(57)【要約】処理効率及びコスト性に優れる濾過装置及びこれを用いた浸漬式濾過方法を提供することを目的とする。本発明の濾過装置は濾過膜を用いて被処理液を浄化する浸漬式の濾過装置であって、濾過槽とこの濾過槽内に浸漬される１又は複数の濾過膜モジュールとを有する濾過ユニットを複数備え、濾過ユニットは直列に配置されている。濾過装置前段の濾過ユニットから後段の濾過ユニットへ被処理液がオーバーフローにより供給されるとよい。濾過膜モジュールの下方から気泡を供給する気泡供給器をさらに備えるとよい。また、本発明の浸漬式濾過方法は、当該濾過装置を用い、前段の濾過ユニットの被処理液の一部を後段の濾過ユニットに供給して被処理液を浄化する。
2015141455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過膜を用いて被処理液を浄化する浸漬式の濾過装置であって、濾過槽とこの濾過槽内に浸漬される１又は複数の濾過膜モジュールとを有する濾過ユニットを複数備え、上記濾過ユニットは直列に配置されている濾過装置。
【請求項２】
前段の上記濾過ユニットから後段の上記濾過ユニットへ被処理液がオーバーフローにより供給される請求項１に記載の濾過装置。
【請求項３】
上記濾過膜モジュールの下方から気泡を供給する気泡供給器をさらに備える請求項１又は請求項２に記載の濾過装置。
【請求項４】
請求項１、請求項２又は請求項３に記載の濾過装置を用い、前段の上記濾過ユニットの被処理液の一部を後段の上記濾過ユニットに供給して上記被処理液を浄化する浸漬式濾過方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濾過装置及びこれを用いた浸漬式濾過方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
汚水処理や医薬等の製造工程における濾過装置として、主に水のみを透過する濾過膜（例えば特開２０１０−４２３２９号公報参照）を用いた濾過装置が用いられている。この濾過装置としては、濾過膜の外側への加圧、内側の負圧、浸透圧等により濾過膜の外側を高圧にして被処理液を濾過膜の内側に透過する外圧式、及び濾過膜の内側を高圧にして被処理液を濾過膜の外側に透過する内圧式がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−４２３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記濾過装置のうち浸漬式では、濾過処理の進行に伴い濾過槽内の被分離物の濃度が上昇すると、濾過膜の濾過能力が著しく低下する。そのため、従来の濾過装置では、被処理液から一定量の水を分離する場合、処理時間又は濾過膜の面積のどちらかを大きくする必要があり、処理効率の向上とコストの低減とを同時に実現することは困難である。【０００５】
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、処理効率及びコスト性に優れる濾過装置及びこれを用いた浸漬式濾過方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためになされた発明は、濾過膜を用いて被処理液を浄化する浸漬式の濾過装置であって、濾過槽とこの濾過槽内に浸漬される１又は複数の濾過膜モジュールとを有する濾過ユニットを複数備え、上記濾過ユニットは直列に配置されている。【０００７】
また、上記課題を解決するためになされた別の発明は、当該濾過装置を用い、前段の上記濾過ユニットの被処理液の一部を後段の上記濾過ユニットに供給して上記被処理液を浄化する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の濾過装置は、処理効率及びコスト性に優れる。従って、本発明の濾過装置及びこれを用いた浸漬式濾過方法は、例えば油等を含む被処理液を効率よく分離処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態の濾過装置を示す模式的説明図である。
