JPS597486B2 - 上向流移動床式濾過方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は上向流移動床式濾過方法に関する。

従来の上向流移動床式濾過方法の多くは、単に懸濁物質
（以下、ＳＳと略称する。

）を含有する被処理液を濾過する機能は有するが、ＳＳ
の付着した廃濾材の再生機能を有しない。

従って、濾過と廃濾材の再生を別の場所でする必要があ
り、廃濾材の再生装置への搬送及び再生濾材の濾過槽へ
の搬送のために多数の管や弁からなる配管設備を要する
ばかりでなく、濾過と廃濾材再生を自動化するためには
複雑な機器操作によらなければならなかった。

本発明は上記の問題を解決するためになされたものであ
って、濾過槽と廃瀘材の再生槽とを一体化した装置を用
い、簡単な操作で瀘過と廃濾材再生を切換えることがで
きるようにした上向流移動床式濾過方法を提供すること
を目的とする。

本発明の方法は、濱過槽上部に濾過槽内に連通ずる再生
槽を設けた装置を用い、濱過処理された清浄液の流路を
弁操作により切換え、清浄液を直接に再生槽内に導いて
、再生槽内の廃濾材を流動させ、洗浄するようにするも
のであり、特にサイホンによる効果を濾過、再生処理操
作に応用した方法である。

なお、この明細書において、圧力損失△Ｐ，△Ｐｒ１
，△Ｐｒｚ及び△Ｐ（ｍａｘ）は１水頭で表した代数で
あり、△ｈｌ，△ｈ２ と同じデイメンジョンである。

以下に実施例を示す図面に基づいて本発明を説明する。

先づ、一実施例を示す第１図において、濾過槽１は、例
えば、円筒形直胴部に逆円錐形の底部を付加して形成し
、下部に被処理液供給口２を設け、下端部の廃濾材抜出
し口３は廃濾材抜出し弁４を介して水エゼクタ５に接続
する。

濾過槽１の上部には、濾材層６を通過した濾過後の清浄
液を装置外に取出す清浄液取出口７を設けると共に、下
端開口部９力遠置過槽１の濾材層６上面に開口する再生
槽８を大気から密閉して設ける。

この再生槽８の下端開口部９から浦過槽１に供給される
再生濾材は、浦過槽１内で濾材層６の上面に直接に連な
るようにする。

尚、好ましくは、再生槽８下部は、その横断面積が下方
に向って減少するように円錐状部１０に形成する。

また、再生槽８の中段には、廃濾材供給口１１を設け、
濾過槽下端から抜出した廃濾材６′を、前記エゼクタ５
により、搬送液と共に廃濾材搬送管１２を通して上記供
給口１１から再生槽８に供給する。

更に、再生槽８内め上部に、再生槽８における廃濾材の
再生によって廃濾材から離脱したＳＳと共に、再生槽８
内で廃濾材再生に用いられた後の廃液を再生槽８から排
出させる排出口１３を設ける。

清浄液取出口７には取出管１４を接続し、この取出管１
４を上記再生槽８の排出口１３から鉛直方向に△ｈ１の
間隔を有する位置にまで導き、清浄液をこの高さでサイ
フォンブレーカ１５により大気に開放した後、系外に取
り出す。

尚、第１図においては、取出管１４は再生槽排出口１３
よりも△ｈ１高い位置にまで導かれている（この場合、
△ｈ１〉Ｏとする。

）力瓢取出管１４は再生槽排出口１３と同じ高さにあっ
てもよく（即ち、△ｈ１＝ｏ）、また、再生槽排出口１
３より低い位置（即ち、△ｈ１（０）にあってもよい。

一方、再生槽８の排出口１３を、排出弁１６と絞り弁２
３とを備えた排出管１７に接続し、この排出管１７を排
出口１３から△ｈ２低い位置に液面を有する排液貯留槽
１Ｂに導き、排液貯留槽１８中の排液により液シールし
てサイホンを構成する。

この排液貯留槽１８の排液は、廃濾材を再生槽８に搬送
するための搬送液として使用し、ポンプ１９、搬送液弁
２０を介して、搬送液管２１により前記エゼクタ５に圧
送する。

本発明の方法における！慮過及び廃濾材再生は次のよう
にして行う。

先づ、廃濾材抜出し弁４、搬送液弁２０及び排出弁１６
を閉じて、被処理液を供給口２から濾過槽１内に供給す
ることにより、被処理液を上向流で濾材層６を通過させ
、濾材層６にＳＳを捕捉させた後、洗浄液取出口Ｉから
濾過ずみの清浄液を外部に取出す。

濾材は、ＳＳの捕捉量に応じて、又は一定時間ごとに、
廃濾材抜出し弁４、搬送液弁２０及び排出弁１６を開け
ると共に、ポンプ１９を駆動することにより濾過槽１下
端から抜出し、エゼクタ５で搬送管１２を経て再生槽８
に搬送する。

