JP2002527220A - 間欠的に流れる水の供給とともに使用される緩速濾過器及びその使用方法 - Google Patents
間欠的に流れる水の供給とともに使用される緩速濾過器及びその使用方法Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は新規な間欠型緩速濾過器及び間欠型濾過器を用いた方法に関する。本発明はより詳細には、間欠的に動作せられる場合においてなおその効果を維持し、間欠的な濾過器の動作を妨げることなく定期的に掃除することが可能な新規な緩速濾過器に関する。緩速濾過装置は、上部及び下部を有する容器と、該容器の上部内の給水口であって、水の供給部に接続された給水口と、容器の少なくとも下部を充填する濾過材であって、給水口の下方に上面がある濾過材と、濾過材の上面上のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層と、容器の下部内の濾過材の上面の下方に位置する出水口と、容器の上部内の水位を濾過材の上面の上方の保守水位に維持する、上部内の水位維持機構とを備え、前記保守水位は、（１）前記給水口から容器内の水の上面に落下する水がシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層を著しく揺動することのないような充分に深い保守水位と、（２）給水口を通じた水の流れがない場合においてもシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層が生きた状態に保たれるように、水面の上の空気からの酸素が水中に拡散してシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層に到達するような充分に浅い保守水位とのバランスがとられた水位である。
Description
【０００１】 （発明の分野） 本発明は新規な間欠型緩速濾過器及び間欠型濾過器を用いた方法に関する。本
発明はより詳細には、間欠的に動作せられる場合においてなおその効果を維持し
、間欠的な濾過器の動作を妨げることなく定期的に掃除することが可能な新規な
緩速濾過器に関する。
発明はより詳細には、間欠的に動作せられる場合においてなおその効果を維持し
、間欠的な濾過器の動作を妨げることなく定期的に掃除することが可能な新規な
緩速濾過器に関する。
【０００２】 （発明の背景） 緩速濾過器は、細菌、寄生虫、ジアルジアのシスト、クリプトスポリジウムの
オーシスト、及びウイルスを除去するうえで有効であることが知られている。細
菌、寄生虫、及びウイルスは殺菌消毒によって殺すか不活化することが可能であ
るが、休眠状態のシスト及びオーシストは消毒薬をかなり重点的に用いないかぎ
り殺菌消毒に対して非常に高い耐性を有する。緩速濾過器を使用して清浄な水を
直接飲用に供したり、逆浸透や限外濾過のような更なる処置に供するための水を
得ることが可能であるが、これらの処理を行うにはいずれも非常に清浄度の高い
水を必要とする。
オーシスト、及びウイルスを除去するうえで有効であることが知られている。細
菌、寄生虫、及びウイルスは殺菌消毒によって殺すか不活化することが可能であ
るが、休眠状態のシスト及びオーシストは消毒薬をかなり重点的に用いないかぎ
り殺菌消毒に対して非常に高い耐性を有する。緩速濾過器を使用して清浄な水を
直接飲用に供したり、逆浸透や限外濾過のような更なる処置に供するための水を
得ることが可能であるが、これらの処理を行うにはいずれも非常に清浄度の高い
水を必要とする。
【０００３】 従来技術においては、連続的な水の供給を必要とし、連続的に流れる水ととも
に使用することを意図した緩速濾過器が知られている。このような従来技術の緩
速濾過器が、パイパー（Ｐｙｐｅｒ）に付与された米国特許第５，０３２，２６
１号に記載されている。この緩速濾過器では部分的に砂を充填した容器が用いら
れる。緩速濾過器には給水口と出水口が設けられる。酸素を含有する水が約０．
０８ｍ／時またはこれよりも若干大きな流速にて砂を通じて連続的に流れ、流れ
る水に対して砂が濾過効果を与える。更に、数日間にわたって酸素を含有する流
水中に砂が浸漬される場合、初めにはほとんど見られなかった有用な好気性の生
物層が砂の上部に形成される。この層はシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅ
ｕｋｅ）と呼ばれ、藻類、プランクトン、珪藻類、原生動物、及び細菌などの多
様な生物から形成される。シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）は濾
過器を連続的に通過する原水に含まれる有機物を捕捉し、部分的に消化及び分解
する。有機物はシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）上に蓄積し、簡
単な無機塩類が形成される。同時に、原水中の不活性の浮遊粒子が砂によって物
理的に除去される。
に使用することを意図した緩速濾過器が知られている。このような従来技術の緩
速濾過器が、パイパー（Ｐｙｐｅｒ）に付与された米国特許第５，０３２，２６
１号に記載されている。この緩速濾過器では部分的に砂を充填した容器が用いら
れる。緩速濾過器には給水口と出水口が設けられる。酸素を含有する水が約０．
０８ｍ／時またはこれよりも若干大きな流速にて砂を通じて連続的に流れ、流れ
る水に対して砂が濾過効果を与える。更に、数日間にわたって酸素を含有する流
水中に砂が浸漬される場合、初めにはほとんど見られなかった有用な好気性の生
物層が砂の上部に形成される。この層はシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅ
ｕｋｅ）と呼ばれ、藻類、プランクトン、珪藻類、原生動物、及び細菌などの多
様な生物から形成される。シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）は濾
過器を連続的に通過する原水に含まれる有機物を捕捉し、部分的に消化及び分解
する。有機物はシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）上に蓄積し、簡
単な無機塩類が形成される。同時に、原水中の不活性の浮遊粒子が砂によって物
理的に除去される。
【０００４】 しかしながらこうした緩速濾過器は、郊外の別荘のように水の供給が間欠的で
あるような場合には有効ではない。こうした場合、従来の緩速濾過器は滞流状態
（酸素が失われる）となり、シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）は
酸素の欠乏のために死滅してしまう。この難点のため、従来技術の緩速濾過器の
使用は限定されてしまう。
あるような場合には有効ではない。こうした場合、従来の緩速濾過器は滞流状態
（酸素が失われる）となり、シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）は
酸素の欠乏のために死滅してしまう。この難点のため、従来技術の緩速濾過器の
使用は限定されてしまう。
【０００５】 ハルバート（Ｈｕｌｂｅｒｔ）等に付与された１９８８年８月２３日発行の米
国特許第４，７６５，８９２号には、蓋のない濾過槽内に砂の層と濾過性能を高
めるうえで有効量のゼオライトが入れられた緩速濾過システムが開示されている
。このゼオライト上に、藻類、プランクトン、珪藻類、原生動物、輪形動物、及
び細菌からなる群から選択される生物の層からなるシュマッツデッケ（ｓｃｈｍ
ｕｔｚｄｅｕｋｅ）が生育する。
国特許第４，７６５，８９２号には、蓋のない濾過槽内に砂の層と濾過性能を高
めるうえで有効量のゼオライトが入れられた緩速濾過システムが開示されている
。このゼオライト上に、藻類、プランクトン、珪藻類、原生動物、輪形動物、及
び細菌からなる群から選択される生物の層からなるシュマッツデッケ（ｓｃｈｍ
ｕｔｚｄｅｕｋｅ）が生育する。
【０００６】 ビッシャー（Ｖｉｓｓｃｈｅｒ）等による「地域の水供給のための緩速濾過池
」（技術文献番号Ｎｏ．２４、地域の水供給及び公衆衛生のための国際委託セン
ター）（オランダ、ハーグ）１９８７年、３１頁）（Slow Sand Filtration for
Community Water Supply, Technical Pape r No. 24, International Referenc
e Centre for Community Water Supply and Sanitation, The Hague, The Nethe
rlands, 1987, page31 ）には、「濾過器の動作再開後４〜５時間後には許容範
囲以上の細菌学的汚染物が形成されることが結論として示された」ことにより、
緩速濾過器においては間欠的動作を行うべきではない旨が述べられている。同様
に、ヒュースマン（Ｈｕｉｓｍａｎ）による「緩速濾過」（世界保健機関、ジュ
ネーブ、１９７４年、３２頁）には、緩速濾過器はできるだけ一定の濾過速度に
て動作させるべきである旨の教示がある。したがって、従来技術における理解は
、緩速濾過器は間欠的に動作させるべきではないというものであった。間欠的と
は、ハルバート（Ｈｕｌｂｅｒｔ）の米国特許第４，７６５，８９２号に述べら
れるように、保守整備のために緩速濾過器の動作を時々停止させるということで
はなく、濾過器を通じた水の流れがない間シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄ
ｅｕｋｅ）が生きており、緩速濾過器の動作が維持されることを意味するもので
ある。本発明とは異なり、ハルバートの濾過器は保守整備の際に掃除され、シュ
マッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）は濾過器が再び使用されるまで生存
しない。
」（技術文献番号Ｎｏ．２４、地域の水供給及び公衆衛生のための国際委託セン
ター）（オランダ、ハーグ）１９８７年、３１頁）（Slow Sand Filtration for
Community Water Supply, Technical Pape r No. 24, International Referenc
e Centre for Community Water Supply and Sanitation, The Hague, The Nethe
rlands, 1987, page31 ）には、「濾過器の動作再開後４〜５時間後には許容範
囲以上の細菌学的汚染物が形成されることが結論として示された」ことにより、
緩速濾過器においては間欠的動作を行うべきではない旨が述べられている。同様
に、ヒュースマン（Ｈｕｉｓｍａｎ）による「緩速濾過」（世界保健機関、ジュ
ネーブ、１９７４年、３２頁）には、緩速濾過器はできるだけ一定の濾過速度に
て動作させるべきである旨の教示がある。したがって、従来技術における理解は
、緩速濾過器は間欠的に動作させるべきではないというものであった。間欠的と
は、ハルバート（Ｈｕｌｂｅｒｔ）の米国特許第４，７６５，８９２号に述べら
れるように、保守整備のために緩速濾過器の動作を時々停止させるということで
はなく、濾過器を通じた水の流れがない間シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄ
ｅｕｋｅ）が生きており、緩速濾過器の動作が維持されることを意味するもので
ある。本発明とは異なり、ハルバートの濾過器は保守整備の際に掃除され、シュ
マッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）は濾過器が再び使用されるまで生存
しない。
【０００７】 ハルバートによって述べられるような、濾過材の上の水の深さが６０ｃｍ〜２
．４４ｍである緩速濾過器では、間欠動作が行われる間に水流が停止されるとシ
ュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）は直ぐに死に始め、酸素欠乏のた
めに一晩で死滅する。これはシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）の
酸素要求量の理論的計算値から示される。
．４４ｍである緩速濾過器では、間欠動作が行われる間に水流が停止されるとシ
ュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）は直ぐに死に始め、酸素欠乏のた
めに一晩で死滅する。これはシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）の
酸素要求量の理論的計算値から示される。
【０００８】 （発明の概要） 本発明は、緩速濾過装置を提供するものである。本発明の緩速濾過装置は、上
部及び下部を有する容器と、容器の上部内の給水口であって、水の供給部に接続
された給水口と、容器の少なくとも下部を充填する濾過材であって、給水口の下
方に上面がある濾過材と、濾過材の上面上のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚ
ｄｅｕｋｅ）層と、容器の下部内の濾過材の上面の下方に位置する出水口と、容
器の上部内の水位を濾過材の上面の上方の保守水位に維持する、上部内の水位維
持機構とを備え、前記の保守水位は、（１）給水口から容器内の水の上面に落下
する水がシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層を著しく揺動するこ
とのないような充分に深い保守水位と、（２）給水口を通じた水の流れがない場
合においてもシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層が生きた状態に
保たれるように、水面の上の空気からの酸素が水中に拡散してシュマッツデッケ
（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層に到達するような充分に浅い保守水位とのバラ
ンスがとられた水位である。
部及び下部を有する容器と、容器の上部内の給水口であって、水の供給部に接続
された給水口と、容器の少なくとも下部を充填する濾過材であって、給水口の下
方に上面がある濾過材と、濾過材の上面上のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚ
ｄｅｕｋｅ）層と、容器の下部内の濾過材の上面の下方に位置する出水口と、容
器の上部内の水位を濾過材の上面の上方の保守水位に維持する、上部内の水位維
持機構とを備え、前記の保守水位は、（１）給水口から容器内の水の上面に落下
する水がシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層を著しく揺動するこ
とのないような充分に深い保守水位と、（２）給水口を通じた水の流れがない場
合においてもシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層が生きた状態に
保たれるように、水面の上の空気からの酸素が水中に拡散してシュマッツデッケ
（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層に到達するような充分に浅い保守水位とのバラ
ンスがとられた水位である。
【０００９】 緩速濾過装置は、保守水位の上方においてディフューザを備え、給水口からの
水は、保守水位の上面及びその下の濾過材に達する前にディフューザを通過する
。
水は、保守水位の上面及びその下の濾過材に達する前にディフューザを通過する
。
【００１０】 水位維持機構は、出水口に接続されるとともに保守水位へと上方に延びる管を
有することが可能である。水位維持機構は濾過材の上面の上方約１ｃｍ〜８ｃｍ
の間、または、濾過材の上面の上方約１ｃｍ〜５ｃｍの間に水位を維持すること
が可能である。濾過材としては石英砂を使用することが可能である。緩速濾過装
置は、給水口に接続された給水線と、該給水線に制御可能に水を供給するための
給水制御手段とを備えることが可能である。
有することが可能である。水位維持機構は濾過材の上面の上方約１ｃｍ〜８ｃｍ
の間、または、濾過材の上面の上方約１ｃｍ〜５ｃｍの間に水位を維持すること
が可能である。濾過材としては石英砂を使用することが可能である。緩速濾過装
置は、給水口に接続された給水線と、該給水線に制御可能に水を供給するための
給水制御手段とを備えることが可能である。
【００１１】 緩速濾過装置は、前記の容器内の上方水位を検出するための第１の水位検出器
と、容器内の下方水位を検出するための第２の水位検出器と、第１及び第２の容
器内水位検出器からの信号を受信して、保守水位が所望の保守水位範囲内に維持
されるように前記給水部制御手段に信号を与えるべく接続されたコントローラと
を備えることが可能である。
と、容器内の下方水位を検出するための第２の水位検出器と、第１及び第２の容
器内水位検出器からの信号を受信して、保守水位が所望の保守水位範囲内に維持
されるように前記給水部制御手段に信号を与えるべく接続されたコントローラと
を備えることが可能である。
【００１２】 緩速濾過装置は、コントローラに容器内の水位が異常に高いことを示す信号を
与えるために接続された高水位検出器を更に備えることが可能である。 ディフューザは該ディフューザ上に蓄積する水を容器内の水の上にディフュー
ザを通じて滴下させる複数の別個の孔を有することが可能である。
与えるために接続された高水位検出器を更に備えることが可能である。 ディフューザは該ディフューザ上に蓄積する水を容器内の水の上にディフュー
ザを通じて滴下させる複数の別個の孔を有することが可能である。
【００１３】 緩速濾過装置は、出水口に接続された水槽と、該水槽内の高水位及び低水位を
検出するための第１及び第２の水槽水位検出器と、前記の容器の出水口から水槽
への水の流量を制御するための流量制御部とを更に備えることが可能である。緩
速濾過装置は、装置の給水口に接続された原水槽と、該原水槽から緩速濾過装置
への水の流量を制御するための制御部とを備えることが可能である。
検出するための第１及び第２の水槽水位検出器と、前記の容器の出水口から水槽
への水の流量を制御するための流量制御部とを更に備えることが可能である。緩
速濾過装置は、装置の給水口に接続された原水槽と、該原水槽から緩速濾過装置
への水の流量を制御するための制御部とを備えることが可能である。
【００１４】 緩速濾過装置は、濾過材の上面を掃除する機構を有することが可能である。掃
除機構は手動にて動作せられる機械的攪拌器であり得る。機械的攪拌器は、濾過
材の上面に接触する攪拌ブレードと、攪拌器を手動にて回転させることを可能と
する回転可能な軸及びハンドルを有することが可能である。攪拌ブレードは、ス
クレーパブレード、スクレーパ歯、スクレーパパドル、Ｌ字状スクレーパ、及び
Ｔ字状スクレーパのいずれかを有することが可能である。機械的攪拌器は、容器
の上部内に配置された水ディフューザに回転可能に軸支することが可能である。
除機構は手動にて動作せられる機械的攪拌器であり得る。機械的攪拌器は、濾過
材の上面に接触する攪拌ブレードと、攪拌器を手動にて回転させることを可能と
する回転可能な軸及びハンドルを有することが可能である。攪拌ブレードは、ス
クレーパブレード、スクレーパ歯、スクレーパパドル、Ｌ字状スクレーパ、及び
Ｔ字状スクレーパのいずれかを有することが可能である。機械的攪拌器は、容器
の上部内に配置された水ディフューザに回転可能に軸支することが可能である。
【００１５】 本発明は更に、緩速濾過装置を動作させる方法であって、該濾過装置は、容器
と、該容器を部分的に充填する濾過材と、該濾過材の上方に配される給水口と、
濾過材の内部の出水口とを備える方法において、容器内の水位を、濾過材の上面
の上方において、（１）給水口から容器内の水の上面に落下する水がシュマッツ
デッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層を著しく揺動することのないような充分
に深い保守水位と、（２）給水口を通じた水の流れがない場合においてもシュマ
ッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層が生きた状態に保たれるように、水
面の上の空気からの酸素が水中に拡散してシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄ
ｅｕｋｅ）層に到達するような充分に浅い保守水位とのバランスがとられた水位
に維持する工程を含む方法を提供するものである。
と、該容器を部分的に充填する濾過材と、該濾過材の上方に配される給水口と、
濾過材の内部の出水口とを備える方法において、容器内の水位を、濾過材の上面
の上方において、（１）給水口から容器内の水の上面に落下する水がシュマッツ
デッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層を著しく揺動することのないような充分
に深い保守水位と、（２）給水口を通じた水の流れがない場合においてもシュマ
ッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層が生きた状態に保たれるように、水
面の上の空気からの酸素が水中に拡散してシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄ
ｅｕｋｅ）層に到達するような充分に浅い保守水位とのバランスがとられた水位
に維持する工程を含む方法を提供するものである。
【００１６】 （発明の特定実施形態の詳細な説明） その構成が間欠的動作を意図したものではない緩速濾過器において間欠的動作
を行うと充分に機能しないことは環境技術者の間では一般に知られたことである
（「地域の水供給のための緩速濾過池」（ビッシャー（Ｖｉｓｓｃｈｅｒ）等）
（技術論文Ｎｏ．２４、地域の水供給及び公衆衛生のための国際委託センター）
（オランダ、ハーグ）及び「緩速濾過」（アメリカン・ソサイエティー・オブ・
シビル・エンジニアの環境工学部門の緩速濾過事業推進委員会による報告書、１
９９１年））（Slow Sand Filtration for Community Water Supply, Vissher,
Paramasivan, Raman and Heinjnen, Technical Paper Series No. 24, Internat
ional Reference Centre for Community Water Supply and Sanitation, The Ha
gue, The Netherlands; Slow Sand Filtration, a report prepared by the Tas
k Committee on Slow Sand Filtration of the Environmental Engineering Div
ision of the American Society of Civil Engineers, 1991）。緩速濾過器の性
能は、砂面上の水の溶存酸素濃度の低下にともなって低下することが報告されて
いる（「濾過水の質に対する緩速濾過器の間欠的動作の影響」、パラマシバン（
Ｐａｒａｍａｓｉｖａｎ）等、１９８０年、インディアン・ジャーナル・オブ・
エンバイロメンタル・ヘルス誌、２２巻、２号、１３６〜１５０頁）（Effect o
f Intermittent Operation of Slow Sand Filters on Filtered Water Quality,
Paramasivan, Joshi, Dhage and Taijne, 1980, Indian Journal of Environme
ntal He alth, Vol. 22, No. 2, p. 136-150 ）。これらの結果は、フルスケー
ルの連続稼動を行う緩速濾過器において供給天然水の処理を観察することによっ
て得られたものである。
を行うと充分に機能しないことは環境技術者の間では一般に知られたことである
（「地域の水供給のための緩速濾過池」（ビッシャー（Ｖｉｓｓｃｈｅｒ）等）
