JPH10263325A

JPH10263325A - 軸流式流体濾過装置及び方法

Info

Publication number: JPH10263325A
Application number: JP9076307A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Mogi; 克己茂木
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 1998-10-06

Abstract

(57)【要約】【課題】最小限の濾過材及び運転動力で、流体を濾過
することができ、濾過材を均一にムラ無く洗浄すること
ができ、安価な設備費・運転費で実施することができる
流体濾過装置及び方法を提供する。【解決手段】少なくとも２基の円盤状の流体流通性容
器を、回転軸に相互に間隔を開けて隣接しかつ同軸状に
取り付け、該流体流通性容器に、流体流通性容器と同心
の円環状もしくは円形状をなし、流体中の懸濁物質を捕
捉分離する濾過材を流動可能に収容する収容空間をそれ
ぞれ形成し、一の流体流通性容器の上記収容空間を他の
流体流通性容器の収容空間とは異なる外径をもって流体
流通性容器の径方向にずらせて形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般には流体濾過
装置及び方法に係り、より詳しくは、濾過材に流体を流
して流体中の懸濁物質を濾過材で捕捉分離する装置及び
方法に関する。本発明の装置及び方法は、原理的には、
湿式もしくは乾式の流体−固体分離で、気体−乾式固体
分離、気体−湿式固体分離、液体−固体分離を行う装置
及び方法であり、ある程度の物理化学的処理、生物学的
処理も同時に行い、対象流体によっては、流体の洗浄、
脱臭をも行うことができるものである。

【０００２】

【従来の技術】濾過（固体分離）の方法には、気体に対
し、乾式気体濾過・浄化分野としては、重力、慣性、サ
イクロン等の集塵装置、（濾布）濾過、電気集塵装置
等、およびミストセパレータがあり、また湿式気体・濾
過洗浄分野としてベンチュリースクラバ、充填塔、サイ
クロンスクラバ等があり、さらに各種ガスを吸収・吸着
する吸収・吸着装置・脱臭装置、エアフィルタ等があ
る。液体に対しての濾過・浄化は、固液分離装置、物理
化学的処理、生物化学的処理、熱処理等に分類される
が、本発明に最も関係のある濾過材を使用する水処理分
野、すなわち固液分離装置の中の濾過分離装置について
は、（緩速、急速、プレコート）清澄濾過装置と脱水
（圧力、真空、重力、絞り）濾過があり、さらにそれぞ
れ方式により細分化されており、またこの他、沈降分離
装置として、連続濃縮装置、連続清澄装置も有る。油脂
類、液体化学製品類にも同様な装置が使用されている。

【０００３】各方式の詳細は、特許、文献等多数有るの
で説明を省略するが、流体の濾過を主体とする流体−固
体（乾式・湿式）分離法のほとんどが、静止容器の中に
濾過材を充填し、これに流体を通して流体中の懸濁物質
を濾過材で捕捉分離する方式のものであるが、これに物
理化学的処理及び／または生物化学的処理をも同時に行
う流体濾過装置もある。またその他の液体として油脂
類、液体化学製品類等の濾過・浄化・脱臭処理設備があ
るが、水処理を含め、基本的には、加圧された液体を濾
過材に通し、液体中の懸濁物質を濾過材で捕捉分離する
固液分離装置である。

【０００４】以上の濾過・浄化は、固液分離を主とした
ものであるが、本発明の先行技術として水処理における
生物化学的処理の中の回転接触体法がある。本法は回転
円板法とも呼ばれ、水平な軸に平らな発砲スチロールの
円盤を平行に多数固定し、軸の直下まで円盤が水中にあ
る状態で回転して処理を行ったものが原型である。円板
に代わり、円盤膜や、散水濾床のプラスチック濾材のよ
うに成形したブロックや直径数ｍｍのひも状プラスチッ
クの熱溶着物を円筒または多角形のかごに入れたものな
どが作られている。水平な軸に生物膜の支持体を取り付
け、液中と気中を回転により通過する処理方式の総称と
して回転接触体法と呼ばれ、浄化設備関係では、その構
造基準も決められている。

【０００５】上記回転接触体法では、半円形の水槽に円
盤面積の約４０％を浸せきさせ、支持体の周速を２０ｍ
／ｍｉｎ以内の低速で回転させる。支持体が水中にある
間に基質（ＢＯＤ）が生物膜に取り込まれ、空気中にあ
る間に酸素が生物膜内に拡散する。基質および酸素は生
物膜表面より拡散により内部に移動しつつ生物反応によ
り、濃度を低下する。生物膜の表面近くは好気性に保た
れるが、表面から０．２ｍｍ程度で酸素は消費されてし
まい、これより支持体までは嫌気性となる。基質が生物
膜内部で消費されると、それより内側にある微生物は活
性を失って死滅し、生物膜から剥離する。回転接触体の
直径は４ｍ程度、１軸で10,000ｍ²程度まで制作されて
いる。

【０００６】上記回転接触体法の生物膜の厚さは支持体
へのＢＯＤ負荷と回転速度によって変化する。当然負荷
が高いほど、また回転速度が遅い程厚くなる。水槽は底
部に剥離した生物膜が沈積しないよう、支持体との隙間
を小さくとる。理想的には、重さのバランスが取れた支
持体を低速回転するだけであり、回転接触法の最大の特
徴は、好気性処理の中で最も所要動力が小さい点であろ
う。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術は、
長年に亘り広く産業界に利用されてきているが、未だい
ろいろな点で解決すべき問題が残されている。すなわ
ち、上記従来の濾過技術では、乾式、湿式のいずれにお
いても濾過材が目詰まりをおこし、濾過必要圧力の上昇
により、流体処理流量の低下、使用動力の増加により、
運転費の増加をきたす。目詰まりの排除を行うため、装
置を停止して定期的に懸濁物質の払い落とし・逆洗浄を
行わなければならず、装置を停止できない施設について
は予備の装置が必要となる。また、払い落とし・逆洗浄
で濾過材の機能を均一にムラ無く回復させるには、大変
な労力または動力を要し、さらに汚泥処理、廃液処理の
設備が必要となる上、その廃棄物処理、処分の問題も一
施設だけの問題に止まらず、社会環境に深刻な影響を与
えるようになってきた。

【０００８】また、回転接触法について言及すれば、そ
の酸素供給は、支持体が空気中にあるときに限定され、
空気中にあるときの生物膜中の酸素濃度が低いほど多量
の酸素が溶解するが、おのずと限界があり、ＢＯＤ除去
量も限界値に達する。特に原水流入側では生物膜中の嫌
気性部分が増加し、下部水槽も嫌気性となり、装置全体
の処理能力の低下、悪臭の発生などの問題を引き起こ
す。また、生物膜による水処理を目的にしているため、
円盤径を大きくその軸長方向の円盤間距離を小さく構成
し、容積あたりの有効接触面積を増加させているため、
円盤の軸方向および中心方向の水流に対し表層の濾過材
をその下部の濾過材が支持し流体中の懸濁物質を直接濾
過をする機能を備えておらず、また低速回転のため濾過
材を流動させ濾過材層全体を逆洗浄する機能等も備えて
いない。また、円盤の外周側と内周側の処理能力の違
い、および軸流方向に流れる流体の部分的短経路による
の処理水の性状の不均一、剥離生物膜の流出等の問題が
あった。さらに、外径が大きいため水深の浅い湖沼地、
河川などの場合はその設置が困難で、設置しても生物膜
処理だけでは、水の懸濁物質の除去が行えないので効果
が挙がらず、またその機能上水中に設置ができなかっ
た。

