JP2015085275A

JP2015085275A - ろ過器の温水逆洗方法

Info

Publication number: JP2015085275A
Application number: JP2013226744A
Authority: JP
Inventors: 芳樹田村; Yoshiki Tamura
Original assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Current assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2015-05-07

Abstract

【課題】工場排水のろ過による再使用に際し、ろ材の延命化や、逆洗時間の短縮化を目的に、蒸気を利用して逆洗時の逆洗水を加温してろ材を温水で逆洗して安価に寿命を延長する方法を提供する。【解決手段】工場１４から汚濁物質３ａを含む被処理水３を原水弁１０からろ過器１に供給し、ろ材２で汚濁物質３ａをろ過し、処理水４をろ過器１から流出して処理水弁１１から再び工場１４に送給する水処理施設循環フローＡと、ろ過器１のろ材２のろ過能力が落ちた時、温水タンク５に逆洗水６と蒸気７を供給して６０〜７０℃に加温し、加温された逆洗水６を下流の逆洗ポンプ８で温水タンク１から取り出して逆洗水弁１２とろ過器１の底部から汚濁物質３ａを含むろ材２に供給して汚濁物質３ａを洗い出し、逆洗排水９をろ過器１の上部から排出して逆洗排水弁１３から逆洗排水槽１５に貯留する逆洗フローＢからなるろ過器１の温水逆洗によるろ材２の再生方法。【選択図】図１

Description

本願の発明は、水処理施設である工場の汚濁物質を含む排水を処理するろ過器内に積層したろ材の処理能力が落ちた場合に、このろ過器内の能力の落ちたろ材を温水により逆洗することにより、ろ過器の処理能力を回復させるための逆洗方法に関する。

従来、工場内の水処理設備の排水を処理するろ過器は、ろ過器であるタンク内に積層された砂や砂利などのろ材に、汚濁排水を通水して懸濁物質である汚濁物質を捕獲する機器である。このろ過器の作用を、例えば、図３に示す模式的なフロー図により説明すると、工場からの汚染された排水である被処理水は原水弁を通ってろ過器に注入される。ろ過器にはろ材が積層されており、ろ過器に注入された被処理水は含有の懸濁物質がろ材でろ過される。懸濁物質である汚濁物質がろ過されると処理水弁を経て処理水として工場内での利用に再び循環される。

ところで、このようにしてろ過器を一定期間使用すると、ろ過器に積層されたろ材は捕獲した懸濁物質である汚濁物質が詰まって処理能力が劣化してくる。このように処理能力が劣化すると、ろ過器でろ過して処理水弁に通して処理水として工場内での利用に再循環することを中止する。その代わりに、定期的に処理水弁に通した水を分岐して逆洗水として逆洗水弁を通してろ過器の内部のろ材の下部から再びろ材に通してろ材を逆洗することで、ろ材を再生するする。この逆洗した逆洗水はろ過器の上部から逆洗排水弁に通して逆洗排水として、ろ過器の外部の逆洗排水槽に排水する。このように定期的にろ過器内のろ材を逆洗することにより洗浄することで、ろ材のろ過能力を維持している。

しかし、製鉄所や製鋼所の鉄工排水は特有の含油度の高い排水であるので、ろ過器内部のろ材がこれらの油分により粘土化し、処理能力が著しく低下し、さらに寿命が著しく短くなっていた。さらに、ろ材が粘土化することによって上記の逆洗時に十分にろ材が洗浄出来なくなるために、ろ材の能力低下に連れて逆洗時間を延長しなければならなくなっていた。このことはろ過器の処理効率の悪化につながっていた。

ところで、工場内の水処理設備の排水を処理するろ過器は容量が大きいので、ろ過器の内部のろ材を交換するためには、膨大なコストが掛かることとなる。このためにろ材の能力低下や逆洗時間の延長やろ材の寿命の低下がより一層に問題となっている。一方、フィルターろ過器の逆洗方法として、循環水をろ過タンク内で逆流させるシステムを設けてフィルターを逆洗する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、この方法は地下水や川の流水の汚染をろ過する方法であるが、工場の排水は汚染の程度がより高いので、この方法を適用することは必ずしもできない。

