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発明の名称 ろ過装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−235106
公開日 平成10年(1998)9月8日
出願番号 特願平9−57198
出願日 平成9年(1997)2月26日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】大島 道男
発明者 中村 剛
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 ろ材を処理水排出側に配装した通水板にて保持せしめて収容するろ過塔における前記通水板の通水孔がない外周縁近傍のろ材層側には、環状に堰板が配装されており、かつろ過塔内側壁には、水流方向に傾斜した傾斜板が環状に配装されていることを特徴とするろ過装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水中の懸濁物質を分離除去するために使用するろ過装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】水中の懸濁物質を分離除去する水処理技術として、ろ過操作は従来から広く使用されている。例えば、上水処理の分野では、微細な懸濁物質を含む原水を凝集剤によって処理して懸濁物質を凝集させ、分離しやすくしてからろ過分離する急速ろ過と称する方式を採用しており、このろ過には、砂層の上に破砕無煙炭層を形成したろ材を使用して、通水速度5〜7m/時でろ過する二層ろ過を行うのが一般的である。
【0003】また、下水処理の分野では、活性汚泥処理水のような比較的懸濁物質の粒径が大きく、しかも懸濁物質の濃度も高い排水をろ過の対象とすることが多く、ろ過の前に凝集処理を行うのは特殊な場合に限られる。このろ過に使用するろ材としては、上水処理と同様に、砂と破砕無煙炭を使用することが多く、通水速度は4〜25m/時の高速で通水する方式が一般に採用され、下水処理ではこの方式を急速ろ過と称されている。ろ過装置の形式は、ろ過圧の確保方法によって、重力式と圧力式、ろ過方向によって、下向流と上向流に大きく分けられる。
【0004】なお、近年、砂、無煙炭に代わるろ材として、発泡ポリスチレン樹脂製の浮上性ろ材、アクリル系長繊維ろ材、ポリエステル系偏平楕円形繊維ろ材、ポリ塩化ビニリデン球形繊維ろ材、下水汚泥焼却灰を造粒・焼成した軽量細粒ろ材が開発されており、25m/時以上のろ過速度が可能となっている。特開平4ー027495号公報、特開平6ー292808号公報には、ポリエステル系繊維ろ材を利用した超高速ろ過装置が記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この高速なろ過が可能な繊維ろ材は、空隙率が95%程度であり、砂や無煙炭に比較して、ろ過抵抗が非常に小さい。しかしながら、通水速度が25m/時以上の高速となると、ろ層損失水頭は20cm以上を示し、また懸濁物質のろ材内への蓄積と共に、損失水頭も上昇する。なお、繊維ろ材の成形方法によっては、より微細な懸濁物質を捕捉することが可能なろ材も成形可能であるが、この場合、ろ層損失水頭が上昇するため、例えばろ過塔の上端を密閉し、圧力下で下向流で通水する圧力式を採用することが多い。
【0006】前記繊維ろ材をろ過塔内に層高100cmとなるように充填し、圧力式で通水する場合、ろ層損失水頭は200cmにも達し、ろ過塔内での流路は、抵抗の大きいろ材層中を回避し、より抵抗の小さいろ材とろ過塔壁面の間隙を通過し易くなる。その結果、懸濁物質の一部はろ材中に捕捉されることなく排水口に達し、良質の処理水が得られないという問題点があった。
【0007】本発明は、かかる問題点を解決し、懸濁物質を含有する水がろ材とろ過塔壁面の間隙を通過することを防止して良質の処理水を得ることのできるろ過装置を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のろ過装置は、上記目的を達成するために、ろ材を処理水排出側に配装した通水板にて保持せしめて収容するろ過塔における前記通水板の通水孔がない外周縁近傍のろ材層側には、環状に堰板が配装されており、かつろ過塔内側壁には、水流方向に傾斜した傾斜板が環状に配装されていることを特徴とするものである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明を詳細に説明する。図1において、1は、高速でろ過することのできるろ過装置におけるろ過塔であって、該ろ過塔1内にはろ材4を保持する通水板3が配装されており、その上にろ材4が収容されている。このろ材4中を原水2を通過させることにより、原水中の懸濁物質を捕捉、除去し、懸濁物質のない良質の処理水5を得ることができる。
【0010】ここで、ろ過塔1の大きさは、ろ過塔1内での通水速度が25m/時以上となる超高速ろ過を可能とするように、直径等を決定することが好ましい。また、通常、処理精度を考慮した場合、ろ材4の層高を約1mとすることが多く、逆洗時の逆洗効率を考慮すると、ろ材層の上方にろ材層の高さ以上の空間を設けることが好ましい。
