JP2015134338A - 逆洗型ろ過装置およびプレート式熱交換器 - Google Patents
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Abstract
Description
圧力容器と、前記圧力容器内に配置され内側から外側に向けて原水を通過させてろ過する1つまたは複数のろ過エレメントと、前記ろ過エレメントの何れかに接続し、当該接続したろ過エレメントからろ過水を逆流させてろ過エレメントの洗浄を行う逆洗配管と、前記ろ過エレメントに対する前記逆洗配管の接続を切り替える切替手段とを備えたろ過ユニットが設けられた逆洗型ろ過装置であって、
前記ろ過エレメントにオゾンを供給することにより、前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去する付着物除去手段が設けられており、
前記付着物除去手段が
前記圧力容器内の水を排水する排水機構と、
排水された前記圧力容器内に気体のオゾンを供給するオゾン供給機構と、
供給された前記オゾンを、前記圧力容器内の前記ろ過エレメントと前記逆洗配管とを経由して形成された循環ラインに強制的に循環させるオゾン循環機構と
を備えていることを特徴とする逆洗型ろ過装置である。
前記オゾン循環機構が、供給された前記オゾンを、前記逆洗配管を逆流させて循環させるオゾン循環機構であることを特徴とする請求項1に記載の逆洗型ろ過装置である。
1つのろ過エレメントに対して前記逆洗配管を所定時間継続して接続させて、供給された前記オゾンが所定のろ過エレメントに局所的に供給されるように、前記逆洗配管の回転を制御する制御部を備えていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の逆洗型ろ過装置である。
圧力容器と、前記圧力容器内に配置され内側から外側に向けて原水を通過させてろ過する1つまたは複数のろ過エレメントと、前記ろ過エレメントの何れかに接続し、当該接続したろ過エレメントからろ過水を逆流させてろ過エレメントの洗浄を行う逆洗配管と、前記ろ過エレメントに対する前記逆洗配管の接続を切り替える切替手段とを備えたろ過ユニットが設けられた逆洗型ろ過装置であって、
前記ろ過エレメントにオゾンを供給することにより、前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去する付着物除去手段が設けられており、
前記付着物除去手段が
前記圧力容器内の水を清水に置換する清水置換機構と、
置換された前記圧力容器内の清水にオゾンを供給するオゾン供給機構と、
前記オゾンが供給された清水を、前記圧力容器内の前記ろ過エレメントと前記逆洗配管とを経由して形成された循環ラインに強制的に循環させるオゾン循環機構と
を備えていることを特徴とする逆洗型ろ過装置である。
前記オゾン供給機構が、マイクロバブルノズルを備えており、前記清水にオゾンのマイクロバブルを供給するオゾン供給機構であることを特徴とする請求項4に記載の逆洗型ろ過装置である。
前記オゾン循環機構が、前記オゾンが供給された清水を、前記逆洗配管を逆流させて循環させるオゾン循環機構であることを特徴とする請求項4または請求項5に記載の逆洗型ろ過装置である。
1つのろ過エレメントに対して前記逆洗配管を所定時間継続して接続させて、前記オゾンが供給された清水が所定のろ過エレメントに局所的に供給されるように、前記逆洗配管の回転を制御する制御部を備えていることを特徴とする請求項4ないし請求項6のいずれか1項に記載の逆洗型ろ過装置である。
前記原水が、海水であることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の逆洗型ろ過装置である。
積層された複数の熱交換プレートのそれぞれを境にして低温流体を流通させる流路と高温流体を流通させる流路が交互に形成された熱交換ユニットを少なくとも1つ備えたプレート式熱交換器であって、
選択された少なくとも何れかの流路にオゾンを供給することにより、選択された前記流路に形成された付着物を除去する付着物除去手段が設けられており、
前記付着物除去手段が
