JP2002035511A

JP2002035511A - 濾過装置

Info

Publication number: JP2002035511A
Application number: JP2000226847A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Yamada; 要輔山田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-07-27
Filing date: 2000-07-27
Publication date: 2002-02-05

Abstract

(57)【要約】【課題】汚濁液を良好に浮上濾過する。【解決手段】濾過筒２の内部空間は、漏斗部材３によ
り濾過室４と回収室５に区画されている。濾過室４に処
理液を供給すると、濾材６は浮上するが濾材用ネット８
にて浮上が停止され、閉止部材９は浮上するが閉止部材
用ネット７にて浮上が停止する。処理液は濾材６により
形成された濾過層を通過して濾過される。汚濁物１４
は、漏斗部材３の下端開口３ａを通って回収室５に沈降
・堆積する。処理液の供給を停止し、処理液をドレンパ
イプ１３から抜いていくと、先に比重の重い閉止部材９
が沈降して下端開口３ａを塞ぐため、比重の軽い濾材６
が回収室５に落下することを防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、汚濁液を濾過する
ことにより液中に含まれている汚濁物を物理的に除去す
る濾過装置に関するものであり、工場廃液等を確実かつ
効率的に濾過処理することができるように工夫したもの
である。

【０００２】

【従来の技術】工場や工事現場では、多量の汚濁液が発
生する。この汚濁液をそのまま外部に排出したのでは公
害が発生するため、汚濁液中に混入している汚濁物を除
去して排水したいという要望がある。

【０００３】汚濁液としては、例えば次のようなものが
ある。（１）アルカリ脱脂液。（２）工場で生じる乳化廃液。（３）水溶性研削液。（４）鉄板や銅板やステンレス板をバフ研磨するときに
使用した水溶液（この水溶液中には、鉄粉や銅粉やステ
ンレス粉等の金属粉が混入している）。（５）道路工事現場や建築現場にて発生するセメント混
入水。（６）塗料混入水。

【０００４】従来では、この様な汚濁液をフィルタ等で
濾過しようとしたり、金属粉を磁石により吸着して除去
しようとしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで上述したよう
な汚濁液には多量の汚濁物が混入しているため、フィル
タ等で濾過しようとしても、短時間でフィルタ等が目詰
まりしてしまう。また目詰まりしたこのフィルタ等を交
換するため、交換作業が面倒である。更に、交換した使
用済のフィルタ等が新たな廃棄物となり、このフィルタ
をそのまま廃棄したのでは新たに公害が発生してしまい
問題であった。

【０００６】また、金属粉を磁石により吸着しようとし
ても、その効率は悪く、また、金属粉以外の汚濁物の除
去はできなかった。

【０００７】本発明は、上記従来技術に鑑み、汚濁液か
ら汚濁物を物理的に濾過・除去することができ、しか
も、濾材の交換が不要な濾過装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、軸の向きが上下方向に沿う状態で設置され
る濾過筒と、下方に向かうに従い開口面積が狭められる
形状となって前記濾過筒の内部に配置され、この濾過筒
の内部を上側の濾過室と下側の回収室に区画する漏斗部
材と、前記濾過室のうち前記漏斗部材に近い位置に張り
渡された閉止部材用ネットと、前記濾過室のうち前記閉
止部材用ネットよりも上方位置に張り渡されると共に、
前記閉止部材用ネットの網目径よりも網目径が小さくな
っている濾材用ネットと、前記濾過室のうち前記濾材用
ネットよりも下方空間に充填されると共に、粒径が前記
濾材用ネットの網目径よりも大きく且つ前記閉止部材用
ネットの網目径よりも小さい粒状の濾材と、前記濾過室
のうち前記漏斗部材と前記閉止部材用ネットの間に配置
されると共に、寸法が前記閉止部材用ネットの網目径よ
りも大きく、沈降することにより前記漏斗部材の下端開
口を閉止する閉止部材とを有することを特徴とする。

