JP2000107516A - 濁水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 濁水の性状変化に拘わらず処理水の水質の安
定化を図り、低コストで処理効率を向上できる濁水処理
装置を提供すること。 【解決手段】 供給口３６から排出口３７に向かう被処
理水の流れに対して上流側に配置される濾過層５０の空
隙を大とし、下流側の濾過層５２の空隙率を小として、
各濾過層５０，５２を鉛直方向に間隔をあけて配置す
る。これによって粒径の大きい粒子と小さい粒子とが段
階的に捕集され、いわば体積濾過によって濾過すること
ができるので、長時間にわたって大きな処理量で連続し
て濾過することができ、濾過処理効率を向上することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建設工事などによ
って生じた濁水を高速多層繊維濾過によって河川などの
自然水系に放流しうる清澄水に連続的に処理することが
できる濁水処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】建設工事で発生する濁水を河川および湖
沼などの自然水系に放流することは水質汚濁につなが
り、環境に悪影響を与えるため、環境基準を定める各種
の法令によって放流可能なＳＳ濃度が規制されている。
たとえば河川に放流する場合には１リットル当たりのＳ
Ｓ（水中浮遊物）の含有量を２５ｍｇ以下に規定され、
また湖沼に放流する場合には１リットル当たりのＳＳ含
有量が１ｍｇ以下に定められている。

【０００３】このような清澄度に濁水を処理するために
従来では、シックナと呼ばれる沈降分離装置が用いられ
ている。この沈降分離装置は、たとえば４０ｍ³／時の
濁水を処理するためには直径が４ｍ、高さ５ｍ程度の非
常に大きな沈降分離槽を備える装置であり、この沈降分
離槽内に供給された被処理水の沈降性を高めるために、
有機高分子凝集剤および無機凝集剤を併用して、濁水中
の懸濁物質を凝集して捕集性を高めるとともに、沈降速
度を増加させて建設工事で発生した大量の濁水を短時間
で処理することができるように処理効率の向上が図られ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の技術
では、工事の進捗に応じて装置の設置場所を変更するこ
とが困難であり、また上記の有機高分子凝集剤および無
機凝集剤を多量に使用するためコスト高になるという問
題を有する。さらに濁水の性状変化に対応することがで
きないため、濁水の性状の変化によって処理水の性状も
変化してしまい、処理後の水質、すなわち上記のＳＳ濃
度にばらつきが生じ、処理水の水質が大きく変動してし
まうという問題がある。

【０００５】本発明の目的は、濁水の性状変化に拘わら
ず処理水の水質の安定化を図り、低コストで処理効率を
向上するとともに、設置場所の変更を容易に行うことが
できる濁水処理装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、上部に、ＳＳ濃度が１００ｐｐｍ程度以下の被処理
水が供給される供給口が設けられるとともに、下部に濾
過後の濾水を排出する排出口が設けられる中空のケーシ
ング内に、前記供給口から排出口に向かって複数の濾過
層が相互に間隔をあけて着脱自在に装着される多層濾過
手段を備え、この多層濾過手段の各濾過層は、２〜１５
デニールの繊維から成り、供給口寄りに配置される濾過
層の空隙に対して排出口寄りに配置される濾過層の空隙
が小さく選ばれる多層濾過手段を備えることを特徴とす
る濁水処理装置である。

【０００７】本発明に従えば、中空のケーシングの上部
には供給口が設けられ、下部には排出口が設けられる。
前記供給口には、ＳＳ濃度が１００ｐｐｍ程度以下の被
処理水が供給され、この被処理水は相互に間隔をあけて
配置される複数の濾過層を通過して濾過され、処理水と
して排出口から排出される。

【０００８】各濾過層は繊維から成り、この繊維の繊維
径は２〜１５デニールに選ばれる。たとえば繊維径が２
デニール未満の場合、各濾過層の空隙が小さくなり、各
濾過層上面で粒子が付着し堆積しやすくなるので、短時
間で目詰まりを起こし濾過時間が短くなるという問題を
有する。また繊維径が１５デニールを超える場合、前記
空隙が大きくなるため粒子が濾過層を通過して処理水と
して排出され、粒子の捕捉率が減少し、処理水の濁度が
上がるという問題を有する。このような問題を回避する
ため本発明では、繊維径を２〜１５デニールの範囲内で
選ぶことによって、濾過層上面における粒子の堆積を阻
止して長時間にわたって目詰まりをなくし、かつ濾過層
内部で粒子を捕捉して前記被処理水を清澄濾過すること
ができる。

【０００９】また各濾過層のうち前記排出口寄りに配置
される濾過層の空隙は前記供給口寄りに配置される濾過
層の空隙よりも小さくなるように選ばれる。すなわち、
供給口から排出口に向かって通過する被処理水の流れに
対して上流側に配置される濾過層の空隙の大きさを大と
し、下流側の濾過層の空隙の大きさを小として、各濾過
層が被処理水の流過方向に粗から密となるように配置さ
れる。したがって供給口寄りの濾過層によって粒径の大
きい粒子を捕集し、排出口寄りの濾過層によって粒径の
小さい粒子を捕集するので、各濾過層の上面で目詰まり
を防止して、いわゆる表層濾過状態になって被処理水の
透過率が低下することを防ぎ、これによって濁水の性状
変化に伴う懸濁物質の粒径が変化しても粒径の大きい粒
子から小さい粒子にわたって上流側の濾過層から下流側
の濾過層によって段階的に捕集し、長時間にわたって処
理水の水質を均等として連続的に濾過することができ
る。したがって、むやみに多量の凝集剤を用いる必要が
なく、コストの低減化を図ることができる。しかも各濾
過層はケーシング内で相互に間隔をあけて配置されるの
で、排水口寄りの濾過層が供給口寄りの濾過層の重みに
よって圧縮されず、高い空隙率が確保されるとともに、
上方に配置される供給口寄りの濾過層を通過した被処理
水が下面から自由落下によって下方に配置される排水口
寄りの濾過層の上面にほぼ均一な流量分布で滴下して供
給されるので、被処理水が各濾過層を通過する際の各濾
過層内の流速を均等とすることができ、各濾過層の全体
を有効に利用して言わば体積濾過によって濾過すること
ができる。したがって部分的な目詰まりおよび被処理水
のショートパスを防ぎ、長時間にわたって大きな処理量
で連続して濾過することができ、濾過処理効率を向上す
ることができる。

【００１０】また上述のように体積濾過によって粒子を
捕集することができるので、装置の小型化を図ることが
でき、これによって装置が占有する設置場所面積が小さ
くてすむとともに、たとえば車両による運搬が可能であ
り、工事の進捗に応じて装置の設置場所を容易に変更す
ることができる。

【００１１】さらに各濾過層は着脱自在であるので、交
換が容易であり、各濾過層の懸濁物質の捕集による空隙
率の低下を回復するために濾過層を洗浄して再生するた
めの停止時間をなくすことができるので、稼働率が高
く、全体として低コスト化を図り、安定した水質の処理
水を得ることができる。

【００１２】請求項２記載の本発明は、多層濾過手段
は、複数、設けられ、各多層濾過手段のいずれかに前記
被処理水を選択的に切換えて供給する手段を含むことを
特徴とする。

【００１３】本発明に従えば、複数の多層濾過手段に被
処理水を選択的に切換えながら各多層濾過手段毎に上記
の濾過を行うことができるので、被処理水を各多層濾過
手段のいずれかに選択的に導いて濾過処理しながら、残
余の多層濾過手段の各濾過層を新たなものと交換しまた
は洗浄して再生したものと交換することができるので、
被処理水の濾過を停止する必要がなくなり、高い稼働率
を達成して濾過処理効率を向上することができる。

【００１４】請求項３記載の本発明は、各濾過層は、繊
維を塊状にした複数の繊維ブロックから成ることを特徴
とする。

【００１５】本発明に従えば、請求項１または２記載の
構成において、各濾過層は繊維を塊状にした複数の繊維
ブロックから成るので、各濾過層を通過する被処理水に
よって各繊維ブロックが振動し、濾過層の上面付近の繊
維ブロックに付着した懸濁物質を濾過しながら遊離さ
せ、前記上面付近よりも下部の繊維ブロックで捕捉する
ことができるので、長時間にわたって目詰まりを生じる
ことなしに連続して濾過を行うことができ、濾過処理効
率をより一層向上することができる。

【００１６】請求項４記載の本発明は、各濾過層のうち
少なくとも１つに用いられる繊維は、生分解性合成繊維
から成ることを特徴とする。

【００１７】本発明に従えば、請求項１〜３のいずれか
の構成において、各濾過層のうち少なくとも１つに用い
られる繊維として、生分解性合成繊維を用いるので、低
下した空隙率を洗浄によって回復することが不可能とな
った合成繊維および長期の使用によって繊維が劣化した
合成繊維を、たとえば土中に埋設して廃棄処分すること
が可能である。この土中に埋設した合成繊維は生分解す
るので、その繊維は土中の微生物によって炭酸ガスと水
とに分解され、環境に悪影響を与えることなく廃棄する
ことができるとともに、環境汚染を防ぐための特別な処
理を用いる必要がなく低コストで廃棄することができ
る。

