JPH10202279A - 濾過方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 濾過層の洗浄に際して洗浄液の量を低減し、
かつ濾材の流出を防止するとともに、夾雑物やスライム
状の付着物による閉塞を生じない濾過方法および装置を
提供する。 【解決手段】 濾過槽１内に浮上性濾材を支持床２に支
持させて濾過層３を形成し、その下方に設けた散気装置
４よりもさらに下方に、濾材の粒径よりも大きい開口２
２を有する整流部２１を形成し、上向流または下向流で
被処理液６を通して濾過を行う。下向流で洗浄液を通し
て濾過層３を展開させて洗浄を行う際、散気装置４から
散気して濁質を剥離し、整流部２１において均一な下向
流を形成し、整流部の下方の下向流速を濾材の浮上速度
より小さくすることにより、濾材の流出と閉塞を防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は浮上性の粒状濾材を
用いて濾過層を形成し、濾過を行うようにした濾過方法
および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】懸濁液の濾過および生物濾過のために、
浮上性の粒状濾材を用いて濾過層を形成し、被処理液を
上向流または下向流で通して濾過を行い、洗浄液を下向
流で通して濾過層を展開し、洗浄する濾過装置が提案さ
れている。

【０００３】図４は従来のこの種の濾過装置を示す系統
図である。図中、１は濾過槽であって、内部の上部に設
けられた通液通気性の支持床２が浮上性の粒状濾材を上
から支持して濾過層３が形成されている。濾過層１の下
部には散気装置４が設けられて送気路５に連絡してい
る。また濾過槽１の下部には被処理液路６および洗浄排
液路７が連絡している。

【０００４】濾過槽１の上部には、支持床２の上部に液
層８を形成するようにオーバーフロー式の濾過液取出部
９が設けられ、濾過液取出路１０により処理液槽１１に
連絡している。処理液槽１１の上部には処理液排出部１
２が設けられて処理液路１３に連絡している。処理液槽
１１の下部から、ポンプ１４を有する洗浄液路１５が濾
過槽１の上部に連絡している。１６は弁である。

【０００５】上記の装置による濾過方法は、被処理液路
６から濾過槽１の下部に被処理液を導入して濾過層３を
上向流で通過させて濾過を行う。濾過層３は浮上性粒状
濾材が浮力により支持床２に押付けられることにより形
成されており、被処理水中の濁質を捕捉する。生物濾過
を行うときは、送気路５から空気を送り、散気装置４か
ら散気して粒状濾材の表面に微生物膜を形成し、濁質の
捕捉と同時に生物酸化を行う。

【０００６】濾過層３を通過した濾過液は濾過液取出部
９から濾過液取出路１０を通して処理液槽１１に取出さ
れ、処理液排出部１２から処理液路１３に排出される。
下向流で濾過を行うときは被処理液路６を濾過槽１の上
部に連絡し、濾過層３が展開しない流速で濾過を行う。

【０００７】濾過の継続により濾過層３が閉塞したとき
濾過層３を洗浄する場合は、被処理液路６からの被処理
液の供給を停止し、弁１６を開いて洗浄排液路７から洗
浄排液を排出する。これにより上部の液層８の濾過液が
洗浄液として濾過層３に流入して濾過層３を展開し、濾
過層３に捕捉された濁質を洗い流す。

【０００８】このとき必要により、ポンプ１４を駆動し
て処理液槽１１から洗浄液路１５を通して処理液を濾過
槽１の上部に供給し、洗浄液として利用するとともに、
送気路５から送気し散気装置４から散気して粒状濾材を
ほぐし、捕捉された濁質の剥離を促進する。

【０００９】上記の濾過装置では浮上性濾材を用いてい
るため、下向流で洗浄することにより濾材が下方に展開
し、懸濁物質や余剰汚泥を重力に逆らわずに効率よく下
方に排出できる。しかし、捕捉された懸濁物質が粘着性
のものであったり、生物濾過により余剰汚泥が強固に付
着した場合には、単に下向流で洗浄水を通水するだけで
は剥離が困難で、大量の洗浄水を必要とする場合があ
る。