【０００９】また本発明の構成は、前記濾材は比重が１
よりも小さく、前記閉止部材は比重が１よりも小さく且
つ前記濾材の比重よりも大きいことを特徴とする。ま
た、前記漏斗部材は、網目径が前記濾材の粒径よりも小
さなメッシュ部材により形成されていることを特徴とす
る。また、前記濾過室の上側には、この濾過室に連通し
た状態で逆洗室が形成されていることを特徴とする。ま
た前記閉止部材を昇降移動させて閉止部材により前記漏
斗部材の下端開口を開閉させる閉止部材昇降手段が備え
られていることを特徴とする。また前記濾材の比重は１
よりも大きく、前記閉止部材の比重は前記濾材の比重よ
りも大きく、処理液が前記漏斗部材の下端開口から上方
に向かって噴出されることを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。

【００１１】＜第１の実施の形態＞図１及び図２は本発
明の第１の実施の形態にかかる濾過装置１を示す。図１
は汚濁液等の処理液が供給されている状態を、図２は処
理液が排出されている状態を示す。この濾過装置１の濾
過筒２は、その軸の向きが上下方向に沿う状態で設置
（取り付け、配置）されるものであり、その上端面及び
下端面は閉止されている。この濾過筒２内には、後述す
るように、汚濁液等の処理液が供給される。

【００１２】濾過筒２の内部の上下方向の略中央には漏
斗部材３が配置されており、この漏斗部材３により、濾
過筒２の内部空間は上側の濾過室４と下側の回収室５に
区画されている。漏斗部材３は下方に向かうに従い開口
面積が狭められるような円錐形状面となっており、下端
が下端開口３ａとなっている。この下端開口３ａを介し
て、濾過室４と回収室５とが連通している。また漏斗部
材３はメッシュ部材により形成されており、その網目径
は、後述する濾材６の粒径よりも小さくなっている。

【００１３】濾過室４のうち漏斗部材３に近い位置には
閉止部材用ネット７が張り渡され、濾過室４のうち閉止
部材用ネット７よりも上方位置（濾過筒２の上端面近く
の位置）には濾材用ネット８が張り渡されている。しか
も、濾材用ネット８の網目径は、閉止部材用ネット７の
網目径よりも大幅に小さくなっている。具体的には、濾
材用ネット８の網目径を０．１〜０．５ｍｍとしてお
り、閉止部材用ネット７の網目径を５〜１０ｍｍとして
いる。

【００１４】濾過室４のうち濾材用ネット３よりも下方
空間には、粒状の濾材６が充填されている。この濾材６
としては、比重が１よりも小さい（例えば比重が０．１
程度の）微細な発泡スチロール粒や樹脂粒や無機質材粒
を採用している。しかも、この濾材６の粒径は例えば
０．３ｍｍ〜３ｍｍとなっており、濾材用ネット８の網
目径よりも大きく、閉止部材用ネット７の網目径よりも
小さくなっている。

【００１５】濾過室４のうち漏斗部材３と閉止部材用ネ
ット７との間には、寸法（径）が閉止部材用ネット７の
網目径や下端開口３ａの開口径よりも大きな球形の閉止
部材９が配置されている。閉止部材９の比重は、１より
も小さく、且つ、濾材６の比重よりも大きくなっている
（例えば比重が０．３〜０．９となっている）。このた
め、濾過筒２内に処理液が供給されると、閉止部材９は
浮上して閉止部材用ネット７に当接し、濾過筒２内から
処理液が排出されると閉止部材９は下降（沈降）して漏
斗部材３の下端開口３ａを塞ぐ。

【００１６】攪拌棒１０は、濾過筒２の軸方向に延びる
状態で、濾過筒２に回転自在に取り付けられている。こ
の攪拌棒１０のうち濾過室４に位置する部分には、攪拌
翼１０ａが取り付けられている。そして、攪拌棒１０の
上端に備えたハンドル１０ｂを回転させると攪拌棒１０
が回転し、これにより攪拌翼１０ａが回転して濾材６を
攪拌させることができる。

