WO2007004264A1

WO2007004264A1 - 濾過装置及び濾過装置用ヘッダ

Info

Publication number: WO2007004264A1
Application number: PCT/JP2005/012114
Authority: WO
Inventors: Kiyotaka Sugiura; Kohji Hattori; Hiroyuki Oyachi
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2007-12-30

Abstract

　簡素な構造の、複数の濾過器が集約されたフィルタモジュールを備えた濾過装置及びこのようなフィルタモジュールを作製する際に、容易に複数の濾過器の位置合わせをすることができる濾過装置用ヘッダを提供する。複数の濾過器１２と、複数の濾過器１２に原液を供給する原液供給ヘッダ２０と、複数の濾過器から濾液を回収する濾液回収ヘッダ３０とを備えるフィルタモジュール４０を、少なくとも１つ備える濾過装置１０であって、原液供給ヘッダ２０及び濾液回収ヘッダ３０の少なくとも１つが、管壁に開口部を有するヘッダ管２１と、その開口部に嵌合され、厚み方向に貫通する複数の開口穴２６を有するヘッダ板２５とを備え、複数の濾過器１２がヘッダ板２５の複数の開口穴２６に連結された濾過装置及び濾過装置用ヘッダを提供する。

Description

明細書

濾過装置及び濾過装置用ヘッダ

技術分野

[0001] 本発明は、水処理等、液体の処理に好適に用いることができる濾過装置及び濾過装置用ヘッダに関し、特に簡素な構造で、複数の濾過器が一体化された濾過装置及び濾過装置用ヘッダに関する。

背景技術

[0002] 近年、世界的な水不足にカ卩えて、クリプトスポリジゥムや O— 157をはじめとする病原性微生物の問題が深刻化しており、安全性が高く高品質の水を簡易に製造し得る浄水プロセスが求められて、る。多孔質体を濾材とするフィルタエレメントを用いた精密濾過（MF： Micro filtration)や限外濾過（UF： Ultra filtration)は、簡便な操作により液体中の懸濁物質や病原性微生物等の有害物質を効果的に除去し得る浄水プロセスとして注目 ^^めている。精密濾過や限外濾過に用いられるフィルタエレメントとしては、榭脂ゃセラミック等の多孔質体力もなる隔壁を有し、その隔壁によって、液体の流路となるセルが形成された構造のものが汎用されて、る。

[0003] 例えば、中空糸膜フィルタは、中空糸を濾材とし、これを多数本集合させたフィルタエレメントであり、多孔質榭脂からなるキヤピラリー状の隔壁を有し、その隔壁によって中心部を貫通するセルが形成された構造となっている。この構造においては、被処理液体 (原液)を所定の圧力で中空糸の外部に供給すると、液体は多孔質榭脂からなる隔壁を透過して中空糸の中心部を貫通するセル内に流入する。この際、隔壁において懸濁物質や病原性微生物等の有害物質が除去され、セル内に流入した液体を浄化された処理済液体 (濾液)として回収することができる。即ち、中空糸膜フィルタにぉ、ては、隔壁によって形成されたセルが濾液を流通させる濾液流路として利用されている。

[0004] また、図 1に示すモノリス状フィルタ 2は、セラミック多孔質体を濾材とし、液体の流路方向が平行となるように多数のセル 3が形成されたフィルタエレメントである。このフィルタエレメントは、セラミック多孔質体力なる格子状の隔壁を有し、その隔壁によつて区分された多数のセル 3が形成されたノヽ-カム構造となっている。この構造においては、被処理液体 (原液)を所定の圧力で多数のセル 3の内部に供給すると、液体はセラミック多孔質体力もなる隔壁を透過してセル外に流出する。この際、隔壁において懸濁物質や病原性微生物等の有害物質が除去され、セル外、ひいてはモノリスの外部に流出した液体を浄ィ匕された処理済液体 (濾液）として回収することができる。即ち、図 1に示すモノリス状フィルタ 2においては、隔壁によって形成されたセル 3が原液を流通させる原液流路として利用されて、る。

[0005] 上記のフィルタエレメントを精密濾過や限外濾過に用いる際には、フィルタエレメントがケ一シング内に収納された濾過器の形態で用いられることが多い。上記のフィルタエレメントは、セルを濾液流路として利用する力、原液流路として利用するかの相違はあるものの、いずれも隔壁によって原液流路と濾液流路とが区分された構造を有している。従って、フィルタエレメントをケーシング内に収納し、 O—リング等のシール材により、原液流路と濾液流路とを液密的に隔離した構造とすることによって、濾液のみを分離して回収することが可能となる。通常、このような濾過器では、フィルタエレメントが、液体を鉛直方向に流通させるように、ケーシング内に収納されている。

