(57)【要約】      （修正有）【課題】  従来よりも浮上ろ材の洗浄および詰まり解消を良好に行うことのできるろ過装置の提供。【解決手段】  粒状の浮上ろ材１０を収容して内部上方領域に浮上ろ材層１１が形成されるろ過槽２を用い、ろ過槽２内に供給された原液が浮上ろ過層１１を下方から上方へ通過することによってろ過されるろ過装置１において、浮上ろ材層１１領域内で回転可能にろ過槽上部からろ過槽２内に挿入されている撹拌翼１２と、該撹拌翼１２をろ過槽外から回転速度変更調整可能に回転駆動させる駆動部１３と、を有する撹拌装置を備えた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒状の浮上ろ材を収容して内部上方領域に浮上ろ材層が形成されるろ過槽と、
ポンプ駆動により原液槽からろ過槽内へ前記浮上ろ材層より下方位置の供給口を介して原液を供給する原液供給装置と、
ろ過槽内に供給された原液がろ過槽上方に形成される浮上ろ材層を下方から上方へ通過することによってろ過されてなるろ過液をろ過槽外のろ過液槽へ導くろ過配管経路および、ろ過槽内に供給された原液が前記浮上ろ材層を通過することによって浮上ろ材を洗浄した後の原液を前記原液槽へ戻す洗浄配管経路を備えた配管装置と、
ろ過槽下部に沈降した固形物を回収するドレン機構と、を備えたろ過装置において、
前記浮上ろ材層領域内で回転可能にろ過槽上部からろ過槽内に挿入されている撹拌翼と、該撹拌翼をろ過槽外から回転速度変更調整可能に回転駆動させる駆動部と、を有する撹拌装置を備えたことを特徴とするろ過装置。
【請求項２】
前記撹拌翼の挿入位置は、前記浮上ろ材層の下面から上方３０ｍｍ以内であることを特徴とする請求項１に記載のろ過装置。
【請求項３】
粒状の浮上ろ材を収容して内部上方領域に浮上ろ材層が形成されたろ過槽内へ前記浮上ろ材層より下方位置の供給口から原液を供給して、前記浮上ろ材層を通過させることによってろ過されてなるろ過液をろ過槽上部からろ過液槽に回収するろ過工程と、
前記原液を前記供給口から供給して前記浮上ろ材層を通過させることによって浮上ろ材を洗浄した後の原液をろ過槽上部から原液槽へ回収する洗浄工程と、を備えたろ過方法であって、
前記ろ過工程は、ろ過槽上部からろ過槽内へ挿入された撹拌翼を予め定められた回転速度で回転させて前記浮上ろ材層の下部領域を撹拌しながら前記原液の供給、ろ過を行うものであり、
前記洗浄工程は、前記撹拌翼を前記ろ過工程より高速で回転させて前記浮上ろ材層の全域を撹拌しながら前記原液の供給、洗浄を行うものであることを特徴とするろ過方法。
【請求項４】
前記ろ過工程での撹拌翼回転速度が、５０ｍｉｎ−１以上、６０ｍｉｎ−１以下であることを特徴とする請求項３に記載のろ過方法。
【請求項５】
前記洗浄工程での撹拌翼回転速度が、５００ｍｉｎ−１以上であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のろ過方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種廃液をろ過して固形物を取り除くろ過装置に関し、詳しくは、浮上ろ材を用いたろ過装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ろ過装置のなかには、図３（ａ）に示すように例えば発泡ポリスチレン製などの粒状の浮上ろ材４０をろ過槽３２に投入し、原液槽３３内から原液供給装置３４のポンプ駆動によってろ過槽中央高さ位置の側面側に設けた原液供給口３５を介してろ過槽内へ供給される原液が、ろ過槽上方域に形成される浮上ろ材層４１中を下方から上方へ流動する間にろ過され、そのろ液をろ過槽上部のろ過液導出口３１より取り出す方式のものがある。
【０００３】
