JP2005111343A - 濾過ユニット、該濾過ユニットの設置方法、および濾過装置 - Google Patents

濾過ユニット、該濾過ユニットの設置方法、および濾過装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 活性炭を添加した原水を中空糸膜等によって構成された濾過モジュールによって濾過するのに際し、貯水槽等を含めた濾過装置全体としてのスペースが大きくなるのを防ぐとともに、活性炭の添加量の削減や有効利用によりコストの抑制を図る。
【解決手段】 濾過ユニット1において、原水が導入される貯水槽あるいは貯水池内に浸漬されて設置される有底筒状のケーシング2に、貯水槽等内の原水をケーシング2内に導入する導入口2Aと、導入された原水に活性炭を添加する活性炭供給手段5と、活性炭が添加されたケーシング2内の原水を撹拌する撹拌手段4と、原水を濾過する濾過モジュール3と、ケーシング2内の原水が導入口2Aに逆流して貯水槽等内に排出されるのを抑える逆流抑止手段6と、ケーシング2内の原水を排出する排出手段7とを備える。
【選択図】 図1

Description

本発明は、浄水場等の沈殿池のような貯水槽あるいは貯水池内に設置されて原水を濾過処理するための濾過ユニット、およびこのような濾過ユニットの設置方法、ならびに該濾過ユニットを設置した濾過装置に関するものである。
この種の濾過装置としては、例えば特許文献1〜5に、原水が導入される槽内に、中空糸膜等によって構成された濾過モジュールが浸漬されるとともに、この濾過モジュールの下には槽内に空気を散気する散気管が設けられたものが提案されている。そして、これら特許文献1〜5に記載の濾過装置においては、この槽内に導入される原水に活性炭を添加したり、槽内に活性炭を浸漬あるいは内蔵したりして、原水中の有機物等をこの活性炭によって吸着することにより濾過効率の向上を図るようにしており、こうして原水中の有機物等を吸着した活性炭は、槽底部に沈降して抜き出されたり、槽内の原水とともに排出されたりする。
特開平8−57273号公報 特開平9−24250号公報 特開平10−323683号公報 特開2003−94056号公報 特許第3440402号公報
ところが、このうち特許文献2に記載の濾過装置は槽(容器)内に導入される原水そのものに活性炭を添加するものであり、また特許文献5に記載の濾過装置は原水そのものが導入される処理槽そのものに活性炭が浸漬されたものであるので、いずれも導入される原水の量に対してこの活性炭により濾過効率の十分な向上を図るには大量の活性炭を添加しなければならず、コスト高を招く結果となる。しかも、かかる槽内に導入される原水には汚泥等が多量に含まれたままであるため、特に特許文献2のように容器の底部から抜き出された活性炭はこの汚泥と混濁した状態であり、そのまま廃棄物として処理するしかない。一方、残りの特許文献1、3、4に記載の濾過装置では、予め沈降分離槽等で汚泥をある程度分離した原水を別の処理槽等に導入して活性炭と濾過モジュールとにより濾過するようにしているが、この場合にはこれら2つの槽が必要となって濾過装置を設置するのに広大なスペースを要することになる。
本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のように活性炭を添加した原水を中空糸膜等によって構成された濾過モジュールによって濾過するのに際し、上記貯水槽等を含めた濾過装置全体としてのスペースが大きくなるのを防ぐとともに、活性炭の添加量の削減や有効利用によりコストの抑制を図ることを目的としている。
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の濾過ユニットは、原水が導入される貯水槽あるいは貯水池(以下、貯水槽等と称する。)内に浸漬されて設置される有底筒状のケーシングに、上記貯水槽等内の原水を該ケーシング内に導入する導入口と、導入された原水に活性炭を添加する活性炭供給手段と、活性炭が添加された上記ケーシング内の原水を撹拌する撹拌手段と、原水を濾過する濾過モジュールと、上記ケーシング内の原水が上記導入口に逆流して上記貯水槽等内に排出されるのを抑える逆流抑止手段と、ケーシング内の原水を排出する排出手段とが備えられていることを特徴とするものである。また、本発明の濾過ユニットの設置方法は、このような濾過ユニットを貯水槽等内に設置することを特徴とするものであり、さらに本発明の濾過装置は、このような濾過ユニットが貯水槽等内に設置されていることを特徴とするものである。
このように、本発明の濾過ユニットは、そのケーシングが原水の導入される貯水槽等に浸漬されて設置され、このケーシングに設けられた導入口から貯水槽等内の原水をケーシング内に導入して活性炭供給手段により活性炭を添加し、濾過モジュールにより濾過するものであるから、かかる濾過ユニットを貯水槽等に設置する本発明の設置方法およびそうして設置した濾過装置では、原水を濾過するのに上記貯水槽等以上のスペースを要することがない。また、貯水槽等内における沈降分離によって汚泥等がある程度除去された清澄な原水がケーシング内に導入されて濾過されるので、活性炭の添加量も少なくて済むとともに、添加された活性炭を濾過後に上記排出手段によってケーシング内に残った原水および濾過によって原水から分離された汚泥等とともに排出するときに排出される汚泥等の量も少ないため、回収した活性炭を例えば上記貯水槽等に導入される原水に添加するなどして再利用することができ、これらによって濾過コストの削減を図ることができる。
ところが、その一方で、こうしてケーシングを貯水槽等に浸漬して該貯水槽等内の原水をその導入口から導入するようにした濾過ユニットでは、活性炭を添加した原水を上記撹拌手段によって撹拌した上で濾過モジュールによって濾過する際に、導入口から連続的に原水を導入して濾過モジュールによる濾過運転を行おうとすると、活性炭を含む撹拌された原水が導入口に逆流して該導入口を介しケーシング外の貯水槽等内に排出されてしまい、濾過効率の向上が阻まれたり原水とともに逆流した活性炭の補充のためにコスト削減効果が損なわれたりするおそれがある。そこで、本発明では、このようにケーシング内の原水が導入口に逆流して貯水槽等内に排出されるのを抑える逆流抑止手段が備えられており、従って連続的に原水を導入して濾過運転を行ってもケーシング内に活性炭を十分に保持して、より確実な濾過効率の向上とコストの削減とを図ることが可能となる。
ここで、例えば上記撹拌手段として上述のような散気管を用いたりした場合には、これよりも上方のケーシング内の原水が撹拌されるのに対して下方の原水は撹拌されることが少ないので、上記逆流抑止手段としては、上記導入口から上記ケーシング内の下方に向けて延びる下降管を用いて、この下降管の下端開口部を上記撹拌手段よりも下方に位置させることにより、この下端開口部からのケーシング内の活性炭を含む原水の導入口への逆流を確実に抑え、導入口から貯水槽等内の原水をこの下降管を介して連続的にケーシング内に導入することが可能となる。また、こうして撹拌手段として、上記散気管のようにケーシング内に空気を散気する散気手段を用いた場合には、エアスクラビングにより上記濾過モジュールを洗浄する洗浄手段にこれを兼用することができて、より効率的である。
