JP2003093814A - ろ過装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ろ過効率が高く、長期にわたって性能を維持す
ることができ、逆流洗浄のためのエネルギーの低減が図
れ、さらには、ろ材の充填作業，交換作業が容易にな
る。 【解決手段】弾性を有するろ材Ａを使用し、ろ材が自重
またはろ材の充填層中を流れる懸濁物質を含んだ水の動
庄によって変形することで、ろ材の充填層の空隙率が水
のが流れの方向へ漸減するようにろ層１１を構成した。
ることができ、逆流洗浄のためのエネルギーの低減が図
れ、さらには、ろ材の充填作業，交換作業が容易にな
る。 【解決手段】弾性を有するろ材Ａを使用し、ろ材が自重
またはろ材の充填層中を流れる懸濁物質を含んだ水の動
庄によって変形することで、ろ材の充填層の空隙率が水
のが流れの方向へ漸減するようにろ層１１を構成した。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はろ過装置に係り、特
に上水，産業用水，排水の処理等の分野で使われる全層
ろ過装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来の一般的な浄水設備における浄水フ
ローを図６に示す。まず、河川などから取水された原水
は沈砂地で大きな懸濁粒子（およそ１０-6μｍ以上）が
取り除かれて反応槽１に流入する。反応槽１には、ポリ
塩化アルミニウム，硫酸アルミニウム，塩化第二鉄など
の無機系の凝集剤２が注入される。そして、反応槽１に
おいて、凝集剤２が加水分解して生じる水酸化アルミニ
ウムや水酸化鉄の陽イオン（＋）が、主な懸濁物質であ
るコロイド粒子（およそ１０-6〜１０-9μｍ）表面の負
電荷（一）を中和し、静電気的な反発力を失わせる。反
発力を失ったコロイド粒子は、攪拌による水流により互
いに衝突した際に分子間力によって結合し、凝集の核と
なるマイクロフロックを形成する。次に、反応槽１で処
理された原水はフロック形成槽３へ送られ、緩やかな攪
拌によってマイクロフロック同士が破壊することなく衝
突・結合し、より大きなフロックに成長する。成長した
大きなフロックは沈殿槽４で沈降固液分離され、濁度１
度前後の上澄水が凝集沈殿処理水として得られる。凝集
沈殿処理水は急速ろ過槽５で最終的に濁度０．１前後に
処理され、塩素処理を行った後に一般家庭へ配水され
る。 【０００３】ここで、急速ろ過増５には、浄水処理の最
終仕上げ的な除濁装置としての役割だけではなく、夏期
の台風等による原水濁度の急激な悪化，藻類の発生によ
る凝集沈殿処理水濁度の悪化（凝集阻害）等の突発事態
に対応できるような、浄水処理の最終安全装置としての
役割がある。従って、ろ過槽の設計においては、上記の
ような事態に対しても安定した処理水濁度および処理水
量が得られるように、十分な濁質の捕捉能力を持続でき
るようなろ材，ろ層構成，洗浄方法を検討する必要があ
る。 【０００４】また近年、従来の凝集沈殿・急速ろ過とい
う処理フローでは除去しきれない物質が問題となってい
る。これらの物質は、例えば、塩素処理することで発が
ん性物質のトリハロメタンが生成する生物難分解性の有
機物（フミン質等）や、カビ臭などの異臭味水の原因物
質となる有機物（２−メチルイソボルネオール，ジオス
ミン等）である。これら有機物の除去には、オゾン分
解，活性炭吸着等のいわゆる高度処理が有効であるが、
これらの問題が顕著である都市部の浄水場には、高度処
理設備を導入する余分な用地がないのが現状である。 【０００５】そこで、従来の凝集沈澱処理や急速ろ過を
さらに高速化することで、処理能力を下げることなくそ
れらの設備を小型化し、高度処理を導入するスペースを
確保する試みが多くなされている。しかしながら、急速
ろ過に関しては、前述のような安全装置としての役割も
あるので、高速化に際して、ろ材，ろ層構成，洗浄方法
を慎重に検討する必要がある。 【０００６】従来の浄水処理で一般的に用いられている
急速ろ過装置は砂ろ過装置である。砂ろ過装置では、被
処理水は、砂の充填層を通過する過程で懸濁物質が砂表
面に吸着されることで清澄化される。一般的なろ過速度
は１２０〜１５０ｍ3 ／ｍ2・日であり、ろ材には珪砂
（有効径約０．５ｍｍ）あるいはアンスラサイト（有効
