JPH0512002B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は上工水道水、下水、河川水、湖沼水、
凝集沈殿上澄水、各種工程中間水、製紙工程にお
ける回収水のような各種回収水、各種廃水、生物
処理装置の処理水あるいは有価物含有液、酒、油
等の原液中の懸濁物を高流速で除去するための長
繊維束を用いた濾過塔に関するものであり、特に
長繊維束の下部の支持構造の改良を施した前記濾
過塔に関するものである。

＜従来の技術＞ 本願出願人は先に特願昭62−146989および特願
昭63−131715にて長繊維束を用いた濾過塔を開示
した。

当該濾過塔は第５図に示したように、濾過塔イ
に多孔板ロを横設し、濾過塔イ内部に長繊維束ハ
の下端を固定するとともにその上端を自由端とし
て、濾過塔イ内部全体に長繊維束ハを立設したも
ので、懸濁物を含む原液を濾過するに際しては、
弁ニおよび弁ホを開口するとともに原液流入管ヘ
から原液を流入して長繊維束ハに対して下降流で
原液を通し、当該長繊維束の空隙部で懸濁物を捕
捉し、濾過液を濾過液流出管トから取り出すもの
である。

また懸濁物の捕捉により圧力損失が増加した際
に、弁ニおよび弁ホを閉じるとともに、弁チおよ
びリを開口して、空気流入管ヌから圧縮空気を流
入し、長繊維束ハを撹拌、振動させ、次いで圧縮
空気を流入したまま、あるいは流入を止めて弁ル
を開けて、逆洗水流入管ヲから逆洗水を流入して
懸濁物を逆洗水排出管ワから流出するものであ
る。

当該濾過塔は通常太さが10μ〜80μのアクリル
繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維等の非
撚単繊維の集合体である長さ0.4ｍ〜3.0ｍの長繊
維束を濾過塔内に比較的密に充填することにより
直立させているので、圧力損失をそれ程大きくさ
せずに、高流速で懸濁物を濾過することができ
る。

また長繊維束の下端が固定されているので逆洗
の際に高流速の圧縮空気あるいは逆洗水を上昇流
で流入した場合、長繊維束は下端を固定部とした
吹き流しのようになつて伸長するとともに長繊維
束が振動するので、捕捉した懸濁物を効果的に除
くことができる。

ところが本濾過塔を開発した当初の長繊維束の
下端の固定は第６図に示したごとく、長繊維束ハ
を折り曲げ、折り曲げ部をリングカでまとめ、多
孔板ロの各孔ヨを塞ぐように、当該折り曲げ部を
位置させ、リングカに連通するボルトタを用いて
支持棒レとナツトソで長繊維束ハを固定した構造
であつたので、以下に述べるような欠点を有して
いた。

すなわちこのような構造の場合、リングカでま
とめた部分の長繊維束はかなり密集しており、か
つ当該部分には濾過中に必ず液が通過するので、
当該密集部に懸濁物が詰まり易く、またひとたび
懸濁物が詰まると前記逆洗を実施しても中々これ
を除去することができなかつた。

何故ならば第６図に示したような構造において
は、各孔ヨから圧縮空気あるいは逆洗水等の流体
を通過させても多孔板ロの上面と長繊維束ハとの
接触部から優先的に流体が通過してしまい、肝心
な部分、すなわち前記密集部に流体が通過しにく
いからである。また前記ナツトソを強く締め付
け、各孔ヨと長繊維束ハの接触度を大きくした場
合は、前記密集部に懸濁物が比較的詰まつていな
い長繊維束ハを有する孔ヨから優先的に流体が通
過してしまい、洗浄したい部分、すなわち前記密
集部に懸濁物が詰まつている長繊維束ハを有する
孔ヨに流体が通過しない現象も生ずる。

したがつてこのような状態が続くと前記密集部
に懸濁物が徐々に残留し、そのために濾過におけ
る初期差圧を次第に上昇させ、場合によつては濾
過工程そのものに重大な支障を及ぼすこととな
る。

