JP7466250B1 - 濾過装置及び濾過方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態の濾過装置1は、図1~図3に示したように、外筒10と、外筒10内に配置される繊維濾過材20と、可動ガイド30と、を備える。外筒10の外部には、外筒10に被処理水W1を供給可能な供給手段40と、外筒10から処理水W2を排出する排出手段80を備える。さらに外筒10内に下方から気体を噴出可能な気体噴出手段60を備える。
外筒10は、上端側に位置する第一開口12Aと、下端側に位置する第二開口13Aと、を有する。本実施形態では、外筒10は、長尺な円筒状の部材である外筒本体11と、外筒本体11の上下にそれぞれ取り付けられたフランジ部材12、13から構成される。フランジ部材12,13は、それぞれ外筒本体11の端部外周を覆い、鍔部を有する筒状のハット状部材と、該鍔部にボルト及びナットで締結され、外筒10の上端面及び下端面を形成する円盤状部材との二部材を含む。本実施形態では、上下の円盤状部材の中央付近に形成された貫通孔に挿入されたソケットが第一開口12A及び第二開口13Aを形成し、このソケットに供給手段40及び排出手段80に連通する配管が接続されている。外筒10は、支持部材(図示なし)により長手方向が地面(床面)に対して略垂直になるように支持されている。
次に、外筒10に被処理水W1等を供給する濾過装置1の全体構成について説明する。濾過装置1は、前述したように濾過時には貯留した被処理水W1を第二開口13Aに供給可能な供給手段40を備えるが、供給手段40は、濾過工程後の繊維濾過材20の洗浄時(逆洗浄時ともいう。)には、第一開口12Aから逆洗浄水W2を供給可能に構成されている。その際、濾過処理後の濾過水である処理水W2が逆洗浄水として使用される(逆洗浄時には逆洗浄水W2という。)。また、濾過装置1は排出手段80を備え、濾過時には外筒10の第一開口12Aから排出された処理水W2を処理水槽200に排出し、逆洗浄時には第二開口13Aから排出された洗浄廃水W3を洗浄廃水槽300に排出するように構成されている。外筒10と、供給手段40と、排出手段80とは各バルブ等を介して配管接続されて流路を形成している。
濾過運転開始前において、可動ガイド30は、図3のようにガイドポール50の下ストッパー部52により下方向への移動が規制された状態で静止し、繊維濾過材20は、外筒10内で伸長している。エアバルブ63及び全ての液体用バルブが閉止された状態としてから、第一バルブ44及び第三バルブ46を開放すると、送液ポンプ41は被処理水W1を付勢して送液し、外筒10の第二開口13Aから被処理水W1が供給される。すると、水流により水圧を受けた可動ガイド30が上方向に徐々に移動する。
濾過運転を継続すると繊維濾過材20に被処理水W1中の汚濁物質が捕捉され、濾過性能が徐々に低下してくる。本実施形態の濾過装置1では、濾過工程の後、逆洗浄水W2で繊維濾過材20を洗浄する前に、圧縮された繊維濾過材20に対して気体噴出手段60により気体を噴射して繊維濾過材20を伸長かつ可動ガイド30を下降させる濾過材伸長工程を行う。濾過材伸長工程により繊維濾過材20が捕捉した汚濁物質がある程度脱落するので、濾過材伸長工程は、繊維濾過材20を洗浄する工程の一部ともいえる。
図3は逆洗浄水W2による濾過材洗浄工程を示す。濾過材伸長工程後、供給手段40は、外筒10の第一開口12Aから逆洗浄水W2を供給し、逆洗浄水W2を用いて濾過材を逆洗浄する(濾過材洗浄工程)。この際、まずエアバルブ63を閉止し、送液ポンプ41の運転を再開し、第二バルブ45及び第四バルブ47を開放する。
