JP2006136753A - High pressure type fine sand filter and filtering method using it - Google Patents

High pressure type fine sand filter and filtering method using it Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high pressure type fine sand filter adaptable to a conventional pressure type filtering method, capable of inexpensively obtaining safe and palatable water corresponding to cryptosporidium without injecting chemicals and capable of being also utilized in the pretreatment of ultrapure water or the purification of industrial water, and a filtering method using it. <P>SOLUTION: The amount of backwashing water is reduced by filling a filter with 0.2-100 cm of fine sand with an effective particle size of 0.02-0.2 mm as filter sand and performing filtration so that filtering loss head immediately before backwashing becomes a high pressure of 2-40 m without adding a flocculant. By increasing a filtering speed to 30-500 m/day, the amount of filtered water per unit area is increased. Since no flocculant is used and raw water can be biologically treated if it contains organic matter, safer filtered water can be obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は河川表流水、湖沼水、ダム水、地下水などの原水から浄水を得るための濁水処理に関するものである。さらに詳しくは清澄な原水から、やや汚濁した原水までの中高速ろ過に関し、原水を安全でおいしい飲み水にする浄水処理に関するものである。さらに、浄水のほか、超純水の製造、工業用水の浄水処理、排水処理水の高度処理に関するものである。   The present invention relates to muddy water treatment for obtaining purified water from raw water such as river surface water, lake water, dam water, and groundwater. More specifically, it relates to medium-to-high-speed filtration from clear raw water to slightly contaminated raw water, and relates to water purification treatment that makes raw water safe and delicious drinking water. Furthermore, in addition to purified water, it relates to the production of ultrapure water, industrial water purification, and advanced treatment of wastewater treatment water.

水道水の浄水方法は急速ろ過および緩速ろ過が主流である。しかし前者はオペレータが維持管理することを原則とするが、小規模では人員を配置できないという欠点がある。新しく水道水の水質基準にアルミニウムが入れられ、厳しい凝集剤管理が要求されることとなった。これは小規模の急速ろ過にとっては厳しいものである。また原水の悪化によってろ過水の異臭味が増大し、オゾン処理など高度処理を行うところが増えてきた。しかし高度処理はコストの増大を招くのが最大の欠点である。   The main water purification methods are rapid filtration and slow filtration. However, the former is basically maintained and managed by an operator, but there is a disadvantage that personnel cannot be allocated in a small scale. Aluminum was newly added to the water quality standards for tap water, and strict flocculant management was required. This is severe for small-scale rapid filtration. In addition, the odor of filtered water has increased due to the deterioration of raw water, and the number of places where advanced treatment such as ozone treatment has been increased. However, the biggest drawback of advanced processing is that it increases costs.

比較的原水がきれいな地方では緩速ろ過が行われているが、ろ過速度が4〜5m/日と低いのが難点であり、河川表流水や湖沼水では砂層の目詰まりを引き起こし、必ずしも維持管理費は安価ではない。   Slow filtration is performed in relatively clean raw water, but the low filtration rate is 4-5 m / day, and the river surface water and lake water cause clogging of the sand layer. Cost is not cheap.

クリプトスポリジウムが大きな問題となっている。この原虫は大きさが5μmであり、ろ過で除去できるが、塩素では死なないため、従来の井戸水や伏流水を塩素消毒しただけで水道水とする直送方式が見直されている。これら地下水は有機物が少なく、濁質も少ないのが特徴である。ある程度汚れた水を対象とする急速ろ過や緩速ろ過は、直送方式から置き換えるには、維持管理の煩雑さやコストの面で適当でないとの考えがある。   Cryptosporidium is a major problem. This protozoa is 5 μm in size and can be removed by filtration, but it cannot be killed by chlorine. Therefore, the conventional direct feed system using tap water just by disinfecting well water and underground water has been reviewed. These groundwaters are characterized by low organic matter and low turbidity. There is an idea that rapid filtration or slow filtration for water that is contaminated to some extent is not appropriate in terms of complexity of maintenance and cost in order to replace the direct delivery method.

