JP3106016U - 濾材の洗浄機構を備えた濾過装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
洗浄水を導入する手段および洗浄後の液を被濾過処理槽に戻すラインを構築することにより、極めて容易にＮｉ等の有価金属を効率よく回収できるとともに濾過処理後の液を無害化して排水に流すことができるような濾材の洗浄機構を備えた濾過装置を提供することを目的としている。
【解決手段】
中筒部２２の軸方向両端部に上部配管接続部２１および下部配管接続部２３が連設した濾過容器２０であって、上記中筒部２２の内部に複数の円筒濾材８が軸方向に配設され、上記上部配管接続部２１の内部に中仕切り１０を備えるとともに、被濾過処理液排出口２、ガス導入口５およびエア抜き口４が配設され、上記下部配管接続部２３の内部に中仕切り９を備え、さらに、この中仕切り９の内部にスラリー集泥器９１を備えるとともに、被濾過処理液導入口１およびドレン排出口３が配設された濾過容器２０において、上記下部配管接続部２３に洗浄水導入口６を設けるとともに、上記上部配管接続部２１に洗浄水排出口７を設ける構成としたことを特徴とする濾材の洗浄機構を備えた濾過装置。
【選択図】 図２

Description

この考案は、メッキ処理等液の濾過処理および洗浄処理に関する。詳しくは、メッキ処理等液の濾過処理において、濾材表面に不溶分が蓄積して濾過圧力が高くなったり、通液流量が低下したりするので、定期的に濾材を洗浄して蓄積した不溶分を脱着する必要がある。この洗浄処理を施すにあたり、メッキ金属成分を有効に回収するために工夫した濾材の洗浄機構を備えた濾過装置に関する。

濾過処理は、メッキ液の清澄化や電気機器材料の洗浄等のために、化学、電子分野を初め、工業用水、食品、製薬あるいは工業排水等の分野に広く採用されている工程である。

ところで、濾過は濾材を組み込んだ濾過容器によるのが一般的であり、より細かい不純物まで除去するため、濾材として濾材表面に珪藻土からなる層を形成したものや、不織布等を使用することが行なわれている。

濾過方法に関し、先に、酢酸液等の各種の懸濁液から微粒子を効率よく濾過除去し、発酵生産物回収率の高い濾過方法の発明が提案されている（特許文献１）。この発明に採用されている濾材はひだ折りされた通称「ブリーツ型カートリッジフィルターエレメント」である。このエレメントの方式では微粒子が濾材表面に効率よく捕集される。一方、この濾材はひだ折りされているため、捕集された微粒子を洗浄により脱着することは困難である。

特開平５−２２８３４３号公報

濾材として不織布等を使用する例について説明する。濾過器の主要部は濾材であり、濾過容器の内部に複数の濾材が配列されている。そして、この下端はポリプロピレンにより封止されている。これは、目付の異なる不織布を外周層、中間層、内周層と巻き上げて積層されているもので、用いる材質はコスト、耐薬品性等を考慮してポリプロピレン、ポリエチレンあるいは、プロピレンあるいはエチレンにコポリマーを各種配合してなるポリオレフィン系の繊維からなることが望ましい。

図１は従来の不織布等を使用する濾過装置を示す図である。図中の濾過容器２０は、軸方向上部から上部配管接続部２１、この下部に中筒部２２が連設し、この下方に下部配管接続部２３が連設する構成である。

そして、上部配管接続部２１の内部空間は中仕切り１０が備えられ、液の流路が分けられる。また、この上部配管接続部２１はそれぞれ配管が接続可能な配管接続口、即ち、被濾過処理液排出口２とガス導入口５およびエア抜き口４を備える。

下部配管接続部２３は中仕切り９が備えられ、液の流路が分けられる。また、この下部配管接続部２３は配管が接続可能な配管接続口、即ち、被濾過処理液導入口１およびドレン排出口３を備える。

