JPH1015364A - 液体のろ過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】プリーツ型エレメントの使用期間の延長と洗浄
時の水の使用量を減らすこと。 【解決手段】胴容器３の下部には入口配管１，上部には
出口配管２が接続されている。出口配管２にはろ過水貯
留タンク１０からの水配管１１が接続されている。ろ過
水貯留タンク１０は配管６を通じて空気タンク９に接続
されている。配管６には弁７及びろ過水タンク仕切弁５
が設けられておりこの弁７とろ過水タンク仕切弁５の間
より出口管２へ水配管１４が接続されている。空気タン
ク９内の空気は、空気配管６に設けられた弁７を開くこ
とにより配管１４を及び出口配管２を通り蓋容器４また
は仕切弁５を開くことによりろ過水貯水タンク１０へと
送られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリーツ状のろ過
膜をフィルタエレメントとして原水のろ過処理を行うプ
リーツ型ろ過装置に係り、特にフィルタエレメントを洗
浄する際に、プリーツ状のろ過膜を効率よく洗浄するの
に好適なプリーツ型ろ過装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、原子力発電プラントの復水に存
在する鉄錆を主成分とする懸濁物を分離除去するために
用いられているろ過装置として、従来は、粉末イオン交
換樹脂等のろ過助材をエレメントにプリコートし、ろ過
助材プリコート層で懸濁物を分離除去するプリコート式
ろ過装置が採用されていた。このタイプの濾過装置は、
濾過助材を定期的に交換しなくてはならないが、特に原
子炉の復水濾過装置においては、放射性の被濾過物が濾
過助材に付着しているため、放射性廃棄物として処理す
る必要があった。そのため、ろ過助材を使用しないプリ
ーツ型エレメントろ過装置すなわちプリーツ型ろ過装置
が注目されるようになってきた。プリーツ型ろ過装置
は、ろ過助剤を使用しないため廃棄物発生量が少なく、
また単位容積当りの膜面積が大きくとれるため、ろ過処
理装置のコンパクト化が計れ、また除去性能がすぐれて
いることにより、各種膜処理装置に広く用いられてい
る。しかしこのような用途において、ろ過処理時間の経
過とともに膜表面に処理水に含まれる除去対象物の付着
量が増加し、次第に膜のろ過効率が低下する問題が起こ
る。この現象を以下に説明する。

【０００３】図２は、プリーツ型ろ過装置のろ過器廻り
の概略構成を示すものである。プリーツ型エレメント１
６は、胴容器３と蓋容器４にはさまれた管板２０に複数
本吊り下げられている。

【０００４】ろ過処理の必要な原水は、原水入口管１を
介して胴容器３に導かれプリーツ型エレメント１６内に
束ねられているプリーツ状のろ過膜の外表面から内側に
流れる過程でろ過処理され、蓋容器４に集められ、処理
水出口管２をへて下流系統に送られる。このろ過で分離
された懸濁物はプリーツ型ろ過膜の該表面に捕捉蓄積さ
れ、これによりプリーツ型エレメントに開いた細孔が徐
々に塞がれ、これに従いプリーツ型ろ過膜のろ過抵抗が
増大し、ろ過差圧が上昇する。このろ過差圧が規定量に
達するとプリーツ型エレメントの洗浄を行う。プリーツ
型エレメントの洗浄は、空気タンク９から、空気弁７，
空気管６より供給される高圧空気により蓋容器４内に保
有するろ過水を圧送しプリーツ型ろ過膜の内側から外側
に流すことによりプリーツ型ろ過膜外表面上の懸濁物を
除去する高圧空気洗浄を行っている。さらにこの後、蓋
容器４に補給水ライン５から補給水を充填し、同じく高
圧空気による圧送を行いプリーツ型ろ過膜の内側から外
側に流す。蓋容器４に充填された補給水はろ過膜の比抵
抗が小さいため空気圧を掛ける前にその一部がろ過膜を
通じて胴容器３に流れてしまうため、これを数回繰り返
し洗浄を行っている。ろ過膜から剥がされた懸濁物はド
レン配管８通って排出される。しかしながら、この洗浄
を実施しても補給水中に含まれた懸濁物によるプリーツ
型ろ過膜内表面への付着することや一回の圧送で大量の
水を流せないため外表面に捕捉された懸濁物は完全に除
去することができず、一部が残存する。そのため洗浄を
実施した直後のろ過差圧はプリーツ型エレメントをろ過
に供した当初のろ過差圧まで回復せず、当初のろ過差圧
より高くなり、その後再び濾過処理に供した時のろ過差
圧もその分だけ増加する。このろ過処理と洗浄の繰返し
により、洗浄により除去されずにプリーツ型エレメント
外表面に残存する懸濁物は徐々に増加し、洗浄後のろ過
差圧も増加し、ついには洗浄によるろ過差圧の回復が実
質的に無くなり、それ以上のプリーツ型エレメントの使
用が不可能となり、ここに至っては、プリーツ型エレメ
ントを新品と交換する。また、蓋容器４が補給水を一旦
貯める機能が不足しているため洗浄時に多量の水を使う
ことになる。