さらに、上記濾過モジュールが原水から濾過した濾過水を排出する膜濾過水管を備え、上記撹拌手段は上記ケーシング内の原水を撹拌する流体が供給される流体供給管を備え、上記排出手段は原水を排出する排出管を備えている場合において、ケーシングにこれらの管を通すための構造や労力を不要とし、またケーシングと貯水槽等の内壁部との間や、複数の濾過ユニットを貯水槽等に設置するときの隣接する濾過ユニットのケーシング同士の間の間隔が必要以上に大きくなるのを防ぐには、これら膜濾過水管、流体供給管、および排出管の少なくとも1つ、あるいは全てが、ケーシングの上部から該ケーシング内に配管されるのが望ましい。また、このうち排出手段が吸引ポンプに接続される排出管を備えている場合において、濾過後や洗浄後にケーシング内に残った原水を、有機物等を吸着した活性炭や濾過された汚泥あるいは洗浄によって濾過モジュールから剥離した付着物等ごと確実に排出するには、この排出管は上記ケーシング内の底部に開口させられるのが望ましい。
また、上記ケーシングに設けられる導入口には、この導入口を介しての原水の流通を制御する制御手段を備えるのが望ましく、上記攪拌時や洗浄時にはこの制御手段によって原水の流通を防ぐように導入口を閉じることにより、活性炭を含んだ原水がケーシング内から貯水槽等に排出されたりするのをより確実に防ぐことができるとともに、濾過後や洗浄後にケーシング内の原水を上記排出手段によって排出する際にも導入口を閉じておけば、排出すべきケーシング内の原水が貯水槽等からの原水の流入で薄まることがなく、最少量の排水量とできる。しかも、例えば濾過モジュールの中空糸膜等を薬液にて洗浄する際には、この制御手段によって導入口を閉じてケーシング内の原水を薬液と置換すればよく、従来の浸漬膜の薬液洗浄のように該浸漬膜を設置した貯水槽等内全体を薬液で満たす必要はない。さらに、本発明の濾過ユニットはケーシング内に濾過モジュールが備えられて、正にユニット化されているので、このような薬洗時にはケーシングごとユニットを引き上げ貯水槽等外にてケーシング内を薬液置換すれば、薬液が貯水槽等に流れる事故を防ぐことができるとともに、濾過モジュールをケーシング内に設置したまま薬洗できるので、従来の濾過モジュールを個別に取り出す場合のように中空糸膜を傷つけたりすることもなく、大幅に作業が容易になる。
さらにまた、この導入口が貯水槽等内における原水の水面部に開口して原水を導入可能に設けられている場合には、該ケーシングの外周の少なくとも上記導入口の周囲に、上記水面部の原水の流入を制限する仕切板を設けることにより、貯水槽等に保持された原水の水面部に浮遊するゴミ等の浮遊物が原水ともにケーシング内に導入されてしまうのを防ぐことができる。なお、上記ケーシングは有底筒状すなわち底が閉じた筒状であれば、平面視に各種の多角形をなす角筒状や丸形をなす円筒状、あるいは楕円筒状などでもよいが、上記濾過モジュールは、その外形が一般的に直方体状等の箱形形状をなしていることが多く、従ってそのような濾過モジュールをケーシング内に効率的に収容するには、上記ケーシングは平面視に長方形や正方形をなす矩形筒状とされるのが望ましい。
一方、このような濾過ユニットを貯水槽等に設置する本発明の設置方法、およびこうして貯水槽等に上記濾過ユニットを設置した本発明の濾過装置においては、該濾過ユニットを平面視において上記貯水槽等の上記原水が導入される側とは反対側に設置するのが望ましい。すなわち、これにより、この貯水槽等内の原水が導入される側で汚泥等が沈降分離された後のより清澄な原水が濾過ユニットのケーシング内に導入されて濾過されることとなるため、活性炭の添加量の一層の削減等を図ってさらに効率的な濾過を行うことが可能となる。
図1〜図4は本発明の濾過ユニットの実施の形態を示すものであり、図5はこの実施形態の濾過ユニット1を浄水場等の沈殿槽等の貯水槽11内に設置した本発明の濾過装置の一実施形態を示すものであり、さらに図6〜図14は、このような濾過ユニット1を用いた原水Wの濾過方法を説明するものである。本実施形態の濾過ユニット1は、原水Wを導入する導入口2Aを備えて有底の筒状に形成されたケーシング2内に濾過モジュール3と撹拌手段4とが収容されるとともに、このケーシング2には導入された原水Wに活性炭Cを添加する活性炭供給手段5と、ケーシング2内の原水Wの導入口2Aへの逆流を抑える逆流抑止手段6、およびケーシング2内の原水Wを排出する排出手段7とが備えられた構成とされている。
ここで、本実施形態ではケーシング2は、ステンレス等の耐蝕性の高い金属材などにより、平面視に長方形の矩形状をなし、かつその高さがこの矩形の長・短辺の長さに対して大きくされた縦長の有底矩形筒状、すなわち矩形の筒の底部が閉塞された形状とされていて、この底部を下向きにしてその高さ方向を鉛直縦方向に向け設置される。なお、このケーシング2の底部は、該ケーシング2の4つの側面にそれぞれ連なる錐面を有して下方に向かうに従い断面が漸次小さくなる下向きに凸の略角錐台状とされている。ただし、本実施形態における下向き凸の略角錐台状は、排水の残量を少なくするための形状であるが、本発明における底形状を限定するものではない。
また、導入口2Aはこのケーシング2の上部に設けられており、この導入口2Aには、該導入口2Aを介しての原水Wの流通を制御する制御手段2Bが備えられている。ここで、本実施形態では、この導入口2Aは、ケーシング2の上部壁面に周回りに間隔をあけて該壁面を貫通するように突設された複数の管状部材の内周部によって構成されている。また、上記制御手段2Bは、これらの管状部材の根元部分に設けられたバタフライ弁等の開閉バルブによって構成されており、この開閉バルブを図示されない駆動手段によって駆動して導入口2Aを開放することにより、該導入口2Aを介して原水Wがケーシング2内に導入可能とされ、また導入口2Aを閉鎖することによりケーシング2内が外部の原水Wと隔絶されて該導入口2Aを介しての原水Wの流入およびケーシング2からの原水Wの流出が阻止され、すなわち原水Wの流通が制御されるようになされている。そして、上記導入口2Aは、図6〜図14に示すように上記貯水槽11に保持される原水Wの水面部Hに開口する高さに設けられて該水面部Hに開口可能とされている。ただし、流入制御方法を限定するものではない。
さらに、上記ケーシング2の外周には、この導入口2Aの周囲を取り囲むように仕切板2Cが設けられている。この仕切板2Cは、ケーシング2の上部壁面にそれぞれ平行な4枚の長方形の板材が、ケーシング2が平面視になす上記長方形よりも一回り大きな平面視長方形状をなすように、周回り方向に隙間のない枠壁状に形成されてなるものであって、その上下は解放されたままとされている。そして、この仕切板2Cは、図5〜図14に示すように上記導入口2Aとの間に間隔をあけ、かつ上記貯水槽11に保持される原水Wの水面部Hの高さに位置するように配設されており、従って原水Wは、この仕切板2Cの下から該仕切板2Cとケーシング2との間に入り込んで上記導入口2Aからケーシング2内の導入されることとなる。これにより、水面部Hに浮いているゴミ等がそのままケーシング2内に導入されるのを防ぐことができる。
