(57)【要約】本発明は、微細な油分や濁質を除去できると共に、濾過粒子の洗浄性能に優れる濾過塔を提供することを課題とする。本発明の一態様に係る濾過塔は、複数の通水性の仕切板で区画される複数の濾過室を備える下向流式濾過塔であって、上記複数の濾過室それぞれに濾過粒子と洗浄粒子とが充填され、上記濾過室の洗浄粒子の平均粒径及び平均比重がその濾過室直下の濾過室の洗浄粒子よりも大きい。上記濾過室の洗浄粒子の平均粒径としては、その濾過室直下の濾過室の洗浄粒子の平均粒径の１．５倍以上１０倍以下が好ましい。上記濾過室の洗浄粒子の平均比重としては、その濾過室直下の濾過室の洗浄粒子の平均比重の１．１倍以上２倍以下が好ましい。上記濾過室の洗浄粒子の充填質量割合が、その濾過室直下の濾過室の洗浄粒子の充填質量割合よりも大きいとよい。
2016076042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通水性の仕切板で区画される複数の濾過室を備える下向流式濾過塔であって、
上記複数の濾過室それぞれに濾過粒子と洗浄粒子とが充填され、
上記濾過室の洗浄粒子の平均粒径及び平均比重がその濾過室直下の濾過室の洗浄粒子よりも大きい下向流式濾過塔。
【請求項２】
上記濾過室の洗浄粒子の平均粒径が、その濾過室直下の濾過室の洗浄粒子の平均粒径の１．５倍以上１０倍以下である請求項１に記載の下向流式濾過塔。
【請求項３】
上記濾過室の洗浄粒子の平均比重が、その濾過室直下の濾過室の洗浄粒子の平均比重の１．１倍以上２倍以下である請求項１又は請求項２に記載の下向流式濾過塔。
【請求項４】
上記濾過室の洗浄粒子の充填質量割合が、その濾過室直下の濾過室の洗浄粒子の充填質量割合よりも大きい請求項１、請求項２又は請求項３に記載の下向流式濾過塔。
【請求項５】
上記濾過室中の洗浄粒子の充填質量割合とその濾過室直下の濾過室の洗浄粒子の充填質量割合との差が、５％以上２０％以下である請求項４に記載の下向流式濾過塔。
【請求項６】
１の上記濾過室の洗浄粒子の平均粒径及び平均比重が同じ濾過室の濾過粒子よりも大きい請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の下向流式濾過塔。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下向流式濾過塔に関する。
【背景技術】
【０００２】
油田や工場等で発生する油分や濁質を含んだ油水混合液は、環境保全の観点から油分や濁質の混合量を一定値以下まで低減してから廃棄する必要がある。油分や濁質を混合液から分離除去する方法としては、重力分離、蒸留分離、薬品分離等があるが、低コストで油分や濁質を分離除去する方法として濾過粒子を封入した濾過塔を用いる方法がある。このような濾過塔では、封入した濾過粒子によって形成される濾過層により油分や濁質を濾過する。【０００３】
上記濾過塔は、濾過粒子に油分や濁質が付着することにより、濁質の分離が不十分となったり、通水量が減少したりする。このため、濾過塔に、上流側ほど濾過粒子の隙間が大きくなるよう複数種類の濾過粒子を層分けして充填することにより、局所的に濾過粒子が目詰まりすることを抑制する方法が知られている（例えば特開２０１３−２４８５６３号公報参照）。【０００４】
また、濾過塔において濾過粒子が目詰まりした場合、あるいは目詰まりを予防するために一定時間毎に、濾過塔に通常の通水方向とは逆向きに洗浄水を通水し、濾過粒子に付着した油分や濁質を除去する洗浄工程、いわゆる逆洗が行われる。【０００５】
上記公報には、上記逆洗を効率よく行うために、比重の異なる濾過粒子を充填し、逆洗時にこれらの粒子が撹拌されて互いにもみ洗い状態となることで、濾過粒子の逆洗を効率化することが提案されている。【０００６】
上記公報の濾過塔では、逆洗終了時に、濾過粒子の沈降速度の違いによって濾過粒子の層分けを行う。このため、粒子間の隙間が大きくなる濾過粒子の沈降速度が、粒子間の隙間が小さくなる濾過粒子の沈降速度よりも小さくなければならない。そこで、上記公報には、上層を形成する濾過粒子として比重が小さい樹脂繊維濾材を用い、下層を形成する濾過粒子として比重が大きいポーラスセラミックス濾材を用いることを提案している。【０００７】
一般に、粒状物は、粒径が大きいほど沈降速度が大きくなる。従って、沈降速度の違いにより層分けしようとすると下層の方が粒子間の隙間が大きくなり易いため、下層において微細な濁質等を捕捉することができないおそれがある。このため、上記公報の構成では、樹脂繊維濾材とポーラスセラミックス濾材との組み合わせにより沈降速度の差を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−２４８５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、ポーラスセラミックス濾材の粒径を小さくするには限界があり、上記公報に記載の濾過塔では、微細な油分や濁質を除去することが容易ではないという不都合がある。【００１０】
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、微細な油分や濁質を除去できると共に、濾過粒子の洗浄性能に優れる濾過塔を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る濾過塔は、複数の通水性の仕切板で区画される複数の濾過室を備える下向流式濾過塔であって、上記複数の濾過室それぞれに濾過粒子と洗浄粒子とが充填され、上記濾過室の洗浄粒子の平均粒径及び平均比重がその濾過室直下の濾過室の洗浄粒子よりも大きい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一態様に係る下向流式濾過塔は、微細な油分や濁質を除去できると共に、濾過粒子の洗浄性能に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態の下向流式濾過塔を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［本発明の実施形態の説明］
本発明の一態様に係る濾過塔は、複数の通水性の仕切板で区画される複数の濾過室を備える下向流式濾過塔であって、上記複数の濾過室それぞれに濾過粒子と洗浄粒子とが充填され、上記濾過室の洗浄粒子の平均粒径及び平均比重がその濾過室直下の濾過室の洗浄粒子よりも大きい(但し、最下段の濾過室は除く)。
【００１５】
当該下向流式濾過塔は、濾過粒子と洗浄粒子とが充填される複数の濾過室を備えることによって、逆洗時に各濾過室内で油分や濁質で固まった濾過粒子の層を洗浄粒子により割りほぐすことで濾過粒子の洗浄効果を促進できる。また、当該下向流式濾過塔では、上側の濾過室ほど平均粒径及び平均比重が大きい洗浄粒子が充填されていることによって、上側の濾過室ほど洗浄粒子の沈降速度が大きい。これにより、上側の濾過室ほど粒径が大きく沈降速度が大きい濾過粒子を使用することが可能となる。つまり、上側の濾過室ほど濾過粒子の平均粒径を大きくして目詰まりを起こし難くすると共に、下側ほど濾過粒子の平均粒径を小さくしてより小さい油分や濁質を取り除くことができる。また、当該下向流式濾過塔は、各濾過室にそれぞれ洗浄粒子が充填されるので、逆洗によって各濾過粒子をより迅速に洗浄することができる。
【００１６】
上記濾過室の洗浄粒子の平均粒径としては、その濾過室直下の濾過室の洗浄粒子の平均粒径の１．５倍以上１０倍以下が好ましい。このように、隣接する濾過室間の洗浄粒子の平均粒径の比を上記範囲内とすることによって、各濾過室の濾過粒子の平均粒径、平均比重等の選択による目詰まりの回避と濾過能力の向上とがより確実になる。
【００１７】
