(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろ過塔と、前記ろ過塔内部に設けられた支持体と、前記支持体に下端を固定されるとともに、その上端を自由端とした長繊維束とを有する、長繊維束により被処理水中の懸濁物質を捕捉する長繊維ろ過装置の逆洗方法であって、
前記長繊維ろ過装置により処理する被処理水が、生物処理を行う生物処理工程と、前記生物処理工程で処理した水を固液分離する固液分離工程とを少なくとも含む生物処理で処理した生物処理水であり、
前記長繊維ろ過装置でろ過された水により逆洗を行う第一逆洗工程と、
前記第一逆洗工程の後に、前記長繊維ろ過装置でろ過された水および塩素系殺菌剤を含む殺菌剤含有水により逆洗を行う第二逆洗工程と、
前記第一逆洗工程で前記ろ過塔から流出された逆洗排水および前記第二逆洗工程で前記ろ過塔から流出された逆洗排水を逆洗排水槽に貯留した後、前記逆洗排水槽に貯留した水を前記生物処理工程および前記生物処理工程の上流側の少なくとも１つに返送する返送工程と、
を含み、
前記第二逆洗工程における逆洗排水中の残留塩素濃度が１．５〜１０ｍｇ／Ｌの範囲になるように前記塩素系殺菌剤を添加することを特徴とする長繊維ろ過装置の逆洗方法。
【請求項２】
請求項１に記載の長繊維ろ過装置の逆洗方法であって、
前記第一逆洗工程における洗浄時間が、前記第一逆洗工程における洗浄時間および前記第二逆洗工程における洗浄時間を合わせた全洗浄時間の１０〜３０％の範囲であることを特徴とする長繊維ろ過装置の逆洗方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のろ過装置の逆洗方法であって、
前記第二逆洗工程の後に、前記長繊維束と殺菌剤とを所定の時間接触させる浸漬工程を含むことを特徴とする長繊維ろ過装置の逆洗方法。
【請求項４】
ろ過塔と、前記ろ過塔内部に設けられた支持体と、前記支持体に下端を固定されるとともに、その上端を自由端とした長繊維束とを有する、長繊維束により被処理水中の懸濁物質を捕捉する長繊維ろ過装置の逆洗装置であって、
前記長繊維ろ過装置により処理する被処理水が、生物処理を行う生物処理槽と、前記生物処理槽で処理した水を固液分離する固液分離装置とを少なくとも有する生物処理装置で処理した生物処理水であり、
前記ろ過塔内部に前記長繊維ろ過装置でろ過された水を導入して前記ろ過塔を逆洗する逆洗水導入手段と、
前記ろ過塔内部に前記長繊維ろ過装置でろ過された水および塩素系殺菌剤を含む殺菌剤含有水を導入して前記ろ過塔を殺菌逆洗する殺菌剤含有水導入手段と、
前記殺菌剤含有水による洗浄により発生する逆洗排水中の残留塩素濃度が１．５〜１０ｍｇ／Ｌの範囲になるように前記殺菌剤の添加量を制御する殺菌剤添加量制御手段と、
前記逆洗を行った後に、前記殺菌逆洗を行うように制御する洗浄制御手段と、
前記逆洗により前記ろ過塔から流出された逆洗排水および前記殺菌逆洗により前記ろ過塔から流出された殺菌逆洗排水を逆洗排水槽に貯留した後、前記逆洗排水槽に貯留した水を前記生物処理槽および前記生物処理槽の上流側の少なくとも１つに返送する返送手段と、
を有することを特徴とする長繊維ろ過装置の逆洗装置。
【請求項５】
請求項４に記載の長繊維ろ過装置の逆洗装置であって、
前記洗浄制御手段は、前記洗浄水による洗浄時間が、前記洗浄水による洗浄時間および前記殺菌剤含有水による洗浄時間を合わせた全洗浄時間の１０〜３０％の範囲となるように制御することを特徴とする長繊維ろ過装置の逆洗装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載のろ過装置の逆洗装置であって、
