(57)【要約】【課題】簡易な装置及び方法によって、ろ過器内に配設されたろ過面上のケーク層を除去し、ろ過面の洗浄を効率的に行う。【解決手段】実施形態のろ過器の洗浄装置は、ろ過器のろ室を遮閉するために配設された上板又は下板を、前記ろ過器の幅方向に貫通するようにして配設された回転軸と、前記上板又は前記下板の、前記ろ過器の幅方向における両側面上に配設された一対の駆動軸とを具える。また、前記一対の駆動軸に連結され、前記ろ過器を前記回転軸の周りに９０度の角度で回転させる回転駆動機構と、前記回転駆動機構によって前記ろ過器を前記回転軸の周りに回転させた後、前記上板又は前記下板を外して前記ろ室を解放させる開板機構とを具える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろ過器のろ室を遮閉するために配設された上板又は下板を、前記ろ過器の幅方向に貫通するようにして配設された回転軸と、
前記上板又は前記下板の、前記ろ過器の幅方向における両側面上に配設された一対の駆動軸と、
前記一対の駆動軸に連結され、前記ろ過器を前記回転軸の周りに９０度の角度で回転させる回転駆動機構と、
前記回転駆動機構によって前記ろ過器を前記回転軸の周りに回転させた後、前記上板又は前記下板を移動させて前記ろ室を解放させる開板機構と、
を具えることを特徴とする、ろ過器の洗浄装置。
【請求項２】
前記開板機構によって前記ろ室を解放させた後、前記ろ室内のろ過面上に堆積されたケーク層をこそげ取るかき取り機構を具えることを特徴とする、請求項１に記載のろ過器の洗浄装置。
【請求項３】
前記開板機構によって前記ろ室を解放させた後、前記ろ室内のろ過面上に堆積されたケーク層を流体洗浄する流体洗浄機構を具えることを特徴とする、請求項１又は２に記載のろ過器の洗浄装置。
【請求項４】
ろ過器のろ室を遮閉するために配設された上板又は下板の、前記ろ過器の幅方向における両側面上に配設された一対の駆動軸に連結されてなる回転駆動機構により、前記ろ過器の幅方向に貫通するようにして配設された回転軸の周りに前記ろ過器を９０度の角度で回転させる第１のステップと、
前記回転駆動機構によって前記ろ過器を前記回転軸の周りに回転させた後、開板機構によって前記上板又は前記下板を外して前記ろ室を解放させ、前記ろ室内のろ過面上に堆積されたケーク層を前記ろ室より排出させる第２のステップと、
を具えることを特徴とする、ろ過器の洗浄方法。
【請求項５】
前記第２のステップにおいて、前記開板機構によって前記ろ室を解放させた後、かき取り機構によって前記ろ室内のろ過面上に堆積されたケーク層をこそげ取ることを特徴とする、請求項４に記載のろ過器の洗浄方法。
【請求項６】
前記第２のステップにおいて、前記開板機構によって前記ろ室を解放させた後、流体洗浄機構によって前記ろ室内のろ過面上に堆積されたケーク層を流体洗浄することを特徴とする、請求項４又は５に記載のろ過器の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ろ過器の洗浄装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、工業の発達や人口の増加により水資源の有効利用が求められている。そのためには、工業廃水などの廃水の再利用が非常に重要である。これらを達成するためには水の浄化、すなわち水中から他の物質を分離することが必要である。
【０００３】
液体からほかの物質を分離する方法としては各種の方法が知られており、たとえば膜分離、遠心分離、活性炭吸着、オゾン処理、凝集、さらには所定のろ過助材による浮遊物質の除去などが挙げられる。このような方法によって、水に含まれるリンや窒素などの環境に影響の大きい化学物質を除去したり、水中に分散した油類、クレイなどを除去したりすることができる。
【０００４】
これらのうち、膜分離はもっとも一般的に使用されている方法のひとつであるが、水中に分散した油類や微小な浮遊物質（ｓｓ）を除去する場合には膜の細孔に油が詰まり易く、膜の寿命が短くなりやすいという問題がある。このため、水中の油類を除去するには膜分離は適切でない場合が多い。
【０００５】
このような問題に鑑み、近年においては、ボディーフィード法やプレコート法などの磁性体含有ろ過助材を用いて、水中に分散した浮遊物質を除去する方法が開発されている。