最近は膜ろ過が注目されている。膜ろ過は原水濁度が極めて低い場合に利用できるものであり、全自動運転が最大のメリットとされている。特に有機物が少なくクリプトスポリジウムという比較的大きな粒子を除去するには膜ろ過が適当であるとの考えがある。しかしながら、最大の問題は維持管理の煩雑さとコストである。全自動であるが現実問題として前処理が必要なことが多く、膜の逆洗や薬品洗浄などトラブルも少なくない。そのためコストが極めて高いという大きな問題が発生している。   Recently, membrane filtration has attracted attention. Membrane filtration can be used when the raw water turbidity is extremely low, and fully automatic operation is the greatest merit. In particular, there is an idea that membrane filtration is suitable for removing relatively large particles such as Cryptosporidium with a small amount of organic matter. However, the biggest problem is the complexity and cost of maintenance. Although it is fully automatic, pre-treatment is often required as a real problem, and there are many troubles such as backwashing of membranes and chemical cleaning. Therefore, the big problem that cost is very high has generate | occur | produced.

グローバル化の社会において、重要なことのひとつがコストダウンである。社会資本である水道も、これに合致しなければならなくなった。上記3方法はコスト的に難点がある。特に地方の小さな自治体や給水人口が小さい場合、コストダウンはきわめて重要である。   One of the important things in a globalized society is cost reduction. The water supply, which is a social capital, has to match this. The above three methods have a cost disadvantage. Cost reduction is extremely important, especially when the local government is small or the water supply population is small.

新しいろ過法として特許文献1に記載のような細砂ろ過法が開発された。
この特許文献1に記載の細砂ろ過法は、細砂の使用により急速ろ過における凝集剤を不要とし、かつ生物処理を行わせることにより異臭味を大幅に低減することができた。さらに緩速ろ過の砂を細砂とすることにより濁質の漏出がなくなり、ろ過速度を高めることができた。また、逆洗装置の導入は砂の目詰まり対策としての砂削り取りを不要とした。
As a new filtration method, a fine sand filtration method as described in Patent Document 1 has been developed.
In the fine sand filtration method described in Patent Document 1, the use of fine sand eliminates the need for a flocculant in rapid filtration, and can significantly reduce off-flavor by causing biological treatment. Furthermore, by using the sand for slow filtration as fine sand, there was no leakage of turbidity, and the filtration rate could be increased. In addition, the introduction of a backwash device eliminates the need for sand removal as a measure against clogging of sand.

膜ろ過は、膜の目詰まりが逆洗を繰り返していくと高まり、最後には膜モジュールを交換しなければならないが、細砂ろ過では逆洗により細砂層が完全に再生されるため膜のような劣化は起こらない。   Membrane filtration increases as membrane clogging repeats backwashing, and finally the membrane module must be replaced.However, in fine sand filtration, the fine sand layer is completely regenerated by backwashing. No degradation occurs.

しかしながら、細砂ろ過法は原水濁度が高いときは逆洗回数が増大する。大雨時は、ろ過水のうち逆洗に使用する割合が高くなる。膜ろ過のように一時的に浄水処理を停止することはできるが、その間、ろ過水の供給は停止する。   However, the fine sand filtration method increases the number of backwashing times when the raw water turbidity is high. During heavy rain, the proportion of filtered water used for backwashing increases. Although the water purification treatment can be temporarily stopped as in membrane filtration, the supply of filtered water is stopped during that time.

清澄ろ過は、水道水のほか、超純水の製造、工業用水のろ過、工場排水処理水の高度ろ過など多くのところからの要求がある。超純水の製造は電子工業に欠かせないものであるが、通常は工業用水、地下水などを原水としている。ろ過として濁質や、細ゴミ、鉄などの除去が必要になるが、薬品の添加は後段の処理に影響を与えるので、無添加処理が望まれている。   In addition to tap water, clarification filtration has demands from many places such as ultrapure water production, industrial water filtration, and industrial wastewater treatment advanced filtration. The production of ultrapure water is indispensable for the electronics industry, but usually uses industrial water, groundwater, etc. as raw water. It is necessary to remove turbidity, fine dust, iron, and the like as filtration. However, since the addition of chemicals affects the subsequent treatment, an additive-free treatment is desired.

