JP2001507279A - 液体を連続的に濾過する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、濾過されるべき液体が半径方向で内側から外側に向かって連続的に貫流する鉛直に配置された円筒形の環状室（２）を通って連続的に動く粒状の濾過材から成る濾床を用いて、固形物によって負荷された液体を連続的に濾過するため、特に排水を浄化するための方法及び装置に関する。この場合、濾別された固形物によって負荷された粒状の濾過材は、環状室（２）の下端部において連続的に搬出され、上方に向かって圧送され、濾別された固形物が除去され、且つ環状室（２）の上端部に再び供給される。この方法、及び装置において、分離された固形物フレークによる閉塞をより良好、且つ簡単に防止できるようにするために、本発明では、粒状の濾過材として、２つ、又は２つ以上の粒径を有する、粗粒子（２．５ｍｍ）ないし微粒子（０．４ｍｍ）の粒子スペクトルを備えた粒子混合物を使用し、濾床の堆積層における粒径が半径方向で見て内側から外側に向かって小さくなるように、前記粒子混合物を、環状室（２）への供給中、又は供給前に分級して分配することが提案される。

Description

【発明の詳細な説明】 液体を連続的に濾過するための方法及び装置 本発明は、濾過されるべき液体が半径方向で内側から外側に向かって連続的に 貫流する鉛直に配置された円筒形の環状室を通って連続的に動く粒状の濾過材か ら成る濾床を用いて、固形物によって負荷された液体を連続的に濾過するため、 特に排水を浄化するための方法であって、濾別された固形物によって負荷された 粒状の濾過材を、環状室の下端部において連続的に搬出し、上方に向かって圧送 し、濾別された固形物を前記濾過材から除去し、該濾過材を環状室の上端部に再 び供給する形式のものに関する。更に、本発明は前記の方法を実施するための装 置に関する。 従来の技術では（例えばフランス国特許公開第２０３００１３号明細書参照） 、例えば排水浄化において固形物によって負荷される水を濾別するための、冒頭 で述べた形式の連続的に動作するサンドフィルタが公知である。砂の他に、粒状 の濾過材としてこのようなフィルタでは、例えばハイドロアンスラサイト（Ｈｙ ｄｒｏａｎｔｈｒａｚｉｔ）、活性炭、ガーネット、プラスチック顆粒等の別の 粒状の材料を使用することもできる。 このような濾過装置における問題は、濾過されるべ き液体がしばしば、粒状の濾過材の粒子間を急速に塞ぐ恐れのあるフレークの形 状の固形物粒子を含有しているという点にある。この閉塞の危険は、特に液体流 入部に直接に境を接する濾床領域、つまり、半径方向内側に位置する領域に存在 する。 固形物フレークによるこの閉塞に対処するためには、環状室の内壁に、フレー クを引き留める適当に細目のスクリーンクロスを設けることが既に公知である（ ヨーロッパ特許第０２９１５３８号明細書参照）。但しこのことは、このスクリ ーンクロスを規則的な間隔を置いてクリーニングして、引き留められたフレーク を除去しなければならず、このためには手間のかかるクリーニング装置が設備さ れなければならないという欠点を有している。 従って本発明の課題は、固形物フレークによって負荷される液体をより良好に 濾別することができるように、冒頭で述べた形式の方法を更に改良することであ る。特に、分離された固形物フレークによる閉塞をより良好、且つ簡単に防止す ると同時に、分離された固形物フレークを連続的に導出させようとするものであ る。 この課題を解決するために本発明は冒頭で述べた形式の方法から出発して、粒 状の濾過材として、２つ、又は２つ以上の粒径を有する、粗粒子ないし微粒子の 粒子スペクトルを備えた粒子混合物を使用し、濾床の 堆積層における粒径が半径方向で見て内側から外側に向かって小さくなるように 、前記粒子混合物を、環状室への供給中、又は供給前に分級して分配することを 提案する。この場合、粒子スペクトラムは、例えば０．４ｍｍ（微粒子）から２ ．５ｍｍ（粗粒子）までの粒度を有している。 本発明による方法に基づき、汚水の流入領域では、特に粗粒子の濾床が得られ 、この領域では粒状の濾過材の個々の粒子間の間隙は、この間隙が、粒子に吸着 する固形物フレークによって完全に塞がれる恐れの無い程度の大きさである。こ のようにして、濾床の前記領域は、分離されるフレークにも関わらず十分長く、 少なくとも吸着された固形物フレークが粒状の濾過材と一緒に濾床の下端部にお いて搬出されるまで、液体透過性である。このようにして、分離された固形物は 別個のクリーニング装置を必要とすること無く、連続的にシステムから搬出され る。次いで、半径方向外側に向かって続く、微粒子の濾過材から成る濾床領域で は、より一層小さな流速で、濾過されるべき液体からの微細な固形物粒子の濾別 が行われる。 本発明による方法の有利な実施形態では、環状室の上端部における粒状の濾過 材が、前記環状室の円筒形の外壁の領域に供給されるので、濾床の堆積層の上端 部に、外側から内側に向かって落ちる傾斜面が生ぜしめられる。