JP4051260B2

JP4051260B2 - ろ過装置

Info

Publication number: JP4051260B2
Application number: JP2002310706A
Authority: JP
Inventors: 三雄 ▲高▼塚
Original assignee: Ａｊバーステック株式会社
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2022-10-25
Also published as: JP2004141785A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、効果的なフィルタの洗浄が行えるろ過装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、水中の懸濁物質などの除去に各種のろ過装置が使用されている。スクリーンシリンダ型ろ過器と呼ばれるものがあり、円筒密閉ハウジング内に円筒スクリーン（所定孔径の円筒状のフィルタ）を配置し、これによってろ過を行う。すなわち、フィルタの内側から原水を圧送し、フィルタの外側に処理水を得る。そして、このスクリーンシリンダ型ろ過器では、フィルタの内側に螺旋状に移動可能な洗浄ノズルが位置しており、この洗浄ノズルの排出路が断続的又は連続的に開放されるようになっている。洗浄ノズルを開放することで、原水圧力によって洗浄ノズルからの吸引が発生し、これによって、フィルタ内面にろ過分離された懸濁物ケーキがフィルタ内面から除去される。
【０００３】
このようなスクリーンシリンダ型ろ過器では、ろ過継続中に弁の切換（洗浄ノズルの排出路の開放）によりフィルタの洗浄が行え、効果的なろ過物の排除が行える。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、原水中の懸濁物の量や、原水性状によっては、上述のような洗浄ノズルによる吸引だけでは、十分なフィルタの洗浄を行えない場合もある。例えば、製紙工場における白水などは、繊維状の懸濁物質を多量に含むとともに溶解性の不純物も多量に含まれる。このため、ろ過を継続していると、フィルタ内面の懸濁物ケーキを十分除去できなかったり、フィルタの外面に懸濁物の一部が付着堆積するバッククロッギング現象が発生する場合もある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、より効果的なフィルタ洗浄が行えるろ過装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、溶解性不純物を含む原水をろ過するろ過装置であって、金網状部材から構成された円筒状のフィルタと、このフィルタを取り囲み密閉するハウジングと、前記フィルタの内側の原水室に加圧された原水を供給する原水供給手段と、前記フィルタの外側のろ液室からろ液を排出する排出手段と、前記原水室内に設けられ、フィルタ内面に対向した位置で開口する吸引ノズルと、この吸引ノズルに接続されるとともに排泥弁を有し、排泥弁を介し吸引ノズルから吸い込んだ洗浄排水を外部へ排出する洗浄水排出手段と、前記原水室が加圧状態にあるときに、前記洗浄水排出手段の排泥弁を開き吸引ノズルから洗浄排水を吸引する制御を行う吸引制御手段と、前記吸引ノズルを前記フィルタ内面に沿って移動させるノズル移動手段と、前記ろ液室内にあって、前記吸引ノズルに対向する位置に配置され、逆洗水を吐出する逆洗ノズルと、前記洗浄水排出手段の排泥弁が開いているときに、前記逆洗ノズルに逆洗水を加圧供給する逆洗水供給手段と、前記逆洗ノズルを前記吸引ノズルに同期して移動させる逆洗ノズル移動手段と、を有し、前記吸引ノズルおよび逆洗ノズルは、前記フィルタの軸方向および周方向の両方に同期して移動することで前記フィルタに対し螺旋状に移動することで、フィルタ内面に付着する懸濁物ケーキを吸い込み除去するとともに、原水に含まれる溶解性の不純物に起因してフィルタのろ液側に懸濁物が付着するバッククロッギングを防止することを特徴とする。