また工業用水には浄水処理と同じ安価で安全な水を作ることが望まれているが、適当な方法がない。たとえば豆腐製造やもやし製造業では水道水は水質的に問題があり、また高価である。クリプトスポリジウムを完全に除去した安価な水が望まれるが、その供給は決して容易ではない。   In addition, industrial water is desired to produce the same inexpensive and safe water as water purification, but there is no appropriate method. For example, in the tofu manufacturing and bean sprouts manufacturing industry, tap water has a problem of water quality and is expensive. Inexpensive water from which Cryptosporidium has been completely removed is desired, but its supply is never easy.

工場排水の処理水は可能ならばリサイクルするところである。排水処理水は、さらに高度処理や高度ろ過しなければリサイクルできないが、ここに維持管理の容易さとコストにおいて問題を抱えている。   Wastewater from factory wastewater is to be recycled if possible. Wastewater treated water cannot be recycled without further advanced treatment and advanced filtration, but it has problems in terms of ease of maintenance and cost.

緩速ろ過や急速ろ過は、河川表流水の場合、大雨時急激に濁水が流入し、これが悩みの種である。膜ろ過が実質上使えない原因のひとつとなっている。無人運転はこのような濁度の急変に対応が困難であり、コストアップの原因にもなっている。   In the case of slow surface filtration and rapid filtration, in the case of river surface water, muddy water suddenly flows in during heavy rain, which is a problem. This is one of the reasons why membrane filtration is practically unusable. Unmanned operation is difficult to cope with such a sudden change in turbidity, which causes a cost increase.

膜ろ過は無機濁質をろ過する。30分から1時間に1回逆洗するが、何れ閉塞し逆洗が必要になる。閉塞しない膜、さらには有機物汚濁に耐えうる膜は開発されていない。実質上、利用は地下水に限られている。河川表流水に用いようとする場合は、浄水処理に近い前処理が要求されている。いずれにしても特別の高コストシステムである。
特開2003−275782号公報
Membrane filtration filters inorganic turbidity. Although it is backwashed once every 30 minutes to 1 hour, it will eventually be blocked and backwashing will be required. Membranes that do not occlude and that can withstand organic contamination have not been developed. In practice, use is limited to groundwater. When using it for river surface water, pretreatment close to water purification is required. In any case, it is a special high-cost system.
JP 2003-275882 A

急速ろ過は凝集剤を添加するが、無薬品処理するのが課題である。膜ろ過も凝集剤や塩素を使うのが普通であるが、安全でおいしい水を作るために薬品を使わないこととした。薬品を使わないことは生物ろ過が行われることを示している。そのため、より高度な浄水処理となる。   Rapid filtration adds a flocculant, but has a problem of chemical-free treatment. Membrane filtration usually uses flocculants and chlorine, but we decided not to use chemicals to make safe and delicious water. Not using chemicals indicates that biofiltration is performed. Therefore, it becomes more advanced water purification treatment.

生物ろ過といえば緩速ろ過であるが、ろ過速度をアップするのが課題である。緩速ろ過では、ろ過速度を上げると濁質が漏出し、目詰まりが頻繁に起こるようになり、運転できない。   Speaking of biological filtration is slow filtration, but the problem is to increase the filtration rate. In slow filtration, if the filtration rate is increased, turbidity leaks and clogging occurs frequently, and operation is not possible.

クリプトスポリジウム対策として地下水をろ過するシステムの開発が課題である。建設費および維持管理費のコストが低く、小規模水道に適した方法が望まれる。
細砂ろ過は無薬注ろ過で物理ろ過のみならず生物ろ過をするという長所があり、これを基本として能力の高い処理方法を開発するのが課題である。特に原水濁度が高い場合、細砂ろ過は逆洗回数が急激に増大する。この逆洗回数を減らすことが課題である。これが可能となれば河川が濁流時であってもろ過水を得ることができる。急速ろ過では凝集剤量を増すことで、曲がりなりにも対応できるが、既存の他の方法は無理があった。
The development of a system for filtering groundwater as a countermeasure against Cryptosporidium is an issue. A construction method and a maintenance cost are low, and a method suitable for small-scale water supply is desired.
Fine sand filtration has the advantage of biological filtration as well as physical filtration with no chemical filtration, and it is a challenge to develop a processing method with high capacity based on this. In particular, when the raw water turbidity is high, the number of backwashes increases rapidly in fine sand filtration. The challenge is to reduce the number of backwashes. If this is possible, filtered water can be obtained even when the river is muddy. Rapid filtration can cope with bending by increasing the amount of flocculant, but other existing methods are impossible.

