図面 (/)

技術 濾過装置及び被処理液の濾過方法

出願人 株式会社流機エンジニアリング
発明者 西村章渡部一孝木村勇夫
出願日 2017年9月27日 (1年11ヶ月経過) 出願番号 2017-186375
公開日 2019年4月18日 (5ヶ月経過) 公開番号 2019-058868
状態 特許登録済
技術分野 カートリッジおよびろ過体運動型ろ過機 濾過工程・プレコート
主要キーワード ハニカムメッシュ ケイソン 洗浄圧 ウォータージェット切断 回収排水 粉粒体供給管 中和排水 フィルタ支持体
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年4月18日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

ランニングコストを抑えることができる濾過効率に優れた濾過装置及び被処理液濾過方法とする。

解決手段

濾過装置10は、濾過容器11と、この濾過容器11に被処理液Aを供給する被処理液供給部と、被処理液Aを濾過する濾過フィルタ12と、この濾過フィルタ12で濾過された濾液Bを濾過容器11から排出する濾液排出部と、濾過容器11に供給する被処理液Aに粉粒体Fを混入する粉粒体混入部70と、濾過容器11に供給する被処理液Aの供給圧を変更する供給圧変更部8,60とを有する。また、この濾過装置10を用いて被処理液Aを濾過する。

概要

背景

被処理液、例えば、工場建設現場等で発生する排水の濾過技術の一つに膜濾過技術がある。膜濾過技術は、凝集剤等の薬剤を使用しないため、コスト面、環境面で大きなメリットがある。

もっとも、従来の膜濾過技術によると、被処理液を濾過する際にその液中微粒子マイクロナノ粒子)が濾過フィルタ表面のミクロレベル凹凸に付着・堆積する。この付着・堆積の主な要因は、濾過フィルタ表面と微粒子間ファンデルワールス力による吸着作用である。この作用により、微粒子が濾過フィルタ表面に層状に堆積し、目詰まりを引き起こす。

そこで、特許文献1は、濾過処理に先立って濾過助剤である活性炭を懸濁した懸濁液を濾過膜(濾過フィルタ)で濾過し、もって濾過膜の表面に活性炭膜を形成する方法を提案している。同文献は、この方法によると「原水中の濁質等が濾過膜に直接吸着されて目詰まりを起こすのをこの活性炭膜によって防ぎ、また原水中の有機物等は活性炭そのものによって吸着し、さらにこれら活性炭膜や活性炭自体では吸着されなかった微細な濁質のみを濾過膜によって濾過することになるので、濾過膜の負担を軽減するとともに効率的な原水の濾過処理を図ることが可能となる」としている。つまり、同文献は、濾過膜の表面に活性炭膜という第2の濾過膜を形成するというものである。

概要

ランニングコストを抑えることができる濾過効率に優れた濾過装置及び被処理液の濾過方法とする。濾過装置10は、濾過容器11と、この濾過容器11に被処理液Aを供給する被処理液供給部と、被処理液Aを濾過する濾過フィルタ12と、この濾過フィルタ12で濾過された濾液Bを濾過容器11から排出する濾液排出部と、濾過容器11に供給する被処理液Aに粉粒体Fを混入する粉粒体混入部70と、濾過容器11に供給する被処理液Aの供給圧を変更する供給圧変更部8,60とを有する。また、この濾過装置10を用いて被処理液Aを濾過する。

目的

本発明が解決しようとする主たる課題は、ランニングコストを抑えることができる濾過効率に優れた濾過装置及び被処理液の濾過方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

濾過容器と、この濾過容器に被処理液を供給する被処理液供給部と、前記被処理液を濾過する濾過フィルタと、この濾過フィルタで濾過された濾液を前記濾過容器から排出する濾液排出部と、前記濾過容器に供給する被処理液に粉粒体混入する粉粒体混入部と、前記濾過容器に供給する被処理液の供給圧を変更する供給圧変更部と、を有することを特徴とする濾過装置

請求項2

前記濾過容器から被処理液を排出する被処理液排出部と、前記濾過容器から排出された被処理液に含まれる粉粒体を回収する粉粒体回収部と、を有し、前記粉粒体回収部で回収された粉粒体を前記被処理液に混入する粉粒体として再利用する、請求項1に記載の濾過装置。

請求項3

前記濾過フィルタは、円筒状で、かつ軸心回りに回転し、前記被処理液供給部には、前記被処理液の供給口が備わり、この供給口は、スリット状で、かつ前記濾過フィルタの軸心方向に延在している、請求項1又は請求項2に記載の濾過装置。

請求項4

前記被処理液の供給圧を所定の前処理圧にすると、前記濾過フィルタの外面に前記粉粒体が混入された剥離層が形成されるように構成されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の濾過装置。

請求項5

前記被処理液の供給圧を所定の洗浄圧にすると、前記濾過フィルタの外面に形成された付着層剥離されるように構成されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の濾過装置。

