JP2000229206A - 濾過式水処理装置及び濾過担体洗浄方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 不純物の剥離に時間がかかり、多量の浄化水
が必要であるという課題があった。 【解決手段】 濾過砂浮遊領域１４に超音波１８を発生
させる超音波発振器１７を備え、濾過砂を洗浄し濾過砂
に吸着した不純物を濾過砂から剥離する場合に逆洗水及
び表洗水を注入するとともに濾過砂浮遊領域１４に超音
波１８を発生させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、河川から取水し
た被処理水や使用後の汚水（以下、汚水という）中の不
純物を濾過砂などの濾過担体に吸着させて汚水を処理す
る濾過式水処理装置及びその装置における濾過砂などの
濾過担体に吸着した不純物を濾過担体から剥離する濾過
担体洗浄方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１５は従来の濾過式水処理装置を示す
概略的な構成図である。図１５は濾過式水処理装置とし
て砂濾過水処理装置を示している。また、図１５は濾過
砂を洗浄する様子を示している。図において、１は濾過
式水処理装置、２は濾過池、３は濾過池２に装填された
濾過砂の沈積層、４は濾過砂の沈積層３上に位置する、
濾過砂の洗浄時に濾過砂が浮遊する濾過砂浮遊領域、５
は濾過池２の底部から上側に向かって逆洗水を注入する
逆洗管、６は濾過砂の沈積層３の上側から濾過砂の沈積
層３に向かって表洗水を注入する表洗管である。図１５
では逆洗水及び表洗水を注入する様子が矢印で示されて
いる。

【０００３】次に動作について説明する。濾過式水処理
装置１を用いて汚水を処理する場合、逆洗水及び表洗水
の注入を停止した状態で濾過池２の上部から注入管（図
示せず）により濾過池２に汚水を注入する。濾過池２に
注入された汚水は濾過砂の沈積層３に染み込む。汚水中
に含まれている不純物は濾過砂に吸着する。不純物が濾
過砂に吸着することにより不純物が取り除かれた水は濾
過池２の底部から取出管（図示せず）により取出され
る。

【０００４】濾過砂を洗浄し濾過砂に吸着した不純物を
濾過砂から剥離する場合、先ず、汚水の注入を停止す
る。その後、濾過池２の底部から上側に向かって逆洗管
５により逆洗水を注入し、濾過砂の沈積層３の上側から
濾過砂の沈積層３に向かって表洗管６により表洗水を注
入する。逆洗水を注入することにより濾過砂の沈積層３
が膨脹し、表洗水を注入することにより汚水処理によっ
て濾過砂の沈積層３の表面に形成された不純物の膜が壊
れる。また、逆洗水及び表洗水を注入することにより、
濾過砂の沈積層３上を濾過砂が浮遊する。濾過砂の沈積
層３上を浮遊する濾過砂に吸着した不純物は水の力によ
り剥離する。濾過砂から剥離した不純物は、濾過池２の
上部からオーバーフローし、濾過池２の外側に設けられ
た排水溝（図示せず）を通して外部に流出する。なお、
濾過砂が濾過池２の上部からオーバーフローしないよう
に、逆洗水及び表洗水を注入する。

【０００５】その後、濾過砂から剥離する不純物がなく
なると、逆洗水及び表洗水の注入を停止する。その後、
再度、濾過池２の上部から注入管（図示せず）により濾
過池２に汚水を注入し、汚水処理を行う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の濾過式水処理装
置は以上のように構成されているので、濾過砂を洗浄し
濾過砂に吸着した不純物を濾過砂から剥離する場合、水
の力で濾過砂に吸着した不純物を剥離するため、不純物
の剥離に時間がかかるという課題があった。また、不純
物の剥離に時間がかかるため、不純物を含まない浄化水
である逆洗水及び表洗水を濾過池に多量に注入しなけれ
ばならず、多量の浄化水が必要であるという課題があっ
た。

【０００７】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、短時間で少量の浄化水を用いて濾
過砂などの濾過担体に吸着した不純物を濾過砂から剥離
することができる濾過式水処理装置を得ることを目的と
する。

【０００８】また、この発明は短時間で少量の浄化水を
用いて濾過砂などの濾過担体に吸着した不純物を濾過担
体から剥離することができる濾過担体洗浄方法を得るこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る濾過式水
処理装置は、濾過担体浮遊領域に超音波を発生させる超
音波発振器を備えたものでる。

【００１０】この発明に係る濾過式水処理装置は、濾過
担体の沈積層の上側から濾過担体の沈積層に向かって表
洗水を注入する表洗管を備えたものである。

【００１１】この発明に係る濾過式水処理装置は、超音
波発振器が、濾過担体浮遊領域に位置する濾過池の側壁
に取り付けられているものである。

【００１２】この発明に係る濾過式水処理装置は、超音
波発振器が、濾過担体浮遊領域に設けられた超音波発振
器取付手段に取付けられているものである。

【００１３】この発明に係る濾過式水処理装置は、超音
波発振器が、濾過担体浮遊領域において濾過担体の沈積
層の表面と平行な面内で回転する超音波発振器取付手段
に取付けられているものである。

【００１４】この発明に係る濾過式水処理装置は、超音
波発振器が、濾過担体の沈積層の表面と垂直な方向に超
音波を発生させるように取付けられているものである。

【００１５】この発明に係る濾過担体洗浄方法は、濾過
担体に吸着した不純物を、逆洗水を注入するとともに、
濾過担体浮遊領域に超音波を発生させることにより濾過
担体から剥離するものである。

【００１６】この発明に係る濾過式水処理装置は、濾過
担体浮遊領域に気泡を噴射する気泡噴射機を備えたもの
である。

【００１７】この発明に係る濾過式水処理装置は、濾過
担体の沈積層の上側から濾過担体の沈積層に向かって表
洗水を注入する表洗管を備えたものである。

【００１８】この発明に係る濾過式水処理装置は、気泡
噴射機が、濾過担体浮遊領域に位置する濾過池の側壁に
取り付けられているものである。

【００１９】この発明に係る濾過式水処理装置は、気泡
噴射機が、濾過担体浮遊領域に設けられた気泡噴射機取
付手段に取付けられているものである。

【００２０】この発明に係る濾過式水処理装置は、気泡
噴射機が、濾過担体浮遊領域において濾過担体の沈積層
の表面と平行な面内で回転する気泡噴射機取付手段に取
付けられているものである。

