JP2008055282A - Filtration system - Google Patents

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健志 出
Takeshi Matsushiro
武士 松代
Masahiko Tsutsumi
正彦 堤
Seiichi Murayama
清一 村山
Takahiro Soma
孝浩 相馬
Nobuyuki Ashikaga
伸行 足利
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable removal of microorganisms, such as cryptosporidium, and fine particles which cannot be sufficiently removed by conventional filtration treatment, and suppression of clogging of both a membrane and a filter medium layer, thereby reducing backwashing frequency, backwashing time, and the amount of backwashing water and increasing their exchange life. <P>SOLUTION: A membrane 15 made of anisotropic porous material, such as metal and ceramics, and having an adjusted porous diameter of 0.1 to several 10 μm is arranged under a filter medium layer 3 made by accumulating sieved natural filter mediums, such as silica sand, granular activated carbon and anthracite, according to the particle diameter. Water to be treated flowing into a filter basin 2 flows through a route from the filter medium layer 3 to the membrane 15 to be filtered. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、浄水場などで使用されるろ過システムに関する。   The present invention relates to a filtration system used in a water purification plant or the like.

浄水場では河川や貯水池などの水源から原水を取水し、凝集、フロック形成、沈殿、ろ過および殺菌の5つの単位プロセスによって、懸濁質とコロイド質の除去、および細菌等を無害化し、清澄な水道水として需要家に供給している。   In the water treatment plant, raw water is taken from water sources such as rivers and reservoirs, and suspended and colloidal substances are removed and bacteria are harmed by five unit processes of coagulation, flock formation, sedimentation, filtration and sterilization. It is supplied to customers as tap water.

凝集、フロック形成、沈殿、ろ過による一連の除濁処理には、凝集剤を用いる方法が一般的であり、凝集剤には通常、鉄やアルミニウム等の無機金属塩が用いられる。凝集剤の効果はさまざまな物理的、生物化学的な影響を受け、最適凝集条件は、多くの因子によって定まる複雑な平衡の上に成り立っているため、一定の処理水質を確保するには熟練を要する。   For a series of turbidity treatments by agglomeration, flock formation, precipitation, and filtration, a method using an aggregating agent is common, and an inorganic metal salt such as iron or aluminum is usually used as the aggregating agent. The effect of the flocculant is influenced by various physical and biochemical factors, and the optimum flocculation condition is based on a complex equilibrium determined by many factors. Cost.

図20は、従来の凝集・沈澱後の処理水をろ過する除濁処理システムを示すフロー図である。   FIG. 20 is a flowchart showing a conventional turbidity treatment system for filtering treated water after aggregation and precipitation.

この図において、原水は、着水井100に一旦貯蔵され、ここで浄水工程に送る水量が調整される。着水井100より送られた原水は、凝集・沈澱池101に入り、ここで、凝集剤注入→急速撹拌→緩速撹拌→沈澱の手順で原水内の濁質の大半である大きな懸濁物が除去された後、ろ過池102に送られる。ろ過池102では、凝集・沈澱池101で除去しきれない微細な浮遊物をろ過して分離したろ過水が次の浄水処理工程に送られる。   In this figure, raw water is once stored in the landing well 100, and the amount of water sent to the water purification process is adjusted here. The raw water sent from the landing well 100 enters the agglomeration / sedimentation basin 101, where a large suspension, which is the majority of the turbidity in the raw water, is obtained by the procedure of coagulant injection → rapid stirring → slow stirring → precipitation. After being removed, it is sent to the filter basin 102. In the filtration basin 102, the filtered water separated by filtering the fine suspended matter that cannot be removed in the flocculation / sedimentation basin 101 is sent to the next water purification treatment step.

この際、ろ過池102には、緩速ろ過(ろ過速度3〜6m/日)と、急速ろ過(ろ過速度120〜150m/日)が有り、今日では、設置面積が小さく、除濁能力が高い事から、急速ろ過が多く採用されている。   At this time, the filtration basin 102 includes a slow filtration (filtration rate 3 to 6 m / day) and a rapid filtration (filtration rate 120 to 150 m / day). Today, the installation area is small and the turbidity is high. For this reason, rapid filtration is often used.

次に、図21の構成図を参照ながら、ろ過池102として使用される急速ろ過池について説明する。   Next, the rapid filtration basin used as the filtration basin 102 is demonstrated, referring the block diagram of FIG.

急速ろ過池131は、篩い分けた天然の珪砂からなる「ろ材」が敷き詰められたろ材層103と、ろ材の流出を防ぐポーラスコンクリート層104と、それらを支える分散砂利層105と、有孔コンクリート板106を支える支持梁107とで構成されている。また、急速ろ過池131の下部に形成された集水渠108には、ろ材層103を逆流洗浄(以下、逆洗、または逆洗浄と記載する)するために必要な逆洗水を導入する逆洗水導入管109と、空気を導入する空気導入管113とが接続され、バルブ111、114によって、逆洗水の水量、空気の流量が調整できるようになっている。またろ材層103より上部には、逆洗排水を排出するための逆洗排水排出管110が接続され、バルブによって、逆洗水排水の水量が調整できるようになっている。   The rapid filtration pond 131 includes a filter medium layer 103 on which “filter medium” made of natural silica sand that has been sieved is spread, a porous concrete layer 104 that prevents the filter medium from flowing out, a dispersed gravel layer 105 that supports them, and a perforated concrete plate And a supporting beam 107 that supports 106. Further, backwashing water is introduced into the catchment basin 108 formed in the lower part of the rapid filtration basin 131 to introduce backwash water necessary for backwashing the filter medium layer 103 (hereinafter referred to as backwashing or backwashing). A water introduction pipe 109 and an air introduction pipe 113 for introducing air are connected, and the amount of backwash water and the flow rate of air can be adjusted by valves 111 and 114. Further, a backwash drainage pipe 110 for discharging backwash drainage is connected above the filter medium layer 103, and the amount of backwash drainage can be adjusted by a valve.

そして、急速ろ過池131の上部側に被処理水が導入されると、重力でろ材層103中を下降し、ろ材の中を流れ落ちる間に被処理水中の懸濁物質が、砂の隙間に入り込んで、被処理水から取り除かれる。流れ落ちる速さは、1分間に8〜10cm(ろ過速度120〜150m/日)程度であり、ろ過水は、ポーラスコンクリート層104および分散砂利層105、有孔コンクリート板106を通って、集水渠108に一時的に貯留された後、次の浄水処理工程に送られる。ろ材層103では、ろ材の目詰まりを防ぐため、上部には粒径が大きく比重が小さい「アンスラサイト」などが、下部には粒径が小さく比重が大きい珪砂が用いられる。   Then, when the water to be treated is introduced into the upper part of the rapid filtration pond 131, the suspended matter in the water to be treated enters the gaps in the sand while descending through the filter medium layer 103 due to gravity and flowing down through the filter medium. And removed from the water to be treated. The flow rate is about 8 to 10 cm per minute (filtration speed 120 to 150 m / day), and the filtered water passes through the porous concrete layer 104, the dispersed gravel layer 105, and the perforated concrete plate 106, and the water collecting rod 108. After being temporarily stored, it is sent to the next water purification process. In order to prevent clogging of the filter medium, the filter medium layer 103 uses “anthracite” having a large particle size and a small specific gravity in the upper part and silica sand having a small particle diameter and a large specific gravity in the lower part.

また、目詰まりが起きた場合は、下部の逆洗水導入管109から逆洗水を導入して下から上へ水を流す事により、目詰まりを起こしたものが、ろ材層103から取り除かれて逆洗排水排出管110から排水される。なお、逆洗は、二つの段階からなっており、第1段階は、逆洗水によって、ろ材層103のろ材を流動状態とし、局所的な短絡流や小さな渦によるろ材粒子相互の衝突・摩擦と、水流の剪断力とにより、付着濁質の剥離を促し分離する。第2段階は、バルブ112の開放に伴い、ろ材や膜から分離された濁質が逆洗排水排出管110から排出され、図示していない排水処理工程に送られる。また、空気洗浄方式では、逆流洗浄と併用して、ろ過池102の下部側に設けられた空気導入管113から空気を吹き込んでろ材に付着した濁質を剥離する。いずれかの洗浄方法が行われるが、空気と水を同時に吹き込んだり、数分間空気を吹き込んでから水を導入したり、種々のものがあり、空気量は0.8〜1.5m/(min・m)、水量は0.6〜0.8m/(min・m)となるように、それぞれをバルブ111、114で調整する。 When clogging occurs, the backwashing water is introduced from the lower backwashing water introduction pipe 109 and the water flows from the bottom to the top, so that the clogging is removed from the filter medium layer 103. And drained from the backwash drainage pipe 110. The backwashing is composed of two stages. In the first stage, the filter medium of the filter medium layer 103 is made into a fluid state by backwash water, and the filter medium particles collide and friction with each other due to a local short circuit flow or a small vortex. And the shearing force of the water stream promote separation and separation of adhering turbidity. In the second stage, as the valve 112 is opened, the suspended matter separated from the filter medium and the membrane is discharged from the backwash drainage pipe 110 and sent to a wastewater treatment process (not shown). Further, in the air cleaning method, in combination with the backflow cleaning, air is blown from the air introduction pipe 113 provided on the lower side of the filter basin 102 to peel off the turbidity adhering to the filter medium. Either cleaning method is performed, and there are various methods such as blowing air and water at the same time, blowing air for several minutes and then introducing water, and the amount of air is 0.8 to 1.5 m 3 / ( min · m 2 ) and the amount of water are adjusted by valves 111 and 114 so that the amount of water is 0.6 to 0.8 m 3 / (min · m 2 ).

こうした従来の除濁処理の運転方法を最適化する技術として特開2002−192163号公報(特許文献1)に記載のものがある。一方、平成8年10月に厚生省(現厚生労働省)より通達された「水道におけるクリプトスポリジウム暫定対策指針」では、ろ過池出口の濁度を常時把握し、ろ過池出口の濁度を0.1度以下に維持することが制定され、浄水場における濁度管理が重要な課題となっている。   As a technique for optimizing such a conventional turbidity treatment operation method, there is one described in JP-A-2002-192163 (Patent Document 1). On the other hand, according to the “Cryptosporidium Provisional Countermeasure Guidelines for Waterworks” issued by the Ministry of Health and Welfare (currently the Ministry of Health, Labor and Welfare) in October 1996, the turbidity at the outlet of the filtration basin is always grasped, and the turbidity at the outlet of the filtration basin is 0.1 It has been enacted to maintain the temperature below this level, and turbidity management at water treatment plants has become an important issue.

クリプトスポリジウムは動物に感染する寄生性原虫で、体外ではオーシストの形で存在しており、大きさは4〜6μmと言われている。クリプトスポリジウムのオーシストの除去率は通常処理を行った場合で、砂ろ過のみの場合、97〜99%、凝集沈殿と砂ろ過とを併用させた場合でも、99.7〜99.9%と言われており、確実にすべてのクリプトスポリジウムを除去できない。   Cryptosporidium is a parasitic protozoa that infects animals, exists outside the body in the form of oocysts, and is said to be 4-6 μm in size. Cryptosporidium oocyst removal rate is 97-99% in the case of normal treatment, and 99.7-99.9% even when coagulation sedimentation and sand filtration are used in combination. And all Cryptosporidium cannot be removed reliably.

特に、設置面積が小さく、除濁能力が高い事から、ろ過手段として多く採用されている急速ろ過池131は、浄水場の浄水処理工程で懸濁物質を除去する最終の工程であり、クリプトスポリジウムに対しても、当然最終段階の重要な除去プロセスとなる。しかし、ろ材の洗浄からろ過工程に移行時、あるいは処理水量の変更時において急激にろ過流量が変わったとき、濁度やクリプトスポリジウムがろ過水側に流出するか、洗浄排水が十分に排水されず、処理再開後のろ過水に混入する恐れがある。   In particular, the rapid filtration basin 131, which is widely used as a filtration means because of its small installation area and high turbidity, is the final process of removing suspended substances in the water purification process of the water purification plant. Cryptosporidium However, it is an important final removal process. However, when the filtration flow rate changes suddenly during the transition from the filter media washing to the filtration process, or when the amount of treated water is changed, turbidity or Cryptosporidium flows out to the filtrate water side, or the washing wastewater is not drained sufficiently. , There is a risk of mixing into the filtered water after resumption of treatment.

このような背景のもと、従来の除濁処理の代替え手段として、精密ろ過膜や限外ろ過膜に関する研究開発が進み、我が国の浄水場において、膜ろ過が急速に普及し始めている。海外においては、既に日量数十万トン規模の膜ろ過浄水場が稼動している。   Against this background, research and development on microfiltration membranes and ultrafiltration membranes have advanced as an alternative to conventional turbidity treatment, and membrane filtration has begun to spread rapidly in water purification plants in Japan. Overseas, membrane filtration water treatment plants with a scale of several hundred thousand tons per day are already in operation.

しかし、精密ろ過膜や限外ろ過膜による膜ろ過は、確実に濁質物を除去し、良質な処理水質を得られるという利点がある一方、精密ろ過膜や限外ろ過膜の素材として最も普及している有機高分子化合物(酢酸セルロース、ポリスレホン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリトニトリル)の膜は、運転時間の経過とともに膜の圧密化や損傷などの物理的劣化、加水分解・酸化などによる化学的劣化、微生物により膜が資化される生物的劣化などの膜自身の変質による性能低下や、微粒子・懸濁物質の膜表面への蓄積などの外的要因により、性能が低下する。このため寿命が3年〜5年とされ、膜交換に要する費用のため、ランニングコストが従来の浄水方式よりも高いという欠点がある。   However, membrane filtration using microfiltration membranes and ultrafiltration membranes has the advantage of reliably removing turbid substances and obtaining good quality treated water, but it is the most popular material for microfiltration membranes and ultrafiltration membranes. Organic polymer compounds (cellulose acetate, polysulfone, polyethylene, polypropylene, polyacrylonitrile) membranes are subject to physical degradation such as consolidation and damage of the membrane over time, and chemical degradation due to hydrolysis and oxidation. The performance is degraded by external factors such as degradation of the membrane itself, such as biological deterioration that is utilized by microorganisms, and accumulation of fine particles and suspended substances on the membrane surface. For this reason, the lifetime is assumed to be 3 to 5 years, and the running cost is higher than the conventional water purification system due to the cost required for membrane replacement.

こうしたランニングコストを低減する従来技術として、特開2001−225057号公報(特許文献2)に記載のものがある。この従来技術は、凝集剤を利用して凝集フロックを形成し、これを砂ろ過により除去する。さらに耐久性の優れた金属膜ろ過装置により微粒子・懸濁物質を確実に除去するろ過システムである。
特開2002−192163公報 特開2001−225057号公報
As a conventional technique for reducing the running cost, there is a technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-225057 (Patent Document 2). In this prior art, a flocculant is formed using a flocculant, and this is removed by sand filtration. Furthermore, it is a filtration system that reliably removes fine particles and suspended solids with a highly durable metal membrane filtration device.
JP 2002-192163 A JP 2001-225057 A

しかし、上述した旧来の凝集、フロック形成、沈殿、ろ過による一連の除濁処理では、以下の課題があった。   However, the conventional turbidity treatment by the above-mentioned conventional aggregation, floc formation, precipitation, and filtration has the following problems.

[1]クリプトスポリジウム等の微小病原原虫のろ過水への残留
懸濁物質を除去する最終の工程であるろ過池でも除去しきれなかったクリプトスポリジウム等の微小病原原虫がろ過水に残留する場合がある。特に急速ろ過池では、ろ材の洗浄からろ過工程に移行時、あるいは処理水量の変更時において急激にろ過流量が変わったとき、濁度やクリプトスポリジウムがろ過水側に流出するか、ろ材の逆流洗浄排水が十分に排水されない恐れがある。
[1] Residual micropathogenic protozoa such as Cryptosporidium in filtered water Micropathogenic protozoa such as Cryptosporidium that could not be removed even in the filtration basin, which is the final process of removing suspended substances, may remain in filtered water. is there. In particular, in rapid filtration ponds, when the flow rate of filtration changes suddenly from the washing of the filter medium to the filtration process or when the amount of treated water changes, turbidity or Cryptosporidium flows out to the filtered water side, or the filter medium is backwashed There is a risk that the drainage will not be drained sufficiently.

[2]多量の凝集剤注入およびろ過池のろ過損失水頭の上昇
除濁能力の向上のため、凝集剤の注入量を多くすると、沈殿池で除去しきれない凝集剤がろ過池に流入し、ろ過池が目詰まりして、ろ過池の損失水頭が上昇する。一方、従来の除濁処理の代替え手段として開発された精密ろ過膜や限外ろ過膜は、確実に濁質物を除去し、良質な処理水質を得られるという利点があるが、以下の課題があった。
[2] Injection of a large amount of flocculant and increase in filtration loss head of the filter basin To increase the turbidity, if the amount of flocculant injected is increased, the flocculant that cannot be removed by the sedimentation basin flows into the filter basin. The filtration pond is clogged and the loss head of the filtration pond rises. On the other hand, microfiltration membranes and ultrafiltration membranes developed as an alternative to conventional turbidity treatment have the advantage of reliably removing turbid matter and obtaining good quality treated water, but have the following problems: It was.

[3]ランニングコストの増加
精密ろ過膜や限外ろ過膜の素材として最も普及している有機高分子化合物(酢酸セルロース、ポリスルホン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリトニトリル)の膜は、運転時間の経過とともに膜の圧密化や損傷などの物理的劣化、加水分解・酸化などによる化学的劣化、微生物により膜が資化される生物的劣化などの膜自身の変質による性能低下や、微粒子・懸濁物質の膜表面への蓄積などの外的要因などにより性能が低下する。このため、寿命が3年〜5年とされ、膜交換に要する費用のため、ランニングコストが従来の浄水方式よりも高いという欠点がある。また、上述した特開2001−225057号公報に記載された従来の除濁システムと、金属膜ろ過装置を組み合わせたものでは、金属繊維を積層して焼結した不繊布状の金属膜をプリーツ状に折り畳んで円筒型としたエレメントで構成されており、以下の課題があった。
[3] Increasing running costs Membranes of organic polymer compounds (cellulose acetate, polysulfone, polyethylene, polypropylene, polyacrylonitrile) that are most popular as materials for microfiltration membranes and ultrafiltration membranes, as the operating time elapses Physical degradation such as membrane consolidation or damage, chemical degradation due to hydrolysis, oxidation, etc., degradation of the membrane itself, such as biological degradation assimilated by microorganisms, Performance decreases due to external factors such as accumulation on the membrane surface. For this reason, the lifetime is assumed to be 3 to 5 years, and the running cost is higher than that of the conventional water purification system due to the cost required for membrane replacement. Moreover, in the combination of the conventional turbidity system described in JP-A-2001-225057 described above and a metal membrane filtration device, a non-woven cloth-like metal film obtained by laminating and sintering metal fibers is pleated. It was composed of a cylindrical element that was folded into two, and had the following problems.