請求項6

前記被処理液の供給圧を所定の洗浄圧にすると、前記剥離層及びこの剥離層の外面に形成された付着層が剥離されるように構成されている、請求項4に記載の濾過装置。

請求項7

請求項1〜6のいずれか1項に記載の濾過装置を用いて被処理液を濾過する、ことを特徴とする被処理液の濾過方法

請求項8

前記被処理液を濾過する前に、前記被処理液の供給圧を所定の前処理圧にして前記濾過フィルタの外面に剥離層を形成する、請求項7に記載の被処理液の濾過方法。

請求項9

前記被処理液の濾過によって前記濾過フィルタの外面に付着層が形成された段階で、前記被処理液の供給圧を所定の洗浄圧にして前記付着層を剥離する、請求項7に記載の被処理液の濾過方法。

請求項10

前記被処理液の濾過によって前記剥離層の外面に付着層が形成された段階で、前記被処理液の供給圧を所定の洗浄圧にして前記剥離層及び前記付着層を剥離する、請求項8に記載の被処理液の濾過方法。

請求項11

前記付着層を剥離する前に、前記濾過容器に前記濾液側から気体を吹き込む、請求項9又は請求項10に記載の被処理液の濾過方法。

技術分野

0001

本発明は、工場排水等の被処理液濾過装置及び被処理液の濾過方法に関するものである。

背景技術

0002

被処理液、例えば、工場建設現場等で発生する排水の濾過技術の一つに膜濾過技術がある。膜濾過技術は、凝集剤等の薬剤を使用しないため、コスト面、環境面で大きなメリットがある。

0003

もっとも、従来の膜濾過技術によると、被処理液を濾過する際にその液中微粒子マイクロナノ粒子)が濾過フィルタ表面のミクロレベル凹凸に付着・堆積する。この付着・堆積の主な要因は、濾過フィルタ表面と微粒子間ファンデルワールス力による吸着作用である。この作用により、微粒子が濾過フィルタ表面に層状に堆積し、目詰まりを引き起こす。

0004

そこで、特許文献1は、濾過処理に先立って濾過助剤である活性炭を懸濁した懸濁液を濾過膜(濾過フィルタ)で濾過し、もって濾過膜の表面に活性炭膜を形成する方法を提案している。同文献は、この方法によると「原水中の濁質等が濾過膜に直接吸着されて目詰まりを起こすのをこの活性炭膜によって防ぎ、また原水中の有機物等は活性炭そのものによって吸着し、さらにこれら活性炭膜や活性炭自体では吸着されなかった微細な濁質のみを濾過膜によって濾過することになるので、濾過膜の負担を軽減するとともに効率的な原水の濾過処理を図ることが可能となる」としている。つまり、同文献は、濾過膜の表面に活性炭膜という第2の濾過膜を形成するというものである。

先行技術

0005

特開2005−193075号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、一般的に濾過助剤に使用する活性炭の粒度は15〜200μm、珪藻土にあっては、15〜30μmであり、これら濾過助剤の層厚を1mm以上とし、また、濾過フィルタの繊維径を15μm程度とすることから濾過圧力を低く制限する必要があり、濾過処理に時間を要する。

0007

また、濾過助剤を懸濁した懸濁液を得るにあたって被処理水(原水)を使用することができず、例えば、濾過水等を使用しなければならない。したがって、濾過効率が悪くなる。濾過助剤膜を濾過膜として機能させるためには、濾過膜の全面にわたって濾過助剤膜を形成し、しかもこの濾過助剤膜の全面にわたって濾過助剤が分散している必要がある。したがって、大量の濾過助剤が必要になり、ランニングコストが嵩む。さらには、この濾過フィルタの繊維径では、微粒子がフィルタ内に侵入し、深層濾過型となり、濾過抵抗が大きくなるため、本発明で行う精密ろ過には不向きである。加えて、濾過処理後においては、一旦形成した濾過助剤膜の剥離や、更には回収、再利用が非常に困難である。

0008

そこで、本発明が解決しようとする主たる課題は、ランニングコストを抑えることができる濾過効率に優れた濾過装置及び被処理液の濾過方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0009

上記課題を解決するための手段は、
濾過容器と、
この濾過容器に被処理液を供給する被処理液供給部と、
前記被処理液を濾過する濾過フィルタと、
この濾過フィルタで濾過された濾液を前記濾過容器から排出する濾液排出部と、
前記濾過容器に供給する被処理液に粉粒体混入する粉粒体混入部と、
前記濾過容器に供給する被処理液の供給圧を変更する供給圧変更部と、
を有することを特徴とする濾過装置である。

0010

また、この濾過装置を用いて被処理液を濾過する、
ことを特徴とする被処理液の濾過方法である。

発明の効果

0011

本発明によると、ランニングコストを抑えることができる濾過効率に優れた濾過装置及び被処理液の濾過方法となる。

図面の簡単な説明

0012

濾過装置が備わる濾過システムの全体図である。
濾過フィルタの平面図である。
濾過フィルタの外面に形成される剥離層及び付着層概念図である。
被処理液供給部周辺の形態例である。

