JPH11221409A - インライン形シ−ト片付ドラム回転式濾過機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 重力濾過機たる特殊濾布付ドラム回転式濾過
機を、インライン形に構成する。 【解決手段】 重力濾過機たる特殊濾過付ドラム回転式
濾過機５０を、密閉耐圧濾過槽１に横設し、ドラム２の
上部の内外に加圧空気９，９を導入することにより空気
溜りを作り、この空気溜りで、ドラム２の外側に逆洗水
ノズル４を、内側にケ−ク回収ホッパ５を対向して設け
ると、大気開放型の同種の濾過機が用いられ、しかも、
濾過水を送水するポンプを必要としない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インライン形シ−
ト片付ドラム回転式濾過機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知の如く固液混合物を濾布等の濾材に
圧入することにより、濾別して固液を分離する操作を濾
過といい、この装置は濾過機とかストレ−ナとかフィル
タ−等と称しており、濾材に圧入する仕方によって、重
力濾過機、加圧濾過機および真空濾過機に分類されてい
る。

【０００３】重力濾過機に属するマイクロストレ−ナの
一つに、濾材を濾布で構成したドラム回転式濾過機が知
られており、特に、特殊な濾布を使用して、濾材空隙径
を５μｍまで小さくし、砂濾過機に比べ４ないし５倍の
濾過水量とし、濃縮水量は原水量の１〜２％という高性
能の、いわゆる「ドラム型特殊濾布ストレ−ナ」という
濾過機が提供され（例えば、実公平４−６８０７号公報
等参照）、本出願人も、これについて各種の提案を行い
（例えば、特公平６−４７０４８号公報）、かつ、実施
をしている。

【０００４】かかる濾過機について述べる。図３におい
て、この横形の濾過機５０Ａは、約１〜１０ｒｐｍとゆ
っくり回転するドラム５１の外周に特殊な濾布５２を張
り、このドラム５１を濾過水槽５３に１／２〜２／３程
度浸して横設し、減速モ−タ（不図示）で回転させるも
のである。

【０００５】この濾布５２は、図示しないが支持体であ
る下層部と、固液分離に寄与する表層部とからなり、こ
の表層部には極細繊維の立毛を有し、約５μｍの固形分
粒子（ｓｓ）を５０％以上分離する細密組織であり、か
つ、厚さ２００μｍの薄層になっている。

【０００６】そのため、逆洗などの洗浄により捕捉粒子
が除かれやすくなっている。なお、この捕捉粒子は表洗
と逆洗とによって湿式で排出される。

【０００７】このドラム５１の一方の鏡板（側板）に
は、原水供給路５４が接続されてドラム５１の内部に原
水が供給される。この原水は矢印ａ，ａ，…のように濾
布５２によって濾別され、ドラム外側に流出する。この
とき、最大差圧（液圧差）ΔＨ＝２００〜４００ｍｍ程
度により原水は通過する。

【０００８】また、このとき、原水中の特に浮遊物（ｓ
ｓ）は濾布５２内面側で捕捉されるので、濾過水槽５３
の水面上、すなわち、大気中で外側より圧力約１〜５ｋ
ｇ／ｃｍ² の逆洗水ノズル５５の逆洗水により連続的に
洗浄する。

【０００９】そして、濾布５２を通過した小量の逆洗水
は、このｓｓを洗い落とし、若干量の濃縮水となって、
ドラム５１内側に設けたホッパ５６で回収され、ドラム
固定軸（不図示）内を経て濃縮水排出路５７で排出す
る。

【００１０】また、逆洗の後、ドラム５１が回転してド
ラム５１内の水面上で表面洗水ノズル５８の表洗水によ
り濾布５２の内面から洗浄する。そして、これらの逆洗
水や表洗水は、ポンプ５９により加圧送水した濾過水が
使われる。なお、主たる濾過水は濾過水送出路６３より
用途側にポンプ（不図示）によって送水する。

【００１１】一方、一般に濾過機をインライン形（管路
の一部に簡易に取付けることができる構造をいい、すな
わち、濾過による圧力の減衰は若干あるものの、流入原
水の圧力を利用して濾過水を用途側に送水するシステ
ム）に構成すれば、濾過機で処理された濾過水を送る送
水ポンプが不要になったり、段差のない処理設備になっ
たり、地下設備になったり、更には設備全体がコンパク
トになったりする等の長所が期待できる。

