JP7555201B2 - Filtration device and cleaning method thereof - Google Patents
Filtration device and cleaning method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP7555201B2 JP7555201B2 JP2020101781A JP2020101781A JP7555201B2 JP 7555201 B2 JP7555201 B2 JP 7555201B2 JP 2020101781 A JP2020101781 A JP 2020101781A JP 2020101781 A JP2020101781 A JP 2020101781A JP 7555201 B2 JP7555201 B2 JP 7555201B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filtration
- membrane
- housing
- filtration membrane
- filtration device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Filtering Materials (AREA)
- Filtration Of Liquid (AREA)
Description
本発明は、濾過装置と、その洗浄方法に関する。 The present invention relates to a filtration device and a method for cleaning the same.
従来、化成品や食品素材の製造工程、或いは建設工事現場や生コンクリート製造工場などの廃水処理工程において、液体に含まれる微細な粒子を濾過処理で回収している。
例えば、澱粉の精製、土木工事現場で発生する濁水の放流前の処理、または生コンクリート製造工場で発生するセメントを含んだ廃水からの練り混ぜ水の製造等が挙げられる。
一般的な濾過方式は、全量濾過方式とクロスフロー濾過方式(以下、クロスフロー式という)に大別される。例えば、セメントを含んだ廃水の濾過処理では、原水を濾過膜面に対して一方から他方へ平行に流す(クロスフロー式)ことで、原水の固液分離や濃縮が可能となる。すなわち、濾過膜面に対し平行な流れを作ることで、原水中の粒子が膜面に堆積する現象を抑制しながら濾過させることができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, in wastewater treatment processes in the manufacturing processes of chemical products and food ingredients, or at construction sites and ready-mix concrete manufacturing plants, fine particles contained in liquids have been collected by filtration.
For example, examples of such applications include starch refining, treatment of turbid water generated at civil engineering construction sites before it is discharged, and production of mixing water from cement-containing wastewater generated at ready-mix concrete manufacturing plants.
Common filtration methods are roughly divided into dead-end filtration and cross-flow filtration (hereafter referred to as cross-flow type). For example, in the filtration treatment of wastewater containing cement, the raw water is made to flow parallel from one side to the other of the filtration membrane surface (cross-flow type), which enables solid-liquid separation and concentration of the raw water. In other words, by creating a flow parallel to the filtration membrane surface, it is possible to filter the raw water while suppressing the phenomenon of particles in the raw water accumulating on the membrane surface.
ところで、このようなクロスフロー式で使用される濾過膜は、中空糸膜、セラミック製膜、または不織布等からなり、円筒状に成形したものが用いられている。
上述のクロスフロー式は、粒子の堆積を抑制するものの、次第に膜面への堆積、または膜内部の隙間への入り込み、による目詰まりのおそれがある。また、それは濾過速度低下の起因となる。
The filtration membrane used in such a cross-flow system is made of a hollow fiber membrane, a ceramic membrane, a nonwoven fabric, or the like, and is formed into a cylindrical shape.
Although the above-mentioned cross-flow type prevents the accumulation of particles, there is a risk of clogging due to gradual accumulation on the membrane surface or penetration into the gaps inside the membrane, which also causes a decrease in the filtration rate.
これらの対策として、濾過液(濾過膜外部)側から濾過膜内部を介して原水側に粒子を含まない洗浄水を流すことで濾過膜を洗浄する方法(以下、逆洗浄方法という)がある。 As a countermeasure against these problems, there is a method of cleaning the filter membrane by flowing cleaning water that does not contain particles from the filtrate (outside the filter membrane) side through the inside of the filter membrane to the raw water side (hereinafter referred to as the backwashing method).
また、上述とは異なる対策として特許文献1では、濾過装置に空気を吹き込んで残水を除去した後、空気で加圧された状態から常圧に開放し、その際の振動または衝撃で濾滓を剥離させる方法が開示されている。
As a different measure to the above,
さらに、特許文献2では、筒状の濾体と、濾体を外部から打撃する打撃手段とを備え、濾体を膨らませた状態で、打撃手段によって打撃することで膜面上への堆積を防ぎ、濾体の目詰まりを防ぐ方法が開示されている。
Furthermore,
しかしながら、逆洗浄方法では、濾過膜外部から濾過膜内部を通過する洗浄水の流速が遅く、濾過膜面の堆積物や膜内部の隙間に入り込んだ粒子を完全に除去することは難しい。
また、特許文献1の方法でも、圧縮空気を発生させる装置が別途必要となり、コストが嵩む。また、液体のない状態で衝撃を加えるため、濾過膜の振動が大きく、離した付着物の衝突などで濾過膜を傷めるおそれもある。
さらに、特許文献2の方法でも、濾過装置内に濾過膜を打撃する機械駆動式の装置が別途必要となり、製造コストが嵩むだけでなく濾過装置自体も大きくなる。また、打撃から濾過膜を保護するために、その外周に樹脂製の筒状ネットを装着するなど、濾過膜の構造が複雑である。
However, in the backwashing method, the flow rate of the washing water passing from the outside of the filtration membrane to the inside of the filtration membrane is slow, making it difficult to completely remove deposits on the filtration membrane surface and particles that have entered the gaps inside the membrane.
