特許 6788894 濁水処理装置および濁水処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6788894

(24)【登録日】2020年11月5日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】濁水処理装置および濁水処理方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 29/66 20060101AFI20201116BHJP

   B01D 29/11 20060101ALI20201116BHJP

   B01D 29/50 20060101ALI20201116BHJP

   B01D 36/04 20060101ALI20201116BHJP

   C02F 11/121 20190101ALI20201116BHJP

【ＦＩ】

   B01D29/38 510C

   B01D29/38 520A

   B01D29/38 530A

   B01D29/12 AZAB

   B01D29/24 B

   B01D36/04

   C02F11/121

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-45650(P2017-45650)

(22)【出願日】2017年3月10日

(65)【公開番号】特開2017-170434(P2017-170434A)

(43)【公開日】2017年9月28日

【審査請求日】2019年12月23日

(31)【優先権主張番号】特願2016-55764(P2016-55764)

(32)【優先日】2016年3月18日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】509320737

【氏名又は名称】一般社団法人グリーンディール推進協会

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】西田 健吾

(72)【発明者】

【氏名】志方 洋介

【審査官】 関根 崇

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１３１４７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−７３９００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０００５５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１８５９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１９１９１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２６４７２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ２９／６６

Ｂ０１Ｄ ２９／１１

Ｂ０１Ｄ ２９／５０

Ｂ０１Ｄ ３６／０４

Ｂ０１Ｄ ３７／０４

Ｃ０２Ｆ １１／１２１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

懸濁物質を含む濁水を処理するための濁水処理装置であって、
濁水をろ過するためのろ過槽と、
前記ろ過槽中の濁水に浸漬してろ過処理を行うための少なくとも１つの中空状のろ過材と、
前記ろ過材に接続された真空吸引手段と、
前記ろ過槽の下方に設置され、上部に開閉可能な開口部を有する密閉された濃縮槽と、
前記ろ過槽と前記濃縮槽とを接続する接続配管と、
前記配管に設置されたバルブと、
を備え、
前記ろ過槽と前記濃縮槽との中に前記濁水を供給し、前記バルブが開状態で、前記真空吸引手段により真空吸引することによって前記ろ過材の表面に前記懸濁物質を付着させた後、前記ろ過材の内部に気体を送り、前記ろ過材の外部に排出することにより前記ろ過材の表面に付着した懸濁物質を剥離することを特徴とする濁水処理装置。

【請求項2】

請求項１に記載の濁水処理装置であって、
前記ろ過槽に振動装置を備え、前記振動装置により前記ろ過槽に振動を加えながら、前記剥離が行われることを特徴とする濁水処理装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の濁水処理装置であって、
前記濃縮槽が、撹拌手段を有し、前記濃縮槽において前記撹拌手段によって前記剥離された懸濁物質を含む液を撹拌してスラリー化することを特徴とする濁水処理装置。

【請求項4】

懸濁物質を含む濁水を処理するための濁水処理方法であって、
濁水をろ過するためのろ過槽と、前記ろ過槽とバルブを介して接続配管により接続され、前記ろ過槽の下方に設置され、上部に開閉可能な開口部を有する密閉された濃縮槽との中に前記濁水を供給し、
前記ろ過槽中に少なくとも１つの中空状のろ過材を設置して、前記バルブが開状態で、前記ろ過材に接続された真空吸引手段により真空吸引することによって前記ろ過材の表面に前記懸濁物質を付着させた後、前記ろ過材の内部に気体を送り、前記ろ過材の外部に排出することにより前記ろ過材の表面に付着した懸濁物質を剥離することを特徴とする濁水処理方法。

【請求項5】

請求項４に記載の濁水処理方法であって、
振動装置により前記ろ過槽に振動を加えながら、前記剥離を行うことを特徴とする濁水処理方法。

【請求項6】

請求項４または５に記載の濁水処理方法であって、
前記濃縮槽が、撹拌手段を有し、前記濃縮槽において前記剥離された懸濁物質を含む液を前記撹拌手段によって撹拌してスラリー化することを特徴とする濁水処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、濁水を濃縮するための濁水処理装置および濁水処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

建設現場等で発生する濁水の処理や、比較的小規模の閉鎖水域の浄化に伴う濁水の処理には、濁水中の懸濁物質（ＳＳ成分、例えば、粘土、シルト、セメント成分等）の除去や固化、脱水が避けられない要件である。

