JPH07509655A - 処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 処理装置 本発明は処理床を通じて流れる液体の処理のための粒子状の処理床を有する種類 の処理装置に関する。

粒子状処理媒体は定期的に再生されなければならず、このため一般に処理装置は 元の場所で逆流洗浄される間、または処理媒体が逆流洗浄のため取り除がれるか または交換される間、かなりの期間処理装置を非稼働状態とさせてラインから離 すことを必要とする。

本発明による処理装置は粒子処理媒体の処理床を含んでなり、処理されるべき液 体の入口と処理された液体の出口とを有するハウジングと：出口を存し濾過法外 部からの圧力の下で液体が供給されるように配置される液体供給ダクトと、液体 の放出と床からの処理媒体粒子の処理のために液体供給ダクトの出口を越えて突 出しその端に入口を有している液体供給ダクト内の放出ダクトとを含んでなる、 処理床から処理媒体粒子を除去するための処理媒体と連関した流動化装置と； 床の上部に新たな粒子処理媒体を供給するための手段とから構成される。

このような流動化装置は、処理媒体粒子がポンプ羽根車に接触することなく床か ら効率的に除去されることを確実にする。

床から除去された物質は再生手段に導くことができ、そこで再生され再使用され るか、他の場所へ捨てられるかもしくは使用されつる。例えば、もし処理媒体粒 子か可燃性であるならば、この処理は油性水を濾過して脱油しそれにより粒子の カロリー価を増加させて燃料として使用できるようにすることであるかもしれな い。

したがりで、処理装置かライン上にある間に、再生のために処理床から粒子処理 媒体を徐々に除去することか可能である。

本発明における使用に適当なタイプの流動化装置は我々の先行特許ＵＳ−Ａ−４ ９７８２５１，４９５２０９９，４９９２００６に開示されている。

もし液体供給ダクトが液体に渦巻きを生じさせる手段を育するのであれば、この 流動化装置の操作は改善されるかもしれない。

好ましくは、流動化装置は処理床の底部付近に設けられ、その結果放出ダクトを 通して除去される処理媒体は処理媒体の排出により生じる空間に重力または加圧 下て落下する粒子により置換される。この方法では、処理媒体はすべての床が一 定サイクルで洗浄されることを確実にする処理床を通じて下方に進行する傾向か あるであろう。

この処理装置は特に濾過装置として効果的であり、再生手段は処理媒体から汚染 物を分離するための分離器である。

従来の濾過器は濾過床が汚染物によって詰まったときに逆流洗浄されなければな らなかった。これは液体が濾過床からドレーンされ、空気がそれを除去するため に床に吹き付けられ、水が汚染物を洗浄するために床に逆に通過させることを必 要とする。このことは、長期間濾過器がラインから離れる原因となるばかりでな く水の浪費と濾過器媒体粒子の幾分かの損失となる。

本発明の処理装置の濾過器としての使用は濾過媒体の迅速なオンライン洗浄をも たらす。これは小さい粒子サイズまたは浅い床を有する濾過媒体が洗浄速度のお かげで、固体保持容量が従来の濾過器よりも重要ではないものとして使用されつ るという利点をもたらす。放出ダクトを通じて洗浄される濾過媒体は清浄化され 、当初の濾過床または別の濾過床に戻されつる。これは系からの正味量の濾過媒 体の損失を低下させる。空気が濾過器に吹き付けられる必要性は、流動化装置に 供給される液体の圧力が床を突き破るので解消する。本発明を用いて達成される 頻繁な洗浄は流路確保の頻度を低下させる。

処理媒体から汚染物を分離する分離器は好ましくは液体サイクロンである。ある 操作モードにおいて、これが出口における十分な圧力を発生させ、それにより洗 浄された濾過媒体を濾過床にもどすために濾過媒体が取り去られる。必要ならば 、液体サイクロンに入る濾過媒体は、液体サイクロンの入口に高圧水を追加して 供給することにより促進されつる。濾過媒体および汚染物の相対粒子サイズまた は比重に応じて、洗浄された濾過媒体の出口は液体サイクロンの流下出口または 流出出口のいずれかでありうる。