【００１０】下向流で洗浄する時に濾過槽１内に空気や
水を噴出することにより濾過層３内に乱流を生じさせる
と、濾材同士を衝突させることができ、洗浄効果は高ま
るが、乱流により濾材が洗浄排水に混入して濾過槽１外
に流出することがある。濾材の流出を防止するために、
特開平８−５７４６５号では、濾過層３の下方に濾材流
出防止手段として網状部材１７を設置する方法が提案さ
れている。しかし網状部材１７は間隙が濾材よりも細か
いために濾材そのものや夾雑物が詰まりやすく、また微
生物がスライム状に付着して閉塞しやすいなどの問題点
があった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、濾過
層の洗浄に際して洗浄液の量を低減し、かつ濾材の流出
を防止するとともに、夾雑物やスライム状の付着物によ
る閉塞を生じない濾過方法および装置を提供することで
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は次の濾過方法お
よび装置である。 （１） 濾過槽内に浮上性粒状濾材により形成された濾
過層に被処理液を通して濾過を行う濾過工程と、濾過層
の下方に濾材の粒径よりも大きい開口を有する整流部を
形成し、洗浄液を下向流で通して濾過層を展開させ、整
流部の下方における下向流速が濾材の浮上速度よりも小
さくなる状態で洗浄を行う洗浄工程とを含む濾過方法。 （２） 上向流または下向流で濾過を行い、下向流で洗
浄を行うように通液手段を有する濾過槽と、濾過槽内に
浮上性粒状濾材により形成された濾過層と、濾材の粒径
よりも大きい開口を有し、かつ洗浄時において濾材の浮
上速度よりも小さい流速の均一な下向流を形成するよう
に濾過層の下方に設けられた整流部とを有する濾過装
置。 （３） 整流部より上方であって、濾過層より下方また
は濾過層内に設けられた散気装置を有する上記（１）記
載の濾過装置。

【００１３】本発明において、濾過槽は浮上性粒状濾材
により内部に濾過層を形成し、濾過工程ではこれに上向
流または下向流で被処理液を通し、洗浄工程では下向流
で洗浄液を通すように通液手段が設けられる。上向流で
濾過を行う場合には濾過槽の下部に被処理液路を連絡
し、上部に濾過液取出路を連絡する。下向流で濾過を行
う場合はその逆とする。下向流で洗浄を行うためには洗
浄液路を濾過槽の上部に連絡し、洗浄排液路を濾過槽の
下部に連絡する。

【００１４】浮上性粒状濾材は被処理液中で浮上し支持
床に支持されて濾過層を形成するのに適した濾材であ
り、独立気泡を有するプラスチックスポンジ等の比重
０．４〜０．９５、好ましくは０．７〜０．９、粒径
０．５〜２０ｍｍ、好ましくは２〜５ｍｍの球形、円筒
形、不定形、その他任意の形状の粒状濾材が使用でき
る。濾過層を形成するための支持床は通気性通液性であ
って、濾材を通過させない目開きの細孔を有する部材が
使用できる。

【００１５】整流部は濾材の粒径より大きい開口を有
し、下向流を整流して濾材の浮上速度よりも小さい流速
の均一な下向流を整流部の下方に形成するように濾過層
の下方に配置される。整流部としてはパンチングプレー
ト、整流板など、スリット状、網目状等の開口を有する
部材が使用できる。開口の大きさは５〜２００ｍｍ、好
ましくは１０〜５０ｍｍのものが適当である。

【００１６】濾過槽には洗浄時の空気洗浄を行うため
に、濾過槽の下方に散気装置を設けることができる。生
物濾過を行う場合も酸素供給のために同様に散気装置が
設けられるが、これらは兼用することができる。散気装
置としては散気板、散気管など、空気を微細気泡として
吹込む構造のものが使用できる。このような散気装置は
整流部より上方であって、濾過層より下方に設けるのが
好ましいが、濾過層内に設けてもよい。

【００１７】本発明の濾過方法は、濾過工程において被
処理液路より濾過槽に被処理液を導入し、上向流または
下向流で濾過層に通液して濾過を行う。これにより被処
理液中の濁質は濾材に捕捉され、清澄な濾過液が得られ
る。生物濾過の場合は散気装置から散気して酸素を供給
し、濾材表面に微生物膜を形成し、その微生物膜の働き
により有機性物質を生物酸化する。濾過の継続により懸
濁物質や余剰汚泥が蓄積し、濾過層は次第に閉塞してく
るので、一定時間経過後、洗浄を行う。

【００１８】洗浄工程においては、被処理液の導入を停
止し、濾過槽の上部から洗浄液を下向流で濾過層に通液
して濾過層を展開し、濾材に捕捉された濁質を剥離す
る。散気装置を設けている場合は散気を併用することに
より濾材同士が衝突して濁質の剥離を促進する。このと
き濾過層は激しい攪拌状態になり、洗浄液は濾過および
濁質を伴って整流部に流入する。

