超高速連続ろ過装置コンチラッド
UltraHigh

Speed

Continuous

and『KONT旧AD』

Fi一ter(環)製品開発室

加治Masahiro

近藤

Nobuo

当社は超高速ろ過装置｢KONTIRAD+の製造･販売を開始している｡このろ過装置は水平流で,しも移動床方式を採用しており,省スペース,大容量処理が可能である｡また,高濃度のSSを含有する水の処理も可能という特長を持っている｡一方,ろ過面積3m2のパイロットプラントを用いた実験もい,優れた処理能力を確認している｡本ろ過装置は種々の水処理に適用可能であり,本報告ではこの高速ろ過装置の概要と実験結果の一例を紹介する｡

KONTIRAD,書●

havinghighinstallation

正贋Kaji展

生

I(ondoか磨行
超ahorizontal‑flow
treat
kinds
filter, cancontinuous
variousof wastewat,ersand
SS･ Because
it requlreS
horizontal
beds,concentrationof movable
andSmallA
spaceandhightreating(3 m2 filter
experimentoffersof a pilot plantconfirmed
activatedsludge･of the experiment.

area)

capacity･

theThisexcellent
performancehas reported
paper

ろ過

装

置

Filter

ろ過

速度

Liner

水製
砂移平

ln

the

treating

outline

paper
or

amill

ultra

VelocltyOf

wastewaterhigh

Horizontal

flow

水

Paper

mill

wastewater

ろ過

Sand

filtration

動床

Movingbed

廃treatedwithafilter andpart

filtration

流紙

speediJ
ま えがき
近年,廃水処理では処理水質の高度化が求められるようになってきている｡また,上水処理や工業用水処理では取水源の水質が悪化し,何らかの前処理が必要になる場合も多くなってきている｡処理水質の高度化や前処理には凝集沈殿が適用されるが,砂ろ過等のろ過装置も多く使用される｡このろ過装置の代表的なものに急速ろ過があり,これは水の流れ方向によって下向流,上向流,上下向流及び水平流方式に分類されるが,今まではこれらのうち下向流まこのような水平流方式のろ過装置は,最近まで国内では実用化されていなかったが,当社では今般水平流の特長を持ち,さらに移動床方式を採用した画期的な,超高速の水平流連続ろ過装置｢Ⅰ(ONTIRAD
造･販売を開始した｡

一方,実廃水を用いてパイロットプラントによる実験も行っており,優れた処理能力を確認している｡
次に｢ⅠくONTIRAD+の概要及び実験結果の一例を紹介する｡

たは上向流方式がほとんどで,水平流方式は文献等で見ら1.

れる程度であった｡

1.

水平流方式は原理的に他の方式に比べ,懸濁物質(SS)(コンチラッド)+の製｢KONTIRAD+の概要
1構造と原理第1図に本ろ過装置の構造を示す｡本ろ過装置はろ過との捕捉量が大きく,高濃度のSSを含む廃水にも適用が可能である｡また,ろ過面積はろ層の高さによって決定されのようなろ過工程と逆洗工程の切り替えはない｡

るためろ層を高くすることで,平断面積とは無関係にろ過面積を大きくでき,省スペースであるといった大きな特長

ろ過工程においては,原水は槽上部の原水流人管より円筒形のろ過槽の中心部に設置してあるルーバーのついたフィーもある｡

ドチャンバーに供給される｡ここで,原水はろ層に均等にVol.

40 No.

2(1997/3)

ろ材の洗浄を同時に,かつ連続的に行うことができ,従来

神鋼パンテツク技報

41分配され,円周方向に向かって水平に放射状に流れる｡従っ3 )装置が簡単で設備費が安価て,ろ過速度は,ろ過開始部の中心部(円周が小さい)で大きく,円周が大きくなるに伴い,しだいに減少して,ろ逆洗ポンプ,逆洗水槽,逆洗排水槽が不要で,制御も簡単

連続ろ過方式のため,逆洗用の自動弁や複雑な前面配管,過終了部である外周の集水部で最小となる｡このように,であるため設備はコンパクトで,安価となる｡

ろ層を通過する間にろ過速度が漸減してゆく場合は,

SS4)処理水質が安定している
従来の連続ろ過装置と比べ,集水部がろ層の外周部に設の抑留深度が適度に大きくなるのでろ層全体が有効に使用され,大きなSS捕捉量を確保することができる｡こうし置してあるため,処理水は流動状態の洗浄直後のろ材と直てろ過された処理水は特殊な集水ノズルを経て集水室に集められ,オーバーフロー管を通り処理水として流出する｡

