JP2014147907A - 水処理装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】廃水などの被処理水からろ過助材を用いて油分等の浮遊物質質を取り除く際に、当該ろ過助材の吸着性能を最大限に利用した水処理装置の制御方法を提供する。
【解決手段】実施形態の水処理装置の制御方法は、ろ過助材貯留槽からろ過助材計量槽にろ過助材のスラリーを移送するステップと、固液分離装置のフィルター上に、ろ過助材計量槽からろ過助材スラリーを供給してプレコート層を形成するとともに、ろ過助材スラリーの供給時間をモニタリングするステップとを具える。また、プレコート層に被処理水貯留槽から被処理水を供給して通水させるとともに、被処理水の供給時間をモニタリングするステップと、固液分離装置のフィルター上部に処理水貯留槽から処理水を供給して、プレコート層を破壊し、当該プレコート層を構成するろ過助材をろ過助材分離槽に移送するとともに、処理水の供給時間をモニタリングするステップとを具える。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、水処理装置の制御方法に関する。

昨今、工業の発達や人口の増加により水資源の有効利用が求められている。そのためには、工業廃水などの廃水の再利用が非常に重要である。これらを達成するためには水の浄化、すなわち水中から他の物質を分離することが必要である。

液体からほかの物質を分離する方法としては各種の方法が知られており、たとえば膜分離、遠心分離、活性炭吸着、オゾン処理、凝集、さらには所定の吸着材による浮遊物質質の除去などが挙げられる。このような方法によって、水に含まれるリンや窒素などの環境に影響の大きい化学物質を除去したり、水中に分散した油類、クレイなどを除去したりすることができる。

これらのうち、膜分離はもっとも一般的に使用されている方法のひとつであるが、水中に分散した油類を除去する場合には膜の細孔に油が詰まり易く、膜の寿命が短くなりやすいという問題がある。このため、水中の油類を除去するには膜分離は適切でない場合が多い。

したがって、重油等の油類が含まれている水からそれらを除去する手法としては、例えば、水と重油との比重差に基づく重油の浮上性を利用し、水上に設置されたオイルフェンスにより水の表面に浮いている重油を集め、表面から吸引および回収する方法、または、重油に対して吸着性をもった疎水性材料を水上に敷設し、重油を吸着させて回収する方法等が挙げられる。

一方、近年においては、加圧浮上法や凝集沈殿法などによって、廃水中の浮遊物質を除去する試みがなされている。しかしながら、加圧浮上法では、廃水に凝集ポリマーを添加して廃水中の浮遊物質を粗大化させ、圧縮空気の吹き込みにより当該浮遊物質をフロックとして廃水の水面に浮上させ、当該フロックの形態で廃水より分離除去するものである。この場合、多量の凝集ポリマーが必要になるので薬品コストが増大し、結果として廃水処理のコストが増大するという問題があった（特許文献１）。

また、凝集沈殿法においても、各種金属塩を多量に用いることから薬品コストが増大するとともに、多量に生成した汚泥の処理も必要になることから、廃水処理のコストが増大するという問題があった。

さらに、吸着材を用い、油類等の浮遊物質が分散した水中内に浸漬させることによって、上記吸着材に油類を吸着させ、水中から除去する試みがなされている。例えば、特許文献２には、ポーラス状の粉を用いて油分を除去する方法が開示されている。しかしながら、この方法においては、例えばカラム内に配設したフィルター上に吸着材を配設し、当該カラム内に廃水を通水させて廃水中の油分を回収すると、フィルター上に配設した吸着材に吸着した油分量が増大するにつれて通水速度が低下してくるため、吸着材の性能を完全に使い切ることは困難な場合があった。

特開２００６−２１８３８１号公報 特開２０１２−５５７８４号公報

本発明が解決しようとする課題は、廃水などの被処理水からろ過助材を用いて油分等の浮遊物質を取り除く際に、当該ろ過助材の吸着性能を最大限に利用した水処理装置の制御方法を提供することである。

