JP2000061211A

JP2000061211A - 重力式ろ過装置

Info

Publication number: JP2000061211A
Application number: JP10233813A
Authority: JP
Inventors: Hideji Matsubara; 秀次松原
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 1998-08-20
Filing date: 1998-08-20
Publication date: 2000-02-29

Abstract

(57)【要約】【課題】真空発生槽あるいは真空タンクの容量を小さ
くし、製作コストの低減をはかる。【解決手段】逆洗排水サイホン管８の頂部付近８ｂを
ろ過水流出防止壁２を貫通させて配設し、頂部８ａの位
置をろ過池３の高レベル水位Ｈ．Ｗ．Ｌ．よりも低所に
設定する。ろ過地３の高レベル水位Ｈ．Ｗ．Ｌ．から逆
洗排水サイホン管８の頂部８ａにおける管底部８ｅまで
の距離Ｈ１と、逆洗排水滞留渠７の水位Ｈ２との関係
が、Ｈ１＜Ｈ２となるように設定する。従って、逆洗排
水サイホン管８が逆洗時以外のときに、起動してしまう
ことがない。この結果、「逆洗排水サイホン管の径×頂
部までの高さ×２」で求まる真空発生槽の必要容量が小
さくなり、従来よりも小型のものを使用することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は重力式ろ過装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】重力式ろ過装置としては、例えば、実公
昭６１−４３５２７号公報や特公平２−５５０８５１号
公報等に示されたものが知られているが、その概略構成
は図３に示すとおりである。すなわち、この重力式ろ過
装置１００は、水槽躯体内に設けられる複数のろ過池１
０１と、ろ過池１０１の上方に設けられた共通の原水流
入渠１０２と、該原水流入渠１０２の側部に隔壁１０３
を介して各ろ過池１０１に対応して設けられた原水分配
室１０４と、原水分配室１０４に隣接して水封堰１０５
を介して設けられた原水流入室１０６と、ろ過池１０１
に隣接して設けられた逆洗排水滞留渠１０７ａと、さら
にその外側に水封堰１０７ｃを介して設けられた逆洗排
水流出渠１０７ｂと、ろ過池１０１内に設けられるろ床
１０８及びその下方に設けられるろ過水集水室１０９、
ろ過水集水室１０９を経たろ過水が合流するろ過水渠１
１０及びろ過水流出渠１１１を有している。

【０００３】また、原水流入渠１０２と弁１１２ａを介
して連通された真空発生手段としての真空発生槽１１２
と、弁１１３ａが介在配設されていると共に、一端が真
空発生槽１１２に連結され、他端が逆洗排水滞留渠１０
７ａ内に滞留している逆洗排水内に臨んで水封されてい
る排水管１１３と、隔壁１０３によって隔てられた原水
流入渠１０２と原水分配室１０４とを接続すると共に、
介在配設された弁１１４ａを有する連通管１１４により
真空発生槽１１２と連通されている原水流入サイホン管
１１５と、ろ過水流出防止壁１１６によって隔てられた
ろ過池１０１と逆洗排水滞留渠１０７ａとを接続すると
共に、介在配設された弁１１４ｂを有する連通管１１４
により真空発生槽１１２と連通されている逆洗排水サイ
ホン管１１７と、を有している。

【０００４】この重力式ろ過装置の作動原理は次のとお
りである。ろ過する場合は、まず、連通管１１４の弁１
１４ｃを閉じて弁１１４ａ及び排水管１１３の排水弁１
１３ａを開いて排水管１１３から真空発生槽１１２内の
水を排水する。これにより、原水流入サイホン管１１５
内の空気が真空発生槽１１２内に吸引され、原水流入渠
１０２及び原水分配室１０４によって水封された原水流
入サイホン管１１５内の空気圧が急激に低下し、原水流
入サイホン管１１５内の水面が上昇してサイホンが起動
する。その結果、原水流入渠１０２の原水は原水流入サ
イホン管１１５を経て原水分配室１０４、原水流入室１
０６、さらに原水管１１８を経てろ過池１０１へ流入
し、さらにろ床１０８を通過し、ろ過水としてろ過水集
水室１０９、ろ過水渠１１０及びろ過水流出渠１１１へ
流出する。