一方、ケーシング2内に収容される濾過モジュール3は、例えば中空糸膜をスクリーン状に張ったエレメントや平膜状の分離膜を有するエレメントを多数積層したり、あるいは管状のセラミック膜エレメントを多数本束ねたりして、図示されないヘッダでまとめてモジュール化したものであって、個々の濾過モジュール3は、本実施形態では概略横長の直方体状をなしている。そして、本実施形態では同形同大のこのような濾過モジュール3が複数(図では4つ)、それぞれの長手方向に延びる一対の側面を水平かつ該側面の長辺をケーシング2が平面視になす矩形の長辺と平行にし、また濾過モジュール3同士ではこれらの側面を対向させて上下に整列するように並列に積層され、ケーシング2内に配設されている。
こうして積層された複数の濾過モジュール3は、そのうち最上端の濾過モジュール3が図示のようにケーシング2の上記導入口2Aよりも下方に位置するようにされる。また、上下に隣接する濾過モジュール3同士は、互いに密着させられていても、あるいは適当な間隔をあけるようにしてもよい。そして、各濾過モジュール3の上記ヘッダは、膜濾過水管3Aを介して吸引ポンプ3Bに接続されており、濾過モジュール3によって原水Wから濾過された濾過水Tは、この吸引ポンプ3Bにより膜濾過水管3Aを通して排出される。なお、本実施形態では直方体状の濾過モジュール3を横置きにして縦方向に並列に配設しているが、図4に示すように例えば平板状の平膜型濾過モジュール3をそれぞれ縦置きにして横方向に並列となるように、しかも複数列配設するようにしてもよい。また、平板でなく中空糸を縦方向に束ねたモジュールでもよく、設置するモジュールを制限するものではない。
さらに、上記撹拌手段4は、本実施形態では上記濾過モジュール3の洗浄手段を兼ねたものであって、ケーシング2内に供給される流体によって原水Wを撹拌し、また上記濾過モジュール3を洗浄するものが用いられており、特に本実施形態ではケーシング2内にこの撹拌用および洗浄用の流体として空気Aを散気する散気手段が用いられている。すなわち、この散気手段(撹拌手段4および洗浄手段)は、図2に示すように例えば多数の下向きに開口する空気孔を有して濾過モジュール3の下に配設される複数本の配管あるいは焼結管よりなる散気装置4Aが、撹拌用流体供給管および洗浄用流体供給管としての空気管4Bを介してブロア等の空気供給源4Cに接続された構成とされており、この空気供給源4Cから供給された空気Aが空気管4Bを通して散気装置4Aの上記配管に設けられた空気孔あるいは焼結管に形成される細かい気孔から噴出させられることにより、その上方のケーシング2内に保持された原水Wを撹拌し、また該散気装置4Aの上方に位置する濾過モジュール3を散気によるエアスクラビングによって洗浄するようになされている。
また、本実施形態における活性炭供給手段5は、活性炭Cを2〜5%に懸濁した懸濁液をタンク5Aから供給管5Bを介してケーシング2内に供給することにより該活性炭Cをケーシング2内の原水Wに添加するものであり、この供給管5Bのケーシング2内側上部に開口する下端の位置は、図6〜図14に示すように該ケーシング2の上端縁よりも下方とする。なお、添加される活性炭Cは、その平均粒径が10〜200μm程度のものが望ましく、原水Wに対しては10〜100mg/l程度の添加量とされるのが望ましい。また、上述のように活性炭Cの懸濁液を供給する代わりに、活性炭Cそのものをケーシング2上から投入して原水Wに添加するようにしてもよい。
そして、本実施形態では、ケーシング2内に上記導入口2Aから下方に向けて下降するように延びる下降管6Aが備えられていて、この下降管6Aの下端開口部6Bは撹拌手段4および洗浄手段としての上記散気手段の散気装置4Aよりも下方に位置させられており、この下降管6Aによって、ケーシング2内に導入された原水Wが導入口2Aから逆流して貯水槽11内に排出されるのを抑える上記逆流抑止手段6が構成されている。ここで、上記下降管6Aは、断面が偏平した「コ」字状をなすアングル型の条材が、上記導入口2Aのケーシング2内側開口部から上記散気装置4Aよりも下方のケーシング2底部直上に亙って、図3に示すようにこの断面の開口部をケーシング2内壁に向けて接合されることにより形成されたものであり、その上端部は図6〜図14に示すように導入口2Aが該下降管6A内に連通するようにして閉じられている。導水部の下降管6Aの断面は半円でもよく、又、壁面に沿ったパイプでもよい。形状を限定するものではない。
さらに、本実施形態における排出手段7においては、一端がケーシング2の底部に開口するとともに、他端がケーシング2の外部に配設される吸引ポンプ5Aに接続された排出管5Bが備えられた構成とされている。ここで、この排出管5Bは、吸引ポンプ5A側から濾過装置1のケーシング2直上に延びて該ケーシング2上部の開口部から上記高さ方向にケーシング2内に通されて、その一端が該ケーシング2底部に開口するように配設されており、しかも、この排出管5Bの一端は、上述のように角錐台状とされて下向きに凸とされたケーシング2内底部の下端近傍に下向きに開口するように配設されている。
なお、本実施形態では濾過モジュール3の上記膜濾過水管3Aや散気手段(撹拌手段4および洗浄手段)の上記空気管4Bも、上記排出管5Bと同様に上部開口部からケーシング2内を通して濾過モジュール3のヘッダや散気装置4Aに接続されている。また、ケーシング2内には濾過モジュール3に対向するようにして紫外線ランプを備えるようにしてもよい。例えば、この紫外線ランプは、防水が施された蛍光管状のものが複数本、濾過モジュール3とケーシング2内壁面や下降管6Aとの間の間隙部あるいは隣接する上記下降管6Aの間などに、それぞれその長手方向をケーシング2の上記高さ方向に平行としてこの高さ方向における上記濾過モジュール3の略全長に亙って、かつ上記周回り方向には略等間隔を開けて支持され、電源に接続されて点灯されることにより上記濾過モジュール3に向けて紫外線光を照射可能とされる。
次に、このような濾過ユニット1を貯水槽11内に設置した本発明の濾過装置の一実施形態について図5に基づき説明するとともに、これに合わせてこの貯水槽11内に上記濾過ユニット1を設置する際の本発明の濾過ユニットの設置方法の一実施形態についても説明する。本実施形態の濾過装置における貯水槽11は、例えば既設の浄水場に備えられた上記沈殿槽であって、図5において左右方向に長手方向を有する平面視に長方形の矩形状をなすように形成されて、この長方形状のまま下方に掘り下げられるように形成されたプール状をなす沈殿槽本体12と、この沈殿槽本体12の上記長手方向一端側(図5において右側)に隣接して付設された越流トラフ槽13とから構成されている。図5においては、これら沈殿槽本体12と越流トラフ槽13とに濾過ユニット1がそれぞれ設置されているが、沈殿槽本体12あるいは越流トラフ槽13のみの設置でもよい。
なお、この越流トラフ槽13側とは反対の上記沈殿槽本体12の長手方向他端側(図5において左側)には、この沈殿槽本体12に導入される原水Wが供給される図示されない凝集剤混和槽とフロック形成槽14とが、沈殿槽本体12の他端側の壁部12Aを介して隣接するように付設されている。このうち、凝集剤混和槽には凝集剤が供給可能とされるとともにミキサが備えられていて、凝集剤混和槽内に供給された原水Wは、このミキサによって急速撹拌されて凝集剤と混和させられ、フロック形成槽14に流れ込む。さらに、このフロック形成槽14内には図示されないフロキュレータが回転可能に備えられていて、凝集剤混和槽において凝集剤と混合させられてフロック形成槽14内に流れ込んだ原水Wは、沈殿しやすいフロックが十分形成されるようにこのフロキュレータによって緩速撹拌させられた上で、沈殿槽本体12にその上記他端側の壁部12Aから導入される。