【００１８】請求項５記載の本発明は、濾過処理能力の
異なる多層濾過手段が着脱自在に搭載されることを特徴
とする。

【００１９】本発明に従えば、請求項１〜４記載の構成
において、濾過処理能力、すなわち単位時間当りの最大
濾過処理量および懸濁物質の最大捕集量などの能力が異
なる多層濾過手段を容易に、取換えてまたは追加して上
記の濾過処理を行うことができる。

【００２０】たとえば、濾過処理を行うべき被処理水が
少ない現場では、むやみに大きな濾過処理能力を有する
１つの多層濾過手段で濾過処理を行うよりも、小さな濾
過処理能力を有する２つの多層濾過手段を用いて、濾過
処理と各濾過層の交換および洗浄とを交互に切換えて行
う方が濁水処理装置の稼働率が高く、かつ安定した水質
の処理水を得ることができる。

【００２１】また小さな濾過処理能力を有する多層濾過
手段は、濾過層が小さく、かつ軽量であるので、各濾過
層の交換作業が容易であるとともに、洗浄時間が少なく
て済み、汚損した洗浄水の発生量を減少させることがで
きる。

【００２２】このように被処理水の供給流量に応じて多
層濾過手段を取換えまたは追加することによって濾過処
理効率の向上および各濾過層の交換作業性の向上、なら
びに処理水の水質の安定化を図ることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の一形態の濁
水処理装置１の全体の構成を示す正面図であり、図２は
図１の上方から見た濁水処理装置１の平面図であり、図
３は図１の左方から見た濁水処理装置１の左側面図であ
り、図４は図１の右方から見た濁水処理装置１の右側面
図であり、図５は図１〜図４に示される濁水処理装置１
を備える濁水処理設備の系統図である。

【００２４】トンネル建設工事、都市土木建設工事、お
よびダム建設工事などの建設工事によって発生した懸濁
物質含有濃度の高い廃泥水は、たとえばベルトプレス機
などによって１次処理される。本実施の形態の濁水処理
装置１を備える濁水処理設備は、前記１次処理した後に
発生する濁水、およびその他に工事現場から排水される
ＳＳ濃度の高い濁水を原水とし、この原水を環境基準な
どによって規定される所定のＳＳ濃度、たとえば５ｍｇ
／リットル以下に清澄化するために用いられる。前記原
水は、工事の種類によって変動要因が大きいために特定
することが困難であるが、各種の工事による概略的なＳ
Ｓ濃度は、山岳トンネルの掘削時で１５００〜３０００
ｍｇ／リットル程度以下であり、またダムの掘削時には
１０００〜５０００ｍｇ／リットル程度以下であるた
め、１０００〜５０００ｍｇ／リットルの範囲の原水を
対象とする。

【００２５】この原水は、通常、工事現場に常設される
原水槽２に一時的に貯留され、この原水中の粒径の大き
い主として砂礫粒子が、重力沈降によって沈降分離さ
れ、槽底に沈積捕集される。このようにして粒径の大き
い砂礫粒子などの懸濁物質が除去された原水槽２内の上
域の濁水は、原水ポンプ３によって汲上げられ、濁水処
理装置１の被処理水供給管路４に供給される。前記原水
ポンプ３は、揚程が２０ｍで流量が２５ｍ³／時の汲上
げ能力を有する水中ポンプが用いられる。

【００２６】濁水処理装置１は、長さＬ１、幅Ｂ、高さ
Ｈ１の大略的に直方体の外観形状を有する。前記長さＬ
１、幅Ｂ、高さＨ１および被処理水を含まない装置１だ
けの重量は濁水処理装置１の単位時間当たりの最大処理
量などに応じて変化するけれども、前記最大処理量をむ
やみに大きくしなければ、前記重量を４０００ｋｇ以下
とし、長さＬ１は５．２ｍに選び、幅Ｂは２．０ｍに選
び、高さＨ１は２．６ｍに選ぶことによって、装置全体
を積載重量が４トンの車両に乗載して運搬することがで
きる。

【００２７】このような濁水処理装置１の基本的構成
は、第１凝集剤供給手段５、第２凝集剤供給手段６、第
１撹拌手段７、第２撹拌手段８、凝集沈殿手段９、およ
び多層濾過手段（以降、単に「濾過手段」と略称する）
１０を含む。この濁水処理装置１は付随設備として、さ
らに濾材洗浄手段１１と、濾過後の濾水を処理水とし
て、河川および湖沼などの自然水系に放流する前に一時
的に貯留する放流水貯留槽１２とを含む。前記第１およ
び第２凝集剤供給手段５，６、第１および第２撹拌手段
７，８、凝集沈殿手段９ならびに濾過手段１０は、たと
えば溝形鋼などの構造用鋼材を組合わせて枠組されたフ
レーム１３に一体的に組込まれ、このフレーム１３とと
もに基台１４上に固定されている。

【００２８】この実施の形態の濁水処理装置１では、２
０ｍ³／ｈの流量でＳＳ濃度が１０００〜３０００ｐｐ
ｍの濁水を一次原水として前記供給管路４から受入れ、
前記一次原水中に種類の異なる２つの無機凝集剤を第１
および第２撹拌手段７，８によって撹拌混合させ、凝集
沈殿手段９で約３０分滞留させ、このようにしてＳＳ濃
度が１００ｐｐｍ程度、一例として１３０〜７０ｐｐｍ
以下となった凝集沈殿手段９の上域の濁水を被処理水と
して、濾過手段１０で濾過し、ＳＳ濃度５ｐｐｍ程度以
下に清澄化する。

【００２９】前記第１凝集剤供給手段５は、第１凝集剤
を貯留する貯留槽１５と、貯留槽１５内の第１凝集剤を
吸入して第１撹拌段７へ吐出するポンプ１６とを有し、
第１凝集剤を毎分１７〜１７０ｃｃの範囲内の流量で管
路５ａから第１撹拌手段７に供給するように構成され
る。第１凝集剤は、液状の無機凝集助剤、たとえばＴＲ
Ｐ（商品名）によって実現される。この無機凝集剤は、
陽イオン交換容量の高いアルカリ土類金属元素を含む無
機質ミネラル粉体である。

【００３０】貯留槽１５は、第１凝集剤の成分が偏るこ
となく均一とするために撹拌する撹拌機１７を備える。

【００３１】第２凝集剤供給手段６は、第２凝集剤が貯
留される貯留槽１８と、貯留槽１８内の第２凝集剤を吸
入して第２撹拌手段８へ吐出するポンプ１９とを有し、
第２凝集剤を１７〜１７０ｃｃ／分の範囲内で管路６ａ
から前記第２撹拌手段２８に供給するように構成され
る。第２凝集剤は、液状の無機凝集剤、たとえばポリ塩
化アルミニウム（略称；ＰＡＣ）によって実現される。
貯留槽１８は、第２凝集剤の成分を偏ることなく均一と
するため撹拌機２０を備える。

【００３２】第１撹拌手段７は原水槽２からの一次原水
が供給される供給管路４に介在され、また第２撹拌手段
８は、供給管路４の前記第１撹拌手段７および凝集沈殿
手段９間に介在される。これら第１および第２撹拌手段
７，８は、スタティックミキサと呼ばれる静止形混合機
によって実現される。この静止形混合機のケーシングに
は、長手方向一端部で開口する第１開口と、ケーシング
の外周で一半径線方向に開口する第２開口と、長手方向
他端部で開口する第３開口とが形成される。前記第１お
よび第２開口には、原水槽２からの一次原水と第１凝集
剤供給手段５からの第１凝集剤とがそれぞれ供給され、
前記各ポンプ３，１６による水流によって一次原水と第
１凝集剤とが撹拌混合されつつ第３開口から吐出され
る。また第２撹拌手段８は、前述の第１撹拌手段７と同
様の構成を有し、第１撹拌手段７からの一次原水および
第１凝集剤の混合液と第２凝集剤供給手段６からの第２
凝集剤とを撹拌混合して吐出する。

【００３３】このように原水槽２からの一次原水にフロ
ックを形成するための第１凝集剤を混合し、この混合液
中のフロックを凝集するための第２凝集剤を混合するこ
とによって、粒径の小さい濁水中のシルトおよび粘土分
を短時間で凝集させて粒径を大きくして、凝集沈殿手段
９において沈殿分散し易くすることができる。