濾過装置は以上のような構成であり、濾過時には被濾過処理液が円筒濾材８の外周層から内周層へ流れる。円筒濾材８の洗浄時においては逆に流れる。この、濾過処理後の洗浄および濾過容器内の液の排出について簡単に説明する。所定量の濾過が終了した後、洗浄、次いで排出工程に入る。その前に被濾過処理液導入バルブＶ１、被濾過処理液排出バルブＶ２が閉じられ、ガス導入バルブＶ５とドレンバルブＶ３とが同時に開放され、ガス導入ラインＬ５から供給された圧縮空気がガス導入口５から導入され、上部配管接続部の内部空間から円筒濾材８の内側を通過して蓄積された不溶物が洗浄され、次いで、濾過容器２０内の液はドレン排出口３を経て、開放されたドレンバルブＶ３、ドレンラインＬ３経由でドレン槽１２へ排出される。

以上のように、濾過容器の濾過圧力上昇または、濾過流量が低下した場合、円筒濾材の内側から外側に向かって、加圧した洗浄水を瞬間的に流し、次いで、洗浄水をドレン口から濾過容器の外へ排出して濾材の回復を図る。

ドレン槽１２へ排出された液はメッキ金属成分の濃度が高い。Ｎｉメッキ処理の場合Ｎｉが１リッター当たり６０グラム残留することも有る。そのため、排出された液の濃度を下げる処理を施した後、委託業者に廃棄処理を依頼する。

このような従来の濾過処理方法には、次のような問題点がある。

即ち、従来の問題点の第一は、濾過処理後の液に含まれるＮｉ、Ｃｒ等メッキ金属の残留分が大きく、そのままでは廃棄処理できない。

第二に、Ｎｉ、Ｃｒ等有価の金属を十分回収しないまま濾過処理後の液を廃棄処理することになり不経済である。

そこで、本考案の濾材の洗浄装置は、このような従来の装置の持つ問題点を解決するためになされたもので、従来の濾過装置に洗浄水を導入する手段および洗浄後の液を被濾過処理槽に戻すラインを構築することにより、極めて容易にＮｉ等の有価金属を効率よく回収できるとともに濾過処理後の液を無害化して排水に流すことができるような濾材の洗浄装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項の考案は、中筒部２２の軸方向両端部に上部配管接続部２１および下部配管接続部２３が連設した濾過容器２０であって、上記中筒部２２の内部に複数の円筒濾材８が軸方向に配設され、上記上部配管接続部２１の内部に中仕切り１０を備えるとともに、被濾過処理液排出口２、ガス導入口５およびエア抜き口４が配設され、上記下部配管接続部２３の内部に中仕切り９を備え、さらに、この中仕切り９の内部にスラリー集泥器９１を備えるとともに、被濾過処理液導入口１およびドレン排出口３が配設された濾過容器２０において、上記下部配管接続部２３に洗浄水導入口６を設けるとともに、上記上部配管接続部２１に洗浄水排出口７を設けたものである。

ここで、本明細書でいう「上部配管接続部」あるいは、「下部配管接続部」とは、濾過容器と外部との接続口を複数設けた有底筒状の部品である。それぞれにフランジ部を備え、濾過容器の中筒部とを連設する構造である。基本的には上下の配管接続部とも、例えば３〜４箇所の接続口を備え、用途により不要な箇所に「メクラ栓」を施して使用する。

「中仕切り」とは、上下の配管接続部の内部に備えた仕切りであり、液の濾過処理前、後で液の別流路を形成できるように工夫したものである。

この考案では、濾過容器内に残った有価金属を含有した液が洗浄水によって押し出され、この液は洗浄水排出ラインを経て被濾過処理槽へ回収される。なお、洗浄の際、濾過容器の液量の約２倍量の洗浄水を流すことにより、容器内のＮｉの残存率を減少させ、９０パーセント以上のＮｉを回収することができる。この洗浄処理の後、ドレン槽１２へ排出された液は、従来対比Ｎｉ等の金属の含有量が少なく薄められたものである。従って、この液は通常の排水処理設備に流すことも可能である。場合によっては、ドレン槽が不要となり、ドレンのスラリー処理も不要にすることが可能である。

