| 【発明の名称】 |
固液分離装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】深田 尚平
【住所又は居所】東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内
【氏名】坂井 至
【住所又は居所】東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内
【氏名】宇田川 悟
【住所又は居所】東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】中空濾過部材に付着したケーキ状懸濁物質が効率的に除去されるので、濾過速度を高く維持することが可能となって、高い濾過効率が得られる。また、付着するケーキ状懸濁物質量が減少することから中空濾過部材の目詰まりが起きにくくなるので、長時間運転が可能となって、高い濾過効率が得られる。従って、装置の小型化が図れ、低コスト化が図れる。
【解決手段】外面に濾過媒体４を有し、中心部に濾液排出手段を有する平板状の中空濾過部材２を複数個上下に間隔をあけて重ね合わされた濾過体１と、前記濾液排出手段と連通し、濾過体１の中心部にこれを貫通して固定された中空回転軸７と、濾過媒体４の外表面に形成されたケーキ状懸濁物質を掻き取るスクレーパ１２とを具備する濾過装置Ａと、懸濁物質を含有する被処理水の流入口２５と流出口２６とを有すると共に、濾過装置Ａを収容する被処理水貯溜槽Ｂとを備えた固液分離装置において、スクレーパ１２の数は、上部の中空濾過部材２より下部の中空濾過部材２の方が多い。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 少なくとも一方の外面に濾過媒体を有し、中心部に濾液排出手段を有する平板状の中空濾過部材を複数個上下に間隔をあけて重ね合わされた濾過体と、前記濾液排出手段と連通し、前記濾過体の中心部にこれを貫通して固定された中空回転軸と、前記濾過媒体の外表面に形成されたケーキ状懸濁物質を掻き取るスクレーパとを具備する濾過装置と、懸濁物質を含有する被処理水の流入口と流出口とを有すると共に、前記濾過装置を収容する被処理水貯溜槽とを備えた固液分離装置において、前記スクレーパの数は、上部の前記中空濾過部材より下部の前記中空濾過部材の方が多いことを特徴とする固液分離装置。
【請求項２】 少なくとも一方の外面に濾過媒体を有し、且つ外周部に濾液排出手段を有する平板状の中空濾過部材を複数個上下に間隔をあけて重ね合わせた濾過体と、前記濾過体の中心部を離間して貫通する中空回転軸に設けられ、前記濾過媒体の外表面に形成されたケーキ状懸濁物質を掻き取るスクレーパと、前記濾液排出手段に連通した集水管とを具備する濾過装置と、懸濁物質を含有する被処理水の流入口と流出口とを有すると共に、前記濾過装置を収容する被処理水貯溜槽とを備えた固液分離装置において、前記スクレーパの数は、上部の前記中空濾過部材より下部の前記中空濾過部材の方が多いことを特徴とする固液分離装置。
【請求項３】 少なくとも一方の外面に濾過媒体を有し、中心部に濾液排出手段を有する平板状の中空濾過部材を複数個上下に間隔をあけて重ね合わされた濾過体と、前記濾液排出手段と連通し、前記濾過体の中心部にこれを貫通して固定された中空回転軸と、前記濾過媒体の外表面に形成されたケーキ状懸濁物質を掻き取るスクレーパとを具備する濾過装置と、懸濁物質を含有する被処理水の流入口と流出口とを有すると共に、前記濾過装置を収容する被処理水貯溜槽とを備えた固液分離装置において、下部の前記中空濾過部材と前記スクレーパとのクリアランスは、上部の前記中空濾過部材と前記スクリーンとのクリアランスより小さいことを特徴とする固液分離装置。
【請求項４】 