【0003】

このような濁水の処理において、例えば飲料水精製においては、前処理として凝集剤等の薬品を用いる凝集処理により濁水中の懸濁物質をある程度除いた後、さらに砂ろ過等のろ過処理により、処理水を得ることが行われている。

【0004】

凝集処理では、凝集剤撹拌槽、凝集沈降分離水槽、ｐＨ調整槽、中和槽等より構成される処理設備を必要とし、連続処理をする場合は、処理中の濁水を貯留する大容量の濁水槽が必要となる。さらに、凝集剤が排出脱水ケーキに混入するため、多くの場合、産業廃棄物としての処分が必要となり、再資源化の観点からも、コスト面でも課題となっている。

【0005】

前処理に用いられる、凝集剤等の薬品を使用しない濁水処理装置としては、例えば、特許文献１には、ろ過槽内に分離膜を配設した膜モジュールを浸漬し、ポンプを用いて膜モジュールの二次側を吸引することによる吸引圧、あるいは水面のヘッド差による圧力を膜間差圧として膜モジュールによるろ過を行う汚濁水のろ過方法において、コンプレッサを用いて膜モジュールの二次側より一次側へエアーを通気させることにより、膜モジュールの洗浄処理を行う汚濁水のろ過方法が記載されている。

【0006】

しかし、特許文献１の濁水処理装置で特に固形分濃度の高い濁水を処理して、ろ過、膜の洗浄を繰り返していくと、汚泥がろ過槽内に濃縮されるため、ろ過槽から頻繁に汚泥の排出を行う必要がある。また、その間、ろ過作業を中断しなければならず、効率が悪い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平９−１６８７２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の目的は、簡易な構成で効率的に濁水の濃縮を行うことができる濁水処理装置および濁水処理方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、懸濁物質を含む濁水を処理するための濁水処理装置であって、濁水をろ過するためのろ過槽と、前記ろ過槽中の濁水に浸漬してろ過処理を行うための少なくとも１つの中空状のろ過材と、前記ろ過材に接続された真空吸引手段と、前記ろ過槽の下方に設置され、上部に開閉可能な開口部を有する密閉された濃縮槽と、前記ろ過槽と前記濃縮槽とを接続する接続配管と、前記配管に設置されたバルブと、を備え、前記ろ過槽と前記濃縮槽との中に前記濁水を供給し、前記バルブが開状態で、前記真空吸引手段により真空吸引することによって前記ろ過材の表面に前記懸濁物質を付着させた後、前記ろ過材の内部に気体を送り、前記ろ過材の外部に排出することにより前記ろ過材の表面に付着した懸濁物質を剥離する濁水処理装置である。

【0010】

前記濁水処理装置において、前記ろ過槽に振動装置を備え、前記振動装置により前記ろ過槽に振動を加えながら、前記剥離が行われることが好ましい。

【0011】

前記濁水処理装置において、前記濃縮槽が、撹拌手段を有し、前記濃縮槽において前記撹拌手段によって前記剥離された懸濁物質を含む液を撹拌してスラリー化することが好ましい。

【0012】

また、本発明は、懸濁物質を含む濁水を処理するための濁水処理方法であって、濁水をろ過するためのろ過槽と、前記ろ過槽とバルブを介して接続配管により接続され、前記ろ過槽の下方に設置され、上部に開閉可能な開口部を有する密閉された濃縮槽との中に前記濁水を供給し、前記ろ過槽中に少なくとも１つの中空状のろ過材を設置して、前記バルブが開状態で、前記ろ過材に接続された真空吸引手段により真空吸引することによって前記ろ過材の表面に前記懸濁物質を付着させた後、前記ろ過材の内部に気体を送り、前記ろ過材の外部に排出することにより前記ろ過材の表面に付着した懸濁物質を剥離する濁水処理方法である。

【0013】

前記濁水処理方法において、振動装置により前記ろ過槽に振動を加えながら、前記剥離を行うことが好ましい。

【0014】

前記濁水処理方法において、前記濃縮槽が、撹拌手段を有し、前記濃縮槽において前記剥離された懸濁物質を含む液を前記撹拌手段によって撹拌してスラリー化することが好ましい。