上記濾過室の洗浄粒子の平均比重としては、その濾過室直下の濾過室の洗浄粒子の平均比重の１．１倍以上２倍以下が好ましい。このように、隣接する濾過室間の洗浄粒子の平均比重の比を上記範囲内とすることによって、各濾過室の濾過粒子の平均粒径、平均比重等の選択による目詰まりの回避と濾過能力の向上とがさらに確実になる。
【００１８】
上記濾過室の洗浄粒子の充填質量割合が、その濾過室直下の濾過室の洗浄粒子の充填質量割合よりも大きいとよい。このように、上側ほど洗浄粒子の充填質量割合を大きくすることによって、汚れが大きくなり易い上側の濾過粒子を効率よく洗浄できると共に、下側の濾過室を小さくして濾過塔を小型化できる。
【００１９】
上記濾過室中の洗浄粒子の充填質量割合とその濾過室直下の濾過室の洗浄粒子の充填質量割合との差としては、５％以上２０％以下が好ましい。このように、隣接する濾過室間の洗浄粒子の充填質量割合の差を上記範囲内とすることによって、濾過粒子の洗浄性能を向上しながら、濾過室の容積の増大を抑制できる。
【００２０】
１の濾過室の上記洗浄粒子の平均粒径及び平均比重が同じ濾過室の濾過粒子よりも大きいとよい。このように、各濾過室において洗浄粒子の平均粒径及び平均比重を濾過粒子よりも大きくすることによって、沈降速度の差により下側の洗浄粒子の層と上側の濾過粒子の層とを効率よく層分けできる。その結果、油分や濁質の除去が阻害されない。
【００２１】
ここで、「平均粒径」とは、ＪＩＳ−Ｚ８８０１−１（２００６）に規定される篩を用い、目開きの大きい篩から順に篩分けて目開きを通過する粒子の質量割合を測定し、公称目開きを粒径として作成される粒径分布において積算質量が５０％となる値（ｄ５０）を意味する。「平均比重」とは、ＪＩＳ−Ｚ８８０７（２０１２）に準拠して測定される値である。また、「濁質」とは、油分を除く懸濁物質を意味する。なお、「油分」と「濁質」とが分離されている必要はなく、エマルジョンを形成していてもよい。また、洗浄粒子の「充填質量割合」とは、各濾過室内に充填される濾過粒子及び洗浄粒子の合計質量に対する洗浄粒子の質量の割合を意味する。
【００２２】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明の一実施形態の下向流式濾過塔について図面を参照しつつ詳説する。
【００２３】
［下向流式濾過塔］
図１の下向流式濾過塔は、被処理液を上から下に通過させて濾過する装置である。この下向流式濾過塔によって濾過する被処理液としては、典型的には油分と濁質とを含有する石油随伴水が挙げられる。この濁質とは、例えば砂、シリカや炭酸カルシウムなどの粒子、鉄粉、微生物、木片等を含む。
【００２４】
当該下向流式濾過塔は、中心軸が鉛直方向と略一致するよう立設され、天板部及び底板部を有する筒状本体１と、この筒状本体１に略水平に配設され、筒状本体１の内部空間を区画する通水性の第１乃至第３の上側仕切板２ａ，２ｂ，２ｃと、これら上側仕切板２ａ，２ｂ，２ｃと対をなし、筒状本体１の内部空間を区画する通水性の第１乃至第３の下側仕切板３ａ，３ｂ，３ｃとを備える。
【００２５】
これにより、当該下向流式濾過塔は、筒状本体１の内部に、上側から順に、第１上側仕切板２ａと第１下側仕切板３ａとの間に第１濾過室４ａが画定され、第２上側仕切板２ｂと第２下側仕切板３ｂとの間に第２濾過室４ｂが画定され、第３上側仕切板２ｃと第３下側仕切板３ｃとの間に第３濾過室４ｃが画定される。
【００２６】
当該下向流式濾過塔は、筒状本体１にその上端から上記被処理液を供給する被処理液供給流路５と、筒状本体１の内部での被処理液の濾過により得られる処理済液を筒状本体１の下端から排出する処理済液排出流路６とをさらに有する。
【００２７】
筒状本体１の内部に画定される第１濾過室４ａには、第１濾過粒子７ａとこの第１濾過粒子７ａよりも平均粒径及び平均比重が大きい第１洗浄粒子８ａとが充填されている。また、第１濾過室４ａは、定常状態（連続的に濾過を行っている状態）で第１濾過粒子７ａ及び第１洗浄粒子８ａの上方に第１ヘッドスペース９ａを有する。
【００２８】
同様に、第２濾過室４ｂには、第２濾過粒子７ｂとこの第２濾過粒子７ｂよりも平均粒径及び平均比重が大きい第２洗浄粒子８ｂとが充填されている。また、第２濾過室４ｂは、定常状態（連続的に濾過を行っている状態）で第２濾過粒子７ｂ及び第２洗浄粒子８ｂの上方に第２ヘッドスペース９ｂを有する。
【００２９】
さらに、第３濾過室４ｃには、第３濾過粒子７ｃとこの第３濾過粒子７ｃよりも平均粒径及び平均比重が大きい第３洗浄粒子８ｃとが充填されている。また、第３濾過室４ｃは、定常状態（連続的に濾過を行っている状態）で第３濾過粒子７ｃ及び第３洗浄粒子８ｃの上方に第３ヘッドスペース９ｃを有する。
【００３０】
＜筒状本体＞
筒状本体１は、金属や樹脂によって、内部に挿通する液体の圧力に耐える強度を有するよう形成される。筒状本体１を形成する材料としては、特に、強度、耐熱性、耐薬品性等の観点からステンレス、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ガラス繊維強化プラスチック又は炭素繊維強化プラスチックが好ましい。また、筒状本体１は、外側に補強部材や自立するための脚部材等が設けられてもよい。
【００３１】
筒状本体１の平面形状としては、特に限定されず、例えば円形、楕円形、矩形等の任意の形状とすることができるが、一様な液体の流れを形成し易く、後述する濾過粒子及び洗浄粒子並びに油分及び濁質の詰まりや滞留を防止できることから、角のない形状が好ましく、典型的には円形とされる。また、筒状本体１の平面形状を角のない形状とすることは、筒状本体１の強度を得易く設計が容易となるメリットもある。筒状本体１の被処理液供給流路５が配設される天板部及び処理済液排出流路６が配設される底板部は、平板であってもよいが、耐圧性が得られる鏡板状とすることが好ましい。
【００３２】
筒状本体１の大きさとしては、処理すべき被処理水の流量等に応じて選択され、特に限定されない。筒状本体１の平均断面積としては、例えば０．１ｍ２以上１０ｍ２以下とすることができる。また、筒状本体１の高さとしては、例えば０．５ｍ以上１０ｍ以下とすることができる。
【００３３】
＜仕切板＞
下側仕切板３ａ，３ｂ，３ｃ及び上側仕切板２ａ，２ｂ，２ｃは、水を通過させ、かつ濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃ及び洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃを通過させない板状の部材で形成される。これらの下側仕切板３ａ，３ｂ，３ｃ及び上側仕切板２ａ，２ｂ，２ｃは、濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃ及び洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃを濾過室４ａ，４ｂ，４ｃの内部に封止する機能を果たす。
【００３４】
この下側仕切板３ａ，３ｂ，３ｃ及び上側仕切板２ａ，２ｂ，２ｃの具体的な材料としては、例えば気孔率の大きい多孔質板、多数の小孔が形成された板、ワイヤーメッシュ等が挙げられる。また、下側仕切板３ａ，３ｂ，３ｃ及び上側仕切板２ａ，２ｂ，２ｃは、目開きの大きい支持部材と、この支持部材の目を覆うよう配設された網状、織布状又は不織布状の部材との組み合わせからなってもよい。
【００３５】
下側仕切板３ａ，３ｂ，３ｃ及び上側仕切板２ａ，２ｂ，２ｃの材質としては、特に限定されず、金属や合成樹脂等を用いることができる。金属を用いる場合、防食の観点から耐食性ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３１６Ｌ等）を用いることが好ましい。板状の合成樹脂を用いる場合、水圧や粒子の重量によって目開きが変化しないよう補強ワイヤー等の支持部材を併用することが好ましい。ワイヤーメッシュを用いる場合、例えばステンレス鋼線、ケブラー繊維、カーボン繊維等の強度及び耐熱性に優れる線材からなるメッシュを使用することが好ましい。