【図２】図２は、図１の実施形態とは異なる実施形態の濾過装置を示す模式的説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［本願発明の実施形態の説明］
本願発明は、濾過膜を用いて被処理液を浄化する浸漬式の濾過装置であって、濾過槽とこの濾過槽内に浸漬される１又は複数の濾過膜モジュールとを有する濾過ユニットを複数備え、上記濾過ユニットは直列に配置されている。
【００１１】
当該濾過装置は、直列に接続された複数の濾過ユニットにより水処理を行うため、各濾過ユニットの濾過槽内の被処理液の量と被分離物の濃度を効率的に分散させて濾過を行うことができる。つまり、当該濾過装置は、各濾過槽内の濾過膜モジュールの濾過能力を適度に維持しつつ濾過を行うことができるため、濾過膜モジュールの濾過面積を小さくしてコストを低減しつつ、効率的に水処理を行うことができる。
【００１２】
前段の上記濾過ユニットから後段の上記濾過ユニットへ被処理液がオーバーフローにより供給されるとよい。このように複数の濾過ユニット間で被処理液をオーバーフローにより供給することで、後段の濾過槽への被処理液の供給量を容易かつ確実に制御することができる。その結果、水処理の効率をさらに向上できる。
【００１３】
上記濾過膜モジュールの下方から気泡を供給する気泡供給器をさらに備えるとよい。このように気泡供給器を備えることで、各濾過ユニットの濾過膜モジュールの濾過能力を維持することができるため、水処理効率をさらに高めることができる。特に、当該濾過装置は、濾過ユニットごとの被処理液の処理量を従来の濾過装置に比して小さくできるため、濾過膜の洗浄を気泡供給器により効率的に行うことができる。
【００１４】
また、本願発明は、当該濾過装置を用い、前段の濾過ユニットの被処理液の一部を後段の濾過ユニットに供給して被処理液を浄化する浸漬式濾過方法を含む。
【００１５】
当該浸漬式濾過方法は、当該濾過装置を用いて被処理液を処理するため、高効率かつ低コストで被処理液を浄化することができる。
【００１６】
［本願発明の実施形態の詳細］
以下、本発明に係る濾過装置及び浸漬式濾過方法について図面を参照しつつ詳説する。
【００１７】
＜濾過装置＞
図１の濾過装置１は、被処理液Ｘが供給される第一濾過ユニット２と、この第一濾過ユニット２内の被処理液Ｘ１の一部が供給される第二濾過ユニット３と、上記第二濾過ユニット３内の被処理液Ｘ２の一部が供給される第三濾過ユニット４とを直列に備える。上記第一濾過ユニット２は、第一濾過槽２ａとこの第一濾過槽２ａ内に浸漬される複数の第一濾過膜モジュール２ｂとを有し、上記第二濾過ユニット３は、第二濾過槽３ａとこの第二濾過槽３ａ内に浸漬される１の第二濾過膜モジュール３ｂとを有し、上記第三濾過ユニット４は、第三濾過槽４ａとこの第三濾過槽４ａ内に浸漬される１の第三濾過膜モジュール４ｂとを有する。また、当該濾過装置１は、上記複数の第一濾過膜モジュール２ｂ、１の第二濾過膜モジュール３ｂ、及び１の第三濾過膜モジュール４ｂの下方からそれぞれ気泡を供給する複数の気泡供給器５と、処理済液Ｙを貯留する処理済液貯留槽６と、濃縮液Ｚを貯留する濃縮液貯留槽７とをさらに備える。当該濾過装置１は、被処理液中に浸漬した１又は複数の濾過膜モジュールを有する濾過ユニットを３つ直列に配置して被処理液を浄化する浸漬式の濾過装置である。
【００１８】
（第一濾過ユニット）
第一濾過ユニット２は、当該濾過装置の最も前段（上流）に配置され、最初に被処理液Ｘが供給される濾過ユニットである。第一濾過ユニット２は、上述のように第一濾過槽２ａとこの第一濾過槽２ａ内に浸漬される複数の第一濾過膜モジュール２ｂとを有する。
