WO2021210154A1 - 濾材再生装置 - Google Patents

Abstract

濾材に付着した汚れをより効果的に除去する。　本発明の濾材再生装置１００は、貯水槽８と、貯水槽８に貯留された水を吸引して加圧する加圧ポンプ２１と、濾材を分級する分級部３と、加圧ポンプ２１により加圧された水により駆動され、再生対象の濾材を吸引して噴出するとともに前記分級部へ流送する第１のジェットポンプ１Ａと、分級部３により分級された濾材を洗浄するシャワリング装置７と、シャワリング装置７で洗浄された濾材を吸引して噴出する第２のジェットポンプ１Ｂとを備える。

Description

濾材再生装置

　この発明は、使用により汚れが付着した濾材を洗浄して再生する濾材再生装置に関し、特に濾材の洗浄にジェットポンプを用いる濾材再生装置に関する。

　従来、ろ過器やろ過池等で使用した濾材をジェットポンプにより洗浄して再生する濾材のリサイクル装置が知られている。

　例えば、特許文献１では、ジェットポンプの負圧発生部に液体と共に空気を吸引する混気ジェットにより、ろ過塔の濾材を吸引して濾材を大きさごとに分級する分級部へ流送する際に、混気ジェットによる噴射水で濾材を洗浄する濾材のリサイクル装置が提案されている。

　しかし、濾材に強固に汚れが凝着している場合には、特許文献１の濾材のリサイクル装置では、十分に汚れが除去できないという課題が有った。

　そこで、本発明者は、図２に示すように、特許文献１の濾材のリサイクル装置においてろ過塔Ｘから濾材を吸引する第１のジェットポンプ１Ａと分級部３との間に、第２のジェットポンプ１Ｃを設けて、ろ過塔Ｘから分級部３まで濾材を流送する間に２度噴射水により濾材を洗浄する濾材再生装置９００に想到する。

特開平５－２５３４２０号公開公報

　しかし、この濾材再生装置９００は、第１のジェットポンプ１Ａに加えて、第２のジェットポンプ１Ｃにも加圧水を供給するため、濾材とともに分級部３へ流送される水が多量となり、分級部の最細粒の濾材を分級するホッパー３１から余剰水とともに濾材から分離した付着物等の汚れが溢れ、余剰水排水管４０，４１を通って、貯水槽８の貯留水に濾材が混入してしまうという問題が有る。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、濾材が貯留水に混入することがない濾材再生装置の提供を目的とする。

　上記課題を解決するためになされた発明は、貯水槽と、前記貯水槽に貯留された水を吸引して加圧する加圧ポンプと、濾材を分級する複数の分級ステージを有する分級部と、前記加圧ポンプにより加圧された水により駆動され、再生対象の濾材を吸引して噴出するとともに前記分級部へ流送する第１のジェットポンプと、前記分級部により分級された濾材を洗浄するシャワリング装置と、前記加圧ポンプにより加圧された水により駆動され、前記シャワリング装置で洗浄された濾材を吸引して噴出する第２のジェットポンプとを備え、前記複数の分級ステージは、上部開口を塞ぐふるいを備えたホッパーからなり、目の細かいふるいを備えるものから目の粗いふるいを備えたものへと、隣接する分級ステージと上部開口を接するようにして並べられ、前記ふるいの上方には、濾材に循環水を噴射する循環水噴射ノズルが設けられ、前記循環水噴射ノズルには、前記貯水槽内に設けたポンプから循環水供給管を介して前記貯水槽の上澄み水が供給されるとともに、各ホッパーへ流送された水のうち余剰水を余剰水排水管を通して前記貯水槽へ排水するよう構成されており、前記シャワリング装置は、回転ふるいと、清水噴射管とを備え、回転ふるいは、その内部に連通するろ過材導入口と、ろ過材排出管とを有し、前記分級部で分級された濾材を前記ろ過材導入口から前記回転ふるいに導入し、前記清水噴射管から噴射した清水により洗浄したのち前記ろ過材排出管から排出するよう構成され、前記第２のジェットポンプは、前記ろ過材排出管を通じて前記回転ふるいの内側から排出された洗浄済みの濾材を吸引して噴出するよう構成されている濾材生成装置である。

　このように、本発明にかかる濾材再生装置では、第１のジェットポンプに加えて設ける第２のジェットポンプを分級後の濾材を洗浄するシャワリング装置の下流側に設け、シャワリング装置から洗浄の終了した濾材を第２のジェットポンプで吸引して再生済濾材収容部に流送するようにしたので、第２のジェットポンプを駆動する加圧水が分級部へ流送されず、分級部のホッパーから濾材や汚れが溢れることを抑制できる。

