(57)【要約】【課題】繊維状濾材を十分効果的に洗浄することができる繊維状濾材の洗浄方法を提供することを目的とする。【解決手段】無機凝集剤で凝集されたフロックを含む被処理水を濾過する繊維状濾材の洗浄方法において、濾過器３内に、ガスを連続的に導入し、逆洗水を間欠的に導入して繊維状濾材７を逆洗する逆洗工程、繊維状濾材７を収容する濾過器３内に、前記被処理水よりも高いｐＨを有するアルカリ液を注入して繊維状濾材７をアルカリ液に浸漬させるアルカリ注入工程を含み、逆洗工程において、１回あたりの逆洗水の導入時間を１〜５分としそのときの逆洗水の導入速度を２０〜５０ｍ／ｈとする。この場合、繊維状濾材７に付着したフロックを容易に剥離することが可能となる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機凝集剤で凝集されたフロックを含む被処理水を濾過する繊維状濾材の洗浄方法において、
前記繊維状濾材を収容する濾過器内に、ガスを連続的に導入し、逆洗水を間欠的に導入して前記繊維状濾材を逆洗する逆洗工程と、
前記濾過器内に、前記被処理水よりも高いｐＨを有するアルカリ液を注入して前記繊維状濾材を前記アルカリ液に浸漬させるアルカリ注入工程とを含み、
前記逆洗工程において、１回あたりの前記逆洗水の導入時間を１〜５分としそのときの前記逆洗水の導入速度を２０〜５０ｍ／ｈとする、
ことを特徴とする繊維状濾材の洗浄方法。
【請求項２】
前記アルカリ注入工程の後に、前記繊維状濾材を、前記アルカリ液に浸漬した状態で静置する静置工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の繊維状濾材の洗浄方法。
【請求項３】
前記静置工程において、静置時間を１．５分以上とすることを特徴とする請求項２に記載の繊維状濾材の洗浄方法。
【請求項４】
前記アルカリ注入工程において、前記濾過器内における前記アルカリ液のｐＨを８．０以上とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の繊維状濾材の洗浄方法。
【請求項５】
前記アルカリ注入工程において、前記アルカリ液が前記被処理水を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の繊維状濾材の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、河川水等を濾過する繊維状濾材の洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
河川水等の被処理水を濾過するための濾材として、繊維状濾材が知られている。繊維状濾材は、例えば特開平１１−１３７９１４号公報に開示されているように、濾過器内に設けられる多孔板に一端が固定され、他端が自由端とされている。多孔板には、複数本の繊維状濾材が密に設けられており、これにより被処理水中のフロックが繊維状濾材に捕捉されるようになっている。
【０００３】
そして、繊維状濾材の洗浄は、繊維状濾材を、空気及び逆洗水を用いて逆洗することにより行われており、逆洗水には次亜塩素酸ナトリウムなどのアルカリが添加される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の公報に記載の繊維状濾材の洗浄方法では、繊維状濾材を効果的に洗浄することができず、逆洗時間が増加して逆洗効率が低下するという課題があった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、繊維状濾材を十分効果的に洗浄することができる繊維状濾材の洗浄方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、無機凝集剤で凝集されたフロックを含む被処理水を濾過する繊維状濾材の洗浄方法において、前記繊維状濾材を収容する濾過器内に、ガスを連続的に導入し、逆洗水を間欠的に導入して前記繊維状濾材を逆洗する逆洗工程と、前記濾過器内に、前記被処理水よりも高いｐＨを有するアルカリ液を注入して前記繊維状濾材を前記アルカリ液に浸漬させるアルカリ注入工程とを含み、前記逆洗工程において、１回あたりの前記逆洗水の導入時間を１〜５分としそのときの前記逆洗水の導入速度を２０〜５０ｍ／ｈとすることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、繊維状濾材に付着したフロックの付着力が十分に弱められ、繊維状濾材に付着したフロックを容易に剥離することが可能となる。
