JP2003210911A - 懸濁物質を含有する被処理水のろ過方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 捕捉した懸濁物質の排出を安定して長時間維
持でき、水回収率を向上させることができるろ過方法を
提供する。 【解決手段】 ろ過材を充填しているろ過材層２と、該
２上部を流動化する撹拌機４と、前記２より上部に中間
捨水排出管６とを有する圧力式ろ過器を用いて、懸濁物
質を含有する被処理水をろ過するに際し、該ろ過工程に
より、ろ過材表層付近に懸濁物質が捕捉され、ろ過抵抗
が増した時が定期的に、（ａ）前記管６より中間捨水す
る工程、（ｂ）下部から２が流動しない範囲の水と空気
を導入し、４を５〜２５ｒｐｍで回転し、補足した懸濁
物質をろ過材より剥離して２上部に運搬する工程、
（ｃ）管６より中間捨水する工程、（ｄ）２が流動化し
ない範囲の低流速の水洗浄を行い、かつ前記４を５〜２
５ｒｐｍで撹拌し、懸濁物質と残留している空気を系外
へ排出する工程によりろ過材層の洗浄を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、懸濁物質を含有す
る被処理水のろ過方法に係り、特に繊維質などを多く含
み、表層ろ過になり易く、マッドボールを形成し易い、
製紙エ場のセルロース繊維を含む白水ろ過等に適用でき
るろ過方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術を、白水ろ過を例に説明す
る。白水ろ過用には、無機凝集材あるいは高分子ポリマ
ーで凝集処理した白水を対象に、砂とアンスラサイトの
２層ろ過とし、表洗装置を適用するのが一般的である。
例えば、一般に以下のような、仕様で行われている。 ろ過速度；ＬＶ１０〜１２ｍ／ｈ ２層ろ過；砂（有効径、１．０〜２．０ｍｍ、層高は３
００〜４００ｍｍ）、アンスラサイト（有効径、２．０
〜４．０ｍｍ、層高は〜８００ｍｍ）、 逆洗工程 中間捨水 空洗;０．５〜２．０ｍ／ｍｉｎ、ろ過材層は上下の
動きはあるが流動化はしない。 同時洗浄；の条件下で、水を導入し、ろ過材層の流
動が最適になるように、その流量を決め、洗浄する。こ
の水の流量は、ろ過材の比重、大きさ、水温条件等で異
なるが、それ自体でろ過材層が流動化する高流速で、短
時間行う。例えば下記例の如くである。 水、０．５〜２．０ｍ／ｍｉｎ、空気、０．５〜２．０
ｍ／ｍｉｎで１０〜３０秒間程度、 表洗；回転式表洗管、０．１〜０．３ｍ／ｍｉｎ、ノ
ズルからの噴出し、水力で表洗管が回転し、表層の懸濁
物質層を壊す。この時、逆洗水も高流速（ＬＶ０．５〜
２．０ｍ／ｍｉｎ程度）で導入する。表洗は同時洗浄と
同様に、交互に複数回行われることも多い。

【０００３】また、回転式表洗管の代わりに、空気と水
の同時洗浄を行い、ろ過材を流動化させ、この強力な同
時洗浄工程を連続的に行えるように、塔上部のフリーボ
ード内の構造を工夫した例もある。すなわち、気泡、懸
濁物質、ろ過材を分離し、ろ過材が流失しないように、
気液固の分離構造を有するようにしたろ過器である（特
許第１２７４７０号）。ろ過材は、砂及びアンスラサイ
トなどの複層としている。ろ過材である砂層の洗浄、マ
ッドボール生成によるチャンネリング（片流れ）防止の
ため、撹拌機を用いて、砂層内を撹拌できるようにし、
マッドボール生成あるいは、生成したものを破砕できる
ようにした砂ろ過機が、特許第２５０９８９５号に記載
されている。

