JP2000202209A - Filtering method and filter device - Google Patents
Filtering method and filter deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、粒状濾材からなる
濾床を用いた濾過方法および濾過装置に関し、とくに、
濾床の濾材を連続的に洗浄しつつ循環させることが可能
な移動床式の連続濾過装置の運転制御技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a filtration method and a filtration apparatus using a filter bed made of a particulate filter medium,
The present invention relates to an operation control technique of a moving bed type continuous filtration device capable of continuously circulating a filter medium of a filter bed while washing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】粒状濾材、たとえば所定粒径の濾砂によ
り固定式の濾床を形成し、該濾床に原水(被処理水)を
通過させて濾過する濾過方法および濾過装置はよく知ら
れている。このような固定床式の濾過装置においては、
運転時間の経過に伴い濾床表面にSSが蓄積して濾床の
差圧が上昇していくので、差圧があるレベルに達すると
逆洗を行って濾床の濾材を洗浄、再生する必要がある。
この逆洗の間は、処理を停止しなければならない。原水
のSS濃度が高いと、差圧の上昇が早くなるため、逆洗
の頻度が高くなるとともに、洗浄排水量が多くなる。2. Description of the Related Art A filtration method and a filtration apparatus are known in which a fixed filter bed is formed with a granular filter medium, for example, filter sand having a predetermined particle diameter, and raw water (water to be treated) is filtered through the filter bed. ing. In such a fixed-bed filtration device,
As the operating time elapses, the SS accumulates on the filter bed surface and the pressure difference of the filter bed rises. When the pressure difference reaches a certain level, it is necessary to perform backwashing to wash and regenerate the filter medium of the filter bed. There is.
During this backwash, the process must be stopped. If the SS concentration of the raw water is high, the differential pressure rises quickly, so that the frequency of backwashing increases and the amount of washing wastewater increases.
【0003】固定床式の濾過装置に対し、濾床に原水を
上向流で通過させて濾床上方より濾過された処理水を排
出し、濾床下部の濾材をエアリフトポンプ等の移送手段
により連続的に抜き出して洗浄した後濾床表面に移送
(循環)させ、移送される濾材量に相当する濾床中の濾
材を原水通過方向とは向流的に順次下方に移動させるよ
うにした、連続的な濾過が可能な移動床式の濾過装置が
知られている(たとえば、特公平3−27242号公
報、特公昭56−51808号公報)。[0003] In a fixed bed type filtration device, raw water is passed through the filter bed in an upward flow, the treated water filtered out from the upper part of the filter bed is discharged, and the filter material at the lower part of the filter bed is transferred by a transfer means such as an air lift pump. After being continuously extracted and washed, it is transferred (circulated) to the surface of the filter bed, and the filter medium in the filter bed corresponding to the amount of the transferred filter medium is sequentially moved downward in a countercurrent direction to the raw water passage direction. A moving bed type filtration device capable of continuous filtration is known (for example, Japanese Patent Publication No. 3-27242, Japanese Patent Publication No. 56-51808).
【0004】このような濾過装置においては、抜き出し
た濾材を連続的に洗浄して濾床に戻しているので、装置
を停止することなく運転でき、原水のSS濃度が高い場
合でも、濾材の抜き出し速度を速めることによって濾床
内に蓄積したSSを排出する速度を速めることができ、
濾床の差圧の大きな上昇を防ぐことができる。In such a filtration apparatus, since the extracted filter medium is continuously washed and returned to the filter bed, it can be operated without stopping the apparatus, and even when the SS concentration of the raw water is high, the extraction of the filter medium is performed. By increasing the speed, the speed of discharging SS accumulated in the filter bed can be increased,
A large increase in the differential pressure of the filter bed can be prevented.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、一般的に上
記のような連続濾過装置では、処理水水質が固定床式の
濾過装置よりも悪いことが知られている。この理由の一
つには、濾床中の濾材の移動を下方に向けて均一に行わ
せることが難しく、移動速度の遅い部分と速い部分がで
き、濾床中にSSが徐々に蓄積してそれが徐々に処理水
中にリークするためである。However, it is generally known that the quality of the treated water is worse in the continuous filtration apparatus as described above than in the fixed bed type filtration apparatus. One of the reasons is that it is difficult to make the movement of the filter medium in the filter bed downward uniformly, and there are parts where the movement speed is slow and part where it is fast, and SS gradually accumulates in the filter bed. This is because it gradually leaks into the treated water.
【0006】もう一つの理由は、固定床式の濾過装置で
は、原水入口側の濾床表面で濾過されたSS同士が付着
し蓄積してケーキ層を形成し、そのケーキ層による細密
な濾過(表面濾過)が生じて処理水の水質を高く保つこ
とが可能であるが、連続式の濾過装置ではこのようなケ
ーキ層の形成が無いか少ないためである。Another reason is that, in a fixed-bed type filtration device, SS filtered on the surface of the filter bed on the raw water inlet side adheres and accumulates to form a cake layer, and the fine filtration by the cake layer ( Although surface filtration can occur and the quality of the treated water can be kept high, this is because such a cake layer is not formed or small in a continuous filtration device.
【0007】さらに、もう一つの理由として、特公平3
−27242号公報や特公昭56−51808号公報に
記載されている濾過装置による洗浄方法では、完全に濾
材を洗浄することが難しく、濾材を濾床表面に戻すと同
時に洗浄しきれなかったSSも処理水中にリークするこ
とが挙げられる。[0007] Further, as another reason,
In the cleaning method using a filtration device described in Japanese Patent Publication No. 27242 or Japanese Patent Publication No. 56-51808, it is difficult to completely clean the filter medium. Leakage in the treated water.
【0008】このため、上記のような連続式の濾過装置
は、主に下廃水の処理や、被処理水が高SS(河川水
等)のときの固定床式濾過装置の前処理用粗濾過装置と
して用いられているにすぎず、比較的高水質が要求され
るイオン交換樹脂を用いた水処理装置、限外濾過装置、
逆浸透膜濾過装置等の前処理装置として用いられること
はなかった。For this reason, the continuous filtration apparatus as described above is mainly used for the treatment of sewage wastewater and the coarse filtration for pretreatment of a fixed-bed filtration apparatus when the water to be treated has a high SS (eg, river water). A water treatment device using an ion exchange resin, which is only used as a device and requires relatively high water quality, an ultrafiltration device,
It was not used as a pretreatment device such as a reverse osmosis membrane filtration device.
