JPH0966205A - 回転式濾過方法および回転式濾過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 濾過性能の向上と洗浄効果の向上とを両立さ
せる。 【解決手段】 原水は、濾過ドラム１３内に流入する。
濾過ドラム１３内から濾材２１を通って濾液（水）が濾
液槽４へ浸出し、濾液槽４内に溜まる。濾過ドラム１３
が原水に接触する部分である下方域に入った濾材２１
は、ネット状無端ベルト２３の張力で圧縮されるため、
空隙率が小さくなり、固形成分の捕捉力が高くなる（濾
過性能が向上する）。一方、濾過ドラム１３の回転によ
り、濾過ドラム１３が原水に接触しない部分である上方
域に入った濾材２１は、ネット状無端ベルト２３の圧縮
から解放されるため、弾性により空隙率が比較的大きい
状態に戻り、固形成分の捕捉力が低くなる（洗浄効果が
向上する）。 【効果】 濾過性能と洗浄効果とを両方とも向上させる
ことが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、回転式濾過方法
および回転式濾過装置に関し、更に詳しくは、濾材を装
着してなる濾過ドラムを回転させながら前記濾材に水を
通過させて濾過する回転式濾過方法および回転式濾過装
置に関する。特に、産業廃水，空調やプール等の循環
水，下水などの汚れ成分の除去、湖水や沼水のプランク
トン除去、上水や工業用水などの前処理に有用である。

【０００２】

【従来の技術】実公平４−６８０７号公報や実公平４−
９０６１号公報には、水平方向に回転軸を有するドラム
の周面に濾材を装着してなる濾過ドラムを回転させなが
ら前記濾材に水を通過させて濾過すると共に、水を通過
させない上方域と水を通過させる下方域とに前記濾過ド
ラムを分けたときに、前記上方域にある濾材の部分にス
プレーで洗浄水を吹き付けて濾材を洗浄する回転式濾過
装置が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の回転式濾過装置
において、濾材の空隙率を小さくすると、固形成分の捕
捉力が高くなるため、濾過性能は向上するが、洗浄効果
は低下してしまう。一方、空隙率を大きくすると、固形
成分の捕捉力が低くなるため、洗浄効果は向上するが、
濾過性能は低下してしまう。すなわち、従来の回転式濾
過装置では、濾過性能と洗浄効果とを両立させにくい問
題点があった。そこで、この発明の目的は、濾過性能と
洗浄効果とを両方とも向上させることができる回転式濾
過方法および回転式濾過装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】第１の観点では、この発
明は、水平方向に回転軸を有するドラムの周面に濾材を
装着してなる濾過ドラムを回転させながら前記濾材に水
を通過させて濾過する回転式濾過方法において、水を通
過させない上方域と水を通過させる下方域とに前記濾過
ドラムを分けたときに、実質的に前記上方域に在る前記
濾材の部分では前記濾材の空隙率を比較的大きくし、実
質的に前記下方域に在る前記濾材の部分では前記濾材の
空隙率を比較的小さくすることを特徴とする回転式濾過
方法を提供する。上記構成において、「実質的に上方域
に在る濾材の部分」とは、上方域に在る濾材の部分の一
部分のみを含む最小範囲から上方域に在る濾材の部分を
全て含み且つ下方域に在る濾材の部分を少し含む最大範
囲までの間のいずれかの範囲に在る濾材の部分を意味す
る。また、「実質的に下方域に在る濾材の部分」とは、
下方域に在る濾材の部分の全てではないが大部分を含む
最小範囲から下方域に在る濾材の部分を全て含み且つ上
方域に在る濾材の部分を少し含む最大範囲までの間のい
ずれかの範囲に在る濾材の部分を意味する。

【０００５】上記第１の観点による回転式濾過方法で
は、水を通過させない上方域では濾材の空隙率を大きく
するため、固形成分の捕捉力が低くなり、洗浄効果が向
上する（ここで、洗浄効果は、捕捉されていた固形成分
が自然に脱落する自然洗浄効果を含み、洗浄水による洗
浄を必ずしも前提とするものではない）。一方、水を通
過させる下方域では濾材の空隙率を小さくするため、固
形成分の捕捉力が高くなり、濾過性能が向上する。従っ
て、濾過性能と洗浄効果とを両方とも向上させることが
出来る。