また他の欠点として、たとえ孔ヨに食い込むよ
うに長繊維束ハを固定したとしても孔ヨの周縁と
長繊維束ハの間に僅かな隙間が生じるので、圧力
損失の増加によりここから懸濁物が漏洩し、濾過
の後半において濾過液の品質が低下する。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 本発明は長繊維束を用いた濾過塔における上述
したような欠点を解決し、逆洗によつて長繊維束
全体が充分に洗浄できるとともに、濾過液に懸濁
物が漏洩するのを可及的に防止して長繊維束の有
する利点を最大限に発揮できる濾過塔を提供する
ことを目的とするものである。

＜問題点を解決するための手段＞ 上記目的を実現するためになされた本発明より
なる長繊維束を用いた濾過塔は、塔の内部に横設
した多孔板の長繊維束の下端を固定するとともに
その上端を自由端として、塔内部全体に長繊維束
を立設し、しかも立説した長繊維束の上端から下
端に向かつて下降流の原液を通液させた際、長繊
維束はその高さが縮みはするが、水平状に折れ曲
がらず、塔内で全体的に直立するような濾過塔の
上方から下降流の原液を流入して長繊維束内の空
隙部で懸濁物を捕捉する濾過塔において、すくな
くとも側胴部周囲に多数の穴またはスリツトを有
する上部蓋状体と、側胴部にスリツトあるいは上
下方向に配列する複数の小穴を有する上下端が開
口した下部筒状体が連通してなる長繊維束の支持
体を、塔内に横設した多孔板の各孔に、上部蓋状
体を多孔板の上方に臨ませ、下部筒状体を多孔板
の下方に臨ませるように取り付け、さらに前記各
上部蓋状体の側胴部周囲に長繊維束の下端を固定
したことを特徴とする長繊維束を用いた濾過塔で
ある。

以下に本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明の濾過塔のフローを示す全体図
であり、第２図は本発明に用いる長繊維束の支持
体を示す切欠断面図であり、第３図は同様にして
長繊維束の支持体を示す部分的外観図である。

本発明の濾過塔は第１図に示すごとく濾過塔１
の下方部に多孔板２を横設し、当該多孔板２に後
述する長繊維束の支持体３を取り付け、かつ当該
支持体３によつて長繊維束４の下端を固定すると
ともに、長繊維束４の上端を自由端とし、長繊維
束４を塔内に比較的密に充填することにより、濾
過塔１内において、長繊維束４を立設したもので
ある。

また濾過塔１の上方に原液流入管５を設け、当
該原液流入管５に逆洗水排出管６を分岐して連通
する。

また多孔板の下方に逆洗空気流入管７を連通す
るとともに濾過塔の下部に濾過液流出管８を設
け、当該濾過液流出管８に逆洗水流入管９を分岐
して連通する。

なお本実施態様では逆洗空気流入管７を２本に
分け、濾過塔１の塔壁に対面するように連通させ
ているが、これに限定されず１本の逆洗空気流入
管７を用いても差し支えない。なお１０ないし１
４はそれぞれ弁を示す。

次に本発明の濾過塔に用いる長繊維束の支持体
３を説明する。

当該支持体３は本発明において最も重要な部分
であり、第２図および第３図に示したように基本
的には上部および側胴部に多数の穴１５を有する
上部蓋状体１６と側胴部にスリツト１７を有する
上下端が開口した下部筒状体１８とからなる。

多孔板２に有する各孔１９に当該支持体３を取
り付けるに際しては以下のようにして行う。

まず前記下部筒状体１８の上方の側壁に一対の
穴（図示せず）を開け、当該穴にＴ字ボルト２０
の下部Ｔ字部分を差し込みＴ字ボルト２０に下部
筒状体１８の懸架する。なお下部筒状体１８の外
径は多孔板２の孔１９の径より小さくし、孔１９
内に下部筒状体１８が挿入できるような太さとす
る。

次いで孔１９の下部よりＴ字ボルト２０の先端
を差し込むことにより孔１９内に下部筒状体１８
を挿入した後、脚２１を有するナツト２２をＴ字
ボルト２０にネジ込み脚２１によりＴ字ボルト２
０を孔１９に固定する。

