(57)【要約】  本書は、原液流から微粒子を濾過するための媒体床フィルタを開示する。媒体床フィルタは、上部と媒体床を受容するための底面を画定する下部とを有するタンクであって、媒体床が底面に配置される支持媒体と支持媒体を覆うための濾過媒体とを有し、タンクの上部が媒体床の濾過媒体より上に位置して成るタンクと、濾過媒体の離脱速度と略同等以上の指向性速度の複数の噴流の形態でタンク内に原液流を供給するために、タンクの上部に位置するノズル構造部と流体連通する原液入口とを備える。
2015525672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原液流から微粒子を濾過するために、タンクと原液入口とを含む媒体床フィルタであって、
−前記タンクは、
・上部と、
・媒体床を受容するための底面を画定する下部と、
を有し、前記媒体床は前記底面に配置される支持媒体と前記支持媒体を覆う濾過媒体とを有し、前記タンクの上部は前記媒体床の前記濾過媒体より上に位置しており、
−前記原液入口は、濾過媒体の離脱速度と略同等以上の指向性速度を有する複数の噴流の形態でタンク内に原液流を供給するために、前記タンクの上部に位置するノズル構造部と流体連通している、
媒体床フィルタ。
【請求項２】
前記ノズル構造部は複数のノズルを含み、前記複数のノズルは、タンク内に原液流を供給するにあたり、濾過媒体に向かう指向性速度を有する複数の噴流を個別に形成する、請求項１に記載の媒体床フィルタ。
【請求項３】
前記複数のノズルは反対方向に向けられている、請求項２に記載の媒体床フィルタ。
【請求項４】
前記タンクの上部は上部表面を画定し、さらに、前記ノズル構造部は、前記複数の噴流を前記タンクの上部表面に向けて供給し、それによって前記原液流を前記濾過媒体の離脱速度と略同等以上の平行速度でタンク内に供給するように方向付けられている、請求項１に記載の媒体床フィルタ。
【請求項５】
前記ノズル構造部は、前記タンクの上部内で前記原液入口より上に位置するか、あるいは前記タンクの上部内で前記原液入口より下に位置するかのいずれかである、請求項４に記載の媒体床フィルタ。
【請求項６】
前記ノズル構造部は、前記複数の噴流を前記媒体床の濾過媒体に向けて垂直に提供するように方向付けられている、請求項１に記載の媒体床フィルタ。
【請求項７】
前記タンクの上部で前記ノズル構造部と前記濾過媒体との間に位置するバッフルをさらに備える、請求項６に記載の媒体床フィルタ。
【請求項８】
前記バッフルは前記濾過媒体より実質的に上に位置し、それによって前記濾過媒体の離脱速度と略同等以上の平行速度の原液流をタンク内に供給する、請求項７に記載の媒体床フィルタ。
【請求項９】
前記原液入口は複数の原液入口を含み、前記複数の原液入口の各々がそれぞれのノズル構造部と流体連通する、請求項１に記載の媒体床フィルタ。
【請求項１０】
前記ノズル構造部は、前記複数の噴流をタンクに上向きの方向に流入するように供給するために上向きの方向に向けられるか、あるいは前記複数の噴流をタンクに下向きの方向に流入するように供給するために下向きの方向に向けられるかのいずれかである、請求項１に記載の媒体床フィルタ。
【請求項１１】
前記ノズル構造部は、前記複数の噴流を前記媒体床の濾過媒体に向けて水平に提供するように方向付けられ、前記ノズル構造部はタンクの上部で前記濾過媒体と略同一高さに位置する、請求項１に記載の媒体床フィルタ。
【請求項１２】
前記複数のノズルの各々は、エルボ状、直線状、湾曲状、正多角形状、分節状、変則多角形状、円形状、折り曲げ状、およびそれらのいずれかの組合せのうちの少なくとも１つを含む形状である、請求項２に記載の媒体床フィルタ。
【請求項１３】
前記複数の噴流を受けるために前記タンクの上部内にバッフルをさらに含み、それによって前記濾過媒体の離脱速度と略同等の平行速度で前記タンク内に原液流を供給する、請求項１に記載の媒体床フィルタ。
【請求項１４】
前記バッフルは複数のバッフルを含み、前記複数のバッフルの各々は前記濾過媒体より実質的に上に、前記複数のバッフルの別の１つと平行にかつ横方向に間隔を置いて配置される、請求項１３に記載の媒体床フィルタ。
【請求項１５】
前記複数のバッフルは変位可能なバッフルを含む、請求項１４に記載の媒体床フィルタ。
【請求項１６】
濾過媒体を支持するタンクで原液流から微粒子を濾過する方法であって、前記タンクは上部を有しており、
‐微粒子を含む原液流を受けるステップと、
‐原液流を濾過媒体の離脱速度と略同等以上の指向性速度の複数の噴流の形態で前記タンクの上部に供給するステップと、
を含む方法。
【請求項１７】
前記原液流を複数の噴流の形態で前記タンクの上部に供給する前記ステップは、前記原液流を反対方向に向けられた複数の噴流の形で前記タンクの上部に供給し、それによって前記原液流を前記濾過媒体の離脱速度と略同等以上の平行速度で前記タンク内に供給することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記原液流を複数の噴流の形態で前記タンクの上部に供給する前記ステップは、前記原液流を前記タンクの上部表面に向けられた複数の噴流の形態で前記タンクの上部に供給し、それによって前記原液流を前記濾過媒体の離脱速度と略同等以上の平行速度で前記タンク内に供給することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記原液流を複数の噴流の形態で前記タンクの上部に供給する前記ステップは、前記複数の噴流を前記媒体床の濾過媒体に向けて垂直に供給することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記原液流を複数の噴流の形態で前記タンクの上部に供給する前記ステップは、前記原液流を複数の噴流の形態で前記タンクの上部で前記濾過媒体と略同一高さに供給し、それによって前記原液流を前記濾過媒体の離脱速度と略同等以上の平行速度で前記タンク内に供給することを含む、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、２０１２年７月１６日に出願した米国仮特許出願第61/672,098号の優先権を主張する。
【技術分野】
【０００２】
開示する要旨は一般的に、濾過装置およびそれを使用する方法に関する。さらに詳しくは、要旨は、原液流から微粒子を濾過するための媒体床フィルタに関する。
【背景技術】
【０００３】
媒体床フィルタは、表面および濾過媒体床内に捕捉される多くの機会を固形粒子に提供することによって機能する。流体はフィルタの頂部に均等に分配されるので、流体は一般的に多孔性砂（すなわち濾過媒体）中を曲がりくねった経路に沿って穏やかに流れ、粒子は媒体床に接近し、かつそれに接触する。粒子は、直接衝突、ファンデルワールスまたはロンドン引力、表面電荷引力、拡散等のような幾つかのメカニズムの１つによって捕捉することができる。
