JP4567946B2 - 懸濁排水処理装置及び懸濁排水処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダムや河川、湖沼、用水路等から流れ込む泥水や濁水、トンネル工事や浚渫工事、河川工事、造成工事、各種の建設工事などで発生する懸濁排水を清浄化するための懸濁排水処理装置及び懸濁排水処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ダムや河川、湖沼の護岸工事などの工事現場などから排出される懸濁排水を浄化させるために複数の固液分離機等を組み合わせて浄化処理が行なわれている。このような懸濁排水の浄化処理に関して、例えば以下のような技術のものが知られている。
特許文献１には、濁水・泥水を貯留する貯留槽と、前記濁水・泥水に凝集剤を投入する凝集剤投入手段と、前記凝集剤と前記濁水・泥水を混合してフロックを生成する混合装置と、前記混合装置で生成された前記フロックを水と分離するろ過装置とを備えた濁水・泥水処理装置が記載されている。
特許文献２には、濁水を通過させる流路部内の水流方向に沿って、直流電源の陽極及び陰極に夫々接続した陽極電極板と陰極電極板とを交互に配列して電極板群を形成してなる濁水処理装置が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２１９４７１号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開平１１−２２６５７７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術は以下のような課題を有していた。
（イ）特許文献１に記載の凝集剤投入手段を有する濁水・泥水処理装置は、ポリ塩化アルミニウム等の凝集剤を懸濁排水に加えて細かい粒子を凝集させフロック化させるので、この凝集剤が拡散して周囲の環境を汚染しやすい上に、その投入量などの調整が困難であり、薬剤のコストがかかる等経済性にも欠けるという課題があった。
（ロ）フロックと水とを分離するろ過装置が多孔質体からなり、濁水の処理に伴ってその網目体の表面に固形分が厚く付着していくために、濁水のろ過効率が次第に低下して、大量処理が困難になるという課題があった。
（ハ）特許文献２に記載の電極板を用いて粒子を凝集させる濁水処理装置では、凝集させた処理液から固形分を分離する構成が呈示されていないので、電極板に流す濁水の水量などをろ過装置と連動させて適切に調整することが困難で、濁水処理の作業性に欠けるという課題があった。
（ニ）アルミニウムイオンが微小懸濁粒子と結合したまま排出され放流先で食用の生物に生物濃縮され安全性を害すという課題があった。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、凝集剤の使用による環境汚染等のおそれがなく、ろ布等の目詰まりがなく常時一定なろ過処理を行うことができると共に、電極板に流す濁水の水量などをろ過装置と連動させて効率的に懸濁排水を処理できる懸濁排水処理装置の提供及び、懸濁排水の大量処理を連続的にかつ効率的に行うことができる懸濁排水処理方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の懸濁排水処理装置は、陽極板及び陰極板が平行配置されて形成された間隙に土砂等の固形分を含む懸濁排水が供給される凝集流路を備えた懸濁粒子凝集部が配設された懸濁粒子凝集槽と前記懸濁粒子凝集槽の下流側に隔壁を介して直列配置されたろ過槽とを有する処理水槽と、前記処理水槽の前記ろ過槽に配置されその外部表面側から前記懸濁排水が供給されて内部裏面側からろ過された処理水が排出される全体に密閉して形成された袋状のフィルタを備えたろ過部と、前記フィルタの表面にその毛先が当接して配置されたブラシ部と、前記ブラシ部を前記フィルタの表面に沿って往復摺動させるブラシ駆動部と、を有し、前記フィルタが、袋状に形成されたろ布と、パイプで全体が枠状に形成され枠内側に３次元網目構造を有した芯材が配設され前記ろ布に内蔵された支持枠体と、前記支持枠体の中空部に連通し前記フィルタの側方下部に前記ろ布の外部に開口して取り付けられ前記フィルタ内のろ過液の排出と前記ろ布の逆洗を行うための圧縮空気や加圧水の供給を行う通水孔と、前記支持枠体の各パイプに貫通して穿設され前記支持枠体の枠内側に向けて一列又は複数列に形成された複数の取水孔と、を有して構成されている。
この構成によって以下の作用を有する。
（１）袋状に形成されたフィルタの外部表面にその毛先が当接して配置されたブラシ部をフィルタの外部表面に沿って往復摺動して摩るので、フィルタ面上の固形分の付着層を除去して、目詰まりさせることなく、一定のろ過条件を保持させることができ、ろ過効率の経時的安定性を維持すると共にフィルタの目詰まりによるメンテナンスの回数を著しく削減でき、ろ過作業の作業性を向上できる。
（２）フィルタ表面がブラシ部で所定間隔で摩って掃引され、フィルタ層の内部に一定量の固形分を保持させてフィルタ本来の網目間隔を狭めた状態で使用でき、数μｍ程度の微小粒子を透過させることなく捕捉できる。
（３）ブラシ部を往復摺動させるブラシ駆動部を有するので、フィルタ面へのエア吹き付けやフィルタの振動付加等による従来の付着層の除去方法等に比較して、均一にかつ確実に付着層を除去できる。
（４）ブラシ部の毛先をフィルタの外部表面に沿って摩りながら往復摺動させるので、フィルタ面を損傷させることがなく、メンテナンス性や耐用性に優れている。
（５）ブラシ部をフィルタの外部表面に沿ってその表面を摩りながら往復摺動させるので、フィルタ面上に付着した固形分の付着層を除去でき、常時、適正な自然ろ過条件を安定的に保持させることができ、処理作業の効率化と安定化とが図られる。
（６）ブラシ部の毛先だけを当接させるので、フィルタ層の内部に一定量の固形分を保持させた透水状態を維持して使用でき、フィルタ網目の間隔より小さい微小粒子でも透過させることなく捕捉できる。
（７）ブラシ部を往復摺動させるブラシ駆動部を有するので、フィルタ面へのエア吹き付けやフィルタの振動付加等による従来の付着層の除去方法等に比較して、確実に付着層を除去でき、作業性とメンテナンス性に優れている。
（８）フィルタが袋状に形成され、懸濁水がこの袋状のフィルタの外部表面側から内部裏面側に流れるので、このフィルタの外側部分に付着した固形分をブラシやゴムホース等でさすることにより容易に除去することができる。
（９）フィルタに固着した付着層を除去してろ過条件を一定に維持させることが容易にできるので、処理効率の向上が図られ、河川工事等での多量の土砂微粒子を含む大量の懸濁排水を効率的に処理することが可能になる。
（１０）フィルタが袋状になっているので、処理水槽内のスペースが狭い場合でもそのフィルタ面を有効に活用して、効率的に大量の懸濁排水を処理できる。
（１１）従来の凝集剤を用いる水処理装置のように溶出物がないので、浄化処理に伴って環境を汚染させるおそれがない。
（１２）陽極板と陰極板間に直流電圧を印加することにより、この凝集流路を流れる懸濁排水中の微小粒子を帯電させ、懸濁粒子のフロック化を促して、下流のろ過部のフィルタで捕捉できる所定大きさまで成長させ、この電気処理された懸濁排水中の固形分をろ過部のフィルタ上に確実に保持させて清水部分と固形分とに効率的に分離させることができる。
（１３）懸濁粒子凝集槽の下流側に隔壁を介してろ過槽が直列配置されるので、処理水槽全体をコンパクトにすることができ、トラックの荷台部分に装置を搭載して容易に移動させることができ、道路工事におけるアスファルトやコンクリート道路の面部をカッターで切断する際などに伴って発生する懸濁排水を容易に処理することができる。
（１４）懸濁粒子凝集槽でフロック化処理された懸濁排水が直列配置されたろ過槽に供給されるので、懸濁排水の流動に伴う圧力損失等のロスが少なく、全体の浄化処理効率を高めることができる。
（１５）通水管の枠内側に３次元網目構造を有した芯材を配置して外圧力でろ過部のフィルタが潰れないようにしておくことができ、ポンプ等を用いた強制排水時にろ布がその中央部で凹んで表裏のろ布同士が接触して流路が閉塞され通水性が妨げられるのを有効に防止することができる。
（１６）通水孔にコンプレッサ等から圧縮空気を供給したり、浄化水を用いた加圧水等を流すことによりろ布の逆洗を行うことができる。
【０００８】
ここで、ブラシ部は、細長平板状やリング状などに形成され、平板状の片面側や円筒状の内面側にフィルタ外部表面にその毛先が対向するナイロンやポリビニルアルコール、ポリエステル等の繊維が植毛されている。ブラシ部はバネなどの弾性部材を介して保持され、この毛先から所定の押圧力がフィルタ面に付加されるように配置されている。尚、ブラシ部としては、植毛ブラシの他、ゴム製や合成樹脂製のシート状物や管状物、金属製やセラミック製の薄板も使用することができる。ろ過部の水中でフィルタ表面に付着したスラッジを摩って剥離することが可能だからである。
ブラシ駆動部は、モータやリミットスイッチ等を有して構成され、モータを駆動源としてブラシ部をフィルタ面に反って移動させ、ブラシ部が片側のリミットスイッチに接触して摺動方向を反転させることにより、所定間隔でフィルタ面上を往復摺動できるようにしている。
ブラシ駆動部は電動モータ以外に空気圧や水圧モータを用いることもできる。
ブラシ部を連続的に駆動させる場合、ブラシ駆動部で往復摺動されるブラシは、５〜６０秒間、好ましくは１０〜３００秒間でリミットスイッチ間を一往復するように設定することが望ましい。これは懸濁排水の種類やその処理量などにもよるが、往復摺動の間隔が１０秒より短かくなるにつれ、フィルタとブラシとの摩耗が激しくなって耐用性が低下する傾向があり、逆に３００秒より長くなるにつれ、フィルタ面に付着する付着層の平均厚みが厚くなって、圧力損失が大となり自然ろ過による適正なろ過条件を維持させるのが困難となる傾向が表れ、これらの傾向は５秒より短くなるか、３００秒を超えるとさらに大きくなる。
【０００９】
ろ過部は、所定の網目間隔、例えば０．００１〜１ｍｍの網目間隔を有する織物や不織物からなる袋状のフィルタを懸濁排水が供給される水槽内に互いに所定間隔、例えば１０〜２００ｍｍの間隔をおいて多数平行に配置して形成される。
ろ過部は、全体が枠状となるように金属やプラスチック製などの通水管を形成して、通水管の枠内側に取水孔を多数設け、この枠状の通水管の全体をろ布で袋状に覆設し、通水管から内部のろ過水を排出させるための排水口部をろ布に設けることで形成させることもできる。
さらに、通水管の枠内側に３次元網目構造又は中空状構造を有した芯材を配置して外圧力でろ過部のフィルタが潰れないようにしておくこともできる。
この通水管に穿設された取水孔の配置数が、通水管の中心線に対して、その一方側から他方側に向かって次第に多くすることによって、フィルタ部分の高低位置等で異なる懸濁排水の透過吸込み量が均一になるようにすることもできる。
【００１０】
また、ろ過部は、一端側に取水孔部を備えた円形又は角形筒状の取水側端部材と、他端側の逆洗用配管を備えた円形又は角形筒状の逆洗側端部材と、前記取水側端部材及び前記逆洗側端部材間に円筒又は角筒又は星形筒を形成するように等間隔をあけて配設されたろ布支持部材と、前記ろ布支持部材に円筒状又は角筒状にもしくは星形筒状に覆設されろ布とで構成することもできる。これによって、フィルタ部材の取水孔部からろ布でろ過された浄化水を得ることができると共に、逆洗用配管を備えるので、ろ布が目詰まりした場合に逆洗用の空気やろ過水を流すことにより、付着した固形分を容易に剥離除去することができる。また、多数のろ布支持部材に円筒状又は角筒状にもしくは星形筒状に覆設されたろ布を有するので、構造強度を高めて、しかも軽量化でき、経済性に優れる。ろ布が星形となるように形成した場合にはろ過の際の実効面積を大きくしてろ過効率を高めることができ、大量処理にも対応できる。
【００１１】
さらに、ろ過部には、炭酸ガス等の微細気泡を含む水流を供給する微細気泡混合液噴出器や炭酸ガスの微細気泡を発生させる微細気泡発生器をその槽底等に備えるようにしてもよく、これによって、ろ過水槽でアルカリ水が中和されアルカリ水による害を防ぐことができる。
ここで微細気泡混合液噴出器は、例えば略回転対称形に形成された中空部を有する器体と、器体の周壁部に接線方向に開口され気液導入管が連設された気液導入孔と、中空部の回転対称軸の方向に開口して設けられた気液噴出孔とを備えて構成されたものなどが適用できる。この気液導入孔にポンプを介して炭酸ガスや空気の気泡を含む水を流入させると、器体周壁の接線方向から流入した水流は、器体の内壁に沿って旋回して、この旋回運動によって、水に内在した気泡が微細気泡となり、微細気泡の炭酸ガスや空気を含む気液混合水を気液噴出孔から吐出させることができ、水中のアルミニウムイオンやカルシウム等のアルカリ分を水中に溶存したＣＯ2で中和したり、溶存酸素量を高め、水質浄化等を促進させることができる。
【００１２】
ろ過部は、ろ過部の取水部の下流側に配置された遮断弁と、遮断弁の上流側の取水部に連通された逆洗用配管と、を備えるようにしてもよく、これによって、フィルタのろ布が懸濁水の固形分によって目詰まりした時に、取水部の下流側に配置された遮断弁を閉止し、遮断弁の上流側の取水部に連通された逆洗用配管から圧縮空気や浄化水を用いた加圧水等を流すことにより逆洗操作を行なうことができ、フィルタ内部を圧縮空気や加圧水等で膨張させ押し出したり、ろ布を圧縮空気で通気させたりすることで、ろ布の表面に付着した固形分の層を効果的に剥離させて除去させ、ろ過水槽の底部に堆積させることができる。また、遮断弁を操作して効率的に圧縮空気や加圧水をろ布に向けて供給することができ、固形分を剥離させてメンテナンス性や作業性に優れている。