【０００９】水処理設備等は、設備が大きいため陸上に
処理設備の設置を行おうとすると景観も損なう場合が多
く、用地確保が困難になり、初期設備投資が巨額にな
る。大規模な水量を持つ設備は高度の運転管理技術が要
求され、また設備を永久に運転しなければならない湖沼
地、河川、海域等の自然環境等における水質浄化は、そ
の動力費、保守管理費用を含めた運転コストの負担に耐
えられる技術がまだ未完成で、その低減が世界的に求め
られている。また薬品添加等による固液分離浄化法は規
模の大きさにより必要薬品の量が膨大になり、その投入
コスト、他の環境に与える影響の上で問題が有り、現実
的でなかった。

【００１０】さらに近年、気体の排出基準の強化、地球
温暖化対策のため、地球規模で排出量の削減と排出温度
の低下を強く求められているが、未だ何等排出設備に濾
過浄化設備を設置してない施設は早期設置を迫られ、乾
式処理を行っていた施設であっても、性能の良い設備に
転換を迫られているが、湿式処理は、従来技術では水処
理設備が高額なため全体設備費が高額となり、その設
置、転換が遅れている。

【００１１】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、従来の流体濾過法等における問題点を解消した新規
な流体濾過装置及び方法を提供することを目的とする。
更に具体的には、最小限の濾過材で、流体中の懸濁物質
を濾過分離することができるとともに、最小限の運転動
力で濾過材を均一にムラ無く洗浄することができ、これ
により捕捉分離された流体中の懸濁物質等を流体中に排
除するようにし、安価な設備費・運転費で実施すること
ができる流体濾過装置及び方法を提供することを目的と
する。

【００１２】さらに望むべくは、自然環境の中にあって
は、自然界のエネルギーで運転し、流体の濾過により生
ずる流体中の懸濁物質、発生汚泥の量を最小にし、保守
管理・運転費用を可能な限り削減し、可能ならば排出物
を自然の自己浄化機能の中での循環サイクルに組み込む
ことを理想とし、全ての生命、環境を保全、改善するた
め、早期に地球規模で普及することが望まれる流体濾過
装置及び方法を提供することを課題とする。特に本発明
は、従来の回転接触法による問題を解消して優れた浄化
作用を発揮する流体濾過装置及び方法を提供するもので
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の流体濾過装置では、少なくとも２基の円盤
状の流体流通性容器を、回転軸に相互に間隔を開けて隣
接しかつ同軸状に取り付け、上記流体流通性容器に、流
体流通性容器と同心の円環状もしくは円形状をなし、流
体中の懸濁物質を捕捉分離する濾過材を流動可能に収容
する収容空間をそれぞれ形成し、一の流体流通性容器の
上記収容空間を他の流体流通性容器の収容空間とは異な
る外径をもって流体流通性容器の径方向にずらせて形成
したことを特徴とする。

【００１４】また、本発明の流体濾過方法は、回転軸に
相互に間隔を開けて隣接させられかつ同軸状に回転自在
に取り付けられた少なくとも２基の円盤状の流体流通性
容器の内部に濾過材を、一の流体流通性容器の収容位置
が他の流体流通性容器の収容位置とは流体流通性容器の
径方向にずれるように、収容し、該流体流通性容器に向
けて軸方向に流体を流通させ、流体流通性容器内に収容
された濾過材により流体中の懸濁物質を捕捉分離して流
体を濾過することを特徴とする。

【００１５】上記において、各流体流通性容器は、容器
の外壁面の一部もしくは全体が流体（液体、気体もしく
は双方）を通し、容器外の流体が容器内に流れ込んだり
容器内の流体が容器外に流出したりすることができるよ
うに構成された容器であり、内部に濾過材を収容するこ
とができるものであれば如何なる構造のものでも構わな
い。このような容器は、好適には、濾過材の粒径より小
なる流体流通間隙を持つ材料で外壁が形成されたもので
あり、外壁形成材としては流体の性状、濾過材の粒径ま
たは大きさに応じて、金属、高分子材料、天然あるいは
人工の繊維を用いた布、不織布等を適宜選択することが
できる。

【００１６】また、本発明においては任意の支持体によ
り回転自在に支承され、好適には水平状態で保持されて
いる回転軸に、略円盤状をなす複数の流体流通性容器
を、相互に間隔を開けて隣接しかつ同軸状に固定して取
り付ける。そして、該複数の流体流通性容器の内部に、
流体中の懸濁物質を捕捉分離する濾過材を流動可能に収
容する収容空間（収容部）をそれぞれ形成する。ここ
で、一の流体流通性容器の上記収容空間を他の流体流通
性容器の収容空間とは異なる外径をもって流体流通性容
器の径方向にずらせて形成し、相互に隣接する流体流通
性容器間の間隙空間と流体流通性容器内の上記収容空間
以外の部分とにより、折曲流路を画成する。上記流体流
通性容器の数は２基以上であれば、いくらでも良く、後
述するように軸方向に流体を流すので、多くすればする
ほど濾過能力は向上する。なお、各収容空間の横断面形
状は円環状となるが、回転軸を複数に分割し、各軸を支
持腕で支承するようにして回転軸そのものが流体流通性
容器内を軸方向に貫通しないように構成した場合、内周
側に画成した収容空間は断面円形状となる。また、流体
流通性容器の取付けは、回転軸に対して動バランスが取
れるように配置するのが好ましい。また、上記折曲流路
は、好適には、流体が該折曲流路を通過する際にその流
路全長に渡って流量・流速がほぼ等しくなるように構成
される。

【００１７】ここで、上記複数の流体流通性容器は、各
収容部の位置がずれ、上記所定の折曲流路が形成できる
構造を取ることができれば、互いに同一径のものであっ
ても異径のものであっても構わないが、好適には、異径
のものとし、大径の流体流通性容器には収容部を外周側
に形成し、小径の流体流通性容器には収容部を内周側に
形成する。また、上記収容部は、好適には、流体（液
体、気体もしくは双方）を通し、濾過材を通さない材料
により壁等を形成することにより構成することができ、
例えば、多孔性をなす板材、配管もしくは通気性スクリ
ーンを壁部として用いて構成できる。

【００１８】そして、上記流体流通性容器の内部の各収
容部に濾過材が収容される。この濾過材は、上記流体流
通性容器の収容部内に保持され得る粒径または大きさ
で、流体中の汚濁物質を捕捉分離することができるもの
であれば、従来から濾過処理において使用されているも
のはもとより、如何なるものでも構わない。本発明にお
いて好適に用いることができる濾過材を例示すると、含
水珪酸塩鉱物（ゼオライト族）を主成分とする土壌成
分、天然または人工の珪酸塩鉱物（軽量発泡コンクリー
ト（ＡＬＣ）等）の塊粒状物質、多孔質で吸着性を有す
る炭化物の塊粒状物質、高分子材料の顆粒状もしくは立
体網目構造状塊粒もしくはブラシ状団塊物質、無機もし
くは有機材料の中空円柱状もしくは中空球状体物質を挙
げることができ、これらを、単独もしくは混合状態で、
使用することができる。