実施形態の水処理装置の制御方法は、ろ過助材貯留槽からろ過助材計量槽にろ過助材のスラリーを移送する第１のステップと、前記ろ過助材貯留槽及び前記ろ過助材計量槽の下流側に位置し、設置面に対して水平な面を有するフィルターを含むとともに、当該フィルターによって内部空間が上下に分割された固液分離装置の前記フィルター上に、前記ろ過助材計量槽から前記ろ過助材のスラリーを供給して前記ろ過助材からなるプレコート層を形成するとともに、前記ろ過助材のスラリーの供給時間をモニタリングする第２のステップとを具える。また、前記固液分離装置中に形成された前記プレコート層に被処理水貯留槽から被処理水を供給して通水させるとともに、前記被処理水の供給時間をモニタリングする第３のステップと、前記被処理水を前記プレコート層に通水させることによって得た処理水を、処理水貯留槽中に貯留する第４のステップとを具える。さらに、固液分離装置の前記フィルター上部に前記処理水貯留槽から前記処理水を供給して、前記プレコート層を破壊し、当該プレコート層を構成する前記ろ過助材をろ過助材分離槽に移送するとともに、前記処理水の供給時間をモニタリングする第５のステップと、前記ろ過助材分離槽において前記ろ過助材を洗浄して分離し、前記ろ過助材貯留槽に移送する第６のステップとを具える。

実施形態における水処理装置の概略構成図である。

（ろ過助材）
最初に、本実施形態の水処理装置の制御方法に用いるろ過助材について説明する。

本実施形態におけるろ過助材は、例えば無機粒子から構成することができる。なお、本実施形態における“無機粒子”とは、金属粒子及び金属粒子以外の無機化合物粒子を意味するものである。

金属粒子としては、アルミニウム、鉄、銅、及びこれらの合金等の金属を例示することができる。また、無機化合物粒子としては、磁鉄鉱、チタン鉄鉱、磁硫鉄鉱、マグネシムフェライト、コバルトフェライト、ニッケルフェライト、バリウムフェライト、溶融シリカ、結晶性シリカ、ガラス、タルク、アルミナ、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、マグネシア、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、雲母等のセラミック粒子を例示することができる。

特に磁鉄鉱、チタン鉄鉱、磁硫鉄鉱、マグネシムフェライト、コバルトフェライト、ニッケルフェライト、バリウムフェライト等の粒子からろ過助材を構成することにより、以下に説明するろ過助材の再生を、磁力を用いることによって簡便に行うことができるようになる。

上述した粒子の中でも、水中での安定性に優れたフェライト系化合物からなる磁性粒子であればより好ましい。例えば磁鉄鉱であるマグネタイト（Ｆｅ_３Ｏ_４）は安価であるだけでなく、水中でも磁性体として安定し、元素としても安全であるため、水処理に使用しやすいので好ましい。

この場合、上述した粒子は、球状、多面体、不定形など種々の形状を取り得るが特に限定されない。また、望ましい粒径や形状は、製造コストなどを考慮して適宜選択すればよい。

特に無機粒子が鋭角の角を持つ磁性粒子である場合、以下に説明するような磁力によるろ過助材の回収工程において、上記コアに磁力が作用し、磁力によってろ過助材が再生出来る限りにおいて、Ｃｕメッキ、Ｎｉメッキなど、通常のメッキ処理を施したり、腐食防止などの目的で表面処理を施したりして、上記鋭角の角を丸めて使用することもできる。

ろ過助材が磁性粒子からなる場合について詳述すると、その大きさは、処理設備の磁力、流速、吸着方法のほか、磁性粒子の密度、種々の条件によって最適な範囲が変化する。しかしながら、本実施形態における磁性粒子の平均粒子径は、一般に０．１〜１００μｍであり、好ましくは０．３〜５０μｍの範囲である。磁性粒子の下限値が０．１μｍよりも小さくなると、磁性粒子が蜜に凝集して水中の微細な浮遊物質を除去できるものの、実用に足る通水量を得ることができない場合がある。磁性粒子の上限値が１００μｍよりも大きくなると、粒子間の距離が大きくなり除去すべき水中の浮遊物質を十分に除去することができない場合がある。

なお、磁性粒子の平均粒子径の測定方法には、レーザー回折法により測定することができ、具体的には、株式会社島津製作所製のＳＡＬＤ−3100型測定装置（商品名）などにより測定することができる。なお、以下に“平均粒子径”なる文言が出現し、その具体的な数値が記載されている場合、別途説明がある場合を除き、当該“平均粒子径”は上述のようなレーザー回折法によって測定したものである。