【０００４】図３に、そのろ過器構造例を示す。符号
は、本発明に相当する番号に変更して示す。図３ではろ
過材は砂層であり、砂ろ過器の上部に逆洗用のろ過水タ
ンクを有している。このろ過機の逆洗工程では、撹拌ま
での工程は、圧力空気による空気バブリング工程と、ろ
液タンク水による水逆洗及び水逆洗と撹拌機による撹拌
の工程との２工程に明確に分かれている。このように、
前記逆浄工程では、水と空気の混層流による同時洗浄工
程、あるいは水と空気の混層流による同時洗浄工程中に
撹拌機を作動させ、ろ過材と懸濁物質の剥離、微細化、
排出を促進させることは行われていず、セルロースなど
の繊維質によるマッドボールの生成防止、あるいはその
破砕、そしてろ過材からの剥離、排出に、安定した効果
を維持することはできないのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術に鑑み、特に製紙工場の抄紙工程から出る白水中のセ
ルロース繊維を凝集処理することなく、ろ過器で捕捉し
たこれら繊維質の排出を安定して、長期間維持でき、水
回収率を向上させると共に、マッドボールが生成しても
解消することができる懸濁物質を含有する被処理水のろ
過方法を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、ろ過材を充填しているろ過材層と、該
ろ過材層上部を流動化する撹拌翼を有する撹拌機と、前
記ろ過材層より上部に中間捨水排出管とを有する圧力式
ろ過器を用いて、懸濁物質を含有する被処理水をろ過す
るに際し、該ろ過工程により、ろ過材表層付近に懸濁物
質が捕捉され、ろ過抵抗が増した時、あるいは定期的
に、次の工程（ａ）〜（ｄ）を順次行うろ過材層の洗浄
Ａを行う懸濁物質を含有する被処理水のろ過方法とした
ものである。 （ａ）前記中間捨水排出管より中間捨水する工程、
（ｂ）前記ろ過器上部の空気抜き管の弁を開とし、該ろ
過器下部からろ過材層が流動化しない範囲の水を導入し
つつ、空気を導入し、ろ過材層に気液混層流が流れてい
る同時洗浄状態で、前記撹拌機を５〜２５ｒｐｍで撹拌
し、ろ過材層を流動化し、捕捉した懸濁物質をろ過材よ
り剥離してろ過材層上部に運搬する工程、（ｃ）前記中
間捨水排出管より中間捨水する工程、（ｄ）前記ろ過器
上部の空気抜き管の弁、又は該ろ過器上部の逆洗水排出
管の弁を開とし、ろ過材層が流動化しない範囲の低流速
の水洗浄を行い、かつ前記撹拌機を５〜２５ｒｐｍで撹
拌し、懸濁物質の剥離、排出を促進しつつ、前記中間捨
水排出管より懸濁物質を系外へ排出し、ろ過材層内に残
留している空気を排出する工程。

【０００７】また、本発明では、前記被処理水のろ過方
法において、前記洗浄工程（ａ）〜（ｄ）と、ろ過工程
を繰り返した後に、定期的に、あるいは洗浄工程（ａ）
〜（ｄ）によって、充分ろ過抵抗が回復しない場合に、
次の工程（ｅ）〜（ｈ）を順次行うろ過材層の洗浄Ｂを
行う懸濁物質を含有する被処理水のろ過方法としたもの
である。（ｅ）前記中間捨水排出管より中間捨水する工
程、（ｆ）前記ろ過器上部の空気抜き管の弁を開とし、
ろ過器下部からろ過材層が流動化しない範囲の水を導入
しつつ、空気を導入し、ろ過材層に気液混層流が流れて
いる同時洗浄状態で、前記撹拌機を５〜２５ｒｐｍで撹
拌し、ろ過材層を流動化し、捕捉した懸濁物質をろ過材
より剥離してろ過材層上部に運搬する工程、（ｇ）前記
（ｅ）、（ｆ）工程を数回、繰り返す工程、（ｈ）若干
休止後、前記撹拌機を作動させず、前記（ｄ）工程の低
流速の水洗浄の４〜１５倍の高流速の水洗浄を行い、懸
濁物質をろ過器上部の逆洗水排出管又は前記中間捨水排
出管から系外に排出し、ろ過材層内に残留している空気
を排出する工程。前記ろ過方法において、ろ過材は、
砂、アンスラサイト、プラスチックろ材、活性炭、セラ
ミックろ材の材質より選ばれ、その粒径が１．５〜２０
ｍｍで、その形状が、粒状、球状、楕円形状、円柱状、
円筒形状とすることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明においては、従来の気液混
層流による撹拌作用と、撹拌機を用いた撹拌作用を組合
せ、洗浄工程を工夫している。ろ過材層が流動化しない
流速の水をろ過器下部から導入しつつ、ブロワ等により
同様に空気を導入し、水と空気の同時洗浄条件下で、撹
拌機を撹拌することにより、ろ過材層の流動化を促進す
る条件とすることによって、生成したマッドボール同士
の衝突、撹拌機の撹拌棒との衝突、あるいはろ過材同士
の摩擦作用などを効率的にしている。ろ過材層が流動化
しない流速の水量となるように、従来の同時洗浄時の水
の流量の１／５〜１／２と少なくし、ろ過材層の膨潤を
静置時の１０％以下に、好ましくは５％以下で、撹拌機
がスムーズに回転できればよいのである。このような条
件下で行うことが本発明の基本であり、前記の各種の効
果が効率的になるのである。

