(57)【要約】      （修正有）【課題】コロイド等の微粒子を含む懸濁水の清浄化工程は、凝集剤等による凝集沈殿とフィルター等によるろ過が行われているが、これを一槽で行うことにより、小型で、且つ、急速に浄化を行うことができる、懸濁水の凝集とろ過を一槽で行う水処理装置及び水処理方法を提供する。【解決手段】懸濁水を処理する処理槽と、前記懸濁水を凝集、ろ過するための凝集剤の供給器と、凝集ろ過助剤の供給器と、前記処理槽の内部に配置された上段ろ過フイルター、及び下段ろ過フイルターとで構成される懸濁水の凝集、ろ過を一槽で行う水処理装置であって、前記上段ろ過フイルター、及び下段ろ過フイルターは、吹き込み空気によって、逆洗されることを特徴とする懸濁水の凝集とろ過を一槽で行う水処理装置とする。【選択図】図１
2014104375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
懸濁水を処理する処理槽と、前記懸濁水中の固形物質を凝集させるための凝集剤の供給器と、凝集ろ過助剤の供給器と、前記処理槽の内部に配置された上段ろ過フイルター、及び下段ろ過フイルターとで構成される懸濁水の凝集とろ過を一槽で行う水処理装置であって、前記上段ろ過フイルター、及び下段ろ過フイルターは、吹き込み空気によって、逆洗されることを特徴とする懸濁水の凝集、ろ過を一槽で行う水処理装置。
【請求項２】
前記水処理装置において、懸濁水の凝集、沈殿、ろ過を行う処理槽内は、前記上段ろ過フイルター、及び下段ろ過フイルターの逆洗を兼ねた吹き込み空気によって撹拌されることを特徴とする請求項１記載の懸濁水の凝集とろ過を一槽で行う水処理装置。
【請求項３】
前記水処理装置において、吹き込み空気によって撹拌される処理槽は、片面の底部に傾斜が付けられおり、これにより処理水の対流が円滑に生じ、かつ沈殿物が底部の排出部に集積されることを特徴とする請求項１または2記載の懸濁水の凝集とろ過を一槽で行う水処理装置。
【請求項４】
懸濁水を処理する処理槽と、前記懸濁水を凝集、ろ過するための凝集剤の供給器と、凝集ろ過助剤の供給器と、前記処理槽の内部に配置された上段ろ過フイルター、及び下段ろ過フイルターとで構成する懸濁水の凝集、ろ過を一槽で行う水処理方法であって、前記凝集ろ過助剤を、多孔質炭、珪藻土とすることを特徴とする懸濁水の凝集とろ過を一槽で行う水処理方法。
【請求項５】
前記上段ろ過フイルター、及び下段ろ過フイルターを、吹き込み空気によって、逆洗することを特徴とする請求項４記載の懸濁水の凝集とろ過を一槽で行う水処理方法。
【請求項６】
前記水処理方法において、懸濁水の凝集、沈殿、ろ過を行う処理槽内は、前記上段ろ過フイルター、及び下段ろ過フイルターの逆洗を兼ねた吹き込み空気によって撹拌されることを特徴とする請求項４または５記載の懸濁水の凝集とろ過を一槽で行う水処理方法。
【請求項７】
前記水処理方法において、吹き込み空気によって撹拌される処理槽は、片面の底部に傾斜を付けて、これにより処理水の対流が円滑に生じ、かつ沈殿物が底部の排出部に集積されることを特徴とする請求項４ないし６のいすれか１項記載の懸濁水の凝集とろ過を一槽で行う水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、懸濁水を入れた単一槽に各種凝集剤と、多孔質炭や珪藻土等のろ過助剤を添加し、懸濁水の凝集沈殿とろ過を一槽で行う水処理装置、及び水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、懸濁水の凝集、及びろ過を行う水処理装置については、各種の水処理装置が公開されているが、凝集専用の槽と、後段に設置されたろ過専用の槽との、少なくとも２槽以上で構成されている。
【０００３】
代表的な水処理装置の構成の例を以下に列記する。
凝集沈殿処理    ：    （１）凝集反応槽、撹拌機      〜    無機凝集剤＋中和処理
（２）高分子反応槽、撹拌機    〜    高分子凝集剤
（３）沈殿分離槽
ろ過処理        ：    （１）ろ過原水槽、移送ポンプ
（２）ろ過器
（３）ろ過処理水槽、逆洗ポンプ
【０００４】
特許文献１では、急速撹拌層、反応槽、及び沈殿槽にて構成される凝集―膜ろ過方法について開示されている。
【０００５】
