JPH05309242A - 濾過素子及び液体処理装置 - Google Patents
濾過素子及び液体処理装置Info
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- JPH05309242A JPH05309242A JP4143390A JP14339092A JPH05309242A JP H05309242 A JPH05309242 A JP H05309242A JP 4143390 A JP4143390 A JP 4143390A JP 14339092 A JP14339092 A JP 14339092A JP H05309242 A JPH05309242 A JP H05309242A
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Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Filtration Of Liquid (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は各種の微粒子、微生物その他コロイ
ド等の懸濁物質を多く含む溶液中より、当該懸濁物質を
精密に、より効果的に濾過分離することが可能である濾
過素子及び液体処理装置を提供することを目的とする。 【構成】 本発明の濾過素子は内部に流体流路が形成さ
れた中心軸部に、多孔質濾過材を用いた濾過ユニットを
放射状に接続し、前記濾過ユニットの濾液流出部分と前
記流体流路が液密に連通され、前記中心軸部を中心とし
て安定した回転が実施できるように構成したものであ
る。又本発明の液体処理装置は前記濾過素子と前記濾過
素子の中心軸部の保持機構、前期中心軸部を回転させる
回転機構、前記中心軸部の前期流体流路より濾液を採取
する採取機構、及び前記濾過素子の前記濾過ユニットの
少なくとも一部を原液に侵漬させるように支持する支持
構造体より構成したことを特徴とする。
ド等の懸濁物質を多く含む溶液中より、当該懸濁物質を
精密に、より効果的に濾過分離することが可能である濾
過素子及び液体処理装置を提供することを目的とする。 【構成】 本発明の濾過素子は内部に流体流路が形成さ
れた中心軸部に、多孔質濾過材を用いた濾過ユニットを
放射状に接続し、前記濾過ユニットの濾液流出部分と前
記流体流路が液密に連通され、前記中心軸部を中心とし
て安定した回転が実施できるように構成したものであ
る。又本発明の液体処理装置は前記濾過素子と前記濾過
素子の中心軸部の保持機構、前期中心軸部を回転させる
回転機構、前記中心軸部の前期流体流路より濾液を採取
する採取機構、及び前記濾過素子の前記濾過ユニットの
少なくとも一部を原液に侵漬させるように支持する支持
構造体より構成したことを特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は各種の微粒子、懸濁物質
を多く含む溶液中より、当該微粒子、懸濁物質を精密に
濾過分離することを目的とした濾過素子、及びこれを用
いた液体処理装置に関するものである。
を多く含む溶液中より、当該微粒子、懸濁物質を精密に
濾過分離することを目的とした濾過素子、及びこれを用
いた液体処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、上水や下水等の浄化処理におい
て、原液中に含まれる各種微粒子、懸濁物質の除去には
凝集沈殿剤を用いた沈降分離、砂濾過等が用いられてい
る。沈降分離は清澄な液を得ることと、濃厚な粒子、懸
濁物質(スラッジ)を得ることを主目的としている。沈
降によって得られた清澄な液(上澄み液)をさらに精製
する目的で砂濾過等が行われる。一方スラッジはさらに
濾布等を用いた各種の濾過方法によって濃縮が行われ、
さらに加熱や焼却によって乾燥、処理が行われている。
又上水や下水等の場合に限らず、一般に各種の微粒子、
微生物や懸濁物質を多く含む溶液の濾過には、濾布、濾
紙、けい藻土等の濾材が用いられている。
て、原液中に含まれる各種微粒子、懸濁物質の除去には
凝集沈殿剤を用いた沈降分離、砂濾過等が用いられてい
る。沈降分離は清澄な液を得ることと、濃厚な粒子、懸
濁物質(スラッジ)を得ることを主目的としている。沈
降によって得られた清澄な液(上澄み液)をさらに精製
する目的で砂濾過等が行われる。一方スラッジはさらに
濾布等を用いた各種の濾過方法によって濃縮が行われ、
さらに加熱や焼却によって乾燥、処理が行われている。
又上水や下水等の場合に限らず、一般に各種の微粒子、
微生物や懸濁物質を多く含む溶液の濾過には、濾布、濾
紙、けい藻土等の濾材が用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上水や下水等の処理に
おいて、より精製された処理液を得ることは環境保全の
点から近年しだいに重要視されつつある。また沈降等に
より分離したスラッジ中に含まれる水分をさらに除去す
ることにより、より濃厚なスラッジを得て後段の処理の
負担を軽減して効率化を図ることが検討されているが、
この場合も除去された水分がより精製されたものである
ことが要望されている。また一般に各種の微粒子や、懸
濁物質を多く含む液の濾過、例えば微生物の培養液等に
おいてもより精密な濾過分離が要求されるようになっ
た。
おいて、より精製された処理液を得ることは環境保全の
点から近年しだいに重要視されつつある。また沈降等に
より分離したスラッジ中に含まれる水分をさらに除去す
ることにより、より濃厚なスラッジを得て後段の処理の
負担を軽減して効率化を図ることが検討されているが、
この場合も除去された水分がより精製されたものである
ことが要望されている。また一般に各種の微粒子や、懸
濁物質を多く含む液の濾過、例えば微生物の培養液等に
