JP2006026473A - 膨縮型濾過器 - Google Patents

Abstract

【課題】膨縮型濾過器を用いた濾過装置において、濾滓剥離操作の際に濾液混入を少なくすることが可能な膨縮型濾過器の構造を提供する。
【解決手段】濾過時には収縮され濾滓除去時には内部に気体が吹き込まれて膨張される膨縮可能な袋状の濾布と、該濾布内に配置され、濾液を濾液排出方向に案内するとともに濾滓除去用気体を濾布内に案内する流路材とを備えた上下方向に延びる膨縮型濾過器において、濾布の下端に濾液溜を設けたことを特徴とする膨縮型濾過器。
【選択図】図４

Description

本発明は、液体中の懸濁物を除去するための各種産業用の濾過装置における濾過器に関し、とくに膨縮可能な袋状の濾布を備えた膨縮型濾過器に関する。

缶体内に濾過器を複数本上下方向に設置し、濾過を行い濾液を缶体の上方から取り出すような濾過装置においては、濾過終了後、濾過器内に気体を吹き込んで濾過器表面に付着した濾滓を剥離する時に、濾液が濾滓に混入するので、回収される濾滓の濃度を低下させてしまうことがある。濾液による濾滓の希釈混合をできるだけ少なくするために、濾滓の剥離回収に先立ち濾過器内部に残留している濾液の回収を行い、剥離操作で濾滓と共に混入排出される濾液の量をできるだけ少なくするようにしている。剥離操作に先立ち濾過器内部に残留している濾液を回収する手段としては、真空ポンプ等により濾過器内部を負圧にする手段が用いられ、該手段により残留している濾液を吸引排除する措置が採られている。

また、濾過器内にできるだけ濾液が残留しない構造として、膨縮型で濾過時は濾過圧により扁平もしくは内部の濾液収集部材の形状に沿った形で収縮状態となり内部の容積を最小とできるような濾過器とし、さらに内部を負圧として濾液を少なくするような手段が採られることもある。このような濾過器として、例えば特許文献１に開示されているように、筒状または袋状（これらを総称して本願では「袋状」と呼ぶ。）に形成された可撓性シートからなる濾布を、濾液収集部材としての流路材の周りに設け、濾過もしくは休止時には濾布を流路材表面位置へと収縮させて扁平構造にし、濾布内から流路材による案内を介して気体を流して濾布を洗浄し、濾滓を除去する時には、濾布を膨張させて筒状または袋状構造とすることが可能な膨縮型濾過器が知られている。

しかしこのような膨縮型濾過器を使用しても、濾液の残留を完全になくすることは困難で、濾滓剥離操作の際、より濾液混入の少ない技術が求められている。
特許第２７６６５９号公報

そこで本発明の課題は、とくに膨縮型濾過器を用いた濾過装置において、濾滓剥離操作の際に濾液混入を少なくすることが可能な膨縮型濾過器の構造を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る膨縮型濾過器は、濾過時には収縮され濾滓除去時には内部に気体が吹き込まれて膨張される膨縮可能な袋状の濾布と、該濾布内に配置され、濾液を濾液排出方向に案内するとともに前記濾滓除去用気体を濾布内に案内する流路材とを備えた上下方向に延びる膨縮型濾過器において、前記濾布の下端に濾液溜を設けたことを特徴とするものからなる。

このような膨縮型濾過器においては、上記濾液溜は、濾布とは別に構成して濾布の下端に接続することも可能であるが、濾布自体を用いて構成することが可能であり、これによって、より簡便に構成できるとともに、濾布の膨縮と同様に容易に膨縮可能な構造に構成できる。濾布自体を用いる構成としては、例えば、濾布に不透液剤を塗布または含浸することにより濾液溜を構成する方法や、濾布に（例えば濾布の内面または外面、あるいは内外面に）不透液フィルムを貼着することにより濾液溜を構成する方法が挙げられる。

また、上記濾液溜としては、その貯留容量が、濾布収縮状態における濾過器総内容積と実質的に同量に設定されていることが好ましい。これにより、濾過器をとくに大型化することなく、効率よく濾液溜内に残留濾液を貯留することができる。