次いであらかじめ前記上部蓋状体１６の側胴部
の全周囲に長繊維束４の下端を締め付けバンド２
３によつて固定しておき、長繊維束４が固定され
ている上部蓋状体１６の取り付け穴２５にＴ字ボ
ルト２０を通して孔１９を上部蓋状体１６で覆
い、次いでナツト２４をＴ字ボルト２０にネジ込
むことにより、孔１９の上部に上部蓋状体１６を
固定する。

上述したような取り付け手順により、多孔板２
の各孔１９に長繊維束の支持体３を取り付ける。

なお上部蓋状体１６に有する穴１５は濾過液、
圧縮空気、逆洗水等の流体が通過する部分である
が、当該蓋状体１６の上方に必ずしも有してなく
ともよい。但しすくなくとも当該蓋状体１６の側
胴部周囲には多数設け、また当該穴１５に代えて
多数のスリツトとしても差し支えない。

また下部筒状体１８に有するスリツト１７は主
に圧縮空気が通過する部分であるが、当該スリツ
ト１７に代えて、上下方向に配列する複数の小穴
であつてもよい。

なお第２図および第３図に示した長繊維束の支
持体３の構造およびその取り付け法は、ひとつの
実施例であり、基本的には側胴部周囲に多数の穴
またはスリツトを有する上部蓋状体１６と、側胴
部にスリツトあるいは上下方向に配列する複数の
小穴を有する上下端が開口した下部筒状体１８と
が連通してなる長繊維束の支持体３を、塔内に横
設した多孔板２の各孔１９に、上部蓋状体１６を
多孔板２の上方に臨ませ、下部筒状体１８を多孔
板２の下方に臨ませるように取り付け、さらに各
上部蓋状体１６の側胴部周囲に長繊維束の下端を
固定したものであれば、細部の構造はいかなるも
のでも差し支えない。

＜作用＞ 次に本濾過塔の操作を説明する。

まず懸濁物を含む原液を濾過するに際しては、
弁１０および弁１４を開口して原液流入管５から
下降流で原液を流入する。原液は塔内で立設する
長繊維束４に沿つて流下し、長繊維束４で形成す
る空隙部で懸濁物が捕捉され、濾過液は上部蓋状
体１６に有する穴１５から支持体３内部に入り、
次いで下部筒状体１８を介して濾過液流出管８か
ら流出する。本発明の濾過塔は上部蓋状体１６の
穴１５を覆うように長繊維束４が付設されている
ので、従来構造と相違して隙間が形成されず、し
たがつてたとえ圧力損失が増加しても濾過液に懸
濁物が漏洩することがない。

このような濾過の続行により長繊維束４の空隙
部に懸濁物が多く捕捉されると、次第に圧力損失
が増大し、圧力損失の増大に伴い長繊維束の下方
部から、直立している長繊維束が屈曲しはじめ、
長繊維束の直立する高さが次第に減少して行く現
象が生ずる。

前記圧力損失の増大があらかじめ決定してある
値となつた時点で弁１０および弁１４を閉じ濾過
を止め、以下の逆洗を行う。

すなわち弁１１および弁１２を開口して逆洗空
気流入管７から圧縮空気を流入する。

多孔板２の下方は濾過液で満たされているの
で、圧縮空気の流入により、最初に濾過液が上部
蓋状体１６の各穴１５より流出するが、すぐに多
孔板２の下方に第２図に示したごとく液面Ｌが形
成されるとともに、当該液面Ｌの上部に圧縮空気
の層Ａが形成される。そして液面Ｌより上方に位
置するスリツト１７から圧縮空気は下部筒状体１
８内に入り、次いで上部蓋状体１６の各穴１５か
ら噴出する。

当該圧縮空気の噴出により、濾過塔１内の水が
撹拌されるとともに長繊維束４が振動し、繊維間
で形成されていた空隙が破壊されて懸濁物の集合
物が破壊され、また長繊維束４に付着していた懸
濁物が剥離される。