実施例

0013

以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、以下の説明及び図面は、本発明の一実施形態を示したものにすぎない。

0014

図1に示すように、本形態の濾過装置10は、濾過容器11と、この濾過容器11に被処理液Aを供給する被処理液供給部(36)と、被処理液Aを濾過する濾過フィルタ12と、この濾過フィルタ12で濾過された濾液Bを濾過容器11から排出する濾液排出部(15)と、濾過容器11に供給する被処理液Aに粉粒体Fを混入する粉粒体混入部70と、濾過容器11に供給する被処理液Aの供給圧を変更する供給圧変更部(8,60)とを主に有する。

0015

また、好ましくは、濾過容器11から被処理液Aを排出する被処理液排出部(22)と、濾過容器11から排出された被処理液Aに含まれる粉粒体Fを回収する粉粒体回収部46とを有する。そして、粉粒体回収部46で回収された粉粒体Fは、上記の被処理液Aに混入する粉粒体Fとして再利用する。以下、順に説明する。

0016

(濾過容器)
濾過容器11は、被処理液Aが供給され、当該被処理液Aの濾過処理を行い、濾過後の濾液Bを排出する容器である。本形態の濾過容器11は、概ね円筒状である。

0017

(濾過フィルタ)
濾過フィルタ12は、濾過容器11内に配置されている。濾過フィルタ12は、濾過容器11内に供給された被処理液Aを濾過し、濾液Bとする。

0018

図2に示すように、本形態の濾過フィルタ12は、円筒状である。濾過フィルタ12は、濾過容器11と同軸的に配置されている。濾過フィルタ12及び濾過容器11の軸心は、上下方向に延在している。濾過フィルタ12は軸心回りに回転するのに対し、濾過容器11は回転しない(不動)。

0019

濾過フィルタ12は、例えば、平坦状のフィルタであってもよい。ただし、濾過フィルタ12は、円筒状のフィルタであるのが好ましく、本形態のように円筒状のプリーツフィルタであるのがより好ましい。

0020

円筒状のプリーツフィルタは、例えば、平坦な濾材ジグザグに折り曲げることで複数の襞を形成し、更にこの襞が形成された濾材を後述する筒状体12sの外周面巻き付けることで形成することができる。円筒状のプリーツフィルタの利点は、被処理液Aとの接触面積濾過面積)が広く、濾過効率が高いことにある。

0021

濾過フィルタ12は、濾過容器11の天部に設けたモータMによって軸心回りに回転する。この回転は、常時行っても、必要に応じて行ってもよい。ただし、少なくとも後述する剥離層Pの形成工程、被処理液Aの濾過工程、及び付着層Kの剥離工程においては、濾過フィルタ12を軸心回りに回転するのが好ましい。

0022

濾過フィルタ12は、単層又は2層以上の複数層にすることができる。濾過フィルタ12の膜厚は、好ましくは0.3mm〜0.7mm、より好ましくは0.6mmである。

0023

濾過フィルタ12の素材(濾材)としては、例えば、ポリエステルポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂ステンレスナイロン等を例示することができる。濾材の繊維径(投影面積円相当径、Heywood径)は、好ましくは0.1μm〜20μm、より好ましくは0.1μmである。繊維径が0.1μm未満であると、濾過抵抗が大きくなるとともに、見かけ表面積が狭くなる。他方、繊維径が20μmを超えると、懸濁粒子濾過対象物)が繊維間の隙間を透過してしまうおそれがある。

0024

濾過フィルタ12の長手方向(軸方向)の長さは、例えば、300mm〜2000mmである。

0025

後述するように、濾過フィルタ12の外面12fには、付着層Kの剥離工程において被処理液Aが吹き付けられる。したがって、濾過フィルタ12は、所定の強度を有するのが好ましい。濾過フィルタ12が所定の強度を有すると、被処理液Aの吹付け衝撃波による破損、損傷等が防止される。濾過フィルタ12の上記所定の強度は、JIS L‐1906の測定方法において、引張強度(N/5cm)タテ:600〜1200、ヨコ:500〜800、破裂強度(kgf/cm2):80〜120であるのが好ましい。

0026

なお、濾過フィルタ12の外面12fとは、濾過前の被処理液Aが接する面を言う。特に濾過フィルタ12が円筒状である本形態においては、濾過フィルタ12の外面(外周面)12fが濾過容器11の内面内周面)と向かい合う。また、濾過フィルタ12の内面12bとは、濾過後の濾液Bが接する面を言う。特に濾過フィルタ12が円筒状である本形態においては、濾過フィルタ12の内面(内周面)12bが次に説明する筒状体12sの外周面と向かい合う。

0027

本形態において、濾過フィルタ12の内面12b側(中心軸側)には、当該濾過フィルタ12に沿う姿勢で筒状体12sが配置されている。筒状体12sは、円筒状である。筒状体12sには、濾液Bの透過孔が多数存在し、網状になっている。筒状体12sは、例えば、パンチングメタル等によって形成することができる。筒状体12s内の空間は、濾液Bの通路濾液通路12r)になる。