径約１．２ｍｍ）等が広く用いられている。ろ層構成と
しては、図７（ａ）に示したような単一のろ材を使用し
た単層ろ過，図８（ａ）に示したような２種類以上（図
では２種類）のろ材を積層させた複層ろ過がある。 【０００７】しかしながら、珪砂を使用した単層ろ過の
場合、図７（ｂ）に示したように、表層で優先的に濁質
の捕捉が生じ、下層に濁質を捕捉する能力が残っている
にも関わらず損失水頭が増大する、いわゆる表層閉塞が
生じやすい。ろ過運転を打切り、ろ材の洗浄を行う時期
は損失水頭を目安に決定するので、表層閉塞によって損
失水頭が急激に上昇すると、ろ過継続時間が著しく短く
なる。ろ過を高速化する程この傾向は顕著になり、ろ過
速度が２４０ｍ3 ／ｍ2 ・日以上の高速ろ過において珪
砂単層ろ過は全く現実的ではないことが明らかになって
いる。 【０００８】表層閉塞を防ぎ、ろ層全体でできるだけ多
くの濁質を捕捉できるろ層構成として高速ろ過を実現す
るためには、複層ろ過が一般的である。複層ろ過では２
種類あるいは３種類の有効径の異なるろ材を使用し、上
層の有効径を大きく（粗く）、下層の有効径を小さく
（細く）なるようにろ層を構成する。このようなろ層構
成とすることで、被処理水中の懸濁物質はろ層の下部ま
で深く侵入できるので、より多くの懸濁物質をろ材に吸
着・捕捉することが可能となりろ過を高速化できる。ま
た、表層のろ材が粗いので、表層閉塞による損失水頭の
急激な上昇を抑制することが可能であり、ろ過継続時間
もより長くなる。 【０００９】現在最も普及しているのは、図８（ａ）の
ように、上層をアンスラサイト，下層を珪砂とした２層
ろ過方式である（層厚はそれぞれ３００〜５００ｍｍが
一般的）。 【００１０】ろ材は下部集水装置によって支持される。
これはろ材を支持し、ろ過された処理水を集めるだけで
はなく、ろ材の逆流洗浄を行うときは洗浄水または洗浄
空気の流出口としての役割がある。下部集水装置には、
損失水頭が小さいこと，ろ層下部全体から均一に集水で
きること，ろ材を阻止できること，ろ材によって閉塞し
ないこと，ろ材に対して均一に洗浄水や洗浄空気を吹き
出せること，交換などのメンテナンスが容易にできるこ
と，など多くの性能が要求され、現在、非常に多種多様
なものが開発されている。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような、複層ろ過においては２種類以上の砂を必要と
することや、砂自体の重量が非常に大きいことから、搬
入，交換等の作業に非常に手間がかかり、逆流洗浄時に
は洗浄水や洗浄空気を送り込むのに多大なエネルギーを
必要とする欠点がある。 【００１２】また、砂が高密度で充填されているため、
逆流洗浄時に気泡が特定の場所だけを通り、均一に洗浄
できない場合があることから（チヤネリング）、下部集
水装置の配置に慎重な検討を必要とする。さらに、有効
径が１ｍｍ前後の非常に細かな砂を使用するので、下部
集水装置は目詰まりを防ぐために複雑な構造となってい
る。 【００１３】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、ろ過効率が高く、長期にわたって性能を維持するこ
とができ、逆流洗浄のためのエネルギーの低減が図れ、
さらには、ろ材の充填作業，交換作業が容易なろ過装置
を提供することを目的としている。 【００１４】 【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、弾性を有するろ材を使用し、ろ材が自重ま
たはろ材の充填層中を流れる懸濁物質を含んだ水の動庄
によって変形することで、前記ろ材の充填層の空隙率が
水の流れの方向へ漸減するようにろ層を構成したことを
特徴とする。 【００１５】この発明によれば、ろ層の空隙率が水の流
れの方向へ向かって漸減するので、被処理水中の懸濁物
質はろ層の下部まで深く侵入でき、より多くの懸濁物質
をろ材に吸着・捕捉することが可能となりろ過を高速化
できる。また、表層の空隙率が大きいので、表層閉塞に
よる損失水頭の急激な上昇を抑制することが可能であ
り、ろ過継続時間もより長くなる。また、ろ材が一種類
なので、ろ材の充填作業，交換作業が容易になる。 【００１６】 【発明の実施の形態】以下、本発明に係る全層型のろ過