【０００５】一方、このようにしてろ過を継続している
と、ろ床１０８に目詰まりが生じ、ろ過池１０１の水位
も徐々に上昇してくるため逆洗を行う。この場合には、
まず弁１１４ａを閉じて弁１１４ｃを開け、原水流入サ
イホン管１１５へ空気を導入し、ろ過池１０１への原水
の流入を中断する。次に、連通管１１４の弁１１４ｄを
閉じて、弁１１４ｂ及び排水管１１３の排水弁１１３ａ
を開いて真空発生槽１１２内の水（前記ろ過中に真空発
生槽１１２内に水が補給されている）を排水する。これ
により、逆洗排水サイホン管１１７内の空気圧が低下
し、ろ過池１０１内の水が該逆洗排水サイホン管１１７
を経由して逆洗排水滞留渠１０７ａに排出される。そし
て、当該ろ過池１０１内の水位は低下していくが、ろ過
水渠１１０の水位は他のろ過池（図示せず）と連通して
いるため一定しており、水頭差によりろ過水渠１１０の
ろ過水が逆流してろ床１０８の逆洗を行い、逆洗排水
は、当該ろ過池１０１内に流入して、逆洗排水サイホン
管１１７を経由して逆洗排水滞留渠１０７ａ及び逆洗排
水流出渠１０７ｂへ流出し、逆洗が行われる。なお、図
３に示した真空発生手段は、真空発生槽１１２内の水を
排水し、この排水量に見合う真空を発生させてサイホン
管を起動させるものであるが、真空発生手段には、この
ような真空発生槽を用いる手段のほかに、真空ポンプと
真空タンクを組み合わせてなるものがある。すなわち、
サイホン管を起動する前に予め真空タンク内の空気を真
空ポンプで抜いて真空にしておき、サイホン管を起動す
る時に真空タンクとサイホン管とを連通する配管の弁を
開いて、サイホン管内の空気を真空タンクに引いてサイ
ホン管を起動させる手段である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した重
力式ろ過装置における真空発生槽あるいは真空タンク
は、製作コストを安価にするためできるだけ小型化する
ことが望まれている。真空発生槽あるいは真空タンクが
小型になれば、その設置面積を小さくすることができる
と共に、付属する配管系や弁等も小型化でき、それらも
含めた重力式ろ過装置全体の製作コストを低減させるこ
とができる。また、真空発生槽あるいは真空タンクによ
る逆洗排水サイホン管の起動時間も短くできる。

【０００７】しかしながら、真空発生槽あるいは真空タ
ンクは、負圧により逆洗排水サイホン管内の空気を引き
抜いて起動させるものであるため、それに見合った容量
が必要であり、その容量は逆洗排水サイホン管の大きさ
に依存する。具体的には、「逆洗排水サイホン管の径×
頂部までの高さ×２」で求まる容量が必要である。その
一方、この式から明らかなように、逆洗排水サイホン管
の径か高さのいずれかを小さくできれば、真空発生槽あ
るいは真空タンクの容量を小さくすることができる。

【０００８】ところが、ろ床の逆洗を有効に行うには、
所定量のろ過水を所定の流速で通過させる必要があり、
逆洗に必要な流量及び流速を確保するためには逆洗排水
サイホン管の径をろ過池の面積に応じて設定する必要が
ある。例えば、一つのろ過池の断面積が７０〜８０ｍ²
の場合には、通常、直径約０．９ｍのものが配設され、
逆洗排水サイホン管内の流速が約１．２〜１．５ｍ／ｓ
程度となるように設定されている。従って、逆洗排水サ
イホン管の径を小さくすることは逆洗効率の低下をもた
らすため、それにより、真空発生槽あるいは真空タンク
の小型化を図ることは現実的ではない。

