JPH06501882A - 懸濁粒子を含有する液体のろ過方法およびこの方法を実施する装置 - 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】 懸濁粒子を含有する液体のろ過方法およびこの方法を支施する装置 本発明は懸濁粒子を含む液体のろ過装置、特に汚水の浄化装置に関するものであ る。さらに詳しくは、本発明は、このようなろ過方法およびろ過装置においてろ 過媒体として特定のプラスチック材料を使用する事に関する。

出願人の一人は、その米国特許第４，４２７，５５１号において、粒子を含有す る液体媒質の清澄化システムを記載している。

この清澄化システムは下記を含む。

（ａ）粒子物質を含む液体媒質の連続流を第１セパレータの中に供給し、このセ ペレータの中において約３ｍｍ以上の名目直径を育する物質を液体流から除去す る手段と、 （ｂ）第１セパレータからくる液体流に対して圧力を加えるポンプと、前記ポン プを第１セパレータおよび予圧された第２セパレータに接続する導管と、（ｃ） 圧下液流から、約３ｍｍ以下、約７５ミクロン以上の名目直径を有する物質を除 去するように予圧された第２でパレータと、 （ｄ）第２セパレータからくる液体を受けるため、この第２セパレータ中の圧力 と流量を実質的に一定に保持する手段を含む流量制御手段および対応の導管と、 （ｅ）前記流量制御手段からくる液体を受けてこの液体の一部を流量制御手段の 制御もとに第１セパレータに循環させるための三方弁および対応の導管と、（ｆ ）前記三方弁からくる予圧された液体流を受けるための微細物質用の予圧された フィルタおよび対応の導管であって、このフィルタは、約１ミクロン以上の名目 直径の粒子を保持して液体流かすら分離するろ過媒体を含むフィルタと、 （ｇ）浄化された液体流を供給するため、前記の微細物質フィルタに組合わされ た排出手段と、（ｈ）前記微細物質フィルタ中の液体流量を所定の限界内に保持 するように前記三方弁を制御するため、前記排出手段に組合わされた流量制御手 段。

このようなシステムは、約１ミクロン以上のサイズのすべての粒子を除去して浄 化された水を回収しまた循環させるために、汚水の連続または不連続処理に適し ている。

すべての処理前に、または第２セパレータ後に微細物質フィルタ中に液体を通す 前に、処理される液体のフロキュレーションを実施する事ができる。通常のフロ キュレーション剤、例えば硫酸アルミニウムを使用する事ができる。

本発明は、米国特許第４，４２７，５５１号に記載の浄化システムの微細物質ろ 過フィルタにおいて使用する事のできるろ過法を提案するにあるが、この装置は 、約１ミクロン以上のサイズの粒子を保持するためにその他任意のろ過媒体に適 用する事ができる。

また本発明は、単に逆方向に液体を循環させる事により、保持された粒子を清掃 除去する事のできる前記の方法を実施するためのろ過装置を提供するにある。

米国特許第４，４２７，５５１号の目的を成す前記のシステムにおいて、通常の フィルタのように試薬を使用する事なく、またろ過媒体を交換する事なく、単に 液流方向を逆転するだけで、フィルタから粒子を除去できる事は非常に有利であ る。

従って本発明の第１の主旨は、液体媒質の中に懸濁した約１μ以上のサイズの粒 子のろ過に適用する事のできるろ過法を提供するにある。

本発明の他の主旨は、特に米国特許第４，４２７゜５５１号に記載の型の汚水清 澄化システムに使用される前記のような方法を提供するにある。

最後に本発明の主旨は、単に粒子を含有しまたは含有しない液体をろ過される液 流の逆方向に通過させる事によって清掃する事のできる、前記の方法を実施する 装置を提供するにある。

そのため本発明の目的は、液体をろ過法中を横断させる段階を含む粒子および懸 濁物質を含む液体媒質、特に汚水のろ過法において、前記ろ過剤は、０．１乃至 ２．５ｍｍの範囲内のサイズを有する開放または半開放細孔型の弾性変形性の膨 張されたプラスチック材料の破片を含み、前記プラスチック物質の破片は非圧縮 状態において約８０ｍ３の最大体積を有するように成された液状媒質ろ過法を提 供するにある。