装置の好ましい実施例について詳説する。 【００１７】本装置１０は、図１に示したように、ろ材
Ａ（図３〜図５参照）によってろ層１１を構成し、その
ろ層１１によって懸濁物質の除去を行う処理水槽１２，
被処理水の流入ライン１３，処理水の流出ライン１４，
ろ材の前後の圧力差を測定する損失水頭計１５，処理水
の濁度を常時監視する濁度計１６，逆流洗浄（以下、逆
洗とする）を行うときに使用する逆洗水ライン１７，逆
洗空気ライン１８，逆洗水排出ライン１９，通常ろ過運
転と逆洗運転の切替および制御を行う制御機器（図示せ
ず）から構成され、さらに、ろ材Ａを支持する下部集水
装置２０，その下方に逆洗時に空気を吹き込むための散
気管２１が配置されている。そして、上記被処理水の流
入ライン１３，処理水の流出ライン１４，逆洗水ライン
１７，逆洗水排出ライン１９には、バルブ１３ａ，１４
ａ，１７ａ，１９ａが設置され、散気管２１にブロア２
２が接続される。 【００１８】このろ過装置１０では、図１に示したよう
に、被処理水の流入ライン１３のバルブ１３ａ，処理水
の流出ライン１４のバルブ１４ａが開かれ、逆洗水ライ
ン１７のバルブ１７ａ，逆洗水排出ライン１９のバルブ
１９ａが閉じられた状態で、被処理水の流入ライン１３
を介して原水が処理水槽１２に流し込まれる。処理水槽
１２に流し込まれた原水は、ろ層１１を経てろ過され、
処理水の流出ライン１４を介して外部へ排出される。 【００１９】その間、損失水頭計１５によってろ層１１
の前後（上下）の圧力差が計測され、また濁度計１６に
よって処理水の濁度が監視される。そして、ろ層１１の
前後（上下）の圧力差が所定以上になった場合、または
処理水の濁度が所定以上になった場合には、被処理水の
流入ライン１３のバルブ１３ａ，処理水の流出ライン１
４のバルブ１４ａが閉じられ、逆洗水ライン１７のバル
ブ１７ａ，逆洗水排出ライン１９のバルブ１９ａが開か
れる。そして、逆洗水ライン１７を介して処理水槽１２
の下方に洗浄水が流され、ブロア２２が駆動されて散気
管２１から空気が放出される。 【００２０】すると、ろ層１１は、図２に示したよう
に、処理水槽１２からの洗浄水および散気管２１から空
気によって攪拌され、ろ層１１のろ材Ａに付着した懸濁
物質を剥離する。ろ層１１のろ材Ａから剥離された懸濁
物質は、逆洗水排出ライン１９を経て外部へ排出され
る。 【００２１】このような洗浄作業は所定時間行われ、ろ
過装置１０は再び、図１に示した初期の状態、即ち被処
理水の流入ライン１３のバルブ１３ａ，処理水の流出ラ
イン１４のバルブ１４ａが開かれ、逆洗水ライン１７の
バルブ１７ａ，逆洗水排出ライン１９のバルブ１９ａが
閉じられた状態に戻される。 【００２２】ところで、処理水槽１２のろ層１１を構成
するろ材Ａとしては、図３（ａ）に示した円筒状のもの
が使用されている。そしてこのろ材Ａは、ろ過繰作を行
ったときに、ろ材Ａが自重またはろ材の充填層中を流れ
る懸濁物質を含んだ水の動庄によって変形することで、
ろ材Ａの代表径が流れの方向へ漸減するものを使用し
て、ろ層１１の空隙率が水の流れの方向へ漸減するよう
に構成している。このように、ろ材Ａとして円筒形のも
のを使用した場合には、図４に示したように、通水の経
路（点線）が長くなり、それだけ懸濁物質が吸着される
機会が増大する。 【００２３】ろ材Ａの形状・形態としては、円筒形を代
表とする中空のものや、図５（ａ）に示したようなスポ
ンジ状のもの、あるいは図５（ｂ）に示したような繊維
状の多孔質のものが望ましく、充填したときに自重また
は流れによって生じる力により変形し、かつ、その力が
取り除かれたときに元の形状に復元するような弾性を持
つものを使用する。充填層の下層にあり自重により変形
しているろ材Ａが、逆洗等により上層に移動した場合に
変形したままの形状であると、下層へ向かって空隙率が
漸減するような理想的な全層ろ過層が再形成できなくな
る。従って、ろ材Ａは塑性変形しないことおよび長期間
の使用中にその弾性が劣化しないことが望ましい。 【００２４】なお、上記したろ材Ａの代表径とは、球形
の場合は直径，円筒形の場合は円の直径，立方体の場合
は最も大きい辺の長さのことである。 【００２５】下部集水装置２０におけるろ層１１を支持
する支持材としては、逆洗時に気泡の上昇を妨げないよ