この傾斜面は、 環状室の円筒形の内壁に接 して終わっており、該傾斜面上を、その都度供給される粒状の濾過材が転動し、 その際に混合分離する。この場合、粗粒子の濾過材が自動的に内壁の領域の傾斜 面の下端部にまで転がるのに対して、比較的微細な濾過材は、傾斜面の長手方向 領域に位置し続ける。このようにして、供給された粒状の濾過材の混合分離（分 級）が自動的に行われ、しかも個々の粒子分級物は、濾床の堆積層において、半 径方向で見て粒度が内側から外側に向かって小さくなるように自動的に配置され る。従って、上で述べた方法ステップは、粒状の濾過材の分級と分配とを、簡単 に充填過程と組み合わせることを可能にするので、本発明により提案された分級 と分配とに関しては、構造的な超過手間はほとんど生じない。 更に、本発明は以下の構成を有する、上で述べた方法を実施するための、固形 物によって負荷された液体を連続的に濾過するための装置に関する。即ち： 液体透過性の内壁と外壁とを備えた、鉛直に配置された円筒形の環状室と、 該環状室の下端部に配置された、固形物によって負荷された粒状の濾過材のた めの搬出装置と、 該搬出装置から収容室の上端部を越えて圧送管が延びている気泡ポンプと、 前記圧送管の搬出端部と、収容室の上端部との間に配置された、粒状の濾過材 のためのクリーニング装置 とが設けられており、 しかもこの装置は、前記クリーニング装置と環状室の上端部との間に供給装置 が配置されており、この供給装置が浄化された粒状の濾過材を環状室の外壁の領 域に供給することを特徴とする。 この装置は、冒頭で述べた形式の方法を、大きな機械的な手間を必要とするこ と無く実施することを簡単に可能にする。 本発明による装置の特に有利な第１の実施形態では、供給装置が円錐シェル形 の案内薄板として形成されており、この案内薄板の下端部は環状室の外壁と共に 、狭い流過ギャップを形成する。この案内薄板は、循環案内される、浄化された 粒状の濾過材を、環状室の外壁の領域へと導くので、濾床の堆積層の上端部に、 既に上で述べた下方内側に向かって傾斜する傾斜面が自動的に形成され、この傾 斜面において、目標とする混合分離（分級）と分配とが自動的に行われる。 本発明による装置の択一的な実施形態では、供給装置が鉛直な軸線を中心とし て回転可能な遠心皿を有しており、この遠心皿が、上方から該遠心皿に落下する 粒状の濾過材を、環状室の外壁に向かって放出する。この実施形態でも、粒状の 濾過材は環状室の外壁の領域に供給されるので、上で述べた傾斜面を形成するこ とができる。更に、遠心皿の回転数に応じて所望の形の分級が行われる。 更に有利には、遠心皿の回転駆動装置は、該遠心皿の重量負荷に関連してトリ ガ可能なスイッチによって接続可能である。これにより常に、遠心皿に所定の量 の粒状の濾過材が蓄積されて初めて、遠心分離作用がトリガされることを配慮す ることが可能である。これにより、粒状の濾過材の供給量を正確に調量、且つ測 定することが可能である。 本発明により提案された問題解決手段は、固形物フレークの濾別と搬出とに関 して、収容室の内壁を、該内壁が濾過されるべき液体からの固形物フレークの分 離を付加的に助成するように、異なって形成することも可能にする。このために は、環状室の液体透過性の内壁が、コラム状に積み重ねられた複数の環状積層板 によって形成されており、これらの環状積層板の外周面が下向きに傾斜して延び ており、且つ相互間に、濾過されるべき液体の流過用の半径方向の流過ギャップ を解放している。前記環状積層板は、間隔を置いて導管を取り囲んでおり、この 導管は、上端部に濾過されるべき液体のための接続部を有しており、且つ下端部 では変向室に接続されている。この変向室では、濾過されるべき液体が、下降す る流れ方向から上昇する流れ方向に変向されて、導管と環状積層板との間の環状 室に導入される。この場合、前記変向室にはスラッジ搬出部が設けられており、 このスラッジ搬出部は、気泡ポンプの吸込みヘッドに接続している。 積み重ねられた、外縁部が下向きに傾斜した環状積層板は、粒状の濾過材が濾 床の沈下に際して環状積層板と導管との間の環状室に侵入できないように働く。 導管の下端部における変向室内での急角度の変向によって、特に粗くて重い固形 物粒子、又はフレークは、濾床に到達する前に、既に濾過しようとする液体から 分離される。分離されたこれらの固形物粒子は、スラッジ搬出部を介して連続的 に気泡ポンプの圧送管にもたらされるので、変向室で分離された固形物は変向室 から除去される。環状積層板と導管との間の環状室を介して、濾過されるべき液 体が濾床の全高にわたって均等に分配されて濾床に導入される。 有利には、気泡ポンプの圧送管は導管の中心を通って延びている。このように して、遂行すべきあらゆる圧送過程を行うための前記圧送管には、あらゆる側か ら特に良好に、且つ短距離を介して接近可能である。 更に有利には、クリーニング装置が上昇流分級機として形成されている。この 上昇流分級機では、一般に比較的軽い、分離された固形物が、濾床の比較的重い 粒状の粒子から分離されて上方で搬出される。これに対して下方では、浄化され た濾過材の粒状の粒子が搬出される。 