(57)【要約】【課題】  濾材の洗浄に必要な総水量を低減することができ、且つ、洗浄効果も良好な、濾材洗浄方法を提供する。【解決手段】  一端６ａが固定された屈曲変形可能な濾材５の他端６ｂに屈曲変形からの回復力を付与した状態で、前記濾材５に対して洗浄用の流体を接触させる。従来のものと異なり、洗浄時に、濾材５を伸張せしめるために洗浄水を大量に圧送する必要がない。このため、前記濾材５の洗浄に必要な総水量を低減することができる。また、洗浄時には、前記屈曲変形からの回復力で前記濾材５が伸張されているので、洗浄効果も良好となる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が固定された屈曲変形可能な濾材の他端に屈曲変形からの回復力を付与した状態で前記濾材に対して洗浄用の流体を接触させることを特徴とする、濾材洗浄方法。
【請求項２】
一端が固定されるとともに他端に屈曲変形からの回復力が付与された屈曲変形可能な濾材に沿って前記他端側から前記一端側へ向けて被処理水を流通せしめる濾過工程と、前記濾材に対して洗浄用の流体を接触させる濾材洗浄工程と、を備え、前記濾過工程では、前記被処理水によって前記屈曲変形からの回復力に打ち勝って前記濾材が屈曲せしめられ、前記濾材洗浄工程では、前記屈曲変形からの回復力によって前記濾材が伸張せしめられることを特徴とする、濾過処理方法。
【請求項３】
前記濾材の上端が固定され、前記濾材の下端に接続されたウエイトによって前記濾材に前記屈曲変形からの回復力が付与されることを特徴とする、請求項１に記載の濾材洗浄方法又は請求項２に記載の濾過処理方法。
【請求項４】
前記洗浄用の流体が、前記一端側から前記他端側へ向けて前記濾材に沿って流れる液体である、請求項１，２又は３に記載の濾材洗浄方法又は濾過処理方法。
【請求項５】
前記洗浄用の流体が、前記濾材を浸漬する液体中を上昇する気体である、請求項１，２又は３に記載の濾材洗浄方法又は濾過処理方法。
【請求項６】
前記濾過工程において、前記被処理水の通水開始後、前記被処理水によって前記濾材が十分に屈曲するまでの間は、前記濾材を通過した処理水を未処理水としてして被処理水源に戻すことを特徴とする、請求項２乃至５のいずれか一項に記載の濾過処理方法。
【請求項７】
被処理水が通過せしめられる濾過室と、該濾過室内に配設されるとともに前記被処理水の下流側の端が固定された屈曲変形可能な濾材と、該濾材の上流側の端に接続されて前記濾材に屈曲変形からの回復力を付与する引張部材と、を備えている、濾過装置。
【請求項８】
前記濾材の上端が固定されるとともに、前記引張部材が、前記濾材の下端に接続されて前記濾過室内を上下動自在なウエイトである、請求項７に記載の濾過装置。
【請求項９】
前記ウエイトを上下に案内するウエイトガイドを備えている、請求項８に記載の濾過装置。
【請求項１０】
前記濾材より前記被処理水の下流側に、濾材充填部を備えている、請求項７，８又は９に記載の濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理用の屈曲変形可能な濾材を経済的に洗浄し得る濾材洗浄方法、及び該濾材洗浄方法を含む濾過処理方法に関するものである。本発明はまた、水処理用の屈曲変形可能な濾材を有する濾過装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被処理液中の懸濁物質を除去するための濾過装置として、一端が固定された屈曲変形可能な濾材を濾過室内に配設したものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
前記濾過装置においては、前記濾過室に、前記濾材の自由端側から固定端側へ向けて被処理水を供給すると、該被処理水が前記濾材を通過する過程で、前記被処理水中の懸濁物質が、水流により屈曲変形した前記濾材に捕捉されて除去される。また、前記被処理水の流通方向とは逆方向に向けて前記濾過室内に洗浄水を供給すると、前記被処理水の水圧によって屈曲又は圧縮されていた前記濾材が、前記洗浄水の流れ方向に伸張し、前記濾材に付着していた懸濁物質が洗い落とされる。
【０００４】