【０００９】一方、ろ過地と逆洗排水滞留渠との間に
は、ろ過水の流出を防止するため、上記したように、ろ
過水流出防止壁が設けられており、逆洗排水サイホン管
は、略逆Ｕ字状にして、ろ過水流出防止壁の上方より、
該ろ過水流出防止壁を跨ぐように配設される。このよう
な配設手段を採ることで、逆洗排水サイホン管の頂部の
位置がろ過地の高レベル水位Ｈ．Ｗ．Ｌ．よりも自然に
高く配置されることになるため、該逆洗排水サイホン管
が自動的に起動することも防止されている。

【００１０】逆洗排水サイホン管の高さを低くすれば、
真空発生槽あるいは真空タンクの容量を小さくできるこ
とは上記したとおりであるが、該逆洗排水サイホン管が
自動的に起動してしまうこととの関係から、従来、真空
発生槽あるいは真空タンクの容量を小さくするために、
逆洗排水サイホン管の頂部までの高さを低くしようとす
る試みは全く行われていない。

【００１１】そこで、本発明は、逆洗排水サイホン管が
自動的に起動することを防止する手段を施すことによ
り、逆洗排水サイホン管の頂部までの高さを低くし、真
空発生槽あるいは真空タンクの容量を従来のものよりも
小さくした重力式ろ過装置を提供することを課題とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明者が鋭意検討を重ねた結果、逆洗排水サイホン管
の頂部の位置をろ過地の高レベル水位より低くしても、
ろ過地の高レベル水位から逆洗排水サイホン管の頂部に
おける管底部位置までの距離を、逆洗排水滞留渠の水深
よりも小さくすれば、逆洗排水サイホン管の自動起動を
防止できることに着目し、本発明を完成するに至った。

【００１３】すなわち、請求項１記載の本発明の重力式
ろ過装置は、水槽躯体内に設けられるろ過水流出防止壁
を境として一方側に形成されるろ過池と他方側に形成さ
れる逆洗排水滞留渠と、一端がろ過池に臨んで水封さ
れ、他端が逆洗排水滞留渠に臨んで水封されるように設
けられると共に、頂部付近が真空発生手段と連結され、
真空発生手段によって起動し、ろ過池内の逆洗排水を逆
洗排水滞留渠に流出させる逆洗排水サイホン管とを備え
た重力式ろ過装置において、前記逆洗排水サイホン管
は、頂部がろ過地の高レベル水位よりも低所に位置する
ように設けられ、前記ろ過地の高レベル水位から逆洗排
水サイホン管の頂部における管底部位置までの距離Ｈ１
と、逆洗排水滞留渠の水位Ｈ２との関係が、Ｈ１＜Ｈ２
となるように設けられていることを特徴とする。請求項
２記載の重力式ろ過装置は、請求項１記載の重力式ろ過
装置であって、前記逆洗排水サイホン管の頂部付近が、
ろ過水流出防止壁を貫通して設けられていることを特徴
とする。請求項３記載の重力式ろ過装置は、請求項１又
は２記載の重力式ろ過装置であって、前記逆洗排水サイ
ホン管の頂部付近が直管状であることを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図１
に基づき説明する。図１は本実施の形態にかかる重力式
ろ過装置１の要部を模式的に示した図であり、ろ過水流
出防止壁２を隔てて設けられたろ過池３及び逆洗排水滞
留渠７を有している。ろ過池３は、さらに、隔壁３１を
隔てて、上部から順に逆洗排水樋３３、ろ床３４及びこ
れを支持する複数のろ過水流通孔３５ａが形成された支
持床３５が設けられたろ過部が形成されている。支持床
３５の下方には、ろ床３４を通過したろ過水が集まるろ
過水集水室４が設けられている。ろ過水集水室４は、図
１上、断面略逆Ｌ字型に形成され、その上部には流出孔
４１ａを有する隔壁４１を隔てて、かつ他のろ過池（図
示せず）と連通されているろ過水渠５が形成されてい
る。また、逆洗に必要な流速を維持する水頭差をとれる
ようにするため、溢水堰４２の上端の高さが、上記逆洗
排水樋３３の上端高さよりも高くなるように設定されて
いる。従って、ろ過水渠５の水位は、溢水堰４２の高さ
にほぼ一定に保持される。また、ろ過水渠５は溢水堰４
２を隔てて、ろ過水流出渠６に接続されており、溢水堰
４２から溢れたろ過水が所定個所に流出される。