The method of
Furthermore, the method of
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、安価でシンプルな構造、且つ、濾過膜の洗浄時において、目詰まり除去効果の高いクロスフロー式濾過装置を提供することを目的とする。また、それを用いた洗浄方法を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of these points, and aims to provide a cross-flow filtration device that is inexpensive, has a simple structure, and is highly effective at removing clogging when cleaning the filtration membrane. It also aims to provide a cleaning method using the same.
本発明によれば、クロスフロー式の濾過装置において、膜モジュールとハウジングとを備え、膜モジュールは、可撓性濾過膜からなる筒体と、筒体内で周方向に間隔をあけて配置されたガイド体と、一対の配管継手とを有し、各配管継手は、筒体及びガイド体の両端と接続され、ハウジングは、濾過膜と所定の隙間を有し、且つ、各配管継手を突出した状態で膜モジュールを収容するとともに、側面に接続口を有し、濾過速度低下時に、接続口からハウジング内に洗浄水を加水することで、濾過膜を変形させ、濾過膜に堆積した或いは挟まった粒子を除去可能な構成である、濾過装置が提供される。 According to the present invention, a cross-flow type filtration device is provided that includes a membrane module and a housing, the membrane module having a cylindrical body made of a flexible filtration membrane, a guide body arranged at intervals in the circumferential direction within the cylindrical body, and a pair of piping joints, each piping joint being connected to both ends of the cylindrical body and the guide body, the housing has a predetermined gap with the filtration membrane, and houses the membrane module with each piping joint protruding, has a connection port on the side, and is configured such that when the filtration speed decreases, cleaning water is added into the housing from the connection port to deform the filtration membrane and remove particles that have accumulated in or are caught in the filtration membrane.
本発明に係る濾過装置では、安価でシンプルな構造でありながら、濾過速度が低下した際に、ポートよりハウジング内部に洗浄水を加水することで、ガイド体を基準として濾過膜を変形させ、濾過膜に堆積した粒子を除去することができる。また、濾過膜に挟まった粒子を除去することができる。 The filtration device according to the present invention has an inexpensive and simple structure, and when the filtration speed slows down, cleaning water is added to the inside of the housing from a port, which causes the filtration membrane to deform based on the guide body, thereby removing particles that have accumulated on the filtration membrane. It is also possible to remove particles that are caught in the filtration membrane.
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明に説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、限定されるものではなく、互いに組み合わせ可能である。 The following describes the embodiments of the present invention with reference to the drawings. The various features shown in the embodiments below are not limited and can be combined with each other.
1.濾過装置
第1節では、本実施形態に係る濾過装置の構成について説明する。図1~図4は、本実施形態に係る濾過装置について説明するためのものであり、図1は、濾過装置の模式図であり、図1(a)は、濾過装置の内部に収容される膜モジュール、図1(b)は、濾過装置の斜視図、図2は、濾過装置の断面図であり、図2(a)は、縦断面図、図2(b)は、図2(a)の矢視xから見た断面図、図3は、膜モジュールの作用図であり、図3(a)は、原水または洗浄水を通水した状態の濾過膜、図3(b)は、ハウジング側面から洗浄水を注水した状態の濾過膜、図4は、図3における一部拡大模式図である。
図1及び図2に示すように、本実施形態に係る濾過装置20の構成は、膜モジュール10とハウジング21と蓋体22などを備える。
1. Filtration device In
As shown in FIGS. 1 and 2, the
1.1 膜モジュール
膜モジュール10は、可撓性濾過膜からなる筒体11と、この筒体11内でその中心を基準に周方向に間隔をあけて配置されたガイド体12と、配管継手13と、を有する。ここで筒体11は、円筒状が好ましい。
1.1 Membrane Module The
(ガイド体)
ガイド体12は、3本の棒状体で構成され、筒体11内で周方向に120度間隔で配置されている。ここでガイド体12の本数は、少なくとも3本であればよく、筒体11の形状に応じて適宜変更可能である。
また、形状によってはガイド体12同士を補強材で連結することが考えられるが、補強材が濾過膜の収縮制限や原水の通水抵抗となるおそれがあり、好ましくは、補強材は少ない方がよい。さらに好ましくは、補強材は無い方がよい。
(Guide body)
The
Depending on the shape, it may be possible to connect the
(配管継手)
配管継手13は、一対の中空の金属製で構成され、円筒状の頭部13aとフランジ部14からなる。具体的には、フランジ部14は、頭部13aの一端側の縁部から外側に一体に延在している。その各フランジ部14が筒体11及びガイド体12の長手方向の両端と夫々接続されている。
これによって、一方の配管継手13から他方の配管継手13へ原水を筒体11内で通水させることができる。
(Pipe fittings)
The
This allows raw water to flow within the
(濾過膜)
濾過膜は、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、ビニロン、または綿などで可撓性を有してシート状に織られた不織布または織布を円筒状に成形している。これに限らず、液体或いは気体用の濾布として市販されているものを円筒状に成形してもよい。好ましくは、緯畝織または平織の織り方をした織布がよい。これによって、固液分離性能が高まり、より清澄な濾過液または濃縮効果を得ることができる。
(Filtration membrane)
The filter membrane is a cylindrically shaped nonwoven or woven fabric made of polypropylene, polyester, nylon, vinylon, cotton, or the like, which is flexible and woven into a sheet shape. Not limited to this, a commercially available filter fabric for liquids or gases may be molded into a cylindrical shape. Preferably, the woven fabric is woven in a weft rib or plain weave. This enhances the solid-liquid separation performance, resulting in a clearer filtrate or a more concentrated effect.