細砂ろ過では細砂を小さくしていくと、ろ過損失水頭が増大し、限界があった。この限界をさらに広げるのが課題である。
細砂ろ過は生物処理を使う場合は濁質除去がよいが、原水の有機物が少なくて無機質が主体の場合は、ろ過性能が低下する。特に河川表流水の場合、大雨時や田植え時期に無機濁質主体の汚濁水が流入する。このようなとき、物理的篩ろ過のみでも十二分に除去できるシステムの構築が課題である。
In fine sand filtration, if the fine sand was made smaller, the filtration loss head increased and there was a limit. The challenge is to further expand this limit.
Fine sand filtration is good for removing turbidity when using biological treatment, but if the organic substance is mainly composed of a small amount of organic matter in the raw water, the filtration performance decreases. Especially in the case of river surface water, contaminated water mainly composed of inorganic turbidity flows during heavy rain or rice planting. In such a case, the construction of a system that can be sufficiently removed only by physical sieving is a problem.

膜ろ過は同じろ過量であっても他の方法に比べ小型であるという特徴がある。圧力式急速ろ過は凝集沈殿池がない方式では小型化しているが、基本的には重力式ろ過を踏襲しており、限度があった。この圧力式ろ過を無薬品でろ過するシステムとし、より小型で、安全で安価なろ過水を提供するのが課題である。   Membrane filtration is characterized by being smaller than other methods even with the same amount of filtration. Pressure type rapid filtration is downsized with a method without a coagulation sedimentation basin, but basically follows gravity type filtration and has its limits. It is a problem to provide a pressure-type filtration system without chemicals, and to provide filtered water that is smaller, safer and cheaper.

膜ろ過は逆洗や薬品洗浄を行い、最後には膜交換が必要になる。膜のように、ろ材の薬品洗浄や交換の不要な膜に変わる技術を提供するのが課題である。
超純水製造の前処理や工業用水のろ過に適当な方法がなかったが、これを提供するのが課題である。
Membrane filtration involves backwashing and chemical cleaning, and finally requires membrane replacement. It is a problem to provide a technology for changing to a membrane that does not require chemical cleaning or replacement of the filter medium, such as a membrane.
There was no suitable method for pretreatment of ultrapure water production or filtration of industrial water, but it is a problem to provide this.

河川表流水やダム水の緩速ろ過、急速ろ過の前処理として濁質の大半を簡単に除去できる自動ろ過システムがあるならば、負荷が低減され維持管理費が大幅に低下する可能性がある。また膜ろ過の前処理として用いるならば、河川表流水に適用できるようになる可能性がある。これらの前処理システムを提供するのが課題である。   If there is an automatic filtration system that can easily remove most of the turbidity as a pretreatment for slow filtration and rapid filtration of river surface water and dam water, there is a possibility that the load will be reduced and the maintenance cost will be greatly reduced. . If used as a pretreatment for membrane filtration, it may be applicable to river surface water. The challenge is to provide these pretreatment systems.

本発明の目的は、このような課題を解決した高圧力式細砂ろ過装置およびその方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a high-pressure fine sand filtration device and a method for solving such problems.

本発明の請求項1に記載の高圧力式細砂ろ過装置は、河川、湖沼、地下水、工場排水処理水などの原水をろ過する細砂ろ過装置において、これを無凝集剤高圧力式ろ過器とし、細砂またはガーネットの有効径が0.02〜0.2mmで平均の径が0.25mm以下である、ろ過砂を0.2〜100cm充填し、ろ過速度を30〜500m/日とする該原水を供給するためのポンプと、逆洗速度10〜400m/日とする逆洗再生のためのポンプを備えており、ろ過が終了し逆洗操作に切り替える際の、ろ過損失水頭を2〜40mまで高めることによって効率的なろ過ができるための耐圧性と圧力検出計器を備えることを特徴とする。   The high pressure fine sand filter according to claim 1 of the present invention is a fine sand filter for filtering raw water such as rivers, lakes, groundwater, and industrial wastewater treated water. The effective diameter of fine sand or garnet is 0.02 to 0.2 mm and the average diameter is 0.25 mm or less, 0.2 to 100 cm of filtration sand is filled, and the filtration rate is 30 to 500 m / day. A pump for supplying the raw water and a pump for backwash regeneration with a backwash speed of 10 to 400 m / day are provided. It is characterized by having pressure resistance and a pressure detection instrument for efficient filtration by increasing to 40 m.