付加的な促進のためには、前記上昇流選別機に、有利には微細気泡による底部 通気が設定されている。この微細気泡による底部通気は、上昇流分級機の底部に 設けられた多孔質の薄板を介して行われる。上昇空気がクリーニング過程を促進 、且つ補強して、選別に必要な液体量を最小限に、つまり半分に減らす。 最後に、収容室の液体透過性の外壁の内側は、マイクロフィルタクロスによっ て被覆されており、このマイクロフィルタクロスは、排出通路の設けられた支持 構造体に載着されている。このマイクロフィルタクロスは、連続的に沈下する濾 床によって、内側表面を常にクリーニングされる。このクリーニングは、場合に よっては液圧式の水撃によって助成することができ、この水撃は、濾液側からマ イクロフィルタクロスを貫流する一時的な逆流を生ぜしめる。マイクロフィルタ クロスが載着された支持構造体によって、前記マイクロフィルタクロスの背後で 通過する濾液を常に問題なく導出することが保証される。支持構造体は、例えば 卵ケース、又はキノコの形の、例えば波形薄板、又は類似構造を有する排出部の 形を有していてよい。更に、排出支持部の波形の構成に基づき、マイクロフィル タクロスの面積を拡大することができる。マイクロフイルタクロスの増大する圧 力損失は、レベル制御される流出制御弁によって補償される。レベル制御される この流出制御弁は、マイクロフィルタクロスの背後の濾液側（清浄水側）に最大 ９．５ｍＷＳの負圧が形成されるように、流出を制御する。 択一的に、液体透過性の外壁には、壁の貫通孔に挿 入される複数のフィルタノズルを設けることもできる。これらのフィルタノズル は、星形、つまり放射状に配置されたマイクロスリットを有している。これらの フィルタノズルのマイクロスリットも、その傍らで運動する粒状の濾過材によっ て常時クリーニングされるので、不純物による閉塞は生じない。これらのフィル タノズルは、抜群の可使時間に基づき優れている。 以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。 第１図は、本発明による濾過装置の概略的な長手方向断面図であり； 第２図は、第１実施例における外壁の一部分領域の長手方向断面図であり； 第３図は、第２図に示した外壁の一部分領域の横断面図であり； 第４図は、第２実施例における外壁の一部分領域の長手方向断面図であり； 第５図は、第４図に示した外壁の横断面図であり； 第６図は、環状積層板の断面図であり； 第７図は、環状積層板を下から見た図であり； 第８図は、本発明による濾過装置の択一的な実施例の概略側面図（上部域のみ ）であり、； 第９図は、フィルタノズルの断面図であり； 第１０図は、第９図に示したフィルタノズルを下から見た図であり； 第１１図は、第９図に示したフイルタノズルを上から見た図であり； 第１２図は、上昇流選別機の択一的な実施形態の概略断面図である。 第１図に示した濾過装置は、全体が符号１で示された円筒形の容器を有してい る。この容器１は、例えば砂等の粒状の濾過材で満たされた円筒形の環状室２を 取り囲んでいる。この環状室２は、液体透過性の内壁３と、やはり液体透過性の 外壁４とによって制限されている。環状室２の下方には漏斗形の終端室５が接続 しており、この終端室５の下端部には排出弁６が設けられている。 環状室２の液体透過性の内壁３は、コラム状に積み重ねられた複数の環状積層 板７から成っており、これらの環状積層板７の外周面は下向きに傾斜され、且つ 相互間に半径方向の流過ギャップ８を解放している。環状積層板７は間隔を置い て導管９を取り囲んでおり、この導管９は、上端部に濾過しようとする液体のた めの接続部材１０を有しており、且つ下端部では変向室１１に接続されている。 この変向室１１はやはり漏斗形に形成されていて、環状室２の漏斗形の終端室５ の内部に配置されている。 図面に矢印で示したように、濾過しようとする液体は、接続部材１０において 上方から導管９に入れられて、この導管９の下端部において変向室１１内で１８ ０°だけ変向され、その後、導管９と環状積層板７との間の環状室において上方 に向かって上昇し、該環状室から複数の環状積層板７の間にそれぞれ設けられた 流過ギャップ８を介して、砂で満たされた円筒形の環状室２に、該環状室の高さ にわたって均等に分配されて到達する。 円筒形の環状室２の液体透過性の外壁４の内側は、例えばマイクロフィルタク ロス等の微細なスクリーンクロス１２によって被覆されており、このスクリーン クロス１２は、複数の排出通路１３の設けられた支持構造体１４に載着されてい る。この支持構造体１４は、波形に形成されているか、又は卵ケースの形式で規 則的な突出部及び突入部を有しており、このようにしてマイクロフイルタクロス １２のための均等な支持部を形成する。精密濾過布１２の波形の、又はその他の 立体的な湾曲された配置形式に基づき、平滑な円筒状に敷設する場合よりも著し く大きな表面積、延いては濾過面積が得られる。複数の排出通路１３を介して、 濾液（清浄水）が支承無く流出することができる。