少なくとも一方の外面に濾過媒体を有し、且つ外周部に濾液排出手段を有する平板状の中空濾過部材を複数個上下に間隔をあけて重ね合わせた濾過体と、前記濾過体の中心部を離間して貫通する中空回転軸に設けられ、前記濾過媒体の外表面に形成されたケーキ状懸濁物質を掻き取るスクレーパと、前記濾液排出手段に連通した集水管とを具備する濾過装置と、懸濁物質を含有する被処理水の流入口と流出口とを有すると共に、前記濾過装置を収容する被処理水貯溜槽とを備えた固液分離装置において、下部の前記中空濾過部材と前記スクレーパとのクリアランスは、上部の前記中空濾過部材と前記スクリーンとのクリアランスより小さいことを特徴とする固液分離装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、固液分離装置、特に、上水道、下水道またはし尿処理等の水処理過程で発生する排水または汚泥、および懸濁物質を含む工業排水や一般排水を、効率良く分離することができ、しかも長時間運転が可能となり、且つ装置の小型化および低コスト化が図れる固液分離装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、上水道や下水道の水処理過程で発生する汚泥を濃縮する手段として、汚泥貯溜槽内に平板状の中空濾過部材を複数個上下に間隔をあけて重ね合わされた濾過体を設けた固液分離装置として、本発明者等は、第１および第２先行固液分離装置を提案した。これらの詳細は、後述する発明の実施の形態において詳述する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した第１および第２先行固液分離装置によれば、汚泥を効率良く濃縮処理することができるといった利点を有するが、以下のような課題があった。
【０００４】連続的な濾過操作によって、各中空濾過部材の濾過媒体に付着したケーキ状懸濁物質を全ての中空濾過部材に関して一律にスクレーパで掻き取ることによって濾過速度の低下を防ぐ構造を採用しているが、中空濾過部材に付着するケーキ状懸濁物質量は、水頭差が増加する深い部分の中空濾過部材ほど多くなり、濾過量が減少することとなる。また、汚泥の自然沈降によって深くなるほど汚泥濃度が高くなることから、同じく付着するケーキ状懸濁物質量は、深い部分の中空濾過部材ほど多くなり、濾過量が減少する。さらに深い部分の中空濾過部材ほど汚泥が多量に付着することから、深い部分の中空濾過部材ほど目詰まりが速くなる。
【０００５】従って、この発明の目的は、中空濾過部材の深さ方向の付着ケーキ状懸濁物質をスクレーパを用いて適正量に掻き取ることによって、濾過速度を高く維持することで汚泥を効率良く濃縮することができ、しかも、濾過媒体の目詰まりも抑制できることから、長時間運転が可能となり、且つ装置の小型化および低コスト化が図れる固液分離装置に関するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、少なくとも一方の外面に濾過媒体を有し、中心部に濾液排出手段を有する平板状の中空濾過部材を複数個上下に間隔をあけて重ね合わされた濾過体と、前記濾液排出手段と連通し、前記濾過体の中心部にこれを貫通して固定された中空回転軸と、前記濾過媒体の外表面に形成されたケーキ状懸濁物質を掻き取るスクレーパとを具備する濾過装置と、懸濁物質を含有する被処理水の流入口と流出口とを有すると共に、前記濾過装置を収容する被処理水貯溜槽とを備えた固液分離装置において、前記スクレーパの数は、上部の前記中空濾過部材より下部の前記中空濾過部材の方が多いことに特徴を有するものである。
【０００７】請求項２記載の発明は、少なくとも一方の外面に濾過媒体を有し、且つ外周部に濾液排出手段を有する平板状の中空濾過部材を複数個上下に間隔をあけて重ね合わせた濾過体と、前記濾過体の中心部を離間して貫通する中空回転軸に設けられ、前記濾過媒体の外表面に形成されたケーキ状懸濁物質を掻き取るスクレーパと、前記濾液排出手段に連通した集水管とを具備する濾過装置と、懸濁物質を含有する被処理水の流入口と流出口とを有すると共に、前記濾過装置を収容する被処理水貯溜槽とを備えた固液分離装置において、前記スクレーパの数は、上部の前記中空濾過部材より下部の前記中空濾過部材の方が多いことに特徴を有するものである。
【０００８】請求項３記載の発明は、少なくとも一方の外面に濾過媒体を有し、中心部に濾液排出手段を有する平板状の中空濾過部材を複数個上下に間隔をあけて重ね合わされた濾過体と、前記濾液排出手段と連通し、前記濾過体の中心部にこれを貫通して固定された中空回転軸と、前記濾過媒体の外表面に形成されたケーキ状懸濁物質を掻き取るスクレーパとを具備する濾過装置と、懸濁物質を含有する被処理水の流入口と流出口とを有すると共に、前記濾過装置を収容する被処理水貯溜槽とを備えた固液分離装置において、下部の前記中空濾過部材と前記スクレーパとのクリアランスは、上部の前記中空濾過部材と前記スクリーンとのクリアランスより小さいことに特徴を有するものである。
