(57)【要約】  本発明は、濾過されるべき水で少なくとも一部満たされたタンク（４０）と、少なくとも１つの濾過モジュール（３０）と、を含む、濾過システム（２０）であって、少なくとも１つの濾過モジュール（３０）は、少なくとも１つのキャピラリー（１６）によって貫通された基材（１２）を含む、水を濾過するための少なくとも１つのフィルタ膜（１０）と、濾過水をタンク（４０）から引き出すための少なくとも１つの濾過液管（３２）と、を含み、少なくとも１つの濾過モジュール（３０）は、少なくとも１つのフィルタ膜（１０）が、濾過されるべき水中に少なくとも一部沈められるように、タンク（４０）内に配置されている、濾過システム（２０）に関する。少なくとも１つの濾過モジュール（３０）は、濾過されるべき水が、少なくとも１つのキャピラリー（１６）に流入し、少なくとも１つのキャピラリー（１６）から基材（１２）を通って濾過液管（３２）に流入するように設計及び配置されている。本発明はまた、本発明による濾過システム（２０）によって水を濾過する方法であって、濾過されるべき水は、少なくとも１つのキャピラリー（１６）に引き込まれ、少なくとも１つのキャピラリー（１６）から基材（１２）を通って濾過液管（３２）に流入し、濾過液管（３２）からタンク（４０）を出る、方法に関する。
2021526970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過されるべき水で少なくとも一部満たされたタンク（４０）と、
少なくとも１つの濾過モジュール（３０）と、
を含む、濾過システム（２０）であって、
前記少なくとも１つの濾過モジュール（３０）は、
少なくとも１つのキャピラリー（１６）によって貫通された基材（１２）を含む、前記水を濾過するための少なくとも１つのフィルタ膜（１０）と、
濾過水を前記タンク（４０）から引き出すための少なくとも１つの濾過液管（３２）と、
を含み、
前記少なくとも１つの濾過モジュール（３０）は、前記少なくとも１つのフィルタ膜（１０）が前記濾過されるべき水中に少なくとも一部沈められるように、前記タンク（４０）内に配置されている、
ことを特徴とする濾過システム（２０）において、
前記少なくとも１つの濾過モジュール（３０）は、濾過されるべき水が、前記少なくとも１つのキャピラリー（１６）に流入し、前記少なくとも１つのキャピラリー（１６）から前記基材（１２）を通って前記濾過液管（３２）に流入するように設計及び配置されている、
濾過システム（２０）。
【請求項２】
前記少なくとも１つのフィルタ膜（１０）は、前記基材（１２）を貫通する幾つかのキャピラリー（１６）を含み、前記幾つかのキャピラリー（１６）は、前記基材（１２）の一部によって互いに分離されていることを特徴とする、請求項１に記載の濾過システム（２０）。
【請求項３】
前記少なくとも１つのフィルタ膜（１０）は、軸方向（ｘ）に延びる筒形を有し、前記少なくとも１つのキャピラリー（１６）もまた、前記軸方向（ｘ）に延びることを特徴とする、請求項１又は２に記載の濾過システム（２０）。
【請求項４】
前記少なくとも１つの濾過液管（３２）は、前記少なくとも１つのフィルタ膜（１０）と平行に、前記軸方向（ｘ）に延び、
前記少なくとも１つの濾過液管（３２）は、水が前記少なくとも１つのフィルタ膜（１０）から開口部（３８）を通って前記少なくとも１つの濾過液管（３２）に流れるように、半径方向に延びる前記開口部（３８）によって貫通されている
ことを特徴とする、請求項３に記載の濾過システム（２０）。
【請求項５】
前記少なくとも１つの濾過モジュール（３０）はケーシング（３４）を含み、前記ケーシング（３４）は、前記軸方向（ｘ）に延び、
前記少なくとも１つのフィルタ膜（１０）と前記少なくとも１つの濾過液管（３２）とを周方向に取り囲んでいることを特徴とする、請求項３又は４に記載の濾過システム（２０）。
【請求項６】
前記少なくとも１つの濾過モジュール（３０）は、少なくとも１つの封止部（３６）を含み、前記少なくとも１つの封止部（３６）は、
前記ケーシング（３４）内の前記少なくとも１つのフィルタ膜（１０）の正面（１５）近傍の領域に配置されており、
前記少なくとも１つのフィルタ膜（１０）と前記少なくとも１つの濾過液管（３２）とを周方向に取り囲んでいることを特徴とする、請求項５に記載の濾過システム（２０）。
【請求項７】
前記少なくとも１つのキャピラリー（１６）に前記軸方向（ｘ）に水が入ることができるように、前記少なくとも１つのフィルタ膜（１０）の少なくとも１つの正面（１５）に前記封止部（３６）がないことを特徴とする、請求項６に記載の濾過システム（２０）。
【請求項８】
前記少なくとも１つの濾過モジュール（３０）は、前記封止部（３６）のない前記少なくとも１つのフィルタ膜（１０）の前記少なくとも１つの正面（１５）が前記水と接触するように、前記タンク（４０）内に配置されていることを特徴とする、請求項７に記載の濾過システム（２０）。
