CN105008283A - 水处理装置和使用水处理装置的水处理方法 - Google Patents

水处理装置和使用水处理装置的水处理方法 Download PDF

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Abstract

水处理装置设置有沿大致竖直方向放置的筒状主体，利用填充在所述主体内部的至少一部分中的处理部对从上方供应的待处理液进行净化，并且从下方回收处理液，所述水处理装置还配备有：多个处理层，其沿所述主体内部的轴向间隔地设置且在内部密封有颗粒，并且具有用于防止所述颗粒竖直向外流出的一对隔板；气泡供应部，其用于从下方将气泡供应到所述主体内部；反冲洗水供应部，其用于从下方将反冲洗水供应到所述主体内部；以及排出部，其设置在所述主体内部的各处理层的上方，用于排出所述气泡和/或所述反冲洗水。此外，在正常状态下，在每个处理层的颗粒与上隔板之间设置有空间部。

Description

水处理装置和使用水处理装置的水处理方法
技术领域
本发明涉及一种水处理装置和使用水处理装置的水处理方法。
背景技术
从环境保护的角度来看，含有在油田、工厂等产生的油和悬浮物的油水混合液需要在将油滴、悬浮物颗粒等的混合量降低到一定值或更小之后被废弃。用于从混合液中分离和去除油滴、悬浮物颗粒等的方法的实例包括重力分离、蒸馏分离、化学药剂分离等。用于低成本地分离和去除油滴、悬浮物颗粒等的方法的实例包括在内部含有颗粒的处理槽中过滤油水混合液的方法。
使用前述处理层的水处理装置通过利用处理层中的颗粒进行过滤来分离油水混合液的油滴、悬浮物颗粒等，并排出已经去除了油滴、悬浮物颗粒等的水(参见日本专利公开No.5-154309)。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本专利公开No.5-154309
发明内容
技术问题
上述传统水处理装置适合用于分离油水混合液的油滴、悬浮物颗粒等。然而，随着过滤的油水混合液的量增加，分离出来的油滴、悬浮物颗粒等累积在颗粒之间的空间中，这导致过滤效率降低。因此，颗粒必须被定期取出并清洗，而这并不方便。
鉴于上述情况作出了本发明，并且本发明的目的在于提供一种能够容易且可靠地清洗颗粒并因此具有优异的水处理效率的水处理装置和清洗方法。
解决问题的技术方案
旨在解决前述问题的本发明涉及一种水处理装置，该水处理装置包括沿大致竖直方向放置的筒状主体，水处理装置通过利用填充在主体的至少一部分中的处理部对从上方供应的待处理液进行净化，并且从下方回收处理液，水处理装置包括：多个处理层，其沿主体中的轴向间隔地设置，多个处理层中的每一个处理层的内部均含有颗粒，并且具有用于防止颗粒向上和向下流出的一对隔板；气泡供应部，其用于从下方将气泡供应到主体中；反冲洗水供应部，其用于从下方将反冲洗水供应到主体中；以及排出部，其设置在主体中的各处理层的上方，并且用于排出气泡和反冲洗水中的至少一者，其中，在稳态状态下，在上隔板与处理层的颗粒之间设置有空间部。
旨在解决前述问题的本发明的另一方面涉及一种水处理方法，该水处理方法具有向水处理装置供应待处理液的步骤和回收处理过的液体的步骤。
本发明的有益效果
根据本发明的水处理装置和水处理方法能够容易且可靠地清洗颗粒，从而具有优异的水处理效率。
附图说明
图1是示出根据本发明的一个实施例的水处理装置的示意性端视图。
图2A是示出在图1的水处理装置中供气装置正在供应气泡的状态的示意性端视图。
图2B是示出在图1的水处理装置中反冲洗水供应装置正在供应反冲洗水的状态的示意性端视图。
图3是实例中的第二处理层的上部与下部之间的压差的推移图。
具体实施方式
[本发明的实施例的描述]
为了解决前述问题，本发明的发明人发现：通过将颗粒容纳为在保持该颗粒的一对隔板之间设置有一定空间，并且向颗粒供应气泡和反冲洗水，可以容易且可靠地清洗颗粒。
具体而言，本发明涉及一种水处理装置，该水处理装置包括沿大致竖直方向放置的筒状主体，水处理装置通过利用填充在主体的至少一部分中的处理部对从上方供应的待处理液进行净化，并且从下方回收处理液，水处理装置包括：多个处理层，其沿主体中的轴向间隔地设置，多个处理层中的每一个处理层的内部均含有颗粒，并且具有用于防止颗粒向上和向下流出的一对隔板；气泡供应部，其用于从下方将气泡供应到主体中；反冲洗水供应部，其用于从下方将反冲洗水供应到主体中；以及排出部，其设置在主体中的各处理层的上方，并且用于排出气泡和反冲洗水中的至少一者，其中，在稳态状态下，在上隔板与处理层的颗粒之间设置有空间部。
水处理装置具有位于处理层的上隔板与颗粒之间的空间部。其结果是，当气泡和反冲洗水被供应到颗粒时，液体中的颗粒被搅拌并且颗粒容易扩散到液体中，这使得能够更容易分离附着在颗粒上的油滴、悬浮物颗粒。另外，通过从下方供应反冲洗水，从颗粒分离出来的油滴、悬浮物颗粒等可以被排出，而不会附着在其它处理层上。其结果是，气泡和反冲洗水可以容易且可靠地清洗颗粒，因此可以提高水处理效率。应注意的是，稳态状态是指这样的状态：待处理液正被供应至水处理装置，并且待处理液正被净化。
在清洗所述处理层期间，可以重复气泡供应部对气泡的供应和反冲洗水供应部对反冲洗水的供应，并且可以从位于处理层正上方的排出部排出气泡和反冲洗水。由于如上所述重复气泡供应部对气泡的供应和反冲洗水供应部对反冲洗水的供应，因此附着在颗粒上的油滴、悬浮物颗粒等被充分分离。由于气泡和反冲洗水从位于处理层正上方的排出部排出，因此分离出来的油滴、悬浮物颗粒等变得难以附着在其它处理层上，从而能够更容易且可靠地对颗粒进行清洗。其结果是，能够进一步提高水处理效率。
优选地，从气泡供应部开始供应气泡到气泡供应部停止供应气泡的时间段为3秒以上且20秒以下。由于如上所述从开始供应气泡到停止供应气泡的前述时间段设定在前述范围内，因此能够防止从颗粒分离出来的油滴、悬浮物颗粒等附着在其它处理层上，并且能够从排出部排出这些油滴、悬浮物颗粒等，从而能够更容易且可靠地对颗粒进行清洗。其结果是，能够进一步提高水处理效率。
