JP2015104709A - 水処理装置及びこれを用いた水処理方法 - Google Patents

水処理装置及びこれを用いた水処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、粒子を容易かつ確実に洗浄でき、その結果水処理効率に優れる水処理装置及び洗浄方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る水処理装置は、略鉛直方向に設置される筒状の本体を備え、この本体内の少なくとも一部に充填される処理部により上方から供給される被処理液を浄化し、下方から処理済液を回収する水処理装置であって、上記本体内の軸方向にかつ間隔を開けて配設され、内部に粒子が封入され、その粒子の上下への流出を防止する一対の仕切板を有する複数の処理層と、上記本体内に下方から気泡を供給する気泡供給部と、上記本体内に下方から逆洗水を供給する逆洗水供給部と、上記本体内の各処理層の上方に配設され、上記気泡及び逆洗水のうち少なくとも一方を排出する排出部とを備え、定常状態において上記処理層の上仕切板と粒子との間に空間部を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、水処理装置及びこれを用いた水処理方法に関する。
油田や工場等で発生する油や濁質を含んだ油水混合液は、環境保全の観点から油滴や濁質粒子等の混合量を一定値以下まで低減してから廃棄する必要がある。油滴や濁質粒子等を混合液から分離除去する方法としては、重力分離、蒸留分離、薬品分離等があるが、低コストで油滴や濁質粒子等を分離除去する方法として粒子を封入した処理槽で油水混合液を濾過する方法がある。
上記処理層を用いた水処理装置は、処理層の粒子によって油水混合液の油滴や濁質粒子等を濾過によって分離し、これらを除去した水を排出するものである（特開平５−１５４３０９号公報参照）。
特開平５−１５４３０９号公報
上記従来の水処理装置は、油水混合液の油滴や濁質粒子等の分離に好適に用いることができる。しかしながら、濾過処理した油水混合液の量が増えると粒子間に分離した油滴や濁質粒子等が溜まり、濾過の効率が低下するので、定期的に粒子を取り出して洗浄しなければならないという不都合がある。
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、粒子を容易かつ確実に洗浄でき、その結果水処理効率に優れる水処理装置及び洗浄方法を提供することを目的としている。
上記課題を解決するためになされた発明は、略鉛直方向に設置される筒状の本体を備え、この本体内の少なくとも一部に充填される処理部により上方から供給される被処理液を浄化し、下方から処理済液を回収する水処理装置であって、上記本体内の軸方向にかつ間隔を開けて配設され、内部に粒子が封入され、その粒子の上下への流出を防止する一対の仕切板を有する複数の処理層と、上記本体内に下方から気泡を供給する気泡供給部と、上記本体内に下方から逆洗水を供給する逆洗水供給部と、上記本体内の各処理層の上方に配設され、上記気泡及び逆洗水のうち少なくとも一方を排出する排出部とを備え、定常状態において上記処理層の上仕切板と粒子との間に空間部を有する。
また、上記課題を解決するためになされた別の発明は、当該水処理装置に被処理液を供給し、処理済液を回収する工程を有する水処理方法である。
本発明の水処理装置及び水処理方法は、粒子を容易かつ確実に洗浄でき、その結果水処理効率に優れる。
図１は、本発明の一実施形態の水処理装置を示す模式的端面図である。 図２Ａは、図１の水処理装置において気体供給器が気泡を供給している状態を示す模式的端面図である。 図２Ｂは、図１の水処理装置において逆洗水供給器が逆洗水を供給している状態を示す模式的端面図である。 図３は、実施例における第２処理層の上下の差圧の推移図である。
［本願発明の実施形態の説明］
上記課題を解決するにあたり、本発明者らは、粒子を保持する一対の仕切板の間に一定空間を有する状態で粒子を封入し、その粒子に気泡と逆洗水を供給することによって、容易かつ確実に洗浄できることを見出した。
すなわち、本発明は、略鉛直方向に設置される筒状の本体を備え、この本体内の少なくとも一部に充填される処理部により上方から供給される被処理液を浄化し、下方から処理済液を回収する水処理装置であって、上記本体内の軸方向にかつ間隔を開けて配設され、内部に粒子が封入され、その粒子の上下への流出を防止する一対の仕切板を有する複数の処理層と、上記本体内に下方から気泡を供給する気泡供給部と、上記本体内に下方から逆洗水を供給する逆洗水供給部と、上記本体内の各処理層の上方に配設され、上記気泡及び逆洗水のうち少なくとも一方を排出する排出部とを備え、定常状態において上記処理層の上仕切板と粒子との間に空間部を有する。
当該水処理装置は、処理層の上仕切板と粒子との間に空間部を有している。このことによって粒子に気泡や逆洗水を供給したときに液中の粒子が撹拌され、粒子が液中に分散するので、粒子に付着した油滴や濁質粒子等が分離しやすくなる。また、下方から供給される逆洗水によって、粒子から分離した油滴や濁質粒子等を他の処理層に付着させずに排出することができる。これらのことにより、粒子を気泡及び逆洗水によって容易かつ確実に洗浄することができ、その結果、水処理効率が高められる。なお、定常状態とは、水処理装置に被処理液を供給し、被処理液を浄化している状態をいう。
上記処理層の洗浄時に、上記気泡供給部による気泡の供給と、上記逆洗水供給部による逆洗水の供給とを繰り返し、その気泡及び逆洗水を上記処理層の直上の排出部により排出するとよい。このように上記気泡供給部による気泡の供給と、上記逆洗水供給部による逆洗水の供給とを繰り返すことにより、粒子に付着した油滴や濁質粒子等が十分に分離される。そして、その気泡及び逆洗水を上記処理層の直上の排出部から排出するので、分離した油滴や濁質粒子等が他の処理層に付着し難くなり、粒子をより容易かつ確実に洗浄することができる。その結果、水処理効率がさらに高められる。
上記気泡供給部による気泡の供給開始から供給停止までの時間が３秒以上２０秒以下であることが好ましい。このように上記気泡の供給開始から供給停止までの時間を上記範囲内にすることで、粒子から分離した油滴や濁質粒子等の他の処理層への付着を防止しつつ、これらを排出部から排出することができ、粒子をより容易かつ確実に洗浄することができる。その結果、水処理効率がさらに高められる。
