JP6010421B2

JP6010421B2 - 長繊維ろ過装置の逆洗方法

Info

Publication number: JP6010421B2
Application number: JP2012228885A
Authority: JP
Inventors: 大輔田坂; 清水　和彦; 和彦清水
Original assignee: Organo Corp
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 2012-10-16
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2016-10-19
Anticipated expiration: 2032-10-16
Also published as: JP2014079692A

Description

本発明は、長繊維ろ過装置の技術、特に長繊維ろ過装置の逆洗方法の技術に関する。

従来より、上水処理施設、下水処理施設、産業排水処理施設、産業用水処理施設等の各種処理工程において、原水中の懸濁物質を除去するためのろ過処理として、長繊維束をろ過材として用いたろ過装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。特許文献１及び２のようなろ過装置は、砂ろ過等に比べ、損失水頭が少なく、高流速でろ過をすることが可能である。また、特許文献１及び２のようなろ過装置は、長繊維束の下端が支持体に固定されているため、高流速の逆洗水を流入させることができるため、短時間の逆洗で長繊維束に捕捉された懸濁物質を取り除くことが可能である。

また、例えば、特許文献３には、上部流出入口及び下部流出入口を備える支持ノズルに長繊維束を取り付けたろ過装置が開示されている。特許文献３のろ過装置によれば、洗浄工程において、効率よく長繊維束に捕捉された懸濁物質を排出させることが可能となる。

また、例えば、特許文献４には、長繊維束を捲縮加工したろ過装置が開示されている。特許文献４のろ過装置によれば、速いろ過速度で運転することができ、ろ過継続時間を長くすることが可能となる。なお、捲縮加工された長繊維束は直立し易くなるため、ろ過通水の際には過剰に圧密されて損失水頭が急上昇することが起こり難くなり、逆洗の際には繊維束が伸び易く、捕捉した懸濁物質を排出し易くなる。

また、例えば、特許文献５には、逆洗排水をろ過槽の下部から排出する逆洗方法が開示されている。特許文献５の逆洗方法によれば、逆洗水を高速流で流さなくても、効率的に長繊維束に捕捉された懸濁物質を排出させることが可能となる。

特開昭６３−３１５１１０号公報特開平１−３０４０１１号公報特開平１１−１３７９１４号公報特開２００６−１９８５９０号公報特開２０１１−１１５７０２号公報

本発明の目的は、効率的に長繊維束の逆洗を行い、且つ長繊維束の捲縮率の低下を抑制することができる長繊維ろ過装置の逆洗方法を提供することである。

本発明は、ろ過槽内に配設された支持体に支持され、支持体を境として、上方位置にろ過水流入部及び逆洗流体流出部として機能する上部流出入口と、下方位置にろ過水流出部及び逆洗流体流入部として機能する下部流出入口と、を有する中空支持ノズルと、捲縮加工された長繊維の束であって、上端を自由端とし、下端を前記支持ノズルの上方位置で固定した長繊維束と、を備え、前記ろ過槽内に原水を下降流で通水してろ過処理を行う長繊維ろ過装置の逆洗方法であって、前記下部流出入口及び前記上部流出入口を介して、前記逆洗流体としての洗浄水及び洗浄ガスを上向流で流して、前記長繊維束を洗浄する逆洗工程を備え、前記逆洗工程では、前記ろ過槽内へ流入する前記洗浄ガスの流入速度は１８０ｍ／ｈ以上から３００ｍ／ｈ以下の範囲であり、前記洗浄水の流入速度は４５ｍ／ｈ以上から７５ｍ／ｈ以下の範囲であり、前記上部流出入口から流出する前記洗浄ガスの流出速度は、７．０ｍ／ｓ以上から２７．０ｍ／ｓ以下の範囲であり、前記洗浄水の流出速度は、１．７ｍ／ｓ以上から６．０ｍ／ｓ以下の範囲であり、前記長繊維はポリエステル繊維である。

前記長繊維ろ過装置の逆洗方法において、前記上部流出入口から流出する前記洗浄ガスの流出速度は、７．０ｍ／ｓ以上から１２．０ｍ／ｓ以下の範囲であり、前記洗浄水の流出速度は、１．７ｍ／ｓ以上から３．０ｍ／ｓ以下の範囲であることが好ましい。

本発明によれば、効率的に長繊維束の逆洗を行い、且つ長繊維束の捲縮率の低下を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る長繊維ろ過装置の構成の一例を示す模式図である。本実施形態の長繊維ろ過装置に用いられる支持ノズルの構成の一例を示す模式図である。

