(57)【要約】  フロアと、第一の側壁もしくは左側壁、第二の側壁もしくは右側壁、及び第三の側壁もしくは後方側壁、及び下方にかけて湾曲する第四の側壁もしくは前方側壁を有するシュート又は容器を形成する複数枚の垂直又は直立する側壁とを備えた鉢状部と、第四の側壁又は前方側壁の上部の近傍に位置する流入口及び第三の又は後方側壁の上部の近傍に位置する排出口とを備え、フロアが第四の側壁又は前方側壁から第三の側壁又は後方側壁まで斜めに構成されていて、フロアと第三の側壁又は後方側壁との間の接合の近傍に位置する放出パイプと、第三の側壁又は後方側壁から、鉢状部の内側に延在するように構成された縁部と、を備えた、パッシブフィルタセル。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
懸濁物質及び溶存物質を含む廃水をろ過するパッシブフィルタセルであって、
フロアと、第一の側壁、第二の側壁、後方側壁及び前方側壁を有するチャネルを形成する複数枚の直立する側壁とを備えた鉢状部（basin）であって、前記フロアが前記前方側壁から前記後方側壁まで斜めに構成されている、鉢状部と、
前記前方側壁の上部の近傍に位置して廃水を受容する流入口、及び、前記後方側壁の上部の近傍に位置して廃水が出ていく排出口であって、前記前方側壁が、前記流入口から前記フロアまで下方に湾曲している、流入口及び排出口と、
前記フロアと前記後方側壁との間の接合の近傍に位置する放出パイプと、を備えた、パッシブフィルタセル。
【請求項２】
前記後方側壁の前記上部から、前記鉢状部の内側に延在するように構成される縁部をさらに備える、請求項１記載のパッシブフィルタセル。
【請求項３】
前記フロアは、前記第一の側壁から前記第二の側壁まで斜めに傾斜するように構成されている、請求項１記載のパッシブフィルタセル。
【請求項４】
前記前方側壁は、前記流入口から前記フロアにかけて傾斜して湾曲するように構成されている、請求項１記載のパッシブフィルタセル。
【請求項５】
前記流入口は、廃水の高さが低く、かつ、廃水の幅が広がるように構成されている、請求項１記載のパッシブフィルタセル。
【請求項６】
前記排出口は、廃水の高さが低く、かつ、廃水の幅が広がるように構成されている、請求項１記載のパッシブフィルタセル。
【請求項７】
前記縁部は、廃水の流れとは反対の方に突出する、請求項１記載のパッシブフィルタセル。
【請求項８】
前記放出パイプは、前記フロアと、前記後方側壁と、前記第二の側壁との間の接合の近傍に位置する、請求項１記載のパッシブフィルタセル。
【請求項９】
前記放出パイプは、弁を含む、請求項１記載のパッシブフィルタセル。
【請求項１０】
廃水のための受容区域であって、前記流入口の近傍に位置する受容区域をさらに備える、請求項２記載のパッシブフィルタセル。
【請求項１１】
廃水のための分離区域であって、前記前方側壁の近傍に位置する分離区域をさらに備える、請求項１０記載のパッシブフィルタセル。
【請求項１２】
廃水のための沈殿区域であって、前記フロア及び前記後方側壁の近傍に位置する沈殿区域をさらに備える、請求項１１記載のパッシブフィルタセル。
【請求項１３】
前記分離区域が、前記廃水を第一の廃水と第二の廃水とに分離し、前記第一の廃水は、前記第二の廃水よりも重い粒子を含有する、請求項１１記載のパッシブフィルタセル。
【請求項１４】
前記第一の廃水は、より高い濃度の懸濁物質を含有する、請求項１３記載のパッシブフィルタセル。
【請求項１５】
前記第二の廃水は、より低い濃度の前記懸濁物質を含有する、請求項１３記載のパッシブフィルタセル。
【請求項１６】
前記縁部は、前記沈殿区域内に前記第一の廃水を保持するように構成されている、請求項１４記載のパッシブフィルタセル。
【請求項１７】
前記放出パイプが、前記第一の廃水を放出する、請求項１４記載のパッシブフィルタセル。
【請求項１８】
前記排出口が、前記第二の廃水を放出する、請求項１５記載のパッシブフィルタセル。
【請求項１９】
前記流入口と前記排出口との間の前記上部の近傍に位置するスキマーであって、前記第二の廃水から浮遊する物質をすくい取るように構成されているスキマーをさらに備える、請求項１３記載のパッシブフィルタセル。
【請求項２０】
少なくとも１つの第一のパッシブフィルタセルと、少なくとも１つの第二のパッシブフィルタセルとをさらに備え、前記第一のパッシブフィルタセルの前記排出口が、前記第二のパッシブフィルタセルの前記流入口と連結している、請求項１記載のパッシブフィルタセル。
【請求項２１】
前記第一のパッシブフィルタセルの前記排出口が、連結フランジを介して前記第二のパッシブフィルタセルの前記流入口と連結している、請求項２０記載のパッシブフィルタセル。
【請求項２２】
荷電粒子沈殿装置をさらに備える、請求項１３記載のパッシブフィルタセル。
【請求項２３】
前記流入口の近傍に位置した流入口帯電グリッドをさらに備える、請求項２２記載のパッシブフィルタセル。
【請求項２４】
前記流入口帯電グリッドが、少なくとも１枚の第一の帯電板をさらに備える、請求項２３記載のパッシブフィルタセル。
【請求項２５】
前記分離区域の近傍に位置した分離帯電グリッドをさらに備える、請求項２３記載のパッシブフィルタセル。
【請求項２６】
前記分離帯電グリッドが、少なくとも１枚の第二の帯電板をさらに備える、請求項２５記載のパッシブフィルタセル。
【請求項２７】
電源をさらに備え、前記電源は、前記分離帯電グリッドにさらに電気的に接続された正出力端子と、前記流入口帯電グリッドに電気的に接続された負出力端子とを含む、請求項２５記載のパッシブフィルタセル。
【請求項２８】
前記荷電粒子沈殿装置が、廃水を、負に帯電した第一の廃水と負に帯電していない第二の廃水とに分離し、前記負に帯電した第一の廃水が、前記負に帯電していない第二の廃水よりも、高い濃度の溶存物質を含有する、請求項２５記載のパッシブフィルタセル。
【請求項２９】
前記負に帯電した第一の廃水が、より高い濃度の溶存物質を含有する、請求項２８記載のパッシブフィルタセル。
【請求項３０】
前記負に帯電していない第二の廃水が、より低い濃度の前記溶存物質を含有する、請求項２７記載のパッシブフィルタセル。
【請求項３１】
前記放出パイプが、前記負に帯電した第一の廃水を放出する、請求項２８記載のパッシブフィルタセル。
【請求項３２】
前記排出口が、前記負に帯電していない第二の廃水を放出する、請求項２８記載のパッシブフィルタセル。
【請求項３３】
前記分離帯電グリッドと、前記第一の側壁、前記第二の側壁及び前記後方側壁のうちの少なくとも１つとの間に位置する垂直方向の調節装置をさらに備え、前記垂直方向の調節装置は、前記フロアに対する前記分離帯電グリッドの高さを調節できるように構成されている、請求項２５記載のパッシブフィルタセル。
【請求項３４】
第一の荷電粒子沈殿装置を有する少なくとも１つの第一のパッシブフィルタセルと、第二の荷電粒子沈殿装置を有する少なくとも１つの第二のパッシブフィルタセルとをさらに備え、前記第一のパッシブフィルタセルの前記排出口が、前記第二のパッシブフィルタセルの前記流入口と連結している、請求項２２記載のパッシブフィルタセル。
【請求項３５】
前記第一のパッシブフィルタセルの前記排出口が、接合フランジを介して前記第二のパッシブフィルタセルの前記流入口と連結している、請求項３４記載のパッシブフィルタセル。
【請求項３６】
懸濁物質及び溶存物質を含む廃水をろ過する方法であって、前記方法は、
複数のパッシブフィルタセルを準備するステップであって、各パッシブフィルタセルが、
フロアと、第一の側壁、第二の側壁、後方側壁及び前方側壁を有するチャネルを形成する複数枚の直立する側壁とを備えた鉢状部であって、前記フロアが前記前方側壁から前記後方側壁まで斜めに構成されている、鉢状部と、
前記前方側壁の上部の近傍に位置して廃水を受容する流入口、及び、前記後方側壁の上部の近傍に位置して廃水が出ていく排出口であって、前記前方側壁が、前記流入口から前記フロアまで下方に湾曲している、流入口及び排出口と、
前記フロアと前記後方側壁との間の接合の近傍に位置する放出パイプと、を有する複数のパッシブフィルタセルを準備するステップと、
少なくとも１つの第一のパッシブフィルタセルと、少なくとも１つの第二のパッシブフィルタセルとを連結するステップであって、前記第一のパッシブフィルタセルの前記排出口が、前記第二のパッシブフィルタセルの前記流入口と連結される、ステップと、
前記少なくとも１つの第一のパッシブフィルタセルの前記流入口に、廃水を入れるステップと、
前記各パッシブフィルタセルのそれぞれにおいて、前記廃水を、第一の廃水と第二の廃水とにろ過するステップと、
前記少なくとも１つの第一のパッシブフィルタセルの前記排出口からの前記第一の廃水を、前記少なくとも１つの第二のパッシブフィルタセルの前記流入口に放出するステップと、
前記少なくとも１つの第二のパッシブフィルタセルの前記排出口から、前記第二の廃水を放出するステップと、を含む、方法。
【請求項３７】
前記複数のパッシブフィルタセルのそれぞれをチューニングするステップをさらに含む、請求項３６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この開示は、パッシブフィルタセル及びその使用方法に関する。より詳細には、この開示は、荷電粒子装置を備えた、パッシブ重力フィルタセル又はセルの列に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃水処理及び他の流体のコンディショニングは、その使用目的にもはや適していない廃液を、処理対象の水から不純物、懸濁固体、及び汚染物質を除去するという処理の後で再利用可能であるか又は環境への影響を最小限にした形で水循環に戻すこと（水の再生（water reclamation））が可能であるような排水に変換し、処理し、調整するプロセスである
【０００３】
既知のタイプの廃水処理には、清澄分離装置（クラリファイヤー）、スキマー、ならびに、油−水及び汚泥分離機がある。
