JP4626947B2

JP4626947B2 - 濾材の処理方法および装置

Info

Publication number: JP4626947B2
Application number: JP2004215755A
Authority: JP
Inventors: 透関谷
Original assignee: Organo Corp
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 2004-07-23
Filing date: 2004-07-23
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2024-07-23
Also published as: JP2006035030A

Description

本発明は、液体中の懸濁物を除去し清澄な液体を製造するための各種の産業用の濾過装置、各種産業廃液や上下水道処理の際発生する汚水等の濾過または汚泥等の濃縮、あるいは各種産業廃液からの有価物の回収等に使用される濾過装置に用いられる濾材の処理方法および装置に関する。

例えば缶体内に濾材を筒状体に形成した濾過器が装着されている濾過装置において、濾過を継続すると濾材に様々な物質が付着し目詰まりを生じ、濾過装置全体の性能が低下することが多い。濾材を目詰まりさせる物質には、圧力水等による物理的な洗浄では取れないような物質もあり、そのような物質に対しては薬剤洗浄（化学洗浄）が必要になる。またそのような物質は、濾過器の濾材表面および内部に付着し、重篤な目詰まりになることがあり、そうなると濾過装置の運転停止に至ることも多い。

上記のような目詰まりが生じた場合には、濾過器を取り外し、別途洗浄として物理的な洗浄と化学洗浄を行い、閉塞物質を除去し再使用するか（例えば、特許文献１、２）、もしくは新品と交換することが行われる。濾過器の洗浄中には装置の停止が必要となるとともに、洗浄費用が発生する。新品交換の場合は濾過器の購入費用が発生する。

また、例えば汚泥等を濾過し、濾滓を濃縮物として回収するような状況においては、汚泥中に様々な物質が含まれることが避けられない。特に微生物の繁殖に関与するような有機質が含まれているような場合、嫌気性菌により無酸素状態となって汚泥中の鉄、マンガン等が還元溶解し、液中に含まれることになる。そのような汚泥の濾過を行うと、とくに濾過器の濾材内面で気体の酸素と触れて酸化反応が進行し、濾材内面で鉄やマンガンの酸化物の付着が進行して、濾材内面側から強固な閉塞に至ることが往々にして発生する。従来の濾過装置では、このような問題について、閉塞が生じた後の濾材洗浄に関しては種々検討されてきたが、このような反応に起因する閉塞を抑制することに関しては、ほとんど検討が進んでいない。
特開平２−２５３８３２号公報特開平５−１０３９５８号公報

そこで本発明の課題は、上記のような従来技術における問題点に着目し、極めて簡単にかつ濾材の内部まで効果的に化学洗浄できるようにするとともに、反応溶解等による濾材閉塞の抑制、予防や微生物の殺菌、繁殖抑制等を効率よく行うことが可能な、濾材の処理方法および装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る濾材の処理方法は、濾材に付着した濾滓を剥離させるための濾滓剥離用気体を前記濾材に通過させる際に、薬剤を霧状にして漂わせた薬剤ミストを前記気体に供給して同伴させることにより、前記薬剤ミストの少なくとも一部を、前記濾材の表面を通過させるとともに濾材内部に浸透させ、前記濾材内部に停留させることを特徴とする方法からなる。

この濾材の処理方法においては、上記通過気体として、既存の、濾材に付着した濾滓を剥離させるための濾滓剥離用気体を用いる。また、例えば、上記濾材が筒状体（筒体と袋状体の両方を含む。）に構成されている場合、上記通過気体を濾材の内面側から外面側に向けて通過させるようにすることが好ましい。

本発明に係る濾材の処理装置は、濾材に付着した濾滓を剥離させるための濾滓剥離用気体を、前記濾材に通過させるように供給する気体供給手段と、薬剤を霧状にして漂わせた薬剤ミストを、前記気体が前記薬剤ミストの少なくとも一部を同伴した状態で前記濾材を通過するように前記気体に供給する薬剤ミスト供給手段としてのノズルとを有することを特徴とするものからなる。

この濾材の処理装置においては、上記通過気体は、濾材に付着した濾滓を剥離させるための濾滓剥離用気体からなる。また、上記濾材が筒状体に構成された濾材からなる場合、上記気体供給手段は、上記濾材通過気体が濾材の内面側から外面側に向けて通過するように気体を供給する手段からなることが好ましい。

