JPH0228366B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は、固形不純物が懸濁する原液から懸濁
物を除去して精製濾液を効率的に回収する方法に
関する。 従来の技術 通常、濾過原液中に含有される固形不純物が微
細であつて沈降し難いとき、または沈降しても濾
滓の含水率が高く圧縮性が大きいときに、加圧濾
過を行なうと濾滓が漏出して濾過精度が低下した
り、濾材が目詰りして濾過のサイクルが短くなる
という結果を招く。そして従来は、濾過精度を高
めるために開孔度の小さい濾材を用いると、早く
目詰まりして精製濾液の収得量を高めることがで
きないという問題があり、これを解決しようとし
て種々の改良が試みられている。 その改良の一つに、目詰りした濾材の洗浄再生
や交換を容易とし、濾過機の整備に要する時間を
短縮することにより相対的に濾過運転時間を長く
取つて、一定操業期間中の精製濾液の収量を増加
させようとするものがある。 この目的を達成する一方法に、精密濾材を用
い、目詰りしたら容易に交換できる濾過装置とす
ることがあり、他の方法には普通の濾布等の面に
たとえばケイソウ土のような濾過助剤をプリコー
トした濾材を用い、目詰りしたらプリコートのみ
を排出して再びプリコートをしなおす装置があ
る。しかし、これらの装置はいずれも特殊の構造
を持つ必要があり、濾材の使用量が多く、使用ず
みの濾材や濾過助剤の処分や再生等が面倒である
という欠点があつた。 解決しようとする問題点 上述のような事情のもとで、本発明では、固定
式濾材を設けた通常の構造を持つ濾過装置を用い
て精密濾過を行なうに当り、目詰りした濾材を取
外すことなく洗浄再生することによつて短時間に
濾過機能を回復させ、一定操業期間中の精製濾液
の収量向上を達成する方法を提供しようとするも
のである。 問題解決のための手段 懸濁物を含有する原液を濾過精製するに当つて
上述の目的を達成するために、本発明では、濾液
の利用に対して無害な薬剤と作用して溶解しうる
固形微粒子を、その含有量が懸濁物総量の少くと
も30％となるように原液の調整を行い、次いで該
調整原液を洗浄可能な固定濾材を備えた濾過装置
により濾過し、該濾過を終了したのち該薬剤を含
有する洗浄液により該濾材の洗浄を行なつて濾滓
を排出し、更に必要に応じて該濾過装置内を洗浄
して該薬剤を除去し、以後同様の操作を反復して
濾過を実施するようにしたものである。 本発明の方法で、除去すべき懸濁物と共に原液
中に含有せしめられる固形微粒子は濾過洗浄用助
剤であつて、原液から得た精製濾液を利用するに
当つて本質的に無害のものである必要がある。更
に、かかる濾過洗浄助剤に作用して溶解させるた
めの薬剤もまた、精製濾液を利用するに当つて無
害のものである必要がある。 たとえば、原液が有機溶剤を含むものであると
き、薬剤が水であり、固形微粒子が有機溶剤には
溶解しないが水溶性を有しているものであるよう
な組合せが用いうる。また原液がアルカリ性水性
液であるとき固形微粒子が金属水酸化物または金
属炭酸塩などであり、薬剤が塩酸または硫酸の如
き酸であるような組合せが用いうる。 濾過洗浄助剤である固形微粒子は、最初から原
液中の懸濁物の一部として含まれているものであ
つてもよいが、少くとも懸濁物総量の30％以上存
在していることが必要であり、30％に満たなけれ
ば外部から添加することによつて、薬剤と作用し
て溶解性に転換しうる固形微粒子成分の割合が懸
濁物総量の30％以上となるように調整して濾過用
の調整原液とすることが必要である。 このようにして得られた調整原液を濾過精製す
るための濾過装置としては、洗浄可能な固定濾材
を備えているものであればどのような構造のもの
でも使用できる。このような濾過装置の例として
は、濾過板に織布を積層した構造の濾材や、粗な
濾網の上に織布や不織布などを積層した構造の濾
材、あるいは多孔質セラミツクスの板体や筒体、
糸巻き式円筒形カートリツジ濾材など、液を逆流
させて洗浄できる構造の濾材を備えた装置が好ま
しいが、これらの限定されるものではない。ま
た、フイルタプレスなどでも本発明の方法を適用
できるが、濾材の分解取外しがあまり容易でない
構造の濾過装置に適用すれば、特に本発明の利点
が発揮される。 調整原液を濾過精製するに当つては、それぞれ
濾過装置の構造や容量、調整原液の懸濁物濃度な
どに応じて、それぞれ最適の操業条件すなわち濾
過速度や濾過圧力などを選択して濾過精度を維持
できる範囲内での濾過操業が行なわれるべきこと
はいうまでもない。 濾過を実施するに当つて、濾材の目詰りによつ
