JP2011235214A

JP2011235214A - 高水圧浄水装置

Info

Publication number: JP2011235214A
Application number: JP2010107078A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Matsushita; 雄介松下
Original assignee: SHOWA SENJOKI CO Ltd
Current assignee: SHOWA SENJOKI CO Ltd
Priority date: 2010-05-07
Filing date: 2010-05-07
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2030-05-07
Also published as: JP5011419B2

Abstract

【課題】長時間にわたり連続浄水可能な高水圧浄水装置を低コストで提供する。
【解決手段】濾過運転開始時に清水が満たされる浄水槽２２内は、濾過精度の異なるフィルタ２２１Ａ、２２１Ｂにより、連続した室２２１〜２２３に仕切られている。最上流の室２２１には、両端が開口された液体サイクロン２２６が収容されている。液体サイクロン２２６内には、一次濾過水Ｗ２が低圧供給されるとともに、殺菌作用等を有するオゾンガスＡの気泡群を含む高圧のジェット水流Ｗ４が内周方向に噴射され、比重の小さい異物を含むオーバーフローＦ１が浄水槽２２から溢れ出して排水路２２４へ排出される。オゾンガスＡの気泡群を含む高圧のジェット水流Ｗ４は各フィルタ２２５Ａ、２２５Ｂの上流面にも噴射され、各フィルタ２２５Ａ、２２５Ｂのケーキを除去するとともに、各フィルタ２２５Ａ、２２５Ｂに水を圧力で強制的に通過させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、より長時間にわたり連続浄水運転可能で、かつ低コストの高水圧浄水装置に関する。

液体サイクロンを利用して廃水を浄化する技術として、例えば特許文献１記載の廃水浄化設備が知られている。

この廃水浄化設備において、雨水、生活廃水等の原水は、一次濾過箱内のごみ除去スクリーンを通過した後、液体サイクロン装置に供給され、さらに三次濾過室内の浄化マット及び殺菌マットで濾過される。これにより、原水が清浄な水に浄化される。

特開２０００−１３５５００号公報

ところで、不純物を含む原水を液体サイクロン内で十分な速度で旋回させるためには、液体サイクロンに原水を高圧で送り込む高性能なポンプが必要となる。このため、その分、製造コストが高くなる。

また、上記従来の廃水浄化設備は、例えば三次濾過層内の浄化マットの目詰まりによって濾過能力が低下する可能性がある。このため、定期的に濾過を中断して、濾過能力を再生するための逆洗浄が行う必要がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、より長時間にわたり連続浄水運転可能な高水圧浄水装置をより低コストで提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明においては、浄水槽に収容された液体サイクロンに、原水を供給しながら、オゾンガスを含む気泡を巻き込んだ水流を原水よりも高圧で噴射する。さらに、浄水槽の内部を仕切るフィルタを設けて、液体サイクロン側から、このフィルタに対して、オゾンガスを含む気泡を巻き込んだ水流を、原水よりも高圧で噴射する。

例えば、本発明は、処理対象水から異物を除去する高水圧浄水装置であって、
原水供給口及び高圧水流供給口を有する液体サイクロンを収容し、当該液体サイクロンの下端開口部からのアンダーフローを貯水する浄水槽と、
前記浄水槽から溢れ出る、前記液体サイクロンの上端開口部からのオーバーフローが流入する排水路と、
前記処理対象水を前記原水供給口から前記液体サイクロンの内部に供給する処理対象供給手段と、
前記高圧水流供給口に取り付けられた第一のエジェクタノズルを有し、オゾンガスを含む気泡を巻き込んだ水流を、前記第一のエジェクタノズルから、前記液体サイクロンの内部に、前記液体サイクロンの内周方向に、前記処理対象水よりも高圧で噴射するジェット水流噴射手段と、を有する。

このような高水圧浄水装置において、
前記浄水槽の内部を、前記液体サイクロンを含む第一の室と前記液体サイクロンを含まない第二の室とに仕切るフィルタをさらに有し、
前記ジェット水流噴射手段は、
前記フィルタを介して前記第二の室側に向けられた第二のエジェクタノズルをさらに有し、オゾンガスを含む気泡を巻き込んだ水流を、さらに、前記第二のエジェクタノズルから前記フィルタに向けて噴射するようにしてもよい。

