JPS5849285B2 - 「ろ」過装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明の分野 本発明は濾過装置、特に深床型フィルタを含む濾過装置
で、このＰ床は２方向から送られる廃水から粒状物質な
どを分離し、１床が周期的に浄化されて捕集粒子を除去
する濾過装置、即ち濾過システムに関連する。

従来技術 液体から粒状物質の異物を分離するのに深床型フィルタ
を使用する濾過装置は公知である。

フィルタを構成する粒状１材は異物を捕集するからとの
濾過装置から異物を含まない液体が流出する。

この種の装置は、捕集された異物を除去するためＰ床を
周期的に浄化しなければならないからバッチ式でしか操
作できない。

Ｐ未浄化は゛°現場″で、又は米国特許第３５５０７７
４号明細書に記載されているようなスフランバー回路装
置を使用して行われる。

発明の要約 濾過モードの濾過装置には粒状物質のような異物を含む
廃水が流入する。

この装置は上方の入口から廃水が流入する深床型フィル
タを含んでいる。

この入口はフィルタ内の分配高圧容器内に配置された下
方排出点に接続する。

この高圧容器の周囲にはＰ材を含むＰ床がある。

この高圧容器は、１材が沢床上部と底部で廃水を受取る
ように廃水を２部分に分割する。

この廃水流動は上方及び下方のＰ床の全断面を同等に横
切るように分配される。

Ｐ床内をこの２部分の廃水が下向きと上向きに流れてＰ
床が異物を捕集するから、水は異物を含まないきれいな
状態でフィルタから中央導管を経て排出される。

Ｐ床で捕集された物質の量が増加するにつれてＰ床を通
して水を押出すのに必要な圧力も大きくなる。

又Ｐ床が異物で充満すると未浄化水が出て（る恐れがあ
る。

何れの場合でも濾過操作を中止して濾過装置を浄化しな
ければならない。

この浄化モードは４種類の別個の回路操作を含んでいる
。

この第１操作は、捕集異物を分離してこれを循環スラリ
内の懸濁物にすることによって１材を浄化するものであ
る。

フィルタは１組の攪拌ノズルを含みこの浄化作用を促進
する。

第２操作によって異物は浄化用容器を経℃沢過装置から
逆洗で除去される。

第３操作によってＰ床の改質、即ち濾過性能の復元が行
われ、同時に第４操作によって浄化用容器のパージング
、即ち浄化が行われる。

これらの操作によって濾過装置は濾過モードに戻り、次
の廃水処理が行われる。

本発明の濾過装置は従来の装置に比べて幾つかの利点が
ある。

第１は、廃水を下向きと上向きの二方向からフィルタに
流入させることによって、Ｐ床が捕集する異物量を約２
倍にすることができる。

Ｐ床の捕集性能のこの大幅増加はＰ床の表面積の増大に
よって得られるものである。

粒状異物の性質によって異なるが、１床の性能は１材１
平方）−ト当りの流量によって測定される。

Ｐ床は、この単位面積当りの流量とＰ床の深さが、Ｆ未
浄化が必要になるまでかなり長時間異物捕集が継続でき
るものではなければならない。

Ｐ床の深さはほぼ一定であるから、この表面積はＰ床性
能にとって重要である。

従ってｒ床の表面積を増大することによって、フィルタ
タンクの大きさ又は１床の深さを変えることな（１床の
容量を増加できる。

又１材は次第に減少するから濾過装置に周期的に補充し
なければならないことに注意すべきである。

この減少はＰ床浄化中に起こり、又１材がスラリの一部
として激しく循環される場合にはこの減少が大きくなる
。

この１材減少でＰ床上部の深さは小さくなる。

しかし廃水の分割２部分は沢床内の負圧の差によってバ
ランスしているから流量はほぼ同一状態を継続する。

本発明の濾過装置の別の利点は、フィルタ内のスラリに
らせん状流通路を発生するため食い違い配置の攪拌用ノ
ズルを使用することである。

この流通路は粒状１材の分離と懸濁を促進するから粒状
１材は効果的に濾過装置から逆洗される。

１材が改質されるとｒ床は清浄状態になる。

最後に、浄化用容器のパージ操作によって容器内の異物
がなくなるから最適状態になる利点がある。

この濾過装置が次の浄化モードになったとき、浄化操作
は有効かつ適時に行われる。

濾過効率は単位時間内に処理される廃水量によって測定
される。

従って上記のパージ操作は、濾過装置が浄化モードにあ
る時間を最小限にし、濾過モードにある時間を最大限に
する目的に合致する一部ともなる。

好適実施例の説明 本発明の一実施例は第１図の１０で全般的に示される。

この装置１０に使用される深床型フィルタ１２の詳細は
第２ないし４図に示される。

フィルタ１２は中空円筒状の中央部１４と、これに連結
されたドーム型の上部及び下部密閉用端部１６及び１８
を有する。

この濾過装置は濾過モードと浄化モードの二つの操作モ
ードを有する。

濾過モードでは、処理水源Ｓから送られる廃水、例えば
粒状異物が混合した水は供給管路２２によって水源Ｓに
