不定形過濾介質層及具備其的過濾設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種不定形過濾介質層（3，103，203），包括用以捕獲包含于待處理液體中的懸浮固體的過濾介質（4，104，204）和用以允許包含于待處理液體中的懸浮固體穿過的助濾劑（5，105，205）。該過濾介質（4，104，204）與該助濾劑（5，105，205）被混合在一起，且使該待處理液體穿過混合在一起的該過濾介質（4，104，204）與該助濾劑（5，105，205）而被過濾。本發(fā)明還提供一種過濾設備（1A，1B，101，201），其包括該不定形過濾介質層（3，103，203）和用以容納該不定形過濾介質層（3，103，203）的過濾槽（2，102，202）。
【專利說明】不定形過濾介質層及具備其的過濾設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于分離和除去包含于待處理液體中(原水)的懸浮固體的不定形過濾介質層，以及一種具備該不定形過濾介質層的過濾設備。
【背景技術】
[0002]各自具有由不定形粒狀過濾介質構成的過濾介質層的許多過濾設備被用于固液分離和生物處理設備。上述過濾設備實施表面過濾，其中，待處理液中的懸浮固體主要被捕獲在過濾介質層的表面。在表面過濾中，捕獲的懸浮固體積累在過濾介質層的表面，即使整個過濾介質層沒有被有效地利用，也會弓I起過濾介質層的堵塞。由于該原因，過濾壓力在短時間內升高且過濾介質需要頻繁地清洗。當過濾介質層中的流動通路(相鄰過濾介質粒子之間的間隙)狹窄時，過濾介質層中的不良平衡導致容易出現(xiàn)表面過濾。在深層過濾中，待處理液體中的懸浮固體不僅被捕獲至過濾介質層的表面，還被捕獲至過濾介質層的內部。這樣的深層過濾不僅過濾介質層中的過濾壓力不易升高，而且每一循環(huán)捕獲大量的固體。當懸浮固體能夠穿過的流動通路在過濾介質層的內部深處形成時，整個過濾介質層可被有效地利用。
[0003]作為包含于過濾介質層的過濾介質的一個例子，專利文獻I提出了一種過濾設備，其中，具有一定厚度的過濾介質層是由內部多孔的不定形粒狀或纖維過濾介質形成，且包含于待處理液體中的懸浮固體被捕獲在過濾介質的內部和表面。
[0004]專利文獻2提出了一種過濾設備，其中，將比重和粒度不同的諸如砂和無煙煤的粒狀材料形成為多層結構，以便在由具有大有效粒徑的粒子形成的大間隙捕獲大懸浮固體和在由具有小有效粒徑的粒子形成的小間隙捕獲小懸浮固體。
[0005]并且，專利文獻3提出了一種通過適量混合粒度不同(粒度a和粒度3至5a)的兩種過濾介質來形成過濾介質層、并由此調整過濾介質之間的間隙,從而能夠在抑制過濾壓力升高的同時能夠長時間保持過濾性能的過濾方法。例如，專利文獻3中，使用具有比重為0.1、粒度為0.6mm和比重為0.1、粒度為2.8mm的泡沫聚苯乙烯作為兩種粒狀過濾介質。專利文獻3描述了一種在長時間內壓力損失少且大量SS被捕獲的使用過濾槽的浮動過濾方法，其中，在過濾槽內兩種粒狀過濾介質被攪動和混合且兩種浮動性過濾介質粒子不會彼此分離。
[0006]專利文獻4提出了一種使用帶有高孔隙率的圓柱形過濾介質的深層過濾技術。
[0007]已知有一種同時使用粒狀活性碳和石榴石的砂濾設備。例如，專利文獻5公開了一種實施下向流過濾工藝的過濾設備，其帶有第一過濾介質層和第二過濾介質層，該第一過濾介質層由粒度為0.45至0.8mm的砂或石榴石、或者由砂和石榴石兩者以多層填充，該第二過濾介質層由粒度為0.9至1.6mm的粒狀活性碳或無煙煤填充且形成于第一過濾介質層上方的支持膜上。
[0008]已知一種使用樹脂過濾介質、纖維過濾介質等實施固液分離和生物處理的過濾設備。例如，作為使用樹脂過濾介質的一次處理水處理設備，專利文獻6公開了一種上向流型固液分離分離裝置，其中，處理槽內的過濾介質層填充了各具有70%以上的孔隙率和1.0以下的比重的小圓柱形過濾介質。
[0009]作為在曝氣室使用的用于生物處理等的可流動的填充材料，專利文獻7公開了一種水處理填充材料，其由具有0.800至0.999的比重的合成樹脂制造，且具有大的表面積和外觀近似球形。
[0010]作為分離包含于污水中的懸浮固體的纖維過濾介質，專利文獻8提出了各自由編織型過濾介質制成的水處理纖維過濾介質，其中，該編織型過濾介質是通過將纏繞在一起的芯線和捻線(押λ糸)與長絲交織、且對形成的紗線實施熱處理而制備。
[0011]引用文獻列表
[0012]專利文獻
[0013][專利文獻I]日本特開2002-011305號公報
[0014][專利文獻2]日本特開平7-284355號公報
[0015][專利文獻3]日本特開平7-232007號公報
[0016][專利文獻4]日本特開平1-007920號公報
[0017][專利文獻5]日本特開2001-38107號公報
[0018][專利文獻6]日本特開昭64-7920號公報
[0019][專利文獻7]日本專利第3730441號公報
[0020][專利文獻8]日本專利第3994392號公報

【發(fā)明內容】

[0021]在使用不定形粒狀或纖維過濾介質進行過濾操作的情況下，很難選擇用于待處理液體的過濾介質。由這種過濾介質形成的過濾介質層中，懸浮固體的捕獲區(qū)域沿著待處理液體的流動方向從過濾介質層的表層部分隨時間逐漸移動。并且，由于纖維過濾介質由于過濾壓力而被壓實，于是，流動通路減少。
[0022]使用在構成過濾介質實體的纖維之間各具有狹窄流動通路的纖維過濾介質，可以進行捕獲大量懸浮固體的澄清過濾。然而，該過濾導致了大量懸浮固體被過濾介質層表面附近的過濾介質捕獲的表面過濾。這引起快速堵塞和過濾壓力增大。該操作發(fā)展出基于預定過濾壓力或預定過濾持續(xù)時間的清洗工序。然而，由于過濾介質層的最深層部分不能有效地用于過濾，對應于懸浮固體捕獲量的清洗工序的次數(shù)增多，因此，處理量減少。進一步地，由于過濾介質之間的間隙需要根據待處理液體進行調整，因此,要求根據待處理液體的注入壓力，選擇具有合適粒度的各過濾介質并調整過濾介質層的壓實度。
[0023]使用在構成過濾介質實體的纖維之間各具有寬流動通路的纖維過濾介質或使用各具有不被過濾壓力壓實的足夠強度的纖維過濾介質，可以進行捕獲區(qū)域向下推進至過濾介質層的最深層部分的深層過濾。然而過濾壓力不顯著增大，被處理液體的質量差，甚至在過濾開始后的早期階段，包含于待處理液體中的懸浮固體與被處理液體一同流出(突破(breakthrough)現(xiàn)象)。
[0024]在具有作為比重和粒度不同的諸如砂和無煙煤的粒狀材料的多層過濾介質的過濾設備中，待處理液體中的懸浮固體以如下的方式被捕獲:具有大粒度的懸浮固體首先被粗粒過濾介質層捕獲，然后，具有小粒度的懸浮固體在流至且流動穿過細粒過濾介質層時接著被捕獲。這導致了整個過濾介質層被有效利用的深層過濾。然而，因為只將過濾介質之間的間隙用作過濾槽內的流動通路，所以處理速度低。就過濾介質的清洗而言，反流清洗需要以高壓注入液體。并且，攪動清洗要求過濾介質的比重具有很大差異，以便清洗后能夠構成多層。在該情況下，需要很大的動力來攪動各具有大比重的過濾介質。過濾介質清洗過程中，間隙中的懸浮固體塊可能沒有被清除而殘留在填充層。
[0025]通過以合適的量混合粒度不同(粒度a和粒度3至5a)的兩種過濾介質而構成的過濾介質層能夠通過調整過濾介質之間間隙的分布從而在整個過濾介質層有效地捕獲懸浮固體。在只由各具有大粒度(3至5a)的過濾介質構成的過濾介質層中，雖然由于過濾介質之間的大間隙實施了深度過濾，但是懸浮固體的捕獲量小以至于可能出現(xiàn)突破現(xiàn)象。另一方面，在只由具有小粒度(a)的過濾介質構成的過濾介質層中，雖然懸浮固體的捕獲量大，但是由于過濾介質之間的狹窄間隙，實施了表面過濾。于是，在短時間內過濾壓力增大，導致需要頻繁清洗過濾介質。相比之下,混合具有大粒度和小粒度的過濾介質來平均過濾介質之間的間隙，以便最終的過濾性能與由具有兩種粒度的平均粒度的過濾介質構成的過濾介質層實現(xiàn)的性能相同。
[0026]砂濾設備和纖維過濾設備等高速過濾設備是深層過濾設備，其中，過濾介質層被構成為具有一定厚度且懸浮固體被捕獲在過濾介質層的內部。然而，粗過濾介質不能捕獲懸浮固體而使懸浮固體流出。另一方面，過于致密的過濾介質層會導致表面過濾。過濾介質需要根據待處理液體(原水)的性質和處理條件來選擇。然而，要準備各種各樣的過濾介質是困難的。由于該原因，需要一種可應用于具有標準性質的待處理液體(諸如污水)的過濾介質。這種標準過濾介質對于容易引起如絮凝過濾那樣的表面過濾的待處理液體不能發(fā)揮充分的深層過濾功能，由于不能使用整個過濾介質層，導致過濾持續(xù)時間減少且清洗頻率增加。因此，要求開發(fā)和應用專用的過濾介質。即使只開發(fā)了一種不同于標準過濾介質的專用過濾介質，如果表面過濾的可能性處于中間水平，該過濾介質也不能被稱為最適的過濾介質。此外，在諸如剛剛下過雨的河水那樣的高渾濁度待處理液體的情況下，有必要開發(fā)和應用一種以最適材料處理液體的專用的粗過濾介質。當過濾介質層的結構背離最適條件時，就會使過濾設備在低于其標準性能的處理量下運轉或者使過濾介質清洗頻率增加。然而，該性能根據狀況不同而顯著地惡化。
