JP2002172385A - 濾過砂の目詰まり抑制装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 濾過池の濾過砂の目詰まり解消にかかる処理
の時間間隔を長くする装置を提供する。 【解決手段】 濾過砂５に水を通過させて不純物を除去
する濾過池１に用いる装置であって、濾過砂５表面付近
に開口した水の流入口８に向けてマイクロ気泡２を放出
する気泡発生装置４を配し、流入直後の水に生成したマ
イクロ気泡２を接触させてこのマイクロ気泡２に不純物
を吸着させて水面にまで浮上させ、この水面に開口した
オーバーフロー管９から余剰の水と共に不純物を回収す
ることで、目詰まりに寄与する不純物が沈降しないよう
にする濾過砂５の目詰まり抑制装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水道水を得るため
に物理的異物を除去する濾過砂の目詰まりを抑制する装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】水道水は、河川から揚水した後、不純物
を取り除いて供給する。前記不純物の除去は濾過池の濾
過砂に水を通過させる手段を利用している(上段の貯水
部に汲み上げた水を中段の濾過砂に通じて下段の浄水部
から除去後の水を得る)。このため、濾過砂には径時的
に細かな物理的異物が蓄積し、いわゆる目詰まりを生じ
ることになる。従来は、こうした目詰まりを解消するた
めに、(a)廃棄及び交換(定期的又は目標とする濾過能力
が一定程度低下した後、濾過砂を新たに入れ替え、目詰
まりした濾過砂は廃棄)か、(b)洗浄による再生(一度取
り出した濾過砂を別途洗浄して戻す)していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】目詰まりを起こした濾
過砂の廃棄及び交換や洗浄による再生には、多大なコス
トが必要な上、何よりも処理の間は濾過池の使用停止と
いう好ましくない状態をもたらす問題があった。十分な
物理的異物の除去を実現するには濾過砂の使用は避けら
れないが、前述のようなコスト及び濾過池の使用停止の
観点から、できる限り処理の時間間隔を長くすることが
望まれている。そこで、完全な防止に至らないまでも、
できる限り濾過砂の目詰まり解消にかかる処理の時間間
隔を長くする装置を開発するため、検討した。

【０００４】

【課題を解決するための手段】検討の結果開発したもの
が、濾過砂に水を通過させて不純物を除去する濾過池に
用いる装置であり、濾過砂表面付近に開口した水の流入
口に向けてマイクロ気泡を放出する気泡発生装置を配
し、流入直後の水に生成したマイクロ気泡を接触させて
このマイクロ気泡に不純物を吸着させて水面にまで浮上
させ、この水面に開口したオーバーフロー管から余剰の
水と共に不純物を回収することで、目詰まりに寄与する
不純物が沈降しないようにする濾過砂の目詰まり抑制装
置である。

【０００５】マイクロ気泡とは、直径が40μm程度の気
泡を意味し、一般には略球形(水圧による変形がほとん
どない)で、液体中を略直上に浮上する気泡を意味す
る。このマイクロ気泡は、気液界面吸着性を有し、本発
明においては濾過砂の目詰まりとなる細かな不純物を吸
着する働きを有し、マイクロ気泡に吸着させた不純物を
浮上させ、オーバーフロー管から回収することで、不純
物の沈降を抑制する。前記気液界面吸着性では、単なる
不純物だけではなく、水中に溶けにくい物質、疎水基又
は親水基を有する不純物をも吸着させることができる。
この結果、マイクロ気泡は浄水作用をも発揮するが、本
発明では特に濾過砂の目詰まりを抑制する働きに利用す
るため、とりわけ流入口近傍でマイクロ気泡を発生させ
ることが肝要となる(好適条件)。

【０００６】上記好適条件を実現するには、マイクロ気
泡が集中して流入口に向けて放出できるように気泡放出
口を設けた気泡導管を気泡発生装置に接続するとよい。
いくら気泡発生装置を流入口近傍に配しても、そのまま
放出すればマイクロ気泡は拡散するので、気泡導管によ
りマイクロ気泡に方向性を付与して放出するわけであ
る。具体的には、流入口を略中心として螺旋状に巻回
し、略中心に向けて気泡放出口を開口した気泡導管を例
示できる。気泡導管の螺旋ピッチが狭すぎると、流入口
からの水の流入に対して抵抗を発生させるので、十分に
空けておくほうが好ましい。マイクロ気泡は、螺旋内側
に集中して気泡領域を形成し、この気泡領域に向けて水
が流入してくるので、効率よくマイクロ気泡と水とを接
触させることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図を参照しながら説明する。図１は一般的な濾過池１に
対して本発明の目詰まり防止装置を適用した状態を表す
斜視図、図２は同濾過池１の断面図、図３はマイクロ気
泡２の吸着作用を説明する原理図、図４は螺旋状に巻回
した気泡導管３を備えた目詰まり防止装置の適用例を示
す図１相当斜視図であり、図５は図４中Ａ矢視拡大断面
図である。

【０００８】図１又は図４から明らかなように、本発明
の目詰まり防止装置は既存の濾過池１を大きく改造する
ことなく、基本的には気泡発生装置４又は気泡導管３の
追加のみで済むため、コスト的に負担とならず、むしろ
濾過砂５の延命を図るので、メンテナンスを含むコスト
を低減できる効果を有する。