【０００９】請求項４記載の発明は、少なくとも一方の外面に濾過媒体を有し、且つ外周部に濾液排出手段を有する平板状の中空濾過部材を複数個上下に間隔をあけて重ね合わせた濾過体と、前記濾過体の中心部を離間して貫通する中空回転軸に設けられ、前記濾過媒体の外表面に形成されたケーキ状懸濁物質を掻き取るスクレーパと、前記濾液排出手段に連通した集水管とを具備する濾過装置と、懸濁物質を含有する被処理水の流入口と流出口とを有すると共に、前記濾過装置を収容する被処理水貯溜槽とを備えた固液分離装置において、下部の前記中空濾過部材と前記スクレーパとのクリアランスは、上部の前記中空濾過部材と前記スクリーンとのクリアランスより小さいことに特徴を有するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、この発明の固液分離装置の一実施態様を説明するが、先ず、第１先行固液分離装置を、図面を参照しながら説明する。
【００１１】図１は、第１先行固液分離装置を示す概略斜視図、図２は、第１先行固液分離装置の濾過装置を示す斜視図、図３は、第１先行固液分離装置の中空濾過部材を示す分解斜視図、図４は、第１先行固液分離装置の中空回転軸を示す斜視図、図５は、第１先行固液分離装置の他のスクレーパおよびブレードを示す概略斜視図、図６は、第１先行固液分離装置の洗浄手段を示す部分斜視図である。
【００１２】図１に示すように、第１先行固液分離装置は、濾過装置Ａと濾過装置Ａを収容する被処理水貯溜槽Ｂとからなっている。
【００１３】濾過装置Ａは、後述する縦型濾過体１と中空回転軸７とスクレーパ１２とを備えているが、必要に応じて掻き取りブレード１４および洗浄ノズル１５を備えても良い。
【００１４】以下、縦型濾過体１、中空回転軸７、スクレーパ１２、掻き取りブレード１４および洗浄ノズル１５を備えた濾過装置Ａについて、図１から図６を参照しながら説明する。
【００１５】図１から図６において、１は、縦型濾過体である。濾過体１は、懸濁物質を含む被処理水を外側から内側へ、水頭差により濾過する中空濾過部材２が間隔をあけて上下に重ね合わされたものからなっている。
【００１６】なお、加圧または吸引を利用して濾過することも可能であるが、設備コスト、運転コストを考慮すると、水頭差により濾過することが好ましい。
【００１７】中空濾過部材２は、図３に示すように、所定の厚みを有する、例えば、円形状枠体３と枠体３の上面および下面に固定された濾過媒体４とからなっている。濾過媒体４自体が強度の高いものであれば、濾過媒体４を直接、枠体３に固定しても良いが、濾布、高分子体等のように柔らかく、水圧により容易に変形してしまうようなものの場合には、補強用多孔性平板を介して枠体３に固定する必要がある。中空濾過部材２は、後述する集水管取り付け部毎に仕切り板２Ａによって分割されている。仕切り板２Ａは、水圧等による濾過媒体４の変形を防止するものであるが、この変形が問題無いような場合には必要ない。
【００１８】濾過媒体４としては、濾布、不織布、分離膜（精密濾過膜、限外濾過膜、逆浸透膜、イオン交換樹脂膜等）が用いられるが、低コストで固液分離を行なわせるためには、低圧で通過可能な濾布、不織布または精密濾過膜を用いることが好ましい。
【００１９】中空濾過部材２は、その上面および下面を濾過面として用いるため、単位体積当たりの濾過面積を大きく取ることができ、更に中空濾過部材２の径が大きくなればなるほど径の２乗で濾過面積が増加するため、従来、知られている円筒状濾過ドラムのような濾過面積がドラム径の１乗で増加する濾過体よりも濾過効率面で有利となる。なお、中空濾過部材２の形状は、円形以外に矩形、多角形等であっても良い。上記中空濾過部材２がスペーサ５を介して間隔をあけて上下に重ね合わされている。中空濾過部材２の中心部には、後述する中空回転軸の開口に連通する処理水排出口６が形成されている。
【００２０】７は、濾過体１の中心部にこれを貫通して固定された中空回転軸である。中空回転軸７は、図２に示すように、プーリ８およびモータ９等を備えた駆動手段１０によって回転する。中空回転軸７の軸線方向には、図４に示すように、間隔をあけて開口１１が形成されている。開口１１と中空濾過部材２の処理水排出口６とは、合致している。従って、各中空濾過部材２内の処理水は、処理水排出口６および開口１１を通って中空回転軸７に集水される。中空回転軸７の下端は、図１に示すように、処理水排出管１６にジョイント１７を介して水密且つ回転自在に連結され、上端は閉塞されている。