【０００７】
このように、本発明によれば、吸引ノズルの吸引にあわせて逆洗ノズルからの逆洗水の噴射をあわせて行う。これによって、原水の性状によって吸引ノズルからの吸引だけではフィルタの洗浄が十分に行えない場合において、十分な洗浄を行うことができる。すなわち、フィルタのろ液側に懸濁物が付着するバッククロッギングを確実に防止することができる。また、吸引ノズルと、逆洗ノズルを同期して移動させるため、十分な速度の逆洗水の噴射および吸引ノズルによる吸引を維持しながら、効果的な洗浄が行える。
【０００８】
また、前記洗浄水排出手段の排泥弁が開いているときに、前記逆洗ノズルに逆洗水を供給する洗浄工程と、前記洗浄水排出手段の排泥弁が開いているときに、前記逆洗ノズルに逆洗水を供給しない洗浄工程と、の両方を実施することが好適である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。図１、図２は、実施形態に係るろ過装置の全体構成を示す図である。
【００１０】
装置ハウジング１は、円筒状で内部を密閉する構成となっており、一端側（図における左側）が半径の小さな小径部、他端側（図における右側）が半径の大きな大径部になっている。この装置ハウジング１の小径部側（図における左端）の端部には、椀形状のハウジングリッド２が設けられ、この小径側端部を閉じている。装置ハウジング１の小径部の一部には、原水流入口３が設けれられている。この原水流入口３は、外方に向けたパイプ状で、その先端がフランジ状になっており、ここに原水流入管が接続される。また、装置ハウジング１の大径部の一部には、ろ液流出口４が設けれられている。このろ液流出口４は、外方に向けたパイプ状で、その先端がフランジ状になっており、ここにろ液排出管が接続される。
【００１１】
装置ハウジング１の小径部内には、粗スクリーンシリンダ９が装置ハウジングと同心状に配置されている。この粗スクリーンシリンダ９は、粗大固形物を分離するためのもので、パンチングメタルなどで形成され、原水中の粗大固形物をその外表面において分離除去する。装置ハウジング１の小径部における粗スクリーンシリンダ９の外方が原水室５であるが、本実施形態では、粗スクリーンシリンダ９のろ液は、次段の細スクリーンシリンダ１０の原水であり、細クリーンシリンダ１０の内側室までを原水室５とする。また、原水室５の粗スクリーンシリンダ９の外側空間は、図における右側（大径部側）が細スクリーンシリンダ遮蔽板２５で仕切られており、一方原水室５の図における左側（装置ハウジングリッド２側）は、原水流入室遮蔽板２６によって仕切られている。装置ハウジング１の大径側には、粗スクリーン９とほぼ同一径の細スクリーンシリンダ１０が設けられており、この細スクリーンシリンダ１０の図における右側端は、止水フランジ７によって閉じられている。この細スクリーンシリンダ１０は、金網状の部材で構成され、その目開きは、１０〜５００μｍ程度（６００〜３０メッシュ程度）のものが採用される。材質は、例えばステンレス鋼である。
【００１２】
従って、原水流入口３から加圧供給された原水は、粗スクリーンシリンダ９を外側から内側に向けて抜け、その後細スクリーンシリンダ１０内に至り、これを内側から外側に向けて抜ける。そして、粗スクリーンシリンダ９を外側から内側に向けて抜ける際に１次ろ過が行われ、大きな懸濁物が除去され、その後細スクリーンシリンダ１０を内側から外側に向けて抜ける際に細スクリーンシリンダ１０による２次ろ過が行われる。そして、そのろ液がろ液流出口４から処理水として排出される。