うに、支持材の目はろ材Ａを阻止できる程度に、大きい
ことが望ましく、例えば、パンチングメタル等によって
形成される。 【００２６】従って、本発明によれば次のような効果が
得られる。 空隙率が下層に向かって連続的に漸減するろ層が構
成されるので、図３（ｂ）に示したように、被処理水中
の懸濁物質はろ層の下部まで深く侵入できるので、より
多くの懸濁物質をろ材に吸着・捕捉することが可能とな
りろ過を高速化でき、しかも、従来のように数種類のろ
材を使用することなく一種類のろ材で全層ろ過を行うこ
とができ、ろ過槽（池）の施工時に行う層毎のレベル出
し作業（ろ過槽内で層厚を均一にする作業）が軽減でき
る。 ろ材は、砂と比較してかさ密度が小さいので、逆洗
時にチヤネリングが生じ難く、従来のような複雑な構造
の下部集水装置が不要となる。例えば、パンチングメタ
ル等のろ材を阻止できる程度の孔の開いた市販部材を下
部集水装置として使用することが可能である。 ろ材は、砂と比較して軽量であることから、逆洗水
または逆洗空気により容易に流動するので洗浄効果が高
い。従って、短時間かつ少ないエネルギーで洗浄でき
る。また、ろ材の交換に伴う搬入等の作業を軽減でき
る。 ろ材が、自重またはろ材の充填層中を流れる懸濁物
質を含んだ水の動庄によって潰れるように変形した場
合、被処理水はろ材を迂回するように流れるので、通水
する経路が長くなり、より多くの懸濁物質を吸着・捕捉
することができる。 【００２７】 【発明の効果】以上説明したように、本発明のろ過装置
によれば、ろ過効率が高く、長期にわたって性能を維持
することができ、逆流洗浄のためのエネルギーの低減が
図れ、さらには、ろ材の充填作業，交換作業を容易に行
うことができる。
に上水，産業用水，排水の処理等の分野で使われる全層
ろ過装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来の一般的な浄水設備における浄水フ
ローを図６に示す。まず、河川などから取水された原水
は沈砂地で大きな懸濁粒子（およそ１０-6μｍ以上）が
取り除かれて反応槽１に流入する。反応槽１には、ポリ
塩化アルミニウム，硫酸アルミニウム，塩化第二鉄など
の無機系の凝集剤２が注入される。そして、反応槽１に
おいて、凝集剤２が加水分解して生じる水酸化アルミニ
ウムや水酸化鉄の陽イオン（＋）が、主な懸濁物質であ
るコロイド粒子（およそ１０-6〜１０-9μｍ）表面の負
電荷（一）を中和し、静電気的な反発力を失わせる。反
発力を失ったコロイド粒子は、攪拌による水流により互
いに衝突した際に分子間力によって結合し、凝集の核と
なるマイクロフロックを形成する。次に、反応槽１で処
理された原水はフロック形成槽３へ送られ、緩やかな攪
拌によってマイクロフロック同士が破壊することなく衝
突・結合し、より大きなフロックに成長する。成長した
大きなフロックは沈殿槽４で沈降固液分離され、濁度１
度前後の上澄水が凝集沈殿処理水として得られる。凝集
沈殿処理水は急速ろ過槽５で最終的に濁度０．１前後に
処理され、塩素処理を行った後に一般家庭へ配水され
る。 【０００３】ここで、急速ろ過増５には、浄水処理の最
終仕上げ的な除濁装置としての役割だけではなく、夏期
の台風等による原水濁度の急激な悪化，藻類の発生によ
る凝集沈殿処理水濁度の悪化（凝集阻害）等の突発事態
に対応できるような、浄水処理の最終安全装置としての
役割がある。従って、ろ過槽の設計においては、上記の
ような事態に対しても安定した処理水濁度および処理水
量が得られるように、十分な濁質の捕捉能力を持続でき
るようなろ材，ろ層構成，洗浄方法を検討する必要があ
る。 【０００４】また近年、従来の凝集沈殿・急速ろ過とい
う処理フローでは除去しきれない物質が問題となってい
る。これらの物質は、例えば、塩素処理することで発が
ん性物質のトリハロメタンが生成する生物難分解性の有
機物（フミン質等）や、カビ臭などの異臭味水の原因物
質となる有機物（２−メチルイソボルネオール，ジオス
ミン等）である。これら有機物の除去には、オゾン分
解，活性炭吸着等のいわゆる高度処理が有効であるが、
これらの問題が顕著である都市部の浄水場には、高度処
理設備を導入する余分な用地がないのが現状である。 【０００５】そこで、従来の凝集沈澱処理や急速ろ過を
さらに高速化することで、処理能力を下げることなくそ
