JP2003093808A

JP2003093808A - 低圧式自己洗浄型ろ過装置

Info

Publication number: JP2003093808A
Application number: JP2001292760A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Sakurai; 正伸櫻井
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2003-04-02

Abstract

(57)【要約】【課題】低コストにて、高効率で安全性の高いろ過装置
を提供する。【解決手段】角形密閉式容器を本体とするろ過器１を複
数台連続配置し、低圧力式ろ過を行う。洗浄時には原水
・排水切替弁２を排水側に切り替え、他のろ過器１で処
理された浄水を浄水・捨水切替弁８から導入し、ろ材６
を逆流させ洗浄を行う。洗浄後、原水・排水切替弁２を
原水側に切り替え、浄水・捨水切替弁８を捨水側に切り
替え、捨水工程が単独で確実に行えるものとし、浄水の
水質監視も各々のろ過器１単独にて行うことを特徴とす
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、浄水処理等のろ過
処理に用いるろ過装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の浄水処理等のろ過処理に用いるろ
過装置は、重力式ろ過器においては開放式角形水槽、圧
力式においては円柱型に鏡板を併せた形状が主流であ
る。これらの洗浄方法は、重力式においては、洗浄水槽
を設け、洗浄ポンプ等を設置し洗浄する方式、浄水渠と
排水桝との水位差により自己洗浄する方式等があり、圧
力式においては、洗浄水槽を設け、洗浄ポンプ等を設置
し洗浄する方式が主であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の浄水処理等のろ
過処理に用いるろ過装置のうち、自己洗浄方式を採用す
る重力式自然平衡型ろ過装置においては、ろ過層上部の
排水トラフ天端から逆洗時に必要な水頭（浄水渠越流堰
高さ）ならびにろ過時に必要な損失水頭を確保するため
に、池の水深を深くとる必要がある。このため、設備規
模が大きければ問題は少ないが、中小規模の浄水場にお
いては構造物が複雑になるため製作が不利となる。

【０００４】また、重力式逆洗装置移動型ろ過装置にお
いては、ろ過時に必要な損失水頭が小さくて済むことか
ら、池の水深を浅くできる利点がある。このことから、
中小規模の浄水場においては構造物の製作上有利となる
が、各ろ過セクションを通過するろ過速度が、洗浄直後
のものとろ過を継続したものとでばらつきが発生するた
め水質の監視に難点が生じている。

【０００５】いずれの場合においても、ろ過後の浄水は
一つの浄水渠に集合され水質および水量の監視が一元的
に行われるため、一つのセクションで不良が発生しても
全体の調査ならびにメンテナンスを行う必要が生じる。
また、捨水工程を行うことが構造的に難しく監視も困難
である。

【０００６】圧力式急速ろ過装置においても、１台の洗
浄水量を賄える浄水量を確保できるだけの台数を設置す
ることにより、自己洗浄方式としている装置も考案され
ているが、本来、圧力式ろ過器自体が密閉耐圧構造の円
柱形で、設置のためのスペースが簡略化出来ないこと、
また、内部の点検に適さない構造であることから普及に
は至っていないのが実状と考えられる。また、重力式ろ
過装置での浄水渠の替わりに浄水管を連結することによ
り、洗浄を必要とするろ過器に他の複数のろ過器で処理
された浄水を直接導入する方式は、重力式の場合と同様
に水質および水量の監視が一元的に行われるため、一つ
のろ過器で不良が発生しても全体の調査ならびのメンテ
ナンスを行う必要が生じる。さらに、洗浄水量は洗浄を
行うろ過器以外の処理水量の合計となるため、洗浄に必
要な水量を変更することは困難であり、一度設置された
装置の運転方法を変更するためには、大幅な装置の改造
が必要となる。