接続された上方人口２０からフィルタ１２に流入する。

この水流調節は第１弁２４によって行われる。

フィルタ１２内で入口２０は内側に曲がる逆り型入口管
路２８に接続する。

この入口管路２８は垂直脚部３０を有し、該脚部はフィ
ルタ１２の中心にあり、下端に開放端部３２を有する。

この開放端部３２はフィルタ１２の底端部の内面の直上
にある。

垂直脚３０は分配高圧室３６の壁で包囲される。

この高圧室３６は下端に拡大円筒部３８を有する。

この拡大円筒部の底縁４０（第２図）はフィルタの底端
部１８の内面に接してこれを密閉する。

拡大円筒部３８には多数の孔４２が形成される。

拡大円筒部３８の上縁は円錐形縮小部４６によって上方
の円筒部４４に接続される。

この円筒部４４の内径は入口管路垂直脚３０の外径より
も大きいからこの間に選択流動空間４８が得られる。

孔４２の数と大きさ及び流動空間４８は、入口管路２８
からフィルタ１２内に流入する廃水が均一に分配される
ように選択される。

従って等量の廃水が多数の孔４２と、分配高圧室３６の
上方の円筒部４４の開放上端５０とを経て流入する。

分配高圧室３６の周囲には粒状Ｐ材５４の深床５２が設
けられる。

この１材５４は砂、石炭粒、粉砕くるみ殻その他の濾過
粒子でよい。

フィルタ１２内のＰ材５４の量は、この表面５６が円筒
部４４の開放上端５０の直下に達するように選択される
。

濾過装置１０の操作間のＰ材５４の漸減を補充するため
、Ｐ床５２の中央部より僅かに下方に一連の出口導管５
８が配置される。

第２及び４図に示されるように４個の出口導管が配置さ
れ、これらの導管は水平にフィルタ円筒部１４の全幅又
は直径を横切って配置される。

上記のように減少したＰ材に代わる補充用Ｐ材５４を加
えるべき場所では、導管５８はＰ床５２の上面５６の下
方のほぼ中央点に配置されよう。

各導管５８は隣接旋回部間に隙間６４ができるように選
択されたピンチでらせん状に巻かれたくさび形ワイヤで
構成される。

廃水が入口管路２８の下方開放端部３２から排出される
と、この＝部は高圧室の拡大円筒部３８の多数の孔４２
から流出し１床５２の下方部６０を通って上昇する。

はぼ等量の廃水は流動通路４８内を上昇して円筒部４４
の開放端部５０から流出し、次にＰ床５２の上方部６２
を通って下降する。

Ｐ床の下方部６０と上方部６２を通る上記の廃水の上向
きと下向きの流動間に廃水中の異物粒子はＰ材５４の界
面に捕集される。

廃水が導管５８に達するまでの間にはほとんど全部の異
物が除去される。

廃水は清浄水として隙間６４を通り各導管５８の出口６
６に達する。

導管５８の隙間はＰ材５４が通過できない大きさである
。

導管出口６６は管寄せ、即ちヘッダ６８に接続している
。

ヘッダ６８は次に排出管７０に接続して清浄化廃水を第
２弁７２を通して装置１０から排出する。

浄化の要求状態は供給管２２内の圧力を感知して決定さ
れる。

この圧力の一定増加、例えば５ｐｓｉから２５ｐｓｉへ
の増加は、捕集粒子が流動を妨害するためＰ床５２がこ
れ以上実際に廃水を処理できないことを示す。

Ｐ床５２を浄化するため、第１及び第２弁２４゜７２を
閉じ、装置１０への流入及びこの装置からの流出を停止
する。

これで装置１０のＰ未浄化モードになるがこのモードは
一連の回路操作を利用する。

第１操作はフィルタ１２内の上方スラリ出口８４によっ
て限定される閉鎖ループ流路を作るスラリ回路によって
行われる。

出口８４は浄化用容器８Ｂの入口８６に接続されている
。

容器８８は又スクランバポンプ吸込管９９によってスク
ランバポンプ９８の取入口９６に接続される。

ポンプ９８の排出口１００は又、スラリ出口管路１０６
によって上下の１組の攪拌ノズル１０２，１０４に接続
される。

これらのノズル１０２ 、１０４に対する流れはそれぞ
れ第４、第５、第６及び第７弁、即ち１０８゜１１０．
１１２及び１１４によって制御される。

第３図に示されるように、上方の１組のノズル１０２は
２個のノズルで構成される。

これらのノズル１０２はフィルタ１２の中心の両側で横
方向に食い違って配置されているから左回りの流れを生
スる。

下方の１組のノズル１０４はフィルタの底端部に支持さ
れ、同様にフィルタ１２の中心の両側に食い違って配置
される。

上記の配置のため下方の２個のノズル１０４も左回りの
流れを生ずる。

弁９２，１０８，１１０，１１２及び１１４を開放して
スラリツバポンプ９８を付勢すると、廃水、Ｐ材５４及
び捕集粒子のスラリがフィルタ１２内にできる。

このスラリは、例えばフィルタの直径が５フイートの場
合には約１５分間におよそＩＯｏｏｇｐｍの割合で循環
する。

これより大型のフィルタを使用すると更に大きい流量に
なる。

この循環間に、スクランバポンプ９８及びフィルタ１２
内の上方及び下方のノズル１０２，１０４の流れで発生
されるうず巻状流通路の作用で、廃水中に個々に懸濁し
ている粒子はＰ材５４から分離される。

