連続ろ過装置｢KONTIRAD+の実証実験
Demonstration

TestforContinuous

Sand[KONTIRAD]

Filter(環)製品開発室
加治正Masahirokaji

近藤Nobuo展贋
生

I(ondo

ろ過装置は水処理の基本技術で古くより使われているが,現在でも多くの技術改良が行われており,改良技術の製品化も活発になされている｡当社では省スペースで大容量処理が可能などの特長をもつ連続式ろ過装置[KONTIRAD]の商品化を行うと共に,ろ過面積3m2のパイロットプラントを用いて,活性汚泥処理水,加圧浮上処理水,工業用水を対象に実証実験も行っていIる｡本報では最近の実証実験結果を報告する｡
Filtration

has

improvements
ciallyhaveavailable.

commercialized
conductedwith

activatedpaper

sludgedescribes)

beenappliedbeen

addedA

space‑savlngbyShinkoato

pilot

until

now

andcontinuousPantec.
unit

andpressurized

recentresults

treatment

water

On
3m2

of

themanyand

otherarea

pilot

ろ

過Sand

水

平

流

Horizontal

床Moving

過Continuous

連動
続ろ

活性汚泥処理水
加圧浮上処理水
工

業

用

水

ま えがき

respective
and

are

KONTIRAD,demonstration

砂移

unit,

fortreatments,

thesystems

lmprOVed

Varioustechnology.

hand,filtration

uslng

basic

a

filtration

flotation
testedasindustrial

tests

commer‑hasbeenhavebeeneffluents

fromwater.

Thisunit.

Filtration
Flow
Bed
Filtration

Activated

SludgeFlotation

Effluent

lndustrial

Water

Effluent

能により,逆洗設備が不要で装置構成が非常にシンろ過装置は水処理の基本的な単位操作で,古くよプルであるという特長を持っている｡さらに,ろ層り使用されているが,現在でもろ材洗浄方法の改内の水の流れが従来の下向流や上向流ではなく水平善や新ろ材の採用等を初めとして数多くの技術的方向のため,ろ過面積はろ層の高さで決まり,設置な改良が加えられ,商品化されている｡当社では面積を同じくしたまま槽高を高くすることで,ろ過移動床による連続ろ過が可能な画期的なろ過装置面積を大きくできる｡このため設置面積当たりの処｢Ⅰ(ONTIRAD+の製造販売を行っている｡このろ理量が非常に多くとれ省スペースであるという特長

過装置は,ろ過,洗浄の切り替えがない連続ろ過機も持っている｡

Vol.

41

No.

2(1998/3)

神鋼パンテツク技報

19筆者らは本ろ過装置のパイロットプラントを用いて大きなSS掃捉量を確保することができる｡こうて各種の廃水や用水に対しての実証実験を行っていしてろ過された原水は特殊なストレーナを経て外周る｡最近,活性汚泥処理水,加圧浮上処理水,工業部に設置された集水室に集められ,水位調整用のオー用水(貯水池貯留水)に対する実験を実施したが,バーフロー管を通り,処理水として流出する｡

本報ではこれらより得られた処理性能,処理能力等

一方,洗浄は次の工程でろ過と並行して行われる｡
清澄なろ材はろ層内を上部から下部に連続的に移動の概要を報告する｡
1.
1.

｢KONT旧AD+の概要

するが,ろ過の継続により大量のSSを捕捉したろ1基本原理の概要

材はろ層下部に設置されたエアリフトポンプにより｢KONTIRAD+はろ過と洗浄が同時並行的に行エアリフト管内を上昇する｡この上昇時にエアと水える連続ろ過装置である｡

による強力なかく拝力でろ材に付着したSSが剥離ろ過工程では,原水はろ過槽上部の原水流入管をされ,その後ろ過装置上部に設置された分離器でろ通じてろ過槽中央部のフィードチャンバーに供給さ材とSSが分離され,清澄となったろ材はろ層上部れる｡供給された原水はここでろ層に均等に分配さに環流する｡

れ,円周方向に向かって水平に放射状に流れる｡ころ材と分離されたSSは洗音争排水として連続的にのようなろ過方式は原理的にSSの抑留深度が適度分離器より系外に流出する｡一般的に排水量は原水に大きく,ろ層全体を有効に利用でき1),結果とし量の2%である｡

Inlet of raw

lwater

1

Separation

J＋

deviceWastewater

Outlet of .
filtrated waterFeedchamberI

Collectingchamber
Overflo w

Spe叫

pipe

stralner

Drarlage

Air lift plpe

Air liftpump
Dranage｢KONTIRAD+の概要

第1図
Fig.