0028

筒状体12sの外方であって濾過フィルタ12との間(濾過フィルタ12の内方)には、フィルタ支持体25が配置されている。フィルタ支持体25は、濾過フィルタ12の内面12bと当接している。フィルタ支持体25によって、濾過フィルタ12の変形が防止される。この点、濾過フィルタ12の外面12fには、被処理液Aの濾過工程において付着層(ケーキ)Kが形成される(図3参照)。この付着層Kは、濾過の進行に伴って徐々に厚くなり、濾過フィルタ12の襞を押し潰すおそれがある。しかるに、フィルタ支持体25が配置されていれば、濾過フィルタ12の襞が押し潰されるおそれはない。フィルタ支持体25は、例えば、ハニカムメッシュ金網等をジグザグに折り曲げることで形成することができる。

0029

(被処理液供給部)
被処理液供給部は、濾過容器11に被処理液Aを供給する部位である。なお、この被処理液Aの供給は、供給圧によっては被処理液Aの噴射、被処理液Aの吹付け等と表現することもできる。

0030

本形態において、被処理液供給部には、例えば、被処理液Aを蓄える供給タンク36、濾過容器11内を臨む被処理液Aの供給口(被処理液供給口)等が備わる。供給タンク36内の被処理液Aは、被処理液供給口を通して濾過容器11内に供給される。

0031

供給タンク36は、被処理液供給管13,14を介して被処理液Aを貯留する被処理液槽7と繋がっている。被処理液槽7に貯留されている被処理液Aは、被処理液ポンプ8によって被処理液供給管13を通してストレーナ9へ送られる。ストレーナ9に送られた被処理液Aは、ゴミなどの異物が除去され、更に被処理液供給管14を通して供給タンク36へ送られる。

0032

本形態の供給タンク36は、角筒状であるが、円筒状等にすることもできる。供給タンク36の軸方向は、濾過容器11や濾過フィルタ12と同一である。供給タンク36は、被処理液Aの供給口を通して濾過容器11内と連通している。

0033

被処理液Aの供給口は、スリット状で、かつ濾過フィルタ12の軸心方向に延在しているのが好ましい。被処理液Aの供給口がスリット状である場合、スリット幅は、好ましくは0.5mm〜1.5mm、より好ましくは0.8mm〜1.2mmである。スリット状の供給口は、1本であっても、2本以上の複数本であってもよい。

0034

被処理液Aの供給口は、スリット状に構成せず、複数のノズルが供給タンク36の軸方向に適宜の間隔をおいて並ぶ構成することもできる。また、被処理液Aの供給口は、スリット状であって、かつノズル状でもある構成とすることもできる。この構成は、図4に示した。符号45がスリット状のノズルを示す。このノズル45は、供給タンク36から濾過容器11に向かって突出しており、その先端部が濾過容器11内に位置している。ノズル45のスリット幅Sは、例えば、0.8mm〜1.2mmである。

0035

(濾液排出部)
濾液排出部は、濾過フィルタ12で濾過された濾液Bを濾過容器11から排出する部位である。本形態において、濾液排出部には、例えば、濾液通路12rと連通する濾液排出路15等が備わる。濾過容器11内の濾液は、濾液通路12r及び濾液排出路15を通して濾過容器11から排出され、更に濾液排出管16、17を通して系外に送られる。本形態において、濾液排出路15は、濾過容器11の底部に位置するが、必要により、濾過容器11の天部に位置させることもできる。

0036

(粉粒体混入部)
粉粒体混入部70は、濾過容器11に供給する被処理液Aに粉粒体Fを混入する部位である。この粉粒体混入部70が備わる位置は、例えば、図1に示すように、被処理液供給管14に備えること等ができる。

0037

なお、粉粒体混入部70において混入する粉粒体Fは、新たな粉粒体Fに限られるというものではない。したがって、後述する粉粒体回収部46において回収された粉粒体Fを当該粉粒体混入部70において使用することもできる。また、粉粒体回収部46において回収された粉粒体Fが粉粒体供給管30を通して被処理液Aに直接混入されることをもって、粉粒体混入部が備わるということもできる。また、粉粒体Fを混入することの意義については、後述する。