【０００７】本発明は、上記した課題を解決するために
なされたものであり、導入する原水の圧力を低圧に制御
することでろ過器の構造を配置に有利な角形密閉容器と
し、さらに、ろ過器を連続配置し背面に連絡配管を整然
と配列、２台の自動切替弁にてろ過器の制御を行うこと
により、ろ過装置を簡略化しイニシャルコストを低減す
ること、ろ過・洗浄を効果的に行い洗浄排水量を抑制す
ることで取水量に対し得られる処理水量の効率を高める
こと、装置の運転に関わる機器の点数を大幅に削減しラ
ンニングコストを低減しメンテナンス頻度を低減するこ
と、ろ過装置を構成する各々のろ過器の水質監視・メン
テナンスが単独で簡単に行えること、装置の運転方法を
容易に変更出来るものとすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のろ過装置は、本体に角形密閉容器を採用す
ることを特徴とする複数のろ過器と相互の連絡配管、制
御のための自動切替弁、逆洗流量調整のための逆洗調整
弁、装置保護のための減圧弁、安全弁等により構成され
る。

【０００９】ろ過装置に導入される原水は、ろ過ポンプ
井等からのポンプ設備による圧力水の供給が前提となる
が、河川取水口からの自然流下水、取水井からの直接導
入においても、ろ過に必要な最低圧力が確保されていれ
ば問題なく処理が行える。但し、供給圧力がろ過装置の
耐用圧力以上となる可能性が認められれば、原水本管入
口に減圧弁を配置し、ろ過器入口で必要圧力以上にしな
いことが必要である。尚、本ろ過装置の運転圧力は０．
０５ＭＰａから０．１ＭＰａの範囲であり、原水の供給
圧力が０．１５ＭＰａを超える可能性がある場合におい
ては、原水本管入口に２次圧が０．１ＭＰａの減圧弁を
設置し、ろ過器本体上部に安全弁を設置する。

【００１０】ろ過器の運転圧力を０．１ＭＰａとし、試
験圧力を０．２ＭＰａとすることにより角形密閉容器を
採用することができる。角形密閉容器の特徴として、耐
圧性については円柱型容器に劣るが、円柱型に比較し配
置が連続して行えることから、装置全体の設置スペース
を従来の圧力式ろ過装置に比べ小さくすることができ
る。また、ろ材の支持に多孔板を用い支持層を省略する
ことで装置本体高さを低く（約２．２ｍ）することがで
きる。さらに、同ろ過器を連続配置し原水の一次圧を利
用しろ過ならびに自己洗浄を行うことにより、通常のろ
過装置で必要な洗浄水槽ならびに洗浄ポンプ等が省略で
きる。

【００１１】各ろ過器の原水入口に流量計を設置し、原
水・排水切替弁にて原水の流入量をコントロールするこ
とにより、各ろ過器における洗浄後のろ過継続時間の差
によるろ過速度のばらつきを防止することができる。こ
の流量調整機能は、予め、ろ過継続時間もしくはろ過抵
抗圧力と原水流入量との関係を測定しておき、その測定
値により原水・排水切替弁の開度調整を行うことで、流
量計の設置を省略することもできる。また、処理水の水
質上、ろ過速度のばらつきが特に問題とならない場合に
は、上記の機能を省略し、減衰ろ過に近い使用方法もと
ることができる。

【００１２】各ろ過器の洗浄における逆流洗浄は、浄水
本管に設置された逆洗調整弁の開度を調整することによ
り洗浄流量の調整が容易に行えることから、ろ過器内に
設置するろ材の性状にあった洗浄流速を任意に設定する
ことができる。また、洗浄の補助機能としての表面洗浄
機能や、空気洗浄についても装置内に容易に組み込むこ
とができる。表面洗浄機能は、原水本管から表洗本管を
分岐し、ラインポンプにて加圧し、ろ過器内の表面洗浄
装置に供給することにより洗浄水槽を設けることなく設
置できる。

【００１３】各ろ過器の洗浄後の捨水工程は、ろ過器下
部の浄水出口・捨水口に設置された浄水・捨水切替弁の
切替にて各々単独にて確実に実施することができる。浄
水水質の管理は、この切替弁のろ過器側手前に設置され
たサンプリングノズルよりサンプリングを行うことによ
り、各々の水質を測定することができる。また、自動的
に浄水濁度の測定を行う場合には、浄水濁度計を１台設
置し、浄水サンプリング切り替え装置を設置することに
より各ろ過器の数分おきのデータを自動的に測定するこ
とができる。他の水質監視項目についても同様の自動測
定が可能である。