【００１９】整流部では抵抗が与えられるため全体が均
一な流速の下向流となるように整流される。そして整流
部の下方における下向流速は濾材の浮上速度よりも小さ
くなるようにされているので、整流部を通過した濾材は
浮上し、槽外への排出は防止される。また整流部は濾材
の粒径よりも大きい開口とされているので、濾材が閉塞
することが防止される。

【００２０】整流部を通過した洗浄排液は濾過槽の下部
から排出される。洗浄に用いる洗浄液としては、濾過槽
上部に形成した液層に貯留された濾過液を用いることが
できるが、さらに処理液槽に貯留した処理液を用いても
よく、また場合によっては被処理液その他の洗浄液を用
いてもよい。

【００２１】洗浄は洗浄液のみによる洗浄、空気のみに
よる洗浄、ならびに洗浄液および空気による洗浄を適宜
組合せて行うことができる。洗浄液の導入および洗浄排
液の排出を停止すると洗浄は終了し、整流部の下方に流
出した濾材は整流部を通って浮上し、支持床に支持され
て濾過層を形成する。この状態で被処理液を導入して濾
過工程を再開する。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、濾過層の下方に濾材の
粒径よりも大きい開口を有する整流部を設け、その下方
の下向流速を濾材の浮上流速よりも小さくしたので、濾
過層の洗浄に際して濾材を強く攪拌して捕捉された濁質
の剥離を促進しても濾材の流出を防止することができる
とともに夾雑物やスライム状の付着物による閉塞を防止
することができ、少ない洗浄液量で濾過層の洗浄を行う
ことが可能になる。

【００２３】散気装置を設ける場合は生物濾過が行える
とともに、洗浄に際して激しい攪拌を行って濁質の剥離
を促進することができ、この場合でも濾材の流出を防止
することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により説明する。図１は実施形態の濾過装置の系統図、
図２（ａ）〜（ｄ）は動作説明図である。

【００２５】図１の濾過装置は基本的には図４の従来の
ものと同様の構成となっている。すなわち濾過槽１の内
部の上部に設けられた通液通気性の支持床２が浮上性の
粒状濾材を上から支持して濾過層３が形成されている。
また濾過層１の下部には散気装置４が設けられて送気路
５に連絡しているが、散気装置４の下方には整流部２１
が設けられている。

【００２６】整流部２１は整流板をグリッド状に配置し
て構成され、濾過層３を構成する濾材の粒径よりも大き
い開口２２を有し、整流部２１の下方の下向流速が濾材
の浮上速度よりも小さくなるように形成されている。濾
過槽１の下部には被処理液路６および洗浄排液路７が連
絡している。

【００２７】濾過槽１の上部には、支持床２の上部に液
層８を形成するようにオーバーフロー式の濾過液取出部
９が設けられ、濾過液取出路１０により処理液槽１１に
連絡している。処理液槽１１の上部には処理液排出部１
２が設けられて処理液路１３に連絡している。処理液槽
１１の下部から、ポンプ１４を有する洗浄液路１５が濾
過槽１の上部に連絡している。

【００２８】上記の装置による濾過方法は、被処理液路
６から濾過槽１の下部に被処理液を導入して濾過層３を
上向流で通過させて濾過を行う。濾過層３は浮上性粒状
濾材が浮力により支持床２に押付けられることにより形
成されており、被処理水中の濁質を捕捉する。生物濾過
を行うときは、送気路５から、空気を送り、散気装置４
から散気して粒状濾材の表面に微生物膜を形成し、濁質
の捕捉と同時に生物酸化を行う。

【００２９】濾過層３を通過した濾過液は濾過液取出部
９から濾過液取出路１０を通して処理液槽１１に取出さ
れ、処理液排出部１２から処理液路１３に排出される。
下向流で濾過を行うときは被処理液路６を濾過槽１の上
部に連絡し、濾過層３が展開しない流速で濾過を行う。

【００３０】濾過の継続により濾過層３が閉塞したとき
濾過層３を洗浄する。このときの状態が図２に模式的に
示されている。洗浄工程はまず被処理液路６からの被処
理液の供給を停止し、弁１６を開いて洗浄排液路７から
洗浄排液を排出する。これにより図２（ａ）に示すよう
に、上部の液層８の濾過液が洗浄液として濾過層３に流
入して濾過層３を展開し、濾過層３に捕捉された濁質を
洗い流す。

【００３１】このとき必要により、ポンプ１４を駆動し
て処理液槽１１から洗浄液路１５を通して処理液を濾過
槽１の上部に供給し、洗浄液として利用する。そして、
送気路５から送気し散気装置４から散気すると、図２
（ｂ）に示すように、粒状濾材２３は衝突してほぐさ
れ、捕捉された濁質２４の剥離を促進する。