0038

(粉粒体)
粉粒体Fとは、粉体及び粒体を意味し、例えば、球状塩ビスポンジ等の球状スポンジ、球状プラスチックビーズ球状パーライトビーズ等のビーズ、珪砂等の砂などが該当する。ただし、粉粒体Fは被処理液Aに混入された状態で濾過フィルタ12に吹き付けられるものである。したがって、濾過フィルタ12の劣化を防止するという観点からは、粉粒体Fが砂等の角を有する粒子であるのは好ましくなく、球体状の粒子、楕円体状の粒子等の丸みを帯びた粒子であるのが好ましい。また、同様に観点から、粉粒体Fは,硬度が高くない方がよい。具体的には、粉粒体Fの硬度は、好ましくはR20〜R110である。さらに、粉粒体Fは、被処理液A中において均一に分散しているのが好ましい。したがって、粉粒体Fの比重は、例えば、0.8〜1.2g/cm3であるのが好ましい。加えて、粉粒体Fは、回収再利用、つまり分級に適する粒径であるのが好ましい。具体的には、粒径が0.2mm〜1mmであるのが好ましく、0.4mm〜0.7mmであるのがより好ましい。この点、本形態において粉粒体Fは、前述した従来の膜濾過技術におけるような第2の濾過膜を形成するために使用する物質でない。したがって、上記粒径の粒子でも、粉粒体Fとして十分に使用することができる。なお、粉粒体Fの粒径は、JIS Z8800に準拠して測定した値である。

0039

そもそも、ファンデルワールス力は、マイクロ・ナノ粒子等の微小なものの間で働く力であり、上記粉粒体Fの粒径及び形状とした場合、その力は働かない。そのため、濾過フィルタ12からの粉粒体Fの剥離が容易である。また、濾過助剤を活性炭とした場合は、活性炭の内部に侵入した微粒子を当該活性炭から分離するのは困難であるのに対し、粉粒体Fであれば微粒子との分離が容易である。したがって、粉粒体回収部46に内包されるストレーナは、粉粒体Fを分級できる程度の無数の孔を有するメッシュスクリーン等で形成されていさえすればよい。

0040

(被処理液排出部)
被処理液排出部は、濾過容器11から被処理液Aを排出する部位である。本形態において、被処理液排出部には、例えば、濾過容器11の底部に形成されている排出口(図示せず)や、被処理液排出管22等が備わる。

0041

濾過容器11から排出される被処理液Aは、濾過容器11内に存在していた濾過フィルタ12によって濾過される前の被処理液Aである。この被処理液Aには、濾過容器11に供給された被処理液Aそのものの他、例えば、濾過フィルタ12の外面12fから剥離した剥離層Pや付着層(ケーキ)K等が混じっている。被処理液Aの排出は、排出バルブ28の開閉によって制御することができる。

0042

(粉粒体回収部)
粉粒体回収部46は、濾過容器11から排出された被処理液Aに含まれる粉粒体Fを回収する部位である。粉粒体回収部46には、ストレーナが内包されている。粉粒体Fは、このストレーナ内に溜まり、被処理液A中の懸濁物質Eはストレーナを通過する。

0043

ストレーナの目開きは、粉粒体Fの粒径よりも小さくするのが好ましい。具体的には、粉粒体Fの粒径を0.4mm〜0.7mmとする場合、ストレーナの目開きは、例えば0.2mm〜0.35mmにするのが好ましい。なお、前述した特許文献1の活性炭膜を濾過膜として使用する方法においては、活性炭の粒径を小さくする必要があり、このような簡易な分級は困難であった。

0044

粉粒体回収部46で回収された粉粒体Fは、前述した被処理液Aに混入する粉粒体Fとして再利用する。具体的には、粉粒体ポンプ60を起動し、粉粒体供給管30を通して被処理液供給管14内を流れる被処理液Aに合流させる。なお、粉粒体回収部46で分離された懸濁物質Eは、ケーキ排出管31を通して系外へ排出する。

0045

(供給圧変更部)
供給圧変更部は、濾過容器11に供給する被処理液Aの供給圧を変更する部位である。この供給圧が高い場合は、例えば、被処理液Aの噴射、あるいは(濾過フィルタ12に対する)吹付けなどと表現することもできる。

0046

本形態の供給圧変更部は、被処理液ポンプ8及び粉粒体ポンプ60によって構成されている。供給圧変更部(8,60)を制御して被処理液Aの供給圧を変更することで、次の操作が可能になる。まず、被処理液Aの供給圧を所定の「前処理圧」にすると、濾過フィルタ12の外面12fに粉粒体Fが混入された剥離層Pが形成される。また、被処理液Aの供給圧を所定の「洗浄圧」にすると、濾過フィルタ12の外面12fに形成された付着層K、又は剥離層P及び付着層Kが剥離される。つまり、供給圧変更部(8,60)を制御することで被処理液Aの単なる濾過処理のための供給以外の供給が可能になる。この詳細については、次いで説明する。

0047

(濾過方法)
次に、濾過装置10を使用した被処理液Aの濾過方法について説明する。
本形態においては、まず、濾過容器11の天部に設けたモータMによって濾過フィルタ12を軸心回りに回転する。この回転により、濾過フィルタ12の全面での処理、あるいは全面に対する処理が可能になる。

0048

濾過フィルタ12の回転速度は、例えば、0.3〜1rpmである。ただし、濾過フィルタ12を回転せず、被処理液供給部(36)を回転する方法、被処理液供給部(36)を濾過容器11の円周方向に複数備える方法等を採用してもよい。もちろん、濾過フィルタ12が平坦である場合は、濾過フィルタ12を回転等する必要はない。

