フィルタリングシステム、それを有する水熱処理装置及びフィルタリング方法
【課題】 システムの安定した連続的な運転を実現できる、あるいは、実用的な耐久性・寿命を確保した上で充分な信頼性を発揮することができる等の利点を有するフィルタリングシステム等を提供する。
【解決手段】 本発明のフィルタリングシステムにおいて、Ａフィルタユニット１１３を逆洗する際には、Ａ減圧配管１１９の減圧配管弁１２０を開き、Ａフィルタユニット１１３内の減圧を行う。このとき、高圧の状態から急に減圧配管弁１２０を開くと、高圧流体が一気に減圧ライン１４１に流れ込むこととなり、高圧流体の衝撃が減圧ライン１４１や三方弁１０等にダメージを与えるとともに、大きな騒音が発生するが、減圧ライン１４１には減圧速度調整弁９が設けられているので、減圧工程を数分程度に延ばして行うことができる。これにより、高圧流体の衝撃による悪影響を回避し、大きな騒音の発生を低減することができる。
【解決手段】 本発明のフィルタリングシステムにおいて、Ａフィルタユニット１１３を逆洗する際には、Ａ減圧配管１１９の減圧配管弁１２０を開き、Ａフィルタユニット１１３内の減圧を行う。このとき、高圧の状態から急に減圧配管弁１２０を開くと、高圧流体が一気に減圧ライン１４１に流れ込むこととなり、高圧流体の衝撃が減圧ライン１４１や三方弁１０等にダメージを与えるとともに、大きな騒音が発生するが、減圧ライン１４１には減圧速度調整弁９が設けられているので、減圧工程を数分程度に延ばして行うことができる。これにより、高圧流体の衝撃による悪影響を回避し、大きな騒音の発生を低減することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機固形物等の固体微粒子（以下、ＳＳと略称する）を含む処理水を減圧して排出する水熱処理装置等の高圧反応装置に適用されるフィルタリングシステムに関する。さらに、そのようなフィルタリングシステムを有する水熱処理装置と、そのようなシステムを用いるフィルタリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧反応は、反応性が高いこと、媒体となる流体の特異な性質を利用できること等の長所を有しており、現在、様々な分野で応用されている。特に近年は、水や二酸化炭素等の物質の超臨界状態を活用した高圧反応装置が盛んに研究開発されており、実用化も進んでいる。
【０００３】
この種の高圧反応装置の一例として、水熱酸化反応処理装置を挙げることができる。この装置は、被処理水を短時間で高レベルにまで分解する水熱酸化処理を行うことで、被処理水中の炭素成分をＣＯ２に、窒素成分を窒素ガスに（条件によってはアンモニアや硝酸性窒素も生成する場合がある）分解することができる。そして、被処理水中の無機物質は水溶性あるいは非水溶性の無機物質となり、処理水とともに装置外に排出される。
【０００４】
ところで、水熱酸化反応処理装置において処理水を排出する際には、配管系統に組み込まれた減圧弁等の減圧手段により、処理水を常圧まで減圧する。この減圧の際、処理水は、減圧手段の中を高速流で通過する。このとき、処理水中に不溶性の無機固形物が混じっていると、これが減圧手段の流路面に高速で当たることで摩耗が生じるという問題があった。特に、摩耗が短時間で大きく進行する場合は、メンテナンス等のため処理装置を頻繁に停止せざるを得なくなることも想定される。
【０００５】
このような問題への対策として、減圧弁の手前にフィルタを取り付け、このフィルタで摩耗の原因となる無機固形物を除去する方法が検討・開発されている。例えば、特許文献１（特許第３０３６０７７号公報）には、概略以下（１）〜（４）に述べるような特徴を有するフィルタシステムの運転方式が記載されている。
【０００６】
（１）フィルタシステムにはフィルタユニットが並列して２系列設けられており、これらのユニットを切り替えて交互に使用することができる。
（２）使用中のフィルタ（本体）の前後の差圧（フィルタ差圧）を測定し、この値に基づき待機中のフィルタへの切り替えタイミングを決める。より具体的には、フィルタ差圧が約２００ｐｓｉを超えた場合、使用中のフィルタから待機中のフィルタへと切り替える。
（３）切り替えられて非使用状態となったフィルタの逆洗を行う。すなわち、フィルタの圧力を開放（減圧）し、フィルタ内に残存している処理水中の溶存ガスが膨張する勢いによって、フィルタエレメントに付着している無機固形物を剥離する。その後、フィルタ内に加圧空気を流し、剥離された無機固形物をフィルタ内から吹き飛ばす又は押し出す。
（４）フィルタ内を水で満たした後に高圧反応に使用する酸素ガスを供給し、システム圧まで加圧（予備加圧）する。これで、逆洗後のフィルタが使用可能な状態へと復帰する。
【０００７】
【特許文献１】特許第３０３６０７７号公報（第１１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者等は、前述のようなフィルタシステムの開発過程において、現状のフィルタシステムに関し以下（Ａ）〜（Ｃ）の課題を見出した。
（Ａ）フィルタ逆洗時に行う減圧、及び、逆洗終了後に行う予備加圧を急速に行うと、フィルタシステム中のバルブ類に負担がかかり易い。著しい場合には、短時間のうちにバルブからの洩れが発生する場合もあり得る。
（Ｂ）逆洗を行う際、フィルタの底に堆積したＳＳが詰まって、逆洗水が流れ難くなる場合がある。
（Ｃ）処理水に含まれるＳＳによって、フィルタシステム中のバルブ類の摩耗も進行し易い。
【０００９】
本発明は、前記の課題に鑑みてなされたものであって、システムの安定した連続的な運転を実現できる、あるいは、実用的な耐久性・寿命を確保した上で充分な信頼性を発揮することができる等の利点を有するフィルタリングシステム等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のフィルタリングシステムは、高圧反応装置から排出される処理水中の固体微粒子（ＳＳと略称）をろ過するための、該処理水の減圧手段の手前（高圧側）に設置されるフィルタリングシステムであって、 複数系列のフィルタユニットが並列配置されており、 各フィルタユニットには、 前記高圧反応装置からのＳＳを含む高圧流体がフィルタ本体に流入する流入配管、 前記フィルタ本体においてＳＳがろ過された高圧流体が前記減圧手段方向へ流出する流出配管、 前記フィルタ本体から高圧流体を抜いて減圧する減圧配管、 前記フィルタ本体内のフィルタエレメントを逆洗する逆洗液を供給する逆洗配管、 逆洗後の逆洗液を前記フィルタ本体から排出する逆洗液排出配管、 前記フィルタ本体に高圧液を送って該フィルタ本体内を高圧にする加圧配管、が接続されているとともに、 前記各配管を開閉する開閉弁が設けられており、 前記減圧配管及び／又は前記加圧配管に、減圧又は加圧速度を調整する調整手段が設けられていることを特徴とする。
なお、各配管は、相互に兼用（全部又は一部）してもよい。すなわち、１本の配管（機械的な物としての配管）が複数の配管系統（ライン）の構成要素として用いられてもよい。
【００１１】
高い差圧がかかっている開閉弁を急に開くと、高圧流体が一気に開閉弁を通過して後段の配管に流れ込むこととなり、高圧流体の衝撃がその開閉弁や後段の配管にダメージを与えるとともに、大きな騒音が発生するので好ましくない。これに対し、本発明によれば、減圧配管及び／又は加圧配管に、減圧又は加圧速度を調整する調整手段が設けられているので、従来は例えば数秒程度で減圧して後段の配管・開閉弁に大きな衝撃を与えていた工程を数分程度に延ばして行うことができる。これにより、高圧流体の衝撃による悪影響を回避し、大きな騒音の発生を低減することができる。
【００１２】
本発明のフィルタリングシステムにおいては、前記フィルタユニットに、前記フィルタ本体下部に堆積したＳＳを巻き上げ・拡散させるための流体を供給する配管が設けられていることが好ましい。
ＳＳの蓄積量が多い場合や、沈降性・粘着性が高い場合等には、ＳＳが逆洗液排出配管やその開閉弁に詰まり易く、逆洗が行い難いことがある。これに対し、本発明のこの態様によれば、逆洗液排出配管から液流をフィルタ本体内に向けて流すことで、フィルタ本体内（フィルタエレメントやフィルタ本体底部）に堆積したＳＳを巻き上げるように拡散させることができるので、固形物の詰まりが起こり難くなる。
【００１３】
本発明のフィルタリングシステムにおいては、前記フィルタユニットを加圧する際に、前記フィルタ本体から排出された減圧前の処理水を加圧媒体として用いることができる。
この場合、別途高圧ポンプ等を追設して処理水を供給する場合等に比べて、設備費等が嵩むことなく、フィルタユニットの加圧を行うことができる。
【００１４】
本発明のフィルタリングシステムにおいては、前記高圧反応装置から排出される処理水の減圧手段で減圧された後の処理水を貯留するタンク及び貯留した処理水を前記フィルタ本体に逆洗液として送るポンプを設けることが好ましい。
逆洗液の量は、フィルタエレメントの目詰まり状態やＳＳの性状等によって異なるが、１回の逆洗につき数十リットルの液を消費するのが通常である。そして、フィルタの逆洗回数（フィルタの切り替え回数）が多いほど逆洗水の消費量が増えるため、場合によっては、高圧反応で排出される処理水よりも逆洗水の方が多くなることもあり、装置全体としての総合排水量も増えてしまう。これに対し、本発明のこの態様によれば、タンクで処理水を貯留し、この貯留した処理水をポンプでフィルタ本体に逆洗液として送ることができるので、装置から排出される処理水を逆洗液として再利用することができ、装置の総合排出量を大きく減らすことができる。
【００１５】
本発明のフィルタリングシステムにおいては、前記各フィルタユニットに処理水を供給する配管と前記各フィルタユニットから処理水を排出する配管との間の差圧が一定値を超えたとき、又は、タイマーで設定した所定時間が経過したとき、のいずれかのうちの早い時点で、前記フィルタ本体内のフィルタエレメントを逆洗することができる。
フィルタ本体の下部へのＳＳの堆積具合等は、フィルタ本体の前後の差圧（フィルタ差圧）を測定するだけでは予測することが難く、場合によっては、フィルタ差圧が上昇していなくても、フィルタ本体内に逆洗困難な状態にまで固形物が堆積してしまうことがある。これに対し、本発明のこの態様によれば、通常のフィルタ切り替え時期はタイマーで設定した所定時間（通液時間）に基づき判断し、フィルタ差圧が設定値まで上昇していなくてもフィルタエレメントを逆洗する。この通液時間は、フィルタの逆洗を安定して行うことができ、且つ、できる限り長い時間に設定する（一例で３０分程度）。そして、万が一、例えば急に多量の固形物が流れ込んでフィルタ差圧が上昇したとき等には、フィルタ差圧が設定値を超えた時点でフィルタエレメントを逆洗する（フィルタを切り替える）。これにより、フィルタエレメントの破損の可能性が低減し、フィルタシステムの安定的な連続運転が実現できる。
【００１６】
本発明のフィルタリングシステムにおいては、前記流入配管が、前記フィルタ本体の上部（流入部）の手前側で垂直方向に延びる垂直部を有しており、該垂直部に前記開閉弁が設けられていることが好ましい。
こうすることで、流入配管や開閉弁内部へのＳＳの沈殿がほとんどなくなるので、開閉弁の寿命を向上することができる。
【００１７】