【０００９】従来のように高流速により、ろ過材を膨
潤、流動化させた条件では、膨潤の程度が大きくなり過
ぎて、マッドボールの解消、ろ過材からの懸濁物質の剥
離作用は低下する。本発明の前述の効率的であるという
ことは、撹拌機による流動化がスムーズであり、撹拌
機に無理なトルクがかからない、懸濁物質は、ろ過材
に無理な摩擦がかからずに剥離でき、かつ上向流の気液
混層流により、ろ過材層上部に運搬されていく、ろ過
材表層から中間捨水排出管の開口部までの距離が小さい
ので、剥離した懸濁物質が大きくても排出され易い、
ろ過材の粉化程度はごく小さい、ということである。

【００１０】その後、ろ過材が流動化しない低水量の水
洗浄と、撹拌機の撹拌作用によって、懸濁物質を排出す
る水洗浄の（ｄ）工程を行い、洗浄Ａを終了する。それ
により、使用される水量は小さくなる。しかし、前記の
洗浄工程（ａ）〜（ｄ）とろ過工程を繰り返すと、ろ過
時のろ抗上昇が早い場合が生じてくる。このような事態
を防止するため、定期的に、あるいはろ過時のろ抗が上
昇しやすい時に、洗浄Ａの前半工程（ａ）（ｂ）を繰り
返し、更に、撹拌機を使用しない、高流速の水洗浄工程
（ｇ）を行い、残留していた懸濁物質を塔上部の逆洗水
排出管、又は中間捨水排出管から排出する洗浄Ｂを行
う。本発明は、工程の異なる二つの洗浄Ａと洗浄Ｂをう
まくを組合せることも基本にしている。

【００１１】本発明者等は白水のろ過について鋭意検討
し、下記の結果を得たことから本発明に至った。 （１）白水を従来のように凝集剤を添加しないで、直接
ろ過材に接触させても、充分なろ過効果がある。またろ
過材の粒径は１．５〜２０ｍｍと変化し、かつ、大きく
ても、ろ過には効果的である。材質も通常の砂、粒径の
大きい鋳物用の砂、アンスラサイト、あるいは活性炭な
ど単一の材質でも効果がある。従来のように２層ろ過の
ような複層として、ろ層がある程度混合してもかまわな
い。ろ過材の材質、形状としては、アンスラサイト程度
の真比重が１、６程度以下の、磨耗しにくいものが撹拌
機による撹拌上、好ましい。しかしセラミックや鋳物砂
のような、真比重が大きく、かつ粒径の大きなもので
も、本発明の気液混層流下で、撹拌機によって、撹拌で
きるものであればよいのであって、その真比重と大き
さ、形状を考慮して、使用することができる。

【００１２】（２）白水の繊維質のような懸濁物質をろ
過すると、ろ過材の粒径が小さいほど、その表層に大部
分が捕捉される。そして、ろ過が進むにつれて、懸濁物
質が厚みを増し、表層に不均一な厚みを有する懸濁物質
層が形成されていく。ろ過材層の中に入りこんでいく懸
濁物質は、ろ過材の粒径、ろ過速度、原水の性状等によ
って異なる。粒径３〜５ｍｍのアンスラサイトの場合
は、ろ過速度ＬＶ１５〜３０ｍ／ｈでも表層より、１０
０〜１５０ｍｍ下程度までしか入らない。大部分の懸濁
物質は表層部にあり、不均一な厚みを有する懸濁物質層
が形成される捕捉状態となる。それゆえ、ろ過が進むに
従い、懸濁物質層が厚みを増していくため、ろ過の役目
も果たし、ろ過水質は良くなる傾向を示す。このような
表層ろ過傾向のため、ろ過抵抗は、急激に上がる傾向を
示す。したがって、従来のような２層ろ過等は必ずし
も、必要ではなく、単一のろ過材でも充分に使用できる
ことが分かった。そして、ろ過材の層高も、ろ過時ある
いは逆洗時の水及び空気の均一分散が達成される程度
の、低い層高でもよいことを見い出した。

