JPH06269610A - 浮遊濾材濾過方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 濾材が上下方向に粒子径分布を持たず均一に
分散した濾過層を作り出し、圧損を抑えることにより１
サイクル当たりの処理量の大きい浮遊濾材濾過方法を提
供する。 【構成】 濾過器内の上下に金網を設け、多孔質物質か
らなる浮遊濾材を前記金網間に充填し、該浮遊濾材を洗
浄水に浸した状態で前記の下部金網を介して空気を供給
し、該浮遊濾材を分散混合した後、洗浄水を濾過器下部
から排出して該浮遊濾材からなる濾過層を下部金網上に
形成させてから、被処理水を前記下部金網を介して流通
させ、濾過層を乱すこと無く上部金網下に浮上させ被処
理水を濾過することを特徴とする浮遊濾材濾過方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】浮遊濾材を用いる濾過方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】上水処理・排水処理などの目的で水中に
懸濁する微細かつ難濾過性の固形分を除去する技術とし
て球状、小片状、粒状等の多孔質物質からなる浮遊濾材
を用いる濾過方法がある。この濾過方法は浮遊濾材濾過
方法といわれ、深さ方向に濾過層を形成する濾材表面に
固形分が分散捕捉されるため圧損が増大し難く、１サイ
クル当たりの固形分捕捉量が大きい特徴を有する。

【０００３】浮遊濾材濾過方法は通常濁度１００以下で
特に逆洗操作があまり多くない濁度５０以下のものに適
用されることが多い。

【０００４】しかし、従来実施されていた浮遊濾材濾過
方法の運転方法では浮遊濾材の逆洗処理終了後、被処理
水を流すまでのバルブ切り替え時に、浮遊濾材が逆洗水
中で浮上し濾過層が形成される。この様にして形成され
た濾過層の上部は浮上速度の早い大粒子で、下部は遅い
小粒子で構成されるため、被処理水と接する濾過層表面
に細かい浮遊濾材が集積する。濾過時には、細かい浮遊
濾材が集積した濾過層下部にのみ濾過除去されるべき固
形分が捕捉蓄積されるため圧損増大を抑えるという浮遊
濾材濾過の利点が生かされないという問題があった。

【０００５】上記課題を解決する手段が特開平４−３０
０６０５号公報に開示されている。この方法によれば、
浮上速度の異なる２種類の浮遊濾材、例えば浮遊速度の
早い発泡ポリスチレンと、遅い発泡ポリプロピレンとを
組み合わせて使用し、発泡ポリスチレンの形状を小さ
く、発泡ポリプロピレンの形状を大きく設定する。この
ようにして濾過層上部には浮上速度が早くかつ形状の小
さい浮遊濾材が、また濾過層下部には浮上速度が遅くか
つ形状の大きい浮遊濾材から構成されるように浮遊濾材
を分布させることが提案されている。

【０００６】

【問題を解決しようとする課題】しかし、特開平４−３
００６０５号公報に開示されている方法においても、以
下に示す改善すべき課題があった。即ち、（１）浮上速
度の異なる２種類の浮遊濾材を使用するに当たり、その
組み合わせを選ぶ不便がある、（２）濾過層上部には浮
上速度が早くかつ形状の小さい浮遊濾材が、また濾過層
下部には浮上速度が遅くかつ形状の大きい浮遊濾材から
構成されるように浮遊濾材を分布させても、なおその分
布に局部的な偏りがある、という問題である。

【０００７】浮遊濾材濾過方法を効率的に実施するに
は、濾材が上下方向に粒子径分布を持たず均一に分散し
た濾過層を作り出す必要がある。

【０００８】従って、本発明の目的は、濾材が上下方向
に粒子径分布を持たず均一に分散した濾過層を作り出
し、圧損を抑えることにより１サイクル当たりの処理量
の大きい浮遊濾材濾過方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、濾過器内の上下に金網を設け、多孔質物質からな
る浮遊濾材を前記金網間に充填し、該浮遊濾材を洗浄水
に浸した状態で前記の下部金網を介して空気を供給し、
該浮遊濾材を分散混合した後、洗浄水を濾過器下部から
排出して該浮遊濾材からなる濾過層を下部金網上に形成
させてから、被処理水を前記下部金網を介して流通さ
せ、濾過層を乱すこと無く上部金網下に浮上させ被処理
水を濾過することを特徴とする浮遊濾材濾過方法であ
る。