【００３４】凝集沈殿手段９は、第２撹拌手段８からの
一次原水ならびに、第１および第２凝集剤から成る混合
液が供給される第１沈降部２１と、第１沈降部２１の前
記混合液の流れ方向下流側に接続される第２沈降部２２
と、第１および第２沈降部２１，２２内の各沈降室を仕
切る隔壁２３とを有する。前記混合液中のフロックは第
１および第２沈降部２１，２２で重力沈降によって沈降
分離される。また隔壁２３の頂部には、略Ｖ字状または
台形状に切欠かれた越流せき２９が形成され、この越流
せき２９によって第１沈降部２１から第２沈降部２２へ
通過する混合液中のフロックの沈殿降下の促進を図るこ
とができる。第１および第２沈降部２１，２２の下部
は、沈殿するフロックの排出を容易にするために、水平
面に対して５０度以上の傾斜角を成す角錐形状に形成さ
れる。したがって各沈殿部２１，２２の下部に沈殿した
粒子は、第１および第２沈降部２１，２２内の濁水の流
れによる浮き上がりの影響を受けにくく、撹拌されてし
まうことが防がれる。このようにして前記沈降堆積した
粒子は、相互に干渉して界面を形成するので、前記下部
の粒子が浮遊しにくくなり、沈降が促され、第１および
第２沈降部２１，２２における沈降時間を短縮して効率
よく沈降分離することができる。第１および第２沈降部
２１，２２の下部に沈積捕集された比較的粒径が大きな
粒子は、排泥ポンプ２４によって排泥口３２から外部に
排出される。

【００３５】前記フロックから分離された遊離水は第２
の越流せき３４を越流して、二次原水として管路３１内
へ導かれる。このようにして管路３１内へ吐出される二
次原水のＳＳ濃度は、上述の第１凝集剤の添加量を一次
原水中において５ｐｐｍとし、かつ第２凝集剤の添加量
を５０ｐｐｍとすることによって、１００ｐｐｍ程度以
下にすることができる。

【００３６】図６は、濾過手段１０の正面図である。な
お図６では、濾過手段１０の内部構造を示すために、濾
過手段１０の上部の片側と下部全部とを断面にして示
す。濾過手段１０は、ＳＳ濃度が１００ｐｐｍ程度以下
である上述の二次原水を被処理水とし、この被処理水を
所定の濃度、たとえばＳＳ濃度が５ｐｐｍ程度以下とな
るように濾過するための構成を有し、基本的には、上部
に供給口３６が形成され、下部に排出口３７が形成され
る中空のケーシング３８と、ケーシング３８内に、前記
供給口３６から排出口３７に向かって上下に間隔ΔＬを
あけて着脱自在に装着される複数（本実施形態では２）
の濾過層５０，５２とを有する。この濾過手段１０は、
大略的に直円柱状の外観を有し、その大きさは、単位時
間当たりの最大濾過処理量を７ｍ²／時とすると、直径
Ｄが８００ｍｍ程度に選ばれ、高さＨ２が１８５０ｍｍ
程度に選ばれる。

【００３７】ケーシング３８は、鉛直方向に延びる軸線
を有する中空の円筒部４１と、円筒部４１の下部に連な
り、前記排出口３７が形成される中空の半球部４２と、
円筒部４１の上部にクランプボルトなどの手段によって
着脱自在に固定される蓋体４３とを有する。円筒部４１
は、その内部空間を前記軸線方向に間隔をあけて２つに
仕切る支持板４４，４５を有する。これら支持板４４，
４５は、その厚み方向に貫通する複数の細孔４６，４７
を有し、これら細孔４６，４７を塞ぐように上述の濾過
層５０，５２がそれぞれ載置される。また円筒部４１
は、前記支持板４４，４５よりも上部の空間を外部に臨
んで開放／閉鎖する開閉扉４８を有する。この開閉扉４
８は、ヒンジなどの手段によって開閉自在に設けられ、
これによって各濾過層５０，５２の交換作業を、ケーシ
ング３８をむやみに分解することなく外部から容易に行
うことができる。

【００３８】各濾過層５０，５２の濾材は、アクリル繊
維を接合した綿状に形成される。前記合成繊維は、その
繊維径が２〜１５デニールの範囲内に選ばれる。たとえ
ば繊維径が２デニール未満の場合、濾過層５０，５２の
空隙が小さいため、各濾過層５０，５２の上面５０ａ，
５２ａで粒子が付着し堆積し易くなるので、短時間で目
詰まりを起こし、連続濾過時間が短くなることがある。
また繊維径が１５デニールを超える場合、逆に空隙が大
きいため粒子が濾過層５０，５２を通過してしまい粒子
の捕捉率が減少し、処理水の濁度が上がるという問題を
有する。しかしながら本実施の形態では、繊維径が２〜
１５デニールの範囲内に選ばれるので、長時間にわたっ
て目詰まりを起こすことなく連続して濾過を行うことが
でき、かつ所定のＳＳ濃度の処理水が得られるように確
実に粒子を捕集することができる。

【００３９】このような合成繊維を濾材とする各濾過層
５０，５２は、前記供給口３６寄りに配置される一方の
濾過層５０の空隙が排出口３７寄りに配置される他方の
濾過層５２の空隙よりも大きくなるように選ばれる。す
なわち、供給口３６から排出口３７に向かって通過する
被処理水の流下方向に対して、上流側に配置される一方
の濾過層５０の空隙の大きさを大とし、下流側に配置さ
れる他方の濾過層５２の空隙の大きさを小として、各濾
過層５０，５２を被処理水の流下方向に粗から密となる
ように配置される。各濾過層５０，５２の合成繊維の配
置を一例として述べると、一方の濾過層５０として、１
２〜１５デニールの合成繊維を５ｋｇ、他方の濾過層５
２として、２〜３デニールの合成繊維を５ｋｇ配置され
る。

【００４０】したがって供給口３６寄りの一方の濾過層
５０によって粒径の大きい粒子を捕集し、排出口３６寄
りの他方の濾過層５２によって粒径の小さい粒子を捕集
することができるので、各濾過層５０，５２の上面５０
ａ，５２ａ付近でいわゆる表面濾過状態になって被処理
水の透過率が低下することを防ぎ、これによって被処理
水の性状変化に伴う懸濁物質の粒径が変化しても、粒径
の大きい粒子から小さい粒子にわたって段階的に捕集
し、長時間にわたって排出口３７から排出される処理水
の水質を均等とすることができる。また各濾過層５０，
５２はケーシング３８内で鉛直方向に相互に間隔ΔＬを
あけて配置される。より具体的には下側に配置される他
方の濾過層５２の上表面５２ａと上側の支持板４４の下
面との間に空間が介在される。したがって一方の濾過層
５０を通過した被処理水は、前記空間を自由落下して他
方の濾過層５２の上面５２ａに一様に供給されるので、
仮に上面５２ａの繊維に、その上面５２ａ付近の空隙の
大きさに比較して粒径が小さい懸濁物質が付着したとし
ても、後から落下してくる被処理水の衝突によって前記
粒径が小さい懸濁物質を上面５２ａ付近の繊維から遊離
させることができるとともに、他方の濾過層５２が一方
の濾過層５０の重みによって圧縮されず高い空隙率が確
保されるので、被処理水が各濾過層５０，５２を通過す
る際の流速を均等とすることができ、これによって各濾
過層５０，５２の全体を有効に利用して、いわば体積濾
過によって濾過することができるので、部分的な目詰ま
りおよび被処理水のショートパスを防ぎ、長時間にわた
って大きな処理量で連続して濾過することができ、濾過
処理効率を向上することができる。

【００４１】また上述のアクリル繊維を濾材とする各濾
過層５０，５２では、たとえば濾材を砂およびアンスラ
サイトによって構成した場合と比較して、３〜８倍の速
度で給水することができる。したがって、仮に単位時間
当たりの最大処理量が同じ濁水処理装置を比較すると、
アクリル繊維を用いた装置では、砂およびアンスラサイ
トを用いた構成よりも設置面積を大幅に縮小することが
できるとともに、設置場所の変更を容易に行うことがで
きる。また砂およびアンスラサイトを用いた構成では、
濾過層の空隙率が５０％程度であるのに対し、本実施の
形態では空隙率を９７％とすることができるので、高速
で濾過しても損失水頭の上昇が少なくてすみ、大きな処
理量で連続して濾過することができる。また本実施形態
では、開閉扉４８を設けることによって濾過層５０，５
２の交換作業が容易となるので、メンテナンス性を向上
させることができる。

【００４２】またアクリル繊維を濾材とする各濾過層５
０，５２は高い弾発性を有する。このような弾発性の高
い濾過層５０，５２を各支持板４４，４５上に装着し、
上述の被処理水が供給されると、各濾過層５０，５２の
上部に配置される繊維は上述のように高い弾発性によっ
て圧縮量が少なく、また下部に配置される繊維が被処理
水を吸収した上部繊維の重みによって圧縮される。この
ようにして各濾過層５０，５２毎においてもその被処理
水の流下方向の上流側から下流側に向かって空隙の大き
さが大から小となるので、被処理水中のＳＳを大きな粒
径から小さな粒径にわたって段階的に捕捉することがで
き、安定した水質の処理水を連続的に得ることができ
る。また上述のように各濾過層５０，５２は合成繊維に
よって構成されるので、たとえば砂およびアンスラサイ
トを用いた構成と比較して装置の軽量化を図ることがで
き、これによってトラックおよび牽引車などによる運搬
が容易である。