また本発明の目的は、ろ過材床によって部分的に充填されたケーシングとカート リッジとを含み、前記ケーシングはろ過される液体の供給手段と、ろ過された液 体の排出手段とを含み、前記供給手段および排出手段はそれぞれ前記ろ過剤床の 上流と下流に配置されるように成された粒子および懸濁物質を含む液体媒質、特 に汚水のろ過装置において、前記ろ過剤は、０．１〜２．５ｍｍの範囲内のサイ ズを有する開放または半開放細孔型の弾性変形性の膨張されたプラスチック材料 の破片を含み、前記プラスチック物質の破片は非圧縮状態において約８Ｃｍ３の 最大体積を有するように成された液状媒質のろ過装置を提供するにある。

細孔プラスティック材料は、少なくとも部分的にエーテルまたはエステルから誘 導された膨張ポリウレタンから成る。処理される液体との接触面積を増大しまた プラスティック材料破片間の液体の優先的流れの形成を防止するため、例えば不 規則な外側面のブロックを使用し、あるいは超微細粒子の場合には、破砕された 細孔材料を使用する。使用される細孔プラスティック材料の見かけ比重は、所望 の効果に従ってまた液体媒質の性質と分離される粒子の性質に従って変動する。

しかし一般にこの比重は２０乃至５０ｋｇ／ｍ３の範囲内にある。プラスティッ ク材料の比重はメーカによって表示された平均値に対して±１５９６変動できる 事は公知である。

このような開放型または半開放型細孔を有する膨張プラスティック材料の利点は 、この材料が水、炭化水素、塩素および通常の溶媒（安全上の理由から最大１０ ９６の濃度）の中に不溶で不腐敗性な事である。

このような膨張プラスティック材料から成るろ過媒体の他の利点は、ろ過される 液体によって高速で流通される事である。

約１０５パスカル（１バール）の圧力をろ過媒体に加える液体が円筒形ケーシン グを流通する場合、ろ過媒体を通りやすくしまたその洗浄を容易迅速にするため 、開放型または半開放型細孔を有する膨張プラスティック材料の破片は前記ケー シングの内部容積の最大限１／３を充填する。

処理される液体の最適ろ過のため、約１０５パスカル０バール）の圧において装 置ケーシング中のろ過媒体の厚さは望ましくは少なくとも３０ｃｍとする。

好ましくは、処理される液体中に含有される粒子はフィルタ入口において１００ ミクロン以下のサイズを有する。浄化される液体の装入方向の逆方向に粒子を含 有しまたは含ａしない液体流を流す事によってろ過媒体を洗浄する際に、これよ り大きな粒子はろ過媒体から容易に分離されないからである。

除去される懸濁物質および所望の清澄化度に応じて、浄化される液体はろ過前に フロキュレーンシン処理を受けまたは受けない。

ろ過される液体は、３５乃至１５０　ｍ　／　ｈのオーダの速度で、約１０５パ スカル（１バール）の相対圧のもとに本発明の装置中の流通する。

本発明の装置の好ましい実施態様において、ろ過剤としての弾性変形性膨張プラ スティック材料を収容したケーシングは垂直に配置された円筒形ケーシングであ って、ろ過される液体をその底部に供給される。

望ましくは、ろ過剤は装置ケーシング中に配置された着脱自在カートリッジの中 に収容され、このカートリッジは気密性側壁の円筒体から成り、それぞれオリフ ィスを穿孔された円板によってその両端を閉鎖される。カートリッジの上流と下 流に配置されたこれらの円板はその全面に規則的にオリフィスを穿孔されている 。ろ過される液体の流出方向において前記の円板の上流に、ケーシング上に配置 された第３円板を含み、この第３円板は２つの同心円クラウンに沿って分布され たオリフィスを穿孔され、前記プレートの中心部は小半径のクラウンによって画 成されてそれ自体のオリフィスを穿孔され、単位面積あたりオリフィス密度は、 この円板の中心部において小半径のクラウン中より低く、またこの小半径クラウ ン中において大半径クラウン中より低い。