【００１０】また、本発明は、浮遊濾材が粒子状の高分
子多孔質物質であることを含むものである。

【００１１】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１２】本発明は、ＪＩＳ Ｋ−０１０１のホルマ
ジン標準液を用いる吸光度測定法で測定した濁度１以上
の被処理水に適用できるが、容易に目視でその効果が確
認できる濁度１０以上の被処理水に適用するのが好まし
い。

【００１３】本発明でいう水中に懸濁する微細かつ難濾
過性の固形分とはあおこ等の藻類の他、赤潮の原因とな
るプランクトン等をいう。

【００１４】本発明でいう浮遊濾材は多孔質物質からな
り、中でも、発泡ポリスチレン、発泡ポリプロピレン、
発泡ポリエチレン等の水よりも比重の小さい発泡性高分
子の多孔質物質が好ましい。本発明においては１種類の
浮遊濾材により効率的に浮遊濾材濾過を実施できる。

【００１５】浮遊濾材の形状は、球状、小片状、粒状等
の粒子形状であることが好ましい。粒子の大きさは、篩
で分けた状態で粒径０．２５ｍｍ（６０メッシュ）以上
４．０ｍｍ（５メッシュ）以下であり、かつ１０％径が
１．１ｍｍ以上で６０％径が２．６ｍｍ以下のものがよ
い。ここで１０％径、６０％径とは、篩い分け試験を行
い、その結果をロジン・ラムラー粒度線図にプロット
し、それぞれ篩い下１０％および６０％の粒径をいう。
粒径が０．２６ｍｍ未満であると上部金網のメッシュ数
にもよるが、濾過層における圧力損失が大きくなる傾向
を示し、粒径が４．０ｍｍを越えると、濾過効率が少し
悪くなる傾向を示すため避けた方がよい。また、６０％
径と１０％径との比を均等係数というがこの均等係数は
３以下、好ましくは２．５以下がよい。

【００１６】本発明の濾過層は、円筒状もしくは角柱状
の濾過器の内部の上部および下部に金網を設け、２つの
金網の間に浮遊濾材を充填することにより形成される。
この場合、下部に設けられた金網は浮遊濾材粒子を濾過
器内に固定すると同時に供給される空気の分離を均一に
する役目をする。一方上部に設けられた金網は、浮遊濾
材粒子の流失防止と供給された空気の放出を抵抗無く行
う役目をする。また、上部金網の上に更に多孔板を設け
てもよい。

【００１７】以上の目的を達成するための金網の形状
は、濾過器の容量および浮遊濾材の材質および形状にも
よるが概ね３２メッシュ以上２００メッシュ以下のもの
が好ましい。３２メッシュ未満であると浮遊濾材粒子の
一部が流失し易くなる傾向がみられ、２００メッシュを
越えると空気の分散に不都合を生ずる傾向がみられる。
なお、上部および下部に設けられた金網は必ずしも同一
メッシュである必要はなく、適宜選択して使用すること
ができる。また金網は金属製である必要はなく、高分子
製のもの、ステンレス製のもの、カーボンスチール製の
もの等各種材質のものが使用できる。

【００１８】浮遊濾材の攪拌混合に使用する空気は、濾
過器の径、濾過器の材質によって異なるが概ね空塔速度
１ｍ／ｍｉｎ〜５ｍ／ｍｉｎが望ましく、浮遊濾材が洗
浄水に完全に浸された状態で、濾過層の下部から供給さ
れる。空塔速度が１ｍ／ｍｉｎ未満であると浮遊濾材の
良好な攪拌混合が行われず、また空塔速度が５ｍ／ｍｉ
ｎを越えると、浮遊濾材の破砕をもたらす危険がある。

【００１９】このようにして、浮遊濾材の攪拌混合を１
分以上、好ましくは５分以上おこなわせつつ、洗浄水を
濾過層の下側から完全に排出した後、空気供給を停止す
ると下部の金網上に上下方向に粒子分布の無い均一な濾
過層として浮遊濾材の層が形成される。浮遊濾材の攪拌
混合が１分未満であると条件によっては局部的に均一な
濾過層が形成されないことがあるため避けた方がよい。