本発明のフィルタリングシステムにおいては、前記逆洗液排出配管がＵ字状をしており、該Ｕ字状の逆洗液排出配管の一端部が前記フィルタ本体の下部（排出部）に接続されているとともに、他端側に前記開閉弁が設けられていることが好ましい。
こうすることで、開閉弁の作動部分に固形物が堆積することがほとんどなくなるので、開閉弁の寿命を向上することができる。
【００１８】
本発明の水熱処理装置は、水熱反応器と、 該水熱反応器に被処理水を供給する供給系統と、 前記水熱反応器の反応生成物を冷却・減圧・排出する後処理系統と、を備える水熱処理装置であって、 前記後処理系統に、前記請求項１〜７いずれか１項記載のフィルタリングシステムが備えられていることを特徴とする。
【００１９】
本発明のフィルタリング方法は、高圧反応装置から排出される処理水中の固体微粒子（ＳＳと略称）をろ過するための、該処理水の減圧手段の手前（高圧側）に設置される、複数系列のフィルタユニットが並列配置されたフィルタリングシステムを用いるフィルタリング方法であって、 前記各フィルタユニットに、 前記高圧反応装置からのＳＳを含む高圧流体がフィルタ本体に流入する流入配管、 前記フィルタ本体においてＳＳがろ過された高圧流体が前記減圧手段方向へ流出する流出配管、 前記フィルタ本体から高圧流体を抜いて減圧する減圧配管、 前記フィルタ本体内のフィルタエレメントを逆洗する逆洗液を供給する逆洗配管、 逆洗後の逆洗液を前記フィルタ本体から排出する逆洗液排出配管、 前記フィルタ本体に高圧液を送って該フィルタ本体内を高圧にする加圧配管、を接続しておき、 前記各配管を開閉する開閉弁を設けておき、 前記減圧配管及び／又は前記加圧配管には、減圧又は加圧速度を調整する調整手段を設けておき、 前記フィルタ本体の逆洗を行う際に、 前記減圧配管、該配管を開閉する開閉弁、前記調整手段を用いて前記フィルタ本体内を減圧し、 前記逆洗液排出配管側からの液流により前記フィルタ本体下部に堆積したＳＳを巻き上げ・拡散させた後に、前記逆洗配管側から逆洗液を流し、 逆洗終了後に、前記加圧配管、該配管を開閉する開閉弁、前記調整手段を用いて前記フィルタ本体内を加圧する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、システムの安定した連続的な運転を実現できる、あるいは、実用的な耐久性・寿命を確保した上で充分な信頼性を発揮することができる等の利点を有するフィルタリングシステム等を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ説明する。
まず、本発明のフィルタリングシステムを装備する水熱反応処理装置の概要を説明する。
図１３は、本実施の形態に係る水熱反応処理装置の概略構成を示すブロック図である。
図１３に示す水熱反応処理装置は、反応容器３２１と、この反応容器３２１に被処理物、補助燃料、水、酸化剤（空気）を供給する供給系統と、反応容器３２１から出る反応生成物を冷却し、気液分離する冷却気液分離系統とから主に構成されている。
【００２２】
反応容器３２１の入り口には、被処理物である廃液（廃棄物）、補助燃料、水及び空気等の供給管３０２ｂが接続している。被処理物貯留槽３０１に貯留された廃液は、高圧送液ポンプ３０３によって例えば２．５ＭＰａ（２５気圧）以上の圧力に加圧され、廃液供給管３０２ａ、供給管３０２ｂを通って反応容器３２１へ供給される。補助燃料貯留槽３０４に貯留された補助燃料は、高圧送液ポンプ３０６によって例えば２．５ＭＰａ以上の圧力に加圧され、補助燃料供給管３０５、供給管３０２ｂを通って反応容器３２１へ供給される。水槽３０７に貯留された水は、高圧送液ポンプ３０９によって例えば２．５ＭＰａ以上の圧力に加圧され、水供給管３０８、供給管３０２ｂを通って反応容器３２１へ供給される。なお、高圧送液ポンプ３０３、３０６、３０９は、往復動ポンプ等の高圧昇圧可能で且つ容量制御性のあるポンプであって、廃液、補助燃料、水の反応容器３２１への供給量を調節できるようになっている。
【００２３】
供給管３０２ｂには、エアーコンプレッサー３１０を備えた空気供給管３１１が接続している。酸化剤である空気は、エアーコンプレッサー３１０に取り込まれて圧縮され、例えば２．５ＭＰａ以上の高圧で空気供給管３１１から供給管３０２ｂを通って反応容器３２１に供給される。また、空気供給管３１１から供給される空気は、予備加熱器３１２によって所定の温度に予備加熱することができる。
【００２４】
この水熱反応処理装置においては、クエンチ水貯留槽３１３内に貯留されたクエンチ水が、高圧送液ポンプ３１５によって例えば２．５ＭＰａ以上の圧力に加圧され、クエンチ水供給管３１４を通って反応容器３２１へ供給される。なお、この高圧送液ポンプ３１５も往復動ポンプ等の高圧昇圧可能で且つ容量制御性のあるポンプであって、クエンチ水の反応容器３２１への供給量を調節できるようになっている。
【００２５】
反応容器３２１の排出口には、冷却器１ａを備えた排出管１が接続されている。排出管１の先は気液分離器２に接続されている。反応容器３２１の排出口から排出された反応生成物等は、排出管１を通り冷却器１ａでほぼ常温に冷却された後、気液分離器２で気体（排ガス）と固体を含む液体（処理水）とに分離される。気液分離器２の上端には、減圧弁３ａを備えた排ガス管３が接続されており、気液分離器２から排出される排ガスは、減圧弁３ａで大気圧近くの圧力にまで減圧されて排気される。気液分離器２の底部には、減圧弁８を備えた処理水排出管５が接続されている。気液分離された処理水は、減圧弁８で大気圧近くの圧力にまで減圧されて排出される。
【００２６】
以下、本実施の形態に係るフィルタリングシステムについて説明する。
図１は、本実施の形態に係るフィルタリングシステムのＡフィルタユニット稼動時を示す配管系統図である。
図２は、同フィルタリングシステムのＡフィルタユニット→Ｂフィルタユニット切り替え後を示す配管系統図である。
図３は、同フィルタリングシステムのＡフィルタユニット減圧時を示す配管系統図である。
図４は、同フィルタリングシステムのＡフィルタユニット予備逆洗時を示す配管系統図である。
図５は、同フィルタリングシステムのＡフィルタユニット逆洗時を示す配管系統図である。
図６は、同フィルタリングシステムのＡフィルタユニット加圧時を示す配管系統図である。
図７〜図９は、同フィルタリングシステムの作動フローチャートである。
【００２７】
まず、図１〜図６の各図に示すフィルタリングシステムの構成について説明する。
各図の左上には、処理流体供給配管１の接続された気液分離器２が示されている。処理流体供給配管１は、図１３の水熱反応処理装置の排出管１に相当し、この配管１から水熱反応処理後の処理流体が気液分離器２へと導入される。気液分離器２は、前述の図１３のものと同様であり、処理ガス排出配管３（図１３の減圧弁３ａを備えた排ガス管３に相当する）と液面レベル計４が設けられている。気液分離器２で分離された気体は処理ガス排出配管３を介してシステム外部に放出される。一方、分離された液体は、気液分離器２から延び出る処理液排出配管５（図１３の処理水排出管５に相当する）を介して、後段のシステムへと送られる。この処理液排出配管５には、開閉弁６が組み込まれている。
【００２８】
各図のほぼ中央には、並列配置されたＡフィルタユニット１１３とＢフィルタユニット２１３とが示されている。気液分離器２の下部から出る処理液排出配管５の先側（下流側）は、Ａ処理液流入配管１１２とＢ処理液流入配管２１２とに分岐している。そして、Ａ処理液流入配管１１２はＡフィルタ本体１１３′に、Ｂ処理液流入配管２１２はＢフィルタ本体２１３′に、それぞれ繋がっている。各流入配管１１２、２１２には、それぞれ開閉弁（流入配管弁）１１１、２１１が組み込まれている。
【００２９】
Ａフィルタユニット１１３とＢフィルタユニット２１３とは同一構成である。フィルタユニット１１３（２１３）のフィルタ本体１１３′（２１３′）の内部には、処理液流入配管１１２（２１２）から導入された処理液をろ過するフィルタエレメント１１４（２１４）が設けられている。フィルタエレメント１１４（２１４）で処理液がろ過されると、フィルタ本体１１３′（２１３′）内にはろ過されたＳＳが蓄積される。
【００３０】
Ａフィルタ本体１１３′、Ｂフィルタ本体２１３′の上部には、それぞれＡ処理水流出配管１１５、Ｂ処理水流出配管２１５が繋がっている。各流出配管１１５、２１５には、圧力計１２３、２２３と、開閉弁（流出配管弁）１１６、２１６とがそれぞれ組み込まれている。両フィルタユニット１１３、２１３の前後（Ａ処理水流出配管１１５とＢ処理液流入配管２１２との間）には、差圧計７が設けられている。この差圧計７により、各フィルタユニット１１３、２１３の前後の差圧（フィルタ差圧）を計測することができる。一方、Ａフィルタ本体１１３′、Ｂフィルタ本体２１３′の下部には、それぞれＡ逆洗液排出配管１１７、Ｂ逆洗液排出配管２１７が繋がっている。各逆洗液排出配管１１７、２１７には、開閉弁（逆洗水排出配管弁）１１８、２１８がそれぞれ組み込まれている。
【００３１】
Ａ処理水流出配管１１５、Ｂ処理水流出配管２１５からは、Ａ減圧配管１１９、Ｂ減圧配管２１９がそれぞれ分岐している。各減圧配管１１９、２１９には、開閉弁（減圧配管弁）１２０、２２０がそれぞれ組み込まれている。さらに、各減圧配管１１９、２１９よりも後段において、Ａ処理水流出配管１１５、Ｂ処理水流出配管２１５からは、Ａ逆洗配管１２１、Ｂ逆洗配管２２１がそれぞれ分岐している。各逆洗配管１２１、２２１には、開閉弁（逆洗配管弁）１２２、２２２がそれぞれ組み込まれている。
【００３２】
両流出配管１１５、２１５の先側（下流側）は、排出配管１３０に繋がっている。流出配管１１５、２１５と排出配管１３０との間には、液面制御弁８が組み込まれている。この液面制御弁８は、気液分離器２の液面レベル計４に接続されており、気液分離器２内の処理流体の蓄積量に応じて開度を調節する。この液面制御弁８は、処理液減圧弁（図１３の符号８）を兼ねている。
【００３３】
排出配管１３０の先側（下流側）は、システム外部に延びる排出部１３０ａと、逆洗水タンク１６に繋がるタンク導入部１３０ｂとに分岐している。タンク導入部１３０ｂには、開閉弁１５が組み込まれている。逆洗水タンク１６は、液面レベル計１４を備えている。この液面レベル計１４の指示値に基づき開閉弁１５の開閉操作を行うことで、逆洗水タンク１６内には常に必要量の水が貯留されるようになっている。逆洗水タンク１６には、ポンプ１７が接続されている。このポンプ１７を稼動すると、逆洗水タンク１６内の水を逆洗水供給ライン１３に供給することができる。
【００３４】
本実施例のフィルタリングシステムにおいては、各フィルタユニット１１３、２１３の後段に計３個の三方弁（加圧配管三方弁１０、逆洗水供給配管三方弁１１、逆洗水排出配管三方弁１２）が設けられている。
三方弁１０のａポートは、排出ライン１３１を介して、排出配管１３０に繋がっている。三方弁１０のｂポートは、減圧速度調整弁（絞り弁）９を有する減圧ライン１４１を介して、両減圧配管１１９、２１９に繋がっている。三方弁１０のｃポートは、加圧速度調整弁（絞り弁）１９を有する高圧水供給ライン１８を介して、Ａ流出配管１１５に繋がっている。
【００３５】
三方弁１１のａポートは、三方弁１２のｃポートに繋がっている。これら両者を繋ぐ接続ライン１５１には、前述の逆洗水供給ライン１３が繋がっている。三方弁１１のｂポートは、逆洗ライン１６１を介して、両逆洗配管１２１、２２１に繋がっている。三方弁１１のｃポートは、排出ライン１３３を介して、排出配管１３０に繋がっている。