本実施形態の濾過装置1は、濾過運転(濾過工程)から繊維濾過材の洗浄運転に自動的に切り替え可能な制御装置90を備える。制御装置90は、上述した各バルブを電動制御するバルブ制御部91と、濾過時間判断部92と、圧力差判断部93とを備えている。制御装置90は、時間制御による自動切換運転モードと、圧力差制御による自動切換運転モードのいずれかまたは併用により、濾過運転から洗浄運転(即ち濾過材伸長工程)への自動切替を行う。
制御装置90は、濾過運転開始からの経過時間を計測し、経過時間が予め設定した規定時間を超えるか否かを判断する濾過時間判断部92を備えている。濾過時間判断部92が規定時間を超えると判断した時に、バルブ制御部91が供給手段40の第一バルブ44及び第三バルブ46と、排出側の第五バルブ81及び第七バルブ83とを閉止する。そして、気体の排出経路を確保するため第九バルブ85及び第十バルブ86を開放する。次いで、バルブ制御部91はエアバルブ63を開放する。被処理水W1に含まれる汚濁物質の量や種類等に依るため、予め設定する規定時間は特に限定されないが、例えば3~10分が規定時間とされる。時間制御による自動切換運転モードは水圧計のような計測装置がなくても自動運転が可能で簡便であるという利点があり、被処理水W1の水質や濾過性能を維持可能な濾過時間が予測可能な場合に有効である。
制御装置90は、圧力差判断部93を備えており、圧力差判断部93は、第一水圧計P1と第二水圧計P2とにより計測される圧力の圧力差を計算し、圧力差が予め設定した規定値を超えるか否かを判断する。本実施形態では、外筒10の第二開口13Aの手前の入口側流路に設けられた第一水圧計P1と、第一開口12Aからの出口側流路に設けられた第二水圧計P2とにより、濾過運転時の外筒10の入口及び出口の圧力(水圧)を測定するようにしている。本実施形態では、第二水圧計P2は分岐管72から分岐される圧力測定用流路の先端に設けられており、処理水W2の一部は第二水圧計P2を経由する。圧力差判断部93が予め設定した圧力差の規定値を超えると判断した時に、バルブ制御部91が供給側の第一バルブ44及び第三バルブ46を閉止し、排出側の第五バルブ81及び第七バルブ83を閉止する。そして、気体の排出経路を確保するため第九バルブ85及び第十バルブ86を開放する。次いで、バルブ制御部91はエアバルブ63を開放する。圧力差の規定値は、例えば、30~50kPaのような範囲を設定することができる。圧力差による自動切換運転モードは、濾過運転中の実際の水圧をモニタリングしているので、被処理水W1の水質が安定せず、濾過性能が維持できる濾過時間が予測できないような場合でも使用できる利点がある。時間制御による自動切換運転モードと圧力差制御による自動切換運転モードとを併用すれば、時間制御を基本としながら急激な被処理水W1の水質変化にも対応でき、処理水W2の品質を維持できる。
最後に、本発明に係る濾過装置のその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。
10 外筒
11 外筒本体
12 フランジ
12A 第一開口
13 フランジ
13A 第二開口
20 繊維濾過材
30 可動ガイド
30A 被ガイド孔
36 固定板
40 供給手段
41 送液ポンプ
42 分岐管
43 分岐管
44 第一バルブ
45 第二バルブ
46 第三バルブ
47 第四バルブ
50 ガイドポール
51 ストッパー部(上ストッパー部)
52 下ストッパー部
60 気体噴出手段
61 気体供給源
62 気体噴出口
63 エアバルブ
90 制御装置
91 バルブ制御部
92 濾過時間判断部
93 圧力差判断部
100 被処理水槽
200 処理水槽
300 洗浄廃水槽