【００１７】このような構成となっている濾過装置１の
濾過室４の空間のうち下部空間には、ポンプＰが介装さ
れた供給パイプ１１が連結され、濾過室４の空間のうち
上部空間には排出パイプ１２が連結され、回収室５の空
間のうち下部空間には、ドレン弁１３ａが介装されたド
レンパイプ１３が連結されている。

【００１８】濾過装置１に処理液が供給されていないと
きには、図２に示すように、濾材６は、個々の濾材間に
ある程度の隙間を持った状態で、濾過室４内に入ってい
る。また閉止部材７が沈降して漏斗部材３の下端開口３
ａを塞いでいる。このように閉止部材７により下端開口
３ａを塞ぎ、且つ、漏斗部材３の網目径が濾材６の粒径
よりも小さくなっているので、濾材６が下方の回収室５
側に落下することはない。なお図１，図２では、図示の
都合上、濾材６を「まばら」に描いているが、図１の状
態では稠密状態で濾材６が存在し、図２の状態では図１
の状態よりはやや密度が低い状態ではあるが多量に濾材
６が存在している。また他の図面でも同様である。

【００１９】濾過処理をする際にはドレン弁１３ａを閉
じた状態で、貯溜槽（図示省略）に貯溜している汚濁液
などの処理液を、ポンプＰ及び供給パイプ１１を介し
て、濾過室４に供給する。そうすると、処理液は濾過筒
２内に充満し、かつ濾過室４内を下方から上方に向かっ
て流れる。

【００２０】このようにして処理液を濾過筒２に供給す
ると、図１に示すように、比重の小さい濾材６は浮上し
て、個々の濾材６が緊密に押しつけられた稠密状態とな
る。このため濾材６により、非常にしっかりとした濾過
層が形成され、ミクロンオーダの濾過が可能となる。ま
た、閉止部材９も浮上して閉止部材用ネット７に当接
し、漏斗部材３の下端開口３ａが開いた状態となる。

【００２１】処理液は、濾材６の中を下方から上方に向
かって流通することにより濾過される。濾過された処理
液は、排出パイプ１２を介して再び貯溜槽に戻される。
つまり、処理液はこの濾過装置１と貯溜槽との間で循環
流通され、濾材６を複数回通過して濾過されることによ
り清澄になっていく。

【００２２】このようにして処理液中の汚濁物の濾過・
除去が完了したら、処理液の循環流通をやめ、貯溜槽中
の処理液（清澄になった処理液）を外部環境に排出する
ことができる。

【００２３】濾過された液は、汚濁物が濾過・除去され
ているため清澄であり、そのまま外部環境に排出して
も、公害の発生の恐れはない。また工場等において、工
業用水として再利用することができる。また、汚濁液が
酸性やアルカリ性である場合等には、必要に応じて化学
的な中和処理をしてから排出する。更に、濾過された液
を、中空糸膜による精密濾過をすることにより、より品
質のよい清澄水として再使用することもできる。

【００２４】上述したような濾過作業を続けていくと、
図１に示すように、濾材６には汚濁物１４が付着する。
特に濾材６の下面に汚濁物１４が付着する。この汚濁物
１４は堆積して成長し、塊状や粘土状となっていく。汚
濁物１４の一部は、濾材６の下面から自然に剥離して自
重で下方に落下するものもある。また濾過作業の最中
に、ハンドル１０ｂを回し攪拌翼１０ａを回転させて濾
材６を攪拌することによっても、汚濁物１４が剥離して
下方に落下していく。下方に落下した汚濁物１４は、網
目径の大きな閉止部材用ネット７を通過し、更に漏斗部
材３の表面に沿って下方に移動し下端開口３ａを通過し
て回収室５に入り沈殿する。この場合、閉止部材用ネッ
ト７の網目径が大きいため、汚濁物１４の落下を邪魔す
ることはない。また、汚濁物１４のうちの一部が漏斗部
材３の網目を通って回収室５に入り沈殿するものもあ
る。

【００２５】なお、回収室５内の処理液をポンプにより
吸引し、吸引した処理液を濾過室４に戻すようにすれ
ば、回収室５の液圧に対して濾過室４の液圧が低くな
り、濾過室４側から回収室５に向かう処理液の流れが生
じ、汚濁物１４がこの流れに沿って、より効果的に回収
室５に移動してくることができる。

