JP5902538B2 - 固液分離装置および固液分離装置の洗浄方法 - Google Patents

Description

この発明は、ろ過槽に供給されたろ過対象水によって上向流を生成し、該ろ過対象水内の固形分を分離してろ過水を生成する固液分離装置および固液分離装置の洗浄方法に関する。

従来、下水などの有機分を含む排水処理では、まず、最初沈殿池に導入され自然沈降によって固液分離される。容易に自然沈降する比較的大きな固形物が分離された最初沈殿地流出水は反応槽に送られて活性汚泥と混合され、生物処理が施される。その後、最終沈殿池によって沈殿固液分離され、処理水と活性汚泥とに分離される。分離された処理水は河川等に放流される。一方、活性汚泥の一部は、返送汚泥として反応槽に返送され、再び有機物の分解に用いられる。しかし、反応槽から流出する活性汚泥は性状が不安定であり、後段の最終沈殿池にて固液分離後に放流される処理水中には、ＳＳ（Suspended Solid）濃度が高くなる場合がある。

このため、特許文献１では、比重が１．０未満の筒状の浮上ろ材を充填させた濾材充填部を設け、処理対象水を上向きに通過させることによってＳＳ除去率を高めている。

特許第３０１５２７４号公報

ところで、上述した筒状の浮上ろ材の比重は、１．０未満、好ましくは０．９程度であり、下向流を生じさせて逆洗が行われる場合、この浮上ろ材は、ろ過対象水とほぼ同じ比重であるため、下向流ととともに流れ出てしまう。このため、浮上ろ材の流出を防ぐためにろ材層の上部に設けられた上部スクリーンの他に、ろ材層の下部に下部スクリーンを設けていた。

しかしながら、この下部スクリーンは、ろ材層にろ過される前のろ過対象水を通過させるため、長期間の運転において下部スクリーンに、ろ過対象水中の髪の毛や紙類などの夾雑物が絡まり、目詰まりが発生し、ろ過能力が低下してしまうという問題点がある。そして、この目詰まりを排除するための洗浄はブラシなどを用いた手作業となり、多大な労力を必要としていた。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高いＳＳ除去率を得るとともに目詰まりを抑制することができる固液分離装置および固液分離装置の洗浄方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる固液分離装置は、ろ過槽に供給されたろ過対象水によって上向流を生成し、該ろ過対象水内の固形分を分離してろ過水を生成する固液分離装置であって、上部スクリーンと下部スクリーンとを有し、前記上部スクリーンと前記下部スクリーンとに挟まれた上部空間に比重が０．８以上、１．０未満の上部ろ過材を充填して上部ろ過沈殿層を形成する上部ろ過沈殿部と、前記下部スクリーンと前記ろ過槽の底部との間の下部空間に比重が０．１以上、０．８未満の下部ろ過材を充填して下部ろ過層を形成する下部ろ過部と、を備えたことを特徴とする。

また、この発明にかかる固液分離装置は、上記の発明において、前記ろ過槽の底部に洗浄排水を排出する排出管路を備え、前記下部スクリーンと前記ろ過槽の底部との間の高さは、前記排出管路を開にして下向流を生成する洗浄を行った場合に前記下部ろ過材が比重に対応して下方に展開する厚さ以上であることを特徴とする。

また、この発明にかかる固液分離装置は、上記の発明において、前記上部ろ過材は、下部ろ過材よりも比表面積の大きい浮上ろ材であることを特徴とする。

また、この発明にかかる固液分離装置は、上記の発明において、前記下部スクリーンと前記ろ過槽の底部との間の高さは、前記下部ろ過層の厚さの１．５倍以上であることを特徴とする。

また、この発明にかかる固液分離装置は、上記の発明において、前記ろ過槽の底部に洗浄排水を排出する排出管路と、前記排出管路に設けられて前記洗浄排水を吸引して排出するポンプと、を備えたことを特徴とする。