ここで、この沈殿槽本体12と上記フロック形成槽14との間の沈殿槽本体12の上記長手方向他端側の壁部12Aには、垂直、水平方向に格子状あるいは千鳥状に多数の導入孔12Bが穿設されていて、整流壁となっている。フロック形成槽14に供給された原水Wはこれらの導入孔12Bから該沈殿槽本体12内に導入される。なお、上記凝集剤混和槽からフロック形成槽14を介してこの沈殿槽本体12に供給される原水Wの水位は、これら多数穿設された導入孔12Bのうち最も上方の導入孔12Bよりも高くなるようにされ、この沈殿槽本体12に原水Wが保持された状態では、フロック形成槽14から原水Wがオーバーフローしたりすることなく沈殿槽本体12内にその上記長手方向他端側から供給されるようになされており、さらに上記導入孔12Bのうち最も下方の導入孔12Bは、この沈殿槽本体12の底部12Cよりも十分高い位置に形成されている。
また、沈殿槽本体12は、側面視においても図5に示すように上記長手方向に長辺を有する上部が開放された概略長方形状とされている。ただし、沈殿槽本体12の底部12Cの上記他端側は一段低められていて排泥ピット15とされ、この排泥ピット15には図示されない排泥弁を介して汚泥Mを排出するやはり図示されない排泥管が接続されている。さらに、この沈殿槽本体12の底部12Cには汚泥掻寄手段16が備えられていて、この汚泥掻寄手段16は、沈殿槽本体12が平面視になす上記矩形の辺に沿った方向、特に本実施形態では上記長方形の長辺方向(上記長手方向、すなわち図5において左右方向。)を移動方向Fとして該移動方向Fに移動可能とされている。
ここで、本実施形態においては、この沈殿槽本体12の底部12Cに、該沈殿槽本体12が平面視になす長方形の一対の長辺に沿って上記移動方向Fに平行にそれぞれレール16Aが敷設されており、このレール16Aに沿って水中台車17が上記移動方向Fに移動可能に配設されて本実施形態における上記汚泥掻寄手段16を構成している。この水中台車17は、その両側部および上記長手方向両端部にレール16A上に載置される車輪17Aを備えるとともに、その下部にはレール16Aに干渉しないように沈殿槽本体12の短辺方向に向けて延びるスクレーパ17Bが取り付けられている。
一方、図5に示すように水中台車17の走行経路の直上には沈殿槽本体12の長手方向(移動方向F)に亙ってワイヤロープ16Bが張り渡されて該水中台車17に連結されている。また、このワイヤロープ16Bは沈殿槽本体12の底部12Cの長手方向両端に取り付けられた滑車16Cに巻回された上で、沈殿槽本体12の上記他端側のスラブ上に設けられた図示されないロープ巻き取り手段に巻き掛けられていて、このロープ巻き取り手段によってワイヤーロープ16Bを巻き取り駆動することにより、沈殿槽本体12の底部12Cの長手方向に渡されたワイヤロープ16Bが移動方向Fに進退し、これに伴って水中台車17が上記移動方向Fに往復移動可能とされている。
なお、本実施形態では、沈殿槽本体12の底部12Cに、その平面視になす長方形の短辺を等分するようにして複数組の上記汚泥掻寄手段16および水中台車17が備えられるとともに、上記スラブ上にはこれら汚泥掻寄手段16のワイヤロープ16Bをそれぞれ巻き取り可能な複数組の上記ロープ巻き取り手段が備えられている。これに対して、この巻き取り手段を駆動する駆動ユニットは、各ロープ巻き取り手段ごとに備えられて個別に水中台車17を移動可能としたものでもよく、また複数組(例えば2組)のロープ巻き取り手段を1つの駆動ユニットで駆動して、一の水中台車17が移動方向Fへの往復移動の一方向に移動したときには他の水中台車17はこの往復移動の他の方向に移動するようにしたりしてもよい。さらに、本実施形態では上述のようにこれらの水中台車17が平面視に長方形の矩形状をなす沈殿槽本体12の長辺方向に移動可能とされているが、例えばこの沈殿槽本体12が平面視になす長方形の短辺の長さが長い場合には、この短辺方向に複数対のレール16Aを敷設して水中台車17を複数台設けたりして、この短辺方向を移動方向Fとして汚泥掻寄手段16を設けるようにしてもよい。
さらに、上記水中台車17は、上記ワイヤロープ16Bの移動方向Fへの進退に伴う往復移動に上記スクレーパ17Bが連動するように該ワイヤロープ16Bに連結されており、すなわちワイヤロープ16Bの水中台車17と連結された部分が移動方向Fにおいて沈殿槽本体12の上記長手方向他端側に前進し、これに伴い水中台車17が移動方向Fのうちこの長手方向他端の排泥ピット15側に向かう往復の一方向に移動するときには、スクレーパ17Bが水中台車17から下向きに降ろされて沈殿槽本体12の底部12Cに摺接あるいは近接した状態とされ、該底部12Cに堆積した汚泥Mを水中台車17の上記一方向への移動によって掻き寄せて排泥ピット15に落とし込むようになされている。また、これとは逆に、ワイヤロープ16Bの水中台車17との連結部分が長手方向一端側に後退して、水中台車17が移動方向Fのうち上記一方向とは反対の往復の他方向に移動するときには、スクレーパ17Bは沈殿槽本体12の底部12Cから引き上げられて、堆積した汚泥Mを巻き上げたりしないようになされている。
さらにまた、こうして底部12Cに汚泥掻寄手段16が設けられた沈殿槽本体12内の上部には、水平面に対して傾斜した傾斜板18が間隔をあけて多数積層されて配設されている。この傾斜板18は、フロックの沈降を促進するものであり、傾斜管を用いてもよい。また、沈殿槽の流れ方向に十分な長さがあり、沈殿時間が十分にとれる場合には、設置しなくてもよい。
一方、上記越流トラフ槽13は、沈殿槽本体12に対してその上記長手方向の幅が小さくされるとともに、槽深さも沈殿槽本体12より浅くされ、平面視においてこの沈殿槽本体12がなす長方形の上記一端側の短辺に沿って延設される矩形状(長方形状)とされていて、沈殿槽本体12の長手方向一端側の壁部12Dを介して該沈殿槽本体12と隣接させられている。さらに、この一端側の壁部12Dにも、他端側の上記壁部12Aと同様に垂直、水平方向に格子状あるいは千鳥状に多数の導入孔12Eが穿設されていて、フロック形成槽14から貯水槽11の沈殿槽本体12に導入されて上述のように汚泥Mの大部分が沈降分離された比較的清澄な原水Wは、これらの導入孔12Eから越流トラフ槽13内に導入される。なお、沈殿槽本体12内において上記傾斜板18と壁部12Dとの間には間隔があけられている。越流トラフ槽13には図示されていない越流トラフが設置され、流入水の上澄が越流トラフより流出する。
そして、本実施形態では複数の同形同大同構造の上記濾過ユニット1が、上述のようにそのケーシング2の上記底部を下向きにして上記高さ方向を鉛直縦方向に向け、このように平面視に矩形状をなす越流トラフ槽13内と沈殿槽本体12の上記傾斜板18と壁部12Dとの間とに、同じく平面視に矩形状をなすそのケーシング2が互いの矩形の辺同士が平行となるように、かつ上記壁部12Dを含めた沈殿槽本体12および越流トラフ槽13の内壁部との間に間隔を開けるようにして、図5に示すように上記長手方向に並列に、また必要に応じて該越流トラフ槽13が延設される方向(図5の図面に直交する方向)にも並列に収容され、沈殿槽本体12および越流トラフ槽13内に導入される原水W中に浸漬されるように設置される。
