JP2798633B2 - 廃水処理装置およびその方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建設工事などによ
って生じた排泥水からベルトプレス機などの１次処理設
備によって汚泥などの固形質が除去された被処理水を、
公共水域に放流可能な清澄度に２次処理するための装置
およびその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ダムやトンネル建設などの土木工事に伴
って発生する濁水には、多量の粘土、シルトなどととも
に、コンクリート打設時に排出されるコロイド状のセメ
ントが含まれている。こうした濁水は、河川水系の水質
に大きな影響を及ぼすため、濁水処理プラントで廃水処
理が行われているけれども、近年の環境保全の重視によ
って、河川などの公共水域に処理水を放流するには、高
い判定基準を満たさなければならない。このような環境
基準として、たとえば「生活環境の保全に関する環境基
準（河川の場合）」では、浮遊物質（略称ＳＳ）が２５
〜１００ｐｐｍ以下とされ、このような高いＳＳ濃度は
ベルトプレス機などの既存の廃水処理装置では達成する
ことができない。そのため従来では、膜濾過装置が用い
られている。

【０００３】一般的に膜濾過においては、粒子が膜面上
および膜内に堆積して、膜の透水性能が低下するため、
濾過処理量は時間の経過とともに急激に減少する。その
ため、処理を一時中断して、一定時間をおいて逆圧水洗
浄または空気（曝気）による物理的洗浄を行い、膜面お
よび膜内に堆積している粒子を除去しなければならな
い。しかし濾材を洗浄している間は水処理を中断しなけ
ればならず、また濾材の洗浄回数が少ないと濾過処理量
が極端に少なくなってしまうという相反する問題が生じ
る。さらに濾膜の長期的な性能低下に対しては、装置を
完全に止めて薬品洗浄剤を用いた化学的洗浄を行って、
膜面に付着した粒子を取除いて膜を初期の性能に戻す必
要がある。

【０００４】このような膜面への粒子の付着による膜の
長期的な性能低下はファウリング（fouling)と呼ばれ、
このような膜のファウリングの原因としては、一般に、
炭酸カルシウム、硫酸カルシウムなどの無機塩類、シリ
カ、水酸化鉄などの無機性コロイド、蛋白質などの有機
性コロイド、溶解性有機物質、付着性微生物、懸濁物質
などが挙げられるが、実際には原因物質が多種多様にわ
たり、支配的なものを同定することが困難であり、前述
の化学的洗浄だけでは膜面に付着した各種の粒子を完全
に除去することは不可能であり、また仮に完全に除去し
得るとしても、上述したように洗浄するために装置を完
全に止めなければならず、連続的に処理することができ
ないという問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、濾材のファウリングによる濾過処理量の低下を防
ぎ、長時間にわたって連続的に処理することができる廃
水処理装置およびその方法を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、予め定めるＳ
Ｓ濃度以下に調質された被処理水を貯留する貯留槽と、
多孔質材料から成り、貯留槽から被処理水が供給される
筒状の濾体と、貯留槽内の被処理水を濾体に供給するポ
ンプと、濾体をほぼ水平に支持し、この濾体を透過した
濾液が貯留される剛性の樋体と、濾体を外部から打撃す
る手段と、濾体内をその長手方向一端部から他端部に向
けて通過した被処理水を、前記貯留槽に導く循環管路と
を含み、ポンプによって供給される貯留槽からの被処理
水によって濾体を膨らませた状態で、打撃手段によって
打撃しながら濾過することを特徴とする廃水処理装置で
ある。本発明に従えば、貯留槽に貯留される被処理水
は、たとえばベルトプレス脱水機などの既存の１次処理
設備によって汚泥が除去され、この被処理水は、剛性の
樋体によって支持される筒状の濾体に供給される。この
濾体は前記予め定めるＳＳ濃度以下の被処理水中の浮遊
物質を捕捉し得る微細な透孔を有する多孔質材料から成
る。このような濾体に供給された被処理水は、前記濾体
の長手方向一端部から他端部に向けて通過し、一部は前
記微細な透孔を通過して濾外へ濾水として透過し、残部
はその掃流力によって膜面上に捕捉された粒子を洗浄し
ながら前記長手方向一端部から他端部に向けて流過し、
循環管路によって貯留槽に再び供給される。このような
濾過はクロスフロー濾過と呼ばれ、定常的な連続濾過を
容易に達成することができる。このようなクロスフロー
濾過を行う濾体は、膨らんだ状態で打撃手段によって外
部から打撃されるので、膜面に堆積した粒子が膜面から
いわばたたき出され、濾体の目詰まりが防がれる。この
ようにして濾体を打撃しながらクロスフロー濾過を行う
ので、被処理水中の予め定めるＳＳ濃度以下の浮遊物質
を連続して除去することができ、樋体内に貯留された清
澄な濾水を河川などの公共水域に放流することが可能と
なる。