基本上可以在气泡供应部停止供应气泡的同时开始反冲洗水供应部对反冲洗水的供应。由于如上所述基本上在停止供应气泡的同时开始由反冲洗水供应部供应反冲洗水，因此从颗粒分离出来的油滴、悬浮物颗粒等可以在附着在其它处理层上之前被从排出部排出。因此例如通过将用于供应气泡的管路与用于供应反冲洗水的管路结合以形成一个管路并且由切换阀门等切换管路，可以在供应气泡之后立即开始供应反冲洗水。其结果是，可以降低设施的成本。应注意的是，“基本上在停止供应气泡的同时供应反冲洗水”指的是在停止供应气泡之后的一秒内供应反冲洗水。
优选地，气泡的平均直径为3mm以上且8mm以下。由于如上所述气泡的平均直径设定在前述范围内，因此颗粒适当地扩散，这使得能够更容易分离附着在颗粒上的油滴、悬浮物颗粒等。其结果是，能够进一步提高水处理效率。应注意的是，通过以下方式获得“气泡的平均直径”：拍摄待处理液中的气泡的显微放大照片，从所拍摄的显微放大照片中随机选择10个气泡，并且确定这10个气泡的直径的平均值。如果所选择的气泡是不是真正的圆形，则将气泡的长径和短径的平均值定义为气泡的直径。
优选地，上隔板与下隔板之间的颗粒的填充率为10体积百分比以上且95体积百分比以下。由于如上所述前述填充率设定在前述范围内，因此颗粒充分扩散到待处理液中，这使得能够更容易分离附着在颗粒上的油滴、悬浮物颗粒等。其结果是，能够进一步提高水处理效率。应注意的是，“上隔板与下隔板之间的空间中的颗粒的填充率”是指在稳态状态下的颗粒层与上隔板和下隔板之间的空间的内部体积的体积比。
容纳在下游侧处理层中的颗粒的平均直径可以小于容纳在上游侧处理层中的颗粒的平均直径。由于如上所述容纳在下游侧处理层中的颗粒的平均直径设定为小于容纳在上游侧处理层中的颗粒的平均直径，因此可以在上游侧处理层中分离具有相对较大粒径的油滴、悬浮物颗粒等，然后可以在下游侧处理层中分离乳化油滴、微小悬浮物颗粒等。其结果是，能够进一步提高水处理效率。
从上游侧起依次设置有第一处理层和第二处理层，并且容纳在第一处理层中的第一颗粒可以主要由高分子化合物构成，容纳在第二处理层中的第二颗粒可以主要由硅藻土构成。由于如上所述第一颗粒主要由高分子化合物构成以及第二颗粒主要由硅藻土构成，因此可以在上游侧处理层中进一步分离具有相对较大粒径的油滴、悬浮物颗粒等，然后可以在下游侧处理层中进一步分离乳化油滴、微小悬浮物颗粒等。其结果是，能够进一步提高水处理效率。
在第一处理层与第二处理层之间还可以设置有中间处理层，并且容纳在中间处理层中的中间颗粒可以主要由高分子化合物构成。由于如上所述设置有中间处理层，因此可以更容易且可靠地对具有相对较大粒径的油滴、乳化油滴、微小悬浮物颗粒等进行净化。
因此，水处理装置可以适合用作这样的装置：其从包括油和悬浮物的待处理液获取已经分离出了油和悬浮物的处理过的水。
本发明的另一方面涉及一种水处理方法，该水处理方法具有向水处理装置供应待处理液的步骤和回收处理过的液体的步骤。
在该水处理方法中，通过利用水处理装置来处理待处理液，因此可以有效地清洗颗粒。
[本发明的实施例的细节]
下面将对根据本发明的水处理装置和水处理方法的实施例进行详细描述。
[水处理装置]
图1的水处理装置包括：筒状主体1，其沿大致竖直方向布置；处理部2，其用于对待处理液进行净化；气泡供应部3，其用于从下方将气泡供应到主体中；以及反冲洗水供应部4，其用于从下方将反冲洗水供应到主体中。
<主体>
上述主体1是筒状体，并且布置为其中心轴线与竖直方向大致一致。主体1还具有：待处理液供应管8，其与顶面部分连接且用于供应待处理液X；头部9，其设置在主体1的下部；以及回收管10，其与头部9连接且用于回收处理过的液体Y。在待处理液供应管8处设置有诸如阀门等开闭装置(未示出)，以防止在用于从气泡供应部3供应气泡的起泡过程中和在用于从反冲洗水供应部4供应反冲洗水的反冲洗过程中气泡和反冲洗水流入到待处理液供应管8侧。
气泡供应部3和反冲洗水供应部4与上述回收管10连接，并且在清洗下述第一颗粒5a、中间颗粒6a和第二颗粒7a(第一颗粒、中间颗粒和第二颗粒有时统称为“颗粒”)的过程中通过回收管10将气泡和反冲洗水供应到主体1中。
主体1的材料不受特定限制，可以使用金属、合成树脂等。具体而言，从强度、耐热性、耐化学性等观点来看，不锈钢或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)是优选的。也可以使用透明ABS树脂，以便允许观察主体1中的油滴、悬浮物颗粒的扩散状态等。
主体1的平面形状(底面形状)不受特定限制，并且主体1的平面形状可以为圆形、矩形等。然而，圆形是优选的。当主体1的平面形状构造成圆形时，可以消除主体1中的任何角部，并且能够防止角部被颗粒等堵塞。还有提高主体1的强度设计的优点。
主体1的尺寸可以根据待处理液的处理量适当地设计。主体1的直径可以设定为例如0.1m以上且5m以下。主体1的高度可以设定为例如0.5m以上且10m以下。
<处理部>
沿从上游侧起的顺序，作为容纳有颗粒的处理层，上述处理部2具有：第一处理层51，其容纳有多个第一颗粒5a；中间处理层61，其容纳有多个中间颗粒6a，中间颗粒6a的平均直径小于第一颗粒5a的平均直径；以及第二处理层71，其容纳多个第二颗粒7a，第二颗粒7a的平均直径小于中间颗粒6a的平均直径。应注意的是，这些第一处理层、中间处理层和第二处理层有时统称为“处理层”。另外，处理部2还具有：第一排出部52，其设置在第一处理层51的上方；中间排出部62，其设置在中间处理层61的上方；以及第二排出部72，其设置在第二处理层71的上方。这些第一排出部52、中间排出部62和第二排出部72中的每一个排出部排出气泡和反冲洗水中的至少一者。应注意的是，这些第一排出部、中间排出部和第二排出部有时统称为“排出部”。
<第一处理层>
