JPH09503960A - 下水主管から水を回収するための方法および装置 - Google Patents

下水主管から水を回収するための方法および装置

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JPH09503960A JP7512307A JP51230795A JPH09503960A JP H09503960 A JPH09503960 A JP H09503960A JP 7512307 A JP7512307 A JP 7512307A JP 51230795 A JP51230795 A JP 51230795A JP H09503960 A JPH09503960 A JP H09503960A
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ジョンソン、ウォレン
ストレリー、ゲイリー・ウィリアム
デイ、アンソニー・ウォルター
トンプソン、マーク・ジョン
マーキウィック、トーマス・エー
マコーミック、アントニー・ブライアン
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Abstract

(57)【要約】 下水管から直接取り出した原料下水から水を回収するための方法および装置(1)は、約900ミクロンを越えない最大粒子寸法を有するスクリーニングされた流出物を原料下水から得るように操作できるスクリーニング手段(2)を含む。この装置は、好ましくは連続精密濾過装置(5)の形態である第1膜分離手段も含んで成り、これは、スクリーニングされた流出物の幾らかまたは全てから懸濁固体を濾別するように操作できる。好ましい形態では、方法は、好ましくは逆浸透フィルター(8)の形態の第2膜分離手段も含み、これは、第1膜分離手段(5)からの流出物の幾らかまたは全てから選択された溶解性物質を濾別するように操作できる。場合によっり存在する方法の段階は、化学薬品投入手段(6)および散水濾床(9)または他の短滞留時間生物処理プロセスが含まれる。好ましい形態では、スクリーンのメッシュ寸法は、約200〜250ミクロンの最大粒子寸法を有するスクリーニングされた流出物が得られるように選択される。望ましくは、スクリーン(2)は、下水を脱臭する、および/またはスクリーンを洗浄するのを助長する空気を供給する手段も含む。

Description

【発明の詳細な説明】 下水主管から水を回収するための方法および装置 発明の分野 本発明は、下水管(特に下水主管、sewer main)から直接取り出した原料下水 (汚物)から水を回収する方法および装置に関する。 本発明は、工業および農業用途の品質レベルの水を主として生成するために開 発されたが、この用途を参照して本発明を説明する。しかしながら、本発明は、 飲料水を供給するように適合させることもできる。 発明の背景 下水主管から水を回収するために種々の方法およびシステムが提案されている 。しかしながら、下水中の有機物レベルが高いという観点から、そのようなシス テムは、これまで常に沈降プロセスを含んでおり、より通常には、生物的な消化 プロセス(biological digestion process)の何らかの形態の一部分として、ま たはそれと組み合わせてそのようなプロセスを含んでいた。 これらの従来技術のシステムの幾つかは、一般的には、酸素添加することなく ホールディングタンクまたはチャンバーにスラリーを貯蔵する必要がある嫌気性 処理段階を含んでいた。同様に、これらのシステムにしばしば使用される好まし い好気性処理は、この場合も何等かのタンク装置でスラリーを貯蔵する必要があ る活性スラッジプロセスである。この場合、空気は種々の手段によりスラリーに 供給され、好気性バクテリアによる生物的消化が促進される。 生物的処理の後、従来技術の生成する流出物(effuluent、例えば排水)は種 々の既知の方法で更に処理されるが、これらの方法には、化学的凝固(chemical coagulation)およびフロキュレーション(凝集、flocculation)、マルチメデ ィア砂濾過(multi-media sand filtration)および塩素処理等のプロセスが含 まれる。 上述の種類のシステムには幾つかの欠点がある。第1に、何らかの形態の沈降 またはホールディングタンクが含まれることにより、処理時間が潜在的に増える だけでなく、これは、直ちにシステムが大きくなることおよび扱いにくくなるこ とにつながり、それによって、どこに、また、どのように処理プラントを配置す るかという位置的制約が生じる。更に、そのようなシステムを用いる場合、臭気 をコントロールする問題がしばしば生じる。 長い滞留時間の生物処理段階が含まれる場合、種々の生物プロセスが有効に機 能するために必要であるバクテリアの成長を維持するために、システムをずっと 操作(運転)状態で保持する必要性があるという別の欠点が存在する。活性スラ ッジシステムを用いる場合、これは、追加の水が必要でない場合、例えば豪雨の 間であっても、空気を供給することおよびこれらのシステムを運転状態にしてお くことに関連する費用を要することを意味する。 本発明の目的は、従来技術の上述の1またはそれ以上の欠点を克服するか、あ るいは少なくとも改善する、下水管から取り出した原料下水(raw sewage)から 水を回収する方法および装置を提供することである。 発明の開示 本発明の第1の要旨によれば、下水管から直接取り出した原料下水から水を回 収する方法が提供され、該方法は、 そのままの原料下水をスクリーニング(screening、篩分け)して、約900 ミクロンを越えない最大粒子寸法を有するスクリーニングされた流出物を得る工 程、および 第1膜分離段階を通ってスクリーニングされた流出物の幾らかまたは全てを濾 過(または濾別)して懸濁固体を除去する工程 を含んで成る。 好ましくは、この方法は、第1膜分離段階からの流出物の幾らかまたは全てを 第2膜分離工程により濾過して選択された(所定の)溶解性基質を除去する工程 を更に含んで成る。場合により、この方法は、第1膜分離段階からの流出物に薬 品を加えて第2膜分離段階に送られる前に溶解性有機基質が溶液中で沈殿するの を防止する。 望ましくは、好ましい第1膜分離段階は、連続精密濾過(microfiltration) プロセスである。好ましい第2膜分離段階は供給するフィード(in-feed)の品 質および必要とされる最終流出物の品質レベルにより変わるが、限外濾過、ナノ フィルトレーション(nanofiltration)または逆浸透を含んでよく、これらのプ ロセスは単独または組み合わせで用いられる。 好ましくは、この方法は、それぞれのスクリーニングおよび膜分離段階を周期 的に洗浄または逆洗する工程、ならびに場合により洗浄媒体および蓄積固体を下 水管に直接戻す工程を追加的に含む。1つの好ましい形態では、第1および/ま たは第2膜分離段階からの洗浄媒体を、最初にスクリーンの洗浄を補助するため に使用するように戻す。 好ましくは、スクリーンの開口部の寸法は、50〜900ミクロンの範囲であ り、100〜500ミクロンのスクリーンの開口が好ましい寸法範囲である。精 密濾過およびその後の逆浸透を用いる方法の1つの有用な形態では、200〜2 50ミクロンのスクリーンが好ましい。 限外濾過または逆浸透段階用の洗浄媒体は、化学的洗浄剤を含んでよい。 好ましい形態では、下水主管内で、あるいは好ましくはそれから直接それた近 接する溜め内で実質的にセルフクリーニングの(自己清浄性の)スクリーンシス テム、例えば本発明の第3の要旨に基づいて形成されたスクリーンにより、スク リーニングを実施する。他の適当なスクリーンには回転ベルト型またはドラム型 スクリーン、バッグスクリーンなどが含まれる。望ましくは、スクリーンは、水 および/または空気、あるいは他の洗浄媒体をスクリーン面に供給する(当てて 注ぐ)ノズルまたはジェットなどを有して成る洗浄手段も含む。 下水管内スクリーンを使用する場合、臭気をコントロールするのがより容易で あり、スクリーニングの扱いが実質的に無くなり、精密濾過段階への1つのポン プ輸送段階が必要であるに過ぎないという点で、幾つかの利点がある。 1つの好ましい形態では、この方法は、精密濾過段階の前にトリクル・ベッド ・ サスペンデッド・グロース・フィルター装置(tricle bed suspended growth fi lter arrangement、散水濾床または散水床懸下成長型フィルター)にスクリーニ ングされた流出物を通す工程も含む。 望ましくは、この方法は、精密濾過段階の前にスクリーニングされた流出物に 凝固剤を投入する工程も含む。 別の態様では、第2膜分離段階からの流出物を殺菌してよく、好ましくはそれ にオゾンを通すことに行ってよい。 