【００３６】
下側仕切板３ａ，３ｂ，３ｃ及び上側仕切板２ａ，２ｂ，２ｃをワイヤーメッシュで形成する場合、ワイヤーメッシュの公称目開きは、対応する濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃ及び洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃの最小粒径以下となるよう設計されることが好ましい。また、濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃ又は洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃの最小粒径が微小である場合、ワイヤーメッシュの目開きをそれよりも小さくすると差圧が大きくなり過ぎるおそれがある。このため、ワイヤーメッシュの公称目開きは、対応する濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの平均粒径から対応する濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの粒径の標準偏差を引いた値以下とすることが好ましい。
【００３７】
（濾過粒子）
濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃは、被処理水を濾過する層を形成する濾材である。この濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃとしては、公知の濾過処理用の粒子を用いることができ、例えば天然砂、無機物粒子、セラミックス、ポリマー（高分子化合物）、天然有機素材等を主成分とする粒子を用いることができる。
【００３８】
ただし、濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃは、ポリマーを主成分とすることが好ましい。濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃをポリマーを主成分とするものとすることによって、濾過室４ａ，４ｂ，４ｃのコスト及び重量を低減することができる。また、ポリマーを用いることにより、濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの比重を小さくできるため、逆洗時の撹拌作用による濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの洗浄促進効果をさらに高めることができる。
【００３９】
濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの主成分とされるポリマーとしては、例えばフッ素樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン、ポリウレタン、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、メラミン樹脂、ポリカーボネート等を挙げることができる。
これらの中でも耐水性、耐油性等に優れるフッ素樹脂、ビニル樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂及びアクリル樹脂が好ましく、耐食性に優れるフッ素樹脂及び吸着性に優れるポリオレフィンがより好ましい。さらに、ポリオレフィンの中では、特に油分吸着能力に優れるポリプロピレンが好ましい。また、フッ素樹脂は、強度、耐熱性及び耐薬品性に優れ、かつ比較的比重が大きいので洗浄後に沈降が早く、早く濾過を再開できるというメリットがある。なお、濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの材質は、濾過室毎に異なっていてもよく、それぞれ複数種類の粒子を含んでもよい。
【００４０】
また、上記天然砂としては、例えばアンスラサイト、ガーネット、マンガン砂等を挙げることができ、これらを１種で又は２種以上混合して用いることができる。上記セラミックスとしては、例えばシリカ、アルミナ、ガラス等を主成分とするセラミックス粒子を用いることができる。上記天然有機素材としては、天然の有機物を篩い分けして粒子サイズを整えたものを使用することができ、例えばクルミの殻、おがくず、麻などの天然繊維等を挙げることができる。
【００４１】
また、上記無機物粒子としては、粒径及び比重が揃ったものを比較的容易に入手できる点でガラスビーズが好ましい。特に好ましいガラスビーズとしては、例えばアルミナを含有する球状ガラスビーズを挙げることができる。このようなガラスビーズは、油の付着によっても塊に成長し難く、洗浄時に分散して流動し易いという長所を有する。従って、このようなガラスビーズの使用により安定した濾過性能と高い洗浄効果とを得ることができる。
【００４２】
濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの形状としては、特に限定されず、例えば球形、柱形等任意の形状とすることができる。特に、濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃとして、不定形の粉砕粒子を用いることで、濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃを緻密に堆積させることができ、濾過効率を向上させると共に、定常状態における濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの浮き上がりを防止することができる。
【００４３】
濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの平均粒径は、上側の濾過室に充填されているものほど大きい。つまり、第１濾過室４ａの第１濾過粒子７ａの平均粒径よりもその直下の第２濾過室４ｂの第２濾過粒子７ｂの平均粒径が小さく、第２濾過室４ｂの第２濾過粒子７ｂの平均粒径よりもその直下の第３濾過室４ｃの第３濾過粒子７ｃの平均粒径が小さい。
【００４４】
最も上側の第１濾過粒子７ａの平均粒径の下限としては、２００μｍが好ましく、２５０μｍがより好ましく、３００μｍがさらに好ましい。一方、第１濾過粒子７ａの平均粒径の上限としては、２０００μｍが好ましく、８００μｍがより好ましく、６００μｍがさらに好ましく、４００μｍが特に好ましい。第１濾過粒子７ａの平均粒径が上記下限に満たない場合、第１濾過室４ａに第１濾過粒子７ａによって形成される層の密度が大きく、隙間が小さくなるので、第１濾過室４ａの圧損が大きくなるおそれや、第１濾過室４ａの目詰まりの頻度が大きくなるおそれがある。逆に、第１濾過粒子７ａの平均粒径が上記上限を超える場合、第１濾過粒子７ａ間の隙間が大きくなり、十分に油分や濁質を除去できないおそれがある。
【００４５】
第２濾過粒子７ｂの平均粒径の下限としては、８０μｍが好ましく、１００μｍがより好ましく、１２０μｍがさらに好ましい。一方、第２濾過粒子７ｂの平均粒径の上限としては、５００μｍが好ましく、３００μｍがより好ましく、２５０μｍがさらに好ましく２００μｍが特に好ましい。第２濾過粒子７ｂの平均粒径が上記下限に満たない場合、第２濾過室４ｂの圧損が大きくなるおそれや、第２濾過室４ｂの目詰まりの頻度が大きくなるおそれがある。逆に、第２濾過粒子７ｂの平均粒径が上記上限を超える場合、下側の第３濾過室４ｃの目詰まりの頻度が大きくなるおそれがある。
