JP4471270B2 - 濾過装置およびその逆洗方法 - Google Patents

Description

本発明は、濾過装置およびその逆洗方法に関し、とくに、濾過塔内に設けられた固定板にフィルタエレメントを吊下したタイプの濾過装置およびその逆洗方法に関する。

フィルタエレメントを濾過塔内に配置し、水中の懸濁物質の除去を目的とした濾過装置においては、懸濁物質除去を重ねることで濾過装置の差圧が上昇した場合、濾過水もしくは逆洗用水を逆流させることでフィルタエレメントを洗浄して差圧を回復させる「逆洗型濾過装置」と、このような逆洗を実施せずフィルタエレメントを交換する「非逆洗型濾過装置」がある。

逆洗型濾過装置では、濾過装置内でのフィルタエレメント取付形態によって逆洗方法、逆洗用水の流れ方向が異なる。主なフィルタエレメント取付形態として、図９に示すような「フィルタエレメント吊下型」と図１０に示すような「フィルタエレメント下部固定型」がある。

図９に示すフィルタエレメント吊下型の濾過装置２１においては、濾過塔２２の内部が、濾過塔２２内の上部に設けられた固定板２３により上室２４と下室２５とに仕切られ、固定板２３にフィルタエレメント２６が吊下されて固定される。一般的に、被処理水は濾過塔２２の下部から導入され、フィルタエレメント２６で濾過された後、処理水が上室２４に集められ、そこから所定の行先へ送られる。

一方、図１０に示すフィルタエレメント下部固定型の濾過装置４１においては、濾過塔４２の内部が、濾過塔４２内の下部に設けられた固定板４３（「チューブシート」とも呼ばれる。）により上室４４と下室４５とに仕切られ、固定板４３にフィルタエレメント４６が立設されるよう、フィルタエレメント４６の下部が固定板４３に固定される。この場合の一般的な固定構造として、図１０に示すように、固定板４３を貫通するフィルタアダプター（連通管）４７が固定板４３に固定され、このフィルタアダプター４７にフィルタエレメント４６が接合される。被処理水は装置下部もしくは上部から上室４４内に導入され、フィルタエレメント４６で濾過された後、処理水としてフィルタアダプター４７を通って固定板４３で仕切られた下室４５に集められ、そこから所定の行先へ送られる。

このようなフィルタエレメント下部固定型の濾過装置４１における一般的な逆洗方法では、濾過装置４１の濾過運転停止後、上室４４内に溜まった被処理水、および通水が停止したことでフィルタエレメント４６から一部剥離した懸濁物質を、上室４４内の被処理水とともに全量ドレンする。このとき、濾過助材、たとえばプリコートされていた粉末樹脂等を用いている場合には、剥離した廃濾過助材も一緒にドレンする。その後、処理水が溜まっている固定板４３下部の下室４５に高圧の逆洗用空気を導入することで、水と共にフィルタエレメント内部より外部に向けて急速に吹き出させて逆洗を実施し、十分に洗浄するために、下室４５への逆洗用水補給（水張り）を含むこの操作を数回繰り返す。

一方、フィルタエレメント吊下型の濾過装置２１における一般的な逆洗方法では、例えば図１１に示すように、濾過装置２１の濾過運転停止後、処理水が集まった上室２４内に、逆洗用空気入口弁２７を開として高圧の逆洗用空気を導入し、濾過塔２２の下部に接続された被処理水導入ライン２８に設けられた被処理水入口弁２９もしくはドレンライン３０に設けられたドレン弁３１が開かれた状態で、固定板２３上部の水を高流速で一気にフィルタエレメント２６を逆流させることにより、フィルタエレメント２６に付着していた懸濁物質を剥離し、洗浄する。この場合、１回目の逆洗で固定板２３上部の処理水が放出されてしまうため、繰り返し逆洗を行う場合には、濾過装置２１本体とは別に、上室２４に接続された逆洗用水タンク３２を設け、そこに貯留された逆洗用水を加圧空気送給弁３３ａ、加圧空気送給ライン３３ｂを介して供給される高圧空気で逆洗用水導入ライン３４、逆洗用水導入弁３５を介して上室２４内に導入し、導入された逆洗用水を高流速で一気にフィルタエレメント２６を逆流させることにより、フィルタエレメント２６に付着していた懸濁物質を剥離し、洗浄する（例えば、特許文献１）。なお、図１１において、３６ａは逆洗用水補給弁、３６ｂは逆洗用水補給ライン、３７は処理水出口弁、３８は処理水排出ラインを、それぞれ示している。