なお、特許文献１によれば、前記濾材の固定端を前記濾過室の下部に配設し、上方から下方へ向けて前記被処理水を流し、洗浄時には、下方から上方へ向けて洗浄水を流してもよいし、それとは逆に、前記濾材の固定端を前記濾過室の上部に配設し、下方から上方へ向けて前記被処理水を流し、洗浄時には、上方から下方へ向けて洗浄水を流すようにしてもよいとされている（特許文献１の００１５段落参照）。
【特許文献１】特許第２８０３０４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の濾過装置及び濾過方法によれば、前記濾材の洗浄工程において、洗浄効果を高めるためには、前記洗浄水を大量に圧送して前記濾材を確実に伸張状態に保持せしめることが必要であった。このため、洗浄に必要な総水量が増大し、水回収率の低下及び排水量の増大を招いていた。
【０００６】
本発明は、前記の如き事情を背景としてなされたもので、濾材の洗浄に必要な総水量を低減することができ、且つ、洗浄効果も良好な、濾材洗浄方法、濾過処理方法及び濾過装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明に係る濾材洗浄方法は、一端が固定された屈曲変形可能な濾材の他端に屈曲変形からの回復力を付与した状態で前記濾材に対して洗浄用の流体を接触させることを特徴としている（請求項１）。
【０００８】
前記濾材洗浄方法によれば、前記濾材の他端に屈曲変形からの回復力を付与した状態で、前記濾材に対して洗浄用の流体を接触させるので、従来のものと異なり、洗浄時に、濾材を伸張せしめるために洗浄水を大量に圧送する必要がない。このため、前記濾材の洗浄に必要な総水量を低減することができる。また、洗浄時には、前記屈曲変形からの回復力で前記濾材が伸張されているので、洗浄効果も良好となる。
【０００９】
本発明に係る濾過処理方法は、一端が固定されるとともに他端に屈曲変形からの回復力が付与された屈曲変形可能な濾材に沿って前記他端側から前記一端側へ向けて被処理水を流通せしめる濾過工程と、前記濾材に対して洗浄用の流体を接触させる濾材洗浄工程と、を備え、前記濾過工程では、前記被処理水によって前記屈曲変形からの回復力に打ち勝って前記濾材が屈曲せしめられ、前記濾材洗浄工程では、前記屈曲変形からの回復力によって前記濾材が伸張せしめられることを特徴としている（請求項２）。
【００１０】
前記濾過処理方法によれば、前記濾過工程においては、前記濾材に沿って前記他端側から前記一端側へ向けて被処理水が流通せしめられ、該被処理水によって前記屈曲変形からの回復力に打ち勝って前記濾材が屈曲又は圧縮せしめられる。このため、前記濾材の密度が高まり、良好な濾過効果が得られる。
【００１１】
一方、前記濾材洗浄工程においては、前記屈曲変形からの回復力によって前記濾材が伸張せしめられた状態で、該濾材に対して洗浄用の流体が接触させられる。このため、従来のものと異なり、洗浄時に、濾材を伸張せしめるために洗浄水を大量に圧送する必要がない。よって、前記濾材の洗浄に必要な総水量を低減することができる。また、洗浄時には、前記屈曲変形からの回復力で前記濾材が伸張されているので、洗浄効果も良好となる。
【００１２】
前記方法において、前記濾材の上端が固定され、前記濾材の下端に接続されたウエイトによって、前記濾材に前記屈曲変形からの回復力が付与されるものとすることもできる（請求項３）。この場合、前記ウエイトの自重で前記濾材に対して前記屈曲変形からの回復力が付与される。
【００１３】
好適な実施の一形態として、前記洗浄用の流体は、前記一端側から前記他端側へ向けて前記濾材に沿って流れる液体であってもよいし（請求項４）、前記濾材を浸漬する液体中を上昇する気体であってもよい（請求項５）。
【００１４】
ところで、前記濾過処理方法の前記濾過工程において、前記被処理水の通水開始後、該被処理水によって前記濾材が十分に屈曲するまでの間は、前記濾材の密度が未だ小さいので、懸濁物質の捕捉漏れが生じ易い。このため、好適な実施の一形態として、前記被処理水の通水開始後、前記被処理水によって前記濾材が十分に屈曲するまでの間は、前記濾材を通過した処理水を未処理水としてして被処理水源に戻すようにすることもできる（請求項６）。このようにすれば、前記被処理水の通水開始後、該被処理水によって前記濾材が十分に屈曲するまでの間に、懸濁物質が処理水中に混入してしまうことが防止される。