【００１９】
（第一濾過槽）
第一濾過槽２ａは、内部に液体を貯留可能な容器である。この第一濾過槽２ａは、有底筒状体であり、上方が開放されている。第一濾過槽２ａの平面形状は特に限定されず、例えば円形、多角形等とすることができる。また、第一濾過槽２ａの内部には２つの第一濾過膜モジュール２ｂが配設されている。さらに、第一濾過槽２ａの上方には被処理液Ｘを供給する被処理液供給管２ｃが接続され、この被処理液供給管２ｃよりも低い位置に第一オーバーフロー管２ｄが接続される。第一濾過槽２ａ内の被処理液Ｘ１の液面がこの第一オーバーフロー管２ｄに到達すると、被処理液Ｘ１はオーバーフローにより第一オーバーフロー管２ｄを通って第二濾過槽３ａに供給される。なお、上記被処理液供給管２ｃを用いず、第一濾過槽２ａの開放口から被処理液Ｘを第一濾過槽２ａへ直接供給してもよい。
【００２０】
（第一濾過膜モジュール）
第一濾過膜モジュール２ｂは、上下方向に引き揃えられた複数の濾過膜と、この複数の濾過膜の一端又は両端を固定する保持部材とを有する。上記濾過膜としては、内側の中空部に水を透過させる一方、被処理液Ｘに含まれる被分離物の粒子等の透過を阻止するものであればよく、例えば公知の多孔質状の中空糸膜や平膜エレメント等を用いることができる。
【００２１】
上記中空糸膜としては、熱可塑性樹脂を主成分とするものを用いることができる。この熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリスチレン、ポリサルホン、ポリビニルアルコール、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、酢酸セルロース、ポリアクリロニトリル、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等を挙げることができる。これらの中でも耐薬品性、耐熱性、耐候性、不燃性等に優れ、多孔質性であるＰＴＦＥが好ましく、１軸又は２軸延伸したＰＴＦＥがさらに好ましい。なお、中空糸膜の形成材料には、他のポリマー、潤滑剤などの添加剤等が適宜配合されていてもよい。
【００２２】
また、中空糸膜は、透水性及び機械的強度を両立させ、さらに気泡による表面洗浄効果を効果的にするために、多層構造とすることが好ましい。具体的には、内側の支持層とこの支持層の表面に積層される濾過層とを中空糸膜が備えることが好ましい。
【００２３】
中空糸膜の支持層の平均厚さは、例えば０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下である。支持層の平均厚さを上記範囲内とすることで、中空糸膜に機械的強度及び透水性をバランスよく付与することができる。また、中空糸膜の濾過層の平均厚さは、例えば５μｍ以上１００μｍ以下である。濾過層の平均厚さを上記範囲内とすることで、中空糸膜に容易かつ確実に高い濾過性能を付与することができる。
【００２４】
中空糸膜の平均外径は例えば２ｍｍ以上６ｍｍ以下、平均内径は例えば０．５ｍｍ以上４ｍｍ以下である。また、中空糸膜の平均長さは、第一濾過槽２ａの大きさや処理量に合わせて適宜設計することができる。
【００２５】
上記平膜エレメントとしては、例えば平膜を折り曲げて一方の面同士を対向させた多孔質ＰＴＦＥ等の樹脂製シートからなる膜体と、この膜体の対向面間に介設されるポリエチレン等の樹脂製のネットからなる支持体と、この膜体の折り曲げた状態での外周縁を封止する外周封止部とを有し、上記膜体の折り曲げ部を下方に配置して開放部をヘッダに固定することで処理済液流路を内部に形成したものを用いることができる。
【００２６】
平膜エレメントの膜体は、単層又は複層とすることができる。また、上記膜体は、０．０１μｍ以上２０μｍ以下の空孔を備え、粒子径０．４５μｍの粒子捕捉率が９０％以上、平均膜厚が５μｍ以上２００μｍ以下、空孔を囲む繊維状骨格の平均最大長さが５μｍ以下のものが好ましい。
