JP2014188484A - Pleat filter, ballast water treatment apparatus using the same, and ballast water treatment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主に液体の濾過に用いられるプリーツフィルターの構造に関するものであり、特に、船舶に貯留されるバラスト水の処理システムに用いられ大量の水の濾過に用いられるプリーツフィルターおよびそれを用いた装置に関する。 The present invention relates to a structure of a pleated filter mainly used for liquid filtration, and more particularly to a pleated filter used in a system for treating ballast water stored in a ship and used for filtering a large amount of water. Related to the device.
気体や液体から混入物としての固体を分離除去する目的では多種多様なフィルターが用いられており、フィルターをプリーツ形状とすることにより濾過面積を大きくしたプリーツフィルターも主に空気清浄機等の気体用途で用いられている。また、特許文献1には、工作機械の切削液からスラッジを除去するためのフィルター装置として、円筒形状に形成されたプリーツフィルターを用いた例が示されている。この装置では、円筒形状フィルターを回転させながら、フィルター外面に向かって液体を噴出させることで、フィルターの洗浄効果の高いフィルター装置を提供できるとされている。 A wide variety of filters are used for the purpose of separating and removing solids as contaminants from gases and liquids, and pleated filters that have a larger filtration area by making the filter into a pleated shape are also mainly used for gases such as air purifiers. It is used in. Patent Document 1 discloses an example in which a pleated filter formed in a cylindrical shape is used as a filter device for removing sludge from a cutting fluid of a machine tool. In this device, it is said that a filter device having a high filter cleaning effect can be provided by ejecting liquid toward the outer surface of the filter while rotating the cylindrical filter.
一方、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。バラスト水は空荷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。比較的大きな微生物の除去の目的で濾過を用いる方法も検討されており、たとえば特許文献2には本願出願人による濾過膜を用いたバラスト水の処理装置が記載されている。
On the other hand, in recent years, the treatment of ballast water loaded on ships has become a problem. Ballast water is seawater that is loaded on a ship for safe navigation even in an empty state, and various methods for purifying ballast water to remove or kill or inactivate microorganisms have been studied. A method of using filtration for the purpose of removing relatively large microorganisms has also been studied. For example,
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、工業排水など水処理に際しては、水中の異物やゴミ、微生物を除去処理する前濾過処理が必要となる。本願発明者らは、このような濾過へのプリーツフィルターの適用を検討している。ここでは大量の水をできるだけ短時間で濾過する必要があるが、大規模・高流量の運転は概して早期の目詰まりによる処理量や濾過機能の低下を招きやすいことが技術的な問題となっている。 When using brackish water and seawater such as seawater desalination and ballast water, or water treatment such as sewage, domestic wastewater, and industrial wastewater, pre-filtration treatment is required to remove foreign substances, dust, and microorganisms in the water. The inventors of the present application are considering the application of a pleated filter to such filtration. Here, it is necessary to filter a large amount of water in as short a time as possible. However, large-scale, high-flow operation is a technical problem that generally tends to cause a reduction in throughput and filtration function due to early clogging. Yes.
特許文献2に開示されている装置は、円筒状フィルターを筒状容器に内蔵し、円筒状フィルターの外側から内部に流入する液体を濾液として回収する濾過装置である。濾過対象液を筒状容器の側面に設けたノズルからフィルター濾過面の一部に噴出することでフィルター表面に堆積した濾過物を洗浄して透過流束を回復させると共に、洗い流した濾過物を濾過前室から排液することで、安定した濾過状態を連続して継続させている。このようなシステムが安定に連続濾過を維持するのに重要なのは、フィルター濾過面への濾過対象液の噴出による洗浄効果である。経時的にフィルターの洗浄部位を変えてフィルター全体を洗浄していくことを効率的かつ効果的に行うために、円筒状フィルターを濾過中にモーター駆動等で回転させて、噴出ノズルからの噴出が当たる場所を連続的かつ周期的に変えている。この回転洗浄を確実に行って高い濾過流量を安定に保つためには、ノズルからの濾過対象液の噴出をある程度以上の高い流量レベルで維持する必要があるが、発明者らの検討ではこのような高流量の噴出を受けた結果、円筒状フィルターは経時的に劣化して、破断が生じ、濾過対象液の一部がフィルターを通らずに濾液に直接混入してしまう可能性があることが判明した。
そこで、本発明は、使用による劣化や破断を防止し、長期間安定して使用することが可能なプリーツフィルター、およびそれを用いた濾過装置としてのバラスト水処理装置および処理方法を提供することを目的とする。
The device disclosed in
Therefore, the present invention provides a pleated filter that can be used stably for a long period of time, preventing deterioration and breakage due to use, and a ballast water treatment device and a treatment method as a filtration device using the pleat filter. Objective.