【請求項９】
前記少なくとも１つの濾過モジュール（３０）は、前記軸方向（ｘ）が垂直に延びるように、前記タンク（４０）内に配置されていることを特徴とする、請求項３〜８のいずれか一項に記載の濾過システム（２０）。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの濾過モジュール（３０）は、前記少なくとも１つの濾過液管（３２）が前記水から延出するように、前記タンク（４０）内に配置されていることを特徴とする、請求項９に記載の濾過システム（２０）。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの濾過モジュール（３０）は、前記軸方向（ｘ）が水平に延びるように、前記タンク（４０）内に配置されていることを特徴とする、請求項３〜８のいずれか一項に記載の濾過システム（２０）。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの濾過モジュール（３０）は、前記少なくとも１つのフィルタ膜（１０）が前記水中に完全に沈められるように、前記タンク（４０）内に配置されていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の濾過システム（２０）。
【請求項１３】
幾つかの濾過モジュール（３０）が提供され、幾つかの濾過モジュール（３０）の前記濾過液管（３２）は、少なくとも１つの回収管（４２）に接続されていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の濾過システム（２０）。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの濾過モジュール（３０）の前記濾過液管（３２）を介して前記タンク（４０）から水を引き出すために吸引ポンプが提供されることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の濾過システム（２０）。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の濾過システム（２０）によって水を濾過する方法であって、
前記濾過されるべき水は、前記少なくとも１つのキャピラリー（１６）に引き込まれ、前記少なくとも１つのキャピラリー（１６）から前記基材（１２）を通って前記濾過液管（３２）に流入し、前記濾過液管（３２）から前記タンク（４０）を出る、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濾過されるべき水で少なくとも一部満たされたタンクと、少なくとも１つの濾過モジュールと、を含む、濾過システムであって、少なくとも１つの濾過モジュールは、水を濾過するための少なくとも１つのフィルタ膜と、濾過水をタンクから引き出すための少なくとも１つの濾過液管と、を含み、少なくとも１つの濾過モジュールは、少なくとも１つのフィルタ膜が、濾過されるべき水中に少なくとも一部沈められるように、タンク内に配置されている、濾過システムに関する。本発明はまた、本発明による濾過システムによって水を濾過する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特に干ばつが起こりやすい地域及び環境汚染地域での世界的な水不足だけでなく、飲料水供給並びに都市排水又は工業廃水の処理の持続的な必要性によって、水処理は濾過プロセスの最も重要な用途の１つであり、そのため、強い関心が持たれている。通常、水処理は、異なる方法と技術との組み合わせに依存し、これは、浄化された水の意図した目的並びに汚染水又は原水の品質及び程度に依存する。
【０００３】
従来、水処理は、凝集、沈降分離、及び多層濾過などの処理工程に基づいている。しかしながら、近年では、精密濾過、限外濾過、ナノ濾過、及び逆浸透などの膜技術が登場し、より効率的且つ信頼性の高い濾過プロセスを提供している。精密濾過又は限外濾過などの膜に基づくプロセスは、懸濁物質、並びにバクテリア、細菌、及びウイルスのような病原体などの微生物に起因する濁りを原水から除去する。膜に基づくプロセスの更に顕著な利点は、必要な化学物質が大幅に少なく、温度処理が不要なことである。
【０００４】
