JPH02149305A - 長繊維束を用いた濾過塔 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は土工水道水、下水、河川水、湖沼水、凝集沈殿
上冷水、各種工程中間水、製紙工程における回収水のよ
うな各種回収水、各種廃水、生物処理装置の処理水ある
いは有価物含有液、酒、油等の原液中の懸濁物を高流速
で除去するための長繊維束を用いた濾過塔に関するもの
であり、特に長繊維束の下部の支持構造の改良を施した
前記濾過塔に関するものである。

〈従来の技術〉 本願出願人は先に特願昭６２−１４６９８９および特願
昭６３−１３１７１５にて長繊維束を用いた濾過塔を開
示した。

当該濾過塔は第５図に示したように、濾過塔（イ）に多
孔板（ロ）を横設し、濾過塔（イ）内部に長繊維束（ハ
）の下端を固定するとともにその上端を自由端として、
濾過塔（イ）内部全体に長繊維束（ハ）を立設したもの
で、懸濁物を含む原液を濾過するに際しては、弁（ニ）
および弁（ホ）を開口するとともに原液流入管（へ）か
ら原液を流入して長繊維束（ハ）に対して下降流で原液
を通し、当該長繊維束の空隙部で懸濁物を捕捉し、濾過
液を濾過液流出管（ト）がら取り出すものである。

また懸濁物の捕捉により圧力損失が増加した際に、弁（
ニ）および弁（ホ）を閉じるとともに、弁（チ）および
（す）を開口して、空気流入管（ヌ）から圧縮空気を流
入し、長繊維束（ハ）を攪拌、振動させ、次いで圧縮空
気を流入したまま、あるいは流入を止めて弁（ル）を開
けて、逆洗水流人管（ヲ）から逆洗水を流入して懸濁物
を逆洗水排出管（ワ）から流出するものである。

当該濾過塔は通常太さが１０μ〜８０μのアクリル繊維
、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維等の非撚単繊維の
集合体である長さ０．４　ｍ〜３．０　ｍの長繊維束を
濾過塔内に比較的密に充填することにより直立させてい
るので、圧力損失をそれ程大きくさせずに、高流速で懸
濁物を濾過することができる。

また長繊維束の下端が固定されているので逆洗の際に高
流速の圧縮空気あるいは逆洗水を上昇流で流入した場合
、長繊維束は下端を固定部とした吹き流しのようになっ
て伸長するとともに長繊維束が振動するので、捕捉した
懸濁物を効果的に除くことができる。

ところが本濾過塔を開発した当初の長繊維束の下端の固
定は第６回に示したごとく、長繊維束（ハ）を折り曲げ
、折り曲げ部をリング（力）でまとめ、多孔板（ロ）の
名札（ヨ）を塞ぐように、当該折り曲げ部を位置させ、
リング（力）に連通ずるボルト（り）を用いて支持棒（
し）とナンド（ソ）で長繊維束（ハ）を固定した構造で
あったので、以下に述べるような欠点を有していた。

すなわちこのような構造の場合、リング（力）でまとめ
た部分の長繊維束はがなり密集しており、かつ当該部分
には濾過中に必ず液が通過するので、当該密集部に懸濁
物が詰まり易く、またひとたび懸濁物が詰まると前記逆
洗を実施しても中々これを除去することができなかった
。

何故ならば第６図に示したような構造においては、名札
（ヨ）から圧縮空気あるいは逆洗水等の流体を通過させ
ても多孔板（ロ）の上面と長繊維束（ハ）との接触部か
ら優先的に流体が通過してしまい、肝心な部分、すなわ
ち前記密集部に流体が通過しにくいからである。また前
記ナツト（ソ）を強く締め付け、名札（ヨ）と長繊維束
（ハ）の接触度を大きくした場合は、前記密集部に懸濁
物が比較的詰まっていない長繊維束（ハ）を有する孔（
ヨ）から優先的に流体が通過してしまい、洗浄したい部
分、すなわち前記密集部に懸濁物が詰まっている長繊維
束（ハ）を有する孔（ヨ）に流体が通過しない現象も生
ずる。