【発明の効果】

【0015】

本発明では、簡易な構成で効率的に濁水の濃縮を行うことができる濁水処理装置および濁水処理方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態に係る濁水処理装置の一例を示す概略構成図であり、真空吸引ろ過工程を示す概略図である。

【図2】本発明の実施形態に係る濁水処理装置の一例を示す概略構成図であり、水中剥離工程を示す概略図である。

【図3】本発明の実施形態に係る濁水処理装置の他の例を示す概略構成図である。

【図4】本発明の実施形態に係る濁水処理装置の他の例を示す概略構成図である。

【図5】本発明の実施形態に係る濁水処理装置の他の例を示す概略構成図である。

【図6】本発明の実施形態に係る濁水処理装置の他の例を示す概略構成図である。

【図7】本発明の実施形態に係る濁水処理装置におけるろ過材の構成の一例を示す概略図である。

【図8】本発明の実施形態に係る濁水処理装置を備える濁水処理システムの一例を示す概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

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。

【0018】

＜濁水処理＞
本発明の実施形態に係る濁水処理装置の一例の概略構成を図１に示し、その構成について説明する。本実施形態に係る濁水処理装置１は、主に、濁水をろ過処理し、濃縮するために用いられる。濁水処理装置１は、濁水をろ過するためのろ過槽１０と、ろ過槽１０中の濁水に浸漬してろ過処理を行うための少なくとも１つの中空状のろ過材１２と、ろ過材１２に接続された真空吸引手段としての真空吸引装置１４と、ろ過槽１０の下方に設置され、上部に開閉可能な開口部３８を有する密閉された濃縮槽１８と、ろ過槽１０と濃縮槽１８とを接続する接続配管４６と、接続配管４６に設置されたバルブ４４と、を備える。

【0019】

図１の濁水処理装置１において、移送流路２０の一端が濁水の貯留源である被処理濁水槽３４中の被処理濁水に浸漬され、他端はろ過槽１０の上部の開口部３２に接続され、移送流路２０の途中には三方バルブ２８が設けられている。ろ過材１２は中空状になっており、ろ過材１２の内部と接続された配管１６によりろ過槽１０の上部に設けられた開口部３０を通して真空吸引装置１４の吸引側と接続されている。ろ過槽１０は密閉されていても開放されていてもよい。配管１６の途中には三方バルブ２４，２６が設けられている。三方バルブ２８と三方バルブ２６とは、配管２２により接続されている。ろ過槽１０の下方には、濃縮槽１８が設置され、ろ過槽１０の下部と、濃縮槽１８の上部とがバルブ４４を介して接続配管４６により接続されている。濃縮槽１８には、撹拌手段として撹拌装置４０，４２が設置されていてもよい。濃縮槽１８の下部には、バルブ３６を介して排出口４８が設けられている。濃縮槽１８の上部には、開閉可能なバルブを有する開口部３８が設けられている。図１の例では、濁水処理装置１は１つのろ過材１２を有するが、ろ過材１２の数は少なくとも１つであればよく、２つ以上であってもよく、これに限定されるものではない。

【0020】

次に、濁水処理装置１の動作および濁水処理方法について図１，２を参照して説明する。

【0021】

図１に示すように、三方バルブ２８を被処理濁水槽３４とろ過槽１０の開口部３２との連通状態とし、三方バルブ２４，２６をろ過槽１０の開口部３０と真空吸引装置１４との連通状態とし、バルブ４４を開状態とし、開口部３８を閉状態とし、バルブ３６を閉状態として、ろ過槽１０および濃縮槽１８を密閉状態とし、真空吸引装置１４を作動させて真空吸引を開始する。真空吸引されることによってろ過材１２を介してろ過槽１０内に負圧が形成され、被処理濁水槽３４から移送流路２０を通して懸濁物質（ＳＳ成分）を含む濁水等の被処理濁水がろ過槽１０および濃縮槽１８に移送される（被処理濁水供給工程）。濃縮槽１８が被処理濁水で満たされ、ろ過槽１０内のろ過材１２が被処理濁水に浸漬されると、ろ過材１２によって被処理濁水のろ過処理が行われる（真空吸引ろ過工程）。ろ過槽１０およびろ過材１２によりろ過処理されたろ過水は、配管１６を通して系外へ排出される。一方、ろ過物である懸濁物質等は、ろ過材１２の表面に付着される。バルブ４４を開状態としているので、ろ過槽１０および濃縮槽１８は被処理濁水で満たされる。また、懸濁物質等の自然沈降により濃縮槽１８の固形分濃度は自然に上昇していくことになる。