濾過用の一般的な膜は、１つ以上のキャピラリーを有する平形膜又は管状膜のいずれかである。通常、このような膜は半透過性であり、透過液又は濾過液及び保持液を原水から機械的に分離する。したがって、精密濾過膜及び限外濾過膜は、水などの透過液を透過させ、懸濁粒子又は微生物を保持液として保持させる。こうした状況において、不可欠な膜パラメータは、数ある中でも特に、選択性、ファウリング耐性、及び機械的安定性である。選択性は、通常、公称分画分子量（ＮＭＷＣ：ｎｏｍｉｎａｌ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｗｅｉｇｈｔ  ｃｕｔ−ｏｆｆ）（ダルトン（Ｄａ））により与えられる排除限界の観点から指定される孔径によって主に決定される。ＮＭＷＣは、通常、膜によって９０％まで保持される球状分子の最小分子量と定義される。例えば、限外濾過では、公称孔径は、５０ｎｍ〜５ｎｍであり、ＮＭＷＣは、５ｋＤａ〜２００ｋＤａである。ナノ濾過では、孔径は、２ｎｍ〜１ｎｍであり、ＮＭＷＣは、０．１ｋＤａ〜５ｋＤａである。したがって、限外濾過ではバクテリア、ウイルス、及び高分子は既に濾過され、飲用品質を有する水になっているが、ナノ濾過では一部脱塩水となっている。逆浸透では、公称孔径は更に一層低下して１ｎｍ未満であり、ＮＭＷＣは１００Ｄａ未満に低下する。したがって、逆浸透は、塩又は小有機分子などの更に小さな成分の濾過に好適である。異なる濾過技術を組み合わせることで、特定の意図した目的に適合され得る多様な濾過作用を得ることができる。
【０００５】
膜は、通常、原水を供給して、透過液及び濃縮液を排出することを可能にする濾過システム内に埋め込まれる。この目的のために、濾過システムは、原水供給部（ｒａｗ  ｆｅｅｄ）としての入口と、透過液と濃縮液との両方を排出するための出口と、を含む。管状形の膜では、異なる設計の濾過システムが存在する。
【０００６】
文献国際公開第２００６／０１２９２０Ａ１号パンフレットは、管状膜の濾過システムについて記載している。この場合、管状膜は、多孔質基材に埋め込まれた複数のキャピラリーを含む。濾過されるべき液体は、濾過されるべき液体又は濾過された液体を輸送するために、キャピラリーの少なくとも１つの長い内部チャネルから流れる、又はキャピラリーの少なくとも１つの長い内部チャネルに流れる。管状膜は、入口と、透過液及び濃縮液を排出するための出口とを有する管状ハウジング内に配されている。特に、透過液は、管状ハウジングの長い軸線に沿って、中央に位置する出口開口部を通して排出される。
【０００７】
圧力駆動式の濾過モジュールを使用する濾過システムが知られている。この場合、濾過液が膜を通り、濾過モジュールから流出するように、濾過されるべき水は濾過モジュールに過圧で押し込まれる。更に、濾過されるべき水で満たされたタンクを含む濾過システムが知られている。この場合、濾過モジュールは、タンク内で水中に沈められる。水は、負圧（大気圧より低い圧力を意味する）により、濾過モジュールの膜を通ってタンクから引き出される。
【０００８】
文献国際公開第２０１５／１２４４９２Ａ１号パンフレットでは、流体、とりわけ水を濾過するための濾過モジュールが開示されている。濾過モジュールは、膜配置と透過液回収チューブとを含む濾過要素を含む。膜配置は、精密濾過、限外濾過、又はナノ濾過用の幾つかのフィルタ膜を含み、各フィルタ膜は幾つかのキャピラリーを含む。
【０００９】
文献国際公開第２０１７／０４６１９６Ａ１号パンフレットでは、液体、とりわけ水を濾過するための濾過システムが開示されている。濾過システムは、液体を濾過モジュールに供給するための入口管と、濾過モジュールから濾過液を排出するための出口管とに接続された幾つかの濾過モジュールを含む。
【００１０】
文献国際公開第２０１７／１６２５５４Ａ１号パンフレットでは、フィルタ膜を製作する方法が開示されている。この場合、基材の材料及びボアの流体は吐出口（ｓｐｉｎｎｅｒｅｔ）に供給され、フィルタ膜は管状糸として形成される。吐出口は、軸方向に延びる幾つかのボアを基材内に形成するように設計されている。前記ボアは、フィルタ膜のキャピラリーを形成する。
【００１１】
文献米国特許出願公開第２０１１／０１１４５５１Ａ１号明細書では、筒状ハウジングを含む沈められた中空繊維膜モジュールが開示されている。中空繊維膜束は、筒状ハウジング内に垂直に配置されている。筒状ハウジングは、水が筒状ハウジングに入ることを可能にする多孔質成分で部分的に構成された周囲壁を含む。筒状ハウジング内の水は、中空繊維膜に半径方向に引き込まれ、正面で中空繊維膜を出る。したがって、中空繊維膜は、外から内方向の（ｏｕｔ−ｔｏ−ｉｎ）膜として使用される。
【００１２】