【0009】例えば、固定床式の濾過装置で凝集沈澱後
の被処理水を重力濾過した後には、濁度=0.1度以
下、SDI(JISではFI)=2〜3、工業用水に無
機凝集剤を添加して直接圧力式濾過装置で濾過した場合
には、濁度=0.1度以下、SDI=5〜7であるが、
上記のような連続式濾過装置ではこのような高い水質は
得られなかった。For example, after subjecting the water to be treated after coagulation and sedimentation to gravity filtration with a fixed bed type filtration device, the turbidity is 0.1 degrees or less, SDI (FI in JIS) is 2-3, and inorganic water is used in industrial water. When a coagulant is added and the mixture is filtered with a direct pressure filtration device, the turbidity is 0.1 degrees or less and the SDI is 5 to 7,
Such a high-quality water could not be obtained with the continuous filtration device as described above.
【0010】そこで、本発明の課題は、連続式濾過装置
において、装置を停止することなく連続的に運転できる
という利点を活かしつつ、運転方法および運転制御手段
を改善することにより、処理水の水質を大幅に高めるこ
とができるようにすることにある。Therefore, an object of the present invention is to improve the operation method and operation control means in a continuous filtration apparatus while taking advantage of the fact that the apparatus can be continuously operated without stopping the apparatus, thereby improving the quality of treated water. Is to be able to greatly increase.
【0011】また本発明の別の課題は、連続式濾過装置
において発生する濾材洗浄水の排出量を大幅に低減する
ことにある。Another object of the present invention is to significantly reduce the discharge amount of filter medium washing water generated in a continuous filtration device.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る濾過方法は、粒状濾材の濾床に原水を
上向流で通過させて濾床上方より処理水を排出し、濾床
下部の濾材を抜き出して洗浄した後濾床表面に移送する
とともに、移送される濾材量に相当する濾床中の濾材を
順次下方に移動させる濾過方法において、濾材の移送を
断続的に停止することを特徴とする方法からなる。In order to solve the above-mentioned problems, a filtration method according to the present invention comprises passing raw water through a filter bed of granular filter media in an upward flow, discharging treated water from above the filter bed, In a filtration method in which the filter medium at the bottom of the filter bed is extracted, washed, and then transferred to the surface of the filter bed, and the filter medium in the filter bed corresponding to the amount of the transferred filter medium is sequentially moved downward, the transfer of the filter medium is intermittently stopped. The method comprises the steps of:
【0013】この濾過方法においては、濾材の移送を停
止するときに、移送される濾材の洗浄に使用される洗浄
水の供給も停止することが好ましい。In this filtering method, when the transfer of the filter medium is stopped, it is preferable that the supply of the washing water used for washing the transferred filter medium is also stopped.
【0014】濾材の移送を断続的に停止する制御方法と
しては、濾材の移送の停止および開始の少なくとも一方
を、濾床の差圧に基づいて制御する方法、あるいは濾材
の移送の停止および開始の少なくとも一方を、予め定め
た時間に基づいて制御する方法、さらにはこれらを組み
合わせた制御方法を採用できる。As a control method for intermittently stopping the transfer of the filter medium, at least one of the stop and the start of the transfer of the filter medium is controlled based on the pressure difference of the filter bed, or the stop and the start of the transfer of the filter medium. A method of controlling at least one based on a predetermined time or a control method combining these methods can be adopted.
【0015】また、上記方法においては、とくにSS濃
度の高い原水を処理する場合等に、原水に凝集剤を添加
し、その原水を直接濾過装置に通水して濾過することが
好ましい。[0015] In the above method, particularly when treating raw water having a high SS concentration, it is preferable to add a flocculant to the raw water and pass the raw water directly to a filtration device for filtration.
【0016】本発明に係る濾過装置は、粒状濾材の濾床
と、濾床下部に原水を供給する手段と、濾床上方から濾
床により濾過された処理水を排出する手段と、濾床下部
の濾材を抜き出して濾床表面に移送する手段と、移送さ
れる濾材を洗浄する手段とを有する濾過装置において、
濾材の移送を断続的に停止する制御手段を備えたことを
特徴とするものからなる。The filter device according to the present invention comprises a filter bed of granular filter material, a means for supplying raw water to the lower part of the filter bed, a means for discharging treated water filtered by the filter bed from above the filter bed, and a lower part of the filter bed. Means for extracting the filter medium and transferring it to the filter bed surface, and a filter device having means for washing the transferred filter medium,
Control means for intermittently stopping the transfer of the filter medium is provided.
【0017】この濾過装置においては、濾材の移送の停
止に伴い、洗浄手段も停止する制御手段を有することが
好ましい。This filter device preferably has control means for stopping the washing means when the transfer of the filter medium is stopped.
【0018】濾材の移送を断続的に停止する制御手段と
しては、濾過装置が濾床の差圧を検出する手段を有し、
かつ、前記制御手段を、濾材の移送の停止および開始の
少なくとも一方を、検出された濾床の差圧に基づいて制
御する構成とすることができる。あるいは、濾材の移送
の停止制御手段を、濾材の移送の停止および開始の少な
くとも一方を、タイマにより予め定められた時間に基づ
いて制御する構成とすることもできる。さらには、差圧
とタイマによる時間との両方を適宜組み合せた制御とす
ることもできる。As a control means for intermittently stopping the transfer of the filter medium, the filter device has a means for detecting a pressure difference of the filter bed,
Further, the control means may be configured to control at least one of stop and start of the transfer of the filter medium based on the detected pressure difference of the filter bed. Alternatively, the stop control means of the transfer of the filter medium may be configured to control at least one of the stop and the start of the transfer of the filter medium based on a time predetermined by a timer. Further, the control may be made by appropriately combining both the differential pressure and the time by the timer.