特許文献２では、凝集沈殿分離装置と、ろ過装置とで構成される濁水処理システム及びその処理方法について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２２６２８５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１９９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の特許文献１、特許文献２の水処理装置は、処理槽を複数有する構成、例えば、沈殿槽、ろ過槽とする構成であるので、構成設備が複数化して製作コストが高くなる、また、可搬使用する場合の装置面積が広くなる等の理由で運搬及び設置コストが高くなるという問題点がある。
【０００８】
本発明の課題は、コロイド等の微粒子を含む懸濁水の清浄化工程は、凝集剤等による凝集沈殿とフィルター等によるろ過が行われているが、これを一槽で行うことにより、小型で、且つ、急速に浄化を行うことができる、懸濁水の凝集とろ過を一槽で行う水処理装置及び水処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の水処理装置は、懸濁水を入れた単一槽に各種凝集剤（塩化第二鉄、ポリ鉄、ＰＡＣ等の無機凝集剤、粉末凝集剤、高分子凝集剤等）で形成する凝集フロックと多孔質炭や珪藻土等のろ過助剤を添加し、空気を送り込みながら撹拌しフロックを生成させる。
【００１０】
充分にフロックを成長させた後、沈降・静置を行い、上段の１０〜１００μｍ間隙の平行スリット有する筒状フィルター等により懸濁水を吸引ろ過する。次に、底部より空気撹拌を行いながら下段の１０〜１００μｍ間隙の平行スリットを有する筒状フィルター等により懸濁水を吸引ろ過する。次の工程では槽下部より沈降したスラッジの排出を行い、処理工程が完了する。
【００１１】
予定する処理工程が完了したら、再び懸濁水を供給し、凝集処理を開始するが、撹拌手段として筒状フィルターに圧力空気を送り、槽内の撹拌・凝集を行う。その際、筒状フィルターの逆洗が行われる。筒状フィルターは内圧０．３〜０．５ＭＰａで平行スリット幅は２００〜４００μｍに広がり、逆洗される。
尚、筒型フィルター（上・下段）は吊り下げ式として凝集分離槽の構造により水深位置を調整する事で使用が可能なユニットとする。
【００１２】
請求項１に係る発明は、懸濁水を処理する処理槽と、前記懸濁水中の固形物質を凝集させるための凝集剤の供給器と、凝集ろ過助剤の供給器と、前記処理槽の内部に配置された上段ろ過フイルター、及び下段ろ過フイルターとで構成される懸濁水の凝集とろ過を一槽で行う水処理装置であって、前記上段ろ過フイルター、及び下段ろ過フイルターは、吹き込み空気によって、逆洗されることを特徴とする懸濁水の凝集とろ過を一槽で行う水処理装置である。
【００１３】
請求項２に係る発明は、前記水処理装置において、懸濁水の凝集、沈殿、ろ過を行う処理槽内は、前記上段ろ過フイルター、及び下段ろ過フイルターの逆洗を兼ねた吹き込み空気によって撹拌されることを特徴とする請求項１記載の懸濁水の凝集とろ過を一槽で行う水処理装置である。
【００１４】
請求項３に係る発明は、前記水処理装置において、吹き込み空気によって撹拌される処理槽は、片面の底部に傾斜が付けられおり、これにより処理水の対流が円滑に生じ、かつ沈殿物が底部の排出部に集積されることを特徴とする請求項１または２記載の水処理装置である。
【００１５】
請求項４に係る発明は、懸濁水を処理する処理槽と、前記懸濁水を凝集、ろ過するための凝集剤の供給器と、凝集ろ過助剤の供給器と、前記処理槽の内部に配置された上段ろ過フイルター、及び下段ろ過フイルターとで構成される懸濁水の凝集とろ過を一槽で行う水処理装置であって、多孔質炭、珪藻土を凝集ろ過助剤として用いる水処理方法である。
【００１６】
請求項５に係る発明は、前記上段ろ過フイルター、及び下段ろ過フイルターを、吹き込み空気によって、逆洗することを特徴とする請求項４記載の懸濁水の凝集とろ過を一槽で行う水処理方法である。
【００１７】
請求項６に係る発明は、前記水処理方法において、懸濁水の凝集、沈殿、ろ過を行う処理槽内は、前記上段ろ過フイルター、及び下段ろ過フイルターの逆洗を兼ねた吹き込み空気によって撹拌されることを特徴とする請求項４または５記載の懸濁水の凝集とろ過を一槽で行う水処理方法である。
【００１８】
