ろ過装置

【課題】被処理液に合わせたろ材を選定することなく、ろ材層全体を有効に利用し、所定のろ過性能を発揮できるろ過装置を提供する。
【解決手段】不定形ろ材で構成したろ材層に被処理液を通水してろ過処理を行うろ過装置において、懸濁物質を捕捉するろ材４と、懸濁物質を含む被処理液を通水させるろ過助材５が、混在した状態でろ材層３を形成もので、ろ過工程において、ろ過助材を介して容易にろ材層内部まで被処理液を通水させるので、ろ材層表面だけでなくろ材層の内部を有効にろ過作用に利用して、懸濁物質の大量捕捉、ろ過圧力の上昇防止、ろ過継続時間の増大が図れる。また、ろ過助材の割合を変更するだけで様々な被処理水に対応でき、処理水のＳＳ濃度の調整も可能となる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、生活排水（廃水）や工場排水（廃水）などの被処理液に含まれている懸濁物質を分離除去する際に、不定形ろ材を用いてろ材層を形成するろ過装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から不定形の粒状ろ材でろ材層を構成したろ過装置が固液分離や生物処理装置に多く使用されている。被処理液中の懸濁物質を、主にろ材層の表面で捕捉する表層ろ過は、ろ材層の表面に捕捉した懸濁物質が蓄積し、ろ材層全体を有効に利用していない状態でもろ材層に目詰まりが生じ、短時間でろ過圧力が上昇するため、頻繁にろ材の洗浄が必要となる。ろ材層の通水路（隣接するろ材同士の間隙）が狭い場合、ろ材層のバランスが悪くなり表層ろ過が起こりやすい。被処理液中の懸濁物質を、ろ材層の表面だけでなく、ろ材層内部でも捕捉する深層ろ過は、ろ材層のろ過圧力が増大しにくく、１サイクル当りの固形分捕捉量が多い。懸濁物質が通過可能な通水路をろ材層内部まで形成している場合、ろ材層全体を有効に利用できることになる。
ろ材層を構成するろ材の一例として、内部に空隙性のある不定形の粒状繊維ろ材で一定の厚さのろ材層を形成し、そのろ材内部・表面で被処理液に含まれている懸濁物質を捕捉するろ過装置が、特許文献１において本出願人より提案されている。
比重や粒度の異なる砂やアンスラサイト等の粒状物を多層に構成し、有効径の大きな粒子で形成した大きな間隙で大きな懸濁物質を捕捉し、有効径の小さな粒子で形成した小さな間隙で小さな懸濁物質を捕捉するろ過装置が特許文献２において提案されている。
また、２種類の粒径の異なるろ材（粒径ａと粒径３〜５ａ）を適量混ぜ合わせてろ材層を形成することにより、ろ過圧力をあまり増大せず、ろ過能力を長時間維持させることができるろ過方法が特許文献３において提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−０１１３０５号公報
【特許文献２】特開平７−２８４３５５号公報
【特許文献３】特開平７−２３２００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
不定形の粒状繊維ろ材でろ過作業を行う場合、被処理液に対するろ材の選定が困難である。前記ろ材で構成したろ材層は、時間の経過とともに、ろ材層表層部から徐々に被処理液の流れ方向に沿って懸濁物質の捕捉帯が進行する。繊維ろ材は、ろ過圧力で圧密されるため通水路が減少する。
ろ材内部を構成する繊維間の通水路が狭い繊維ろ材を用いると、懸濁物質を大量に捕捉する清澄ろ過が可能となる。しかし、懸濁物質をろ材層表面付近のろ材で大量に捕捉する表層ろ過となり、早期に目詰まりし、ろ過圧力が上昇する。所定のろ過圧力あるいは所定のろ過継続時間に基づいて洗浄工程に移行する。しかし、ろ材層の最深部まで有効にろ過作用に利用していないので、懸濁物質の捕捉量に対して洗浄工程の回数が増加し、処理量が減少する。