【０００４】
加えて、濾過媒体の表面電荷が粒子固形分の表面電荷と同一符号（すなわち正または負）である場合に、固形粒子は、表面電荷斥力によって捕捉が阻害されることがある。さらに、捕捉された固形粒子は離脱したとしても、それらは媒体床内のより深い場所で再補足されることがある。
【０００５】
濾過媒体床は、上向きに流れる流体または下向きに流れる流体のいずれかで動作することができるが、後者の方が一般的である。下方に流れる濾過媒体床の場合、流体は圧力下で、または重力だけにより流れることができる。圧力媒体床フィルタは工業用途に使用されることが多い。重力送りユニットは特に飲料水のような大規模の用途で浄水に使用される。
【０００６】
全般的に、濾過媒体床には、重力媒体床フィルタ、圧力媒体床フィルタ、上向流媒体床フィルタ、低速媒体床フィルタ、多重媒体床フィルタ等のような幾つかのカテゴリが存在するが、これらに限定されるものではない。
【０００７】
これらの装置および方法は全て、世界中の水産業に広範囲に使用される。
【０００８】
例えば、冷却塔からの水は、大部分の空中塵埃を連続的に引き付けて吸収する。主として、循環する塵埃（すなわち分散薬剤によって懸濁状態を維持する粉塵および鉱物）が熱交換面に凝集するのを制限するように設計された化学分散剤のため、循環冷却水ループ内の懸濁固形物の大半は約０〜５ミクロンの大きさである。塵埃は熱交換面および冷却塔充填効率に悪影響を及ぼす。従来のフィルタ、ストレーナ、および分離器は、これらの非常に微細な汚染物質が低流量領域に沈降し、ストレーナ、ノズル、およびバイオ汚染した熱交換器を塞ぐ前に、それらを有意に除去することはできない。通常、この種のほとんどの媒体床フィルタは、大きさが５ミクロン未満の懸濁固形物を有意に捕捉することができない。したがって、最小限０．５ミクロンまでの微粒子の濾過の向上を達成するように設計された、媒体床フィルタを提供する必要がある。例えばガーネットを含む３つの層を有する従来の多層媒体床フィルタは、最小限１０または２０ミクロンまでの粒子しか濾過することができない。
【０００９】
例えば、ここで先行技術の図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図１Ｄ、および図１Ｅを参照すると、従来の砂フィルタが示されている。これらの従来の砂フィルタには複数の欠点がある。それらの１つは、タンクに流入する原液流体によって傾斜が形成されることである。先行技術の構成は、原液流が媒体床の１か所だけに突き当たることを可能にする。したがって、従来の媒体床フィルタでは、媒体床の一部分だけが濾過面として利用される。他の欠点の１つは、従来の砂フィルタが高い流量では利用できないことである。従来の砂フィルタを使用する場合、水はかなり小さい速度でタンクに流入する必要があり、かつ多くの流量変化を含むことができない。加えて、従来の媒体床フィルタによって提案されるそのような構成は、粒子が媒体床の頂部にケーキ層を形成することにつながることがあり、媒体床フィルタを閉塞させることもある。したがって、媒体床のケーキの形成を低減するために、そのような媒体床フィルタの保守を定期的に行う必要がある。例えば、図１Ａでは、タンクに流入する原液流は層流に従う（すなわち乱流領域が無いかあるいは少ない）。
【００１０】
冷温水ループ、復水戻り、冷却塔補給、除鉄、イオン交換樹脂予備濾過、膜予備濾過、携帯型水および飲料濾過、工程リンス水、工程水取込み、水再利用、溶接機水ループ等を含め、それらに限らず、多くの用途で多くのフィルタがすでに公知である。
【００１１】
さらに、従来のフィルタは、その効率をより微小な粒子の方向に向上するために、凝固剤またはポリマーを必要とする。既存の渦流フィルタは逆洗効率が低いという欠点を有し、その結果、水の消費量、廃水、および重要なエネルギコストが高くなっている。
【００１２】
従来の渦流フィルタは逆洗効率を良くすることができず、きれいなときでさえ短絡する傾向がある。実際、タンクの頂部からかなりの距離に配置された単一のインジェクタは、微細砂面（すなわち微小砂または超微細砂とも呼ばれる）に著しい歪みを引き起こし（図１Ｂ）、媒体床の片側がその反対側より著しく深くなり、濾過媒体に約３０°から約４０°の著しい傾斜を形成する。この傾斜は、表面における流体の水力学的分布および媒体床の深さに歪みを生じる。この現象は、公知の渦流フィルタが濾過表面積を効率的に使用することをできなくする。これは、直径が３０インチ以上のような表面の大きいフィルタの場合に特に当てはまる。逆洗プロセスに関しては、タンクの頂点からかなりの距離に配置された単一のインジェクタは、プラグ流除去プロセスを考慮した設計ではないので、除去すべき粒子（または微粒子）をうまく捕捉することができない。図１Ｂに示した構成は優れた液圧流を生じないことが分かる。媒体床、さらに詳しくは濾過媒体は、タンクの頂点からかなり離れた位置でタンクに流入する水によって、著しく変形する。
【００１３】
さらに、開放式タンクの媒体床フィルタは、濾過媒体の上に水を穏やかに導くように構成された原液流入口を含むので、粒子は濾過媒体内を穏やかに流れ、濾過媒体の表面は運動したり乱されたりすることがない。
【００１４】
したがって、原液流から微粒子を濾過しかつ逆洗するための改善された媒体床フィルタ、およびそれを使用する方法が必要とされている。
【発明の概要】
【００１５】
一実施形態では、原液流から微粒子を濾過するための媒体床フィルタが提供される。媒体床フィルタは、タンクと、原液入口と、を備えている。タンクは、頂部と媒体床を受容するための底面を画定する底部とを有する。媒体床は、タンクの底面に配置される支持媒体と支持媒体を覆うための濾過媒体とを有する。タンクの頂部は、媒体床の濾過媒体より上に位置している。原液入口は、濾過媒体の離脱速度と略同等以上の指向性速度の複数の噴流の形態で原液流をタンク内に供給するためにタンクの頂部に位置するノズル構造部と流体連通している。
【００１６】
別の実施形態では、ノズル構造部は複数のノズルを含み、複数のノズルは、原液流をタンク内に供給するにあたり、濾過媒体に向かう指向性速度の複数の噴流を各１つずつ形成する。。
【００１７】
さらなる実施形態では、複数のノズルは反対方向に向けられる。
【００１８】
さらに別の実施形態では、タンクの頂部は頂部表面を画定し、さらに、ノズル構造部は、複数の噴流をタンクの頂部表面に向かって供給し、それによって原液流を濾過媒体の離脱速度と略同等以上の平行速度でタンク内に供給するように方向付けられる。
【００１９】
別の実施形態では、ノズル構造部は、タンクの頂部内の原液入口より上に位置するか、タンクの頂部内の原液入口より下に位置するかのいずれかである。
【００２０】