1.2 ハウジング
ハウジング21は、ハウジング21内を流通する流体圧に耐えられる剛性素材(例えば、ステンレス)で構成される。
ハウジング21の側面には、その内部に流体を供給またはその内部から排出可能な接続口23が設けられている。本実施形態では、接続口23は長手方向に沿って2つ設けているが、これに限るものではなく、1つ以上であれば適宜変更してもよい。
また、ハウジング21は、配管継手13を各々突出した状態で膜モジュール10を収容している。ハウジング21への膜モジュール10の収容は、1つに限らず複数であっても良い。
濾過膜は、図2に示すように、ハウジング21の内周と所定の隙間sを有した状態で構成され、濾過速度低下時に、前記ポートよりハウジング内部に洗浄水を加水することで、濾過膜を収縮可能に変形させ、濾過膜に堆積或いは挟まった粒子を除去することができる。
1.2 Housing The
A
The
As shown in FIG. 2, the filtration membrane is configured with a predetermined gap s between it and the inner circumference of the
1.3 蓋体
蓋体22は、有底円筒形状からなり、ハウジング21の両端を嵌合するように構成される。また、底の中央には、配管継手13の頭部13aが嵌合可能な嵌合孔が設けられている。
1.3 Lid The
このように、本発明に係るクロスフロー式の濾過装置20は、膜モジュール10をハウジング21内に隙間sを有して配置するとともに、それが径方向または長手方向に移動不能に蓋体22によって封止されている。具体的には、膜モジュール10の両端の配管継手13の頭部13aが各蓋体22の嵌合孔に嵌合することで、径方向の移動が規制され、配管継手13のフランジ部14が蓋体22の底部に当接して収容されることで長手方向が規制されている。
In this way, in the
(濾過装置の動作)
図3及び図4に示すように、本実施形態に係る濾過装置20の動作は、一般的には一方の配管継手13から、他方の配管継手13に向かって原水を通水する。
一方で、次第に図4(a)に示すように濾過膜の内面には、粒子gが次第に膜面に堆積、または膜内部の隙間への入り込みによって、目詰まりをおこし、濾過速度低下となる。
そこで、ハウジング21の接続口23からハウジング内の隙間sに洗浄水を供給することで、図3(b)に示すように、ガイド体12間の濾過膜を収縮する(中央側におす)ように変形させる。これによって、図4(b)に示すように、膜の隙間或いは織目が押し広げられることで濾過膜上に堆積した付着物や内部に入り込んだ粒子gを取り除くことができる。次いで、配管継手13から濾過膜内に洗浄水を供給することで、濾過膜を元の形状状態に復元させるか、若しくは膨張状態に変形させる。その繰り返し動作によって、濾過膜の洗浄効果を高めることができる。
(Operation of the Filtration Device)
As shown in FIGS. 3 and 4, the operation of the
On the other hand, as shown in FIG. 4(a), particles g gradually accumulate on the inner surface of the filtration membrane or enter gaps inside the membrane, causing clogging and decreasing the filtration rate.
Therefore, by supplying cleaning water from the
(濾過処理システムの動作)
具体的に、濾過処理システム1における濾過装置20の動作の一例を説明する。
図5は、本発明の一実施形態における濾過装置を備えた濾過処理システムの構成を示す模式図である。図6は、濾過処理システムにおける濾過運転状態、図7は、濾過処理システムにおける洗浄水が水で濾過膜の外側の洗浄運転状態、図8は、濾過処理システムにおける洗浄水が水で濾過膜の内側の洗浄運転状態、図9は、濾過処理システムにおける洗浄水が濾過液で濾過膜の外側の洗浄運転状態、図10は、濾過処理システムにおける洗浄水が濾過液で濾過膜の内側の洗浄運転状態をそれぞれ示す模式図である。
(Operation of the Filtration Processing System)
A specific example of the operation of the
Fig. 5 is a schematic diagram showing the configuration of a filtration system equipped with a filtration device according to one embodiment of the present invention. Fig. 6 is a schematic diagram showing a filtration operation state in the filtration system, Fig. 7 is a schematic diagram showing a cleaning operation state of the outside of the filtration membrane with water as cleaning water in the filtration system, Fig. 8 is a schematic diagram showing a cleaning operation state of the inside of the filtration membrane with water as cleaning water in the filtration system, Fig. 9 is a schematic diagram showing a cleaning operation state of the outside of the filtration membrane with cleaning water and Fig. 10 is a schematic diagram showing a cleaning operation state of the inside of the filtration membrane with cleaning water and filtrate in the filtration system.