代わりに、この処理装置は濾過媒体を備え粒子状イオン交換樹脂を有するイオン 交換装置であることが可能であろう。

この処理装置は、ハウジングの上部付近の媒体／液体の界面において汚染された 水か処理媒体と接触するように、処理床上に汚染水用の入口を存してもよい。

この装置の容量はこの界面領域サイズにより決定される。ゆえに、液体が床内に 設置される出口に向かって処理媒体を通じて内側に濾過されるように、処理され る液体の入口は床の外部周辺に設けられることが好ましい。この場合、処理され る液体の入口がハウジングの壁内部により形成される第１の空間と、処理される 液体か通過するのを許容するが粒子状処理媒体が通過するのを許容しない開口を 備える第１のスクリーンの中に開口し、処理された液体用の出口は処理された液 体か通過するのを許容するが粒子状処理媒体が通過するのを許容しない開口を有 する第２のスクリーンを伴うことが望ましい。

これは、ハウジングの直径を増加させることなく、処理される液体と処理媒体と の間の界面領域か増加することを許容する。このことは床スペースが石油生成台 のように高価なものである応用例において重要である。また、本発明による処理 装置の重量は同一容量の従来装置よりも少ないであろう。

ハウジングの製造コストは容器のノズルおよび端部を製造するコストにきわめて 依存している。本発明のハウジングの長さを増加させることは直径を変更するこ となくその容量を増加させることができ、一般に容器の直径を増加させることに より容量を増加させることよりも安価である。

好ましくは、ハウジングの側壁は中空円筒状の空隙を形成し、第１の空間は環状 でその内壁は、粒子状処理媒体を受け入れるために側壁と軸共通で側壁半径より も小さい半径を有する中空円筒状の空隙を形成する第１のスクリーンを備え、か つ第２のスクリーンは処理された液体の出口と連通し円筒軸に沿って延在する空 間を包囲する。

この構造は、処理装置内にバクテリアか生育し増加するのを許容する澱んだ域か 存在しないことを確実にする。澱んだ域を充填するための他の装置て使用される 具体的な充填物質および他の充填物質は必要なく、さらに重量における利点をも たらす。

処理される液体用の入口は、好ましくはハウジングの側壁内に設置される。しか しながら、さらに媒体／液体の界面を増加させるように、処理される液体の一部 分は、ハウジングの上部内で処理される液体用の第２の入口を通じてハウジング 内に（」（給されてもよい。

代わりに、この入口と出口とは出口が床の外部周辺に備えられるように逆にする ことかでき、その結果液体が床に設置される入口から処理媒体を通じて外側に濾 過される。

再生された処理媒体粒子を同一装置の処理床へ戻すための手段があってもよく、 この手段は好ましくは分離器の出口から処理床へ導く返送ダクトを含んでなる。

これは処理媒体の直接的な循環を保証する。

複数の処理装置が処理系内に並列に連結されてもよい。このような系は種々のモ ードにおいて操作されつる。例えば、もし流入が予想されうるならば、１以上の 他の処理装置が処理媒体の再生のためにオフラインである間、１以上の処理装置 が常にオンラインでありうる。次いで、この再生された処理媒体は、取り出され た処理装置であるかまたは異なる処理装置、例えば、当初には空であるもの、に 返却されつる。次いで、再生された処理媒体を育する処理装置は再びオンライン に戻るよう準備される。また、複数の処理装置を有する系の使用は収容されるべ き液の流入流における波動（うねり）発生をも可能とする。