【００２７】
第一濾過膜モジュール２ｂの上方の保持部材は、濾過膜を透過した液を収集する排出部（集水ヘッダ）を有する。この排出部には排出管が接続され、第一ポンプ２ｅの吸引により濾過済液（処理済液Ｙ）が第一濾過膜モジュール２ｂから排出され、処理済液貯留槽６へ移送される。
【００２８】
（気泡供給器）
気泡供給器５は、上記第一濾過膜モジュール２ｂ並びに後述する第二濾過膜モジュール３ｂ及び第三濾過膜モジュール４ｂのそれぞれの下方から、濾過膜の表面を洗浄する気泡を供給する。この気泡は濾過膜の表面を擦過しながら上昇することで濾過膜の表面を洗浄する。
【００２９】
第一濾過膜モジュール２ｂに気泡を供給する気泡供給器５は、第一濾過膜モジュール２ｂと共に被処理液Ｘ１を貯留した第一濾過槽２ａに浸漬されており、圧縮機等から給気管を通して供給される気体を連続又は間欠的に吐出することで気泡を供給する。第二濾過膜モジュール３ｂ及び第三濾過膜モジュール４ｂに気泡を供給する気泡供給器５も第一濾過膜モジュール２ｂに気泡を供給する気泡供給器５と同様である。このような気泡供給器５としては特に限定されず、公知の散気装置を用いることができる。このような散気装置としては、例えば樹脂又はセラミックス製の板又は管に多数の空孔を形成した多孔板又は多孔管を用いた散気装置、ディフューザやスパージャなどから気体を噴射する噴射流式散気装置、間欠的に気泡を噴射する間欠気泡噴射式散気装置等を挙げることができる。
【００３０】
なお、気泡供給器５から供給する気体としては不活性のものであれば特に限定されないが、ランニングコストの観点から空気を用いることが好ましい。
【００３１】
（第二濾過ユニット）
第二濾過ユニット３は、第一濾過ユニット２の後段に配置され、第一濾過ユニット２内の被処理液Ｘ１の一部が供給される濾過ユニットである。第二濾過ユニット３は、上述のように第二濾過槽３ａとこの第二濾過槽３ａ内に浸漬される１の第二濾過膜モジュール３ｂとを有する。
【００３２】
（第二濾過槽）
第二濾過槽３ａは、第一濾過槽２ａと同様、内部に液体を貯留可能な有底筒状体の容器であり、上方が開放されている。また、第二濾過槽３ａの内部には１つの第二濾過膜モジュール３ｂが配設されている。さらに、第二濾過槽３ａの上方には第一濾過槽２ａ内の被処理液Ｘ１の一部を供給する第一オーバーフロー管２ｄが接続され、この第一オーバーフロー管２ｄよりも低い位置に第二オーバーフロー管３ｃが接続される。第二濾過槽３ａ内の被処理液Ｘ２の液面がこの第二オーバーフロー管３ｃに到達すると、被処理液Ｘ２はオーバーフローにより第二オーバーフロー管３ｃを通って第三濾過槽４ａに供給される。
【００３３】
第二濾過槽３ａに供給される被処理液Ｘ１は、第一濾過槽２ａに供給される被処理液Ｘよりも量が少ないため、第二濾過槽３ａの容積は第一濾過槽２ａの容積よりも小さくすることができる。
【００３４】
第一濾過槽２ａから第二濾過槽３ａへのオーバーフローによる被処理液Ｘ１の供給量の上限としては、第一濾過槽２ａへの被処理液Ｘの供給量の６０質量％が好ましく、５５質量％がより好ましい。一方、上記供給量の下限としては、第一濾過槽２ａへの被処理液Ｘの供給量の４０質量％が好ましく、４５質量％がより好ましい。上記供給量が上記上限を超える場合、第二濾過槽３ａでの処理負荷が大きくなり、当該濾過装置１の処理効率が低下するおそれがある。逆に、上記供給量が上記下限未満の場合、第一濾過槽２ａでの処理負荷が大きくなり、当該濾過装置１の処理効率が低下するおそれがある。なお、上記供給量は、例えば第一オーバーフロー管２ｄの配設高さや第一ポンプ２ｅの吸引量等により調整することができる。
【００３５】
（第二濾過膜モジュール）
第二濾過膜モジュール３ｂは、上記第一濾過膜モジュール２ｂと同様のものを用いることができる。
