JP2014033985A - Liquid filter device and ballast water treatment apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid filter device capable of suppressing a space required for maintenance with a simple structure, by striking a balance between a high filtering treatment capacity and a small footprint so as to be applicable to a ballast water treatment apparatus.SOLUTION: A liquid filter device performs filtering while rotating a cylindrical filter with a filtration surface disposed on the side surface of a cylinder around a cylinder shaft, and includes at least one filter cartridge having the cylindrical filter, an upper lid member and a bottom closure member. In the liquid filter device, the upper lid member and filter cartridge along with the bottom closure member and filter cartridge are detachably constructed through a sealing member, respectively.

Description

この発明は、濁質分等を濾過するためのフィルターを備えた液体濾過装置に関し、特に船舶搭載用の海水を処理する液体濾過装置およびそれを用いたバラスト水処理装置に関する。   The present invention relates to a liquid filtration apparatus provided with a filter for filtering turbid components and the like, and more particularly, to a liquid filtration apparatus for treating marine sea water for ship use and a ballast water treatment apparatus using the same.

近年、船舶に積載するバラスト水の処理が問題となっている。バラスト水は船舶が空荷の状態でも安全に航行するために船舶に積載される海水であり、バラスト水を浄化処理して微生物を除去あるいは死滅、不活性化する方法が種々検討されている。特許文献1には、本願発明者らによるバラスト水処理装置が開示されている。当該装置は、軸線を囲むように円筒配置され、該軸線を中心に回転自在に設けられており、円筒半径方向に折り曲げられたプリーツ形状を有するフィルターと、該フィルターの外周面に向けて被処理水を流出する被処理水ノズルと、フィルターを囲むように設けられ被処理水ノズルのノズル口を内部に備えた外筒部を有するケースと、フィルターを透過した濾過水をフィルターの円筒内部からケースの外部へ導出する濾過水流路と、フィルターで濾過されなかった排出水をケースの外部へ排出する排出流路とを備えた濾過装置である。   In recent years, the treatment of ballast water loaded on ships has become a problem. Ballast water is seawater loaded on a ship for safe navigation even when the ship is empty, and various methods for removing or killing or inactivating microorganisms by purifying the ballast water have been studied. Patent Document 1 discloses a ballast water treatment apparatus by the present inventors. The apparatus is arranged in a cylinder so as to surround the axis, is provided so as to be rotatable around the axis, and has a pleated shape bent in the radial direction of the cylinder, and is processed toward the outer peripheral surface of the filter. A case having a treated water nozzle through which water flows out, a case having an outer cylinder portion provided inside the nozzle port of the treated water nozzle provided so as to surround the filter, and a case in which filtered water that has passed through the filter is passed from the inside of the filter cylinder. This is a filtration device provided with a filtered water flow path leading out to the outside and a discharge flow path for discharging discharged water not filtered by the filter to the outside of the case.

特許第4835785号公報Japanese Patent No. 4835785

特許文献1に記載の装置は、回転フィルターにより濾過を行いながらフィルター表面を被処理水によって断続的に洗浄する構成としていることにより、特に逆洗浄などを行わずに連続的な高流量の濾過処理が可能である。ここで、タンカーや荷物運搬船等のように数万トン、数10万トンという大容量の積載船ではバラスト水の処理を港湾に停泊中の短時間で行う必要がある。よって、時間当たりのバラスト水の処理量は数100トン、数千トンというレベルに達する。このため、このような処理装置は大型の設備となるが、船舶内でのこのような装置を設置する場所は船底等の限られた空間であり、装置の小型化が望まれると共に、フィルターの交換や装置内部の清掃など、そのメンテナンスに必要な空間も限定されることが一般的である。   The apparatus described in Patent Document 1 has a configuration in which the filter surface is intermittently washed with water to be treated while being filtered by a rotary filter, so that continuous high flow filtration processing is performed without particularly performing reverse cleaning. Is possible. Here, it is necessary to perform ballast water treatment in a short time while anchored at a port in a large-capacity ship of tens of thousands tons and hundreds of thousands of tons, such as a tanker or a luggage carrier. Therefore, the amount of ballast water treated per hour reaches a level of several hundred tons and thousands of tons. For this reason, such a processing apparatus becomes a large facility, but the place where such an apparatus is installed in the ship is a limited space such as the bottom of the ship. In general, the space required for maintenance such as replacement and cleaning inside the apparatus is also limited.