【0022】

ろ過槽１０および濃縮槽１８が密閉されている場合、被処理濁水がろ過材１２の上端に達すると、ろ過槽１０上部の残留空気が排出されないため水位の上昇が止まる。真空吸引が継続しているため、ろ過材１２を介して系外に排出されたろ過水量と同等量の被処理濁水がろ過槽１０内に連続的に供給され、ろ過槽１０内の水位がほぼ一定に保たれる。本構成により、真空吸引により濁水の貯留源である被処理濁水槽３４から被処理濁水をろ過槽１０および濃縮槽１８に自動供給することができる。また、ろ過槽１０中の濁水の水位がほぼ一定に保たれるため、センサやフロート弁等による水位管理を行わなくてもよい。

【0023】

なお、ろ過槽１０を密閉状態ではなく開放状態として、ポンプ等を用いてろ過槽１０および濃縮槽１８に濁水を供給し（被処理濁水供給工程）、ろ過材１２を浸漬させた後、真空吸引装置１４を作動させてろ過処理を行ってもよい（真空吸引ろ過工程）。ろ過槽１０を密閉状態または開放状態とし、バルブ４４を閉状態として、被処理濁水供給および真空吸引ろ過を行ってもよい。

【0024】

ろ過材１２の表面に、汚泥等の懸濁物質が付着すると通水性が低下し、ろ過水の量が減少する。そこで、真空吸引装置１４を作動させたまま、図２に示すように、三方バルブ２６，２８をろ過槽１０の開口部３２と真空吸引装置１４との連通状態として、三方バルブ２４を大気側とろ過槽１０の開口部３０との連通状態とする。大気が三方バルブ２４の開口部から吸引されてろ過材１２の内部に取り込まれ、ろ過材１２の表面より排出されることにより、ろ過材１２の表面に付着していた汚泥等の懸濁物質は剥離して落下する（水中剥離工程）。ろ過材１２の膨張によるろ過槽１０内の水位の上昇は、ろ過槽１０内のろ過材１２の上部に空間を設けて吸収すればよい。ろ過材１２の表面に付着していた汚泥等の懸濁物質が十分に剥離したら、真空吸引装置１４を停止すればよい。剥離されたケーキは、接続配管４６を通して下方の濃縮槽１８へ移行するが、ケーキの性状によっては一部または全部がろ過槽１０の下部傾斜部に堆積する場合もある。その場合は、後述する振動装置７０を濃縮槽１８の例えば下部傾斜部の外側面に設置して（図６参照）、振動装置７０によりろ過槽１０に振動を加えて、ケーキを流動化してもよい。

【0025】

なお、水中剥離工程において、負圧による大気導入の代わりに、ろ過槽１０を密閉状態で、コンプレッサ等により圧搾空気等の圧搾気体をろ過材１２の内部に送り込み、ろ過材１２の表面より排出することにより、ろ過材１２の表面に付着していた汚泥等の懸濁物質を剥離してもよい（水中剥離工程）。また、水中剥離工程において、ろ過槽１０を密閉状態ではなく開放状態として、コンプレッサ等の送気装置により圧搾空気等の圧搾気体をろ過材１２の内部に送り込み、ろ過材１２の表面より排出することにより、ろ過材１２の表面に付着していた汚泥等の懸濁物質を剥離してもよい（水中剥離工程）。

【0026】

所定の時間経過後、バルブ４４が閉状態とされ、剥離されたケーキは、濃縮槽１８において、必要に応じて撹拌装置４０，４２による撹拌等が所定の時間行われることにより、スラリー化される（濃縮工程）。濃縮工程において、開口部３８は開状態であっても閉状態であってもよいが、濃縮槽１８の内容物の流出を避けるために閉状態の方が好ましい。濃縮された濃縮スラリーは、開口部３８を開状態とし、バルブ３６を開状態として、排出口４８から排出される（排出工程）。濃縮工程、排出工程において、バルブ４４は開状態でも閉状態でもよいが、バルブ４４を閉状態とすることにより、ろ過槽１０では被処理濁水供給工程、真空吸引ろ過工程、水中剥離工程を継続して行うことができる。濃縮スラリーを排出した後、開口部３８を閉状態とし、バルブ３６を閉状態とし、バルブ４４を開状態として、運転を継続すればよい。このとき、バルブ４４は閉状態であってもよい。以上の被処理濁水供給工程、真空吸引ろ過工程、水中剥離工程、濃縮工程および排出工程を繰り返すことにより、濁水の濃縮処理が行われる。