本発明の第2の要旨では、下水管から直接取り出した原料下水から水を回収す る装置が提供され、該装置は、 約900ミクロンを越えない最大粒子寸法を有するスクリーニングされた流出 物を原料下水から得るように操作できるスクリーニング手段、および スクリーニングされた流出物の幾らかまたは全てから懸濁固体を濾過(濾別) するように操作できる第1膜分離手段 を有して成る。 望ましくは、この装置は、第1膜分離手段からの流出物の幾らかまたは全てか ら選択された溶解性物質を濾過するように操作できる第2膜分離手段を更に有し て成る。 場合により、この装置は、溶解性有機物質が溶液中で沈殿するのを防止するた めに、第1膜分離段階からの流出物を処理するために薬品を加える手段も含む。 望ましくは、この装置は、それぞれのスクリーニングおよび膜分離段階を周期 的に洗浄または逆洗して、洗浄媒体および蓄積固体を下水管に戻す手段も含む。 好ましくは、この装置は、本発明の第1の要旨の方法の優位性の幾つかまたは 全てが得られる手段も含む。 本発明の第3の要旨では、下水管からの原料下水を分離(スクリーニングまた はスクリーン分離)するためのスクリーニングデバイスが提供され、このデバイ スは、 分離流出物がスクリーンの外側表面からスクリーンを通過できるようになって いるスクリーン、および スクリーンの外側表面に蓄積する固体の除去を助長するための、一般的にスク リーンの内側表面に向けて空気を供給する(当てる)手段 を有して成る。 好ましい形態では、スクリーンは、包囲されたチャンバーの表面の一部分を規 定し、スクリーンの外側表面からスクリーンを通ってチャンバー内に分離された 流出物が通過できるようになっている。望ましくは、チャンバー内にポンプが供 給され、分離された流出物を取り出して別のところに供給する。 好ましくは、スクリーンは、スクリーンへの洗浄水(または清浄化水)または 他の洗浄媒体を供給する手段も含む。これは、スクリーンの内側表面からスクリ ーンを通って外に、および/またはスクリーンの外側表面に直接洗浄媒体を供給 する(当てる)手段を含んでよい。 このデバイスのスクリーン要素は、シーブベンド(sieve bend、篩ベンド)、 バッグスクリーン(bag screen)、浮遊型バッグスクリーン(floating bag scr een)、閉じたインラインスクリーン(in-line screen)等の静的なものであっ ても、あるいは回転ドラムまたは回転ディスクスクリーン等の動的なスクリーン であってもよい。 場合により、スクリーンは、その外側表面で選択的に(場合により所定のよう に)操作できる掻き取り(スクレーパー)機構の何らかの形態も含んでよい。も う1つの形態では、このデバイスは、下水の接線方向流れがスクリーンの洗浄を 助長するように、一般的な下水の流れ方向に対するスクリーンの傾きを変える手 段も含んでよい。別法では、このデバイスは、例えば入口の下にスクリーンを配 置することにより、スクリーンを洗浄するために溜めにおいて乱れた下水流れを 利用するように配置してよい。 もう1つの態様では、スクリーンは、それを振動させる機械的手段を含み、蓄 積した分離物を除去する。 スクリーンに向けられる洗浄空気は、ガス/臭気スクラバーとしても作用する 。1つの好ましい形態では、間欠的に高圧のブラスト(blast)を使用して、分 離物を周期的に除去し、一般的に連続のより低圧の空気ジェットは、分離された 流 出物を脱臭するように操作する。このようにして、臭気は実質的に下水管内に保 持され、分離されて空気が供給された下水を更に処理するために移すことができ る。 図面の簡単な説明 添付図面を参照して、本発明のそれぞれの要旨の好ましい態様を例により説明 する。 図1は、本発明の第1および第2の要旨に基づく第1の態様の方法および装置 の模式的フローダイヤグラムである。 図2は、本発明の第3の要旨に基づく第1の態様の下水スクリーンの模式的フ ローダイヤグラムである。 図3は、本発明の第1および第2の要旨に基づいて形成された実施例1にて説 明したシステムの場合の運転時間によりRO透過フロー(permeate flow)が変 化する様子を示すグラフである。 図4は、図3を参照した例の場合の運転時間により塩通過量が変化する様子を 示すグラフである。 発明の好ましい態様 図1を参照すると、水回収装置1は、下水管3に直接またはそれからの溜めに 配置した様子で示したスクリーニングデバイス(分離装置)2を有して成り、こ のスクリーニングデバイスは、パイプ4により連続精密濾過(CMF)装置5を 有して成る第1膜分離段階に接続されている。 場合により、薬品計量供給(投入)手段6が、精密濾過装置5からの流出物を 送るパイプ7に接続される。パイプ7は、精密濾過装置5から逆浸透(RO)フ ィルターを有して成る第2膜分離段階8に延びている。 場合により存在する散水濾床9をスクリーン2と精密濾過装置5との中間に示 しており、場合により存在するオゾン処理装置10はRO装置8からの出口に隣 接している。 図2を参照すると、本発明の第2の要旨に基づいて形成された好ましいスクリ ーン装置2が示されている。このスクリーニングデバイス2は、ほぼマッシュル ーム形の構造を有するのが好ましく、上部の外側表面12は、外側表面14およ び内側表面15を有するフィルタースクリーン13を支持している。スクリーン 13は16により一般的に示されるチャンバーの一部分を規定する。この好まし い形態のスクリーンは、約200〜250ミクロンの最大粒子寸法を有するスク リーニングされた流出物をもたらすように選択されたメッシュサイズを有する。 スクリーン13の下では、場合により存在する複数の洗浄液体ノズル17がマ ニホールド18に配置され、このマニホールドは高圧水または洗浄剤源(図示せ ず)に接続されているのが好ましい。ノズルからの高圧洗浄液体は、スクリーン 表面に向けて放出でき、蓄積物小塊または小片(accumulated debris)の除去を 助長し、それによりブロックが形成されるのを防止する。場合により、スクリー ンは回転可能でもあり、スクリーンの洗浄が補助される。 液体ノズルおよびスクリーンの直ぐ下に、一般的に19により示す、チャンバ ー16内に高圧空気を導入する手段を示している。空気は、一般的にスクリーン の内側表面に当たるように好ましくはノズル、開口または細いベンチュリー管( venturi)等を使用して、周期的または連続的にチャンバーに供給される。空気 排出チューブ20を設けてよく、スクリーンが閉塞する場合でも、空気流を用い る場合、それが連続的となるのを確保できる。この空気は、スクリーニングされ た流出物に空気を供給する作用、および/または流出物のガス状部分から臭気を 除去する作用を果たすだけでなく、内側表面から圧力を加えてスラッジを篩の外 側表面14から動かす驚くべき有効な方法でスクリーンを浄化するが、スクリー ン面を振動させることにより固形分を除去するのが助長される。 最後に、マッシュルーム形状スクリーニング装置の柄の部分は、水に浸けるこ とができるポンプ(水中ポンプ)16を収容し、このポンプはスクリーニングさ れて空気が供給され、また、除臭された下水流出物をパイプ4および場合により 散水濾床9にまたは直接精密濾過装置5に送る。適当な精密濾過装置は、メムテ ック社(Memtec)が製造し、「Memtec」の登録商標の下で販売されている種類 の ものから選択できる(例えばM10 CMF装置)。 このCMF装置5および逆浸透(RO)装置8は、それぞれ種々のデバイスを 化学的に洗浄または逆洗浄する手段を含む。これらの装置からの洗浄媒体および 洗浄された蓄積固体は、それぞれ導管22および23を介して下水管に直接戻す のが好ましい。これは、スクリーン13の外側表面14に、またはそれに向けて 供給してよく、スクリーンをきれいに保持するのを助長できる。 本発明の第1の要旨の方法および装置の主たる工程および場合により可能な変 形を以下に更に詳細に説明する。 本発明の第1の要旨の処理方法の一部分を構成するスクリーニングから始める と、図2に示す態様は、1つのの好ましい形態に過ぎず、多くの物理的に異なる スクリーンの態様により構造的な基準を達成できることが理解されよう。この点 に関して、市販の回転ドラムスクリーン、ベルトスクリーンおよび種々の振動ス クリーン装置を修正して本発明の要件を満たすようにできる。同様にして、洗浄 目的のために下水フローに対して傾けることができる一般的に静的なスクリーン を使用することもできる。 多くの場合、スクリーンの好ましい形態は、1.0m3/s/m2以下であるの が好ましい濾過速度および約900ミクロン以下、理想的には約200〜250 ミクロンの最大粒子寸法の得られる濾過物(濾液)を提供するように構成されて いる。これらの数値は、選択される特定の装置または形式に部分的に依存するこ とが理解されよう。 下水管3または隣接する溜め内にスクリーン2に配置することが好ましい装置 である一方、もう1つの可能な態様は、下水管から上述の地面に配置するスクリ ーニング装置に下水をポンプで送ることである。 必要なポンプの総数は、下水取り出し位置の地形的な問題、および選択した濾 過装置が自身のポンプシステムを有するか否かにより変わる。