【００１５】逆洗排水滞留渠７には、ろ過池３内に設け
られた隔壁３１の高さよりも高さの低い水封堰７１が設
けられており、この水封堰７１を境として、外側に逆洗
排水流出渠７２が設けられている。なお、逆洗排水滞留
渠７内にたまる逆洗排水の水位Ｈ２は、水封堰７１の高
さで一定に保持されることになる。

【００１６】逆洗排水サイホン管８の頂部８ａの位置
は、ろ過池３の高レベル水位Ｈ．Ｗ．Ｌ．よりも低所に
設定される。上記したように、真空発生槽としては、
「逆洗排水サイホン管８の径×頂部までの高さ×２」で
求められる容量が必要であることから、図２及び図３に
示した従来の装置のように、逆洗排水サイホン管１１７
の頂部１１７ａの位置がろ過水流出防止壁１１６の上端
部よりも上方に位置している場合と比較すると、容量を
小さくすることができる。

【００１７】逆洗排水サイホン管８の頂部８ａの位置を
ろ過池３の高レベル水位Ｈ．Ｗ．Ｌ．よりも低所に設け
る手段としては、ろ過水流出防止壁２を厚み方向に貫通
させて配置する手段が挙げられる。具体的には、ろ過水
流出防止壁２の上端部から下方に向かって切り欠き部を
形成し、この切り欠き部内に頂部８ａを位置させた後、
頂部８ａの周囲及び該切り欠き部をコンクリート材料で
充填する手段や、逆洗排水サイホン管８を、頂部８ａを
含む部位（頂部付近８ｂ）と、該頂部付近８ｂの各端部
に接続される管部８ｃ，８ｄとの３つに分割して形成し
ておき、ろ過水流出防止壁２を施工する際には、予め、
頂部８ａを含む部位（頂部付近８ｂ）を埋設し、その
後、該頂部付近８ｂの各端部に、ろ過池３又は逆洗排水
滞留渠７に臨むように、管部８ｃ，８ｄを接続する手段
等が挙げられる。但し、施工の容易さを考慮すると後者
の手段が好ましい。また、後者の手段を採用する場合、
やはり施工の容易さから、埋設する頂部付近８ｂの管の
形状は直管状であることが好ましい。

【００１８】逆洗排水サイホン管８の頂部８ａの位置
を、ろ過池３の高レベル水位Ｈ．Ｗ．Ｌ．よりも低所に
した場合には、ろ過池３が形成されている水槽躯体の上
部スラブの高さを、高レベル水位Ｈ．Ｗ．Ｌ．の位置よ
りもやや高い程度の位置とすることができる。すなわ
ち、従来の装置では、図２で模式的に示したように、逆
洗排水サイホン管１１７の頂部１１７ａをろ過水流出防
止壁１１６を越える位置に配置していたため、水槽躯体
の上部スラブの高さは、その位置よりも上方まで必要で
あったが、本実施の形態によれば、水槽躯体の上部スラ
ブの高さを、高レベル水位Ｈ．Ｗ．Ｌ．の位置よりもや
や高い程度とすることができるため、水槽躯体の施工に
要する相当量のコンクリート材料を従来と比較して減ら
すことができる。具体的には、図１において想像線で示
した位置が従来装置における水槽躯体の上部スラブの位
置とすれば、本実施の形態にかかる水槽躯体の上部スラ
ブの位置はＨ３分下がることになる。また、水槽躯体の
高さを従来よりも低くすることができるため、従来なら
ば、地下に掘り下げて水槽躯体を設置しなければならな
かったような高さ制限のある場所において、掘り下げ作
業を不要とすることができるか、掘り下げる量を小さく
することができる。

