JP5710243B2 - Backwash type filtration device - Google Patents
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Description
本発明は、原水をろ過エレメントによりろ過すると共に、ろ過水を逆流させてろ過エレメントを洗浄することができる逆洗型ろ過装置に関する。 The present invention relates to a backwashing type filtration apparatus capable of washing raw water with a filtration element and washing the filtration element by flowing the filtered water back.
この種の逆洗型ろ過装置は、圧力容器と、前記圧力容器内に配置される複数の筒状ろ過エレメントとを備えている。 This type of backwashing type filtration apparatus includes a pressure vessel and a plurality of cylindrical filtration elements arranged in the pressure vessel.
そして、逆洗型ろ過装置のろ過運転時には、原水を前記ろ過エレメントの内側に流入させてろ過エレメントに形成されるろ過流路を通過させる一方、複数のろ過エレメントの中から適宜選択されるろ過エレメントに対して、ろ過水を逆流させてろ過流路に詰まった微生物や浮遊固形物質などを除去して前記ろ過エレメントを順次洗浄することにより、連続ろ過を可能にしている(例えば、特許文献1、特許文献2)。
During the filtration operation of the backwash type filtration device, the raw water is allowed to flow inside the filtration element and pass through the filtration channel formed in the filtration element, while the filtration element is appropriately selected from a plurality of filtration elements On the other hand, continuous filtration is enabled by reversing the filtered water to remove microorganisms or suspended solids clogged in the filtration flow path and washing the filtration element sequentially (for example,
そして、ろ過エレメントとしては、ノッチワイヤなどのワイヤを巻き付けたものが知られている(例えば、特許文献3)。 And as a filtration element, what wound wires, such as a notch wire, is known (for example, patent documents 3).
しかし、ワイヤを巻き付けて構成されるろ過エレメントは、ワイヤの線径が小さいため、液圧に対して変形し易く、強度面で問題があった。 However, a filtration element configured by winding a wire has a problem in strength because it has a small wire diameter and is easily deformed against a hydraulic pressure.
そこで、かかる問題点を解消するために、ディスク型のろ過材を積層したろ過エレメントが提案されている(例えば、特許文献4)。ディスク型のろ過材は、半径方向の幅を充分に確保できるため、充分の強度を確保することができる。 Therefore, in order to solve such problems, a filter element in which a disk-type filter medium is laminated has been proposed (for example, Patent Document 4). Since the disk-type filter medium can sufficiently secure a width in the radial direction, a sufficient strength can be ensured.
しかし、ディスク型のろ過材を積層したろ過エレメントは、径方向の幅を充分に確保できる分だけ、ろ過材間のろ過流路の流路長が長くなるため、圧力損失との関係で原水の処理量が低減するという問題があった。また、逆洗時には、ろ過エレメントに詰まった微生物等を充分に除去することができないという問題があった。 However, a filter element with a disc-shaped filter medium laminated increases the length of the filter flow path between the filter mediums to the extent that a sufficient radial width can be secured. There was a problem that the amount of processing was reduced. Moreover, there has been a problem that microorganisms and the like clogged in the filter element cannot be sufficiently removed during backwashing.
本発明は、上記の問題に鑑み、原水の処理能力に優れ、また、逆洗時には、ろ過エレメントに詰まった微生物等を効果的に除去することができる逆洗型ろ過装置を提供するものである。 In view of the above problems, the present invention provides a backwash type filtration device that is excellent in raw water treatment capacity and can effectively remove microorganisms and the like clogged in the filtration element during backwashing. .