【０００４】
清澄分離装置は、ちょうどこの名前が示唆することを行うように設計されている水処理産業で用いられる装置であり、液体中に懸濁している物質を分離し、それによって水を「清澄」する。これらユニットは、厳密に水と同じ重量のものはないという原理で作用することによって、水を貯留して、水よりも重い懸濁物質を、汚泥として回収される場所である底にゆっくりと沈殿させることを可能にする。水より軽い物質は、表面に浮遊して、気化するか又は簡単なスキマーによってスカムとして回収できる。長年にわたって有効な設計が多数存在してきたが、それらは大体が大きく扱いにくい形状をしており、通常、廃水を連続的に移動させる機械的手段をもつ地中構造物か又は沈澱池として建設される。清澄分離装置の不利な点のひとつはその形状であり、扱いにくい機械的手段が、清澄分離装置の可搬性を妨げている。清澄分離装置の別の不利な点は、建設の開始前に設計が定まることであり、そのため現状の設計の清澄分離装置を、容易に変形したり拡大したりすることができない。既に建設してある地中の水泳用プールの形状や容量を変えようとすることを想像されたい。清澄分離装置の別の不利な点は、廃水を貯留槽に送出するために要するエネルギーであり、また廃水を攪拌するために要するエネルギーが、結果的に清澄分離装置を作動させるために大きな電力エネルギーを必要とする。清澄分離装置の別の不利な点は、貯留槽が大きく、廃水の清澄分離装置を建設するために広い面積を必要とすることであり、廃水混合液は、悪臭をもつ気体を放出するため、廃水源から離れた場所に清澄分離装置を設置することが必要となるか又は公共機関が廃水を長距離搬送することが必要となる。
【０００５】
スキマーは、汚染された浮遊する油の上部層又は液体表面に浮遊する油物質を捕捉又は回収−汚染された上部層を分離−する装置である。スキマーは、例えば貯留槽にわたって移動するような、流れる液体の経路中における浮遊する油又は油物質の吸収体及びパドルを含む。スキマーの不利な点のひとつは、スキマーが流れを制限して、乱流パターンを生成することである。
【０００６】
油−水及び汚泥分離機は、廃水の流れが供給される鉢状部（basin）を含み、当該流れが、当該流れを放散するか、偏向させるか、又は流れに抵抗するかのいずれかである１枚又は複数枚のバッフル周辺に向けられるものであり、このバッフルが、流れ中に重い乱流を生成し、流れのエネルギーの大部分を乱流を生成する旋回（ウィール）のエネルギーに変換する。この乱流により、汚泥フロックの生成と、続いて起こるこれらの沈殿とが増加する。不利な点のひとつは、乱流の渦が液体中の一部の固体や鉱物の懸濁を促進して、液体が、これら固体の保持が可能になることである。
【０００７】
したがって、乱流を含まず、懸濁固体を担持する液体の流れの制限は皆無かそれに近い状態で、エネルギー必要量が小さく、面積必要量が小さい、懸濁固体を含む液体の穏やかな流れを含む特徴の組み合わせが可能となるように機能し、それによって廃水から懸濁固体を除去する性能が向上する、パッシブ重力フィルタセルとその使用方法への需要があることは容易に明らかである。
【発明の概要】
【０００８】
簡潔に記載すると、本開示は、例示的な一実施形態において、上記した不利な点を克服し、パッシブフィルタセルとその使用方法に対する認識される需要を満たすものであり、当該パッシブフィルタセルとその使用方法は概して、フロアと、第一の側壁もしくは左側壁、第二の側壁もしくは右側壁、及び第三の側壁もしくは後方側壁、及び水平板の部分を含み、下方にかけて湾曲もしくは傾斜した側壁であり得る第四の側壁もしくは前方側壁を有するシュート又は容器を形成する複数枚の垂直又は直立する側壁とを備える鉢状部と、第四の側壁又は前方側壁の上部の近傍に位置する幅は広いが浅い流入口及び第三の側壁又は後方側壁の上部の近傍に位置する排出口とを含み、フロアが第四の側壁又は前方側壁から第三の側壁又は後方側壁まで斜めに構成されており、放出パイプが、フロアと第三の側壁又は後方側壁との間にあり得る接合の近傍に配置され得、フラップが、第三の側壁又は後方側壁の上部から鉢状部の内側に延在するように構成され得、それによって、乱流を含まず、懸濁固体を担持する液体の流れの制限は皆無かそれに近い状態で、エネルギー必要量が小さく、及び／又は、面積必要量が小さい、懸濁固体を含む液体の穏やかな流れを提供して、廃水から懸濁固体を除去する性能が向上するように機能するものである。
【０００９】
その主要な態様及び広範な記載に従えば、本開示は、その例示的な形態において、フロアと、第一の側壁もしくは左側壁、第二の側壁もしくは右側壁、及び第三の側壁もしくは後方側壁、及び下方にかけて湾曲もしくは傾斜した第四の側壁もしくは前方側壁を有するシュート又は容器を形成する３枚の垂直又は直立する側壁とを備える鉢状部と、第四の側壁又は前方側壁の上部の近傍に位置する幅は広いが浅い流入口及び第三の側壁又は後方側壁の上部の近傍に位置する排出口とを有するパッシブ重力フィルタ及びその使用方法であって、フロアが第四の側壁又は前方側壁から第三の側壁又は後方側壁まで斜めにされて、かつ、第一の側壁又は左側壁から第二の側壁又は右側壁まで斜めにされるようにして構成され、弁放出パイプがフロアと第二の側壁又は右側壁と第三の側壁又は後方側壁との間の接合の近傍に配置され得、フラップ又は縁部が第三の側壁又は後方側壁の上部から鉢状部の内側に延在するように構成され得、それによって、乱流を含まず、懸濁固体を担持する液体の流れの制限は皆無かそれに近い状態で、エネルギー必要量が小さく、及び／又は、面積必要量が小さい、懸濁固体を含む液体の穏やかな流れを提供して、廃水から懸濁固体を除去する性能が向上するように機能するものである。
【００１０】
その主要な態様及び広範な記載に従えば、本開示は、その例示的な形態において、「ろ過」の真の概念である、懸濁物質として又は溶存物質としてのいずれかで含有し得るあらゆる望まない物質から水又は他の液体媒体を分離することを目指す、パッシブ重力フィルタ及びその使用方法である。本明細書においては、比重「１」を有する水は、その重量に関して事実上絶対とすることに留意されたい。懸濁物質又は溶存物質などのその他すべてのものは、水よりも重いか軽いかのいずれかである。例えば、溶解する鉱物を水に添加すると、鉱物を含む水はより重くなる。また、水以外の他の液体媒体も、同様の効果を享受する。
【００１１】
例示的な実施形態においては、パッシブ重力フィルタ及びその使用方法は、懸濁物質及び溶存物質を含む廃水をろ過するパッシブフィルタセルを含み得るものであって、当該パッシブフィルタセルが、フロアと、第一の側壁、第二の側壁、後方側壁、及び前方側壁を有するチャネルを形成する複数枚の直立する側壁とを備えた鉢状部であって、フロアが前方側壁から後方側壁まで斜めに構成されている、鉢状部と、前方側壁の上部の近傍に位置して廃水を受容し得る流入口及び後方側壁の上部の近傍に位置して廃水を排出し得る排出口であって、前方側壁が、流入口からフロアまで下方にかけて湾曲している流入口及び排出口と、フロアと後方側壁との間にある接合の近傍に位置し得る放出パイプと、後方側壁の上部から鉢状部の内側に延在するように構成され得る縁部と、荷電粒子沈殿装置とを含むものである。
【００１２】
パッシブ重力フィルタ及びその使用方法のさらに他の例示的な実施形態においては、懸濁物質及び溶存物質を含む廃水をろ過する方法が、パッシブ重力フィルタを作動するために提供され得る。この方法は、複数のパッシブフィルタセルであって、フロアと、第一の側壁、第二の側壁、後方側壁及び前方側壁を有するチャネルを形成する複数枚の直立する側壁とを備えた鉢状部であって、フロアが前方側壁から後方側壁まで斜めに構成されている、鉢状部と、前方側壁の上部の近傍に位置して廃水を受容し得る流入口、及び、後方側壁の上部の近傍に位置して廃水が出ていく排出口であって、前方側壁が、流入口からフロアまで下方にかけて湾曲している、流入口及び排出口と、少なくとも１つの第一のパッシブフィルタセルと少なくとも１つの第二のパッシブフィルタセルとを連結する、フロアと後方側壁との間の接合の近傍に位置する放出パイプであって、第一のパッシブフィルタセルの排出口が、第二のパッシブフィルタセルの流入口に連結している放出パイプとをそれぞれが有する複数のパッシブフィルタセルを準備するステップと、少なくとも１つの第一のパッシブフィルタセルの流入口に、廃水を入れるステップと、各パッシブフィルタセルのそれぞれにおいて、廃水を、第一の廃水と第二の廃水とにろ過するステップと、少なくとも１つの第一のパッシブフィルタセルの排出口からの第一の廃水を、少なくとも１つの第二のパッシブフィルタセルの流入口に放出するステップと、少なくとも１つの第二のパッシブフィルタセルの排出口から、第二の廃水を放出するステップとを含む。
【００１３】
パッシブ重力フィルタ及びその使用方法の特徴は、流量、懸濁固体、所望の清澄、及び他の因子に依存する個々のモジュール又はセルを提供することができることである。各モジュール又はセルは、事実上すべてのパラメータを調節可能である。個々のモジュール又はセルは、直列に増やす又は減らして、設置したら直ぐにシステムのその時点で存在する処理物に対処するように誂えることが可能である。システムが作動した後で、パフォーマンスを最適化するようにこれら調節を行うことができる。
【００１４】
パッシブ重力フィルタ及びその使用方法の別の特徴は、可搬性があり、永続的な基礎構造を必要としないシステムを提供することができることである。
【００１５】
パッシブ重力フィルタ及びその使用方法のさらに別の特徴は、荷電粒子沈殿装置を増やした又は備えた、パッシブ重力フィルタモジュール又はセルを提供することができることである。これらモジュール又はセルは、荷電粒子沈殿装置により、清澄分離装置が、懸濁しているだけでなく水中に溶解した成分を除去できるようにさせることとなる。さらに、これらモジュール又はセルは、荷電粒子沈殿装置により、水又は他の液体中に溶解する、例えばカルシウム、ナトリウム、鉄等である鉱物及び他の成分を除去することを主要な目標とする装置又は列を作り出すために用いられ得る。