[0027]在專利文獻3中描述的使用兩種過濾介質的浮動過濾方法中，過濾介質構成為，其中兩種浮動性過濾介質粒子彼此未被分離而混合。因此，在長時間中，過濾過程中的壓力損失小，且捕獲的SS量增大。至于混合了尺寸、比重等不同的過濾介質的常規(guī)的過濾介質層，通過分散不同粒度的過濾介質來減少大通路。這些過濾介質是為了捕獲懸浮固體而不是將懸浮固體搬運至過濾介質層的深處。
[0028]在砂濾設備中，一種使用具有大粒度和小粒度的幾種過濾介質來構成深層過濾介質層的技術被廣泛用于水凈化等中。如專利文獻5中描述的那樣，將粒度和比重不同的兩種以上過濾介質組合使用，從而構成各過濾介質的過濾介質層。在組合使用兩種以上過濾介質的砂濾設備中，對于包含于待處理液體中的懸浮固體，針對懸浮固體的各粒徑分階段被選擇性地捕獲。因此，一些顆粒流入過濾介質層，待處理液體中的懸浮固體并不是在跨越過濾介質層的整個厚度被捕獲。在使用多層過濾介質層的砂濾設備中，相對大的顆粒被捕獲在具有構成大孔隙的過濾粒子的過濾介質層中，而相對小的顆粒被捕獲在具有構成小孔隙的過濾粒子的過濾介質層中。
[0029]至于如專利文獻6描述的小圓柱形過濾介質，過濾介質層由具有70%以上的孔隙率和1.0以下的比重的小圓柱形塑料過濾介質構成，且液體以上向流穿過其中。每個小圓柱形過濾介質具有非常大的孔隙率，在整個過濾介質層中立體地捕獲懸浮固體，而不是只在過濾介質層的下部表面捕獲。因此，改善了保留懸浮固體的能力，且能夠實施長時間操作。該砂濾設備對低濃度排水例如污水處理廠的二次處理水具有高懸浮固體去除率，且以高過濾速度發(fā)揮優(yōu)異性能。然而，當砂濾設備用于一次處理水時，由于孔隙率小，會在短時間內出現(xiàn)構成過濾介質層的過濾砂表層的表面的堵塞。
[0030]使用纖維過濾介質的高速過濾設備是一種深層過濾設備，其中，構成了具有一定厚度的過濾介質層并將待處理液體中的懸浮固體捕獲在過濾介質層的內部。當繼續(xù)進行正常過濾時，捕獲區(qū)域在待處理液體的流動方向上從過濾介質層的表面逐漸推進。當伴隨捕獲懸浮固體的過濾壓力損失沒有達到預定壓力時，捕獲區(qū)域推進至過濾介質層的深處，導致大量懸浮固體流出的突破現(xiàn)象。在通過監(jiān)控被處理水的渾濁度而檢測到突破現(xiàn)象然后將過濾工序終止之后，進行過濾介質清洗工序，或使用定時器以預定時間間隔進行清洗工序。然而，當伴隨捕獲懸浮固體的過濾壓力損失在突破前達到預定壓力時，在未使用整個過濾介質層的情況下使過濾工序終止，且開始過濾介質清洗工序。
[0031]以上描述的過濾設備通過選擇適合于各待處理液體性質和條件的過濾介質而能夠實施深層過濾且發(fā)揮預定過濾性能。然而，存在各種各樣的待處理液體，諸如無機和有機液體。因此，有必要準備一種各過濾介質內部的孔隙率和各過濾介質的強度等滿足要求的過濾介質。因此，其產品和庫存控制困難且復雜。
[0032]本發(fā)明的一個目的是提供一種不定形過濾介質層，其不需要根據待處理液體選擇過濾介質，且實現(xiàn)長過濾持續(xù)時間，以及提供一種使用該不定形過濾介質層的過濾設備。
[0033]本發(fā)明的一個實施方式是一種不定形過濾介質層，其包含用以捕獲包含于待處理液體中的懸浮固體的過濾介質和用以允許包含于待處理液體中的懸浮固體穿過的助濾劑，其中，該過濾介質和該助濾劑被混合在一起且該待處理液體穿過混合在一起的該過濾介質和該助濾劑而被過濾。
[0034]根據上述結構，待處理液體能夠容易地穿過助濾劑進入過濾介質層的內部，因此不僅是過濾介質層的表面，過濾介質層的內部也能夠有效地用于過濾。而且,能夠增加過濾持續(xù)時間而無需根據待處理液體選擇過濾介質。
[0035]各助濾劑可以具有使懸浮固體一直容易地通過助濾劑內部的孔隙。
[0036]根據上述結構，待處理液體能夠容易地穿過助濾劑進入過濾介質層的內部。
[0037]各助濾劑可由纖維形成。
[0038]根據以上結構，由于懸浮固體一直能夠容易地穿過助濾劑，能夠使待處理液體適當?shù)剡M入過濾介質層，因此能夠使用整個過濾介質層進行深度過濾。
[0039]各助濾劑可以為內部中空，并且在助濾劑的外周壁上具有2個以上的開口。
[0040]根據以上結構，由于懸浮固體一直能夠穿過助濾劑，使待處理液體能夠適當?shù)剡M入過濾介質層，因此能夠使用整個過濾介質層進行深度過濾。
[0041]各助濾劑可以部分地具有用以捕獲懸浮固體的直立的立毛纖維。
[0042]根據以上結構，懸浮固體能夠有效地被捕獲在過濾介質與助濾劑之間的間隙中，因此能夠有助于澄清過濾。
[0043]各助濾劑可以具有矩形、球型、編織型或圓柱形形狀。
[0044]根據以上結構，能夠采用各種形狀作為助濾劑。
[0045]各過濾介質可由纖維形成。
[0046]根據以上結構，懸浮固體能夠被捕獲在過濾介質之間的間隙和過濾介質內的孔隙中。
[0047]各過濾介質可以形成為固體粒狀形狀。
[0048]根據以上結構，懸浮固體能夠被捕獲在過濾介質之間的間隙中。
[0049]各過濾介質可以由彼此粘結的波浪型的長絲纖維構成，且在過濾介質中具有大量孔隙，各過濾介質內部的纖維可以是致密的以便捕獲纖維之間的懸浮固體，而各助濾劑可以由比各過濾介質內部的纖維更粗糙的纖維構成，且具有不被過濾壓力壓實的足夠的強度。
[0050]根據以上結構，待處理液體能夠適當?shù)剡M入過濾介質層中，因此能夠使用整個過濾介質層進行深度過濾。
[0051]在待處理液體過濾期間，各助濾劑可以被設置為具有比各過濾介質中的孔隙大的內部孔隙。
[0052]根據以上結構，即使當過濾壓力增大且過濾介質層被壓實，也能夠確保通過助濾劑進入過濾介質層的流動通路。
[0053]各過濾介質可以由熱塑性樹脂制成。
[0054]根據以上結構，具有相同形狀和比重的固體粒狀過濾介質能夠被大量生產。
[0055]各過濾介質可以由具有閉孔的軟性樹脂制成。
[0056]根據以上結構，由于比重小，即使當懸浮固體粘附至過濾表層中的過濾介質時，過濾介質也不沉降。因此，能夠保持過濾層的合適的厚度。
[0057]過濾介質可以是過濾砂、石榴石、無煙煤或其組合。
[0058]根據以上結構，可以采用各種固體粒狀材料作為過濾介質。
[0059]過濾介質和助濾劑在待處理液體中可以是可浮動的，且使待處理液體穿過過濾介質層的方向可以是從重力方向的下側至上側。
[0060]根據以上結構，能夠實現(xiàn)可用于上向流型過濾設備的不定形過濾介質層。
[0061]過濾介質和助濾劑在待處理液體中可以是可沉降的，且使待處理液體穿過過濾介質層的方向可以是從重力方向的上側至下側。
[0062]根據以上結構，能夠實現(xiàn)能夠被用于下向流型過濾設備的不定形過濾介質層。
[0063]當待處理液體的比重是1.0時，各過濾介質和各助濾劑可以具有0.1以上且小于1.0的比重。
[0064]根據以上結構，能夠實現(xiàn)能夠被用于上向流型過濾設備的不定形過濾介質層。
[0065]當待處理液體的比重是1.0時，各過濾介質和各助濾劑可以具有1.0以上且小于3.0的比重。
[0066]根據以上結構，能夠實現(xiàn)能夠被用于下向流型過濾設備的不定形過濾介質層。
[0067]助濾劑可以被均勻地分散。
[0068]根據以上結構，包含懸浮固體的待處理液體能夠適當?shù)剡M入過濾介質層，且整個過濾介質層能被用作捕獲區(qū)域。因此，能夠實現(xiàn)使用整個過濾介質層的深層過濾。
[0069]助濾劑在過濾介質層上游側比在下游側混合得更多。
[0070]根據以上結構，能夠使表層附近不易出現(xiàn)堵塞且延遲表層附近的過濾介質的堵塞，同時防止過濾壓力在短時間內升高。于是，使待處理液體積極地流入過濾介質層中。因此，能夠實現(xiàn)使用整個過濾介質的深層過濾。
[0071]過濾介質與助濾劑的體積混合比可以是0.95至0.5:0.05至0.5。
[0072]根據以上結構，在防止突破現(xiàn)象的同時，能夠保持捕獲于整個過濾介質層的SS的量，且能夠利用整個過濾介質層進行穩(wěn)定的深層過濾。
[0073]本發(fā)明的一個實施方式是一種過濾設備，其包含不定形過濾介質層，以及用以容納該不定形過濾介質層的過濾槽。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0074]圖1是根據第一實施方式的過濾設備中的均勻分散的過濾介質層的結構示意圖；
[0075]圖2表示下向流型過濾設備；
[0076]圖3表示上向流型過濾設備；
[0077]圖4是矩形纖維過濾介質的示意圖；
[0078]圖5是球形纖維過濾介質的示意圖；
[0079]圖6是編織型纖維過濾介質的示意圖；
[0080]圖7是圓柱形纖維過濾介質的示意圖；
[0081]圖8是矩形助濾劑的示意圖；
[0082]圖9是球形助濾劑的示意圖；
[0083]圖10是編織型助濾劑的示意圖；
[0084]圖11是圓柱形助濾劑的示意圖；
[0085]圖12是過濾介質層的表層部分的部分放大視圖，顯示過濾狀態(tài)；
[0086]圖13是表面分散的過濾介質層的結構示意圖；
[0087]圖14是第一實施方式與相關技術中過濾壓力與過濾持續(xù)時間的比較圖表；
[0088]圖15是根據第二實施方式的過濾設備中的過濾介質層的結構示意圖；
[0089]圖16表示上向流型過濾設備；
[0090]圖17是矩形助濾劑的示意圖；
[0091]圖18是球形助濾劑的示意圖；
[0092]圖19是編織型助濾劑的示意圖；