廃濾材６′をこのようにして再生槽へ送込んだ後、排出
管１７の排出弁１６を開いたままにして、廃濱材抜出し
弁４と搬送液弁２０とを閉じろ。

絞り弁２３は、．排出管１７を通る排液に一定の抵抗と
して使用するように、予め適宜に開状態としたものであ
って、濾過槽１から再生槽８に流入する清浄液の流速を
制御し、再生槽８内で廃濾材６′が安定した層高の流動
層を形成するものである。

尚、特に絞り弁２３を設けることなく、排出弁１６に絞
り弁の作用を兼ねさせることができるのはいうまでもな
い。

ところで、本発明の方法では、濾材層６を通過して濾過
された清浄液を再生槽８内に流入させろために、再生槽
８の下端開口部９から排出口１３までの圧力損失水頭△
Ｐを、排液貯留槽１８の液面から取出管１４が大気に開
放する位置までの高さに相当する水頭△ｈ２＋△ｈ１よ
りも低くなるよう予め調節しておく。

すなわち△Ｐ〈△ｈ２十△ｈ１の関係を成立させる。

この場合、排液貯留槽１８の液面から排出口１３までの
高さに相当する位置水頭△ｈ２を前記圧力損失水頭△Ｐ
に加算する必要がないのは、再生槽８内を大気から密閉
すると共に排出管１７を排液貯留槽１８に液シールして
サイホンを構成する方法を採ったからである。

もし、再生槽８が開放型のものであれば、位置水頭△ｈ
２が圧力損失水頭△Ｐにも加算されることにより、その
結果、関係式が△Ｐ十△ｈ２〈△ｈ２＋△ｈ１となり、
△ｈ１をかなり大きくしなければならないことになる。

本発明の方法はこの点に大きな特徴があるといえる。

そして△Ｐ〈△ｈ２＋△ｈ１の関係を成立させることに
よって、排出弁１６を閉じれば清浄液を取出管１４を通
して外部へ取出すことができ、また排出弁１６を開き、
絞り弁２３を調節することにより、清浄液を再生槽８内
の廃濾材が流動化、洗浄されるのに適した流量で再生槽
８内へ導入することができるのである。

なお、△Ｐは濾材の物性や量、処理液の速度等に依存す
る一方、再生槽８の形状にも依存するので、△ｈ１ ，
△ｈ２と共に、△Ｐを変数として扱い、例えば、前記円
錐状部１０の高さや開口端の断面積を変化させる等して
、上記関係が成り立つようにすることができる。

因みに、底部を逆円錐状にした直胴部内径１０ｊｈ＋＋
ｙｎの再生槽に有効径０．５ ９ｍｍ，均等係数１．３
３、真比重２．６５の砂濾材を充填し、再生槽下端から
水を供給したところ、再生槽内での水の線速度が３５〜
３７ｍ／時のときに漬材は流動化し始め、瀘材層高１０
００ｍｌでは最大圧力損失水頭△Ｐ（ｍａｘ）は８．６
ｍ，濾材層高５００ｗｎでは△Ｐ（ｍａｘ）は７．８ｍ
であった。

従って、△Ｐとし８．６ｍをとった場合、△ｈ２が５ｍ
のとき、△ｈ１〉△Ｐ−△ｈｚ＝３．６ｍ，即ち、△ｈ
１を３．６ｍ以上に設定すれば、排出弁１６を開いたと
きに、清浄液は再生槽８に流れ込む。

再生槽内の上向流処理液によって濾材を流動させるため
に要する流速は次のようにして設定される。

即ち、第２図に示すように、液の流れに対して可変絞り
抵抗として作用する絞り弁２３による圧力損失水頭△Ｐ
ｒは、再生槽８内の上向流速Ｕのｎ乗（ｎ＝１〜２）に
比例するので、濾材の流動化が開始される流速ｕ１に対
応する絞り弁に基づ《圧力損失水頭を△Ｐｒｘ とす
ると、△ｈｔ＋△ｈ２≧△Ｐ（ｍａｘ）＋△Ｐｒ１とな
るように△ｈ１＋△ｈ２を設定すれば、濾材は流動化す
る。

濾材が流動化状態になると、圧力損失水頭△Ｐは減少し
、流速Ｕが増大し、これに伴って△Ｐｒも増大するので
、結局、△ｈ１＋△ｈ２＝△Ｐ２＋△Ｐｒ２となる流速
ｕ２を得ることができ、再生槽８内の瀘材はこの流速ｕ
２を有する清浄液により流動洗浄され、再生される。

なお説明を簡単にするため、第２図は圧力損失水頭△Ｐ
ｒが流速Ｕの１乗に比例する場合について図示している
。

再生槽８の下端開口部９から再生槽８内に導かれた清浄
液は、このようにして再生槽内の濾材を流動させ、濾材
に付着していたＳＳを濾材から離脱させて、濾材を洗浄
再生する。

濾材から離脱したＳＳは次いで清浄液の押出し流れ内に
移行し、排出口１３から排出管１７を通って排液貯留槽
１８に排出される。

再生槽８内の濾材滞留量は廃濾材の一回の抜出し量以上
とされ、且つ、再生槽内の濾材は再生槽の下端開口部９
から直接に濾過槽１内の濾材層６の上面に連なるように
する。