本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る長繊維ろ過装置の構成の一例を示す模式図である。図１に示す長繊維ろ過装置１は、ろ過槽１０、原水流入管１２、処理水流出管１４、逆洗水流入管１６、逆洗排水流出管１８、空気流入管２２、原水貯留槽２４、処理水槽２６、原水ポンプ２８、逆洗ポンプ３０、逆洗ブロワ３２を備える。

ろ過槽１０には、支持体３６が設置されている。支持体３６は、複数の開口（不図示）が形成された板状体等であり、該開口のそれぞれに支持ノズル３８（ストレイナー）が挿入され、固定されている。支持ノズル３８には、長繊維束４０の下端が固定されおり、長繊維束４０の上端は自由端となっている。支持ノズル３８の詳細については後述する。

原水貯留槽２４には、原水が貯留される。この原水貯留槽２４には、原水流入管１２の一端が接続され、他端は原水ポンプ２８、バルブ５４を介して、ろ過槽１０の上部（支持体３６より上方）に接続される。なお、原水がろ過槽１０に自然流下で流入可能な場合には、原水ポンプ２８は不要である。ろ過槽１０の下部（支持体３６より下方）には、処理水流出管１４の一端が接続され、他端はバルブ４６を介して処理水槽２６に接続されている。また、処理水槽２６には、逆洗水流入管１６の一端が接続され、他端は逆洗ポンプ３０、バルブ４８を介して、ろ過槽１０の下部（支持体３６より下方）に接続されている。さらに、ろ過槽１０の下部（支持体３６より下方）には、空気流入管２２の一端も接続され、その他端はバルブ５０を介して逆洗ブロワ３２に接続されている。また、ろ過槽１０の上部には、バルブ５６が設けられた逆洗排水流出管１８が接続されている。

図２は、本実施形態の長繊維ろ過装置に用いられる支持ノズルの構成の一例を示す模式図である。図２に示すように、支持ノズル３８は、中空の下部筒状体４１と上部筒状体４２の２つの部材から構成される。下部筒状体４１は、上端４１ａ及び下端４１ｂが開口されていると共に、上端４１ａ寄りの外周面にフランジ部４１ｃが突設されている。下部筒状体４１は、フランジ部４１ｃの下面が支持体３６の表面に当接するまで、支持体３６の開口（不図示）に対して上方から挿入されて配設される。下部筒状体４１には、支持体３６よりも下方に位置することになる周壁の適宜部位に、ろ過水流出部及び逆洗流体流入部として機能する下部流出入口４１ｄが形成されている。なお、符号４３は、下部筒状体４１を支持体３６に固定するため、下部筒状体４１の周面に螺合されるナットである。

上部筒状体４２は、上端４２ａに端壁４２ｂを有すると共に、下端４２ｃが開口されており、下部筒状体４１のフランジ部４１ｃよりも上方位置の周面に螺合又は嵌合によって連結されて配設される。また、端壁４２ｂの略中央部には、集水専用口としての所定径の孔４２ｄが形成されていると共に、上部筒状体４２内には、孔４２ｄを開閉する弁機構が設けられている。この弁機構により、孔４２ｄはろ過水流入部としてのみ機能し、逆洗流体流出部としては機能しないようになっている。弁機構は、孔４２ｄをろ過時に開放し、逆洗時に閉塞できるものであれば、どのような構造であってもよいが、本実施形態では、孔４２ｄの径よりも大きな径を有するボール弁４２ｆとこのボール弁４２ｆの落下防止のため、上部筒状体４２の長さ方向略中央部において、内方に突設した突起４２ｇとから構成されるものを用いている。

また、突起４２ｇと端壁４２ｂとの間の周壁、すなわち、支持体３６を境として、その上方位置にろ過水流入部及び逆洗流体流出部として機能する上部流出入口４２ｈが形成されている。なお、この上部流出入口４２ｈと上記した下部筒状体４１の下部流出入口４１ｄは、いずれも形状が限定されるものではなく、円形や長孔状等、種々の形状で形成することができる。

図２に示すように、支持体３６を境とした支持ノズル３８の上方位置、すなわち支持ノズル３８の上部筒状体４２の周囲には、長繊維束４０の下端が固定配設され、図１に示すように、長繊維束４０の上端は自由端となっている。固定方法は任意であるが、本実施の形態では、長繊維束４０の下端の外周囲にバンド部材４４をはめて締め付け固定している。

長繊維束４０は、捲縮加工が施されている。ここで、捲縮とは、ＪＩＳＬ０２０８に記載されているように、繊維の縮れのことを言う。長繊維束４０に捲縮加工を施すことにより、直立し易くなり、ろ過通水の際には過剰に圧密されて損失水頭が急上昇することが起こり難くなり、逆洗の際には長繊維束が伸び易く、捕捉した懸濁物質を排出し易くなる。