本考案の実施の形態を、添付図面に示した本考案の実施例に基づいて以下に具体的に説明する。

先ず、本考案の実施例について、図２、図３を参照しながら説明する。図２は、本考案の濾過処理装置を示す図である。図３は、同上、下部配管接続部とスラリー集泥器を示す分解図である。

図２に示すように、濾過容器２０は、軸方向上部から上部配管接続部２１、この下部に中筒部２２が連設し、この下方に下部配管接続部２３が連設する構成である。濾過容器の主要部は円筒濾材８であり、濾過容器２０の内部に複数、垂直に配設されている。そして、これらの下端はポリプロピレンにより封止されている。円筒濾材８は、目付の異なる不織布を外周層、中間層、内周層と巻き上げて積層されているもので、用いる材質はコスト、耐薬品性等を考慮してポリプロピレン、ポリエチレンあるいは、プロピレンあるいはエチレンにコポリマーを各種配合してなるポリオレフィン系の繊維からなることが望ましい。
図中、濾過容器２０はポリプロピレン製であって、その形状は円筒状である。

濾過容器２０の下側は有底筒状の下部配管接続部２３が設けられ、内部は中仕切り９により流路が分けられている。この下部配管接続部２３はそれぞれ配管が接続可能な配管接続口、即ち、被濾過処理液導入口１とドレン排出口３および洗浄水導入口６を備える。この洗浄水導入口６を備えることが本考案の特徴である。ドレン排出口３は配管接続部の底部と底部を共にする有底のスラリー集泥器９１に接続される。被濾過処理液導入口１および洗浄水導入口６は配管接続部内部でかつスラリー集泥器９１の外に接続されており、被濾過処理液あるいは洗浄水の流れ方向上流側になるように配設される。図３に示すように、スラリー集泥器９１は漏斗状である。ドレン排出口３は濾過容器２０の底部であってかつ円筒濾材８に対して下流側になる位置に設けられ、ドレンバルブＶ３を介してドレン槽１２に接続されている。なお、下部配管接続部２３の外周部には、ドレン排出口３の他に被濾過処理液導入口１および洗浄水導入口６を示している。

スラリー集泥器９１は円筒濾材８の下方に位置するように配置されるが、上側に開き、下側に孔を備える漏斗状の形状であり、このスラリー集泥器９１の底部孔９２の面積は中筒部２２の断面積より小さい。

底部孔９２が上記のように小さく、さらに、スラリー集泥器９１側から見ると漏斗の下方裏側が「かえし」となっており、このような逆止めの構造なので、漏斗９１の下方裏側にスラリー汚泥が残留した場合であっても濾過容器２０の円筒濾材８側へ逆流しにくくなっている。

濾過容器２０の上側は上部配管接続部２１が設けられ、内部は中仕切り１０により流路が分けられている。被濾過処理液排出口２は、円筒濾材８に対して被濾過処理液の流れ方向下流側に設けられるとともに、円筒濾材８の上部先端より高い位置に設けられる。また、同様な位置にガス導入口５が設けられる。

また、上部配管接続部２１で、円筒濾材８の濾過面頂部より高い位置には、エア抜き口４および洗浄水排出口７が設けられ、これらは円筒濾材８に対して被濾過処理液の流れ方向下流側となる位置である。この洗浄水排出口７を設けることが本考案の特徴である。

濾過容器２０の被濾過処理液導入口１は濾過容器２０内に液を送出する被濾過処理液送水ポンプ１３の出口側と接続されている。

また、被濾過処理液が入っている被濾過処理液層１１は被濾過処理液供給ラインＬ１によって被濾過処理液送水ポンプ１３の入り口側に接続されているが、この被濾過処理液供給ラインＬ１にはその開閉のための被濾過処理液導入バルブＶ１が設けられている。

