JP4020510B2 - タンク式濾過装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はタンク式濾過装置に係り、詳細には、生活排水、河川水、湖沼水、地下水或いは海水等を原水として精密濾過または限外濾過装置を用いたクロスフロー濾過により大量に浄化する水処理に好適なタンク式濾過装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来からクロスフロー濾過により大量の水処理を行う各種のタンク式濾過装置が提案されており、本発明者等は複数本の中空糸膜を束ねたカートリッジ型モジュールを濾過タンクの内部空間を仕切って循環水室を形成する2枚の上下仕切板により荷重を分担させて支持させることで各仕切板の板厚を薄肉化出来、材料コストを低減出来るタンク式濾過装置を開発し、現在特許出願中である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記技術においても全く問題がないわけではなく、クロスフロー濾過における高い膜面流速を維持しつつ安定的に高い透水量を保った濾過運転を行うためには循環水出口の流速を一定以上に確保する必要があることからタンク本体の側面部に形成された循環水口の口径を大きくする必要があり、この循環水口の口径を大きくした場合には上下仕切板とタンク本体で形成される循環水室の占有スペースが大きくなって濾過タンクが大型化すると共にカートリッジ型モジュールの全長が長くなるという問題がある。
【0004】
また、濾過タンクの大型化を避けるために循環水口をタンク本体の外周側面部に多数設けて循環水出口の流速を確保することも考えられるが、この場合には多数の循環水口に接続される配管本数が多数必要になるため濾過タンク外の配管設備の構成が複雑になり、大きなスペースが必要になるという問題がある。
【0005】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、循環水室に連通する循環水流路を濾過タンク本体の外周に鉢巻き状に設けたことで循環水室と循環水流路との連通口がその口径を所望の大きさで所望の数だけ確保することが出来るため循環水出口の流速を一定以上に確保することが容易に出来、循環水室の占有スペースを低減して濾過タンクの小型化を図ることが出来、カートリッジ型モジュールの全長を短くして材料コストを低減することが出来、濾過タンク外の配管設備の構成が簡単で省スペース化を図ることが出来るタンク式濾過装置を提供せんとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明に係るタンク式濾過装置は、複数本の中空糸膜を束ねたカートリッジ型モジュールが濾過タンク内に懸垂して支持されるタンク式濾過装置において、前記濾過タンク本体の内部空間を仕切る第1の仕切板と、前記第1の仕切板の下部に配置され、前記濾過タンク本体の内部空間を仕切る第2の仕切板と、前記濾過タンク本体とにより形成された循環水室に連通する循環水流路が該濾過タンク本体の外周に鉢巻き状に設けられたことを特徴とする。
【0007】
上記構成によれば、循環水室に連通する循環水流路を濾過タンク本体の外周に鉢巻き状に設けたことで循環水室と循環水流路との連通口がその口径を所望の大きさで所望の数だけ確保することが出来るため循環水出口の流速を一定以上に確保することが容易に出来、循環水室の占有スペースを低減して濾過タンクの小型化を図ることが出来、カートリッジ型モジュールの全長を短くして材料コストを低減することが出来、濾過タンク外の配管設備の構成が簡単で省スペース化を図ることが出来る。
【0008】
また、前記循環水室を形成する濾過タンク本体に径方向に複数の連通口を形成し、前記濾過タンク本体の外周に鉢巻き状に設けられた循環水流路に前記循環水室から前記複数の連通口を流通した循環水が集水されて前記循環水流路の流出口から流出するように構成すれば好ましい。
【0009】
また、前記濾過タンク本体の外周に鉢巻き状に設けられた循環水流路の断面積が該循環水流路の流出口に向かって大きくなるように構成した場合には、循環水流路の流出口に向かって下流側になるにつれ増量する循環水の流路抵抗を低減して循環水出口の流速を一定以上に確保することが出来る。