また、この発明にかかる固液分離装置の洗浄方法は、ろ過槽内に上部スクリーンと下部スクリーンとを有し、前記上部スクリーンと前記下部スクリーンとに挟まれた上部空間に比重が０．８以上、１．０未満の上部ろ過材を充填して上部ろ過沈殿層を形成する上部ろ過沈殿部と、前記下部スクリーンと前記ろ過槽の底部との間の下部空間に比重が０．１以上、０．８未満の下部ろ過材を充填して下部ろ過層を形成する下部ろ過部と、を備え、前記ろ過槽に供給されたろ過対象水によって上向流を生成し、該ろ過対象水内の固形分を分離してろ過水を生成する固液分離装置の洗浄方法であって、前記上部ろ過沈殿層に対して気泡を噴出して前記上部ろ過材を旋回流動させ、該上部ろ過材の撹乱による該上部ろ過材が捕捉したＳＳを剥離させるＳＳ剥離ステップと、前記ＳＳ剥離ステップによって剥離されたＳＳが上部スクリーン上に沈降するまで静置する静置ステップと、前記下部スクリーンと前記ろ過槽の底部との間の高さに相当する前記ろ過槽内の槽水を排出する排出ステップと、を含むことを特徴とする。

この発明によれば、下部スクリーンとろ過槽の底部との間の下部空間に比重が０．１以上、０．８未満の下部ろ過材を充填して下部ろ過層を形成するようにしているので、下部ろ過層での表層付近を中心とするＳＳ抑留によって、下部スクリーンの目詰まりの発生が抑制され、下部スクリーンの洗浄作業が不要となることから、簡易に高いＳＳ除去率を維持することができる。

図１は、この発明の実施の形態にかかる固液分離装置の構成を示す模式図である。 図２は、図１に示した固液分離装置を含むろ過処理システムの構成を模式的に示した平面図である。 図３は、図１に示した上部ろ過材の構成を示す図である。 図４は、図１に示した下部ろ過材の構成を示す図である。 図５は、図１に示した固液分離装置による固液分離処理のうちのろ過処理時の状態を示す模式図である。 図６は、図１に示した固液分離装置による固液分離処理のうちのろ過材洗浄処理時の状態を示す模式図である。 図７は、図１に示した固液分離装置による固液分離処理のうちの洗浄後静置時の状態を示す模式図である。 図８は、図１に示した固液分離装置による固液分離処理のうちの洗浄排出処理時の状態を示す模式図である。 図９は、図１に示した固液分離装置の洗浄処理手順を示すフローチャートである。 図１０は、この発明の実施の形態の応用例を説明する説明図である。

以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。

（全体構成）
図１は、この発明の実施の形態にかかる固液分離装置の構成を示す模式図である。また、図２は、固液分離装置を含むろ過処理システムの構成を模式的に示した平面図である。図１に示すように、固液分離装置１は、供給されるろ過対象水Ｗ１内のＳＳである固形分を捕捉して分離するとともに、固形分が分離されたろ過水を処理水として排出するろ過槽１０を有する。

ろ過槽１０は、上部に上部スクリーン２が配置されるとともに、下部に下部スクリーン３が配置される。上部スクリーン２と下部スクリーン３との間の上部空間には、比重が０．８以上、１．０未満の浮上ろ過材などの上部ろ過材４ａが充填されて上部ろ過沈殿層４が形成される。一方、下部スクリーン３とろ過槽１０の底部との間の下部空間には、比重が０．１以上、０．８未満の下部ろ過材５ａが充填されて下部ろ過層５が形成される。上部スクリーン２は、上部ろ過材４ａが通過しない構造であればよく、下部スクリーン３は、上部ろ過材４ａおよび下部ろ過材５ａが通過しない構造であればよい。なお、上部スクリーン２と下部スクリーン３と上部ろ過沈殿層４とは上部ろ過沈殿部であり、下部スクリーン３と下部ろ過層５とは下部ろ過部である。すなわち、下部スクリーン３は、上部ろ過沈澱部と下部ろ過部とに兼用される。