なお、上述した磁性粒子に関する要件は、上述したその他の無機粒子に対しても、その種類によって多少のずれはあるものの、十分に適用することができる。

また、ろ過助材の総てが無機粒子で構成される必要はない。すなわち、ろ過助材が磁性粒子を含む場合は、これら磁性粒子間に磁力が作用し、磁力によってろ過助材が回収出来る限りにおいて、スチレン樹脂、水添加スチレン樹脂、ブタジエン樹脂、イソプレン樹脂、アクリロニトリル樹脂、シクロオレフィン樹脂、及びフェノール樹脂、及びアルキルメタアクリレート樹脂等のバインダーで結合されたものであってもよい。また、磁性粒子の表面がメチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシシランなどのアルコキシシラン化合物で結合されたものであってもよい。

この場合、上述した磁性粒子等の一次粒子の平均粒子径をＡ（μｍ）とし、上述した樹脂やシランカップリング剤で結合されることによって得た凝集体の平均粒子径をＢ（μｍ）とした場合、Ａ＜Ｂ≦２０Ａの範囲であることが好ましく、Ａ＜Ｂ≦８Ａの範囲であることがより好ましい。後者の条件を満足する場合、磁性粒子等の一次粒子が球状に凝集して凝集体を構成することはなく、いびつな外形の凝集体が得られるようになる。

したがって、このような凝集体をろ過助材として用いることにより、当該ろ過助材によって後に説明するプレコート層を形成した場合において、当該プレコート層に適度な空隙を有するようになるので、水中の浮遊物質を十分に捕捉して除去することができるとともに、十分な通水量を確保することができる。なお、当該作用効果を得るためには、特にＡ＜Ｂ≦５Ａの関係を満足することが好ましい。

また、上記凝集体が樹脂をバインダーとして構成されている場合、凝集体の表皮を構成する樹脂層の厚さＣは０．０１μｍ以上０．２５μｍ以下であることが好ましい。樹脂層の厚さＣが０．０１μｍよりも小さいと、上記凝集体の強度が低下してろ過助材として使用することが困難になる場合があり、樹脂層の厚さＣが０．２５μｍよりも大きいと、凝集体間の空隙が狭くなり、ろ過助材として使用した場合に実効的な通水量を確保できない場合がある。

なお、上記樹脂層の厚さＣは、光学顕微鏡やＳＥＭなどによって観察して求めることもできるが、好ましくは上記凝集体を無酸素状態で所定の温度にまで加熱し、凝集体を熱分解させた際の重量減少量から樹脂の被覆量を求め、また凝集体の比表面積から樹脂被覆量の平均値を導出ことにより、より正確に求めることができる。

本実施形態のろ過助材は、上述したような要件を満足すれば任意の方法により製造することができる。例えば、ろ過助材を磁性粒子等の無機粒子から構成する場合は、上記平均粒子径を満足するような市販の無機粒子をそのまま使用することができる。

また、ろ過助材を上述した凝集体から構成する場合は、例えば磁性粒子等の無機粒子及び樹脂等を有機溶媒に溶解あるいは分散させ、得られた溶液あるいは分散媒をスプレードライ法等により噴霧することによって得ることができる。この方法によれば、スプレードライの環境温度や噴出速度などを調整することにより、凝集体の平均粒子径が調整できる上、凝集体から有機溶媒が除去される際に孔が形成され、多孔質の凝集体をも形成することができる。

一方、工業的に凝集体のろ過助材を製造するには、例えば樹脂等を溶解して得た溶液を、予め磁性粒子を充填した型等に流し込み、溶媒を除去して固化させたものを破砕したり、あるいはポリマー溶液に磁性体を分散させた組成物から有機溶媒を除去して固化させたもの破砕したりすることによって、上述のようなろ過助剤を得ることができる。また、磁性粒子等の無機粒子をヘンシェルミキサー、ボールミル、造粒機等に入れた後、樹脂等を有機溶媒に溶解あるいは分散させて得た溶液あるいは分散媒を上記装置内に滴下し、乾燥させることで上述のようなろ過助材を得ることもできる。

（水処理装置の制御方法）
次に、本実施形態の水処理装置の制御方法について説明する。なお、以下に説明する水処理装置の制御方法は、ろ過助材が磁性粒子を含む場合について説明する。ここで、ろ過助材が磁性粒子を含むとは、上述したように、ろ過助材が磁性粒子から構成される場合の他に、ろ過助材が樹脂等をバインダーとした磁性粒子の凝集体の場合を意味するものである。

図１は、本実施形態の水処理装置の概略構成を示す図である。図１に示す水処理装置１０は、上述したろ過助材を貯留するろ過助材貯留槽１１と、ろ過助材貯留槽１１の下流側に位置し、ろ過助材貯留槽１１より移送されたろ過助材のスラリーの所定量を計量し、下流側に移送するろ過助材計量槽１２と、ろ過助材貯留槽１１及びろ過助材計量槽１２の下流側に位置し、設置面に対して水平な面を有するフィルター１３１を含み、フィルター１３１によって内部空間が上下１３Ａ及び１３Ｂに分割された固液分離装置１３とを有する。