【０００５】なお、この種の装置として関連するものに
は、例えば、特開平1−310710 号公報等が上げられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術には、プ
リーツ型エレメント１６の使用寿命の問題及び洗浄時の
水の使用量の問題があった。使用寿命の問題としては、
プリーツ型エレメントは、プリコート型エレメントに比
べ、エレメント表面積が大きいため、洗浄により除去さ
れずにプリーツ型エレメント内表面及び外表面に残存す
る懸濁物量が増加しやすく、それに伴いろ過差圧も増加
し、プリーツ型エレメントモジュール本体を新品と交換
する必要があった。

【０００７】また、水の使用量の問題としては、プリー
ツ型エレメントは、プリコート型の濾過エレメントに比
べろ過膜の比抵抗が小さいため、蓋容器４に充填された
補給水が、空気圧を掛ける前にその一部がろ過膜を通じ
て胴容器３に流れてしまい洗浄に多量の水量を要するこ
とがある。

【０００８】本発明の目的は、プリーツ型エレメントの
使用期間の延長と、洗浄時の水の使用量を減らすことに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の発明によれば、複数のプリーツ状の
フィルタエレメントと、該エレメントを収容する容器
と、該エレメントを前記容器内に懸架しつつ、前記容器
内空間を２つの部分に分ける管板と、からなる液体の濾
過装置本体と、前記濾過装置本体に被濾過液を供給する
配管と、前記濾過装置により濾過された液体を移送する
配管と、を備えた液体の濾過装置において、前記濾過さ
れた液体を移送する配管に、該濾過された液体を貯留す
るタンクが接続されている液体の濾過装置が提供され
る。

【００１０】上記プリーツ状のフィルタエレメントと
は、イオン交換樹脂をエレメント表面に付着させないで
使用するフィルタであり、かつ表面にひだ（プリーツ）
が形成されているタイプのものをいう。

【００１１】上記構成により、プリーツ型エレメントの
内表面の汚染を防止することができる。またプリーツ型
エレメント外表面の懸濁物はろ過水を貯めるタンクから
供給される洗浄水により除去され、プリーツ型エレメン
トの目づまりを防止することができる。

【００１２】本発明の第２の発明によれば、第１の発明
において液体の濾過装置が、前記エレメントに高圧気体
を通流して該エレメント表面の付着物を除くための高圧
気体供給手段を有し、かつ前記濾過された液体を貯留す
るタンクが該高圧気体供給手段と、前記濾過装置本体と
の間に、配管を介して接続されている液体の濾過装置が
提供される。高圧気体供給手段としては、高圧ガスのボ
ンベ，空気コンプレッサなどを用いることができる。気
体の種類は、窒素ガス，空気，不活性ガスなど逆洗の用
いることのできる気体であれば何でも良い。

【００１３】上記構成により、フィルタエレメント表面
に付着した物質を取り除く、いわゆる逆洗工程を効率よ
く行うことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１，
図３により説明する。

【００１５】原液をプリーツ型エレメントでろ過処理す
る機能は変わることはない。

【００１６】図１は、ろ過装置の全体構成を示すもので
ある。胴容器３の下部には入口配管１，上部には出口配
管２が接続されている。出口配管２にはろ過水貯留タン
ク１０からの水配管１１が接続されている。ろ過水貯留
タンク１０は配管６を通じて空気タンク９に接続されて
いる。配管６には弁７及びろ過水タンク仕切弁５が設け
られておりこの弁７とろ過水タンク仕切弁５の間より出
口管２へ水配管１４が接続されている。空気タンク９内
の空気は、空気配管６に設けられた弁７を開くことによ
り配管１４を及び出口配管２を通り蓋容器４または仕切
弁５を開くことによりろ過水貯水タンク１０へと送られ
る。ろ過水貯留タンク１０にはプリーツ型エレメント１
６でろ過されたろ過水がろ過装置の通水の際に出口配管
２を通り水配管１１に設けられた弁１３，弁５及び弁１
５を開けることにより補給される。このとき弁７は閉じ
ている。