[0093]圖20是圓柱形助濾劑的示意圖；
[0094]圖21是過濾介質層的表層部分的部分放大視圖，顯示過濾狀態(tài)；
[0095]圖22是表面分散的過濾介質層的結構示意圖；
[0096]圖23是第二實施方式與相關技術中過濾壓力與過濾持續(xù)時間的比較圖表；
[0097]圖24是根據第三實施方式的過濾設備中的過濾介質層的結構示意圖；
[0098]圖25是過濾設備的縱向剖視圖；
[0099]圖26是矩形助濾劑的外部視圖；
[0100]圖27是圓柱形助濾劑的外部視圖；[0101]圖28是球形助濾劑的外部視圖；
[0102]圖29是編織型助濾劑的外部視圖；
[0103]圖30是過濾介質層的表層部分的部分放大視圖，顯示過濾狀態(tài)；
[0104]圖31是表面分散的過濾介質層的結構示意圖；
[0105]圖32是只由過濾砂形成的相關技術的過濾介質層、以及通過混合過濾砂和編織型過濾介質而形成的第三實施方式的過濾介質層中，過濾壓力與過濾持續(xù)時間的比較試驗的比較圖表。
【具體實施方式】
[0106]對于根據本發(fā)明的一個實施方式的過濾設備參照附圖詳細描述。請注意，圖2、3、12、13、16、21、22、25、30和31中，各附圖的垂直方向是重力方向。并且，各附圖中的下向方向是重力方向的下向，且各附圖中的上向方向是重力方向的上向。
[0107](第一實施方式)
[0108]根據第一實施方式的各過濾設備IA和IB利用使用過濾介質4和助濾劑5的不定形過濾介質層3，分離和除去包含于諸如生活排水(廢水)和工業(yè)排水(廢水)的待處理液體中的懸浮固體。注意，不定形過濾介質層是指由不定形過濾材料(過濾介質和助濾劑的集合體)構成的過濾介質層。
[0109]圖1是過濾介質層3的結構示意圖。過濾槽2填充有過濾介質4和助濾劑5以構成過濾介質層3，其中，該過濾介質和該助濾劑混合。當過濾介質4和助濾劑5的比重各自為1.0以上時，過濾介質層3A如圖2所示在過濾槽2的下部構成，形成下向流型的過濾設備1A。另一方面，當過濾介質4和助濾劑5的比重各自小于1.0時，過濾介質層3B如圖3所示在過濾槽2的上部構成，形成上向流型的過濾設備1B。
[0110]圖4至7是根據第一實施方式的過濾介質的示意圖。在本實施方式中，過濾介質4由纖維過濾介質構成，該纖維過濾介質是通過波浪形的長絲纖維彼此粘結以使其中具有大量的孔隙而構成。由于待處理液體能夠與懸浮固體一同穿過過濾介質4的內部孔隙，因此能夠進行高速過濾。過濾介質4內部的纖維是致密的，因此能夠捕獲其間的懸浮固體。由于該纖維直立在過濾介質4的表面，因此懸浮固體通過過濾介質4與4之間時也能夠被捕獲至過濾介質4的表面。
[0111]當形成過濾介質層3且待處理液體從其中穿過時，內部具有孔隙的纖維過濾介質4被適度地壓縮和填充。結果，過濾介質4與4之間的間隙能夠被均勻的保持，因此能夠實施有效的過濾。
[0112]圖4表示矩形纖維過濾介質4a。該矩形纖維過濾介質4a是通過將大的墊狀介質切割為定形的小塊而構成矩形形狀。該矩形纖維過濾介質4a由纖維構成，因此懸浮固體能夠在矩形纖維過濾介質4a的表面的立毛纖維之間或矩形纖維過濾介質4a內的纖維之間被捕獲。當將矩形纖維過濾介質4a填充在過濾槽2中從而構成過濾介質層3時，在過濾介質4a與4a之間形成各種尺寸的間隙。于是，待處理液體穿過過濾介質層3的同時在間隙中捕獲懸浮固體。
[0113]圖5表示根據本實施方式的修改例的球形纖維過濾介質4b。該球形纖維過濾介質4b形成為球形形狀，且由如矩形纖維過濾介質4a那樣由纖維形成。因此，懸浮固體能夠在球形纖維過濾介質4b的表面的立毛纖維之間或球形纖維過濾介質4b內的纖維之間被捕獲。例如，該球形纖維過濾介質4b可以在其大表面區(qū)域上承載大量的細菌。在該情況下，該細菌能實現(xiàn)污染的有效分解。該球形纖維過濾介質4b還具有通過使包含于待處理液體中的懸浮固體在球形纖維過濾介質4b之間移動來防止堵塞的特性。
[0114]圖6表示根據本實施方式的修改例的編織型纖維過濾介質4c。該編織型纖維過濾介質4c形成為編織形狀，且由如矩形纖維過濾介質4a那樣由纖維形成。因此，懸浮固體能夠在編織型纖維過濾介質4c的表面的立毛纖維之間或編織型纖維過濾介質4c內的纖維之間被捕獲。該編織型纖維過濾介質4c有助于懸浮固體的被捕獲部分的分散和擴展，且使得捕獲在植入纖維之間的粒子以非常小的能量剝離或脫落。
[0115]圖7表示根據本實施方式的修改例的圓柱形纖維過濾介質4d。該圓柱形纖維過濾介質4d形成為圓柱形形狀，且由如矩形纖維過濾介質4a那樣由纖維形成。因此，懸浮固體能夠在圓柱形纖維過濾介質4d的表面的立毛纖維之間或圓柱形纖維過濾介質4d內的纖維之間被捕獲。
[0116]圖8至11是根據第一實施方式的助濾劑的示意圖。本實施方式的助濾劑5是由粗纖維構成，且具有足以使包含懸浮固體的待處理液體從助濾劑5的一側穿過至另一側的孔隙或開口。由于助濾劑5被混入由過濾介質4構成的過濾介質層3中，因此，在助濾劑5的上游側未被捕獲于過濾介質層3的懸浮固體與待處理液體一同流通向下游側。然后，穿過助濾劑5的懸浮固體在下游側被捕獲在過濾介質層3中。
[0117]即使在許多懸浮固體被捕獲在過濾介質層3的表面(參看圖12)上后，將適量的助濾劑5混入過濾介質層3中也能夠確保進入過濾介質層3的流動通路，使過濾壓力難以升高。助濾劑5引導待處理液體進入過濾介質層3且有助于過濾介質層3內的深層過濾。結果，能夠對于一次過濾工序設定長過濾時間，從而過濾量提高。
[0118]助濾劑5被構成為具有即使被壓實也能夠保持其形狀的結構，例如，使用具有強度的部件的結構或者具有增大的纖維徑的結構。更具體地，助濾劑5可以由合成樹脂或合成纖維(諸如塑料)構成。
[0119]助濾劑5具有比過濾介質4中的孔隙大得多的孔隙，且至少具有2個以上的連通其內部的開口。助濾劑5的內部孔隙和開口足夠大，以用于包含懸浮固體的待處理液體穿過。包含懸浮固體的待處理液體進入并穿過助濾劑5的其中一個開口，流動通過內部孔隙、然后從另一個開口流出。助濾劑5的內部孔隙和開口的形狀、尺寸等不是特定的，只要孔隙和開口足夠大以便液體在從開口穿過助濾劑5的內部孔隙后能夠通向過濾介質層3的下游偵U?？梢栽趯ΨQ的位置設置2個以上的連通內部與外部的開口。助濾劑5構成為內部中空且在外周壁上設置開口。
[0120]組成助濾劑5的部件即使在過濾介質層3內被壓實時，也不易被壓縮變形。因此，即使在過濾操作過程中，過濾介質層3也能夠一直確保由助濾劑5內的孔隙構成的流動通路。
[0121]當助濾劑5的尺寸被設定為近似相同于過濾介質4的尺寸時，過濾介質4與4之間的間隙就會變得近似相同于過濾介質4與助濾劑5之間的間隙。結果，在過濾介質層3中，捕獲不均勻量的懸浮固體的過濾(非平衡過濾)變得難以發(fā)生。
[0122]助濾劑5可以部分地在例如助濾劑5的表面具有直立的纖維，以便懸浮固體能夠被捕獲在助濾劑5的表面。
[0123]圖8表示矩形助濾劑5a。雖然該矩形助濾劑5a以與矩形纖維過濾介質4a相同的方式構成，但是該纖維比矩形纖維過濾介質4a的纖維粗糙。矩形助濾劑5a的內部具有足以使包含懸浮固體的待處理液體通過的孔隙。
[0124]圖9表示根據本實施方式的修改例的球形助濾劑5b。該球形助濾劑5b形成為球形形狀。雖然該球形助濾劑5b以與球形纖維過濾介質4b相同的方式構成，但是該纖維比球形纖維過濾介質4b的纖維粗糙。
[0125]圖10表示根據本實施方式的修改例的編織型助濾劑5c。該編織型助濾劑5c形成為編織形狀。雖然該編織型助濾劑5c以與編織型纖維過濾介質4c相同的方式構成，但是該纖維比編織型纖維過濾介質4c的纖維粗糙。
[0126]圖11表示根據本實施方式的修改例的圓柱形助濾劑5d。該圓柱形助濾劑5d形成為圓柱形形狀。雖然該圓柱形助濾劑5d以與圓柱形纖維過濾介質4d相同的方式構成，但是該纖維比圓柱形纖維過濾介質4d的纖維粗糙。
[0127]圖8至11中示出的助濾劑5a至5d可以通過增大構成助濾劑的纖維的厚度而使強度提高，以便在液體穿過時，不會因待處理液體的壓力而使其形狀變形。
[0128]圖12是過濾介質層3的一個例子的部分放大視圖。過濾介質4與助濾劑5被混合以構成過濾介質層3。
[0129]當使待處理液體以箭頭Yl表示的方向通過過濾介質層3時，大量的懸浮固體SS被位于過濾介質層3的表面S附近的過濾介質4捕獲。使懸浮固體SS被除去的被處理液體和包含一些懸浮固體SS的待處理液體流入過濾介質層3，同時，穿過過濾介質4與4之間的間隙、過濾介質4內的孔隙、過濾介質4與助濾劑5之間的間隙或者助濾劑5內的孔隙。在該情況下，該懸浮固體SS被捕獲于過濾介質4內的孔隙、過濾介質4與4之間的間隙和過濾介質4與助濾劑5之間的間隙。因此，在過濾介質層3中，待捕獲的懸浮固體SS的量從過濾介質層3的上游側至下游側減少。
[0130]該過濾介質層3具有混合于其中的助濾劑5，因此待處理液體能夠容易地穿過助濾劑5。在液體穿過助濾劑5后，如果下游側存在過濾介質4，則懸浮固體SS被捕獲在過濾介質4內的孔隙中或過濾介質4與4之間的間隙中。然后，待處理液體進一步流入過濾介質層3，同時，通過過濾介質4與4之間的間隙、過濾介質4內的孔隙、過濾介質4與助濾劑5之間的間隙或者助濾劑5內的孔隙。于是，該懸浮固體SS被過濾介質層3內的過濾介質4捕獲。