【0010】
【発明の実施の形態】
図により本発明に係るタンク式濾過装置の一実施形態を具体的に説明する。図1は本発明に係るタンク式濾過装置の構成を示す断面説明図、図2は第1、第2の仕切板とカートリッジ型モジュールの連結部の構成を示す要部拡大図、図3は濾過タンク本体の外周に鉢巻き状に設けた循環水流路の構成を示す斜視図、図4は濾過タンク本体の外周に鉢巻き状に設けた循環水流路の構成を示す平面説明図である。
【0011】
以下、図1及び図2を用いて本発明に係るタンク式濾過装置として原液を循環しながら濾過を行う所謂クロスフロー濾過方式のタンク式濾過装置の一実施形態について説明する。
【0012】
図1において、1は原液を循環しながら濾過を行う所謂クロスフロー濾過方式のタンク式濾過装置として構成されたものであり、例えば、生活排水、河川水、湖沼水、地下水或いは海水等を原水として精密濾過または限外濾過装置により大量に浄化する水処理に適用可能である。
【0013】
タンク式濾過装置1の濾過タンク2内には、複数本の中空糸膜3を束ねたカートリッジ型モジュール4が懸垂して支持されるようになっており、濾過タンク2の内部空間は該濾過タンク2に固定された分離板5と詳しくは後述する第1、第2の仕切板となる2枚の上下部仕切板6,7により4つの室に分割されている。
【0014】
濾過タンク2は下部に配置して図示しない支持手段により立設されるタンク本体2aと該タンク本体2aの上部に取り付けられる蓋2bとに2分割して構成され、タンク本体2aの内壁部の所定高さ位置に分離板5、上下部仕切板6,7が夫々溶接等により水密的且つ気密的に固着されている。
【0015】
これにより、タンク本体2aの下部と分離板5とにより形成された空間と、タンク本体2aの中部と分離板5と下部仕切板7とにより形成された空間とにより供給水室8,9が夫々形成され、タンク本体2aの上部と下部仕切板7と上部仕切板6とにより形成された空間により循環水室10が形成される。
【0016】
また、図3及び図4に示すように、循環水室10の側部でタンク本体2aの外周には該循環水室10に連通する循環水流路21を形成する断面コ字形状の外板22が鉢巻き状に設けられている。タンク本体2aの壁面には該タンク本体2aの径方向に循環水室10と循環水流路21との連通口となる複数の連通孔2a1 が形成されており、タンク本体2aの外周に鉢巻き状に設けられた外板22により形成された循環水流路21に循環水室10から複数の連通孔2a1 を流通した循環水が集水されて循環水流路21の流出口21aから流出するように構成されている。
【0017】
タンク本体2aの外周に鉢巻き状に設けられた循環水流路21の断面積は図4に示すように、該循環水流路21の流出口21aに向かって大きくなるように構成されており、これによって、循環水流路21の流出口21aに向かって下流側になるにつれ増量する循環水の流路抵抗を低減して循環水出口の流速を一定以上に確保することが出来るようになっている。
【0018】
尚、本実施形態では、循環水流路21の断面形状が方形状に形成された場合の一例について説明するが、循環水流路21の他の構成として断面半円形状や断面C字形状等、各種の形状に形成することが出来るものである。
【0019】
また、本実施形態では循環水流路21をタンク本体2aの外周に略水平に鉢巻き状に配置したが、必要に応じて所定の傾斜を設けて配置しても良い。また、循環水流路21はタンク本体2aの外周に複数に分割して配置されても良く、循環水流路21と循環水室10とを連通する連通孔2a1 の数、口径形状及び口径面積も各種の数、口径形状及び口径面積に設定することが出来る。
【0020】
蓋2bはパッキン11を介して図示しない固定手段によりタンク本体2aの上部に水密的且つ気密的に固定され、上部仕切板6と蓋2bとにより形成された空間により処理水室12が形成される。
【0021】
一方、中空糸膜3はその上端部が開口され、下端部が閉塞されており、図2に示すように、多数本の中空糸膜3は束ねられてその上端部外周が接着剤により接着された接着層13により一体的に結合され、更にその接着層13は円筒形状のカートリッジヘッド14の内部に嵌挿して接着剤により該カートリッジヘッド14に固着されている。