【００１３】
粗スクリーンシリンダ９および細スクリーンシリンダ１０の中心部には、止水フランジ７からその全域に延びるとともに、原水流入室遮蔽板２６を貫通するパイプ状のサクションスキャナ２０が設けられている。このサクションスキャナ２０の止水フランジ側の端部は閉塞されているとともに、その周面の一部には半径方向に延び細スクリーンシリンダ１０の内面近傍で開口する吸引ノズル２３が設けられている。また、この例では、サクションスキャナ２０の細スクリーンシリンダ１０の軸方向中央部に該当する位置には前述の吸引ノズル２３とは、１８０度異なる半径方向に向けて延び細スクリーンシリンダ１０の内面近傍で開口するもう１つの吸引ノズル２３が設けられている。すなわち、サクションスキャナ２０には、半径方向で１８０度異なり、軸方向で細スクリーンシリンダ１０の軸方向長さの約１／２異なる位置に吸引ノズル２３が内部が連通する状態で接続される。このサクションスキャナ２０の装置ハウジングリッド２側の端部は原水流入室遮蔽板２６を貫通したところ（少し先）で開口している。
【００１４】
このサクションスキャナ２０が開口する装置ハウジングリッド２と原水流入室遮蔽板２６で仕切られた空間はフラッシング室８となっている。このフラッシング室８には、粗スクリーンシリンダ９および細スクリーンシリンダ１０とほぼ同径の円筒状スクリーンが配置されている。この円筒状スクリーンの開口部の径は、粗スクリーンシリンダ９の開口よりもさらに大きい。また、フラッシング室８の装置ハウジング１には、排泥ポート２７が設けられており、この排泥ポート２７には自動排泥弁２８が排泥管を介し接続されている。なお、自動排泥弁２８には、図示を省略した排泥管が接続されている。
【００１５】
従って、原水室５が加圧状態にある時に、排泥弁２８を開くことで、吸引ノズル２３に細スクリーンシリンダ１０の内面に付着している懸濁物ケーキが吸い込まれ、これがサクションスキャナ２０、フラッシング室８、自動排泥弁２８を介し排出される。
【００１６】
また、装置ハウジング１内のろ液室６の左側の部分（小径部に近い部分）には、ろ液噴射電動ポンプ２９の吸い込み側に接続された開口が設けられている。ろ液噴射電動ポンプ２９の吐き出し側は、装置ハウジング１の右側端壁の外側に設けられた密閉状の逆洗用ろ液室２２に接続されている。そして、この洗浄用ろ液室２２が、逆洗用の配管を介し、逆洗ノズル２４に接続されている。この逆洗ノズル２４は上述した吸引ノズル２３に細スクリーンシリンダ１０を挟んで対向する位置に設けられている。すなわち、２つの逆洗ノズルが、半径方向で１８０度異なり、軸方向で細スクリーンシリンダ１０の軸方向長さの約１／２異なる位置に設けられている。
【００１７】
また、洗浄用ろ液室２２から逆洗ノズル２４に至る配管は、２本有り、それぞれが中心側部分で反対側（１８０度異なる位置）からろ液室６内に入り、その後それぞれ半径方向外側に延び、さらに軸方向に延びることによって細スクリーンシリンダ１０の外側の所定位置の逆洗ノズル２４に接続されている。また、配管の先端部分（左側部分）は、閉じるとともに、周方向に延びる配管で接続している。これによって、２つの逆洗ノズル２４における圧力を同等にするとともに強度を十分なものにしている。
【００１８】
また、サクションスキャナ２０の細スクリーンシリンダ１０側の端部（右側端部）は、閉じられているが、この端部には、連結シャフト１４が接続され、これが洗浄用ろ液室２２内を貫通して右方向に延びている。この連結シャフト１４は、装置ハウジング１の軸方向の中心に位置している。また、連結シャフト１４の止水フランジ７を貫通する部分は、シール材によってシールされており、原水がここから漏れないようになっている。
【００１９】