従って、これらの濾過ユニット1は、平面視において濾過装置の貯水槽11に原水Wが導入される上記沈殿槽本体12の他端側の壁部12A側とは反対側に設置されることとなり、また沈殿槽本体12の上記傾斜板18は、やはり平面視において貯水槽11に原水Wが導入される他端側の上記壁部12Aとこれら濾過ユニット1との間に配設されることとなる。なお、越流トラフ槽13に濾過ユニットを設置する際には上記越流トラフは撤去される。
また、これらの濾過ユニット1は、そのケーシング2および仕切板2Cが、例えば沈殿槽本体12および越流トラフ槽13上に渡されたフレームからワイヤーロープ等によって吊り下げられたり、あるいは沈殿槽本体12および越流トラフ槽13内に設置されたアングル材等のフレームに直接取り付けられたりして、これら沈殿槽本体12の底部12Cおよび越流トラフ槽13の底部13Aとの間にも間隔を開けるようにして、上記鉛直縦方向に互いに同じ高さに支持される。なお、ケーシング2と仕切板2Cとのいずれか一方をこうしてワイヤーロープやフレームによって支持しておいて、他方はこの一方を介して支持するようにしてもよい。さらに、このケーシング2内に収容される上記濾過モジュール3および洗浄手段4は、やはり沈殿槽本体12や越流トラフ槽13上に渡された上記フレームからワイヤーロープ等によって吊り下げられたり、あるいはケーシング2内に設置されたブラケット等に直接取り付けられたりして支持される。
ここで、このように支持された濾過ユニット1のケーシング2上部においては、上述のように沈殿槽本体12および越流トラフ槽13内に導入される原水Wの水位すなわち上記水面部Hに対して図6〜図14に示すように該ケーシング2および仕切板2Cの上端縁が上方に位置するように、また仕切板2Cの下端縁は水面部Hよりも下方に位置するようにされている。一方、このケーシング2の上記導入口2Aは、その下端縁が上記水面部Hより下方に位置させられて該水面部Hに開口可能とされており、特に本実施形態では図3に示したように原水Wの水面部Hと略同じ高さに位置するようにして開口されている。
このようにして濾過ユニット1が貯水槽11内に設置された濾過装置において、原水Wは、上述のように凝集剤混和槽からフロック形成槽14を経て、当該濾過装置の沈殿槽本体12内にその上記他端側の壁部12Aの導入孔12Bから導入され、この沈殿槽本体12が平面視になす長方形の上記長手方向を一端側に向かううちに、上記傾斜板18によって汚泥M等のフロックの大部分が沈降分離させられて底部12Cに堆積し、比較的清澄な原水Wとされる。なお、こうして底部12Cに堆積した汚泥Mは、汚泥掻寄手段16の水中台車17によって上記長手方向他端側の排泥ピット15に掻き寄せられて排出される。
そして、こうして清澄化された原水Wは、この沈殿槽本体12の一端側に配置された濾過ユニット1によって濾過されるとともに、さらにこの一端側の壁部12Dに形成された導入孔12Eから越流トラフ槽13に導入された原水Wが、この越流トラフ槽13に設置された濾過ユニット1によって濾過される。すなわち、これらの濾過ユニット1における濾過運転作業時には、まず図6に示すように上記制御手段2Bとしての開閉バルブが開かれて導入口2Aが開放され、この導入口2Aが原水Wの水面部Hに開口可能とされていることにより、貯水槽11内の原水Wはこの導入口2Aを通してケーシング2内に導入される。
ただし、ケーシング2内側のこの導入口2Aの開口部は、逆流抑止手段6の下降管6Aによって覆われているので、導入口2Aから導入された原水Wは、この下降管6A内を通ってケーシング2底部側のその下端開口部6Bから、該下降管6Aよりも内側のケーシング2内部に流入してケーシング2内に満たされる。そして、この原水Wの導入は、図7に示すようにケーシング2内の原水Wの水位が貯水槽11の原水Wの水面部Hの水位と等しくなったところで平衡して終了する。
次いで、こうしてケーシング2内に導入された原水Wに、図8に示すように上記活性炭供給手段5によって活性炭C(本実施形態では活性炭Cの懸濁液)が供給される。なお、このとき導入口2Aは、その上記制御手段2Bによって閉じられて、該導入口2Aを介してのケーシング2内外の原水Wの流通が阻止されるように制御される。そして、しかる後、図9に示すように上記撹拌手段4としての散気手段により、その散気装置4Aから撹拌用の流体として空気Aを噴出することによって活性炭Cが添加されたケーシング2内の原水Wを撹拌し、活性炭Cが原水W中に均一に分散された状態とする。なお、この間も上記制御手段2Bにより導入口2Aは閉じられたままである。
このようにケーシング2内の原水Wが撹拌されたなら、濾過モジュール3に接続された吸引ポンプ3Bを駆動して図10に示すように原水Wをこの濾過モジュール3により濾過する。このとき、原水W中に混濁する有機物等は該原水Wに添加された活性炭Cによって吸着され、また活性炭C自身も吸引による濾過によって図11に示すように濾過モジュール3を構成する中空糸膜等の表面に付着して層をなす。活性炭Cの層が形成されて濾過が行われると、汚泥等の混濁物はこの層によって濾過され、膜への負荷が低減される。また、活性炭層を通過するような小さな混濁物は、膜によって濾過され、従って清澄な原水Wのみが上記濾過水Tとして排出、回収される。
なお、この濾過モジュール3による原水Wの濾過の際には、上記図10、11に示すように制御手段2Bによって導入口2Aを開くことにより、該導入口2Aを介しての原水Wの流通が許容された状態とされる。すると、濾過モジュール3によって原水Wが濾過されて濾過水Tが排出されることにより、ケーシング2内の原水Tの水位が貯水槽11の原水Wの水位よりも低くなろうとしてケーシング2内外で原水Wに圧力差が生じるので、原水Wはこれらの図中に白抜き矢線で示すように導入口2Aからケーシング2内に流入することとなり、従って連続的な原水Wの濾過運転が行われる。
また、こうして連続的な濾過を行うと、濾過モジュール3表面の活性炭C層表面が、有機物等で覆われてしまい、新たに導入された原水W中の活性炭C層での濾過効率が低下した場合、一旦制御手段2Bによって導入口を閉じてから撹拌手段4によって撹拌を行い、すなわち図9に示す状態に戻って活性炭Cを再び分散させ、これら図9〜図11に示した工程を繰り返すようにして濾過運転を行ってもよい。撹拌の際には、吸引ポンプ3Bによる膜での吸引は停止する。
さらに、このような濾過運転を行ううちに、原水W中の汚泥や有機物により活性炭の吸着能力が破過した場合には、濾過ユニット1に備えられた撹拌手段4により撹散させた後、排出し、新しい活性炭を導入する。すなわち、図9に示すように吸引ポンプ3Bによる濾過水Tの吸引、排出を停止し、上記制御手段2Bの開閉バルブを閉じて導入口2Aを介しての原水Wの流通を遮断し、次いで上記散気手段の散気装置4Aから空気Aを散気して、濾過モジュール3に付着した活性炭Cや汚泥および上記微小な混濁物等の付着物をエアスクラビングにより剥離する。この剥離した付着物ごと原水Wを排出手段7によって排出する。ケーシング2内の原水Wの水位を図13に示すように徐々に低下させ、ついには水位を図14に示すように上記排出管7Bの下端以下として排出を終了する。なお、原水排出中にはエアスクラビングを連続して行ってもよい。その後原水および活性炭を再度導入し運転を開始する。