以下、本発明を図面に示す実施例について詳細に説明するか本発明はこれに限定 されるものではない。

第１図は作動中の本発明の装置の円筒形ケーシングの垂直断面図、 第２図は第１図の■−■線に沿った横断面図、また第３図は図１の■−■線に沿 った横断面図である。

第１図に図示のように、本発明による装置は軸線Ｘ−Ｘの円筒形ケーシング１を 含み、このケーシング１は垂直に配置され、その両端においてドーム状の部材２ と３によって閉鎖されている。ドーム２はケーシングの上流末端に配置され、こ のドームの中心に、ろ過される液体の供給導管４か軸方向に開く。ケーシング１ の下流末端において、ろ過された液体の排出導管５が側壁を通して開く。

好ましくはケーシング１は垂直に配置され、ドーム２と導入管４がその下部に開 く。

ろ過剤は膨張プラスチックの破片から成り、これらの破片は弾性変形性であって 、解放型または半解紋型細孔を有し、装置の用途に従って、不規則外側面を有す るブロック状または破砕された部分の形を成し、着脱自在の円筒形カートリッジ １１の中に配置される。１バールの液体圧においては、これらの破片はカートリ ッジ１１の容積の約３分の１しか充填しない。このカートリッジ１１は気密性側 壁を有し、その末端においてそれぞれ円板６と７によって閉鎖され、これらの円 板はその全面にわたって規則的に分布されたオリフィスを穿孔されている。

ろ過される液体の移動方向においてケーシングの上流にプレート８が配置され、 このプレートは複数のオリフィス９を備え、これらのオリフィスはプレートの中 心部において規則的に配置され、また２つの同心クラウンに沿って配置される。

これらのオリフィスの密度は、軸線Ｘ−Ｘに近いクラウンの中において中心部に おけるよりも大であり、また軸線Ｘ−Ｘ線から遠いクラウンの中において前記の 近いクラウンの中におけるよりも大である。

図示のように、中心部においてこれらのオリフィスは各四分円の中に別個に分布 されている。

カートリッジの上流と下流に配置された円板６．７は、その全面に規則的に分布 されたオリフィス９を勾える。

円板６の外側にすぐに隣接して、軸線Ｘ−Ｘに平行な補強部材１２が規則的に配 置され、これらの補強部材はケーシング１の側壁の内側面に固着されている。

ろ過媒体としての膨張プラスチック破片の中を通り易くするため、まず米国特許 第４，４２７，５５１号に記載のように、例えば６．１０５パスカルの圧力の圧 搾空気流をケーシングｌの中に、前記のろ過される液体流の方向の逆方向に噴射 してろ過物質のケーキを剥離する。

２回目に、ケーシング１の中に、清浄水または非清浄水と圧搾空気を前回と同様 に液体流の逆方向に噴射して、ろ過媒体を洗浄する。

本発明の装置によって実施されるろ過の有効性を下記の実施例によって示す。

実施例 この実施例においては、予め硫酸アルミナによって２５ｇ／ｍ３の割合でフロキ ュレーションされたムーズ河の水を前記の装置によってろ過した。

使用された装置は３１０ｍｍの直径の有効断面と１ｍの有効長さく円板６と７の 間隔）を有していた。

膨張されたプラスチック物質は、２６　ｋ　ｇ　／　ｍ　３の密度の開放細孔型 ポリウレタンであって、５０ｍ３のオーダの最大サイズの破片状に破砕され、細 孔の最大サイズは０．２〜２．５ｍｍであった。

処理された水量は１３５１／ｍｍであって、ろ過物質の下流末端の圧力は１．５ バール、全水頭損失は０．５５バールであった。この条件において、このように 圧縮され水を通されるろ過物質の厚さは４０ｃｍであった。