このようなろ過装置では、ろ過運転時にろ過ラインを経て原液供給口３５から供給される原液の一部を原液供給口３５より下部のトルネードライン排出口３６へ排出させることによって浮上ろ材層４１の下部領域に旋回流（トルネード）を発生させて浮上ろ材層４１の下面から固形物を剥ぎ取り、下方へ沈降させて浮上ろ材層の詰まりをなるべく抑える操作が行われる。
【０００４】
これは、ろ過工程の進行に伴って原液中の固形物がろ材層の下面側から取り除かれてろ材に付着堆積していくためであり、特に固形物の堆積が顕著なろ材層下面部分を撹拌させて固形物を剥ぎ取ることによって良好なろ過状態が維持されるためである。
【０００５】
また、浮上ろ材層全体の詰まり解消対策として、図３（ｂ）に示すようにろ過槽３２の上方（ろ材層の上部）側面から逆洗ラインを介して原液を逆流させて渦流を発生させて浮上ろ材４０を撹拌させることにより、目詰まり固形物をろ材から剥ぎ取って下方へ沈降させている。この場合、液はろ過槽下方の排出口３６からトルネードラインを経てポンプ吸い込み口に流れ、更にポンプから吐出されてろ過槽上方へ供給されて原液は循環する。排出口３６には浮上ろ材の流出を防止するための金網が取り付けられている。
【０００６】
しかし、ろ材洗浄運転の際にこの金網の網目に固形物が詰まって逆洗流れが形成できなかったり、またろ過運転中に前記トルネード流が形成できずに、ろ材の詰まり解消が充分できず、洗浄も不充分となる場合もあった。これに対して、ろ過槽の底部に撹拌機を設置し、ろ過槽内下部の撹拌翼で槽内全体を撹拌してろ材を洗浄するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１０８１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記のようなろ過槽底部に撹拌機を設置して槽内を撹拌しようとする構成においても、撹拌翼はろ材層の下方で回転するものであって、ろ材層とは離れており、その回転流だけでは効率的な撹拌洗浄が困難であった。
【０００９】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、従来よりも浮上ろ材の洗浄および詰まり解消を良好に行うことのできるろ過装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係るろ過装置は、粒状の浮上ろ材を収容して内部上方領域に浮上ろ材層が形成されるろ過槽と、ポンプ駆動により原液槽からろ過槽内へ前記浮上ろ材層より下方位置の供給口を介して原液を供給する原液供給装置と、ろ過槽内に供給された原液がろ過槽上方に形成される浮上ろ材層を下方から上方へ通過することによってろ過されてなるろ過液をろ過槽外のろ過液槽へ導くろ過配管経路および、ろ過槽内に供給された原液が前記浮上ろ材層を通過することによって浮上ろ材を洗浄した後の原液を前記原液槽へ戻す洗浄配管経路を備えた配管装置と、ろ過槽下部に沈降した固形物を回収するドレン機構と、を備えたろ過装置において、前記浮上ろ材層領域内で回転可能にろ過槽上部からろ過槽内に挿入されている撹拌翼と、該撹拌翼をろ過槽外から回転速度変更調整可能に回転駆動させる駆動部と、を有する撹拌装置を備えたものである。
【００１１】
請求項２に記載の発明に係るろ過装置は、請求項１に記載のろ過装置において、前記撹拌翼の挿入位置は、前記浮上ろ材層の下面から上方３０ｍｍ以内であることを特徴とするものである。
【００１２】