（技術論文Ｎｏ．２４、地域の水供給及び公衆衛生のための国際委託センター）
（オランダ、ハーグ）及び「緩速濾過」（アメリカン・ソサイエティー・オブ・
シビル・エンジニアの環境工学部門の緩速濾過事業推進委員会による報告書、１
９９１年））（Slow Sand Filtration for Community Water Supply, Vissher,
Paramasivan, Raman and Heinjnen, Technical Paper Series No. 24, Internat
ional Reference Centre for Community Water Supply and Sanitation, The Ha
gue, The Netherlands; Slow Sand Filtration, a report prepared by the Tas
k Committee on Slow Sand Filtration of the Environmental Engineering Div
ision of the American Society of Civil Engineers, 1991）。緩速濾過器の性
能は、砂面上の水の溶存酸素濃度の低下にともなって低下することが報告されて
いる（「濾過水の質に対する緩速濾過器の間欠的動作の影響」、パラマシバン（
Ｐａｒａｍａｓｉｖａｎ）等、１９８０年、インディアン・ジャーナル・オブ・
エンバイロメンタル・ヘルス誌、２２巻、２号、１３６〜１５０頁）（Effect o
f Intermittent Operation of Slow Sand Filters on Filtered Water Quality,
Paramasivan, Joshi, Dhage and Taijne, 1980, Indian Journal of Environme
ntal He alth, Vol. 22, No. 2, p. 136-150 ）。これらの結果は、フルスケー
ルの連続稼動を行う緩速濾過器において供給天然水の処理を観察することによっ
て得られたものである。
【００１７】 発明者は、砂（または他の濾過材）の上の静止水位を、 （１）生物有機的水処理層（シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）
と呼ばれる）が、乾燥したり、流入する水の供給により揺動されることによって
シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層に穿孔し、未処理の原水がシ
ュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層を通過してしまうことのないよ
うに所定の最小深さを上回る深さ、且つ、 （２）シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）が酸素の欠乏した停滞
水によって死滅することのないよう、空気中の酸素がシュマッツデッケ（ｓｃｈ
ｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層に達するように所定の最大深さよりも小さい深さに維持
することにより、 シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）を、間欠的動作条件下におい
ても生きた状態に保ち、水が間欠的に供給される場合においても緩速濾過器の有
効性を維持することが可能であることを発見した。静止水位、すなわち保守水位
は、緩速濾過器が、動作していない、すなわち水を供給するために使用されてい
ないときの緩速濾過器内の水位として定義される。
と呼ばれる）が、乾燥したり、流入する水の供給により揺動されることによって
シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層に穿孔し、未処理の原水がシ
ュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層を通過してしまうことのないよ
うに所定の最小深さを上回る深さ、且つ、 （２）シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）が酸素の欠乏した停滞
水によって死滅することのないよう、空気中の酸素がシュマッツデッケ（ｓｃｈ
ｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層に達するように所定の最大深さよりも小さい深さに維持
することにより、 シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）を、間欠的動作条件下におい
ても生きた状態に保ち、水が間欠的に供給される場合においても緩速濾過器の有
効性を維持することが可能であることを発見した。静止水位、すなわち保守水位
は、緩速濾過器が、動作していない、すなわち水を供給するために使用されてい
ないときの緩速濾過器内の水位として定義される。
【００１８】 本発明の間欠的に動作する緩速濾過器のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄ
ｅｕｋｅ）は通常、少なくとも１回の週末を生き延びることが可能であり、濾過
器を通じて水が流される或る期間から次の期間までの水の流れがまったくない条
件下で少なくとも１週間生き延びることが可能である。こうした状況は郊外の別
荘を住人が離れている期間に発生しうる。最終的には、水流のない期間が長期に
わたる場合、シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）は酸素の欠乏では
なく、食料の不足のために死滅する。緩速濾過器を通じた水の流れがまったくな
い期間においてシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）が４８時間より
も長い時間にわたって生存できるため、本発明は従来技術と比較して大きな進歩
である。
ｅｕｋｅ）は通常、少なくとも１回の週末を生き延びることが可能であり、濾過
器を通じて水が流される或る期間から次の期間までの水の流れがまったくない条
件下で少なくとも１週間生き延びることが可能である。こうした状況は郊外の別
荘を住人が離れている期間に発生しうる。最終的には、水流のない期間が長期に
わたる場合、シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）は酸素の欠乏では
なく、食料の不足のために死滅する。緩速濾過器を通じた水の流れがまったくな
い期間においてシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）が４８時間より
も長い時間にわたって生存できるため、本発明は従来技術と比較して大きな進歩
である。
【００１９】 従来技術において、以前にはシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）
は水が流されていない緩速濾過器内では速やかに死滅するものと考えられていた
ためこれは驚くべき発見である。
は水が流されていない緩速濾過器内では速やかに死滅するものと考えられていた
ためこれは驚くべき発見である。
【００２０】 緩速濾過器の正常な連続動作では時間とともに厚みを増す生物層（シュマッツ
デッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ））が形成される。この結果、水の流れが減
少する。したがって連続的システムでは緩速濾過器を時々停止させてシュマッツ
デッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層の一部を剥離することによって層の厚さ
を物理的に小さくすることが必要である。したがって本発明の緩速濾過器の間欠
的動作によれば、生物層（シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ））が
多少の飢餓状態におかれ、その厚さが減少して水流が実際に改善されるために、
２次的な利点が与えられるものである。
デッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ））が形成される。この結果、水の流れが減
少する。したがって連続的システムでは緩速濾過器を時々停止させてシュマッツ
デッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層の一部を剥離することによって層の厚さ
を物理的に小さくすることが必要である。したがって本発明の緩速濾過器の間欠
的動作によれば、生物層（シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ））が
多少の飢餓状態におかれ、その厚さが減少して水流が実際に改善されるために、
２次的な利点が与えられるものである。
【００２１】 間欠的動作を行う緩速濾過器の一実施形態では、持ち上げられた管内で水を堰
き止め、緩速濾過器の容器内の水位を一定に維持する。この容器は給水口及び出
水口を有し、砂もしくは他の濾過材によって部分的に満たされている。緩速濾過
器内の出水口からの管は、砂の上側において、水槽へと下降する手前で望ましい
水位にまで上方に持ち上げられている。水は、水流が間欠的なものである場合で
も、砂の上側の水位が望ましい水位となるまで管及び容器内へと逆流する。濾過
媒体の上にはシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）が自動的かつ自然
に形成される。濾過媒体として微細な石英砂を用い、周辺温度（約２１℃）にて
手動により動作するこうした緩速濾過器では、水位は濾過媒体の上約１ｃｍより
も上かつ緩速砂フィルタの上面の上約８ｃｍよりも下の位置に維持される。
き止め、緩速濾過器の容器内の水位を一定に維持する。この容器は給水口及び出
水口を有し、砂もしくは他の濾過材によって部分的に満たされている。緩速濾過
器内の出水口からの管は、砂の上側において、水槽へと下降する手前で望ましい
水位にまで上方に持ち上げられている。水は、水流が間欠的なものである場合で
も、砂の上側の水位が望ましい水位となるまで管及び容器内へと逆流する。濾過
媒体の上にはシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）が自動的かつ自然
に形成される。濾過媒体として微細な石英砂を用い、周辺温度（約２１℃）にて
手動により動作するこうした緩速濾過器では、水位は濾過媒体の上約１ｃｍより
も上かつ緩速砂フィルタの上面の上約８ｃｍよりも下の位置に維持される。
【００２２】 間欠的動作を行う本発明に基く緩速濾過器の別の一実施形態では、濾過器の非
使用時において、水位は所望の最低保守水位に自動的に保たれるか、部分的に満
たされた容器内の砂（または他の濾過材）の上面の上側の望ましい水位の範囲内
に保たれる。緩速濾過器内の最低及び最高水位を検知するシステムによって自動
制御が与えられる。水は、ポンプから、あるいは弁によって制御される重力にし
たがった流れから供給される。緩速濾過器から水が取り出されない期間、水位は
、手動式緩速濾過器について上記に特定されたような範囲内の所望の保守水位に
保たれる。
使用時において、水位は所望の最低保守水位に自動的に保たれるか、部分的に満
たされた容器内の砂（または他の濾過材）の上面の上側の望ましい水位の範囲内
に保たれる。緩速濾過器内の最低及び最高水位を検知するシステムによって自動
制御が与えられる。水は、ポンプから、あるいは弁によって制御される重力にし
たがった流れから供給される。緩速濾過器から水が取り出されない期間、水位は
、手動式緩速濾過器について上記に特定されたような範囲内の所望の保守水位に
保たれる。
【００２３】 自動的に間欠動作を行う緩速濾過器からの水は、好ましくは水槽に供給される
。この水槽内の水位は、上限及び下限水位検出器と、容器から水槽への出水線上
に設けられる弁との組合せを用いることにより所望の範囲内にやはり制御するこ
とが可能である。
。この水槽内の水位は、上限及び下限水位検出器と、容器から水槽への出水線上
に設けられる弁との組合せを用いることにより所望の範囲内にやはり制御するこ
とが可能である。
【００２４】 本発明に基いた間欠的動作を行う緩速濾過器の構成及び動作は、連続的動作を
行う緩速濾過器が停止された場合に生じる問題を解消すべく慎重に開発されたも
のである。間欠的動作を行う緩速濾過器についてはまた、供給される天然水を用
いて野外及び実験室条件の両方において多くの試験が行われている（「間欠的に
動作せられる緩速濾過: 新しい水処理方法」（ブズニスによる学位論文）（Ｂ．
Ｂｕｚｕｎｉｓ）カルガリー大学、１９９５年）（M. Eng. Thesis by B. Buzun
is, entitled Int ermittently Operated Slow Sand Filtration: A New Water
Treatment Process, University of Calgary, 1995 ）。天然水の供給を用いた
間欠的に動作せられる緩速濾過器のパイロットスタディにより、砂層の表面にお
ける溶存酸素濃度は、緩速濾過器が間欠的に動作せられる場合であっても、濾過
器の性能を損なうことのない充分に高い濃度に保つことが可能であることが示さ
れた。これに対し、上述のパラマシバン（Ｐａｒａｍａｓｉｖａｎ）等の研究に
よれば、連続稼動される大規模な緩速濾過池は、同様の長さの複数の期間におい
て運転が停止される場合に機能しなくなることが報告されている。
行う緩速濾過器が停止された場合に生じる問題を解消すべく慎重に開発されたも
のである。間欠的動作を行う緩速濾過器についてはまた、供給される天然水を用
いて野外及び実験室条件の両方において多くの試験が行われている（「間欠的に
動作せられる緩速濾過: 新しい水処理方法」（ブズニスによる学位論文）（Ｂ．
Ｂｕｚｕｎｉｓ）カルガリー大学、１９９５年）（M. Eng. Thesis by B. Buzun
is, entitled Int ermittently Operated Slow Sand Filtration: A New Water
Treatment Process, University of Calgary, 1995 ）。天然水の供給を用いた
間欠的に動作せられる緩速濾過器のパイロットスタディにより、砂層の表面にお
ける溶存酸素濃度は、緩速濾過器が間欠的に動作せられる場合であっても、濾過
器の性能を損なうことのない充分に高い濃度に保つことが可能であることが示さ
れた。これに対し、上述のパラマシバン（Ｐａｒａｍａｓｉｖａｎ）等の研究に
よれば、連続稼動される大規模な緩速濾過池は、同様の長さの複数の期間におい
て運転が停止される場合に機能しなくなることが報告されている。
【００２５】 砂層表面のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）によって溶存酸素
が消費される速度は、砂層表面における微生物、有機物及び無機物の蓄積（全体
として生物層またはシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）として知ら
れる）の程度の関数であり、この蓄積が如何にして生じるか（連続的または間欠
的な濾過器の動作の仕方）の関数ではない。砂層上の水深が大きい、連続動作せ
られる濾過器の稼動が停止された場合と、同じ水深を有する間欠動作せられる濾
過器の稼動が停止または中断された場合とでは、両方の濾過器が似たような生物
層を有し、停止及び／または中断の長さが同様であるものとして、同様の溶存酸
素の消費を示すことになる。したがって完全に稼動が停止された連続動作型濾過
器と休止状態の間欠動作型濾過器とから得られる結果は同等のものである。した
がってパラマシバン（Ｐａｒａｍａｓｉｖａｎ）等の連続動作型緩速濾過装置に
関する研究は間欠動作型緩速濾過装置にもあてはまるものである。
が消費される速度は、砂層表面における微生物、有機物及び無機物の蓄積（全体
として生物層またはシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）として知ら
れる）の程度の関数であり、この蓄積が如何にして生じるか（連続的または間欠
的な濾過器の動作の仕方）の関数ではない。砂層上の水深が大きい、連続動作せ
られる濾過器の稼動が停止された場合と、同じ水深を有する間欠動作せられる濾
過器の稼動が停止または中断された場合とでは、両方の濾過器が似たような生物
層を有し、停止及び／または中断の長さが同様であるものとして、同様の溶存酸
素の消費を示すことになる。したがって完全に稼動が停止された連続動作型濾過
器と休止状態の間欠動作型濾過器とから得られる結果は同等のものである。した
がってパラマシバン（Ｐａｒａｍａｓｉｖａｎ）等の連続動作型緩速濾過装置に
関する研究は間欠動作型緩速濾過装置にもあてはまるものである。
【００２６】 図１及び２を参照すると、間欠的な水の供給とともに用いられる、本発明に基
いた、手動にて動作せられる緩速濾過器が示されている。この装置は人の居住施
設でスタンドアローンの間欠的使用を意図したものである。緩速濾過器は上部１
４と下部１６を有する水密容器１２を備える。容器１２は台部すなわち支持スタ
ンド１３上に支持されている。容器１２は好ましくは高さが約１ｍ〜１．２ｍで
あり、変化する断面積を有するが、家庭用の用途では約４０ｃｍの直径を有する
。容器１２はＰＶＣなどのプラスチック、コンクリート、または飲用水を入れる
のに適した他の材料から製造される。容器１２の上部１４は蓋１８によって覆わ
れる。蓋１８は埃や他の破片が容器１２に入ることを防ぐために容器１２の開放
した上端を完全に覆うものでなければならない。
いた、手動にて動作せられる緩速濾過器が示されている。この装置は人の居住施
設でスタンドアローンの間欠的使用を意図したものである。緩速濾過器は上部１
４と下部１６を有する水密容器１２を備える。容器１２は台部すなわち支持スタ
ンド１３上に支持されている。容器１２は好ましくは高さが約１ｍ〜１．２ｍで
あり、変化する断面積を有するが、家庭用の用途では約４０ｃｍの直径を有する
。容器１２はＰＶＣなどのプラスチック、コンクリート、または飲用水を入れる
のに適した他の材料から製造される。容器１２の上部１４は蓋１８によって覆わ
れる。蓋１８は埃や他の破片が容器１２に入ることを防ぐために容器１２の開放
した上端を完全に覆うものでなければならない。
【００２７】 容器１２の開放した上端は水の取り入れ口を形成し、容器１２の開放上端より
水を注ぎ込むことが可能である。容器１２の下部１６は洗浄された微細な石英砂
２０または緩速濾過器における使用に適した他の濾過材（例えばパイパー（Ｐｉ
ｐｅｒ）に付与された米国特許第５，０３２，２６１号に述べられるような）に
て４０ｃｍ以上の深さにまで充填される。容器１２の下部１６の基部には出水口
２２が形成される。出水口２２の下端は、砂層２０の下に配される砂利２４の排
水層、ならびに砂利２４内に埋設され、容器１２の下部１６に形成された孔から
外部に延びて、上端において吐水口２８として終端する、孔が開けられた排水管
２６を有する。排水管２６は、ここに述べられるすべての管と同様、孔が開けら
れた直径約１２ｍｍのＰＶＣ管であり、孔開けされた管２６の底面に沿って中心
間に２５ｍｍの間隔をおいて直径３ｍｍの孔が形成されている。砂２４内の排水
管２６は１２ｍｍ径のＰＶＣキャップ２７にて一端が密封されている。砂利２４
は好ましくは洗浄された１９ｍｍ径の石英砂利かまたはこれに類するものである
。管２６の孔開けされた端部は、孔開けされた管２６の最高部よりも上に約５ｃ
ｍの深さの砂利がおかれるように砂利２４内に埋設される。
水を注ぎ込むことが可能である。容器１２の下部１６は洗浄された微細な石英砂
２０または緩速濾過器における使用に適した他の濾過材（例えばパイパー（Ｐｉ
ｐｅｒ）に付与された米国特許第５，０３２，２６１号に述べられるような）に
て４０ｃｍ以上の深さにまで充填される。容器１２の下部１６の基部には出水口
２２が形成される。出水口２２の下端は、砂層２０の下に配される砂利２４の排
水層、ならびに砂利２４内に埋設され、容器１２の下部１６に形成された孔から
外部に延びて、上端において吐水口２８として終端する、孔が開けられた排水管
２６を有する。排水管２６は、ここに述べられるすべての管と同様、孔が開けら
れた直径約１２ｍｍのＰＶＣ管であり、孔開けされた管２６の底面に沿って中心
間に２５ｍｍの間隔をおいて直径３ｍｍの孔が形成されている。砂２４内の排水
管２６は１２ｍｍ径のＰＶＣキャップ２７にて一端が密封されている。砂利２４
は好ましくは洗浄された１９ｍｍ径の石英砂利かまたはこれに類するものである
。管２６の孔開けされた端部は、孔開けされた管２６の最高部よりも上に約５ｃ
ｍの深さの砂利がおかれるように砂利２４内に埋設される。
【００２８】 容器１２内の水位３０は、砂層２０の上面２１よりも上の最低水位と最高水位
との間、好ましくは砂層２０の上面の上１ｃｍ〜８ｃｍの範囲となるように維持
される。これは容器１２に適当な印をつけることによって行われる。容器内の水
は例として２１℃の周囲温度（加温されていない）で、周囲圧（大気圧）下にお
かれる。下方水位である１ｃｍは、シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋ
ｅ）を殺し、容器１２内の水３０の上面に落下する水による揺動のためにシュマ
ッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層２１が揺動される原因となるシュマ
ッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層２１の乾燥を防止するうえで充分な
深さとして選択される。
との間、好ましくは砂層２０の上面の上１ｃｍ〜８ｃｍの範囲となるように維持
される。これは容器１２に適当な印をつけることによって行われる。容器内の水
は例として２１℃の周囲温度（加温されていない）で、周囲圧（大気圧）下にお
かれる。下方水位である１ｃｍは、シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋ
ｅ）を殺し、容器１２内の水３０の上面に落下する水による揺動のためにシュマ
ッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層２１が揺動される原因となるシュマ
ッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層２１の乾燥を防止するうえで充分な
深さとして選択される。
【００２９】 上方水位３０は、滞留を防止するうえで充分に浅くなるように選択される。滞
流とは、新鮮な原水供給のない期間において水３０の水面の上の空気からシュマ
ッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層２１への酸素の輸送がなくなること
である。ここで用いられる「滞流」なる語は、砂層２０の上面に形成されるシュ
マッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）２１の上の水深が深すぎ、水中の酸
素が欠乏してシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）が死滅するような
状態を云うものである。シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層２１
が水中の酸素を使い果し、シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）２１
の上の水深が深すぎて水３０の上の空気がシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄ
ｅｕｋｅ）層２１に到達できない場合に層２１は死滅する。実際の上方水位３０
は濾過材の種類及び周囲温度に部分的に依存するものと考えられ、実験的に決定
することが容易に可能である。発明者は２１℃における微細石英砂では１ｃｍ〜