【００２１】１２は、中空濾過部材２間に設けられた、固定軸１３に固定されたスクレーパである。濾過の進行に伴って濾過媒体４の表面に付着し、堆積したケーキ状懸濁物質は、中空濾過部材２の回転に伴って、スクレーパ１２と濾過媒体４との間の隙間分の厚みを残して除去される。この隙間に関して、スクレーパ１２と濾過媒体４とが直接接触する隙間ゼロの状態から非接触の任意隙間の状態の何れも採用することができるが、濾過速度を速める場合には、接触させるか隙間を狭くする。一方、処理水中の懸濁濃度を低くしたい場合には、隙間を広くすれば良い。
【００２２】また、濾過体１の回転速度によっても、濾過媒体４の表面上に堆積したケーキ状懸濁物質の厚みを調節することが可能である。即ち、濾過体１の回転速度が遅い場合には、スクレーパ１２による懸濁物質の除去頻度が減少するため堆積したケーキ状懸濁物質の厚みは厚くなり、一方、濾過体１の回転速度が早い場合には、懸濁物質の除去頻度が増加するためケーキ状懸濁物質の厚みは薄くなる。
【００２３】スクレーパ１２の材質としては、金属、高分子材料、セラミック等を用いることが可能であるが、被処理水に対して耐腐食性を有し、また、濾過媒体４と直接接触する場合のことを考慮して耐摩耗性を有するものが好ましい。
【００２４】スクレーパ１２によるケーキ状懸濁物質の除去は、連続的に行なってもあるいは定期的に行なっても良い。定期的に行なう場合には、固定軸１３を回動可能とし、ケーキ状懸濁物質の除去時のみ、固定軸１３を回動させてスクレーパ１２を中空濾過部材２間に挿入する。
【００２５】１４は、掻き取りブレードであり、水平に往復移動することによりスクレーパ１２の掻き取り側の面に付着したケーキ状懸濁物質を掻き取り、中空濾過部材２間の外に掻き出す。スクレーパ１２が上述のように回動可能な場合には、掻き取りブレード１４は、図５に示すように、回動後の位置において、水平に往復移動するようにする。掻き取りブレード１４とスクレーパ１２とは、ケーキ状懸濁物質の掻き出し効果の面では、接触、非接触の何れでも良いが、材料の摩耗を考慮すると非接触が好ましい。
【００２６】１５は、中空濾過部材２間に設けられた、濾過媒体４の外側を洗浄する洗浄手段としての洗浄ノズルである。洗浄ノズル１５は、各濾過媒体４の外面に流体を吹き付けて、濾過媒体４に付着したケーキ状懸濁物質を除去し、また、濾過媒体４が目詰まりを起こした場合の濾過機能を回復させる。用いる洗浄用流体としては、濾過体１からの処理水の他、外部からの導入水、洗浄薬液および空気等が可能であるが、運転コストの削減効果を考慮すると、処理水、空気または処理水と空気との併用が望ましい。洗浄ノズル１５のノズル孔１５Ａは、図６に示すように、ヘッダ管の上下に設けることによって、上段の濾過媒体４の下面および下段の濾過媒体４の上面を同時に洗浄することができる。
【００２７】１８は、処理水排出管１６からの処理水が溜められる処理水槽、１９は、処理水用ポンプ、２０は、空気用コンプレッサ、２１は、処理水排出管１６に設けられた第１バルブ、２２は、洗浄ノズル１５への流体の開閉を行なう第２バルブ、２３は、処理水用ポンプ１９出側に設けられた第３バルブ、そして、２４は、空気用コンプレッサ２０の出側に設けられた第４バルブである。なお、各バルブ２１、２２、２３、２４、処理水用ポンプ１９および空気用コンプレッサ２０は、逆洗浄手段としても作用する。
【００２８】被処理水貯溜槽Ｂは、懸濁物質を含有する被処理水流入口２５と濃縮固形分流出口２６とを有していて、少なくとも１つの濾過装置Ａが収容されている。
【００２９】なお、この例のように、被処理水貯溜槽Ｂを濾過装置Ａ専用に設けても良いが、上水道、下水道、し尿処理、工業排水処理または一般排水処理のフロー中の既存の槽を用いることも可能である。
【００３０】以上のように構成されている、第１先行固液分離装置によれば、以下のようにして、懸濁物質を含む被処理水が処理される。
【００３１】図１に示すように、流入口２５から被処理水貯溜槽Ｂ内に注入された下水等の被処理水は、回転する濾過体１の各中空濾過部材２内に水頭差によって濾過媒体４を介して流入し、濾過される。このようにして、各中空濾過部材２内に流入した処理水は、中空回転軸７を通り処理水排出管１６から処理水槽１８に溜められる。