かくして、濾過槽下端部から抜出された廃濾材量と同量
の再生濾材が再生槽８から濾過槽１に供給され、再生槽
８には、常に一定量の濾材が滞留する。

従って、再生槽８に供給された廃浦材が直ちに濾過槽１
に入ることはない。

また、廃濾材の再生洗浄時は勿論であるが、被処理液の
濾過操作時においても、再生槽８内の濾材と円錐状部１
０が通水抵抗として作用するので、再生槽に滞留してい
る搬送液や廃液が濾過槽１内に降下して清澄な液と混じ
ることが阻止される。

このようにして再生槽８内の濾材再生が完了すると、排
出弁１６が閉じられ、清浄液を再び清浄液取出口７から
流出させ、清浄液の取出操作を開始させる。

また、再生槽８に清浄液を送るために、第３図に示すよ
うに、取出管１４から分岐させた分岐管２２を再生槽８
内で開口させてもよい。

廃濾材の搬送液として清浄液又は別の系から供給される
液体を用いてもよいが、本発明の方法においては、図示
したように、廃濾材の搬送と洗浄に用いた排液を排液貯
留槽１８を経て循環使用している。

本発明の方法によれば、以上のように、濾材層を通過し
て濾過された清浄液を直接に再生槽に導き、清浄液の有
するエネルギーによって廃濾材を流動化し、洗浄、再生
するから、洗浄液を再生槽に送入するためのポンプや配
管が不要となり、設備が著しく簡略化される。

しかも、清浄液の流路を再生槽に切換えるには排出弁を
操作させるだけであるから、タイマー等を組込んで連動
させろことにより簡単に自動化することができる。

特に本発明では、大気から密閉された再生槽内から排液
貯留槽までの排液管を液シールされたサイホンに構成す
る方法を用いたので、清浄液取出管の大気開放位置を高
所に設定することなく、容易に再生槽へ清浄液を流入さ
せることができる。

更に、本発明の方法によれば、廃濾材の抜出しにあたっ
ては被処理液の濾過槽への供給を停止する必要はなく、
被処理液を濾過槽に供給することができるほか、廃濾材
の抜出しとそれに伴う廃濾材の下方移動時には、清浄液
が再生槽に導かれるから、この濾材層の下方移動の際に
ＳＳが濾材から離脱しても、このＳＳが濾過槽内に入り
、清浄液と共に清浄液取出口から流出して、清浄液の品
質を低下させるようなことがない。

また、搬送液を循環使用することにより、排液貯留槽か
りの排出量は洗浄液として用いられた液量と同じ量であ
るから、ＳＳが高度に濃縮されて、系外に排出され、後
処理を効率的に行うことができる。

このようにして本発明の方法は浦過と廃濾材再生を効果
的な循環系に構成した簡便且つ省エネルギー的な方法で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の一実施例を説明する略図、第２
図は再生槽内の処理液流速と圧力損失との関係を示すグ
ラフ、第３図は本発明の方法の別の実施例を説明する要
部略図である。 １・・・・・・濾過槽、４・・・・・・廃濾材抜出し弁
、５・・・・・・エゼクタ、６・・・・・・濾材、７・
・・・・・清浄液取出口、８・・・・・・再生槽、９・
・・・・・再生槽開口部、１０・・・・・・円錐状部、
１１・・・・・・廃濱材供給口、１２・・・・・・廃濾
材搬・ 送管、１３・・・・・・排出口、１４・・・・
・・清浄液取出管、１５・・・・・・サイフォンブレー
カー、１６・・・・・・排出弁、１７・・・・・・排出
管、１８・・・・・・排液貯留槽、１９・・・・・・ポ
ンプ、２０・・・・・・搬送液弁、２１・・・・・・搬
送液管、２２・・・・・・分岐管、２３・・・・・・絞
り弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被処理液を常時濾過槽下部から供給し、濾材層によ
   る濾過後の清浄液を濾過槽上部から外部へ取出し、廃濾
   材を濾過槽下端部から抜出して直接濾過槽上部に併設の
   再生槽に送込み、これを再生して濾過槽へ循環させ、廃
   瀘材再生に用いた液を再生槽から外部へ排出するように
   した上向流移動床式瀘過方法において、再生槽内を大気
   から密閉すると共に、再生槽の液排出口からの排出管を
   下方に位置する排液貯留槽で液シールしてサイホンを構
   成させ、且濾材層の上面に開口する再生槽の下端開口部
   から前記排出口までの圧力損失水頭を、前記排液貯留槽
   の液面から前記清浄液の取出管が大気に開放する位置ま
   での高さに相当する位置水頭よりも低くなるよう予め調
   節し、清浄液の取出し時には前記排出管に設けた排出弁
   を閉じることにより清浄液を濾過槽から外部へ取出し、
   廃瀘材再生時には前記排出弁を開くことにより清浄液を
   濾過槽から再生槽内へ流入させて、再生槽内の廃濾材を
   流動化状態にして洗浄、再生することを特徴とする上向
   流移動床式濾過方法。