0049

本形態においては、被処理液Aを濾過(処理)する前に、被処理液Aの供給圧を所定の「前処理圧」にして濾過フィルタ12の外面12fに剥離層Pを形成する。したがって、図3に示すように、被処理液Aの濾過に伴って濾過フィルタ12の外面12fに形成される付着層Kは、剥離層Pの上に形成されることになる。そして、剥離層Pの上に形成される付着層Kが濾過フィルタ12の外面12fから剥離するのが容易となる。

0050

以上のように、剥離層Pは、前述した特許文献1における活性炭層のように濾過膜として機能させるものではない。したがって、剥離層Pを形成するにあたって被処理液Aを使用することができる。故に、濾液B等を使用する必要がなく、濾過効率に優れる。

0051

ところで、粉粒体Fは濾過フィルタ12の外面12fの全面に亘って被膜し、絶縁するためのものではない。適度に濾過フィルタ12の外面上12fに散在した粉粒体Fにより、付着層Kは、粉粒体Fの形状の孔が多数形成されることになる。この多数の孔を有する付着層Kの、フィルタ12外面fへの吸着力は、従来の粉粒体Fが存在しない場合の付着層Kの外面fへの吸着力よりはるかに弱い。したがって、付着層Kの剥離に必要な洗浄圧は、従来のように高くする必要はなく、後述する洗浄圧の範囲とすることで、効果的な剥離が可能となる。

0052

また、濾過膜として機能させるものではないため、被処理液Aに対する粉粒体Fの混入量は少量で足り、ランニングコストを抑えることができる。具体的には、粉粒体Fの混入量(率)は、フィルタ表面被覆量に対して、50〜100%、好ましくは70〜90%の混入で足りる。

0053

剥離層Pの形成工程は、図1に基づいて説明すると、次のようになる。
本工程においては、まず、粉粒体供給バルブ29及び濾液排出バルブ26を開き、また、必要により粉粒体混入バルブ70Aを開き、その他のバルブを閉じる。また、被処理液ポンプ8及び粉粒体ポンプ60を起動する。そして、被処理液槽7内の被処理液Aを、被処理液供給管13、ストレーナ9、及び被処理液供給管14を通して供給タンク36に送る。ストレーナ9では、被処理液Aに含まれるゴミ等の異物が除去される。被処理液Aには、途中、被処理液供給管14において粉粒体供給管30からの粉粒体Fが混入され、あるいは粉粒体混入部70からの新たな粉粒体Fが混入される。供給タンク36内に送られた被処理液Aは、被処理液供給口を通して所定の前処理圧で濾過容器11内に噴射(供給)される。この噴射された被処理液Aは濾過フィルタ12に吹き付けられ、濾過フィルタ12の外面12fに粉粒体Fが混入された剥離層Pが形成される。

0054

この際、被処理液Aの供給圧(前処理圧)は、好ましくは40〜100kPa、より好ましくは60〜80kPaである。供給圧が100kPaを上回ると、リバウンドによって剥離層Pが形成されないおそれや、被処理液Aに混入されている粉粒体Fによって濾過フィルタ12が傷んでしまうおそれがある。なお、本工程において被処理液Aを供給する際の流速は、好ましくは2〜8m/s、より好ましくは5〜7m/sである。また、1m2当たりの被処理液Aの流量は、好ましくは1〜5L/m2、より好ましくは2〜3.5L/m2である。

0055

剥離層Pの形成工程は、例えば、粉粒体Fが混入された被処理液Aの供給量が所定の量になったら、あるいは粉粒体Fの消費量(混入量)が所定の量になったら終了とすることができる。この際、剥離層Pの平均厚さは、例えば、0.4〜0.7mmにすることができる。

0056

剥離層Pを形成したら、次に被処理液Aの濾過を行う(濾過工程)。この濾過工程においては、通常、粉粒体供給バルブ29を閉じ、粉粒体ポンプ60を停止する。また、粉粒体混入部70において被処理液Aに粉粒体Fを混入している場合は、粉粒体混入バルブ70Aも閉じる。そして、被処理液槽7内の被処理液Aを、被処理液供給管13、ストレーナ9、及び被処理液供給管14を通して供給タンク36に送る。この供給タンク36に送られる被処理液Aには、粉粒体Fが含まれていない。供給タンク36に送られた被処理液Aは、被処理液供給口を通して濾過容器11内に供給される。

0057

本形態においては、濾過フィルタ12の外面12fに活性炭層等からなる濾過膜を形成していない。したがって、濾過圧力を高く設定することができる。具体的には、被処理液Aの供給圧を、例えば100〜300kPa、好ましくは150〜200kPaと高く設定することができる。一方、従来の濾過膜法(MBR)による濾過圧力は、50〜80kPaであり、本形態の方が単位時間当たりの濾過量に優れる。この点、被処理液Aの流束FLUX)は、例えば200〜600LMH、好ましくは300〜400LMHである。