在各处理层之中，上述第一处理层51设置在主体1中的最上游侧，并且容纳有多个第一颗粒5a。第一处理层51具有：第一上隔板54，其用于防止所容纳的第一颗粒5a流出到上游侧；以及第一下隔板55，其用于防止所容纳的第一颗粒5a流出到下游侧。第一处理层51在稳态状态下还具有形成在第一上隔板54与堆积在第一下隔板55的上表面上的第一颗粒5a之间的空间中的第一空间部56。该第一处理层51主要去除包含在待处理液中且具有相对较大粒径的诸如油滴和悬浮物颗粒等异物。
(第一颗粒)
可以使用用于过滤处理的已知颗粒作为上述第一颗粒5a，并且例如可以使用主要由砂、高分子化合物、天然材料等构成且具有相对较大粒径的颗粒。上述砂的实例可以包括例如无烟煤、石榴石、锰砂等，并且这些可以单独使用或者其中的两个或更多个可以组合使用。
上述高分子化合物的实例可以包括例如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂、乙烯树脂、聚烯烃树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、三聚氰胺树脂、聚碳酸酯树脂等。在这些实例中，具有优异挠性的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂是优选的，并且具有优异耐水性、耐油性等的乙烯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂和丙烯酸树脂是优选的，并且具有优异吸附性的聚烯烃树脂是更优选的。此外，在聚烯烃树脂中，具有优异油吸附能力的聚丙烯树脂是特别优选的。另外，在高分子化合物的情况下，优选的是，使用无定形粉碎颗粒。当使用无定形粉碎颗粒时，颗粒可以以紧凑的方式沉积，并因此可以提高过滤效率，并可以防止在稳态状态下的颗粒隆起。
可以使用粒径已通过筛分进行了调整的材料作为前述天然材料，并且前述天然材料的实例可以包括例如核桃壳、锯末、诸如大麻等天然纤维等。
可以使用主要由前述高分子化合物构成的颗粒作为第一颗粒5a。当如上所述使用主要由高分子化合物构成的颗粒作为第一颗粒5a时，可以减少水处理装置的成本和重量。另外，可以降低第一颗粒5a的比重，并因此可以提高起泡过程中和反洗过程中的搅拌效果。优选的是，作为第一颗粒5a的这种高分子化合物具有弹性，并且易于弯曲。据预计，这使得能够更容易从颗粒的表面分离已经吸附在颗粒的表面上的油滴、悬浮物颗粒等。
该高分子化合物的拉伸弹性模量的下限值优选地为5MPa，并且更优选地为10MPa。拉伸弹性模量的上限值优选地为200MPa，并且更优选地为150MPa。如果该拉伸弹性模量小于前述下限值，则高分子化合物可能变得难以变形，并且已经吸附在高分子化合物的表面上的油滴、悬浮物颗粒等可能变得难以从表面分离。另一方面，即使该拉伸弹性模量超过前述上限值，也存在这样的可能性：不能进一步增强分离油滴、悬浮物颗粒等的能力。应注意的是，使用遵照JIS-K7162(1994)测得的值作为拉伸弹性模量。
该高分子化合物的弯曲弹性模量的下限值优选地为5MPa，并且更优选地为10MPa。弯曲弹性模量的上限值优选地为200MPa，并且更优选地为150MPa。如果该弯曲弹性模量小于前述下限值，则高分子化合物可能变得难以变形，并且已经吸附在高分子化合物的表面上的油滴、悬浮物颗粒等可能变得难以从表面分离。另一方面，即使该弯曲弹性模量超过前述上限值，也存在这样的可能性：不能进一步增强分离油滴、悬浮物颗粒等的能力。应注意的是，使用遵照JIS-K7171(2008)测得的值作为弯曲弹性模量。
该高分子化合物的硬度计硬度(A型)的上限值优选地为110，并且更优选地为98。该硬度计硬度的下限值优选地为60，并且更优选地为70。如果该硬度计硬度超过前述上限值，则高分子化合物可能变得难以变形，并且已经吸附在高分子化合物的表面上的油滴、悬浮物颗粒等可能变得难以从表面分离。另一方面，即使该硬度计硬度小于前述下限值，也存在这样的可能性：不能进一步增强分离油滴、悬浮物颗粒等的能力。应注意的是，使用遵照JIS-K7215(1986)测得的值作为硬度计硬度(A型)。
第一颗粒5a的平均直径的下限值优选地为400μm，并且更优选地为450μm。如果第一颗粒5a的平均直径小于前述下限值，则容纳在第一处理层51的颗粒的密度可能变高，并且水处理装置的压力损失可能变大，以及水处理装置的成本和重量可能增加。另一方面，第一颗粒5a的平均直径的上限值优选地为1000μm，更优选地为800μm，并且进一步优选地为600μm。如果第一颗粒5a中的平均直径超过前述上限值，则去除具有相对较大粒径的油滴、悬浮物颗粒等的能力可能变得不足。应注意的是，使用通过以下方法获得的值作为颗粒的平均直径：利用遵照JIS-Z8801-1(2006)所定义的筛子，来按筛孔尺寸的降序筛选颗粒，并且基于筛子上的颗粒的数量和各个筛子的筛孔尺寸进行计算。
第一颗粒5a的均匀系数的下限值优选地为1.1，并且更优选地为1.3。如果第一颗粒5a的均匀系数小于上述下限值，则颗粒的变化可能变小，并有可能使颗粒不能以紧凑的方式进行沉积。另一方面，第一颗粒5a的均匀系数的上限值优选地为1.8，并且更优选地为1.6。如果第一颗粒5a的均匀系数超过前述上限值，则分离油滴、悬浮物颗粒等的能力可能在第一处理层51中变得不均匀。应注意的是，当D60表示能够通过60质量百分比的颗粒的筛子的筛孔尺寸(粒径)以及D10表示能够通过10质量百分比的颗粒的筛子的筛孔尺寸(粒径)时，使用通过D60/D10获得的值作为均匀系数。
第一处理层51的孔隙率的下限值优选地为30体积百分比，并且更优选地为40体积百分比。如果第一处理层51的孔隙率小于前述下限值，则存在这样的可能性：颗粒不能被气泡充分搅拌。另一方面，第一处理层51的孔隙率的上限值优选地为95体积百分比，并且更优选地为90体积百分比。即使第一处理层51的孔隙率超过前述上限值，也存在这样的可能性：不能进一步提高气泡搅拌颗粒的效果。应注意的是，孔隙率是指在稳态状态下不具有颗粒的空间与堆积有颗粒的层的体积比。