なお、固液分離装置１３中のフィルター１３１を設置面と水平とすることにより、後に形成するプレコート層の厚さが均一となるため、安定した水量と水質を得ることができる。

また、固液分離装置１３の上流側には廃水等の被処理水Ｗ１を一時的に貯留するための被処理水貯留槽１４が配設されており、固液分離装置１３の下流側には当該固液分離装置１３で得た処理水Ｗ２を貯留するための処理水貯留槽１５が配設されている。さらに、固液分離装置１３の下流側には、使用済みのろ過助材を洗浄分離するためのろ過助材分離槽１６が配設されている。

ろ過助材貯留槽１１及びろ過助材計量槽１２は配管２１で接続されており、配管２１上にはポンプ３１が配設されている。ろ過助材計量槽１２及び固液分離装置１３は配管２２で接続されており、配管２２上にはポンプ３２及びろ過助材スラリーの供給時間をモニタリングするための第１の計時装置５１が配設されている。また、被処理水貯留槽１４及び固液分離装置１３は配管２３及び２２で接続されており、配管２３上にはポンプ３３及び被処理水Ｗ１の供給時間をモニタリングするための第２の計時装置５２が配設されている。

固液分離装置１３及び処理水貯留槽１５は配管２４及び２５で接続されており、配管２５上にはポンプ３４及び処理水Ｗ２の供給時間をモニタリングするための第３の計時装置５３が配設されている。なお、配管２５上にはポンプ３４及び第３の計時装置５３が配設されていることから、以下に説明するように、配管２４とは異なる目的のために使用される。

固液分離装置１３及びろ過助材分離槽１６は配管２６で接続されており、ろ過助材分離槽１６及びろ過助材貯留槽１１は配管２７で接続されている。なお、配管２７上にはポンプ３５が配設されている。また、処理水貯留槽１５及びろ過助剤貯留槽１１は配管２５及び２８によって接続されている。なお、配管２５及び配管２８の分岐点には三方バルブ４５が配設されている。さらに、処理水貯留槽１５及びろ過助材分離槽１６は配管２９で接続されている。

ろ過助材貯留槽１１、ろ過助材計量槽１２、及びろ過助材分離槽１６には、それぞれ液位計１１１、１２１及び１６１が配設されており、各槽中のろ過助材スラリーの量を適宜モニタリングするように構成されている。また、被処理水貯留槽１４及び処理水貯留槽１５内にもそれぞれ液位計１４１及び１５１が配設されており、各槽中の被処理水Ｗ１及び処理水Ｗ２の量を適宜モニタリングするように構成されている。

また、固液分離装置１３には圧力計１３３が配設されており、固液分離装置１３内の圧力を常にモニタリングできるようになっている。

本実施形態で使用するろ過助材が磁性粒子を含むことを考慮し、ろ過助材分離槽１６中には、磁気分離装置１６２が配設され、当該磁気分離装置１６２内には図示しない永久磁石あるいは電磁石等が収納されている。

次に、図１に示す水処理装置１０を用いた水処理装置の制御方法について説明する。
最初に、処理水貯留槽１５内に図示しない給水ラインを介して所定量の水を貯留しておく。次いで、三方バルブ４５を配管２８側、すなわちろ過助剤貯留槽１１側が開、固液分離装置１３側が閉となるようにして、ろ過助材貯留槽１１に処理水貯留槽１５から所定量の処理水を供給し、ろ過助材貯留槽１１中でろ過助材のスラリーを調整する。スラリー中のろ過助材の濃度は、例えば１，０００ｍｇ／Ｌ〜１００，０００ｍｇ／Ｌとする。また、ろ過助材貯留槽１１中におけるろ過助材スラリーの量は、液位計１１１によって、当該ろ過助材スラリーがろ過助材貯留槽１１の容量を超えないようにモニタリングする。

なお、処理水貯留槽１５内に所定量の水を貯留して当該水をろ過助材貯留槽１１に供給する代わりに、ろ過助材貯留槽１１内に直接水を供給して上記ろ過助材のスラリーを得ることもできる。