[0131]如上所述，通過使包含懸浮固體SS的待處理液體通過過濾介質5流入過濾介質層3，過濾介質層3內部也能夠實施有效的過濾。結果，能夠有效利用整個過濾介質層3來實現(xiàn)深層過濾。
[0132]如圖1所示，當在下向流型過濾設備IA的情況下過濾介質4與助濾劑5的比重各自為1.0以上且小于3.0、在上向流型過濾設備IB的情況下過濾介質4與助濾劑5的比重各自為0.1以上且小于1.0時，過濾介質4和助濾劑5適當分散。
[0133]如上所述，當將過濾介質4與助濾劑5之間比重差異設定為小、并使用具有相同形狀的過濾介質4與助濾劑5時，過濾介質和助濾劑均勻混合以構成過濾介質層3，即使在清洗和攪拌后也均勻的分散于過濾介質層3中，如圖1所示。[0134]另一方面，當將過濾介質4和助濾劑5之間的比重差異設定為大、或使用具有不同形狀的過濾介質4與助濾劑5時，在攪拌和清洗后，由于比重差異，能夠使更多的過濾介質4或助濾劑5混合在過濾介質層3的一側(上游側或下游側)。
[0135]更具體地，當更多的助濾劑5被混合在過濾介質層3的上游側，例如，更多的助濾劑如圖13所示被分散于表層，能夠在容易出現(xiàn)過濾介質4堵塞的表層附近防止過濾壓力升高。于是，通過使待處理液體積極地流入過濾介質層3，懸浮固體能夠被捕獲。
[0136]調整過濾介質4與助濾劑5的混合比，從而能夠應用于各種待處理液體，結果是無需制備具有不同孔隙率和尺寸的各種過濾介質4。通過根據條件調整過濾介質層3的壓實度，能夠設定過濾介質4內的孔隙率和過濾介質4與4之間的間隙。
[0137]當過濾介質4與助濾劑5的比重各自為1.0以上時，過濾介質層3A沉降于過濾槽IA的下部(參看圖2)。因此，待處理液體以下向流通過。同時，當過濾介質4與助濾劑5的比重各自小于1.0時，過濾介質層3B浮動至過濾槽IB的上部(參看圖3)。因此，待處理液體以上向流通過。
[0138]圖2表示下向流型過濾設備1A。在過濾槽2內，過濾介質防漏屏6A被設置在距離下端的預定高度上，該防漏屏防止過濾介質4與助濾劑5滲漏。在過濾介質防漏屏6A上方，由過濾介質4與助濾劑5構成具有預定厚度的過濾介質層3A。當過濾介質4與助濾劑5被用以構成過濾介質層3A時，纖維過濾介質4被充分地壓縮和填充。因此，過濾介質4與4之間的間隙能夠被均勻地保持，使得能夠進行有效的過濾。
[0139]待處理液體供料管7A被連接至過濾槽2，以便將待處理液體供至過濾介質層3A的上側。
[0140]清洗裝置8被連接至過濾槽2的一個部分，該部分對應過濾介質層3A的下部，換句話說，位于過濾介質防漏屏6A的上方，以便向過濾槽2提供空氣，并使用空氣攪動和清洗包含于過濾介質層3A的過濾介質4。
[0141]用以排出待處理液體(待處理水)等的排出管9被連接至過濾槽2的一個部分，該部分位于過濾介質防漏屏6A的下方。
[0142]接下來，將以過濾設備IA實施的過濾工序的一個例子給予說明。
[0143]將待處理液體從待處理液體供料管7A供入過濾槽2后，待處理液體向下流入過濾介質層3A內同時被過濾，并通過排出管9被排出。
[0144]例如，當由于捕獲在過濾介質層3A的懸浮固體導致的堵塞使過濾壓力增大，或者當過濾設備的累計操作時間已達到預定時間，或者當被處理液體不再達到其預定標準時，利用清洗設備8提供空氣。
[0145]當待處理液體與空氣被提供至過濾槽2中，過濾介質4被空氣攪動。通過過濾介質4的攪動，清洗了過濾介質4，引起被過濾介質4捕獲的懸浮固體剝離和沉淀，以通過排出管9排至過濾槽2的外部。當將過濾介質4和助濾劑5設定為具有近似相等的尺寸、比重等，在過濾介質4的清洗過程中，助濾劑5也被攪動。清洗過濾介質4 (與助濾劑5)時，可以提供滿足預定標準的清洗水例如被處理液體(被處理水)作為清洗液體(清洗水)，將其提供至過濾槽2中。
[0146]圖3是根據本實施方式的修改例的過濾設備IB的結構示意圖。與圖2相同或等同的部分被標記為相同的附圖標記，且可省略對其的說明。[0147]圖3表示上向流型過濾設備1B。在過濾槽2內，過濾介質防漏下側屏6Ba被設置在過濾槽2的下部，該過濾介質防漏下側屏6Ba防止過濾介質滲漏。而且，在過濾槽2的上部設置了防止過濾介質4滲漏的過濾介質防漏上側屏6Bb。在過濾介質防漏上側屏6Bb下方，由過濾介質4與助濾劑5構成具有預定厚度的過濾介質層3B。
[0148]待處理液體供料管7B被連接至過濾槽2，以便將待處理液體供給至過濾介質防漏下側屏6Ba的下方。
[0149]清洗設備8被連接至過濾槽2的一個部分，該部分對應過濾介質防漏下側屏6Ba的上方，以便向過濾槽2中提供空氣，并使用空氣攪動和清洗包含于過濾介質層3B的過濾介質4。
[0150]用以排出待處理液體(待處理水)等的排出管11被連接至過濾槽2的一個部分，該部分位于過濾介質防漏下側屏6Ba的下方。
[0151]用以排出被處理液體(被處理水)等的被處理液體排出管10被連接至過濾槽2的一個部分，該部分位于過濾介質防漏上側屏6Bb的上方。
[0152]過濾設備IB中使用的過濾介質4與助濾劑5具有小于1.0的比重。
[0153]接下來，將以過濾設備IB實施的過濾工序的一個例子給予說明。
[0154]從待處理液體供料管7B供入過濾槽2后，待處理液體向上流入過濾介質層3B內同時被過濾,并通過被處理液體排出管10排出至過濾槽2外部。
[0155]例如，當捕獲在過濾介質層3B的懸浮固體引起堵塞而使過濾壓力增大，或者當過濾設備的累計操作時間已達到預定時間，或者當被處理液體不再達到其預定標準時，利用清洗設備8提供空氣。
[0156]當待處理液體與空氣被提供至過濾槽2中，過濾介質4被空氣攪動。通過過濾介質4的攪動，清洗了過濾介質4，引起被過濾介質4捕獲的懸浮固體剝離和沉淀，以通過排出管9排至過濾槽2的外部。當將過濾介質4和助濾劑5設定為具有近似相等的尺寸、比重等，在過濾介質4的清洗過程中，助濾劑5也被攪動。清洗過濾介質4 (與助濾劑5)時，可以提供滿足預定標準的清洗水例如被處理液體(被處理水)作為清洗液體(清洗水)，將其提供至過濾槽2中。
[0157]此外，過濾介質4也可被用于密封的上向流型過濾設備，且發(fā)揮如上所述的相同的過濾性能。而且，使用攪動葉片對過濾介質進行清洗也能夠實現(xiàn)相同的清洗效果。
[0158]使用具有只由過濾介質4構成的過濾介質層的相關的下向流型過濾設備和根據第一實施方式的具有通過混合過濾介質4與助濾劑5構成的過濾介質層3A的過濾設備IA進行了比較試驗。試驗中使用的待處理液體、流動速度、過濾介質、助濾劑、相關過濾設備和過濾設備IA的詳細說明如下。
[0159]待處理液體:絮凝的池塘水或包含藻類的池塘水
[0160]過濾介質:編織型纖維過濾介質4c
[0161]直徑為5mm且長度為15mm的編織型纖維
[0162]助濾劑:編織型助濾劑5c
[0163]直徑為5mm且長度為15mm的編織型纖維
[0164]主體槽高度:4000mm
[0165]主體槽內徑:直徑為600mm[0166]流動速度:40m/h
[0167]圖14是表示第一實施方式的過濾設備IA與相關過濾設備之間的過濾壓力與過濾持續(xù)時間的比較結果的圖表。圖14中，縱軸代表過濾壓力(kPa)，橫軸代表過濾持續(xù)時間(h)。通常，當過濾壓力升高至15kPa時，就需要進行過濾介質清洗以從過濾介質4除去懸浮固體。
[0168]在具有只由過濾介質4構成的過濾介質層的相關過濾設備(圖14中用Rl標記的線)中，過濾壓力在4.5小時內升高至15kPa。這表示每4.5小時就需要進行過濾介質清洗。
[0169]另一方面，在根據本實施方式的具有通過混合過濾介質4與助濾劑5構成的過濾介質層3的過濾設備IA (圖14中用El-1和E1-2標記的線)中，相對于過濾壓力升高的時間顯著地變長。
[0170]更具體地，使過濾介質4與助濾劑5以90%比10%的體積比均勻混合在其中的過濾介質層3Aa (圖14中用El-1標記的線)中，在4.5小時內過濾壓力只升高至6至7kPa，且過濾壓力升高至15kPa需要7小時。相關過濾設備與本實施方式的過濾設備IA之間，7小時的過濾工序后，被處理液體中的SS濃度沒有差別。
[0171]同時，使過濾介質4與助濾劑5以80%比20%的體積比均勻混合在其中的過濾介質層3Ab (圖14中用E1-2標記的線)中，過濾壓力升高至15kPa需要8.5小時。然而，過濾工序后被處理液體中的SS濃度在4小時后快速升高，觀察到突破現(xiàn)象。
[0172]相關過濾設備中的過濾介質層只由過濾介質4構成。因此，過濾介質4與4之間的間隙小，過濾介質內4的孔隙也小。由于該原因，堆積在過濾介質層表面附近的過濾介質4在短時間內捕獲許多懸浮固體。然而，懸浮固體的捕獲減少了過濾介質4的流動面積，且短時間內提高了過濾設備中的過濾壓力。
[0173]另一方面，本實施方式的過濾設備IA中的過濾介質層3A是由混合過濾介質4與助濾劑5構成。因此，待處理液體通過助濾劑5進入過濾介質層3A。
[0174]具體地，在其中以10%的體積比混合有助濾劑5的過濾介質層3Aa中，即使當懸浮固體被過濾介質層3Aa表面附近的過濾介質4捕獲時，也能確保液體通過助濾劑5通入過濾介質層3Aa的適當通路。并且，在助濾劑5下游側的過濾介質4捕獲穿過助濾劑5的待處理液體中的懸浮固體。結果，有效利用整個過濾介質層3Aa，增大了過濾面積且使過濾壓力逐漸升高。
[0175]當助濾劑5的比例增大，更多的懸浮固體可以被捕獲在過濾介質層3A的下游側，使突破現(xiàn)象容易出現(xiàn)。并且，構成通過助濾劑5從過濾介質層3A的上游側至下游側連接的流動通路。在此情況下，被處理液體中的SS濃度可能被提高。