次に、本実施形態に係る長繊維ろ過装置１の動作について説明する。

上工水道水、下水２次処理水、下水３次処理水、河川水、湖沼水、凝集沈殿上澄み水、各種工程中間水、各種回収水、各種排水等の懸濁物質を含む原水は、原水貯留槽２４に貯留された後、原水ポンプ２８により原水流入管１２を通り、ろ過槽１０内部に導入される。ろ過槽１０の上方から導入された原水は、ろ過槽１０の上部から下降流で流れる際に、長繊維束４０によって、原水中の懸濁物質が捕捉される。懸濁物質が除去された原水（処理水）は、支持ノズル３８の孔４２ｄ及び上部流出入口４２ｈから支持ノズル３８内に流入し、ボール弁４２ｆを下方に位置する突起４２ｇに対して押しつけると共に、突起４２ｇ間の隙間を通り、下部流出入口４１ｄ及び開口している下端４１ｂから流出し、ろ過槽１０の下部から処理水流出管１４に排出される。そして、処理水は処理水流出管１４を通り、処理水槽２６に貯留される。なお、ろ過処理の時には、バルブ５４，４６を開口状態とし、バルブ４８，５０，５６を閉口状態としている。

本実施形態では、所定期間のろ過処理を実施した場合や、ろ過槽１０内の損失水頭が所定の高さまで上昇した場合等に、逆洗処理を実施し、長繊維束４０を洗浄する。以下、逆洗処理について説明する。

バルブ５４，４６を閉口状態として、バルブ４８，５０，５６を開口状態とし、逆洗ポンプ３０及び逆洗ブロワ３２を稼働させる。逆洗流体としての空気は、空気流入管２２を通してろ過槽１０の下部から導入され、また、逆洗流体としての洗浄水（処理水）は、逆洗水流入管１６を通してろ過槽１０の下部から導入される。ろ過槽１０の下部から導入された逆洗流体（空気及び洗浄水）は上向流となって、支持ノズル３８の下部流出入口４１ｄ及び開口している下端４１ｂから流入する。

支持ノズル３８内を通過する逆洗流体は、ボール弁４２ｆを押し上げ、端壁４２ｂの孔４２ｄを閉塞し、上部流出入口４２ｈのみから噴出する。上部流出入口４２ｈから噴出した洗浄流体によって、長繊維束４０が振動して伸長し、長繊維束４０に捕捉されていた懸濁物質が除去される。そして、除去された懸濁物を含んだ逆洗流体が逆洗排水流出管１８から、長繊維ろ過装置１の系外へ排出される。逆洗排水流出管１８から排出される排水は排水処理設備等に移送される。なお、本実施形態では、逆洗水として処理水槽２６に貯留した処理水を使用したが、長繊維束４０を洗浄するために用いることができる洗浄水であれば、特に制限されるものではない。また、逆洗ガスとして空気を使用したが、長繊維束４０を洗浄するために用いることができる洗浄ガスであれば、特に制限されるものではない。

本実施形態では、逆洗工程の際の洗浄水の流量及び洗浄ガスの流量を以下の範囲で制御する。

ろ過槽１０内へ流入する洗浄ガスの流入速度を１８０ｍ／ｈ以上から３００ｍ／ｈ以下の範囲とし、洗浄水の流入速度を４５ｍ／ｈ以上から７５ｍ／ｈ以下の範囲にする。また、支持ノズル３８の上部流出入口４２ｈから流出する洗浄ガスの流出速度を７．０ｍ／ｓ以上から２７．０ｍ／ｓ以下の範囲、好ましくは７．０ｍ／ｓ以上から１２．０ｍ／ｓ以下の範囲とし、洗浄水の流出速度を１．７ｍ／ｓ以上から６．０ｍ／ｓ以下の範囲、好ましくは、１．７ｍ／ｓ以上から３．０ｍ／ｓ以下の範囲とする。ここで、ろ過槽１０内へ流入する洗浄ガスの流入速度とは、単位時間当たりにろ過槽１０の断面積を通過する洗浄ガスの速度で、洗浄ガスの流量をろ過槽１０の断面積で割ることにより求められる。また、ろ過槽１０内へ流入する洗浄水の流入速度とは、単位時間当たりにろ過槽１０の断面積を通過する洗浄水の速度で、洗浄水の流量をろ過槽１０の断面積で割ることにより求められる。また、支持ノズル３８の上部流出入口４２ｈから流出する洗浄ガスの流出速度とは、単位時間当たりに支持ノズル３８の上部流出入口４２ｈを通過する洗浄ガスの速度であり、洗浄ガスの流量を上部流出入口４２ｈの断面積（通常、上部流出入口４２ｈは複数存在するため、各断面積の和となる）で割ることにより求められる。また、支持ノズル３８の上部流出入口４２ｈを通過する洗浄水とは、単位時間当たりに支持ノズル３８の上部流出入口４２ｈを通過する洗浄水の速度であり、洗浄水の流量を上部流出入口４２ｈの断面積（通常、上部流出入口４２ｈは複数存在するため、各断面積の和となる）で割ることにより求められる。