[4]不繊布状構造による透過流束の低下
不繊布状構造の金属膜は、金属膜の表面だけでなく、金属膜内部でも捕捉する構造となっているため、金属表面では捕捉できない微小な粒子や懸濁物質を膜内部で捕捉できるメリットがある一方で、膜の内部に入り込んだ微粒子・懸濁物質が通常の洗浄で除去できず、運転時間の経過とともに透過流束が低下しやすいという問題がある。円筒型エレメントによる金属膜は、金属膜を充填するスペースに対して有効な膜ろ過面積が小さいため、金属膜ろ過装置が大きくなり、設置スペースが増大するという問題がある。円筒を細くして装置内に充填する本数を増やす方法もあるが、必要以上に円筒を細く丸めることは、膜の孔径が拡大する恐れがあるため適切ではない。
[4] Reduction of permeation flux due to non-woven structure The metal film of non-woven structure has a structure that can be captured not only on the surface of the metal film but also inside the metal film. While there is a merit that particles and suspended substances can be trapped inside the membrane, fine particles and suspended substances that have entered the inside of the membrane cannot be removed by normal washing, and the permeation flux tends to decrease over time. There's a problem. Since the metal membrane by a cylindrical element has a small membrane filtration area effective with respect to the space filled with the metal membrane, there is a problem that the metal membrane filtration device becomes large and the installation space increases. There is a method of increasing the number of cylinders that are filled by narrowing the cylinder, but it is not appropriate to round the cylinder more thinly than necessary because the pore diameter of the membrane may increase.

本発明は上記の事情に鑑み、高い透過流速を確保して被処理水の流量を大きくすることができ、かつ処理コストを低減させつつ、クリプトスポリジウムなどの微小病原原虫を確実に除去できるとともに、膜の逆洗浄回数を低減でき、運転コストを低く抑えることができるろ過システムを提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, the present invention can ensure a high permeation flow rate and increase the flow rate of water to be treated, and reduce the treatment cost while reliably removing micropathogenic protozoa such as Cryptosporidium, It aims at providing the filtration system which can reduce the frequency | count of back washing | cleaning of a film | membrane, and can hold down operating cost low.

上記の目的を達成するために本発明は、ろ過池を使用して、被処理水をろ過するろ過システムにおいて、前記ろ過池の下部側に異方性多孔質材料を用いた膜を設け、前記ろ過池の上部側に被処理水中の懸濁物質をろ過するろ材を充填したことを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention provides a filtration system for filtering water to be treated using a filter basin, and a membrane using an anisotropic porous material is provided on the lower side of the filter basin, It is characterized in that the upper part of the filtration pond is filled with a filter medium for filtering suspended substances in the water to be treated.

また、前記異方性多孔質材料を用いた膜は、孔径が異なる複数段としたことを特徴としている。   The membrane using the anisotropic porous material is characterized by having a plurality of stages having different pore diameters.

さらに、前記ろ過池の前記膜の上方側に、逆洗排水排出管を接続し、前記膜を逆洗浄した際に出る逆洗排水を前記逆洗排水排出管から排出させることを特徴としている。   Furthermore, a backwash drainage discharge pipe is connected to the upper side of the membrane of the filtration basin, and the backwash drainage discharged when the membrane is backwashed is discharged from the backwash drainage discharge pipe.

さらに、前記ろ過池の前記膜の上方側に、逆洗水導入管を接続し、この逆洗水導入管を介して、前記ろ過池内に逆洗水を導き、前記ろ材を洗浄することを特徴としている。   Furthermore, a backwash water introduction pipe is connected to the upper side of the membrane of the filtration basin, and the backwash water is introduced into the filtration basin through the backwash water introduction pipe to wash the filter medium. It is said.

さらに、前記膜に対する逆洗水の一部または全量を前記ろ材の逆洗水として活用し、前記膜および前記ろ材を同時に逆洗することを特徴としている。   Further, a part or all of the backwash water for the membrane is utilized as backwash water for the filter medium, and the membrane and the filter medium are backwashed simultaneously.

さらに、前記膜の洗浄と前記ろ材の洗浄とを各々、異なる水量あるいは逆洗周期とすることを特徴としている。   Further, the cleaning of the membrane and the cleaning of the filter medium are respectively performed with different water amounts or backwashing cycles.

さらに、前記膜の逆洗水量を0.1〜0.5m/(min・m)にすることを特徴としている。 Furthermore, the amount of backwash water of the membrane is 0.1 to 0.5 m 3 / (min · m 2 ).

さらに、前記膜の逆洗水量と、前記ろ材の逆洗水量との総和が0.6〜0.8m/(min・m)となるように調整することを特徴としている。 Furthermore, the total amount of the backwash water amount of the membrane and the backwash water amount of the filter medium is adjusted to be 0.6 to 0.8 m 3 / (min · m 2 ).

さらに、前記膜からなる構造体で、前記ろ材を支持することを特徴としている。   Further, the filter medium is supported by a structure made of the membrane.

さらに、前記ろ過池の下部にある集水渠に前記膜を設けたことを特徴としている。   Furthermore, the membrane is provided in a catchment basin below the filtration pond.

さらに、ろ過池を使用して、被処理水をろ過するろ過システムにおいて、細孔径が異なる複数の異方性多孔質材料によって構成される複数の膜を、上段側になるほど、細孔径が順次、大きくなるように重ねて、前記ろ過池の下部に配置することを特徴としている。   Furthermore, in the filtration system for filtering the water to be treated using the filtration pond, the pore diameter is sequentially increased toward the upper side of the plurality of membranes constituted by the plurality of anisotropic porous materials having different pore diameters. It piles up so that it may become large, and it has arranged at the lower part of the above-mentioned filtration pond.

さらに、前記各膜毎に、各膜の逆洗水量あるいは逆洗サイクルを変更することを特徴としている。   Furthermore, the backwash water amount or backwash cycle of each membrane is changed for each membrane.

さらに、前記ろ過池のろ過速度を1〜1000m/日、好ましくは、1〜200m/日になるように調整することを特徴としている。   Furthermore, the filtration rate of the filtration basin is adjusted to 1 to 1000 m / day, preferably 1 to 200 m / day.

さらに、前記各膜を透過速度1〜1000m/日で逆洗浄することを特徴としている。   Furthermore, each of the membranes is back-washed at a permeation rate of 1 to 1000 m / day.

さらに、前記膜の下部に紫外線照射設備を設けたことを特徴としている。   Furthermore, an ultraviolet irradiation facility is provided below the film.

さらに、前記膜の上部に紫外線照射設備を設けたことを特徴としている。   Furthermore, an ultraviolet irradiation facility is provided on the upper part of the film.

さらに、前記ろ過池の下部側にユニット構造体を設け、このユニット構造体の内部に、前記膜を交換自在に配置したことを特徴としている。   Furthermore, a unit structure is provided on the lower side of the filtration basin, and the membrane is disposed in the unit structure in a replaceable manner.

さらに、既存の急速ろ過池、あるいは緩速ろ過池の下部側に異方性多孔質材料を用いた膜を設け、上部側に被処理水中の懸濁物質をろ過するろ材を充填したことを特徴としている。   In addition, a membrane using anisotropic porous material is provided on the lower side of the existing rapid filtration basin or slow filtration basin, and the upper side is filled with a filter medium for filtering suspended substances in the treated water. It is said.

さらに、前記ろ材は、篩い分けた天然の珪砂、アンスラサイト、粒状活性炭のいずれか一つを含むことを特徴としている。   Furthermore, the filter medium includes any one of sieved natural silica sand, anthracite, and granular activated carbon.

さらに、前記膜の細孔径を0.1μm以上10μm未満の範囲とし、好ましくは、4μm以下にすることを特徴としている。   Furthermore, the pore diameter of the membrane is in the range of 0.1 μm or more and less than 10 μm, preferably 4 μm or less.

本発明によれば、高い透過流速を確保して被処理水の流量を大きくすることができ、かつ処理コストを低減させつつ、クリプトスポリジウムなどの微小病原原虫を確実に除去できるとともに、膜の逆洗浄回数を低減でき、運転コストを低く抑えることができる。   According to the present invention, it is possible to ensure a high permeation flow rate and increase the flow rate of water to be treated, and to reliably remove micropathogenic protozoa such as Cryptosporidium while reducing the treatment cost, and to reverse the membrane. The number of washings can be reduced, and the operating cost can be kept low.

〈異方性多孔質材料〉
初めに、本発明者らが開発した異方性多孔質材料について説明する。
<Anisotropic porous material>
First, the anisotropic porous material developed by the present inventors will be described.

金属膜によるろ過装置では、背景技術の欄で説明したような問題が発生する。このため、金属膜に比較して微細な孔径が形成可能で、かつ逆洗性に優れたセラミックス膜を用いた膜ろ過装置が考えられる。しかし、セラミック膜は基本的に微粒子がネットワーク状に焼結した多孔質体であるため、上述の金属膜と同様に、膜の表面だけでなく内部でも捕捉する構造となり、内部に入り込んだ微粒子・懸濁物質を洗浄しづらく、運転時間の経過とともに透過流束が低下しやすいという問題がある。また、細孔が複雑にネットワークを形成する構造のため、初期特性においても圧力損失が比較的大きい。   In the filtration device using a metal film, the problem described in the background art section occurs. For this reason, the membrane filtration apparatus using the ceramic membrane which can form a fine pore diameter compared with a metal membrane and was excellent in backwashing property can be considered. However, since the ceramic film is basically a porous body in which fine particles are sintered in the form of a network, it has a structure that captures not only the surface of the film but also the inside as well as the metal film described above. There is a problem that it is difficult to wash the suspended solids and the permeation flux tends to decrease with the passage of operating time. In addition, because of the structure in which the pores form a complex network, the pressure loss is relatively large even in the initial characteristics.

そこで、本発明者らは、上記に鑑み、流体のフィルタにおいて、高精度で大量の分離処理が可能で、透過流束の低下を軽減し、また洗浄性を向上させる以下の(1)〜(7)に示す異方性多孔質材料を開発するに至った。   Therefore, in view of the above, the present inventors can perform a large amount of separation processing with high accuracy in a fluid filter, reduce the decrease in permeation flux, and improve the cleanability as follows (1) to (1) It came to develop the anisotropic porous material shown to 7).

(特願2005−322629参照、未公開)。 (See Japanese Patent Application No. 2005-322629, unpublished).

(1)複数の気孔を含有し、それぞれの気孔は長軸および短軸を規定できる非等方性の形状を有し、前記複数の気孔が方向性を有する配列をなしていることを特徴とする異方性多孔質材料。   (1) It contains a plurality of pores, each of the pores has an anisotropic shape capable of defining a major axis and a minor axis, and the plurality of pores are arranged in a direction. Anisotropic porous material.

(2)前記それぞれの気孔の長軸/短軸の長さの比が10以上であることを特徴とする異方性多孔質材料。   (2) An anisotropic porous material, wherein the ratio of the major axis / minor axis length of each pore is 10 or more.

(3)前記複数の気孔の短軸の長さが0.001〜500μmであることを特徴とする異方性多孔質材料。   (3) An anisotropic porous material characterized in that the short axis length of the plurality of pores is 0.001 to 500 μm.

(4)前記複数の気孔が、それらの長軸の方向が±10度の立体角範囲内に含まれる1つ以上の配向グループに分類されることを特徴とする異方性多孔質材料。   (4) The anisotropic porous material, wherein the plurality of pores are classified into one or more orientation groups whose major axis direction is included within a solid angle range of ± 10 degrees.

(5)同一の配向グループに属する前記複数の気孔の少なくとも一部が貫通気孔であることを特徴とする異方性多孔質材料。   (5) An anisotropic porous material, wherein at least some of the plurality of pores belonging to the same orientation group are through-pores.

(6)前記複数の気孔の短軸の長さのバラツキが、同一の配向グループの中では±15%以下であることを特徴とする異方性多孔質材料。   (6) An anisotropic porous material characterized in that the variation in the length of the short axis of the plurality of pores is ± 15% or less in the same orientation group.

(7)同一の配向グループの中での貫通気孔率が70%以上であることを特徴とする異方性多孔質材料。   (7) An anisotropic porous material having a through porosity of 70% or more in the same orientation group.

以下、本発明の膜モジュールで使用される異方性多孔質材料について図12乃至図19を参照して詳述する。   Hereinafter, the anisotropic porous material used in the membrane module of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

初めに、本発明に係る異方性多孔質材料の概念を、図12を参照して説明する。異方性多孔質材料は、複数の気孔を含有し、それらは、例えば図12に示す気孔51,52のような、長軸および短軸を規定することができる非等方性の形状を有する。そして、気孔51,52について、任意の基準方向と長軸のずれを傾きθで表示すると、傾きθが方向性、つまり特定範囲内に分布する傾向を有する。一方、気孔に方向性の無い材料は等方性多孔質材料である。   First, the concept of the anisotropic porous material according to the present invention will be described with reference to FIG. The anisotropic porous material contains a plurality of pores, which have an anisotropic shape that can define a major axis and a minor axis, such as the pores 51 and 52 shown in FIG. . When the gaps between the arbitrary reference direction and the major axis are displayed as the inclination θ for the pores 51 and 52, the inclination θ has a tendency to be distributed in the directionality, that is, in a specific range. On the other hand, a material having no directionality in the pores is an isotropic porous material.

《第1例、その1》
図13は第1例の異方性多孔質材料の構造を示す概略図である。図13に示すように、第1例の異方性多孔質材料53は、図12に示す楕円球状の気孔52を複数含有する。図13に示す異方性多孔質材料53に含まれる気孔52は、主に気孔全体が材料の内部に入っている閉気孔である。
<< First example, part 1 >>
FIG. 13 is a schematic view showing the structure of the anisotropic porous material of the first example. As shown in FIG. 13, the anisotropic porous material 53 of the first example includes a plurality of elliptic spherical pores 52 shown in FIG. 12. The pores 52 included in the anisotropic porous material 53 shown in FIG. 13 are closed pores in which the entire pores are mainly contained in the material.

ここで、気孔52の長軸の長さaと短軸の長さbの比(アスペクト比)a/bは10以上であることが好ましい。主に閉気孔からなる場合には、方向性を持った特性を発現する根源は、閉気孔の異方的な形態に起因する。アスペクト比が10未満であると、各気孔間の配列に方向性が存在しても全体として等方に近い特性を示すため、異方性多孔質材料としての特徴が十分に発揮されない。   Here, the ratio (aspect ratio) a / b of the major axis length a and minor axis length b of the pores 52 is preferably 10 or more. In the case of mainly composed of closed pores, the source of developing directional characteristics is due to the anisotropic form of closed pores. When the aspect ratio is less than 10, even if there is directionality in the arrangement between the pores, the characteristics as an isotropic porous material are not sufficiently exhibited because the characteristics are almost isotropic as a whole.

また、それぞれの気孔の長軸の方向が立体角Ωの範囲内に含まれるとすると、立体角Ωは±10度の範囲内であることが好ましい。主に閉気孔からなる場合、それぞれの閉気孔が高いアスペクト比を持っていても、方向性に±10度より大きなバラツキがあると、全体として等方に近い特性を示すため、異方性多孔質材料としての特徴が十分に発揮されない。   Further, if the major axis direction of each pore is included in the range of the solid angle Ω, the solid angle Ω is preferably in the range of ± 10 degrees. In the case of mainly composed of closed pores, even if each closed pore has a high aspect ratio, if the directionality varies more than ± 10 degrees, it exhibits characteristics close to isotropic as a whole. The characteristics as a quality material are not fully exhibited.

また、それぞれの気孔の短軸の長さbは0.001〜500μmであることが好ましい。0.001μm未満の場合、原子・分子間距離のオーダーでの形態制御になり、本発明の異方性多孔質材料の構造を実際的な材料として具現することが困難である。500μmより大きい場合、孔開け加工等の既存の機械加工により製造が可能になる範疇にある。これは、本発明の異方性多孔質材料の概念に含まれない。   In addition, the short axis length b of each pore is preferably 0.001 to 500 μm. When the thickness is less than 0.001 μm, the shape is controlled on the order of the distance between atoms and molecules, and it is difficult to realize the structure of the anisotropic porous material of the present invention as a practical material. When it is larger than 500 μm, it is in a category that can be manufactured by existing machining such as drilling. This is not included in the concept of the anisotropic porous material of the present invention.

また、それぞれの気孔の短軸の長さbのバラツキは±15%以下であることが好ましい。主に閉気孔からなる場合、それぞれの閉気孔の径に±15%より大きなバラツキがあると、全体としての特性指向性が弱くなり、より等方に近い特性を示すので、異方性多孔質材料としての特徴が十分に発揮されない。   Moreover, it is preferable that the variation of the short axis length b of each pore is ± 15% or less. In the case of mainly composed of closed pores, if the diameter of each closed pore is larger than ± 15%, the characteristic directivity as a whole becomes weaker and the characteristics are closer to isotropic. The characteristics as a material are not fully exhibited.

《第1例、その2》
図14は第1例の変形例を示している。第1例の変形例の異方性多孔質材料54は、図12に示す非等方性の形状の気孔51を複数含有する。それぞれの気孔の長軸は、一方向に配列している。
<< First example, part 2 >>
FIG. 14 shows a modification of the first example. The anisotropic porous material 54 of the modification of the first example contains a plurality of pores 51 having an anisotropic shape shown in FIG. The long axis of each pore is arranged in one direction.

図14に示す異方性多孔質材料54においても、図13に示す異方性多孔質材料53と同様に、それぞれの気孔のアスペクト比は10以上であり、それぞれの気孔の長軸の方向が±10度の立体角範囲内に含まれ、それぞれの気孔の短軸の長さbは0.001〜500μmであり、それぞれの気孔の短軸の長さbのバラツキは±15%以下であることが好ましい。これらの数値を選定する理由についても上記説明と同様である。   Also in the anisotropic porous material 54 shown in FIG. 14, the aspect ratio of each pore is 10 or more and the direction of the major axis of each pore is the same as the anisotropic porous material 53 shown in FIG. 13. It is included within a solid angle range of ± 10 degrees, the short axis length b of each pore is 0.001 to 500 μm, and the variation of the short axis length b of each pore is ± 15% or less. It is preferable. The reason for selecting these numerical values is also the same as described above.

《第2例》
図15は第2例の異方性多孔質材料の構造を示す概略図である。図15に示すように、第2例の異方性多孔質材料55は、気孔52a,52bをそれぞれ複数含有する。異方性多孔質材料55に含まれる気孔は主に閉気孔である。気孔52aは、長軸が方向Aに対して方向性を有する第1の配向グループを構成し、気孔52bは、長軸が方向Aと異なる方向Bに対して方向性を有する第2の配向グループを構成する。
<< Second example >>
FIG. 15 is a schematic view showing the structure of the anisotropic porous material of the second example. As shown in FIG. 15, the anisotropic porous material 55 of the second example contains a plurality of pores 52a and 52b. The pores contained in the anisotropic porous material 55 are mainly closed pores. The pores 52a constitute a first orientation group whose major axis has directionality with respect to the direction A, and the pores 52b have a second orientation group whose major axis has directionality with respect to the direction B different from the direction A. Configure.

