(57)【要約】【課題】  スクリーン、ネットあるいはろ布によるろ過法に、浮上性粒子を用いる浮上分離技術を結合することによって、お互いの特長を活かし、お互いの欠点を解決した新規固液分離技術を提供する。【解決手段】  ドラム外側から内側に水を通過させ、ドラム中心部にろ過水流出部を持つ多孔通水型回転ドラムろ過体を水没させた槽に、フロック付着浮上性粒子含有水の供給部、該槽水面に浮上させた浮上性粒子の抜き取り部Ａ、及び回転ドラムろ過体外面の一部に近接して浮上性粒子吸引部Ｂを付設し、前記Ａ、Ｂからの浮上性粒子を原水に循環する経路を備えたことを特徴とする固液分離装置。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドラム外側から内側に水を通過させ、ドラム中心部にろ過水流出部を持つ多孔通水型回転ドラムろ過体を水没させた槽に、フロック付着浮上性粒子含有水の供給部、該槽水面に浮上させた浮上性粒子の抜き取り部Ａ、及び回転ドラムろ過体外面の一部に近接して浮上性粒子吸引部Ｂを付設し、前記Ａ、Ｂからの浮上性粒子を原水に循環する経路を備えたことを特徴とする固液分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川水、湖沼水、下水、工場廃水などの各種用排水（以下「原水」ともいう）の新原理による高速固液分離装置に関する。特に、浮上分離とスクリーン分離を結合した新規な固液分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、原水をスクリーン、ネット、ろ布などの多孔通水面に通過させて、原水中のＳＳをろ過する方法が公知である。例えば、マイクロストレーナ、傾斜ウェッジワイヤスクリーン、毛足の長いろ布を使用する回転ドラムフィルター（特許文献１）など。
【０００３】
しかし、除去対象物質が微細な場合は、ネットの目開きを小さくしなければならないので、ろ過抵抗が付きやすく、高速ろ過は困難であった。特に、原水に高分子凝集剤を添加する場合は、生成フロックが粘着性であるため、スクリーン、ネット、ろ布の目詰まりが非常に起き易いという問題があった。
また、原水のＳＳが多い場合に高速ろ過を行おうとすると、ネット等の目詰まりが急速に進むので、ネット等の洗浄排水量が多量になり、実用的でなかった。
【０００４】
一方、本発明者等は先に特願２００１−３４８８１９号「懸濁水の超高速浮上分離方法および装置」において、従来の浮上分離技術の問題点を解決し、各種原水中の懸濁粒子などを極めて高速度で浮上分離できる技術を開示した。
上記出願の発明は、発泡スチロールなどの浮上力が極めて大きい（例えば比重０．１程度）浮上性粒子（粒径０．７ｍｍ程度）を用い、原水に浮上性粒子を添加して撹拌しながら、高分子凝集剤又は無機凝集剤と高分子凝集剤を添加して撹拌を行うと、５〜１０秒程度後に、原水の凝集フロックが浮上性粒子表面に付着し、除去対象物質と浮上性粒子が一体化したものが形成され、その後浮上分離部に流入させると、非常に大きな速度で浮上分離することを見出した発明である。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２４６０２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、本発明者等が、この発明を詳細に試験する過程で、発泡スチロール粒子の一部が処理水と共に流出してしまう問題点が認められた。したがって、この問題を解決することが極めて重要であったが、的確な解決策がなかった。発泡スチロール粒子が処理水にキャリオーバーすると、浮上分離装置内の発泡スチロール粒子量が徐々に減少し、適正量より少なくなってしまい、処理不良を招く問題が生じる。また処理水を河川などに放流する場合、河川などの水面に生物分解性のない発泡スチロール粒子が浮上し美観を損ねるなどの問題がある。
【０００７】
本発明は、このような実情よりなされたものであり、スクリーン、ネットあるいはろ布によるろ過法に、浮上性粒子を用いる浮上分離技術を結合することによって、お互いの特長を活かし、お互いの欠点を解決した新規固液分離技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、下記の構成により上記の課題を解決した。
