は、縦型または横型の筒状体であ
り、管状濾材はその一端から他端に達するように
1本または複数本が貫通して設けられているもの
である。
管状濾材の内側または外側に設けられるガイド
部材は、管内または管外を流れる懸濁液がスパイ
ラルに旋回しながら比較的高速で通過するよう
に、少くとも濾過部分の始端から終端までの間に
わたつて設けられるものであり、たとえば金属、
セラミツクス、プラスチツクスなどの耐食性材料
で形成されることが好ましい。ガイド部材の形状
は、たとえばリボンをスパイラルに形成したも
の、あるいはねじり板状のものなど、適宜の形状
のものでよく、また複数の分割したものを連結し
て取付けるようにしてもよい。また旋回方向は右
回りまたは左回りのいづれでもよいが、少くとも
濾過面部分の始端から終端までの間では旋回方向
をいづれか一方向とし、途中で転換しない方が望
ましい。
以上のような管状濾材と集液室とガイド部材と
を備えて構成された本発明の濾過濃縮装置に供給
される懸濁物を含む原液には、あらかじめ原液よ
りも大きな比重を有しまた管状濾材の径の3分の
1よりも小さい径を有する粒状固形物か、又は比
重が原液よりも小さい比重を有しまた管状濾材の
径の10分の1ないし10分の9の範囲で均一または
不均一の径をもち、形状回復力を有する粒状固形
物のいづれかを混合し、分散させておくことが必
要である。
粒状固形物の性状はいかなるものであつてもよ
いが、管状濾材とその内側または外側に設けられ
たガイド部材との間隙を円滑に流通し得るもので
あり、また流通に際してこれらを傷つけないもの
であるのが好ましい。
このような粒状固形物としては、たとえばセラ
ミツクスの粉末や破枠物など、軟質スポンジの破
砕物など、合成樹脂の粒状物など、あるいは珪ソ
ウ土焼結物などが用いられる。これらの粒状固形
物は、径が小さいときは比重が大きく、また径が
大きいときは比較的に比重が小さいものが好まし
く用いられる。そしてまた、撹拌によつて原液に
容易に混合分散し、さらに送液ポンプなどによつ
て原液とともに送出するのに支障を起さないこと
が必要である。
このように準備された原液は、本発明の濾過濃
縮装置に供給されたとき、管状濾材の始端から終
端までの間一定方向に旋回しながら通過すると同
時に、濾材の壁を通つた濾液は集液室に回収され
る。この間濾材の面に捕捉された懸濁物は、原液
が濾過面と平行に流れることによつて濾過面に滞
留できずに大部分が押し流され、管状濾材の終端
から流出する液は、懸濁物が濃縮されたものとな
つている。そして管状濾材の内側または外側に設
けられたガイド部材に従つて原液が濾材壁面にそ
つて旋回しながら流れるとき、原液中に混合分散
された粒状固形物が濾材壁面上を転動しながら流
動するので、濾過面への懸濁物の滞留は進行せ
ず、長時間の連続濾過濃縮運転が可能となつたも
のである。
実施例 内径約20mm、長さ300mmのアクリル樹脂管の壁
に径約3mmの孔を多数設けて支持間を得、内面を
起毛した筒状の編布を取りつけ、さらに、その内
側にポリエチレンで形成され、約2分の1のピツ
チを有するねじり板を挿入した。このように構成
した濾材を、太いアクリル樹脂管で構成された集
液室の中で取りつけた。
一方、濃度約35%の食塩水中に炭酸カルシウ
ム、水酸化マグネシウムなどを懸濁物として約20
mg/含有する原液5000を準備し、これに濾過
助剤の機能を有する粒状固形物として粒径0.5〜
2mm、比重2.2〜2.4の破砕した黒鉛粒子を、約10
〜20g/となるように添加し、撹拌機により混
合分散させた。
このように調整された原液を、スラリーポンプ
を用いて圧力0.5Kg/cm2で濾材中に流通循環させ
た。原液の供給量は230/minであり、このと
きの見掛の濾材内流通速度は300cm/secであつ
た。
濾液の濾過速度は、はじめ1m3/m2・hrであ
り、300時間の連続運転後の流出量は0.8m3/m2
hrに低下したが、なお連続運転は充分可能であつ
た。
これに対し、管状濾材の中のガイド部材である
ねじり板を取外した装置に、粒状固形物を分散さ
せた原液を上述と同様な条件で供給しながら運転
したときは、150時間の連続運転後に濾液の流出
量は0.8m3/m2・hrに低下し、原液の供給圧力を
1Kg/cm2に上昇したが、さらに100時間運転継続
後濾液流出量は0.5m3/m2・hrに低下したので、
運転を打切つた。
また、管状濾材の中のガイド部材を取外した装
置に、粒状固形物を分散させないこと以外上述と
同様の原液を、上述と同様な条件で供給しながら
運転したときは、150時間の連続運転後に濾液の
流出量は0.5m3/m2・hrに低下し、原液の供給圧
力を1Kg/cm2に上昇したにも拘らず、20時間で濾
過運転を停止して濾材の洗浄を実施しなければな
らなかつた。
発明の効果 本発明の濾過濃縮装置を使用し、本発明の濾過
濃縮方法に従つて濾過を実施すれば、濾材への濾
滓の蓄積が抑制されて長時間の運転が可能とな
り、クロスフロー方式による経済的な濾液の回収
が実現されることとなつた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 一端に懸濁液流入口をまた他端に懸濁液流出
    口を有し側壁に瀘層を形成した管状濾材の内側ま
    たは外側に螺旋状懸濁液流れを形成するためのガ
    イド部材を設けた濾過濃縮装置に圧力を有する懸
    濁液を高速で循環流通させると同時に該瀘層で低
    速濾過した液を回収して該懸濁液の濾過濃縮を行
    うに当たり、該懸濁液中に、比重が該懸濁液より
    も大でありかつ径が該管状濾材の径の3分の1よ
    りも小である粒状固形物か、又は比重が該懸濁液
    よりも小でありかつ径が該管状濾材の径の10分の
    1ないし10分の9の範囲で均一または不均一であ
    る形状回復力を有する粒状固形物のいずれかを分
    散させ、該瀘層への懸濁物の堆積を抑制すること
    を特徴とする濾過濃縮方法。
JP60168510A 1985-08-01 1985-08-01 濾過濃縮装置および濾過濃縮方法 Granted JPS6230519A (ja)

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JP60229963A JPS6291210A (ja) 1985-08-01 1985-10-17 懸濁液の濾過精製法
US07/011,435 US4762624A (en) 1985-08-01 1987-01-29 Apparatus and method for filtration and concentration of suspension
EP87101260A EP0276352A1 (en) 1985-08-01 1987-01-30 Apparatus and method for filtration and concentration of suspension

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JPS6230519A JPS6230519A (ja) 1987-02-09
JPH0475043B2 true JPH0475043B2 (ja) 1992-11-27

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EP (1) EP0276352A1 (ja)
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