JP3579187B2 - 濾過装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原液を循環しながら濾過を行う濾過処理方法及び濾過装置に係り、詳細には、河川水、湖沼水、地下水或いは海水等を原水としてクロスフロー型の精密濾過または限外濾過装置により大量に浄化する水処理に好適な濾過技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
クロスフロー型の精密濾過または限外濾過装置において、濾過能力の維持のために循環濾過法が用いられているが、従来のこの種の濾過装置においては、濾過液流量の変動と共に循環戻り流量が変動するのが一般である。即ち、原液に含まれる懸濁物質が濾過膜の表面に蓄積してくると、濾過液の流速が低下するため、これを一定に安定化させるために濾過膜の上流側に設けられた原液循環ポンプの出力を上げて濾過圧力を上昇させ、濾過液の流量を一定にして安定化させている。この時、濾過圧力の上昇により、濾過膜の下流側で分岐する循環戻り流量が増加する。
【０００３】
また、濾過液の流量を一定にする従来の技術として、特公平4-17693 号公報に記載された技術がある。この構成は、濾過液流路に定流量弁を設けて濾過液流量を一定にするものであるが、この技術によっても、濾過圧力の上昇により濾過膜の下流側で分岐する循環戻り流量が増加する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の従来の技術では、原液循環ポンプの出力を上げて濾過圧力を上昇させた時、無駄な原液の循環戻り流量が増加し、ランニングコストが増加するという問題がある。
【０００５】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、濾過液流量や濾過圧力等が変動しても循環戻り流量が増加しないように循環戻り流量を定流量化してランニングコストを低減する濾過装置を提供せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明に係る濾過装置は、原液を循環しながら濾過を行うクロスフロー型の精密濾過または限外濾過装置において、原液戻り流路に該原液戻り流路を流通する原液の流量を一定にするために１次圧と２次圧との圧力差により作動する自力作動方式の定流量弁を設けたことを特徴とする。
【０００７】
前記構成によれば、循環タンクへの原液戻り流路に設けた１次圧と２次圧との圧力差により作動する自力作動方式の定流量弁により原液戻り流量を一定にすることが出来る。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図により本発明に係る濾過装置の一実施形態を具体的に説明する。図１は本発明に係る濾過装置を適用した濾過システムの一例を示す全体図、図２は原液戻り流路に定流量弁を設けた場合の本発明に係る濾過装置の実施形態を示す模式図である。
【０００９】
先ず、図１及び図２を用いて本発明に係る濾過装置の実施形態の構成について説明する。図１に示す濾過システムは、原液を循環しながら濾過を行うクロスフロー型の精密或いは限外濾過装置として構成される。ここでは、濾過装置にクロスフロー方式の中空糸状膜で構成される濾過膜モジュール４が並列に６個設置されて構成された一例を示す。
【００１０】
本濾過装置に用いられる濾過膜は、クロスフロー濾過が可能であるならば、いかなる形状であっても良いが、中空糸状膜が好ましい。濾過膜は、精密濾過膜と称する孔径が約０．０５μｍ〜約１μｍ程度のもの、または限外濾過膜と称する分画分子量が数千より数十万のものが用いられる。また、濾過膜の材質は、有機高分子、無機体いずれであっても良い。
【００１１】
濾過に際しては、濾過膜の濾過面積が大きくなければ効率良く濾過できないため、中空糸状膜の場合には、多数本束ねてケースの中に収納した所謂濾過膜モジュールを用いる。濾過膜モジュールのケースの材質は、塩化ビニル、ポリスルフォン、ポリカーボネート等の有機高分子若しくはステンレス等の金属が用いられる。
【００１２】
本濾過装置における濾過方式としては、中空糸状膜の内面より外面に向けて濾過を行う内圧方式や、中空糸状膜の外面より内面に向けて濾過を行う外圧方式がある。通常、清澄な液を更に固液分離をする際に外圧方式が用いられることが多い。次に示す実施の一形態は、外圧方式について述べるが、内圧方式においても同様に適用することが出来る。