20

1Outline

神鋼パンテツク技報of"KONTIRAD

Vol.

41

No.

2(1998/3)

本ろ過装置の概要を第1図に示す｡なお,基本原

2.2

理及び次項の特長に関する詳細については既報2)を参照願いたい｡
1.2

年寺

使用原水

本ろ過装置は幅広い水処理分野に適用可能であるが,今回は次の3種類の原水を使用した｡

長1 )活性汚泥処理水｢KONTIRAD+は次のような特長を持っている｡

製紙工場から排出される廃水の活性汚泥二次

1)連続ろ過方式処理水である｡
2 )加圧浮上処理水

2)省スペース,大容量処理が可能
3)高濃度SS含有廃水の処理が可能(ろ層内の流製紙工場からの抄祇工程より排出される廃水れが水平方向)(白水)の加圧浮上処理水で,繊維状のSS

4)ろ過･逆洗操作の切り替えが無く装置が簡単でが大半を占める｡

設備費が安価3)工業用水

5)安定した処理水質
6

製耗工場で使用される工程水用として貯水池)運転操作が簡単で維持管理が容易に貯留されている工業用水である｡

7)洗浄排水量は原水量の2%であり回収率が高い

2.実験装置及び方法

I

2.

使用ろ材

2.3

ろ材は砂を使用した｡使用した砂の仕様を第2表

1実験装置に示す｡ろ砂の有効径は0.58mm,均等係数は1.52

実験装置の概略仕様を第1表に示す｡表に示すよであり,活性汚泥処理水,加圧浮上処理水,工業用うに,今回の実験装置はろ過面積3m2,ろ過槽外水すべてに使用した｡

径1.7m,ろ過槽高さ5mのパイロットプラントを2.4用いた｡このパイロットプラントは標準化された実1 )活性汚泥処理水装置のうちの最小規模のものである｡

実験方法
ブロックフローを第2図に示す｡活性汚泥処理の沈殿池から流出する二次処理水を水中ポンプで取水,直接ろ過装置に供給し,凝集剤は添加せず無薬注で第1表

パイロットプラントの仕様

TablelSpecificationofPilot処理を行った｡原水量はろ過装置入口に設置した流plant

Item

量計で測定し,洗浄排水量はタンクに受け計量した｡
SpecificationStandardflowrate(Max.)
StandardhorizontalLV(Max.)

15(30)m3/hr
5(10)m/hr

Normalheadloss(Max.)
Heightoffiltertank1(1.5)mI3)工業用水

3m2

Flowrateofwastewater(Max.)
OperatlngWeight

浮上処理した処理水を直接水中ポンプでろ過装置にで測定した｡この場合も無薬注で処理を行った｡

1.7m￠

Totalfilterarea

ブロックフローを第3図に示す｡抄紙廃水を加圧送水した｡原水量,洗浄排水量は前述と同様の方法

5m

0.D.offiltertank2 )加圧浮上処理水

1(1.5)m3/hr
6.5tons

Totalcompressedairvolume

4.5Nm3/hr

Requiredelectriclty

1.5kWh

工業用水の場合のブロックフローを第4図に示す｡
工場内の貯水池に貯留された工業用水を水中ポンプで直接ろ過装置に供給した｡なお,本貯水池には工場内で一度使用された比較的清澄な廃水(前処理後)

第2表

ろ材の仕様

Table2

Specification

Elapsedtime

Vol.

of

Effectivesize

sand

600/o?assedsize

UniformltyCOe.

[mm]

[mm]

[‑]

Min.size(<0.42mm)[%]

Washingturbidity[Days]
0

0.58

0.88

1.52

0.ll

3.9

97

0.58

0.88

1.52

0.09

219

0.58

0.88

1.40

0.00

41

No.

2(1998/3)

神鋼パンテツク技報[degree]

8.1

RemarkAtstartEndof
experiment

21Waste

Flotationwater汰

Flow

第2図
Fig.

KONTIRADmeter

sludgebasin

Secondaryeffluent

※

Pump

Filtrated

活性汚泥処理水のブロックフロー
2BlockflowforactivatedFlotation

第3図
Fig.

