JP6121878B2

JP6121878B2 - ろ過器の洗浄装置及びその方法

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Publication number: JP6121878B2
Application number: JP2013230731A
Authority: JP
Inventors: 良杉原; 靖崇菊池; 博史野口; ドニシトハン; 伊知郎山梨
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2013-05-10
Filing date: 2013-11-06
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2033-11-06
Also published as: JP2014237119A; WO2014181528A1

Description

本発明の実施形態は、ろ過器の洗浄装置及びその方法に関する。

昨今、工業の発達や人口の増加により水資源の有効利用が求められている。そのためには、工業廃水などの廃水の再利用が非常に重要である。これらを達成するためには水の浄化、すなわち水中から他の物質を分離することが必要である。

液体からほかの物質を分離する方法としては各種の方法が知られており、たとえば膜分離、遠心分離、活性炭吸着、オゾン処理、凝集、さらには所定のろ過助材による浮遊物質の除去などが挙げられる。このような方法によって、水に含まれるリンや窒素などの環境に影響の大きい化学物質を除去したり、水中に分散した油類、クレイなどを除去したりすることができる。

これらのうち、膜分離はもっとも一般的に使用されている方法のひとつであるが、水中に分散した油類や微小な浮遊物質（ｓｓ）を除去する場合には膜の細孔に油が詰まり易く、膜の寿命が短くなりやすいという問題がある。このため、水中の油類を除去するには膜分離は適切でない場合が多い。

このような問題に鑑み、近年においては、ボディーフィード法やプレコート法などの磁性体含有ろ過助材を用いて、水中に分散した浮遊物質を除去する方法が開発されている。

ボディーフィード法は、処理対象の原水中に磁性体含有ろ過助材を分散させ、このようなろ過助材が分散した原水を固液分離装置、すなわちろ過器のろ過面に供給し、ろ過面において、原水中に含まれる浮遊物質を除去すると同時に、ろ過助材によるろ過助材層を新たに形成し、当該ろ過助材層によって、ろ過面で除去しきれない微細な浮遊物質を除去する方法である。

プレコート法は、固液分離装置、すなわちろ過器のろ過面に磁性体含有ろ過助材を供給して、ろ過面上に予めろ過助材層（プレコート層）を形成した後、処理対象の原水を上記ろ過面に供給し、当該ろ過面及びプレコート層により、原水中に含まれる浮遊物質及びろ過面で除去しきれない微細な浮遊物質を除去するものである。

一方、ボディーフィード法やプレコート法などの磁性体含有ろ過助材を用いた浮遊物質の除去方法においては、ろ過面上にケーク層が堆積し、ろ過速度が低下するという問題がある。これを解消するために、ろ過装置には様々な洗浄機構が具備されている。例えば特許文献１には、ろ室内に設置されたノズルによってケーク層を除去する技術が記載されている。

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、ノズルの間に洗浄できない箇所ができてしまう。したがって、この問題を解消しようとすると、ノズルの本数を増やしたり、洗浄水の水圧を上げたりして、ろ過器の設計が複雑になってしまう問題がある。

特開平１０−１５３０９号公報

本発明が解決しようとする課題は、簡易な装置及び方法によって、ろ過器内に配設されたろ過面上のケーク層を除去し、ろ過面の洗浄を効率的に行うことである。

実施形態のろ過器の洗浄装置は、ろ過器のろ過面上において、当該ろ過面上を移動可能に配設され、前記ろ過面上に堆積したケーク層を掃き出す掃出機構と、前記ろ過面上において、当該ろ過面上を移動可能に配設されるとともに、前記掃出機構に配設され、前記ろ過面上に堆積した前記ケーク層を水洗浄する水洗浄機構とを具える。また、前記掃出機構及び前記水洗浄機構を前記ろ過面上で移動させる駆動機構を具える。

第１の実施形態におけるろ過器の洗浄装置の概略構成を示す平面図である。図１に示すろ過器の洗浄装置の側面図である。第２の実施形態におけるろ過器の洗浄装置の概略構成を示す平面図である。図３に示すろ過器の洗浄装置の側面図である。第３の実施形態におけるろ過器の洗浄装置の概略構成を示す平面図である。図５に示すろ過器の洗浄装置の側面図である。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態におけるろ過器の洗浄装置の概略構成を示す平面図であり、図２は、図１に示すろ過器の洗浄装置の側面図である。なお、図１及び図２においては、本実施形態の特徴を明確にすべく、ろ過器が１つのろ室から構成され、単一のろ過面を有する場合について説明している。また、同様の理由から、図１及び図２においては、ろ室を構成する壁面の記載を省略している。