【００２６】濾過室４には処理液が供給されるため乱流
が発生して汚濁物１４の剥離が発生し易い。一方、回収
室５は漏斗部材３により濾過室４と区画されているた
め、回収室５内においては処理液はほぼ静止状態となっ
ている。このため、回収室５に落下していった汚濁物１
４は沈降して堆積する。また漏斗部材３は下方に向かう
に従い開口面積が狭められるような円錐形状面となって
いるため、回収室５に移動した汚濁物１４が濾過室４側
に戻ってくることは無い。この結果、濾過作業の最中に
おいても、濾材６と汚濁物１４との分離・除去を効率的
に行うことができる。

【００２７】濾材６の下面に堆積した汚濁物１４の量が
ある程度以上になると目詰まり状態となり、処理液が濾
材６を通過しにくくなり、排出パイプ１２から排出され
る処理液の量が減少してくる。このため排出パイプ１２
から排出される処理液の量が、一定量以下になったら、
次に示すような回復作業をする。

【００２８】この回復作業では、ポンプＰの運転を停止
して処理液の循環流通を停止した状態にし、ハンドル１
０ｂを回して攪拌翼１０ａを回転させる。そうすると、
濾材６の個々の粒材が攪拌され、濾材６の個々の粒材に
付着していた汚濁物１４が下方に移動してきて落下す
る。特に、濾材６の下面に付着・堆積していた汚濁物１
４は、攪拌の振動により簡単に落下する。

【００２９】落下した汚濁物１４は、網目径の大きな閉
止部材用ネット７を通過し、更に漏斗部材３の表面に沿
って下方に移動し、下端開口３ａを通って回収室５に落
下する。この場合、閉止部材用ネット７の網目径が大き
いため、汚濁物１４の落下を邪魔することはない。ま
た、汚濁物１４の一部は漏斗部材３の網目を通って回収
室５に入り落下する。回収室５に入った汚濁物１４は、
回収室５内で沈降堆積する。

【００３０】回収室５に落下していった汚濁物１４は沈
降して堆積する。また漏斗部材３は下方に向かうに従い
開口面積が狭められるような円錐形状面となっているた
め、回収室５に移動した汚濁物１４が濾過室４側に戻っ
てくることは無い。この結果、濾材６と汚濁物１４との
分離・除去を効率的に行うことができる。

【００３１】このような回復作業が完了したら、再び濾
過作業を行うことができる。つまり、汚濁物１４により
目詰まりが発生しても、回復作業をすることにより目詰
まりを解消することができ、濾材６の交換は不要であ
る。

【００３２】濾過運転や回復作業を繰り返していき、回
収室５内に多量の汚濁物１４が沈降・堆積したら、処理
液の供給を停止し、ドレン弁１３ａを開き、回収室５に
沈殿した汚濁物１４を処理液と共に外部に排出すること
ができる。この場合、外部に排出する処理液は少量であ
るので、簡単に無害化処理することができる。また、濾
過筒２内の処理液を抜いていくと、先ず比重の重い閉止
部材９が沈降して下端開口３ａを塞いでから、その後に
比重の軽い濾材６が沈降してくるので、濾材６は漏斗部
材３で塞き止められ、下方の回収室５に落下していくこ
とは殆どない。なお、微量の濾材６が回収室５側に落下
し、外部に排出されることはあるが、濾過室４内の濾材
６の量が一定量以下になったら、濾材６を濾過室４に補
給すれば問題はない。

【００３３】＜第１の実施の形態の変形例＞なお図１，
図２に示す第１の実施の形態では、球形の閉止部材９を
用いているが、図３に示すような円錐台形の閉止部材９
ａや、図４に示すようなガイド１５に沿いスライドする
閉止部材９ｂを採用することもできる。なお、閉止部材
９ａ，９ｂの比重は、１よりも小さく、且つ、濾材６の
比重よりも大きくなっている。