また、ろ過槽１０の底部には、供給部１２が接続される。さらに、供給部１２は、分配槽１１に接続される。分配槽１１は、上流側に図２に示す原水槽１００が接続され、ろ過対象水Ｗ１が供給される。分配槽１１は、図２に示すように、複数の供給部１２（１２ａ〜１２ｄ）を介してそれぞれ複数のろ過槽１０（１０ａ〜１０ｄ）に、ろ過対象水Ｗ１を分配する。図１に示すように、供給部１２には、開閉弁Ｖ１が設けられ、ろ過対象水Ｗ１のろ過槽１０への供給を制御する。また、供給部１２の上部には、供給部１２に供給されたろ過対象水Ｗ１の水位を検出する水位センサー１２ａが設けられる。

さらに、各ろ過槽１０の上部の側部であって、上部スクリーン２の上部には、図２に示すように、越流するろ過水Ｗ２を集めて排出する集合槽１５が各ろ過槽１０（１０ａ〜１０ｄ）に接続され、各ろ過槽１０ａ〜１０ｄからのろ過水Ｗ２を一括して排出する。なお、各ろ過槽１０ａ〜１０ｄは、隣接配置されるが、各ろ過槽１０ａ〜１０ｄ間は、縦壁で隔離され、各ろ過槽１０ａ〜１０ｄから越流するろ過水Ｗ２は集合槽１５のみに排出される。

また、ろ過槽１０の底部には、洗浄時における洗浄排水Ｗ３を排出する排出管路１７が設けられる。排出管路１７の途中には、開閉弁Ｖ３が設けられ、ろ過槽１０の下向洗浄時における洗浄排水Ｗ３のろ過槽１０からの排出を制御する。開閉弁Ｖ３の下流には、ポンプ１４が設けられ、ポンプ１４は、洗浄排水Ｗ３の強制排出を行う。

さらに、下部スクリーン３の上部、かつ、ろ過層１０の内側の一側部には、空気配管１６の先端に設けられた気泡生成部１６ａが配置される。空気配管１６は、開閉弁Ｖ２を介してコンプレッサ１３に接続される。開閉弁Ｖ３を開にしてろ過槽１０を下向洗浄する前に、開閉弁Ｖ２を開にして、コンプレッサ１３から供給される圧縮空気を気泡生成部１６から噴出させ、上部ろ過沈殿層４に旋回流動を生成させて上部ろ過材４ａを撹乱させることによって上部ろ過材４ａに捕捉されたＳＳを剥離脱落させる。

また、ろ過槽１０の底部には、空気配管１６´の先端に設けられた気泡生成部１６ａ´が配置される。空気配管１６´は、開閉弁Ｖ２´を介してコンプレッサ１３に接続される。ろ過槽１０を下向洗浄中に、開閉弁Ｖ２´を断続的に開にして、コンプレッサ１３から供給される圧縮空気を気泡生成部１６ａ´から断続的に噴出させ、主として下部ろ過材５ａを撹乱させて下部ろ過材５ａに捕捉されたＳＳを剥離させる。

なお、上部ろ過材４ａは、図３に示すように、筒状の浮上ろ材であり、沈殿効果によってＳＳを捕捉する。この沈殿効果とは、ろ過対象水が複数の筒内あるいはろ材同士の間を通過する長いろ過路を形成することによって、沈殿面積を増やして沈殿効果を高めてＳＳを捕捉しようとするものである。図３に示すように、複数の上部ろ過材４ａを介したろ過路Ｌ２は、上部ろ過材４ａを介さないろ過路Ｌ１に比して、例えば２倍程度長くなる。ろ過路Ｌ２が長くなることは、ＳＳ除去処理上、等価的に沈殿面積が増大することであり、例えば２倍程度に沈澱面積が増大し、ＳＳ除去率が増加する。結果的に、同程度のＳＳ除去率を達成するろ過槽のコンパクト化を図ることができる。

