(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過装置の濾過層を逆洗する方法において、
原水の流入とは逆方向から前記濾過層に洗浄水を流入すると共に空気を流入することにより当該濾過層を洗浄する第１の工程と、
その後、凝集剤を添加した洗浄水を、原水の流入方向とは逆方向から流入する第２の工程と、
を有することを特徴とする濾過装置の逆洗方法。
【請求項２】
請求項１において、前記第１の工程により前記濾過層に捕捉されていたＳＳの８０〜９５％が排出されていることを特徴とする濾過装置の逆洗方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記第２の工程で用いる洗浄水は、前記濾過層の保有水量の０．５〜１．５倍量であることを特徴とする濾過装置の逆洗方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記第１の工程は、原水とは逆方向から流入する洗浄水での水洗浄と、空気のバブリングとを交互に数回ずつ繰り返すことにより行われるものであることを特徴とする濾過装置の逆洗方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水処理、各種産業の工場から排出される汚水の処理などを行う濾過装置又は生物濾過処理装置の濾材を少量の水量で逆洗することができる濾過装置の逆洗方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、下水処理、各種産業の工業廃水等の処理には、原水を下から上に向かって流入する上向流濾過装置、原水を上から下へ向かって流入する下向流濾過装置など、各種濾過装置が用いられているが、このような濾過装置で使用されている濾材は、定期的に洗浄する必要がある。このような濾材を洗浄する場合、一般的には、原水とは逆方向から洗浄水を流入すると共に、空気バブリングを行う逆洗方法が採用される。
【０００３】
図３に、濾過装置の一例として、浮上濾材を用いた上向流濾過装置を示す。かかる濾過装置では、濾材で形成された濾過層１１を有する濾過塔１２の下部には、原水ポンプ１３が介装される原水流入管１４が接続されている。一方、濾過塔１２の上部には、処理水流出管１５が接続され、処理水流出管１５は処理水槽１６に接続されている。また、濾過塔１２の上部には、一端が逆洗ポンプ１７を介して処理水槽１６に接続された洗浄水流入管１８の他端が接続されており、濾過塔１２の下部には、洗浄水排水管１９が接続されている。
【０００４】
従って、この上向流濾過装置を逆洗する場合には、逆洗ポンプ１７により処理水槽１６の中の処理水を濾過層１１の上部から下部に向かって流入し、その後、リンス水を流して仕上げ洗浄を行う。このような逆洗では、浮上濾材を下向流で洗浄することにより濾材が下方に展開し、縣濁物質や余剰汚泥を重力に逆らわずに効率よく下方に排出することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した逆洗方法で、逆洗直後からＳＳ濃度の低い良好な処理水を得るためには、逆洗の仕上げ洗浄工程で濾材保有水量の２〜４倍量の大量のリンス水を必要とするという問題がある。
【０００６】
また、大量の洗浄水を用いるため、作業に時間がかかり、作業効率が悪いという問題もある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、少量の洗浄水量で、逆洗直後から、ＳＳ濃度の低い処理水を得ることのできる濾過装置の逆洗方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本発明は、濾過装置の濾過層を逆洗する方法において、原水の流入とは逆方向から前記濾過層に洗浄水を流入すると共に空気を流入することにより当該濾過層を洗浄する第１の工程と、その後、凝集剤を添加した洗浄水を、原水の流入方向とは逆方向から流入する第２の工程と、を有することを特徴とする濾過装置の逆洗方法にある。
【０００９】
ここで、例えば、前記第１の工程により前記濾過層に捕捉されていたＳＳの８０〜９５％が排出されている。
【００１０】
また、前記第２の工程で用いる洗浄水は、例えば、前記濾過層の保有水量の０．５〜１．５倍量である。
【００１２】
本発明で第１の工程は、通常の逆洗方法と同様な手順で行えばよく、一般的には、原水とは逆方向から流入する洗浄水での水洗浄と、空気のバブリングとを交互に数回ずつ繰り返すことにより行われる。この第１の工程により、濾材に捕捉されていたＳＳの８０〜９５％が洗浄除去されるように洗浄時間を設定する。
【００１３】
次の第２の工程では、凝集剤を添加した洗浄水を流入することにより仕上げ洗浄を行うが、濾層に添加された凝集剤の作用により、層内の残留ＳＳは粗大フロック化してて濾材に捕捉され、少ない水洗浄で、洗浄直後から良質な処理水質を得ることができる。
【００１４】
ここで、本発明の逆洗方法について、モデルを用いて説明する。
【００１５】
簡略化のため、捕捉したＳＳが全て剥離して浮遊しているモデルを考える。このときの層内ＳＳ濃度をＣとすれば、完全混合状態で洗浄すると洗浄水量と逆洗後のＳＳ濃度の関係は、図４に示すようになる。保有水量の２．３倍量で逆洗後ＳＳ濃度０．１０Ｃまで低下するが、０．０１Ｃの処理水質を得るためには４．６倍量必要である。洗浄水の通水で０．０１Ｃ以下の逆洗後ＳＳ濃度を得るということは、非常に効率が悪い。