【００１３】
ろ過部に配設されるフィルタは、ろ過水槽内に互いに所定間隔を有して着脱可能に立設させる仕切り枠を設けてユニット化にしてもよく、フィルタの取り付け時や、その損傷、劣化した際に、確実かつ容易にフィルタの交換が行なえ、メンテナンス性に優れている。さらに、仕切り枠によりフィルタが互いに干渉し合うのを防止でき、ろ過効率を維持できる。
ここで、互いに隣接し合うフィルタ部材間の間隔は、５〜２０ｃｍ、好ましくは１０〜１５ｃｍの範囲とすることが望ましい。処理する懸濁水の懸濁粒子の濃度や処理水量にもよるが、この間隔が１０ｃｍより少なくなるにつれ、ろ過水槽内を流れる懸濁水の流動抵抗が大きくなって、ろ過水量が減少する傾向が表れ、逆に１５ｃｍを超えるにつれて、ろ過水槽内に配置されるろ布の表面積が不足してろ過効率が低下する傾向が表れ、これらの傾向は５ｃｍより少なくなるか、２０ｃｍを超えるとさらに顕著になるので好ましくない。
仕切り枠としては、金属製や合成樹脂製の流水が流れるように開口部を多数備えたものが用いられる。また、仕切り枠やフィルタは底部から離して懸濁物を底部側に貯留できるように配置される。これにより、逆洗された懸濁物を底部に流下させる効率を高めることができる。
【００１４】
ろ過部はまた、フィルタを内蔵するろ過水槽と懸濁水隔壁を介して形成された懸濁水貯留槽と、ろ過水槽と前記懸濁水貯留槽の底部に取水口部側が低くなるように傾斜して形成された汚泥集積壁と、ろ過水槽及び懸濁水貯留槽の取水口側の下部に形成され汚泥集積壁上面に集積された汚泥を排出する汚泥排出部とを備えるようにしてもよい。これによって、懸濁水貯留槽に供給されてろ過水槽でろ過される懸濁水中の土砂などの大粒子を予め沈殿除去することができ、ろ布における負荷を軽減できる。さらに、その底部に傾斜して形成された汚泥集積壁を有するので、特別な動力を要することなく、汚泥排出部から土砂などの固形分を除去できる。
【００１５】
更に、袋状のフィルタの内部には必要に応じて、フィルタを支持するための塩化ビニール製パイプなどで組まれた枠体を内蔵させたり、フィルタの両端部を水槽内の側部側に固定したりして、隣接するフィルタ間の距離を適正にしてその形状を保持するようにすることもできる。フィルタの素材としては、合成繊維や天然繊維からなる織布又は不織布が適用できる。合成繊維には通常、太さが０．１〜２０μｍ程度のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール系、ポリフルオロエチレン、ポリアクリロニトリル、酢酸ビニル、四フッ化エチレンなどのものが使用できる。なお、前記繊維の各交点の所定個所を加熱により融着したり接着剤を用いて接着したりして固定し、全体を補強すると共に、懸濁水中の固体粒子の大きさに応じてその捕捉率を調整するようにしてもよい。また、フィルタの素材を、懸濁水中の帯電した固体粒子の付着を妨げるイオン交換樹脂で構成したり、フィルタ表面をイオン交換樹脂で部分的に被覆したりして、固体粒子の付着を抑制して、ろ過処理中の目詰まりを防ぐことも可能である。
イオン交換樹脂としては、ジビニルベンゼンで架橋したポリスチレンなどの母体合成樹脂にフェノール性ヒドロキシル基、カルボキシル基、スルホン酸基など酸性基を結合させた高分子酸からなる陽イオン交換樹脂や、母体合成樹脂にアミノ基、イミノ基、アンモニウム基などの塩基性基を結合させた高分子塩基からなる陰イオン交換樹脂を固形分の正負の帯電状態に応じて選択して用いることができる。例えば、懸濁水中の固形分が正に帯電する場合は陽イオン交換樹脂をフィルタに被覆することで固形分のろ布内への侵入や、その付着を効果的に防止できる。
なお、懸濁粒子凝集部の電極間に印加する電圧及び、この凝集流路に供給する懸濁排水の供給流量などは、ろ過部におけるフィルタの網目間隔やそのフィルタの面積、フィルタの圧損等に応じて実験的に適正値が設定される。これにより、ろ過部に供給される懸濁排水の処理液をフロック化させ、所定大きさに凝集フロック化された粒子をフィルタ面で確実に捕捉して清水に分離できる。
【００１７】
ここで、懸濁粒子凝集部の陽極板及び陰極板はアルミニウムや亜鉛・ステンレス、チタン、スチール等の金属材や、炭素質等の導電性材料からなる平板状電極である。これらの平板状電極を非導電性のスペーサ等を介して交互に所定間隔例えば１〜１００ｍｍの間隔をおいて水槽内に複数配置して懸濁粒子凝集部が構成される。これら平板状電極間の隙間に懸濁排水を供給してその凝集流路を形成させ、電極板間に所定電圧、例えば０．５〜１００ボルトの電圧を印加して懸濁排水中の微小粒子などを帯電させ、粒子間の凝集力を高めてフロック化を促すようにしている。
【００１８】
請求項２に記載の懸濁排水処理装置は、請求項１に記載の発明において、前記懸濁粒子凝集槽に、前記懸濁粒子凝集部の凝集流路の上流側及び／又は下流側に懸濁排水を上昇下降させる上昇流路と下降流路とを備えた粒子沈殿部が配設されて構成される。
この構成により請求項１に記載の作用に加えて以下の作用を有する。
（１）懸濁粒子凝集槽内に凝集流路の上流側及び／又は下流側に上昇流路と下降流路とを備えた粒子沈殿部が配置されているので、供給される懸濁排水の流れを上下方向に反転させ、この流れの変化によって、懸濁排水中の固形分を効果的に沈殿分離させることができる。
（２）以降の凝集流路やろ過部における懸濁排水の浄化処理を軽減して、装置全体の耐用性やメンテナンス性を高めることができる。
（３）電力等の駆動源を要せず所定大きさの浮遊粒子を沈殿させることのできる粒子沈殿部を備えるので、懸濁排水の浄化処理をさらに経済的に行うことができる。
ここで、上昇流路及び下降流路は、電気的に懸濁排水中の微小粒子を凝集させる凝集流路の上流側及び／又は下流側に先端が上方又は下方に突設された仕切り部を介して設けられ、隣接する上昇流路と下降流路の下端で懸濁排水の流れが反転してここに懸濁排水中の固形分を沈殿させる。
【００１９】
懸濁排水処理装置が、懸濁粒子凝集部とろ過部とがその内部に直列配置された懸濁排水処理槽を有して構成されている場合、懸濁排水処理槽内に懸濁粒子凝集部とろ過部とが内蔵されているので、全体をコンパクトにすることができ、トラックの荷台部分に装置を搭載して容易に移動させることができ、道路工事におけるアスファルト道路の面部をカッターで切断する際などに伴って発生する懸濁排水を容易に処理することができる。
また、懸濁粒子凝集部でフロック化処理された懸濁排水が直列配置されたろ過部に供給されるので、懸濁排水の流動に伴う圧力損失等のロスが少なく、全体の浄化処理効率を高めることができる。
ここで、懸濁排水処理槽は、プラスチック製や金属製など素材で形成された箱型容器であり、ポンプ等を介して懸濁排水が上方の開口部等から供給され、内部に平行配置された袋状のフィルタに取り付けられた排水パイプ等を介してそのフィルタの内部からろ過された懸濁排水の処理液が外部に排出できる。
【００２１】
請求項３に記載の懸濁排水処理装置は、請求項１又は２に記載の発明において、前記懸濁粒子凝集槽又は前記ろ過槽の内部に、アルカリ性の前記懸濁排水を中和する中和手段を有して構成されている。
この構成によって、請求項１又は２の作用に加えて以下の作用を有する。
（１）中和手段を有するので、アルカリイオンにより河川等の放流先がアルカリ化するのを防止できる。
（２）アルカリイオンによる河川等の生物のアルカリ蓄積を防止できる。
ここで、中和手段としては、希塩酸や酢酸などの中和剤を添加するか、炭酸ガス等を懸濁排水中に吹き込むことにより行われる。
【００２２】
請求項４に記載の懸濁排水処理装置は、請求項３に記載の発明において、前記中和手段が、散気管と、前記散気管に炭酸ガスを供給する炭酸ガス供給部と、を有する、又は、微細気泡混合液噴出器と、前記微細気泡混合液噴出器に炭酸ガスと水との混合流体を供給するポンプとを有して構成されている。
この構成によって、請求項３の作用に加えて以下の作用を有する。
（１）中和手段として、散気管を有するので、懸濁排水中に炭酸ガスや空気を吹き込み、水酸化カルシウム等のアルカリ分を中和し処理水を中性化したり、溶存酸素量を高めることができる。
（２）中和手段として、微細気泡混合液噴出器に炭酸ガスや空気と水との混合流体を供給するポンプを有するので、アルカリ分を中和したり、溶存酸素量を高めることができる。特に、微細気泡混合液噴出器は水中への空気の溶解力が強いので、空気だけでもアルカリ分を中和できる。
【００２３】
請求項５に記載の懸濁排水処理方法は、請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の懸濁排水処理装置を用いた懸濁排水処理方法であって、土砂等の固形分を含む懸濁排水を前記処理水槽内に供給する懸濁水供給工程と、前記処理水槽内に配置され全体に密閉して形成された袋状の前記フィルタの外部表面側から内部裏面側に前記懸濁排水をろ過させるろ過工程と、前記フィルタの表面にその毛先が当接された前記ブラシ部を前記ブラシ駆動部を用いて前記フィルタの表面に沿って往復摺動させるブラシ工程とを有して構成されている。
この構成によって、以下の作用を有する。
（１）懸濁排水が供給される処理水槽内に配置された袋状のフィルタで懸濁排水をろ過させるろ過工程と、ブラシ駆動部を介してブラシ部をフィルタの表面に沿って往復摺動させるブラシ工程を有するので、そのフィルタ面に堆積付着した固形分を確実に除去することができる。
（２）フィルタが常時適正なろ過状態に維持されるので、懸濁排水の浄化処理を大量かつ効率的に行うことができる。
【００２４】
請求項６に記載の懸濁排水処理方法は、請求項５に記載の発明において、前記懸濁水供給工程の前工程として、前記陽極板と前記陰極板が平行配置された前記凝集流路で前記懸濁排水中の懸濁粒子を凝集させる凝集工程を備えて構成されている。
この構成によって、請求項５の作用に加えて以下の作用を有する。
（１）凝集流路を流れる懸濁排水中の微小粒子を帯電させる凝集工程を備えるので、浮遊性の懸濁粒子のフロック化を促して、ろ過部のフィルタで捕捉できる所定大きさまで成長させ、懸濁排水中の固形分をろ過部のフィルタ上に確実に保持させて清水部分と固形分とに効率的に分離させることができる。
（２）従来の凝集剤を用いる水処理方法のように溶出物がないので、浄化処理に伴って環境を汚染させるおそれがない。
【００２５】
請求項７に記載の懸濁排水処理方法は、請求項５又は６に記載の発明において、ろ過工程又は前記凝集工程において、前記懸濁排水のアルカリ分を中和する中和工程又は溶存酸素量を高める溶存酸素富化工程を備えて構成されている。
この構成によって、請求項５又は６の作用に加えて以下の作用を有する。
（１）懸濁排水がｐＨ９〜１２のアルカリ性を呈しても中和し、ｐＨ７の中性とすることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る懸濁排水処理装置について説明する。
図１は実施の形態１の懸濁排水処理装置の斜視図であり、図２はその構成断面模式図である。
図１及び図２において、１０は実施の形態１の懸濁排水処理装置、１１は懸濁排水が供給配管１１ａを介して供給される懸濁粒子凝集槽、１１ｂは所定間隔をあけて平行に並設された陽極板と陰極板を備え陽極板と陰極板の間に凝集流路を備えた懸濁粒子凝集部、１１ｅは懸濁粒子凝集槽１１に流入した土砂等の比重の重い粒子を開閉弁１１ｆを通して排出する凝集槽排出部、１１ｇは３°〜４５°傾斜して側壁に形成された凝集槽槽底、１２は懸濁粒子凝集槽１１で液中の微細粒子を電気的に凝集された懸濁排水が連結管１２ａを介して供給されろ過液をろ過液排出管１２ｂから排出しその槽底１２ｃにろ過分離された固形分が堆積されて固形分排出部１２ｄから開閉弁１２ｅを介して排出されるろ過槽、１２ｆはろ過液排出管１２ｂのバルブ、１３，１４は懸濁粒子凝集槽１１の水槽内に流水方向と平行に又は直交して吊設された非導電性のスペーサ１１ｃを有して懸濁粒子凝集槽１１上部に固定された電極支持体１１ｄを介して交互に直列配置された陽極板と陰極板、１５は陽極板１３と陰極板１４に所定の直流電圧を印加する電源部、１６はろ布１６ａにより全体が袋状となって平板状に形成され内部に支持枠体１６ｂを有してろ過槽１２内に立設されたフィルタ、フィルタ１６はフィルタユニット（図示せず）でユニット化されたりしてろ過槽１２に装設されている。１６ｃはろ過槽１２内に平行配置された複数のフィルタ１６の下部に連設されたろ過液排出管１２ｂに開口して設けられフィルタ１６内のろ過液が排出される通水孔、１７はフィルタ１６の両表面側に対となってブラシ１７ａの毛先が当接されるブラシ部、１８は左右のブラシ部１７をフィルタ１６の両ろ布面から当接させるように支持するブラシ支持体、１９はブラシ支持体１８をフィルタ１６の面に沿って所定の速度で上下又は左右に往復摺動させる摺動機構を備えたブラシ駆動部である。
【００２７】
懸濁粒子凝集槽１１は下部が浸漬される黄銅やアルミニウムなどからなる陽極板１３と陰極板１４が交互に１〜１００ｍｍの間隙で配置されている。直流電圧が印加された陽極板１３と陰極板１４との間隙に懸濁排水の流れる凝集流路αを形成して、懸濁排水中の微細粒子の凝集を促している。これによって、ろ過槽１２におけるフィルタ１６の外表面でこの凝集させた粒子を捕捉しやすくなるようにしている。
陽極板１３と陰極板１４はその上部で電極支持体１１ｄで連結保持され、各極板間にはプラスチックやセラミックス等からなる非導電性のスペーサ１１ｃを配置して、所定間隔を維持させ凝集流路αが形成されるようにしている。