請求項2に記載の高圧力式細砂ろ過装置は、細砂またはガーネット表面を洗浄するための表面洗浄用配管もしくは表面をほぐすためのグリットを備え、逆洗を補完することを特徴とする。   The high pressure fine sand filtration device according to claim 2 is provided with a surface cleaning pipe for cleaning the fine sand or garnet surface or a grit for loosening the surface, and complements backwashing.

請求項3に記載の高圧力式細砂ろ過装置は、逆洗するタイミングをタイマーまたはろ過損失水頭によって検出し、運転を完全自動化することを特徴とする。   The high-pressure fine sand filtration device according to claim 3 is characterized in that the timing of backwashing is detected by a timer or a filtration loss head and the operation is completely automated.

請求項4に記載の高圧力式細砂ろ過方法は、河川、湖沼、地下水、工場排水処理水などの原水をろ過する細砂ろ過方法において、これを無凝集剤高圧力式ろ過とし、細砂またはガーネットを0.2〜100cm充填し、ろ過速度を30〜500m/日とする該原水を供給するための設備と、逆洗速度10〜400m/日とする逆洗再生のための逆洗設備を備えており、ろ過が終了し逆洗操作に切り替える際の、ろ過損失水頭を2〜40mまで高めることによって効率的なろ過ができるための耐圧性と圧力検出設備を備えることを特徴とする。   The high pressure fine sand filtration method according to claim 4 is a fine sand filtration method for filtering raw water such as rivers, lakes, groundwater, and industrial wastewater treated water. Or a facility for supplying the raw water with a garnet of 0.2 to 100 cm and a filtration rate of 30 to 500 m / day, and a backwash facility for backwash regeneration with a backwash rate of 10 to 400 m / day It is characterized by having pressure resistance and pressure detection equipment for efficient filtration by increasing the filtration loss head to 2 to 40 m when filtration is finished and switching to backwash operation.

請求項5に記載の高圧力式細砂ろ過方法は、細砂またはガーネット表面を洗浄するための表面洗浄もしくは表面をほぐすための機構を備え、逆洗を補完することを特徴とする。 請求項6に記載の高圧力式細砂ろ過方法は、逆洗するタイミングをタイマーまたはろ過損失水頭によって検出し、運転を完全自動化することを特徴とする。   The high pressure fine sand filtration method according to claim 5 is provided with a mechanism for cleaning or loosening the surface for cleaning the fine sand or garnet surface, and complements backwashing. The high pressure fine sand filtration method according to claim 6 is characterized in that the backwashing timing is detected by a timer or a filtration loss head and the operation is completely automated.

本発明の根幹は高圧の圧力式ろ過である。従来、圧力式ろ過は急速ろ過の一変法であるが、単に重力式を圧力式に置き換えるだけでは利益は僅かである。そこで細砂を用いて、ろ過圧力(ろ過損失水頭)を従来の範囲から脱することができないかどうか詳細に検討した。ろ過損失水頭、砂粒径、ろ過速度はそれぞれ独立しながらも相関を持つものであった。ろ過損失水頭はろ過速度との相関があるが、従来の限界を超える高圧領域を可能としたシステムを発明するに至った。   The basis of the present invention is high-pressure pressure filtration. Traditionally, pressure filtration is a variation of rapid filtration, but there is little benefit from simply replacing gravity with pressure. Therefore, using fine sand, we examined in detail whether the filtration pressure (filtration loss head) could be removed from the conventional range. The filtration head loss, sand particle size, and filtration rate were independent but correlated. Although the filtration loss head has a correlation with the filtration rate, the inventors have invented a system that enables a high pressure region exceeding the conventional limit.