　また、本発明の濾材再生装置は、前記ジェットポンプから噴出された濾材を収容する再生濾材収容部を有し、前記再生済濾材収容部が、濾材を収容する透水性の濾材収容袋と、前記濾材収容袋を収容するとともに前記濾材収容袋を透過した水を貯留する透過水槽と、前記透過水槽の水を前記貯水槽に還送する還送ポンプを備えることが好ましい。こうすることで、濾材の洗浄に用いた水を貯留部に戻して再利用することができる。
　ここで、「ジェットポンプ」とは、加圧水の流路径を絞ることにより発生する負圧により、外部から固体や液体、気体を吸引し、洗浄、及び流送するポンプのことをいうものとする。

　以上説明したように、本発明の濾材再生装置によれば、濾材や濾材から剥離した汚れが貯留水に混入することを抑制でき、第１のジェットポンプにより濾材から剥離した汚れにより、第２のジェットポンプによる洗浄が妨げられることを防止できる。

本発明の一の実施形態に係る濾材再生装置の模式図である。 本発明者が先に想到した濾材再生装置の模式図である。 図１に示したジェットポンプの縦断面図である。

　以下、適宜図面を用いながら本発明の一の実施形態について詳述する。図１は、本発明の第１実施形態に係る濾材再生装置１００を示している。濾材再生装置１００は、図１に示すように、第１のジェットポンプ１Ａ、及び第２のジェットポンプ１Ｂと、加圧ポンプ２１と、分級部３と、シャワリング装置７と、貯水槽８と、再生済濾材収容部９とを主に備えている。濾材再生装置１００は、かかる構成により、ろ過塔Ｘのろ過材ａ、及びろ過砂利ｂからなる濾材を吸引排出して、ろ過材ａとろ過砂利ｂを分離し、かつろ過砂利ｂを粒径ごとに分級するともに、ろ過材ａに凝着、又は付着した汚れを剥離、洗浄してろ過材ａを再生するよう設けられている。尚、ろ過材ａは、濾過作用の主要部分を担うアンスラサイト、マンガンゼオライト、ろ過砂等からなり、ろ過砂利ｂは、ろ過材ａを支持する層を構成する砂利である。

　第１、及び第２のジェットポンプ１Ａ，１Ｂは、図３に示すように、加圧水を導入する加圧水導入管１１と、加圧水導入管１１の先端を縮径して設けられる噴射ノズル１２と、噴射ノズル１２の下流側（図３右側）に連続し、噴射ノズル１２よりやや大きい内径を有する混合気管１３と、混合気管１３の下流側に連続し、混合気管１３より大径の負圧発生管１４とを備えている。
　混合気管１３は、管壁に開口する吸気口１３ａを有し、負圧発生管１４は、底部１４ｂ近傍の管壁に開口する吸引口１４ａを有している。
　第１のジェットポンプ１Ａの加圧水導入管１１は、図１に示すように、加圧ポンプ２１に連通し、後端開口１５は、濾材流送管５０を介して分級部３の濾材投入口３０に連通している。第２のジェットポンプ１Ｂの加圧水導入管１１も、加圧ポンプ２１に連通し、後端開口１５は、排出管７５を介して、再生済濾材収容部９に連通している。

　すなわち、第１、及び第２のジェットポンプ１Ａ、１Ｂは、ともに加圧ポンプ２１により駆動される。加圧ポンプ２１は、貯水槽８の貯留水を加圧して第１、及び第２のジェットポンプ１Ａ、１Ｂの加圧水導入管１１へ導入する。加圧水導入管１１へ導入された加圧水は、加圧水導入管１１よりも小径の噴射ノズル１２によってジェット噴流となって混合気管１３へ噴出するとともに、減圧されて混合気管１３、及び負圧発生管１４内部に負圧を発生させる。こうして、混合気管１３に発生した負圧により吸気口１３ａから混合気管１３内に大気中の空気が吸引され、上記のジェット噴流はこの空気により取り囲まれるため、噴射時の高速を維持することができる。また、負圧発生管１４内部に発生した負圧により、吸引口１４ａからろ過塔Ｘの濾材が吸引される。