【００２１】この発明に係る濾過担体洗浄方法は、濾過
担体に吸着した不純物を、逆洗水を注入するとともに、
濾過担体浮遊領域に気泡を噴射することにより濾過担体
から剥離するものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による濾
過式水処理装置を示す概略的な構成図である。図２は図
１中のＸ方向から見た、この発明の実施の形態１による
濾過式水処理装置を示す概略的な平面図である。図１及
び図２は濾過式水処理装置として砂濾過水処理装置を示
している。また、図１及び図２は濾過砂を洗浄する様子
を示している。図において、１１は濾過式水処理装置、
１２は濾過池、１３は濾過池１２に装填された濾過砂の
沈積層（濾過担体の沈積層）、１４は濾過砂の沈積層１
３上に位置する、濾過砂の洗浄時に濾過砂が浮遊する濾
過砂浮遊領域（濾過担体浮遊領域）、１５は濾過池１２
の底部から上側に向かって逆洗水を注入する逆洗管、１
６は濾過砂の沈積層１３の上側から濾過砂の沈積層１３
に向かって表洗水を注入する表洗管、１７は濾過砂浮遊
領域１４に超音波を発生させる超音波発振器、１８は超
音波発振器１７から発振し濾過砂浮遊領域１４に発生し
た超音波である。図１では逆洗水及び表洗水を注入する
様子が矢印で示されている。

【００２３】この実施の形態では、超音波発振器１７は
濾過砂浮遊領域１４に位置する濾過池１２の側壁に取付
けられている。また、超音波発振器１７は濾過砂の沈積
層１３の表面と平行な方向に超音波１８を発生させるよ
うに取付けられている。超音波発振器１７は図１中のＸ
方向から見たとき四角形状をしている濾過池１２の１つ
の側壁に取付けられ一列に並んでいる。超音波発振器１
７から発振した超音波１８は超音波発振器１７が取り付
けられた側壁と対向する側壁付近まで到達する。

【００２４】次に動作について説明する。濾過式水処理
装置１１を用いて汚水を処理する場合、逆洗水及び表洗
水の注入を停止した状態で濾過池１２の上部から注入管
（図示せず）により濾過池１２に汚水を注入する。濾過
池１２に注入された汚水は濾過砂の沈積層１３に染み込
む。汚水中に含まれている不純物は濾過砂に吸着する。
不純物が濾過砂に吸着することにより不純物が取り除か
れた水は濾過池１２の底部から取出管（図示せず）によ
り取出される。

【００２５】濾過砂を洗浄し濾過砂に吸着した不純物を
濾過砂から剥離する場合、先ず、汚水の注入を停止す
る。その後、濾過池１２の底部から上側に向かって逆洗
管１５により逆洗水を注入し、濾過砂の沈積層１３の上
側から濾過砂の沈積層１３に向かって表洗管１６により
表洗水を注入する。また、逆洗水及び表洗水を注入する
とともに、超音波発振器１７から超音波１８を発振し濾
過砂浮遊領域１４に超音波１８を発生させる。逆洗水を
注入することにより濾過砂の沈積層１３が膨脹し、表洗
水を注入することにより汚水処理によって濾過砂の沈積
層１３の表面に形成された不純物の膜が壊れる。また、
逆洗水及び表洗水を注入することにより、濾過砂の沈積
層１３上を濾過砂が浮遊する。濾過砂の沈積層１３上を
浮遊する濾過砂には超音波１８が作用するため、濾過砂
の沈積層１３上を浮遊する濾過砂に吸着した不純物は濾
過砂から剥離しやすくなり、水の力で容易に剥離する。
濾過砂から剥離した不純物は、濾過池１２の上部からオ
ーバーフローし、濾過池１２の外側に設けられた排水溝
（図示せず）を通して外部に流出する。なお、濾過砂が
濾過池１２の上部からオーバーフローしないように、逆
洗水及び表洗水を注入する。

【００２６】その後、濾過砂から剥離する不純物がなく
なると、逆洗水及び表洗水の注入並びに超音波の発振を
停止する。その後、再度、濾過池１２の上部から注入管
（図示せず）により濾過池１２に汚水を注入し、汚水処
理を行う。

【００２７】図３はビーカなどの容器に装填された濾過
砂を攪拌と超音波とを用いて洗浄する場合と、攪拌のみ
で洗浄する場合とにおける濾過砂から剥離する不純物の
重量と洗浄時間との関係を定性的に示す特性図である。
図３では縦軸に濾過砂から剥離した不純物の重量をと
り、横軸に洗浄時間をとっている。図３において、曲線
ａは攪拌と超音波とを用いて濾過砂を洗浄する場合を示
し、曲線ｂは攪拌のみで濾過砂を洗浄する場合を示す。
なお、ビーカなどの容器に装填された濾過砂を攪拌する
ことは、濾過式水処理装置における逆洗水及び表洗水を
注入することに相当する。

【００２８】図３に示すように、攪拌と超音波とを用い
て濾過砂を洗浄する場合、攪拌のみで濾過砂を洗浄する
場合に比べて、濾過砂から剥離する不純物の重量が大き
く、濾過砂から剥離する不純物の重量が飽和に達する時
間が短い。

【００２９】例えば、１００ｇの濾過砂を攪拌と超音波
とを用いて５分間洗浄したときに濾過砂から剥離した不
純物の重量を１００％としたとき、１００ｇの濾過砂を
攪拌のみで洗浄したときに濾過砂から剥離した不純物の
重量の飽和値は７０〜８０％であった。また、１００ｇ
の濾過砂を攪拌と超音波とを用いて洗浄したときに濾過
砂から剥離した不純物の重量が飽和に達するまでの時間
は約１分であったのに対し、１００ｇの濾過砂を攪拌の
みで洗浄したときに濾過砂から剥離した不純物の重量が
飽和に達するまでの時間は約５分であった。