【００２０】上下方向に粒子分布の無い均一な濾過層に
被処理水が濾過層の下部から供給されると、被処理水中
の懸濁物質の堆積が濾過層下部のみに偏ること無く濾過
層全体に分散され１サイクル当たりの被処理水中の懸濁
物質捕集量が大きくなる。

【００２１】本発明の特徴を図面によって更に詳細に説
明する。

【００２２】図１は、本発明方法を実施する濾過装置の
１態様を示す概念図である。

【００２３】あおこ等の固形分が懸濁した濁度５０度以
下の汚水が汚水供給装置１よりバルブ２ａを介して濾過
器３へ送られる。濾過器３には球状、小片状、粒状等の
発泡させた高分子多孔質物質からなる浮遊濾材８が充填
され、空気分散用および浮遊濾材流出防止用の金網４，
５が上下に配置されている。汚水が浮遊濾材８の層を通
過すると、汚水中の固形分が浮遊濾材８に付着し、濾過
された清浄水は処理水タンク７へ送られる。

【００２４】浮遊濾材８に相当量の固形分が付着すると
濾過層の圧損が増大し、マノメータ１２の指示値が上が
る。この値は濾過器３の大小によっても異なるが、０．
１ｂａｒ〜０．３ｂａｒの範囲にある所定値に達したと
ころで、バルブ２ａを閉とし、濾過を停止し、逆洗を行
う。即ちバルブ２ｄを介して濾過器３を排水し、バルブ
２ｂを開とし洗浄水供給装置から洗浄水で濾過器３を満
水にする。洗浄水としては、水、温水、各種化合物を含
む溶液等の中から適宜選択して使用する。満水にした後
バルブ２ｃを開とし、空気供給装置９から空塔速度１ｍ
／ｍｉｎ〜５ｍ／ｍｉｎで空気を供給し、浮遊濾材８か
らなる濾過層を攪拌し、浮遊濾材８に付着した固形物を
水中に遊離させ、バルブ２ｄから排出する。この逆洗操
作を１回以上繰り返し浮遊濾材に固形物が付着していな
いことを確認した後、濾過の操作を再開する。逆洗終了
後再び、汚水を供給する前に浮遊濾材８を逆洗水中で攪
拌した状態のまま、濾過器３中の逆洗水をバルブ２ｄを
介して完全に排出する。このとき浮遊濾材８は金網４の
上部に上下方向に粒子分布の無い均一に分散された状態
の層を形成する。

【００２５】この後バルブ２ａを開とし、汚水を汚水供
給装置１より濾過器３に送ると、通常の汚水の流通速度
では上下方向に粒子分布が無い均一に分散された状態の
ままで浮遊濾材層は、分布状態を乱されること無く浮上
する。そのため汚水中の懸濁物質の堆積が濾過層下部に
のみ偏ること無く汚水の濾過を行うことができる。

【００２６】

【作用】洗浄水中で浮遊濾材を金網を通過する空気によ
って均一に混合攪拌し、その状態で洗浄水を排水するこ
とにより得られた浮遊濾材の層は上下方向に粒径分布の
無い均一な分散状態となる。

【００２７】

【実施例】以下に、本発明の特徴を実施例で説明するが
本発明はこれに制限されるものではない。 実施例１ 内径１０ｃｍ，高さ２ｍの円柱状の透明アクリル製容器
である濾過器に、上下端から各々３０ｃｍのところに各
々３２メッシュの金網を取り付け、その間に発泡ポリプ
ロピレン製の浮遊濾材を層高１ｍになるまで充填した。
ＪＩＳ Ｋ−０１０１のホルマジン標準液を用いた吸光
度測定による濁度が２５度のあおこで懸濁した汚水を用
いて前述の方法で濾過試験を行った。汚水の流通速度は
流速８０ｌ／ｈｒであった。

【００２８】浮遊濾材の形状は１０％径で１．１ｍｍ、
６０％径で２．６ｍｍ、均等係数２．４、平均密度０．
８５／ｃｃであり、上部および下部の金網はそれぞれ３
２メッシュのステンレススチール材を用いた。