[0006] 上記のような濾過器は、単独でも濾過機能を有するものである力大量の原液を処理することが要請される浄水場や工場等の大規模設備においては、濾過面積、ひいては単位時間 ·単位濾過面積当たりの透水量 (以下、単に「透水量」と記す)を増加させ、処理能力を向上させるために、多数の濾過器が配管によって相互に連結された構造の濾過装置として使用されることが一般的である。例えば、多数の濾過器がへッダ管により連結された構造の濾過装置が知られている（例えば、特許文献 1参照)。特許文献 1：特開 2003 - 334429号公報

発明の開示

[0007] 本発明は、より簡素な構造の、複数の濾過器が集約されたフィルタモジュールを備えた濾過装置及びこのようなフィルタモジュールを作製する際に、容易に複数の濾過器の位置合わせをすることができる濾過装置用ヘッダを提供することを特徴とする。

[0008] 本発明は、以下の濾過装置及び濾過装置用ヘッダを提供するものである。

[0009] [1] 複数の濾過器と、前記複数の濾過器に被処理液体 (原液)を供給する原液供給ヘッダと、前記複数の濾過器から処理済液体 (濾液）を回収する濾液回収ヘッダとを備えるフィルタモジュールを、少なくとも 1つ備える濾過装置であって、前記原液供給ヘッダ及び濾液回収ヘッダの少なくとも 1つが、管壁に開口部を有するヘッダ管と

、前記開口部に嵌合され、厚み方向に貫通する複数の開口穴を有するヘッダ板とを備え、前記複数の濾過器が前記ヘッダ板の複数の開口穴に連結された濾過装置。

[0010] [2] 前記ヘッダ板の複数の開口穴が前記ヘッダ管の長手方向に並んで配置された [1]に記載の濾過装置。

[0011] [3] 前記ヘッダ板力前記ヘッダ管の長手方向の端部側に位置する一の開口穴の側面から前記長手方向の端面まで貫通する貫通穴を有する [1]又は [2]に記載の濾過装置。

[0012] [4] 前記原液供給ヘッダが、前記ヘッダ管と前記ヘッダ板とを備え、かつ前記濾過器の下方に配置された [1]〜 [3]の何れかに記載の濾過装置。

[0013] [5] 前記濾過器が、原液供給口及び濾液送出口を有するケーシングと、前記ケ一シングに収納され、液体の流路となるセルを形成する多孔質の隔壁を有するフィルタエレメントとを備え、前記原液供給口と前記開口穴とが連結された [4]に記載の濾過装置。

[0014] [6] 前記フィルタモジュール力濾過器に連結された原液回収ヘッダを備える [1]

〜 [5]の何れかに記載の濾過装置。

[0015] [7] 前記濾過装置力複数の前記フィルタモジュールを備える [1]〜 [6]の何れかに記載の濾過装置。

[0016] [8] 複数の濾過器に被処理液体 (原液)を供給又は複数の濾過器から処理済液体 (濾液)を回収する濾過装置用ヘッダであって、管壁に開口部を有するヘッダ管と、前記開口部に嵌合され、濾過器と連結するための複数の開口穴を有するヘッダ板とを備えた濾過装置用ヘッダ。

[0017] [9] 前記ヘッダ板の複数の開口穴が前記ヘッダ管の長手方向に並んで配置された [8]に記載の濾過装置用ヘッダ。

[0018] [10] 前記ヘッダ板の複数の開口穴が一列に並んで配置された [9]に記載の濾過装置用ヘッダ。 [0019] [11] 前記ヘッダ板力前記ヘッダ管の長手方向の端部に位置する一の開口穴の側面から前記長手方向の端面まで貫通する貫通穴を有する [8]〜 [10]の何れかに記載の濾過装置用ヘッダ。

[0020] 本発明の濾過装置は、上記のような濾過装置用ヘッダを備えるため、複数の濾過器をこのヘッダに連結することにより、正確な位置及び角度で濾過器を配置することができる。また、このヘッダは、構造が簡単なため、濾過装置を低コストで作製することがでさる。