ここで、第1例と同様に、気孔52a,52bのアスペクト比は10以上であり、それぞれの気孔の短軸の長さbは0.001〜500μmであることが好ましい。これらの数値を選定する理由についても第1例と同様である。   Here, similarly to the first example, the aspect ratio of the pores 52a and 52b is 10 or more, and the short axis length b of each pore is preferably 0.001 to 500 μm. The reason for selecting these numerical values is also the same as in the first example.

第1の配向グループのそれぞれの気孔の長軸の方向が立体角ΩAの範囲内に含まれるとすると、立体角ΩAは±10度の範囲内であることが好ましい。また、第2の配向グループのそれぞれの気孔の長軸の方向が立体角ΩBの範囲内に含まれるとすると、立体角ΩBは±10度の範囲内であることが好ましい。方向性に±10度より大きなバラツキがあると、全体として等方に近い特性を示すため、異方性多孔質材料としての特徴が十分に発揮されない。   If the direction of the major axis of each pore of the first orientation group is included in the range of the solid angle ΩA, the solid angle ΩA is preferably in the range of ± 10 degrees. Further, if the major axis direction of each pore of the second orientation group is included in the range of the solid angle ΩB, the solid angle ΩB is preferably in the range of ± 10 degrees. If the directionality varies more than ± 10 degrees, the characteristic as an anisotropic porous material is not sufficiently exhibited because the characteristics as a whole are nearly isotropic.

また、同一の配向グループの中では、それぞれの気孔の短軸の長さbのバラツキは±15%以下であることが好ましい。短軸の長さbに±15%より大きなバラツキがあると、全体としての特性指向性が弱くなり、より等方に近い特性を示すので、異方性多孔質材料としての特徴が十分に発揮されない。   Further, in the same orientation group, the variation of the short axis length b of each pore is preferably ± 15% or less. If the minor axis length b varies more than ± 15%, the characteristic directivity as a whole will be weakened and the characteristics will be closer to isotropic. Not.

《第3例》
図16は第3例の異方性多孔質材料の構造を示す概略図である。図16に示すように、第3例の異方性多孔質材料56は、貫通気孔57を複数有する。貫通気孔は両端が材料の表面に開いている気孔である。第3例の異方性多孔質材料56は、図13に示す第1例の異方性多孔質材料を、気孔の長軸方向に垂直で互いに平行な2つの面で切り出した形態をしている。
<Third example>
FIG. 16 is a schematic view showing the structure of the anisotropic porous material of the third example. As shown in FIG. 16, the anisotropic porous material 56 of the third example has a plurality of through pores 57. Through-holes are pores that are open at the surface of the material at both ends. The anisotropic porous material 56 of the third example has a form in which the anisotropic porous material of the first example shown in FIG. 13 is cut out in two planes perpendicular to the major axis direction of the pores and parallel to each other. Yes.

ここで、貫通気孔57のアスペクト比は10以上であることが好ましい。アスペクト比が10以上であることで、フィルタリングなどに好適な強度特性についてもバランス良く優れた膜材料が得られる。   Here, the aspect ratio of the through-hole 57 is preferably 10 or more. When the aspect ratio is 10 or more, an excellent film material with a well-balanced strength characteristic suitable for filtering and the like can be obtained.

また、それぞれの貫通気孔の長軸の方向が、±10度の立体角範囲内に含まれることが好ましい。方向性に±10度より大きなバラツキがあると、フィルタリングなどにおける圧損が大きくなるなど、特徴的な特性が劣化する。   Moreover, it is preferable that the direction of the long axis of each through-hole is included in a solid angle range of ± 10 degrees. If the directionality varies more than ± 10 degrees, characteristic characteristics such as pressure loss in filtering and the like deteriorate.

また、それぞれの貫通気孔の短軸の長さは0.001〜500μmであることが好ましい。0.001μm未満の場合、原子・分子間距離のオーダーでの形態制御になり、本発明の異方性多孔質材料の構造を実際的な材料として具現することが困難である。500μmより大きい場合、孔開け加工等の既存の機械加工により製造が可能になる範疇にある。   Moreover, it is preferable that the length of the short axis of each through-hole is 0.001-500 micrometers. When the thickness is less than 0.001 μm, the shape is controlled on the order of the distance between atoms and molecules, and it is difficult to realize the structure of the anisotropic porous material of the present invention as a practical material. When it is larger than 500 μm, it is in a category that can be manufactured by existing machining such as drilling.

これは、本発明の異方性多孔質材料の概念に含まれない。 This is not included in the concept of the anisotropic porous material of the present invention.

また、それぞれの貫通気孔の短軸の長さのバラツキは±15%以下であることが好ましい。短軸の長さに±15%より大きなバラツキがあると、フィルタリングなどにおける分隔精度が低下するなど、特徴的な特性が劣化する。   Further, the variation in the length of the short axis of each through-hole is preferably ± 15% or less. If the length of the short axis is more than ± 15%, the characteristic characteristics deteriorate, for example, the separation accuracy in filtering or the like is lowered.

また、異方性多孔質材料56が有するすべての気孔における貫通気孔の割合(貫通気孔率)は70%以上であることが好ましい。貫通気孔率が70%未満の場合、フィルタリングなどにおける透過流量が低下するとともに、貫通孔以外の気孔(開気孔および閉気孔)の影響が顕在化する。具体的には、フィルタリングなどにおける洗浄性の低下、膜強度の低下などの影響がある。ここで、開気孔とは一端のみが材料表面に開いている気孔である。   Moreover, it is preferable that the ratio (through-porosity) of the through-hole in all the pores which the anisotropic porous material 56 has is 70% or more. When the through-porosity is less than 70%, the permeate flow rate in filtering or the like is lowered, and the influence of pores other than the through-holes (open pores and closed pores) becomes obvious. Specifically, there is an influence such as a decrease in detergency in filtering and a decrease in film strength. Here, the open pores are pores that are open at the material surface only at one end.

図17は第3例の変形例を示す概略図である。図17に示すように、第3例の変形例の異方性多孔質材料58は、貫通気孔59を複数有し、貫通気孔59は、異方性多孔質材料58の上面および下面に対して垂直でない方向に形成されている。第3例の変形例の異方性多孔質材料58は、図15に示す第1例の異方性多孔質材料を、気孔の長軸方向に対して垂直以外の角度で、互いに平行な2つの面で切り出した形態を有するものである。   FIG. 17 is a schematic view showing a modification of the third example. As shown in FIG. 17, the anisotropic porous material 58 of the modified example of the third example has a plurality of through-holes 59, and the through-holes 59 correspond to the upper surface and the lower surface of the anisotropic porous material 58. It is formed in a non-vertical direction. The anisotropic porous material 58 of the modified example of the third example is different from the anisotropic porous material of the first example shown in FIG. 15 in parallel to each other at an angle other than perpendicular to the major axis direction of the pores. It has a form cut out on one side.

《第4例》
図18は第4例の異方性多孔質材料の構造を示す概略図である。図18に示すように、第4例の異方性多孔質材料60は、貫通気孔61a,61bをそれぞれ複数有する。第4例の異方性多孔質材料60は、図15に示す第2例の異方性多孔質材料を、互いに平行な2つの面で切り出した形態をしている。貫通気孔61aは第1の配向グループを構成し、貫通気孔61bは第2の配向グループを構成する。
<< 4th example >>
FIG. 18 is a schematic view showing the structure of the anisotropic porous material of the fourth example. As shown in FIG. 18, the anisotropic porous material 60 of the fourth example has a plurality of through-holes 61a and 61b. The anisotropic porous material 60 of the fourth example has a form in which the anisotropic porous material of the second example shown in FIG. 15 is cut out from two parallel surfaces. The through-hole 61a constitutes a first alignment group, and the through-hole 61b constitutes a second alignment group.

ここで、第3例と同様に、貫通気孔61a,61bのアスペクト比は10以上であり、それぞれの気孔の短軸の長さbは0.001〜500μmであり、同一の配向グループの中での貫通気孔率は70%以上であることが好ましい。これらの数値を選定する理由についても第3例と同様である。   Here, as in the third example, the aspect ratio of the through-holes 61a and 61b is 10 or more, and the length b of the short axis of each pore is 0.001 to 500 μm. The through porosity is preferably 70% or more. The reason for selecting these numerical values is also the same as in the third example.

また、同一の配向グループの中では、それぞれの貫通気孔の長軸の方向が、±10度の立体角範囲内に含まれることが好ましい。方向性に±10度より大きなバラツキがあると、フィルタリングなどにおける圧損が大きくなるなど、特徴的な特性が劣化する。また、同一の配向グループの中では、それぞれの貫通気孔の短軸の長さのバラツキは±15%以下であることが好ましい。短軸の長さに±15%より大きなバラツキがあると、フィルタリングなどにおける分隔精度が低下するなど、特徴的な特性が劣化する。   Further, in the same orientation group, the direction of the long axis of each through-hole is preferably included in a solid angle range of ± 10 degrees. If the directionality varies more than ± 10 degrees, characteristic characteristics such as pressure loss in filtering and the like deteriorate. Moreover, in the same orientation group, the variation in the length of the short axis of each through-hole is preferably ± 15% or less. If the length of the short axis is more than ± 15%, the characteristic characteristics deteriorate, for example, the separation accuracy in filtering or the like is lowered.

図19は第4例の変形例を示す概略図である。図19に示すように、第4例の変形例の異方性多孔質材料63は、貫通気孔64a,64bをそれぞれ複数有するとともに、図13に示す第1例の異方性多孔質材料を互いに平行な2つの面で切り出したものを、一層ごとに貫通気孔の方向が90°ずれるように積層した形態を有するものである。   FIG. 19 is a schematic view showing a modification of the fourth example. As shown in FIG. 19, the anisotropic porous material 63 of the modification of the fourth example has a plurality of through-holes 64a and 64b, respectively, and the anisotropic porous material of the first example shown in FIG. What was cut out by two parallel surfaces has a form in which the direction of the through pores is shifted by 90 ° for each layer.

上述した各異方性多孔質材料は、一般的な多孔質材料、あるいは上述の水の浄化目的に使われている多孔質膜に代表されるような既存の多孔質材料と異なり、長軸/短軸のアスペクト比の大きい気孔が方向性を持って配列したものである。このため、第1,第3例の1次元異方性多孔質材料を流体のフィルタに用いると、フィルタの表面で微粒子・懸濁物質を捕捉するので、高精度で大量の分離処理が可能で、透過流束の低下を軽減し、フィルタの洗浄性を向上させることができる。   Each of the above-described anisotropic porous materials is different from existing porous materials such as general porous materials or porous membranes used for the purpose of water purification described above, The pores with a short axis and large aspect ratio are arranged with directionality. For this reason, when the one-dimensional anisotropic porous material of the first and third examples is used for a fluid filter, fine particles and suspended substances are captured on the surface of the filter, so that a large amount of separation processing can be performed with high accuracy. It is possible to reduce the decrease in the permeation flux and improve the cleanability of the filter.

また、第2,第4例の2次元異方性多孔質材料を熱交換材料として用いると、流体抵抗によるエネルギー損失を大幅に低減するので、体積当たりの熱交換効率を向上させることができる。   Further, when the two-dimensional anisotropic porous material of the second and fourth examples is used as a heat exchange material, energy loss due to fluid resistance is greatly reduced, so that the heat exchange efficiency per volume can be improved.

上述した各異方性多孔質材料の用途についても多岐にわたるが、第1,第3例の1次元異方性多孔質材料では、高精度で大量の分離処理が可能で、高い透過流束を確保し、また洗浄性にも優れるなど、秀でた諸特性を合わせ持つ各種フィルタを挙げることができる。   Although the applications of each of the anisotropic porous materials described above are various, the one-dimensional anisotropic porous materials of the first and third examples can perform a large amount of separation processing with high accuracy and provide a high permeation flux. Examples include various filters having excellent characteristics such as ensuring and excellent cleaning properties.

また、第2,第4例の2次元異方性多孔質材料では、体積当たりの熱交換効率が飛躍的に優れ、また流体抵抗によるエネルギー損失を大幅に低減した熱交換器を挙げることができる。   Further, in the two-dimensional anisotropic porous material of the second and fourth examples, a heat exchanger in which heat exchange efficiency per volume is remarkably excellent and energy loss due to fluid resistance is greatly reduced can be mentioned. .

本発明の異方性多孔質材料の製造方法は、気孔あるいは貫通気孔を形成するためのテンプレートを用いる方法、気孔あるいは貫通気孔を転写して形成する方法、気孔あるいは貫通気孔の元組織を延伸加工する方法、結晶組織成長により気孔あるいは貫通気孔を形成する方法、気相合成法により気孔あるいは貫通気孔を形成する方法をとることが可能である。   The method for producing an anisotropic porous material of the present invention includes a method using a template for forming pores or through-holes, a method of forming pores or through-holes by transfer, and stretching the original structure of the pores or through-holes. It is possible to adopt a method of forming pores or through-holes by crystal structure growth, and a method of forming pores or through-holes by a gas phase synthesis method.

なお、上述の各実施の形態では、気孔が1つまたは2つの配向グループからなる異方性多孔質材料を示したが、分類される配向グループの数はこれに限らない。   In each of the above-described embodiments, the anisotropic porous material in which the pores are composed of one or two orientation groups is shown, but the number of orientation groups to be classified is not limited to this.

〈実施形態の説明〉
以下、本発明に係るろ過システムの実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明するろ過システムでは、前述した異方性多孔質材料53,54,55,56,58,60,63のいずれかを膜モジュールを構成するろ過膜に使用するものである。
<Description of Embodiment>
Hereinafter, embodiments of a filtration system according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the filtration system described below, any one of the anisotropic porous materials 53, 54, 55, 56, 58, 60, and 63 described above is used for the filtration membrane constituting the membrane module.

《第1実施形態》(請求項1、18、19、20に対応)
図1は本発明によるろ過システムの一実施形態を示す構成図である。
First Embodiment (corresponding to claims 1, 18, 19 and 20)
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a filtration system according to the present invention.

[構成]
この図に示すろ過システム1は、金属やセラミックで生成された異方性多孔質材料53,54,55,56,58,60,63のいずれかによって構成され、ろ過池2内に配置される膜15と、篩い分けた天然の「珪砂」、「粒状活性炭」、「アンスラサイト」等のろ材を粒径別に積層したろ材層3を組合せて構成されている。
[Constitution]
The filtration system 1 shown in this figure is composed of any one of anisotropic porous materials 53, 54, 55, 56, 58, 60, 63 made of metal or ceramic, and is arranged in the filtration pond 2. The membrane 15 is combined with a filter medium layer 3 in which filter media such as sieved natural “silica sand”, “granular activated carbon”, “anthracite” and the like are laminated according to particle size.

具体的には、篩い分けた天然の珪砂からなる「ろ材」が敷き詰められたろ材層3と、0.1μm〜数10μmの細孔を持つ金属やセラミックでできた異方性多孔質材料によって構成され、ろ材層3の下側に配置される膜15と、膜15の下側に配置されるポーラスコンクリート層4と、ポーラスコンクリート層4の下側に配置される分散砂利層5と、分散砂利層5の下側に配置される有孔コンクリート板6と、有孔コンクリート板6を支える支持梁7とで構成されている。   Specifically, it is composed of a filter medium layer 3 laid with “filter medium” made of natural silica sand that has been sieved, and an anisotropic porous material made of metal or ceramic having pores of 0.1 μm to several tens of μm. A membrane 15 disposed below the filter medium layer 3, a porous concrete layer 4 disposed below the membrane 15, a dispersed gravel layer 5 disposed below the porous concrete layer 4, and a dispersed gravel. It consists of a perforated concrete plate 6 disposed below the layer 5 and a support beam 7 that supports the perforated concrete plate 6.

また、ろ過池2の下部に形成された集水渠8には、ろ材層3と膜15を洗浄するための逆洗水と空気を導入するための逆洗水導入管9、空気導入管13と、バルブ11、14とが接続される一方、ろ材層3より上部には、逆洗排水を排出するための逆洗排水排出管10と、バルブ12とが接続されている。なお、クリプトスポリジウムの除去を主目的とする場合は、クリプトスポリジウムの大きさは4〜6μmなので、その除去を確実にするため、膜15の細孔径は4μm未満にするのが好ましい。   In addition, the drainage basin 8 formed in the lower part of the filtration basin 2 includes a backwash water introduction pipe 9 for introducing the backwash water and air for washing the filter medium layer 3 and the membrane 15, an air introduction pipe 13, While the valves 11 and 14 are connected, a backwash drainage discharge pipe 10 for discharging backwash drainage and a valve 12 are connected above the filter medium layer 3. When the main purpose is to remove Cryptosporidium, the size of Cryptosporidium is 4 to 6 μm. Therefore, in order to ensure the removal, the pore diameter of the membrane 15 is preferably less than 4 μm.

この際、新規にろ過システム1を作る場合には、急速ろ過池の下部に金属やセラミックでできた異方性多孔質材料を用いた膜15を敷設した後、膜15上に直接、天然の「珪砂」、「粒状活性炭」、「アンスラサイト」等のろ材を粒径別に積層したろ材層3を敷き詰める。   At this time, when a new filtration system 1 is to be made, a membrane 15 using an anisotropic porous material made of metal or ceramic is laid on the lower part of the rapid filtration pond, and then a natural filter is directly formed on the membrane 15. A filter medium layer 3 in which filter media such as “silica sand”, “granular activated carbon”, and “anthracite” are laminated according to particle size is spread.

また、既設の急速ろ過池を本発明のろ過システム1に改造する場合は、既設のろ材の流出を防ぐポーラスコンクリート層4と分散砂利層5を残しておいても差し支えず、本構成図でもポーラスコンクリート層4とろ材層3の間に膜15を敷設しているが、ろ過池の新設や、既設のろ過池の改造であっても、ポーラスコンクリート層4と分散砂利層5が無い方が好ましい。   Moreover, when remodeling the existing rapid filtration basin to the filtration system 1 of the present invention, the porous concrete layer 4 and the dispersed gravel layer 5 for preventing the flow of the existing filter medium may be left. Although the membrane 15 is laid between the concrete layer 4 and the filter medium layer 3, it is preferable that the porous concrete layer 4 and the dispersed gravel layer 5 are not provided even when a filter basin is newly constructed or an existing filter basin is modified. .

[作用]
そして、このろ過システム1では、被処理水がろ過池2の上方から導入されると、重力でろ材層3中を下降し、ろ材の中を流れ落ちる間に被処理水中の懸濁物質が、砂の隙間に入り込んで、被処理水から取り除かれる。次に0.1μm〜数10μmの細孔をもつ異方性多孔質材料を用いた膜15の篩い作用により細孔よりも大きな物質は膜面に捕捉される。細孔を通過したろ過水がポーラスコンクリート層4および分散砂利層5、有孔コンクリート板6を通って、集水渠8に貯まる。この時、被処理水がろ材層3や異方性多孔質材料を用いた膜15を流れ落ちる速さは、1分間に8〜10cm(ろ過速度120〜150m/日)程度である。そして、集水渠8を貯まったろ過水が図示されていない次の浄水処理工程に送られる。
[Action]
In the filtration system 1, when the water to be treated is introduced from above the filtration pond 2, the suspended matter in the water to be treated is sanded while descending the filter medium layer 3 by gravity and flowing down the filter medium. It will be removed from the water to be treated. Next, a substance larger than the pores is trapped on the membrane surface by the sieving action of the membrane 15 using the anisotropic porous material having pores of 0.1 μm to several tens of μm. The filtered water that has passed through the pores passes through the porous concrete layer 4, the dispersed gravel layer 5, and the perforated concrete plate 6, and is stored in the catchment 8. At this time, the speed at which the water to be treated flows down the filter medium layer 3 and the membrane 15 using the anisotropic porous material is about 8 to 10 cm per minute (filtration speed 120 to 150 m / day). And the filtered water which stored the water collection tank 8 is sent to the following water-purification process not shown.