さらなる実施形態では、ノズル構造部は、複数の噴流を媒体床の濾過媒体に対し垂直に供給するように方向付けられる。
【００２１】
さらに別の実施形態では、媒体床フィルタはさらに、タンクの頂部であってノズル構造部と濾過媒体との間に位置するバッフルを含む。
【００２２】
別の実施形態では、バッフルは濾過媒体より実質的に上に位置し、それによって原液流をタンク内に濾過媒体の離脱速度と略同等以上の平行速度で供給する。
【００２３】
さらなる実施形態では、原液入口は複数の原液入口を含み、複数の原液入口の各々はそれぞれのノズル構造部と流体連通する。
【００２４】
さらに別の実施形態では、ノズル構造部は、タンクに流入する複数の噴流を上向きの方向に供給するために上向きの方向に向けられるか、あるいはタンクに流入する複数の噴流を下向きの方向に供給するために下向きの方向に向けられるかのいずれかである。
【００２５】
別の実施形態では、ノズル構造部は複数の噴流を媒体床の濾過媒体に向かって水平方向に供給するように方向付けられ、ノズル構造部は、タンクの頂部で濾過媒体と略同一高さに位置する。
【００２６】
さらなる実施形態では、複数のノズルの各々は、エルボ状、直線状、湾曲状、正多角形状、分節状、変則多角形状、円形状、折り曲げ状、およびそれらのいずれかの組合せの少なくとも１つを含む形状である。
【００２７】
さらに別の実施形態では、請求項１の媒体床フィルタは、複数の噴流を受けるためにタンクの頂部内にバッフルをさらに含み、それによって、濾過媒体の離脱速度と略同等以上の平行速度でタンク内に原液流を供給する。
【００２８】
別の実施形態では、バッフルは複数のバッフルを含み、複数のバッフルの各々は、複数のバッフルの別の１つと平行にかつ横方向に間隔を置いて、濾過媒体より実質的に上に位置する。
【００２９】
さらなる実施形態では、複数のバッフルは変位可能なバッフルを含む。
【００３０】
別の実施形態では、頂部を有し濾過媒体を支持するタンクで原液流から微粒子を濾過する方法であって、微粒子を含む原液流を受けるステップと、原液流を濾過媒体の離脱速度と略同等以上の指向性速度の複数の噴流の形態でタンクの頂部に供給するステップとを含む方法を提供する。
【００３１】
さらなる実施形態では、原液流を複数の噴流の形態でタンクの頂部に供給するステップは、反対方向に向けられた複数の噴流の形で原液流をタンクの頂部に供給し、それによって濾過媒体の離脱速度と略同等以上の平行速度の原液流をタンク内に供給することを含む。
【００３２】
さらに別の実施形態では、原液流を複数の噴流の形態でタンクの頂部に供給するステップは、タンクの頂部表面に向けた複数の噴流の形で原液流をタンクの頂部に供給し、それによって濾過媒体の離脱速度と略同等以上の平行速度の原液流をタンク内に供給することを含む。
【００３３】
別の実施形態では、原液流を複数の噴流の形態でタンクの頂部に供給するステップは、複数の噴流を媒体床の濾過媒体に対して垂直に供給することを含む。
【００３４】
さらなる実施形態では、原液流を複数の噴流の形態でタンクの頂部に供給するステップは、原液流を複数の噴流の形態でタンクの頂部で濾過媒体と略同一高さに供給し、それによって濾過媒体の離脱速度と略同一以上の平行速度の原液流をタンク内に供給することを含む。
【００３５】
以下に、用語を定義する。
【００３６】
用語「タンクの上部」は、タンクによって画定される、媒体床の濾過媒体より上の部分を意味する。
【００３７】
用語「タンクの下部」は、タンクによって画定される、タンクの底面から媒体床の濾過媒体までの部分を意味する。
【００３８】
用語「濾過媒体」は、支持媒体を覆い、および／またはタンク内部および媒体床より上の位置で運動する微粒状濾過媒体を意味する。
【００３９】
用語「微粒子」は、媒体床フィルタによって濾過されるべき原液流内の粒子を意味する。
【００４０】
用語「媒体床」は、支持媒体を覆う媒体床フィルタの濾過媒体および支持媒体を含む床を意味する。
【００４１】
用語「支持媒体」は、媒体床フィルタの濾過媒体を支持し、あるいは媒体床の濾過媒体によって覆われる、支持媒体床の部分を意味する。支持媒体は、開口を持つ金属製支持床のような剛性の下部コンパクト媒体とすることができ、あるいは支持媒体は、石、砂、川砂、および／または川石等をはじめ、それらに限らず、粒状の材料を複数層含むことができる。「支持媒体」はまた、タンクの底面より上に設置される擬似床を含むこともできる。
【００４２】
用語「ノズル構造部(nozzle configuration)」は、タンクの上部に位置し、かつタンクに流入する複数の噴流を形成する、原液入口の端部を意味する。ノズル構造部は複数のノズルを含んでもよい。ノズル構造部は、タンクの上部表面に向かって、および／または媒体床の濾過媒体に向かって、および／またはタンク内に位置するバッフル（等）に向かって複数の噴流を循環させることを可能にする。
【００４３】
本書の要旨の特徴および利点は、添付の図に示す選択された実施形態の以下の詳細な説明に照らして、さらに明確になるであろう。理解される通り、開示されかつ請求される要旨は様々な点で、いずれも請求の範囲から逸脱することなく変更することが可能である。したがって、図面および説明は、限定としてではなく、性質上例示とみなされるべきであり、要旨の完全な範囲は特許請求の範囲に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
本開示のさらなる特徴および利点は、添付の図面と組み合わせて取り上げる以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図１Ａ】先行技術に係る砂フィルタの媒体床を示す。
【図１Ｂ】先行技術に係る砂フィルタの媒体床を示す。
【図１Ｃ】タンクの上部に位置する単一の原液入口を含む、先行技術に係る砂フィルタを示す。
【図１Ｄ】タンクの上部に位置する単一の原液入口を含む、先行技術に係る砂フィルタを示す。
【図１Ｅ】図１Ｃの砂フィルタの平面図を示す。
【図２Ａ】原液流から微粒子を濾過するための実施形態に係る媒体床フィルタの概略斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ａの媒体床フィルタの別の斜視図である。
【図２Ｃ】図２Ａの媒体床フィルタの平面図である。
【図２Ｄ】図２Ａの媒体床フィルタの側面図である。
【図３Ａ】原液流から微粒子を濾過するための別の実施形態に係る媒体床フィルタの概略斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａの媒体床フィルタの別の斜視図である。
【図３Ｃ】図３Ａの媒体床フィルタの正面図である。
【図３Ｄ】図３Ａの媒体床フィルタの平面図である。
