CN102781535B - 在过滤基材积层方法上具有独特性的上流式过滤装置 - Google Patents
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Abstract
本发明之课题在于提供一种过滤装置，其能以良好的效率过滤大量的待过滤水，且过滤基材不易阻塞，即使阻塞也能容易地将其清洗。其解决手段为：上流式过滤装置（1）是由压力容器（2）、及以砂石、滤砂及微米级粒径的材料等的过滤基材(3）构成。过滤基材（3）是由过滤部（9）和滤砂流出防止部（10）所构成，该过滤部（9）以粒径由下往上依序变小的方式积层，该滤砂流出防止部（10）在该过滤部（9）上方以粒径依序变大的方式积层。过滤基材（3）是填充到压力容器（2）的顶部为止。或者，以预定的压板（26）或重物，将滤砂流出防止部（10）从上方强制地向下压来防止过滤基材（3）浮起。原水是以0.05MPa以上的压力，从压力容器（2）的下方加压输送。
Description
技术领域
本发明涉及用于过滤含有浊质之待过滤水的过滤装置，虽非限定，但本发明涉及适于作为从取自河川、湖沼、水坝等的原水除去粒径较大的浊质之过滤装置，或从经由慢滤池、快滤池等处理过的处理水除去隐孢子虫(Cryptosporidium)等微细浊质之过滤装置。
背景技术
在用于过滤含有浊质之待过滤水的过滤池或过滤装置，设置有滤除浊质的过滤基材。作为过滤基材，有膜、専用的过滤组件等较价格昂贵者，但由砂石、滤砂等构成的过滤基材在价格低廉的同时，若予以清洗还可以反复使用。在设置于净水场的快滤池或慢滤池，设置有这种由砂石、滤砂等构成的过滤基材。快滤池的过滤基材是由以粒径往上变小的方式积层之砂石层，和积层在该砂石层上之平均粒径0.45mm-0.7mm之滤砂层所构成。取自河川、湖沼、水坝等的原水于沈淀池中被注入凝集剂而被除去一定程度的浊质，然后于注入杀菌用的次氯酸钠、氯等之后，在快滤池中向下被过滤。慢滤池的过滤基材也是由以粒径往上变小的方式积层之砂石层，和积层在该砂石层上之平均粒径0.3mm-0.45mm之滤砂层所构成。而且，即使在慢滤池中，原水虽与在快滤池中同样地向下被过滤，但不需要沈淀池，也不注入次氯酸钠、氯等。已知因而在滤砂层形成由微生物构成的生物膜，使水中的有机物被分解而可得到美味的清水。于过滤基材中将原水向上过滤之上流式过滤装置也为众所皆知，例如专利文献1所记载。上流式过滤装置的过滤基材是由以粒径往上变小的方式积层之砂石层，和积层在该砂石层上之滤砂层所构成，原水于此过滤基材中朝上方被过滤。
[先行技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利第3769561号公报。
发明内容
技术问题
如所述般慢滤池是藉由生物膜而能得到美味的清水，快滤池则能以良好的效率过滤清水，各自有优异之处。而上流式过滤装置能有效率地捕捉浊质是为其优异之处。然而，此等过滤池或上流式过滤装置也被看出问题。涉及慢滤池或快滤池，是于过滤基材的最上层设置有最小粒子之滤砂层，因向下过滤待过滤水，使得滤除的浊质集中在最上层。于是，很快地即有容易阻塞之问题。为了解决阻塞，在慢滤池中必须藉由人力刮除阻塞的最上层之滤砂，维修费用庞大。而在快滤池中必须从过滤基材下方强势地喷出清水进行清洗，即所谓的逆洗，因而浪费大量的清水。即，在慢滤池、快滤池会有过滤基材的清洗费用庞大之问题。且，此等过滤池之过滤速度慢，即便是较高速的快滤池，过滤速度也只有每天大约120m。即，也有过滤效率低之问题。因此，为了得到大量的清水而必须有多个过滤池。涉及上流式过滤装置，由于待过滤水在以粒径往上变小的方式积层之过滤基材中向上过滤，因此在各层中能捕捉粒径不同的浊质。因而较不易阻塞，此点为优异之处。然而若因加快过滤速度，则会造成最上层之滤砂层扬起，故无法加快过滤速度。即过滤效率无法称之为高。又，于清洗过滤基材时，必须以不改变构成过滤基材的各层之积层顺序之方式进行，因而不容易维修。又，在该等过滤池、上流式过滤装置中，也有无法确实地除去隐孢子虫之问题。隐孢子虫是混入在清水中，饮用后会引起痢疾之原虫，而其大小为小至3μm-8μm，藉由滤砂层无法确实地予以滤除。