Activatedunit

sludgeeffluent

Pumpunit

Flow

KONTIRADmeter

Filtratedwater

加圧浮上処理水のブロックフロー
3Blockflow

forflotationeffluentlFl()w

P ump

in reseⅣoir

Industrial water

KONTIRADmeter

Filtratedwater

巨垂ユーーー
第4図
Fig.

工業用水のブロックフロー
4

Blockflowforindustrialwaterは前述と同様である｡ここで,実験に当たっては無すべて10 mg/L以下と良好な処理状態を維持してい(ろ過速度は5m/hr)た｡特に,通水量15mソhr

薬注の場合とPAC注入率を5では第3表に示すように最大で5mg/L,最小での一部も流入している｡原水量,洗浄排水量の測定‑30mg/Lの間で変化させた場合の2ケースについて実施した｡

4mg/Lと低濃度で,変動もなく非常に良好な処理分析項目

2.5状態になっていた｡ただ,通水量が大きくなると第分析項目は活性汚泥処理水,加圧浮上処理水につ

5図にも示すように処理水SSも若干づつではあるが増加する傾向にあった｡第5図には平均除去率もいてはSSを,工業用水については濁度とし,それぞれJIS氏

OIO2及びJISK

OIOlに準じて測定し示している.除去率は25m3/hrまでは600/o以上にた｡

な.っている｡

3.実証実験結果52%とわずかに低下していた｡

3.

1活性汚泥処理水
活性汚泥処理水に対しては通水量を15,35m3/hr(ろ過速度は5.0,8.3,10.0,25,30,ll.7m/hr)

30m3/hr以上になると55%‑

一方,ろ過槽内の損失水頭は通水量30m3/hr迄
は標準の損失水頭である1m以下となっていたが,35m3/hrになると1.2‑1.4mと許容限界の1.5mにと変化させて実験を行った｡実験結果を第3表及び近づき,本パイロットプラントでの処理限界に達し第5図に示す｡

た｡

これらより,

1)原水水質(各設定通水量毎の平均SSは14,20mg/L前後のSSを含有する活性(ろ過速度で汚泥処理水の場合は通水量35m3/br

第3表に示すように,原水SSは10‑26mg/L
18, 16, 18mg/L)

ll.3m/hr)が処理限界であり,良好な処理状態をの間にあり,通常の活性汚泥処理と同程度で比較的維持するためには通水量を30m3/hr安定していた｡

10m/hr)以下にする必要があるといえる｡

2)処理水質
各通水量毎の処理水平均SSは4.5‑8.13)洗浄排水22mg/Lと(ろ過速度で洗浄排水量は1.5m3/hrに設定したが,洗浄排水

神鋼パンテツク技報

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41No.

2

(1998/3)

第3表

活性汚泥処理水の水質

Table3

Waterqualityforactivatedsludgeeffluent

Max.

Min.

Ave.

1525Flowrate(m3/hr)
Max.

30

Min.

Ave.

SSinrawwater(mg/L)

1610

1426

ll

18

19

12

SSinfiltratedwater(mg/L)

54

4.5

103

6.1

ll

6

71.4

50.4

65.5

86.4

43.6

66.9

67.0

79

112

248

72

143

186

Removalratio(o/.)
AverageofSSinwastewater(mg/L)

188

中の平均SSは第3表に示すように112‑228mg/L

Max.

35

Min.

Ave.

Max.

Min.

Ave.

1625ll

187.3

125

8.1

43.0

55

58.7

38.9

52.4

140

163

398

105

228

5000であり,通水量が増加するほど高くなる傾向を示していた｡排水中の濃度が高くなったのは通水量を増加させたのに対し,洗浄排水量を固定していたこと+I‑‑

Raw‑{}‑‑

Filtratedwater‑‑‑‑▲‑

Removalratiowater

室くゝ〉

童によると考えられる｡(⊃L=〔13ゝ一i

3. 2

加圧浮上処理水∽⊂′つ

加圧浮上処理水に対しては通水量を10,(ろ過速度は3.3,26m3/hr

ct3>⊂)5.0,15,≡20,Q)⊂d6.7,8.7m/hr)として実験を行った｡実験結果を第4表及び第6図

101520に示す｡
第5図1)原水水質Fig･

原水SSは第4表に示すように,平均的には10‑

Averagewater(Activatedmg/L,最小は2mg/Lと変動幅は大きなものとなっている｡第7図には原水水質の経時変化を示してい30354()