環状室２の外壁４の外側には 、複数のリング形の回収導管、又は濾液回収室１５が配置されており、これらの 回収導管１５は、それぞれ排出通路１３に接続されており、且つ鉛直方向に延び る管１６を介してそれぞれ接続されている。最下位の回収導管１５は、濾液用の 流出導管１７に接続されている。更に、円筒形の容器 １にはレベル測定センサ３４が対応配置されており、このレベル測定センサ３４ は、下側の流出導管１７に配置された流出制御弁３５と協働して、マイクロフィ ルタクロス１２における十分に大きな圧力差を維持するために働く。下側の流出 導管１７に組み込まれた前記流出制御弁は、マイクロフィルタクロスの背後の濾 液側（清浄水側）に最大９．５ｍＷＳの負圧を形成することを可能にする。 導管９の中央を貫通して、気泡ポンプの圧送管１８が鉛直方向で延びている。 この気泡ポンプは、環状室２に位置する粒状の濾過材、つまり砂を、濾別された 固形物と一緒に漏斗形の終端室５の下端部において吸い込み、これにより、この 粒状の濾過材を、濾別された固形物のクリーニング後に、環状室２に上側から再 び供給することができる。気泡ポンプの圧送管１８は、下端部に吸込みヘッド１ ９を有しており、この吸込みヘッド１９の領域には、気泡ポンプの作動のために 必要とされる圧力空気も供給される。気泡ポンプの吸込みヘッド１９への砂／固 形物混合物の流入を促進するためには、漏斗形の終端室５の壁に複数の洗浄ノズ ル２０が配置されており、これらの洗浄ノズル２０は、終端室５の内部の粒状の 濾過材を流動化させるように配置されており、且つ水が供給されている。更に、 終端室５には、上から下に向かって円錐形に広がる案内リング２１が位置してお り、この案内リング２１は 、終端室５に位置する変向室１１の外周面に配置されている。案内リング２１の 下には変向室１１のスラッジ搬出部２２が位置しており、このスラッジ搬出部２ ２を介して、１８０°の変向に基づき既に変向室１１内で分離された固形物がス ラッジとして終端室５に導入される。このスラッジは、濾過材と濾別された固形 物と一緒に、気泡ポンプによって連続的に搬出される。 濾過装置の上端部には上昇流選別機２３が配置されており、この上昇流選別機 ２３には、気泡ポンプによって吸い込まれた、粒状の濾過材と、濾別された固形 物と、変向室１１のスラッジ搬出部２２から搬出されたスラッジとから成る混合 物が連続的に上側から供給されて、向流内で選別される。この場合、比重が比較 的軽いスラッジ粒子と微細な固形物粒子とは、上昇流選別機２３から上側に向か って、溢流部を越えて放出される。これに対して、このようにしてクリーニング された、比重が比較的重い粒状の濾過材は、環状室２において新たに循環するた めに、該環状室２に戻される。 クリーニングされた粒状の濾過材の環状室２への供給は、円錐シェル形の案内 薄板２４を有する供給装置を介して行われる。前記案内薄板２４は上から下に向 かって広がっており、且つ下端部において環状室２の外壁４と共に、狭い流過ギ ャップ２５を形成している 。更に、この円錐シェル形の案内薄板２４は、該案内薄板２４の中心に供給され る粒状の濾過材が環状室２の外壁４の近くにしか供給されないように、環状室２ の上側全体を覆っている。 これにより、粒状の濾過材から成る、環状室２に位置する濾床の堆積層の上端 部に、外側から内側に向かって傾斜する傾斜面が形成される。粒状の濾過材は、 ２つ、又は２つ以上の粒径を有する、粗粒子（２．５ｍｍ）ないし微粒子（０． ４ｍｍ）の粒子スペクトルを備えた粒子混合物から成っている。この粒子混合物 は、堆積層の傾斜面にわたる個々の粒子の転動に際して、比較的粗い粒子が環状 室２の内壁３の領域に位置する一方、比較的微細な粒子は外壁４の近傍に残留す るように混合分離する。これにより、濾床の堆積層において、半径方向で内側か ら外側に向かって小さくなる濾過材の粒径が生ぜしめられる。これらの粒径の粒 度勾配に基づき、実施例の説明の冒頭でより詳しく説明した濾過過程がポジティ ブに影響される。 第２図及び第３図には、環状室２の外壁４の一部が側面図と平面図とで詳細に 示されている。図面から明らかなように、外壁４の内側には支持構造体１４が支 持されており、この支持構造体１４は、卵ケースのように、多数の支持突起を一 定の間隔を置いて有している。支持構造体１４に設けられたこれらの支持突起に は、内側から微細なスクリーンクロス１２、又はマイ クロフィルタクロスが載着されている。外壁４と支持構造体１４との間には、多 数の排出通路１３が形成されており、これらの排出通路１３を介して濾液が支承 無く流出することができる。スクリーンクロス１２を位置固定するためには、可 動の緊締リング２７を軸方向で押し当てることのできる、内部で外壁４に固定さ れた定置のリング２６が役立つ。両リング２６，２７は、相互間でスクリーンク ロス１２を固定する。 第４図及び第５図は、大体において第２図及び第３図に相当するので、個々の 構成部材には同一符号を使用した。但し、支持構造体１４は、波形薄板の形式の 波形形状、延いては拡大された表面積を有している。 