JP7259538B2 - liquid filter - Google Patents
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Description
本発明は、液体濾過器に関する。詳しくは、本発明は、HPAL(高圧硫酸浸出)技術を用いたニッケル製錬等において用いられる連続式液体フィルター等に代表される密閉型の液体濾過器において、排気ダクトへの処理液の浸入をより確実に防止して、当該液体濾過器に高度の安全性を付与する技術である。 The present invention relates to liquid filters. Specifically, the present invention is a closed-type liquid filter typified by a continuous liquid filter used in nickel smelting using HPAL (high pressure sulfuric acid leaching) technology, etc., in which the treated liquid is prevented from entering the exhaust duct. It is a technique that prevents more reliably and imparts a high degree of safety to the liquid filter.
例えば、低品位ニッケル酸化鉱石からニッケルを回収する高圧硫酸浸出(HPAL:High Pressure Acid Leach)に基づく湿式製錬方法プロセス等において、従来、密閉型の処理槽に、気相部の気体を処理槽の外部に排出する排気機構が備えられているタイプの液体濾過器が広く用いられている。 For example, in a hydrometallurgical process based on high pressure sulfuric acid leaching (HPAL) for recovering nickel from low-grade nickel oxide ore, conventionally, the gas in the gas phase is placed in a closed processing tank. A type of liquid filter provided with an exhaust mechanism for discharging to the outside of the liquid filter is widely used.
このような基本構造からなる液体濾過器においては、通常、処理槽内の処理液の液位を検知して、これを制御機構にフィードバックしながら処理液の供給と排出等の他各動作がシーケンス制御されている。しかしながら、上記構造からなる液体濾過器において、万一、液位を検知する計器の動作不良等の不具合が発生した場合には、排気機構の内部に処理液が浸入してしまい、操業の継続が不能となるか、或いは、排気機構の環境集煙設備としての機能が損なわれて有害なガスが工場外部に漏洩してしまうという深刻な事態が生じてしまうというリスクがあった。 In a liquid filter having such a basic structure, the liquid level of the processing liquid in the processing tank is normally detected and fed back to the control mechanism to perform a sequence of operations such as supply and discharge of the processing liquid. controlled. However, in the liquid filter having the structure described above, in the unlikely event that a problem such as a malfunction of an instrument that detects the liquid level occurs, the processing liquid will enter the inside of the exhaust mechanism, and the continuation of the operation will be interrupted. Otherwise, there is a risk that the function of the exhaust system as an environmental smoke collection facility will be impaired, causing a serious situation in which harmful gas leaks out of the factory.
上記リスクの顕在化を防止するために、廃液の流入異常を検知して必要に応じてポンプの稼働を停止させる機構を有する廃液移送装置(特許文献1参照)や、上位液位検知部と下位液位検知部とを有し、濾過水の水位変動をできるだけ小さく制御するようにした濾過槽(特許文献2参照)等が用いられている。 In order to prevent the above-mentioned risks from becoming apparent, a waste liquid transfer device (see Patent Document 1) having a mechanism for detecting abnormal inflow of waste liquid and stopping the operation of the pump as necessary, an upper liquid level detection unit and a lower A filtration tank (see Patent Document 2) or the like is used, which has a liquid level detection unit and controls fluctuations in the level of filtered water to be as small as possible.
しかしながら、従来の処理液の制御方法は、何れも、上記の検出器等の動作不良時における安全対策が必ずしも十分ではなかった。「連続式液体フィルター」等の液体濾過器において、液位を検知する機器等の動作不良が発生した場合であっても、排気機構の内部への処理液の浸入をより確実に回避することができる技術的手段が求められていた。 However, none of the conventional control methods for the processing liquid necessarily have sufficient safety measures against malfunction of the detector or the like. In a liquid filter such as a "continuous liquid filter", it is possible to more reliably prevent the infiltration of the processing liquid into the exhaust mechanism even if the device that detects the liquid level malfunctions. A technical means was required.
本発明は、液位を検知する機器に動作不良が発生した場合等においても、排気機構の内部への処理液の浸入をより確実に回避することができる液体濾過器を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a liquid filter that can more reliably prevent the processing liquid from entering the inside of the exhaust mechanism even when a device that detects the liquid level malfunctions. do.