【0011】前記通水板3はその通水孔がろ材4より小さくてろ材を通過せず、水のみを通過する大きさであれば良いが、逆洗時の空気曝気等を考慮すれば、これに耐えうるだけの高重量のものが好ましく、鋼鉄製グリッドやパンチングプレ−ト等が望ましい。ろ材4としては、各種のものが使用可能であり、特に砂、無煙炭の他に、繊維ろ材等が適している。ろ過塔1における原水の通水方向は下向流でも上向流でもよい。また、ろ過塔1はろ過塔の上端を密閉し加圧するようにした圧力式でも、上端を開放した重力式でも適用可能である。
【0012】本発明においては、前記通水板3の外周縁近傍の外周縁近傍には、通水孔がなく、しかもそのろ材層4側には、環状に堰板6が立設されていることにより、ろ過塔1の内側壁を伝って流下する流水8が直ちに通水板3を通過することを防止するようになされている。これにより、図2に示すように、ろ過塔1の内壁面を伝って流下する流水8は堰板6を溢流してろ材4を通過して通水板3を通過するようになされている。
【0013】堰板6の高さおよび堰板6とろ過塔内側壁との間隔については、必要に応じて適宜選択することができるが、ろ材4の逆洗時の障害を考慮すると、堰板6の高さはろ材層高の5〜20%が好ましい。堰板6の高さが、ろ材層高の5%未満の場合には、懸濁物質がすぐに堰板6を溢流してしまい、処理効率が低下し、逆に20%を超える場合には、堰板とろ過塔壁面との間隔に懸濁物質が蓄積して、逆洗時に排出されなくなる。
【0014】堰板6とろ過塔内側壁との間隔については、この個所へのろ材4の侵入、逆洗時の洗浄効率を考慮すると、なるべく狭い方が好ましいが、施工上、10〜150mmが好ましい。前記間隔を10mm未満にすると、施工が困難になるばかりか、懸濁物質のリークも生じ易く、逆に150mmを越えると、堰板6とろ過塔内側壁との間にろ材4が侵入し逆洗不能となる。
【0015】さらに、本発明においては、前記ろ過塔1の内側壁面には、水流方向に傾斜した傾斜板7が環状に配装されており、流水8がろ過塔1の内壁面を伝って流下することが防止するようになされている。このように、傾斜板7をろ過塔1のろ材4が収容される内側壁に環状に設置することにより、水流を水流方向にろ過塔中心に向かって流下させることができる。
【0016】水流が下向流の場合は、傾斜板7はろ過塔中心に向かって、下向きに傾斜させる。上向きに傾斜させると、水流が乱れるのみならず、逆洗時、ろ材が傾斜板上に蓄積してしまう。傾斜角度は特に限定されないが、ろ材の滑り込み、水流を考慮すると、鉛直面(側壁)に対する形成角が15〜60度が好ましい。傾斜板7の幅は逆洗時の障害を考慮すると、狭いほうが良いが、鉛直面への投影長がろ過塔1直径の5〜20%が好ましい。5%未満では水流の整流効果が低く、逆に20%を越えると、逆洗時の物理的障害となる。傾斜板7の設置場所はろ材4層内の中程が良く、層内に複数枚設置することがより望ましい。
【0017】ろ材層内にろ過塔中心に向かって傾斜する傾斜板を設置することにより、水流を図2に示すごとくろ過塔中心に向かわせることができ、更に処理効率を上昇させることができる。なお、傾斜板7はろ材層内に複数枚設けることでより効果を上げることができる。
【0018】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例単糸繊度が10.4デニールのポリエステル未延伸フィラメントを192本集合させてなる糸条を素材とし、これを無撚りのままバルキー加工して得られた加工糸を400本集合させて集束(結束)し、この集束部から75mmを残して略球形状となるように切断してなる繊維ろ材を形成した。
【0019】下端より90mm上方には、外周縁部を除いて多数の通水孔を有する多孔性の通水板を設置し、かつその外周縁部の上面には内径157mm、高さ135mmの環状堰板を設置し、さらに前記通水板より250mm上方の内側壁には、側壁面からの傾斜角度が30度で、鉛直面への投影長が30mmの環状傾斜板を設置した高さ2000mm、内径190mmのろ過塔を使用した。このろ過塔の通水板上に前記繊維ろ材120個を充填し、ろ材層の高さを1mとした。上端側を密閉したろ過塔における唯一の開口部である原水供給口から懸濁物質(SS)の濃度が10mg/Lの活性汚泥処理水をろ過塔内の通水速度が30m/時となるように供給し、ろ過塔の下端側の排出口から処理水を排出した。図3において点線で示すように、本実施例では、従来の2倍以上のSS捕捉量が5kg/m2となるまでろ過壁面からの懸濁物質のリークは起こらず、SS除去率80%以上が保たれた。
【0020】比較例堰板、通水板とも設置しない以外は実施例と同様のろ過装置を用いて実施例と同様の条件で通水を行った。図3において実線で示すように、比較例では、繊維ろ材のSS捕捉量が2kg/m2程度で懸濁物質のろ過塔壁面からのリークが始まり、SS除去率は80%以下に低下した。
【0021】
【発明の効果】本発明のろ過装置によれば、通水速度25m/時以上の超高速ろ過においても、ろ材層とろ過塔壁面との間隙からの懸濁物質のリ−クを防止することができ、ろ材中への懸濁物質の捕捉量を増大できるとともに処理効率の良いろ過が可能となる。




 

 


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