【００３４】また図１，図２に示す第１の実施の形態で
は、メッシュ部材により形成した漏斗部材３を用いてい
るが、図５に示すように、板材（金属板や樹脂板等）で
なる漏斗部材３ｂを採用することもできる。この場合、
板材でなる漏斗部材３ｂに、濾過室４から回収室４に向
かって貫通する複数個の貫通孔３ｃを形成し、この貫通
孔３ｃを、網目径が濾材６の粒径よりも小さい網部材
（図示省略）により塞ぐようにしてもよい。このように
すれば、落下してきた汚濁物１４が貫通孔３ｃを通っ
て、濾過室４から回収室４に移動するとができる。

【００３５】＜第２の実施の形態＞図６は本発明の第２
の実施の形態にかかる濾過装置１Ａを示す。この濾過装
置１Ａでは、濾過室４の上側に、濾過室４に連通した状
態で逆洗室２０を形成しており、この逆洗室２０には、
排出パイプ１２及びエアー弁２１ａが介装されたエアー
パイプ２１が連結されている。なお、他の部分の構成
は、図１及び図２に示す濾過装置１と同様な構成となっ
ている。

【００３６】この濾過装置１Ａでは、濾過室４内の濾材
６を通過することにより濾過された処理液は、一旦、逆
洗室２０に入ってから排出パイプ１２を通って排出され
る。

【００３７】一方、回収室５内の汚濁物１４を外部に排
出するため、ドレン弁１３ａを開き汚濁物１４を外部に
ドレン排水する場合には、エアー弁２１ａを開きエアー
パイプ２１を介して逆洗室２０にエアーを圧送する。そ
うすると、逆洗室２０内の清澄な処理液が、濾過室４に
流れ込んで濾材６を洗い流し、更に回収室５側に入り込
む。このため、濾材６に付着していた汚濁物１４が洗い
流され、濾材６を綺麗に洗浄（逆洗）することができ
る。

【００３８】＜第３の実施の形態＞図７は本発明の第３
の実施の形態にかかる濾過装置１Ｂを示す。この濾過装
置１Ｂでは、球形の閉止部材９ｃが、レバー２２により
閉止部材昇降装置２３に連結されている。そして、閉止
部材昇降装置２３の作動により閉止部材９ｃが昇降移動
するようになっている。閉止部材９ｃが上方に移動した
場合には、漏斗部材３の下端開口３ａが開状態となり、
閉止部材９ｃが下方に移動すると下端開口３ａを閉止す
る。

【００３９】このため、濾過作業をする際には、閉止部
材９ｃを上方に移動させて下端開口３ａを開状態にして
おく。また、ドレン排水をする場合には、閉止部材９ｃ
を下方に移動させて下端開口３ａを閉止して、濾材６が
回収室５に落下するのを防止する。

【００４０】他の部分の構成は、図１及び図２に示す濾
過装置１と同様な構成となっている。なお、図７の例で
は、開閉部材が球形であるが、他の形状になっていても
よく、また、シリンダ機構により開閉部材を昇降させて
下端開口３ａを開閉させるような機構としてもよい。要
は、機械的な手段により開閉部材を昇降移動させて、漏
斗部材３の下端開口３ａを開閉するようにしてもよい。
特に大型の濾過装置にした場合には、浮力を利用して開
閉部材を昇降させるよりも、機械的手段により昇降させ
る方がよい。

【００４１】＜第４の実施の形態＞図８は本発明の第４
の実施の形態にかかる濾過装置１Ｃを示す。この濾過装
置１Ｃでは、濾材６ａ及び閉止部材９ｄの比重は共に１
より大きく、閉止部材９ｄの比重は濾材６ａの比重より
も大きくなっている。また、供給パイプ１１及びポンプ
Ｐにより供給された処理液は、ノズル２４を通じて、漏
斗部材３の下端開口３ａから上方に向かって噴出される
ようになっている。

【００４２】このように処理液を上方に向けて噴出する
ようにしているため、濾過作業の際には、閉止部材９ｄ
は上方に付勢されて閉止部材用ネット７に当接し、また
濾材６ａは上方に押しつけられて稠密状態となって濾過
層を形成し、良好な濾過ができる。