　分級部３は、複数（図示の例では５つ）のホッパー３１，３２，３３，３４，３５を備えている。ホッパー３１，３２，３３，３４は、上部開口を塞ぐふるい３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３４Ａを有している。ふるい３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３４Ａは、この順に目の細かいものから目の粗いものへと配設されている。ふるい３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３４Ａは、バイブレ―タ３Ｂ，３Ｂにより一体的に振動して、濾材投入口３０から投入された濾材を後方の目の粗いふるいの方へ送りながら、粒径の細かい濾材から順にホッパー３１，３２，３３，３４，３５に分級するよう構成されている。ふるい３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３４Ａとしては、特に限定されないが、ステンレス製のふるいが好ましく用いられる。各ホッパーで分級される濾材の大きさとしては、例えば、ホッパー３１では、有効径０．６ｍｍ程度のろ過材ａが分級され、ホッパー３２，３３，３４，３５では、粒径３～２５ｍｍ程度のろ過砂利ｂが分級される。

　また、ふるい３１Ａの上方には、ろ過材ａに循環水を噴射する循環水噴射ノズル６１，６１が設けられている。循環水噴射ノズル６１には、貯水槽８内に設けたポンプ２２から循環水供給管６２，６３を介して貯水槽８の上澄み水が循環供給される。

　ホッパー３１の下端は、ろ過材流送管３１ａによりシャワリング装置７へ連結され、ホッパー３２，３３，３４，３５の下端には、分級した濾材を排出する排出管３６，３７，３８，３９が設けられている。

　シャワリング装置７は、回転ふるい７１と、清水噴射管７３とを備えている。回転ふるい７１は、軸水平に配した円筒状のステンレス製ふるいの両端を閉塞して構成され、一端側（図１左側）端面に、回転軸７１ａと、ろ過材導入口７１ｂが設けられ、他端側端面にはろ過材排出管７４が設けられている。清水噴射管７３は、回転ふるい７１の外周面に沿って回転ふるいの軸心方向に延びるよう設けられ、回転ふるい７１に清水を噴射して回転ふるい７１の目詰まりや内部の汚泥を洗い流す。清水噴射管７３へは、清水貯水槽６７からポンプ６８により清水供給管６４，６５を介して清水が供給される。回転ふるい７１は、モータＭ１により不図示の伝動ベルトと回転軸７１ａを介して回転する。
　シャワリング装置７は、貯水槽８の上方に設けられており、ろ過材導入口７１ｂから導入されたろ過材ａから分離した汚れを泥水Ｗ１として下方へ透過して貯水槽８の泥水槽８１へ排出し、洗浄済みのろ過材ａをろ過材排出管７４から排出する。ろ過材排出管７４から洗浄済みのろ過材ａを最終洗浄凝着物除去のため、第２のジェットポンプ１Ｂに送り込みろ過材ａの洗浄を行う。

　貯水槽８は、仕切壁８５により、シャワリング装置７から排出された泥水を貯留する泥水槽８１と、泥水槽８１の上澄み水を貯留する上澄み水槽８２とに区画されている。図中の符号８３、８４は、それぞれドレーン部と、オーバーフロー部である。

　再生済濾材収容部９は、第２のジェットポンプ１Ｂから排出されたろ過材ａを収容する透水性のコンテナバッグ９１とコンテナバッグ９１の載置台９３と、これらを収容するとともにコンテナバッグ９１を透過した透過水Ｗ２を貯留する透過水槽９２とを備えている。

　次に、本実施形態に係る濾材再生装置１００の作動方法、及び各部の作用・効果について説明する。
　濾材再生装置１００を用いて濾材（ろ過材ａ、及びろ過砂利ｂ）の再生を行う際には、まず、濾材吸引ホース４をろ過塔Ｘの濾材に挿入した状態で、加圧ポンプ２１を駆動して第１のジェットポンプ１Ａの加圧水導入管１１へ加圧水を導入する。
　すると、第１のジェットポンプ１Ａが、上述した作用により吸引口１４ａから濾材を吸引し、濾材をジェット噴流により洗浄しながら濾材流送管５０を介して分級部３へ流送する。

　分級部３へ流送された濾材は、循環水噴射ノズル６１，６１から噴出された循環水により洗浄されながら、ふるい３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３４Ａ上を転動し、そのうちろ過材ａがホッパー３１に分級され、ろ過砂利ｂは、粒径の小さなものから順にホッパー３２，３３，３４，３５に分級される。ホッパー３２，３３，３４，３５に分級されたろ過砂利ｂは、排出管３６，３７，３８，３９を介して、それぞれコンテナバック３Ｃに収納される。