このように構成された濾過装置２１では、例えば図１２に示すような順序で逆洗が行われている。
（１）濾過運転停止：被処理水入口弁２９および処理水出口弁３７を閉じる（ステップ１）。このとき、濾過塔２２内は満水状態にある。
（２）逆洗Ｉ：ドレン弁３１、逆洗用空気入口弁２７を開き、逆洗用空気を導入して、濾過塔２２の上室４内に溜まっていた処理水と共にフィルタエレメント２６内部より外部に急速に吹き出させて洗浄する（ステップ２）。このとき、濾過塔２２内の水は、本例では全量排出する（ブローする）。フィルタエレメント２６がプリコート型の場合、この急速、全量排出による逆洗は有効である。また、この逆洗では、とくに、フィルタエレメント２６の下端近傍が良好に洗浄される。
（３）逆洗準備Ｉ：その後、ドレン弁３１、逆洗用空気入口弁２７を閉じ、逆洗用水補給弁３６ａを開いて逆洗用水タンク３２内に逆洗用水を補給するとともに、加圧空気送給弁３３ａを開いて逆洗用水タンク３２内に次の逆洗時に使用する加圧空気を封入する（ステップ３）。
（４）逆洗ＩＩ：逆洗用水補給弁３６ａ、加圧空気送給弁３３ａを閉じ、逆洗用水導入弁３５を開いて、逆洗用水タンク３２内に溜められていた逆洗用水を該タンク３２内に封入されていた加圧空気によりフィルタエレメント２６へと送り、フィルタエレメント２６内部より外部に急速に吹き出させて洗浄する（ステップ４）。このとき、ドレン弁３１は開かれているので、フィルタエレメント２６内部より外部に吹き出された逆洗排水は、下室５内から外部に排出される。上記ステップ３、４を所定回数（例えば、８回）繰り返して逆洗を終える。
特開平１０−１５３６４号公報

ところが、上記のようなフィルタエレメント吊下型の濾過装置における逆洗では、経験的にフィルタエレメント上部の洗浄性がフィルタエレメント下部に比べて悪くなる傾向があり、フィルタエレメント下部固定型の濾過装置に比べて洗浄性が劣る。この原因としては、フィルタエレメント吊下型濾過装置の逆洗では、繰り返し逆洗時において逆洗用水タンク〜濾過装置本体までの弁や配管の圧力損失により、逆洗用水が濾過装置本体に導入された時点では既にその圧力が低下していることに起因していると考えられる。一方フィルタエレメント下部固定型濾過装置では、逆洗用水は本体内部に貯留されており、高圧空気を直接濾過装置本体に導入するだけであり、上記のような逆洗用水の圧力低下は生じない。

例えば濾過材にプリーツフィルタを使用しているフィルタエレメント吊下型の濾過装置において、濾過装置本体内の固定板上部に逆洗用水を貯留する逆洗方法を考えた場合、固定板上部及び下部とも水抜き状態にて外部から固定板上部に逆洗用水を導入した後、外部から高圧空気を導入する方法が考えられるが、実際には固定板上部に導入した逆洗用水は濾過材を通して固定板下部の空気と置換してしまうので、逆洗用水を貯留することはできない。したがって、従来の装置構成のままでは、このような逆洗方法を採ることはできない。

また、フィルタエレメント吊下型の濾過装置における逆洗での洗浄性を向上させるには、繰り返し逆洗の回数を増やす方法も考えられるが、この場合は逆洗排水量が増加することになる。

そこで本発明の課題は、フィルタエレメント吊下型の逆洗型濾過装置において、フィルタエレメント逆洗性を向上し、且つ逆洗排水量を低減することが可能とするため、濾過塔本体内に逆洗用水を貯留可能な濾過装置の構造および逆洗方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る濾過装置は、濾過塔内部を上室と下室とに仕切るとともに上室側と下室側とを連通する複数の連通孔を有する固定板の該連通孔部に、前記下室内に収容されたフィルタエレメントを吊下し、前記下室内に導入された被処理水を前記フィルタエレメントで濾過した後前記上室を通して排出する濾過装置において、前記固定板の上に、複数の開孔を有し、かつ、前記連通孔と前記開孔を連通させて前記上室側と下室側とを連通するとともに、前記連通孔と前記開孔との連通を遮断して前記上室側と下室側との連通を遮断するように、全開孔を一体的に移動可能な可動板を設けたことを特徴とするものからなる。この可動板は、濾過運転時には連通孔と開孔を連通させて上室側と下室側とを連通する位置に移動され、逆洗時には、一時的に、すなわち、上室に逆洗用水を貯留する際に、連通孔と開孔との連通を遮断して上室側と下室側との連通を遮断する位置に移動され、しかる後に、連通する位置に移動されて上室に貯留されていた逆洗用水をフィルタエレメントの逆洗に供するように、移動されるものである。