(第一空间部)
第一空间部56是在稳态状态下位于第一上隔板54与堆积在第一下隔板55的上表面上的第一颗粒5a之间的空间。在第一处理层51中分离出来的油和悬浮物颗粒中的一部分滞留(上浮并分离)在该第一空间部56中，并且在反冲洗过程中与反冲洗水一起从第一排出部52排出。另外，在反冲洗过程中，第一颗粒5a上升到该第一空间部56中并且被搅拌，从而可以对第一处理层51进行有效的反冲洗。该第一空间部以及下述中间空间部和第二空间部有时统称为“空间部”。
第一颗粒5a在第一上隔板54与第一下隔板55之间的空间中的填充率的下限值优选地为10体积百分比，更优选地为20体积百分比，并且进一步优选地为40体积百分比。第一颗粒5a在第一上隔板54与第一上隔板55之间的空间中的填充率的上限值优选地为95体积百分比，更优选地为80体积百分比，并且进一步优选地为70体积百分比。如果前述填充率超过前述上限值，则用于第一颗粒5a的扩散的空间较小，并因此存在这样的可能性：不能充分获得在反冲洗过程中搅拌第一颗粒5a的效果。另一方面，即使前述填充率小于前述下限值，存在用于第一颗粒5a扩散的足够空间，但也存在这样的可能性：不能进一步提高在反冲洗过程中搅拌第一颗粒5a的效果。应注意的是，在稳态状态下的第一颗粒5a的堆积层的平均厚度可以设定为例如1cm以上且1m以下。
(第一上隔板)
上述第一上隔板54是用于防止第一颗粒5a流出到上游侧的板。即，第一上隔板54具有不允许第一颗粒5a通过但允许液体通过的构造。具体而言，第一上隔板54具有筛目(网)结构。该第一上隔板54以及下述中间上隔板64和第二上隔板74有时统称为“上隔板”。
第一上隔板54的材料不受特定限制，并且可以使用金属、合成树脂等。当使用金属时，从防腐的观点来看，优选的是，使用不锈钢(特别是SUS316L)等。当使用合成树脂时，优选的是，一起使用诸如加固线材等支撑部件，使得筛孔尺寸不会随水压和颗粒重量的变化而变化。
第一上隔板54的筛目的标称筛孔尺寸被设计为等于或小于多个第一颗粒5a的最小直径(第一颗粒5a不能通过的筛子的最大筛孔尺寸)。第一上隔板54的筛目的该标称筛孔尺寸的上限值优选地为400μm，并且更优选地为350μm。如果前述标称筛孔尺寸超过前述上限值，则第一颗粒5a可以穿过第一上隔板54。另一方面，前述标称筛孔尺寸的下限值优选地为10μm，并且更优选地为40μm。如果前述标称筛孔尺寸小于前述下限值，则水处理装置的压力损失可能变大。
(第一下隔板)
上述第一下隔板55是用于防止第一颗粒5a掉落的板。即，第一下隔板55具有不允许第一颗粒5a通过但允许液体通过的构造。具体而言，第一下隔板55具有筛目(网)结构。该第一下隔板55以及下述中间下隔板65和第二下隔板75有时统称为“下隔板”。
与第一上隔板54类似，第一下隔板55的材料不受特定限制，并且可以使用金属、合成树脂等。当使用金属时，从防腐的观点来看，优选的是，使用不锈钢(特别是SUS316L)等。当使用合成树脂时，优选的是，一起使用诸如加固线材等支撑部件，使得筛孔尺寸不会随水压和颗粒重量的变化而变化。
与第一上隔板54类似，第一下隔板55的筛目的标称筛孔尺寸被设计为等于或小于多个第一颗粒5a的最小直径(第一颗粒5a不能通过的筛子的最大筛孔尺寸)。第一下隔板55的筛目的该标称筛孔尺寸的上限值优选地为100μm。如果前述标称筛孔尺寸超过前述上限值，则第一颗粒5a或中间颗粒6a可以通过第一下隔板55。另一方面，前述标称筛孔尺寸的下限值优选地为10μm，并且更优选地为40μm。如果前述标称筛孔尺寸小于前述下限值，则水处理装置的压力损失可能变大。
(第一保持部)
水处理装置具有第一保持部53，第一保持部53是设置在主体1的顶面与第一上隔板54之间的空间。第一排出部52与该第一保持部53连接。在第一处理层51中分离出来的油滴、悬浮物颗粒等中的一部分滞留(上浮并分离)在该第一保持部53中，并且在反冲洗过程中与反冲洗水一起从第一排出部52排出。该第一保持部53以及下述中间保持部63和第二保持部73有时统称为“保持部”。
第一保持部53的平均高度(主体1的顶面与第一上隔板54之间的距离)的下限值优选地为1cm，并且更优选地为2cm。第一保持部53的平均高度的上限值优选地为3m，并且更优选地为50cm。如果第一保持部53的平均高度小于前述下限值，则在起泡过程中分离出来的油滴、悬浮物颗粒等可能吸附在主体1的顶面上，并且变得难以从第一排出部52排出。另一方面，如果第一保持部53的平均高度超过前述上限值，则主体1可能变得太高。
(第一排出部)
第一排出部52设置在第一处理层51的正上方，并且排出在第一处理层51中分离出来的油滴、悬浮物颗粒等以及反冲洗水。
从第一上隔板54的上表面到第一排出部52的下端的距离的上限值优选地为50cm，更优选地为10cm，并且进一步优选地为0cm。如果从第一上隔板54的上表面到第一排出部52的下端的距离超过前述上限值，则在起泡过程中分离出来的油滴、悬浮物颗粒等可能在从第一排出部52排出之前吸附到其它处理层上，并且变得难以排出。在第一排出部52处设置有诸如阀门等开闭装置(未示出)，以防止在稳态状态下待处理液流入到第一排出部52侧。
<中间处理层>
上述中间处理层61设置在第一处理层51的下游侧并且容纳有多个中间颗粒6a。中间处理层61具有：上隔板64，其用于防止所容纳的中间颗粒6a流出到上游侧；以及中间下隔板65，其用于防止所容纳的中间颗粒6a流出到下游侧。中间处理层61在稳态状态下还具有形成在中间上隔板64与堆积在中间下隔板65的上表面上的中间颗粒6a之间的空间中的中间空间部66。该中间处理层61主要去除直径比在第一处理层51中过滤出来的油滴、悬浮物颗粒等的直径小的油滴、悬浮物颗粒等。
(中间颗粒)
上述中间颗粒6a的材料可以与上述第一颗粒5a的材料类似。