このような本発明に係る膨縮型濾過器においては、濾過器の下端に濾液溜が設けられ、濾過時は濾過圧で濾布が収縮状態とされ、濾滓剥離時には、濾滓剥離操作に先立ち下部の濾液溜に濾過器内に残留していた濾液が流下されて濾液溜内に受けられ、さらに剥離操作時に剥離操作用気体等が吹き込まれることにより落下される濾液が濾液溜内に貯留され、その状態で、剥離操作用気体により濾滓の剥離、除去操作が行われる。したがって、剥離時に濾滓とともに排出される濾液が無くなるか、極めて少なくなり、剥離される濾滓の濾液による希釈が抑えられる。

この膨縮型濾過器においては、膨縮型濾布を使用することで濾過時および濾過終了時の内部滞留濾液の量を構造的に最小としつつ、さらに濾過器下端に濾液溜を設けることにより、残留濾液による剥離濾滓の希釈を最小限に抑制できる。最後まで濾液溜に残留した濾液は、次回の濾過における濾布外面側からの加圧により濾液溜部分が濾布同様収縮されるので、濾過器外に濾液として排出されることになり、何ら問題は生じない。

本発明に係る膨縮型濾過器によれば、濾過器からの濾滓剥離操作の際に濾液混入量を極めて少なくすることが可能になり、剥離濾滓の濾液による希釈を大幅に抑制することができる。また、この濾液溜を設ける本発明に係る構造では、真空ポンプ等による濾過器内からの濾液の排除手段が不要であり、簡素な構造でありながら効率よく濾液による濾滓希釈を防止できるとともに、安価に実施できる。さらに、濾布下端に濾液溜を設けるだけであるから、濾過器を格別大型化することもない。

以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１〜図５は、本発明の一実施態様に係る膨縮型濾過器およびそれを用いた濾過装置を示している。図１は、濾過装置１全体の概略構成を示しており、缶体２は、仕切板３により上室４と下室５とに区画されている。この下室５内に複数の上下方向に延びる膨縮型濾過器６が配設され、各濾過器６は上端が仕切板３に固定された状態にて仕切板３に吊下、垂設されている。上室用缶体２ａと下室用缶体２ｂにはそれぞれマンホール７ａ、７ｂが設置されており、各種メンテナンス作業の他、濾布交換作業や濾過器設置、交換作業に供することができるようになっている。濾過運転時には、被処理液導入管８を介して下室５内に被処理液が導入され、下室５内部が加圧状態とされて下室５内に導入された被処理液が濾過器６で濾過され、懸濁物等が除去された処理液が、上室４から濾液管９を介して所定の送り先へと排出される。膨縮型濾過器６の濾布面に捕捉された濾滓を剥離除去する際には、空気導入管１０から瞬間的に空気が上室４内に導入され、各濾過器６の濾布内面側から外面側へと噴出されて濾滓が剥離除去される。

膨縮型濾過器６は、図２に示すように、可撓性材料からなる、膨縮可能な袋状の濾布１１と、該濾布１１内に配置され、濾布１１により濾過された濾液を集液して案内し上室４内へと排出する流路材１２を有しており、本実施態様では、流路材１２も可撓性材料（例えば、柔軟性を有するゴム材）から構成されている。このように濾布１１および流路材１２をともに可撓性とすることにより、濾過器６全体として折り曲げや折りたたみが可能で、長尺の濾過器６であっても容易に交換、メンテナンス作業、運搬等を行うことが可能となっている。また、本実施態様では、流路材１２は板状の部材に構成されており、その両面に、濾液排出方向に延びる複数の溝１３が設けられている。この溝１３は、濾液を集液して上室４側へと排出する際の案内溝として機能するとともに、濾滓の剥離除去時には、上室４側から収縮している濾布１１内へと流入される気体（本実施態様では空気であるが、窒素ガスも使用可能）の案内溝としても機能する。濾布１１は、濾過運転時には、図２の実線で示すように濾圧により流路材１２の表面へと押しつけられて全体として扁平な形状とされ、濾滓剥離除去のために空気が内部側に供給されるときには、２点鎖線で示すように、横断面円状に、つまり濾布１１全体としては円筒形に膨張され、膨縮型濾過器を構成する。