したがってこのような状態が続くと前記密集部に懸濁物
が徐々に残留し、そのために濾過における初期差圧を次
第に上昇させ、場合によっては濾過工程そのものに重大
な支障を及ぼすこととなる。

また他の欠点として、たとえ孔（ヨ）に食い込むように
長繊維束（ハ）を固定したとしても孔（ヨ）の周縁と長
繊維束（ハ）の間に僅かな隙間が生じるので、圧力損失
の増加によりここがら懸濁物が漏洩し、濾過の後半にお
いて濾過液の品質が低下する。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明は長繊維束を用いた濾過塔における上述したよう
な欠点を解決し、逆洗によって長繊維束全体が充分に洗
浄できるとともに、濾過液に懸濁物が漏洩するのを可及
的に防止して長繊維束の有する利点を最大限に発揮でき
る濾過塔を提供することを目的とするものである。

く問題点を解決するための手段〉 上記目的を実現するためになされた本発明よりなる長繊
維束を用いた濾過塔は、塔の内部に長繊維束の下端を固
定するとともに、その上端を自由端として、塔内部全体
に長繊維束を立設した濾過塔の上方から原液を流入して
長繊維束の上端がら下端に向かって原液を通すことによ
り、長繊維束内の空隙部で懸濁物を捕捉する濾過塔にお
いて、すくなくとも側網部周囲に多数の穴またはスリッ
トを有する上部蓋状体と、側胴部にスリットあるいは上
下方向に配列する複数の小穴を有する上下端が開口した
下部筒状体が連通してなる長繊維束の支持体を、塔内に
横設した多孔板の名札に、上部蓋状体を多孔板の上方に
臨ませ、下部筒状体を多孔板の下方に臨ませるように取
り付け、さらに前記各上部蓋状体の側胴部周囲に長繊維
束の下端を固定したことを特徴とする長繊維束を用いた
濾過塔である。

以下に本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の濾過塔のフローを示す全体図であり、
第２図は本発明に用いる長繊維束の支持体を示す切欠新
面図であり、第３図は同様にして長繊維束の支持体を示
す部分的外観図である。

本発明の濾過塔は第１図に示すごとく濾過塔１の下方部
に多孔板２を横設し、当該多孔板２に後述する長繊維束
の支持体３を取り付け、かつ当該支持体３によって長繊
維束４の下端を固定するとともに、長繊維束４の上端を
自由端とし、長繊維束４を塔内に比較的密に充填するこ
とにより、濾過塔１内において、長繊維束４を立設した
ものである。

また濾過塔１の上方に原液流入管５を設け、当該原液流
入管５に逆洗水排出管６を分岐して連通ずる。

また多孔板の下方に逆洗空気流入管７を連通ずるととも
に濾過塔の下部に濾過液流出管８を設け、当該濾過液流
出管８に逆洗水流人管９を分岐して連通ずる。

なお本実施態様では逆洗空気流入管７を２本に分け、濾
過塔１の塔壁に対面するように連通させているが、これ
に限定されず１本の逆洗空気流入管７を用いても差し支
えない。なお１０ないし１４はそれぞれ弁を示す。

次に本発明の濾過塔に用いる長繊維束の支持体３を説明
する。

当該支持体３は本発明において最も重要な部分であり、
第２図および第３図に示したように基本的には上部およ
び側胴部に多数の穴１５を有する上部蓋状体１６と側胴
部にスリット１７を有する上下端が開口した下部筒状体
１８とからなる。

多孔板２に有する名札１９に当該支持体３を取り付ける
に際しては以下のようにして行う。

まず前記下部筒状体１８の上方の側壁に一対の穴（図示
せず）を開け、当該穴にＴ字ポルト２０の下部Ｔ字部分
を差し込み１字ボルト２０に下部筒状体１８を懸架する
。なお下部筒状体１８の外径は多孔板２の孔１９の径よ
り小さくし、孔】９内に下部筒状体１８が挿入できるよ
うな太さとする。