45[m3/hr]rate

平均水質と除去率(活性汚泥処理水)
515mg/Lの範囲にあるが,実験期間中の最大は53

qualitysludgeandremoval

一方,ろ過槽内の損失水頭は15m3/hrまでは原水SSが50mg/L以上と大きく変動しても0.4m以が,下と安定していた｡

30mg/L以上と急激に高くなる場合も見られ

20m3/hr以上の場合は0.6‑る｡

1.4mと急上昇し,原水SSが短時間で急激に高く

2)処理水質なると,さらにこれを上回り許容範囲の1.5mを超
2.6, 2.7,5.1

ratioeffluent)る｡原水SSの大半は20mg/L以下と低い値である

各通水量毎の処理水平均SSは4.0,}

25Flow

え処理限界に達した｡

mg/Lと通水量によらず良好な状態を維持している｡
さらに,第4表及び第7図に示すように実験期間中する場合の本パイロットプラントでの処理限界はの最大値が9mg/L,最小値は1mg/Lと原水の大きな変動に対しても安定した水質が得られている｡

場合よりも低下するのはSSの形状や性状(繊維状通水量によらず良好で,安定な処理水質が得られるでかつ凝集しやすい)に起因すると考えられる｡のは実験対象の原水が白水の加圧浮上処理水であり,含まれるSSの大半がパルプに起因する繊維状物質

3)洗浄排水のみで,他のSS成分はほとんど含まれないためと排水中の平均SSは118‑165mg/Lで通水量との明考えられる｡これは加圧浮上処理が良好なときの処確な関係は見られなかった｡各設定毎のデータは第これらのことより,加圧浮上処理水を処理対象と15mソhrといえる｡処理限界が活性汚泥処理水の洗浄排水量は1‑1.5m3/brに設定したが,洗浄理水SS,すなわち本実験での原水SSが10mg/L4表に併せて示している｡

以下となっていることよりも推察される｡

3.3

除去率については通水量との明確な関係は見られ工業用水

1)原水水質ず, 53.9‑70.5%となっている｡また,実験期間中

原水濁度の経時変化を第8図に示す｡原水濁度はの除去率は大きく変動しているが,これは原水水質最大で2.2度,最小で0.8度であり,平均は1.2度と変の変動が大きいのに対して処理水質が安定していた動も少なく非常に低濁度であった｡これは実験を冬ことによる｡

季に行ったため,藻類等の発生がなく,原水の汚濁

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41

No.

2(1998/3)

神鋼パンテツク技報

23

第4表

加圧浮上処理水の水質

Table4

Water

forqualityflotation

eflluent

10Flowrate(m3/hr)
Max.

SSinrawwater(mg/L)

15

Min.

Ave.

Max.

20

Min.

Ave.

Max.

26

Min.

Ave.

Max.

Min.

Ave.

42

2

14.8

53

2ll.5

17710.5

13910.8

714.0

912.6

422.7735.1SSinfiltratedwater(mg/L)
Removalratio(0/.)

90.5

4.3

53.9

96.7

0.0

66.4

85.7

42.9

70.5

66.7

42.4

AverageofSSinwastewater(mg/L)

379

41

165

271

24

119

153

71

118

181

118

54.5

150

10

Flowrate[m3/hrl1550

PACdosage

00‑■トーーRaw water‑一･‑
Filtrated water
Removal＋Q)

空くゝ〉

ぷ

0Rawwater

一一トQ)

ratio

[mg〃]

Filtrated

‑一口ーー

1515

1030

32

32water

音 6･LO

≡ 葦4

∽こ/つI

く1J

出

2ー￣日qjj‑BtT

05

1015
Flow第6図Fig.

2025

魯‑

30しvO

Averagewater(Flotationquality

1510Elapsed

平均水質と除去率(加圧浮上処理水)
65[m3/hr]

rate

第8図removal

and

20

25

30

35[days]time

原水と処理水質の経時変化(エ業用水)

Fig.

ratio

{}D‑甘1E]一口ー

8Changewith

filtratedeffluent)

water

time

for

elapsedrawand(Industrial water)

60
1520151026

1520

Raw water[Flow rate 15m3/br]
Filtrated water [Flow rate 15‑

Flowrate

m3/hrI‑‑‑‑‑‑→⊃‑rm:ソhr]

50

Raw‑＋‑一口ーー

water
Filtrated waterUq)

玩40V｢⊃￣品且30.｢ヒニ芸読;:[コ〔一+‑dL)

1030

20

Elapsed40time

50･ロノ

60

㌔‑‑‑･‑･tr

ロロ

̲̲.【̲..̲ー‑‑･･‑‑一口70＼′0[days]

51015Fig.

