| 【発明の名称】 |
濾過装置の逆洗方法および装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】中円尾 淳
【住所又は居所】東京都江東区新砂１丁目２番８号 オルガノ株式会社内
【氏名】諏訪 裕亮
【住所又は居所】東京都江東区新砂１丁目２番８号 オルガノ株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】フィルタエレメント下部固定型の濾過装置の逆洗において、逆洗による差圧回復性能を損なうことなく、逆洗廃水量を大幅に低減することが可能な方法および装置を提供する。
【解決手段】濾過塔内部を上室と下室とに仕切る仕切板に、上室内に収容されたフィルタエレメントを固定し、上室内に導入された被処理水をフィルタエレメントで濾過した後下室を通して排出する濾過装置における逆洗方法であって、上室内に被処理水を保有した状態で、下室からフィルタエレメントを通して上室内へ逆洗用水を送る逆洗工程を開始する、濾過装置の逆洗方法および装置。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 濾過塔内部を上室と下室とに仕切る仕切板に、前記上室内に収容されたフィルタエレメントを固定し、前記上室内に導入された被処理水をフィルタエレメントで濾過した後前記下室を通して排出する濾過装置における逆洗方法であって、前記上室内に被処理水を保有した状態で、前記下室から前記フィルタエレメントを通して前記上室内へ逆洗用水を送る逆洗工程を開始することを特徴とする、濾過装置の逆洗方法。
【請求項２】 逆洗工程開始時における前記上室内の被処理水を全量保有したまま逆洗工程を開始する、請求項１の濾過装置の逆洗方法。
【請求項３】 逆洗工程開始時における前記上室の被処理水を一部だけドレンした後逆洗工程を開始する、請求項１の濾過装置の逆洗方法。
【請求項４】 逆洗工程開始後、前記上室内からのドレン水量を調整することにより、上室内の水位を変化させつつ逆洗を行う、請求項１ないし３のいずれかに記載の濾過装置の逆洗方法。
【請求項５】 前記上室内に被処理水を保有した状態で逆洗を行った後、上室内から全量ドレンし、しかる後、さらに下室から逆洗用水を送って逆洗する、請求項１ないし４のいずれかに記載の濾過装置の逆洗方法。
【請求項６】 前記フィルタエレメントとして、プリーツ型または中空糸膜型フィルタエレメントを用いる、請求項１ないし５のいずれかに記載の濾過装置の逆洗方法。
【請求項７】 発電所に設けられている濾過装置を逆洗する、請求項１ないし６のいずれかに記載の濾過装置の逆洗方法。
【請求項８】 濾過塔内部を上室と下室とに仕切る仕切板に、前記上室内に収容されたフィルタエレメントを固定し、前記上室内に導入された被処理水をフィルタエレメントで濾過した後前記下室を通して排出する濾過装置における逆洗装置であって、前記上室内からのドレン水量を制御可能で、かつ、前記下室から前記フィルタエレメントを通して前記上室内へ逆洗用水を送る逆洗工程の開始のタイミングを制御可能な制御手段を有し、該制御手段は、前記上室内に被処理水を保有した状態で逆洗工程を開始するように制御することを特徴とする濾過装置の逆洗装置。
【請求項９】 前記制御手段は、逆洗工程開始後、前記上室内からのドレン水量を制御することにより、上室内の水位を変化させつつ逆洗を行うように制御する、請求項８の濾過装置の逆洗装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、濾過装置の逆洗方法および装置に関し、とくに、濾過塔内においてフィルタエレメントの下部を仕切板に固定したタイプの濾過装置の逆洗方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】フィルタエレメントを濾過塔内に配置し、水中の懸濁物質の除去を目的とした濾過装置においては、懸濁物質除去を重ねることで濾過装置の差圧が上昇した場合、濾過水もしくは逆洗用水を逆流させることでフィルタエレメントを洗浄して差圧を回復させる「逆洗型濾過装置」と、このような逆洗を実施せずフィルタエレメントを交換する「非逆洗型濾過装置」がある。