上記固定板の連通孔と上記可動板の開孔は、それぞれ同数設けられている構造とすることができる。この構造により、可動板の移動により、全連通孔と全開孔を、実質的に同時に連通、あるいは連通遮断させることが可能となる。ただし、理論的には、例えば開孔の数が連通孔の数より多くても、このような実質的に同時の連通、あるいは連通遮断動作を行わせることは可能である。

上記可動板は、固定板に対して摺動可能に設けられている構造とすることができる。好ましくは、可動板を摺動抵抗の小さい部材で受け、可動板を小さい駆動力で円滑に移動させることが望ましい。移動形式は、平行移動でも回転移動でもよい。可動板の駆動手段としては、例えばシリンダ装置を用いることができる。

また、この濾過装置においては、上室に、該上室内に逆洗用水を導入するラインが接続されているとともに、逆洗用水導入後に上室内に加圧気体を供給するラインが接続されている構造とすることができる。これによって、上室内に逆洗用水を貯留した後、加圧気体の供給により貯留されていた逆洗用水をフィルタエレメントの逆洗に供することができるようになる。

また、上記濾過塔の側面で下室に対応する位置に、開閉可能なラインが接続されている構造とすることもできる。このラインを開として内部空気を抜くことができるようにし、下室下部からの排水を停止することにより、逆洗に使用された逆洗排水を下室内に残し、その水面を適切に調節することができるようになり、それによって、フィルタエレメントに対する逆洗の主作用部位を変化させ、フィルタエレメント全長にわたって良好な洗浄性を確保することが可能になる。

本発明に係る濾過装置におけるフィルタエレメントとしては特に限定されないが、本発明は特にプリーツ型またはプリコート型のフィルタエレメントを用いる濾過装置に好適なものである。

本発明に係る濾過装置の逆洗方法は、濾過塔内部を上室と下室とに仕切るとともに上室側と下室側とを連通する複数の連通孔を有する固定板の該連通孔部に、前記下室内に収容されたフィルタエレメントを吊下し、前記下室内に導入された被処理水を前記フィルタエレメントで濾過した後前記上室を通して排出する濾過装置における逆洗方法であって、逆洗時に前記連通孔の全部を同時に遮蔽した後、前記上室内に逆洗用水を導入して貯留し、前記連通孔の全部を同時に遮蔽解除して、前記上室内に貯留されていた逆洗用水を用いて逆洗することを特徴とする方法からなる。

この逆洗方法においては、上記連通孔の遮蔽および遮蔽解除を、複数の開孔を有し、かつ、連通孔と開孔を連通させて上室側と下室側とを連通するとともに、連通孔と開孔との連通を遮断して上室側と下室側との連通を遮断するように、全開孔を一体的に移動可能な可動板の移動により行うことができる。

また、上室内への逆洗用水の導入、貯留後に、上室内に加圧気体を供給するようにすることもできる。

また、下室内におけるフィルタエレメントの最下部よりも上位まで水を張った状態で、上室からフィルタエレメントを通して下室内へ逆洗用水を送る逆洗を行うようにすることもできる。すなわち、濾過塔固定板下部の下室内は満水とせず、一部気体の層を設け、この時の下室内の水位はフィルタエレメントの下端以上とし、この状態で固定板上部から逆洗用水を導入する。この場合予め張っていた水が抵抗となるため、予め水に浸漬していたエレメント部位への逆洗用水および空気の透過が緩和され、空気層に存在していたエレメント部分の洗浄性が向上する。したがって、予め水位を高い状態にしておけば、従来の逆洗方法では洗浄性が悪かったエレメント上部〜中部についても、洗浄性の向上が図れることになる。この逆洗時における下室内への水張りの水位は逆洗ごとに変化させるようにすることもでき、それによってフィルタエレメントの全長にわたって良好な洗浄性が確保されることになる。

また、上記濾過塔の側面で下室に対応する位置に、開閉可能なラインを接続し、逆洗時に該ラインを開とし、濾過塔下部に接続されたドレンラインを原則的に閉として、逆洗に使用された逆洗排水の全量または一部を前記逆洗時用の下室内への水張り用水とすることもできる。