【0027】

本構成により、濁水処理においてろ過、水中剥離、濃縮を繰り返す場合に、ろ過作業を中断しなくても、効率的に濁水の濃縮処理を行うことができる。また、コンプレッサ等の送気装置を用いなくても、真空吸引装置という簡便な手段で効率的な水中剥離処理を実現することができる。これにより、付帯設備の削減と装置の簡素化とにより設備コストのより一層の低減、作業性の向上、省スペース化が可能となる。

【0028】

また、本処理方法では、凝集剤を用いなくてもよいため、凝集剤撹拌槽、ｐＨ調整槽、中和槽などの水槽を設ける必要がなく、設備の軽減につながる。凝集剤等の添加物を含まないため、ケーキを産業廃棄物処理する必要がなく、オンサイトで再利用可能となり、コスト低減効果も高い。

【0029】

ろ過槽１０および濃縮槽１８は、汚泥等を含むケーキが下方に落下しやすいように下部が傾斜したホッパー型であることが好ましい。

【0030】

撹拌手段としては、濃縮槽１８内の固形分を撹拌して、濃縮スラリーとすることができるものであればよく、特に制限はないが、例えば、撹拌羽根による撹拌装置、水中ミキサー等が挙げられる。

【0031】

被処理濁水槽３４は、被処理濁水を貯留し、少なくとも移送流路２０の一端を接続または浸漬可能なものであればよく、特に制限はない。図１，２の濁水処理装置１において、被処理濁水槽３４中の被処理濁水に移送流路２０の一端が浸漬されて真空吸引処理が行われるが、被処理濁水槽３４を設けずに、池、河川、湖等の処理対象に移送流路２０の一端が直接浸漬されて真空吸引処理が行われてもよい。

【0032】

移送流路２０は、ろ過槽１０のどの位置に接続してもよい。図１から図６の例では、移送流路２０の他端はろ過槽１０の上部の開口部３２に接続されているが、開口部３２は、ろ過槽１０の側面であって、ろ過槽１０の上端とろ過槽１０内の水面との間に設けられて、移送流路２０の他端が接続されてもよい。

【0033】

接続配管４６は、ろ過槽１０の下部に設けられればよく、ろ過槽１０の下部側面に設けられてもよいが、下部に設けられた方が、水中剥離工程で剥離されたケーキが濃縮槽１８に移行しやすいため好ましい。

【0034】

三方バルブ２４，２６，２８を用いて真空吸引ろ過工程と水中剥離工程における流路を切り替えているが、二方バルブを用いて流路を切り替えてもよく、特に制限はない。

【0035】

真空吸引装置１４としては、真空吸引できるものであればよく、特に制限はないが、例えば、真空ポンプ、エジェクタ等が挙げられ、高い真空度と高排気量を有する装置が好ましい。

【0036】

ろ過材１２への大気の導入は、ろ過材１２の上部から導入しても下部から導入してもよいが、ろ過材の表面からほぼ一様の状態で汚泥等を剥離することができる等の点で、下部から導入することが好ましい。

【0037】

濁水処理に用いられるろ過材１２は例えば布材で、水分は通すが、所定の大きさの懸濁物質等は通さないろ過機能を有し、さらに内側に空気等の気体が注入されると内部から外側に気体を排出するように適度な通気性を備えている。ろ過材１２の形状および材質は、濁水等の被処理水から懸濁物質を捕捉、分離することができるものであればよく、特に制限はない。ろ過材１２の形状および材質は、処理対象となる被処理水の性状、含まれる懸濁物質等の性状等に応じて選択すればよい。ろ過材１２の形状は、中空状のものであればよく、特に制限はないが、例えば、円筒形状、楕円筒形状、多角筒形状等の筒型形状や、板形状、球形状、多角形形状等であり、板形状が好ましい。ろ過面積を大きくするためには、できるだけろ過材が膨らまないような構成とし、できるだけ多くのろ過材をろ過槽内に設置するとよい。