また、ろ材層3では、ろ材の目詰まりを防ぐため、上部には、粒径が大きく比重が小さい「アンスラサイト」などが、下部に粒径が小さく比重が大きい珪砂が用いられる。また、異方性多孔質材料を用いた膜15や、ろ材層3で目詰まりが起きた場合は、下部の逆洗水導入管9から逆洗水を導入して下から上へ水を流す事により、目詰まりを起こしたものが、膜15やろ材層3から取り除かれ、逆洗排水排出管10から排水される。   In order to prevent clogging of the filter medium, the filter medium layer 3 uses “anthracite” having a large particle diameter and a small specific gravity in the upper part, and silica sand having a small particle diameter and a large specific gravity in the lower part. Further, when clogging occurs in the membrane 15 using the anisotropic porous material or the filter medium layer 3, the backwash water is introduced from the backwash water introduction pipe 9 at the bottom, and the water flows from the bottom to the top. As a result, the clogged material is removed from the membrane 15 and the filter medium layer 3 and drained from the backwash drainage pipe 10.

また、逆洗は、二つの段階からなっており、第1段階は、逆洗水によって、ろ材層3のろ材を流動状態とし、局所的な短絡流や小さな渦によるろ材粒子相互の衝突・摩擦と水流の剪断力とにより、付着濁質の剥離を促し分離する。第2段階は、バルブ12の開放にともない、ろ材や膜から分離された濁質が逆洗排水排出管10から排出され、別途排水処理工程に送られる。   The backwashing is composed of two stages. In the first stage, the filter medium in the filter medium layer 3 is made into a fluid state by backwash water, and the filter medium particles collide and friction with each other due to a local short circuit flow or small vortex. And the shearing force of the water stream promote separation of adhering turbidity and separate. In the second stage, as the valve 12 is opened, the suspended matter separated from the filter medium and the membrane is discharged from the backwash drainage pipe 10 and sent to a separate wastewater treatment process.

また、空気洗浄方式では、逆流洗浄と併用して、ろ過池2の下部の空気導入管13から空気を吹き込んでろ材に付着した濁質を剥離する。逆流洗浄では、いずれかの洗浄方法が行われるが、空気と水を同時に吹き込んだり、数分間空気を吹き込んでから水を導入したり、種々のものがあり、空気量は0.8〜1.5m/(min・m)、水量は0.6〜0.8m/(min・m)となるように、それぞれをバルブ11、14で調整する。 In the air cleaning method, air is blown from the air introduction pipe 13 at the lower part of the filter basin 2 together with the backflow cleaning, and the suspended matter adhering to the filter medium is peeled off. In the backwashing, any cleaning method is performed. There are various methods such as blowing air and water at the same time, or blowing air for several minutes and then introducing water, and the amount of air is 0.8-1. The valves 11 and 14 are adjusted so that the amount of water is 5 m 3 / (min · m 2 ) and the amount of water is 0.6 to 0.8 m 3 / (min · m 2 ).

[効果]
このように、この第1実施形態では、異方性多孔質材料を用いた膜15は、細孔が供給水の透過方向と同一方向になるとともに、材料に占める空間の割合(空間率)が大きいため、供給水のろ過抵抗が小さくなり、通常水道用で用いられる精密ろ過膜や限外ろ過膜に比べて、透過流速を大きくすることができる。すなわち、従来の急速ろ過池に膜15を導入する場合、ろ材層3中をろ過速度120〜150m/日で流下させなければならないが、膜15中も同じ流量で流れる事になる。しかし、従来の有機高分子材料系の精密ろ過膜や限外ろ過膜、不繊布状構造のセラミック膜、金属膜では、かけられる圧力(ろ過池2の場合、損失水頭)にもよるが、数m/日のろ過速度でしか、被処理水を流す事ができない。これに対し、異方性多孔質材料で構成された膜15では、数百m/日まで被処理水を流す事ができる(請求項1の効果)。
[effect]
As described above, in the first embodiment, the membrane 15 using the anisotropic porous material has the pores in the same direction as the permeation direction of the feed water, and the ratio of the space occupied in the material (space ratio). Since it is large, the filtration resistance of the supplied water is reduced, and the permeation flow rate can be increased as compared with the microfiltration membrane and the ultrafiltration membrane that are usually used for water supply. That is, when the membrane 15 is introduced into the conventional rapid filtration pond, the filter medium layer 3 must flow down at a filtration speed of 120 to 150 m / day, but the membrane 15 also flows at the same flow rate. However, with conventional organic polymer microfiltration membranes, ultrafiltration membranes, non-woven fabric-like ceramic membranes, and metal membranes, depending on the pressure applied (in the case of filtration pond 2, loss head), The treated water can flow only at a filtration rate of m / day. On the other hand, in the membrane 15 made of an anisotropic porous material, the water to be treated can flow up to several hundred m / day (effect of claim 1).

ここで、従来の膜と異方性多孔質材料で作った膜15との違いについて、図2、図3を用いて説明する。図2(a)は、従来の有機高分子材料系の精密ろ過膜や限外ろ過膜のモジュールの構造図である。有機高分子材料系のろ過膜201が最もろ過速度が小さく、また、構造上の強度も弱く圧力もかけられない。しかし、図2(a)のような有機高分子材料系のろ過膜201を外径が数mmの繊維状に加工する事により、ろ過速度、強度を向上でき、モジュールにした場合、ユニット体積あたりの、ろ過速度、強度は、他のろ過膜に比べて最も優れている。しかし、ろ過池に膜システムを導入する場合は、平板構造にしなければならず、有機高分子材料系の膜では、ろ過速度不足、強度不足で適用できない。   Here, the difference between the conventional film and the film 15 made of an anisotropic porous material will be described with reference to FIGS. FIG. 2A is a structural diagram of a conventional organic polymer material based microfiltration membrane or ultrafiltration membrane module. The filtration membrane 201 made of an organic polymer material has the lowest filtration rate, and the structural strength is weak and no pressure is applied. However, the filtration rate and strength can be improved by processing the organic polymer material-based filter membrane 201 as shown in FIG. 2A into a fiber having an outer diameter of several millimeters. The filtration speed and strength are the best compared to other filtration membranes. However, when a membrane system is introduced into a filtration basin, it must have a flat plate structure, and an organic polymer material membrane cannot be applied due to insufficient filtration speed and insufficient strength.

また、図2(b)のように不繊布状構造のセラミック膜、金属膜(ろ過膜202)は、強度は十分で、図3(a)のように平板構造に加工できるため、ろ過池に設置可能だが、透過流速が小さく、急速ろ過池のろ過速度には達していない。また、膜の内部に入り込んだ微粒子・懸濁物質が通常の洗浄で除去できず、運転時間の経過とともに透過流速が低下しやすいという問題がある。なお、いずれの膜もろ過池2の後段にろ過膜設備として別途、設ける事はできる。   Further, the ceramic membrane and metal membrane (filtration membrane 202) having a non-woven cloth structure as shown in FIG. 2 (b) have sufficient strength and can be processed into a flat plate structure as shown in FIG. Although it can be installed, the permeation flow rate is small and the filtration rate of the rapid filtration basin has not been reached. In addition, there is a problem that the fine particles and suspended substances that have entered the inside of the membrane cannot be removed by ordinary washing, and the permeation flow rate tends to decrease with the passage of operating time. In addition, any membrane can be separately provided as a filtration membrane facility after the filtration basin 2.

一方、異方性多孔質材料の膜15は、図3(b)のように、金属やセラミックでできた0.1μm〜数10μmの異方性の細孔をもつ膜であり、数百m/日まで被処理水を流す事ができ、また、膜の内部で微粒子・懸濁物質が入り込んで通常の洗浄で除去できないような事は無い。すなわち、既設の急速ろ過池において、金属やセラミックでできた異方性多孔質材料を用いた膜15を、ろ材層3の下部に設けることにより、新たな施設(敷地)は不要で、かつ、これらのろ過池、ろ過層を大幅な改造なく導入できる。これにより、従来のろ過処理では十分に除去できないクリプトスポリジウム等の微生物や微粒子を除去できる(請求項20の効果)。   On the other hand, the film 15 of anisotropic porous material is a film made of metal or ceramic and having anisotropic pores of 0.1 μm to several tens of μm, as shown in FIG. The water to be treated can be allowed to flow up to / day, and there are no cases where fine particles and suspended substances get inside the membrane and cannot be removed by ordinary washing. That is, in the existing rapid filtration pond, a new facility (site) is unnecessary by providing the membrane 15 using an anisotropic porous material made of metal or ceramic at the lower part of the filter medium layer 3, and These filtration basins and filtration layers can be introduced without significant modification. Thereby, microorganisms and microparticles | fine-particles, such as Cryptosporidium which cannot fully be removed by the conventional filtration process, can be removed (effect of Claim 20).

また、膜15上に直接、天然の「珪砂」、「粒状活性炭」、「アンスラサイト」等のろ材を粒径別に積層してろ材層3を形成し、微細の浮遊物の除去は、膜15で行い、比較的大きい濁質成分をろ材層3で行わせることにより、膜15、ろ材層3、双方の目詰まりを抑制し、逆洗頻度、逆洗時間、逆洗水量を少なくでき、またそれらの交換寿命を延長させることができる(請求項19の効果)。   Further, the filter medium layer 3 is formed by directly laminating filter media such as natural “silica sand”, “granular activated carbon”, and “anthracite” according to the particle size on the membrane 15, and removal of fine suspended matters is performed by using the membrane 15. By performing a relatively large turbidity component in the filter medium layer 3, clogging of the membrane 15 and the filter medium layer 3 can be suppressed, and the backwash frequency, backwash time, and amount of backwash water can be reduced. Their replacement life can be extended (effect of claim 19).

また、上述した実施形態では、近年、設置面積が小さく、除濁能力が高い急速ろ過が多く採用されていることから、急速ろ過池を用いて、本発明のろ過システムを説明した。しかし、逆洗を有し、ウイルス、病原微生物の漏洩がある、高度処理の生物活性炭槽、粒状活性炭槽、緩速ろ過池にも適用できる。   Moreover, in the embodiment mentioned above, since the rapid filtration which has a small installation area and high turbidity is used in recent years, the filtration system of the present invention has been described using the rapid filtration pond. However, it can also be applied to highly-treated biological activated carbon tanks, granular activated carbon tanks, and slow filtration ponds with backwashing and leakage of viruses and pathogenic microorganisms.

それらに適用した場合、前二つの処理槽は、ろ材として粒状活性炭を使用し、構成が違う緩速ろ過池でもろ材は、珪砂を用いるが、構成は急速ろ過池と異なる。しかし、本発明のろ材層3と異方性多孔質材料でできた膜15とを組み合わせる点は、急速ろ過池の場合と同じである。また、緩速ろ過池は、ろ過速度が数m/日であり、ろ過速度が遅く不繊布状構造のセラミック膜、金属膜でも適用可能だが、不繊布状構造内部への目詰まりのデメリットを考慮すると本発明によるろ過システムの方が優れている。その他の効果は、上記と同じである。   When applied to them, the previous two treatment tanks use granular activated carbon as the filter medium, and the filter medium uses silica sand in the slow filter basin having a different structure, but the structure is different from the rapid filter basin. However, the point of combining the filter medium layer 3 of the present invention with the membrane 15 made of an anisotropic porous material is the same as in the case of the rapid filtration pond. In addition, the slow filtration basin has a filtration rate of several meters per day and can be applied to ceramic membranes and metal membranes with a non-woven fabric structure with a slow filtration rate. However, the disadvantage of clogging inside the non-woven fabric structure is considered. Then, the filtration system according to the present invention is superior. Other effects are the same as above.

また、この第1実施形態では、既存のろ過池2を本発明のろ過システム1に改造する場合を例にして、説明しているが、既設の急速ろ過池を本発明のろ過システム1に改造する場合は、既設のろ材の流出を防ぐポーラスコンクリート層4と分散砂利層5を残しておいても差し支えない(請求項18の効果)。   Moreover, in this 1st Embodiment, although the case where the existing filtration basin 2 is remodeled to the filtration system 1 of this invention is demonstrated as an example, the existing rapid filtration basin is remodeled to the filtration system 1 of this invention. In that case, it is possible to leave the porous concrete layer 4 and the dispersed gravel layer 5 to prevent the existing filter medium from flowing out (effect of claim 18).

また、本構成図でもポーラスコンクリート層4とろ材層3の間に膜15を敷設しているが、ろ過池の新設や、既設のろ過池の改造であっても、ポーラスコンクリート層4と分散砂利層5が無い方が好ましい。   Also in this configuration diagram, the membrane 15 is laid between the porous concrete layer 4 and the filter medium layer 3, but the porous concrete layer 4 and the dispersed gravel can be obtained even if a filter basin is newly constructed or an existing filter basin is modified. It is preferable that there is no layer 5.

《第2実施形態》(請求項2〜8、17に対応)
次に、図4と図5を用いて本発明によるろ過システムの第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同一の構成には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
Second Embodiment (corresponding to claims 2 to 8 and 17)
Next, 2nd Embodiment of the filtration system by this invention is described using FIG. 4 and FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as 1st Embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図4は、金属やセラミックでできた異方性多孔質材料を用いた膜15と、篩い分けた天然の「珪砂」、「粒状活性炭」、「アンスラサイト」等のろ材を粒径別に積層したろ材層3を組合せた本発明によるろ過システムの第2実施形態に関する構成図である。   FIG. 4 shows a film 15 using an anisotropic porous material made of metal or ceramic, and filter media such as natural “silica sand”, “granular activated carbon”, “anthracite”, etc., which have been sieved, are stacked according to particle size. It is a block diagram regarding 2nd Embodiment of the filtration system by this invention which combined the filter medium layer.

[構成]
この図に示すろ過システム31が図1に示すろ過システム1と異なる点は、金属やセラミックでできた異方性多孔質材料を用いた膜15を、孔径が異なる2種類の膜15a、15bの2段にして、ユニット構造体(梁)16により2膜間に空間を設けたユニット17の複数を、池面に対し平行に並べた構造にし、さらに逆洗方法を、膜15aと、ろ材層3および膜15bとを別に最適化して洗浄するために逆洗水導入管18と、逆洗排水排出管19を膜15a、15bの間に接続して、それらの水量を調整するバルブ20、21をそれぞれに接続したことである。
[Constitution]
The filtration system 31 shown in this figure is different from the filtration system 1 shown in FIG. 1 in that a membrane 15 using an anisotropic porous material made of metal or ceramic is replaced with two types of membranes 15a and 15b having different pore diameters. A plurality of units 17 each having a space between two membranes by unit structures (beams) 16 are arranged in parallel with the pond surface, and the backwashing method is a membrane 15a and a filter medium layer. 3 and the membrane 15b, the backwash water introduction pipe 18 and the backwash drain discharge pipe 19 are connected between the membranes 15a and 15b to adjust the amount of water. Is connected to each.

下段の膜15aは、0.1μm〜数10μmの細孔を持つ異方性多孔質材料を用いた膜で、上段の膜15bの細孔は、膜15aの細孔より大きく、かつ珪砂等のろ材の粒径より小さくろ材が流出しないようになっている。なお、クリプトスポリジウムの除去を主目的とする場合は、クリプトスポリジウムの大きさは4〜6μmなので、その除去を確実するため、膜15aの細孔径は4μm未滴にするのが好ましい。   The lower membrane 15a is a membrane using an anisotropic porous material having pores of 0.1 μm to several tens of μm, and the upper membrane 15b has pores larger than the pores of the membrane 15a and is made of silica sand or the like. The filter medium is smaller than the particle diameter of the filter medium so that it does not flow out. When the main purpose is removal of Cryptosporidium, the size of Cryptosporidium is 4 to 6 μm. Therefore, in order to ensure the removal, it is preferable that the pore diameter of the film 15a is 4 μm.

また、逆洗用の空気導入管13は、逆洗水導入管18と同様に膜15a、15bの間に接続する方が望ましい。しかし、既設の急速ろ過池に本発明のろ過システムを導入する場合は、図4に示すように既設の集水渠8への接続している設備をそのまま使用しても構わない。   Further, it is desirable that the air introduction pipe 13 for backwashing is connected between the membranes 15a and 15b in the same manner as the backwash water introduction pipe 18. However, when the filtration system of the present invention is introduced into an existing rapid filtration pond, the equipment connected to the existing catchment basin 8 may be used as it is as shown in FIG.

[作用]
そして、このろ過システム31では、被処理水がろ過池2の上方から導入されると、重力でろ材層3中を下降し、ろ材の中を流れ落ちる間に被処理水中の懸濁物質が、砂の隙間に入り込んで、被処理水から取り除かれる。
[Action]
And in this filtration system 31, when to-be-processed water is introduce | transduced from the upper direction of the filtration pond 2, the suspended substance in to-be-processed water will fall in the filter medium layer 3 by gravity, and while flowing in the filter medium, sand It will be removed from the water to be treated.

次に、0.1μm〜数10μmの細孔を持つ異方性多孔質材料を用いた膜15a、15bの篩い作用により、各々の細孔よりも大きな物質が膜面に捕捉される。細孔を通過したろ過水がポーラスコンクリート層4および分散砂利層5、有孔コンクリート板6を通って、集水渠8に貯まった後、図示されていない次の浄水処理工程に送られる。この時、ろ材層13や異方性多孔質材料を用いた膜15a、15bを被処理水が流れ落ちる速さは、1分間に8〜10cm(ろ過速度120〜150m/日)程度である。   Next, a substance larger than each pore is trapped on the membrane surface by the sieving action of the membranes 15a and 15b using the anisotropic porous material having pores of 0.1 μm to several tens of μm. The filtered water that has passed through the pores passes through the porous concrete layer 4, the dispersed gravel layer 5, and the perforated concrete plate 6, and is stored in the water collecting basin 8, and then sent to the next water purification treatment step (not shown). At this time, the speed at which the water to be treated flows through the filter medium layer 13 and the membranes 15a and 15b using the anisotropic porous material is about 8 to 10 cm per minute (filtration speed 120 to 150 m / day).

また、ろ材層3では、ろ材の目詰まりを防ぐため、上部には、粒径が大きく比重が小さい「アンスラサイト」などが、下部に粒径が小さく比重が大きい珪砂が用いられる。   In order to prevent clogging of the filter medium, the filter medium layer 3 uses “anthracite” having a large particle diameter and a small specific gravity in the upper part, and silica sand having a small particle diameter and a large specific gravity in the lower part.