中间颗粒6a的平均直径小于上述第一颗粒5a的平均直径。中间颗粒6a的平均直径的下限值优选地为150μm，并且更优选地为200μm。如果中间颗粒6a的平均直径小于前述下限值，则容纳在中间处理层61中的颗粒的密度可能变高，并且水处理装置的压力损失可能变大，以及水处理装置的成本和重量可能增加。另一方面，中间颗粒6a的平均直径的上限值优选地为350μm，并且更优选地为300μm。如果中间颗粒6a中的平均直径超过前述上限值，则去除具有较大的油滴、悬浮物颗粒等的能力可能变得不足。中间颗粒6a的均匀系数可以与上述第一颗粒5a的均匀系数类似。
(中间空间部)
中间空间部66是在稳态状态下位于中间上隔板64与堆积在中间下隔板65的上表面上的中间颗粒6a之间的空间。该中间空间部66的构造可以与上述第一空间部56的构造类似。
(中间上隔板)
上述中间上隔板64是用于防止中间颗粒6a流出到上游侧的板。除了筛目的标称筛孔尺寸之外，上述中间上隔板64的构造可以与上述第一上隔板54的构造类似。
中间上隔板64的筛目的标称筛孔尺寸被设计为等于或小于多个中间颗粒6a的最小直径(中间颗粒6a不能通过的筛子的最大筛孔尺寸)。中间上隔板64的筛目的该标称筛孔尺寸的上限值优选地为150μm，并且更优选地为100μm。如果前述标称筛孔尺寸超过前述上限值，则中间颗粒6a可以穿过中间上隔板64。另一方面，前述标称筛孔尺寸的下限值优选地为10μm，并且更优选地为20μm。如果前述标称筛孔尺寸小于前述下限值，则水处理装置的压力损失可能变大。
(中间下隔板)
上述中间下隔板65是用于防止中间颗粒6a掉落的板。除了筛目的标称筛孔尺寸之外，上述中间下隔板65的构造可以与上述第一下隔板55的构造类似。
与中间上隔板64类似，中间下隔板65的筛目的标称筛孔尺寸被设计为等于或小于多个中间颗粒6a的最小直径(中间颗粒6a不能通过的筛子的最大筛孔尺寸)。中间下隔板65的筛目的该标称筛孔尺寸的上限值优选地为100μm，并且更优选地为80μm以下。如果前述标称筛孔尺寸超过前述上限值，则中间颗粒6a或第二颗粒7a可以通过中间下隔板65。另一方面，前述标称筛孔尺寸的下限值优选地为10μm，并且更优选地为20μm。如果前述标称筛孔尺寸小于前述下限值，则水处理装置的压力损失可能变大。
(中间保持部)
水处理装置具有中间保持部63，中间保持部63是设置在第一下隔板55与中间上隔板64之间的空间。中间排出部62与该中间保持部63连接。在中间处理层61中分离出来的油滴、悬浮物颗粒等中的一部分滞留(上浮并分离)在该中间保持部63中，并且在反冲洗过程中与反冲洗水一起从中间排出部62排出。中间保持部63的构造可以与上述第一保持部53的构造类似。
(中间排出部)
中间排出部62设置在中间处理层61的正上方，并且排出在中间处理层61中分离出来的油滴、悬浮物颗粒等以及反冲洗水。中间排出部62的构造可以与上述第一排出部52的构造类似。
<第二处理层>
上述第二处理层71设置在中间处理层61的下游侧并且容纳有多个第二颗粒7a。第二处理层71具有：上隔板74，其用于防止所容纳的第二颗粒7a流出到上游侧；以及第二下隔板75，其用于防止所容纳的第二颗粒7a流出到下游侧。第二处理层71在稳态状态下还具有形成在第二上隔板74与堆积在第二下隔板75的上表面上的第二颗粒7a之间的空间中的第二空间部76。该第二处理层71主要去除包含在待处理液中的微小油滴、悬浮物颗粒等。
(第二颗粒)
可以使用用于过滤处理的已知颗粒作为上述第二颗粒7a，并且例如可以使用主要由天然材料、高分子化合物等构成且具有相对较小粒径的颗粒。前述天然材料的实例可以包括例如硅藻土等。前述高分子化合物的构造可以与上述第一颗粒5a中的高分子化合物的构造类似。
优选的是，使用前述硅藻土的颗粒作为第二颗粒7a。当使用硅藻土时，可以有效地去除待处理液中的油分。
第二颗粒7a的平均直径小于上述中间颗粒6a的平均直径。第二颗粒7a的平均直径的下限值优选地为10μm，并且更优选地为20μm。如果第二颗粒7a的平均直径小于前述下限值，则容纳在第二处理层71中的颗粒的密度可能变高，并且水处理装置的压力损失可能变大，并且成本和重量可能增加。另一方面，第二颗粒7a的平均直径的上限值优选地为100μm，并且更优选地为90μm。如果第二颗粒7a中的平均直径超过前述上限值，则去除微小油滴和悬浮物的能力可能变得不充分。第二颗粒7a的均匀系数可以与上述第一颗粒5a的均匀系数类似。
(第二空间部)
第二空间部76是在稳态状态下位于第二上隔板74与堆积在第二下隔板75的上表面上的第二颗粒7a之间的空间。该第二空间部76的构造可以与上述第一空间部56的构造类似。
(第二上隔板)
上述第二上隔板74是用于防止第二颗粒7a流出到上游侧的板。除了筛目的标称筛孔尺寸之外，第二上隔板74的构造可以与上述第一上隔板54的构造类似。
第二上隔板74的筛目的标称筛孔尺寸被设计为等于或小于多个第二颗粒7a的最小直径(第二颗粒7a不能通过的筛子的最大筛孔尺寸)。第二上隔板74的筛目的该标称筛孔尺寸的上限值优选地为100μm，并且更优选地为40μm。如果前述标称筛孔尺寸超过前述上限值，则第二颗粒7a可以穿过第二上隔板74。另一方面，前述标称筛孔尺寸的下限值优选地为10μm，并且更优选地为20μm。如果前述标称筛孔尺寸小于前述下限值，则水处理装置的压力损失可能变大。
(第二下隔板)
上述第二下隔板75是用于防止第二颗粒7a掉落的板。除了筛目的标称筛孔尺寸之外，第二下隔板75的构造可以与上述第一下隔板55的构造类似。
与第二上隔板74类似，第二下隔板75的筛目的标称筛孔尺寸被设计为等于或小于多个第二颗粒7a的最小直径(第二颗粒7a不能通过的筛子的最大筛孔尺寸)。第二下隔板75的筛目的该标称筛孔尺寸的上限值优选地为50μm，并且更优选地为40μm以下。如果前述标称筛孔尺寸超过前述上限值，则第二颗粒7a可以穿过第二下隔板75。另一方面，前述标称筛孔尺寸的下限值优选地为10μm，并且更优选地为20μm。如果前述标称筛孔尺寸小于前述下限值，则水处理装置的压力损失可能变大。
(第二保持部)