【００４６】
最も下側の第３濾過粒子７ｃの平均粒径の下限としては、５μｍが好ましく、１０μｍがより好ましく、２０μｍがさらに好ましい。一方、第３濾過粒子７ｃの平均粒径の上限としては、２００μｍが好ましく、１２０μｍがより好ましく、１００μｍがさらに好ましく、８０μｍが特に好ましい。第３濾過粒子７ｃの平均粒径が上記下限に満たない場合、第３濾過室４ｃの圧損が大きくなるおそれや、コスト及び重量が増加するおそれがある。逆に、第３濾過粒子７ｃの平均粒径が上記上限を超える場合、当該下向流式濾過塔が微細な油滴や濁質を除去できないおそれがある。
【００４７】
また、濾過室４ａ，４ｂ，４ｃ毎の濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの平均比重の下限としては、１．１が好ましく、１．４がより好ましい。一方、濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの平均比重の上限としては、８が好ましく、５がより好ましい。濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの平均比重が上記下限に満たない場合、濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃが沈降せず、濾過室４ａ，４ｂ，４ｃの中で被処理液を濾過する層を形成できないおそれがある。逆に、濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの平均比重が上記上限を超える場合、逆洗時に濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの層が流動化できず、洗浄効果を向上できないおそれがある。なお、濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの平均比重は、濾過室毎に異なっていてもよい。
【００４８】
濾過室４ａ，４ｂ，４ｃ毎の濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの均等係数の下限としては、１．１が好ましく、１．３がより好ましい。一方、濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの均等係数の上限としては、１．８が好ましく、１．６がより好ましい。濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの均等係数が上記下限に満たない場合、各濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの粒径のバラツキが小さ過ぎて緻密に堆積させることができないおそれがある。逆に、濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの均等係数が上記上限を超える場合、濾過室４ａ，４ｂ，４ｃの内部で油滴や濁質の分離能力が不均一となるおそれがある。ここで、「均等係数」とは、ＪＩＳ−Ｚ８８０１−１（２００６）に規定される篩を用い、目開きの大きい篩から順に篩分けて目開きを通過する粒子の質量割合を測定し、公称目開きを粒径として作成される粒径分布において積算質量が６０％となる値（ｄ６０）を積算質量が１０％となる値（ｄ１０）で除した値である。
【００４９】
定常状態において最も上側の第１濾過粒子７ａが形成する層の平均厚さとしては、特に限定されないが、例えば１０ｃｍ以上１ｍ以下とすることができる。定常状態において第２濾過粒子７ｂが形成する層の平均厚さとしては、特に限定されないが、例えば５ｃｍ以上８０ｃｍ以下とすることができる。また、定常状態において最も下側の第３濾過粒子７ｃが形成する層の平均厚さとしては、特に限定されないが、例えば１ｃｍ以上５０ｃｍ以下とすることができる。
【００５０】
（洗浄粒子）
洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃは、逆洗時に舞い上がり、油分や濁質で固まった濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの層をほぐして隙間を形成することにより、濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの洗浄効果を促進する。
【００５１】
この洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃとしては、天然砂、無機物、セラミックス、金属（金属化合物を含む）、ポリマー、天然有機素材等を主成分とする粒子を用いることができ、中でも、セラミックス、金属又はポリマーを主成分とする粒子が好ましい。洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃの主成分がセラミックス、金属又はポリマーであることによって、濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃに対する比重の比率を容易に適正化でき、濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの洗浄効果を得易い。なお、洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃの材質は、濾過室毎に異なっていてもよく、それぞれ複数種類の粒子を含んでもよい。
【００５２】
洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃの主成分とされるセラミックスとしては、例えばガラス、シリカ、アルミナ等を主成分とするものが挙げられる。
【００５３】
洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃの主成分とされる金属としては、例えば耐錆性に優れる酸化鉄等が挙げられる。
【００５４】
洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃの主成分とされるポリマーとしては、例えばフッ素樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン、ポリウレタン、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、メラミン樹脂、ポリカーボネート等を挙げることができる。
これらの中でも耐水性、耐油性等に優れるフッ素樹脂、ビニル樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂及びアクリル樹脂が好ましく、耐食性に優れるフッ素樹脂がより好ましい。
【００５５】
また、洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃの主成分とされる天然砂としては、例えばアンスラサイト、ガーネット、マンガン砂等を挙げることができる。洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃの主成分とされる天然有機素材としては、天然の有機物を篩い分けして粒子サイズを整えたものを使用することができる。
【００５６】
また、洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃとして使用される無機物を主成分とする好ましい粒子としては、例えばガラスビーズを挙げることができる。ガラスビーズは、粒径及び比重が揃ったものを比較的容易に入手できるため、安定した洗浄効果を与えることができる。特に好ましいガラスビーズとしては、例えばアルミナを含有する球状ガラスビーズを用いることができる。このようなガラスビーズは、油の付着によっても塊に成長し難く、洗浄時に分散して流動し易いという長所を有する。