フィルタエレメントとしては、例えば、プリーツ型またはプリコート型のフィルタエレメントを用いることができる。

このような本発明に係る濾過装置およびその逆洗方法は、発電所に設けられている濾過装置およびその逆洗に好適なものである。

本発明によれば、フィルタエレメント吊下型濾過装置において、可動板の移動制御により、濾過塔の上室と下室との連通を一時的に遮断して上室内に逆洗用水を貯留できるようになり、貯留した逆洗用水を加圧気体の導入および上記連通遮断の解除を介して一気にフィルタエレメントを逆流させて逆洗できるようになる。逆洗用水を逆洗前に上室内に貯留できるので、貯留しない場合に比べ、上室に至るまでの配管での圧力損失の発生は無くなり、所望の高圧での逆洗が可能となって、良好な洗浄性が確保される。また、洗浄が良好に行われるため、逆洗回数を増やさなくても済み、洗浄排水量の増加も抑えられる。繰り返し逆洗の際に、適宜下室内に水張りを行うようにすれば、一層良好な洗浄性と洗浄排水量の低減が達成される。

以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係るフィルタエレメント吊下型の濾過装置１を、周りの配管系および弁とともに示している。濾過塔２の内部は、固定板３（チューブシートあるいは仕切板とも呼ばれる。）によって上室４と下室５とに区画され、固定板３には、下室５内に収容された複数のフィルタエレメント６が吊下されて固定されている。図１には２本のフィルタエレメント６を示してあるが、通常はより多数のフィルタエレメント６が設けられる。下室５には、被処理水を導入するための被処理水入口弁７を備えた被処理水導入ライン８と、ドレン弁９を備えたドレンライン１０が接続されており、本実施態様では、被処理水導入ライン８とドレンライン１０は一つのラインに合流された後濾過塔２の下室５に接続されている。上室４には、処理水出口弁１１を備えた処理水排出ライン１２と、逆洗用水導入弁１３を備えた逆洗用水導入ライン１４と、逆洗用空気導入弁１５を備えた逆洗用空気導入ライン１６が接続されている。逆洗用空気導入ライン１６には、逆洗用に使用する加圧空気を貯留する逆洗用空気タンク１７が接続されており、逆洗用空気タンク１７には、加圧空気送給弁１８ａを備えた加圧空気供給ライン１８ｂが接続されている。

図２は、本発明の別の実施態様に係るフィルタエレメント吊下型の濾過装置を示しているが、本実施態様では、図１に示した構成に加え、濾過塔２の側面で、下室５の上部に対応する位置に、逆洗用空気抜き弁１９ａを備えた逆洗用空気抜きライン１９ｂが接続されている。

上記図１、図２に示したような濾過装置において、固定板３上に、本発明に係る可動板装置５０が設けられている。可動板装置５０は、図３〜図５に示すように構成されている。固定板３には上室側と下室側とを連通する複数の連通孔５１が設けられており、これら連通孔５１部に、下室５内に収容された各フィルタエレメント６が吊下されることになる。各連通孔５１の上端部には、可動板５２の摺動受け部材を兼ねたシール部材５３が装着されており、このシール部材５３上に、可動板５２が摺動自在に設けられている。可動板５２には、連通孔５１と同数の開孔５４が、連通孔５１と同じ配置で設けられており、可動板５２をスライドさせることにより、各連通孔５１と各開孔５４を連通させて上室側と下室側とを連通するとともに、各連通孔５１と各開孔５４との連通を遮断して上室側と下室側との連通を遮断するように、全開孔５４を一体的に移動させることが可能に構成されている。図３は、各連通孔５１と各開孔５４の位置が合った状態を示している。

上記可動板５２は、本実施態様では、固定板３に対し、固定板３の上面に沿う方向に平行移動される。この移動のための駆動手段として、シリンダ装置５５が設けられている。シリンダ装置５５は、その後端側が、固定板３にボルト５６により固定された固定側ブラケット５７にピン５８を介して連結されており、他端側の、伸縮作動されるロッド５９の先端側が、可動板５２の上面に固定された可動側ブラケット６０に、ロッドエンド６１、ピン６２を介して連結されている。シリンダ装置５５は水圧シリンダまたはエアシリンダからなり、その作動により、可動板５２が前記各連通孔５１と各開孔５４とを連通する方向あるいは連通を遮断する方向に駆動されるようになっている。図５におけるＰが可動ストロークを示しており、可動板５２がこの可動ストロークＰ分移動されることにより、全開孔５４が一体的に移動され、全開孔５４の全連通孔５１との連通、連通遮断が同時に制御されるようになっている。