【０００９】濾過池１は、図１に見られるように、大き
く上段の貯水部６、中段の濾過砂５及び下段の浄水部７
とに分けることができ、濾過対象となる水は下段方向か
ら濾過砂５を通過して濾過砂５表面に開口した流入口８
から貯水部６へと流入する。貯水部６に過剰な水が流入
した場合、貯水部６の水面に開口したオーバーフロー管
９から余剰の水が排水できる。本発明では、マイクロ気
泡に不純物を吸着させた後、オーバーフロー管９から余
剰の水と共に不純物を回収することで、沈降によって濾
過砂５を詰まらせる不純物を沈降前に回収し、目詰まり
を抑制する。

【００１０】気泡発生装置４は、図１及び図２に見られ
るように、流入口８近傍からオーバーフロー管９に向け
てマイクロ気泡２を放出する(図１中マイクロ気泡は放
出方向矢印で代表)。これにより、マイクロ気泡２に吸
着した不純物は、マイクロ気泡２と共に上昇しながら、
基本的にはオーバーフロー管９方向へ移動することにな
る。これに対し、水は従来同様に自然沈降に従って濾過
砂５を通過し、マイクロ気泡２によって回収されなかっ
た不純物が取り除かれる。

【００１１】マイクロ気泡２は、図３に見られるよう
に、直径40μm程度(半径20μm程度)の非常に細かな気泡
であり、自身が有する気液界面吸着性により、物理的な
不純物10のみならず、疎水基又は親水基を有する不純物
11をも吸着させて、水面に向けて浮上させる。本発明を
適用しない濾過池でも、これらの不純物が浮上し、オー
バーフロー管から回収されることも考えられるが、基本
的な水の流れが流入口から濾過砂に向けて形成されてい
るため、必ずしも不純物の移動先が特定できない。本発
明は、マイクロ気泡を利用することで、不純物が水面方
向に移動し、オーバーフロー管から回収できるように導
く補助装置である。

【００１２】本発明をよりよく利用するには、流入口８
から流入する水とマイクロ気泡とをできる限り緊密に接
触させることに尽きる。そのため、マイクロ気泡を特定
方向に放出する気泡導管３を気泡発生装置４に接続する
とよい。この気泡導管３の好適な構造として、図４に示
すような螺旋状に巻回した構造を示すことができる。本
例の気泡導管３は、図５に見られるように、放出口を構
成する放出溝12を内周に連続して開口してあり、マイク
ロ気泡２が気泡発生装置４から気泡導管３に沿って螺旋
状に上昇しながら適宜放出溝12から放出できるようにな
っている(図４中マイクロ気泡は放出方向矢印で代表)。
また、流入口８からの水の流入を妨げないように、螺旋
ピッチは気泡導管３の倍として、大きく隙間13を開けて
いる。

【００１３】

【発明の効果】本発明の目詰まり抑制装置により、濾過
池の濾過砂の目詰まりを抑制できるようになり、廃棄及
び交換や洗浄による再生といった濾過砂の目詰まり解消
にかかる処理の時間間隔を長くすることができるように
なる。マイクロ気泡が回収できる不純物は、マイクロ気
泡の浮力により浮上可能な大きさのものだけなので、す
べての不純物を回収することはできず、したがって濾過
砂の隙間にはなお不純物が詰まっていくが、濾過砂の濾
過作用を妨げる多くの不純物が事前に回収できるため、
濾過砂の目詰まり解消にかかる処理は、従来より大幅に
時間間隔を延ばすことができる。これにより、廃棄及び
交換や洗浄による再生といったコストを低減でき、高い
経済的効果を実現するわけである。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的な濾過池に対して本発明の目詰まり防止
装置を適用した状態を表す斜視図である。

【図２】同濾過池の断面図である。

【図３】マイクロ気泡の吸着作用を説明する原理図であ
る。

【図４】螺旋状に巻回した気泡導管を備えた目詰まり防
止装置の適用例を示す図１相当斜視図である。

【図５】図４中Ａ矢視拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 濾過池 ２ マイクロ気泡 ３ 気泡導管 ４ 気泡発生装置 ５ 濾過砂 ６ 貯水部 ７ 浄水部 ８ 流入口 ９ オーバーフロー管 10 物理的な不純物 11 疎水基又は親水基を有する不純物 12 放出溝 13 隙間

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 濾過砂に水を通過させて不純物を除去す
   る濾過池に用いる装置であって、濾過砂表面付近に開口
   した水の流入口に向けてマイクロ気泡を放出する気泡発
   生装置を配し、流入直後の水に生成したマイクロ気泡を
   接触させて該マイクロ気泡に不純物を吸着させて水面に
   まで浮上させ、該水面に開口したオーバーフロー管から
   余剰の水と共に不純物を回収することで、目詰まりに寄
   与する不純物が沈降しないようにしてなる濾過砂の目詰
   まり抑制装置。
2. 【請求項２】 マイクロ気泡が集中して流入口に向けて
   放出できるように気泡放出口を設けた気泡導管を気泡発
   生装置に接続した請求項１記載の濾過砂の目詰まり抑制
   装置。
3. 【請求項３】 気泡導管は流入口を略中心として螺旋状
   に巻回し、略中心に向けて気泡放出口を開口した請求項
   ２記載の濾過砂の目詰まり抑制装置。