て濾過速度が限度以下に低下するか、または濾過
速度の低下を補うために濾過圧力を上げたときに
懸濁物の漏出が始まるか、あるいは濾過圧力が限
度以上に上昇するに至つたときは、濾過操作を停
止して濾材の洗浄を開始する。通常は、濾液およ
び原液をできるだけ回収したのち、濾滓中の固形
微粒子を溶解しうる薬剤を含有する溶液を濾過装
置内に送入し、濾過洗浄助剤を溶解させる。この
ようにすると濾材上に堆積した濾滓は容易に崩壊
して濾材から離れ溶液中に分散するに至るから、
溶液を排出することによつて濾滓を濾過装置外に
取り出すことができる。この際、濾液は通常の濾
過における液の流通方向と逆に流通させることに
より、一層容易に濾材の洗浄再生を行うことがで
きる。また、薬剤を含有する溶液を排出したの
ち、更に精製濾液や溶媒たとえば純水などで逆洗
することが一層好ましい。 このようにして濾材が再生され、濾過装置内の
余分の助剤溶解用薬剤が除去されたのち、再び調
整原液の濾過操作を反復して実施することができ
る。 一方、濾過洗浄助剤である固形微粒子を溶解す
る薬剤の残りと懸濁物とを含んだ洗浄廃液は、別
に用意された小型の脱液装置などを用いて溶液部
分を濾滓部分から分離し、再び濾材洗浄用溶液と
して利用するか、濾過洗浄助剤を再生するための
原料として回収するか、あるいは支障がなければ
濾過処理用原液の一部に加えて循環使用するなど
してもよい。 以下、実施例に基づいて更に本発明を説明す
る。 実施例 １ 第１図のフローシートに示すように構成された
濾過装置を使用して、粘土含有液の濾過試験を行
つた。 濾過機１には、ポリプロピレン繊維で織製され
た面積５m²の濾材２が設けられており、原液調整
槽３からポンプ４を経て送入された原液は、濾材
２によつて濾過されて濾液管Ａから送出されるよ
うに構成されている。Ｂは原液供給管であり、Ｃ
は濾過洗浄助剤スラリー供給管である。 また、洗浄用薬液槽５には、水や濾液などを注
入し、これに濾過洗浄助剤と作用してこれを溶解
させるための薬剤を混合して、洗浄用薬液を調整
し貯留してある。６は洗浄排出液槽である。 濾過処理すべき原液として、粒径10μｍ以下で
その大部分が１〜10μｍの範囲にある粘土を10
ｇ／m³含有する懸濁水を用意し、これに粒径５〜
15μｍの炭酸カルシウム微粉末を濾過洗浄助剤と
してそれぞれ1.5ｇ／m³、５ｇ／m³、10ｇ／m³と
なるよう添加して調整原液とした。 これらの調整原液または炭酸カルシウムを添加
しない原液を、濾過機１に対し５m³／hrの流量す
なわち濾材に対して１ｍ／hrの流速で供給して濾
過した。濾材の通液抵抗が増加して原液室１ａの
圧力が1.5Kg／cm²に達したとき、原液の供給を停
止して代りに加圧空気を供給し、濾液室１ｂ内の
精製濾液を回収した（約５分）。次いで、0.2％の
塩酸を含む洗浄用薬液を、薬液槽５からポンプ４
によつて濾液室１ｂ内に供給し、濾材２を通過さ
せて濾過機１内に充満させ（約３分）、更に約７
分間静置したのち洗浄排出液槽６へ約５分かけて
排出した。この後、洗浄水を濾過機１内へ散布
し、原液室１ａ内の洗浄水は排出液槽６へ、また
濾液室１ｂ内の洗浄水は洗浄用薬液槽５へ回収し
（約１分）、加圧空気により濾過機１内を完全に脱
液した（約１分）。 濾過洗浄助剤を用いた調整原液のときは、この
ような洗浄後に再び濾過を開始したとき濾材の通
液抵抗が低下していたが、濾過洗浄助剤なしの原
液のときは、濾材が目詰りしたままで濾過が再開
できなかつた。このように濾過洗浄助剤の添加量
が1.5ｇ／m³と５ｇ／m³の調整原液を用いてそれ
ぞれ濾過を反復したとき、濾材の通液抵抗すなわ
ち濾材の圧損値が濾過および洗浄によつて変化し
てゆく状況を第２図に示す。 同様にして、濾過原液への濾過洗浄助剤の添加
量が異つた場合の、それぞれの濾材の洗浄後にお
ける濾材圧損値の推移を第３図に示す。この結果
から濾材圧損値が薬剤洗浄によつて1.0Kg／cm²以
下に回復できなくなるまでの濾過操業回数をまと
めた結果を第１表に示した。なお、新しい濾材を
使用して濾過操業を行つたときに、濾材に濾滓が
堆積して濾材圧損値が1.5Kg／cm²に達するまでの
濾過操業可能時間（第１回目）を合せて示した。

【表】 このような試験の結果、濾過洗浄助剤を添加し
ない原液では、17時間の濾過操業を行なうと濾材
は目詰まりして洗浄再生が不可能であり、また、
濾過洗浄助剤を13％となるよう添加した調整原液
では20時間濾過操業を行つたのち洗浄再生により
濾材圧損は0.7Kg／cm²弱まで回復したが、２回目
の濾過は僅か７時間しか操業できず、その後濾材