【００３６】
第二濾過膜モジュール３ｂの上方の排出部には排出管が接続され、第二ポンプ３ｄの吸引により濾過済液（処理済液Ｙ）が第二濾過膜モジュール３ｂから排出され、処理済液貯留槽６へ移送される。
【００３７】
また、第二濾過槽３ａ内の第二濾過膜モジュール３ｂの数は、第一濾過槽２ａ内の第一濾過膜モジュール２ｂの数よりも小さい（半数の）ため、第二濾過槽３ａ内の第二濾過膜モジュール３ｂの総濾過面積（第二濾過ユニット３の総濾過面積）は、上記第一濾過槽２ａ内の第一濾過膜モジュール２ｂの総濾過面積（第一濾過ユニット２の総濾過面積）よりも小さい。第二濾過槽３ａに供給される被処理液Ｘ１は第一濾過槽２ａに供給される被処理液Ｘよりも量が少ないため、第二ポンプ３ｄにより排出される処理済液Ｙの量（処理量）も少ない。そのため、第二濾過ユニット３は第一濾過ユニット２よりも濾過膜モジュールの総濾過面積を小さくすることができる。なお、第二濾過槽３ａに供給される被処理液Ｘ１の被分離物の濃度は第一濾過槽２ａに供給される被処理液Ｘの被分離物の濃度よりも高いが、上記処理量が少ないことにより、濾過膜モジュールの処理能力の低下は相殺されるものと推察される。なお、「濾過ユニットの総濾過面積」とは、濾過ユニットが有する全濾過膜モジュールの濾過膜の表面積の総計を意味する。
【００３８】
（第三濾過ユニット）
第三濾過ユニット４は、第二濾過ユニット３の後段に配置され、第二濾過ユニット３内の被処理液Ｘ２の一部が供給される濾過ユニットである。第三濾過ユニット４は、上述のように第三濾過槽４ａとこの第三濾過槽４ａ内に浸漬される１の第三濾過膜モジュール４ｂとを有する。
【００３９】
（第三濾過槽）
第三濾過槽４ａは、第一濾過槽２ａと同様、内部に液体を貯留可能な有底筒状体の容器であり、上方が開放されている。また、第三濾過槽４ａの内部には１つの第三濾過膜モジュール４ｂが配設されている。さらに、第三濾過槽４ａの上方には第二濾過槽３ａ内の被処理液Ｘ２の一部を供給する第二オーバーフロー管３ｃが接続され、この第二オーバーフロー管３ｃよりも低い位置に第三オーバーフロー管４ｃが接続される。第三濾過槽４ａ内の被処理液Ｘ３の液面がこの第三オーバーフロー管４ｃに到達すると、被処理液Ｘ３はオーバーフローにより第三オーバーフロー管４ｃを通って濃縮液貯留槽７に供給される。
【００４０】
第三濾過槽４ａに供給される被処理液Ｘ２は、第二濾過槽３ａに供給される被処理液Ｘ１よりも量が少ないため、第三濾過槽４ａの容積は第二濾過槽３ａの容積よりも小さくすることができる。
【００４１】
第二濾過槽３ａから第三濾過槽４ａへのオーバーフローによる被処理液Ｘ２の供給量の上限としては、第二濾過槽３ａへの被処理液Ｘ１の供給量の６０質量％が好ましく、５５質量％がより好ましい。一方、上記供給量の下限としては、第二濾過槽３ａへの被処理液Ｘ１の供給量の４０質量％が好ましく、４５質量％がより好ましい。上記供給量が上記上限を超える場合、第三濾過槽４ａでの処理負荷が大きくなり、当該濾過装置１の処理効率が低下するおそれがある。逆に、上記供給量が上記下限未満の場合、第二濾過槽３ａでの処理負荷が大きくなり、当該濾過装置１の処理効率が低下するおそれがある。なお、上記供給量は、例えば第二オーバーフロー管３ｃの配設高さや第二ポンプ３ｄの吸引量等により調整することができる。
【００４２】
（第三濾過膜モジュール）
第三濾過膜モジュール４ｂは、上記第一濾過膜モジュール２ｂと同様のものを用いることができる。
【００４３】
第三濾過膜モジュール４ｂの上方の排出部には排出管が接続され、第三ポンプ４ｄの吸引により濾過済液（処理済液Ｙ）が第三濾過膜モジュール４ｂから排出され、処理済液貯留槽６へ移送される。
【００４４】