【００１３】
図１において、１は原液タンクであり、濾過されるべき原液１ａが貯蔵されている。本実施形態では、原液１ａとして、例えば、河川水、湖沼水、地下水或いは海水等が使用される。原液タンク１の下流側には、各系統に夫々原液循環ポンプ２が接続されており、該原液循環ポンプ２を駆動することにより原液タンク１内の原液１ａを配管３に供給する。
【００１４】
前記配管３にはクロスフロー方式の中空糸状膜で構成される濾過膜モジュール４が６個並列に接続されており、配管３を通って濾過膜モジュール４に供給された原液１ａは、原液循環ポンプ２により所定の圧力が付与されて濾過膜モジュール４の中空糸状膜の外側から内側に透過することで濾過され、濾過膜モジュール４により濾過された濾過液１ｂが中空糸状膜の内側を流通して配管５に導かれて濾過液タンク６に貯蔵される。
【００１５】
一方、配管３を通って濾過膜モジュール４に供給された原液１ａの一部は、循環戻り原液１ｃとして濾過膜モジュール４の中空糸状膜の外側を流通して原液戻り配管７に導かれて原液タンク１に戻るようになっている。
【００１６】
原液戻り流路となる原液戻り配管７には、図２に示すように、１次圧と２次圧との圧力差により作動する自力作動方式の定流量弁８が設けられており、該定流量弁８は、１次圧である濾過膜モジュール４の循環戻り側圧力７ａと、２次圧である原液戻り配管７の背圧７ｂとの圧力差により作動して循環戻り原液１ｃの戻り流量を一定に制御する。
【００１７】
上記の構成において、濾過膜モジュール４の濾過膜の能力が低下して濾過液１ｂの流量が低下してきた場合に、原液循環ポンプ２の出力を上げて濾過圧力を上げた時、濾過膜モジュール４の循環戻り側圧力７ａが上昇しても原液戻り配管７に設けた定流量弁８の作用により循環戻り原液１ｃの戻り流量が一定に保たれる。
【００１８】
また、逆に濾過液１ｂの流量の設定値を低くした場合に濾過圧力が上がっても、定流量弁８の作用により循環戻り原液１ｃの戻り流量が一定に保たれる。
【００１９】
尚、図中の11は温度センサ、12は流量センサ、13は圧力センサ、14は流量弁である。前記各実施形態における通常の濾過処理中の流量及び圧力の制御の一例として、原液循環ポンプ２の下流側で濾過膜モジュール４の上流側の原液１ａの流量が２．５ｍ^３/hr、圧力が２．０kg/cm^２であり、濾過膜モジュール４の下流側の濾過液１ｂの流量が２．０ｍ^３/hr、圧力が０．１kg/cm^２であり、濾過膜モジュール４の下流側の循環戻り原液１ｃの流量が０．５ｍ^３/hrの定流量で、圧力が１．７kg/cm^２等の数値で制御される。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は、上述の如き構成と作用とを有するので、原液戻り流量を定流量化することで、例えば、原液循環ポンプの出力を上げて濾過圧力を上昇させても無駄な原液の循環戻り流量が増加することなくランニングコストを低減することが出来る。
【００２１】
即ち、原液戻り流路に定流量弁を設けて構成したことで、濾過膜への供給液量や濾過圧力が変動しても循環戻り原液の戻り流量が一定に保たれ、無駄な循環量の増加を抑えることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る濾過装置を適用した濾過システムの一例を示す全体図である。
【図２】原液戻り流路に定流量弁を設けた場合の本発明に係る濾過装置の実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
１…原液タンク
１ａ…原液
１ｂ…濾過液
１ｃ…循環戻り原液
２…原液循環ポンプ
３…配管
４…濾過膜モジュール
５…配管
６…濾過液タンク
７…原液戻り配管
８…定流量弁
11…温度センサ
12…流量センサ
13…圧力センサ
14…流量弁

Claims (1)

1. 原液を循環しながら濾過を行うクロスフロー型の精密濾過または限外濾過装置において、原液戻り流路に該原液戻り流路を流通する原液の流量を一定にするために１次圧と２次圧との圧力差により作動する自力作動方式の定流量弁を設けたことを特徴とする濾過装置。

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