第６図及び第７図には、コラム状に積み重ねられて環状室２の内壁３を形成す る環状積層板７の内の１つを下から見た図と断面図とが示されている。 第８図には、案内薄板２４の択一的な実施形態が示されている。この実施形態 では、環状室２の上位、及び上昇流選別機２３の下位に遠心皿２８が配置されて おり、この遠心皿２８は、鉛直な軸線を中心として回転可能であり、且つ駆動モ ータ２９によって駆動される。遠心皿２８は、該遠心皿２８に衝突する粒状の濾 過材を外側に向かって環状室２の外壁４の領域にまで放出するので、濾床の堆積 層の上端部に、第８図において明らかに認識できる、やはり外側から内側に向か って傾斜した傾斜面が生ぜしめられる。この傾斜面で は、案内薄板２４に関してやはり上で述べたように、粗粒子と微粒子との混合分 離が行われるので、この実施形態でもやはり、既に上で述べた粒度勾配が濾床の 堆積層において生ぜしめられる。回転数を適当に選択することにより、粗粒子な いし微粒子の分級が、既に遠心過程の最中に付加的に行われる。遠心皿２８のモ ータ２９にはスイッチ３０が対応配置されており、このスイッチ３０は、遠心皿 ２８を負荷する粒状の濾過材の重量が規定された値を超える度に、モータ２９を 接続する。このようにして、粒状の濾過材の供給量を正確に調量して、搬送量を 規定することが可能である。 第８図から明らかなように、環状室２の外壁４には多数の貫通孔が設けられて おり、これらの貫通孔には、それぞれフィルタノズル３１が挿入されている。こ れらのフィルタノズル３１は、それぞれ星形、つまり放射状に延びるマイクロス リット３２を有しており、これらのマイクロスリット３２は、通流方向で拡張し ている。このようなマイクロスリットは、粒状の濾過材を確実に引き留める。引 き留められた粒状の濾過材は、傍らを運動する際にマイクロスリットから除去さ れるので、マイクロスリットは常にクリーニングされ、その特別な形状に基づき 閉塞しない。これらのフィルタノズルの正確な構成は、第９〜１１図から得られ る。 最後に、第１２図には上昇流選別機の択一的な実施形態が示されている。この 上昇流選別機の特徴は、上昇する洗浄水に、上昇流選別機の底部に設けられた多 孔質の薄板３３を介して圧力空気が供給されるという点にある。空気供給のこの 形式は、気泡の特に微細な分配を生ぜしめ、これにより、この上昇流選別機は著 しく少量の液体で間に合う。この上昇空気は、クリーニング過程を促進且つ強化 する。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年９月１０日（１９９８．９．１０） 【補正内容】 明細書 液体を連続的に濾過する方法及び装置 本発明は、濾過されるべき液体が半径方向で連続的に貫流する鉛直に配置され た円筒形の環状室を通って連続的に動く粒状の濾過材から成る濾床を用いて、固 形物によって負荷された液体を連続的に濾過するため、特に排水を浄化するため の方法であって、濾別された固形物によって負荷された粒状の濾過材を、環状室 の下端部において連続的に搬出し、上方に向かって圧送し、濾別された固形物を 前記濾過材から除去し、該濾過材を環状室の上端部に再び供給し、粒状の濾過材 として、２つ、又は２つ以上の粒径を有する、粗粒子ないし微粒子の粒子スペク トルを備えた粒子混合物を使用し、濾床の堆積層における粒径が濾過されるべき 液体の流れ方向で見て次第に小さくなるように、前記粒子混合物を、環状室への 供給前、又は供給中に分級して分配する形式のものに関する。 従来の技術に基づき以前から公知の冒頭で述べた形式の方法（ドイツ連邦共和 国特許第３２９１７６号明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９３２２２ １号明細書、又はヨーロッパ特許第０１２８２３４号明細書参照）では、濾過さ れるべき液体に、濾床を収容する環状室を半径方向で外側から内側に向かって貫 流させ、しかも濾過材の粒度を外側から内側に向かって減少させることが一般的 である。 このような濾過方法における問題点は、濾過されるべき液体が、流速が小さす ぎると粒状の濾過材の粒子間の間隙を急速に塞ぐ恐れのある、しばしばフレーク の形状の固形物粒子を含有しているという点にある。この閉塞の危険は、特に液 体流入部に直接に境を接する濾床領域（表面濾過部）に存在する。液体流入部に 直接に境を接する濾床領域における濾過材の粒度が、液体流出部に境を接する領 域における濾過材の粒度よりも粗いと、前記の閉塞がひとりでに生ぜしめられる 。 固形物フレークによるこの閉塞に対処するためには、液体流入部の手前に、フ レークを引き留める適当に細目のスクリーンクロスを設けることが既に公知であ る（ヨーロッパ特許第０２９１５３８号明細書参照）。但しこのことは、前記ス クリーンクロスを規則的な間隔を置いてクリーニングして、引き留められたフレ ークを除去しなければならず、このためには手間のかかるクリーニング装置が必 要になるという欠点を有している。 従って本発明の課題は、固形物フレークによって負荷された液体をより良好に 濾別することができるように、冒頭で述べた形式の方法を更に改良することであ る。