従来、圧力式砂ろ過器といわれるものは、凝集剤を使用するマイクロフロック法あるいは薬注ろ過法などである。基本的には重力式の急速ろ過の条件を踏襲する。実際日本水道協会の設計指針では池数、ろ層、洗浄方式は重力式ろ過池に準じるとしている。また、公害防止管理者テキストの「公害防止の技術と法規―水質編―」(5訂、丸善)では「両者とも、圧力のかけ方を除けば、メカニズムはまったく同じである」とし、砂の有効径0.5〜0.7mm、均等係数1.7以下、ろ層の厚さ500〜700mmが多いとしている。ろ過損失水頭については1.5〜2mになった場合は逆洗するとしている。ろ過速度は120〜150m/日であるが、最近の研究では200m/日も可能としているものもある。   Conventionally, what is called a pressure sand filter is a micro floc method using a flocculant or a chemical injection filtration method. Basically, it follows the conditions of gravity-type rapid filtration. In fact, the Japan Water Works Association design guidelines stipulate that the number of ponds, filter layer, and cleaning method are the same as those for gravity filtration ponds. Also, in the pollution prevention manager's text “Pollution Prevention Technology and Regulations-Water Quality Edition” (5th edition, Maruzen), the mechanism is exactly the same except for the way pressure is applied. The effective diameter is 0.5 to 0.7 mm, the uniformity coefficient is 1.7 or less, and the thickness of the filter layer is 500 to 700 mm. About filtration loss head, it becomes backwashing when it becomes 1.5-2m. Filtration rates are 120-150 m / day, although recent studies have allowed 200 m / day.

急速ろ過のろ過条件は、ろ過速度が大きすぎると濁質が漏出する恐れがあること、ろ過が進行していくと、ろ過損失水頭が高くなるが、同時にろ過水濁度が次第に上昇していくことにある。いわゆる水みちができる。そこでろ過損失水頭上限は最大1.5〜2m/日としてきたのである。これが従来の重力式急速ろ過の条件であり、圧力式の砂ろ過の条件でもある。緩速ろ過もこの値に準じてきたところである。   The filtration conditions for rapid filtration are that the turbidity may leak if the filtration rate is too high, and the filtration loss head increases as the filtration progresses, but at the same time the filtration water turbidity gradually increases. There is. So-called water path is made. Therefore, the upper limit of filtration loss head is 1.5-2 m / day. This is a condition of conventional gravity rapid filtration and also a condition of pressure sand filtration. Slow filtration has also followed this value.

本発明は、ろ過にかかる圧力(損失水頭)上限を撤廃したところに大きな特徴がある。後述する実施例7によれば、有効径0.1mm、均等係数1.3、平均径0.125の細砂を使用した場合、ろ過損失水頭は40mであっても問題はないことが判明した。これは従来の事実や認識からは、全く考えられない新しい発見であった。細砂を使用することによってろ過濁質の保持力が大幅に高められたことによる。さらに、凝集剤を使用しないことによって濁質自体の流動性が低くなり、これが高圧下の漏出を抑制していることによるのである。0.3mm程度の砂では高損失水頭ではやや濁質が流出する傾向が見られたが、やはり細砂であるのが条件である。   The present invention is greatly characterized in that the upper limit of pressure (loss head) for filtration is eliminated. According to Example 7 described later, when fine sand having an effective diameter of 0.1 mm, a uniformity coefficient of 1.3, and an average diameter of 0.125 is used, it has been found that there is no problem even if the filtration loss head is 40 m. . This was a new discovery that was completely unthinkable from the conventional facts and perceptions. This is because the retention of filter turbidity was greatly increased by using fine sand. Furthermore, by not using a flocculant, the fluidity of the turbidity itself is lowered, which is due to the suppression of leakage under high pressure. In the case of sand of about 0.3 mm, there was a tendency for turbidity to flow out slightly with high-loss heads.

これ以上の損失水頭の実験はしなかったが、さらに上限は高いものと推察される。しかしながら、実用的な意味を考えるならば耐圧容器のコストと動力費を考える場合、40m以下が適当である。   We did not experiment with more head loss, but the upper limit is presumed to be higher. However, if considering the practical meaning, when considering the cost and power cost of the pressure vessel, 40 m or less is appropriate.