なお、第三濾過槽４ａ内の第三濾過膜モジュール４ｂの数は、第二濾過槽３ａ内の第二濾過膜モジュール３ｂの数と同数（それぞれ１）のため、第三濾過槽４ａ内の第三濾過膜モジュール４ｂの総濾過面積（第三濾過ユニット４の総濾過面積）は、上記第二濾過槽３ａ内の第二濾過膜モジュール３ｂの総濾過面積と同じである。ただし、第三濾過槽４ａに供給される被処理液Ｘ２は第二濾過槽３ａに供給される被処理液Ｘ１よりも量が少ないため、第三ポンプ４ｄにより排出される処理済液Ｙの量（処理量）も少ない。そのため、第三濾過膜モジュール４ｂを小型化する等して、第三濾過槽４ａ内の第三濾過膜モジュール４ｂの総濾過面積を第二濾過槽３ａ内の第二濾過膜モジュール３ｂの総濾過面積よりも小さくしてもよい。
【００４５】
＜利点＞
当該濾過装置１は、被処理液Ｘが最初に供給される第一濾過槽２ａと、この第一濾過槽２ａ内の被処理液Ｘ１の一部が供給される第二濾過槽３ａと、この第二濾過槽３ａの被処理液Ｘ２の一部が供給される第三濾過槽４ａとにより水処理を行うため、第一濾過槽２ａ内の被処理液Ｘ１の被分離物の濃度を比較的低く抑え、さらに第二濾過槽３ａの被分離物の濃度の上昇も防止しつつ濾過を行うことができる。つまり、当該濾過装置１は、各槽内の濾過膜モジュールの濾過能力を適度に維持しつつ濾過を行うことができるため、濾過膜モジュールの濾過面積を小さくしてコストを低減しつつ、かつ効率的に水処理を行うことができる。
【００４６】
また、当該濾過装置１は、第一濾過槽２ａ内及び第二濾過槽３ａ内の被処理液をそれぞれオーバーフローにより第二濾過槽３ａ及び第三濾過槽４ａに供給することで、第二濾過槽３ａ及び第三濾過槽４ａへの被処理液の供給量を容易かつ確実に制御することができる。さらに、当該濾過装置１は、第二濾過槽３ａの総濾過面積が第一濾過槽２ａの総濾過面積よりも小さいため、コスト性に優れる。
【００４７】
また、当該濾過装置１は、各濾過膜モジュールの下方から気泡を供給する気泡供給器５を備えるため、各濾過膜モジュールの濾過能力を維持し、水処理効率をさらに高めることができる。
【００４８】
＜浸漬式濾過方法＞
当該浸漬式濾過方法は、当該濾過装置１、すなわち複数の濾過ユニットで直列に配置された装置を用いて被処理液を浄化する。以下、具体的に当該浸漬式濾過方法について説明する。
【００４９】
まず、第一濾過ユニット２の第一濾過槽２ａで、被処理液Ｘを第一濾過槽２ａに供給すると共に、第一ポンプ２ｅで第一濾過膜モジュール２ｂの濾過膜内部を負圧にすることで処理済液Ｙを吸引し、処理済液貯留槽６へ移送する。このとき処理済液Ｙの吸引量Ｑ２を第一濾過槽２ａへの被処理液Ｘの供給量Ｑ１よりも小さくする。この吸引量Ｑ２の上限としては、第一濾過槽２ａへの被処理液Ｘの供給量Ｑ１の６０質量％が好ましく、５５質量％がより好ましい。一方、上記吸引量Ｑ２の下限としては、第一濾過槽２ａへの被処理液Ｘの供給量Ｑ１の４０質量％が好ましく、４５質量％がより好ましい。上記吸引量Ｑ２が上記上限を超える場合、第一濾過槽２ａでの処理負荷が大きくなり、当該濾過装置１の処理効率が低下するおそれがある。逆に、上記吸引量Ｑ２が上記下限未満の場合、後段の濾過槽（第二濾過槽３ａ又は第三濾過槽４ａ）での処理負荷が大きくなり、当該濾過装置１の処理効率が低下するおそれがある。
【００５０】
上述のように第一濾過槽２ａにおける処理済液Ｙの吸引量Ｑ２は、第一濾過槽２ａへの被処理液Ｘの供給量Ｑ１よりも小さいため、これらの差分量（Ｑ１−Ｑ２）が、第一オーバーフロー管２ｄを通って第二濾過槽３ａへオーバーフローする。なお、このオーバーフローする被処理液Ｘ１は、第一濾過槽２ａに供給される被処理液Ｘよりも被分離物の濃度が高い。例えば、上記吸引量Ｑ２が第一濾過槽２ａへの被処理液Ｘの供給量Ｑ１の５０質量％の場合、オーバーフローする被処理液Ｘ１の被分離物の濃度は、第一濾過槽２ａに供給される被処理液Ｘの被分離物の濃度のおよそ２倍になると考えられる。
【００５１】