【００４３】また本発明の実施の他の形態として、濾過
層５０，５２を生分解性合成繊維によって構成してもよ
い。この生分解性合成繊維は、たとえばデンプンから得
られる乳酸を原料としたポリ乳酸繊維によって実現され
る。この生分解性合成繊維は、石油化学繊維を原料とし
て使用しないため、洗浄による空隙率の回復が不可能と
なった濾過層５０，５２を構成する繊維を土中に埋めて
廃棄すると、土中の微生物によって炭酸ガスと水とに分
解され、環境を汚染するおそれがない。

【００４４】上述したアクリル繊維では、廃棄する際、
環境汚染を防ぐために焼却処理する必要があるけれど
も、本実施の形態では土中に埋設するだけで良いので、
廃棄コストを削減することができる。

【００４５】また本発明の実施のさらに他の形態とし
て、ポリエステル繊維などから成る合成繊維を、図７に
示すような、直径６ｍｍ、高さ６ｍｍ程度の円柱形のブ
ロック状に熱融着などの手段によって接合し、この繊維
ブロック４９を複数、各支持板４４，４５上に充填し
て、濾過層５０，５２を構成してもよい。単１個の繊維
ブロック４９は、２〜１５デニールの合成繊維のうちほ
ぼ同一の繊維径を有する合成繊維群を上述のように接合
して構成される。また前記合成繊維群を構成する繊維の
繊維径が異なる複数種の繊維ブロック４９を、所定の割
合で組合せることによって各濾過層５０，５２が構成さ
れる。したがって、繊維径の大きな繊維ブロックが多く
組合せられる濾過層は重量が同一とすると空隙の大きさ
が大であり、逆に繊維径の小さな繊維ブロックが多く組
合せられる濾過層は空隙の大きさが小となる。

【００４６】このような複数の繊維ブロック４９から成
る各濾過層５０，５２は、各濾過層５０，５２を通過す
る被処理水の流れによって各繊維ブロック４９が小さく
振動し、各濾過層５０，５２の上面５０ａ，５２ａ付近
の繊維ブロック４９に付着した懸濁物質を濾過しながら
遊離させて、前記上面５０ａ，５２ａ付近に配置される
繊維ブロック４９よりも下部の繊維ブロック４９で捕捉
させることができるので、長時間にわたって上面５０
ａ，５２ａにおける目詰まりを生じることなしに連続し
て濾過を行うことができ、これによっても処理水の水質
の安定化を図り、濾過処理効率を向上することができ
る。各繊維ブロック４９が、ポリエステル繊維である場
合、充填密度を７０〜９０ｋｇ／ｍ³とすると、比表面
積が約９０００ｍ²／ｍ³であり、約９７％の高い空隙率
を実現することができる。

【００４７】上述の綿状アクリル繊維群または綿状生分
解性合成繊維群、もしくは複数の繊維ブロック４９が、
図８に示すネット５１に充填されて濾過層５０，５２を
構成する。このような構成では、懸濁物質を充分に捕集
して汚れた各濾過層５０，５２は、それを包むネット５
１ごと各支持板４４，４５上から容易に取除くことがで
きるので、汚れた濾過層５０，５２を新たな濾過層５
０，５２と変換する作業が容易であり、さらにケーシン
グ３８に設けられる開閉扉４８によって、外部から容易
に交換作業を行うことができるので、各濾過層５０，５
２の懸濁物質の捕集による空隙率の低下を回復するため
に必要な停止時間を短くすることができ、結果的に装置
１の稼働率を向上させ、かつ安定した水質の処理水を得
ることができる。

【００４８】図９は濾過手段１０のケーシング３８の蓋
体４３の一部を拡大して示す断面図であり、図１０は図
９の切断面線Ｘ−Ｘから見た断面図である。図１〜図４
をも参照して、蓋体４３は、一端部が前記凝集沈殿手段
９からの被処理水を吐出する管路３１に分岐手段５９を
介して接続され、他端部に供給口３６が形成されるＬ形
管路５５と、Ｌ形管路５５の供給口３６からの被処理水
を、ケーシング３８の内部空間の前記軸線に垂直な一平
面全面にわたってほぼ均一な量となるように分散して落
下させるための分散手段５６とを有する。分散手段５６
は、十字状の導水樋であって、中心部分から供給された
被処理水で前記樋の内部空間が満水になると、上面５７
に設けられる複数の開口５８から被処理水が漏出して、
一方の濾過層５０の上面５０ａ上に、分散して均等に落
下供給される。これによって、たとえば被処理水が濾過
層上面５０ａの一部分に偏って供給され、部分的に目詰
まりを起こし、処理水の水質が不安定となるという不具
合を確実に回避することができる。また被処理水は自由
落下して供給されるので、前記一方の濾過層５０の上面
５２ａとの衝突によって、上面５２の繊維に付着した粒
径の小さい懸濁物質を遊離させて、上面５０ａよりも下
部で捕捉させ、これによって一方の濾過層５０において
も、その全体積を繊維を有効に利用して体積濾過を行う
ことができる。

【００４９】再び図１〜図４を参照して、本実施形態の
濁水処理装置１には、基台１４に固定される荷台７４上
に、濾過手段１０が複数（本実施形態では４）備えられ
る。凝集沈殿手段９からの被処理水は、管路３１を介し
て分岐手段５９に導かれ、この分岐手段５９に備えられ
る図示しない開閉バルブを介して上述のＬ形管路５５に
選択的に導かれる。前記分岐手段５９は、管路３１に接
続され、被処理水が供給される共通管路６３と、共通管
路６３の周方向に等間隔、たとえば９０度ずつあけて接
続され、共通管路６３の半径方向外方に延びる複数の分
岐管路６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ（以下、総称す
るときは、添字ａ，ｂ，ｃ，ｄを省略して単に分岐管路
６４とする）とを有する。前記開閉バルブは分岐管路６
４にそれぞれ備えられ、この分岐管路６４の前記開閉バ
ルブよりも被処理水の流下方向下流側に、各濾過手段１
０の各Ｌ形管路５５がそれぞれ接続される。

【００５０】このような分岐手段５９、複数の開閉バル
ブおよび各Ｌ形管路５５によって、各濾過手段１０のい
ずれかに前記被処理水を選択的に切換えて供給する手段
が構成される。前記開閉バルブは各濾過手段１０毎に備
えられ、各濾過手段１０に被処理水を選択的に切換えな
がら供給することができる。したがってたとえば、濁水
処理装置１の単位時間当たりの最大処理量が２１ｍ³ ／
時であり、各濾過手段１０の濾過処理量を７ｍ³／時と
すると、被処理水を４つの濾過手段１０のうち、３つに
選択的に導いて濾過処理しながら残余の１つを停止し
て、各濾過層５０，５２を新たなものと交換し、または
濾材洗浄手段１１によって洗浄して再生したものと交換
することができるので、前記装置１の運転を停止する必
要がなくなり、高い稼働率を達成して濾過処理効率を向
上することができる。各濾過手段１０の開閉バルブを開
閉するタイミングは、たとえば各濾過手段１０に濁度計
と、濾過手段１０のケーシング３８内の水位を計測する
水位計を取付け、処理水の濁度が上昇した場合、または
水位が上昇した場合、濾過層５０，５２のうちいずれか
一方または両方で目詰まりが生じたと判断することがで
き、前記開閉バルブを閉じて濾過層５０，５２の交換を
行うようにしてもよい。

【００５１】このような複数の濾過手段１０を含む濁水
処理装置１の運動制御は、制御手段７０によって行われ
る。制御手段７０は、原水ポンプ３、第１および第２凝
集剤供給手段５６、凝集沈殿手段９、濾過手段１０の稼
働および停止ならびに前記各開閉バルブの開閉を、たと
えば予め設定される処理スケジュールに従って自動的に
行ってもよく、または操作員の操作に従ってもよい。

【００５２】本実施形態の濁水処理装置１が稼働される
と、一例として、原水ポンプ３から一次原水が２０ｍ³
／時の流量で吸上げられ、これを凝集沈殿手段９および
各濾過手段１０で清澄濾過し、ＳＳ濃度５ｐｐｍ程度以
下とした後、ドレン管７１に介在される処理水ポンプ７
２によって放流水貯留槽１２に導いて貯留された後、河
川および湖沼などの自然水系に放流される。本実施形態
では、上述した従来技術の構成と比較して、有機系凝集
剤を使用しないので操業コストの低減化を図ることがで
きる。

【００５３】本件発明者らは、上記のような構成を有す
る濾過手段１０において、排出口３７から排出される処
理水の濁度と濾過継続時間との関係を調べるために、図
１１に示される実験装置を用いて実験を行ったところ、
図１２に示される結果を得ることができた。この実験装
置の濾過手段１０ａの各濾過層５０，５２の直径Ｄ１は
３００ｍｍとし、これを構成する合成繊維としてはアク
リル繊維を用いた。またベントナイト粉末と水道水との
混合液を用いてＳＳ濃度が１００ｐｐｍの試料濁水を作
りこの試料濁水を１７リットル／分の流量で供給口３６
から供給したところ、図１２に示される実験例１〜４の
結果を得た。また本発明者らは、濾過手段１０ａ内に２
つの濾過層５０，５２を上下に間隔ΔＬをあけて配置し
た場合と、１つの濾過層だけを配置した場合とを比較す
るために、１つの濾過層のときの処理水の濁度と濾過継
続時間との関係を調べ、実験例５〜７に示される結果を
得た。前記実験例１，２において、各濾過層５０，５２
の複数の合成繊維の組合せは、図１３の図１３（１）に
示され、実験例３については図１３（２）に、実験例４
については図１３（３）にそれぞれ示す。なお、図１３
中のｄは繊維径であるデニールを示す。また各濾過層５
０，５２の繊維長さは５１ｍｍであるが、７６Ｌと付記
している繊維に限り、繊維長さを７６ｍｍとする。また
単層濾過では、２デニールで１．５ｋｇ〜１．８ｋｇの
濾過層を用いる。