W1 被処理水
W2 処理水(逆洗浄水)
W3 洗浄廃水
P1 第一水圧計
P2 第二水圧計
Claims (14)
- 上端側に位置する第一開口と、下端側に位置する第二開口と、を有する外筒と、
前記外筒内の前記第一開口側に固定されて吊下げられた繊維濾過材と、
前記外筒の内部に上下方向に延びるガイドポールと、
前記ガイドポールの上下方向に沿って前記繊維濾過材の下端側と一体に前記外筒内を上下方向に移動可能な可動ガイドと、
前記外筒の前記第二開口に被処理水を供給可能な供給手段と、
前記外筒内の前記第二開口側から気体を噴出可能な気体噴出手段と、を備え、
前記第二開口に供給された前記被処理水を濾過して前記第一開口から排出するように構成されている、濾過装置。 - 前記外筒内に前記可動ガイドの上方向への移動を規制するストッパー部を備える、請求項1に記載の濾過装置。
- 前記可動ガイドは、開口径1~8mmの複数の孔を有し、かつ、厚さが0.5~8mmの多孔板である、請求項1に記載の濾過装置。
- 前記可動ガイドは、略中心位置に前記ガイドポールが挿通される被ガイド孔を有し、
前記繊維濾過材は前記ガイドポールの周囲に複数本配置され、
前記繊維濾過材の上端側は前記第一開口の近傍に設けられた固定板の上端側固定部に固定され、前記繊維濾過材の下端側は前記可動ガイドの前記被ガイド孔の周囲に配置された下端側固定部に固定される、請求項1に記載の濾過装置。 - 前記気体噴出手段は、前記ガイドポールの下方に延在する筒状体に設けられた気体噴出口を備える、請求項1または3に記載の濾過装置。
- 前記供給手段は、前記繊維濾過材の洗浄時には前記外筒の前記第一開口から逆洗浄水を供給可能である、請求項1に記載の濾過装置。
- 前記外筒内に前記可動ガイドの下方向への移動を規制する下ストッパー部をさらに備える、請求項6に記載の濾過装置。
- 上端側に位置する第一開口と、下端側に位置する第二開口と、を有する外筒と、
前記外筒内の前記第一開口側に固定されて吊下げられた繊維濾過材と、
前記繊維濾過材の下端側と一体に前記外筒内を上下方向に移動可能な可動ガイドと、
濾過時には前記外筒の前記第二開口に被処理水を供給可能であり、前記繊維濾過材の洗浄時には前記外筒の前記第一開口から逆洗浄水を供給可能な供給手段と、
前記外筒内の前記第二開口側から気体を噴出可能な気体噴出手段と、を備え、
前記第二開口に供給された前記被処理水を濾過して前記第一開口から排出するように構成されており、
前記気体噴出手段は、
気体供給源から発生した前記気体を前記外筒内の前記第二開口側から噴出する気体噴出口と、前記気体供給源と前記気体噴出口の間に位置するエアバルブとを備え、
前記供給手段は、
入口側分岐管及び出口側分岐管に接続された送液ポンプと、
前記入口側分岐管の一方と被処理水槽の間の流路に設けられた第一バルブと、
前記入口側分岐管の他方と処理水槽の間の流路に設けられた第二バルブと、
前記出口側分岐管の一方と前記第二開口の間の流路に設けられた第三バルブと、
前記出口側分岐管の他方と前記第一開口の間の流路に設けられた第四バルブと、を備える、濾過装置。 - 濾過運転から前記繊維濾過材の洗浄運転に自動的に切り替え可能な制御手段をさらに備え、
前記制御手段は、
濾過運転開始からの経過時間を計測し、前記経過時間が予め設定した規定時間を超えるか否かを判断する濾過時間判断部と、
前記濾過時間判断部が前記規定時間を超えると判断した時に前記第一バルブ及び第三バルブを閉止し、その後、前記エアバルブを開放するように制御するバルブ制御部と、を備える、請求項8に記載の濾過装置。 - 濾過運転から前記繊維濾過材の洗浄運転に自動的に切り替え可能な制御手段をさらに備え、
前記制御手段は、