[0176]過濾介質4與助濾劑5的體積的混合比率(以下稱為體積混合比)可以根據待處理液體的性質、其量和過濾設備選擇?？紤]到過濾壓力升高時間和突破現(xiàn)象，過濾介質4與助濾劑5的體積混合比可以被設定為0.95至0.5:0.05至0.5。
[0177]根據本實施方式，進行澄清過濾時，以長的過濾時間，無需根據待處理液體選擇過濾介質，使用整個過濾介質層有效地進行深層過濾，因此使突破現(xiàn)象難以發(fā)生。
[0178]根據本實施方式的包含于過濾設備IA與IB的過濾介質層3A與3B是通過混合用以捕獲包含于待處理液體中的懸浮固體的過濾介質4和用以使包含懸浮固體的待處理液體通向過濾介質層3A與3B的下游側的助濾劑5而構成。在過濾工序中，待處理液體通過助濾劑5容易地被通入過濾介質層內。因此，不僅過濾介質層3A與3B的表面，而且其內部也被有效地用于過濾。結果，進行澄清過濾時，捕獲大量懸浮固體，防止過濾壓力升高和增加過濾持續(xù)時間。此外，只要改變助濾劑5的混合比，本實施方式的過濾介質層可用于各種各樣的待處理液體。這使得不需要變換具有不同特性的過濾介質，且能夠容易地調整被處理水中的SS濃度。
[0179]根據本實施方式，調整過濾介質4與助濾劑5的體積混合比，使得能夠根據待處理液體性質和處理條件優(yōu)化過濾介質層3的功能。因此，對于容易導致表面過濾的凝結過濾、高渾濁度水、或水池等要求高度澄清的特殊目的，也能有效利用整個過濾介質層。
[0180](第二實施方式)
[0181]根據第二實施方式的過濾設備101對于諸如生活排水(廢水)和工業(yè)排水(廢水)的待處理液體中包含的懸浮固體進行分離清洗，例如，該過濾設備帶有使用浮動性過濾介質104和助濾劑105的不定形過濾介質層103。
[0182]圖15是不定形過濾介質層103的結構示意圖。過濾槽102填充有過濾介質104與助濾劑105從而構成過濾介質層103，其中，該過濾介質和該助濾劑是混合狀態(tài)。在浮動過濾中，假設作為過濾對象的待處理液體的比重是1.0，那么過濾介質104與助濾劑105的表觀比重各自小于1.0。由于過濾介質104與助濾劑105的比重各自小于1.0，過濾介質層103被構成在過濾槽102的上部，因而得到如圖16所示的上向流型過濾設備101。
[0183]圖16表示上向流型過濾設備101。在過濾槽102內，用以防止過濾介質104滲漏的過濾介質防漏下側屏106Ba被設置在距離下端的預定高度上。并且，用以防止過濾介質104滲漏的過濾介質防漏上側屏106Bb被設置在距離上端的預定高度上。在過濾介質防漏上側屏106Bb的下方構成了具有預定厚度的過濾介質層103。
[0184]過濾介質層103是通過混合過濾介質104與助濾劑105而構成。
[0185]過濾設備101中使用的過濾介質104與助濾劑105具有小于1.0的比重。
[0186]待處理液體供料管7B被連接至過濾槽102，以便將待處理液體從過濾介質防漏下側屏106Ba的下方供入。
[0187]清洗設備108通過旋轉攪動葉片來攪動和清洗包含于過濾介質層104中的過濾介質104與助濾劑105。清洗設備108設置為從過濾槽102的底部表面的外側貫通至過濾介質防漏下側屏106Ba的上方。
[0188]用以排出待處理液體(待處理水)等的排出管11被連接至過濾槽102的一個部分，該部分位于過濾介質防漏下側屏106Ba的下方。
[0189]用以排出被處理液體(被處理水)等的被處理液體排出管10被連接至過濾槽102的一個部分，該部分位于過濾介質防漏上側屏106Bb的上方。
[0190]過濾介質104捕獲過濾介質104之間間隙中的懸浮固體。過濾介質104之間的間隙依賴粒度和待處理液體的注入壓力而不同。因此，可以通過改變這些條件來調整過濾性能。通過調整過濾介質104與助濾劑105的混合比也使得可以應用于各種各樣的待處理液體。
[0191]過濾介質104是一種固體粒狀過濾介質，其在待處理液體中浮動且適于構成過濾層。作為過濾介質，能夠使用具有浮動性閉孔的軟性樹脂或諸如PP (聚丙烯)和PE (聚乙烯)的熱塑性樹脂。至于粒狀過濾介質的形狀，能夠使用球形形狀、圓柱形形狀或任何其他形狀。作為過濾介質104，可以使用第一實施方式的過濾介質4。
[0192]根據第二實施方式的助濾劑105具有使液體通過的能力且具有足以允許包含懸浮固體的待處理液體從助濾劑105的一側通至另一側的孔隙和開口。由于過濾介質104與助濾劑105被混合在過濾介質層103中，因此在上游側未被捕獲在過濾介質層103中的懸浮固體與待處理液體一起通過助濾劑105通向下游側。然后，穿過上游側的懸浮固體被捕獲在下游側的過濾介質層103中。
[0193]即使許多懸浮固體被捕獲在過濾介質層103的表面(參見圖21)后，混合在過濾介質層103中的適量的助濾劑105也能確保進入過濾介質層103的流動通路，使過濾壓力難以升高。助濾劑105引導待處理液體進入過濾介質層103且有助于過濾介質層103內的深層過濾。結果，能夠對于一次過濾工序設定長過濾時間，因此過濾量提高。
[0194]助濾劑105被構成為具有即使當被壓實也能夠保持其形狀的結構，例如，使用具有足夠強度的部件的結構或者具有增大的纖維徑的結構。更加具體地，助濾劑105可以由塑料等合成樹脂或PP和PE等合成纖維構成。
[0195]助濾劑105具有比過濾介質104之間的間隙大得多的孔隙，且具有至少2個以上的連通其內部的開口。助濾劑105具有足夠大的內部孔隙和開口，以使包含懸浮固體的待處理液體穿過。包含懸浮固體的待處理液體從助濾劑105的其中一個開口流入內部孔隙、穿過內部孔隙、然后從另一個開口流出。助濾劑105的內部孔隙和開口的形狀、尺寸等不是特定的，只要孔隙和開口足夠大以便液體在從開口穿過助濾劑105的內部孔隙后能夠通向過濾介質層103的下游側?？梢栽趯ΨQ的位置設置2個以上的連通內部與外部的開口。
[0196]組成助濾劑105的部件，即使在過濾介質層103內被壓實時，也不易被壓縮變形。因此，甚至在過濾操作過程中，過濾介質層103也能夠一直確保由助濾劑內部的孔隙構成的流動通路。
[0197]當助濾劑105的尺寸被設定為近似相同于過濾介質104的尺寸時，過濾介質104與104之間的間隙就會變得近似相同于過濾介質104與助濾劑105之間的間隙。結果，在過濾介質層103中，非平衡過濾變得難以發(fā)生。
[0198]助濾劑105可以部分地具有直立的纖維，例如，在助濾劑105的表面，以便懸浮固體能夠被捕獲在助濾劑105的表面。
[0199]圖17至20是根據第二實施方式的助濾劑105的示意圖。
[0200]圖17表示能夠使液體通過的矩形助濾劑105a。即使矩形助濾劑105a形成為矩形形狀，但由于通過波浪形長絲纖維彼此粘結而構成，其中具有大量的孔隙。該纖維比過濾介質104的纖維粗糙。因此，該矩形助濾劑105a中具有足以使包含懸浮固體的待處理液體通過的孔隙。
[0201]圖18表示根據本實施方式的修改例的能夠使液體通過的球形助濾劑105b。該球形助濾劑105b形成為球形形狀。如同矩形助濾劑105a的情況，球形助濾劑105b的纖維比過濾介質104的纖維粗糙。因此，該矩形助濾劑105b中具有足以使包含懸浮固體的待處理液體通過的孔隙。
[0202]圖19表示根據本實施方式的修改例的能夠使液體通過的編織型助濾劑105c。該編織型助濾劑105c形成為編織形狀。如同矩形助濾劑105a的情況，編織型助濾劑105c的纖維比過濾介質104的纖維粗糙。因此，該編織型助濾劑105c中具有足以使包含懸浮固體的待處理液體通過的孔隙。
[0203]圖20表示根據本實施方式的修改例的能夠使液體通過的圓柱形助濾劑105d。該圓柱形助濾劑105d形成為圓柱形形狀。如同矩形助濾劑105a的情況，圓柱形助濾劑105d的纖維比過濾介質104的纖維粗糙。因此，該圓柱形助濾劑105d中具有足以使包含懸浮固體的待處理液體通過的孔隙。
[0204]這些助濾劑105 (105a至105d)可以通過增大組成助濾劑105的纖維厚度來使強度提高，以便當液體穿過時，其形狀不會因待處理液體的壓力而變形。還可以通過使纖維變厚來對該助濾劑賦予過濾功能。
[0205]圖17至20中示出的矩形助濾劑105a、球形助濾劑105b和圓柱形助濾劑105d可以由中空的或內部具有足夠孔隙的纖維構成。并且，當內部中空時，開口可以設置在外周壁上，通過該開口，懸浮固體能夠一直容易地通入助濾劑內部。此外，該助濾劑可以具有利用直立在外周壁上的纖維捕獲懸浮固體的功能。
[0206]圖21是過濾介質層103的一個例子的部分放大視圖。過濾介質104與助濾劑105被混合以構成過濾介質層103。
[0207]當使待處理液體以箭頭Y2所示方向通過過濾介質層103時，懸浮固體SS被捕獲在位于過濾介質層103的表面S附近的過濾介質104之間的間隙中。懸浮固體SS被除去的被處理液體和包含一些待捕獲的懸浮固體SS的待處理液體流入過濾介質層103，同時，穿過過濾介質104之間的間隙、助濾劑105內的孔隙和過濾介質104與助濾劑105之間的間隙。在該情況下，該懸浮固體SS被捕獲在過濾介質層103內的過濾介質104之間的間隙和過濾介質104和助濾劑105之間的間隙中。