本发明之目的在于提供解决如上述问题点的过滤装置。具体而言，本发明之目的在于提供一种过滤装置，尽管其为价格低廉的装置，仍能以良好的效率过滤大量的待过滤水，且过滤基材不易阻塞，即使阻塞也可容易地清洗该过滤基材。而且，发明之目的也为使该过滤装置藉由适当选择过滤基材而也能适用于作为各种用途之过滤装置。即，使其能适用于作为以良好的效率从取自河川、湖沼、水坝等的原水除去较大的浊质之过滤装置，或能适用于作为过滤浊质较少的待过滤水且实质上完全除去隐孢子虫之过滤装置。接着，发明之目的为使该过滤装置在过滤基材阻塞时能以良好的效率清洗过滤基材。进一步目的为使该过滤装置于过滤基材中以良好的效率形成生物膜，且将有机物以良好的效率分解而获得美味的清水。
技术方案
本发明为了达成上述目的，以压力容器和由放入该压力容器的砂石、滤砂及微米级粒径的材料构成的过滤基材构成过滤装置，并将其构成为从压力容器的下部供给待过滤水向上过滤时，可从所述压力容器的上部得到过滤水之上流式过滤装置。而过滤基材由过滤部和滤砂流出防止部构成，该过滤部为以粒径由下往上依序变小的方式积层，该滤砂流出防止部在该过滤部上以粒径由下往上依序变大的方式积层。此种过滤基材是填充至达到压力容器的顶部。或者，藉由加压构件或重物将过滤基材从上方强制地向下压来抑制水压造成的过滤基材浮起。而且，待过滤水是以0.05MPa以上之水压供给到压力容器内。适当地将直径80μm以下之空气气泡混入待过滤水，供给到压力容器。
因此，方案1记载之发明为了达成上述目的，为一种上流式过滤装置，由压力容器和由放入该压力容器的砂石、滤砂及微米级粒径的材料构成的过滤基材所构成，且当自所述压力容器的下部供给待过滤水而朝上方过滤时，自所述压力容器的上部获得过滤水，其特征在于：所述过滤基材是由过滤部和滤砂流出防止部构成，该过滤部是以粒径由下往上依序变小的方式积层，该滤砂流出防止部是在该过滤部上方以粒径由下往上依序变大的方式积层，而且所述过滤基材被填充至到达所述压力容器的顶部，所述待过滤水是以0.05MPa以上之水压，被供给到所述压力容器内。
方案2记载的发明为一种上流式过滤装置，由压力容器和由放入该压力容器的砂石、滤砂及微米级粒径的材料构成的过滤基材所构成，且当自所述压力容器的下部供给待过滤水而朝上方过滤时，自所述压力容器的上部获得过滤水，其特征在于：所述过滤基材是由过滤部和滤砂流出防止部构成，该过滤部是以粒径由下往上依序变小的方式积层，该滤砂流出防止部是在该过滤部上方以粒径由下往上依序变大的方式积层，所述待过滤水是以0.05MPa以上之水压，被供给到所述压力容器内，所述过滤基材是被加压构件或重物从上方强制地推压至下方来抑制水压造成的浮起。
方案3记载的发明如方案1或2记载的上流式过滤装置，其特征在于，所述过滤部的最小的微米级粒径的材料层由粒径0.1mm-0.5mm之滤砂层构成。
方案4记载之发明如方案1或2记载的上流式过滤装置，其特征在于，所述过滤部的最小的微米级粒径的材料层由粒径1μm-50μm之粒子的层构成。
方案5记载之发明如方案1或2记载的上流式过滤装置，其特征在于，所述待过滤水是混入有直径80μm以下之空气气泡且被供给到所述压力容器。
方案6记载之发明如方案1或2记载的上流式过滤装置，其特征在于，所述压力容器的下部设置着夹着供给管阀装设之待过滤水供给管，和夹着排水管阀装设之排水管，所述压力容器的上部设置着夹着送水管阀装设之送水管，而且在接邻于所述过滤部之最小的微米级粒径的材料层下方的层，埋设着开有多个孔之清洗管，打开所述供给管阀和所述送水管阀并且关闭所述排水管阀，自所述待过滤水供给管供给待过滤水时，经所述过滤基材过滤之过滤水自所述送水管被供给至外部，关闭所述供给管阀和所述送水管阀并且打开所述排水管阀，自所述清洗管供给待过滤水时，藉由待过滤水清洗所述过滤基材且自所述排水管排水。