【０００７】また本発明は、前記打撃手段は、濾体の上
方に濾体の長手方向に間隔をあけて配置され、濾体に近
接／離反する方向に変位自在に設けられる複数の打撃部
材と、各打撃部材を、濾体に近接／離反する方向に変位
駆動する手段とを含むことを特徴とする。 このように打撃手段を構成することによって、複数の打
撃部材によって濾体はその長手方向に間隔をあけた位置
で上方から打撃され、その配置間隔を適宜調整すること
によって濾体のほぼ全長にわたって打撃力を作用させ
て、上流側で打撃によって膜面から抜け出した粒子が下
流側の膜面上に堆積することが防がれ、濾体の目詰まり
が全長にわたって防がれる。

【０００８】さらに本発明は、前記予め定めるＳＳ濃度
以下に調質された被処理水を前記貯留槽に供給するため
の固液分離手段であって、スラリー状の原水が供給さ
れ、一側壁に底部から上方に間隔をあけて傾斜する沈殿
板が設けられる第１沈降槽と、第１沈降槽内の前記一側
壁の上部を越流した越流水を貯留する第２沈降槽とを備
える固液分離手段を含み、第２沈降槽からの越流水が前
記貯留槽に被処理水として供給されることを特徴とす
る。 このような構成によって、貯留槽から第１沈降槽に供給
された被処理水中の浮遊物質は、第１沈降槽の底部より
も上方に配置される沈殿板上に沈殿し、この沈殿板上を
傾斜方向に沿って落下する。このような沈殿板によって
第１沈降槽内で粒子が底部に沈降する時間よりも速く沈
殿板上に沈殿させることができる。すなわち、沈殿板が
設けられない場合には被処理水中の粒子が第１沈降槽の
底部に達するまで長い沈降時間をかけて沈降するけれど
も、前記傾斜板を設けることによって被処理水中の粒子
をいわゆる傾斜沈降させることができる。これによって
沈殿板上で各粒子が相互に接触してその沈殿板上の粒子
の干渉域で界面を形成し、沈降が促進されて第１沈降槽
内における粒子の浮遊時間が短縮される。このようにし
て第１沈降槽内で水中における粒子の浮遊時間を短縮
し、迅速に被処理水から浮遊物質を除去することができ
る。 このような第１沈降槽の上部の清澄化された被処理水
は、第１沈降槽の一側壁の上部を越流して第２沈降槽に
供給される。この第２沈降槽は単一槽から成ってもよ
く、複数槽から成ってもよい。このような第２沈降槽に
よって、前記第１沈降槽で清澄化された被処理水中の微
細な浮遊物質は、沈殿してさらに清澄化され、前述の濾
体に供給されて濾過される。このような第１および第２
沈降槽を備える固液分離手段によって、貯留槽から濾体
に供給される被処理水のＳＳ濃度を可及的に低くして、
濾体の目詰まりの原因となる浮遊物質が前処理工程で除
去されるので、濾体の膜面への粒子の単位時間あたりの
捕捉量を低減することができ、ファウリングによる濾過
処理量の低下を少なくして、濾過処理効率を向上するこ
とができる。

【０００９】さらに本発明は、予め定めるＳＳ濃度以下
に調質された被処理水を、管状の濾体に循環させながら
供給し、その濾体内の流れの掃流力によって膜面に捕捉
された粒子を洗浄しながら濾過する廃水処理方法におい
て、前記濾体を被処理水の供給圧力によって膨らませた
状態で、その濾体を外部から打撃することを特徴とす
る。このような廃水処理方法によって、被処理水を環状
の濾体に循環させながら供給して、その濾体内の中で掃
流力によって膜面に捕捉された粒子を洗浄しながら濾過
するクロスフロー濾過において、前記濾体を外部から打
撃して、前記膜面に捕捉された粒子を濾体内の平行流内
へ排出し、これによって膜面に粒子が堆積することを防
ぎ、連続した高い透過流速を維持することが可能とな
り、連続濾過を行いながらファウリングを低減し、濾体
の目詰まりを少なくして濾過処理能力を向上して、連続
的に廃水を処理することが可能となる。