また、膜15a、15bやろ材層3で目詰まりが起きた場合は、下部の逆洗水導入管9から逆洗水を導入して、下から上へ水を流す事により、目詰まりを起こしたものが、膜15a、15bやろ材層3から取り除かれて、逆洗排水排出管10、19から排水される。   In addition, when clogging occurs in the membranes 15a and 15b and the filter medium layer 3, clogging occurs by introducing backwash water from the backwash water introduction pipe 9 at the bottom and flowing water from the bottom to the top. Is removed from the membranes 15 a and 15 b and the filter medium layer 3 and drained from the backwash drainage discharge pipes 10 and 19.

また、逆洗は、二つの段階からなっており、第1段階は、逆洗水によって、ろ材層3のろ材を流動状態とし、局所的な短絡流や小さな渦によるろ材粒子相互の衝突・摩擦と水流の剪断力により、付着濁質の剥離を促し分離する。第2段階は、バルブ12の開放にともない、ろ材や膜15a、15bから分離された濁質が逆洗水排出管10、19から排出され、図示されていない排水処理工程に送られる。   The backwashing is composed of two stages. In the first stage, the filter medium in the filter medium layer 3 is made into a fluid state by backwash water, and the filter medium particles collide and friction with each other due to a local short circuit flow or small vortex. And the shearing force of the water stream promote separation of adhering turbidity and separate. In the second stage, as the valve 12 is opened, the filter medium and the suspended matter separated from the membranes 15a and 15b are discharged from the backwash water discharge pipes 10 and 19 and sent to a wastewater treatment process (not shown).

また、空気洗浄方式では、逆流洗浄と併用して、空気導入管13から空気を吹き込んでろ材に付着した濁質を剥離する。逆流洗浄では、いずれかの洗浄方法が行われるが、空気と水を同時に吹き込んだり、数分間空気を吹き込んでから水を導入したり、種々のものがあり、空気量は0.8〜1.5m/(min・m)、水量は0.6〜0.8m/(min・m)となるように、それぞれをバルブ11、14、20で調整する。この時、逆洗水導入管9、18から導入される総量が、その値になるように調整する。すなわち、逆洗水導入管9から、水量は0.1〜0.5m/(min・m)となるように、逆洗水を導入し、残りを逆洗水導入管18から導入する。 Further, in the air cleaning method, in combination with the backflow cleaning, air is blown from the air introduction pipe 13 to peel off turbidity adhering to the filter medium. In the backwashing, any cleaning method is performed. There are various methods such as blowing air and water at the same time, or blowing air for several minutes and then introducing water, and the amount of air is 0.8-1. The valves 11, 14, and 20 are adjusted so that 5 m 3 / (min · m 2 ) and the amount of water are 0.6 to 0.8 m 3 / (min · m 2 ), respectively. At this time, the total amount introduced from the backwash water introduction pipes 9 and 18 is adjusted so as to be the value. That is, backwashing water is introduced from the backwashing water introduction pipe 9 so that the amount of water is 0.1 to 0.5 m 3 / (min · m 2 ), and the rest is introduced from the backwashing water introduction pipe 18. .

また、膜15aのみが目詰まりを起こした場合は、膜15aのみを逆洗する。その時は、逆洗水導入管9から、0.1〜0.5m/(min・m)で逆洗水を導入し、同量または、膜15aの上部に残っている被処理水を僅か加えた水量を逆洗排水排出管19から排出する。 When only the film 15a is clogged, only the film 15a is back-washed. At that time, backwash water is introduced from the backwash water introduction pipe 9 at 0.1 to 0.5 m 3 / (min · m 2 ), and the same amount or the water to be treated remaining on the upper portion of the membrane 15a A slightly added amount of water is discharged from the backwash drain discharge pipe 19.

[効果]
この第2実施形態では、第1実施形態と同様の効果を得ながら、次の新たな効果が得られる。
[effect]
In the second embodiment, the following new effect can be obtained while obtaining the same effect as in the first embodiment.

細孔径の異なる2つの膜15a、15bを使用させることにより、それぞれの膜15a、15bの細孔より大きい懸濁物質がそれぞれの膜表面で捕獲される。結果、細孔径が小さく、目詰まりしやすい膜15aの懸濁物質による目詰まりを低減できるとともに、目詰まりに起因し、塞がれた無効な細孔を減らせる。結果、急速ろ過と同等のろ過速度(流量)を十分に確保でき、逆洗周期、交換寿命を長くできる。また、膜15a、15bの間に逆洗水導入管18、逆洗排水排出管19を接続することもでき、膜15a中の逆洗水量とろ材層3中の逆洗水量を変更できる(請求項2の効果)。   By using two membranes 15a and 15b having different pore diameters, suspended substances larger than the pores of the respective membranes 15a and 15b are captured on the respective membrane surfaces. As a result, it is possible to reduce clogging due to suspended substances in the membrane 15a which has a small pore diameter and is easily clogged, and it is possible to reduce the number of invalid pores blocked due to clogging. As a result, the filtration rate (flow rate) equivalent to rapid filtration can be sufficiently secured, and the backwash cycle and replacement life can be extended. Further, the backwash water introduction pipe 18 and the backwash drainage pipe 19 can be connected between the membranes 15a and 15b, and the backwash water amount in the membrane 15a and the backwash water amount in the filter medium layer 3 can be changed (invoice). Effect of item 2).

ここで、図5を用いて逆洗水量による膜15a、15bへの影響について説明する。図5は、異方性多孔質材料によって構成された膜15a、15bに対する、被処理水の透過流量と、圧力との関係を示す図である。   Here, the influence of the amount of backwash water on the membranes 15a and 15b will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the permeation flow rate of the water to be treated and the pressure with respect to the membranes 15a and 15b made of the anisotropic porous material.

この図から明らかなように、クリプトスポリジウムの捕捉が可能な細孔径が小さい膜15aでは、透過流量が大きくなるほど、膜15aにかかる水圧が上昇する。また、膜15aを介して、ろ材層3内に、ろ材を流動状態にするのに必要な0.6〜0.8m/(min・m)の逆洗水を流すと、膜15aでの圧力損失が大きくなり、その分だけ、逆洗水導入ポンプの大型化、電気代等のランニングコストの増大、膜15a、15bや集水渠8等の耐圧性能向上によるイニシャルコストが増大する。 As is apparent from this figure, in the membrane 15a having a small pore diameter capable of capturing Cryptosporidium, the water pressure applied to the membrane 15a increases as the permeate flow rate increases. Further, when 0.6 to 0.8 m 3 / (min · m 2 ) of backwash water necessary to make the filter medium flowable is passed through the membrane 15a into the filter medium layer 3, the membrane 15a The pressure loss of the backwashing water introduction pump is increased, the running cost such as electricity bill is increased, and the initial cost is increased by improving the pressure resistance performance of the membranes 15a and 15b, the water collecting tank 8 and the like.

つまり、膜15aの目詰まりを取り除くだけなら、それほど多くの逆洗水量を必要としないことから、逆洗水導入管9から、0.2〜0.3m/(min・m)で逆洗水を導入し、導入管18から、0.4〜0.6m/(min・m)で逆洗水を導入し、ろ材を流動状態にする0.6〜0.8m/(min・m)の水量を確保する。ここで、膜15bは、細孔径が大きいので、0.4〜0.6m/(min・m)で逆洗水を流しても、圧力損失は大きくならない(請求項7、8の効果)。 That is, if only clogging of the membrane 15a is to be removed, a large amount of backwashing water is not required, so that the backwashing water introduction pipe 9 reverses at 0.2 to 0.3 m 3 / (min · m 2 ). Wash water is introduced, backwash water is introduced from the introduction pipe 18 at 0.4 to 0.6 m 3 / (min · m 2 ), and the filter medium is brought into a fluid state 0.6 to 0.8 m 3 / ( Min · m 2 ) water quantity is secured. Here, since the membrane 15b has a large pore diameter, the pressure loss does not increase even when the backwash water is flowed at 0.4 to 0.6 m 3 / (min · m 2 ). ).

また、被処理水(原水)水質によっては、細孔径が小さい分、膜15aの目詰まり周期は、ろ材層3の目詰まり周期と一致しない。すなわち、逆流洗浄を行う周期の最適間隔が、それぞれ違い、毎回両方同時に逆洗する必要が無い。そして、逆洗排水排出管19を膜15aの上部に接続しているので、膜15aのみを逆洗する事ができ、膜15aと、膜15b及びろ材層3とを個別に、あるいは同時に、最適水量で逆洗する事ができる(請求項3、4、5、6の効果)。   Depending on the quality of the water to be treated (raw water), the clogging period of the membrane 15a does not coincide with the clogging period of the filter medium layer 3 because the pore diameter is small. That is, the optimum interval of the period for performing the backwashing is different, and it is not necessary to backwash both at the same time each time. And since the backwash drainage pipe 19 is connected to the upper part of the membrane 15a, only the membrane 15a can be backwashed, and the membrane 15a, the membrane 15b and the filter medium layer 3 are individually or simultaneously optimally Backwashing can be performed with the amount of water (effects of claims 3, 4, 5 and 6).

一方、ろ過処理時(ろ過速度150m/日)では、膜15a、15bの圧力損失を加算しなければならず、その分、沈殿池2のろ抗上昇になることから、通常の沈殿池2、例えば圧力損失が0.005MPa未満の沈殿池2では、50cmだけ、ろ抗上昇を加算しなければならない。しかし、膜15bによる除濁能力を考慮し、ろ材層3のろ材の種類、引き詰め方を最適化すれば、ろ抗上昇を低くすることができる。   On the other hand, at the time of filtration (filtration speed 150 m / day), the pressure loss of the membranes 15a and 15b must be added, and the amount of the resistance of the sedimentation basin 2 is increased accordingly. For example, in the sedimentation basin 2 where the pressure loss is less than 0.005 MPa, the resistance increase must be added by 50 cm. However, if the turbidity of the membrane 15b is taken into consideration and the type of the filter medium of the filter medium layer 3 and the method of pulling it are optimized, the increase in filter resistance can be reduced.

次に、図6を用いて膜15a、15bのユニット化について説明する。図6は、ろ過池2を上から見た図である。通常、ろ過池2は、数m〜数十m角の広さを持ち、急速ろ過より緩速ろ過の方がさらに広い。それほど広い面積の異方性多孔質膜を金属やセラミックで製作または設置するのは困難であり、コスト高、強度不足になるだけでなく、交換や薬品洗浄も難しい。   Next, unitization of the films 15a and 15b will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a view of the filtration pond 2 as viewed from above. Usually, the filtration pond 2 has an area of several meters to several tens of square meters, and the slow filtration is wider than the rapid filtration. It is difficult to manufacture or install an anisotropic porous membrane of such a large area with metal or ceramic, which is not only costly and insufficient in strength but also difficult to replace and clean.

そこで、この第2実施形態では、膜15aと15bおよび、それらを支持するユニット構造体(梁)16によって、膜交換自在なユニット17にし、同一のユニット17を複数個、ろ材層3の下部に同層面となるように平行に並べて固定する。各ユニット17のサイズは、数十cm〜数m角のユニットとする。これにより、それらの問題が解決できる。また、金属、セラミックを材料としているので、ユニット化により加熱再生も可能で、洗浄薬品の使用量を減らす事ができる(請求項17の効果)。   Therefore, in the second embodiment, the membranes 15a and 15b and the unit structures (beams) 16 that support them are used to form a unit 17 that can exchange membranes, and a plurality of the same units 17 are provided below the filter medium layer 3. Fix them in parallel so that they are on the same layer surface. The size of each unit 17 is a unit of several tens of cm to several m square. Thereby, those problems can be solved. In addition, since metal and ceramic are used as materials, heating regeneration can be achieved by unitization, and the amount of cleaning chemicals used can be reduced (effect of claim 17).

《第3実施形態》(請求項10に対応)
次に、図7を用いて本発明に係るろ過システムの第3実施形態について説明する。なお、第1実施形態や第2実施形態と同一の構成には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
<< Third Embodiment >> (corresponding to claim 10)
Next, a third embodiment of the filtration system according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as 1st Embodiment or 2nd Embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図7は、金属やセラミックでできた異方性多孔質材料を用いた膜15と、篩い分けた天然の「珪砂」、「粒状活性炭」、「アンスラサイト」等のろ材を粒径別に積層したろ材層3を組合せた本発明による、ろ過システムの第3実施形態に関する構成図である。   FIG. 7 shows a film 15 using an anisotropic porous material made of metal or ceramic, and a filter medium such as natural “silica sand”, “granular activated carbon”, “anthracite”, etc., which have been sieved, stacked according to particle size. It is a block diagram regarding 3rd Embodiment of the filtration system by this invention which combined the filter medium layer.

[構成]
この図に示すろ過システム32が図1に示すろ過システム1と異なる点は、図1に示す膜15を、ろ過池2の下部に形成された集水渠8の空気導入管13と逆洗水導入管9との下部側に膜15を設けるとともに、膜15の下部に膜15の逆洗用の逆洗水導入管18とバルブ20を接続したことである。なお、既設の急速ろ過池2に本発明のろ過システム32を導入する場合は、既設の集水渠8に接続されている空気導入管13と逆洗水導入管9をそのまま使用しても構わない。
[Constitution]
The filtration system 32 shown in this figure is different from the filtration system 1 shown in FIG. 1 in that the membrane 15 shown in FIG. 1 is introduced into the air intake pipe 13 of the water collecting basin 8 formed in the lower part of the filtration basin 2 and backwash water introduction. The membrane 15 is provided on the lower side of the tube 9, and the backwash water introduction pipe 18 and the valve 20 for backwashing the membrane 15 are connected to the lower portion of the membrane 15. In addition, when introducing the filtration system 32 of the present invention into the existing rapid filtration pond 2, the air introduction pipe 13 and the backwash water introduction pipe 9 connected to the existing water collecting basin 8 may be used as they are. .

[作用]
そして、図1に示すろ過システム1では、被処理水がろ材層3→膜15→ポーラスコンクリート層4→分散砂利層5→有孔コンクリート板6→集水渠8という経路で流れる間、ろ材層3と膜15とで、被処理水中の懸濁物質が除濁されるのに対し、この図に示すろ過システム32では、ろ材層3→ポーラスコンクリート層4→分散砂利層5→有孔コンクリート板6→膜15→集水渠8という順番になるのみで、除濁処理に関する作用は、図1に示すろ過システム1と違いがない。しかし、膜15やろ材層3の目詰まりを除去する逆洗方法が図1に示すろ過システム1と異なる。
[Action]
In the filtration system 1 shown in FIG. 1, while the water to be treated flows through the route of the filter medium layer 3 → the membrane 15 → the porous concrete layer 4 → the dispersed gravel layer 5 → the perforated concrete plate 6 → the catchment 8. In the filtration system 32 shown in this figure, the filter medium layer 3 → the porous concrete layer 4 → the dispersed gravel layer 5 → the perforated concrete plate 6 → Only the order of the membrane 15 → the water collecting tank 8 is provided, and the action relating to the turbidity treatment is not different from the filtration system 1 shown in FIG. However, the backwashing method for removing clogging of the membrane 15 and the filter medium layer 3 is different from the filtration system 1 shown in FIG.

逆洗は、二つの段階からなっており、第1段階は、逆洗水によって、ろ材層3のろ材を流動状態とし、局所的な短絡流や小さな渦によるろ材粒子相互の衝突・摩擦と水流の剪断力により、付着濁質の剥離を促し分離する。第2段階は、バルブ12の開放にともない、ろ材や膜15から分離された濁質が逆洗水排出管10から排出され、別途排水処理工程に送られる。また、空気洗浄方式では、逆流洗浄と併用して、空気導入管13から空気を吹き込んで、ろ材に付着した濁質を剥離する。   Backwashing consists of two stages. In the first stage, the filter medium of the filter medium layer 3 is made into a fluid state by backwash water, and the collision / friction between the filter medium particles due to local short circuit flow or small vortex and water flow. The shearing force of the material promotes the separation of adhering turbidity and separates it. In the second stage, as the valve 12 is opened, the filter medium and the suspended matter separated from the membrane 15 are discharged from the backwash water discharge pipe 10 and sent to a separate wastewater treatment process. In the air cleaning method, air is blown from the air introduction pipe 13 together with the backflow cleaning, and the turbidity adhering to the filter medium is peeled off.

また、逆流洗浄では、いずれかの洗浄方法が行われるが、空気と水を同時に吹き込んだり、数分間空気を吹き込んでから水を導入したり、種々のものがあり、空気量は0.8〜1.5m/(min・m)、水量は0.6〜0.8m/(min・m)となるように、それぞれをバルブ11、14、20で調整する。この時、逆洗水導入管9、18から導入される逆洗水の総量が、その値になるように調整する。すなわち、逆洗水導入管9からは、水量は0.1〜0.5m/(min・m)導入し、残りを逆洗水導入管18から導入する。 Further, in the backwashing, any of the cleaning methods is performed. There are various methods such as blowing air and water at the same time, blowing air for several minutes and then introducing water. The valves 11, 14, and 20 are adjusted so that 1.5 m 3 / (min · m 2 ) and the amount of water is 0.6 to 0.8 m 3 / (min · m 2 ). At this time, the total amount of backwash water introduced from the backwash water introduction pipes 9 and 18 is adjusted so as to reach that value. That is, from the backwash water introduction pipe 9, the amount of water is introduced from 0.1 to 0.5 m 3 / (min · m 2 ), and the rest is introduced from the backwash water introduction pipe 18.

[効果]
この第3実施形態では、第1実施形態と同様の効果を得ながら、次の新たな効果が得られる。
[effect]
In the third embodiment, the following new effect can be obtained while obtaining the same effect as in the first embodiment.

まず、ポーラスコンクリート板4、分散砂利層5などにより、ろ材層3と、膜15とを物理的に分離しているので、ろ材層3のろ材によって、膜15の細孔が塞がれないようにして、膜15の各細孔が無効にならないようにする。結果、急速ろ過と同等のろ過速度(流量)を十分に確保でき、逆洗周期、交換寿命を長くできる。また、膜15の上部側にろ材層逆洗用の逆洗水導入管9を接続し、膜15の下部側に膜逆洗用の逆洗水導入管18を接続しているので、膜15中の逆洗水量と、ろ材層3中の逆洗水量とを変更できる(請求項10の効果)。なお、逆洗流量による膜15への影響については、第2実施形態の説明で、図5を用いて説明済みである。   First, since the filter media layer 3 and the membrane 15 are physically separated by the porous concrete plate 4 and the dispersed gravel layer 5 and the like, the pores of the membrane 15 are not blocked by the filter media of the filter media layer 3. Thus, each pore of the membrane 15 is prevented from becoming invalid. As a result, the filtration rate (flow rate) equivalent to rapid filtration can be sufficiently secured, and the backwash cycle and replacement life can be extended. Further, since the backwash water introduction pipe 9 for backwashing the filter medium layer is connected to the upper side of the membrane 15 and the backwash water introduction pipe 18 for membrane backwashing is connected to the lower side of the membrane 15, the membrane 15 The amount of backwash water in the inside and the amount of backwash water in the filter medium layer 3 can be changed (effect of claim 10). Note that the influence of the backwash flow rate on the membrane 15 has already been described with reference to FIG. 5 in the description of the second embodiment.