方案7记载的发明为一种过滤装置，其将由如方案1至5中任一方案记载的上流式过滤装置构成的第1、2上流式过滤器予以组合而成，其特征在于：所述第1、2上流式过滤装置是从上部供给过滤水时逆洗所述过滤基材，且从下部排出洗涤水，在所述第1上流式过滤器，其下部设置着夹着第1供给管阀装设之第1待过滤水供给管，和夹着第1排水管阀装设之第1排水管，且其上部设置有第1送水管，在所述第2上流式过滤器，其下部设置着夹着第2供给管阀装设之第2待过滤水供给管，和夹着第2排水管阀装设之第2排水管，且其上部设置有第2送水管，待过滤水被所述第1、2待过滤水供给管以0.05MPa以上之水压供给，所述第1、2送水管是互相地连通并且连接着送水主管道，第1、2送水管与送水主管道之间是装设有送水主管道阀。
发明效果
如上所述，本发明构成一种上流式过滤装置，其由压力容器和由置放在该压力容器的砂石、滤砂及微米级粒径的材料构成的过滤基材所构成，且当从压力容器的下部供给待过滤水向上过滤时，可从压力容器的上部获得过滤水。而过滤基材由过滤部和滤砂流出防止部构成，该过滤部以粒径由下往上依序变小的方式积层，该滤砂流出防止部在该过滤部上方以粒径由下往上依序变大的方式积层。因而，含有浊质之待过滤水在过滤部过滤时，首先在粒径大的层过滤，依序在粒径小的层过滤，浊质于各层被滤除且使用过滤部全体以良好的效率过滤。藉此使过滤基材不易阻塞。又，过滤基材被填充到达压力容器的顶部，待过滤水是以0.05MPa以上之水压，被供给到所述压力容器内。因而，由于待过滤水是利用高压供给，所以不仅能使过滤速度较大，且即使过滤基材中积存有浊质仍能稳定地进行过滤。即，可在长期间获得大量的过滤水。此时由于过滤基材已到达压力容器的顶部，使得因水压而造成的浮起被抑制，过滤基材不会在水中扬起。因而即使水压十分地高，仍能稳定地进行过滤。又，根据其他发明，由于藉由加压构件或重物将过滤基材从上方强制地推压至下方来抑制水压造成的浮起，因此与过滤基材被填充到达压力容器的顶部之发明同样地，过滤基材不会在水中扬起，而能稳定地进行过滤。
又，根据其他发明，在如方案1或2记载的上流式过滤装置中，过滤部的最小的微米级粒径的材料层以由粒径0.1mm-0.5mm之滤砂层构成的方式所构成。因此，可适用于作为能以取自河川、湖沼、或水坝之原水为对象直接进行过滤，滤除粒径较大的浊质之上流式过滤装置。若藉由这种上流式过滤装置进行过滤，即使是浊质较多的原水，仍能获得例如浊度为10度前后之过滤水。因此，不仅能替代以往的沈淀池且能充分地除去浊质。若于慢滤池或快滤池的上流设置这种上流式过滤装置，则该等过滤池能获得不易阻塞之效果。而且，由于不须特别在原水中添加药品，所以可减少成本且最后能获得美味的清水。又，根据其他发明，如方案1或2记载的上流式过滤装置中，过滤部的最小的微米级粒径的材料层以由粒径1μm-50μm之粒子的层构成的方式所构成。因此能除去微细的浊质，而能实质上完全地除去隐孢子虫。例如藉由慢滤池或快滤池、或其他过滤装置，将已过滤之水藉由这种过滤装置进行过滤，则能保障获得安全的清水。
又，根据其他发明，在如方案1至5中任一方案记载的上流式过滤装置中，压力容器的下部设置着夹着供给管阀装设之待过滤水供给管，和夹着装设排水管阀之排水管，压力容器的上部设置着夹着送水管阀装设之送水管，而且在接邻于过滤部之最小的微米级粒径的材料层下方的层，埋设着开有多个孔之清洗管，打开供给管阀和送水管阀并且关闭排水管阀，从待过滤水供给管供给待过滤水时，经过滤基材过滤之过滤水从送水管被供给至外部，关闭供给管阀和送水管阀并且打开排水管阀，从清洗管供给待过滤水时，藉由待过滤水清洗所述过滤基材且从排水管排水。即，能以良好的效率清洗过滤基材中最容易积存浊质的部分，清洗排水是从下方被排出，而不是从上部被排出。即，没有污染过滤水之虞且能安全地进行清洗。