図5~図10に示すように、本実施形態に係る濾過装置20は、濾過処理システム1の1つの構成として担っている。
As shown in Figures 5 to 10, the
濾過処理システム1は、原水槽31、濾過液槽32、水槽33、濾過装置20、弁34などで構成される。原水槽31には、原水31w、濾過液槽32には、濾過液32w、水槽33には、水33wがそれぞれ貯留されている。また、各槽には、液体を移送するポンプがそれぞれ備えられている。具体的には、原水槽31内の原水31wを移送するポンプ31p、濾過液槽32内の濾過液32wを移送するポンプ32p、水槽33内の水33wを移送するポンプ33pが、各槽にそれぞれ備えられている。
The
原水31wを濾過する場合、原水槽31の原水31wを濾過装置20に通水し、原水槽31に戻す動作が行われる。そして、原水31wを循環させる間に原水31wは濾過装置20内で濾過され、濾過された濾過液32wは濾過液槽32に溜まっていく。ここでは、濾過液槽32に固形分を含まない濾過液32wが溜まり、原水槽31の原水31wは濃縮されることになる。
When filtering
具体的にいうと、図6に示すように、濾過運転時は、まず配管の弁34を制御する。つまり、濾過装置20にポンプ32p及び33pから液体が移送されないように弁34dの1~3及び34bの2を“閉”に制御し、それ以外の弁を“開”に制御する。ここで、各弁の黒三角は“閉状態”、白三角は“開状態”を表している。
Specifically, as shown in Figure 6, during filtration operation, first the valve 34 in the piping is controlled. In other words,
ポンプ31pによって移送された原水31wは濾過装置20内を通って原水槽31に戻るように循環させることで、次第に濾過装置20内で原水31は濾過され、濾過された濾過液32wは、接続口23から濾過液槽32に貯留される。
The
原水31wを濾過し続けると、次第に濾過膜が目詰まりし、濾過速度の低下となってくる。そこで、濾過速度の低下、あるいは一定の運転時間のタイミングで、各弁の開閉を適宜実施することで、接続口23から本発明の濾過装置20の内部に収容されている濾過膜の外側を水33wまたは濾過液37wの洗浄水で逆洗浄することで、濾過膜を収縮させ、それによって濾過膜上に堆積した付着物や内部に入り込んだ粒子を取り除くことができる。また、膜の洗浄効果を高めるため、逆洗浄後、続けて水33wまたは濾過液37wの洗浄水を濾過膜の内側に通水し、一旦、濾過膜を復元させ、または膨らませ、再び、逆洗浄を行う。これを複数回行うことで、更に高い膜の洗浄効果が得られる。
If the
具体的にいうと、図7に示すように、濾過装置20内の濾過膜の外側を水で洗浄するときは、弁34b、34c、34dの1を閉とし、弁34a、34dの2と3は開とする。これによって、ポンプ33pによって移送された水33wは濾過装置20の接続口23から濾過膜の外側との隙間sに通水される。それによって濾過膜を収縮させ、逆洗浄し、その洗浄水は原水槽31に貯留される。
Specifically, as shown in Figure 7, when washing the outside of the filtration membrane in the
次に、図8に示すように、図7における各弁の状態から弁34dの2と3を閉とし、弁34bの1と2を開とする。これによって、ポンプ33pによって移送された水33wは、接続口23には移送されず、配管継手13から濾過膜の内部に通水され、原水槽31に回収される。このとき濾過膜が復元または膨張することで、濾布の織目が繰り返し揺動し、これによって、より洗浄効果を高めることができる。
Next, as shown in Figure 8,
一方、図9に示すように、濾過装置20内の濾過膜の外側を濾過液で洗浄するときは、図7における各弁の状態から弁34dの2を閉とし、弁34dの1と3を開とする。これによって、ポンプ32pによって移送された濾過液32wは濾過装置20の接続口23から濾過膜の外側との隙間sに通水される。それによって濾過膜を収縮させ、逆洗浄し、その洗浄水は原水槽31に貯留される。
On the other hand, as shown in Figure 9, when cleaning the outside of the filtration membrane in the
次に、図10に示すように、図9における各弁の状態から弁34dの3を閉とし、弁34bの1と2、弁34dの2を開とする。これによって、ポンプ32pによって移送された濾過液32wは、接続口23には移送されず、配管継手13から濾過膜の内部に通水され、原水槽31に回収される。このとき濾過膜が復元または膨張することで、濾布の織目が繰り返し揺動し、これによって、より洗浄効果を高めることができる。
Next, as shown in Figure 10,
〈試験例1〉
本発明における濾過装置20に用いる濾布を選定するために、濾布毎の濾布仕様による固液分離性能と洗浄による濾過速度の回復度合いの試験を行った。
表1は、9種類の濾布の仕様とその結果を表したものである。
Test Example 1
In order to select a filter fabric for use in the
Table 1 shows the specifications of nine types of filter fabric and the results.
本試験例1では、表1に示すように、濾布の仕様(材質、糸構造、織り方、厚さ、通気度)が異なる9種類の市販の濾布を用いた。具体的には、材質をポリプロピレン、糸構造をモノフィラメントとし、織り方が緯畝織、5/3綾織、2/2綾織と異なる濾布を4種類(No.1~4)選定した。また、材質をナイロン、糸構造をモノフィラメントとし、織り方が緯畝織、平織、5/3綾織、2/2綾織と異なる濾布を4種類(No.5~8)選定した。また、材質をナイロン、糸構造をマルチフィラメント、織り方を平織とした濾布を1種類(No.9)選定した。
なお、他の濾布の仕様も試験対象に挙げられるが、入手の困難性や高価格などの影響により、除外して試験を行った。
また、厚さ及び通気度に関しては市販の濾布を用いたため、全て同値または略同値での条件で試験をすることはできなかった。
In this test example 1, nine types of commercially available filter fabrics with different filter fabric specifications (material, thread structure, weave, thickness, and air permeability) were used, as shown in Table 1. Specifically, four types of filter fabrics (No. 1 to 4) were selected, which were made of polypropylene, had a monofilament thread structure, and were weft rib weave, 5/3 twill weave, and 2/2 twill weave. Four types of filter fabrics (No. 5 to 8) were selected, which were made of nylon, had a monofilament thread structure, and were weft rib weave, plain weave, 5/3 twill weave, and 2/2 twill weave. One type of filter fabric (No. 9) was selected, which was made of nylon, had a multifilament thread structure, and was weave plain weave.