本願発明者らは、フィルターの劣化について鋭意検討の結果、高流量の噴出を受けたフィルターの、プリーツの山および谷に当たる折り曲げ部分に破断が発生しやすいことを確認し、本願発明に至った。 As a result of diligent studies on the deterioration of the filter, the inventors of the present application have confirmed that a rupture is likely to occur at a bent portion corresponding to a peak and a valley of a pleat of a filter that has been ejected at a high flow rate, and has reached the present invention.
すなわち、フィルター基材が山部と谷部を繰り返すように折り目を有し、前記折り目の稜線方向を軸方向とする筒形状をなすプリーツフィルターであって、前記筒形状の内側から見た谷部に補強板を備えたプリーツフィルターである。 That is, the filter substrate has a fold so that the peak portion and the valley portion are repeated, and is a pleated filter having a cylindrical shape with the ridge line direction of the fold as an axial direction, the valley portion seen from the inside of the cylindrical shape It is a pleated filter equipped with a reinforcing plate.
また、本願は上記プリーツフィルターを濾過膜として用いたバラスト水処理装置であり、前記プリーツフィルターは円筒上面と円筒底面をそれぞれ水密に封止し、かつ円筒軸を中心に回転可能に保持され、前記プリーツ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、前記プリーツフィルターを囲むように設けられ前記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、前記プリーツフィルターを透過した濾過水を前記プリーツフィルターの円筒内部から前記ケースの外部へ導出する濾過水流路と、
前記プリーツフィルターで濾過されなかった排出水を前記ケースの外部へ排出する排出流路とを備えたバラスト水処理装置を含む。
Further, the present application is a ballast water treatment apparatus using the pleated filter as a filtration membrane, the pleated filter seals the upper surface and the bottom surface of the cylinder in a watertight manner, and is rotatably held around a cylindrical axis. A water-treatment nozzle that flows out the water to be treated toward the outer peripheral surface of the pleated filter, and a case having an outer cylinder portion that is provided so as to surround the pleated filter and includes a nozzle port of the water-treatment nozzle inside. A filtrate flow path for leading the filtrate water that has passed through the pleat filter from the inside of the cylinder of the pleat filter to the outside of the case;
A ballast water treatment apparatus including a discharge flow path for discharging discharged water that has not been filtered by the pleated filter to the outside of the case;
さらに、当該バラスト水処理装置を船体内に搭載し、船体外部から取得した海水を被処理水として用い、前記バラスト水処理装置により処理された濾過水にさらに殺滅処理を加えた後に、バラスト水として船体内に貯留するバラスト水の処理方法とする。 Further, the ballast water treatment device is mounted in the hull, seawater obtained from the outside of the hull is used as treated water, and after further killing treatment is performed on the filtered water treated by the ballast water treatment device, the ballast water treatment As a method for treating ballast water stored in the hull.
上記発明によれば、使用による破断を防止し、長期間安定して使用することに寄与するプリーツフィルター、およびそれを用いたバラスト水処理装置、バラスト水の処理方法を提供することが可能となる。 According to the above invention, it is possible to provide a pleated filter that prevents breakage due to use and contributes to stable use for a long period of time, a ballast water treatment apparatus using the pleat filter, and a ballast water treatment method. .
[本願発明の態様の説明]
以下、本願発明の態様について列記して説明する。本願1の態様は、(1)フィルター基材が山部と谷部を繰り返すように折り目を有し、前記折り目の稜線方向を軸方向とする筒形状をなすプリーツフィルターであって、前記筒形状の内側から見た谷部に補強板を備えたプリーツフィルターである。このような構造により、使用による破断を防止し、長期間安定して使用することが可能となる。
[Description of Embodiments of Present Invention]
Hereinafter, aspects of the present invention will be listed and described. Aspects of the present application 1 are: (1) a pleated filter having a fold so that the filter base material repeats crests and troughs, and having a cylindrical shape with the ridge line direction of the fold as an axial direction. It is a pleated filter provided with the reinforcement board in the trough part seen from the inside. Such a structure prevents breakage due to use and enables stable use for a long period of time.