本発明者らは、連続式液体フィルター等の液体濾過器において、液位の上限を検知する前記液位検知機構を、以下に説明するそれぞれ異なる機能を有する主・副の2種の上限検知装置によって構成することにより、排気機構の内部へ処理液が浸入するリスクを著しく低減できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のものを提供する。 In a liquid filter such as a continuous liquid filter, the present inventors have found that the liquid level detection mechanism for detecting the upper limit of the liquid level is two types of upper limit detection devices, primary and secondary, each having a different function as described below. The inventors have found that the risk of the processing liquid entering the inside of the exhaust mechanism can be remarkably reduced by constructing the exhaust mechanism as described above, and have completed the present invention. Specifically, the present invention provides the following.
(1) 密閉型の処理槽と、処理液供給機構と、濾液排出機構と、排気機構と、を備える液体濾過器であって、前記処理槽の内部の処理液の液位を検知する液位検知機構と、前記濾液排出機構及び前記排気機構の動作を制御する制御機構と、を有し、前記液位検知機構は、前記液位が規定の上限に達した状態である満液状態を検知可能な主液位検知装置と、前記液位が前記上限よりも低い位置にある準上限に達した状態である準満液状態を検知可能な副液位検知装置と、を備えてなり、該液位検知機構は、前記主液位検知装置が、前記満液状態を検知した時、又は、前記副液位検知装置が前記準満液状態を検知してから予め設定されている基準時間が経過した時の何れにおいても、注意信号を前記制御機構に向けて発信する注意信号発信手段を有し、前記制御機構は、前記注意信号を受信した時に、前記処理液の前記排気機構の内部への浸入を防ぐための処理液漏出防止動作を、液体濾過器の各機構に行わせる制御手段を有する、液体濾過器。 (1) A liquid filter comprising a closed processing tank, a processing liquid supply mechanism, a filtrate discharge mechanism, and an exhaust mechanism, wherein the liquid level of the processing liquid inside the processing tank is detected. A detection mechanism and a control mechanism for controlling the operations of the filtrate discharge mechanism and the exhaust mechanism, wherein the liquid level detection mechanism detects a full liquid state, which is a state in which the liquid level reaches a prescribed upper limit. and a secondary liquid level detection device capable of detecting a semi-full liquid state in which the liquid level reaches a sub-upper limit lower than the upper limit, The liquid level detection mechanism detects a preset reference time after the primary liquid level detection device detects the liquid full state or after the secondary liquid level detection device detects the semi-full liquid state. an attention signal emitting means for emitting an attention signal to the control mechanism at any time elapsed, the control mechanism, when receiving the attention signal, forcing the treatment liquid into the exhaust mechanism; A liquid filter having a control means for causing each mechanism of the liquid filter to perform a treatment liquid leakage prevention operation for preventing the infiltration of the liquid filter.
(2) 前記処理液漏出防止動作が、前記濾液排出機構を開放して処理槽からの濾液の排出を促進する動作を含む、(1)に記載の液体濾過器。 (2) The liquid filter according to (1), wherein the processing liquid leakage prevention operation includes an operation of opening the filtrate discharge mechanism to promote discharge of the filtrate from the processing tank.
(3) 前記処理液漏出防止動作が、前記排気機構を閉止して前記処理槽から該排気機構の内部への処理液の浸入を防止する動作を含む、(1)又は(2)に記載の液体濾過器。 (3) The processing liquid leakage prevention operation according to (1) or (2), wherein the processing liquid leakage prevention operation includes an operation of closing the exhaust mechanism to prevent the processing liquid from entering the interior of the exhaust mechanism from the processing bath. liquid filter.
(4) 前記排気機構への液体の浸入を検知する装置が設置されている、(1)から(3)の何れかに記載の液体濾過器。 (4) The liquid filter according to any one of (1) to (3), further comprising a device for detecting intrusion of liquid into the exhaust mechanism.
本発明によれば、液位を検知する機器に動作不良が発生した場合等においても、排気機構の内部への処理液の浸入をより確実に回避することができる液体濾過器を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to provide a liquid filter that can more reliably prevent the processing liquid from entering the inside of the exhaust mechanism even when a device that detects the liquid level malfunctions. can.
以下、本発明の実施形態について説明する。但し、本発明は、以下の実施形態に限定されない。 Embodiments of the present invention will be described below. However, the present invention is not limited to the following embodiments.
