JP6469704B2 - 膜フィルタ及びろ過方法 - Google Patents
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Description
本発明の根底にある課題は、閉塞傾向が軽減されている膜フィルタを提供することである。
公知の膜フィルタから出発して、本発明により、ベース要素が、ガス入口の結果として、少なくとも1つの流動室を通して出口まで貫流可能であることを提案する。これにより、ガスは、公知の膜フィルタのように別体のガス管路を介して、中央において、膜支持体に固定された中空糸膜の中心部に導入されるのではなく、ガス供給は、液体とともに少なくとも1つの流動室を通して中空糸膜の外側領域において実施される。これにより、膜フィルタの閉塞傾向を軽減する複数の利点が生じる。一方では、ガスと液体とからなる二相流の剪断力が、膜支持体の洗浄のためにも利用され、他方では、直接、膜の下側領域で、ガスが膜束の縁部領域にも注入され、その結果、ここでも閉塞傾向が軽減される。
以下に、本発明について実施の形態を参照しながら説明する。
2 ベース要素
3 ジャケット
4 膜支持体
5 中空糸膜
6 管
7 上端
8 長さ
9 樹脂層
10 高さ 膜フィルタ
11 高さ ベース要素
12 高さ 膜支持体
13 ガス入口
14 透過液出口
15 連結箇所
16 流動室
17 出口
18 ガス分配システム
19 貯留部
20 壁
21 鉛直方向のスリット
22 内縁
23 下半分
24 角度
25 透過液集液室
26 ガス
27 ガスクッション
28 ろ過すべき液体
29 透過液
30 液体嵩
31 ガス供給管路
32 絞り
33 透過液管路
34 第1の液体管路
35 第2の液体管路
36 膜フィルタ
37 ろ過すべき液体
38 ガス
39 ベース要素
40 ジャケット
41 膜支持体
42 連結箇所
43 中空糸膜
44 透過液
45 管
46 ガス入口
47 透過液集液室
48 透過液出口
49 高さ
50 高さ
51 樹脂層
52 上端
53 流動室
54 出口
55 湾部
56 連結部
57 フィンガ
58 流動通路
59 幅
60 直径
61 高さ
62 ガス分配システム
63 貯留部
64 壁
65 スリット
66 ガス案内通路
67 リブ
68 内縁
69 半分
70 角度
71 膜フィルタ
72 ベース要素
73 管
74 中空糸膜
75 ヘッド要素
76 ジャケット
77 膜支持体
78 連結箇所
79 樹脂層
80 透過液集液室
81 透過液出口
82 流動室
83 膜フィルタ
84 管
85 ベース要素
86 管延長部材
87 開口
88 ヘッド要素
89 中空糸膜
90 透過液集液室
91 透過液出口
92 膜フィルタ
93 管
94 ヘッド要素
95 管拡張部
96 膜支持体
97 透過液集液室
98 中空糸膜
99 透過液出口
100 ベース要素
101 膜フィルタ
102 ベース要素
103 ヘッド要素
104 管
105 第1の液体管路
106 第2の液体管路
107 ベース要素
108 ガス入口
109 ジャケット
110 管体
111 膜支持体
112 高さ
113 ベース要素
114 ガス入口
115 膜支持体
116 ジャケット
117 流動室の高さ
118 ベース要素
119 ガス入口
120 膜支持体
121 ジャケット
122 流動室の高さ
123 ベース要素
124 ジャケット
125 連結箇所
126 膜支持体
127 流動室
128 湾部
129 ベース要素
130 ジャケット
131 連結箇所
132 膜支持体
133 膜束
134 流動室
135 ベース要素
136 ジャケット
137 連結箇所
138 膜支持体
139 フィンガ
140 連結部
141 流動室
142 湾部
Claims (11)
- ろ過すべき液体(37)をろ過する膜フィルタ(36,71,83,92,101)であって、
a.下向きに開口し、ガス(38)及び前記液体(37)が貫流可能なベース要素(39,72,85,100,102,107,113,118,123,129,135)であって、管状のジャケット(40,76,109,116,121,124,130,136)と、前記ジャケット(40,76,109,116,121,124,130,136)内に存在する単一の膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)とを有し、前記膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)は、前記ジャケット(40,76,109,116,121,124,130,136)に少なくとも1つの連結箇所(42,78,125,131,137)を介して結合されているベース要素(39,72,85,100,102,107,113,118,123,129,135)と、
b.前記膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)の上側において前記膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)内に固定されている複数の中空糸膜(43,74,89,98)であって、それぞれ1つの内腔を有し、前記液体(37)から液状の透過液(44)を前記内腔内にろ過可能である中空糸膜(43,74,89,98)と、
c.周方向で閉鎖された管(45,73,84,93,104)であって、前記ジャケット(40,76,109,116,121,124,130,136)の上側に接続されて、前記中空糸膜(43,74,89,98)を包囲する管(45,73,84,93,104)と、
d.前記ガス(38)を前記ベース要素(39,72,85,100,102,107,113,118,123,129,135)内に供給するガス入口(46,108,114,119)と、
e.前記中空糸膜(43,74,89,98)から前記透過液(44)を集液すべく、前記中空糸膜(43,74,89,98)の前記内腔に接続されている少なくとも1つの透過液集液室(47,80,90,97)と、
f.前記少なくとも1つの透過液集液室(47,80,90,97)から前記透過液(44)を排出する少なくとも1つの透過液出口(48,81,91,99)と、