図面の簡単な説明

[0021] [図 1]フィルタエレメントの一の形態を模式的に示す斜視図である。

[図 2(a)]本発明の濾過装置の一実施形態を示す模式的な正面図である。

[図 2(b)]本発明の濾過装置の一実施形態を示す模式的な側面図である。

[図 3(a)]本発明に係るヘッダ管の一実施形態を示す模式的な斜視図である。

[図 3(b)]本発明に係るヘッダ板の一実施形態を示す模式的な斜視図である。

[図 4(a)]本発明に係る濾過装置用ヘッダの一実施形態を示す模式的な平面図である

[図 4(b)]本発明に係る濾過装置用ヘッダの一実施形態を示す模式的な正面図である。

[図 4(c)]本発明に係る濾過装置用ヘッダの一実施形態を示す模式的な側面図である

[図 5(a)]本発明に係るヘッダ板の別の実施形態を示す模式的な斜視図である。

[図 5(b)]本発明に係るヘッダ板の別の実施形態を示す模式的な断面図である。

[図 6]本発明に係る濾過装置用ヘッダの別の実施形態を示す模式的な断面図である

[図 7]本発明に係る濾過器の一実施形態を示す模式的な断面図である。

[図 8]フィルタエレメントの別の形態を示す斜視図である。

符号の説明

[0022] 2 :モノリス状フィルタ、 3 :セル、 4 :モノリス、 5 :集水スリット、 6 :目封止部材、 10 :濾過装置、 12 :濾過器、 20 :原液供給ヘッダ、 21 :ヘッダ管、 22 :管壁、 23 :開口部、 24 : スペース、 25:ヘッダ板、 26:開口穴、 27:貫通穴、 28:開口穴の側面、 29:ヘッダ板の端面、 30:濾液回収ヘッダ、 31:ヘッダ管の端面、 33:原液回収ヘッダ、 34:フランジ、 35:原液排出口、 40:モジュール、 100:濾過器、 102:ケーシング、 104:フィルタエレメント、 104a:フィルタエレメントの外周面、 106:原液供給口、 108:濾液送出口、 110:原液排出口、 112:ケーシング本体、 112a:ケーシング本体の内集面、 11 4:上部キャップ、 116:底部キャップ、 118, 120:0—リング、 122, 124:シールキヤップ、 126:空間。

発明を実施するための最良の形態

[0023] 以下、本発明を実施するための最良の形態 (以後、「実施形態」ということがある）を図面を参照しながら具体的に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなぐ本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。

[0024] 図 2(a)及び図 2(b)は、本発明の濾過装置の一実施形態を模式的に示す図であり、図 2 (a)は模式的な正面図、図 2(b)は模式的な側面図である。図 3 (a)は、本発明に係るヘッダ管の一実施形態を示す模式的な斜視図、図 3 (b)は本発明に係るへッダ板の一実施形態を示す模式的な斜視図である。図 4 (a)〜図 4(c)は、本発明に係る濾過装置用ヘッダの一実施形態を模式的に示す図であり、図 4 (a)は模式的な平面図、図 4(b)は模式的な正面図、図 4(c)は模式的な側面図である。

[0025] 図 2 (a)及び図 2(b)に示す形態の濾過装置 10は、複数の濾過器 12と原液供給へッダ 20と濾液回収ヘッダ 30とを備えるフィルタモジュール 40を少なくとも 1つ備える。そして、原液供給ヘッダ 20は、図 3 (a)及び図 3(b)に示すように、ヘッダ管 21とへッダ板 25とを備える。

[0026] ヘッダ管 21は、管壁 22に開口部 23を有する。ヘッダ板 25は、厚み方向に貫通する複数の開口穴 26を有する。そして、図 4 (a)〜図 4(c)に示すように、ヘッダ板 25が、ヘッダ管 21の開口部 23に勘合している。更に、図 2 (a)及び図 2(b)に示すように、複数の濾過器 12がヘッダ板 25の複数の開口穴 26に連結されて、る。

[0027] 管状のヘッダの管壁に複数の濾過器を連結する構造とすることにより、従来の濾過装置に比べて構造を簡素化することができる。更に、管壁に板状体を嵌合し、その板状体に濾過器が連結する開口穴を設けることにより、加工が容易となるとともに、複数の濾過器の連結位置の位置合わせが容易となる。