なお、ここでは各極板を懸濁粒子凝集槽１１内に垂直になるように立設させているが、各極板を傾斜等させて配置して凝集流路を形成させることもできる。また、各極板に多数の通水孔を設けたり、金網状の素材で極板を形成し、極板に垂直な方向に懸濁排水が流れるようにしておくことができ、これよっても凝集流路αが形成できる。
懸濁粒子凝集槽１１の底部は傾斜して形成され、沈殿された固形分を含む排水が凝集槽排出部１１ｅからバルブ１１ｆを開放することで適宜排出される。
陽極板１３と陰極板１４に電源部１５を介して印加される直流電圧は２〜５０ボルト、好ましくは６〜２４ボルトとすることが望ましい。
これは、懸濁排水中の固形分の形態や電気伝導度、その処理量などにもよるが、この直流電圧が６ボルトより低くなるにつれ、微小粒子に対する凝集効果が低下する傾向が表れ、逆に２４ボルトを超えるにつれ、懸濁排水の電解が進むと共に電極の消耗が加速される傾向が表れ、これらの傾向は２ボルトより低くなるか５０ボルトより高くなるとさらに顕著になるからである。
【００２８】
次に、フィルタについて、図面を用いて説明する。
図３（ａ）は実施の形態１のフィルタの斜視図であり、図３（ｂ）はフィルタのろ布を取り外した状態の斜視図であり、図３（ｃ）は、ろ過槽１２に配置されるユニット化されたフィルタの斜視図である。
図３において、１６は実施の形態１の懸濁水のフィルタ、１６ａは袋状に形成されたろ布、１６ｂはろ布１６ａに内蔵された合成樹脂製管状物で略矩形枠状に形成された支持枠体、１６ｃは支持枠体１６ｂの中空部に連通しろ布１６ａの外部に開口して取り付けられた通水孔、１６ｄはろ布１６ａの通水孔１６ｃ側で両面のろ布を縫着やファスナー等で固定する上側及び下側のろ布固定部、１６ｅは支持枠体１６ｂの各パイプに貫通して穿設された複数の取水孔、１６ｆは支持枠体１６ｂの枠内に配置された金属線や合成樹脂製線状物で３次元網目構造状に形成された芯材である。
図３（ｃ）に示すようにフィルタ１６は三枚を１組として、ユニット化されそれぞれの通水孔１６ｃが三分岐管１６ｇを介して平行に結合され、三分岐管１６ｇの基端部がろ過槽１２のろ過液排出管１２ｂに連結されている。尚、ユニット化は２〜５枚を１組としてもよい。
支持枠体１６ｂは図３（ｂ）に示すように、全体が略矩形状の枠体に構成され、上部取水パイプ１６ｂａ、下部取水パイプ１６ｂｂ、奥部取水パイプ１６ｂｃ、前部取水パイプ１６ｂｄとで構成されている。前部取水パイプ１６ｂｄの中央より下よりの位置にろ布１６ａから外部に向けて突出して配置された通水孔１６ｃが設けられている。
なお、取水孔１６ｅは枠状に形成された支持枠体１６ｂの枠内側に向けて一列又は複数列に形成されている。その口径は１〜５ｍｍの範囲とし、支持枠体１６ｂにおける取水孔１６ｅの配置数は、各取水パイプ１６ｂａ〜１６ｂｄ毎に異ならせている。即ち、各取水パイプ１６ｂａ〜１６ｂｄにおける単位長さ当たりの取水孔１６ｅの配置数をそれぞれＮａ〜Ｎｄとすると、Ｎｂ＞Ｎｃ＝Ｎｄ＞Ｎａの関係となるように形成されている。また、奥部取水パイプ１６ｂｃ及び前部取水パイプ１６ｂｄにおける取水孔１６ｅは下方から上方にいくほど疎になるように形成することが好ましい。これによって、通水孔１６ｃにコンプレッサ等から圧縮空気を供給してろ布１６ａの逆洗を行う際の空気量を均一化させ、ろ布１６ａに付着した固形分の除去効率を高めることができる。
【００２９】
芯材１６ｆはポリエチレンやポリアミドなどの軟質又は硬質の合成樹脂からなり、３次元網目構造をもつように形成されるのが好ましく、これによって、ポンプ等を用いた強制排水時にろ布１６ａがその中央部で凹んで表裏のろ布１６ａ同士が接触して流路が閉塞され通水性が妨げられるのを有効に防止することができる。
フィルタ１６はその上端等をろ過槽１２の上部に釣り下げて支持させたり、支持枠体１６ｂやフィルタ１６自体に取り付けられた図示しない支持部材などを介して立設したりして、ろ過槽１２内に互いに所定間隔、例えば３０〜１５０ｍｍの間隔をおいて固定配置される。
それぞれのフィルタ１６の内部はろ過液排出管１２ｂに通水孔１６ｃを介して連通されている。なお、ろ過液排出管１２ｂを分岐構造にして、その分岐部を各フィルタ１６に連結して用いてもよい。
【００３０】
互いに平行配置されたフィルタ１６を保持するろ過槽１２の槽底１２ｃは水平面に対して約３〜４５度の角度に片傾斜またはＶ字状に両傾斜させている。この傾斜部の最下部に連設して、バルブ１２ｅ等を有した固形分排出部１２ｄが配置されている。このバルブ１２ｅを開くことによって、槽底１２ｃに沈殿堆積する土砂などを固形分排出部１２ｄから排出させる。
【００３１】
細長に形成されたブラシ部１７のブラシ１７ａはブラシ支持体１８を介して略平板状のフィルタ１６の両面側を挟み込むように配置される。
図４（ａ）はブラシ部を駆動させるブラシ駆動部の駆動機構を説明する平面図であり、図４（ｂ）はその要部側面図であり、図５はブラシ駆動部の斜視図である。
図４、図５において、１９はブラシ部１７を左右方向に摺動させるブラシ駆動部、ブラシ駆動部１９はろ過槽１２の内側下部に配設されたブラシ駆動部支持部１２ｇに載置固定されている。１９ａは平行配置されたフィルタ１６の両サイドに配置されたブラシ支持体１８をチェーン１９ｂ及びスプロケット１９ｃを介して駆動させるためのモータである。ブラシ部１７のブラシ１７ａはチェーン１９ｂを介してブラシ駆動部１９のモータ１９ａでフィルタ１６の両表面に沿って駆動される。ろ過槽１２とチェーン１９ｂにはブラシ部１７の上下又は左右反転位置にリミットスイッチ１９ｄ，１９ｅが設けられており、これによってモータ１９ａの正逆回転が切り替えられてブラシ部１７の往復摺動させる操作が制御される。
なお、ブラシ支持体１８はそのフィルタ面に沿って垂直方向又は水平方向に往復摺動するようにしたリンク機構等の前後動機構を備えたブラシ駆動部で駆動されるようにしてもよい。
【００３２】
以上のように構成された実施の形態１の懸濁排水処理装置１０に用いて懸濁排水を処理する方法について説明する。
まず、ダムや河川、湖沼、用水路等の工事現場から流れ込む泥水等の懸濁排水、トンネル工事や河川工事、浚渫工事、造成工事、各種の建設工事などで発生する土砂等の固形分を含む懸濁排水を懸濁粒子凝集槽１１内に供給する。
懸濁粒子凝集槽１１に供給された懸濁排水は、所定電圧が印加された陽極板１３と陰極板１４との間の凝集流路を流れ、ここで、液中の微小粒子が帯電され互いに凝集して所定大きさの粒子（フロック）が形成される。
懸濁粒子凝集槽１１で電解処理されフロック化された粒子を含む懸濁排水は連結管１２ａからろ過槽１２に供給され、フィルタ１６のろ布１６ａでろ過される。こうしてフィルタ１６の表面に沈着付着された固形分とろ過液とに分離され、ろ過液がフィルタ１６下部の通水孔１６ｃからろ過液排出管１２ｂを介して排出される一方、フィルタ１６の面上に付着した後剥離した土砂などの固形分は、槽底１２ｃに貯留され、必要に応じて、固形分排出部１２ｄから排出される。
この間、フィルタ１６の両面にはブラシ部１７のブラシ１７ａの毛先が当接され、ブラシ駆動部１９を用いて所定の速度で往復摺動され、これによって、フィルタ１６のろ布１６ａの表面のスラッジを落としろ布１６ａのろ過圧が常時一定となる適正なろ過条件に維持させている。
こうして、懸濁排水を懸濁粒子凝集槽１１とろ過槽１２とに連続的に供給して、微小粒子を含む懸濁排水の浄化処理を効率的に行うことができる。
【００３３】
実施の形態１の懸濁排水処理装置は以上のように構成されているので以下の作用を有する。
（１）懸濁粒子凝集槽１１で液中の微小粒子を帯電させることができ、浮遊性の懸濁粒子のフロック化を促して、ろ過槽１２のフィルタ１６で捕捉できる所定大きさ（５〜１０μｍ以上）まで成長させ、この固形分をろ過槽１２のフィルタ１６上に確実に保持させて清水部分と固形分とに効率的に分離できる。
（２）袋状に形成されたフィルタ１６の外部表面にその毛先が当接して配置されたブラシ部１７のブラシ１７ａをその外部表面に沿って往復摺動させるので、フィルタ１６面上の固形分の付着層を常時除去して、目詰まりさせることなく常時、一定のろ過条件を保持させることができ、処理作業の効率化が図られる。
（３）ろ布１６ａの表面にブラシ部１７のブラシ１７ａでろ布１６ａの表面を軽く当接させるので、一定量の微粒子状の固形分をろ布１６ａ中に保持させ、フィルタ本来の網目間隔を該固形分で狭めた状態で使用でき、０．１〜５μｍ程度の微小粒子を透過させることなく捕捉できる。
（４）懸濁水が袋状に形成されたフィルタ１６の外部表面側から内部裏面側に流れるので、このフィルタ１６の外側部分に付着した固形分の除去を容易に行うことができる。
（５）ブラシ部１７を有しているので、フィルタ１６に固着した付着層を凝集させた状態で除去してろ過条件を一定に維持させることが容易にできるので、処理効率の向上が図られ、ダムや河川等の懸濁排水を大量に処理することが可能になる。
（６）フィルタ１６が袋状になっているので、設備スペースが狭い場合でもそのフィルタ面を有効に活用して、効率的に懸濁排水を処理できる。
（７）従来の凝集剤を用いる水処理装置のように有害な溶出物がないので、浄化処理に伴って環境を汚染させるおそれがない。
（８）ブラシ部１７を往復摺動させるブラシ駆動部１９を有するので、フィルタ面へのエア吹き付けやフィルタの振動付加、逆流等による従来の付着層の除去方法等に比較して、確実に付着層を除去できる。
（９）従来は化学的な方法で懸濁粒子の除去を行っていたが、本発明は物理的な除去なので水に溶解したミネラル分等はそのまま処理水として河川やダムに排出されるので、河藻や海藻の成長を促進し、環境保全、改善効果を得ることができる。
【００３４】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る懸濁排水処理装置について説明する。
図６は実施の形態２の懸濁排水処理装置の斜視図であり、図７はその側面断面模式図である。
図６及び図７において、２０は実施の形態２の懸濁排水処理装置、２１は実施の形態１と同様の構成の懸濁粒子凝集槽１１とろ過槽１２を一体化し共に内蔵して配置された処理水槽、２２，２３は懸濁粒子凝集槽１１の上流側及び下流側に設けられ懸濁排水を上昇下降させる上昇流路と下降流路とを備えた上流側及び下流側粒子沈殿部、２４はろ過液排出管１２ｂから流出するろ過水を貯水する貯水槽、２４ａは貯水槽２４のろ過水を河川等に排水する排水管、２５はポンプ、２５ａは貯水槽２４からポンプ２５にろ過水を送る吸水管、２６はポンプ２５の吸引側へ炭酸ガスを供給するガス供給部、２７は炭酸ガスとろ過水の混合流体を吐出する吐出管、２８は略回転対称形に形成された中空部を有する器体２８ａと、器体の周壁部に接線方向に開口され気液導入管２８ｂが連設された気液導入孔と、中空部の回転対称軸の方向に開口して設けられた気液噴出孔２８ｃとを備えた微細気泡混合液噴出器である。微細気泡混合液噴出器２８の気液導入管２８ｂから気液導入孔にポンプ２５を介して炭酸ガスや空気の気泡を含む水を流入させると、器体周壁の接線方向から流入した水流は、器体２８ａの内壁に沿って旋回して、この旋回運動によって、水に内在した気泡が微細気泡となり、微細気泡の炭酸ガスや空気を含む気液混合水を気液噴出孔２８ｃから吐出させることができ、水中のアルミニウムイオンやカルシウム等のアルカリ分を水中に溶存したＣＯ2で中和したり、溶存酸素量を高め、水質浄化等を促進させることができる。
なお、以下の説明において、実施の形態１と同様の作用を有するものについては同一の符号を付してその説明を省略する。
上流側粒子沈殿部２２は、懸濁排水が供給される供給配管１１ａ側に垂設されその下端が開口して保持される上部隔壁２２ａと、処理水槽２１の槽底２１ａから立設されその上端が突出して保持される下側が流水可能に形成された下部隔壁２２ｂとを備えてこの隔壁間に懸濁排水を上昇下降させるための下降流路と上昇流路が形成されている。なお処理水槽２１の上流側粒子沈殿部２２及び懸濁粒子凝集槽１１、下流側粒子沈殿部２３の底部は傾斜して形成され、その下端側には沈殿物を排出させる孔部等で形成された排出部２２ｃや貯留部が設けられており、必要に応じて沈殿物が連続的又は間欠的に取り出せるようになっている。なお排出部２２ｃは上流側粒子沈殿部２２及び懸濁粒子凝集槽１１、下流側粒子沈殿部２３ごとに独立して設けることもできる。
下流側粒子沈殿部２３は懸濁粒子凝集槽１１とろ過槽１２との間に垂直又は傾斜させて取り付けられた上部隔壁２３ａと下側に流水部が形成された下部隔壁２３ｂを備えて形成されている。これによって、懸濁粒子凝集槽１１の上部側から懸濁排水を取り込み槽底２１ａ側に下降させて流れ上方に反転させることで、懸濁排水の流れのショートパスを防止して、懸濁排水の浄化処理を効率的行えると共に、特に大きく成長した固形分を上部隔壁２３ａの下側で沈殿させて除去することができる。
【００３５】
次に、電極支持構造について、図面を用いて説明する。
図８は懸濁粒子凝集部における電極支持構造を示す断面構成図である。
図８において、３０は懸濁排水が供給配管１１ａを介してその上部側などから供給される懸濁粒子凝集槽１１の処理水槽や電解水槽等の水槽壁部、１３，１４はアルミなどの導電性材料で略平板状に形成され、それぞれ所定間隔をおいて配置される陽極板及び陰極板、３１は黄銅などの金属からなる導電性スペーサ３１ａを介して電気的に接続して各電極板を保持させるための導電性支持部、３２は塩化ビニル製のパイプ等からなる非導電性スペーサ３２ａを介して各電極板１３，１４を絶縁状態で支持するための非導電性支持部、３３は各電極板１３，１４をそれぞれ電源部１５に接続するための導線である。