【0038】

例えば、図７に示すような、１つ以上のろ室５８を有する板形状のろ過材１２を用いることができる。図７に示すろ過材１２は、ろ布を縫製処理または溶着等により貼り合わされた貼り合わせ部６０によって１つ以上のろ室５８が形成された構成となっている。ろ過材１２によりろ過処理されたろ過水は、各ろ室５８内から下部集水管６２を通って排出されるようになっている。各ろ室５８にはろ過水が通過するための流路を形成した板状等のパネル材等を挿入してもよい。

【0039】

図７に示すように、ろ過材１２の両側面を覆うように、剥離の際のろ過材の膨らみを抑制する膨らみ抑制部材５０を設置してもよい。本構成により、水中剥離工程において、ろ過材の膨らみが抑制されるため、図３に示すように、ろ過槽１０内に複数のろ過材１２を向かい合うように設置する場合、より近接してろ過材１２を配置することができ、効率的なろ過を行うことができる。

【0040】

膨らみ抑制部材５０としては、例えば、網状の剛性部材等が挙げられる。また、図７に示すような縫製処理または溶着等による貼り合わせ部６０等により、ろ室５８を多設し、ろ過材１２の膨らみを抑制する構造としてもよい。

【0041】

図４に示すように、ろ過槽１０内に、ろ過材１２が内部に位置するように設置され、上端および下端が開口する内筒管５２を備えてもよい。本構成により、水中剥離工程において、ろ過材１２から排出された空気が内筒管５２内を上昇し、内筒管５２の内外で比重差が発生し、下部から上方向に向かって水流が発生する。これにより、気水混合流によるろ過材１２の表面の洗浄と、ろ過材１２の内部からの空気による水中剥離とが行われ、より効率的な水中剥離を行うことができる。

【0042】

図５に示すように、ろ過槽１０内に、複数のろ過材１２を、多段および複数列に設置してもよい。図５の例では、ろ過材１２を２段および２列に設置しているが、これに限定されない。各ろ過材１２には、ろ過材１２の両側面を覆うように膨らみ抑制部材５０が設置されてもよい。また、全てのろ過材１２が内部に位置するように内筒管５２が設置されてもよい。例えば、上段の各ろ過材１２の下部は開口部３０ａ、バルブ５４を介して、下段の各ろ過材１２の下部は開口部３０ｂを通しバルブ５６を介して、配管１６により、真空吸引装置１４の吸引側と接続されている。

【0043】

三方バルブ２８を被処理濁水槽３４とろ過槽１０の開口部３２との連通状態、三方バルブ２４，２６をろ過槽１０の開口部３０ａ，３０ｂと真空吸引装置１４との連通状態とし、バルブ５４，５６，４４を開状態とし、開口部３８を閉状態とし、バルブ３６を閉状態として、ろ過槽１０および濃縮槽１８を密閉状態とし、真空吸引装置１４を作動させて真空吸引を開始する。真空吸引されることによって各ろ過材１２を介してろ過槽１０内に負圧が形成され、被処理濁水槽３４から移送流路２０を通して懸濁物質（ＳＳ成分）を含む濁水等の被処理濁水がろ過槽１０および濃縮槽１８に移送される（被処理濁水供給工程）。濃縮槽１８が被処理濁水で満たされ、ろ過槽１０内のろ過材１２が被処理濁水に浸漬されると、各ろ過材１２によって被処理濁水のろ過処理が行われる（真空吸引ろ過工程）。各ろ過材１２によりろ過処理されたろ過水は、配管１６を通して系外へ排出される。一方、ろ過物である懸濁物質等は、各ろ過材１２の表面に付着される。バルブ４４を開状態としているので、ろ過槽１０および濃縮槽１８は被処理濁水で満たされる。また、懸濁物質等の自然沈降により濃縮槽１８の固形分濃度は自然に上昇していくことになる。

【0044】

なお、ろ過槽１０を密閉状態ではなく開放状態として、ポンプ等を用いてろ過槽１０および濃縮槽１８に濁水を供給し（被処理濁水供給工程）、ろ過材１２を浸漬させた後、真空吸引装置１４を作動させてろ過処理を行ってもよい（真空吸引ろ過工程）。ろ過槽１０を密閉状態または開放状態とし、バルブ４４を閉状態として、被処理濁水供給および真空吸引ろ過を行ってもよい。