【００１３】（３）このようなろ過時の懸濁物質の捕捉
状態となるのは、前もって凝集処理をしていないため、
被ろ過水中のセルロース繊維質の荷電状態がろ過に好都
合な条件になっていること、また繊維状という細長い形
状によるため等、またろ過材の性状によると思われる。 （４）このようにろ適材にしっかりと捕捉される懸濁物
質を、ろ過材から剥離、排出することは通常の操作では
容易でなく、前述のような従来の方法では、ろ過、洗浄
工程を繰り返していくと、次第にマッドボールが生じ、
増加して、安定運転を維持できなくなる。 （５）それゆえ従来法を改良した気液混層流による同時
洗浄工程と、撹拌機による撹拌作用を組合せ、ろ過材の
流動化と付着懸濁物質の剥離を効率的に行うように各工
程を工夫した。表層部付近に生成する不均一な厚みを有
する懸濁物質層を破砕し、微細化し、ろ過材から剥離
し、少ない水量で排出できるようにした。

【００１４】（６）本発明の知見で重要なことは、下記
の点である。 ろ過材層の膨潤が少ない条件で、気液混層流による同
時洗浄工程と撹拌機による撹拌作用の併用により、ろ過
材層を流動化させてろ過材と懸濁物質の剥離、分離、上
部への運搬作用が促進できると共に、ろ過材の磨耗粉化
が極く小さいことを見出したこと。 その後、ろ過材を流動しない流速の水を塔下部から導
入しつつ、撹拌機を回転させることにより、少ない水量
の、水洗浄の（ｄ）工程で、ろ過材を流失させることな
く、効率的に懸濁物質を中間捨水排出管から排出できる
「洗浄Ａ」を見出したこと。

【００１５】そして、洗浄Ａの方法で充分でない時
は、〔洗浄Ａとろ過〕をＮ回、通常は２〜５回に１回程
度の割合で、あるいはろ過時にろ抗の上昇が早いとき、
ろ過工程を中止し、洗浄Ｂを行う。洗浄Ｂは、その工程
中に、洗浄Ａの前半工程（ａ）（ｂ）を含み、その効果
と後半の高流速の水洗浄（ｈ）工程で、洗浄Ａで排出し
きれずに、残留していた懸濁物質を系外に排出できるよ
うにしたことである。このように洗浄Ａと洗浄Ｂを組合
せて、ろ過を行うのである。水洗浄（ｈ）工程は、空気
と水の気液混層流、及び撹拌機による撹拌作用のとき用
いた水量の４〜１５倍の高流速で行い、塔上部逆洗水排
出管から、通常は排水する。この高流速という意味は必
ずしも、ろ過材が流動化する流速を意味しない。懸濁物
質を排出できればよい流速という意味である。 一見不完全とも思われる洗浄Ａは、表層ろ過によって
生ずる不均一な懸濁物質を洗浄する洗浄Ｂと同程度の効
果を有していることがわかった。 この洗浄Ａと洗浄Ｂを組合せることによって、水回収
率を大幅に改善できた。

【００１６】次に、本発明を図面を用いて詳細に説明す
る。図１は、本発明のろ過方法に用いる装置の一例を示
すフロー構成図であり、図２は、図１の圧力式ろ過器の
Ａ−Ａ断面図である。図において、１は圧力式ろ過器、
２はろ過材層、３は撹拌機、４−１は回転軸、４−２は
撹拌翼、４−３は撹拌棒、５は下部集水装置、６は中間
捨水排出管、７はろ過材層の表層、８は中間捨水排出管
開口部、９は上部逆洗水排出管、１０は原水タンク、１
８はろ過水タンクを示す。図１の装置を説明すると、圧
力式ろ過機は、６００ｍｍφ×１０００ｍｍＨの形状
で、該ろ過器の下部集水装置５の上にろ過材層２が、粒
径３〜５ｍｍのアンスラサイト約５００ｍｍの層高で充
填されている。ろ過器頂部には撹拌機３が設置され、回
転軸４−１、図２に示す２本の回転翼４−２、そして４
本の回転棒４−３が等間隔で設けられ、ろ過材層２の１
００ｍｍ〜３００ｍｍの深さ程度まで入ればよい。ここ
では１７０ｍｍの深さまで入っている。回転翼４−２、
回転棒４−３の数は、ろ過器形状によって増してもよ
い。