【０００６】
ボディーフィード法は、処理対象の原水中に磁性体含有ろ過助材を分散させ、このようなろ過助材が分散した原水を固液分離装置、すなわちろ過器のろ過面に供給し、ろ過面において、原水中に含まれる浮遊物質を除去すると同時に、ろ過助材によるろ過助材層を新たに形成し、当該ろ過助材層によって、ろ過面で除去しきれない微細な浮遊物質を除去する方法である。
【０００７】
プレコート法は、固液分離装置、すなわちろ過器のろ過面に磁性体含有ろ過助材を供給して、ろ過面上に予めろ過助材層（プレコート層）を形成した後、処理対象の原水を上記ろ過面に供給し、当該ろ過面及びプレコート層により、原水中に含まれる浮遊物質及びろ過面で除去しきれない微細な浮遊物質を除去するものである。
【０００８】
一方、ボディーフィード法やプレコート法などの磁性体含有ろ過助材を用いた浮遊物質の除去方法においては、ろ過処理時間の経過とともに、ろ過面上に除去した浮遊物質が堆積し、ろ過速度が低下するという問題がある。これを解消するために、ろ過装置には様々な洗浄機構が具備されている。例えば特許文献１には、ろ室内に設置されたノズルによってケーク層を除去する技術が記載されている。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、ノズルの間に洗浄できない箇所ができてしまう。したがって、この問題を解消しようとすると、ノズルの本数を増やしたり、洗浄水の水圧を上げたりして、ろ過器の設計が複雑になってしまう問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−１５３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明が解決しようとする課題は、簡易な装置及び方法によって、ろ過器内に配設されたろ過面上のケーク層を除去し、ろ過面の洗浄を効率的に行うことである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
実施形態のろ過器の洗浄装置は、ろ過器のろ室を遮閉するために配設された上板又は下板を、前記ろ過器の幅方向に貫通するようにして配設された回転軸と、前記上板又は前記下板の、前記ろ過器の幅方向における両側面上に配設された一対の駆動軸とを具える。また、前記一対の駆動軸に連結され、前記ろ過器を前記回転軸の周りに９０度の角度で回転させる回転駆動機構と、前記回転駆動機構によって前記ろ過器を前記回転軸の周りに回転させた後、前記上板又は前記下板を移動させて前記ろ室を解放させる開板機構とを具える。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態におけるろ過器の洗浄装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１に示すろ過器の洗浄装置を幅方向から見た場合の側面図である。
【図３】実施形態におけるろ過器の洗浄方法の各工程におけるろ過器及び洗浄装置の状態を示す図である。
【図４】実施形態におけるろ過器の洗浄方法の各工程におけるろ過器及び洗浄装置の状態を示す図である。
【図５】実施形態におけるろ過器の洗浄方法の各工程におけるろ過器及び洗浄装置の状態を示す図である。
【図６】実施形態におけるろ過器の洗浄方法の各工程におけるろ過器及び洗浄装置の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本実施形態におけるろ過器の洗浄装置の概略構成を示す斜視図であり、図２は、図１に示すろ過器の洗浄装置を幅方向から見た場合の側面図である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、本実施形態のろ過器の洗浄装置２０は、ろ過器１０のろ室１１を遮閉するために配設された下板１４の左端部において、ろ過器１０の幅方向Ａに貫通するように配設された回転軸２１を有している。また、下板１４の、幅方向Ａにおける両側面の右端部に配設された一対の駆動軸２２を有している。なお、回転軸２１の両端は図示しないベアリング等によって回転自在に固定されている。
【００１６】