Although other filter fabric specifications could have been tested, they were excluded from the test due to factors such as difficulty in obtaining them and high prices.
In addition, since a commercially available filter cloth was used for the thickness and air permeability, it was not possible to perform the test under conditions where all the values were the same or approximately the same.
(試験方法)
まず、各濾布を円筒形状(直径20mm)に成形し、その両端に断面凸状の配管継手(濾過膜接続側外径20mm、ビニールチューブ接続側外径14mm、貫通内径10mm)を接続し、膜モジュール(有効膜長さ200mm)を製作した。両端の配管継手には、一対のビニールチューブ(内径14mm、長さ1,000mm)が夫々接続されている。具体的には、一方の配管継手に一方のビニールチューブの一端側が接続され、ビニールチューブの他端側は、小型ポンプ(突出水量10L/min)に接続されている。
また、他方の配管継手に他方のビニールチューブの一端側が接続され、ビニールチューブの他端側は、フリーにされている。
そして、上述のポンプによってスラッジ水(セメント濃度約15%)を濾過膜の内側に通水した。
それによって、濾過膜の外側に滲み出てくる濾過液の1分間における容量(ml/min)及び波長660nmにおける吸光度を計測し、その結果を表1に示した。
なお、ここで吸光度とは、セメント濃度約0.15%以上のスラッジ水が1.000を示し、濾過液中の固形分が少なくなる程0.000に近づき、固液分離性能が高くなることを示す。
(Test Method)
First, each filter cloth was formed into a cylindrical shape (
Also, one end of the other vinyl tube is connected to the other pipe joint, and the other end of the vinyl tube is left free.
Then, the sludge water (cement concentration: about 15%) was passed through the inside of the filtration membrane by the above-mentioned pump.
The volume (ml/min) of the filtrate seeping out of the filtration membrane over one minute and the absorbance at a wavelength of 660 nm were measured. The results are shown in Table 1.
In this case, the absorbance is 1.000 for sludge water with a cement concentration of about 0.15% or more, and approaches 0.000 as the solid content in the filtrate decreases, indicating improved solid-liquid separation performance.
表1の吸光度の結果を見ると、No.1、2、5、6、9の濾布が0.000に近い値であった。すなわち、固液分離性能は、材質、糸構造、厚さ、または通気度よりも、織り方の違いで変わるといえる。つまり、織り方が緯畝織または平織である濾布は、固液分離性能が高いといえる。目的、用途によって濾布の仕様は種々変更できるが、本発明の濾過装置20で使用する場合、濾布は、緯畝織、あるいは平織が好ましい。
Looking at the absorbance results in Table 1, filter cloths No. 1, 2, 5, 6, and 9 had values close to 0.000. In other words, it can be said that solid-liquid separation performance varies more with differences in weaving method than with material, thread structure, thickness, or air permeability. In other words, filter cloths with weft rib weave or plain weave weave have high solid-liquid separation performance. The specifications of the filter cloth can be changed in various ways depending on the purpose and application, but when used in the
〈試験例2〉
表1の濾布No.1を円筒形状(直径50mm)に成形し、その両端に配管継手(外径49mm、内径25mm)を接続し、膜モジュール(有効膜長さ440mm)を製作した。
この膜モジュールをハウジング(内径72mm)に収容した濾過装置に水中ポンプ(1.5kW)でスラッジ水(セメント濃度約10%)を通水(ここで「通水」とは、膜モジュール内部にスラッジ水を通すことをいう)していき、その間に膜モジュール外部に滲み出る濾過液を回収した。
Test Example 2
Filter fabric No. 1 in Table 1 was formed into a cylindrical shape (
Sludge water (cement concentration: approximately 10%) was passed through a filtration device containing this membrane module in a housing (inner diameter 72 mm) using a submersible pump (1.5 kW) (here, "passing" refers to passing the sludge water through the inside of the membrane module), and the filtrate seeping out to the outside of the membrane module was collected.
この時、10分間濾過した直後から濾過速度を計測するため、2,000mlの容器が一杯になるまで濾過を継続し、一杯になるまでの時間を計測して濾過速度(ml/min)を算出した。 At this time, in order to measure the filtration rate immediately after 10 minutes of filtration, filtration was continued until the 2,000 ml container was full, and the time until it was full was measured to calculate the filtration rate (ml/min).
次に、ハウジング側面の接続口に接続した配管から30秒間、水(洗浄水の一例)の注水洗浄(ここで「注水洗浄」とは、膜モジュール外部を水で加圧させ、濾過膜を収縮させることで洗浄を行うことをいう)を1回行った。 Next, water (an example of cleaning water) was injected once for 30 seconds through a pipe connected to a connection port on the side of the housing (here, "water injection cleaning" refers to cleaning the outside of the membrane module by pressurizing it with water to shrink the filtration membrane).
次に、膜モジュール内部へ30秒間、水(洗浄水の一例)の通水洗浄(ここで「通水洗浄」とは、膜モジュール内部に水を通し、濾過膜を復元或いは膨張させることで洗浄を行うことをいう)を1回行った。 Next, water (an example of cleaning water) was passed through the inside of the membrane module once for 30 seconds to clean it (here, "water passing cleaning" refers to passing water through the inside of the membrane module to restore or expand the filtration membrane).