論文“Ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ  ｈｏｌｌｏｗ  ｆｉｂｒｅ  ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  ａｓ  ｓｅａｗａｔｅｒ  ｐｒｅ−ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｌｏｇｉｃ  ｏｆ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｍｅｍｂｒａｎｅ  ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍｓ”ｂｙ  Ｇｉａｎｌｕｃａ  Ｄｉ  Ｐｒｏｆｉｏ  ｅｔ  ａｌ．，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ，Ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ  ２６９（２０１１），ｐａｇｅｓ  １２８  ｔｏ  １３５は、脱塩の前処理としての海水の濾過用の試験システムについて記載している。この場合、中空繊維は、垂直配置に配向され、海水を収容するタンク内に沈められる。濾過は、外側から内側（ｏｕｔｓｉｄｅ−ｔｏ−ｉｎｓｉｄｅ）方向のモードで実行される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、タンク内の水中に沈められた濾過モジュールを有し、組み立て及び維持が簡単であり、濾過水の流量が高い、水用濾過システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的は、本発明によれば、濾過されるべき水で少なくとも一部満たされたタンクと、少なくとも１つの濾過モジュールと、を含む、濾過システムによって達成される。この場合、少なくとも１つの濾過モジュールは、水を濾過するための少なくとも１つのフィルタ膜と、濾過水をタンクから引き出すための少なくとも１つの濾過液管と、を含む。少なくとも１つのフィルタ膜は、少なくとも１つのキャピラリーによって貫通された基材を含む。この場合、少なくとも１つの濾過モジュールは、少なくとも１つのフィルタ膜が、タンクに満たされている濾過されるべき水中に少なくとも一部沈められるように、タンク内に配置されている。
【００１５】
フィルタ膜の基材は、多孔質且つ半透過性であり、濾過液と保持液とを機械的に分離する。したがって、フィルタ膜の基材は、純水などの透過液を通過させ、懸濁粒子又は微生物を保持液として保持させる。フィルタ膜の基材は、少なくとも１種のポリマー、特に、少なくとも１種の可溶性熱可塑性ポリマーで作成され得る。少なくとも１種のポリマーは、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳＵ）、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳＵ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリフェニレンスルホン、ポリアリールエーテル、ポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、酢酸セルロース、及び前記ポリマーの少なくとも２つの単量体単位で構成される共重合体から選択され得る。好ましくは、少なくとも１種のポリマーは、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳＵ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、酢酸セルロース、ポルザクリロニトリル（ｐｏｌｚａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ）（ＰＡＮ）、及び前記ポリマーの少なくとも２つの単量体単位で構成される共重合体から選択される。ポリマーはまた、ポリアリールエーテル、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳＵ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンスルホン、及び前記ポリマーの少なくとも２つの単量体単位で構成される共重合体からなる群から選択されるスルホン化ポリマーから選択され得る。
【００１６】
本発明によれば、少なくとも１つの濾過モジュールは、濾過されるべき水が、少なくとも１つのフィルタ膜の少なくとも１つのキャピラリーに流入し、少なくとも１つのキャピラリーから少なくとも１つのフィルタ膜の基材を通って少なくとも１つの濾過モジュールの濾過液管に流入するように、設計され、タンク内に配置されている。少なくとも１つのキャピラリーは、基材内に内部表面を形成する。基材は、外側を向いた、基材を取り囲む外部表面を有する。したがって、濾過されるべき水は、前記内部表面を通って基材に入り、基材を通過し、この水は、前記外部表面を通って基材を出る。
【００１７】
本発明による濾過システムは、高い充填密度を有する。これは、他のフィルタシステムと比較して、タンク内の同じ面積内により多くのフィルタモジュールを配置できることを意味する。したがって、濾過システム全体の膜面積が拡大し、濾過水の流量が増加する。