次に、第二濾過ユニット３の第二濾過槽３ａで、第二ポンプ３ｄで第二濾過膜モジュール３ｂの濾過膜内部を負圧にすることで処理済液Ｙを吸引し、処理済液貯留槽６へ移送する。このとき処理済液Ｙの吸引量Ｑ３を第二濾過槽３ａへの被処理液Ｘ１の供給量（Ｑ１−Ｑ２）よりも小さくする。この吸引量Ｑ３の上限としては、第二濾過槽３ａへの被処理液Ｘ１の供給量（Ｑ１−Ｑ２）の６０質量％が好ましく、５５質量％がより好ましい。一方、上記吸引量Ｑ３の下限としては、第二濾過槽３ａへの被処理液Ｘ１の供給量（Ｑ１−Ｑ２）の４０質量％が好ましく、４５質量％がより好ましい。上記吸引量Ｑ３が上記上限を超える場合、第二濾過槽３ａでの処理負荷が大きくなり、当該濾過装置１の処理効率が低下するおそれがある。逆に、上記吸引量Ｑ３が上記下限未満の場合、後段の濾過槽（第三濾過槽４ａ）での処理負荷が大きくなり、当該濾過装置１の処理効率が低下するおそれがある。
【００５２】
上述のように第二濾過槽３ａにおける処理済液Ｙの吸引量Ｑ３は、第二濾過膜３への被処理液Ｘ１の供給量（Ｑ１−Ｑ２）よりも小さいため、これらの差分量（Ｑ１−Ｑ２−Ｑ３）が、第二オーバーフロー管３ｃを通って第三濾過槽４ａへオーバーフローする。なお、このオーバーフローする被処理液Ｘ２は、第二濾過槽３ａに供給される被処理液Ｘ１よりも被分離物の濃度がさらに高い。
【００５３】
最後に、第三濾過ユニット４の第三濾過槽４ａで、第三ポンプ４ｄで第三濾過膜モジュール４ｂの濾過膜内部を負圧にすることで処理済液Ｙを吸引し、処理済液貯留槽６へ移送する。このとき処理済液Ｙの吸引量Ｑ４を第三濾過槽４ａへの被処理液Ｘ２の供給量（Ｑ１−Ｑ２−Ｑ３）よりも小さくする。この吸引量Ｑ４の上限としては、第三濾過槽４ａへの被処理液Ｘ２の供給量（Ｑ１−Ｑ２−Ｑ３）の６０質量％が好ましく、５５質量％がより好ましい。一方、上記吸引量Ｑ４の下限としては、第三濾過槽４ａへの被処理液Ｘ２の供給量（Ｑ１−Ｑ２−Ｑ３）の４０質量％が好ましく、４５質量％がより好ましい。上記吸引量Ｑ４が上記上限を超える場合、第三濾過槽４ａでの処理負荷が大きくなり、当該濾過装置１の処理効率が低下するおそれがある。逆に、上記吸引量Ｑ４が上記下限未満の場合、当該濾過装置１の水処理量が低下する。
【００５４】
上述のように第三濾過槽４ａにおける処理済液Ｙの吸引量Ｑ４は、第三濾過槽４ａへの被処理液Ｘ２の供給量（Ｑ１−Ｑ２−Ｑ３）よりも小さいため、これらの差分量（Ｑ１−Ｑ２−Ｑ３−Ｑ４）が、第三オーバーフロー管４ｃを通って濃縮液貯留槽７へオーバーフローする。
【００５５】
以上により、浄化された処理済液Ｙが処理済液貯留槽６に貯留されると共に、被分離物濃度の高い濃縮液Ｚが濃縮液貯留槽７に貯留される。これらの処理済液Ｙ及び濃縮液Ｚは、それぞれ適切な方法で利用又は処分される。
【００５６】
当該浸漬式濾過方法の具体的な用途としては、例えば下排水処理、産業排水処理、工業用水道水濾過、機械等の洗浄水処理、プール水濾過、河川水濾過、海水濾過、醗酵プロセスの除菌又は除濁（酵素又はアミノ酸精製）、食品、酒、ビール、ワインなどの濾過（特に生製品）、製薬などにおけるファーメンターからの菌体分離、染色工業における用水及び溶解染料の濾過、動物細胞の培養濾過、ＲＯ膜における純水製造プロセス（海水の淡水化を含む）における前処理濾過、イオン交換膜を用いたプロセスにおける前処理濾過、イオン交換樹脂を用いた純水製造プロセスにおける前処理濾過等が挙げられる。
【００５７】
浄水処理では、当該濾過装置１を粉末活性炭と組み合わせて用いることができる。まず粉末活性炭により非常に微小な溶存有機物を吸着し、この溶存有機物を吸着した後の粉末活性炭を含有する水を当該濾過装置１で濾過することで効率的に浄水処理を行うことができる。
【００５８】
下水処理では、菌体を繁殖させたタンクと組み合わせて用いることができる。このタンクに下水を導入し、菌体が下水中の汚染成分を分解してクリーンにした後、この菌体を含む下水を当該濾過装置１で濾過することで効率的に下水処理を行うことができる。