(2)補強板には、表面から裏面に貫通する多数の孔を有する平板状基材、つまり多孔質の板材を用いることが好ましい。特に多孔質の板材としては網目状板材を用いることが簡便である。補強板はフィルターの折れ曲がり変形を防止する強度を持った部材であれば良い。同時にフィルターのプリーツが被処理水の圧力によって広がることを過度に妨げないことを考慮必要である。さらに、濾過液の流れを良くし、かつフィルター全体の軽量化をも考慮することが好ましい。 (2) As the reinforcing plate, it is preferable to use a flat substrate having a large number of holes penetrating from the front surface to the back surface, that is, a porous plate material. In particular, it is easy to use a mesh plate as the porous plate. The reinforcing plate may be a member having a strength that prevents the filter from being bent and deformed. At the same time, it is necessary to consider that the pleats of the filter do not excessively prevent the filter pleats from spreading due to the pressure of the water to be treated. Furthermore, it is preferable to improve the flow of the filtrate and consider the weight reduction of the entire filter.
(3)補強板の材質はポリプロピレン、ポリエチレン(特に復元力の点で中〜低密度ポリエチレン)、ナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、塩化ビニルからなる群から選択されるいずれかの樹脂により形成されていると良い。製造上の扱いやすさ、軽量化、コスト等の面で必要な強度を持った樹脂部材が好ましく用いられる。特に好ましくは適度な強度と復元力を備えている点でポリプロピレンである。金属系やガラス・セラミックなど非金属系の材料には強度の面で樹脂を凌ぐ性能を持つものもある。しかし、本実施の形態において変形に対する復元力も求められる。そのため、金属ならバネ材や焼き入れ処理などが必要となるが、網構造への加工や海水による腐蝕性をも総合的に勘案すると、上述の樹脂材料が適している。 (3) The material of the reinforcing plate is selected from the group consisting of polypropylene, polyethylene (especially medium to low density polyethylene in terms of restoring force), polyamide resin such as nylon, polyester resin such as polyethylene terephthalate, and vinyl chloride. It is good to be formed with resin of. A resin member having strength necessary for ease of handling in manufacturing, weight reduction, cost, etc. is preferably used. Particularly preferred is polypropylene because it has moderate strength and restoring force. Some non-metallic materials, such as metal and glass / ceramics, have a performance superior to resin in terms of strength. However, in this embodiment, a restoring force against deformation is also required. Therefore, if it is a metal, a spring material, quenching process, etc. are needed, but the above-mentioned resin material is suitable considering the processing to a net structure and the corrosivity by seawater comprehensively.
孔の大きさは0.5〜8mm程度(網目の場合としてピッチが1〜10mm)が濾過液の透過と板強度のバランスの点で好ましく用いられ、より好ましくは3〜5mm(網目の場合としてピッチが3〜5mm)である。板厚はプリーツのピッチ(隣接する谷部どうしの間隔)と所望の強度とを考慮して選択される。0.3〜2mmが好ましく用いられ、より好ましくは0.5〜1,5mmである。 The size of the hole is preferably about 0.5 to 8 mm (pitch is 1 to 10 mm in the case of mesh) in terms of the balance between the permeation of the filtrate and the plate strength, more preferably 3 to 5 mm (as the case of mesh) The pitch is 3 to 5 mm). The plate thickness is selected in consideration of the pitch of the pleats (interval between adjacent valleys) and the desired strength. 0.3 to 2 mm is preferably used, and more preferably 0.5 to 1,5 mm.
(4)補強板は、一枚ずつ独立した板材に限定されるものではなく、例えば山部と谷部を繰り返すように折り目を有し、前記フィルター基材の筒形状内側表面に沿うように設けられていても良い。このような形状により、より一層高い補強効果を得ることができる。 (4) The reinforcing plate is not limited to an independent plate material one by one. For example, the reinforcing plate has a fold so as to repeat a crest and a trough, and is provided along the cylindrical inner surface of the filter base. It may be done. With such a shape, an even higher reinforcing effect can be obtained.
(5)さらにフィルター基材がエンボス加工されていると良い。エンボス加工とは、フィルター基材に多数の連続した凹凸を付ける加工として一般に用いられる加工方法である。このような表面のフィルター基材11を用いることによって、フィルター自身が折れ曲がりにくくなる。また、エンボスによって生じる隙間が、折りたたまれたプリーツの奥側への被処理水の流入および濾過された処理水の流出を妨げない流路となる点で好適である。
(5) The filter base material is preferably embossed. Embossing is a processing method that is generally used as a process for providing a filter substrate with a large number of continuous irregularities. By using the
(6)また本願では、上述の円筒状のプリーツフィルターを濾過膜として用いたバラスト水処理装置を示す。すなわち、プリーツフィルターは円筒上面と円筒底面をそれぞれ水密に封止し、かつ円筒軸を中心に回転可能に保持され、前記プリーツ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、前記プリーツフィルターを囲むように設けられ前記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、前記プリーツフィルターを透過した濾過水を前記プリーツフィルターの円筒内部から前記ケースの外部へ導出する濾過水流路と、前記プリーツフィルターで濾過されなかった排出水を前記ケースの外部へ排出する排出流路とを備えたバラスト水処理装置である。 (6) Moreover, in this application, the ballast water treatment apparatus which used the above-mentioned cylindrical pleated filter as a filtration membrane is shown. That is, the pleated filter has a cylindrical upper surface and a cylindrical bottom surface sealed in a water-tight manner, is rotatably held around a cylindrical axis, and has a treated water nozzle that discharges the treated water toward the outer peripheral surface of the pleated filter; A case having an outer cylindrical portion provided inside the pleated filter and provided with a nozzle port of the water nozzle to be treated, and filtered water that has passed through the pleated filter from the inside of the cylinder of the pleated filter. It is a ballast water treatment apparatus provided with the filtered water flow path led out outside, and the discharge flow path which discharges the discharged water which was not filtered with the pleat filter outside the case.