特に圧縮空気を流入する初期の段階で多孔板２
の下方に存在する液が圧縮空気に一気に押し上げ
られて勢いの強いピストン流となつて上部蓋状体
１６の各穴１５から流出し、次いで圧縮空気が流
出するので、上部蓋状体１６の周囲にある長繊維
束の密集部も、当該流体の通過によつて効果的に
洗浄される。

上述した圧縮空気の流入を続行したまま、ある
いは弁１２を閉じて圧縮空気の流入を止め、弁１
３を開口し、逆洗水流入管９から逆洗水を流入す
る。

流入した逆洗水は主に下部筒状体１８の下端開
口部から当該筒状体１８内に入り、次いで上部蓋
状体１６の各穴１５から流出する。

長繊維束４の下端が固定されているとともに、
その上端が自由端となつているので、逆洗水の上
昇流により長繊維束４は吹き流しのようになつて
伸長するとともに、各繊維が振動する。

したがつて前記圧縮空気の流入によるシヨツク
によつて長繊維束４から離脱した懸濁物は洗い流
され、当該懸濁物を多量に含む逆洗排水が逆洗水
排出管６から流出する。

なお逆洗の手順としては、上述した方法とは別
に、逆洗水流入管９より一定量の逆洗水を流入す
るとともに、逆洗空気流入管７より間欠的に圧縮
空気を流入する方法もある。

この場合は圧縮空気を流入するたびに、前述し
た勢いの強いピストン流が形成されるので、より
効果的に逆洗を行うことができる。

第４図は本発明に用いる長繊維束の支持体の他
の実施態様であつて、上部蓋状体１６の内部上方
に多数の通過孔２６を有する円錐状の弁受け体２
７を設け、当該弁受け体２７の内側に前記通過孔
２６を密着によつて塞ぐことのできる円錐状の弁
膜２８を設けたものであり、他の構造は第２図と
同様である。なお前記弁膜２５の上端は上部蓋状
体１６の上内面に固定されており、下端はラツパ
状に開口しているもので、柔軟な材質とする。

当該弁受け体２７と弁膜２８の作用は次の通り
である。

すなわち濾過中は穴１５から濾過液が通過し、
当該流体によつて弁膜２８は内側に押されるの
で、濾過中においては何も働きも示さず、かつ濾
過工程時に何の支障も与えない。

しかしながら逆洗時には次のような働きをす
る。

すなわち下部筒状体１８を介して流入する圧縮
空気あるいは逆洗水の上昇流によつて、弁膜２８
は押し広げられ、弁受け体２７に弁膜２８が密着
する。したがつて圧縮空気あるいは逆洗水の通水
穴は下方に存在する穴１５Ａのみとなる。

したがつて長繊維束４の固定部における最下端
から優先的に圧縮空気あるいは逆洗水を流出させ
ることができ、洗浄しにくい長繊維束４の最下端
部をより効果的に洗浄することができる。

次に本発明に用いる長繊維束４を以下に説明す
ると、比較的高流速の原液を下降流で通液して
も、その初期においては長繊維束の下方部がやや
屈曲してその高さが若干縮み、また通液の続行に
より下方部の屈曲部が増加し、次第に長繊維束４
の直立している高さが減少していくが、長繊維束
が水平状に折れ曲がらず濾過塔１内で通液中にお
いても全体的に直立しているような腰の強さと、
充填量が必要で、アクリル繊維、ポリエステル繊
維、ポリアミド繊維等の合成繊維、あるいは綿、
羊毛等の天然繊維を用いることができる。

なおこれらの合成繊維あるいは天然繊維の素材
である太さ80μ以下、通常35μ前後の非撚単繊維
の集合体を用いることが好ましい。

但し、通液中において水平状に折れ曲がらず、
濾過塔１内で全体的に直立するような長繊維束で
あれば、撚糸の集合体でも差し支えない。

本発明に用いる長繊維束の集合密度が大なれば
大なる程微細な懸濁物までも除去でき濾過水の水
質は向上するが、しかし逆に圧力損失は大とな
る。

また前記集合密度が小さくなるにしたがい濾過
水の水質は低下するが、逆に圧力損失は小とな
る。

したがつて原水の懸濁物の質あるいは量によつ
て最も適した集合密度の長繊維束を選定して用い
るとよい。たとえば長さが1000mm〜3000mmの非撚
単繊維の集合体からなる長繊維束を用いた場合に
おいて、濾過塔容積１m³あたり25〜110Kg（乾燥
重量）の長繊維束となるような充填密度とすると
よい。

