JP2020093240A - ろ過装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のろ過器は砂ろ過のように、大量の砂を用いてろ過を行うため、装置の重量が増え、設置やメンテナンスに多大な労力が必要であった。また、閉塞が進んだ際の逆洗時大量の逆洗水が必要であった。【解決手段】この従来の課題を解決する手段として、縦に並べた二重円筒管の上部一端を同一の板に固定し、内筒のもう一端は板で密閉し、多数の孔のあいた内筒には円筒に縫製した布を被せ、上下をバンドで固定し、外筒は旋回流が発生するよう接続された流入口と、下部はホッパー構造を有し、最下部には自動開閉するバルブを取り付け、内筒と外筒の隙間には内筒、外筒とは独立した形で、筒に沿うように２枚の円板を棒状のブラシで橋掛けした構造物を挿入したことを特徴とするろ過装置がある。【選択図】図２

Description

本発明は所謂、ろ過装置に関するものである。

従来、池浄化や循環水の浄化に加圧式、重力式、遠心式、真空式といった様々なろ過装置が使用されている。中でも一般的に採用されている砂ろ過装置があるが、これは大量の砂を用いてろ過を行うため、装置の重量が増え、設置やメンテナンスに多大な労力が必要であった。また、閉塞が進んだ際の逆洗時、大量の逆洗水が必要となる課題があった。

特開２０１６−６８０４２

即ち、従来のろ過器では大量の砂を用いてろ過を行うため、装置の重量が増え、設置やメンテナンスに多大な労力が必要となるといった課題があった。また、閉塞が進んだ際の逆洗時、立体的に堆積している砂を巻き上げて洗浄を行うため、大量の逆洗水が必要であった。

本発明は、この従来の課題を解決する手段として、縦に並べた二重円筒管の上部一端を同一の天板に固定し、天板の中心部は外部への接続口を有し、内筒には多数の孔が空いた構造でもう一端は板で密閉し、内筒表面に円筒に縫製した布を被せ、上下をバンドで固定し、外筒はポンプで圧送された液体を旋回流が発生するよう設けられた流入口と、下部はホッパー構造を有し、最下部には外部への接続口を有し、内筒と外筒の隙間には内筒、外筒とは独立した形で、筒に沿うように２枚の円板を棒状のブラシで橋掛けした構造物を挿入し、さらに外部に自動で開閉する３基のバルブを組み合わせ円筒内の液体の流れを制御できることを特徴とするろ過装置である。

本発明のろ過器は、布に原水を通して、布目より大きな浮遊物質を補足することでろ過を行う。ろ過が進むにつれて布表面に補足された浮遊物質量が増え、閉塞が進むが、内筒と外筒の間に設置された２枚の円板を棒状のブラシで橋掛けした構造物が、流入水で発生する旋回流により回転しており、その際布の表面に堆積した付着物を逐次取り除くことで閉塞をおさえている。取り除かれた付着物は徐々に降下し、最終的に外筒下部のホッパー部に蓄積する。

本発明のろ過器のフロー図である。 本発明のろ過器本体の断面詳細図である。 図２におけるＡ−Ａ断面図である。 外筒と内筒の隙間におさまる回転体の概略図である。

次に、本発明を実施するための形態について実施例を図１〜図３について説明する。

図１において、１は本発明のろ過器本体で処理の中心的な役割を果たす。２〜４の３基の自動切替弁を制御することでろ過器本体内部の水の流れを変えることができる。６は循環運転中の流体圧力を測定している。７は浄化対象となる原液であり、湖沼や池の水である。ポンプ８は原水をろ過器に送り込むことと、自動切替弁の制御により逆洗時は逆洗水を送り込むために用いられる。排水ピット９は逆洗時、固形物が濃縮された排出水を放流するピットである。

図２はろ過器本体１の断面詳細図で、循環水出口・逆洗水入口１０、及び循環水入口１１、逆洗水出口１２外部への接続口を有している。外筒１３は、上部はフランジ２１が接合され、下部はホッパー１９が接合され逆洗水出口１２へとつながっている。内筒１４は多数の孔のあいた構造で、上部は天板２０に接合され、下部は底板１７で塞がれている。内筒側面には円筒に縫製された布１５を被せ、上下を固定バンド１６で締めつけている。外筒と内筒の間の空間には図４に示す内側を内筒の外径より数ｍｍ大きくくり抜いた二枚の円板２４を棒状ブラシ１８でつなぎ合わせた構造物が挿入されている。棒状ブラシは内筒の大きさにもよるが、４〜１０枚程度のものが望ましい。フランジ２１と天板２０は間にパッキン２２をはさみボルト・ナット５で固定されている。

図３は図２におけるＡ−Ａ断面図で流入した原水が外筒と内筒の間の空間で旋回流が発生しやすくなるよう、中心から偏心した箇所に循環水入口１１が取り付けられていることを示している。