接接触することがなく,安定で良好な水質が得られる｡
5 )運転操作が簡単で維持管理が容易
計装機器が少なく,回転機器は循環ポンプとコンプレッ

一方,ろ過と同時に行われる洗浄は次のように行われる｡
ろ過の継続で多量のSSを捕捉したろ材は,ろ過装置下部の中央に設置してあるエアリフトポンプにより吸引され,サだけで,維持管理が容易で運転費も少なく,運転操作も簡単である｡

エアリフト管内を上昇する｡この時,ろ材は空気と水により強力にかく拝され,付着していたSSがろ材から剥離さ

6)回収率が高い
連続洗浄ながら洗浄水量は原水量の2%(最大5%,義小1m3/hr)と少なく,当社の従来型ろ過装置と同様回収れる｡

ここで,ろ過槽内底部ではろ層の均一な移動を十分に行うために,循環ポンプにより処理水の一部がろ過櫓下部に率を高く維持できる｡

注入され,ろ材の架橋現象が防止されるようになっている｡
Inlet of raw

次に,ろ材及び剥離されたSSはろ過槽内上部に設置してある分離器に入り,そこで槽内の水と向流接触し,water1

SSは分離され,ろ材は清浄となる｡
清浄となったろ材は槽内を落下し,ろ層の上部に戻されSeparation

deviceる｡また,剥離したSSを含む洗音争排水は分離器より連続的に流出し,系外に排出される｡
このように,本ろ過装置は水平流であると共にろ過と洗浄が同時に,かつ連続的に行われる画期的な構造となっている｡
1.

ろ過能力と装置形状
第1表に本ろ過装置の代表的な処理能力と装置形状を示す｡表にも示すように,本ろ過装置は種々の処理量に対応

Waste

‑I

2waterOutlet of ■■■filtrated water

することができ,小さな槽径,即ち小さな設置面積で大容量の処理量を確保することができる｡たとえば,集水部径Feed chamber

3.8mで最大800m3/hrの処理が可能で,この時の相当LV書は71m/hrと超高速の処理が可能である(型式KF800)｡
1. 3#i&Col lecting
chamber

今述べたこと等から本ろ過装置の特長の概要をまとめると次のようになる｡1)1)省スペース,大容量処理が可能
ろ過が水平流方式のため,処理水量が同等の条件であれば,ろ過装置の大きさ,すなわち平断面積が少なく,他の方式の1/2‑1/3と省スペースである｡換言すれば,同一平断面積の場合は処理量は2が可能である｡

Dranage‑3倍となり,大容量処理さらに,ろ過と洗i争が同時に連続して行われているため処理水量の変動はなく,従来のように逆洗のために休止すAir lift pump

ることもない｡
2 )高SS含有廃水の処理が可能

Dranage

SSの捕捉量が大きく､高濃度のSSを含有する廃水にも適用が可能である｡(通常100mg/Lまでの高濃度のSSを含有する廃水の処理が可能で,5時間以下の短時間であれば最大500mg/Lまで対応できる｡)*

42

第1図｢Ⅰ(ontirad+構造図
Fig.

1

Schematic

diagramof

̀̀Kontirad''

相当LVとは処理量をろ過槽の平断面積で徐して求めた練達度である｡

神鋼パンテツク技報

Vol.

40

No.

2(1997/3)

2.パイロット実験
2.

2.

1パイロット装置の概要
今回の実験では第1表に示したろ過装置の型式のうち,運転方法内下部のろ材を流動化させる｡次にコントロールエア及び最も小規模なもの(型式:KF30)をパイロット装置とし工業用水をエアリフトポンプに導入し,エアリフト管の洗て製作した｡第2図にパイロット装置のフローシートを示す｡この図に示したように,パイロット装置は原水供給ポ浄を行う｡これは次工程であるろ過･洗浄工程でろ材がエアリフト管内をスムーズに移動できるようにするためである｡この工程のあと,エアリフト用エアが導入され,原水ンプ,ろ過槽本体,下部の循環ライン及びエアリフトポンプ用コントロールパネルから構成される｡据付後の外観をポンプが起動し,ろ過･洗浄が開始される｡
運転終了時は原水ポンプ,エアリフト用エアを停止し,写真1に示す｡