各膨縮型濾過器６は、図３に示すように構成されている。図３に示すように、濾過器６は、濾布１１の一端側を保持し、袋状の濾布１１内からの濾液の流出路兼袋状の濾布１１内への濾滓除去用気体の流入路１４を備えた保持部材１５を有しており、保持部材１５の流出路兼流入路１４部分は仕切板３に挿通されてナット１６により仕切板３に固定されている。この保持部材１５の濾布保持部側、つまり、流出路兼流入路１４部分とは反対側に位置する部分に、流出路兼流入路１４の流路断面積よりも大きな断面積の流体の溜まり部１７が設けられている。本実施態様では、溜まり部１７は横断面円形の中空部に形成されている。保持部材１５には、流体の流入方向における上記溜まり部１７に続く部位に、溜まり部１７の断面積に比べ断面積が徐々に小さくなる絞り部１８が設けられており、絞り部１８の終端部１９は、横断面が扁平な流路形状に形成されている。したがって、絞り部１８の横断面形状は、溜まり部１７における横断面円形から、終端部１９における扁平流路２０の形状に徐々に変化するように連続的に変化されている。

絞り部１８の終端部１９では、扁平流路２０が互いに対向する壁によって所定長一定の扁平形状が形成されるように、該対向壁が所定長分平行に延設されている。この終端部１９における扁平流路２０の、扁平形状の厚み方向中央部に、流路材１２の上端が挿入され、取付け具２１を介して保持部材１５に保持されている。保持部材１５の溜まり部１７から絞り部１８にわたる部位のうちの一部には、開孔部２２が設けられている。本実施態様では、絞り部１８の長手方向におけるほぼ中央部において、両側の壁に開孔部２２が設けられている。また、絞り部１８の終端部１９における扁平流路２０を形成する壁の両外面には、突起２３が設けられている。本実施態様では、突起２３は、上記流路材１２の取付け具２１の頭部によって形成されているが、取付け具２１とは別に形成してもよい。このように構成された保持部材１５の溜まり部１７から絞り部１８の終端部１９にわたって筒状の濾布１１が被せられ、例えば市販金具であるホースクランプ２４により、濾布１１の上端が保持部材１５の外周に固定されている。図３は、濾過時の様子を示しており、濾布１１の下部側が図２に示したような扁平形状に収縮されている。

上記のような構成を有する膨縮型濾過器６において、濾布１１の下端に濾液を貯留可能な濾液溜２５が設けられている。本実施態様では、濾液溜２５は、濾布１１自体を用いて構成されており、濾布１１と同様膨縮可能構造とされて、膨張時に所定の量の濾液を貯留できるようになっている。濾布自体を用いて濾液溜２５を構成する方法として、例えば、濾布１１に不透液剤（不透水剤）を塗布または含浸する方法、あるいは、濾布１１の内面または外面、あるいは内外面に、不透液フィルム（不透水フィルム）を貼着する方法などを採用でき、いずれの方法を採用してもよい。具体的には、例えば、濾布不透水処理は外面もしくは内外面にポリエチレンの皮膜をラミネートしたり、合成樹脂、もしくは天然ゴムの樹脂を濾布面に含浸させることにより、濾布面の目開き部分に充満し、目潰しをすることにより液体の透過ができないようにできる。濾布１１自体の下端部にこのような処理を施すことにより、新たに別途にポリエチレンや同様な袋状のものを付加するより、作業としては容易に濾液溜２５を形成することができる。濾液溜２５を設けた場合、流路材１２は末端（下端）までは不要であり、濾液溜２５の直前部位まで存在していればよいことになる。そして本実施態様では、濾液溜２５は、その膨張時の濾液貯留容量（つまり、図４に示すように膨張した濾液溜２５となった際の濾液貯留容量）が、濾布１１の収縮状態における濾過器６総内容積（つまり、収縮しない保持部材１５部分を含めた濾過器６総内容積）と実質的に同量になるように構成されている。