請求項1に係る逆洗型ろ過装置は、
圧力容器と、前記圧力容器内に配置される筒状のろ過エレメントとを備え、前記ろ過エレメントの内側から外側に向けて原水を通過させてろ過すると共に、ろ過水を逆流させて前記ろ過エレメントの洗浄を行う逆洗型ろ過装置であって、
前記ろ過エレメントは、半径方向にろ過流路形成溝が形成されたディスク型のろ過材を積層し、上下の前記ろ過材間にろ過流路を形成することにより構成されて、前記圧力容器内に円周状に複数配置されており、
前記ろ過流路の流路高は、下流側が上流側よりも高くなるように構成されており、
さらに、前記ろ過エレメントの少なくとも1つに、前記ろ過エレメントにろ過水を逆流させて前記ろ過エレメントの洗浄を行う逆洗管が接続されるように構成されており、
前記逆洗管を回転させて、円周状に配置された複数の前記ろ過エレメントとの接続を切り替えることにより、前記逆洗管が接続されたろ過エレメントにおいてろ過エレメントを洗浄すると共に、前記逆洗管が接続されていないろ過エレメントにおいて原水をろ過するように構成されていることを特徴とする。
The backwash type filtration apparatus according to
A pressure vessel, and a cylindrical filtration element disposed in the pressure vessel, the raw water is filtered from the inside to the outside of the filtration element and filtered, and the filtered water is allowed to flow backward to filter the filtration element. A backwash type filtration device for cleaning,
The filtration element is configured by laminating a disk-type filter medium in which a filtration channel forming groove is formed in a radial direction, and forming a filtration channel between the upper and lower filter media, and the inside of the pressure vessel A plurality of circumferences are arranged,
The flow path height of the filtration flow path is configured such that the downstream side is higher than the upstream side,
Furthermore, it is configured such that at least one of the filtration elements is connected to a backwash tube for washing the filtration element by flowing the filtered water back to the filtration element.
By rotating the backwash tube and switching the connection with the plurality of filtration elements arranged circumferentially , the filtration element is washed in the filtration element to which the backwash tube is connected, and the backwashing is performed. It is characterized by being configured to filter raw water in a filtration element to which no pipe is connected.
請求項2に係る逆洗型ろ過装置は、
前記ろ過流路は、前記ろ過エレメントの内側より上流部、中流部および下流部を備え、前記上流部は、全長にわたって同じ流路高に形成され、前記中流部は、下流側に行くほど流路高が大きくなるように形成され、かつ、下流部は、中流部よりも流路高が小さくならないように構成されていることを特徴とする。
The backwash type filtration apparatus according to
The filtration flow path includes an upstream portion, a midstream portion, and a downstream portion from the inside of the filtration element, and the upstream portion is formed at the same flow path height over the entire length, and the midstream portion is a flow path toward the downstream side. The height is increased, and the downstream portion is configured so that the flow path height does not become smaller than that of the midstream portion .
請求項3に係る逆洗型ろ過装置は、
前記中流部に対応する前記ろ過流路形成溝の底面の傾斜角度は、0.5〜5度であることを特徴とする。
The backwash type filtration device according to
The inclination angle of the bottom surface of the filtration flow path forming groove corresponding to the midstream portion is 0.5 to 5 degrees.
請求項4に係る逆洗型ろ過装置は、
前記上流部の流路高は、10〜100μmであり、前記上流部の流路長は、前記ろ過流路の全長に対して5〜30%以下であることを特徴とする。
The backwash type filtration device according to claim 4 is:
The channel height of the upstream part is 10 to 100 μm, and the channel length of the upstream part is 5 to 30% or less with respect to the total length of the filtration channel.
請求項5に係る逆洗型ろ過装置は、
前記下流部は、全長にわたって同じ流路高に形成されていることを特徴とする。
The backwash type filtration apparatus according to
The downstream portion is formed to have the same flow path height over the entire length.
本発明により、原水の処理能力に優れ、また、逆洗時には、ろ過エレメントに詰まった微生物等を効果的に除去することができる逆洗型ろ過装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a backwashing type filtration apparatus that is excellent in raw water treatment capacity and can effectively remove microorganisms and the like clogged in the filtration element during backwashing.
以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments.
(第1の実施の形態)
1.逆洗型ろ過装置の全体構成
図1は本実施の形態の逆洗型ろ過装置の構成を示す断面図である。図2は図1に示したA−A線の断面図である。
(First embodiment)
1. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a backwashing filtration apparatus according to the present embodiment. 2 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG.
