JPH09220450A - 濾過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 濾過装置に備えられている膜利用型濾過手段
の逆洗を効率よく行うことにあり、簡単な構成で逆洗時
の逆流を防止し、廃液の再生利用を可能とした小型で操
作性の良い濾過装置を提供する。 【解決手段】 中空糸膜モジュール６（膜利用型濾過手
段）の膜の透過方向を逆向きに流体を透過させる逆洗タ
ンク８（逆洗手段）とを備えた濾過装置において、循環
経路Ｋ１に濾過対象流体を供給する供給経路３ａ，３ｂ
に、逆洗時に循環経路Ｋ１を溢れ出る流体を蓄えるハウ
ジング４ｂ（蓄積手段）を有するストレーナ４を備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クロスフロータイ
プの膜利用型濾過手段を利用した濾過装置の、逆洗時の
循環経路を溢れ出た流体の制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、洗浄液の再利用や排水処理を
行うために用いられる濾過装置には、精密濾過膜や限外
濾過膜を利用した膜利用型濾過手段を利用したものがあ
る。

【０００３】これは、例えば濾過対象となる油分が混在
した洗浄液を、その油滴の大きさよりもはるかに小さな
微細孔を有する膜を透過させて濾過を行い、油分と洗浄
水分を分離して油分の含まない洗浄液を得るものであ
る。

【０００４】図２は膜利用型濾過手段を利用した従来の
濾過装置の一例である。この濾過装置１００は、例えば
洗浄対象となるワークＷ１０１に付着した汚れや油分を
除去する洗浄槽１０１に接続されるものである。洗浄槽
１０１は内部に水と洗剤を主成分とする洗浄液Ｌ１０１
を入れ、その中にワークＷ１０１を浸漬して、洗剤成分
による化学的作用や超音波や攪拌、揺動といった物理的
作用等により、汚れや油分を除去するものである。ここ
では１０２を超音波発振器として例示した。

【０００５】この洗浄槽１０１の中に次々と連続的にワ
ークＷ１０１を投入すると、洗浄槽１０１内の洗浄液Ｌ
１０１の油分濃度が上昇して、ワークに対する洗浄能力
が低下していく。しかしながら、洗浄液Ｌ１０１から油
分を除去し、洗剤を適宜に補充することにより洗浄液Ｌ
１０１を再生することが可能である。

【０００６】従ってここで説明している濾過装置１００
は、このような洗浄液Ｌ１０１を濾過対象流体とし、そ
の中に含まれる油分や異物を取り除いて洗浄液Ｌ１０１
を再生することを目的としている装置である。

【０００７】図２の濾過装置１００は洗浄槽１０１に接
続される供給経路１０３を経て供給される濾過対象流体
である洗浄液Ｌ１０１を、循環経路Ｋ１０１内に備えら
れた大型の開放型の濃縮タンク１０４の中に蓄積する。
濃縮タンク１０４の中の洗浄液Ｌ１０４は、ポンプ１０
５により加圧及び加速されて中空糸膜モジュール１０６
へと供給されてクロスフロー濾過が行われる。膜透過液
は戻し経路１０７ａ，１０７ｂを通り洗浄槽１０１に戻
される。また、膜を透過しなかった液は濃縮されて濃縮
タンク１０４の中に戻され、濃縮限界まで循環経路Ｋ１
０１内を循環される。

【０００８】また、中空糸膜モジュール１０６は一定の
時間濾過処理を行うと、膜の表面に不純物が堆積して目
詰まりとなり、濾過能力が低下する。そこで、ポンプ１
０５を停止させた後に切換バルブ１０９を切り換えて逆
洗タンク１０８に圧縮エア等の逆圧を加え、戻し経路１
０７ａに設けられた逆洗タンク１０８内に蓄えた清浄な
膜透過液を、中空糸膜モジュール１０６の膜の透過方向
を逆向きに透過する逆洗を行う。

【０００９】逆洗により循環経路Ｋ１０１内から溢れ出
る膜を逆方向に透過した逆洗廃液は濃縮タンク１０４に
戻される。

【００１０】しかしこの濾過装置１００では、循環経路
Ｋ１０１内を流れる流体の流量が生成された膜透過液の
数十倍（１０〜１００倍程度）であり、装置を安定して
運転させる為には大型の濃縮タンク１０４が必要とな
り、装置自体の大きさが大きくなってしまう。また、濃
縮タンク１０４が大型であるとともに装置を運転可能と
する濾過対象流体の濃縮タンク１０４内のホールドアッ
プ量（運転維持に必要な濾過対象流体の量）も大きくな
り、バッチ処理的に運転するには効率が低いという問題
がある。

【００１１】そこで、図３に上記の従来技術の問題を解
決するべく、循環経路Ｋ２０１を密封型とした濾過装置
２００が提案されていた。この濾過装置２００を上記の
濾過装置１００と同様の作用を行う構成に関しては同一
の符号を付して説明する。