おいてもより精密な濾過分離が要求されるようになっ
た。
【0004】ところが前述した、砂濾過や濾布等の濾材
による濾過は荒い濾過であり、大量の比較的大きな粒
子、懸濁物質を除去することが可能であるが濾過精度が
悪く、微小な粒子、懸濁物質の漏出が避けられないとい
う問題があった。又濾布、濾紙等の濾材では濾材中に粒
子が入り込みやすく、濾材の洗浄等を実施しても入り込
んだ粒子を除去することが困難であり、次第に目詰まり
が生じて濾過性能が低下してしまうという問題がある。
による濾過は荒い濾過であり、大量の比較的大きな粒
子、懸濁物質を除去することが可能であるが濾過精度が
悪く、微小な粒子、懸濁物質の漏出が避けられないとい
う問題があった。又濾布、濾紙等の濾材では濾材中に粒
子が入り込みやすく、濾材の洗浄等を実施しても入り込
んだ粒子を除去することが困難であり、次第に目詰まり
が生じて濾過性能が低下してしまうという問題がある。
【0005】又スラッジ等の汚泥の濃縮にベルト状の濾
布を用いたベルトプレス、円筒型回転脱水機等が連続的
に濾過を実施しうる装置として用いられているが、これ
らは濃縮されたスラッジを採取することを目的としてお
り、上述したように精密な濾液が得られない問題があ
る。
布を用いたベルトプレス、円筒型回転脱水機等が連続的
に濾過を実施しうる装置として用いられているが、これ
らは濃縮されたスラッジを採取することを目的としてお
り、上述したように精密な濾液が得られない問題があ
る。
【0006】コントロールされた孔径1μm以下の微細
孔を有する多孔質濾過材を用いた精密濾過法では、上記
問題を解決した精度の良い濾過除去を行うことができ
る。しかしながら精密濾過法は、原液中の粒子、懸濁物
質が比較的低濃度の場合に主として用いられている方法
である。これは前記濾過材の微細孔が先の濾布等の開口
部に比して極めて微細であり、粒子、懸濁物質を多量に
含む原液を処理した場合に表面にただちにそれらが蓄積
して堆積層を形成し、濾過速度が急速に低下してしまう
からである。
孔を有する多孔質濾過材を用いた精密濾過法では、上記
問題を解決した精度の良い濾過除去を行うことができ
る。しかしながら精密濾過法は、原液中の粒子、懸濁物
質が比較的低濃度の場合に主として用いられている方法
である。これは前記濾過材の微細孔が先の濾布等の開口
部に比して極めて微細であり、粒子、懸濁物質を多量に
含む原液を処理した場合に表面にただちにそれらが蓄積
して堆積層を形成し、濾過速度が急速に低下してしまう
からである。
【0007】そこで上記のような粒子、懸濁物質を多量
に含む原液を精密濾過法で濾過するために濾過操作法の
面からの検討が行われ、濾過材表面に対して平行に原液
の流れを形成しつつ濾過を行うクロスフロー濾過を用い
ることにより、濾過材表面での粒子等の堆積層の形成を
低減させことが可能で、比較的粒子濃度の高い原液の濾
過に適応しうることがわかり、一部用いられるようにな
った。
に含む原液を精密濾過法で濾過するために濾過操作法の
面からの検討が行われ、濾過材表面に対して平行に原液
の流れを形成しつつ濾過を行うクロスフロー濾過を用い
ることにより、濾過材表面での粒子等の堆積層の形成を
低減させことが可能で、比較的粒子濃度の高い原液の濾
過に適応しうることがわかり、一部用いられるようにな
った。
【0008】しかしクロスフロー濾過では濾過を行うた
めに濾過材表面に対して常時原液の流れを形成する為の
原液供給システム(原液の循環経路)を構成する必要が
あり、又詰まりの防止効果を高めるためには循環流量を
多くしたり、濾過材表面に何らかの構造物を設置して、
より早い流速で原液が流れるように設定することが必要
となる。よって実験室等でのごく少量の濾過や、少量で
も付加価値の高い原液の精製といったような処理量が小
規模な用途ではシステムの設定、設置が容易であり有効
な濾過手段となるが、上水や下水処理といったような大
規模なシステムになると、原液の供給やコントロールに
関して複雑で大がかりな構成の装置を設定する必要が生
じ、動力等大きなものとなり、又管理が困難になるとい
った問題点がある。又クロスフロー濾過に必要な流れの
形成が行えないような粒子濃度、粘度の原液には全く適
用できなかった。
めに濾過材表面に対して常時原液の流れを形成する為の
原液供給システム(原液の循環経路)を構成する必要が
あり、又詰まりの防止効果を高めるためには循環流量を
多くしたり、濾過材表面に何らかの構造物を設置して、
より早い流速で原液が流れるように設定することが必要
となる。よって実験室等でのごく少量の濾過や、少量で
も付加価値の高い原液の精製といったような処理量が小
規模な用途ではシステムの設定、設置が容易であり有効
な濾過手段となるが、上水や下水処理といったような大
規模なシステムになると、原液の供給やコントロールに
関して複雑で大がかりな構成の装置を設定する必要が生
じ、動力等大きなものとなり、又管理が困難になるとい
った問題点がある。又クロスフロー濾過に必要な流れの
形成が行えないような粒子濃度、粘度の原液には全く適
用できなかった。
【0009】発明者らは、上記のような問題点に鑑み、
粒子、懸濁物質等を多量に含む原液を効率良く処理しう
る、精密濾過法を用いた濾過素子、濾過装置に関して鋭
意検討を実施し、特願平2−88699、特願平2−2
99156等に示したような、濾過素子の表面に付着し
た懸濁物質等の堆積物(スラッジ)を容易に除去しうる
構成の濾過素子、装置を得た。これらは極めて効果的な
ものであったが、基本的に濾過が間欠的に実施されるバ
ッチ処理であり、連続した濾過が長時間実施しうるより
効率的なシステムが望まれていた。本発明は上記濾布等
の濾過材による荒い濾過と精密濾過の問題点を解決し、
より効果的に長期間に亙って連続的に上記液体の濾過処
理が精密に実施しうる濾過素子、及び液体処理装置を提
供しようとするものである。
粒子、懸濁物質等を多量に含む原液を効率良く処理しう