【００１０】さらに本発明は、前記被処理水の濾体への
供給圧力および前記打撃力を一定に保ち、打撃回数を濾
液量が低下するにつれて増加させることを特徴とする。
このような構成によれば、濾液量が低下するにつれて濾
体への打撃回数を増加させることによって、濾体の打撃
による流路断面積を少なくすることなしに、したがって
濾体内の被処理水の通過流量を減少させることなしに濾
過処理することができる。これによって目詰まりによる
濾液量の低下に伴って、被処理水の濾体への供給量が低
下してしまうことが防がれるとともに、膜面に捕捉され
た粒子が堆積することが防がれ、高い透過流速を連続的
に維持することが可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態を
示す廃水処理装置１の系統図である。本形態の廃水処理
装置１は、基本的に、ベルトプレス機などの１次処理設
備によって汚泥が除去された原水を貯留する原水貯留槽
２と、原水貯留槽２内の原水が第１管路３から凝集剤が
混入されながら第１ポンプ４によって供給され、その供
給された原水中の浮遊物質を沈降分離によって除去する
固液分離槽５と、固液分離槽５内の被処理水が第２管路
６から第２ポンプ７によって供給され、多孔質材料から
成る筒状の濾体８と、濾体８をほぼ水平に支持し、この
濾体８を透過した濾液が貯留される剛性の樋体９と、濾
体８を外部から打撃する打撃手段１０と、濾体８内をそ
の長手方向一端部１１ａから他端部１１ｂに向けて通過
した被処理水を前記固液分離槽５の貯留槽１２に導く循
環管路１３とを含む。

【００１２】前記固液分離槽５は、原水貯留槽２から供
給されるスラリー状の原水を貯留する第１沈降槽１４
と、第１沈降槽１４と前記貯留槽１２との間に設けられ
る第２沈降槽１５とを有する。第１沈降槽１４内には、
２枚の傾斜した沈殿板１６ａ，１６ｂが底部１７から上
方に間隔をあけてほぼ平行に設けられる。各沈殿板１６
ａ，１６ｂの基端部は、第１沈降槽１４と第２沈降槽１
５とを仕切る一側壁である第１仕切壁１８にたとえば溶
接によって固定され、この第１仕切壁１８の上部１９に
は周壁２０の上端部よりも下方に切欠かれたＶ字状また
は台形状のオリフィスが形成され、越流せきが構成され
る。各沈殿板１６ａ，１６ｂは、第１仕切壁１８に対し
て約６０°程度の角度を成して傾斜しており、原水貯留
槽２から第１管路３を介して第１沈降槽１４内の下方の
沈殿板１６ｂと底部１７との間に供給される。

【００１３】第１沈降槽１４内の原水中の土粒子などの
比較的粒径が大きい粒子は、各沈殿板１６ａ，１６ｂ上
に速やかに落下して、各沈殿板１６ａ，１６ｂ上を流れ
落ちる。このとき、原水は、上記のように、下方の沈殿
板１６ｂと底部１７との間に供給されるので、第１沈降
槽１４内の原水が撹拌されることが防がれる。しかも各
沈殿板１６ａ，１６ｂ上の粒子は、傾斜沈降によって第
１沈降槽１４内の原水の対流による浮上がりの影響を受
けにくく、各沈殿板１６ａ，１６ｂ上で沈積捕集された
状態で重力沈降するだけであり、対流によって撹拌され
てしまうことが防がれる。また各沈殿板１６ａ，１６ｂ
上に落下した粒子は、相互に干渉して界面を形成するこ
とができるので、これによって各沈殿板１６ａ，１６ｂ
上の粒子が浮遊しにくくなり、沈降が促され、第１沈降
槽１４内の原水中の粒子の沈降時間を短縮して、第１沈
降槽１４を小形化し、原水貯留槽２から第１ポンプ４に
よって第１管路３から供給される原水の供給量を多くす
ることができる。

【００１４】また第１沈降槽１４において粒子の沈降を
速くするために、第１管路３の第１ポンプ４の出側に凝
集剤を注入するようにしてもよい。この凝集剤として
は、ポリ塩化アルミニウムを用いることができる。

【００１５】固液分離槽５には、上述の第１仕切壁１８
に平行な第２仕切壁２１が設けられ、第２沈降槽１５と
貯留槽１２とが形成される。第２仕切壁２１の上部２２
の上部には、第１仕切壁１８と同様に、Ｖ字状または台
形状に切欠かれたオリフィスが形成され、越流せきが構
成される。上部２２の上端部は、第１仕切壁１８の上部
１９の上端部よりも低く形成されており、第１沈降槽１
４から第１仕切壁１８の上部１９のオリフィスを水路と
して越流した被処理水が第２沈降槽１５内に供給され
る。この第２沈降槽１５内には、箱状のスクリーン２３
が漬浸され、このスクリーン２３内の被処理水は図示し
ない管路を介して、本形態の廃水処理装置１の原水貯留
槽２に原水を供給するベルトプレス機に導かれ、そのベ
ルトプレス機に備えられる濾布の洗浄などに用いられ
る。