【００３０】以上のようにこの実施の形態１によれば、
濾過砂浮遊領域１４に超音波１８を発生させる超音波発
振器１７を備え、濾過砂を洗浄し濾過砂に吸着した不純
物を濾過砂から剥離する場合に逆洗水及び表洗水を注入
するとともに濾過砂浮遊領域１４に超音波１８を発生さ
せるので、短時間で少量の浄化水を用いて濾過砂に吸着
した不純物を濾過砂から剥離することができる効果が得
られる。

【００３１】また、この実施の形態１によれば、超音波
発振器１７を濾過砂浮遊領域１４に位置する濾過池１２
の側壁に取付けるので、超音波発振器１７の取付けが簡
単であるという効果が得られる。

【００３２】なお、この実施の形態では、濾過砂を洗浄
するときに表洗水を注入する場合について説明したが、
表洗水を注入しなくても、上述した同様な効果が得られ
る。ただし、濾過砂を洗浄するときに表洗水を注入する
場合には、汚水処理によって濾過砂の沈積層１３の表面
に形成された不純物の膜を容易に壊すことができる効果
が得られる。

【００３３】実施の形態２．図４はこの発明の実施の形
態２による濾過式水処理装置を示す概略的な構成図であ
る。図５は図４中のＸ１方向から見た、この発明の実施
の形態２による濾過式水処理装置を示す概略的な平面図
である。図４及び図５は濾過式水処理装置として砂濾過
水処理装置を示している。また、図４及び図５は濾過砂
を洗浄する様子を示している。図において、２１は濾過
式水処理装置、２２は濾過砂浮遊領域１４に超音波を発
生させる超音波発振器、２３は超音波発振器２２から発
振し濾過砂浮遊領域１４に発生した超音波、２４は濾過
砂浮遊領域１４に設けられた井形状の枠組み（超音波発
振器取付手段）である。その他の構成要素は図１及び図
２で同一符号を付しているものと同一あるいは同等であ
る。図４では逆洗水及び表洗水を注入する様子が矢印で
示されている。

【００３４】この実施の形態では、超音波発振器２２は
濾過砂浮遊領域１４に設けられた井形状の枠組み２４に
取り付けられている。また、超音波発振器２２は濾過砂
の沈積層１３の表面と平行な方向に超音波２３を発生さ
せるように取付けられている。超音波発振器２２は井形
状の枠組み２４の交差部上に取付けられ二列に並んでい
る。第１列目の超音波発振器２２から発振した超音波２
３は第２列目の超音波発振器２２付近まで到達し、第２
列目の超音波発振器２２から発振した超音波２３は第１
列目の超音波発振器２２が位置する側と反対側の濾過池
１２の側壁付近まで到達する。

【００３５】この実施の形態２による濾過式水処理装置
２１の動作は、実施の形態１による濾過式水処理装置１
１の動作と同様である。

【００３６】以上のようにこの実施の形態２によれば、
濾過砂浮遊領域１４に超音波２３を発生させる超音波発
振器２２を備え、濾過砂を洗浄し濾過砂に吸着した不純
物を濾過砂から剥離する場合に逆洗水及び表洗水を注入
するとともに濾過砂浮遊領域１４に超音波２３を発生さ
せるので、短時間で少量の浄化水を用いて濾過砂に吸着
した不純物を濾過砂から剥離することができる効果が得
られる。

【００３７】また、この実施の形態２によれば、超音波
発振器２２を濾過砂浮遊領域１４に設けられた井形状の
枠組み２４に取り付けるので、濾過池１２が広い場合で
も広範囲に超音波発振器２２を取り付けることができ、
濾過砂浮遊領域１４全体に超音波２３を発生させること
ができる効果が得られる。

【００３８】なお、この実施の形態では、濾過砂を洗浄
するときに表洗水を注入する場合について説明したが、
表洗水を注入しなくても、上述した同様な効果が得られ
る。ただし、濾過砂を洗浄するときに表洗水を注入する
場合には、汚水処理によって濾過砂の沈積層１３の表面
に形成された不純物の膜を容易に壊すことができる効果
が得られる。

【００３９】実施の形態３．実施の形態２では、超音波
発振器２２が、濾過砂浮遊領域１４に設けられた井形状
の枠組み２４に、濾過砂の沈積層１３の表面と平行な方
向に超音波２３を発生させるように取付けられている場
合について説明したが、この実施の形態では、超音波発
振器が、濾過砂浮遊領域に設けられた井形状の枠組み
に、濾過砂の沈積層の表面と垂直な方向に超音波を発生
させるように取付けられている場合について説明する。

【００４０】図６はこの発明の実施の形態３による濾過
式水処理装置を示す概略的な平面図であり、図５に相当
する図である。図６は濾過式水処理装置として砂濾過水
処理装置を示している。また、図６は濾過砂を洗浄する
様子を示している。図において、３１は濾過式水処理装
置、３２は濾過砂浮遊領域１４に超音波を発生させる超
音波発振器、３３は超音波発振器３２から発振し濾過砂
浮遊領域１４に発生した超音波である。その他の構成要
素は図５で同一符号を付しているものと同一あるいは同
等である。

【００４１】この実施の形態では、超音波発振器３２は
濾過砂浮遊領域１４に設けられた井形状の枠組み２４に
取り付けられている。また、超音波発振器３２は濾過砂
の沈積層１３の表面と垂直な方向に超音波３３を発生さ
せるように取付けられている。超音波発振器３２は井形
状の枠組み２４の交差部上に取付けられ二列に並んでい
る。超音波発振器３２から発振した超音波３３は濾過砂
の沈積層１３まで到達する。

【００４２】この実施の形態３による濾過式水処理装置
３１の動作は、実施の形態１による濾過式水処理装置１
１の動作と同様である。

【００４３】以上のようにこの実施の形態３によれば、
実施の形態２と同様の効果が得られる。

【００４４】さらに、この実施の形態３によれば、超音
波発振器３２を、濾過砂浮遊領域１４に設けられた井形
状の枠組み２４に、濾過砂の沈積層１３の表面と垂直な
方向に超音波３３を発生させるように取付けるので、超
音波発振器３２から発振した超音波３３は濾過砂の沈積
層１３まで到達すればよく、超音波３３の到達距離が短
くてよいため、小さな電力で超音波発振器３２を動作さ
せることができる効果が得られる。例えば、濾過池１２
の短辺の長さは３ｍｍ〜４ｍｍ程度であり、濾過砂浮遊
領域１４の深さは３０ｃｍ程度である。