また請求項３に記載の発明に係るろ過方法は、粒状の浮上ろ材を収容して内部上方領域に浮上ろ材層が形成されたろ過槽内へ前記浮上ろ材層より下方位置の供給口から原液を供給して、前記浮上ろ材層を通過させることによってろ過されてなるろ過液をろ過槽上部からろ過液槽に回収するろ過工程と、前記原液を前記供給口から供給して前記浮上ろ材層を通過させることによって浮上ろ材を洗浄した後の原液をろ過槽上部から原液槽へ回収する洗浄工程と、を備えたろ過方法であって、前記ろ過工程は、ろ過槽上部からろ過槽内へ挿入された撹拌翼を予め定められた回転速度で回転させて前記浮上ろ材層の下部領域を撹拌しながら前記原液の供給、ろ過を行うものであり、前記洗浄工程は、前記撹拌翼を前記ろ過工程より高速で回転させて前記浮上ろ材層の全域を撹拌しながら前記原液の供給、洗浄を行うものである。
【００１３】
請求項４に記載の発明に係るろ過方法は、請求項３に記載のろ過方法において、前記ろ過工程での撹拌翼回転速度が、５０ｍｉｎ−１以上、６０ｍｉｎ−１以下であることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５に記載の発明に係るろ過方法は、請求項３又は請求項４に記載のろ過方法において、前記洗浄工程での撹拌翼回転速度が、５００ｍｉｎ−１以上であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のろ過装置においては、粒状の浮上ろ材を収容したろ過槽に、浮上ろ材層領域内で回転可能にろ過槽上部からろ過槽内に挿入されている撹拌翼と、該撹拌翼をろ過槽外から回転速度変更調整可能に回転駆動させる駆動部と、を有する撹拌装置を備えたものであるため、撹拌翼の回転によって直接浮上ろ材を撹拌し、効率良くろ材の詰まり解消およびろ材洗浄を行うことができるという効果がある。
【００１６】
また、本発明のろ過方法においては、ろ過運転工程では、浮上ろ材層中に挿入された撹拌翼を比較的低速度で回転させることによって、浮上ろ材層の主に下面部分を撹拌して詰まりを抑制しながらろ過作業を進行することがでると共に、ろ材洗浄工程では、前記撹拌翼を高速で回転させることによって浮上ろ材層を全体的に撹拌して詰まり固形物をろ材から効率良く剥ぎ取ってろ過槽下方へ沈降させることができるため、逆洗の必要や金網の目詰まりもなく、良好にろ材洗浄ができ、さらなる良好なろ過作業を続けることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、粒状の浮上ろ材を収容して内部上方領域に浮上ろ材層が形成されるろ過槽へ、原液供給装置のポンプ駆動により原液槽から原液を供給して前記浮上ろ材層中を下方から上方へ流動させる間にろ過してろ過槽上部から配管装置のうちのろ過配管経路を介してろ過液槽に回収するろ過装置であり、撹拌装置を備えたものである。
【００１８】
この撹拌装置は、浮上ろ材層領域内で回転可能にろ過槽上部からろ過槽内に挿入されている撹拌翼を、駆動部によってろ過槽外から回転速度変更調整可能に回転駆動させるものである。従って、この撹拌翼の回転によって、浮上ろ材層領域を直接的に撹拌することができるため、撹拌領域にある浮上ろ材を揉み洗いするように固形物を剥ぎ取って効率的に詰まり解消および洗浄を行うことができる。さらにこの洗浄の際には、逆流れの逆洗の必要なく洗浄用原液の供給方向をろ過作業時と同じ流れにできる。この場合、配管装置は、浮上ろ材層を通過した後の原液を原液槽に戻すための洗浄配管経路へ切り換えられる構成を備えたものとする。
【００１９】
また、実際の撹拌領域は、撹拌翼の回転速度を適宜調整することによって設定することができる。即ち、回転が低速度であるほどその撹拌領域は小さく限定され、高速であるほど広範囲領域を撹拌することができる。ただし、浮上ろ材層は、下方から上方へ向けて原液を流動させてろ過を行うものであるため、浮上ろ材層下面側から固形物の付着堆積による詰まりが顕著となるため、少なくとも浮上ろ材層の下面領域を撹拌できるように、撹拌翼の挿入位置を浮上ろ材層下面寄りにすることが望ましい。例えば、浮上ろ材層の下面から上方３０ｍｍ以内とするのが、比較的低速回転による撹拌でも浮上ろ材層の下面を含む下方領域を良好に撹拌して目詰まりを解消しながらろ過作業を進められるので最適である。