８ｃｍの範囲が有益であることを見出した。一般に最高水位３０は低いほど（た
だし１ｃｍよりは高い）好ましい。したがって水の変動範囲は１ｃｍ〜５ｃｍで
あることが好ましい。
流とは、新鮮な原水供給のない期間において水３０の水面の上の空気からシュマ
ッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層２１への酸素の輸送がなくなること
である。ここで用いられる「滞流」なる語は、砂層２０の上面に形成されるシュ
マッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）２１の上の水深が深すぎ、水中の酸
素が欠乏してシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）が死滅するような
状態を云うものである。シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層２１
が水中の酸素を使い果し、シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）２１
の上の水深が深すぎて水３０の上の空気がシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄ
ｅｕｋｅ）層２１に到達できない場合に層２１は死滅する。実際の上方水位３０
は濾過材の種類及び周囲温度に部分的に依存するものと考えられ、実験的に決定
することが容易に可能である。発明者は２１℃における微細石英砂では１ｃｍ〜
８ｃｍの範囲が有益であることを見出した。一般に最高水位３０は低いほど（た
だし１ｃｍよりは高い）好ましい。したがって水の変動範囲は１ｃｍ〜５ｃｍで
あることが好ましい。
【００３０】 水位は、管２６を、吐水口２８にて示される所望の水位にまで出水口から上方
に延ばすことによって維持することが可能である。このようにして維持された水
位を参照符号３０にて示してある。この水位３０は、緩速濾過器が動作させられ
ていない場合においても、すなわち濾過器に原水が補給されていない場合におい
ても、最低水位に維持される。これは休止状態として知られる。図２は、最初の
動作状態における濾過器１２の上部１４を立断面図にて示したものである。稼動
時において、最初に原水が導入されると図２に示されるように水位は初め上昇し
、濾過された水が砂層２０、砂利２４を通過し、管２６に設けられた孔から流出
するにしたがって図１に示されるように所望の水位にまで次第に低下する。濾過
された水はバケツや他の適当な飲用水槽３２に回収されるか、あるいは後の図に
おいて示されるように携帯型水槽に汲み出される。こうした条件下ではシュマッ
ツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）は砂層の上層２１に自然に形成される。
に延ばすことによって維持することが可能である。このようにして維持された水
位を参照符号３０にて示してある。この水位３０は、緩速濾過器が動作させられ
ていない場合においても、すなわち濾過器に原水が補給されていない場合におい
ても、最低水位に維持される。これは休止状態として知られる。図２は、最初の
動作状態における濾過器１２の上部１４を立断面図にて示したものである。稼動
時において、最初に原水が導入されると図２に示されるように水位は初め上昇し
、濾過された水が砂層２０、砂利２４を通過し、管２６に設けられた孔から流出
するにしたがって図１に示されるように所望の水位にまで次第に低下する。濾過
された水はバケツや他の適当な飲用水槽３２に回収されるか、あるいは後の図に
おいて示されるように携帯型水槽に汲み出される。こうした条件下ではシュマッ
ツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）は砂層の上層２１に自然に形成される。
【００３１】 稼動時において容器１２の上から水が加えられると慎重に加えないかぎりデリ
ケートなシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層２１を揺動させる。
傷つきやすいシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層２１が揺動され
ることを防止するため、図４に示されるもののような任意の適当な手段によって
容器１２の壁の砂層２０のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層２
１の上方に固定されるディフューザ３４を備えることが好ましい。ディフューザ
３４は原水を均一に拡散させ、原水が濾過器に供給される速度よりも大きな速度
で原水を分配する性能を有するものでなければならない。ディフューザ３４は図
５及び６により詳細に示されているが、約１ｃｍ間隔で２ｍｍ径の孔が開けられ
ており、砂層２０のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層２１の上
方約１０ｃｍで少なくとも図１に示される所望の水位３０よりも高い位置に設け
られる。稼動時に容器１２に入れられる水は、初めディフューザ３４の上に溜ま
り、シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層２１上にこれを揺動させ
ることなく次第に滴下される。
ケートなシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層２１を揺動させる。
傷つきやすいシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層２１が揺動され
ることを防止するため、図４に示されるもののような任意の適当な手段によって
容器１２の壁の砂層２０のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層２
１の上方に固定されるディフューザ３４を備えることが好ましい。ディフューザ
３４は原水を均一に拡散させ、原水が濾過器に供給される速度よりも大きな速度
で原水を分配する性能を有するものでなければならない。ディフューザ３４は図
５及び６により詳細に示されているが、約１ｃｍ間隔で２ｍｍ径の孔が開けられ
ており、砂層２０のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層２１の上
方約１０ｃｍで少なくとも図１に示される所望の水位３０よりも高い位置に設け
られる。稼動時に容器１２に入れられる水は、初めディフューザ３４の上に溜ま
り、シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層２１上にこれを揺動させ
ることなく次第に滴下される。
【００３２】 稼動時には、容器１２は最高水位と最低水位の間の所望の水位３０にまで水に
よって満たされ、シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層２１が生存
する。濾過器を最も簡単な形態にて動作させるには、蓋１８を外して原水を容器
１２の上より注ぎ込む。この後、濾過された水は飲用水槽３２に流れはじめる。
濾過された水は、シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層２１の上の
水位３０が放水管吐水口２８の最下部の下方となるまで濾過器から排水される。
稼動時には生きているシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層２１の
厚さは時間とともに増す。シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層２
１の厚さがこれによって濾過器を通じた水の流速が許容される程度を下回るまで
に大きくなった場合、保守整備を行うことが必要である。保守整備では通常、１
乃至２ｃｍの砂をシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層２１ととも
に除去する。手動にて動作せられる濾過器では掃除の１日後には動作可能な状態
に戻ると考えられる。
よって満たされ、シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層２１が生存
する。濾過器を最も簡単な形態にて動作させるには、蓋１８を外して原水を容器
１２の上より注ぎ込む。この後、濾過された水は飲用水槽３２に流れはじめる。
濾過された水は、シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層２１の上の
水位３０が放水管吐水口２８の最下部の下方となるまで濾過器から排水される。
稼動時には生きているシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層２１の
厚さは時間とともに増す。シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層２
１の厚さがこれによって濾過器を通じた水の流速が許容される程度を下回るまで
に大きくなった場合、保守整備を行うことが必要である。保守整備では通常、１
乃至２ｃｍの砂をシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層２１ととも
に除去する。手動にて動作せられる濾過器では掃除の１日後には動作可能な状態
に戻ると考えられる。
【００３３】 原水の間欠的供給とともに使用される自動動作型緩速濾過器が図３〜８に示さ
れている。この自動装置は、家庭の水栓に、連続して利用可能であってしばしば
断続する濾過飲用水の供給を家人の関与なくして行うことを意図したものである
。図３に示される自動緩速濾過器は、図１に示される容器１２と同様の構成及び
サイズを有する上部４４及び下部４６ならびに同様の蓋４８を備えた水密の円筒
状容器４２を含む。原水給水管４９が容器４２の上部４４の壁を貫通して設けら
れ、下方を向いた原水取り入れ口を与える。容器４２の下部４６は、図１に示さ
れる濾過材２０と同様の石英砂などの濾過材５０にて４０ｃｍ以上（例 ６１ｃ
ｍ）の深さにまで充填される。
れている。この自動装置は、家庭の水栓に、連続して利用可能であってしばしば
断続する濾過飲用水の供給を家人の関与なくして行うことを意図したものである
。図３に示される自動緩速濾過器は、図１に示される容器１２と同様の構成及び
サイズを有する上部４４及び下部４６ならびに同様の蓋４８を備えた水密の円筒
状容器４２を含む。原水給水管４９が容器４２の上部４４の壁を貫通して設けら
れ、下方を向いた原水取り入れ口を与える。容器４２の下部４６は、図１に示さ
れる濾過材２０と同様の石英砂などの濾過材５０にて４０ｃｍ以上（例 ６１ｃ
ｍ）の深さにまで充填される。
【００３４】 容器４２の下部４６には出水層５２が形成される。容器４２の底部の出水層５
２には、濾過砂層５０の下に配される砂利の排水層５４、及び砂利層５４に付随
する孔開き管５６が含まれる。管５６はエンドキャップ５７を有する。管５６は
砂利層５４内に配され、容器４２の下部４６に形成された孔を通じて外部に延び
る。砂利層５４と砂層５０とは好ましくは地層膜５３によって分離される。管５
６は飲用水槽６２に延びる（図７及び８に示される）。管５６は少なくとも２０
ｃｍの砂利５４内に埋設されることが好ましい。原水取り込み口４９を通じた流
速は、砂層５１の上層の上の水位を維持してシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚ
ｄｅｕｋｅ）層５１を生きた状態に維持するために、濾過砂層５０を通じた最大
流速よりも大きくなければならない。
２には、濾過砂層５０の下に配される砂利の排水層５４、及び砂利層５４に付随
する孔開き管５６が含まれる。管５６はエンドキャップ５７を有する。管５６は
砂利層５４内に配され、容器４２の下部４６に形成された孔を通じて外部に延び
る。砂利層５４と砂層５０とは好ましくは地層膜５３によって分離される。管５
６は飲用水槽６２に延びる（図７及び８に示される）。管５６は少なくとも２０
ｃｍの砂利５４内に埋設されることが好ましい。原水取り込み口４９を通じた流
速は、砂層５１の上層の上の水位を維持してシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚ
ｄｅｕｋｅ）層５１を生きた状態に維持するために、濾過砂層５０を通じた最大
流速よりも大きくなければならない。
【００３５】 水位５５はシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層５１の上１ｃｍ
〜８ｃｍの間でなければならず、好ましくは１ｃｍ〜５ｃｍの間である。１ｃｍ
及び５ｍの高さに配されたセンサを用いてこれらの限界内に水位が収まるように
することが可能である。
〜８ｃｍの間でなければならず、好ましくは１ｃｍ〜５ｃｍの間である。１ｃｍ
及び５ｍの高さに配されたセンサを用いてこれらの限界内に水位が収まるように
することが可能である。
【００３６】 稼動時に給水管４９を通じて原水が容器４２に加えられる際、原水は慎重に加
えなければシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層５１を揺動させ、
これに穴を開ける場合がある。シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）
層５１の揺動を防止し、原水がシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）
を迂回せずにすべてシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）を通過させ
られるようにするため、図５及び６に詳細に示されるディフューザ６４を使用す
ることが好ましい。ディフューザ６４は、図１のディフューザ３４と同様に孔が
開けられ、均等に配分された孔６５を有する。ディフューザ６４は、図４に示さ
れるようにボルト６６、ナット６７及びワッシャ６８によって、砂層５０のシュ
マッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層５１及び水位５５の上方において
容器４２に固定される。好ましくは、ディフューザ６４は、砂層５０の層５１の
上方約８ｃｍかつ最低水位５５（保守水位ＭＬとも呼ばれる）の上方５ｍｍの位
置に配される。ディフューザ６４は、給水管４９を通じて濾過容器４２に供給さ
れる原水よりも大きな速度にて水を分配する性能を有するものでなければならな
い。稼動時に容器４２に入れられる原水はディフューザ６４に形成された孔６５
を水面５５へと通過し、砂層のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）
層５１上にこれを揺動させて、望ましくない穴を開けることなく次第に滴下する
。
えなければシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層５１を揺動させ、
これに穴を開ける場合がある。シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）
層５１の揺動を防止し、原水がシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）
を迂回せずにすべてシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）を通過させ
られるようにするため、図５及び６に詳細に示されるディフューザ６４を使用す
ることが好ましい。ディフューザ６４は、図１のディフューザ３４と同様に孔が
開けられ、均等に配分された孔６５を有する。ディフューザ６４は、図４に示さ
れるようにボルト６６、ナット６７及びワッシャ６８によって、砂層５０のシュ
マッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層５１及び水位５５の上方において
容器４２に固定される。好ましくは、ディフューザ６４は、砂層５０の層５１の
上方約８ｃｍかつ最低水位５５（保守水位ＭＬとも呼ばれる）の上方５ｍｍの位
置に配される。ディフューザ６４は、給水管４９を通じて濾過容器４２に供給さ
れる原水よりも大きな速度にて水を分配する性能を有するものでなければならな
い。稼動時に容器４２に入れられる原水はディフューザ６４に形成された孔６５
を水面５５へと通過し、砂層のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）
層５１上にこれを揺動させて、望ましくない穴を開けることなく次第に滴下する
。
【００３７】 容器４２の上部４４には、容器４２の壁を貫通して延び、排水口７１及び通気
口７２を備えた逃がし管７０が配設される。管７０は管４９と同じ高さに設けら
れる。排水口７１を備えた管７０は緊急時の排水管として機能するが、給水管４
９と同じ速度にて水を通過させるものでなければならない。通気口７２は容器４
２内の空気を逃がすためのものであるが、容器４２が原水で満たされていく際に
濾過器上部の空気を逃がすか、水が濾過器から排出されていく際に濾過器上部に
空気を取り入れるうえで充分な性能を有するものでなければならない。濾過器の
上部４４の空気は大気圧でなければならない。
口７２を備えた逃がし管７０が配設される。管７０は管４９と同じ高さに設けら
れる。排水口７１を備えた管７０は緊急時の排水管として機能するが、給水管４
９と同じ速度にて水を通過させるものでなければならない。通気口７２は容器４
２内の空気を逃がすためのものであるが、容器４２が原水で満たされていく際に
濾過器上部の空気を逃がすか、水が濾過器から排出されていく際に濾過器上部に
空気を取り入れるうえで充分な性能を有するものでなければならない。濾過器の
上部４４の空気は大気圧でなければならない。
【００３８】 次に、流体の流れ及び制御システムの概要をそれぞれ示した図７及び図８を参
照する。緩速濾過容器４２から管５６を通って飲用水槽６２に至る水流の流速は
逆止め玉弁７４及びソレノイド弁７６などの適当な手段によって制御される。管
５６は３本の１２ｍｍ径ＰＶＣ管をユニオン継ぎ手７８にて連結して構成され、
この管路の中央部分にソレノイド弁７６が配される。管路５６の最後の部分は飲
水槽６２に繋がる。飲水槽６２は通常の用途に充分な供給水を入れることが可能
なサイズのものである。飲水槽６２からの水流は、排水線８０を介して逆止め玉
弁８１を通るか、あるいは出水線８３上の水分配システム８２（破線にて囲まれ
た領域内に示される）によって送られる。分配システム８２は、線８３上の逆止
め玉弁８４によって飲水槽６２から隔離されており、消費者が必要に応じて使用
するための飲用水を与えるか、または原水槽８８にこの水を戻す。線８３におけ
る水の分配は、２個のユニオン継ぎ手８５の間において線８３に配設されるポン
プ８６によって駆動される。ポンプ８６からの水は、濾過器４２を新鮮にするた
めに清浄な水が必要とされる場合には、線８７上に設けられたソレノイド弁８９
の制御の下、線８７に沿って原水槽８８に戻されるか、あるいは線８３の延長に
沿って線９０及び９１に送られる。線９０及び９１では通常家庭に設置される手
動型の弁（蛇口など）９２から飲用水を利用することが可能である。
照する。緩速濾過容器４２から管５６を通って飲用水槽６２に至る水流の流速は
逆止め玉弁７４及びソレノイド弁７６などの適当な手段によって制御される。管
５６は３本の１２ｍｍ径ＰＶＣ管をユニオン継ぎ手７８にて連結して構成され、
この管路の中央部分にソレノイド弁７６が配される。管路５６の最後の部分は飲
水槽６２に繋がる。飲水槽６２は通常の用途に充分な供給水を入れることが可能
なサイズのものである。飲水槽６２からの水流は、排水線８０を介して逆止め玉
弁８１を通るか、あるいは出水線８３上の水分配システム８２（破線にて囲まれ
た領域内に示される）によって送られる。分配システム８２は、線８３上の逆止
め玉弁８４によって飲水槽６２から隔離されており、消費者が必要に応じて使用
するための飲用水を与えるか、または原水槽８８にこの水を戻す。線８３におけ
る水の分配は、２個のユニオン継ぎ手８５の間において線８３に配設されるポン
プ８６によって駆動される。ポンプ８６からの水は、濾過器４２を新鮮にするた
めに清浄な水が必要とされる場合には、線８７上に設けられたソレノイド弁８９
の制御の下、線８７に沿って原水槽８８に戻されるか、あるいは線８３の延長に
沿って線９０及び９１に送られる。線９０及び９１では通常家庭に設置される手
動型の弁（蛇口など）９２から飲用水を利用することが可能である。
【００３９】 水は取り込み線４９上に配されたポンプ９３を使用して原水槽８８から緩速濾
過容器４２に供給される。原水槽８８が容器４２よりも高い位置に持ち上げられ
る場合、重力が作用し、供給ポンプ８８をソレノイド弁にて置き換えることが可
能である。供給ポンプ８８またはソレノイド弁は、制御下にて原水給水線４９に
水を供給するための給水線制御手段を構成する。排水７１（図３も参照のこと）
は原水槽８８に直接戻すか廃棄することが可能である。
過容器４２に供給される。原水槽８８が容器４２よりも高い位置に持ち上げられ
る場合、重力が作用し、供給ポンプ８８をソレノイド弁にて置き換えることが可
能である。供給ポンプ８８またはソレノイド弁は、制御下にて原水給水線４９に
水を供給するための給水線制御手段を構成する。排水７１（図３も参照のこと）
は原水槽８８に直接戻すか廃棄することが可能である。
【００４０】 容器４２及び飲用水槽６２内の水位の制御は、先に述べた水流制御手段ならび
に容器４２及び飲用水槽６２内の水位検出器を用いて行うことが可能である。図
８に見られるように、容器４２内の水位検出器は次の水位を検出する。すなわち
、（１）砂層５０のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層５１の上
方２５ｍｍの保守水位５５（ＭＬ）（図３も参照）、（２）砂層５０上の層５１
の上方１８ｃｍに位置する（越流を防止するための）高水位警報水位（ＳＨＬＡ
）、（３）層５１の上方１５ｃｍに位置するポンプ供給停止水位（ＳＦＰ）、及
び、（４）砂層５０の層５１の上方５０ｍｍに位置するポンプ供給開始水位（Ｓ
ＴＦＰ）である。これらの水位及び上記の頭文字語は図８に示されている。水流
がまったくない場合においてもシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）
を生きた状態に保つため、水位５５は、非使用時には保守水位ＭＬの許容される
距離内に維持されなければならない。保守水位ＭＬは、手動動作型緩速濾過器に
ついて上記に述べられたシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）維持基
準に基いて選択される。一般に、水位３０（図１参照）または水位５５（図３参
照）は、砂層２０または５０上面の上方１ｃｍ〜８ｃｍの深さ、好ましくは約１
ｃｍ〜５ｃｍの間の深さでなければならない。
に容器４２及び飲用水槽６２内の水位検出器を用いて行うことが可能である。図
８に見られるように、容器４２内の水位検出器は次の水位を検出する。すなわち
、（１）砂層５０のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層５１の上
方２５ｍｍの保守水位５５（ＭＬ）（図３も参照）、（２）砂層５０上の層５１
の上方１８ｃｍに位置する（越流を防止するための）高水位警報水位（ＳＨＬＡ
）、（３）層５１の上方１５ｃｍに位置するポンプ供給停止水位（ＳＦＰ）、及
び、（４）砂層５０の層５１の上方５０ｍｍに位置するポンプ供給開始水位（Ｓ
ＴＦＰ）である。これらの水位及び上記の頭文字語は図８に示されている。水流
がまったくない場合においてもシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）
を生きた状態に保つため、水位５５は、非使用時には保守水位ＭＬの許容される
距離内に維持されなければならない。保守水位ＭＬは、手動動作型緩速濾過器に