特に、分離された固形物フレークによる閉塞をよ り良好、且つ簡単に防止すると同時に、分離された固形物フレークを連続的に導 出させようとするものである。 この課題を解決するために本発明は、冒頭で述べた形式の方法から出発して、 濾床の堆積層における粒径を、半径方向で見て内側から外側に向かって次第に小 さくする一方、濾過されるべき液体に、半径方向で内側から外側に向かって次第 に低下する流速で濾床を貫流させることを提案する。 驚くべきことに、本発明に基づき提案された流れ方向の変向が、上で述べた閉 塞を完全に防止できることが判明した。このことは、本発明による方法では、ま ず円筒形の環状室の半径方向の貫流部において生ぜしめられる、著しく異なる流 れ速度が考慮されていることに起因する。円筒形の環状室の半径方向の貫流部で は、ジオメトリックな比率に基づき、内側から外側に向かって流速が流路にわた り著しく大きく低下する。従って、本発明による方法では、濾過されるべき液体 の流速は、濾床への流入領域、つまり粒の粗い濾過材が位置する領域において最 大である。その結果、前記流入領域において深部濾過が生ぜしめられる。この深 部濾過では、濾床が塞がれないうちに、集められた固形物フレークが、対応して かなり大量の固形物フレークを収容することのできる濾床の体積の深部に集めら れる。これに対して、比較的粒の微細な濾過材の領域 において、濾過されるべき液体から比較的微細な汚染粒子を引き続き分離する際 には流速が著しく低下するので、微細な汚染粒子は微粒子の濾過材に吸着するた めに十分な時間を有している。結果的に本発明による方法では閉塞の危険がほぼ 完全に排除され、且つ濾過装置の効率が著しく改善される。 本発明による方法の有利な改良では、濾過されるべき液体を、濾床を収容する 環状室の外壁の領域において、細目のスクリーンクロス、又は複数のフィルタノ ズルを用いて付加的に濾過する。濾過されるべき液体の流路の終端部におけるこ の付加的な濾過は、微粒子の濾過材を確実に引き留め、更に、流路の終端部に高 い流れ抵抗を生ぜしめるので、濾床自体に比較的小さな圧力差が生じる。このこ とは、軸方向における濾床の流れ特性の均一化に寄与する。 更に、濾過されるべき液体を、濾床に導入する前に変向室内で１８０°変向さ せて、粗くて重い固形物粒子を除去する。この非常に簡単な、しかし粗くて重い 固形物粒子に関しては極めて効果的な前分離は、濾過材にもたらされる固形物粒 子の量、延いては閉塞の危険も同様に減少させる。 更に、本発明は以下の構成を有する、上で述べた方法を実施するための、固形 物によって負荷された液体を連続的に濾過するための装置に関する。即ち： 液体透過性の内壁と外壁とを備えた、粒状の濾過材 のための鉛直に配置された円筒形の環状室を有する円筒形のケーシングと、前記 環状室の下端部に配置された、固形物によって負荷された粒状の濾過材のための 搬出装置と、該搬出装置から環状室の上端部を越えて、ケーシングの中心に延び る圧送管を備えた気泡ポンプと、前記圧送管の上側の搬出端部と環状室の上端部 との間に配置された、粒状の濾過材のためのクリーニング装置と、該クリーニン グ装置と環状室の上端部との間に配置された、浄化された粒状の濾過材を環状室 の外壁の領域に供給する供給装置とが設けられている形式のものにおいて、 液体透過性の内壁と圧送管との間に配置された、濾過されるべき液体のための 導管が設けられており、該導管が、上端部では濾過されるべき液体のための接続 部を有しており、且つ下端部では、濾過されるべき液体が下降する流れ方向から 上昇する流れ方向に変向されて導管と液体透過性の内壁との間の環状ギャップに 導入される変向室に接続されており、該変向室にスラッジ搬出部が設けられてお り、該スラッジ搬出部が気泡ポンプの吸込みヘッドに接続されていることを特徴 とする、固形物によって負荷された液体を連続的に濾過するための装置に関する 。 変向領域に沈殿させられたスラッジは、フィルタゾーン外部の円錐形領域で気 泡ポンプに供給されるので、濾床を負荷しない。別の利点は、濾過されるべき液 体のまず最初に下降する流れ方向と、上昇する流れ方向への変向と、上昇する流 れ方向からの濾床への導入とに基づき得られる。上昇流から、濾過されるべき液 体を導入する際には、必然的に下側領域、つまり、粒状の濾過材がいずれにしろ 直ぐに搬出される領域に、上側領域よりも多くのごみがもたらされる。つまり、 上昇流内で既に、濾過されるべき液体の或る程度の混合分離が行われる。 更に、収容室の液体透過性の外壁の内側は、マイクロフィルタクロスによって 被覆されており、このマイクロフィルタクロスは、排出通路の設けられた支持構 造体に載着されている。このマイクロフィルタクロスは、連続的に沈下する濾床 によって、内側表面を常にクリーニングされる。このクリーニングは、場合によ っては液圧式の水撃によって助成することができ、この水撃は、濾液側からマイ クロフイルタクロスを貫流する一時的な逆流を生ぜしめる。マイクロフィルタク ロスが載着された支持構造体によって、前記マイクロフィルタクロスの背後で通 過する濾液を常に問題なく導出することが保証される。