ろ材内部を構成する繊維間の通水路が広い繊維ろ材や、ろ過圧力で圧密しないだけの強度を有する繊維ろ材を用いると、ろ材層の最深部まで捕捉帯が進行する深層ろ過が可能となる。ろ過圧力はあまり上昇しないが、処理液の水質が悪く、ろ過開始の初期から被処理液に含まれている懸濁物質が処理液とともに流出（ブレイクスルー現象）する。
【０００５】
比重や粒度の異なる砂やアンスラサイト等の粒状物をろ材として多層に構成したろ過装置は、被処理液に含まれる懸濁物質の粒径の大きなものが最初に粗粒子ろ材層で捕捉され、順次、細粒子ろ材層に向かって粒径の小さなものが捕捉されていく。ろ材層全体が有効に利用される深層ろ過となるが、ろ材槽内の通水路がろ材同士の間隙のみであり処理速度が遅い。ろ材洗浄において、逆洗による洗浄では高圧流体を噴射させる必要がある。また、攪拌による洗浄では洗浄後に多層に構成するよう各ろ材の比重差を大きくしなければならない。この場合、比重の大きなろ材を攪拌させるための大きな動力が必要となる。ろ材洗浄時にほぐし切れない間隙部の懸濁物質の塊が充填層の中に残ってしまうおそれがある。
２種類の粒径の異なるろ材（粒径ａと粒径３〜５ａ）を適量混ぜ合わせたろ材層は、ろ材同士の間隙分布を調整し、ろ材層全体で効率よく懸濁物質の捕捉を行うものである。大きな粒径（３〜５ａ）のみのろ材層では、ろ材同士の間隙が大きいため深層ろ過となるが、懸濁物質の捕捉量が少なくブレイクスルー現象が発生しやすくなる。逆に小さな粒径（ａ）のみのろ材層では、懸濁物質の捕捉量が多いが、ろ材同士の間隙が狭いため表層ろ過となり、短時間でろ過圧力が上昇し、頻繁にろ材洗浄が必要となる。しかし、大小の粒径を混ぜ合わせることで、ろ材同士の間隙は平均となり、結局、２種類の平均粒径で構成したろ材層と同等のろ過性能となる。
【０００６】
それぞれ被処理液の性状や条件に適したろ材を選定することで、深層ろ過となり所定のろ過性能を発揮できるものであるが、被処理液は無機、有機を含め多種多様である。ろ材内部の空隙率やろ材強度等それぞれに適合するろ材を準備する必要があり、そのための生産・在庫管理が困難となる。
この発明は、被処理液に合わせたろ材を選定することなく、ろ過継続時間の長い深層ろ過を行いながらブレイクスルー現象が発生し難く、且つ清澄ろ過が可能なろ過装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るろ過装置は、不定形ろ材で構成したろ材層に被処理液を通水してろ過処理を行うろ過装置において、懸濁物質を捕捉するろ材と、懸濁物質を含む被処理液を通水させるろ過助材が、混在した状態でろ材層を形成しているので、ろ過助材を介して容易にろ材層内部まで被処理液を通水させ、ろ材層表面だけでなくろ材層の内部を有効にろ過作用に利用することができる。
具体的には、ろ材層が、ウェーブ状のフィラメントを互いに接着して内部に多大な空隙を有し、繊維間が緻密で懸濁物質を捕捉する機能を持たせる繊維ろ材と、強度を有した繊維間が粗いろ過助材を混合してろ過装置を構成したので、被処理液を適度にろ材層内部へ流入させ、ろ材層全体を用いた深層ろ過ができる。
【０００８】
また、前記ろ過助材がろ過運転中にろ材より大きい内部空隙を有するので、ろ過圧力が上昇してろ材層が圧密されても、ろ過助材を通じてろ材層内部への通水路を確保できる。ろ過助材の一部に繊維を立毛させて、この繊維で懸濁物質を捕捉できるようにすると、ろ材とろ過助材との間隙で有効に懸濁物質を捕捉でき、清澄ろ過を促進できる。
【０００９】