ついて上記に述べられたシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）維持基
準に基いて選択される。一般に、水位３０（図１参照）または水位５５（図３参
照）は、砂層２０または５０上面の上方１ｃｍ〜８ｃｍの深さ、好ましくは約１
ｃｍ〜５ｃｍの間の深さでなければならない。
【００４１】 図８に見られるように、飲用水槽６２内の水位は次の水位を検出する。すなわ
ち、（１）水槽６２の上面９６から２．５ｃｍの高水位警報水位（ＲＨＬＡ）、
（２）水槽６２の上面９６から７．５ｃｍの水槽流停止水位（ＳＲＦ）、（３）
水槽６２の上面９６から２０ｃｍの水槽流開始水位（ＳＴＲＦ）、（４）水槽６
２の底面９８から５．０ｃｍかつ出水線８０及び８３よりも上に位置する分配ポ
ンプ切断水位（ＤＰＣ）である。上記の頭文字語にて示される検出器は図８の適
当な水位に概略的に示されている。
ち、（１）水槽６２の上面９６から２．５ｃｍの高水位警報水位（ＲＨＬＡ）、
（２）水槽６２の上面９６から７．５ｃｍの水槽流停止水位（ＳＲＦ）、（３）
水槽６２の上面９６から２０ｃｍの水槽流開始水位（ＳＴＲＦ）、（４）水槽６
２の底面９８から５．０ｃｍかつ出水線８０及び８３よりも上に位置する分配ポ
ンプ切断水位（ＤＰＣ）である。上記の頭文字語にて示される検出器は図８の適
当な水位に概略的に示されている。
【００４２】 通常、水栓９２を通じて（図７参照）飲用水９０または９１が使用される場合
、水は飲用水槽６２から汲み出されなければならず、この水は置き換えられなけ
ればならない。以下の説明は飲用水槽６２の給水サイクルを説明したものである
。線９０及び９１から水が必要とされると、分配ポンプ８６が自動的にオンされ
、飲用水が水槽６２から線８３に沿って線９０及び９１のいずれかに押し出され
る（必要に応じて９０及び９１と同様の他の線を設けることも可能である。）。
したがって飲用水槽６２内の水位は低下する。飲用水槽６２内の水位が検出器Ｓ
ＴＲＦによって検出される水位にまで低下すると、ソレノイド弁８９がオンされ
、原水供給ポンプ９３が始動される。供給ポンプ９３が出水線５６からの排水よ
りも早い速度で緩速濾過容器４２に原水を供給することにより容器４２内の水位
５５（図３参照）が上昇する。容器４２内の水位が検出器ＳＦＰにまで上昇して
検出器によって検出されると、供給ポンプ９３はオフされ、容器４２への線４９
を通じた水流は停止する。容器４２内の水は砂層５０を通じて下方に浸透濾過さ
れ、容器４２内のＳＴＦＰ検出器の水位に達するまで、管５６、次いで飲用水槽
６２へと流入し続ける。この後供給ポンプ９３が再びオンされる。このサイクル
が必要なだけ繰り返されて飲用水槽６２が満たされる。
、水は飲用水槽６２から汲み出されなければならず、この水は置き換えられなけ
ればならない。以下の説明は飲用水槽６２の給水サイクルを説明したものである
。線９０及び９１から水が必要とされると、分配ポンプ８６が自動的にオンされ
、飲用水が水槽６２から線８３に沿って線９０及び９１のいずれかに押し出され
る（必要に応じて９０及び９１と同様の他の線を設けることも可能である。）。
したがって飲用水槽６２内の水位は低下する。飲用水槽６２内の水位が検出器Ｓ
ＴＲＦによって検出される水位にまで低下すると、ソレノイド弁８９がオンされ
、原水供給ポンプ９３が始動される。供給ポンプ９３が出水線５６からの排水よ
りも早い速度で緩速濾過容器４２に原水を供給することにより容器４２内の水位
５５（図３参照）が上昇する。容器４２内の水位が検出器ＳＦＰにまで上昇して
検出器によって検出されると、供給ポンプ９３はオフされ、容器４２への線４９
を通じた水流は停止する。容器４２内の水は砂層５０を通じて下方に浸透濾過さ
れ、容器４２内のＳＴＦＰ検出器の水位に達するまで、管５６、次いで飲用水槽
６２へと流入し続ける。この後供給ポンプ９３が再びオンされる。このサイクル
が必要なだけ繰り返されて飲用水槽６２が満たされる。
【００４３】 飲用水槽６２内の水位が、容器４２からの線５６を通じた容器６２からの水の
供給によりＳＲＦによって検出される水位に達すると、供給ポンプ９３は停止す
るがソレノイド弁７６は開いたままである。これにより更なる飲用水が線５６を
通じて容器４２から排出される。
供給によりＳＲＦによって検出される水位に達すると、供給ポンプ９３は停止す
るがソレノイド弁７６は開いたままである。これにより更なる飲用水が線５６を
通じて容器４２から排出される。
【００４４】 水槽６２からの飲用水供給が使用されない間、容器４２はシュマッツデッケ（
ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）を生きた状態に保つための最適水位である保守水位
ＭＬ（好ましくはシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）の上１ｃｍ〜
５ｃｍ）にまで排水されることが望ましい。飲用水槽の給水サイクルの一部を構
成する以下の手順によってこれが行われる。飲用水槽６２内の水位は、線５６を
介して容器４２から濾過された水が排出されることにより、ＲＨＬＡによって検
出される水位にまで上昇し、この水位に達した時点でソレノイド弁８９が開かれ
て飲用水槽６２から原水槽８８へと放水する。飲用水槽６２内の水位がＳＲＦに
よって検出される水位にまで低下すると、ソレノイド弁８９が閉じる。濾過され
た水は線５６を通じて容器４２から水槽６２に流入し続け、これらのステップが
容器４２内の水位がＭＬに達するまで必要なだけ繰り返される。容器４２内の水
位がＭＬに達した時点でソレノイド弁が閉じられる。これにより飲用水槽６２給
水サイクルは終了する。このプロセスが必要なだけ繰り返される。
ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）を生きた状態に保つための最適水位である保守水位
ＭＬ（好ましくはシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）の上１ｃｍ〜
５ｃｍ）にまで排水されることが望ましい。飲用水槽の給水サイクルの一部を構
成する以下の手順によってこれが行われる。飲用水槽６２内の水位は、線５６を
介して容器４２から濾過された水が排出されることにより、ＲＨＬＡによって検
出される水位にまで上昇し、この水位に達した時点でソレノイド弁８９が開かれ
て飲用水槽６２から原水槽８８へと放水する。飲用水槽６２内の水位がＳＲＦに
よって検出される水位にまで低下すると、ソレノイド弁８９が閉じる。濾過され
た水は線５６を通じて容器４２から水槽６２に流入し続け、これらのステップが
容器４２内の水位がＭＬに達するまで必要なだけ繰り返される。容器４２内の水
位がＭＬに達した時点でソレノイド弁が閉じられる。これにより飲用水槽６２給
水サイクルは終了する。このプロセスが必要なだけ繰り返される。
【００４５】 ２４時間にわたって飲用水槽６２からの水が使用されない場合、飲用水槽６２
内の水を交換することが望ましい（水交換サイクルと呼ぶ）。ソレノイド弁８９
が開かれることにより、飲用水槽６２内の水位がＳＴＲＦによって検出される水
位に低下するまで水槽６２から原水槽８８に飲用水が放水される。この時点で弁
８９は閉じられる。次いで新鮮な飲用水が線５６を通じて水槽６２に放水される
。
内の水を交換することが望ましい（水交換サイクルと呼ぶ）。ソレノイド弁８９
が開かれることにより、飲用水槽６２内の水位がＳＴＲＦによって検出される水
位に低下するまで水槽６２から原水槽８８に飲用水が放水される。この時点で弁
８９は閉じられる。次いで新鮮な飲用水が線５６を通じて水槽６２に放水される
。
【００４６】 容器４２内の水位がＳＨＬＡによって検出される水位にまで上昇した場合には
容器４２内の水位は高すぎるため、以下に述べる飲用水槽高水位低下サイクルに
よって低下させなければならない。容器４２内の水位が水位ＭＬに低下するまで
原水供給ポンプ９３がオフされ、飲用水槽６２内の水位がＳＴＲＦによって検出
される水位に低下するまで弁８９が開かれる。容器４２内の水位がＭＬに達する
と、弁７６が作動して飲用水槽６２給水サイクルを開始することが可能となる。
容器４２内の水位は高すぎるため、以下に述べる飲用水槽高水位低下サイクルに
よって低下させなければならない。容器４２内の水位が水位ＭＬに低下するまで
原水供給ポンプ９３がオフされ、飲用水槽６２内の水位がＳＴＲＦによって検出
される水位に低下するまで弁８９が開かれる。容器４２内の水位がＭＬに達する
と、弁７６が作動して飲用水槽６２給水サイクルを開始することが可能となる。
【００４７】 飲用水槽６２内の水位がＤＰＣによって検出される水位にまで低下した場合に
は飲用水槽６２内の水位を上昇させなければならない。これは単に、飲用水槽６
２内の水位がＳＴＲＦによって検出される水位に上昇するまで線９０及び９１へ
の分配ポンプ８６をオフすることによって行われる。
は飲用水槽６２内の水位を上昇させなければならない。これは単に、飲用水槽６
２内の水位がＳＴＲＦによって検出される水位に上昇するまで線９０及び９１へ
の分配ポンプ８６をオフすることによって行われる。
【００４８】 上記に述べられた手順のアルゴリズムは、検出器ＳＨＬＡ、ＳＦＰ、ＳＴＦＰ
、ＭＬ、ＲＨＬＡ、ＳＲＦ、ＳＴＲＦ及びＤＰＣ（図８参照）のそれぞれからの
信号を受信して、ポンプ８６及び９３ならびにソレノイド弁７６及び８９のそれ
ぞれを制御するために接続されたマイクロコントローラ１００にプログラミング
される。コントローラ１００としては、スケジュールＡとしてここに添付するソ
フトウェアに基いてプログラミングされた、アレン・ブラッドレイ社（Ａｌｌｅ
ｎ Ｂｒａｄｌｅｙ Ｃｏ．）より販売されるモデルＮｏ．１７４７−Ｌ２０Ｃ
／Ｆ １２−ＤＣ ＳＮＫ ８−ＲＬＹのようなプログラマブル・ロジック・コ
ントローラ（ＰＬＣ）を使用することが可能である。また、コントローラ１００
として同様にプログラミングされたＣＰＵ（例 マイクロチップＰＩＣ１６Ｃ５
５／５７ＶＬＳＩコントローラ）を使用することも可能である。このソフトウェ
アはここに述べられるプロセス制御ステップであって、この明細書の記載に基け
ば熟練したプログラマーであれば誰でも容易にプログラミングすることが可能な
プロセス制御ステップを実行するものである。コントローラ１００はポンプ８６
及び９３ならびに弁７６及び８９に、これらの動作を制御し、所望の水位に水位
を維持するための信号を送る。
、ＭＬ、ＲＨＬＡ、ＳＲＦ、ＳＴＲＦ及びＤＰＣ（図８参照）のそれぞれからの
信号を受信して、ポンプ８６及び９３ならびにソレノイド弁７６及び８９のそれ
ぞれを制御するために接続されたマイクロコントローラ１００にプログラミング
される。コントローラ１００としては、スケジュールＡとしてここに添付するソ
フトウェアに基いてプログラミングされた、アレン・ブラッドレイ社（Ａｌｌｅ
ｎ Ｂｒａｄｌｅｙ Ｃｏ．）より販売されるモデルＮｏ．１７４７−Ｌ２０Ｃ
／Ｆ １２−ＤＣ ＳＮＫ ８−ＲＬＹのようなプログラマブル・ロジック・コ
ントローラ（ＰＬＣ）を使用することが可能である。また、コントローラ１００
として同様にプログラミングされたＣＰＵ（例 マイクロチップＰＩＣ１６Ｃ５
５／５７ＶＬＳＩコントローラ）を使用することも可能である。このソフトウェ
アはここに述べられるプロセス制御ステップであって、この明細書の記載に基け
ば熟練したプログラマーであれば誰でも容易にプログラミングすることが可能な
プロセス制御ステップを実行するものである。コントローラ１００はポンプ８６
及び９３ならびに弁７６及び８９に、これらの動作を制御し、所望の水位に水位
を維持するための信号を送る。
【００４９】 次に図９〜２２に示される本発明の第２の実施形態について説明する。図９は
、固定位置式清除（クリーン−イン−プレース）の特徴を備えた、本発明に基く
自動間欠動作型の緩速濾過器の第２の実施形態を立面図にて示したものである。
図９に見られるように、緩速濾過器は、上部に蓋１０４を有する下方に向けて先
細った容器１０２として構成されている。この下方に向けて先細る形状は、場所
をとらないように多数の容器を積み重ねることができるので輸送目的において有
用である。容器１０２の上部の外周には棚部１３３が形成されている。容器１０
２の外側には垂直管１０５が取り付けられている。垂直管１０５は、排水弁１０
６、保守弁位置１０８、濾過器出水口１１０、吸い上げ防止弁１１２、及び垂直
管の最下部かつ底面１４４の上側において隔壁コネクタ１１４を有する。これら
の付属要素の効用について下記に述べる。
、固定位置式清除（クリーン−イン−プレース）の特徴を備えた、本発明に基く
自動間欠動作型の緩速濾過器の第２の実施形態を立面図にて示したものである。
図９に見られるように、緩速濾過器は、上部に蓋１０４を有する下方に向けて先
細った容器１０２として構成されている。この下方に向けて先細る形状は、場所
をとらないように多数の容器を積み重ねることができるので輸送目的において有
用である。容器１０２の上部の外周には棚部１３３が形成されている。容器１０
２の外側には垂直管１０５が取り付けられている。垂直管１０５は、排水弁１０
６、保守弁位置１０８、濾過器出水口１１０、吸い上げ防止弁１１２、及び垂直
管の最下部かつ底面１４４の上側において隔壁コネクタ１１４を有する。これら
の付属要素の効用について下記に述べる。
【００５０】 図１０は、先に図９に示された自動緩速濾過器の第２の実施形態を側面図にて
示したものである。垂直管１０５が隔壁コネクタ１１４を介して容器１０２の低
部に連結されている。保守弁１０９が保守弁位置１０８（図９参照）に連結され
ている。管１０５には更に処理水吐水口１１６が連結され、度盛り弁１１５が弁
の上に設けられている。管１０５の最上部は吸い上げ防止孔１１３を介して容器
１０２の上部に連結されている。
示したものである。垂直管１０５が隔壁コネクタ１１４を介して容器１０２の低
部に連結されている。保守弁１０９が保守弁位置１０８（図９参照）に連結され
ている。管１０５には更に処理水吐水口１１６が連結され、度盛り弁１１５が弁
の上に設けられている。管１０５の最上部は吸い上げ防止孔１１３を介して容器
１０２の上部に連結されている。
【００５１】 図１１は、先に図９及び１０に示された間欠動作型緩速濾過器の第２の実施形
態を正断面図にて示したものである。容器１０２の内部には、上部砂層１２０、
その下の第２の砂層１２２、その下の第３の砂層１２４、及び底部砂利層１２６
が積層したかたちで配されている。上部砂層１２０、第２の砂層１２２、及び第
３の砂層１２４を形成する砂のグレード及び篩径は、所望の濾過流速及び自動間
欠運転型の緩速濾過器の第２の実施形態の特性を与えるうえで質及び径を変える
ことが可能である。先に説明した静止水位１１８は、水位１１８の上面からの酸
素が砂層１２０上のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層１１９へ
と下方に透過することが可能である程度に充分浅く、同時に容器１０２の上から
導入される新たな原水によって生じる水の乱流によってシュマッツデッケ（ｓｃ
ｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層が揺動されたり孔が開いたりすることがない程度に充
分な深さを有するようなバランスが与えられるように設定される。最も効率的な
動作状態に対する水位は、上部砂層１２０の上約１ｃｍ〜８ｃｍの範囲であり、
１ｃｍ〜５ｃｍの範囲が好ましい。
態を正断面図にて示したものである。容器１０２の内部には、上部砂層１２０、
その下の第２の砂層１２２、その下の第３の砂層１２４、及び底部砂利層１２６
が積層したかたちで配されている。上部砂層１２０、第２の砂層１２２、及び第
３の砂層１２４を形成する砂のグレード及び篩径は、所望の濾過流速及び自動間
欠運転型の緩速濾過器の第２の実施形態の特性を与えるうえで質及び径を変える
ことが可能である。先に説明した静止水位１１８は、水位１１８の上面からの酸
素が砂層１２０上のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層１１９へ
と下方に透過することが可能である程度に充分浅く、同時に容器１０２の上から
導入される新たな原水によって生じる水の乱流によってシュマッツデッケ（ｓｃ
ｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層が揺動されたり孔が開いたりすることがない程度に充
分な深さを有するようなバランスが与えられるように設定される。最も効率的な
動作状態に対する水位は、上部砂層１２０の上約１ｃｍ〜８ｃｍの範囲であり、
１ｃｍ〜５ｃｍの範囲が好ましい。
【００５２】 図１２は、固定位置式清除機構を備えた自動間欠運転型緩速濾過器の第２の実
施形態を側断面図にて示したものである。図１２に見られるように、容器１０２
は、砂層１２０の上側の上部領域において、ディフューザ溜まり１３０の中央を
貫通する手動式機械攪拌子１２８を有する。ディフューザ溜まり１３０の縁は、
容器１０２の上部領域の外周に形成された棚部１３３上に置かれる。図９及び１
０に関連して先に述べたように、垂直管１０５は隔壁コネクタ１１４を介して容
器１０２の低部に連結されている。上記に述べたように、管１０５には、保守弁
１０９、処理水吐水口１１６、度盛り弁１１５、及び吸い上げ防止弁１１２が設
けられている。吸い上げ防止弁１１２は、これにより容器１０２の上部領域から
処理飲用水の吐水口１１６に原水が吸い上げられることが防止されるために重要
である。
施形態を側断面図にて示したものである。図１２に見られるように、容器１０２
は、砂層１２０の上側の上部領域において、ディフューザ溜まり１３０の中央を
貫通する手動式機械攪拌子１２８を有する。ディフューザ溜まり１３０の縁は、
容器１０２の上部領域の外周に形成された棚部１３３上に置かれる。図９及び１
０に関連して先に述べたように、垂直管１０５は隔壁コネクタ１１４を介して容
器１０２の低部に連結されている。上記に述べたように、管１０５には、保守弁
１０９、処理水吐水口１１６、度盛り弁１１５、及び吸い上げ防止弁１１２が設
けられている。吸い上げ防止弁１１２は、これにより容器１０２の上部領域から
処理飲用水の吐水口１１６に原水が吸い上げられることが防止されるために重要
である。
【００５３】 図１３は、ディフューザ溜まり１３０を平面図にて示したものである。ディフ
ューザ溜まり１３０は、その外縁において、図１２に見られるように容器１０２
の外周棚部１３３上に置かれるべく構成された溜まり縁部１３１を有する。ディ
フューザ溜まり１３０は、その底面に格子状に形成された複数の孔１３４（排水
孔）を有する。溜まり１３４の底面の孔１３４の径及び数は、溜まり１３０の下
の水１１８（図１１参照）に無視できる乱流が形成され、同時に、逆流を生じな
いよう適当な水流の流速を与えるように構成されている。
ューザ溜まり１３０は、その外縁において、図１２に見られるように容器１０２
の外周棚部１３３上に置かれるべく構成された溜まり縁部１３１を有する。ディ
フューザ溜まり１３０は、その底面に格子状に形成された複数の孔１３４（排水
孔）を有する。溜まり１３４の底面の孔１３４の径及び数は、溜まり１３０の下
の水１１８（図１１参照）に無視できる乱流が形成され、同時に、逆流を生じな
いよう適当な水流の流速を与えるように構成されている。
【００５４】 ディフューザ溜り１３０の底面の中央には機械的攪拌子隔壁１３２が配される
。隔壁１３２は機械的攪拌子１２８の垂直軸が挿通され、ディフューザ溜り１３
０に対して機械的攪拌子１２８が回転することが可能であるように構成される。
図１４は、図１３のディフューザ溜りを側断面図にて示したものである。上部外
周の溜り縁部１３１及び底面中央の機械的攪拌子隔壁１３２が示されている。
。隔壁１３２は機械的攪拌子１２８の垂直軸が挿通され、ディフューザ溜り１３
０に対して機械的攪拌子１２８が回転することが可能であるように構成される。
図１４は、図１３のディフューザ溜りを側断面図にて示したものである。上部外
周の溜り縁部１３１及び底面中央の機械的攪拌子隔壁１３２が示されている。
【００５５】 図１５は、図１１に示された装置の底部砂利層１２６において使用される排水
アセンブリを平面図にて示したものである。排水アセンブリ１３６は、中央の十
字形管コネクタ１４０に９０°間隔にて４本の径方向に延びる孔開き管１３８が
連結されることによって構成される。孔開き管１３８の内の３本はその自由端に
おいてキャップ１４２を有する。４番目の孔開き管１３８（図１５において最も
下に示される管）の自由端は、図９，１０及び１２に見られるように隔壁コネク
タ１１４に連結される。排水アセンブリ１３６は砂利層１２６（図１１参照）内
に容器１０２の底面１４４の上側に近い距離をおいて埋設される。排水アセンブ
リ１３６により、砂層１２０，１２２及び１２４の積層を下方に通過した濾過水
が排水アセンブリ１３６に回収され、隔壁コネクタ１１４を通じて外部に送り出
される。管１３８に形成される孔の径及び数は、濾過水の逆流を生じることなく
濾過水がアセンブリ１３６に容易に流入してコネクタ１１４を通って排水される
ように構成される。同時に、この孔は、アセンブリ１３６の内部に砂利及び砂が
侵入して詰りを生じない程度に小さいものでなければならない。
アセンブリを平面図にて示したものである。排水アセンブリ１３６は、中央の十
字形管コネクタ１４０に９０°間隔にて４本の径方向に延びる孔開き管１３８が
連結されることによって構成される。孔開き管１３８の内の３本はその自由端に
おいてキャップ１４２を有する。４番目の孔開き管１３８（図１５において最も
下に示される管）の自由端は、図９，１０及び１２に見られるように隔壁コネク
タ１１４に連結される。排水アセンブリ１３６は砂利層１２６（図１１参照）内
に容器１０２の底面１４４の上側に近い距離をおいて埋設される。排水アセンブ
リ１３６により、砂層１２０，１２２及び１２４の積層を下方に通過した濾過水
が排水アセンブリ１３６に回収され、隔壁コネクタ１１４を通じて外部に送り出
される。管１３８に形成される孔の径及び数は、濾過水の逆流を生じることなく
濾過水がアセンブリ１３６に容易に流入してコネクタ１１４を通って排水される
ように構成される。同時に、この孔は、アセンブリ１３６の内部に砂利及び砂が
侵入して詰りを生じない程度に小さいものでなければならない。
【００５６】 図１６は、ディフューザ溜り１３０を機械的攪拌子とともに側断面図にて詳細
に示したものである。ディフューザ溜り１３０、縁部１３１、及び隔壁１３２の
構成は上記に述べたとおりである。図１６に見られるように、機械的攪拌子１２
８はその最下部に配される水平攪拌ブレード１４８、及び攪拌ブレード１４８の
中央から上方に延びる垂直軸１５０から構成され、垂直軸１５０の上端には手動
式水平回転ハンドル１５２が連結されている。垂直軸１５０は機械的攪拌子の隔
壁１３２に回転可能に取り付けられる。したがって水平攪拌ブレード１４８はハ
ンドル１５２を手動にて回すことによって時計回りまたは半時計回りに回転させ
ることが可能である。高さ調節設定ピン１４６が軸１５０に挿通され、機械的攪
拌子隔壁１３２の上におかれることにより、ブレード１４８は必要な高さに保持
される。通常は、このようにして機械的攪拌子１２８及びブレード１４８の高さ
を、上部砂層１２０及びシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層１１
９（図１１参照）の上面の上方の所定位置に保持することが可能であるが、上部
砂層１２０の上面及びシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層１１９
を掃除する必要がある場合、高さ設定ピン１４６を軸１５０から取り外すことが
可能である。これにより攪拌ブレード１４８を上部砂層１２０の上面に達するま
で下降させることが可能である。ハンドル１５２を時計回りまたは半時計回りの
方向に手動にて回すことにより、操作者は攪拌ブレード１４８を回転させて上部
砂層１２０の上層の一部を掻き取ることが可能である。シュマッツデッケ（ｓｃ
ｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層１１９の厚さが時間とともに増して水流を妨げるため
、間欠式緩速濾過器の層１１９ならびに砂層１２０，１２２及び１２４を通じた
流速を許容可能な速度に維持するためには定期的な保守整備が必要である。
に示したものである。ディフューザ溜り１３０、縁部１３１、及び隔壁１３２の
構成は上記に述べたとおりである。図１６に見られるように、機械的攪拌子１２
８はその最下部に配される水平攪拌ブレード１４８、及び攪拌ブレード１４８の
中央から上方に延びる垂直軸１５０から構成され、垂直軸１５０の上端には手動
式水平回転ハンドル１５２が連結されている。垂直軸１５０は機械的攪拌子の隔
壁１３２に回転可能に取り付けられる。したがって水平攪拌ブレード１４８はハ
ンドル１５２を手動にて回すことによって時計回りまたは半時計回りに回転させ
ることが可能である。高さ調節設定ピン１４６が軸１５０に挿通され、機械的攪
拌子隔壁１３２の上におかれることにより、ブレード１４８は必要な高さに保持
される。通常は、このようにして機械的攪拌子１２８及びブレード１４８の高さ
を、上部砂層１２０及びシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層１１
９（図１１参照）の上面の上方の所定位置に保持することが可能であるが、上部
砂層１２０の上面及びシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層１１９
を掃除する必要がある場合、高さ設定ピン１４６を軸１５０から取り外すことが
可能である。これにより攪拌ブレード１４８を上部砂層１２０の上面に達するま
で下降させることが可能である。ハンドル１５２を時計回りまたは半時計回りの
方向に手動にて回すことにより、操作者は攪拌ブレード１４８を回転させて上部
砂層１２０の上層の一部を掻き取ることが可能である。シュマッツデッケ（ｓｃ
ｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層１１９の厚さが時間とともに増して水流を妨げるため
、間欠式緩速濾過器の層１１９ならびに砂層１２０，１２２及び１２４を通じた
流速を許容可能な速度に維持するためには定期的な保守整備が必要である。
【００５７】 図１７〜２２は攪拌ブレード１４８の異なる構成の実施形態を示したものであ
る。図１７は、図１２及び１６に示された攪拌ブレード１４８の構成を詳細に示
したものである。ブレード１４８の底面にはゴム製のスクレーパ１５４が取り付
けられている。ゴム製スクレーパ１５４は窓洗浄用のスキージブレードに似た構
成を有し、上部砂層１２０の上層を掻き取る程度に充分な硬さを有するが、ある
程度は撓むような可撓性を有する。
る。図１７は、図１２及び１６に示された攪拌ブレード１４８の構成を詳細に示
したものである。ブレード１４８の底面にはゴム製のスクレーパ１５４が取り付
けられている。ゴム製スクレーパ１５４は窓洗浄用のスキージブレードに似た構
成を有し、上部砂層１２０の上層を掻き取る程度に充分な硬さを有するが、ある
程度は撓むような可撓性を有する。
【００５８】 図１８は、櫛状に垂直下方に突出し、等間隔に配された、スクレーパの複数の
垂直歯１５６を有する攪拌ブレード１４８を示したものである。この構成によっ
て砂層１２０の上面をきれいに掻き取る動作ではなく、梳る動作が与えられる。
この梳り動作は、上部砂層１２０の上層及びシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚ
ｄｅｕｋｅ）層１１９の一部を維持したい場合に望ましい。
垂直歯１５６を有する攪拌ブレード１４８を示したものである。この構成によっ
て砂層１２０の上面をきれいに掻き取る動作ではなく、梳る動作が与えられる。
この梳り動作は、上部砂層１２０の上層及びシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚ
ｄｅｕｋｅ）層１１９の一部を維持したい場合に望ましい。
【００５９】 図１９は底部に沿って複数のスクレーパパドル１５８が配された攪拌ブレード
１４８の構成を示したものである。パドル１５８は砂層１２０の上層の大半を掻
き取るが、ある程度の量の水をパドル１５８間に通過させるため、場合によって
は好ましく用いられる。パドル１５８の水平方向の角度を調節して隣り合うパド
ル１５８間の開口の大きさを変えることが可能である。
１４８の構成を示したものである。パドル１５８は砂層１２０の上層の大半を掻
き取るが、ある程度の量の水をパドル１５８間に通過させるため、場合によって
は好ましく用いられる。パドル１５８の水平方向の角度を調節して隣り合うパド
ル１５８間の開口の大きさを変えることが可能である。
【００６０】 図２０，２１及び２２は攪拌ブレード１４８の３つの異なる別構成をそれぞれ
示したものである。図２０に示される構成は、底部に沿って配された複数のスク
レーパフォークを有する。図２１に示される構成は、攪拌ブレード１４８の底部
に沿って配された複数のＬ字形スクレーパ１６２を有する。図２２に示される構
成は、底部に沿って配された複数のＴ字形スクレーパ１６４を有する。スクレー
パ１６０、１６２及び１６４の異なる構成において水平角度を調節することによ
ってスクレーパ間の開口の大きさを変えることが可能である。これらのスクレー
パの別構成の内の任意のものを選択して、特定の状況において求められる掻き取
り動作を与えることが可能である。
示したものである。図２０に示される構成は、底部に沿って配された複数のスク
レーパフォークを有する。図２１に示される構成は、攪拌ブレード１４８の底部
に沿って配された複数のＬ字形スクレーパ１６２を有する。図２２に示される構
成は、底部に沿って配された複数のＴ字形スクレーパ１６４を有する。スクレー
パ１６０、１６２及び１６４の異なる構成において水平角度を調節することによ
ってスクレーパ間の開口の大きさを変えることが可能である。これらのスクレー
パの別構成の内の任意のものを選択して、特定の状況において求められる掻き取
り動作を与えることが可能である。
【００６１】 固定位置式清除攪拌ブレードの設置 固定位置式清除（クリーン−イン−プレース）攪拌ブレード１４８の設置に際
しては以下の指示に従うべきである。 （１）処理水貯槽６２内の上部フロートスイッチを持ち上げることによって（
あるいは容器４２または１０２への給水線上の玉弁を閉鎖する）容器１０２への
水の流れを止める。
しては以下の指示に従うべきである。 （１）処理水貯槽６２内の上部フロートスイッチを持ち上げることによって（
あるいは容器４２または１０２への給水線上の玉弁を閉鎖する）容器１０２への
水の流れを止める。
【００６２】 （２）濾過器４２または１０２内部のユニオン継ぎ手を外して機械的フロート
アセンブリ、ＳＨＬＡ、ＳＦＰ、ＳＴＦＰ及びＭＬを取り外す。 （３）ディフューザ溜り６４または１３０を取り外す。 （４）組み立てのための新たなディフューザ溜りを用意する。機械的攪拌ブレ
ード１４８を中央軸１５０の最下部に取り付ける。管のおねじをめすＴ連結部に
ねじこむ。ハンドル１５２の最上部も同様にして取り付ける。
アセンブリ、ＳＨＬＡ、ＳＦＰ、ＳＴＦＰ及びＭＬを取り外す。 （３）ディフューザ溜り６４または１３０を取り外す。 （４）組み立てのための新たなディフューザ溜りを用意する。機械的攪拌ブレ
ード１４８を中央軸１５０の最下部に取り付ける。管のおねじをめすＴ連結部に
ねじこむ。ハンドル１５２の最上部も同様にして取り付ける。
【００６３】 （５）攪拌ブレード１４８及び軸１５０を所定位置に配置して新しいディフュ
ーザ溜り１３０を設置する。中央軸１５０をできるだけひっぱりあげ、設定ピン
１４６を軸１５０の底部の位置に挿通する。これにより機械的攪拌子１４８が上
部砂面１２０の上方に保持される。
ーザ溜り１３０を設置する。中央軸１５０をできるだけひっぱりあげ、設定ピン
１４６を軸１５０の底部の位置に挿通する。これにより機械的攪拌子１４８が上
部砂面１２０の上方に保持される。
【００６４】 （６）機械的フロートアセンブリを濾過器の上に戻す。ユニオン継ぎ手を締め
なおす。 （７）処理水貯槽内の上部フロートスイッチを作動位置に戻す。（容器１０２
への給水線上の玉弁を開く。この弁は濾過器１０２に流入する過剰な流れを減少
させる位置に設定される。）
なおす。 （７）処理水貯槽内の上部フロートスイッチを作動位置に戻す。（容器１０２
への給水線上の玉弁を開く。この弁は濾過器１０２に流入する過剰な流れを減少
させる位置に設定される。）
【００６５】 固定位置式清除攪拌ブレードの動作 （１）固定位置式清除攪拌子１２８を使用する際の弁の位置については図９，
１０及び１２を参照されたい。これらの手順は貯水槽６２内の水位が最大範囲に
あり、濾過器１０２が休止位置にある際に行われることが推奨される。
１０及び１２を参照されたい。これらの手順は貯水槽６２内の水位が最大範囲に
あり、濾過器１０２が休止位置にある際に行われることが推奨される。
【００６６】 （２）処理水貯槽６２において弁７６を閉じることによって手順が開始される
。 （３）度盛り弁１１５及び吸い上げ防止弁１１３は閉じられなければならない
。
。 （３）度盛り弁１１５及び吸い上げ防止弁１１３は閉じられなければならない
。
【００６７】 （４）保守弁１０９上のホースが圧力槽６２出口に連結される。次いで圧力槽
６２の弁がゆっくりと開かれる。保守弁１０９を使用して濾過器１０２への流量
を制御する。この逆流プロセスの流速においてそれほど大きな力をかける必要は
ない。流速が大きすぎると底部砂層１２２と１２４が揺動されて混ざってしまう
。
６２の弁がゆっくりと開かれる。保守弁１０９を使用して濾過器１０２への流量
を制御する。この逆流プロセスの流速においてそれほど大きな力をかける必要は
ない。流速が大きすぎると底部砂層１２２と１２４が揺動されて混ざってしまう
。
【００６８】 （５）機械的アームアセンブリ１２８の中心軸１５０からピン１４６が外され
る。攪拌ブレード１４８が上部砂層１２０の上面にまで下げられる。ピン１４６
が軸１５０の上部孔に挿入される。
る。攪拌ブレード１４８が上部砂層１２０の上面にまで下げられる。ピン１４６
が軸１５０の上部孔に挿入される。
【００６９】 （６）水位が底から徐々に上昇する間に機械的アームを手動でいずれかの方向
に回す。この機械的攪拌動作によって濾過器表面１２０の粒子が懸濁される。 （７）砂層表面の高さにある排水弁１１６を使用して上部砂層表面の上部から
バケツ数杯分の水を排水する。
に回す。この機械的攪拌動作によって濾過器表面１２０の粒子が懸濁される。 （７）砂層表面の高さにある排水弁１１６を使用して上部砂層表面の上部から
バケツ数杯分の水を排水する。
【００７０】 （８）このプロセスを懸濁された粒子の大半が取り除かれるまで続ける。 （９）次の順序で弁を閉鎖する。排水弁１１６、圧力槽の弁２６、保守弁１０
９。 （１０）次の順序で弁を開放する。容器１０２への給水線上の玉弁、処理水貯
槽６２の弁８１、度盛り弁１１５。
９。 （１０）次の順序で弁を開放する。容器１０２への給水線上の玉弁、処理水貯
槽６２の弁８１、度盛り弁１１５。
【００７１】 （１１）度盛り弁１１５を４Ｌ／分に設定する。これは度盛りしたバケツに水
を回収することによって行われる。１分間に４Ｌの水が回収されるように弁１１
５を設定する。これに相当する比率を用いることも可能である。
を回収することによって行われる。１分間に４Ｌの水が回収されるように弁１１
５を設定する。これに相当する比率を用いることも可能である。
【００７２】 （１２）ここで容器１０２を最初の状態に戻す。濾過器１０２を最適性能水位
に維持するためにこの固定位置式清除手順を必要な頻度で行う。 実験方法及び結果 １９９７年５月に３基のプロトタイプ間欠動作型緩速濾過器を組み立てて設置
した。濾過器は、濾過器の停止時に、濾過器内の砂層表面の上の水深が５ｃｍ（
推奨）、３０ｃｍ、及び１００ｃｍと変化するように構成した。濾過器は１９９
７年９月まで少なくとも毎日１回運転した。より大きな水深にて動作せられた濾
過器はパラマシバン（Ｐａｒａｍａｓｉｖａｎ）等によって観察されたのと同様
の特性を示し、浅い水深を用いて動作せられた濾過器はブズニス（Ｂｕｚｕｎｉ
ｓ）等によって観察されたのと同様の特性を示した。濾過器の試験を行った各回
に約４時間の技術者の時間を要した。
に維持するためにこの固定位置式清除手順を必要な頻度で行う。 実験方法及び結果 １９９７年５月に３基のプロトタイプ間欠動作型緩速濾過器を組み立てて設置
した。濾過器は、濾過器の停止時に、濾過器内の砂層表面の上の水深が５ｃｍ（
推奨）、３０ｃｍ、及び１００ｃｍと変化するように構成した。濾過器は１９９
７年９月まで少なくとも毎日１回運転した。より大きな水深にて動作せられた濾
過器はパラマシバン（Ｐａｒａｍａｓｉｖａｎ）等によって観察されたのと同様
の特性を示し、浅い水深を用いて動作せられた濾過器はブズニス（Ｂｕｚｕｎｉ
ｓ）等によって観察されたのと同様の特性を示した。濾過器の試験を行った各回
に約４時間の技術者の時間を要した。
【００７３】 処理を行う水（人工的に汚染した、天然汚水の代用）を、それ以前の３年間に
開発された技術を用いて実験室で製造した。この水を熱帯魚と水草が入れられた
大型の水槽に入れ、少量の特定量の犬の糞便を一定周期で加えた。この人工汚水
を使用したのは、人工汚水は非常に安定した生物学的特性を有し、大量生産が容
易であることによる。
開発された技術を用いて実験室で製造した。この水を熱帯魚と水草が入れられた
大型の水槽に入れ、少量の特定量の犬の糞便を一定周期で加えた。この人工汚水
を使用したのは、人工汚水は非常に安定した生物学的特性を有し、大量生産が容
易であることによる。
【００７４】 これらのプロトタイプ濾過器をそれぞれの砂層の上に溜められた水がすべて置
き換えられるように稼動させた。新たな水を加える直前の砂層の上の水の溶存酸
素濃度を監視した。各濾過器において、溶存酸素濃度に著明な影響が現れるよう
な量の有機物が砂層表面上に蓄積するまでに相当の時間を要することが示された
が、結局のところ溶存酸素量の測定に用いられた方法が充分な感度を有するもの
ではないことが明らかとなった。用いられた方法は溶存酸素濃度を正確に測定す
ることが可能であるものの、砂層の直ぐ上の水の溶存酸素濃度の測定には明らか
に使用できないものであった。この結論に達したのは実験開始後数ヶ月を経過し
てからであった。この種の溶存酸素量の直接的測定は小型で特殊な装置を必要と
した。得られた結果はこの計画の目的に関する限り結論を与えるものではなかっ
た。しかしながら、我々はプロトタイプ緩速濾過器を間欠的に動作させ、なおシ
ュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）を生きた状態に保つことが可能で
あることを証明し得たものである。
き換えられるように稼動させた。新たな水を加える直前の砂層の上の水の溶存酸
素濃度を監視した。各濾過器において、溶存酸素濃度に著明な影響が現れるよう
な量の有機物が砂層表面上に蓄積するまでに相当の時間を要することが示された
が、結局のところ溶存酸素量の測定に用いられた方法が充分な感度を有するもの
ではないことが明らかとなった。用いられた方法は溶存酸素濃度を正確に測定す
ることが可能であるものの、砂層の直ぐ上の水の溶存酸素濃度の測定には明らか
に使用できないものであった。この結論に達したのは実験開始後数ヶ月を経過し
てからであった。この種の溶存酸素量の直接的測定は小型で特殊な装置を必要と
した。得られた結果はこの計画の目的に関する限り結論を与えるものではなかっ
た。しかしながら、我々はプロトタイプ緩速濾過器を間欠的に動作させ、なおシ
ュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）を生きた状態に保つことが可能で
あることを証明し得たものである。
【００７５】 緩速濾過器の構成−ディフューザプレートの詳細な構造 ３基のプロトタイプ緩速濾過器は以下の要素から構成される。 −濾過容器 −濾過器蓋 −ディフューザプレート −管コレクタ −洗浄した１９ｍｍ径の石英砂利排水層 −洗浄した石英砂（連続動作型緩速濾過器用のものと同様のもの） −砂／砂利分離膜 −原水供給取り入れ口 −通気口 −排水口。
【００７６】 これら３基のプロトタイプ緩速濾過容器は約１０００ｍｍの高さを有し、下方
に向けて先細るように変化する断面積を有する（これと比較して、家庭向けの濾
過器は４００ｍｍの直径を有する。）。濾過容器はＰＶＣまたはコンクリートに
て形成されるか、あるいは飲用水を入れるのに適した任意の他の材料を使用する
ことが可能である。
に向けて先細るように変化する断面積を有する（これと比較して、家庭向けの濾
過器は４００ｍｍの直径を有する。）。濾過容器はＰＶＣまたはコンクリートに
て形成されるか、あるいは飲用水を入れるのに適した任意の他の材料を使用する
ことが可能である。
【００７７】 濾過器の蓋は埃や他の破片が誤って濾過容器に侵入することを防止するために
濾過器上部を完全に覆う程度に大きい。 ディフューザプレートは、濾過器内の水が保守水位にある間、乱流が最小に抑
えられ、水が砂層の上面すなわちシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ
）層を揺動することがないように、水の上に均等に原水を広げるものであること
が求められる。ディフューザプレートは、原水が濾過容器に供給される速度より
も大きな速度で水を分配することが可能な構成を有する。
濾過器上部を完全に覆う程度に大きい。 ディフューザプレートは、濾過器内の水が保守水位にある間、乱流が最小に抑
えられ、水が砂層の上面すなわちシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ
）層を揺動することがないように、水の上に均等に原水を広げるものであること
が求められる。ディフューザプレートは、原水が濾過容器に供給される速度より
も大きな速度で水を分配することが可能な構成を有する。
【００７８】 これら３基のプロトタイプの底部の濾過器排水部は、孔開けされたＰＶＣ管コ
レクタの周囲に石英砂利を充填して構成される。 各プロトタイプの管コレクタは、濾過容器の壁を貫通して設置される、孔開け
された１２ｍｍ径のＰＶＣ管にて構成した。ＰＶＣ管に設けられる孔は、３ｍｍ
の直径を有し、管の下側に配された。管コレクタはそれぞれ約１００ｍｍの洗浄
された１９ｍｍ径石英砂中に埋設される。
レクタの周囲に石英砂利を充填して構成される。 各プロトタイプの管コレクタは、濾過容器の壁を貫通して設置される、孔開け
された１２ｍｍ径のＰＶＣ管にて構成した。ＰＶＣ管に設けられる孔は、３ｍｍ
の直径を有し、管の下側に配された。管コレクタはそれぞれ約１００ｍｍの洗浄
された１９ｍｍ径石英砂中に埋設される。
【００７９】 プロトタイプ内の濾過砂は、連続稼動型緩速濾過器に通常使用されるものと同
様の洗浄された石英からなる。砂層の厚さは約６１０ｍｍであった。性能の基準
として、砂層を通じた水の最大流速は濾過器への原水の流速の最小流速よりも小
さくなければならない。
様の洗浄された石英からなる。砂層の厚さは約６１０ｍｍであった。性能の基準
として、砂層を通じた水の最大流速は濾過器への原水の流速の最小流速よりも小
さくなければならない。
【００８０】 ３基のプロトタイプの砂層及び砂利層は地層膜によって分離した。 水をディフューザプレートの上面に供給する原水供給口を通じて各濾過器に水
を供給した。性能基準として、原水供給口はディフューザプレートの約１５０ｍ
ｍ上方に配置した。原水給水口を通じた流速はディフューザプレートを通じた流
速よりも小さく、かつ濾過砂を通じた水流の最大流速よりも大きくなければなら
ない。
を供給した。性能基準として、原水供給口はディフューザプレートの約１５０ｍ
ｍ上方に配置した。原水給水口を通じた流速はディフューザプレートを通じた流
速よりも小さく、かつ濾過砂を通じた水流の最大流速よりも大きくなければなら
ない。
【００８１】 各プロトタイプの通気口及び緊急排水口は、濾過容器の最上部の原水給水口と
同じ高さに設けられた。充分な動作を行ううえで、緊急排水口は原水供給口と同
じ容量を有さなければならない。通気口は、濾過器に水が満たされる際には濾過
器内の空気を逃がし、濾過器が排水される際には濾過器に空気を流入させるだけ
の充分な容量を有さなければならない（濾過器の上部の空間は常に大気圧に保た
れなければならない。）。
同じ高さに設けられた。充分な動作を行ううえで、緊急排水口は原水供給口と同
じ容量を有さなければならない。通気口は、濾過器に水が満たされる際には濾過
器内の空気を逃がし、濾過器が排水される際には濾過器に空気を流入させるだけ
の充分な容量を有さなければならない（濾過器の上部の空間は常に大気圧に保た
れなければならない。）。
【００８２】 原水供給部、飲用水槽、及び飲用水分配システムに対する緩速濾過器の一般的
関係が、図７に概略的に示されている。水は原水供給部から濾過器に圧送される
。原水槽が濾過器よりも高い位置に持ち上げられる場合、供給ポンプをソレノイ
ド弁によって置き換えることが可能である。
関係が、図７に概略的に示されている。水は原水供給部から濾過器に圧送される
。原水槽が濾過器よりも高い位置に持ち上げられる場合、供給ポンプをソレノイ
ド弁によって置き換えることが可能である。
【００８３】 水は、玉弁、ユニオン継ぎ手、ソレノイド弁、及び別のユニオン継ぎ手を備え
た管路システムを通じて緩速濾過器から飲用水槽に排出される。緊急時には濾過
器から原水供給部に排水するか、緊急排水口を通じて排水することが可能である
。プロトタイプの飲用水槽は、通常の使用に充分な水の供給量が入れられるよう
な大きさに構成した。飲用水は分配システムのポンプによって飲用水分配システ
ムに供給された。
た管路システムを通じて緩速濾過器から飲用水槽に排出される。緊急時には濾過
器から原水供給部に排水するか、緊急排水口を通じて排水することが可能である
。プロトタイプの飲用水槽は、通常の使用に充分な水の供給量が入れられるよう
な大きさに構成した。飲用水は分配システムのポンプによって飲用水分配システ
ムに供給された。
【００８４】 これらのプロトタイプでは、ポンプを含む分配システムは、玉弁及びユニオン
継ぎ手によって水槽から隔離される。別のユニオン継ぎ手がポンプの直ぐ下流に
配される。管路のＴがこのユニオン継ぎ手の直ぐ下流に配される。Ｔの一方の出
口は飲用水分配システムに必要なだけの水を供給する。他方の出口は、濾過器の
水の交換が必要な場合に作動するソレノイド弁によって制御される。この弁が開
いている場合、飲用水槽からの水は原水槽に戻される。
継ぎ手によって水槽から隔離される。別のユニオン継ぎ手がポンプの直ぐ下流に
配される。管路のＴがこのユニオン継ぎ手の直ぐ下流に配される。Ｔの一方の出
口は飲用水分配システムに必要なだけの水を供給する。他方の出口は、濾過器の
水の交換が必要な場合に作動するソレノイド弁によって制御される。この弁が開
いている場合、飲用水槽からの水は原水槽に戻される。
【００８５】 上記の開示を鑑みれば当業者には自明のことであるが、本発明の精神または範
囲から逸脱することなく発明の実施に多くの変更及び改変を加えることが可能で
ある。したがって発明の範囲は特許請求の範囲によって限定される実質に基いて
解釈されるべきものである。
囲から逸脱することなく発明の実施に多くの変更及び改変を加えることが可能で
ある。したがって発明の範囲は特許請求の範囲によって限定される実質に基いて
解釈されるべきものである。
【図１】休止状態にある、手動にて動作せられることにより間欠的に動作す
る本発明に基いた緩速濾過器を示す立断面図。
る本発明に基いた緩速濾過器を示す立断面図。
【図２】動作状態にある、図１に示された装置の上部を示す立断面図。
【図３】自動動作せられることにより間欠的に動作する本発明に基いた緩速
濾過器を示す立断面図。
濾過器を示す立断面図。
【図４】図３の装置において使用されるディフューザプレート保持部の詳細
を示す図。
を示す図。
【図５】図３の装置において使用されるディフューザプレートを示す平面図
。
。
【図６】図５のディフューザプレートの側断面図。
【図７】原水槽及び飲用水槽と組み合わされた図３に示される装置における