上記気泡供給部の気泡の供給停止と略同時に上記逆洗水供給部の逆洗水の供給開始を行うとよい。このように気泡の供給停止と略同時に上記逆洗水供給部の逆洗水の供給開始を行うことで、粒子から分離した油滴や濁質粒子等が他の処理層に付着する前に排出部から排出することができる。従って、例えば気泡を供給する配管と逆洗水を供給する配管とを結合させて１個の配管とし、切替弁等によって切り替えることによって気泡を供給した直後に逆洗水の供給を開始することができる。このことによって、設備のコストを低減することができる。なお、「気泡の供給停止と略同時に逆洗水の供給を行う」とは気泡の供給停止後１秒以内に逆洗水の供給を行うことを意味する。
上記気泡の平均径としては３ｍｍ以上８ｍｍ以下が好ましい。このように気泡の平均径を上記範囲内とすることで粒子の分散が適切になるので、粒子に付着した油滴や濁質粒子等が分離しやすくなる。その結果、水処理効率をさらに高められる。なお、「気泡の平均径」とは、被処理液中の気泡の顕微鏡拡大写真を撮像し、撮像した顕微鏡拡大写真からランダムに選んだ１０個の気泡の径の平均を意味する。なお、選んだ気泡が真円でない場合は、その気泡における長径と短径の平均をその気泡の径とする。
上記上仕切板と下上仕切板との間における粒子の充填率としては１０体積％以上９５体積％以下が好ましい。このように上記充填率を上記範囲内とすることで、粒子が被処理液中に十分に分散するので、粒子に付着した油滴や濁質粒子等が分離しやすくなる。その結果、水処理効率がさらに高められる。なお、「上仕切板と下上仕切板との間の空間における粒子の充填率」とは、上仕切板と下上仕切板のとの間の空間の内容積に対する定常状態での粒子層の体積の割合をいう。
上流側の処理層が封入する粒子の平均径よりも下流側の処理層が封入する粒子の平均径が小さいとよい。このように上流側の処理層が封入する粒子の平均径よりも下流側の処理層が封入する粒子の平均径を小さくすることで、上流側の処理層で粒径の比較的大きい油滴や濁質粒子等を分離し、その後エマルジョン化した油滴や微細な濁質粒子等を下流側の処理層で分離することができる。その結果、水処理効率をさらに高められる。
上流側から順に第１処理層及び第２処理層を備え、第１処理層が封入する第１粒子が高分子化合物を主成分とし、第２処理層が封入する第２粒子が珪藻土を主成分とするとよい。このように第１粒子が高分子化合物を主成分とし、第２粒子が珪藻土を主成分とすることで、上流側の処理層で粒径の比較的大きい油滴や濁質粒子等をさらに分離し、その後エマルジョン化した油滴や微細な濁質粒子等を下流側の処理層でさらに分離することができる。その結果、水処理効率をさらに高められる。
上記第１処理層と第２処理層との間に中間処理層をさらに備え、中間処理層が封入する中間粒子が高分子化合物を主成分とするとよい。このように中間処理層を有することで、
粒径の比較的大きい油滴やエマルジョン化した油滴や微細な濁質粒子等をさらに容易かつ確実に浄化することができる。
従って、当該水処理装置は、油と濁質とを含有する被処理液に対し、油と濁質とを分離した処理水を得る装置として好適に用いることができる。
また、別の本願発明は、当該水処理装置に被処理液を供給し、処理済液を回収する工程を有する水処理方法である。
当該水処理方法は、当該水処理装置を用いて被処理液を処理するため、粒子を効率良く洗浄することができる。
［本願発明の実施形態の詳細］
以下、本発明に係る水処理装置及び水処理方法の実施形態について詳説する。
［水処理装置］
図１の水処理装置は、略鉛直方向に配設される筒状の本体１と、被処理液を浄化する処理部２と、本体内に下方から気泡を供給する気泡供給部３と、本体内に下方から逆洗水を供給する逆洗水供給部４とを備える。
＜本体＞
上記本体１は筒状体であり、その中心軸が鉛直方向と略一致するように配置される。また本体１は、天面部に接続され、被処理液Ｘを供給する被処理液供給管８と、本体１の下方に配設されたヘッダ部９と、ヘッダ部９に接続され、処理済液Ｙを回収する回収管１０とを有する。なお、気泡供給部３から気泡を供給するバブリング時及び逆洗水供給部４から逆洗水を供給する逆洗時において気泡及び逆洗水が被処理液供給管８側に流入しないよう、被処理液供給管８にはバルブ等の開閉手段（図示せず）が配設されている。
上記回収管１０には気泡供給部３及び逆洗水供給部４が接続され、後述の第１粒子５a、中間粒子６a及び第２粒子７a（第１粒子、中間粒子及び第２粒子を総称して粒子ということがある）の洗浄時において回収管１０を介して気泡及び逆洗水が本体１内部に供給される。
本体１の材質としては特に限定されず、金属や合成樹脂等を用いることができる。特に、強度、耐熱性、耐薬品性等の観点からステンレス又はアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）が好ましい。また、本体１中での、油滴や濁質粒子等の拡散状態を観察できるように透明なＡＢＳ樹脂を用いてもよい。
本体１の平面形状（底面形状）としては特に限定されず、円形、矩形等とすることができるが、円形が好ましい。本体１の平面形状を円形とすることで、本体１内部の角部を無くすことができ、粒子等が角部に詰まることを防止できる。また、本体１の強度設計がし易いというメリットも発生する。
本体１のサイズは、被処理液の処理量によって適宜設計することができる。本体１の直径としては例えば０．１ｍ以上５ｍ以下とすることができる。本体１の高さとしては例えば０．５ｍ以上１０ｍ以下とすることができる。
＜処理部＞
上記処理部２は、粒子を封入する処理層として上流側から順に、複数の第１粒子５aを封入する第１処理層５１と、この第１粒子５aより平均径が小さい複数の中間粒子６ａを封入する中間処理層６１と、この中間粒子６ａより平均径が小さい複数の第２粒子７aを封入する第２処理層７１とを有する。なお、これら第１処理層、中間処理層及び第２処理層を総称して処理層ということがある。また、処理部２は、第１処理層５１の上方に配設される第１排出部５２と、中間処理層６１の上方に配設される中間排出部６２と、第２処理層７１の上方に配設される第２排出部７２とをさらに有する。これらの第１排出部５２、中間排出部６２及び第２排出部７２は、それぞれ気泡及び逆洗水のうち少なくとも一方を排出する。なお、これら第１排出部、中間排出部及び第２排出部を総称して排出部ということがある。
＜第１処理層＞