しかしながら、一 般的には、下水管の外部でスクリーニングを実施する場合、追加のポンプ輸送段 階が必要であると考えられる。 この方法のもう1つの場合により採用できる工程(オプション工程)は、位置 24において精密濾過5の前に実施してよい凝固剤の計量供給段階である。生物 的散水濾床装置も方法に含む場合、凝固剤の投入は、図示するようにこの生物的 処理の下流で実施するのが望ましい。 一般的に6にて示される化学物質(薬品)計量供給段階は、位置25における スケール防止剤の注入、その後の位置26における有機分散剤の注入および/ま たは生物の成長をコントロールするための位置27における殺菌剤、例えば塩素 の注入のような既知の処理を幾つか含んでよい。 使用に際して、スクリーニングデバイス2を介して流出物を取り出し、導管4 を経由して直接精密濾過装置5に、またはオプションの散水濾床にポンプ輸送す る。下水の性質に応じて精密濾過段階の前に流出物に凝固剤を加えてよい。 精密濾過は、懸濁固体の量を実質的に減らすように機能する。精密濾過装置が 供給フィードを処理するのが困難であると考えられる場合、精密濾過装置を通過 するある程度の十字流があってもよい。精密濾過装置が閉塞してくる場合、シス テムは自動的に逆洗操作を実施し、逆洗液を導管17を介して下水に戻すのが好 ましい。 精密濾過段階を出る流出物のBODが未だかなり高い場合ことがあり、その場 合、精密濾過された流出物をROまたは他の第2膜分離段階に通す前に有機分散 剤を加えることが望ましい。これは、溶解性の有機物が溶液から析出してRO膜 を閉塞するのを防止する。ROから出る最終的な流出物は、実質的に減少したB ODを有し、場合により、塩素および/またはオゾンを加えることにより更に処 理/殺菌してよい。 原料下水を前スクリーニング(pre-screening)して、その後にCMFおよび 次のROで処理した予備試験の結果を以下に示す:実施例1−CMFおよびROへの前スクリーニングした原料下水 バッグフィルターを使用して、下水処理プラントの入口から直接採取した原料 下水を200ミクロンにスクリーニングした。次に、スクリーニングした下水を メムテック社が製造するモデル「3M1 マイクロコンパクト(Microcompact) 」 (3つの膜モジュールを含む)に供給した。この装置には、最大圧力が120kP aの遠心フィードポンプが取り付けられ、「デッド−エンド(dead-end)」モー ド(行き止まりモード)で操作した。精密濾過膜は、ポリプロピレンから作られ 、公称孔寸法は0.2ミクロンである。このシステムは、中空繊維の外側からそ の中に濾過して、従って、フィルターケーキ(濾滓)が膜の表面に蓄積すること により操作される。このケーキは、圧縮空気/液体逆洗浄を使用して周期的に除 去される。逆洗浄の間、空気を中空繊維の内側から外側に膜を通過させる。これ によりフィルターケーキが除去され、繊維の外側を液体の流れにより洗い流され る。 精密濾過装置は、19〜23℃の範囲のフィード温度で7.5〜9.0のpH で合わせて124時間運転した。逆洗浄は、18分毎に自動的に運転されるよう に設定した。精密濾過装置からの流量(flowrate)は最初300l/hであった が、後で200l/hに減少した。苛性アルカリおよび界面活性剤を使用する膜 の化学洗浄を24時間毎に実施して流量を維持した。 精密濾過装置の流れをメムテック社製のアドミラル(Admiral)SW700逆 浸透装置(RO)に供給した。この逆浸透装置には2.5インチ×25インチの 酢酸セルロース逆浸透膜を装着した。 この逆浸透装置を、17.6GFD(US−ガロン/ft2/日)の平均透過 流束、61/分の濃縮物流量で合わせて93.5時間運転した。これにより、回 収率は7.85%であった。システムの操作圧力は、実験の間中、1800kP aにて一定に維持した。RO装置において必要な流れを保持するために濃縮物の リサイクルを採用した。(次亜塩素酸ナトリウムの形態)で塩素を1ppmの濃 度でROフィードに加えて生物的汚れを防止した。 ROの場合の標準化した透過流量を次の表に示し、また、図3にグラフにて示 している。 示したデータによれば、標準化した流量に多少の変動はあるが、ほぼ安定した 性能が得られている。これは、次の表および図4にてグラフにより示した約2. 2%と約2.7%の間で変動する塩透過データにより十分に裏付けられている。 下水からの汚染物質を拒絶するシステムの能力についても検討した。これには 、スクリーニングした原料下水、精密濾過した流出物(濾液)および逆浸透流出 物(RO透過物)が含まれる。微生物(大腸菌、faecal coliforms)、化学的酸 素 要求量(COD)、生化学的酸素要求量(BOD)、ニトレート、アンモニア、 全ケルダール(kjeldahl)窒素(TKN)および全リンについてサンプルを分析 した。平均した結果を以下の表に示す。 処理システムの試験の結論 これらのデータは、スクリーニングした原料下水の精密濾過の操作は実施可能 であり、また、生成する濾液は逆浸透に適当なフィードをもたらすことを示す。 逆浸透プロセスからの流出物(透過液)は、飲料用品質に近く、多くの再使用の 用途のために適当である。また、この方法は、明らかな不都合が無く、容易に停 止でき、また、開始できることが判った。今のところ、達成された17.6の平 均透過流束は極めて良好であり、これは、受け入れられる工業的な標準の殆ど2 倍であることは着目すべきである。また、驚くべきことに、試験の限られた期間 ではあるが、RO装置を化学的に洗浄することは不必要であった。 本発明の第1の要旨の方法および装置は、これまでに既知の下水主管から水を 取り出す方法より実質的にコンパクトであり、また、融通性に富むことは当業者 には直ちに明らかであろう。 これらの利点は、少なくとも部分的には、沈降のためのホールディングタンク を使用するような処理の必要性が実質的に解消または減少することから生じる。 場合により長い期間にわたる厄介な沈降または生物的消化プロセスの必要性を解 消できるこの可能性は、スクリーニングされた原料流出物を引き続いて直接精密 濾過により処理できるという予測不能な知見から生じる。 次に、本発明の第3の要旨に基づいて形成されるスクリーニングデバイスに関 しては、このデバイスは上述の特定の形態に限定されるものではないことが理解 されよう。より詳しくは、後ろ側には洗浄用の空気が当てられる、デバイスのス クリーン要素は、先に説明した種類のシーブベンド、バッグスクリーンまたは閉 鎖スクリーンに使用されるような静的な種類のものか、あるいは回転ドラムスク リーンまたは回転ディスクスクリーン等のような動的な種類のスクリーンであっ てよい。 図2に示したような前(予備)スクリーンデバイスの好ましい形態について実 施した予備試験の結果を以下に説明する。実施例2−前スクリーンの操作 図2に示すような水噴霧要素および曝気用の空気分配システムを有する標準タ イプの前スクリーン(pre-screen)を作製し、45.5%の開口面積を有する、 500ミクロンの開口部を有するスクリーンを取り付けた。スクリーンの全面積 は0.26m2であった。331/分の一定流量でスクリーンを運転した。露出 スクリーン面積を変えることにより、0.002、0.004および0.008 m3/s/m2のスクリーニング速度で試験した。 スクリーンデバイス全体が原料の未処理下水により完全に覆われるように、下 水処理プラントの入口取水庭(フォアベイ、forebay)の形態の溜めに浸けた。 空気供給を行わずに、331/分の流量および0.004m3/s/m2のスクリ ーニング速度でスクリーンを運転でき、約15分後に繊維状物質および他の固形 分により閉塞した。空気供給を実施して90分にわたってスクリーンを運転した が、閉塞の兆候は無かった。空気供給を停止すると、それから17分後にスクリ ーンが閉塞した。一旦閉塞すると、水の噴霧を使用するとスクリーンは有効に洗 浄できたが、水の噴霧および空気供給を組み合わせて使用すると、より簡単に洗 浄できた。 0.008m3/s/m2のスクリーン速度で上記内容を繰り返した。空気供給 をしない場合では、スクリーンは約3〜4分で閉塞した。しかしながら、約10 秒間継続する短時間の破裂的な空気供給(バースト・エアレーション)を3分毎 に適用すると、スクリーンは浸漬状態で有効に洗浄され、操作を継続することが 可能であった。 採取したサンプルは、約30〜40%の全固形分減少を示した。実施例3−前スクリーンの操作 本実施例では、実施例2で使用したスクリーンに開口面積50%の250ミク ロンの開口寸法を有するスクリーンを取り付け、0.003m3/s/m2の濾過 速度で試験した。 空気供給を実施しない場合、約2分の操作でスクリーンの閉塞が生じた。10 秒間継続する破裂的な空気供給を2分毎に適用するか、あるいは連続的に空気供 給を実施すると、閉塞することなく、スクリーンを75分間継続運転した。