0058

濾過容器11に供給された被処理液Aは、濾過フィルタ12によって濾過され、濾液Bとして濾液通路12rを通り、濾液排出路15から排出される。他方、被処理液A中の懸濁物質Eは、濾過フィルタ12の外面12fに、剥離層Pを形成している本形態においては剥離層Pの表面に付着して付着層Kを形成する。

0059

次に、本形態の濾過方法においては、被処理液Aの濾過によって濾過フィルタ12の外面12fに付着層Kが形成された段階で、被処理液Aの供給圧を所定の洗浄圧にして付着層Kを剥離する。この際、被処理液Aには、粉粒体Fが混入されているようにする。この粉粒体Fの存在により、付着層Kの剥離は効果的に行われ、濾過フィルタ12の外面12fに付着した、被処理液A由来の微粒子も剥離できる(付着層Kの剥離効果)。特に、濾過フィルタ12の外面12fに剥離層Pが形成されている本形態においては、付着層Kの剥離が極めて容易である。この点、本発明者等は、剥離層Pが形成されていると、付着層Kが厚み0.5mmの粘土付着物で形成されている場合であっても、洗浄圧150kPa(流速15m/s)で付着層Kを完全に剥離することができることを知見している。

0060

付着層Kの剥離工程は、図1に基づいて説明すると、次のようになる。
本工程においては、まず、ブロワ6を起動し、又は起動したままでの状態にする(後述するエアパージを行う場合)。また、被処理液ポンプ8及び粉粒体ポンプ60を起動する。さらに、粉粒体供給バルブ29、圧気バルブ27、及び被処理液排出バルブ28を開く。必要により粉粒体混入バルブ70Aも開く。他方、濾液排出バルブ26は、閉める。そして、被処理液槽7内の被処理液Aを、被処理液供給管13、ストレーナ9、及び被処理液供給管14を通して供給タンク36に送る。この供給タンク36に送られる被処理液Aは、粉粒体供給管30からの粉粒体Fが混入されていることで、あるいは粉粒体混入部70からの新たな粉粒体Fが混入されていることで、粉粒体Fが混入されたものとなっている。

0061

粉粒体Fの混入量(率)は、被処理液(A)1Lに対して、200〜1000g、好ましくは300〜500gである。粉粒体Fの混入量が100gを下回ると、付着層Kの剥離効果が十分に得られないおそれがある。他方、粉粒体Fの混入量が1000gを上回ると、粉粒体Fがノズル45を通過する際の抵抗が増加し、洗浄圧を高めるためにポンプ8、60の圧力設定を増加させなければならず、非経済的である。また、粉粒体Fの回収が煩瑣になってしまう。

0062

本工程における被処理液Aの供給圧(洗浄圧)は、好ましくは100〜200kPa、より好ましくは150〜200kPaである。洗浄圧が100kPaを下回ると、付着層Kの剥離効果が十分に得られないおそれがある。他方、洗浄圧が200kPaを上回ると、被処理液Aに混入されている粉粒体Fによって濾過フィルタ12が傷んでしまうおそれがある。なお、本工程において被処理液Aを供給する際の流速は、好ましくは10〜20m/s、より好ましくは15〜20m/sである。

0063

ところで、前述したように、本形態においては、濾過装置10の濾過フィルタ12として円筒状のプリーツフィルタを採用している。そして、このプリーツフィルタにおいては、相互に隣り合う襞の距離(襞面間の距離)が内側(中心側)から外側に向けて次第に広くなっている。したがって、濾過フィルタ12に吹き付けられる被処理液Aは襞面に対して斜め方向に当たることになり、付着層Kの剥離が極めて効果的に行われる。また、濾過フィルタ12の外面12fには、粉粒体Fを全面に亘って被覆しているわけではないため、少なからず被処理液A由来の微粒子が付着する。これに対して、洗浄工程で粉粒体Fを混入した被処理液Aを濾過フィルタ12に吹き付けることで、その微粒子を剥離することができる。

0064

さらに、本形態の濾過方法においては、付着層Kを剥離する(剥離工程)前に、濾過容器11に濾液B側から気体を吹き込む(エアパージ工程)とより好ましいものとなる。この気体の吹込みによって、濾過フィルタ12の液体に対する張力を低減させ、付着層Kを濾過フィルタ12から浮かせる方向に作用させ、また、表面張力低下作用により、付着層Kの剥離工程がより効果的に行われるようになる。

0065

このエアパージ工程は、図1に基づいて説明すると、次のようになる。
まず、被処理液ポンプ8及び粉粒体ポンプ60を停止する。また、粉粒体供給バルブ29及び濾液排出バルブ26を閉じる。他方、被処理液排出バルブ28及び圧気バルブ27を開く。また、ブロワ6を起動する。このときのブロワ6の圧力は、例えば、50〜200kPaである。ブロワ6からの気体D(例えば空気)は、圧気供給管19及び濾液排出路15を経て、濾液通路12r内へ導かれる。濾過工程の終了後、濾液通路12r内には濾液Bが存在しているが、ブロワ6からの気体Dによって濾液Bが濾過フィルタ12の内側から外側へ押し出される。そして、濾液Bは濾過容器11の下部(底部)に流れた後、被処理液排出管22を通って粉粒体回収部46へ送られる。このエアパージ(工程)が進むに従って、濾過容器11内が気体Dで充満した状態となる。したがって、濾過工程の後、付着層Kの剥離工程に先立ってエアパージ工程を介在させると、付着層Kの剥離が気中で行われる状態となり、付着層Kの剥離が極めて容易なものとなる。