[0208]過濾介質層103中混合有助濾劑105，因此包含于待處理液體中的懸浮固體SS能夠容易地穿過助濾劑105。在液體穿過助濾劑后，如果在下游側存在過濾介質104，則懸浮固體SS被捕獲在過濾介質104之間的間隙中。然后，仍然包含待捕獲的懸浮固體SS的待處理液體進一步流入過濾介質層103的深處，同時，穿過過濾介質104之間的間隙、助濾劑105內的孔隙和過濾介質104與助濾劑105之間的間隙。重復該工序以捕獲越來越多的懸浮固體SS。
[0209]如上所述使包含懸浮固體SS的待處理液體通過助濾劑105通入過濾介質層103中，懸浮固體SS能夠通過助濾劑105被搬運至過濾介質層103的深處，且未降低過濾介質104之間的捕獲率。因此，能夠在過濾介質層103的內部實施有效過濾。結果，能夠有效利用整個過濾介質層103來實現(xiàn)深層過濾。
[0210]如圖15所示，在上向流型過濾設備101的情況下，當過濾介質104與助濾劑105的比重為各自0.1以上且小于1.0時，該過濾介質104與該助濾劑105適當?shù)胤稚?。當將過濾介質104與助濾劑105之間的比重差異設定為小、并使用具有相同形狀的過濾介質104與助濾劑105時，過濾介質與助濾劑均勻混合以構成過濾介質層103，即使在清洗和攪動后也均勻分散在過濾介質層103中，如圖15所示。
[0211]如圖22所示，當將過濾介質104與助濾劑105之間的比重差異設定為大(設定助濾劑105的比重大于過濾介質104的比重)或者使用具有不同的形狀的過濾介質104與助濾劑105時，更多的助濾劑105會被混合在過濾介質層103的上游側，導致表面分散，這是由于在攪動和清洗后比重和形狀差異造成的。當更多的助濾劑105被混在接近過濾介質層103的表層的一側時，能夠防止易于出現(xiàn)過濾介質104堵塞的表層(過濾介質層103的表面S)附近的過濾壓力的增大。于是，通過使待處理液體積極地流入過濾介質層103，能夠捕獲懸浮固體。
[0212]調整過濾介質104與助濾劑105的混合比，從而能夠用于各種待處理液體，結果是無需制備具有不同尺寸的各種過濾介質104。通過根據條件調整過濾介質層103的壓實度，能夠設定過濾介質104之間的間隙。
[0213]接下來，將以使用過濾介質層102的過濾設備101實施的過濾工序的一個例子給
予說明。
[0214]從待處理液體供料管7B供入過濾槽102后，待處理液體被過濾，同時向上流入由過濾介質104與助濾劑105構成的過濾介質層103的內部,且通過被處理液體排出管10排出。在過濾介質層103中，通過助濾劑105將懸浮固體搬運至過濾介質層103的深處以實施深層過濾，同時，在表層捕獲懸浮固體。
[0215]例如，當捕獲在過濾介質層103的懸浮固體引起堵塞而使過濾壓力增大時、或當過濾設備的累計操作時間達到預定時間時、或當被處理液體不再達到其預定標準時，轉動清洗設備108的攪動葉片，以清洗過濾介質層103。
[0216]由過濾槽102內的攪動葉片旋轉產生的漩渦流動使過濾介質104與助濾劑105攪動，會引起捕獲在過濾介質層103中的懸浮固體剝離和沉淀，并通過排出管11被排出過濾槽102的外部。清洗過濾介質層103時，可以提供滿足預定標準的清洗水例如被處理液體(被處理水)作為清洗液體(清洗水)，將其提供至過濾槽102中。
[0217]使用具有只由過濾介質104構成的過濾介質層的相關的上向流型過濾設備和根據第二實施方式的具有通過混合過濾介質104與助濾劑105構成的過濾介質層103的上向流型過濾設備101進行了比較試驗。試驗中使用的待處理液體、流動速度、過濾介質、助濾齊U、相關過濾設備和過濾設備101的詳細說明如下。
[0218]待處理液體:絮凝的污水
[0219]過濾介質:過濾介質104
[0220]直徑為3mm的PP小球
[0221]助濾劑:編織型助濾劑105c
[0222]直徑為3mm且長度為3mm的編織型纖維
[0223]主體槽高度:4000mm
[0224]主體槽內徑:直徑為600mm
[0225]流動速度:40m/h
[0226]圖23是表示第二實施方式的過濾設備101與相關過濾設備之間的過濾壓力與過濾持續(xù)時間的比較結果的圖表。圖23中，縱軸代表過濾壓力(kPa)，橫軸代表過濾持續(xù)時間(h)。通常，當過濾壓力升高至15kPa時，就需要進行過濾介質清洗以從過濾介質104除去懸浮固體。
[0227]在具有只由過濾介質104構成的過濾介質層的相關過濾設備(圖23中用R2標記的線)中，過濾壓力在10小時內升高至15kPa。這表示每10小時就需要進行過濾介質清洗。
[0228]另一方面，在根據本實施方式的具有通過混合過濾介質104與助濾劑105構成的過濾介質層103的過濾設備101 (圖23中用E2-1和E2-2標記的線)中，相對于過濾壓力升高的時間顯著地變長。
[0229]更具體地，使過濾介質104與助濾劑105以90%比10%的體積比均勻混合在其中的過濾介質層103a中，在10小時內過濾壓力只升高至2kPa，且過濾壓力升高至15kPa需要18小時。相關過濾設備與本實施方式的過濾設備101相比，18小時的過濾工序后，被處理液體中的SS濃度沒有差別。
[0230]同時，使過濾介質104與助濾劑105以80%比20%的體積比均勻混合在其中的過濾介質層103b (圖23中用E2-2標記的線)中，過濾壓力升高至15kPa需要22小時。然而，過濾工序后被處理液體中的SS濃度在12小時后快速升高，觀察到突破現(xiàn)象。
[0231]相關過濾設備中的過濾介質層只由過濾介質104構成。因此，過濾介質104與104之間的間隙小，堆積在過濾介質層表面附近的過濾介質104在短時間內捕獲許多懸浮固體。然而，懸浮固體的捕獲減少了過濾介質104的流動面積，且短時間內提高了過濾設備中的過濾壓力。
[0232]另一方面，本實施方式的過濾設備101中的過濾介質層103是通過混合過濾介質104與助濾劑105而構成。因此，待處理液體通過助濾劑105進入過濾介質層103。
[0233]具體地，以10%的體積比混合有助濾劑105的過濾介質層103a中，即使當懸浮固體被過濾介質層103a的表面S附近的過濾介質4捕獲時，也能確保液體通過助濾劑105進入過濾介質層103a的適當通路。而且，在助濾劑105下游側的過濾介質104捕獲通過助濾劑105的待處理液體中的懸浮固體。結果，整個過濾介質層103a的有效的利用增大了過濾面積且使過濾壓力逐漸升高。
[0234]當助濾劑105的比例增大，更多的懸浮固體可以被捕獲在過濾介質層103的下游偵U。然而，突破現(xiàn)象變得容易出現(xiàn)。而且，構成通過助濾劑105從過濾介質層103的上游側至下游側連接的流動通路。在此情況下，被處理液體中的SS濃度可能被提高。
[0235]過濾介質104與助濾劑105的體積混合比可以根據被處理液體的性質、其量和過濾設備101選擇?？紤]到過濾壓力升高時間和突破現(xiàn)象，過濾介質104與助濾劑105的體積混合比可以設定為0.95至0.5:0.05至0.5。
[0236]根據該實施方式的包含于過濾設備101的過濾介質層103是通過混合用以捕獲包含于待處理液體中的懸浮固體的浮動性粒狀過濾介質(以下稱為過濾介質)104和用以使包含懸浮固體的待處理液體通向過濾介質層103的下游側的助濾劑105而構成。在過濾工序中，待處理液體通過助濾劑105容易地被通入過濾介質層103內。因此，不僅過濾介質層103的表面，而且其內部也被有效地用于過濾，導致深層過濾。結果，能夠捕獲大量懸浮固體、能夠防止過濾壓力升高，且能夠增加過濾持續(xù)時間。在過濾介質104之間的狹小間隙使得能進行澄清過濾。此外，只要改變助濾劑105的混合比，本實施方式的過濾介質層可用于各種各樣的待處理液體。這使得不需要改變過濾介質本身，且能夠容易地調整處理水中的SS濃度。
[0237]根據本實施方式，調整過濾介質104與助濾劑105的體積混合比，使得能夠根據待處理液體性質和處理條件優(yōu)化過濾介質層103的功能。因此，對于容易導致表面過濾的凝結過濾和高渾濁度水等特殊目的，也能夠有效利用整個過濾介質層103。
[0238](第三實施方式)
[0239]根據第三實施方式的過濾設備201，利用使用沉降過濾介質204與助濾劑205的不定形過濾介質層203，進行例如污水處理廠產生的污水或工業(yè)廢水的處理，或湖泊、江河等的凈化。過濾設備201不僅在過濾介質層203的表層捕獲待處理液體(原水)中的懸浮固體，而且捕獲過濾介質層203內的雜質。在過濾設備201中，過濾介質層203由具有捕獲懸浮固體功能的過濾介質204與具有使液體通過的功能的助濾劑205構成。具有不同功能的過濾介質被分散在過濾介質層203中，且一些懸浮固體被搬運至過濾介質層203的深處。于是，懸浮固體被捕獲在整個過濾介質層203中。通過根據待處理液體的性質和處理條件調整具有不同功能的過濾介質的體積混合比，能夠優(yōu)化過濾介質層203的功能。