本実施形態のように、ろ過槽１０内へ流入する洗浄ガスの流入速度を３００ｍ／ｈ以下、洗浄水の流入速度を７５ｍ／ｈ以下にすることで、縦に引っ張る力が長繊維束４０に過剰に加えられることが抑えられ、長繊維束４０の捲縮率の低下が抑えられたり、長繊維の強度の低下が低減されたりする。その一方で、洗浄ガスの流入速度を１８０ｍ／ｈ未満、洗浄水の流入速度を４５ｍ／ｈ未満とすると、長繊維束４０が捕捉した懸濁物質を取り除いてろ過槽１０外へ排出し難くなり、洗浄効果が著しく減少することとなる。

さらに、本実施形態のように、支持ノズル３８の上部流出入口４２ｈからの洗浄水の流出速度１．７ｍ／ｓ以上、洗浄ガスの流出速度７．０ｍ／ｓ以上にすることで、長繊維束４０を効率よく振動させることができ、長繊維束４０が捕捉した懸濁物質を効率よく取り除くことができる。その結果、洗浄不良によるろ過槽１０内への懸濁物質の蓄積が低減できる。支持ノズル３８の上部流出入口４２ｈからの洗浄流体の流出速度は、上部流出入口４２ｈの総断面積を調整すること、例えば、上部流出入口４２ｈの口径を小さく（又は大きく）することや、上部流出入口４２ｈの個数を減少（又は増加）させることで達成できる。その一方で、洗浄水の流出速度を６．０ｍ／ｓ超、洗浄ガスの流出速度を２７．０ｍ／ｓ超にすると、上部流出入口４２ｈの断面積が非常に小さくなるため、上部流出入口４２ｈが、洗浄水に含まれる浮遊物質やろ過槽１０内で発生した微生物、スケール等により閉塞する可能性がある。また、洗浄水の流出速度を６．０ｍ／ｓ超、洗浄ガスの流出速度を２７．０ｍ／ｓ超にすると、上部流出入口４２ｈの個数を減らす場合もあるため、その場合には、洗浄水及び洗浄ガスが一部からしか噴射されず、長繊維束４０の洗浄にムラか生じる。

以上のように、ろ過槽１０内へ流入する洗浄ガスの流入速度及び洗浄水の流入速度、支持ノズル３８の上部流出入口４２ｈから流出する洗浄ガスの流出速度及び洗浄水の流出速度を上記範囲内に制御して、逆洗工程を行うことにより、洗浄水を高速流で流さなくても、効率的に長繊維束４０の逆洗を行うことができ、且つ長繊維束４０の捲縮率の低下を抑制することが可能となる。

以下に、本実施形態に用いられる長繊維束４０について説明する。

長繊維束４０を構成する長繊維の材質としては、アクリル系、ポリエステル系、ポリプロピレン系、ポリアミド系、ポリアクリルアミド系、ケブラー系等の合成繊維、綿及び羊毛等の天然繊維、これらの合成繊維等が挙げられる。強度が高い等の点から合成繊維が好ましく、加工性がよいとされるポリエステル系合成繊維が好ましい。

長繊維束４０の長さは、使用するろ過槽１０の高さ等に応じて決めればよく特に制限されるものではないが、５００ｍｍ以上３０００ｍｍ未満であることが好ましく、１０００ｍｍ以上１５００ｍｍ未満であることがより好ましい。長繊維束４０の長さが、５００ｍｍ未満であると、ろ過材の有効容積が少ないため処理効率が低下する場合があり、３０００ｍｍ以上であると長繊維束４０の集合密度が高くなり、有効容積が減少して処理効率が低下する場合がある。なお、長繊維束４０の長さは、この長繊維束４０をろ過槽１０に充填したときに通水のない状態の水中でほぼ直立した状態での長繊維束４０の上端から下端までの長さである。