選択された前記流路内の水を排水する排水機構と、
排水された前記流路内に気体のオゾンを供給するオゾン供給機構と、
供給された前記オゾンを、選択された前記流路を経由して形成された循環ラインに強制的に循環させるオゾン循環機構と
を備えていることを特徴とするプレート式熱交換器である。
積層された複数の熱交換プレートのそれぞれを境にして低温流体を流通させる流路と高温流体を流通させる流路が交互に形成された熱交換ユニットを少なくとも1つ備えたプレート式熱交換器であって、
選択された少なくとも何れかの流路にオゾンを供給することにより、選択された前記流路に形成された付着物を除去する付着物除去手段が設けられており、
前記付着物除去手段が
選択された前記流路内の媒体を清水に置換する清水置換機構と、
置換された前記流路内の清水にオゾンを供給するオゾン供給機構と、
前記オゾンが供給された清水を、選択された前記流路を経由して形成された前記循環ラインに強制的に循環させるオゾン循環機構と
を備えていることを特徴とするプレート式熱交換器である。
前記オゾン供給機構が、マイクロバブルノズルを備えており、前記清水にオゾンのマイクロバブルを供給するオゾン供給機構であることを特徴とする請求項10に記載のプレート式熱交換器である。
本実施の形態は、排水して空になった圧力容器内に気体のオゾンを供給し、圧力容器と逆洗配管を経由する循環ラインに気体のオゾンを強制的に循環させることにより、ろ過エレメントに形成された付着物を除去する付着物除去手段が設けられた逆洗型ろ過装置に関する。
図1および図2に示すように、本実施の形態に係る逆洗型ろ過装置には、圧力容器2と、圧力容器2内に配置され内側から外側に向けて原水を通過させてろ過する複数のろ過エレメント6と、複数のろ過エレメント6の何れかに接続し、当該接続したろ過エレメント6の外側から内側に向けてろ過水を逆流させてろ過エレメント6の逆洗を行う逆洗配管21と、複数のろ過エレメント6に対する逆洗配管21の接続を切り替える切替手段としてのモータ9とを備えたろ過ユニット1が設けられている。なお、図1において、3は原水の流入口、4はろ過水の流出口であり、ろ過水の流出口4には流出したろ過水を外部へ移送するろ過水移送管15が設けられている。
本実施の形態において、逆洗型ろ過装置を用いたろ過および逆洗は以下の手順で行われる。
しかし、前記したように、ろ過エレメントの壁面などに付着した微生物などの不純物は、バイオフィルムなどの付着物を形成することがある。これらの付着物は粘着性が強く、一旦形成されてしまうと通常の逆洗では十分に除去することが難しいため、逆洗を行っているにも拘わらず、原水の処理能力を回復させることができなくなる。
本実施の形態は、圧力容器内の水を清水に置換した後、置換された清水にオゾンを供給して溶解させ、オゾンが溶解した清水を圧力容器と逆洗配管を経由する循環ラインに強制的に循環させることにより、ろ過エレメントに形成された付着物を除去する付着物除去手段が設けられた逆洗型ろ過装置に関する。
図3に示すように、本実施の形態に係る逆洗型ろ過装置は、付着物除去手段として、圧力容器2内の水を清水に置換する清水置換機構47と、置換された圧力容器2内の清水にオゾンを供給するオゾン供給機構45と、オゾンが供給された清水を、圧力容器内のろ過エレメントと逆洗配管とを経由して形成された循環ラインに強制的に循環させるオゾン循環機構とを備えている点において第1の実施の形態とは異なっている。
本実施の形態に係る逆洗型ろ過装置を用いたろ過運転および逆洗は、第1の実施の形態と同様に行われるため、これらについての説明は省略する。
本実施の形態に係る逆洗型ろ過装置を用いて付着物の除去を行う場合、先ず、第1の実施の形態と同様に、ドレンバルブ34を開いてドレン管23から圧力容器2内の水を排出する。
本実施の形態は、低温流体や高温流体が流通する熱交換プレートの流路内を排水した後、空になった流路内に気体のオゾンを供給し流路を経由する循環ラインに気体のオゾンを強制的に循環させることにより、熱交換プレートの流路内に形成された付着物を除去する付着物除去手段が設けられたプレート式熱交換器に関する。