【００１６】
パッシブ重力フィルタ及びその使用方法のまた別の特徴は、溶存粒子の除去の調節を可能にして、また帯電板の洗浄を簡単化する荷電粒子沈殿装置の高さ調節可能な陽極もしくは陰極を増やした又は備えた、パッシブ重力フィルタモジュール又はセルを提供することができることである。
【００１７】
パッシブ重力フィルタ及びその使用方法のまた別の特徴は、農業及び工業の支援となる海水又は淡海水の大規模な持続可能な脱塩を提供することができることである。大規模での脱塩を妨げているというこの最も重要な課題は、常にエネルギーシグネチャとなっていた。蒸発装置、浸透（osmosis）又は他の形態の精密ろ過法に基づく現在の方法は、単に、費用効果のために過剰なエネルギーを使用するため、任意の種類の大規模な操業の需要を満たす規模にすると、コストが上がる。
【００１８】
パッシブ重力フィルタ及びその使用方法のまた別の特徴は、懸濁物質又は溶存物質を含む、穏やかで、調和した、乱流のない廃水の流入の維持に適した、幅広く低い流入口を提供することができることである。
【００１９】
パッシブ重力フィルタ及びその使用方法のまた別の特徴は、懸濁物質又は溶存物質を含む、穏やかで、調和した、乱流のない廃水の放出を維持し、隣接して結合されるパッシブ重力フィルタモジュール又はセルにとっての流入口となる、幅広く低い排出口を提供することができることである。
【００２０】
パッシブ重力フィルタ及びその使用方法のまた別の特徴は、バッフルで妨げることなく、乱流のない懸濁固体又は溶存固体の清澄分離装置を提供することができることである。傾斜させた前方側壁により廃水の流れを降下させることができ、より重い粒子は、流れを妨げることなく異なる流量で降下して分離を誘導させることができる。
【００２１】
パッシブ重力フィルタ及びその使用方法のまた別の特徴は、変更のために部品又はフィルタを動かすことのないフィルタを提供することができることである。
【００２２】
パッシブ重力フィルタ及びその使用方法のまた別の特徴は、流入口、廃水速度低減区域、重粒子分離区域、貯留区域、放出又は回収区域、及び、排出口を有するフィルタを提供することができることである。
【００２３】
パッシブ重力フィルタ及びその使用方法のまた別の特徴は、水、懸濁固体及び溶存固体又は物質について異なるように重み付けした成分間で速度差を作り出して、その水、懸濁固体、及び溶存固体を分離するか又はその水、懸濁固体、及び溶存固体を降下させるための、斜めにした、傾斜させた、湾曲した前方側壁又は前方フロアを提供することができることである。
【００２４】
パッシブ重力フィルタ及びその使用方法のまた別の特徴は、パッシブ重力フィルタモジュール又はセルであって、各モジュール又はセルが、懸濁物質及び／又は溶存物質のうち低い濃度、小さい部分又は低い割合を除去し、繰り返しチューニング可能なモジュール又はセルにおいて各段階で清澄するために直列で連結した多段のパッシブ重力フィルタモジュール又はセルが、懸濁物質及び／又は溶存物質のうち高い割合を除去するものである、パッシブ重力フィルタモジュール又はセルを提供することができることである。
【００２５】
パッシブ重力フィルタ及びその使用方法のまた別の特徴は、独立型のユニット又はモジュール又はセルを提供することができることであるが、このフィルタは、他の同様のユニットとともに使用するように設計して、モジュール又はセルのセル配列又はモジュラー配列を提供することもできる。このことは、「セル」を、分離又はろ過処理の各部分の要求に対して個々に誂えることを可能にするものであり、各モジュール又はセルでは、全体のろ過作業のうちの一部が完了する。なお、大半の廃水処理システムは、建設後に変形することが極めて困難であるということを言及したいものである。このことが、将来必要となる容量を可能にするように、意図的に過剰に建設される設置をもたらす。モジュラー設計によれば、建設は、現在の容量に合わせて建設される。より多くの容量が必要となりそうであれば、複数のモジュール又はセルを増やして、任意の必要な規模を事実上達成すればよい。したがって、モジュラー設計による費用削減を、計画及び設計の極めて早い段階から始めることができる。
【００２６】
パッシブ重力フィルタ及びその使用方法のまた別の特徴は、パッシブ重力フィルモジュール又はセルであって、個々のモジュール又はセル又はモジュールもしくはセルの群を、輸送することができるようなパッシブ重力フィルモジュール又はセルを提供することができることである。
【００２７】
パッシブ重力フィルタ及びその使用方法のまた別の特徴は、パッシブ重力フィルモジュール又はセルであって、例えば食塩水等である、懸濁物質及び／又は溶存物質のうち高い又は高まった濃度、部分又は割合を含む廃水を放出する従来の蒸発装置、浸透（osmosis）又は他の形態の精密ろ過法と比べて、高まった懸濁物質及び／又は溶存物質のうち低い濃度、小さい部分又は低い割合を含む廃水を、放出パイプを介して、各モジュール又はセルが放出するパッシブ重力フィルモジュール又はセルを提供することができる。
【００２８】
パッシブ重力フィルタ及びその使用方法のまた別の特徴は、複数回ではなく一回の廃水の持ち上げが一回必要であることに起因して、清澄分離装置のエネルギーシグネチャの低減をもたらすことができることである。
【００２９】
パッシブ重力フィルタ及びその使用方法のまた別の特徴は、廃水を加圧する必要がないことに起因して、清澄分離装置のエネルギーシグネチャの低減をもたらすことができることである。
【００３０】
パッシブ重力フィルタ及びその使用方法のまた別の特徴は、廃水の温度を上昇させることも、廃液を蒸発させることも必要がないことに起因して、エネルギーシグネチャの低減、又は、エネルギー効率のよいフィルタもしくは清澄分離装置を提供することができることである。
【００３１】
パッシブ重力フィルタ及びその使用方法のまた別の特徴は、組み立て易いこと、操作し易いこと、重力により作動すること、及び高分子シックナーを必要としないことが可能となることである。
【００３２】
パッシブ重力フィルタ及びその使用方法のまた別の特徴は、バッフルを含まない設計を提供することができることであるが、その一方で、現在の設計の事実上すべては、液体媒体からの異物の分離を促進するために、バッフルによる妨害と乱流とを必要としている。したがって、これら従来技術によるバッフルを含む設計の分離装置は、本質的にエネルギー集約的である。乱流により抵抗が生じるため、抵抗を克服する必要がある。通常、エネルギー集約型のポンピングにより行われる。
【００３３】
パッシブ重力フィルタ及びその使用方法のまた別の特徴は、荷電粒子沈殿装置セルを追加することにより海水の脱塩を提供して、水中に溶存する、電荷を授受することとなる例えばカルシウム、ナトリウム、鉄、水銀、鉛等の粒子又は毒素である鉱物及び他の成分を除去することを主要な目標とする装置又は列を作り出すことができることである。このタイプの装置の主要な目標は、農業及び工業の支援となる大規模な持続的な脱塩となるものである。
【００３４】
パッシブ重力フィルタ及びその使用方法これらの特徴及び他の特徴は、先述の発明の概要、その例示的な実施形態についての、以下の図面の簡単な説明、発明を実施するための形態及び特許請求の範囲から、添付の図面を踏まえて一読したときに、当業者にとってより明らかになることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
このパッシブ重力フィルタ及びその使用方法は、添付の図面を参照しながら、好ましい実施形態及び選択された代替的な実施形態についての発明を実施するための形態を一読することによって良好に理解されることととなり、当該添付の図面では、同じ参照符号で同様の構成を示すものであり、全体にわたって同じ要素を指すものである。
【００３６】
【図１】図１は、パッシブ重力フィルタの例示的な実施形態の斜視図である。
【図２】図２は、図１に記載のパッシブ重力フィルタの例示的な実施形態の側面図である。
【図３】図３は、図１に記載のパッシブ重力フィルタの例示的な実施形態の側面図であり、流れの区域が特定されている。
【図４】図４は、図１に記載のパッシブ重力フィルタの例示的な実施形態の側面図であり、廃水の流れを矢印で特定している。
【図５】図５は、図１に記載の直列にした複数のパッシブ重力フィルタの例示的な実施形態の上面斜視図である。
【図６】図６は、図１に記載のパッシブ重力フィルタの例示的な実施形態の側面図であり、荷電粒子沈殿装置を統合している。
【図７】図７は、図１に記載のパッシブ重力フィルタを複数、直列に共に接続した例示的な実施形態を側面図である。
【図８】図８は、廃水から懸濁物質及び／又は溶存物質のうちの一部分をろ過する方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本開示の例示的な実施形態の説明では、図１〜８に図示するように、明確にするために特定の用語を用いる。しかしながら、本開示は、そのように選択された特定の用語に限定されることを意図するものではなく、特定の構成要素のそれぞれが、同様の機能を達成するため同様の様式で作動する技術的な均等物すべてを含むということを理解されたい。しかしながら、各請求項の実施形態は、多数の様々な形態で具現化することができ、本明細書で述べる実施形態に限定されるものと解釈してはならない。本明細書で述べる実施例は、非限定的な実施例であり、他の可能性のある実施例の中の例に過ぎない。
【００３８】
