JP2001225057A

JP2001225057A - 浄水装置

Info

Publication number: JP2001225057A
Application number: JP2000040784A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Miyanoshita; 友明宮ノ下
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2000-02-18
Publication date: 2001-08-21

Abstract

(57)【要約】【課題】通常の砂ろ過、精密ろ過、限外ろ過などを使
用せずに、上水に適した処理水を得る。【解決手段】凝集槽１４において、原水に無機凝集剤
を添加混合し、これを連続砂ろ過装置１８により、ろ過
処理する。さらに、これを金属膜ろ過装置３２において
ろ過処理する。凝集後の連続砂ろ過において、大部分の
懸濁物質を除去した後、所定孔径の金属製のろ過体によ
るろ過により、所望の処理水質を効率的に得ることがで
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、河川水などを原水
として、懸濁物質を除去した処理水を得る浄水装置、特
に無機凝集剤による凝集処理およびろ過処理を含むもの
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、河川水等を原水として、上
水、工業用水などを製造する場合に、凝集沈殿池、砂ろ
過装置等が利用されている。しかし、砂ろ過装置は、ろ
過速度が低く、装置が大型となるという問題があった。

【０００３】一方、ろ過装置として、例えば特許公報平
３−２７２４２に示される連続砂ろ過装置が知られてい
る。この連続砂ろ過装置は、槽内に上向流のろ過層が形
成され、ここに被処理水を上向流で流通してろ過する。
槽の底部はホッパ状になっており、この底部にエアリフ
ト管の下端が配置される。一方、このエアリフト管の上
端には、エアリフト管から供給されるろ材を洗浄し、洗
浄後のろ材をろ過層に返送する洗浄機が接続されてい
る。そこで、ろ材は、ろ過層を下方に向けて移動し、底
部から洗浄機に供給され、洗浄されたろ材がろ過層の上
部に戻される。従って、この連続砂ろ過装置では、ろ過
層の逆洗などを必要とせず、連続的に処理水を得ること
ができる。

【０００４】ところが、この連続砂ろ過装置では、得ら
れる処理水が砂ろ過に比べ、やや悪くなるという問題点
がある。すなわち、連続砂ろ過装置では、濁度１００程
度までの原水を凝集後のろ過により処理水濁度１度以下
に処理できるが、濁度０．１程度の処理水が得られる通
常の砂ろ過装置よりやや劣る。また、クリプトスポリジ
ウム・オーシスト等の病原性微生物はその大きさが数μ
程度であり、連続砂ろ過装置により除去できない可能性
が強い。そこで、上水などで要求される処理水質を得る
ためには、連続砂ろ過装置の後段に、さらに通常の急速
砂ろ過または緩速砂ろ過装置、精密ろ過装置（ＭＦ）、
限外ろ過装置（ＵＦ）等を設ける必要があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、連続砂ろ過装
置で得られる処理水質は、通常の砂ろ過装置の処理水に
比べわずかに濁度が高くなる程度であり、その後に通常
の砂ろ過装置、ＭＦ、ＵＦなどを設けるのは過剰設備で
あり、設備全体として効率が悪い。特に、通常の砂ろ過
装置は、逆洗用の設備なども必要で装置が比較的大規模
になり、病原性微生物を必ずしも確実に除去できないと
いう問題がある。さらに、ＭＦや、ＵＦは、処理水質は
非常によいものが得られるが、膜の耐久性などの問題が
ある。

【０００６】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、より効率的な処理が行える浄水装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、被処理水に無
機凝集剤を添加して凝集処理を行う凝集手段と、槽内に
充填されたろ材を槽外に取り出し洗浄した後槽内に戻す
洗浄手段を含み、凝集手段の凝集処理水をろ過する連続
砂ろ過手段と、金属膜ろ過体を有し、連続砂ろ過手段の
ろ過処理水を金属膜ろ過体によってさらにろ過処理する
金属膜ろ過手段と、を有することを特徴とする。

【０００８】このように、本発明では、無機凝集剤を利
用した凝集処理により、凝集フロックを形成する。従っ
て、微細な懸濁物質を大径化できる。次に、連続砂ろ過
装置により、凝集フロックを除去する。連続砂ろ過手段
は、逆洗の必要がないため、効率的なろ過処理が行え
る。特に、前段に凝集手段があるため、比較的水質のよ
い処理水が得られる。そして、その後に、金属製膜ろ過
体を使用する金属膜ろ過をおこない所定の孔径以上の懸
濁物質を確実に除去する。これによって、十分な処理水
質が得られ、またクリプトスポリジウム・オーシストな
どの病原性微生物も確実に除去できる。

【０００９】このように、これら３つの処理の組み合わ
せによって、全体として、比較的簡単な施設で効率的に
所望の水質の処理水を得ることができる。特に、通常の
砂ろ過装置や、ＭＦ、ＵＦ等を使用することなく、河川
水を原水として、上水として配水できる水質の処理水を
得ることができる。