さらに、高温水中に含まれる固形不純物をろ過するろ過器の逆洗方法として、複雑な設備と逆洗操作毎の親水化処理を必要とせず、簡便な設備構成により高温で逆洗し得る装置による逆洗方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。しかし、この方法は発電プラントなどの逆洗による方法であり、フッ素樹脂性フィルタを使用するものであり、フッ素樹脂から溶出される不純物を低減させるために加熱処理などをする必要がある。

特開２００７−５４７０７号公報特開２００２−３４６４４６号公報

本発明が解決しようとする課題は、水処理施設である工場排水のろ過による再使用に際して、ろ材の延命化や、逆洗時間の短縮化を目的に、蒸気を利用して逆洗時の逆洗水を加温することで、ろ過器内部のろ材を温水にて逆洗してろ材の寿命を延長し、かつ安価なろ材で行なう方法を提供することである。

通常は、である工場排水を再利用するために、汚濁排水である被処理水を、ろ過器に通水処理してろ材でろ過して処理水として工場に再循環している。しかし、ろ過器は汚濁排水を通水処理することにより処理能力が徐々に落ちるので、通常は定期的に常温の逆洗水をろ過器の底部からろ材に供給してろ材の逆洗を行っている。ところで、本願の発明は、この定期的に常温の逆洗水によりろ過器のろ材の逆洗を行う方法と異なる方法で行なうものである。

すなわち、本願発明の課題を解決するための第１の手段は、ろ過器に水処理施設である工場からの汚濁物質を含有する排水である被処理水をろ過器に原水弁を介して供給し、この被処理水の汚濁物質をろ過器のろ材でろ過し、ろ過器のろ材の側から処理水弁を介して処理水として工場に再び送給して繰返し工場からの被処理水を循環して汚濁物質を除去する水処理施設循環フローＡを設ける。一方、この水処理施設循環フローＡを繰り返すことで、ろ過器のろ材が除去した汚濁物質が充満されてくると、ろ過能力が落ちてろ過されなくなる。そこで、ろ過能力が落ちたろ材を再生させる必要がある。そこでろ過器を洗浄して汚濁物質を除去するために、上記の水処理施設フローＡとは逆方向であるろ過器の底部から洗浄水である逆洗水を通すものとする。このために、ろ過器とは別途に配設の温水タンクに逆洗水および加温用蒸気を供給し、この温水用タンク内の逆洗水を６０〜７０℃に加温した上で、温水タンクの下流に配設の逆洗ポンプによって逆洗水弁を介してろ過器の底部からろ過器内の汚濁物質を含有するろ材に供給し、ろ材から汚濁物質を洗い出す。さらに洗い出された汚濁物質を含有する逆洗排水はろ過器の上部から逆洗排水弁を経て逆洗排水槽に排水する逆洗循環フローＢを設ける。このように第１の手段は、水処理施設循環フローＡと逆洗循環フローＢとにより、工場からの排水である被処理水をろ材でろ過すると共に、ろ過し続けることで汚濁物質で汚濁されたろ過器のろ材の洗浄を逆洗により行う洗浄を定期的に実施することでろ過器のろ材を再生して、ろ材の寿命を延長する方法である。

第２の手段は、ろ過器に工場からの汚濁物質を含有する排水である被処理水をろ過器に原水弁を介して供給し、この被処理水の汚濁物質をろ過器のろ材でろ過し、ろ過器のろ材の側から処理水弁を介して処理水として工場に再び送給して繰返し工場からの被処理水を循環して汚濁物質を除去する水処理施設循環フローＡは第１の手段と同一である。さらに、ろ過器を洗浄して汚濁物質を除去するために、上記の水処理施設フローＡとは逆方向であるろ過器の底部から洗浄水である逆洗水を通すものとするために、ろ過器とは別途に配設の温水タンクに逆洗水および加温用蒸気を供給し、この温水用タンク内の逆洗水を６０〜７０℃に加温した上で、温水タンクの下流に配設の逆洗ポンプによって逆洗水弁を介してろ過器の底部からろ過器内の汚濁物質を含有するろ材に供給し、ろ材から汚濁物質を洗い出す。さらに洗い出された汚濁物質を含有する逆洗排水はろ過器の上部から逆洗排水弁を経て逆洗排水槽に排水する逆洗循環フローＢも第１の手段と同一である。しかしながら、この逆洗循環フローＢの手段の逆洗排水槽に排水したところで終わるのではなく、逆洗排水槽に汚濁物質を含有して排水されて貯留され、その結果、時間の経過に連れて貯留された排水から懸濁物である汚濁物質が徐々に沈澱されて上澄み水が分離されて生じてくる。そこで、この生じた上澄み水を利用する方法が第２の手段において付加されているところである。