【００３６】
三方弁１２のａポートは、逆洗ライン１６３を介して、両逆洗液排出配管１１７、２１７に繋がっている。三方弁１２のｂポートは、排出ライン１３５を介して、排出配管１３０に繋がっている。三方弁１２のｃポートは、前述の通り接続ライン１５１を介して三方弁１１のａポートに繋がっている。
【００３７】
次に、図７〜図９の作動フローチャートに基づき、図１〜図６のフィルタリングシステムの作用について説明する。
なお、図１〜図６において、配管ラインの大太線は減圧前の流れを示し、中太線は減圧後の流れを示す。また、各弁において開状態を白抜きで、閉状態を黒塗りで示す。
【００３８】
処理流体供給配管１から供給された高圧の処理流体は、気液分離器２で気体と液体とに分離された後、処理液が処理液排出配管５・開閉弁６からＡ処理液流入配管１１２・流入配管弁１１１を通過してＡフィルタユニット１１３内に導入される。そして、Ａフィルタユニット１１３のフィルタエレメント１１４を通過してろ過された処理水は、Ａ処理水流出配管１１５・流出配管弁１１６から排出配管１３０を通過し、その一部は排出部１３０ａから排出されるとともに、他はタンク導入部１３０ｂから逆洗水タンク１６内に導入される。逆洗水タンク１６の液面レベル計１４により必要量の水が貯留されたと判断されると、開閉弁１５が閉じ、処理水は排出部１３０ａのみから排出される。処理水は、排出配管１３０に流入する際、液面制御弁８によって減圧される（図１参照）。
【００３９】
この図１に示すようなろ過工程を継続して行うと、Ａフィルタユニット１１３のフィルタ本体１１３′内には、ろ過されたＳＳが堆積される。そして、このＳＳによってフィルタエレメント１１４が閉塞する、あるいは、フィルタ本体１１３′の前後の差圧（フィルタ差圧）が上がると、フィルタエレメント１１４が破損してしまう場合がある。そのため、適切なタイミングでＡフィルタユニット１１３のフィルタ本体１１３′内のＳＳを排出する必要がある。このＳＳの排出工程を逆洗工程と呼ぶ。
【００４０】
本実施例においては、差圧計７を用いてフィルタ差圧を計測し、この差圧が一定値を超えたとき、又は、タイマーで設定した所定時間が経過したとき、のいずれかのうちの早い時点で、使用中のＡフィルタユニット１１３を待機中のＢフィルタユニット２１３に切り替えるようになっている。フィルタ本体内へのＳＳの堆積具合等は、フィルタ差圧を測定するだけでは予測することが難く、場合によっては、フィルタ差圧が上昇していなくても、フィルタ本体内に逆洗困難な状態にまでＳＳが堆積してしまうことがある。そのため、通常のフィルタ切り替え時期はタイマーで設定した所定時間（通液時間）に基づき判断し、フィルタ差圧が設定値まで上昇していなくても切り替えを行う。この通液時間は、逆洗を安定して行うことができ、且つ、できる限り長い時間に設定する（一例で３０分程度）。そして、万が一、例えば急に多量の固形物が流れ込んでフィルタ差圧が上昇したとき等には、設定した通液時間が経過していなくても、Ａフィルタユニット１１３をＢフィルタユニット２１３に切り替えてフィルタエレメント１１４の逆洗を行う。これにより、フィルタエレメント１１４の破損の可能性が低減し、フィルタシステムの安定的な連続運転が実現できる。
【００４１】
逆洗工程は、最初に、使用中のＡフィルタユニット１１３から待機中のＢフィルタユニット２１３へと切り替える（図２参照）。つまり、図７のステップＳＴ１でＢ流入配管弁２１１を開き、ステップＳＴ２でＢ流出配管弁２１６を開く。さらに、ステップＳＴ３でＡ流入配管弁１１１を閉じ、ステップＳＴ４でＡ流出配管弁１１６を閉じる。
【００４２】
そして、ステップＳＴ５でＡフィルタユニット１１３のＡ減圧配管１１９の減圧配管弁１２０を開き、Ａフィルタユニット１１３内の減圧を行う（図３参照）。このとき、高圧の状態から急に減圧配管弁１２０を開くと、高圧流体が一気に減圧ライン１４１に流れ込むこととなり、高圧流体の衝撃が減圧ライン１４１や三方弁１０等にダメージを与えるとともに、大きな騒音が発生するが、本実施例では、減圧ライン１４１に減圧速度調整弁（絞り弁）９が設けられているので、減圧工程を数分程度に延ばして行うことができる。これにより、高圧流体の衝撃による悪影響を回避し、大きな騒音の発生を低減することができる。減圧が完了したか否かは、圧力計１２３で判断する。減圧速度調整弁９を通過した処理液は、三方弁１０を経て排出ライン１３１・排出部１３０ａから排出される。なお、減圧速度調整弁９としては、絞り弁の他に、キャピラリーや固定オリフィス、可変オリフィス等、流路の抵抗となるようなものを採用することができる。この工程が終了した後は、ステップＳＴ６でＡ減圧配管弁１２０を閉じる。
【００４３】
この後、Ａフィルタユニット１１３に接続されているＡ逆洗配管１２１の逆洗水供給配管弁１２２と、Ａ逆洗水排出配管１１７の逆洗水排出配管弁１１８を開き、逆洗水をフィルタエレメント１１４の流出側（ろ液側）から導入側（原液側）に流す。すると、フィルタエレメント１１４の表面に堆積したＳＳやフィルタ本体内に沈殿したＳＳが排出される。通常は、このような操作でフィルタ本体内の固形物の排出を行うことができるが、固形物の蓄積量が多い場合や固形物の沈降性が高い場合、固形物の粘着性が高い場合等には、逆洗の過程でＳＳが逆洗液排出配管１１７や逆洗水排出配管弁１１８に詰まり易く、逆洗が行い難いことがある。
【００４４】
そこで、逆洗工程の準備作業として、図８の各ステップに示す手順にしたがって次の操作（予備逆洗）を行う（図４参照）。すなわち、逆洗水供給配管三方弁１１は、通常逆洗時はａポート→ｂポートの方向に流れるようになっているが、これをｂポート→ｃポートの方向に流れるようにする（ステップＳＴ７）。一方、逆洗水排出配管三方弁１２は、通常逆洗時はａポート→ｂポートの方向に流れるようになっているが、これをｃポート→ａポートの方向に流れるようにする（ステップＳＴ８）。こうしてから、ポンプ１７を運転して（ステップＳＴ９）、逆洗時に使用するＡ逆洗水排出配管弁１１８、Ａ逆洗水供給配管弁１２２を開く（ステップＳＴ１０、ステップＳＴ１１）と、逆洗水は、逆洗水供給ライン１３→三方弁１２→弁１１８→Ａフィルタユニット１１３→Ａ処理水流出配管１１５→弁１２２→三方弁１１と流れ、排出ライン１３３・排出部１３０ａから排出される。このように、フィルタ本体１１３′の底部に堆積したＳＳを巻き上げるように拡散させる予備逆洗を行うことで、ＳＳの詰まりが起こり難くなる。
【００４５】
この予備逆洗が修了した後、ステップＳＴ１２で逆洗水排出配管三方弁１２をａポート→ｂポートの方向に流れるようにし、ステップＳＴ１３で逆洗水供給配管三方弁１１をａポート→ｂポートの方向に流れるようにして、Ａフィルタユニット１１３の通常逆洗を行う（図５参照）。
【００４６】
ところで、逆洗液の量は、フィルタエレメントの目詰まり状態やＳＳの性状等によって異なるが、１回の逆洗につき数十リットルの液を消費するのが通常である。そして、フィルタの逆洗回数（フィルタの切り替え回数）が多いほど逆洗水の消費量が増えるため、場合によっては、高圧反応で排出される処理水よりも逆洗水の方が多くなることもあり、フィルタシステム全体としての総合排出量も増えてしまう。本実施例においては、逆洗水タンク１６内に処理液を一時貯留し、このタンク１６の処理液をポンプ１７で逆洗水供給ライン１３に供給することができるので、システムから排出される処理水を逆洗液として再利用することができ、システムの総合排出量を大きく低減することができる。なお、タンク１６に工業用水等を供給する手段を設け、逆洗水量が処理水量よりも多い場合にはこの手段から工業用水等を供給することもできる。
【００４７】
通常逆洗終了後は、Ａフィルタユニット１１３を加圧する。この加圧は、逆洗が終了したＡフィルタユニット１１３に再び通液する際、フィルタ本体内が常圧のままであると、いきなり高圧の流体が流れ込んでフィルタエレメント１１４やＡ処理水流出配管１１５・流出配管弁１１６に衝撃を与え、最悪の場合は破損するといったおそれを回避するために行うものである。フィルタの加圧は、水を使用して行うことが好ましい。なぜなら、後に再びＡフィルタユニット１１３を使い始めるときに高圧の空気が流れ出すと、後段の液面制御弁８の制御が不安定になるからである。
【００４８】
加圧工程は、図９の各ステップに示す手順にしたがって行う（図６参照）。すなわち、まずステップＳＴ１４でポンプ１７を停止し、ステップＳＴ１５でＡ逆洗水供給配管弁１２２を閉じ、ステップＳＴ１６でＡ逆洗水排出配管弁１１８を閉じる。そして、ステップＳＴ１７で加圧配管三方弁１０を動作させ、水がｃポート→ｂポートに流れるようにし、ステップ１８でＡ減圧配管弁１２０を開く。こうすると、Ｂフィルタユニット２１３を通過した高圧の処理水が高圧水供給ライン１８→三方弁１０→減圧ライン１４１・減圧速度調整弁９→Ａ減圧配管１１９・Ａ減圧配管弁１２０→処理水流出配管１１５を経てＡフィルタユニット１１３に流入し、加圧が行われる。加圧が完了したかどうかは、圧力計１２３で判断する。この加圧工程終了後、Ａフィルタユニット１１３は、通液可能な状態で待機する。そして、適切なタイミングでＢフィルタユニット２１３と切り替えることで、ＳＳの除去と排出を連続的に行うことができる。
【００４９】
加圧のための高圧水を供給する方法としては、高圧ポンプ等から供給することも可能であるが、使用頻度が少なくない割に設備費が嵩むという欠点がある。本実施例のように、高圧水供給ライン１８を介して減圧前の処理水の一部を分岐させて用いると、別途高圧ポンプ等を追設して処理水を供給する場合等に比べて、設備費等が嵩むことなく、フィルタユニットの加圧を行うことができる。
【００５０】
なお、通常は、減圧速度と加圧速度は異なる。加圧速度の方が速く、加圧速度だけを別に調整したい場合等は、高圧水供給ライン１８に設けた加圧速度調整弁（絞り弁）１９を用いるものとする。さらに、本実施例では減圧ライン１４１・減圧速度調整弁９とＡ減圧配管１１９・減圧配管弁１２０を加圧工程においても用いているが、これらを別々の配管と弁に分けて構成することもできる。
【００５１】
次に、図１０を参照しつつ、本実施例に係るフィルタユニットの改良例について説明する。
図１０（Ａ）、（Ｂ）は、本実施例に係るフィルタユニット前後の配管の改良例を示す図である。
前述の流入配管１１２（２１２）は、気液分離器２から送られた高圧の処理液が通過する。この処理液は、フィルタユニット１１３（２１３）でろ過される前の液（ＳＳ懸濁水）であるため、流入配管１１２（２１２）が水平方向に配置されていると、配管１１２（２１２）底部や開閉弁１１１（２１１）内部に比重の大きなＳＳが沈殿することがある。開閉弁１１１（２１１）としては通常ボール弁が用いられるが、ＳＳが沈殿した状態で繰り返し作動させると、ボールとシートとの間にＳＳが噛み込み易く、開閉弁１１１（２１１）の性能劣化が早く進んでしまう。そこで、図１０（Ａ）に示すように、フィルタユニット１１３の手前側において、流入配管１１２の垂直部に開閉弁１１１を設けるものとすると、流入配管１１２底部や開閉弁１１１内部へのＳＳの沈殿がほとんどなくなるので、開閉弁１１１の寿命を向上することができる。
【００５２】