水处理装置具有第二保持部73，第二保持部73是设置在中间下隔板65与第二上隔板74之间的空间。第二排出部72与该第二保持部73连接。在第二处理层71中分离出来的油滴、悬浮物颗粒等中的一部分滞留(上浮并分离)在该第二保持部73中，并且在反冲洗过程中与反冲洗水一起从第二排出部72排出。第二保持部73的构造可以与上述第一保持部53的构造类似。
(第二排出部)
第二排出部72设置在第二处理层71的正上方，并且排出在第二处理层71中分离出来的油滴、悬浮物颗粒等以及反冲洗水。第二排出部72的构造可以与上述第一排出部52的构造类似。
<头部>
上述头部9是形成在上述第二处理层71下方的空间，即形成在第二下隔板75与主体1的底面之间的空间。用于回收处理过的液体Y的回收管10与该头部9的下部连接，并且已通过第一处理层51、中间处理层61和第二处理层71的处理过的液体Y被收集在该头部9中，然后被回收。
<气泡供应部>
上述气泡供应部3通过上述回收管10将气泡从水处理装置的下部供应到上部。气泡供应部3通过喷射经由供气管(未示出)从压缩机等供应的气体来供应气泡。这种气泡供应部3不受特定限制，并且可以使用已知的起泡装置。作为用于气泡供应部3的气体，可以使用诸如氩气和氮气等惰性气体、油田中产生的天然气、空气等。当在这些气体中使用空气时，可以降低成本。由于气泡向上流动，因此多个第一颗粒5a、中间颗粒6a和第二颗粒7a扩散到液体中，从而分离附着在颗粒上的油滴、悬浮物颗粒等。
气泡的平均直径的下限值优选地为3mm，并且更优选地为4mm。气泡的平均直径的上限值优选地为8mm，并且更优选地为7mm。如果气泡的平均直径小于前述下限值，则颗粒的扩散变小，因此附着在颗粒上的油滴、悬浮物等可能变得难以分离。另一方面，如果气泡的平均直径超过前述上限值，则气泡太大并且颗粒的搅拌次数减少，因此附着在颗粒上的油滴、悬浮物等可能变得难以分离。
从气泡供应部开始供应气泡到气泡供应部停止供应气泡的时间段的下限值优选地为3秒，并且更优选地为5秒。从气泡供应部开始供应气泡到停止供应气泡的时间段的上限值优选地为20秒，并且更优选地为10秒。如果从气泡开始供应到气泡停止供应的时间段小于前述下限值，则气泡对颗粒的扩散变小，因此存在这样的可能性：不能分离附着在颗粒上的油滴、悬浮物颗粒等。另一方面，如果从气泡开始供应到气泡停止供应的时间段超过前述上限值，则分离出来的油滴、悬浮物颗粒等可能附着在其它处理层上，并且变得难以从排出部排出。
<反冲洗水供应部>
上述反冲洗水供应部4通过上述回收管10将反冲洗水从水处理装置的下部供应到上部。反冲洗水供应部4的用于供应反冲洗水的管和前述气泡供应部3的用于供应气泡的管形成一个公共管路，并且通过使用切换阀(未示出)供应反冲洗水和气泡中的至少一者。反冲洗水供应部4通过例如由泵对处理过的液体进行压力供给来供应反冲洗水。利用该反冲洗水，被前述气泡从颗粒分离出来的油滴、悬浮物颗粒等连同反冲洗水一起从排出部排出，并且在下述反冲洗水回收部中回收。
从反冲洗水供应部4开始供应反冲洗水到反冲洗水供应部4停止供应反冲洗水的时间段的下限值优选地为5秒，并且更优选地为10秒。从反冲洗水开始供应到反冲洗水停止供应的前述时间段的上限值优选地为100秒，并且更优选地为60秒。如果从反冲洗水开始供应到反冲洗水停止供应的时间段小于前述下限值，则存在这样的可能性：从颗粒分离出来的油滴、悬浮物颗粒等不能从排出部完全排除，并且有残留。另一方面，如果从反冲洗水开始供应到反冲洗水停止供应的时间段超过前述上限值，则从颗粒分离出来的油滴、悬浮物颗粒等可能已经从排出部完全排出，因此进一步供应反冲洗水浪费了时间，并且反冲洗的效率可能降低。
<反冲洗水回收部>
前述反冲洗水回收部(未示出)通过排出部回收包括油滴、悬浮物颗粒等的反冲洗水。该回收的反冲洗水可以例如作为待处理液X被再次供应到水处理装置。
<优点>
该水处理装置具有：第一空间部56，其位于第一上隔板54与处理层的颗粒之间；中间空间部66，其位于中间上隔板64与处理层的颗粒之间；以及第二空间部76，其位于第二上隔板74与处理层的颗粒之间。其结果是，当气泡供应到颗粒时，颗粒被气泡搅拌并且颗粒容易扩散，从而可以更容易地分离出附着在颗粒上的油滴、悬浮物颗粒等。另外，由于反冲洗水被供应并且从排出口排出，因此从颗粒分离出来的油滴、悬浮物颗粒等被排出，而不会附着在其它处理层上。其结果是，可以容易且可靠地清洗颗粒。因此，水处理装置具有较高的水处理效率。
另外，在水处理装置中，重复气泡供应部3对气泡的供应和反冲洗水供应部4对反冲洗水的供应，并且从位于处理层正上方的排出部排出气泡和反冲洗水。由于如上所述重复气泡的供应和反冲洗水的供应，因此附着在颗粒上的油滴、悬浮物颗粒等被充分分离并排出。另外，由于油滴、悬浮物颗粒等从位于处理层正上方的排出部排出，因此分离出来的油滴、悬浮物颗粒等变得难以附着在其它处理层上。
另外，在水处理装置中，气泡供应部3供应气泡，并且可以在通过气泡从颗粒分离出来的油滴、悬浮物颗粒等漂浮在保持部中和附着在其它处理层上之前，开始由反冲洗水供应部4供应反冲洗水。由于如上所述开始供应反冲洗水，因此油滴、悬浮物颗粒等被立即排出，因此可以容易且可靠地清洗颗粒。
另外，在水处理装置中，容纳在下游侧处理层中的颗粒的平均直径设定为小于容纳在上游侧处理层中的颗粒的平均直径。因此，可以在上游侧处理层中分离具有相对较大粒径的油滴、悬浮物颗粒等，然后可以在下游侧处理层中分离乳化油滴、微小悬浮物颗粒等。其结果是，能够进一步提高水处理效率。
[水处理方法]
水处理方法包括：向水处理装置供应待处理液和回收处理过的液体的净化步骤；以及对处理层进行反冲洗的反冲洗步骤。在下文中，将通过使用图1的水处理装置来对水处理方法的细节进行描述。
<净化步骤>
在前述净化步骤中，用于供应待处理液的方法不受特定限制，并且可以例如使用通过利用泵或水头将待处理液压力供给至水处理装置的方法。
