クロスフロー

クロスフローの基本原理

クロスフロー（Crossflow）とは、フィルターや膜分離装置などの水処理システムにおいて、液体がフィルター面に対して平行に流れる方式を指します。この方法は、液体がフィルターに対して直角に流れるデッドエンドフロー（Dead-end flow）と対比されます。クロスフロー方式は、フィルター表面に沿って液体が流れるため、フィルターの表面に堆積する固形物を効果的に洗い流し、目詰まりを防ぐ効果があります。

クロスフロー方式では、フィルター面に対して平行に液体が流れることで、次のようなプロセスが進行します：

供給流（Feed Flow）
• 処理対象の液体がフィルター装置に供給されます。供給流には、固形物や溶解物が含まれています。

ろ過流（Permeate Flow）
• 液体の一部がフィルターを通過し、ろ過された液体（透過液）がろ過流として取り出されます。このろ過流は、固形物や不純物が除去された状態になっています。

濃縮流（Retentate Flow）
• フィルターを通過しなかった残りの液体が濃縮流として排出されます。濃縮流には、フィルターに捕捉された固形物や高濃度の溶解物が含まれます。

クロスフローのメリット

フィルターの目詰まり防止
• 液体がフィルター面に平行に流れるため、フィルター表面に堆積する固形物を効果的に洗い流し、目詰まりを防ぎます。これにより、フィルターの寿命が延び、メンテナンス頻度が減少します。

高いろ過効率
• フィルターの表面に固形物が堆積しにくいため、ろ過効率が高く維持されます。これにより、一貫した高品質のろ過が可能です。

安定した運転
• クロスフロー方式は、フィルターの運転が安定しているため、処理量や処理品質の変動が少なくなります。これにより、安定した運転が可能となり、予測可能な処理結果が得られます。

クロスフローとデッドエンドフローの比較

クロスフローとデッドエンドフローの主な違いは、液体の流れ方にあります。クロスフローでは、液体がフィルター面に平行に流れるのに対し、デッドエンドフローでは液体がフィルター面に直角に流れます。デッドエンドフローは、シンプルな設計で初期コストが低い反面、フィルターの目詰まりが発生しやすく、頻繁なメンテナンスが必要です。