【００１６】
一方、本発明方法のように、例えば、２．３倍量の洗浄水で洗浄した時点で凝集剤を添加し、洗浄する。凝集剤が濾過層内に拡散するに従い、層内のＳＳは凝集剤により粗大フロック化して、濾過層に捕捉される。凝集剤の拡散に１倍量程度の洗浄水が必要であるが、合計３．５倍量の洗浄水を用いることで良好な処理水質が得られる。
【００１７】
濾材粒径、濾過層長、その他の洗浄条件により洗浄時の混合状態が変わるため、洗浄水量は必ずしも上記の完全混合モデルに一致しないが、基本的な原理は共通であり、剥離したＳＳの８０〜９５％程度を排出した時点で凝集剤を添加し、濾過層保有水量の０．５〜１．５倍量洗浄通水すれば同等の効果を得ることが可能である。
【００１８】
凝集剤の添加は、濾過層内に拡散できる方法で行えばよいが、好適には、洗浄水に添加して洗浄水と共に供給するのがよい。
【００１９】
なお、凝集剤添加時の洗浄は何れの方向から行ってもよいが、濾過層出口側、すなわち、原水の流入方向とは逆方向から行えば、濾過層出口付近で凝集フロックが確実に生成するため、処理水ＳＳ濃度の低減効果をさらに高めることができる。
【００２０】
本発明で凝集剤は、アニオン系ポリマ、カチオン系ポリマ等の高分子凝集剤が好適であるが、無機系凝集剤でもよく、何れにしても汎用されているものを用いることができる。
【００２１】
この凝集剤の添加量は、凝集剤の種類等によっても異なるが、一般には、洗浄水に対して、０．１〜１０ｍｇ／Ｌ（リットル）程度である。
【００２２】
なお、本発明方法を適用する濾過装置の原水の通水方向は上向流での下向流でもよく、また、濾材は沈降性でも浮上性でもよい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本実施形態について説明する。
【００２４】
本実施形態で用いる上向流濾過装置を図１に示す。
【００２５】
本実施形態で用いる上向流濾過装置は、濾過塔１２の上部に接続された洗浄水流入管１８に凝集剤添加手段２０を有する以外は従来技術の項で説明したものと同様であるので、同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略する。
【００２６】
以下、この濾過装置を用いた実施例について説明する。
【００２７】
（実施例）
本実施例では、上述の上向流濾過装置の濾過塔１２内に、濾材として平均粒径３．５ｍｍで密度が０．５ｇ／ｃｍ3のポリプロピレン製濾材を用い、濾過層長３．０ｍの濾過層１１を形成したものを用いた。
【００２８】
かかる濾過層１１に、原水として食品加工排水を濾過ＬＶ＝５ｍ／ｈで１２時間流した後、以下の逆洗を行った。
【００２９】
第１工程では、ＬＶ＝３０ｍ／ｈでの水洗浄２分間、ＬＶ＝２０ｍ／ｈでの空気洗浄２分間を８回ずつ繰り返した。
【００３０】
次に、第２工程では、凝集剤としてカチオン系ポリマであるアクリルアミド−ジメチルアミノエチルメタクリレート共重合体（栗田工業（株）製：クリフィックスＣＰ６０４）を０．５ｍｇ／Ｌの割合で添加した洗浄水を用い、ＬＶ＝３０ｍ／ｈで水洗浄した。
【００３１】
このような逆洗終了後、洗浄水を流して処理水ＳＳ濃度を測定した結果を図２に示す。
【００３２】
（比較例）
逆洗の第２工程での洗浄水に凝集剤を添加しない以外は、上述した実施例と同様に操作した。逆洗終了後、洗浄水を流して処理水ＳＳ濃度を測定し、結果を図２に示す。
【００３３】
（試験結果）
図２に示すように、処理水のＳＳ濃度は、凝集剤を添加した実施例では、洗浄直後で１３ｍｇ／Ｌであった。一方、凝集剤を添加しない比較例では、４７ｍｇ／Ｌであり、凝集剤を添加した場合と同等の処理水ＳＳ濃度に達するまでには、さらに１．９倍量の通水量が必要であった。この通水量を洗浄水量に含めた場合の全体の洗浄水量を比較すると、凝集剤を添加しない比較例では５．２倍量であるのに対し、凝集剤を添加した実施例では３．２倍量であり、本発明方法の採用により洗浄水量を３８％低減できることが確認できた。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、逆洗の最終工程で凝集剤を添加することにより、逆洗に使用する水量が大幅に低減できる。また、同時に逆洗時間を短縮することにもなり、作業効率を良くすることができる。さらに、洗浄性能を高める効果もあり、洗浄直後から処理水のＳＳ濃度を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態で用いた濾過装置の概略図である。
【図２】本発明の実施例および比較例の試験結果を示す図である。
【図３】従来技術にかかる濾過装置の一例を示す概略図である。
【図４】逆洗水量と逆洗後ＳＳ濃度との関係を示す図である。
【符号の説明】
１１  濾過層
１２  濾過塔
１３  原水ポンプ
１４  原水流入管
１５  処理水流出管
１６  処理水槽
１７  逆洗ポンプ
１８  洗浄水流入管
１９  洗浄水排水管
２０  凝集剤添加手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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