【図４Ａ】原液流から微粒子を濾過するための別の実施形態に係る媒体床フィルタの概略斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ａの媒体床フィルタの別の斜視図である。
【図４Ｃ】図４Ａの媒体床フィルタの正面図である。
【図４Ｄ】図４Ａの媒体床フィルタの平面図である。
【図５Ａ】原液流から微粒子を濾過するための別の実施形態に係る媒体床フィルタの概略斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ａの媒体床フィルタの別の斜視図である。
【図５Ｃ】図５Ａの媒体床フィルタの正面図である。
【図５Ｄ】図５Ａの媒体床フィルタの平面図である。
【図６Ａ】原液流から微粒子を濾過するための別の実施形態に係る媒体床フィルタの概略斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ａの媒体床フィルタの別の斜視図である。
【図６Ｃ】図６Ａの媒体床フィルタの正面図である。
【図６Ｄ】図６Ａの媒体床フィルタの平面図である。
【図７Ａ】原液流から微粒子を濾過するための別の実施形態に係る媒体床フィルタの概略斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ａの媒体床フィルタの別の斜視図である。
【図７Ｃ】図７Ａの媒体床フィルタの正面図である。
【図７Ｄ】図７Ａの媒体床フィルタの別の正面図である。
【図７Ｅ】図７Ａの媒体床フィルタの側面図である。
【図８】原液流から微粒子を濾過するための別の実施形態に係る媒体床フィルタの側面図である。
【図９】支持媒体床を、開口を持つ剛性床として示す、原液流から微粒子を濾過するための別の実施形態に係る媒体床フィルタの側面図である。
【図１０】原液流から微粒子を濾過するための別の実施形態に係る媒体床フィルタの概略斜視図である。
【図１１】原液流から微粒子を濾過するための別の実施形態に係る媒体床フィルタの概略斜視図である。
【図１２Ａ】原液流から微粒子を濾過するための別の実施形態に係る媒体床フィルタの概略斜視図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａの媒体床フィルタの平面図である。
【図１２Ｃ】図１２Ａの媒体床フィルタの側面図である。
【図１３】原液流から微粒子を濾過するための別の実施形態に係る媒体床フィルタの概略斜視図である。
【図１４】タンクが開放式タンクである、原液流から微粒子を濾過するための別の実施形態に係る媒体床フィルタの斜視図である。
【図１５】タンクが開放式タンクである、原液流から微粒子を濾過するための別の実施形態に係る媒体床フィルタの概略斜視図である。
【図１６】タンクが開放式タンクである、原液流から微粒子を濾過するための別の実施形態に係る媒体床フィルタの概略斜視図である。
【図１７】タンクが開放式タンクである、原液流から微粒子を濾過するための別の実施形態に係る媒体床フィルタの概略斜視図である。
【図１８】タンクが開放式タンクである、原液流から微粒子を濾過するための別の実施形態に係る媒体床フィルタの概略斜視図である。
【図１９】原液流から微粒子を濾過するための別の実施形態に係る媒体床フィルタのノズル構造部の概略正面図である。
【図２０】原液流から微粒子を濾過するための別の実施形態に係る媒体床フィルタのノズル構造部の概略正面図である。
【図２１】本発明の別の実施形態に係る４つのノズルを含む媒体床フィルタの溶出を単一のノズルを含む媒体床フィルタシステムと比較して示すグラフである。
【図２２】別の実施形態に係る濾過媒体の粒子の粒径によるこれらの粒子の流速（ｃｍ／秒）を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
添付の図面全体を通して同様の要素には、同様の参照番号が付されている。
【００４６】
実施形態では、原液流から微粒子を濾過するための媒体床フィルタおよび原液流から微粒子を濾過する方法が開示される。
【００４７】
ここで図面、特に図２Ａ〜図２Ｄを参照すると、原液流から微粒子（図示せず）を濾過するための媒体床フィルタ１０が示されている。媒体床フィルタ１０は各々、上部１８および下部２０を有するタンク１６を含む。下部２０は、媒体床２４を受容するための底面２２を画定する。媒体床２４は、底面２２に配置される支持媒体２８と、支持媒体２８を覆う濾過媒体２６とを含む。上述の通り、タンク１６の上部１８は媒体床２４の濾過媒体２６より上にある。媒体床フィルタ１０はさらに、タンク１６の上部１８に位置するノズル構造部３２と流体連通する原液入口３０を含む。ノズル構造部３２は、濾過媒体２６の離脱速度(disengagement velocity)と略同等以上の指向性速度(directional velocity)を有する複数の噴流（図示せず）の形態の原液流をタンク１６内に形成する。
【００４８】
ここで図４Ａ〜図４Ｄ、図５Ａ〜図５Ｄ、図１０、図１１、図１２Ａ〜図１２Ｃ、図１３、図１５、図１６、図１７、図１８、図１９、および図２０を参照すると、ノズル構造部３２は複数のノズル３３を含むことが示されている。複数のノズル３３の各々は、濾過媒体２６に向けた指向性速度を有する複数の噴流の形態である原液流をタンク１６内に個別に形成する。
【００４９】
ここで図４Ａ〜図４Ｄ、図５Ａ〜図５Ｄ、図１０、図１１、図１２Ａ〜図１２Ｃ、図１３、図１６、図１７、図１８、図１９、および図２０を参照すると、媒体床フィルタ１０の複数のノズル３３は反対方向に向けられている。
【００５０】
ここで図２Ａ〜図２Ｄ、図４Ａ〜図４Ｄ、図５Ａ〜図５Ｄ、図６Ａ〜図６Ｄ、図８、図１０、図１１、図１２Ａ〜図１２Ｃ、および図１３を参照すると、タンク１６の上部１８は上部表面１９を画定すること、およびノズル構造部３２は、複数の噴流をタンク１６の上部表面１９に向かって形成するように方向付けられることが示されている。ノズル構造部３２は、タンク１６内に濾過媒体２６の離脱速度と略同等以上の平行速度(parallel velocity)の原液流を形成する。
【００５１】
ここで図２Ａ〜図２Ｄ、図３Ａ〜図３Ｄ、図４Ａ〜図４Ｄ、図５Ａ〜図５Ｄ、図６Ａ〜図６Ｄ、図８、図９、図１０、図１１、図１３、および図１５〜図２０を参照すると、ノズル構造部３２は、タンク１６の上部１８内の原液入口３０より上に位置するか（図１０および図１３）、あるいはタンク１６の上部１８内の原液入口３０より下に位置する（図２Ａ〜図２Ｄ、図３Ａ〜図３Ｄ、図４Ａ〜図４Ｄ、図５Ａ〜図５Ｄ、図６Ａ〜図６Ｄ、図８、図９、図１１、および図１５〜図２０）。
【００５２】
ここで図３Ａ〜図３Ｄを参照すると、媒体床フィルタ１０のノズル構造部３２は、複数の噴流を媒体床２４の濾過媒体２６に対して垂直に形成するように方向付けられている。
【００５３】