上述したように筒状の浮上ろ材は、比重が０．８以上、１．０未満、好ましくは０．９であり、形状が例えば、直径５．５ｍｍ、長さ７ｍｍである。この筒状の浮上ろ材は、ろ過対象水よりも軽いが、ほぼろ過対象水と比重が同じであるため、ろ過対象水とともに移動するため、上部スクリーン２および下部スクリーン３によってろ過材が流れ出ないようにしている。筒状の浮上ろ材は、ろ過対象水と化学反応しない材質であればよい。特に、耐アルカリ性材、耐酸性材、耐摩耗性材、非吸水材であることが好ましい。なお、筒状の浮上ろ材によって形成された上部ろ過沈殿層４の厚さは、例えば、７０〜１００ｃｍである。この筒状の浮上ろ材によって形成された上部ろ過沈殿層４は、好ましくは筒内の空隙とろ材間の空間を合わせた空隙率が９０％以上の高空隙層であり、ＳＳ除去率が８０％程度の高い能力を有する。また、上部ろ過材４ａは、筒状であり、下部ろ過材５ａに比べて比表面積が大きい。

一方、下部ろ過材５ａは、図４に示すように、例えば、風車型の浮上ろ材である。この風車型の浮上ろ材によって形成された下部ろ過層５は、主として下部表層でＳＳを抑留させる。風車型の浮上ろ材は、上述したように、比重が０．１以上、０．８未満、好ましくは０．７であり、例えば、６ｍｍ×６ｍｍ×４ｍｍの大きさである。また、風車型の浮上ろ材は、ろ過対象水と化学反応しない材質であればよい。特に、耐アルカリ性材、耐酸性材、耐摩耗性材、非吸水材であることが好ましい。風車型の浮上ろ材は、浮力が大きいため、下部ろ過材５ａに対する上部スクリーンとして機能する下部スクリーン３によって上向きへの移動を抑えている。しかし、逆に、例えば、洗浄時の下向流が生じると、下向きに追随し、下部ろ過層５の厚さの１．５倍程度に分散して展開するものの、それ以上に下部に至ることはない。したがって、下部ろ過材５ａに対する下部スクリーンは設けなくてもよく、ろ過層１０の底部から下部スクリーン３までの深さを、下部ろ過層５の厚さの１．５倍以上とすることによって、抑留された夾雑物、ＳＳ等は、排出される一方で、下部ろ過材５ａは展開するもののろ過槽１０外部に流れ出ることはない。なお、風車型の浮上ろ材によって形成された下部ろ過層５の厚さは、例えば、２０ｃｍである。この風車型の浮上ろ材によって形成された下部ろ過層５は、ろ材間の空間を合わせた空隙率が５０％程度の中空隙層であり、ＳＳ除去率が６０〜７０％程度である。

このような上部ろ過沈殿層４と下部ろ過層５との２層のろ過層をろ過槽１０内に形成し、ろ過対象水Ｗ１を上向流として流すことによって、主として下部ろ過層５の表面にＳＳが抑留されてＳＳが粗取りされ、下部ろ過層５を通過したろ過対象水は、さらに上部ろ過沈殿層４の沈殿効果によって下部ろ過層５を通過した細かいＳＳを捕捉し、通過したろ過対象水をろ過水Ｗ２としてろ過槽１０の外部に排出する。ここで、上部ろ過沈殿層４を構成する上部ろ過材４ａの流出を防止するために設けた下部スクリーン３は、下部スクリーン３の下部に形成された下部ろ過層５によって髪の毛や紙類などのＳＳが捕捉されるため、比較的大きなＳＳが下部スクリーン３まで到達しにくくなり、目詰まりが発生しにくくなる。従来は、下部スクリーン３が詰まって、逆洗してもろ過能力が復帰しないという、従来の上部ろ過沈殿層の欠点がなくなる。また、従来は必要であったこの目詰まりを排除するためのブラシなどを用いた手作業による洗浄を行う必要がない。この結果、高いＳＳ除去率を確保しつつ容易に維持管理できる固液分離装置を実現できる。