【００４３】処理液の噴出を停止すると、閉止部材９ｄ
が先に沈降して、ノズル２４の上端開口及び漏斗部材３
の下端開口３ａを塞ぎ、その後に濾材６ａが沈降してい
く。このため濾材６ａが回収室５側に落下することを防
止することができる。

【００４４】なお他の部分の構成は、図１及び図２に濾
過装置１と同様な構成となっている。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、濾材に
処理液を通すことにより濾過ができると共に、汚濁物を
回収室側に沈降させることができ、汚濁物を分離して良
好な濾過ができる。また、処理液を抜いた際には閉止部
材により漏斗部材の下端開口を閉止するため、濾材が回
収室側に落下することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる濾過装置を
示す構成図。

【図２】本発明の第１の実施の形態にかかる濾過装置を
示す構成図。

【図３】本発明の第１の実施の形態にかかる濾過装置の
変形例を示す構成図。

【図４】本発明の第１の実施の形態にかかる濾過装置の
変形例を示す構成図。

【図５】本発明の第１の実施の形態にかかる濾過装置の
変形例を示す構成図。

【図６】本発明の第２の実施の形態にかかる濾過装置の
変形例を示す構成図。

【図７】本発明の第３の実施の形態にかかる濾過装置を
示す構成図。

【図８】本発明の第４の実施の形態にかかる濾過装置を
示す構成図。

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ濾過装置２濾過筒３，３ｂ漏斗部材３ａ下端開口３ｃ貫通孔４濾過室５回収室６，６ａ濾材７閉止部材用ネット８濾材用ネット９，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ閉止部材１０攪拌棒１１供給パイプ１２排出パイプ１３ドレンパイプ１４汚濁物１５ガイド２０逆洗室２１エアーパイプ２２レバー２３閉止部材昇降装置２４ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０１Ｄ 29/38 ５１０Ｂ５２０Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸の向きが上下方向に沿う状態で設置さ
れる濾過筒と、下方に向かうに従い開口面積が狭められる形状となって
前記濾過筒の内部に配置され、この濾過筒の内部を上側
の濾過室と下側の回収室に区画する漏斗部材と、前記濾過室のうち前記漏斗部材に近い位置に張り渡され
た閉止部材用ネットと、前記濾過室のうち前記閉止部材用ネットよりも上方位置
に張り渡されると共に、前記閉止部材用ネットの網目径
よりも網目径が小さくなっている濾材用ネットと、前記濾過室のうち前記濾材用ネットよりも下方空間に充
填されると共に、粒径が前記濾材用ネットの網目径より
も大きく且つ前記閉止部材用ネットの網目径よりも小さ
い粒状の濾材と、前記濾過室のうち前記漏斗部材と前記閉止部材用ネット
の間に配置されると共に、寸法が前記閉止部材用ネット
の網目径よりも大きく、沈降することにより前記漏斗部
材の下端開口を閉止する閉止部材とを有することを特徴
とする濾過装置。
【請求項２】前記濾材は比重が１よりも小さく、前記
閉止部材は比重が１よりも小さく且つ前記濾材の比重よ
りも大きいことを特徴とする請求項１の濾過装置。
【請求項３】前記漏斗部材は、網目径が前記濾材の粒
径よりも小さなメッシュ部材により形成されていること
を特徴とする請求項１の濾過装置。
【請求項４】前記濾過室の上側には、この濾過室に連
通した状態で逆洗室が形成されていることを特徴とする
請求項１の濾過装置。
【請求項５】前記閉止部材を昇降移動させて閉止部材
により前記漏斗部材の下端開口を開閉させる閉止部材昇
降手段が備えられていることを特徴とする請求項１の濾
過装置。
【請求項６】前記濾材の比重は１よりも大きく、前記
閉止部材の比重は前記濾材の比重よりも大きく、処理液
が前記漏斗部材の下端開口から上方に向かって噴出され
ることを特徴とする請求項１の濾過装置。