上記第１処理層５１は、各処理層の内で本体１内部の最も上流側に配設され、内部に複数の第１粒子５aを封入する。第１処理層５１は、封入する第１粒子５aの上流側への流出を防止する第１上仕切板５４と、封入する第１粒子５aの下流側への流出を防止する第１下仕切板５５とを有する。また、第１処理層５１は、定常状態において第１下仕切板５５の上面側に堆積する第１粒子５aと第１上仕切板５４との間の空間に形成される第１空間部５６を有する。この第１処理層５１は、被処理液に含まれる粒径の比較的大きい油滴や濁質粒子等の異物を主に除去する。
（第１粒子）
上記第１粒子５aとしては、公知の濾過処理用の粒子を用いることができ、例えば粒子径の比較的大きい砂、高分子化合物、天然素材等を主成分とする粒子を用いることができる。上記砂としては、例えばアンスラサイト、ガーネット、マンガン砂等を挙げることができ、これらを１種で又は２種以上混合して用いることができる。
上記高分子化合物としては、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂、ポリカーボネート樹脂等を挙げることができる。これらの中で柔軟性に優れたエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂が好ましく、耐水性、耐油性等に優れるビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂が好ましく、吸着性に優れるポリオレフィン樹脂がより好ましい。さらにポリオレフィン樹脂の中でも特に油分吸着能力に優れるポリプロピレン樹脂が好ましい。また、高分子化合物の場合、不定形の粉砕粒子を用いることが好ましい。不定形の粉砕粒子を用いることで、粒子を緻密に堆積させることができ、濾過効率を向上させると共に、定常状態における粒子の浮き上がりを防止することができる。
上記天然素材としては、篩い分けして粒子サイズを整えたものを使用することができ、例えばクルミの殻、おがくず、麻などの天然繊維等を挙げることができる。
第１粒子５aとしては、上述した高分子化合物を主成分とする粒子を用いるとよい。このように高分子化合物を主成分とする粒子を第１粒子５aとして用いることで、当該水処理装置のコスト及び重量を低減することができる。また、第１粒子５aの比重を小さくできるため、バブリング時及び逆洗時の撹拌効果を高めることができる。この第１粒子５aとしての高分子化合物は、弾性を有し、曲り易いことが好ましい。そのことにより、粒子の表面に吸着した油滴や濁質粒子等が表面から分離し易くなることが期待される。
この高分子化合物の引張弾性率の下限としては５ＭＰａが好ましく、１０ＭＰａがより好ましい。また、引張弾性率の上限としては２００ＭＰａが好ましく、１５０ＭＰａがより好ましい。この引張弾性率が上記下限未満であると、高分子化合物が変形し難く、高分子化合物の表面に吸着した油滴や濁質粒子等が表面から分離し難くなるおそれがある。一方、この引張弾性率が上記上限未満を超えても、油滴や濁質粒子等の分離能力がそれ以上に向上しないおそれがある。なお、引張弾性率とは、ＪＩＳ−Ｋ７１６２（１９９４）に準拠して測定される値である。
この高分子化合物の曲げ弾性率の下限としては５ＭＰａが好ましく、１０ＭＰａがより好ましい。また、曲げ弾性率の上限としては２００ＭＰａが好ましく、１５０ＭＰａがより好ましい。この曲げ弾性率が上記下限未満であると、高分子化合物が変形し難く、高分子化合物の表面に吸着した油滴や濁質粒子等が表面から分離し難くなるおそれがある。一方、この曲げ弾性率が上記上限を超えても、油滴や濁質粒子等の分離能力がそれ以上に向上しないおそれがある。なお、曲げ弾性率とは、ＪＩＳ−Ｋ７１７１（２００８）に準拠して測定される値である。
また、この高分子化合物のデュロメータ硬さ（タイプＡ）の上限としては１１０が好ましく、９８がより好ましい。また、このデュロメータ硬さの下限としては６０が好ましく、７０がより好ましい。このデュロメータ硬さが上記上限を超えると高分子化合物が変形し難く、高分子化合物の表面に吸着した油滴や濁質粒子等が表面から分離し難くなるおそれがある。一方、このデュロメータ硬さが上記下限未満であっても、油滴や濁質粒子等の分離能力がそれ以上に向上しないおそれがある。なお、デュロメータ硬さ（タイプＡ）とは、ＪＩＳ−Ｋ７２１５（１９８６）に準拠して測定される値である。
第１粒子５aの平均径の下限としては、４００μｍが好ましく、４５０μｍがより好ましい。第１粒子５aの平均径が上記下限未満の場合、第１処理層５１に封入される粒子の密度が大きくなり、当該水処理装置の圧損が大きくなるおそれや、当該水処理装置のコスト及び重量が増加するおそれがある。一方、第１粒子５aの平均径の上限としては、１０００μｍが好ましく、８００μｍがより好ましく、６００μｍがさらに好ましい。第１粒子５aの平均径が上記上限を超える場合、粒径の比較的大きい油滴や濁質粒子等の除去性能が不十分となるおそれがある。なお、粒子の平均径とは、ＪＩＳ−Ｚ８８０１−１（２００６）に規定される篩を用い、目開きの大きい篩から順に粒子をかけて篩上の粒子数と各篩の目開きとから算出される値である。
第１粒子５aの均等係数の下限としては、１．１が好ましく、１．３がより好ましい。第１粒子５aの均等係数が上記下限未満の場合、粒子のバラツキが小さくなり粒子を緻密に堆積させることができないおそれがある。一方、第１粒子５aの均等係数の上限としては、１．８が好ましく、１．６がより好ましい。第１粒子５aの均等係数が上記上限を超える場合、第１処理層５１内部で油滴や濁質粒子等の分離能力が不均一となるおそれがある。なお、均等係数とは、質量で６０％の粒子が通過した篩の目開き（粒径）をＤ６０、質量で１０％の粒子が通過した篩の目開き（粒径）をＤ１０としたときに、Ｄ６０／Ｄ１０で得られる値である。
第１処理層５１の空隙率の下限としては、３０体積％が好ましく、４０体積％がより好ましい。第１処理層５１の空隙率が上記下限未満の場合、気泡で粒子を十分に撹拌できないおそれがある。一方、第１処理層５１の空隙率の上限としては、９５体積％が好ましく、９０体積％がより好ましい。第１処理層５１の空隙率が上記上限を超えても、気泡による粒子の撹拌効果がそれ以上に向上しないおそれがある。なお、空隙率とは、定常状態に粒子が堆積した層において、粒子が存在していない空間が占める体積の割合である。
（第１空間部）