このような構造の装置においては、円筒形状プリーツフィルターの円筒外部のノズル口から被処理水がプリーツフィルターの外側面に向かって噴出するため、プリーツの一部に被処理水の圧力が集中する。すると、プリーツが開く方向に圧力が加わり、上述の通り谷部と山部のそれぞれでフィルターが破断する可能性が高くなる。そこで、上述の補強板による破断防止構造を採用することにより、濾過不良の発生抑止、プリーツフィルターの長寿命化による装置の長期運転、運用コストの低減等の効果が期待できる。 In the apparatus having such a structure, the water to be treated is ejected from the nozzle port outside the cylinder of the cylindrical pleated filter toward the outer surface of the pleat filter, and therefore the pressure of the water to be treated is concentrated on a part of the pleat. Then, pressure is applied in the direction in which the pleats are opened, and the possibility that the filter breaks at each of the valley and the peak as described above increases. Therefore, by adopting the above-described breakage prevention structure with the reinforcing plate, it is possible to expect effects such as suppression of the occurrence of defective filtration, long-term operation of the apparatus due to the long life of the pleated filter, and reduction of operation costs.
(7)また、当該バラスト水処理装置を船体内に搭載し、船体外部から取得した海水を被処理水として用い、前記バラスト水処理装置により処理された濾過水にさらに殺滅処理を加えた後に、バラスト水として船体内に貯留するバラスト水の処理方法とすると良い。 (7) In addition, after the ballast water treatment device is mounted in the hull, seawater obtained from the outside of the hull is used as water to be treated, and the killed water is further added to the filtered water treated by the ballast water treatment device. It is preferable to use a method for treating ballast water stored in the hull as ballast water.
このような装置を用い、あるいは方法を用いることにより、従来にも増してフィルターの破断が抑制され、濾過不良を起こすこと無く長期間安定して使用することが可能となる。よって、メンテナンスの人的コストおよび交換材料としてのコストを抑制することができ、バラスト水自体の製造を一層容易にすることが可能である。 By using such a device or method, the filter can be prevented from being broken more than before, and can be used stably for a long time without causing defective filtration. Therefore, it is possible to suppress the maintenance personnel cost and the cost as a replacement material, and it is possible to further facilitate the production of the ballast water itself.
[本願発明の実施形態の詳細]
本発明の実施形態としてのプリーツフィルターおよびバラスト水の処理装置の構成を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示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。
[Details of the embodiment of the present invention]
Configurations of a pleated filter and a ballast water treatment apparatus as embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to these illustrations, is shown by the claim, and intends that all the changes within the meaning and range equivalent to a claim are included.
(プリーツフィルターの構成) (Configuration of pleat filter)
対象とするプリーツフィルターの代表的構造例を図1に示す。図1のプリーツフィルター10は、板状のフィルター基材11を山谷交互に繰り返し折りたたむことでプリーツ形状を形成し、さらにその両端部を接続して全体を円筒状にしたものである。実際の使用時には円筒の上面および下面を別な部材にて塞ぐと共に形状を固定する。円筒フィルターの内部から外部に向けて、あるいは逆に外部から内部に向けて濾過を行う。本願の以下の説明においては、円筒外側からみた山と谷を名称として用いる。すなわち、円筒内部側に突き出た折り目である図のV部を谷部と呼び、円筒外部側に突き出た折り目である図のM部を山部と呼ぶ。円筒の内側から見た谷部は、V部とV部の間でM部の裏側の空間を表すことになる。
A typical structure example of a pleated filter as an object is shown in FIG. The
フィルター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が、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。 A porous resin sheet is used as the filter substrate. 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. However, for the purpose of performing a high flow rate treatment, a nonwoven fabric made of polyester such as polyethylene terephthalate is particularly preferably used.