【０００８】
上記アルカリ注入工程の後に、前記繊維状濾材を、前記アルカリ液に浸漬した状態で静置する静置工程を更に含むことが好ましい。この場合、繊維状濾材の洗浄をより効果的に行うことができる。
【０００９】
上記静置工程において、静置時間を１．５分以上とすることが好ましい。この場合、繊維状濾材の洗浄を特に効果的に行うことができる。
【００１０】
上記アルカリ注入工程において、濾過器内におけるアルカリ液のｐＨを８．０以上とすることが好ましい。この場合、逆洗排水量を十分に低減することができる。
【００１１】
上記アルカリ注入工程において、前記アルカリ液が前記被処理水を含むことが好ましい。この場合、逆洗水のｐＨは、被処理水のｐＨよりも高くなっている。このため、被処理水中のフロックは、繊維状濾材に付着しにくくなる。このため、繊維状濾材の洗浄効果を低下させることなく濾過水の回収率を向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の繊維状濾材の洗浄方法を実施する水処理装置の一例を示すフロー図である。図１に示すように、水処理装置１は濾過装置２を有し、濾過装置２は筒状の濾過器３を有する。濾過器３の内部には、濾過器３内の空間を第１室４と第２室５に仕切る板状の仕切部材６が配設され、仕切部材６には、多数の貫通孔６ａが形成されている。貫通孔６ａは、第１室４と第２室５とを連通させるものであり、第１室４で得られる濾過水を第２室５に導くと共に、第２室５に導入される逆洗水及び空気（ガス）を第１室４に導くためのものである。
【００１４】
濾過器３の第１室４には、繊維状濾材７が設けられている。繊維状濾材７の一端は、仕切部材６に固定され、他端は自由端とされている。繊維状濾材７は、例えばポリプロピレンから構成されており、その径は例えば３５〜５０μｍであり、長さは９００〜１２００ｍｍである。濾過器３内には、複数本の繊維状濾材７が仕切部材６に密に設けられている。従って、原水（被処理水）中に含まれる無機凝集剤により凝集されたフロックが繊維状濾材７に十分に捕捉される。
【００１５】
濾過器３には、第１室４に連通する原水供給配管８が接続され、原水供給配管８には、濾過ポンプ９及び原水バルブ１０が設置されている。
【００１６】
また濾過器３には、第２室５に連通する濾過水回収配管１１を介して濾過水貯槽１３が接続され、濾過水回収配管１１には濾過水回収バルブ１２が設置されている。
【００１７】
濾過水貯槽１３と濾過器３との間には、濾過水貯槽１３と濾過器３の第２室５とを連通させる逆洗水供給配管１４が接続され、逆洗水供給配管１４には逆洗ポンプ１５及び逆洗バルブ１６が設置されている。
【００１８】
また逆洗水供給配管１４には、アルカリ供給配管１７を介してアルカリ貯槽１８が接続され、アルカリ貯槽１８にはアルカリ（例えば苛性ソーダ）が貯留されている。またアルカリ供給配管１７には、アルカリ注入ポンプ１９及びアルカリ注入バルブ２０が設置されている。
【００１９】
更に濾過器３には、第２室５と連通する空気供給配管２１を介して逆洗ブロワ２２が接続され、空気供給配管２１には空気量調節バルブ２３が設置されている。
【００２０】
また原水供給配管８のうち濾過ポンプ９及び原水バルブ１０の間の部分と逆洗水供給配管１４とは分岐配管２６を介して接続され、分岐配管２６には分岐バルブ２７が設置されている。従って、原水は、濾過器３の第１室４側からのみならず、濾過器３の第２室５側から導入することも可能である。
【００２１】
なお、濾過器３には、第１室４と連通する逆洗排水排出配管２４が接続され、逆洗排水排出配管２４には、排水バルブ２５が設置されている。
【００２２】
次に、上述した水処理装置１を用いた水処理方法について説明する。
【００２３】