按照该水处理方法回收的处理过的液体的悬浮物浓度的上限值优选地为10ppm，更优选地为5ppm，进一步优选地为3ppm，并且特别优选地为1ppm以下。当处理过的液体的悬浮物浓度设定为等于或小于前述上限值时，则按照该水处理方法进行处理的处理过的液体可以被废弃，而不会对环境施加任何负荷，并且可以用作工业用水。应注意的是，悬浮物浓度是指浮游物质(SS)的浓度，并且使用遵照JIS-K0102(2008)中的“14.1悬浮物”测定的值。
按照该水处理方法回收的处理过的液体的油浓度的上限值优选地为100ppm，更优选地为50ppm，进一步优选地为10ppm，并且特别优选地为1ppm以下。当处理过的液体的油浓度设定为等于或小于前述上限值时，可以减少在水处理方法之后进行的油水分离处理的负荷。根据这些条件，即使不进行其它油水分离处理，按照该水处理方法进行油水分离的处理过的液体也可以被废弃，而不会对环境施加任何负荷。
当在前述净化步骤中附着在颗粒上的油滴、悬浮物颗粒等增加并且各个处理层的上部与下部之间的压差变大时，终止净化步骤，并且进行接下来的反冲洗步骤来清洗颗粒。
<反冲洗步骤>
反冲洗步骤具有供应气泡的步骤和供应反冲洗水的步骤。
(气泡供应步骤)
在气泡供应步骤中，气泡供应部3在前述时间段内通过回收管10从下方向处理部2供应具有前述直径的气泡B(参见图2A)。颗粒在液体中被这种气泡B搅拌并且扩散，从而分离出附着在颗粒上的油滴、悬浮物颗粒等D。
(反冲洗水供应步骤)
在反冲洗水供应步骤中，反冲洗水供应部4通过回收管10从下方向处理部2供应反冲洗水Z(参见图2B)。利用该反冲洗水Z，从排出部排出从颗粒分离出来的油滴、悬浮物颗粒等D。
优选的是，基本上在停止前述气泡供应步骤的同时进行该反冲洗水供应步骤。当如上所述基本上在停止供应气泡B的同时开始由反冲洗水供应部4供应反冲洗水Z时，从颗粒分离出来的油滴、悬浮物颗粒等D在附着在其它处理层上之前被从排出部排出。
此外，优选的是，当在气泡供应步骤中从处理层分离出来的油滴、悬浮物颗粒等漂浮在保持部中时，开始该反冲洗水供应步骤。其结果是，从处理层分离出来的油滴、悬浮物颗粒等D从排出口排出，而不吸附到其它处理层上。例如按如下方式开始进行反冲洗水供应步骤。对于诸如起泡量等各个条件，从开始起泡起初始地进行一定时间段的核查，该时间段为从在气泡供应步骤中从处理层分离出来的油滴、悬浮物颗粒等通过起泡而开始漂浮在保持部中的时间到油滴、悬浮物颗粒等吸附到其它处理层上的时间。然后，在该时间段内开始反冲洗水供应步骤。其结果是，当油滴、悬浮物颗粒等D漂浮在保持部中时，供应反冲洗水Z。作为选择，主体可以由透明材料制成，以在起泡过程中观察处理层，并且可以在从处理层分离出来的油滴、悬浮物颗粒等D开始漂浮在保持部中之后且在油滴、悬浮物颗粒等D附着在其它处理层上之前开始反冲洗水供应步骤。
优选的是，重复气泡供应步骤和反冲洗水供应步骤。重复次数的下限值优选地为两次，并且更优选地为五次。重复次数的上限值优选地为二十次，并且更优选地为十五次。如果前述重复次数小于前述下限值，则存在这样的可能性：不能充分分离和排出附着在颗粒上的油滴、悬浮物颗粒等。另一方面，如果前述重复次数超过前述上限值，则附着在颗粒上的油滴、悬浮物颗粒等可能已被充分分离和排出，因此重复气泡B的供应和反冲洗水Z的供应是一种浪费。
对各个处理层单独进行气泡供应步骤和反冲洗水供应步骤。因此，当对第一处理层51进行反冲洗时，打开第一排出部52的开闭装置，并且关闭待处理液供应管8、中间排出部62和第二排出部72的开闭装置，使得仅从第一排出部52排出气泡B和反冲洗水Z。类似地，当对中间处理层61进行反冲洗时，打开中间排出部62的开闭装置，并且关闭待处理液供应管8、第一排出部52和第二排出部72的开闭装置，使得仅从中间排出部62排出气泡B和反冲洗水Z。当对第二处理层71进行反冲洗时，打开第二排出部72的开闭装置，并且关闭待处理液供应管8、第一排出部52和中间排出部62的开闭装置，使得仅从第二排出部72排出气泡B和反冲洗水Z。
在该水处理方法中，可以在反冲洗步骤之后再次进行净化步骤。由于如上所述重复净化步骤和反冲洗步骤，因此可以在一个水处理装置中连续进行水处理。
(优点)
在该水处理方法中，可以容易且可靠地清洗颗粒，并且可以保持较高的处理能力。因此，该水处理方法适合用于例如对包括在油田等中产生的油和悬浮物的石油伴生水等进行净化。
[其它实施例]
应理解的是，本文所公开的实施例在所有方面仅是说明性的而非限制性的。本发明的范围不限于前述实施例的构造，而是由权利要求的各项限定，并且意图包括在与权利要求的各项等同的范围和含义内的任何修改。
在前述实施例中，该水处理装置包括三个处理层，即第一处理层、中间处理层和第二处理层。然而，该水处理装置可以仅包括多个处理层，并且处理层的数量不限于三个。例如，处理部2可以包括两个层，即第一处理层和第二处理层，或处理部2可以包括两个以上的中间处理层和四个以上的处理层。
另外，气泡供应部的用于供应气泡的管和反冲洗水供应部的用于供应反冲洗水的管彼此可以独立地设置。当如上所述气泡供应部的管和反冲洗水供应部的管彼此独立时，可以在供应气泡的同时供应反冲洗水，因此可以期待更容易且更可靠地对颗粒进行清洗。
另外，可以对各个处理层设置气泡供应部和反冲洗水供应部。其结果是，可以期待更容易且更可靠地对颗粒进行清洗。
实例
在下文中，将参考实例对本发明进行更详细的描述。然而，本发明不限于该实例。
通过使用图1的具有三个处理层的水处理装置来进行水处理。主体1的内径设定为40mm。在表1中示出了各个处理层中的颗粒的材料、平均粒径、拉伸弹性模量/弯曲弹性模量、硬度计硬度和密度。使用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂(在下文中称为“EVA”)粉末(东京Printing Ink Mfg株式会社制造的“粉末树脂5015M”)作为第一颗粒5a。使用EVA粉末(东京Printing Ink Mfg株式会社制造的“粉末树脂2030M”)作为中间颗粒6a。使用硅藻土(Maruto株式会社制造的“钠沸石3000”)作为第二颗粒7a。