ろ材とろ過助材とをろ材層に均等に混在させたので、懸濁物質を含む被処理液を適度にろ材層内部へ流入させ、ろ材層全体を用いた深層ろ過ができる。ろ過助材をろ材層の上流側表層に多く混在させると、ろ材の目詰まりが発生しやすい表層付近のろ過圧力の上昇を防止でき、積極的にろ材層の内部に被処理液を流入させ、ろ材層全体を用いた深層ろ過ができる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明のろ過装置を形成するろ材層は、被処理液に含有する懸濁物質を捕捉するろ材と、懸濁物質を含有する被処理液をろ材層の下流側へ通水させるろ過助材とを混合して構成している。ろ過工程において、ろ過助材を介して容易にろ材層内部まで被処理液を通水させるので、ろ材層表面だけでなくろ材層の内部を有効にろ過作用に利用して、懸濁物質の大量捕捉、ろ過圧力の上昇防止、ろ過継続時間の増大が図れ、清澄ろ過が可能となる。また、ろ過助材を混在させる割合を変更するだけで様々な被処理水に対応でき、異なる仕様のろ材に変更する必要がなく、処理水のＳＳ濃度の調整も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明に係るろ過装置のろ材層の概略構成図である。
【図２】同じく、下向流方式のろ過装置である。
【図３】同じく、他の実施例の上向流方式のろ過装置である。
【図４】同じく、矩形状繊維ろ材の概略図である。
【図５】同じく、球状繊維ろ材の概略図である。
【図６】同じく、モール状繊維ろ材の概略図である。
【図７】同じく、筒状繊維ろ材の概略図である。
【図８】同じく、矩形状ろ過助材の概略図である。
【図９】同じく、球状ろ過助材の概略図である。
【図１０】同じく、モール状ろ過助材の概略図である。
【図１１】同じく、筒状ろ過助材の概略図である。
【図１２】同じく、ろ材層の一部拡大図である。
【図１３】同じく、他の実施例の表層分散したろ材層の概略構成図である。
【図１４】この発明と従来技術に係るろ過圧力とろ過継続時間の比較表である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
この発明に係るろ過装置を図面に基づき詳述すると、図１はろ材層の概略構成図であって、ろ過槽２にろ材４とろ過助材５を充填し、混在させた状態でろ材層３を形成している。ろ材４とろ過助材５の比重がそれぞれ１．０以上の場合、ろ過槽２の下方にろ材層３ａが形成され、図２に示す下向流方式のろ過装置１ａとなる。ろ材４とろ過助材５の比重がそれぞれ１．０未満の場合、ろ過槽２の上方にろ材層３ｂが形成され、図３に示す上向流方式のろ過装置１ｂとなる。
【００１３】
図４〜７は本発明に係る不定形ろ材の概略図である。本実施例では、ろ材４をウェーブ状のフィラメントで互いに接着し、その内部に多大な空隙を有している繊維ろ材で構成している。ろ材４の内部空隙を被処理液が懸濁物質とともに通過可能であるため高速ろ過を行うことができる。ろ材４の内部の繊維間は緻密に構成されており、ろ材４の内部の繊維間で懸濁物質を捕捉できる。ろ材４表面には繊維が立毛しているので、ろ材４，４同士の間隙を通過する懸濁物質を、ろ材４表面でも捕捉することが可能である。
ろ材層３を形成して被処理液を通水する際、内部に空隙を有する繊維ろ材４が適度に圧縮されて充填されるため、ろ材４，４同士の間隙を均一に保つことができ、効率よくろ過することができる。
【００１４】
図４は不定形の矩形状繊維ろ材であって、大型のマット状にした媒体から定形品に裁断することで矩形状に形成することができる。ろ材４を繊維で構成しているので、矩形状繊維ろ材４ａ表面の立毛繊維あるいは矩形状ろ材４ａ内部の繊維間で懸濁物質を捕捉できる。矩形状繊維ろ材４ａをろ過槽２に充填してろ材層３を形成すると、ろ材４ａ，４ａ同士に大小の間隙が形成され、懸濁物質を捕捉しつつ、被処理液をろ材層３内部へと通水させる。
図５は他の実施例の不定形のろ材であって、ろ材を球状に形成している。矩形状繊維ろ材４ａと同様に、繊維で構成しているので、球状繊維ろ材４ｂ表面の立毛繊維あるいは球状繊維ろ材４ｂ内部の繊維間で懸濁物質を捕捉できる。
【００１５】
図６は他の実施例の不定形のろ材であって、ろ材をモール状に形成している。矩形状繊維ろ材４ａと同様に、繊維で構成しているので、モール状繊維ろ材４ｃ表面の立毛繊維あるいはモール状繊維ろ材４ｃ内部の繊維間で懸濁物質を捕捉できる。