次いで孔１９の下部よりＴ字ポルト２０の先端を差し込
むことにより孔１９内に下部筒状体１８を挿入した後、
脚２１を有するナツト２２を１字ボルト２０にネジ込み
脚２１により１字ボルト２０を孔１９に固定する。

次いであらかじめ前記上部蓋状体１６の側胴部の全周囲
に長繊維束４の下端を締め付はバンド２３によって固定
しておき、長繊維束４が固定されている上部蓋状体１６
の取り付は穴２５に１字ボルト２０を通して孔１９を上
部蓋状体１６で覆い、次いでナツト２４を１字ボルト２
０にネジ込むごとにより、孔１９の上部に上部蓋状体１
６を固定する。

上述したような取り付は手順により、多孔板２の名札１
９に長繊維束の支持体３を取り付ける。

なお上部蓋状体１６に有する穴１５ば濾過液、圧縮空気
、逆洗水等の流体が通過する部分であるが、当該蓋状体
１６の」二部に必ずしも有してなくともよい。但しすく
なくとも当該蓋状体１６の側胴部周囲には多数設け、ま
た当該穴１５に代えて多数のスリットとしても差し支え
ない。

また下部筒状体１８に有するスリット１７は主に圧縮空
気が通過する部分であるが、当該スリット１７に代えて
、上下方向に配列する複数の小穴であってもよい。

なお第２図および第３図に示した長繊維束の支持体３の
構造およびその取り付は法は、ひとつの実施例であり、
基本的にば側胴部周囲に多数の穴またはスリットを有す
る上部蓋状体１６と、側胴部にスリットあるいは上下方
向に配列する複数の小穴を有する上下端が開口した下部
筒状体１８とが連通してなる長繊維束の支持体３を、塔
内に横設した多孔板２の答礼１９に、上部筒状体１６を
多孔板２の上方に臨ませ、下部筒状体１８を多孔板２の
下方に臨ませるように取り付け、さらに各上部蓋状体１
６の側網部周囲に長繊維束の下端を固定したものであれ
ば、細部の構造はいかなるものでも差し支えない。

〈作用〉 次に本濾過塔の操作を説明する。

まず懸濁物を含む原液を濾過するに際しては、弁１０お
よび弁１４を開口して原液流入管５から下降流で原液を
流入する。原液は塔内で立設する長繊維束４に沿って流
下し、長繊維束４で形成する空隙部で懸濁物が捕捉され
、濾過液は上部蓋状体１６に有する穴１５から支持体３
内部に入り、次いで下部筒状体１８を介して濾過液流出
管８から流出する。本発明の濾過塔は上部蓋状体１６の
穴１５を覆うように長繊維束４が付設されているので、
従来構造と相違して隙間が形成されず、したがってたと
え圧力損失が増加しても濾過液に懸濁物が漏洩すること
がない。

このような濾過の続行により長繊維束４の空隙部に懸濁
物が多く捕捉されると、次第に圧力損失が増大し、圧力
損失の増大に伴い長繊維束の下方部から、直立している
長繊維束が屈曲しはじめ、長繊維束の直立する高さが次
第に減少して行く現象が生ずる。

前記圧力損失の増大があらかじめ決定しである値となっ
た時点で弁１０および弁１４を閉じ濾過を止め、以下の
逆洗を行う。

すなわち弁１１および弁１２を開口して逆洗空気流入管
７から圧縮空気を流入する。

多孔板２の下方は濾過液で満たされているので、圧縮空
気の流入により、最初に濾過液が上部蓋状体１６の各人
１５より流出するが、すぐに多孔板２の下方に第２図に
示したごとり等間りが形成されるとともに、当該液面り
の上部に圧縮空気の層Ａが形成される。そして液面りよ
り上方に位置するスリット１７から圧縮空気は下部筒状
体１８内に入り、次いで上部蓋状体１６の各人１５から
噴出する。

当該圧縮空気の噴出により、濾過塔１内の水が攪拌され
るとともに長繊維束４が振動し、繊維間で形成されてい
た空隙が破壊されて懸濁物の集合物が破壊され、また長
繊維束４に付着していた懸濁物が剥離される。