0066

このエアパージ工程は、洗浄工程に先立って終了することもできるが、洗浄工程中において継続するのが好ましい。エアパージを継続して行うと、気体Dや濾液Bが濾過フィルタ12の内側から外側へ向けて流れている状態で濾過フィルタ12に被処理液Aが吹き付けられる。したがって、洗浄圧を高く設定したとしても、付着層K、あるいは剥離層Pが濾過フィルタ12にめり込んでしまうおそれがない。しかも、気体Dや濾液Bによる圧力によって剥離層Pや付着層Kに濾過フィルタ12から浮き上がる力が作用している状態において、付着層Kに被処理液Aが吹き付けられることになるため、付着層Kの剥離効果が極めて大きなものとなる。

0067

ちなみに、エアパージを継続して行いつつ、前述した付着層Kの剥離を行うと、付着層Kの剥離が極めて容易であるため、単位面積当たりの付着層Kの保持量を大きくすることができる。つまり、濾過処理をより長く継続することができ、また、濾過容器11から排出された付着層Kの脱水や乾燥を行い易くなる。本発明者らの知見するところによると、従来は付着層Kの最大保持量が約200g/m2であったのに対し、本形態によると約500g/m2にまで増やすことができる。

0068

以上においては、1台の濾過装置10を使用した被処理液Aの濾過処理の例を示している。ただし、被処理液Aの濾過処理は、2台以上の複数台の濾過装置10を使用して行うこともできる。その際には、被処理液槽7や粉体回収部46、粉粒体混入部70等は、共通のものを使用してもよい。

0069

(その他)
本形態の濾過装置10が濾過の対象とする被処理液Aは、懸濁物質Eが混入している水などの液体であり、通常、スラリー状である。具体的には、被処理液Aとして、例えば、トンネル構内排水、吹付け用生コンプラント排水、ダイスライム回収排水バッチャープラント排水、河川工事ドライピット排水、深礎工事排水、グラウト工事排水、シールド工事排水、シールド余剰泥水浚渫埋立排水、ケイソン工事排水、場所打杭排水、床面洗浄排水、ウェルポイント工事排水、基礎工事ヤード排水タイヤ洗浄排水、コアボーリング排水、ダイヤモンドカッター排水、土壌汚染掘削ヤード排水、VOC分解洗浄排水、焼却炉解体洗浄排水放射能除染工事排水、ワイヤーソー切断工事排水、ウォータージェット切断工事排水、製紙工場プロセス排水パルプ工場プロセス排水、食品工場洗浄排水、生コン工場洗浄排水、コンクリート二次製品工場排水、砕石工場ヤード排水、ガス洗浄スクラバ排水ゴミ焼却炉急冷塔排水、転炉ガス洗浄排水、アーク炉ガス洗浄排水、銀回収工程排水洗砂装置排水、水洗中和排水バレル研磨排水、電界研磨排水、ガラス研磨排水、ウェットブラスト排水、吹付塗装ブース排水、カチオン塗装排水、ステンレス酸洗排水原料ヤード排水、原料コンベア洗浄排水、堆積ダスト湿式回収排水、工場ヤード排水、連鋳排水、圧延冷却排水、除湿ドレン排水、浸漬切断ヤード排水、鉱さいヤード排水、船舶底部ビルジ排水、造船ドッグ排水、除排水、冷却塔ブロー排水染色工場排水、ミルクプラント洗浄排水トンネル壁面洗浄排水、建物外壁洗浄排水、洗車排水ゴルフ場排水、産業処分場浸出水等の排水などを例示することができる。

0070

6…ブロワ、7…被処理液槽、8…被処理液ポンプ、9…ストレーナ、10…濾過装置、11…濾過容器、12…濾過フィルタ、12b…濾過フィルタの内面、12f…濾過フィルタの外面、12r…濾液通路、12s…筒状体、13、14…被処理液供給管、15…濾液排出路、16,17…濾液排出管、19…圧気供給管、22…被処理液排出管、25…フィルタ支持体、26…濾液排出バルブ、27…圧気バルブ、28…被処理液排出バルブ、29…粉粒体供給バルブ、30…粉粒体供給管、31…ケーキ排出管、36…供給タンク、45…ノズル、46…粉粒体回収部、60…粉粒体ポンプ、A…被処理液、B…濾液、D…加圧気体(圧気)、E…懸濁物質(排出ケーキ)、K…付着層(ケーキ)、P…剥離層、M…モータ、S…スリット幅。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