本発明によれば、より長時間にわたり連続浄水運転可能な高水圧浄水槽をより低コストで実現することができる。

図１（Ａ）は、本発明の一実施の形態に係る濾過システムの概略構成図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す高水圧浄水ユニット２の全体構成を説明するための図である。図２（Ａ）は、図１（Ｂ）の高水圧浄水ユニット２に含まれる浄水槽２２の上面図であり、図２（Ｂ）は、気泡群を含む高圧のジェット水流の噴射によって、フィルタからケーキが除去される様子を概念的に示した図である。

以下、本発明の一実施の形態について説明する。

まず、本実施の形態に係る濾過システムの全体構成について説明する。

図１（Ａ）に、本実施の形態に係る濾過システムの概略構成を示す。

図示するように、本実施の形態に係る濾過システムには、原水タンクからの原水（井水、潅水、排水等）Ｗ１が供給される前処理ユニット１と、前処理ユニット１の後段に連結される高水圧浄水ユニット２と、を有する。なお、最終的な濾過水に要求される水質に応じて、高水圧浄水ユニット２の後段に、高水圧浄水ユニット２で濾過された濾過水Ｗ５をさらに高度濾過する高度濾過ユニット（限外濾過膜（ＵＦ）、ナノ濾過膜（ＮＦ）、逆浸透膜（ＲＯ）等）を連結してもよい。

前処理ユニット１は、原水タンクから原水Ｗ１を送り出す原水供給ポンプ（不図示）と、原水供給ポンプにより供給される原水Ｗ１から粗大懸濁物質（ＳＳ）を除去するウエッジスクリーン除塵装置１１と、を有する。また、ウエッジスクリーン除塵装置１１は、貯水タンク１１１と、一端（以下、上端）側よりも他端（以下、下端）側が低くなるように貯水タンク１１１上に斜めにかけ渡されたウエッジスクリーン１１２と、ウエッジスクリーン１１２の下端側に配置されたＳＳ収集タンク１１３と、を有する。

このような前処理ユニット１において、原水供給ポンプからの原水Ｗ１がウエッジスクリーン１１２の上端側からウエッジスクリーン上面に供給されると、ウエッジスクリーン１１２を通過した一次濾過水（粗大懸濁物質が除去された水）Ｗ２が貯水タンク１１１に蓄えられる。また、ウエッジスクリーン上面を残りの原水Ｗ１とともに流れ落ちた粗大懸濁物質（ＳＳ）が、ＳＳ収集タンク１１３に排出される。

一方、高水圧浄水ユニット２は、濾過運転開始時に清水が満たされる浄水槽２２と、ウエッジスクリーン除塵装置１１の貯水タンク１１１から一次濾過水Ｗ２を低圧で浄水槽２２に送り出す低圧ポンプ２１と、オゾンガスＡを含む気泡群を巻き込んだジェット水流Ｗ４を高圧で浄水槽２２内に噴射するジェット水流噴射装置２３と、を有する。

図１（Ｂ）に、高水圧浄水ユニット２の概略構造を示し、図２（Ａ）に、浄水槽２２の上面図を示す。なお、図１（Ｂ）及び図２（Ａ）においては、浄水槽２２に対して、深さ方向をＺ方向、幅方向をＸ方向、長さ方向をＹ方向と定義している。

図示するように、浄水槽２２の内部には、濾過精度の異なる２枚のフィルタ（荒目フィルタ２２５Ａ、細目フィルタ２２５Ｂ）と、両端部（下端部、上端部）が開口された２本の液体サイクロン２２６と、が収容されている。また、浄水槽２２のＹ方向側壁各々の外部に、対向するＹ方向側壁の縁に沿って排水口付き排水路２２４が設けられている。

浄水槽２２の内部は、２枚のフィルタ２２５Ａ、２２５Ｂにより、Ｙ方向に連続した３つの室（一方のＸ方向側壁と荒目フィルタ２２５Ａとの間の遠心分離室２２１、荒目フィルタ２２５Ａと細目フィルタ２２５Ｂとの間の濾過室２２２、細目フィルタ２２５Ｂと他方のＸ方向側壁との間の貯水室２２３）に仕切られている。各室２２１〜２２３の底面には、それぞれ、浄水槽２２内の水を抜くための出水口２２１Ａ、２２２Ａ、２２３Ａが設けられている。