すなわち、本発明は、濾材に、濾滓剥離操作時にその濾滓剥離気体を通過させる際に、その濾材通過気体に化学薬剤をミストの状態（噴霧もしくは液滴の状態）で同伴させることにより、化学薬剤を濾材表面を通過させるとともに濾材内部に浸透させ、濾材の内部まで化学洗浄して（付着物を溶解等により除去して）閉塞状態を効果的に回復させるとともに、とくに薬剤を濾材内部に停留させて反応溶解等による濾材閉塞の抑制、予防や、微生物の殺菌、繁殖抑制等を効率よく行うようにしたものである。

薬剤は微細なミストの状態で供給されるから、濾材の内部まで効率よくかつ十分に浸透でき、濾材の表面のみならず内部まで付着物を溶解等により効果的に除去でき、優れた洗浄効果、濾材性能回復効果が得られる。また、ミスト状態での供給とすることにより、少量の薬剤供給量でありながら、目標とする洗浄効果を得ることができる。さらに、通過気体を利用してそれに随伴させることにより濾材内部に供給されるから、薬剤の濾材内部への供給に特別な手段を必要とせず、装置的にも極めて簡単に構成できる。

また、供給された薬剤ミストの少なくとも一部は濾材内部に停留されるので、濾材内部に存在していた付着物、捕捉物に対して停留薬剤がある時間にわたって有効に作用し、付着物や捕捉物をより効果的に溶解、除去することが可能になる。

さらにこの停留薬剤ミストは、すでに存在していた付着物や捕捉物に対してのみならず、これから付着しようとする物質やこれから捕捉されようとする物質に対しても有効に作用することができるから、望ましくない反応、反応溶解の抑制や、微生物の殺菌、さらには微生物の繁殖抑制等にも有効に作用し、それによって濾材の内部からの閉塞を効果的に防止、抑制することが可能になる。したがって、本発明は、再生しようとする濾材は勿論のこと、新品の濾材に対しても適用可能である。

例えば、前述の如く、濾過処理対象としての汚泥中に、微生物の繁殖に関与するような有機質が含まれているような場合、嫌気性菌により無酸素状態となって汚泥中の鉄、マンガン等が還元溶解し、液中に含まれることになるが、そのような汚泥の濾過を行うと濾材内面で気体の酸素と触れて酸化反応が進行し、濾材内面で鉄やマンガンの酸化物の付着が進行し、濾材内面から強固な閉塞にいたることがあるが、このような場合には、塩酸、硫酸等の溶液（薬剤）をミストにし、そのミストを通過気体（濾滓剥離用空気）に同伴させることにより、付着物を効果的に溶解させることができる。

また、濾過処理対象の汚泥中には栄養物が含まれることも多く、そのような場合、濾材内面に微生物が発生し、繁殖した微生物により濾材の内面が閉塞することもあるが、このような場合には微生物の繁殖を阻害するような薬剤として、次亜塩素酸ナトリウム等の塩素剤の溶液を剥離空気とともに導入することにより、その障害を除去することができる。また、濾材内部に生じた微生物の除去のために、例えば水酸化ナトリウム溶液を薬剤として用いて微生物を溶解させることも可能である。

また、濾滓中の物質は剥離操作でケーキ層として剥離が行われるため、適切な剥離洗浄を行えば濾過器の濾材表面（濾過面）に残留して重篤な閉塞を起こすことは少ない。しかし、濾過面で反応もしくは微生物繁殖等により閉塞した場合には、通常の洗浄では回復が困難になることが多い。本発明はそのような重篤な閉塞を起こしやすい、とくに内面閉塞物質の除去に極めて有効なものである。

さらに本発明は薬剤洗浄操作面でも優れている。濾滓剥離用気体とともに濾材内部にミスト状の薬剤を導入することにより、薬剤を無駄にすることなく効率的に濾材内部や表面（濾過面）に浸透到達させることができ、取外し洗浄の場合と比較し、非常に少量の薬剤で効果的にその目的を達成することができる。したがって、安価な洗浄、回復が可能になるとともに、簡単な操作でありながら優れた洗浄、回復効果を得ることができ、濾過装置の長期間にわたる安定運転が可能になる。

このように、本発明に係る濾材の処理方法および装置によれば、極めて簡単にかつ濾材の内部まで効果的に化学洗浄できるようになり、安価にかつ迅速に濾材の性能を回復させることができるとともに、反応溶解等による濾材閉塞の抑制、予防や微生物の殺菌、さらには微生物の繁殖抑制等を効率よく行うことが可能になる。