【００５７】
洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃの形状としては、特に限定されず、例えば球形、柱形等任意の形状とすることができる。特に、洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃとして、不定形の粉砕粒子を用いることで、逆洗時の濾過粒子の洗浄効果をより促進することができる。
【００５８】
第１洗浄粒子８ａは第１濾過粒子７ａよりも平均粒径及び平均比重が大きく、第２洗浄粒子８ｂは第２濾過粒子７ｂよりも平均粒径及び平均比重が大きく、第３洗浄粒子８ｃは第３濾過粒子７ｃよりも平均粒径及び平均比重が大きいことが好ましい。このように、洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃの平均粒径及び平均比重が同じ濾過室４ａ，４ｂ，４ｃの濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃよりも大きいことにより、沈降速度の差により下側の洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃの層と上側の濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの層とを効率よく層分けできる。
【００５９】
第１洗浄粒子８ａの平均粒径の第１濾過粒子７ａの平均粒径に対する比、第２洗浄粒子８ｂの平均粒径の第２濾過粒子７ｂの平均粒径に対する比、及び第３洗浄粒子８ｃの平均粒径の第３濾過粒子７ｃの平均粒径に対する比の下限としては、１．２が好ましく、１．５がより好ましい。一方、上記平均粒径の比の上限としては、１０が好ましく、８がより好ましい。上記平均粒径の比が上記下限に満たない場合、逆洗時の洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃの濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃに対する衝突エネルギーが小さく、濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの層を割りほぐすことができないおそれや、逆洗後に洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃが濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃより先に沈降せず、濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの層を形成できないおそれがある。逆に、上記平均粒径の比が上記上限を超える場合、濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃが洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃ間の隙間に入り込んで十分な厚さの濾過層を形成できないおそれがある。
【００６０】
第１洗浄粒子８ａの平均比重の第１濾過粒子７ａの平均比重に対する比、第２洗浄粒子８ｂの平均比重の第２濾過粒子７ｂの平均比重に対する比、及び第３洗浄粒子８ｃの平均比重の第３濾過粒子７ｃの平均比重に対する比の下限としては、１．５が好ましく、２がより好ましい。一方、上記平均比重の比の上限としては、１０が好ましく、８がより好ましい。上記平均比重の比が上記下限に満たない場合、逆洗時の洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃの濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃに対する衝突エネルギーが小さく、濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの層を割りほぐすことができないおそれや、逆洗後に洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃが濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃより先に沈降せず、濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの層を形成できないおそれがある。逆に、上記平均比重の比が上記上限を超える場合、濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃが洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃ間の隙間に入り込んで十分な厚さの濾過層を形成できないおそれがある。
【００６１】
第１洗浄粒子８ａは、直下の第２濾過室４ｂの第２洗浄粒子８ｂよりも平均粒径及び平均比重が大きく、第２洗浄粒子８ｂは、直下の第３濾過室４ｃの第３洗浄粒子８ｃよりも平均粒径及び平均比重が大きい。
【００６２】
第１洗浄粒子８ａの平均粒径の第２洗浄粒子８ｂの平均粒径に対する比、及び第２洗浄粒子８ｂの平均粒径の第３洗浄粒子８ｃの平均粒径に対する比、つまり各濾過室の洗浄粒子の平均粒径の、その濾過室直下の濾過室の洗浄粒子の平均粒径に対する比の下限としては、１．５が好ましく、２がより好ましい。上記平均粒径の比の上限としては、１０が好ましく、８がより好ましい。上記平均粒径の比が上記下限に満たない場合、隣接する濾過室の間で濾過粒子の平均粒径に十分な差をつけることができず、下側の濾過室に形成される濾過粒子の層の濾過能力が不十分となるおそれがある。逆に、上記平均粒径の比が上記上限を超える場合、隣接する濾過室の間で濾過粒子の平均粒径の差が過大となり、下側の濾過室に形成される濾過粒子の層が油分や濁質で目詰まりし易くなるおそれがある。
【００６３】
最も上側の第１洗浄粒子８ａの平均粒径の下限としては、２５０μｍが好ましく、３００μｍがより好ましく、３５０μｍがさらに好ましい。一方、第１洗浄粒子８ａの平均粒径の上限としては、３０００μｍが好ましく、２４００μｍがより好ましく、１８００μｍがさらに好ましく、１２００μｍが特に好ましい。第１洗浄粒子８ａの平均粒径が上記下限に満たない場合、第１洗浄粒子８ａによって形成される層の密度が大きく、圧損が大きくなるおそれがある。逆に、第１洗浄粒子８ａの平均粒径が上記上限を超える場合、第１洗浄粒子８ａ間の隙間に第１濾過粒子７ａが入り込み、第１濾過粒子７ａの層を効率よく形成できないおそれがある。
【００６４】
第２洗浄粒子８ｂの平均粒径の下限としては、１００μｍが好ましく、１２０μｍがより好ましく、１５０μｍがさらに好ましい。一方、第２洗浄粒子８ｂの平均粒径の上限としては、１５００μｍが好ましく、９００μｍがより好ましく、７５０μｍがさらに好ましく、６００μｍが特に好ましい。第２洗浄粒子８ｂの平均粒径が上記下限に満たない場合、第２洗浄粒子８ｂによって形成される層の密度が大きく、圧損が大きくなるおそれがある。逆に、第２洗浄粒子８ｂの平均粒径が上記上限を超える場合、第２洗浄粒子８ｂ間の隙間に第２濾過粒子７ｂが入り込み、第２濾過粒子７ｂの層を効率よく形成できないおそれがある。
【００６５】