(不 十分な空気供給または空気供給をしないことにより)閉塞が一旦生じると、約1 0〜30秒の水の噴霧を行うと、スクリーンを洗浄できた。 フィードがポンプステーションの1つから間欠的に下水処理プラントに供給さ れる場合に生じる取水庭の乱れも、分離された物質がスクリーン表面から容易に 洗い流されるのでスクリーンの洗浄を助長した。これにより、下水主管に存在し 得る乱れおよび自然の流れの利点を利用するスクリーンを設計する利点が顕著に なった。あるいは、スクリーンを配置する溜めまたはピットの設計を慎重にする ことにより、人工的な乱れおよび接線方向のスクリーンの流れを達成することが できる。実施例4−前スクリーンの操作 実施例2の前スクリーンに開口面積50%の850ミクロンの開口寸法を有す るスクリーンを取り付け、0.003m3/s/m2の濾過速度で試験した。 空気供給および水噴霧を実施しないでスクリーンを操作した場合、34分で閉 塞が生じた。空気供給を行うと、閉塞の兆候無しで1時間以上にわたりスクリー ンを運転した。採取したサンプルによると、20%の固形分除去を示した。 90分の全運転時間後、スクリーンを取り外して検査した。スクリーン本体は 清浄であり、噴霧水が接触しなかった幾らかのセクションは、スクリーンでもつ れた繊維状物質を有し、これは容易に除去できなかった。繊維および他の固形分 は表面に存在し易く、空気および/水を使用して容易に除去できたので、このこ とは試験したより細かいスクリーン(実施例2および3)に関しては問題とはな らなかった。前スクリーン試験の結論 試験した全てのスクリーンは、繊維状の物質を除去するのに有効であり、より 細かいスクリーン(250〜500ミクロン)はより簡単に洗浄できた。固形分 の除去率は250ミクロンのスクリーンでは約30〜40%であり、また、85 0ミクロンのスクリーンでは約20%であった。 水の噴霧によりスクリーンを清浄に保持することができたが、エアレーション (空気供給)と組み合わせた場合が最も有効であることが判った。 エアレーションシステムは十分に空気供給された下水をもたらし(採取したサ ンプル中の微細な気泡により判る)、また、スクリーンを清浄に維持するのを助 長する。 本発明の第3の要旨のスクリーンを使用すると、スラッジがたまる表面から離 れた(遠い)スクリーンの内側に空気および/または洗浄流体を当てると、驚く べき程に効果的なスクリーンを清浄に維持する方法がもたらされる。 開口部を有するスクリーン、特に約500ミクロンまたはそれ以下の開口を有 するものを使用する場合、空気を供給しない場合にはスラッジの形成が認められ る。しかしながら、一旦エアレーションを実施すると、蓄積したスラッジは簡単 にスクリーンから滑り落ちてシート状の小片となる。空気を連続的に供給すると 、スラッジは実質的に形成されない。 特定の実施例を参照して本発明を説明してきたが、本発明は他の多くの形態に 具現化できることが当業者には理解できよう。
【手続補正書】特許法第184条の8 【提出日】1996年2月5日 【補正内容】 上述の種類のシステムには幾つかの欠点がある。第1に、何らかの形態の沈降 またはホールディングタンクが含まれることにより、処理時間が潜在的に増える だけでなく、これは、直ちにシステムが大きくなることおよび扱いにくくなるこ とにつながり、それによって、どこに、また、どのように処理プラントを配置す るかという位置的制約が生じる。更に、そのようなシステムを用いる場合、臭気 をコントロールする問題がしばしば生じる。 長い滞留時間の生物処理段階が含まれる場合、種々の生物プロセスが有効に機 能するために必要であるバクテリアの成長を維持するために、システムをずっと 操作(運転)状態で保持する必要性があるという別の欠点が存在する。活性スラ ッジシステムを用いる場合、これは、追加の水が必要でない場合、例えば豪雨の 間であっても、空気を供給することおよびこれらのシステムを運転状態にしてお くことに関連する費用を要することを意味する。 本発明の目的は、従来技術の上述の1またはそれ以上の欠点を克服するか、あ るいは少なくとも改善する、下水管から取り出した原料下水(raw sewage)から 水を回収する方法および装置を提供することである。 発明の開示 本発明の第1の要旨によれば、下水管から直接取り出した原料下水から水を回 収する方法が提供され、該方法は、 そのままの原料下水を直接スクリーニング(screening、篩分け)して、50 〜900ミクロンの最大粒子寸法を有するスクリーニングされた流出物を得る工 程、および 精密濾過膜分離段階を通ってスクリーニングされた流出物の幾らかまたは全て を濾過(または濾別)して中間に長時間の生物処理段階を含まずに懸濁固体を除 去する工程 を含んで成る。 好ましくは、この方法は、第1膜分離段階からの流出物の幾らかまたは全てを 第2膜分離工程により濾過して選択された(所定の)溶解性基質を除去する工程 を更に含んで成る。場合により、この方法は、第1膜分離段階からの流出物に薬 品を加えて第2膜分離段階に送られる前に溶解性有機基質が溶液中で沈殿するの を防止する。 望ましくは、好ましい第1膜分離段階は、連続精密濾過(microfiltration) プロセスである。好ましい第2膜分離段階は供給するフィード(in-feed)の品 質および必要とされる最終流出物の品質レベルにより変わるが、限外濾過、ナノ フィルトレーション(nanofiltration)または逆浸透を含んでよく、これらのプ ロセスは単独または組み合わせで用いられる。 好ましくは、この方法は、それぞれのスクリーニングおよび膜分離段階を周期 的に洗浄または逆洗する工程、ならびに場合により洗浄媒体および蓄積固体を下 水管に直接戻す工程を追加的に含む。1つの好ましい形態では、第1および/ま たは第2膜分離段階からの洗浄媒体を、最初にスクリーンの洗浄を補助するため に使用するように戻す。 好ましくは、スクリーンの開口部の寸法は、100〜500ミクロンの範囲で ある。精密濾過およびその後の逆浸透を用いる方法の1つの有用な形態では、2 00〜250ミクロンのスクリーンが好ましい。 限外濾過または逆浸透段階用の洗浄媒体は、化学的洗浄剤を含んでよい。 好ましい形態では、下水主管内で、あるいは好ましくはそれから直接それた近 接する溜め内で実質的にセルフクリーニングの(自己清浄性の)スクリーンシス テム、例えば本発明の第3の要旨に基づいて形成されたスクリーンにより、スク リーニングを実施する。他の適当なスクリーンには回転ベルト型またはドラム型 スクリーン、バッグスクリーンなどが含まれる。望ましくは、スクリーンは、水 および/または空気、あるいは他の洗浄媒体をスクリーン面に供給する(当てて 注ぐ)ノズルまたはジェットなどを有して成る洗浄手段も含む。 下水管内スクリーンを使用する場合、臭気をコントロールするのがより容易で あり、スクリーニングの扱いが実質的に無くなり、精密濾過段階への1つのポン プ輸送段階が必要であるに過ぎないという点で、幾つかの利点がある。 1つの好ましい形態では、この方法は、精密濾過段階の前に短い滞留時間のト リクル・ベッド・サスペンデッド・グロース・フィルター装置(tricle bed sus pended growth filter arrangement、散水濾床または散水床懸下成長型フィルタ ー)にスクリーニングされた流出物を通す工程も含む。 望ましくは、この方法は、精密濾過段階の前にスクリーニングされた流出物に 凝固剤を投入する工程も含む。 別の態様では、第2膜分離段階からの流出物を殺菌してよく、好ましくはそれ にオゾンを通すことに行ってよい。 本発明の第2の要旨では、下水管から直接取り出した原料下水から水を回収す る装置が提供され、該装置は、 50〜900ミクロンの最大粒子寸法を有するスクリーニングされた流出物を 原料下水から直接得るように操作できるスクリーニング手段、および 中間に長時間の生物処理段階を含まずにスクリーニングされた流出物の幾らか または全てから懸濁固体を濾過(濾別)するように操作できる精密濾過膜分離手 段 を有して成る。 望ましくは、この装置は、第1膜分離手段からの流出物の幾らかまたは全てか ら選択された溶解性物質を濾過するように操作できる第2のより細かい膜分離手 段を更に有して成る。 場合により、この装置は、溶解性有機物質が溶液中で沈殿するのを防止するた めに、第1膜分離段階からの流出物を処理するために薬品を加える手段も含む。 望ましくは、この装置は、それぞれのスクリーニングおよび膜分離段階を周期 的に洗浄または逆洗して、洗浄媒体および蓄積固体を下水管に戻す手段も含む。 好ましくは、この装置は、本発明の第1の要旨の方法の優位性の幾つかまたは 全てが得られる手段も含む。 本発明の第3の要旨では、下水管からの原料下水を分離(スクリーニングまた はスクリーン分離)するためのスクリーニングデバイスが提供され、このデバイ スは、 分離流出物がスクリーンの外側表面からスクリーンを通過できるようになって いるスクリーン、および スクリーンを振動させ、それによってスクリーンの外側表面に蓄積する固体の 除去を助長するための、一般的にスクリーンの内側表面に向けて空気を供給する (当てる)ように配置した手段 を有して成る。 