[0028] 更に、図 2 (a)に示すように、濾過器 12は、一方向に長い形状の場合が多いため、その一端における設置角度の微妙なずれが、他端における大きな位置ずれをおこす場合がある。この場合においても、板状体に開口穴を設け、そこに濾過器を連結することにより、正確な角度で濾過器を設置することができ、濾過器の他端での位置ずれを抑制することができる。なお、図 2 (a)及び図 2 (b)において、原液供給ヘッダ 20が上述のヘッダ管 21とヘッダ板 25とを備える実施形態を示した力濾液回収ヘッダがこのような構造でもよヽ。

[0029] 濾過器 12は、ヘッダ管 21の長手方向に並ぶように配置することが、構造の簡素化及び省スペース化の観点力好ましぐ一本のヘッダ管の長手方向に一列に並ぶように配置することが更に好ましい。従って、ヘッダ板 25の開口穴 26もヘッダ管 21の長手方向に並ぶように設けることが好ましぐ一列に並ぶように設けることが更に好ましい。

[0030] ヘッダ板 25をヘッダ管 21に嵌合する方法に特に制限はなぐ溶接等の方法により容易に嵌合することができる。また、ヘッダ管 21を配管に連結する場合に、フランジ 3 4により連結することが好ましい。従って、ヘッダ管 21はフランジ 34を一方又は両方の端部に備えることが好ましい。また、そのために、ヘッダ管 21は、トラフ形状よりもチユーブ状であることが好ましぐ端部は開口部のない完全なチューブ状であることが好ましい。ヘッダ管 21とヘッダ板 25の材質に特に制限はないが、ステンレススチール等が好適に用いられる。

[0031] ヘッダ管の大きさに特に制限はないが、径カ S200〜400mm、長さ力 00〜3400 mm程度の範囲とすることが実用上好ましい。ヘッダ板の大きさにも特に制限はない長さ力 S500〜3100mm、幅力 S200〜300mm、厚さ力 S20〜40mm程度とすることが実用上好ましい。

[0032] 図 5 (a)及び図 5 (b)は、本発明に係るヘッダ板の別の実施形態を模式的に示す図であり、図 5 (a)は、模式的な斜視図、図 5 (b)は、模式的な断面図である。図 6は、本発明に係る濾過装置用ヘッダの別の実施形態を示す模式的な断面図である。図 5 ( a)、図 5 (b)及び図 6に示すように、ヘッダ板 25が、ヘッダ管 21の長手方向の端部側に位置する開口穴 26の側面 28から、同方向の端面 29まで貫通する貫通穴 27を有することも好ましヽ。

[0033] ヘッダ板 25をチューブ状のヘッダ管 21に勘合した場合、図 6に示すように、ヘッダ板の端面 29とヘッダ管の端面 31との間のスペース 24にエア溜まりが形成され、逆洗時の圧力の減衰や細菌の発生等の問題が生じる場合がある。このような場合に、へッダ管 21にエア抜き用の穴を設けてもよいが、エア抜き用の配管とバルブが必要となり、フィルタモジュールの構造が複雑となる。そこで、貫通穴 27を設けることにより、開口穴 26から貫通穴 27を通って液体が流れるようにすることができ、簡単な構造でェァ溜まりの形成を抑制すること、又は形成されたエア溜まりのエアを簡単に抜くことができる。なお、図 6において、ヘッダ板の一方の端部に貫通穴 27を設けた例を示した力必要に応じて、反対側の端部にも貫通穴を設けても良い。

[0034] また、図 2 (a)及び図 2 (b)に示すように、フィルタモジュール 40力原液回収ヘッダ 33を備えることも好ましい。原液回収ヘッダ 33は、濾過器 12が、原液排出口を有する場合に、原液排出口に連結され、排出された原液を回収するのに用いられる。また、逆洗用の圧縮エアを濾過器 12に供給する際にも好適に利用することができる。この原液回収ヘッダ 33は、通常、濾過器 12の原液排出口 35に連結される。

[0035] 本発明の濾過装置において、 1つのフィルタモジュールが備える濾過器の数は、 2 以上であれば特に制限はなぐ必要とされる透水量や設置場所のスペースに応じて任意に選ぶことができる。しかし、 1つのフィルタモジュールが備える濾過器の数が多い場合に、本発明の構成がより有効となる。従って、 1つのフィルタモジュールが備える濾過器の数は、 3以上であることが好ましぐ 5以上であることが更に好ましぐ 7以上であることが特に好ましい。一方、濾過器の数が多すぎると実用的でなくなる。従つて、 1つのフィルタモジュールが備える濾過器の数は、 15以下であることが好ましい。