まず分岐バルブ２７、排水バルブ２５、空気量調節バルブ２３、アルカリ注入量調節バルブ２０、逆洗バルブ１６を閉じ、原水バルブ１０、濾過水回収バルブ１２を開いた状態にして濾過ポンプ９を作動させる。すると、原水供給配管８を経て、無機凝集剤により凝集されたフロックを含む原水が濾過器３の第１室４内に導入され、原水は、繊維状濾材７により濾過される。このとき、原水中のフロックが繊維状濾材７に付着する。ここで、原水のｐＨは、繊維状濾材７によるフロック捕捉性を向上させる観点から、５〜７にすることが好ましい。
【００２４】
繊維状濾材７を通過して得られる濾過水は、仕切部材６の貫通孔６ａを経て第２室５に移動し、濾過水回収配管１１を経て濾過水貯槽１３に貯留される。
【００２５】
こうして原水を繊維状濾材７で濾過し続けると、やがて繊維状濾材７にフロックが付着しにくくなり、濾過能力が低下する。そこで、濾過を開始して一定時間経過するか、又は濾過水の濁度が一定以上に達するか、あるいは濾過器３の差圧が一定以上になったならば、原水バルブ１０及び濾過水回収バルブ１２を閉じ、濾過ポンプ９を停止して、繊維状濾材７の洗浄を行う。
【００２６】
ここで、繊維状濾材７の洗浄方法について説明する。
【００２７】
先ず空気量調節バルブ２３、逆洗バルブ１６、排水バルブ２５を開き、逆洗ブロワ２２及び逆洗ポンプ１５を作動する。このとき、逆洗ポンプ１５については、作動及び停止を交互に行う。すると、濾過器３内に空気は連続的に導入され、逆洗水は間欠的に導入される。これにより、繊維状濾材７に空気による振動及び水流による剥離力が付与され、繊維状濾材７に付着したフロックが剥離され、繊維状濾材７の洗浄が行われる。逆洗排水は逆洗排水排出配管２４を経て排出される。
【００２８】
このとき、逆洗水の１回あたりの導入時間、即ち１回あたりの逆洗ポンプ１５の作動時間は１〜５分としそのときの逆洗水の導入速度は２０〜５０ｍ／ｈとする。
【００２９】
導入時間及び導入速度が上記範囲を外れると、繊維状濾材７に付着したフロックの付着力が十分に弱められず、繊維状濾材７に付着したフロックを剥離することが困難となる（逆洗工程）。また、逆洗水にはアルカリを添加しないことが好ましい。アルカリを添加しても繊維状濾材７の洗浄効果はほとんど向上しないため、アルカリを添加しないことによりアルカリに係るランニングコストを十分に低減できる。
【００３０】
次に、空気量調節バルブ２３、逆洗バルブ１６を閉じ、逆洗ブロワ２２及び逆洗ポンプ１５を停止し、濾過器３の第２室５から、図示しない排水管を経て抜水する。
【００３１】
第２室５から水が完全に抜けたならば、空気量調節バルブ２３、逆洗バルブ１６を開き、逆洗ブロワ２２及び逆洗ポンプ１５を作動する。また、アルカリ注入バルブ２０を開いてアルカリ注入ポンプ１９を作動する。すると、逆洗ブロワ２２により空気供給配管２１を経て濾過器３の第２室５に空気が導入される。一方、濾過水貯槽１３から逆洗水供給配管１４を経て濾過器３の第２室５に逆洗水が導入される。このとき、アルカリ貯槽１８からアルカリ供給配管１７を経てアルカリが逆洗水供給配管１４に注入される。従って、濾過器３内には、原水よりも高いｐＨを有するアルカリ液が導入されることとなる。こうして濾過器３に導入された空気及びアルカリ液は、仕切部材６の貫通孔６ａを経て第１室４に注入され、繊維状濾材７がアルカリ液に浸漬されることになる（アルカリ注入工程）。
【００３２】
このとき、濾過器３内のアルカリ液のｐＨを８．０以上とすることが好ましい。アルカリ液のｐＨを８．０以上にすることで、繊維状濾材７の洗浄に使用される逆洗排水量を大幅に低減することが可能となる。即ち濾過水の使用量を大幅に低減でき、濾過水の回収率を向上させることができる。但し、アルカリ液のｐＨは１０以下であることが好ましい。ｐＨが１０を超えると、繊維状濾材７の強度が弱くなる傾向があるからである。
【００３３】
またアルカリ液は原水を含むことが好ましい。アルカリ液が原水を含んでいても、アルカリ液のｐＨが原水のｐＨよりも高いため、原水中のフロックが繊維状濾材７に付着しにくくなる。このため、繊維状濾材７の洗浄効果を低下させることなく濾過水の回収率を向上させることができる。この場合、分岐バルブ２７を開き、逆洗バルブ１６を閉じ、濾過ポンプ９を作動する。これにより、原水が原水供給配管８、分岐配管２６及び逆洗水供給配管１４を経て濾過器３内に導入される。原水の導入時間は、濾過ポンプ９の作動時間により調整することができる。