【００１２】そこで、前記の特殊濾布付ドラム回転式濾
過機５０Ａをインライン形に構成すると、前記の長所が
発揮されるものの、次のような新しい問題が判明した。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本来、かかる濾布付ド
ラム回転式濾過機５０Ａは、マイクロストレ−ナに用い
るヒラたたみ織りステンレス濾網と違い、きわめて柔軟
な強度の弱い濾布を用いるので、ドラム５１における水
上側では逆洗水ノズル５５からの高圧の逆洗水により凹
状となり、水中のドラム底側では捕捉したｓｓが溜まっ
て凹状になる傾向があり、また、濾布５２をドラム外面
に張設固定するためにも、図４中Ａ部に示すように、円
環状スティ６０や補強リブ６１や濾布押え金具６２を必
要とするので、逆洗水ノズル５５と濾布５２の外表面と
の間に比較的大きいスキマが形成されるし、また、ま
た、濾布５２の内周面とホッパ５６との間にもスキマが
形成される。

【００１４】そのため、図４に示すように、かかる濾布
付ドラム回転式濾過機５０Ａをインライン形５０Ｂに構
成すると濾過機全体が浸水状態になり、噴出する逆洗水
の水量よりも多い原水ｃや濾過水がこれらのスキマから
入り、ホッパ５６に回収される濃縮水を希釈増量して、
濾過性能を低下させる、という致命的な問題が判明し
た。

【００１５】また、インライン形に構成して濾過機全体
が満水状態になるから、逆洗水を止め、図５に示すよう
に空気洗浄方式による高圧空気ノズル５５Ａを用いて
も、原水ｃの回り込み量は多く、また、空気圧も低下す
るし、更に濃縮水も満流となって排出する、という問題
が考えられる。

【００１６】なお、加圧濾過機に関するもので、濾過円
筒体や円板を耐圧槽に収容して、ポンプ圧を原水に作用
させ、連続加圧濾過操作を行う加圧濾過機は知られてい
る（例えば、特公平６−６９５２３号公報、特公平６−
７５６５６号公報、特に特公平７−９６０８３号公報等
参照）。

【００１７】しかしながら、かかる加圧濾過機と、重力
濾過機で濾過助剤を必要としない前記濾布付ドラム回転
式濾過機とは、その強度や耐圧の関係で異種であるの
で、かかる加圧濾過機は、重力濾過機をインライン形に
構成するときの参考にはできない。

【００１８】そこで本発明は、前記濾布付ドラム回転式
濾過機を重力濾過機のままでインライン形に構成するこ
とを主たる目的とし、インライン形に構成したために生
じる問題点を解決することを副たる目的とするものであ
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、重力濾過機としてのシ−ト片付ドラム回
転式濾過機を密閉式耐圧濾過水槽内に横設し、該ドラム
の上部の内外に空間部をそれぞれ強制的に形成し、該外
側の空間部に逆洗水ノズル、内側の空間部に濃縮水回収
用ホッパを対向してそれぞれ設けることにより、原水流
入圧力を利用して濾過水を送水することを特徴とするイ
ンライン形シ−ト片付ドラム回転式濾過機を要旨とする
ものである。

【００２０】したがって本発明には、次の実施態様が含
まれる。

【００２１】濃縮水回収用ホッパを間欠的に流出させ
る設備を介して大気側に開放して、濃縮水を排出するの
で、空間部を形成するための空気圧を可及的に変動させ
ないようにしたもの。

【００２２】空間部を形成するための空気圧を、水位
計によって制御して導入するので、空気圧計の制御より
も、制御容易となるもの。

【００２３】濾材を前記特殊濾布のみならず、フィル
タ−パット等のシ−ト片に構成して清澄濾過に用いるこ
とができるもの。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明を、添付図面に示す実施の
形態例により詳細に述べる。

【００２５】図１は本発明の実施の形態例の模式図、図
２は本実施の形態例による効果説明図である。

【００２６】本発明の実施の形態例は、前記図３で説明
した重力濾過機たる濾布付ドラム回転式濾過機５０Ａを
そのまま用いてインライン形のシステムに組込んだもの
で、したがって、濾過機５０そのものは同一構造に付き
その説明を省略する。

【００２７】なお、その用途も、湖沼、浄水場、プ−ル
の植物性プランクトンの除去や限外濾過の前処理や工場
排水のｓｓ除去や砂濾過機の代替等、要するに水中の５
μｍから１０００μｍの固形分粒子を分離可能とする従
来の用途と同様に適用できる。

【００２８】図１において、１は密閉式耐圧濾過水槽
（従来のものより濾過水槽およびその蓋を構造的に剛性
を付与したもので、少なくとも、原水の流入圧力に耐え
られる密閉容器）、２は回転濾過本体、つまりドラム、
３は前記の特殊な濾布、４はドラム２の円筒頂上付近で
軸方向に設けた細巾の逆洗水ノズル、５はドラム２の内
部に設け、逆洗水ノズル４と対向した濃縮水回収用ホッ
パ、６は濃縮水排水路、７は原水供給路、８は濾過水送
出路を示し、これらの構成は、前記図３で示したものと
略同一である。