[0036] また、必要とされる透水量や設置場所のスペースに応じて複数のフィルタモジユールを連結することも好ましい。例えば、図 2に示すようなフィルタモジュール 40を複数並列に並べて配置しこれらを配管で連結することも好ま U、。

[0037] 濾過器は、液体を濾過できるものであれば特に制限はなぐ目的に応じて適宜最適の形状及び構造の濾過器を選択することができる。但し、濾過器の形状が一方向に長ぐ大型の場合に本発明の効果がより顕著となる。従って、濾過器の長さが 500m m以上、更に 1000mm以上、特に 1500mm以上の場合に、本発明の構成を適応することが好ましい。一方、長さが長すぎると実用的でなくなる。従って、濾過器の長さは、 2000mm以下であることが好ましい。また、濾過器の幅は、 50〜300mmであることが実用上好ましい。

[0038] 図 7は、本発明に係る濾過器の一実施形態を示す模式的な断面図である。濾過器の好ましい構造の具体例としては、図 7に示すように、ケーシング 102とフィルタエレメント 104とを備える濾過器 100が挙げられる。

[0039] フィルタエレメントとしては、多孔質体力もなる隔壁を有し、その隔壁によって、液体の流路となるセルが形成されたものが好ましい。このようなフィルタエレメントによれば、原液が隔壁を透過してセル内に流入する際に、又は原液が隔壁を透過してセル外に流出する際に、隔壁において懸濁物質や病原性微生物等の有害物質が除去され、セル内に流入した液体はセル外に流出した液体を浄化された処理済液体 (濾液）として回収することができる。

[0040] フィルタエレメントを構成する材質については特に制限はないが、一般的には、榭脂やセラミックによって構成されたフィルタエレメントが汎用されている。

[0041] フィルタエレメントを構成する榭脂としては、例えば、ポリプロピレン (PP)、ポリェチレン（PE)、ポリアクリロニトリル（PAN)、酢酸セルロース（CA)、ポリスルホン（PS)、ポリエーテルスルホン（PES)、又はポリフッ化ビ-リデン（PVDF)等が用いられる。中でも、過酸ィ匕水素や次亜塩素酸等の洗浄用薬液に対する耐久性が高い、ポリフッ化ビ-リデンが好適に用いられる。

[0042] フィルタエレメントを構成するセラミックとしては、例えば、アルミナ (Al O )、チタ-

2 3 ァ（TiO )、ムライト（Al O . SiO )、又はジルコニァ（ZrO )等が用いられる。中でも、

2 2 3 2 2

粒子径が制御された原料を入手し易ぐ安定なスラリーを形成でき、かつ、耐食性が高い、アルミナが好適に用いられる。セラミックは、機械的強度や耐久性に優れるため信頼性が高ぐ耐食性が高いため酸やアルカリ等による薬液洗浄の際の劣化が少なぐ更には、濾過能力を決定する平均細孔径の精密な制御が可能であるといった様々な利点を有している。従って、フィルタエレメントを構成する材質としては、榭脂よりもセラミックの方が好ま、と、える。

[0043] 榭脂製のフィルタエレメントとしては、中空糸膜フィルタを代表的な例として挙げることができる。中空糸膜フィルタは、中空糸を濾材とし、これを多数本集合させたフィルタエレメントであり、多孔質榭脂からなるキヤピラリー状の隔壁を有し、その隔壁によつて中心部を貫通するセルが形成された構造を呈している。このような中空糸膜フィルタは、全体として円柱状に形成されたものが多く用いられている。

[0044] セラミック製のフィルタエレメントとしては、チューブ状フィルタやモノリス状フィルタを代表的な例として挙げることができる。チューブ状フィルタは、セラミック多孔質体からなる筒状の隔壁を有し、その隔壁によって区分された、中心部を貫通する単一のセルが形成された構造を呈している。一方、モノリス状フィルタは、セラミック多孔質体からなる隔壁を有し、その隔壁によって区分された多数のセルが形成されたノヽ-カム構造を呈している。中でも、単位体積当たりの濾過面積が大きく処理能力が高い、モノリス状フィルタが好適に用いられる。

[0045] チューブ状フィルタやモノリス状フィルタとしては、セラミック多孔質体力なる基材と、基材の表面に形成された、基材より平均細孔径が小さいセラミック多孔質体力もなる濾過膜とから構成されたものを好適に用いることができる。