流体の流れの概略を示す図。
流体の流れの概略を示す図。
【図８】原水槽及び飲用水槽と組み合わされた図３に示される装置とともに
使用される制御システムの概略を示す図。
使用される制御システムの概略を示す図。
【図９】間欠動作を行う本発明に基いた自動緩速濾過器の第２の実施形態を
示す立面図。
示す立面図。
【図１０】図９に示された間欠動作を行う自動緩速濾過器を示す側面図。
【図１１】図９に示された間欠動作を行う自動緩速濾過器を示す正面図。
【図１２】固定位置式清除機構を備えた、図１０に示された間欠動作を行う
自動緩速濾過器を示す側面図。
自動緩速濾過器を示す側面図。
【図１３】図１２の装置において使用されるディフューザを示す平面図。
【図１４】図１３のディフューザを示す側面図。
【図１５】図１２の装置の底部において使用される排水アセンブリを示す頂
面図。
面図。
【図１６】ディフューザ及び本発明に基く固定位置式清除機構を示す側断面
図。
図。
【図１７】図１６の固定位置式清除機構のための攪拌ブレードの第１の構成
を示す側面図。
を示す側面図。
【図１８】固定位置式清除機構の攪拌ブレードの別の異なる実施形態を示す
図。
図。
【図１９】固定位置式清除機構の攪拌ブレードの別の異なる実施形態を示す
図。
図。
【図２０】固定位置式清除機構の攪拌ブレードの別の異なる実施形態を示す
図。
図。
【図２１】固定位置式清除機構の攪拌ブレードの別の異なる実施形態を示す
図。
図。
【図２２】固定位置式清除機構の攪拌ブレードの別の異なる実施形態を示す
図。
図。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年９月２０日（２０００．９．２０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】 従来技術においては、連続的な水の供給を必要とし、連続的に流れる水ととも
に使用することを意図した緩速濾過器が知られている。このような従来技術の緩
速濾過器が、パイパー（Ｐｙｐｅｒ）に付与された米国特許第５，０３２，２６
１号に記載されている。この緩速濾過器では部分的に砂を充填した容器が用いら
れる。緩速濾過器には給水口と出水口が設けられる。酸素を含有する水が約０．
０８ｍ／時またはこれよりも若干大きな流速にて砂を通じて連続的に流れ、流れ
る水に対して砂が濾過効果を与える。更に、数日間にわたって酸素を含有する流
水中に砂が浸漬される場合、初めにはほとんど見られなかった有用な好気性の生
物層が砂の上部に形成される。この層はシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅ
ｃｋｅ）と呼ばれ、藻類、プランクトン、珪藻類、原生動物、及び細菌などの多
様な生物から形成される。シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）は濾
過器を連続的に通過する原水に含まれる有機物を捕捉し、部分的に消化及び分解
する。有機物はシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）上に蓄積し、簡
単な無機塩類が形成される。同時に、原水中の不活性の浮遊粒子が砂によって物
理的に除去される。
に使用することを意図した緩速濾過器が知られている。このような従来技術の緩
速濾過器が、パイパー（Ｐｙｐｅｒ）に付与された米国特許第５，０３２，２６
１号に記載されている。この緩速濾過器では部分的に砂を充填した容器が用いら
れる。緩速濾過器には給水口と出水口が設けられる。酸素を含有する水が約０．
０８ｍ／時またはこれよりも若干大きな流速にて砂を通じて連続的に流れ、流れ
る水に対して砂が濾過効果を与える。更に、数日間にわたって酸素を含有する流
水中に砂が浸漬される場合、初めにはほとんど見られなかった有用な好気性の生
物層が砂の上部に形成される。この層はシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅ
ｃｋｅ）と呼ばれ、藻類、プランクトン、珪藻類、原生動物、及び細菌などの多
様な生物から形成される。シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）は濾
過器を連続的に通過する原水に含まれる有機物を捕捉し、部分的に消化及び分解
する。有機物はシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）上に蓄積し、簡
単な無機塩類が形成される。同時に、原水中の不活性の浮遊粒子が砂によって物
理的に除去される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】 しかしながらこうした緩速濾過器は、郊外の別荘のように水の供給が間欠的で
あるような場合には有効ではない。こうした場合、従来の緩速濾過器は滞流状態
（酸素が失われる）となり、シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）は
酸素の欠乏のために死滅してしまう。この難点のため、従来技術の緩速濾過器の
使用は限定されてしまう。
あるような場合には有効ではない。こうした場合、従来の緩速濾過器は滞流状態
（酸素が失われる）となり、シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）は
酸素の欠乏のために死滅してしまう。この難点のため、従来技術の緩速濾過器の
使用は限定されてしまう。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】 ハルバート（Ｈｕｌｂｅｒｔ）等に付与された１９８８年８月２３日発行の米
国特許第４，７６５，８９２号には、蓋のない濾過槽内に砂の層と濾過性能を高
めるうえで有効量のゼオライトが入れられた緩速濾過システムが開示されている
。このゼオライト上に、藻類、プランクトン、珪藻類、原生動物、輪形動物、及
び細菌からなる群から選択される生物の層からなるシュマッツデッケ（ｓｃｈｍ
ｕｔｚｄｅｃｋｅ）が生育する。
国特許第４，７６５，８９２号には、蓋のない濾過槽内に砂の層と濾過性能を高
めるうえで有効量のゼオライトが入れられた緩速濾過システムが開示されている
。このゼオライト上に、藻類、プランクトン、珪藻類、原生動物、輪形動物、及
び細菌からなる群から選択される生物の層からなるシュマッツデッケ（ｓｃｈｍ
ｕｔｚｄｅｃｋｅ）が生育する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】 ビッシャー（Ｖｉｓｓｃｈｅｒ）等による「地域の水供給のための緩速濾過池
」（技術文献番号Ｎｏ．２４、地域の水供給及び公衆衛生のための国際委託セン
ター）（オランダ、ハーグ）１９８７年、３１頁）（Slow Sand Filtration for
Community Water Supply, Technical Paper No. 24, International Reference
Centre for Community Wa ter Supply and Sanitation, The Hague, The Nethe
rlands, 1987, page31 ）には、「濾過器の動作再開後４〜５時間後には許容範
囲以上の細菌学的汚染物が形成されることが結論として示された」ことにより、
緩速濾過器においては間欠的動作を行うべきではない旨が述べられている。同様
に、ヒュースマン（Ｈｕｉｓｍａｎ）による「緩速濾過」（世界保健機関、ジュ
ネーブ、１９７４年、３２頁）には、緩速濾過器はできるだけ一定の濾過速度に
て動作させるべきである旨の教示がある。したがって、従来技術における理解は
、緩速濾過器は間欠的に動作させるべきではないというものであった。間欠的と
は、ハルバート（Ｈｕｌｂｅｒｔ）の米国特許第４，７６５，８９２号に述べら
れるように、保守整備のために緩速濾過器の動作を時々停止させるということで
はなく、濾過器を通じた水の流れがない間シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄ
ｅｃｋｅ）が生きており、緩速濾過器の動作が維持されることを意味するもので
ある。本発明とは異なり、ハルバートの濾過器は保守整備の際に清除され、シュ
マッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）は濾過器が再び使用されるまで生存
しない。
」（技術文献番号Ｎｏ．２４、地域の水供給及び公衆衛生のための国際委託セン
ター）（オランダ、ハーグ）１９８７年、３１頁）（Slow Sand Filtration for
Community Water Supply, Technical Paper No. 24, International Reference
Centre for Community Wa ter Supply and Sanitation, The Hague, The Nethe
rlands, 1987, page31 ）には、「濾過器の動作再開後４〜５時間後には許容範
囲以上の細菌学的汚染物が形成されることが結論として示された」ことにより、
緩速濾過器においては間欠的動作を行うべきではない旨が述べられている。同様
に、ヒュースマン（Ｈｕｉｓｍａｎ）による「緩速濾過」（世界保健機関、ジュ
ネーブ、１９７４年、３２頁）には、緩速濾過器はできるだけ一定の濾過速度に
て動作させるべきである旨の教示がある。したがって、従来技術における理解は
、緩速濾過器は間欠的に動作させるべきではないというものであった。間欠的と
は、ハルバート（Ｈｕｌｂｅｒｔ）の米国特許第４，７６５，８９２号に述べら
れるように、保守整備のために緩速濾過器の動作を時々停止させるということで
はなく、濾過器を通じた水の流れがない間シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄ
ｅｃｋｅ）が生きており、緩速濾過器の動作が維持されることを意味するもので
ある。本発明とは異なり、ハルバートの濾過器は保守整備の際に清除され、シュ
マッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）は濾過器が再び使用されるまで生存
しない。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】 ハルバートによって述べられるような、濾過材の上の水の深さが６０ｃｍ〜２
．４４ｍである緩速濾過器では、間欠動作が行われる間に水流が停止されるとシ
ュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）は直ぐに死に始め、酸素欠乏のた
めに一晩で死滅する。これはシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）の
酸素要求量の理論的計算値から示される。
．４４ｍである緩速濾過器では、間欠動作が行われる間に水流が停止されるとシ
ュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）は直ぐに死に始め、酸素欠乏のた
めに一晩で死滅する。これはシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）の
酸素要求量の理論的計算値から示される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】 （発明の概要） 本発明は、緩速濾過装置を提供するものである。本発明の緩速濾過装置は、上
部及び下部を有する容器と、容器の上部内の給水口であって、水の供給部に接続
された給水口と、容器の少なくとも下部を充填する濾過材であって、給水口の下
方に上面がある濾過材と、濾過材の上面上のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚ
ｄｅｃｋｅ）層と、容器の下部内の濾過材の上面の下方に位置する出水口と、容
器の上部内の水位を濾過材の上面の上方の保守水位に維持する、上部内の水位維
持機構とを備え、前記の保守水位は、（１）給水口から容器内の水の上面に落下
する水がシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層を著しく揺動するこ
とのないような充分に深い保守水位と、（２）給水口を通じた水の流れがない場
合においてもシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層が生きた状態に
保たれるように、水面の上の空気からの酸素が水中に拡散してシュマッツデッケ
（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層に到達するような充分に浅い保守水位とのバラ
ンスがとられた水位である。
部及び下部を有する容器と、容器の上部内の給水口であって、水の供給部に接続
された給水口と、容器の少なくとも下部を充填する濾過材であって、給水口の下
方に上面がある濾過材と、濾過材の上面上のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚ
ｄｅｃｋｅ）層と、容器の下部内の濾過材の上面の下方に位置する出水口と、容
器の上部内の水位を濾過材の上面の上方の保守水位に維持する、上部内の水位維
持機構とを備え、前記の保守水位は、（１）給水口から容器内の水の上面に落下
する水がシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層を著しく揺動するこ
とのないような充分に深い保守水位と、（２）給水口を通じた水の流れがない場
合においてもシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層が生きた状態に
保たれるように、水面の上の空気からの酸素が水中に拡散してシュマッツデッケ
（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層に到達するような充分に浅い保守水位とのバラ
ンスがとられた水位である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】 本発明は更に、緩速濾過装置を動作させる方法であって、該濾過装置は、容器
と、該容器を部分的に充填する濾過材と、該濾過材の上方に配される給水口と、
濾過材の内部の出水口とを備える方法において、容器内の水位を、濾過材の上面
の上方において、（１）給水口から容器内の水の上面に落下する水がシュマッツ
デッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層を著しく揺動することのないような充分
に深い保守水位と、（２）給水口を通じた水の流れがない場合においてもシュマ
ッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層が生きた状態に保たれるように、水
面の上の空気からの酸素が水中に拡散してシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄ
ｅｃｋｅ）層に到達するような充分に浅い保守水位とのバランスがとられた水位
に維持する工程を含む方法を提供するものである。
と、該容器を部分的に充填する濾過材と、該濾過材の上方に配される給水口と、
濾過材の内部の出水口とを備える方法において、容器内の水位を、濾過材の上面
の上方において、（１）給水口から容器内の水の上面に落下する水がシュマッツ
デッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層を著しく揺動することのないような充分
に深い保守水位と、（２）給水口を通じた水の流れがない場合においてもシュマ
ッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層が生きた状態に保たれるように、水
面の上の空気からの酸素が水中に拡散してシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄ
ｅｃｋｅ）層に到達するような充分に浅い保守水位とのバランスがとられた水位
に維持する工程を含む方法を提供するものである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】 発明者は、砂（または他の濾過材）の上の静止水位を、 （１）生物有機的水処理層（シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）
と呼ばれる）が、乾燥したり、流入する水の供給により揺動されることによって
シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層に穿孔し、未処理の原水がシ
ュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層を通過してしまうことのないよ
うに所定の最小深さを上回る深さ、且つ、 （２）シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）が酸素の欠乏した停滞
水によって死滅することのないよう、空気中の酸素がシュマッツデッケ（ｓｃｈ
ｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層に達するように所定の最大深さよりも小さい深さに維持
することにより、 シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）を、間欠的動作条件下におい
ても生きた状態に保ち、水が間欠的に供給される場合においても緩速濾過器の有
効性を維持することが可能であることを発見した。静止水位、すなわち保守水位
は、緩速濾過器が、動作していない、すなわち水を供給するために使用されてい
ないときの緩速濾過器内の水位として定義される。
と呼ばれる）が、乾燥したり、流入する水の供給により揺動されることによって
シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層に穿孔し、未処理の原水がシ
ュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層を通過してしまうことのないよ
うに所定の最小深さを上回る深さ、且つ、 （２）シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）が酸素の欠乏した停滞
水によって死滅することのないよう、空気中の酸素がシュマッツデッケ（ｓｃｈ
ｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層に達するように所定の最大深さよりも小さい深さに維持
することにより、 シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）を、間欠的動作条件下におい
ても生きた状態に保ち、水が間欠的に供給される場合においても緩速濾過器の有
効性を維持することが可能であることを発見した。静止水位、すなわち保守水位
は、緩速濾過器が、動作していない、すなわち水を供給するために使用されてい
ないときの緩速濾過器内の水位として定義される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】 本発明の間欠的に動作する緩速濾過器のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄ
ｅｃｋｅ）は通常、少なくとも１回の週末を生き延びることが可能であり、濾過
器を通じて水が流される或る期間から次の期間までの水の流れがまったくない条
件下で少なくとも１週間生き延びることが可能である。こうした状況は郊外の別
荘を住人が離れている期間に発生しうる。最終的には、水流のない期間が長期に
わたる場合、シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）は酸素の欠乏では
なく、食料の不足のために死滅する。緩速濾過器を通じた水の流れがまったくな
い期間においてシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）が４８時間より
も長い時間にわたって生存できるため、本発明は従来技術と比較して大きな進歩
である。
ｅｃｋｅ）は通常、少なくとも１回の週末を生き延びることが可能であり、濾過
器を通じて水が流される或る期間から次の期間までの水の流れがまったくない条
件下で少なくとも１週間生き延びることが可能である。こうした状況は郊外の別
荘を住人が離れている期間に発生しうる。最終的には、水流のない期間が長期に
わたる場合、シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）は酸素の欠乏では
なく、食料の不足のために死滅する。緩速濾過器を通じた水の流れがまったくな
い期間においてシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）が４８時間より
も長い時間にわたって生存できるため、本発明は従来技術と比較して大きな進歩
である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】 従来技術において、以前にはシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）
は水が流されていない緩速濾過器内では速やかに死滅するものと考えられていた
ためこれは驚くべき発見である。
は水が流されていない緩速濾過器内では速やかに死滅するものと考えられていた
ためこれは驚くべき発見である。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】 緩速濾過器の正常な連続動作では時間とともに厚みを増す生物層（シュマッツ
デッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ））が形成される。この結果、水の流れが減
少する。したがって連続的システムでは緩速濾過器を時々停止させてシュマッツ
デッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層の一部を剥離することによって層の厚さ
を物理的に小さくすることが必要である。したがって本発明の緩速濾過器の間欠
的動作によれば、生物層（シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ））が
多少の飢餓状態におかれ、その厚さが減少して水流が実際に改善されるために、
２次的な利点が与えられるものである。
デッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ））が形成される。この結果、水の流れが減
少する。したがって連続的システムでは緩速濾過器を時々停止させてシュマッツ
デッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層の一部を剥離することによって層の厚さ
を物理的に小さくすることが必要である。したがって本発明の緩速濾過器の間欠
的動作によれば、生物層（シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ））が
多少の飢餓状態におかれ、その厚さが減少して水流が実際に改善されるために、
２次的な利点が与えられるものである。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】 間欠的動作を行う緩速濾過器の一実施形態では、持ち上げられた管内で水を堰
き止め、緩速濾過器の容器内の水位を一定に維持する。この容器は給水口及び出
水口を有し、砂もしくは他の濾過材によって部分的に満たされている。緩速濾過
器内の出水口からの管は、砂の上側において、水槽へと下降する手前で望ましい
水位にまで上方に持ち上げられている。水は、水流が間欠的なものである場合で
も、砂の上側の水位が望ましい水位となるまで管及び容器内へと逆流する。濾過