【００４５】なお、この実施の形態では、濾過砂を洗浄
するときに表洗水を注入する場合について説明したが、
表洗水を注入しなくても、上述した同様な効果が得られ
る。ただし、濾過砂を洗浄するときに表洗水を注入する
場合には、汚水処理によって濾過砂の沈積層１３の表面
に形成された不純物の膜を容易に壊すことができる効果
が得られる。

【００４６】実施の形態４．図７はこの発明の実施の形
態４による濾過式水処理装置を示す概略的な構成図であ
る。図８は図７中のＸ２方向から見た、この発明の実施
の形態４による濾過式水処理装置を示す平面図である。
図７及び図８は濾過式水処理装置として砂濾過水処理装
置を示している。また、図７及び図８は濾過砂を洗浄す
る様子を示している。図において、４１は濾過式水処理
装置、４２は砂濾過浮遊領域１４に超音波を発生させる
超音波発振器、４３は超音波発振器４２から発振し濾過
砂浮遊領域１４に発生した超音波、４４は濾過砂の沈積
層１３の上側から濾過砂の沈積層１３に向かって表洗水
を注入する表洗管（超音波発振器取付手段）、４５は濾
過池１２の外部に設置された電源、４６は超音波発振器
４２に電源４５からの電力を供給するための電力接続装
置、４７は電源４５と電力接続装置４６とを接続する電
力ケーブル、４８は超音波発振器４２と電力接続装置４
６とを接続する電力ケーブルである。その他の構成要素
は図１及び図２で同一符号を付しているものと同一ある
いは同等である。図７では逆洗水及び表洗水を注入する
様子が矢印で示されている。

【００４７】この実施の形態では、表洗管４４は濾過砂
浮遊領域１４において濾過砂の沈積層１３の表面と平行
な面内で回転する。図８では表洗管４４が回転する様子
が矢印で示されている。超音波発振器４２は表洗管４４
に取り付けられている。また、超音波発振器４２は濾過
砂の沈積層１３の表面と平行な方向に超音波４３を発生
させるように取付けられている。超音波発振器４２は表
洗管４４に沿って取り付けられ一列に並んでいる。

【００４８】図９はこの発明の実施の形態４による濾過
式水処理装置に用いる電力接続装置を示す概略的な構成
図である。図９（ａ）はブラシ型の電力接続装置を示
し、図９（ｂ）は導電性溶液カップリング型の電力接続
装置を示し、図９（ｃ）は電磁誘導型の電力接続装置を
示している。ブラシ型の電力接続装置は可動式であり、
導電性溶液カップリング型及び電磁誘導型の電力接続装
置は非接触式である。非可動式または非接触式の電力接
続装置を用いることにより、電力ケーブルが捩じれるこ
とがなく、電源４５からの電力を超音波発振器４２に供
給することができる。

【００４９】図９（ａ）において、５１は電力接続装
置、５２は導体板である。その他の構成要素は図７で同
一符号を付しているものと同一あるいは同等である。こ
の電力接続装置５１では、導体板５２が表洗管４４の回
転とともに回転する。また、電源４５に接続した電力ケ
ーブル４７がその先端を破覆した状態で導体板５２に接
触し、超音波発振器４２に電力を供給する電力ケーブル
４８が導体板５２に接続している。

【００５０】図９（ｂ）において、５３は電力接続装
置、５４ａは第１の導体板、５４ｂは第２の導体板、５
５は導電性溶液が充填された導電性溶液充填容器であ
る。その他の構成要素は図７で同一符号を付しているも
のと同一あるいは同等である。この電力接続装置５３で
は、第２の導体板５４ｂが表洗管４４の回転とともに回
転する。また、電力ケーブル４７が第１の導体板５４ａ
に接続し、電力ケーブル４８が第２の導体板５４ｂに接
続している。

【００５１】図９（ｃ）において、５６は電力接続装
置、５７ａは第１のコイル、５７ｂは第２のコイル、５
８ａは第１のコンデンサ電極板、５８ｂは第２のコンデ
ンサ電極板、５９ａは第１のフェライトコア、５９ｂは
第２のフェライトコアである。この電力接続装置５６で
は、第２のコイル５７ｂ側が表洗管４４の回転とともに
回転する。また、電力ケーブル４７が第１のコイル５７
ａに接続し、電力ケーブル４８が第２のコイル５７ｂに
接続している。

【００５２】この実施の形態４による濾過式水処理装置
４１の動作は、実施の形態１による濾過式水処理装置１
１の動作と同様である。

【００５３】以上のようにこの実施の形態４によれば、
濾過砂浮遊領域１４に超音波４３を発生させる超音波発
振器４２を備え、濾過砂を洗浄し濾過砂に吸着した不純
物を濾過砂から剥離する場合に逆洗水及び表洗水を注入
するとともに濾過砂浮遊領域１４に超音波４３を発生さ
せるので、短時間で少量の浄化水を用いて濾過砂に吸着
した不純物を濾過砂から剥離することができる効果が得
られる。

【００５４】また、この実施の形態４によれば、超音波
発振器４２を濾過砂浮遊領域１４において濾過砂の沈積
層１３の表面と平行な面内で回転する表洗管４４に取り
付けるので、少ない数の超音波発振器４２で濾過砂浮遊
領域１４全体に超音波４３を発生させることができる効
果が得られる。

【００５５】なお、この実施の形態では、濾過砂を洗浄
するときに表洗水を注入する場合について説明したが、
表洗水を注入しなくても、上述した同様な効果が得られ
る。ただし、濾過砂を洗浄するときに表洗水を注入する
場合には、汚水処理によって濾過砂の沈積層１３の表面
に形成された不純物の膜を容易に壊すことができる効果
が得られる。また、表洗水を注入しない場合には、濾過
砂浮遊領域１４において濾過砂の沈積層１３の表面と平
行な面内で回転する超音波発振器取付手段を別に設け、
それに超音波発振器４２を取り付ける必要がある。