【００２０】
このような撹拌装置を備えたろ過装置でのろ過方法としては、まずろ過工程として、ろ過槽上部からろ過槽内へ挿入された撹拌翼を予め定められた回転速度で回転させて前記浮上ろ材層の下部領域を撹拌しながら原液の供給、ろ過を行えば、浮上ろ材層の下面部分のろ材詰まりを解消しながらのろ過作業を良好に続けられる。また、洗浄工程としては、前記撹拌翼をろ過工程より高速で回転させて浮上ろ材層全域を撹拌しながら原液の供給、洗浄を行うことによって、浮上ろ材全てを直接的に揉み洗いして一気に固形物を剥ぎ取って下方へ沈降させることができ、金網等の詰まりやそれによって支障が生じる逆洗などの必要なく効率的な洗浄作業が行える。
【００２１】
実際のろ過工程および洗浄工程における撹拌翼の回転速度は、用いる浮上ろ材の素材やサイズ、また形成される浮上ろ材層の深さなどに応じて適宜設定するが、現行で一般的な発泡ポリスチレン製の浮上ろ材などでは、例えば、ろ過工程での低い回転速度を５０ｍｉｎ−１以上、６０ｍｉｎ−１以下とするのが好ましい。これより低速では、良好な詰まり解消が困難となり、これより高速では、浮上ろ材層の撹拌領域が広がりすぎてろ過効率が低下する。また、洗浄工程での高速回転としては、５００ｍｉｎ−１以上が望ましい。これより低速では、浮上ろ材層の全体的撹拌が困難となり、洗浄効率が低下してしまう。
【実施例】
【００２２】
本発明の一実施例によるろ過装置を図１、図２に示す。図１（ａ）は本ろ過装置の概略全体構成をろ過運転の状態で示す模式図であり、（ｂ）は撹拌装置部分を示す部分図である。図２は各運転状態における概略全体構成図であり、（ａ）はドレン運転状態、（ｂ）は洗浄運転状態、（ｃ）は捨て水運転状態をそれぞれ示している。
【００２３】
本実施例によるろ過装置１は、主に、粒状の浮上ろ材１０を収容して内部上方領域に浮上ろ材層１１が形成されるろ過槽２と、ポンプ駆動により原液槽３から原液供給配管経路５を介して原液をろ過槽２へ供給する原液供給装置４と、ろ過液をろ過槽上部から回収してろ過液槽８へ送るろ過配管経路７と、浮上ろ材層１１の洗浄後の原液をろ過槽上部から回収して原液槽３へ戻す洗浄配管経路９と、固形物１４をろ過槽外へ排出するドレン配管１５とから構成されるものである。なお、各配管経路（５，７，９，１５）から構成される配管装置では、それぞれの運転状態に応じて原液やろ過液が送られる配管経路がバルブの開閉によって切り換えられるものである。
【００２４】
さらに本実施例のろ過装置１には、浮上ろ材層１１領域内で回転可能なようにろ過槽上部からろ過槽内に挿入されている撹拌翼１２と、この撹拌翼１２をろ過槽外から回転駆動させる駆動モータ１３とからなる撹拌装置が備えられている。この駆動モータ１３は、撹拌翼１２の回転速度を変更調整できるように可変速モータとした。
【００２５】
従って本実施例によるろ過装置１では、この撹拌翼１２の回転によって、浮上ろ材層１１領域を直接的に撹拌することができるため、撹拌領域にある浮上ろ材１０を揉み洗いするように固形物を剥ぎ取って効率的に詰まり解消および洗浄を行うことができる。さらにこの洗浄の際には、逆流れの逆洗の必要なく洗浄用原液の供給方向をろ過作業時と同じ流れにできる。
【００２６】
またこの撹拌翼１２の回転は、駆動モータ１３の回転駆動を調整することにより、ろ過運転中においては低速回転に設定することで固形物の付着堆積が顕著な浮上ろ材層１１の下面領域のみを撹拌して詰まりを抑えながらろ過作業を行うことができ、洗浄運転中には高速回転に設定することで浮上ろ材層１１の全体を撹拌して効率的な浮上ろ材１０の洗浄を行うことができる。