【０００３】逆洗型濾過装置では、濾過装置内でのフィルタエレメント取付形態によって逆洗方法、逆洗用水の流れ方向が異なる。主なフィルタエレメント取付形態として、図４に示すような「フィルタエレメント吊り下げ型」と図５に示すような「フィルタエレメント下部固定型」がある。
【０００４】図４に示すフィルタエレメント吊り下げ型の濾過装置２１においては、濾過塔２２内の上部に設けられた仕切板２３により上室２４と下室２５とに仕切られ、仕切板２３にフィルタエレメント２６が吊り下げられて固定される。一般的に、被処理水は濾過塔２２の下部から導入され、フィルタエレメント２６で濾過された後、処理水が上室２４に集められ、そこから所定の行先へ送られる。
【０００５】一方、図５に示すフィルタエレメント下部固定型の濾過装置３１においては、濾過塔３２内の下部に設けられた仕切板３３により上室３４と下室３５とに仕切られ、仕切板３３にフィルタエレメント３６が立設されるよう、フィルタエレメント３６の下部が仕切板３３に固定される。この場合の一般的な固定構造として、図５に示すように、仕切板３３を貫通するフィルタアダプター（連通管）３７が仕切板３３に固定され、このフィルタアダプター３７にフィルタエレメント３６が接合される。被処理水は装置下部もしくは上部から上室３４内に導入され、フィルタエレメント３６で濾過された後、処理水としてはフィルタアダプター３７を通って仕切板３３で仕切られた下室３５に集められ、そこから所定の行先へ送られる。
【０００６】このようなフィルタエレメント下部固定型の濾過装置３１における逆洗は、従来、たとえば図６に示すように行われている。濾過装置の濾過運転停止後（図６のステップ■）、上室３４内に溜まった被処理水中の、および通水が停止したことでフィルタエレメント３６から一部剥離した懸濁物質を、上室３４内被処理水とともに全量ドレンする（ドレンＩ、ステップ■）。このとき、濾過助材、たとえばプリコートされていた粉末樹脂等を用いている場合には、剥離した廃濾過助材も一緒にドレンする。その後、処理水が溜まっている仕切板３３下部の下室３５に高圧の逆洗用空気を短時間（２秒程度）に導入することで、水と共にフィルタエレメント内部より外部に向けて急速に吹き出させて逆洗Ｉを実施し、十分に洗浄するために、下室３５への逆洗用水補給（水張り）を含むこの操作を数回繰り返す（ステップ■、■）。また、仕切板３３上部の上室３４に保有水がほとんど無い状態で逆洗した場合、フィルタエレメント３６の下部側を大半の逆洗用水および空気が透過するため、フィルタエレメント３６の中部〜上部の洗浄が不十分になる。そのため、上室３４内におけるフィルタエレメント３６の高さの１／３〜２／３程度のレベルまで水を張ってから逆洗用空気を導入して洗浄する（逆洗ＩＩ、ステップ■、■）。この逆洗ＩＩでは、予め張っておいた水が抵抗となるのでフィルタエレメント３６の下部からの逆洗用水および空気の透過を緩和でき、フィルタエレメント３６の中部〜上部からの透過を促進することでフィルタエレメント３６の中部〜上部の洗浄効率を上げることができる。逆洗ＩＩの後、上室３４内からドレンし（ドレンＩＩ、ステップ■）、必要に応じて逆洗Ｉを繰り返した後（ステップ■）、清浄な水を装置内に張って（満水にして）、次の濾過運転開始に備える（ステップ■）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなフィルタエレメント下部固定型濾過装置の逆洗方法においては、濾過装置内に保有した被処理水のドレンを逆洗前に行うこと、また、逆洗Ｉ、ＩＩを実施し、かつ、逆洗を繰り返すことにより、逆洗廃水が大量に発生してしまうという問題がある。逆洗廃水は、さらに固液分離やスラッジの濃縮脱水処理を施さなければならない場合が多く、たとえば、発電所、中でも原子力発電所における逆洗廃水は厳格に処理されなければならないため、大量の逆洗廃水が発生すると、それだけ処理に手間とコストがかかるという問題を招く。したがって、フィルタエレメント下部固定型濾過装置の逆洗においては、極力、逆洗廃水量を低減させることが望まれる。
【０００８】本発明の課題は、上記のような問題点に着目し、フィルタエレメント下部固定型の濾過装置の逆洗において、逆洗による差圧回復性能を損なうことなく、逆洗廃水量を大幅に低減することが可能な方法および装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本発明に係る濾過装置の逆洗方法は、濾過塔内部を上室と下室とに仕切る仕切板に、前記上室内に収容されたフィルタエレメントを固定し、前記上室内に導入された被処理水をフィルタエレメントで濾過した後前記下室を通して排出する濾過装置における逆洗方法であって、前記上室内に被処理水を保有した状態で、前記下室から前記フィルタエレメントを通して前記上室内へ逆洗用水を送る逆洗工程を開始することを特徴とする方法からなる。