図1の形状のプリーツフィルター10の円筒外周側から被濾過液を供給し、円筒内部側に濾過する構成を想定する。図2は、その場合にフィルター基材11に加わる力を説明する図である。図2において、5本並んだ矢印は被処理液が山部M側から供給される方向を示している。フィルター基材11にはプリーツが開く方向に力Pが加わる。さらに、被処理液の流量や圧力の変動により、加わる圧力Pは変動し、構成によっては振動や繰り返し曲げとしてフィルター基材11に作用する。
A configuration is assumed in which the liquid to be filtered is supplied from the outer peripheral side of the cylinder of the
図3(A)および図3(B)は、上述の圧力Pによりプリーツフィルターに生じる破損の一形態を示すものである。図3(A)は破損が生じる前の状態、図3(B)は破損時の状態を模式的に示している。フィルターの上下は形状固定と密封のために固定されている。そこで、図2のように山部を開く方向に圧力が繰り返し加わることで、図3(B)に示す方向にフィルター中央部付近D部が折れ曲がる。これにより、フィルター基材11にD部において割れや破れが生じて濾過機能が損なわれる場合がある。特に、濾過対象液が水等の液体の場合は、空気等の気体の場合に比べてフィルターが受ける圧力が大きく、フィルターが折り曲げ部にて破断しやすい。
FIG. 3A and FIG. 3B show one form of breakage that occurs in the pleated filter due to the pressure P described above. FIG. 3 (A) schematically shows a state before breakage, and FIG. 3 (B) schematically shows a state at breakage. The top and bottom of the filter are fixed for shape fixing and sealing. Therefore, when the pressure is repeatedly applied in the direction of opening the peak as shown in FIG. 2, the portion D near the center of the filter is bent in the direction shown in FIG. Thereby, the
フィルター中央部が図3(B)のような方向に開く(曲がる)ことは、プリーツの奥まで被処理液が供給され、その流れによってフィルター表面が洗浄されやすくなる点では効果的である。しかし折れ曲がりによって破れ等が生じることは防止しなければならない。そこで、筒形状の内側から見た谷部に補強板を備えることで、上記の折れ曲がりを抑制することが可能となる。図4はその代表例としてのプリーツフィルター10の構造を示す斜視図である。各谷部に補強板を備えている。かかる構造において、補強板はフィルターの折れ曲がり変形を防止する強度を持った部材であれば良く、さらにはフィルターのプリーツが被処理水の圧力によって広がることを過度に妨げないことが好ましい。すなわち、図3Bに示すように「く」の字に折れ曲がることは防止するものの、緩やかなカーブで湾曲して、被処理水による圧力から開放された時に元の形状に戻る復元力を持つことが好ましい。
Opening (bending) the central portion of the filter in the direction as shown in FIG. 3B is effective in that the liquid to be treated is supplied to the back of the pleat and the flow of the filter facilitates cleaning. However, it is necessary to prevent breakage or the like caused by bending. Then, it becomes possible to suppress said bending by providing a reinforcement board in the trough part seen from the cylindrical inside. FIG. 4 is a perspective view showing the structure of a
この状態をわかりやすく説明するために、図4の一部を拡大した模式図が図5である。谷部に補強板を備えるとは、谷部側から見て凹部、すなわち図におけるV部と隣接するV部との間の凹部側に、補強板を備えることを意味する。図5のように隣接するV部の中央付近に板状の補強板2を山部となるM部裏側に向けて装着すると良い。図6は、図5の部分を円筒内部側から見た側面模式図であり、形状の固定状態を説明する図である。補強板2は、フィルター基材11と共に、円筒上部に設けられた固定部材12と円筒下部に設けられた固定部材13により固定されている。固定部材は円筒の上下に配置される円盤状、あるいは円環状の部材であり、フィルター基材11と補強板2の形状を固定しつつその固定部分の水密を保つ部材である。好ましくは、フィルター基材11と補強板2の上端部および下端部をそれぞれ接着剤としての樹脂で固定すると良い。
In order to explain this state in an easy-to-understand manner, FIG. 5 is an enlarged schematic diagram of a part of FIG. The provision of the reinforcing plate in the trough means that the reinforcing plate is provided in the concave portion when viewed from the trough side, that is, the concave portion between the V portion and the adjacent V portion in the drawing. As shown in FIG. 5, the plate-like reinforcing
補強板として用いられる代表例として、図7に網目状の板を示す。図7は樹脂製の網目板の一例であり、このような凹凸を有する網目板を用いることで、補強板とフィルター基材との密着を防ぐこともでき、濾過液の流れを妨げにくい効果が得られる。その他、多孔質の板材としては、板材に多数の孔を開けたパンチング材や、三次元網目状の連通孔を有する板材などを用いることが出来る。 As a typical example used as a reinforcing plate, FIG. 7 shows a mesh-like plate. FIG. 7 shows an example of a mesh plate made of resin. By using a mesh plate having such irregularities, it is possible to prevent the reinforcement plate and the filter base material from being in close contact with each other, and the effect of preventing the flow of the filtrate from being hindered. can get. In addition, as the porous plate material, a punching material in which a large number of holes are formed in the plate material, a plate material having a three-dimensional network-like communication hole, or the like can be used.