また、連結シャフト１４の右側端部は、電動ギアモータ１１のドライブシャフト１２が連結されている。従って、電動ギアモータ１１を駆動することでドライブシャフト１２、連結シャフト１４が回転する。また、ドライブシャフト１２と連結シャフト１４の接続部の近辺には、リミットスイッチ用ディスク１３が設けられ、このリミットスイッチ用ディスク１３の外側の所定位置には、一対のリミットスイッチ１５が設けられている。すなわち、一対のリミットスイッチ１５は、連結シャフト１４の軸方向において、所定距離離れてＡ点（左側）およびＢ点（右側）にそれぞれ設置されており、かつリミットスイッチ用ディスク１３が軸方向に移動した場合に接触するようになっている。そこで、連結シャフト１４を軸方向に移動した場合に、リミットスイッチ用ディスク１３が一対のリミットスイッチ１５に接触することで、リミットスイッチ１５の間隔に対応した距離の移動を検知することができる。
【００２０】
また、ドライブシャフト１２は、その周囲にねじが形成されたねじ軸となっている。そして、ドライブシャフト１２は、電動ギアモータ１１の近傍において固定のナット３０を貫通している。従って、ドライブシャフト１２はその回転に従って、左右方向に移動する。なお、ドライブシャフト１２と、ナット３０は、ボールねじとすることが好適である。
【００２１】
そして、上述のように、ドライブシャフト１２は、連結シャフト１４を介し、サクションスキャナ２０の端部に固定されている。そこで、電動ギアモータ１２の回転によって、サクションスキャナ２０は回転しながら軸方向に移動する。そこで、吸引ノズルは、細スクリーンシリンダ１０の内面に沿って螺旋状に移動する。そして、この軸方向に移動により、リミットスイッチ用ディスク１３が移動して、Ａ点およびＢ点に至ったことを検出できるため、ドライブシャフトをＡ点Ｂ点間に移動できる。なお、リミットスイッチ用ディスク１３がＡ点に位置したときに、左側の吸引ノズル２３が細スクリーンシリンダ１０の左端に位置し、リミットスイッチ用ディスク１３がＢ点に位置したときに右側の吸引ノズル２３が細スクリーンシリンダ１０の右端に位置する。これによって、一対の吸引ノズル２３を、細スクリーンシリンダ１０の内面全体に沿って移動することができる。
【００２２】
また、連結シャフト１４には、第１逆洗ノズル駆動用ギア１６が設けられている。この第１逆洗ノズル駆動用ギア１６は、連結シャフト１４に固定された中心ギアと、この中心ギアの周辺にかみ合わされる一対の周辺ギアからなっている。このため、連結シャフト１４の回転によって中心ギアが回転し、さらに周辺ギアが回転する。第１逆洗ノズル駆動用ギア１６の周辺ギアには、連結シャフト１４と平行して伸びる一対の逆洗ノズル駆動用ギアシャフト１７が固定されており、この一対の逆洗ノズル駆動用ギアシャフト１７に第２逆洗ノズル駆動用ギア１８が接続されている。この第２逆洗ノズル駆動用ギア１８は、一対の逆洗ノズル駆動用ギアシャフト１７に接続される一対の周辺ギアと、この周辺ギアにかみ合う中央ギアを有している。そして、この中央ギアには逆洗ノズルスピンドル１９が固定されている。この逆洗ノズルスピンドル１９は、中空のパイプ状であり、左方向に伸び、逆洗用ろ液室２２を通過して、左端が装置ハウジング１のろ液室６内に至っている。そして、左端部に一対の逆洗ノズル２４に接続される逆洗水配管が接続されており、かつこの逆洗水配管と逆洗用ろ液室１９を連通するための連通路が内部に形成されている。従って、ろ過液噴射電動ポンプ２９からのろ液は逆洗用ろ液室２２から、一旦逆洗ノズルスピンドル内の通路、引き回し配管を経て逆洗ノズル２４に至る。
【００２３】
また、逆洗ノズルスピンドル１９の中空部内には、左端が止水フランジ７に固定され右端が円盤状の逆洗ノズルスピンドル固定軸２１が配置されている。なお、この逆洗ノズルスピンドル固定軸２１の左端円盤は、装置ハウジング１の右端から右方向に伸びる固定フレームに固定されている。