【００１０】また、前記金属膜ろ過体の目開きは０．１
〜５μｍであることが好適である。このような孔径とす
ることによって、クリプトスポリジウム・オーシストな
どの病原性微生物を確実に除去することができる。

【００１１】また、前記凝集手段と、連続砂ろ過手段と
の間に、凝集手段からの凝集処理水中の凝集フロックを
分離する分離手段を有することが好適である。凝集フロ
ックを分離しておくことで連続砂ろ過装置の負荷を低減
することができる。特に、原水水質が悪い場合に好適で
ある。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）について、図面に基づいて説明する。

【００１３】原水である河川水を取水するために、取水
ポンプ１０が取水場所に設置される。この取水ポンプか
らの河川水は、着水井１２に供給貯留される。着水井１
２には、凝集槽１４が接続されており、この凝集槽１４
には、無機凝集剤が添加されるようになっている。ま
た、この凝集槽１４には、攪拌機１６が設置されてお
り、この攪拌機により、原水と無機凝集剤が攪拌混合さ
れる。なお、無機凝集剤としては、アルミ系、鉄系など
の凝集剤が利用されるが、この例ではポリ塩化アルミニ
ウム（ＰＡＣ）が利用されている。さらに必要に応じ
て、ｐＨ調整のための酸やアルカリ剤、およびアルギン
酸や活性ケイ素等の凝集助剤をここで添加しても良い。

【００１４】この凝集槽１４には、連続砂ろ過装置１８
が接続されており、凝集槽１４内の凝集剤が混合された
凝集フロックを含有する原水が、連続砂ろ過装置１８に
供給される。なお、この例では、凝集フロックを含む原
水が重力で供給されるようになっているが、原水ポンプ
を設けてもよい。

【００１５】連続砂ろ過装置１８は、槽本体１８ａ内に
底部に間隙を有する仕切り１８ｂが配置され、この仕切
り１８ｂによって、原水が流入する下降流室１８ｃと処
理水を排出する上向流室１８ｄに仕切られている。そし
て、上向流室１８ｄには、所定径の砂ろ材が充填されて
ろ過層１８ｅが形成されている。槽本体１８ａの底部
は、ホッパ状に形成されており、ろ過層１８ｅのろ材
は、一部下降流室１８ｃの下部にも至っている。槽本体
１８ａの底部にはエアリフト管２０が下降流室１８ｃの
上部より挿入されており、このエアリフト管２０の下部
には、コンプレッサ２２から圧縮空気が供給されるよう
になっている。従って、槽本体１８ａの底部のろ材がエ
アリフト管２０によって上方へ輸送される。

【００１６】エアリフト管２０の上端は、砂洗浄装置２
４に接続されている。この砂洗浄装置２４は、斜めに配
置した容器２４ａ内にスクリュウ２４ｂを配置した構成
を有しており、このスクリュウをモータ（図示せず）等
で、回転することによって、容器２４ａ内部に投入され
たろ材を上方に掻き上げる。一方、この容器２４ａ内
は、その上面が開放されており、上方には洗浄水を散布
する散水装置２６が設けられている。

【００１７】従って、エアリフト管２０によって槽本体
１８ａの底部から輸送されてきた砂ろ過材は、砂洗浄装
置２４の容器２４ａ内に供給され、この中をスクリュウ
２４ｂによって上方に向かって掻き上げられる。そし
て、この容器２４ａ内の砂ろ過材には散水装置２６から
の洗浄水が散水されているため、砂ろ過材が上方に掻き
上げられている間に洗浄され、洗浄排水が容器２４ａ下
端に得られ、洗浄後の砂ろ過材が容器２４ａ上端に得ら
れる。そして、洗浄排水は、系外に排出され、洗浄後の
砂ろ過材は、上向流室１８ｄに重力落下し、ろ過層１８
ｅに返送される。

【００１８】このようにして、ろ過層１８ｅの砂ろ過材
は、順次下方に移動してエアリフト管２０に入り、洗浄
装置２４に供給される。そして、この洗浄装置２４内で
洗浄された砂ろ過材がろ過層１８ｅに上方より返送され
る。

【００１９】従って、ろ過層１８ｅの砂ろ過材は、順次
洗浄され更新されており、常に好適な状態でのろ過を行
うことができる。なお、エアリフトによるろ過材の輸
送、洗浄装置２４による洗浄および砂ろ過材の返送は、
連続的に行ってもよいし、また間欠的に行ってもよい。
また、散水装置２６に供給する洗浄水は、水道水などの
市水でもよいし、処理水貯槽３６に得られる処理水また
はろ過水貯槽２８に得られる処理水でもよい。