【0019】このような本発明に係る濾過方法および濾
過装置においては、濾材の移送が断続的に停止され、該
移送の停止により、濾床の原水入口側で濾過されたSS
同士が付着し適当な量蓄積されてケーキ層が形成され
る。このケーキ層により、ケーキ濾過が生じ、濾過の精
度が向上されて処理水の水質が向上される。また、この
濾材の移送停止中には、濾材を濾床表面側に戻す際に生
じやすいSSリークも生じないので、この面からも高い
処理水水質が確保される。In the filtering method and the filtering device according to the present invention, the transfer of the filter medium is intermittently stopped, and the stop of the transfer causes the SS filtered at the raw water inlet side of the filter bed.
They adhere to each other and are accumulated in an appropriate amount to form a cake layer. By this cake layer, cake filtration occurs, the accuracy of filtration is improved, and the quality of treated water is improved. In addition, when the transfer of the filter medium is stopped, there is no SS leak that is likely to occur when the filter medium is returned to the filter bed surface side, so that high treated water quality is secured from this surface.
【0020】また、上記濾材の移送の停止は断続的なも
のであり、濾床の差圧があるレベルにまで上昇した際に
は、その差圧の上昇を直接検出することにより、あるい
はタイマにより停止時間を制御することにより、差圧が
上昇しすぎないように次の濾材の移送が開始され、濾床
下部から抜き出された濾材が断続的に洗浄されて濾床表
面へと戻される。したがって、原水の通水は連続的に行
いつつ、濾材の移送の停止動作、移送を再開して移送中
の濾材を洗浄した後濾床表面に戻す動作が、適当なタイ
ミングでくり返し行われることになる。In addition, when the transfer of the filter medium is stopped intermittently, when the pressure difference in the filter bed rises to a certain level, the rise in the pressure difference is detected directly or by a timer. By controlling the stop time, transfer of the next filter medium is started so that the differential pressure does not excessively increase, and the filter medium extracted from the lower part of the filter bed is intermittently washed and returned to the surface of the filter bed. Therefore, the operation of stopping the transfer of the filter medium, restarting the transfer, washing the filter medium being transferred, and returning it to the surface of the filter bed while performing continuous feed of the raw water are repeated at an appropriate timing. Become.
【0021】その結果、高い処理水水質を確保しつつ、
原水を連続的に濾過処理することが可能になる。処理水
水質の向上により、連続式の濾過装置でありながら、イ
オン交換樹脂を用いた水処理装置や限外濾過装置、逆浸
透膜濾過装置の前処理装置として使用することが可能に
なる。As a result, while ensuring high treated water quality,
Raw water can be continuously filtered. By improving the quality of treated water, it can be used as a pretreatment device for a water treatment device using an ion exchange resin, an ultrafiltration device, or a reverse osmosis membrane filtration device, despite being a continuous filtration device.
【0022】また、濾材の移送停止とともに洗浄水の供
給も停止すれば、連続洗浄の場合に比べ、洗浄水の排出
量が大幅に低減されることになり、洗浄の容易化、装置
の小型化(とくに洗浄水貯槽の小型化)をはかることが
できる。Further, if the supply of the washing water is stopped together with the transfer of the filter medium, the discharge amount of the washing water is greatly reduced as compared with the case of the continuous washing, so that the washing is facilitated and the apparatus is downsized. (Especially, downsizing of the washing water storage tank) can be achieved.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態を、図面を参照して説明する。図1、図2は、本発
明を適用可能な連続式濾過装置の概略構成をそれぞれ示
しており、図3は、本発明による濾過装置の運転制御例
を示している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 each show a schematic configuration of a continuous filtration device to which the present invention can be applied, and FIG. 3 shows an operation control example of the filtration device according to the present invention.
【0024】図1は、本発明の第1実施態様に係る濾過
装置を示しており、とくに本発明を特公平3−2724
2号に開示されているものと同等の濾過装置に適用した
場合を示している。図1において、1は濾過装置全体を
示しており、その塔2内には、粒状濾材、たとえば所定
の粒経の濾砂の濾床3が形成されている。原水は、塔2
の側壁に沿って上下方向に延びる原水流路4に供給さ
れ、原水流路4の下部に設けられた供給管5から、濾床
3の下部に供給される。供給された原水は、濾床3中を
上向流で通過して濾過され、濾床3の上方より処理水出
口6を通して処理水として排出される。FIG. 1 shows a filtration device according to a first embodiment of the present invention.
2 shows a case where the present invention is applied to a filtration device equivalent to the one disclosed in No. 2. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an entire filtration apparatus, and a filter bed 3 of granular filter material, for example, filter sand having a predetermined particle size, is formed in a tower 2. Raw water is tower 2
The raw water is supplied to a raw water flow path 4 extending vertically along the side wall of the filter bed, and is supplied to a lower part of the filter bed 3 from a supply pipe 5 provided at a lower part of the raw water flow path 4. The supplied raw water passes through the filter bed 3 in an upward flow, is filtered, and is discharged as treated water from above the filter bed 3 through a treated water outlet 6.
【0025】原水流路4内には、濾床3の下端部まで延
び該下端部で開口する濾材移送管7が設けられている。
濾材移送管7は塔2の上方まで延びた後洗浄装置8へと
連通されている。洗浄装置8は、洗浄された濾材を戻し
路9を介して濾床3の表面(上面)へと戻す。濾材移送
管7は、濾床3の下端部の濾材を抜き出して洗浄装置8
に移送するが、本実施態様ではこの移送にエアリフトポ
ンプ機構が用いられ、エア供給管10から濾材移送管7
内に供給されたエアにより濾材が移送される。エアの供
給は、電磁弁11によって制御される。In the raw water flow path 4, there is provided a filter medium transfer pipe 7 extending to the lower end of the filter bed 3 and opening at the lower end.
The filter medium transfer pipe 7 extends to above the tower 2 and communicates with a washing device 8. The washing device 8 returns the washed filter medium to the surface (upper surface) of the filter bed 3 via the return path 9. The filter medium transfer pipe 7 draws out the filter medium at the lower end of the filter bed 3 and removes the filter medium.