【００３４】
このとき、アルカリ液中のアルカリにより、繊維状濾材７に付着したフロックの付着力が十分に弱められ、繊維状濾材７に付着したフロックを水流等により繊維状濾材７から容易に剥離することが可能となり、繊維状濾材７の洗浄を十分効果的に行うことが可能となる。よって、逆洗効率を向上させることができ、逆洗時間の短縮が可能となる。
【００３５】
なお、上記アルカリ注入工程の後は、逆洗ブロワ２２及び逆洗ポンプ１５を停止し、空気量調節バルブ２３及び逆洗バルブ１６を閉じることにより、繊維状濾材７をアルカリ液に浸漬した状態で静置することが好ましい（静置工程）。この場合、繊維状濾材７の洗浄をより効果的に行うことができる。このとき、静置時間は１．５分以上とすることが好ましい。この場合、繊維状濾材７の洗浄を特に効果的に行うことができる。但し、静置時間は、５分以下であることが好ましい。５分を超えると、十分な洗浄効果が得られるものの、洗浄に要する時間が長くなり、濾過水の回収率が低下する傾向があるからである。
【００３６】
次に、実施例を用いて本発明の内容をより具体的に説明する。
【００３７】
【実施例】
図１の水処理装置１を用いて、以下のようにして原水の濾過を行った。
【００３８】
原水は、河川水にカオリンを添加して濁度９０度にした後、塩化第二鉄を添加することにより用意した。塩化第二鉄は、鉄と濁度の比が０．０３となるように添加した。このとき、凝集したフロックを含む原水を図１の濾過器３に導入し、繊維状濾材７で濾過した。繊維状濾材７としては、ポリプロピレンからなり、直径が４０μｍ、長さが１０００ｍｍのものを用いた。濾過器３の直径は２００ｍｍとした。また濾過速度は３０ｍ／ｈで行い、濾過時の原水のｐＨは、フロック捕捉性を考慮して６．３〜６．５に調整した。
（実施例１）
上記のようにして原水の濾過を２〜６時間行った後、繊維状濾材７の洗浄を、表１に示す（１）〜（１２）の工程により行った。
【００３９】
【表１】
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表１においては、各工程ごとに、種々のポンプの作動状況、濾過器３における抜水の有無及び所要時間を示してある。表１中、「○」はポンプが作動しているか、抜水が行われたことを示し、「×」はポンプが停止しているか、抜水が行われていないことを示すものである。
【００４０】
（１）、（１１）の水逆洗工程においては、水洗速度は２５ｍ／ｈとした。
【００４１】
（２）、（６）、（１０）の水・空気逆洗工程においては、空気逆洗速度は５００ｍ／ｈとした。また逆洗ポンプ１５の作動と停止を交互に行い、作動及び停止の時間をそれぞれ１分間とし、逆洗水の導入速度（以下、「水逆洗速度」という）は３０ｍ／ｈとした。
【００４２】
（４）、（８）のアルカリ注入工程においては、空気及び逆洗水を連続的に導入し、水逆洗速度は２５ｍ／ｈ、空気逆洗速度は５００ｍ／ｈとした。なお、（１）〜（１２）の工程における水洗には濾過水を使用した。
【００４３】
そして、（１１）の工程で得られた逆洗排水について逆洗濁度を測定したところ、静置時間が２分で、（２）、（６）、（１０）の工程における１回あたりの逆洗ポンプ１５の作動時間（以下、「パルス時間」という）が１分のときに逆洗濁度が３０度であった（図２、図３参照）。
【００４４】
また（１２）の工程で得られた濾過排水について濁度の経時変化を測定した。結果を図４の「■」で示す。図４に示すように、濾過開始後３分という極めて短時間で濁度が１ｍｇ／ｌ以下になることが分かった。
（実施例２）
パルス時間を１．５分に増加した以外は実施例１と同様にして（１１）の工程で得られた逆洗排水について逆洗濁度を測定した。その結果、逆洗濁度は実施例１の場合とほとんど変わらなかった（図３参照）。
（比較例１，２）
パルス時間を０分、０．５分に短縮した以外は実施例１と同様にして、（１１）の工程で得られた逆洗排水について逆洗濁度を測定した。その結果、逆洗濁度が相当に高くなることが分かった（図３参照）。
（比較例３）