このように、膜モジュールへ注水洗浄及び通水洗浄を行い、その後、濾過速度を計測するサイクルを1回として、連続で87回の試験を行った。 In this way, the membrane module was washed by injecting water and then passing water through it, and 87 consecutive tests were performed, with each cycle being counted as one in which the filtration rate was measured.
図11は、試験例2において、濾過膜の濾過速度とサイクル回数との関係を模式的に示したグラフである。 Figure 11 is a graph showing the relationship between the filtration rate of the filtration membrane and the number of cycles in Test Example 2.
図11に示すように、試験例2によれば、本発明の濾過装置は、濾布No.1を用いた場合、膜モジュールを定期的に洗浄して濾過すると、濾過速度が低下することなく、繰り返し濾過することができることが分かった。 As shown in Figure 11, according to Test Example 2, when using filter cloth No. 1, the filtration device of the present invention was found to be able to perform repeated filtration without a decrease in filtration speed by periodically cleaning the membrane module and filtering.
〈試験例3〉
試験例2で用いた濾過装置で、セメント濃度を変えたスラッジ水(セメント濃度約15%)を通水していき、その間に膜モジュール外部に滲み出る濾過液を回収した。
試験例2同様に、10分間濾過した直後から濾過速度を計測するため、2,000mlの容器が一杯になるまで濾過を継続し、一杯になるまでの時間を計測して濾過速度(ml/min)を算出した。
Test Example 3
Sludge water with varying cement concentrations (cement concentration: about 15%) was passed through the filtration device used in Test Example 2, and the filtrate seeping out to the outside of the membrane module was collected.
As in Test Example 2, in order to measure the filtration rate immediately after 10 minutes of filtration, filtration was continued until the 2,000 ml container was filled, and the time until it was full was measured to calculate the filtration rate (ml/min).
次に、ハウジング側面の接続口に接続した配管から30秒間、水の注水洗浄を1回行った。
次に、膜モジュール内部へ30秒間、水の通水洗浄を1回行った。
このように、膜モジュールへ注水洗浄及び通水洗浄を行い、その後、濾過速度を計測するサイクルを一回として、連続で試験を繰り返し行い、濾過速度が低下したタイミングで、更に、注水洗浄及び通水洗浄を1セットで3回行った。
Next, water was poured in once for 30 seconds for cleaning through a pipe connected to a connection port on the side of the housing.
Next, the inside of the membrane module was washed once by passing water through it for 30 seconds.
In this manner, the membrane module was subjected to water injection cleaning and water flow cleaning, and then the cycle of measuring the filtration rate was counted as one cycle, and the test was continuously repeated. When the filtration rate decreased, another set of water injection cleaning and water flow cleaning was performed three times.
図12は、試験例3において、濾過膜の濾過速度とサイクル回数との関係を模式的に示したグラフである。図中、黒ベタの上矢印は、注水洗浄及び通水洗浄を1セットで3回行った箇所を示している。 Figure 12 is a graph showing the relationship between the filtration rate of the filtration membrane and the number of cycles in Test Example 3. In the figure, the solid black arrows indicate the locations where water injection cleaning and water flow cleaning were performed three times in one set.
図12に示すように、試験例3によれば、本発明の濾過装置は、膜モジュールに対して注水洗浄及び通水洗浄の1セット1回では、濾過速度が徐々に低下したが、1セット3回とすることで、濾過速度が回復することがわかった。すなわち、濾過膜の目詰まりが解消されたといえる。 As shown in Figure 12, according to Test Example 3, the filtration speed of the filtration device of the present invention gradually decreased when the membrane module was subjected to one set of water injection cleaning and water flow cleaning, but it was found that the filtration speed recovered by performing one set of three times. In other words, it can be said that clogging of the filtration membrane was eliminated.
7.結言
以上のように、本発明の濾過装置は、濾過膜を定期的に注水洗浄及び通水洗浄することで、良好な濾過速度で濾過することができる。一方で、濾過速度が低下した場合であっても、注水洗浄及び通水洗浄のセット回数を増やすことで、良好な濾過速度に回復することができる。また、濾過装置で使用する濾過膜は、濾布が好ましく、その織り方は緯畝織または平織が好ましい。
7. Conclusion As described above, the filtration device of the present invention can filter at a good filtration speed by periodically washing the filtration membrane with water and passing water through it. On the other hand, even if the filtration speed decreases, the filtration speed can be restored to a good level by increasing the number of sets of washing with water and passing water through it. In addition, the filtration membrane used in the filtration device is preferably a filter cloth, and the weave thereof is preferably a weft rib weave or a plain weave.
