JP2002239308A - 浮上ろ材を用いたろ過装置および水処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価なろ材を用いて、処理水質が優れ、なお
かつ高速処理が可能で、ランニングコストの増大，稼動
率の低下を招くことのないろ過装置および水処理方法を
提供すること。 【解決手段】 処理槽１０の内部上方および下方にろ材
流出防止板１１，１２をそれぞれ設置し、それらのろ材
流出防止板間に浮上ろ材Ａを充填し、前記処理槽の下部
より原水１００を上向水流で通水し、前記浮上ろ材によ
り前記原水中の懸濁質１０１を除去する浮上ろ材を用い
たろ過装置において、前記ろ材Ａは、径が０．２〜３ｍ
ｍであり、その径に対する長さの比が３〜３０の短繊維
状であり、比重が０．１〜０．９９であることを特徴と
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、浮上ろ材を用いた
ろ過装置および水処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】特公平２−２６８２号に見られるよう
に、浮上ろ材を用いたろ過装置は、（ろ過砂，アンスラ
イトを使用したろ過装置に比べ）装置重量を軽量化で
き、またろ材を工夫することで処理水質を向上できるな
どの利点がある。

【０００３】処理水質を向上するろ材の工夫には、ろ材
の表面積を増加し濁質の捕捉量を上げることが有効であ
る。ろ材の表面積を増加するにはろ材を小さくすれば良
いが、ろ材間の空隙率が減少し、また、ろ材の流出防止
板の目開きを細かくする必要があり、圧力損失が増大す
るために高速処理が困難になる。

【０００４】これを解決するためには、空隙率を上げる
ことが必要であるが、ろ材を大きくして空隙率を上げた
り、ろ材を中空化してろ材自身の空隙率を上げると、濁
質が捕捉されず処理水側へ漏出するため処理水質が低下
してしまう。

【０００５】そこで、ろ材の表面積を大きくし、かつ空
隙率を上げるために、ろ材形状を複雑にして表面積を増
やした樹脂成型品が提案されている。

【０００６】ところで、ろ材は使用に伴い洗浄では剥離
しない濁質分が付着していき、ろ過圧力が上昇するなど
性能が低下していくため、定期的な交換が不可欠である
が、このような樹脂成型ろ材は、非常に高価であり、交
換によるランニングコストが増大してしまう。それを避
けるためには、頻繁かつ強力な洗浄が必要であり、する
と稼動率が低下するという問題が起こってしまう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情に鑑みてなされたもので、安価なろ材を用いて、処理
水質が優れ、なおかつ高速処理が可能で、ランニングコ
ストの増大，稼動率の低下を招くことのないろ過装置お
よび水処理方法を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１の
浮上ろ材を用いたろ過装置では、処理槽の内部上方およ
び下方にろ材流出防止板をそれぞれ設置し、それらのろ
材流出防止板間に浮上ろ材を充填し、前記処理槽の下部
より原水を上向水流で通水し、前記浮上ろ材により前記
原水中の懸濁質を除去する浮上ろ材を用いたろ過装置に
おいて、前記ろ材は、径が０．２〜３ｍｍであり、その
径に対する長さの比が３〜３０の短繊維状であり、比重
が０．１〜０．９９であることを特徴としている。

【０００９】この発明によれば、ろ材の形状が短繊維状
であり、単純な形をしており、廃繊維を切断して製造す
ることも可能であるため、非常に安価に得られ、費用を
大幅に低減できる。また、ろ材は小さくしなやかな短繊
維状であるため、体積あたりの表面積が大きく、捕捉量
が多くなり処理水質も良好になり、しかもろ材の径は、
ろ過砂，アンスラサイトとほぼ同等の０．２〜３ｍｍで
あるため、圧力損失の大きな上昇はない。

【００１０】本発明に係る請求項２の浮上ろ材を用いた
ろ過装置では、請求項１の発明において、前記ろ材流出
防止板として、金属箔をハニカム状に整形した板を用い
ることを特徴としている。