【００２９】汚水の処理を行う前に、浮遊濾材を洗浄水
としての水道水で満たし、空塔速度１ｍ／ｍｉｎで、濾
過層の下側から空気を５分間供給し、浮遊濾材の攪拌混
合を行い、この状態で洗浄水を濾過層下部の排水バルブ
から完全に排出した。上下方向に粒子径分布の無い均一
に分散された状態で濾過層を形成したのを確認した後、
汚水の処理を開始した。以下の汚水処理速度では均一に
形成された濾過層は乱れること無く浮上した。

【００３０】なお、汚水処理の継続条件としては濾過層
通過後の処理水の濁度が１度以下でかつマノメータの指
示値が０．３ｂａｒ未満とした。

【００３１】結果を以下に示す。

【００３２】

【表１】 実施例２ 空塔速度を５ｍ／ｍｉｎに変えた以外は実施例１と同じ
条件で実施した。結果を以下に示す。

【００３３】

【表２】 実施例３ 下部金網を２００メッシュに変えた以外は実施例１と同
じ条件で実施した。結果を以下に示す。

【００３４】

【表３】 実施例４ 下部金網を２００メッシュに変えた以外は実施例２と同
じ条件で実施した。結果を以下に示す。

【００３５】

【表４】 比較例１ 逆洗終了後、浮遊濾材を洗浄水に満たした状態で、図１
の空気供給バルブ２ｃを閉とし、空気の供給を停止し、
原料供給装置のバルブ２ａを開とし、汚水の処理を開始
した。逆洗処理の操作方法以外は実施例１と同じであ
る。結果を以下に示す。

【００３６】

【表５】 比較例２ 下部金網を２００メッシュに変えた以外は比較例１と同
じ条件で実施した。結果を以下に示す。

【００３７】

【表６】 参考例１ 特開平４−３００６０５号公報に開示の方法で次のよう
に実施した。

【００３８】実施例１と同じ濾過器に下記に示す浮遊濾
材Ａ、浮遊濾材Ｂをそれぞれ１９０ｇｒ，９８０ｇｒ，
計１１７０ｇｒを充填した。

【００３９】

【表７】 濾過層を形成させる浮遊濾材が異なる以外は比較例１と
同様に行った。この濾過層は上部が粒子径の小さい浮遊
濾材Ａで、下部が粒子径の大きい浮遊濾材Ｂで形成され
る。結果を以下に示す。

【００４０】

【表８】 参考例２ 下部金網を２００メッシュに変えた以外は参考例１と同
じ条件で実施した。結果を以下に示す。

【００４１】

【表９】

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、金網を介して均一
な空気の吹き込みによって浮遊濾材を洗浄水中で均一に
攪拌混合した後、洗浄水を濾過器下部から排出すること
により、上下方向に粒度分布の無い浮遊濾材による濾過
層が形成されるため下記の効果がある。 （１）１種類の浮遊濾材で効率のよい濾過層を形成でき
るため、従来技術のように浮遊濾材を組み合わせて使用
する必要がない。 （２）上下方向に均一な濾過層が形成されるため、濾過
抵抗を減少させ１サイクル当たりの濾過処理能力を増大
させることができる。 （３）上下方向に均一な濾過層が形成されるため、浮遊
濾材の均等係数を大きくとることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の浮遊濾材濾過方法を実施する濾過装置
の１態様を示す概念図である。

【符号の説明】

１ 汚水供給装置 ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ バルブ ３ 濾過器 ４，５ 金網 ６ 多孔板 ７ 処理水タンク ８ 浮遊濾材 ９ 空気供給装置 １０ 空気分散板 １１ 洗浄水供給装置 １２ マノメータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 23/10 Ｃ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 濾過器内の上下に金網を設け、多孔質物
   質からなる浮遊濾材を前記金網間に充填し、該浮遊濾材
   を洗浄水に浸した状態で前記の下部金網を介して空気を
   供給し、該浮遊濾材を分散混合した後、洗浄水を濾過器
   下部から排出して該浮遊濾材からなる濾過層を下部金網
   上に形成させてから、被処理水を前記下部金網を介して
   流通させ、濾過層を乱すこと無く上部金網下に浮上させ
   被処理水を濾過することを特徴とする浮遊濾材濾過方
   法。
2. 【請求項２】 浮遊濾材が粒子状の高分子多孔質物質で
   ある請求項１に記載の濾過方法。