ここで図１〜７を参照すると、パッシブ重力フィルタと、例えば淡水、海水もしくは淡海水、廃水、汚泥及び／又は工場廃水等である排水から懸濁物質及び／又は溶存物質を除去するプロセスとを図示している。パッシブ重力ろ過のための装置及び方法は、懸濁物質及び／もしくは溶存物質を減少させる又は除去することが要望されている又は有益であるようなあらゆる液体環境での利用に好適であり、したがって、パッシブ重力ろ過のための装置及び方法は、汚泥、廃水池、海水／淡海水、潟、湖、川等を処理するための例示的な利用とともに好都合に説明されるが、こうした集水域での適用又は実装に限定されないということを理解することが重要である。また、パッシブ重力ろ過のための装置及び方法は、ゴルフコースの池、水生植物を含む水のみならず、魚及び／もしくは他の海洋生物を含む水、淡水、海水又は淡海水、廃水、汚泥、農業用水、灌がい用水、工場廃水、ならびに、他の液体形態又は排水等であるがこれらに限定されない、水又は他の液体を処理するために利用することができる。パッシブ重力ろ過のための装置及び方法は、無機廃棄物及び／もしくは有機廃棄物、毒素、鉱物、汚染物質、農薬、肥料、ホルモン、医薬品、危険性化学物質等を含む、液体又は液体媒体である廃水Ｅから、懸濁物質及び／もしくは溶存物質を除去又は減少させるような、多数の用途に好適である。
【００３９】
ここで図１、２及び３を参照すると、例であって限定するものではなく、例えばパッシブ重力ろ過装置１００である例示的な実施形態のろ過装置を図示している。パッシブ重力ろ過装置１００は、例えばチャネル１０５等である矩形又はトラフの形状にした、例えば構造１０２である鉢状部又はシュートとして構成されるものであって、廃水Ｅが、パッシブ重力ろ過装置１００の内面１０４を通って又は該内面１０４の上に流れ込むことが好ましい。パッシブ重力ろ過装置１００は、任意の耐水性及び／又は耐食性の材料で形成され得、指定の経路を通る液体の流入及び排出を方向付けることができる。さらにパッシブ重力ろ過装置１００は、好ましくは、種々の形態及び形状を提供する材料であるということからガラス繊維、プラスチックで構成され得るが、しかしながらスタイロフォーム、金属、アルミニウム、コンクリート、複合材等であり、またゴム又はシリコン等による裏打ちや、様々な材料を含む多層での形成等がなされていてもよい他の好適な材料を利用することができるが、ただし、かかる材料は、本明細書に記載の目的を満足することとなるような十分な強度及び／又は耐久性を有する。
【００４０】
本明細書においては、構造１０２は、例えば矩形構造のトラフ、管又はチャネル１０５以外の他の形状で構成されてもよいということを想定している。
【００４１】
パッシブ重力ろ過装置１００は、幅×高さ×長さの外側寸法が約３フィート×３フィート×９フィートであり得るが、本明細書では、例えば廃水Ｅである液体又は液体媒体から廃水Ｅの流れならびに／又は懸濁物質ＳＳ及び／もしくは溶存物質ＤＳを除去する又は減少させるという異なる用途に適用するために、より小さい寸法及び大きい寸法が想定される。さらに、パッシブ重力ろ過装置１００のサイズは、用途のみによって制限されない。静止ユニットは非常に大きくてもよく、可動ユニットは、より小さくてもよい。しかしながら、こうした設計によれば、特定の用途のために最適な寸法にされるより小さい可搬ユニットが本来備えている効率を可能にすることができるものである。
【００４２】
さらに、チャネル又はトラフ形状である構造１０２は、その中で、廃水Ｅが内面１０４を通って又は内面１０４の上に流れる。パッシブ重力ろ過装置１００は、トラフ又はチャネル１０５として構成される、例えば前方側壁１４０、フロア１２４、左側壁又は第一の側壁１３１、右側壁又は第二の側壁１３２及び後方側壁１３３である１枚又は複数枚の壁を含むことができるものであって、廃水Ｅが構造１０２の内面１０４を通って又は内面１０４の上に流れる。前方側壁１４０は、左側壁又は第一の側壁１３１、右側壁又は第二の側壁１３２及びフロア１２４に対して、それらとのそれぞれの共通の境界に沿って隣接し得ることが好ましい。同様に、後方側壁１３３は、左側壁又は第一の側壁１３１、右側壁又は第二の側壁１３２及びフロア１２４に対して、それらとのそれぞれの共通の境界に沿って隣接し得る。前方側壁１４０及び後方側壁１３３が対向しているか又は互いに対向し合うのと同様に、左側壁又は第一の側壁１３１、右側壁又は第二の側壁１３２は、対向しているか、又は、互いに対向し合うことが好ましい。また、左側壁又は第一の側壁１３１、右側壁又は第二の側壁１３２及び後方側壁１３３は、垂直又は直立であるように構成されてチャネル１０５を形成するものであって、廃水Ｅが、内面１０４を通って又は内面１０４の上に流れることが好ましい。
【００４３】
パッシブ重力ろ過装置１００は、好ましくは、パッシブ重力ろ過装置１００に流入する流れとして、廃水Ｅを受容する又は流入させるように構成された流入口１１０を含み得る。流入口１１０は、廃水Ｅの流れを、幅広く平坦で、比較的ゆっくりと移動する柱状の液体に構築又は構成することが好ましく、それによって廃水Ｅが、約１〜８インチの低い高さ、かつ、約２４〜３６インチの広い幅を呈するようになるが、パッシブ重力ろ過装置１００に入ってくる、幅広で平坦な高さの水平断面である他の寸法をもつ廃水Ｅの流れも、本明細書内に含まれる。本明細書においては、流入口１１０において、廃水Ｅの流れが速度を落とし、広がるようにさせ、あらゆる乱流、渦を除去し、また流れを流入口１１０に対して平行に調整させるようにできるということを想定している。さらに、流入口１１０は、構造１０２の上部１２２の近傍に位置して、そこから前方側壁１４０、左側壁又は第一の側壁１３１、及び右側壁又は第二の側壁１３２の部分から形成され得る。
【００４４】
パッシブ重力ろ過装置１００は、パッシブ重力ろ過装置１００から出て行く流れとして廃水Ｅを放出するように構成されることが好ましい排出口１１２を含み得る。排出口１１２は、廃水Ｅの流れを、幅広く平坦で、比較的ゆっくりと移動する柱状の液体に構築又は構成することが好ましく、それによって廃水Ｅは、高さが約１〜８インチに低くなる又は減少して浅くなり、約２４〜３６インチの広い幅を呈するようになるが、パッシブ重力ろ過装置１００を出て行く、幅広又はブロードな幅で平坦な高さの水平断面である他の寸法をもつ廃水Ｅの流れも、本明細書内に含まれる。本明細書においては、排出口１１２において、廃水Ｅの流れが速度を落とし、広がるようにさせ、あらゆる乱流、渦を除去し、また流れを排出口１１２に対して平行に調整するようにできるということを想定している。さらに、排出口１１２は、構造１０２の上部１２２の近傍に位置して、後方側壁１３３、左側壁又は第一の側壁１３１、及び右側壁又は第二の側壁１３２の部分から形成され得る。
【００４５】
本明細書においては、流入口１１０及び排出口１１２の断面を、約１と１／２平方フィート（１．５平方フィート（1-1/2 sq-ft））とすることができることを想定しているが、廃水Ｅの流れ、ならびに／又は例えば廃水Ｅである液体もしくは液体媒体から除去もしくは減少させようとする懸濁物質ＳＳ及び／もしくは溶存物質ＤＳを受容して、流入口１１０及び排出口１１２の幅広く平坦なアスペクト比を維持するような、他の断面寸法も想定している。
【００４６】
本明細書においては、流入口１１０及び排出口１１２を通る排水Ｅの流量が、１秒当たり約１と１／２フィート（１．５フィート／秒（1-1/2 ft/second））から１秒当たり３フィート（３フィート／秒（3 feet per second））、又は、１秒当たり０．５から１メートル（０．５−１メートル／秒（0.5-1 meter/second））とすることができることをさらに想定しているが、本明細書においては、乱流がないかもしくは最小限の乱流である方式で廃水Ｅの流れ、ならびに／又は例えば廃水Ｅである液体又は液体媒体から除去又は減少させようとする懸濁物質ＳＳ及び／もしくは溶存物質ＤＳを受容するような、他の流量も想定している。
【００４７】
本明細書においては、流入口１１０及び排出口１１２を通る廃水Ｅの最大流量が、１日に約１と１／２ミリオンガロン、１−１／２Ｍｇａｌ／日（1.5 Mgal/day）とすることができることをさらに想定しているが、本明細書においては、廃水Ｅの流れ、ならびに／又は例えば廃水Ｅである液体もしくは液体媒体から除去もしくは減少させようとする懸濁物質ＳＳ及び／もしくは溶存物質ＤＳを受容するような、他の最大流量も想定している。
【００４８】
前方側壁１４０は、好ましくは斜めにする、傾斜させる、湾曲させる等で構成され得、また好ましくは、流入口１１０からフロア１２４に又はフロア１２４と左側壁もしくは第一の側壁１３１と右側壁もしくは第二の側壁１３２との間の共通の境界に向けて湾曲させて下に傾斜させるか下向きにされ得る。さらに、前方側壁１４０は、第一の部分又は平面部分又は水平部分１４１と、第二の部分又は湾曲部分１４２と、第三の部分又は垂直部分１４３とを含み得る。
【００４９】
さらに、後方側壁１３３は、例えば第三の部分又は垂直部分１４３の上端１７４である第一の端部に位置する縁部１７２を含み得る。この縁部１７２は、好ましくは、廃水Ｅの流れの方向とは反対である、チャネル１０５の内側に向けてその内部に突出又は延在して、より重い廃水Ｅを剪断して内部に保持する。
【００５０】
また、フロア１２４は、一方の側壁から隣の側壁にかけて、斜めにする、傾斜させる、スロープ状にする、湾曲させる、斜め等で構成することができ、限定するものではないが、左側壁もしくは第一の側壁１３１から右側壁もしくは第二の側壁１３２にかけて斜めに下げるもしくは傾斜させる、及び／又は、前方側壁１４０から後方側壁１３３にかけて斜めに下げるもしくは傾斜させることが含まれる。フロア１２４は、放出パイプ１８２に向けて、例えば廃水Ｅである液体もしくは液体媒体から除去もしくは減少させようとする懸濁物質ＳＳ及び／又は溶存物質ＤＳ等である回収又は分離された粒子を沈殿して移動させる目的で、斜めにする、傾斜させる、湾曲させる、斜め等で構成することができる。放出パイプ１８２は、フロア１２４及び後方側壁１３３の近傍に位置して、右側壁又は第二の側壁１３２を貫通し得るものであり、あるいは左側壁又は第一の側壁１３１に位置し得ることが好ましい。本明細書においては、代替的に、フロア１２４及び放出パイプ１８２が、左側壁又は第一の側壁１３１、右側壁又は第二の側壁１３２、後方側壁１３３、フロア１２４等に放出パイプ１８２を収容して廃水Ｅを放出するように設計してもよいということが認識される。