＜効果＞ 以上説明したごとく本発明における長繊維束を
用いた濾過塔は、多孔板の各孔に単に長繊維束を
付設したものでなく、すくなくとも側胴部周囲に
多数の穴またはスリツトを有する上部蓋状体と、
側胴部にスリツトあるいは上下方向に配列する複
数の小穴を有する上下端が開口した下部筒状体と
が連通してなる長繊維束の支持体を、塔内に横設
した多孔板の各孔に、上部蓋状体を多孔板の上方
に臨ませ、下部筒状体を多孔板の下方に臨ませる
ように取り付け、さらに前記各上部蓋状体の側胴
部周囲に長繊維束の下端を固定したので、長繊維
束によつて上部蓋状体に有する穴を確実に覆う構
造であるから、懸濁物が濾過液に漏洩しにくく、
かつ逆洗時において、圧縮空気や逆洗水等の流体
を上部蓋状体周囲の各穴から均等に流出させるこ
とができ、特に洗浄しにくい多孔板に近接する長
繊維束の密集部を効果的に洗浄することができ、
逆洗不充分となるようなことがない。

また上部蓋状体の内部上方に多数の通過孔を有
する円錐状の弁受け体と、その内側に逆洗時の上
昇流によつて前記通過孔を密着によつて塞ぐこと
のできる弁膜を付設することによつて、固定され
ている長繊維束の最下端部から優先的に逆洗流体
を噴出させることができるので、逆洗時の懸濁物
の残留防止に対してより効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はいずれも本発明の実施態
様を示す図面であつて、第１図は本発明の濾過塔
のフローを示す全体図であり、第２図は本発明に
用いる長繊維束の支持体を示す拡大断面図であ
り、第３図は本発明に用いる長繊維束の支持体を
示す切欠外観図であり、第４図は本発明に用いる
長繊維束の支持体の他の実施態様を示す拡大断面
図である。また第５図は従来の長繊維束を用いた
濾過塔のフローを示す全体図であり、第６図は従
来の当該濾過塔の下部構造を示す拡大断面図であ
る。 １……濾過塔、２……多孔板、３……長繊維束
の支持体、４……長繊維束、５……原液流入管、
６……逆洗水排出管、７……逆洗空気流入管、８
……濾過液流出管、９……逆洗水流入管、１０，
１１，１２，１３，１４……弁、１５……穴、１
６……上部蓋状体、１７……スリツト、１８……
下部筒状体、１９……孔、２０……Ｔ字ボルト、
２１……脚、２２……ナツト、２３……締め付け
バンド、２４……ナツト、２５……取り付け穴、
２６……通過孔、２７……弁受け体、２８……弁
膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 塔の内部に横設した多孔板に長繊維束の下端
   を固定するとともにその上端を自由端として、塔
   内部全体に長繊維束を立設し、しかも立設した長
   繊維束の上端から下端に向かつて下降流の原液を
   通液させた際、長繊維束はその高さが縮みはする
   が、水平状に折れ曲がらず、塔内で全体的に直立
   するような濾過塔の上方から下降流の原液を流入
   して長繊維束内の空隙部で懸濁物を捕捉する濾過
   塔において、すくなくとも側胴部周囲に多数の穴
   またはスリツトを有する上部蓋状体と、側胴部に
   スリツトあるいは上下方向に配列する複数の小穴
   を有する上下端が開口した下部筒状体とが連通し
   てなる長繊維束の支持体を、塔内に横設した多孔
   板の各孔に、上部蓋状体を多孔板の上方に臨ま
   せ、下部筒状体を多孔板の下方に臨ませるように
   取り付け、さらに前記各上部蓋状体の側胴部周囲
   に長繊維束の下端を固定したことを特徴とする長
   繊維束を用いた濾過塔。