補強板は、一枚ずつ独立した板材に限定されるものではなく、例えば山部と谷部を繰り返すように折り目を有し、前記フィルター基材の筒形状内側表面に沿うように設けられていても良い。図8はその代表例を示す斜視図である。補強板2もフィルター基材11と同様にプリーツ形状に加工し、全体としてフィルター基材11と補強板2が二重のプリーツ形状をなすように形成されている。
The reinforcing plate is not limited to an independent plate material one by one. For example, the reinforcing plate has a fold so as to repeat a crest and a trough, and is provided along the cylindrical inner surface of the filter base. Also good. FIG. 8 is a perspective view showing a representative example. The reinforcing
さらに異なる態様として、補強板は谷部中央や谷部側のフィルター面に沿うように均等に配置されるものに限定されず、図9のように谷部側内面の片側面に沿うように設けられても良い。また図9では補強板3がフィルター基材11の谷部を覆うように設けた例であり、このように谷部を覆うように折り曲げることにより補強効果が高まる。
Furthermore, as a different aspect, the reinforcing plate is not limited to those arranged evenly along the valley center and the filter surface on the valley side, and is provided along one side of the valley side inner surface as shown in FIG. May be. FIG. 9 shows an example in which the reinforcing plate 3 is provided so as to cover the valley of the
このように、補強板をフィルター基材に沿わせて配置する構成においては、さらにフィルター基材がエンボス加工されていることが好ましい。図10は、フィルター基材11にエンボス加工を施した一例を示すものである。フィルター基材11自体に多数の円形の凹部と凸部を繰り返し連続して形成している。エンボスの形状は限定されるものではなく、凹部、凸部あるいはその両方を連続して有するものであれば良い。エンボスによって、フィルターの面と隣接するフィルターの面や補強板の面が密着することが抑制される。フィルター面に適度な隙間が確保されることで、濾過液の流れを妨げ難くなる。
Thus, in the structure which arrange | positions a reinforcement board along a filter base material, it is preferable that the filter base material is further embossed. FIG. 10 shows an example in which the
(濾過装置)
上述のプリーツフィルターを用いた濾過装置の好ましい適用例として、バラスト水処理装置の構成を図面を参照して説明する。図11(A)および図11(B)は本発明の実施態様としての船舶用のバラスト水処理装置の一例を示す図である。図11(A)は軸線を含む垂直断面の構成、図11(B)は図11(A)における水平A−A断面の構成をそれぞれ模式的に示す図である。円筒形状のプリーツフィルター101は回転中心となる軸線を囲むように配置されており、中心に配置された中心配管140(配管は回転しない)の周囲を回転自在になるよう取り付けられている。プリーツフィルターの上下面は水密に塞がれている。回転自在な取り付け構造は、同じく水密構造とする必要があるが、特に限定されることなく既知の構造が用いられる。フィルター全体を覆うようにケース103が設けられる。ケース103は外筒部131、蓋部132、底部133で構成され、底部133には排出流路108が設けられる。ケース103内に被処理水としての海水を導入するため被処理水流路106と被処理水ノズル102が設けられる。被処理水ノズル102は、そのノズル口121をケース103の外筒部131内に備えるように被処理水流路106から延設され、被処理水がプリーツフィルターの外周面に向かって流出するように構成されている。また、プリーツフィルターの回転のためにモーター190がプリーツフィルターの中心軸に備えられている。モーター190はモーターカバー191で覆われて収納され、駆動制御部(図示せず)からの電力により駆動される。
(Filtering device)
As a preferred application example of the filtration apparatus using the pleated filter described above, the configuration of a ballast water treatment apparatus will be described with reference to the drawings. FIG. 11 (A) and FIG. 11 (B) are diagrams showing an example of a ballast water treatment apparatus for ships as an embodiment of the present invention. FIG. 11A is a diagram schematically showing a configuration of a vertical cross section including an axis, and FIG. 11B is a diagram schematically showing a configuration of a horizontal AA cross section in FIG. The cylindrical
本例の場合、被処理水ノズルから噴出した被処理水はプリーツフィルターのプリーツ外周面に当たり、その圧力によってプリーツフィルターの洗浄効果が得られる。濾過されない被処理水および、ケース内に沈殿した濁質分は、ケース底部の排出流路から順次排出される。このように濁質分や残った被処理水が連続的に常に排出されつつ濾過が進行される点もこの装置の特徴であり、バラスト水に求められる10〜20ton/時間やさらには100ton/時間を超える処理量を確保するために効果がある。なお、図では排出流路にバルブなどを記載していないが、保守用や流量調節用に必要な機器が設けられる。プリーツフィルター101により濾過された濾過水はフィルター内部にて中心配管140に設けられた取水穴141を通して濾過水流路107に導かれ、ケース外部に流出される。