ろ過速度は30〜500m/日が適当である。ろ過速度の下限はないが実用的な限度を考えると緩速ろ過の数倍以上の性能を示す必要があろう。上限は実験で定める必要があるが、実施例4によれば400m/日以上は可能である。但し、僅かではあるがろ過水の濁度は増加傾向にある。このような砂を用いたろ過での高速化は、従来、考えられなかったものである。無薬注、高圧力式によって初めて可能になったのである。   An appropriate filtration rate is 30 to 500 m / day. Although there is no lower limit of the filtration rate, considering the practical limit, it will be necessary to show performance several times that of slow filtration. The upper limit needs to be determined by experiment, but according to Example 4, it can be 400 m / day or more. However, although it is slight, the turbidity of filtered water tends to increase. Such speeding-up by filtration using sand has not been considered in the past. It became possible for the first time with no drug injection and high pressure.

細砂の粒径は有効径0.02〜0.2mmの範囲である。細砂粒径は有機物汚濁がある河川表流水の場合はやや大きくてよいが、一部の地下水のように有機物がほとんどない無機性濁質の場合は有効径が0.1mm程度あるいはそれ以下の細砂を用いるのが好ましい。   The particle size of the fine sand is in the range of effective diameter 0.02-0.2 mm. The fine sand particle size may be slightly larger in the case of river surface water with organic matter pollution, but the effective diameter is about 0.1 mm or less in the case of inorganic turbidity with little organic matter such as some groundwater. It is preferable to use fine sand.

砂は粒径分布に大きく左右されるので小さい方から10%という有効径だけでは定義できないが、物理的な目詰まりと篩効果で除去できる濁質の大きさは基本的には、この定義に大きな影響を受ける。最小有効径は実験により0.02としたが、ろ過速度は大幅に低下した。この低下は加圧によって対応できる。   Since sand is greatly affected by the particle size distribution, it cannot be defined by an effective diameter of only 10% from the smallest, but the size of turbidity that can be removed by physical clogging and sieving effect is basically this definition. It is greatly affected. Although the minimum effective diameter was set to 0.02 by experiment, the filtration rate was greatly reduced. This decrease can be dealt with by pressurization.

最大有効径を0.2mmとしたのは実施例1〜4に示すように、有効径0.17mmの実験では、ろ過水質が実験開始時の篩ろ過による結果は悪く、開始後4週間経過して生物膜がようやく生成してくるというように、立ち上げに時間がかかったことによる。このあたりが細砂の上限である。無機質濁質では有効径は0.15mm以下が条件である。   As shown in Examples 1 to 4, the maximum effective diameter was set to 0.2 mm. In the experiment with an effective diameter of 0.17 mm, the result of sieving filtration at the start of the experiment was poor, and 4 weeks passed after the start. This is because it took time to start up, as biofilms finally formed. This area is the upper limit of fine sand. For inorganic turbid substances, the effective diameter is 0.15 mm or less.

重力式ろ過の実験によれば、無機質のろ過で、砂が0.15〜0.25mmを使うと、ろ過速度が高いと濁質が漏出し、濁度除去率が150m/日では90%に低下した。また初期のろ過損失水頭が高くなり実用化に限界があった。重力式の場合、無機質のろ過では、ろ過速度が高くなると濁質の漏出が起きる。より小さな細砂を使おうとすると、ろ過損失水頭が高くかつ速やかに閉塞し、運転できなくなった。すなわち濁質が無機質に偏っている場合、細砂ろ過はろ過速度、濁質漏出、ろ過損失水頭の面から、本質的問題点を抱えていると考えられてきた。   According to the gravity filtration experiment, when using 0.15-0.25mm sand, turbidity leaks when the filtration speed is high, and the turbidity removal rate is 90% at 150m / day. Declined. In addition, the initial filtration loss head increased and there was a limit to practical use. In the case of the gravity type, in the filtration of inorganic matter, turbidity leaks when the filtration rate increases. When trying to use smaller fine sand, the filtration loss head was high and quickly clogged, making it impossible to operate. That is, when the turbidity is biased to mineral, fine sand filtration has been considered to have essential problems in terms of filtration speed, turbidity leakage, and filtration loss head.