而且，由于清洗是藉由待过滤水进行，因此不须特别准备清洗用的水。此外，其他发明为一种过滤装置，其组合由如方案1至5中任一方案记载之上流式过滤装置所构成的第1、2上流式过滤器，第1、2上流式过滤装置从上部供给过滤水时逆洗所述过滤基材，且从下部排出洗涤水，在第1上流式过滤器，其下部设置着夹着第1供给管阀装设之第1待过滤水供给管，和夹着第1排水管阀装设之第1排水管，且其上部设置有第1送水管，在第2上流式过滤器，其下部设置着夹着第2供给管阀装设之第2待过滤水供给管，和夹着第2排水管阀装设之第2排水管，且其上部设置有第2送水管，待过滤水是形成为从第1、2待过滤水供给管以0.05MPa以上之水压供给，第1、2送水管为互相地连通并且连接着夹着送水主管道阀装设之送水主管道。因而，如后述之详细说明，可同时地使用第1、2上流式过滤器来过滤待过滤水，也可利用一方之上流式过滤器，藉由经过滤之过滤水来逆洗另一方之上流式过滤器。此时，也能获得不须为了逆洗而特别地先储存清水，或不须逆洗用的泵之效果。
附图说明
图1为本发明的实施形态的上流式过滤装置的示意侧面剖视图。
图2为本发明的其他实施形态的上流式过滤装置的示意侧面剖视图。
图3为本发明之实施形态的上流式过滤装置，和将微气泡混入待过滤水的微气泡产生装置之示意侧面剖视图。
图4为2台本发明之实施形态的上流式过滤装置经藉由预定的配管组合之状态的示意侧面剖视图。
图5为2台本发明之实施形态的上流式过滤装置所构成的装置之作用的示意说明图，其中（A）-（C）为各种运转方法之侧面剖视图。
图6为本发明的其他实施形态的上流式过滤装置的示意侧面图。
图7为本发明的其他实施形态的上流式过滤装置的作用的示意说明图，其中（A）-（C）为各种运转方法之侧面剖视图。
具体实施方式
以下，说明涉及本实施形态之上流式过滤装置。如图1所示，涉及本实施形态之上流式过滤装置1由预定形状之中空的压力容器2、设置在该压力容器2内的过滤基材3等所构成。压力容器2由具有预定壁厚的钢板构成，且由圆筒状的胴部5，及液密地安装在该胴部5的上部且呈圆顶状的头部6，及同样地被液密地安装在胴部5的下部之圆顶状的底部7所构成。由于形成这种形状，因此压力容器2对内压具备高耐性。又，由于能容易地分解压力容器2，因此可维修过滤基材3或替换内部的构件。
本发明之实施形态之上流式过滤装置1的特征在于过滤基材3的积层方法。从功能面来看过滤基材3时，可区分为下方之过滤部9和滤砂流出防止部10，该下方之过滤部9用于过滤待过滤水，该滤砂流出防止部10是积层在该过滤部9上，压着构成过滤部的粒子以使其不在水中扬起。过滤部3由以粒径从下层往上层变小的方式积层的复数的层所构成。而且，滤砂流出防止部10是积层在过滤部9的上方，由以粒径从下层朝向上层变大的方式积层之复数的层所构成。即，最小粒子层11(即，最小的微米级粒径的材料层)配置在过滤基材3的中间，被上下之粒径大的层夹住。由于过滤部9是粒径朝向待过滤水流动的方向变小，因此不易阻塞过滤，且由于设置有滤砂流出防止部10，因此能防止过滤部9的粒子流出。本实施形态中，如此积层的过滤基材3是被填充到达压力容器2的顶部，即头部6。由于过滤部3被如此构成，即使对待过滤水施以预定之水压，也能防止过滤基材3浮起或扬起。又，在本实施形态之上流式过滤装置1中，过滤基材3不仅是在进行过滤时，即使在清洗时也不会在水中扬起，而能维持积层状态。
在压力容器2，其下端部13设置有：用于将待过滤水供给至压力容器2内之待过滤水供给管14，及用于将清洗过滤基材3后的清洗排水排出至外部之排出管15。实际上该等管14、15被结合形成共通管路，此共通管路被连接在压力容器2的下端部13。利用0.05MPa以上之水压供给待过滤水的泵16以及供给管阀17，是夹在其间装设于待过滤水供给管14。又，排水管阀18夹在其间装设于排水管15。又，用于将过滤水输送至外部的送水管21是被连接至压力容器2的上方端部20。