ここで図１９〜図２０を参照すると、媒体床フィルタ１０は、タンク１６の上部１８でノズル構造部３２と濾過媒体２６との間に位置するバッフル(baffle)９０を含む。さらに詳しくは、バッフル９０は濾過媒体２６より実質的に上に位置する。ノズル構造部３２およびバッフル９０のこの配置構成により、原液流が濾過媒体２６の離脱速度と略同等以上の平行速度でタンク１６に流入することになる。
【００５４】
ここで図２Ａ〜図２Ｄ、図３Ａ〜図３Ｄ、図６Ａ〜図６Ｄ、図８、および図９を参照すると、媒体床フィルタ１０は複数の原液入口３０を含む。複数の原液入口３０は各々が、それぞれのノズル構造部３２と流体連通する。
【００５５】
ここで図３Ａ〜図３Ｄ、図４Ａ〜図４Ｄ、図５Ａ〜図５Ｄ、および図９を参照すると、媒体床フィルタ１０のノズル構造部３２は、タンク１６に上向きに流入する複数の噴流を形成するように上向きに方向付けられ、および／またはタンク１６に下向きに流入する複数の噴流を形成するように下向きに方向付けられる（図３Ａ〜図３Ｄ、図４Ａ〜図４Ｄ、図５Ａ〜図５Ｄ、および図９）。
【００５６】
ここで図６Ａ〜６Ｄ、図７Ａ〜図７Ｅ、および図１５〜図２０を参照すると、媒体床フィルタ１０のノズル構造部３２は、複数の噴流を媒体床２４の濾過媒体２６に向かって水平に形成するように方向付けられている。実際、ノズル構造部３２は、タンク１６の上部１８で濾過媒体２６と略同一高さに位置する。
【００５７】
一実施形態によると、ノズル３３は、限定的ではないが、エルボ状、直線状、湾曲状、正多角形状、分節状、変則多角形状、円形状、折り曲げ状、およびそれらのいずれかの組合せ等の少なくとも１つを含む形状であってよい。
【００５８】
ここで図９、図１４、図１９、および図２０を参照すると、媒体床フィルタ１０は、複数の噴流を受けるためにタンク１６の上部１８内に１つ以上のバッフル９０を含む。バッフル９０およびノズル構造部３２の配置構成によってタンク１６内に濾過媒体２６の離脱速度と略同等以上の平行速度の原液流が形成される。図１４に示す通り、媒体床フィルタ１０のバッフル９０は、濾過媒体２６より実質的に上に、相互に平行にかつ横方向に間隔を置いて配置される。さらに、複数のバッフル９０（図１４）は変位可能なバッフルである（すなわち電動で変位可能である）。
【００５９】
さらに詳しくは、一実施形態によると、図２Ａ〜図２Ｄは２つの原液入口３０を含む媒体床フィルタ１０を示す。各々の原液入口３０はそれぞれのノズル構造部３２と流体連通する。ノズル構造部３２は同一方向に、かつ実質的にタンク１６の上部表面１９に向かって方向付けられる。この配置構成は複数の噴流をタンク１６の上部表面１９に向かって循環させ、次いで上部表面１９に沿って循環させ、それによって複数の噴流の少なくとも一部を濾過媒体２４の離脱速度と略同等以上の平行速度で循環させる。ノズル３３は、原液流を上部表面１９に向かって循環させるために湾曲状の形状である。
【００６０】
別の実施形態によると、図３Ａ〜図３Ｄは、４つの原液入口３０を含む媒体床フィルタ１０を示す。各々の原液入口３０はそれぞれのノズル構造部３２と流体連通する。ノズル構造部３０は同一方向に、かつ濾過媒体２６から特定の距離（すなわち複数の噴流が濾過媒体２６に食い込まないような距離）を置いて実質的にタンク１６の濾過媒体２６に向かって方向付けられる。この配置構成によれば、複数の噴流をタンク１６の濾過媒体２６に向かって循環させ、それによって複数の噴流の少なくとも一部を濾過媒体２６の離脱速度と略同等以上の平行速度で循環させる。ノズル３３は、原液流を濾過媒体２６に向かって循環させるために直線状の形状である。
【００６１】
別の実施形態によると、図４Ａ〜図４Ｄは１つの原液入口３０を含む媒体床フィルタ１０を示す。原液入口３０はそれぞれのノズル構造部３２と流体連通する。ノズル構造部３２は、反対方向に、かつ実質的にタンク１６の上部表面１９に向かって方向付けられた３つのノズル３３を含む。この配置構成によれば、複数の噴流をタンク１６の上部表面１９に向かって循環させ、次いで上部表面１９に沿って循環させ、それによって複数の噴流の少なくとも一部を濾過媒体２６の離脱速度と略同等以上の平行速度で循環させる。ノズル３３は濾過媒体２６と実質的に同一高さにあるので、この配置構成はまた、噴流がノズル３３から出るときにも複数の噴流を濾過媒体２６の離脱速度と略同等以上の平行速度で循環させる。ノズル３３は、原液流を上部表面１９および／または濾過媒体２６に向かって循環させるために折り曲げ状である。
【００６２】
別の実施形態によると、図５Ａ〜図５Ｄは１つの原液入口３０を含む媒体床フィルタ１０を示す。原液入口３０はそれぞれのノズル構造部３２と流体連通する。ノズル構造部３２は、反対方向に、かつ実質的にタンク１６の上部表面１９に向かって方向付けられた２つのノズル３３を含む。この配置構成によれば、複数の噴流をタンク１６の上部表面１９に向かって循環させ、次いで上部表面１９に沿って循環させ、それによって複数の噴流の少なくとも一部を濾過媒体２６の離脱速度と略同等以上の平行速度で循環させる。ノズル３３は実質的に濾過媒体２６と同じ高さにあるので、この配置構成はまた、噴流がノズル３３から出るときにも複数の噴流を濾過媒体２６の離脱速度と略同等以上の平行速度で循環させる。ノズル３３は、原液流を上部表面１９および／または濾過媒体２６に向かって循環させるために折り曲げ状である。
【００６３】
別の実施形態によると、図６Ａ〜図６Ｄは、複数の原液入口３０を含む媒体床フィルタ１０を示す。原液入口３０はそれぞれのノズル構造部３２と流体連通する。ノズル構造部３２は、ドーナツ状の形状を有するタンク１６内で原液流を循環させるような方向に向けられる。ノズル構造部３２はまた実質的にタンク１６の上部表面１９に向かって方向付けられる。この配置構成は複数の噴流をタンク１６の上部表面１９に向かって循環させ、次いで上部表面１９に沿って循環させ、それによって複数の噴流の少なくとも一部を濾過媒体２６の離脱速度と略同等以上の平行速度で循環させる。ノズル構造部３２は実質的に濾過媒体２６と同じ高さにあるので、この配置構成はまた、噴流がノズル構造部３２から出るときにも複数の噴流を濾過媒体２６の離脱速度と略同等以上の平行速度で循環させる。ノズル３３は、原液流を上部表面１９および／または濾過媒体２６に向かって循環させるために直線状の形状である。
【００６４】
別の実施形態によると、図７Ａ〜図７Ｅは１つの原液入口３０を含む媒体床フィルタ１０を示す。原液入口３０はそれぞれのノズル構造部３２と流体連通する。ノズル構造部３２は実質的に濾過媒体２６と同じ高さにあるので、この配置構成はまた、噴流がノズル構造部３２から出るときにも複数の噴流を濾過媒体２６の離脱速度と略同等以上の平行速度で循環させる。ノズル３３は、原液流を濾過媒体２６に沿って循環させるために直線状の形状である。この濾過媒体フィルタ１０で利用される濾過媒体２６は、適合する配管システムを介してリサイクルさせることができる。図７Ｂでは、濾過媒体２６はタンク１６内で長手方向の移動を採用していることが示されている。濾過媒体２６（すなわち微小砂）は水力学的機構または機械的機構（図示せず）を介して、タンク１６の端部で回収することができる。こうして濾過媒体２６は別の濾過媒体入口に戻される。