以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る濾材の処理装置を適用した濾過装置を示している。図１において、１は濾過装置全体を示している。缶体２は、上室缶体２ａと下室缶体２ｂからなり、缶体２内は仕切板３により上室４と下室５とに区画されている。この仕切板３に筒状体からなる濾過器６が複数取り付けられ、下室５内に垂設されている。各濾過器６自体の形態は特に限定しないが、各濾過器６は筒状に形成された濾材を備えており、濾過は、吸排気管７を開放し被処理液管８を介して被処理液を下室５内に導入して被処理液を下室５内に充満し、その後、吸排気管７を閉じ加圧下の状態にして行われるようになっている。濾過器６の濾材を透過した濾液は、濾過器６の内部を通して上室４に導入され、上室４から濾液管９を介して装置外に排出される。濾過が進行し濾過器６に濾滓が堆積すると、濾過抵抗が増加し濾過処理能力が低下するため、付着した濾滓の剥離洗浄操作が行われる。濾滓剥離洗浄は、濾滓の回収を目的とする場合には、下室５内に残留している被処理液を排出し濾過器６に濾滓として付着しているものだけに対して空気で剥離操作を行う場合と、濾滓の回収濃度を特に問題としないような場合は、剥離操作を空気で行った後さらに空気と水の混相流で行う場合がある。本発明は、空気等の気体単独による濾滓の剥離工程、もしくは剥離洗浄工程を有する濾過装置に好適なものである。

剥離操作では、空気圧縮機１２により圧縮された圧縮空気を貯留していた気体貯槽１１に接続された剥離空気入口管２２に設置された剥離弁１０を開くことにより、圧縮空気が剥離空気導入管２３より濾過装置１の上室４内に流入し、濾過器６の内部に入り、濾材を通過して濾過器６の外面（濾材の外面）側に排出される際、濾過器６の外面に付着していた濾滓を剥離する。この操作においては、剥離弁１０の開操作直前にて、薬剤タンク１３に接続された薬剤ポンプ１４を作動させ、薬剤バルブ１５を開にし、噴霧ノズル１６より薬剤を霧状にして上室４内に漂わせたのち、剥離弁１０を瞬時に開とする。この操作で霧状の薬剤ミストは、剥離空気に随伴して剥離空気とともに濾過器６の内部に到達し、気体（空気）が濾過器６の濾材を通過する間に薬剤は濾過面を構成している濾材と接触し、濾過面に捕捉吸収されるとともに濾材内部に浸透する。この時、薬剤は濾材に付着している濾過面閉塞物質と接触をし、それぞれの付着物質に応じた薬剤としての働きにより、付着物質を溶解したり、また微生物であれば駆除されることになる。また、濾材内部に浸透した薬剤ミストは、少なくともその一部が濾材内部に停留する。この方法では、濾材内部への浸透のために、薬剤ミストとしてはできるだけ径の小さいものが好ましく、そのためには上記噴霧ノズル１６の噴霧の孔径が小さい程好ましい。薬剤ミスト径が小さい程、上室４内での滞留状態が良く、供給気体に随伴されやすいとともに、薬剤ミストを再結合なく安定した霧状とすることができる。

この操作は濾過装置運転時剥離工程の度に行うこともできる。また、濾過面での閉塞状況により、必要に応じて実行間隔を変更することもできる。また、薬剤も種類と濃度を適宜変更することにより、濾過器６の濾材内面側から最も適切な薬剤を浸透させることができ、閉塞した物質の除去のみでなく、前述の如き予防的な使用により、非常に効果的に濾材の閉塞防止ができる。

図２〜図５は、濾材を通過させる気体に随伴させる薬剤ミストの各種供給形態を示しており、とくに上記のような濾滓剥離用気体（空気）の気流に随伴させる場合の各種形態を例示している。図２に示す形態は、剥離空気導入管２３にエジェクター１８を設置し、エジェクター１８の隘路を高速で気体が通過するときに発生する負圧により薬剤を薬剤ポット１７から吸引するようにしたものである。この操作では薬剤バルブ１５は直前に開にしておく。