　ホッパー３１に分級されたろ過材ａは、ろ過材流送管３１ａを通ってシャワリング装置７のろ過材導入口７１ｂから回転ふるい７１内に搬送され、清水噴射管７３からの噴水により洗浄されて付着した汚泥とふるいの目より小さい不必要な粒径の濾材が分離される。分離した汚泥を含んだ泥水Ｗ１は、回転ふるい７１を透過して泥水槽８１に排出される。この際、回転ふるい７１の目詰まりは、清水噴射管７３により洗浄される。

　ここで、加圧ポンプ２１から加圧水供給管５３へも加圧水を供給して、第２のジェットポンプ１Ｂを駆動する。すると、回転ふるい７１内の洗浄の済んだろ過材ａが、ろ過材排出管７４を通って第２のジェットポンプ１Ｂに吸引され、ジェット噴流によって洗浄されつつ排出管７５を介してコンテナバッグ９１に排出される。ろ過材ａとともに排出された水は、透過水槽９２に貯留され、ポンプ９４により泥水槽８１に還流される。再生されたろ過材ａは、再びろ過塔Ｘに戻されて使用される。

　本実施形態の濾材再生装置１００は、このように、ろ過材ａをシャワリング装置７で洗浄して汚泥を分離したのち、再度第２のジェットポンプで洗浄するので、ろ過材ａへ凝着した汚れをさらに除去することができる。

　また、第２のジェットポンプの駆動水は、分級部３を通らないため、分級部３から溢れたろ過材ａや砂利等が、貯水槽８に混入することがない。

　本発明の濾材再生装置は上記の実施形態に限られるものではなく、例えば、ジェットポンプは、吸気口を備えなくともよい。再生済濾材収容部は、排水を還流するポンプを備えなくてもよい。分級部のホッパーは、４つ以下でも６つ以上でもよい。

第１のジェットポンプ１Ａ
第２のジェットポンプ２Ａ
加圧ポンプ２１
分級部３
ホッパー（分級ステージ）３１，３２，３３，３４
シャワリング装置７
貯水槽８
再生済濾材収容部９
濾材収容袋（コンテナバッグ）９１
透過水槽９２
還送ポンプ９４

Claims (2)

1. 貯水槽と、
   　前記貯水槽に貯留された水を吸引して加圧する加圧ポンプと、
   　濾材を分級する複数の分級ステージを有する分級部と、
   　前記加圧ポンプにより加圧された水により駆動され、再生対象の濾材を吸引して噴出するとともに前記分級部へ流送する第１のジェットポンプと、
   　前記分級部により分級された濾材を洗浄するシャワリング装置と、
   　前記加圧ポンプにより加圧された水により駆動され、前記シャワリング装置で洗浄された濾材を吸引して噴出する第２のジェットポンプと
   を備え、
   　前記複数の分級ステージは、上部開口を塞ぐふるいを備えたホッパーからなり、目の細かいふるいを備えるものから目の粗いふるいを備えたものへと、隣接する分級ステージと上部開口を接するようにして並べられ、前記ふるいの上方には、濾材に循環水を噴射する循環水噴射ノズルが設けられ、前記循環水噴射ノズルには、前記貯水槽内に設けたポンプから循環水供給管を介して前記貯水槽の上澄み水が供給されるとともに、各ホッパーへ流送された水のうち余剰水を余剰水排水管を通して前記貯水槽へ排水するよう構成されており、
   　前記シャワリング装置は、回転ふるいと、清水噴射管とを備え、回転ふるいは、その内部に連通するろ過材導入口と、ろ過材排出管とを有し、前記分級部で分級された濾材を前記ろ過材導入口から前記回転ふるいに導入し、前記清水噴射管から噴射した清水により洗浄したのち前記ろ過材排出管から排出するよう構成され、前記第２のジェットポンプは、前記ろ過材排出管を通じて前記回転ふるいの内側から排出された洗浄済みの濾材を吸引して噴出するよう構成されている濾材再生装置。
2. 　前記第２のジェットポンプから噴出された濾材を収容する再生濾材収容部を有し、
   　前記再生済濾材収容部が、濾材を収容する透水性の濾材収容袋と、前記濾材収容袋を収容するとともに前記濾材収容袋を透過した水を貯留する透過水槽と、前記透過水槽の水を前記貯水槽に還送する還送ポンプを備える請求項１に記載の濾材再生装置。

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