また、一対の駆動軸２２には、それぞれアーム部材２４を介してシリンダー２３が連結され、ろ過器１０を回転軸２１の周りに９０度の角度で回転させるように構成されている。なお、シリンダー２３及びアーム部材２４は、本実施形態における回転駆動機構を構成する。なお、アーム部材２４は、シリンダー２３の上端部及び下端部に対して摺動自在に取り付けられている。
【００１７】
さらに、本実施形態のろ過器の洗浄装置２０は、ろ過器１０の側面と対向するようにして配設された、上板１３を外してろ過器１０のろ室１１を解放させる爪部材２６を有している。爪部材２６は、本実施形態のろ過器の洗浄装置２０における開板機構を構成する。なお、本実施形態では、爪部材２６をろ過器１０の側面に対向するようにして配設しているが、以下に説明するろ過器１０の洗浄方法の駆動時おいて、上板１３を外してろ過器１０のろ室１１を解放させることができれば、静止時においては、任意の位置に配設することができる。
【００１８】
また、本実施形態のろ過器の洗浄装置２０では、ろ過器１０の側面と対向するようにして配設されたかき取り機構としてのスクレーパー２７及びスクレーパー２７の上半分に取り付けられた流体洗浄機構としてのスプレーノズル２８を有している。スクレーパー２７はシリンダー２９に接続されている。なお、本実施形態では、スクレーパー２７及びスプレーノズル２８をろ過器１０の側面に対向するようにして配設しているが、以下に説明するろ過器１０の洗浄方法の駆動時おいて、解放されたろ室１１−１等のろ過面１２−１等に堆積したケーク層に対してかき取り機構及び流体洗浄機構としての機能を生ぜしめることができれば、静止時においては、任意の位置に配設することができる。
【００１９】
また、ろ過器１０の下方には、ろ過器１０から除去されたケーク層を保持するためのトレー３１が配設されている。
【００２０】
本実施形態において、ろ過器１０は、４つのろ室１１−１〜１１−４及びこれに応じて４つのろ過面１２−１〜１２−４を有しており、上板１３及び下板１４により遮閉されているが、ろ室及びろ過面の数は、ろ過器１０の使用態様に応じて任意の数に設定することができる。
【００２１】
また、本実施形態においては、回転軸２１及び一対の駆動軸２２を同じ下板１４に配設しているが、以下に説明するろ過器の洗浄方法において、一対の駆動軸２２により回転軸２１を介してろ過器１０を９０度の角度で回転させることができれば、回転軸２１及び一対の駆動軸２２を上板１３に配設することもできるし、いずれか一方を上板１３に配設し、他方を下板１４に配設することもできる。
【００２２】
なお、本実施形態において、爪部材２６はＳＵＳ等の金属部材から構成することができる。また、先端の刃肉部分の厚さは、隣接するろ室１１−１及び１１−２間等のすき間に狭入させて上板１３を取り外すとともに、ろ室１１を解放させることができれば特に限定されないが、例えば３ｍｍから２０ｍｍとする。
【００２３】
また、スクレーパー２７の断面形状は刃型となっているが、以下に説明するような機能を奏する限りにおいて、その断面形状は円形であってもよいし、多角形であってもよい。また、スクレーパー１１の材質は鉄系、具体的にはＳＵＳ等の金属材料の他、ポリウレタン、二トリルゴム、エチレンプロピレンゴム及びシリコーン等の非金属材料とすることもできる。
【００２４】
スクレーパー２７の長さは、以下に説明するろ過器の洗浄方法において、ろ過面１２−１〜１２−４上に堆積したケーク層をこそぎ取ることができれば特には限定されないが、好ましくはろ過面１２−１〜１２−４の幅（幅方向Ａに沿った長さ）と同一にする。この場合、ケーク層のこそぎ取りは、スクレーパー２７をろ過面１２−１等の面上において一回移動させるのみで、行うことができる。
【００２５】
さらに、本実施形態において、スプレーノズル２８の断面形状は楕円形状となっているが、円形状や多角形状等のその他の形状とすることもできる。さらに、スプレーノズル２８を構成する各ノズル２８Ａの噴出口径及びピッチは、例えば０．６ｍｍから２．０ｍｍ及び５０ｍｍから２００ｍｍとすることができるが、必要に応じて任意の値に設定することができる。また、スプレーノズル２８の材質は、鉄系、具体的にはＳＵＳ等の金属材料等とすることができる。
【００２６】