【００２９】ここにおいて、インライン形にしたため、
すなわち、原水および濾過水の満水流に対抗させるた
め、耐圧濾過水槽１とドラム２のそれぞれ上部に、圧力
空気供給管９，９を開口して、エア電磁弁１０を介し
て、エア源１１からの圧力空気を導入するようにし、し
たがって、この圧力空気の導入によって耐圧濾過水槽１
とドラム２のそれぞれ上部に空間部（空気溜り）が強制
的に形成するようにしている。

【００３０】その空間部の水位を検出するため原水水位
計１２、濾過水水位計１３を設け、その信号により前記
エア電磁弁１０を正確かつ鋭敏に制御するようにしてい
る。勿論、エア電磁弁１０を制御するのに、空間部の空
気圧計によって制御することも考えられるが、濃縮水の
排出による水面低下に起因する空気圧の低下は若干であ
るので、空気圧を計測して制御するのは得策でない。

【００３１】また、濃縮水排水路６は分離タンク１４に
接続され、分離タンク１４にも分離タンク用水位計１５
を設けている。この分離タンク１４の下部には電動弁１
６を設け、この電動弁１６を介して濃縮水は大気側に排
出される。この分離タンク１４の上部空気部と耐圧濾過
水槽１の上部空間部とを連通管１７で連通している。こ
の連通管１７には連通管用電磁弁１８を設けている。

【００３２】次に、以上のインライン形に構成した濾過
機５０の作用を述べる。

【００３３】ドラム２は、その内部に原水を流入圧力に
より導入し、濾布３により原水中の固形分粒子（ｓｓ）
を捕捉しながらイ方向にゆっくりと回転することによ
り、原水を濾別して濾過水にする。この濾布３によって
捕捉されたｓｓは、前記空間部側に回転移動し、この空
間部に設けた逆洗水ノズル４により噴出する、従来のも
のより若干高圧の逆洗水によって逆洗浄されてホッパ５
によって回収される。

【００３４】このホッパ５内には、濾布３を通過した逆
洗水とｓｓとの混合体、すなわち、原水より相当高濃度
の濃縮水が集積する。この濃縮水は、濃縮水排水路６を
介して分離タンク１４に流入する。

【００３５】一方、インライン形に構成しているため、
原水には所定の流入圧力を有するので、これと同等か若
干上回る空気圧を圧力空気供給管９，９によりドラム２
の内外に導入し、原水水位と濾過水水位とをそれぞれ維
持している。

【００３６】濾過水水位の方が低いのは、原水が濾布３
を通過するとの圧力損失である。したがって、濾布３に
は重力濾過機と同様の圧力しか作用しないので、いずれ
の部材も特に濾布３には、加圧濾過機のように強度を上
げる必要がない（勿論、濾過水槽は別である）。

【００３７】そして、これらの水位は、原水水位計１２
や濾過水水位計１３によって検出されるが、密閉式耐圧
濾過水槽１内の加圧空気は、濾過水や濃縮水に伴われて
外部に流出するので（但し、一旦所定の空気圧を与えれ
ば、流出する空気は若干である）、耐圧濾過水槽１内の
圧力が減少することから、また、濃縮水の排出によって
も減少することから、これを前記原水水位計１２や濾過
水水位計１３によって、空気圧の代替値である水位で検
出し、エア電磁弁１０を開にして元の圧力に戻すように
し、所定の水位となればエア電磁弁１０を閉にして圧力
を復元させる。

【００３８】このようにして、ドラム２の内外に形成さ
れた空間部において、逆洗水を噴出し、濾布３を通過さ
せ、濃縮水のみをホッパ５で回収するので、濃縮水には
原水や濾過水の混入は生じない。

【００３９】また一方、濃縮水は従来の大気開放形の濾
過機５０Ａ（図３のもの）と同様の作用により外部に排
出するが、このとき、耐圧濾過水槽１内の圧力は大気よ
り高いので、濃縮水排水路６より高速大量に、いわゆる
ガバガバと流出しようとすることから、分離タンク１４
に一旦流入させ、電動弁１６を介して外部に間欠的に排
出するようにしている。その制御は次のようにして行わ
れる。

【００４０】分離タンク１４の上部と、耐圧濾過水槽１
の上部とは連通管１７で連通しているので、両者は同じ
圧力に保持されており、分離タンク１４の水位が濃縮水
排水路６より低くなれば、濃縮水は分離タンク１４の方
に自動的に移動する。

【００４１】しかし、分離タンク１４の水位がホッパ５
の内部と同等になると、濃縮水の移動は行われないの
で、分離タンク１４の下部に設けた電動弁１６を開にし
て分離タンク１４の水位を下げると再び濃縮水は自動的
に分離タンク１４へ流入する。