支持構造体は、例えば卵 ケース、又はキノコの形の、例えば波形薄板、又は類似構造を有する排出部（管 等）の形を有していてよい。更に、排出支持部の波形の構成に基づき、マイクロ フィルタクロスの面積を拡大することができる。マイクロフィルタクロスの増大 する圧力損失は、レベル制 御される流出制御弁によって補償される。レベル制御されるこの流出制御弁は、 マイクロフィルタクロスの背後の濾液側（清浄水側）に最大９．５ｍＷＳの負圧 が形成されるように、しかし濾床には負圧を生ぜしめないように流出を制御する 。 択一的に、液体透過性の外壁には、壁の貫通孔に挿入される複数のフイルタノ ズルを設けることもできる。これらのフィルタノズルは、星形、つまり放射状に 配置されたマイクロスリットを有している。これらのフィルタノズルのマイクロ スリットも、その傍らで運動する粒状の濾過材によって常時クリーニングされる ので、不純物による閉塞は生じない。これらのフィルタノズルは、抜群の可使時 間に基づき優れている。 最後に、クリーニング装置は、均一な水供給部と、微細気泡による底部通気部 とを備えた上昇流分級機として形成されている。この上昇流分級機では、一般に 比較的軽い、分離された固形物が、濾床の比較的重い粒状の粒子から分離されて 上方で搬出される。これに対して下方では、浄化された濾過材の粒状の粒子が搬 出される。微細気泡による底部通気は、上昇流分級機の底部に設けられた多孔質 薄板を介して行われる。上昇空気がクリーニング過程を促進、且つ補強して、選 別に必要な液体量を最小限に、つまり半分に減らす。 請求の範囲 １．濾過されるべき液体が半径方向で連続的に貫流する鉛直に配置された円筒 形の環状室（２）を通って連続的に動く粒状の濾過材から成る濾床を用いて、固 形物によって負荷された液体を連続的に濾過するため、特に排水を浄化するため の方法であって、濾別された固形物によって負荷された粒状の濾過材を、環状室 （２）の下端部において連続的に搬出し、上方に向かって圧送し、濾別された固 形物を前記濾過材から除去し、該濾過材を環状室（２）の上端部に再び供給し、 粒状の濾過材として、２つ、又は２つ以上の粒径を有する、粗粒子ないし微粒子 の粒子スペクトルを備えた粒子混合物を使用し、濾床の堆積層における粒径が濾 過されるべき液体の流れ方向で見て次第に小さくなるように、前記粒子混合物を 、環状室（２）への供給前、又は供給中に分級して分配する形式のものにおいて 、 濾床の堆積層における粒径を、半径方向で見て内側から外側に向かって次第に 小さくする一方、濾過されるべき液体に、半径方向で内側から外側に向かって次 第に低下する流速で濾床を貫流させることを特徴とする、固形物によって負荷さ れた液体を連続的に濾過するための方法。 ２．濾過されるべき液体を、濾床を収容する環状室 （２）の外壁（４）の領域で、細目のスクリーンクロス（１２）、又は複数のフ ィルタノズル（３１）を用いて付加的に濾過する、請求項１記載の方法。 ３．濾過されるべき液体を、濾床に導入する前に変向室（１１）内で１８０° 変向させ、粗く重たい固形物粒子を除去する、請求項１又は２記載の方法。 ４．請求項１から３までのいずれか１項記載の方法を実施するための、固形物 によって負荷された液体を連続的に濾過するための装置であって、液体透過性の 内壁（３）と外壁（４）とを備えた、粒状の濾過材のための鉛直に配置された円 筒形の環状室（２）を有する円筒形のケーシング（１）と、前記環状室（２）の 下端部に配置された、固形物によって負荷された粒状の濾過材のための搬出装置 （１９，２０）と、該搬出装置（１９，２０）から環状室（２）の上端部を越え て、ケーシング（１）の中心に延びる圧送管を備えた気泡ポンプと、前記圧送管 （１８）の上側の搬出端部と環状室（２）の上端部との間に配置された、粒状の 濾過材のためのクリーニング装置（２３）と、該クリーニング装置（２３）と環 状室（２）の上端部との間に配置された、浄化された粒状の濾過材を環状室（２ ）の外壁（４）の領域に供給する供給装置（２４，２８）とが設けられている形 式のものにおいて、 液体透過性の内壁（３）と圧送管（１８）との間に配置された、濾過されるべ き液体のための導管（９） が設けられており、該導管が、上端部では濾過されるべき液体のための接続部（ １０）を有しており、且つ下端部では、濾過されるべき液体が下降する流れ方向 から上昇する流れ方向に変向されて導管（９）と液体透過性の内壁（３）との間 の環状ギャップに導入される変向室（１１）に接続されており、該変向室（１１ ）にスラッジ搬出部が設けられており、該スラッジ搬出部が気泡ポンプの吸込み ヘッド（１９）に接続されていることを特徴とする、固形物によって負荷された 液体を連続的に濾過するための装置。 ５．液体透過性の外壁（４）の内側が細目のスクリーンクロス（１２）によっ て被覆されており、該スクリーンクロスが排出通路（１３）の設けられた支持構 造体（１４）に載着されている、請求項４記載の装置。 ６．