長繊維束４０の充填密度は、原水の通水速度等に応じて決めればよく特に制限されるものではないが、ろ過槽１０の断面積１ｍ^２あたり１５ｋｇ以上２００ｋｇ未満であることが好ましく、ろ過槽１０の断面積１ｍ^２あたり３０ｋｇ以上１００ｋｇ未満であることがより好ましい。長繊維束４０の充填密度が、ろ過槽１０の断面積１ｍ^２あたり１５ｋｇ未満であると、圧力損失は小さくなるが長繊維束４０の有効容積が少ないためろ過効率が低下する場合があり、２００ｋｇ以上であると長繊維束４０の集合密度が高くなり、有効容積が減少してろ過効率が低下する、あるいは圧力損失が大きくなる場合がある。なお、長繊維束４０の充填密度は、長繊維束４０の乾燥重量及び長繊維束４０を充填したろ過槽１０の断面積から求めたものである。

本実施形態に係る長繊維ろ過装置１は、上水処理施設、下水処理施設、産業排水処理施設、産業用水処理施設等の各種処理工程において、上工水道水、下水２次処理水、下水３次処理水、河川水、湖沼水、凝集沈殿上澄み水、各種工程中間水、各種回収水、各種廃水等の処理に使用することができる。

以下、実施例及び比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

実施例１〜７では、図１に示す長繊維ろ過装置を用いて、以下の条件で試験を行った。ろ過槽（φ２８０ｍｍ×２０００ｍｍ）内に設置した長繊維束を構成する長繊維をポリエステル繊維とし、長繊維束の高さを支持体から１ｍとした。このようなろ過槽に、井水に関東ローム（ＪＩＳ試験粉体１−７種）を１００ｍｇ／Ｌ程度になるように添加した模擬原水をポリ塩化アルミニウム（凝集剤）１４ｍｇ／Ｌと混合しながら、ろ過速度（ＬＶ）１０００ｍ／ｄａｙで通水した。その後、損失水頭が１０００ｍｍに達したら、様々な条件で逆洗工程を実施し、ろ過槽内に蓄積した懸濁物質（以下ＳＳ）の蓄積率及び長繊維束の捲縮率を求めた。

＜逆洗工程の条件＞
実施例１では、上部流出入口から流出する洗浄ガスの流出速度を７．０ｍ／ｓとし、洗浄水の流出速度を１．７ｍ／ｓとし、ろ過槽内へ流入する洗浄水の流入速度を４５ｍ／ｈ、洗浄ガスの流入速度を１８０ｍ／ｈとした。実施例２では、上部流出入口から流出する洗浄ガスの流出速度を１１．０ｍ／ｓとし、洗浄水の流出速度を１．７ｍ／ｓとし、ろ過槽内へ流入する洗浄水の流入速度を４５ｍ／ｈ、洗浄ガスの流入速度を３００ｍ／ｈとした。実施例３では、上部流出入口から流出する洗浄ガスの流出速度を７．０ｍ／ｓとし、洗浄水の流出速度を２．８ｍ／ｓとし、ろ過槽内へ流入する洗浄水の流入速度を７５ｍ／ｈ、洗浄ガスの流入速度を１８０ｍ／ｈとした。実施例４では、上部流出入口から流出する洗浄ガスの流出速度を１１．０ｍ／ｓとし、洗浄水の流出速度を２．８ｍ／ｓとし、ろ過槽内へ流入する洗浄水の流入速度を７５ｍ／ｈ、洗浄ガスの流入速度を３００ｍ／ｈとした。また、実施例５〜７では、ろ過槽内へ流入する洗浄水の流入速度を４５ｍ／ｈ、洗浄ガスの流入速度を１８０ｍ／ｈとし、さらに、実施例５では、上部流出入口から流出する洗浄水の流出速度を１．７ｍ／ｓ、洗浄ガスの流出速度を７．０ｍ／ｓとし、実施例６では、上部流出入口から流出する洗浄水の流出速度を３ｍ／ｓ、洗浄ガスの流出速度を１２ｍ／ｓとし、実施例７では、上部流出入口から流出する洗浄水の流出速度を６ｍ／ｓ、洗浄ガスの流出速度を２７ｍ／ｓとした。実施例１〜４では、上部流出入口の口径及び個数を４ｍｍ、６個とした。実施例５では、上部流出入口の口径及び個数を４ｍｍ、６個とした。実施例６では、上部流出入口の口径及び個数を３ｍｍ、６個とした。実施例７では、上部流出入口の口径及び個数を３ｍｍ、３個とした。