る、精密濾過法を用いた濾過素子、濾過装置に関して鋭
意検討を実施し、特願平2−88699、特願平2−2
99156等に示したような、濾過素子の表面に付着し
た懸濁物質等の堆積物(スラッジ)を容易に除去しうる
構成の濾過素子、装置を得た。これらは極めて効果的な
ものであったが、基本的に濾過が間欠的に実施されるバ
ッチ処理であり、連続した濾過が長時間実施しうるより
効率的なシステムが望まれていた。本発明は上記濾布等
の濾過材による荒い濾過と精密濾過の問題点を解決し、
より効果的に長期間に亙って連続的に上記液体の濾過処
理が精密に実施しうる濾過素子、及び液体処理装置を提
供しようとするものである。
【0010】
【課題を解決しようとする手段】内部に液体流路が形成
されている中心軸部に、多孔質濾過材を用いた濾過ユニ
ットを放射状に接続し、前記濾過ユニットの濾液流出部
分と前記液体流路は液密に連通させ、さらに前記中心軸
部を中心として安定した回転を実施することが可能であ
るように濾過素子を構成するのである。このようにする
ことにより上記原液を効率良く濾過しうる濾過素子を得
ることができる。この場合の安定した回転を実施するこ
とが可能な構成とは、前記中心軸に対して各濾過ユニッ
トがほぼ均等に配置されて重心が極端に偏っておらず、
回転により、中心軸部分に強い力や振動等が強く作用し
ないような構成や、濾過素子の回転により濾過素子に対
して生じる液体の抵抗が不均一でなく、濾過素子を回転
した場合に中心軸に同様に強い不規則な力や振動等が強
く作用しないような構成を意味する。
されている中心軸部に、多孔質濾過材を用いた濾過ユニ
ットを放射状に接続し、前記濾過ユニットの濾液流出部
分と前記液体流路は液密に連通させ、さらに前記中心軸
部を中心として安定した回転を実施することが可能であ
るように濾過素子を構成するのである。このようにする
ことにより上記原液を効率良く濾過しうる濾過素子を得
ることができる。この場合の安定した回転を実施するこ
とが可能な構成とは、前記中心軸に対して各濾過ユニッ
トがほぼ均等に配置されて重心が極端に偏っておらず、
回転により、中心軸部分に強い力や振動等が強く作用し
ないような構成や、濾過素子の回転により濾過素子に対
して生じる液体の抵抗が不均一でなく、濾過素子を回転
した場合に中心軸に同様に強い不規則な力や振動等が強
く作用しないような構成を意味する。
【0011】さらに前記濾過素子と、前記濾過素子の前
記中心軸部の軸受け機構、前記中心軸部を回転させる回
転機構、前記中心軸部の前記液体流路より濾液を採取す
る採取機構、前記濾過素子の濾過ユニットの少なくとも
一部分が原液に浸漬するように保持する保持構造体を有
し、濾過時に前記濾過素子を回転させつつ濾過を実施す
る装置を構成することにより、前記問題点を解決した液
体処理装置を提供することが可能となる。
記中心軸部の軸受け機構、前記中心軸部を回転させる回
転機構、前記中心軸部の前記液体流路より濾液を採取す
る採取機構、前記濾過素子の濾過ユニットの少なくとも
一部分が原液に浸漬するように保持する保持構造体を有
し、濾過時に前記濾過素子を回転させつつ濾過を実施す
る装置を構成することにより、前記問題点を解決した液
体処理装置を提供することが可能となる。
【0012】
【作用】図1は中空糸状の濾過膜を多孔質濾過材として
用いた場合の本発明の濾過素子の例を示した部分断面図
である。これに基付いて本発明の作用を説明する。中心
軸部1の一部に濾過ユニット接続部2が形成されてお
り、ここに放射状に濾過ユニット3が設置されている。
濾過ユニット3は支持構造体4中に中空糸状の濾過膜5
の束の両端部分を樹脂により接着固定して構成したもの
である。濾過ユニット3は支持構造体4に設けられた濾
液流出部6の部分で中心軸部1の濾過ユニット接続部2
にOリング7により液密に接続され、中心軸部1の液体
流路8に連通している。濾過ユニット3の中心軸部1に
固定されている方の樹脂固定部9には中空糸状の濾過膜
5の開口部が形成されている。
用いた場合の本発明の濾過素子の例を示した部分断面図
である。これに基付いて本発明の作用を説明する。中心
軸部1の一部に濾過ユニット接続部2が形成されてお
り、ここに放射状に濾過ユニット3が設置されている。
濾過ユニット3は支持構造体4中に中空糸状の濾過膜5
の束の両端部分を樹脂により接着固定して構成したもの
である。濾過ユニット3は支持構造体4に設けられた濾
液流出部6の部分で中心軸部1の濾過ユニット接続部2
にOリング7により液密に接続され、中心軸部1の液体
流路8に連通している。濾過ユニット3の中心軸部1に
固定されている方の樹脂固定部9には中空糸状の濾過膜
5の開口部が形成されている。
【0013】原液の濾過は以下のように行われる。濾過
時に原液10は中空糸状の濾過膜5の外側に供給され、
中空糸状の濾過膜5の外側から内側に通過し、樹脂固定
部9に形成された中空糸状の濾過膜5の開口部より流出
し濾液流出部6を通って中心軸部内に入り、液体流路8
より濾過素子外部に濾液11として流出する。このとき
中心軸部1を中心として濾過素子を矢印12に示したよ
うに回転させつつ濾過を行うのである。濾過時にこのよ
うに濾過素子を回転させることにより、中空糸状の濾過
膜5の膜表面に対して相対的な原液の流れが生じ、膜表
面へのスラッジの付着を低減することができ、長時間に
亙って安定した濾過が実施できるのである。
時に原液10は中空糸状の濾過膜5の外側に供給され、
中空糸状の濾過膜5の外側から内側に通過し、樹脂固定
部9に形成された中空糸状の濾過膜5の開口部より流出
し濾液流出部6を通って中心軸部内に入り、液体流路8
より濾過素子外部に濾液11として流出する。このとき
中心軸部1を中心として濾過素子を矢印12に示したよ
うに回転させつつ濾過を行うのである。濾過時にこのよ
うに濾過素子を回転させることにより、中空糸状の濾過