【００１５】
本発明に係る濾過装置は、被処理水が通過せしめられる濾過室と、該濾過室内に配設されるとともに前記被処理水の下流側の端が固定された屈曲変形可能な濾材と、該濾材の上流側の端に接続されて前記濾材に屈曲変形からの回復力を付与する引張部材と、を備えたものである（請求項７）。
【００１６】
前記濾過装置において、前記濾過室内に前記被処理水が供給されると、その水流で前記濾材がその下流側の端へ向けて屈曲変形する。このため、前記濾過室内における前記濾材の密度が高まり、該濾材によって、前記被処理水中の懸濁物質が確実に捕捉される。濾過処理後の処理液は、前記濾過室から流出する。
【００１７】
前記被処理水の前記濾過室への供給を停止すると、それまで前記濾材に作用していた水圧がなくなるので、前記引張部材の作用によって、前記濾材が屈曲変形から回復して伸張状態となる。そこで、前記濾材に対して洗浄用の流体を接触させれば、良好な洗浄効果が得られる。
【００１８】
なお、前記濾材の洗浄は、前記濾過室内において、前記被洗浄水とは逆向きに洗浄液を流通せしめることによって行うこともできるし、前記濾材を浸漬する液体中にその下部から気体を供給して、いわゆるエアバブリング洗浄を行うこととしてもよい。
【００１９】
前記濾過装置によれば、前記引張部材によって前記濾材に屈曲変形からの回復力が付与されているので、前記濾材の洗浄時に、該濾材を強制的に引き伸ばすために従来必要とされていた大量な洗浄液の供給が不要となる。よって、前記濾材の洗浄に必要な総水量を低減することができる。
【００２０】
前記濾過装置において、前記濾材の上端を固定し、前記引張部材として、前記濾材の下端に接続されて前記濾過室内を上下動自在なウエイトを用いることもできる（請求項８）。この場合、前記ウエイトの自重で前記濾材に対して前記屈曲変形からの回復力が付与される。
【００２１】
好適な実施の一形態として、前記ウエイトを上下に案内するウエイトガイドを備えたものとすることもできる（請求項９）。このようにすれば、前記ウエイトが定まった軌道に沿って上下動するので、前記濾過装置の作動が円滑となる。
【００２２】
ところで、前記濾過装置において、前記被処理水の通水開始後、該被処理水によって前記濾材が十分に屈曲するまでの間は、前記濾材の密度が未だ小さいので、懸濁物質の捕捉漏れが生じ易い。このため、好適な実施の一形態として、前記濾材より前記被処理水の下流側に、濾材充填部を備えたものとすることもできる（請求項１０）。この濾材充填部に、適当な形式の濾材、例えば、砂やアンスラサイト等の粒状濾材を充填しておけば、前記濾材を通過してしまった前記懸濁物質が、前記粒状濾材で確実に捕捉される。よって、前記被処理水の通水開始後、該被処理水によって前記濾材が十分に屈曲するまでの間に、懸濁物質が処理水中に混入してしまうことが防止され、濾過工程開始当初から常に確実な濾過機能を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施の形態に係る濾材洗浄方法を含む濾過処理方法を実施するために用いて好適な、本発明の一実施の形態に係る濾過装置の縦断面図であり、（ａ）は濾過装置の停止時の状態、（ｂ）は濾過時の状態、（ｃ）は逆洗水による濾材の洗浄時の状態、（ｄ）はエアバブリング洗浄時の状態を示している。
【００２５】
図１（ａ）に示すように、本実施の形態に係る濾過装置１００を構成する濾過塔１は、上下方向に延びる筒状体であり、その内部には、上下に間隔をおいて、上部端板２と下部端板３とが、それぞれ前記濾過塔１の内壁面１ａに固定されて配設されている。これらの端板２，３は、いずれも、通水性を有する多孔板で形成されている。濾過室４は、前記上部端板２と、前記下部端板３と、前記濾過塔１の前記内壁面１ａと、で囲まれて、前記濾過塔１内に形成されている。
【００２６】
前記濾過室４内には、屈曲変形可能な複数の濾材５が配設されている。濾材５の配設数は、各濾材５が屈曲変形して密集した時に、必要かつ十分な濾過作用が奏されるように、個々の濾材の大きさや前記濾過室１の断面積の大きさに応じて適宜に決定すればよい。