【０００６】第２の観点では、この発明は、水平方向に
回転軸を有するドラムの周面に濾材を装着してなる濾過
ドラムを回転させながら前記濾材に水を通過させて濾過
する回転式濾過装置において、水を通過させない上方域
と水を通過させる下方域とに前記濾過ドラムを分けたと
きに、前記濾材の或る部分が実質的に前記上方域に在る
時と実質的に前記下方域に在る時とで当該部分の空隙率
を変更する空隙率変更手段を具備したことを特徴とする
回転式濾過装置を提供する。かかる構成によれば、上記
第１の観点による回転式濾過方法を好適に実施できるの
で、濾過性能と洗浄効果とを両方とも向上させることが
出来る。

【０００７】第３の観点では、この発明は、上記構成の
回転式濾過装置において、前記濾材は、不織布または軟
質多孔体の少なくとも一方を含み、前記空隙率変更手段
は、実質的に前記上方域に在る濾材の部分を押えないか
又は比較的弱い力で前記ドラムに押し付けると共に実質
的に前記下方域に在る濾材の部分を比較的強い力で前記
ドラムに押し付ける濾材押え手段であることを特徴とす
る回転式濾過装置を提供する。不織布または軟質多孔体
を含む濾材の上方域に在る部分を押えないか又は比較的
弱い力でドラムに押し付けると、不織布または軟質多孔
体の弾性により空隙率は比較的大きくなる。一方、前記
濾材の下方域に在る部分を比較的強い力でドラムに押し
付けると、不織布または軟質多孔体が圧縮されて空隙率
は比較的小さくなる。従って、上記第１の観点による回
転式濾過方法を好適に実施でき、濾過性能と洗浄効果と
を両方とも向上させることが出来る。

【０００８】第４の観点では、この発明は、上記構成の
回転式濾過装置において、前記濾材は、不織布または軟
質多孔体またはこれらの複合体であり、前記ドラムの外
周面に装着され、前記濾材押え手段は、実質的に前記上
方域に在る前記濾材の部分を押えないと共に実質的に前
記下方域に在る前記濾材の部分を前記ドラムに押し付け
るように且つ回転可能に張設されたネット状無端ベルト
であることを特徴とする回転式濾過装置を提供する。不
織布または軟質多孔体を含む濾材の上方域に在る部分を
ネット状無端ベルトで押えないと、不織布または軟質多
孔体の弾性により空隙率が比較的大きい状態になる。一
方、前記濾材の下方域に在る部分を比較的強い力でドラ
ムに押し付けると、不織布または軟質多孔体が圧縮され
て空隙率は比較的小さくなる。従って、上記第１の観点
による回転式濾過方法を好適に実施でき、濾過性能と洗
浄効果とを両方とも向上させることが出来る。また、回
転可能に張設されたネット状無端ベルトを用いるため、
濾過ドラムの回転や，水の通過に支障を生じない。

【０００９】第５の観点では、この発明は、上記構成の
回転式濾過装置において、実質的に前記上方域にある濾
材の部分を洗浄水で洗浄する洗浄手段と、洗浄後の前記
濾材の部分を前記上方域内で圧搾する圧搾手段とを設け
たことを特徴とする回転式濾過装置を提供する。洗浄水
で洗浄するだけでは、濾材に保持されて洗浄水が濾材中
に残るため、その洗浄水中に分散している固形成分も濾
材中に残る。そこで、その後で圧搾して濾材に保持され
ていた洗浄水を絞り出すと、その洗浄水中に分散してい
る固形成分も排除することが出来る。従って、洗浄効果
をいっそう向上できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図に示す実施形態によりこ
の発明をさらに詳細に説明する。なお、これによりこの
発明が限定されるものではない。図１および図２は、こ
の発明の一実施形態の回転式濾過装置の構成を示す断面
図である。この回転式濾過装置１００において、処理槽
１は、隔壁３と放流堰５とによって、原水槽２と濾液槽
４と放流槽６とに区画されている。前記濾液槽４内には
支持枠７ａ，７ｂが立設され、その支持枠７ａ，７ｂに
中空中心軸１１が水平に支持されている。前記中空中心
軸１１には、円板状のシール板９が取り付けられてい
る。また、前記中空中心軸１１は、軸受１２ａ，１２ｂ
を介し、濾過ドラム１３を回転可能に支承している。前
記シール板９と前記濾過ドラム１３の間の空間は、シー
ル材１０により水密にシールされると共に、原水導入管
８により前記原水槽２と連通している。前記濾過ドラム
１３の前記シール板９側のエンドカバー１７ａには、原
水導入口１６が開口している。一方、反対側のエンドカ
バー１７ｂは開口を有さず、前記濾過ドラム１３の内外
を遮断している。前記濾過ドラム１３の外周は、複数の
リブ１９と，それらリブ１９の外側に張られた補強ネッ
ト２０と，その補強ネット２０の外側に装着された濾材
２１とから構成されている。前記濾材２１は、その外側
からネット状無端ベルト２３で押えられている。前記エ
ンドカバー１７ａの外周縁にはギヤ１４が形成されてお
り、そのギヤ１４はギア１５と噛み合っている。図示せ
ぬモータによりギア１５を回転駆動すると、前記濾過ド
ラム１３が回転する。