図７は他の実施例の不定形のろ材であって、ろ材４を筒状に形成している。矩形状繊維ろ材４ａと同様に、繊維で構成しているので、筒状繊維ろ材４ｄ表面の立毛繊維あるいは筒状繊維ろ材４ｄ内部の繊維間で懸濁物質を捕捉できる。
【００１６】
図８〜１１は本発明に係る不定形ろ過助材の概略図である。本実施例のろ過助材５は、繊維間が粗く、ろ過助材５の一方から他方へ懸濁物質を含む被処理液が通過するのに十分な空隙あるいは開口を有している。ろ材４で形成したろ材層３内にろ過助材５が混在しているので、ろ過助材５の上流側のろ材層３で捕捉されていない懸濁物質を被処理液と共に下流側へ通水させる。そして、下流側のろ材層３にてろ過助材５の内部を通過した懸濁物質を捕捉する。
ろ材層３表面で多くの懸濁物質を捕捉しても、ろ材層３内部に適度にろ過助材５が混在しているので、ろ材層３内部への通水路が確保でき、ろ過圧力が上昇し難い。ろ過助材５がろ材層３内部に被処理液を導いて、ろ材層３内部での深層ろ過を促進させる。１回のろ過時間を長く設定でき、処理量が増大する。
【００１７】
ろ過助材５は圧密しても形状が維持できるだけの構造、例えば、強度を有する部材を使用、あるいは繊維径を大きくする等の構造で形成している。具体的には、ろ過助材５をプラスチック等の合成樹脂や合成繊維で成形してもよい。
ろ過助材５の内部はろ材４よりはるかに大きな空隙を有し、その内部に通じる開口は少なくとも２以上を有している。ろ過助材５の内部空隙および開口は、懸濁物質を含む被処理液が通過するのに十分な大きさである。懸濁物質を含む被処理液は、ろ過助材５の一方の開口から内部に流入し、内部の空隙を通って他方の開口から流出する。開口からろ過助材５の内部空隙を通り、ろ材層３の下流側に通水できる大きさであれば形状、大きさ等は特定しない。内部と外部を連通させる開口は、対称位置に２以上を設けることが望ましい。
ろ過助材５を構成する部材は、ろ材層３内部で圧密されても、容易に圧縮による変形がない。そのため、ろ過運転中でもろ材層３はろ過助材５内部の空隙による通水路を常時確保できる。
ろ過助材５の大きさを、ろ材４とほぼ同等とすると、ろ材４，４同士の間隙とろ材４とろ過助材５の間隙がほぼ同等となり、ろ材層３内で懸濁物質の捕捉量が偏るようなろ過（偏重ろ過）が発生し難い。
また、ろ過助材５の一部、例えば表面に繊維を立毛させて、ろ過助材５表面で懸濁物質を捕捉できるようにしてもよい。
【００１８】
図８は不定形の矩形状ろ過助材であって、矩形状繊維ろ材４ａと同様に生成しているが、矩形状ろ過助材５ａは繊維間を粗く構成している。内部は懸濁物質を含む被処理液が通過できる十分な空隙を有する。被処理液の通水時に、通水圧力により形状が変形しないように、ろ過助材５を構成する繊維を太くして強度を高めてもよい。
図９は他の実施例の不定形のろ材であって、ろ材助材５を球状に形成している。球状繊維ろ材４ｂと同様に生成しているが、球状ろ過助材５ｂは繊維間を粗く構成している。
【００１９】
図１０は他の実施例の不定形のろ材であって、ろ材助材５をモール状に形成している。モール状繊維ろ材４ｃと同様に生成しているが、モール状ろ過助材５ｃは繊維間を粗く構成している。
図１１は他の実施例の不定形のろ材であって、ろ材助材５を筒状に形成している。円筒状繊維ろ材４ｄと同様に生成しているが、円筒状ろ過助材５ｄは繊維間を粗く構成している。
【００２０】
図１２はろ材層の一部拡大図であって、粒状ろ材４の中にろ過助材５が混在している。
ろ材層３に被処理液を通水すると、ろ材層３表面付近に位置するろ材４で多量の懸濁物質が捕捉される。懸濁物質を取り除かれた処理液と一部の懸濁物質を含む被処理液は、ろ材４，４同士の間隙、ろ材４内部の空隙、ろ材４とろ過助材５の間隙、あるいはろ過助材５内部の空隙を通過してろ材層３内部へと流入する。その際に、ろ材４内部の空隙あるいはろ材４，４同士の間隙で懸濁物質が捕捉される。したがって、ろ材層３における懸濁物質の捕捉量は、ろ材層３の上流から下流に向かって減少する。