【００２０】連続砂ろ過装置１８の処理水は、ろ過水貯
槽２８に導入貯留される。このろ過水貯槽２８は、供給
ポンプ３０を介し、金属膜ろ過装置３２の底部に接続さ
れている。この金属膜ろ過装置３２は、圧力式のろ過装
置であり、ハウジング３２ｄ内が、ろ過体３２ａによっ
て、原水室３２ｂと、処理水室３２ｃに仕切られてい
る。そして、原水は、原水室３２ｂに圧送され、ろ過体
３２ａによって懸濁物質が捕捉除去された処理水が処理
水室３２ｃに得られる。ろ過体３２ａは、本例の場合、
平膜をプリーツ状に折り畳んで円筒状としたエレメント
で構成されている。なお、単に平膜を円筒状に丸めたも
のを利用することもできる。このエレメントは、ハウジ
ング３２ｄ内に複数本充填されて、原水室３２ｂが外
側、内部が処理水室３２ｃとなっており、外側から内側
に向かってろ過が行われる。

【００２１】そして、このろ過体３２ａとして、金属繊
維（例えばステンレス）のフェルトを積層し焼結した不
繊布フィルタが用いられている。また、この金属製のろ
過体３２ａの孔径は、数μｍ程度、好適には１〜３μｍ
程度のものが利用される。

【００２２】この金属膜ろ過装置３２の処理水室３２ｃ
に得られた処理水は、処理水弁３４を介し、処理水貯槽
３６に導入され、ここから配水される。

【００２３】また、処理水貯槽３６には、逆洗ポンプ３
８が接続されており、処理水を金属膜ろ過装置３２の処
理水室３２ｃに供給できるようになっている。また、金
属膜ろ過装置３２の原水室３２ｂの底部はホッバ状に形
成され、ここから逆洗排水が排水弁４０を介し排出され
る。

【００２４】従って、処理水弁３４を閉じ、排水弁４０
を開いた状態で、逆洗ポンプ３８を駆動することで、処
理水がろ過体３２ａを処理水室３２ｃ側から原水室３２
ｂ側へと逆流し、ろ過体３２ａの逆洗を行うことがで
き、逆洗排水は排水弁４０を介し排出される。

【００２５】また、金属膜ろ過装置３２の原水室３２ｂ
にはレベル計４２、空気抜き弁４４が接続されており、
通水開始時に原水レベルが所定位置に至るまで、空気抜
き弁４４を開くことで、原水の導入を容易にしている。

【００２６】このように、本実施形態の浄水装置では、
原水に対し無機凝集剤を添加混合する。これによって、
原水中の懸濁物質がフロック化され、微細な懸濁物質の
量が減少される。なお、高分子凝集剤をあわせて添加す
ることも好適である。

【００２７】そして、この凝集フロックを含む原水が、
連続砂ろ過装置１８に導入され、ろ過処理される。連続
砂ろ過装置１８は、連続的に更新されるろ過層を用いる
が、凝集フロックを非常に効果的にろ過除去できる。

【００２８】従って、この連続砂ろ過装置１８で得られ
るろ過水は、かなり水質のよいものである。しかしなが
ら、一定の孔径のろ過材によって、ろ過したものではな
いため、クリプトスポリジウム・オーシスト等の病原性
微生物がろ過水中に漏出する場合もある。

【００２９】本実施形態では、この連続砂ろ過水をさら
に金属膜ろ過装置３２によってろ過処理する。この金属
膜ろ過装置３２のろ過体３２ａは、所定孔径の金属フィ
ルタである。すなわち、クリプトスポリジウム・オーシ
ストは、通常５μｍ程度の径のものであり、孔径が２〜
３μｍの金属製のろ過体３２ａによって、確実にろ過除
去される。

【００３０】従って、金属膜ろ過装置３２の処理水に
は、これら病原性微生物が含まれず、濁度も確実に所定
以下のものが得られる。特に、金属膜ろ過装置３２の金
属製のろ過体３２ａは、その孔径がＭＦ、ＵＦなどに比
べ、かなり大きなものであり、ろ過速度を十分大きくと
れ、また逆洗の頻度も小さい。また、通常の砂ろ過装置
に比べ、装置が小型でよく、かつ病原性微生物の処理に
ついては、かえって確実性がある。そこで、連続砂ろ過
装置１８のろ過水について、非常に効率的なろ過処理を
行うことができる。

【００３１】また、金属製のろ過体３２ａは、非常に耐
久力がある。例えば、高温にも強く、また薬品に対して
も強い。そこで、金属膜ろ過装置３２の洗浄の際に、原
水室３２ｂ内の原水温度が８０℃程度になるように加熱
水を金属膜ろ過装置３２に供給し、ろ過体３２ａに捕捉
されていた病原性微生物を完全に不活性化することも好
適である。また、加熱蒸気などの加熱気体を供給した
り、オゾンなどの殺菌性の気体などを供給することもで
きる。