次に、実際の動きについて説明する。通常のろ過運転時、ろ過水切替弁２が開で、排出水切替弁４は閉となっている。ろ過・逆洗切替弁３はポンプ８から圧送された原水は通過するが、ろ過器本体１の側面の循環水入口１１への水路が開き、循環水出口・及び逆洗水入口への水路は閉じている。ポンプ８から圧送される原水は外筒側面の循環水入口１１を通過し、筒内に送り込まれ、外筒と内筒の隙間を沿うように流れ、旋回流を発生させる。外筒と内筒の間に挿入された回転体が棒状ブラシにあたる旋回流により回転する。流入した原水は布１５を通過し内筒の内側へ送り込まれる。この際、微少な浮遊物質が布の表面で補足されるため内筒の内側に侵入した水は清澄なものとなっており、上部の循環水出口から排出され、湖沼、池７へ返送される。

布を通じてろ過を継続すると、通常すぐに浮遊物質の堆積で閉塞が進み、ろ過圧の上昇や、ろ過水量が低下する。しかし、本発明のろ過装置は布の表面を棒状ブラシが旋回することで、表面に堆積した捕捉物を絶えず剥離させている。剥離した物質は再び布に捕捉されるものもあるが、ろ過圧で布に押し付けられる際、浮遊物質同士が結合し粒子が大きくなる。結果、剥離した際、元の微小な浮遊物質より沈降しやすい特性を持つため、剥離と捕捉を繰り返しながら徐々に下降していく。最終的に旋回流から逃れた物質は下部ホッパー１９にまでたどり着き、金網を通過し、そのまま堆積していく。そのため比較的長時間にわたり、ろ過圧の上昇や、ろ過水量の低下を招くことなくろ過を継続することが可能となる。

ろ過を継続していくと、原水の浮遊物質の濃度や、初期粒子径により時間は異なるが、徐々に補足された粒子が剥離しないまま布の表面に留まってしまう箇所や、布目の奥にまで入り込む粒子が増えることにより、ろ過圧の上昇、ろ過水量の低下が進んでいく。その際は逆洗の工程に移るが、これは圧力計６の設定圧力にまで上昇するか、または原水の性状が一定でろ過圧の上昇速度が把握できていればタイマーにより、逆洗工程への移行を自動で行うことが可能である。

逆洗工程の際は各種切替弁が切り替わることで行う。逆洗工程に移る際、ろ過水切替弁２とが閉となり、排出水切替弁４は開となる。ろ過・逆洗切替弁３はポンプ８から圧送された原水は通過するが、ろ過器本体１の側面の循環水入口１１への水路が閉じ、循環水出口・及び逆洗水入口への水路が開となる。弁が切り替わったことにより流れの向きが変わり、ポンプから送られた原水は逆洗水入口１０から内筒の内側に流入し、布を通じて内筒の外側に流れ出る。そのまま下部に設けられた逆洗水出口より、ろ過工程中にホッパーに蓄積した堆積物と共に排水ピット９へと排出される。布１５の表面の補足物は逆洗水の内側からの水の流れで剥離する。また布１５は伸縮性を有しているため、逆洗水の流れで内側からの圧力で広げられ、布目が開くことで、布目の奥にまで補足された物質についても剥離させることが可能になっている。

布に補足された物質を剥離させるだけなので、逆洗時間は約２０秒程度で完了でき、立体的に物質を補足する砂ろ過器のような長時間の逆洗は不要である。そのため、少量の排水量で運転を行うことが可能となっている。

フランジと天板はボルト・ナット５で固定されているので、外筒から内筒を取り外すことが可能なため、布や回転体は経年による劣化で交換を行うことも可能である。

本発明は湖沼・池の浄化を目的としたろ過装置であるが、布の仕様を変えることで、各種液体を対象としたろ過を実施することができる。

１ ろ過器本体
２ ろ過水切替弁
３ ろ過・逆洗水切替弁
４ 排出水切替弁
５ ボルト・ナット
６ 圧力計
７ 湖沼・池等の浄化対象
８ ポンプ
９ 排水ピット
１０ 循環水出口、及び逆洗水入口
１１ 循環水入口
１２ 逆洗水出口
１３ 外筒
１４ 内筒
１５ 伸縮性を有する布
１６ 固定バンド
１７ 底板
１８ 棒状ブラシ
１９ ホッパー
２０ 天板
２１ フランジ
２２ パッキン
２３ 樹脂製成形品
２４ 円板

Claims (1)

1. 縦に並べた二重円筒管の外筒はポンプで圧送された液体を旋回流が発生するよう設けられた流入口と、上部にはフランジを、下部はホッパー構造を、最下部には外部への接続口を有し、内筒は上部をフランジ径と同じ径に加工した天板に密着固定し、天板の中心部は外部への接続口を有し、内筒には多数の孔が空いた構造で、内筒のもう一端は底板で密閉し、内筒表面には円筒に縫製した伸縮性を有する布を被せ、上下をバンドで固定し、内筒と外筒の隙間には内筒、外筒とは独立した形で、筒に沿うように２枚の円板を棒状のブラシで橋掛けした構造物を挿入し、さらに外部に自動で開閉する３基のバルブを組み合わせ、円筒内の液体の流れを制御できることを特徴とするろ過装置。

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