また、クリプトスポリジウムの捕捉が可能な細孔径が小さい膜15では、透過流量が大きくなるほど、膜15にかかる水圧が上昇する。また、膜15を介して、ろ材層3内に、ろ材を流動状態にするのに必要な0.6〜0.8m/(min・m)の逆洗水を流すと、膜15での圧力損失が大きくなり、その分だけ、逆洗水導入ポンプの大型化、電気代等のランニングコストの増大、膜や集水渠8等の耐圧性能向上によるイニシャルコストが増大する。 In the membrane 15 having a small pore diameter capable of capturing Cryptosporidium, the water pressure applied to the membrane 15 increases as the permeate flow rate increases. Further, when 0.6 to 0.8 m 3 / (min · m 2 ) of backwash water required to make the filter medium flowable is passed through the film 15 into the filter medium layer 3, Therefore, the initial cost increases due to the increase in the size of the backwash water introduction pump, the increase in running cost such as electricity bill, and the pressure resistance performance of the membrane, the water collecting tank 8 and the like.

そして、膜15の目詰まりを取り除くだけなら、それほど多くの逆洗水量を必要としないことから、逆洗水導入管18から、0.2〜0.3m/(min・m)で逆洗水を導入し、逆洗水導入管9から、0.4〜0.6m/(min・m)で逆洗水を導入し、ろ材を流動状態にするのに必要な0.6〜0.8m/(min・m)の水量を確保する。 If the clogging of the membrane 15 is only to be removed, the amount of backwashing water is not so large, so that the backwashing water introduction pipe 18 is 0.2 to 0.3 m 3 / (min · m 2 ). The washing water is introduced, and from the backwashing water introduction pipe 9, the backwashing water is introduced at 0.4 to 0.6 m 3 / (min · m 2 ), and 0.6 required to make the filter medium fluid. A water amount of ˜0.8 m 3 / (min · m 2 ) is secured.

一方、ろ過処理時(ろ過速度150m/日)では、膜15の圧力損失を加算しなければならず、その分、沈殿池2のろ抗上昇になることから、通常の沈殿池2、例えば圧力損失が0.005MPa未満の沈殿池2では、50cmだけ、ろ抗上昇を加算しなければならない。しかし、膜15による除濁能力を考慮し、ろ材層3のろ材の種類、引き詰め方を最適化すれば、ろ抗上昇を低くすることができる。   On the other hand, at the time of filtration (filtration rate 150 m / day), the pressure loss of the membrane 15 has to be added, and the amount of resistance of the sedimentation basin 2 increases accordingly. In sedimentation basin 2 with a loss of less than 0.005 MPa, the resistance increase must be added by 50 cm. However, if the turbidity of the membrane 15 is taken into consideration and the type of the filter medium of the filter medium layer 3 and the method of pulling it are optimized, the increase in filter resistance can be reduced.

また、この第3実施形態では、既設のろ過池2に本発明のろ過システム32を導入する場合、ろ材層3の洗浄に最適化された容量の仕様で設計されている空気導入管9および逆洗水導入管9をそのまま転用できるため、軽微の改良だけで済み、更新コストを低減できる。また、逆洗のみで、膜15中の目詰まりを除去できなくなった時は、ろ材層3のろ材を入れ替えることなく、膜15のみの交換で済み、ランニングコストを低減できる。   Moreover, in this 3rd Embodiment, when introducing the filtration system 32 of this invention into the existing filtration basin 2, the air introduction pipe | tube 9 designed by the specification of the capacity | capacitance optimized for the washing | cleaning of the filter material layer 3, and reverse Since the washing water introduction pipe 9 can be used as it is, only a slight improvement is required, and the renewal cost can be reduced. In addition, when clogging in the membrane 15 cannot be removed only by backwashing, only the membrane 15 can be replaced without replacing the filter medium of the filter medium layer 3, and the running cost can be reduced.

また、膜15が、ろ材の重量に耐える必要がなく、透過流量に対する水圧のみ耐え得る強度の構造で済み、材料コスト、加工コストを低減できる。なお、この第3実施形態では、省略したが、膜15の上部に逆洗排水排出管を接続しても良い。この場合、第2実施形態と同様に、膜15のみを逆洗する事ができ、膜15、ろ材層3を個別にあるいは同時に、最適水量で逆洗する事ができる。   In addition, the membrane 15 does not need to withstand the weight of the filter medium, and has a strength structure that can withstand only the water pressure with respect to the permeate flow rate. Although omitted in the third embodiment, a backwash drainage pipe may be connected to the top of the membrane 15. In this case, similarly to the second embodiment, only the membrane 15 can be back-washed, and the membrane 15 and the filter medium layer 3 can be back-washed individually or simultaneously with the optimum amount of water.

《第4実施形態》(請求項9に対応)
次に、図8を用いて本発明に係るろ過システムの第4実施形態について説明する。なお、第1実施形態から第3実施形態と同一の構成には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
<< 4th Embodiment >> (Corresponding to Claim 9)
Next, 4th Embodiment of the filtration system which concerns on this invention is described using FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as 1st Embodiment-3rd Embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図8は、金属やセラミックでできた異方性多孔質材料を用いた膜15と、篩い分けた天然の「珪砂」、「粒状活性炭」、「アンスラサイト」等のろ材を粒径別に積層したろ材層3を組合せた本発明による、ろ過システムの第4実施形態に関する構成図である。   FIG. 8 shows a film 15 using an anisotropic porous material made of metal or ceramic, and filter media such as natural “silica sand”, “granular activated carbon”, “anthracite”, etc., which are sieved, are laminated according to particle size. It is a block diagram regarding 4th Embodiment of the filtration system by this invention which combined the filter medium layer.

[構成]
この図に示すろ過システム33が図1に示すろ過システム1と異なる点は、図1に示すポーラスコンクリート層4、分散砂利層5、有孔コンクリート板6を無くし、異方性多孔質材料を用いた膜15とそのユニット構造体(梁)16で構成されるユニット17をろ材層3の支持構造体としてにしたことである。
[Constitution]
The filtration system 33 shown in this figure is different from the filtration system 1 shown in FIG. 1 in that the porous concrete layer 4, the dispersed gravel layer 5 and the perforated concrete plate 6 shown in FIG. The unit 17 composed of the film 15 and the unit structure (beam) 16 is used as a support structure for the filter medium layer 3.

[作用]
そして、この図に示すろ過システム33では、図1に示すポーラスコンクリート層4、分散砂利層5、有孔コンクリート板6の代わりに、膜15と、ユニット構造体(梁)16で構成されるユニット17でろ材層3を支持している。また、図1に示すろ過システム1では、被処理水がろ材層3→膜15→ポーラスコンクリート層4→分散砂利層5→有孔コンクリート板→集水渠8に流れる間、ろ材層3と膜15にて、被処理水中の懸濁物質が除濁されるのに対し、この図に示すろ過システム33では、ろ材層3→膜15(ユニット17)→集水渠8の順番になる事が異なっており、その他の作用は、図1に示すろ過システム1と違いがない。
[Action]
And in the filtration system 33 shown in this figure, instead of the porous concrete layer 4, the dispersed gravel layer 5 and the perforated concrete plate 6 shown in FIG. 1, a unit composed of a membrane 15 and a unit structure (beam) 16. 17 supports the filter medium layer 3. Further, in the filtration system 1 shown in FIG. 1, while the water to be treated flows through the filter medium layer 3 → the membrane 15 → the porous concrete layer 4 → the dispersed gravel layer 5 → the perforated concrete plate → the water collecting basin 8, the filter medium layer 3 and the film 15. In the filtration system 33 shown in this figure, the suspended material in the water to be treated is turbidized, but the order of the filter medium layer 3 → the membrane 15 (unit 17) → the water collecting tank 8 is different. The other actions are not different from the filtration system 1 shown in FIG.

[効果]
この第4実施形態では、第1実施形態と同様の効果を得ながら、次の新たな効果が得られる。
[effect]
In the fourth embodiment, the following new effect can be obtained while obtaining the same effect as in the first embodiment.

ポーラスコンクリート層4、分散砂利層5、有孔コンクリート板6が無くなることにより、設備の簡易化による管理コストの低減させることができるとともに、それらの孔中に、細菌等が繁殖する恐れがなく、また、定期的にユニット17を交換洗浄するので管理を容易にさせることができる。また、新規にろ過池2を敷設する場合は、ポーラスコンクリート層4、分散砂利層5、有孔コンクリート板6を必要としない分、敷設コストを低減させることができる(請求項9の効果)。   By eliminating the porous concrete layer 4, the dispersed gravel layer 5, and the perforated concrete plate 6, it is possible to reduce the management cost by simplifying the equipment, and there is no risk of bacteria etc. breeding in those holes, Moreover, since the unit 17 is periodically exchanged and cleaned, management can be facilitated. In addition, when the filter basin 2 is newly laid, the laying cost can be reduced to the extent that the porous concrete layer 4, the dispersed gravel layer 5, and the perforated concrete plate 6 are not required (effect of claim 9).

一方、既設のろ過池2にこのろ過システム33を導入する場合、既存のポーラスコンクリート層4、分散砂利層5、有孔コンクリート板6を撤去する必要があるが、これらを無くした分だけ、ユニット17の取り付け位置を下げて、ろ過池2の池面と、膜15との高低差を大きくさせることにより、膜15に加えられる水圧を大きくし、被処理水の透過流速に対する圧力損失(ろ抗上昇)分を補償させることができる。   On the other hand, when this filtration system 33 is introduced into the existing filtration basin 2, it is necessary to remove the existing porous concrete layer 4, the dispersed gravel layer 5, and the perforated concrete plate 6, but only by the amount of these units removed. 17 is lowered to increase the height difference between the pond surface of the filtration pond 2 and the membrane 15, thereby increasing the water pressure applied to the membrane 15, and the pressure loss (filter resistance) with respect to the permeation flow rate of the water to be treated. Can be compensated.

《第5実施形態》(請求項15、16に対応)
次に、図9を用いて本発明に係るろ過システムの第5実施形態について説明する。なお、第1実施形態から第4実施形態と同一の構成には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
<< 5th Embodiment >> (Corresponding to Claims 15 and 16)
Next, a fifth embodiment of the filtration system according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as 1st Embodiment-4th Embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図9は、金属やセラミックでできた異方性多孔質材料を用いた膜15と、篩い分けた天然の「珪砂」、「粒状活性炭」、「アンスラサイト」等のろ材を粒径別に積層したろ材層3を組合せた本発明による、ろ過システムの第5実施形態に関する構成図である。   FIG. 9 shows a film 15 using an anisotropic porous material made of metal or ceramic, and filter media such as natural “silica sand”, “granular activated carbon”, “anthracite”, etc., which are sieved, are laminated according to particle size. It is a block diagram regarding 5th Embodiment of the filtration system by this invention which combined the filter medium layer.

[構成]
この図に示すろ過システム34が図4に示すろ過システム31と異なる点は、図4に示すポーラスコンクリート層4、分散砂利層5、有孔コンクリート板6を無くし、細孔径が異なる異方性多孔質材料を用いた2つの膜15a、15bと、ユニット構造体(梁)16a、16bで構成されるユニット17を、ろ材層3の支持構造体にするとともに、膜15aの上下に、波長が254nmの殺菌線の出す紫外線ランプ22、23を設置したことである。
[Constitution]
The filtration system 34 shown in this figure is different from the filtration system 31 shown in FIG. 4 in that the porous concrete layer 4, the dispersed gravel layer 5 and the perforated concrete plate 6 shown in FIG. The unit 17 composed of the two films 15a and 15b using the material and the unit structures (beams) 16a and 16b is used as the support structure of the filter medium layer 3, and the wavelength is 254 nm above and below the film 15a. That is, the ultraviolet lamps 22 and 23 from the sterilization line are installed.

[作用]
そして、この図に示すろ過システム34では、図4に示すポーラスコンクリート層4、分散砂利層5、有孔コンクリート板6の代わりに、膜15とユニット構造体(梁)16で構成されるユニット17でろ材層3を支持するとともに、図4に示すろ過システム32では、被処理水がろ材層3→膜15b→膜15a→ポーラスコンクリート層4→分散砂利層5→有孔コンクリート板6→集水渠8に流れる間、ろ材層3と膜15にて、被処理水中の懸濁物質が除濁されるのに対し、この図に示すろ過システム34では、ろ材層3→膜15b→膜15a→集水渠8の順番になるようにしている。
[Action]
In the filtration system 34 shown in this figure, instead of the porous concrete layer 4, the dispersed gravel layer 5 and the perforated concrete plate 6 shown in FIG. 4, a unit 17 composed of a membrane 15 and a unit structure (beam) 16. In the filtration system 32 shown in FIG. 4, the water to be treated is filtered medium layer 3 → membrane 15b → membrane 15a → porous concrete layer 4 → dispersed gravel layer 5 → porous concrete plate 6 → water collecting tank. In the filtration system 34 shown in this figure, the filter medium layer 3 → the membrane 15b → the membrane 15a → the water collecting tank, while the suspended matter in the water to be treated is turbidized by the filter medium layer 3 and the membrane 15 The order is 8.

また、膜15a表面で捕捉された懸濁物質中のクリプトスポリジウム、細菌、微生物、ウイルスに対し、紫外線ランプ23から照射される、波長が254nmの紫外線(殺菌線)によって不活化される。   Further, Cryptosporidium, bacteria, microorganisms, and viruses in the suspended substance captured on the surface of the membrane 15a are inactivated by ultraviolet rays (sterilization lines) having a wavelength of 254 nm that are irradiated from the ultraviolet lamp 23.

一方、膜15aの細孔より小さい、微生物、ウイルス等は、膜15aでは捕捉されず、透過するが、集水渠8に一時的に貯留されているとき、紫外線ランプ22から照射される、波長が254nmの紫外線(殺菌線)によって不活化される。   On the other hand, microorganisms, viruses, and the like that are smaller than the pores of the membrane 15a are not captured by the membrane 15a and pass therethrough, but when temporarily stored in the catchment basin 8, the wavelength irradiated from the ultraviolet lamp 22 is reduced. It is inactivated by 254 nm ultraviolet light (sterilization line).

その他の作用は、実施例2と違いはない。   Other functions are not different from those of the second embodiment.

[効果]
この第5実施形態では、第2実施形態と同様の効果を得ながら、次の新たな効果が得られる。
[effect]
In the fifth embodiment, the following new effect can be obtained while obtaining the same effect as in the second embodiment.

ポーラスコンクリート層4、分散砂利層5、有孔コンクリート板6が無くなることにより、設備の簡易化による管理コストの低減させることができるとともに、それらの孔中に、細菌等が繁殖する恐れがなく、また、定期的にユニット17を交換洗浄するので管理を容易にさせることができる。また、新規にろ過池2を敷設する場合は、ポーラスコンクリート層4、分散砂利層5、有孔コンクリート板6を必要としない分、敷設コストを低減させることができる。   By eliminating the porous concrete layer 4, the dispersed gravel layer 5, and the perforated concrete plate 6, it is possible to reduce the management cost by simplifying the equipment, and there is no risk of bacteria etc. breeding in those holes, Moreover, since the unit 17 is periodically exchanged and cleaned, management can be facilitated. Moreover, when laying the filtration pond 2 newly, the laying cost can be reduced because the porous concrete layer 4, the dispersed gravel layer 5, and the perforated concrete board 6 are not required.

一方、このろ過システム33を既設のろ過池2に導入する場合、既存のポーラスコンクリート層4、分散砂利層5、有孔コンクリート板6を撤去する必要があるが、これらを無くした分だけ、ユニット17の取り付け位置を下げて、ろ過池2の水面と、膜15a、15bとの高低差を大きくさせることにより、膜15a、15bに加えられる水圧を大きくし、被処理水の透過流速に対する圧力損失(ろ抗上昇)分を補償させることができる。   On the other hand, when this filtration system 33 is introduced into the existing filtration basin 2, it is necessary to remove the existing porous concrete layer 4, the dispersed gravel layer 5, and the perforated concrete board 6, but only by the amount of these units removed. 17 is lowered, and the water pressure applied to the membranes 15a and 15b is increased by increasing the level difference between the water surface of the filtration pond 2 and the membranes 15a and 15b, and the pressure loss with respect to the permeation flow rate of the water to be treated. It can compensate for (the resistance rise).

また、膜15aの上部に設けた紫外線ランプ23から、波長が254nmの殺菌線である紫外線を被処理水に対し照射する事により、膜15a表面で捕捉された懸濁物質中のクリプトスポリジウム、細菌、微生物、ウイルスを不活化できる。すなわち、異方性多孔質材料の膜15aでは、不繊布状構造のろ過膜に比べて、膜表面に捕捉された懸濁物質が長時間水流(水圧)にさらされることで、膜15aを透過するリスクがあるが、膜15aを透過する前に十分な時間、殺菌線に被曝させることにより不活化、死滅させることができ、ろ過水の安全性を向上できる(請求項15の効果)。   Further, by irradiating the water to be treated with ultraviolet light, which is a germicidal line having a wavelength of 254 nm, from the ultraviolet lamp 23 provided on the upper part of the film 15a, Cryptosporidium, bacteria in the suspended substance captured on the surface of the film 15a Can inactivate microorganisms and viruses. That is, in the anisotropic porous material membrane 15a, the suspended matter trapped on the membrane surface is exposed to a water flow (water pressure) for a longer time than the non-woven cloth-like filtration membrane, so that the membrane 15a permeates. However, it can be inactivated and killed by exposure to the germicidal line for a sufficient time before passing through the membrane 15a, and the safety of filtered water can be improved (effect of claim 15).

一方、第1、第3、第4実施形態のように、膜15の上部に紫外線ランプ23を設けることができない構成の場合を含め、膜15aの細孔より小さい微生物やウイルスは、膜15a表面で捕捉できず、膜15aを透過してしまうが、その場合は、膜15aの下部に設けられた紫外線ランプ22から照射される波長が254nmの殺菌線である紫外線により、それらを不活化でき、ろ過水の安全性を向上できる(請求項16の効果)。   On the other hand, including the case where the ultraviolet lamp 23 cannot be provided on the upper part of the film 15 as in the first, third and fourth embodiments, microorganisms and viruses smaller than the pores of the film 15a In this case, they can be inactivated by ultraviolet rays that are germicidal rays having a wavelength of 254 nm irradiated from the ultraviolet lamp 22 provided at the lower part of the membrane 15a. The safety of filtered water can be improved (effect of claim 16).

《第6実施形態》(請求項11、13、14に対応)
次に、図10を用いて本発明に係るろ過システムの第6実施形態を説明する。
<< 6th Embodiment >> (Corresponding to Claims 11, 13, and 14)
Next, a sixth embodiment of the filtration system according to the present invention will be described with reference to FIG.

図10は、細孔の大きさが異なる金属やセラミックでできた異方性多孔質材料を用いた膜15を多段にした本発明による、ろ過システムの第6実施形態に関する構成図である。   FIG. 10 is a configuration diagram relating to a sixth embodiment of the filtration system according to the present invention in which the membrane 15 using an anisotropic porous material made of metal or ceramic having different pore sizes is multi-staged.