【００１７】回転棒４−３は４本あるが、その回転軌跡
がろ過面をでぎるだけカバーするように、その配置を変
えることもできるが、本発明においてはその必要性は小
さく、回転軸４−１にかかるトルクを考え、安定した回
転を得るため、等間隔にするのがよい。またその形状は
単に板状でもよく、鋭角部のないようにする。あるいは
丸棒に近い棒を用いてリボン形状にしたものを垂下して
もよい。中間捨水排出管６は、ろ過材層２の表層７よ
り、その開口部８の底面位置が１５０ｍｍの高さのとこ
ろに設け、塔上部逆洗排出管９と接続させた。開口部８
の位置は、ろ過器１形状と撹拌時のろ過材層２の若干の
膨潤を考慮して、表層位置の変動より上部になるよう
に、表層７より通常は１５０〜３００ｍｍの位置にす
る。ろ過器下部集水装置５は、０．２〜２ｍｍ程度のス
リット巾を有するフラットなウェジワイヤースクリー
ン、ノズル、あるいは従来の砂利などの支持層に集水管
としてもよい。

【００１８】次に、図１を用いてろ過、洗浄Ａについて
説明する。 （１）ろ過工程 原水の白水（クリア水）が、原水タンク１０から原水ポ
ンプＰ−１により、原水配管１１を経て圧力式ろ過機１
の上部に入る。ろ過されたろ液は、下部集水装置５、ろ
過水配管１２を経て、ろ過水タンク１８に貯留される。
原水の白水の懸濁物質（ＳＳ）は５〜３５ｍｇ／Ｌあっ
たが、ろ過水のＳＳは１．０〜５．２ｍｇ／Ｌであり、
平均３．５ｍｇ／Ｌであった。目標の５ｍｇ／Ｌ以下が
安定して得られた。 （２）中間捨水一１工程（ａ） ろ過終了後，空気抜き管１３の弁１３Ａを開とし、塔内
の圧力を下げると共に中間捨水排出管６の弁６Ａを開と
し、原水配管１１と接続する塔上部逆洗水排出管９より
排出し、塔内の水位を開口部８の位置まで下げる工程で
ある。この時、排出水は原水であるので、原水タンク１
０に回収してもよい。

【００１９】（３）同時洗浄工程（ｂ） 空気抜き管１３の弁１３Ａ、塔上部逆洗水排出管９の弁
９Ａを開とした状態で、洗浄水ポンプＰ−２をＯＮと
し、洗浄水配管１４の弁１４Ａを、そしてブロワ１５を
ＯＮとし、空気流入配管１６の弁１６Ａを開とし、ろ過
材層２に気液混層流を上向流で導入する。この時の各流
速（ＬＶ）は例えば、下記の如くである。 水 ：ＬＶ０．１〜０．４ｍ／ｍｉｎ（ろ過材がアンス
ラサイトの場合は０．１〜０．２ｍ／ｍｉｎ） 空気：ＬＶ０．５〜１．２ｍ／ｍｉｎ（ろ過材がアンス
ラサイトの場合は０．６〜１．０ｍ／ｍｉｎ） このような条件での気液混層流でも、例えばアンスラサ
イトは流動化はせず、空気によって表層７に不規則な凹
凸のある膨潤が見られる状態である。その膨潤率はろ過
材充填層高の２〜３％程度である。

【００２０】前記の不均一な厚みの懸濁物質層は空気が
ろ過材表層７を通り抜けるとき、表層７が揺れ動き、突
出するように抜けていくため、大きなブロック状に割れ
ていき、次第にそのブロックは小さくなる。そして、気
液混層流が流れたことを確認したら、洗浄水ポンプＰ−
２、ブロワ１５をＯＮにし、その後、若干遅れて、撹拌
機３をＯＮにし、ろ過材層２の撹拌流動を始める。撹拌
機に始動の時、無理なトルクがかからないようする。ろ
過材層２の上部に排出された懸濁物質を含む排水は、塔
上部逆洗水排出管９から、また空気は空気抜き管１３か
ら排出される。撹拌機による撹拌作用が起きると、前記
の大小のブロックは更に微細化していき、ろ過材層２の
上部に運搬されていく。通常本工程において、懸濁物質
の排出を効率的にするため、工程終了時の水位は、上部
逆洗水排出管９の位置以下とし、本工程を終了する。