特に圧縮空気を流入する初期の段階で多孔板２の下方に
存在する液が圧縮空気に一気に押し上げられて勢いの強
いピストン流となって上部蓋状体１６の各人１５から流
出し、次いで圧縮空気が流出するので、上部蓋状体１６
の周囲にある長繊維束の密集部も、当該流体の通過によ
って効果的に洗浄される。

上述した圧縮空気の流入を続行したまま、あるいは弁１
２を閉じて圧縮空気の流入を止め、弁１３を開口し、逆
洗水流人管９から逆洗水を流入する。

流入した逆洗水は主に下部筒状体１８の下端開口部から
当該筒状体１８内に入り、次いで上部蓋状体１６の各人
１５から流出する。

長繊維束４の下端が固定されているとともに、その上端
が自由端となっているので、逆洗水の上昇流により長繊
維束４は吹き流しのようになって伸長するとともに、各
繊維が振動する。

したがって前記圧縮空気の流入によるショックによって
長繊維束４から離脱した懸濁物は洗い流され、当該懸濁
物を多量に含む逆洗排水が逆洗水排出管６から流出する
。

なお逆洗の手順としては、上述した方法とは別に、逆洗
水流人管９より一定量の逆洗水を流入するとともに、逆
洗空気流入管７より間欠的に圧縮空気を流入する方法も
ある。

この場合は圧縮空気を流入するたびに、前述した勢いの
強いピストン流が形成されるので、より効果的に逆洗を
行うことができる。

第４図は本発明に用いる長繊維束の支持体の他の実施態
様であって、上部蓋状体１６の内部上方に多数の通過孔
２６を有する円錐状の弁受は体２７を設け、当該弁受は
体２７の内側に前記通過孔２６を密着によって塞ぐこと
のできる円錐状の弁膜２８を設けたものであり、他の構
造は第２図と同様である。なお前記弁膜２８の上端は上
部蓋状体１６の上向面に固定されており、下端はラッパ
状に開口しているもので、柔軟な材質とする。

当該弁受は体２７と弁膜２８の作用は次の通りである。

すなわち濾過中は穴１５から、濾過液が通過し、当該流
体によって弁膜２８は内側に押されるので、濾過中にお
いては何の働きも示さず、かつ濾過工程時に何の支障も
与えない。

しかしながら逆洗時には次のような働きをする。

すなわち下部筒状体１８を介して流入する圧縮空気ある
いは逆洗水の上昇流によって、弁膜２８は押し広げられ
、弁受は体２７に弁膜２８が密着する。したがって圧縮
空気あるいは逆洗水の通水穴は下方に存在する穴１５Ａ
のみとなる。

したがって長繊維束４の固定部における最下端から優先
的に圧縮空気あるいは逆洗水を流出させることができ、
洗浄しにくい長繊維束４の最下端部をより効果的に洗浄
することができる。

次に本発明に用いる長繊維束４を以下に説明すると、比
較的高流速の原液を下降流で通液しても、その初期にお
いては長繊維束の下方部がやや屈曲してその高さが若干
縮み、また通液の続行により下方部の屈曲部が増加し、
次第に長繊維束４の直立している高さが減少していくが
、長繊維束が水平状に折れ曲がらず濾過塔１内で通液中
においても全体的に直立しているような腰の強さと、充
填量が必要で、アクリル繊維、ポリエステル繊維、ポリ
アミド繊維等の合成繊維、あるいは綿、羊毛等の天然繊
維を用いることができる。

なおこれらの合成繊維あるいは天然繊維の素材である太
さ８０μ以下、通常３５μ前後の非撚単繊維の集合体を
用いることが好ましい。

但し、通液中において水平状に折れ曲がらず、濾過塔１
内で全体的に直立するような長繊維束であれば、撚糸の
集合体でも差し支えない。

本発明に用いる長繊維束の集合密度が大なれば大なる程
微細な懸濁物までも除去でき濾過水の水質は向上するが
、しかし逆に圧力損失は大となる。

また前記集合密度が小さくなるにしたがい濾過水の水質
は低下するが、逆に圧力損失は小となる。

したがって原水の懸濁物の質あるいは量によって最も適
した集合密度の長繊維束を選定して用いるとよい。たと
えば長さがＬＯ００ｍ■〜３．０００龍の非撚単繊維の
集合体からなる長繊維束を用いた場合において、濾過断
面積１Ｍあたり５０〜２００ｋｇ（乾燥重量）の長繊維
束となるような充填密度とするとよい。