【００１６】第２沈降槽１５内の被処理水は、上述の第
１沈降槽１４内で大きな粒子は沈殿して除去されてお
り、比較的清澄な水が供給され、このような被処理水中
に残存する微細な粒子は沈殿して除去され、水面付近の
予め定めるＳＳ濃度であるたとえば２００ｍｇ／リット
ル程度の清澄な水だけが第２仕切壁２１の上部２２のオ
リフィスを越流して前記貯留槽１２に供給される。この
貯留槽１２は、前記濾体８への被処理水が枯渇すること
を防止するために被処理水を１次的に貯留しておくため
に設けられる。この貯留槽１２内の被処理水は、前記第
２管路６を介して第２ポンプ７による一定の供給圧、た
とえば１．０ｋｇｆ／ｃｍ² が付与されて濾体８にその
長手方向上流側の一端部１１ａから供給される。この第
１沈降槽１４内の被処理水中には、下記の表１に示す粒
径分布を有する粒子が混在しており、その粒径加積曲線
は図２に示される。

【００１７】

【表１】

【００１８】このような表１および図２からも明らかな
ように、貯留槽１２に供給される被処理水中には、粒径
が２０〜１００μｍ程度の粒子が多く混在していること
が分かる。次に図３〜図５を参照して、前述の濾体８、
樋体９および打撃手段１０の具体的構成を説明する。

【００１９】図３は、濾体８および樋体９の軸直角方向
から見た断面図であり、図４は図３の右側から見た一部
の断面図であり、図５は図３の上方から見た平面図であ
る。前記濾体８は、直径が約６０ｍｍの木綿の不織布か
ら成る筒状体であって、その外周には濾体８を打撃力か
ら保護するために合成樹脂製の筒状ネット２５に装着さ
れて２重構造とされ、膜モジュール２６を構成してい
る。このような膜モジュール２６は、長さＬが１．０ｍ
であり、長手方向両端部には前記第２管路６と循環管路
１３とがそれぞれ接続されて、前記樋体９によって支持
される。樋体９は、その断面形状が円弧状であって、剛
性材料である鋼鉄から成る。

【００２０】膜モジュール２６上には、４本の打撃部材
２７ａ〜２７ｄが膜モジュール２６の中心軸線と直角な
鉛直軸線を成してそれぞれ配置されており、膜モジュー
ル２６に対して配置間隔Ｌ１〜Ｌ５はそれぞれ０．２０
ｍに選ばれている。各打撃部材２７ａ〜２７ｄのうち被
処理水の供給方向Ａ上流側に配置された打撃部材２７ａ
は、鋼鉄製の直円筒状の棒状体３０と、棒状体３０の下
端部に垂直に溶接によって固定される５×１５ｃｍのア
クリル製の面板３１とを有する。棒状体３０の上端部に
は、金属製の当接片３２が溶接によって固定され、この
当接片３２と面板３１との間には案内筒３３が装着され
る。棒状体３０は案内筒３３内で軸線方向に移動自在で
ある。案内筒３３は、略Ｕ字状のブラケット３４によっ
てたとえば溝形鋼などの中桟３５に固定される。残余の
打撃部材２７ｂ〜２７ｃもまた、前述の打撃部材２７ａ
と同様な構成を有し、中桟３５に間隔Ｌ２〜Ｌ４をあけ
てそれぞれ固定される。

【００２１】中桟３５は、その長手方向両端部が基台３
６の水平補強部材３７に支持された状態でそれぞれ固定
され、各水平補強部材３７の短辺方向に隣接する各一対
の支持脚３８にそれぞれ固定される。基台３６上には、
駆動モータ３９が設けられ、この駆動モータ３９の出力
軸４０は軸継手４１によって減速機４５の入力軸４６に
連結され、減速機４５の出力軸４７は回転軸４８の軸線
方向一端部に軸継手４９によって連結され、回転軸４８
をその回転軸線まわりに矢符Ｂ方向に３〜１３０ｒｐｍ
で回転駆動することができるように構成される。

【００２２】回転軸４８の軸線方向両端部は、ラジアル
軸受５０，５１によってそれぞれ軸支され、各軸受５
０，５１は基台３６の上部に設けられる天板５２，５３
上に固定される。前記回転軸４８の回転軸線は、膜モジ
ュール２６の軸線に平行である。前記駆動モータ３９お
よび減速機４５が載置される一方の天板５３上には、前
記駆動モータ３９の回転数を制御するための打撃制御手
段５４が設けられる。この打撃制御手段５４によって、
回転軸４８の回転数を前述したように３〜１３０ｒｐｍ
の範囲で調整して、各打撃部材２７ａ〜２７ｄの膜モジ
ュール２６への打撃回数を制御することができる。回転
軸４８には、各打撃部材２７ａ〜２７ｄと同一の間隔Ｌ
１〜Ｌ５をあけて複数（本形態では４）の回転翼５５が
固定され、各回転翼５５の遊端部にはたとえば板ばねな
どによって実現される薄板状の突片５６が固定され、当
接片３２を下方から上方へ押上げることができる。回転
翼５５および突片５６は、回転軸４８の回転軸線を中心
として軸対称に設けられる。突片５６は、その遊端部が
回転翼５５の遊端部から半径方向外方に突出し、これに
よって当接片３２に突片５６が当接しただけ、大きな当
接音の発生が防がれ、また当接片３２への衝撃力が緩和
される。