In this embodiment, an air lift pump mechanism is used for this transfer, and the filter medium transfer pipe 7 is connected from the air supply pipe 10.
The filter medium is transferred by the air supplied to the inside. The supply of air is controlled by the solenoid valve 11.
【0026】洗浄装置8では、スクリュ12の回転によ
り、移送されてきた濾材と該濾材に付着しているSS等
の濁質とを攪拌、分離しつつ、分離された濾材を斜め上
方に持ち上げて戻し路9を介して濾床3の表面へと戻
す。このとき、洗浄水供給管13からノズル14を介し
て洗浄用水が供給され、分離された濁質を洗い流し、洗
浄排水として排水管15から排出する。洗浄用水の供給
は、電磁弁16によって制御される。この洗浄用水に
は、処理水出口6からの処理水の一部を用いることもで
きるし、他の供給源からの水を用いることもできる。In the cleaning device 8, the separated filter medium is lifted obliquely upward while stirring and separating the transferred filter medium and turbid substances such as SS adhering to the filter medium by rotating the screw 12. It is returned to the surface of the filter bed 3 via the return path 9. At this time, cleaning water is supplied from the cleaning water supply pipe 13 through the nozzle 14, and the separated turbidity is washed out and discharged from the drain pipe 15 as cleaning wastewater. The supply of cleaning water is controlled by a solenoid valve 16. As this cleaning water, a part of the treated water from the treated water outlet 6 can be used, or water from another supply source can be used.
【0027】濾床3下部から濾材を抜き出し、洗浄され
た濾材を濾床3の表面へと戻す移送動作がくり返される
ことにより、移送される濾材量に相当する濾床3中の濾
材が順次下方に移動される。The filter medium is extracted from the lower portion of the filter bed 3 and the transfer operation of returning the washed filter medium to the surface of the filter bed 3 is repeated, so that the filter medium in the filter bed 3 corresponding to the amount of the transferred filter medium is sequentially reduced. Moved down.
【0028】塔2の原水の供給管5近傍には、原水が濾
床3を通過する際の差圧、すなわち、初期圧P0 に対す
る濾床3の通過圧損の上昇分に相当する圧力P1 を検出
する圧力センサ17が設けられている。圧力センサ17
からの差圧の検出信号は制御装置18に送られる。制御
装置18は、エアの供給を制御する電磁弁11および洗
浄用水の供給を制御する電磁弁16に作動信号を出力
し、それらの供給停止、供給開始を制御する。In the vicinity of the feed pipe 5 of the raw water in the tower 2, the pressure difference between the raw water passing through the filter bed 3, that is, the pressure P 1 corresponding to the rise in the pressure loss through the filter bed 3 with respect to the initial pressure P 0 . Is provided. Pressure sensor 17
Is sent to the control device 18. The control device 18 outputs operation signals to the electromagnetic valve 11 for controlling the supply of air and the electromagnetic valve 16 for controlling the supply of cleaning water, and controls the supply stop and the supply start thereof.
【0029】なお、本実施態様においては、塔2は図1
の紙面と垂直の方向に延びる横断面角形の槽からなって
おり、図示を省略した駆動手段により、上記濾材移送管
7、エア供給管10、洗浄装置8が水平方向に(図1の
紙面と垂直の方向に)往復動できるように構成されてい
る。In the present embodiment, the tower 2 is shown in FIG.
The filter medium transfer pipe 7, the air supply pipe 10, and the washing device 8 are horizontally moved by a driving means (not shown), which extends in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. It is configured to be able to reciprocate (in a vertical direction).
【0030】図2は、本発明の第2実施態様に係る濾過
装置21を示しており、とくに本発明を特公昭56−5
1808号公報に開示されているものと同等の濾過装置
に適用した場合を示している。図2において、塔22内
には粒状濾材の濾床23が形成され、濾床23の下部に
原水流路24から原水が供給される。供給された原水
は、濾床23中を上向流で通過して濾過され、濾床23
の上方より処理水出口25を通し処理水として排出され
る。FIG. 2 shows a filtration device 21 according to a second embodiment of the present invention.
1 shows a case where the present invention is applied to a filtering device equivalent to that disclosed in Japanese Patent Publication No. 1808. In FIG. 2, a filter bed 23 of a granular filter medium is formed in a tower 22, and raw water is supplied to a lower part of the filter bed 23 from a raw water flow path 24. The supplied raw water passes through the filter bed 23 in an upward flow and is filtered.
Through the treated water outlet 25 and discharged as treated water.
【0031】塔22内の中央部には、上下方向に濾床2
3の下端部まで延びる濾材移送管26が設けられてお
り、濾材移送管26の上端は洗浄装置27に連通してい
る。濾材移送管26は、濾床23の下端部の濾材を抜き
出して洗浄装置27に移送するが、本実施態様ではこの
移送にエアリフトポンプ機構が用いられ、エア供給管2
8から濾材移送管26内に供給されたエアにより濾材が
移送される。エアの供給は、電磁弁29によって制御さ
れる。At the center of the tower 22, a filter bed 2
A filter medium transfer pipe 26 extending to the lower end of the filter medium 3 is provided, and an upper end of the filter medium transfer pipe 26 communicates with a washing device 27. The filter medium transfer pipe 26 extracts the filter medium at the lower end of the filter bed 23 and transfers it to the washing device 27. In this embodiment, an air lift pump mechanism is used for this transfer, and the air supply pipe 2
The filter medium is transferred by the air supplied from 8 into the filter medium transfer pipe 26. The supply of air is controlled by a solenoid valve 29.