[構成]
この図に示すろ過システム35は、ろ過池2に細孔の大きさが異なる金属やセラミックでできた異方性多孔質材料を用いた膜15a〜15fを組合せた多段ろ過膜層24と、それらを支える有孔コンクリート板6と、この有孔コンクリート板6を支える支持梁7と、その周辺部の集水渠8とで構成されている。
[Constitution]
The filtration system 35 shown in this figure includes a multistage filtration membrane layer 24 in which membranes 15a to 15f using anisotropic porous materials made of metals or ceramics having different pore sizes are combined in the filtration pond 2; The perforated concrete board 6 that supports the perforated concrete board 6, the supporting beam 7 that supports the perforated concrete board 6, and the water collecting basin 8 at the periphery thereof.

最下段の膜15aは、細孔径が0.1μm〜数10μmになり、それより上段の膜15b〜15eは、上段になるほど細孔径が大きいものになっており、最上段の膜15fは、数mm程度の孔径となっている。なお、既設の急速ろ過池を本実施形態のろ過システム35に改造する場合は、急速ろ過池の有孔コンクリート板を有孔コンクリート板6として転用する。   The lowermost membrane 15a has a pore diameter of 0.1 μm to several tens of μm, and the upper membranes 15b to 15e have larger pore diameters as they become upper, and the uppermost membrane 15f has several pores. The hole diameter is about mm. In addition, when remodeling the existing rapid filtration basin to the filtration system 35 of this embodiment, the perforated concrete board of a rapid filtration basin is diverted as the perforated concrete board 6. FIG.

ただし、多段ろ過膜層24の強度を高め、自ら膜15a〜15fを支持する構造にする事により有孔コンクリート板6を無くしても構わない。また、既設のろ材、ポーラスコンクリート層、分散砂利層を撤去して、多段ろ過膜層24を設ける。また、ろ過池2の下部の集水渠8には、多段ろ過膜層24を洗浄するための逆洗水を導入するための逆洗水導入管9と、バルブ11が接続され、一方、多段ろ過膜層23より上部に、逆洗排水を排出するための逆洗排水排出管10と、バルブ12とが接続されている。なお、クリプトスポリジウムの除去を主目的とする場合は、クリプトスポリジウムの大きさは4〜6μmのなので、その除去を確実するため、膜15aの細孔径は4μm未満にするのが好ましい。   However, the perforated concrete plate 6 may be eliminated by increasing the strength of the multi-stage filtration membrane layer 24 and by supporting the membranes 15a to 15f by themselves. Further, the existing filter medium, porous concrete layer, and dispersed gravel layer are removed, and the multistage filtration membrane layer 24 is provided. In addition, a backwash water introduction pipe 9 for introducing backwash water for washing the multistage filtration membrane layer 24 and a valve 11 are connected to the water collecting tank 8 at the lower part of the filtration basin 2, while the multistage filtration is performed. Above the membrane layer 23, a backwash drainage discharge pipe 10 for discharging backwash drainage and a valve 12 are connected. When the main purpose is removal of Cryptosporidium, the size of Cryptosporidium is 4 to 6 μm. Therefore, in order to ensure the removal, the pore diameter of the membrane 15a is preferably less than 4 μm.

また、多段ろ過膜層24は、数十cm〜数m角に形成された複数のユニット構造体(梁)16a〜16fと、これらユニット構造体(梁)16a〜16fによって支持される複数段の膜15a〜15fによって構成され、各ユニットa〜33fを池面と平行に並べた構成になっている。   The multistage filtration membrane layer 24 includes a plurality of unit structures (beams) 16a to 16f formed in several tens of centimeters to several m squares, and a plurality of stages supported by these unit structures (beams) 16a to 16f. It is comprised by the film | membranes 15a-15f, and has become the structure which arranged each unit a-33f in parallel with the pond surface.

[作用]
そして、このろ過システム35では、被処理水がろ過池2の上方から導入されると、重力で多段ろ過膜層24中を下降し、各膜15a〜15fを透過する間に被処理水中の懸濁物質で各膜15a〜15fの細孔より大きいものが、各膜15a〜15fの表面で捕捉される。すなわち各膜15a〜15fの、細孔径別の篩い作用により、下段になるほど小さい懸濁物質が被処理水より除濁される。また、最下段の0.1μm〜数10μmの異方性の細孔をもつ膜15aの表面では、クリプトスポリジウムを含む、細孔(0.1μm〜数10μm)より大きい、病原性原虫、細菌、藻類が捕捉されて、被処理水中より除去される。膜15aの細孔を通過したろ過水が、有孔コンクリート板6を通って、集水渠8に貯められた後、図示していない次の浄水処理工程に送られる。
[Action]
And in this filtration system 35, when to-be-processed water is introduce | transduced from the upper direction of the filtration pond 2, it will descend | fall in the multistage filtration membrane layer 24 with gravity, and it will suspend in to-be-processed water while permeate | transmitting each film | membrane 15a-15f. Turbid substances larger than the pores of the respective membranes 15a to 15f are captured on the surfaces of the respective membranes 15a to 15f. That is, by the sieving action of each of the membranes 15a to 15f for each pore diameter, the smaller suspended substance is removed from the water to be treated as it goes down. Further, on the surface of the membrane 15a having anisotropic pores of 0.1 μm to several tens of μm at the lowest stage, pathogenic protozoa, bacteria, bacteria larger than the pores (0.1 μm to several tens of μm) containing cryptosporidium Algae are captured and removed from the water to be treated. The filtered water that has passed through the pores of the membrane 15 a passes through the perforated concrete plate 6, is stored in the water collecting tank 8, and is then sent to the next water purification treatment process (not shown).

この時、異方性多孔質材料を用いた多段ろ過膜層24を被処理水が流れ落ちる速さは、既設の急速ろ過池を改造して、本発明のろ過システム35を適用する場合は、1分間に8〜10cm(ろ過速度120〜150m/日)程度になる。これは、既存設備、配管等の周辺設備が、その仕様でできているためである。一方、緩速ろ過池に適用する場合は、ろ過速度の仕様に合わせて、各段の膜15a〜15fの細孔径を調整して、数m/日のろ過速度にする。   At this time, the speed at which the water to be treated flows down the multistage filtration membrane layer 24 using the anisotropic porous material is 1 when the existing rapid filtration basin is modified and the filtration system 35 of the present invention is applied. It becomes about 8-10 cm (filtration speed 120-150 m / day) per minute. This is because the peripheral equipment such as existing equipment and piping is made according to the specifications. On the other hand, when applied to a slow filtration basin, the pore diameters of the membranes 15a to 15f at each stage are adjusted to a filtration rate of several meters / day in accordance with the specification of the filtration rate.

また、細孔の大きい膜15fでは、圧力損失が少ないものの、クリプトスポリジウムの捕捉が可能な細孔径が小さい膜15aでは、透過流量が大きくなるほど、膜にかける水圧が上昇する。そのため、ろ過速度が150m/日、すなわち透過流量が0.1m/min・mの急速ろ過池に適用した場合、膜15aのみで、圧力損失が0.005MPaになることから、膜15a〜15fの圧力損失の総和が、ろ抗の上昇原因となる。また、各膜15a〜15fの目詰まりが進むと、さらに悪化する。また、新規でろ過池2、ろ過層を敷設する場合は、既存の設備のろ過速度に依存しないことから、ろ過速度1〜1000m/日の間で、好ましくは、ろ抗上昇を考慮して1〜200m/日の間で設計する。 In addition, although the pressure loss is small in the membrane 15f having large pores, the water pressure applied to the membrane increases as the permeate flow rate increases in the membrane 15a having a small pore diameter capable of capturing Cryptosporidium. Therefore, when applied to a rapid filtration basin with a filtration rate of 150 m / day, that is, a permeate flow rate of 0.1 m 3 / min · m 2 , the pressure loss becomes 0.005 MPa only with the membrane 15 a, so that the membranes 15 a to 15- The total pressure loss of 15f causes the resistance to increase. Further, the clogging of the films 15a to 15f further worsens. Moreover, when laying the filter basin 2 and the filtration layer newly, since it does not depend on the filtration speed of the existing equipment, it is preferably 1 to 1000 m / day in consideration of the filtration resistance rise. Design between ~ 200m / day.

また、多段ろ過膜層24では、各膜15a〜15fの目詰まりを防ぐため、最上部には、細孔径が数mm程度にされた膜3fが配置され、下部の膜ほど徐々に細孔が小さくなり、最下部には、細孔径が0.1μm〜数10μmにされた膜3aが配置されている。   Further, in the multistage filtration membrane layer 24, in order to prevent clogging of the respective membranes 15a to 15f, a membrane 3f having a pore diameter of about several millimeters is disposed at the uppermost portion, and pores are gradually formed in the lower membrane. A film 3a having a pore diameter of 0.1 μm to several tens of μm is disposed at the lowermost portion.

なお、細孔径が同等で異方性多孔質材料でできた各膜15a〜15fより透過流速が大きいなら、メッシュ等に代替えしても構わない。特に、これら各膜15a〜15fは、上段になるほど、代替え可能である。また、膜15a〜15fで目詰まりが起きた場合は、下部の逆洗水導入管9から逆洗水を導入して下から上へ水を流す事により、目詰まりを起こしたものが、各膜15a〜15fから取り除かれ、各々の膜15a〜15fで捕捉された懸濁物質とともに、逆洗排水として、バルブ12が開放された排出管10から排出される。この際、逆洗水量が、0.1〜0.8m/(min・m)となるように、バルブ11を調整する。 In addition, as long as the permeation | transmission flow velocity is larger than each film | membrane 15a-15f made from anisotropic porous material with the same pore diameter, you may substitute with a mesh etc. In particular, each of these films 15a to 15f can be replaced as they become higher. In addition, when clogging occurs in the membranes 15a to 15f, the clogging is caused by introducing backwash water from the backwash water introduction pipe 9 in the lower portion and flowing water from the bottom to the top. It is removed from the membranes 15a to 15f and discharged together with the suspended substances captured by the membranes 15a to 15f from the discharge pipe 10 in which the valve 12 is opened as backwash drainage. At this time, the valve 11 is adjusted so that the backwash water amount is 0.1 to 0.8 m 3 / (min · m 2 ).

[効果]
このように、この第6実施形態では、異方性多孔質材料を用いた膜15a〜15fは、細孔が供給水の透過方向と同一方向になるとともに、材料に占める空間の割合(空間率)が大きいため、供給水のろ過抵抗が小さくなり、通常水道用で用いられる精密ろ過膜や限外ろ過膜に比べて、透過流速を大きくすることができる。すなわち、従来の急速ろ過池に膜15a〜15fを導入する場合、多段ろ過膜層24中をろ過速度120〜150m/日で流下させなければならない。しかし、従来の有機高分子材料系の精密ろ過膜や限外ろ過膜、不繊布状構造のセラミック膜、金属膜では、かけられる圧力(ろ過池の場合、損失水頭)にもよるが、数m/日のろ過速度でしか被処理水を流す事ができない。これに対し、この第6実施形態で使用している異方性多孔質膜では、数百m/日まで被処理水を流す事ができるとともに、逆洗浄を行うことができる(請求項11、13の効果)。
[effect]
As described above, in the sixth embodiment, the membranes 15a to 15f using the anisotropic porous material have the pores in the same direction as the permeation direction of the supplied water and the ratio of the space occupied in the material (spatial rate ) Is large, the filtration resistance of the supplied water is reduced, and the permeation flow rate can be increased as compared with the microfiltration membrane and the ultrafiltration membrane usually used for water supply. That is, when the membranes 15a to 15f are introduced into the conventional rapid filtration pond, the multistage filtration membrane layer 24 must flow down at a filtration rate of 120 to 150 m / day. However, with conventional microfiltration membranes and ultrafiltration membranes made of organic polymer materials, ceramic membranes and metal membranes with a non-woven fabric structure, it depends on the pressure applied (in the case of a filtration pond, loss head), but a few meters The treated water can only flow at a filtration rate of / day. On the other hand, in the anisotropic porous membrane used in the sixth embodiment, the water to be treated can flow up to several hundred m / day and backwashing can be performed (claim 11). 13 effects).

この際、上段に配置された、細孔が比較的大きい膜15fで比較的大きい濁質成分を除去し、下段に配置された、細孔が小さい膜15aで微細の浮遊物を除去しているので、1〜1000m/日の透過速度で、逆洗水を流し、各膜15a〜15fの目詰まりを解消させることができるとともに、各膜15a〜15fの目詰まりを抑制し、逆洗頻度、逆洗時間、逆洗水量を少なくでき、また、それらの交換寿命を延長できる(請求項14の効果)。   At this time, a relatively large turbid component is removed by the membrane 15f having relatively large pores arranged in the upper stage, and fine suspended matters are removed by the membrane 15a having small pores arranged in the lower stage. So, at a permeation rate of 1 to 1000 m / day, backwashing water can be flown to eliminate clogging of each film 15a to 15f, and clogging of each film 15a to 15f can be suppressed. The backwash time and the amount of backwash water can be reduced, and their replacement life can be extended (effect of claim 14).

また、数十cm〜数m角のユニット17a〜17fを池面に対し各々、平行になるように、並べて、段ろ過膜層24を構成しているので、数m〜数十m角の広さを持つ通常のろ過池2、あるいは急速ろ過よりさらに大きい緩速ろ過にも、低いコストで、かつ十分な強度を保持させて、容易に設置させることができるととともに、交換や薬品洗浄を容易にさせることができる。さらに、金属、セラミックを材料としているので、ユニット化により加熱再生も可能で、洗浄薬品の使用量を減らす事ができる。   In addition, the unit filtration membrane layer 24 is configured by arranging the units 17a to 17f of several tens of centimeters to several meters square so as to be parallel to the pond surface. It can be easily installed at a low cost and with sufficient strength for ordinary filtration ponds 2 that are thicker, or even slower filtration than rapid filtration, and can be easily installed and cleaned with chemicals. Can be made. Furthermore, since it is made of metal or ceramic, it can be heated and regenerated by unitization, and the amount of cleaning chemicals used can be reduced.

その他の効果は、上記と同じである。   Other effects are the same as above.

《第7実施形態》(請求項12、15、16に対応)
次に、図11を用いて本発明による、ろ過システムの第7実施形態について説明する。なお、第6実施形態と同一の構成には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
<< Seventh embodiment >> (corresponding to claims 12, 15, and 16)
Next, a seventh embodiment of the filtration system according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as 6th Embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

[構成]
図11は、細孔の大きさが異なる金属やセラミックでできた異方性多孔質材料を用いた膜15a〜15fを、多段に組合せた多段ろ過膜24とした本発明のろ過システムの第7実施形態に関する構成図である。
[Constitution]
FIG. 11 shows a seventh embodiment of the filtration system of the present invention, in which membranes 15a to 15f using anisotropic porous materials made of metals or ceramics having different pore sizes are used as multistage filtration membranes 24 combined in multiple stages. It is a block diagram regarding embodiment.

この図に示すろ過システム36が図10に示すろ過システム35と異なる点は、異方性多孔質材料を用いた膜15a〜15fの各間に逆洗水導入管25a〜25eを接続し、各逆洗水導入管25a〜25eに逆洗水量を調整するバルブ26a〜26eを設置するとともに、集水渠8内および各膜15a、15b間の各空間に波長が254nmの殺菌線を出す紫外線ランプ22、23を設置したことである。   The filtration system 36 shown in this figure is different from the filtration system 35 shown in FIG. 10 in that backwash water introduction pipes 25a to 25e are connected between the membranes 15a to 15f using an anisotropic porous material. Valves 26a to 26e for adjusting the amount of backwash water are installed in the backwash water introduction pipes 25a to 25e, and an ultraviolet lamp 22 that emits a sterilization line having a wavelength of 254 nm in the water collecting tank 8 and each space between the films 15a and 15b. , 23 is installed.

[作用]
そして、このろ過システム36では、逆洗方法および、被処理水が膜15aを通過する前後で紫外線ランプ22、23から照射される波長が254nmの紫外線(殺菌線)に被曝させることが、第6実施形態と異なる。
[Action]
In this filtration system 36, the backwashing method and exposure to ultraviolet rays (sterilization lines) having a wavelength of 254 nm emitted from the ultraviolet lamps 22 and 23 before and after the water to be treated passes through the membrane 15a are sixth. Different from the embodiment.

まず、第6実施形態と異なる逆洗方法について説明する。   First, the backwashing method different from the sixth embodiment will be described.

膜15a〜15fで目詰まりが起きた場合は、各々の膜15a〜15fの下側に配置された逆洗水導入管25a〜25eから逆洗浄水(逆洗水)を導入して、多段ろ過膜層24の下から上へ水を流す事により、各膜15a〜15fで目詰まりを起こしたものが、取り除かれるとともに、各膜15a〜15fの上面で捕捉された懸濁物質とともに、開放されたバルブ11を介し、逆洗排水排出管10から排水される。逆洗水量は、0.1〜0.8m/(min・m)の範囲で、バルブ9、26a〜26e、12を調整する。通常、膜15a〜15fに対し、上段になるほど、逆洗水の水量が多くなるように調整するが、日詰まりや、捕捉されている懸濁物質が多い膜が有る場合は、その膜を逆流する水量が多くなるように調整する。 When clogging occurs in the membranes 15a to 15f, backwash water (backwash water) is introduced from the backwash water introduction pipes 25a to 25e arranged below the membranes 15a to 15f, and multistage filtration is performed. By causing water to flow from the bottom to the top of the membrane layer 24, the clogged ones of the membranes 15a to 15f are removed and released together with suspended substances trapped on the upper surfaces of the membranes 15a to 15f. Then, the water is drained from the backwash drainage pipe 10 through the valve 11. Backwash water is in the range of 0.1~0.8m 3 / (min · m 2 ), to adjust valve 9,26A~26e, 12 a. Usually, the amount of backwash water increases as the upper stage of the membranes 15a to 15f increases. However, if there is a membrane with a lot of suspended solids that are clogged or trapped, the membrane is backflowed. Adjust the amount of water to be increased.

次に、第6実施形態と異なる紫外線ランプ22、23による作用について説明する。   Next, the effect | action by the ultraviolet lamps 22 and 23 different from 6th Embodiment is demonstrated.

多段ろ過膜層24を流下しながら、膜15b〜15fで除濁された被処理水が、さらに細孔が小さい膜15aを通過する際、膜15b〜15fで捕捉されなかったクリプトスポリジウム等の微生物を含む懸濁物質が被処理水から除去される。また、膜15aを通過したろ過水が集水渠8に一時的に貯留された後、ろ過池2から排出され、次処理工程に送られる。   Microorganisms such as Cryptosporidium that were not captured by the membranes 15b to 15f when the water to be treated that had been turbidized by the membranes 15b to 15f passed through the membrane 15a having smaller pores while flowing down the multistage filtration membrane layer 24 Suspended matter containing is removed from the treated water. Moreover, after the filtrate water which passed the film | membrane 15a is temporarily stored by the catchment basin 8, it is discharged | emitted from the filtration basin 2 and sent to the next treatment process.