【００２７】
前記各濾材５は、上下方向に配設された屈曲変形可能な芯紐６と、該芯紐６から周方向に放射状に延びる繊維状の濁質捕捉材７と、を備えている。該濁質捕捉材７は、前記芯紐６の上部及び下部のそれぞれの所定長さ部分を除いて、前記芯紐６の回りに稠密に配設されている。前記各濾材５の一端である上端、すなわち、前記各濾材５の芯紐６の上端６ａは、前記上部端板２に連結固定され、前記各濾材５の他端である下端、すなわち、前記各濾材５の芯紐６の下端６ｂは、前記濾過室１内で垂れ下がって下方へ自然に延びている。
【００２８】
前記下部端板３上には、前記各濾材５に屈曲変形からの回復力を付与するための共通の引張部材として、前記濾過室４内を上下動自在なウエイト８が載置されている。該ウエイト８は、通水性を有する多孔板で形成されている。前記ウエイト８には、適宜量のたるみを持たせて、前記各濾材５の他端である下端、すなわち、前記各濾材５の芯紐６の下端６ｂが接続されている。したがって、前記各濾材５は、前記ウエイト８の荷重で緊張せしめられている訳ではない。しかし、該ウエイト８の荷重により、前記各濾材５は、屈曲変形からの回復力を付与され、自然な垂れ下がり状態で伸張されている。
【００２９】
濾過工程時には、図１（ｂ）に示すように、前記濾過室４内に、懸濁物質を含む被処理水が、被処理水源となる被処理水槽９から、前記濾過塔１の下部から上部へ向けて供給される。その結果、前記被処理水の水圧により、前記ウエイト８が前記濾過室４内を上方へ押し上げられ、前記各濾材５が、前記上部端板２と板状の前記ウエイト８との間で屈曲変形せしめられる。これにより、前記濾過室４内における前記各濾材５の密度が高まるので、前記被処理水中に含まれる懸濁物質が前記各濾材５によって確実に捕捉される。前記各濾材５によって懸濁物質を除去され、前記上部端板２を通過した処理水は、前記濾過塔１の上部から排出される。
【００３０】
なお、前記濾過工程において、前記被処理水の通水開始後、該被処理水によって前記ウエイト８が押し上げられて前記濾材５が十分に屈曲するまでの間は、前記濾材５の密集度が未だ小さいので、懸濁物質の捕捉漏れが生じ易い。このため、好適な実施の一形態として、前記被処理水の通水開始後、前記被処理水によって前記濾材５が十分に屈曲するまでの間は、前記濾材５を通過した処理水を未処理水としてして前記被処理水槽９に戻すようにすることもできる。このようにすれば、前記被処理水の通水開始後、該被処理水によって前記濾材５が十分に屈曲するまでの間に、懸濁物質が処理水中に混入してしまうことが防止される。
【００３１】
前記濾過室４内への前記被処理水の供給を停止すると、図１（ａ）に示したように、前記ウエイト８が自重で自然に下降して、前記下部端板３上の元の位置へと復帰する。このため、前記各濾材５が、濾過作用時の前記屈曲状態から自然に引き伸ばされる。
【００３２】
前記濾過工程終了後には、前記各濾材５に、多くの懸濁物質が捕捉されて絡み付いている。そこで、前記濾材５に対して、必要に応じて、前記懸濁物質を除去するための洗浄作用が施される。前記濾材５の洗浄工程時には、前記濾材５に対して洗浄用の流体を接触させる。
【００３３】
前記濾材５の洗浄方法の第一の実施の形態として、図１（ｃ）に示すように、前記被処理水の流れ方向とは逆に、前記濾材５の前記上端６ａ側から前記下端６ｂ側へ向けて、前記処理水を洗浄液として逆流せしめることができる。このとき、前記濾材５の前記下端６ｂには、前記ウエイト８によって屈曲変形からの回復力が付与され、下向きに既に自然に引き伸ばされているので、前記濾材５を伸張せしめるために逆洗水を大量に圧送する必要がない。このため、前記濾材５の洗浄に必要な総水量を低減することができる。また、前記濾材５が伸張された状態で該濾材５に逆洗水が接触するので、洗浄効果も良好となる。
【００３４】
濾材洗浄作用を終えた逆洗水は、前記濾材５から分離した懸濁物質とともに、前記被処理水源９へと戻すことが好ましいが、排水槽（図示せず）へ排出しても良い。
【００３５】