好ましい形態では、スクリーンは、包囲されたチャンバーの表面の一部分を規 定し、スクリーンの外側表面からスクリーンを通ってチャンバー内に分離された 流出物が通過できるようになっている。望ましくは、チャンバー内にポンプが供 給され、分離された流出物を取り出して別のところに供給する。 好ましくは、スクリーンは、スクリーンへの洗浄水(または清浄化水)または 他の洗浄媒体を供給する手段も含む。これは、スクリーンの内側表面からスクリ ーンを通って外に、および/またはスクリーンの外側表面に直接洗浄媒体を供給 する(当てる)手段を含んでよい。 このデバイスのスクリーン要素は、シーブベンド(sieve bend、篩ベンド)、 バッグスクリーン(bag screen)、浮遊型バッグスクリーン(floating bag scr een)、閉じたインラインスクリーン(in-line screen)等の静的なものであっ ても、あるいは回転ドラムまたは回転ディスクスクリーン等の動的なスクリーン であってもよい。 場合により、スクリーンは、その外側表面で選択的に(場合により所定のよう に)操作できる掻き取り(スクレーパー)機構の何らかの形態も含んでよい。も う1つの形態では、このデバイスは、下水の接線方向流れがスクリーンの洗浄を 助長するように、一般的な下水の流れ方向に対するスクリーンの傾きを変える手 段も含んでよい。別法では、このデバイスは、例えば入口の下にスクリーンを配 置することにより、スクリーンを洗浄するために溜めにおいて乱れた下水流れを 利用するように配置してよい。 もう1つの態様では、スクリーンは、それを振動させる機械的手段を含み、蓄 積した分離物を除去する。 スクリーンに向けられる洗浄空気は、ガス/臭気スクラバーとしても作用する 。 1つの好ましい形態では、間欠的に高圧のブラスト(blast)を使用して、分離 物を周期的に除去し、一般的に連続のより低圧の空気ジェットは、分離された流 請求の範囲 1.下水管から直接取り出した原料下水から水を回収する方法であって、 50〜900ミクロンの最大粒子寸法を有するスクリーニングされた流出物を 得るように原料下水を直接スクリーニングする工程、および 中間に長時間の生物処理段階を含まずに懸濁固体を除去するために、スクリー ニングされた流出物の幾らかまたは全てを精密濾過膜分離段階に通して濾過する 工程 を含んで成る方法。 2.スクリーンが100〜500ミクロンの範囲の開口寸法を有する請求の範 囲第1項に記載の方法。 3.スクリーンが200〜250ミクロンの範囲の開口寸法を有する請求の範 囲第1項または第2項に記載の方法。 4.精密濾過膜分離段階からの流出物の幾らかまたは全てを第2のより細かい 膜分離工程に通して濾過して選択された溶解性物質を除去する工程を更に含んで 成る請求の範囲第1〜3項のいずれかに記載の方法。 5.精密濾過膜分離段階からの流出物に薬品を加えて、第2膜分離段階に送ら れる前に溶液中で溶解性有機物質が析出するのを防止する工程を更に含む請求の 範囲第4項記載の方法。 6.精密濾過膜分離段階は連続の精密濾過プロセスである請求の範囲第1〜5 項のいずれかに記載の方法。 7.第2膜分離段階は逆浸透プロセスである請求の範囲第4〜6項のいずれか に記載の方法。 8.スクリーニングおよび1またはそれ以上の膜分離段階を周期的に洗浄また は逆洗浄して、洗浄媒体および蓄積固体を下水管に直接戻す工程を更に含んで成 る請求の範囲第1〜7項のいずれかに記載の方法。 9.スクリーンの洗浄を助長するために洗浄媒体を使用する方法で、洗浄媒体 を戻す請求の範囲第6項記載の方法。 10.スクリーニングプロセスは、下水主管またはそれから直接分岐した溜め 内で行う請求の範囲第1〜9項のいずれかに記載の方法。 11.スクリーニング段階は、静的スクリーニングデバイスを使用する請求の 範囲第1〜10項のいずれかに記載の方法。 12.スクリーニング段階は、連続的または間欠的に洗浄流体をスクリーンに 適用してスクリーンを清浄に保つ工程を含む請求の範囲第1〜11項のいずれか に記載の方法。 13.精密濾過段階の前に短い滞留時間の散水床懸下成長型フィルターまたは 他の短い滞留時間の生物処理プロセスにスクリーニングされた流出物を送る工程 を更に含む請求の範囲第1〜12項のいずれかに記載の方法。 14.精密濾過膜分離段階の前に、スクリーニングされた流出物に凝固剤を投 入する工程を更に含む請求の範囲第1〜13項のいずれかに記載の方法。 15.最終殺菌段階を含む請求の範囲第1〜14項のいずれかに記載の方法。 16.精密濾過膜分離プロセスからの流出物を殺菌して、第2膜分離プロセス における生物の成長を防止する段階を含む請求の範囲第1〜15項のいずれかに 記載の方法。 17.下水管から直接取り出した原料下水から水を回収する装置であって、 50〜900ミクロンの最大粒子寸法を有するスクリーニングされた流出物 を原料下水から直接得るように操作できるスクリーニング手段、および 中間に長時間の生物処理段階を含まずにスクリーニングされた流出物の幾らか または全てから懸濁固体を濾過するように操作できる精密濾過膜分離手段 を有して成る装置。 18.第1膜分離手段からの流出物の幾らかまたは全てから選択された溶解性 物質を濾別するように操作できる第2膜分離手段を更に含んで成る請求の範囲第 17項記載の装置。 19.第1膜分離手段からの流出物を処理するために薬品を投入する手段を更 に含んで成り、溶液中で溶解性有機物質が析出するのを防止する請求の範囲第1 8項記載の方法。 20.スクリーニングおよび1またはそれ以上の膜分離段階を周期的に洗浄ま たは逆洗浄して、洗浄媒体および蓄積固体を下水管に戻す手段を更に含んで成る 請求の範囲第17〜19項のいずれかに記載の装置。 21.スクリーンの洗浄を助長するように、洗浄媒体を下水管に戻す手段を含 む請求の範囲第21項記載の装置。 22.スクリーンの開口寸法は、50〜900ミクロンの範囲である請求の範 囲第17〜21項のいずれかに記載の装置。 23.スクリーンの開口寸法は200〜250ミクロンの範囲である請求の範 囲第17〜22項のいずれかに記載の装置。 24.第1および/または第2膜分離段階用の洗浄媒体は化学洗浄剤を含む請 求の範囲第20〜23項のいずれかに記載の装置。 25.スクリーニングデバイスは、下水主管内でまたはそれから直接分岐した 溜め内で使用するような構造である請求の範囲第17〜24項のいずれかに記載 の装置。 26.スクリーニング手段は、静的スクリーンを有して成る請求の範囲第17 〜25項のいずれかに記載の装置。 27.スクリーニング手段は、回転べルトまたはドラムスクリーンのような動 的スクリーンを有して成る請求の範囲第17〜26項のいずれかに記載の装置。 28.スクリーニング手段は、スクリーンに水および/または空気もしくは他 の洗浄媒体を導く洗浄ノズルまたはジェットを含む請求の範囲第17〜27項の いずれかに記載の装置。 29.第1膜分離段階の前に配置された散水床懸下成長型フィルター装置を更 に含む請求の範囲第17〜28項のいずれかに記載の装置。 30.第1膜分離手段の前に凝固剤をスクリーニングされた流出物に投入する 手段を更に有して成る請求の範囲第17〜29項のいずれかに記載の装置。 31.第1または第2膜分離手段からの流出物を処理するために配置された殺 菌手段を更に含んで成る請求の範囲第17〜30項のいずれかに記載の装置。 32.第2膜分離プロセスにおける生物の成長を防止するために、第1膜分離 プロセスからの流出物を殺菌する手段を更に含んで成る請求の範囲第17〜31 項のいずれかに記載の装置。 33.下水管からの原料下水をスクリーニングするためのスクリーニングデバ イスであって、 スクリーンの外側表面からスクリーンを通ってスクリーニングされる流出物が 通過できるようになっているスクリーン、および スクリーンを振動させ、それによってスクリーンの外側表面に蓄積する固体の 除去を助長するために、一般的にスクリーンの内側表面に向けて空気を供給する ように配置した手段 を有して成るデバイス。 34.スクリーンは、閉じられたチャンバーの表面の一部分を規定し、空気を 供給する手段がこのチャンバー内に配置されている請求の範囲第33項記載のス クリーニングデバイス。 35.固体および臭気を除去するために、間欠的な洗浄用送風で、および/ま たは連続的にスクリーンの内側表面に空気を供給する手段を含む請求の範囲第3 3項または第34項記載のスクリーニングデバイス。 36.チャンバーは、スクリーンを振動させた後に空気の換気を容易にするよ うに配置した空気排出出口を含む請求の範囲第33〜35項のいずれかに記載の スクリーニングデバイス。 37.スクリーンは、予想される乱れた原料下水の流れを利用してスクリーン の洗浄をさらに助長するように配置される請求の範囲第33〜36項のいずれか に記載のスクリーニングデバイス。 38.