【００１０】この濾過装置の逆洗方法においては、逆洗工程開始時における上記上室内の被処理水を全量保有したまま逆洗工程を開始することもできるし、上室の被処理水を一部だけドレンした後逆洗工程を開始することもできる。
【００１１】また、逆洗工程開始後、上室内からのドレン水量を調整することにより、上室内の水位を変化させつつ逆洗を行うことが好ましい。水位を変化させることにより、立設されているフィルタエレメントを、上部から下部まで万遍なく洗浄することが可能になる。
【００１２】また、後述の実施の形態に詳細に示すように、上記の上室内に被処理水を保有した状態で逆洗を行った後には、たとえば、上室内から逆洗後の剥離懸濁物質等を含む水を全量ドレンし、しかる後、さらに下室から逆洗用水を送って逆洗するようにすることができる。
【００１３】フィルタエレメントとしては、とくに限定しないが、逆洗の対象となる、あるいは逆洗により差圧性能を良好に回復可能な、プリーツ型または中空糸膜型フィルタエレメントを用いることができる。また、本発明方法の対象となる濾過装置の設置場所等についてもとくに限定しないが、前述したように、発電所では逆洗水の厳格な後処理が要求され、とくに逆洗廃水量を減らすことが要求されるので、本発明は、とくに発電所に設けられている濾過装置の逆洗に好適なものである。
【００１４】本発明に係る濾過装置の逆洗装置は、濾過塔内部を上室と下室とに仕切る仕切板に、前記上室内に収容されたフィルタエレメントを固定し、前記上室内に導入された被処理水をフィルタエレメントで濾過した後前記下室を通して排出する濾過装置における逆洗装置であって、前記上室内からのドレン水量を制御可能で、かつ、前記下室から前記フィルタエレメントを通して前記上室内へ逆洗用水を送る逆洗工程の開始のタイミングを制御可能な制御手段を有し、該制御手段は、前記上室内に被処理水を保有した状態で逆洗工程を開始するように制御することを特徴とするものからなる。
【００１５】この逆洗装置においては、上記制御手段は、逆洗工程開始後、前記上室内からのドレン水量を制御することにより、上室内の水位を変化させつつ逆洗を行うように制御するものであることが好ましい。
【００１６】このような本発明に係る濾過装置の逆洗方法および装置においては、従来の逆洗方法に比べ、従来初期に行っていた上室の保有水の全量ドレンを行わないか、あるいは、その一部のみをドレンし、その後逆洗を開始する。この逆洗開始では、上室内に被処理水が保有されているので、立設されているフィルタエレメントの上部側も逆洗することが可能になり、水位を徐々に変化させて下げていけば、フィルタエレメントの上部側から中位〜下部まで万遍なく逆洗することが可能になる。初期的に保有水を全量ドレンしないので、その分、逆洗廃水の発生量が大幅に低減され、所期の目的が達成される。
【００１７】このように濾過装置内に溜まった被処理水および通水が停止したことでフィルタエレメントから一部剥離した懸濁物質をドレンしないままで逆洗を開始するため、フィルタエレメントの洗浄性に悪影響が出ることが懸念されたが、実際には後述の実施例に示すように、初期的に保有水を全量ドレンせずに逆洗を行っても、逆洗工程終了後に得られる濾過装置の差圧回復性能は従来方法に比べて低下せず、従来方法と同等レベルまで差圧を回復させることができた。すなわち、差圧回復性能を損なうことなく、逆洗廃水の発生量を大幅に低減することが可能となる。
【００１８】この逆洗廃水発生量は、濾過装置の容量によって変化するが、たとえば処理量が６５０ｍ3 ／ｈの濾過装置において逆洗総廃水量が２６ｍ3 程度であるとすると、そのうち従来方法における初期的な全量ドレン工程では１１ｍ3 程度の廃水が発生する。しかし本発明では、このような初期的な全量ドレン工程の廃水量が無くなるか、もしくは大幅に減少することになり、このケースの場合、逆洗総排水量は１５〜１８ｍ3 程度にまで大幅に低減させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明について、望ましい実施の形態とともに詳細に説明する。図１は、本発明の適用対象となるフィルタエレメント下部固定型の濾過装置１を、周りの配管系および弁とともに示している。濾過装置１自身の機械的な構成は、本発明方法および従来方法を問わず、実質的に同じ構成である。