【００１１】この発明によれば、小さなろ材の流出も防
げ、ろ材流出防止板自体の圧力損失も非常に小さくでき
る。

【００１２】本発明に係る請求項３の浮上ろ材を用いた
ろ過装置での水処理方法では、請求項１または２のろ過
装置での水処理方法であって、空気洗浄時にろ材を排水
とともに排出し、新たなろ材を原水とともに注入するこ
とを特徴としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係る浮上ろ材を用いたろ過装置の好ましい実施の形態に
ついて詳説する。

【００１４】図１、図２、図３は本発明に係る浮上ろ材
を用いたろ過装置の構成図であり、各々の運転状態を示
している。

【００１５】このろ過装置は、円筒状の処理槽１０を備
えている。この処理槽１０の内部には上部ろ材流出防止
板１１と下部ろ材流出防止板１２が設置され、該処理槽
１０の内部が原水室１３，処理室１４，処理水集水室１
５に画成されている。

【００１６】上部および下部ろ材流出防止板１１，１２
は、厚み３０〜１００μｍ，幅２０〜７０ｍｍのステン
レス，チタンなどの金属箔を目開き０．２〜１．０ｍｍ
のハニカム状に成型したもの、例えば特開平１１−３１
９４２５号のような金属ハニカム板を使用している。

【００１７】原水室１３の底部は逆円錐状に形成され、
その下端にはドレンパイプ２０の一端が接続され、該ド
レンパイプ２０には排水弁２１が介在されている。

【００１８】また、処理室１４には下部にドレンパイプ
３０の一端が接続され、該ドレンパイプ３０には排水弁
３１が介在されている。さらに、処理室１４には下部に
散気管４０が設置され、該散気管４０は通気パイプ４１
を介してブロア（空気供給源）４２に接続されており、
該通気パイプ４１には閉止弁４３が介在されている。

【００１９】また、原水室１３と処理室１４には、原水
供給パイプ５０ａ，５０ｂの一端がそれぞれ接続され、
それらのパイプ５０ａ，５０ｂには原水弁５１ａ，５１
ｂがそれぞれ介在されている。それらのパイプ５０ａ，
５０ｂの他端は互いに原水集合パイプ５０に接続され、
その原水集合パイプ５０には原水ポンプ５２が介在され
ている。

【００２０】また、処理水集水室１５には、その天井壁
に処理水パイプ６０の一端が接続され、該パイプ６０に
よって処理水集水室１５が処理水槽６１に接続され、そ
の処理水パイプ６０には処理水弁６２が介在されてい
る。さらに、処理水集水室１５には、循環パイプ７０の
一端が接続され、該パイプ７０の他端は原水集合パイプ
５０における原水ポンプ５２の下流側に接続されてい
る。

【００２１】また、このろ過装置は、一端を処理水槽６
１の下部に接続し、他端を処理水パイプ６０における処
理水弁６２の処理槽１０側に接続した循環パイプ８０を
備えており、該パイプ８０には逆洗ポンプ８１が介在さ
れ、該パイプ８０における逆洗ポンプ８１の下流側に逆
洗弁８２が介在されている。さらに、この浮上ろ過装置
の原水集合パイプ５０における原水ポンプ５２の上流に
は、ろ材注入パイプ９０の一端が接続されており、該パ
イプ９０にはろ材注入弁９１が介在されている。

【００２２】そして、このろ過装置では、処理室１４に
短繊維状のろ材Ａが充填される。このろ材Ａとしては、
径が０．２〜３ｍｍであり、その径に対する長さの比が
３〜３０であり、比重が０．１〜０．９９のものが使用
される。

【００２３】このように構成されたろ過装置は、以下の
ようにして運転され、原水（被処理水）の浄化が行なわ
れる。

【００２４】先ず、このろ過装置を運転するに先立っ
て、弁２１，３１，４３，５１ｂ，７１，８２，９１を
閉弁した状態で、弁５１ａ，６２を開弁する。また、ポ
ンプ８１およびブロア４２は停止しておく。

【００２５】そして、ポンプ５２を運転すると、原水１
００は、原水ポンプ５２により、処理槽１０の原水室１
３に圧送される。その原水１００は、下部ろ材流出防止
板１２を経て処理室１４に導入され、図１に示したよう
に、処理室１４においてろ材Ａを押し上げ、該ろ材Ａ，
上部ろ材流出防止板１１を経て処理水集水室１５に送ら
れる。その際、原水１００はろ材Ａで濁質１０１が捕捉
され、処理水集水室１５には浄化された処理水１０２が
集水される。そして、処理水集水室１５に集められた処
理水１０２は、処理水集水室１５から処理水弁６２を経
て処理水槽６１に導かれる。