本発明に従って構成される処理装置の具体例は添付図面を参照しつつ説明される てあろう。

図１は濾過装置とその関連回路の構成図である。

図２は濾過装置の第１の実施例の破断斜視図である。

図３は図２に示された装置と類似の濾過装置の縦方向断面図である。

図４は濾過装置の第２の実施例の軸方向断面図である図５は濾過装置の第３の実 施理恵の軸方向断面図である。

濾過装置は砂またはざくろ石（ｇａｒｎｅｔ）のような粒子処理媒体２の床て充 填されたハウジング１を含む。このハウジングｌは通常少なくとも５×１ＯＰａ の圧力て操作される圧力容器である。大開けがなされ離間された複数の入口３Ａ を有する入口分岐管３はハウジングｌの上部に向かって配置され、入口管４によ り供給される。この入口管４は汚染された液体を入口分岐管３へ運び人口弁８に より制御される。複数のトラップ６Ａを有する出口分岐管６はハウジングｌの底 部に向かって配置され、出口弁８により制御される流れを出口管７に供給する。

通常使用において、入口５と出口８は解放され、汚染された液体は入口管４を通 して供給され分岐管３によりハウジングの上部に飛散させられる。液体は汚染物 を捕集する濾過媒体２を通じて浸透する。清浄となった液体はトラップ６Ａ（＝ 到達し出口管７へ供給される。

代わりに、濾過器は、床の底部の汚染された液体の入口分岐管３と床の上部の洗 浄された液体の出口分岐管を備える上昇流モードで操作してもよい。

流動化装置９は図１〜３に示されるようなハウジングｌの基部内に装着される。

この装置は、入口管４に連結される液体供給ダクト１１により床を清浄化するた めの汚染された液体が供給される液体出口を有し、その流れは弁１２により制御 される。付加的で任意の弁１３かダクト１１を通しる液体の流速を変えるように 備えられつる。代わりに、濾過された液体が洗浄水として使用されつる。放出ダ クト１４は液体供給ダクトｌｌ内にそれと軸共通に配置され、液体供給ダクト上 に突出する放出入口１５て終端する。放出ダクト１４を通じる流れは弁１６によ り制御される。放出ダクト１４は液体サイクロン１７に導かれ、液体サイクロン の壁に対して接線方向にある液体サイクロンの入口に連結される。高圧水１８の 供給もブースター管１９と弁２０を介して液体サイクロン１７の入口に連結され ている。液体サイクロン１７の下降流出口は弁２２を介して汚染された水の入口 管４に戻る返送管２１に連結される。溢流管２３は汚染物のための出口を提供す る。

一般的には、出口ＩＯは４５ｍｍのボア径を有し、入口は２５ｍｍのボア径を有 する。

流動化装置は分岐管６の下に示されているが、その上に同様に配置されてもよい 。流動化装置の高さは、濾過床の主要なより重い基部を残しながらあるサイズの 汚染物粒子を捕集する濾過媒体の部分を除去するように選ばれるかもしれない濾 過媒体を清浄にすることが望まれる場合、弁５および８は閉鎖され弁１２は開放 されて液体供給ダクトｌＯおよび出口ｌＯを通じて濾過媒体２中への加圧下の水 流を許容する。水は液体供給ダクト内て渦巻きを生じるかもしれない。濾過媒体 ２は流動化し放出ダクト１４の放出人口１５を通じて液体サイクロン１７中に移 動する。放出された濾過媒体の上の濾過媒体は重力で落下し順番に流動化され放 出ダクト１４を通して移動するであろう。

代わりに、弁５および８が開放されたままで流動化装置９が一定にゆっくり濾過 媒体を除去してもよい。これは遅く制御された方式で床を再生させ、逆流洗浄操 作のために濾過装置をオフラインにする必要性を解消する。

液体サイクロンにおいては、濾過媒体はその付随した汚染物とともに渦巻きを生 じる。この渦巻きは供給１８からの高圧水の供給により増幅される。渦巻き動作 は汚染物を液体サイクロンの上部（ここで汚染物は溢流管２３を通じて排出され る）へ移動させるであろう。清浄化された濾過媒体粒子は殆どの液体とともに液 体サイクロンの壁を下方に移動し、返送バイブ２１に沿って押されるような圧力 で下降流出口を通じて移動し、入口管４と分岐管３を介してハウジングｌへ戻さ れる。