7

原水と処理水質の経時変化(加圧浮上処理水)

第9図

ChangeforFig.

riltratedwith

timewater

elapsed(Flotationraw

effluentand)が少なかったためである｡

2520

PACdosage

第7図

I

L､

d30

｢mg/E l

PAC注入率と濁度の関係
9Relationshipturbidity

betweenPAC

dosageand(Industrial water)

第9図にはPAC注入率と原水,処理水質の関係

2)処理水質を示しているが,前述したように通水量15m3/hr

第8図に処理水濁度の経時変化を併記している｡の場合は適切なPACの注入を行えば非常に効果的

処理水濁度は原水濁度が非常に低いにも関わらず,であることがわかる｡なお,ろ過槽内の損失水頭は通水量15m3/hr

通水量15 mソhrの場合は常時0.4m前後で安定していた｡ 32m3/hrの場合は1.4m前後で安定していた(ろ過速度は5m/hr),無薬注の場合で0.3度程度除去されている｡

PACを10mg/L注入した場合の処理水濁度は0.2度と原水に比べ1度が,許容限界近くとなった｡洗浄排水の濁度は1度低下,除去率にして80%以上除去されていた｡

から70度の間で変化していた｡

24

神鋼パンテツク技報

Vol.

41

No.

2(1998/3)35

様の範囲外のものであった｡

これらにより,原水濁度が低い本実験範囲では,

む

良好な処理水質を保つには通水量を15mソhr,すな以上,連続ろ過装置｢KONTIRAD+のパイロッ

わちろ過速度を5m/hr程度に,また適切なPAC注入量を確保する必要があると考えられる｡

トプラントによる実証実験のまとめを行い,活性汚3.4

泥処理水,加圧浮上処理水,工業用水についてそれろ樹状況
ろ材として砂を使用したが,連続使用97日後及びぞれ処理性能,処理能力の概要を報告したが,本報告が読者諸氏に役立てば幸いである｡

219日後の砂の粒径分布を第2表に併せて示す｡表に示すように,ろ砂の有効径,均等係数等は一定にろ過技術は水処理の基本技術であり,廃水処理の維持され変化しておらず,エアリフトの激しい混合高度化や処理水の再利用等で今後も重要な技術であを利用した洗音争によるろ砂の細分化は起こっていなり続けると考えられる｡省スペース,大容量処理,い｡洗浄濁度に関しては219日後も8.1度と水道基準低コストを具現化した,本連続ろ過装置が多方面のの30度以下に保持されており,ろ材は良好な状態を水処理分野のニーズに応えられると信じている｡
最後に,本実証実験を実施するに当たり,種々の維持していた｡
ただ,ご尽力･ご協力を頂いた愛媛製紙(樵)のご関係者に0.4mm以下の非常に微細なものは少なく深謝いたします｡

なる傾向にあった｡新砂の完全な分級は実際上困難

よびすであることから,ごく一部のOAmm以下の微細な[参考文献]

砂は運転開始当初に流出する可能性があるといえる｡

1 )藤田賢二編著:急速櫨過･生物洩過･膜渡過,(1994),

なお,本パイロットプラントで使用可能な砂は粒径

技報堂出版2)加治ら:神鋼パンテツク技報,(1997)

0.7mm以上,2mm以下であり,流出した砂は仕P.

Vol.40,No.241

連絡先
加治

鹿正

環境装置事業部

近藤展

生

環境装置事業部

製品開発室

製品開発室

担当課長

E‑mailTEL

078‑992‑6532

TE

FAX

078‑992‑6503

FAX

078‑992‑6503

n.kondo@pantec.

m.kajl@pantec.

co.jp

E‑mailL

078‑992‑6532

co.jp

}Vol.

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神鋼パンテツク技報25