【００２３】このような構成によって上方へ押上げられ
る各打撃部材２７ａ，２７ｂは、膜モジュール２６の最
上部から面板３１が上限までの押上げられたときの高さ
がたとえばＨ＝９ｃｍに選ばれている。また各打撃部材
２７ａ〜２７ｄの各重量は、上流側から下流側に向かっ
てそれぞれ１．６ｋｇｗ、１．９ｋｇｗ、２．０ｋｇ
ｗ、２．０ｋｇｗに選ばれる。これによって膜モジュー
ル２６に下流側になるほど大きな打撃力を作用させ、濾
体８の膜面に粒子が堆積することを防止することができ
る。

【００２４】本件発明者は、上記のような構成を有する
廃水処理装置１において、表１に示される粒径分布を有
する被処理水を濾体８内に供給したとき、その濾体８の
膜面によって捕捉された粒子をサンプリングして粒径分
布を調べたところ、下記の表２に示される結果を得るこ
とができた。この表２に示される粒径分布は、図６の粒
径加積曲線として示される。

【００２５】

【表２】

【００２６】表１と表２との対比および図２と図６との
対比からも明らかなように、濾体８によってほとんど同
様な粒径を有する粒子が同様な分布で捕捉されており、
濾体８によってかなり精密な濾過を行い得ることが確認
された。また図７の透過流速と経過時間との関係を示す
グラフにおいて、膜モジュール２６を打撃手段１０によ
って打撃しない実験例１〜３よりも実験例４〜６で示さ
れる打撃を行った場合の方が透過流速が大きいことが確
認された。

【００２７】この実験例では、膜モジュール２６への被
処理水の供給量は７０〜７２リットル／分であり、膜モ
ジュール２６の直径は、実験例１，４では４０ｍｍφで
あり、実験例２，５では５０ｍｍφであり、実験例３，
６では６０ｍｍφである。ここで、透過流速とは、濾体
８の膜面の単位面積当たりの濾過流量を言い、もっと詳
しくは清浄な水を濾過する場合において膜細孔内の水の
流動を考えるとき、細孔を円管としてその管長をＤと
し、管径をｄとしたとき、細孔内の流動であるから、層
流としてPoiseuilleの流れが適用され、ａ_p は単位膜面
積あたりの細孔断面積（開孔比）であり、μは水の伝性
係数であり、ΔＰは駆動力としての圧力差としたとき、
透過流速Ｊｖは次式で与えられる。

【００２８】

【数１】

【００２９】また本件発明者は、時間経過に伴う濾液量
の変化に対する打撃回数を確認するめに、表３に示され
るような実験を行った。

【００３０】

【表３】

【００３１】上記の表３からも明らかなように、たとえ
ば濾過時間が７５分〜９０分で濾液量が６３８０ミリリ
ットル／分から５０２０ミリリットル／分に低下したた
め、４つの打撃部材２７ａ〜２７ｄによる合計の打撃回
数を７２回／分から９６回／分に上昇させると、濾液量
は６４８０ミリリットル／分に上昇した。また濾過時間
が１６５分から１８０分で濾液量が５４３０ミリリット
ル／分から４４４０ミリリットル／分に低下したとき、
打撃回数を１２０回／分から１４４回分に上昇させる
と、濾液量は５１８０ミリリットル／分に上昇した。さ
らに濾過時間が２５５分から２７０分で濾液量は５０６
０ミリリットル／分から５０００ミリリットル／分に低
下したとき、打撃回数を１９２回／分から２１６回／分
に上昇させると、濾液量は９８４０ミリリットル／分に
上昇した。

【００３２】この結果からも明らかなように、濾液量が
低下したとき、打撃回数を上昇させると、その濾液量は
回復し、したがって濾体８の膜面に目詰まりした粒子が
除去されたものと推定される。特に、打撃回数を１９２
回／分から２１６回／分に上昇させたとき、その濾液量
は５０００ミリリットル／分から９８４０ミリリットル
／分に急激に上昇しており、このことから見て濾液量が
４０００ミリリットル／分以上低下したとき、打撃回数
を２００回／分程度に急激に上昇させることが濾膜の目
詰まりを効果的に除去し得ることが確認できた。なお、
本件発明者は、上記の打撃に比べて振幅が微小な振動を
連続的に濾体８に作用させながら濾過する実験を行った
が、濾体８への通水開始とともに濾液量の低下が甚だし
く、またその回復も顕著に認められず、振動による目詰
まりの解消は不可能であることを確認している。