【００５４】図１２に示される実験例１〜４と実験例５
〜７とを対比すると、実験例５〜７で示される単層濾過
では、濾過層上面で目詰まりを起こし、いわゆる表層濾
過になり、濾過層の汚れ具合の観察から濾材全体積を有
効に使っていないことが確認された。また単層濾過の濁
度と経過時間のグラフから懸濁物質分にブレークスルー
と呼ばれる破過現象が急激に生じていることが解る。こ
れに対し、実験例１〜４で示される本実施形態の場合、
濾過層５０，５２の汚れは全体に及んでおり、濾材全体
積を有効に使っていることが確認された。また濁度と経
過時間のグラフから懸濁物質分の破過現象は単層濾過に
比べて緩やかな曲線を描いて生じていることが解る。

【００５５】このようにケーシング３８内に１つの濾過
層を配置するよりも上下方向に間隔ΔＬをあけて複数、
少なくとも２つ配置する本実施形態の構成が濾材の空隙
がより有効に機能されて、いわゆる体積濾過を行うこと
ができることが確認された。

【００５６】また、上述の図１２に示される実験例５〜
７において、単層濾過では、３．５ｇ／リットル程度の
懸濁物質を捕捉することができたけれども、図１３に示
される繊維濾材と多層濾過との組合せとで、ベントナイ
ト濁水の場合、濾過速度が３４０ｍ／日で懸濁物質の捕
捉量は１０ｇ／リットル程度となったことが確認され
た。このように本実験では、ＳＳ濃度が１００ｍｇ／リ
ットル程度のベントナイト濁水を濾過速度３４０ｍ／日
で濾過処理した場合、３時間にわたってＳＳ濃度が２０
ｍｇ／リットル以下の処理水を得ることができる。図１
２に示される実験装置では、各濾過層５０，５２の直径
Ｄ１が３００ｍｍであるけれども、仮に、濾過面積と捕
捉量との関係が、比例的にスケールアップ可能とするな
らば、上述の図６に示される濾過手段１０は、前記直径
Ｄが８００ｍｍであり、濾過速度３４０ｍ／日に相当す
る濁水量の濾過処理を、より長い時間にわたって行うこ
とができる。このことは上述のようにトラックなどの車
両で運搬できる小形の装置としては高い濁水処理性能を
有する装置であることが判る。

【００５７】また本件発明者らは、懸濁物質の種類によ
って濾過継続時間がどのように変わるかを調べるため
に、上述のベントナイト粉末と水道水との混合液に代え
てカオリン粘土粉末を水道水に溶かし、ＳＳ濃度が１０
０ｍｇ／リットルとした試料濁水を用いて濾過実験を行
ったところ、図１４に示される結果を得ることができ
た。この図１４に明らかなようにベントナイト濁水と同
じＳＳ濃度の試料濁水であっても、カオリンの場合は４
時間３０分以上濾過が継続している。図１２および図１
４を対比すると、懸濁物質の種類に応じて濾過継続時間
が変化するけれども、長期にわたってＳＳ濃度が５ｍｇ
／リットル以下の処理水が吐出されることが判る。

【００５８】また本件発明者らは、凝集沈殿手段９にお
いて、図１５に示される実験装置を用いて下記の表１に
示される試料濁水を供給したとき、経過時間と越流処理
水濁度との関係を調べたところ、図１６に示される結果
を得ることができた。

【００５９】

【表１】

【００６０】図１５に示される実験装置は上述の凝集沈
殿手段９と、ほぼ同じ濁水処置性能を有する。この実験
装置における凝集沈殿槽９ａは、略円柱状の第１沈降部
２１ａと、第１沈降部２１ａを外囲する略円柱状の第２
沈降部２２ａと、第１および第２沈降部２１ａ，２２ａ
の下部に設けられる汚泥かき寄せ手段２５とを有する。
第１沈降部２１ａは、有底円筒状の形状を有し、下方に
臨んで開口する開口部を有する。第１沈降部２１ａには
第１および第２撹拌槽７ａ，８ａからの一次原水、第１
および第２凝集剤から成る混合液が供給される。第１沈
降部２１ａに供給された前記混合液は、粒径が比較的大
きな粒子が、速やかに落下して汚泥かき寄せ手段２５に
よって捕捉される。上述のように原水槽２からの一次原
水には第１および第２凝集剤が混合撹拌されているの
で、粒径の比較的小さいシルト、粘土分を凝集させてよ
り大きい粒径とすることができ、凝集沈殿槽９ａにおい
て、効率よく沈降分離される。

【００６１】汚泥かき寄せ手段２５は、モータ２６によ
る回転駆動によって第１および第２沈降部２１ａ，２２
ａの下部に堆積される汚泥を捕集プロペラ２７によって
中央部へかき寄せる。このようにしてかき寄せされた汚
泥は、管路２８から排泥ポンプ２４によって外部へ排出
される。

【００６２】この実験では、凝集沈殿槽７ａ，８ａでの
滞留時間が１５分と比較的短く設定したけれども、いず
れの実験ケースにおいても越流処理水のＳＳ濃度は、１
００ｍｇ／リットル以下であった。上述の図１１〜図１
４に示される濾過実験によって、濾過手段１０に供給さ
れる被処理水のＳＳ濃度が１００ｍｇ／リットル程度以
下であれば、濾過継続時間は濾過の困難なベントナイト
濁水であっても処理水ＳＳ濃度が２０ｍｇ／リットルに
適するのに最も早くて３時間であったことが判っている
ので、この凝集沈殿手段９との組合わせによって建設排
水の濁水処理への対応が可能であることが容易に判る。

【００６３】

【表２】

【００６４】上記表２は、図１７に示される濾過手段１
０ｂの実験装置を上述の図１５に示される実験装置の手
段に接続し、このような２つの実験装置で行う実験条件
を示す。図１７に示される実験装置は、鉛直方向に間隔
をあけて３つの濾過層５０，５２，６１を装着してい
る。各濾過層５０，５２，６１の繊維径は、実験条件Ａ
では下段に２デニール、中段に１０デニール、上段に１
５デニールであり、重量はそれぞれ３ｋｇずつとした。
また実験条件Ｂでは、下段に２デニールを２ｋｇ、中段
に１０デニール２ｋｇ、上段に１５デニールを２ｋｇと
した。また各濾過層５０，５２，６１の直径Ｄ２は６０
０ｍｍとした。

【００６５】上述の各実験条件Ａ，Ｂでの結果をまと
め、濁度と濾過経過時間との関係を調べたところ、図１
８に示される結果を得た。実験条件Ａで行った実験Ｎ
ｏ．１では、処理水に凝集剤を入れないため、ＳＳの除
去効率が悪く、ＳＳ濃度は５６％〜７２％であった。凝
集処理しない懸濁粒子は、粒径が小さく、懸濁粒子の濾
材表面への付着が少ないものと考えられる。

【００６６】また実験条件Ｂで行った実験Ｎｏ．２のよ
うに、凝集剤に第２凝集剤のみを使用した場合では、濾
過処理水にわずかな懸濁物質の流出が確認された。また
実験Ｎｏ３では、供給濁水のＳＳ濃度が２５０ｍｇ／リ
ットルと非常に高濃度であったが、処理水の濁度が２時
間まで０に近く、その後も濁度５前後で３時間４０分濾
過を継続することができた。このことは実験Ｎｏ．２，
３よりもＳＳ濃度が低い条件であれば、実用化を図る上
で長時間の濾過を期待できることが判る。

【００６７】このような図１１〜図１８に示される実験
結果において、ベントナイト濁水の濾過では、懸濁物質
の捕捉量は、カオリン濁水の濾過と比較して差異がある
ことから、濁水の懸濁物質の性質に応じて濾材の懸濁物
質捕捉量が異なることが判るけれども懸濁物質の性状が
変化しても、濁水を濾過手段１０の前段において凝集沈
殿手段９で凝集剤処理を行い、ＳＳ濃度を１００ｐｐｍ
程度以下とすることによって、安定した処理水が得られ
る濾過を８時間以上継続可能であることが容易に判る。

【００６８】図１９は、本発明の実施のさらに他の形態
の濁水処理装置８１ａを示す部分分解斜視図である。な
お、本実施形態は、上述した図１〜図１８に示す各実施
形態に類似し、対応する部分には同一の参照符を付し、
説明は省略する。本実施形態において注目すべきは、４
つの濾過手段１０を有する濾過部８２ａが基台１４上に
着脱自在に搭載されることである。