【００１９】特に、次に詳述する理由から、含水珪酸塩
鉱物（ゼオライト族）を主成分とする土壌成分を用いる
のが好ましい。すなわち、地球上の生物の発生は、非晶
質の珪素と珪酸塩の持つ吸着性と触媒性が重要な役割を
果たしたと考えられており、生物のいない地核内では、
珪酸と炭素の重量比が２７６：１であり、腐植土壌内で
はこれが１５：１となり、プランクトン内では１：１に
相当し、哺乳類は１／５０００と逆転する。初期の生物
内の高い珪素含有量と高等動物内のその痕跡程度の存在
は、初期には周辺環境内で豊富に見いだせるような物質
の合成が必要でなく、重合有機体の芽が生じたときに、
元の無機物質の必要が無くなったと推定されている（英
物理学者：デ・ベルナール）。また、微生物は、周辺環
境の珪酸塩とアルミノ珪酸塩を活発に分解し、その塩類
に含まれる珪素を微生物の体内に取り入れ、主として皮
殻、甲羅あるいは骨格等の硬質組織の構成に利用する
（スコットランド海洋学者：デ・メレイとエル・イリヴ
ィン）。自然界では、珪素の循環が生化学的循環により
主に行われている。周辺環境より珪素の量が不足してい
るときに比べ、十分ある場合は、微生物の活動が２〜３
倍活発となり、微生物が植物質、有機物の分解と腐食物
質の攪拌、粉砕、及び腐植酸による珪酸塩の分解での珪
素の放出［珪素とその変種並びに大多数の天然珪酸塩
は、繰り返し珪酸（シロキサン）結合（Ｓｉ−Ｏ−：こ
れは他元素の原子とも置換できる）で組み立てられた無
機重合体であり、全ての重合体の元である］を行い、生
化学的作用及び／または食物連鎖により、結合、粒子
化、凝集、縮合、重合等により土壌化される。

【００２０】含水珪酸塩鉱物（ゼオライト族）の化学組
成は、（Ｎａ，Ｋ）ｘ（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ｙ
［Ａｌｘ＋２ｙＳｉｎ（ｘ＋２ｙ）Ｏ2ｎ］＋ｍＨ2Ｏで
表され、加熱すると沸騰して水蒸気を発生する特徴から
沸石と命名され、構造的特徴は、Ｔ０４（Ｔ＝Ａｌまた
はＳｉ）四面体の構成する立体網目構造の中に大きな空
隙が存在し、この空隙が連結して通路（トンネル）を形
成している点にある。そして、この空隙には陽イオン及
び水分子が存在し、四面体へのＡｌの分布によって生じ
る局所的電荷不足を補償するアルカリ及びアルカリ土類
イオンが、水中で容易にイオン交換可能とし、水中のア
ンモニア、硫化水素、硫酸、硝酸等、及び銅、鉄等のガ
スまたはイオンを吸着し、水を脱臭浄化する。また、こ
の立体網目構造は表面積を大きくし、トンネルにある酸
素が多く、有機物の豊富な水分は微生物にとって快適な
生活環境を提供している。含水珪酸塩鉱物（ゼオライト
族）に含まれる、酸化アルミナ、酸化第二鉄、酸化カル
シウム、酸化マグネシウム、酸化ナトリウム等も微生物
の活動を支える必須成分であると同時に、立体網目構造
は硬度が低く、相互接触により、一部は溶解、破砕され
液体中に放出され、液体中のコロイド粒子の電気化学的
性質（有機はマイナスに帯電）の表面電位を調整し、フ
ァラデーの法則により働く吸引力により微粒子同士の結
合、あるいは前記物質との結合により粒子化し、ストー
クスの沈降理論にしたがって凝集沈殿する作用を促進さ
せる。

【００２１】このような含水珪酸塩鉱物（ゼオライト
族）を主成分とする土壌成分の作用は、他の天然または
人工の珪酸塩鉱物、例えばＡＬＣ、あるいは多孔質、吸
着性を有する炭化物等でもその一部を果たすことができ
る。特に、ＡＬＣは、建築廃材を破砕、節分することに
より安価に得られ、廃棄物をリサイクルして有効に活用
できる。また、ＡＬＣは、独立気泡を持った構造で見か
け比重が０．５ないし０．６と軽量であり、比表面積が
大きく、水に溶出すると溶液はアルカリ性となり、酸性
水を中和する働きがあり、酸性水中に溶解し含まれてい
た物質を析出させる。更に、酸性を中和し、溶融重金属
を吸着し、珪酸及びカルシウム塩の放出により微生物活
性を高めるという効果も奏する。

【００２２】また、上水、廃液、廃油等の有機物、無機
物、イオン化物等の液体中に含まれる不純物を濾過材の
内部に捕集し除去する、生物処理を多く期待しない液体
の内層濾過処理においては、前述の高分子材料の顆粒状
または立体網目構造状塊粒あるいはブラシ状団塊物質等
を用いることができる。この高分子材料の濾過材は、水
中での損耗がない上、有害物質の溶出がなく、微生物担
体として優れている。更に、上記の濾過材に加え、補助
的濾過材として、例えば牡蠣殻、サンゴ砂等を加えても
良く、またこれらの濾過材に微生物の移植のため汚泥、
腐植物等を含浸またはコーティングすれば、浄化能力の
初期立ち上がりを促進させることが可能となる。

【００２３】また、本発明においては、液体を濾過する
場合、上記濾過材のなかでも、特に比重が１以下の軽量
の濾過材を選択するのが好ましい。後で詳細に説明する
ように、本発明では、流体流通性容器を一定の手段で回
転させて、そこに収容されている濾過材を流動攪拌する
が、このように軽量な濾過材を選択して流体流通性容器
に収容しておくと、流体流通性容器に浮力が働くことに
なり、重力と浮力のバランスを考慮して、流体流通性容
器の回転駆動力を低減することができる上、濾過材自体
の自己浮揚力により、流動攪拌も容易となる。また、軽
量の濾過材は取扱い、運搬が容易であるという利点もあ
る。

【００２４】本発明において、濾過材は、各流体流通性
容器の収容部内に少なくとも部分的には流動可能に充填
される。すなわち、濾過材は、流体流通性容器の収容部
の容積に対して一定の空間容積を持たせて収容されてお
り、例えば、流体流通性容器が回転して容器の天地が逆
になった際の濾過材の自重落下、または流体の圧力エネ
ルギー、その他の作用により、濾過材が少なくとも部分
的には流体流通性容器の中で移動でき、相互に接触でき
る状態にされている。

【００２５】しかして、本発明では、濾過すべき流体は
複数の円盤状の流体流通性容器に軸方向から逐次流入
し、ぞれぞれの円環状もしくは円形状の各収容空間に充
填収容されている濾過材の層を通過する。そして、濾過
材間隙より大きい懸濁物質はその間隙を通過することが
できずに捕捉され、またその間隙を通過した固体粒子
は、該固体粒子と流体との質量差による慣性力の違いで
濾過材に衝突して流速が低下することにより、あるいは
濾過材表面の液体の表面張力により、捕捉される。ここ
で、本発明では、流体が濾過材による抵抗を受けない折
曲流路を設けているので、濾過材を通過する流体の流速
を遅くすることができ、濾過材による懸濁物質の捕捉効
率を高めることができる。また、流体の濾過・浄化の負
荷が、この折曲流路により緩和され、特に装置の軸方向
の流入側の流体流通性容器に負荷が集中することがなく
なる。