陽極板１３と陰極板１４はその上下部や中間部で導電性支持部３１や非導電性支持部３２を介して連結保持されて所定間隔を維持させ極板間に凝集流路が形成されるようにしている。このため、例えば水槽壁部３０の上部側に設けた供給配管１１ａから懸濁排水を供給すると、導電性支持部３１と非導電性支持部３２によって支持された陽極板１３と陰極板１４との間の凝集流路で、極めて微細な懸濁粒子を凝集させて５μｍ以上の粒子に成長させることができるので、沈殿させるとともに、下流側のろ過槽１２で容易にろ過して分別させることができる。水槽壁部３０の側壁部や下部側等に設けた図示しない排出口等から電解処理された懸濁排水を排出させることができる。
【００３６】
実施の形態２の懸濁排水処理装置２０は以上のように構成されているので、実施の形態１の作用に加えて、以下の作用を有する。
（１）懸濁粒子凝集槽１１の上流側及び下流側に粒子沈殿部２２、２３が配置されているので、供給される懸濁排水の流れを上下方向に反転させ、この流れの変化によって、懸濁排水中の比重の大きい固形分を効果的に沈殿分離できる。
（２）処理水槽２１内に懸濁粒子凝集槽１１とろ過槽１２とが内蔵されているので、全体をコンパクトにすることができる。
（３）懸濁粒子凝集槽１１でフロック化処理された懸濁排水を直接、ろ過槽１２に供給できるので懸濁排水の移送に伴う圧力損失等のロスが少なく、装置運転時における経済性にも優れている。
（４）上部隔壁２２ａ，２３ａや下部隔壁２２ｂ，２３ｂを有しているので比重の重い粒子が粒子沈殿部２２，２３に沈降するので、懸濁粒子凝集槽１１やろ過槽１２における懸濁排水の浄化処理を軽減して、装置全体の耐用性やメンテナンス性を高めることができる。
（５）電力等の駆動源を要せず所定大きさの浮遊粒子を沈殿させることのできる粒子沈殿部２２，２３を備えるので、懸濁排水の浄化処理をさらに経済的に行うことができる。
（６）電極板への通電により微細な懸濁粒子を電気的に凝集させるので、ろ過槽１２のフィルタ１６の目詰まりを防ぐことができ運転時間を著しく長くすることができる。
【００３７】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る懸濁排水処理装置について説明する。
図９は実施の形態３の懸濁排水処理装置のろ過槽に配設されるろ過ユニットとブラシ部の要部斜視図であり、図１０はブラシ部の変形例の斜視図である。図９，１０において、１２ｂはろ過液排出管、１６はフィルタ、１６ｃは通水孔、１６ｄはろ布固定部であり、これらは実施の形態１と同様なものなので、同一の符号を付し説明を省略する。
図９において、１７ａａは９０°以内で反転するモータにカップリング等を介して軸着されたブラシ回動軸１９１に軸着されたステンレス製や木製、ＦＲＰ等で形成されたブラシ部、１７ｃａはブラシ部１７ａａに固定された合成樹脂製シートやゴム管等で形成されたブラシである。尚、ブラシ部１７ａａ，１７ａａは交互に９０°以内で回動するように回動が調整されている。
図１０において、１７ａｂはモータにカップリング等を介して軸着された回転軸１９２に軸着されたステンレス等で形成されたブラシ部、１７ｃｂはブラシ１７ｃａと同様の材質でブラシ部１７ａｂに固定されたブラシである。フィルタ１６間に配設されるブラシ部１７ａａ，１７ａｂには両面にブラシ１７ｃａ，１７ｃｂが形成されている。
以上のように実施の形態３のブラシ部は構成されているので、簡単な機構で、フィルタ１６の表面のスラッジをなで降ろすことができる。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１に記載の懸濁排水処理装置によれば、以下の効果を有する。
（１）袋状に形成されたフィルタの外部表面にその毛先が当接して配置されたブラシ部をフィルタの外部表面に沿って往復摺動させるので、フィルタ面上の固形分の付着層を除去して、目詰まりさせることなく、一定のろ過条件を保持させることができ、ろ過効率の経時的安定性を維持すると共にフィルタの目詰まりによるメンテナンスの回数を著しく削減でき、ろ過作業の作業性を向上できる。
（２）フィルタ表面がブラシ部で所定間隔で掃引され、フィルタ層の内部に一定量の固形分を保持させてフィルタ本来の網目間隔を狭めた状態で使用でき、数μｍ程度の微小粒子を透過させることなく捕捉できる。
（３）ブラシ部を往復摺動させるブラシ駆動部を有するので、フィルタ面へのエア吹き付けやフィルタの振動付加等による従来の付着層の除去方法等に比較して、確実に付着層を除去できる。
（４）ブラシ部の毛先をフィルタの外部表面に沿って往復摺動させるので、フィルタ面を損傷させることがなく、メンテナンス性や耐用性に優れている。
（５）ブラシ部をフィルタの外部表面に沿って往復摺動させるので、フィルタ面上に付着した固形分の付着層を除去でき、常時、適正なろ過条件を安定的に保持させることができ、処理作業の効率化と安定化とが図られる。
（６）ブラシ部の毛先だけを当接させるので、フィルタ層の内部に一定量の固形分を保持させた透水状態を維持して使用でき、フィルタ網目の間隔より小さい微小粒子でも透過させることなく捕捉できる。
（７）ブラシ部を往復摺動させるブラシ駆動部を有するので、フィルタ面へのエア吹き付けやフィルタの振動付加等による従来の付着層の除去方法等に比較して、確実に付着層を除去でき、作業性とメンテナンス性に優れている。
（８）フィルタが袋状に形成され、懸濁水がこの袋状のフィルタの外部表面側から内部裏面側に流れるので、このフィルタの外側部分に付着した固形分の除去を容易に行うことができ、フィルタのろ過時間が長くメンテナンス性に優れる。
（９）フィルタに固着した付着層を除去してろ過条件を一定に維持させることが容易にできるので、処理効率の向上が図られ、河川工事等からの大量の懸濁排水を効率的に処理することが可能になる。
（１０）フィルタが袋状になっているので、処理水槽内のスペースが狭い場合でもそのフィルタ面を有効に活用して、効率的に懸濁排水を処理できる。
（１１）従来の凝集剤を用いる水処理装置のように溶出物がないので、浄化処理に伴って環境を汚染させるおそれがない。
（１２）陽極板と陰極板間に直流電圧を印加することにより、この凝集流路を流れる懸濁排水中の微小粒子を帯電させ浮遊性の懸濁粒子のフロック化を促して、下流のろ過槽のフィルタで捕捉できる所定大きさまで成長させ、この電気処理された懸濁排水中の固形分をろ過槽のフィルタ上に確実に保持させて清水部分と固形分とに効率的に分離させることができろ過性に優れる。
（１３）懸濁粒子凝集槽の下流側に隔壁を介してろ過槽が直列配置されるので、処理水槽全体をコンパクトにすることができ、トラックの荷台部分に装置を搭載して容易に移動させることができ、道路工事におけるアスファルトやコンクリート道路の面部をカッターで切断する際などに伴って発生する懸濁排水を容易に処理することができる。
（１４）懸濁粒子凝集槽でフロック化処理された懸濁排水が直列配置されたろ過槽に供給されるので、懸濁排水の流動に伴う圧力損失等のロスが少なく、全体の浄化処理効率を高めることができる。
（１５）通水管の枠内側に３次元網目構造を有した芯材を配置して外圧力でろ過部のフィルタが潰れないようにしておくことができ、ポンプ等を用いた強制排水時にろ布がその中央部で凹んで表裏のろ布同士が接触して流路が閉塞され通水性が妨げられるのを有効に防止することができる。
（１６）通水孔にコンプレッサ等から圧縮空気を供給したり、浄化水を用いた加圧水等を流すことによりろ布の逆洗を行うことができる。
【００４０】
請求項２に記載の懸濁排水処理装置によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、以下の効果を有する。
（１）凝集流路の上流側及び／又は下流側に上昇流路と下降流路とを備えた粒子沈殿部が配置されているので、供給される懸濁排水の流れを上下方向に反転させ、この流れの変化によって、懸濁排水中の固形分を効果的に沈殿分離させることができる。
（２）以降の凝集流路やろ過部における懸濁排水の浄化処理を軽減して、装置全体の耐用性やメンテナンス性に優れる。
（３）電力等の駆動源を要せず所定大きさの浮遊粒子を沈殿させることのできる粒子沈殿部を備えるので、懸濁排水の浄化処理をさらに経済的に行うことができる。
【００４３】
請求項３に記載の懸濁排水処理装置によれば、請求項１又は２に記載の効果に加えて、以下の効果を有する。
（１）中和手段を有するので、アルカリイオンにより河川等の放流先がアルカリ化を防止でき、耐環境性（河川の汚濁防止など）に優れる。
（２）アルカリイオンによる河川等の生物のアルカリ蓄積を防止できる。
【００４４】
請求項４に記載の懸濁排水処理装置によれば、請求項３に記載の効果に加えて、以下の効果を有する。
（１）中和手段を有するので、アルカリ分を中和したり、溶存酸素量を高めることができる。
【００４５】
請求項５に記載の懸濁排水処理方法によれば、以下の効果を有する。
（１）懸濁排水が供給される処理水槽内に配置された袋状のフィルタで懸濁排水をろ過させるろ過工程と、ブラシ駆動部を介してブラシ部をフィルタの表面に沿って往復摺動させるブラシ工程を有するので、そのフィルタ面に堆積付着した固形分を確実に除去し、ろ過時間を長期にし作業性に優れる。
（２）フィルタが常時適正なろ過状態に維持されるので、懸濁排水の浄化処理を大量かつ効率的に行うことができる。
【００４６】
請求項６に記載の懸濁排水処理方法によれば、請求項５に記載の効果に加えて、以下の効果を有する。
（１）凝集流路を流れる懸濁排水中の微小粒子を帯電させる凝集工程を備えるので、浮遊性の懸濁粒子のフロック化を促して、ろ過部のフィルタで捕捉できる所定大きさまで成長させ、懸濁排水中の固形分をろ過部のフィルタ上に確実に保持させて清水部分と固形分とに効率的に分離させることができる。
（２）従来の凝集剤を用いる水処理方法のように溶出物がないので、浄化処理に伴って環境汚染を防止できる。
【００４７】
請求項７に記載の懸濁排水処理方法によれば、請求項５又は６に記載の効果に加えて、以下の効果を有する。
（１）懸濁排水がｐＨ９〜１２のアルカリ性を呈しても中和し、ｐＨ７の中性とすることができ放流先の河川等の汚染を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１の懸濁排水処理装置の斜視図
【図２】 実施の形態１の懸濁排水処理装置の断面模式図
【図３】 （ａ）実施の形態１のフィルタの斜視図
（ｂ）フィルタのろ布部を取り外した状態の斜視図
（ｃ）ろ過部に配置されるフィルタユニットの斜視図
【図４】 （ａ）ブラシ部を駆動させるブラシ駆動部の駆動機構を説明する側面図
（ｂ）その平面図
【図５】 ブラシ駆動部の斜視図
【図６】 実施の形態２の懸濁排水処理装置の斜視図
【図７】 実施の形態２の懸濁排水処理装置の構成断面図
【図８】 実施の形態１、２の懸濁粒子凝集部における電極支持構造の変形例を示す断面構成図
【図９】 実施の形態３の懸濁排水処理装置のろ過部に配設されるろ過ユニットとブラシ部の要部斜視図
【図１０】 ブラシ部の変形例の斜視図
【符号の説明】
１０ 実施の形態１の懸濁排水処理装置
１１ 懸濁粒子凝集槽
１１ａ 供給配管
１１ｂ 懸濁粒子凝集部
１１ｃ スペーサ
１１ｄ 電極支持体
１１ｅ 凝集槽排出部
１１ｆ バルブ
１１ｇ 凝集槽槽底
１２ ろ過槽
１２ａ 連結管
１２ｂ ろ過液排出管
１２ｃ 槽底
１２ｄ 固形分排出部
１２ｅ 開閉弁
１２ｆ バルブ
１２ｇ ブラシ駆動部支持部
１３ 陽極板
１４ 陰極板
１５ 電源部
１６ フィルタ
１６ａ ろ布
１６ｂ 支持枠体
１６ｃ 通水孔
１６ｄ ろ布固定部
１６ｅ 取水孔
１６ｆ 芯材
１６ｇ 三分岐管
１７、１７ａａ、１７ａｂ ブラシ部
１７ａ、１７ｃａ、１７ｃｂ ブラシ
１８ ブラシ支持体
１９ ブラシ駆動部
１９ａ モータ
１９ｂ チェーン
１９ｃ スプロケット
２０ 実施の形態２の懸濁排水処理装置
２１ 処理水槽
２１ａ 槽底
２２ 上流側粒子沈殿部（粒子沈殿部）
２２ａ 上部隔壁
２２ｂ 下部隔壁
２２ｃ 排出部
２３ 下流側粒子沈殿部（粒子沈殿部）
２３ａ 上部隔壁
２３ｂ 下部隔壁
２４ 貯水槽
２４ａ 排水管
２５ ポンプ
２６ ガス供給部
２８ 微細気泡混合液噴出器
３０ 水槽壁部
３１ 導電性支持部
３１ａ 導電性スペーサ
３２ 非導電性支持部
３２ａ 非導電性スペーサ
３３ 導線
１９１ 回動軸
１９２ 回転軸
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダムや河川、湖沼、用水路等から流れ込む泥水や濁水、トンネル工事や浚渫工事、河川工事、造成工事、各種の建設工事などで発生する懸濁排水を清浄化するための懸濁排水処理装置及び懸濁排水処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ダムや河川、湖沼の護岸工事などの工事現場などから排出される懸濁排水を浄化させるために複数の固液分離機等を組み合わせて浄化処理が行なわれている。このような懸濁排水の浄化処理に関して、例えば以下のような技術のものが知られている。
特許文献１には、濁水・泥水を貯留する貯留槽と、前記濁水・泥水に凝集剤を投入する凝集剤投入手段と、前記凝集剤と前記濁水・泥水を混合してフロックを生成する混合装置と、前記混合装置で生成された前記フロックを水と分離するろ過装置とを備えた濁水・泥水処理装置が記載されている。
特許文献２には、濁水を通過させる流路部内の水流方向に沿って、直流電源の陽極及び陰極に夫々接続した陽極電極板と陰極電極板とを交互に配列して電極板群を形成してなる濁水処理装置が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２１９４７１号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開平１１−２２６５７７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術は以下のような課題を有していた。