さらに、逆洗水排出配管１１７（２１７）の開閉弁１１８（２１８）は、フィルタユニット１１３（２１３）の真下に配置されているため、フィルタ本体１１３′内に堆積したＳＳが開閉弁１１８（２１８）内部にまで至ることがある。すると、前述と同様に、ボールとシートとの間にＳＳが噛み込み易くなり、開閉弁の性能劣化が早く進んでしまう。そこで、図１０（Ｂ）に示すように、逆洗水排出配管１１７をＵ字状とし、このＵ字状の逆洗液排出配管１１７の一端部がフィルタ本体１１３′の下部に接続されているとともに、他端側に開閉弁１１８が設けられているものとすると、開閉弁１１８の作動部分にＳＳが堆積することがほとんどなくなるので、開閉弁１１８の寿命を向上することができる。
【００５３】
次に、本実施例に係るフィルタリングシステムに関して、本発明者等が行った性能評価試験の結果について述べる。
・フィルタリングシステム全体の動作評価
図１１は、本実施例に係るフィルタリングシステムの運転履歴を表すグラフである。左縦軸はフィルタ圧力（単位ＭＰａ）を示し、右縦軸は逆洗水供給流量（単位Ｌ／ｍｉｎ）を示し、横軸はフィルタリングシステム運転履歴時間を示す。
図１１には、Ａフィルタユニット１１３の通液時にＢフィルタユニット２１３の逆洗を行ったときの履歴が示されている。このグラフより、Ｂフィルタユニット２１３は約８分かけて減圧され（実線グラフ）、その後、逆洗水による逆洗が行われている（二点鎖線グラフ）。なお、このケースでは、逆洗水を３回に分けて供給している。そして、逆洗終了後に行ったＢフィルタユニット２１３の予備加圧（システム圧力までの加圧：点線グラフで示すＡフィルタユニット１１３の通液時の圧力までの加圧）は、約１分間で完了している。
【００５４】
・処理液供給配管の開閉弁（図１０（Ａ）の符号１１１等参照）の摩耗耐久性評価
この評価では、以下の試験装置、模擬液、試験方法を用いた。
試験装置：無機微粒子懸濁水溶液を循環して流す装置を組み、その流路内に制御空気で自動開閉できる開閉弁を設置した。開閉弁は、試験によって水平方向に設置する場合と、垂直方向に設置する場合とを組み替えた。
模擬液：炭酸Ｃａ（０．５％）＋酸化鉄（０．５％）水溶液（中心粒径５μｍ）を用いた。
試験方法：模擬液を５Ｌ／ｍｉｎの流速で開閉弁を含む配管に流し、開閉弁の開閉を３秒おきに自動で繰り返し行った。そして、５０００回の開閉動作後、開閉弁を取り外し、以下の２つの評価（Ａ）、（Ｂ）を行った。
（Ａ）耐圧評価：３０ＭＰａの水圧を一方からかけた場合に漏れがないか確認した。
（Ｂ）摩耗評価：開閉弁を分解し、ボールやシートの摩耗を観察した。
【００５５】
このような評価試験において、開閉弁を水平に設置した場合は、以下の結果が得られた。
（Ａ）耐圧評価：約１５ＭＰａで水漏れが発生した。
（Ｂ）摩耗評価：触感で容易に判断できる傷がシートに多数発生し、一部の傷は深かった。
一方、開閉弁を垂直に設置した場合は、以下の結果が得られた。
（Ａ）耐圧評価：約３０ＭＰａで耐圧性能に問題なし。
（Ｂ）摩耗評価：シートとボールが動作する方向には擦れ傷が観察されたが、触感で判断できない程度の非常に細かいものであった。
これらの結果により、開閉弁を垂直に設置した場合（図１０（Ａ）参照）は、開閉弁の耐久性が向上していると判断できる。
【００５６】
・予備逆洗（図４参照）を行うことによる逆洗性評価
この評価では、以下の試験装置、模擬液、試験方法を用いた。
図１２は、本試験に用いた試験装置の模式図である。
試験装置：図１２に示すように、模擬液貯留タンク内の模擬液を、模擬液供給ポンプを駆動してフィルタユニットに連続的に供給できる低圧の装置を用いた。なお、フィルタユニットには、ろ液貯留タンクと懸濁水貯留タンクとが接続されている。このような試験装置において、逆洗水を次の（ケースＡ）、（ケースＢ）の２通りで流した。
（ケースＡ）ろ液貯留タンクに繋がる側から逆洗水を流し、フィルタユニットの下流側の逆洗水排出配管弁を介して懸濁水貯留タンク側へと排出する（通常の逆洗のみ）。
（ケースＢ）最初に５秒間、フィルタユニットの下流側の逆洗水排出配管弁側から逆洗水を流し（予備逆洗）、その後、（ケースＡ）と同様に逆洗水を流す（通常の逆洗）。
模擬液：カオリン（１％）水溶液を用いた。
試験方法：模擬液を５Ｌ／ｍｉｎの流速でフィルタユニットに模擬液を供給する。そして、フィルタ差圧が０．３ＭＰａになった時点で通液を停止し、フィルタユニットの逆洗を行う。なお、逆洗には吐出圧０．５ＭＰａの水を用いた。
【００５７】
このような評価試験において、開閉弁を水平に設置した場合は、以下の結果が得られた。
（ケースＡ）逆洗水排出配管弁を何回も開閉しては逆洗水を供給する等をしたが、流れなかった。
（ケースＢ）問題なく逆洗を行うことができた。
これらの結果により、予備逆洗を行うことでフィルタ本体内に堆積した固形物が巻き上げられて、確実に逆洗が行えるようになったと判断できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施の形態に係るフィルタリングシステムのＡフィルタユニット稼動時を示す配管系統図である。
【図２】同フィルタリングシステムのＡフィルタユニット→Ｂフィルタユニット切り替え後を示す配管系統図である。
【図３】同フィルタリングシステムのＡフィルタユニット減圧時を示す配管系統図である。
【図４】同フィルタリングシステムのＡフィルタユニット予備逆洗時を示す配管系統図である。
【図５】同フィルタリングシステムのＡフィルタユニット逆洗時を示す配管系統図である。
【図６】同フィルタリングシステムのＡフィルタユニット加圧時を示す配管系統図である。
【図７】同フィルタリングシステムの作動フローチャートである。
【図８】同フィルタリングシステムの作動フローチャートである。
【図９】同フィルタリングシステムの作動フローチャートである。
【図１０】本実施例に係るフィルタユニット前後の配管の改良例を示す図である。
【図１１】本実施例に係るフィルタリングシステムの運転履歴を表すグラフである。
【図１２】本試験に用いた試験装置の模式図である。
【図１３】本実施の形態に係る水熱反応処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 処理流体供給配管 ２ 気液分離器
３ 処理ガス排出配管 ４ 液面レベル計
５ 処理液排出配管 ６ 開閉弁
７ 差圧計 ８ 液面制御弁
９ 減圧速度調整弁 １０、１１、１２ 三方弁
１３ 逆洗水供給ライン １４ 液面レベル計
１５ 開閉弁 １６ 逆洗水タンク
１７ ポンプ １８ 高圧水供給ライン
１９ 加圧速度調整弁
１１１、２１１ 開閉弁（流入配管弁） １１２、２１２ 処理液流入配管
１１３、２１３ フィルタユニット １１３′、２１３′ フィルタ本体
１１４、２１４ フィルタエレメント １１５、２１５ 処理水流出配管
１１６、２１６ 開閉弁（流出配管弁） １１７、２１７ 逆洗液排出配管
１１８、２１８ 開閉弁（逆洗水排出配管弁） １１９、２１９ 減圧配管
１２０、２２０ 開閉弁（減圧配管弁） １２１、２２１ 逆洗配管
１２３、２２３ 圧力計 １３０ 排出配管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機固形物等の固体微粒子（以下、ＳＳと略称する）を含む処理水を減圧して排出する水熱処理装置等の高圧反応装置に適用されるフィルタリングシステムに関する。さらに、そのようなフィルタリングシステムを有する水熱処理装置と、そのようなシステムを用いるフィルタリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧反応は、反応性が高いこと、媒体となる流体の特異な性質を利用できること等の長所を有しており、現在、様々な分野で応用されている。特に近年は、水や二酸化炭素等の物質の超臨界状態を活用した高圧反応装置が盛んに研究開発されており、実用化も進んでいる。
【０００３】
この種の高圧反応装置の一例として、水熱酸化反応処理装置を挙げることができる。この装置は、被処理水を短時間で高レベルにまで分解する水熱酸化処理を行うことで、被処理水中の炭素成分をＣＯ２に、窒素成分を窒素ガスに（条件によってはアンモニアや硝酸性窒素も生成する場合がある）分解することができる。そして、被処理水中の無機物質は水溶性あるいは非水溶性の無機物質となり、処理水とともに装置外に排出される。
【０００４】
ところで、水熱酸化反応処理装置において処理水を排出する際には、配管系統に組み込まれた減圧弁等の減圧手段により、処理水を常圧まで減圧する。この減圧の際、処理水は、減圧手段の中を高速流で通過する。このとき、処理水中に不溶性の無機固形物が混じっていると、これが減圧手段の流路面に高速で当たることで摩耗が生じるという問題があった。特に、摩耗が短時間で大きく進行する場合は、メンテナンス等のため処理装置を頻繁に停止せざるを得なくなることも想定される。
【０００５】
このような問題への対策として、減圧弁の手前にフィルタを取り付け、このフィルタで摩耗の原因となる無機固形物を除去する方法が検討・開発されている。例えば、特許文献１（特許第３０３６０７７号公報）には、概略以下（１）〜（４）に述べるような特徴を有するフィルタシステムの運転方式が記載されている。
【０００６】
（１）フィルタシステムにはフィルタユニットが並列して２系列設けられており、これらのユニットを切り替えて交互に使用することができる。
（２）使用中のフィルタ（本体）の前後の差圧（フィルタ差圧）を測定し、この値に基づき待機中のフィルタへの切り替えタイミングを決める。より具体的には、フィルタ差圧が約２００ｐｓｉを超えた場合、使用中のフィルタから待機中のフィルタへと切り替える。
（３）切り替えられて非使用状態となったフィルタの逆洗を行う。すなわち、フィルタの圧力を開放（減圧）し、フィルタ内に残存している処理水中の溶存ガスが膨張する勢いによって、フィルタエレメントに付着している無機固形物を剥離する。その後、フィルタ内に加圧空気を流し、剥離された無機固形物をフィルタ内から吹き飛ばす又は押し出す。
（４）フィルタ内を水で満たした後に高圧反応に使用する酸素ガスを供給し、システム圧まで加圧（予備加圧）する。これで、逆洗後のフィルタが使用可能な状態へと復帰する。
【０００７】
【特許文献１】特許第３０３６０７７号公報（第１１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者等は、前述のようなフィルタシステムの開発過程において、現状のフィルタシステムに関し以下（Ａ）〜（Ｃ）の課題を見出した。
（Ａ）フィルタ逆洗時に行う減圧、及び、逆洗終了後に行う予備加圧を急速に行うと、フィルタシステム中のバルブ類に負担がかかり易い。著しい場合には、短時間のうちにバルブからの洩れが発生する場合もあり得る。
（Ｂ）逆洗を行う際、フィルタの底に堆積したＳＳが詰まって、逆洗水が流れ難くなる場合がある。
（Ｃ）処理水に含まれるＳＳによって、フィルタシステム中のバルブ類の摩耗も進行し易い。
【０００９】