【００５６】また、この実施の形態においても、実施の
形態３のように、超音波発振器４２を、表洗管４４に、
濾過砂の沈積層１３の表面と垂直な方向に超音波を発生
させるように取付けた場合には、超音波発振器４２から
発振した超音波４３は濾過砂の沈積層１３まで到達すれ
ばよく、超音波４３の到達距離が短くてよいため、小さ
な電力で超音波発振器４２を動作させることができる効
果が得られる。

【００５７】実施の形態５．実施の形態１から実施の形
態４では、濾過砂浮遊領域１４に超音波を発生させる超
音波発振器を備え、濾過砂を洗浄し濾過砂に吸着した不
純物を濾過砂から剥離する場合に逆洗水及び表洗水を注
入するとともに濾過砂浮遊領域１４に超音波を発生させ
る場合について説明したが、これ以後の実施の形態で
は、濾過砂浮遊領域に気泡を噴射する気泡噴射機を備
え、濾過砂を洗浄し濾過砂に吸着した不純物を濾過砂か
ら剥離する場合に逆洗水及び表洗水を注入するとともに
濾過砂浮遊領域に気泡を噴射する場合について説明す
る。

【００５８】図１０はこの発明の実施の形態５による濾
過式水処理装置を示す概略的な平面図であり、図２に相
当する図である。図１０は濾過式水処理装置として砂濾
過水処理装置を示している。また、図１０は濾過砂を洗
浄する様子を示している。図において、６１は濾過式水
処理装置、６２は濾過砂浮遊領域１４に超微細な気泡を
噴射する気泡噴射機、６３は気泡噴射機６２により噴射
された気泡である。その他の構成要素は図２で同一符号
を付しているものと同一あるいは同等である。

【００５９】図１１はこの発明の実施の形態５による濾
過式水処理装置に用いる気泡噴射機を示す概略的な構成
図である。図において、６２ａは圧縮空気が送入される
送入口、６２ｂは送入口６２ａから送入された圧縮空気
を排出する排出口である。図１１では圧縮空気が気泡噴
射機６２に送入される様子が矢印で示されている。気泡
放射機６２の送入口６２ａから送入された圧縮空気が排
出口６２ｂから排出されるとき気泡が発生する。

【００６０】この実施の形態では、気泡噴射機６２は濾
過砂浮遊領域１４に位置する濾過池１２の側壁に取付け
られている。また、気泡噴射機６２は濾過砂の沈積層の
表面と平行な方向に気泡６３を噴射するように取付けら
れている。また、気泡噴射機６２は上から見たとき四角
形状をしている濾過池１２の１つの側壁に取付けられて
いる。気泡噴射機６２により噴射された気泡６３は気泡
噴射機６２が取り付けられた側壁と対向する側壁付近ま
で到達する。

【００６１】次に動作について説明する。濾過式水処理
装置６１を用いて汚水を処理する場合、逆洗水及び表洗
水の注入を停止した状態で濾過池１２の上部から注入管
（図示せず）により濾過池１２に汚水を注入する。濾過
池１２に注入された汚水は濾過砂の沈積層に染み込む。
汚水中に含まれている不純物は濾過砂に吸着する。不純
物が濾過砂に吸着することにより不純物が取り除かれた
水は濾過池１２の底部から取出管（図示せず）により取
出される。

【００６２】濾過砂を洗浄し濾過砂に吸着した不純物を
濾過砂から剥離する場合、先ず、汚水の注入を停止す
る。その後、濾過池１２の底部から上側に向かって逆洗
管により逆洗水を注入し、濾過砂の沈積層の上側から濾
過砂の沈積層に向かって表洗管１６により表洗水を注入
する。また、逆洗水及び表洗水を注入するとともに、気
泡噴射機６２により濾過砂浮遊領域１４に超微細な気泡
６３を噴射する。逆洗水を注入することにより濾過砂の
沈積層が膨脹し、表洗水を注入することにより汚水処理
によって濾過砂の沈積層の表面に形成された不純物の膜
が壊れる。また、逆洗水及び表洗水を注入することによ
り、濾過砂の沈積層上を濾過砂が浮遊する。濾過砂の沈
積層上を浮遊する濾過砂には気泡６３が破裂するとき発
生する超音波が作用するため、濾過砂の沈積層上を浮遊
する濾過砂に吸着した不純物は濾過砂から剥離しやすく
なり、水の力で容易に剥離する。濾過砂から剥離した不
純物は、濾過池１２の上部からオーバーフローし、濾過
池１２の外側に設けられた排水溝（図示せず）を通して
外部に流出する。濾過砂から剥離した不純物の一部は、
破裂しなかった気泡６３内に入り、気泡６３と共に濾過
池１２の上部からオーバーフローする。なお、濾過砂が
濾過池１２の上部からオーバーフローしないように、逆
洗水及び表洗水を注入する。

【００６３】その後、濾過砂から剥離する不純物がなく
なると、逆洗水及び表洗水の注入並びに超音波の発振を
停止する。その後、再度、濾過池１２の上部から注入管
（図示せず）により濾過池１２に汚水を注入し、汚水処
理を行う。

【００６４】以上のようにこの実施の形態５によれば、
濾過砂浮遊領域１４に気泡６３を噴射する気泡噴射機６
２を備え、濾過砂を洗浄し濾過砂に吸着した不純物を濾
過砂から剥離する場合に逆洗水及び表洗水を注入すると
ともに濾過砂浮遊領域１４に気泡６３を噴射するので、
短時間で少量の浄化水を用いて濾過砂に吸着した不純物
を濾過砂から剥離することができる効果が得られる。

【００６５】また、この実施の形態５によれば、気泡噴
射機６２を濾過砂浮遊領域１４に位置する濾過池１２の
側壁に取付けるので、気泡噴射機６２の取付けが簡単で
あるという効果が得られる。

【００６６】なお、この実施の形態では、濾過砂を洗浄
するときに表洗水を注入する場合について説明したが、
表洗水を注入しなくても、上述した同様な効果が得られ
る。ただし、濾過砂を洗浄するときに表洗水を注入する
場合には、汚水処理によって濾過砂の沈積層の表面に形
成された不純物の膜を容易に壊すことができる効果が得
られる。