接着说明本实施形态之上流式过滤装置1的作用。在上流式过滤装置1中，打开供给管阀17、关闭排水管阀18。驱动泵16，以0.05MPa以上之水压供给待过滤水。接着从压力容器2的下部供给待过滤水，且在过滤基材3的过滤部9中朝向上方流动。待过滤水所含的浊质是根据其粒径大小而在过滤部9的各层被滤除。因而，待过滤水经由过滤部9全体过滤，浊质不会仅集中于局部的层中。过滤水在滤砂流出防止部10向上流动，经由送水管21从压力容器2的上方部被送出至外部。由于待过滤水是藉由泵16压送，即使过滤部9积存有浊质也能稳定地过滤。若过滤基材3积存了大量浊质，则清洗过滤基材3。具体而言停止泵16且关闭供给管阀17。打开排水管阀18。如此进行即能从送水管21逆向地压送清水。因此，清水在过滤基材3中向下方流动。虽藉由清水推压浊质使其朝下方流动，但因一般而言浊质的比重比水的比重还大，故浊质会顺畅地朝下方流动。即清洗过滤基材3。透过排水管15排出含有浊质的水。
本实施形态之上流式过滤装置1适用于各种用途，过滤基材3配合用途适当选择。例如在将上流式过滤装置1应用在作为过滤取自河川等之原水以除去粒径较大的浊质之上流式过滤装置之情形，过滤部9的最上层，即最小粒子层11，以粒径0.1mm-0.5mm(即100μm-500μm)之滤砂层构成。利用具备这种过滤部9的过滤基材3进行过滤时，即使原水的浊度为100以上，过滤水的浊度仍降低至大约10。例如在于慢滤池、快滤池进行处理前，若先利用本实施形态之上流式过滤装置1过滤原水，则能获得慢滤池、快滤池过滤不易阻塞之效果。又，上流式过滤装置1也可适用于作为除去隐孢子虫之上流式过滤装置。于此情形，粒径1μm-50μm之粒子的层设置作为过滤部9的最小粒子层11。这种粒子例如可采用陶瓷粒子、金属粉、玻璃粒子等。若如此地构成过滤基材3，因能确实地除去隐孢子虫，故可适用于作为将经其他过滤装置、慢滤池、快滤池等过滤之水，进一步进行处理之上流式过滤装置1。此外，上流式过滤装置1也可适用于作为能有效地分解有机物之过滤装置。具体而言，由硅藻土构成过滤部9的最小粒子层11。构成硅藻土的粒子因形成有微细孔，故有表面积大之特征。因此，好氧菌容易繁殖，待过滤水中的有机物被适当地分解而能获得美味的清水。
图2为第2实施形态之上流式过滤装置1’。第2实施形态之上流式过滤装置1’，将前实施形态之上流式过滤装置1予以变形后之过滤装置，对于发挥相同作用的构件附加相同符号而省略说明。第2实施形态之上流式过滤装置1’在以下各点与前实施形态之上流式过滤装置1不同。第1相异点为过滤基材3未被填充到达压力容器2的顶部。第2实施形态是在过滤基材3的上方设置有压板26，且藉由弹簧25、25将压板26朝下方弹推。藉此将过滤基材3朝下方推压。于压板26预先开有多个孔，虽过滤水能够通过，但构成滤砂流出部10的最上层之砂石不能通过。第2实施形态中，待过滤水虽也利用0.05MPa以上水压压送至压力容器2内，但藉由压板26抑制过滤基材3之浮起。第2相异点为待过滤水供给管14和排出管15被各自分别引入压力容器2内，并埋设于过滤部9的下层部。此等管14、15开有多个孔，用于让待过滤水或排水通过。只要是熟习此技艺人士即能轻易理解：第2实施形态之上流式过滤装置1’也能发挥与前实施形态之上流式过滤装置1相同的作用。此外，第2实施形态之上流式过滤装置1’虽藉由被弹簧25、25弹推的压板26将过滤基材3朝下方推压，但也可藉由指定的重物将过滤基材3朝下方推压。只要是能对抗被供给的待过滤水之水压、抑制过滤基材3之浮起的构件，由任何构件构成皆可。