（イ）特許文献１に記載の凝集剤投入手段を有する濁水・泥水処理装置は、ポリ塩化アルミニウム等の凝集剤を懸濁排水に加えて細かい粒子を凝集させフロック化させるので、この凝集剤が拡散して周囲の環境を汚染しやすい上に、その投入量などの調整が困難であり、薬剤のコストがかかる等経済性にも欠けるという課題があった。
（ロ）フロックと水とを分離するろ過装置が多孔質体からなり、濁水の処理に伴ってその網目体の表面に固形分が厚く付着していくために、濁水のろ過効率が次第に低下して、大量処理が困難になるという課題があった。
（ハ）特許文献２に記載の電極板を用いて粒子を凝集させる濁水処理装置では、凝集させた処理液から固形分を分離する構成が呈示されていないので、電極板に流す濁水の水量などをろ過装置と連動させて適切に調整することが困難で、濁水処理の作業性に欠けるという課題があった。
（ニ）アルミニウムイオンが微小懸濁粒子と結合したまま排出され放流先で食用の生物に生物濃縮され安全性を害すという課題があった。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、凝集剤の使用による環境汚染等のおそれがなく、ろ布等の目詰まりがなく常時一定なろ過処理を行うことができると共に、電極板に流す濁水の水量などをろ過装置と連動させて効率的に懸濁排水を処理できる懸濁排水処理装置の提供及び、懸濁排水の大量処理を連続的にかつ効率的に行うことができる懸濁排水処理方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の懸濁排水処理装置は、陽極板及び陰極板が平行配置されて形成された間隙に土砂等の固形分を含む懸濁排水が供給される凝集流路を備えた懸濁粒子凝集部が配設された懸濁粒子凝集槽と前記懸濁粒子凝集槽の下流側に隔壁を介して直列配置されたろ過槽とを有する処理水槽と、前記処理水槽の前記ろ過槽に配置されその外部表面側から前記懸濁排水が供給されて内部裏面側からろ過された処理水が排出される全体に密閉して形成された袋状のフィルタを備えたろ過部と、前記フィルタの表面にその毛先が当接して配置されたブラシ部と、前記ブラシ部を前記フィルタの表面に沿って往復摺動させるブラシ駆動部と、を有し、前記フィルタが、袋状に形成されたろ布と、パイプで全体が枠状に形成され枠内側に３次元網目構造を有した芯材が配設され前記ろ布に内蔵された支持枠体と、前記支持枠体の中空部に連通し前記フィルタの側方下部に前記ろ布の外部に開口して取り付けられ前記フィルタ内のろ過液の排出と前記ろ布の逆洗を行うための圧縮空気や加圧水の供給を行う通水孔と、前記支持枠体の各パイプに貫通して穿設され前記支持枠体の枠内側に向けて一列又は複数列に形成された複数の取水孔と、を有して構成されている。
この構成によって以下の作用を有する。
（１）袋状に形成されたフィルタの外部表面にその毛先が当接して配置されたブラシ部をフィルタの外部表面に沿って往復摺動して摩るので、フィルタ面上の固形分の付着層を除去して、目詰まりさせることなく、一定のろ過条件を保持させることができ、ろ過効率の経時的安定性を維持すると共にフィルタの目詰まりによるメンテナンスの回数を著しく削減でき、ろ過作業の作業性を向上できる。
（２）フィルタ表面がブラシ部で所定間隔で摩って掃引され、フィルタ層の内部に一定量の固形分を保持させてフィルタ本来の網目間隔を狭めた状態で使用でき、数μｍ程度の微小粒子を透過させることなく捕捉できる。
（３）ブラシ部を往復摺動させるブラシ駆動部を有するので、フィルタ面へのエア吹き付けやフィルタの振動付加等による従来の付着層の除去方法等に比較して、均一にかつ確実に付着層を除去できる。
（４）ブラシ部の毛先をフィルタの外部表面に沿って摩りながら往復摺動させるので、フィルタ面を損傷させることがなく、メンテナンス性や耐用性に優れている。
（５）ブラシ部をフィルタの外部表面に沿ってその表面を摩りながら往復摺動させるので、フィルタ面上に付着した固形分の付着層を除去でき、常時、適正な自然ろ過条件を安定的に保持させることができ、処理作業の効率化と安定化とが図られる。
（６）ブラシ部の毛先だけを当接させるので、フィルタ層の内部に一定量の固形分を保持させた透水状態を維持して使用でき、フィルタ網目の間隔より小さい微小粒子でも透過させることなく捕捉できる。
（７）ブラシ部を往復摺動させるブラシ駆動部を有するので、フィルタ面へのエア吹き付けやフィルタの振動付加等による従来の付着層の除去方法等に比較して、確実に付着層を除去でき、作業性とメンテナンス性に優れている。
（８）フィルタが袋状に形成され、懸濁水がこの袋状のフィルタの外部表面側から内部裏面側に流れるので、このフィルタの外側部分に付着した固形分をブラシやゴムホース等でさすることにより容易に除去することができる。
（９）フィルタに固着した付着層を除去してろ過条件を一定に維持させることが容易にできるので、処理効率の向上が図られ、河川工事等での多量の土砂微粒子を含む大量の懸濁排水を効率的に処理することが可能になる。
（１０）フィルタが袋状になっているので、処理水槽内のスペースが狭い場合でもそのフィルタ面を有効に活用して、効率的に大量の懸濁排水を処理できる。
（１１）従来の凝集剤を用いる水処理装置のように溶出物がないので、浄化処理に伴って環境を汚染させるおそれがない。
（１２）陽極板と陰極板間に直流電圧を印加することにより、この凝集流路を流れる懸濁排水中の微小粒子を帯電させ、懸濁粒子のフロック化を促して、下流のろ過部のフィルタで捕捉できる所定大きさまで成長させ、この電気処理された懸濁排水中の固形分をろ過部のフィルタ上に確実に保持させて清水部分と固形分とに効率的に分離させることができる。
（１３）懸濁粒子凝集槽の下流側に隔壁を介してろ過槽が直列配置されるので、処理水槽全体をコンパクトにすることができ、トラックの荷台部分に装置を搭載して容易に移動させることができ、道路工事におけるアスファルトやコンクリート道路の面部をカッターで切断する際などに伴って発生する懸濁排水を容易に処理することができる。
（１４）懸濁粒子凝集槽でフロック化処理された懸濁排水が直列配置されたろ過槽に供給されるので、懸濁排水の流動に伴う圧力損失等のロスが少なく、全体の浄化処理効率を高めることができる。
（１５）通水管の枠内側に３次元網目構造を有した芯材を配置して外圧力でろ過部のフィルタが潰れないようにしておくことができ、ポンプ等を用いた強制排水時にろ布がその中央部で凹んで表裏のろ布同士が接触して流路が閉塞され通水性が妨げられるのを有効に防止することができる。
（１６）通水孔にコンプレッサ等から圧縮空気を供給したり、浄化水を用いた加圧水等を流すことによりろ布の逆洗を行うことができる。
【０００８】
ここで、ブラシ部は、細長平板状やリング状などに形成され、平板状の片面側や円筒状の内面側にフィルタ外部表面にその毛先が対向するナイロンやポリビニルアルコール、ポリエステル等の繊維が植毛されている。ブラシ部はバネなどの弾性部材を介して保持され、この毛先から所定の押圧力がフィルタ面に付加されるように配置されている。尚、ブラシ部としては、植毛ブラシの他、ゴム製や合成樹脂製のシート状物や管状物、金属製やセラミック製の薄板も使用することができる。ろ過部の水中でフィルタ表面に付着したスラッジを摩って剥離することが可能だからである。
ブラシ駆動部は、モータやリミットスイッチ等を有して構成され、モータを駆動源としてブラシ部をフィルタ面に反って移動させ、ブラシ部が片側のリミットスイッチに接触して摺動方向を反転させることにより、所定間隔でフィルタ面上を往復摺動できるようにしている。
ブラシ駆動部は電動モータ以外に空気圧や水圧モータを用いることもできる。
ブラシ部を連続的に駆動させる場合、ブラシ駆動部で往復摺動されるブラシは、５〜６０秒間、好ましくは１０〜３００秒間でリミットスイッチ間を一往復するように設定することが望ましい。これは懸濁排水の種類やその処理量などにもよるが、往復摺動の間隔が１０秒より短かくなるにつれ、フィルタとブラシとの摩耗が激しくなって耐用性が低下する傾向があり、逆に３００秒より長くなるにつれ、フィルタ面に付着する付着層の平均厚みが厚くなって、圧力損失が大となり自然ろ過による適正なろ過条件を維持させるのが困難となる傾向が表れ、これらの傾向は５秒より短くなるか、３００秒を超えるとさらに大きくなる。
【０００９】
ろ過部は、所定の網目間隔、例えば０．００１〜１ｍｍの網目間隔を有する織物や不織物からなる袋状のフィルタを懸濁排水が供給される水槽内に互いに所定間隔、例えば１０〜２００ｍｍの間隔をおいて多数平行に配置して形成される。
ろ過部は、全体が枠状となるように金属やプラスチック製などの通水管を形成して、通水管の枠内側に取水孔を多数設け、この枠状の通水管の全体をろ布で袋状に覆設し、通水管から内部のろ過水を排出させるための排水口部をろ布に設けることで形成させることもできる。
さらに、通水管の枠内側に３次元網目構造又は中空状構造を有した芯材を配置して外圧力でろ過部のフィルタが潰れないようにしておくこともできる。
この通水管に穿設された取水孔の配置数が、通水管の中心線に対して、その一方側から他方側に向かって次第に多くすることによって、フィルタ部分の高低位置等で異なる懸濁排水の透過吸込み量が均一になるようにすることもできる。
【００１０】
また、ろ過部は、一端側に取水孔部を備えた円形又は角形筒状の取水側端部材と、他端側の逆洗用配管を備えた円形又は角形筒状の逆洗側端部材と、前記取水側端部材及び前記逆洗側端部材間に円筒又は角筒又は星形筒を形成するように等間隔をあけて配設されたろ布支持部材と、前記ろ布支持部材に円筒状又は角筒状にもしくは星形筒状に覆設されろ布とで構成することもできる。これによって、フィルタ部材の取水孔部からろ布でろ過された浄化水を得ることができると共に、逆洗用配管を備えるので、ろ布が目詰まりした場合に逆洗用の空気やろ過水を流すことにより、付着した固形分を容易に剥離除去することができる。また、多数のろ布支持部材に円筒状又は角筒状にもしくは星形筒状に覆設されたろ布を有するので、構造強度を高めて、しかも軽量化でき、経済性に優れる。ろ布が星形となるように形成した場合にはろ過の際の実効面積を大きくしてろ過効率を高めることができ、大量処理にも対応できる。
【００１１】
さらに、ろ過部には、炭酸ガス等の微細気泡を含む水流を供給する微細気泡混合液噴出器や炭酸ガスの微細気泡を発生させる微細気泡発生器をその槽底等に備えるようにしてもよく、これによって、ろ過水槽でアルカリ水が中和されアルカリ水による害を防ぐことができる。
ここで微細気泡混合液噴出器は、例えば略回転対称形に形成された中空部を有する器体と、器体の周壁部に接線方向に開口され気液導入管が連設された気液導入孔と、中空部の回転対称軸の方向に開口して設けられた気液噴出孔とを備えて構成されたものなどが適用できる。この気液導入孔にポンプを介して炭酸ガスや空気の気泡を含む水を流入させると、器体周壁の接線方向から流入した水流は、器体の内壁に沿って旋回して、この旋回運動によって、水に内在した気泡が微細気泡となり、微細気泡の炭酸ガスや空気を含む気液混合水を気液噴出孔から吐出させることができ、水中のアルミニウムイオンやカルシウム等のアルカリ分を水中に溶存したＣＯ2で中和したり、溶存酸素量を高め、水質浄化等を促進させることができる。
【００１２】
ろ過部は、ろ過部の取水部の下流側に配置された遮断弁と、遮断弁の上流側の取水部に連通された逆洗用配管と、を備えるようにしてもよく、これによって、フィルタのろ布が懸濁水の固形分によって目詰まりした時に、取水部の下流側に配置された遮断弁を閉止し、遮断弁の上流側の取水部に連通された逆洗用配管から圧縮空気や浄化水を用いた加圧水等を流すことにより逆洗操作を行なうことができ、フィルタ内部を圧縮空気や加圧水等で膨張させ押し出したり、ろ布を圧縮空気で通気させたりすることで、ろ布の表面に付着した固形分の層を効果的に剥離させて除去させ、ろ過水槽の底部に堆積させることができる。また、遮断弁を操作して効率的に圧縮空気や加圧水をろ布に向けて供給することができ、固形分を剥離させてメンテナンス性や作業性に優れている。
【００１３】
ろ過部に配設されるフィルタは、ろ過水槽内に互いに所定間隔を有して着脱可能に立設させる仕切り枠を設けてユニット化にしてもよく、フィルタの取り付け時や、その損傷、劣化した際に、確実かつ容易にフィルタの交換が行なえ、メンテナンス性に優れている。さらに、仕切り枠によりフィルタが互いに干渉し合うのを防止でき、ろ過効率を維持できる。
ここで、互いに隣接し合うフィルタ部材間の間隔は、５〜２０ｃｍ、好ましくは１０〜１５ｃｍの範囲とすることが望ましい。処理する懸濁水の懸濁粒子の濃度や処理水量にもよるが、この間隔が１０ｃｍより少なくなるにつれ、ろ過水槽内を流れる懸濁水の流動抵抗が大きくなって、ろ過水量が減少する傾向が表れ、逆に１５ｃｍを超えるにつれて、ろ過水槽内に配置されるろ布の表面積が不足してろ過効率が低下する傾向が表れ、これらの傾向は５ｃｍより少なくなるか、２０ｃｍを超えるとさらに顕著になるので好ましくない。
仕切り枠としては、金属製や合成樹脂製の流水が流れるように開口部を多数備えたものが用いられる。また、仕切り枠やフィルタは底部から離して懸濁物を底部側に貯留できるように配置される。これにより、逆洗された懸濁物を底部に流下させる効率を高めることができる。
【００１４】