[0240]圖24是構成在過濾槽202中的過濾介質層203的概念圖。構成在過濾槽202中的(深層)過濾介質層203被構成在作為支持床的具有流動孔的過濾介質防漏屏6A上，以便通過混合用以捕獲包含于待處理液體中的懸浮固體的粒狀過濾介質204和用以使懸浮固體通過的助濾劑205，并調整過濾介質204與助濾劑205的體積混合比，從而過濾介質層203具有大的厚度。粒狀過濾介質204具有用以捕獲其間隙中的懸浮固體的過濾功能。助濾劑205具有液體流動功能，用以使包含懸浮固體的待處理液體穿過其內。粒狀過濾介質204與助濾劑205分別具有1.0至3.0的比重。過濾設備201是下向流型，其中的過濾介質層203捕獲從過濾槽202供入的待處理液體中的懸浮固體，被固液分離的被處理液體從過濾槽202的底部被排出。圖25所示的過濾設備201設置為，其中，粒狀過濾介質204從表層沿待處理液體的流動方向逐漸移動懸浮固體捕獲區(qū)域，助濾劑205使一些懸浮固體直接進入過濾介質層203的深處，懸浮固體被捕獲在下游側的粒狀過濾介質204之間，因此，可以利用整個過濾介質層203的功能實施固液分離。
[0241]圖25是下向流型過濾設備201的縱向截面視圖。待處理液體供料管7A連接至過濾槽202的上部，過濾槽202中構成有過濾介質層203。被處理液體管9連接至過濾槽202的底部。用于懸浮固體被除去的被處理水的被處理水室209被構成在作為支持床的過濾介質防漏屏6A的下方，待處理液體室210被構成在過濾介質層203的上方。作為捕獲懸浮固體的粒狀過濾介質204，能夠使用固體不定形過濾砂、石榴石、無煙煤和諸如PET (聚對苯二甲酸乙二醇酯)的熱塑性樹脂中的任一種或其組合。作為粒狀過濾介質204可以使用第一實施方式的過濾介質4。作為使懸浮固體穿過其中的助濾劑205能夠使用圓柱形、球形或編織型助濾劑。過濾介質層203是通過均勻分散具有過濾功能的過濾介質203與具有使液體通過的功能的助濾劑205而構成。因此，整個過濾介質層203能夠被用作捕獲區(qū)域。并且，當助濾劑205被更加致密地分散且混合在過濾介質層203的表層側，助濾劑205會使許多懸浮固體通入過濾介質層203中。因此，通過使懸浮固體通入過濾介質層的深處同時在粒狀過濾介質204之間捕獲懸浮固體，能夠發(fā)揮整個過濾介質層203的功能。
[0242]不僅對于污水等具有標準性質的待處理液體，而且對于易于發(fā)生表面過濾的絮凝污泥、高渾濁度待處理液體或要求高澄清度的水池等特殊目的，當根據待處理液體的性質或處理條件調整粒狀過濾介質204與助濾劑205的體積混合比從而構成過濾介質層203時，能夠發(fā)揮充分的過濾功能。此外，過濾介質層203堵塞時，清洗水從被處理水管9被提供至被處理水室209中，然后，清洗水從過濾介質防漏屏6A的流動孔中被注入，引起過濾介質層203流動。因此，被粒狀過濾介質204捕獲的懸浮固體被分離從而在待處理液體室210中浮動，然后，清洗后的排水從待處理液體供料管7A被排出。可以使用超聲波發(fā)生器208用于過濾介質層203中的過濾介質清洗。[0243]捕獲懸浮固體的粒狀過濾介質204被設定為具有1.0至3.0的比重。使懸浮固體通入過濾介質層203深處的助濾劑205的比重也近似于粒狀過濾介質204的比重，即1.0至 3.0。
[0244]圖26至29是根據第三實施方式的助濾劑205的示意圖。
[0245]圖26表示具有使液體通過的功能的矩形助濾劑205a。在本實施方式中，矩形助濾劑205a由樹脂形成，例如主要是將比重調整至1.0至3.0的PET (聚對苯二甲酸乙二醇酯)，以便具有長度為15mm、寬度為IOmm且高度為5mm的矩形形狀。
[0246]圖27表示根據本實施方式的修改例的圓柱形助濾劑205b。在本實施方式中，圓柱形助濾劑205b由樹脂纖維形成，例如，主要是將比重調整至1.0至3.0的PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)，以便具有直徑為5mm且長度為15mm的圓柱形形狀。
[0247]至于圖25所示的構成在過濾設備201中的過濾介質層203，使用圓柱形助濾劑205b作為助濾劑205，且粒狀過濾介質204與圓柱形助濾劑205b的體積混合比被設定為0.95至0.5:0.05至0.5。因此，能夠保持整個過濾介質層203中待捕獲的SS的量且防止
突破現(xiàn)象。
[0248]圖28表示根據本實施方式的修改例的具有使液體通過功能的球形助濾劑205c。在本實施方式中，球形助濾劑205c由將比重調整至1.0至3.0的PET制成，以便具有直徑為5mm的球形形狀。該球形助濾劑205c具有使懸浮固體通至過濾介質層203深處的功能。
[0249]至于圖25所示的構成在過濾設備201中的過濾介質層203，使用球形助濾劑205c作為助濾劑205，且粒狀過濾介質204與球形助濾劑205c的體積混合比被設定為0.95至0.5:0.05至0.5。因此，能夠利用整個過濾介質層203且防止突破現(xiàn)象。
[0250]圖29表示根據本實施方式的修改例的具有使液體通過功能的編織型助濾劑205d。在本實施方式中，編織型助濾劑205d是通過將PET長絲205db粘結至例如比重為7.7的不銹鋼芯部或比重為2.7的鋁芯部205da而構成，以便具有外徑為5mm且長度為5mm且比重調整為1.0至3.0的編織型形狀。編織型助濾劑205d可由玻璃纖維制成。至于編織型助濾劑205d，當通過減少長絲205db的數(shù)量而使用粗纖維時，用于懸浮固體的間隙尺寸增大。同時，通過增加編織型助濾劑205b的長絲205db的數(shù)量能夠提供過濾功能。至于圖25所示的構成在過濾設備201中的過濾介質層203，使用編織型助濾劑205d作為助濾劑205，且粒狀過濾介質204與編織型助濾劑205d的體積混合比被設定為0.95至0.5:0.05至0.5。因此，通過使懸浮固體流入過濾介質層的深處，能夠發(fā)揮整個過濾介質層203的功倉泛。
[0251]圖26至28中所示的矩形助濾劑205a、圓柱形助濾劑205b和球形助濾劑205c可以由中空的或內部具有足夠孔隙的纖維制成。并且，當內部中空時，可以在外周壁上設置開口，通過該開口使懸浮固體能夠一直容易地通入助濾劑內部。此外，利用直立在外周壁上的纖維，該助濾劑可以具有捕獲懸浮固體的功能。
[0252]用作具有使液體通過功能的助濾劑205的矩形助濾劑205a、圓柱形助濾劑205b、球形助濾劑205c和編織型助濾劑205d還能夠使生活于其中的微生物用于生物處理。
[0253]圖30是過濾介質層203的一個例子的部分放大視圖，顯示過濾狀態(tài)。圖30表示包含于待處理液體中的懸浮固體SS被捕獲在過濾介質層203的表面S附近的表層部分，該過濾介質層203中分散有粒狀過濾介質204與助濾劑205。當如圖25所示以箭頭Y3表示的方向將待處理液體從過濾槽202的待處理液體供料管7A提供至待處理液體室210中時，包含于待處理液體的大懸浮固體SS被捕獲在過濾介質層203表層部分的粒狀過濾介質204之間。包含懸浮固體SS的待處理液體通過助濾劑205穿過分散在表層部分的助濾劑205流入過濾介質層203，同時，過濾介質層203中的粒狀過濾介質204捕獲懸浮固體SS。捕獲區(qū)域沿待處理液體的流動方向從過濾介質層203的表層部分逐漸移動，且隨著懸浮固體SS被粒狀過濾介質204捕獲，剩余的懸浮固體SS在尺寸上減小。助濾劑205使一些懸浮固體SS直接通至過濾介質層203的深處。然后，懸浮固體SS被在下游側構成過濾介質層203的粒狀過濾介質204捕獲。因此，能夠利用整個過濾介質層203的功能實施固液分離。懸浮固體SS被除去的被處理水通過過濾介質層203下方的過濾介質防漏屏6A中的流動孔流入被處理水室209，然后通過過濾槽202的被處理水管9排出。
[0254]分散有粒狀過濾介質204與助濾劑205的過濾設備201中，不進行通過砂過濾的表面過濾，但包含于待處理液體中的懸浮固體被立體地捕獲在整個過濾介質層203中。因此，能夠發(fā)揮深層過濾功能，改善了保留懸浮固體SS的能力，且在減少清洗頻率的同時能夠實施長時間操作。于是，實現(xiàn)了過濾設備201，其中，通過根據待處理液體的性質和處理條件，調整功能不同的粒狀過濾介質204與助濾劑205的體積混合比，能夠優(yōu)化過濾介質層203的功能。粒狀過濾介質204與助濾劑205的體積混合比依賴使液體通過的部件的形狀而改變。對于不具有過濾功能的圓柱形助濾劑205a或球形助濾劑205c，其與粒狀過濾介質204的體積混合比能夠被設定為10至30%。同時，對于具有過濾功能的編織型助濾劑205d，其與粒狀過濾介質204的體積混合比能夠被設定為20至60%。
[0255]圖31是過濾槽202的概念圖，其中，過濾介質層203是通過混合如粒狀過濾介質204與編織型助濾劑205d的過濾砂而構成。更具體地，更多的助濾劑205被混合在過濾介質層203的上游側。因此，能夠防止易于發(fā)生粒狀過濾介質204堵塞的表層附近的過濾壓力升高。于是，通過使待處理液體積極地流入過濾介質層203，懸浮固體能夠被捕獲。
[0256]使用具有只由粒狀過濾介質204構成的過濾介質層的相關的下向流型過濾設備和根據第三實施方式的具有通過混合粒狀過濾介質204與助濾劑205構成的過濾介質層203的過濾設備201進行了比較試驗。試驗中使用的待處理液體、流動速度、粒狀過濾介質、助濾劑、相關過濾設備和過濾設備201的詳細說明如下。
[0257]待處理液體:其中添加絮凝劑的池塘水或含有藻類的池塘水
[0258]粒狀過濾介質:過濾砂
[0259]助濾劑:直徑為5mm且長度為5mm的PET編織型纖維，其使用厚度增大且數(shù)量減少的長絲纖維構成，以便具有1.38的比重
[0260]主體槽高度:4000mm
[0261]主體槽內徑:直徑為600mm
[0262]流動速度:20m/h