膜5の膜表面に対して相対的な原液の流れが生じ、膜表
面へのスラッジの付着を低減することができ、長時間に
亙って安定した濾過が実施できるのである。
【0014】又濾過によりしだいに濾過ユニットにスラ
ッジが付着してしまった場合も、スラッジ量が増加する
に従って、回転により中空糸状の濾過膜表面よりスラッ
ジを剥離しようとする力が大きく作用するようになるの
で、スラッジの除去分離がしやすくなる。さらに濾液側
からの逆洗を実施した場合の剥離効果もより効果的に得
ることが可能となる。
ッジが付着してしまった場合も、スラッジ量が増加する
に従って、回転により中空糸状の濾過膜表面よりスラッ
ジを剥離しようとする力が大きく作用するようになるの
で、スラッジの除去分離がしやすくなる。さらに濾液側
からの逆洗を実施した場合の剥離効果もより効果的に得
ることが可能となる。
【0015】濾過素子はその全体が原液中に浸漬される
必要はなく、中心軸部1を基準としてその半分程度が浸
漬されていれば良く、回転により各濾過ユニットが原液
に浸漬するようになっていれば充分である。又この場合
原液液面との接触攪拌により、付着したスラッジが剥離
する効果も得られるようになる。
必要はなく、中心軸部1を基準としてその半分程度が浸
漬されていれば良く、回転により各濾過ユニットが原液
に浸漬するようになっていれば充分である。又この場合
原液液面との接触攪拌により、付着したスラッジが剥離
する効果も得られるようになる。
【0016】又濾過素子を回転させる場合、一方向のみ
ならず適宜間隔をもって反転させても良い。このように
することにより原液の攪拌効果が生じてスラッジの付着
防止及び剥離効果を高めることができる。
ならず適宜間隔をもって反転させても良い。このように
することにより原液の攪拌効果が生じてスラッジの付着
防止及び剥離効果を高めることができる。
【0017】本発明のように中心軸部の濾過ユニット接
続部に各濾過ユニットを放射状に設置することにより、
安定した回転を実施することができるバランスのとれた
濾過素子を簡単な構成で容易に作製することができる。
又各濾過ユニット間が分離しているので濾過素子の回転
により、より大きな原液の攪拌作用が得られるので、ス
ラッジの付着防止及び剥離効果を高めることができる。
続部に各濾過ユニットを放射状に設置することにより、
安定した回転を実施することができるバランスのとれた
濾過素子を簡単な構成で容易に作製することができる。
又各濾過ユニット間が分離しているので濾過素子の回転
により、より大きな原液の攪拌作用が得られるので、ス
ラッジの付着防止及び剥離効果を高めることができる。
【0018】又例に示した濾過ユニットは円柱形状の一
部をカットして濾過素子の回転方向に対して丁度濾過ユ
ニットの濾過面が平行となるように構成したものである
が、濾過面を回転面に対して傾けて設置したり、あるい
はプロペラ状の形状の濾過ユニットを設置しても良い。
この場合には、濾過素子の回転によって濾過膜表面に対
する相対的な原液の流れが形成される以外に、濾過ユニ
ット自身により濾過素子に対する原液の流れが形成さ
れ、両者の効果が合わさり、スラッジの付着防止効果を
より高めることができる。
部をカットして濾過素子の回転方向に対して丁度濾過ユ
ニットの濾過面が平行となるように構成したものである
が、濾過面を回転面に対して傾けて設置したり、あるい
はプロペラ状の形状の濾過ユニットを設置しても良い。
この場合には、濾過素子の回転によって濾過膜表面に対
する相対的な原液の流れが形成される以外に、濾過ユニ
ット自身により濾過素子に対する原液の流れが形成さ
れ、両者の効果が合わさり、スラッジの付着防止効果を
より高めることができる。
【0018】上述したように濾過ユニットの濾過面を濾
過素子の回転方向に対して傾けたり、濾過ユニットの形
状をプロペラ状にした場合には、原液の攪拌効果が得ら
れる利点があるが、濾過素子の回転に対する原液の抵抗
がこれまでの実施例に比較すると大きくなり濾過素子回
転のための動力がより多く必要となる。又濾過ユニット
に作用する原液の抵抗の力が大きくなるので、これに耐
え得るように濾過ユニットの強度をより高めるような設
定を行う必要がある。濾過ユニットの形状は濾過素子の
回転が容易に実施しうるものであれば上記に限らず種々
の形状のものが使用しうるが、濾過素子の回転のための
動力の低減や、濾過ユニット構造の設定の容易さといっ
た点からは、濾過素子の回転方向に対して丁度濾過ユニ
ットの濾過面が平行となるように構成することが好まし
い。
過素子の回転方向に対して傾けたり、濾過ユニットの形
状をプロペラ状にした場合には、原液の攪拌効果が得ら
れる利点があるが、濾過素子の回転に対する原液の抵抗
がこれまでの実施例に比較すると大きくなり濾過素子回
転のための動力がより多く必要となる。又濾過ユニット
に作用する原液の抵抗の力が大きくなるので、これに耐
え得るように濾過ユニットの強度をより高めるような設
定を行う必要がある。濾過ユニットの形状は濾過素子の
回転が容易に実施しうるものであれば上記に限らず種々
の形状のものが使用しうるが、濾過素子の回転のための
動力の低減や、濾過ユニット構造の設定の容易さといっ
た点からは、濾過素子の回転方向に対して丁度濾過ユニ
ットの濾過面が平行となるように構成することが好まし
い。
【0019】濾過ユニット3は中心軸部1と脱着可能に
接続されることがより好ましい。濾過ユニット3を脱着
可能とすることにより濾過ユニット3の一部が破損した
場合にこのユニット部分のみを交換することにより、濾
過素子としての機能を回復させることが可能であり、濾
過素子の他の構成要素を無駄なく使用することができ
る。
接続されることがより好ましい。濾過ユニット3を脱着
可能とすることにより濾過ユニット3の一部が破損した
場合にこのユニット部分のみを交換することにより、濾