【００６９】濾過部８２ａは、上述の各濾過手段１０
と、各濾過手段１０の下端部が固定される荷台７４と、
各濾過手段１０の前記供給口３６にそれぞれ接続される
分岐手段５９と、凝集沈澱手段９および分岐手段５９間
にわたって設けられ、凝集沈澱手段９からの二次原水を
分岐手段５９へ導くための接続手段である伸縮管路８４
とを有する。この濾過部８２ａは、たとえばクレーンな
どの手段によって吊上げられて基台１４上に載置され
る。

【００７０】濾過部８２ａの荷台７４が基台１４上に載
置された状態では、各濾過手段１０の軸線が鉛直方向に
平行となり、これによって前記分散手段５６から落下供
給される被処理水が上側の濾過層５０の上面５０ａの片
側に偏って供給されるという不具合が防がれる。

【００７１】また荷台７４が基台１４上に載置された状
態では、分岐手段５９の共通管路６３に形成される供給
部８５が、凝集沈澱手段９の第２沈降部２２の第２越流
せき３４に臨んで形成される排出部８６よりも下方に配
置される。

【００７２】伸縮管路８４の軸線方向両端部には、フラ
ンジ部８４ａ，８４ｂがそれぞれ設けられ、これらのフ
ランジ部８４ａ，８４ｂが前記供給部８５および排出部
８６にボルトおよびナットなどの手段によってそれぞれ
固定される。

【００７３】伸縮管路８４は、その軸線方向に伸縮自在
で、かつ前記軸線に垂直な半径方向に充分な可撓性を有
する。したがって濾過部８２ａが基台１４上の所定の位
置から多少ずれた位置に載置されても、そのずれを許容
して供給部８５と排出部８６とをそれぞれ接続して、凝
集沈澱手段９からの二次原水を分岐手段５９に導くこと
ができる。

【００７４】また上記の基台１４に、複数の取付部材８
７を溶接などの手段によって固定し、これらの取付部材
８７と荷台７４とをボルトおよびナットなどによって着
脱自在に固定して、濾過部８２ａの位置決めを行っても
よい。

【００７５】図２０は、本発明の実施のさらに他の形態
の濁水処理装置８１ｂを示す平面図である。なお、本実
施形態は、上述した図１９に示す実施形態に類似し、対
応する部分には同一の参照符を付して説明は省略する。
この実施形態において注目すべきは、上述した図１〜図
１９に示す各実施形態の濾過手段１０よりも小さな濾過
処理能力を有する濾過手段１０ｂを４つ備える濾過部８
２ｂが、搭載されることである。

【００７６】この濾過部８２ｂの各濾過手段１０ｂは、
上述した各実施形態の濾過手段１０と比較して、高さは
同一であるけれども、直径が小さく、５００ｍｍ程度に
選ばれる。このような濾過手段１０ｂでは、ＳＳ濃度が
１００ｐｐｍ程度の被処理水が供給される場合、最大
２．７ｍ³／時の流量で濾過処理を行うことができる。

【００７７】また本発明の実施のさらに他の形態とし
て、上述の濾過部８２ｂの代わりに、図２１に示すよう
な、さらに小型の濾過手段１０ｃを４つ備える濾過部８
２ｃを搭載してもよい。この実施の形態の濾過手段１０
ｃは、上述した各実施形態の濾過手段１０，１０ｂと比
較して、高さが同一であり、直径が３００ｍｍ程度に選
ばれる。このような濾過手段１０ｃの濾過処理能力は、
供給される被処理水のＳＳ濃度が１００ｐｐｍとした場
合、上述した各実施形態よりも小さく、被処理水を最大
１ｍ³／時程度の流量で濾過処理することができる。

【００７８】このような実施の形態によれば、各濾過手
段が軽量化されるので、トラックなどへの乗載作業を容
易に行うことができる。

【００７９】上述した図１９〜図２１に示すように、直
径が異なる各濾過手段１０，１０ｂ，１０ｃをそれぞれ
有する各濾過部８２ａ〜８２ｃを取換えることによっ
て、単位時間当りの最大濾過処理量がそれぞれ異なる濁
水処理装置を実現することができる。たとえば濁水の排
出量が小さい現場において濁水処理を行う場合、上述し
た図１９に示すような大きな濾過処理能力を有する濾過
部８２ａでは、４つの各濾過手段１０のうち１つだけを
用いて濾過処理を行い得ることがある。しかしながらこ
のような用い方では残余の３つの各濾過手段１０が無駄
となり、効率が悪い。このような現場では、たとえば図
２１に示す濾過部８２ｃを搭載して、４つの濾過手段１
０ｃのうち３つを用いて濾過処理を行い、残余の１つの
濾過手段１０ｃは各濾過層の空隙率の低下の回復を図る
ために洗浄を行い、この洗浄作業および交換作業が完了
した後に、濾過処理中の３つの濾過手段１０ｃのうち懸
濁物質を一番多く捕捉している濾過手段１０ｃへの被処
理水の供給を停止して各濾過層の交換および洗浄作業を
行う。

【００８０】このように濾過処理と各濾過層の洗浄およ
び交換作業とを繰返し交互に切換えて行えば、４つの各
濾過手段１０ｃ全てを無駄なく用いることができ、効率
がよく、かつ安定した水質の処理水を得ることができ
る。また上述の図１９に示す濾過手段１０の各濾過層５
０，５２は、図２１に示す各濾過手段１０ｃの各濾過層
と比較して小さく、かつ軽量であるので、上述の洗浄の
ための交換作業が容易であり、かつ洗浄時間が少ないの
で、各濾過手段１０ｃの稼働効率を向上させるととも
に、洗浄水の汚損を少なくできる。

【００８１】図２２は、本発明の実施のさらに他の形態
である濁水処理装置８１ｄを示す平面図である。なお、
本実施形態は、上述した図１〜図２１に示す各実施形態
に類似し、対応する部分には同一の参照符を付して、説
明は省略する。

【００８２】本実施形態の濁水処理装置８１ｄに搭載さ
れる濾過部８２ｄは、上述した各実施形態の各濾過手段
１０よりも直径が大きい濾過手段１０ｄを２つ備える。
このような実施の形態によれば、２つの各濾過層１０ｄ
において、濾過処理と各濾過層の交換作業および洗浄作
業とを交互に切換えて行うことによって、この実施形態
の濾過部８２ｄ全体で最大１０ｍ³／時の流量で濾過処
理を行うことができる。

【００８３】またこのような実施の形態によれば、濾過
処理すべき被処理水の流量が１つの濾過手段１０ｄの濾
過処理能力よりも小さい場合、濾過層の交換および洗浄
作業を行う時間の間隔、すなわち一方の濾過手段１０ｄ
での被処理水の供給を停止して他方の濾過手段１０ｄに
被処理水を供給するまでの時間が長くなり、単位時間当
りの各濾過層の交換および洗浄作業の回数を少なくする
ことができる。

【００８４】図２３は、本発明の実施のさらに他の形態
である濁水処理装置８１ｅを示す平面図である。なお、
この実施形態は、上述した図１〜図２２に示す各実施形
態に類似し、対応する部分には同一の参照符を付して説
明は省略する。

【００８５】この濁水処理装置８１ｅは、上述した図２
２に示す濾過部８２ｅに代えて、単位時間当りの最大濾
過処理量が２ｍ³／時の濾過処理能力を有する濾過手段
１０ｅを６つ有する濾過部８２ｅが搭載される。このよ
うな実施の形態によれば、５つの濾過手段１０ｅにおい
て濾過処理を行い、残余の１つの濾過手段１０ｅの各濾
過層を交換および洗浄することによって、濾過部８２ｅ
全体で最大１０ｍ³／時の流量で濾過処理することがで
きる。したがってこの実施形態では、上述した図２２に
示す実施形態と比較して、装置全体の濁水処理量が同一
となるけれども、各濾過手段１０ｅを効率よく用いるこ
とができ、かつ安定した水質の処理水を得ることができ
る。

【００８６】図２４は、本発明の実施のさらに他の形態
である濁水処理装置８１ｆを示す平面図である。なお、
本実施形態は上述した図１〜図２３に示す各実施形態に
類似し、対応する部分には同一の参照符を付して説明は
省略する。本実施形態において注目すべきは、４つの濾
過手段１０ｆをそれぞれ有する２つの濾過部８２ｆ１，
８２ｆ２を搭載したことである。

【００８７】これらの濾過部８２ｆ１，８２ｆ２は、２
つの伸縮管路８４ｆ１，８４ｆ２と、これら伸縮管路８
４ｆ１，８４ｆ２を連結するＴ形共通管路８８とによっ
て、被処理水の流過方向に沿って直列に接続される。こ
のような実施の形態によれば、比較的大きなＳＳ濃度の
被処理水を大流量で濾過処理することができる。

【００８８】また本実施形態の濁水処理装置８１ｆを車
両によって運搬するときは、たとえば各濾過部８２ｆ
１，８２ｆ２と、これらを取外した濁水処理装置８１ｆ
の他の構成、すなわち第１および第２凝集剤供給手段
５，６、第１および第２撹拌手段７，８、凝集沈澱手段
９ならびに基台１４とを別々の車両で運搬してもよい。

