JP2018176062A - 濾過装置及び濾過方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い濾過性能及び濾過効率を有し、省資源及び経済性の向上を図ることもできる濾過装置及び濾過方法を提供すること。【解決手段】透水孔を有する収容槽７の内壁に沿って相互に分離可能に複数枚重ねた布製フィルター８を設置してある濾過槽２を具備する。前記透水孔の縦横の大きさは５〜１５ｃｍとすることができる。また、複数枚重ねた前記布製フィルター８のうちの少なくとも最も内側にある布製フィルター８を取り外し、該布製フィルター８の目詰まり分を除去する再生工程と、該再生工程に送った布製フィルター８を除いた他の前記布製フィルター８によって濾過を行う臨時濾過工程とを有するようにしてもよい。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、セメント汚水等の流体を濾過するための濾過装置及び濾過方法に関する。

セメントを使用する工事現場では、工具の洗浄等に伴ってセメント汚水（セメントを含有する汚水）が発生する。このセメント汚水をそのまま排水溝等に流すと詰まりの原因となる。

そこで、例えば図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すような濾過装置（製品名アクティードリッパー、木本ゴム工業株式会社製）をセメント汚水の浄化に用いることが考えられる。この濾過装置は、上部タンク５１に排水を投入すると、その下側に吊り下げ保持されている濾過袋５２を内外に通過してセメント分が濾され、セメント分が除去された排水が下部タンク５３に至るように構成されている。

しかし、上記濾過装置では、（１）吊り下げられた状態の濾過袋５２の上部では下向きの大きな荷重が掛かり、これに伴って濾過袋５２の目合いは上側ほど大きくなるため、上部においてセメント（粉）を捕捉しきれない、（２）濾過袋５２の底にセメントや骨材が溜まって目詰まりするにつれて濾過に資する面積が減少し、濾過スピードが低下する、（３）使用済みの濾過袋５２は濾したセメント等とともに産業廃棄物として処分することになり、経済性に劣るといった問題がある。

本発明は上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、高い濾過性能及び濾過効率を有し、省資源及び経済性の向上を図ることもできる濾過装置及び濾過方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る濾過装置は、透水孔を有する収容槽の内壁に沿って相互に分離可能に複数枚重ねた布製フィルターを設置してある濾過槽を具備する（請求項１）。

上記濾過装置において、前記透水孔の縦横の大きさは５〜１５ｃｍであってもよい（請求項２）。

一方、上記目的を達成するために、本発明に係る濾過方法は、請求項１又は２に記載の濾過装置を用いて流体を濾過する（請求項３）。

上記濾過方法が、複数枚重ねた前記布製フィルターのうちの少なくとも最も内側にある布製フィルターを取り外し、該布製フィルターの目詰まり分を除去する再生工程と、該再生工程に送った布製フィルターを除いた他の前記布製フィルターによって濾過を行う臨時濾過工程とを有していてもよい（請求項４）。

本願発明では、高い濾過性能及び濾過効率を有し、省資源及び経済性の向上を図ることもできる濾過装置及び濾過方法が得られる。

すなわち、請求項１に係る発明の濾過装置では、相互に分離可能な複数枚の布製フィルターを重ねて用いて濾過を行うので、濾過スピードが低下してきた場合には、例えば最も目詰まりしている布製フィルターを取り外し、乾燥させた状態で裏返しにして叩くなどして目詰まり分を除去し、再生させれば、再び濾過スピードを上げることができ、布製フィルターを使い捨てする必要がないので、省資源となる上、高価な布製フィルターを使用しても長期間の使用により経済的合理性が得られることになり、経済性の向上を図ることもできる。

しかも、布製フィルターの再生工程は、例えば、複数枚重ねてあるうちの最も内側の布製フィルター（最も目詰まりしている布製フィルター）のみ（すなわち一部の布製フィルターのみ）を取り外して行い、その再生工程の間も他の布製フィルターによって濾過（臨時濾過工程）を行えるようにすれば、濾過が停滞することもなく、この点でも濾過性能及び濾過効率は良好となる。

請求項２に係る発明の濾過装置では、収容槽の内側に配した布製フィルターが、濾過の際にその内部に流入した流体の水圧によって適宜に透水孔の外側にはらみ出して布製フィルターの目合いが広がるため、濾過スピードを上げることができる。