【００３２】濾過の進行に伴い、各中空濾過部材２の濾過媒体には、ケーキ状懸濁物質が付着するが、この付着懸濁物質は、回転する中空濾過部材２の濾過媒体４に近接して固定されたスクレーパ１２によって掻き取られ、濾過により濃縮された懸濁物質の固形分と共に、被処理水貯溜槽Ｂの底部に沈殿する。スクレーパ１２の掻き取り側の面に付着したケーキ状懸濁物質は、掻き取りブレード１４によって掻き取られ、各中空濾過部材２間から掻き出され、被処理水貯溜槽Ｂの底部に沈殿する。
【００３３】このようにして、被処理水貯溜槽Ｂの底部に沈殿した濃縮固形分および掻き取られたケーキ状懸濁物質は、流出口２６から槽外に排出される。
【００３４】洗浄ノズル１５によって濾過体１を洗浄するには、第２バルブ２２を開き、ポンプ１９によって処理水槽１８内の処理水を各洗浄ノズル１５に供給する。この場合、第４バルブ２４を開き、コンプレッサ２０によって空気を洗浄ノズル１５に供給しても、あるいは、処理水と空気とを併用しても良い。
【００３５】一方、濾過体１を逆圧洗浄するには、第１および第２バルブ２１、２２を閉じ、第３バルブ２３を開き、ポンプ１９によって処理水槽１８内の処理水を処理水排出管１６および中空回転軸７を介して中空濾過部材２内に圧入する。この場合、第４バルブ２４を開き、コンプレッサ２０によって空気を中空濾過部材２内に空気を圧入しても、あるいは、処理水と空気とを併用しても良い。逆圧洗浄用流体としては、処理水以外に、外部からの導入水、洗浄薬液および空気等が可能であるが、運転コストの削減効果を考慮すると、処理水、空気または処理水と空気との併用が望ましい。
【００３６】以上のようにして、懸濁物質を含む被処理水が高能率で処理されると共に、濾過媒体の逆洗および洗浄が行なわれる。
【００３７】なお、以上は、縦型濾過体１を垂直に被処理水貯溜槽Ｂ内に設置した例であるが、中空濾過部材２内の処理水の排出を速やかにするために、濾過体１を傾斜させて設置しても良い。このように、濾過体１を傾斜させることによって、スクレーパ１２および掻き取りブレード１４によるケーキ状懸濁物質の掻き取り効果が向上するといった効果もある。
【００３８】次に、上記第２先行固液分離装置を、図面を参照しながら説明する。
【００３９】図７は、第２先行固液分離装置を示す概略斜視図、図８は、第２先行固液分離装置の濾過装置を示す斜視図、図９は、第２先行固液分離装置の濾過装置を示す一部省略分解斜視図、図１０は、第２先行固液分離装置の中空濾過部材とスクレーパとを示す分解斜視図、図１１は、第２先行固液分離装置の中空濾過部材とスクレーパと掻き取りブレードとの配置を示す斜視図、図１２は、第２先行固液分離装置の集水管を示す部分斜視図、図１３は、第２先行固液分離装置の中空回転軸を示す部分斜視図である。
【００４０】図７に示すように、第２先行固液分離装置の固液分離装置は、濾過装置Ａと濾過装置Ａを収容する被処理水貯溜槽Ｂとを備えている。
【００４１】濾過装置Ａは、後述する濾過体２７と処理水集水管３４とスクレーパ３６とを備えているが、必要に応じて掻き取りブレード４１および洗浄ノズル３９を備えても良い。
【００４２】以下、濾過体２７、処理水集水管３４、スクレーパ３６、掻き取りブレード４１および洗浄ノズル４３を備えた濾過装置Ａについて、図７から図１３を参照しながら説明する。
【００４３】図７から図１３において、２７は、縦型濾過体である。濾過体２７は、懸濁物質を含む被処理水を外側から内側へ、水頭差により濾過する中空濾過部材２８が間隔をあけて上下に重ね合わされたものからなっている。
【００４４】なお、加圧または吸引を利用して濾過することも可能であるが、設備コスト、運転コストを考慮すると、水頭差により濾過することが好ましい。
【００４５】中空濾過部材２８は、所定の厚みを有する、例えば、円形状枠体２９と枠体２９の上面および下面に固定された濾過媒体３０とからなっている。濾過媒体３０自体が強度の高いものであれば、濾過媒体３０を直接、枠体２９に固定しても良いが、濾布、高分子体等のように柔らかく、水圧により容易に変形してしまうようなものの場合には、補強用多孔性平板を介して枠体３に固定する必要がある。中空濾過部材２８は、後述する集水管取り付け部毎に仕切り板２８Ａによって分割されている。仕切り板２８Ａは、水圧等による濾過媒体２７の変形を防止するものであるが、この変形が問題無いような場合には必要ない。
【００４６】濾過媒体２７としては、濾布、不織布、分離膜（精密濾過膜、限外濾過膜、逆浸透膜、イオン交換樹脂膜等）が用いられるが、低コストで固液分離を行なわせるためには、低圧で通過可能な濾布、不織布または精密濾過膜を用いることが好ましい。