スクリーンは、下水流の接近してくる方向に向ける請求の範囲第33〜 37項のいずれかに記載のスクリーニングデバイス。 39.スクリーンは一般的に中高であり、空気排出出口はスクリーンの頂点に 隣接して配置されている請求の範囲第35〜38項のいずれかに記載のスクリー ニングデバイス。 40.チャンバーからスクリーニングされた流出物を取り出すポンプを含む請 求の範囲第33〜39項のいずれかに記載のスクリーニングデバイス。 41.洗浄水または別の洗浄媒体をスクリーンに供給する手段を含む請求の範 囲第33〜40項のいずれかに記載のスクリーニングデバイス。 42.スクリーンは、静的スクリーンである請求の範囲第33〜41項のいず れかに記載のスクリーニングデバイス。 43.スクリーンは、回転ドラムスクリーンまたはディスクスクリーンのよう な動的スクリーンである請求の範囲第33〜42項のいずれかに記載のスクリー ニングデバイス。 44.スクリーンの外側表面で選択的に(適宜)操作可能な追加の引っ掻き機 構の何らかの形態を含む請求の範囲第33〜43項のいずれかに記載のスクリー ニングデバイス。 45.濾液が900ミクロン以下の粒子寸法を有する請求の範囲第33〜44 項のいずれかに記載のスクリーニングデバイス。 46.請求の範囲第33〜45項のいずれかに基づくスクリーニングデバイス を使用するスクリーニングプロセスを組み込んだ請求の範囲第1〜16項のいず れかに基づいて、下水管から直接取り出した原料下水から水を回収する方法。 47.請求の範囲第33〜45項のいずれかに基づくスクリーニングデバイス を組み込んだ請求の範囲第17〜32項のいずれかに基づいて作られた、下水管 から直接取り出した原料下水から水を回収する装置。 【手続補正書】特許法第184条の8 【提出日】1996年2月23日 【補正内容】 リクル・ベッド・サスペンデッド・グロース・フィルター装置(tricle bed sus pended growth filter arrangement、散水濾床または散水床懸下成長型フィルタ ー)にスクリーニングされた流出物を通す工程も含む。 望ましくは、この方法は、精密濾過段階の前にスクリーニングされた流出物に 凝固剤を投入する工程も含む。 別の態様では、第2膜分離段階からの流出物を殺菌してよく、好ましくはそれ にオゾンを通すことに行ってよい。 本発明の第2の要旨では、下水管から直接取り出した原料下水から水を回収す る装置が提供され、該装置は、 50〜900ミクロンの最大粒子寸法を有するスクリーニングされた流出物を 原料下水から直接得るように操作できるスクリーニング手段、および 中間に長時間の生物処理段階を含まずにスクリーニングされた流出物の幾らか または全てから懸濁固体を濾過(濾別)するように操作できる精密濾過膜分離手 段 を有して成る。 望ましくは、この装置は、第1膜分離手段からの流出物の幾らかまたは全てか ら選択された溶解性物質を濾過するように操作できる第2のより細かい膜分離手 段を更に有して成る。 場合により、この装置は、溶解性有機物質が溶液中で沈殿するのを防止するた めに、第1膜分離段階からの流出物を処理するために薬品を加える手段も含む。 望ましくは、この装置は、それぞれのスクリーニングおよび膜分離段階を周期 的に洗浄または逆洗して、洗浄媒体および蓄積固体を下水管に戻す手段も含む。 好ましくは、この装置は、本発明の第1の要旨の方法の優位性の幾つかまたは 全てが得られる手段も含む。 本発明の第3の要旨では、下水管から直接取り出した原料下水を分離(スクリ ーニングまたはスクリーン分離)するための水中に浸けることができるスクリー ニングデバイスが提供され、このデバイスは、 下水流れの方向および/または水平方向に対して傾斜するスクリーンであって 、 包囲されたチャンバーの表面の一部分を規定し、スクリーンの外側表面からスク リーンを通ってチャンバー内に、900ミクロン以下の粒子寸法を有する分離さ れた流出物が通過できるようになっているスクリーン、 スクリーンの内側表面に圧力を作用させ、スクリーンの外側表面を振動させる ことによって、スクリーンの外側表面に蓄積する固体の除去を助長するための、 一般的にスクリーンの内側表面に向けて空気を供給する(当てる)ためのチャン バー内に配置した手段、 分離された流出物をチャンバーから取り出す手段、および チャンバー中の過剰空気の排気を容易にするためにスクリーンの上端に隣接し て配置した排気出口 を有して成る。 望ましくは、チャンバー内にポンプが供給され、分離された流出物を取り出し て別のところに供給する。 好ましくは、スクリーンは、スクリーンへの洗浄水(または清浄化水)または 他の洗浄媒体を供給する手段も含む。これは、スクリーンの内側表面からスクリ ーンを通って外に、および/またはスクリーンの外側表面に直接洗浄媒体を供給 する(当てる)手段を含んでよい。 このデバイスのスクリーン要素は、シーブベンド(sieve bend、篩ベンド)、 バッグスクリーン(bag screen)、浮遊型バッグスクリーン(floating bag scr een)、閉じたインラインスクリーン(in-line screen)等の静的なものであっ ても、あるいは回転ドラムまたは回転ディスクスクリーン等の動的なスクリーン であってもよい。 場合により、スクリーンは、その外側表面で選択的に(場合により所定のよう に)操作できる掻き取り(スクレーパー)機構の何らかの形態も含んでよい。も う1つの形態では、このデバイスは、下水の接線方向流れがスクリーンの洗浄を 助長するように、一般的な下水の流れ方向に対するスクリーンの傾きを変える手 段も含んでよい。別法では、このデバイスは、例えば入口の下にスクリーンを配 置することにより、スクリーンを洗浄するために溜めにおいて乱れた下水流れを 利用するように配置してよい。 もう1つの態様では、スクリーンは、それを振動させる機械的手段を含み、蓄 積した分離物を除去する。 スクリーンに向けられる洗浄空気は、ガス/臭気スクラバーとしても作用する 。1つの好ましい形態では、間欠的に高圧のブラスト(blast)を使用して、分 離物を周期的に除去し、一般的に連続のより低圧の空気ジェットは、分離された 流 図2を参照すると、本発明の第2の要旨に基づいて形成された好ましいスクリ ーン装置2が示されている。このスクリーニングデバイス2は、ほぼマッシュル ーム形の構造を有するのが好ましく、上部の外側表面12は、外側表面14およ び内側表面15を有するフィルタースクリーン13を支持している。スクリーン 13は16により一般的に示されるチャンバーの一部分を規定する。この好まし い形態のスクリーンは、約200〜250ミクロンの最大粒子寸法を有するスク リーニングされた流出物をもたらすように選択されたメッシュサイズを有する。 スクリーン13の下では、場合により存在する複数の洗浄液体ノズル17がマ ニホールド18に配置され、このマニホールドは高圧水または洗浄剤源(図示せ ず)に接続されているのが好ましい。ノズルからの高圧洗浄液体は、スクリーン 表面に向けて放出でき、蓄積物小塊または小片(accumulated debris)の除去を 助長し、それによりブロックが形成されるのを防止する。場合により、スクリー ンは回転可能でもあり、スクリーンの洗浄が補助される。 液体ノズルおよびスクリーンの直ぐ下に、一般的に19により示す、チャンバ ー16内に高圧空気を導入する手段を示している。空気は、一般的にスクリーン の内側表面に当たるように好ましくはノズル、開口または細いベンチュリー管( venturi)等を使用して、周期的または連続的にチャンバーに供給される。空気 排出チューブ20を設けてよく、スクリーンが閉塞する場合でも、空気流を用い る場合、それが連続的となるのを確保できる。この空気は、スクリーニングされ た流出物に空気を供給する作用、および/または流出物のガス状部分から臭気を 除去する作用を果たすだけでなく、内側表面から圧力を加えてスラッジを篩の外 側表面14から動かす驚くべき有効な方法でスクリーンを浄化するが、スクリー ン面を振動させることにより固形分を除去するのが助長される。 最後に、マッシュルーム形状スクリーニング装置の柄の部分は、水に浸けるこ とができるポンプ(水中ポンプ)21を収容し、このポンプはスクリーニングさ れて空気が供給され、また、除臭された下水流出物をパイプ4および場合により 散水濾床9にまたは直接精密濾過装置5に送る。適当な精密濾過装置は、メムテ ック社(Memtec)が製造し、「Memtec」の登録商標の下で販売されている種類 の 請求の範囲 1.下水管から直接取り出した原料下水から水を回収する方法であって、 50〜900ミクロンの最大粒子寸法を有するスクリーニングされた流出物を 得るように原料下水を直接スクリーニングする工程、および 中間に長時間の生物処理段階を含まずに懸濁固体を除去するために、スクリー ニングされた流出物の幾らかまたは全てを精密濾過膜分離段階に通して濾過する 工程 を含んで成る方法。 2.