（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る濾過方法に用いる濾過装置の構成を概略的に示す説明図、（Ｂ）は前記濾過装置の要部の構成を概略的に示す縦断面図である。 前記濾過装置の第２濾過槽の構成を概略的に示す斜視図である。 （Ａ）は従来の濾過装置の全体構成を概略的に示す斜視図、（Ｂ）はその要部の構成を概略的に示す説明図である。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら以下に説明する。

本実施の形態に係る濾過方法は、図１（Ａ）に示す濾過装置を用いて行うものであり、濾過装置は、第１濾過槽１と、第１濾過槽１を通過した流体を濾過するための第２濾過槽２とを具備している。

このうち、第１濾過槽１は、凝集剤層３と細骨材層４とを上側（上流側）からこの順に収容保持し、底部（下流部）に透水孔５を有する収容保持体６によって構成されている。

ここで、細骨材層４は、現場にある砂等を細骨材として収容保持体６の底部から充填してなる層であり、凝集剤層３は、凝集剤を収容保持体６内において細骨材層４の上側（上流側）に充填してなる層であり、凝集剤としては、ミョウバンの他、セピオライトやベントナイトなどの粘土鉱物、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）等を用いることができる。そして、凝集剤は細骨材よりも少量でよく、例えば細骨材として砂を３００Ｌ用いる場合、凝集剤にミョウバンを用いるのであればその使用量は３００〜５００ｇ程度とすることができる。

ところで、図示例のように凝集剤層３を上側、細骨材層４を下側に配置する場合であって、凝集剤層３の凝集剤（例えばミョウバン）より粒径の小さな細骨材（例えば砂）を用いて細骨材層４を構成すれば、ブラジルナッツ効果（異なる大きさからなる粉粒体を振ると、最も大きな粒子が表面に浮き上がってくる現象）により、凝集剤層３と細骨材層４の間に仕切り網等を配置しなくても、凝集剤は細骨材層４内に沈み込むことはなく、凝集剤層３と細骨材層４とを分けた状態で保つことができる。

ただし、凝集剤層３と細骨材層４の間に、両層３，４が混合するのを防止するための仕切りを設けてあってもよい。この場合、仕切りは、水は通し、凝集剤及び細骨材は通さないように構成されているものとすることができる。また、水は通し、凝集剤は通さない仕切りを、凝集剤層３の上側（上流側）に設けてあってもよい。

一方、収容保持体６としては、例えばフレキシブルコンテナバッグ（容量３５０Ｌ）の内側に不透水性のシート（ビニールシート等）を敷いたものや、樹脂製の樽等を用いることができ、底部には流体を流出させ、細骨材層４の細骨材は流出させない透水孔５を複数設ける。すなわち、フレキシブルコンテナバッグとシートによって収容保持体６を構成する場合は、例えば、この両者にわたって貫通孔を設け、この貫通孔を透水孔５とすればよく、樹脂製の樽を用いる場合は、その底壁に設けた貫通孔を透水孔５とすればよい。その他、透水孔５を有する底板を収容保持体６の底壁の上側に敷き、収容保持体６の底壁には透水孔５よりも大きな貫通孔を設けておくようにしてもよい。

第２濾過槽２は、第１濾過槽１の下方に配置されており、図１（Ａ）及び図２に示す例では、一般にメッシュボックスパレットと呼ばれる底面１ｍ×１ｍの金属製（本例では鉄製）の網籠（透水孔を有する収容槽の一例）７の内側に（内壁に沿うように）相互に分離可能に複数枚（本例では３枚）重ねた布製フィルター８（本例では高密度ポリエステル素材織物を使用）を設置してある。なお、布製フィルター８の設置は、網籠７の内側に載置するだけでもよいし、留め具等の適宜の手段により布製フィルター８を網籠７に取り付けるようにしてもよい。また、布製フィルター８の目合いは、濾過しようとする粒子の大きさに応じたものとすればよい。そして、複数枚の布製フィルター８は、同一の構成を有し、例えば不織布を用いて構成されていてもよいし、不織布を用いずに構成されていてもよい。さらに、網籠の網の目（透水孔）の形状は、矩形状（正方形状）、菱形状、多角形状など、種々のものが考えられる。

そして、第２濾過槽２は、台９の上に載置された状態で中和槽１０内に収容され、第２濾過槽２の下面は中和槽１０の底面から上方に離間している。なお、台９は、専用のものでもよいし、レンガブロック等の適宜のものであってもよく、また、中和槽１０の底面あるいは網籠７の下面に設けてあってもよい。また、中和槽１０としては、例えば金属製又は樹脂製で容量が２００Ｌ程度の器等からなるものを用いることが考えられる。