【００２６】更に、本発明は、好適には、収容部に濾過
材を収容した流体流通性容器を、少なくとも一時的に、
周方向に回転させることにより、該容器内の濾過材を攪
拌流動させ、捕捉された懸濁物質を下流に排除すると共
に濾過材の機能を回復させるように構成されている。す
なわち、流体流通性容器内に収容されている濾過材は、
容器に固着、付着等しておらず、その全部もしくは一部
が流動可能な状態であり、運動エネルギーを受ける時間
差、自重による位置エネルギー及び／または流体流によ
る流体エネルギーにより運動エネルギー及び移動ベクト
ル方向が流体流通性容器と異なり、またそれぞれの濾過
材も相互にそれが異なるため、流体流通性容器の回転に
より濾過材は容器内で移動し、濾過材同士が相互接触す
る。その結果、濾過材間及び／または表面に付着した異
物及び／または汚泥が流体中に放出されると同時に、濾
過材の一部も摩滅して流体中に溶出し拡散される。この
ようにして、濾過材は摩滅すると、その物理化学的機能
が回復し、また粒径が小さくなると、微小懸濁物質を濾
過材に捕捉して分離することができるようになり、流体
流通性容器の外壁の間隙より小さくなれば、流体流通性
容器から外部に排出される。流体流通性容器内の濾過材
の量が減少したら、濾過材は補給される。

【００２７】従って、本発明にあっては、好適には、流
体流通性容器に、折曲流路を流れる流体の流体エネルギ
ーを流体流通性容器の回転駆動力に変換するエネルギー
変換手段を付設しておく。このエネルギー変換手段は、
如何なる構造あるいは原理のものでもよいが、流体流通
性容器に、板状、翼状等の抵抗部材を折曲流路内に臨ま
せて設けるのが、最も簡単で効果的である。すなわち、
濾過処理を継続していくと、流入側の流体流通性容器の
濾過層から順次目詰まりするようになるが、その後、流
体はほとんど全量が折曲流路を通過するようになる。流
体流通性容器に上記折曲流路に臨む抵抗部材を付設して
おくと折曲流路内に流入する流体の持つ流体エネルギー
が、該抵抗部材によって流体流通性容器を周方向に回転
させる回転エネルギーになり、この回転エネルギーが、
装置全体の起動トルクを上回ると流体流通性容器が回転
を始める。その結果、濾過材が流動し、濾過材に捕捉さ
れていた懸濁物質は容器外に放出され、濾過材の機能回
復が外部からの操作無しに自動的になされる。一方、濾
過材の機能が回復されると、再び流体は濾過材の層を流
通するようになり、流体が折曲流路を通過する流量が低
下し、抵抗部材に作用するエネルギーが低下するので、
回転駆動力は回転抵抗に吸収され、装置の慣性駆動力が
無くなった時点で装置は回転を停止する。そして、回転
体は起動トルクの方が制動トルクより大きいが、流体エ
ネルギーが起動トルクを越えるまで装置は回転を停止し
濾過を行う。

【００２８】ここで、上記折曲流路の大きさ、抵抗部材
の構造等は、廃水管路に沿って並ぶ複数の流体流通性容
器の何れのものまでが目詰まりしたときに装置の回転を
開始させるかに応じて、適宜決定されるべきである。ま
た、流体流通性容器の回転は、低速で行うだけでよく、
また常時回転している必要はなく、間欠運転で構わな
い。要は、捕捉された懸濁物質が排除され、濾過材同士
が相互接触して磨滅し、その濾過機能の回復が図られれ
ば良い。更に、上記のように、流体流通性容器の回転
は、流体の持つエネルギーを利用して行うことが最も好
ましいが、状況によっては、回転軸を回転させるモータ
等の回転駆動手段を回転軸に付設し、該回転駆動手段に
よって行うようにすることもできるし、また流体エネル
ギーを利用することとした上で該回転駆動手段を補助駆
動源として併用することもできる。特に、流体エネルギ
ーが起動トルクを越えず、装置の回転がなされない間に
おいても緩やかな回転を行うことが望ましい場合は、回
転駆動手段を別途設けて回転させればよい。

【００２９】このように、本発明は、好適には濾過材の
詰まりによる抵抗と流体の流れを利用して流体流通性容
器を回転することにより、遠心力・重力を濾過材および
流体に発生させ、濾過材を流動させて、濾過材に捕捉分
離された懸濁物質、生物処理に伴う生成物を、装置外に
流体と共に排出するもので、好ましくは流体流通性容器
を流体のエネルギーで低速かつ間欠的に回転させ、流体
内部に含まれる懸濁物質、生物処理に伴う生成物を濾過
材内部に捕捉分離するものであるから、初期の設備費用
だけで、運転動力コスト無しに運転することができ、環
境に影響を及ぼすことが無く、保守管理もほとんど必要
としない。本発明の装置は、特に、管状あるいは他の一
定形状の流路を流れる流体の濾過を行う場合に用いて好
適ではあるが、このような流路を流れる流体の濾過に限
るものではなく、一定の流れのある流体もしくは一定の
流れを強制的にでも作り出すことができる状況であれ
ば、流体の流路を構成する管状体あるいは同種の流路構
造体を併せて設置することにより、広く適用できるもの
である。また、所望される濾過の程度に応じて流体流通
性容器の数を増減することにより、その処理能力を自由
に変えることができることは言うまでもない。

【００３０】なお、本発明においては、初期の粒径と減
少した小さな粒径とが混在していても、濾過材の攪拌洗
浄により、濾材目詰まりが発生することがないため、濾
過性能に影響はない。逆に、大小の濾過材が混在すれ
ば、相互攪拌洗浄により、濾過材に捕捉分離された懸濁
物質を破砕し、物理化学的、生物化学的処理を促進させ
る効果が生じる。

【００３１】また、本発明にあっては、濾過された流体
ばかりでなく、濾過材により捕捉された懸濁物質も、流
体流通性容器の回転によって下流に流される。しかし、
この放出された懸濁物質は、例えば活性汚泥法による水
処理の汚泥と同様に微生物が大量に含まれており、活性
汚泥法の返送汚泥と同様に、広範囲の流体環境に放出さ
れれば、その場において種汚泥として微生物周辺の栄養
分を取り込み、増殖し流体の浄化を促進する。

【００３２】上記流体流通性容器の回転による装置運転
で、例えば米の研ぎ汁の様に一時的に装置周辺の流体環
境は透明度が低下するが、流水ならば上記種汚泥として
の微生物を川下に提供することになり、装置の下流側の
水を浄化する。また、濾過材が磨滅、消耗するが、濾過
材が持つ凝集・沈殿物質を放出する機能を有する濾過材
を使用すれば、凝集・沈殿作用は促進され、透明度の復
旧時間は短縮される。さらに、前述のように、濾過材が
含水珪酸塩鉱物（ゼオライト族）を主成分とする土壌成
分、または天然または人工の珪酸塩鉱物（軽量発泡コン
クリート：ＡＬＣ等）の塊粒状物質であったならば、上
記作用に加え、微生物環境をさらに活発にし、下流の底
泥の改質を含め水環境の浄化・改善をするには最適であ
る。