【0032】洗浄装置27には、内管30と外管31が
設けられており、内管30内で濾材移送管26の上端開
口から噴出された濾材の流れ方向を反転させることによ
り、移送されてきた濾材と該濾材に付着しているSS等
の濁質とを攪拌、分離しつつ、外管31内へと移送す
る。外管31内では、分離された比重の大きい濾材が下
方へと沈下し、比重の小さい濁質は浮上して洗浄水とと
もに洗浄排水として排水口32から排出される。洗浄、
分離された濾材は、濾床23の表面側へと戻される。本
実施態様においては、移送されてきた濾材を洗浄するた
めの洗浄用水として、濾床23を通過した処理水の一部
が用いられる。このような濾床23下部から濾材を抜き
出し、洗浄された濾材を濾床23の表面に戻す移送動作
がくり返されることにより、移送される濾材分濾床23
中の濾材は順次下方に移動される。The washing device 27 is provided with an inner tube 30 and an outer tube 31. The inner tube 30 transfers the filter medium by inverting the flow direction of the filter medium ejected from the upper end opening of the filter medium transfer pipe 26. The obtained filter medium and turbid substances such as SS adhering to the filter medium are transferred into the outer tube 31 while being stirred and separated. In the outer tube 31, the separated filter medium having a large specific gravity sinks downward, and the turbid matter having a small specific gravity floats up and is discharged from the drain port 32 as washing wastewater together with washing water. Washing,
The separated filter medium is returned to the surface side of the filter bed 23. In the present embodiment, a part of the treated water that has passed through the filter bed 23 is used as washing water for washing the transferred filter medium. The transfer operation of extracting the filter medium from the lower portion of the filter bed 23 and returning the washed filter medium to the surface of the filter bed 23 is repeated, so that the filter medium 23 to be transferred is separated.
The inner filter media is sequentially moved downward.
【0033】塔22の原水流路24の接続部近傍には、
原水が濾床23を通過する際の差圧を検出する圧力セン
サ33が設けられている。圧力センサ33からの差圧の
検出信号は制御装置34に送られる。制御装置34は、
エアの供給を制御する電磁弁29に作動信号を出力し、
エアリフトによる濾材の移送の停止および開始を制御す
る。In the vicinity of the connecting portion of the raw water flow path 24 of the tower 22,
A pressure sensor 33 that detects a pressure difference when the raw water passes through the filter bed 23 is provided. The differential pressure detection signal from the pressure sensor 33 is sent to the control device 34. The control device 34
An operation signal is output to a solenoid valve 29 that controls the supply of air,
Controls the stop and start of the transfer of the filter media by the air lift.
【0034】なお、上記第1、第2実施態様に係る濾過
装置においては、原水たとえば下廃水や河川水、あるい
は処理前の工業用水等のSS濃度等が高い場合には、上
記濾過装置1、21に供給する前に予め凝集剤等を添加
し、濁質をフロック状に凝集させて濾過しやすいように
しておくと、より高い水質の処理水を得ることが可能に
なる。凝集剤としてはとくに限定されず、たとえばポリ
アルミニウムクロライド(PAC)や硫酸バンド等を使
用できる。In the filtration apparatus according to the first and second embodiments, when the SS concentration of raw water, for example, sewage or river water, or industrial water before treatment is high, the filtration apparatus 1, If a flocculant or the like is added in advance before the water is supplied to 21 to make the turbid matter flocculate so as to be easily filtered, it is possible to obtain treated water of higher quality. The flocculant is not particularly limited, and for example, polyaluminum chloride (PAC), a sulfate band, or the like can be used.
【0035】上記第1、第2実施態様に係る濾過装置に
おいては、濾材の移送の断続的な停止は次のように制御
される。制御は、濾床の差圧や、予めタイマにより設定
した時間に基づいて行うことができ、代表的な制御方法
の例を図3(a)〜(e)に示すが、図3に示す以外の
方法、たとえば図3に示す以外の差圧と時間制御との組
み合わせも可能である。In the filter device according to the first and second embodiments, the intermittent stop of the transfer of the filter medium is controlled as follows. The control can be performed based on the differential pressure of the filter bed and the time set in advance by a timer. Examples of typical control methods are shown in FIGS. 3 (a) to 3 (e). For example, a combination of the differential pressure and time control other than that shown in FIG. 3 is also possible.
【0036】図3(a)に示す制御では、濾材の移送を
開始する差圧をP1 に設定し、圧力センサ17、33に
よって検出される差圧がP1 に達したときに濾材の移送
を開始する。濾材の移送を停止する差圧を初期の差圧P
0 とし、初期差圧P0 に達したときに濾材の移送を停止
し、差圧がP1 に達するまで停止状態を継続する。この
動作を制御装置18、34によりくり返し制御し、移送
停止時には、濾床の原水入口側にケーキ層を形成させて
処理水の水質を向上し、そのときの移送停止動作により
SS等の処理水中へのリークを防止する。また、図1に
示した濾過装置1においては、移送停止中に同時に洗浄
用水の供給も停止することにより、洗浄排水の量が大幅
に低減される。[0036] In the control shown in FIG. 3 (a), the transport of the filter medium when setting the differential pressure to start the transfer of the filter medium to P 1, the differential pressure detected by the pressure sensor 17 and 33 reaches P 1 To start. The differential pressure for stopping the transfer of the filter medium is the initial differential pressure P
0, and it stops the transport of the filter medium when it reaches the initial differential pressure P 0, continues the stopped state until the differential pressure reaches P 1. This operation is repeatedly controlled by the control devices 18 and 34, and when the transfer is stopped, a cake layer is formed on the raw water inlet side of the filter bed to improve the quality of the treated water. To prevent leaks to In addition, in the filtration device 1 shown in FIG. 1, the supply of the cleaning water is stopped at the same time as the transfer is stopped, so that the amount of the cleaning drainage is greatly reduced.
【0037】図3(b)に示す制御では、制御装置1
8、34内に組み込まれたタイマにより予め移送停止時
間T1 、移送時間T2 を設定しておき、T1 経過後に移
送を開始するとともにT2 経過後に移送を停止し、これ
らの動作をくり返し行わせる。T2 時間中に濾床の差圧
がP0 に復帰する場合には、T2 経過後に移送が開始さ
れる際にも、初期差圧P0 の状態から移送が開始される
ことになる。この制御においては、図3(a)で説明し
たのと同様の作用、効果が得られる。In the control shown in FIG.
The transfer stop time T 1 and the transfer time T 2 are set in advance by the timers incorporated in 8, 34, and the transfer is started after the elapse of T 1 and stopped after the elapse of T 2 , and these operations are repeated. Let it do. When the differential pressure of the filter bed returns to P 0 during the time T 2 , the transfer is started from the state of the initial differential pressure P 0 even when the transfer is started after the lapse of T 2 . In this control, the same operation and effect as described with reference to FIG.