すなわち、第２の手段では、第１の手段の逆洗循環フローＢの逆洗排水槽に汚濁物質を含有して排水して貯留した後、第２の手段として、貯留により生じた上澄み水を逆洗排水槽の上澄み水の部分からさらに管路を設けて、この管路に上澄み水弁を設け、この上澄み水弁を開けた管路を温水タンクに接続して、温水タンクに外部から供給する逆洗水に代えて上澄み液を供給可能とする。この温水タンクには、さらに蒸気を供給して逆洗循環フローＢとする。したがって、この第２の手段では、水処理施設循環フローＡにおけるろ過器のろ材２が汚濁物質で充満してくると、水処理施設循環フローＡの処理水弁を閉じ、一方、逆洗循環フローＢの上澄み水弁を開き、さらに逆洗水弁を開いて、逆洗ポンプを稼働させて逆洗排水槽の上澄み水を温水用タンクで蒸気により加熱した後、下部からろ過器に供給してろ材から汚濁物質を除去して逆洗排水弁から汚濁物質を含有する逆洗排水を逆洗排水槽に排水するものとして、逆洗循環フローＢを確立する。

本願の発明は、上記の第１の手段とすることで、水処理施設である工場の懸濁物質である汚濁物質を含有する排水を浄化するために汚濁物質を含まないきれいな水を水処理施設である工場に供給し、工場の汚濁物質を懸濁して有する工場排水を浄化して再び水処理施設である工場に供給するために、該汚濁物質の懸濁した工場排水をろ過器のろ材に通して該汚濁物質を除去して、除去後の汚濁物質のないきれいになった水を繰り返し工場排水の浄化に使用し、ろ過器のろ材がろ過した汚濁物質で充満されると、６０〜７０℃に加熱した温水でろ過器のろ材に浄化時とは逆方向から通して逆洗することで、従来の常温の水による洗浄に比してより高温で洗浄することで、油分などで粘度化した汚濁物質も極めて効率よくろ材から除去してろ材を再生させることができ、逆洗による汚濁物質を含有する逆洗排水は逆洗排水槽に流入して貯留される。

さらに第２の手段とすることで、上記の第１の手段で逆洗による汚濁物質を含有する逆洗排水を逆洗排水槽に流入して貯留していたものを、貯留により汚濁物質が沈澱して生じた上澄み水が多量になると、この上澄み水を温水タンクに注入して外部から供給する逆洗水とすることで、外部から注入する逆洗水を節約することができ、処理コストを低下できる。

水処理施設循環フローと逆洗フローからなる本発明の第１手段を示す図。水処理施設循環フローと逆洗循環フローからなる本発明の第２手段を示す図。

本願の発明の実施の形態を図面を参照して以下に説明する。本願発明の第１の実施の形態では、先ず、図１に模式的に示す左側の水処理施設循環フローＡにおいて、水処理施設である工場１４から排出された汚濁排水である被処理水３に含有される汚濁物質３ａをろ過するために、工場１４からの被処理水３を原水弁１０を開いて上部からろ過器１へ通水する。このろ過器１の砂や砂利などからなるろ材２で汚濁物質３ａをろ過した後、このろ過した水をろ過器１の下部から処理水弁１１を開いて処理水４として工場１４へ再供給のために循環する。このように汚濁物質３ａをろ過して工場１４へ再供給のために、被処理水３をろ過器１に通して処理水４として工場１４へ循環する処理時には、図１の右側のフローの逆洗フローＢのろ過器１の下部の逆水洗弁１２およびろ過器１の上部の逆洗排水弁１３は閉じて通水できない状態とされている。