【００４７】中空濾過部材２８は、上記第１先行固液分離装置の場合と同様に、従来、知られている円筒状濾過ドラムのような濾過面積がドラム径の１乗で増加する濾過体よりも濾過効率面で有利となる。なお、中空濾過部材２８の形状は、円形以外に矩形、多角形等であっても良い。上記中空濾過部材２８がスペーサ３１を介して間隔をあけて上下に重ね合わされている。
【００４８】中空濾過部材２８の側面には、リング状の集水管取り付け部３２が突設されていて、集水管取り付け部３２内に後述する処理水集水管が挿入されている。集水管取り付け部３２には、図１０に示すように、中空濾過部材２８内と連通する処理水排出手段としても連通口３３が形成されている。前記集水管は、最小限１本で良いので、取り付け部３２も最小限１個所で良いが、この例では、中空濾過部材２８の補強も兼ねて等間隔で４個所設けられている。
【００４９】３４は、中空濾過部材２８の集水管取り付け部３２内に挿入された処理水集水管である。集水管３４の軸線方向には、図１２に示すように、間隔をあけて開口３５が形成されている。開口３５と集水管取り付け部３２の連通口３３とは、合致している。従って、各中空濾過部材２８内の処理水は、連通口３３および開口３５を通って集水管３４に集水される。各集水管３４は、後述する処理水排出管に連結され、上端は閉塞されている。
【００５０】３６は、各中空濾過部材２８間に設けられた、後述する中空回転軸に固定され、これによって回転可能なスクレーパである。スクレーパ３６は、前記回転軸を中心として渦巻き状に配された複数枚（この例では２枚）の羽根からなっている。スクレーパ３６の回転によって濾過媒体４の表面に、濾過の進行に伴って付着および堆積したケーキ状懸濁物質は、スクレーパ３６と濾過媒体３０との間の隙間分の厚みを残して除去される。この隙間に関して、スクレーパ３６と濾過媒体３０とが直接接触する隙間ゼロの状態から非接触の任意隙間の状態の何れも採用することができるが、濾過速度を速める場合には、接触させるか隙間を狭くする。一方、処理水中の懸濁濃度を低くしたい場合には、隙間を広くすれば良い。
【００５１】また、スクレーパ３６の回転速度によっても、濾過媒体３０の表面上に堆積したケーキ状懸濁物質の厚みを調節することが可能である。即ち、回転速度が遅い場合には、スクレーパ３６による懸濁物質の除去頻度が減少するため堆積した懸濁物質の厚みは厚くなり、一方、回転数が早いと懸濁物質の除去頻度が増加するため懸濁物質の厚みは薄くなる。スクレーパ３６の材質は、上記第１先行固液分離装置におけると同様である。スクレーパ３６によるケーキ状懸濁物質の除去は、連続的に行なってもあるいは定期的に行なっても良い。
【００５２】３７は、各スクレーパ３６および後述する洗浄ノズルが固定された垂直な中空回転軸である。中空回転軸３７は、各中空濾過部材２８の中心部を貫通し、プーリ３８およびモータ３９等を備えた駆動手段４０によってスクレーパ３６の渦巻き方向に回転する。中空回転軸３７と各中空濾過部材２８とは完全に離間している。
【００５３】４１は、掻き取りブレードであり、スクレーパ３６の掻き取り側の面に付着したケーキ状懸濁物質を掻き取り、中空濾過部材２８間の外に掻き出す。掻き取りブレード４１の先端部は、スクレーパ３６の回転に伴ないスクレーパ３６の掻き取り側の面に沿って所定角度範囲内を回動軸４２を中心として回動する。
【００５４】なお、掻き取りブレード４１は、カム機構を備えた回動手段（図示せず）を回動軸４２に取り付けて、自らスクレーパ３６の回転に合わせて回動するようにしても、あるいは、スクレーパ３６の回転に伴って回動するようにしても良い。スクレーパ３６の回転に伴って回動させる場合には、掻き取りブレード４１の先端端がスクレーパ３６の掻き取り側の面に沿って摺動するようにし、且つ、掻き取りブレード４１自体に弾性力を付与しておいて、掻き取りブレード４１がスクレーパ３６から外れた時に元の状態に復帰するようにする。
【００５５】掻き取りブレード４１とスクレーパ３６とは、ケーキ状懸濁物質の掻き出し効果の面では、接触、非接触の何れでも良いが、材料の摩耗を考慮すると非接触が好ましい。
【００５６】４３は、図７および図１３に示すように、中空濾過部材２８間に設けられた、濾過媒体３０の外側を洗浄する洗浄手段としての洗浄ノズルである。洗浄ノズル４３は、各濾過媒体３０の外面に流体を吹き付けて、濾過媒体３０に付着したケーキ状懸濁物質を除去し、また、濾過媒体３０が目詰まりを起こした場合の濾過機能を回復させる。用いる洗浄用流体としては、濾過体２７からの処理水の他、外部からの導入水、洗浄薬液および空気等が可能であるが、運転コストの削減効果を考慮すると、処理水、空気または処理水と空気との併用が望ましい。