【0022】
また、カートリッジヘッド14の下端部には一体的に束ねられた中空糸膜3の外周に嵌挿されるカートリッジ筒15が溶接や接着等により固着されている。
【0023】
図1に示すように、カートリッジヘッド14の上端から該カートリッジヘッド14に接続されたカートリッジ筒15の下端までの長さは中空糸膜3の全長よりも長くなるように設定されており、中空糸膜3の下端よりも更に下方に伸びるカートリッジ筒15のスカート部15aにより供給水室8から分離板5に設けられた導入口5aを介して供給される原水やエアバブリング用の空気が各カートリッジ型モジュール4の中空糸膜3に効率よく導かれるようになっている。
【0024】
濾過タンク2の内部空間を仕切ると共に該濾過タンク2内に収容されるカートリッジ型モジュール4の上端部に配置される第1の仕切板となる上部仕切板6は処理水室12内部に加わる内圧(水圧)により該上部仕切板6に加わる荷重に対抗し得る強度を有する所定の厚さで構成され、カートリッジ型モジュール4が挿通される複数の貫通穴6aが所定位置に形成されている。
【0025】
また、濾過タンク2の内部空間を仕切ると共に上部仕切板6の下部に配置され、カートリッジ型モジュール4を懸垂して支持する第2の仕切板となる下部仕切板7は全部のカートリッジ型モジュール4の重量及び処理水室12内部に加わる内圧(水圧)により該カートリッジ型モジュール4の上面に加わる荷重及び循環水室10内部に加わる内圧(水圧)により該下部仕切板7に加わる荷重に対抗し得る強度を有する所定の厚さで構成され、前記上部仕切板6に形成された貫通穴6aと同軸上に形成され、カートリッジ型モジュール4が挿通される複数の貫通穴7aを有して構成されている。
【0026】
下部仕切板7の貫通穴7aの下部には該貫通穴7aの径方向内側に突出する突出部7bが形成され、該突出部7bにカートリッジ型モジュール4の上端外周部に設けられたカートリッジヘッド14の下端部が当接して該カートリッジ型モジュール4を懸垂して支持するようになっている。
【0027】
尚、上下部仕切板6,7の貫通穴6a,7aの壁面に設けられた溝部6b,7cにはOリング16が嵌入されており、このOリング16にカートリッジヘッド14の外壁面が圧接することによりカートリッジヘッド14が上下部仕切板6,7に対して水密的且つ気密的に取り付けられている。尚、Oリング16を嵌合する溝部をカートリッジヘッド14側に設けても良い。
【0028】
尚、下部仕切板7の貫通穴7aの壁面とカートリッジヘッド14の外壁面との間は完全シールでなくても実用上問題がないため貫通穴7aの壁面の溝部7cやOリング16を省略して構成しても良い。
【0029】
また、カートリッジヘッド14の上端面は上部仕切板6の貫通穴6aの壁面に対して着脱可能に設けられた係止部材17により係止され、これによってカートリッジヘッド14が上下部仕切板6,7間で固定され、カートリッジ型モジュール4が安定して濾過タンク2内部に収容されている。
【0030】
上記構成において、タンク式濾過装置1による濾過運転時には、図示しないポンプにより濾過タンク2のタンク本体2aの下部に設けられた供給水入口2cから供給水室8に供給された原水は分離板5に設けられた導入口5aから供給水室9に充満すると共にカートリッジ筒15のスカート部15a内部に導かれる。
【0031】
カートリッジ筒15の内部で中空糸膜3の外周部を通過した原水はその一部が該中空糸膜3の外部から内部に加圧濾過されて該中空糸膜3の開口された上端部から処理水室12に導かれる濾水となり、一部が中空糸膜3の外周部をそのまま通過してカートリッジヘッド14の径方向に複数設けられた貫通孔14aから循環水室10に導かれる。
【0032】
処理水室12に収容された濾水は蓋2bの上部に設けられた処理水取出口2dから濾過タンク2の外部に取り出され、循環水室10に導かれた原水はタンク本体2aの側面壁部に周方向に所定ピッチで形成された複数の連通孔2a1 から鉢巻き状の循環水流路21に流通して集水され、下流側の流出口21aから濾過タンク2の外部に導かれる。