<液体濾過器>
本発明の液体濾過器10は、従来の密閉型の処理槽と同様、処理槽1、処理槽1の内部に処理液を供給する処理液供給機構3、処理槽1の外部に濾過後の処理液(濾液)を排出する濾液排出機構4、及び、処理液上の気相部から処理槽の外部に気体を排出する排気機構5を備える。
<Liquid filter>
The
本発明の液体濾過器10には、上記の液体濾過器としての基本構成に加えて、更に、本発明特有の構成からなる液位検知機構2、液位検知機構2から発信される注意信号に応じて、液体濾過器10に具備された各機構の動作を制御する制御機構6(図1においては図示せず。図2参照)が備えられている。各機構の機能等の詳細については順次後述する。
In addition to the basic configuration of the liquid filter, the
[処理槽]
液体濾過器10は、処理液が充満した状態の時を除いて液相部の液面上に気相部が構成された状態で稼働する密閉型の処理槽1を備える。処理槽1の内部には、濾過膜(濾布)11が設置されていて、この濾過膜11で処理液(但し、通常は固形物として不純物を含んだものである。以下同じ)を連続的に濾過することにより、処理液から不純物を除去した濾液を得ることができる。
[Treatment tank]
The
[液位検知機構]
液体濾過器10は、本発明特有の構成からなる液位検知機構2を備える。この液位検知機構2は、処理槽1の内部の処理液の液位を検知する機構であるが、それぞれ独立して異なる高さに規定された液位を検知する2つの検知装置の組合せにより構成されている。
[Liquid level detection mechanism]
The
液位検知機構2を構成する一の装置である主液位検知装置21は、処理槽1の内部の処理液の液位が、規定の「上限」に達した状態である「満液状態」であることを検知する装置である。ここで、「満液状態」とは、通常、処理槽1の最上部まで処理液が充満した状態のことを意味するが、「満液状態」を既定する液位の「上限」は、個々の液体濾過器毎の構造、機能、或いは、操業条件に応じて任意に設定した液位であってもよい。図1に示すように、主液位検知装置21は、処理液の液位が「上限」に達した「満液状態」であることを検知することができる位置に設置される。
The main liquid
液位検知機構2を構成する他の装置である副液位検知装置22は、処理槽1の液位が所定の「準満液状態」であることを検知する。本明細書における「準満液状態」とは、上記の「満液状態」を規定する上記の「上限」よりも低い位置に予め規定されている所定の「準上限」に処理槽1の内部の処理液の液位が達した状態のことを言う。「準満液状態」を既定する「準上限」は、個々の液体濾過器毎の構造、機能、或いは、操業条件に応じて任意に設定することができる。図1に示すように、副液位検知装置22は、「準上限」に達した「準満液状態」であることを検知することができる位置に設置される。
A secondary liquid
そして、上記2つの検知装置のうち、副液位検知装置22については、「準満液状態」を検知する機能に加えて、「準満液状態」に到達した時点を起点として時間計測を開始し「準満液状態」に到達した時点から、予め設定されている「基準時間」が経過したことを計測することができる各種タイマー等の時間計測手段221を有する。
Of the above two detection devices, the secondary liquid
液位検知機構2は、主液位検知装置21が、「満液状態」を検知した時と、副液位検知装置22が「準満液状態」を検知してから予め設定されている上記の「基準時間」が経過した時と、の何れの時においても、「注意信号」を制御機構6に発信する注意信号発信手段を有する。液位検知機構2の動作と制御機構6の動作が連動して行われる排気機構5への処理液漏出防止動作の流れの詳細については後述する。
The liquid
尚、液体濾過器10には、液位が下限に達したことを検知可能な下限検知装置23が更に備えられていることが好ましい。
It is preferable that the
尚、上述の各検知装置(21~23)は、具体的には、振動式レベルスイッチ等、従来周知の各種の液位検知装置を適宜用いて構成することができる。 It should be noted that each of the detection devices (21 to 23) described above can specifically be configured by appropriately using various conventionally known liquid level detection devices such as a vibrating level switch.