図1および図2に示すように、逆洗型ろ過装置1は、圧力容器2と、圧力容器2内に配置される複数の筒状のろ過エレメント6とを備えており、ろ過エレメント6の内側から外側に向けて原水を通過させてろ過する一方、ろ過水を逆流させてろ過エレメント6に詰まった微生物等を洗浄するように構成されている。図1において、3は原水の流入口、4はろ過水の流出口、5は仕切り板、8は逆洗手段、9はモータである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the backwashing
圧力容器2の内部は、複数の開口部10を有する仕切り板5により流入口3を有する原水室11と、流出口4を有するろ過水室12とに区画されている。
The interior of the
複数のろ過エレメント6はろ過水室12側に配置され、仕切り板5の複数の開口部10には、ろ過エレメント6の底面開口部14が取り付けられている。
The plurality of
そして、原水は、図外の圧送ポンプにより圧送されて、図1の実線矢印に示すように、流入口3より原水室11を通って開口部10よりろ過エレメント6内に流入した後、ろ過されてろ過水室12内にろ過水として流出する。一方、ろ過運転中に、逆洗手段8を用いてろ過エレメント6の逆洗が行われる。
Then, the raw water is pumped by a non-illustrated pump and is filtered after flowing from the
2.逆洗手段
図1に示すように、逆洗手段8は、一端が大気圧に開放された逆洗管21を備えており、逆洗管21の他端は分岐し、各分岐管21a、21bの先端には逆洗ノズル20a、20bが設けられている。逆洗管21は、回転軸22によりモータ9に連結されている。
2. Backwashing means As shown in FIG. 1, the backwashing means 8 includes a
そして、ろ過運転中に、逆洗管21を回転させて逆洗ノズル20a、20bを仕切り板5の開口部10に順次接続することにより、圧力差を利用してろ過水をろ過エレメント6の内側に向けて逆流させ、破線矢印のように逆洗管21を通って逆洗管21の一端から外部に排出させる。これによりろ過エレメント6に詰まった微生物等が除去される。
Then, during the filtration operation, the
3.ろ過エレメント
図3は本実施の形態に係る逆洗型ろ過装置のろ過エレメントを示す斜視図であり、図4は本実施の形態に係る逆洗型ろ過装置のろ過エレメントのろ過材を示す斜視図であり、図5は本実施の形態に係る逆洗型ろ過装置のろ過エレメントの一部を拡大した断面図である。
3. FIG. 3 is a perspective view showing a filtration element of the backwashing type filtration apparatus according to the present embodiment, and FIG. 4 is a perspective view showing a filtering material of the filtration element of the backwashing type filtration apparatus according to the present embodiment. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a part of the filtration element of the backwash type filtration apparatus according to the present embodiment.
図3〜図5に示すようにろ過エレメント6は、ディスク型で上側表面にろ過流路形成溝15が形成されたろ過材7を積層した積層体を備えており、上側のろ過材7の平坦な下側表面と、下側のろ過材7のろ過流路形成溝15とによりろ過流路16が形成され、最上のろ過材7の上側開口部が天板13により閉塞されている。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
図3に示すように、ろ過エレメント6の固定手段は、仕切り板5(図1参照)に立設されるロッドボルト17および位置決めロッド19を備えており、各ろ過材7の外周部には複数個の固定溝7a(図4参照)が形成され、これらの固定溝7aを位置決めロッド19に嵌合し、ロッドボルト17および位置決めロッド19の上端部を天板13の取付孔13aに挿通し、ロッドボルト17の上端部にナット18を嵌合している。これにより、ナット18で天板13を介してろ過材7の積層体を押圧してろ過材7の積層体を固定している。なお、位置決めロッド19にねじ部を設け、このねじ部にナットを嵌合しても良い。このような構造にすれは、ロッドボルト17を省略することができる。
As shown in FIG. 3, the fixing means for the
図4に示すように、ろ過材7の固定溝7aは周方向に不等間隔で複数個設けられている。これにより、ろ過材7が裏返しの状態で積層された場合には、上下のろ過材7の固定溝7aが一致せず、位置決めロッド19の嵌合が不可能になるため、ろ過材7の積層作業ミスを防ぐことができる。
As shown in FIG. 4, a plurality of fixing
図4および図5に示すように、ろ過材7のろ過流路形成溝15は、ろ過材7の周方向に所定間隔で複数形成されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, a plurality of filtration flow
ろ過流路形成溝15は、上流溝e、中流溝fおよび下流溝gを備え、上流溝eは、全長にわたって同じ深さに形成され、中流溝fは、0.5〜5度の傾斜角度で下流側に行くほど深くなるように形成され、下流溝gは、全長にわたって同じ深さに形成されている。具体的には、上流溝eの長さは2mm、中流溝fの長さ(水平方向)は2.5mm、下流溝gの長さは2.5mmにそれぞれ設定されている。また、流路幅は約1mmに設定されている。なお、ろ過材7の外半径と内半径の差である幅寸法は7mmであり、ろ過材7の厚みdは0.2〜0.4mmに形成される。このようなろ過材7はプレス加工等により形成される。