前記殺菌剤含有水による洗浄の後に前記長繊維束と殺菌剤とを所定の時間接触させる浸漬手段を有することを特徴とする長繊維ろ過装置の逆洗装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水処理水等の原水中の懸濁物質等を除去するための長繊維ろ過装置の逆洗方法および逆洗装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、下水処理施設等の各種処理工程において、原水中の懸濁物質（ＳＳ）等を除去するためのろ過処理として、長繊維束をろ過材として用いたろ過処理が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１および特許文献２には、ろ過装置内部の下方部に支持体を設け、当該支持体の上部に長繊維束の下端を固定するとともに、その上端を自由端としたろ過体を形成し、長繊維束の上端から下端に向かって下降流で原水を通水して、長繊維束内の空隙部により原水中の懸濁物質等を捕捉するろ過装置が記載されている。
【０００４】
この長繊維束を用いた長繊維ろ材は比表面積が大きく、ろ過抵抗が小さいため、高速かつ高能力のろ過を行うことができるろ材として注目され、特に浄水処理における粗ろ過や下水の三次処理等に利用されている。
【０００５】
このような長繊維ろ材を用いたろ過装置において長時間ろ過を行うと、原水中の懸濁物質等がろ材に堆積してろ過性能が劣化（特にろ過抵抗が増大）するため、ろ材に対してろ過方向と逆の方向に洗浄水等の洗浄液を通過させて堆積した懸濁物質等を除去する、いわゆる逆洗という洗浄が行われる。
【０００６】
長繊維ろ材は、その一端が支持体に固定されているので高速に逆洗を行うことができ、その洗浄時間（逆洗時間）が短時間で済むという特徴がある。しかし、継続してろ過を行うと、長繊維ろ材内には微生物に由来する付着物やその他有機物や金属等が付着し始める。この付着物等は上記のような通常の逆洗を行っても除去が困難である。
【０００７】
そこで、このような微生物由来の付着物等を効果的に除去または付着防止するために一般に殺菌洗浄が行われる。この殺菌洗浄には、例えば特許文献３のように、逆洗用の洗浄水（逆洗水）に塩素系殺菌剤等の殺菌剤を添加して逆洗を行うものがある。この場合、通常、逆洗後の排水（逆洗排水）中の残留塩素濃度が０．５〜数ｍｇ／Ｌとなるように殺菌剤の添加量が調整される。
【０００８】
このように従来の技術では、逆洗時に殺菌剤として次亜塩素酸ナトリウム等の塩素系殺菌剤を添加する場合、逆洗排水中の残留塩素濃度が０．５ｍｇ／Ｌ以上となるように添加量を制御していた。しかし、この条件で逆洗を行う場合、長繊維ろ材が捕捉した懸濁物質や微生物等により塩素が消費されるため、多量の次亜塩素酸ナトリウム等を添加しなければならない問題があった。また多量に次亜塩素酸ナトリウム等を添加すると、逆洗排水中の残留塩素濃度が増加するため、長繊維ろ過装置の前段側が生物処理装置である場合、逆洗排水を前段の生物処理槽に戻すと、生物処理に悪影響を及ぼす場合もあった。
【０００９】
また、従来のように逆洗排水中の残留塩素が０．５ｍｇ／Ｌ程度になるように次亜塩素酸ナトリウム等を添加しても付着物等を除去しきれず、初期のろ過抵抗が上昇する場合があった。さらに、原水によっては逆洗排水中の残留塩素が１．５ｍｇ／Ｌ以上となるように次亜塩素酸ナトリウム等を添加しても、付着物等を除去しきれず、初期のろ過抵抗が上昇してしまい、通水が困難になる場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭６３−３１５１１０号公報
【特許文献２】特開平１−３０４０１１号公報
【特許文献３】特開２００６−１７５３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、殺菌剤の添加量を低減し、効率よく長繊維ろ材の洗浄を行うことができる長繊維ろ過装置の逆洗方法および逆洗装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、ろ過塔と、前記ろ過塔内部に設けられた支持体と、前記支持体に下端を固定されるとともに、その上端を自由端とした長繊維束とを有する、長繊維束により被処理水中の懸濁物質を捕捉する長繊維ろ過装置の逆洗方法であって、前記長繊維ろ過装置により処理する被処理水が、生物処理を行う生物処理工程と、前記生物処理工程で処理した水を固液分離する固液分離工程とを少なくとも含む生物処理で処理した生物処理水であり、前記長繊維ろ過装置でろ過された水により逆洗を行う第一逆洗工程と、前記第一逆洗工程の後に、前記長繊維ろ過装置でろ過された水および塩素系殺菌剤を含む殺菌剤含有水により逆洗を行う第二逆洗工程と、前記第一逆洗工程で前記ろ過塔から流出された逆洗排水および前記第二逆洗工程で前記ろ過塔から流出された逆洗排水を逆洗排水槽に貯留した後、前記逆洗排水槽に貯留した水を前記生物処理工程および前記生物処理工程の上流側の少なくとも１つに返送する返送工程と、を含み、前記第二逆洗工程における逆洗排水中の残留塩素濃度が１．