ろ過前およびろ過後の水の特性を下記の表に示す。

この表は、本発明によるろ過装置の効率を示し、また驚くべき事に処理された水 中に存在するバクテリアをほとんど全量除去する能力を示している。

１゜ □

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．液体をろ過床中を横断させる段階を含む粒子および懸濁物質を含む液体媒質 、特に汚水のろ過法において、前記ろ過剤は、０．１乃至２．５ｍｍの範囲内の サイズを有する開放または半開放細孔型の弾性変形性の膨張されたプラスチック 材料の破片を含み、前記プラスチック物質の破片は非圧縮状態において約８ｃｍ ３の最大体積を有する事を特徴とする液状媒質ろ過法。
2. ２．ろ過材床（１０）によって部分的に充填されたケーシング（１）とカートリ ッジ（１１）とを含み、前記ケーシングはろ過される液体の供給手段（４）と、 ろ過された液体の排出手段（５）とを含み、前記供給手段および排出手段はそれ ぞれ前記ろ過剤床の上流と下流に配置されるように成された粒子および懸濁物質 を含む液体媒質、特に汚水のろ過装置において、前記ろ過剤は、０．１乃至２． ５ｍｍの範囲内のサイズを有する開放または半開放細孔型の弾性変形性の膨張さ れたプラスチック材料の破片を含み、前記プラスチック物質の破片は非圧縮状態 において約８ｃｍ３の最大体積を有する事を特徴とする液状媒質のろ過装置。
3. ３．前記の膨張されたプラスチック材料は、エーテルまたはエステルから誘導さ れた膨張ポリウレタンから成る事を特徴とする請求項１による方法または請求項 ２による装置。
4. ４．前記の膨張されたプラスチック材料は２０乃至５０ｋｇ／ｍ３の比重を有す る事を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の方法または装置。
5. ５．膨張されたプラスチック材料は不規則外側面を有するブロックまたは破砕さ れた破片の形状を有する事を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の方法 または装置。
6. ６．ろ過される液体はろ過剤床（１０）の中を、３５乃至１５０ｍ／ｈのオーダ の速度で、約１０５パスカルの相対圧のもとに循環する事を特徴とする請求項１ および３乃至５のいずれかに記載の方法。
7. ７．ろ過剤床（１０）を通過しやすくするため、実質的に粒子を含まない液体と 圧搾ガスとの混合物を、ろ過剤床を通して、ろ過される液体媒質の方向の逆方向 に循環させる事を特徴とする請求項１および３乃至６のいずれかに記載の方法。
8. ８．円筒形ケーシングおよびカートリッジ（１、１１）は垂直に配置され、供給 手段（４）がその底部に備えられ、排出手段（５）がその最上部に配置される事 を特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載の装置。
9. ９．供給手段（４）は円筒形組立体（１、１１）の軸線（Ｘ−Ｘ）に沿って配置 されるが、排出手段（５）は側面に配置される事を特徴とする請求項８に記載の 装置。
10. １０．ろ過剤（１０）は着脱自在の円筒形カートリッジ（１１）の中に配置され 、このカートリッジは装置の円筒形ケーシング（１）の中に配置される事を特徴 とする請求項２乃至９のいずれかに記載の装置。
11. １１．カートリッジ（１１）は密封側壁を有する円筒形本体を含み、このカート リッジはその両端においてそれぞれ円板（６）および（７）によって閉鎖され、 これらの円板はその全面にわたって規則的に分布された同形のオリフィス（９） を穿孔されている事を特徴とする請求項１０に記載の装置。
12. １２．ろ過される液体の流出方向において前記の円板（６）の上流に、ケーシン グ（１）上に配置された第３円板（８）を含み、この円板（８）は２つの同心円 クラウンに沿って分布されたオリフィス（９）を穿孔され、前記プレート（８） の中心部は小半径のクラウンによって画成されてそれ自体のオリフィスを穿孔さ れ、単位面積あたりオリフィス密度は、この円板（８）の中心部において小半径 のクラウン中より低く、またこの小半径クラウン中において大半径クラウン中よ り低い事を特徴とする請求項１１に記載の装置、
13. １３．装置の作動中に、ろ過剤（１０）は約１０５バスカルの液体圧のもとに、 ケーシング（１）中のカートリッジ（１１）の容積の約１／３のみを占有する事 を特徴とする請求項２乃至１２のいずれかに記載の装置。