請求項７に係る発明は、前記水処理方法において、吹き込み空気によって撹拌される処理槽は、片面の底部に傾斜を付けて、これにより処理水の対流が円滑に生じ、かつ沈殿物が底部の排出部に集積されることを特徴とする請求項４ないし６のいすれか１項記載の懸濁水の凝集とろ過を一槽で行う水処理方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の請求項１の水処理装置によれば、１槽の構成にて、懸濁水を効率良く処理できる水処理装置を提供することができる。
【００２０】
本発明の請求項２の水処理装置によれば、ろ過フイルターの逆洗を兼ねた吹き込み空気によって槽内が撹拌され、撹拌用の部材が省略できる水処理装置を提供することができる。
【００２１】
本発明の請求項３の水処理装置によれば、槽は、片面の底部に傾斜が付けられおり、これにより処理水の対流が円滑に生じる水処理装置を提供することができる。
【００２２】
本発明の請求項４の水処理方法によれば、１槽の構成にて、懸濁水を効率良く処理できる水処理方法を提供することができる。
【００２３】
本発明の請求項５，６の水処理方法によれば、ろ過フイルターを吹き込み空気によって逆洗することができ、また前記吹き込み空気によって槽内が撹拌され、撹拌用の部材が省略できる、また、空気逆洗によってフィルターより除去された懸濁粒子は、原水と共に次工程で清浄化する水処理方法を提供することができる。
【００２４】
本発明の請求項７の水処理方法によれば、槽は、片面の底部に傾斜が付けられおり、これにより処理水の対流が円滑に生じる水処理方法を提供することができる。
【００２５】
本発明によれば、コロイド等の微粒子を含む懸濁水の清浄化工程は、凝集剤等による凝集沈殿とフィルター等によるろ過が行われているが、これを一槽で行うことにより、小型で、且つ、急速に浄化を行うことができる、懸濁水の凝集とろ過を一槽で行う水処理装置及び水処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例の水処理装置の構成の図。
【図２】本発明の実施例の水処理装置の処理工程の図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の水処理装置は、懸濁水を入れた単一槽に各種凝集剤と、多孔質炭や珪藻土等のろ過助剤を添加し、懸濁水の凝集沈殿とろ過を一槽で行う水処理装置である。本発明の水処理装置の構成は、懸濁水を処理する処理槽と、前記懸濁水を凝集、ろ過するための凝集剤の供給器と、凝集ろ過助剤の供給器と、前記処理槽の内部に配置された上段ろ過フイルター、及び下段ろ過フイルターとで構成される懸濁水の凝集、ろ過を一槽で行う水処理装置であって、前記上段ろ過フイルター、及び下段ろ過フイルターは、吹き込み空気によって、逆洗されることを特徴とする。
【００２８】
また、前記水処理装置において、懸濁水の凝集、沈殿、ろ過を行う処理槽内は、前記上段ろ過フイルター、及び下段ろ過フイルターの逆洗を兼ねた吹き込み空気によって撹拌されることを特徴とする。
【００２９】
更に、前記水処理装置において、吹き込み空気によって撹拌される処理槽は、片面の底部に傾斜が付けられおり、これにより処理水の対流が円滑に生じ、かつ沈殿物が底部の排出部に集積されることを特徴とする。
【００３０】
本発明の水処理方法は、懸濁水を処理する処理槽と、前記懸濁水を凝集、ろ過するための凝集剤の供給器と、凝集ろ過助剤の供給器と、前記処理槽の内部に配置された上段ろ過フイルター、及び下段ろ過フイルターとで構成される懸濁水の凝集とろ過を一槽で行う水処理装置であって、多孔質炭、珪藻土を凝集ろ過助剤として用いる水処理方法である。
【実施例】
【００３１】
図１は、本発明の水処理装置の実施例の図である。図１は、片面の底部に傾斜が付けらた槽と、上段のろ過フイルターと、下段のろ過フイルターと、スラッジ排出部と、前記上段のろ過フイルターと、下段のろ過フイルターによってろ過された懸濁水を吸引する吸引ポンプと、逆洗、及び槽内撹拌のための空気供給器から構成されている。
【００３２】
更に、槽の上部には、凝集剤の供給器と、凝集ろ過助剤の供給器とが備えられている。
前記凝集剤は、塩化第二鉄、ポリ鉄、ＰＡＣ等の無機凝集剤、粉末凝集剤、高分子凝集剤等を使用する。また、前記凝集ろ過助剤は、多孔質炭や珪藻土等を使用する。
【００３３】