バラスト水処理問題は、環境保全や生物多様性保護を目的として近年問題となり、遅くとも数年内に規制条約が発効されるものである。このため、現存する船舶への装置の導入を考える必要があり、設置スペースの問題は設備の導入に大きな支障となりうる。例えば、既存の船舶の船室内に装置を設置出来たとしても、フィルターの交換等の作業には装置と同程度の周囲の空間が必要になるなどの問題が生じる。特に、船室内の天井高さの制限は装置メンテナンスにおけるフィルター交換等の制約となる。そこで本発明では、バラスト水処理装置に適用できるように、高い濾過処理能力と、小さい設置面積を両立し、簡易な構造でメンテナンスに要するスペースを抑制することが可能な液体濾過装置を提供することを目的とする。   The ballast water treatment problem has become a problem in recent years for the purpose of environmental conservation and biodiversity protection, and the regulatory treaty will come into effect within a few years at the latest. For this reason, it is necessary to consider the introduction of equipment into existing ships, and the problem of installation space can be a major obstacle to the introduction of equipment. For example, even if the apparatus can be installed in the cabin of an existing ship, there is a problem that a space equivalent to the apparatus is required for work such as filter replacement. In particular, the restriction on the ceiling height in the cabin is a restriction such as filter replacement in apparatus maintenance. Therefore, the present invention provides a liquid filtration device that can achieve a high filtration capacity and a small installation area, and can suppress a space required for maintenance with a simple structure so that it can be applied to a ballast water treatment device. With the goal.

本願発明者らは、鋭意検討の結果、特にフィルターの交換等のためにフィルターの取り外しと取り付けが限られたスペース内で可能な構造に着目し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は、円筒の側面に濾過面が配置された円筒状フィルターを、該円筒の軸を中心に回転させつつ濾過を行う液体濾過装置であって、前記円筒状フィルターを有する少なくとも1つのフィルターカートリッジと、上蓋部材と、底蓋部材とを備え、前記上蓋部材と前記フィルターカートリッジ、および前記底蓋部材と前記フィルターカートリッジが、それぞれシール部材を介して着脱可能に構成されている液体濾過装置である。   As a result of intensive studies, the inventors of the present application have completed the present invention by paying attention to a structure that can be removed and attached in a space where the removal and attachment of the filter is limited due to filter replacement or the like. That is, the present invention is a liquid filtration device that performs filtration while rotating a cylindrical filter having a filtration surface disposed on a side surface of a cylinder around an axis of the cylinder, and includes at least one of the cylindrical filters. A liquid filtration apparatus comprising a filter cartridge, an upper lid member, and a bottom lid member, wherein the upper lid member and the filter cartridge, and the bottom lid member and the filter cartridge are configured to be detachable via seal members, respectively. It is.

特に、フィルターカートリッジを複数同軸状に備え、該フィルターカートリッジ同士がシール部材を介して着脱可能に構成されているようにすると効果的である。   In particular, it is effective if a plurality of filter cartridges are provided coaxially and the filter cartridges are configured to be detachable via a seal member.

このようにフィルターをカートリッジ構造として分解着脱可能に構成することで、装置からのフィルターカートリッジの取り出し等の作業に必要な装置上部や周囲のスペースを抑制することが可能となり、結果として狭いスペースに効率よく大型の濾過装置を設置することが可能となる。   By constructing the filter as a cartridge structure in such a manner that it can be detached and attached in this way, it is possible to reduce the space above and around the device necessary for operations such as removing the filter cartridge from the device, resulting in efficiency in a narrow space. It is possible to install a large-sized filtration device well.

前記フィルターカートリッジは、前記円筒状フィルターと、前記円筒状フィルターを円筒形状に保持する枠部材と、前記円筒状フィルターの円筒上面側から円筒下面側に亘って同心状に配置された支持部材とを含むようにするとよい。フィルターは不織布等の膜材料であるが、それをカートリッジとしての独立構造体として取り扱うために補強材を適切に配置するためである。   The filter cartridge includes the cylindrical filter, a frame member that holds the cylindrical filter in a cylindrical shape, and a support member that is disposed concentrically from the upper surface side to the lower surface side of the cylindrical filter. It should be included. This is because the filter is a membrane material such as a non-woven fabric, and a reinforcing material is appropriately disposed in order to handle it as an independent structure as a cartridge.

また、前記円筒状フィルターは円筒半径方向に折り曲げられた山部と谷部が複数連続したプリーツ形状を成すプリーツフィルターであるとよい。濾過面積を効果的に大きく確保することができ、限られたスペース内で多くの処理水量を確保できるからである。   The cylindrical filter may be a pleated filter having a pleated shape in which a plurality of crests and troughs bent in the radial direction of the cylinder are continuous. This is because a large filtration area can be effectively secured and a large amount of treated water can be secured in a limited space.