５〜１０ｍｇ／Ｌの範囲になるように前記塩素系殺菌剤を添加する長繊維ろ過装置の逆洗方法である。
【００１３】
また、前記長繊維ろ過装置の逆洗方法において、前記第一逆洗工程における洗浄時間が、前記第一逆洗工程における洗浄時間および前記第二逆洗工程における洗浄時間を合わせた全洗浄時間の１０〜３０％の範囲であることが好ましい。
【００１５】
また、前記長繊維ろ過装置の逆洗方法において、前記第二逆洗工程の後に、前記長繊維束と殺菌剤とを所定の時間接触させる浸漬工程を含むことが好ましい。
【００１７】
また、本発明は、ろ過塔と、前記ろ過塔内部に設けられた支持体と、前記支持体に下端を固定されるとともに、その上端を自由端とした長繊維束とを有する、長繊維束により被処理水中の懸濁物質を捕捉する長繊維ろ過装置の逆洗装置であって、前記長繊維ろ過装置により処理する被処理水が、生物処理を行う生物処理槽と、前記生物処理槽で処理した水を固液分離する固液分離装置とを少なくとも有する生物処理装置で処理した生物処理水であり、前記ろ過塔内部に前記長繊維ろ過装置でろ過された水を導入して前記ろ過塔を逆洗する逆洗水導入手段と、前記ろ過塔内部に前記長繊維ろ過装置でろ過された水および塩素系殺菌剤を含む殺菌剤含有水を導入して前記ろ過塔を殺菌逆洗する殺菌剤含有水導入手段と、前記殺菌剤含有水による洗浄により発生する逆洗排水中の残留塩素濃度が１．５〜１０ｍｇ／Ｌの範囲になるように前記殺菌剤の添加量を制御する殺菌剤添加量制御手段と、前記逆洗を行った後に、前記殺菌逆洗を行うように制御する洗浄制御手段と、前記逆洗により前記ろ過塔から流出された逆洗排水および前記殺菌逆洗により前記ろ過塔から流出された殺菌逆洗排水を逆洗排水槽に貯留した後、前記逆洗排水槽に貯留した水を前記生物処理槽および前記生物処理槽の上流側の少なくとも１つに返送する返送手段と、を有する長繊維ろ過装置の逆洗装置である。
【００１８】
また、前記長繊維ろ過装置の逆洗装置において、前記洗浄制御手段は、前記洗浄水による洗浄時間が、前記洗浄水による洗浄時間および前記殺菌剤含有水による洗浄時間を合わせた全洗浄時間の１０〜３０％の範囲となるように制御することが好ましい。
【００２０】
また、前記長繊維ろ過装置の逆洗装置において、前記殺菌剤含有水による洗浄の後に前記長繊維束と殺菌剤とを所定の時間接触させる浸漬手段を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明では、長繊維ろ過装置の逆洗において、洗浄水により逆洗を行った後に、殺菌剤含有水により逆洗を行うことにより、殺菌剤の添加量を低減し、効率よく長繊維ろ材の洗浄を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係るろ過システムの一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る水処理システムの一例を示す概略構成図である。
【図３】本発明の実施例における全逆洗時間に対する経過時間と逆洗排水ＳＳとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【００２５】
本発明の実施形態に係るろ過システムの一例の概略を図１に示し、その構成について説明する。ろ過システム１は、原水槽１０と、長繊維ろ過装置１２と、処理水槽１４と、逆洗排水槽１６と、殺菌剤貯槽１８とを備える。
【００２６】