【００３３】このように少なくとも、濾液量が低下した
とき、打撃回数を上昇させることによって、濾液量の低
下は回避され、目詰まりが解消されることが判る。この
ような実験結果によって、打撃回数が一定のままであれ
ば粒子が膜面に堆積してくることが推定される。このよ
うな堆積を防止するためには、打撃回数を上昇させるこ
とによって、継続して濾過を行うことが可能となる。こ
のことは、打撃という大きなエネルギーを濾体８に外部
から作用させることによって、濾体８の内周面、すなわ
ち濾膜を構成する繊維間の間隔が大きく開いて、掃流作
用によって濾膜に付着していた粒子が洗い流されるとと
もに、同時に次の粒子が開いた繊維間に付着し、この繊
維間に付着した粒子は、打撃回数の上昇によって繊維間
から落下し、粒子の繊維間への噛込みが防がれるためで
あると考えられる。

【００３４】このようにして濾体８によって濾過された
清澄水は、図１に示されるように、第３管路５７を介し
て処理水槽５８に導かれ、一旦貯留された後、河川など
の公共水域へ放流される。

【００３５】図８は本発明の実施の他の形態を示す一部
の断面図であり、図９は図８に示される他の形態の電気
的構成を示す図である。前述の実施の形態では、樋体９
内の濾過水をサンプリングして、そのＳＳ濃度を検査
し、その検査結果に基づいて打撃手段１０による膜モジ
ュール２６への打撃回数を制御するようにしたけれど
も、本発明の実施の他の形態として、図１の仮想線６１
で示されるように、第２管路６に図８および図９に示さ
れる濁度検出手段を設け、その検出結果に基づいて打撃
制御手段５４による駆動モータ３９の回転数を制御し、
打撃回数を制御するようにしてもよい。濁度検出手段６
１は、第２管路６の第２モータ７の出側に設けられ、第
２管路６の一直径線方向に対向して発光素子６２とこの
発光素子６２からの光を受光する受光素子６３とが配置
された構成を有する。発光素子６２は赤外ＬＥＤを用
い、受光素子６３はフォトトランジスタを用い、発光素
子６２からの光を受光素子６３によって受光するたびに
得られるパルス信号を、マイクロコンピュータなどによ
って実現される信号処理回路６４によって信号処理し、
打撃制御手段５４に備えたモータ位相制御回路６５に入
力して、前記駆動モータ３９を位相制御し、打撃回数を
第２管路６を流れる被処理水の濁度に応じて制御するよ
うにしてもよい。発光素子として赤外ＬＥＤを用い、か
つ受光素子６３としてフォトトランジシタを用いること
によって、第２管路６内の可視光の有無にかかわらず、
正確に濁度を検出することが可能である。

【００３６】図１０は、本発明の実施のさらに他の形態
を示す廃水処理装置１ａの一部の簡略化した正面図であ
り、図１１は図１０の上方から見た廃水処理装置１ａの
一部の平面図であり、図１２は図１０の左側から見た廃
水処理装置１ａの一部の側面図である。本形態の廃水処
理装置１ａには、３本の膜モジュール２６ａ，２６ｂ，
２６ｃが平行に並設され、各膜モジュール２６ａ〜２６
ｃはＶ字状に開いたずれ止め片６７が基板６８上に突設
された２つの支持体６９によって支持され、打撃による
各膜モジュール２６ａ〜２６ｃのずれが生じて打撃力が
分散されてしまうことが防止された状態で、樋体９内に
収容される。

【００３７】このような膜モジュール２６ａ〜２６ｃ
は、長手方向に間隔をあけて複数列設けられる打撃部材
７０ａ，７０ｂ，７０ｃによって上方から打撃される。
各打撃部材７０ａ〜７０ｃの上端部付近には当接片７１
ａ〜７１ｃがそれぞれ設けられ、各当接片７１ａ〜７１
ｃは各膜モジュール２６ａ〜２６ｃの各軸線に垂直な回
転軸線まわりに回転駆動される回転翼７２ａ〜７２ｃに
よってそれぞれ上方に持上げられた後、上支点から自重
で落下して、各膜モジュール２６ａ〜２６ｃを打撃す
る。各回転翼７２ａ〜７２ｃは、前記長手方向に等間隔
をあけて軸直角方向に配置される複数（本形態では３）
の回転軸７３ａ，７３ｂ，７３ｃにそれぞれ固定される
ロータ７４ａ，７４ｂ，７４ｃにそれぞれ固定される。