【００１４】各ろ過器は、２台の切替弁により完全に独
立しているため、内部の点検・修繕等を実施する場合に
は、実施するろ過器１台を休止状態とし、他のろ過器に
て運転を継続しながら作業を行うことができる。共通機
器の点検・修繕についても、装置全体の水抜き作業が不
要なことから短時間に的確に作業を行うことができる。

【００１５】ろ過器内部のろ材の点検・補充について
も、目的とするろ過器を休止状態とし、ろ過器正面に設
置された内部点検窓（手動開閉可能）から容易に作業を
行うことができる。また、内部ろ材の交換についても、
ろ過器正面下部に設置されたノズルより、内部を流動化
させた状態で、ろ材を簡単に引き抜くことができ、補充
も容易である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明の実施の
形態例を説明する。図１は本ろ過装置の１実施例を示す
構成図である。図においてろ過器１は角形密閉容器を採
用しており、その配置は、図２・図３・図４に示すイメ
ージ図のとおり配列される。

【００１７】ろ過装置には原水が供給される。原水の供
給方法は、施設内にろ過ポンプ槽を設置しろ過ポンプに
より圧力水を供給する方法、取水源から自然流下により
供給する方法、取水井に設置された取水ポンプからの揚
水を直接供給する方法等条件により様々な形態を採るこ
とができるが、供給される原水の圧力条件を整えるため
に、供給圧力が不足する場合には原水本管２１に加圧ラ
インポンプ（図示せず）を設置し、供給圧力が高い場合
には原水本管２１に減圧弁・安全弁（図示せず）を設置
する。

【００１８】装置に供給された原水は、原水本管２１よ
り各ろ過器１への原水管に分配され、各ろ過器１の原水
・排水切替弁２を通過しろ過器１上部に導入される。こ
のとき、原水・排水切替弁２において原水の流入量調整
を行う場合には、同弁２手前に原水流量計３を設置し流
量制御が行われる。原水流量計３は、ろ過器１本体上部
に設置された圧力センサー４、もしくはろ過継続時間タ
イマー（図示せず）からの信号に代えることも可能であ
る。

【００１９】ろ過器１上部に導入された原水は、ろ過器
１内部に設置された排水トラフ５より下降流にてろ材６
を通過し、さらに支持床である多孔板７を通過し、浄水
としてろ過器１下部に設置された浄水・捨水切替弁８よ
り浄水本管２２に供給される。浄水本管２２の浄水は流
出側に設置された洗浄水量調節弁９・浄水流量計１０を
通過し浄水池に送水される。なお、浄水管にはろ材保護
を目的に立ち上がり管を設ける。

【００２０】ろ過を継続し洗浄の必要となったろ過器１
は、他のろ過を継続しているろ過器１の浄水を逆流させ
ることにより逆流洗浄を行う。洗浄の工程は、洗浄する
ろ過器１の原水・排水切替弁２を排水側に切り替え、洗
浄水量調節弁９の開度を絞ることにより、浄水池に送水
される側の水頭が増し洗浄するろ過器１に浄水が洗浄水
として供給される。ろ過器１に洗浄水として供給された
浄水は、ろ材６を上向流で通過し、勾留されていた濁質
を伴い洗浄排水として排水トラフ５より原水・排水切替
弁２を通過し排水本管２３より装置外に排水される。

【００２１】洗浄の工程において、表面洗浄を併用する
場合は、洗浄するろ過器１の原水・排水切替弁２を排水
側に切り替え、原水本管より分岐された表洗本管に接続
するろ過器１の表洗弁を開としラインポンプにて加圧さ
れた原水をろ過器１内に設置された表面洗浄装置より噴
射させる（図示せず）。平行して、前述の逆流洗浄を行
う。