【００２０】濾過塔２の内部は、仕切板３（チューブシートとも呼ばれる。）によって上室４と下室５とに区画され、仕切板３には、上室４と下室５を連通するフィルタアダプタ７を介して上室４内にフィルタエレメント６が立設されている。上室４には、被処理水を導入するための被処理水入口弁８を備えた被処理水導入ライン９と、ドレン弁１０を備えたドレンライン１１と、ベント弁１２を備えたベントライン１３が接続されている。下室５には、処理水出口弁１４を備えた処理水排出ライン１５と、逆洗用水入口弁１６を備えた逆洗用水導入ライン１７と、逆洗用空気入口弁１８を備えた逆洗用空気導入ライン１９が接続されている。ここまでの構成は、基本的に従来装置、本発明に係る装置ともに共通である。本発明の一実施態様に係る図１に示した濾過装置の逆洗装置においては、以下に説明する本発明に係る濾過装置の逆洗方法を実行できるように、上記各弁を制御する制御手段としての制御装置２０が設けられていることが従来装置とは異なっている。ただし、この制御装置２０はとくに設けなくても、本発明に係る濾過装置の逆洗方法は、以下に説明する動作を行うことができる限り、実施可能である。
【００２１】以下に、図１の濾過装置およびその配管、弁系を参照しながら、かつ、従来方法と詳細に比較しながら、本発明に係る逆洗方法について説明する。
【００２２】まず、図１を用いて、従来の逆洗方法について説明する。
＜従来方法＞■濾過運転停止：被処理水入口弁８および処理水出口弁１４を閉じる（図６におけるステップ■に対応）。
【００２３】■ドレンＩ：ドレン弁１０、ベント弁１２を開き、濾過装置内の被処理水を全量ドレンする（濾過助材としてプリコート材を用いている場合は通水停止により剥離した廃プリコート材も一緒にドレンする）（図６におけるステップ■に対応）。
【００２４】■■逆洗Ｉ：逆洗用空気入口弁１８を開き、逆洗用空気を導入して水（濾過塔下部に溜まった処理水）と共にフィルタエレメント内部より外部に急速に吹き出させて洗浄する。その後、ドレン弁１０を開き逆洗廃水を全量ドレンする（図６におけるステップ■に対応）。逆洗を繰り返す場合は、次の逆洗にそなえて逆洗用水入口弁１６を開き濾過塔下部に逆洗用水を張る（図６におけるステップ■に対応）。
【００２５】■■逆洗ＩＩ：濾過塔下部およびフィルタエレメントの高さの１／３程度まで水を張り、逆洗を行う。逆洗方法は逆洗Ｉと同様に行う（図６におけるステップ■に対応）。この時ドレン弁１０は開かず、更に濾過塔下部から逆洗用水を導入し、フィルタエレメントの高さの２／３程度まで水を張ってから逆洗を行う（図６におけるステップ■に対応）。この操作はフィルタエレメント上部を洗浄することを目的としている。
【００２６】■ドレンＩＩ：ドレン弁１０を開き、濾過装置内に溜まった逆洗廃水を全量ドレンする（図６におけるステップ■に対応）。
【００２７】■必要に応じて行う逆洗ＩＩＩをそなえて逆洗用水入口弁１６を開き濾過塔下部に逆洗用水を張る。逆洗ＩＩＩは逆洗Ｉと同様に行う（図６におけるステップ■に対応）。
【００２８】■満水：採水にそなえて、濾過塔下部から水を導入して濾過塔を満水にする。これによって、次の濾過運転の開始が可能となる。
【００２９】この従来方法においては、前述したように、とくに初期的に濾過塔内の上室の被処理水を全量ドレンするため、総逆洗廃水量が多くなる。
【００３０】＜本発明方法＞図２に示す順序で操作される。以下の操作を実行するため、本実施態様では、各弁は制御装置２０によって所定の順序、タイミングで開閉される。
■濾過運転停止：被処理水入口弁８および処理水出口弁１４を閉じる（ステップ■）。
【００３１】■ドレンＩ：ドレン弁１０、ベント弁１２を開き、たとえばフィルタエレメントの高さの２／３程度の水位まで濾過装置の上室内の被処理水を一部ドレンする（ステップ■）。ただし、全く水抜きをしない場合はこの工程は実施しない。