[0046] このような構造では、専ら濾過膜によって濾過機能が発揮されるため、基材の平均細孔径を大きく構成することができる。従って、隔壁を透過してセル外に流出した液体が基材内部を透過する際の流動抵抗を低減させることができ、透水量を増加させることが可能となる。

[0047] 濾過膜を構成するセラミック多孔質体の平均細孔径は、要求される濾過性能 (除去すべき物質の粒径）により異なる力精密濾過や限外濾過に用いるフィルタエレメントの場合であれば、 0. 01〜： L O /z m程度である。一方、基材を構成するセラミック多孔質体の平均細孔径は、機械的強度と透水量のバランスを考慮して決定される。通常は、平均細孔径 1〜数百 m程度のセラミック多孔質体が基材として用いられる。

[0048] 基材は、骨材粒子を含む坏土を成形し、乾燥し、焼成する方法等により得ることができ、濾過膜は、基材の隔壁表面に骨材粒子を含むスラリーを成膜し、乾燥し、焼成する方法等により形成することができる。成膜は、ディップ成膜法等の従来公知の成膜法により行うことができるが、ピンホール等の膜欠陥を有効に防止し得る濾過製膜法 (特公昭 63— 66566号公報参照）により行うことが好まヽ。

[0049] 更に、モノリス状フィルタとしては、例えば、図 8に示すモノリス状フィルタ 2のように、多数のセル 3が形成されていることに加え、その長手方向の一部に、並列する一群のセルとモノリス 4の外部空間とを連通させる集水スリット 5が形成され、その集水スリット 5に連通するセル (集水セル)の両端開口部が目封止部材 6によって目封止されたものを好適に用いることができる。

[0050] モノリス状フィルタにおいては、中心部近傍のセルほど濾液がモノリス外部に流出する際の流動抵抗が大きいため、濾液がモノリス外部に流出する際の流動抵抗が小さい外周部近傍のセルのみが濾過に使用されてしまい、実質的な濾過面積、ひいては透水量が減少することが起こり得る。上記の構造は、中心部近傍のセル力も流出した濾液を集水スリット経由でモノリスの外部空間に速やかに流出させることができる。従って、中心部近傍のセルについても有効に活用することができ、実質的な濾過面積、ひいては透水量を大幅に増加させることが可能である。このような構造は、中心部近傍のセル力モノリス外周までの距離が長、、大型のモノリス状フィルタの場合に特に有効である。なお、集水セルについては、セルの両端開口部を目封止する構造としているため、セル開口部力原液が混入することはない。

[0051] 集水スリットは、並列する一群のセルをモノリスの外部空間と連通させるように破断することにより形成することができる。セルの破断は、焼成前の成形体、乾燥体の段階で行ってもよいし、焼成後の焼結体の段階で行ってもよい。また、セル開口部の目封止は、例えば、モノリスと同じ材料力もなる坏土（目封止材)を目封止すべきセルの開口部に充填した後、乾燥 ·焼成する方法等により行うことができる。図 8に示すように、集水スリット 5は、モノリス 4の両端面近傍にそれぞれ複数ずつ形成されることが多い。そして、各集水スリット 5が、相互に平行するように形成されることが一般的である。

[0052] フィルタエレメントの形状にっヽては特に制限はな、。全体的な形状としては、例えば、図 1に示すような円柱状の他、四角柱状、又は三角柱状等の形状が挙げられる。中でも、押出成形がし易ぐ焼成変形が少なぐケーシングとのシールが容易な円柱状が好適に用いられる。

[0053] セル形状 (液体の流通方向と直交する断面における形状）としては、例えば、図 1に示すような円形セルの他、四角形セル、六角形セル、又は三角形セル等の形状が挙げられる。中でも、逆洗の際に、隔壁表面に堆積した懸濁物質等を剥離させて除去することが容易な円形セルが好適に用いられる。

[0054] ケーシングには内部空間が形成されており、その内部空間にフィルタエレメントが収納される。上記の如ぐフィルタエレメントとしては、柱状のものが汎用されることから、ケーシングは、これらの柱状体を収納し得る筒状であることが多い。例えば、円柱状のフィルタエレメントを用いる場合には、円筒状のケーシングが好適に用いられる。

[0055] 例えば、図 7に示すように、ケーシング 102には、フィルタエレメント 104が収納されて濾過器 100が構成される。例えば、フィルタエレメントとして、円柱状のモノリス状フィルタを用いる場合であれば、そのモノリス状フィルタを、セルが鉛直方向に向力つて開口するように縦置き式に収納することが好ましい。このような濾過器においては、原液をフィルタエレメントの下端側力供給し、上端側に向力つて流通させる際に濾過が行われる (V、わゆる上向流濾過）。