【００２６】このようにして原水１００は浄化される
が、時間と共にろ材Ａには、原水１００中の濁質１０１
が徐々に付着する。このような場合には、ろ材Ａに付着
した濁質１０１を除去する必要が生じる。

【００２７】そこで、ろ過運転を一定時間行った後、ま
たは一定量の処理水を得た後、あるいはろ過圧力が一定
値を超えた場合に、物理的洗浄が行なわれる。

【００２８】ろ材Ａの物理的洗浄は、図２に示したよう
に、先ず、排気弁１１０及び排水弁２１を開き処理槽１
０内の水位を下げ、処理水集水室１５と縁を切る。この
際、処理水弁６２を閉じるとともに、逆洗弁８２を開
き、逆洗ポンプ８１にて処理水槽６１中の処理水１０２
を処理水集水室１５，上部ろ材流出防止板１１を経て処
理室１４に導入して逆洗してもよい。

【００２９】適当な高さまで処理槽１０内の水位を下げ
た後、排水弁２１を閉じ、ブロア４２から空気を供給し
て散気管４０から散気を行い、ろ材Ａを空気洗浄するこ
とで、ろ材Ａに捕捉された濁質１０１を剥離する。処理
槽１０内の水位は、空気洗浄時にホールドアップして洗
浄水が処理水集水室１５へ入らなければできるだけ高い
ほうがより多くの水で洗浄できるため好ましい。このよ
うに処理水集水室１５と原水１００との縁を切ること
で、剥離した濁質１０１が処理水集水室１５へ混入する
のを防止している。

【００３０】その後散気を停止し、図３に示したよう
に、ろ材Ａが浮上して濁質１０１の懸濁した濃縮液１０
０ａと分離した時点で、排水弁２１を開き排水する。そ
の後原水弁５１ａを開き、原水ポンプ５２で原水１００
を処理槽１０内に供給して再びろ過運転に入るが、ろ過
運転再開当初は処理水集水室１５に送出されるろ過水中
に濁質１０１が混入するため、循環弁７１を開いて処理
水集水室１５の処理水１０２を原水集合パイプ５０に戻
し、清澄なろ過水が得られるまで循環させる。ろ過水が
処理水として使用に耐える水質になった時点で循環弁７
１を閉じ、処理水弁６２を開けて処理水１０２を得る。
空気洗浄は通常数秒〜数分間行うが、ろ材Ａの汚れが大
きいなど、場合によって排水後原水１００の供給を適当
な水位で止め、再び空気洗浄を繰り返してもよい。ま
た、繰り返す回数もろ材Ａの汚れ方に応じて決定すれば
よい。

【００３１】これによりろ材Ａをより清浄にした状態で
ろ過運転に入ることができ、ろ過運転を安定して行え、
空気洗浄間隔を長くでき循環時間も短縮できるので、運
転効率を上げることができる。

【００３２】空気洗浄を行なっても、ろ材Ａからの濁質
１０１の剥離が悪くてろ過性能が上がらない場合には、
空気洗浄時に、又は空気洗浄後の排水時に排水弁３１を
開き、ろ材Ａの全部または一部を排出し、その後ろ材注
入弁９１，原水弁５１ｂを開き、ろ材Ａを原水１００と
共に処理槽１０内に供給する。このようにすれば、ろ材
Ａの交換を容易に行うことができ、ろ材交換時間の大幅
な低減が図れる。

【００３３】図４は本発明の実施の形態に係るデータで
ある。

【００３４】短繊維ろ材Ａの径に対する長さの比を変化
させ、ろ過時の濁質除去率および洗浄時の濁質排出率、
即ちろ材Ａに捕捉された濁質量に対する剥離除去される
濁質量の割合を示している。