【００５１】
さらに、放出パイプ１８２を経由して放出される重い廃水Ｅは、弁１８４を介して人手又は自動のいずれかで調節することができる。また、放出パイプ１８２の目的は、重い廃水Ｅの安定的又は断続的に引き出すことを維持して、水路、定在の潟へ又は例えば懸濁物質ＳＳ及び／もしくは溶存物質ＤＳである物質を回収するための脱水部へ、汚泥又はより重い水又は重い廃水Ｅを戻すことであり得ることが好ましい。
【００５２】
さらにまた、パッシブ重力ろ過装置１００は、その内部に形成されて前方側壁１４０の下に構成される乾燥エリア１９０を含み得る。乾燥エリア１９０は、貯留のために利用され得る。
【００５３】
ここで図４を参照すると、例であって限定するものではなく、パッシブ重力ろ過装置１００の構造１０２内又は内面１０４の上を通る廃水Ｅを示す流れＦを矢印で示す、パッシブ重力ろ過装置１００の例示的な実施形態を図示している。廃水Ｅは、流入口１１０から入り、内面１０４の第一の部分又は平面部分又は水平部分１４１、例えば受容区域１６１である入口領域を横断することが好ましい。受容区域１６１は、廃水Ｅの流れＦの高さ方向においては低く又は平坦で、横断面方向においては広く、広がった又はブロードであるように構成されることが好ましい。ことによると、受容区域１６１は、前方側壁１４０の直線長さ全体のうち上流の約三分の一を利用することが好ましい。また、受容区域１６１は、廃水Ｅの流れＦを方向に関して構築することができ、安定的な「柱状」の液体になるようにすることが好ましい。本明細書においては、受容区域１６１内で廃水Ｅの流れＦが、ブロードで平坦な、比較的ゆっくりと移動する柱状の液体に広がり得、それによって内面１０４の第一の部分又は平面部分又は水平部分１４１を横断する廃水Ｅの流れＦが、乱流を何も含まずに、又は、乱流、渦を減少させた廃水Ｅの流れＦを伴って、高さ方向において低く又は平坦で、横断面方向においては広く又はブロードであるような廃水Ｅを呈するということを想定している。受容区域１６１において廃水Ｅは、流れＦを、流入口１１０及び受容区域１６１に対して平行にする。このとき、望ましくない不純物を含有する廃水Ｅが、受容区域１６１内において最小限の乱流で、定常状態の速度で移動する。
【００５４】
次に、廃水Ｅは、分離区域１６２に入り、斜めにした、傾斜させた、丸めた、アーチ状にした、斜め等の内面１０４として形成され得る第二の湾曲部分１４２を横断することが好ましい。分離区域１６２は、パッシブ重力ろ過装置１００の構造１０２及び内面１０４の底部が、それなりの湾曲で又は下方に湾曲させて、下がっている、減衰している、（角度を増しながら）下り坂になっているような部分として構成されることが好ましい。湾曲部分１４２の廃水Ｅの流れＦに対する効果は、第一の廃水Ｅ１（第一の廃水Ｅ１は、より高濃度の懸濁物質ＳＳ及び／又は溶存物質ＤＳを含む廃水（より重い微粒子、粒子又は物質）である）の全体又は部分を第一の分離区域１６２．１において捕捉又は分離するものであって、この第一の廃水Ｅ１は、第二の分離区域１６２．２内の第二の廃水Ｅ２（第二の廃水Ｅ２はより低濃度の懸濁物質ＳＳ及び／又は溶存物質ＤＳを含む廃水（より軽い微粒子、粒子又は物質）である）よりもゆっくりと移動するものであり、このとき柱状の第二の廃水Ｅ２又は第二の廃水Ｅ２の部分が分離区域１６２の「上部」（第二の分離区域１６２．２）の全体にわたって移動し、それによって「剪断」又は「分離」の領域−第一の分離区域１６２．１内のより遅くより重い第一の廃水Ｅ１を、第二の分離区域１６２．２内の第二の廃水Ｅ２中の比較的速くより軽い移動する廃水から分離される領域−が作り出されることであることが好ましい。また、内面１０４の第二の部分又は湾曲部分１４２は、第二の部分又は湾曲部分１４２の角度を増すことによって徐々に第一の分離区域１６２．１内にある第一の廃水Ｅ１の容量が増加して、それによって内面１０４の第三の部分又は垂直部分１４３の角度が急激な絶壁となることによって最小限の乱流で、第一の廃水Ｅ１と第二の廃水Ｅ２との間において速度での剪断、分離又はデルタ形状（delta）を達成する。第一の分離区域１６２．１により、受容区域１６１内の重力によって既に下方に引っ張られている例えば懸濁物質ＳＳ及び／又は溶存物質ＤＳ等、より重い物質、第一の廃水Ｅ１を、第一の廃水Ｅ１が劇的に失速する場所である第一の分離区域１６２．１の剪断区域内を横断する、より遅く移動する第一の廃水Ｅ１中に捕捉させることができる。第二の廃水Ｅ２は排出口１１２に向かって移動して、パッシブ重力ろ過装置１００から出て行くものであることから、第一の分離区域１６２．１中を横断する第一の廃水Ｅ１は、物質が速度を損失することで、第二の分離区域１６２．２中の第二の廃水Ｅ２と再度合流することができなくなる。この効果は、文献上ではサイホンとして確認することができ、ここで第三の部分又は垂直部分１４３の傾斜角度に起因して、第三の部分又は垂直部分１４３が急激に絶壁となるため、第一の廃水Ｅ１は引っ張られて第二の廃水Ｅ２から分離されて、さらに第一の分離区域１６２．１内まで降下する。最も軽い第二の廃水Ｅ２だけが、分離区域１６２を通りぬけて移動するときに、第二の分離区域１６２．２内に残る。
【００５５】
本明細書においては、底部が下り坂になり始めるにつれて（第二の部分又は湾曲部分１４２及び第三の部分又は垂直部分１４３の角度）、第一の廃水Ｅ１のより重い粒子又は物質が、第一の分離区域１６２．１内のよりゆっくりと移動する第一の廃水Ｅ１に向けて降下し始めるということを想定している。本明細書においては、流れＦ１の第一の分離区域１６２．１中にある廃水Ｅ１のより高い濃度、部分ならびに／又は割合の懸濁物質ＳＳ及び／もしくは溶存物質ＤＳの速度が低下し、懸濁物質ＳＳ及び／又は溶存物質ＤＳが、第一の分離区域１６２．１に入る廃水Ｅ１としての廃水Ｅから外れて沈殿し始める。さらに、流れＦの第二の分離区域１６２．２中にある廃水Ｅ２のより低い濃度、部分ならびに／又は割合の懸濁物質ＳＳ及び／もしくは溶存物質ＤＳの速度が廃水Ｅ１と比べて増大し、廃水Ｅ２は、分離区域１６２を経て回収区域１６３に移動し、その後排出口１１２に移動する。
【００５６】
次に、第一の廃水Ｅ１が、内面１０４のフロア１２４が一方の側壁から隣の側壁にかけて放出パイプ１８２に向けて斜めである、傾斜させる、湾曲させる、斜め等で構成されているような例えば回収区域１６３である沈殿区域又は沈殿領域に入り、それによってフロア１２４で最も重い第一の廃水Ｅ１（汚泥ＳＧ）が回収されて、放出パイプ１８２まで移動するものであって、放出パイプ１８２により第一の廃水Ｅ１（汚泥）が回収区域１６３から除去されることが好ましい。回収区域１６３と斜めであるフロア１２４とが一緒になって、重い第一の廃水Ｅ１（汚泥ＳＧ）を安定的に引き出すことを維持するように構成されることが好ましい。このスロープ状にする効果は、より濃度が高く、より重い第一の廃水Ｅ１が排出ポートである放出パイプ１８２の方に向かうことである。このことは、パッシブ重力ろ過装置１００が十分な第一の廃水Ｅ１を継続的に除去又は「排出」して、パッシブ重力ろ過装置１００が第一の廃水Ｅ１（汚泥ＳＧ）で充満することを防止する必要があるために重要な特徴である。
【００５７】
次に、最も軽い第二の廃水Ｅ２が流入口１１０から排出口１１２まで、受容区域１６１、分離区域１６２及び回収区域１６３にわたって横断したとき、最も軽い第二の廃水Ｅ２が、縁部１７２に到達する。縁部１７２は、例えば第三の部分又は垂直部分１４３の上端１７４である第一の端部の近傍に配置されることが好ましい。縁部１７２は、廃水Ｅの流れＦの方向とは反対に向けて、例えばチャネル１０５である内側に突出又は延在して、回収区域１６３内でより重い廃水である第一の廃水Ｅ１を剪断してその中に保持することが好ましい。さらに、縁部１７２の目的は、分離又は剪断の効果を達成して、「剪断区域」内で回転したままとなり得るより重い汚染物質が残存する第一の廃水Ｅ１のできるだけ多くを捕捉し、第一の回収区域１６３．１内により重い汚染物質が残存する第一の廃水Ｅ１を保持し得ることが好ましい。本明細書においては、縁部１７２は、第一の回収区域１６３．１からできるだけ効率的な捕捉率をもたらすことが必要である範囲（チャネル１０５内に延在する範囲）と高さ（第三の部分又は垂直部分１４３の上端１７４等である第一の端部に沿う高さ）に調節できることを想定している。本明細書においては、第一の回収区域１６３．１中にあるより高い濃度、部分及び／もしくは割合の懸濁物質ＳＳ及び／もしくは溶存物質ＤＳに関して、流れＦ１の速度が低下し、ならびに／又は溶存物質が、廃水Ｅから外れて、第一の廃水Ｅ１として第一の回収区域１６３．１の汚泥ＳＧに沈殿し始める。
【００５８】
次に、好ましくは、第一の廃水Ｅ１は、例えば第二の回収区域１６３．１である沈殿領域に入るが、これは内面１０４のフロア１２４が、一方の側壁から隣の側壁にかけて放出パイプ１８２に向けて斜めにする、傾斜させる、湾曲させる、斜め等で構成されていることに起因する。放出パイプ１８２の放出弁１８４を開いて、第一の回収区域１６３．１から最も重い第一の廃水Ｅ１（汚泥）を除去することができる。第一の回収区域１６３．１と斜めであるフロア１２４とが一緒になって、第一の回収区域１６３．１から重い第一の廃水Ｅ１を安定的に引き出すことを維持するように構成され得ることが好ましい。このスロープ状にする効果は、より濃度が高く、より重い第一の廃水Ｅ１が、排出ポートである放出パイプ１８２の方に向かうことである。このことは、パッシブ重力ろ過装置１００が十分な第一の廃水Ｅ１を継続的に除去又は「排出」して、パッシブ重力ろ過装置１００が第一の廃水Ｅ１（汚泥）で充満することを防止する必要があるために重要な特徴である。
【００５９】
次に、最も軽い第二の廃水Ｅ２だけが第二の回収区域１６３．２内に残り、回収区域１６３を通りぬけて排出口１１２まで横断する。
【００６０】