【００２４】
そこで、連結シャフト１４の回転は、第１逆洗ノズル駆動ギア１６、逆洗ノズル駆動ギアシャフト１７、第２逆洗ギア駆動ギア１８、逆洗ノズルスピンドル１９に伝えられる。そこで、第１第２逆洗ノズル駆動ギア１６の構成ギアを同一とすることで、両ギアの回転数は同一となり、連結シャフトの回転と同じ回転速度で逆洗ノズルスピンドル１９が回転する。また、第１逆洗ノズル駆動ギア１６の中心ギアは、連結シャフト１４に固定されているため、第１逆洗ノズル駆動ギア１６は、連結シャフト１４とともに軸方向に移動する。従って、逆洗ノズル２４は、吸引ノズル２３と全く同一の螺旋運動を行う。
【００２５】
図３、図４は、それぞれ図１、図２に対応する部分の図であり、ドライブシャフト１２、連結シャフト１４、サクションスキャナ２０、吸引ノズル２３、第１逆洗ノズル駆動用ギア１６、逆洗ノズル駆動用ギアシャフト１７、第２逆洗ノズル駆動用ギア１８、逆洗ノズルスピンドル１９、逆洗ノズル２４が右方向に移動した状態を示している。
【００２６】
このような装置において、原水は、原水ポンプ（図示せず）によって、原水流入口３に供給される。そこで、原水は、原水室５から粗スクリーンシリンダ９を外から内に通過し、その後右に移動して細スクリーンシリンダ１０を内から外に向けて抜け、ろ液室６に至る。そして、ろ液室６からろ液流出口４を経て外部に排出される。このような処理の継続によって、細スクリーンシリンダ１０の内面に懸濁物が捕集され、堆積してくる。そして、これによって細スクリーンシリンダ１０での圧力損失が大きくなってくる。
【００２７】
このため、細スクリーンシリンダ１０の圧力損失が一定以上になった場合には、細スクリーンシリンダ１０の洗浄を行う。なお、圧力損失は、細スクリーンシリンダ１０の前後（内側と外側）における圧力を計測すればよいが、流入原水の圧力と、吐出されるろ液の圧力を計測することによってもよい。
【００２８】
そして、洗浄工程では、自動排泥弁２８を開くとともに、ろ液噴射電動ポンプ２９を駆動し、かつ電動ギアモータ１１を駆動する。これによって、逆洗ノズル２４からろ液が噴射された状態で、吸引ノズル２３からの排泥が行われるとともに、この逆洗ノズルと吸引ノズル２３が螺旋状に移動する。
【００２９】
これによって、細スクリーンシリンダ１０の内面側からの吸引排泥と、外側からのろ液噴射による洗浄の両方が行われ、細スクリーンシリンダ１０の効果的な洗浄が行われる。
【００３０】
この洗浄工程は、数１０秒で終了し、またろ過処理に戻る。なお、洗浄工程において、軸方向にＡ点からＢ点までの移動を片道だけ行えばよいが、１往復としても数往復としてもよい。
【００３１】
このように、本実施形態によれば、吸引ノズル２３の吸引にあわせて逆洗ノズル２４からの逆洗水の噴射をあわせて行う。これによって、原水の性状によって吸引ノズルからの吸引だけではフィルタの洗浄が十分に行えない場合において、十分な洗浄を行うことができる。すなわち、細スクリーンシリンダ１０のろ液室６側に懸濁物が付着するバッククロッギングを確実に防止することができる。また、吸引ノズル２３と、逆洗ノズル２４を同期して移動させるため、十分な速度の逆洗水の噴射および懸濁物ケーキの吸引が行える。従って、比較的高濃度の懸濁物質を含む製紙工場の白水などに効果的に適用できる。
【００３２】
なお、上述の説明では、シールや、ガイドについての説明を一部省略したが、水が漏れないようなシールや軸方向の移動を確実にするためのガイドなどは適宜設ける必要がある。
【００３３】
また、細スクリーンシリンダ１０等のメッシュの大きさは、原水の性状などに応じて適宜選択すればよい。また、細スクリーンシリンダ１０の圧力損失に代えて、タイマにより定期的に洗浄を実施してもよい。