ろ材層３にはろ過助材５が混在しており、被処理液はろ過助材５内部を容易に通過できる。ろ過助材５を通過した後、下流側にろ材４があれば、ろ材４の空隙あるいはろ材４，４同士の間隙に応じて懸濁物質が捕捉される。さらに、被処理液はろ材４，４同士の間隙、ろ材４内部の空隙、ろ材４とろ過助材５の間隙、あるいはろ過助材５内部の空隙を通過してろ材層３内部へと流入し、ろ材層３内部のろ材４によって懸濁物質を捕捉される。
このようにして、ろ過助材５を介してろ材層３内部に懸濁物質を含む被処理液を通水させることで、ろ材層３内部でも効率よくろ過を行い、ろ材層３全体を有効に利用できる深層ろ過とすることができる。
【００２１】
図１に示すように、ろ材４とろ過助材５の比重は、下向流方式のろ過装置１ａの場合、ともに１．０以上〜３．０未満、上向流方式のろ過装置１ｂの場合、ともに０．１以上〜１．０未満であれば適度に分散する。
上記のように、ろ材４とろ過助材５とで比重差を少なく設定し、さらに、同形状のろ材４とろ過助材５を用いた場合、図１に示すように、洗浄攪拌を行っても均等に混在してろ材層３を形成する均等分散となる。
【００２２】
ろ材４とろ過助材５とで比重差が大きく異なるよう設定、あるいは異形状のろ材４とろ過助材５を用いた場合、攪拌・洗浄を行うと、比重、形状の相違により、ろ材層３の一方（上流側あるいは下流側）にろ材４あるいはろ過助材５を偏重して混在させることができる。
具体的には、図１３に示すように、ろ過助材５をろ材層３の上流側に偏重させた表層分散とすると、ろ材４の目詰まりが発生しやすい表層付近のろ過圧力の上昇を防止でき、積極的にろ材層３の内部に被処理液を流入させて懸濁物質を捕捉できる。
【００２３】
ろ材４とろ過助材５の混合比を調整することで、様々な被処理液に対応可能であり、空隙率や大きさの異なる多種のろ材４を準備する必要がない。条件に応じてろ材層３の圧密度を調整することにより、ろ材４内部の空隙率やろ材４，４同士の間隙を設定できる。
比重がともに１．０以上の場合は、ろ材層３ａはろ過槽１ａ下部に沈殿するので、下向流により被処理液を通水させる。比重がともに１．０未満の場合は、ろ材層３ｂはろ過槽１ｂ上部に浮上するので、下向流により被処理液を通水させる。
【００２４】
図２において、１ａは下降流方式のろ過装置である。ろ過槽２内には、下端から所定の高さにろ材４およびろ過助材５が流出するのを防止するろ材流出防止スクリーン６が設置されている。そして、ろ材流出防止スクリーン６の上側に、ろ材４およびろ過助材５によって所定の厚さのろ材層３ａが形成されている。ろ材４およびろ過助材５でろ材層３ａを形成する際、繊維ろ材４が適度に圧縮されて充填されるため、ろ材４，４同士の間隙を均一に保つことができ、効率よくろ過することができる。
被処理液供給管７は、ろ材層３ａの上側へ被処理液を供給するように、ろ過槽２に接続されている。
洗浄装置８は、供給するエアーでろ材層３ａを構成するろ材４を攪拌して洗浄できるように、ろ材層３ａの下側部分に対応する、すなわち、ろ材流出防止スクリーン６の上側部分に対応するろ過槽２に接続されている。
ろ過槽２のろ材流出防止スクリーン６よりも下側部分には、被処理液（被処理水）などを排出する排出管９が接続されている。
【００２５】
次に、ろ過装置１ａにおけるろ過の一例について説明する。
被処理液供給管７からろ過槽２内に被処理液を供給することにより、被処理液はろ材層３ａ内を下降してろ過され、排出管９を介して排出される。
そして、例えば、ろ材層３ａで捕捉した懸濁物質による目詰まりにより、ろ過圧力が上昇した場合、または、累積稼働時間が所定時間に達したならば、または、処理液が所定の基準に達しなくなったならば、洗浄装置８からエアーを供給する。
このように、ろ過槽２内に被処理液およびエアーを供給すると、エアーによってろ材４が攪拌されることにより、ろ材４が洗浄され、ろ材４が捕捉している懸濁物質が剥離、沈降し、排出管９を介して排出される。ろ材４とろ過助材５の大きさ、比重等はほぼ同様であるので、ろ材４の洗浄時にはろ過助材５も同様に攪拌される。なお、ろ材４を洗浄する場合、ろ過槽２内へ供給する洗浄液（洗浄水）は、所定の基準に達して洗浄水、例えば、処理液（処理水）を供給してもよい。