前記濾材５の洗浄方法の第二の実施の形態として、図１（ｄ）に示すように、前記濾材５を浸漬する無水流の液体中に、前記下部端板３の下方に水平に配設したエア供給管１０から気体を供給することもできる。洗浄用の前記気体は、前記エア供給管１０に沿って多数形成されたエア供給口１１から前記濾過室４内へと気泡となって立ち上り、前記濾材５を揉み洗いすることになる（エアバブリング洗浄）。濾材洗浄作用を終えた前記気体は、前記濾過塔１の上部から排気される。このエアバブリング洗浄による場合にも、前記ウエイト８の作用で前記濾材５が伸張された状態で、該濾材５に洗浄用の気泡が接触するので、良好な洗浄効果が得られる。
【００３６】
なお、図１（ｄ）に示されているように、前記エアバブリング洗浄時には、前記下部端板３を通過して立ち上る気体の圧力の大きさによっては、前記ウエイト８が押し上げられる場合もあるが、この場合の前記ウエイト８の上昇量は僅かであり、前記被処理水を下方から供給する濾過時ほど前記ウエイト８が高い位置まで押し上げられてしまうことはないので、前記濾材５の洗浄効果が阻害される心配はない。
【００３７】
前記エアバブリング洗浄終了後には、前記濾過室４内を満たしていた液体は、前記濾材５から分離せしめられた懸濁物質とともに、汚水として前記濾過塔１の下部から排出される。前記エアバブリング洗浄法を採用すれば、前記濾過室４内に水流を生ぜしめる必要がないので、濾材洗浄に要する水量（排出汚水）が、前記濾過塔１内の一バッチ分の水量で済む利点がある。
【００３８】
前記濾材５の洗浄方法は、前記濾材５の汚れの程度に応じて、前記逆洗水による洗浄と前記エアバブリング洗浄の一方を選択したり、その双方を順次行ったりすることができる。
【００３９】
前記濾過装置１００は、図２に示すように、適宜に変形して実施することもできる。すなわち、前記ウエイト８を上下に案内するウエイトガイド１２を備え、前記ウエイト８には、前記ウエイトガイド１２を相対移動自在に受け入れるウエイトガイド挿通孔１３を備えた構成である。前記ウエイトガイド１２としては細長い丸棒材を用い、その上端部１２ａを前記上部端板２に、下端部１２ｂを前記下部端板３に固定して、前記濾過室４内に垂直に配設すればよい。板状の前記ウエイト８を水平状態のままで円滑に上下に案内し得るように、前記ウエイトガイド１２の配設本数は、複数本、特に、前記ウエイト８に対して均等な分布状態で三本以上とするのが望ましい。
【００４０】
また、図２に示すように、前記濾材５より前記被処理水の流れ方向の下流側、例えば、前記上部端板２の上方位置に、濾材充填部１４を備えた構成とすることもできる。この濾材充填部１４に、適当な形式の濾材、例えば、砂やアンスラサイト等の粒状濾材１５を充填しておけば、前記濾材５を通過してしまった前記懸濁物質が、前記粒状濾材１５で確実に捕捉される。よって、前記被処理水の通水開始後、該被処理水によって前記濾材５が十分に屈曲するまでの間に、懸濁物質が処理水中に混入してしまうことが防止され、濾過工程開始直後から確実な濾過機能を発揮することができる。
【００４１】
本発明の発明者等は、内径１ｍ、塔の高さ１．５ｍの濾過塔を使用して、本発明方式による濾過方法と、従来方式による濾過方法と、を実施したところ、表１に示す実験結果が得られた。
【表１】
2005144399.tif 000003
【００４２】
この実験結果からも明らかなように、本発明方式によれば、従来方式のものより、逆洗水の量が少なくすみ、濾過の水回収率が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る濾材洗浄方法を含む濾過処理方法を実施するために用いて好適な、本発明の一実施の形態に係る濾過装置の縦断面図であり、（ａ）は濾過装置の停止時の状態、（ｂ）は濾過時の状態、（ｃ）は逆洗水による濾材の洗浄時の状態、（ｄ）はエアバブリング洗浄時の状態を示している。
【図２】図１の変形例に係る濾過装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
４    濾過室
５    濾材
６ａ  濾材の一端（上端）
６ｂ  濾材の他端（下端）
８    ウエイト（引張部材）
９    被処理水源
１２  ウエイトガイド
１４  濾材充填部
【図１】
2005144399.tif 000004
【図２】
2005144399.tif 000005