次いで、ポンプ３１を駆動させることにより、配管２１を介して、ろ過助材貯留槽１１よりろ過助剤計量槽１２に所定量のろ過助材スラリーを移送する。なお、移送するろ過助材スラリーの量は、ろ過助材計量槽１２内に配設した液位計１２１によって、ろ過助材計量槽１２の容量を超えない範囲とする。

次いで、ポンプ３２を駆動させ、バルブ４２を開とすることにより、配管２２を介して、ろ過助剤計量槽１２より固液分離装置１３のフィルター１３１上にろ過助材スラリーを供給し、当該フィルター１３１上にろ過助材の膜、いわゆるプレコート層１３２を形成する。なお、プレコート層１３２の厚さは、以下に説明するように、被処理水Ｗ１中の浮遊物質を除去することができれば特に限定されるものではなく、例えば０．１ｍｍ〜１０ｍｍとすることができる。

一方、ポンプ３２の近傍に配設された第１の計時装置５１によってろ過助材計量槽１２から固液分離装置１３に供給されるろ過助材スラリーの供給時間（ろ過助材スラリー供給時間）を計測し、当該供給時間を図示しない制御系の記憶装置内に記憶させておく。

次いで、ポンプ３３を駆動させることにより、被処理水貯留槽１４内に貯留された被処理水Ｗ１を配管２３及び２２を介して固液分離装置１３内のプレコート層１３２に供給し、当該プレコート層１３２内を通水させることにより、被処理水Ｗ１中の浮遊物質を除去する。このとき、ポンプ３３の近傍に配設された第２の計時装置５２によって被処理水貯留槽１４から固液分離装置１３に供給した被処理水Ｗ１の供給時間（被処理水供給時間）を計測し、当該供給時間を図示しない制御系の記憶装置内に記憶させておく。

なお、固液分離装置１３内に被処理水Ｗ１を導入すると、一般に当該槽内は加圧状態となるので、当該圧力を圧力計１３３によってモニタリングし、所定の圧力を超えないように適宜被処理水Ｗ１の導入量を制御する。

また、被処理水Ｗ１を被処理水貯留槽１４から固液分離装置１３に供給する際には、被処理水Ｗ１がろ過助材計量槽１２に逆流しないように、バルブ４２を閉、バルブ４３を開としておく。

被処理水Ｗ１がプレコート層１３２を通水した後は、処理水Ｗ２として、バルブ４４を開とすることにより、配管２４を介して固液分離装置１３から処理水貯留槽１４内に移送する。なお、処理水貯留槽１４内にも液位計１５１が配設されているので、処理水Ｗ２の供給量が処理水貯留槽１４の容量を超えないように適宜制御する。例えば、処理水Ｗ２の供給量が処理水貯留槽１４の容量を超えるような場合は、処理水貯留槽１４の下部より適宜外部に放出することができる。処理水Ｗ２は、被処理水Ｗ１に含有されている浮遊物質を含まないので、上述のように外部に放出しても環境的には何らの問題も生じない。

次いで、三方バルブ４５の固液分離装置１３側を開、ろ過助材貯留槽１１側を閉とし、ポンプ３４を駆動させることにより、配管２５を介して、固液分離装置１３内のプレコート層１３２に対して処理水貯留槽１５から処理水Ｗ２を供給してプレコート層１３２を破壊し、当該プレコート層１３２を構成するろ過助材を、バルブ４６を開とした配管２６を介してろ過助材分離槽１６内に供給する。

このとき、ポンプ３４の近傍に配設された第３の計時装置５３によって処理水貯留槽１５から固液分離装置１３に供給する処理水Ｗ２の供給時間（処理水供給時間）を計測し、当該供給時間を図示しない制御系の記憶装置内に記憶させておく。

ろ過助剤分離槽１６内では、磁気分離装置１６２を駆動させて供給されたろ過助材を吸着する一方、図示しない配管を介して、エタノール、メタノール、プロパノール、イソプロパノール、ヘキサン、アセトンなどの有機溶剤や、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤などの洗浄液を供給し、ろ過助材に付着した浮遊物質を洗浄する。浮遊物質を含む汚濁はｓｓ濃縮液としてろ過助材分離槽１６の下部から外部に放出される。放出されたｓｓ濃縮液は、当該成分に基づいて汎用の方法により処理される。