ろ過部はまた、フィルタを内蔵するろ過水槽と懸濁水隔壁を介して形成された懸濁水貯留槽と、ろ過水槽と前記懸濁水貯留槽の底部に取水口部側が低くなるように傾斜して形成された汚泥集積壁と、ろ過水槽及び懸濁水貯留槽の取水口側の下部に形成され汚泥集積壁上面に集積された汚泥を排出する汚泥排出部とを備えるようにしてもよい。これによって、懸濁水貯留槽に供給されてろ過水槽でろ過される懸濁水中の土砂などの大粒子を予め沈殿除去することができ、ろ布における負荷を軽減できる。さらに、その底部に傾斜して形成された汚泥集積壁を有するので、特別な動力を要することなく、汚泥排出部から土砂などの固形分を除去できる。
【００１５】
更に、袋状のフィルタの内部には必要に応じて、フィルタを支持するための塩化ビニール製パイプなどで組まれた枠体を内蔵させたり、フィルタの両端部を水槽内の側部側に固定したりして、隣接するフィルタ間の距離を適正にしてその形状を保持するようにすることもできる。フィルタの素材としては、合成繊維や天然繊維からなる織布又は不織布が適用できる。合成繊維には通常、太さが０．１〜２０μｍ程度のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール系、ポリフルオロエチレン、ポリアクリロニトリル、酢酸ビニル、四フッ化エチレンなどのものが使用できる。なお、前記繊維の各交点の所定個所を加熱により融着したり接着剤を用いて接着したりして固定し、全体を補強すると共に、懸濁水中の固体粒子の大きさに応じてその捕捉率を調整するようにしてもよい。また、フィルタの素材を、懸濁水中の帯電した固体粒子の付着を妨げるイオン交換樹脂で構成したり、フィルタ表面をイオン交換樹脂で部分的に被覆したりして、固体粒子の付着を抑制して、ろ過処理中の目詰まりを防ぐことも可能である。
イオン交換樹脂としては、ジビニルベンゼンで架橋したポリスチレンなどの母体合成樹脂にフェノール性ヒドロキシル基、カルボキシル基、スルホン酸基など酸性基を結合させた高分子酸からなる陽イオン交換樹脂や、母体合成樹脂にアミノ基、イミノ基、アンモニウム基などの塩基性基を結合させた高分子塩基からなる陰イオン交換樹脂を固形分の正負の帯電状態に応じて選択して用いることができる。例えば、懸濁水中の固形分が正に帯電する場合は陽イオン交換樹脂をフィルタに被覆することで固形分のろ布内への侵入や、その付着を効果的に防止できる。
なお、懸濁粒子凝集部の電極間に印加する電圧及び、この凝集流路に供給する懸濁排水の供給流量などは、ろ過部におけるフィルタの網目間隔やそのフィルタの面積、フィルタの圧損等に応じて実験的に適正値が設定される。これにより、ろ過部に供給される懸濁排水の処理液をフロック化させ、所定大きさに凝集フロック化された粒子をフィルタ面で確実に捕捉して清水に分離できる。
【００１７】
ここで、懸濁粒子凝集部の陽極板及び陰極板はアルミニウムや亜鉛・ステンレス、チタン、スチール等の金属材や、炭素質等の導電性材料からなる平板状電極である。これらの平板状電極を非導電性のスペーサ等を介して交互に所定間隔例えば１〜１００ｍｍの間隔をおいて水槽内に複数配置して懸濁粒子凝集部が構成される。これら平板状電極間の隙間に懸濁排水を供給してその凝集流路を形成させ、電極板間に所定電圧、例えば０．５〜１００ボルトの電圧を印加して懸濁排水中の微小粒子などを帯電させ、粒子間の凝集力を高めてフロック化を促すようにしている。
【００１８】
請求項２に記載の懸濁排水処理装置は、請求項１に記載の発明において、前記懸濁粒子凝集槽に、前記懸濁粒子凝集部の凝集流路の上流側及び／又は下流側に懸濁排水を上昇下降させる上昇流路と下降流路とを備えた粒子沈殿部が配設されて構成される。
この構成により請求項１に記載の作用に加えて以下の作用を有する。
（１）懸濁粒子凝集槽内に凝集流路の上流側及び／又は下流側に上昇流路と下降流路とを備えた粒子沈殿部が配置されているので、供給される懸濁排水の流れを上下方向に反転させ、この流れの変化によって、懸濁排水中の固形分を効果的に沈殿分離させることができる。
（２）以降の凝集流路やろ過部における懸濁排水の浄化処理を軽減して、装置全体の耐用性やメンテナンス性を高めることができる。
（３）電力等の駆動源を要せず所定大きさの浮遊粒子を沈殿させることのできる粒子沈殿部を備えるので、懸濁排水の浄化処理をさらに経済的に行うことができる。
ここで、上昇流路及び下降流路は、電気的に懸濁排水中の微小粒子を凝集させる凝集流路の上流側及び／又は下流側に先端が上方又は下方に突設された仕切り部を介して設けられ、隣接する上昇流路と下降流路の下端で懸濁排水の流れが反転してここに懸濁排水中の固形分を沈殿させる。
【００１９】
懸濁排水処理装置が、懸濁粒子凝集部とろ過部とがその内部に直列配置された懸濁排水処理槽を有して構成されている場合、懸濁排水処理槽内に懸濁粒子凝集部とろ過部とが内蔵されているので、全体をコンパクトにすることができ、トラックの荷台部分に装置を搭載して容易に移動させることができ、道路工事におけるアスファルト道路の面部をカッターで切断する際などに伴って発生する懸濁排水を容易に処理することができる。
また、懸濁粒子凝集部でフロック化処理された懸濁排水が直列配置されたろ過部に供給されるので、懸濁排水の流動に伴う圧力損失等のロスが少なく、全体の浄化処理効率を高めることができる。
ここで、懸濁排水処理槽は、プラスチック製や金属製など素材で形成された箱型容器であり、ポンプ等を介して懸濁排水が上方の開口部等から供給され、内部に平行配置された袋状のフィルタに取り付けられた排水パイプ等を介してそのフィルタの内部からろ過された懸濁排水の処理液が外部に排出できる。
【００２１】
請求項３に記載の懸濁排水処理装置は、請求項１又は２に記載の発明において、前記懸濁粒子凝集槽又は前記ろ過槽の内部に、アルカリ性の前記懸濁排水を中和する中和手段を有して構成されている。
この構成によって、請求項１又は２の作用に加えて以下の作用を有する。
（１）中和手段を有するので、アルカリイオンにより河川等の放流先がアルカリ化するのを防止できる。
（２）アルカリイオンによる河川等の生物のアルカリ蓄積を防止できる。
ここで、中和手段としては、希塩酸や酢酸などの中和剤を添加するか、炭酸ガス等を懸濁排水中に吹き込むことにより行われる。
【００２２】
請求項４に記載の懸濁排水処理装置は、請求項３に記載の発明において、前記中和手段が、散気管と、前記散気管に炭酸ガスを供給する炭酸ガス供給部と、を有する、又は、微細気泡混合液噴出器と、前記微細気泡混合液噴出器に炭酸ガスと水との混合流体を供給するポンプとを有して構成されている。
この構成によって、請求項３の作用に加えて以下の作用を有する。
（１）中和手段として、散気管を有するので、懸濁排水中に炭酸ガスや空気を吹き込み、水酸化カルシウム等のアルカリ分を中和し処理水を中性化したり、溶存酸素量を高めることができる。
（２）中和手段として、微細気泡混合液噴出器に炭酸ガスや空気と水との混合流体を供給するポンプを有するので、アルカリ分を中和したり、溶存酸素量を高めることができる。特に、微細気泡混合液噴出器は水中への空気の溶解力が強いので、空気だけでもアルカリ分を中和できる。
【００２３】
請求項５に記載の懸濁排水処理方法は、請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の懸濁排水処理装置を用いた懸濁排水処理方法であって、土砂等の固形分を含む懸濁排水を前記処理水槽内に供給する懸濁水供給工程と、前記処理水槽内に配置され全体に密閉して形成された袋状の前記フィルタの外部表面側から内部裏面側に前記懸濁排水をろ過させるろ過工程と、前記フィルタの表面にその毛先が当接された前記ブラシ部を前記ブラシ駆動部を用いて前記フィルタの表面に沿って往復摺動させるブラシ工程とを有して構成されている。
この構成によって、以下の作用を有する。
（１）懸濁排水が供給される処理水槽内に配置された袋状のフィルタで懸濁排水をろ過させるろ過工程と、ブラシ駆動部を介してブラシ部をフィルタの表面に沿って往復摺動させるブラシ工程を有するので、そのフィルタ面に堆積付着した固形分を確実に除去することができる。
（２）フィルタが常時適正なろ過状態に維持されるので、懸濁排水の浄化処理を大量かつ効率的に行うことができる。
【００２４】
請求項６に記載の懸濁排水処理方法は、請求項５に記載の発明において、前記懸濁水供給工程の前工程として、前記陽極板と前記陰極板が平行配置された前記凝集流路で前記懸濁排水中の懸濁粒子を凝集させる凝集工程を備えて構成されている。
この構成によって、請求項５の作用に加えて以下の作用を有する。
（１）凝集流路を流れる懸濁排水中の微小粒子を帯電させる凝集工程を備えるので、浮遊性の懸濁粒子のフロック化を促して、ろ過部のフィルタで捕捉できる所定大きさまで成長させ、懸濁排水中の固形分をろ過部のフィルタ上に確実に保持させて清水部分と固形分とに効率的に分離させることができる。
（２）従来の凝集剤を用いる水処理方法のように溶出物がないので、浄化処理に伴って環境を汚染させるおそれがない。
【００２５】
請求項７に記載の懸濁排水処理方法は、請求項５又は６に記載の発明において、ろ過工程又は前記凝集工程において、前記懸濁排水のアルカリ分を中和する中和工程又は溶存酸素量を高める溶存酸素富化工程を備えて構成されている。
この構成によって、請求項５又は６の作用に加えて以下の作用を有する。
（１）懸濁排水がｐＨ９〜１２のアルカリ性を呈しても中和し、ｐＨ７の中性とすることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る懸濁排水処理装置について説明する。
図１は実施の形態１の懸濁排水処理装置の斜視図であり、図２はその構成断面模式図である。
図１及び図２において、１０は実施の形態１の懸濁排水処理装置、１１は懸濁排水が供給配管１１ａを介して供給される懸濁粒子凝集槽、１１ｂは所定間隔をあけて平行に並設された陽極板と陰極板を備え陽極板と陰極板の間に凝集流路を備えた懸濁粒子凝集部、１１ｅは懸濁粒子凝集槽１１に流入した土砂等の比重の重い粒子を開閉弁１１ｆを通して排出する凝集槽排出部、１１ｇは３°〜４５°傾斜して側壁に形成された凝集槽槽底、１２は懸濁粒子凝集槽１１で液中の微細粒子を電気的に凝集された懸濁排水が連結管１２ａを介して供給されろ過液をろ過液排出管１２ｂから排出しその槽底１２ｃにろ過分離された固形分が堆積されて固形分排出部１２ｄから開閉弁１２ｅを介して排出されるろ過槽、１２ｆはろ過液排出管１２ｂのバルブ、１３，１４は懸濁粒子凝集槽１１の水槽内に流水方向と平行に又は直交して吊設された非導電性のスペーサ１１ｃを有して懸濁粒子凝集槽１１上部に固定された電極支持体１１ｄを介して交互に直列配置された陽極板と陰極板、１５は陽極板１３と陰極板１４に所定の直流電圧を印加する電源部、１６はろ布１６ａにより全体が袋状となって平板状に形成され内部に支持枠体１６ｂを有してろ過槽１２内に立設されたフィルタ、フィルタ１６はフィルタユニット（図示せず）でユニット化されたりしてろ過槽１２に装設されている。１６ｃはろ過槽１２内に平行配置された複数のフィルタ１６の下部に連設されたろ過液排出管１２ｂに開口して設けられフィルタ１６内のろ過液が排出される通水孔、１７はフィルタ１６の両表面側に対となってブラシ１７ａの毛先が当接されるブラシ部、１８は左右のブラシ部１７をフィルタ１６の両ろ布面から当接させるように支持するブラシ支持体、１９はブラシ支持体１８をフィルタ１６の面に沿って所定の速度で上下又は左右に往復摺動させる摺動機構を備えたブラシ駆動部である。
【００２７】
懸濁粒子凝集槽１１は下部が浸漬される黄銅やアルミニウムなどからなる陽極板１３と陰極板１４が交互に１〜１００ｍｍの間隙で配置されている。直流電圧が印加された陽極板１３と陰極板１４との間隙に懸濁排水の流れる凝集流路αを形成して、懸濁排水中の微細粒子の凝集を促している。これによって、ろ過槽１２におけるフィルタ１６の外表面でこの凝集させた粒子を捕捉しやすくなるようにしている。
陽極板１３と陰極板１４はその上部で電極支持体１１ｄで連結保持され、各極板間にはプラスチックやセラミックス等からなる非導電性のスペーサ１１ｃを配置して、所定間隔を維持させ凝集流路αが形成されるようにしている。
なお、ここでは各極板を懸濁粒子凝集槽１１内に垂直になるように立設させているが、各極板を傾斜等させて配置して凝集流路を形成させることもできる。また、各極板に多数の通水孔を設けたり、金網状の素材で極板を形成し、極板に垂直な方向に懸濁排水が流れるようにしておくことができ、これよっても凝集流路αが形成できる。
懸濁粒子凝集槽１１の底部は傾斜して形成され、沈殿された固形分を含む排水が凝集槽排出部１１ｅからバルブ１１ｆを開放することで適宜排出される。
陽極板１３と陰極板１４に電源部１５を介して印加される直流電圧は２〜５０ボルト、好ましくは６〜２４ボルトとすることが望ましい。
これは、懸濁排水中の固形分の形態や電気伝導度、その処理量などにもよるが、この直流電圧が６ボルトより低くなるにつれ、微小粒子に対する凝集効果が低下する傾向が表れ、逆に２４ボルトを超えるにつれ、懸濁排水の電解が進むと共に電極の消耗が加速される傾向が表れ、これらの傾向は２ボルトより低くなるか５０ボルトより高くなるとさらに顕著になるからである。
【００２８】
次に、フィルタについて、図面を用いて説明する。
図３（ａ）は実施の形態１のフィルタの斜視図であり、図３（ｂ）はフィルタのろ布を取り外した状態の斜視図であり、図３（ｃ）は、ろ過槽１２に配置されるユニット化されたフィルタの斜視図である。
図３において、１６は実施の形態１の懸濁水のフィルタ、１６ａは袋状に形成されたろ布、１６ｂはろ布１６ａに内蔵された合成樹脂製管状物で略矩形枠状に形成された支持枠体、１６ｃは支持枠体１６ｂの中空部に連通しろ布１６ａの外部に開口して取り付けられた通水孔、１６ｄはろ布１６ａの通水孔１６ｃ側で両面のろ布を縫着やファスナー等で固定する上側及び下側のろ布固定部、１６ｅは支持枠体１６ｂの各パイプに貫通して穿設された複数の取水孔、１６ｆは支持枠体１６ｂの枠内に配置された金属線や合成樹脂製線状物で３次元網目構造状に形成された芯材である。