本発明は、前記の課題に鑑みてなされたものであって、システムの安定した連続的な運転を実現できる、あるいは、実用的な耐久性・寿命を確保した上で充分な信頼性を発揮することができる等の利点を有するフィルタリングシステム等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のフィルタリングシステムは、高圧反応装置から排出される処理水中の固体微粒子（ＳＳと略称）をろ過するための、該処理水の減圧手段の手前（高圧側）に設置されるフィルタリングシステムであって、 複数系列のフィルタユニットが並列配置されており、 各フィルタユニットには、 前記高圧反応装置からのＳＳを含む高圧流体がフィルタ本体に流入する流入配管、 前記フィルタ本体においてＳＳがろ過された高圧流体が前記減圧手段方向へ流出する流出配管、 前記フィルタ本体から高圧流体を抜いて減圧する減圧配管、 前記フィルタ本体内のフィルタエレメントを逆洗する逆洗液を供給する逆洗配管、 逆洗後の逆洗液を前記フィルタ本体から排出する逆洗液排出配管、 前記フィルタ本体に高圧液を送って該フィルタ本体内を高圧にする加圧配管、が接続されているとともに、 前記各配管を開閉する開閉弁が設けられており、 前記減圧配管及び／又は前記加圧配管に、減圧又は加圧速度を調整する調整手段が設けられていることを特徴とする。
なお、各配管は、相互に兼用（全部又は一部）してもよい。すなわち、１本の配管（機械的な物としての配管）が複数の配管系統（ライン）の構成要素として用いられてもよい。
【００１１】
高い差圧がかかっている開閉弁を急に開くと、高圧流体が一気に開閉弁を通過して後段の配管に流れ込むこととなり、高圧流体の衝撃がその開閉弁や後段の配管にダメージを与えるとともに、大きな騒音が発生するので好ましくない。これに対し、本発明によれば、減圧配管及び／又は加圧配管に、減圧又は加圧速度を調整する調整手段が設けられているので、従来は例えば数秒程度で減圧して後段の配管・開閉弁に大きな衝撃を与えていた工程を数分程度に延ばして行うことができる。これにより、高圧流体の衝撃による悪影響を回避し、大きな騒音の発生を低減することができる。
【００１２】
本発明のフィルタリングシステムにおいては、前記フィルタユニットに、前記フィルタ本体下部に堆積したＳＳを巻き上げ・拡散させるための流体を供給する配管が設けられていることが好ましい。
ＳＳの蓄積量が多い場合や、沈降性・粘着性が高い場合等には、ＳＳが逆洗液排出配管やその開閉弁に詰まり易く、逆洗が行い難いことがある。これに対し、本発明のこの態様によれば、逆洗液排出配管から液流をフィルタ本体内に向けて流すことで、フィルタ本体内（フィルタエレメントやフィルタ本体底部）に堆積したＳＳを巻き上げるように拡散させることができるので、固形物の詰まりが起こり難くなる。
【００１３】
本発明のフィルタリングシステムにおいては、前記フィルタユニットを加圧する際に、前記フィルタ本体から排出された減圧前の処理水を加圧媒体として用いることができる。
この場合、別途高圧ポンプ等を追設して処理水を供給する場合等に比べて、設備費等が嵩むことなく、フィルタユニットの加圧を行うことができる。
【００１４】
本発明のフィルタリングシステムにおいては、前記高圧反応装置から排出される処理水の減圧手段で減圧された後の処理水を貯留するタンク及び貯留した処理水を前記フィルタ本体に逆洗液として送るポンプを設けることが好ましい。
逆洗液の量は、フィルタエレメントの目詰まり状態やＳＳの性状等によって異なるが、１回の逆洗につき数十リットルの液を消費するのが通常である。そして、フィルタの逆洗回数（フィルタの切り替え回数）が多いほど逆洗水の消費量が増えるため、場合によっては、高圧反応で排出される処理水よりも逆洗水の方が多くなることもあり、装置全体としての総合排水量も増えてしまう。これに対し、本発明のこの態様によれば、タンクで処理水を貯留し、この貯留した処理水をポンプでフィルタ本体に逆洗液として送ることができるので、装置から排出される処理水を逆洗液として再利用することができ、装置の総合排出量を大きく減らすことができる。
【００１５】
本発明のフィルタリングシステムにおいては、前記各フィルタユニットに処理水を供給する配管と前記各フィルタユニットから処理水を排出する配管との間の差圧が一定値を超えたとき、又は、タイマーで設定した所定時間が経過したとき、のいずれかのうちの早い時点で、前記フィルタ本体内のフィルタエレメントを逆洗することができる。
フィルタ本体の下部へのＳＳの堆積具合等は、フィルタ本体の前後の差圧（フィルタ差圧）を測定するだけでは予測することが難く、場合によっては、フィルタ差圧が上昇していなくても、フィルタ本体内に逆洗困難な状態にまで固形物が堆積してしまうことがある。これに対し、本発明のこの態様によれば、通常のフィルタ切り替え時期はタイマーで設定した所定時間（通液時間）に基づき判断し、フィルタ差圧が設定値まで上昇していなくてもフィルタエレメントを逆洗する。この通液時間は、フィルタの逆洗を安定して行うことができ、且つ、できる限り長い時間に設定する（一例で３０分程度）。そして、万が一、例えば急に多量の固形物が流れ込んでフィルタ差圧が上昇したとき等には、フィルタ差圧が設定値を超えた時点でフィルタエレメントを逆洗する（フィルタを切り替える）。これにより、フィルタエレメントの破損の可能性が低減し、フィルタシステムの安定的な連続運転が実現できる。
【００１６】
本発明のフィルタリングシステムにおいては、前記流入配管が、前記フィルタ本体の上部（流入部）の手前側で垂直方向に延びる垂直部を有しており、該垂直部に前記開閉弁が設けられていることが好ましい。
こうすることで、流入配管や開閉弁内部へのＳＳの沈殿がほとんどなくなるので、開閉弁の寿命を向上することができる。
【００１７】
本発明のフィルタリングシステムにおいては、前記逆洗液排出配管がＵ字状をしており、該Ｕ字状の逆洗液排出配管の一端部が前記フィルタ本体の下部（排出部）に接続されているとともに、他端側に前記開閉弁が設けられていることが好ましい。
こうすることで、開閉弁の作動部分に固形物が堆積することがほとんどなくなるので、開閉弁の寿命を向上することができる。
【００１８】
本発明の水熱処理装置は、水熱反応器と、 該水熱反応器に被処理水を供給する供給系統と、 前記水熱反応器の反応生成物を冷却・減圧・排出する後処理系統と、を備える水熱処理装置であって、 前記後処理系統に、前記請求項１〜７いずれか１項記載のフィルタリングシステムが備えられていることを特徴とする。
【００１９】
本発明のフィルタリング方法は、高圧反応装置から排出される処理水中の固体微粒子（ＳＳと略称）をろ過するための、該処理水の減圧手段の手前（高圧側）に設置される、複数系列のフィルタユニットが並列配置されたフィルタリングシステムを用いるフィルタリング方法であって、 前記各フィルタユニットに、 前記高圧反応装置からのＳＳを含む高圧流体がフィルタ本体に流入する流入配管、 前記フィルタ本体においてＳＳがろ過された高圧流体が前記減圧手段方向へ流出する流出配管、 前記フィルタ本体から高圧流体を抜いて減圧する減圧配管、 前記フィルタ本体内のフィルタエレメントを逆洗する逆洗液を供給する逆洗配管、 逆洗後の逆洗液を前記フィルタ本体から排出する逆洗液排出配管、 前記フィルタ本体に高圧液を送って該フィルタ本体内を高圧にする加圧配管、を接続しておき、 前記各配管を開閉する開閉弁を設けておき、 前記減圧配管及び／又は前記加圧配管には、減圧又は加圧速度を調整する調整手段を設けておき、 前記フィルタ本体の逆洗を行う際に、 前記減圧配管、該配管を開閉する開閉弁、前記調整手段を用いて前記フィルタ本体内を減圧し、 前記逆洗液排出配管側からの液流により前記フィルタ本体下部に堆積したＳＳを巻き上げ・拡散させた後に、前記逆洗配管側から逆洗液を流し、 逆洗終了後に、前記加圧配管、該配管を開閉する開閉弁、前記調整手段を用いて前記フィルタ本体内を加圧する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、システムの安定した連続的な運転を実現できる、あるいは、実用的な耐久性・寿命を確保した上で充分な信頼性を発揮することができる等の利点を有するフィルタリングシステム等を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ説明する。
まず、本発明のフィルタリングシステムを装備する水熱反応処理装置の概要を説明する。
図１３は、本実施の形態に係る水熱反応処理装置の概略構成を示すブロック図である。
図１３に示す水熱反応処理装置は、反応容器３２１と、この反応容器３２１に被処理物、補助燃料、水、酸化剤（空気）を供給する供給系統と、反応容器３２１から出る反応生成物を冷却し、気液分離する冷却気液分離系統とから主に構成されている。
【００２２】
反応容器３２１の入り口には、被処理物である廃液（廃棄物）、補助燃料、水及び空気等の供給管３０２ｂが接続している。被処理物貯留槽３０１に貯留された廃液は、高圧送液ポンプ３０３によって例えば２．５ＭＰａ（２５気圧）以上の圧力に加圧され、廃液供給管３０２ａ、供給管３０２ｂを通って反応容器３２１へ供給される。補助燃料貯留槽３０４に貯留された補助燃料は、高圧送液ポンプ３０６によって例えば２．５ＭＰａ以上の圧力に加圧され、補助燃料供給管３０５、供給管３０２ｂを通って反応容器３２１へ供給される。水槽３０７に貯留された水は、高圧送液ポンプ３０９によって例えば２．５ＭＰａ以上の圧力に加圧され、水供給管３０８、供給管３０２ｂを通って反応容器３２１へ供給される。なお、高圧送液ポンプ３０３、３０６、３０９は、往復動ポンプ等の高圧昇圧可能で且つ容量制御性のあるポンプであって、廃液、補助燃料、水の反応容器３２１への供給量を調節できるようになっている。
【００２３】
供給管３０２ｂには、エアーコンプレッサー３１０を備えた空気供給管３１１が接続している。酸化剤である空気は、エアーコンプレッサー３１０に取り込まれて圧縮され、例えば２．５ＭＰａ以上の高圧で空気供給管３１１から供給管３０２ｂを通って反応容器３２１に供給される。また、空気供給管３１１から供給される空気は、予備加熱器３１２によって所定の温度に予備加熱することができる。
【００２４】
この水熱反応処理装置においては、クエンチ水貯留槽３１３内に貯留されたクエンチ水が、高圧送液ポンプ３１５によって例えば２．５ＭＰａ以上の圧力に加圧され、クエンチ水供給管３１４を通って反応容器３２１へ供給される。なお、この高圧送液ポンプ３１５も往復動ポンプ等の高圧昇圧可能で且つ容量制御性のあるポンプであって、クエンチ水の反応容器３２１への供給量を調節できるようになっている。
【００２５】
反応容器３２１の排出口には、冷却器１ａを備えた排出管１が接続されている。排出管１の先は気液分離器２に接続されている。反応容器３２１の排出口から排出された反応生成物等は、排出管１を通り冷却器１ａでほぼ常温に冷却された後、気液分離器２で気体（排ガス）と固体を含む液体（処理水）とに分離される。気液分離器２の上端には、減圧弁３ａを備えた排ガス管３が接続されており、気液分離器２から排出される排ガスは、減圧弁３ａで大気圧近くの圧力にまで減圧されて排気される。気液分離器２の底部には、減圧弁８を備えた処理水排出管５が接続されている。気液分離された処理水は、減圧弁８で大気圧近くの圧力にまで減圧されて排出される。
【００２６】
以下、本実施の形態に係るフィルタリングシステムについて説明する。
図１は、本実施の形態に係るフィルタリングシステムのＡフィルタユニット稼動時を示す配管系統図である。
図２は、同フィルタリングシステムのＡフィルタユニット→Ｂフィルタユニット切り替え後を示す配管系統図である。
図３は、同フィルタリングシステムのＡフィルタユニット減圧時を示す配管系統図である。
図４は、同フィルタリングシステムのＡフィルタユニット予備逆洗時を示す配管系統図である。
図５は、同フィルタリングシステムのＡフィルタユニット逆洗時を示す配管系統図である。