スプレーノズル２８の長さは、以下に説明するろ過器の洗浄方法において、ろ過面１２−１〜１２−４上に堆積したケーク層を流体で洗浄することができれば特には限定されないが、好ましくはろ過面１２−１〜１２−４の幅（幅方向Ａに沿った長さ）と同一にする。この場合も、ケーク層の流体洗浄は、スプレーノズル２８をろ過面１２−１等の面上において一回移動させるのみで、行うことができる。
【００２７】
なお、スプレーノズル２８を介して流体洗浄を行うために用いる流体は、水、エタノール、メタノール、プロパノール、イソプロパノール、ヘキサン、アセトンなどの有機溶剤や、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤等の液体（常温常圧下）や、空気、窒素等の不活性ガス（常温常圧下）などを挙げることができる。
【００２８】
なお、本実施形態において、スプレーノズル２８は、スクレーパー２７の上半分に配設されているが、これによって、ろ過面１２上に堆積したケーク層を除去する際に、当該ケーク層を構成する微細な粒子等がスプレーノズル２８の各ノズル２８Ａの噴出口中に入り込みにくくなる。したがって、ケーク層を構成する微細な粒子等が各ノズル２８Ａの噴出口を塞いでしまうことによる、スプレーノズル２８の機能不全を防止することができる。
【００２９】
シリンダー２３及び２９は油圧式あるいは空圧式、電気式等の任意のものから構成することができる。
【００３０】
また、ろ過器１０を構成するろ過面１２−１〜１２−４は、例えばろ布や金属メッシュ、多孔質セラミック、多孔質ポリマー等から構成することができる。ろ布の場合、例えばポリプロピレン、ナイロン、ポリエステルなどの材質で、二重織、綾織、平織、朱子織などで編んだものが用いられる。
【００３１】
次いで、図１及び図２に示すろ過器の洗浄装置２０を用いたろ過器の洗浄方法について説明する。図３〜図６は、本実施形態におけるろ過器の洗浄方法の各工程におけるろ過器１０及び洗浄装置２０の状態を示す図である。
【００３２】
最初に、図１及び図２に示す状態にあるろ過器１０を、回転駆動機構を構成するシリンダー２３を駆動させて、一対の連結軸２４に連結されたアーム部材２４を駆動させ、図２に示す矢印の方向に９０度の角度で回転させて、図３に示すように、ろ過器１０のろ過面１２−１等が水平面と垂直となるようにする。
【００３３】
次いで、図４に示すように、上板１３に隣接して存在する２つのろ室１１−１及び１１−２間のすき間に爪部材２６を狭入し、上板１３をろ室１１−２等から取り外すとともに、上板１３に隣接したろ室１１−１を解放する。このとき、ろ室１１−１のろ過面１２−１上に堆積したケーク層には、自重に伴う重力が作用するので、ケーク層の総てあるいは一部が当該重力によってろ過面１２−１から剥離し、トレー３１において保持される。
【００３４】
次いで、自重に伴う重力で剥離せずにろ過面１２−１上にケーク層が残留した場合には、図５に示すように、スクレーパー２７をシリンダー２９によってろ過面１２−１上を水平面と垂直に移動させ、ケーク層の残留分をスクレーパー２７によってこそぎ取り、トレー３１に保持する。
【００３５】
ろ過面１２−１上のケーク層の残留分がスクレーパー２７によるこそぎ取りによっても除去できない場合は、図６に示すように、スクレーパー２７をシリンダー２９によって再度ろ過面１２−１上を水平面と垂直に移動させ、スプレーノズル２８より上述したような流体を噴出させ、ケーク層の残留分を流体洗浄する。このとき噴出させる流体の圧力は例えば０．１ＭＰａから５．０ＭＰａとする。
【００３６】
なお、スクレーパー２７のろ過面１２−１上の移動時間は例えば３０秒から９０秒とすることができ、好ましくは６０秒とする。
【００３７】
また、上述したように、スクレーパー２７及びスプレーノズル２８の長さをろ過面１２−１等の幅方向に沿った長さと同一に設定すれば、スクレーパー２７をろ過面１２−１上において１回移動させるのみで、ろ過面１２−１上に堆積したケーク層のこそぎ取り及び流体洗浄を行うことができる。
【００３８】
以上のようにしてろ過面１２−１上に堆積したケーク層が除去された後は、隣接するろ室１１−２及び１１−３間のすき間に爪部材２６を狭入して、ろ室１１−２を解放する。このとき、ろ室１１−２のろ過面１２−２上に堆積したケーク層には、自重に伴う重力が作用するので、ケーク層の総てあるいは一部が当該重力によってろ過面１２−２から剥離する。