【００３２】なお、上述の例では、凝集槽１４において
凝集剤を添加混合して得た凝集フロックを含む原水をそ
のまま連続砂ろ過装置１８に供給した。しかし、原水の
水質などによっては、凝集フロックを分離しておいた方
がよい場合もある。その場合には、凝集槽１４からの凝
集フロックを含む原水を沈殿処理装置、あるいは浮上処
理装置に導入し、凝集フロックの大部分を除去すること
が好適である。そして、この凝集フロック分離後の原水
を連続砂ろ過装置１８に供給する。これによって、連続
砂ろ過装置１８に対する負荷を低減することができ、こ
こにおいて効率的なろ過処理を行うことができる。

【００３３】なお、沈殿装置は、単に原水を静置し、上
澄み水を越流させる形式のものが採用され、浮上装置と
しては、空気を加圧溶解させ、これを大気圧に戻すこと
によって気泡を析出させる加圧浮上装置が好適である。

【００３４】

【実施例】図１の装置により、処理を行った。その装置
の仕様を下に示す。

【００３５】（１）原水：河川水、ｐＨ７．０〜７．
５、濁度３〜８０度、水温５〜２０℃ （２）処理水量：約１，０００ｍ^３／ｄ（３）凝集槽：２．１ｍ^３（４）連続砂ろ過装置：φ１５００ｍｍ（Ａ＝１．５ｍ
^２）×Ｈ２，０００ｍｍ×２基、ろ過速度（ＬＶ）＝１
５ｍ／ｈ、ろ過材：ケイ砂（比重２．５、有効径０．９
７ｍｍ、均等係数１．２）（５）金属膜ろ過装置ハウジング：φ２５０ｍｍ×Ｈ
１，５００ｍｍ×２塔、エレメント本数６本／塔（６）金属膜ろ過装置エレメント仕様：φ６０ｍｍ×Ｌ
１，０００ｍｍ、膜面積０．８ｍ２／本（７）膜仕様：プリーツ膜、公称孔径３μｍ、外圧タイ
プ、ステンレス製（８）ろ過方式：全量ろ過、処理速度−フラックス１０
５ｍ／ｄ、運転圧力５００ｋＰａ（ｇ）以下、耐圧１Ｍ
Ｐａ（ｇ）この装置により、行った処理水の水質（濁度）を表１に
示す。

【００３６】

【表１】これより、原水濁度が１０〜８０度に変化しても、連続
砂ろ過水としてかなりよい水質が得られ、かつ金属膜ろ
過水には、非常によい水質が得られることが理解され
る。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
無機凝集剤を利用した凝集処理により、凝集フロックを
形成しこれを連続砂ろ過手段により除去する。これによ
り、連続砂ろ過手段において、効率的なろ過処理が行
え、水質のよい処理水が得られる。そして、その後の金
属製のろ過体を使用するろ過により所定の孔径以上の懸
濁物質を確実に除去する。このように３つの処理の組み
合わせによって、全体として、比較的簡単な施設で効率
的に所望の水質の処理水を得ることができる。特に、通
常の砂ろ過装置や、ＭＦ、ＵＦ等を使用することなく、
河川水を原水として、上水として配水できる水質の処理
水を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の装置の全体構成を示す図である。

【符号の説明】

１４凝集槽、１８連続砂ろ過装置、３２金属膜ろ
過装置。

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｃ０２Ｆ 1/52 Ｃ０２Ｆ 1/52 ＺＦターム(参考） 4D006 HA72 KA67 KB13 KB15 KC03 KC13 KC15 KE21P KE22Q MA03 MA22 MC02 PA02 PB04 PB24 4D015 BA22 BA29 BB05 CA14 DA04 DA35 DA39 DB33 EA36 FA02 FA17 4D062 BA22 BA29 BB05 CA14 DA04 DA35 DA39 DB33 EA36 FA02 FA17 4D066 AA05 AA07 AB07 BA03 BB02 BB16 BB20 FA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理水に無機凝集剤を添加して凝集処
理を行う凝集手段と、槽内に充填されたろ材を槽外に取り出し洗浄した後槽内
に戻す洗浄手段を含み、凝集手段の凝集処理水をろ過す
る連続砂ろ過手段と、金属膜ろ過体を有し、連続砂ろ過手段のろ過処理水を金
属膜ろ過体によってさらにろ過処理する金属膜ろ過手段
と、を有することを特徴とする浄水装置。
【請求項２】請求項１に記載の装置において、前記金属膜ろ過体の目開きは０．１〜５μｍであること
を特徴とする浄水装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の装置におい
て、前記凝集手段と、連続砂ろ過手段との間に、凝集手段か
らの凝集処理水中の凝集フロックを分離する分離手段を
有することを特徴とする浄水装置。