（４）のアルカリ注入工程においてアルカリを添加しなかった以外は実施例１と同様にして、（１１）の工程で得られた逆洗排水について逆洗濁度を測定した。その結果、逆洗濁度が相当に高くなることが分かった（図２参照）。
（実施例３，４）
（５）及び（９）の工程において、静置時間を３分，５分に増加した以外は実施例１と同様にして、（１１）の工程で得られた逆洗排水について逆洗濁度を測定した。その結果、逆洗濁度は、実施例１の場合と同様、約３０度であり、低くなることが分かった（図２参照）。
（比較例４、５）
（５）及び（９）の工程において、静置時間を３分、５分に増加し且つ（４）のアルカリ注入工程においてアルカリを注入しなかった以外は実施例１と同様にして（１１）の工程で得られた逆洗排水について逆洗濁度を測定した。その結果、逆洗濁度は、５５〜６０度であり、高くなることが分かった（図２参照）。
（実施例５，６）
（５）及び（９）の工程において、静置時間を０分、１分に短縮した以外は実施例１と同様にして、（１１）の工程で得られた逆洗排水について逆洗濁度を測定した。その結果、逆洗濁度は約５０度又は４０度であった（図２参照）。
（比較例６，７）
（５）及び（９）の工程において、静置時間を０分、１分に短縮し且つ（４）のアルカリ注入工程においてアルカリを添加しなかった以外は実施例１と同様にして、（１１）の工程で得られた逆洗排水について逆洗濁度を測定した。その結果、逆洗濁度は比較例４，５と同様に高くなることが分かった（図２参照）。
（実施例７）
（４）、（５）又は（８）、（９）の工程におけるｐＨを変更した以外は、実施例１と同様にして繊維状濾材７の洗浄を行った。そして、異なるｐＨごとに、繊維状濾材７の洗浄に用いた逆洗排水量を測定した。逆洗排水量は、捕捉フロックの９５％が排出される水量とし、排出フロック量は、重量法にて測定した各時間のフロック濃度と、逆洗排水量の積の積算値により求めた。結果を図５に示す。図５に示すように、（４）、（５）又は（８）、（９）の工程におけるｐＨが８以上になると、逆洗排水量が顕著に減少することが分かった。
（比較例８）
（４）、（５）、（８）、（９）の工程を行わず、（２）、（６）、（１０）の工程についての所要時間を２分減少させた以外は実施例１と同様にして、繊維状濾材７の洗浄を行った。そして、実施例１と同様にして、（１２）の工程で得られた濾過排水について濁度の経時変化を測定した。結果を図４の「△」で示す。図４に示すように、濾過開始後１０分経過しても濁度が１ｍｇ／ｌ以下にならないことが分かった。
【００４５】
以上の結果より、実施例１〜６によれば、（１１）の工程で得られた逆洗排水における逆洗濁度が低くなり、繊維状濾材７の洗浄が効果的に行われていることが分かった。これに対し、比較例１〜７によれば、逆洗濁度が高くなり、繊維状濾材７の洗浄が効果的に行われないことが分かった。
【００４６】
また実施例７の結果より、ｐＨを８．０以上にすることで、逆洗排水量、つまり逆洗水の使用量を十分に低減できることが分かった。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、繊維状濾材を十分効果的に洗浄することができる。このため、逆洗効率を向上させることができ、逆洗時間の短縮が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の繊維状濾材の洗浄方法を実施する水処理装置の一例を示すフロー図である。
【図２】実施例１，３，４及び比較例４，５，６，７に係る静置時間と逆洗濁度との関係を示すグラフである。
【図３】実施例１，２及び比較例１，２に係るパルス時間と逆洗濁度との関係を示すグラフである。
【図４】実施例１及び比較例８に係る濾過排水濁度の経時変化を示すグラフである。
【図５】実施例７に係る逆洗排水量とｐＨとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
３…濾過器、７…繊維状濾材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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