さらに、前記上蓋部材および前記底蓋部材は耐食性金属により構成されており、前記枠部材は樹脂により構成されているとよい。特に海水等の腐食性の液体を処理する場合に、SUS304やSUS316などの耐食性の高いステンレス鋼で各部材を構成することが好ましい。一方フィルターカートリッジ自体は限られた空間内で交換等の作業を容易にするために軽量化も求められる。そこで金属と樹脂を部材として適切に使い分けることによって全体の強度と重量をバランス良く構成することが可能とするためである。   Furthermore, the top cover member and the bottom cover member may be made of a corrosion-resistant metal, and the frame member may be made of a resin. In particular, when a corrosive liquid such as seawater is processed, each member is preferably made of stainless steel having high corrosion resistance such as SUS304 or SUS316. On the other hand, the filter cartridge itself is required to be light in weight in order to facilitate work such as replacement in a limited space. Therefore, it is possible to configure the entire strength and weight in a well-balanced manner by appropriately using metal and resin as members.

以上の発明は、液体濾過装置に用いられるフィルターカートリッジ、およびこれらの液体濾過装置を海水の濾過装置として用い、船舶に搭載されるバラスト水処理装置を含む。   The above invention includes a filter cartridge used in a liquid filtration device, and a ballast water treatment device mounted on a ship using these liquid filtration devices as a seawater filtration device.

以上の発明によれば、フィルターの取り外しと取り付けが限られたスペース内で可能となり、高い濾過処理能力と小さい設置面積を両立し、簡易な構造でメンテナンスに要するスペースを抑制することが可能な液体濾過装置、およびそれを用いたバラスト水処理装置を提供することが出来る。   According to the above invention, the liquid can be removed and attached in a limited space, can achieve both high filtration capacity and a small installation area, and can suppress the space required for maintenance with a simple structure. A filtration apparatus and a ballast water treatment apparatus using the same can be provided.

本発明の液体濾過装置の構成例を示す縦断面模式図である。It is a longitudinal cross-sectional schematic diagram which shows the structural example of the liquid filtration apparatus of this invention. 図1のA−A横断面を示す横断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the AA cross section of FIG. 本発明の液体濾過装置に供される円筒状フィルターのプリーツ構造を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the pleat structure of the cylindrical filter with which the liquid filtration apparatus of this invention is provided. 本発明に用いられるフィルターカートリッジと上蓋部材と底蓋部材とシール部材が組み立てられた構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example with which the filter cartridge used for this invention, the upper cover member, the bottom cover member, and the sealing member were assembled. 図4の構成例における内部構造を説明する斜視模式図である。FIG. 5 is a schematic perspective view illustrating an internal structure in the configuration example of FIG. 4. 図4の構成例における上蓋部材、シール部材、フィルターカートリッジの構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the upper cover member in the structural example of FIG. 4, a sealing member, and a filter cartridge. フィルターカートリッジの構成を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the structure of a filter cartridge. フィルターカートリッジの連結構造例を示す図である。It is a figure which shows the example of a connection structure of a filter cartridge. 本発明のバラスト水処理装置の構成を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the structure of the ballast water treatment apparatus of this invention.

本発明にかかる液体濾過装置の構成を、代表的な船舶用バラスト水処理装置として用いる場合の構成について図面を参照して説明する。異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一または相応する要素を示す。なお、本発明はこれ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および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The configuration of the liquid filtration device according to the present invention will be described with reference to the drawings when used as a typical marine ballast water treatment device. Elements denoted by the same reference numerals in different drawings indicate the same or corresponding elements. In addition, this invention is not limited to this, It is shown by the claim, and it is intended that all the changes within the meaning and range equivalent to a claim are included.

図1は、本発明による液体濾過装置の一例を示す図であり、装置縦断面を模式的に示している。また図2は、図1におけるA−A横断面を模式的に示したものである。両図を参照して以下説明する。円筒側面に濾過膜を備えたフィルターカートリッジ10は回転中心となる中心軸Cを囲むように配置されている。本例では2つのフィルターカートリッジ10を円筒軸方向に重ねた構造を示しているが、重ねる個数は装置の大きさ、濾過水量などの設計により任意に選択可能である。複数のフィルターカートリッジ10の間はシール部材23を介して液漏れが無いように接続されている。フィルターカートリッジ10の最上部はシール部材23を介して上蓋部材21により閉じられ、また、フィルターカートリッジ10の最下部は同じくシール部材23を介して底蓋部材22により閉じられている。上蓋部材21には中心軸上に回転軸24が接続されており、回転軸24はモーター50により回転可能に構成されている。底蓋部材22は中心に円筒内部と円筒外部を繋ぐ配管が貫通しており、当該配管の周囲をフィルターカートリッジ10が回転可能なように、底蓋部材22には円筒内外のシールが可能な軸受け25が設けられている。   FIG. 1 is a diagram showing an example of a liquid filtration device according to the present invention, and schematically shows a longitudinal section of the device. FIG. 2 schematically shows an AA cross section in FIG. This will be described below with reference to both the drawings. The filter cartridge 10 provided with a filtration membrane on the side surface of the cylinder is disposed so as to surround a central axis C serving as a rotation center. In this example, a structure is shown in which two filter cartridges 10 are overlapped in the cylindrical axis direction, but the number of overlaps can be arbitrarily selected depending on the design of the size of the apparatus, the amount of filtered water, and the like. The plurality of filter cartridges 10 are connected via a seal member 23 so as not to leak liquid. The uppermost part of the filter cartridge 10 is closed by the upper lid member 21 via the seal member 23, and the lowermost part of the filter cartridge 10 is also closed by the bottom lid member 22 via the seal member 23. A rotation shaft 24 is connected to the upper lid member 21 on the central axis, and the rotation shaft 24 is configured to be rotatable by a motor 50. The bottom cover member 22 has a pipe through which the inside of the cylinder and the outside of the cylinder pass through the center, and the bottom cover member 22 is a bearing capable of sealing the inside and outside of the cylinder so that the filter cartridge 10 can rotate around the pipe. 25 is provided.