このように構成された本発明に係る濾過装置１における逆洗は、次のように行われる。まず、図１に示したタイプの濾過装置においては、例えば、図６に示すような順序で逆洗が実施される。

（１）濾過運転停止：被処理水入口弁７および処理水出口弁１１を閉じる（ステップ１）。このとき、濾過塔２内は満水状態にある。また、可動板５２は、全開孔５４が全連通孔５１と連通した状態の位置にあり、上室４と下室５とは連通状態にある。

（２）逆洗Ｉ：ドレン弁９、加圧空気送給弁１８ａ、逆洗用空気導入弁１５を開き、加圧空気を上室４内に導入して、濾過塔２の上室４内に溜まっていた処理水をフィルタエレメント６内部より外部に急速に吹き出させて洗浄する（ステップ２）。このとき、濾過塔２内の水は、本例では全量排出する（ブローする）。フィルタエレメント６がプリコート型の場合、この急速、全量排出による逆洗は有効である。また、この逆洗では、とくに、フィルタエレメント６の下端近傍が良好に洗浄される。

（３）逆洗準備Ｉ：その後、可動板５２を、全開孔５４と全連通孔５１との連通を遮断する位置に移動させ、上室４と下室５との連通を遮断する。ドレン弁９、逆洗用空気導入弁１５を閉じ、逆洗用水入口弁１３を開いて上室４上部にあるベント弁（図示せず）を開き上室４内に逆洗用水を所定量補給し、しかる後、逆洗用水入口弁１３を閉じるとともに、加圧空気導入弁１５を開いて逆洗用空気タンク１７から加圧空気を上室４内に導入して上室４内を加圧する（ステップ３）。

（４）逆洗ＩＩ：上記状態にて、加圧空気送給弁１８ａを閉じ、可動板５２を、全開孔５４と全連通孔５１との連通遮断を解除する位置に移動させ、上室４と下室５とを連通させ、上室４内に貯留されていた逆洗用水を加圧空気により一気にフィルタエレメント６内へと送り、フィルタエレメント６内部より外部に急速に吹き出させて逆洗する（ステップ４）。このとき、ドレン弁９は開かれているので、フィルタエレメント６内部より外部に吹き出された逆洗排水は、下室５内から外部にブローされる。上記ステップ３、４を数回（例えば、５回）繰り返し、逆洗を終える。

一旦上室４内に逆洗用水を貯留し、しかも上室４内にて加圧状態にした後逆洗に供するので、逆洗用水供給に伴う上室４までの配管等による圧力損失は無関係となり、所望の高圧状態にて逆洗用水をフィルタエレメント６内に送ることができるようになり、良好な洗浄性が得られる。洗浄性が良好となる結果、繰り返し逆洗回数も少なくて済み、逆洗排水量も少なく抑えられる。

図２に示したタイプの濾過装置においては、例えば、図７に示すような順序で逆洗が実施される。

（１）濾過運転停止：被処理水入口弁７および処理水出口弁１１を閉じる（ステップ１）。このとき、濾過塔２内は満水状態にある。また、可動板５２は、全開孔５４が全連通孔５１と連通した状態の位置にあり、上室４と下室５とは連通状態にある。

（２）逆洗Ｉ：ドレン弁９、加圧空気送給弁１８ａ、逆洗用空気導入弁１５を開き、加圧空気を上室４内に導入して、濾過塔２の上室４内に溜まっていた処理水をフィルタエレメント６内部より外部に急速に吹き出させて洗浄する（ステップ２）。このとき、濾過塔２内の水は、本例では全量排出する（ブローする）。フィルタエレメント６がプリコート型の場合、この急速、全量排出による逆洗は有効である。また、この逆洗では、とくに、フィルタエレメント６の下端近傍が良好に洗浄される。

（３）逆洗準備Ｉ：その後、可動板５２を、全開孔５４と全連通孔５１との連通を遮断する位置に移動させ、上室４と下室５との連通を遮断する。ドレン弁９、逆洗用空気導入弁１５を閉じ、逆洗用水入口弁１３を開いて上室４上部にあるベント弁（図示せず）を開き上室４内に逆洗用水を所定量補給し、しかる後、逆洗用水入口弁１３を閉じるとともに、加圧空気導入弁１５を開いて逆洗用空気タンク１７から加圧空気を上室４内に導入して上室４内を加圧する（ステップ３）。