最も下側の第３洗浄粒子８ｃの平均粒径の下限としては、６μｍが好ましく、１２μｍがより好ましく、２５μｍがさらに好ましい。一方、第３洗浄粒子８ｃの平均粒径の上限としては、５００μｍが好ましく、３５０μｍがより好ましく、３００μｍがさらに好ましく、２５０μｍが特に好ましい。第３洗浄粒子８ｃの平均粒径が上記下限に満たない場合、第３洗浄粒子８ｃによって形成される層の密度が大きく、圧損が大きくなるおそれがある。逆に、第３洗浄粒子８ｃの平均粒径が上記上限を超える場合、第３洗浄粒子８ｃ間の隙間に第３濾過粒子７ｃが入り込み、第３濾過粒子７ｃの層を効率よく形成できないおそれがある。
【００６６】
濾過室４ａ，４ｂ，４ｃ毎の洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃの均等係数の下限としては、１．１が好ましく、１．３がより好ましい。一方、洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃの均等係数の上限としては、１．８が好ましく、１．６がより好ましい。洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃの均等係数が上記下限に満たない場合、各洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃの粒径のバラツキが小さ過ぎて濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの洗浄効率が不十分となるおそれがある。逆に、洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃの均等係数が上記上限を超える場合、洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃの隙間が小さくなり油滴や濁質で目詰まりするおそれがある。
【００６７】
第１洗浄粒子８ａの平均比重の第２洗浄粒子８ｂの平均比重に対する比、及び第２洗浄粒子８ｂの平均比重の第３洗浄粒子８ｃの平均比重に対する比、つまり各濾過室の洗浄粒子の平均比重の、その直下の濾過室の洗浄粒子の平均比重に対する比の下限としては、１．１が好ましく、１．２がより好ましい。上記平均比重の比の上限としては、２が好ましく、１．８がより好ましい。上記平均比重の比が上記下限に満たない場合、隣接する濾過室の間で濾過粒子の平均比重に十分な差をつけることができず、下側の濾過室に形成される濾過粒子の層の濾過能力が不十分となるおそれがある。逆に、上記平均比重の比が上記上限を超える場合、隣接する濾過室の間で濾過粒子の平均比重の差が過大となり、下側の濾過室に形成される濾過粒子の層が油分や濁質で目詰まりし易くなるおそれがある。
【００６８】
最も上側の第１洗浄粒子８ａの平均比重の下限としては、１．５が好ましく、２がより好ましい。一方、第１洗浄粒子８ａの平均比重の上限としては、１５が好ましく、１０がより好ましい。第１洗浄粒子８ａの平均比重が上記下限に満たない場合、沈降速度が小さくなり第１濾過粒子７ａとの層分けが不十分となるおそれがある。逆に、第１洗浄粒子８ａの平均比重が上記上限を超える場合、逆洗時に第１洗浄粒子８ａが浮き上がらず、第１濾過粒子７ａの洗浄を促進できないおそれがある。
【００６９】
第２洗浄粒子８ｂの平均比重の下限としては、１．３が好ましく、１．７がより好ましい。一方、第２洗浄粒子８ｂの平均比重の上限としては、１０が好ましく、７がより好ましい。第２洗浄粒子８ｂの平均比重が上記下限に満たない場合、沈降速度が小さくなり第２濾過粒子７ｂとの層分けが不十分となるおそれがある。逆に、第２洗浄粒子８ｂの平均比重が上記上限を超える場合、逆洗時に第２洗浄粒子８ｂが浮き上がらず、第２濾過粒子７ｂの洗浄を促進できないおそれがある。
【００７０】
最も下側の第３洗浄粒子８ｃの平均比重の下限としては、１．１が好ましく、１．５がより好ましい。一方、第３洗浄粒子８ｃの平均比重の上限としては、７が好ましく、５がより好ましい。第３洗浄粒子８ｃの平均比重が上記下限に満たない場合、沈降速度が小さくなり第３濾過粒子７ｃとの層分けが不十分となるおそれがある。逆に、第３洗浄粒子８ｃの平均比重が上記上限を超える場合、逆洗時に第３洗浄粒子８ｃが浮き上がらず、第３濾過粒子７ｃの洗浄を促進できないおそれがある。
【００７１】
濾過室の洗浄粒子の充填質量割合は、その濾過室直下の濾過室の洗浄粒子の充填質量割合よりも大きいことが好ましい。つまり、濾過室４ａ，４ｂ，４ｃ中の洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃの充填質量割合は、上側の濾過室ほど大きいことが好ましい。濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの汚れが上側の濾過室ほど大きくなるので、上側の濾過室ほど洗浄粒子の充填質量割合を大きくすることにより、濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃを効率よく洗浄できると共に、下側の濾過室の高さを小さくして当該下向流式濾過塔を小型化できる。
【００７２】
第１濾過室４ａでの第１洗浄粒子８ａの充填質量割合と第２濾過室４ｂでの第２洗浄粒子８ｂの充填質量割合との差、及び第２濾過室４ｂでの第２洗浄粒子８ｂの充填質量割合と第３濾過室４ｃでの第３洗浄粒子８ｃの充填質量割合との差、つまり各濾過室の洗浄粒子の充填質量割合とその濾過室直下の濾過室の洗浄粒子の充填質量割合との差の下限としては、５％が好ましく、７％がより好ましい。一方、上記充填質量割合の差の上限としては、２０％が好ましく、１５％がより好ましい。上記充填質量割合の差が上記下限に満たない場合、上側の濾過室の洗浄粒子が少なくなり濾過粒子の洗浄効率が不十分となるおそれや、下側の濾過室の洗浄粒子が多くなり当該下向流式濾過塔が不必要に大きくなるおそれがある。逆に、上記充填質量割合の差が上記上限を超える場合、上側の洗浄粒子が多くなり当該下向流式濾過塔が不必要に大きくなるおそれや、下側の濾過室の洗浄粒子が少なくなり濾過粒子の洗浄効率が不十分となるおそれがある。
【００７３】
第１濾過室４ａにおける第１洗浄粒子８ａの充填質量割合の下限としては、１５質量％が好ましく、２０質量％がより好ましい。一方、第１濾過室４ａにおける第１洗浄粒子８ａの充填質量割合の上限としては、５０質量％が好ましく、４５質量％がより好ましい。
第１濾過室４ａにおける第１洗浄粒子８ａの充填質量割合が上記下限に満たない場合、逆洗時に第１濾過粒子７ａの洗浄を十分促進できないおそれがある。逆に、第１濾過室４ａにおける第１洗浄粒子８ａの充填質量割合が上記上限を超える場合、第１濾過室４ａを大きくする必要があるため、当該下向流式濾過塔が不必要に大きくなるおそれがある。
【００７４】
第２濾過室４ｂにおける第２洗浄粒子８ｂの充填質量割合の下限としては、１０質量％が好ましく、１５質量％がより好ましい。一方、第２濾過室４ｂにおける第２洗浄粒子８ｂの充填質量割合の上限としては、４５質量％が好ましく、４０質量％がより好ましい。
第２濾過室４ｂにおける第２洗浄粒子８ｂの充填質量割合が上記下限に満たない場合、逆洗時に第２濾過粒子７ｂの洗浄を十分促進できないおそれがある。逆に、第２濾過室４ｂにおける第２洗浄粒子８ｂの充填質量割合が上記上限を超える場合、第２濾過室４ｂを大きくする必要があるため、当該下向流式濾過塔が不必要に大きくなるおそれがある。
【００７５】
第３濾過室４ｃにおける第３洗浄粒子８ｃの充填質量割合の下限としては、５質量％が好ましく、１０質量％がより好ましい。一方、第３濾過室４ｃにおける第３洗浄粒子８ｃの充填質量割合の上限としては、４０質量％が好ましく、３５質量％がより好ましい。第３濾過室４ｃにおける第３洗浄粒子８ｃの充填質量割合が上記下限に満たない場合、逆洗時に第３濾過粒子７ｃの洗浄を十分促進できないおそれがある。逆に、第３濾過室４ｃにおける第３洗浄粒子８ｃの充填質量割合が上記上限を超える場合、第３濾過室４ｃを大きくする必要があるため、当該下向流式濾過塔が不必要に大きくなるおそれがある。