上記のフィルターカートリッジ10を主要構成部材とする円筒状の濾過膜部分全体を収納するようにケース30が設けられる。ケース30は、ケース蓋部32、ケース外筒部31、ケース底部33から構成される。大きさの目安として100ton/時間を超えるバラスト水処理に用いる場合では、ケース外筒部31の外径が400mmφ程度となる。ケース蓋部32は回転軸が貫通しており、貫通部にもシール可能な軸受け(図示せず)が設けられる。本例では、ケース外筒部31に被処理水流路41が接続されており、被処理水がケース30内部の被処理水ノズル42に供給される。また、ケース外筒部31に、濾過水流路45が貫通している。ケース底部33には排出水流路46が設けられる。   A case 30 is provided so as to accommodate the entire cylindrical filtration membrane portion having the filter cartridge 10 as a main constituent member. The case 30 includes a case lid portion 32, a case outer cylinder portion 31, and a case bottom portion 33. When used for ballast water treatment exceeding 100 ton / hour as a standard of size, the outer diameter of the case outer cylinder portion 31 is about 400 mmφ. The case lid 32 has a rotating shaft passing therethrough, and a bearing (not shown) that can be sealed is also provided in the penetrating portion. In this example, the treated water channel 41 is connected to the case outer cylinder portion 31, and the treated water is supplied to the treated water nozzle 42 inside the case 30. Further, the filtered water passage 45 passes through the case outer cylinder portion 31. A drain water passage 46 is provided in the case bottom 33.

図3は、フィルターカートリッジに用いられる円筒状のフィルター11の構成例としてのプリーツフィルター構造を説明する図である。フィルター11は帯状の平面基材を山谷交互に折りたたむことで、いわゆるプリーツ形状とし、さらに円筒状につなぎ合わせて構成されたものである。このように、円筒半径方向に折り曲げられた山部と谷部が複数連続したプリーツ形状を成す事により、濾過面積を大きくすることができ、大容量の濾過処理に好適である。図3においてフィルター11の円筒外側から濾過対象となる被濾過液が供給され、フィルター11によって濾過された濾過液が円筒内側に得られる。フィルター11の基材には多孔質樹脂シートが用いられる。材質として例えば、ポリエステル、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)等からなる延伸多孔質体、相分離多孔体、不織布等の多孔質構造物が利用される。バラスト水処理などの高流量処理を行う目的においては、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルからなる不織布が特に好適に用いられる。また、寸法例として、外径700mm、軸方向長さ320mm、有効面積としての高さ280mm、プリーツ深さ70mm、プリーツ数420折、が挙げられ、必要な処理水量に応じて有効面積を変えたり、複数のフィルターを並列に用いたりすることで対応可能である。   FIG. 3 is a diagram for explaining a pleated filter structure as a configuration example of the cylindrical filter 11 used in the filter cartridge. The filter 11 has a so-called pleated shape obtained by alternately folding a band-shaped planar base material in a mountain-and-valley shape, and is further formed by joining them in a cylindrical shape. Thus, by forming a pleated shape in which a plurality of crests and troughs bent in the radial direction of the cylinder are continuous, the filtration area can be increased, which is suitable for large-capacity filtration. In FIG. 3, a liquid to be filtered is supplied from the outside of the cylinder of the filter 11, and the filtrate filtered by the filter 11 is obtained inside the cylinder. A porous resin sheet is used for the base material of the filter 11. For example, a porous structure such as a stretched porous body, a phase-separated porous body, or a nonwoven fabric made of polyester, nylon, polyethylene, polypropylene, polyurethane, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), etc. is used. Is done. For the purpose of performing high flow treatment such as ballast water treatment, a nonwoven fabric made of polyester such as polyethylene terephthalate is particularly preferably used. Examples of dimensions include an outer diameter of 700 mm, an axial length of 320 mm, an effective area height of 280 mm, a pleat depth of 70 mm, and a number of pleats of 420 folds. The effective area can be changed depending on the required amount of treated water. This can be handled by using a plurality of filters in parallel.