第１空間部５６は、定常状態において第１下仕切板５５の上面側に堆積する第１粒子５aと第１上仕切板５４との間の空間である。第１処理層５１で分離された油や濁質の粒子の一部はこの第１空間部５６に滞留（浮上分離）し、逆洗時に第１排出部５２から逆洗水と共に排出される。また、逆洗時に第１粒子５ａがこの第１空間部５６内に舞い上がり撹拌されることで、効果的に第１処理層５１を逆洗することができる。なお、この第１空間部と、後述する中間空間部及び第２空間部とを総称して空間部ということがある。
第１上仕切板５４と第１下仕切板５５との間の空間における第１粒子５aの充填率の下限としては、１０体積％が好ましく、２０体積％がより好ましく、４０体積％がさらに好ましい。また、第１上仕切板５４と第１下仕切板５５との間の空間における第１粒子５aの充填率の上限としては、９５体積％が好ましく、８０体積％がより好ましく、７０体積％がさらに好ましい。上記充填率が上記上限を超えると、第１粒子５aが分散する空間が小さいので逆洗時の第１粒子５aの撹拌効果が十分に得られないおそれがある。一方、上記充填率が上記下限未満であっても、第１粒子５aが分散する空間が十分にあるので、逆洗時の第１粒子５aの撹拌効果がそれ以上に向上しないおそれがある。なお、定常状態における第１粒子５aの堆積層の平均厚さとしては、例えば１ｃｍ以上１ｍ以下とすることができる。
（第１上仕切板）
上記第１上仕切板５４は、第１粒子５aの上流側への流出を防止する板である。つまり、第１上仕切板５４は、第１粒子５aを通さずに液体を流通可能とする構成を有している。具体的には、第１上仕切板５４は、メッシュ（網）構造を有している。なお、この第１上仕切板５４と、後述する中間上仕切板６４及び第２上仕切板７４とを総称して上仕切板ということがある。
第１上仕切板５４の材質としては特に限定されず、金属や合成樹脂等を用いることができる。金属を用いる場合、防食の観点からステンレス（特にＳＵＳ３１６Ｌ）を用いることが好ましい。合成樹脂を用いる場合、水圧や粒子の重量によって目開きが変化しないよう補強ワイヤー等の支持材を併用することが好ましい。
第１上仕切板５４のメッシュの公称目開きは、複数の第１粒子５aの最小径（第１粒子５aが通過しない篩の最大目開き）以下となるよう設計される。この第１上仕切板５４のメッシュの公称目開きの上限としては、４００μｍが好ましく、３５０μｍがより好ましい。上記公称目開きが上記上限を超える場合、第１粒子５aが第１上仕切板５４を通過するおそれがある。一方、上記公称目開きの下限としては、１０μｍが好ましく、４０μｍがより好ましい。上記公称目開きが上記下限未満の場合、当該水処理装置の圧損が大きくなるおそれがある。
（第１下仕切板）
上記第１下仕切板５５は、第１粒子５aの降下を防止する板である。つまり、第１下仕切板５５は、第１粒子５aを通さずに液体を流通可能とする構成を有している。具体的には、第１下仕切板５５は、メッシュ（網）構造を有している。なお、この第１下仕切板５５と、後述する中間下仕切板６５及び第２下仕切板７５とを総称して上仕切板ということがある。
第１下仕切板５５の材質としては、第１上仕切板５４と同様に特に限定されず、金属や合成樹脂等を用いることができる。金属を用いる場合、防食の観点からステンレス（特にＳＵＳ３１６Ｌ）を用いることが好ましい。合成樹脂を用いる場合、水圧や粒子の重量によって目開きが変化しないよう補強ワイヤー等の支持材を併用することが好ましい。
第１下仕切板５５のメッシュの公称目開きは、第１上仕切板５４と同様に複数の第１粒子５aの最小径（第１粒子５aが通過しない篩の最大目開き）以下となるよう設計される。この第１下仕切板５５のメッシュの公称目開きの上限としては、１００μｍが好ましい。上記公称目開きが上記上限を超える場合、第１粒子５a又は中間粒子６aが第１下仕切板５５を通過するおそれがある。一方、上記公称目開きの下限としては、１０μｍが好ましく、４０μｍがより好ましい。上記公称目開きが上記下限未満の場合、当該水処理装置の圧損が大きくなるおそれがある。
（第１滞留部）
当該水処理装置は、本体１の天面と第１上仕切板５４との間に設けられる空間である第１滞留部５３を有する。この第１滞留部５３には第１排出部５２が接続される。第１処理層５１で分離した油滴や濁質粒子等の一部はこの第１滞留部５３に滞留（浮上分離）し、逆洗時に第１排出部５２から逆洗水と共に排出される。なお、この第１滞留部５３と、後述する中間滞留部６３及び第２滞留部７３とを総称して滞留部ということがある。
第１滞留部５３の平均高さ（本体１の天面と第１上仕切板５４との距離）の下限としては、１ｃｍが好ましく、２ｃｍがより好ましい。また、第１滞留部５３の平均高さの上限としては、３ｍが好ましく、５０ｃｍがより好ましい。第１滞留部５３の平均高さが上記下限未満であると、バブリング時に分離した油滴や濁質粒子等が本体１の天面に吸着し、第１排出部５２から排出され難いおそれがある。一方、第１滞留部５３の平均高さが上記上限を超えると、本体１が高くなりすぎるおそれがある。
（第１排出部）
第１排出部５２は、第１処理層５１の直上に設けられ、第１処理層５１で分離した油滴や濁質粒子等を逆洗水と共に排出する。
第１上仕切板５４の上面から第１排出部５２の下端までの距離の上限としては、５０ｃｍが好ましく、１０ｃｍがより好ましく、０ｃｍがさらに好ましい。第１上仕切板５４の上面から第１排出部５２の下端までの距離が上記上限を超えると、バブリング時に分離した油滴や濁質粒子等が、第１排出部５２から排出されるまでの間に他の処理層に吸着し、排出され難くなるおそれがある。なお、定常状態において被処理液が第１排出部５２側に流入しないよう、第１排出部５２にはバルブ等の開閉手段（図示せず）が設けられる。
＜中間処理層＞
上記中間処理層６１は、第１処理層５１の下流側に配設され、内部に複数の中間粒子６aを封入する。中間処理層６１は、封入する中間粒子６aの上流側への流出を防止する中間上仕切板６４と、封入する中間粒子６aの下流側への流出を防止する中間下仕切板６５とを有する。また、中間処理層６１は、定常状態において中間下仕切板６５の上面側に堆積する中間粒子６aと中間上仕切板６４との間の空間に形成される中間空間部６６を有する。この中間処理層６１は、第１処理層５１で濾過される油滴や濁質粒子等の径よりも小さい径の油滴や濁質粒子等を主に除去する。
（中間粒子）
上記中間粒子６aの材質については、上記第１粒子５aと同様とすることができる。