本实施形态之上流式过滤装置1或上流式过滤装置1’中，也可变化所供给的待过滤水。即，供给至上流式过滤装置1的待过滤水中，也可注入次氯酸钠等杀菌剂，也可不注入药品。于注入次氯酸钠，将待过滤水供给至上流式过滤装置1的情形，由于微生物不会在过滤基材3繁殖，因此能获过长期间不易阻塞的效果。另一方面，于未注入药品，将待过滤水供给至上流式过滤装置1的情形，微生物在过滤基材3内繁殖，形成生物膜。因此，能获得藉由生物膜分解有机物的效果。生物膜的微生物为好氧性，但待过滤水所含的氧少时，仅形成薄的生物膜，不能充分地分解有机物。只要在待过滤水中混入充分的氧后供给至上流式过滤装置1，即能形成较厚的生物膜，以良好的效率分解有机物。图3显示发挥这种作用的上流式过滤装置1。于此构成，微气泡产生槽28设置于上流式过滤装置1的上流侧，该微气泡产生槽28置入有产生80μm以下之空气气泡的微气泡产生装置29。例如微气泡产生装置29可采用日本专利第3397154号公报（JP3397154）中记载的旋回式微气泡产生装置。接着，将待过滤水压送至待过滤水供给管14的泵16置入微气泡产生槽28。若如此地构成，则待过滤水一旦被加入微气泡产生槽28，即被混入200个/ml以上出自微气泡产生装置29之10μm-80μm的空气气泡。含有微气泡的待过滤水经由泵16、待过滤水供给管14供给至上流式过滤装置1。由于气泡十分微小，因此气泡和待过滤水一起在过滤基材3中流动，也不会妨碍过滤。由于待过滤水含有充分的氧，因此过滤基材3中形成较厚的由好氧菌构成的生物膜。因此，待过滤水中的有机物被以良好的效率分解。
接着，说明过滤基材3容易清洗的上流式过滤装置。首先说明之例为组合2个本实施形态之上流式过滤装置1a、1b的过滤装置，如图4所示。各构件的符号分别对属于第1上流式过滤装置1a的构件附加「a」，对属于第2上流式过滤装置2b的构件附加「b」。将待过滤水供给至分别供给至第1上流式过滤装置1a、1b的第1、2待过滤水供给管14a、14b，为1支从待过滤水供给主管道31分歧而来的管路，泵16被夹在其间装设在该待过滤水供给主管道31。第1、2供给管阀17a、17b为分别夹在其间装设于此等第1、2待过滤水供给管14a、14b。又，第1、2排水管阀18a、18b是分别夹在其间装设于分别连接在第1、2上流式过滤装置1a、1b的第1、2排水管15a、15b，并合流于下流之排水主管道32。接着，分别连接在第1、2上流式过滤装置1a、1b的第1、2送水管21a、21b，为相互连通并且连接在送水主管道33。送水主管道阀34被夹在其间装设于送水主管道33。
接着说明由2个上流式过滤装置1a、1b组合所构成的过滤装置之作用。首先，过滤待过滤水时进行以下动作。打开第1、2供给管阀17a、17b及送水主管道阀34，关闭第1、2排水管阀18a、18b。图5之（A）中，以白色显示打开状态的阀，以黒色显示关闭状态的阀。待过滤水是从第1、2待过滤水供给管14a、14b供给至第1、2上流式过滤装置1a、1b。待过滤水在过滤基材3a、3b被向上过滤，过滤水是从第1、2送水管21a、21b流到送水主管道33且被送到外部。
过滤时间到达预定时间时，将第1、2上流式过滤装置1a、1b的任一者予以逆洗以清洗过滤基材3a、3b。于清洗第2上流式过滤装置1b的情形，如图5之（B）所示，打开第1供给管阀17a、第2排水管阀18b，关闭第2供给管阀17b、第1排水管阀18a及送水主管道阀34。因此，待过滤水为从第1待过滤水供给管14a供给至第1上流式过滤装置1a被过滤，过滤水为从第1送水管21a输送至第2送水管21b。所输送的过滤水被供给至第2上流式过滤装置1b，在过滤基材3b向下流动。即逆洗过滤基材3b。蓄积在过滤基材3b的浊质和过滤水一起流进下方，从第2排水管15b排出，经由排水主管道32排出至外部。另一方面，于清洗第1上流式过滤装置1a的情形，如图5之（C）所示，打开第2供给管阀17b、第1排水管阀18a，关闭第1供给管阀17a、第2排水管阀18b及送水主管道阀34。接着，待过滤水从第2供给管阀17b被供给至第2上流式过滤装置1b过滤，过滤水从第2送水管21b被输送至第1送水管21a。第1上流式过滤装置1a的过滤基材3a被所输送的过滤水逆洗，洗涤水从第1排水管15a被排出，经由排水主管道32排出至外部。