上記構成からなる濾過装置では、第１濾過槽１に流体を注入することにより、この流体は第１濾過槽１（凝集剤層３及び細骨材層４）及び第２濾過槽２（布製フィルター８）を経て濾過される。例えば、工事現場で発生することのある混和剤（例えば減水剤、凍結防止剤等）及び着色剤を含むセメント汚水を第１濾過槽１に注入すると、第１濾過槽１では、このセメント汚水から、混和剤が大幅に取り除かれ、セメント及び着色剤もある程度除去される。さらに、第２濾過槽２では、残りのセメント及び着色剤も除去され、第１濾過槽１及び第２濾過槽２を経た濾過水には、セメント、着色剤及び混和剤がほとんど含まれない。なお、濾過対象とする流体に粗い骨材等が含まれているような場合は、例えば粗目の金網や適宜の大きさの穴をあけたフレキシブルコンテナバッグにその流体を通すなどして予め粗い骨材等を除去するようにしてもよい。

そして、第１濾過槽１の凝集剤層３の凝集剤は、濾過後に硬化し、板状になって細骨材層４から容易に分離することができる。このように分離した板状の凝集剤は、砕いて体積を減らし産業廃棄物として処理すればよい。

また、濾過に伴い、第１濾過槽１の細骨材層４の中にセメント分が増えてくれば、これをモルタル・コンクリート吹付工に再利用することができ、産業廃棄物を減らすことができる。

本実施形態の濾過装置では、混和剤によって第２濾過槽２の布製フィルター８が目詰まりし難いため、布製フィルター８を交換することなく長期間使用することができ、濾過効率の向上を図ることができる。また、布製フィルター８が徐々に目詰まりして濾過スピードが遅くなってきた場合には、例えば布製フィルター８を乾燥させた状態で裏返しにして叩くなどして、目詰まり分を除去し、再生させれば、再び濾過スピードを上げることができ、布製フィルター８を使い捨てする必要がないので、省資源となる上、高価な布製フィルターを使用しても長期間の使用により経済的合理性が得られることになり、経済性の向上を図ることもできる。

しかも、布製フィルター８の乾燥から目詰まり分の除去までの再生工程は、例えば、複数枚重ねてあるうちの最も内側の布製フィルター８（最も目詰まりしている布製フィルター８）のみ（すなわち一部の布製フィルター８のみ）を取り外して行うことにより、その再生工程の間も他の布製フィルター８によって濾過（臨時濾過工程）を行えるようにしてあることが好ましい。このようにすることで、濾過の停滞を無くし、濾過性能及び濾過効率を良好とすることができる。そして、上記再生工程を経た布製フィルター８は、例えば他の布製フィルター８の最も外側に重ねればよい。このような使用方法から考えれば、布製フィルター８は、通常は３枚以上重ねて用いるようにするのが好ましい。特に、布製フィルター８を４枚以上重ねて用いる場合には、上記再生工程により、一度に２枚以上の布製フィルター８を再生させることも考えられる。この場合も、目詰まりが比較的激しいと思われる内側の布製フィルター８を再生工程に送っている間、残り（外側）の布製フィルター８で濾過（臨時濾過工程）を行えるようにしてあるのが好ましい。なお、布製フィルター８の再生方法は上記に限らず、例えばブラシ等の適宜の道具を用いて行うようにしてもよい。

仮に、第１濾過槽１を省略し、セメント汚水中の混和剤を凝集沈殿により除去しようとすると、セメント汚水に凝集剤を添加した後に撹拌する作業員が必要となり、それだけ労力が掛かることになるが、本実施形態では、第１濾過槽１を用いることにより、作業の簡便化を図ることもできる。

一方、第１濾過槽１及び第２濾過槽２を経て濾過された流体は中和槽１０内に溜まり、この中和槽１０に中和剤を投入して流体を中和することにより、環境対策を行うことができるのであって、中和後の流体は中和槽１０から排出して適宜に処理すればよい。そして、この排出を容易にするために、例えば中和槽１０の下部に図外の開閉弁を設け、排出時にはこの開閉弁を開いて排出することができるようにしてもよい。

なお、本発明は、上記の実施の形態に何ら限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々に変形して実施し得ることは勿論である。例えば、以下のような変形例を挙げることができる。