図３（ｃ）に示すようにフィルタ１６は三枚を１組として、ユニット化されそれぞれの通水孔１６ｃが三分岐管１６ｇを介して平行に結合され、三分岐管１６ｇの基端部がろ過槽１２のろ過液排出管１２ｂに連結されている。尚、ユニット化は２〜５枚を１組としてもよい。
支持枠体１６ｂは図３（ｂ）に示すように、全体が略矩形状の枠体に構成され、上部取水パイプ１６ｂａ、下部取水パイプ１６ｂｂ、奥部取水パイプ１６ｂｃ、前部取水パイプ１６ｂｄとで構成されている。前部取水パイプ１６ｂｄの中央より下よりの位置にろ布１６ａから外部に向けて突出して配置された通水孔１６ｃが設けられている。
なお、取水孔１６ｅは枠状に形成された支持枠体１６ｂの枠内側に向けて一列又は複数列に形成されている。その口径は１〜５ｍｍの範囲とし、支持枠体１６ｂにおける取水孔１６ｅの配置数は、各取水パイプ１６ｂａ〜１６ｂｄ毎に異ならせている。即ち、各取水パイプ１６ｂａ〜１６ｂｄにおける単位長さ当たりの取水孔１６ｅの配置数をそれぞれＮａ〜Ｎｄとすると、Ｎｂ＞Ｎｃ＝Ｎｄ＞Ｎａの関係となるように形成されている。また、奥部取水パイプ１６ｂｃ及び前部取水パイプ１６ｂｄにおける取水孔１６ｅは下方から上方にいくほど疎になるように形成することが好ましい。これによって、通水孔１６ｃにコンプレッサ等から圧縮空気を供給してろ布１６ａの逆洗を行う際の空気量を均一化させ、ろ布１６ａに付着した固形分の除去効率を高めることができる。
【００２９】
芯材１６ｆはポリエチレンやポリアミドなどの軟質又は硬質の合成樹脂からなり、３次元網目構造をもつように形成されるのが好ましく、これによって、ポンプ等を用いた強制排水時にろ布１６ａがその中央部で凹んで表裏のろ布１６ａ同士が接触して流路が閉塞され通水性が妨げられるのを有効に防止することができる。
フィルタ１６はその上端等をろ過槽１２の上部に釣り下げて支持させたり、支持枠体１６ｂやフィルタ１６自体に取り付けられた図示しない支持部材などを介して立設したりして、ろ過槽１２内に互いに所定間隔、例えば３０〜１５０ｍｍの間隔をおいて固定配置される。
それぞれのフィルタ１６の内部はろ過液排出管１２ｂに通水孔１６ｃを介して連通されている。なお、ろ過液排出管１２ｂを分岐構造にして、その分岐部を各フィルタ１６に連結して用いてもよい。
【００３０】
互いに平行配置されたフィルタ１６を保持するろ過槽１２の槽底１２ｃは水平面に対して約３〜４５度の角度に片傾斜またはＶ字状に両傾斜させている。この傾斜部の最下部に連設して、バルブ１２ｅ等を有した固形分排出部１２ｄが配置されている。このバルブ１２ｅを開くことによって、槽底１２ｃに沈殿堆積する土砂などを固形分排出部１２ｄから排出させる。
【００３１】
細長に形成されたブラシ部１７のブラシ１７ａはブラシ支持体１８を介して略平板状のフィルタ１６の両面側を挟み込むように配置される。
図４（ａ）はブラシ部を駆動させるブラシ駆動部の駆動機構を説明する平面図であり、図４（ｂ）はその要部側面図であり、図５はブラシ駆動部の斜視図である。
図４、図５において、１９はブラシ部１７を左右方向に摺動させるブラシ駆動部、ブラシ駆動部１９はろ過槽１２の内側下部に配設されたブラシ駆動部支持部１２ｇに載置固定されている。１９ａは平行配置されたフィルタ１６の両サイドに配置されたブラシ支持体１８をチェーン１９ｂ及びスプロケット１９ｃを介して駆動させるためのモータである。ブラシ部１７のブラシ１７ａはチェーン１９ｂを介してブラシ駆動部１９のモータ１９ａでフィルタ１６の両表面に沿って駆動される。ろ過槽１２とチェーン１９ｂにはブラシ部１７の上下又は左右反転位置にリミットスイッチ１９ｄ，１９ｅが設けられており、これによってモータ１９ａの正逆回転が切り替えられてブラシ部１７の往復摺動させる操作が制御される。
なお、ブラシ支持体１８はそのフィルタ面に沿って垂直方向又は水平方向に往復摺動するようにしたリンク機構等の前後動機構を備えたブラシ駆動部で駆動されるようにしてもよい。
【００３２】
以上のように構成された実施の形態１の懸濁排水処理装置１０に用いて懸濁排水を処理する方法について説明する。
まず、ダムや河川、湖沼、用水路等の工事現場から流れ込む泥水等の懸濁排水、トンネル工事や河川工事、浚渫工事、造成工事、各種の建設工事などで発生する土砂等の固形分を含む懸濁排水を懸濁粒子凝集槽１１内に供給する。
懸濁粒子凝集槽１１に供給された懸濁排水は、所定電圧が印加された陽極板１３と陰極板１４との間の凝集流路を流れ、ここで、液中の微小粒子が帯電され互いに凝集して所定大きさの粒子（フロック）が形成される。
懸濁粒子凝集槽１１で電解処理されフロック化された粒子を含む懸濁排水は連結管１２ａからろ過槽１２に供給され、フィルタ１６のろ布１６ａでろ過される。こうしてフィルタ１６の表面に沈着付着された固形分とろ過液とに分離され、ろ過液がフィルタ１６下部の通水孔１６ｃからろ過液排出管１２ｂを介して排出される一方、フィルタ１６の面上に付着した後剥離した土砂などの固形分は、槽底１２ｃに貯留され、必要に応じて、固形分排出部１２ｄから排出される。
この間、フィルタ１６の両面にはブラシ部１７のブラシ１７ａの毛先が当接され、ブラシ駆動部１９を用いて所定の速度で往復摺動され、これによって、フィルタ１６のろ布１６ａの表面のスラッジを落としろ布１６ａのろ過圧が常時一定となる適正なろ過条件に維持させている。
こうして、懸濁排水を懸濁粒子凝集槽１１とろ過槽１２とに連続的に供給して、微小粒子を含む懸濁排水の浄化処理を効率的に行うことができる。
【００３３】
実施の形態１の懸濁排水処理装置は以上のように構成されているので以下の作用を有する。
（１）懸濁粒子凝集槽１１で液中の微小粒子を帯電させることができ、浮遊性の懸濁粒子のフロック化を促して、ろ過槽１２のフィルタ１６で捕捉できる所定大きさ（５〜１０μｍ以上）まで成長させ、この固形分をろ過槽１２のフィルタ１６上に確実に保持させて清水部分と固形分とに効率的に分離できる。
（２）袋状に形成されたフィルタ１６の外部表面にその毛先が当接して配置されたブラシ部１７のブラシ１７ａをその外部表面に沿って往復摺動させるので、フィルタ１６面上の固形分の付着層を常時除去して、目詰まりさせることなく常時、一定のろ過条件を保持させることができ、処理作業の効率化が図られる。
（３）ろ布１６ａの表面にブラシ部１７のブラシ１７ａでろ布１６ａの表面を軽く当接させるので、一定量の微粒子状の固形分をろ布１６ａ中に保持させ、フィルタ本来の網目間隔を該固形分で狭めた状態で使用でき、０．１〜５μｍ程度の微小粒子を透過させることなく捕捉できる。
（４）懸濁水が袋状に形成されたフィルタ１６の外部表面側から内部裏面側に流れるので、このフィルタ１６の外側部分に付着した固形分の除去を容易に行うことができる。
（５）ブラシ部１７を有しているので、フィルタ１６に固着した付着層を凝集させた状態で除去してろ過条件を一定に維持させることが容易にできるので、処理効率の向上が図られ、ダムや河川等の懸濁排水を大量に処理することが可能になる。
（６）フィルタ１６が袋状になっているので、設備スペースが狭い場合でもそのフィルタ面を有効に活用して、効率的に懸濁排水を処理できる。
（７）従来の凝集剤を用いる水処理装置のように有害な溶出物がないので、浄化処理に伴って環境を汚染させるおそれがない。
（８）ブラシ部１７を往復摺動させるブラシ駆動部１９を有するので、フィルタ面へのエア吹き付けやフィルタの振動付加、逆流等による従来の付着層の除去方法等に比較して、確実に付着層を除去できる。
（９）従来は化学的な方法で懸濁粒子の除去を行っていたが、本発明は物理的な除去なので水に溶解したミネラル分等はそのまま処理水として河川やダムに排出されるので、河藻や海藻の成長を促進し、環境保全、改善効果を得ることができる。
【００３４】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る懸濁排水処理装置について説明する。
図６は実施の形態２の懸濁排水処理装置の斜視図であり、図７はその側面断面模式図である。
図６及び図７において、２０は実施の形態２の懸濁排水処理装置、２１は実施の形態１と同様の構成の懸濁粒子凝集槽１１とろ過槽１２を一体化し共に内蔵して配置された処理水槽、２２，２３は懸濁粒子凝集槽１１の上流側及び下流側に設けられ懸濁排水を上昇下降させる上昇流路と下降流路とを備えた上流側及び下流側粒子沈殿部、２４はろ過液排出管１２ｂから流出するろ過水を貯水する貯水槽、２４ａは貯水槽２４のろ過水を河川等に排水する排水管、２５はポンプ、２５ａは貯水槽２４からポンプ２５にろ過水を送る吸水管、２６はポンプ２５の吸引側へ炭酸ガスを供給するガス供給部、２７は炭酸ガスとろ過水の混合流体を吐出する吐出管、２８は略回転対称形に形成された中空部を有する器体２８ａと、器体の周壁部に接線方向に開口され気液導入管２８ｂが連設された気液導入孔と、中空部の回転対称軸の方向に開口して設けられた気液噴出孔２８ｃとを備えた微細気泡混合液噴出器である。微細気泡混合液噴出器２８の気液導入管２８ｂから気液導入孔にポンプ２５を介して炭酸ガスや空気の気泡を含む水を流入させると、器体周壁の接線方向から流入した水流は、器体２８ａの内壁に沿って旋回して、この旋回運動によって、水に内在した気泡が微細気泡となり、微細気泡の炭酸ガスや空気を含む気液混合水を気液噴出孔２８ｃから吐出させることができ、水中のアルミニウムイオンやカルシウム等のアルカリ分を水中に溶存したＣＯ2で中和したり、溶存酸素量を高め、水質浄化等を促進させることができる。
なお、以下の説明において、実施の形態１と同様の作用を有するものについては同一の符号を付してその説明を省略する。
上流側粒子沈殿部２２は、懸濁排水が供給される供給配管１１ａ側に垂設されその下端が開口して保持される上部隔壁２２ａと、処理水槽２１の槽底２１ａから立設されその上端が突出して保持される下側が流水可能に形成された下部隔壁２２ｂとを備えてこの隔壁間に懸濁排水を上昇下降させるための下降流路と上昇流路が形成されている。なお処理水槽２１の上流側粒子沈殿部２２及び懸濁粒子凝集槽１１、下流側粒子沈殿部２３の底部は傾斜して形成され、その下端側には沈殿物を排出させる孔部等で形成された排出部２２ｃや貯留部が設けられており、必要に応じて沈殿物が連続的又は間欠的に取り出せるようになっている。なお排出部２２ｃは上流側粒子沈殿部２２及び懸濁粒子凝集槽１１、下流側粒子沈殿部２３ごとに独立して設けることもできる。
下流側粒子沈殿部２３は懸濁粒子凝集槽１１とろ過槽１２との間に垂直又は傾斜させて取り付けられた上部隔壁２３ａと下側に流水部が形成された下部隔壁２３ｂを備えて形成されている。これによって、懸濁粒子凝集槽１１の上部側から懸濁排水を取り込み槽底２１ａ側に下降させて流れ上方に反転させることで、懸濁排水の流れのショートパスを防止して、懸濁排水の浄化処理を効率的行えると共に、特に大きく成長した固形分を上部隔壁２３ａの下側で沈殿させて除去することができる。
【００３５】
次に、電極支持構造について、図面を用いて説明する。
図８は懸濁粒子凝集部における電極支持構造を示す断面構成図である。
図８において、３０は懸濁排水が供給配管１１ａを介してその上部側などから供給される懸濁粒子凝集槽１１の処理水槽や電解水槽等の水槽壁部、１３，１４はアルミなどの導電性材料で略平板状に形成され、それぞれ所定間隔をおいて配置される陽極板及び陰極板、３１は黄銅などの金属からなる導電性スペーサ３１ａを介して電気的に接続して各電極板を保持させるための導電性支持部、３２は塩化ビニル製のパイプ等からなる非導電性スペーサ３２ａを介して各電極板１３，１４を絶縁状態で支持するための非導電性支持部、３３は各電極板１３，１４をそれぞれ電源部１５に接続するための導線である。
陽極板１３と陰極板１４はその上下部や中間部で導電性支持部３１や非導電性支持部３２を介して連結保持されて所定間隔を維持させ極板間に凝集流路が形成されるようにしている。このため、例えば水槽壁部３０の上部側に設けた供給配管１１ａから懸濁排水を供給すると、導電性支持部３１と非導電性支持部３２によって支持された陽極板１３と陰極板１４との間の凝集流路で、極めて微細な懸濁粒子を凝集させて５μｍ以上の粒子に成長させることができるので、沈殿させるとともに、下流側のろ過槽１２で容易にろ過して分別させることができる。水槽壁部３０の側壁部や下部側等に設けた図示しない排出口等から電解処理された懸濁排水を排出させることができる。
【００３６】
実施の形態２の懸濁排水処理装置２０は以上のように構成されているので、実施の形態１の作用に加えて、以下の作用を有する。
（１）懸濁粒子凝集槽１１の上流側及び下流側に粒子沈殿部２２、２３が配置されているので、供給される懸濁排水の流れを上下方向に反転させ、この流れの変化によって、懸濁排水中の比重の大きい固形分を効果的に沈殿分離できる。
（２）処理水槽２１内に懸濁粒子凝集槽１１とろ過槽１２とが内蔵されているので、全体をコンパクトにすることができる。
（３）懸濁粒子凝集槽１１でフロック化処理された懸濁排水を直接、ろ過槽１２に供給できるので懸濁排水の移送に伴う圧力損失等のロスが少なく、装置運転時における経済性にも優れている。
（４）上部隔壁２２ａ，２３ａや下部隔壁２２ｂ，２３ｂを有しているので比重の重い粒子が粒子沈殿部２２，２３に沈降するので、懸濁粒子凝集槽１１やろ過槽１２における懸濁排水の浄化処理を軽減して、装置全体の耐用性やメンテナンス性を高めることができる。
（５）電力等の駆動源を要せず所定大きさの浮遊粒子を沈殿させることのできる粒子沈殿部２２，２３を備えるので、懸濁排水の浄化処理をさらに経済的に行うことができる。
