JPS5962315A

JPS5962315A - 粒状媒質濾過装置

Info

Publication number: JPS5962315A
Application number: JP58143620A
Authority: JP
Inventors: ブレント・シ−・ブラツク; ブル−ス・デイ・ブラドリ−; ラルフ・ビ−・ヘイモア−
Original assignee: Envirotech Corp
Current assignee: Envirotech Corp
Priority date: 1982-08-06
Filing date: 1983-08-05
Publication date: 1984-04-09
Also published as: AU1724583A; EP0102767A2; ZA835545B; EP0102767A3; US4450077A; AU564474B2; CA1212905A

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】本発明は、粒状媒質による濾過によって液体から固形物
を分離することに関し、よ多詳しくは、ｆ濾過が下方方
向に行なわれ、粒状媒質の逆洗浄が上刃方向に行なわれ
る型式の粒状媒質濾過器の改良に関する。

約ｐＡ固形物を液体から取シ除くための粒状媒質濾過器
が知られている。このよりな済過器は飲料水処理用に長
く利用されているか、極〈最近、懸濁固形物が微生物凝
集塊、凝固残留物、及び他の様々な比較的予期しえない
物質からなるよう々廃水処理グランドに導入されている
。このよりな濾過器は通常、懸濁固形物を含む流れ液体
を受は入れるためのタンクと、タンク内に支持された粒
状媒質の床と、媒質を通過した液体（Ｐ液）を取り出す
ための装置と、粒状媒質を洗浄して、一過中お７状媒實
に集めらγまた粒子を取り除くための装置と、ヲ侑して
いる。洗浄工程は通常、液体を一過における流れと反対
の方向に床に通すことによって達成されるから、洗浄工
程は通宮逆洗浄と称される。

一つの良く知られた型式の粒状媒質濾過器では、濾過は
Ｐ液が媒鋼の下から取り出されるように下方方向に行な
われる。このよう々「下方流れ」濾過器は、半連続作動
の可能な型式のものでも、連続作動の可能な型式のもの
でも良い。連続作動の可能な型式のものでは、仕切り壁
は、粒状媒質の床の中に検数の個々のセルを形式するよ
うに堅く取付けられ、戸遇が他のセルで進行する間、逆
洗浄を一つのセルで行なうことができる。このよう力濾
過装置は、米国特許第３，２３９．ＯＡＩ号、及び第４
　、／！；２　、ＱＡＳ号に示されている。

１牛連続”の粒状媒質濾過器において、流れ抵抗が装置
の作動率、ａち、固形物を除去する有効性に惑影響を及
はす程度瞥で床が固形物を集める１では粒状床全体がＰ
ｉのために同時に使用される。次いで装置を濾過操作か
ら外し、床全体をユニットとして洗浄する。

本発明の主な目的は、濾過床の特定の容積即ち部分を逆
洗浄用に隔離させ、床の残部で濾過を進行させる、粒状
媒質の下方流れ型式の改良された濾過装置を提供するに
ある。より詳しくは、本発明の目的は、固定仕切り壁を
設けること彦く、粒状床の選択された部分を残部から隔
離し、床の残部で濾過を進行させながら隔離された部分
を逆洗浄するための新規で、経済的左方法及び装置を提
供するにある。

最後に、本発明は、粒状床が連続し、即ち固定仕切シ部
材によって部分に分けられず、また、床の中へ挿入して
途択された部分を床の残部から隔離するための選択的に
位協決め可能な仕切シ機構が設けられ、床の残部で濾過
が進行する間、隔離された部分で逆洗浄を行なうことの
できる、粒状媒質の下方流れ濾過器を提供する。

更に、本発明の目的、及び利点は、以下の説明と給料図
面から容易に確かめられるが、以下の説明、及び添付図
面は例示として提供され、本発明を改定するものではな
く、本発明の範囲は％許梢求の範囲、及びこれに均等な
技術によって定められる。

第１図の濾過装置は、短形の開放槽、即ちタンク１１を
有し、タンク１１は直立０１ｉｌ壁１８ａ１１８ｂ１底
壁１５、及び端壁（しＩ示せず）を有している。ここで
下部排水支持装置と称する一般的力水平部材１９が底壁
１５に隣接してタンクｌｌ内に増刊けられている。下部
排水支持装置１９の目的は−３つある。第１に、「下部
排水支持装置」の名称が意味するように、該支持装置の
上に位置する粒状媒質からなる濾過床２８を支持する。

第２に、図示の下部排水支持装置は従来の下部排水ノズ
ル２０を有しており、該ノズル２０は、集められた粒子
を除去するために協働して床の逆洗浄を助ける。第３に
下部排水支持装置は排水口、ここではノズル２０′ｊｋ
有しておｈ、；＊は粒状床を通してｐ遇された後、ノズ
ル２０を通過する。下部排水支持装置の下のＰ液受は入
れ室２１は、基本的には、床全体の下に延ひている開放
空所である。即ち、Ｐ液受は入れ室は、逆洗洗浄を達成
するのに管、或ｉｌＬ管寄せの複雑な装置を含む必＊は
ない。終局的に、Ｆ液はｐ液受は入れｌ１２１の端に散
力）れ、或は変形例として室２１の＠１１部に沿って置
かれたｐ液溜め（図示せず）に集められる。

濾過床２８を構成している粒状媒質は種々の物質から構
成することが可能である。例えば、粒状媒質は予め選択
された粒径の砂利、砂、無煙炭、活性炭、或は粕々の樹
脂でよい。粒状媒質は単一の物質のものでも、良いし、
或いは層に電力λれた２つ、又はそれ以上の異なる物質
のものでも臭い。

号た、混合された粒状媒質が知られている。い〃）力る
このような実施態様においても、床２．８ハ連続であっ
てかつ支持殻６１９の上のタンク１１Ｑ）可成りの部分
を満し、一般的番て水平の上面を有している。床の目的
は、床を刑して浸透する流入液体から懸濁固形物を除去
することにあシ、終局的に床は、懸濁１ｐｉｊ形物をＰ
Ｌ、さえきυ、〃為つ吸収する機能を果す。

更に、第１図の装置は、懸濁固形物を含む流入液体を粒
状床の表面全体に分布させる装置を有している。図示し
た流入分配装置は、タンク１１の側壁１８しに沿って支
持された開放トラフ、昆ＩＪち水路２７と、へだたった
間隅で水路の狽ｌｌ壁を貫通して形成さ才１．た口２９
と、を廟している。口２９は、水路２．７と液体流通し
ている〃ｘら流入液体は水路から口ｚ９を通過して、濾
過床２８の表面全体に、一様な比較的非乱流の流れノ＋
ターンで分自己される。こノ１らと同じ機能を例１えは
、マニホールド及び・ぐイブ装置のような他の流入分配
装置によって達成することができる。

第１図になお参照すると、本発明の濾過装置は、仕切υ
装置３８を支持し、かつ該装置８８を床２８の上面を横
切ってタンク１１の長さに沿って運ぶ選択的に可動なキ
ャリッジ機構を有している。

図示したキャリッジ機構は、ブ）】フジ８１力Ｓら碌り
、該ブリッジ８１は、タンクｌｌ’に横切っておシ、夫
々の側壁の長さ方向に延びる平行なレーＡ・部材８９ａ
％８９ｂによって側壁ｔ８ａｑ１８ｂで支持され、かつ
案内される。鉛出しｇ置Ｖゴ、ブリッジ８１をレールに
沿って選択された間ｈｓグ）へたたった位置１で移動さ
せる。割出し装置は、ブリッジに取付けられた駆動ホイ
ール（図示せず）に作動的に連結された歯車電動機と、
ブリッジ８１がレール上の予め選択された位置に達する
とき、駆動ホイールへの動力の供給を止めるためのリミ
ットスイッチと、から力るのが望ましい。しズハしなか
ら、上述したブリッジ８１と割出し装置は、仕切り装置
８８をｐ過圧２８の表面の上の所定位置まで運ぶのに使
用することのできる種々の装置の単なる例示であること
が理解されなければならない。例えば仕切り装置８８を
レールから直接支持しても良い。

第１図、及びｍ２図に示す仕切り装置３８は、垂直力向
に処ひている側壁４２ａ１　＋２ｂ、端壁４・８ａｓ４
８ｂ、頂壁４４、及び開放底部をもつ細長いね状の室４
１を鳴している。仕切シ室４１はＩ濾過床の幅に及んで
いる。室＋１の幅は、逆洗浄のために隔離されるように
なっている濾過床の部分の幅を足める。通常、隔離され
ｆＣ部分の幅は、約３９．６αル（７，３フイート）か
ら約７９．２偏（２，乙）−（−ト）のｒｉｌにある。

以後間らかに々る塩出によって、側壁及び端壁の垂直方
向の大きさは、床２８の深さ、即ち、中でも粒状床の拡
がりを収容するために、約２０．３２０１ｎ（ｇインチ
）乃至３０．ｌＩｇＯｍ（１２インチ）を僅かに越え力
ければ々ら力い。

第２図に最も良く示すように、仕切り室４１は、一対の
往復の機構４７によって、選択的に上下移動するように
ブリッジ８１に取付けられている。

（以下には、往復機構４７の一つだけが詳細に記載され
ており、対をなしている他の機構は機能的に均等である
。）往復機構４７は、その最上位置において、側壁と端
壁の下縁部が床２８の表面から間隔をへたてるのに十分
室４１を持ち上げる。

最下位賀では、側壁と端壁はこれらの縁部が下部排水支
持装置１９に当たるように床の中へ延びる。

次いで、仕切り室は、基本的には、その最下方位置で液
面の下に沈み、床の表面と室の頂部との間に前述の間隙
を残し力から、粒状床の一部分を囲み、或は隔離する。

濾過中、タンク１１内の通常の液体レベルは、下部排水
支持装置１９から通常、約ｂｂ、ｏｌＩｏｎｂ（２乙イ
ンチ）乃至ｌＯ乙、６ｇ薗（ダコインチ）の範囲である
。仕切シ室４１の図示した実施態様では、液体深さは、
室を粒状床へ完全に挿入するとき、頂壁４４の上に延び
る。

第１図、及び第２図の両方に示すよう圧、逆洗浄吸い出
し装置が、仕切シ室４１の内部と連通して取付二ノつれ
ている。図示した逆洗浄吸い出し装置は、可撓性導管４
９からカリ、該導管４９はその一端が仕切り室の内部と
液体流通するように連結され、他端が、ブリッジ８１と
ともに移動するように取付けられたポン７”５１と液体
流通するように連結されている。逆洗浄液体を室の水平
方向全体にわたって一様に引くように多枝管（図示せず
）を室Φ１の内部に、導管４９と連通ずるように取付け
るのが良い。図示した実施態様では、ボンｆ５１は使用
済みの逆洗浄液体を水路２７内に又はこれに隣接して取
付けられた水路２７の長さ方向に延びている開放トラフ
５Ｂへ放出する。

この際、仕切り室４１は機能的に均等々種々の構造上の
態＠を有しても良い。例えば、室の端かタンク１１の内
部側壁１８　ａＳｌ　８　ｂと一般に密封関係にあるな
らば、室の端壁４８ａ、４８ｂを取り除いても良い。他
の実施例として、室４１の頂壁を取り除いて、側壁を上
方に延ばし、側壁が床２８の中へ完全に挿入されるとき
、液面が室へ下方に流れるのを阻止しても良い。本発明
の語粟において、これらの種々の実施態様の全てが用語
「仕切シ室」によって包含されるように理解されねばな
らない。

更に、補助の逆洗浄吸い出し装置を使用しても良いこと
が理解されよう。かくして、上述の吸い出し装置に加え
て、逆洗浄の達成を助けるために、逆洗洋生液体を仕切
り室へ押し込むようにポンプ装置を連結しても良い。即
ち、補助ポンプによって運ばれる液体は、逆洗洋生、粒
子を粒状床から追い出し放出するのを助ける。

また、第１図及び第２図にバルブ５７として示されてい
る選択的に作動可能な解放バルブ装置が図示した仕切シ
室４１の内部と連通して取付けられている。図示したバ
ルブの各々は、頂壁を貰通して形成された開口部と一線
をなして仕切シ室の頂壁４４に取付けられている環状シ
ート５９と、シートに対して選択的に閉鎖するように取
付けられた円形のパルプ板６１と、を有している。図示
した実施態様では、閉鎖板６１は、対応するバルブを選
択的に開閉させる往復自在機構４７ａ１４７ｂに連結さ
れている。

第２図及び減３図に示すように、対をなす往で屍機構の
夫々は、ブリッジ８１に取付けられたクランク＠構６５
と、細長いリンク部材６８と、を有し、該リンク部材６
８は、下端が仕切り室の頂壁４４に、上端がクランク機
構６５に枢Ｍ連結されている。図示した実施態様では、
各リンク部材６８はその下端近くに形成された垂直方向
に細長いスロット６７を有してお巾、水平方向のピン部
材６９（ここでは持上げビンと称す）はスロット６７に
自由に受は入れられ、該ビン部材の他端は垂直方向に配
置されたガイド軸７１に固定されている。各ガイド軸は
、その下端が仕切シ室４１に堅く固定され、これによっ
てリンク部材と仕切シ室との間にビがット連結を確立し
ている。ガイド軸７１はその上端が対ヲ力すガイド装置
７８に摺動自在に受は入れられ、一つの対はブリッジの
各側にある。かくして、ガイド軸７１とガイド装置７８
は、仕切り室が垂直方向以外の方向に移動するのを阻止
するように機能する。リンク部材６８の下端において、
第ユのビン部材７７が、円形パルプ板６１の開閉を可能
にするようにリンク部材に堅く取付けられている。

作動において、往復機構４７８．４？ｂは、共同して仕
切シ室４１を昇降させ、バルブ５７を選択的に開放する
ように働く。往復機構の作動は、第３図を参照して最も
良く理解することができ、第３図において、往復機構４
７ａか上方移ｍ１１を開始するとき、ｔン７７と閉錫板
６１との間の取付けによるゆるみが々ければ、バルブ閉
鎖板６１がシート５９から持ち上がり始めるように、バ
ルブ閉鎖板の垂直方向位置はリンク部材によって制御さ
れることがわかろう。仕切シ室４１の上方移動の開始ハ
、リンク腕６８のスロット６７の大ききによって制御さ
れ、その結果ピン部材６９かスロット６７の底部に達す
るまで、仕切シ室の持ち上けは開始しない。かくして、
第３（ａ）図には完全に上昇した位置でのリンク部材を
示しており、この時、バルブ５７は開く。第３（ｂ）図
に１ｒｉ、下方移動を開始した皿後のリンク部材を示し
ており、仕切り室とリンク部材は、スロット６７内の中
１１どに位置決めされている持ち上げビンによって示す
しているように自由に落下する。第３（Ｃ）図には、半
。

分下降した位ｆｔｌ示しておシ、この時、ノマルブ５７
は完全に閉じられる。第３（ｄ）図には完全に下降した
位置を示しておシ、この時、仕切り室４１は支持製画１
９に当たる。第３（ｅ）図には、部分上昇位置を示して
おυ、ビン部材７７は円形ノＺ　）リブ板６１を上昇さ
せて・々ルプ５７を１開放する。

上述の濾過装機の使用法、及び作動は、往復機構が仕切
シ室４１を粒状床から完全に上昇させた状態を先つ考慮
することによって容易に理解することができる。−その
時、粒状床の全範囲が濾過にオリ用される。νｌち、懸
濁固形物を含む流入液体を水路２７から粒状床の全表面
に分布させ、懸濁固形物が床の隙間に捕えられるように
液体を下方に浸透させる。この濾過操作は予め遼択され
た期間即ち、沖過器を横切って測定される相欠水頭が、
床２８の隙間に入って捕えられた固形物から生ずる流れ
抵抗によって所定の値に達するような成る制御Ｍ来が生
ずるまで続き、ブリッジ８１ｆ’ｉ：、自動的に前進し
てレール８９ａｓ８９ｂの上を移動する。（ブリッジが
移動するとき、仕切シ室４１の下縁部は、選択された垂
直方向位置に依存して液体面上の浮遊破片をかき寄せ又
は粒状床の表面を平らすことができる。）床の上の予め
選択された位置に達すると、往復機構４７８％４７ｂが
作動して、仕切ジ室４１が下部排水支持部制御９て当る
まで、仕切り室４１を下方に移動させる。好着しい実施
態様では、仕切９室４１は、往へ機構を作動するとき、
仕切シ室４１を床へ沈めることができるのに十分な重さ
のものである。仕切り室がその下降を開始するとき、そ
の下にある粒状媒質を不安定にするように逆洗浄ポング
５１の作動を開始することによって仕切多室の下万移Ｉ
ＩＩＩＩを容易にし、これによって、側壁＋２ａｓ　　
４２ｂ％及び端！４８ａＳ　４８ｂの床への侵入を容易
にする。

こね、に代わって、仕切多室の下方運動を床へ確実に押
し入れるグζめの装ｆｔｉ’を設けても良い。

仕切り室＋１が下部排水支持装置１９に当たるようにな
ると、逆洗浄ボング５１は、液体を逆洗浄排出専管４９
へ吸い込むように完全に作動する。

このポンプ動作によシ、ｐ液はＰ液受は入れ室２１〃）
ら下部排水ノズル２０を介して粒状床の隔離した部分へ
上方に流れる。ポンプ動作は、粒状床を膨張させ或は流
動化させるのに十分強いものであり、集められた粒子及
び他の固形物は粒体からはガれ、逆洗浄液体の流れに伴
なわれ、こｎとともに連けれトラフ５８へ放出される。

床の選択さｔまた俸５分を逆洗浄している間、床の残部
では濾過が起こることか強調されねばならない。予め選
択された期間の後、逆洗浄ボング５１を遮断し、仕切り
室を上昇させる。解放パルプ５７は、仕切９室４１が上
昇し始めと直ぐに開き始め、これによって液体を仕切多
室の上方領域へ流入させて粒状床物質が引っ込む仕切多
室で上カに吸い込まれるのを胴上する。仕切多室の上方
移動は、φ１１壁が床表面の上になるプで続き、その時
濾過は、通常、床の以前隔離していた部分に進む。次い
で上述のサイクルが再び開始され、ブリッジは沫の全部
分を継続的に逆洗浄するまでｐ過圧２Ｂの表面を横切っ
て前進移動する。

上述の発明を意中に置いて、種々の補助的な特徴が容易
に提示されよう。例えば、ガス導入装部を粒状床２８の
下方延長部と連通させて取向け、床の選択された部分を
、これらの部分を逆洗浄するに先立って、ガスで選択的
に攪拌１−でも良い。

他の変形例として、逆洗浄中、粒状媒質を除去するのに
逆洗浄吸い出し装ｍを作動し、次いで、仕切刃室が床か
ら引っ込むのに先立って、粒状媒質を床へ戻す。

同様に、上述の発明の範囲内で種々の構造上の変形構成
を与えることができる。シ１１えは、Ｐ逼タンクを円形
にして、七、切ｐ様構をタンクの中央の周りに回動する
ように取付けても良く、この実施態様では、仕切り機構
はくさび状の形状を有するのが望ましく、タンク外周に
円形レールによって支持されよう。この実施態様では、
キャリッジ機１＠を円形タンクの床の表面に円周的に割
出し、連続部分を洗浄する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、説明のために一部分を切欠いた本発明による
濾過装置の斜視図である。第２図は、特に、仕切り機構を部分的に示している第１
図の装置の詳細斜視図である。第３（ａ）図乃至第３１ｅｉ図は第二図の機構に組み込
まれたリンク装置の詳細図である。１１・・・タンク、１８８％１８ｂ・・・直立側壁、１
５・・・底壁、１９・・・下部排水支持装置、２８・・
・濾過床、２０・下部排水ノズル、２１・・・戸液受は
入れ室、２９・・・口、２７・・・水路、８８・・・仕
切り装置、８１・・・ブリッジ、ａ９ａ、３９ｂ・・・
レール部材、４ｚａ％４２ｂ・・・側壁、４３ａ、４８
ｂ一端壁、４４・・・頂壁、４１・・・室、４７・・・
往復機構、４９・・・・・・可撓性導管、５１・・・ポ
ンプ、５８・・・トラフ、５７・・・バルブ、５９・・
・環状シート、６１・・・バルブ板、６８・・・リンク
部材、６５・・・クランク機構、６７・・・スロット、
６９・・・ピン部材、７１・・・ガイド軸、７Ｂ・・・
ガイド装置、７７・・・ビン。

Claims

【特許請求の範囲】Ｈａ）　　開放液体保持タンクと、ｂ）前記タンクに入れられている粒状濾過媒質の床と、Ｃ）前記タンクとともに設けられ、粒状濾過媒質の床に
Ｐ液を通しガから床を下から支持するための装置と、ｄ）懸濁固彫物を含む流入液体を、下方に浸透させるた
め、床の上面全体に分配する装置と、ｅ）一つの部分を
床の残部から隔離するために床の中へ選択的に挿入する
ことのできる仕切シ室を有し、かつ前記タンクに取付け
ら−れた仕切り装置と、前記仕切り装置を床の上面を横
切ってＪ択的に運ぶキャリツノ機構と、ｆ）床の残部で
濾過が進行している間、隔離で１また部分を逆洗浄する
ために、隔離された部分内でｌ１４ｅを介して液体を引
い出す、前記仕切り室の内部と連通したポング装置と、からなる濾過装置。（２）　　前記仕切シ装懺は、前記仕切り室を床の中へ
挿入し、かつ前記仕切υ室を前記床の上に上昇させる往
復装置を有していることを特徴とする特許請求の範囲第
（１１項に記載の濾過装置。（３）　　前記往復装置は、前記室を床から確実に持ち
上げ、かつ挿入中は前記室を重力によって前記床の中へ
下降させるリンク装置を有することを特徴とする特許請
求の範囲第（２１項に記載の濾過装置。（４）　　前記仕切り室がｔ濾過床から上昇するとき、
液体を前記仕切り室の上方領域へ流入させるように蕉択
的に開放することのできるバルブ装置を更に有すること
を特徴とする特許請求の範囲第（２）項に記載の濾過装
置。（５）粒状／Ｎ賀の尿を支持する前記装置の下に＾ピ首
されたＰ液受は入れ室を有することを特徴とする特許請
求の範囲第（１１項に記載の濾過装置。（６）　　前記タンクは、水平方向断面が短形であり、
ｆ３液は、前記タンクの端で前記ｆＰ液受は入れ室から
放出されることを特徴とする特許請求の範囲第（５）項
に記載のろ液装置。（７）　　流入液体を分配する弘置け、タンクの側壁に
沿って支持された水路と、液体を粒状ｐ過圧全体に分配
するために水路と液体流通している口と、を有［７てい
ることを特徴とする特許請求の範囲第（１１項に記載の
濾過装置。（８）　　前記タンクは、水平方向断面が短形であり、
前記キャリッジ＊＃ｌｃはタンクを横切るように設けら
れたブリッジと、このブリッジを支持しかつ前記タンク
の長さに沿って移動するよう案内するレール製画とを有
することを特徴とする特許請求の範囲第１１１項に記載
の濾過装置。（９）　　前記仕切シ室は前記粒状床の幅に及び、開放
底をもった箱状の形状を有することを特徴とするＩ！５
トー悄求の範囲第（８）項に記載の濾過装置。 αＩ　前記ポンプ装置は、選択的に作動可能なポンプか
らなり、前記ｆ択的に作動可能なポンプは、前記ブリッ
ジに取付けられ、前記仕切９室の上方内部領域と連通し
て可撓的に連結されていることを特徴とする特許請求の
範囲第（８）項に記載の濾過装置。