れらの設備を小型化し、高度処理を導入するスペースを
確保する試みが多くなされている。しかしながら、急速
ろ過に関しては、前述のような安全装置としての役割も
あるので、高速化に際して、ろ材，ろ層構成，洗浄方法
を慎重に検討する必要がある。 【０００６】従来の浄水処理で一般的に用いられている
急速ろ過装置は砂ろ過装置である。砂ろ過装置では、被
処理水は、砂の充填層を通過する過程で懸濁物質が砂表
面に吸着されることで清澄化される。一般的なろ過速度
は１２０〜１５０ｍ3 ／ｍ2・日であり、ろ材には珪砂
（有効径約０．５ｍｍ）あるいはアンスラサイト（有効
径約１．２ｍｍ）等が広く用いられている。ろ層構成と
しては、図７（ａ）に示したような単一のろ材を使用し
た単層ろ過，図８（ａ）に示したような２種類以上（図
では２種類）のろ材を積層させた複層ろ過がある。 【０００７】しかしながら、珪砂を使用した単層ろ過の
場合、図７（ｂ）に示したように、表層で優先的に濁質
の捕捉が生じ、下層に濁質を捕捉する能力が残っている
にも関わらず損失水頭が増大する、いわゆる表層閉塞が
生じやすい。ろ過運転を打切り、ろ材の洗浄を行う時期
は損失水頭を目安に決定するので、表層閉塞によって損
失水頭が急激に上昇すると、ろ過継続時間が著しく短く
なる。ろ過を高速化する程この傾向は顕著になり、ろ過
速度が２４０ｍ3 ／ｍ2 ・日以上の高速ろ過において珪
砂単層ろ過は全く現実的ではないことが明らかになって
いる。 【０００８】表層閉塞を防ぎ、ろ層全体でできるだけ多
くの濁質を捕捉できるろ層構成として高速ろ過を実現す
るためには、複層ろ過が一般的である。複層ろ過では２
種類あるいは３種類の有効径の異なるろ材を使用し、上
層の有効径を大きく（粗く）、下層の有効径を小さく
（細く）なるようにろ層を構成する。このようなろ層構
成とすることで、被処理水中の懸濁物質はろ層の下部ま
で深く侵入できるので、より多くの懸濁物質をろ材に吸
着・捕捉することが可能となりろ過を高速化できる。ま
た、表層のろ材が粗いので、表層閉塞による損失水頭の
急激な上昇を抑制することが可能であり、ろ過継続時間
もより長くなる。 【０００９】現在最も普及しているのは、図８（ａ）の
ように、上層をアンスラサイト，下層を珪砂とした２層
ろ過方式である（層厚はそれぞれ３００〜５００ｍｍが
一般的）。 【００１０】ろ材は下部集水装置によって支持される。
これはろ材を支持し、ろ過された処理水を集めるだけで
はなく、ろ材の逆流洗浄を行うときは洗浄水または洗浄
空気の流出口としての役割がある。下部集水装置には、
損失水頭が小さいこと，ろ層下部全体から均一に集水で
きること，ろ材を阻止できること，ろ材によって閉塞し
ないこと，ろ材に対して均一に洗浄水や洗浄空気を吹き
出せること，交換などのメンテナンスが容易にできるこ
と，など多くの性能が要求され、現在、非常に多種多様
なものが開発されている。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような、複層ろ過においては２種類以上の砂を必要と
することや、砂自体の重量が非常に大きいことから、搬
入，交換等の作業に非常に手間がかかり、逆流洗浄時に
は洗浄水や洗浄空気を送り込むのに多大なエネルギーを
必要とする欠点がある。 【００１２】また、砂が高密度で充填されているため、
逆流洗浄時に気泡が特定の場所だけを通り、均一に洗浄
できない場合があることから（チヤネリング）、下部集
水装置の配置に慎重な検討を必要とする。さらに、有効
径が１ｍｍ前後の非常に細かな砂を使用するので、下部
集水装置は目詰まりを防ぐために複雑な構造となってい
る。 【００１３】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、ろ過効率が高く、長期にわたって性能を維持するこ
とができ、逆流洗浄のためのエネルギーの低減が図れ、
さらには、ろ材の充填作業，交換作業が容易なろ過装置
を提供することを目的としている。 【００１４】 【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、弾性を有するろ材を使用し、ろ材が自重ま
たはろ材の充填層中を流れる懸濁物質を含んだ水の動庄
によって変形することで、前記ろ材の充填層の空隙率が