＜ＳＳ蓄積率の求め方＞
ＳＳ蓄積率は、以下の式（１）で求められる。
ＳＳ蓄積率（％）＝（ＳＳ蓄積量（ｋｇ）／ＳＳ捕捉量（ｋｇ））×１００（１）
ここで、ＳＳ捕捉量とは、逆洗工程前までに原水から除去したＳＳの量であり、ＳＳ蓄積量とは、逆洗工程後にろ過槽内に残留するＳＳの量であり、それぞれ、式（２），（３）により求められる。
ＳＳ捕捉量（ｋｇ）＝原水ＳＳ濃度（ｋｇ／ｍ^３）×通水流量（ｍ^３／ｈ）×通水時間
（ｈ）×平均ＳＳ除去率（２）
ＳＳ蓄積量（ｋｇ）＝ＳＳ捕捉量（ｋｇ）−逆洗によるＳＳ排出量（ｋｇ）（３）
また、式（２）の平均ＳＳ除去率は、式（４）により求められる。
平均ＳＳ除去率＝（原水ＳＳ濃度（ｋｇ／ｍ^３）−処理水ＳＳ濃度（ｋｇ／ｍ^３））／
原水ＳＳ濃度（ｋｇ／ｍ^３）（４）
また、式（２）の通水流量（ｍ^３／ｈ）は、式（５）により求められる。
通水流量（ｍ^３／ｈ）＝（通水ＬＶ（ｍ／ｄ）×断面積（ｍ^２））／２４（ｈ／ｄ）
・・・（５）
実施例の通水流量は、（１０００×０．０６１５）／２４＝２．５６（ｍ^３／ｈ）である。

＜残留捲縮率の評価＞
実施例１〜６の各条件において、逆洗工程を２００回行った後の長繊維束の残留捲縮率を測定した。残留捲縮率は、逆洗後の長繊維束の捲縮率が初期（新品）の長繊維束の捲縮率に対して、どれだけ減少しているかを表し、式（６）により求められる。
残留捲縮率（％）＝（逆洗後の捲縮率／初期の捲縮率）×１００（６）
ここで、捲縮率は、式（７）により求められる。なお、捲縮率は、ＪＩＳＬ１０１５を参考にしたものである。
捲縮率＝（ａ−ｂ）／ａ×１００
ａ：初荷重（０．００１ｋｇｆ）を掛けたときの長繊維束の長さ（ｍｍ）
ｂ：４．４１ｍＮ×ｄｔｅｘ値の荷重（０．００８ｋｇｆ）を掛けたときの長繊維束の
長さ（ｍｍ）

実装置においては、少なくとも３年間長繊維束を交換せず、ろ過処理を実施可能とすることが望まれる。そして、実装置における逆洗工程は、１日で１〜２回行われるため、１日平均１．５回の逆洗を行うとすると、３年間では約１６００回行われることになる。これは、実施例の逆洗回数２００回を８サイクル行ったことになる。すなわち、本実施例の残留捲縮率の結果が９０％の場合だと、３年間では０．９＾８＝０．４３（４３％）となり、初期の捲縮率の半分以下となることが推定される。また、本実施例の残留捲縮率の結果が９５％の場合だと、３年間では０．９５＾８＝０．６６（６６％）となり、初期の捲縮率の７割以下となることが推定される。また、本実施例の残留捲縮率の結果が９７％の場合だと、３年間では０．９７＾８＝０．７８（７８％）となり、初期の捲縮率の８割程度となることが推定される。長繊維束の捲縮率が８割程度維持されていれば、初期のろ過処理と同等の精度でろ過処理を行うことが可能であると見込まれるため、残留捲縮率は、９７％以上が望まれる。