[0056] また、ケーシング 102には、その内部空間と連通するように、フィルタエレメント 104 に原液供給口 106、濾液送出口 108が形成されている。図 7に示すケーシング 102 には、更に原液排出口 110が形成されている。

[0057] 原液供給口は、フィルタエレメントに原液を供給するための開口部であり、逆洗排液を排出する際にも利用される。この原液供給口は、原液供給ヘッダの 1つの開口部に連結される。上向流濾過を行う濾過器においては、原液をフィルタエレメントの下端側から供給するため、図 7に示すように、原液供給口 106はケーシング 102の下端側に形成されることが多い。この場合には、原液供給ヘッダが上述のヘッダ板とへッダ管とを備えることが好ましい。そして、原液供給口 106が、ヘッダ板の開口穴に連結していることが好ましい。

[0058] 濾液送出口は、フィルタエレメントから濾液を送出するための開口部であり、逆洗用清澄水を供給する際にも利用される。この濾液送出口は、付設されたフランジを介して濾液回収ヘッダの 1つの開口部に連結される。ケーシング内のエア抜きを容易にする観点から、図 7に示すように、ケーシング 102の上端側に濾液送出口 108を形成することが好ましい。

[0059] 原液排出口は、クロスフロー運転 (フィルタエレメントに対して原液を循環流通させながら連続的に濾過を行う方法)を採用する場合に原液を排出するために必要となる。また、逆洗用圧縮エアを供給する際に利用することもできる。

[0060] 濾過器が、原液排出口を有する場合には、フィルタモジュールが原液回収ヘッダを備えることが好ましい。そして、原液排出口を原液回収ヘッダの 1つの開口部に連結することが好ましい。上向流濾過を行う濾過器においては、原液をフィルタエレメントの上端側力も排出するため、図 7に示すように、原液排出口 110はケーシング 102の上端側に形成されることが好ましヽ。

[0061] なお、ケーシングは一体的に構成されている必要はなぐ幾つかの部材により構成されていてもよい。例えば、図 7に示すケーシング 102のように、中空筒状のケーシング本体 112と、その上端に装着される上部キャップ 114と、下端に装着される底部キヤップ 116とから構成されたものが挙げられる。このケーシング 102においては、ケーシング本体 112の上端部近傍に濾液送出口 108が、上部キャップ 114の頂部に原液排出口 110が、底部キャップ 116の下端部に原液供給口 106が形成されている。

[0062] ケーシングを幾つかの部材により構成する場合には、フランジを利用してそれらの部材を連結させることが好ましい。この際、連結させる各部材間には、図 7に示すように、ゴム等の弹性材力なる O—リング 118, 120やリング状の平パッキン等のシール材を介在させ、液密性を確保した状態で各部材を連結することが好ましい。例えば、連結させる両部材のフランジに沿ってシール材を配置し、フランジのシール材配置部分より外周側に各々ボルト穴を設け、ボルトとナットにより固定する方法等が挙げられる。この際、シール材の配置を容易とし、確実な固定を行うベぐフランジにシール材を配置 ·固定するための凹溝を設けてもよい。

[0063] ケーシングは、不透水性で耐食性が高!、材質により構成することが好まヽ。榭脂製のフィルタエレメントの場合には榭脂製のケーシング等力セラミック製のフィルタエレメントの場合にはステンレス製のケーシング等が好適に用いられる。 [0064] 濾過器を構成する際には、原液流路と濾液流路とをシール材により液密的に隔離させた状態でフィルタエレメントをケーシング内に収納する構造とすることが好ましヽ。その構造は特に限定されないが、通常は、フィルタエレメント両端面の外縁部に沿つて、セル開口部を閉塞しないようにシール材を配置し、そのシール材をケ一シングの一部に当接させる構造が好ま、。

[0065] このシール材の形状、構造、材質等は特に限定されるものではなぐ例えば、ゴム等の弹性材力もなる O—リングやリング状の平パッキン等であってもよい。 O—リングやリング状の平パッキンを、フィルタエレメントの端面における外縁部に沿って、複数のセル開口部の全てを取り囲むように配置することにより、上記 2つの機能を担保することがでさる。