さらに、このような濾過運転を行ううちに、原水W中の微小な混濁物が濾過モジュール3の中空糸膜等の表面に付着することにより負荷が増大して濾過効率が低下した場合には、濾過ユニット1に備えられた撹拌手段4と兼用の洗浄手段により濾過モジュール3の洗浄を行う。すなわち、図12に示すように上記吸引ポンプ3Bによる濾過水Tの吸引、排出を停止し、上記制御手段2Bの開閉バルブを閉じて導入口2Aを介しての原水Wの流通を遮断し、次いで上記散気手段の散気装置4Aから空気Aを散気して、濾過モジュール3に付着した活性炭Cや汚泥および上記微小な混濁物等の付着物をエアスクラビングにより剥離し、さらに上記膜濾過水管3Aを通して濾過モジュール3による濾過水あるいは空気を供給することにより逆洗をかける。逆洗によりケーシング2内の水は増加するため、ケーシング2より水があふれないように上記排出手段7によって適宜ケーシング2内の原水Wを吸引して排出する。
こうして洗浄手段によって濾過モジュール3を洗浄して付着物を剥離した後に逆洗を停止する。この剥離した付着物ごと原水Wを排出手段7によって排出する。ケーシング2内の原水Wの水位を図13に示すように徐々に低下させ、ついには水位を図14に示すように上記排出管7Bの下端以下として排出を終了する。なお、原水排出中にはエアスクラビングを連続して行ってもよい。その後原水および活性炭を再度導入し運転を開始する。
なお、排出された原水Wは、排水処理設備に回すことになるが、場合によっては貯水槽11において濾過ユニット1とは反対側の上記凝集剤混和槽に供給して再度固形物をフロックとして沈殿するようにしてもよい。
しかして、上記構成の濾過ユニット1によれば、上述のように浄水場における沈殿槽等の貯水槽11の沈殿槽本体12や越流トラフ槽13自体にケーシング2が浸漬されて当該濾過ユニット1が設置されるので、必要なスペースがこの貯水槽11以上となることがなく、省スペース化を図ることができる。また、有底筒状のケーシング2内に濾過モジュール3と撹拌手段(洗浄手段)4とが収容されているので、例えば本実施形態のようにこの撹拌手段(洗浄手段)4として散気手段を採用して、空気Aを散気することにより撹拌や洗浄を行うようにしても、ケーシング2外部の貯水槽11内に保持された原水Wが撹拌されたりすることがなく、従ってこの貯水槽11の底部12C,13Aに堆積した汚泥が巻き上げられてしまったりするのを防ぐことができ、このため撹拌後や洗浄後にこうして巻き上げられた汚泥等が原水Wとともにケーシング2内に導入されるようなこともなく、速やかに濾過運転を行うことが可能となって、作業効率の著しい向上を図ることが可能となる。
また、上記濾過ユニット1には活性炭供給手段5が備えられていて、ケーシング2内に導入された原水Wに活性炭Cが添加されるので、上述のように原水W中の有機物等をこの活性炭Cによって吸着するとともに、活性炭C自体が濾過モジュール3の表面に層をなすことで汚泥等を分離することができ、濾過モジュール3の中空糸膜等によって分離されるのは微小な混濁物だけとなるため、効率的な濾過を図ることが可能となる。しかも、上記設置方法および濾過装置においては、濾過ユニット1が沈殿槽等の貯水槽11内に設置される構成であるので、個々の濾過ユニット1のケーシング2は小さく、また上述のように比較的清澄な原水Wがケーシング2内に導入されるため、添加する活性炭Cの量も、特許文献2、5のように原水Wが導入される槽(本実施形態では貯水槽11)自体に活性炭を添加するのに比べて著しく少なくて済むとともに、排出手段7によって排水された原水W中の汚泥等も少ないので、これを上記のように濾過ユニット1の前段に循環させて活性炭Cの再利用を図ることもでき、従って経済的で濾過コストの削減を図ることもできる。
そして、上記濾過ユニット1では、ケーシング2内に導入された原水Wが導入口2Aに逆流して貯水槽11に排出されてしまうのを抑える逆流抑止手段6が備えられており、従って活性炭Cを添加した原水Wを撹拌手段4によって撹拌した後に、導入口2Aを開放して貯水槽11内の原水Wを導入しつつ濾過モジュール3によって連続的に濾過を行うとき、この導入口2Aから活性炭Cを含んだケーシング2内の原水Wが貯水槽11に排出されてしまって該活性炭Cによる上述の効率的な濾過が阻害されてしまったり、あるいは排出された活性炭Cを補うために活性炭供給手段5から新たな活性炭Cを補充しなければならなくなって濾過コストの削減効果が低減されたりするような事態を防止することができる。言い換えれば、上記構成の濾過ユニット1、その設置方法および濾過装置によれば、このような活性炭Cを添加することによる濾過効率の向上やコスト削減といった効果を、この逆流抑止手段6によって一層確実に奏功することが可能となる。
また、本実施形態では、この逆流抑止手段6として、導入口2Aからケーシング2内の下方に向けて延びてその下端開口部6Bが上記撹拌手段4の散気装置4Aよりも下方に位置させられた下降管6が用いられており、主にこの撹拌手段4よりも上方において原水Wが撹拌されるのに対し、該原水Wが導入口2Aに向けて逆流するのをより確実に防止することが可能となる。なお、この下降管6Aとしては、一般的なパイプ等の管状部材を導入口2Aのケーシング2内側開口部から下方に向けて撹拌手段4の下側に開口するように設けてもよいが、本実施形態のように一側部が開放された凹断面形状の条材をケーシング2内壁に接合してケーシング2とともに下降管6Aが管状に形成されるようにすることにより、上記管状部材を設けた場合のケーシング2内壁との間などに撹拌作用が十分に及ばないデッドスペースが形成されるのを防ぐとともに、ケーシング2内で濾過に供される部分のスペースを大きく確保することができるという利点が得られる。
また、本実施形態では、このように上記撹拌手段4として散気装置4から空気Aを噴出して散気することにより原水Wを撹拌する散気手段が用いられており、濾過モジュール3の洗浄時にはこれを洗浄手段として用いてエアスクラビングにより濾過モジュール3に付着した付着物等を剥離することができるので、一層効率的である。ただし、このように撹拌手段4と洗浄手段とを兼用することなく、例えば撹拌手段は回転する撹拌羽根によって原水Wを撹拌して添加された活性炭Cを分散させるようなものとしてもよい。また、例えば散気管と同様の穴付き配管や焼結管をケーシング2内において下降管6Aの下端開口部6Bより上方や濾過モジュール3側方に設けて、この管に原水Wや清澄な水を加圧して供給することにより、水流噴流によってケーシング2内の原水を撹拌したり濾過モジュール3を洗浄したりするようにしてもよい。
さらに、本実施形態では、上記ケーシング2の導入口2Aを介しての原水Wの流通が制御手段2Bによって制御可能とされており、従って撹拌の際に上記逆流抑止手段6にも拘わらず活性炭Cが添加されたケーシング2内の原水Wが万一導入口2Aに向けて逆流しても、これが貯水槽11に排出されるのは防ぐことができる。また、濾過モジュール3の洗浄の際にもこの制御手段2Bの開閉バルブを閉じることで導入口2Aを閉鎖することにより、ケーシング2内の原水Wと外部の貯水槽11内の原水Wとを隔絶した状態とすることができるので、図12に示したように上記散気手段によるエアスクラビングによってケーシング2内の原水Wの水位が上昇しても、洗浄によって濾過モジュール3から剥離した付着物がこの導入口2Aから貯水槽11内に排出されてこれが濾過作業を再開したときに再び導入口2Aからケーシング2内に導入されることにより濾過モジュール3に付着するような事態も避けることができる。このため、本実施形態によれば、このような剥離した付着物の再付着による洗浄後の濾過効率の低下も防ぐとともに、洗浄後に速やかに濾過作業を再開することができて、一層効率的な原水Wの濾過を図ることが可能となる。