但し、実際のろ過器は、必要に応じて任意の数のろ室を有することができ、これに応じて任意の数のろ過面を有することができる。

図１及び図２に示すろ過器の洗浄装置１０では、ろ過器（ろ室）２０のろ過面２１の一端側（紙面左側）において、ろ過面２１の幅方向に延在するように掃出機構としてのスクレーパー１１が配設されているとともに、好ましくはスクレーパー１１の上半部に取り付けられた、水洗浄機構としてのスプレーノズル１２が配設されている。また、スクレーパー１１は、駆動機構としてのシリンダー１３に連結されており、シリンダー１３は支持部材１５によって支持されている。

なお、本実施形態において、スクレーパー１１の断面形状は刃型となっているが、以下に説明するような機能を奏する限りにおいて、その断面形状は円形あるいは中空円形であってもよいし、多角形であってもよい。特にスクレーパー１１の断面形状が刃型である場合、スクレーパー１１は以下に説明するようなかき取り機構として機能するようになる。

また、スクレーパー１１の材質は鉄系、具体的にはＳＵＳ等の金属材料の他、プラスチック及び合成ゴム等の非金属材料とすることもできる。さらに、スクレーパー先端にブラシ等の付加物をつける事も可能である。

また、本実施形態において、スプレーノズル１２の断面形状は楕円形状となっているが、円形状や多角形状等のその他の形状とすることもできる。さらに、スプレーノズル１２を構成する各ノズル１２Ａの噴出口径及びピッチは、例えば２．５ｍｍから４．６ｍｍ及び６０ｍｍから１００ｍｍとすることができるが、必要に応じて任意の値に設定することができる。また、スプレーノズル１２の材質は、鉄系、具体的にはＳＵＳ等の金属材料等とすることができる。

なお、本実施形態において、スプレーノズル１２は、スクレーパー１１に配設されているが、これによって、ろ過面２１上に堆積したケーク層を除去する際に、当該ケーク層を構成する微細な粒子等がスプレーノズル１２の各ノズル１２Ａの噴出口中に入り込みにくくなる。したがって、ケーク層を構成する微細な粒子等が各ノズル１２Ａの噴出口を塞いでしまうことによる、スプレーノズル１２の機能不全を防止することができる。

また、好ましくは、スクレーパー１１の上半部にスプレーノズル１２が配設されているので、上記作用効果、すなわちケーク層を構成する微細な粒子等が各ノズル１２Ａの噴出口を塞いでしまうことによる、スプレーノズル１２の機能不全をより完全に防止することができる。

ろ過面２１は、例えばろ布や金属メッシュ、多孔質セラミック、多孔質ポリマー等から構成することができる。ろ布の場合、例えばポリプロピレン、ナイロン、ポリエステルなどの材質で、二重織、綾織、平織、朱子織などで編んだものが用いられる。

また、ろ過面２１の他端側（上側）には、以下に説明するケーク層を外部に排出するための排出口２１ｈが形成されている。

シリンダー１３は油圧式あるいは空圧式、電気式等の任意のものから構成することができる。

図１及び図２に示す洗浄装置１０を用いたろ過面２１の洗浄は、ろ過面２１の一端側（紙面左側）に設置されたスクレーパー１１及びスクレーパー１１の上半分に取り付けられたスプレーノズル１２を、シリンダー１３を駆動させることによって、ろ過面２１の他端側（紙面右側）まで移動させる。これによって、ろ過面２１上に堆積して形成されたケーク層は、スクレーパー１１によって掃き出される。同時に、スプレーノズル１２から洗浄水を噴出させることにより、スクレーパー１１で除去することができなかったケーク層の残留分を水洗浄して除去することができる。

なお、上述のようにスクレーパー１１の断面形状が刃型等の場合は、スクレーパー１１はかき取り機構として機能するので、ろ過面２１上に堆積して形成されたケーク層はスクレーパー１１によってこそげ取られるようになる。