媒体の上にはシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）が自動的かつ自然
に形成される。濾過媒体として微細な石英砂を用い、周辺温度（約２１℃）にて
手動により動作するこうした緩速濾過器では、水位は濾過媒体の上約１ｃｍより
も上かつ緩速砂フィルタの上面の上約８ｃｍよりも下の位置に維持される。
き止め、緩速濾過器の容器内の水位を一定に維持する。この容器は給水口及び出
水口を有し、砂もしくは他の濾過材によって部分的に満たされている。緩速濾過
器内の出水口からの管は、砂の上側において、水槽へと下降する手前で望ましい
水位にまで上方に持ち上げられている。水は、水流が間欠的なものである場合で
も、砂の上側の水位が望ましい水位となるまで管及び容器内へと逆流する。濾過
媒体の上にはシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）が自動的かつ自然
に形成される。濾過媒体として微細な石英砂を用い、周辺温度（約２１℃）にて
手動により動作するこうした緩速濾過器では、水位は濾過媒体の上約１ｃｍより
も上かつ緩速砂フィルタの上面の上約８ｃｍよりも下の位置に維持される。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】 砂層表面のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）によって溶存酸素
が消費される速度は、砂層表面における微生物、有機物及び無機物の蓄積（全体
として生物層またはシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）として知ら
れる）の程度の関数であり、この蓄積が如何にして生じるか（連続的または間欠
的な濾過器の動作の仕方）の関数ではない。砂層上の水深が大きい、連続動作せ
られる濾過器の稼動が停止された場合と、同じ水深を有する間欠動作せられる濾
過器の稼動が停止または中断された場合とでは、両方の濾過器が似たような生物
層を有し、停止及び／または中断の長さが同様であるものとして、同様の溶存酸
素の消費を示すことになる。したがって完全に稼動が停止された連続動作型濾過
器と休止状態の間欠動作型濾過器とから得られる結果は同等のものである。した
がってパラマシバン（Ｐａｒａｍａｓｉｖａｎ）等の連続動作型緩速濾過装置に
関する研究は間欠動作型緩速濾過装置にもあてはまるものである。
が消費される速度は、砂層表面における微生物、有機物及び無機物の蓄積（全体
として生物層またはシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）として知ら
れる）の程度の関数であり、この蓄積が如何にして生じるか（連続的または間欠
的な濾過器の動作の仕方）の関数ではない。砂層上の水深が大きい、連続動作せ
られる濾過器の稼動が停止された場合と、同じ水深を有する間欠動作せられる濾
過器の稼動が停止または中断された場合とでは、両方の濾過器が似たような生物
層を有し、停止及び／または中断の長さが同様であるものとして、同様の溶存酸
素の消費を示すことになる。したがって完全に稼動が停止された連続動作型濾過
器と休止状態の間欠動作型濾過器とから得られる結果は同等のものである。した
がってパラマシバン（Ｐａｒａｍａｓｉｖａｎ）等の連続動作型緩速濾過装置に
関する研究は間欠動作型緩速濾過装置にもあてはまるものである。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２８】 容器１２内の水位３０は、砂層２０の上面２１よりも上の最低水位と最高水位
との間、好ましくは砂層２０の上面の上１ｃｍ〜８ｃｍの範囲となるように維持
される。これは容器１２に適当な印をつけることによって行われる。容器内の水
は例として２１℃の周囲温度（加温されていない）で、周囲圧（大気圧）下にお
かれる。下方水位である１ｃｍは、シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋ
ｅ）を殺し、容器１２内の水３０の上面に落下する水による揺動のためにシュマ
ッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層２１が揺動される原因となるシュマ
ッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層２１の乾燥を防止するうえで充分な
深さとして選択される。
との間、好ましくは砂層２０の上面の上１ｃｍ〜８ｃｍの範囲となるように維持
される。これは容器１２に適当な印をつけることによって行われる。容器内の水
は例として２１℃の周囲温度（加温されていない）で、周囲圧（大気圧）下にお
かれる。下方水位である１ｃｍは、シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋ
ｅ）を殺し、容器１２内の水３０の上面に落下する水による揺動のためにシュマ
ッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層２１が揺動される原因となるシュマ
ッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層２１の乾燥を防止するうえで充分な
深さとして選択される。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２９】 上方水位３０は、滞留を防止するうえで充分に浅くなるように選択される。滞
流とは、新鮮な原水供給のない期間において水３０の水面の上の空気からシュマ
ッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層２１への酸素の輸送がなくなること
である。ここで用いられる「滞流」なる語は、砂層２０の上面に形成されるシュ
マッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）２１の上の水深が深すぎ、水中の酸
素が欠乏してシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）が死滅するような
状態を云うものである。シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層２１
が水中の酸素を使い果し、シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）２１
の上の水深が深すぎて水３０の上の空気がシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄ
ｅｃｋｅ）層２１に到達できない場合に層２１は死滅する。実際の上方水位３０
は濾過材の種類及び周囲温度に部分的に依存するものと考えられ、実験的に決定
することが容易に可能である。発明者は２１℃における微細石英砂では１ｃｍ〜
８ｃｍの範囲が有益であることを見出した。一般に最高水位３０は低いほど（た
だし１ｃｍよりは高い）好ましい。したがって水の変動範囲は１ｃｍ〜５ｃｍで
あることが好ましい。
流とは、新鮮な原水供給のない期間において水３０の水面の上の空気からシュマ
ッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層２１への酸素の輸送がなくなること
である。ここで用いられる「滞流」なる語は、砂層２０の上面に形成されるシュ
マッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）２１の上の水深が深すぎ、水中の酸
素が欠乏してシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）が死滅するような
状態を云うものである。シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層２１
が水中の酸素を使い果し、シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）２１
の上の水深が深すぎて水３０の上の空気がシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄ
ｅｃｋｅ）層２１に到達できない場合に層２１は死滅する。実際の上方水位３０
は濾過材の種類及び周囲温度に部分的に依存するものと考えられ、実験的に決定
することが容易に可能である。発明者は２１℃における微細石英砂では１ｃｍ〜
８ｃｍの範囲が有益であることを見出した。一般に最高水位３０は低いほど（た
だし１ｃｍよりは高い）好ましい。したがって水の変動範囲は１ｃｍ〜５ｃｍで
あることが好ましい。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３０】 水位は、管２６を、吐水口２８にて示される所望の水位にまで出水口から上方
に延ばすことによって維持することが可能である。このようにして維持された水
位を参照符号３０にて示してある。この水位３０は、緩速濾過器が動作させられ
ていない場合においても、すなわち濾過器に原水が補給されていない場合におい
ても、最低水位に維持される。これは休止状態として知られる。図２は、最初の
動作状態における濾過器１２の上部１４を立断面図にて示したものである。稼動
時において、最初に原水が導入されると図２に示されるように水位は初め上昇し
、濾過された水が砂層２０、砂利２４を通過し、管２６に設けられた孔から流出
するにしたがって図１に示されるように所望の水位にまで次第に低下する。濾過
された水はバケツや他の適当な飲用水槽３２に回収されるか、あるいは後の図に
おいて示されるように携帯型水槽に汲み出される。こうした条件下ではシュマッ
ツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）は砂層の上層２１に自然に形成される。
に延ばすことによって維持することが可能である。このようにして維持された水
位を参照符号３０にて示してある。この水位３０は、緩速濾過器が動作させられ
ていない場合においても、すなわち濾過器に原水が補給されていない場合におい
ても、最低水位に維持される。これは休止状態として知られる。図２は、最初の
動作状態における濾過器１２の上部１４を立断面図にて示したものである。稼動
時において、最初に原水が導入されると図２に示されるように水位は初め上昇し
、濾過された水が砂層２０、砂利２４を通過し、管２６に設けられた孔から流出
するにしたがって図１に示されるように所望の水位にまで次第に低下する。濾過
された水はバケツや他の適当な飲用水槽３２に回収されるか、あるいは後の図に
おいて示されるように携帯型水槽に汲み出される。こうした条件下ではシュマッ
ツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）は砂層の上層２１に自然に形成される。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３１】 稼動時において容器１２の上から水が加えられると慎重に加えないかぎりデリ
ケートなシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層２１を揺動させる。
傷つきやすいシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層２１が揺動され
ることを防止するため、図４に示されるもののような任意の適当な手段によって
容器１２の壁の砂層２０のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層２
１の上方に固定されるディフューザ３４を備えることが好ましい。ディフューザ
３４は原水を均一に拡散させ、原水が濾過器に供給される速度よりも大きな速度
で原水を分配する性能を有するものでなければならない。ディフューザ３４は図
５及び６により詳細に示されているが、約１ｃｍ間隔で２ｍｍ径の孔が開けられ
ており、砂層２０のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層２１の上
方約１０ｃｍで少なくとも図１に示される所望の水位３０よりも高い位置に設け
られる。稼動時に容器１２に入れられる水は、初めディフューザ３４の上に溜ま
り、シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層２１上にこれを揺動させ
ることなく次第に滴下される。
ケートなシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層２１を揺動させる。
傷つきやすいシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層２１が揺動され
ることを防止するため、図４に示されるもののような任意の適当な手段によって
容器１２の壁の砂層２０のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層２
１の上方に固定されるディフューザ３４を備えることが好ましい。ディフューザ
３４は原水を均一に拡散させ、原水が濾過器に供給される速度よりも大きな速度
で原水を分配する性能を有するものでなければならない。ディフューザ３４は図
５及び６により詳細に示されているが、約１ｃｍ間隔で２ｍｍ径の孔が開けられ
ており、砂層２０のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層２１の上
方約１０ｃｍで少なくとも図１に示される所望の水位３０よりも高い位置に設け
られる。稼動時に容器１２に入れられる水は、初めディフューザ３４の上に溜ま
り、シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層２１上にこれを揺動させ
ることなく次第に滴下される。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３２】 稼動時には、容器１２は最高水位と最低水位の間の所望の水位３０にまで水に
よって満たされ、シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層２１が生存
する。濾過器を最も簡単な形態にて動作させるには、蓋１８を外して原水を容器
１２の上より注ぎ込む。この後、濾過された水は飲用水槽３２に流れはじめる。
濾過された水は、シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層２１の上の
水位３０が放水管吐水口２８の最下部の下方となるまで濾過器から排水される。
稼動時には生きているシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層２１の
厚さは時間とともに増す。シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層２
１の厚さがこれによって濾過器を通じた水の流速が許容される程度を下回るまで
に大きくなった場合、保守整備を行うことが必要である。保守整備では通常、１
乃至２ｃｍの砂をシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層２１ととも
に除去する。手動にて動作せられる濾過器では清除の１日後には動作可能な状態
に戻ると考えられる。
よって満たされ、シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層２１が生存
する。濾過器を最も簡単な形態にて動作させるには、蓋１８を外して原水を容器
１２の上より注ぎ込む。この後、濾過された水は飲用水槽３２に流れはじめる。
濾過された水は、シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層２１の上の
水位３０が放水管吐水口２８の最下部の下方となるまで濾過器から排水される。
稼動時には生きているシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層２１の
厚さは時間とともに増す。シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層２
１の厚さがこれによって濾過器を通じた水の流速が許容される程度を下回るまで
に大きくなった場合、保守整備を行うことが必要である。保守整備では通常、１
乃至２ｃｍの砂をシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層２１ととも
に除去する。手動にて動作せられる濾過器では清除の１日後には動作可能な状態
に戻ると考えられる。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３４】 容器４２の下部４６には出水層５２が形成される。容器４２の底部の出水層５
２には、濾過砂層５０の下に配される砂利の排水層５４、及び砂利層５４に付随
する孔開き管５６が含まれる。管５６はエンドキャップ５７を有する。管５６は
砂利層５４内に配され、容器４２の下部４６に形成された孔を通じて外部に延び
る。砂利層５４と砂層５０とは好ましくは地層膜５３によって分離される。管５
６は飲用水槽６２に延びる（図７及び８に示される）。管５６は少なくとも２０
ｃｍの砂利５４内に埋設されることが好ましい。原水取り込み口４９を通じた流
速は、砂層５１の上層の上の水位を維持してシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚ
ｄｅｃｋｅ）層５１を生きた状態に維持するために、濾過砂層５０を通じた最大
流速よりも大きくなければならない。
２には、濾過砂層５０の下に配される砂利の排水層５４、及び砂利層５４に付随
する孔開き管５６が含まれる。管５６はエンドキャップ５７を有する。管５６は
砂利層５４内に配され、容器４２の下部４６に形成された孔を通じて外部に延び
る。砂利層５４と砂層５０とは好ましくは地層膜５３によって分離される。管５
６は飲用水槽６２に延びる（図７及び８に示される）。管５６は少なくとも２０
ｃｍの砂利５４内に埋設されることが好ましい。原水取り込み口４９を通じた流
速は、砂層５１の上層の上の水位を維持してシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚ
ｄｅｃｋｅ）層５１を生きた状態に維持するために、濾過砂層５０を通じた最大
流速よりも大きくなければならない。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３５】 水位５５はシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層５１の上１ｃｍ
〜８ｃｍの間でなければならず、好ましくは１ｃｍ〜５ｃｍの間である。１ｃｍ
及び５ｍの高さに配されたセンサを用いてこれらの限界内に水位が収まるように
することが可能である。
〜８ｃｍの間でなければならず、好ましくは１ｃｍ〜５ｃｍの間である。１ｃｍ
及び５ｍの高さに配されたセンサを用いてこれらの限界内に水位が収まるように
することが可能である。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３６】 稼動時に給水管４９を通じて原水が容器４２に加えられる際、原水は慎重に加
えなければシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層５１を揺動させ、
これに穴を開ける場合がある。シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）
層５１の揺動を防止し、原水がシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）
を迂回せずにすべてシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）を通過させ
られるようにするため、図５及び６に詳細に示されるディフューザ６４を使用す
ることが好ましい。ディフューザ６４は、図１のディフューザ３４と同様に孔が
開けられ、均等に配分された孔６５を有する。ディフューザ６４は、図４に示さ
れるようにボルト６６、ナット６７及びワッシャ６８によって、砂層５０のシュ
マッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層５１及び水位５５の上方において
容器４２に固定される。好ましくは、ディフューザ６４は、砂層５０の層５１の
上方約８ｃｍかつ最低水位５５（保守水位ＭＬとも呼ばれる）の上方５ｍｍの位
置に配される。ディフューザ６４は、給水管４９を通じて濾過容器４２に供給さ
れる原水よりも大きな速度にて水を分配する性能を有するものでなければならな
い。稼動時に容器４２に入れられる原水はディフューザ６４に形成された孔６５
を水面５５へと通過し、砂層のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）
層５１上にこれを揺動させて、望ましくない穴を開けることなく次第に滴下する
。
えなければシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層５１を揺動させ、
これに穴を開ける場合がある。シュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）
層５１の揺動を防止し、原水がシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）
を迂回せずにすべてシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）を通過させ
られるようにするため、図５及び６に詳細に示されるディフューザ６４を使用す
ることが好ましい。ディフューザ６４は、図１のディフューザ３４と同様に孔が
開けられ、均等に配分された孔６５を有する。ディフューザ６４は、図４に示さ
れるようにボルト６６、ナット６７及びワッシャ６８によって、砂層５０のシュ
マッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層５１及び水位５５の上方において
容器４２に固定される。好ましくは、ディフューザ６４は、砂層５０の層５１の
上方約８ｃｍかつ最低水位５５（保守水位ＭＬとも呼ばれる）の上方５ｍｍの位
置に配される。ディフューザ６４は、給水管４９を通じて濾過容器４２に供給さ
れる原水よりも大きな速度にて水を分配する性能を有するものでなければならな
い。稼動時に容器４２に入れられる原水はディフューザ６４に形成された孔６５
を水面５５へと通過し、砂層のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）
層５１上にこれを揺動させて、望ましくない穴を開けることなく次第に滴下する
。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４０】 容器４２及び飲用水槽６２内の水位の制御は、先に述べた水流制御手段ならび
に容器４２及び飲用水槽６２内の水位検出器を用いて行うことが可能である。図
８に見られるように、容器４２内の水位検出器は次の水位を検出する。すなわち
、（１）砂層５０のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層５１の上
方２５ｍｍの保守水位５５（ＭＬ）（図３も参照）、（２）砂層５０上の層５１
の上方１８ｃｍに位置する（越流を防止するための）高水位警報水位（ＳＨＬＡ
）、（３）層５１の上方１５ｃｍに位置するポンプ供給停止水位（ＳＦＰ）、及
び、（４）砂層５０の層５１の上方５０ｍｍに位置するポンプ供給開始水位（Ｓ
ＴＦＰ）である。これらの水位及び上記の頭文字語は図８に示されている。水流
がまったくない場合においてもシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）