【００５７】洗浄ノズル４３からの洗浄用流体は、濾過媒体３０の全面に行き渡らせる必要があるため、スクレーパ３６と同様に中空回転軸３７に固定されている。洗浄用流体は、中空回転軸３７を介して各洗浄ノズル１７に供給される。洗浄用流体は、上記第１固液分離装置と同様である。洗浄ノズル４３のノズル孔４３Ａは、図１３に示すように、上下に設けることによって、上段の濾過媒体３０下面および下段の濾過媒体３０の上面を同時に洗浄することができる。
【００５８】４４は、処理水排出管５１からの処理水が溜められる処理水槽、４５は、処理水排出管５１への処理水の開閉を行なう第１バルブ、４６は、中空回転軸３７への処理水の開閉を行なう第２バルブ、４７は、処理水排出管５１への空気の開閉を行なう第３バルブ、４８は、中空回転軸３７への空気の開閉を行なう第４バルブ、４９は、処理水用ポンプ、そして、５０は、空気用コンプレッサである。なお、図７では、集水管３４は、１本のみ設けられており、処理水排出管５１に続されている。また、第１バルブ４５、第３バルブ４７、処理水用ポンプ４９および空気用コンプレッサ５０は、逆洗浄手段となる。
【００５９】被処理水貯溜槽Ｂは、懸濁物質を含有する被処理水の流入口５２と濃縮固形分の流出口５３とを有していて、少なくとも１つの濾過装置Ａが収容されている。
【００６０】なお、この例のように、被処理水貯溜槽Ｂを濾過装置Ａ専用に設けても良いが、上水道、下水道、し尿処理、工業排水処理または一般排水処理のフロー中の既存の槽を用いることも可能である。
【００６１】以上のように構成されている、第２先行固液分離装置によれば、以下のようにして、懸濁物質を含む被処理水が処理される。
【００６２】図７に示すように、流入口５２から被処理水貯溜槽Ｂ内に注入された下水等の被処理水は、濾過体２７の各中空濾過部材２８内に水頭差によって濾過媒体３０を介して流入し、濾過される。このようにして、各中空濾過部材２８内に流入した処理水は、集水管３４を介して処理水排出管５１から処理水槽４４に溜められる。
【００６３】濾過の進行に伴い、各中空濾過部材２８の濾過媒体には、ケーキ状懸濁物質が付着するが、この付着懸濁物質は、中空回転軸３７により回転するスクレーパ３６によって掻き取られ、濾過により濃縮された懸濁物質の固形分と共に、被処理水貯溜槽Ｂの底部に沈殿する。スクレーパ３６の掻き取り側の面に付着したケーキ状懸濁物質は、掻き取りブレード４１によって掻き取られ、各中空濾過部材３７間から掻き出され、被処理水貯溜槽Ｂの底部に沈殿する。
【００６４】このようにして、被処理水貯溜槽Ｂの底部に沈殿した濃縮固形分および掻き取られたケーキ状懸濁物質は、流出口５３から槽外に排出される。
【００６５】洗浄ノズル４３によって濾過体２７を洗浄するには、第２バルブ４６を開き、ポンプ４９によって処理水槽４４内の処理水を中空回転軸３７を介して各洗浄ノズル４３に供給する。この場合、第４バルブ４８を開き、コンプレッサ５０によって空気を中空回転軸３７を介して各洗浄ノズル４３に供給しても、あるいは、処理水と空気とを併用しても良い。
【００６６】一方、濾過体２７を逆圧洗浄するには、第１バルブ４５を開き、ポンプ４９によって処理水槽４４内の処理水を集水管３４を介して各中空濾過部材２８内に圧入する。この場合、第３バルブ４７を開き、コンプレッサ５０によって空気を集水管３４を介して各中空濾過部材２８内に圧入しても、あるいは、処理水と空気とを併用しても良い。
【００６７】以上のようにして、懸濁物質を含む被処理水が高能率で処理されると共に、濾過媒体の逆洗および洗浄が行なわれる。
【００６８】なお、以上は、縦型濾過体２７を垂直に被処理水貯溜槽Ｂ内に設置した例であるが、中空濾過部材２８内の処理水の排出を速やかにするために、濾過体２７を集水管３４方向に傾斜させて設置しても良い。このように、濾過体２７を傾斜させることによって、スクレーパ３６および掻き取りブレード４１によるケーキ状懸濁物質の掻き取り効果が向上するといった効果もある。
【００６９】この発明は、上記第１先行固液分離装置において、スクレーパ１２の数を上部の中空濾過部材２より下部の中空濾過部材２の方を多くしたものである。