過素子としての機能を回復させることが可能であり、濾
過素子の他の構成要素を無駄なく使用することができ
る。
【0020】又複数の濾過素子を中心軸部1の方向に多
連に連結することができるような接続部分を中心軸部1
に形成するのも好ましい。濾過素子を軸方向に連結する
ことにより、容易に濾過面積を増加させることが可能と
なる。
連に連結することができるような接続部分を中心軸部1
に形成するのも好ましい。濾過素子を軸方向に連結する
ことにより、容易に濾過面積を増加させることが可能と
なる。
【0021】本発明の濾過素子には上記例のような形状
を構成しうるものであれば種々の素材、形状の多孔質濾
過材が利用できるが、膜状の濾過材、特に中空糸状の濾
過膜が好適に用い得る。これは中空糸状の濾過膜はその
形状から濾過面積を他の構造のもの、例えば平板状の濾
過膜を用いた場合に比べて極めて大きくすることがで
き、又糸状の形状で濾過膜自体が支持構造体としての機
能を有しているので、複雑な膜支持体が不要で濾過素子
の構成をシンプルにすることが可能となるからである。
以上の点から何らかの流体の流れを濾過膜そのものにあ
てる等の操作により、比較的容易に付着した堆積層を除
去することができるような濾過素子を構成することが可
能である。又中空糸状の濾過膜では、膜の外側、内側い
ずれの方向からも濾過を実施することができるので、逆
洗浄等を実施して膜表面に付着した堆積層を除去する場
合も、特に膜の支持体が不用であり、効果的な除去を行
うことができる。
を構成しうるものであれば種々の素材、形状の多孔質濾
過材が利用できるが、膜状の濾過材、特に中空糸状の濾
過膜が好適に用い得る。これは中空糸状の濾過膜はその
形状から濾過面積を他の構造のもの、例えば平板状の濾
過膜を用いた場合に比べて極めて大きくすることがで
き、又糸状の形状で濾過膜自体が支持構造体としての機
能を有しているので、複雑な膜支持体が不要で濾過素子
の構成をシンプルにすることが可能となるからである。
以上の点から何らかの流体の流れを濾過膜そのものにあ
てる等の操作により、比較的容易に付着した堆積層を除
去することができるような濾過素子を構成することが可
能である。又中空糸状の濾過膜では、膜の外側、内側い
ずれの方向からも濾過を実施することができるので、逆
洗浄等を実施して膜表面に付着した堆積層を除去する場
合も、特に膜の支持体が不用であり、効果的な除去を行
うことができる。
【0022】使用する多孔質濾過材の微細孔の平均孔径
は前述したように1μm以下が望ましい。1μm以上に
なると濾布やけい藻土等を用いた荒い濾過に近くなり、
精密濾過の利点が少なくなってしまう。
は前述したように1μm以下が望ましい。1μm以上に
なると濾布やけい藻土等を用いた荒い濾過に近くなり、
精密濾過の利点が少なくなってしまう。
【0023】さらに本発明の液体処理装置は前記濾過素
子を用いて、前記濾過素子を回転させつつ濾過を実施す
ように構成したものである。即ち、少なくとも濾過素子
の中心軸部の軸受け機構と、中心軸部を回転させる機
構、前記中心軸部の回転を外部に対して遮断した状態で
濾液を中心軸部の液体流路より採取する採取機構を有す
るように構成し、さらに前記濾過素子の濾過ユニットの
少なくとも一部分が原液に浸漬するように濾過素子を保
持する保持構造体を有するように構成するのである。こ
のように構成した装置を用いることにより、前記問題点
を解決したより効率の良い精密濾過が連続的に実施しう
ようになるのである。
子を用いて、前記濾過素子を回転させつつ濾過を実施す
ように構成したものである。即ち、少なくとも濾過素子
の中心軸部の軸受け機構と、中心軸部を回転させる機
構、前記中心軸部の回転を外部に対して遮断した状態で
濾液を中心軸部の液体流路より採取する採取機構を有す
るように構成し、さらに前記濾過素子の濾過ユニットの
少なくとも一部分が原液に浸漬するように濾過素子を保
持する保持構造体を有するように構成するのである。こ
のように構成した装置を用いることにより、前記問題点
を解決したより効率の良い精密濾過が連続的に実施しう
ようになるのである。
【0024】図2は本発明の濾過素子を用いた液体処理
装置の例を示した模式図である。本装置は濾過素子15
を中心軸部で多連に連結して濾過部16とし、これを浸
漬槽17中に設置したものである。中心軸部の両端は浸
漬槽壁に設けられた軸受け機構18により保持されてい
る。中心軸部の一方には回転用のモーター19及び回転
の伝達部20よりなる回転機構21が設けられている。
又中心軸部の他の一方には、中心軸部の回転が外部に対
して遮断された状態で濾液が採取可能となる採取機構2
2が設置されている。採取機構22には濾液を一次貯留
する貯留タンク23が接続され、このタンクには減圧ポ
ンプ24が連結されている。
装置の例を示した模式図である。本装置は濾過素子15
を中心軸部で多連に連結して濾過部16とし、これを浸
漬槽17中に設置したものである。中心軸部の両端は浸
漬槽壁に設けられた軸受け機構18により保持されてい
る。中心軸部の一方には回転用のモーター19及び回転
の伝達部20よりなる回転機構21が設けられている。
又中心軸部の他の一方には、中心軸部の回転が外部に対
して遮断された状態で濾液が採取可能となる採取機構2
2が設置されている。採取機構22には濾液を一次貯留
する貯留タンク23が接続され、このタンクには減圧ポ
ンプ24が連結されている。
【0025】原液10は原液入り口25より浸漬槽17
に導入される。浸漬槽17には排出口26が設けられて
おり、濾過の状況に応じて原液の一部を出したり、浸漬
槽中に蓄積したスラッジ等を排出するのに用いられる。
濾過は、濾過部16をモーター19により回転させつ
つ、減圧ポンプ24により貯留タンク23中の空気27
を排出して減圧することにより行われる。濾過素子15
で濾過された濾液11は採取機構22より流出し、貯留