【0033】
このように、供給水の一部を循環水室10に流すと共に該循環水室10からタンク本体2aの外周部に鉢巻き状に設けた循環水流路21に流通させて集水することにより高い膜面流速を維持しつつ安定的に高い透水量を保った濾過運転が可能となる。
【0034】
一方、逆洗時は処理水取出口2dから濾水を供給して循環水室10、循環水流路21及び供給水室8,9に逆流させ、中空糸膜3に蓄積した懸濁物質を排除する。
【0035】
上記構成によれば、循環水室10に連通する循環水流路21を濾過タンク本体2aの外周に鉢巻き状に設けたことで循環水室10と循環水流路21との連通口(連通孔2a1 )がその口径を所望の大きさで所望の数だけ確保することが出来るため循環水出口の流速を一定以上に確保することが容易に出来、循環水室10の占有スペースを低減して濾過タンク2の小型化を図ることが出来、カートリッジ型モジュール4の全長を短くして材料コストを低減することが出来、濾過タンク2外の配管設備の構成が簡単で省スペース化を図ることが出来る。
【0036】
【発明の効果】
本発明は、上述の如き構成と作用とを有するので、循環水室に連通する循環水流路を濾過タンク本体の外周に鉢巻き状に設けたことで循環水室と循環水流路との連通口がその口径を所望の大きさで所望の数だけ確保することが出来るため循環水出口の流速を一定以上に確保することが容易に出来、循環水室の占有スペースを低減して濾過タンクの小型化を図ることが出来、カートリッジ型モジュールの全長を短くして材料コストを低減することが出来、濾過タンク外の配管設備の構成が簡単で省スペース化を図ることが出来る。
【0037】
また、前記濾過タンク本体の外周に鉢巻き状に設けられた循環水流路の断面積が該循環水流路の流出口に向かって大きくなるように構成した場合には、循環水流路の流出口に向かって下流側になるにつれ増量する循環水の流路抵抗を低減して循環水出口の流速を一定以上に確保することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るタンク式濾過装置の構成を示す断面説明図である。
【図2】第1、第2の仕切板とカートリッジ型モジュールの連結部の構成を示す要部拡大図である。
【図3】濾過タンク本体の外周に鉢巻き状に設けた循環水流路の構成を示す斜視図である。
【図4】濾過タンク本体の外周に鉢巻き状に設けた循環水流路の構成を示す平面説明図である。
【符号の説明】
1…タンク式濾過装置
2…濾過タンク
2a…タンク本体
2a1 …連通孔
2b…蓋
2c…供給水入口
2d…処理水取出口
3…中空糸膜
4…カートリッジ型モジュール
5…分離板
5a…導入口
6,7…上下部仕切板
6a,7a…貫通穴
7b…突出部
6b,7c…溝部
8,9…供給水室
10…循環水室
11…パッキン
12…処理水室
13…接着層
14…カートリッジヘッド
14a…貫通孔
15…カートリッジ筒
15a…スカート部
16…Oリング
17…係止部材
21…循環水流路
21a…流出口
22…外板

Claims (3)

  1. 複数本の中空糸膜を束ねたカートリッジ型モジュールが濾過タンク内に懸垂して支持されるタンク式濾過装置において、
    前記濾過タンク本体の内部空間を仕切る第1の仕切板と、前記第1の仕切板の下部に配置され、前記濾過タンク本体の内部空間を仕切る第2の仕切板と、前記濾過タンク本体とにより形成された循環水室に連通する循環水流路が該濾過タンク本体の外周に鉢巻き状に設けられたことを特徴とするタンク式濾過装置。
  2. 前記循環水室を形成する濾過タンク本体に径方向に複数の連通口を形成し、前記濾過タンク本体の外周に鉢巻き状に設けられた循環水流路に前記循環水室から前記複数の連通口を流通した循環水が集水されて前記循環水流路の流出口から流出するように構成したことを特徴とする請求項1に記載のタンク式濾過装置。
  3. 前記濾過タンク本体の外周に鉢巻き状に設けられた循環水流路の断面積が該循環水流路の流出口に向かって大きくなるように構成したことを特徴とする請求項2に記載のタンク式濾過装置。
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