を洗浄しても濾材圧損が1.0Kg／cm²を割らなかつ
た。これに対し、濾過洗浄助剤を33％となるよう
添加した調整原液の場合は19回まで濾過操業が可
能であり、濾過洗浄助剤を50％となるよう添加し
た調整原液の場合は20回の濾過操業の後も濾材圧
損は0.5Kg／cm²に達せず、40回以上も濾材の交換
をせずに濾過操業が継続可能であることが推定さ
れた。 実施例 ２ 実施例１と同じ濾過装置を使用し、濾過洗浄助
剤とし酸化マグネシウムの微粉末を５ｇ／m³とな
るように添加したほか実施例１と同様に調整した
原液を用いて濾過実験を行つた。 濾滓が堆積して濾材圧損が1.5Kg／cm²に達した
ときに濾過操業を停止し、濾過洗浄液として水道
水を用いて実施例１と同様の濾材洗浄操作を行な
つたところ、濾滓の一部は剥離したが大部分は剥
離せず、２回目の濾過操業は実質的に不可能であ
つた。 これに対し、濾材洗浄液として実施例１におい
て使用した洗浄用薬液（塩酸水溶液）を用いて濾
材の洗浄を行つたところ、濾滓は殆んどが洗浄排
出液と共に排出され、濾材の圧損は0.3Kg／cm²強
の程度まで回復し、濾材の交換をせずに15回以上
の濾過操業の継続が可能であろうと予測された。 本発明の濾過法は、以上の如く、薬剤と作用し
て溶解しうる固形微粒子からなる濾過洗浄助剤を
懸濁物総量の30％以上となるように原液を調整し
て濾過を行なうので、濾材上に堆積した濾滓は薬
剤を含有する洗浄液と接触することによつて一部
が溶解して崩壊し、とくに炭酸カルシウムのよう
に気体を発生するものの場合にはその発生ガスの
圧力によつて自ら崩壊して洗浄液中に分散するの
で、容易かつ迅速に濾材洗浄を行なうことができ
る。 このようにして濾滓を含有したまま排出された
洗浄液は、本質的に濾液の利用に対して無害であ
るので、別の小型の脱液装置を用いて濾滓と濾液
とに分離して再利用することができる。実施例の
如く炭酸カルシウムまたは酸化マグネシウムを濾
過洗浄助剤とし、塩酸水溶液を洗浄薬液とするよ
うな場合、排出洗浄液より分離した濾液に塩酸を
添加して再び洗浄用薬液として利用することによ
り未反応の塩酸を限度まで有効利用することがで
きる。更には、洗浄能力を失つた濾液を中和また
は炭酸化して、濾過洗浄助剤を再生することも可
能である。 なお、濾過洗浄助剤を外部より濾過原液に添加
する場合について説明したが、濾過洗浄助剤とし
て作用する固形微粒子が懸濁物中に存在している
場合には、それを考慮に入れて添加量を決定すべ
きである。また、場合によつては原液中に溶存し
ている金属イオンを、濾過前処理によつて酸化
物、水酸化物、または炭酸化物などの沈殿可能な
固形物に転換し、そのまま濾過洗浄助剤として利
用することもできる。さらにまた特別な場合に
は、排出洗浄液から分離した濾液を濾過原液に混
合し、その後濾過洗浄助剤を生成させて原液に含
有していた懸濁物と共に濾別し、濾材洗浄排出液
から再び濾液を分離して再使用してもよい。 発明の効果 本発明の懸濁液濾過法によれば、濾材の洗浄再
生が容易で作業工数が少い上に短時間で濾材再生
ができるので、濾過装置の実質操業効率を高める
のみならず自動運転も可能となる。また、濾材の
着脱回数を極度に減少でき、労力的にも有利であ
るほか濾材の損耗も少くなる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の懸濁液濾過法を実施するた
めの装置の構成を示す図である。第２図は、本発
明の濾過法の実施例及び対照例において、操業を
反復したときの濾材圧損値の推移を説明するグラ
フであり、第３図は、同じく濾材洗浄後の濾材圧
損値を濾過洗浄操業を行つた回数に対して表示し
たグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 懸濁物を含有する原液を濾過精製するに当
   り、濾液の利用に対して無害な薬剤と作用して溶
   解しうる固形微粒子をその含有量が懸濁物総量の
   少くとも30％となるように原液の調整を行い、次
   いで該調整原液を洗浄可能な固定濾材を備えた濾
   過装置により濾過し、該濾過を終了したのち該薬
   剤を含有する洗浄液により該濾材の洗浄を行なつ
   て濾滓を排出し、更に必要に応じて該濾過装置内
   を洗浄して該薬剤を除去し、以後同様の操作を反
   復して実施することを特徴とする懸濁液濾過法。 ２ 固形微粒子が薬剤と反応して可溶性となるも
   のである、特許請求の範囲第１項記載の濾過法。 ３ 固形微粒子が薬剤と作用して気体を発生する
   ものである、特許請求の範囲第１項記載の濾過
   法。