プレート式熱交換器は、積層された複数の熱交換プレートのそれぞれを境にして低温流体を流通させる流路と高温流体を流通させる流路が交互に形成された熱交換ユニットを少なくとも1つ備えており、熱交換プレートの間に形成された流路に、低温流体と高温流体を流通させることにより、低温流体と高温流体との間で互いに熱交換が行われるようになっている。
本実施の形態において、プレート式熱交換器を用いた流体の熱交換は以下の手順で行われる。先ず、それぞれの供給管の上流に配置された圧送ポンプ(図示省略)により、それぞれの熱交換ユニット100に、低温流体供給管130から低温流体が供給され、高温流体供給管120から高温流体が供給される。
しかし、低温流体や高温流体などに不純物が含まれている場合、熱交換プレートの表面などに付着した不純物がバイオフィルムなどの付着物を形成して、熱貫流率を低下させることがあり、その結果、熱交換プレートを介した熱交換の効率が低下する恐れがある。
本実施の形態に係るプレート式熱交換器では、低温流体供給管130と低温流体排出管140との間の温度差(若しくは高温流体供給管120と高温流体排出管150との間の温度差)を監視し続け、熱貫流率の低下が生じたことを検知した場合、熱交換運転を一旦停止して付着物の除去を開始する。また、定期メンテナンス時に付着物の除去を行ってもよい。
図1に示す構成の逆洗型ろ過装置を用いて、海水のろ過処理と逆洗を継続して行い、平均流量(Average Qr)と最大流量(MAX Qr)を毎日測定した。測定結果を図6に示す。なお、31日目は停電のため、測定を行わなかった。
図1に示す構成の逆洗型ろ過装置において、39日間の逆洗ろ過運転を継続して行うことにより、ろ過エレメントに付着物を形成させた。次に、圧力容器内の水を排水し、その後、気体のオゾン5000ppmを30分間かけて圧力容器内に供給し、供給開始から70分間オゾンを強制的に循環させて、付着物の除去処理を行った。付着物の除去処理におけるオゾン濃度の測定結果とオゾンの供給量の推移(理論値)を図8に示す。
2 圧力容器
3 流入口
4 流出口
5 仕切り板
6 ろ過エレメント
9 モータ
10 開口部
11 原水室
12 ろ過水室
13 天板
14 底面開口部
15 ろ過水移送管
20a、20b 逆洗ノズル
21 逆洗配管
21a、21b 分岐管
22 回転軸
23、142 ドレン管
31、32、131,141 バタフライ弁
33 逆洗配管ボール弁
34、143 ドレンバルブ
35、36、113 電動弁
41、110 バイパス経路
42 ポンプ
43 マイクロバブルノズル
44、112 オゾン供給装置
45 オゾン供給機構
46、111 ブロア
47 清水置換機構
100 熱交換ユニット
101a 第1熱交換プレート
101b 第2熱交換プレート
102 固定フレーム
103 低温流体出口
104 高温流体入口
105 低温流体入口
106 高温流体出口
107 低温流路
108 高温流路
120 高温流体供給管
130 低温流体供給管
140 低温流体排出管
150 高温流体排出管
Claims (11)
- 圧力容器と、前記圧力容器内に配置され内側から外側に向けて原水を通過させてろ過する1つまたは複数のろ過エレメントと、前記ろ過エレメントの何れかに接続し、当該接続したろ過エレメントからろ過水を逆流させてろ過エレメントの洗浄を行う逆洗配管と、前記ろ過エレメントに対する前記逆洗配管の接続を切り替える切替手段とを備えたろ過ユニットが設けられた逆洗型ろ過装置であって、
前記ろ過エレメントにオゾンを供給することにより、前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去する付着物除去手段が設けられており、
前記付着物除去手段が
前記圧力容器内の水を排水する排水機構と、
排水された前記圧力容器内に気体のオゾンを供給するオゾン供給機構と、
供給された前記オゾンを、前記圧力容器内の前記ろ過エレメントと前記逆洗配管とを経由して形成された循環ラインに強制的に循環させるオゾン循環機構と
を備えていることを特徴とする逆洗型ろ過装置。 - 前記オゾン循環機構が、供給された前記オゾンを、前記逆洗配管を逆流させて循環させるオゾン循環機構であることを特徴とする請求項1に記載の逆洗型ろ過装置。