前記第二開口の入口側流路に設けられた第一水圧計と、前記第一開口の出口側流路に設けられた第二水圧計と、により計測される各圧力を受信して圧力差を計算し、前記圧力差が予め設定した規定値を超えるか否かを判断する圧力差判断部と、
前記圧力差判断部が前記規定値を超えると判断した時に前記第一バルブ及び第三バルブを閉止し、その後、前記エアバルブを開放するように制御するバルブ制御部と、を備える、請求項8に記載の濾過装置。 - 前記バルブ制御部は、
前記エアバルブの開放後一定時間経過後に前記第二バルブ及び前記第四バルブを開放するように制御する、請求項9または10に記載の濾過装置。 - 上端側に位置する第一開口と、下端側に位置する第二開口と、を有する外筒と、
前記外筒内の前記第一開口側に固定されて吊下げられた繊維濾過材と、
前記外筒の内部に上下方向に延びるガイドポールと、
前記ガイドポールの上下方向に沿って前記繊維濾過材の下端側と一体に前記外筒内を上下方向に移動可能な可動ガイドと、
前記外筒の前記第二開口に被処理水を供給可能な供給手段と、
前記外筒内の前記第二開口側から気体を噴出する気体噴出手段と、
を備えた濾過装置を用いた濾過方法であって、
前記供給手段によって前記外筒の前記第二開口から前記被処理水を供給して前記可動ガイドを上方向に移動させ、前記可動ガイドにより圧縮された前記繊維濾過材で前記被処理水を濾過する濾過工程と、
前記濾過工程の後、圧縮された前記繊維濾過材に対して前記気体噴出手段により前記気体を供給して前記繊維濾過材を伸長かつ前記可動ガイドを下降させる濾過材伸長工程と、
前記濾過材伸長工程の後、流体により前記繊維濾過材を洗浄する濾過材洗浄工程と、
を含む濾過方法。 - 前記供給手段は、前記外筒の前記第一開口から逆洗浄水を供給可能であり、
前記流体として前記逆洗浄水を用いて前記濾過材洗浄工程を行う、請求項12に記載の濾過方法。 - 上端側に位置する第一開口と、下端側に位置する第二開口と、を有する外筒と、
前記外筒内の前記第一開口側に固定されて吊下げられた繊維濾過材と、
前記繊維濾過材の下端側と一体に前記外筒内を上下方向に移動可能な可動ガイドと、
濾過時には前記外筒の前記第二開口に被処理水を供給可能であり、前記繊維濾過材の洗浄時には前記外筒の前記第一開口から逆洗浄水を供給可能な供給手段と、
前記外筒内の前記第二開口側から気体を噴出する気体噴出手段と、を備え、
前記気体噴出手段は、
気体供給源から発生した前記気体を前記外筒内の前記第二開口側から噴出する気体噴出口と、前記気体供給源と前記気体噴出口の間に位置するエアバルブとを備え、
前記供給手段は、
入口側分岐管及び出口側分岐管に接続された送液ポンプと、
前記入口側分岐管の一方と被処理水槽の間の流路に設けられた第一バルブと、
前記入口側分岐管の他方と処理水槽の間の流路に設けられた第二バルブと、
前記出口側分岐管の一方と前記第二開口の間の流路に設けられた第三バルブと、
前記出口側分岐管の他方と前記第一開口の間の流路に設けられた第四バルブと、
を備えた濾過装置を用いた濾過方法であって、
前記供給手段によって前記外筒の前記第二開口から前記被処理水を供給して前記可動ガイドを上方向に移動させ、前記可動ガイドにより圧縮された前記繊維濾過材で前記被処理水を濾過する濾過工程と、
前記濾過工程の後、圧縮された前記繊維濾過材に対して前記気体噴出手段により前記気体を供給して前記繊維濾過材を伸長かつ前記可動ガイドを下降させる濾過材伸長工程と、
前記濾過材伸長工程の後、前記逆洗浄水により前記繊維濾過材を洗浄する濾過材洗浄工程と、
を含む濾過方法。
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