【００１２】洗浄槽１０１から逆流防止弁２０２を備え
た供給経路２０１を経て供給される濾過対象流体である
洗浄液Ｌ１０１は、循環経路Ｋ２０１に接続している。
循環経路Ｋ２０１では図２の装置と同様にポンプ１０５
及び中空糸膜モジュール１０６により濾過対象流体を循
環させてクロスフロー濾過を行う。また、一定時間の運
転毎に逆洗を行う必要があることは同様である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この濾
過装置２００において、逆洗を行う場合には、前記の濾
過装置１００とは異なり循環経路Ｋ２０１には逆洗によ
り膜を逆方向に透過した逆洗廃液を一時的に蓄えるバッ
ファ的に作用する濃縮タンクを備えておらず、逆洗を行
うと循環経路Ｋ２０１の濃縮液が逆流して洗浄槽１０１
へと戻ってしまう。濃縮液が少量でも洗浄槽１０１に逆
流するとたちまち洗浄槽１０１内部の洗浄液の油分濃度
が上昇して洗浄能力を低下させてしまい、濾過処理の効
果がなくなってしまう。

【００１４】そこで、この濾過装置２００では、切換バ
ルブ１０９を切り換えて逆洗を行う前に、逆流防止弁２
０２を閉鎖すると共に排出弁２０３を開弁し、この状態
で逆洗を行う。そして、逆洗により循環経路Ｋ２０１内
から溢れ出る濃縮液及び膜を逆方向に透過した逆洗廃液
は廃液タンク２０４内に排出される。

【００１５】従ってこの濾過装置２００の問題として
は、逆洗を行う度に逆洗廃液が発生するので、高い頻度
で逆洗を行う場合等には大量の逆洗廃液が発生してしま
う。

【００１６】また、逆洗を行う時に逆流防止弁２０２や
排出弁２０３の操作を必要とするので操作が複雑にな
る。この操作を自動的に制御する場合には制御系が複雑
となってしまう。

【００１７】本発明は上記従来技術の問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、濾過装
置に備えられている膜利用型濾過手段の逆洗を効率よく
行うことにあり、簡単な構成で逆洗時の逆流を防止し、
廃液の再生利用を可能とした小型で操作性の良い濾過装
置を提供する。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にあっては、クロスフロータイプの膜利用型
濾過手段と、この膜利用型濾過手段が経路内に配設さ
れ、濾過対象流体が循環する循環経路と、この循環経路
に濾過対象流体を供給する供給経路と、前記膜利用型濾
過手段の膜の透過方向を逆向きに流体を透過させる逆洗
手段とを備えた濾過装置において、前記供給経路に、逆
洗時に循環経路を溢れ出る流体を蓄える蓄積手段を備え
る。

【００１９】これにより、逆洗により循環経路を溢れ出
た流体は蓄積手段により蓄積され、逆洗が終了した後に
供給経路から循環経路へと濾過対象流体として再供給さ
れる。

【００２０】また、前記蓄積手段は、ストレーナのハウ
ジングを兼用することを特徴とすることも好適である。
従って、濾過対象流体中の粗いゴミや異物を除去するス
トレーナのハウジングが蓄積手段として兼用される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。

【００２２】（実施の形態１）図１は本発明を適用した
濾過装置を模式的に表わした第１の実施の形態である。
この濾過装置Ｓ１は、例えば洗浄対象となるワークＷ１
に付着した汚れや油分を除去する洗浄槽１に備えられる
ものである。洗浄槽１は内部に水と洗剤を主成分とする
洗浄液Ｌ１を入れ、その中にワークＷ１を浸漬して、洗
剤成分による化学的作用や超音波や攪拌、揺動といった
物理的作用等により、汚れや油分を除去するものであ
る。ここでは２を超音波発振器として例示した。

【００２３】洗浄に従って油成分濃度が上昇して汚れた
洗浄液Ｌ１は、供給経路３ａ，３ｂを通って循環経路Ｋ
１に供給される。４は蓄積手段として機能するように構
成されたストレーナである。ストレーナ４は、一般的に
は流体に含まれるごみや粗い不純物を濾過網４ａにより
濾過するものであるが、濾過網４ａの下部に蓄積手段と
して機能するハウジング４ｂを備えている。このハウジ
ング４ｂの容量は逆洗時に膜の透過方向を逆流する逆洗
タンク８に蓄積されている膜透過液Ｌ２の容量よりも大
きく設定している。

【００２４】また、５はポンプ、６は中空糸膜モジュー
ル、７ａ，７ｂは膜透過液Ｌ２を洗浄槽１へと戻す戻し
経路、８は逆洗手段としての逆洗タンク、９は切換バル
ブである。通常の濾過を行う状態は図３の従来技術によ
る濾過装置２００と同様であるので、その説明を省略す
る。

【００２５】この濾過装置において逆洗を行った場合の
状態を説明すると、まずポンプ５を停止させて循環経路
Ｋ１内部を流れる濃縮液を停止させる。次に切換バルブ
９を切り換えて矢印Ａ１に示される圧縮空気を逆洗タン
ク８へと送り、逆洗タンク８から膜透過液Ｌ２を膜の透
過方向とは逆方向に送り出して逆洗を開始する。