次に記載の各様態で提供されてもよい。
濾過装置であって、前記濾過膜は、濾布である、もの。
濾過装置であって、前記濾布は、緯畝織または平織の織布で構成される、もの。
濾過装置であって、前記ガイド体は、少なくとも3つ以上で構成される、もの。
濾過装置であって、前記膜モジュールは、前記ハウジング内で周方向に間隔をあけて複数配置される、もの。
クロスフロー式の濾過装置の洗浄方法において、膜モジュールと、ハウジングと、を備え、前記膜モジュールは、可撓性濾過膜からなる筒体と、該筒体内で周方向に間隔をあけて配置されたガイド体と、一対の配管継手と、を有し、前記各配管継手は、前記筒体及び前記ガイド体の両端と接続され、前記ハウジングは、前記濾過膜と所定の隙間を有し、且つ、前記各配管継手を突出した状態で前記膜モジュールを収容するとともに、側面に接続口を有し、前記接続口からハウジング内に洗浄水を加水する工程aと、工程aによって、前記濾過膜を変形させる工程bと、を備え、それによって、濾過膜に堆積した或いは挟まった粒子を除去する、洗浄方法。
洗浄方法であって、工程bのあと、濾過膜内に洗浄水を通水する工程cと、工程cによって、前記濾過膜を復元または膨張させる工程dと、をさらに備え、それによって、濾過膜に堆積した或いは挟まった粒子をさらに除去する、洗浄方法。
洗浄方法であって、工程a~工程dを1セットとし、その1セットを複数回することで、濾過膜に堆積した或いは挟まった粒子をさらに除去する、洗浄方法。
もちろん、この限りではない。
It may be provided in the following manner:
A filtration device, wherein the filtration membrane is a filter fabric.
A filtration device, wherein the filter fabric is made of a woven fabric having a weft rib or plain weave.
A filtering device, comprising at least three guide bodies.
A filtration device, wherein a plurality of the membrane modules are arranged at circumferential intervals within the housing.
A cleaning method for a cross-flow type filtration device, comprising: a membrane module; and a housing, wherein the membrane module comprises a cylindrical body made of a flexible filtration membrane, a guide body arranged at intervals in the circumferential direction within the cylindrical body, and a pair of piping joints, each of the piping joints being connected to both ends of the cylindrical body and the guide body, the housing has a predetermined gap between the filtration membrane and the housing, and houses the membrane module with each of the piping joints protruding, and has a connection port on a side, the cleaning method comprising: a step a of adding cleaning water into the housing from the connection port; and a step b of deforming the filtration membrane by the step a, thereby removing particles that have accumulated in or are caught in the filtration membrane.
A cleaning method, further comprising, after step b), step c of passing cleaning water through the filtration membrane, and step d of restoring or expanding the filtration membrane by step c, thereby further removing particles deposited in or trapped in the filtration membrane.
A cleaning method comprising steps a to d as one set, the set being repeated multiple times to further remove particles deposited on or trapped in a filtration membrane.
Of course, this is not the case.
最後に、本発明に係る種々の実施形態を説明したが、これらは、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。当該新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。当該実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Finally, although various embodiments of the present invention have been described, these are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiments can be embodied in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the spirit of the invention. The embodiments and their modifications are within the scope and spirit of the invention, and are included in the scope of the invention and its equivalents as set forth in the claims.
1 濾過処理システム
10 膜モジュール
11 筒体
12 ガイド体
13 配管継手
13a 頭部
14 フランジ部
20 濾過装置
21 ハウジング
22 蓋体
23 接続口
31 原水槽
31w 原水
31p ポンプ
32 濾過液槽
32w 濾過液
32p ポンプ
33 水槽
33w 水
33p ポンプ
34、34a、34b、34c、34d 弁
s 隙間
g 粒子
REFERENCE SIGNS
Claims (8)
膜モジュールと、ハウジングと、を備え、
前記膜モジュールは、可撓性濾過膜からなる筒体と、該筒体内で周方向に間隔をあけて配置されたガイド体と、一対の配管継手と、を有し、
前記各配管継手は、前記筒体及び前記ガイド体の両端と接続され、
前記ハウジングは、前記濾過膜と所定の隙間を有し、且つ、前記各配管継手を突出した状態で前記膜モジュールを収容するとともに、側面に接続口を有し、
濾過速度低下時に、前記接続口からハウジング内に洗浄水を加水することで、前記濾過膜を変形させ、濾過膜に堆積した或いは挟まった粒子を除去可能な構成である、
濾過装置。 In a cross-flow filtration device,
The membrane module and the housing are provided.
The membrane module has a cylindrical body made of a flexible filtration membrane, a guide body arranged at intervals in the circumferential direction within the cylindrical body, and a pair of pipe joints,
Each of the pipe joints is connected to both ends of the cylindrical body and the guide body,
The housing has a predetermined gap between the filtration membrane and the membrane module, and houses the membrane module with each of the pipe joints protruding. The housing has a connection port on a side surface.
When the filtration speed decreases, cleaning water is added into the housing through the connection port to deform the filtration membrane and remove particles that have accumulated on or are caught in the filtration membrane.
Filtration device.
前記濾過膜は、濾布である、濾過装置。 2. The filtration device of claim 1,
The filtration device, wherein the filtration membrane is a filter cloth.
前記濾布は、緯畝織または平織の織布で構成される、濾過装置。 3. The filtration device according to claim 2,
The filter fabric is a woven fabric having a weft rib or plain weave.
前記ガイド体は、少なくとも3つ以上で構成される、濾過装置。 The filtration device according to any one of claims 1 to 3,
The filtering device includes at least three guide bodies.
前記膜モジュールは、前記ハウジング内で周方向に間隔をあけて複数配置される、濾過装置。 The filtration device according to any one of claims 1 to 4,
The filtration device, wherein a plurality of the membrane modules are arranged at intervals in the circumferential direction within the housing.