図１のろ過システム１において、原水槽１０には配管５２が接続され、原水槽１０と長繊維ろ過装置１２の上方部とがポンプ２８、バルブ３８を介して配管５４により、長繊維ろ過装置１２の下方部と処理水槽１４とがバルブ４２を介して配管５６により、処理水槽１４と長繊維ろ過装置１２の下方部とがポンプ３０、バルブ４６を介して配管６４により、長繊維ろ過装置１２の上方部と逆洗排水槽１６とがバルブ４０を介して配管５８により接続され、処理水槽１４にはポンプ３４、バルブ４４を介して配管６２が接続され、逆洗排水槽１６にはポンプ３２を介して配管６０が接続されている。長繊維ろ過装置１２の下方部には気体供給装置としてブロワ２０がバルブ５０を介して配管６８により接続されている。配管６４のバルブ４６の下流側には殺菌剤貯槽１８がポンプ３６、バルブ４８を介して配管６６により接続されている。配管５８のバルブ４０の上流側および逆洗排水槽１６には殺菌剤濃度測定装置２４，２６がそれぞれ設置されている。殺菌剤濃度測定装置２４はポンプ３６と電気的接続手段等により接続されている。長繊維ろ過装置１２には圧力測定装置として差圧計２２が設置されている。長繊維ろ過装置１２は、ろ過塔７０と、ろ過塔７０内部の下方部に設けられた支持体７４と、長繊維ろ材として、支持体７４に下端を固定されるとともに、その上端を自由端とした１つまたは複数の長繊維束７２とを有する。通常は、長繊維束７２はろ過塔７０内に充満するように充填される。
【００２７】
ろ過システム１の動作について、図１を参照して説明する。
【００２８】
（ｉ）ろ過工程
被処理水である原水は配管５２を通して原水槽１０に供給、貯留される。バルブ３８，４２が開状態、バルブ４０，４４，４６，４８，５０が閉状態とされて、ポンプ２８が運転されることにより、原水は配管５４を通して長繊維ろ過装置１２のろ過塔７０内部に上方部から供給される。当初、水中で全体的にほぼ直立した状態となっていた長繊維束７２は、自重および原水の水流により屈曲して、その高さが縮んだ状態となる。ろ過塔７０の上方部から流入された原水は、ろ過塔７０の上方部から下方部に向かって、すなわち長繊維束７２の上端から下端に向かって下降流で通過し、長繊維束７２の空隙部等により原水中の懸濁物質等が捕捉される。清澄となった処理水はろ過塔７０の下方部から流出され、配管５６を通って処理水槽１４に流入される。処理水槽１４の水位が所定の高さより高くなった場合は、バルブ４４が開状態とされ、ポンプ３４が運転されることにより、処理水は処理水槽１４から配管６２を通して排出される。処理水槽１４の水位が所定の高さより低くなった場合は、ポンプ３４が停止され、バルブ４４が閉状態とされればよい。
【００２９】
原水の通水中において、長繊維束７２は上述のように高さ方向に縮んだ状態となるが、長繊維束７２の上方部に比べて下方部がより屈曲している状態となるため、下方部において長繊維束７２が密に充填され、その結果、原水中の懸濁物質等は長繊維束７２の高さ方向全体の空隙部、表面等に効果的に捕捉される。
【００３０】
長繊維束７２を構成する長繊維の材質としては、アクリル系、ポリエステル系、ポリプロピレン系、ポリアミド系、ポリアクリルアミド系、ケブラー等の合成繊維；綿、羊毛等の天然繊維などが挙げられ、これらの混合繊維であってもよい。強度が高い等の点から合成繊維が好ましく、加工性が良いとされているポリエステル系合成繊維が好ましい。
【００３１】
（ｉｉ）逆洗工程
原水の通水を続けていくと、長繊維束７２の空隙部等に懸濁物質等が捕捉され、次第にろ過抵抗が増加していく。ろ過抵抗が予め設定された値以上になった場合、あるいは処理水の水質が予め設定された値より悪化した場合には、原水の通水を停止し、長繊維束７２に対してろ過方向と逆の方向に水を含む洗浄水等を通過させて堆積した懸濁物質等を除去、洗浄する、いわゆる逆洗を行う。
【００３２】
例えば、差圧計２２により測定される差圧が予め設定された値以上になった等の場合、バルブ３８，４２，４４が閉状態とされ、ポンプ２８，３４が停止される。バルブ４０，４６，５０が開状態とされ、ブロワ２０、ポンプ３０が運転されることにより、ろ過塔７０の下方部より、配管６８を通して供給される空気等の気体とともに、水を含む洗浄水として処理水槽１４中の処理水が配管６４を通して供給され、長繊維束７２に対してろ過方向と逆の方向に気体および洗浄水が通過して堆積した懸濁物質等が除去、洗浄される（第一逆洗工程）。洗浄水はろ過塔７０の上方部から流出され、逆洗排水として、配管５８を通して逆洗排水槽１６に流入される。この場合、ポンプ３０が逆洗水導入手段として機能する。洗浄水として原水がろ過塔７０の下方部より供給（図示せず）されてもよい。この場合、ポンプ２８が逆洗水導入手段として機能する。