なお、ろ過助材分離槽１６内にも液位計１６１が配設されており、ろ過助材分離槽１６内に供給されるろ過助材含有水の量がろ過助材分離槽１６の容量を超えないように適宜制御する。また、ろ過助材分離槽１６内における洗浄操作のプロセス時間を短縮させ、時間当たりのｓｓ濃縮液の放出量を増大させることによっても、ろ過助材分離槽１６内に供給されるろ過助材含有水の量がろ過助材分離槽１６の容量を超えないように制御することができる。さらに、液位計１６１は、当初説明したように、以下に説明するろ過助材スラリーの量が、ろ過助材分離槽１６の容量を超えないように制御するためにも用いられる。

次いで、ポンプ３４を駆動させ、三方バルブ４５を閉、バルブ４８を開とすることにより、配管２９を介して、処理水貯留槽１５よりろ過助材分離槽１６内に残存したろ過助材に対して処理水Ｗ２を供給し、ろ過助材分離槽１６内においてろ過助材のスラリーを調整する。

次いで、ポンプ３５を駆動させるとともに、バルブ４７を開とすることにより、ろ過助材分離槽１６よりろ過助材貯留槽１１に対してろ過助材スラリーを供給し、当該ろ過助材貯留槽１１内に貯留する。

ろ過助剤貯留槽１１では、当初に使用したろ過助材スラリーとろ過助材の濃度が同一となるように、適宜処理水貯留槽１５から所定量の処理水を供給したり、ろ過助材貯留槽１１内に直接水を供給したりすることができる。しかしながら、ろ過助材貯留槽１１でのろ過助材の濃度調整を省略すべく、ろ過助材分離槽１６内で調整するろ過助材スラリーの濃度がろ過助材貯留槽１１内のろ過助材スラリーの濃度と一致するように、ろ過助材分離槽１６内に処理水Ｗ２を供給することが好ましい。

次いで、上述したように、ポンプ３１を駆動させることにより、配管２１を介して、ろ過助材貯留槽１１よりろ過助剤計量槽１２に所定量のろ過助材スラリーを移送し、次いで、ポンプ３２を駆動させ、バルブ４２を開とすることにより、配管２２を介して、ろ過助剤計量槽１２より固液分離装置１３のフィルター１３１上にろ過助材スラリーを供給し、当該フィルター１３１上に再度プレコート層１３２を形成する。

このとき、ポンプ３２の近傍に配設された第１の計時装置５１によってろ過助材計量槽１２から固液分離装置１３に供給されるろ過助材スラリーの供給時間（ろ過助材スラリー供給時間）を計測するが、当該ろ過助材スラリー供給時間を、先のろ過助材スラリー供給時間と同一に設定することにより、フィルター１３１上には先と同じ量のろ過助材スラリーが供給されるので、当初と同じ形態（厚さ）及び性状のプレコート層１３２を再度形成、すなわち復元することができる。したがって、以下に説明する被処理水Ｗ１の通水による浮遊物質の除去を先の場合と同程度に行うことができるようになる。

次いで、ポンプ３３を駆動させることにより、被処理水貯留槽１４内に貯留された被処理水Ｗ１を配管２３及び２２を介して固液分離装置１３内のプレコート層１３２に供給し、当該プレコート層１３２内を通水させることにより、当該プレコート層１３２において被処理水Ｗ１中の浮遊物質を除去する。

このとき、ポンプ３３の近傍に配設された第２の計時装置５２によって被処理水貯留槽１４から固液分離装置１３に供給した被処理水Ｗ１の供給時間（被処理水供給時間）を計測するが、当該被処理水供給時間を、先の被処理水供給時間と同一に設定することにより、フィルター１３１上には先と同じ量の被処理水Ｗ１が供給されるので、当初と同じ形態（厚さ）及び性状のプレコート層１３２の再形成と相伴って、被処理水Ｗ１の通水による浮遊物質の除去を先の場合と同程度に行うことができるようになる。

被処理水Ｗ１がプレコート層１３２を通水した後は、処理水Ｗ２として、バルブ４４を開とすることにより、配管２４を介して固液分離装置１３から処理水貯留槽１５内に移送する。

次いで、上述したように、三方バルブ４５の固液分離装置１３側を開、ろ過助材貯留槽１１側を閉とし、ポンプ３４を駆動させることにより、配管２５を介して、固液分離装置１３内のプレコート層１３２に対して処理水貯留槽１５から処理水Ｗ２を供給してプレコート層１３２を破壊し、当該プレコート層１３２を構成するろ過助材を、バルブ４６を開とした配管２６を介してろ過助材分離槽１６内に供給する。