中間粒子６aの平均径は、上記第１粒子５aの平均径よりも小さい。中間粒子６aの平均径の下限としては、１５０μｍが好ましく、２００μｍがより好ましい。中間粒子６aの平均径が上記下限未満の場合、中間処理層６１に封入される粒子の密度が大きくなり、当該水処理装置の圧損が大きくなるおそれや、当該水処理装置のコスト及び重量が増加するおそれがある。一方、中間粒子６aの平均径の上限としては、３５０μｍが好ましく、３００μｍがより好ましい。中間粒子６aの平均径が上記上限を超える場合、油滴や濁質粒子等の除去性能が不十分となるおそれがある。なお、中間粒子６aの均等係数については、上記第１粒子５aと同様とすることができる。
（中間空間部）
中間空間部６６は、定常状態において中間下仕切板６５の上面側に堆積する中間粒子６aと中間上仕切板６４との間の空間である。この中間空間部６６の構成については、上記第１空間部５６と同様にすることができる。
（中間上仕切板）
上記中間上仕切板６４は、中間粒子６aの上流側への流出を防止する板である。上記中間上仕切板６４の構成において、メッシュの公称目開き以外については上記第１上仕切板５４と同様とすることができる。
中間上仕切板６４のメッシュの公称目開きは、複数の中間粒子６aの最小径（中間粒子６aが通過しない篩の最大目開き）以下となるよう設計される。この中間上仕切板６４のメッシュの公称目開きの上限としては、１５０μｍが好ましく、１００μｍがより好ましい。上記公称目開きが上記上限を超える場合、中間粒子６aが中間上仕切板６４を通過するおそれがある。一方、上記公称目開きの下限としては、１０μｍが好ましく、２０μｍがより好ましい。上記公称目開きが上記下限未満の場合、当該水処理装置の圧損が大きくなるおそれがある。
（中間下仕切板）
上記中間下仕切板６５は、中間粒子６aの降下を防止する板である。上記中間下仕切板６５の構成において、メッシュの公称目開き以外については上記第１下仕切板５５と同様とすることができる。
中間下仕切板６５のメッシュの公称目開きは、中間上仕切板６４と同様に複数の中間粒子６aの最小径（中間粒子６aが通過しない篩の最大目開き）以下となるよう設計される。この中間下仕切板６５のメッシュの公称目開きの上限としては、１００μｍが好ましく、８０μｍ以下がより好ましい。上記公称目開きが上記上限を超える場合、中間粒子６a又は第２粒子７aが中間下仕切板６５を通過するおそれがある。一方、上記公称目開きの下限としては、１０μｍが好ましく、２０μｍがより好ましい。上記公称目開きが上記下限未満の場合、当該水処理装置の圧損が大きくなるおそれがある。
（中間滞留部）
当該水処理装置は、第１下仕切板５５と中間上仕切板６４との間に設けられる空間である中間滞留部６３を有する。この中間滞留部６３には中間排出部６２が接続される。中間処理層６１で分離した油滴や濁質粒子等の一部はこの中間滞留部６３に滞留（浮上分離）し、逆洗時に中間排出部６２から逆洗水と共に排出される。中間滞留部６３の構成については、上記第１滞留部５３と同様とすることができる。
（中間排出部）
中間排出部６２は、中間処理層６１の直上に設けられ、中間処理層６１で分離した油滴や濁質粒子等を逆洗水と共に排出する。中間排出部６２の構成については、上記第１排出部５２と同様とすることができる。
＜第２処理層＞
上記第２処理層７１は、中間処理層６１の下流側に配設され、内部に複数の第２粒子７aを封入する。第２処理層７１は、封入する第２粒子７aの上流側への流出を防止する第２上仕切板７４と、封入する第２粒子７aの下流側への流出を防止する第２下仕切板７５とを有する。また、第２処理層７１は、定常状態において第２下仕切板７５の上面側に堆積する第２粒子７aと第２上仕切板７４との間の空間に形成される第２空間部７６を有する。この第２処理層７１は被処理液に含まれる微細な油滴や濁質粒子等を主に除去する。
（第２粒子）
上記第２粒子７aとしては、公知の濾過処理用の粒子を用いることができ、例えば粒子径の比較的小さい天然素材、高分子化合物等を主成分とする粒子を用いることができる。上記天然素材としては、例えば珪藻土等を挙げることができる。上記高分子化合物の構成は、上記第１粒子５aにおける高分子化合物と同様にすることができる。
第２粒子７aとしては、上述した珪藻土を用いることが好ましい。珪藻土を用いることにより被処理液中の油分を効率良く除去することができる。
第２粒子７aの平均径は、上記中間粒子６aの平均径よりも小さい。第２粒子７aの平均径の下限としては、１０μｍが好ましく、２０μｍがより好ましい。第２粒子７aの平均径が上記下限未満の場合、第２処理層７１に封入される粒子の密度が大きくなり、当該水処理装置の圧損が大きくなるおそれや、コスト及び重量が増加するおそれがある。一方、第２粒子７aの平均径の上限としては、１００μｍが好ましく、９０μｍがより好ましい。第２粒子７aの平均径が上記上限を超える場合、微細な油滴や濁質の除去性能が不十分となるおそれがある。なお、第２粒子７aの均等係数については、上記第１粒子５aと同様とすることができる。
（第２空間部）
第２空間部７６は、定常状態において第２下仕切板７５の上面側に堆積する第２粒子７aと第２上仕切板７４との間の空間である。この第２空間部７６の構成については、上記第１空間部５６と同様にすることができる。
（第２上仕切板）
上記第２上仕切板７４は、第２粒子７aの上流側への流出を防止する板である。第２上仕切板７４の構成において、メッシュの公称目開き以外については上記第１上仕切板５４と同様とすることができる。
第２上仕切板７４のメッシュの公称目開きは、複数の第２粒子７aの最小径（第２粒子７aが通過しない篩の最大目開き）以下となるよう設計される。この第２上仕切板７４のメッシュの公称目開きの上限としては、１００μｍが好ましく、４０μｍ以下がより好ましい。上記公称目開きが上記上限を超える場合、第２粒子７aが第２上仕切板７４を通過するおそれがある。一方、上記公称目開きの下限としては、１０μｍが好ましく、２０μｍがより好ましい。上記公称目開きが上記下限未満の場合、当該水処理装置の圧損が大きくなるおそれがある。
（第２下仕切板）
上記第２下仕切板７５は、第２粒子７aの降下を防止する板である。第２下仕切板７５の構成において、メッシュの公称目開き以外については上記第１下仕切板５５と同様とすることができる。