【００２１】（４）中間捨水−２工程（ｃ） 同時洗浄工程後、懸濁物質を多量に含む排水の水位は、
中間捨水排出管６開口部８のかなり上部にある。この排
水を中間捨水排出管６の弁６Ａを開として、排出する。
中間捨水排出管６の開口部８は、ろ過材が流出しないよ
うに、また懸濁物質をできるだけ排出できるように、そ
の位置、構造を決める。

【００２２】（５）水洗浄−１工程（ｄ） 中間捨水排出管６の弁６Ａを開の状態とする。ろ過水タ
ンク１８のろ過水を洗浄水として、洗浄水ポンプＰ−２
をＯＮにし、洗浄水配管１４の弁１４Ａを開にして、Ｌ
Ｖ０．１〜０．３ｍ／ｍｉｎでろ過器下部から導入す
る。ろ過材がアンスラサイトで粒径が３〜５ｍｍ程度の
場合は、ＬＶ０．１２〜０．１８ｍ／ｍｉｎの流速でよ
い。そして、撹拌機３を５〜２５ｒｐｍで撹拌する。ろ
過材がアンスラサイトであれば、１４〜１８ｒｐｍ程度
とする。この回転数は、ろ過材を流動できればよいので
あり、回転軸４−１に過大なトルクがかからないように
する。本工程の時間は、前記（３）の項の同時逆洗工程
（ｂ）で充分に、マッドボールの破砕、ろ過材からの懸
濁物質の剥離及び器上部への運搬が進んでいるため、剥
離、微細化した懸濁物質を更に器上部に運搬し、中間捨
水排出管から排出できる時間であればよい。そのため、
ろ過材層２の２〜４倍量の逆洗水が流れる時間とするの
が好ましい。

【００２３】（６）満水、洗浄工程、 前工程の終了時は、器内の水位が開口部８の位置にある
ため、満水と器内洗浄を兼ねて行う。別々に行ってもよ
いが、同時にもできるので、ここでは同一工程に含ませ
た。空気抜き管１３の弁１３Ａを開としておく。原水ポ
ンプＰ−１をＯＮ、原水配管１１の弁１１Ａを開とし、
洗浄排水管１７の弁１７Ａを開として行う。この時、弁
１７Ａの開度は圧力式ろ過器の設計ろ過流速が得られる
ようにし、原水ポンプＰ−１はインバータ制御により、
ろ過時より、大きい流速になるようにすると、短時間で
器内は満水になる。満水になったら空気抜き管１３の弁
１３Ａを閉とし、その後必要な時間の洗浄を行う。

【００２４】次で、ろ過、洗浄Ｂについて説明する。 （７）ろ過工程と中間捨水−１工程（ｅ）は、前記洗浄
Ａの（１）、（２）、と同じである。 （８）空洗工程同時洗浄工程の前に、ろ過材の表層７付
近に形成された、不均一な懸濁物質層によって、ろ過材
層２がひとつの物体のように持ち上げるブロッキング現
象をなくすため、前記不均一な懸濁物質層を大きなブロ
ックになるよう、空気、水が通るように「割れ目」を作
るため行う。白水の場合でも、完全に１枚のプレートの
ようなものが形成されることはない。また懸濁物の質、
形成状況によっては本工程を省いて、次の同時洗浄工程
を行ってもよい。一般には、安全のため、次の工程と同
じ空洗条件で、３０秒間以下の短時間行う。

【００２５】（９）同時洗浄工程（ｆ）、中間捨水工程
（ｅ）は、前記洗浄Ａの（３）、（４）と同じである。 （１０）（９）の工程（３）（４）の繰り返し工程
（ｇ）は下記のような工程の順序としてもよい。 [（３）→（４）→（３）→（４）]→（１１）：２回
の繰り返し [（３）→（４）→（３）→休止（１０ｓｅｃ）] →
（１１）：この時は２回目の（３）工程を長くする。 [（３）→（４）]→（１１）：１回の繰り返し