【００３３】
第一逆洗工程が予め設定された時間（この第一逆洗工程における洗浄水による洗浄時間を「第一洗浄時間」と呼ぶ）行われた後、バルブ４８が開状態とされ、ポンプ３６が運転されることにより、殺菌剤貯槽１８から殺菌剤が配管６６を通して配管６４の処理水に供給されて水および殺菌剤を含む殺菌剤含有水がろ過塔７０の下方部より配管６４を通して、配管６８を通して供給される空気等の気体とともに供給され、長繊維束７２に対してろ過方向と逆の方向に気体および殺菌剤含有水が通過して殺菌処理される（第二逆洗工程）。図示しない洗浄制御手段により、洗浄水による第一逆洗工程の後に、殺菌剤含有水による第二逆洗工程が行われるように制御される。殺菌剤含有水はろ過塔７０の上方部から流出され、逆洗排水として、配管５８を通して逆洗排水槽１６に流入される。この場合、ポンプ３０およびポンプ３６が殺菌剤含有水導入手段として機能する。洗浄水として原水がろ過塔７０の下方部より供給される場合には、ポンプ２８およびポンプ３６が殺菌剤含有水導入手段として機能する。
【００３４】
第二逆洗工程において、殺菌剤濃度測定装置２４により測定される配管５８における逆洗排水中の残留殺菌剤の濃度が予め設定された範囲内（この第二逆洗工程における逆洗排水中の残留殺菌剤濃度の設定範囲を「第一設定範囲」と呼ぶ）になるように、図示しない殺菌剤添加量制御手段等によってポンプ３６の流量等が調整されることにより、殺菌剤の添加量が制御される。
【００３５】
逆洗排水槽１６の水位が所定の高さより高くなった場合は、ポンプ３２が運転されることにより、逆洗排水は逆洗排水槽１６から配管６０を通して排出される。逆洗排水槽１６の水位が所定の高さより低くなった場合は、ポンプ３２が停止されればよい。
【００３６】
第二逆洗工程が予め設定された時間（この第二逆洗工程における殺菌剤含有水による洗浄時間を「第二洗浄時間」と呼ぶ）行われた後、バルブ４０，４６，４８，５０が閉状態とされ、ポンプ３０，３６、ブロワ２０が停止される。
【００３７】
第二逆洗工程が終了したら、必要に応じて、ろ過工程に戻ればよい。
【００３８】
本実施形態では、長繊維ろ材に捕捉された懸濁物質等の大部分を洗浄水による逆洗（第一逆洗工程）により排出した後から逆洗水への殺菌剤の添加を開始する。長繊維ろ材に捕捉された懸濁物質等は、通常の洗浄水による逆洗による物理的な洗浄で大部分が除去されるため、それらを洗浄水による逆洗により排出した後から逆洗水への殺菌剤の添加を開始することで、殺菌剤の添加量を大幅に削減でき、効率よく長繊維ろ材の殺菌を行うことができる。
【００３９】
本実施形態において、第一逆洗工程における洗浄時間（第一洗浄時間）は、第一逆洗工程における洗浄時間（第一洗浄時間）および第二逆洗工程における洗浄時間（第二洗浄時間）を合わせた全洗浄時間の１０〜３０％の範囲であることが好ましい。逆洗工程で使用する逆洗水の水量は、通常、ろ過層体積（本実施形態においては、充填された長繊維ろ材の長さ×ろ過面積）の８倍〜１０倍量程度であり、逆洗水の線速度（ＬＶ）は、４５〜１００ｍ／ｈ程度である。そして、後述する図３に示すように、第一逆洗工程において逆洗水全使用量の１０〜３０ｖｏｌ％を使用した時点で長繊維ろ材に捕捉された懸濁物質等の５〜８割が除去される。通常、逆洗水量の設定は逆洗工程中に変えないため、第一洗浄時間が、全洗浄時間の１０〜３０％の範囲であれば、長繊維ろ材に捕捉された懸濁物質等の５〜８割が除去されるので、そのタイミングで殺菌剤を添加して第二逆洗工程を行うのがよい。洗浄時間の制御は、図示しない洗浄制御手段により行われる。
【００４０】