[処理液供給機構]
液体濾過器10において、処理槽1の内部に処理液を供給する処理液供給機構3については、従来の液体濾過器と同様の構造であればよい。この処理液供給機構3は、例えば、処理水や処理液の供給の開始又は停止を行う、水入口弁31、処理液入口弁32等を含んで構成される。
[Processing liquid supply mechanism]
In the
[濾液排出機構]
液体濾過器10において、処理槽1の外部に濾液を排出する濾液排出機構4については、従来の液体濾過器と同様の構造であればよい。この濾液排出機構4は、例えば、処理水や濾液の排出の開始又は停止を行う、濾液出口弁41等を含んで構成される。
[Filtrate discharge mechanism]
In the
[排気機構]
液体濾過器10において、処理槽1の気相部から処理槽1の外部に気体を排出する排気機構5については、排ガスダクト51、排ガス出口弁52等を含んで構成される。例えば、上述のニッケル製錬プロセスの湿式工程等において用いられる連続式液体フィルターにおいては、処理槽1の気相部の気体が、この排気機構5を通じて排気されながら処理槽1の内部に処理液が充填される。又、この排気機構5は、多くの場合、プラント全体の環境集煙設備として連動して機能している。
[Exhaust mechanism]
In the
又、排気機構5には、例えば、排ガスダクト51の処理槽1の側の入口付近に、ダクト内への処理液の浸入を検知する液体浸入検知装置53が設置されていることが好ましい。この液体浸入検知装置53としては従来周知の各種の検知装置を用いることができるが、静電容量式や光学式の濡れセンサー等を好ましく用いることができ、これにより、ダクト内に充満せず通過する液体も検知することができる。
Further, it is preferable that the
[制御機構]
制御機構6は、主液位検知装置21及び副液位検知装置22により構成されている液位検知機構2から受信する「注意信号」に応じて、排気機構5の内部への処理液の浸入を防ぐための「処理液漏出防止動作」を、液体濾過器10の各機構に行わせる制御手段を有する。制御機構6は、上記の「注意信号」に応じて、処理液供給機構3、濾液排出機構4、及び排気機構5の動作を制御する機能を発揮しうる機構であればよい。制御機構6の具体的な形態は特に限定されないが、一般的な液体濾過器において各機構の動作シーケンス制御するために用いられているプログラマブルロジックコントローラ(PLC)等の電子制御装置において、本発明の独自の「液体濾過器の制御方法」に合わせてプログラミングしたプログラムを作動させるようにすることにより、制御機構6を構成することができる。
[Control mechanism]
The
[その他の機構]
液体濾過器10には、その他、スプレー水入口弁71、窒素入口弁72、逆洗浄液入口弁73、ドレン弁74等が必要に応じて設置される。例えば、上記の連続式液体フィルターの場合であれば、濾過膜11に付着した濾過後の固形物は、スプレー水入口弁71、窒素入口弁72、逆洗浄液入口弁73によって供給された水及び/又は窒素によって払い落とされ、ドレン弁74を通じて排出される。
[Other mechanisms]
In addition, the
以上説明した本発明の液体濾過器は、上述の高圧硫酸浸出(以下、HPAL:High Pressure Acid Leachの略)によるニッケル回収プロセスに用いる連続式液体フィルターとしての実施を、好ましい実施形態の代表例として挙げることができる。但し、本発明は、これに限らず、液相部と気相部とを保有する密閉型の処理槽を有し、必要に応じて気相部からガスを排出する機構を備える液体濾過器全般に広く適用することができる。 The liquid filter of the present invention described above is implemented as a continuous liquid filter used in the nickel recovery process by the above-described high pressure sulfuric acid leaching (HPAL: abbreviation for High Pressure Acid Leach) as a representative example of a preferred embodiment. can be mentioned. However, the present invention is not limited to this, but includes a liquid filter in general having a sealed processing tank holding a liquid phase portion and a gas phase portion, and having a mechanism for discharging gas from the gas phase portion as necessary. can be widely applied to
<液体濾過器の制御方法>
以上説明した構造からなる液体濾過器10において、液位を検知する機器に動作不良が発生した場合等においても、排気機構5の内部への処理液の浸入を回避することができる制御方法について図2を参照しながら説明する。
<Method for controlling liquid filter>
In the
液体濾過器10の通常の運転において、主液位検知装置21が「満液状態」を検知した場合、「注意信号S1」が制御機構6へ発信される。論理和回路(OR回路)を経た注意信号S3を受信した制御機構6は、濾液排出機構4に濾液出口弁41を開放して濾液の排出を開始する指令を発信し、排気機構5には、52を閉止して気体の排出を停止する指令を発信する。この状態で処理液供給機構3により、処理液が処理槽1の内部に連続的に供給されることにより、濾過工程が開始され、濾液出口弁41を通じて濾液が得られる。主液位検知装置21が、正常に作動している限り、上記各指令により、処理液の排気機構5の内部への浸入も防止される。つまり、この場合において、制御機構6からの指令によって行われる濾液排出機構4及び排気機構5の上記の正常な動作が「処理液漏出防止動作」となる。
During normal operation of the
一方、液体濾過器10は、副液位検知装置22が「準満液状態」を検知した場合に、先ず「注意信号S2」が生じ、「注意信号S2」の継続時間を時間計測手段221で計測する。「準満液状態」でなくなると「注意信号S2」は消えて、その継続時間は0に戻る。一方で、「準満液状態」が続いて「注意信号S2」が維持されていると、上述の「基準時間」が経過した時点で、制御機構6に「注意信号S2’」が発信される。そして、この場合も、論理和回路(OR回路)を経た注意信号S3を受信した制御機構6は、上記同様の指令を濾液排出機構4及び排気機構5に発信する。よって、主液位検知装置21が、正常に作動していない状態においても、制御機構6からの指令によって「処理液漏出防止動作」が作動する。このように、「注意信号S2」の継続時間を時間計測手段221で計測することにより、処理槽1内で液が減少傾向にある場合に制御機構6の不適切な動作を避けることができ、液位の増減速度を知る装置を要さずに、簡便に構成することができる。