I

2

運転開始時はまず下部の循環ポンプを作動させ,ろ過槽

第1表

水平流連続ろ過装置のろ過能力と装置形状

TablelFlowvolumeandoutline

specification

Type

KF30

KF60

EF80

KFIOO

KF200

KF500

KF800Flowvolume[rn3/hr]

15‑30

30‑60

40180

50‑100100‑2002501500

400‑800*Appareutlinearveloclty[m/hr]

7‑13

13‑26

13‑26

16‑32

16‑32

25‑49

35‑71

3

68

1020

50

80

Filtrationarea[rn2]D2
Dl
InnerdiameterDl[TVm]

1400

1400

1600

1600

2200

2800

3000

DiameterofcollectingchamberD2[mrn]

1700

1700

2000

2000

2800

3600

3800

Heightoffiltertankh[mm]

5000

6000

6700

7200

4050

8100

11550

Overallheightli[mm]

5550

6600

7300

7900

8900

14500

18650

of airlift pump,‑∈lエ]i}

Overallview

of Pilot

Plant

写真1

パイロットプラント全景

Photo.1

Panoramic

Vol.

40

No.

2view

(1997/3)

View

神鋼パンテツク技報

controlpanel43

Raw

FIwater

Samplingpoint[Raw ll′ater】

基CorltrOl air [Only at s[al･t andstop]

Air for airliftpump

Raw

Waterwater

LA[Onlyat startand stop]

Pump

Sedimentationtankヽ

Filtrated waterJ＼l一一＼Pl/.

Lq.)l′lノ･.

,̲⊂)≡Regulat()rFIA

Pl/＼ヽl,eO
上U十′一′b凸■.I)〈7pipeIヰー､､■

i ,〜,Lpl/̲I//I＼:;,i:,:1)L'ii!
､【コILUq)苦Overflow.

,Il′,ヽL̲⊂)q)

U竜Regtllat()r【二⊂)■+コ卓::;UA)

CL(′)
⊂コ

ConlpreSSed;i〃′ l二lI,Wa とerail.

′

■■■￣

Air lift puml)

才､ l一･･1

IJTL;･COntrOI panelFIAヽ′l/一､ヽ′lr/＼

ヽ

一

ヽ

l‑t/‑′＼一

転≦

l=′ヽ

Waste

Kontirad sarldfiltertank

water

FI

FI

FI

FI

FI

FI

FI

CirctllationFI

pumppwoaitnet,]
Circulation

第2図
Fig.

44

[sFai;,Pitne5line

パイロットプラントのフローシート
2

FlowsheetofPilot

Plant

神鋼パンテツク技報

Vol.

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No.

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WasteFlotation

water

i

Secondary

第3図
Fig･

KONTIRADeffluellt

第2表Blockflowof pilot

Filtrated

概略仕様
2outline

Specification

Typewater

ミ45Ej

ぎ40

▲35亘30q)>

15‑30m3/hr

Heightoffiltertank

5000mrnB

L+く1d>(つ20(勺主15E=C<Q)

10

くつOveral1height5550TT)TT)

Totalfilterarea

3m25

況

10>0

Flowvolumeofwastewater

17T13/hr

Operatingweight

12tons

56.5tons

Totalcompressedairvolume

4.5Nm3/hr

1015
Flow

第4図

Filtermediaweight

Fig.

SSof filtrated[m3/hr]volume

処理量と処理水ssの関係
4Relationshipbetween

Effectivesize

0.8TT)a

第4表

各処理における平均SS

UniformltyCOefficient

1.31

Table4

Average

Qualityofactivatedsludgeflow

volumeandAverage

SSfor

each

flow

Max.

Flowvolume(m3/hr)

1520

25

30

AverageofSSinrawwater(皿g/L)

1418

18

16

AverageofSSinfiltratedwater(mg/L)

4.3

5.1

6.1

7.1

Removalratio(%)

70.3

71,1

67.0

56.1

AverageofSSinwastewater(ng/L)

96

143

157

163

Min.