なお、制御部Ｃは、ろ過時には、開閉弁Ｖ１を開、開閉弁Ｖ２，Ｖ２’，Ｖ３を閉にして、ろ過対象水Ｗ１をろ過槽１０内に導入して上向流を生成させ、ろ過槽１０上部からろ過水を越流排出する。また、制御部Ｃは，ろ過材洗浄の開始時には、開閉弁Ｖ１，Ｖ２´，Ｖ３を閉、開閉弁Ｖ２を開にして、コンプレッサ１３からの圧縮空気によって気泡生成部１６ａから気泡を発生させて、上部ろ過材４ａを旋回流動させて撹乱させ、ＳＳを剥離させる。さらに、制御部Ｃは、洗浄排出時には、開閉弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ２´を閉、開閉弁Ｖ３を開にして、ポンプ１４を駆動させてろ過槽１０内のろ過対象水を、ＳＳを含む洗浄排水Ｗ３として強制排出させる。なお、制御部Ｃは、開閉弁Ｖ３を開にした強制排水の開始数秒後に、開閉弁Ｖ２´を一回もしくは断続的に数秒間、開くことによってパルス的に気泡を噴出させ、主として下部ろ過材５ａの撹乱による均等展開を促す。

（固液分離処理）
次に、図５〜図８を参照して、ろ過槽１０による、ろ過対象水の固液分離処理について説明する。まず、図５に示すように、開閉弁Ｖ１を開にすると、水位差を利用した自然流下によって、分配槽１１から供給部１２を介してろ過槽１０の下部からろ過槽１０内に、ろ過対象水Ｗ１が導入され、上向流が生成される。すなわち、ろ過対象水Ｗ１は、下部ろ過層５および上部ろ過沈殿層４によって順次ＳＳが捕捉され、ＳＳが除去されたろ過水Ｗ２がろ過槽１０から集合槽１５に越流して排出される。下部ろ過層５では主としてその下部表層にＳＳが抑留し、上部ろ過沈殿層４では、上部ろ過材４ａの筒内に沈殿効果によって微細なＳＳが捕捉される。

その後、下部ろ過層５および上部ろ過沈殿層４におけるＳＳの捕捉の促進に伴って、下部ろ過層５および上部ろ過沈殿層４のろ過損失水頭が増大し、供給部１２の水面が上昇する。ろ過損失水頭が所定値に到達すると洗浄処理を行うが、この洗浄処理は、ろ過材洗浄処理と洗浄排出処理とに分かれる。なお、ろ過損失水頭が所定値に到達したか否かは、水位センサー１２ａ等による水位検出結果をもとに判断する。

ろ過材洗浄処理は、まず、図６に示すように、開閉弁Ｖ１を閉にし、開閉弁Ｖ２を開にして、コンプレッサ１３から空気配管１６を介して圧縮空気を気泡生成部１６ａに送り、気泡を噴出する。この気泡は、上部ろ過材４ａを旋回流動させてＳＳ（４ｂ）を上部ろ過材４ａから剥離脱落させる。その後、気泡の発生を停止し、静置する（図７）。この静置によって、剥離されたＳＳ（４ｂ）が沈降する場合には、できるだけ長く静置時間をとり、沈降を促進させる。特に、上部ろ過材４ａが捕捉したＳＳ（４ｂ）は小さいので沈降速度が遅いため、静置する一定時間は、上部ろ過材４ａが捕捉したＳＳ（４ｂ）が下部スクリーン３近傍に沈降するまでの時間とすることが好ましい。なお、下部ろ過材５ａに付着したＳＳ（５ｂ）は比較的大きいことから沈降速度が速く、しかも、後述する洗浄排出処理によってＳＳ（５ｂ）を容易に剥離することができるため、この下部ろ過材５ａに対して、このろ過材洗浄処理は必須ではない。また、上部ろ過材４ａは、ＳＳ除去率が大きいが、下部ろ過材５ａに比してＳＳの捕捉量が少ない。