〈効果〉 以上説明したごとく本発明における長繊維束を用いた濾
過塔は、多孔板の名花に単に長繊維束を付設したもので
なく、すくなくとも側胴部周囲に多数の穴またはスリッ
トを有する上部蓋状体と、側胴部にスリットあるいは上
下方向に配列する複数の小穴を有する上下端が開口した
下部筒状体とが連通してなる長繊維束の支持体を、塔内
に横設した多孔板の名花に、上部蓋状体を多孔板の上方
に臨ませ、下部筒状体を多孔板の下方に臨ませるように
取り付け、さらに前記各上部蓋状体の側胴部周囲に長繊
維束の下端を固定したので、長繊維束によって上部蓋状
体に有する穴を確実に覆う構造であるから、懸濁物が濾
過液に漏洩しにくく、かつ逆洗時において、圧縮空気や
逆洗水等の流体を上部蓋状体周囲の各人から均等に流出
させることができ、特に洗浄しにくい多孔板に近接する
長繊維束の密集部を効果的に洗浄することができ、逆洗
不充分となるようなことがない。

また上部蓋状体の内部上方に多数の通過孔を有する円錐
状の弁受は体と、その内側に逆洗時の上昇流によって前
記通過孔を密着によって塞ぐことのできる弁膜を付設す
ることによって、固定されている長繊維束の最下端部か
ら優先的に逆洗流体を噴出させることができるので、逆
洗時の懸濁物の残留防止に対してより効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はいずれも本発明の実施態様を示す
図面であって、第１図は本発明の濾過塔のフローを示す
全体図であり、第２図は本発明に用いる長繊維束の支持
体を示す拡大断面図であり、第３図は本発明に用いる長
繊維束の支持体を示す切欠外観図であり、第４図は本発
明に用いる長繊維束の支持体の他の実施態様を示す拡大
断面図である。また第５図は従来の長繊維束を用いた濾
過塔のフローを示す全体図であり、第６図は従来の当該
濾過塔の下部構造を示す拡大断面図である。 １・・・濾過塔　　　　　　　２・・・多孔板３・・・
長繊維束の支持体　　４・・・長繊維束５・・・原液流
入管　　　　　６・・・逆洗水排出管７・・・逆洗空気
流入管　　　８・・・濾過液流出管９・・・逆洗水流入
管 １Ｏ１１１，１２，１３， １５・・・穴 １７・・・スリット １９・・・孔 ２１・・・脚 ２３・・・締め付はバンド ２５・・・取り付は穴 ２７・・・弁受は体 １４・・・弁 １６・・・上部蓋状体 １８・・・下部筒状体 ２０・・・１字ボルト ２２・・・ナツト ２４・・・ナツト ２６・・・通過孔 ２８・・・弁膜 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 塔の内部に長繊維束の下端を固定するとともにその上端
   を自由端として、塔内部全体に長繊維束を立設した濾過
   塔の上方から原液を流入して長繊維束の上端から下端に
   向かって原液を通すことにより、長繊維束内の空隙部で
   懸濁物を捕捉する濾過塔において、すくなくとも側胴部
   周囲に多数の穴またはスリットを有する上部蓋状体と、
   側胴部にスリットあるいは上下方向に配列する複数の小
   穴を有する上下端が開口した下部筒状体とが連通してな
   る長繊維束の支持体を、塔内に横設した多孔板の各孔に
   、上部蓋状体を多孔板の上方に臨ませ、下部筒状体を多
   孔板の下方に臨ませるように取り付け、さらに前記各上
   部蓋状体の側胴部周囲に長繊維束の下端を固定したこと
   を特徴とする長繊維束を用いた濾過塔。