【0038】図3(c)に示す制御では、移送時間のみ
タイマで設定した時間T2 により制御し、移送停止は、
濾床の差圧がP1 に達するまで継続し、P1 に達した時
点で移送を開始するとともにタイマをスタートさせる。
図3(d)に示す制御では、移送停止時間のみタイマで
設定した時間T1 で制御し、移送の作動は、T1 経過時
点で開始するとともに、濾床の差圧が初期差圧P0 に達
したときに移送停止を開始し、この動作をくり返す。図
3(e)に示す制御は、上記の複合的な制御例で、移送
停止時間をタイマで設定したT1 で制御し、T1 経過時
点で移送を開始し、濾床の差圧が初期差圧P0 に低下し
た後にタイマ設定時間T3 が経過するまで移送を継続す
る。T3 経過時点から移送停止を開始する。In the control shown in FIG. 3C, only the transfer time is controlled by the time T 2 set by the timer.
Continue until the pressure difference of the filter bed reaches P 1, the timer is started starts the transfer when it reaches P 1.
3 in the control shown in (d) is controlled by the transfer stopping time only time T 1 set by the timer, the operation of the transfer is T with starting at 1 elapsed time, the initial differential pressure P 0 pressure differential filter bed , The transfer stop is started, and this operation is repeated. The control shown in FIG. 3E is a composite control example in which the transfer stop time is controlled by T 1 set by a timer, the transfer is started when T 1 has elapsed, and the differential pressure of the filter bed is initially increased. to continue the transfer after reduced to the differential pressure P 0 to the timer set time T 3 has elapsed. T 3 starts transfer stop from the elapsed time.
【0039】上述のいずれの制御方法によっても、所望
の断続的な濾材の移送停止をくり返し行わせることがで
きる。このような濾材の断続的な移送停止制御により、
前述した作用、効果の他に、次のような作用、効果も得
られる。With any of the control methods described above, it is possible to repeatedly stop the desired intermittent transfer of the filter medium. By such intermittent transfer stop control of the filter media,
In addition to the functions and effects described above, the following functions and effects can be obtained.
【0040】すなわち、一般に連続式濾過装置において
は、原水のSS等の濃度の変化に対応して、濾材洗浄、
移送速度(エアリフト量)を変化するのが、濾過性能上
最も好ましい。ところが、エアリフトによる制御量とし
ては、通常、30〜100%程度の範囲でしか変更でき
ず、原水のSS濃度の変動は通常それよりもはるかに大
きいので、現実的には上記の望ましいエアリフト量の制
御は困難である。That is, in general, in a continuous filtration device, filter media washing,
Changing the transfer speed (air lift amount) is most preferable in terms of filtration performance. However, the control amount by the air lift can usually be changed only in the range of about 30 to 100%, and the fluctuation of the SS concentration of the raw water is usually much larger than that. Control is difficult.
【0041】しかし本発明においては、図3(a)〜
(e)に示したように、単に断続的な移送、洗浄の稼働
率(時間間隔)を変えるだけで、実質的に自由に原水の
SS濃度の変動倍率まで追従できるので(つまり、極め
て大きな割合まで変更できるので)、上述した原水の状
態に対応した望ましい濾材の洗浄、移送量の制御が可能
になる。However, in the present invention, FIGS.
As shown in (e), by simply changing the operation rate (time interval) of intermittent transfer and washing, it is possible to substantially freely follow the variation ratio of the SS concentration of the raw water (that is, a very large ratio). Therefore, it is possible to control the amount of the filter medium to be desirably washed and transferred in accordance with the state of the raw water described above.
【0042】[0042]
【実施例】図1に示した濾過装置を用いて、凝集剤とし
てPAC(ポリアルミニウムクロライド)を、濁質成分
としてカオリンを原水にライン注入し、初期の濾床差圧
からの差圧の上昇分(上昇差圧)、処理水濁度、処理水
SDI(Silt Density Index:AS
TM−D4189−82で規定されているもの)を測定
した。実験条件を以下に示す。 <実験条件> 原水流量 :11.25m3 /h 濾過速度 :7.5m/h 濾材 :濾過砂(有効径=0.5mm、均等係数=1.4) カオリン添加量:原水濁度として10度(約5mg/l) PAC添加量 :5mg/lEXAMPLE Using the filtration device shown in FIG. 1, PAC (polyaluminum chloride) as a flocculant and kaolin as a turbid component were injected into a raw water line, and the differential pressure increased from the initial filter bed differential pressure. Minute (rising pressure difference), treated water turbidity, treated water SDI (Silt Density Index: AS)
TM-D4189-82). The experimental conditions are shown below. <Experimental conditions> Raw water flow rate: 11.25 m 3 / h Filtration speed: 7.5 m / h Filter material: Filter sand (effective diameter = 0.5 mm, uniformity coefficient = 1.4) Kaolin addition amount: 10 degrees as raw water turbidity (About 5 mg / l) PAC addition amount: 5 mg / l
【0043】実施例1 上記条件で、図3(a)に示した上昇差圧の上限と下限
で制御する運転方法で実施した。具体的には、上昇差圧
が10cmAqになるまで濾材の移送および濾材の洗浄
を停止し、上昇差圧が10cmAqになったところで濾
材の移送および濾材の洗浄を開始し、上昇差圧が0cm
Aqに戻ると濾材の移送および濾材の洗浄を停止し、こ
れらをくり返して実験を実施した。このときの砂循環量
と洗浄水量は以下のとおりである。 砂循環量:停止時=0.0リットル/分 移送時:1.5リットル/分 洗浄水量:停止時=0.0リットル/分 移送時:9.0リットル/分Example 1 Under the above conditions, the operation was carried out by an operation method of controlling the upper and lower limits of the rising differential pressure shown in FIG. Specifically, the transfer of the filter medium and the washing of the filter medium are stopped until the rising differential pressure becomes 10 cmAq. When the rising differential pressure becomes 10 cmAq, the transfer of the filtering medium and the washing of the filtering medium are started, and the rising differential pressure becomes 0 cmAq.