【００７６】
（ヘッドスペース）
定常状態の濾過室４ａ，４ｂ，４ｃにおいて、濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃ及び洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃの上方にそれぞれ形成されるヘッドスペース９ａ，９ｂ，９ｃは、逆洗時において濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃ及び洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃが洗浄水の流れにより舞い上がって互いにぶつかり合うよう運動するためのスペースを提供する。
【００７７】
このヘッドスペース９ａ，９ｂ，９ｃの平均高さの下限としては、濾過室４ａ，４ｂ，４ｃの平均高さ（下側仕切板３ａ，３ｂ，３ｃと上側仕切板２ａ，２ｂ，２ｃとの平均間隔）の３０％が好ましく、５０％がより好ましい。一方、ヘッドスペース９ａ，９ｂ，９ｃの平均高さの上限としては、濾過室４ａ，４ｂ，４ｃの平均高さの８０％が好ましく、７０％がより好ましい。ヘッドスペース９ａ，９ｂ，９ｃの平均高さが上記下限に満たない場合、逆洗時に濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃ及び洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃが十分に運動できず、濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの洗浄効果を十分に促進できないおそれがある。逆に、ヘッドスペース９ａ，９ｂ，９ｃの平均高さが上記上限を超える場合、スペースが大きくなり過ぎて逆洗時に濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃ及び洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃが当接する頻度が小さくなることにより濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの洗浄効果を十分に促進できないおそれがある。
【００７８】
［水処理方法］
続いて、図１の下向流式濾過塔を用いた水処理方法について説明する。
【００７９】
図１の下向流式濾過塔を用いた水処理方法は、濾過室４ａ，４ｂ，４ｃにおいて被処理液を濾過する濾過工程と、濾過室４ａ，４ｂ，４ｃの濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃを洗浄する逆洗工程と、濾過室４ａ，４ｂ，４ｃ内に濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの層を形成する濾過層形成工程とを繰り返す。
【００８０】
＜濾過工程＞
上記濾過工程は、被処理液供給流路５から被処理液を供給し、被処理液を濾過した処理済液を処理済液排出流路６から排出する。この濾過工程において、濾過室４ａ，４ｂ，４ｃ内には、下側仕切板３ａ，３ｂ，３ｃの上に洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃの層が形成され、洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃの層の上に濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃにより濾過層が形成され、濾過層と上側仕切板２ａ，２ｂ，２ｃとの間にはヘッドスペース９ａ，９ｂ，９ｃが形成された状態とされる。
【００８１】
被処理液の供給方法は特に限定されず、例えばポンプによる圧送、水頭による自然流下等の方法を用いることができる。
【００８２】
下向流式濾過塔を用いた水処理方法における下向流式濾過塔の単位断面積当たりの被処理液の供給量の下限としては、１００ｍ３／ｍ２・ｄａｙが好ましく、３００ｍ３／ｍ２・ｄａｙがより好ましい。一方、上記被処理液の供給量の上限としては、特に限定されないが、３０００ｍ３／ｍ２・ｄａｙが好ましく、１０００ｍ３／ｍ２・ｄａｙがより好ましい。上記被処理液の供給量が上記下限に満たない場合、大量に被処理液が発生する環境下で処理能力が不足するおそれや、多数の下向流式濾過塔が必要となるおそれがある。逆に、上記被処理液の供給量が上記上限を超える場合、逆洗工程の頻度が大きくなり、非効率となるおそれがある。
【００８３】
濾過工程において、濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの各層により分離された油分や濁質は、多くが複数の濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの間に保持されるが、一部がヘッドスペース９ａ，９ｂ，９ｃ及びその上の空間（濾過室４ａ，４ｂ，４ｃの外側の空間）に滞留（浮上分離）する。
【００８４】
図１の下向流式濾過塔を用いた水処理方法で回収した処理済液の濁質濃度の上限としては、１０ｐｐｍが好ましく、５ｐｐｍがより好ましく、３ｐｐｍがさらに好ましく、１ｐｐｍが特に好ましい。処理済液の濁質濃度が上記上限を超える場合、処理済液を環境に負荷を与えず廃棄することや産業用水として利用することができないおそれがある。ここで、「濁質濃度」とは、浮遊物質（ＳＳ）の濃度を意味し、ＪＩＳ−Ｋ０１０２（２００８）の「１４．１  懸濁物質」に準拠して測定される値である。
【００８５】
図１の下向流式濾過塔を用いた水処理方法で回収した処理済液の油濃度の上限としては、１００ｐｐｍが好ましく、１０ｐｐｍがより好ましく、１ｐｐｍがさらに好ましい。処理済液の油濃度が上記上限を超える場合、下向流式濾過塔の下流で行う油水分離処理の負荷が過大となるおそれや、処理済液を環境に負荷を与えず廃棄することができなくなるおそれがある。
【００８６】
＜逆洗工程＞
上記逆洗工程では、処理済液排出流路６から洗浄水を供給し、濾過室４ａ，４ｂ，４ｃを通過し、濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃから分離した油分や濁質並びに濾過室４ａ，４ｂ，４ｃのヘッドスペース９ａ，９ｂ，９ｃ及びその上の筒状本体１内の空間に滞留していた油分や濁質を含む洗浄廃水を被処理液供給流路５から排出する。なお、この洗浄廃水は、次の濾過工程において、被処理液の一部として被処理液供給流路５に供給してもよい。
【００８７】
下から上に向かって流れる洗浄水は、先ず洗浄粒子を舞い上がらせ、油分や濁質で固まった濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃの層を割りほぐして濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃが洗浄水によってヘッドスペース９ａ，９ｂ，９ｃに舞い上げられるようにする。ヘッドスペース９ａ，９ｂ，９ｃに舞い上げられた濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃは、洗浄水中で撹拌されることによって付着した油分や濁質が剥離される。また、舞い上げられた濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃは、他の濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃ及び洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃとぶつかり合うことにより、付着した油分や濁質の剥離が促進される。