【００１８】
更に、少なくとも１つのフィルタ膜をクリーニングするために逆洗操作を実施することができる。逆洗ドレンは、例えばドレンポンプによってタンクから排出することができる。また、キャピラリードレンは、タンクから水を汲み出すことによって実施することができる。化学的に強化された逆洗も実施することができる。
【００１９】
好ましくは、少なくとも１つのフィルタ膜は、基材を貫通する幾つかのキャピラリーを含む。この場合、幾つかのキャピラリーは、基材の一部によって互いに分離されている。特に、フィルタ膜は７つのキャピラリーを含み、７つのキャピラリーは、互いに隣り合わせに配置され、基材によって取り囲まれている。各キャピラリーは内部表面を形成する。したがって、基材内の全てのキャピラリーの内部表面の総面積と定義されるアクティブフィルタ面積（ａｃｔｉｖｅ  ｆｉｌｔｅｒ  ａｒｅａ）は、基材を取り囲む外部表面の面積と定義される出口面積よりも大きい。
【００２０】
本発明の有利な実施形態によれば、少なくとも１つの濾過モジュールの少なくとも１つのフィルタ膜は、軸方向に延びる筒形、特に円筒形を有する。この場合、少なくとも１つのキャピラリーもまた、軸方向に延びる。好ましくは、少なくとも１つのキャピラリーもまた、筒形、特に円筒形を有する。上で述べたように、好ましくは、少なくとも１つのフィルタ膜は、互いに平行に延びる幾つかのキャピラリーを含む。この場合、濾過モジュールの長さは、適切な軸方向の伸長範囲を有するフィルタ膜を使用することにより、既存のタンクの寸法に容易に適合させることができる。
【００２１】
本発明の好ましい実施形態によれば、少なくとも１つの濾過モジュールの少なくとも１つの濾過液管は、少なくとも１つのフィルタ膜に対して平行に、軸方向に延びる。この場合、水が少なくとも１つのフィルタ膜から開口部を通って少なくとも１つの濾過液管に流れるように、少なくとも１つの濾過液管は、半径方向に延びる前記開口部によって貫通されている。好ましくは、少なくとも１つの濾過液管は、内部に中空スペースを画定する中空の筒形を有し、中空スペースを通して、濾過水を引き出すことができる。
【００２２】
好ましくは、少なくとも１つの濾過モジュールはケーシングを含み、ケーシングは、軸方向に延び、少なくとも１つのフィルタ膜と少なくとも１つの濾過液管とを周方向に取り囲んでいる。この場合、ケーシングは非多孔質の材料で作成され、したがって、ケーシングは水不透過性である。特に、ケーシングはまた、内部に中空スペースを画定する中空の筒形を有する。
【００２３】
本発明の有利な実施形態によれば、少なくとも１つの濾過モジュールは、少なくとも１つの封止部を含み、少なくとも１つの封止部は、ケーシング内の少なくとも１つのフィルタ膜の正面近傍の領域に配置されている。この場合、封止部は、少なくとも１つのフィルタ膜と少なくとも１つの濾過液管とを周方向に取り囲んでいる。封止部もまた、水不透過性の材料、例えば、樹脂で作成されている。したがって、封止部は、少なくとも１つのフィルタ膜以外の濾過モジュールのケーシングの中空スペースに水が軸方向に流れるのを防ぐ。
【００２４】
好ましくは、少なくとも１つの濾過モジュールは、少なくとも１つのフィルタ膜の正面近傍の両領域にそのような封止部を含む。前記両領域は、両端部に、軸方向に配置されている。したがって、ケーシング内部の中空スペースは、前記２つの封止部により軸方向に範囲を定められている。
【００２５】
この場合、少なくとも１つのフィルタ膜の少なくとも１つのキャピラリーに軸方向に水が入ることができるように、少なくとも１つのフィルタ膜の少なくとも１つの正面に封止部はない。したがって、水は、少なくとも１つのキャピラリーに入り、基材を通過することによってのみフィルタモジュールのケーシング内部の中空スペースに入ることができる。好ましくは、少なくとも１つのフィルタ膜の少なくとも１つのキャピラリーに両から側部から（ｆｒｏｍ  ｂｏｔｈ  ｆｒｏｍ  ｓｉｄｅｓ）軸方向に水が入ることができるように、少なくとも１つのフィルタ膜の両正面に封止部はない。
【００２６】
有利には、少なくとも１つの濾過モジュールは、封止部のない少なくとも１つのフィルタ膜の少なくとも１つの正面が水と接触するように、タンク内に配置されている。これは、封止部のない少なくとも１つのフィルタ膜の少なくとも前記正面が水中に沈められることを意味する。好ましくは、少なくとも１つの濾過モジュールは、封止部のない少なくとも１つのフィルタ膜の両正面が水と接触するように、タンク内に配置されている。
【００２７】
本発明の有利な実施形態によれば、少なくとも１つの濾過モジュールは、軸方向が垂直に延びるように、タンク内に配置されている。
【００２８】
この場合、少なくとも１つの濾過モジュールは、少なくとも１つの濾過液管が水から延出するように、タンク内に配置されている。