【００１１】図３に、前記シール板９と，前記エンドカ
バー１７ａと，前記シール材１０と，前記リブ１９と，
前記補強ネット２０と，前記濾材２１と，前記ネット状
無端ベルト２３の位置関係を示す。

【００１２】前記濾材２１は、空隙率が大きく、厚さ方
向に弾力性をもち、圧縮すると空隙率が小さくなり、圧
縮を解除すると元に復元して空隙率が大きくなる材料を
用いる。具体例としては、アクリル繊維などの不織布
や、ポリエステル，ポリ塩化ビニリデンなどの軟質発泡
体あるいはスポンジのような軟質多孔体や、不織布と軟
質多孔体の積層体が挙げられる。

【００１３】図１，図２に戻り、原水は、前記原水槽２
から前記原水導入管８を通り、前記濾過ドラム１３の内
部に導入され、濾過ドラム１３の４／５程度の高さまで
入っている。そして、前記補強ネット２０と前記濾材２
１と前記ネット状無端ベルト２３を通って濾液（水）が
濾液槽４へ浸出し、濾液槽４内に溜まる。原水に浸かっ
ていない濾過ドラム１３の範囲を上方域といい、原水に
浸かっている濾過ドラム１３の範囲を下方域という。

【００１４】図２に示すように、前記ネット状無端ベル
ト２３は、前記下方域に在る濾材２１の部分を全て含み
且つ前記上方域に在る濾材２１の部分を少し含む範囲に
巻き付き、ガイドローラ２４ａ，テンションローラ２４
ｂ，テンションローラ２４ｃ，ガイドローラ２４ｄに渡
って張設されている。このため、前記下方域に在る濾材
２１の部分は、前記ネット状無端ベルト２３の張力で圧
縮されており、空隙率が小さくなっている。一方、前記
上方域に在る濾材２１の部分は、前記ネット状無端ベル
ト２３で圧縮されておらず、元に復元して空隙率が大き
くなっている。なお、前記ネット状無端ベルト２３は、
濾過ドラム１３の回転に従って回転する。

【００１５】前記濾過ドラム１３の上方には、洗浄スプ
レー２５が設置されている。この洗浄スプレー２５は、
前記上方域に在る濾材２１の部分に洗浄水を吹き付け
て、濾材２１に捕捉されていた固形成分を洗い流す。洗
浄水は、ポンプ２６により前記濾液槽４からくみ上げら
れ、配管２７を介して、前記洗浄スプレー２５に供給さ
れる。ホッパ２８は、前記中空中心軸１１に取り付けら
れており、前記中空中心軸１１の内部空間に連通してい
る。前記濾材２１を洗った後の洗浄水は、前記ホッパ２
８により回収され、前記中空中心軸１１の内部空間に流
れ込み、排出口１１ａから排出される。

【００１６】前記洗浄スプレー２５の下流側（前記濾過
ドラム１３の回転方向下流側）には、圧搾ローラ２９が
設けられている。この圧搾ローラ２９は、複数の板状突
起を放射状に回転軸に突設した構造であり、水洗後の前
記濾材２１を圧搾し、濾材２１に保持されていた洗浄水
を絞り出す。なお、前記圧搾ローラ２９は、濾材２１の
送りに従って回転する。