（１）ドラム外側から内側に水を通過させ、ドラム中心部にろ過水流出部を持つ多孔通水型回転ドラムろ過体を水没させた槽に、フロック付着浮上性粒子含有水の供給部、該槽水面に浮上させた浮上性粒子の抜き取り部Ａ、及び回転ドラムろ過体外面の一部に近接して浮上性粒子吸引部Ｂを付設し、前記Ａ、Ｂからの浮上性粒子を原水に循環する経路を備えたことを特徴とする固液分離装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば下記の優れた効果が得られる。
（１）原水の除去対象物質を直接スクリーン、ネットもしくはろ布によってろ過分離する場合は、目開きが小さいものを使用しないと除去できないので、ろ過抵抗が大きい欠点がある。しかし、本発明では、大部分のＳＳを浮上除去した後のフロック付着浮上性粒子の一部をろ過するだけなので、目開きの大きなスクリーン、ネットを使用することができる。その結果、ろ過面の目詰まりが非常に少なく、ろ過抵抗が非常に小さいので、大きなろ過速度を取ることができる。
（２）原水ＳＳが多量の場合でも、ＳＳをあらかじめ浮上分離するので、ろ過面へのＳＳ負荷が小さくなり、高速度でろ過しても、ろ過面の目詰まりが少ない。
（３）浮上分離しきれなかったフロック付着浮上性粒子が、ろ過面に完全に捕捉される結果、処理水に浮上性粒子がキャリオーバーするトラブルがない。また浮上性粒子に付着したフロックも同時にろ過されるので、処理水ＳＳが少なくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の高速固液分離装置の一実施態様を示す構成図である。
原水１に、無機凝集剤２を添加して凝結付着槽３で１０〜３０秒程度撹拌（管路撹拌でよい）したのち、浮上力が極めて大きい発泡スチロール微粒子（比重０．１、粒径５００〜８００ミクロン程度）５および高分子凝集剤４を添加して撹拌すると、速やかに原水１中の凝集除去対象物質の凝集フロックが発泡スチロール微粒子５にしっかりと付着する。この状態のものを、回転ドラムスクリーン８を水没設置した固液分離槽７に流入部６から供給すると、発泡スチロール微粒子５が高速度で固液分離槽７の水面に浮上する。
【００１１】
大部分の発泡スチロール微粒子５が水面に浮上分離された水は、次に回転ドラムスクリーン８面を通過するが、この際に、浮上し切れなかった「フロック付着発泡スチロール微粒子」がスクリーン面で捕捉されて除去され、回転ドラムスクリーン８の中心に設けられた処理水流出管９から、清澄な処理水１１が流出する。
なお、浮上しきれずにスクリーン８面に到達する発泡スチロール微粒子５が存在する原因を調べたところ、一部の発泡スチロール微粒子５にフロックが多量に付着し、その結果、発泡スチロール微粒子５の「みかけ比重」が増加し、浮上速度が減少するためであった。
【００１２】
本発明におけるスクリーンのネット目開きは、発泡スチロール微粒子５の粒径よりもやや小さい値にするのが重要である。たとえば発泡スチロール微粒子５の粒径が０．７ｍｍの場合は、スクリーン目開きを０．６ｍｍ程度にする。回転ドラムスクリーン８の回転数は数ｒｐｍの緩速回転で充分である。またろ布を用いる場合は、長毛ろ布が通水抵抗が少なく、本発明に適している。
【００１３】
このように本発明は、原水中のＳＳを直接スクリーンで分離する必要がなく、浮上分離しきれなかった「フロック付着発泡スチロール微粒子」だけを捕捉すればよいので、スクリーンの目開きをかなり大きくでき、この結果スクリーンの通水抵抗は非常に小さくでき、小さいスクリーン面積で大量の水を通過できる（ろ過速度１０ｍ3／ｍ2・分以上が容易）という大きな効果が得られる。
【００１４】
しかして、回転ドラムスクリーンを設置した固液分離槽７の水面に浮上した発泡スチロール微粒子５と、スクリーン８面に捕捉された発泡スチロール微粒子５をポンプ１３、１４などの任意の移送手段によって吸引して抜き出し、フロック剥離槽１５に移送し、撹拌すると、付着フロックが発泡スチロール微粒子５表面から剥離する。