以上の構成において、濾過処理の作用を図1を参照して説明する。被処理水流路41を通って供給される被処理水は、被処理水ノズル42からフィルターカートリッジ10のフィルター面に向けて噴出される。ケース30内部に充満した被処理水の一部はフィルターにより濾過され、フィルターカートリッジ10の円筒内部に透過する。また、濾過されない一部の被処理水および沈殿した濁質分は、排出水流路46を通ってケース30の外部に排出される。フィルターにより濾過された濾過水は、フィルター内部の中心配管43に開けられた濾過水開口44から中心配管43内部に導かれ、濾過水流路45を通ってケース外部に導出される。   In the above configuration, the operation of the filtration process will be described with reference to FIG. The treated water supplied through the treated water channel 41 is ejected from the treated water nozzle 42 toward the filter surface of the filter cartridge 10. A part of the water to be treated filled in the case 30 is filtered by the filter and permeates into the cylinder of the filter cartridge 10. In addition, a part of the water to be treated that is not filtered and the suspended turbid matter are discharged to the outside of the case 30 through the discharge water passage 46. The filtered water filtered by the filter is led into the central pipe 43 from the filtered water opening 44 opened in the central pipe 43 inside the filter, and is led out of the case through the filtered water flow path 45.

ここで、濾過処理においてフィルターカートリッジはモーター50により回転されている。したがって、フィルター面は被処理水ノズル42から噴出する被処理水によって順次洗浄されつつ、同時にフィルター外周面全体で濾過が進行することとなる。これにより、フィルターの目詰まりを抑制しつつ長時間の濾過処理が可能となるのである。また、回転速度を任意に設定、変更できることで濾過流量等を調節できるメリットがある。モーター50は駆動制御部(図示せず)からの電力により駆動される。回転数は一定でも良いし、人為的に任意に定めることも可能であるが、濾過の状態に応じて制御するとより好ましい。濾過水の状態や流量などを検出する検出部を設け、検出情報に応じて回転数を変化させるように制御を行うと良い。濾過水の検出部としては、具体的には、濾過水流量検出部、濾過水圧力検出部や、濁度検出部等が挙げられる。   Here, the filter cartridge is rotated by the motor 50 in the filtration process. Accordingly, the filter surface is sequentially washed by the water to be treated ejected from the water nozzle 42 to be treated, and at the same time, the filtration proceeds on the entire outer peripheral surface of the filter. As a result, it is possible to perform a filtration process for a long time while suppressing clogging of the filter. Moreover, there is an advantage that the filtration flow rate can be adjusted by arbitrarily setting and changing the rotation speed. The motor 50 is driven by electric power from a drive control unit (not shown). The number of revolutions may be constant, or may be arbitrarily determined artificially, but is more preferably controlled according to the state of filtration. It is preferable to provide a detection unit that detects the state or flow rate of filtered water and perform control so as to change the number of rotations according to detection information. Specific examples of the filtrate water detection unit include a filtrate water flow rate detection unit, a filtrate water pressure detection unit, and a turbidity detection unit.

図4から図8を用いて、フィルターカートリッジを複数組み合わせた濾過膜部分の構造を詳しく説明する。図4は一実施例としての液体濾過装置の濾過膜部分を示す斜視図である。本例では3つのフィルターカートリッジ10a,10b,10cを円筒軸方向に重ね合わせた構造である。フィルターカートリッジ間は、シール部材23b,23cにより液漏れが無いようにシールされている。最上段のフィルターカートリッジ10aの上部開口は、シール部材23aを介して上蓋部材21により閉じられている。最下段のフィルターカートリッジ10cの下部開口は、シール部材23dを介して底蓋部材22が設けられている。ここで、それぞれのフィルターカートリッジは、枠部材12とフィルター11により構成されている。フィルター11は図3に例示した構造の円筒プリーツフィルターを用いることが出来る。   The structure of the filtration membrane portion in which a plurality of filter cartridges are combined will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 4 is a perspective view showing a filtration membrane portion of a liquid filtration apparatus as one embodiment. In this example, three filter cartridges 10a, 10b, and 10c are stacked in the cylindrical axis direction. The filter cartridges are sealed by seal members 23b and 23c so that there is no liquid leakage. The upper opening of the uppermost filter cartridge 10a is closed by the upper lid member 21 via the seal member 23a. The lower opening of the lowermost filter cartridge 10c is provided with a bottom cover member 22 via a seal member 23d. Here, each filter cartridge includes a frame member 12 and a filter 11. The filter 11 can be a cylindrical pleated filter having the structure illustrated in FIG.