【００２９】
本発明の別の有利な実施形態によれば、少なくとも１つの濾過モジュールは、軸方向が水平に延びるように、タンク内に配置されている。
【００３０】
本発明の好ましい実施形態によれば、少なくとも１つの濾過モジュールは、少なくとも１つのフィルタ膜が水中に完全に沈められるように、タンク内に配置されている。この場合、少なくとも１つの濾過モジュールは、タンク内での動きが阻止されるように、固定されている。
【００３１】
好ましくは、幾つかの濾過モジュールが濾過システム内に提供され、幾つかの濾過モジュールの濾過液管は、少なくとも１つの回収管に接続されている。この場合、回収管は、幾つかの濾過モジュール間を接続する唯一のものである。したがって、濾過システムを取り付けるとき、濾過モジュールを別個に持ち上げてタンクに入れることができる。全ての濾過モジュールが所定の位置に置かれると、濾過モジュールは、水から出るように配置され得る共通の回収管に接続される。更に、保守の場合、取り外す必要があるのは回収管のみであり、１つの濾過モジュールをタンクから別個に持ち上げることができる。
【００３２】
有利には、少なくとも１つの濾過モジュールの濾過液管を介してタンクから水を引き出すために吸引ポンプが提供される。吸引ポンプは、少なくとも１つの濾過モジュールの少なくとも１つの濾過液管又は回収管に接続されている。吸引ポンプは、水を、少なくとも１つの濾過液管及び少なくとも１つのフィルタ膜を通してタンクから引き出すために、負圧（大気圧より低い圧力を意味する）を発生させる。
【００３３】
濾過モジュールの濾過液側を加圧することによって完全性試験を実施することができる。或いは、吸引ポンプによって濾過モジュールの濾過液側で真空を引くことができる。この場合、完全性試験用の追加の機器は不要である。更に、タンクをクリーニング剤で満たし、クリーニング剤を吸引ポンプによりフィルタ膜を介して吸引することによって、フィルタ膜のクリーニングを実施することができる。クリーニング剤はタンクに戻すことができる。
【００３４】
本発明の更なる目的は、濾過水の流量が高く、濾過水が高い品質を有する、水を濾過する方法を提供することである。
【００３５】
本発明のこの目的は、本発明による濾過システムによって水を濾過する方法によって達成される。この場合、濾過されるべき水は、少なくとも１つのフィルタ膜の少なくとも１つのキャピラリーに引き込まれ、少なくとも１つのキャピラリーから少なくとも１つのフィルタ膜の基材を通って濾過液管に入り、少なくとも１つの濾過モジュールの濾過液管からタンクを出る。
【００３６】
本発明の上述の実施形態及びその追加的な実施形態をより良く理解するために、以下、添付の図面と併せて、発明を実施するための形態について述べる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】フィルタ膜の概略頂面図である。
【図２】濾過モジュールの概略断面図である。
【図３】第１の実施形態による濾過システムの概略半透明斜視図である。
【図４】第２の実施形態による濾過システムの概略半透明斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について記述する。図面は、本発明の概略図を単に提供するものである。同様の参照番号は、別段の指定のない限り、図の全体を通して、対応する部品、ユニット、又は構成要素を指す。
【００３９】
図１は、フィルタ膜１０の概略頂面図を示す。フィルタ膜１０は、軸方向ｘに延びる筒形、特に円筒形を有する。フィルタ膜１０の正面１５は、前記軸方向ｘに対して垂直に延びる。フィルタ膜１０は、多孔質且つ半透過性の基材１２を含む。したがって、基材１２は、純水などの透過液を通過させ、懸濁粒子又は微生物を保持液として保持する。基材１２は、ポリマー、特に、可溶性熱可塑性ポリマーで作成され得る。
【００４０】
フィルタ膜１０は、基材１２を貫通する幾つかのキャピラリー１６を含む。この実施形態では、フィルタ膜１０は７つのキャピラリー１６を含み、７つのキャピラリー１６は、互いに隣り合わせに配置され、基材１２によって取り囲まれている。この場合、キャピラリー１６のうちの１つはフィルタ膜１０の中央に配置され、他の６つのキャピラリー１６は正六角形を形成する。７つのキャピラリー１６は、基材１２の一部によって互いに分離されている。キャピラリー１６は互いに平行に、軸方向ｘに延びる。この場合、キャピラリー１６もまた、筒形、特に円筒形を有する。
【００４１】
各キャピラリー１６は、基材１２内に内部表面１３を形成する。前記内部表面１３は、キャピラリー１６の中心の方に向けられている。基材１２は、基材１２を取り囲み、半径方向外側を向いた外部表面１７を形成する。濾過されるべき水は、キャピラリー１６の前記内部表面１３を通って基材１２に入り、基材１２を通過し、この水は、前記外部表面１７を通って基材１２を出る。基材１２内の全てのキャピラリー１６の内部表面１３総面積は、外部表面１７の面積よりも大きい。