２本の液体サイクロン２２６は、遠心分離室２２１に、下端側の開口部（アンダーフロー口）２２６１を浄水槽２２の底面に向けた状態でＸ方向に並べられて配置される。各液体サイクロン２２６には、低圧ポンプ２１の出水口に接続される一次濾過水供給口２２６２とは別に、ジェット水流噴射装置２３のエジェクタノズル（後述）が接続されるジェット水流供給口２２６３が設けられており、浄水槽２２の底面に面したアンダーフロー口２２６１に近づくにしたがって徐々に内径が狭くなるように、一次濾過水供給口２２６２及びジェット水流供給口２２６３よりも低位置からテーパがつけられている。また、各液体サイクロン２２６の上端側の開口部（オーバーフロー口）２２６４からのオーバーフローＦ１が遠心分離室２２１内の水面付近の水とともに排水路２２４へ溢れ出るように、各液体サイクロン２２６のオーバーフロー口２２６４は、浄水槽２２のＹ方向側壁よりも適当な距離だけＺ方向に低い位置に設けられている。

ジェット水流噴射装置２３は、適当な濃度のオゾンガスＡを発生するオゾン発生器２３１と、清水タンクから清水Ｗ３を高圧（例えば約８Ｍｐａ）で送り出す高圧ポンプ２３２と、オゾン発生器２３１からのオゾンガスＡ及び高圧ポンプ２３２からの清水Ｗ３が送り込まれるエジェクタノズル２３３群と、を有している。

ここで、エジェクタノズル２３３は、絞り付近で、高圧ポンプ２３２から高圧で送り込まれる清水Ｗ３に、オゾン発生器２３１からのオゾンガスＡを混入させ、これにより、殺菌、脱臭、脱色作用を有するオゾンガスＡを含む気泡群を巻き込んだジェット水流Ｗ４を吐出口から噴射する（図２（Ｂ）参照）。このようなエジェクタノズル２３３のうち、２つのエジェクタノズル２３３は、各液体サイクロン２２６のジェット水流供給口２２６３に接続される。また、その他のエジェクタノズル２３３は、一部が遠心分離室２２１内の水を濾過室２２２に圧送するように荒目フィルタ２２５Ａに向けてＸ方向に配列され、残りが濾過室２２２内の水を貯水室２２３に圧送するように細目フィルタ２２５Ｂに向けてＸ方向に配列される。なお、遠心分離室２２１内及び濾過室２２２内のエジェクタノズル２３３列は、オゾンガスＡを含む気泡群を巻き込んだジェット水流Ｗ４が水中で圧力を保ちながらフィルタ２２５Ａ、２２５Ｂを通過可能な水深で、かつ浄水槽２２内の水が比較的清浄な位置（例えば、水深の浅い位置）に配置されていることが望ましい。

このような高水圧浄水ユニット２において、浄水槽２２に清水を満たしてから、低圧ポンプ２１、オゾン発生器２３１及び高圧ポンプ２３２を駆動すると、遠心分離室２２１内の水に浸された各液体サイクロン２２６の内部に、一次濾過水Ｗ２が低圧で供給されるとともに、オゾンガスＡを含む気泡群を巻き込んだ高圧のジェット水流Ｗ４が液体サイクロン２２６の内周方向に噴射される。これにより、異物を含む一次濾過水Ｗ２が高圧のジェット水流Ｗ４とともに各液体サイクロン２２６の内部で旋回するため、比重の小さい油等の異物を含むオーバーフローＦ１が、オーバーフロー口２２６４から旋回しながら溢れ出して、遠心分離室２２１内の水面付近の水とともに浄水槽２２のＹ方向両側壁の外部に設けられた排水路２２４に排出される。一方、比重の大きな異物を含むアンダーフローＦ２がアンダーフロー口２２６１から遠心分離室２２１内の水中に放出されるが、比重の大きな異物は遠心分離室２２１の底面に沈殿するため、遠心分離室２２１内の上部には、オゾンガスＡで殺菌・脱脱臭等された清浄な水が残留する。

また、荒目フィルタ２２５Ａの上流側の面（上流面）にも、オゾンガスＡを含む気泡群を巻き込んだ高圧のジェット水流Ｗ４がエジェクタノズル２３３から噴射されるため、図２（Ｂ）に示すように、遠心分離室２２１内の水が、高圧のジェット水流Ｗ４によって荒目フィルタ２２５Ａを介して下流側の濾過室２２２へ強制的に送り込まれる。これにより、濾過室２２２には、荒目フィルタ２２５Ａにより処理され、かつ、オゾンガスＡで殺菌・脱臭等されたより清浄な水が蓄えられる。また、遠心分離室２２１内の水の濾過によって荒目フィルタ２２５Ａの上流面に残留した異物のケーキ３０が、キャビテーションによって粉砕・除去される。