【００３８】各回転軸７３ａ〜７３ｃの軸線方向一端部
には、スプロケットホイール７５〜７８が固定され、各
スプロケットホイール７５〜７６間にはチェーン７９が
巻掛けられ、またスプロケットホイール７７，７８には
チェーン８０が巻掛けられる。このようにして各回転軸
７３ａ，７３ｃは連動して同一方向Ｃに回転駆動され
る。各回転軸７３ａ〜７３ｃの軸線方向両端部付近は、
図示しない軸受によってそれぞれ軸支され、各軸受は前
述の基台３６と同様な図示しない基台によって支持され
ている。各回転軸７３ａ〜７３ｃのうちいずれか１つに
は、図示しない駆動モータからの回転力が減速機を介し
て伝達され、各回転軸７３ａ〜７３ｃは連動して同一方
向Ｃに回転駆動される。このような構成によって、被処
理水の濾過処理量を約３倍に増加することができる。

【００３９】本発明の実施のさらに他の形態として、図
１３に示されるように、電源８１からの電力によって電
力付勢される２つの電磁石８２，８３間に、一端部がヒ
ンジ８５によって枢支された強磁性材料から成り、ばね
８６ａ，８６ｂによって弾発的に挟持される打撃板８４
を介在して、各電磁石８２，８３の打撃板８４に臨む磁
極を交互に反転して打撃板８４の遊端部付近で膜モジュ
ール２６を打撃することができるようにした打撃手段１
０ａを用いるようにしてもよい。

【００４０】本発明の実施のさらに他の形態として、図
１４に示されるように、膜モジュール２６の軸線と平行
な回転軸線まわりに回転駆動される回転軸８７に、遊端
部に重錘９０が固定され、かつヒンジ８８によって屈曲
自在なアーム８９を軸対称に設け、重錘９０によって膜
モジュール２６を打撃することができる打撃手段１０ｂ
を用いるようにしてもよい。

【００４１】このような構成によって、回転軸８７の回
転による打撃力による加えて、アーム８９の屈曲による
重錘９０のスナップ力を付加することができ、強い打撃
力を得ることができる。

【００４２】本発明の実施のさらに他の形態として、図
１５に示されるように、矢符Ｄ方向に走行駆動される無
端状のベルト９３に、周方向に間隔をあけて複数の係止
片９４を固定し、この係止片９４によって、膜モジュー
ル２６の上方に平行に配置される軸９５から垂下された
重錘９６の受け片９７を膜モジュール２６から離反する
方向に後退させ、係止片９４が受け片９７から離反した
とき重錘９６を膜モジュール２６に当接させて打撃する
ことができる打撃手段１０ｃを用いるようにしてもよ
い。

【００４３】このような打撃手段１０ｃは、膜モジュー
ル２６に関して両側に交互に設けるようにしてもよく、
あるいは対向させて設けるようにしてもよい。このよう
な構成では、ベルト９３の矢符Ｄ方向への走行速度を制
御することによって、重錘９６による打撃回数を調整す
ることが可能である。

【００４４】本発明の実施のさらに他の形態として、濾
体８の周囲に複数（たとえば３）のノズルを放射状に配
置し、この放射状のノズルを濾体８の軸線方向に間隔を
あけて複数箇所設け、各ノズルに管路１３から水を加圧
して導き、濾体８にたとえば２〜３ｋｇｆ／ｃｍ² の圧
力で断続的に噴射して衝撃力を付与するようにしてもよ
い。

【００４５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、貯留槽内
の被処理水を濾体に供給して膨らませた状態で濾体を打
撃手段によって打撃しながら濾過するようにしたので、
濾体の膜面の繊維間の間隔が開かれて粒子の捕捉状態が
解除され、これによって目詰まりが防がれ、濾過処理効
率を向上することができる。

【００４６】また本発明によれば、打撃部材は複数の打
撃部材によって構成されるので、長い濾体をその長手方
向に間隔をあけて打撃力を作用させることができ、濾体
の路面においてその長手方向に粒子が堆積することが防
がれ、濾過処理効率の低下が防がれる。

【００４７】さらに本発明によれば、貯留水には固液分
離手段によって固液分離された被処理水が供給されるの
で、濾体へ供給される被処理水を予め清澄化することが
でき、膜面の目詰まりを少なくすることができる。

【００４８】さらに本発明によれば、濾体を被処理水の
供給圧力によって膨らませた状態で打撃するようにした
ので、いわゆるクロスフロー濾過によって濾体内の膜面
に捕捉された粒子を濾体内に平行に流れる濾水の掃流力
によって濾外へ排出することができ、これによって路面
への粒子の堆積を防ぎ、連続的な濾過を継続して行うこ
とができる。

【００４９】さらに本発明によれば、濾体への打撃回数
を濾液量が低下するにつれて増加するようにしたので、
時間経過とともに膜面から膜内に食込んだ粒子を大きな
打撃力で膜内から取出すことができ、これによって濾過
処理効率の低下を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の廃水処理装置１を示す
系統図である。