【００４２】
図２は、実質的に軸方向ｘに延びる濾過モジュール３０の概略断面図を示す。濾過モジュール３０は、非多孔質且つ水不透過性の材料で作成されたケーシング３４を含む。例えば、ケーシング３４は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）で作成されている。ケーシング３４は、軸方向ｘに延び、内部に中空スペースを画定する中空の筒形を有する。
【００４３】
濾過モジュール３０は、図１に示すような幾つかのフィルタ膜１０と１つの濾過液管３２とを更に含む。フィルタ膜１０及び濾過液管３２は、ケーシング３４がフィルタ膜１０と濾過液管３２とを周方向に取り囲むように配置されている。この場合、濾過液管３２はケーシング３４の中心領域内に配置され、フィルタ膜１０は濾過液管３２を取り囲む。しかし、濾過液管３２及びフィルタ膜１０の異なる配置も可能である。
【００４４】
既に言及したように、フィルタ膜１０は、筒形を有し、軸方向ｘに延びる。フィルタ膜１０の両正面１５は、ケーシング３４の先端部と軸方向に整列する。濾過液管３２は、内部に中空スペースを画定する中空の筒形を有する。濾過液管３２もまた、軸方向ｘに延びる。したがって、濾過液管３２は、フィルタ膜１０に対して平行に延びる。濾過液管３２の１つの先端部は、ケーシング３４の１つの先端部と軸方向ｘに整列する。濾過液管３２の他方の先端部はケーシング３４を軸方向ｘに越える。
【００４５】
濾過モジュール３０は、ケーシング３４内のフィルタ膜１０の正面１５近傍の両領域に配置された封止部３６を含む。前記両領域は、ケーシング３４の両端部に、軸方向ｘに配置されている。封止部３６はそれぞれ、フィルタ膜１０と濾過液管３２とを周方向に取り囲む。封止部３６は、水不透過性の材料、例えば、樹脂で作成されている。したがって、ケーシング３４内部の中空スペースは、前記２つの封止部３６により軸方向ｘに範囲を定められている。
【００４６】
ケーシング３４の先端部と軸方向ｘに整列する濾過液管３２の先端部もまた、封止部３６により閉鎖されている。濾過液管３２は、ケーシング３４の内部の、封止部３６と封止部３６との間に軸方向ｘに位置する領域内において、半径方向に延びる開口部３８によって貫通されている。したがって、ケーシング３４内の中空スペース内に位置する水は、前記開口部３８を通って濾過液管３２内の中空スペースに流れることができる。
【００４７】
フィルタ膜１０の正面１５には封止部３６がない。したがって、濾過されるべき水は、正面１５において、フィルタ膜１０のキャピラリー１６に軸方向ｘに入ることができる。その後、濾過されるべき水は、キャピラリー１６からフィルタ膜１０の基材１２を通ってケーシング３４内の中空スペースに流れる。水はまた、ケーシング３４内の中空スペースから開口部３８を通って濾過液管３２内の中空スペースに流れる。濾過水は、濾過液管３２から、例えば吸引ポンプによって引き出すことができる。
【００４８】
封止部３６は、フィルタ膜１０以外の濾過モジュール３０のケーシング３４の中空スペースに水が軸方向ｘに流れるのを防ぐ。したがって、水は、フィルタ膜１０のキャピラリー１６に入り、基材１２を通過することによってのみケーシング３４内部の中空スペースに入ることができる。したがって、フィルタ膜１０によって濾過された水のみが濾過液管３２内の中空スペースに入ることができ、濾過液管３２から引き出され得る。
【００４９】
図３は、第１の実施形態による濾過システム２０の概略半透明斜視図を示す。濾過システム２０は、濾過されるべき水で水位５０まで満たされたタンク４０を含む。濾過システム２０は、図２に示すような幾つかの濾過モジュール３０を更に含む。濾過モジュール３０はそれぞれ、水を濾過するための幾つかのフィルタ膜１０と、濾過水をタンク４０から引き出すための濾過液管３２と、を含む。
【００５０】
濾過モジュール３０は、フィルタ膜１０が水中に完全に沈められるように、タンク４０内に配置されている。したがって、濾過モジュール３０は、全てのフィルタ膜１０の正面１５が水位５０より下に位置するように、タンク４０内に配置されている。したがって、フィルタ膜１０の正面１５は水と接触する。
【００５１】
この第１の実施形態では、濾過モジュール３０は、軸方向ｘが垂直に延びるように、タンク４０内に配置されている。濾過モジュール３０は、１つの線内に配置されている。この場合、濾過モジュール３０の濾過液管３２は、水位５０より上に水から出て延びる。濾過モジュール３０は、タンク４０内での動きが阻止されるように、タンク４０内で固定されている。
【００５２】