【００３５】このデータによれば、径に対する長さの比
が３未満では、濁質除去率が低下し、３０を超えると洗
浄時濁質排出率が低下している。これは、径に対する長
さの比が大きい程、ろ過時のろ材Ａは空隙が小さくな
り、濁質除去に好ましい状態が形成されるためと言え
る。しかし、径に対する長さの比が３０を超えると、濁
質排出率が低下する。これは、洗浄時にろ材Ａがほぐさ
れ難くなるためと言える。

【００３６】このような結果から、ろ材Ａの径に対する
長さの比が３〜３０の範囲が濁質除去にも濁質排出（洗
浄）にも好適な条件であることが分かる。

【００３７】

【発明の効果】本発明に係る浮上ろ材を用いたろ過装置
によれば、ろ材の形状が短繊維状であり、単純な形をし
ており、廃繊維を切断して製造することも可能であり、
非常に安価であるため費用を大幅に低減できる。さら
に、ろ材は小さくしなやかな短繊維状であるため、ほぼ
球形をしているろ過砂，アンスラサイトよりも体積あた
りの表面積が大きく、捕捉量が多くなり処理水質も良好
である。しかもろ材の径は、ろ過砂，アンスラサイトと
ほぼ同等の０．２〜３ｍｍであるため、圧力損失の大き
な上昇はない。

【００３８】また、本発明に係る浮上ろ材を用いたろ過
装置では、ろ材流出防止板にハニカム状に成型した金属
ハニカム板を用いるので、小さなろ材の流出も防げ、ろ
材流出防止板自体の圧力損失も非常に小さくできる。

【００３９】また、本発明に係る浮上ろ材を用いたろ過
装置での水処理方法では、空気清浄時にろ材を排水とと
もに排出し、新たなろ材を原水とともに注入するので、
ろ材の交換を容易に行うことができ、ろ材交換時間の大
幅な低減が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る浮上ろ材を用いたろ過装置の一実
施の形態を示したもので、浄化運転状態を示した構成図
である。

【図２】図１に示した浮上ろ材を用いたろ過装置におい
て、ろ材から濁質を剥離させる運転状態を示した構成図
である。

【図３】図１に示した浮上ろ材を用いたろ過装置におい
て、ろ材の交換する運転状態を示した構成図である。

【図４】本発明に係る浮上ろ材を用いたろ過装置におけ
るろ材の径と長さの比が濁質の除去率および洗浄時の濁
質排出率に及ぼす影響を示した図である。

【符号の説明】

１０…処理槽，１１…上部ろ材流出防止板，１２…下部
ろ材流出防止板，１３…原水室，１４…処理室，１５…
処理水集水室，２０…ドレンパイプ，２１…排水弁，３
０…ドレンパイプ，３１…排水弁，４０…散気管，４１
…通気パイプ，４２…ブロア（空気供給源），４３…閉
止弁，５０…原水集合パイプ，５０ａ，５０ｂ…原水供
給パイプ，５１ａ，５１ｂ…原水弁，５２…原水ポン
プ，６０…処理水パイプ，６１…処理水槽，６２…処理
水弁，７０…循環パイプ，７１…循環弁，８０…循環パ
イプ，８１…逆洗ポンプ，８２…逆洗弁，９０…ろ材注
入パイプ，９１…ろ材注入弁，１００…原水（被処理
液），１００ａ…濃縮液，１０１…濁質，１０２…処理
水，Ａ…，ろ材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理槽の内部上方および下方にろ材流出
   防止板をそれぞれ設置し、それらのろ材流出防止板間に
   浮上ろ材を充填し、前記処理槽の下部より原水を上向水
   流で通水し、前記浮上ろ材により前記原水中の懸濁質を
   除去する浮上ろ材を用いたろ過装置において、前記ろ材
   は、径が０．２〜３ｍｍであり、その径に対する長さの
   比が３〜３０の短繊維状であり、比重が０．１〜０．９
   ９であることを特徴とする浮上ろ材を用いたろ過装置。
2. 【請求項２】 前記ろ材流出防止板として、金属箔をハ
   ニカム状に整形した板を用いることを特徴とする請求項
   １に記載の浮上ろ材を用いたろ過装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２の浮上ろ材を用いたろ
   過装置での水処理方法において、空気清浄時にろ材を排
   水とともに排出し、新たなろ材を原水とともに注入する
   ことを特徴とする浮上ろ材を用いたろ過装置での水処理
   方法。