[0263]圖32是表示第三實施方式的過濾設備201與相關過濾設備之間的過濾壓力與過濾持續(xù)時間的比較結果的圖表。圖32中，縱軸代表過濾壓力(kPa)，橫軸代表過濾持續(xù)時間(h)。
[0264]作為試驗結果，當過濾壓力升高至15kPa時，就需要進行過濾介質清洗以從過濾介質層除去造成堵塞的懸浮固體。[0265]在相關過濾設備(圖32中用R3標記的線)中，過濾壓力在8小時內升高至15kPa。這表示每8小時就需要進行過濾介質清洗。
[0266]另一方面，在根據本實施方式的具有通過混合粒狀過濾介質204 (過濾砂)與助濾劑205d而構成的過濾介質層203的過濾設備201 (圖32中用E3-1和E3-2標記的線)中，相對于過濾壓力升高的時間顯著地變長。
[0267]更具體地，使粒狀過濾介質204與助濾劑205以80%比20%的體積比混合在其中的過濾介質層203a (圖32中用E3-1標記的線)中，在10小時內過濾壓力只升高至4.5kPa，且過濾壓力升高至15kPa需要13小時。相關過濾設備與本實施方式的過濾設備201之間相比，13小時后，通過過濾介質層203a的被處理液體中SS的濃度沒有差別。
[0268]同時，使粒狀過濾介質204 (過濾砂)與助濾劑205d以70%比30%的體積比均勻混合在其中的過濾介質層203b (圖32中用E3-2標記的線)中，過濾壓力升高至15kPa需要16小時。然而，過濾工序后的被處理液體中的SS濃度在10小時后升高，觀察到突破現(xiàn)象。
[0269]相關過濾設備中的過濾介質層只由粒狀過濾介質204構成。因此，粒狀過濾介質204與204 (過濾砂)之間的間隙小。由于該原因，許多懸浮固體在短時間內被捕獲且堆積在構成過濾介質層的粒狀過濾介質204的表面附近。然而，粒狀過濾介質204的表層部分捕獲懸浮固體，這減少了過濾砂的流動面積，且過濾設備中的過濾壓力在短時間內升高。
[0270]另一方面，本實施方式的過濾設備201中的過濾介質層203是通過混合粒狀過濾介質204 (過濾砂)與編織型助濾劑205d構成。因此，待處理液體通過編織型助濾劑205d之間的間隙通入過濾介質層203。
[0271]具體地，使編織型助濾劑205d以20%的體積比混合其中的過濾介質層203a中，SP使當懸浮固體被過濾介質層203a的表面S附近的粒狀過濾介質204 (過濾砂)捕獲時，也能確保液體通過編織型助濾劑205d進入過濾介質層203的適當通路。并且，在編織型助濾劑205d下游側的形成過濾介質層203的粒狀過濾介質204 (過濾砂)捕獲穿過編織型助濾劑205d的待處理液體中的懸浮固體。結果，有效利用整個過濾介質層203，增大了過濾面積且使過濾壓力逐漸升高。
[0272]當作為助濾劑205的編織型助濾劑205d的比例增大，更多的懸浮固體被捕獲在過濾介質層203的下游側，使突破現(xiàn)象容易出現(xiàn)。并且，構成通過編織型助濾劑205d從過濾介質層203的上游側至下游側連接的流動通路。在此情況下，被處理水中的SS濃度可能被提聞。
[0273]粒狀過濾介質204 (過濾砂)與編織型助濾劑205d的體積混合比可以根據處理液體的性質、其量和過濾設備選擇。考慮到過濾壓力升高時間和突破現(xiàn)象，粒狀過濾介質204(過濾砂)與編織型助濾劑205d的體積混合比可以被設定為0.95至0.5:0.05至0.5。
[0274]通過使用捕獲懸浮固體的粒狀過濾介質204與使懸浮固體通向過濾介質層203的下游側的助濾劑205構成過濾介質層203，并且通過調整粒狀過濾介質204與助濾劑205的體積混合比，根據本實施方式的過濾設備203能夠根據待處理液體的性質和處理條件優(yōu)化過濾介質層203的功能。因此，能夠構成對容易引起表面過濾的凝結過濾等發(fā)揮深層過濾功能的過濾介質層203。此外，對于高渾濁度待處理液體或要求高澄清度的水池等特殊目的，也能通過選擇助濾劑205來調整和應用過濾介質層203。
[0275]根據本實施方式的過濾設備201中，通過混合捕獲懸浮固體的過濾介質204與使懸浮固體通過的助濾劑205而構成的過濾介質層203被構成在過濾槽202中，且通過使包含于待處理液體中的一些懸浮固體通至過濾介質層203的深處，使懸浮固體被捕獲在整個過濾介質層203中。于是，實現(xiàn)了過濾設備201，其中，通過根據待處理液體的性質和處理條件，調整不同功能的過濾介質204與助濾劑205的體積混合比，能夠優(yōu)化過濾介質層203的功能。
[0276]因此，本實施方式的過濾設備能夠被用作下向流型過濾設備，其進行例如污水處理廠產生的污水或工業(yè)廢水的處理，或湖泊、江河等的凈化。
[0277]以上第一至第三實施方式中描述的過濾介質4、104和204與助濾劑5、105和205不限于以上實施方式的組合，而可以是任意組合。例如，過濾介質層可以通過組合第一實施方式的過濾介質與第二實施方式的助濾劑而構成。
[0278]雖然基于實施方式對本發(fā)明進行了以上描述，但本發(fā)明不僅限于此。各部分的結構能夠被任何其他具有相同功能的結構替代。
[0279]日本特愿2011-219139號(申請日:2011年10月3日)、日本特愿2012-059681號(申請日:2012年3月16日)和日本特愿2012-076355號(申請日:2012年3月29日)的全部內容被并入本文中。
【權利要求】
1.一種不定形過濾介質層，其特征在于，包括: 用以捕獲包含于待處理液體中的懸浮固體的過濾介質；和 用以允許包含于待處理液體中的懸浮固體穿過的助濾劑， 其中，所述過濾介質與所述助濾劑被混合在一起，并且 其中，使所述待處理液體穿過混合在一起的所述過濾介質與所述助濾劑而被過濾。
2.根據權利要求1所述的不定形過濾介質層，其中，各所述助濾劑具有允許懸浮固體一直容易地穿過所述助濾劑內部的孔隙。
3.根據權利要求1或2所述的不定形過濾介質層，其中，各所述助濾劑由纖維構成。
4.根據權利要求1或2所述的不定形過濾介質層，其中，各所述助濾劑內部中空且在所述助濾劑的外周壁上具有2個以上的開口。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的不定形過濾介質層，其中，各所述助濾劑部分地具有用以捕獲所述懸浮固體的直立的立毛纖維。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的不定形過濾介質層，其中，各所述助濾劑具有矩形、球形、編織型或圓柱形形狀。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的不定形過濾介質層，其中，各所述過濾介質由纖維構成。
8.根據權利要求1至6中任一項所述的不定形過濾介質層，其中，各所述過濾介質形成為固體粒狀形狀。
9.根據權利要求7所述的不定形過濾介質層，其中， 各所述過濾介質是由相互粘結的波浪形長絲纖維構成，且所述過濾介質中帶有大量孔隙， 各所述過濾介質內的纖維是致密的，以便捕獲所述纖維之間的所述懸浮固體，并且各所述助濾劑是由比各所述過濾介質內的所述纖維更粗糙的纖維構成，且具有不被過濾壓力壓實的足夠的強度。
10.根據權利要求9所述的不定形過濾介質層，其中，在所述待處理液體過濾期間，各所述助濾劑被設置為具有大于各所述過濾介質中的孔隙的內部孔隙。
11.根據權利要求8所述的不定形過濾介質層，其中，各所述過濾介質由熱塑性樹脂制成。
12.根據權利要求8所述的不定形過濾介質層，其中，各所述過濾介質由帶有閉孔的軟性樹脂制成。
13.根據權利要求8所述的不定形過濾介質層，其中，所述過濾介質是過濾砂、石榴石、無煙煤或其組合。
14.根據權利要求1至12中任一項所述的不定形過濾介質層，其中， 所述過濾介質與所述助濾劑在所述待處理液體中可浮動，并且 使所述待處理液體穿過所述過濾介質層的方向是從重力方向的下側至上側。
15.根據權利要求1至11和13中任一項所述的不定形過濾介質層，其中， 所述過濾介質與所述助濾劑在所述待處理液體中可沉降，并且 使所述待處理液體穿過所述過濾介質層的方向是從重力方向的上側至下側。
16.根據權利要求14所述的不定形過濾介質層，其中，當所述待處理液體的比重是1.0時，各所述過濾介質與各所述助濾劑具有0.1以上且小于1.0的比重。
17.根據權利要求15所述的不定形過濾介質層，其中，當所述待處理液體的比重是1.0時，各所述過濾介質與各所述助濾劑具有1.0以上且小于3.0的比重。
18.根據權利要求1至17中任一項所述的不定形過濾介質層，其中，所述助濾劑被均勻地分散。
19.根據權利要求1至17中任一項所述的不定形過濾介質層，其中，所述助濾劑在所述過濾介質層的上游側比在下流側混合得更多。
20.根據權利要求1至19中任一項所述的不定形過濾介質層，其中，所述過濾介質與所述助濾劑的體積混合比是0.95至0.5:0.05至0.5。
21.一種過濾設備，其特征在于，包括: 根據權利要求1至20中任一項所述的不定形過濾介質層；和 用以容納所述不定形過濾介質層的過濾槽。
【文檔編號】B01D24/02GK103842046SQ201280048577
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年9月21日 優(yōu)先權日:2011年10月3日
【發(fā)明者】藤田邦夫, 氏家秀隆 申請人:株式會社石垣