【００６５】
別の実施形態によると、図８は２つの原液入口３０を含む媒体床フィルタ１０を示す。原液入口３０はそれぞれのノズル構造部３２と流体連通する。ノズル構造部３２は反対方向に、かつ実質的にタンク１６の上部表面１９に向かって方向付けられる。この配置構成によれば、複数の噴流をタンク１６の上部表面１９に向かって循環させ、次いで上部表面１９に沿って循環させ、それによって複数の噴流の少なくとも一部を濾過媒体２６の離脱速度と略同等以上の平行速度で循環させる。ノズルは、原液流を上部表面１９および／または濾過媒体２６に向かって循環させるために折り曲げ状である。
【００６６】
別の実施形態によると、図９は２つの原液入口３０を含む媒体床フィルタ１０を示す。原液入口３０はそれぞれのノズル構造部３２と流体連通する。ノズル構造部３２は反対方向に、かつ実質的にタンク１６の上部表面１９に向かって方向付けられる。この配置構成によれば、複数の噴流をタンクの上部表面１９に向かって循環させ、次いで上部表面１９に沿って循環させ、それによって複数の噴流の少なくとも一部を濾過媒体２６の離脱速度と略同等以上の平行速度で循環させる。ノズル３３は、原液流を上部表面１９および／または濾過媒体２６に向かって循環させるために折り曲げ状である。図９の媒体床フィルタ１０はまた、微粒子の濾過を可能にするために濾過媒体２６を最適に移動させるための２つのバッフル９０、およびノズル構造部３２の少なくとも一部分の周りの２つのベンチュリ部８０をも含む。ベンチュリ部８０は濾過媒体をより速くおよび／またはより効率的にリサイクルさせる（すなわちベンチュリ部８０は濾過媒体２６のリサイクルを最適化することができる）。
【００６７】
図９では、支持媒体２８は開口を有する剛性支持層（すなわち擬似床のような）である。
【００６８】
別の実施形態によると、図１０および図１１は１つの原液入口３０を含む媒体床フィルタ１０を示す。原液入口３０はそれぞれのノズル構造部３２と流体連通する。ノズル構造部３２は、反対方向に、かつ実質的にタンク１６の上部表面１９に向かって方向付けられた４つの上向き（図１０）または下向き（図１１）のノズル３３を含む。この配置構成によれば、複数の噴流をタンク１６の上部表面１９に向かって循環させ、次いで上部表面１９に沿って循環させ、それによって複数の噴流の少なくとも一部を濾過媒体２６の離脱速度と略同等以上の平行速度で循環させる。ノズル３３は、原液流を上部表面１９および／または濾過媒体２６に向かって循環させるために直線状の形状である。加えて、ノズル構造部３３は実質的に濾過媒体２６と同じ高さにあるので、この配置構成はまた、噴流がノズル構造部３２から出るときにも、複数の噴流を濾過媒体２６の離脱速度と略同等以上の平行速度で循環させる。
【００６９】
別の実施形態によると、図１２Ａ〜図１２Ｃは、１つの原液入口３０を含む媒体床フィルタ１０を示す。原液入口３０はそれぞれのノズル構造部３２と流体連通する。ノズル構造部３２は、反対方向に、かつ実質的にタンク１６の上部表面１９に向かって方向付けられた２つのノズル３３を含む。この配置構成によれば、複数の噴流をタンク１６の上部表面１９に向かって循環させ、次いで上部表面１９に沿って循環させ、それによって複数の噴流の少なくとも一部を濾過媒体２６の離脱速度と略同等以上の平行速度で循環させる。ノズル３３は、原液流を上部表面１９および／または濾過媒体２６に向かって循環させるために直線状の形状である。
【００７０】
別の実施形態によると、図１３は１つの原液入口３０を含む媒体床フィルタ１０を示す。原液入口３０はそれぞれのノズル構造部３２と流体連通する。ノズル構造部３２は、反対方向に、かつ実質的にタンク１６の上部表面１９に向かって方向付けられた２つの上向きのノズル３３を含む。この配置構成によれば、複数の噴流をタンク１６の上部表面１９に向かって循環させ、次いで上部表面１９に沿って循環させ、それによって複数の噴流の少なくとも一部を濾過媒体２６の離脱速度と略同等以上の平行速度で循環させる。ノズル３３は、原液流を上部表面１９および／または濾過媒体２６に向かって循環させるために直線状の形状である。
【００７１】
別の実施形態によると、図１４は開放式タンク１６を含む媒体床フィルタ１０を示す。媒体床フィルタ１０は１つの原液入口３０を含む。原液入口３０はそれぞれのノズル構造部３２と流体連通する。ノズル構造部３２は、実質的にタンク１６の上部表面１９に向かって方向付けられる。媒体床フィルタ１０はさらに複数のバッフル９０を含む。複数のバッフル９０の各々は、実質的に濾過媒体２６より上に、相互に平行にかつ横方向に間隔を置いて配置される。この配置構成によれば、複数の噴流をタンク１６のバッフル９０に向かって循環させ、次いでバッフル壁９１に沿って循環させ、それによって複数の噴流の少なくとも一部を濾過媒体２６の離脱速度と略同等以上の平行速度で循環させる。
【００７２】
他の実施形態によると、図１５〜図１８は１つの原液入口３０を含む媒体床フィルタ１０を示す。原液入口３０は複数のノズル構造部３２と流体連通する。図１５では、ノズル３３は実質的に濾過媒体２６と同じ高さで、同一方向に向けられる。この配置構成によれば、噴流がノズル３３から出るときにも複数の噴流を濾過媒体２６の離脱速度と略同等以上の平行速度で循環させる。図１６〜図１８では、ノズル３３は反対方向に、かつ実質的に濾過媒体２６と同じ高さに方向付けられる。この配置構成はまた、噴流がノズル３３を出るときにも、複数の噴流を濾過媒体２６の離脱速度と略同等以上の平行速度で循環させる。さらに図１５に示す通り、ノズル３３は濾過媒体２６に近接する。図１６に示す通り、ノズル３３は濾過媒体２６に近接しており、複数の噴流を反対方向に循環させるように、タンク１６の中央に配設される。図１７に示す通り、ノズル３３は濾過媒体２６に近接しており、複数の噴流を反対方向にタンク１６の長さに沿って循環させるように、タンク１６の中央にかつタンク１６の長さに沿って配設される。図１８に示す通り、ノズル３３は濾過媒体２６に近接しており、複数の噴流を複数の方向に循環させるように、タンク１６の中央に配設される（すなわちノズル構造部３２は円形ノズル３３を含む）。
【００７３】
ここで図１９〜図２０を参照すると、媒体床フィルタは、タンクの上部でノズル構造部３２と濾過媒体２６との間に位置するバッフル９０を含む。さらに詳しくは、バッフル９０は、タンク１６内に濾過媒体２６の離脱速度と略同等以上の平行速度の原液流をもたらすために、濾過媒体２６より実質的に上に位置する。
【００７４】