を生きた状態に保つため、水位５５は、非使用時には保守水位ＭＬの許容される
距離内に維持されなければならない。保守水位ＭＬは、手動動作型緩速濾過器に
ついて上記に述べられたシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）維持基
準に基いて選択される。一般に、水位３０（図１参照）または水位５５（図３参
照）は、砂層２０または５０上面の上方１ｃｍ〜８ｃｍの深さ、好ましくは約１
ｃｍ〜５ｃｍの間の深さでなければならない。
に容器４２及び飲用水槽６２内の水位検出器を用いて行うことが可能である。図
８に見られるように、容器４２内の水位検出器は次の水位を検出する。すなわち
、（１）砂層５０のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層５１の上
方２５ｍｍの保守水位５５（ＭＬ）（図３も参照）、（２）砂層５０上の層５１
の上方１８ｃｍに位置する（越流を防止するための）高水位警報水位（ＳＨＬＡ
）、（３）層５１の上方１５ｃｍに位置するポンプ供給停止水位（ＳＦＰ）、及
び、（４）砂層５０の層５１の上方５０ｍｍに位置するポンプ供給開始水位（Ｓ
ＴＦＰ）である。これらの水位及び上記の頭文字語は図８に示されている。水流
がまったくない場合においてもシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）
を生きた状態に保つため、水位５５は、非使用時には保守水位ＭＬの許容される
距離内に維持されなければならない。保守水位ＭＬは、手動動作型緩速濾過器に
ついて上記に述べられたシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）維持基
準に基いて選択される。一般に、水位３０（図１参照）または水位５５（図３参
照）は、砂層２０または５０上面の上方１ｃｍ〜８ｃｍの深さ、好ましくは約１
ｃｍ〜５ｃｍの間の深さでなければならない。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４４】 水槽６２からの飲用水供給が使用されない間、容器４２はシュマッツデッケ（
ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）を生きた状態に保つための最適水位である保守水位
ＭＬ（好ましくはシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）の上１ｃｍ〜
５ｃｍ）にまで排水されることが望ましい。飲用水槽の給水サイクルの一部を構
成する以下の手順によってこれが行われる。飲用水槽６２内の水位は、線５６を
介して容器４２から濾過された水が排出されることにより、ＲＨＬＡによって検
出される水位にまで上昇し、この水位に達した時点でソレノイド弁８９が開かれ
て飲用水槽６２から原水槽８８へと放水する。飲用水槽６２内の水位がＳＲＦに
よって検出される水位にまで低下すると、ソレノイド弁８９が閉じる。濾過され
た水は線５６を通じて容器４２から水槽６２に流入し続け、これらのステップが
容器４２内の水位がＭＬに達するまで必要なだけ繰り返される。容器４２内の水
位がＭＬに達した時点でソレノイド弁が閉じられる。これにより飲用水槽６２給
水サイクルは終了する。このプロセスが必要なだけ繰り返される。
ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）を生きた状態に保つための最適水位である保守水位
ＭＬ（好ましくはシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）の上１ｃｍ〜
５ｃｍ）にまで排水されることが望ましい。飲用水槽の給水サイクルの一部を構
成する以下の手順によってこれが行われる。飲用水槽６２内の水位は、線５６を
介して容器４２から濾過された水が排出されることにより、ＲＨＬＡによって検
出される水位にまで上昇し、この水位に達した時点でソレノイド弁８９が開かれ
て飲用水槽６２から原水槽８８へと放水する。飲用水槽６２内の水位がＳＲＦに
よって検出される水位にまで低下すると、ソレノイド弁８９が閉じる。濾過され
た水は線５６を通じて容器４２から水槽６２に流入し続け、これらのステップが
容器４２内の水位がＭＬに達するまで必要なだけ繰り返される。容器４２内の水
位がＭＬに達した時点でソレノイド弁が閉じられる。これにより飲用水槽６２給
水サイクルは終了する。このプロセスが必要なだけ繰り返される。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５１】 図１１は、先に図９及び１０に示された間欠動作型緩速濾過器の第２の実施形
態を正断面図にて示したものである。容器１０２の内部には、上部砂層１２０、
その下の第２の砂層１２２、その下の第３の砂層１２４、及び底部砂利層１２６
が積層したかたちで配されている。上部砂層１２０、第２の砂層１２２、及び第
３の砂層１２４を形成する砂のグレード及び篩径は、所望の濾過流速及び自動間
欠運転型の緩速濾過器の第２の実施形態の特性を与えるうえで質及び径を変える
ことが可能である。先に説明した静止水位１１８は、水位１１８の上面からの酸
素が砂層１２０上のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層１１９へ
と下方に透過することが可能である程度に充分浅く、同時に容器１０２の上から
導入される新たな原水によって生じる水の乱流によってシュマッツデッケ（ｓｃ
ｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層が揺動されたり孔が開いたりすることがない程度に充
分な深さを有するようなバランスが与えられるように設定される。最も効率的な
動作状態に対する水位は、上部砂層１２０の上約１ｃｍ〜８ｃｍの範囲であり、
１ｃｍ〜５ｃｍの範囲が好ましい。
態を正断面図にて示したものである。容器１０２の内部には、上部砂層１２０、
その下の第２の砂層１２２、その下の第３の砂層１２４、及び底部砂利層１２６
が積層したかたちで配されている。上部砂層１２０、第２の砂層１２２、及び第
３の砂層１２４を形成する砂のグレード及び篩径は、所望の濾過流速及び自動間
欠運転型の緩速濾過器の第２の実施形態の特性を与えるうえで質及び径を変える
ことが可能である。先に説明した静止水位１１８は、水位１１８の上面からの酸
素が砂層１２０上のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層１１９へ
と下方に透過することが可能である程度に充分浅く、同時に容器１０２の上から
導入される新たな原水によって生じる水の乱流によってシュマッツデッケ（ｓｃ
ｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層が揺動されたり孔が開いたりすることがない程度に充
分な深さを有するようなバランスが与えられるように設定される。最も効率的な
動作状態に対する水位は、上部砂層１２０の上約１ｃｍ〜８ｃｍの範囲であり、
１ｃｍ〜５ｃｍの範囲が好ましい。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５６】 図１６は、ディフューザ溜り１３０を機械的攪拌子とともに側断面図にて詳細
に示したものである。ディフューザ溜り１３０、縁部１３１、及び隔壁１３２の
構成は上記に述べたとおりである。図１６に見られるように、機械的攪拌子１２
８はその最下部に配される水平攪拌ブレード１４８、及び攪拌ブレード１４８の
中央から上方に延びる垂直軸１５０から構成され、垂直軸１５０の上端には手動
式水平回転ハンドル１５２が連結されている。垂直軸１５０は機械的攪拌子の隔
壁１３２に回転可能に取り付けられる。したがって水平攪拌ブレード１４８はハ
ンドル１５２を手動にて回すことによって時計回りまたは半時計回りに回転させ
ることが可能である。高さ調節設定ピン１４６が軸１５０に挿通され、機械的攪
拌子隔壁１３２の上におかれることにより、ブレード１４８は必要な高さに保持
される。通常は、このようにして機械的攪拌子１２８及びブレード１４８の高さ
を、上部砂層１２０及びシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層１１
９（図１１参照）の上面の上方の所定位置に保持することが可能であるが、上部
砂層１２０の上面及びシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層１１９
を清除する必要がある場合、高さ設定ピン１４６を軸１５０から取り外すことが
可能である。これにより攪拌ブレード１４８を上部砂層１２０の上面に達するま
で下降させることが可能である。ハンドル１５２を時計回りまたは半時計回りの
方向に手動にて回すことにより、操作者は攪拌ブレード１４８を回転させて上部
砂層１２０の上層の一部を掻き取ることが可能である。シュマッツデッケ（ｓｃ
ｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層１１９の厚さが時間とともに増して水流を妨げるため
、間欠式緩速濾過器の層１１９ならびに砂層１２０，１２２及び１２４を通じた
流速を許容可能な速度に維持するためには定期的な保守整備が必要である。
に示したものである。ディフューザ溜り１３０、縁部１３１、及び隔壁１３２の
構成は上記に述べたとおりである。図１６に見られるように、機械的攪拌子１２
８はその最下部に配される水平攪拌ブレード１４８、及び攪拌ブレード１４８の
中央から上方に延びる垂直軸１５０から構成され、垂直軸１５０の上端には手動
式水平回転ハンドル１５２が連結されている。垂直軸１５０は機械的攪拌子の隔
壁１３２に回転可能に取り付けられる。したがって水平攪拌ブレード１４８はハ
ンドル１５２を手動にて回すことによって時計回りまたは半時計回りに回転させ
ることが可能である。高さ調節設定ピン１４６が軸１５０に挿通され、機械的攪
拌子隔壁１３２の上におかれることにより、ブレード１４８は必要な高さに保持
される。通常は、このようにして機械的攪拌子１２８及びブレード１４８の高さ
を、上部砂層１２０及びシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層１１
９（図１１参照）の上面の上方の所定位置に保持することが可能であるが、上部
砂層１２０の上面及びシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層１１９
を清除する必要がある場合、高さ設定ピン１４６を軸１５０から取り外すことが
可能である。これにより攪拌ブレード１４８を上部砂層１２０の上面に達するま
で下降させることが可能である。ハンドル１５２を時計回りまたは半時計回りの
方向に手動にて回すことにより、操作者は攪拌ブレード１４８を回転させて上部
砂層１２０の上層の一部を掻き取ることが可能である。シュマッツデッケ（ｓｃ
ｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）層１１９の厚さが時間とともに増して水流を妨げるため
、間欠式緩速濾過器の層１１９ならびに砂層１２０，１２２及び１２４を通じた
流速を許容可能な速度に維持するためには定期的な保守整備が必要である。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５８】 図１８は、櫛状に垂直下方に突出し、等間隔に配された、スクレーパの複数の
垂直歯１５６を有する攪拌ブレード１４８を示したものである。この構成によっ
て砂層１２０の上面をきれいに掻き取る動作ではなく、梳る動作が与えられる。
この梳り動作は、上部砂層１２０の上層及びシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚ
ｄｅｃｋｅ）層１１９の一部を維持したい場合に望ましい。
垂直歯１５６を有する攪拌ブレード１４８を示したものである。この構成によっ
て砂層１２０の上面をきれいに掻き取る動作ではなく、梳る動作が与えられる。
この梳り動作は、上部砂層１２０の上層及びシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚ
ｄｅｃｋｅ）層１１９の一部を維持したい場合に望ましい。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７４】 これらのプロトタイプ濾過器をそれぞれの砂層の上に溜められた水がすべて置
き換えられるように稼動させた。新たな水を加える直前の砂層の上の水の溶存酸
素濃度を監視した。各濾過器において、溶存酸素濃度に著明な影響が現れるよう
な量の有機物が砂層表面上に蓄積するまでに相当の時間を要することが示された
が、結局のところ溶存酸素量の測定に用いられた方法が充分な感度を有するもの
ではないことが明らかとなった。用いられた方法は溶存酸素濃度を正確に測定す
ることが可能であるものの、砂層の直ぐ上の水の溶存酸素濃度の測定には明らか
に使用できないものであった。この結論に達したのは実験開始後数ヶ月を経過し
てからであった。この種の溶存酸素量の直接的測定は小型で特殊な装置を必要と
した。得られた結果はこの計画の目的に関する限り結論を与えるものではなかっ
た。しかしながら、我々はプロトタイプ緩速濾過器を間欠的に動作させ、なおシ
ュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）を生きた状態に保つことが可能で
あることを証明し得たものである。
き換えられるように稼動させた。新たな水を加える直前の砂層の上の水の溶存酸
素濃度を監視した。各濾過器において、溶存酸素濃度に著明な影響が現れるよう
な量の有機物が砂層表面上に蓄積するまでに相当の時間を要することが示された
が、結局のところ溶存酸素量の測定に用いられた方法が充分な感度を有するもの
ではないことが明らかとなった。用いられた方法は溶存酸素濃度を正確に測定す
ることが可能であるものの、砂層の直ぐ上の水の溶存酸素濃度の測定には明らか
に使用できないものであった。この結論に達したのは実験開始後数ヶ月を経過し
てからであった。この種の溶存酸素量の直接的測定は小型で特殊な装置を必要と
した。得られた結果はこの計画の目的に関する限り結論を与えるものではなかっ
た。しかしながら、我々はプロトタイプ緩速濾過器を間欠的に動作させ、なおシ
ュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ）を生きた状態に保つことが可能で
あることを証明し得たものである。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７７】 濾過器の蓋は埃や他の破片が誤って濾過容器に侵入することを防止するために
濾過器上部を完全に覆う程度に大きい。 ディフューザプレートは、濾過器内の水が保守水位にある間、乱流が最小に抑
えられ、水が砂層の上面すなわちシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ
）層を揺動することがないように、水の上に均等に原水を広げるものであること
が求められる。ディフューザプレートは、原水が濾過容器に供給される速度より
も大きな速度で水を分配することが可能な構成を有する。
濾過器上部を完全に覆う程度に大きい。 ディフューザプレートは、濾過器内の水が保守水位にある間、乱流が最小に抑
えられ、水が砂層の上面すなわちシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｃｋｅ
）層を揺動することがないように、水の上に均等に原水を広げるものであること
が求められる。ディフューザプレートは、原水が濾過容器に供給される速度より
も大きな速度で水を分配することが可能な構成を有する。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年１２月１１日（２０００．１２．１１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】休止状態にある、手動にて動作せられることにより間欠的に動作す
る緩速濾過器を示す立断面図。
る緩速濾過器を示す立断面図。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】自動動作せられることにより間欠的に動作する緩速濾過器を示す立
断面図。
断面図。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１２】固定位置式清除機構を備えた、図１０に示された間欠動作を行う
本発明に基く自動緩速濾過器を示す側面図。
本発明に基く自動緩速濾過器を示す側面図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｄ 29/88 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ， ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，Ｓ Ｌ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 4D003 AA01 BA02 CA02 DA02 DA07 DA21 DA30 EA22 FA05 4D041 BA01 BB04 BC17 BC42 BC43 BD01 CA08 CB03 【要約の続き】 水中に拡散してシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅ ｕｋｅ）層に到達するような充分に浅い保守水位とのバ ランスがとられた水位である。
Claims (24)
- 【請求項１】 上部及び下部を有する容器と、 前記容器の前記上部内の給水口であって、水の供給部に接続された給水口と、 前記容器の少なくとも前記下部を充填する濾過材であって、前記給水口の下方
に上面がある濾過材と、 前記濾過材の前記上面上のシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層
と、 前記容器の前記下部内の前記濾過材の前記上面の下方に位置する出水口と、 前記容器の前記上部内の水位を前記濾過材の前記上面の上方の保守水位に維持
する、前記上部内の水位維持機構とを備え、前記保守水位は、（１）前記給水口
から容器内の水の上面に落下する水がシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕ
ｋｅ）層を著しく揺動することのないような充分に深い保守水位と、（２）給水
口を通じた水の流れがない場合においてもシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄ
ｅｕｋｅ）層が生きた状態に保たれるように、水面の上の空気からの酸素が水中
に拡散してシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層に到達するような
充分に浅い保守水位とのバランスがとられた水位である緩速濾過装置。 - 【請求項２】 前記保守水位の上方においてディフューザを備え、前記給水
口からの水は、前記保守水位の上面及びその下の濾過材に達する前に前記ディフ
ューザを通過する請求項１に記載の緩速濾過装置。 - 【請求項３】 前記水位維持機構は、前記出水口に接続されるとともに前記
保守水位へと上方に延びる管を有する請求項２に記載の緩速濾過装置。 - 【請求項４】 前記水位維持機構は前記濾過材の上面の上方約１ｃｍ〜８ｃ
ｍの間に水位を維持する請求項１に記載の緩速濾過装置。 - 【請求項５】 前記水位維持機構は前記濾過材の上面の上方約１ｃｍ〜５ｃ
ｍの間に水位を維持する請求項２に記載の緩速濾過装置。 - 【請求項６】 前記濾過材は石英砂である請求項４に記載の緩速濾過装置。
- 【請求項７】 前記給水口に接続された給水線と、該給水線に制御可能に水
を供給するための給水制御手段とを備える請求項１に記載の緩速濾過装置。 - 【請求項８】 前記容器内の上方水位を検出するための第１の水位検出器と
、 前記容器内の下方水位を検出するための第２の水位検出器と、 前記第１及び第２の容器内水位検出器からの信号を受信して、保守水位が所望
の保守水位範囲内に維持されるように前記給水部制御手段に信号を与えるべく接
続されたコントローラとを備える請求項７に記載の緩速濾過装置。 - 【請求項９】 前記ディフューザは該ディフューザ上に蓄積する水を容器内
の水の上にディフューザを通じて滴下させる複数の別個の孔を有する請求項２に
記載の緩速濾過装置。 - 【請求項１０】保守水位は前記濾過材の上面の上方１ｃｍ〜８ｃｍの間にあ
る請求項８に記載の緩速濾過装置。 - 【請求項１１】前記コントローラに容器内の水位が異常に高いことを示す信
号を与えるために接続された高水位検出器を更に備える請求項１０に記載の緩速
濾過装置。 - 【請求項１２】前記出水口に接続された水槽と、 前記水槽内の高水位及び低水位を検出するための第１及び第２の水槽水位検出
器と、 前記容器の前記出水口から前記水槽への水の流量を制御するための流量制御部
とを更に備える請求項１に記載の緩速濾過装置。 - 【請求項１３】前記装置の給水口に接続された原水槽と、該原水槽から前記
緩速濾過装置への水の流量を制御するための制御部とを備える請求項１２に記載
の緩速濾過装置。 - 【請求項１４】前記給水口への水の流量を制御するための給水口制御部と、 前記容器内の上方水位を検出するための濾過装置内の第１の水位検出器と、 前記容器内の下方水位を検出するための濾過装置内の第２の水位検出器と、 前記第１及び第２の水位検出器からの信号を受信して、水位が保守水位範囲内
に維持されるように前記給水部制御手段に信号を与えるべく接続されたコントロ
ーラとを備える請求項１３に記載の緩速濾過装置。 - 【請求項１５】水位は前記濾過材の上面の上方１ｃｍ〜５ｃｍの間の水位に
維持される請求項１４に記載の緩速濾過装置。 - 【請求項１６】濾過材は石英砂である請求項１５に記載の緩速濾過装置。
- 【請求項１７】濾過材の上面を掃除する機構を有する請求項１に記載の緩速
濾過装置。 - 【請求項１８】前記掃除機構は手動にて動作せられる機械的攪拌器である請
求項１７に記載の緩速濾過装置。 - 【請求項１９】前記機械的攪拌器は、濾過材の上面に接触する攪拌ブレード
と、攪拌器を手動にて回転させることを可能とする回転可能な軸及びハンドルを
有する請求項１８に記載の緩速濾過装置。 - 【請求項２０】前記攪拌ブレードは、スクレーパブレード、スクレーパ歯、
スクレーパパドル、Ｌ字状スクレーパ、及びＴ字状スクレーパのいずれかを有す
る請求項１９に記載の緩速濾過装置。 - 【請求項２１】前記機械的攪拌器は、前記容器の前記上部内に配置された水
ディフューザに回転可能に軸支される請求項２０に記載の緩速濾過装置。 - 【請求項２２】緩速濾過装置を動作させる方法であって、該濾過装置は、容
器と、該容器を部分的に充填する濾過材と、該濾過材の上方に配される給水口と
、濾過材の内部の出水口とを備える方法において、 容器内の水位を、前記濾過材の上面の上方において、（１）前記給水口から容
器内の水の上面に落下する水がシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）
層を著しく揺動することのないような充分に深い保守水位と、（２）給水口を通
じた水の流れがない場合においてもシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋ
ｅ）層が生きた状態に保たれるように、水面の上の空気からの酸素が水中に拡散
してシュマッツデッケ（ｓｃｈｍｕｔｚｄｅｕｋｅ）層に到達するような充分に
浅い保守水位とのバランスがとられた水位に維持する工程を含む方法。 - 【請求項２３】水位は濾過材の上面の上方１ｃｍ〜８ｃｍの間に維持される
請求項２２に記載の方法。 - 【請求項２４】水位は濾過材の上面の上方１ｃｍ〜５ｃｍの間に維持される
請求項２２に記載の方法。
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