ここで、懸濁水１０リットルあたり、凝集剤の塩化第二鉄を０．１グラム以上から１０グラム以下の範囲投入し、また凝集ろ過助剤の多孔質炭を１グラム以上から１０グラム以下の範囲投入する。ここで、塩化第二鉄が０．１グラム未満であると、懸濁水の中のコロイド等の微粒子全体を凝集することが不十分となり、１０グラムを超えると、不要な塩化第二鉄が増えるという問題点がある。また、多孔質炭を１グラム未満であると、懸濁水の中のコロイド等の微粒子全体を凝集を促進することが不十分となり、１０グラムを超えると、不要な多孔質炭が増えるという問題点がある。
【００３４】
また、槽の片面の底部には、傾斜が付けられおり、これにより処理水の対流が円滑に生じ、かつ沈殿物が底部の排出部に集積される。前記片面の傾斜の範囲は、水平面に対する角度が、５度以上から３０度以下の範囲で設定される。角度が５度未満であると、空気撹拌の効果が発揮されず、また角度が、３０度を超えると、槽の容積の点で不利となる。
【００３５】
図１の水処理装置において、得られるメリットを以下に列記する。
●凝集沈殿とろ過を一槽で行うことができるため、水処理装置がコンパクトにできる。
●フィルター等の目詰まりを処理毎に空気で逆洗でき、逆洗排水は次工程で処理されるので、付帯設備が少ない。
●工程数が少ないため、処理速度の向上ができる。
●槽内でのろ過時においてスラッジの濃縮・減容を行う。
●多孔質の凝集ろ過助剤を用いることで、幅広い粒径の懸濁物質のろ過に適用できる。
●凝集ろ過助剤として多孔質炭を用いた場合、後工程でスラッジの減容化も可能。
●凝集ろ過助剤として多孔質炭を用いると、対象懸濁物が有機物である場合は、乾燥による燃料利用等が可能。
●凝集ろ過助剤として多孔質炭を用いると、対象懸濁物が有機物である場合は、還元滅菌炭化加工による再処理で再生利用等が可能。
【００３６】
図２は、本発明の実施例の水処理装置の処理工程の説明の図である。懸濁水を入れた単一槽に各種凝集剤（塩化第二鉄、ポリ鉄、ＰＡＣ等の無機凝集剤、粉末凝集剤、高分子凝集剤等）で形成する凝集フロックと、多孔質炭や珪藻土等のろ過助剤を添加し、空気を送り込みながら撹拌しフロッグを生成させる。
【００３７】
充分にフロックを成長させた後、沈降・静置を行い、上段の１０〜１００μｍ間隙の平行スリット有する筒状フィルター等により懸濁水を吸引ろ過する。次に、底部より空気撹拌を行いながら下段の１０〜１００μｍ間隙の平行スリットを有する筒状フィルター等により懸濁水を吸引ろ過する。次の工程では槽下部より沈降したスラッジの排出を行い、処理工程が完了する。
【００３８】
予定する処理工程が完了したら、再び懸濁水を供給し、凝集処理を開始するが、撹拌手段として筒状フィルターに圧力空気を送り、槽内の撹拌・凝集を行う。その際、筒状フィルターの逆洗が行われる。筒状フィルターは内圧０．３〜０．５ＭＰａで平行スリット幅は２００〜４００μｍに広がり、逆洗される。尚、筒型フィルター（上・下段）は吊り下げ式として凝集分離槽の構造により水深位置を調整する事で使用が可能なユニットとする。
【００３９】
補足事項について、以下列記する。
＊１    無機凝集剤を使用した場合は添加率によって中和処理が必要となる。
尚、フロックの沈降促進を促す為に高分子剤を使用する。
＊２    粉末又は液体凝集剤は中和処理が不要である。
＊３    ろ過助剤はろ過精度を上げる場合に使用する。（処理水濁度の低減）
懸濁水中のスラッジが少ない場合はろ過助剤の再利用が可能。
＊４    下段ろ過はスラッジの濃縮を行い、スラッジ量の減容を行うのが目的である。
濃縮スラッジは土嚢袋等で受ける事で簡易脱水を行い、更に減容化する。
【００４０】
（まとめ）
本発明の凝集・ろ過一体型装置では従来技術と比較して付帯装置が少なく、小型化が可能で有り、可搬使用する上で有効で有る。ろ過器としては砂ろ過器、市販のフィルター（カートリッジ式、膜型等）と比較してろ過精度は劣るが、ろ過材の内部進入が少ない当装置は逆洗によりろ過速度の劣化は無く、空気逆洗により水も使わず、逆洗排水も出ない。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の懸濁水の凝集とろ過を一槽で行う水処理装置、及び水処理方法によれば、小型で、且つ、急速に浄化を行うことができる水処理装置および水処理方法を提供でき、各種の汚染物質の除去、特に放射性物質の除去などに、有効である。
【図１】
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【図２】
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