タンク23に流入する。所定量貯留された濾液11は適
宜貯留タンクより目的に応じて排出される。尚貯留タン
ク23を減圧ポンプにより減圧して濾過を行う以外にも
貯流タンクと浸漬槽の間にポンプを設置してこれにより
濾過を実施することも可能である。
に導入される。浸漬槽17には排出口26が設けられて
おり、濾過の状況に応じて原液の一部を出したり、浸漬
槽中に蓄積したスラッジ等を排出するのに用いられる。
濾過は、濾過部16をモーター19により回転させつ
つ、減圧ポンプ24により貯留タンク23中の空気27
を排出して減圧することにより行われる。濾過素子15
で濾過された濾液11は採取機構22より流出し、貯留
タンク23に流入する。所定量貯留された濾液11は適
宜貯留タンクより目的に応じて排出される。尚貯留タン
ク23を減圧ポンプにより減圧して濾過を行う以外にも
貯流タンクと浸漬槽の間にポンプを設置してこれにより
濾過を実施することも可能である。
【0026】本実施例においては浸漬槽17中に濾過部
16を設け、浸漬槽に原液を導入して濾過を実施してお
り、丁度濾過素子を構成する濾過ユニットの少なくとも
一部が原液に浸漬するような位置関係となるように、浸
漬槽自体が濾過素子の保持構造体としての機能を果たし
ている。
16を設け、浸漬槽に原液を導入して濾過を実施してお
り、丁度濾過素子を構成する濾過ユニットの少なくとも
一部が原液に浸漬するような位置関係となるように、浸
漬槽自体が濾過素子の保持構造体としての機能を果たし
ている。
【0027】アングルを用いた架台を設けてそこに濾過
素子、軸受け機構、回転機構、濾液採取機構等を所定の
位置に取り付けて一体化した装置とし、それを原液が貯
留されている場所等に設置して濾過を実施することも可
能である。例えば湖沼等の水を原液とする場合は直接湖
沼中に濾過素子の濾過ユニット部分の一部が浸漬するよ
うに上記装置を設置して濾過を実施するのである。この
場合は架台が濾過素子の濾過ユニットの一部を原液に浸
漬させるように保持する保持構造体としての機能を果た
すことになる。上述したように架台を設置した場合は、
特に浸漬槽を設置しなくても良いので構成がコンパクト
になり、濾過の必要性が生じた場所のごく近くに装置を
設置することが容易となる。又移動可能な構成とするこ
ともできる。あるいは既に設置された沈殿池等を一種の
浸漬槽として利用することができ、無駄のない構成とす
ることができる利点がある。
素子、軸受け機構、回転機構、濾液採取機構等を所定の
位置に取り付けて一体化した装置とし、それを原液が貯
留されている場所等に設置して濾過を実施することも可
能である。例えば湖沼等の水を原液とする場合は直接湖
沼中に濾過素子の濾過ユニット部分の一部が浸漬するよ
うに上記装置を設置して濾過を実施するのである。この
場合は架台が濾過素子の濾過ユニットの一部を原液に浸
漬させるように保持する保持構造体としての機能を果た
すことになる。上述したように架台を設置した場合は、
特に浸漬槽を設置しなくても良いので構成がコンパクト
になり、濾過の必要性が生じた場所のごく近くに装置を
設置することが容易となる。又移動可能な構成とするこ
ともできる。あるいは既に設置された沈殿池等を一種の
浸漬槽として利用することができ、無駄のない構成とす
ることができる利点がある。
【0028】なお上記のように特に浸漬槽を設置しない
構成とした場合に得られる効果は、主として濾過により
得られる濾液を利用することを前提とした場合に特に有
利となるが、逆に除去されたスラッジ等の固形分を回
収、利用する場合には先の実施例の様に浸漬槽を設置し
て、この部分での濃縮を実施するのが望ましい。何れの
場合も濾過素子を回転した場合に濾過ユニット部分に原
液が浸漬しないところが生じないように設定すること
が、濾過面積を無駄にしない点から好ましいことであ
る。
構成とした場合に得られる効果は、主として濾過により
得られる濾液を利用することを前提とした場合に特に有
利となるが、逆に除去されたスラッジ等の固形分を回
収、利用する場合には先の実施例の様に浸漬槽を設置し
て、この部分での濃縮を実施するのが望ましい。何れの
場合も濾過素子を回転した場合に濾過ユニット部分に原
液が浸漬しないところが生じないように設定すること
が、濾過面積を無駄にしない点から好ましいことであ
る。
【0029】浸漬槽17を濾過素子全体を収容する密閉
された容器とし、その中を加圧して濾過することもでき
る。この場合は、濾過圧力が減圧濾過の場合に比較して
大きくできるので、濾過速度を高めることが可能とな
る。
された容器とし、その中を加圧して濾過することもでき
る。この場合は、濾過圧力が減圧濾過の場合に比較して
大きくできるので、濾過速度を高めることが可能とな
る。
【0030】図3は本発明の液体処理装置の他の例を示
したもので、浸漬槽17の一部に原液の循環ライン30
を設置し、各濾過素子15の近傍にその流出部分31を
形成して攪拌機構としたものである。浸漬槽17中の原
液10は循環ポンプ32によって循環ライン30中を圧
送され、流出部分31より噴出流となって濾過素子15
の側面を洗浄する様に流出する。この流れによって、濾
過によるスラッジの付着の防止、あるいは付着したスラ
ッジの除去を効果的に実施することができる。又上述し
たような循環ラインの他に各濾過素子15間の中心軸部
に攪拌機構としてブレード状の構造体を設けても良い。
濾過素子の回転による多孔質濾過材表面に対する相対的
な原液の流れ以外に、このブレード状の構造体により濾
過素子に対する原液の流れが形成され、両者の効果が合
わさりスラッジの付着防止効果をより高めることができ
る。以上のような原液の攪拌機構を設置することにより
さらに長期間に亙って安定した濾過を実施することが可
能な、効率の良い液体処理装置を得ることができる。
したもので、浸漬槽17の一部に原液の循環ライン30
を設置し、各濾過素子15の近傍にその流出部分31を
