JP2960282B2 - 長繊維束を用いた重力式ろ過装置およびその洗浄方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は上工水道水、下水、河川
水、湖沼水、凝集沈殿上澄水、各種工程中間水、製紙工
程における回収水のような各種回収水、各種廃水、生物
処理装置の処理水あるいは有価物含有液、酒、油等の被
処理液中の懸濁物を高流速で除去するための長繊維束を
用いた重力式のろ過装置およびその洗浄方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】長繊維束を用いたろ過装置としては、特
開平２−１４９３０５号公報に示されたものがある。

【０００３】このろ過装置は、ろ過塔内に多孔板を水密
的に横設し、該多孔板の各孔部に長繊維束を束ねたノズ
ルを固定したもので、該長繊維束はろ過塔内の懸濁物を
含む原液中においてその先端を自由端として直立浮遊状
態にあり、被処理液を該ろ過塔の上部から下降流でのろ
過工程において、該長繊維束は高さが縮みはするが水平
に折れ曲がらず、長繊維束内の空隙部で懸濁物を捕捉
し、ろ過水を該ノズルを通して該多孔板の下部から塔外
へ排出する圧力式の構成としている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この長繊維束を用いた
ろ過装置は、被処理液の流速を従来の充填層型ろ過装置
等のろ過装置と比較して非常に高速とすることができ、
また逆洗等による洗浄工程も非常に短時間で終了するこ
とができるが、長繊維束を交換する場合にはろ過塔の鏡
板等を取り外すという面倒な作業を必要としていた。

【０００５】また、当該ろ過装置を重力式ろ過装置とし
て用いる場合には以下のような種々の問題点があった。

【０００６】まず、重力式でろ過を行う場合には、長繊
維束をあまり密に充填すると圧力損失が大きくなりす
ぎ、ろ過流速を大きくすることができない。また、ろ過
流速を大きくしようとすれば長繊維束の充填を粗くする
必要があるが、しかし充填密度を粗くすると特にろ過初
期に懸濁物が漏洩するという問題がある。

【０００７】したがって、長繊維束を用いて重力ろ過を
行う場合には上述の問題を解決する必要がある。

【０００８】また、重力ろ過を行う場合、長繊維束の上
部にある程度の水位を必要とするが、ろ過終了時に長繊
維束の下部から空気を流入して長繊維束に捕捉した懸濁
物を剥離する際、上述した水位まで水があるため、ブロ
ワーの吐出圧を大きくする必要があり、比較的高揚程の
ブロワーを設置しなければならない。

【０００９】本発明の目的は、長繊維束の交換が容易な
長繊維束を用いた重力式ろ過装置を提供することにあ
る。

【００１０】また、本発明の別の目的は、長繊維束を用
いて重力ろ過を行う場合、それ程圧力損失を増加させる
ことなく、かつろ過初期から清澄度の高いろ過液が得ら
れる洗浄方法を開示することにある。

【００１１】さらに他の目的は、比較的低い揚程のブロ
ワーで充分長繊維束を空気攪拌できる洗浄方法を開示す
ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の目的を実現する
長繊維束を用いた重力式ろ過装置は、上方の開口したろ
過槽と、該ろ過槽内に底部に空所を有するようにして取
り外し可能に配置された枠体に上端を自由端とした長繊
維束からなるろ過材を設けたろ過体と、該ろ過槽の底部
空所に連通する洗浄空気管と、該ろ過槽の上部に設けら
れた被処理液供給口と、該ろ過槽の底部空所に連通する
ろ過液を槽外に排出する排出管と、該ろ過槽内の液を該
ろ過材の上方で槽外に排出し一定の液位を保持するため
のトラフとを有し、該被処理液供給口から該ろ過槽内へ
供給された被処理液を重力により該ろ過体を通してろ過
し、ろ液を該排出管を通して排出することを特徴とす
る。また、この長繊維束を用いた重力式ろ過装置の洗浄
方法は、トラフからろ過槽内の液を排出し、該トラフま
で液位を下げた状態で、洗浄空気管からの空気による長
繊維束の洗浄を行った後、該空気洗浄と洗浄水の上昇流
による長繊維束の洗浄を行うことを特徴とし、さらに、
洗浄工程の終了後、ろ過槽内の水を長繊維束の先端より
やや上方の液位あるいは長繊維束の一部ないし全部が露
出する液位まで抜き出すことを特徴とする。