16

26

10

Turbidity[degree]

1526

6.8

ろ過･洗浄工程を終了させる｡次にコントロールエア及び工業用水をエアリフトポンプに導入しエアリフト管に残留しているろ材を排出し,管内の洗浄を行う｡そして最後に循環ポンプを停止する｡ただし,1日程度の短期間の停止の場合は循環ポンプを停止する必要はない｡
なお,本装置にはシーケンサーを組み込んでおり,前述の運転開始及び運転終了の操作は,スイッチ1つで全て自動的に行うことができる｡
本ろ過装置での必要なユーティリティは電力を除き,過常はエアリフト用エアだけである｡コントロールエア及びいており,その標準処理量は15m3/hrで,最大30m3/hrの処理が可能である｡なお,ろ材としては有効径が0.8mmで均等係数が1.3のろ砂を用いている｡本装置の概略仕様を第2表に示す｡
2. 4

実験原水
今回のパイロット実験は,第3図のブロックフローに示したように,製紙工場の活性汚泥処理水を原水として用いた｡なお,実験は沈殿池から越流してきた処理水を,凝集剤等を全く用いず,直接水中ポンプでろ過装置に通水して工業用水はエアリフトポンプ及びエアリフト管の洗浄のみ行った｡また,本実験では通水量を15,に用いられ,運転の開始時と終了時だけに必要である｡(相当LVはそれぞれ7,3
パイロット装置の仕様
今匝=まパイロット装置として,ろ過面積3m2のものを用

2(1997/3)

rateeffluent

SS[mg/L]No.

35water

活性汚泥処理水(原水)の水質

40

u30Sand

AnalysISitem

Vol.

2520

1.5kWhFiltermedia

3くて;

25'てコ

Flowvolume

第3表

SS of filtrat:ed water
Removalrate of SS

I.+

KF130

Requiredelectroclty

2.

※

50

specificationJJq)
く勺

Table

basin

experiment

Item

I

Sedimentationbasin

sludgeパイロット実験ブロックフロー
3

Table

Activated

equlp.

9,20,25,30m3/hr

ll,13m/hr)と変化させた｡
ここで,本実験では最も小型のろ過装置を用いたため相当ろ過速度は相対的に小さくなっている｡第1表に示すよう

神鋼パンテツク技報

45

50

100
25 m3/br

4530 m3//br

20ーRaw40

15m3/hrm3/hr

90

water＋

Filtrated＋

Removalrate

80water

35

亘30

言〔′つ〔′つ義.

丘:5(⊃q)【勺l{∽∽也>･20⊂)≡14)ロゴ

1510205̲

1()10第5図Fig･

1520

25

Time

elapsed

Lday](SS) withtime

elapsed30

35

SSの経時変化5

Changeof Suspension

Solidに,ろ過面積が大きくなるほど相当LVは大きくなり省ス30ペースとなる｡
253.実験結果
3.

1原水水質

I

Raw

D

Filtrated

water
water

20=＼

ヒ山

原水としては製紙工場の活性汚泥処理水を用いた｡その水質を第3表に示す｡この処理水中のSSは10‑26mg/Lの

丘151

読lo間で変化しており,平均濃度は16mg/Lであった｡濁度は7‑26度の間で変化しており,平均濁度は15度であった｡
3. 2

5.

SS除去

3. 2.

1処理量と処理水SS
本実験では処理量を15,1220,30m3/hrと変化させて実験を行ったが,各処理量とその時の処理水SSの平均値

第6図
Fig.

及び平均除去率の関係を第4図に示す｡また,そのデータを第4表に示す｡

るが,処理量15m3/hrの場合は変動も少なくすべて5mg/L以下となっており,非常に良好な処理状態が維持されてい25,るにしたがい,処理水の平均SSは5.1,干ずつ増加する傾向がみられる｡

30m3/hrと大きくな6.1,7.1mg/Lと若理水SSと除去率の傾向が若干異なるのは原水SSが異なるためである｡
なお,各処理量の場合の洗浄廃水中の平均SSはそれぞれ96,143,157,163mg/Lであった｡

理状態が維持でき,除去率は無薬注でも60%以上と高く保つことができるといえる｡ただ,処理量が増加すると処46

15time1617[br]SSの時間変化(処理量15m3/hr)
6

ChangeofSSwitbtimeelapsed(Flow:

volume0/.

2.