- 1つのろ過エレメントに対して前記逆洗配管を所定時間継続して接続させて、供給された前記オゾンが所定のろ過エレメントに局所的に供給されるように、前記逆洗配管の回転を制御する制御部を備えていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の逆洗型ろ過装置。
- 圧力容器と、前記圧力容器内に配置され内側から外側に向けて原水を通過させてろ過する1つまたは複数のろ過エレメントと、前記ろ過エレメントの何れかに接続し、当該接続したろ過エレメントからろ過水を逆流させてろ過エレメントの洗浄を行う逆洗配管と、前記ろ過エレメントに対する前記逆洗配管の接続を切り替える切替手段とを備えたろ過ユニットが設けられた逆洗型ろ過装置であって、
前記ろ過エレメントにオゾンを供給することにより、前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去する付着物除去手段が設けられており、
前記付着物除去手段が
前記圧力容器内の水を清水に置換する清水置換機構と、
置換された前記圧力容器内の清水にオゾンを供給するオゾン供給機構と、
前記オゾンが供給された清水を、前記圧力容器内の前記ろ過エレメントと前記逆洗配管とを経由して形成された循環ラインに強制的に循環させるオゾン循環機構と
を備えていることを特徴とする逆洗型ろ過装置。 - 前記オゾン供給機構が、マイクロバブルノズルを備えており、前記清水にオゾンのマイクロバブルを供給するオゾン供給機構であることを特徴とする請求項4に記載の逆洗型ろ過装置。
- 前記オゾン循環機構が、前記オゾンが供給された清水を、前記逆洗配管を逆流させて循環させるオゾン循環機構であることを特徴とする請求項4または請求項5に記載の逆洗型ろ過装置。
- 1つのろ過エレメントに対して前記逆洗配管を所定時間継続して接続させて、前記オゾンが供給された清水が所定のろ過エレメントに局所的に供給されるように、前記逆洗配管の回転を制御する制御部を備えていることを特徴とする請求項4ないし請求項6のいずれか1項に記載の逆洗型ろ過装置。
- 前記原水が、海水であることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の逆洗型ろ過装置。
- 積層された複数の熱交換プレートのそれぞれを境にして低温流体を流通させる流路と高温流体を流通させる流路が交互に形成された熱交換ユニットを少なくとも1つ備えたプレート式熱交換器であって、
選択された少なくとも何れかの流路にオゾンを供給することにより、選択された前記流路に形成された付着物を除去する付着物除去手段が設けられており、
前記付着物除去手段が
選択された前記流路内の水を排水する排水機構と、
排水された前記流路内に気体のオゾンを供給するオゾン供給機構と、
供給された前記オゾンを、選択された前記流路を経由して形成された循環ラインに強制的に循環させるオゾン循環機構と
を備えていることを特徴とするプレート式熱交換器。 - 積層された複数の熱交換プレートのそれぞれを境にして低温流体を流通させる流路と高温流体を流通させる流路が交互に形成された熱交換ユニットを少なくとも1つ備えたプレート式熱交換器であって、
選択された少なくとも何れかの流路にオゾンを供給することにより、選択された前記流路に形成された付着物を除去する付着物除去手段が設けられており、
前記付着物除去手段が
選択された前記流路内の媒体を清水に置換する清水置換機構と、
置換された前記流路内の清水にオゾンを供給するオゾン供給機構と、
前記オゾンが供給された清水を、選択された前記流路を経由して形成された前記循環ラインに強制的に循環させるオゾン循環機構と
を備えていることを特徴とするプレート式熱交換器。 - 前記オゾン供給機構が、マイクロバブルノズルを備えており、前記清水にオゾンのマイクロバブルを供給するオゾン供給機構であることを特徴とする請求項10に記載のプレート式熱交換器。
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