殺菌剤としては、特に制限はないが、殺菌性等の点から、通常、塩素系殺菌剤が用いられる。塩素系殺菌剤としては、例えば、次亜塩素酸ナトリウム、液体塩素、さらし粉、クロラミンＴ等が挙げられ、殺菌性、汎用性等の点から次亜塩素酸ナトリウムが好ましい。
【００４１】
殺菌剤として塩素系殺菌剤を用いる場合、第二逆洗工程における配管５８の逆洗排水中の残留塩素濃度（第一設定範囲）が０．５〜１０ｍｇ／Ｌの範囲になるように塩素系殺菌剤の添加量を制御することが好ましく、１．５〜５ｍｇ／Ｌの範囲になるように塩素系殺菌剤の添加量を制御することがより好ましい。第二逆洗工程における逆洗排水中の残留塩素濃度が０．５ｍｇ／Ｌ未満では、長繊維ろ材の殺菌が十分行われない可能性があり、１０ｍｇ／Ｌを超えると、逆洗排水の排水先に影響を及ぼす可能性がある。
【００４２】
ろ過塔７０の上方部と支持体７４下方部との間の差圧の設定値としては、１〜１．５ｍＡｑ（０．１〜０．１５ｋｇｆ／ｃｍ２または９．８〜１４．７×１０−３ＭＰａ）の範囲であることが好ましい。差圧は、図１に示すように、差圧計２２を設けることにより、測定することができる。その他には、ろ過塔７０への原水流入のための配管５４および処理水流出のための配管５６に圧力測定装置として圧力計を取り付けて制御部で差分を読み取る方法や、ろ過塔７０として重力型ろ過池を用いた場合には長繊維束７２の上部から１〜１．５ｍ程度の付近にレベルスイッチを取り付けてろ過抵抗を読み取る（重力型ではろ過抵抗が高くなるとろ過池内の水位が高くなる）方法等が挙げられる。
【００４３】
本実施形態において、第二逆洗工程の後に、長繊維束７２と殺菌剤とを所定の時間接触させる以下の浸漬工程を行うことが好ましい。第二逆洗工程終了後にすぐにろ過工程に戻らずに、長繊維ろ材と殺菌剤との接触時間を長くし、殺菌効果を高める浸漬工程を設けると洗浄、殺菌がさらに効果的になる。
【００４４】
（ｉｉｉ）浸漬工程
例えば、ろ過継続時間が予め設定した値の３０％以上減少した場合に浸漬工程が行われる。第二逆洗工程が予め設定された時間（第二洗浄時間）行われた後、ポンプ３０が停止され、バルブ４０，４６が閉状態とされ、ブロワ２０により空気撹拌されながら殺菌剤濃度測定装置２４により測定される逆洗排水中の残留殺菌剤の濃度が予め設定された範囲内（この浸漬工程における逆洗排水中の残留殺菌剤濃度の設定範囲を「第二設定範囲」と呼ぶ）になるように、図示しない殺菌剤添加量制御手段によってポンプ３６の流量等が調整されることにより、殺菌剤の添加量が制御される。殺菌剤濃度測定装置２４により測定される逆洗排水中の残留殺菌剤の濃度が第二設定範囲内に到達したら、バルブ４８が閉状態とされ、ポンプ３６が停止され、予め設定された浸漬時間の間、ブロワ２０により空気撹拌されながら長繊維束７２が殺菌剤含有水に浸漬され、殺菌剤に接触される。この場合、ろ過塔７０が浸漬手段として機能する。予め設定された浸漬時間が経過したら、バルブ５０が閉状態とされ、ブロワ２０が停止される。
【００４５】
浸漬工程が終了したら、必要に応じて、ろ過工程に戻ればよい。
【００４６】
殺菌剤として塩素系殺菌剤を用いる場合、浸漬工程における配管５８の逆洗排水中の残留塩素濃度（第二設定範囲）が１．５〜１５ｍｇ／Ｌの範囲になるように塩素系殺菌剤の添加量を制御することが好ましい。浸漬工程における逆洗排水中の残留塩素濃度が１．５ｍｇ／Ｌ未満では、長繊維ろ材の殺菌が十分行われない可能性があり、１５ｍｇ／Ｌを超えると、逆洗排水の排水先に影響を及ぼす可能性がある。
【００４７】
浸漬工程における浸漬時間は、１５分から６０分の範囲が好ましい。１５分より短いと長繊維ろ材との接触時間が短いため効果が低くなる場合があり、６０分を超えると逆洗時間が長くなり、一日に処理できる水量が減少する場合がある。
【００４８】
本実施形態に係る長繊維ろ過装置は、上水道水、下水処理水、河川水、湖沼水、凝集沈殿上澄み水、各種工程中間水、各種回収水、各種廃水等の原水中の懸濁物質等を除去するために用いることができ、特に、生物処理による下水処理水等の生物処理水中の懸濁物質等を除去するために好適に用いることができる。
【００４９】
図２は、本実施形態に係るろ過システムを生物処理装置で処理した生物処理水の処理に用いる場合の水処理システムの一例を示す概略図である。