濾過容器２０のエア抜き口４はエア抜きラインＬ４に接続されている。このエア抜きラインＬ４はこのラインの開閉のためのエア抜きバルブＶ４を有している。また、洗浄水排出ラインＬ７はこのラインの開閉のための洗浄水排出バルブＶ７を有している。

また、濾過容器２０の被濾過処理液排出口２は開閉可能な被濾過処理液排出バルブＶ２を備えた被濾過処理液排出ラインＬ２に接続されている。

さらに、濾過容器２０のガス導入口５は、開閉可能なガス導入バルブＶ５を備えるガス導入ラインＬ５を介して圧縮空気が供給される。

このように、図２に示された濾過装置は、内部に円筒濾材を配列した上部集液式の濾過容器２０を備える濾過装置であって、濾材として不織布を密に巻いてなる円筒濾材８に対して被濾過処理液の流れ方向上流側になる位置に被濾過処理液導入口１、濾過容器底部であって下部配管接続口に、かつ円筒濾材８に対して上流側になる位置にドレン排出口３、円筒濾材８と同じかそれより高くかつ円筒濾材８に対して被濾過処理液の流れ方向下流側となる位置にエア抜き口４および円筒濾材８よりも高くかつ円筒濾材８に対して被濾過処理液の流れ方向下流側となる位置に、濾過処理液排出口２およびガス導入口５を備え、濾過容器の被濾過処理液導入口１は濾過容器２０内に液を送出するポンプ１３の出口側と接続されている。

また、濾過容器底部であって下部配管接続口２３に、かつ円筒濾材８に対して上流側になる位置に洗浄水導入口６、また、円筒濾材８よりも高くかつ円筒濾材８に対して被濾過処理液の流れ方向下流側となる位置に洗浄水排出口７を備える。

以上のように構成され、次に作用について説明する。

濾過装置を運転する際、濾過容器２０内に先ず液はりをする。ポンプ１３が停止し、バルブが全部閉じられた状態からスタートし、被濾過処理液導入バルブＶ１、エア抜きバルブＶ４が開放された後ポンプ１３が運転される。

ポンプ１３により被濾過処理槽１１の被濾過処理液が被濾過処理液供給ラインＬ１を経て被濾過処理液導入口１から濾過容器２０へ導入され、液はりが完了すると、液はエア抜き口４から濾過助剤槽（不図示）へ排出され始める。また、円筒濾材８の外側から内側へと通過した液は被濾過処理液排出口２を介して被濾過処理液排出ラインＬ２を経て、濾過助剤槽へ排出される。

液はり完了後、珪藻土からなる濾過補助材が円筒濾材８によって濾過され、その表面に珪藻土が残り、円筒濾材８の表面に珪藻土が堆積し、濾過助剤層が形成される。これによって、円筒濾材８のみによっては濾別不可能な微小な不溶分を除去する濾過層が形成される。ついで、濾過工程が開始される。

エア抜きバルブＶ４が閉じられ、被濾過処理液導入バルブＶ１および被濾過処理液排出口Ｖ２が開放されると、被濾過処理液排出ラインＬ２から清澄となった濾液を得ることができる。所定量の濾過が終了した後、ポンプ１３を停止する。

洗浄回収工程に入る前に被濾過処理液導入バルブＶ１、被濾過処理液排出バルブＶ２およびドレンバルブＶ３が閉じられ、洗浄水導入バルブＶ６および洗浄水排出バルブＶ７が開放され、洗浄水導入ラインＬ６から供給された洗浄水が洗浄水導入口６から導入され、下部配管接続部２３の中仕切りの外側の流路を経由して円筒濾材８の外側を通過し、次いで、濾過容器２０内の液は、上部配管接続部２１の中仕切り１０の外側の流路を経由して、洗浄水排出口７を経て、洗浄水排出ラインＬ７経由で被濾過処理槽１１へ戻る。