【００１３】

【実施例】図１はろ過設備の一実施例を示す概略図、図
２は図１のＡ−Ａ線断面の詳細図を示している。

【００１４】１はろ過槽１ａ内に玉砂利、砕石、無機質
あるいは有機質の成形物からなる微生物を担持するため
の充填材１ｂを充填した好気性接触酸化槽を３基並列に
配置した生物処理装置で、各ろ過槽１ａの下部から供給
される原液および微生物の呼吸用の空気を上昇流により
充填材１ｂを通して生物処理し、槽１ａの上部から槽外
に処理液を排出するようにしている。生物処理装置１の
槽１ａの外周上部には排出溝１ｃが形成され、槽１ａの
上部から排出された処理液がこの排出溝１ｃに送られて
一定のヘッドが保持されるようにしている。

【００１５】２は生物処理装置１の処理液を被処理液と
してろ過を行うろ過装置で、上部が開口したろ過槽２ａ
内にろ過材２ｂとして長繊維束を配置した重力式ろ過装
置Ａが複数基（本実施例では８基）並設されている。排
出溝１ｃはろ過装置２の各ろ過槽２ａの上方に位置し、
各ろ過槽に対する被処理液供給口として構成され、各ろ
過槽２ａ毎に設けた弁（不図示）を介して被処理液であ
る生物処理装置の処理液が各ろ過槽２ａに落下供給され
るようになっている。本実施例では、生物処理装置１と
ろ過装置２は共にコンクリート製であって、図２に示す
ように一体的に形成されている。

【００１６】ろ過槽２ａ内に配置される長繊維束からな
るろ過材２ｂは、個々に取り外し可能な４つの枠体３内
に夫々設けられ、各枠体３内はさらに仕切り板４により
４つの区画に仕切られている。枠体３の底部３ａは多孔
板から構成され、この多孔板の孔部にろ過材である長繊
維束２ｂの基部をなすノズル２ｃが取付けられている。
この枠体３は上方への抜き出しが容易とするために、ろ
過槽２ａの内壁面に形成した段差部２ｄに枠体３の上部
外周に形成したフランジ部２ｅが当接し位置決めされる
ようにしており、例えば該段差部に植設したボルトに該
フランジ部に形成した孔部を通しナットによりネジ締め
することで容易に固定することができる。

【００１７】枠体３の底部３ａと各ろ過槽２ａの底部と
の間には図３に示したように空所５が形成され、空所５
内には洗浄工程において使用する一対の空気管６ａ、６
ｂが並列に配管され、また空所５内のろ液が排出管７を
通して槽外に排出されるようになっている。なお本実施
例では、ろ過装置はろ過槽２ａの下部に洗浄工程の際に
発生した洗浄排水を貯槽する洗浄排水槽８が設けられて
いる。

【００１８】一方、枠体３の上部には液抜き用のトラフ
９が配置され、洗浄工程の開始に際してろ過槽２ａ内の
液位を一定レベルまで下げるようにしている。

【００１９】上記した長繊維束をろ過材とする重力式の
複数のろ過槽２ａからなるろ過装置は、複数のろ過槽２
ａのうちのいずれかのろ過槽２ａを洗浄している間は残
りのろ過槽２ａによりろ過工程を行うローテーション運
転を行っており、ろ過工程中のろ過槽２ａに対しては、
被処理液が落下供給される。

【００２０】長繊維束のろ過材２ｂは損失水頭が極めて
低いため、ろ過槽２ａ内の被処理液のろ過速度を速くす
ることができる。また、長繊維束によるろ過は、長繊維
束内の空隙において懸濁物を捕捉するものであるが、懸
濁物の捕捉量が大きくなると、図３の（ａ）に示すよう
に、高さ方向における縮みが大きくなり、多数の長繊維
束が全体的に重なり合ったような状態となるとともに圧
力損失が増加するので、ろ過能力が限界に達し、長繊維
に付着した懸濁物等を除去する洗浄工程を要し、このた
め洗浄を要するろ過槽２ａへの被処理水の供給を停止す
る。

【００２１】以下、図３を用いて洗浄工程を説明する。

【００２２】一定流量のろ過液を得ようとする場合、長
繊維束からなるろ過材２ｂのろ過能力が低下するにした
がい、ろ過槽２ａ内の水頭（液位）が徐々に高くなる
が、図３の（ａ）に示すように予め定めた限界水頭Ｈ１
となると、ろ過工程を中止し、トラフ９に通ずる配管
（不図示）のバルブ（不図示）を開弁し、図３の（ｂ）
に示すように、ろ過槽２ａ内の液位をトラフ９の液位Ｈ
２まで下げ、図３の（ｃ）〜図３の（ｅ）に示す洗浄工
程の効率化を図るようにしている。

【００２３】洗浄工程は、先ず図３の（ｃ）に示す空気
洗浄が行われるが、一対の空気管６ａと６ｂの両方に一
度にエアーを供給するためには容量の大きい圧縮空気源
を必要とするため、片側の空気管６ａにのみエアーを供
給し、片側の長繊維束内をその基部をなすノズル２ｃを
通して供給すると、長繊維束の表面に付着していた懸濁
物等の付着物の離脱が始まり、縮み重なり合っていた片
側の長繊維束列が直立する。そして今度は他側の空気管
６ｂのみにエアーを供給することにより、他側の長繊維
束列を直立させる。その際、ろ過槽２ａ内の液位はＨ２
まで下げられているため、その分供給するエアーの圧力
が小さくて済むことになる。

【００２４】続いて、図３の（ｄ）に示すように、上昇
流による水洗と上記した空気洗浄との混合した洗浄を行
う。ここまでの洗浄工程でかなりの洗浄が行われるが、
最終洗浄のために図３の（ｅ）に示すように、水のみに
よる水洗浄を行うこともできる。なお、以上の洗浄工程
中はトラフ９のバルブは開弁状態にあり、その際生じた
洗浄排水は、トラフ９および図示しない配管を介して洗
浄排水槽８に貯槽される。

【００２５】上記した図３の（ｅ）に示す水洗浄によっ
て、長繊維束はその基部から上方への洗浄水の上昇流に
より直立した状態となるが、長繊維束相互および長繊維
束を構成する個々の長繊維により形成される空隙は比較
的大きいため、このままの状態では被処理水中の懸濁物
の捕捉効率が悪い。

【００２６】そこで、最終水洗浄が終了した後、排出管
７よりろ過槽２ａの水を下降流で抜き水位をＨ２から、
長繊維束の先端のやや上方の水位であるＨ３へと下げる
と、長繊維束は高さ方向において縮みはするが水平に折
れ曲がらず、しかも互いに適度に重なり合って懸濁物捕
捉のために良好な空隙を形成する。

【００２７】なお、前記良好な空隙を形成するために
は、前記水抜き水位を長繊維束の一部ないし全部が露出
するまで行っても同様に達成できる。

【００２８】以上により洗浄工程が終了し、ろ過工程の
ために待機する。

【００２９】また、洗浄工程を行ってもろ過性能が回復
できない場合には、長繊維束の交換を必要とする。本実
施例ではろ過槽２ａ内に４つの枠体３を取り外し可能に
配置しているため、交換を要する長繊維束の配置された
枠体３のみを取り出せば良いことになる。その際、ろ過
槽２ａは上部が開放しているため、トラフ９を取り外す
だけの簡単な作業で直接枠体３の取り出しが行える。

【００３０】なお、４つの枠体３を個々にろ過槽２ａに
対して取り外し可能としたり、あるいは４つの枠体３を
相互にボルト等により連結し一体となし、これを取り出
すようにしても良い。

【００３１】また、本実施例においては、長繊維束を用
いたろ過装置を生物処理装置の後段に設置し、前段の生
物処理装置の処理水を被処理液とし、生物処理装置が有
する水頭を利用して重力ろ過しているため、被処理液を
ろ過槽２ａの上方にポンプアップするためのポンプが不
要となる。

【００３２】なお、長繊維束を用いたろ過装置に直接被
処理水を供給しろ過するようにしても良いことは勿論の
ことである。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の長繊維束
を用いた重力式ろ過装置によれば、上方が開口しかつ取
り外し可能に配置された枠体に長繊維束を設けているの
で、従来の圧力式の長繊維束を用いたろ過装置のように
鏡板等を取り外す等の面倒な作業を一切不要とし、トラ
フを取り外すだけで枠体ごと長繊維束を取り外すことが
できるので、長繊維束の交換作業が極めて容易となる。

【００３４】また、洗浄操作においては、ろ過工程終了
時、トラフからろ過槽内の液を予め排出することによ
り、長繊維束の下部から空気を注入する際のブロワーの
揚程を小さくでき、さらに洗浄空気管をろ過槽の底部空
所内に複数本配置した場合は、この複数本の洗浄空気管
から別々に空気を注入することもでき、これによりブロ
ワーの容量を小さくすることができる。

【００３５】また、長繊維束を重力式ろ過装置に適用す
る場合、長繊維束をあまり密に充填すると圧力損失が大
きくなり過ぎ、ろ過流速をそれ程大きくすることができ
ず、また長繊維束を粗く充填してろ過流速を大きくしよ
うとすると、ろ過初期に懸濁物が漏洩するが、本発明の
洗浄方法によれば、ろ過流速を大きくするためにある程
度長繊維束を粗く充填しても、洗浄後にろ過工程に先立
ってろ過槽内の水を長繊維束の先端よりやや上方の液位
まで抜き出す工程を行うので、長繊維束が高さ方向に若
干縮み、しかも互いに適度に重なり合うので、ろ過初期
から懸濁物が漏洩していない良好なろ過液を得ることが
できる。

【００３６】さらに、ろ過槽の下方に洗浄排水槽を設置
した場合には、設置面積を最小にすることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を有効に実施することができるろ過設備
の概略平面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線詳細断面図。

【図３】図１に示す２次ろ過装置の再生工程等を示す概
略図。

【符号の説明】

１ 生物処理装置 １ａ ろ過槽 １ｂ 充填材 １ｃ 排出溝（被処理液供給口） ２ ろ過装置 ２ａ ろ過槽 ２ｂ ろ過材 ２ｃ ノズル ２ｄ 段差部 ２ｅ フランジ部 ３ 枠体 ３ａ 底部 ４ 仕切り板 ５ 空所 ６ａ、６ｂ 空気管 ７ 排出管 ８ 洗浄排水槽 ９ トラフ

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上方の開口したろ過槽と、該ろ過槽内に
   底部に空所を有するようにして取り外し可能に配置され
   た枠体に上端を自由端とした長繊維束からなるろ過材を
   設けたろ過体と、該ろ過槽の底部空所に連通する洗浄空
   気管と、該ろ過槽の上部に設けられた被処理液供給口
   と、該ろ過槽の底部空所に連通するろ過液を槽外に排出
   する排出管と、該ろ過槽内の液を該ろ過材の上方で槽外
   に排出し一定の液位を保持するためのトラフとを有し、
   該被処理液供給口から該ろ過槽内へ供給された被処理液
   を重力により該ろ過体を通してろ過し、ろ液を該排出管
   を通して排出することを特徴とする長繊維束を用いた重
   力式ろ過装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、被処理液供給口は前
   段に配置された水処理装置の排水手段に通じていること
   を特徴とする長繊維束を用いた重力式ろ過装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、洗浄空気管は
   ろ過槽の底部空所内に並列に複数本配置されていること
   を特徴とする長繊維束を用いた重力式ろ過装置。
4. 【請求項４】 請求項１、２又は３において、ろ過槽の
   下部に洗浄排水を貯留する洗浄排水槽を有することを特
   徴とする長繊維束を用いた重力式ろ過装置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載した長繊維束を用いた重
   力式ろ過装置の洗浄方法であって、洗浄工程は、トラフ
   からろ過槽内の液を排出し、該トラフまで液位を下げた
   状態で、洗浄空気管からの空気による長繊維束の洗浄を
   行った後、該空気洗浄と洗浄水の上昇流による長繊維束
   の洗浄を行うことを特徴とする長繊維束を用いた重力式
   ろ過装置の洗浄方法。
6. 【請求項６】 請求項５に記載した洗浄工程の終了後、
   ろ過槽内の水を長繊維束の先端よりやや上方の液位、あ
   るいは長繊維束の一部ないし全部が露出する液位まで抜
   き出すことを特徴とする長繊維束を用いた重力式ろ過装
   置の洗浄方法。
7. 【請求項７】 請求項５において、空気洗浄は、並列に
   配置された一対の空気管に交互に洗浄空気を供給して行
   うことを特徴とする長繊維束を用いた重力式ろ過装置の
   洗浄方法。