【００５０】
水処理システム３は、ろ過システム１の前段側に生物処理装置５を備える。生物処理装置５は、沈砂池７８と、最初沈殿池８０と、生物処理を行う生物処理槽８２と、生物処理槽で処理した水を固液分離する固液分離装置として最終沈殿池８４とを備える。
【００５１】
生物処理装置５において、下水等の被処理水は、沈砂池７８において土砂等が沈殿により分離され、最初沈殿池８０において沈砂池７８で除去されなかった浮遊物等が沈殿により分離された後、生物処理槽８２において活性汚泥により生物処理が行われて汚れが分解され（生物処理工程）、最終沈殿池８４において活性汚泥が沈殿により分離される（固液分離工程）。得られた生物処理水は、被処理水としてろ過システム１に送られ、長繊維ろ材によるろ過処理が行われる。ろ過システム１においてろ過処理が行われた処理水は、滅菌池７６において消毒された後、河川や海等に放流される。
【００５２】
本実施形態に係る水処理システム３において、長繊維ろ過装置１２で発生する逆洗排水を生物処理槽８２で行われる生物処理工程および生物処理槽８２、すなわち生物処理工程の上流側の少なくとも１つに返送する返送工程を含んでもよい。図２の例では、生物処理槽８２の上流側である沈砂池７８に逆洗排水が返送されているが、最初沈殿池８０に返送されてもよいし、生物処理槽８２に返送されてもよい。これらの場合、ポンプ３２が返送手段として機能する。
【００５３】
本実施形態では、逆洗排水槽１６内の逆洗排水の残留殺菌剤濃度を低濃度に維持することができるため、逆洗排水を生物処理に戻すことができる。また、殺菌剤の添加量を削減することができるため、生物処理に戻す逆洗排水の殺菌剤の濃度が低くなり、生物処理が安定する。
【実施例】
【００５４】
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００５５】
図１に示すろ過システムを用いて、ろ過実験を行った。原水槽（８００Ｌ）に下水二次処理水を溜め、ろ過速度１，０００ｍ／ｄａｙにて、ろ過層が１ｍになるように長繊維ろ材を充填したろ過塔（φ２８０ｍｍ×２，０００ｍｍ）に通水した。ろ過抵抗が１，０００ｍｍに達したら、ろ材が捕捉した懸濁物質等を逆洗によって排出した。逆洗水の流量はＬＶ  １００ｍ／ｈ、逆洗空気の流量はＬＶ  ４００ｍ／ｈで固定し、空気および水逆洗を４分間行った後に、水逆洗を２分間行った。逆洗中は残留塩素計にて残留塩素濃度を測定し、所定の濃度になるように次亜塩素酸ナトリウム注入ポンプの吐出量をコントロールした。逆洗工程で使用した逆洗水の水量は、ろ過層体積（充填した長繊維ろ材の長さ１ｍ×ろ過面積０．０６１５ｍ２）の１０倍程度であった。
【００５６】
＜実施例１〜３、比較例１＞
一般的な下水処理水を原水として用い、二ヶ月間通水した。水質はＳＳ：１．５ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ：５ｍｇ／Ｌ、Ｔ−Ｎ：６ｍｇ／Ｌ、ＮＯ３−Ｎ：５ｍｇ／Ｌ、ＮＨ４−Ｎ：１ｍｇ／Ｌであった。２４時間連続通水するか、ろ過抵抗１，０００ｍｍに達したら逆洗を行った。
【００５７】
表１に逆洗条件および実験結果を示す。比較例１は逆洗開始直後から、逆洗排水ライン中の残留塩素が１．５ｍｇ／Ｌになるように殺菌剤として次亜塩素酸ナトリウムを添加した条件である。実施例１では、全洗浄時間の３０％経過後（ろ過層体積の三倍量程度の逆洗水および逆洗空気で洗浄した後）から、殺菌剤として次亜塩素酸ナトリウムを逆洗排水ライン中の残留塩素として１．５ｍｇ／Ｌになるように添加した。実施例１を基本条件とし、残留塩素として０．５ｍｇ／Ｌになるように添加した条件が実施例２であり、次亜塩素酸ナトリウムを全洗浄時間の１０％経過後（ろ過層体積の一倍量程度の逆洗水および逆洗空気で洗浄した後）に添加した条件が実施例３である。
【００５８】
【表１】
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【００５９】
［結果］