図６は、同フィルタリングシステムのＡフィルタユニット加圧時を示す配管系統図である。
図７〜図９は、同フィルタリングシステムの作動フローチャートである。
【００２７】
まず、図１〜図６の各図に示すフィルタリングシステムの構成について説明する。
各図の左上には、処理流体供給配管１の接続された気液分離器２が示されている。処理流体供給配管１は、図１３の水熱反応処理装置の排出管１に相当し、この配管１から水熱反応処理後の処理流体が気液分離器２へと導入される。気液分離器２は、前述の図１３のものと同様であり、処理ガス排出配管３（図１３の減圧弁３ａを備えた排ガス管３に相当する）と液面レベル計４が設けられている。気液分離器２で分離された気体は処理ガス排出配管３を介してシステム外部に放出される。一方、分離された液体は、気液分離器２から延び出る処理液排出配管５（図１３の処理水排出管５に相当する）を介して、後段のシステムへと送られる。この処理液排出配管５には、開閉弁６が組み込まれている。
【００２８】
各図のほぼ中央には、並列配置されたＡフィルタユニット１１３とＢフィルタユニット２１３とが示されている。気液分離器２の下部から出る処理液排出配管５の先側（下流側）は、Ａ処理液流入配管１１２とＢ処理液流入配管２１２とに分岐している。そして、Ａ処理液流入配管１１２はＡフィルタ本体１１３′に、Ｂ処理液流入配管２１２はＢフィルタ本体２１３′に、それぞれ繋がっている。各流入配管１１２、２１２には、それぞれ開閉弁（流入配管弁）１１１、２１１が組み込まれている。
【００２９】
Ａフィルタユニット１１３とＢフィルタユニット２１３とは同一構成である。フィルタユニット１１３（２１３）のフィルタ本体１１３′（２１３′）の内部には、処理液流入配管１１２（２１２）から導入された処理液をろ過するフィルタエレメント１１４（２１４）が設けられている。フィルタエレメント１１４（２１４）で処理液がろ過されると、フィルタ本体１１３′（２１３′）内にはろ過されたＳＳが蓄積される。
【００３０】
Ａフィルタ本体１１３′、Ｂフィルタ本体２１３′の上部には、それぞれＡ処理水流出配管１１５、Ｂ処理水流出配管２１５が繋がっている。各流出配管１１５、２１５には、圧力計１２３、２２３と、開閉弁（流出配管弁）１１６、２１６とがそれぞれ組み込まれている。両フィルタユニット１１３、２１３の前後（Ａ処理水流出配管１１５とＢ処理液流入配管２１２との間）には、差圧計７が設けられている。この差圧計７により、各フィルタユニット１１３、２１３の前後の差圧（フィルタ差圧）を計測することができる。一方、Ａフィルタ本体１１３′、Ｂフィルタ本体２１３′の下部には、それぞれＡ逆洗液排出配管１１７、Ｂ逆洗液排出配管２１７が繋がっている。各逆洗液排出配管１１７、２１７には、開閉弁（逆洗水排出配管弁）１１８、２１８がそれぞれ組み込まれている。
【００３１】
Ａ処理水流出配管１１５、Ｂ処理水流出配管２１５からは、Ａ減圧配管１１９、Ｂ減圧配管２１９がそれぞれ分岐している。各減圧配管１１９、２１９には、開閉弁（減圧配管弁）１２０、２２０がそれぞれ組み込まれている。さらに、各減圧配管１１９、２１９よりも後段において、Ａ処理水流出配管１１５、Ｂ処理水流出配管２１５からは、Ａ逆洗配管１２１、Ｂ逆洗配管２２１がそれぞれ分岐している。各逆洗配管１２１、２２１には、開閉弁（逆洗配管弁）１２２、２２２がそれぞれ組み込まれている。
【００３２】
両流出配管１１５、２１５の先側（下流側）は、排出配管１３０に繋がっている。流出配管１１５、２１５と排出配管１３０との間には、液面制御弁８が組み込まれている。この液面制御弁８は、気液分離器２の液面レベル計４に接続されており、気液分離器２内の処理流体の蓄積量に応じて開度を調節する。この液面制御弁８は、処理液減圧弁（図１３の符号８）を兼ねている。
【００３３】
排出配管１３０の先側（下流側）は、システム外部に延びる排出部１３０ａと、逆洗水タンク１６に繋がるタンク導入部１３０ｂとに分岐している。タンク導入部１３０ｂには、開閉弁１５が組み込まれている。逆洗水タンク１６は、液面レベル計１４を備えている。この液面レベル計１４の指示値に基づき開閉弁１５の開閉操作を行うことで、逆洗水タンク１６内には常に必要量の水が貯留されるようになっている。逆洗水タンク１６には、ポンプ１７が接続されている。このポンプ１７を稼動すると、逆洗水タンク１６内の水を逆洗水供給ライン１３に供給することができる。
【００３４】
本実施例のフィルタリングシステムにおいては、各フィルタユニット１１３、２１３の後段に計３個の三方弁（加圧配管三方弁１０、逆洗水供給配管三方弁１１、逆洗水排出配管三方弁１２）が設けられている。
三方弁１０のａポートは、排出ライン１３１を介して、排出配管１３０に繋がっている。三方弁１０のｂポートは、減圧速度調整弁（絞り弁）９を有する減圧ライン１４１を介して、両減圧配管１１９、２１９に繋がっている。三方弁１０のｃポートは、加圧速度調整弁（絞り弁）１９を有する高圧水供給ライン１８を介して、Ａ流出配管１１５に繋がっている。
【００３５】
三方弁１１のａポートは、三方弁１２のｃポートに繋がっている。これら両者を繋ぐ接続ライン１５１には、前述の逆洗水供給ライン１３が繋がっている。三方弁１１のｂポートは、逆洗ライン１６１を介して、両逆洗配管１２１、２２１に繋がっている。三方弁１１のｃポートは、排出ライン１３３を介して、排出配管１３０に繋がっている。
【００３６】
三方弁１２のａポートは、逆洗ライン１６３を介して、両逆洗液排出配管１１７、２１７に繋がっている。三方弁１２のｂポートは、排出ライン１３５を介して、排出配管１３０に繋がっている。三方弁１２のｃポートは、前述の通り接続ライン１５１を介して三方弁１１のａポートに繋がっている。
【００３７】
次に、図７〜図９の作動フローチャートに基づき、図１〜図６のフィルタリングシステムの作用について説明する。
なお、図１〜図６において、配管ラインの大太線は減圧前の流れを示し、中太線は減圧後の流れを示す。また、各弁において開状態を白抜きで、閉状態を黒塗りで示す。
【００３８】
処理流体供給配管１から供給された高圧の処理流体は、気液分離器２で気体と液体とに分離された後、処理液が処理液排出配管５・開閉弁６からＡ処理液流入配管１１２・流入配管弁１１１を通過してＡフィルタユニット１１３内に導入される。そして、Ａフィルタユニット１１３のフィルタエレメント１１４を通過してろ過された処理水は、Ａ処理水流出配管１１５・流出配管弁１１６から排出配管１３０を通過し、その一部は排出部１３０ａから排出されるとともに、他はタンク導入部１３０ｂから逆洗水タンク１６内に導入される。逆洗水タンク１６の液面レベル計１４により必要量の水が貯留されたと判断されると、開閉弁１５が閉じ、処理水は排出部１３０ａのみから排出される。処理水は、排出配管１３０に流入する際、液面制御弁８によって減圧される（図１参照）。
【００３９】
この図１に示すようなろ過工程を継続して行うと、Ａフィルタユニット１１３のフィルタ本体１１３′内には、ろ過されたＳＳが堆積される。そして、このＳＳによってフィルタエレメント１１４が閉塞する、あるいは、フィルタ本体１１３′の前後の差圧（フィルタ差圧）が上がると、フィルタエレメント１１４が破損してしまう場合がある。そのため、適切なタイミングでＡフィルタユニット１１３のフィルタ本体１１３′内のＳＳを排出する必要がある。このＳＳの排出工程を逆洗工程と呼ぶ。
【００４０】
本実施例においては、差圧計７を用いてフィルタ差圧を計測し、この差圧が一定値を超えたとき、又は、タイマーで設定した所定時間が経過したとき、のいずれかのうちの早い時点で、使用中のＡフィルタユニット１１３を待機中のＢフィルタユニット２１３に切り替えるようになっている。フィルタ本体内へのＳＳの堆積具合等は、フィルタ差圧を測定するだけでは予測することが難く、場合によっては、フィルタ差圧が上昇していなくても、フィルタ本体内に逆洗困難な状態にまでＳＳが堆積してしまうことがある。そのため、通常のフィルタ切り替え時期はタイマーで設定した所定時間（通液時間）に基づき判断し、フィルタ差圧が設定値まで上昇していなくても切り替えを行う。この通液時間は、逆洗を安定して行うことができ、且つ、できる限り長い時間に設定する（一例で３０分程度）。そして、万が一、例えば急に多量の固形物が流れ込んでフィルタ差圧が上昇したとき等には、設定した通液時間が経過していなくても、Ａフィルタユニット１１３をＢフィルタユニット２１３に切り替えてフィルタエレメント１１４の逆洗を行う。これにより、フィルタエレメント１１４の破損の可能性が低減し、フィルタシステムの安定的な連続運転が実現できる。
【００４１】
逆洗工程は、最初に、使用中のＡフィルタユニット１１３から待機中のＢフィルタユニット２１３へと切り替える（図２参照）。つまり、図７のステップＳＴ１でＢ流入配管弁２１１を開き、ステップＳＴ２でＢ流出配管弁２１６を開く。さらに、ステップＳＴ３でＡ流入配管弁１１１を閉じ、ステップＳＴ４でＡ流出配管弁１１６を閉じる。
【００４２】
そして、ステップＳＴ５でＡフィルタユニット１１３のＡ減圧配管１１９の減圧配管弁１２０を開き、Ａフィルタユニット１１３内の減圧を行う（図３参照）。このとき、高圧の状態から急に減圧配管弁１２０を開くと、高圧流体が一気に減圧ライン１４１に流れ込むこととなり、高圧流体の衝撃が減圧ライン１４１や三方弁１０等にダメージを与えるとともに、大きな騒音が発生するが、本実施例では、減圧ライン１４１に減圧速度調整弁（絞り弁）９が設けられているので、減圧工程を数分程度に延ばして行うことができる。これにより、高圧流体の衝撃による悪影響を回避し、大きな騒音の発生を低減することができる。減圧が完了したか否かは、圧力計１２３で判断する。減圧速度調整弁９を通過した処理液は、三方弁１０を経て排出ライン１３１・排出部１３０ａから排出される。なお、減圧速度調整弁９としては、絞り弁の他に、キャピラリーや固定オリフィス、可変オリフィス等、流路の抵抗となるようなものを採用することができる。この工程が終了した後は、ステップＳＴ６でＡ減圧配管弁１２０を閉じる。
【００４３】
この後、Ａフィルタユニット１１３に接続されているＡ逆洗配管１２１の逆洗水供給配管弁１２２と、Ａ逆洗水排出配管１１７の逆洗水排出配管弁１１８を開き、逆洗水をフィルタエレメント１１４の流出側（ろ液側）から導入側（原液側）に流す。すると、フィルタエレメント１１４の表面に堆積したＳＳやフィルタ本体内に沈殿したＳＳが排出される。通常は、このような操作でフィルタ本体内の固形物の排出を行うことができるが、固形物の蓄積量が多い場合や固形物の沈降性が高い場合、固形物の粘着性が高い場合等には、逆洗の過程でＳＳが逆洗液排出配管１１７や逆洗水排出配管弁１１８に詰まり易く、逆洗が行い難いことがある。
【００４４】
そこで、逆洗工程の準備作業として、図８の各ステップに示す手順にしたがって次の操作（予備逆洗）を行う（図４参照）。すなわち、逆洗水供給配管三方弁１１は、通常逆洗時はａポート→ｂポートの方向に流れるようになっているが、これをｂポート→ｃポートの方向に流れるようにする（ステップＳＴ７）。一方、逆洗水排出配管三方弁１２は、通常逆洗時はａポート→ｂポートの方向に流れるようになっているが、これをｃポート→ａポートの方向に流れるようにする（ステップＳＴ８）。こうしてから、ポンプ１７を運転して（ステップＳＴ９）、逆洗時に使用するＡ逆洗水排出配管弁１１８、Ａ逆洗水供給配管弁１２２を開く（ステップＳＴ１０、ステップＳＴ１１）と、逆洗水は、逆洗水供給ライン１３→三方弁１２→弁１１８→Ａフィルタユニット１１３→Ａ処理水流出配管１１５→弁１２２→三方弁１１と流れ、排出ライン１３３・排出部１３０ａから排出される。このように、フィルタ本体１１３′の底部に堆積したＳＳを巻き上げるように拡散させる予備逆洗を行うことで、ＳＳの詰まりが起こり難くなる。