【００１７】図４に、前記濾材２１と，前記ガイドロー
ラ２４ａと，前記ネット状無端ベルト２３と，前記洗浄
スプレー２５と，前記圧搾ローラ２９と，前記ガイドロ
ーラ２４ｄの位置関係を示す。

【００１８】次に、上記回転式濾過装置１００の動作に
ついて説明する。原水槽２に導入された原水は、原水導
入管８を通り、濾過ドラム１３内に流入し、濾過ドラム
１３内に溜まる。濾過ドラム１３内の水位は、原水槽２
における水位と同じ高さになる。そして、補強ネット２
０と濾材２１とネット状無端ベルト２３を通って濾液
（水）が濾液槽４へ浸出し、濾液槽４内に溜まる。濾液
槽４内に溜まった濾液は、その水位が放流堰５を越える
と、放流槽６へ流出する。そこで、濾過ドラム１３内の
水位が放流堰５よりも常に高くなるように原水を導入し
続ければ、その水位差により継続的に原水を濾過するこ
とが出来る。

【００１９】さて、濾過ドラム１３の回転により下方域
に入った濾材２１の部分は、前記ネット状無端ベルト２
３の張力で圧縮されるため、空隙率が小さくなる。これ
により、固形成分の捕捉力が高くなり、濾過性能が向上
する。一方、濾過ドラム１３の回転により上方域に入っ
た濾材２１の部分は、前記ネット状無端ベルト２３の圧
縮から解放されるため、弾性により空隙率が比較的大き
い状態に戻り、固形成分の捕捉力が低くなる。この状態
で、洗浄スプレー２５から洗浄水を吹き付けるから、濾
材２１に捕捉されていた固形成分は高い確率で洗い流さ
れることになり、洗浄効果が向上する。さらに、圧搾ロ
ーラ２９により水洗後の濾材２１を圧搾し、濾材２１に
保持されていた洗浄水を絞り出すから、これによっても
洗浄効果が向上する。

【００２０】

【実施例】ドラム寸法３００ｃｍ（直径）×５００ｃｍ
（長さ），濾過面積０．４７平方ｍ，濾過速度５００ｍ
／日，処理水量２３５立方ｍ／日≒１０立方ｍ／時とし
た。濾材２１として、太さ８０μｍのポリエステル繊維
により真比重１．４，見掛比重０．１７，空隙率９０％
の不織布を用いた。濾材厚は２ｃｍとした。濾材圧縮率
（圧縮時の濾材厚／非圧縮時の濾材厚）は２０％とし
た。洗浄スプレーの吹出し圧力は３０ｋｇ／平方ｃｍと
した。原水として、２０ｍｇ／リトッルのＳＳ（Ｓuspe
nded Ｓolids）成分を含む水を用いた。１５時間連続運
転したところ、濾液中のＳＳ成分の最大濃度は３ｍｇ／
リットルであり、十分な濾過性能が得られることが判っ
た。また、７日間連続運転後も、損失水頭の上昇は見ら
れず、十分な洗浄効果が得られることが判った。

【００２１】

【発明の効果】この発明の回転式濾過方法および回転式
濾過装置によれば、水を通過させる時には濾材の空隙率
を小さくして固形成分を補足する性能を高めるため、濾
過性能を向上させることが出来る。一方、水を通過させ
ていない時は濾材の空隙率を大きくして固形成分を補足
する性能を低下させるため、洗浄効果を向上させること
が出来る。すなわち、濾過性能と洗浄効果とを両方とも
向上させることが出来る。また、この発明の回転式濾過
方法および回転式濾過装置によれば、濾材を洗浄水で洗
浄し、次に圧搾するようにしたので、洗浄効果をさらに
向上させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態の回転式濾過装置を示す
断面図である（濾過ドラムの回転軸方向の縦断面図）。