【００４２】このとき、分離タンク１４内の分離タンク
用水位計１５により、その水位を検出して、所定の水位
まで低下すると電動弁１６を閉にする。これを繰り返す
ことにより、濃縮水は分離タンク１４に流入し、次いで
分離タンク１４の下部から排出する。

【００４３】そして、濾過水は、原水の流入圧力を略維
持して濾過水送出路８から所定の用途側に送水される。

【００４４】なお、本実施の形態例では、分離タンク１
４を用いて濃縮水を排出させたが、本発明はこれに限ら
ず、濃縮水排水路６の先端側に２つの電動弁を直列に設
け、ホッパ５に近い側の電動弁を開、遠い側の電動弁を
閉とし、これらの２つの電動弁間に濃縮水を滞留させ、
次いで、近い側の電動弁を閉、遠い側の電動弁開にし
て、この間の濃縮水を流出させるようにしてもよい。

【００４５】また、シリンダ状の弁を使用して一定量の
濃縮水を気密状態で外部に排出してもよい。いずれにし
ても、濃縮水の排出は間欠的に行われる。

【００４６】なお、本発明の空気溜りは、サイホン形式
にすれば導入する空気圧を低くすることができる。

【００４７】次に、本実施の形態例の濾布付ドラム回転
式濾過機５０をインライン形に構成して、水泳用プ−ル
１９に用いた例により、従来の重力濾過機たる濾布付ド
ラム回転式濾過機５０Ａと比べ、その優れた効果を述べ
る。

【００４８】図２において、（Ａ）は従来例、（Ｂ）は
本実施の形態例のそれぞれの模式図である。

【００４９】先ず、（Ａ）において、従来の濾布付ドラ
ム回転式濾過機５０Ａは、水泳用プ−ル１９の底部の水
を吸引して濾過し、再びプ−ル１９へ返戻するようにし
ているが、この大気開放系の濾過機５０Ａで濾過された
濾過水は、一旦水槽２０に貯溜し、それから送水ポンプ
２１で水頭差Ｈ１に抗して送水するようにしている。

【００５０】そして、プ−ル１９と濾過機５０Ａとを連
通する連通管には必ず緊急作動弁２２が設置され、濾過
機５０Ａや送水ポンプ２１の異常に対応可能にしてい
る。

【００５１】そして、この濾過機５０Ａはプ−ル１９に
横の地下管廊内３３に設置されることが多い。そこで、
もし異常状態が発生し、緊急作動弁２２を設置していな
ければ、また、緊急作動弁２２が設置されていても給電
（停電等）されなければ、地下管廊内２３は水没してし
まう、という問題があった。

【００５２】これに反し、本実施の形態例の濾布付ドラ
ム回転式濾過機５０は、インライン形、すなわち、密閉
系に使用しているため、前記緊急作動弁２２は不要であ
り、また、送水ポンプ２４は濾過機５０の前または後に
設置して、流入圧力をそのまま利用できるので、ポンプ
水頭は濾過機５０の圧力損失だけを考慮すればよく、当
然、水没等の問題は生じない。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、柔軟な濾布等のシ−ト
片を濾材に用いた重力濾過機たるドラム回転式濾過機を
インライン形に構成したので、インライン形に構成する
ことによる長所を発揮できるのは勿論、逆洗噴射や濃縮
水の回収が、大気開放系の濾過機と同じように行われ、
その性能を維持することができる。

【００５４】殊に、原水の流入圧力を高くしても、それ
だけ濾過水の送水圧力が高くてバランスし、柔軟な濾布
等シ−ト片を棄損することがない。ひいては、環状ステ
ィや補強リブの数を増さず濾過面積を減少することがな
い。

【００５５】更に、技術的に完成されている、量産可能
の従来の大気開放系の濾過機をそのまま利用できるの
で、新規実施によるトラブルを回避でき、唯、濾過水槽
に剛性を与えて密閉式耐圧濾過水槽に変更するだけで、
インライン形に構成した長所を発揮できるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態例の模式図である。

【図２】本実施の形態例による効果説明図である。

【図３】従来例である。

【図４】図３の要部説明図である。

【図５】図４の他の説明図である。

【符号の説明】

１…耐圧濾過水槽、２…ドラム、３…濾布、４…逆洗水
ノズル、５…濃縮水回収用ホッパ、５０…濾過機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重力濾過機としてのシ−ト片付ドラム回
   転式濾過機を密閉式耐圧濾過水槽内に横設し、該ドラム
   の上部の内外に空間部をそれぞれ強制的に形成し、該外
   側の空間部に逆洗水ノズル、内側の空間部に濃縮水回収
   用ホッパを対向してそれぞれ設けることにより、原水流
   入圧力を利用して濾過水を送水することを特徴とするイ
   ンライン形シ−ト片付ドラム回転式濾過機。