また、このケーシング2の上記導入口2Aの周囲には仕切板2Cが設けられていて、貯水槽11内の原水Wが開放された導入口2Aからケーシング2内に導入される際には、導入口2Aが開口した水面部Hの原水Wの導入が制限されるようになされている。すなわち、この仕切板2Cが導入口2Aと略同じ高さでケーシング2の外周を取り囲むように配設されることにより、この仕切板2Cよりも外側の水面部Hの原水Wがそのまま導入口2Aに流れ込むことがなく、図6や図10、11に白抜き矢線で示したように水面部Hよりも下方の原水Wのみが仕切板2Cとケーシング2との間から導入口2Aを介してケーシング2内に導入されることとなるので、貯水槽11内に保持された原水Wの水面部Hに塵やゴミなどが浮遊していても、これがケーシング2内に入り込んで濾過モジュール3表面に付着することにより濾過効率を損なうようなこともなく、さらに効率的な濾過を促すことが可能となる。
一方、ケーシング2内に導入された原水W中の汚泥や有機物等を吸着した活性炭C、あるいは洗浄により濾過モジュール3から剥離した付着物は、ケーシング2内の底部に沈降することになるが、本実施形態の濾過ユニット1では、このケーシング2の底部に排出手段5として吸引ポンプ5Aに接続された排出管5Bの一端が開口させられており、こうしてケーシング2の底部に沈降した付着物等をケーシング2内の原水Wごと速やかに吸引して排出することができる。従って、本実施形態によれば、こうして沈降した付着物がケーシング2内の底部に堆積したまま残されて洗浄後に導入された原水Wによりケーシング2内で巻き上げられたりするのも防ぐことができ、一層効率的な濾過を図ることともに速やかに洗浄後の濾過作業を再開することが可能となる。しかも、本実施形態では、ケーシング2の底部が上述のように下向きに凸となる先細形状とされていて、沈降した上記付着物等はこの底部の形状によってその下端に集められることになるのに対し、上記排出管5Bの一端はこの底部の下端近傍に開口させられているので、沈降した付着物をより効率的かつ速やかに排出することが可能となる。
さらに、この排出管5Bは、本実施形態ではケーシング2の上部開口部から該ケーシング2内を通してその底部に一端が開口するように配設されていて、貯水槽11内の原水W中に浸漬される部分においてケーシング2の外側に配管されることはない。従って、こうして排出管5Bがケーシング2の外側に配設される場合のように、該排出管5Bが貯水槽11の壁部と干渉するのを避けるために該壁部との間隔を必要以上に大きく確保せざるを得なくなったり、あるいは本実施形態のように複数の濾過ユニット1を貯水槽11内に設置する場合において各濾過ユニット1の排出管5B同士が干渉するのを避けるのに濾過ユニット1間の間隔を必要以上に大きく確保せざるを得なくなったりするような事態を防ぐことができ、限られた大きさの貯水槽11にも十分な大きさや数の濾過ユニット1を確実に配設することが可能となる。
また、こうして排出管5Bがケーシング2内部を通して配管されることにより、例えばこれがケーシング2の外部から該ケーシング2内に挿通される場合のように、ケーシング2の壁部に挿通用の孔を形成したり、またこの孔に排出管5Bを液密となるように挿通して取り付けたりする必要もなくなり、当該濾過ユニット1の設計・製造を容易とすることができる。しかも、本実施形態では、濾過モジュール3の上記膜濾過水管3Aおよび撹拌手段4、洗浄手段兼用の散気手段の空気管4Bも、同様にケーシング2の上部開口部からケーシング2内を通して延設されているので、さらに確実な濾過ユニット1の配置およびその設計・製造を簡略化を図ることが可能となる。
さらにまた、本実施形態では、上記濾過モジュール3に膜濾過水管3Aを介して吸引ポンプ3Bが接続されており、濾過モジュール3によって原水Wから濾過された濾過水Tはこの吸引ポンプ3Bによって強制的に吸引されて排出されるようになされているので、一層確実かつ効率的な濾過を行うことができる。しかしながら、他の方式、例えば重力式やサイフォン式で濾過水を排出するような方法でも、十分な濾過水Tの吸引が可能ならば問題はない。
また、上述のように濾過モジュール3と対向するようにケーシング2内に紫外線ランプを備えれば、ケーシング2内に導入された原水W中の微生物が濾過モジュール3の表面に付着しても、これをこの紫外線ランプ6から照射される紫外線によって殺菌して死滅させることができ、このような微生物が濾過モジュール3表面に付着したまま繁殖することによりぬめりを生じて濾過モジュール3表面の付着物が洗浄手段による洗浄によっても剥離し難くなるような事態を防ぐことができ、長期に亙って高い濾過効率を維持することができる。しかも、こうして紫外線ランプによって微生物を殺菌、死滅させることにより、例えば原水Wに薬液を注入する場合のように濾過水Tに薬品が残留することが少なく、このような残留薬品の処理に要する時間やコストを削減することも可能となる。
一方、このような濾過ユニット1を貯水槽11に設置した濾過装置では、上述のように濾過ユニット1において濾過効率の向上やコスト低減が図られるので、濾過装置としても効率的かつ経済的な原水Wの濾過を図ることが可能となる。さらに、このような濾過装置や該濾過装置を構成するための濾過ユニット1の設置方法によれば、上記濾過ユニット1が正にユニット化されているので、例えば上述の既設の浄水場における最終沈殿池のような貯水槽11に対しても大規模な改装を要したりすることなく、容易かつ短期間で、しかも低コストで適用が可能であり、浄水場の運転を行いながらでも濾過ユニット1の設置を行うことも可能である。
また、本実施形態の濾過ユニット1の設置方法および該設置方法によって濾過ユニット1が設置された本実施形態の濾過装置によれば、平面視において貯水槽11内に原水Wが導入される側とは反対側に、この濾過ユニット1が配設されているので、貯水槽11に導入されて汚泥等の大部分が沈降分離された比較的清澄な原水Wを濾過ユニット1のケーシング2内に導入して濾過することができる。従って、濾過ユニット1の濾過モジュール3への負荷の軽減を図ることができて、高い濾過効率を長期に亙って維持することが可能となる。
ただし、例えば上記排泥ピット15が平面視長方形の沈殿槽本体12の長辺側に設けられている場合などには、汚泥掻寄手段16の水中台車17が上記長方形の短辺方向を移動方向Fとして移動可能とされていても構わない。また、上記実施形態では、上記濾過ユニット1を平面視に矩形状をなす貯水槽11(沈殿槽本体12、越流トラフ槽13)に設置する場合について説明したが、上記実施形態の濾過ユニット1は、例えば上記特許文献1のように平面視に円形状をなす円筒形の濾過槽などの貯水槽等に適用することも可能である。この場合において、特許文献1記載の濾過装置と同様に、円筒形の貯水槽等が中心側の円柱状の区画とその外周のドーナツ状の区画とに分割されて円柱状の区画に原水Wが導入される場合には、濾過ユニット1は、この原水Wが導入される側とは反対側、すなわち貯水槽等の外周側の上記ドーナツ状の区画に設置すればよい。