この粒子−Ｐ材分離が完了した時点でスラリ回路を遮断
し、逆流回路に切換える。

この回路は第８弁１１６を含み、この弁は浄化用容器８
８の第２スラリ出口１１８に逆洗流排出管路１１７によ
って接続される。

第８弁１１６を開放すると、廃水と異物は容器８８内に
設げられた分離器１２０を流れる。

この分離器１２０の構造は導管５８と類似した旋回くさ
びワイヤ管で、この（さびワイヤ旋回体は、Ｐ材５４は
通さないが異物と廃水は通過させる間隙離れている。

第８弁１１６の開放と同時に菓ｌ弁２４も開放され、廃
水の流入は浄化用容器８８からの流出に代わる。

又弁１１０゜１１４も閉鎖され、継続して付勢されてい
るスラリソバポンプ９８を通る流量はスラリ回路の流量
の約半分に減少する。

短時間内にスラリ中の粒子濃度は廃水源Ｓ内の粒子濃度
とほぼ同じになる。

スラリの粒子濃度が上記のように減少したとき逆洗回路
の使用を停止する。

この浄化モード、即ち再生モードでＰ未改質及び復元回
路が使用できるようになる。

この回路はパージ管路１２２を含み、この管路は第２浄
化用容器出口１１８を第９弁１２４を介して廃水源Ｓに
接続する。

この弁１２４を開放し、同時に弁２４，９２，１０８゜
１１０．１１２，１１４及び１１６を閉鎖する。

このパージ回路は更に、開放されている第１０弁１２８
を有するフィルタパージ管路１２６を含む。

この管路１２６は浄化用容器人口８６と第３弁９２との
間でスラリ入口管路９０に接続し、又排出管路７０にも
接続している。

この回路は更に、開放されている第１２弁１３２を有す
る１材帰還管路１３０を含む。

この帰還管路１３０は、スクランバポンプ９８の排出口
１００を、第１弁２４とフィルタ入口２０との間で供給
管路２２に接続する。

第９弁１２４は開放されているから上記の回路は加圧状
態が維持され、又スクランバポンプ９８は作動を継続す
る。

例えばスラリ入口管路９０と浄化用容器８８内の１材５
４はスクランバポンプ９８に吸引され、第１１弁１３２
かもフィルタ１２内に圧送される。

第１０弁１２８も開放しているからスラリの廃水部分は
導管５８を介してスクラソバポンブ９８で吸引され、こ
の導管はＰ材５４の通過を阻止する。

このようにして１材５４はフィルタ１２に戻され沢床は
改質される。

分配高圧室３６の孔４２は充分に大きく、上記の改質操
作間にＰ材５４を通過させることに注意されたい。

入口管路２８の下方開放端部３２の配置のため１材５４
は高圧室下部３８を通過し上記の沢床改質を促進する。

上記の改質によＭ”床５２は再び濾過性能を発揮し、ス
ラリ中の異物粒子は除去されるから、パージ及び１床改
質回路にほぼ清浄な水が得られる。

このため排出管路７０がこのパージ回路の一部として使
用され、又この装置１０の濾過モード間使用されるから
、この装置１０が濾過モードに戻ると清浄水のみが排出
される。