スクレーパー１１及びスプレーノズル１２で除去されたケーク層は、ろ過面２１の他端側（紙面右側）に形成された排出口２１ｈより外部に排出する。

以上のように、本実施形態においては、スクレーパー１１及びスプレーノズル１２という簡易な装置（機構）のみを用いるとともに、これらの装置をろ過面２１上で移動させ、スクレーパー１１による掃き出しと、スプレーノズル１２による水洗浄との簡易な操作を行うのみで、ろ過面２１上のケーク層を除去することができる。したがって、本実施形態によれば、簡易な装置及び方法によって、ろ過器２０内に配設されたろ過面２１上のケーク層を除去し、ろ過面２１の洗浄を効率的に行うことができる。

（第２の実施形態）
図３は、本実施形態におけるろ過器の洗浄装置の概略構成を示す平面図であり、図４は、図３に示すろ過器の洗浄装置の側面図である。なお、図３及び図４においては、本実施形態の特徴を明確にすべく、ろ過器が１つのろ室から構成され、単一のろ過面を有する場合について説明している。また、同様の理由から、図３及び図４においては、ろ室を構成する壁面の記載を省略している。

なお、図１及び図２に示すろ過器の洗浄装置１０における構成要素と類似あるいは同一の構成要素に関しては、同一の符号を用いている。

図３及び図４に示すろ過器の洗浄装置３０では、ろ過器（ろ室）２０のろ過面２１の一端側（紙面左側）において、ろ過面２１の幅方向に延在するように掃出機構としてのスクレーパー１１が配設されており、当該スクレーパー１１は駆動機構としてのシリンダー１３に連結されている。なお、スクレーパー１１の断面形状が刃型等の場合、スクレーパー１１がかき取り機構として機能するようになるのは、第１の実施形態で説明したとおりである。

また、ろ過器２０の下面においては、ろ過面２１の一端側（紙面左側）を適宜昇降するための昇降装置１６が当該一端側に配設されているとともに、ろ過面２１の他端側（紙面右側）を回転自在に固定するためのリンク機構１７が当該他端側に配設されている。昇降装置１６及びリンク機構１７は、ろ過面２１に対する傾斜機構を構成する。

なお、昇降装置１６は、例えば油圧式、空圧式あるいは電気式であって、ばね状のシリンダー等から構成することができ、リンク機構１７は、例えばボールベアリング、ローラーベアリング等から構成することができる。

また、スクレーパー１１及びシリンダー１３は、第１の実施形態で説明したような構成及び材料とすることができる。さらに、ろ過面２１も、第１の実施形態で説明したような構成及び材料とすることができる。

図３及び図４に示す洗浄装置３０を用いたろ過面２１の洗浄は、ろ過器２０の下面に配設された昇降装置１６によってろ過面２１の一端側（紙面左側）を上昇させ、当該ろ過面２１を以下に説明するスクレーパー１１の移動方向に沿って傾斜させる。なお、ろ過面２１の傾斜角度は、例えば１５度から３０度とする。また、必要に応じて９０度まで任意の値に設定することができる。

次いで、ろ過面２１上に設置されたスクレーパー１１を、シリンダー１３を駆動させることによって、ろ過面２１の他端側（紙面右側）まで移動させる。これによって、ろ過面２１上に堆積して形成されたケーク層は、スクレーパー１１によって掃き出される、あるいはこそげ取られるとともに、ろ過面２１の傾斜に伴う重力がケーク層に作用することにより、スクレーパー１１によるケーク層の掃き出し、あるいはこそげ取りの程度が向上する。すなわち、本実施形態では、スクレーパー１１による掃き出し、あるいはこそげ取りの作用効果が昇降装置１６等からなる傾斜機構によって促進され、これによって、ろ過面２１上に堆積して形成されたケーク層がより効率的に除去されるようになる。

なお、スクレーパー１１で除去されたケーク層は、ろ過面２１の他端側（紙面右側）に形成された排出口２１ｈより外部に排出する。

以上のように、本実施形態においては、スクレーパー１１及びスプレーノズル１２という簡易な装置（機構）のみを用いるとともに、これらの装置をろ過面２１上で移動させ、スクレーパー１１による掃き出し、あるいはこそげ取りと、スプレーノズル１２による水洗浄との簡易な操作を行うのみで、ろ過面２１上のケーク層を除去することができる。したがって、本実施形態によれば、簡易な装置及び方法によって、ろ過器２０内に配設されたろ過面２１上のケーク層を除去し、ろ過面２１の洗浄を効率的に行うことができる。