【００３３】また、本発明の一態様では、流体流通性容
器は、１種類以上の流体に接した状態とされる。例え
ば、液体−固体分離・排水処理の例で言えば、流体流通
性容器（従ってその内部の濾過材も）がその上部を液体
表面上に露出させた状態で配置されていると、液体中の
懸濁物質を通液濾過し、流体流通性容器の回転による濾
過材の洗浄により、濾過材に捕捉分離された懸濁物質、
生物処理に伴う生成物が、流体流通性容器外に排出され
るが、同時に、流体流通性容器が回転して濾過材が空気
中に出ると、濾過材に付着した好気性微生物に空気接触
による酸素の補給が行なわれることとなり、微生物の活
性化、増殖が図られ、液体中に含まれる有機物の酸化分
解により浄化がなされる。

【００３４】次に、本発明の方法の態様を更に説明す
る。本発明の方法は、前述の記載から明らかなように、
当然に単一流体中の懸濁物質を濾過するために使用でき
る。すなわち、濾過すべき液体もしくは気体を流体流通
性容器内に軸方向に導いて濾過材を通過させ、液体もし
くは気体中の懸濁物質を捕捉分離する。ついで、好適に
は濾過層の目詰まり等による流体抵抗の増加により自動
的に流体流通性容器を周方向に回転させ、濾過材に捕捉
された懸濁物質を流体流通性容器の下流に流すものであ
る。このような方法は、気体−気体中乾式固体分離、液
体−液体中固体分離であり、装置の設置が可能な流体流
路を適宜形成する等により、河川、湖沼地、廃水処理、
遊泳施設等における水質浄化に好適に適用することがで
き、また空気等の気体の管路に設置して集塵・空気浄化
に適用することができる。

【００３５】特に、上記方法を自然環境における水処理
に適用したならば、濾過材を含水珪酸塩鉱物（ゼオライ
ト族）等を濾過材として使用した場合、洗浄により排出
された汚泥と濾過材の一部は溶解、破砕され液体中に放
出され、液体中のコロイド粒子の電気化学的性質（有機
はマイナスに帯電している）の表面電位を調整し、ファ
ラデーの法則により働く吸引力により微粒子同士の結
合、あるいは前記物質との結合により粒子化し、ストー
クスの沈降理論に従って凝集沈殿する作用を促進させ、
粒子化、凝集沈殿し、生化学的作用および/または食物
連鎖により、結合、粒子化、凝集、縮合、重合等により
土壌化を促進される。この作用により生まれる土壌は、
微生物生育環境に優れ、その嫌気性底泥の性状も好気性
に改善し、メタンガス、隣等の底泥より発生する水質悪
化要因を減少さ、濾過効果と合わせて、水質を浄化させ
る。

【００３６】更に、本発明は、流体流通性容器が二種以
上の流体が接した状態に対しても同様に適用できる。す
なわち、流体流通性容器の少なくとも一部が２種類の流
体に接している状態、特に、軽比重側流体中に装置が露
出している状態であってもよく、このような態様では、
軽比重流体の重比重側流体による濾過（気体−気体中湿
式固体分離）はもとより、軽比重側流体中のある成分・
作用を重比重側流体中に取り込む作用を行う液体−固体
分離（例えば、水処理等の生物化学処理の濾過材の空気
接触等）も行うことができる。

【００３７】更に具体的に、二流体の比重差を利用した
濾過の一態様として、気体−液体の例を説明する。すな
わち、上記流体流通性容器が位置移動させられると、重
比重側流体が濾過材の表面張力、および容器の運動エネ
ルギーにより軽比重側流体中に一時的に取り込まれ、そ
の比重差で重比重側流体が流出するので、濾過材に重力
および/または流体エネルギーを加え、容器内の濾過材
を流動させ、濾過材に捕捉分離された懸濁物質、生物処
理に伴う生成物を、破砕、粉砕、微粒子化し、さらに物
理化学的、生物化学的に処理をし易くし、容器外の流体
に排出/もしくは回収するものであり、重比重側流体、
濾過材に捕捉分離された懸濁物質及び生物処理に伴う生
成物が濾過材から流出するので、濾過材間隙が負圧とな
り、軽比重側流体が濾過材の間隙に吸入される。

【００３８】例えば、排水処理における濾過材に対する
空気中からの酸素の補給のように、流体流通性容器の一
部分と濾過材を空気接触させ酸素の補給のため水面上に
露出させておくと、濾過材が液中から空中に露出する
際、濾過材間の液体が流体流通性容器より排出され、こ
れに伴い濾過材に捕捉分離された液体中の懸濁物質も放
出する。更に濾過材から液体と懸濁物質が抜けるため、
濾過材の内部が負圧となり、空中より空気が吸入され
る。

【００３９】濾過材に付着した生物膜は、濾過材が薄く
（数１０μｍ）生物膜で覆われたときにその生物化学機
能が最大となり、厚くなると濾過材の表面近傍は、その
上層の生物膜により酸素が消費されてしまうため嫌気性
となり、メタンガス、炭酸ガス等のガスを発生させ濾過
材との付着力が弱くなり、濾過材表面から剥離脱落し、
汚泥となる。本発明の好適な態様では、流体流通性容器
を自動的にまたは必要に応じて適宜回転させ、濾過材を
流動させるので、濾過材表面の生物膜が厚くならず、生
物膜を薄く維持して、生物膜の生物化学機能が最大の状
態を保持することができ、発生汚泥の量を少なくして水
質の浄化を達成できる。

【００４０】ここで、濾過材は、流動により一部磨滅す
るが、これにより、その物理化学機能を回復し、粒径が
小さくなることにより、微少懸濁物質を濾過材に捕捉分
離することができるようになる。そして、上記流体流通
性容器の流体流通間隙より小さくなれば、該流体流通性
容器から外部に排出される。なお、凝集・沈殿・土壌化
する濾過材を使用すれば、自然環境の中で浄化される機
能が促進される。上記流体流通性容器内の濾過材の量が
減少したら、好ましくは濾過材投入口より、補給を行
う。

【００４１】なお、上記態様において、初期の粒径と減
少した小さな粒径の濾過材が混在していても、流体流通
性容器の回転による濾過材の洗浄により、流体流通性容
器の目詰まりが発生することがないので、濾過性能に影
響はないが、この濾過材の洗浄は、流体流通性容器の移
動速度を適宜調整することにより、最適な状態とするこ
とができる。この場合、大小の濾過材による相互攪拌洗
浄により、濾過材に捕捉分離された懸濁物質を破砕し、
物理化学的、生物化学的処理を促進させる効果もある。

【００４２】また、湿式／液体の濾過・浄化、排水処理
にあっては、軽比重側流体が空気で、重比重流体の液体
が微生物生存環境に適した液体なら、物理化学的処理、
生物化学的処理をも同時に行なうことができる。以上が
比重差を利用した流動濾過の態様であるが、２種類以上
の流体の例として、気体−液体−液体、例えば、空気−
油−水等の比重差の有る非混和性流体である油排水処理
のような場合にも上記態様を適用できる。