The filtration flow
図5に示すように、ろ過流路16は、ろ過流路形成溝15の上流溝e、中流溝fおよび下流溝gに対応する、上流部E、中流部Fおよび下流部Gを備えており、上流部Eおよび下流部Gは、全長にわたって同じ流路高に形成され、中流部Fは、下流側に行くほど流路高が大きくなるように形成されている。また、原水の流入口を形成するろ過材の角部は、アールでなくシャープな形状になっている。
As shown in FIG. 5, the
(第2の実施の形態)
本実施の形態の逆洗型ろ過装置1は、第1の実施の形態と同様に、圧力容器と、複数の筒状のろ過エレメントとを備えており、ろ過エレメントを構成するろ過材の形状が第1の実施の形態とは異なっており、その他の構成要件は、第1の実施の形態と同じである。
(Second Embodiment)
Similar to the first embodiment, the backwashing
図6は、第2の実施の形態に係る逆洗型ろ過装置のろ過エレメントの一部を示す断面図である。図6に示すように、ろ過材7は、全周にわたって、内側の厚さよりも外側の厚さの方が薄くなるように形成されている。ろ過材7の上面は、所定の傾斜角度で下流側に行くほど低くなるように傾斜しており、上面には製作が容易で大きな開口率をとることができる円柱状のスペーサ7bが均一な密度で所定の間隔を設けて多数形成されている。また、ろ過材7の下面は、平滑な水平面に形成されている。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a part of the filtration element of the backwashing type filtration apparatus according to the second embodiment. As shown in FIG. 6, the
そして、ろ過材7を積層することにより、下側のろ過材7のスペーサ7bの存在により下流側に行くほど流路高が大きくなるろ過流路16が形成されている。
Then, by laminating the
4.本発明の効果
(1)本発明においては、ろ過エレメント6の内側より外側の流路高が高くなるように構成されているため、ろ過時には微生物等を効率よく捕獲して原水のろ過を行うことができ、逆洗時には、効率よく逆洗できる。
4). Advantages of the present invention (1) In the present invention, the flow path height outside the inside of the
(2)また、ろ過エレメント6のろ過流路16のうち、上流部Eは、全長にわたって同じ小さい流路高に形成され、中流部Fは、下流側に行くほど流路高が大きくなるように形成され、下流側は中流側よりも流路高が小さくならないように構成されているため、ろ過時には、小さい流路高の上流部Eの流入口で微生物等を捕獲して原水のろ過を行うことができ、下流部Gの存在により圧力損失を減少させることができる。そして、中流部Fの存在により、圧力損失を徐々に滑らかに減少させることができる。このため、円滑に充分なろ過を行いながら、原水の処理量を向上させることができる。
(2) Moreover, the upstream part E is formed in the same small flow path height over the full length among the
(3)また、逆洗時には、ろ過エレメント6の外側からろ過流路16内に流入するろ過水は、上流部Eにおいて増速されるため、上流部Eの入口に詰まった微生物等に当たるときに、微生物等に大きな衝撃力を与えることができる。このため、上流部Eの入口に詰まった微生物等を効率的に除去することができる。
(3) At the time of backwashing, the filtered water flowing into the
(4)また、中流部Fに対応するろ過流路形成溝15の底面の傾斜角度については、処理量の向上に不利となる損失を抑えるために、適切な角度であることが必要である。本発明においては、ろ過流路形成溝15の底面の傾斜角度が、適切な角度である0.5〜5度とされているため、処理量の向上に不利となる損失を抑えることができる。なお、ろ過流路形成溝15の底面の傾斜角度は、0.5〜2度であることがより好ましい。
(4) In addition, the inclination angle of the bottom surface of the filtration flow
(5)上流部Eの流路高は、上流部Eの流入口で微生物等を捕獲するため、一定高さよりも大きくすることができない。本発明においては、上流部Eの流路高は、100μm以下に設定されているため、微生物等を適切に捕獲することができる。一方、10μm以上に設定されているため、上流部Eへの原水の流入が過剰に制限されることがない。 (5) Since the flow path height of the upstream portion E captures microorganisms and the like at the inlet of the upstream portion E, it cannot be made larger than a certain height. In the present invention, the flow path height of the upstream portion E is set to 100 μm or less, so that microorganisms and the like can be captured appropriately. On the other hand, since it is set to 10 μm or more, the inflow of raw water to the upstream portion E is not excessively restricted.