（４）逆洗ＩＩ：上記状態にて、加圧空気送給弁１８ａを閉じ、可動板５２を、全開孔５４と全連通孔５１との連通遮断を解除する位置に移動させ、上室４と下室５とを連通させ、上室４内に貯留されていた逆洗用水を加圧空気により一気にフィルタエレメント６内へと送り、フィルタエレメント６内部より外部に急速に吹き出させて逆洗する（ステップ４）。このとき、ドレン弁９は開かれているので、フィルタエレメント６内部より外部に吹き出された逆洗排水は、下室５内から外部にブローされる。

（５）逆洗準備ＩＩ：逆洗を繰り返す場合は、可動板５２を、全開孔５４と全連通孔５１との連通を遮断する位置に移動させ、上室４と下室５との連通を遮断する。ドレン弁９、逆洗用空気導入弁１５を閉じ、逆洗用水入口弁１３を開いて上室４上部にあるベント弁（図示せず）を開き上室４内に逆洗用水を所定量補給し、しかる後、逆洗用水入口弁１３を閉じるとともに、加圧空気導入弁１５を開いて逆洗用空気タンク１７から加圧空気を上室４内に導入して上室４内を加圧する（ステップ５）。

（６）逆洗ＩＩＩ：逆洗ＩＩと同様に、加圧空気送給弁１８ａを閉じ、可動板５２を、全開孔５４と全連通孔５１との連通遮断を解除する位置に移動させ、上室４と下室５とを連通させ、上室４内に貯留されていた逆洗用水を加圧空気により一気にフィルタエレメント６内へと送り、フィルタエレメント６内部より外部に急速に吹き出させて逆洗する（ステップ６）。このとき、ドレン弁９は閉じられているので、フィルタエレメント６内部より外部に吹き出された逆洗排水は、下室５内に貯留され、下室５内が水張りされる。この水張りの水位は、図示の如く、フィルタエレメント６の下端よりも若干上位のレベルとされ、それより下部側のフィルタエレメント部分は下室５内に貯留された水に浸漬されたままとされる。また、水張りにより、下室５内の空気は、逆洗用空気抜き弁２０ａを介して外部に排出される（サイドベント）。この逆洗時には、途中から、フィルタエレメント６の下端近傍の部分が水に浸漬された状態での逆洗となるため、浸漬された部分での抵抗が高められて、水張り水位よりも上位の部分がより有効に逆洗されることになる。

上記ステップ５、６が数回繰り返され、それら繰り返される逆洗ごとに、下室５内への水張り水位が徐々に上昇するよう変更される。この水張り水位の変化により、フィルタエレメント６の水浸漬部分がさらに増加され、前回の逆洗よりもさらに上位のフィルタエレメント部分がより有効に逆洗されることになる。その結果、フィルタエレメント６が全長にわたって良好に洗浄されることになる。また、逆洗排水を水張り用水として利用しているので、外部に排出される逆洗排水総量が小さく抑えられることになる。

上記のように水張り水位を変化させながら逆洗を繰り返し、最後に、濾過塔２内の逆洗排水を全量ドレンし、逆洗を終える。

このように、本発明においては、フィルタエレメント吊下型濾過装置において、可動板５２の移動制御により、濾過塔２の上室４と下室５との連通を一時的に遮断して上室４内に逆洗用水を貯留できるようになり、貯留した逆洗用水を加圧気体（加圧空気）の導入および上記連通遮断の解除を介して一気にフィルタエレメント６を逆流させて逆洗できるようになる。逆洗用水を逆洗前に上室４内に貯留できるので、貯留しない場合に比べ、上室４に至るまでの配管等での圧力損失の発生は無くなり、所望の高圧での逆洗が可能となって、良好な洗浄性が確保される。また、洗浄が良好に行われるため、逆洗回数を増やさなくても済み、洗浄排水量の増加も抑えられる。繰り返し逆洗の際に、適宜下室５内に水張りを行うようにすれば、一層良好な洗浄性と洗浄排水量の低減が達成される。

上記のような本発明に係る濾過装置およびその逆洗方法の洗浄性を確認するために、下記のような通水試験を実施した。

３本のカラム（カラムＡ〔図１１、図１２に示した従来の濾過装置およびその逆洗方法に対応〕、カラムＢ〔図１、図６に示した本発明に係る濾過装置およびその逆洗方法に対応〕、カラムＣ〔図２、図７に示した本発明に係る濾過装置およびその逆洗方法に対応〕）を設置したフィルタエレメント通水試験装置を使用し、各カラムにプリーツフィルタエレメントを「吊下型」で充填し、鉄クラッド濃度１００μｇ／Ｌに調整した試験水を通水した。この通水試験ではフィルタエレメント膜面積当たり１０ｇの鉄クラッドを捕捉した時点で通水を停止して逆洗を実施し、通水と停止を１サイクルとし合計１０サイクル繰り返した。