図5は、図4に示した濾過膜部分の内部構造を更に説明するための斜視模式図である。フィルターカートリッジ10a,10b,10cのプリーツフィルターの内部は円筒状の空間となっている。被濾過水はフィルターによって濾過され、円筒内部が濾過水で満たされる。かかる濾過水を取り出すため、円筒軸には中心配管43が設けられている。この例では組立を容易にするために中心配管43も3分割された構造を図示している。濾過水は、中心配管43に備わる濾過水開口44を通って、中心配管内部に流れ出す。中心配管43は装置外部へ通じる濾過水流路45に接続されており、かかる流路を通じて濾過水が外部に取り出される。   FIG. 5 is a schematic perspective view for further explaining the internal structure of the filtration membrane portion shown in FIG. The inside of the pleated filters of the filter cartridges 10a, 10b, and 10c is a cylindrical space. Filtered water is filtered by a filter, and the inside of the cylinder is filled with filtered water. In order to take out such filtered water, a central pipe 43 is provided on the cylindrical shaft. In this example, a structure in which the central pipe 43 is also divided into three parts for easy assembly is illustrated. The filtered water flows out into the central pipe through the filtered water opening 44 provided in the central pipe 43. The central pipe 43 is connected to a filtered water flow path 45 leading to the outside of the apparatus, and filtered water is taken out through the flow path.

図6は、図5の組み立て構造を説明するために、フィルターカートリッジ10aと上蓋部材21付近を分解拡大したものである。フィルターカートリッジ10aの円筒上部開口を塞ぐべく、上蓋部材21を取り付ける。ここで、フィルターカートリッジ内外の液漏れが生じないように、シール部材23aを間に設ける。シール部材は本例では上蓋部材21やフィルターカートリッジ10aとは別部材として組み立てているが、もちろん予めいずれかの部材側に固定されていても良いし、いずれかの部材と一体に成形されていても良い。フィルターカートリッジ10aとフィルターカートリッジ10bとの間にも同様にシール部材23bが設けられる。   FIG. 6 is an exploded view of the vicinity of the filter cartridge 10a and the upper lid member 21 in order to explain the assembly structure of FIG. An upper lid member 21 is attached so as to close the cylindrical upper opening of the filter cartridge 10a. Here, a seal member 23a is provided in between so as to prevent liquid leakage inside and outside the filter cartridge. In this example, the seal member is assembled as a separate member from the upper lid member 21 and the filter cartridge 10a. However, of course, the seal member may be fixed to any member side in advance, or may be formed integrally with any member. Also good. Similarly, a seal member 23b is provided between the filter cartridge 10a and the filter cartridge 10b.

図7は、フィルターカートリッジ10の構成例を説明する図である。円筒状のフィルター11自体は不織布等の膜部材であって、機械的な強度には乏しい。そこで、フィルター11の円筒形状を保持すると共に、上下および円周方向からの外力等によって変形しないように、枠部材12が設けられる。すなわち、枠部材12にフィルター11が固定されている。固定方法はフィルター内外の液漏れが無く、かつ形状を保持できる方法であればよく、接着剤や樹脂による固定が好ましい。さらに、円筒内部に支持部材13を設けることが好ましい。支持部材13は、円筒側面形状で側面に多数の開口を備えた円筒板状の部材であり、フィルターカートリッジの形状保持、強度補強を高めると共に濾過水の流通を阻害しない構造物である。支持部材13はステンレス鋼等の耐腐食性の金属が強度の点で好ましく、また、軽量化のために高強度の樹脂材を用いることもできる。   FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of the filter cartridge 10. The cylindrical filter 11 itself is a membrane member such as a nonwoven fabric and has poor mechanical strength. Therefore, the frame member 12 is provided so as to maintain the cylindrical shape of the filter 11 and not to be deformed by an external force or the like from the vertical and circumferential directions. That is, the filter 11 is fixed to the frame member 12. The fixing method may be any method as long as there is no liquid leakage inside and outside the filter and the shape can be maintained, and fixing with an adhesive or resin is preferable. Furthermore, it is preferable to provide the support member 13 inside the cylinder. The support member 13 is a cylindrical plate-shaped member having a cylindrical side surface shape and a large number of openings on the side surface, and is a structure that increases the shape retention and strength reinforcement of the filter cartridge and does not hinder the flow of filtered water. The support member 13 is preferably a corrosion-resistant metal such as stainless steel from the viewpoint of strength, and a high-strength resin material can also be used for weight reduction.