(6)また、上流部Eの流路長は、ろ過流路の全長に対して30%以下に設定されているため、中流部Fおよび下流部Gと比べて流路高の低い上流部Eでの損失を充分に抑えることができる。また、上流部Eの流路長は、ろ過流路16の全長に対して5%以上に設定されているため、ろ過流路形成溝15の作製等において支障が生じることがない。
(6) Moreover, since the flow path length of the upstream part E is set to 30% or less with respect to the full length of the filtration flow path, the upstream part E whose flow path height is low compared with the middle flow part F and the downstream part G. Can be sufficiently suppressed. Moreover, since the flow path length of the upstream part E is set to 5% or more with respect to the full length of the
(7)原水の流入口を形成するろ過材の角部は、大きなアールでなくシャープな形状になっているため、流入口において微生物等が詰まり難くなる。 (7) Since the corner of the filter medium forming the raw water inlet is not a large round but a sharp shape, microorganisms and the like are hardly clogged at the inlet.
なお、上記の実施の形態では、製作の容易性より、下流部Gは、全長にわたって同じ流路高に形成されているが、より一層の損失低減のために、下流側に行くほど流路高が大きくなるように形成しても良い。 In the above embodiment, for ease of manufacturing, the downstream portion G is formed with the same flow path height over the entire length, but in order to further reduce the loss, the flow path height increases toward the downstream side. You may form so that may become large.
以上、本発明を実施の形態に基づき説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment, this invention is not limited to said embodiment. Various modifications can be made to the above-described embodiment within the same and equivalent scope as the present invention.
1 逆洗型ろ過装置
2 圧力容器
3 原水の流入口
4 ろ過水の流出口
5 仕切り板
6 ろ過エレメント
7 ろ過材
7a 固定溝
7b スペーサ
8 逆洗手段
9 モータ
10 開口部
11 原水室
12 ろ過水室
13 天板
13a 取付孔
14 底面開口部
15 ろ過流路形成溝
16 ろ過流路
17 ロッドボルト
18 ナット
19 位置決めロッド
20a、20b 逆洗ノズル
21 逆洗管
21a、21b 分岐管
22 回転軸
E 上流部
F 中流部
G 下流部
d ろ過材の厚み
e 上流溝
f 中流溝
g 下流溝
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ろ過エレメントは、半径方向にろ過流路形成溝が形成されたディスク型のろ過材を積層し、上下の前記ろ過材間にろ過流路を形成することにより構成されて、前記圧力容器内に円周状に複数配置されており、
前記ろ過流路の流路高は、下流側が上流側よりも高くなるように構成されており、
さらに、前記ろ過エレメントの少なくとも1つに、前記ろ過エレメントにろ過水を逆流させて前記ろ過エレメントの洗浄を行う逆洗管が接続されるように構成されており、
前記逆洗管を回転させて、円周状に配置された複数の前記ろ過エレメントとの接続を切り替えることにより、前記逆洗管が接続されたろ過エレメントにおいてろ過エレメントを洗浄すると共に、前記逆洗管が接続されていないろ過エレメントにおいて原水をろ過するように構成されていることを特徴とする逆洗型ろ過装置。
A pressure vessel, and a cylindrical filtration element disposed in the pressure vessel, the raw water is filtered from the inside to the outside of the filtration element and filtered, and the filtered water is allowed to flow backward to filter the filtration element. A backwash type filtration device for cleaning,
The filtration element is configured by laminating a disk-type filter medium in which a filtration channel forming groove is formed in a radial direction, and forming a filtration channel between the upper and lower filter media, and the inside of the pressure vessel A plurality of circumferences are arranged,
The flow path height of the filtration flow path is configured such that the downstream side is higher than the upstream side,
Furthermore, it is configured such that at least one of the filtration elements is connected to a backwash tube for washing the filtration element by flowing the filtered water back to the filtration element.
By rotating the backwash tube and switching the connection with the plurality of filtration elements arranged circumferentially , the filtration element is washed in the filtration element to which the backwash tube is connected, and the backwashing is performed. A back-washing type filtration apparatus configured to filter raw water in a filtration element to which a pipe is not connected.
The filtration flow path includes an upstream portion, a midstream portion, and a downstream portion from the inside of the filtration element, and the upstream portion is formed at the same flow path height over the entire length, and the midstream portion is a flow path toward the downstream side. 2. The backwashing type filtration apparatus according to claim 1, wherein the height is increased and the downstream portion is configured such that the flow path height does not become smaller than that of the midstream portion .
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