各カラムの１回の逆洗方法は、以下の通りである。
Ａカラム：（従来の逆洗方法）
通水停止後に処理水が集まったカラム上部に高圧の逆洗用空気を導入し、カラム下部の逆洗水ドレン弁開の状態で固定板上部の処理水を高流速で一気にフィルタエレメントを逆流させ、その後繰り返し逆洗として、カラム上室と連結した逆洗用水タンクに純水を張り、高圧空気を導入することで逆洗用水がフィルタエレメントを逆流する方法を８回繰り返した。

Ｂカラム：（可動板を設置した逆洗方法）
通水停止後に処理水が集まったカラム上部に高圧の逆洗用空気を導入し、カラム下部の逆洗水ドレン弁開の状態で固定板上部の処理水を高流速で一気にフィルタエレメントを逆流させ、その後繰返し逆洗として、可動板をスライドさせカラム上下部を連通する流路を閉塞させ、カラム上部側に逆洗用水を導入し貯留させ、この状態で高圧空気を導入し、その後可動板を通水時の状態に戻し逆洗する。この操作を５回繰り返した。

Ｃカラム：（Ｂカラム逆洗方法＋カラム下部水位変動）
通水停止後に処理水が集まったカラム上部に高圧の逆洗用空気を導入し、カラム下部の逆洗水ドレン弁開の状態で固定板上部の処理水を高流速で一気にフィルタエレメントを逆流させ、その後繰り返し逆洗として、可動板をスライドさせカラム上下部を連通する流路が閉塞させ、カラム上部側に逆洗用水を導入し貯留させ、この状態で高圧空気を導入し、その後可動板を通水時の状態に戻し逆洗する。この操作を５回繰り返すが、Ｂカラムでは５回とも下部ドレン弁を開としたままで、逆洗用水をカラム下室に貯留せずに操作したのに対し、Ｃカラムでは１回目の逆洗では下部ドレン弁を開とし、逆洗水を全量排出するが、２回目以降はサイドベント弁を開とし、逆洗水の全量をカラム下室に貯留し、カラム下室の水張り量を調整した上で逆洗した。

結果、各サイクルにおけるカラムＡ、Ｂ、Ｃの通水初期差圧推移を図８に示す。図８より、Ａカラムの通水初期差圧はサイクルを重ねる毎に上昇傾向を示したが、Ｂカラムの通水初期差圧は比較的低い値で安定し、Ｃカラムは更に低い値で安定して推移することを確認した。カラムＡとカラムＢ、Ｃの結果の比較から、本発明により顕著な効果が得られることが分かる。

本発明に係る濾過装置およびその逆洗方法は、フィルタエレメント吊下型の濾過装置であればあらゆる濾過装置に適用可能であり、とくにプリーツ型またはプリコート型のフィルタエレメントを用いる濾過装置に好適である。また、このような濾過装置を使用している分野として発電所があることから、本発明は発電所に設置されるフィルタエレメント吊下型の濾過装置に適用して好適なものである。

本発明の一実施態様に係る濾過装置の配管系統図である。 本発明の別の実施態様に係る濾過装置の配管系統図である。 図１、図２の濾過装置における可動板装置の構造例を示す上室側からみた平面図である。 図３の可動板装置の拡大部分縦断面図である。 図４の可動板装置の拡大部分縦断面図である。 図１の濾過装置の逆洗方法の一例を示す工程フロー図である。 図２の濾過装置の逆洗方法の一例を示す工程フロー図である。 各カラムを用いた効果確認試験の結果を示す通水サイクルと通水初期差圧との関係図である。 従来の一般的なフィルタエレメント吊下型濾過装置の概略構成図である。 従来の一般的なフィルタエレメント下部固定型濾過装置の概略構成図である。 図９の濾過装置の配管系統図である。 図１１の濾過装置の逆洗方法の一例を示す工程フロー図である。

符号の説明

１ 濾過装置
２ 濾過塔
３ 固定板
４ 上室
５ 下室
６ フィルタエレメント
７ 被処理水入口弁
８ 被処理水導入ライン
９ ドレン弁
１０ ドレンライン
１１ 処理水出口弁
１２ 処理水排出ライン
１３ 逆洗用水導入弁
１４ 逆洗用水導入ライン
１５ 逆洗用空気導入弁
１６ 逆洗用空気導入ライン
１７ 逆洗用空気タンク
１８ａ 加圧空気送給弁
１８ｂ 加圧空気供給ライン
１９ａ 逆洗用空気抜き弁
１９ｂ 逆洗用空気抜きライン
５０ 可動板装置
５１ 連通孔
５２ 可動板
５３ 摺動受け部材を兼ねたシール部材
５４ 開孔
５５ シリンダ装置
５６ ボルト
５７ 固定側ブラケット
５８、６２ ピン
５９ ロッド
６０ 可動側ブラケット
６１ ロッドエンド
Ｐ 可動ストローク