形成して攪拌機構としたものである。浸漬槽17中の原
液10は循環ポンプ32によって循環ライン30中を圧
送され、流出部分31より噴出流となって濾過素子15
の側面を洗浄する様に流出する。この流れによって、濾
過によるスラッジの付着の防止、あるいは付着したスラ
ッジの除去を効果的に実施することができる。又上述し
たような循環ラインの他に各濾過素子15間の中心軸部
に攪拌機構としてブレード状の構造体を設けても良い。
濾過素子の回転による多孔質濾過材表面に対する相対的
な原液の流れ以外に、このブレード状の構造体により濾
過素子に対する原液の流れが形成され、両者の効果が合
わさりスラッジの付着防止効果をより高めることができ
る。以上のような原液の攪拌機構を設置することにより
さらに長期間に亙って安定した濾過を実施することが可
能な、効率の良い液体処理装置を得ることができる。
【0031】
【実施例】以下に本発明の濾過素子、及び液体処理装置
を用いた実施例を示す。 実施例1 多孔質濾過材としてポリプロピレン製の中空糸状の濾過
膜(細孔径0.1μm、外径500μm)を250本用
いて濾過ユニットを作製し、この濾過ユニットを8個中
心軸部に設置した、図1に示したような構成の膜面積約
5000cm2 の濾過素子を作製した。この濾過膜は疎水
性なので、界面活性剤(Triton X-100)を用いて親水化処
理を行った。この濾過素子を三個中心軸部分で連結して
膜面積約1.5m2 の濾過部とし、図2に示した構成の
液体処理装置を作製し濾過を実施した。原液には上水処
理にて生じた凝集沈殿を含む処理液(SS濃度2.0
%)を用いた。濾過素子は毎分180回回転させ、貯留
タンク内の圧力を−0.8kg/cm2に減圧して濾過を実施
し、各濾過時間での濾過速度を測定した。
を用いた実施例を示す。 実施例1 多孔質濾過材としてポリプロピレン製の中空糸状の濾過
膜(細孔径0.1μm、外径500μm)を250本用
いて濾過ユニットを作製し、この濾過ユニットを8個中
心軸部に設置した、図1に示したような構成の膜面積約
5000cm2 の濾過素子を作製した。この濾過膜は疎水
性なので、界面活性剤(Triton X-100)を用いて親水化処
理を行った。この濾過素子を三個中心軸部分で連結して
膜面積約1.5m2 の濾過部とし、図2に示した構成の
液体処理装置を作製し濾過を実施した。原液には上水処
理にて生じた凝集沈殿を含む処理液(SS濃度2.0
%)を用いた。濾過素子は毎分180回回転させ、貯留
タンク内の圧力を−0.8kg/cm2に減圧して濾過を実施
し、各濾過時間での濾過速度を測定した。
【0032】実施例2 実施例1で用いたものと同様な濾過面積、構成の液体処
理装置に原液の循環ラインを設置して、図3に示したよ
うな構成の液体処理装置を作成した。原液の循環を実施
して攪拌を行いつつ実験例1と同様な条件で濾過を実
施、濾過速度を測定した。
理装置に原液の循環ラインを設置して、図3に示したよ
うな構成の液体処理装置を作成した。原液の循環を実施
して攪拌を行いつつ実験例1と同様な条件で濾過を実
施、濾過速度を測定した。
【0033】比較例1 実施例1で用いたものと同様な濾過面積、構成の液体処
理装置を用い、装置内部に原液を満たして濾過素子が全
て原液に接触するようにし、濾過素子は回転させずに濾
過を行った。原液および濾過圧力条件は実施例1と同様
とした。
理装置を用い、装置内部に原液を満たして濾過素子が全
て原液に接触するようにし、濾過素子は回転させずに濾
過を行った。原液および濾過圧力条件は実施例1と同様
とした。
【0034】比較例2 中心軸部を有する円盤状の支持体の両面を平板状の濾過
膜(細孔径0.1μm)で挟んで、中心軸部に濾液流出
部を有する独楽のような形状の円盤状の濾過素子を作製
し、この濾過素子を連結して実施例1と類似した構成の
液体処理装置を作製した。浸漬槽の大きさ、濾過面積等
は実施例1と同様になるように設定し、同様な条件で濾
過を実施した。
膜(細孔径0.1μm)で挟んで、中心軸部に濾液流出
部を有する独楽のような形状の円盤状の濾過素子を作製
し、この濾過素子を連結して実施例1と類似した構成の
液体処理装置を作製した。浸漬槽の大きさ、濾過面積等
は実施例1と同様になるように設定し、同様な条件で濾
過を実施した。
【0035】結果を図4に示したが、実施例1及び実施
例2では濾過開始後30分前後まで濾過速度の低下が見
られるものの、その後は大きな低下はなく60分以後は
ほぼ一定の濾過速度が維持されていた。特に循環ライン
による攪拌を行った実施例2ではより高い濾過速度が維
持されていた。一方比較例では、濾過時間の経過ととも
にしだいに濾過速度が低下してしまい、特に比較例1で
は濾過開始後2時間目にはごく僅かの濾液しか得られな
くなった。比較例2では、円盤状の濾過素子を回転した
ことによる効果が見られ、濾過開始初期は高い濾過速度
が得られている。しかしながら濾過時間の経過とともに
濾過素子間にスラッジが詰まって濾過速度が低下し、実
施例よりも低い値となった。
例2では濾過開始後30分前後まで濾過速度の低下が見
られるものの、その後は大きな低下はなく60分以後は
ほぼ一定の濾過速度が維持されていた。特に循環ライン
による攪拌を行った実施例2ではより高い濾過速度が維
持されていた。一方比較例では、濾過時間の経過ととも
にしだいに濾過速度が低下してしまい、特に比較例1で
は濾過開始後2時間目にはごく僅かの濾液しか得られな
くなった。比較例2では、円盤状の濾過素子を回転した
ことによる効果が見られ、濾過開始初期は高い濾過速度
が得られている。しかしながら濾過時間の経過とともに
濾過素子間にスラッジが詰まって濾過速度が低下し、実
施例よりも低い値となった。
【0036】以上本発明の濾過素子及びそれを用いた液
体処理装置について実施例をもとに説明してきたが、上
記例以外の形状、構成のものについても、その要旨を逸