In the case of this example, the water to be treated ejected from the water nozzle to be treated hits the pleated outer peripheral surface of the pleated filter, and the cleaning effect of the pleated filter is obtained by the pressure. The untreated water to be treated and the suspended matter settled in the case are sequentially discharged from the discharge channel at the bottom of the case. The characteristic of this apparatus is that the filtration proceeds while the turbid component and the remaining water to be treated are continuously discharged, and 10 to 20 tons / hour or even 100 tons / hour required for ballast water. It is effective to secure a processing amount exceeding. In the figure, a valve or the like is not shown in the discharge flow path, but equipment necessary for maintenance and flow rate adjustment is provided. The filtered water filtered by the
100ton/時間の処理を行う装置の一例として、プリーツフィルターの外径は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、が挙げられる。被処理水ノズル102はノズル口121が矩形開口であるとよい。被処理水ノズルから大量の水がプリーツフィルター面に噴出されることにより、プリーツフィルターの折り目が開閉する方向の振動が生じることで、折り目に裂け等の孔が開きやすくなる。上述のように補強板を備えたプリーツフィルターを用いることで、破断が効果的に抑止でき、装置の長期安定的な運転が可能となる。
As an example of an apparatus that performs processing at 100 tons / hour, an outer diameter of a pleat filter is 700 mm, an axial length is 320 mm, an effective area is height 280 mm, a pleat depth is 70 mm, and a pleat number is 420 folds. The treated
図12は、図11(B)に対応する別な構成例を示す断面模式図である。プリーツフィルター101として、山部と谷部を繰り返すように折り目を有し、前記フィルター基材の筒形状内側表面に沿うように設けられた図8の構造のプリーツフィルターを用いた場合の例である。
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view illustrating another configuration example corresponding to FIG. It is an example at the time of using the pleat filter of the structure of FIG. 8 which has a crease | fold so that a peak part and a trough part may be repeated as the
(実験例)
補強板による効果を確認するため、図11(A)、図11(B)に示すバラスト水処理装置を用いて、濾過をおこなった。
使用した材料は次の通りである。
フィルター基材:ポリエチレンテレフタレート製不織布(商品名:東レ製 アクスターG2260−1S BK0)
補強板:ポリプロピレン製網目板(商品名:タキロン製 トリカルネットSN−598)
網目ピッチ 4.8mm×4.8mm
厚さ 1.5mm(縦糸1.5mm、横糸1.2mm)
(Experimental example)
In order to confirm the effect by a reinforcement board, it filtered using the ballast water treatment apparatus shown to FIG. 11 (A) and FIG. 11 (B).
The materials used are as follows.
Filter base material: Non-woven fabric made of polyethylene terephthalate (trade name: Axter G2260-1S BK0 manufactured by Toray)
Reinforcement plate: Polypropylene mesh plate (trade name: Tricarnet SN-598, manufactured by Takiron)
Mesh pitch 4.8mm x 4.8mm
Thickness 1.5mm (1.5mm warp, 1.2mm weft)
上記補強板を短冊状に切断し、図11(B)のようにフィルター谷部に装着した。補強板を用いない場合に、50時間の濾過運転にてフィルター山部に破損が生じたのに比べ、同条件の濾過において、補強板を設けた場合には、155時間まで破損が生じなかった。 The reinforcing plate was cut into strips and attached to the filter troughs as shown in FIG. When the reinforcing plate was not used, the filter peak portion was damaged in the filtration operation for 50 hours, and when the reinforcing plate was provided in the filtration under the same conditions, the damage was not generated until 155 hours. .