【００６７】実施の形態６．図１２はこの発明の実施の
形態６による濾過式水処理装置を示す概略的な平面図で
あり、図５に相当する図である。図１２は濾過式水処理
装置として砂濾過水処理装置を示している。また、図１
２は濾過砂を洗浄する様子を示している。図において、
７１は濾過式水処理装置、７２は濾過砂浮遊領域１４に
超微細な気泡を噴射する気泡噴射機、７３は気泡噴射機
７２により噴射された気泡、７４は濾過砂浮遊領域１４
に設けられた井形状の枠組み（気泡噴射機取付手段）で
ある。である。その他の構成要素は図５で同一符号を付
しているものと同一あるいは同等である。

【００６８】この実施の形態では、気泡噴射機７２は濾
過砂浮遊領域１４に設けられた井形状の枠組み７４に取
り付けられている。また、気泡噴射機７２は濾過砂の沈
積層の表面と平行な方向に気泡７３を噴射するように取
付けられている。気泡噴射機７２は井形状の枠組み７４
の横枠上に取付けられ二列に並んでいる。第１列目の気
泡噴射機７２から噴射した気泡７３は第２列目の気泡噴
射機７２付近まで到達し、第２列目の気泡噴射機７２か
ら噴射した気泡７３は第１列目の気泡噴射機７２が位置
する側と反対側の濾過池１２の側壁付近まで到達する。

【００６９】この実施の形態６による濾過式水処理装置
７１の動作は、実施の形態５による濾過式水処理装置６
１の動作と同様である。

【００７０】以上のようにこの実施の形態６によれば、
濾過砂浮遊領域１４に気泡７３を噴射する気泡噴射機７
２を備え、濾過砂を洗浄し濾過砂に吸着した不純物を濾
過砂から剥離する場合に逆洗水及び表洗水を注入すると
ともに濾過砂浮遊領域１４に気泡７３を噴射するので、
短時間で少量の浄化水を用いて濾過砂に吸着した不純物
を濾過砂から剥離することができる効果が得られる。

【００７１】また、この実施の形態６によれば、気泡噴
射機７２を濾過砂浮遊領域１４に設けられた井形状の枠
組み７４に取り付けるので、濾過池１２が広い場合でも
広範囲に気泡噴射機７２を取り付けることができ、濾過
砂浮遊領域１４全体に気泡７３を噴射することができる
効果が得られる。

【００７２】なお、この実施の形態では、濾過砂を洗浄
するときに表洗水を注入する場合について説明したが、
表洗水を注入しなくても、上述した同様な効果が得られ
る。ただし、濾過砂を洗浄するときに表洗水を注入する
場合には、汚水処理によって濾過砂の沈積層の表面に形
成された不純物の膜を容易に壊すことができる効果が得
られる。

【００７３】実施の形態７．実施の形態６では、気泡噴
射機７２が、濾過砂浮遊領域１４に設けられた井形状の
枠組み７４の横枠上に取付けられている場合について説
明したが、この実施の形態では、気泡噴射機が、濾過砂
浮遊領域に設けられた井形状の枠組みの横枠上だけでな
く縦枠上にも取付けられている場合について説明する。

【００７４】図１３はこの発明の実施の形態７による濾
過式水処理装置を示す概略的な平面図であり、図１２に
相当する図である。図１３は濾過式水処理装置として砂
濾過水処理装置を示している。また、図１３は濾過砂を
洗浄する様子を示している。図において、８１は濾過式
水処理装置、８２は濾過砂浮遊領域１４に超微細な気泡
を噴射する気泡噴射機、８３は気泡噴射機８２により噴
射された気泡である。その他の構成要素は図１２で同一
符号を付しているものと同一あるいは同等である。

【００７５】この実施の形態では、気泡噴射機８２は濾
過砂浮遊領域１４に設けられた井形状の枠組み７４に取
り付けられている。また、気泡噴射機８２は濾過砂の沈
積層の表面と平行な方向に気泡８３を噴射するように取
付けられている。気泡噴射機８２は井形状の枠組み８４
の横枠上及び縦枠上に取付けられ井形状に並んでいる。

【００７６】この実施の形態７による濾過式水処理装置
８１の動作は、実施の形態５による濾過式水処理装置６
１の動作と同様である。

【００７７】以上のようにこの実施の形態７によれば、
実施の形態６と同様の効果が得られる。なお、この実施
の形態では、濾過砂を洗浄するときに表洗水を注入する
場合について説明したが、表洗水を注入しなくても、上
述した同様な効果が得られる。ただし、濾過砂を洗浄す
るときに表洗水を注入する場合には、汚水処理によって
濾過砂の沈積層の表面に形成された不純物の膜を容易に
壊すことができる効果が得られる。

【００７８】実施の形態８．図１４はこの発明の実施の
形態８による濾過式水処理装置を示す概略的な平面図で
あり、図８に相当する図である。図１４は濾過式水処理
装置として砂濾過水処理装置を示している。また、図１
４は濾過砂を洗浄する様子を示している。図において、
９１は濾過式水処理装置、９２は濾過砂浮遊領域１４に
超微細な気泡を噴射する気泡噴射機、９３は気泡噴射機
９２により噴射された気泡、９４は濾過砂の沈積層の上
側から濾過砂の沈積層に向かって表洗水を注入する表洗
管（気泡噴射機取付手段）である。その他の構成要素は
図８で同一符号を付しているものと同一あるいは同等で
ある。

【００７９】この実施の形態では、表洗管９４は濾過砂
浮遊領域１４において濾過砂の沈積層の表面と平行な面
内で回転する。図１４では表洗管９４が回転する様子が
矢印で示されている。気泡噴射機９２は表洗管９４に取
り付けられている。また、気泡噴射機９２は濾過砂の沈
積層の表面と平行な方向に気泡９３を発生させるように
取付けられている。