【００２６】（１１）水洗浄−２工程（ｈ） ろ過水タンク１８のろ過水を用いて、洗浄水ポンプＰ−
２をＯＮにし、高流速用の弁１４Ｂを開、塔上部逆洗水
排出管９の弁９Ａを開とし、洗浄水ポンプＰ−２をイン
バータ制御し、高流速が得られるようにする。ろ過材が
アンスラサイトでも１．４〜１．８ｍ／ｍｉｎは必要で
あり、配管径が大きくなると共に、排水量も多くなる。
これを避けるため、０．６〜１．２ｍ／ｍｉｎで行い、
ろ過材が流出しないように注意し、上部逆洗水排出管９
の弁９Ａを開から閉にし、その後の排水を、ろ過材が流
失しないように流量を設定し、中間捨水排出管６から排
出してもよい。また水洗浄−２工程自体をやめてしま
い、前記（１０）で述べた繰り返し操作を多くし、その
後、この方法により、前項（１０）の繰り返しを２回行
ったところ、ろ過終点時のろ抗２０ｋＰａが、初期ろ抗
の２ｋＰａに回復した。 （１２）洗浄Ａで述べた満水、洗浄工程（６）とほぼ同
じであり、前工程で器内が満水であれば、空気抜き管１
３の弁１３Ａを閉にして、同じ洗浄フローで行う。

【００２７】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。 実施例１ 本実施例は、図１のろ過装置を用いて、抄紙工程白水の
ろ過、洗浄処理を行った。処理条件及びろ過器仕様は次
のとおりである。 ろ過器 ：圧力式ろ過器６００φ×１０００Ｈ（胴長） ろ過材 ：アンスラサイト単層（有効径、３ｍｍ、層高
５００ｍｍ） 原水 ：抄紙工程白水（クリア水ＳＳは５〜３０ｍｇ
／Ｌ）；水温３５〜４０℃ 撹拌機 ：１６ｒｐｍ、撹拌棒はアンスラサイト層の
表層から１７０ｍｍまで入っている。 ろ過速度：ＬＶ１５〜３０ｍ／ｈ

【００２８】ろ過、洗浄Ａの前記工程（１）〜（６）の
処理条件を表１に示す。

【表１】

【００２９】次にろ過、洗浄Ｂの前記工程（７）〜（１
２）の処理条件を表２に示す。表２で、工程（１）、
（２）は洗浄Ｂの（７）に、工程（３）、（４）は洗浄
Ｂの（９）に相当する。

【表２】

【００３０】ろ過器においては、水の回収率（原水量と
得られたろ過水量の比）及び、ろ過時間と懸濁物質の洗
浄除去に要する時間も重要である。水の回収率は大きい
ほど、水のロスが少なく、また洗浄除去時間は短いほど
稼働率が高くなり好ましい。そこで、前記洗浄Ａと洗浄
Ｂによる水の回収率を表３に示す。

【表３】 表３の如く、従来の水回収率である８０〜８５％が大幅
に改善され、高回収率が得られた。

【００３１】また、前記洗浄Ａと洗浄Ｂにおける装置の
稼動率を表４に示す。

【表４】 表４の如く、装置稼働率も８７％以上と良好であった。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、次のような効果を奏す
ることができる。 （１）本発明によって、白水は凝集処理することなく、
アンスラサイトなどの従来品に直接通水することによっ
て、シャワー水に使用できるろ過水水質が得られる。ま
た凝集処理した原水を対象としている従来の表洗管方式
などのろ過器を改良できる。 （２）本発明は、処理対象となる繊維質の多い、白水の
ような表層ろ過になりやすく、厚みの懸濁物質層を形成
する排水に対応した、懸濁物質の洗浄除去方法であり、
操作がシンプルで水回収率の高い、また装置稼動率の高
い方式である。 （３）ろ過材層の膨潤が少ない条件で、気液混層流によ
る水と空気の同時洗浄工程と、撹拌機による撹拌作用を
併用し、排水量の少ない、かつ生成したマッドボールの
破砕、微細化、またろ過材からの懸濁物質の剥離、運
搬、排出に効果的な方法である。 （４）本発明の圧力式ろ過器を使用することにより、白
水などの繊維質の多い廃水の回収、再利用ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のろ過方法に用いる装置の一例を示すフ
ロー構成図。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図