g.前記ジャケット(40,76,109,116,121,124,130,136)と前記膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)との間に設けられ、前記液体(37)を貫流させる、下向きに開口した少なくとも1つの流動室(53,82,127,134,141)であって、前記液体(37)を前記管(45,73,84,93,104)内に送り出す出口(54)を上側に有し、前記少なくとも1つの流動室(53,82,127,134,141)は、前記膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)を通る各水平方向の断面において、前記ジャケット(40,76,109,116,121,124,130,136)にも、前記膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)にも隣接し、前記少なくとも1つの連結箇所(42,78,125,131,137)によってのみ中断される環状間隙として前記膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)を包囲し、前記流動室(53,82,127,134,141)の高さ(112,117,122)は、前記膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)の高さ(12,61)と前記ジャケット(40,76,109,116,121,124,130,136)の高さとの重なり領域により規定されており、前記膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)は、前記ベース要素(39,72,85,100,102,107,113,118,123,129,135)を、前記少なくとも1つの流動室(53,82,127,134,141)を除いて、前記液体(37)の、下から上への貫流に対して完全に閉鎖する、流動室(53,82,127,134,141)と、
を備える膜フィルタ(36,71,83,92,101)において、
h.前記ベース要素(39,72,85,100,102,107,113,118,123,129,135)は、前記ガス入口(46,108,114,119)から、前記少なくとも1つの流動室(53,82,127,134,141)を通して前記出口(17,54)まで貫流可能であり、かつ
i.前記少なくとも1つの流動室(53,82,127,134,141)は、前記膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)内に入り込んでいる湾部(55,128,142)を有する、
ことを特徴とする、ろ過すべき液体をろ過する膜フィルタ。 - 前記膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)は、前記湾部(55,128,142)により形成される複数のフィンガ(57,139)を有し、前記複数のフィンガ(57,139)は、前記膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)の連結部(56,140)を介して結合されている、請求項1に記載の膜フィルタ(36,71,83,92,101)。
- 前記膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)は、前記連結部(56,140)を延長したところにある最大で2つの連結箇所(42,78,125,131,137)を介して前記ジャケット(40,76,109,116,121,124,130,136)に結合されている、請求項2に記載の膜フィルタ(36,71,83,92,101)。
- 前記膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)は、前記連結部(56,140)より上の前記水平方向の断面の各々において、完全に前記ジャケット(40,76,109,116,121,124,130,136)から離隔されている、請求項2又は3に記載の膜フィルタ(36,71,83,92,101)。
- 前記少なくとも1つの流動室(53,82,127,134,141)は、前記水平方向の断面の少なくとも1つにおいて、少なくとも1つの流動通路(58)を形成し、前記流動通路(58)は、前記流動通路(58)の長さの80%超にわたって一様な幅を有している、請求項1から4までのいずれか1項に記載の膜フィルタ(36,71,83,92,101)。
- 前記膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)は、前記水平方向の断面において、下向きに減少していく横断面積を有する、請求項1から5までのいずれか1項に記載の膜フィルタ(36,71,83,92,101)。
- 前記ベース要素(39,72,85,100,102,107,113,118,123,129,135)が、前記ガス(38)を前記ベース要素(39,72,85,100,102,107,113,118,123,129,135)内に供給する前記ガス入口(46,108,114,119)を有する、請求項1から6までのいずれか1項に記載の膜フィルタ(36,71,83,92,101)。
- 膜フィルタ(36,71,83,92,101)内で液体(37)をろ過する方法であって、
前記膜フィルタ(36,71,83,92,101)は、ベース要素(39,72,85,100,102,107,113,118,123,129,135)と、周方向で閉鎖された管(45,73,84,93,104)と、ガス入口(46,108,114,119)とを有し、前記ベース要素(39,72,85,100,102,107,113,118,123,129,135)は、管状のジャケット(40,76,109,116,121,124,130,136)と、前記ジャケット(40,76,109,116,121,124,130,136)内に存在し、前記ジャケット(40,76,109,116,121,124,130,136)に少なくとも1つの連結箇所(42,78,125,131,137)を介して結合されている単一の膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)とを有し、前記膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)の上側において前記膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