【００８９】また上述した図１〜図１８に示される実施
形態の濁水処理装置１において、共通管路６３を、図２
４に示す実施形態のＴ形共通管路８８に取換えて伸縮管
路８４ｆ２によって、濾過部８２ｆ２を追加接続しても
よい。

【００９０】上述した図１９〜図２４に示す各実施形態
では、各濾過手段１０ａ〜１０ｆが同一の高さを有する
けれども、これに限定されず、本発明の実施のさらに他
の形態として、前記凝集沈澱手段９の排出部８６よりも
低い位置に供給部８５が配置されるものであれば、前記
高さの異なる濾過手段を有する濾過部を搭載してもよ
い。

【００９１】

【発明の効果】本発明によれば、各濾過層のうち前記排
出口寄りに配置される濾過層の空隙は前記供給口寄りに
配置される濾過層の空隙よりも小さくなるように選ばれ
る。すなわち、供給口から排出口に向かって通過する被
処理水の流れに対して上流側に配置される濾過層の空隙
の大きさを大とし、下流側の濾過層の空隙の大きさを小
として、各濾過層が被処理水の流過方向に粗から密とな
るように配置される。したがって供給口寄りの濾過層に
よって粒径の大きい粒子を捕集し、排出口寄りの濾過層
によって粒径の小さい粒子を捕集するので、各濾過層の
上面で目詰まりを防止して、いわゆる表層濾過状態にな
って被処理水の透過率が低下することを防ぎ、これによ
って濁水の性状変化に伴う懸濁物質の粒径が変化しても
粒径の大きい粒子から小さい粒子にわたって上流側の濾
過層から下流側の濾過層によって段階的に捕集し、長時
間にわたって処理水の水質を均等として継続的に濾過す
ることができる。しかも各濾過層はケーシング内で相互
に間隔をあけて配置されるので、被処理水が各濾過層を
通過する際に各濾過層内を均等な流速で通過することが
でき、これによって各濾過層の全体を有効に利用して言
わば体積濾過によって濾過することができる。排水口寄
りの濾過層が供給口寄りの濾過層の重みによって圧縮さ
れず、高い空隙率が確保されるとともに、上方に配置さ
れる供給口寄りの濾過層を通過した被処理水が下面から
自由落下によって下方に配置される排水口寄りの濾過層
の上面にほぼ均一な流量分布で滴下して供給されるの
で、したがって部分的な目詰まりおよび被処理水のショ
ートパスを防ぎ、長時間にわたって大きな処理量で連続
して濾過することができ、濾過処理効率を向上すること
ができる。

【００９２】また上述のように体積濾過によって粒子を
捕集することができるので、装置の小型化を図ることが
でき、これによって装置が占有する設置場所面積が小さ
くてすむとともに、たとえば車両による運搬が可能であ
り、工事の進捗に応じて装置の設置場所を容易に変更す
ることができる。

【００９３】またケーシング内に繊維から成る複数の濾
過層を多段に装着して多層濾過手段が構成されるので、
むやみに多量の凝集剤を用いる必要がなく、したがって
濾過処理効率を低下させることなく、コストの低減化を
図ることができる。さらに各濾過層は着脱自在であるの
で、交換が容易であり、各濾過層の懸濁物質の捕集によ
る空隙の低下を回復するために濾過層を洗浄して再生す
るための停止時間をなくすことができるので、稼働率が
高く、全体として低コスト化を図り、安定した水質の処
理水を得ることができる。

【００９４】また本発明によれば、複数の多層濾過手段
に被処理水を選択的に切換えながら各多層濾過手段毎に
上記の濾過を行うことができるので、被処理水を各多層
濾過手段のいずれかに選択的に導いて濾過処理しなが
ら、残余の多層濾過手段の各濾過層を新たなものと交換
しまたは洗浄して再生したものと交換することができる
ので、被処理水の濾過を停止する必要がなくなり、高い
稼働率を達成して濾過処理効率を向上することができ
る。

【００９５】また本発明によれば、各濾過層は繊維を塊
状にした複数の繊維ブロックから成るので、各濾過層を
通過する被処理水によって各繊維ブロックが流動し、濾
過層の上面付近の繊維ブロックに付着した懸濁物質を濾
過しながら遊離させ、前記上面付近よりも下部の繊維ブ
ロックで捕捉することができるので、長時間にわたって
目詰まりを生じることなしに連続して濾過を行うことが
でき、処理効率をより一層向上することができる。

【００９６】また本発明によれば、各濾過層のうち少な
くとも１つに用いられる繊維として、生分解性合成繊維
を用いるので、低下した空隙率を洗浄によって回復する
ことが不可能となった合成繊維および長期の使用によっ
て繊維が劣化した合成繊維をたとえば土中に埋設して廃
棄処分することが可能である。この土中に埋設した合成
繊維は生分解するので、その繊維は土中の微生物によっ
て炭酸ガスと水とに分解され、環境に悪影響を与えるこ
となく環境汚染を防ぐための特別な処理を用いる必要が
なく、低コストで廃棄することができる。

【００９７】また本発明によれば、濾過処理すべき被処
理水の供給流量に応じて、適当な濾過処理能力を有する
多層濾過手段に選択的に取換えることができるので、多
層濾過手段の稼働効率を向上させ、かつ処理水の水質の
安定化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の濁水処理装置１の全体
の構成を示す正面図である。

【図２】図１の上方から見た濁水処理装置１の平面図で
ある。

【図３】図１の左方から見た濁水処理装置１の左側面図
である。

【図４】図１の右方から見た濁水処理装置１の右側面図
である。

【図５】濁水処理装置１を備える濁水処理設備の系統図
である。

【図６】濾過手段１０を示す正面図である。

【図７】繊維ブロック４９を示す斜視図である。

【図８】一方の濾過層５０をネット５１で包んだ状態を
示す斜視図である。

【図９】濾過手段１０のケーシング３８の蓋体４３を拡
大して示す断面図である。

【図１０】図９の切断面線ＩＸ−ＩＸから見た断面図で
ある。

【図１１】濾過手段１０の濾過の継続時間と濁度との関
係を調べるための実験装置を示す系統図である。

【図１２】図１１に示される実験装置において、濾過経
過時間と濁度との関係を実験によって求めた結果を示す
グラフである。

【図１３】図１２に示される実験例１〜３において、各
濾過層５０，５２の繊維ブロックの配置を示す図であ
り、図１３（１）は実験例１，２の状態を示し、図１３
（２）は実験例３の状態を示し、図１３（３）は実験例
４の状態を示す。

【図１４】図１１に示される実験装置においてカオリン
粉末と水道水との混合液を濾過した実験における濾過継
続時間と濁度との関係を実験によって得た結果を示すグ
ラフである。

【図１５】凝集沈殿手段９における処理経過時間と貯留
処理水濁度との関係を調べるための実験装置を示す系統
図である。

【図１６】図１５に示される実験装置を用いて得られた
実験の結果を示すグラフである。

【図１７】図１５に示される実験装置において濾過手段
１０を組込んだ状態を示す系統図である。

【図１８】図１５〜図１７に示される実験において得ら
れた結果を示すグラフである。

【図１９】本発明の実施のさらに他の形態である濁水処
理装置８１ａを示す部分分解斜視図である。

【図２０】本発明の実施のさらに他の形態である濁水処
理装置８１ｂを示す平面図である。

【図２１】本発明の実施のさらに他の形態である濁水処
理装置８１ｃを示す平面図である。

【図２２】本発明の実施のさらに他の形態である濁水処
理装置８１ｄを示す平面図である。

【図２３】本発明の実施のさらに他の形態である濁水処
理装置８１ｅを示す平面図である。

【図２４】本発明の実施のさらに他の形態である濁水処
理装置８１ｆを示す平面図である。

【符号の説明】

１，８１ａ〜８１ｆ 濁水処理装置 ４ 被処理水供給管路 ９ 凝集沈殿手段 １０，１０ｂ〜１０ｆ 多層濾過手段 ３６ 供給口 ３７ 排出口 ３８ ケーシング ３９，４０ 濾材 ４４，４５ 支持板 ４８ 開閉扉 ５０，５２ 濾過層 ５１，５３ ネット