上記実施の形態の濾過装置では、濾過対象とする流体（セメント汚水）を、基本的に上から下に向かって流すように構成されているが、これに限らず、流体を流す方向は適宜に変更可能であり、例えば、流体が横向きに流れる部分を設けてあってもよい。また、図１（Ａ）に示す例では、第１濾過槽１を第２濾過槽２の上方に離間させているが、これに限らず、例えば第１濾過槽１の下部が第２濾過槽２内に幾らか入り、第２濾過槽２が第１濾過槽１の底部（下流部）を覆うように配置されていてもよい。

上記実施の形態の濾過装置では、収容保持体６の中に、凝集剤層３と細骨材層４とを各々１層ずつ設けているが、何れか一方又は両方を、２層以上設けてもよい。

また、上記実施の形態の濾過装置では、第１濾過槽１及び第２濾過槽２を一つずつ設けているが、何れか一方又は両方を二つ以上設けてもよい。例えば、第１濾過槽１を二つ設け、流体が二つの第１濾過槽１を経た後に第２濾過槽２に向かうようにしてもよい。

上記実施の形態の濾過装置では、第２濾過槽２に網籠７を用いているが、これに限らず、網籠７に代えて、例えば収容保持体６と同様の構成を有するものやこれより一回り以上大きいものを用いてもよい。但し、例えば網籠７を用いる場合に、その網の目の隙間（透水孔）の縦横の大きさｄ（図１（Ｂ）参照）を５〜１５ｃｍ、好ましくは１０〜１５ｃｍ（１０ｃｍ以上１５ｃｍ以下）とすることにより、網籠７の内側に配した布製フィルター８が、濾過の際にその内部に流入した流体の水圧によって適宜に網の目の外側にはらみ出して布製フィルター８の目合いが広がるため、濾過スピードを上げることができる。上記隙間の縦横の大きさｄが５ｃｍ未満では布製フィルター８の目合いが広がらず濾過スピードが低下し、逆に１５ｃｍ超では目合いが広がり過ぎてセメント（粉）等の捕捉効率が低下する恐れがある。従って、網籠７に代えて例えば透水孔５を有する収容保持体６と同様の構成を有するものを用いる場合にも、透水孔５に相当する穴の縦横の大きさｄを５〜１５ｃｍ（より好適には１０〜１５ｃｍ）にすることが好ましい。そして、この場合の透水孔５に相当する穴の形状としても、矩形状（正方形状）、菱形状、多角形状の他、円形状、楕円形状等種々のものが考えられる。

濾過対象とする流体の内容物に応じて、濾過装置の構成は適宜に変更してもよい。例えば、下記表１に示すように、濾過対象とする流体が着色剤を含むが混和剤を含まないセメント汚水の場合には、第１濾過槽１に凝集剤層３を設けなくてもよく、このようにしても、細骨材層４によって着色剤が十分除去されることを本発明者らは確認している。また、濾過対象とする流体が着色剤及び混和剤の両方を含まないセメント汚水の場合には、第１濾過槽１を用いず第２濾過槽２のみを用いるようにしても十分に濾過することができる。一方、濾過結果はやや低下するものの、濾過対象とする流体が着色剤を含むが混和剤を含まないセメント汚水の場合に第１濾過槽１を用いず第２濾過槽２のみを用いたり、濾過対象とする流体が着色剤及び混和剤の両方を含むセメント汚水の場合に第１濾過槽１に凝集剤層３を設けず細骨材層４のみを設けたりしてもよい。

なお、本明細書で挙げた変形例どうしを適宜組み合わせてもよいことはいうまでもない。

１ 第１濾過槽
２ 第２濾過槽
３ 凝集剤層
４ 細骨材層
５ 透水孔
６ 収容保持体
７ 網籠
８ 布製フィルター
９ 台
１０ 中和槽
５１ 上部タンク
５２ 濾過袋
５３ 下部タンク
ｄ 透水孔の縦横の大きさ

Claims (4)

1. 透水孔を有する収容槽の内壁に沿って相互に分離可能に複数枚重ねた布製フィルターを設置してある濾過槽を具備することを特徴とする濾過装置。
2. 前記透水孔の縦横の大きさは５〜１５ｃｍである請求項１に記載の濾過装置。
3. 請求項１又は２に記載の濾過装置を用いて流体を濾過することを特徴とする濾過方法。
4. 複数枚重ねた前記布製フィルターのうちの少なくとも最も内側にある布製フィルターを取り外し、該布製フィルターの目詰まり分を除去する再生工程と、該再生工程に送った布製フィルターを除いた他の前記布製フィルターによって濾過を行う臨時濾過工程とを有する請求項３に記載の濾過方法。