【００１９】ここで、ろ過の継続により、ろ床３４に目
詰まりが生じ、ろ過地３内の水位が徐々に上昇して液面
検出計により高レベル水位Ｈ．Ｗ．Ｌ．に至った場合に
は、原水流入サイホン管（図１において図示せず）によ
るろ過地３への原水の流入は停止される。この動作原理
は図３に示した従来の装置と全く同様である。その結
果、ろ過地３の水位は、溢水堰４２の高さ（低レベル水
位Ｌ．Ｗ．Ｌ）まで下降し、その後、逆洗が開始される
わけであるが、いずれにしても、ろ過地３内の水位は、
高レベル水位Ｈ．Ｗ．Ｌ．を越えないように制御されて
いる。この際、本実施の形態によれば、高レベル水位
（Ｈ．Ｗ．Ｌ．）から逆洗排水サイホン管８の頂部８ａ
の管底部８ｅまでの距離Ｈ１が逆洗排水滞留渠７の水位
Ｈ２より大きくならないように設けられている。すなわ
ち、逆洗排水サイホン管８の頂部８ａの位置が、ろ過池
３の高レベル水位Ｈ．Ｗ．Ｌ．よりも低所といっても、
高レベル水位（Ｈ．Ｗ．Ｌ．）から逆洗排水サイホン管
８の頂部８ａにおける管底部８ｂまでの距離Ｈ１と逆洗
排水滞留渠７の水位Ｈ２とが、Ｈ１＜Ｈ２の関係となる
位置に設定される。ろ過池３内の水位は、上記したよう
に、高レベル水位Ｈ．Ｗ．Ｌ．を越えることはないた
め、逆洗排水サイホン管８の頂部８ａの位置をこのよう
に設定することで、逆洗排水サイホン管８が逆洗時以外
で、勝手に起動することが防止される。なお、水封堰７
１の高さが、Ｈ１より小さい場合には、Ｈ１よりも深さ
のあるポット（図示せず）を逆洗排水サイホン管８の一
方の管部８ｄの下方に配置してもよい。この場合には、
本明細書でいう逆洗排水滞留渠７の水位Ｈ２は、このポ
ットの深さに相当する。

【００２０】真空発生槽は、逆洗排水サイホン管８にお
いてできるだけ高い位置に、具体的には頂部付近８ｂ
に、図３に示した従来の装置と同様に配管及び弁を介し
て接続される。真空発生槽の容量は、上記したように、
「逆洗排水サイホン管の径×頂部までの高さ×２」で求
まる容量が必要であるが、本実施の形態では、逆洗排水
サイホン管８の頂部８ａの位置が、ろ過池３の高レベル
水位Ｈ．Ｗ．Ｌ．以下であるため、高レベル水位が同じ
位置に設定される従来の装置と比較して、その分（図１
のＨ０に相当する分）、真空発生槽の容量を小さくする
ことができる。