【0045】

各ろ過材１２の表面に、汚泥等の懸濁物質が付着すると通水性が低下し、ろ過水の量が減少する。そこで、真空吸引装置１４を作動させたまま、三方バルブ２６，２８をろ過槽１０の開口部３２と真空吸引装置１４との連通状態として、三方バルブ２４を大気側とろ過槽１０の開口部３０ａ，３０ｂとの連通状態とすると、大気が三方バルブ２４の開口部から吸引されて各ろ過材１２の内部に取り込まれる。ろ過材１２から排出された空気が内筒管５２内を上昇し、内筒管５２の内外で比重差が発生し、下部から上方向に向かって水流が発生する。これにより、気水混合流による各ろ過材１２の表面の洗浄と、各ろ過材１２の内部からの空気による水中剥離とが行われ、より効率的な水中剥離を行うことができる。各ろ過材１２の表面に付着していた汚泥等の懸濁物質が十分に剥離したら、バルブを切り替えて真空吸引ろ過工程に入ればよい。

【0046】

また、真空吸引ろ過工程の後、別の方法として、真空吸引装置１４を作動させたまま、三方バルブ２６，２８をろ過槽１０の開口部３２と真空吸引装置１４との連通状態として、上段側のバルブ５４を閉状態とし、三方バルブ２４を大気側とろ過槽１０の開口部３０ａ，３０ｂとの連通状態とすると、大気が三方バルブ２４の開口部から吸引されて下段の各ろ過材１２の内部に取り込まれる。下段の各ろ過材１２から排出された空気が内筒管５２内を上昇し、内筒管５２の内外で比重差が発生し、下部から上方向に向かって水流が発生する。これにより、気水混合流による上段側の各ろ過材１２の表面の一次洗浄が行われ、次に、上段側のバルブ５４を開状態とすると、上段側の各ろ過材１２の内部からの空気による水中剥離が行われる。このように水中剥離を下段から上段へと順次実施することにより、さらに効率的な水中剥離を行うことができる。

【0047】

図６に示すように、振動手段として、ろ過槽１０の例えば下部傾斜部の外側面に少なくとも１つの振動装置７０を設置してもよい。振動装置７０によりろ過槽１０に振動を加えながら、水中剥離工程が行われることにより、ろ過槽１０の下部の斜面上に落下した剥離ケーキは、振動装置７０により流動化され、下方の濃縮槽１８へ移行されやすくなる。

【0048】

また、振動手段として、濃縮槽１８の例えば下部傾斜部の外側面に少なくとも１つの振動装置７０を設置してもよい。振動装置７０により濃縮槽１８に振動を加えることにより、濃縮槽１８の下部の斜面上に堆積した濃縮スラリーは、振動装置７０により流動化され、排出口４８から排出されやすくなる。

【0049】

振動装置７０としては、ろ過槽１０または濃縮槽１８に振動を加え、ろ過槽１０または濃縮槽１８の下部の斜面上に堆積した剥離ケーキまたは濃縮スラリーを流動化することができるものであればよく、特に制限はないが、例えば、超音波振動子、振動モーター等が挙げられる。

【0050】

図８に、本発明の実施形態に係る濁水処理装置１を備える濁水処理システムの一例の概略構成を示す。図８の濁水処理システム３において、被処理濁水槽３４からの濁水について、ろ過材が設置されたろ過槽１０および濃縮槽１８を備える濁水処理装置１で真空吸引装置１４を用いた前ろ過処理が行われる。得られたろ過水は、必要に応じて貯水槽６４に貯留された後、ろ過処理装置６６に送液され、ろ過されて、処理水が得られる。濃縮槽１８から排出された濃縮スラリーは、必要に応じて脱水手段である脱水装置６８で減容化され、脱水ケーキとして排出される。

【0051】

ろ過処理装置６６としては、ろ過処理を行うものであればよく、特に制限はないが、例えば、砂ろ過装置、中空糸等を用いた高度水処理装置等が挙げられる。

【0052】

脱水装置６８としては、脱水することができるものであればよく、特に制限はないが、例えば、真空膜式脱水装置、フィルタープレス、ベルトプレス等が挙げられる。

【0053】

本実施形態に係る濁水処理装置の処理対象となる被処理濁水としては、例えば、土木・建築現場等で発生する濁水、河川・湖沼・池・運河等の底質改善や浚渫に伴う濁水、土壌洗浄後の濁水、粘土・シルト等を含む濁水、セメント成分等の化学物質を含む濁水等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。例えば、放流レベルから飲料水生成（高度処理）の前処理まで多様な濁水処理が可能である。