その後、図８に示すように、洗浄排出処理を行う。この洗浄排出処理は、開閉弁Ｖ３を開にし、ポンプ１４を駆動することによって、ろ過槽１０内に蓄えられている、ろ過対象水Ｗ１を強制排出する。この強制排出によって、ろ過槽１０内には下向流が生成し、剥離されたＳＳ（４ｂ）は下向きに下降する。また、下部ろ過材５ａが拡散・展開してＳＳ（５ｂ）も同時に剥離し、下向きに下降、排出される。この強制排出量は、下部ろ過層５の厚さｄ１の１．５倍以上の高さを有する、下部スクリーン３からろ過槽１０の底部までの深さｄ２に相当する量である。下部ろ過層５の拡散・展開は、１．５倍の厚さであり、この層内が洗浄により離脱したＳＳ（４ｂ、５ｂ）を多く含むからである。なお、ろ過材洗浄処理を行わない場合、ほとんどのＳＳは、下部ろ過材５ａに付着しており、下部ろ過材５ａの拡散・展開によって、汚れやすい下部ろ過材５ａの洗浄を十分に行うことができる。なお、上部ろ過材４ａに多くの微小ＳＳが抑留されている場合には、下部スクリーン３の上方部分も排出する必要があり、開閉弁Ｖ３の開時間を長くするか、洗浄回数を増やして、微小ＳＳを含む上部の洗浄排水を排出する。

また、この洗浄排出処理時の途中に、上述したように、開閉弁Ｖ２´を一回もしくは断続的に数秒間、開くことによって気泡生成部１６ａ´からパルス的に気泡１３ｂを噴出させ、主として下部ろ過材５ａの撹乱による均等展開を促す。

従来は、この洗浄排出処理にろ過水Ｗ２をろ過槽１０の上部から供給し、下部スクリーン３以下の槽水をすべてろ過水Ｗ２に置換していたが、この実施の形態による置換量は、ろ過槽１０の底部から下部スクリーン３までの深さに相当する少ない量であるため、洗浄排水が少なくなり、ろ過水回収率を向上させることができる。

また、従来、風車型のろ過材によって形成した下部ろ過層５のみを用いた高速ろ過装置では、下部ろ過層５の厚さが６０〜８０ｃｍであったが、この実施の形態の下部ろ過層５の厚さは、２０ｃｍと薄層化している。この薄層化によるＳＳ除去分の低下は、上部ろ過沈殿層４によって補うことができ、この実施の形態の装置は、従来の装置と同等以上のろ過能力を有している。また、下部ろ過層５の薄層化によって、下部スクリーン３までの高さも低減されるため、洗浄時の洗浄排水量、あるいは、洗浄時にろ過水を使用する場合におけるろ過水量を大幅に低減することができる。

（洗浄処理手順）
上述した制御部Ｃによる洗浄処理手順について、図９に示したフローチャートを参照して説明する。まず、制御部Ｃは、水位センサー１２ａが検出する水位をもとに、ろ過損失水頭が所定値に到達したか否かを判断する（ステップＳ１０１）。ろ過損失水頭が所定値に到達しない場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）には、この判断を繰り返し、ろ過損失水頭が所定値に到達した場合（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）には、開閉弁Ｖ１を閉にし（ステップＳ１０２）、ろ過処理を停止する。

その後、開閉弁Ｖ２を閉から開にして（ステップＳ１０３）、気泡生成部１６ａから気泡を噴出させ、上部ろ過材４ａを旋回流動によって撹乱させ、上部ろ過材４ａのＳＳ（４ｂ）を剥離する。その後、ＳＳ（４ｂ）が剥離する十分な時間である所定時間ΔＴ１が経過した場合（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）には、開閉弁Ｖ２を閉にし（ステップＳ１０５）、上部ろ過材４ａのＳＳ（４ｂ）の剥離処理を終える。所定時間ΔＴ１が経過しない場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）には、所定時間ΔＴ１が経過するまで、この判断処理を繰り返す。