【００２６】
図３はこの発明のろ過装置の他の実施例を示す概略構成図であり、図２と同一部分または相当部分に同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図３において、１ｂは上向流方式のろ過装置である。ろ過槽２内には、ろ過槽２の下方にろ材が流出するのを防止するろ材流出防止下側スクリーン６ａが設置されるとともに、ろ過槽２の上方にろ材４が流出するのを防止するろ材流出防止上側スクリーン６ｂが設置されている。そして、ろ材流出防止上側スクリーン６ｂの下側に、ろ材４およびろ過助材５によって所定の厚さのろ材層３ｂが形成されている。
被処理液供給管７は、ろ材流出防止下側スクリーン６ａの下側へ被処理液を供給するように、ろ過槽２に接続されている。
洗浄装置８は、供給するエアーでろ材層３ｂを構成するろ材を攪拌して洗浄できるように、ろ材流出防止下側スクリーン６ａの上側部分に対応するろ過槽２に接続されている。
ろ過槽２のろ材流出防止下側スクリーン６ａよりも下側部分には、被処理液（被処理水）などを排出する排出管９が接続されている。
ろ過槽２のろ材流出防止上側スクリーン６ｂよりも上側部分には、処理液（処理水）を排出する処理液排出管１０が接続されている。
なお、このろ過装置１ｂに使用するろ材４およびろ過助材５は、比重が１．０未満のろ材４およびろ過助材５を使用する。
【００２７】
次に、ろ過装置１ｂにおけるろ過の一例について説明する。
被処理液供給管７からろ過槽２内に被処理液を供給することにより、被処理液はろ材層３ｂ内を上向してろ過され、処理液排出管１０を介して排出される。
そして、例えば、ろ材層３ｂで捕捉した懸濁物質による目詰まりにより、ろ過圧力が上昇した場合、または、累積稼働時間が所定時間に達したならば、または、処理液が所定の基準に達しなくなったならば、洗浄装置８からエアーを供給する。
このように、ろ過槽２内に被処理液およびエアーを供給すると、エアーによってろ材４が攪拌されることにより、ろ材４が洗浄され、ろ材４が捕捉している懸濁物質が剥離、沈降し、排出管９を介して排出される。なお、ろ材４を洗浄する場合、ろ過槽２内へ供給する洗浄液（洗浄水）は、所定の基準に達して洗浄水、例えば、処理液（処理水）を供給してもよい。
また、このろ材４は、密閉式の上向流方式のろ過装置にも適用可能で、同様のろ過性能を発揮するとともに、撹拌翼によるろ材洗浄でも同様の洗浄効果を得ることができる。
【実施例】
【００２８】
従来の不定形ろ材のみで構成したろ材層と、本発明の不定形ろ材とろ過助材を混在させて構成したろ材層とで、下向流方式のろ過装置により、比較試験を行った。ろ材、ろ過助材、ろ過装置は下記の仕様とした。
被処理液：凝集させた池水 or 藻類を含む池水
ろ材：モール状繊維ろ材４ｃ
ろ過助材：モール状ろ過助材５ｃ
本体槽高さ：４０００ｍｍ
本体槽内径：Φ６００ｍｍ
通水速度：４０ｍ／ｈ
【００２９】
図１４はこの発明と従来技術に係るろ過圧力とろ過継続時間の比較表であって、立軸をろ過圧力（ｋＰａ）、横軸をろ過継続時間（ｈ）としている。ろ過圧力が１５ｋＰａまで上昇すると、ろ材４から懸濁物質を取り除くために、ろ材洗浄が必要となる。
【００３０】
従来のろ材４のみで構成したろ材層では、４．５時間でろ過圧力が１５ｋＰａまで上昇している。これは、４．５時間毎にろ材洗浄が必要であることを示している。
一方、本発明のろ材４とろ過助材５を混在させて形成しているろ材層３では、ろ過圧力が上昇するまでの時間が飛躍的に長くなった。
具体的には、ろ材４を９０％、ろ過助材５を１０％として均等に混在させたろ材層３’では、４．５時間でろ過圧力が６〜７ｋＰａまでしか上昇しない。１５ｋＰａまでろ過圧力が上昇するのに７時間を要する。なお、７時間後のろ過処理後の処理液中のＳＳ濃度は、従来技術と本発明とで差異はなかった。