水の流れの方向へ漸減するようにろ層を構成したことを
特徴とする。 【００１５】この発明によれば、ろ層の空隙率が水の流
れの方向へ向かって漸減するので、被処理水中の懸濁物
質はろ層の下部まで深く侵入でき、より多くの懸濁物質
をろ材に吸着・捕捉することが可能となりろ過を高速化
できる。また、表層の空隙率が大きいので、表層閉塞に
よる損失水頭の急激な上昇を抑制することが可能であ
り、ろ過継続時間もより長くなる。また、ろ材が一種類
なので、ろ材の充填作業，交換作業が容易になる。 【００１６】 【発明の実施の形態】以下、本発明に係る全層型のろ過
装置の好ましい実施例について詳説する。 【００１７】本装置１０は、図１に示したように、ろ材
Ａ（図３〜図５参照）によってろ層１１を構成し、その
ろ層１１によって懸濁物質の除去を行う処理水槽１２，
被処理水の流入ライン１３，処理水の流出ライン１４，
ろ材の前後の圧力差を測定する損失水頭計１５，処理水
の濁度を常時監視する濁度計１６，逆流洗浄（以下、逆
洗とする）を行うときに使用する逆洗水ライン１７，逆
洗空気ライン１８，逆洗水排出ライン１９，通常ろ過運
転と逆洗運転の切替および制御を行う制御機器（図示せ
ず）から構成され、さらに、ろ材Ａを支持する下部集水
装置２０，その下方に逆洗時に空気を吹き込むための散
気管２１が配置されている。そして、上記被処理水の流
入ライン１３，処理水の流出ライン１４，逆洗水ライン
１７，逆洗水排出ライン１９には、バルブ１３ａ，１４
ａ，１７ａ，１９ａが設置され、散気管２１にブロア２
２が接続される。 【００１８】このろ過装置１０では、図１に示したよう
に、被処理水の流入ライン１３のバルブ１３ａ，処理水
の流出ライン１４のバルブ１４ａが開かれ、逆洗水ライ
ン１７のバルブ１７ａ，逆洗水排出ライン１９のバルブ
１９ａが閉じられた状態で、被処理水の流入ライン１３
を介して原水が処理水槽１２に流し込まれる。処理水槽
１２に流し込まれた原水は、ろ層１１を経てろ過され、
処理水の流出ライン１４を介して外部へ排出される。 【００１９】その間、損失水頭計１５によってろ層１１
の前後（上下）の圧力差が計測され、また濁度計１６に
よって処理水の濁度が監視される。そして、ろ層１１の
前後（上下）の圧力差が所定以上になった場合、または
処理水の濁度が所定以上になった場合には、被処理水の
流入ライン１３のバルブ１３ａ，処理水の流出ライン１
４のバルブ１４ａが閉じられ、逆洗水ライン１７のバル
ブ１７ａ，逆洗水排出ライン１９のバルブ１９ａが開か
れる。そして、逆洗水ライン１７を介して処理水槽１２
の下方に洗浄水が流され、ブロア２２が駆動されて散気
管２１から空気が放出される。 【００２０】すると、ろ層１１は、図２に示したよう
に、処理水槽１２からの洗浄水および散気管２１から空
気によって攪拌され、ろ層１１のろ材Ａに付着した懸濁
物質を剥離する。ろ層１１のろ材Ａから剥離された懸濁
物質は、逆洗水排出ライン１９を経て外部へ排出され
る。 【００２１】このような洗浄作業は所定時間行われ、ろ
過装置１０は再び、図１に示した初期の状態、即ち被処
理水の流入ライン１３のバルブ１３ａ，処理水の流出ラ
イン１４のバルブ１４ａが開かれ、逆洗水ライン１７の
バルブ１７ａ，逆洗水排出ライン１９のバルブ１９ａが
閉じられた状態に戻される。 【００２２】ところで、処理水槽１２のろ層１１を構成
するろ材Ａとしては、図３（ａ）に示した円筒状のもの
が使用されている。そしてこのろ材Ａは、ろ過繰作を行
ったときに、ろ材Ａが自重またはろ材の充填層中を流れ
る懸濁物質を含んだ水の動庄によって変形することで、
ろ材Ａの代表径が流れの方向へ漸減するものを使用し
て、ろ層１１の空隙率が水の流れの方向へ漸減するよう
に構成している。このように、ろ材Ａとして円筒形のも
のを使用した場合には、図４に示したように、通水の経
路（点線）が長くなり、それだけ懸濁物質が吸着される
機会が増大する。 【００２３】ろ材Ａの形状・形態としては、円筒形を代
表とする中空のものや、図５（ａ）に示したようなスポ
ンジ状のもの、あるいは図５（ｂ）に示したような繊維
状の多孔質のものが望ましく、充填したときに自重また
は流れによって生じる力により変形し、かつ、その力が
取り除かれたときに元の形状に復元するような弾性を持