一部の物質は、例えば油及びグリースＯＧである水よりも軽く、水よりも小さい比重を有して、構造１０２の上部１２２の近傍又は廃水Ｅの表面１９４上に配置される１つ又は複数のスキマー１９２の近傍で浮遊する。水よりも重く、水よりも大きい比重を有する他の物質は、特に内面１０４の受容区域１６１において、内面１０４に対して平行に移動する廃水Ｅの流れＦの乱流、渦によって水中で懸濁し得る。本明細書においては、放出パイプ１８２を介してパッシブ重力ろ過装置１００から放出されるより重い第一の廃水Ｅ１及びより軽い第二の廃水Ｅ２として、懸濁物質ＳＳ及び／又は溶存物質ＤＳが廃水Ｅから外れて沈殿させることができる第一の回収区域１６３．１及び第二の回収区域１６３．２中では、廃水Ｅの流れＦは事実上停止しており、それによって、より重い第一の廃水Ｅ１のうち低い濃度、部分又は割合が除去されて、その後廃水Ｅ中のより低い濃度、部分又は割合の懸濁物質ＳＳ及び／又は溶存物質ＤＳが、パッシブ重力ろ過装置１００から出て行く。
【００６１】
また、パッシブ重力ろ過装置１００は、廃水Ｅの表面１９４上に浮かぶ吸収材料として、構造１０２の上部１２２の近傍（パッシブ重力ろ過装置１００の長手方向軸の下流の約４分の３）に配置する１つ又は複数のスキマー１９２を含み得る。スキマー１９２は、浮遊する汚染物質又は廃水Ｅの表面１９４上に浮遊する例えば油及びグリースＯＧ等である物質をすくい取り、そして廃水Ｅ及び／又は第二の廃水Ｅ２からこうした浮遊する汚染物質を除去することが好ましい。さらに、廃水Ｅが、例えば飲食店、自動車工場、又は工業関係に由来するものである場合、スキマー１９２を利用することが好ましく、脂質、油、グリース及び実際に水より軽く廃水Ｅの表面１９４に浮遊する他の物質を除去するために用いられる。また、スキマー１９２は必要な場合に用いて、油、グリース、農薬、除草剤、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）又は他の浮遊する物質等である特定の浮遊する汚染物質に対して誂えることができる。本明細書においては、特定のタイプのスキマー１９２を備えたパッシブ重力ろ過装置１００は、当該装置内の最も容易に汚染物質を捕捉できる場所に配置し得るということを想定している。水がパッシブ重力ろ過装置１００を通るサイクルを数回経るまでは、浮上することができないＶＯＣもある。
【００６２】
ここで図５を参照すると、例であって限定するものではなく、複数直列パッシブ重力ろ過装置１００．ｎの例示的な実施形態を図示している。複数直列パッシブ重力ろ過装置１００．ｎは、第一のパッシブ重力ろ過装置１００．１の第一の排出口１１２．１を、第二のパッシブ重力ろ過装置１００．２の第二の流入口１１０．２に連結するために利用される結合用フランジ７１０／７１０．１を介して、連結又は接続され得る。
【００６３】
本明細書においては、複数のパッシブ重力ろ過装置１００の第一のパッシブ重力ろ過装置１００．１、第二のパッシブ重力ろ過装置１００．２及び同種のものは、複数のパッシブフィルタセルとして構成され得るということを想定している。
【００６４】
本明細書においては、流入口１１０及び排出口１１２は、同様の形状又は設計であるように構成されて、１つのセルを別のセル内で内側に固定もしくは嵌合もしくは結合するか、又は、一体的に接合されて複数直列パッシブ重力ろ過装置１００．ｎの列のセル同士を一体的に接合することが許容され得るということを想定している。
【００６５】
作動においては、各パッシブ重力ろ過装置１００．ｎは、そのそれぞれの段階、セル又はユニット内でより重い第一の廃水Ｅ１．ｎのうち低い濃度、部分又は割合を除去する役割を果たし、直列である複数直列パッシブ重力ろ過装置１００．ｎ全体としては、より重い第一の廃水Ｅ１．ｎのうち低い濃度、部分又は割合の除去を複数回達成し、それによってより重い第一の廃水Ｅ１の高い濃度、部分又は割合を除去し得、その後廃水Ｅ中のより低い濃度、部分又は割合の懸濁物質ＳＳ及び／又は溶存物質ＤＳが、直列である複数直列パッシブ重力ろ過装置１００．ｎのうちの最後のセルから出て行く。さらに、複数直列パッシブ重力ろ過装置１００．ｎの各モジュール又はセルは、事実上すべてのパラメータを調節可能である。複数直列パッシブ重力ろ過装置１００．ｎの個々のモジュール又はセルは、直列に増やす又は減らして、設置したら直ぐにシステムのその時点で存在する処理物に対処するように誂えることが可能である。システムが作動した後で、パフォーマンスを最適化するようにこれら調節を行うことができる。
【００６６】
放出パイプ１８２．ｎは、放出弁１８４／１８４．ｎを介して調節可能であることが好ましい。この特徴により、複数直列パッシブ重力ろ過装置１００．ｎのセル毎に、放出パイプ１８２を通る第一の廃水Ｅ１．ｎの放出の「チューニング」が可能である。さらに、流入口１１０に流れ込む廃水Ｅの最初の流量も、「チューニング」のために同様に調節できる。直列の上流では、複数直列パッシブ重力ろ過装置１００．ｎの列の上流の部分に配置されたセルが、懸濁物質ＳＳ及び／又は溶存物質ＤＳ等である、高い濃度、部分又は割合の汚染物質の廃水Ｅに曝露されることとなることが好ましいという理由から、複数直列パッシブ重力ろ過装置１００．ｎのこうした上流のセルは、放出パイプ１８２.ｎを介して大量の第一の廃水Ｅ１．ｎを放出し得る。また、放出パイプ１８２．ｎ毎の理想的な調節は、複数直列パッシブ重力ろ過装置１００．ｎの個々のセルそれぞれの性能を最適化するのに必要な容量の第一の廃水Ｅ１．ｎのみを除去することであり、装置を増強せずに、第二の部分もしくは湾曲部分１４２及び／又は第三の部分もしくは垂直部分１４３それぞれの「サイホン」効果を増強する。本明細書においては、複数直列パッシブ重力ろ過装置１００．ｎの列の上流にあるセルが、第一の廃水Ｅ１．１のうちの約１０％程度を放出することができるが、一方、複数直列パッシブ重力ろ過装置１００．ｎの列の最後部近くに配置されたセルは、第一の廃水Ｅ１．１のうちの約１％である分画を第一の廃水Ｅ１．ｎとして放出するということを想定している。これら放出の割合は、複数直列パッシブ重力ろ過装置１００．ｎの列を通って流れる廃水Ｅ１の総容量を反映する。さらに、複数直列パッシブ重力ろ過装置１００．ｎを通る全体の流れから除去され、高濃度の有機汚泥ＳＧ．ｎを含有する第一の廃水Ｅ１．ｎは、生物的消化のために潟に戻されるか、又は、標準の工業的慣習に従う処分のために濃縮槽に送られることが可能である。
【００６７】
また、廃水Ｅ２が最終的に排出口１１２に到達したとき、廃水Ｅ２は、複数直列パッシブ重力ろ過装置１００．ｎの列内の隣のセルに入る調整の際に再構築されることが好ましい。このように、さらなるセルを追加する工程は、複数直列パッシブ重力ろ過装置１００．ｎから放出される、所望の結果である水質を達成するために必要に応じて何度も繰り返すことが可能である。
【００６８】
本明細書においては、パッシブ重力ろ過装置１００．ｎが、両端をつないで直列で組み立てられ得る、一列に積層され組み立てられ得る等であってよく、またその組合せでもよいということを想定している。
【００６９】
例えば分子レベルでの食塩では、電荷に起因して、また水及び食塩化合物はいずれも、分子中に反対の正電荷及び負電荷の極性があるという事実に起因して、食塩は水に溶解する。食塩の化合物中の結合は、イオン結合と呼ばれるが、これは、それらがいずれも電荷をもつ−塩化物イオンは負に帯電し、ナトリウムイオンは正に帯電する−という理由からである。同様に、水分子も事実上イオン結合であるが、この結合は共有結合と呼ばれ、２つの水素原子はいずれも、負電荷をもつ酸素原子の各側にそれぞれが正電荷を位置させている。食塩を水に混ぜると、食塩分子内のイオン結合よりも水の共有結合の方が強いことを理由に、食塩は溶解する。
【００７０】
水分子の正に帯電した側が、負に帯電した塩化物イオンを引き付け、水分子の負に帯電した側が、正に帯電したナトリウムイオンを引き付ける。事実上、主導権争いが結果として起こり、水分子がその争いに勝利する。水分子は、ナトリウムイオンと塩化物イオンとを引き離し、それらを結合させていたイオン結合を切断する。この食塩の化合物が引き離されると、ナトリウム原子及び塩素原子は水分子に取り囲まれる。これが起こると、食塩は溶解して均一な溶液が得られる。
【００７１】
ここで図６を参照すると、例であって限定するものではなく、荷電粒子沈殿装置６００を内部に統合したパッシブ重力ろ過装置１００の例示的な実施形態を図示している。荷電粒子沈殿装置６００は、誘導した静電荷の力により廃水Ｅ中の微粒子、懸濁物質ＳＳ及び／もしくは溶存物質ＤＳを除去、回収ならびに／又は分離するろ過装置であり得る。静電荷又は電荷は、物体が電磁場内に置かれたときに物体に力を受けさせる、物質の物性である。電荷には２つの種類、正電荷と負電荷がある。同じ電荷同士は反発し合い、異なる電荷同士は引きつけ合う。荷電粒子沈殿装置６００は、中性又は正電荷であって第一の分離区域１６２．１に対して反発するか又は引きつけられず、それによって第二の分離区域１６２．２内に残る第二の廃水Ｅ２（第二の廃水Ｅ２は、より低い濃度、部分又は割合の懸濁物質ＳＳ及び／もしくは溶存物質ＤＳの廃水（第二の非負電荷廃水−正電荷の粒子又は物質）を含む）と対照的に、負電荷であって第一の分離区域１６２．１に引き付けられる第一の廃水Ｅ１（第一の廃水Ｅ１は、より高い濃度、部分又は割合の懸濁物質ＳＳ及び／もしくは溶存物質ＤＳの廃水（第一の負電荷廃水−負電荷の粒子又は物質）を含む）の全体又は部分を作り出すように機能することが好ましい。本明細書においては、第一の廃水Ｅ１と第二の廃水Ｅ２との間で、電荷の極性を反転できるということを想定している。さらに、パッシブ重力ろ過装置１００は、正電荷及び負電荷がもつ反発性及び誘引性を利用して、廃水Ｅ中の懸濁物質ＳＳ及び／もしくは溶存物質ＤＳを分離することが好ましい。
【００７２】