沢床５２が改質されて濾過性能を発揮すると、Ｐ未改質
及びパージ回路を停止する。

次の浄化モードで浄化用容器パージ回路が使用できるよ
うになる。

この回路には、開放状態の第１２弁１３６を含むバイパ
ス管路１３４が必要である。

二の管路１３４の一端は第１弁２４と、供給管路２２０
沢材帰還管路１３０との接続点の間で該供給管路２２に
接続する。

管路１３４の他端は、第３弁９２と、スラリ入口管路９
０のフィルタパージ管路１２６との接続点の間で該スラ
リ入口管路９０に接続する。

第２弁７２と第９弁は開放され、残りの弁２４，９２，
１０８，１１０，１１２゜１１４，１１６，１２８及び
１３２は閉鎖され、又スラリソバポンプ９８は消勢され
る。

廃水はパージ管路１２２を通って装置１０に流入し、浄
化用容器８８内の分離器１２０内を逆方向に流れるから
この分離器を浄化する。

分離された異物粒子とＰ材５４はすべて容器人口８６か
らバイパス管路１３４及び第１２弁１３６を経てフィル
タ１２に流入する。

分離された粒子は沢床５２で捕集され、又液体は第２弁
７２を経て装置１０から流出する。

浄化用容器８８が適当にパージされるとこのパージ回路
が停止される。

装置１０は第１弁を開放し、第９弁１２４及び第１２弁
１３６を閉鎖することによって濾過モードに戻る。

Ｐ床５２は、これを通る逆方向の逆洗流のゆるやかな流
れによって現場で浄化されることに注意すべきである。

この逆洗流によってＰ床５２は僅かに膨張され、捕集粒
子は１材５４から流し出される。

使用するＰ材の型式は浄化型式に大きく影響する。

例えば砂を１材として使用すると、このもろい物理法の
ため現場、即ち使用位置で浄化しなければならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の濾過装置の系統図である。 第２図は第１図の装置に使用される深床型フィルタの縦
断面図である。 第３図は第２図のフィルタに使用される攪拌ノズルの代
表的配置を示す横断面図である。 第４図は第２図の線４−４によるフィルタ横断面図であ
る。 １０・・・・・・濾過装置、１２・・・・・フィルタ、
１４・・・・・・中央中空円筒体、２０・・・・・・上
方入口、２２・・・・・・供給管路、２４・・・・・・
第１弁、２８・・−・・・逆り型入口管路、３０・・−
・・・垂直脚部、３２・・°・・・下方開放端部、３６
・・・・・・分配高圧室、３８・・・・・・下方拡大円
筒部、４２・・・・・・子Ｌ ４４・・・・・・上方
日筒部、４６・・・・・・円錐型縮小部、４８・・・・
・・選択流通空間、５４・・・・・・１材、５８・・・
・・・出口導管、６４・・・・・・隙間（空間）、６８
・・・・・・ヘッダ、７０・・・・・・排出管路、１２
・・・・・・第２弁、８４・・・・・・上方スラリ出口
、８６・・・・・・入口、８８・・・・・・浄化用容器
、９０・・・・・・スラリ入口管路、９２・・・・・・
第３弁、９４・・・・・・スラリ出口、９６・・・・・
・取入口、９８・・・・・・スラリツバポンプ、９９・
・・・・・吸入管、１００・・・・・・排出部、１０２
，１０４・・・・・・攪拌ノズル、１０６・・・・・・