【００１７】上記ろ過装置の構成において、装置の運転
は次のようにして行う。

【００１８】まず、弁７及び弁１７を閉じた状態で入口
配管１より原水を胴容器３に流し、出口配管２より処理
水を取り出し、ろ過処理運転をおこなう。このろ過処理
運転に伴い、原水中の懸濁物がプリーツ型エレメント１
６の外表面に補足蓄積されろ過能力が低下する。この場
合、次の洗浄操作を行う。

【００１９】まず、原水の通水を止めたうえで、弁１７
を開き胴容器３内の流体を排出させる。次に弁１３及び
弁５を閉じ、弁１５を開けたうえで弁７を開き、空気タ
ンク内の空気を一気に蓋容器４内へ供給し、仕切板２０
下部の胴容器３内に導きプリーツ型ろ過膜の内表面から
外表面側へとこの水を流し、プリーツ型エレメント１６
を洗浄する。次に弁１５を閉じ、弁７及び弁５を開きろ
過水貯留タンク１０内を加圧する。そのうえで弁１３を
開くことにより、ろ過水貯留タンク１０内の水を出口配
管２側へ圧送させ、再び仕切板２０下部の胴容器３内に
導きプリーツ型ろ過膜の内表面から外表面側へとこの水
を流し、プリーツ型エレメント１６を洗浄する。ろ過水
貯留タンク１０の材質は、内包流体に対する耐腐食性が
充分な構造材料、例えばステンレス鋼等で製作される。
またろ過水貯留タンク１０の容量は、胴容器３内に装荷
されるエレメント本数に応じて決められる。

【００２０】以上説明したように本実施例のろ過装置に
よれば、ろ過水貯留タンク１０を設けることにより、プ
リーツ型フィルタエレメントの洗浄水に懸濁物を無くす
ことが出来、さらに蓋容器４における洗浄水の損失を防
止することが出来る。

【００２１】図３にこのろ過装置の性能の例を示す。本
図は、この装置の通水と洗浄を繰り返したときの運転時
間とろ過差圧の関係を示すものである。横軸はその運転
時間を表し、縦軸は入口配管１と出口配管２の内包流体
の圧力差すなわちろ過差圧を表す。曲線イは本発明の洗
浄による結果であり、曲線ロは従来洗浄を行った結果で
ある。それぞれの曲線に示されように運転時間の経過に
伴い、ろ過差圧が徐々に増大している。これはプリーツ
型エレメント１６の表面に不純物が蓄積されプリーツ型
エレメント１６のろ過抵抗が増大するためである。ハ点
及びハ′でろ過処理を停止し、洗浄を行い低下した差圧
がニ点及びニ′である。ニ点を結んだ破線が洗浄による
差圧の回復を示す。本発明の洗浄により、差圧が効率良
く低下しプリーツ型エレメント１６の洗浄が効率良く行
われるとともに、ハ点に達する迄の運転時間も長くなる
ことが示されている。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、プリーツ型エレメント
の使用期間の延長と洗浄時の水の使用量の削減が図れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるプリーツ型ろ過装置の構成を示す
図。

【図２】従来のプリーツ型ろ過装置の構成を示す図。

【図３】本発明によるプリーツ型ろ過装置の性能を示す
図。

【符号の説明】

１…入口配管、２…出口配管、３…胴容器、４…蓋容
器、９…空気タンク、１０…ろ過水貯留タンク、１６…
プリーツ型エレメント、２０…仕切板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０２Ｆ 1/44 Ｂ０１Ｄ 29/42 ５１０ (72)発明者 塩沢 義博 茨城県日立市幸町三丁目２番１号 日立エ ンジニアリング株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のプリーツ状のフィルタエレメント
   と、 該エレメントを収容する容器と、 該エレメントを前記容器内に懸架しつつ、前記容器内空
   間を２つの部分に分ける管板と、からなる液体の濾過装
   置本体と、 前記濾過装置本体に被濾過液を供給する配管と、 前記濾過装置により濾過された液体を移送する配管と、
   を備えた液体の濾過装置において、 前記濾過された液体を移送する配管に、該濾過された液
   体を貯留するタンクが接続されていることを特徴とする
   液体の濾過装置。
2. 【請求項２】請求項１の液体の濾過装置が、前記エレメ
   ントに高圧気体を通流して該エレメント表面の付着物を
   除くための高圧気体供給手段を有し、 かつ前記濾過された液体を貯留するタンクが該高圧気体
   供給手段と、前記濾過装置本体との間に、配管を介して
   接続されていることを特徴とする液体の濾過装置。