第２下仕切板７５のメッシュの公称目開きは、第２上仕切板７４と同様に複数の第２粒子７aの最小径（第２粒子７aが通過しない篩の最大目開き）以下となるよう設計される。この第２下仕切板７５のメッシュの公称目開きの上限としては、５０μｍが好ましく、４０μｍ以下がより好ましい。上記公称目開きが上記上限を超える場合、第２粒子７aが第２下仕切板７５を通過するおそれがある。一方、上記公称目開きの下限としては、１０μｍが好ましく、２０μｍがより好ましい。上記公称目開きが上記下限未満の場合、当該水処理装置の圧損が大きくなるおそれがある。
（第２滞留部）
当該水処理装置は、中間下仕切板６５と第２上仕切板７４との間に設けられる空間である第２滞留部７３を有する。この第２滞留部７３には第２排出部７２が接続される。第２処理層７１で分離した油滴や濁質粒子等の一部はこの第２滞留部７３に滞留（浮上分離）し、逆洗時に第２排出部７２から逆洗水と共に排出される。第２滞留部７３の構成については、上記第１滞留部５３と同様とすることができる。
（第２排出部）
第２排出部７２は、第２処理層７１の直上に設けられ、第２処理層７１で分離した油滴や濁質粒子等を逆洗水と共に排出する。第２排出部７２の構成については、上記第１排出部５２と同様とすることができる。
＜ヘッダ部＞
上記ヘッダ部９は、上記第２処理層７１の下方、つまり第２下仕切板７５と本体１の底面との間に形成される空間である。このヘッダ部９の下部には処理済液Ｙを回収する回収管１０が接続され、第１処理層５１、中間処理層６１及び第２処理層７１を通過した処理済液Ｙがこのヘッダ部９で収集された後に回収される。
＜気泡供給部＞
上記気泡供給部３は、上記回収管１０を介して気泡を当該水処理装置の下方から上方へ供給する。気泡供給部３は、圧縮機等から給気管（図示せず）を通して供給される気体を吐出することで気泡を供給する。このような気泡供給部３としては特に限定されず、公知のバブリング装置を用いることができる。気泡供給部３に用いられる気体としては、アルゴン、窒素などの不活性ガス、油田で発生する天然ガス、空気等を用いることができる。この中でも空気を用いることによりコスト低減を図ることができる。気泡の上昇流によって、複数の第１粒子５a、中間粒子６a及び第２粒子７aが液中に分散することで、粒子に付着した油滴や濁質粒子等が分離される。
気泡の平均径の下限としては、３ｍｍが好ましく、４ｍｍがより好ましい。また、気泡の平均径の上限としては、８ｍｍが好ましく、７ｍｍがより好ましい。気泡の平均径が上記下限未満であると、粒子の分散が小さくなるので、粒子に付着していた油滴や濁質等が分離され難くなるおそれがある。一方、気泡の平均径が上記上限を超えると、気泡が大きすぎて粒子の撹拌回数が少なくなるので、粒子に付着していた油滴や濁質等が分離し難くなるおそれがある。
気泡供給部３による気泡の供給開始から供給停止までの時間の下限としては３秒が好ましく、５秒がより好ましい。また、気泡の供給開始から供給停止までの時間の上限としては２０秒が好ましく、１０秒がより好ましい。気泡の供給開始から供給停止までの時間が上記下限未満であると、気泡による粒子の分散が小さくなって、粒子に付着している油滴や濁質粒子等が分離しないおそれがある。一方、気泡の供給開始から供給停止までの時間が上記上限を超えると、分離した油滴や濁質粒子等が、他の処理層に付着し、排出部から排出され難くなるおそれがある。
＜逆洗水供給部＞
上記逆洗水供給部４は、上記回収管１０を介して逆洗水を当該水処理装置の下方から上方へ供給する。この逆洗水供給部４の逆洗水を供給する管の先端と上記気泡供給部３の気泡を供給する管は、１個の共通配管となっており、切替弁（図示せず）によって逆洗水か気泡のいずれか一方が供給される。逆洗水供給部４は、例えばポンプによって処理済液を圧送することで逆洗水を供給する。上記気泡によって粒子から分離した油滴や濁質粒子等が、この逆洗水によって排出部から逆洗水と共に排出され、後述の逆洗水回収部で回収される。
逆洗水供給部４による逆洗水の供給開始から供給停止までの時間の下限としては、５秒が好ましく、１０秒がより好ましい。また、上記気泡の供給開始から供給停止までの時間の上限としては、１００秒が好ましく、６０秒がより好ましい。逆洗水の供給開始から供給停止までの時間が上記下限未満であると、粒子から分離した油滴や濁質粒子等が排出部から全て排出されずに残るおそれがある。一方、逆洗水の供給開始から供給停止までの時間が上記上限を超えても、粒子から分離した油滴や濁質粒子等が排出部から十分に排出されているので、それ以上に逆洗水を供給しても時間が無駄になるだけであり、逆洗の効率が低下するおそれがある。
＜逆洗水回収部＞
上記逆洗水回収部（図示せず）は、排出部を介して油滴や濁質粒子等を含む逆洗水を回収する。この回収した逆洗水は、例えば当該水処理装置に被処理液Ｘとして再度供給することができる。
＜利点＞
当該水処理装置は、処理層の第１上仕切板５４、中間上仕切板６４、第２上仕切板７４と粒子との間に第１空間部５６、中間空間部６６、第２空間部７６を有する。これにより粒子に気泡を供給したときに、気泡によって粒子が撹拌され、粒子が容易に分散するので、粒子に付着した油滴や濁質粒子等が分離しやすくなる。また、逆洗水を供給し、排出口から排出することで、粒子から分離した油滴や濁質粒子等が他の処理層に付着せずに排出される。これらによって、粒子を容易かつ確実に洗浄することができる。その結果、当該水処理装置は高い水処理効率を有する。
また、当該水処理装置は、気泡供給部３による気泡の供給と、逆洗水供給部４による逆洗水の供給とを繰り返し、その気泡及び逆洗水を処理層の直上の排出部により排出する。このように気泡の供給と逆洗水の供給とを繰り返すことにより、粒子に付着した油滴や濁質粒子等が十分に分離され、排出される。また、油滴や濁質粒子等が直上の排出部から排出されるので、分離した油滴や濁質粒子等が他の処理層に付着し難くなる。
また、当該水処理装置は、気泡供給部３によって気泡を供給し、気泡によって粒子間から分離した油滴や濁質粒子等が滞留部内に浮遊し、他の処理層に付着する前に、逆洗水供給部４によって逆洗水の供給を開始することができる。このように逆洗水の供給を開始することにより、油滴や濁質粒子等が直ぐに排出されるので、粒子を容易かつ確実に洗浄することができる。
また、当該水処理装置は、上流側の処理層が封入する粒子の平均径よりも下流側の処理層が封入する粒子の平均径を小さくすることで、上流側の処理層で粒径の比較的大きい油滴や濁質粒子等を分離し、その後エマルジョン化した油滴や微細な濁質粒子等を下流側の処理層で分離することができる。その結果、水処理効率をさらに高められる。
［水処理方法］
当該水処理方法は、当該水処理装置に被処理液を供給し、処理済液を回収する浄化工程と、処理層を逆洗する逆洗工程とを備えている。以下、当該水処理方法の詳細を図１の水処理装置を用いて説明する。
＜浄化工程＞
上記浄化工程における被処理液の供給方法は特に限定されず、例えばポンプ又は水頭で当該水処理装置に被処理液を圧送する方法を用いることができる。
当該水処理方法で回収する処理済液の濁質濃度の上限としては、１０ｐｐｍが好ましく、５ｐｐｍがより好ましく、３ｐｐｍがさらに好ましく、１ｐｐｍ以下が特に好ましい。処理済液の濁質濃度を上記上限以下とすることで、当該水処理方法で処理した処理済液を環境に負荷を与えず廃棄することや産業用水として利用することが可能となる。なお、濁質濃度とは、浮遊物質（ＳＳ）の濃度を意味し、ＪＩＳ−Ｋ０１０２（２００８）の「１４．１ 懸濁物質」に準拠して測定される値である。
当該水処理方法で回収した処理済液の油濃度の上限としては、１００ｐｐｍが好ましく、５０ｐｐｍがより好ましく、１０ｐｐｍがさらに好ましく、１ｐｐｍ以下が特に好ましい。処理済液の油濃度を上記上限以下とすることで、当該水処理方法の後で行う油水分離処理の負荷を低減することや、条件によっては他の油水分離処理を行なわずとも当該水処理方法で油水分離した処理済液を環境に負荷を与えず廃棄することができる。
上記浄化工程において、粒子に付着した油滴や濁質粒子等が増え、各処理層上下での差圧が大きくなると、浄化工程を終了し、次の逆洗工程を行って粒子を洗浄する。
＜逆洗工程＞
逆洗工程は、気泡を供給する工程と、逆洗水を供給する工程とを有する。
（気泡供給工程）
気泡供給工程では、上述した径の気泡Ｂを上述した時間、気泡供給部３によって処理部２に下方から回収管１０を介して供給する（図２Ａ参照）。この気泡Ｂによって液中で粒子が撹拌され分散し、粒子に付着していた油滴や濁質粒子等Ｄが分離する。
（逆洗水供給工程）
逆洗水供給工程は、逆洗水Ｚを洗水供給部４によって処理部２に下方から回収管１０を介して供給する（図２Ｂ参照）。この逆洗水Ｚによって、粒子から分離した油滴や濁質粒子等Ｄが排出部から排出される。
この逆洗水供給工程は上記気泡供給工程停止と略同時に行うことが好ましい。このように気泡Ｂの供給停止と略同時に逆洗水供給部４の逆洗水Ｚの供給開始を行うことで、粒子から分離した油滴や濁質粒子等Ｄが他の処理層に付着する前に排出部から排出される。
さらにこの逆洗水供給工程は、気泡供給工程によって処理層から分離した油滴や濁質粒子等が滞留部に浮遊しているときに開始することが好ましい。これによって、処理層から分離した油滴や濁質粒子等Ｄが、他の処理層に吸着せずに排出口から排出される。このように逆洗水供給工程を開始するには、例えば次のようにして行う。予め、気泡供給工程のバブリングによって処理層から分離した油滴や濁質粒子等が滞留部に浮遊し始めてから他の処理層に吸着するまでのバブリング開始時からの時間をバブリング量等の条件毎に調べる。そして、この時間内に逆洗水供給工程を開始することで、油滴や濁質粒子等Ｄが滞留部に浮遊しているときに逆洗水Ｚを供給することができる。また、本体に透明な材質を用い、バブリング時の処理層を観察し、処理層から分離した油滴や濁質粒子等Ｄが滞留部に浮遊し始めてから他の処理層に付着するまでの間に逆洗水供給工程を開始してもよい。
この気泡供給工程と逆洗水供給工程とを繰り返して行うことが好ましい。この繰り返し回数の下限としては、２回が好ましく、５回がさらに好ましい。また、上記繰り返し回数の上限としては、２０回が好ましく、１５回がさらに好ましい。上記繰り返し回数が上記下限未満であると、粒子に付着した油滴や濁質粒子等を十分に分離し、排出できないおそれがある。一方、上記繰り返し回数が上記上限を超えると、粒子に付着した油滴や濁質粒子等を十分に分離し、排出できているので、無駄に気泡Ｂの供給と逆洗水Ｚの供給とを繰り返しているおそれがある。
なお、気泡供給工程及び逆洗水供給工程は、各処理層に対し個別に行う。従って、第１処理層５１を逆洗する場合には、第１排出部５２の開閉手段を開、被処理液供給管８、中間排出部６２及び第２排出部７２の開閉手段を閉とし、気泡Ｂ及び逆洗水Ｚが第１排出部５２のみから排出されるようにする。同様に、中間処理層６１を逆洗する場合には、中間排出部６２の開閉手段を開、被処理液供給管８、第１排出部５２及び第２排出部７２の開閉手段を閉とし、気泡Ｂ及び逆洗水Ｚが中間排出部６２のみから排出されるようにする。また、第２処理層７１を逆洗する場合には、第２排出部７２の開閉手段を開、被処理液供給管８、第１排出部５２及び中間排出部６２の開閉手段を閉とし、気泡Ｂ及び逆洗水Ｚが第２排出部７２のみから排出されるようにする。
当該水処理方法では、逆洗工程後、再度浄化工程を行うことができる。このように浄化工程と逆洗工程とを繰り返すことで、単一の水処理装置で水処理を継続して行うことができる。
（利点）
当該水処理方法は、粒子を容易かつ確実に洗浄することができ、高い処理能力を維持することができる。そのため、例えば油田等で発生する油や濁質を含んだ石油随伴水等の浄化に好適に用いることができる。
［その他の実施形態］
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
上記実施形態においては、水処理装置が第１処理層、中間処理層、第２処理層の３層の処理層を備えたが、処理層の数は複数であればよく３層に限らない。例えば処理部２が第１処理層と第２処理層との２層を備えてもよいし、中間処理層を２層以上備え、処理層を４層以上備えてもよい。
また、気泡供給部の気泡を供給する管と、逆洗水供給部の逆洗水を供給する管とを独立して設けてもよい。このように気泡供給部の管と逆洗水供給部の管とを独立させることで、気泡を供給しながら逆洗水を供給することができ、粒子をさらに容易かつ確実に洗浄することが期待される。
また、処理層毎に気泡供給部と逆洗水供給部とを配設してもよい。これにより粒子をさらに容易かつ確実に洗浄できることが期待される。
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
図１の３層の処理層を有する水処理装置を用いて水処理を行った。本体１の内径は４０ｍｍとした。また、各処理層の粒子の材質、平均粒径、引張弾性率／曲げ弾性率、デュロメータ硬さ、密度を表１に示す。第１粒子５ａには、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（以下、ＥＶＡと記す）粉末（東京インキ株式会社の「パウダーレジン５０１５Ｍ」）を用いた。中間粒子６ａには、ＥＶＡ粉末（東京インキ株式会社の「パウダーレジン２０３０Ｍ」）を用いた。第２粒子７ａには、珪藻土（株式会社丸東の「ラヂオライト＃３０００」）を用いた。
また、各処理層の層厚さ、充填率、充填量、嵩密度、空隙率、及び各滞留部の高さを表１に示す。なお、充填量とは、処理層が封入する粒子の総質量である。また、嵩密度とは、処理層の単位体積当たりの粒子の総質量である。
Figure 2015104709
被処理液としては、油水混合液を用いた。この油水混合液の油分濃度は５００ｐｐｍであり、２μｍの炭酸カルシウム濃度は１００ｐｐｍであった。
上記油水混合液を水処理装置によって３７５ｍ３／ｍ２・ｄａｙの処理流速で０．４７ｍ３／ｄａｙの処理量で濾過処理して浄化し、処理層の上下での差圧が大きくなると、浄化を停止して気泡Ｂの供給及び逆洗水Ｚの供給を繰り返して処理層の粒子を洗浄した。
粒子の洗浄では、最初に第２処理層７１の第２粒子７aの洗浄を行い、続いて中間処理層６１の中間粒子６aの洗浄を行い、その後に第１処理層５１の第１粒子５aの洗浄を行った。各粒子の洗浄では、平均径６ｍｍの気泡Ｂを４Ｌ／分の割合で８秒間供給し、気泡Ｂの供給停止と略同時に逆洗水Ｚの供給を開始し、逆洗水Ｚを０．４Ｌ／分の割合で２２秒間供給した。そして、この気泡Ｂの供給及び逆洗水Ｚの供給を繰り返して連続５回行った。なお、気泡Ｂの供給開始８秒の時点において、各粒子間から分離した油滴や濁質粒子等は各滞留部に浮遊しているが、各滞留部の上面や側壁内面には吸着していなかった。この水処理中での第２処理層の上下の差圧の推移を図３に示す。
このように被処理液の浄化と粒子の洗浄を繰り返して８４時間行った。図３に示すように、被処理液の浄化中に差圧が上昇し、粒子を洗浄することによって差圧が減少した。この８４時間中の各浄化毎に、第２処理層７１の上下での差圧の１時間当たりの上昇量を算出した。そして、その８４時間中の全浄化での、その上昇量の平均値（この平均値を以下において時間当たり濾過中差圧上昇量という）を評価した。具体的には、図３における差圧の上昇カーブＰ１、Ｐ２、Ｐ３等の上昇カーブ毎に差圧の１時間当たりの上昇量を算出し、それらの上昇量の平均を時間当たり濾過中差圧上昇量とした。この時間当たり濾過中差圧上昇量が小さいほど、粒子に付着した油滴や濁質粒子等が良く除去され、粒子の洗浄が容易かつ確実に行われたことを示す。本実施例での時間当たり濾過中差圧上昇量は、７ｋＰａ／ｈであり、短い洗浄時間で処理層の上下の差圧を低減できていることが分かる。
本発明の水処理装置及び水処理方法は粒子を効率良く洗浄することができる。その結果、例えば石油随伴水の浄化に好適に用いることができる。
１ 本体
２ 処理部
３ 気泡供給部
４ 逆洗水供給部
５１ 第１処理層
５２ 第１排出部
５３ 第１滞留部
５４ 第１上仕切板
５５ 第１下仕切板
５６ 第１空間部
５a 第１粒子
６１ 中間処理層
６２ 中間排出部
６３ 中間滞留部
６４ 中間上仕切板
６５ 中間下仕切板
６６ 中間空間部
６a 中間粒子
７１ 第２処理層
７２ 第２排出部
７３ 第２滞留部
７４ 第２上仕切板
７５ 第２下仕切板
７６ 第２空間部
７a 第２粒子
８ 被処理液供給管
９ ヘッダ部
１０ 回収管

Claims (11)

  1. 略鉛直方向に設置される筒状の本体を備え、この本体内の少なくとも一部に充填される処理部により上方から供給される被処理液を浄化し、下方から処理済液を回収する水処理装置であって、
    上記本体内の軸方向にかつ間隔を開けて配設され、内部に粒子が封入され、その粒子の上下への流出を防止する一対の仕切板を有する複数の処理層と、
    上記本体内に下方から気泡を供給する気泡供給部と、
    上記本体内に下方から逆洗水を供給する逆洗水供給部と、
    上記本体内の各処理層の上方に配設され、上記気泡及び逆洗水のうち少なくとも一方を排出する排出部とを備え、
    定常状態において上記処理層の上仕切板と粒子との間に空間部を有する水処理装置。
  2. 上記処理層の洗浄時に、上記気泡供給部による気泡の供給と、上記逆洗水供給部による逆洗水の供給とを繰り返し、その気泡及び逆洗水を上記処理層の直上の排出部により排出する請求項１に記載の水処理装置。
  3. 上記気泡供給部による気泡の供給開始から供給停止までの時間が３秒以上２０秒以下である請求項１又は請求項２に記載の水処理装置。
  4. 上記気泡供給部の気泡の供給停止と略同時に上記逆洗水供給部の逆洗水の供給開始を行う請求項１、請求項２又は請求項３に記載の水処理装置。
  5. 上記気泡の平均径が３ｍｍ以上８ｍｍ以下である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の水処理装置。
  6. 上記上仕切板と下上仕切板との間における粒子の充填率が１０体積％以上９５体積％以下である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の水処理装置。
  7. 上流側の処理層が封入する粒子の平均径よりも下流側の処理層が封入する粒子の平均径が小さい請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の水処理装置。
  8. 上流側から順に第１処理層及び第２処理層を備え、第１処理層が封入する第１粒子が高分子化合物を主成分とし、第２処理層が封入する第２粒子が珪藻土を主成分とする請求項７に記載の水処理装置。
  9. 上記第１処理層と第２処理層との間に中間処理層をさらに備え、中間処理層が封入する中間粒子が高分子化合物を主成分とする請求項８に記載の水処理装置。
  10. 上記被処理液が油と濁質とを含有し、この被処理液から油と濁質とを分離する請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の水処理装置。
  11. 請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の水処理装置に被処理液を供給し、処理済液を回収する工程
    を有する水処理方法。


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