【００２２】洗浄の工程において、空気洗浄を併用する
場合は、洗浄するろ過器１の原水・排水切替弁２を排水
側に切り替え、ろ過器１に設置された空気洗浄弁を開と
しエアーブロワーにて加圧された空気をろ過器１内に設
置されたエアー洗浄装置より噴射させる（図示せず）。
平行して、前述の逆流洗浄を行う。

【００２３】いずれの洗浄の工程においても、洗浄する
ろ過器１の原水・排水切替弁２から接続される排水本管
２３は、装置出口で大気解放され、洗浄時においてもろ
過器１に不要な圧力がかからない制御を行う。

【００２４】逆流洗浄の工程が終了すれば、洗浄水量調
節弁９を開とし、ろ過状態の各ろ過器１からの浄水は浄
水として浄水本管２２より通常の状態で送水を再開す
る。一方、逆流洗浄を終えたろ過器１は捨水工程を行
う。捨水工程は、浄水・捨水切替弁８を捨水側に切り替
え、原水・排水切替弁２を原水側に切り替えることによ
り行う。ろ過器１を通過した浄水は捨水本管２４に供給
され装置外に排水される。捨水工程は浄水の水質が安定
するまで継続され、安定が確認された後、浄水・捨水切
替弁８を浄水側に切り替え、洗浄の工程を終了し通常の
ろ過状態となる。

【００２５】捨水本管２４は、通常のろ過状態と条件を
同一にするため、排水前に浄水本管２２の立ち上がり管
位置と同レベルまで立ち上げ、ろ材６表面の保護と浄水
頭の確保を行う。尚、捨水本管２４の立ち上がり管に
は、ドレン弁９を設置し、ろ過器１のメンテナンス時に
装置内の水抜きが行えるようにする。

【００２６】ろ過装置を構成するろ過器１の設置台数
は、通常ろ過時のろ過速度と逆流洗浄に必要な洗浄速度
の関係で最低必要台数が決定される。ろ過速度を６．２
５ｍ／ｈ（１５０ｍ／日）とし洗浄速度を３６ｍ／ｈ
（０．６ｍ／ｍｉｎ）とすれば、最低必要台数は計７台
となる。ろ過速度を７．５ｍ／ｈ（１８０ｍ／日）とし
洗浄速度を２４ｍ／ｈ（０．４ｍ／ｍｉｎ）とすれば、
最低必要台数は計５台となる。本ろ過装置では、最低必
要台数が確保されていれば、必要な浄水量を確保するた
めに台数を増やすことは容易であり、空気洗浄併用とし
洗浄必要水量を抑えれば最低必要台数を減ずることも出
来ることから、１装置におけるろ過器１の設置台数は概
ね４台から１２台で構成される。

【００２７】ろ過装置を構成するろ過器１の設置台数に
予備機を設ければ、装置が稼働状態においても、ろ過器
１の個別の点検が順次行える。予備機は、捨水工程が終
了した後、浄水・捨水切替弁８を閉とし、原水・排水切
替弁２を閉とすることで休止状態とする。休止状態のろ
過器１は、ろ過器１に装備された内部点検窓１１（手動
開閉可能）より内部圧力を大気圧とした状態で開放し、
容易に内部の状況を点検することができる。

【００２８】ろ過器１のろ材６の補充についても、補充
するろ過器１を休止状態とし、内部点検窓１１を開けろ
材６補充分を投入することにより容易に補充が行える。
また、ろ材の交換についても、ろ過器１に装備されたろ
材引き抜きノズル１２よりろ過器１内部に浄水・捨水切
替弁８から浄水を流動化する程度に導入しながら引き抜
くことでろ過器１から取り出すことができ、前途の方法
でろ材６を再充填することができる。