図４に示される第２の実施例の濾過装置は、一端に中空円錐状基部２９、他端に 湾曲した上部壁３０を連結する円筒状側壁２８を有するハウジングｌから構成さ れる。ハウジングｌは一般的に通常少なくとも５ｘ１０５Ｐａの圧力で操作され る加圧タンクである。

側壁２８の半径よりも小さい半径を育する中空円筒状の空間を形成する第１のス クリーン３１は、円筒状壁２８と軸共通となるようにハウジング１内に配置され る。第１のスクリーン３１は円錐状基部２９から側壁２８の長さに沿って延び、 その下端で円錐状基部２９に連結され、その上端で中空円錐台形のスペーサ３２ により側壁２８の上端に連結されている。第１のスクリーン３１１スペーサ３２ は側壁２８、円錐状基部２９の上部とともに実質的に環状の空間３３を形成する 。

濾過される汚染液体用の入口４は側部壁２８内の軸方向長さのほぼ半分の位置に 設けられる。ブリードオフ（ｂｌｅｅｄ　ｏｆｆ）管３４は入口４からハウジン グｌの上部壁３０内の第２の入口３５へ導かれる。

第２のスクリーンにより囲まれる第２の空間が円筒状の側壁２８の軸の実質的な 部分に沿って延び、該スクリーンはその上端で閉鎖され、その下端において円錐 状基部２９を通じてハウジングから外へ延びる濾過された液体の出ロアと連通し ている。

粒子状の濾過媒体２は、ハウジングの上部に隙間を残してハウジング内の第１の 空間３３と第２の空間３７の間の空間に充填される。

第４と第２のスクリーン３１，３７は、汚染された液体と濾過された液体の流れ の通過をそれぞれ許容するが、濾過媒体粒子の通過は妨げるようなサイズの複数 の開口を備えている。スクリーン３１，３７はくさび型ワイヤのスクリーンまた はよろい板／小割板（Ｉｏｕｖｒｅｓ／５ｌａｔｓ）でありうる。これらは、放 射状で下方に角度を付けられ離間して濾過媒体がよろい板／小割板の間で液体か 放射状で内側および外側に処理された流れとなるように隣接したよろい板／小割 板の間を濾過媒体が通過するのを妨げる。

スクリーン３１．３７は水平方向ではジグザグ形状を成し、それにより到来する （または出ていく）液体に対して提供される処理媒体の有効断面がさらに増加す る。ハウジングｌの円錐状基部２９内の濾過媒体２の中には流動化装置９か配置 され、該装置は下方に開口し先の実施例に述べられたように構成される。

流動化装置９に連結されるダクト１１．１４はハウジングの底部付近の横方向入 口３８を通じて延びる。流動化装置はサービス、取り替えのためにこの入口３８ を通して取り外すことができる。

使用時には、濾過されるべき汚染水は汚染水人口４．３５を通じてハウジング内 に供給される。第１の入口４を通じて入る液体は第１の空間３３に満たされ、こ こから液体か第１のスクリーン３１を通じて濾過床２中に流入する。次いで、液 体は出ロアを通じてハウジングを離れる前に第２の空間３６（第２のスクリーン ３７を通じて入る）に向かって流れながら図９に示される矢印方向に流れ濾過床 ２により濾過される。第２の入口３５を通じて入る汚染水は濾過床２の上の隙間 に満たされ、空間３６に入り出ロアを通してハウジングを離れる前に濾過床２を 通して流下する。