また、ろ材４を８０％、ろ過助材５を２０％として均等に混在させたろ材層３’’では、１５ｋＰａまでろ過圧力が上昇するのに８．５時間を要する。しかし、４時間が経過すると、ろ過処理後の処理液中のＳＳ濃度が急上昇し、ブレイクスルー現象が確認できた。
【００３１】
従来のろ材４のみで構成したろ材層は、ろ材４，４同士の間隙が狭く、また、ろ材４内部の空隙が狭いため、ろ材層の表面付近に堆積しているろ材４が短時間に多くの懸濁物質を捕捉する。しかし、懸濁物質の捕捉により、ろ材４の通水面積が減少し、ろ過装置としては短時間にろ過圧力が上昇する。
一方、ろ材４とろ過助材５を混在させて形成しているろ材層３では、被処理液がろ過助材５を通じてろ材層３内部へと通水される。特に、ろ過助材５を１０％混入したろ材層３では、ろ材層３表面付近のろ材４により懸濁物質を捕捉しても、適度にろ過助材５を通じてろ材層３内部へと通水する通路が確保される。そして、ろ過助材５を通じて通水される被処理液は、ろ過助材５の下流側のろ材４により懸濁物質が捕捉される。結果的にろ材層３全体を有効に利用することになるので、ろ過面積が大きく、ろ過圧力の上昇が緩やかとなる。
なお、ろ過助材５の割合を増加させると、ろ材層３の下流側で多くの懸濁物質を捕捉することがあり、ブレイクスルー現象が発生しやすくなる。また、ろ材層３の上流から下流までろ過助材５が連結して通水路を形成する場合があり、処理液中のＳＳ濃度が高くなることがある。
ろ材４とろ過助材５の混合比率は、被処理液の性状や処理水量、ろ過装置に応じて適宜選択してよい。ろ過圧力の上昇時間やブレイクスルー現象を考慮すれば、ろ材４とろ過助材５の混合比率は、９．５〜７．０：０．５〜３．０が望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
ろ材とろ過助材の混合比を調整することにより、被処理液の性状や処理条件に応じてろ材層の機能を最適化できるので、表層ろ過になり易い凝集ろ過や高濁度水、あるいはプール等の高清澄度が要求される特殊な用途にもろ材層全体を有効に利用できるものである。
【符号の説明】
【００３３】
１ろ過装置
３ろ材層
４ろ材
５ろ過助材

【特許請求の範囲】
【請求項１】
不定形ろ材で構成したろ材層に被処理液を通水してろ過処理を行うろ過装置において、
懸濁物質を捕捉するろ材（４）と、懸濁物質を含む被処理液を通水させるろ過助材（５）が、混在した状態でろ材層（３）を形成している
ことを特徴とするろ過装置。
【請求項２】
前記ろ材層（３）が、
ウェーブ状のフィラメントを互いに接着して内部に多大な空隙を有し、繊維間が緻密で懸濁物質を捕捉する機能を持たせる繊維ろ材（４）と、
強度を有した繊維間が粗いろ過助材（５）を混合してろ過装置（１）を構成した
ことを特徴とする請求項１に記載のろ過装置。
【請求項３】
前記ろ過助材（５）がろ過運転中に
ろ材（４）より大きい内部空隙を有する
ことを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載のろ過装置。
【請求項４】
前記ろ過助材（５）の一部に繊維を立毛させて、
この繊維で懸濁物質を捕捉できるようにした
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のろ過装置。
【請求項５】
前記ろ材（４）とろ過助材（４）とをろ材層（３）に均等に混在させた
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のろ過装置。
【請求項６】
前記ろ過助材（５）をろ材層（３）の上流側表層に多く混在させた
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のろ過装置。

【図１】