同様に、細目フィルタ２２５Ｂの上流側の面（上流面）にも、オゾンガスＡを含む気泡群を巻き込んだ高圧のジェット水流Ｗ４がエジェクタノズル２３３から噴射されるため、図２（Ｂ）に示すように、濾過室２２２内の水が、高圧のジェット水流Ｗ４によって、細目フィルタ２２５Ｂを介して下流側の貯水室２２３に強制的に送り込まれる。これにより、貯水室２２３には、細目フィルタ２２５Ｂにより濾過され、かつ、オゾンガスＡで殺菌・脱脱臭等されたより清浄な水が蓄えられる。また、濾過室２２２内の水の濾過により細目フィルタ２２５Ｂの上流面に残留した異物のケーキ３０が、キャビテーションによって粉砕・除去される。

以上述べたように、本実施の形態によれば、一次濾過水Ｗ２とは別途、オゾンガスＡの気泡群を含む高圧のジェット水流Ｗ４を液体サイクロン２２６の内部に噴射するため、一次濾過水Ｗ２を液体サイクロン２２６内に高圧で送り込まなくても、液体サイクロン２２６内部の旋回流の速度を確保することができる。したがって、異物を含む原水を高圧で噴射可能な高性能のポンプを設ける必要がなく、その分、製造コストを低減できる。

また、オゾンガスＡを含む気泡群を巻き込んだ高圧のジェット水流Ｗ４がフィルタ２２５Ａ、２２５Ｂの上流面に向けて噴射されるため、浄水運転中、フィルタ２２５Ａ、２２５Ｂの上流面に残留した異物のケーキ３０がキャビテーションによって絶えず粉砕・除去される（図２（Ｂ）参照）。したがって、フィルタ２２５Ａ、２２５Ｂにケーキ３０が固着しないため、フィルタ２２５Ａ、２２５Ｂの逆洗浄を実施しなくても、フィルタ２２５Ａ、２２５Ｂの濾過能力の低下を防止することができる。このため、より長時間にわたる連続浄水運転が可能となる。

また、高圧のジェット水流Ｗ４によって濾過対象の水がフィルタ２２５Ａ、２２５Ｂに圧入されるため、濾過速度を向上させることができる。

さらに、浄水槽２２内の各室２２１〜２２３に噴射されるジェット水流Ｗ４の気泡群にはオゾンガスＡが含まれているため、最終的に、よりクリーンな濾過水Ｗ５を生成することができる。

１：前処理ユニット、２：高水圧浄水ユニット、１１：ウエッジスクリーン除塵装置、２１：低圧ポンプ、２２：浄水槽、２３：ジェット水流噴射装置、１１１：貯水タンク、１１２：ウエッジスクリーン、１１３：ＳＳ収集タンク、２２１：遠心分離室、２２２：濾過室、２２３：貯水室、２２４：排水路、２２５Ａ：荒目フィルタ、２２５Ｂ：細目フィルタ、２２６：液体サイクロン、２３１：オゾン発生器、２３２：高圧ポンプ、２３３：エジェクタノズル、２２６１：アンダーフロー口、２２６２：一次濾過水供給口、２２６３：ジェット水流供給口、２２６４：オーバーフロー口

Claims

処理対象水から異物を除去する高水圧浄水装置であって、
原水供給口及び高圧水流供給口を有する液体サイクロンを収容し、当該液体サイクロンの下端開口部からのアンダーフローを貯水する浄水槽と、
前記浄水槽から溢れ出る、前記液体サイクロンの上端開口部からのオーバーフローが流入する排水路と、
前記処理対象水を前記原水供給口から前記液体サイクロンの内部に供給する処理対象供給手段と、
前記高圧水流供給口に取り付けられた第一のエジェクタノズルを有し、オゾンガスを含む気泡を巻き込んだ水流を、前記第一のエジェクタノズルから、前記液体サイクロンの内部に、前記液体サイクロンの内周方向に、前記処理対象水よりも高圧で噴射するジェット水流噴射手段と、を有する
ことを特徴とする高水圧浄水装置。
請求項１記載の高水圧浄水装置であって、
前記浄水槽の内部を、前記液体サイクロンを含む第一の室と前記液体サイクロンを含まない第二の室とに仕切るフィルタをさらに有し、
前記ジェット水流噴射手段は、
前記フィルタを介して前記第二の室側に向けられた第二のエジェクタノズルをさらに有し、オゾンガスを含む気泡を巻き込んだ水流を、さらに、前記第二のエジェクタノズルから前記フィルタに向けて噴射する
ことを特徴とする高水圧浄水装置。