濾過媒体を清浄にすることが望まれる場合、流動色装ｒＩＬ９と液体サイクロン １７は前の実施例を参照して述へられたように操作される。

濾過装置の第３の実施例は図５に示されている。これは、流動色装ｆｔ９の液体 供給ダクト１１と放出ダクト１４が、第２のスクリーン３７を貫通しかつハウジ ング１の湾曲した上部壁の外部に貫通して、円筒状側壁２８の軸に沿って垂直上 方に延びる点て第２の実施例と異なっている。このことは、スクリーン３７と流 動化装置９かハウジング上部の口３９を通して取り外されることを許容する。

流れの方向は入口４′がスクリーン３７内の空間３６と連通ずるように逆にして もよい。この入口にはブリード（ｂｌｅｅｄ）弁４０と安全弁４１とが備えられ る。処理されるべき液体は迅速に外側に流れ、第１のスクリーン３１を通じて空 間３３内に、そして出ロア′を通して外部に流れる。

濾過装置は異なる等級の濾過媒体を移動させる１以上の流動化装置を備えてもよ い。

濾過装置について本発明を説明したが、本発明はイオン交換装置についても同様 に応用可能である。この場合、粒子状濾過媒体は粒子状イオン交換樹脂により置 き換えられ、イオン再生段階は分離器を置き換えるであろう。

貫−−、、、ＰＣＴ／ＧＢ　９３１０１４６０フロントページの続き （５１）　Ｉｎｔ、　Ｃ１，６識別記号　庁内整理番号ＢＯＩＪ　４７１００　 Ｚ　９３４２−４Ｇ４９１００　Ｙ　９３４２−４Ｇ （３１）優先権主張番号　９３０３９５９．２（３２）優先臼　１９９３年２月 ２６日（３３）優先権主張国　イギリス（ＧＢ）ＦＩ （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＰＴ、ＳＥ） 、０Ａ（ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、ＭＬ、ＭＲ，ＮＥ 、ＳＮ。