【図２】この発明の一実施形態の回転式濾過装置を示す
断面図である（濾過ドラムの回転軸に直交する方向の縦
断面図）。

【図３】濾過ドラムの外周構造を示す部分斜視図であ
る。

【図４】濾過ドラムの上方域を示す部分斜視図である。

【符号の説明】

１００ 回転式濾過装置 １ 処理槽 ２ 原水槽 ３ 隔壁 ４ 濾液槽 ５ 放流堰 ６ 放流槽 ８ 原水導入管 ９ シール板 １０ シール材 １１ 中空中心軸 １２ａ，１２ｂ 軸受 １３ 濾過ドラム １４，１５ ギヤ １６ 原水導入口 １７ａ，１７ｂ エンドカバー １９ 補強リブ ２０ 補強ネット ２１ 濾材 ２３ ネット状無端ベルト ２４ａ，２４ｄ ガイドローラ ２４ｂ，２４ｃ テンションローラ ２５ 洗浄スプレー ２８ ホッパ ２９ 圧搾ローラ

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【手続補正書】

【提出日】平成７年１１月８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】

【実施例】ドラム寸法３００ｍｍ（直径）×５００ｍｍ
（長さ），濾過面積０．４７平方ｍ，濾過速度５００ｍ
／日，処理水量２３５立方ｍ／日≒１０立方ｍ／時とし
た。濾材２１として、太さ８０μｍのポリエステル繊維
により真比重１．４，見掛比重０．１７，空隙率９０％
の不織布を用いた。濾材厚は２ｃｍとした。濾材圧縮率
（圧縮時の濾材厚／非圧縮時の濾材厚）は２０％とし
た。洗浄スプレーの吹出し圧力は３．０ｋｇ／平方ｃｍ
とした。原水として、２０ｍｇ／リトッルのＳＳ（Ｓus
pended Ｓolids）成分を含む水を用いた。１５時間連続
運転したところ、濾液中のＳＳ成分の最大濃度は３ｍｇ
／リットルであり、十分な濾過性能が得られることが判
った。また、７日間連続運転後も、損失水頭の上昇は見
られず、十分な洗浄効果が得られることが判った。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平方向に回転軸を有するドラムの周面
   に濾材を装着してなる濾過ドラムを回転させながら前記
   濾材に水を通過させて濾過する回転式濾過方法におい
   て、 水を通過させない上方域と水を通過させる下方域とに前
   記濾過ドラムを分けたときに、実質的に前記上方域に在
   る前記濾材の部分では前記濾材の空隙率を比較的大きく
   し、実質的に前記下方域に在る前記濾材の部分では前記
   濾材の空隙率を比較的小さくすることを特徴とする回転
   式濾過方法。
2. 【請求項２】 水平方向に回転軸を有するドラムの周面
   に濾材を装着してなる濾過ドラムを回転させながら前記
   濾材に水を通過させて濾過する回転式濾過装置におい
   て、 水を通過させない上方域と水を通過させる下方域とに前
   記濾過ドラムを分けたときに、前記濾材の或る部分が実
   質的に前記上方域に在る時と実質的に前記下方域に在る
   時とで当該部分の空隙率を変更する空隙率変更手段を具
   備したことを特徴とする回転式濾過装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の回転式濾過装置におい
   て、前記濾材は、不織布または軟質多孔体の少なくとも
   一方を含み、前記空隙率変更手段は、実質的に前記上方
   域に在る濾材の部分を押えないか又は比較的弱い力で前
   記ドラムに押し付けると共に実質的に前記下方域に在る
   濾材の部分を比較的強い力で前記ドラムに押し付ける濾
   材押え手段であることを特徴とする回転式濾過装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の回転式濾過装置におい
   て、前記濾材は、不織布または軟質多孔体またはこれら
   の複合体であり、前記ドラムの外周面に装着され、前記
   濾材押え手段は、実質的に前記上方域に在る前記濾材の
   部分を押えないと共に実質的に前記下方域に在る前記濾
   材の部分を前記ドラムに押し付けるように且つ回転可能
   に張設されたネット状無端ベルトであることを特徴とす
   る回転式濾過装置。
5. 【請求項５】 請求項２から請求項４のいずれかに記載
   された回転式濾過装置において、 実質的に前記上方域にある濾材の部分を洗浄水で洗浄す
   る洗浄手段と、洗浄後の前記濾材の部分を前記上方域内
   で圧搾する圧搾手段とを設けたことを特徴とする回転式
   濾過装置。