脱しない範囲で種々の応用例を採用することができる。
体処理装置について実施例をもとに説明してきたが、上
記例以外の形状、構成のものについても、その要旨を逸
脱しない範囲で種々の応用例を採用することができる。
【0037】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の濾過素子、
及びこれを用いた液体処理装置を使用することにより多
量の微粒子、微生物その他コロイド等の懸濁物質を含む
原液を、安定して、連続的に長期間に亙って精密に濾過
処理することが可能となる。
及びこれを用いた液体処理装置を使用することにより多
量の微粒子、微生物その他コロイド等の懸濁物質を含む
原液を、安定して、連続的に長期間に亙って精密に濾過
処理することが可能となる。
【図1】本発明の濾過素子の実施例を示した部分断面図
である。
である。
【図2】本発明の液体処理装置の例を示した模式図であ
る。
る。
【図3】本発明の液体処理装置の他の例を示した模式図
である。
である。
【図4】実験結果を示したグラフである。
1 中心軸部 2 濾過ユニット接続部 3 濾過ユニット 4 支持構造体 5 中空糸状の濾過膜 6 濾液流出部 7 Oリング 8 液体流路 9 樹脂固定部 10 原液 11 濾液 12 矢印 15 濾過素子 16 濾過部 17 浸漬槽 18 軸受け機構 19 モーター 20 伝達部 21 回転機構 22 採取機構 23 貯留タンク 24 減圧ポンプ 25 原液入り口 26 排出口 27 空気 30 循環ライン 31 流出部分 32 循環ポンプ
Claims (5)
- 【請求項1】 内部に液体流路が形成されている中心軸
部に、多孔質濾過材を用いた濾過ユニットを放射状に接
続した濾過素子であって、前記濾過ユニットの濾液流出
部分と前記液体流路が液密に連通されており、前記中心
軸部を中心として安定した回転を実施することが可能で
あるように構成されていることを特徴とする濾過素子。 - 【請求項2】 前記多孔質濾過材が中空糸状の濾過膜で
あることを特徴とする請求項1記載の濾過素子。 - 【請求項3】 内部に液体流路が形成されている中心軸
部と前記中心軸部に放射状に接続した多孔質濾過材を用
いた濾過ユニットを基本構成とし、前記液体流路に前記
濾過ユニットの濾液流出部が液密に連通しており、また
前記中心軸部を中心として安定した回転を実施すること
が可能であるように構成されている濾過素子と、前記濾
過素子の前記中心軸部の軸受け機構及び前記中心軸部の
回転機構、前記中心軸部の前記液体流路より濾液を採取
する採取機構、及び前記濾過ユニットの少なくとも一部
を原液に浸漬させるように前記濾過素子を保持する保持
構造体を有し、前記濾過素子を回転させつつ濾過を実施
することを特徴とする液体処理装置。 - 【請求項4】 前記多孔質濾過材が中空糸状の濾過膜で
ある事を特徴とする請求項3載の液体処理装置。 - 【請求項5】 前記濾過ユニット近傍に液体の攪拌機構
が設置されていることを特徴とする請求項3または請求
項4記載の液体処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4143390A JPH05309242A (ja) | 1992-05-09 | 1992-05-09 | 濾過素子及び液体処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4143390A JPH05309242A (ja) | 1992-05-09 | 1992-05-09 | 濾過素子及び液体処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05309242A true JPH05309242A (ja) | 1993-11-22 |
Family
ID=15337656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4143390A Pending JPH05309242A (ja) | 1992-05-09 | 1992-05-09 | 濾過素子及び液体処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05309242A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100292189B1 (ko) * | 1999-02-20 | 2001-06-01 | 박철휘 | 합성 고분자 분리막 모듈의 구조 |
| EP1224965A1 (de) * | 2000-05-21 | 2002-07-24 | Berghof Filtrations- und Anlagentechnik GmbH & Co. KG. | Vorrichtung und Verfahren zur Abtrennung eines Permeats |
| JP2011005433A (ja) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 中空糸膜モジュールユニット、水処理装置および水処理方法 |
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| KR101349944B1 (ko) * | 2013-05-23 | 2014-01-14 | 주식회사삼영이앤티 | 방사형 여과필터 |
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1992
- 1992-05-09 JP JP4143390A patent/JPH05309242A/ja active Pending
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