そして、膜15aの上面で捕捉された懸濁物質中のクリプトスポリジウム、細菌、微生物、ウイルスは、紫外線ランプ23から照射される波長が254nmの紫外線(殺菌線)によって不活化される。また、膜15aでは捕捉されず透過する膜15aの細孔より小さい、微生物、ウイルス等は、ろ過水が集水渠8に一時的に貯留されているとき、紫外線ランプ22により波長が254nmの紫外線(殺菌線)を照射して不活化する。   Then, Cryptosporidium, bacteria, microorganisms, and viruses in the suspended substance captured on the upper surface of the membrane 15a are inactivated by ultraviolet rays (sterilization lines) having a wavelength of 254 nm irradiated from the ultraviolet lamp 23. Microorganisms, viruses, and the like that are smaller than the pores of the membrane 15a that are not captured by the membrane 15a and pass through the ultraviolet ray (wavelength 254 nm) by the ultraviolet lamp 22 when the filtered water is temporarily stored in the catchment 8. Inactivate by irradiation with germicidal lines.

[効果]
このように、この第7実施形態では、異方性多孔質材料を用いた膜15a〜15fの各間に、各逆洗水導入管25a〜25eを接続し、これら各逆洗水導入管25a〜25eに逆洗水量を調整する各バルブ26a〜26eを設け、膜15a〜15fで目詰まりが起きたとき、各々の膜15a〜15fの下側にある逆洗水導入管25a〜25eから逆洗浄水(逆洗水)を導入して、多段ろ過膜層24の下から上へ水を流す事により、各膜15a〜15fの目詰まり原因物質を取り除き、開放されたバルブ11を介し、逆洗排水排出管10から排水させることができる。この際、各膜15a〜15fの目詰まり度合いにより、目詰まりを起こしている膜に対する逆洗水量を大きくするとともに、逆洗水の総水量が0.1〜0.8m/(min・m)の範囲に収まるように、各バルブ9、26a〜26e、12を個別に調整させることができる(請求項12の効果)。
[effect]
As described above, in the seventh embodiment, the backwash water introduction pipes 25a to 25e are connected between the films 15a to 15f using the anisotropic porous material, and the backwash water introduction pipes 25a are connected to the backwash water introduction pipes 25a. -25e are provided with valves 26a to 26e for adjusting the amount of backwash water, and when clogging occurs in the membranes 15a to 15f, backwash water introduction pipes 25a to 25e on the lower side of the membranes 15a to 15f By introducing washing water (back washing water) and causing water to flow from the bottom to the top of the multi-stage filtration membrane layer 24, the clogging substances of the membranes 15a to 15f are removed, and the reverse through the opened valve 11 The water can be drained from the washing / drainage pipe 10. At this time, depending on the degree of clogging of each of the membranes 15a to 15f, the amount of backwash water for the clogged membrane is increased, and the total amount of backwash water is 0.1 to 0.8 m 3 / (min · m 2 ) The valves 9, 26a to 26e, 12 can be individually adjusted so as to fall within the range of 2 ).

また、膜15aの上部に設けた紫外線ランプ23から、波長が254nmの紫外線(殺菌線)を被処理水に対し照射する事により、膜15a表面で捕捉された懸濁物質中のクリプトスポリジウム、細菌、微生物、ウイルスを不活化できる。すなわち、異方性多孔質材料の膜15aでは、膜表面に捕捉された懸濁物質が長時間水流(水圧)にさらされる事により、膜15aを透過するリスクが不繊布状構造のろ過膜より高い。しかし、透過する前に十分な時間、殺菌線に被曝されることにより不活化、死減させることができ、ろ過水の安全性を向上できる(請求項16の効果)。   Further, by irradiating the water to be treated with ultraviolet light (sterilization line) having a wavelength of 254 nm from the ultraviolet lamp 23 provided on the upper part of the film 15a, Cryptosporidium, bacteria in the suspended matter captured on the surface of the film 15a. Can inactivate microorganisms and viruses. That is, in the anisotropic porous material membrane 15a, the suspended matter trapped on the membrane surface is exposed to a water flow (water pressure) for a long time, so that the risk of permeation through the membrane 15a is higher than that of a filtration membrane having a non-woven cloth structure. high. However, it can be inactivated and killed by being exposed to the sterilization line for a sufficient time before permeation, and the safety of filtered water can be improved (effect of claim 16).

また、膜15aの下部、あるいは集水渠8に設けた紫外線ランプ22から波長が254nmの紫外線(殺菌線)を膜15aを通過したろ過水に対し照射する事により、膜15aの細孔より小さく、膜15aで捕捉されず通過する細菌、微生物、ウイルスを不活化できる。また、紫外線ランプ22は、膜15aの表面で捕捉された懸濁物質が長時間水流(水圧)にさらされる事により、膜15aを透過したクリプトスポリジウム、細菌、微生物、ウイルスも不活化できる。また、紫外線ランプ22は、集水渠8に設置できるので、多段ろ過膜層24のユニット17aにランプ23を設けるための構造にする必要が無く簡易にできる(請求項15の効果)。   Further, by irradiating the filtered water that has passed through the membrane 15a with ultraviolet rays (sterilization line) having a wavelength of 254 nm from the ultraviolet lamp 22 provided in the lower portion of the membrane 15a or in the water collecting tank 8, Bacteria, microorganisms and viruses that pass through without being captured by the membrane 15a can be inactivated. The ultraviolet lamp 22 can also inactivate Cryptosporidium, bacteria, microorganisms, and viruses that have permeated through the membrane 15a when the suspended substances captured on the surface of the membrane 15a are exposed to a water flow (water pressure) for a long time. Moreover, since the ultraviolet lamp 22 can be installed in the water collecting tank 8, it is not necessary to make the structure for providing the lamp 23 in the unit 17a of the multistage filtration membrane layer 24, and it can be simplified (effect of claim 15).

また、多段ろ過膜層24の構造的に許されるなら、各膜15c〜15fの間の空間に紫外線ランプを設けて、被処理水に対する消毒性能を大幅に向上させることが可能である。   If the multistage filtration membrane layer 24 is structurally permitted, an ultraviolet lamp can be provided in the space between the membranes 15c to 15f to greatly improve the disinfection performance for the water to be treated.

本発明によるろ過システムの第1実施形態を示す構成図である。It is a lineblock diagram showing a 1st embodiment of a filtration system by the present invention. 従来のろ過システムで使用される精密ろ過膜や限外ろ過膜、不繊布状構造のろ過膜を説明する構造図である。It is a structural diagram explaining the microfiltration membrane used by the conventional filtration system, an ultrafiltration membrane, and the filtration membrane of a non-woven cloth structure. 従来のろ過システムで使用される金属やセラミック製の不繊布状構造のろ過膜と、図1に示すろ過システムで使用される金属やセラミック製の異方性多孔質材料で製作したろ過膜とを説明する構造図である。A filtration membrane made of a metal or ceramic non-woven cloth structure used in a conventional filtration system and a filtration membrane made of an anisotropic porous material made of metal or ceramic used in the filtration system shown in FIG. FIG. 本発明によるろ過システムの第2実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows 2nd Embodiment of the filtration system by this invention. 図4に示すろ過システムで金属製の異方性多孔質材料で製作したろ過膜を使用したときの透過流量と圧力との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a permeation | transmission flow rate and a pressure when using the filtration membrane manufactured with the metal anisotropic porous material with the filtration system shown in FIG. 図4に示すろ過システムで使用される、金属製の異方性多孔質材料で製作したユニットを説明する構成図である。It is a block diagram explaining the unit manufactured with the metal anisotropic porous material used with the filtration system shown in FIG. 本発明によるろ過システムの第3実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows 3rd Embodiment of the filtration system by this invention. 本発明によるろ過システムの第4実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows 4th Embodiment of the filtration system by this invention. 本発明によるろ過システムの第5実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows 5th Embodiment of the filtration system by this invention. 本発明によるろ過システムの第6実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows 6th Embodiment of the filtration system by this invention. 本発明によるろ過システムの第7実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows 7th Embodiment of the filtration system by this invention. 本発明によるろ過システムの各実施形態で使用される異方性多孔質材料の説明図である。It is explanatory drawing of the anisotropic porous material used in each embodiment of the filtration system by this invention. 本発明によるろ過システムの各実施形態で使用される異方性多孔質材料の第1例の構造を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the 1st example of the anisotropic porous material used by each embodiment of the filtration system by this invention. 本発明によるろ過システムの各実施形態で使用される異方性多孔質材料の第1例の変形例を示す概略図である。It is the schematic which shows the modification of the 1st example of the anisotropic porous material used by each embodiment of the filtration system by this invention. 本発明によるろ過システムの各実施形態で使用される異方性多孔質材料の第2例の構造を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the 2nd example of the anisotropic porous material used by each embodiment of the filtration system by this invention. 本発明によるろ過システムの各実施形態で使用される異方性多孔質材料の第3例の構造を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the 3rd example of the anisotropic porous material used by each embodiment of the filtration system by this invention. 本発明によるろ過システムの各実施形態で使用される異方性多孔質材料の第3例の変形例を示す概略図である。It is the schematic which shows the modification of the 3rd example of the anisotropic porous material used by each embodiment of the filtration system by this invention. 本発明によるろ過システムの各実施形態で使用される異方性多孔質材料の第4例の構造を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the 4th example of the anisotropic porous material used by each embodiment of the filtration system by this invention. 本発明によるろ過システムの各実施形態で使用される異方性多孔質材料の第4例の変形例を示す概略図である。It is the schematic which shows the modification of the 4th example of the anisotropic porous material used by each embodiment of the filtration system by this invention. 従来から知られている浄水場の凝集沈殿処理とろ過池とを示すシステムフロー図である。It is a system flow figure showing the coagulation sedimentation processing and filtration basin of the water purification plant conventionally known. 従来から知られている浄水場の高速ろ過池を示す構成図である。It is a block diagram which shows the high-speed filtration pond of the water purification plant conventionally known.

符号の説明Explanation of symbols

1、31〜36…ろ過システム
2…ろ過池
3…ろ材層
4…ポーラスコンクリート層
5…分散砂利層
6…有孔コンクリート板
7…支持梁
8…集水渠
9…逆洗水導入管
10…逆洗排水排出管
11、12、14…バルブ
13…空気導入管
15、15a〜15f…膜
16…ユニット構造体
17…ユニット
18…逆洗水導入管
19…逆洗排水排出管
20、21…バルブ
22、23…紫外線ランプ
24…多段ろ過膜層
25a〜25e…逆洗水導入管
26a〜26e…バルブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 31-36 ... Filtration system 2 ... Filtration pond 3 ... Filter media layer 4 ... Porous concrete layer 5 ... Dispersed gravel layer 6 ... Perforated concrete board 7 ... Support beam 8 ... Catchment 9 ... Backwash water introduction pipe 10 ... Reverse Washing drainage discharge pipe 11, 12, 14 ... Valve 13 ... Air introduction pipe 15, 15a-15f ... Membrane 16 ... Unit structure 17 ... Unit 18 ... Backwash water introduction pipe 19 ... Backwash drainage discharge pipe 20, 21 ... Valve 22, 23 ... UV lamp 24 ... Multi-stage filtration membrane layer 25a-25e ... Backwash water introduction pipe 26a-26e ... Bulb

Claims (20)

ろ過池を使用して、被処理水をろ過するろ過システムにおいて、
前記ろ過池の下部側に異方性多孔質材料を用いた膜を設け、前記ろ過池の上部側に被処理水中の懸濁物質をろ過するろ材を充填した、
ことを特徴とするろ過システム。
In a filtration system that filters treated water using a filtration pond,
A membrane using an anisotropic porous material is provided on the lower side of the filtration pond, and a filter medium for filtering suspended substances in the water to be treated is filled on the upper side of the filtration pond.
A filtration system characterized by that.
請求項1に記載のろ過システムにおいて、
前記異方性多孔質材料を用いた膜は、孔径が異なる複数段から成る、
ことを特徴とするろ過システム。
The filtration system according to claim 1,
The membrane using the anisotropic porous material is composed of a plurality of stages having different pore sizes.
A filtration system characterized by that.
請求項1または2に記載のろ過システムにおいて、
前記ろ過池の前記膜の上方側に、逆洗排水排出管を接続し、前記膜を逆洗浄した際に出る逆洗排水を前記逆洗排水排出管から排出させる、
ことを特徴とするろ過システム。
The filtration system according to claim 1 or 2,
A backwash drainage pipe is connected to the upper side of the membrane of the filtration basin, and the backwash drainage discharged when the membrane is backwashed is discharged from the backwash drainage pipe.
A filtration system characterized by that.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載のろ過システムにおいて、
前記ろ過池の前記膜の上方側に、逆洗水導入管を接続し、この逆洗水導入管を介して、前記ろ過池内に逆洗水を導き、前記ろ材を洗浄する、
ことを特徴とするろ過システム。
The filtration system according to any one of claims 1 to 3,
A backwash water introduction pipe is connected to the upper side of the membrane of the filtration basin, and through this backwash water introduction pipe, backwash water is introduced into the filtration basin, and the filter medium is washed.
A filtration system characterized by that.
請求項3または4に記載のろ過システムにおいて、
前記膜に対する逆洗水の一部または全量を前記ろ材の逆洗水として活用し、前記膜および前記ろ材を同時に逆洗する、
ことを特徴とするろ過システム。
The filtration system according to claim 3 or 4,
Utilizing part or all of the backwash water for the membrane as backwash water for the filter medium, backwashing the membrane and the filter medium simultaneously,
A filtration system characterized by that.
請求項4または5に記載のろ過システムにおいて、
前記膜の洗浄と前記ろ材の洗浄とを各々、異なる水量あるいは逆洗周期とする、
ことを特徴とするろ過システム。
The filtration system according to claim 4 or 5,
The cleaning of the membrane and the cleaning of the filter medium each have a different amount of water or a backwash cycle,
A filtration system characterized by that.
請求項4乃至6のいずれか1項に記載のろ過システムにおいて、
前記膜の逆洗水量を0.1〜0.5m/(min・m)にする、
ことを特徴とするろ過システム。
The filtration system according to any one of claims 4 to 6,
The amount of backwash water of the membrane is 0.1 to 0.5 m 3 / (min · m 2 ),
A filtration system characterized by that.
請求項4乃至7のいずれか1項に記載のろ過システムにおいて、
前記膜の逆洗水量と、前記ろ材の逆洗水量との総和が0.6〜0.8m/(min・m)となるように調整する、
ことを特徴とするろ過システム。
The filtration system according to any one of claims 4 to 7,
The total amount of the backwashing water amount of the membrane and the backwashing water amount of the filter medium is adjusted to be 0.6 to 0.8 m 3 / (min · m 2 ).
A filtration system characterized by that.
請求項1乃至8のいずれか1項に記載のろ過システムにおいて、
前記膜からなる構造体で、前記ろ材を支持する、
ことを特徴とするろ過システム。
The filtration system according to any one of claims 1 to 8,
The structure consisting of the membrane supports the filter medium,
A filtration system characterized by that.
請求項1乃至9のいずれか1項に記載のろ過システムにおいて、
前記ろ過池の下部にある集水渠に前記膜を設けた、
ことを特徴とするろ過システム。
The filtration system according to any one of claims 1 to 9,
The membrane was provided in a catchment basin at the bottom of the filtration pond,
A filtration system characterized by that.
ろ過池を使用して、被処理水をろ過するろ過システムにおいて、
細孔径が異なる複数の異方性多孔質材料によって構成される複数の膜を、上段側になるほど、細孔径が順次、大きくなるように重ねて、前記ろ過池の下部に配置する、
ことを特徴とするろ過システム。
In a filtration system that filters treated water using a filtration pond,
A plurality of membranes composed of a plurality of anisotropic porous materials having different pore diameters are stacked on the lower side of the filtration pond so that the pore diameters are sequentially increased toward the upper side,
A filtration system characterized by that.
請求項11に記載のろ過システムにおいて、
前記各膜毎に、各膜の逆洗水量あるいは逆洗サイクルを変更する、
ことを特徴とするろ過システム。
The filtration system according to claim 11,
For each membrane, change the backwash water amount or backwash cycle of each membrane,
A filtration system characterized by that.
請求項11または12に記載のろ過システムにおいて、
前記ろ過池のろ過速度を1〜1000m/日、好ましくは、1〜200m/日になるように調整する、
ことを特徴とするろ過システム。
The filtration system according to claim 11 or 12,
The filtration rate of the filtration pond is adjusted to 1 to 1000 m / day, preferably 1 to 200 m / day.
A filtration system characterized by that.
請求項11乃至13のいずれか1項に記載のろ過システムにおいて、
前記各膜を透過速度1〜1000m/日で逆洗浄する、
ことを特徴とするろ過システム。
The filtration system according to any one of claims 11 to 13,
Each of the membranes is back-washed at a permeation rate of 1-1000 m / day.
A filtration system characterized by that.
請求項1乃至14のいずれか1項に記載のろ過システムにおいて、
前記膜の下部に紫外線照射設備を設けた、
ことを特徴とするろ過システム。
The filtration system according to any one of claims 1 to 14,
An ultraviolet irradiation facility was provided at the bottom of the film,
A filtration system characterized by that.
請求項1乃至15のいずれか1項に記載のろ過システムにおいて、
前記膜の上部に紫外線照射設備を設けた、
ことを特徴とするろ過システム。
The filtration system according to any one of claims 1 to 15,
An ultraviolet irradiation facility was provided on the top of the film,
A filtration system characterized by that.
請求項1乃至16のいずれか1項に記載のろ過システムにおいて、
前記ろ過池の下部側にユニット構造体を設け、このユニット構造体の内部に、前記膜を交換自在に配置した、
ことを特徴とするろ過システム。
The filtration system according to any one of claims 1 to 16,
A unit structure is provided on the lower side of the filtration pond, and the membrane is disposed in the unit structure in a replaceable manner.
A filtration system characterized by that.
請求項1乃至17のいずれか1項に記載のろ過システムにおいて、
既存の急速ろ過池、あるいは緩速ろ過池の下部側に異方性多孔質材料を用いた膜を設け、上部側に被処理水中の懸濁物質をろ過するろ材を充填した、
ことを特徴とするろ過システム。
The filtration system according to any one of claims 1 to 17,
A membrane using an anisotropic porous material is provided on the lower side of the existing rapid filtration basin or slow filtration basin, and the upper side is filled with a filter medium for filtering suspended substances in the treated water.
A filtration system characterized by that.
請求項1乃至10、15乃至18のいずれか1項に記載のろ過システムにおいて、
前記ろ材は、篩い分けた天然の珪砂、アンスラサイト、粒状活性炭のいずれか一つを含む、
ことを特徴とするろ過システム。
The filtration system according to any one of claims 1 to 10, 15 to 18,
The filter medium contains any one of sieved natural silica sand, anthracite, granular activated carbon,
A filtration system characterized by that.
請求項1乃至19のいずれか1項に記載のろ過システムにおいて、
前記膜の細孔径を0.1μm以上10μm未満の範囲とし、好ましくは、4μm以下にする、
ことを特徴とするろ過システム。
The filtration system according to any one of claims 1 to 19,
The pore diameter of the membrane is in the range of 0.1 μm or more and less than 10 μm, preferably 4 μm or less.
A filtration system characterized by that.
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