【図２】濾体８へ供給される被処理水中の粒子の粒径加
積曲線を示すグラフである。

【図３】濾体８、樋体９および打撃手段１０付近の拡大
断面図である。

【図４】濾体８、樋体９、打撃手段１０の一部の構成を
示す縦断面図である。

【図５】図３の上方から見た平面図である。

【図６】濾体８によって捕捉された粒子の粒径加積曲線
を示すグラフである。

【図７】本件発明者の実験例１〜６の時間経過に伴う透
過流束の変化を示すグラフである。

【図８】本発明の実施の他の形態の濁度検出手段６１を
示す断面図である。

【図９】図８に示される濁度検出手段６１の電気的構成
を示す図である。

【図１０】本発明の実施のさらに他の形態を示す一部の
簡略化した図である。

【図１１】図１０の上方から見た平面図である。

【図１２】図１０の左側から見た側面図である。

【図１３】本発明の実施のさらに他の形態の打撃手段１
０ａを示す簡略化した図である。

【図１４】本発明の実施のさらに他の形態の打撃手段１
０ｂを示す簡略化した図である。

【図１５】本発明の実施のさらに他の形態の打撃手段１
４を示す簡略化した図である。

【符号の説明】

１ 廃水処理装置 ２ 原水処理槽 ８ 濾体 ９ 樋体 １０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 打撃手段 １２ 貯留槽 １３ 循環管路 １４ 第１沈降槽 １５ 第２沈降槽 １６ａ，１６ｂ 沈殿板 １７ 底部 １８ 第１仕切壁 ２１ 第２仕切壁 ２６；２６ａ，２６ｂ，２６ｃ 膜モジュール ２７ａ〜２７ｄ 打撃部材 ３９ 駆動モータ ５４ 打撃制御手段 ６１ 濁度検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 000176785 三菱建設株式会社 東京都中央区日本橋本町３丁目３番６号 (72)発明者 堀中 俊治 大阪府大阪市天王寺区四天王寺１−５− 43 村本建設株式会社 大阪本社内 (72)発明者 北村 明洋 大阪府大阪市天王寺区四天王寺１−５− 43 村本建設株式会社 大阪本社内 (72)発明者 安部 雅彦 大阪府東大阪市本庄中１丁目12−２ 株 式会社ベストエンジニアリング内 (72)発明者 碓井 真理子 大阪府東大阪市本庄中１丁目12−２ 株 式会社ベストエンジニアリング内 (72)発明者 作原 陽一 大阪府大阪市港区三先１丁目11番18号 奥村組土木興業株式会社内 (72)発明者 瓜生 孝志 大阪府大阪市港区三先１丁目11番18号 奥村組土木興業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−315112（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−190208（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B01D 29/00 - 29/96

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め定めるＳＳ濃度以下に調質された被
   処理水を貯留する貯留槽と、 多孔質材料から成り、貯留槽から被処理水が供給される
   筒状の濾体と、 貯留槽内の被処理水を濾体に供給するポンプと、 濾体をほぼ水平に支持し、この濾体を透過した濾液が貯
   留される剛性の樋体と、 濾体を外部から打撃する手段と、 濾体内をその長手方向一端部から他端部に向けて通過し
   た被処理水を、前記貯留槽に導く循環管路とを含み、 ポンプによって供給される貯留槽からの被処理水によっ
   て濾体を膨らませた状態で、打撃手段によって打撃しな
   がら濾過することを特徴とする廃水処理装置。
2. 【請求項２】 前記打撃手段は、 濾体の上方に濾体の長手方向に間隔をあけて配置され、
   濾体に近接／離反する方向に変位自在に設けられる複数
   の打撃部材と、 各打撃部材を、濾体に近接／離反する方向に変位駆動す
   る手段とを含むことを特徴とする請求項１記載の廃水処
   理装置。
3. 【請求項３】 前記予め定めるＳＳ濃度以下に調質され
   た被処理水を前記貯留槽に供給するための固液分離手段
   であって、スラリー状の原水が供給され、一側壁に底部
   から上方に間隔をあけて傾斜する沈殿板が設けられる第
   １沈降槽と、第１沈降槽内の前記一側壁の上部を越流し
   た越流水を貯留する第２沈降槽とを備える固液分離手段
   を含み、 第２沈降槽からの越流水が前記貯留槽に被処理水として
   供給されることを特徴とする請求項１または２記載の廃
   水処理装置。
4. 【請求項４】 予め定めるＳＳ濃度以下に調質された被
   処理水を、管状の濾体に循環させながら供給し、その濾
   体内の流れの掃流力によって膜面に捕捉された粒子を洗
   浄しながら濾過する廃水処理方法において、 前記濾体を被処理水の供給圧力によって膨らませた状態
   で、その濾体を外部から打撃することを特徴とする廃水
   処理方法。
5. 【請求項５】 前記被処理水の濾体への供給圧力および
   前記打撃力を一定に保ち、打撃回数を濾液量が低下する
   につれて増加させることを特徴とする請求項４記載の廃
   水処理方法。