なお、本実施形態では導入口2Aがケーシング2の上部壁面に貫設された管状部材であって制御手段2Bはこの管状部材に備えられた開閉バルブであったが、例えば導入口2Aをケーシング2の上部壁面に形成された窓枠状等の単なる開口部とするとともに、制御手段2Bはこの開口部を開閉する平板状等の扉とされていたりしてもよい。また、ケーシング2の壁面には開口部を形成せずに、矩形筒状のケーシング2の上部の開口部自体を原水Wの水面部Hに開口するように、より具体的には原水Wの水面よりも僅かに下方に位置するようにして該ケーシング2を浸漬し、この上部開口部自体が導入口2Aとなるようにするとともに、このケーシング2の上部外周に、ケーシング2よりも周回りの寸法が僅かに大きくされた矩形筒状の遮断壁等を駆動手段によって上下動可能に設けて制御手段2Bとし、この遮断壁を上下することで上記上部開口部からの原水Wの導入を制御するようにしてもよい。
さらに、例えば上述のようにケーシング2の壁面に開口部を形成して導入口2Aとするとともに、この導入口2Aには制御手段2Bとして開閉可能な扉を設けたりした場合において、この導入口2Aを貯水槽11の原水Wの水面部Hよりもやや下方の原水W中に水没して開口するように配置すれば、ケーシング2の上部外周に仕切板2Cを設けずとも、導入口2A自体が水面部Hよりも下方に開口しているため、この水面部Hの原水Wがゴミ等の浮遊物とともに流入するのを制限することができる。従って、仕切板2Cを有さない分だけ濾過ユニット1の外形寸法を小さくできて、より多くの濾過ユニット1を貯水槽等に設置することが可能となる。
本発明の濾過ユニットの一実施形態を示す一部破断斜視透視図である。 図1において下降管6A下部および下段の濾過モジュール3をさらに破断した図である。 図1に示す濾過ユニット1の平面図である。 図1に示す実施形態の濾過モジュール1の変形例を示す一部破断斜視透視図である。 図1に示す実施形態の濾過ユニット1を設置した本発明の濾過装置の一実施形態を示す側断面図である。 図1に示す濾過ユニット1を用いた濾過方法において原水導入時の断面図である。 図1に示す濾過ユニット1を用いた濾過方法において原水満水時の断面図である。 図1に示す濾過ユニット1を用いた濾過方法において活性炭Cの添加時の断面図である。 図1に示す濾過ユニット1を用いた濾過方法において原水Wの攪拌時の断面図である。 図1に示す濾過ユニット1を用いた濾過方法において濾過運転時の断面図である。 図1に示す濾過ユニット1を用いた濾過方法において濾過運転時に活性炭Cが濾過モジュール3表面に吸着された状態を示す断面図である。 図1に示す濾過ユニット1を用いた濾過方法において濾過モジュール3の洗浄時の断面図である。 図1に示す濾過ユニット1を用いた濾過方法において洗浄後の原水Wの排出時の断面図である。 図1に示す濾過ユニット1を用いた濾過方法において洗浄後の原水Wの排出完了時の断面図である。
符号の説明
1 濾過ユニット
2 ケーシング
2A 導入口
2B 制御手段
2C 仕切板
3 濾過モジュール
3A 膜濾過水管
4 撹拌手段(洗浄手段、散気手段)
4A 散気装置
4B 空気管
5 活性炭供給手段
6 逆流抑止手段
6A 下降管
6B 下降管6Aの下端開口部
7 排出手段
7B 排出管
11 貯水槽
12 沈殿槽本体
13 越流トラフ槽
16 汚泥掻寄手段
18 傾斜板
W 原水
H 原水Wの水面部
T 膜濾過水
A 空気
M 汚泥
C 活性炭

Claims (12)

  1. 原水が導入される貯水槽あるいは貯水池内に浸漬されて設置される有底筒状のケーシングに、上記貯水槽あるいは貯水池内の原水を該ケーシング内に導入する導入口と、導入された原水に活性炭を添加する活性炭供給手段と、活性炭が添加された上記ケーシング内の原水を撹拌する撹拌手段と、原水を濾過する濾過モジュールと、上記ケーシング内の原水が上記導入口に逆流して上記貯水槽あるいは貯水池内に排出されるのを抑える逆流抑止手段と、ケーシング内の原水を排出する排出手段とが備えられていることを特徴とする濾過ユニット。
  2. 上記逆流抑止手段は、上記導入口から上記ケーシング内の下方に向けて延びる下降管であって、この下降管の下端開口部が上記撹拌手段よりも下方に位置させられていることを特徴とする請求項1に記載の濾過ユニット。
  3. 上記撹拌手段は、上記ケーシング内に空気を散気することによって該ケーシング内の原水を撹拌する散気手段であって、上記濾過モジュールを洗浄する洗浄手段を兼ねていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の濾過ユニット。
  4. 上記濾過モジュールは原水から濾過した濾過水を排出する膜濾過水管を備え、上記撹拌手段は上記ケーシング内の原水を撹拌する流体が供給される流体供給管を備え、上記排出手段は原水を排出する排出管を備え、これら膜濾過水管、流体供給管、および排出管の少なくとも1つが、上記ケーシングの上部から該ケーシング内に配管されていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の濾過ユニット。
  5. 上記排出手段は吸引ポンプに接続される排出管を備え、この排出管は上記ケーシング内の底部に開口させられていることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の濾過ユニット。
  6. 上記導入口には、この導入口を介しての原水の流通を制御する制御手段が備えられていることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の濾過ユニット。
  7. 上記導入口は、上記貯水槽あるいは貯水池内における原水の水面部に開口可能に設けられているとともに、該ケーシングの外周の少なくとも上記導入口の周囲には、上記水面部の原水の流入を制限する仕切板が設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の濾過ユニット。
  8. 上記ケーシングが矩形筒状をなしていることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載の濾過ユニット。
  9. 請求項1〜請求項8のいずれかに記載の濾過ユニットを貯水槽あるいは貯水池内に設置することを特徴とする濾過ユニットの設置方法。
  10. 上記濾過ユニットを、平面視において上記貯水槽あるいは貯水池の原水が導入される側とは反対側に設置することを特徴とする請求項9に記載の濾過ユニットの設置方法。
  11. 請求項1〜請求項8のいずれかに記載の濾過ユニットを貯水槽あるいは貯水池内に設置したことを特徴とする濾過装置。
  12. 上記濾過ユニットが、平面視において上記貯水槽あるいは貯水池の上記原水が導入される側とは反対側に設置されていることを特徴とする請求項11に記載の濾過装置。
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