【００３４】
さらに、洗浄工程において、ろ液の性状が悪化する可能性もある。そこで、洗浄工程においては、ろ液を原水側に返送することもできる。
【００３５】
また、吸引ノズル２３、逆洗ノズル２４は、１つでもよいし、３以上でもよい。さらに、逆洗ノズル２４からの噴射は洗浄工程において毎回行う必要はなく、吸引のみを実施する洗浄工程を設けてもよい。
【００３６】
また、粗スクリーンシリンダ９を設けずに１回のみのろ過を行ってもよい。さらに、逆洗ノズル２４および吸引ノズル２３の移動機構は必ずしも本実施形態の構成に限定されることはない。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、吸引ノズルの吸引にあわせて逆洗ノズルからの逆洗水の噴射をあわせて行う。これによって、原水の性状によって吸引ノズルからの吸引だけではフィルタの洗浄が十分に行えない場合において、十分な洗浄を行うことができる。すなわち、フィルタのろ液側に懸濁物が付着するバッククロッギングを確実に防止することができる。また、吸引ノズルと、逆洗ノズルを同期して移動させるため、十分な速度の逆洗水の噴射および吸引ノズルによる吸引を維持しながら、効果的な洗浄が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るろ過装置の左側部分の構成を示す図である。
【図２】実施形態に係るろ過装置の右側部分の構成を示す図である。
【図３】図１に対応する左側部分の図であって、ノズルが左側に移動した状態を示す図である。
【図４】図２に対応する右側部分の図であって、ノズルが左側に移動した状態を示す図である。
【符号の説明】
１装置ハウジング、３原水流入口、４ろ液流出口、５原水室、６ろ液室、１０細スクリーンシリンダ、１１電動ギアモータ、１４連結シャフト、２３吸引ノズル、２４逆洗ノズル、２８自動排泥弁、２９ろ液噴射電動ポンプ。

Claims

溶解性不純物を含む原水をろ過するろ過装置であって、
金網状部材から構成された円筒状のフィルタと、
このフィルタを取り囲み密閉するハウジングと、
前記フィルタの内側の原水室に加圧された原水を供給する原水供給手段と、
前記フィルタの外側のろ液室からろ液を排出する排出手段と、
前記原水室内に設けられ、フィルタ内面に対向した位置で開口する吸引ノズルと、
この吸引ノズルに接続されるとともに排泥弁を有し、排泥弁を介し吸引ノズルから吸い込んだ洗浄排水を外部へ排出する洗浄水排出手段と、
前記原水室が加圧状態にあるときに、前記洗浄水排出手段の排泥弁を開き吸引ノズルから洗浄排水を吸引する制御を行う吸引制御手段と、
前記吸引ノズルを前記フィルタ内面に沿って移動させるノズル移動手段と、
前記ろ液室内にあって、前記吸引ノズルに対向する位置に配置され、逆洗水を吐出する逆洗ノズルと、
前記洗浄水排出手段の排泥弁が開いているときに、前記逆洗ノズルに逆洗水を加圧供給する逆洗水供給手段と、
前記逆洗ノズルを前記吸引ノズルに同期して移動させる逆洗ノズル移動手段と、
を有し、
前記吸引ノズルおよび逆洗ノズルは、前記フィルタの軸方向および周方向の両方に同期して移動することで前記フィルタに対し螺旋状に移動することで、フィルタ内面に付着する懸濁物ケーキを吸い込み除去するとともに、原水に含まれる溶解性の不純物に起因してフィルタのろ液側に懸濁物が付着するバッククロッギングを防止することを特徴とするろ過装置。
請求項１に記載の濾過装置において、
前記洗浄水排出手段の排泥弁が開いているときに、前記逆洗ノズルに逆洗水を供給する洗浄工程と、前記洗浄水排出手段の排泥弁が開いているときに、前記逆洗ノズルに逆洗水を供給しない洗浄工程と、の両方を実施することを特徴とするろ過装置。