このように構成された膨縮型濾過器６においては、保持部材１５は溜まり部１７部分および下部の流路材１２の取り付け部まで硬質の金属等で作られているため収縮状態にはならず、濾過の加圧下でも濾液が内部に滞留している。濾過を継続すると、図４に示すように、濾布１１の表面に濾滓２６が堆積する。実際の運転においては、濾過器６間には被処理液が残留しているため、濾過の最終工程で被処理液導入管８から残留被処理液を排出することにより、図４のように濾滓２６が付着した状態で濾過装置の缶体２内に残る。被処理液の排出と共に濾過器６内に残留している濾液が下降するので、濾過器６の下端の濾布面を不透液処理して上記のように濾液溜２５を形成しておくことにより、流下する濾液が濾液溜２５内に溜められることになる。このとき、濾液溜２５は図４に示すように適宜膨らみ、必要な量の濾液を貯留する。とくに、濾液溜２５の濾液貯留容量が、濾布１１の収縮状態における濾過器６総内容積と実質的に同量になるように設定されている場合、流下してきた濾液の実質的に全量が濾液溜２５内に貯留されることになる。

この状態で、濾過装置１の空気導入管１０より例えば圧縮空気を導入し、それを濾布１１の内部側から外部側に向けて噴出させることにより、濾布１１に付着していた濾滓２６は、図５に示すように剥離される。このとき、上記濾液は、濾液溜２５内に貯留された状態にあるから、濾過器６の外に出ることはない。したがって、剥離される濾滓への濾液の混入が防止されるか抑制され、濾滓の希釈が防止あるいは抑制される。その結果、高濃度の濾滓が得られる。この濾布１１および濾液溜２５の膨張状態は、次の濾過工程で再び図３に示したような収縮状態に戻り、その際下部の濾液溜２５内の濾液は押し出されて上部の保持部材１５から上室４内へ排出されることになる。したがって、濾液溜２５内への濾液の貯留は、濾過、濾滓剥離の繰り返しサイクルにおいて、何ら問題を生じることはない。

本発明に係る膨縮型濾過器は、各種産業廃液や上下水道の処理における濾過や処理の結果発生する汚泥（スラッジ）の濃縮、回収等に使用され、上下方向に設置される、膨縮型濾過器を用いたあらゆる濾過装置に適用でき、特に、長期間にわたって安定した濾過性能が求められる濾過装置に好適なものである。

本発明の一実施態様に係る膨縮型濾過器を使用した濾過装置の概略縦断面図である。 図１の膨縮型濾過器の拡大横断面図である。 図１の膨縮型濾過器の拡大縦断面図である。 図１の膨縮型濾過器の濾滓剥離操作直前状態を示す拡大縦断面図である。 図４の膨縮型濾過器から濾滓を剥離させる様子を示す濾布部分の概略拡大縦断面図である。

符号の説明

１ 濾過装置
２ 缶体
２ａ 上室用缶体
２ｂ 下室用缶体
３ 仕切板
４ 上室
５ 下室
６ 膨縮型濾過器
７ａ、７ｂ マンホール
８ 被処理液導入管
９ 濾液管
１０ 空気導入管
１１ 濾布
１２ 流路材
１３ 溝
１４ 流出路兼流入路
１５ 保持部材
１６ ナット
１７ 溜まり部
１８ 絞り部
１９ 絞り部の終端部
２０ 扁平流路
２１ 取付け具
２２ 開孔部
２３ 突起
２４ ホースクランプ
２５ 濾液溜
２６ 濾滓

Claims (5)

1. 濾過時には収縮され濾滓除去時には内部に気体が吹き込まれて膨張される膨縮可能な袋状の濾布と、該濾布内に配置され、濾液を濾液排出方向に案内するとともに前記濾滓除去用気体を濾布内に案内する流路材とを備えた上下方向に延びる膨縮型濾過器において、前記濾布の下端に濾液溜を設けたことを特徴とする膨縮型濾過器。
2. 前記濾液溜が濾布自体を用いて構成されている、請求項１の膨縮型濾過器。
3. 前記濾液溜が、濾布に不透液剤を塗布または含浸することにより構成されている、請求項２の膨縮型濾過器。
4. 前記濾液溜が、濾布に不透液フィルムを貼着することにより構成されている、請求項２の膨縮型濾過器。
5. 前記濾液溜の貯留容量が、濾布収縮状態における濾過器総内容積と実質的に同量に設定されている、請求項１〜４のいずれかに記載の膨縮型濾過器。

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