さらに、その後、剥離されたＳＳ（４ｂ）が下部スクリーン３に沈降するに十分な静置時間である所定時間ΔＴ２が経過した場合（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）には、開閉弁Ｖ３を開にし、ポンプ１４を駆動して（ステップＳ１０７）、ろ過槽１０内の槽水を下向し、強制排出を開始する。なお、所定時間ΔＴ２が経過しない場合（ステップＳ１０６，Ｎｏ）には、所定時間ΔＴ２が経過するまで、この判断処理を繰り返す。

その後、所定時間ΔＴ３、例えば数秒経過した場合（ステップＳ１０８，Ｙｅｓ）には、開閉弁Ｖ２´を断続的に開にし（ステップＳ１０９）、下向流による下部ろ過材５ａの均等展開とともに、気泡生成部１６ａ´からのパルス的な気泡１３ｂの噴出による下部ろ過材５ａの撹乱によって、ＳＳ（５ｂ）の剥離が促進される。その後、所定時間ΔＴ４、例えば数秒間経過した場合（ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）には、開閉弁Ｖ２´を閉にし（ステップＳ１１１）、気泡噴出を停止させる。なお、所定時間ΔＴ３が経過しない場合（ステップＳ１０８，Ｎｏ）および所定時間ΔＴ４が経過しない場合（ステップＳ１１０，Ｎｏ）には、それぞれ所定時間ΔＴ３，ΔＴ４が経過するまで、この判断処理を繰り返す。

その後、深さｄ２の強制排出が終了したか否かを判断し（ステップＳ１１２）、深さｄ２分の強制排出が終了した場合（ステップＳ１１２，Ｙｅｓ）には、開閉弁Ｖ３を閉にし、ポンプ１４の駆動を停止し、開閉弁Ｖ１を開にして（ステップＳ１１３）、ろ過処理の再開準備を行って、本処理を終了する。なお、深さｄ２分の強制排出が終了しない場合（ステップＳ１１２，Ｎｏ）には、深さｄ２分の強制排出が終了するまで、この判断処理を繰り返す。

ところで、従来は、洗浄排水Ｗ３をろ過槽１０内の水位差を利用した自然流下によって排出していたが、この実施の形態では、ポンプ１４を用いて強制排出するようにしている。このポンプ１４を用いて洗浄排水を強制排出する場合、自然流下排出に比較して排出管路１７内の排出速度（ｍ／ｓ）を速くすることができるため、排出管路１７の管径を小さくすることができ、洗浄装置全体の小型化を実現することができる。

また、上述した固液分離装置１は、沈殿池の代替として用いているものであるが、このろ過層１０を既設の沈殿池内に設けてもよい。この場合でも、ポンプ１４を用いると、用いるべき既設の沈殿池の数を削減することができる。例えば、図１０の上図に示すように、従来は、３つの沈殿池１０１〜１０３を用い、沈殿池１０１内でろ過対象水Ｗ１を固液分離し、水位差を用いて洗浄排水Ｗ３を自然流下させて沈殿池１０２に排出し、この沈殿池１０２に排出された洗浄排水Ｗ３をポンプで汲み上げて沈殿池１０３に排出してＳＳを沈殿させていた。この場合、仮受け槽として機能する沈殿池１０２に排出される洗浄排水Ｗ３の量は、水位差確保のため、沈殿地１０２の実質的な有効容量は少量となる。これに対して、この実施の形態の応用例では、図１０の下図に示すように、ろ過槽１０を沈殿池１０１内に配置し、ろ過槽１０からの洗浄排水Ｗ３をポンプ１４で強制排出し、直接、沈殿池１０３に排出するようにしているため、仮受け槽である沈殿池１０２を必要とせず、沈殿池１０３を同様の沈殿池として有効利用することができる。