（比較例１〜７）
比較例１では、上部流出入口から流出する洗浄ガスの流出速度を７．０ｍ／ｓとし、洗浄水の流出速度を２．０ｍ／ｓとし、ろ過槽内へ流入する洗浄水の流入速度を３０ｍ／ｈ、洗浄ガスの流入速度を１００ｍ／ｈとした。比較例２では、上部流出入口から流出する洗浄ガスの流出速度を２７．０ｍ／ｓとし、洗浄水の流出速度を２．０ｍ／ｓとし、ろ過槽内へ流入する洗浄水の流入速度を３０ｍ／ｈ、洗浄ガスの流入速度を４００ｍ／ｈとした。比較例３では、上部流出入口から流出する洗浄ガスの流出速度を７．０ｍ／ｓとし、洗浄水の流出速度を３．０ｍ／ｓとし、ろ過槽内へ流入する洗浄水の流入速度を４５ｍ／ｈ、洗浄ガスの流入速度を１００ｍ／ｈとした。比較例４では、上部流出入口から流出する洗浄ガスの流出速度を７．０ｍ／ｓとし、洗浄水の流出速度を５．０ｍ／ｓとし、ろ過槽内へ流入する洗浄水の流入速度を７５ｍ／ｈ、洗浄ガスの流入速度を１００ｍ／ｈとした。比較例５では、上部流出入口から流出する洗浄ガスの流出速度を２７．０ｍ／ｓとし、洗浄水の流出速度を５．０ｍ／ｓとし、ろ過槽内へ流入する洗浄水の流入速度を７５ｍ／ｈ、洗浄ガスの流入速度を４００ｍ／ｈとした。比較例６では、上部流出入口から流出する洗浄ガスの流出速度を７．０ｍ／ｓとし、洗浄水の流出速度を７．０ｍ／ｓとし、ろ過槽内へ流入する洗浄水の流入速度を１００ｍ／ｈ、洗浄ガスの流入速度を１００ｍ／ｈとした。比較例７では、上部流出入口から流出する洗浄ガスの流出速度を２７．０ｍ／ｓとし、洗浄水の流出速度を７．０ｍ／ｓとし、ろ過槽内へ流入する洗浄水の流入速度を１００ｍ／ｈ、洗浄ガスの流入速度を４００ｍ／ｈとした。比較例１〜７において、上記の条件以外は、実施例１と同じとし、ＳＳ蓄積率及び残留捲縮率を求めた。

（比較例８〜９）
比較例８では、上部流出入口から流出する洗浄水の流出速度を１ｍ／ｓ、洗浄ガスの流出速度を４ｍ／ｓ、上部流出入口の口径及び個数を５ｍｍ、６個とし、比較例９では、上部流出入口から流出する洗浄水の流出速度を１８ｍ／ｓ、洗浄ガスの流出速度を７３ｍ／ｓ、上部流出入口の口径及び個数を３ｍｍ、２個とした。上記の条件以外は、実施例５と同じとし、ＳＳ蓄積率及び残留捲縮率を求めた。

表１に実施例１〜４及び比較例１〜７のＳＳ蓄積率及び残留捲縮率の結果をまとめた。また、表２に実施例５〜７及び比較例８〜９のＳＳ蓄積率及び残留捲縮率の結果をまとめた。

表１からわかるように、上部流出入口から流出する洗浄ガスの流出速度を７．０ｍ／ｓ以上、洗浄水の流出速度を１．７ｍ／ｓ以上とし、ろ過槽内へ流入する洗浄水の流入速度を４５ｍ／ｈから７５ｍ／ｈ、洗浄ガスの流入速度を１８０ｍ／ｈから３００ｍ／ｈとした実施例１〜４では、ＳＳ蓄積率が低く、また、残留捲縮率も９７％以上を維持した。すなわち、効率的に長繊維束の逆洗を行い、且つ長繊維束の捲縮率の低下を抑制することができたと言える。これに対し、比較例１，３，４，６は、上部流出入口から流出する洗浄ガスの流出速度が７．０ｍ／ｓ以上、洗浄水の流出速度が１．７ｍ／ｓ以上であるが、ろ過槽内へ流入する洗浄ガスの流入速度が１００ｍ／ｈと実施例と比べて低く、洗浄ガスの流入量が少ないため、長繊維束が捕捉した懸濁物質を十分に剥離することができず、ＳＳ蓄積率が高くなった。また、比較例２は、上部流出入口から流出する洗浄ガスの流出速度が７．０ｍ／ｓ以上、洗浄水の流出速度が１．７ｍ／ｓ以上であるが、ろ過槽内へ流入する洗浄水の流入速度が３０ｍ／ｈと実施例と比べて低く、洗浄水の流入量が少ないため、長繊維束から剥離した懸濁物質をろ過槽外へ十分に排出することができず、ＳＳ蓄積率が高くなった。比較例５，７は、上部流出入口から流出する洗浄ガスの流出速度が７．０ｍ／ｓ以上、洗浄水の流出速度が１．７ｍ／ｓ以上であるが、ろ過槽内へ流入する洗浄水及び洗浄ガスの流入速度が実施例と比べて高いため、長繊維束が逆洗流体により縦に過剰に引っ張られ、残留捲縮率を９７％以上に維持することができなかった。