ところで、図１の左側の水処理施設循環フローＡにおいて、ろ過器１への一定の通水時間が経過して、ろ材２が汚濁物質３ａで満たされてくると、図１の左側の水処理施設循環フローＡから右側の逆洗フローＢに切り替えられる。この場合、左側の水処理施設循環フローＡの原水弁１０および処理水弁１１が開から閉へと切り替えられる。一方、右側の逆洗フローＢにおける逆洗水弁１２および逆洗排水弁１３は閉から開へと切り替えられる。これらの弁の切り替えにより、図１の右側の逆洗フローＢを始動する。この場合、先ず、温水用タンク５に逆洗水６を外部から図示しない管路で流入させる。この温水タンク５に流入した逆洗水６を６０〜７０℃に加温するために、温水用タンク５に蒸気７を図示しない配管から供給し、逆洗水６を６０〜７０℃に加温する。温水用タンク５内で６０〜７０℃に加温された逆洗水６は、温水タンク５の下流に配設の逆洗ポンプ８により開となった逆洗水弁１２を経て、ろ過器１の下方からろ過器１へ供給される。このろ過器１へ供給された６０〜７０℃の逆洗水６により、ろ過器１の内部の汚濁物質３ａで汚染されたろ材２は洗浄すなわち逆洗される。この逆洗により汚濁物質３ａをろ材２から除去して、ろ過器１の上部から、逆洗排水弁１３を開として汚染物質３ａを含有する逆洗排水９は逆洗排水槽１５へ排出されて貯留される。一方、ろ過器１の砂あるいは砂利からなるろ材２は再生されて、ろ材２の処理能力が回復される。

第２の実施の形態について、図２を参照して説明する。この実施の形態では、図２の左側の右側の水処理施設循環フローＡの工程は、上記した第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。しかし、この第２の実施の形態では、第１の実施の形態の右側の
逆洗フローＢに代えて、逆洗循環フローＣとなっている。そこで、左側の水処理施設循環フローＡから右側の逆洗循環フローＣに切り替えた以降の工程について説明する。右側の逆洗循環フローＣに切り替えて、逆洗循環フローＣを始動すると、この第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、先ず、温水用タンク５に逆洗水６を外部から図示しない管路で流入させる。この温水タンク５に流入した逆洗水６を６０〜７０℃に加温するために、温水用タンク５に蒸気７を図示しない配管から供給し、逆洗水６を６０〜７０℃に加温する。温水用タンク５内で６０〜７０℃に加温された逆洗水６が得られると、この逆洗水６は、温水タンク５の下流に配設の逆洗ポンプ８により開とした逆洗水弁１２を経て、ろ過器１の下方からろ過器１へ供給される。このろ過器１へ供給された６０〜７０℃の逆洗水６によって、ろ過器１の内部の汚濁物質３ａで汚染されたろ材２を洗浄すなわち逆洗する。この逆洗により、ろ過器１の砂あるいは砂利からなるろ材２に充満された汚濁物質３ａは逆洗水６に含有されてろ材２から除去されて再生され、ろ材２の処理能力が回復される。さらに、この逆洗により汚濁物質３ａをろ材２から除去して汚染物質３ａを含有した逆洗水６は逆洗排水９となり、ろ過器１の上部から開となった逆洗排水弁１３を経て、逆洗排水槽１５へ排出され貯留される。

ところで、この第２の実施の形態では、図２の右側の逆洗循環フローＣに示すように、第１の実施の形態の図１の逆洗フローＢと異なって、図２の逆洗排水槽１５の上澄み水１７から管路で上澄み水弁１６を介して温水タンク５に接続されている。そこで、上記の汚染物質３ａを含有する逆洗排水９が逆洗排水槽１５に排出されて貯留されて、時間の経過により、含有の汚染物質３ａが沈澱して上澄み水１７が分離されて貯まってくると、この貯まった上澄み水１７を温水タンク５の逆洗水６に利用するものとする。したがって、このように利用できる場合は、上記のように外部から逆洗水６を温水タンク５に供給するのに代えるものとし、利用する上澄み水１７からなる逆洗水６が不足する場合には、その不足分の逆洗水６を外部から供給するものとする。そこで、この第２の実施の形態では、逆洗排水槽１５に生じた上澄み水１７の部分から上澄み水１７を取水する管路を設け、この管路を開となった澄み水弁１６を経て温水用タンク５に接続して、外部から流入される逆洗水６に代えて、上澄み水１７を逆洗水６として供給する。この後は、上記したように、温水用タンク５で逆洗水６は蒸気７により加熱されて、逆洗循環フローＣが繰り返されることとなる。

上記した、図１に示す第１の実施の形態であっても、あるいは、図２に示す第２の実施の形態であっても、逆洗によりろ過器１のろ材２は、汚濁物質３ａで充満されるまでは、図の左側の水処理施設循環フローＡで、すなわち水処理施設である工場１４で発生した汚濁物質３ａを被処理水３としてろ過器１に供給してろ材２で汚濁物質３ａを除去し、汚濁物質３ａの除去された処理水４をろ過器１から処理水弁１１を介して再び水処理施設である工場１４に循環して汚濁物質３ａ含有する被処理水３としてろ過器１に供給して汚濁物質３ａを除去する水処理施設循環フローＡを繰り返す。水処理施設循環フローＡにおけるろ過器１のろ材２が汚濁物質３ａで充満されると、図の右側の逆洗フローＢあるいは逆洗循環フローＣとして、汚濁物質３ａで充満されたろ過器１のろ材２の逆洗を行なうものとなっている。

水処理施設である工場１４の汚濁物質３ａを含む排水を被処理水３として含有される汚濁物質３ａをろ過器１内に積層したろ材２に通すことで汚濁物質３ａを除去するろ材２の処理能力が落ちた場合に、このろ過器１内の処理能力の落ちたろ材２を６０〜７０℃の温水を上記処理時と逆方向から通して洗浄する逆洗により、ろ過器の処理能力を回復させることができ、長期間にわたってろ材２を取り替えることなく使用できる。

１ろ過器
２ろ材
３被処理水
４処理水
５温水用タンク
６逆洗水
７蒸気
８逆洗ポンプ
９逆洗排水
１０原水弁
１１処理水弁
１２逆洗水弁
１３逆洗排水弁
１４水処理施設
Ａ水処理施設循環フロー
Ｂ逆洗フロー
Ｃ逆洗循環フロー

Claims

水処理施設の工場から汚濁物質を含有する排水を被処理水として原水弁を介してろ過器の上部から供給してろ過器内のろ材で汚濁物質をろ過した後、処理水をろ過器の下部から流出させ処理水弁を介して再び該水処理施設の工場に送給して水処理施設の工場に用いることで汚濁物質を含有する被処理水から汚濁物質を除去する水処理施設循環フローを繰返し行なうことによりろ過器のろ材が汚濁物質で充満されてろ過能力がなくなったとき、ろ過器と別に設けた温水タンクに逆洗水および逆洗水加温用蒸気を供給して温水タンク内の逆洗水を６０〜７０℃に加温し、加温された逆洗水を温水タンクの下流に配設の逆洗ポンプによって温水タンクから取り出し、この取り出した逆洗水を逆洗水弁を介してろ過器の底部からろ過器内の汚濁物質を含有するろ材に供給してろ材から汚濁物質を洗い出し、この洗い出された汚濁物質を含有する逆洗排水をろ過器の上部から排出して逆洗排水弁を経て逆洗排水槽に排水して貯留する逆洗フローを行なうことを特徴とするろ過器の温水逆洗によるろ材の再生方法。
水処理施設の工場から汚濁物質を含有する排水を被処理水として原水弁を介してろ過器の上部から供給してろ過器内のろ材で汚濁物質をろ過した後、処理水をろ過器の下部から流出させ処理水弁を介して再び該水処理施設の工場に送給して水処理施設の工場に用いることで汚濁物質を含有する被処理水から汚濁物質を除去する水処理施設循環フローを繰返し行なうことによりろ過器のろ材が汚濁物質で充満されてろ過能力がなくなったとき、ろ過器と別に設けた温水タンクに逆洗水および逆洗水加温用蒸気を供給して温水タンク内の逆洗水を６０〜７０℃に加温し、加温された逆洗水を温水タンクの下流に配設の逆洗ポンプによって温水タンクから取り出し、この取り出した逆洗水を逆洗水弁を介してろ過器の底部からろ過器内の汚濁物質を含有するろ材に供給してろ材から汚濁物質を洗い出し、この洗い出された汚濁物質を含有する逆洗排水をろ過器の上部から排出して逆洗排水弁を経て逆洗排水槽に排水して貯留する逆洗フローを行い、さらに、貯留された排水中の汚濁物質が沈澱して上澄み水が逆洗排水槽の上部に生じ、かつ、上記した水処理施設循環フローを繰返し行なうことによりろ過器のろ材が汚濁物質で充満されてろ過能力がなくなったとき、逆洗排水槽の上部に生じた上澄み水を上澄み水弁を開いて取り出し、この取り出した上澄み水を請求項１に記載の逆洗水に代えて温水タンクに供給し、再度上記した逆洗フローを繰返し行なうことを特徴とするろ過器の温水逆洗によるろ材の再生方法。