【００４３】以上、本発明の装置並びに方法を、好適な
態様を種々挙げながら説明したが、本発明の装置と方法
が適用できる具体的な技術分野もしくは設備及び／また
は機器は広範にわたり、例えば次のような様々な分野を
挙げることができる。１、気体の濾過法として：１）気体−乾式固体分離（空気、ガス等）集塵装置、サイクロン、排ガス吸着・脱臭・浄化、清浄
機能付き給・排気熱交換機、換気扇・空気清浄機、ミス
トセパレータ、エンジン排ガス浄化等。２）気体−湿式固体分離（水、油脂類および薬液を利用
する方法）集塵装置、サイクロン、排ガス吸着・脱臭・浄化（スク
ラバ）、清浄機能付き給・排気熱交換機、（廃熱利用）
冷・暖房設備、湿度調整（殺菌）機能付き換気扇・空気
清浄機・クリーンルーム用フィルタ、ミストセパレー
タ、エンジン排ガス浄化等。２、液体−固体分離の濾過・浄化法として：１）河川、湖沼池、養魚飼育（淡水：鯉、川魚他、鰻
を含む、海水：ハマチ、鯛、平目他）等の自然環境水
（海）域等の水質濾過・浄化。２）下水および汚水・浄化槽等の廃水処理、汚泥等の脱
水・脱臭処理・メタンガス発生設備等。３）上水および遊泳施設、２次処理水等の水質浄化。４）廃液、廃油、液体化学製品類等の有機物、無機物、
重金属、イオン化物質等の懸濁物質の濾過・浄化・排水
処理（機械加工廃液、食品加工・飲食廃液、土木工事排
水、魚・動物解体処理廃液、家畜飼育排水他、油水分
離、廃油再生（洗浄油、潤滑油他）液体化学製品類等の
処理設備）。５）養魚、観賞魚用水槽等の取水、および水質浄化。６）生ゴミ等を含む合併処理槽等の濾過・浄化、メタン
ガス発生設備。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面を参照しながら説明するが、本発明の適用分野は
前述のように多岐にわたるものであり、以下の例はその
一例を示すにすぎない。しかし、濾過処理技術に関する
当業者であれば、前述の説明に基づいて本発明を前述の
各適用分野においてそれぞれ適した形で容易に応用でき
るであろう。また、以下の説明では、各実施形態の作用
効果はこれまでの説明から当業者には容易に理解できる
ところであるので、主として構成を具体的に説明するこ
ととする。

【００４５】図１及び図２は、本発明を廃水処理装置に
適用した場合の一実施形態を示すものであり、図中１
は、処理されるべき廃水が流される断面円形の廃水管路
であり、該廃水管路１内に本実施形態に係る廃水処理装
置が設置される。すなわち、廃水管路１の内部には、一
対の支持腕２が、廃水管路１の長手方向（廃水の流れ方
向）に所定の間隔を開けて、各上端を廃水管路１の内壁
上部に固着されて、垂下されており、該一対の支持腕２
の下端で廃水管路１の軸心がほぼ通る位置には、回転軸
３が回転自在に横架されて取り付けられている。この回
転軸３の下流側の一端すなわち前端には、駆動プーリが
固定して取り付けられる一方、廃水管路１の外部の所定
位置には、モータ等の駆動装置４が、出力軸に取り付け
られた駆動プーリを上記駆動プーリと同一垂直面内に位
置するようにして配設されており、双方の駆動プーリに
伝動ベルト５が巻回され、該駆動装置４により回転軸３
が回転させられるように構成されている。なお、上記駆
動装置４としては、通電時以外は出力軸の回転が自在な
構造のモータ等が選定される等、駆動装置４が停止され
ている場合でも一定の回転力が作用すると、回転軸３は
回転するような構造とされている。

【００４６】また、上記回転軸３には、複数（図では４
基）の濾過槽本体５が、回転軸３の軸線方向に一定の等
しい間隔を開けて固着されている。この濾過槽本体５は
それぞれが流体流通性容器を構成するもので、その壁
部、特に軸方向に面する前後の壁部は、外部の原水を濾
過槽本体５内に流入させるが濾過槽本体５の内部に充填
される濾過材６を外部に流出させないような一定のメッ
シュの金網で形成されている。上記濾過槽本体５は、本
実施形態では、大径のものと小径のものの２種類が交互
に用いられている。すなわち、図示の例では、最も上流
側に大径の濾過槽本体が設けられ、下流に向かって小
径、大径、小径の順に配設されている。

【００４７】ここで、各濾過槽本体５について詳述する
と、先ず、大径の濾過槽本体５は、外径が廃水管路１の
内径とほぼ同じで廃水管路１の流れ方向に一定の厚みを
有する円盤状の容器で、内側には小径の円筒部７が同軸
状に固定して設けられ、該円筒部７の内壁には、複数の
翼部材８が周方向に等間隔を開け、かつ所定方向に傾斜
した状態で固設されている。この翼部材８は、廃水の流
れに対する抵抗部材となり、廃水の流れを受けて濾過槽
本体５を周方向に回転させる力を生じさせるものであ
り、翼部材８の形状及び配置は該目的を達成できるよう
に最適に定められている。そして、上記円筒部７の外周
側に画成される収容空間に濾過材６が充填されている。
また、小径の濾過槽本体５は、外径が廃水管路１の内径
よりもかなり小さいが、廃水管路１の流れ方向の厚みは
上記大径の濾過槽本体５と同じ円盤状の容器で、外周方
向の外側壁部に、複数の翼部材９が周方向に等間隔を開
け、かつ所定方向に傾斜した状態で固設されており、廃
水の流れが該翼部材９に当たると小径の濾過槽本体５を
大径の濾過槽本体５と同じ周方向に回転させる力を生じ
させるように構成されている。そして、該濾過槽本体５
の内部の全体が収容空間とされ、濾過材６が充填されて
いる。

【００４８】ここで、上記濾過槽本体５内の濾過材６は
流動可能に充填されている。すなわち、濾過材６は、濾
過槽本体５中に一定の空間容積を残して充填されてお
り、濾過槽本体４の回転等により濾過材５が落下等して
流動するように構成されている。なお、濾過材５につい
ては、既に詳細に説明したので説明を繰り返さないが、
好適には含水珪酸塩鉱物（ゼオライト族）を主成分とす
る土壌成分などで、上記濾過槽本体のを通過しない程度
の粒径を持つものであれば良い。

【００４９】しかして、上記廃水処理装置は、廃水処理
設備中の所定の廃水管路１に設される。設置された当初
の状態では、濾過材６の層に目詰まりは生じていないの
で、上流から廃水管路１の軸線方向に流下してきた廃水
は、廃水管路１の外周側を流通するものは、最初の濾過
槽本体５の外周側の濾過材６を主として通過し、そこで
懸濁物質等が捕捉分離されて濾過されて次の濾過槽本体
５に至るが、次の濾過槽本体５では外周側には濾過層が
配置されていないので、そのまま外周側を通過し、更に
次の濾過槽本体５に至り、濾過処理がなされる。一方、
中心部を通る廃水は、最初の濾過槽本体５についてはそ
のまま中央の円筒部内を主として通過するが、次の濾過
槽本体５には内周側に濾過層が配設されているので、そ
こで懸濁物質等が捕捉分離され、次の濾過槽本体５に至
り、これを繰り返す。このように、廃液は廃水管路の軸
心を通るか外周側を通るかによって異なった濾過槽本体
５によって濾過されるが、大径の濾過槽本体５と小径の
濾過槽本体５が同数設置されているので、同程度に濾過
されて、下流に濾過水が流れていく。