即ち、濾過容器２０内のＮｉ等の有価金属を含んだ液は、洗浄水排出ラインＬ７を経て被濾過処理槽１１へ回収される。この時、濾過容器の液量の約２倍の量の洗浄水を流すことにより、容器内のＮｉ等の有価金属の残存率を減少させ、９０パーセント以上のＮｉ等の有価金属を回収することができる。このことが、本考案の特徴とするところである。

次いで、濾過容器２０内に残留した液を排出する工程に入る。その前に洗浄水導入バルブＶ６、洗浄水排出バルブＶ７が閉じられ、ガス導入バルブＶ５とドレンバルブＶ３とが同時に開放され、ガス導入ラインＬ５から供給された圧縮空気がガス導入口５から導入され、上部配管接続部２１の内部空間から円筒濾材８を通過し、濾過容器２０内の液は、下部配管接続部２３の中仕切り９の内部に設けたスラリー集泥器９１を経由して、次いでドレン排出口３を経て、開放されたドレンバルブＶ３、ドレンラインＬ３経由でドレン槽１２へ排出される。

ここで、ドレン槽１２へ排出された液は、一度洗浄された後なので、従来対比Ｎｉ等の有価金属の残存量が少なく薄められたものである。従って、ドレン槽１２へ排出された液は通常の排水処理へ流すことも可能である。さらに、図２では、ドレン槽を設けスラリー処理することで説明したが、ドレン槽が不要となり、ドレンのスラリー処理も不要にすることが可能である。

このようにして、液はり工程、濾過助剤形成工程、濾過工程、洗浄回収工程および排出工程が繰り返される。

本考案の濾材の洗浄機構を備えた濾過装置の使途は、Ｎｉ、Ｃｒ等のメッキ処理の用途に限るものではなく、種々の高分子、微生物、酵母、微粒子を含有あるいは懸濁する液体の分離、精製、回収、濃縮などに適用することができる。

従来の濾過処理装置を示す図である。 本考案の濾過処理装置を示す図である。 同上、下部配管接続部とスラリー集泥器を示す分解図である。

符号の説明

１ 被濾過処理液導入口
２ 被濾過処理液排出口
３ ドレン排出口
４ エア抜き口
５ ガス導入口
６ 洗浄水導入口
７ 洗浄水排出口
８ 円筒濾材
９ 中仕切り
１０ 中仕切り
９１ スラリー集泥器
９２ 底部孔
１１ 被濾過処理液槽
１２ ドレン槽
１３ 被濾過処理液送水ポンプ
１４ 洗浄水送水ポンプ
２０ 濾過容器
２１ 上部配管接続部
２２ 中筒部
２３ 下部配管接続部
Ｖ１ 被濾過処理液導入バルブ
Ｖ２ 被濾過処理液排出バルブ
Ｖ３ ドレンバルブ
Ｖ４ エア抜きバルブ
Ｖ５ ガス導入バルブ
Ｖ６ 洗浄水導入バルブ
Ｖ７ 洗浄水排出バルブ
Ｌ１ 被濾過処理液供給ライン
Ｌ２ 被濾過処理液排出ライン
Ｌ３ ドレンライン
Ｌ４ エア抜きライン
Ｌ５ ガス導入ライン
Ｌ７ 洗浄水排出ライン

Claims (1)

1. 中筒部２２の軸方向両端部に上部配管接続部２１および下部配管接続部２３が連設した濾過容器２０であって、
   上記中筒部２２の内部に複数の円筒濾材８が軸方向に配設され、
   上記上部配管接続部２１の内部に中仕切り１０を備えるとともに、被濾過処理液排出口２、ガス導入口５およびエア抜き口４が配設され、
   上記下部配管接続部２３の内部に中仕切り９を備え、さらに、この中仕切り９の内部にスラリー集泥器９１を備えるとともに、被濾過処理液導入口１およびドレン排出口３が配設された濾過容器２０において、
   上記下部配管接続部２３に洗浄水導入口６を設けるとともに、上記上部配管接続部２１に洗浄水排出口７を設ける構成としたことを特徴とする濾材の洗浄機構を備えた濾過装置。
   
   
   

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