液体透過性の外壁（４）に、壁の貫通孔に挿入される複数のフィルタノズ ル（３１）が設けられており、これらのフィルタノズルが、それぞれ星形に設け られたマイクロスリット（３２）を有している、請求項４記載の装置。 ７．クリーニング装置が、微細気泡による底部通気部材（３３）の設けられた 上昇流選別機（２３）として形成されている、請求項４記載の装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．濾過されるべき液体が半径方向で内側から外側に向かって連続的に貫流す る鉛直に配置された円筒形の環状室（２）を通って連続的に動く粒状の濾過材か ら成る濾床を用いて、固形物によって負荷された液体を連続的に濾過するため、 特に排水を浄化するための方法であって、濾別された固形物によって負荷された 粒状の濾過材を、環状室（２）の下端部において連続的に搬出し、上方に向かっ て圧送し、濾別された固形物を前記濾過材から除去し、該濾過材を環状室（２） の上端部に再び供給する形式のものにおいて、 粒状の濾過材として、２つ、又は２つ以上の粒径を有する、粗粒子ないし微粒 子の粒子スペクトルを備えた粒子混合物を使用し、濾床の堆積層における粒径が 半径方向で見て内側から外側に向かって小さくなるように、前記粒子混合物を、 環状室（２）への供給中、又は供給前に分級して分配することを特徴とする、固 形物によって負荷された液体を連続的に濾過するための方法。 ２．粒状の濾過材を、環状室（２）の上端部から円筒形の外壁（４）の領域に 供給し、これにより濾床の堆積層の上端部に外側から内側に向かって下降する傾 斜面を生ぜしめ、該傾斜面においてその都度供給される粒状の濾過材を転動させ て混合分離させる、請求項 １記載の方法。 ３．請求項１又は２記載の方法を実施するための、固形物によって負荷された 液体を連続的に濾過するための装置であって、液体透過性の内壁（３）と外壁（ ４）とを備えた、粒状の濾過材のための鉛直に配置された円筒形の環状室（２） と、該環状室（２）の下端部に配置された、固形物によって負荷された粒状の濾 過材のための搬出装置（１９，２０）と、該搬出装置（１９，２０）から環状室 （２）の上端部を越えて圧送管（１８）が延びている気泡ポンプと、前記圧送管 （１８）の上側の搬出端部と環状室（２）の上端部との間に配置された、粒状の 濾過材のためのクリーニング装置（２３）とが設けられている形式のものにおい て、 該クリーニング装置（２３）と環状室（２）の上端部との間に供給装置（２４ ，２８）が配置されており、該供給装置が浄化された粒状の濾過材を環状室（２ ）の外壁（４）の領域に供給することを特徴とする、固形物によって負荷された 液体を連続的に濾過するための装置。 ４．供給装置（２４，２８）が円錐シェル形の案内薄板（２４）として形成さ れており、該案内薄板の下端部が環状室（２）の外壁と共に、狭い流過ギャップ （２５）を形成している、請求項３記載の装置。 ５．供給装置（２４，２８）が、鉛直な軸線を中心 として回転可能な遠心皿（２８）を有しており、該遠心皿が、上方から該遠心皿 に落下する粒状の濾過材を環状室（２）の外壁に向かって放出し、回転数の選択 に基づき粗粒子ないし微粒子に分級する、請求項３記載の装置。 ６．遠心皿（２８）の回転駆動装置が、該遠心皿（２８）の重量負荷に関連し てトリガ可能なスイッチ（３０）によって接続可能である、請求項５記載の装置 。 ７．環状室（２）の液体透過性の内壁（３）が、コラム状に積み重ねられた複 数の環状積層板（７）によって形成されており、これらの環状積層板の外周面が 下向きに傾斜されており、且つ相互間に、濾過されるべき液体のための半径方向 の流過ギャップ（８）を解放しており、前記環状積層板（７）が、間隔を置いて 導管（９）を取り囲んでおり、該導管が、上端部では濾過されるべき液体のため の接続部（１０）を有しており、且つ下端部では、濾過されるべき液体が下降す る流れ方向から上昇する流れ方向に変向されて、導管（９）と環状積層板（７） との間の環状ギャップに導入される変向室（１１）に接続されており、該変向室 （１１）にスラッジ搬出部が設けられており、このスラッジ搬出部が気泡ポンプ の吸込みヘッド（１９）に接続されている、請求項３記載の装置。 ８．気泡ポンプの圧送管（１８）が導管（９）の中 心を通って延びている、請求項７記載の装置。 ９．クリーニング装置が上昇流選別機（２３）として形成されている、請求項 ３記載の装置。 10．上昇流選別機（２３）に、微細気泡による底部通気部材（３３）が設けら れている、請求項９記載の装置。 11．液体透過性の外壁（４）の内側が細目のスクリーンクロス（１２）によっ て被覆されており、該スクリーンクロスが排出通路（１３）の設けられた支持構 造体（１４）に載着されている、請求項３記載の装置。 12．レベル制御される流出制御弁（３５）を介して濾液が流出される、請求項 ３記載の装置。 13．液体透過性の外壁（４）に、壁の貫通孔に挿入される複数のフィルタノズ ル（２１）が設けられており、これらのフィルタノズルがそれぞれ星形に延びる マイクロスリット（３２）を有している、請求項３記載の装置。