スクリーンが100〜500ミクロンの範囲の開口寸法を有する請求の範 囲第1項に記載の方法。 3.スクリーンが200〜250ミクロンの範囲の開口寸法を有する請求の範 囲第1項または第2項に記載の方法。 4.精密濾過膜分離段階からの流出物の幾らかまたは全てを第2のより細かい 膜分離工程に通して濾過して選択された溶解性物質を除去する工程を更に含んで 成る請求の範囲第1〜3項のいずれかに記載の方法。 5.精密濾過膜分離段階からの流出物に薬品を加えて、第2膜分離段階に送ら れる前に溶液中で溶解性有機物質が析出するのを防止する工程を更に含む請求の 範囲第4項記載の方法。 6.精密濾過膜分離段階は連続の精密濾過プロセスである請求の範囲第1〜5 項のいずれかに記載の方法。 7.第2膜分離段階は逆浸透プロセスである請求の範囲第4〜6項のいずれか に記載の方法。 8.スクリーニングおよび1またはそれ以上の膜分離段階を周期的に洗浄また は逆洗浄して、洗浄媒体および蓄積固体を下水管に直接戻す工程を更に含んで成 る請求の範囲第1〜7項のいずれかに記載の方法。 9.スクリーンの洗浄を助長するために洗浄媒体を使用する方法で、洗浄媒体 を戻す請求の範囲第8項記載の方法。 10.スクリーニングプロセスは、下水主管またはそれから直接分岐した溜め 内で行う請求の範囲第1〜9項のいずれかに記載の方法。 11.スクリーニング段階は、静的スクリーニングデバイスを使用する請求の 範囲第1〜10項のいずれかに記載の方法。 12.スクリーニング段階は、連続的または間欠的に洗浄流体をスクリーンに 適用してスクリーンを清浄に保つ工程を含む請求の範囲第1〜11項のいずれか に記載の方法。 13.精密濾過段階の前に短い滞留時間の散水床懸下成長型フィルターまたは 他の短い滞留時間の生物処理プロセスにスクリーニングされた流出物を送る工程 を更に含む請求の範囲第1〜12項のいずれかに記載の方法。 14.精密濾過膜分離段階の前に、スクリーニングされた流出物に凝固剤を投 入する工程を更に含む請求の範囲第1〜13項のいずれかに記載の方法。 15.最終殺菌段階を含む請求の範囲第1〜14項のいずれかに記載の方法。 16.精密濾過膜分離プロセスからの流出物を殺菌して、第2膜分離プロセス における生物の成長を防止する段階を含む請求の範囲第1〜15項のいずれかに 記載の方法。 17.下水管から直接取り出した原料下水から水を回収する装置であって、 50〜900ミクロンの最大粒子寸法を有するスクリーニングされた流出物 を原料下水から直接得るように操作できるスクリーニング手段、および 中間に長時間の生物処理段階を含まずにスクリーニングされた流出物の幾らか または全てから懸濁固体を濾過するように操作できる精密濾過膜分離手段 を有して成る装置。 18.第1膜分離手段からの流出物の幾らかまたは全てから選択された溶解性 物質を濾別するように操作できる第2膜分離手段を更に含んで成る請求の範囲第 17項記載の装置。 19.第1膜分離手段からの流出物を処理するために薬品を投入する手段を更 に含んで成り、溶液中で溶解性有機物質が析出するのを防止する請求の範囲第1 8項記載の方法。 20.スクリーニングおよび1またはそれ以上の膜分離段階を周期的に洗浄ま たは逆洗浄して、洗浄媒体および蓄積固体を下水管に戻す手段を更に含んで成る 請求の範囲第17〜19項のいずれかに記載の装置。 21.スクリーンの洗浄を助長するように、洗浄媒体を下水管に戻す手段を含 む請求の範囲第20項記載の装置。 22.スクリーンの開口寸法は、200〜250ミクロンの範囲である請求の 範囲第17〜21項のいずれかに記載の装置。 23.第1および/または第2膜分離段階用の洗浄媒体は化学洗浄剤を含む請 求の範囲第20〜22項のいずれかに記載の装置。 24.スクリーニングデバイスは、下水主管内でまたはそれから直接分岐した 溜め内で使用するような構造である請求の範囲第17〜23項のいずれかに記載 の装置。 25.スクリーニング手段は、静的スクリーンを有して成る請求の範囲第17 〜24項のいずれかに記載の装置。 26.スクリーニング手段は、回転ベルトまたはドラムスクリーンのような動 的スクリーンを有して成る請求の範囲第17〜25項のいずれかに記載の装置。 27.スクリーニング手段は、スクリーンに水および/または空気もしくは他 の洗浄媒体を導く洗浄ノズルまたはジェットを含む請求の範囲第17〜26項の いずれかに記載の装置。 28.第1膜分離段階の前に配置された短い滞留時間の散水床懸下成長型フィ ルター装置を更に含む請求の範囲第17〜27項のいずれかに記載の装置。 29.第1膜分離手段の前に凝固剤をスクリーニングされた流出物に投入する 手段を更に有して成る請求の範囲第17〜28項のいずれかに記載の装置。 30.第1または第2膜分離手段からの流出物を処理するために配置された殺 菌手段を更に含んで成る請求の範囲第17〜29項のいずれかに記載の装置。 31.第2膜分離プロセスにおける生物の成長を防止するために、第1膜分離 プロセスからの流出物を殺菌する手段を更に含んで成る請求の範囲第17〜30 項のいずれかに記載の装置。 32.下水管から直接取り出した原料下水をスクリーニングするための水中浸 漬可能スクリーニングデバイスであって、 下水流れの方向および/または水平方向に対して傾斜するスクリーンであって 、包囲されたチャンバーの表面の一部分を規定し、スクリーンの外側表面からス クリーンを通ってチャンバー内に、900ミクロン以下の粒子寸法を有する分離 された流出物が通過できるようになっているスクリーン、 スクリーンの内側表面に圧力を作用させ、スクリーンの外側表面を振動させる ことによって、スクリーンの外側表面に蓄積する固体の除去を助長するための、 一般的にスクリーンの内側表面に向けて空気を供給する(当てる)ためのチャン バー内に配置した手段、 分離された流出物をチャンバーから取り出す手段、および チャンバー中の過剰空気の排気を容易にするためにスクリーンの上端に隣接し て配置した排気出口 を有して成るデバイス。 33.固体および臭気を除去するために、間欠的な洗浄用送風で、および/ま たは連続的にスクリーンの内側表面に空気を供給する手段を含む請求の範囲第3 2項記載のスクリーニングデバイス。 34.スクリーンは一般的に中高(凸形状)である請求の範囲第32項または 第33項記載のスクリーニングデバイス。 35.空気排気出口は中高スクリーンの頂点に隣接して配置されている請求の 範囲第34項記載のスクリーニングデバイス。 36.流出物取り出し手段はポンプの形態である請求の範囲第32〜35項の いずれかに記載のスクリーニングデバイス。 37.洗浄水または別の洗浄媒体をスクリーンに供給する手段を含む請求の範 囲第32〜36項のいずれかに記載のスクリーニングデバイス。 38.スクリーンの外側表面で選択的に(適宜)操作可能な追加の引っ掻き機 構の何らかの形態を含む請求の範囲第32〜37項のいずれかに記載のスクリー ニングデバイス。 39.請求の範囲第32〜38項のいずれかに基づくスクリーニングデバイス を使用するスクリーニングプロセスを組み込んだ請求の範囲第1〜16項のいず れかに基づいて、下水管から直接取り出した原料下水から水を回収する方法。 40.請求の範囲第32〜38項のいずれかに基づくスクリーニングデバイス を組み込んだ請求の範囲第17〜31項のいずれかに基づいて作られた、下水管 から直接取り出した原料下水から水を回収する装置。 【図1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI B01D 65/02 9538−4D B01D 65/02 C02F 1/00 9342−4D C02F 1/00 L (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AP(KE,MW,SD,SZ),AM, AT,AU,BB,BG,BR,BY,CA,CH,C N,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE ,HU,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LK, LR,LT,LU,LV,MD,MG,MN,MW,N L,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE ,SI,SK,TJ,TT,UA,US,UZ,VN (72)発明者 デイ、アンソニー・ウォルター オーストラリア 2151 ニュー・サウス・ ウェールズ、ノース・ロックス、ザ・キャ リッジ・ウェイ 13番 (72)発明者 ウェンド、ニール・アイヴァー オーストラリア 6050 ウェスタン・オー ストラリア、メノラ、アードロス・クレセ ント 14番 (72)発明者 マコーミック、アントニー・ブライアン オーストラリア 2113 ニュー・サウス・ ウェールズ、ノース・ライド、ショウ・ス トリート 10番 (72)発明者 マーキウィック、トーマス・エー オーストラリア 2153 ニュー・サウス・ ウェールズ、ボールカム・ヒルズ、クレス トウッド・ドライブ 14番 (72)発明者 ストレリー、ゲイリー・ウィリアム オーストラリア 2753 ニュー・サウス・ ウェールズ、リッチモンド、フランシス・ ストリート 20番 (72)発明者 トンプソン、マーク・ジョン オーストラリア 2031 ニュー・サウス・ ウェールズ、ランドウィック、ウッド・ス トリート 5番 (72)発明者 アレグザンダー、ブレット オーストラリア 2133 ニュー・サウス・ ウェールズ、クロイドン・パーク、ベレス フォード・アヴェニュー 27番 【要約の続き】 する空気を供給する手段も含む。