【００４５】
この予備逆洗が修了した後、ステップＳＴ１２で逆洗水排出配管三方弁１２をａポート→ｂポートの方向に流れるようにし、ステップＳＴ１３で逆洗水供給配管三方弁１１をａポート→ｂポートの方向に流れるようにして、Ａフィルタユニット１１３の通常逆洗を行う（図５参照）。
【００４６】
ところで、逆洗液の量は、フィルタエレメントの目詰まり状態やＳＳの性状等によって異なるが、１回の逆洗につき数十リットルの液を消費するのが通常である。そして、フィルタの逆洗回数（フィルタの切り替え回数）が多いほど逆洗水の消費量が増えるため、場合によっては、高圧反応で排出される処理水よりも逆洗水の方が多くなることもあり、フィルタシステム全体としての総合排出量も増えてしまう。本実施例においては、逆洗水タンク１６内に処理液を一時貯留し、このタンク１６の処理液をポンプ１７で逆洗水供給ライン１３に供給することができるので、システムから排出される処理水を逆洗液として再利用することができ、システムの総合排出量を大きく低減することができる。なお、タンク１６に工業用水等を供給する手段を設け、逆洗水量が処理水量よりも多い場合にはこの手段から工業用水等を供給することもできる。
【００４７】
通常逆洗終了後は、Ａフィルタユニット１１３を加圧する。この加圧は、逆洗が終了したＡフィルタユニット１１３に再び通液する際、フィルタ本体内が常圧のままであると、いきなり高圧の流体が流れ込んでフィルタエレメント１１４やＡ処理水流出配管１１５・流出配管弁１１６に衝撃を与え、最悪の場合は破損するといったおそれを回避するために行うものである。フィルタの加圧は、水を使用して行うことが好ましい。なぜなら、後に再びＡフィルタユニット１１３を使い始めるときに高圧の空気が流れ出すと、後段の液面制御弁８の制御が不安定になるからである。
【００４８】
加圧工程は、図９の各ステップに示す手順にしたがって行う（図６参照）。すなわち、まずステップＳＴ１４でポンプ１７を停止し、ステップＳＴ１５でＡ逆洗水供給配管弁１２２を閉じ、ステップＳＴ１６でＡ逆洗水排出配管弁１１８を閉じる。そして、ステップＳＴ１７で加圧配管三方弁１０を動作させ、水がｃポート→ｂポートに流れるようにし、ステップ１８でＡ減圧配管弁１２０を開く。こうすると、Ｂフィルタユニット２１３を通過した高圧の処理水が高圧水供給ライン１８→三方弁１０→減圧ライン１４１・減圧速度調整弁９→Ａ減圧配管１１９・Ａ減圧配管弁１２０→処理水流出配管１１５を経てＡフィルタユニット１１３に流入し、加圧が行われる。加圧が完了したかどうかは、圧力計１２３で判断する。この加圧工程終了後、Ａフィルタユニット１１３は、通液可能な状態で待機する。そして、適切なタイミングでＢフィルタユニット２１３と切り替えることで、ＳＳの除去と排出を連続的に行うことができる。
【００４９】
加圧のための高圧水を供給する方法としては、高圧ポンプ等から供給することも可能であるが、使用頻度が少なくない割に設備費が嵩むという欠点がある。本実施例のように、高圧水供給ライン１８を介して減圧前の処理水の一部を分岐させて用いると、別途高圧ポンプ等を追設して処理水を供給する場合等に比べて、設備費等が嵩むことなく、フィルタユニットの加圧を行うことができる。
【００５０】
なお、通常は、減圧速度と加圧速度は異なる。加圧速度の方が速く、加圧速度だけを別に調整したい場合等は、高圧水供給ライン１８に設けた加圧速度調整弁（絞り弁）１９を用いるものとする。さらに、本実施例では減圧ライン１４１・減圧速度調整弁９とＡ減圧配管１１９・減圧配管弁１２０を加圧工程においても用いているが、これらを別々の配管と弁に分けて構成することもできる。
【００５１】
次に、図１０を参照しつつ、本実施例に係るフィルタユニットの改良例について説明する。
図１０（Ａ）、（Ｂ）は、本実施例に係るフィルタユニット前後の配管の改良例を示す図である。
前述の流入配管１１２（２１２）は、気液分離器２から送られた高圧の処理液が通過する。この処理液は、フィルタユニット１１３（２１３）でろ過される前の液（ＳＳ懸濁水）であるため、流入配管１１２（２１２）が水平方向に配置されていると、配管１１２（２１２）底部や開閉弁１１１（２１１）内部に比重の大きなＳＳが沈殿することがある。開閉弁１１１（２１１）としては通常ボール弁が用いられるが、ＳＳが沈殿した状態で繰り返し作動させると、ボールとシートとの間にＳＳが噛み込み易く、開閉弁１１１（２１１）の性能劣化が早く進んでしまう。そこで、図１０（Ａ）に示すように、フィルタユニット１１３の手前側において、流入配管１１２の垂直部に開閉弁１１１を設けるものとすると、流入配管１１２底部や開閉弁１１１内部へのＳＳの沈殿がほとんどなくなるので、開閉弁１１１の寿命を向上することができる。
【００５２】
さらに、逆洗水排出配管１１７（２１７）の開閉弁１１８（２１８）は、フィルタユニット１１３（２１３）の真下に配置されているため、フィルタ本体１１３′内に堆積したＳＳが開閉弁１１８（２１８）内部にまで至ることがある。すると、前述と同様に、ボールとシートとの間にＳＳが噛み込み易くなり、開閉弁の性能劣化が早く進んでしまう。そこで、図１０（Ｂ）に示すように、逆洗水排出配管１１７をＵ字状とし、このＵ字状の逆洗液排出配管１１７の一端部がフィルタ本体１１３′の下部に接続されているとともに、他端側に開閉弁１１８が設けられているものとすると、開閉弁１１８の作動部分にＳＳが堆積することがほとんどなくなるので、開閉弁１１８の寿命を向上することができる。
【００５３】
次に、本実施例に係るフィルタリングシステムに関して、本発明者等が行った性能評価試験の結果について述べる。
・フィルタリングシステム全体の動作評価
図１１は、本実施例に係るフィルタリングシステムの運転履歴を表すグラフである。左縦軸はフィルタ圧力（単位ＭＰａ）を示し、右縦軸は逆洗水供給流量（単位Ｌ／ｍｉｎ）を示し、横軸はフィルタリングシステム運転履歴時間を示す。
図１１には、Ａフィルタユニット１１３の通液時にＢフィルタユニット２１３の逆洗を行ったときの履歴が示されている。このグラフより、Ｂフィルタユニット２１３は約８分かけて減圧され（実線グラフ）、その後、逆洗水による逆洗が行われている（二点鎖線グラフ）。なお、このケースでは、逆洗水を３回に分けて供給している。そして、逆洗終了後に行ったＢフィルタユニット２１３の予備加圧（システム圧力までの加圧：点線グラフで示すＡフィルタユニット１１３の通液時の圧力までの加圧）は、約１分間で完了している。
【００５４】
・処理液供給配管の開閉弁（図１０（Ａ）の符号１１１等参照）の摩耗耐久性評価
この評価では、以下の試験装置、模擬液、試験方法を用いた。
試験装置：無機微粒子懸濁水溶液を循環して流す装置を組み、その流路内に制御空気で自動開閉できる開閉弁を設置した。開閉弁は、試験によって水平方向に設置する場合と、垂直方向に設置する場合とを組み替えた。
模擬液：炭酸Ｃａ（０．５％）＋酸化鉄（０．５％）水溶液（中心粒径５μｍ）を用いた。
試験方法：模擬液を５Ｌ／ｍｉｎの流速で開閉弁を含む配管に流し、開閉弁の開閉を３秒おきに自動で繰り返し行った。そして、５０００回の開閉動作後、開閉弁を取り外し、以下の２つの評価（Ａ）、（Ｂ）を行った。
（Ａ）耐圧評価：３０ＭＰａの水圧を一方からかけた場合に漏れがないか確認した。
（Ｂ）摩耗評価：開閉弁を分解し、ボールやシートの摩耗を観察した。
【００５５】
このような評価試験において、開閉弁を水平に設置した場合は、以下の結果が得られた。
（Ａ）耐圧評価：約１５ＭＰａで水漏れが発生した。
（Ｂ）摩耗評価：触感で容易に判断できる傷がシートに多数発生し、一部の傷は深かった。
一方、開閉弁を垂直に設置した場合は、以下の結果が得られた。
（Ａ）耐圧評価：約３０ＭＰａで耐圧性能に問題なし。
（Ｂ）摩耗評価：シートとボールが動作する方向には擦れ傷が観察されたが、触感で判断できない程度の非常に細かいものであった。
これらの結果により、開閉弁を垂直に設置した場合（図１０（Ａ）参照）は、開閉弁の耐久性が向上していると判断できる。
【００５６】
・予備逆洗（図４参照）を行うことによる逆洗性評価
この評価では、以下の試験装置、模擬液、試験方法を用いた。
図１２は、本試験に用いた試験装置の模式図である。
試験装置：図１２に示すように、模擬液貯留タンク内の模擬液を、模擬液供給ポンプを駆動してフィルタユニットに連続的に供給できる低圧の装置を用いた。なお、フィルタユニットには、ろ液貯留タンクと懸濁水貯留タンクとが接続されている。このような試験装置において、逆洗水を次の（ケースＡ）、（ケースＢ）の２通りで流した。
（ケースＡ）ろ液貯留タンクに繋がる側から逆洗水を流し、フィルタユニットの下流側の逆洗水排出配管弁を介して懸濁水貯留タンク側へと排出する（通常の逆洗のみ）。
（ケースＢ）最初に５秒間、フィルタユニットの下流側の逆洗水排出配管弁側から逆洗水を流し（予備逆洗）、その後、（ケースＡ）と同様に逆洗水を流す（通常の逆洗）。
模擬液：カオリン（１％）水溶液を用いた。
試験方法：模擬液を５Ｌ／ｍｉｎの流速でフィルタユニットに模擬液を供給する。そして、フィルタ差圧が０．３ＭＰａになった時点で通液を停止し、フィルタユニットの逆洗を行う。なお、逆洗には吐出圧０．５ＭＰａの水を用いた。
【００５７】
このような評価試験において、開閉弁を水平に設置した場合は、以下の結果が得られた。
（ケースＡ）逆洗水排出配管弁を何回も開閉しては逆洗水を供給する等をしたが、流れなかった。
（ケースＢ）問題なく逆洗を行うことができた。
これらの結果により、予備逆洗を行うことでフィルタ本体内に堆積した固形物が巻き上げられて、確実に逆洗が行えるようになったと判断できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施の形態に係るフィルタリングシステムのＡフィルタユニット稼動時を示す配管系統図である。
【図２】同フィルタリングシステムのＡフィルタユニット→Ｂフィルタユニット切り替え後を示す配管系統図である。
【図３】同フィルタリングシステムのＡフィルタユニット減圧時を示す配管系統図である。
【図４】同フィルタリングシステムのＡフィルタユニット予備逆洗時を示す配管系統図である。
【図５】同フィルタリングシステムのＡフィルタユニット逆洗時を示す配管系統図である。
【図６】同フィルタリングシステムのＡフィルタユニット加圧時を示す配管系統図である。
【図７】同フィルタリングシステムの作動フローチャートである。
【図８】同フィルタリングシステムの作動フローチャートである。
【図９】同フィルタリングシステムの作動フローチャートである。
【図１０】本実施例に係るフィルタユニット前後の配管の改良例を示す図である。
【図１１】本実施例に係るフィルタリングシステムの運転履歴を表すグラフである。
【図１２】本試験に用いた試験装置の模式図である。
【図１３】本実施の形態に係る水熱反応処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 処理流体供給配管 ２ 気液分離器