逆洗结束后，打开第1、2供给管阀17a、17b和送水主管道阀34，关闭第1、2排水管阀18a、18b。驱动泵16后可再度进行过滤。藉由具备定时器之指定的控制器来驱动各阀17a、17b、18a、…，可自动地且定期地进行逆洗。若组合像这样的第1、2上流式过滤装置1a、1b，不仅可轻易实施清洗，也不须储备清洗用的清水。
接着，作为过滤基材3之清洗较为容易的上流式过滤装置之例，针对能以待过滤水清洗过滤基材3的第3实施形态之上流式过滤装置1c进行说明。第3实施形态之上流式过滤装置1c也构成为与本实施形态之上流式过滤装置1相同，如图6所示，针对发挥与本实施形态之上流式过滤装置1相同作用的构件，附加相同符号。在第3实施形态之上流式过滤装置1c，于过滤基材3的过滤部9埋设有清洗管38用于供给清洗用的待过滤水。更详细地说明，在过滤部9的最小粒子层11下层、接邻于最小粒子层11之层37，埋设有清洗管38。此清洗管38开有多个小直径的孔40、40、…，待过滤水从此孔喷出至过滤基材3中，但构成层37的粒子不能从孔40、40、…侵入清洗管38内。于第3实施形态，送水管阀36是夹在期间装设于送水管21。
接着说明第3实施形态之上流式过滤装置1c的作用。于过滤待过滤水的情形，如图7之（A）所示，打开供给管阀17和送水管阀36。接着关闭排水管阀18。驱动泵16。接着，以0.05MPa以上之水压将待过滤水从待过滤水供给管14供给至压力容器2。待过滤水在过滤基材3向上流动并被过滤，过滤水则从送水管21输送至外部。过滤基材3逐渐蓄积了浊质后，过滤效率降低。以如下之方式清洗过滤基材3。即停止泵16，如图7之（B）所示，关闭供给管阀17和送水管阀36。接着打开排水管阀18。接着以预定的水压例如0.05MPa以上，从清洗管38供给待过滤水。因此，从清洗管38供给的待过滤水在过滤部9中向下流动。此时蓄积在过滤部9中的浊质也与原水一起向下流动。即清洗过滤部9。浊质大致是蓄积在最小粒子层11、其下的层37及其附近，但因为在层37喷出清洗用的待过滤水，所以能以良好的效率清洗过滤部9。又，由于送水管阀36被关闭，因此清洗用的待过滤水无法流到比滤砂流出防止部10更上面。即清洗后的清洗排水只能流到下方。这种清洗排水是透过排出管15排出至外部。清洗结束后，可再开始过滤。然而，即使以此方法反复清洗，在微细的浊质蓄积在最小粒子层11的情形，过滤的效率仍将逐渐地降低。于这种情形，以如下方式清洗过滤基材3。将经上流式过滤装置1c过滤的过滤水以预定量储存在外部的槽等。停止泵16，如图7之（C）所示，关闭供给管阀17。接着，打开送水管阀36和排水管阀18。将积存着的过滤水以预定的水压从送水管21供给至压力容器2内。因此，过滤水在过滤基材3中向下流动，此时过滤基材3中的浊质也一起冲洗至下方。即能清洗过滤基材3。清洗后的清洗排水是透过排出管15排出至外部。
实施例1
在最小粒子层11由粒径1μm-50μm之粒子构成的上流式过滤装置1中，为了确认待过滤水确实地被过滤，及隐孢子虫确实地被除去，而进行了以下实验。
A.条件：
（1）压力容器2的形状：半径4㎝的圆形
截面积：半径4㎝×4㎝×3.14＝50.24㎝2
（2）最小粒子层11：厚度10mm：粒径1μm-50μm之陶瓷粒子。陶瓷粒子是使用竹折矿业所股份有限公司的商品陶粒砂。
（3）待过滤水的水压：0.1MPa
B.实验：
在实验用的水槽加入自来水，以预定量添加疑似隐孢子虫之粒子并充分地搅拌。接着，利用泵16加压水槽中的水，加压输送至上流式过滤装置1且过滤。疑似隐孢子虫之粒子使用日本光研工业株式会社及财团法人水道技术研究中心的商品「Cryptracer」（日本登录商标）。
C.结果：
（1）调查经过滤之水后，未发现疑似隐孢子虫之粒子。可确认隐孢子虫能完全地除去。
（2）此时，在6分钟内过滤了7,573㎝3。过滤速度为7,573㎝3/50.24㎝2/6分＝25㎝/分。因此，过滤速度如下。
25㎝/分＝15m/h＝360m/日