また、別な構造例として、次の補強板をフィルター基材と共に折りたたんだ図12の場合にも上記と同様に破損防止の効果を得ることができる。さらに、フィルター基材にエンボス加工を施すことで、フィルター基材面と補強板の接触を抑制することができ、さらに効果がある。
フィルター基材:ポリエチレンテレフタレート製不織布(商品名:東レ製 アクスターG2260−1S BK0)
補強板:ポリプロピレン製網目板(商品名:タキロン製 トリカルネットSN−11)
網目ピッチ 3.9mm×3.9mm
厚さ 0.9mm(縦糸0.9mm、横糸0.5mm)
Further, as another structural example, in the case of FIG. 12 in which the next reinforcing plate is folded together with the filter base material, the effect of preventing damage can be obtained in the same manner as described above. Furthermore, by embossing the filter substrate, the contact between the filter substrate surface and the reinforcing plate can be suppressed, which is more effective.
Filter base material: Non-woven fabric made of polyethylene terephthalate (trade name: Axter G2260-1S BK0 manufactured by Toray)
Reinforcement plate: Polypropylene mesh plate (trade name: Takiron Tricarnet SN-11)
Mesh pitch 3.9mm x 3.9mm
Thickness 0.9mm (warp thread 0.9mm, weft thread 0.5mm)
当該構造において79時間以上破損が生じなかった。一方、上述のプリーツ形状の変形と復元の観点では図12の構造に比べて図11Bの構造の方が好ましいことが確認できた。 In the structure, no breakage occurred for 79 hours or more. On the other hand, it has been confirmed that the structure of FIG. 11B is preferable to the structure of FIG.
図13は、上述したバラスト水処理装置を濾過装置として用いた船舶用バラスト水処理システムの全体構成を模式的に示した説明図である。図13において、海洋から取水された海水である被処理水は配管31を経てポンプ21により送られ、配管32を通じて濾過手段である濾過装置22に供給される。濾過装置22において濾過された濾過水は配管33を経て紫外線照射装置や電解装置などの殺滅装置23(必須ではない。)に送られる。また、濾過装置22において濾過されなかった排出水は、配管35を経て装置外部へ導出される。殺滅処理を経た海水は、配管34、配管36を経てタンク24に送られる。
FIG. 13 is an explanatory diagram schematically showing the overall configuration of a marine ballast water treatment system using the above-described ballast water treatment device as a filtration device. In FIG. 13, water to be treated which is seawater taken from the ocean is sent by a
本発明のプリーツフィルターは破断による性能低下を起こさず耐久性にも優れているため、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・高SS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 pleated filter of the present invention is superior in durability without causing degradation in performance due to breakage, and therefore, when using brackish water and seawater such as seawater desalination and ballast water, or in water treatment such as sewage, domestic wastewater, and industrial wastewater, It can be suitably used for pre-filtration treatment for removing foreign matters, dust, and microorganisms. In addition, because it is excellent in water treatment and concentration treatment with high turbidity and high SS, it can be applied in the field of valuable resources recovery such as the food field.
2 補強板
10、101 プリーツフィルター
11 フィルター基材
12、13 固定部材
21 ポンプ
22 濾過装置
23 殺滅装置
24 タンク
31、32、33、34、35、36 配管
102 被処理水ノズル
103 ケース
106 被処理水流路
107 濾過水流路
108 排出流路
121 ノズル口
131 外筒部
132 蓋部
133 底部
140 中心配管
141 取水穴
190 モーター
191 モーターカバー
2 Reinforcing
21
Claims (7)
前記プリーツフィルターは円筒上面と円筒底面をそれぞれ水密に封止し、かつ円筒軸を中心に回転可能に保持され、
前記プリーツ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、
前記プリーツフィルターを囲むように設けられ前記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、
前記プリーツフィルターを透過した濾過水を前記プリーツフィルターの円筒内部から前記ケースの外部へ導出する濾過水流路と、
前記プリーツフィルターで濾過されなかった排出水を前記ケースの外部へ排出する排出流路とを備えたバラスト水処理装置。 A ballast water treatment device using the cylindrical pleated filter according to any one of claims 1 to 5 as a filtration membrane,
The pleated filter seals the upper surface and the bottom surface of the cylinder in a watertight manner, and is held rotatably about the cylinder axis.
A treated water nozzle for flowing the treated water toward the outer peripheral surface of the pleat filter,
A case having an outer tube portion provided inside the pleated filter and provided with a nozzle port of the water nozzle to be treated inside;
A filtrate flow path for leading the filtrate water that has passed through the pleat filter from the inside of the cylinder of the pleat filter to the outside of the case;
A ballast water treatment apparatus comprising: a discharge flow path for discharging discharged water that has not been filtered by the pleated filter to the outside of the case.
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