【図３】従来のろ過装置の一例を示す概略構成図。

【符号の説明】

１：圧力式ろ過器、２：ろ過材層、３：撹拌機、４−
１：回転軸、４−２：撹拌翼、４−３：撹拌棒、５：下
部集水装置、６：中間捨水排出管、７：ろ過材層の表
層、８：中間捨水排出管の開口部、９：上部逆洗水排出
管、１０：原水タンク、１１：原水配管、１５：ブロ
ワ、１６：空気流入配管、１８：ろ過水タンク、１９：
ろ過水配水管

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｄ２１Ｆ 1/66 Ｂ０１Ｄ 29/08 ５４０Ａ 29/38 ５１０Ｂ ５２０Ｅ ５４０ ５８０Ｆ (72)発明者 高橋 知宏 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 川上 彰 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 府中 裕一 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 長南 勘六 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 Ｆターム(参考） 4D019 AA03 BA03 BA05 BA07 BA13 BB12 BB15 BD01 4L055 BD14 CE65 EA19 FA22

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ろ過材を充填しているろ過材層と、該ろ
   過材層上部を流動化する撹拌翼を有する撹拌機と、前記
   ろ過材層より上部に中間捨水排出管とを有する圧力式ろ
   過器を用いて、懸濁物質を含有する被処理水をろ過する
   に際し、該ろ過工程により、ろ過材表層付近に懸濁物質
   が捕捉され、ろ過抵抗が増した時、あるいは定期的に、
   次の工程（ａ）〜（ｄ）を順次行うろ過材層の洗浄Ａを
   行うことを特徴とする懸濁物質を含有する被処理水のろ
   過方法。 （ａ）前記中間捨水排出管より中間捨水する工程、 （ｂ）前記ろ過器上部の空気抜き管の弁を開とし、該ろ
   過器下部からろ過材層が流動化しない範囲の水を導入し
   つつ、空気を導入し、ろ過材層に気液混層流が流れてい
   る同時洗浄状態で、前記撹拌機を５〜２５ｒｐｍで撹拌
   し、ろ過材層を流動化し、捕捉した懸濁物質をろ過材よ
   り剥離してろ過材層上部に運搬する工程、 （ｃ）前記中間捨水排出管より中間捨水する工程、 （ｄ）前記ろ過器上部の空気抜き管の弁、又は該ろ過器
   上部の逆洗水排出管の弁を開とし、ろ過材層が流動化し
   ない範囲の低流速の水洗浄を行い、かつ前記撹拌機を５
   〜２５ｒｐｍで撹拌し、懸濁物質の剥離、排出を促進し
   つつ、前記中間捨水排出管より懸濁物質を系外へ排出
   し、ろ過材層内に残留している空気を排出する工程。
2. 【請求項２】 請求項１記載の被処理水のろ過方法にお
   いて、前記洗浄工程（ａ）〜（ｄ）と、ろ過工程を繰り
   返した後に、定期的に、あるいは洗浄工程（ａ）〜
   （ｄ）によって、充分ろ過抵抗が回復しない場合に、次
   の工程（ｅ）〜（ｈ）を順次行うろ過材層の洗浄Ｂを行
   うことを特徴とする懸濁物質を含有する被処理水のろ過
   方法。 （ｅ）前記中間捨水排出管より中間捨水する工程、 （ｆ）前記ろ過器上部の空気抜き管の弁を開とし、ろ過
   器下部からろ過材層が流動化しない範囲の水を導入しつ
   つ、空気を導入し、ろ過材層に気液混層流が流れている
   同時洗浄状態で、前記撹拌機を５〜２５ｒｐｍで撹拌
   し、ろ過材層を流動化し、捕捉した懸濁物質をろ過材よ
   り剥離してろ過材層上部に運搬する工程、 （ｇ）前記（ｅ）、（ｆ）工程を数回、繰り返す工程、 （ｈ）若干休止後、前記撹拌機を作動させず、前記
   （ｄ）工程の低流速の水洗浄の４〜１５倍の高流速の水
   洗浄を行い、懸濁物質をろ過器上部の逆洗水排出管又は
   前記中間捨水排出管から系外に排出し、ろ過材層内に残
   留している空気を排出する工程。
3. 【請求項３】 前記ろ過材が、砂、アンスラサイト、プ
   ラスチックろ材、活性炭、セラミックろ材の材質より選
   ばれ、その粒径が１．５〜２０ｍｍで、その形状が、粒
   状、球状、楕円形状、円柱状、円筒形状であることを特
   徴とする請求項１又は２記載の懸濁物質を含有する被処
   理水のろ過方法。