实施例2
将待过滤水之水压设定为0.05MPa，其他是以与实施例1相同的条件测试。
C.结果：
（甲）未发现疑似隐孢子虫之粒子。
（乙）毎小时或毎日的过滤速度如下。
168m/日
可确认在最小粒子层11由粒径1μm-50μm之粒子构成的上流式过滤装置1中，待过滤水确实地被过滤，及隐孢子虫确实地被除去。
［组件符号说明］
1 上流式过滤装置 2 压力容器
3 过滤基材 5 胴部
6 头部 7 底部
9 过滤部 10 滤砂流出防止部
11 最小粒子层 14 待过滤水供给管
15 排水管 16 泵
17 供给管阀 18 排水管阀
21 送水管 26 压板
28 微气泡产生槽 29 微气泡产生装置
38清洗管
Claims (7)
1.一种上流式过滤装置，由压力容器和由放入该压力容器的砂石、滤砂及微米级粒径的材料构成的过滤基材所构成，且当自所述压力容器的下部供给待过滤水而朝上方过滤时，自所述压力容器的上部获得过滤水，其特征在于：
所述过滤基材是由过滤部和滤砂流出防止部构成，该过滤部是以粒径由下往上依序变小的方式积层，该滤砂流出防止部是在该过滤部上方以粒径由下往上依序变大的方式积层，而且所述过滤基材被填充至到达所述压力容器的顶部，
所述待过滤水是以0.05MPa以上之水压，被供给到所述压力容器内。
2.一种上流式过滤装置，由压力容器和由放入该压力容器的砂石、滤砂及微米级粒径的材料构成的过滤基材所构成，且当自所述压力容器的下部供给待过滤水而朝上方过滤时，自所述压力容器的上部获得过滤水，其特征在于：
所述过滤基材是由过滤部和滤砂流出防止部构成，该过滤部是以粒径由下往上依序变小的方式积层，该滤砂流出防止部是在该过滤部上方以粒径由下往上依序变大的方式积层，
所述待过滤水是以0.05MPa以上之水压，被供给到所述压力容器内，
所述过滤基材是被加压构件或重物从上方强制地推压至下方来抑制水压造成的浮起。
3.根据权利要求1或2所述的上流式过滤装置，其特征在于，所述过滤部的最小的微米级粒径的材料层是由粒径0.1mm-0.5mm之滤砂层构成。
4.根据权利要求1或2所述的上流式过滤装置，其特征在于，所述过滤部的最小的微米级粒径的材料层是由粒径1μm-50μm之粒子的层构成。
5.根据权利要求1或2所述的上流式过滤装置，其特征在于，所述待过滤水是混入有直径80μm以下之空气气泡且被供给到所述压力容器。
6.根据权利要求1或2所述的上流式过滤装置，其特征在于，所述压力容器的下部设置着夹着供给管阀装设的待过滤水供给管，和夹着排水管阀装设之排水管，所述压力容器的上部设置着夹着送水管阀装设之送水管，而且在接邻于所述过滤部之最小的微米级粒径的材料层下方的层，埋设着开有多个孔之清洗管，
打开所述供给管阀和所述送水管阀并且关闭所述排水管阀，自所述待过滤水供给管供给待过滤水时，经所述过滤基材过滤之过滤水自所述送水管被供给至外部，
关闭所述供给管阀和所述送水管阀并且打开所述排水管阀，自所述清洗管供给待过滤水时，藉由待过滤水清洗所述过滤基材且自所述排水管排水。
7.一种过滤装置，其将由根据权利要求1至5中任一权利要求所述的上流式过滤装置构成的第1、2上流式过滤器予以组合而成，其特征在于：
所述第1、2上流式过滤装置是从上部供给过滤水时逆洗所述过滤基材，且从下部排出洗涤水，
在所述第1上流式过滤器，其下部设置着夹着第1供给管阀装设之第1待过滤水供给管，和夹着第1排水管阀装设之第1排水管，且其上部设置有第1送水管，
在所述第2上流式过滤器，其下部设置着夹着第2供给管阀装设之第2待过滤水供给管，和夹着第2排水管阀装设之第2排水管，且其上部设置有第2送水管，
待过滤水被所述第1、2待过滤水供给管以0.05MPa以上之水压供给，所述第1、2送水管是互相地连通并且连接着送水主管道，第1、2送水管与送水主管道之间是装设有送水主管道阀。
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