On the other hand, in the
尚、本明細書における「処理液漏出防止動作」とは、上述した濾液排出機構4及び排気機構5に係る具体的な各動作に限定されるものではない。「満液状態」検知後に直ちに主液位検知装置21から発信される注意信号と、「準満液状態」検知後基準時間経過後に副液位検知装置22から発信される注意信号に応じて行われる動作であって、実際に排気機構5の内部への処理液の浸入を防ぐことができる動作であればよく、このような動作を行うことができる液体濾過器10は、全て本発明の技術的範囲に含まれる。
It should be noted that the "treatment liquid leakage prevention operation" in this specification is not limited to specific operations related to the
又、上述の通り、液体濾過器10の排気機構5に、液体浸入検知装置53が設置されている場合には、液体浸入検知装置53が処理液の浸入を検知した時も、「注意信号S4(図示せず)」を発信して「処理液漏出防止動作」を作動させることができる。但し、この場合においては、「注意信号S4」の発信に伴い警報を発し、尚且つ、直ちに処理液の供給を停止するインターロックを設置しておく構成とすることにより、液体濾過器10の安全性を更に高めることができる。又、処理液の浸入の程度に応じて、ドレン弁74の開放や、環境終煙設備の方に接続されているその他設備で処理液の浸入を防止する処置を講じてもよい。
Further, as described above, when the liquid
1 処理槽
11 濾過膜
2 液位検知機構
21 主液位検知装置
22 副液位検知装置
221 時間計測手段
23 下限検知装置
3 処理液供給機構
31 水入口弁
32 処理液入口弁
4 濾液排出機構
41 濾液出口弁
5 排気機構
51 排ガスダクト
52 ガス出口弁
53 液体浸入検知装置
6 制御機構
71 スプレー水入口弁
72 窒素入口弁
73 逆洗浄液入口弁
74 ドレン弁
10 液体濾過器
REFERENCE SIGNS LIST 1
Claims (4)
前記処理槽の内部の処理液の液位を検知する液位検知機構と、
前記濾液排出機構及び前記排気機構の動作を制御する制御機構と、を有し、
前記液位検知機構は、前記液位が規定の上限に達した状態である満液状態を検知可能な主液位検知装置と、前記液位が前記上限よりも低い位置にある準上限に達した状態である準満液状態を検知可能な副液位検知装置と、を備えてなり、
該液位検知機構は、前記主液位検知装置が、前記満液状態を検知した時、又は、前記副液位検知装置が前記準満液状態を検知し尚且つ前記準満液状態の継続時間が予め設定されている基準時間を経過した時の何れにおいても、注意信号を前記制御機構に向けて発信する注意信号発信手段を有し、
前記制御機構は、前記注意信号を受信した時に、前記処理液の前記排気機構の内部への浸入を防ぐための処理液漏出防止動作を、液体濾過器の各機構に行わせる制御手段を有する、
液体濾過器。 A liquid filter comprising a closed processing tank, a processing liquid supply mechanism, a filtrate discharge mechanism, and an exhaust mechanism,
a liquid level detection mechanism for detecting the liquid level of the processing liquid inside the processing tank;
a control mechanism for controlling the operation of the filtrate discharge mechanism and the exhaust mechanism;
The liquid level detection mechanism includes a main liquid level detection device capable of detecting a full liquid state in which the liquid level reaches a specified upper limit, and a semi-upper limit in which the liquid level reaches a position lower than the upper limit. and a secondary liquid level detection device capable of detecting a semi-full liquid state,
The liquid level detection mechanism detects when the main liquid level detection device detects the full liquid state, or when the secondary liquid level detection device detects the semi-full liquid state and continues the semi-full liquid state. a warning signal transmitting means for transmitting a warning signal to the control mechanism whenever a preset reference time elapses ;
The control mechanism has a control means for causing each mechanism of the liquid filter to perform a processing liquid leakage prevention operation for preventing the processing liquid from entering the inside of the exhaust mechanism when the caution signal is received.
liquid filter.
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