次に図8にフィルターカートリッジ同士の連結構造例を示す。本発明の液体濾過装置においては、フィルターカートリッジの交換の便宜ために複数のフィルターカートリッジを重ね合わせている。そこで、個々のフィルターカートリッジは容易に着脱可能なことが好ましい。このため、フィルターカートリッジの枠部材外周面に、いわゆる一般にプラスチックバックル(ワンタッチバックル)やパチン錠と呼ばれる類の着脱具を設けると良い。図8は、プラスチックバックル14を用いて、フィルターカートリッジの枠部材同士を連結した部分を示している。同様の構造を、フィルターカートリッジと上蓋部材、フィルターカートリッジと底蓋部材との連結にも用いることができる。このようにフィルターカートリッジが上下に分割可能であり、さらに容易に着脱可能であることにより、装置上部からフィルターカートリッジを交換する際にはフィルターカートリッジを分割して取り扱うことが容易になる。したがって、装置上部のスペースや周囲の仮置き等のスペースの制約が少なくなり空間の有効活用が可能となる。また、フィルターカートリッジの個々の重量が軽くなることで、交換時の吊り上げ機構等も簡略化できることでもスペース効率を高めることに寄与できる。   Next, FIG. 8 shows an example of a connection structure between filter cartridges. In the liquid filtration device of the present invention, a plurality of filter cartridges are stacked for the convenience of exchanging the filter cartridges. Therefore, it is preferable that the individual filter cartridges can be easily attached and detached. For this reason, what is called a plastic buckle (one-touch buckle) or a kind of snap lock is preferably provided on the outer peripheral surface of the frame member of the filter cartridge. FIG. 8 shows a portion where the frame members of the filter cartridge are connected to each other using the plastic buckle 14. A similar structure can be used for connecting the filter cartridge and the upper lid member, and the filter cartridge and the bottom lid member. As described above, the filter cartridge can be divided into upper and lower parts and can be easily attached and detached, so that the filter cartridge can be easily divided and handled when the filter cartridge is replaced from the upper part of the apparatus. Therefore, space restrictions such as the space above the apparatus and the surrounding temporary placement are reduced, and the space can be effectively used. Further, since the individual weight of the filter cartridge is reduced, the lifting mechanism and the like at the time of replacement can be simplified, which can contribute to increase the space efficiency.

以上に説明した液体濾過装置をバラスト水処理装置として用いるシステム構成例を図9にブロック図として示す。図9で示されるシステムを船舶に搭載し、海水を濾過貯留するものである。バラスト水の処理装置は濾過装置部と紫外線等の手段による殺菌部とから構成されるものが多く、本発明は濾過装置部として適用できる。海水は、ポンプ110の作用によって、船舶外部の海洋から取水流路47を通じて装置に取り込まれる。液体処理装置100は、前述の通り円筒の側面に濾過面が配置された円筒状フィルターを回転させつつ濾過を行う液体濾過装置である。被処理水流路41を通じて液体濾過装置100に送られた海水は濾過水と排出水に分かれる。排出水は排出水流路46を通じて再び海洋に戻され、濾過水は濾過水流路45に送られる。濾過水は次に紫外線照射装置120により微生物等の殺菌が行われ、タンク流路を通じてバラスト水タンク130に貯留される。なお、殺菌部の手段は紫外線照射装置120を例示しているが薬剤を用いる等の公知の他の手段に置き換えても良い。バラスト水の処理は大量の海水を出来るだけ短時間で処理するという要求から、フィルターの大型化、連続的な洗浄などが求められるところ、本発明の装置によれば比較的簡便な構造により実現することが可能である。   FIG. 9 shows a block diagram of a system configuration example in which the liquid filtration device described above is used as a ballast water treatment device. The system shown in FIG. 9 is mounted on a ship, and seawater is filtered and stored. Many ballast water treatment apparatuses are composed of a filtration unit and a sterilization unit using means such as ultraviolet rays, and the present invention can be applied as a filtration unit. Seawater is taken into the apparatus from the ocean outside the ship through the intake channel 47 by the action of the pump 110. The liquid processing apparatus 100 is a liquid filtration apparatus that performs filtration while rotating a cylindrical filter having a filtration surface disposed on a side surface of a cylinder as described above. Seawater sent to the liquid filtration device 100 through the to-be-treated water channel 41 is divided into filtered water and discharged water. The discharged water is returned to the ocean again through the discharged water channel 46, and the filtered water is sent to the filtered water channel 45. The filtered water is then sterilized by microorganisms or the like by the ultraviolet irradiation device 120 and stored in the ballast water tank 130 through the tank flow path. The means of the sterilization unit is exemplified by the ultraviolet irradiation device 120, but may be replaced with other known means such as using a medicine. Ballast water treatment requires a large amount of seawater to be treated in as short a time as possible, and requires a larger filter, continuous cleaning, and the like. According to the apparatus of the present invention, it is realized with a relatively simple structure. It is possible.