【００２１】なお、図１において図示しない原水流入
渠、原水流入サイホン管等の具体的な構成は、図３に示
した従来の装置と全く同様である。

【００２２】本実施の形態によれば、上記した従来の装
置と同様、ろ過の際には、真空発生槽から水を排出して
原水流入サイホン管を起動させてろ過し、逆洗の際に
は、真空発生槽から水を排出して逆洗排水サイホン管を
起動させるが、この際、使用する真空発生槽の容量が従
来よりも小さいにも拘わらず、逆洗排水サイホン管を起
動させることができる。また、真空発生槽の容量が従来
よりも小さいため、逆洗排水サイホン管８のサイホンが
起動するまでの時間を短縮することができる。また、ろ
過地３の高レベル水位Ｈ．Ｗ．Ｌ．から逆洗排水サイホ
ン管８の頂部８ａにおける管底部８ｅまでの距離Ｈ１
と、逆洗排水滞留渠７の水位Ｈ２との関係が、Ｈ１＜Ｈ
２の関係で設定されているため、逆洗排水サイホン管８
が逆洗時以外のときに、起動してしまうこともない。な
お、図１の例は真空発生手段として真空発生槽を用い、
真空発生槽内の水を排出することによりサイホン管を起
動するものであるが、真空発生手段として真空ポンプと
真空タンクの組み合わせからなるものを用いても差し支
えなく、その場合には真空タンクの容量を小さくするこ
とができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明の重力式ろ過装置によれば、逆洗
排水サイホン管の頂部の位置をろ過池の高レベル水位よ
り低所に設定しているにも拘わらず、ろ過地の高レベル
水位から逆洗排水サイホン管の頂部における管底部位置
までの距離Ｈ１と、逆洗排水滞留渠の水位Ｈ２との関係
が、Ｈ１＜Ｈ２の関係で設定されているため、逆洗排水
サイホン管が逆洗時以外のときに、起動してしまうこと
もない。この結果、本発明によれば、真空発生槽あるい
は真空タンクの容量を従来よりも小型のものを使用する
ことができると共に、付設される配管類、弁部材も小型
のものを使用することが可能となる。このため、真空発
生槽あるいは真空タンクの製作コストはもちろんのこ
と、重力式ろ過装置全体の製作コストも低減することが
できる。

【００２４】また、逆洗排水サイホン管の頂部の位置を
ろ過池の高レベル水位より低所に設定できることから、
重力式ろ過装置を構成する水槽躯体の上部スラブの位置
を従来よりも下げることができ、水槽躯体を製作するた
めのコンクリート材料の使用量を減らし、水槽躯体の製
作コストを低減することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる重力式ろ過装置の一の実施の
形態の要部を模式的に示す図である。

【図２】従来の重力式ろ過装置の要部を模式的に示す
図である。

【図３】従来の重力式ろ過装置の全体構成を示す概略
断面図である。

【符号の説明】

１重力式ろ過装置２ろ過水流出防止壁３ろ過池４ろ過水集水室５ろ過水渠７逆洗排水滞留渠８逆洗排水サイホン管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水槽躯体内に設けられるろ過水流出防止
壁を境として一方側に形成されるろ過池と他方側に形成
される逆洗排水滞留渠と、一端がろ過池に臨んで水封され、他端が逆洗排水滞留渠
に臨んで水封されるように設けられると共に、頂部付近
が真空発生手段と連結され、真空発生手段によって起動
し、ろ過池内の逆洗排水を逆洗排水滞留渠に流出させる
逆洗排水サイホン管とを備えた重力式ろ過装置におい
て、前記逆洗排水サイホン管は、頂部がろ過地の高レベル水
位よりも低所に位置するように設けられ、前記ろ過地の
高レベル水位から逆洗排水サイホン管の頂部における管
底部位置までの距離Ｈ１と、逆洗排水滞留渠の水位Ｈ２
との関係が、Ｈ１＜Ｈ２となるように設けられているこ
とを特徴とする重力式ろ過装置。
【請求項２】請求項１記載の重力式ろ過装置であっ
て、前記逆洗排水サイホン管の頂部付近が、ろ過水流出
防止壁を貫通して設けられていることを特徴とする重力
式ろ過装置。
【請求項３】請求項１又は２記載の重力式ろ過装置で
あって、前記逆洗排水サイホン管の頂部付近が直管状で
あることを特徴とする重力式ろ過装置。