以上のように、本実施形態においては、スクレーパー１１並びに昇降装置１６及びリンク機構１７からなる傾斜機構の簡易な装置（機構）のみを用い、さらに、傾斜機構によってろ過面２１を傾斜させた状態でスクレーパー１１をろ過面２１上で移動させるという簡易な操作を行うのみで、ろ過面２１上のケーク層を除去することができる。したがって、本実施形態によれば、簡易な装置及び方法によって、ろ過器２０内に配設されたろ過面２１上のケーク層を除去し、ろ過面２１の洗浄を効率的に行うことができる。

（第３の実施形態）
図５は、本実施形態におけるろ過器の洗浄装置の概略構成を示す平面図であり、図６は、図５に示すろ過器の洗浄装置の側面図である。なお、図５及び図６においては、本実施形態の特徴を明確にすべく、ろ過器が１つのろ室から構成され、単一のろ過面を有する場合について説明している。また、同様の理由から、図５及び図６においては、ろ室を構成する壁面の記載を省略している。

なお、図１〜図４に示すろ過器の洗浄装置１０及び洗浄装置３０における構成要素と類似あるいは同一の構成要素に関しては、同一の符号を用いている。

図５及び図６に示すろ過器の洗浄装置４０では、ろ過器（ろ室）２０のろ過面２１の一端側（下側）において、ろ過面２１の幅方向に延在するように掃出機構としてのスクレーパー１１が配設されているとともに、スクレーパー１１の上半部に取り付けられた、水洗浄機構としてのスプレーノズル１２が配設されている。また、スクレーパー１１は、駆動機構としてのシリンダー１３に連結されており、シリンダー１３は支持部材１５によって支持されている。

なお、スクレーパー１１の断面形状が刃型等の場合、スクレーパー１１がかき取り機構として機能するようになるのは、第１の実施形態で説明したとおりである。

スクレーパー１１、スプレーノズル１２及びシリンダー１３は、第１の実施形態で説明したような構成及び材料とすることができる。さらに、ろ過面２１も、第１の実施形態で説明したような構成及び材料とすることができる。

また、昇降装置１６及びリンク機構１７は、第２の実施形態で説明したような構成とすることができる。

図５及び図６に示す洗浄装置４０を用いたろ過面２１の洗浄は、ろ過器２０の下面に配設された昇降装置１６によってろ過面２１の一端側（紙面左側）を上昇させ、当該ろ過面２１を以下に説明するスクレーパー１１の移動方向に沿って傾斜させる。なお、ろ過面２１の傾斜角度は、例えば１５度から３０度とする。また、必要に応じて９０度まで任意の値に設定することができる。

なお、本実施形態においても、スクレーパー１１の上半部にスプレーノズル１２が配設されているので、ケーク層を構成する微細な粒子等が各ノズル１２Ａの噴出口を塞いでしまうことによる、スプレーノズル１２の機能不全をより完全に防止することができる。

次いで、ろ過面２１の一端側（紙面左側）に設置されたスクレーパー１１及びスクレーパー１１の上半分に取り付けられたスプレーノズル１２を、シリンダー１３を駆動させることによって、ろ過面２１の他端側（紙面右側）まで移動させる。これによって、ろ過面２１上に堆積して形成されたケーク層は、スクレーパー１１によって掃き出し、あるいはこそげ取られる。同時に、スプレーノズル１２から洗浄水を噴出させることにより、スクレーパー１１で除去することができなかったケーク層の残留分を水洗浄して除去することができる。

この際、ろ過面２１上に堆積して形成されたケーク層には、ろ過面２１の傾斜に伴う重力が作用するので、スクレーパー１１によるケーク層の掃き出し、あるいはこそげ取りの程度及び水洗浄によるケーク層の残留分の除去の程度が向上する。すなわち、本実施形態では、スクレーパー１１による掃き出し、あるいはこそげ取りの作用効果及びスプレーノズル１２による水洗浄の作用効果が昇降装置１６等からなる傾斜機構によって促進され、これによって、ろ過面２１上に堆積して形成されたケーク層がより効率的に除去されるようになる。