濾過モジュール３０の濾過液管３２は、接続チューブ４４を介して回収管４２に接続されている。回収管４２は管状形状を有し、水平に延びる。したがって、回収管４２は、濾過モジュール３０の濾過液管３２に対して垂直に延びる。この場合、回収管４２は、水位５０より上に、したがって水の外に配置されている。回収管４２は、１つの線内に配置された幾つかの濾過モジュール３０間を接続する唯一のものである。
【００５３】
ここでは図示しない吸引ポンプが、濾過水をタンク４０から引き出すために提供される。吸引ポンプは回収管４２に接続されている。吸引ポンプは、水を、回収管４２、濾過液管３２、及びフィルタ膜１０を通してタンク４０から引き出すために、負圧（大気圧より低い圧力を意味する）を発生させる。
【００５４】
図４は、第２の実施形態による濾過システム２０の概略半透明斜視図を示す。濾過システム２０は、濾過されるべき水で水位５０まで満たされたタンク４０を含む。濾過システム２０は、図２に示すような幾つかの濾過モジュール３０を更に含む。濾過モジュール３０はそれぞれ、水を濾過するための幾つかのフィルタ膜１０と、濾過水をタンク４０から引き出すための濾過液管３２と、を含む。
【００５５】
濾過モジュール３０は、フィルタ膜１０が水中に完全に沈められるように、タンク４０内に配置されている。濾過モジュール３０は、全てのフィルタ膜１０の正面１５が水位５０より下に位置するように、タンク４０内に配置されている。したがって、フィルタ膜１０の正面１５は水と接触する。
【００５６】
この第２の実施形態では、濾過モジュール３０は、軸方向ｘが垂直に延びるように、タンク４０内に配置されている。濾過モジュール３０は、互いに平行に延びる幾つかの線内に配置されている。この場合、濾過モジュール３０の濾過液管３２は、水位５０より上に水から出て延びる。濾過モジュール３０は、タンク４０内での動きが阻止されるように、タンク４０内で固定されている。
【００５７】
同じ線内に配置された濾過モジュール３０の濾過液管３２は、接続チューブ４４を介して回収管４２に接続されている。各回収管４２は、フェルールによって互いに接続された幾つかのセグメントを含む。回収管４２のセグメントはそれぞれ、管状形状を有し、水平に延びる。したがって、回収管４２は、濾過モジュール３０の濾過液管３２に対して垂直に延びる。この場合、回収管４２は、水位５０より上に、したがって水の外に配置されている。回収管４２のセグメントは、１つの線内に配置された幾つかの濾過モジュール３０間を接続する唯一のものである。
【００５８】
３０個の濾過モジュール３０が、互いに平行に延びる幾つかの線内に配置されているため、濾過システム２０もまた、互いに平行に延びる幾つかの回収管４２を含む。この場合、幾つかの回収管４２のそれぞれは、フェルールによって互いに接続された幾つかのセグメントを含む。幾つかの回収管４２は回収容器４６に接続されている。回収容器４６は管状形状を有し、回収管４２に対して垂直な方向に延びる。回収容器４６もまた、濾過液管３２に対して垂直な方向に延びる。回収容器４６の直径は、回収管４２の直径よりも大きい。
【００５９】
ここでは図示しない吸引ポンプが、濾過水をタンク４０から引き出すために提供される。この第２の実施形態では、吸引ポンプは回収容器４６に接続されている。吸引ポンプは、水を、回収容器４６、回収管４２、濾過液管３２、及びフィルタ膜１０を通してタンク４０から引き出すために、負圧（大気圧より低い圧力を意味する）を発生させる。
【００６０】
上述の記述は、説明の目的上、特定の実施形態を参照して記述されている。しかしながら、上記の例証的な記述は、網羅的であること、又は本発明を、開示される厳密な形態に限定することを意図するものではない。上記の教示及び添付の特許請求項に包含されるものに鑑み、多くの修正及び変形が可能である。これらの実施形態は、本発明の原理及びその実際の用途を説明することにより、考えられる特定の使用に合うように、他の当業者が本発明及び様々な実施形態を様々な修正を伴って利用できるようにするために選択及び記述されたものである。
【符号の説明】
【００６１】
１０  フィルタ膜
１２  基材
１３  内部表面
１５  正面
１６  キャピラリー
１７  外部表面
２０  濾過システム
３０  濾過モジュール
３２  濾過液管
３４  ケーシング
３６  封止部
３８  開口部
４０  タンク
４２  回収管
４４  接続チューブ
４６  回収容器
５０  水位
ｘ  軸方向
【図１】
2021526970.tif 000003
【図２】
2021526970.tif 000004
【図３】
2021526970.tif 000005
【図４】
2021526970.tif 000006
【国際調査報告】
2021526970.tif 000007
2021526970.tif 000008
2021526970.tif 000009