另外，在图1中示出了各处理层的层厚、填充率、填充量、堆积密度和孔隙率以及各保持部的高度。填充量是指容纳在处理层中的颗粒的总质量。堆积密度是指每单位体积处理层的颗粒总质量。
[表1]
使用油水混合液作为待处理液。这种油水混合液的油分浓度为500ppm和2μm的碳酸钙浓度为100ppm。
通过使用水处理装置，以375m3/m2·天的处理流量和0.47m3/天的处理量对前述油水混合液进行过滤和净化。然后，当处理层的上部与下部之间的压差变大时，停止净化，并且重复供应气泡B和供应反冲洗水Z，以清洗处理层中的颗粒。
在清洗颗粒时，首先清洗第二处理层71中的第二颗粒7a，接下来清洗中间处理层61中的中间颗粒6a，然后清洗第一处理层51中的第一颗粒5a。为了清洗颗粒，以4L/分钟的速率供应平均直径为6mm的气泡B8秒，并且基本上在停止供应气泡B的同时开始供应反冲洗水Z，以0.4L/分钟的速率供应反冲洗水Z22秒。然后，连续重复供应气泡B和供应反冲洗水Z五次。在开始供应气泡B之后的8秒的时间点，从颗粒分离出来的油滴、悬浮物颗粒等漂浮在各保持部中。然而，油滴、悬浮物颗粒等不会吸附到各保持部的上表面和侧壁的内表面。图3示出了该水处理过程中的第二处理层的上部与下部之间的压差的推移图。
如上所述，重复84小时的待处理液的净化和颗粒的清洗。如图3所示，在待处理液的净化过程中压差增大，并且压差因颗粒的清洗而减小。对于该84小时期间的各个净化而言，计算第二处理层71的上部与下部之间的压差的每小时的增加量。然后，评估在该84小时期间的整个净化的增加量的平均值(该平均值在下文中称为“过滤过程中压差每小时的增加量”)。具体而言，对诸如图3中的压差的上升曲线P1、P2和P3等各个上升曲线计算压差每小时的增加量，并且将这些增加量的平均值定义为过滤过程中压差每小时的增加量。过滤过程中压差每小时的增加量越小，附着在颗粒上的油滴、悬浮物颗粒等越能被去除，并且可以更容易且更可靠地对颗粒进行清洗。该实例中的过滤过程中压差每小时的增加量为7kPa/h，这表明可以在较短的清洗时间内使处理层的上部与下部之间的压差下降。
工业实用性
根据本发明的水处理装置和水处理方法能够有效地清洗颗粒。其结果是，根据本发明的水处理装置和水处理方法适合用于例如对石油伴生水进行净化。
附图标记列表
1 主体；2 处理部；3 气泡供应部；4 反冲洗水供应部；51 第一处理层；52 第一排出部；53 第一保持部；54 第一上隔板；55 第一下隔板；56 第一空间部；5a 第一颗粒；61 中间处理层；62 中间排出部；63 中间保持部；64 中间上隔板；65 中间下隔板；66 中间空间部；6a 中间颗粒；71 第二处理层；72 第二排出部；73 第二保持部；74 第二上隔板；75 第二下隔板；76 第二空间部；7a 第二颗粒；8 待处理液供应管；9 头部；10 回收管。

Claims (11)

1.一种水处理装置，所述水处理装置包括沿大致竖直方向放置的筒状主体，所述水处理装置通过利用填充在所述主体的至少一部分中的处理部对从上方供应的待处理液进行净化，并且从下方回收处理液，所述水处理装置包括：
多个处理层，其沿所述主体中的轴向间隔地设置，所述多个处理层中的每一个处理层的内部均含有颗粒，并且具有用于防止所述颗粒向上和向下流出的一对隔板；
气泡供应部，其用于从下方将气泡供应到所述主体中；
反冲洗水供应部，其用于从下方将反冲洗水供应到所述主体中；以及
排出部，其设置在所述主体中的各处理层的上方，并且用于排出所述气泡和所述反冲洗水中的至少一者，
其中，在稳态状态下，在上隔板与所述处理层的所述颗粒之间设置有空间部。
2.根据权利要求1所述的水处理装置，其中，
在清洗所述处理层期间，重复所述气泡供应部对所述气泡的供应和所述反冲洗水供应部对所述反冲洗水的供应，并且从位于所述处理层正上方的所述排出部排出所述气泡和所述反冲洗水。
3.根据权利要求1或2所述的水处理装置，其中，
从所述气泡供应部开始供应所述气泡到所述气泡供应部停止供应所述气泡的时间段为3秒以上且20秒以下。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的水处理装置，其中，
基本上在所述气泡供应部停止供应所述气泡的同时开始所述反冲洗水供应部对所述反冲洗水的供应。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的水处理装置，其中，
所述气泡的平均直径为3mm以上且8mm以下。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的水处理装置，其中，
所述上隔板与下隔板之间的所述颗粒的填充率为10体积百分比以上且95体积百分比以下。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的水处理装置，其中，
容纳在下游侧处理层中的颗粒的平均直径小于容纳在上游侧处理层中的颗粒的平均直径。
8.根据权利要求7所述的水处理装置，其中，
从上游侧起依次设置有第一处理层和第二处理层，并且容纳在所述第一处理层中的第一颗粒主要由高分子化合物构成，容纳在所述第二处理层中的第二颗粒主要由硅藻土构成。
9.根据权利要求8所述的水处理装置，其中，
在所述第一处理层与所述第二处理层之间还设置有中间处理层，并且容纳在所述中间处理层中的中间颗粒主要由高分子化合物构成。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的水处理装置，其中，
所述待处理液包括油和悬浮物，并且所述油和所述悬浮物被从所述待处理液分离出来。
11.一种水处理方法，包括向根据权利要求1至10中的任一项所述的水处理装置供应待处理液的步骤和回收处理液的步骤。
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