荷電粒子沈殿装置６００は、流入口帯電グリッド６０２（負電荷）、分離帯電グリッド６０４（正電荷）及び電源６０６を含み得る。流入口帯電グリッド６０２は、好ましくは、流入口１１０、受容区域１６１、又は分離帯電グリッド６０４上流の任意の場所の近傍に配置され得る。さらに、流入口帯電グリッド６０２は、流入口１１０、受容区域１６１を通り抜ける廃水Ｅ中に、例えば離間した１枚又は複数枚の帯電板６０８である導電面を含み得る。一実施形態においては、流入口帯電グリッド６０２は、約２インチずつ離間して垂直に整列した複数枚の０．２００インチの厚さの板で構成された１枚又は複数枚の帯電板６０８．１を含み得る。また、１枚又は複数枚の帯電板６０８．１は、正方形又は長方形又は他の形状で構成され得、約２インチ幅であり得、流入口１１０の全高までの高さで延在して、流入する廃水Ｅと接触する負電荷の電力供給を最大化することができる。さらに、１枚又は複数枚の帯電板６０８．１は、板の１つもしくは複数のセット又は列として構成されてもよく、廃水Ｅの流れＦに対して、例えば中心から約１０度ずらすように斜めにして、流入口１１０及び受容区域１６１を通りぬける廃水Ｅと接触する面を最大化するようにしてもよい。さらにまた、前の列に対して、次の列を逆向きに並べて、廃水Ｅの流れＦを再調整して、流入口１１０及び受容区域１６１内の廃水Ｅの流れＦのあらゆる乱流を最小化してもよい。
【００７３】
本明細書においては、液体媒体（水）の廃水Ｅは、液体媒体（水）ならびに懸濁物質ＳＳ及び／又は溶存物質ＤＳを有する液体媒体（水）の分子又はサブ成分を含むということがわかる。使用の際、流入口帯電グリッド６０２は、流入口１１０及び受容区域１６１を通りぬける廃水Ｅ中の懸濁物質ＳＳ及び／又は溶存物質ＤＳを有する液体媒体（水）の分子又はサブ成分８０２に、電荷（負電荷）を伝達させ、また懸濁物質ＳＳ及び／又は溶存物質ＤＳを担持しない液体媒体（水）の分子又はサブ成分８０２には、電荷（負電荷）を何も伝達させない又はほとんど伝達させないことが好ましい。
【００７４】
本明細書においては、１枚又は複数枚の帯電板６０８は、平行にした板として配列されて最小の乱流で廃水Ｅに対して電気的接触を可能にすることができるが、ブロードで、平坦で、穏やかである、水柱状の廃水Ｅを維持し、分離効率を最大化するような他の構成、大きさ、及び寸法が、本明細書に含まれるということを想定している。乱流が、粒子を混合した状態にさせる傾向を引き起こす。
【００７５】
電源６０６は、標準の固定の電源又は調節可能／変更可能な電圧、電流、及び／もしくは極性をもつ電源を含み得る。電源６０６は、正出力端子６０６．２及び負出力端子６０６．１を含むものであって、負出力端子６０６．１は、電線６０９を介して流入口帯電グリッド６０２と電気的に接続し得、正出力端子６０６．２は、電線６０９を介して分離帯電グリッド６０４と電気的に接続し得ることが好ましい。
【００７６】
また、分離帯電グリッド６０４（正電荷）は、分離区域１６２及び回収区域１６３を通りぬける廃水Ｅ中に、離間した１枚又は複数枚の帯電板６０８を含み得る。一実施形態においては、分離帯電グリッド６０４は、約２インチずつ離間して垂直に整列した複数枚の０．１２５インチの厚さの板で構成された１枚又は複数枚の帯電板６０８．２を含み得る。また、１枚又は複数枚の帯電板６０８．２は、正方形又は長方形又は他の形状で構成され得、約１．５インチ幅であり得、約２インチの高さに延在して、正電荷の電力供給を最大化することができる。
【００７７】
本明細書においては、帯電グリッド６０４が、分離区域１６２及び／又は回収区域１６３に、第一の廃水Ｅ１（負に帯電した（負電荷の）懸濁物質ＳＳ及び／又は溶存物質ＤＳを有する液体媒体（水）の分子又はサブ成分８０２）を誘引して引っ張るということがわかる。また、帯電グリッド６０４は、第二の廃水Ｅ２（懸濁物質ＳＳ及び／又は溶存物質ＤＳを担持せず、かつ、電荷（負電荷）を何も含まない又はほとんど含まない液体媒体（水）の分子又はサブ成分、分子又はサブ成分８０２）を反発し、それによって第二の廃水Ｅ２は、第二の分離区域１６２．２及び第二の回収区域１６３．２まで横断する。
【００７８】
また、１枚又は複数枚の第一の帯電板６０８は、板の１つ又は複数の列として構成され得、第一の廃水Ｅの第一の流れＦに対して、例えば中心から約１０度ずらすように斜めにして、分離区域１６２及び／又は回収区域１６３に移動する第一の廃水Ｅ１との接触を最大化することができる。さらにまた、前の列に対して、次の列を逆向きに並べて、第一の廃水Ｅ１の第一の流れＦ１を再調整して、分離区域１６２及び／又は回収区域１６３内の第一の廃水Ｅ１の第一の流れＦ１のあらゆる乱流を最小化してもよい。
【００７９】
本明細書においては、第一の廃水Ｅ１の流れＦ１は、分離区域１６２及び／又は回収区域１６３内で速度がより低下し、それによって帯電グリッド６０４上の分離パターンが、流入口帯電グリッド６０２での分離パターンよりも密になり得るということがわかる。
【００８０】
本明細書においては、液体媒体（水）の廃水Ｅが、液体媒体（水）ならびに懸濁物質ＳＳ及び／又は溶存物質ＤＳを有する液体媒体（水）の分子又はサブ成分を含むということがわかる。使用の際、分離帯電グリッド６０４は、廃水Ｅ中の懸濁物質ＳＳ及び／又は溶存物質ＤＳを有する液体媒体（水）の帯電した（負電荷の）分子又はサブ成分８０２を、その１枚又は複数枚の帯電板６０８．２に又は該帯電板６０８．２の方に誘引して引っ張り（分離帯電グリッド６０４よって作り出される逆の電場への誘引）、懸濁物質ＳＳ及び／又は溶存物質ＤＳを担持しない液体媒体（水）の帯電した分子又はサブ成分８０２に対する誘引又は引っ張りはほとんどないか又は全くなく、それによって分離区域１６２及び／又は回収区域１６３中の第二の廃水Ｅ２（帯電していない）から第一の廃水Ｅ１（帯電している）の少なくとも一部又はある割合を分離することが好ましい。
【００８１】
本明細書においては、負電荷を担持する第一の廃水Ｅ１［懸濁物質ＳＳ及び／又は溶存物質ＤＳを有する液体媒体（水）の帯電した（負電荷の）分子又はサブ成分８０２］が、分離帯電グリッド６０４の方へ下方に引っ張られ始めるということがわかる。分離は、この領域である分離区域１６２で行われる。電荷を担持しない液体媒体、第二の廃水Ｅ２のほとんどの量が、第一の廃水Ｅ１から分離されて、排出口１１２まで横断し始める。
【００８２】
本明細書においては、第二の廃水Ｅ２から第一の廃水Ｅ１の少なくとも一部又はある割合を分離することで、パッシブ重力ろ過装置１００に入ってくる廃水Ｅと比べて、放出パイプ１８２を経る放出が、その中により高い濃度、部分、又は割合の懸濁物質ＳＳ及び／又は溶存物質ＤＳを含むようにさせることができるということがわかる。
【００８３】
本明細書においては、第二の廃水Ｅ２から第一の廃水Ｅ１の少なくとも一部又はある割合を分離することで、パッシブ重力ろ過装置１００に入ってくる廃水Ｅと比べて、排出口１１２を経る放出が、その中により低い濃度、部分、又は割合の懸濁物質ＳＳ及び／又は溶存物質ＤＳを含むようにさせることができるということがさらにわかる。
【００８４】
好ましくは、分離区域１６２及び／又は回収区域１６３は、第一の廃水Ｅ１が放出パイプ１８２を出るときに、絶えず洗われる。放出パイプ１８２により必要とされる最小の放出量は、第一の廃水Ｅ１がクロスフローの廃水Ｅ１と再度混合することを防ぐのに必要な量である。
【００８５】
また、断続的で強力な逆の極性の電荷が電源６０６から分離帯電グリッド６０４に印加されて、帯電する（負電荷の）分子又はサブ成分８０２を回収した１枚又は複数枚の帯電板６０８が洗浄される。放出された帯電する（負電荷の）分子又はサブ成分８０２は、放出パイプ１８２を出て行く第一の廃水Ｅ１によって押し流され得る。
【００８６】
本明細書においては、１枚又は複数枚の帯電板６０８は、平行にした板として配列されて最小の乱流で廃水Ｅに対して電気的接触を可能にすることができるが、ブロードで、平坦で、穏やかである、水柱状の廃水Ｅを維持し、最大の分離効率を提供するような他の構成、大きさ、及び寸法が、本明細書に含まれるということを想定している。
【００８７】
本明細書においては、１枚又は複数枚の帯電板６０８（正電荷か負電荷のいずれかに帯電）は、他の構成、厚さ、大きさ、寸法及びパッシブ重力ろ過装置１００内での位置を含み得るということをさらに想定している。
【００８８】
分離帯電グリッド６０４は、高さ又は垂直方向の調節装置７００を含み、分離区域１６２及び／又は回収区域１６３内で分離帯電グリッド６０４の高さの調節をすることが可能であり得る。垂直方向の調節装置７００は、１枚又は複数枚の壁の近傍、例えば前方側壁１４０、フロア１２４、左側壁又は第一の側壁１３１、右側壁又は第二の側壁１３２、及び後方側壁１３３の近傍に配置された、１本又は複数本の絶縁のレール又は支持体を含み得、又はより詳細には、内面１０４の垂直部分１４３の近傍に配置した第一の支持体７０１と、内面１０４の後方側壁１３３の近傍に配置した第二の支持体７０２とを含み得る。分離帯電グリッド６０４の１つ又は複数の部分は、例えばピンチボルト７０３であるファスナーを介して、垂直方向の調節装置７００の少なくとも１つに調節可能に装着することができる。ピンチボルト７０３は、例えば第一の支持体７０１もしくは第二の支持体７０２である１本もしくは複数本の支持体を上及び／又は下に調節して、フロア１２４に対する分離帯電グリッド６０４の垂直方向の位置又は高さを変更することができる。
【００８９】
本明細書においては、廃水Ｅの流れに対する、分離区域１６２及び／又は回収区域１６３内の分離帯電グリッド６０４の最適な垂直方向の位置は、流入口１１０における廃水Ｅの流入量と、懸濁物質ＳＳ及び／又は溶存物質ＤＳの濃度とに依存することとなるということを想定している。
【００９０】
本明細書においては、分離区域１６２及び／又は回収区域１６３内の分離帯電グリッド６０４の高さ調節、流入口１１０に入ってくる廃水Ｅの量、流入口１１０に入ってくる廃水Ｅの状態（より重い）、放出パイプ１８２を出て行く第一の廃水Ｅ１の量のみならず、流入口帯電グリッド６０２及び／又は分離帯電グリッド６０４に印加される電圧／電流の量等である、パッシブ重力ろ過装置１００に関する変数は、各セルで可変であり、廃水Ｅからの第一の廃水Ｅ１（懸濁物質ＳＳ及び／又は溶存物質ＤＳ）の除去効率を調整することを含むということをさらに想定している。