【００３２】このとき濾過層３は激しい攪拌状態にな
り、図２（ｃ）に示すように洗浄液は濾材２３および濁
質２４を伴って整流部２１に流入する。整流部２１では
抵抗が与えられるため、全体が均一な流速の下向流とな
るように整流される。そして整流部２１の下方における
下向流速は濾材２３の浮上速度よりも小さくなるように
されているので、図２（ｃ）に示すように濾材２３は浮
上し、槽外への排出は防止される。また整流部２１は濾
材２３の粒径よりも大きい開口２２を有するので、濾材
２３が閉塞することが防止される。洗浄は洗浄液のみに
よる洗浄、空気のみによる洗浄、ならびに洗浄液および
空気による洗浄を適宜組合せて行う。

【００３３】整流部２１を通過し、濾材２３を分離した
洗浄排液は剥離した濁質２４を伴って濾過槽１の下部か
ら洗浄排液路７に排出される。ポンプ１４を停止して洗
浄液の供給を停止し、また弁１６を閉じて洗浄排液の排
出を停止することにより洗浄工程は終了する。このとき
図２（ｄ）に示すように整流部２１の下方に流出した濾
材２３は整流部２１を通過して浮上し、支持床２に押付
けられて濾過層３を形成する。この状態で被処理液路６
から被処理液を導入すると濾過工程が再開する。

【００３４】上記の濾過装置によれば、濾過層３の下方
に濾材２３の粒径よりも大きい開口２２を有する整流部
２１を設け、その下方の下向流速を濾材２３の浮上速度
より小さくしたので、濾過層３の洗浄に際して濾材を強
く攪拌して捕捉された濁質２４の剥離を促進しても濾材
２３の流出を防止することができるとともに、夾雑物や
スライム状の付着物による整流部２１の閉塞を防止する
ことができ、少ない洗浄液量で濾過層３の洗浄を行うこ
とが可能になる。

【００３５】また上記の濾過装置では散気装置４を設け
ているため、生物濾過が行えるとともに、洗浄に際して
激しい攪拌を行って濁質の剥離を促進することができ、
この場合でも濾材２３の流出を防止することができる。

【００３６】

【実施例】図１の濾過装置（実施例１）と図４の濾過装
置（比較例１）を用いて、それぞれ表１の条件で生物濾
過および洗浄を行った。

【００３７】

【表１】

【００３８】上記の試験結果として洗浄水量と排出ＳＳ
量の関係を図３に示す。以上の結果、実施例１では比較
例１の１／２以下の洗浄水量で同等量のＳＳ排出量が得
られていることがわかる。実施例１では１日１回の洗浄
を行い、１か月間運転したが、濾材の流出および整流部
の閉塞は生じなかった。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の濾過装置の系統図である。

【図２】図１の濾過装置の動作説明図である。

【図３】実施例の結果を示すグラフである。

【図４】従来の濾過装置の系統図である。

【符号の説明】

１ 濾過槽 ２ 支持床 ３ 濾過層 ４ 散気装置 ５ 送気路 ６ 被処理液路 ７ 洗浄排液路 ８ 液層 ９ 濾過液取出部 １０ 濾過液取出路 １１ 処理液槽 １２ 処理液排出部 １３ 処理液路 １４ ポンプ １５ 洗浄液路 １６ 弁 ２１ 整流部 ２２ 開口 ２３ 濾材 ２４ 濁質

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 濾過槽内に浮上性粒状濾材により形成さ
   れた濾過層に被処理液を通して濾過を行う濾過工程と、 濾過層の下方に濾材の粒径よりも大きい開口を有する整
   流部を形成し、洗浄液を下向流で通して濾過層を展開さ
   せ、整流部の下方における下向流速が濾材の浮上速度よ
   りも小さくなる状態で洗浄を行う洗浄工程とを含む濾過
   方法。
2. 【請求項２】 上向流または下向流で濾過を行い、下向
   流で洗浄を行うように通液手段を有する濾過槽と、 濾過槽内に浮上性粒状濾材により形成された濾過層と、 濾材の粒径よりも大きい開口を有し、かつ洗浄時におい
   て濾材の浮上速度よりも小さい流速の均一な下向流を形
   成するように濾過層の下方に設けられた整流部とを有す
   る濾過装置。
3. 【請求項３】 整流部より上方であって、濾過層より下
   方または濾過層内に設けられた散気装置を有する請求項
   １記載の濾過装置。