【００５０】そして、一定期間の濾過を終えると、各濾
過槽本体５の濾過層は目詰まりをし、そこを廃水が通過
しなくなる。その結果、廃水は最初の濾過槽本体５を通
過する際は中心部側を流通し、次の濾過槽本体５に至る
と外周側を流通し、更に、中心部そして外周部と蛇行し
て流通するようになる。すなわち、折曲流路を通過す
る。一方、各濾過槽本体５には、この折曲流路に臨むよ
うに複数の翼部材８、９が配設されているので、廃水の
流れによって濾過槽本体５が周方向に回転されるように
なる。しかして、各濾過槽本体５内に流動可能に収容さ
れている濾過材６は流動して攪拌されるようになり、こ
れにより濾過材間及び／または表面に付着した異物及び
／または汚泥が下流に放出されると同時に、濾過材６の
一部も摩滅して原水中に溶出し拡散される。濾過材６が
摩滅すると、その物理化学的機能が回復させられ、また
粒径が小さくなると、微小懸濁物質を濾過材に捕捉して
分離することができるようになる。そして、濾過槽本体
５の外壁間隙より小さくなった時点で、濾過槽本体５か
ら外部に排出される。なお、本実施形態では、濾過層の
目詰まりがなく廃水の流れによっては濾過槽本体５が回
転させることができないときでも、駆動装置４を作動さ
せて濾過槽本体５を周方向に回転させ、強制的に捕捉物
質の排除、濾過材の流動摩滅を行うこともできる。

【００５１】このように、上記実施形態では、廃水は円
盤状の濾過槽本体５に軸方向に流入して濾過材６により
濾過されるが、軸方向に複数の濾過槽本体５が設けられ
ているので、多段に濾過処理がなされることとなり、高
い濾過処理性能を達成することができる。また、濾過層
の目詰まりが発生すると、廃水は折曲流路を流通するよ
うになるので、その流れにより濾過槽本体５を周方向に
回転させることができ、濾過材６を攪拌流動させ、その
物理化学的機能を回復させることができるが、この機能
回復は何ら外部から動力を加えなくても達成できるの
で、初期の設備費用だけで運転コスト無しに運転するこ
とができる。

【００５２】上記濾過槽本体５の回転による装置運転
で、一時的に装置周辺の水環境は透明度が低下するが、
種汚泥としての微生物を下流に提供することになり、下
流側の廃水を浄化する。また、濾過材が磨滅、消耗する
が、濾過材が持つ凝集・沈殿物質を放出する機能を有す
る濾過材を使用すれば、凝集・沈殿作用は促進され、透
明度の復旧時間は短縮される。さらに、濾過材として含
水珪酸塩鉱物（ゼオライト族）を主成分とする土壌成
分、または天然または人工の珪酸塩鉱物の塊粒状物質を
用いたならば、微生物環境をさらに活発にし、下流の底
泥の改質を含め水環境の浄化・改善をすることができ
る。

【００５３】図３及び図４は、処理されるべき廃水が流
される廃水路が上方が開放された流路となっている場合
の実施形態を示すものである。すなわち、図中１０は、
断面略半円形の廃水路で、該廃水路１０の所定位置に
は、前後一対の支持腕１１が垂下された支持架台１２が
支持腕を排水路の幅方向中心にほぼ位置させて設置さ
れ、該一対の支持腕１１の下端で廃水路１０の軸心がほ
ぼ通る位置には、回転軸１３が回転自在に横架されて取
り付けられている。この回転軸１３の下流側の一端すな
わち前端には、駆動プーリが固定して取り付けられる一
方、上記支持架台１２の上部の所定位置には、モータ等
の駆動装置１４が、出力軸に取り付けられた駆動プーリ
を上記駆動プーリと同一平面面内に位置するようにして
配設されており、双方の駆動プーリに伝動ベルト１５が
巻回され、駆動装置１４により回転軸１３が回転させら
れるように構成されている。

【００５４】また、前述の実施形態と同様に、上記回転
軸１３には、大径の濾過槽本体１６と小径の濾過槽本体
１６が、交互にかつ回転軸１３の軸線方向に一定の等し
い間隔を開けて固着されている。この各濾過槽本体１６
は、既に説明した実施形態と同様に、濾過材１７を軸心
側に収容し、翼部材１８を外周側に設けたものと、濾過
材１７を外周側に収容し、翼部材１８を内周側に設けた
ものとを交互に含むが、本実施形態では、各濾過槽本体
１６の中心部より若干上方の部位まで廃水がくるように
廃水中に浸せきされている。

【００５５】しかして、この実施形態でも、廃水処理装
置を設置した当初の状態では、濾過材に目詰まりは生じ
ていないので、上流から廃水路１０を流下してきた廃水
は、廃水路１０の内壁側を流通するものは、最初の濾過
槽本体１６の外周側の濾過材１７を通過し、そこで懸濁
物質等が捕捉分離されて濾過されて次の濾過槽本体１６
に至るが、次の濾過槽本体１６では外周側には濾過層が
配置されていないので、そのまま通過し、更に次の濾過
槽本体１６に至り、濾過処理がなされる。一方、廃水路
の中心部側を通る廃水は、最初の濾過槽本体１６につい
てはそのまま中央の円筒部内を通過し、次の濾過槽本体
１６の内周側の濾過層で懸濁物質等が捕捉分離され、こ
れを繰り返す。

【００５６】そして、一定期間の濾過を終えると、各濾
過槽本体１６の濾過層は目詰まりをし、そこを廃水が通
過しなくなる。その結果、廃水は最初の濾過槽本体１６
を通過する際は中心部側を流通し、次の濾過槽本体１６
に至ると外周側を流通し、更に、中心部そして外周部と
蛇行して流通するようになる。一方、各濾過槽本体１６
には、この折曲流路に臨むように複数の翼部材１８が配
設されているので、廃水の流れによって濾過槽本体１６
が周方向に回転されるようになる。しかして、各濾過槽
本体１６内に流動可能に収容されている濾過材１７は流
動して攪拌されるようになり、これにより濾過材間及び
／または表面に付着した異物及び／または汚泥が下流に
放出されると同時に、濾過材１６の一部も摩滅して原水
中に溶出し拡散される。濾過材が摩滅すると、その物理
化学的機能が回復させられ、また粒径が小さくなると、
微小懸濁物質を濾過材に捕捉して分離することができる
ようになる。そして、濾過槽本体の外壁間隙より小さく
なった時点で、濾過槽本体から外部に排出される。な
お、本実施形態でも、駆動装置１４を作動させて濾過槽
本体１６を回転させ、強制的に捕捉物質の排除、濾過材
の流動摩滅を行うこともできる。