つものを使用する。充填層の下層にあり自重により変形
しているろ材Ａが、逆洗等により上層に移動した場合に
変形したままの形状であると、下層へ向かって空隙率が
漸減するような理想的な全層ろ過層が再形成できなくな
る。従って、ろ材Ａは塑性変形しないことおよび長期間
の使用中にその弾性が劣化しないことが望ましい。 【００２４】なお、上記したろ材Ａの代表径とは、球形
の場合は直径，円筒形の場合は円の直径，立方体の場合
は最も大きい辺の長さのことである。 【００２５】下部集水装置２０におけるろ層１１を支持
する支持材としては、逆洗時に気泡の上昇を妨げないよ
うに、支持材の目はろ材Ａを阻止できる程度に、大きい
ことが望ましく、例えば、パンチングメタル等によって
形成される。 【００２６】従って、本発明によれば次のような効果が
得られる。 空隙率が下層に向かって連続的に漸減するろ層が構
成されるので、図３（ｂ）に示したように、被処理水中
の懸濁物質はろ層の下部まで深く侵入できるので、より
多くの懸濁物質をろ材に吸着・捕捉することが可能とな
りろ過を高速化でき、しかも、従来のように数種類のろ
材を使用することなく一種類のろ材で全層ろ過を行うこ
とができ、ろ過槽（池）の施工時に行う層毎のレベル出
し作業（ろ過槽内で層厚を均一にする作業）が軽減でき
る。 ろ材は、砂と比較してかさ密度が小さいので、逆洗
時にチヤネリングが生じ難く、従来のような複雑な構造
の下部集水装置が不要となる。例えば、パンチングメタ
ル等のろ材を阻止できる程度の孔の開いた市販部材を下
部集水装置として使用することが可能である。 ろ材は、砂と比較して軽量であることから、逆洗水
または逆洗空気により容易に流動するので洗浄効果が高
い。従って、短時間かつ少ないエネルギーで洗浄でき
る。また、ろ材の交換に伴う搬入等の作業を軽減でき
る。 ろ材が、自重またはろ材の充填層中を流れる懸濁物
質を含んだ水の動庄によって潰れるように変形した場
合、被処理水はろ材を迂回するように流れるので、通水
する経路が長くなり、より多くの懸濁物質を吸着・捕捉
することができる。 【００２７】 【発明の効果】以上説明したように、本発明のろ過装置
によれば、ろ過効率が高く、長期にわたって性能を維持
することができ、逆流洗浄のためのエネルギーの低減が
図れ、さらには、ろ材の充填作業，交換作業を容易に行
うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るろ過装置のろ過運転状態を示した
模式図である。 【図２】本発明に係るろ過装置の逆洗状態示した模式図
である。 【図３】本発明に係るろ過装置におけるろ層の構成およ
びろ過特性を示したもので、図３（ａ）はろ層の構成お
よびろ材の変形状態を示した構成図で、図３（ｂ）は懸
濁物質の抑留分布の関係を示した模式図である。 【図４】本発明に係るろ過装置におけるろ層に使用され
るろ材として円筒状のものを使用した場合の通水の経路
を示した模式図である。 【図５】本発明に係るろ過装置におけるろ層に使用され
るろ材の他の形状のものを示した図であり、図５（ａ）
はスポンジ状のものを示し、図５（ｂ）は繊維状のもの
を示している。 【図６】一般的な浄水システムを示したフロー図であ
る。 【図７】ろ層として、１種類のろ材を使用した場合を示
したもので、図７（ａ）はろ層の構成を示し、図７
（ｂ）は懸濁物質の抑留分布の関係を示した模式図であ
る。 【図８】ろ層として、２種類のろ材を使用した場合を示
したもので、図８（ａ）はろ層の構成を示し、図８
（ｂ）は懸濁物質の抑留分布の関係を示した模式図であ
る。 【符号の説明】 １０…ろ過装置、１１…ろ層、１２…処理水槽、１３…
被処理水の流入ライン、１３ａ…バルブ、１４…処理水
の流出ライン、１４ａ…バルブ、１５…損失水頭計、１
６…濁度計、１７…逆洗水ライン、１７ａ…バルブ、１
８…逆洗空気ライン、１９…逆洗水排出ライン、１９ａ
…バルブ、２０…下部集水装置、２１…散気管、２２…
ブロア、Ａ…ろ材
模式図である。 【図２】本発明に係るろ過装置の逆洗状態示した模式図
である。 【図３】本発明に係るろ過装置におけるろ層の構成およ
びろ過特性を示したもので、図３（ａ）はろ層の構成お
よびろ材の変形状態を示した構成図で、図３（ｂ）は懸
濁物質の抑留分布の関係を示した模式図である。 【図４】本発明に係るろ過装置におけるろ層に使用され