３ 処理ガス排出配管 ４ 液面レベル計
５ 処理液排出配管 ６ 開閉弁
７ 差圧計 ８ 液面制御弁
９ 減圧速度調整弁 １０、１１、１２ 三方弁
１３ 逆洗水供給ライン １４ 液面レベル計
１５ 開閉弁 １６ 逆洗水タンク
１７ ポンプ １８ 高圧水供給ライン
１９ 加圧速度調整弁
１１１、２１１ 開閉弁（流入配管弁） １１２、２１２ 処理液流入配管
１１３、２１３ フィルタユニット １１３′、２１３′ フィルタ本体
１１４、２１４ フィルタエレメント １１５、２１５ 処理水流出配管
１１６、２１６ 開閉弁（流出配管弁） １１７、２１７ 逆洗液排出配管
１１８、２１８ 開閉弁（逆洗水排出配管弁） １１９、２１９ 減圧配管
１２０、２２０ 開閉弁（減圧配管弁） １２１、２２１ 逆洗配管
１２３、２２３ 圧力計 １３０ 排出配管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧反応装置から排出される処理水中の固体微粒子（ＳＳと略称）をろ過するための、該処理水の減圧手段の手前（高圧側）に設置されるフィルタリングシステムであって、
複数系列のフィルタユニットが並列配置されており、
各フィルタユニットには、
前記高圧反応装置からのＳＳを含む高圧流体がフィルタ本体に流入する流入配管、
前記フィルタ本体においてＳＳがろ過された高圧流体が前記減圧手段方向へ流出する流出配管、
前記フィルタ本体から高圧流体を抜いて減圧する減圧配管、
前記フィルタ本体内のフィルタエレメントを逆洗する逆洗液を供給する逆洗配管、
逆洗後の逆洗液を前記フィルタ本体から排出する逆洗液排出配管、
前記フィルタ本体に高圧液を送って該フィルタ本体内を高圧にする加圧配管、
が接続されているとともに、
前記各配管を開閉する開閉弁が設けられており、
前記減圧配管及び／又は前記加圧配管に、減圧又は加圧速度を調整する調整手段が設けられていることを特徴とするフィルタリングシステム。
【請求項２】
前記フィルタユニットに、前記フィルタ本体下部に堆積したＳＳを巻き上げ・拡散させるための流体を供給する配管が設けられていることを特徴とする請求項１記載のフィルタリングシステム。
【請求項３】
前記フィルタユニットを加圧する際に、前記フィルタ本体から排出された処理水を用いることを特徴とする請求項１又は２記載のフィルタリングシステム。
【請求項４】
前記高圧反応装置から排出される処理水の減圧手段で減圧された後の処理水を貯留するタンク及び貯留した処理水を前記フィルタ本体に逆洗液として送るポンプが設けられていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のフィルタリングシステム。
【請求項５】
前記各フィルタユニットに処理水を供給する配管と前記各フィルタユニットから処理水を排出する配管との間の差圧が一定値を超えたとき、又は、タイマーで設定した所定時間が経過したとき、のいずれかのうちの早い時点で、前記フィルタ本体内のフィルタエレメントを逆洗することを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載のフィルタリングシステム。
【請求項６】
前記流入配管が、前記フィルタ本体の上部（流入部）の手前側で垂直方向に延びる垂直部を有しており、該垂直部に前記開閉弁が設けられていることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載のフィルタリングシステム。
【請求項７】
前記逆洗液排出配管がＵ字状をしており、該Ｕ字状の逆洗液排出配管の一端部が前記フィルタ本体の下部（排出部）に接続されているとともに、他端側に前記開閉弁が設けられていることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載のフィルタリングシステム。
【請求項８】
水熱反応器と、
該水熱反応器に被処理水を供給する供給系統と、
前記水熱反応器の反応生成物を冷却・減圧・排出する後処理系統と、
を備える水熱処理装置であって、
前記後処理系統に、前記請求項１〜７いずれか１項記載のフィルタリングシステムが備えられていることを特徴とする水熱処理装置。
【請求項９】
高圧反応装置から排出される処理水中の固体微粒子（ＳＳと略称）をろ過するための、該処理水の減圧手段の手前（高圧側）に設置される、複数系列のフィルタユニットが並列配置されたフィルタリングシステムを用いるフィルタリング方法であって、
前記各フィルタユニットに、
前記高圧反応装置からのＳＳを含む高圧流体がフィルタ本体に流入する流入配管、
前記フィルタ本体においてＳＳがろ過された高圧流体が前記減圧手段方向へ流出する流出配管、
前記フィルタ本体から高圧流体を抜いて減圧する減圧配管、
前記フィルタ本体内のフィルタエレメントを逆洗する逆洗液を供給する逆洗配管、
逆洗後の逆洗液を前記フィルタ本体から排出する逆洗液排出配管、
前記フィルタ本体に高圧液を送って該フィルタ本体内を高圧にする加圧配管、
を接続しておき、
前記各配管を開閉する開閉弁を設けておき、
前記減圧配管及び／又は前記加圧配管には、減圧又は加圧速度を調整する調整手段を設けておき、
前記フィルタ本体の逆洗を行う際に、
前記減圧配管、該配管を開閉する開閉弁、前記調整手段を用いて前記フィルタ本体内を減圧し、
前記逆洗液排出配管側からの液流により前記フィルタ本体下部に堆積したＳＳを巻き上げ・拡散させた後に、前記逆洗配管側から逆洗液を流し、
逆洗終了後に、前記加圧配管、該配管を開閉する開閉弁、前記調整手段を用いて前記フィルタ本体内を加圧する、
ことを特徴とするフィルタリング方法。
【請求項１】
高圧反応装置から排出される処理水中の固体微粒子（ＳＳと略称）をろ過するための、該処理水の減圧手段の手前（高圧側）に設置されるフィルタリングシステムであって、
複数系列のフィルタユニットが並列配置されており、
各フィルタユニットには、
前記高圧反応装置からのＳＳを含む高圧流体がフィルタ本体に流入する流入配管、
前記フィルタ本体においてＳＳがろ過された高圧流体が前記減圧手段方向へ流出する流出配管、
前記フィルタ本体から高圧流体を抜いて減圧する減圧配管、
前記フィルタ本体内のフィルタエレメントを逆洗する逆洗液を供給する逆洗配管、
逆洗後の逆洗液を前記フィルタ本体から排出する逆洗液排出配管、
前記フィルタ本体に高圧液を送って該フィルタ本体内を高圧にする加圧配管、
が接続されているとともに、
前記各配管を開閉する開閉弁が設けられており、
前記減圧配管及び／又は前記加圧配管に、減圧又は加圧速度を調整する調整手段が設けられていることを特徴とするフィルタリングシステム。
【請求項２】
前記フィルタユニットに、前記フィルタ本体下部に堆積したＳＳを巻き上げ・拡散させるための流体を供給する配管が設けられていることを特徴とする請求項１記載のフィルタリングシステム。
【請求項３】
前記フィルタユニットを加圧する際に、前記フィルタ本体から排出された処理水を用いることを特徴とする請求項１又は２記載のフィルタリングシステム。
【請求項４】
前記高圧反応装置から排出される処理水の減圧手段で減圧された後の処理水を貯留するタンク及び貯留した処理水を前記フィルタ本体に逆洗液として送るポンプが設けられていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のフィルタリングシステム。
【請求項５】
前記各フィルタユニットに処理水を供給する配管と前記各フィルタユニットから処理水を排出する配管との間の差圧が一定値を超えたとき、又は、タイマーで設定した所定時間が経過したとき、のいずれかのうちの早い時点で、前記フィルタ本体内のフィルタエレメントを逆洗することを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載のフィルタリングシステム。
【請求項６】
前記流入配管が、前記フィルタ本体の上部（流入部）の手前側で垂直方向に延びる垂直部を有しており、該垂直部に前記開閉弁が設けられていることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載のフィルタリングシステム。
【請求項７】
前記逆洗液排出配管がＵ字状をしており、該Ｕ字状の逆洗液排出配管の一端部が前記フィルタ本体の下部（排出部）に接続されているとともに、他端側に前記開閉弁が設けられていることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載のフィルタリングシステム。
【請求項８】
水熱反応器と、
該水熱反応器に被処理水を供給する供給系統と、
前記水熱反応器の反応生成物を冷却・減圧・排出する後処理系統と、
を備える水熱処理装置であって、
前記後処理系統に、前記請求項１〜７いずれか１項記載のフィルタリングシステムが備えられていることを特徴とする水熱処理装置。
【請求項９】
高圧反応装置から排出される処理水中の固体微粒子（ＳＳと略称）をろ過するための、該処理水の減圧手段の手前（高圧側）に設置される、複数系列のフィルタユニットが並列配置されたフィルタリングシステムを用いるフィルタリング方法であって、
前記各フィルタユニットに、
前記高圧反応装置からのＳＳを含む高圧流体がフィルタ本体に流入する流入配管、
前記フィルタ本体においてＳＳがろ過された高圧流体が前記減圧手段方向へ流出する流出配管、
前記フィルタ本体から高圧流体を抜いて減圧する減圧配管、
前記フィルタ本体内のフィルタエレメントを逆洗する逆洗液を供給する逆洗配管、
逆洗後の逆洗液を前記フィルタ本体から排出する逆洗液排出配管、
前記フィルタ本体に高圧液を送って該フィルタ本体内を高圧にする加圧配管、
を接続しておき、
前記各配管を開閉する開閉弁を設けておき、
前記減圧配管及び／又は前記加圧配管には、減圧又は加圧速度を調整する調整手段を設けておき、
前記フィルタ本体の逆洗を行う際に、
前記減圧配管、該配管を開閉する開閉弁、前記調整手段を用いて前記フィルタ本体内を減圧し、
前記逆洗液排出配管側からの液流により前記フィルタ本体下部に堆積したＳＳを巻き上げ・拡散させた後に、前記逆洗配管側から逆洗液を流し、
逆洗終了後に、前記加圧配管、該配管を開閉する開閉弁、前記調整手段を用いて前記フィルタ本体内を加圧する、
ことを特徴とするフィルタリング方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−５５７２９（Ｐ２００６−５５７２９Ａ）
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２３９２９１（Ｐ２００４−２３９２９１）
【出願日】平成１６年８月１９日（２００４．８．１９）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【出願人】（５９８１２４３７５）ジェネラル アトミックス インコーポレイティッド (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月１９日（２００４．８．１９）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【出願人】（５９８１２４３７５）ジェネラル アトミックス インコーポレイティッド (1)
【Ｆターム（参考）】
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