JP2003225518A

JP2003225518A - 固液分離装置

Info

Publication number: JP2003225518A
Application number: JP2002023838A
Authority: JP
Inventors: Shohei Fukada; 尚平深田; Itaru Sakai; 至坂井; Satoru Udagawa; 悟宇田川
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2003-08-12

Abstract

(57)【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。

Description

【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１
５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１
２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２
８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３
４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３
５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１
３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３
７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２
７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、０．２
ｍｍ、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、０．６ｍ
ｍ、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１先行固液分離装置を示す概略斜視図であ
る。

【図２】第１先行固液分離装置の濾過装置を示す斜視図
である。

【図３】第１先行固液分離装置の中空濾過部材を示す分
解斜視図である。

【図４】第１先行固液分離装置の中空回転軸を示す斜視
図である。

【図５】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である。

【図６】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。

【図７】第２先行固液分離装置を示す概略斜視図であ
る。

【図８】第２先行固液分離装置の濾過装置を示す斜視図
である。

【図９】第２先行固液分離装置の濾過装置を示す一部省
略分解斜視図である。

【図１０】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である。

【図１１】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であ
る。

【図１２】第２先行固液分離装置の集水管を示す部分斜
視図である。

【図１３】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。

【図１４】深さ部分の中空濾過部材ほどスクレーパの枚
数を変えた濾過体を示す概略斜視図である。

【図１５】中空濾過部材の平面図であり、（Ａ）は、図
１４のＡ−Ａ線断面図、（Ｂ）は、図１４のＢ−Ｂ線断
面図、（Ｃ）は、図１４のＣ−Ｃ線断面図である。

【図１６】深さ方向のスクレーパのクリアランスを変化
させた濾過体を示す概略斜視図である。

【図１７】図１６の側面図である。

【図１８】深さ方向のスクレーパの枚数およびクリアラ
ンスを変化させた濾過体を示す概略斜視図である。

【符号の説明】

Ａ：濾過装置Ｂ：被処理水貯溜槽１：濾過体２：中空濾過部材３：枠体４：濾過媒体５：スぺーサ６：処理水排出口７：中空回転軸８：プーリ９：モータ１０：駆動手段１１：開口１２：スクレーパ１３：固定軸１４：掻き取りブレード１５：洗浄ノズル１６：処理水排出管１７：ジョイント１８：処理水槽１９：ポンプ２０：コンプレッサ２１：第１バルブ２２：第２バルブ２３：第３バルブ２４：第４バルブ２５：流入口２６：流出口２７：濾過体２８：中空濾過部材２９：枠体３０：濾過媒体３１：スペーサ３２：集水管取り付け部材３３：連通口３４：集水管３５：開口３６：スクレーパ３７：中空回転軸３８：プーリ３９：モータ４０：駆動手段４１：掻き取りブレード４２：回転軸４３：洗浄ノズル４４：処理水槽４５：第１バルブ４６：第２バルブ４７：第３バルブ４８：第４バルブ４９：ポンプ５０：コンプレッサ５１：処理水排出管５２：流入口５３：流出口

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０１Ｄ 63/16 // Ｃ０２Ｆ 11/12 (72)発明者宇田川悟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Ｆターム(参考） 4D006 GA07 HA42 HA83 HA93 JA38A JA38C JA70A KC03 KC12 KC14 PB04 PB08 4D026 BA01 BB01 BC40 BD05 BD06 BE01 BF06 BF07 BF09 BF11 4D059 AA03 BE07 BE13

Claims

【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。