2

処理水SSの時間変動

第6図には処理量15m3/hrの時の時間変動を示している｡
原水SSは13‑16皿g/Lの間で変化しているが,処理水SSは4‑5mg/Lと良好で,変動も少なく安定している｡処理量25, 30m3/hrについても調査したが,同様な傾向にあり,処理水SSは変動が少なく,安定していた｡
濁度除去
第7図に各処理量における処理水濁度と除去率の関係を3示す｡また,第5表にデータを示す｡処理水濁度は5‑7度の間にあり,大きく変動しておらず,良好な値となっている｡処理量30m3/hrの時,濁度が低いのは第7図に示す
ように原水濁度が低いためである｡一方,除去率に関しては処理量25m3/hrまではほぼ60%と一定だが,これらより,本実験範囲内では非常に安定し,良好な処

理水SSは若干高く,変動幅も大きくなる傾向がある｡

3.

3.

一方,除去率は処理量25m3/hrまでは余り変化せず60以上となり, 30m3/hrでは56%と若干低下している｡処1415m3/hr)

図及び表に示すように,標準である処理量15m3/hrの時は処理水の平均SSは5mg/L以下となっている｡さらに,第5図には処理水のSS及び除去率の経時変化を示しているといえる｡ただ,処理量が20,13Sampling

25,30m3/hrでは50%と若干低下する傾向がある｡この傾向はSSの場合とよく一致しているが,SSに比べ除去率は若干低くなっている｡

なお,洗浄排水の濁度は90‑166度であった｡

神鋼パンテツク技報

Vol.

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2(1997/3)

5000

第5表

各処理量における平均濁度

4590

Table5Average□

404)
C)
h▲

Turbidityof filtrated waterRemovalrateof effluent｢コAa'Bコ〔一of ttlrbidity

35

70音

30

60

rate

Flowvolume(m3/hr)

1520

25

30

15

1618lle:コ

25

50し岩2()

40岩

15

30

1020音

,Aav;r:gaeteorfturbidityln(mg/L)'完;I::≡器:fatt:,rbidityln(mg′L)

>･

6.6

6.2

7.1

5.6

56.8

60.3

58.2

50,5lo遇
1()

〇

1520

volume[m3/hr]

Flow

第7図

25

Removalratio(%)

30

三三…:eag:aotferturbidityln(mg/L)

処理量と処理水濁度の関係

Fig･

7

Relationshipriltratedofbetween

90

flow

volumeturbidityand

166

125

126

甲ater4.適用分野の重要性がクローズアップされている｡このような状況の中,廃水の処理や処理水の再利用等に急速ろ過は,有効な本ろ過装置の適用分野としては,下水二次処理水や今回紹介したような工場廃水の高度処理等,従来の急速ろ過が処理方法であり,今後も水処理プロセスの中で重要な役割を果たしていくことになる｡

適用されている分野に加えて,高濃度のSSを含有する廃水にも適用できる｡たとえば,凝集沈殿や浮上分離の代替本報で紹介した｢KONTIRAD+は,簡単な構造ながら設備として,廃水に凝集剤を注入し直接ろ過することも可能である｡また,水道水源が悪化し,ろ過継続時間が短く良好で,安定した処理水質が得られる等の優れた特性を持っており,さらに設置面積当たりの処理量が,最大71m/hrと超高速ろ過に匹敵する画期的な装置である｡まさに理想なった緩速ろ過池の前処理としても適用でき,この場合運転操作の簡便さと良好な処理水質が確保されることから薬的なろ過方式である水平流を実用化した本装置は,省スペー品沈殿池より優れている｡さらに海外においては通常のろ行っている実績もあり,水処理のあらゆる分野に適用できス,省エネルギー,低コストを満足するものであり,多方面のニーズに応えることができると確信している｡
最後に,実験場所を提供いただき,また実験に当たってる｡

種々のご協力をいただいた愛媛製紙(秩)の関係各位に深謝

過装置では処理不能だった製鉄所の含抽排水のろ過処理をむ

びすいたします｡

以上,水平流速競ろ過装置｢KONTIRAD+の概要と実[参考文献]

験結果の一例を紹介した｡

1)石丸

近年,水源の水質悪化や渇水等で,水資源の保全や確保

i}

floweach=

5

Ifor

80さ三ヒdq)tarbidity

豊:神鋼パンテツク技報,

Vol.39,No.2(1995),

P. 10‑12

連絡先
加治

虞正

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

課長
TEFAX

Vol.

E‑mailm.

402No.

L

078‑992‑6532

TE

078‑992‑6503

FAX

kaji@pantec.

(1997/3)

co.

jp

E‑mailn.

L

078‑992‑6532
078‑992‑6503

kondo@pantec.

神鋼パンテツク技報

co.

jp47