【００８０】この実施の形態８による濾過式水処理装置
９１の動作は、実施の形態５による濾過式水処理装置６
１の動作と同様である。

【００８１】以上のようにこの実施の形態８によれば、
濾過砂浮遊領域１４に気泡９３を噴射する気泡噴射機９
２を備え、濾過砂を洗浄し濾過砂に吸着した不純物を濾
過砂から剥離する場合に逆洗水及び表洗水を注入すると
ともに濾過砂浮遊領域１４に気泡９３を発生させるの
で、短時間で少量の浄化水を用いて濾過砂に吸着した不
純物を濾過砂から剥離することができる効果が得られ
る。

【００８２】また、この実施の形態８によれば、気泡噴
射機９２を濾過砂浮遊領域１４において濾過砂の沈積層
の表面と平行な面内で回転する表洗管９４に取り付ける
ので、少ない数の気泡噴射機９２で濾過砂浮遊領域１４
全体に気泡９３を噴射することができる効果が得られ
る。

【００８３】なお、この実施の形態では、濾過砂を洗浄
するときに表洗水を注入する場合について説明したが、
表洗水を注入しなくても、上述した同様な効果が得られ
る。ただし、濾過砂を洗浄するときに表洗水を注入する
場合には、汚水処理によって濾過砂の沈積層の表面に形
成された不純物の膜を容易に壊すことができる効果が得
られる。また、表洗水を注入しない場合には、濾過砂浮
遊領域１４において濾過砂の沈積層の表面と平行な面内
で回転する気泡噴射機取付手段を別に設け、それに気泡
噴射機９２を取り付ける必要がある。

【００８４】なお、上述した各実施の形態では、濾過式
水処理装置として、濾過担体に濾過砂を用いる砂濾過水
処理装置について説明したが、濾過担体に活性炭を用い
る活性体水処理装置であっても同様の効果が得られる。

【００８５】また、上述した実施の形態４及び実施の形
態８についてのみ、表洗管が回転するものである場合に
ついて説明したが、その他の実施の形態についてもスペ
ースさえ確保されれば、表洗管は回転するものであって
もよい。

【００８６】また、上述した実施の形態５から実施の形
態８では、気泡を噴射する方向が濾過砂の沈積層の表面
と平行な方向である場合について説明したが、気泡を噴
射する方向は装置の構成によって適宜変更すればよい。

【００８７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、濾過
式水処理装置は、濾過担体浮遊領域に超音波を発生させ
る超音波発振器を備えるように構成したので、短時間で
少量の浄化水を用いて濾過担体に吸着した不純物を濾過
担体から剥離することができる効果がある。

【００８８】この発明によれば、濾過式水処理装置は、
濾過担体の沈積層の上側から濾過担体の沈積層に向かっ
て表洗水を注入する表洗管を備えるように構成したの
で、汚水処理によって濾過担体の沈積層の表面に形成さ
れた不純物の膜を容易に壊すことができる効果がある。

【００８９】この発明によれば、超音波発振器を、濾過
担体浮遊領域に位置する濾過池の側壁に取り付けるよう
に構成したので、超音波発振器の取付けが簡単であると
いう効果がある。

【００９０】この発明によれば、超音波発振器を、濾過
担体浮遊領域に設けられた超音波発振器取付手段に取付
けるように構成したので、広範囲に超音波発振器を取り
付けることができ、濾過砂浮遊領域全体に超音波を発生
させることができる効果がある。

【００９１】この発明によれば、超音波発振器を、濾過
担体浮遊領域において濾過担体の沈積層の表面と平行な
面内で回転する超音波発振器取付手段に取付けるように
構成したので、少ない数の超音波発振器で濾過砂浮遊領
域全体に超音波を発生させることができる効果がある。

【００９２】この発明によれば、超音波発振器を、濾過
担体の沈積層の表面と垂直な方向に超音波を発生させる
ように取付けるように構成したので、小さな電力で超音
波発振器を動作させることができる効果がある。

【００９３】この発明によれば、濾過担体に吸着した不
純物を、逆洗水を注入するとともに、濾過担体浮遊領域
に超音波を発生させることにより濾過担体から剥離する
ように構成したので、短時間で少量の浄化水を用いて濾
過砂に吸着した不純物を濾過砂から剥離することができ
る効果がある。

【００９４】この発明によれば、濾過式水処理装置は、
濾過担体浮遊領域に気泡を噴射する気泡噴射機を備える
ように構成したので、短時間で少量の浄化水を用いて濾
過砂に吸着した不純物を濾過砂から剥離することができ
る効果がある。

【００９５】この発明によれば、濾過式水処理装置は、
濾過担体の沈積層の上側から濾過担体の沈積層に向かっ
て表洗水を注入する表洗管を備えるように構成したの
で、汚水処理によって濾過担体の沈積層の表面に形成さ
れた不純物の膜を容易に壊すことができる効果がある。

【００９６】この発明によれば、気泡噴射機を、濾過担
体浮遊領域に位置する濾過池の側壁に取り付けるように
構成したので、気泡噴射機の取付けが簡単であるという
効果がある。

【００９７】この発明によれば、気泡噴射機を、濾過担
体浮遊領域に設けられた気泡噴射機取付手段に取付ける
ように構成したので、広範囲に気泡噴射機を取り付ける
ことができ、濾過砂浮遊領域全体に気泡を噴射すること
ができる効果がある。

【００９８】この発明によれば、気泡噴射機を、濾過担
体浮遊領域において濾過担体の沈積層の表面と平行な面
内で回転する気泡噴射機取付手段に取付けるように構成
したので、少ない数の気泡噴射機で濾過砂浮遊領域全体
に気泡を噴射することができる効果がある。

【００９９】この発明によれば、濾過担体に吸着した不
純物を、逆洗水を注入するとともに、濾過担体浮遊領域
に気泡を噴射することにより濾過担体から剥離するよう
に構成したので、短時間で少量の浄化水を用いて濾過砂
に吸着した不純物を濾過砂から剥離することができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による濾過式水処理
装置を示す概略的な構成図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による濾過式水処理
装置を示す概略的な平面図である。