【００３２】■逆洗Ｉ：逆洗用空気入口弁１８を開き、逆洗用空気を導入して水（濾過塔下部に溜まった処理水）と共にフィルタエレメント内部より外部に急速に吹き出させて洗浄する（ステップ■）。逆洗を繰り返す場合はその後、逆洗用水入口弁１６を開き濾過塔下部に逆洗用水を張りながら、ドレン弁１０を開き水位をたとえばフィルタエレメントの高さの１／３程度に低下させてから逆洗することでフィルタエレメントを効率よく洗浄できる。
【００３３】■ドレンＩＩ：ドレン弁１０を開き、濾過装置の上室内に溜まった逆洗廃水を全量ドレンする（ステップ■）。
【００３４】■逆洗ＩＩをそなえて逆洗用水入口弁１６を開き濾過塔下部に逆洗用水を張る（ステップ■）。
【００３５】■逆洗ＩＩ：逆洗用空気入口弁１８を開き、逆洗用空気を導入して水（濾過塔下部に溜まった処理水）と共にフィルタエレメント内部より外部に急速に吹き出させて洗浄する。その後、ドレン弁１０を開き逆洗廃水を全量ドレンする（ステップ■）。逆洗を繰り返す場合は、次の逆洗にそなえて逆洗用水入口弁１６を開き濾過塔下部に逆洗用水を張る。
【００３６】■満水：採水にそなえて、濾過塔下部から水を導入して濾過塔を満水にする（ステップ■）。これによって、次の濾過運転の開始が可能となる。
【００３７】この本発明に係る方法においては、とくに初期的に濾過塔内の上室の被処理水を全量ドレンしないため、逆洗工程全体における総逆洗廃水量が大幅に低減される。
【００３８】
【実施例】本発明に係る方法および装置による効果を確認するために、以下の試験を行った。フィルタエレメント１本を装着したテストカラムを２系列用意し、それぞれのカラムに懸濁物質を含む被処理水を一定期間通水した後、逆洗を実施した。このとき、一方のテストカラムの逆洗は従来方法により、もう一方のテストカラムの逆洗は本発明に係る方法により、実施した。この通水および逆洗を１０回繰り返し、それぞれのカラムの逆洗による廃水発生量、懸濁物質排出率、差圧回復率、差圧上昇傾向を確認した。結果を表１、図３に示す。なお、この確認試験では懸濁物質として鉄クラッドを用いた。
【００３９】
【表１】
【００４０】確認結果・従来の逆洗方法を採用したテストカラムの平均廃水発生量は５０Ｌであり、本発明に係る逆洗方法を採用したテストカラムの平均廃水発生量は３０Ｌとなり、大幅に低減することができた。
・平均懸濁物質排出率は従来方法、本発明方法とも９０％程度であり大きな差は見受けられなかった。
・逆洗後の差圧回復率は従来方法、本発明方法とも９０％程度であり大きな差は見受けられず、図３に示すように差圧上昇傾向も同等である。
【００４１】上記結果から、本発明に係る方法では、従来方法に比べて、逆洗廃水量を約４０％程度低減することが可能であり、従来方法と同等のフィルタエレメント洗浄性が得られることが確認できた。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る濾過装置の逆洗方法および装置によれば、濾過塔の上室内に被処理水を保有した状態で逆洗工程を開始するようにしたので、逆洗による差圧回復性能を従来方法と同等に保ちながら、逆洗工程全体で発生する逆洗廃水量を大幅に低減することができ、逆洗廃水の処理の手間とコストを大幅に削減することが可能となる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４４００
【氏名又は名称】オルガノ株式会社
【住所又は居所】東京都江東区新砂１丁目２番８号
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| 【出願日】 |
平成１３年１２月６日（２００１．１２．６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９１３８４
【弁理士】
【氏名又は名称】伴 俊光
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| 【公開番号】 |
特開２００３−１７００１２（Ｐ２００３−１７００１２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年６月１７日（２００３．６．１７） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−３７２７０３（Ｐ２００１−３７２７０３） |
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