【００２６】そして、逆洗時に循環経路Ｋ１から溢れ出
た濃縮液及び逆洗廃液は供給経路３ｂを逆流してストレ
ーナ４のハウジング４ｂ内部に蓄積される。ハウジング
４ｂの容量は発生する逆洗廃液の量よりも大きいので、
逆洗廃液が供給経路３ａを逆流して洗浄槽１へ戻される
ことはない。

【００２７】逆洗が終了したら切換バルブ９を切り換
え、ポンプ５の運転を開始することで再び濾過が行われ
る。そして、ハウジング４ｂ内に蓄積された逆洗廃液も
濾過対象流体として序々に循環経路Ｋ１へと供給され
る。

【００２８】従って、逆洗を行う場合に、逆洗廃液が供
給経路に設けられた蓄積手段であるストレーナ４のハウ
ジング４ｂ内部に蓄積されて、供給経路よりも上流側で
ある洗浄槽１に逆流してしまうことがない。また、逆洗
廃液がその後の通常の濾過動作時に再び濾過対象流体と
なるので逆洗毎に廃液が発生することがない。そしてス
トレーナ４のハウジング４ｂを蓄積手段と兼用すること
で小型化を容易に図れる。さらに、逆流する逆洗廃液を
制御するバルブ等も不要となり、簡単な構成でしかも操
作が極めて簡単である。

【００２９】（実施の形態２）図１に示された本発明の
第１の実施の形態では、洗浄液Ｌ１の濾過手段としてス
トレーナ４と中空糸膜モジュール６を使用し、また図示
されない油分除去手段を用いて循環経路Ｋ１を循環する
濃縮液の油分濃度を調整しているものであったが、第２
の実施の形態を説明する図２は、装置構成として油分除
去手段を付加した濾過装置Ｓ２が示されたものであり、
以下に説明する。

【００３０】この濾過装置Ｓ２は循環経路Ｋ２の内部に
バイパス経路１１ａ，１１ｂを設け、そこに循環により
濃縮された濃縮液中の油分を取り除く油分除去手段とし
て例えば浮上油回収手段１２を組み込んだ構成のもので
ある。その他の構成で図１と同様のものには同じ符号を
付してその説明を省略する。

【００３１】そして流量制御弁１０の開度を調整して循
環経路Ｋ２を循環している濃縮液の一部をバイパス経路
１１ａを経て浮上油回収手段１２へと導き、濃縮液中の
油分を回収して油分濃度を低下させる。油分濃度が低下
した濃縮液はバイパス経路１１ｂにより循環経路Ｋ２へ
と戻される。尚、回収した油分は排出口１２ａから外部
へと排出される。

【００３２】従ってこの濾過装置Ｓ２では、回収された
油分の排出速度と洗浄槽１（実際にはワークＷ１に付着
している油分）による油分持ち込み速度をほぼ一致させ
ることで、循環経路Ｋ２内の濃縮液の油分濃度を一定の
割合で定常化することが可能となり、中空糸膜モジュー
ル６が一定の負荷で運転されて効率良く濾過を行い、し
かも長期間連続的に行うことが可能となる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように説明された本発明は、循環
経路から溢れ出た逆洗廃液を制御するバルブ等が不要で
あり、簡単な装置構成により逆洗時の逆流を防止する。
また濾過装置の小型化を図ることができる。さらに逆洗
廃液は逆洗を終了して濾過装置が通常の濾過運転にある
ときに再び濾過対象流体となるので逆洗毎に廃液が発生
することがなく、廃液量が低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１の実施の形態に係る濾過装
置の図。

【図２】図２は本発明の第２の実施の形態に係る濾過装
置の図。

【図３】図３は従来の濾過装置の図。

【図４】図４は従来の濾過装置の図。

【符号の説明】

１ 洗浄槽 ２ 超音波発振器 ３ａ，３ｂ 供給経路 ４ ストレーナ ４ａ 濾過網 ４ｂ ハウジング（蓄積手段） ５ ポンプ ６ 中空糸膜モジュール ７ａ，７ｂ 戻し経路 ８ 逆洗タンク ９ 切換バルブ １０ 流量制御弁 １１ａ，１１ｂ バイパス経路 １２ 浮上油回収手段 Ｋ１，Ｋ２ 循環経路 Ｌ１ 洗浄液 Ｌ２ 膜透過液 Ｓ１ 濾過装置 Ｗ１ ワーク

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クロスフロータイプの膜利用型濾過手段
   と、 この膜利用型濾過手段が経路内に配設され、濾過対象流
   体が循環する循環経路と、 この循環経路に濾過対象流体を供給する供給経路と、 前記膜利用型濾過手段の膜の透過方向を逆向きに流体を
   透過させる逆洗手段とを備えた濾過装置において、 前記供給経路に、逆洗時に循環経路を溢れ出る流体を蓄
   える蓄積手段を備えることを特徴とする濾過装置。
2. 【請求項２】 前記蓄積手段は、ストレーナのハウジン
   グを兼用することを特徴とする請求項１に記載の濾過装
   置。