【００５９】
［その他の実施例］
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００６０】
上記実施形態においては、第一濾過ユニット、第二濾過ユニット、及び第三濾過ユニットの３段の濾過ユニットを有する濾過装置について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。つまり、図２に示す濾過装置１０のように、第一濾過ユニット２及び第二濾過ユニット３の２段のみの濾過ユニットを有する濾過装置も本発明の意図する範囲である。また、当該濾過装置は、４段以上の濾過ユニットを有してもよい。
【００６１】
また、前段の濾過槽と後段の濾過槽又は貯留槽との間、つまり、第一濾過槽及び第二濾過槽間、第二濾過槽及び第三濾過槽間、並びに第三濾過槽及び濃縮液貯留槽間に配設されるオーバーフロー管は省略することが可能である。例えば、第一濾過槽及び第二濾過槽を当接するように設置し、各槽のオーバーフロー位置に互いに連通する孔を設けてオーバーフローラインを構成してもよい。
【００６２】
さらに、上記実施形態においては、前段の濾過槽から後段の濾過槽又は貯留槽へ、つまり、第一濾過槽から第二濾過槽へ、第二濾過槽から第三濾過槽へ、さらに第三濾過槽から濃縮液貯留槽へオーバーフローにより被処理液を供給する構成及び方法について説明したが、各槽への被処理液の供給方法はオーバーフローに限定されない。例えば各槽間に、槽を連結する配管と移送ポンプとを設け、この移送ポンプによって被処理液を一方の槽から他方の槽へと供給してもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、各濾過槽の上方を開放としポンプで液体を吸引する方法を例示したが、各濾過槽を密閉容器とし、吸引ではなく加圧による外圧で処理済液を各濾過膜モジュールから排出させてもよい。
【００６４】
さらに、第二濾過ユニットの総濾過面積は、第一濾過ユニットの総濾過面積よりも必ずしも小さい必要はない。また、第二濾過ユニットの総濾過面積を第一濾過ユニットの総濾過面積よりも小さくする場合において、濾過膜モジュールの数を変更する代わりにその大きさや種類を変更してもよい。加えて、第一濾過槽内に１の濾過膜モジュールを配設してもよいし、第二濾過槽内又は第三濾過槽内に複数の濾過膜モジュールを配設してもよい。
【００６５】
また、当該濾過装置の気泡供給器は省略することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
以上のように、本発明の濾過装置は、処理効率及びコストに優れる。従って、当該濾過装置及び浸漬式濾過方法は、固液分離処理装置として種々の分野で好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１、１０  濾過装置
２  第一濾過ユニット
２ａ  第一濾過槽
２ｂ  第一濾過膜モジュール
２ｃ  被処理液供給管
２ｄ  第一オーバーフロー管
２ｅ  第一ポンプ
３  第二濾過ユニット
３ａ  第二濾過槽
３ｂ  第二濾過膜モジュール
３ｃ  第二オーバーフロー管
３ｄ  第二ポンプ
４  第三濾過ユニット
４ａ  第三濾過槽
４ｂ  第三濾過膜モジュール
４ｃ  第三オーバーフロー管
４ｄ  第三ポンプ
５  気泡供給器
６  処理済液貯留槽
７  濃縮液貯留槽
Ｘ，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３  被処理液
Ｙ  処理済液
Ｚ  濃縮液
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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