なお、スクレーパー１１及びスプレーノズル１２で除去されたケーク層は、ろ過面２１の他端側（紙面右側）に形成された排出口２１ｈより外部に排出する。

以上のように、本実施形態においては、スクレーパー１１、スプレーノズル１２並びに昇降装置１６及びリンク機構１７からなる傾斜機構の簡易な装置（機構）のみを用いるとともに、さらに、傾斜機構によってろ過面２１を傾斜させた状態でスクレーパー１１及びスプレーノズル１２をろ過面２１上で移動させるという簡易な操作を行うのみで、ろ過面２１上のケーク層を除去することができる。したがって、本実施形態によれば、簡易な装置及び方法によって、ろ過器２０内に配設されたろ過面２１上のケーク層を除去し、ろ過面２１の洗浄を効率的に行うことができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として掲示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０，３０，４０ろ過器の洗浄装置
１１スクレーパー
１２スプレーノズル
１３シリンダー
１５支持部材
１６昇降装置
１７リンク機構
２０ろ過器
２１ろ過面

Claims

ろ過器のろ過面上において、当該ろ過面上を一端側から他端側へ移動可能に配設され、前記ろ過面上に堆積したケーク層を掃き出す掃出機構と、
前記ろ過面上において、前記掃出機構の上半分に配設され、前記ろ過面上を移動可能とするとともに、前記ろ過面上に堆積した前記ケーク層を水洗浄する水洗浄機構と、
前記掃出機構及び前記水洗浄機構を前記ろ過面上で移動させる駆動機構と、
を具えることを特徴とする、ろ過器の洗浄装置。
前記ろ過器の下面上に配設され、前記掃出機構及び前記水洗浄機構の移動方向と相対する側の端部（前記一端側）を上昇させて前記ろ過面を前記移動方向に沿って傾斜させ、前記掃出機構及び前記水洗浄機構による前記ケーク層の除去を促進させる傾斜機構を具えることを特徴とする、請求項１に記載のろ過器の洗浄装置。
前記掃出機構はかき取り機構として機能することを特徴とする、請求項１又は２に記載のろ過器の洗浄装置。
ろ過器のろ過面上において、当該ろ過面上を一端側から他端側へ移動可能に配設され、前記ろ過面上に堆積したケーク層を掃き出す掃出機構と、
前記ろ過器の下面上に配設され、前記掃出機構の移動方向と相対する側の端部（前記一端側）を上昇させて前記ろ過面を前記移動方向に沿って傾斜させ、前記掃出機構による前記ケーク層の除去を促進させる傾斜機構と、
を具えることを特徴とする、ろ過器の洗浄装置。
前記掃出機構はかき取り機構として機能することを特徴とする、請求項４に記載のろ過器の洗浄装置。
前記ろ過面には、前記移動方向に沿った端部（前記他端側）において、前記ケーク層の排出口が形成されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のろ過器の洗浄装置。
ろ過器のろ過面上に配設された掃出機構を、駆動機構により前記ろ過面上で一端側から他端側へ移動させて、前記ろ過面上に堆積したケーク層を掃き出すステップと、
前記掃出機構の上半分に配設された水洗浄機構を、前記駆動機構により前記ろ過面上で移動させて、前記ろ過面上に堆積した前記ケーク層を水洗浄するステップと、
を具えることを特徴とする、ろ過器の洗浄方法。
前記ろ過器の下面上に配設された傾斜機構により、前記掃出機構及び前記水洗浄機構の移動方向と相対する側の端部（前記一端側）を上昇させ、前記ろ過面を前記移動方向に沿って傾斜させて、前記掃出機構及び前記水洗浄機構による前記ケーク層の除去を促進させるステップを具えることを特徴とする、請求項７に記載のろ過器の洗浄方法。
ろ過器のろ過面上に配設された掃出機構を、駆動機構により前記ろ過面上で一端側から他端側へ移動させて前記ろ過面上に堆積したケーク層を掃き出すステップと、
前記ろ過器の下面上に配設された傾斜機構により、前記掃出機構の移動方向と相対する側の端部（前記一端側）を上昇させ、前記ろ過面を前記移動方向に沿って傾斜させて、前記掃出機構による前記ケーク層の除去を促進させるステップを具えることを特徴とする、ろ過器の洗浄方法。