図３に示す形態は、剥離空気導入管２３が水平状態にあるときに行うことができる方法で、配管内に薬剤プレート１９を設置しておき、高速で気体が通過する際薬剤を同伴させることにより濾過器６内に薬剤を導入するようにしたものである。図４に示す形態も同様な方法であるが、配管の底部に窪みを作り薬剤を満たすことのできる薬剤溜２０を設け、高速の空気と共に飛沫を同伴することにより濾過器６内に薬剤を導入するようにしたものである。

図５に示す形態は、スプレーノズル２１によるもので、図１に示した噴霧ノズルと類似の技術ではあるが、気体の流速を利用する分、液滴の大きさが大きくてもよい。しかしこの形態では、短時間にスプレーをする必要がある。

薬剤を剥離空気に随伴させる場合、濾材に殆ど薬剤が濾過されるので、濾材を通過して濾過器６から薬剤が漏洩することは殆どない。また、濾材に捕捉された薬剤は、薬剤ミストによる洗浄終了後、水で洗浄して洗い流してもよいが、水洗浄を行わずにそのまま濾過操作に移行するようにしてもよい。そのまま濾過操作に移行した場合は、濾過時に濾液に希釈されて排出される。なお、使用した薬剤を含む濾液の濾過装置外への排出が問題がある場合のみ、薬剤の除外処理が必要となる。最も使用薬剤として頻度が多いと思われる金属質の溶解目的もしくはｐＨ調整目的に使用される薬剤については、結晶の析出抑制目的の酸、アルカリの使用は濾液による緩衝作用による希釈中和により殆ど問題の発生することはない。また、微生物駆除用に使用される塩素剤も非常に低濃度であるので、濾液により希釈されるため問題となることは特殊な場合を除き殆どない。

なお、濾過装置の薬剤に対する腐食対策として、上室４を耐薬剤性の材質から構成することが好ましい。ただし短期間の薬剤使用の場合は問題とならない場合もあるので、そのような場合には特別な措置は不要である。また、下室５については、薬剤がミストであるため濾過器の濾材内に捕捉されやすいので、薬剤が下室５内に漏洩することは殆どなく、したがって、下室５の缶体に対する薬剤の影響は特殊な状況を除いて問題とならない。

本発明に係る濾材の処理方法および装置は、濾材の洗浄、回復操作が求められるあらゆる濾過装置に、また、閉塞や微生物発生の抑制が好ましいあらゆる濾過装置に、好適に適用できる。

本発明の一実施態様に係る濾材の処理装置を適用した濾過装置の機器系統図である。本発明における薬剤ミスト供給形態の一例を示す濾過装置の部分構成図である。薬剤ミスト供給形態の別の例を示す濾過装置の部分構成図である。薬剤ミスト供給形態のさらに別の例を示す濾過装置の部分構成図である。薬剤ミスト供給形態のさらに別の例を示す濾過装置の部分構成図である。

符号の説明

１濾過装置
２缶体
２ａ上室缶体
２ｂ下室缶体
３仕切板
４上室
５下室
６濾過器
７吸排気管
８被処理液管
９濾液管
１０剥離弁
１１気体貯槽
１２空気圧縮機
１３薬剤タンク
１４薬剤ポンプ
１５薬剤バルブ
１６噴霧ノズル
１７薬剤ポット
１８エジェクター
１９薬剤プレート
２０薬剤溜
２１スプレーノズル
２２剥離空気入口管
２３剥離空気導入管

Claims

濾材に付着した濾滓を剥離させるための濾滓剥離用気体を前記濾材に通過させる際に、薬剤を霧状にして漂わせた薬剤ミストを前記気体に供給して同伴させることにより、前記薬剤ミストの少なくとも一部を、前記濾材の表面を通過させるとともに濾材内部に浸透させ、前記濾材内部に停留させることを特徴とする、濾材の処理方法。
前記濾材が筒状体に構成されており、前記気体を濾材の内面側から外面側に向けて通過させる、請求項１の濾材の処理方法。
濾材に付着した濾滓を剥離させるための濾滓剥離用気体を、前記濾材に通過させるように供給する気体供給手段と、薬剤を霧状にして漂わせた薬剤ミストを、前記気体が前記薬剤ミストの少なくとも一部を同伴した状態で前記濾材を通過するように前記気体に供給する薬剤ミスト供給手段としてのノズルとを有することを特徴とする濾材の処理装置。
前記濾材が筒状体に構成された濾材からなり、前記気体供給手段が、前記気体が濾材の内面側から外面側に向けて通過するように気体を供給する手段からなる、請求項３の濾材の処理装置。