【００２９】各ろ過器１の水質確認は、浄水・捨水切替
弁８手前（ろ過器１側）に設置されたサンプリングノズ
ル（図示せず）よりサンプル水を取り出し、自動水質測
定器（図示せず）に導入することで連続して監視するこ
とができる。また、各ろ過器１から送水されるサンプル
水を浄水サンプリング切り替え装置（図示せず）で断続
的に切り替えることで、水質監視装置も１台にて装置全
体の監視を行うことができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のろ過装置
は、従来の圧力式ろ過器の容器形状を、円筒形から角形
とすることで設置空間の省スペース化を実現し、装置の
一体化を実現することにより、イニシャルコストの主体
である機器点数の大幅な削減、工事費の低減、工事期間
の短縮を行うことができる。また、各々のろ過器の独立
性を高めることで、処理工程の操作を確実なものとし、
水質の監視も的確に行うことができる。さらに、従来の
ろ過装置で水質の安全性を高めるために犠牲にされてき
た洗浄工程の頻度を抑えることが可能となり、取水量に
対し得られる浄水量は高効率なものとなりランニングコ
ストの低減、水資源の省力化に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態を示す模式図である。

【図２】この発明の一実施形態を示すイメージ図の正面
図である。

【図３】この発明の一実施形態を示すイメージ図の背面
図である。

【図４】この発明の一実施形態を示すイメージ図の側面
図１である。

【図５】この発明の一実施形態を示すイメージ図の側面
図２である。

【符号の説明】

１ろ過器２原水・排水切替弁３原水流量計４圧力センサー５排水トラフ６ろ材７多孔板８浄水・捨水切替弁９洗浄水量調節弁１０浄水流量計１１内部点検窓１２ろ材引き抜きノズル１３排水槽２１原水本管２２浄水本管２３排水本管２４捨水本管

───────────────────────────────────────────────────── 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 29/66 Ｂ０１Ｄ 29/08 ５２０Ａ 36/00 29/38 ５４０ 37/04 23/26 Ａ 29/38 ５１０Ｂ５２０Ｃ５３０Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ろ過器流入側の原水流入圧力を低圧に制御
し、流出側の圧力を大気開放することにより、ろ過器本
体にかかる圧力を低圧に維持しながら圧力式ろ過を行う
角形密閉式容器を本体とすることを特徴とするろ過装
置。
【請求項２】請求項１記載のろ過器を複数台配置し、各
ろ過器に原水を供給する原水本管、各ろ過器の洗浄時に
洗浄排水を装置外に排出する洗浄排水本管、各ろ過器で
処理された浄水を浄水槽に送る浄水本管、洗浄終了後の
安定化のために浄水を排水する捨水本管を共通に配列
し、１台のろ過器が洗浄を行う際に、浄水本管から他の
ろ過器で処理された浄水を浄水本管に設置された逆洗調
整弁を絞り逆流させることにより、必要な水量だけ浄水
を導入し洗浄を行う自己洗浄方式を特徴とする請求項１
記載のろ過装置。
【請求項３】請求項１記載のろ過器本体内に配置される
ろ過層を支持するための支持床に多孔板を使用し、単層
ろ過の場合においてはろ過器の洗浄時に支持床上部に設
置された空気洗浄装置より圧縮空気を噴出させることに
よりエアーレーションによるろ材の流動化洗浄が行える
ことを特徴とする請求項１記載のろ過装置。
【請求項４】請求項１・２記載のろ過装置で、ろ過器上
部の原水入口・洗浄排水口に設置され、原水導入と洗浄
排水の切り替えを行う原水・排水切替弁、ろ過器下部の
浄水出口・捨水口に設置され、浄水の流出・洗浄水の導
入と捨水の切り替えを行う浄水・捨水切替弁の２台の３
方自動弁にてろ過器の運転を制御することを特徴とする
請求項１・２記載のろ過装置。
【請求項５】請求項１・２・４記載のろ過装置で、原水
・排水弁の原水導入について、３方自動弁の弁体にボー
ルバルブを採用し、原水流量の流量調整が容易なものと
するために内部ボールの開口形状を円錐型とし、ろ過中
の処理水量を均一化するために、ろ過器原水管に流量計
等を設置し流量調整制御を行うことを特徴とする請求項
１・２記載のろ過装置。