JP2004290822A

JP2004290822A - 浮上ろ材の洗浄分散方法

Info

Publication number: JP2004290822A
Application number: JP2003086771A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Nakayama; 芳彦中山; Atsushi Miyata; 篤宮田
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2004-10-21
Anticipated expiration: 2023-03-27
Also published as: JP3821438B2

Abstract

【課題】ろ過槽を大型化したり下部にスクリーンを設けたりすることなく、閉塞した浮上ろ材の洗浄を短時間で効率よく行なうことができる浮上ろ材の洗浄分散方法を提供する。
【解決手段】ろ過槽内に比重が０．１〜０．４の浮上ろ材からなるろ材充填層を形成し、このろ材充填層が上向流ろ過処理により夾雑物等の汚濁物で閉塞した場合に、上部から洗浄水を下向流でろ材充填層内に導入してろ材充填層を下方に移動させ、その初期段階にろ材充填層の下側からエアを供給してプラグ状に固まった状態にあるろ材充填層をバラバラに分散させ、これにより全体に疎の状態となった浮上ろ材から夾雑物等を分離しつつ、該分離した夾雑物等は前記洗浄水とともに下方へ排除して、ろ材充填層全体を洗浄する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ろ過槽に充填された浮上ろ材の充填層が閉塞したときの洗浄方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−７５７９３号
【０００４】
下水、返流水、工場排水、ゴミ浸出水、農業用水、雨水、上水、河川水などをろ過するために、浮上ろ材を用いたろ過槽を用いることは、特許文献１にあるように、従来から知られている。この浮上ろ材としては、強度や耐久性の観点から一般的に比重（みかけ比重）が０．９以上の樹脂製のものが使用されている。このように水と浮上ろ材との比重差が小さいため、浮上ろ材の充填層を洗浄（逆洗）するために下向きに洗浄水を流すと、浮上ろ材がろ過槽の下部から洗浄水とともに流失するおそれがある。
そのため、一般的には浮上ろ材の充填層の下部にスクリーンを張って洗浄時の流失を防止しているが、このスクリーンは当然に浮上ろ材の粒径よりも小さい目開きのものであるため、上向流ろ過時においては先ず下部のこのスクリーン自体から閉塞する可能性がある。この場合には充填層を取り除いたうえでスクリーンを洗浄あるいは交換しなければならず、非常に大掛かりな維持管理作業や工事を必要とすることとなる。
【０００５】
そこで、本出願人は従来よりも比重の小さい浮上ろ材からなる充填層を用いたろ過処理法を開発し、その洗浄方法として先に特願２００１−３４７１４４号として提案した。しかしながら、図３に示されるように、洗浄水の流れは中央部に比べて周縁部が弱いため徐々に周縁部のろ材の洗浄を十分行うことができなくなり、更に時間が経過すると中央部の洗浄水の抜けやすい部分だけしか逆洗処理が行われなくなってしまい、ろ過処理の効率を著しく低下させることになるという問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決して、ろ過槽を大型化したり下部にスクリーンを設けたりすることなく、閉塞した浮上ろ材の洗浄を短時間で効率よく行なうことができ、しかも浮上ろ材全体を確実に洗浄することができて長期間にわたり高いろ過処理能を維持させることができる新規な浮上ろ材の洗浄分散方法を提供するためになされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記に課題を解決するためになされた本発明の浮上ろ材の洗浄分散方法は、ろ過槽内に比重が０．１〜０．