【実施例】

【0054】

以下、実施例を挙げ、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。

【0055】

［実施例１］
図３に示すように、上部に２つの開口部３０，３２が設置された円筒状の樹脂製のろ過槽１０（内径２３０ｍｍ、高さ１０００ｍｍ、容積４０Ｌ／ｍ）内にろ過材１２として中空平板状のろ布（通気度１００ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｍｉｎ、幅９０ｍｍ×高さ２３０ｍｍ、ろ布面積４１４ｃｍ^２）２枚（合計ろ布面積８２８ｃｍ^２）を同じ高さに向かい合うように設置し、移送流路２０となる管の一端を、三方バルブ２８を介して被処理濁水槽３４に浸漬した。配管１６により、ろ布を開口部３０に接続し、三方バルブ２４，２６を介して真空吸引装置１４の吸引側と接続した。三方バルブ２６と三方バルブ２８とを配管２２により接続した。それぞれの平板状のろ布の両面には、膨らみ抑制部材５０として、網状の剛性部材（幅１１０ｍｍ×高さ２５０ｍｍ）を設置した。

【0056】

ろ過槽１０を密閉し、三方バルブ２８を被処理濁水槽３４とろ過槽１０の開口部３２との連通状態とし、三方バルブ２４，２６をろ過槽１０の開口部３０と真空吸引装置１４との連通状態とし、バルブ４４を開状態とし、開口部３８を閉状態とし、バルブ３６を閉状態として、ろ過槽１０および濃縮槽１８を密閉状態とし、真空吸引を開始するとろ布を介してろ過槽１０内に負圧が形成され、被処理濁水槽３４の濁水がろ過槽１０および濃縮槽１８に供給され、ろ過槽１０内のろ布上端まで上昇した（被処理濁水供給工程）。ろ過水が系外に排出されても常にこの状態が保たれ（水位ほぼ一定）、ろ過処理を継続した（真空吸引ろ過工程）。

【0057】

真空吸引装置１４を作動させたまま、図３に示すように、三方バルブ２６，２８をろ過槽１０の開口部３２と真空吸引装置１４との連通状態として、三方バルブ２４を大気側とろ過槽１０の開口部３０との連通状態とした。ろ過槽１０の上部に形成される負圧により、大気が三方バルブ２４の開口部から吸引され（吸気量：約４００Ｌ／ｍｉｎ）、ろ過材１２を介して大気が排出されることにより、ろ過材１２の表面に付着していた汚泥等の懸濁物質が剥離して落下し、少なくとも一部は濃縮槽１８へ移行した（水中剥離工程）。所定の時間経過後、バルブ４４が閉状態とされ、濃縮槽１８において、撹拌装置４０，４２による撹拌を２〜３分間行い、剥離されたケーキをスラリー化した（濃縮工程）。濃縮した濃縮スラリーを、開口部３８を開状態とし、バルブ３６を開状態として、排出口４８から排出した（排出工程）。濃縮工程、排出工程において、バルブ４４を閉状態としたので、ろ過槽１０において被処理濁水供給工程、真空吸引ろ過工程、水中剥離工程を継続して行うことができた。濃縮スラリーを排出した後、開口部３８を閉状態とし、バルブ３６を閉状態とし、バルブ４４を開状態として、運転を継続した。

【0058】

このように、実施例の装置により、簡易な構成で効率的に濁水の濃縮を行うことができた。

【符号の説明】

【0059】

１ 濁水処理装置、３ 濁水処理システム、１０ ろ過槽、１２ ろ過材、１４ 真空吸引装置、１６，２２ 配管、１８ 濃縮槽、２０ 移送流路、２４，２６，２８ 三方バルブ、３０，３０ａ，３０ｂ，３２，３８ 開口部、３４ 被処理濁水槽、３６，４４，５４，５６ バルブ、４０，４２ 撹拌装置、４６ 接続配管、４８ 排出口、５０ 膨らみ抑制部材、５２ 内筒管、５８ ろ室、６０ 貼り合わせ部、６２ 下部集水管、６４ 貯水槽、６６ ろ過処理装置、６８ 脱水装置、７０ 振動装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】