比較例１では、二ヵ月後のろ過抵抗は通水初期とほぼ変わらなかったが、次亜塩素酸ナトリウム添加量および逆洗排水槽内の残留塩素濃度が高かった。これに対して、実施例１では、二ヵ月後のろ過抵抗は比較例１と同等であり、次亜塩素酸ナトリウム添加量および逆洗排水槽内の残留塩素濃度が比較例１よりも大幅に減った。実施例２では、次亜塩素酸ナトリウム添加量および逆洗排水槽内の残留塩素濃度は非常に低かったが、二ヵ月後のろ過抵抗が上昇した。実施例３では、二ヵ月後のろ過抵抗は比較例１と同等であり、次亜塩素酸ナトリウム添加量および残留塩素濃度は比較例１よりやや低かった。
【００６０】
実施例２および実施例３は、全洗浄時間の３０％経過後（ろ過層体積の三倍量程度の逆洗水および逆洗空気で洗浄した後）から次亜塩素酸ナトリウムを添加したことで次亜塩素酸ナトリウムの使用量が減少した。また、次亜塩素酸ナトリウム添加前に排出されたＳＳにより残留塩素が消費されるため、逆洗排水槽内の残留塩素濃度が大幅に減少した。実施例３では全洗浄時間の１０％経過後（ろ過層体積の一倍量程度の逆洗水および逆洗空気で逆洗した後）から次亜塩素酸ナトリウムの添加を開始したため、次亜塩素酸ナトリウムの使用量および逆洗排水槽内の残留塩素濃度は大幅には下がらなかった。実施例２では残留塩素濃度０．５ｍｇ／Ｌで添加量を制御したため、通水二ヵ月後にはろ過抵抗が上昇した。
【００６１】
図３に全逆洗時間に対する経過時間（％）と逆洗排水ＳＳ（ｍｇ／Ｌ）との関係を示す。図３のグラフの面積は、逆洗により排出されるＳＳ量に比例している。全逆洗時間に対して３０％の時間が経過すると、捕捉したＳＳの大部分（８０％程度）が排出されることがわかる。また、全逆洗時間に対して１０％の時間が経過すると、捕捉したＳＳの５０％程度が排出されることがわかる。
【００６２】
＜実施例４，５、比較例２＞
ろ過抵抗が上がりやすいとされている下水処理水を原水として二ヶ月間通水した。水質はＳＳ：３．５ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ：２２ｍｇ／Ｌ、Ｔ−Ｎ：２４ｍｇ／Ｌ、ＮＯ３−Ｎ：２ｍｇ／Ｌ、ＮＨ４−Ｎ：２２ｍｇ／Ｌであった。４８時間連続通水を行うか、ろ過抵抗が１，０００ｍｍに達したら逆洗を行った。
【００６３】
表２に逆洗条件および結果を示す。実験は、比較例１と同様の条件とした比較例２、実施例１と同様の条件とした実施例４、実施例４を基本条件とし、一週間に一回、浸漬工程として残留塩素濃度が２ｍｇ／Ｌ程度になるように次亜塩素酸ナトリウムを追加注入し、空気撹拌しながら３０分間浸漬する実施例５を行った。
【００６４】
【表２】
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【００６５】
［結果］
比較例２では、逆洗開始直後から次亜塩素酸ナトリウムを添加したため、次亜塩素酸ナトリウム使用量が多かった。実施例４および実施例５では、比較例２と比べて、次亜塩素酸ナトリウム使用量が大幅に減った。比較例２および実施例４では、浸漬工程が無いため、二ヵ月後のろ過継続時間が減少した。実施例５では、浸漬工程を設けたため、二ヵ月後のろ過継続時間はそれほど減少しなかった。また、実施例５では、浸漬工程で次亜塩素酸ナトリウムを追加注入したので、実施例４に比べて次亜塩素酸ナトリウム使用量がわずかに増えた。
【符号の説明】
【００６６】
１  ろ過システム、３  水処理システム、５  生物処理装置、１０  原水槽、１２  長繊維ろ過装置、１４  処理水槽、１６  逆洗排水槽、１８  殺菌剤貯槽、２０  ブロワ、２２  差圧計、２４，２６  殺菌剤濃度測定装置、２８，３０，３２，３４，３６  ポンプ、３８，４０，４２，４４，４６，４８，５０  バルブ、５２，５４，５６，５８，６０，６２，６４，６６，６８  配管、７０  ろ過塔、７２  長繊維束、７４  支持体、７６  滅菌池、７８  沈砂池、８０  最初沈殿池、８２  生物処理槽、８４  最終沈殿池。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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