（６）電極板への通電により微細な懸濁粒子を電気的に凝集させるので、ろ過槽１２のフィルタ１６の目詰まりを防ぐことができ運転時間を著しく長くすることができる。
【００３７】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る懸濁排水処理装置について説明する。
図９は実施の形態３の懸濁排水処理装置のろ過槽に配設されるろ過ユニットとブラシ部の要部斜視図であり、図１０はブラシ部の変形例の斜視図である。図９，１０において、１２ｂはろ過液排出管、１６はフィルタ、１６ｃは通水孔、１６ｄはろ布固定部であり、これらは実施の形態１と同様なものなので、同一の符号を付し説明を省略する。
図９において、１７ａａは９０°以内で反転するモータにカップリング等を介して軸着されたブラシ回動軸１９１に軸着されたステンレス製や木製、ＦＲＰ等で形成されたブラシ部、１７ｃａはブラシ部１７ａａに固定された合成樹脂製シートやゴム管等で形成されたブラシである。尚、ブラシ部１７ａａ，１７ａａは交互に９０°以内で回動するように回動が調整されている。
図１０において、１７ａｂはモータにカップリング等を介して軸着された回転軸１９２に軸着されたステンレス等で形成されたブラシ部、１７ｃｂはブラシ１７ｃａと同様の材質でブラシ部１７ａｂに固定されたブラシである。フィルタ１６間に配設されるブラシ部１７ａａ，１７ａｂには両面にブラシ１７ｃａ，１７ｃｂが形成されている。
以上のように実施の形態３のブラシ部は構成されているので、簡単な機構で、フィルタ１６の表面のスラッジをなで降ろすことができる。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１に記載の懸濁排水処理装置によれば、以下の効果を有する。
（１）袋状に形成されたフィルタの外部表面にその毛先が当接して配置されたブラシ部をフィルタの外部表面に沿って往復摺動させるので、フィルタ面上の固形分の付着層を除去して、目詰まりさせることなく、一定のろ過条件を保持させることができ、ろ過効率の経時的安定性を維持すると共にフィルタの目詰まりによるメンテナンスの回数を著しく削減でき、ろ過作業の作業性を向上できる。
（２）フィルタ表面がブラシ部で所定間隔で掃引され、フィルタ層の内部に一定量の固形分を保持させてフィルタ本来の網目間隔を狭めた状態で使用でき、数μｍ程度の微小粒子を透過させることなく捕捉できる。
（３）ブラシ部を往復摺動させるブラシ駆動部を有するので、フィルタ面へのエア吹き付けやフィルタの振動付加等による従来の付着層の除去方法等に比較して、確実に付着層を除去できる。
（４）ブラシ部の毛先をフィルタの外部表面に沿って往復摺動させるので、フィルタ面を損傷させることがなく、メンテナンス性や耐用性に優れている。
（５）ブラシ部をフィルタの外部表面に沿って往復摺動させるので、フィルタ面上に付着した固形分の付着層を除去でき、常時、適正なろ過条件を安定的に保持させることができ、処理作業の効率化と安定化とが図られる。
（６）ブラシ部の毛先だけを当接させるので、フィルタ層の内部に一定量の固形分を保持させた透水状態を維持して使用でき、フィルタ網目の間隔より小さい微小粒子でも透過させることなく捕捉できる。
（７）ブラシ部を往復摺動させるブラシ駆動部を有するので、フィルタ面へのエア吹き付けやフィルタの振動付加等による従来の付着層の除去方法等に比較して、確実に付着層を除去でき、作業性とメンテナンス性に優れている。
（８）フィルタが袋状に形成され、懸濁水がこの袋状のフィルタの外部表面側から内部裏面側に流れるので、このフィルタの外側部分に付着した固形分の除去を容易に行うことができ、フィルタのろ過時間が長くメンテナンス性に優れる。
（９）フィルタに固着した付着層を除去してろ過条件を一定に維持させることが容易にできるので、処理効率の向上が図られ、河川工事等からの大量の懸濁排水を効率的に処理することが可能になる。
（１０）フィルタが袋状になっているので、処理水槽内のスペースが狭い場合でもそのフィルタ面を有効に活用して、効率的に懸濁排水を処理できる。
（１１）従来の凝集剤を用いる水処理装置のように溶出物がないので、浄化処理に伴って環境を汚染させるおそれがない。
（１２）陽極板と陰極板間に直流電圧を印加することにより、この凝集流路を流れる懸濁排水中の微小粒子を帯電させ浮遊性の懸濁粒子のフロック化を促して、下流のろ過槽のフィルタで捕捉できる所定大きさまで成長させ、この電気処理された懸濁排水中の固形分をろ過槽のフィルタ上に確実に保持させて清水部分と固形分とに効率的に分離させることができろ過性に優れる。
（１３）懸濁粒子凝集槽の下流側に隔壁を介してろ過槽が直列配置されるので、処理水槽全体をコンパクトにすることができ、トラックの荷台部分に装置を搭載して容易に移動させることができ、道路工事におけるアスファルトやコンクリート道路の面部をカッターで切断する際などに伴って発生する懸濁排水を容易に処理することができる。
（１４）懸濁粒子凝集槽でフロック化処理された懸濁排水が直列配置されたろ過槽に供給されるので、懸濁排水の流動に伴う圧力損失等のロスが少なく、全体の浄化処理効率を高めることができる。
（１５）通水管の枠内側に３次元網目構造を有した芯材を配置して外圧力でろ過部のフィルタが潰れないようにしておくことができ、ポンプ等を用いた強制排水時にろ布がその中央部で凹んで表裏のろ布同士が接触して流路が閉塞され通水性が妨げられるのを有効に防止することができる。
（１６）通水孔にコンプレッサ等から圧縮空気を供給したり、浄化水を用いた加圧水等を流すことによりろ布の逆洗を行うことができる。
【００４０】
請求項２に記載の懸濁排水処理装置によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、以下の効果を有する。
（１）凝集流路の上流側及び／又は下流側に上昇流路と下降流路とを備えた粒子沈殿部が配置されているので、供給される懸濁排水の流れを上下方向に反転させ、この流れの変化によって、懸濁排水中の固形分を効果的に沈殿分離させることができる。
（２）以降の凝集流路やろ過部における懸濁排水の浄化処理を軽減して、装置全体の耐用性やメンテナンス性に優れる。
（３）電力等の駆動源を要せず所定大きさの浮遊粒子を沈殿させることのできる粒子沈殿部を備えるので、懸濁排水の浄化処理をさらに経済的に行うことができる。
【００４３】
請求項３に記載の懸濁排水処理装置によれば、請求項１又は２に記載の効果に加えて、以下の効果を有する。
（１）中和手段を有するので、アルカリイオンにより河川等の放流先がアルカリ化を防止でき、耐環境性（河川の汚濁防止など）に優れる。
（２）アルカリイオンによる河川等の生物のアルカリ蓄積を防止できる。
【００４４】
請求項４に記載の懸濁排水処理装置によれば、請求項３に記載の効果に加えて、以下の効果を有する。
（１）中和手段を有するので、アルカリ分を中和したり、溶存酸素量を高めることができる。
【００４５】
請求項５に記載の懸濁排水処理方法によれば、以下の効果を有する。
（１）懸濁排水が供給される処理水槽内に配置された袋状のフィルタで懸濁排水をろ過させるろ過工程と、ブラシ駆動部を介してブラシ部をフィルタの表面に沿って往復摺動させるブラシ工程を有するので、そのフィルタ面に堆積付着した固形分を確実に除去し、ろ過時間を長期にし作業性に優れる。
（２）フィルタが常時適正なろ過状態に維持されるので、懸濁排水の浄化処理を大量かつ効率的に行うことができる。
【００４６】
請求項６に記載の懸濁排水処理方法によれば、請求項５に記載の効果に加えて、以下の効果を有する。
（１）凝集流路を流れる懸濁排水中の微小粒子を帯電させる凝集工程を備えるので、浮遊性の懸濁粒子のフロック化を促して、ろ過部のフィルタで捕捉できる所定大きさまで成長させ、懸濁排水中の固形分をろ過部のフィルタ上に確実に保持させて清水部分と固形分とに効率的に分離させることができる。
（２）従来の凝集剤を用いる水処理方法のように溶出物がないので、浄化処理に伴って環境汚染を防止できる。
【００４７】
請求項７に記載の懸濁排水処理方法によれば、請求項５又は６に記載の効果に加えて、以下の効果を有する。
（１）懸濁排水がｐＨ９〜１２のアルカリ性を呈しても中和し、ｐＨ７の中性とすることができ放流先の河川等の汚染を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１の懸濁排水処理装置の斜視図
【図２】 実施の形態１の懸濁排水処理装置の断面模式図
【図３】 （ａ）実施の形態１のフィルタの斜視図
（ｂ）フィルタのろ布部を取り外した状態の斜視図
（ｃ）ろ過部に配置されるフィルタユニットの斜視図
【図４】 （ａ）ブラシ部を駆動させるブラシ駆動部の駆動機構を説明する側面図
（ｂ）その平面図
【図５】 ブラシ駆動部の斜視図
【図６】 実施の形態２の懸濁排水処理装置の斜視図
【図７】 実施の形態２の懸濁排水処理装置の構成断面図
【図８】 実施の形態１、２の懸濁粒子凝集部における電極支持構造の変形例を示す断面構成図
【図９】 実施の形態３の懸濁排水処理装置のろ過部に配設されるろ過ユニットとブラシ部の要部斜視図
【図１０】 ブラシ部の変形例の斜視図
【符号の説明】
１０ 実施の形態１の懸濁排水処理装置
１１ 懸濁粒子凝集槽
１１ａ 供給配管
１１ｂ 懸濁粒子凝集部
１１ｃ スペーサ
１１ｄ 電極支持体
１１ｅ 凝集槽排出部
１１ｆ バルブ
１１ｇ 凝集槽槽底
１２ ろ過槽
１２ａ 連結管
１２ｂ ろ過液排出管
１２ｃ 槽底
１２ｄ 固形分排出部
１２ｅ 開閉弁
１２ｆ バルブ
１２ｇ ブラシ駆動部支持部
１３ 陽極板
１４ 陰極板
１５ 電源部
１６ フィルタ
１６ａ ろ布
１６ｂ 支持枠体
１６ｃ 通水孔
１６ｄ ろ布固定部
１６ｅ 取水孔
１６ｆ 芯材
１６ｇ 三分岐管
１７、１７ａａ、１７ａｂ ブラシ部
１７ａ、１７ｃａ、１７ｃｂ ブラシ
１８ ブラシ支持体
１９ ブラシ駆動部
１９ａ モータ
１９ｂ チェーン
１９ｃ スプロケット
２０ 実施の形態２の懸濁排水処理装置
２１ 処理水槽
２１ａ 槽底
２２ 上流側粒子沈殿部（粒子沈殿部）
２２ａ 上部隔壁
２２ｂ 下部隔壁
２２ｃ 排出部
２３ 下流側粒子沈殿部（粒子沈殿部）
２３ａ 上部隔壁
２３ｂ 下部隔壁
２４ 貯水槽
２４ａ 排水管
２５ ポンプ
２６ ガス供給部
２８ 微細気泡混合液噴出器
３０ 水槽壁部
３１ 導電性支持部
３１ａ 導電性スペーサ
３２ 非導電性支持部
３２ａ 非導電性スペーサ
３３ 導線
１９１ 回動軸
１９２ 回転軸
Claims (7)
- 陽極板及び陰極板が平行配置されて形成された間隙に土砂等の固形分を含む懸濁排水が供給される凝集流路を備えた懸濁粒子凝集部が配設された懸濁粒子凝集槽と前記懸濁粒子凝集槽の下流側に隔壁を介して直列配置されたろ過槽とを有する処理水槽と、前記処理水槽の前記ろ過槽に配置されその外部表面側から前記懸濁排水が供給されて内部裏面側からろ過された処理水が排出される全体に密閉して形成された袋状のフィルタを備えたろ過部と、前記フィルタの表面にその毛先が当接して配置されたブラシ部と、前記ブラシ部を前記フィルタの表面に沿って往復摺動させるブラシ駆動部と、を有し、
前記フィルタが、袋状に形成されたろ布と、パイプで全体が枠状に形成され枠内側に３次元網目構造を有した芯材が配設され前記ろ布に内蔵された支持枠体と、前記支持枠体の中空部に連通し前記フィルタの側方下部に前記ろ布の外部に開口して取り付けられ前記フィルタ内のろ過液の排出と前記ろ布の逆洗を行うための圧縮空気や加圧水の供給を行う通水孔と、前記支持枠体の各パイプに貫通して穿設され前記支持枠体の枠内側に向けて一列又は複数列に形成された複数の取水孔と、を有することを特徴とする懸濁排水処理装置。 - 前記懸濁粒子凝集槽に、前記懸濁粒子凝集部の凝集流路の上流側及び／又は下流側に懸濁排水を上昇下降させる上昇流路と下降流路とを備えた粒子沈殿部が形設されていることを特徴とする請求項１に記載の懸濁排水処理装置。
- 前記懸濁粒子凝集槽又は前記ろ過槽、前記処理水槽のいずれか１以上の内部に、アルカリ性の前記懸濁排水を中和する中和手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の懸濁排水処理装置。
- 前記中和手段が、散気管と、前記散気管に炭酸ガスを供給する炭酸ガス供給部と、を有する、又は、微細気泡混合液噴出器と、前記微細気泡混合液噴出器に炭酸ガスと水との混合流体を供給するポンプと、を有することを特徴とする請求項３に記載の懸濁排水処理装置。
- 請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の懸濁排水処理装置を用いた懸濁排水処理方法であって、土砂等の固形分を含む懸濁排水を前記処理水槽内に供給する懸濁水供給工程と、前記処理水槽内に配置され全体に密閉して形成された袋状の前記フィルタの外部表面側から内部裏面側に前記懸濁排水をろ過させるろ過工程と、前記フィルタの表面にその毛先が当接された前記ブラシ部を前記ブラシ駆動部を用いて前記フィルタの表面に沿って往復摺動させるブラシ工程とを有することを特徴とする懸濁排水処理方法。
- 前記懸濁水供給工程の前工程として、前記陽極板と前記陰極板が平行配置された前記凝集流路で前記懸濁排水中の懸濁粒子を凝集させる凝集工程を備えていることを特徴とする請求項５に記載の懸濁排水処理方法。
- 前記ろ過工程又は前記凝集工程において、前記懸濁排水のアルカリ分を中和する中和工程又は溶存酸素量を高める溶存酸素富化工程を備えていることを特徴とする請求項５又は６に記載の懸濁排水処理方法。
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