また、表２からわかるように、ろ過槽内へ流入する洗浄水の流入速度を４５ｍ／ｈ、洗浄ガスの流入速度を１８０ｍ／ｈとし、上部流出入口から流出する洗浄ガスの流出速度を７．０ｍ／ｓから２７ｍ／ｓ、洗浄水の流出速度を１．７ｍ／ｓから６ｍ／ｓとした実施例５〜７では、ＳＳ蓄積率が低く、また、残留捲縮率も９７％以上を維持した。すなわち、効率的に長繊維束の逆洗を行い、且つ長繊維束の捲縮率の低下を抑制することができたと言える。特に、上部流出入口から流出する洗浄ガスの流出速度を７．０ｍ／ｓから１２ｍ／ｓ、洗浄水の流出速度を１．７ｍ／ｓから３ｍ／ｓとした実施例５〜６では、ＳＳ蓄積率が低くなった。これに対し、比較例８は、ろ過槽内へ流入する洗浄水の流入速度が４５ｍ／ｈ、洗浄ガスの流入速度が１８０ｍ／ｈであるが、上部流出入口から流出する洗浄ガス及び洗浄水の流出速度が実施例と比べて遅いため、長繊維束を十分に振動させることができず、捕捉した懸濁物質を効率よく剥離させることが困難となり、ＳＳ蓄積量が高くなった。比較例９は、ろ過槽内へ流入する洗浄水の流入速度が４５ｍ／ｈ、洗浄ガスの流入速度が１８０ｍ／ｈであるが、支持ノズル部における上部流出入口の個数が２個しかないため、繊維の洗浄にムラができ、ＳＳ蓄積率が高くなった。

以上の結果より、逆洗工程においては、ろ過槽内へ流入する洗浄水の流入速度を４５ｍ／ｈ以上から７５ｍ／ｈ以下とし、洗浄ガスの流入速度を１８０ｍ／ｈ以上から３００ｍ／ｈとし、上部流出入口から流出する洗浄ガスの流出速度を７．０ｍ／ｓ以上から２７ｍ／ｓ以下、好ましくは７．０ｍ／ｓ以上から１２ｍ／ｓ以下とし、洗浄水の流出速度を１．７ｍ／ｓ以上から６ｍ／ｓ以下、好ましくは１．７ｍ／ｓ以上から３ｍ／ｓにすることで、洗浄不良によるろ過槽内へのＳＳ蓄積率を低減しつつ、長繊維束の捲縮率の低下、ひいては長繊維束の強度低下を抑制することができた。

１長繊維過装置、１０ろ過槽、１２原水流入管、１４処理水流出管、１６逆洗水流入管、１８逆洗排水流出管、２２空気流入管、２４原水貯留槽、２６処理水槽、２８原水ポンプ、３０逆洗ポンプ、３２逆洗ブロワ、３６支持体、３８支持ノズル、４０長繊維束、４１下部筒状体、４１ａ上端、４１ｂ下端、４１ｃフランジ部、４１ｄ下部流出入口、４２上部筒状体、４２ａ上端、４２ｂ端壁、４２ｃ下端、４２ｄ孔、４２ｆボール弁、４２ｇ突起、４２ｈ上部流出入口、４４バンド部材、４６，４８，５０，５４，５６バルブ。

Claims

ろ過槽内に配設された支持体に支持され、支持体を境として、上方位置にろ過水流入部及び逆洗流体流出部として機能する上部流出入口と、下方位置にろ過水流出部及び逆洗流体流入部として機能する下部流出入口と、を有する中空支持ノズルと、捲縮加工された長繊維の束であって、上端を自由端とし、下端を前記支持ノズルの上方位置で固定した長繊維束と、を備え、前記ろ過槽内に原水を下降流で通水してろ過処理を行う長繊維ろ過装置の逆洗方法であって、
前記下部流出入口及び前記上部流出入口を介して、前記逆洗流体としての洗浄水及び洗浄ガスを上向流で流して、前記長繊維束を洗浄する逆洗工程を備え、
前記逆洗工程では、前記ろ過槽内へ流入する前記洗浄ガスの流入速度は１８０ｍ／ｈ以上から３００ｍ／ｈ以下の範囲であり、前記洗浄水の流入速度は４５ｍ／ｈ以上から７５ｍ／ｈ以下の範囲であり、前記上部流出入口から流出する前記洗浄ガスの流出速度は、７．０ｍ／ｓ以上から２７．０ｍ／ｓ以下の範囲であり、前記洗浄水の流出速度は、１．７ｍ／ｓ以上から６．０ｍ／ｓ以下の範囲であり、
前記長繊維はポリエステル繊維であることを特徴とする長繊維ろ過装置の逆洗方法。
前記上部流出入口から流出する前記洗浄ガスの流出速度は、７．０ｍ／ｓ以上から１２．０ｍ／ｓ以下の範囲であり、前記洗浄水の流出速度は、１．７ｍ／ｓ以上から３．０ｍ／ｓ以下の範囲であることを特徴とする請求項１記載の長繊維ろ過装置の逆洗方法。