When the flow returned to Aq, the transfer of the filter medium and the washing of the filter medium were stopped, and these were repeated to carry out the experiment. The amount of sand circulation and the amount of washing water at this time are as follows. Sand circulating volume: Stopped = 0.0 L / min Transfer: 1.5 L / min Wash water: Stopped = 0.0 L / min Transfer: 9.0 L / min
【0044】実施例2 上記条件で図3(b)に示したタイマによって制御する
運転方法で実施した。具体的には、濾材の移送および濾
材の洗浄の停止時間を120分、濾材の移送および濾材
の洗浄の稼働時間を20分とし、これらをくり返して実
験を実施した。このときの砂循環量と洗浄水量は以下の
とおりである。 砂循環量:停止時=0.0リットル/分 移送時:1.5リットル/分 洗浄水量:停止時=0.0リットル/分 移送時:9.0リットル/分Example 2 An operation was performed under the above-described conditions by a driving method controlled by a timer shown in FIG. More specifically, the experiment was carried out by setting the stop time of the transfer of the filter medium and the washing of the filter medium to 120 minutes, and the operation time of the transfer of the filter medium and the washing of the filter medium to 20 minutes. The amount of sand circulation and the amount of washing water at this time are as follows. Sand circulating volume: Stoppage time = 0.0 L / min Transfer time: 1.5 L / min Wash water volume: Stoppage = 0.0 L / min Transfer time: 9.0 L / min
【0045】実施例3 上記条件で、図3(c)に示した上昇差圧値とタイマを
併用した制御方法で実施した。具体的には、上昇差圧が
10cmAqになるまで濾材の移送および濾材の洗浄を
停止し、上昇差圧が10cmAqになったところで濾材
の移送および濾材の洗浄を20分間行い、これらをくり
返して実験を実施した。このときの砂循環量と洗浄水量
は以下のとおりである。 砂循環量:停止時=0.0リットル/分 移送時:1.5リットル/分 洗浄水量:停止時=0.0リットル/分 移送時:9.0リットル/分Embodiment 3 Under the above conditions, a control method using a rising differential pressure value and a timer as shown in FIG. Specifically, the transfer of the filter medium and the washing of the filter medium were stopped until the rising differential pressure became 10 cmAq, and when the rising differential pressure became 10 cmAq, the transfer of the filtering medium and the washing of the filter medium were performed for 20 minutes, and these were repeated, and the experiment was repeated. Was carried out. The amount of sand circulation and the amount of washing water at this time are as follows. Sand circulating volume: Stopped = 0.0 L / min Transfer: 1.5 L / min Wash water: Stopped = 0.0 L / min Transfer: 9.0 L / min
【0046】比較例1 比較例として濾材の移送、洗浄を常時行う実験を以下の
条件で実施した。 砂循環量:1.5リットル/分 洗浄水量:9.0リットル/分Comparative Example 1 As a comparative example, an experiment of constantly transferring and washing the filter medium was performed under the following conditions. Sand circulation volume: 1.5 liter / min Wash water volume: 9.0 liter / min
【0047】実験結果 実施例1および比較例1の差圧、濁度およびSDIの経
時変化を図4〜図6に示す。また、実施例1〜3および
比較例1の処理水濁度、SDIの平均値および洗浄排水
量を表1に示す。実施例のいずれの方法においても処理
水濁度およびSDIは比較例1よりも良かった。とくに
処理水のSDIを大幅に低下させることができた。ま
た、このときの洗浄排水量は、実施例1〜3のほうが比
較例1よりも少なかった。Experimental Results FIGS. 4 to 6 show changes over time of the differential pressure, turbidity and SDI of Example 1 and Comparative Example 1. Table 1 shows the turbidity of the treated water, the average value of the SDI, and the amount of the washing water discharged in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1. In each of the methods of Examples, the turbidity of treated water and SDI were better than Comparative Example 1. In particular, the SDI of the treated water could be significantly reduced. Further, at this time, the amount of washing wastewater was smaller in Examples 1 to 3 than in Comparative Example 1.
【0048】[0048]
【表1】 [Table 1]
【0049】[0049]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の濾過方法
および濾過装置によれば、連続式の濾過装置において濾
材の移送を断続的に停止することにより、濾床入口側に
好ましいケーキ層を適宜形成して、原水を連続的に濾過
しつつ濾過精度の向上、SS等の処理水へのリークの防
止を達成することができ、とくに処理水のSDIを大幅
に低下させて処理水水質を向上することができる。処理
水水質の向上により、従来困難であった、連続式濾過装
置をイオン交換樹脂を用いた水処理装置、限外濾過装
置、逆浸透膜濾過装置の前処理装置として使用すること
が可能になる。As described above, according to the filtering method and the filtering device of the present invention, the transfer of the filter medium is intermittently stopped in the continuous filtering device, so that the preferable cake layer is provided on the inlet side of the filter bed. By appropriately forming the raw water, the filtration accuracy can be improved while the raw water is continuously filtered, and the leakage of the treated water such as SS can be prevented. In particular, the SDI of the treated water is greatly reduced to improve the quality of the treated water. Can be improved. Improvement of treated water quality makes it possible to use a continuous filtration device as a pretreatment device for a water treatment device using an ion exchange resin, an ultrafiltration device, and a reverse osmosis membrane filtration device. .
【0050】また、濾材の移送停止とともに濾材洗浄水
の供給も停止するようにすれば、洗浄排水量の大幅な低
減が可能になり、大型の排水槽等が不要になって、装置
全体の小型化、コスト低減をはかることができる。If the supply of the filter medium washing water is stopped at the same time as the transfer of the filter medium is stopped, the amount of washing drainage can be greatly reduced, and a large drain tank is not required. Thus, cost can be reduced.