【００７０】中空濾過部材２に付着するケーキ状懸濁物質は、深い部分の中空濾過部材２で濾過圧力が高くなるものほど、また深い部分の中空濾過部材２で中空濾過部材２の周囲の汚泥濃度が沈降現象により高くなるものほど厚みが増加し、この結果、濾過速度は減少する。
【００７１】従って、深い部分の中空濾過部材２ほどスクレーパ１２の設置枚数を増やすか、またはスクレーパ１２による汚泥掻き取りのためのクリアランスを小さくすることによって、付着するケーキ状懸濁物質厚みを低くすることができ、濾過速度を増加させることが可能となる。さらに、深い部分の中空濾過部材２に付着するケーキ状懸濁物質厚みが薄くなることから、長期間の濾過運転を実施しても目詰まりの進行が抑制され、安定した濾過速度を得ることが可能となる。
【００７２】図１４および図１５に、深い部分の中空濾過部材２ほどスクレーパ１２の設置枚数を増やした場合を示す。すなわち、上部の中空濾過部材２から下部の中空濾過部材２にわたってスクレーパ１２の設置枚数を順次（２枚の中空濾過部材毎）、１枚、２枚、３枚と増加させたものである。
【００７３】図１６および図１７に、深い部分の中空濾過部材２ほどスクレーパ１２と中空濾過部材２とのクリアランスを小さくした場合を示す。すなわち、上部の中空濾過部材２から下部の中空濾過部材２にわたってスクレーパ１２と中空濾過部材２とのクリアランスを順次、１ｍｍ、０．８ｍｍ、０．６ｍｍ、０．４ｍｍ、０．２ｍｍ、０ｍｍと小さくしたものである。
【００７４】図１８に、深い部分の中空濾過部材２ほどスクレーパ１２の設置枚数を増やすと共に、スクレーパ８と中空濾過部材２とのクリアランスを小さくした場合を示す。すなわち、上部の中空濾過部材２から下部の中空濾過部材２にわたってスクレーパ１２の設置枚数を順次（２枚の中空濾過部材毎）、１枚、２枚、３枚と増加させると共に、上部の中空濾過部材２から下部の中空濾過部材２にわたってスクレーパ１２と中空濾過部材２とのクリアランスを順次、１ｍｍ、０．８ｍｍ、０．６ｍｍ、０．４ｍｍ、０．２ｍｍ、０ｍｍと小さくしたものである。
【００７５】スクレーパ１２の増加枚数およびクリアランスの大きさは、これに限定されるものではない。
【００７６】なお、以上は、この発明を第１先行固液分離装置に適用した場合であるが、この発明を上記第２先行固液分離装置に適用することも良いことは言うまでもなく、この場合にも、この発明を第１先行固液分離装置に適用した場合と同様な効果がもたらされる。
【００７７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば、深い部分の中空濾過部材ほど、付着するケーキ状懸濁物質を掻き取るためのスクレーパの枚数を増やすか、または中空濾過部材とのクリアランスを調節することによって、中空濾過部材に付着したケーキ状懸濁物質が効率的に除去され、濾過速度を高く維持することが可能となって、高い濾過効率が得られる。また、付着するケーキ状懸濁物質量が減少することから中空濾過部材の目詰まりが起きにくくなり、長時間運転が可能となって、高い濾過効率が得られる。従って、装置の小型化が図れ、低コスト化が図れるといった有用な効果がもたらされる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４１２３
【氏名又は名称】ＪＦＥエンジニアリング株式会社
【住所又は居所】東京都千代田区丸の内一丁目１番２号
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| 【出願日】 |
平成１４年１月３１日（２００２．１．３１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８３８３９
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 泰男
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| 【公開番号】 |
特開２００３−２２５５１８（Ｐ２００３−２２５５１８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年８月１２日（２００３．８．１２） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−２３８３８（Ｐ２００２−２３８３８） |
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