)内に中空糸膜(43,74,89,98)が固定されており、前記管(45,73,84,93,104)は、前記ジャケット(40,76,109,116,121,124,130,136)の上側に接続されており、前記ベース要素(39,72,85,100,102,107,113,118,123,129,135)は、ジャケット(40,76,109,116,121,124,130,136)と膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)との間に少なくとも1つの流動室(53,82,127,134,141)を有し、前記流動室(53,82,127,134,141)は、前記ベース要素(39,72,85,100,102,107,113,118,123,129,135)から前記管(45,73,84,93,104)に通じる出口(54)を上側に有し、前記少なくとも1つの流動室(53,82,127,134,141)は、前記膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)を通る各水平方向の断面において、前記ジャケット(40,76,109,116,121,124,130,136)にも、前記膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)にも隣接し、前記少なくとも1つの連結箇所(42,78,125,131,137)によってのみ中断される環状間隙として前記膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)を包囲し、前記流動室(53,82,127,134,141)の高さ(112,117,122)は、前記膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)の高さ(12,61)と前記ジャケット(40,76,109,116,121,124,130,136)の高さとの重なり領域により規定されており、前記膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)は、前記ベース要素(39,72,85,100,102,107,113,118,123,129,135)を、前記少なくとも1つの流動室(53,82,127,134,141)を除いて完全に、下から上への前記液体(37)の貫流に対して閉鎖しており、かつ
a.前記液体(37)を前記ベース要素(39,72,85,100,102,107,113,118,123,129,135)に流入させ、前記液体(37)は、前記少なくとも1つの流動室(53,82,127,134,141)を貫流し、このとき、前記膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)の周囲を流動し、
b.ガス(38)を前記ガス入口(46,108,114,119)を通して前記ベース要素(39,72,85,100,102,107,113,118,123,129,135)に流入させ、
c.前記液体(37)は、前記出口(54)を通してのみ前記ベース要素(39,72,85,100,102,107,113,118,123,129,135)の上側で流出し、前記出口(54)を通してのみ前記管(45,73,84,93,104)に流入し、
d.前記ガス(38)は、前記ベース要素(39,72,85,100,102,107,113,118,123,129,135)の上側で流出し、前記管(45,73,84,93,104)に流入し、前記管(45,73,84,93,104)内を上昇し、これにより、前記膜フィルタ(36,71,83,92,101)内での前記液体(37)の上昇運動を発生させ、
e.上昇する前記液体(37)及び前記ガス(38)は、前記中空糸膜(43,74,89,98)の外側を洗浄し、
f.前記中空糸膜(43,74,89,98)の外側と前記中空糸膜(43,74,89,98)の内腔との間には、差圧が作用しており、前記差圧に基づいて、前記液体(37)から液状の透過液(44)がろ過され、前記中空糸膜(43,74,89,98)の前記内腔に流入し、
g.前記透過液(44)は、前記内腔から集液され、前記膜フィルタ(36,71,83,92,101)から流出する、
方法において、
h.前記ガス(38)を前記ガス入口(46,108,114,119)を通して前記少なくとも1つの流動室(53,82,127,134,141)に流入させ、次に
i.前記ガス(38)は、前記液体(37)とともに前記ベース要素(39,72,85,100,102,107,113,118,123,129,135)を、前記ジャケット(40,76,109,116,121,124,130,136)と前記膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)との間の前記少なくとも1つの流動室(53,82,127,134,141)において貫流し、前記出口(54)を通して前記管(45,73,84,93,104)に流入し、
j.前記少なくとも1つの流動室(53,82,127,134,141)は、前記膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)内に入り込んでいる湾部(55,128,142)を有する、
ことを特徴とする、膜フィルタ内で液体をろ過する方法。 - 前記液体(37)及び前記ガス(38)は、前記膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)を通る前記水平方向の断面の少なくとも1つにおいて、前記膜支持体(41,77,96,111,115,120,126,132,138)の周囲を完全に流動する、請求項8に記載の方法。
- 前記膜フィルタ(36,71,83,92,101)は、前記液体(37)中に浸漬されている、請求項8又は9に記載の方法。
- 前記液体(37)を第1の液体管路(105)により前記ベース要素(39,72,85,100,102,107,113,118,123,129,135)に供給し、第2の液体管路(106)により前記膜フィルタ(36,71,83,92,101)の上側から排出する、請求項8又は9に記載の方法。
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