(57)【要約】［課題］  装置の構造が単純で、取り扱いが容易で、目詰まりし難く、且つメンテナンスの労力、費用を低減できる濾過装置の提供を目的とした。［解決手段］  濾過層として、水より見掛け密度の小さい粒子集合体を採用し、内槽と外槽の２つの室を有する処理室内で、該粒子集合体を循環移送できる手段を備えることにより、常に濾過領域の更新を図り、長時間の運転を可能とした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中の不純物を分離除去する装置であって、不純物を除去する処理室は内槽と外槽の二室から構成されており、原水は外槽の側面に導入され、上方のメツシュ状仕切り板を介して外部へ排出される構造を有し、該処理室には水より見掛け密度の小さい粒子群からなる充填材が収納されており、且つ該充填材を内槽の室を下方から上方に移送する手段を有し、移送された充填材は外槽の室を上方より下方に移動し、処理室内を循環する構成となっていることを特徴とする濾過装置。
【請求項２】
充填材が抗菌剤を含有する水より見掛け密度の小さい粒子、発泡体細片或いは不織布細片であることを特徴とする請求項１記載の濾過装置。
【請求項３】
充填材の移送手段が機械的回転体或いは気泡を利用していることを特徴とする請求項１ないし２記載の濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、水中の不純物の除去、水の浄化、汚水の前処理に適用でき、例えば井戸水中の砂塵の除去、工業用水中の金属紛の除去、風呂用水の浄化等に関する。
【背景技術】
【０００２】  これまで液体中の不純物の除去にはフィルター或いはメンブレンが広範囲の領域で利用されてきた。しかし、フィルターによる濾過は目詰まりの問題が避けられず、フィルターの交換に要する労力と費用に関してはその低減策が望まれていた。メンブレンについても同様の問題が存在しており、更に装置が高価であるという欠点も有していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  本発明では前記の問題点を考慮し、装置の構造が単純で、取り扱いが容易であること、且つ目詰まりし難く、メンテナンスの労力、費用を低減できる濾過装置を目的とした。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  本発明では上記課題を解決するために、濾過層として微粒子集合体を採用した。またこの微粒子として水より見掛け密度の小さい材料を選択し、濾過層が水の上部に位置するようにした。更に該濾過層を形成するが微粒子集合体が長時間同一の場所に存在しないよう、またお互いの位置関係が固定されないよう機械的手段或いは空気流により強制的に位置を移動させられるような操作を加えることとした。
【発明の効果】」【０００５】  本発明によれば、濾過層として微粒子集合体を利用することにより、不純物が粒子間の隙間に捕捉され、粒子間の隙間を目詰まりさせたとしても粒子間の相互位置関係を変えることにより容易に濾過機能を再生できることとなった。また微粒子集合体を水の上層に浮かせたことにより、粒子集合体は常に移動し易い状態に置かれたことになり、小さなエネルギーで粒子集合体を移動できることとなった。更に機械的に、或いは空気流を利用して粒子集合体を水の流れとは逆の方向に移送する手段を付与したことにより、常に新しい濾過層が形成され、目詰まりが低減でき、粒子集合体の再生と不純物の分離が容易に出来るようになった。その結果として、濾過装置としての寿命が大幅に延び、メンテナンスに要する労力が低減でき、フィルター交換も含めたコスト低減も可能となった。また本装置を通常のメンブレン或いはフィルターの前処理に利用することで、メンブレン或いはフィルターの負荷を小さく出来るため長時間の運転が可能となり、総合的なコスト低減に極めて有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】  図１に本装置の概要を示す。不純物を含む原水は処理室Ａの外壁Ｍに設置された導入管Ｐより導入され、処理室外槽Ｃに収納された粒子集合体Ｈの隙間を上方に移動し、メッシュ状仕切り板Ｊを通過し、浄水排出管Ｅから外部に排出される。内壁Ｎは部分的に外壁Ｍに固定されており、処理室内に内槽と外槽を形成している。不純物は処理室外槽Ｃを通過する間に粒子集合体Ｈにより濾過除去される。粒子集合体は水より見掛け密度の小さい微小体であればよく、中空ガラスバルーン、中空シラスバルーン、発泡ゴム、発泡ウレタン、発泡プラスチック、ポリプロピレン、ポリエチレン等がある。形状としては、角状、球状、繊維状等任意な形を選べる。材質は単一でなくとも差し支えはなく、抗菌剤等添加剤を含んだものや、表面上に機能物質を塗布したものも使用することができる。処理室内槽Ｂ中ではスパイラル翼Ｆが駆動手段Ｇによって回転しており、これにより粒子集合体は下方より上方に常に移送されている。上方に移送された粒子集合体は邪魔板１により移動方向を横方向に転換され、更には処理室外槽Ｃの上部より押し込まれ、下方に移動していく。