Claims (16)

1. 濾過塔内部を上室と下室とに仕切るとともに上室側と下室側とを連通する複数の連通孔を有する固定板の該連通孔部に、前記下室内に収容されたフィルタエレメントを吊下し、前記下室内に導入された被処理水を前記フィルタエレメントで濾過した後前記上室を通して排出する濾過装置において、前記固定板の上に、複数の開孔を有し、かつ、前記連通孔と前記開孔を連通させて前記上室側と下室側とを連通するとともに、前記連通孔と前記開孔との連通を遮断して前記上室側と下室側との連通を遮断するように、全開孔を一体的に移動可能な可動板を設けたことを特徴とする濾過装置。
2. 前記固定板の連通孔と前記可動板の開孔が、それぞれ同数設けられている、請求項１の濾過装置。
3. 前記可動板が、前記固定板に対して摺動可能に設けられている、請求項１または２の濾過装置。
4. 前記可動板の駆動手段としてシリンダ装置が設けられている、請求項１〜３のいずれかに記載の濾過装置。
5. 前記上室に、該上室内に逆洗用水を導入するラインが接続されているとともに、逆洗用水導入後に上室内に加圧気体を供給するラインが接続されている、請求項１〜４のいずれかに記載の濾過装置。
6. 前記濾過塔の側面で下室に対応する位置に、開閉可能なラインが接続されている、請求項１〜５のいずれかに記載の濾過装置。
7. 前記フィルタエレメントが、プリーツ型またはプリコート型のフィルタエレメントからなる、請求項１〜６のいずれかに記載の濾過装置。
8. 発電所に設けられる、請求項１〜７のいずれかに記載の濾過装置。
9. 濾過塔内部を上室と下室とに仕切るとともに上室側と下室側とを連通する複数の連通孔を有する固定板の該連通孔部に、前記下室内に収容されたフィルタエレメントを吊下し、前記下室内に導入された被処理水を前記フィルタエレメントで濾過した後前記上室を通して排出する濾過装置における逆洗方法であって、逆洗時に前記連通孔の全部を同時に遮蔽した後、前記上室内に逆洗用水を導入して貯留し、前記連通孔の全部を同時に遮蔽解除して、前記上室内に貯留されていた逆洗用水を用いて逆洗することを特徴とする、濾過装置の逆洗方法。
10. 前記連通孔の遮蔽および遮蔽解除を、複数の開孔を有し、かつ、前記連通孔と前記開孔を連通させて前記上室側と下室側とを連通するとともに、前記連通孔と前記開孔との連通を遮断して前記上室側と下室側との連通を遮断するように、全開孔を一体的に移動可能な可動板の移動により行う、請求項９の濾過装置の逆洗方法。
11. 前記上室内への逆洗用水の導入、貯留後に、上室内に加圧気体を供給する、請求項９または１０の濾過装置の逆洗方法。
12. 前記下室内におけるフィルタエレメントの最下部よりも上位まで水を張った状態で、前記上室から前記フィルタエレメントを通して下室内へ逆洗用水を送る逆洗を行う、請求項９〜１１のいずれかに記載の濾過装置の逆洗方法。
13. 前記逆洗が繰り返され、前記逆洗時における下室内への水張りの水位を、繰り返される逆洗ごとに徐々に上昇するよう変化させる、請求項１２の濾過装置の逆洗方法。
14. 前記濾過塔の側面で下室に対応する位置に、開閉可能なラインを接続し、逆洗時に該ラインを開とし、濾過塔下部に接続されたドレンラインを原則的に閉として、逆洗に使用された逆洗排水の全量または一部を前記逆洗時用の下室内への水張り用水とする、請求項１２または１３の濾過装置の逆洗方法。
15. 前記フィルタエレメントとして、プリーツ型またはプリコート型のフィルタエレメントを用いる、請求項９〜１４のいずれかに記載の濾過装置の逆洗方法。
16. 発電所に設けられている濾過装置を逆洗する、請求項９〜１５のいずれかに記載の濾過装置の逆洗方法。

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