【００２７】
以上のような構成を備えたろ過装置１において、直径０．５ｍｍの発泡スチロール製の粒状浮上ろ材１０を用いて研削機から出る研削廃液のろ過を行った場合を以下に示す。この時、ろ過槽２内へ投入される浮上ろ材１０は、ろ過槽を原液で満たして浮上状態とすることによって形成される浮上ろ材層１１が、その下面がろ過槽２のほぼ中央高さ位置に設けられている原液供給配管５の端部の原液供給口５Ｘより上方位置になる量に設定されている。またこのろ過槽２は、高さ約７００ｍｍ、容積約１４Ｌのものとした。
【００２８】
またこの浮上ろ材層１１に対して、撹拌翼１２の挿入位置を、浮上ろ材層１１の下面から上方２０〜３０ｍｍの位置とし、ろ過運転時の低速回転を５０〜６０ｍｉｎ−１、洗浄運転時の高速回転を約５００ｍｉｎ−１に設定した。また、ろ過運転開始前に、洗浄配管経路９のバルブを閉じてろ過配管経路７のバルブを開き、ろ過槽２上部の液流入出口６からのろ過液の流れがろ過配管経路７からろ過液槽８へ導出されるように切り換え設定しておく。なお、液流入出口６は、浮上ろ材１０が通過できない網目の細かい金網で覆われたものである。
【００２９】
以上の設定において、ろ過運転を始める。即ち、図１（ａ）に示すように、駆動モータ１３の駆動によって前記低速での撹拌翼１２の回転を開始し、ろ過対象原液としての研削廃液が収容された原液槽３から原液供給装置４のポンプ駆動によって原液のろ過槽２内への供給を開始する。原液槽３から原液供給配管５及び原液供給口５Ｘを介してろ過槽２内へ導入された原液は、浮上ろ材層１１中を下方から上方ヘ向けて流動しつつ原液中の固形物がろ過されていく。
【００３０】
浮上ろ材層１１を通過してろ過処理された後のろ過液は、ろ過槽上部の液流入出口６からろ過配管経路７を介してろ過液槽８へ回収されていく。一方、原液から浮上ろ材層１１中に取り除かれた微細固形物１４は、一部の浮遊状態のものはそのままろ過槽２の下方へ沈降し、その他は特に浮上ろ材層１１の下面側領域の浮上ろ材１０に付着しているが、前記撹拌翼１２の回転による該下面側領域の撹拌によって浮上ろ材１０から剥ぎ取られて下方へ沈降させられる。このような撹拌翼１２の低速回転による浮上ろ材層１１の下方領域の撹拌によって、ろ過運転中に亘って浮上ろ材層１１の詰まりが抑えられ、良好なろ過作業が維持される。
【００３１】
ろ過運転を継続していくと、ろ過槽２の底部に微細固形物１４が溜まっていくため、定期的にドレン運転をする必要がある。このドレン運転では、図２（ａ）に示すように、まず原液供給装置４のポンプ駆動を停止すると共に撹拌翼１２の回転も停止し、ろ過槽上部配管に接続されたエア用バルブＡを開く。次いでろ過槽２の下部のドレイン配管１５のドレイン用バルブＤを数秒間開いて微細固形物１４をドレン槽２０へ落下させ、ロータリーフィルターによって外部へ排出する。このドレン運転後には、ドレン後のろ過槽２の上層に空気が残っており、ろ過運転を行うとその上層をかき混ぜ（洗浄し）ている状態となって一次的にろ過能力が落ちるため、エア用バルブＡとドレン用バルブＤを閉じて数分間の捨て水運転の後、再び図１（ａ）のろ過運転状態としてろ過運転を再開できる。
【００３２】
また上記のような撹拌翼１２の低速回転による詰まりを抑制しながらろ過運転を行っても、長時間のろ過運転中に徐々に浮上ろ材層１１内部に固形物が堆積して詰まりが多くなり、流量が減ってくるため、浮上ろ材１０を全体的に洗浄して詰まりを解消する。この洗浄運転は、図２（ｂ）に示すように、まず洗浄配管経路９のバルブを開けてからろ過配管経路７のバルブを閉じた状態とし、原液供給装置４のポンプ駆動による原液の供給を続けながら撹拌翼１２を高速回転させるものである。