スクリーン８面に捕捉された発泡スチロール微粒子を抜き出すには次のように行う。
すなわち、スクリーン８面にその幅方向で当接する２個のローラ１０、１０を前後に具備して前記ろ過体８の上面にその幅方向において配設された樋部材に接続すると共に、この管の先端側に真空ポンプ１４を接続し、該ポンプ１４の駆動によりローラ１０、１０間のスクリーン８面に付着している浮遊物を、樋部材（浮上性粒子吸引部Ｂ）を通して吸引し外部へ排出する。
【００１５】
しかして、フロック剥離槽１５からの流出物（剥離フロックと浮上性粒子５と水）を剥離フロック排除槽１６に供給する。剥離フロック排除槽１６の上から洗浄水（原水の一部を利用できる）１７を供給し、下から排水し、剥離フロックを排水１８に懸濁させて排出させる。剥離フロックは沈降性があり、浮上性粒子５は浮上性があるので、剥離フロックと浮上性粒子５は簡単に分級できる。洗浄された浮上性粒子１９を凝結付着槽３に返送する。
【実施例】
【００１６】
以下に、本発明を実施例により説明するが、本発明はこの実施例のみに限定されるものではない。
【００１７】
（実施例１）  合流式下水道の最初沈殿池流入下水の処理試験
図１に記した本発明装置によって最初沈殿池流入下水を、流量２ｍ3／ｈで固液分離処理する試験を行った。
原水（ＳＳ１５０ｍｇ／リットル）に塩化第２鉄を２５ｍｇ／リットル添加し、管路で３０秒間急速撹拌を行って凝結させた後、平均粒径０．６ｍｍ、比重０．１の球状発泡スチロール粒子を原水１リットル当たり嵩容積で５０ＣＣ添加し、ポリマ（アニオン性ポリマ、分子量１５００万、銘柄エバグロースＡ１５１）を２ｍｇ／リットル添加し、２０秒間撹拌を行ったのち、縦横各辺１３ｃｍ、高さ１００ｃｍの直方体槽からなる固液分離槽に浮上分離速度２ｍ／ｍｉｎで供給した。
直方体槽には直径１０ｃｍの回転ドラムろ過面を水没させて設置した。ろ過処理水は回転ドラム中心に設けた処理水流出管から取り出した。回転ドラムの周囲には、目開き０．５ｍｍの金網を張った。ドラム回転数は１０ｒｐｍにした。
【００１８】
槽水面に浮上分離した発泡スチロール粒子と、ドラム面に捕捉された発泡スチロール粒子をモノポンプ（粒子で閉塞しない）によって、剥離槽に移送し、回転数５００ｒｐｍのスクリュウ羽根撹拌槽で１分間撹拌したところ、浮上性粒子同士がもみ洗い状態になり、付着フロックが効果的に剥離した。次に剥離フロックと発泡スチロール粒子を、剥離フロック排除槽に自然流下で移送した。剥離フロック排除槽の上から、洗浄用水として原水の一部を供給し、剥離フロックを系外に流出させ、洗浄スチロール粒子を凝結付着槽に戻した。
このような連続運転を１００時間行った結果、処理水ＳＳは安定して８〜１２ｍｇ／リットルとなり、下水中のＳＳは超高速で高度に除去された。また処理水への発泡スチロール粒子の流出量はゼロであった。
【００１９】
（比較例）
比較のため、発泡スチロール粒子を添加せずに、前記凝集剤を添加した原水を、直接、目開き０．５ｍｍの回転ドラムでろ過した結果、処理水ＳＳは１００〜１２０ｍｇ／リットルと非常に悪かった。
スクリーン目開きを０．１ｍｍに変えたところ、処理水ＳＳは３２〜４５ｍｇ／リットルになったが、スクリーンの目詰まりが激しく、運転開始後３０分でろ過抵抗が水頭で１ｍに達し、実用性がなかった。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の固液分離装置の一実施態様を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  原水
２  無機凝集剤
３  凝結付着槽
４  高分子凝集剤
５  浮上性粒子
６  流入部
７  固液分離槽
８  回転ドラムスクリーン
９  処理水流出管
１０  ローラ
１１  処理水
１２  浮上分離物
１３  ポンプ
１４  真空ポンプ
１５  フロック剥離槽
１６  剥離フロック排除槽
１７  洗浄水
１８  洗浄排水
１９  洗浄された浮上性粒子
Ａ  浮上性粒子の抜き取り部
Ｂ  浮上性粒子吸引部
【図１】
2005058852.tif 000003