【００５７】このように、本実施形態でも、廃水は円盤
状の濾過槽本体１６に軸方向に流入して濾過材１７によ
り濾過されるが、軸方向に複数の濾過槽本体１６が設け
られているので、多段に濾過処理がなされることとな
り、高い濾過処理性能を達成することができる。また、
濾過層の目詰まりが発生すると、廃水の折曲流路への流
入により濾過槽本体１６が周方向に回転し、濾過材１７
が攪拌流動され、その濾過機能が回復するが、この機能
回復は何ら外部から動力を与えなくても達成できるの
で、初期の設備費用だけで運転動力コスト無しに運転す
ることができる。さらに、本実施形態では、濾過槽本体
１６をその上方側を空気中に露出させて設置しているた
め、濾過槽本体１６が周方向に回転すると、空気中にあ
った濾過材１７が廃水中に持ち込まれることになり、微
生物処理に好適な好気性雰囲気を常時達成できるという
効果もある。

【００５８】なお、上記濾過槽本体１６の外周壁には、
着脱自在な蓋部を備え、濾過材１７を濾過槽本体１６内
に投入する投入口を設けておくと、消費された濾過材１
７の補給が容易にでき、好都合である。

【００５９】

【発明の効果】本発明では、回転軸に相互に間隔を開け
て隣接させられかつ同軸状に回転自在に取り付けられた
少なくとも２基の円盤状の流体流通性容器の内部に濾過
材を、一の流体流通性容器の収容位置が他の流体流通性
容器の収容位置とは流体流通性容器の径方向にずれるよ
うに、収容し、該流体流通性容器に向けて軸方向に流体
を流通させ、流体流通性容器内に収容された濾過材によ
り流体中の懸濁物質を捕捉分離して流体を濾過するよう
にしたので、最小限の濾過材で、流体中の懸濁物質を濾
過分離することができるとともに、最小限の運転動力で
濾過材を均一にムラ無く洗浄することができ、これによ
り捕捉分離された流体中の懸濁物質等を流体中に排除す
るようにし、安価な設備費・運転費で実施することがで
きる。

【００６０】また、特に、自然環境の中にあっては、自
然界のエネルギーで運転し、流体の濾過により生ずる流
体中の懸濁物質、発生汚泥の量を最小にし、保守管理・
運転費用を可能な限り削減し、排出物を自然の自己浄化
機能の中での循環サイクルに組み込むことも可能となる
等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る濾過装置を廃水処理装置に応用
した場合の一実施形態を示す縦断面図である。

【図２】図１の廃水処理装置の横断面図である。

【図３】本発明に係る濾過装置を廃水処理装置に応用
した場合の他の実施形態を示す縦断面図である。

【図４】図３の廃水処理装置の横断面図である。

【符号の説明】

３、１３回転軸５、１６濾過槽本体（流体流通性容器）６、１７濾過材８、９、１８翼部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも２基の円盤状の流体流通性容
器が回転軸に相互に間隔を開けて隣接しかつ同軸状に取
り付けられ、上記流体流通性容器には、流体流通性容器
と同心の円環状もしくは円形状をなし、流体中の懸濁物
質を捕捉分離する濾過材を流動可能に収容する収容空間
がそれぞれ形成され、一の流体流通性容器の上記収容空
間は他の流体流通性容器の収容空間とは異なる外径をも
って流体流通性容器の径方向にずれて形成されてなるこ
とを特徴とする流体濾過装置。
【請求項２】流体流通性容器内の上記収容空間以外の
部分と隣り合う流体流通性容器間の間隙空間とにより、
折曲流路が画成され、上記流体流通性容器には、該折曲
流路を流れる流体の流体エネルギーを流体流通性容器の
回転駆動力に変換するエネルギー変換手段が付設されて
なることを特徴とする請求項１記載の流体濾過装置。
【請求項３】上記エネルギー変換手段は、上記流体流
通性容器に設けられ、上記バイパス流路内に臨ませられ
る抵抗部材により構成されてなることを特徴とする請求
項２記載の流体濾過装置。
【請求項４】外径の異なる少なくとも２種の上記流体
流通性容器を具備し、大径の流体流通性容器には上記収
容空間が外周側に形成され、小径の流体流通性容器には
上記収容空間が内周側に形成されてなる請求項１ないし
３の何れか１項に記載の流体濾過装置。
【請求項５】上記回転軸には、回転軸を回転させる回
転駆動手段が付設されてなることを特徴とする請求項１
ないし４の何れか１項に記載の流体濾過装置。
【請求項６】上記流体流通性容器は、濾過材の粒径よ
り小の流体流通間隙を持つ外壁面を有する容器であり、
上記収容空間は、該流体流通性容器の外壁と濾過材の粒
径より小の流体流通間隙を持つ壁面により画成されてな
ることを特徴とする請求項１ないし５の何れか１項記載
の流体濾過装置。
【請求項７】上記濾過材が、含水珪酸塩鉱物（ゼオラ
イト族）を主成分とする土壌成分、天然もしくは人工の
珪酸塩鉱物の塊粒状物質、多孔質で吸着性を有する炭化
物の塊粒状物質、高分子材料の顆粒状もしくは立体網目
構造状塊粒もしくはブラシ状団塊物質、無機もしくは有
機材料の中空円柱状もしくは中空球状体物質からなる群
から、単独もしくは混合状態で、選ばれてなることを特
徴とする請求項１ないし６の何れか１項に記載の流体濾
過装置。
【請求項８】回転軸に相互に間隔を開けて隣接させら
れかつ同軸状に取り付けられた少なくとも２基の円盤状
の流体流通性容器の内部に濾過材を、一の流体流通性容
器内の収容位置が他の流体流通性容器内の収容位置とは
流体流通性容器の径方向にずれるように、収容し、該流
体流通性容器に向けて軸方向に流体を流通させ、流体流
通性容器内に収容された濾過材により流体中の懸濁物質
を捕捉分離して流体を濾過することを特徴とする流体濾
過方法。
【請求項９】濾過材に捕捉された懸濁物質による流体
抵抗により流体が濾過材を通過しなくなったときに、上
記流体流通性容器を周方向に回転させて、濾過材の機能
回復を図ることを特徴とする請求項８記載の流体濾過方
法。
【請求項１０】流体流通性容器内の濾過材収容部以外
の部分と隣り合う流体流通性容器間の間隙空間とにより
画成される折曲流路に臨むように流体流通性容器に抵抗
部材を設け、折曲流路への流体の流入により流体流通性
容器を周方向に回転させることを特徴とする請求項９記
載の流体濾過方法。
【請求項１１】回転軸に設けた回転軸駆動手段により
回転軸を回転させ、上記流体流通性容器を周方向に回転
させることを特徴とする請求項９記載の流体濾過方法。
【請求項１２】流体が液体で、液体中の固体の懸濁物
質を濾過することを特徴とする請求項８ないし１１の何
れか１項に記載の濾過方法。
【請求項１３】流体が気体で、気体中の固体の懸濁物
質を濾過することを特徴とする請求項８ないし１１の何
れか１項に記載の濾過方法。
【請求項１４】流体が重比重流体と軽比重流体を含
み、重比重流体を濾過することを特徴とする請求項８な
いし１１の何れか１項に記載の濾過方法。
【請求項１５】流体が重比重流体と軽比重流体を含
み、軽比重流体を濾過することを特徴とする請求項８な
いし１１の何れか１項に記載の濾過方法。
【請求項１６】重比重流体が液体で軽比重流体が気体
である請求項１４または１５記載の濾過方法。