邪魔板１と合せ外槽へ粒子を押し込む補助翼を併用することは粒子の移動をスムーズにする上で好ましい。なお邪魔板１とは別にメッシュ状仕切り板Ｊにより粒子集合体は排出管Ｅ側には流失しない。このメッシュ状仕切り板としては粒子が流出しないものであれば、ステンレス、プラスチック等任意に選んでよい。粒子集合体は下方へ移動する過程で原水中の不純物を濾過しながら取り込み、内壁Ｎの下端で不純物は下方へ、粒子集合体は一旦分散し、次いで上方へ浮上する。この浮上した粒子集合体は再び、スパイラル翼Ｆの回転により内槽を上昇する。このように常時不純物を濾過する領域は更新され、処理室下部で粒子と不純物の分別が行われるため、目詰まりし難くなり、濾過機能が長時間持続する。メンテナンスも粒子集合体を取り出して洗浄するだけでよく、簡単に済む。
【実施例】  本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【０００７】  図１に示すＤ１＝１５０ｍｍ、Ｄ２＝８０ｍｍ、Ｌ１＝９００ｍｍ、Ｌ２＝３１０ｍｍ、Ｌ３＝５００ｍｍ、Ｌ４＝４０ｍｍ、Ｌ５＝５０ｍｍ、Ｌ６＝Ｌ７＝８ｍｍ、Ｌ８＝３６０ｍｍの装置にポリプロピレン粒子（粒子径約１ｍｍ）１１リットルを充填した。尚充填は上部と下部を固定している止め具を開放することで容易に実施できる。この状態で流体として水道水に０．５％の下記表１の粒度分布を持つ試験用ダクト（ＪＩＳ  Ｚ８９０１試験用ダスト８種）を混ぜたものを０．３３ｍ／秒の流速で導入管Ｐから処理室外槽Ｃに導入した。スパイラル翼Ｆは５０回転／分の速度で回転させておいた。流体を導入すると、先ずポリプロピレン粒子が浮上し、上部まで到達した段階から排出管Ｅへ流体が排出されるようになる。流体の導入を開始してから２０分後、８０分後の時点で排出管Ｃから排出される流体１０００ｍｌのサンプルを採取し、０．１μメンブレンで濾過することにより残存粒子量を求めた。その結果、１０００ｍｌ中のダスト捕捉量は夫々４．６ｇ  ４．７ｇであり、粒子導入量に対するその割合であるダスト捕捉効率は夫々９２％、９４％であった。【０００８】［表１］2005034818.tif 000003
【実施例２】
【０００９】  実施例１において、スパイラル翼を回転させる代わりに、処理室内槽下部より気泡を６００ｍｌ／分吹き込み、上部より排出させること以外は実施例１と同様にして試験を行った。ダスト捕捉量は４．５ｇ、４．７ｇであり、ダスト捕捉効率は９０％、９４％であった。
【比較例１】
【００１０】  実施例１において、ポリプロピレン粒子を充填しなかった以外は実施例と同様にして試験を行ったところ、２０分後、８０分後いずれもダスト捕捉量は０であり、ダスト捕捉効率も０％であった。
【比較例２】
【００１１】  実施例１において、スパイラル翼を回転させなかった以外は実施例１と同様にして試験を行った。２０分後のダスト捕捉量は４．６ｇで、ダスト捕捉効率は９２％であった。しかし、その後は流体の流量が減少し始め、８０分後の時点では排出管Ｅから排出される流体は極端に少なくなり、サンプル採取が不能となった。
【比較例３】
【００１２】  実施例１において、内壁を取り除き、処理室内槽と処理室外槽を１つの室に統合した以外は実施例１と同様にして試験を行った。２０分後のダスト捕捉量は４．１ｇ、ダスト捕捉効率は８２％であった。８０分後の時点では比較例２の場合と同様排出管Ｅから排出される流体は極端に少なくなった。粒子集合体が塊で回転するだけで、粒子の分散が不十分であったと推定される。
【００１３】［表２］2005034818.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の装置及び方法の一実施例の概略説明図である。
【符号の説明】
【００１５】              Ａ          処理室              Ｂ          処理室内槽              Ｃ          処理室外槽              Ｄ１、Ｄ２  実施例での装置寸法              Ｅ          流体排出管              Ｆ          スパイラル翼              Ｇ          スパイラル翼の駆動手段              Ｈ          粒子集合体              Ｉ          邪魔板              Ｊ          メッシュ状仕切り板              Ｋ          不純物貯め              Ｌ１〜Ｌ８  実施例での装置寸法              Ｍ          処理室外壁              Ｎ          処理室内壁              Ｏ          不純物抜き出し弁              Ｐ          流体導入管
【図１】
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