膜モジュールと、ハウジングと、を備え、
前記膜モジュールは、可撓性濾過膜からなる筒体と、該筒体内で周方向に間隔をあけて配置されたガイド体と、一対の配管継手と、を有し、
前記各配管継手は、前記筒体及び前記ガイド体の両端と接続され、
前記ハウジングは、前記濾過膜と所定の隙間を有し、且つ、前記各配管継手を突出した状態で前記膜モジュールを収容するとともに、側面に接続口を有し、
前記接続口からハウジング内に洗浄水を加水する工程aと、
工程aによって、前記濾過膜を変形させる工程bと、
を備え、それによって、濾過膜に堆積した或いは挟まった粒子を除去する、
洗浄方法。 A method for cleaning a cross-flow filtration device, comprising:
The membrane module and the housing are provided.
The membrane module has a cylindrical body made of a flexible filtration membrane, a guide body arranged at intervals in the circumferential direction within the cylindrical body, and a pair of pipe joints,
Each of the pipe joints is connected to both ends of the cylindrical body and the guide body,
The housing has a predetermined gap between the filtration membrane and the membrane module, and houses the membrane module with each of the pipe joints protruding. The housing has a connection port on a side surface.
a step a of adding cleaning water into the housing through the connection port;
A step b of deforming the filtration membrane by the step a;
thereby removing particles that have accumulated or become trapped in the filtration membrane;
Cleaning method:
工程bのあと、濾過膜内に洗浄水を通水する工程cと、
工程cによって、前記濾過膜を復元または膨張させる工程dと、
をさらに備え、それによって、濾過膜に堆積した或いは挟まった粒子をさらに除去する、
洗浄方法。 7. The cleaning method according to claim 6,
After the step b, a step c of passing cleaning water through the filtration membrane;
Step d of restoring or expanding the filtration membrane by step c;
thereby further removing particles that have been deposited or trapped in the filtration membrane.
Cleaning method:
工程a~工程dを1セットとし、その1セットを複数回することで、濾過膜に堆積した或いは挟まった粒子をさらに除去する、
洗浄方法。
8. The cleaning method according to claim 7,
Steps a to d are grouped into one set, and the set is repeated multiple times to further remove particles that have accumulated on or are stuck in the filtration membrane.
Cleaning method:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020101781A JP7555201B2 (en) | 2020-06-11 | 2020-06-11 | Filtration device and cleaning method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020101781A JP7555201B2 (en) | 2020-06-11 | 2020-06-11 | Filtration device and cleaning method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021194577A JP2021194577A (en) | 2021-12-27 |
| JP7555201B2 true JP7555201B2 (en) | 2024-09-24 |
Family
ID=79196756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020101781A Active JP7555201B2 (en) | 2020-06-11 | 2020-06-11 | Filtration device and cleaning method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7555201B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20250095652A (en) * | 2022-10-24 | 2025-06-26 | 엔테그리스, 아이엔씨. | Multiport filter housing and filter therefor |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007038172A (en) | 2005-08-04 | 2007-02-15 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Membrane treatment equipment |
| KR101474195B1 (en) | 2014-03-25 | 2014-12-18 | 주식회사 휴비스워터 | Cloth Filter and Hybrid Filter |
-
2020
- 2020-06-11 JP JP2020101781A patent/JP7555201B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007038172A (en) | 2005-08-04 | 2007-02-15 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Membrane treatment equipment |
| KR101474195B1 (en) | 2014-03-25 | 2014-12-18 | 주식회사 휴비스워터 | Cloth Filter and Hybrid Filter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2021194577A (en) | 2021-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5468397A (en) | Gas backwash of pleated filters | |
| US3441143A (en) | Plural element filter assembly | |
| US4153552A (en) | Method for regenerating filters | |
| KR20160106661A (en) | Filter element and filtration device | |
| US11583788B1 (en) | Lightweight fibrous media (LFM) filter | |
| JP6680856B1 (en) | Filtration device and filtration method | |
| JP7555201B2 (en) | Filtration device and cleaning method thereof | |
| JP4606116B2 (en) | Filtration device | |
| JPS63294911A (en) | Filter | |
| JP2007296500A (en) | Membrane separation device and membrane filtration method | |
| JP2004057883A (en) | Water cleaning method using external pressure type hollow fiber membrane module and apparatus therefor | |
| US5925258A (en) | Upright tubular filter unit and method of separation using the filter unit | |
| MX2010000388A (en) | Method and system for backwashing a filter. | |
| US2968404A (en) | Filter | |
| JP2000271454A (en) | Spiral type membrane element and operation method and cleaning method of spiral type membrane module | |
| KR100274759B1 (en) | Microfiltration method and system using textile hose | |
| JP7152064B1 (en) | washing method | |
| KR101517724B1 (en) | Elutriation apparatus of wastewater | |
| KR100275928B1 (en) | A method for washing a filter | |
| JPH08206656A (en) | Washing waste water treatment device of membrane filter apparatus | |
| US12589336B1 (en) | Lightweight fibrous media (LFM) filter | |
| JP2000271456A (en) | Spiral type membrane element and operation method and cleaning method of spiral type membrane module | |
| JP5345512B2 (en) | Long fiber filtration device backwash method and long fiber filtration device | |
| JP2003245665A (en) | Water treatment device | |
| JP2004089761A (en) | Spiral membrane element, reverse osmosis membrane module and reverse osmosis membrane apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230607 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240904 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240910 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7555201 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |