KR20150040288A - 액체 여과 장치 및 그것을 이용한 밸러스트수 처리 장치 - Google Patents

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KR20150040288A
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무네츠구 우에야마
신이치 가나자와
류스케 나카이
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스미토모덴키고교가부시키가이샤
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Abstract

여과막 유닛과, 당해 여과막 유닛의 여과면을 피(被)여과액이 공급되는 측으로부터 세정하는 세정 수단과, 여과막 유닛에 의한 여과 전후의 차압을 검출하는 압력 검출 수단을 구비하고, 여과막 유닛은 여과막을 2중으로 구비하고 있는 액체 여과 장치로 했다. 또한, 당해 액체 여과 장치를 해수의 여과 장치로서 이용하여, 선박에 탑재되는 밸러스트수 처리 장치로 했다.

Description

액체 여과 장치 및 그것을 이용한 밸러스트수 처리 장치{LIQUID FILTER DEVICE AND BALLAST WATER TREATMENT DEVICE USING SAME}
본 발명은, 탁질분 등을 여과하기 위한 필터를 구비한 액체 여과 장치에 관한 것으로, 특히 선박 탑재용의 해수를 처리하는 액체 여과 장치 및 그것을 이용한 밸러스트수 처리 장치에 관한 것이다.
최근, 선박에 적재하는 밸러스트수의 처리가 문제가 되고 있다. 밸러스트수는 선박이 짐을 싣고 있지 않는 상태에서도 안전하게 항행하기 위해 선박에 적재되는 해수이다. 밸러스트수를 정화 처리하여 미생물을 제거 혹은 사멸, 불활성화하는 방법이 여러 가지 검토되고 있다. 특허문헌 1에는, 본원 발명자들에 의한 밸러스트수 처리 장치가 개시되어 있다. 당해 장치는, 축선을 둘러싸도록 원통 배치되고, 당해 축선을 중심으로 회전이 자유롭게 설치되어 있고, 원통 반경 방향으로 절곡된 플리츠 형상을 갖는 필터와, 당해 필터의 외주면을 향하여 피(被)처리수를 유출하는 피처리수 노즐과, 필터를 둘러싸도록 설치되고 피처리수 노즐의 노즐구를 내부에 구비한 외통부를 갖는 케이스와, 필터를 투과한 여과수를 필터의 원통 내부로부터 케이스의 외부로 도출하는 여과수 유로와, 필터로 여과되지 않은 배출수를 케이스의 외부로 배출하는 배출 유로를 구비한 여과 장치이다.
일본특허공보 제4835785호
특허문헌 1에 기재된 장치는, 회전 필터에 의해 여과를 행하면서 필터 표면을 피처리수에 의해 단속적으로 세정하는 구성으로 하고 있다. 이에 따라, 특히 역(逆)세정 등을 행하지 않고 연속적인 고(高)유량의 여과 처리가 가능하다. 여기에서, 탱커나 화물 운반선 등과 같은 수만톤, 수10만톤이라는 대용량의 적재선에서는 밸러스트수의 처리를 항만에 정박 중인 단시간에 행할 필요가 있다. 따라서, 시간당의 밸러스트수의 처리량은 수100톤, 수천톤이라는 레벨에 도달한다. 이 때문에, 이러한 처리 장치는 대형의 설비가 된다. 그러나 선박 내에서의 이와 같은 장치를 설치하는 장소는 선저(船底) 등의 한정된 공간이다. 장치의 소형화가 요망됨과 함께, 필터의 교환이나 장치 내부의 청소 등, 그 메인터넌스에 필요한 공간도 한정되는 것이 일반적이다. 이 때문에 메인터넌스 작업을 최대한 줄임과 함께, 여과막의 눈막힘 등 이상이 발생한 경우에는 조기에 검출하여 대책을 취할 필요가 있다.
특허문헌 1의 장치에 있어서는, 특별한 수단을 마련하지 않는 한은, 필터의 세정 효과가 떨어져 눈막힘이 발생한 경우에, 충분한 여과 수량을 확보할 수 없어, 한정된 시간 내에서의 처리가 곤란해진다. 이러한 눈막힘은 필터 내외의 압력 검출에 의해 검출이 가능하다. 한편, 만일 필터에 핀홀이나 찢어짐 등이 발생한 경우에는, 처리는 진행되기는 하지만, 여과되지 않은 탁질분이나 생물이 투과해 버리게 된다. 이러한 이상은, 내외의 압력차가 발생하기 어려워, 그 검출이 곤란했다. 그래서 본 발명에서는, 대용량의 적재선의 밸러스트수 처리 장치에 적용할 수 있도록, 높은 여과 처리 능력을 구비하면서, 간이한 구조로 여과막의 찢어짐 등을 검출 가능한 액체 여과 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원 발명자들은, 예의 검토한 결과, 필터의 표면이 항상 세정되어 있고, 세정되어 있는 한 필터에 눈막힘이 발생하지 않는 점 및, 필터에 눈막힘이 발생하면 여과 전후에서의 압력차가 커지는 점에 착안하여, 본 발명을 완성시켰다. 즉, 본 발명은, 여과막 유닛과, 당해 여과막 유닛의 여과면을 피여과액이 공급되는 측으로부터 세정하는 세정 수단과, 상기 여과막 유닛에 의한 여과 전후의 차압을 검출하는 압력 검출 수단을 구비하는 액체 여과 장치로서, 상기 여과막 유닛은, 여과막을 2중으로 구비하고 있는 액체 여과 장치이다.
이러한 구성이라면, 후술하는 바와 같이 2중으로 구성된 여과막의 피여과액이 공급되는 측에 위치하는 여과막(이후 「외측 여과막」이라고도 함)에 찢어짐 등이 발생해도, 2중으로 구성된 다른 한쪽의 여과막(이후 「내측 여과막」이라고도 함)으로 여과가 가능하다. 또한, 내측 여과막은 세정 수단에 의한 세정이 기능하지 않아, 서서히 눈막힘된다. 따라서, 피여과액의 압력이 서서히 증가하고, 압력 검출 수단에 의해 이상 검지가 가능해진다.
세정 수단은, 상기 여과면을 향하여 피여과액을 분출하는 수단이다. 상기 세정 수단에 의한 세정과, 상기 여과막 유닛에 의한 여과가, 동시 병행으로 행해지도록 구성되어 있으면, 연속하여 장시간의 여과 처리가 가능해져, 높은 여과 처리 능력을 구비하는 점에서 바람직하다.
여과막 유닛은, 원통 형상 측면에 배치된 여과막으로서, 당해 원통 형상의 반경 방향으로 산곡(protrusion and recess)을 반복하는 주름을 구비한 플리츠(pleats) 형상의 여과막을 2중으로 구비하는 구성으로 한다. 이 구성에 의해 여과 면적이 커져, 한정된 스페이스 내에서 높은 여과 처리 능력을 구비하는 것이 가능해진다.
2중으로 구비된 상기 여과막의 원통 반경 방향의 간격이, 상기 플리츠 형상의 산곡 간 깊이의 1/2배 이상 1배 미만인 것이 바람직하다. 여과막끼리의 접촉을 최대한 회피하고, 또한 스페이스 효율을 크게 확보하기 위함이다.
상기 여과막 유닛이, 상기 원통 형상의 축을 중심으로 회전하도록 구성되어 있고, 상기 세정 수단은, 상기 여과막 유닛의 여과면을 향하여 피여과액을 분출하는 노즐을 구비한다. 이것은 한정된 스페이스 내에서 높은 여과 처리 능력을 구비하는 점에서 바람직하다.
이상의 구성에 의해, 압력 검출 수단에 의해 검출된 차압의 증가에 의해, 여과막의 이상을 검출하는 여과막 이상 검지 수단을 구비하는 것이 가능해진다.
또한, 이상의 발명은, 전술한 액체 여과 장치를 해수의 여과 장치로서 이용하여, 선박에 탑재되는 밸러스트수 처리 장치를 포함한다.
본 발명에 의하면, 밸러스트수 처리 장치에 적용할 수 있도록, 높은 여과 처리 능력을 구비하면서, 간단하고 용이한 구조로 여과막의 찢어짐 등을 검출 가능한 액체 여과 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 액체 여과 장치의 기본 요소와 작용을 설명하는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 액체 여과 장치의 구성예를 나타내는 종단면 개략도이다.
도 3은 도 2의 A-A 횡단면을 나타내는 횡단면 개략도이다.
도 4는 본 발명의 액체 여과 장치에 제공되는 원통형 필터의 플리츠 구조를 설명하는 개략도이다.
도 5는 도 4의 구조에 있어서의 2중의 필터 간격을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 밸러스트수 처리 장치의 구성을 설명하는 블록도이다.
[부호의 설명]
1 : 액체 여과 장치
2 : 압력 검출 수단
2a, 2b : 압력 센서
2c : 차압 검출부
3 : 세정 수단
4 : 여과막 이상 검지 수단
10 : 여과막 유닛
11a, 11b : 여과막
12 : 지지체
20 : 장치 용기
21 : 상부 덮개 부재
22 : 바닥 덮개 부재
24 : 회전축
25 : 베어링
30 : 케이스
31 : 케이스 외통부
32 : 케이스 덮개부
33 : 케이스 바닥부
41 : 피처리수 유로
42 : 피처리수 노즐
43 : 중심 배관
44 : 여과수 개구
45 : 여과수 유로
46 : 배출수 유로
47 : 취수 유로
48 : 탱크 유로
50 : 모터
100 : 액체 여과 장치
110 : 펌프
120 : 자외선 조사 장치
130 : 밸러스트수 탱크
(발명을 실시하기 위한 형태)
본 발명에 따른 액체 여과 장치의 구성을 도면을 참조하여 설명한다. 상이한 도면에 있어서 동일한 부호를 붙인 요소는, 동일 또는 상응하는 요소를 나타낸다. 또한, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 특허 청구의 범위에 의해 나타나고, 특허 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
도 1은, 본 발명의 액체 여과 장치(1)의 기본 요소와 작용을 설명하기 위한 도면이다. 여과막 유닛(10)은, 여과막(11a 및 11b)과, 그것을 지지하는 지지체(12)를 기본 요소로 하여 구성되어 있고, 장치 용기(20) 내에 있어서 피여과액 공급측과 여과액 배출측을 분리하도록 놓여져 있다. 이와 같이 여과막 유닛(10)은, 2중의 여과막(11a, 11b)을 구비하고 있다. 여과막 유닛(10)의 여과막 중, 여과막(11a)의 피여과액 공급측에 면한, 직접 피여과액에 접하는 면인 여과면을, 피여과액이 공급되는 측으로부터 세정하는 세정 수단(3)이 설치된다. 도 1에서는 세정 수단(3)으로서, 피여과액을 여과면을 향하여 분출함으로써 여과면을 분류로 세정하는 노즐이 여과면을 따라 이동하는 구성을 예시하고 있다. 본 도면에 있어서 도면의 우측인 피여과액 공급측으로부터 공급된 피여과액은, 압력차에 의해 여과막 유닛(10)을 투과함으로써 여과된다. 여과된 여과액은, 도면의 좌측인 여과액 배출측으로부터 외부로 배출된다. 여기에서, 본 장치에는 여과막 유닛(10)에 의한 여과 전후의 피여과액과 여과액의 차압을 검출하는 압력 검출 수단(2)이 설치된다. 압력 검출 수단(2)은, 피여과액 공급측의 피여과액의 압력을 검출하는 압력 센서(2a)와, 여과액 배출측의 여과액의 압력을 검출하는 압력 센서(2b)와, 이들 센서 출력으로부터 차압을 검출하는 차압 검출부(2c)로 구성된다. 또한, 차압 검출부(2c)의 출력에 따라서, 여과막의 상태를 검지하는 여과막 이상 검지 수단(4)이 설치되면 좋다.
상기와 같이 안정적인 여과가 계속되는 상태에 있어서, 차압 검출부(2c)에서 검출되는 차압은 대체로 안정적인 값을 나타낸다. 이하에, 장치 내부에 이상이 발생한 경우를 설명한다. 이상의 하나의 실시 형태로서, 탁질분이 상정보다 많다는 등에 의해 세정 효과가 충분히 얻어지지 않는 경우, 혹은 세정 수단(3)에 어떠한 이상이 발생한 경우를 생각한다. 이 경우, 여과막(11a)이 점차 눈막힘을 일으켜, 피처리액 공급측의 압력이 상승함으로써, 차압 검출부(2c)에서 검출되는 차압이 상승한다. 통상은, 이와 같은 차압 상승의 검지에는, 세정 수단의 확인이나 능력 향상(예를 들면 도 1에서의 수류의 증가 등)에 의해 대처가 가능하다. 다른 이상으로서, 여과막(11a)에 찢어짐이나 핀홀 등, 여과되어야 하는 탁질분 등이 투과되어 버리는 바와 같은 구멍이 발생하는 경우를 상정한다. 통상의, 여과막이 1매인 장치 구성이면, 여과막의 이상을 놓칠 우려가 있다. 즉, 여과액 중의 탁질분 등을 다른 수단에 의해 검출하는 등 하지 않는 한은, 장치 운전상의 이상은 검출되지 않고, 여과가 안정적으로 진행되고 있는 상태가 되어 버린다. 여기에서, 도 1과 같이 2중으로 여과막이 구성되어 있으면, 후단(後段)의 여과막(11b)이 소위 백업으로서 기능한다. 여과막(11a)을 투과한 탁질분 등을 여과막(11b)이 포착함으로써, 여과액으로의 탁질분 등의 혼입을 방지할 수 있다.
이러한 이상 상태를 검출할 수 있는 것이 본 발명의 구성이다. 상기의 여과막(11a)에 구멍이 발생하는 이상에 있어서, 세정 수단(3)은 여과막(11a)의 여과면만을 세정하고, 여과막(11b)에는 작용하지 않는다. 따라서, 여과막(11b)의 표면에는 점차 탁질분 등이 퇴적되기 시작하고, 서서히 눈막힘을 일으킨다. 이에 수반하여, 압력 센서(2a)에서 검출되는 압력이 커져, 차압 검출부(2c)에 있어서의 차압의 값이 커진다. 당해 차압의 상승으로부터 이상을 알 수 있다. 이러한 이상에 있어서는 세정 효과의 향상을 도모해도 차압의 상승은 회복되지 않는다. 여과막 이상 검지 수단(4)은, 마이크로 컴퓨터 등에 의해, 차압 정보로부터 여과막 유닛의 이상인 것을 판단하고, 외부에 경보 등의 수단에 의해 알리기 위한 검지 장치이다. 여과막 이상 검지 수단(4)에는, 도 1과 같이 차압 검출부(2c)로부터의 차압 정보의 외에, 운전되고 있는 피여과액측의 설정 압력이나 세정 수단 상태에 관한 정보가 입력되고, 예를 들면, 차압이 증가하고 있는 것과 설정 압력이나 세정 수단에 변화가 없는 것의 AND를 취하여, 차압 이상이 여과막의 이상이라고 판단할 수 있도록 프로그램되어 있으면 좋다. 이와 같이, 여과막을 탁질분 등이 투과되는 바와 같은 이상이 발생한 경우라도, 여과를 정상적으로 진행하면서, 그 이상을 발견할 수 있는 점이 본 발명의 이점이다.
또한, 이상의 설명에 있어서, 압력 센서는 피여과액측과 여과액측에 각각 설치함으로써 차압을 검출하고 있지만, 반드시 이 구성으로 할 필요는 없다. 예를 들면, 여과액측은 자유 유출이며 이상 상태에 관계없이 거의 일정한 압력인 것을 전제로 하면, 압력 센서는 피여과액측만이라도 좋다. 이 경우, 피여과액측의 압력을 차압으로서 취급하는 것이라도 좋다. 또한 압력 센서는 1개로 한정되는 것이 아니며, 복수의 압력 센서에 의한 평균을 취하는 등의 방법도 채용하는 것이 가능하다. 또한, 여과막 이상 검지 수단(4)을 설치하지 않고, 압력 센서로부터의 출력값이나, 차압 검출부(2c)로부터의 차압 출력값으로부터 인위적으로 이상을 판단하는 것도 가능하다.
다음으로, 도 2 및 도 3에 의해, 본원 발명을 밸러스트수 처리 장치로서 이용하는 경우의 구성예를 설명한다. 도 2 및 도 3은, 여과 수단으로서의 회전 필터 여과 장치의 대표적인 구성예를 설명하는 개략도이다. 도 2는, 회전 필터 여과 장치의 종단면, 도 3은, 도 2에 있어서의 A-A 횡단면을 나타낸다. 원통 형상의 여과막 유닛(10)은 회전 중심이 되는 축선 C를 둘러싸도록 배치되어 있고, 중심에 배치된 중심 배관(43)(배관은 회전하지 않음)의 주위를 회전이 자유롭게 부착되어 있다. 여과막 유닛(10)은, 상부 덮개 부재(21)와 바닥 덮개 부재(22)를 주된 지지체로 하여 원통 형상의 여과막을 원통 측면에 구비하고 있다. 도 3에 나타나는 바와 같이, 여과막은 원통 외측에 위치하는 여과막(11a)과 원통 내측에 위치하는 여과막(11b)의 2중 구조로 되어 있다. 당해 여과막의 구체예로서, 도 4에 사시도로 나타나는 플리츠 필터가 바람직하게 이용된다. 플리츠 필터는 여과막을 원통의 반경 방향으로 산곡을 반복하도록 연속되게 주름을 부여한 것으로, 큰 여과 면적이 얻어진다. 필터의 상하면이 상부 덮개 부재(21)와 바닥 덮개 부재(22)에 의해 수밀하게 막힌다. 바닥 덮개 부재는 수밀한 베어링(25)에 의해, 중심 배관(43)에 대하여 회전이 자유로워진다. 상부 덮개 부재에는 회전축(24)이 설치된다. 회전축(24)은 모터(50)에 연결되어 있고, 모터(50)의 구동에 의해 여과막 유닛(10) 전체가 회전한다.
여과막 유닛(10) 전체를 덮도록 케이스(30)가 설치된다. 케이스(30)는 외통부(31), 덮개부(32), 저부(33)로 구성되고, 저부(33)에는 배출수 유로(46)가 설치된다. 또한, 케이스(30) 내에 피처리수로서의 해수를 도입하기 위해 피처리수 유로(41)와, 피처리수를 세정수로 하여 여과막(11a)의 여과면 방향으로 분출하기 위한 피처리수 노즐(42)이 설치된다. 피처리수 노즐(42)은, 그 노즐구를 케이스(30)의 외통부(31) 내에 구비하도록 피처리수 유로(41)로부터 연달아 설치되어 있다.
본 예의 경우, 피처리수 노즐(42)로부터 분출한 피처리수는 여과막(11a)의 외주면에 닿아, 그 압력에 의해 여과면의 세정 효과가 얻어진다. 여과막 유닛(10)이 모터(50)에 의해 회전함으로써, 세정 부위가 순서대로 이동하고, 여과면 전체가 세정될 수 있다. 모터(50)의 회전수는 일정해도 좋고, 인위적으로 임의로 정하는 것도 가능하지만, 여과수의 탁도나 필터 내외의 압력차 등을 검출하여 여과 상태에 따라서 제어하는 것이 바람직하다.
여과되지 않은 피처리수 및, 케이스 내에 침전된 탁질분은, 케이스 저부의 배출수 유로(46)로부터 순서대로 배출된다. 이와 같이 탁질분이나 남은 피처리수가 연속적으로 항상 배출되면서 여과가 진행되는 점이 이 장치의 특징이고, 밸러스트수에 요구되는 10∼20ton/시간, 나아가서는 100ton/시간을 초과하는 처리량을 확보하기 때문에 효과가 있다. 여과막 유닛(10)에 의해 여과된 여과수는 중심 배관(43)에 설치된 여과수 개구(44)를 통과하여 여과수 유로(45)에 유도되고, 케이스 외부로 도출된다.
여과막의 기재에는 다공질 수지 시트가 이용된다. 재질로서 예를 들면, 폴리에스테르, 나일론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리불화 비닐리덴(PVdF) 등으로 이루어지는 연신 다공질체, 상(phase)분리 다공체, 부직포 등의 다공질 구조물이 이용된다. 밸러스트수 처리에서는 고유량 처리를 행하기 위해, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르로 이루어지는 부직포가 특히 적합하게 이용된다. 또한, 치수예로서, 플리츠 필터의 외경은 700㎜, 축 방향 길이 320㎜, 유효 면적으로서의 높이 280㎜, 플리츠 깊이 70㎜, 플리츠수 420주름을 들 수 있고, 필요한 처리 수량(水量)에 따라서 유효 면적을 바꾸거나, 복수의 필터를 병렬로 이용하거나 하는 것 등이 가능하다.
도 5는, 도 4의 구조에 있어서의 2중의 필터 간격을 설명하는 도면이다. 2중으로 구성된 여과막(11a)과 여과막(11b)은 모두 동일한 형상의 플리츠 필터이다. 1매의 플리츠 필터의 산곡 간 깊이를 L(㎜)로 하고, 2중으로 구성되는 2매의 플리츠 필터의 산 간격을 d(㎜)로 나타낸다. 본 발명의 효과에 있어서 2중의 여과막 간격은 임의이다. 그러나, 원통 형상의 플리츠 필터를 여과막으로 한 구성에 있어서는, 구성상의 제약이 발생한다. 이 경우, 2중의 여과막의 간격인 산 간격 d가 산곡 간 깊이 L의 1/2배 이상 1배 미만, 즉, 0.5L≤d＜L, 인 것이 바람직하다. 1배를 초과하면, 원통 내측의 여과막(11b)의 원이 작아져, 여과면의 면적을 충분하게 확보할 수 없다. 외측 여과막(11a)의 찢어짐시 등에 눈막힘을 발생시키기 쉬워져, 백업으로서의 기능이 발휘되기 어려워진다. 1/2배 미만이면, 플리츠 필터끼리의 면간격이 지나치게 가까워진다. 여과면은 지지체에 의해 고정되어 있기는 하지만, 회전이나 세정수의 분류에 의해 항상 면이 변형되어 있다. 여과막의 간격이 가까우면, 이러한 변형에 의해 여과막의 접촉이 발생하기 쉬워져, 면의 마찰 등에 의해 찢어짐이 발생하기 쉬워지는 등의 문제가 발생하기 쉬워진다.
이상으로 설명한 액체 여과 장치를 밸러스트수 처리 장치로서 이용하는 시스템 구성예를 도 6에 블록도로서 나타낸다. 도 6에서 나타나는 시스템을 선박에 탑재하고, 해수를 여과 저류하는 것이다. 밸러스트수의 처리 장치는 여과 장치부와 자외선 등의 수단에 의한 살균부로 구성되는 것이 많아, 본 발명은 여과 장치부로서 적용할 수 있다. 해수는, 펌프(110)의 작용에 의해, 선박 외부의 해양으로부터 취수 유로(47)를 통하여 장치에 취입된다. 액체 여과 장치(100)는, 전술한 바와 같이 원통의 측면에 여과면이 배치된 원통 형상 필터를 회전시키면서 여과를 행하는 액체 여과 장치이다. 피처리수 유로(41)를 통하여 액체 여과 장치(100)에 보내진 해수는 여과수와 배출수로 나누어진다. 배출수는 배출수 유로(46)를 통하여 다시 해양으로 되돌려지고, 여과수는 여과수 유로(45)에 보내진다. 여과수는 다음으로 자외선 조사 장치(120)에 의해 미생물 등의 살균이 행해지고, 탱크 유로(48)를 통하여 밸러스트수 탱크(130)에 저류된다. 또한, 살균부의 수단은 자외선 조사 장치(120)를 예시하고 있지만 약제를 이용하는 등의 공지의 다른 수단으로 치환해도 좋다. 밸러스트수의 처리는 대량의 해수를 가능한 한 단시간에 처리하는 것과 같은 요구로부터, 필터의 대형화, 연속적인 세정 등이 요구되고, 또한, 이상 상태의 파악과 적절한 대처가 요구되는 바, 본 발명의 장치에 의하면 비교적 간편한 구조에 의해 실현하는 것이 가능하다.
본 발명의 액체 여과 장치는, 회전 세정에 의한 안정된 고투과 유량의 연속 운전이 가능하다. 그 때문에, 해수 담수화나 밸러스트수 등의 기수·해수 이용, 혹은 하수, 생활 배수, 공업 배수 등, 특히 처리 수량이 큰 수처리시에 있어서, 수중의 이물이나 쓰레기, 미생물을 제거 처리하기 전에 여과 처리에 적합하게 이용할 수 있다. 또한, 고탁질의 수처리나 농축 처리에도 우수하기 때문에, 식품 분야 등의 유가물 회수 분야에도 응용이 가능하다.

Claims (7)

  1. 여과막 유닛과, 당해 여과막 유닛의 여과면을 피(被)여과액이 공급되는 측으로부터 세정하는 세정 수단과, 상기 여과막 유닛에 의한 여과 전후의 차압을 검출하는 압력 검출 수단을 구비하고, 상기 여과막 유닛은, 여과막을 2중으로 구비하고 있는 액체 여과 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세정 수단은, 상기 여과면을 향하여 피여과액을 분출하는 수단으로서, 상기 세정 수단에 의한 세정과, 상기 여과막 유닛에 의한 여과가, 동시 병행으로 행해지도록 구성되어 있는 액체 여과 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 여과막 유닛은, 원통 형상 측면에 배치된 여과막으로서, 당해 원통 형상의 반경 방향으로 산곡(protrusion and recess)을 반복하는 주름(pleats)을 구비한 플리츠 형상의 여과막을 2중으로 구비하는 액체 여과 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    2중으로 구비된 상기 여과막의 원통 반경 방향의 간격이, 상기 플리츠 형상의 산곡 간 깊이의 1/2배 이상 1배 미만인 액체 여과 장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 여과막 유닛이, 상기 원통 형상의 축을 중심으로 회전하도록 구성되어 있고, 상기 세정 수단은, 상기 여과막 유닛의 여과면을 향하여 피여과액을 분출하는 피처리수 노즐을 구비하는 액체 여과 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 검출 수단에 의해 검출된 차압의 증가에 의해, 상기 여과막의 이상을 검출하는 여과막 이상 검지 수단을 추가로 구비한 액체 여과 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 액체 여과 장치를 해수의 여과 장치로서 이용하여, 선박에 탑재되는 밸러스트수 처리 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190090215A (ko) * 2018-01-24 2019-08-01 광주과학기술원 무전력 정수 장치 및 이의 작동방법

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4835785B2 (ja) 2010-02-25 2011-12-14 住友電気工業株式会社 船舶用バラスト水の処理装置
CN104902978A (zh) * 2012-12-27 2015-09-09 住友电气工业株式会社 压载水处理设备和用于压载水处理设备的逆清洗方法
JP6395046B2 (ja) * 2014-12-03 2018-09-26 三浦工業株式会社 バラスト水処理装置およびバラスト水処理装置におけるフィルタ洗浄方法
CN107560015B (zh) * 2017-08-14 2020-06-02 中国联合网络通信集团有限公司 一种加湿过滤装置及其清洗方法、新风系统
CN107694341A (zh) * 2017-09-27 2018-02-16 江苏新宇天成环保有限公司 一种星型固液分滤机及分滤方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE935424C (de) * 1949-01-04 1955-11-17 Rhein Emscher Armaturenfabrik Rueckspuelbares Siebfilter mit senkrecht in einem Gehaeuse angeordneten Siebtrommeln aus Drahtgewebe fuer Fluessigkeiten oder Gase
JPS5412907B2 (ko) * 1974-03-06 1979-05-26
US4038187A (en) * 1976-02-03 1977-07-26 Envirex Inc. Microscreen drum
JPS61164614A (ja) * 1985-01-16 1986-07-25 Yuasa Battery Co Ltd 濾過筒
JPH0226605A (ja) * 1988-07-14 1990-01-29 Hitachi Ltd 微粒子除去エアフィルタ
JPH0672614U (ja) * 1993-03-19 1994-10-11 山信工業株式会社 フィルタエレメント
JP2006000798A (ja) * 2004-06-21 2006-01-05 Kanai Hiroaki イオン交換フィルタ
JP4421494B2 (ja) * 2005-02-17 2010-02-24 三井造船株式会社 バラスト水の取水・処理装置
JP4960612B2 (ja) * 2005-08-04 2012-06-27 三井造船株式会社 膜処理装置
US9156001B2 (en) * 2006-10-31 2015-10-13 Kurita Water Industries Ltd. Method and apparatus for further purifying ultrapure water
EP2446077B1 (en) * 2009-06-23 2016-05-18 3M Innovative Properties Company Functionalized nonwoven article
JP2011005456A (ja) * 2009-06-29 2011-01-13 Horyo Corp フィルタ装置
JP4835785B2 (ja) * 2010-02-25 2011-12-14 住友電気工業株式会社 船舶用バラスト水の処理装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190090215A (ko) * 2018-01-24 2019-08-01 광주과학기술원 무전력 정수 장치 및 이의 작동방법

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