４の浮上ろ材からなるろ材充填層を形成し、このろ材充填層が上向流ろ過処理により夾雑物等の汚濁物で閉塞した場合に、上部から洗浄水を下向流でろ材充填層内に導入してろ材充填層を下方に移動させ、その初期段階にろ材充填層の下側からエアを供給してプラグ状に固まった状態にあるろ材充填層をバラバラに分散させ、これにより全体に疎の状態となった浮上ろ材から夾雑物等を分離しつつ、該分離した夾雑物等は前記洗浄水とともに下方へ排除して、ろ材充填層全体を洗浄することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明では、比重（みかけ比重）が０．１〜０．４であり水との比重差の大きい浮上ろ材を用いているため、洗浄水を１ｍ／分以上の高速下向流で充填層内に導入して逆洗を行なっても浮上ろ材が流失することはなく、充填層下部の流失防止用スクリーンは不要である。また上部から洗浄水を下向流でろ材充填層内に導入してろ材充填層を下方に移動させ、その初期段階にろ材充填層の下側からエアを供給してプラグ状に固まった状態にあるろ材充填層をバラバラに分散させ、これにより全体に疎の状態となった浮上ろ材からＳＳ、夾雑物等を分離しつつ、該分離したＳＳ、夾雑物等は前記洗浄水とともに下方へ排除して、ろ材充填層全体を洗浄するという特殊なメカニズムで洗浄を行なわせることにより、ろ過槽をさほど深くしなくても閉塞した浮上ろ材の洗浄を短時間で効率よく行なうことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
図１において１はろ過槽であり、その中段部に浮上ろ材の充填層２が形成されている。ここで用いられる浮上ろ材は比重（みかけ比重）が０．１〜０．４のもので、発泡ポリエチレン、発泡ポリスチレン等の独立発泡型の高分子多孔体からなるものである。この浮上ろ材はろ過中の圧密を避けるために、５０％圧縮硬さが０．１ＭＰａ以上の材質であることが好ましい。５０％圧縮硬さとは、浮上ろ材の粒子を高さが半分になるまで押し潰すに要する圧力を意味する。浮上ろ材の比重が０．１未満であると強度が不足して圧密しやすくなり、０．４を越えると水との比重差が次第に少なくなり高速下向流逆洗によってろ材流失の危険性が生じる。
【００１０】
浮上ろ材のサイズは特に限定されるものではないが、ろ過性能、夾雑物やＳＳ等の捕捉量、流失可能性、洗浄性などを総合的に考慮すると、４〜１０ｍｍ程度とすることが好ましい。また浮上ろ材を発泡高分子のシートから打ち抜いて成形する場合には、２ｍｍ厚以上のシートを用いて４〜１０ｍｍのサイズに打ち抜き成形することが好ましい。またその形状は単純な直方体や球体とするよりも、外部に突起を持つ星型や風車型等の異形状とすることが、特に夾雑物やＳＳ等の捕捉量を向上させるうえで好ましい。
【００１１】
浮上ろ材の充填層２の高さは０．５ｍ以上とし、ろ過槽１の深さは２ｍ以上とすることが好ましい。充填層２の側方には原水流入路（図示せず）が形成されており、原水はろ過槽１の下部に供給され、充填層２内を上向流として通過する間に夾雑物やＳＳ等が浮上ろ材中に捕捉される。なお充填層２の上部にはろ過中における浮上ろ材の流失を防止するためのスクリーン４が設けられているが、このスクリーン４は充填層２の上部に位置するため、目詰まりすることはほとんどなく容易に清掃することができる。ろ過水は充填層２の上部に形成されたろ過水層５を経由して排出される。
【００１２】
そして、充填層２に多量の夾雑物やＳＳ等が捕捉されて閉塞が進行すると、これを例えば原水流入水路の水位の変化等によりキャッチして、水位が所定高さに達したときにそのろ過槽１に対して自動的に洗浄が行なわれる。この実施形態では、ろ過槽１の底部に例えば洗浄用の排水弁が設けられており、この排水弁を開くことによって洗浄が開始されるよう構成されている。
【００１３】
洗浄に際しては、先ず排水弁を開いて充填層２の下部からろ過槽１内の原水を排出する。これと同時に上部からろ過水を洗浄水として充填層２内に流下する。このときの洗浄水の流速は１ｍ／分以上の高速とする。このように従来よりもかなりの高速で洗浄水を充填層２内に導入すると、ろ過によるＳＳや夾雑物の閉塞により全体がプラグ状に固まっている浮上ろ材の充填層２は、図２左図のように全体が瞬間的に下方に移動し、上面がスクリーン４から離れる。
【００１４】