なお、上述した上部ろ過材４ａと下部ろ過材５ａとは異なるろ過材であったが、これに限らず、同一のろ過材であってもよく、ろ過材の形状、性状は任意である。例えば、上部ろ過材４ａと下部ろ過材５ａとをいずれも風車型のろ過材としてもよい。要は、下部ろ過材５ａが比重０．１以上、０．８未満で洗浄時に流れにくい、ろ材であればよい。

１ 固液分離装置
２ 上部スクリーン
３ 下部スクリーン
４ 上部ろ過沈殿層
４ａ 上部ろ過材
４ｂ ＳＳ
５ 下部ろ過層
５ａ 下部ろ過材
５ｂ ＳＳ
１０ ろ過槽
１１ 分配槽
１２ 供給部
１２ａ 水位センサー
１３ｂ 気泡
１５ 集合槽
１６，１６´ 空気配管
１６ａ，１６ａ´ 気泡生成部
１７ 排出管路
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ２´，Ｖ３ 開閉弁
Ｗ１ ろ過対象水
Ｗ２ ろ過水
Ｗ３ 洗浄排水

Claims (6)

1. ろ過槽に供給されたろ過対象水によって上向流を生成し、該ろ過対象水内の固形分を分離してろ過水を生成する固液分離装置であって、
   上部スクリーンと下部スクリーンとを有し、前記上部スクリーンと前記下部スクリーンとに挟まれた上部空間に比重が０．８以上、１．０未満の上部ろ過材を充填して上部ろ過沈殿層を形成する上部ろ過沈殿部と、
   前記下部スクリーンと前記ろ過槽の底部との間の下部空間に比重が０．１以上、０．８未満の下部ろ過材を充填して下部ろ過層を形成する下部ろ過部と、
   前記ろ過槽の底部に設けられた洗浄排水を排出する排出管路と、
   を備え、
   前記ろ過層内に下向流を発生させる逆洗により前記下部ろ過材を拡散および展開させて前記下部ろ過部を洗浄すると共に、前記ろ過層の洗浄排水を前記排出管路から排出することを特徴とする固液分離装置。
2. 前記上部ろ過材は、前記下部ろ過材よりも比表面積の大きい浮上ろ材であることを特徴とする請求項１に記載の固液分離装置。
3. 前記下部スクリーンと前記ろ過槽の底部との間の高さは、前記下部ろ過層の厚さの１．５倍以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の固液分離装置。
4. 前記排出管路に設けられて前記洗浄排水を吸引して排出するポンプを備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の固液分離装置。
5. ろ過槽内に上部スクリーンと下部スクリーンとを有し、前記上部スクリーンと前記下部スクリーンとに挟まれた上部空間に比重が０．８以上、１．０未満の上部ろ過材を充填して上部ろ過沈殿層を形成する上部ろ過沈殿部と、
   前記下部スクリーンと前記ろ過槽の底部との間の下部空間に比重が０．１以上、０．８未満の下部ろ過材を充填して下部ろ過層を形成する下部ろ過部と、
   を備え、前記ろ過槽に供給されたろ過対象水によって上向流を生成し、該ろ過対象水内の固形分を分離してろ過水を生成する固液分離装置の洗浄方法であって、
   前記上部ろ過沈殿層に対して気泡を噴出して前記上部ろ過材を旋回流動させ、該上部ろ過材の撹乱による該上部ろ過材が捕捉したＳＳを剥離させるＳＳ剥離ステップと、
   前記ＳＳ剥離ステップによって剥離されたＳＳが下部スクリーン上に沈降するまで静置する静置ステップと、
   前記静置ステップの後に、前記下部スクリーンと前記ろ過槽の底部との間の高さに相当する前記ろ過槽内の槽水を排出する排出ステップと、
   を含むことを特徴とする固液分離装置の洗浄方法。
6. 前記排出ステップにおいて、所定時間にわたり、前記下部ろ過層に対して気泡を断続的に噴出し、該下部ろ過材の撹乱により該下部ろ過材が捕捉したＳＳを剥離させながら、前記ろ過槽内の槽水を排出する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の固液分離装置の洗浄方法。

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