[0066] 但し、フィルタエレメントとして、モノリス状フィルタを用いる場合には、図 7に示すように、シール材として、シールキャップ 122, 124を用いることが好ましい。本明細書において「シールキャップ」というときは、フィルタエレメントのような柱状体の端部に被着させて用いられるキャップ状のシール材を意味する（例えば、特開平 10— 184919 号公報参照）。このようなキャップ状のシール材は、 O—リングやリング状の平パッキンと比較して、フィルタエレメントに簡便かつ確実に固定可能であることにカ卩え、高い液密性を確保できる点にぉヽて好まヽ。

[0067] 図 7に示す濾過器 100においては、原液を底部キャップ 116の原液供給口 106からフィルタエレメント 104のセル内に所定の圧力で供給すると、その原液は、セルを区画する隔壁を透過する際に濾過され、フィルタエレメント 104の外周面から、フィルタエレメント 104の外周面 104aとケーシング本体 112の内周面 112aとの間に形成される空間 126に濾液として流出する。この濾液は、空間 126内に貯留されていき、最終的にはケーシング本体 112の濾液送出口 108から回収される。

[0068] 通常、濾過器 100は、上部キャップ 114頂部の原液排出口 110をバルブ等で閉塞することにより、デッドエンド型の濾過器として用いられる。但し、原液排出口 110と原液供給口 106を配管等で連結させ、原液が濾過器 100内を循環するように構成することにより、クロスフロー型の濾過器として用いることもできる。

産業上の利用可能性以上、説明してきたように、本発明の濾過装置は、簡素な構造で、複数の濾過器の位置合わせが容易にでき、低コストの濾過装置とすることができるため、浄水用の大型濾過装置等として、好適に用いることができる。また、本発明の濾過装置用ヘッダを用いることにより、このような濾過装置を好適に構成することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 複数の濾過器と、前記複数の濾過器に被処理液体 (原液)を供給する原液供給へッダと、前記複数の濾過器から処理済液体 (濾液)を回収する濾液回収ヘッダとを備えるフィルタモジュールを、少なくとも 1つ備える濾過装置であって、

前記原液供給ヘッダ及び濾液回収ヘッダの少なくとも 1つが、管壁に開口部を有するヘッダ管と、前記開口部に嵌合され、厚み方向に貫通する複数の開口穴を有するヘッダ板とを備え、前記複数の濾過器が前記ヘッダ板の複数の開口穴に連結された濾過装置。

[2] 前記ヘッダ板の複数の開口穴が前記ヘッダ管の長手方向に並んで配置された請求項 1に記載の濾過装置。

[3] 前記ヘッダ板が、前記ヘッダ管の長手方向の端部側に位置する一の開口穴の側面力前記長手方向の端面まで貫通する貫通穴を有する請求項 1又は 2に記載の濾過装置。

[4] 前記原液供給ヘッダが、前記ヘッダ管と前記ヘッダ板とを備え、かつ前記濾過器の下方に配置された請求項 1〜3の何れかに記載の濾過装置。

[5] 前記濾過器が、原液供給口及び濾液送出口を有するケーシングと、前記ケーシングに収納され、液体の流路となるセルを形成する多孔質の隔壁を有するフィルタエレメントとを備え、前記原液供給口と前記開口穴とが連結された請求項 4に記載の濾過装置。

[6] 前記フィルタモジュール力濾過器に連結された原液回収ヘッダを備える請求項 1

〜5の何れかに記載の濾過装置。

[7] 前記濾過装置が、複数の前記フィルタモジュールを備える請求項 1〜6の何れかに記載の濾過装置。

[8] 複数の濾過器に被処理液体 (原液)を供給又は複数の濾過器から処理済液体 (濾液)を回収する濾過装置用ヘッダであって、管壁に開口部を有するヘッダ管と、前記開口部に嵌合され、濾過器と連結するための複数の開口穴を有するヘッダ板とを備えた濾過装置用ヘッダ。

[9] 前記ヘッダ板の複数の開口穴が前記ヘッダ管の長手方向に並んで配置された請求項 8に記載の濾過装置用ヘッダ。

[10] 前記ヘッダ板の複数の開口穴が一列に並んで配置された請求項 9に記載の濾過装置用ヘッダ。

[11] 前記ヘッダ板が、前記ヘッダ管の長手方向の端部に位置する一の開口穴の側面から前記長手方向の端面まで貫通する貫通穴を有する請求項 8〜： L0の何れかに記載の濾過装置用ヘッダ。