本発明の液体濾過装置は、回転洗浄による安定した高透過流量の連続運転が可能であるため、海水淡水化やバラスト水などの汽水・海水利用、あるいは下水、生活排水、工業排水など、特に処理水量の大きな水処理に際して、水中の異物やゴミ、微生物を除去処理する前濾過処理に好適に利用できる。また、高濁質の水処理や濃縮処理にも優れているため、食品分野などの有価物回収分野にも応用が可能である。   The liquid filtration device of the present invention is capable of continuous operation with a stable and high permeation flow rate by rotary cleaning, so that it can be used for brackish water and seawater such as seawater desalination and ballast water, or sewage, domestic wastewater, industrial wastewater, etc. In the case of water treatment with a large amount of water, it can be suitably used for pre-filtration treatment for removing foreign substances, dust, and microorganisms in water. In addition, since it is excellent in high turbidity water treatment and concentration treatment, it can be applied to valuable materials recovery fields such as the food field.

10,10a,10b,10c フィルターカートリッジ
11 フィルター
12 枠部材
13 支持部材
14 連結具
21 上蓋部材
22 底蓋部材
23,23a,23b,23c,23d シール部材
24 回転軸
25 軸受け
30 ケース
31 ケース外筒部
32 ケース蓋部
33 ケース底部
41 被処理水流路
42 被処理水ノズル
43 中心配管
44 濾過水開口
45 濾過水流路
46 排出水流路
47 取水流路
48 タンク流路
50 モーター
100 液体濾過装置
110 ポンプ
120 紫外線照射装置
130 バラスト水タンク
10, 10a, 10b, 10c Filter cartridge 11 Filter 12 Frame member 13 Support member 14 Connector 21 Upper lid member 22 Bottom lid member 23, 23a, 23b, 23c, 23d Seal member 24 Rotating shaft 25 Bearing 30 Case 31 Case outer cylinder 32 Case lid portion 33 Case bottom portion 41 Water channel to be treated 42 Water nozzle to be treated 43 Central piping 44 Filtration water opening 45 Filtration water passage 46 Discharge water passage 47 Water intake passage 48 Tank passage 50 Motor 100 Liquid filtration device 110 Pump 120 Ultraviolet Irradiation device 130 Ballast water tank

Claims (7)

円筒の側面に濾過面が配置された円筒状フィルターを、該円筒の軸を中心に回転させつつ濾過を行う液体濾過装置であって、
前記円筒状フィルターを有する少なくとも1つのフィルターカートリッジと、上蓋部材と、底蓋部材とを備え、前記上蓋部材と前記フィルターカートリッジ、および前記底蓋部材と前記フィルターカートリッジが、それぞれシール部材を介して着脱可能に構成されている液体濾過装置。
A liquid filtration device that performs filtration while rotating a cylindrical filter having a filtration surface disposed on a side surface of a cylinder around an axis of the cylinder,
At least one filter cartridge having the cylindrical filter, an upper lid member, and a bottom lid member are provided, and the upper lid member and the filter cartridge, and the bottom lid member and the filter cartridge are attached and detached through seal members, respectively. A liquid filtration device configured to be possible.
前記フィルターカートリッジを複数同軸状に備え、該フィルターカートリッジ同士がシール部材を介して着脱可能に構成されている請求項1に記載の液体濾過装置。   The liquid filter device according to claim 1, wherein a plurality of the filter cartridges are provided coaxially, and the filter cartridges are configured to be detachable via a seal member. 前記フィルターカートリッジは、前記円筒状フィルターと、前記円筒状フィルターを円筒形状に保持する枠部材と、前記円筒状フィルターの円筒上面側から円筒下面側に亘って同心状に配置された支持部材とを含む、請求項1または2に記載の液体濾過装置。 The filter cartridge includes the cylindrical filter, a frame member that holds the cylindrical filter in a cylindrical shape, and a support member that is disposed concentrically from the upper surface side to the lower surface side of the cylindrical filter. The liquid filtration device according to claim 1, comprising: 前記円筒状フィルターは円筒半径方向に折り曲げられた山部と谷部が複数連続したプリーツ形状を成すプリーツフィルターである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の液体濾過装置。   4. The liquid filtration device according to claim 1, wherein the cylindrical filter is a pleated filter having a pleated shape in which a plurality of crests and troughs bent in a radial direction of the cylinder are continuous. 5. 前記上蓋部材および前記底蓋部材は耐食性金属により構成されており、前記枠部材は樹脂により構成されている請求項3または4に記載の液体濾過装置。 5. The liquid filtration device according to claim 3, wherein the upper lid member and the bottom lid member are made of a corrosion-resistant metal, and the frame member is made of a resin. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の液体濾過装置に用いられるフィルターカートリッジ。   The filter cartridge used for the liquid filtration apparatus of any one of Claims 1-5. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の液体濾過装置を海水の濾過装置として用い、船舶に搭載されるバラスト水処理装置。   The ballast water treatment apparatus mounted in a ship using the liquid filtration apparatus of any one of Claims 1-5 as a seawater filtration apparatus.
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