【００３３】
従って、洗浄運転においては、原液槽３からろ過槽２へさらにろ過槽２から洗浄配管経路９を介して原液槽３戻るという循環流れのなかで、前記高速回転によってろ過槽２内では上向きの旋回流が生じて浮上ろ材層１１全体が一気に撹拌されるため、浮上ろ材１０に付着して浮上ろ材層１１の内部に詰まっていた固形物は揉み洗いされるように剥ぎ取られ、下方へ沈降させられ、浮上ろ材１０は元の詰まりのないばらけた状態にもどる。この洗浄運転は、ろ過運転中にろ過流量が減少した時点で行えば良く、もちろん、新たなろ過運転を開始する前にも行うことができる。
【００３４】
なお、ろ過運転中に浮上ろ材槽１１を通過するろ過流量が少なくなってきた時点で洗浄運転を行う場合、流量測定手段を利用して流量変化をモニターしておき、所定流量まで低下した時点で洗浄運転に切り換える方法が効率的である。流量測定手段としては、例えば流量計で直接流量を測定するものでも、あるいは圧力センサで流量低下に伴う圧力低下を測定することによって間接的に流量を測定する方式でも良い。また、予めテストにより運転時間と流量変化の関係を確認しておけば、その結果に基づいて、タイマー設定で所定時間毎にろ過運転から洗浄運転へ切り換える方式を採用することもできる。
【００３５】
洗浄運転直後では、浮上ろ材中に残っていた固形物が出てきやすく、ろ過性能が不安定であるため、一定時間ろ過液を原液槽３へ戻す必要がある。そのため、洗浄運転後は、撹拌翼１２の回転を停止して数分間の捨て水運転の後、図１（ａ）に示したろ過運転状態としてろ過運転を開始することができる。
【００３６】
この捨て水運転では、撹拌翼１２の回転は停止したままで原液供給装置４のポンプ駆動により原液槽３から原液をろ過槽２内へ供給し、浮上ろ材層１１を通過させた後、洗浄配管経路９を通って原液槽３へ戻すことにより洗浄運転直後の不安定なろ過液を捨てるものである。
【００３７】
以上の工程の繰り返しでろ過運転を行った結果、本実施例によるろ過装置１では、ろ過運転中に浮上ろ材層１１が詰まったり、金網が詰まったりすることなく、洗浄運転も良好に行うことでき、スムーズにろ過運転へ移行でき、全体的に効率的なろ過作業が可能であった。
【００３８】
なお、以上の実施例では、発泡スチロール製の浮上ろ材を用いた場合を示したが、本発明におけるろ過装置およびろ過方法で用いる浮上ろ材としては、その他、ポリプロピレンなど、各種浮上ろ材に関して同様に有効であり、特に限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施例によるろ過装置の概略構成図であり、（ａ）は全体構成をろ過運転中の状態で示す模式図、（ｂ）は撹拌装置の構成を示す部分図である。
【図２】本ろ過装置の各運転状態における概略構成図であり、（ａ）はドレン運転状態、（ｂ）は洗浄運転状態、（ｃ）は捨て水運転状態、をそれぞれ示す模式図である。
【図３】従来のろ過装置の一例を示す概略構成図である、（ａ）はろ過運転状態、（ｂ）は洗浄運転状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４０】
１：ろ過装置
２，３２：ろ過槽
３，３３：原液槽
４，３４：原液供給装置
５：原液供給配管
５Ｘ，３５：原液供給口
６：液流入出口
７：ろ過配管経路
８：ろ過液槽
９：洗浄配管経路
Ａ：エア用バルブ
１０，４０：浮上ろ材
１１，４１：浮上ろ材層
１２：撹拌翼
１３：駆動モータ
１４：微細固形物
１５：ドレン配管
２０：ドレン槽
Ｄ：ドレン用バルブ
３１：ろ過液導出口
３６：トルネードライン排出口
【図１】
2006021169.tif 000003
【図２】
2006021169.tif 000004
【図３】
2006021169.tif 000005