上述したフィルタ媒体フィルタ１０は、１つまたは複数の濾過済み液体出口３４を含む。濾過済み液体出口３４はタンク１６の下部２０に近接して位置し、濾過済み液流がタンク１６から出ていくことを可能にする。媒体床フィルタ１０はさらに、逆洗シーケンス中にタンク１６から微粒子を除去するために、タンク１６の上部１８に位置する少なくとも１つの逆洗液出口９９を含むことができる。原液入口３０がタンク１６内に複数の噴流を提供すると共に、逆洗シーケンス中にタンク１６から微粒子を除去することもできるように、逆洗液出口９９および原液入口３０は同一とすることができることに言及しておきたい（図２Ａ〜図２Ｄ、図３Ａ〜図３Ｄ、図４Ａ〜図４Ｄ、図５Ａ〜図５Ｂ、図６Ａ〜図６Ｂ、図８、図９、図１０、図１２Ａ〜図１２Ｂ、および図１３）。
【００７５】
別の実施形態では、濾過媒体２６を支持するタンク１６内の原液流から微粒子を濾過する方法を提供する。方法は、１−微粒子を含む原液流を受けるステップと、２‐複数の噴流の形態で濾過媒体２６の離脱速度と略同等以上の指向性速度でタンク１６の上部１８に原液流を供給するステップとを含む。
【００７６】
別の実施形態によると、原液流を複数の噴流の形態でタンク１６の上部１８に供給するステップは、反対方向に向けられた複数の噴流の形態で原液流をタンク１６の上部１８に導入し、それによって濾過媒体２６の離脱速度と略同等以上の平行速度の原液流をタンク１６内に供給するステップを含む。
【００７７】
別の実施形態によると、原液流を複数の噴流の形態でタンク１６の上部１８に供給するステップは、タンク１６の上部表面１９に向かう複数の噴流の形で原液流をタンク１６の上部１８に導入し、それによって濾過媒体２６の離脱速度と略同等以上の平行速度の原液流をタンク１６内に供給するステップを含む。
【００７８】
別の実施形態によると、原液流を複数の噴流の形態でタンク１６の上部１８に供給するステップは、複数の噴流を媒体床２４の濾過媒体２６に対して垂直に供給するステップを含む。
【００７９】
さらなる実施形態によると、原液流を複数の噴流の形態でタンク１６の上部１８に供給するステップは、濾過媒体２６と略同一高さの複数の噴流の形でタンク１６の上部１８に原液流を導入し、それによって濾過媒体２６の離脱速度と略同等以上の平行速度の原液流をタンク１６内に供給するステップを含む。
【００８０】
媒体床フィルタ１０のこれらの配置構成は、支持媒体２８を露出することなく、微粒子を媒体床２４の濾過媒体２６より上に維持する表面濾過をもたらすことができる。原液流の最適化された濾過を可能にするため、かつ微粒子の除去を容易にするべく微粒子の浮遊を可能にするために、濾過媒体２６は微粒子自体より迅速にタンク１６の下部２０に向かって戻る。上述した媒体床フィルタ１０はさらに、逆洗シーケンス中にタンク１６から除去された微粒子の一部分の浮遊を可能にする。
【００８１】
一実施形態によると、媒体床２４は、濾過媒体２６を支持するためにタンク１６の底面２２に支持媒体２８を含むことができる。支持媒体２８は濾過媒体２６より下にある。したがって、濾過媒体２６および支持媒体２８は各々、塊状材(aggregate material)を含むことができる。塊状材は、限定するものではないが、岩石材、メッシュ粒子材、砂材、粗砂材、細砂材、川砂、ガーネット材（すなわち例えば密度４）、材料の任意の組合せ等から構成される群に選ぶことができる。濾過媒体２６および支持媒体２８の真球度は、原液流内の微粒子の改善された濾過を達成するために重要である。支持媒体２８は複数の支持媒体層（図示せず）を含むことができる。複数の支持媒体層は、粗い方の支持媒体層をタンク１６の底面２２にして、タンク１６の底面２２から層状に配置される。例えば、より小さい直径の支持媒体層はより大きい直径の別の支持媒体層より上に重ねることができる。媒体床２４の濾過媒体２６は０．１５ｍｍの珪砂（有効粒径）を含むことができる。例えば、媒体床フィルタ１０は異なる材料の２つの支持媒体層を含むことができる。
【００８２】
媒体床フィルタ１０は最小限サブミクロン（約０．２５ミクロン〜１ミクロン）までの粒子を濾過し、それらを媒体床２４の上に（すなわち少なくとも一部）、およびタンク１６内に維持することができる。また、媒体床フィルタ１０は、最小限１ミクロン未満までの粒子、例えば０．５ミクロンの粒子の濾過を可能にするために、０．３ｍｍ未満の微細媒体（すなわちあるいは粒状媒体）を使用することができる。
【００８３】
一実施形態によると、タンク１６は垂直軸線、水平軸線、軸線の組合せ、またはいずれかの他の軸線を有するものであってよい。また、タンク１６は、限定的ではないが、球形、円筒形、角柱形、正多角柱形、変則多角柱形、開放式タンク形、ドーナツ状形状、いずれかの組合せ等の形状をであってよい。
【００８４】
別の実施形態によると、媒体床フィルタ１０はさらに、ノズル構造部３２から出る複数の噴流の速度、ならびにノズル構造部３２および原液入口３０の向きの１つを電気的に制御するために、制御ユニット（図示せず）を含むことができる。タンク１６内外の他のパラメータは、媒体床フィルタ１０の制御ユニットを介して制御することができる。
【００８５】
最も好ましくは、濾過される原液流は原水流であるが、濾過の用途に応じて、いずれかの他の原液流とすることができる。例えば、媒体床フィルタ１０は、冷温水ループ、復水戻り、冷却塔補給、除鉄、水および廃水処理用途、イオン交換樹脂予備濾過、膜予備濾過、清澄後放出、携帯水処理、飲料処理、プロセスリンス水、プロセス水取込み、水再利用、溶接機水ループ等で使用することができるが、それらに限らない。
【００８６】
別の実施形態によると、速度および離脱速度は、利用する媒体床２４の濾過媒体２６の離脱速度に応じて０．４ないし１．６フィート／秒またはそれ以上の範囲とすることができる。
【００８７】
上述した媒体床フィルタ１０は、原液流を濾過媒体２６の離脱速度と略同等以上の平行速度で濾過媒体２６に向かって循環させる。その結果、媒体床２４の濾過媒体２６は媒体床２４を急速に目詰まりさせることなく使用することができ、不純物がほとんど含まれない濾過済みの流体流は次いで、媒体床２４を通過し、その後捕集される。媒体床２４の上に捕捉された汚染物質は、要求される水が少なくかつ操作時間が短くてすむ自動逆洗シーケンスを使用して除去することができる。したがって、逆洗時間は通常の時間の半分である。媒体床フィルタ１０は、逆洗シーケンス中に必要な水を５０％減少しながら、他の媒体フィルタの５倍の流量で最小限サブミクロンレベルまで除去することができる。
【００８８】
上述した媒体床フィルタ１０は、濾過媒体２６の表面積のより有効な利用およびより大きい濾過面をもたらす（すなわち、ノズル構造部３２は複数の噴流を濾過媒体２６の離脱速度と略同等以上の指向性速度で循環させるため）ことができる。したがって媒体床フィルタ１０に流入する原液の流れは改善および／または最適化することができ、媒体床２４の傾斜は、従来の媒体床フィルタ内で濾過中に形成される傾斜と比較して低減される（すなわち、従来の媒体床フィルタでは約４０°以上の角度を有する傾斜に対して、上述した媒体床フィルタ１０の傾斜は約３０°未満である）。
