JP2001269669A - 砂ろ過を用いた水処理方法および水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 砂ろ過槽を用いた水処理装置において、原水
中に消毒耐性のあるクリプトスポリジウムなどの微生物
が逆洗水処理中にこれら高濃度で蓄積された場合には、
その対策が必要となる。本発明はこの課題を解決して、
砂ろ過に捕捉された微生物の不活化および微生物による
目詰まりの抑制する方法や装置を提供することにある。 【解決手段】ろ過時または逆洗時に、砂ろ過槽内に設け
た１対または複数組の対向する電極間に高電圧パルスを
印加する。ろ過砂上に残留する懸濁質および水分を保有
した微生物に優先的に電圧が印加されるために、微生物
を不活化でき、微生物の増殖抑制や死滅により、目詰ま
りを抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微生物を含む汚濁
水を分離除去することを目的とした、砂ろ過を用いた水
処理方法や砂ろ過槽を用いた水処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】砂ろ過槽を用いた水処理装置では、長時
間の運転によって、砂ろ過槽のろ過砂の表面に汚濁物質
や微生物が付着して目詰まりが起こり、ろ過水量の減少
などのろ過性能が低下する。これらのろ過性能の低下
は、砂ろ過槽を逆洗浄することによってある程度回復す
ることができる。砂ろ過槽の逆洗浄は、通常ろ過時の水
の流れとは逆方向に水を流すことにより行われ、物理的
な作用によって汚濁物質を取り除いている。

【０００３】逆洗浄のこの方法では、濃縮された汚濁物
質を多量に含む排水、いわゆる逆洗水を発生させること
になる。従来、この逆洗水は砂ろ過槽の外に別個に設け
られた逆洗水処理装置に導かれ、処理されていた。ま
た、逆洗水処理装置に塩素またはオゾンなどの薬品を混
入する設備により逆洗効果を向上させる方法も提案され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これらの方法は、原水
の性状に応じて薬品注入量を制御することが望ましい
が、一定注入で制御される場合が多く、薬品の過不足が
生じ、ろ適性能を高く維持することが困難であった。ま
た、近年は原水中に消毒耐性のあるクリプトスポリジウ
ムなどの原虫の存在が知られており、逆洗水処理中にこ
れらの微生物が高濃度で蓄積された場合には、その対策
が必要となる。現在、膜ろ過など様々な方法が進められ
ているが完全には実用化されていない。

【０００５】本発明では、上記の点を考慮してなされた
ものであり、その目的は、砂ろ過を用いた水処理方法や
砂ろ過槽を用いた水処理装置において、特に砂ろ過に捕
捉された微生物の不活化および微生物による目詰まりの
抑制する方法や装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、砂ろ過を用
いた水処理方法において、ろ過砂中に捕捉された微生物
を、電圧の印加によって不活化することとする。また、
砂ろ過槽を用いた水処理装置において、砂ろ過槽内に対
向する電極を設け、ろ過時または逆洗時にこの対向する
電極間に高電圧パルスを印加することとする。この際に
対向する電極としては、１対または複数組の対向する電
極を設けることが可能である。

【０００７】砂ろ過槽内に高電圧パルスを印加すると、
ろ過砂は電気抵抗が大きいため、ろ過砂上に残留する懸
濁質および水分を保有した微生物に優先的に電圧が印加
され、電流が流れる。このため、微生物を不活化するこ
とが可能となる。また、高電圧パルス印加は、微生物の
増殖抑制や死滅により、目詰まりの抑制に有効である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を例
を挙げて説明する。図１に、本発明を実証するために用
いたフロー概略図を示す。この中の砂ろ過槽４は、逆洗
浄中にろ過砂に高電圧パルスを印加できるように一対の
電極５を設けた装置に構成してある。

【０００９】原水としては下水処理水（濁度２０〜３０
度、ＴＯＣ３〜５ｍｇ／Ｌ）にクリプトスポリジウムを
１６０〜２００個／ｍＬとなるように添加したものを原
水タンク１にあらかじめ仕込んでおいたものを用い、こ
の原水を原水ポンプ２および流量計３を用いて砂ろ過槽
４に通水した。１回のろ過時間を１２時間とし、このろ
過処理後、砂ろ過槽４への原水の流入を停止し、１０ｋ
Ｖ、０．５秒間、１００回の高電圧パルスを砂ろ過槽内
の一対の電極５の間に印加した。また、高電圧パルス印
加後、ろ過水を用いた逆圧洗浄をろ過水タンク８より逆
水圧ポンプ９を用いて行い、ドレン１０より排水した。