スラリ出口管路、１０８・・・・・・第４弁、１１０・
・・・・・第５弁、１１２・・・・・・第６弁、１１４
・・・・・・第７弁、１１６・・・・・・第８弁、１１
７・・・・・・逆洗流排出管路、１１８・・・・・・第
２浄化用容器出口、１２０・・・・・・分離器、１２２
・・・・・・パージ管路、１２４・・・・・・第９弁、
１２６・・・・・・フィルタパニジ管路、１２８・・・
・・・第１０弁、１３０・・・・・・１材帰還管路、１
３２・・・・・・第１１弁、１３４・・・・・・バイパ
ス管路、１３６・・・・・・第１２弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液体流中の異物を分離する深いｔ床を形成する粒体
   １材によって一部が充填された密閉中空本体で構成され
   る深床型フィルタ、 該フィルタ本体の下方内部に開放端部を有し、該フィル
   タ本体で支持される入口管路、 該入口管路開放端部の周囲に一定距離離れて形成され、
   かつ上方及び下方に開放排出区域を有する分配高圧室で
   、該高圧室の周囲に設けられ、該開放排出区域から流入
   する液体を受けて異物を捕集する前記Ｐ床を備えた分配
   高圧室、 上記高圧室の上下の開放排出区域のほぼ中間位置に設け
   られ、上記液体流を通す隙間を有するが粒状１材の通過
   を阻止する導管、 上記フィルタ本体に接続されてＰ床から捕集異物を周期
   的に除去する浄化装置で、フィルタ本体で支持され、か
   つ該本体内に突出する上部及び下部各１組の攪拌ノズル
   を含み、 該下部ノズル組は食い違い位置に配置されてフィルタ本
   体内の流体にらせん状回転流動を起こさせ、父上部ノズ
   ル組は食い違い位置に配置されてフィルタ本体内に同様
   な回転流動を起こさせる浄化装置、 上記Ｐ床を改質して１材から捕集異物を分離する第１ス
   ラリ回路で、スラリ入口管路によって上記フィルタ本体
   内に支持されるスラリ出口に接続される取入口、及びス
   ラリ出口管路によってフィルタ本体内に支持される上下
   の攪拌ノズル組に接続された排出口を有するスクランバ
   ポンプを含む第１スラリ回路、 濾過装置から分離された異物を洗い流す第２逆洗回路で
   、該回路は浄化用容器を含み該浄化用容器はスラリ入口
   管路によってフィルタ本体スラリ出口に接続された入口
   、スクランバポンプ吸込管によってスクランバポンプ取
   入口に接続された第１出口及び逆洗流排出管路と該浄化
   用容器内の分離器とを接続する第２スラリ出口を含む第
   ２逆洗回路、 を床を改質し該１床から清浄水を得る第３Ｐ床改質〜パ
   ージ回路で、該回路は供給管路をスクランバポンプ取入
   口に接続するパージ管路、上記フィルタ本体入口にスク
   ランバポンプ排出口を接続する１材帰還管路、及びヘッ
   ダをスクランバポンプ取入口に接続するフィルタパージ
   回路、を含む第３１床改質−パージ回路、及び 上記浄化用容器内の分離器を浄化する第４浄化用容器回
   路で、該回路は該浄化用容器入口をフィルタ本体入口に
   接続するバイパス管路を含む第４浄化用容器回路、で構
   成される濾過装置。