そして、洗浄水を充填層２内に導入すると同時に、初期段階（例えば、５〜１０秒程度）において下方に設けられたエア供給用のパイプ７より短時間（例えば、５秒程度）エアを供給して、プラグ状に固まっている浮上ろ材の充填層に下部からエアを当ててやる。すると図２右図に示されるように、固まっていた浮上ろ材がバラバラに分散されて、これにより、スクリーン４との間に生じた浮上ろ材のない部分に向かって充填層２の上面から浮上ろ材が次々と浮き上がり始め、それと同時に浮上ろ材間に捕捉されていた夾雑物やＳＳ等が分離される。
なお万が一、前記エアの供給によってもバラバラに分散せず固まったままで浮上ろ材が下方に移動した場合は、その固まりが前記エア供給用のパイプ７に当ってブロックを破壊され分散されることとなり、固まりが残存するおそれはない。
また、分離された夾雑物やＳＳの比重はほぼ０．５以上であり、浮上ろ材の比重よりも重いため、夾雑物やＳＳは洗浄水流とともに下方に流出する。一方、浮き上がった浮上ろ材は、スクリーン４の下方に洗浄済みの浮上ろ材層をしだいに形成していく。
【００１５】
この間にも下向きの洗浄水流は継続しているため、下部の未洗浄の浮上ろ材層は水流によって攪乱されながら徐々に下方に向かって移動・分散する。したがって、上部の洗浄済みの浮上ろ材層と下部の未洗浄の浮上ろ材層との間に浮上ろ材が疎な状態の層が常に形成され、この疎な状態の層においては、上記したように比重差によって浮上ろ材の浮上と夾雑物やＳＳの分離が急速に進行する。この間、分離された夾雑物やＳＳはろ過槽１の下部に移動し、徐々に夾雑物やＳＳで濃縮されながら充填層２の下端まで達すると全体の洗浄が完了する。もちろん、分離された夾雑物やＳＳはろ過槽１の下部に集合し、排水弁を経由して排出される。
【００１６】
上記した本発明による浮上ろ材の洗浄は、例えば２ｍ／分の下向流で行えば、充填層の高さが２．０ｍ程度であれば、１分間以内に完了させることができる。この結果、全体が洗浄済みの浮上ろ材層となり、圧損は回復するため、その後は排水弁を閉じてろ過を再開すればよい。
【００１７】
なお、本発明においては洗浄水の流速を１ｍ／分以上とすることが好ましく、これによって上記した独特な洗浄メカニズムを発現させ、短時間で効率のよい洗浄を行なうことができる。もちろんろ過槽１のサイズの影響はあるものの、洗浄水の流速が１ｍ／分未満であると上記した独特な洗浄メカニズムが発現しないばかりか、洗浄時間が長期化するので好ましくない。
【００１８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の浮上ろ材の洗浄分散方法によれば、ろ過槽を大型化したり下部にスクリーンを設けたりすることなく、閉塞した浮上ろ材の洗浄を短時間で効率よく行なうことができ、しかも浮上ろ材全体を確実に洗浄することができて長期間にわたり高いろ過処理能を維持させることができることとなる。
また、充填層の下方への膨張は最大でも４０％程度であるから、ろ過槽を特に大型化する必要もなく、下部に流失防止用のスクリーンを設けたりする必要もないという利点もある。
よって本発明は従来の問題点を解決した浮上ろ材の洗浄分散方法として、産業の発達に大いに寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の、洗浄前の状態を示す断面図である。
【図２】浮上ろ材の洗浄工程を示す断面図である。
【図３】従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ろ過槽
２浮上ろ材の充填層
４スクリーン
５ろ過水層
７エア供給用のパイプ

Claims

ろ過槽内に比重が０．１〜０．４の浮上ろ材からなるろ材充填層を形成し、このろ材充填層が上向流ろ過処理により夾雑物等の汚濁物で閉塞した場合に、上部から洗浄水を下向流でろ材充填層内に導入してろ材充填層を下方に移動させ、その初期段階にろ材充填層の下側からエアを供給してプラグ状に固まった状態にあるろ材充填層をバラバラに分散させ、これにより全体に疎の状態となった浮上ろ材から夾雑物等を分離しつつ、該分離した夾雑物等は前記洗浄水とともに下方へ排除して、ろ材充填層全体を洗浄することを特徴とする浮上ろ材の洗浄分散方法。
ろ過槽のろ材充填層の下方にエア供給用のパイプを設けておき、洗浄時に充填層が下方に移動したとき、充填層が該パイプに当たってバラバラに分散するようにした請求項１記載の浮上ろ材の洗浄分散方法。