【図３】 濾過砂から剥離する不純物の重量と洗浄時間
との関係を定性的に示す特性図である。

【図４】 この発明の実施の形態２による濾過式水処理
装置を示す概略的な構成図である。

【図５】 この発明の実施の形態２による濾過式水処理
装置を示す概略的な平面図である。

【図６】 この発明の実施の形態３による濾過式水処理
装置を示す概略的な平面図である。

【図７】 この発明の実施の形態４による濾過式水処理
装置を示す概略的な構成図である。

【図８】 この発明の実施の形態４による濾過式水処理
装置を示す平面図である。

【図９】 この発明の実施の形態４による濾過式水処理
装置に用いる電力接続装置を示す概略的な構成図であ
る。

【図１０】 この発明の実施の形態５による濾過式水処
理装置を示す平面図である。

【図１１】 この発明の実施の形態５による濾過式水処
理装置に用いる気泡噴射機を示す概略的な構成図であ
る。

【図１２】 この発明の実施の形態６による濾過式水処
理装置を示す平面図である。

【図１３】 この発明の実施の形態７による濾過式水処
理装置を示す平面図である。

【図１４】 この発明の実施の形態８による濾過式水処
理装置を示す平面図である。

【図１５】 従来の濾過式水処理装置を示す概略的な構
成図である。

【符号の説明】 １１，２１，３１，４１，６１，７１，８１，９１ 濾
過式水処理装置、１２濾過池、１３ 濾過砂の沈積層
（濾過担体の沈積層）、１４ 濾過砂浮遊領域（濾過担
体浮遊領域）、１５ 逆洗管、１６ 表洗管、１７，２
２，３２，４２超音波発振器、２４ 井形状の枠組み
（超音波発振器取付手段）、４４ 表洗管（超音波発振
器取付手段）、６２，７２，８２，９２ 気泡噴射機、
７４ 井形状の枠組み（気泡噴射機取付手段）、９４
表洗管（気泡噴射機取付手段）。

フロントページの続き (72)発明者 実森 彰郎 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 中堀 一郎 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 坂口 功 大阪府枚方市村野高見台７−２ 大阪府水 道部内 Ｆターム(参考） 4D024 AA04 AB04 BA01 BB07 BC01 BC04 DA06 DA07 DB02 DB03 DB10 4D041 BA00 BB04 BC01 BC02 BC14 BC22 BC25 BC33 BC39 BC43 BD03 CB04 CC01

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 濾過池と、該濾過池に装填された濾過担
   体の沈積層と、該濾過担体の沈積層上に位置する、濾過
   担体の洗浄時に濾過担体が浮遊する濾過担体浮遊領域
   と、上記濾過池の底部から上側に向かって逆洗水を注入
   する逆洗管とを備えた濾過式水処理装置において、 上記濾過担体浮遊領域に超音波を発生させる超音波発振
   器を備えたことを特徴とする濾過式水処理装置。
2. 【請求項２】 濾過担体の沈積層の上側から該濾過担体
   の沈積層に向かって表洗水を注入する表洗管を備えたこ
   とを特徴とする請求項１記載の濾過式水処理装置。
3. 【請求項３】 超音波発振器は、濾過担体浮遊領域に位
   置する濾過池の側壁に取り付けられていることを特徴と
   する請求項１記載の濾過式水処理装置。
4. 【請求項４】 超音波発振器は、濾過担体浮遊領域に設
   けられた超音波発振器取付手段に取付けられていること
   を特徴とする請求項１記載の濾過式水処理装置。
5. 【請求項５】 超音波発振器は、濾過担体浮遊領域にお
   いて濾過担体の沈積層の表面と平行な面内で回転する超
   音波発振器取付手段に取付けられていることを特徴とす
   る請求項１記載の濾過式水処理装置。
6. 【請求項６】 超音波発振器は、濾過担体の沈積層の表
   面と垂直な方向に超音波を発生させるように取付けられ
   ていることを特徴とする請求項４または請求項５記載の
   濾過式水処理装置。
7. 【請求項７】 濾過池と、該濾過池に装填された濾過担
   体の沈積層と、該濾過担体の沈積層上に位置する、濾過
   担体の洗浄時に濾過担体が浮遊する濾過担体浮遊領域
   と、上記濾過池の底部から上側に向かって逆洗水を注入
   する逆洗管とを備えた濾過式水処理装置における濾過担
   体に吸着した不純物を、逆洗水を注入するとともに、上
   記濾過担体浮遊領域に超音波を発生させることにより濾
   過担体から剥離することを特徴とする濾過担体洗浄方
   法。
8. 【請求項８】 濾過池と、該濾過池に装填された濾過担
   体の沈積層と、該濾過担体の沈積層上に位置する、濾過
   担体の洗浄時に濾過担体が浮遊する濾過担体浮遊領域
   と、上記濾過池の底部から上側に向かって逆洗水を注入
   する逆洗管とを備えた濾過式水処理装置において、 上記濾過担体浮遊領域に気泡を噴射する気泡噴射機を備
   えたことを特徴とする濾過式水処理装置。
9. 【請求項９】 濾過担体の沈積層の上側から該濾過担体
   の沈積層に向かって表洗水を注入する表洗管を備えたこ
   とを特徴とする請求項８記載の濾過式水処理装置。
10. 【請求項１０】 気泡噴射機は、濾過担体浮遊領域に位
    置する濾過池の側壁に取り付けられていることを特徴と
    する請求項８記載の濾過式水処理装置。
11. 【請求項１１】 気泡噴射機は、濾過担体浮遊領域に設
    けられた気泡噴射機取付手段に取付けられていることを
    特徴とする請求項８記載の濾過式水処理装置。
12. 【請求項１２】 気泡噴射機は、濾過担体浮遊領域にお
    いて濾過担体の沈積層の表面と平行な面内で回転する気
    泡噴射機取付手段に取付けられていることを特徴とする
    請求項８記載の濾過式水処理装置。
13. 【請求項１３】 濾過池と、該濾過池に装填された濾過
    担体の沈積層と、該濾過担体の沈積層上に位置する、濾
    過担体の洗浄時に濾過担体が浮遊する濾過担体浮遊領域
    と、上記濾過池の底部から上側に向かって逆洗水を注入
    する逆洗管とを備えた濾過式水処理装置における濾過担
    体に吸着した不純物を、逆洗水を注入するとともに、上
    記濾過担体浮遊領域に気泡を噴射することにより濾過担
    体から剥離することを特徴とする濾過担体洗浄方法。