【００１０】図２には、本発明で使用した砂ろ過槽４中
の一対の電極５の構成例を示す。電極の形状と配置は、
次の２通りの方法を使用した。図２（ａ）は、砂ろ過槽
の内壁に沿って平板電極を設置する平板電極法で、電極
間隔が大きいために印加電圧としては高電圧を必要とす
るが、電極の構成が比較的単純になる。また、図２
（ｂ）は、砂ろ過槽内の四隅に棒状電極を埋没させ、中
央に一本棒状電極を設置する棒状電極法で、電極の間隔
が狭いために印加電圧は低くすむが、電極構成が複雑に
なる。

【００１１】図３は、この実施例におけるろ過流速の経
時変化を示した図である。この図から、高電圧パルスを
印加しないで運転した場合には、逆洗を行っても徐々に
ろ過流速は減少していくのに対して、高電圧パルスを印
加した場合には、微生物の増殖が抑制、又は、死滅され
るため、ろ過流速の減少は抑えられていることがわか
る。

【００１２】図４には、本実施例におけるクリプトスポ
リジウムの不活化率を示す。クリプトスポリジウムを原
水に投入し、砂ろ過処理を行い、逆洗処理後にドレン１
０より得られた逆洗処理水中のクリプトスポリジウムを
観察した結果である。この図から、従来の方法で逆洗浄
した結果では０％の不活化率となった。本発明の砂ろ過
後に高電圧パルスを印加し、逆洗処理したもので、上記
の平板電極法のものでは６０％の不活化率が、また棒状
電極法のものでは、９５％の不活化率が得られた。この
実施例から、高電圧パルスによって、微生物の不活化が
有効であることがわかる。また、この実施例では、平板
電極法より棒状電極法が有効であった。印加電圧と時間
および回数については、目安としては、５〜２０ｋＶ、
０．１〜１秒、数回〜数十回となるが、実際に処理を行
う原水について実験を行い最適値を見つける必要があ
る。

【００１３】また、この実施例では、電極配置として、
平板電極と棒状電極を使用したが、電極の配置はこの２
例に限定されることなく、砂ろ過槽内の微生物に均等に
電界が印加される電極配置として、多数本の針電極やメ
ッシュ電極なども使用可能である。

【００１４】

【発明の効果】上述のように、逆洗浄過程の間に、高電
圧パルスを印加することによって、効率的に砂ろ過槽内
に付着した物質および微生物を剥離、除去、不活化する
ことが可能となる。これらの結果として、逆洗浄水処理
装置を省くことや、逆洗浄水の処理効果を高めることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実証するために用いた定量ろ過実験の
フロー概略図

【図２】本発明における電極形状を示す図

【図３】本発明の実施例におけるろ過流速相対値の変化
を示す図

【図４】本発明におけるクリプトスポリジウム不活化率
を示す図

【符号の説明】

１： 原水タンク ２： 原水ポンプ ３： 流量計 ４： 膜モジュール ５： 膜 ６： 高電圧パルス発生装置 ７： 切替弁 ８： ろ過水タンク ９： 逆圧水ポンプ １０： 逆洗水ドレン １１： パルス電源 １２： 平板電極 １３： 棒状電極

フロントページの続き (72)発明者 本山 信行 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 Ｆターム(参考） 4D041 BA01 BB04 BC11 CA07 CB04 4D061 DA08 DB03 EA13 EB01 EB07 EB22 EB33 ED20

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】砂ろ過を用いた水処理方法において、ろ過
   砂中に捕捉された微生物を、電圧の印加によって不活化
   することを特徴とする砂ろ過を用いた水処理方法。
2. 【請求項２】砂ろ過槽を用いた水処理装置において、ろ
   過砂中に捕捉された微生物を不活化するために、砂ろ過
   槽内に対向する電極を設け、ろ過時または逆洗時にこの
   対向する電極間に高電圧パルスを印加するようにしてな
   ることを特徴とする砂ろ過槽を用いた水処理装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の水処理装置において、対向
   する電極として１対または複数組の対向する電極を設け
   ることを特徴とする砂ろ過槽を用いた水処理装置。