【００３９】
しかしながら、自重に伴う重力で剥離せずにろ過面１２−２上にケーク層が残留した場合には、図５及び図６に示すように、ろ過面１２−２上にスクレーパー２７を移動させて、ケーク層をこそぎ取り、さらにはスプレーノズル２８による流体洗浄によって除去する。
【００４０】
上述した操作を順次ろ室１１−３内のろ過面１２−３、ろ室１１−４内のろ過面１２−４に対して行うことにより、ろ過器１０のろ過面総てに堆積したケーク層の除去、すなわち洗浄を行うことができる。
【００４１】
以上のように、本実施形態においては、ろ過器１０に配設された回転軸２１及び一対の駆動軸２２、さらには一対の駆動軸２２に連結されたシリンダー２３及びアーム部材２４からなる回転駆動機構、並びに爪部材２６からなる開板機構という簡易な装置（機構）のみを用いるとともに、回転駆動機構によってろ過器１０を９０度の角度で回転させた後、開板機構でろ過器１０のろ室１１−１等を解放するという簡易な操作を行うのみで、ろ過面１２−１等のケーク層を除去することができる。
【００４２】
この場合、必要に応じて、かき取り機構によるケーク層のこそぎ取り、及び流体洗浄機構によるケーク層の流体洗浄等の装置及び操作が付随するものの、簡易な装置及び方法によって、ろ過器１０内に配設されたろ過面１２−１等上のケーク層を除去し、ろ過面１２−１等の洗浄、すなわちろ過器の洗浄を効率的に行うことができる。
【実施例】
【００４３】
（実施例１）
図１及び図２に示す洗浄装置２０を用いて、単一のろ室１１−１を有するろ過器１０の洗浄試験を行った。ろ過面１２−１は、５００ｍｍ角で表面に平均通気度４０ｃｃ/ｃｍ２・ｍｉｎのろ布を用いた。ここに、平均粒子径１０μｍのフッ化カルシウムを含む水を通水し、ろ過面１２−１上におおよそ１．５ｍｍ厚のケーク層を堆積させた。
【００４４】
次いで、シリンダー２３を駆動させ、ろ過器１０の両側面に配設された一対の駆動軸２２に連結されたアーム部材によりろ過器１０を回転軸２１の周りに９０度の角度で回転させ、ろ過面１２−１が水平面に対して垂直となるようにした。その後、爪部材２６によって上板１３を取り外してろ室１１−１を解放した。次いで、ろ過面１２−１上をスクレーパー２７を移動速度６０秒で移動させ、ろ過面１２−１上に残留したケーク層をこそぎ取った。
【００４５】
その後、ろ過面１２−１の状態を電子顕微鏡で観察すると、全体的にケーク層の剥離が確認でき、ろ過面１２−１から約９５％のケーク層が洗浄除去されていることが判明した。
【００４６】
（実施例２）
スクレーパー２７によるこそぎ取りを行わない以外は、実施例１と同様にしてろ過器１０の洗浄を行った。その後、ろ過面１２−１の状態を電子顕微鏡で観察すると、全体的にケーク層の剥離が確認でき、ろ過面１２−１から約７５％のケーク層が洗浄除去されていることが判明した。
【００４７】
（実施例３）
実施例１におけるスクレーパー２７によるこそぎ取りに加えて、スプレーノズル２８による水洗浄を行った。なお、スプレーノズル２８から水を噴出させるに際しては、水道水を用い、供給開始から徐々に水圧を高めていき、最終的に０．３ＭＰａの圧力にした。その後、ろ過面１２−１の状態を電子顕微鏡で観察すると、全体的にケーク層の剥離が確認でき、ろ過面１２−１から約９８％のケーク層が洗浄除去されていることが判明した。
【００４８】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として掲示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４９】
１０  ろ過器
１１、１１−１〜１１−４  ろ室
１２−１〜１２−４  ろ過面
２０  ろ過器の洗浄装置
２１  回転軸
２２  一対の駆動軸
２３  シリンダー
２４  アーム部材
２６  爪部材
２７  スクレーパー
２８  スプレーノズル
２９  シリンダー
３１  トレー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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