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.下水管から直接取り出した原料下水から水を回収する方法であって、 約900ミクロンより大きくない最大粒子寸法を有するスクリーニングされた 流出物を得るように原料下水をスクリーニングする工程、および 懸濁固体を除去するために、スクリーニングされた流出物の幾らかまたは全て を第1膜分離段階に通して濾過する工程 を含んで成る方法。 2.第1膜分離段階からの流出物の幾らかまたは全てを第2膜分離工程に通し て濾過して選択された溶解性物質を除去する工程を更に含んで成る請求の範囲第 1項記載の方法。 3.第1膜分離段階からの流出物に薬品を加えて、第2膜分離段階に送られる 前に溶液中で溶解性有機物質が析出するのを防止する工程を更に含む請求の範囲 第2項記載の方法。 4.第1膜分離段階は連続の精密濾過プロセスである請求の範囲第1〜3項の いずれかに記載の方法。 5.第2膜分離段階は逆浸透プロセスである請求の範囲第2〜4項のいずれか に記載の方法。 6.スクリーニングおよび1またはそれ以上の膜分離段階を周期的に洗浄また は逆洗浄して、洗浄媒体および蓄積固体を下水管に直接戻す工程を更に含んで成 る請求の範囲第1〜5項のいずれかに記載の方法。 7.スクリーンの洗浄を助長するために洗浄媒体を使用する方法で、洗浄媒体 を戻す請求の範囲第6項記載の方法。 8.原料下水のスクリーニングは、50〜900ミクロンの範囲の開口寸法を 有するスクリーンを使用する請求の範囲第1〜7項のいずれかに記載の方法。 9.スクリーンは、100〜500ミクロンの範囲の開口寸法を有する請求の 範囲第8項記載の方法。 10.スクリーンは、200〜250ミクロンの範囲の開口寸法を有する請求 の範囲第8項または第9項記載の方法。 11.スクリーニングプロセスは、下水主管またはそれから直接分岐した溜め 内で行う請求の範囲第1〜10項のいずれかに記載の方法。 12.スクリーニング段階は、静的スクリーニングデバイスを使用する請求の 範囲第1〜11項のいずれかに記載の方法。 13.スクリーニング段階は、連続的または間欠的に洗浄流体をスクリーンに 適用してスクリーンを清浄に保つ工程を含む請求の範囲第1〜12項のいずれか に記載の方法。 14.精密濾過段階の前に散水床懸下成長型フィルターまたは他の短い滞留時 間の生物処理プロセスにスクリーニングされた流出物を送る工程を更に含む請求 の範囲第1〜13項のいずれかに記載の方法。 15.第1膜分離の前に、スクリーニングされた流出物に凝固剤を投入する工 程を更に含む請求の範囲第1〜14項のいずれかに記載の方法。 16.最終殺菌段階を含む請求の範囲第2〜15項のいずれかに記載の方法。 17.第1膜分離プロセスからの流出物を殺菌して、第2膜分離プロセスにお ける生物の成長を防止する段階を含む請求の範囲第2〜16項のいずれかに記載 の方法。 18.下水管から直接取り出した原料下水から水を回収する装置であって、 約900ミクロンより大きくない最大粒子寸法を有するスクリーニングされ た流出物を原料下水から得るように操作できるスクリーニング手段、および スクリーニングされた流出物の幾らかまたは全てから懸濁固体を濾過するよう に操作できる第1膜分離手段 を有して成る装置。 19.第1膜分離手段からの流出物の幾らかまたは全てから選択された溶解性 物質を濾別するように操作できる第2膜分離手段を更に含んで成る請求の範囲第 18項記載の装置。 20.第1膜分離手段からの流出物を処理するために薬品を投入する手段を更 に含んで成り、溶液中で溶解性有機物質が析出するのを防止する請求の範囲第1 9項記載の方法。 21.スクリーニングおよび1またはそれ以上の膜分離段階を周期的に洗浄ま たは逆洗浄して、洗浄媒体および蓄積固体を下水管に戻す手段を更に含んで成る 請求の範囲第18〜20項のいずれかに記載の装置。 22.スクリーンの洗浄を助長するように、洗浄媒体を下水管に戻す手段を含 む請求の範囲第21項記載の方法。 23.スクリーンの開口寸法は、50〜900ミクロンの範囲である請求の範 囲第18〜22項のいずれかに記載の装置。 24.スクリーンの開口寸法は200〜250ミクロンの範囲である請求の範 囲第18〜23項のいずれかに記載の装置。 25.第1および/または第2膜分離段階用の洗浄媒体は化学洗浄剤を含む請 求の範囲第21〜24項のいずれかに記載の装置。 26.スクリーニングデバイスは、下水主管内でまたはそれから直接取り出さ れる溜め内で使用するような構造である請求の範囲第18〜25項のいずれかに 記載の装置。 27.スクリーニング手段は、静的スクリーンを有して成る請求の範囲第18 〜26項のいずれかに記載の装置。 28.スクリーニング手段は、回転ベルトまたはドラムスクリーンのような動 的スクリーンを有して成る請求の範囲第18〜27項のいずれかに記載の装置。 29.スクリーニング手段は、スクリーンに水および/または空気もしくは他 の洗浄媒体を導く洗浄ノズルまたはジェットを含む請求の範囲第18〜28項の いずれかに記載の装置。 30.第1膜分離工程の前に配置された散水床懸下成長型フィルター装置を更 に含む請求の範囲第18〜29項のいずれかに記載の装置。 31.第1膜分離手段の前に凝固剤をスクリーニングされた流出物に投入する 手段を更に有して成る請求の範囲第18〜30項のいずれかに記載の装置。 32.第1または第2膜分離手段からの流出物を処理するために配置された殺 菌手段を更に含んで成る請求の範囲第18〜31項のいずれかに記載の装置。 33.第2膜分離プロセスにおける生物の成長を防止するために、第1膜分離 プロセスからの流出物を殺菌する手段を更に含んで成る請求の範囲第19〜32 項のいずれかに記載の装置。 34.下水管からの原料下水をスクリーニングするためのスクリーニングデバ イスであって、 スクリーンの表面からスクリーンを通ってスクリーニングされる流出物が通過 できるようになっているスクリーン、および スクリーンの外側表面に蓄積する固体の除去を助長するために、一般的にスク リーンの内側表面に向けて空気を供給する手段 を有して成るデバイス。 35.臭気を除去するために、間欠的な洗浄用送風で、および/または連続的 にスクリーンの内側表面に空気を供給する手段を含む請求の範囲第34項記載の デバイス。 36.スクリーンは、閉じられたチャンバーの表面の一部分を規定し、スクリ ーンの外側表面からスクリーンを通ってチャンバー内にスクリーニングされる流 出物が通過できるようになっている請求の範囲第34項または第35項記載のス クリーニングデバイス。 37.チャンバーからスクリーニングされた流出物を取り出すポンプを含む請 求の範囲第36項記載のスクリーニングデバイス。 38.洗浄水または別の洗浄媒体をスクリーンに供給する手段を含む請求の範 囲第34〜37項のいずれかに記載のスクリーニングデバイス。 39.スクリーンは、静的スクリーンである請求の範囲第34〜38項のいず れかに記載のスクリーニングデバイス。 40.スクリーンは、回転ドラムスクリーンまたはディスクスクリーンのよう な動的スクリーンである請求の範囲第34〜38項のいずれかに記載のスクリー ニングデバイス。 41.スクリーンの外側表面で選択的に(適宜)操作可能な追加の引っ掻き機 構の何らかの形態を含む請求の範囲第34〜40項のいずれかに記載のスクリー ニングデバイス。 42.スクリーンの形状は、予想される乱れた下水の流れを利用してスクリー ンの洗浄を助長するような構造である請求の範囲第34〜41項のいずれかに記 載のスクリーニングデバイス。 43.スクリーンを振動させて蓄積したスラッジを除去する手段を含む請求の 範囲第34〜41項のいずれかに記載のスクリーニングデバイス。 44.請求の範囲第34〜42項のいずれかに基づくスクリーニングデバイス を使用するスクリーニングプロセスを組み込んだ請求の範囲第1〜17項のいず れかに基づいて、下水管から直接取り出した原料下水から水を回収する方法。 45.請求の範囲第34〜43項のいずれかに基づくスクリーニングデバイス を組み込んだ請求の範囲第18〜33項のいずれかに基づいて作られた、下水管 から直接取り出した原料下水から水を回収する装置。
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