【００８８】
上記逆洗工程は、一定時間毎に行われてもよく、上記濾過工程において被処理液供給流路５と処理済液排出流路６との圧力差が一定の圧力に達したときや、被処理液供給流路５又は処理済液排出流路６の流量が一定の流量に低下したときに行ってもよく、オペレターの操作により行われてもよい。
【００８９】
下向流式濾過塔の単位断面積当たりの洗浄水の給水量としては、例えば２００Ｌ／ｍ２・ｈｒ以上２０００Ｌ／ｍ２・ｈｒ以下とすることができる。
【００９０】
また、逆洗時間としては、例えば３０秒以上１０分以下とすることができる。また、一定時間毎に逆洗を行う場合の逆洗の間隔としては、例えば１時間以上１２時間以下とすることができる。
【００９１】
供給する洗浄水としては、市水や濾過工程において処理済液排出流路６から排出された処理済み液を使用することができる。また、洗浄水は気泡を混入したバブリングジェット水流として供給されることが好ましい。バブリングジェット水流は、例えばバブリングジェット装置、エダクタ等を用いて製造することができる。バブリングジェット水流を使用することによって、気泡により濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃからの油分や濁質の剥離を促進できる。また、洗浄水は気泡を含まないジェット水流として供給してもよい。
【００９２】
バブリングジェット水流中の空気量（常温大気圧における容積の水の体積に対する比）としては、例えば１ＮＬ／Ｌ以上５ＮＬ／Ｌ以下が好ましい。また、バブリングジェット水流中の気泡の平均径としては、１ｍｍ以上４ｍｍ以下が好ましい。さらに、洗浄水の送水圧としては、０．２ＭＰａ以上が好ましく、バブリングジェット水流の流速としては、例えばバブリングジェットノズルの吐出口において２０ｍ／ｓ以上が好ましい。
【００９３】
＜濾過層形成工程＞
濾過層形成工程では、濾過室４ａ，４ｂ，４ｃ内を水で満たした状態とし、濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃ及び洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃを自然沈降させる。この時、平均比重及び平均粒径が大きい洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃは、沈降速度が大きく、先に沈降して下側仕切板３ａ，３ｂ，３ｃの上に層を形成する。洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃよりも平均比重及び平均粒径が小さく、沈降速度が小さい濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃは、先に形成された洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃの層の上に降り積もって濾過層を形成する。
【００９４】
濾過層形成工程の最初（逆洗工程終了時）に、処理済液排出流路６から空気を含まない水を逆洗工程の洗浄水の流量以上の流量で供給し、濾過室４ａ，４ｂ，４ｃ内を水で満たし、かつ濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃ及び洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃを上側仕切板２ａ，２ｂ，２ｃに押し付けるようにすれば、洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃと濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃとの分離を促進することができる。
【００９５】
［利点］
当該下向流式濾過塔は、濾過粒子７ａ，７ｂ，７ｃと洗浄粒子８ａ，８ｂ，８ｃとが充填される複数の濾過室４ａ，４ｂ，４ｃを備え、上側の濾過室ほど平均粒径及び平均比重が大きい洗浄粒子が充填されていることによって、油分や濁質の濃度が高い上側の濾過室ほど洗浄粒子の沈降速度が大きいので、上側の濾過室ほど粒径が大きく沈降速度が大きい濾過粒子を使用することができる。つまり、当該下向流式濾過塔は、上側の濾過室ほど濾過粒子の平均粒径を大きくして、目詰まりを起こし難くすると共に、下側ほど濾過粒子の平均粒径を小さくして、より小さい油分や濁質を取り除くことができる。また、当該下向流式濾過塔は、各濾過室にそれぞれ洗浄粒子を充填したので、逆洗時に洗浄粒子によって油分や濁質で固まった濾過粒子の層を割りほぐして濾過粒子を迅速に洗浄することができる。
【００９６】
［その他の実施形態］
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００９７】
下向流式濾過塔に配設される濾過室の数は、特に限定されず、２以上の任意の数とすることができる。
【００９８】
また、濾過室は、例えば多孔セラミックス、織布、不織布、繊維、活性炭等の油用吸着材を有するユニットと併用してもよい。油用吸着材ユニットは、濾過室よりも下流側に配設されることが好ましい。
【００９９】
また、濾過室は、濾過粒子及び洗浄粒子の上にヘッドスペースが形成されないものであってもよい。
【０１００】
また、筒状本体の側部に、各濾過室の下方に洗浄水をそれぞれ供給する複数の給水路を設けてもよく、各濾過室の上方から洗浄廃水をそれぞれ排出する複数の排水路を設けてもよい。上記濾過室の下方に洗浄水を供給する給水路は、下側仕切板の下側面に向かって洗浄水を吐出するノズルを有してもよい。このようなノズルを設けることにより、濾過室内に少なくとも部分的に流速の大きい流れを形成し、洗浄粒子によって濾過粒子の層を割りほぐす効果を促進することができる。また、ノズルは、濾過粒子又は洗浄粒子の層の中に埋没するよう配置し、洗浄水の水圧を直接作用させて濾過粒子や洗浄粒子の層を割りほぐすようにしてもよい。
【０１０１】
また、濾過室には、下側仕切板を通して洗浄水を供給するのに加えて、定常状態において形成されるヘッドスペースの位置に側方から洗浄水を供給するようにしてもよい。濾過室のヘッドスペースの位置に供給され、下方からの洗浄水とは異なる向きの流れを有する洗浄水によって、濾過粒子のもみ洗い効果を促進することができる。この濾過室の中に洗浄水を供給する流路は、濾過室の内部に突出し、下向きに開口するノズルを備えてもよい。このようなノズルを設けることにより、下降流を形成して濾過粒子の洗浄効果を促進できると共に、濾過粒子の層に対して流速の大きい洗浄水を衝突させて、濾過粒子の層を割りほぐすことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
以上のように、当該下向流式濾過塔は、油田や工場で発生する被処理液から油分や濁質を除去するために好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１  筒状本体
２ａ，２ｂ，２ｃ  上側仕切板
３ａ，３ｂ，３ｃ  下側仕切板
４ａ，４ｂ，４ｃ  濾過室
５  被処理液供給流路
６  処理済液排出流路
７ａ，７ｂ，７ｃ  濾過粒子
８ａ，８ｂ，８ｃ  洗浄粒子
９ａ，９ｂ，９ｃ  ヘッドスペース
【図１】
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【国際調査報告】
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