ＴＤ、ＴＧ）、ＡＴ、ＡＵ、ＢＢ、ＢＧ、ＢＲ，ＢＹ。

ＣＡ、ＣＨ，ＣＺ、ＤＥ、ＤＫ、ＥＳ、ＦＩ、ＧＢ、ＨＵ、ＪＰ、ＫＰ、ＫＲ， ＫＺ、ＬＫ、ＬＵ、ＭＧ、ＭＮ、ＭＷ、ＮＬ、Ｎｏ、ＮＺ、ＰＬ、ＰＴ、ＲＯ， ＲＵ。

ＳＤ、ＳＥ、ＳＫ、ＵＡ、ＵＳ、ＶＮ （７２）発明者　アダニス、　ジョン、　ニドワードイギリス、スコツトランド 　ディーディー１０　０ビーダブリユー、パイ　モントローズ、エステイ、　サ イラス、カークトン（番地なし） （７２）発明者　デルヴス、　ジェームス、　ニドワードイギリス、ブリストル 　ビーニス２０９エルピー、ポーチシェッド、ドレークスウェイ　１６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．粒子状の処理媒体からなる処理床（２）を含んでなり、処理される液体の入 口（３、４）と処理された液体の出口（６、７）とを有するハウジング（１）と ；出口（１０）を有し濾過床外部からの圧力の下で液体が供給されるように配置 される液体供給ダクト（１１）と、床からの液体と処理媒体粒子の放出のために 液体供給ダクトの出口を越えて突出しその端に入口（１５）を有している液体供 給ダクト内の放出ダクト（１４）とを含んでなる、処理床から処理媒体粒子を除 去するための処理媒体と連関した流動化装置（９）と；床の上部に新たな材料を 供給するための手段（２１）とから構成される処理装置。 ２．放出ダクト（１４）が処理媒体を再生するための再生手段（１７）に導かれ 、それにより再生された処理媒体が再利用できる、請求項１に記載の処理装置３ ．液体供給ダクト（１１）が液体に渦巻きを生じさせるための手段を有する、請 求項１または２に記載の処理装置。 ４．流動化装置（９）が処理床（２）の底部付近に配置され、その結果放出ダク ト（１４）を通じて移動する処理媒体がその上から重力または処理媒体の排出に より生じた空間への圧力の下で落下する粒子により置き換えられる、請求項１〜 ３のいずれか１項に記載の処理装置。 ５．処理装置が濾過装置であり、再生手段が処理媒体から汚染物を分離するため の分離器（１７）である、請求項２〜４のいずれか１項に記載の処理装置。 ６．分離器が液体サイクロン（１７）である、請求項５に記載の処理装置。 ７．液体サイクロン（１７）が、清浄化された濾過媒体を処理床へ戻すために、 出口において濾過媒体が排出されるのに十分な圧力を発生する、請求項６に記載 の処理装置。 ８．液体サイクロン（１７）に入る濾過媒体が液体サイクロンの入口への高圧水 の付加的な供給（１８）により促進される、請求項６または７に記載の処理装置 。 ９．処理装置がイオン交換装置である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の処 理装置。 １０．処理されるべき液体のための入口が床の外部周辺に備えられ、その結果液 体が床内に設けられる出口へ向かって処理媒体を通じて内側に濾過される、前記 請求項のいずれか１項に記載の処理装置。 １１．処理されるべき液体用の入口（４）が、ハウジング（１）の内壁と処理さ れるべき液体は通過できるが粒子状の処理媒体は通過できない開口を備える第１ のスクリーン（３１）とにより形成される第１の空間（３３）中へ開口し、処理 された液体の出口（７）が処理された液体は通過できるが粒子状の濾過媒体は通 過できない開口を有する第２のスクリーン（３７）を伴う、請求項１０に記載の 処理装置。 １２．ハウジング（１）の側壁２８が中空円筒状の空隙を形成し、第１の空間（ ３３）が環状で、その内側には側壁と軸共通で側壁の半径よりも小さい半径を有 する、粒子状の処理媒体（２）を受容するための中空円筒状の空隙を形成する第 １のスクリーン（３１）を具備し、かつ第２のスクリーン（３７）が処理された 液体の出口（７）と連通し円筒の軸に沿って延びる空間（３６）を囲む、請求項 １１に記載の処理媒体。 １３．処理されるべき液体の入口（４）がハウジングの側壁（２８）内に設けら れる、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の処理装置。 １４．処理されるべき液体の第２の入口（３５）がハウジングの上部に設けられ る、請求項１３に記載の処理装置。 １５．出口が床の外部周辺に設けられ、その結果液体が床内部に設けられる入口 から処理媒体を通じて外側に濾過される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の 処理装置。 １６．出口がハウジングの内壁と処理された液体は通過できるが粒子状の処理媒 体は実質的に通過できない開口を備える第１のスクリーンにより形成される第１ の空間中に開口し、入口が処理されるべき液体は通過できるが粒子状の処理媒体 は通過できない開口を有する第２のスクリーンを伴う、請求項１５に記載の処理 装置。 １７．ハウジングの側壁が中空円筒状空隙を形成し、第１の空間が環状で、その 内側には粒子状処理媒体を受容するために中空円筒状の空隙を形成し、側壁と軸 共通で側壁の半径よりも小さい半径を有する第１のスクリーンが備えられ、第２ のスクリーンが液体入口と連通し円筒の軸に沿って延びる空間を囲む、請求項１ ６に記載の処理装置。 １８．出口がハウジングの側壁内に設けられる、請求項１５〜１７のいずれか１ 項に記載の処理装置。 １９．再生された処理媒体粒子を同一装置の処理床（２）へ返送するための手段 （２１）を具備する、請求項２と請求項３〜１８のいずれか１項に記載の処理装 置。 ２０．再生された処理媒体粒子を同一装置の処理床（２）へ返送するための手段 が、再生手段（１７）の出口から処理床（２）へ導かれる返送ダクト（２１）を 含んでなる、請求項１９に記載の処理装置。 ２１．並列に連結された、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の複数の処理装 置から構成される装置系。