このとき、ポンプ３４の近傍に配設された第３の計時装置５３によって処理水貯留槽１５から固液分離装置１３に供給した処理水Ｗ２の供給時間（処理水供給時間）を計測するが、当該処理水供給時間を、先の処理水供給時間と同一に設定することにより、プレコート１３２は常に完全に破壊され、それを構成する総てのろ過助材がろ過助材分離槽１６に供給され、洗浄された後、ろ過助材スラリーとしてろ過助材貯留槽１１に貯留されるようになる。

したがって、上述のような操作、すなわち、ろ過助材貯留槽１１からろ過助材計量槽１２へ供給し、ろ過助材計量槽１２から固液分離装置１３に供給するろ過助材スラリーの濃度が当初と同一に保持されるので、当初と同じ形態（厚さ）及び性状のプレコート層１３２の再形成をより確実に行うことができ、プレコート層１３２上への当初と同じ量の被処理水Ｗ１の供給と相伴って、被処理水Ｗ１の通水による浮遊物質の除去を先の場合と同程度に行うことができるようになる。

なお、ろ過助剤分離槽１６内での磁気分離装置１６２を利用したろ過助材の洗浄は上記同様に行うことができ、ろ過助材分離槽１６内でのろ過助材スラリーの調整も上記同様に行うことができる。さらに、ろ過助材分離槽１６からろ過助材貯留槽１１へのろ過助材スラリーの移送も上記同様に行うことができる。

なお、ろ過助材貯留槽１１でのろ過助材の濃度調整を省略すべく、ろ過助材分離槽１６内で調整するろ過助材スラリーの濃度がろ過助材貯留槽１１内のろ過助材スラリーの濃度と一致するように、ろ過助材分離槽１６内に処理水Ｗ２を供給することが好ましいことも上記同様である。

次いで、上記同様のプロセスを繰り返して、被処理水貯留槽１１内に順次に供給される被処理水Ｗ１の浮遊物質除去を行う。

すなわち、ろ過助材貯留槽１１よりろ過助剤計量槽１２に所定量のろ過助材スラリーを移送し、ろ過助剤計量槽１２より固液分離装置１３のフィルター１３１上にろ過助材スラリーを供給し、当該フィルター１３１上に再度プレコート層１３２を形成し、次いで、被処理水貯留槽１４内に貯留された被処理水Ｗ１を固液分離装置１３内のプレコート層１３２に供給し、当該プレコート層１３２内を通水させることにより、当該プレコート層１３２において被処理水Ｗ１中の浮遊物質を除去する。

その後、得られた処理水Ｗ２を処理水貯留槽１５内に移送し、さらに固液分離装置１３内のプレコート層１３２に対して処理水貯留槽１５から処理水Ｗ２を供給してプレコート層１３２を破壊し、当該プレコート層１３２を構成するろ過助材をろ過助材分離槽１６内に供給する。さらに、ろ過助材分離槽１６からろ過助材貯留槽１１へろ過助材スラリーを移送する。

このとき、第１の計時装置５１によって計測されるろ過助材計量槽１２から固液分離装置１３に供給するろ過助材スラリーの供給時間（ろ過助材スラリー供給時間）、第２の計時装置５２によって計測される被処理水貯留槽１４から固液分離装置１３に供給する被処理水Ｗ１の供給時間（被処理水供給時間）、及び第３の計時装置５３によって計測される処理水貯留槽１５から固液分離装置１３に供給した処理水Ｗ２の供給時間（処理水供給時間）を、各プロセスで総て同一とすることにより、各プロセスにおいて、常に同じ形態（厚さ）及び性状のプレコート層１３２が再形成され、プレコート層１３２上へ常に同じ量の被処理水Ｗ１が供給され、さらに、プレコート層１３２を形成すべきろ過助材スラリーの濃度が常に一定となる。

結果として、各プロセスにおいて同一態様で被処理水Ｗ１中の浮遊物質の除去を行うことができ、上述した各工程において最適な態様を見出し、当該態様で被処理水Ｗ１中の浮遊物質除去を行う際、プロセス毎に上記態様が変動するのを抑制することができ、常に一定かつ安定した状態で被処理水Ｗ１中の浮遊物質除去を行うことができる。

このため、廃水などの被処理水Ｗ１からろ過助材を用いて油分等の浮遊物質質を取り除く際に、当該ろ過助材の吸着性能を最大限に利用した水処理装置の制御方法を提供することが可能となる。