【００９１】
本明細書においては、分離帯電グリッド６０４によって第二の分離区域１６２．２及び第二の回収区域１６３．２を横断した（すなわち、第一の分離区域１６２．１又は第一の回収区域１６３．１内に引っ張られて降下していない）帯電した（負電荷）分子又はサブ成分８０２は、後続する又はその下流のパッシブ重力ろ過装置１００の流入口帯電グリッド６０２（負電荷）の電場に範囲に入り得るということをさらに想定している。後続する又は下流のパッシブ重力ろ過装置１００の流入口帯電グリッド６０２（負電荷）の電場は、帯電した（負電荷の）分子又はサブ成分８０２を反発し、（負電荷の）電場からの反発力を介して、帯電した（負電荷の）分子又はサブ成分８０２を縁部１７２の下方に、かつ、第一の分離区域１６２．１又は第一の回収区域１６３．１内に押すことが好ましい。
【００９２】
ここで図７を参照すると、例であって限定するものではなく、列Ａを形成する多段のモジュール又はセルＣ／Ｍとしての直列の複数のパッシブ重力ろ過装置１００の例示的な実施形態を図示している。例えば、第一のパッシブ重力ろ過装置１００．１の排出口１１２．１は、複数のパッシブ重力ろ過装置１００のために、例えば接合フランジ７１０．１である連結部又は結合部を介して第二のパッシブ重力ろ過装置１００．２の流入口１１０．２などと結合し得る。
【００９３】
本明細書においては、直列のモジュール又はセルである複数のパッシブ重力ろ過装置１００は、例えば第一のパッシブ重力ろ過装置１００．１、第二のパッシブ重力ろ過装置１００．２、第三のパッシブ重力ろ過装置１００．３、第四のパッシブ重力ろ過装置１００．４、第五のパッシブ重力ろ過装置１００．５、第六のパッシブ重力ろ過装置１００．６、第七のパッシブ重力ろ過装置１００．７、及び第八のパッシブ重力ろ過装置１００．８を、４つ（four-by-four）２段に積層した構成であるということがわかる。さらに、直列のモジュール又はセルである複数のパッシブ重力ろ過装置１００を一列又は複数列で構成してもよい。
【００９４】
本明細書においては、例えば第一のパッシブ重力ろ過装置１００．１及び第二のパッシブ重力ろ過装置１００．２である直列のモジュール又はセルであるパッシブ重力ろ過装置１００のそれぞれが、還元又はろ過処理の一部を行うことのみが要求されること、また直列で機能する全体としての複数のパッシブ重力ろ過装置１００としては、すべてを合わせた性能を上回る還元又はろ過性能を有するということがわかる。さらに、個々のモジュール又はセルＣ／Ｍは、特定の還元又はろ過を行うためにチューニング又は誂えることができ、そうした特徴は、全体的な還元又はろ過処理を大幅に最適化させることができる。さらに、列ＡのモジュールもしくはセルＣ／Ｍの一部又はすべての中に、荷電粒子沈殿装置６００が機能的に統合されてもよく、又は、されていなくてもよい。
【００９５】
これらユニットにより、清澄分離装置は、懸濁固体、懸濁物質ＳＳだけでなく、水中に溶解した粒子、溶存物質ＤＳである成分を除去できるようになることとなる。
【００９６】
例えば、列Ａの上流部にあるセル又はモジュールＣ／Ｍが、最も高い塩分濃度（最も導電性である）の水に対応することとなるが、水の塩分がずっと少なく（導電性がほとんどない）且つより多くの電流を必要として放出パイプ１８２を介しての排出がほとんどなくなるような列Ａの最後部にあるセルよりも、より少ない電流を必要として放出パイプ１８２を介しての排出がより多くなる。
なぜなら、水の導電性がはるかに低い（食塩分子がずっと少ない）ものである列Ａの最後部の方に向かうと、電流は多く必要であるが排出はほとんどないからである。このように、この処理は、実質的にすべてのパラメータを「調子を合わせて（tunable）」調節できるものである。各セル又はモジュールＣ／Ｍを最適化することで、列Ａの全体的な効率が大幅に増強されることとなる。
【００９７】
さらに、個々のセル又はモジュールＣ／Ｍを増やす又は減らして、設置したら直ぐに列Ａのシステム内のその時点で存在する処理物に対応するように誂えることができる。システムが作動した後で、パフォーマンスを最適化するようにこれら調節を行うことができる。重要なこととしては、列Ａ全体は可搬性があり、永続的な基礎構造を必要としない。
【００９８】
放出パイプ１８２を介しての放出又は水の「リターン」は、第一のパッシブ重力ろ過装置１００．１に入る全流れのうち５０％を超えるべきではないことに留意することが重要である。図７は、１日当たり約３ミリオンガロンの容量をもつろ過システムを示している。このことは、それぞれが標準の輸送用コンテナ内に納まるものとなる、８個からなる隣接しあう２つの列にある１６個のセル又はモジュールＣ／Ｍによるシステムを意味し、新しい水を１日当たり約１．５ミリオンガロン産出できる。
【００９９】
本明細書においては、荷電粒子沈殿装置６００を統合して複数のパッシブフィルタセルとして構築された、複数のパッシブ重力ろ過装置１００のために、第一のパッシブ重力ろ過装置１００．１が第一の荷電粒子沈殿装置６００．１を含み得、第二のパッシブ重力ろ過装置１００．２が第二の荷電粒子沈殿装置６００．２を含み得る等であることを想定している。
【０１００】
ここで図８を参照すると、列Ａを形成する多段のモジュール又はセルＣ／Ｍとして、複数のパッシブ重力ろ過装置１００を直列で使用する方法についてのフロー図８００を図示している。ブロック又はステップ８１０は、１つ又は複数のパッシブ重力ろ過装置１００であって、列Ａを形成する１つ又は複数のモジュール又はセルＣ／Ｍがその中に荷電粒子沈殿装置６００を含むものである上記１つ又は複数のパッシブ重力ろ過装置１００を提供することである。ブロック又はステップ８１５は、複数のパッシブ重力ろ過装置１００のために、第一のパッシブ重力ろ過装置１００．（ｎ）の排出口１１２（ｎ）等に対して、第二のパッシブ重力ろ過装置１００．（ｎ＋１）の流入口１１０．（ｎ＋１）を、例えば接合フランジ７１０である連結部又は結合部を介して結合又は連結することである。ブロック又はステップ８２０は、重力ろ過装置１００の流入口１１０．１に廃水Ｅを入れることである。ブロック又はステップ８２５は、パッシブ重力ろ過装置１００．（１−ｎ）の列Ａを形成するモジュール又はセルＣ／Ｍのそれぞれにおいて、本明細書の図１から７に提供したように、廃水Ｅを第一の廃水Ｅ１及び第二の廃水Ｅ２にろ過又は分離することである。ブロック又はステップ８３０は、第二の廃水Ｅ２（ろ過された低濃度の廃水）を、例えば接合フランジ７１０である連結部又は結合部を介して結合又は連結された第一のパッシブ重力ろ過装置１００．１の排出口１１２．１を介して、第二のパッシブ重力ろ過装置１００．２の流入口１１０．１に放出して、パッシブ重力ろ過装置１００．（１−ｎ）の列Ａを形成するすべての他のモジュール又はセルＣ／Ｍに対して繰り返すことである。ブロック又はステップ８３５は、第一のパッシブ重力ろ過装置１００及びパッシブ重力ろ過装置１００．（１−ｎ）の列Ａを形成するすべての他のモジュール又はセルＣ／Ｍの放出パイプ１８２から第一の廃水Ｅ１（高濃度の廃水）を放出することである。ブロック又はステップ８４０は、懸濁物質ＳＳ及び／又は溶存物質ＤＳをある濃度、ある部分又はある割合でろ過された、部分的に清澄された廃水Ｅｐｃとして、パッシブ重力ろ過装置１００から第二の廃水Ｅ２を放出することである。ブロック又はステップ８４５は、列Ａを形成する多段のモジュール又はセルＣ／Ｍとして直列にした１つ又は複数のパッシブ重力ろ過装置１００のそれぞれをチューニングして、列Ａのろ過処理を最適化することである。ブロック又はステップ８５０は、本明細書に記載の利点のすべてをもつ単一のパッシブ重力ろ過装置１００によって達成される可能性があるものを超える、懸濁物質ＳＳ及び／又は溶存物質ＤＳをより高い濃度、部分又は割合でろ過された、清澄された廃水Ｅｃとして、パッシブ重力ろ過装置１００（１−ｎ）の列Ａを形成する最後部のモジュール又はセルＣ／Ｍの排出口１１２から最後の第二の廃水Ｅ２を放出することである。ブロック又はステップ８５５では、複数直列パッシブ重力ろ過装置１００．ｎが、第一のパッシブ重力ろ過装置１００．１の第一の排出口１１２．１を第二のパッシブ重力ろ過装置１００．２の第二の流入口１１０．２に直列で結合するために利用される連結フランジ７１０．ｎを介して連結又は接続され得る。
【０１０１】
先述の説明及び図面は、本開示の説明となる実施形態を含んでいる。このように例示的な実施形態を説明したことで、当業者には、開示の範囲は例示に過ぎないこと、種々の他の代替、適合及び変形が本開示の範囲内でなされ得ることを留意されたい。或る順序で方法のステップを単に列挙又は番号付けたことは、その方法のステップの順序に対する何らかの制限を構成するものではない。当業者であれば、この開示について多数の変形及び他の実施形態に想到することとなるが、この開示が属するそうしたものに対して、先述の説明及び関連の図面に表した教示の利益を有する。本明細書において特定の語を用いたが、それらは概略的かつ説明的な意味のみで用いたものであり、限定を目的とするものではない。さらに本開示について詳細に説明してきたが、それらに対しては、添付の特許請求の範囲で規定されるようなこの開示の趣旨及び範囲を逸脱することなく、様々な変形、置換、代替をなすことができるということを理解されたい。したがって、本開示は、本明細書で説明した特定の実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【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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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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