【００８９】
上述した媒体床フィルタ（すなわち、クロスフロー媒体床フィルタ）は、濾過媒体（すなわち微細砂）の表面全体を活発に掃引するノズル構造部（すなわちインジェクタ設計）を使用し、そのため、媒体の一部は濾過媒体の上で原液（例えば、水）中に浮遊する。濾過媒体（例えば、微細砂）は、媒体床フィルタのタンクから除去すべき微粒子より速く濾過面上に沈降する。この表面掃引作用効果は、表面濾過媒体がすぐに目詰まりするのを防止し、かつ除去すべき微粒子の一部を濾過媒体の上の水中に維持する。ノズルまたはインジェクタは、戻ってくる濾過媒体（例えば、微細砂）を表面に均等に沈降させ、それによってより大型の従来の渦流床フィルタに見られる従来の傾斜化を回避するように、タンク内に配置かつ設計される。この概念は効率の向上を可能にし、かつ媒体床の水力学的短絡を回避する。上述した媒体床フィルタの濾過媒体（すなわち微細砂）の表面は、従来のインジェクタ設計によって形成される従来の傾斜の代わりに、その表面に斑点状の微小変形(minimal deformation with riddles)を有する。
【００９０】
本発明は、本発明の範囲を限定するためではなく、本発明を例証するために提示する以下の実施例を参照することによって、さらに容易に理解されるであろう。
〔実施例１〕
タンクの直径に応じた表面および角度
媒体床フィルタにおける濾過媒体の傾斜化角度は、それらの直径によって異なってくる。例えば、公称の原水流量および水流速噴射では、３０インチのタンクの角度は４０°である。
【００９１】
媒体床フィルタおよび方法は、ノズルおよび媒体床の数をタンクの状態および濾過面積に適応させて、様々な大きさおよび形状のタンクに適用することができる。媒体床フィルタは濾過面における水の流速を反映しなければならない。媒体床フィルタは、プロセスを調整するために、約２．６５の密度で０．１５ｍｍの砂粒の水平臨界速度を使用することができる。実際のモデルの濾過面における臨界速度（すなわち離脱速度）は０．４から１．２フィート／秒の範囲である。
〔実施例２〕
２０インチのタンク用の支持媒体床
支持媒体床は幾つかの層（袋から取り出した媒体）から構成することができる。１つの層を設置した後、次の層に進む前に、水平にならし圧縮しなければならない。（５０ｌｂｓの袋は０．５ｆｔ3の体積を有する）
第１層：１／２×１／４インチの石、２袋で１ｆｔ3
第２層：１／４×１／８インチの石、１袋で０．５ｆｔ3
第３層：２０メッシュ（１ｍｍ）、１袋で０．５ｆｔ3
第４層：粗砂＃４０（０．５０ｍｍ）、２袋で１ｆｔ3
第５層：細砂＃７０（０．１５ｍｍ）、上部原液入口から最大６インチ下まで、３袋で１．５ｆｔ3
【００９２】
〔実施例３〕
【表１】
2015525672.tif 000003
【００９３】
ここで上の表１を参照すると、媒体床フィルタの構成がタンク内で上向きに方向付けられた４つのノズルを含む場合（すなわち４個上向き）、かつ流量が増加したときに、媒体床フィルタの性能は増大することが示されている（すなわち流量が４００ｇｐｍに達したときに性能は８３％まで増大）（図１０および図１１）。
【００９４】
図２１は、単一のノズルを含む媒体床フィルタシステムと比較して、４つのノズルを含む別の実施形態に係る媒体床フィルタの溶出を示すグラフである。
【００９５】
図２２は、別の実施形態に係る濾過媒体の粒子の直径によるこれらの粒子の流速（ｃｍ／秒）を示すグラフである。図１８は、支持媒体を覆う濾過媒体の離脱速度を確立するために使用することができる。
【００９６】
好適な実施形態について上述し、添付の図面に示したが、本開示から逸脱することなく変形を施すことができることは当業者には明白であろう。そのような変形は、開示の範囲に含まれる可能な変形例とみなされる。
【図１Ａ】
2015525672.tif 000004
【図１Ｂ】
2015525672.tif 000005
【図２Ｂ】
2015525672.tif 000006
【図２Ｃ】
2015525672.tif 000007
【図２Ｄ】
2015525672.tif 000008
【図３Ｂ】
2015525672.tif 000009
【図３Ｃ】
2015525672.tif 000010
【図３Ｄ】
2015525672.tif 000011
【図４Ｂ】
2015525672.tif 000012
【図４Ｃ】
2015525672.tif 000013
【図４Ｄ】
2015525672.tif 000014
【図５Ｂ】
2015525672.tif 000015
【図５Ｃ】
2015525672.tif 000016
【図５Ｄ】
2015525672.tif 000017
【図６Ｂ】
2015525672.tif 000018
【図６Ｃ】
2015525672.tif 000019
【図６Ｄ】
2015525672.tif 000020
【図７Ｂ】
2015525672.tif 000021
【図７Ｃ】
2015525672.tif 000022
【図７Ｄ】
2015525672.tif 000023
【図７Ｅ】
2015525672.tif 000024
【図８】
2015525672.tif 000025
【図９】
2015525672.tif 000026
【図１９】
2015525672.tif 000027
【図２０】
2015525672.tif 000028
【図２１】
2015525672.tif 000029
【図２２】
2015525672.tif 000030
【図１Ｃ】
2015525672.tif 000031
【図１Ｄ】
2015525672.tif 000032
【図１Ｅ】
2015525672.tif 000033
【図２Ａ】
2015525672.tif 000034
【図３Ａ】
2015525672.tif 000035
【図４Ａ】
2015525672.tif 000036
【図５Ａ】
2015525672.tif 000037
【図６Ａ】
2015525672.tif 000038
【図７Ａ】
2015525672.tif 000039
【図１０】
2015525672.tif 000040
【図１１】
2015525672.tif 000041
【図１２Ａ】
2015525672.tif 000042
【図１２Ｂ】
2015525672.tif 000043
【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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