また、上述した本実施形態の水処理装置の制御方法によれば、プレコート層１３２による被処理水Ｗ１中の浮遊物質の除去と、ろ過助剤分離槽１６によるろ過助材の洗浄とを同時に行うことができるので、例えばろ過助材の洗浄の際に、被処理水Ｗ１中の浮遊物質の除去を停止する必要がない。したがって、被処理水Ｗ１中の浮遊物質の除去を高効率に短時間で行うことができる。

なお、各プロセスにおいても、ろ過助材分離槽１６内で調整するろ過助材スラリーの濃度がろ過助材貯留槽１１内のろ過助材スラリーの濃度と一致するように、ろ過助材分離槽１６内に処理水Ｗ２を供給することが好ましい。

＜模擬原水の作製＞
水１０００Ｌに対し、１．５ｋｇギアオイル（エクソンモービル社製の商品名：モービルバクトラオイルＮｏ．２製）を混合した模擬廃水を準備した。

＜ろ過試験＞
図１に示すような水処理装置１０を準備し、ろ過助材として平均粒子径２０μｍのフェライト粒子（フェライト粒子Ａ）及び平均粒子径０．５μｍのフェライト粒子（フェライト粒子Ｂ）を準備した。

次いで、“発明を実施するための形態”で説明したような操作を行い、固液分離装置１３中のフィルター１３１上に厚さ１ｍｍのプレコート層１３２を形成し、上述した模擬原水の通水を行った。

その結果、２回目の通水後におけるギアオイルの除去率は、フェライト粒子Ａで９９％、フェライト粒子Ｂで９９．５％であることが判明した。

実施例１と同じ装置を用い、模擬排水として水１０００Ｌに対し、２００ｇ結晶アルミナ粒子を混合した模擬廃水を準備した以外は同様に試験を行った。

通水後における結晶アルミナ粒子の除去率はフェライト粒子Ａで９８％、フェライト粒子Ｂで９９％であることが判明した。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として掲示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ 水処理装置
１１ ろ過助材貯留槽
１１１ 液位計
１２ ろ過助材計量槽
１２１ 液位計
１３ 固液分離装置
１３１ フィルター
１３２ プレコート層
１３３ 圧力計
１４ 被処理水貯留槽
１４１ 液位計
１５ 処理水貯留槽
１５１ 液位計
１６ ろ過助材分離槽
１６１ 液位計
１６２ 磁気分離装置
２１〜２９ 配管
３１〜３５ ポンプ
４１〜４４、４６〜４８ バルブ
４５ 三方バルブ
５１ 第１の計時装置
５２ 第２の計時装置
５３ 第３の計時装置

Claims (6)

1. ろ過助材貯留槽からろ過助材計量槽にろ過助材のスラリーを移送する第１のステップと、
   フィルターによって内部空間が上下に分割された固液分離装置の前記フィルター上に、前記ろ過助材計量槽から前記スラリーを供給して前記ろ過助材からなるプレコート層を形成するとともに、前記スラリーの供給時間をモニタリングする第２のステップと、
   前記固液分離装置中に形成された前記プレコート層に被処理水貯留槽から被処理水を供給して通水させるとともに、前記被処理水の供給時間をモニタリングする第３のステップと、
   前記被処理水を前記プレコート層に通水させることによって得た処理水を、処理水貯留槽中に貯留する第４のステップと、
   前記固液分離装置の前記フィルター上部に前記処理水貯留槽から前記処理水を供給して、前記プレコート層を破壊し、当該プレコート層を構成する前記ろ過助材をろ過助材分離槽に移送するとともに、前記処理水の供給時間をモニタリングする第５のステップと、
   前記ろ過助材分離槽において前記ろ過助材を洗浄して分離し、前記ろ過助材貯留槽に前記スラリーとして移送する第６のステップと、
   を具えることを特徴とする、水処理装置の制御方法。
2. 前記第１のステップから前記第６のステップを１プロセスとして複数回繰り返し、各プロセスにおける前記スラリーの供給時間、前記被処理水の供給時間、及び前記処理水の供給時間を同一とすることを特徴とする、請求項１に記載の水処理装置の制御方法。
3. 前記ろ過助材分離槽内で調整するスラリーの濃度を、前記ろ過助材貯留槽における前記スラリーの濃度と同一とすることを特徴とする、請求項１又は２に記載の水処理装置の制御方法。
4. 前記ろ過助材が磁性粒子を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載の水処理装置の制御方法。
5. 前記ろ過助材が無機粒子を含む凝集体であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載の水処理装置の制御方法。
6. 前記無機粒子が磁性粒子であることを特徴とする、請求項５に記載の水処理装置の制御方法。

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