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【手続補正書】

【提出日】平成１１年９月３日（１９９９．９．３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、上部に、ＳＳ濃度が１００ｐｐｍ程度以下の被処理
水が供給される供給口が設けられるとともに、下部に濾
過後の濾水を排出する排出口が設けられる中空のケーシ
ング内に、前記供給口から排出口に向かって複数の濾過
層が相互に間隔をあけて着脱自在に装着される多層濾過
手段を備え、この多層濾過手段の各濾過層は、２〜１５
デニールの繊維から成り、供給口寄りに配置される濾過
層の空隙に対して排出口寄りに配置される濾過層の空隙
が小さく選ばれ、前記供給口からの被処理水を、ケーシ
ングの内部空間の軸線に垂直な一平面全面にわたってほ
ぼ均一に分散して落下させる分散手段を備えることを特
徴とする濁水処理装置である。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】また各濾過層のうち前記排出口寄りに配置
される濾過層の空隙は前記供給口寄りに配置される濾過
層の空隙よりも小さくなるように選ばれる。すなわち、
供給口から排出口に向かって通過する被処理水の流れに
対して上流側に配置される濾過層の空隙の大きさを大と
し、下流側の濾過層の空隙の大きさを小として、各濾過
層が被処理水の流過方向に粗から密となるように配置さ
れる。したがって供給口寄りの濾過層によって粒径の大
きい粒子を捕集し、排出口寄りの濾過層によって粒径の
小さい粒子を捕集するので、各濾過層の上面で目詰まり
を防止して、いわゆる表層濾過状態になって被処理水の
透過率が低下することを防ぎ、これによって濁水の性状
変化に伴う懸濁物質の粒径が変化しても粒径の大きい粒
子から小さい粒子にわたって上流側の濾過層から下流側
の濾過層によって段階的に捕集し、長時間にわたって処
理水の水質を均等として連続的に濾過することができ
る。したがって、むやみに多量の凝集剤を用いる必要が
なく、コストの低減化を図ることができる。さらに、前
記供給口からの被処理水は分散手段によってケーシング
の内部空間の軸線に垂直な一平面全面にわたってほぼ均
一に分散して落下して供給されるので、この分散手段の
直下に配置される濾過層の上面に前記分散して落下して
きた被処理水が衝突し、これによって上面の繊維に付着
した粒径の小さい懸濁物質を遊離させて前記上面よりも
下部で捕捉し、この濾過層の全体的な繊維を有効に利用
して体積濾過を行うことができる。しかも各濾過層はケ
ーシング内で相互に間隔をあけて配置されるので、排水
口寄りの濾過層が供給口寄りの濾過層の重みによって圧
縮されず、高い空隙率が確保されるとともに、上方に配
置される供給口寄りの濾過層を通過した被処理水が下面
から自由落下によって下方に配置される排水口寄りの濾
過層の上面にほぼ均一な流量分布で滴下して供給するこ
とができ、被処理水が各濾過層を通過する際の各濾過層
内の流速を均等とすることができ、各濾過層の全体を有
効に利用して言わば体積濾過によって濾過することがで
きる。したがって部分的な目詰まりおよび被処理水のシ
ョートパスを防ぎ、長時間にわたって大きな処理量で連
続して濾過することができ、濾過処理効率を向上するこ
とができる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４８】図９は濾過手段１０のケーシング３８の蓋
体４３の一部を拡大して示す断面図であり、図１０は図
９の切断面線Ｘ−Ｘから見た断面図である。図１〜図４
をも参照して、蓋体４３は、一端部が前記凝集沈殿手段
９からの被処理水を吐出する管路３１に分岐手段５９を
介して接続され、他端部に供給口３６が形成されるＬ形
管路５５と、Ｌ形管路５５の供給口３６からの被処理水
を、ケーシング３８の内部空間の前記軸線に垂直な一平
面全面にわたってほぼ均一な量となるように分散して落
下させるための分散手段５６とを有する。分散手段５６
は、十字状の導水樋であって、中心部分から供給された
被処理水で前記樋の内部空間が満水になると、上面５７
に設けられる複数の開口５８から被処理水が漏出して、
一方の濾過層５０の上面５０ａ上に、分散して均等に落
下供給される。これによって、たとえば被処理水が濾過
層上面５０ａの一部分に偏って供給され、部分的に目詰
まりを起こし、処理水の水質が不安定となるという不具
合を確実に回避することができる。また被処理水は自由
落下して供給されるので、前記一方の濾過層５０の上面
５０ａとの衝突によって、上面５０ａの繊維に付着した
粒径の小さい懸濁物質を遊離させて、上面５０ａよりも
下部で捕捉させ、これによって一方の濾過層５０におい
ても、その全体積の繊維を有効に利用して体積濾過を行
うことができる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００９１】

【発明の効果】本発明によれば、各濾過層のうち前記排
出口寄りに配置される濾過層の空隙は前記供給口寄りに
配置される濾過層の空隙よりも小さくなるように選ばれ
る。すなわち、供給口から排出口に向かって通過する被
処理水の流れに対して上流側に配置される濾過層の空隙
の大きさを大とし、下流側の濾過層の空隙の大きさを小
として、各濾過層が被処理水の流過方向に粗から密とな
るように配置される。したがって供給口寄りの濾過層に
よって粒径の大きい粒子を捕集し、排出口寄りの濾過層
によって粒径の小さい粒子を捕集するので、各濾過層の
上面で目詰まりを防止して、いわゆる表層濾過状態にな
って被処理水の透過率が低下することを防ぎ、これによ
って濁水の性状変化に伴う懸濁物質の粒径が変化しても
粒径の大きい粒子から小さい粒子にわたって上流側の濾
過層から下流側の濾過層によって段階的に捕集し、長時
間にわたって処理水の水質を均等として継続的に濾過す
ることができる。さらに、前記供給口からの被処理水は
分散手段によってケーシングの内部空間の軸線に垂直な
一平面全面にわたってほぼ均一に分散して落下して供給
されるので、この分散手段の直下に配置される濾過層の
上面に前記分散して落下してきた被処理水が衝突し、こ
れによって上面の繊維に付着した粒径の小さい懸濁物質
を遊離させて前記上面よりも下部で捕捉し、この濾過層
の全体的な繊維を有効に利用して体積濾過を行うことが
できる。しかも各濾過層はケーシング内で相互に間隔を
あけて配置されるので、被処理水が各濾過層を通過する
際に各濾過層内を均等な流速で通過することができ、こ
れによって各濾過層の全体を有効に利用して言わば体積
濾過によって濾過することができる。排水口寄りの濾過
層が供給口寄りの濾過層の重みによって圧縮されず、高
い空隙率が確保されるとともに、上方に配置される供給
口寄りの濾過層を通過した被処理水が下面から自由落下
によって下方に配置される排水口寄りの濾過層の上面に
ほぼ均一な流量分布で滴下して供給されるので、したが
って部分的な目詰まりおよび被処理水のショートパスを
防ぎ、長時間にわたって大きな処理量で連続して濾過す
ることができ、濾過処理効率を向上することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 592195676 株式会社ベストエンジニアリング 大阪府東大阪市角田１丁目８番25号 (71)出願人 595139004 ハウス美装有限会社 高知県高岡郡日高村下分1312番地３ (71)出願人 000176785 三菱建設株式会社 東京都中央区日本橋本町３丁目３番６号 (72)発明者 堀中 俊治 大阪府大阪市天王寺区四天王寺１−５−43 村本建設株式会社大阪本社内 (72)発明者 北村 明洋 大阪府大阪市天王寺区四天王寺１−５−43 村本建設株式会社大阪本社内 (72)発明者 作原 陽一 大阪府大阪市港区三先１丁目11番18号 奥 村組土木興業株式会社内 (72)発明者 柳野 宏 大阪府大阪市西淀川区歌島１丁目16番９号 株式会社大検工業内 (72)発明者 濱岡 省二 大阪府大阪市西淀川区歌島１丁目16番９号 株式会社大検工業内 (72)発明者 原田 宏恭 大阪府東大阪市角田１丁目８番25号 株式 会社ベストエンジニアリング内 (72)発明者 川村 裕雅 高知県高岡郡日高村下分1312−３ ハウス 美装有限会社内 (72)発明者 中村 憲司 東京都中央区日本橋本町３丁目３番６号 三菱建設株式会社内 (72)発明者 菅原 正孝 奈良県奈良市朱雀５−１−１−68−101

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部に、ＳＳ濃度が１００ｐｐｍ程度以
   下の被処理水が供給される供給口が設けられるととも
   に、下部に濾過後の濾水を排出する排出口が設けられる
   中空のケーシング内に、前記供給口から排出口に向かっ
   て複数の濾過層が相互に間隔をあけて着脱自在に装着さ
   れる多層濾過手段を備え、 この多層濾過手段の各濾過層は、２〜１５デニールの繊
   維から成り、供給口寄りに配置される濾過層の空隙に対
   して排出口寄りに配置される濾過層の空隙が小さく選ば
   れる多層濾過手段を備えることを特徴とする濁水処理装
   置。
2. 【請求項２】 多層濾過手段は、複数、設けられ、 各多層濾過手段のいずれかに前記被処理水を選択的に切
   換えて供給する手段を含むことを特徴とする請求項１記
   載の濁水処理装置。
3. 【請求項３】 各濾過層は、繊維を塊状にした複数の繊
   維ブロックから成ることを特徴とする請求項１または２
   記載の濁水処理装置。
4. 【請求項４】 各濾過層のうち少なくとも１つに用いら
   れる繊維は、生分解性合成繊維から成ることを特徴とす
   る請求項１〜３のいずれかに記載の濁水処理装置。
5. 【請求項５】 濾過処理能力の異なる多層濾過手段が着
   脱自在に搭載されることを特徴とする請求項１〜４のい
   ずれかに記載の濁水処理装置。