【0051】さらに、濾材の循環移送にエアリフトポン
プ等を用いる場合には、濾材の移送の停止、移送開始の
作動をくり返す運転とすることにより、単に移送手段の
稼働率を制御するだけで実質的に自由に濾材の移送量を
コントロールできるようになる。その結果、従来装置で
は不可能であった広範囲の原水の水質変動(たとえばS
S負荷量の変動)に対応して濾材の移送速度を追従制御
することが可能になり、原水の状態に応じて常時最適な
運転条件に制御することが可能になる。Further, when an air lift pump or the like is used for circulating and transferring the filter medium, the operation of stopping and starting the transfer of the filter medium is repeated so that the operation rate of the transfer means can be controlled merely by controlling the operation rate of the transfer means. It is possible to freely control the transfer amount of the filter medium. As a result, water quality fluctuations of a wide range of raw water (for example, S
It is possible to follow up the control of the transfer speed of the filter medium in accordance with the variation of the S load amount), and it is possible to always control the operating conditions to be optimal according to the state of the raw water.
【図1】本発明の第1実施態様に係る濾過装置の概略構
成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a filtration device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2実施態様に係る濾過装置の概略構
成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a filtration device according to a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明における濾過装置の運転制御例を示す、
濾床の差圧と時間との関係図である。FIG. 3 shows an operation control example of the filtration device according to the present invention.
It is a relational diagram of the pressure difference of a filter bed, and time.
【図4】実施例1および比較例1における上昇差圧の特
性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram of a rising differential pressure in Example 1 and Comparative Example 1.
【図5】実施例1および比較例1における処理水濁度の
特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram of treated water turbidity in Example 1 and Comparative Example 1.
【図6】実施例1および比較例1におけるSDIの特性
図である。FIG. 6 is a characteristic diagram of SDI in Example 1 and Comparative Example 1.
1、21 濾過装置 2、22 塔 3、23 濾床 4、24 原水流路 5 供給管 6、25 処理水出口 7、26 濾材移送管 8、27 洗浄装置 9 戻し路 10、28 エア供給管 11、16、29 電磁弁 12 スクリュ 13 洗浄水供給管 14 ノズル 15 排水管 17、33 圧力センサ 18、34 制御装置 30 内管 31 外管 32 排水口 1, 21 Filtration device 2, 22 Tower 3, 23 Filter bed 4, 24 Raw water flow path 5 Supply pipe 6, 25 Treated water outlet 7, 26 Filter material transfer pipe 8, 27 Washing device 9 Return path 10, 28 Air supply pipe 11 , 16, 29 Solenoid valve 12 Screw 13 Cleaning water supply pipe 14 Nozzle 15 Drain pipe 17, 33 Pressure sensor 18, 34 Controller 30 Inner pipe 31 Outer pipe 32 Drain outlet
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B01D 29/38 580Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) B01D 29/38 580Z
Claims (10)
せて濾床上方より処理水を排出し、濾床下部の濾材を抜
き出して洗浄した後濾床表面に移送するとともに、移送
される濾材量に相当する濾床中の濾材を順次下方に移動
させる濾過方法において、濾材の移送を断続的に停止す
ることを特徴とする濾過方法。Claims 1. Raw water is passed upward through a filter bed of granular filter medium, treated water is discharged from above the filter bed, the filter medium at the bottom of the filter bed is extracted, washed, and then transferred to the surface of the filter bed. A filter method for sequentially moving a filter medium in a filter bed corresponding to an amount of a filter medium to be moved downward, wherein the transfer of the filter medium is intermittently stopped.
る濾材の洗浄に使用される洗浄水の供給も停止する、請
求項1の濾過方法。2. The method according to claim 1, wherein when the transfer of the filter medium is stopped, the supply of the washing water used for cleaning the transferred filter medium is also stopped.
も一方を、濾床の差圧に基づいて制御する、請求項1ま
たは2に記載の濾過方法。3. The filtration method according to claim 1, wherein at least one of the stop and the start of the transfer of the filter medium is controlled based on the pressure difference of the filter bed.
も一方を、予め定めた時間に基づいて制御する、請求項
1ないし3のいずれかに記載の濾過方法。4. The filtering method according to claim 1, wherein at least one of the stop and the start of the transfer of the filter medium is controlled based on a predetermined time.
求項1ないし4のいずれかに記載の濾過方法。5. The filtration method according to claim 1, wherein a filtration is performed after adding a flocculant to the raw water.
給する手段と、濾床上方から濾床により濾過された処理
水を排出する手段と、濾床下部の濾材を抜き出して濾床
表面に移送する手段と、移送される濾材を洗浄する手段
とを有する濾過装置において、濾材の移送を断続的に停
止する制御手段を備えたことを特徴とする濾過装置。6. A filter bed of a granular filter medium, a means for supplying raw water to the lower part of the filter bed, a means for discharging treated water filtered by the filter bed from above the filter bed, and a filter medium for extracting the filter medium at the lower part of the filter bed to filter. A filter device comprising: means for transferring to a floor surface; and means for washing a transferred filter medium, comprising a control means for intermittently stopping the transfer of the filter medium.
止する制御手段を有する、請求項6の濾過装置。7. The filtering apparatus according to claim 6, further comprising control means for stopping the washing means in accordance with the stop of the transfer of the filter medium.
濾材の移送の停止制御手段は、濾材の移送の停止および
開始の少なくとも一方を、検出された濾床の差圧に基づ
いて制御するものである、請求項6または7の濾過装
置。8. A means for detecting a pressure difference of the filter bed, wherein the control means for stopping the transfer of the filter medium determines at least one of the stop and the start of the transfer of the filter medium based on the detected pressure difference of the filter bed. The filtration device according to claim 6, wherein the filtration device controls the pressure.
の移送の停止および開始の少なくとも一方を、タイマに
より予め定められた時間に基づいて制御するものであ
る、請求項6ないし8のいずれかに記載の濾過装置。9. The filter medium transfer stop control means controls at least one of a stop and a start of transfer of the filter medium based on a predetermined time by a timer. A filtration device according to any one of the above.
手段が、濾床に対し水平方向に一体的に移動可能に構成
されている、請求項6ないし9のいずれかに記載の濾過
装置。10. The filtering device according to claim 6, wherein the filter medium transferring means and the filter medium washing means are configured to be movable integrally with the filter bed in a horizontal direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11011864A JP2000202209A (en) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | Filtering method and filter device |
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JP (1) | JP2000202209A (en) |
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