るろ材として円筒状のものを使用した場合の通水の経路
を示した模式図である。 【図５】本発明に係るろ過装置におけるろ層に使用され
るろ材の他の形状のものを示した図であり、図５（ａ）
はスポンジ状のものを示し、図５（ｂ）は繊維状のもの
を示している。 【図６】一般的な浄水システムを示したフロー図であ
る。 【図７】ろ層として、１種類のろ材を使用した場合を示
したもので、図７（ａ）はろ層の構成を示し、図７
（ｂ）は懸濁物質の抑留分布の関係を示した模式図であ
る。 【図８】ろ層として、２種類のろ材を使用した場合を示
したもので、図８（ａ）はろ層の構成を示し、図８
（ｂ）は懸濁物質の抑留分布の関係を示した模式図であ
る。 【符号の説明】 １０…ろ過装置、１１…ろ層、１２…処理水槽、１３…
被処理水の流入ライン、１３ａ…バルブ、１４…処理水
の流出ライン、１４ａ…バルブ、１５…損失水頭計、１
６…濁度計、１７…逆洗水ライン、１７ａ…バルブ、１
８…逆洗空気ライン、１９…逆洗水排出ライン、１９ａ
…バルブ、２０…下部集水装置、２１…散気管、２２…
ブロア、Ａ…ろ材
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】弾性を有するろ材を使用し、ろ材が自重ま
たはろ材の充填層中を流れる懸濁物質を含んだ水の動庄
によって変形することで、前記ろ材の充填層の空隙率が
水の流れの方向へ漸減するようにろ層を構成したことを
特徴とするろ過装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001291085A JP2003093814A (ja) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | ろ過装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001291085A JP2003093814A (ja) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | ろ過装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003093814A true JP2003093814A (ja) | 2003-04-02 |
Family
ID=19113287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001291085A Pending JP2003093814A (ja) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | ろ過装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003093814A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6270006B1 (ja) * | 2017-08-22 | 2018-01-31 | 日本施設株式会社 | ろ過装置、ろ過方法及びろ過材の洗浄方法 |
| JP2021096179A (ja) * | 2019-12-18 | 2021-06-24 | 日本電色工業株式会社 | 砂ろ過槽付き色度・濁度計 |
-
2001
- 2001-09-25 JP JP2001291085A patent/JP2003093814A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6270006B1 (ja) * | 2017-08-22 | 2018-01-31 | 日本施設株式会社 | ろ過装置、ろ過方法及びろ過材の洗浄方法 |
| JP2019037903A (ja) * | 2017-08-22 | 2019-03-14 | 日本施設株式会社 | ろ過装置、ろ過方法及びろ過材の洗浄方法 |
| JP2021096179A (ja) * | 2019-12-18 | 2021-06-24 | 日本電色工業株式会社 | 砂ろ過槽付き色度・濁度計 |
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