しかしながら、高圧力式ろ過の実験装置を建設し、実験を繰り返したところ、無機濁質のろ過は細砂で小さいものを使用した場合、濁質の漏出はなく、閉塞ではなく単に初期のろ過損失水頭が高く、ろ過とともに上昇していくだけであることが判明した。このことから細砂ろ過システムは新しい展開を示すこととなった。高圧で濁質の漏出がないこと、高圧ろ過で無機濁質のろ過が可能であることは、従来の常識を覆すものであった。ここに本発明の重要性がある。   However, when a high-pressure filtration experimental device was constructed and the experiment was repeated, when inorganic turbid filtration was performed using fine sand with small sand, there was no turbidity leakage, and the initial filtration loss was not clogged. It was found that the water head is high and only rises with filtration. From this, the fine sand filtration system showed a new development. The fact that there is no leakage of turbidity at high pressure and that inorganic turbidity can be filtered by high-pressure filtration has overturned conventional common sense. This is the importance of the present invention.

特許文献1に代表される細砂ろ過システムは、細砂の利用でろ過速度が高く、凝集剤も不要という従来の技術的常識を超えた発明となった。本発明は、その細砂ろ過システムを基礎としながらも、ろ過損失水頭が2mを遥かに超えても濁質の漏出がないこと、急速な損失水との上昇がないこと、より小さい細砂を選ぶならば無機性濁質に対応できることを発見し、システム化するに至った。   The fine sand filtration system represented by Patent Document 1 has become an invention that exceeds the conventional technical common sense that the use of fine sand has a high filtration rate and does not require a flocculant. Although the present invention is based on the fine sand filtration system, there is no leakage of turbidity even when the filtration head loss exceeds 2 m, no rapid rise with loss water, smaller fine sand. If it chooses, it discovered that it could cope with inorganic turbidity, and came to systematize.

均等係数とは小さい砂から分画して60%の粒径と有効径の比であり、通常1.3〜2程度とする。しかし、これだけでは、砂分布がいろいろな広がりを持つ以上、定義は不十分である。そこで平均径が0.25mmを超えないものとした。これは0.2〜0.3mmの砂区分を最大のものとしたことにある。別の言い方をすれば0.3mm以上の砂はろ過砂としてほとんど存在しないことが条件となる。存在した場合は支持砂としての意味を持つことになる。   The uniformity coefficient is a ratio of 60% of the particle diameter to the effective diameter, which is fractionated from small sand, and is usually about 1.3 to 2. However, this alone is not adequately defined as long as the sand distribution has various spreads. Therefore, the average diameter is assumed not to exceed 0.25 mm. This is because the sand section of 0.2 to 0.3 mm is maximized. In other words, it is a condition that sand of 0.3 mm or more hardly exists as filtered sand. If present, it will have the meaning of supporting sand.

砂が小さい場合、実用的にはある程度の粒径分布を認めなければ、支持砂層の構造も難しくなる。たとえば、0.02〜0.15mmのように微細砂(0.1mmあるいはそれ以下の砂が主体となるものを微細砂という)を含む砂を使うのは特に無機性濁質の場合適当であるが、逆洗速度を最小の砂が流出しない程度にした場合、0.1〜0.2mm程度の砂は支持細砂となる。この場合有効径0.02mm、均等係数6というような定義に意味があるかどうか疑問である。そこで本発明では有効径と、ろ過にかかる砂の平均の粒径で定義した。   If the sand is small, the structure of the supporting sand layer becomes difficult unless a certain particle size distribution is recognized practically. For example, it is particularly appropriate to use sand containing fine sand such as 0.02 to 0.15 mm (the sand mainly composed of 0.1 mm or less is called fine sand). However, when the backwash speed is set such that the minimum sand does not flow out, the sand of about 0.1 to 0.2 mm becomes the supporting fine sand. In this case, it is doubtful whether the definition of effective diameter 0.02 mm and uniformity coefficient 6 is meaningful. Therefore, in the present invention, the effective diameter and the average particle diameter of sand for filtration are defined.

細砂の中でももっとも小さい砂の大きさを検討した。まず、微細砂の範囲である。微細砂は小さいほどよいが、逆洗時に流出しないことが条件となる。逆洗速度と粒径は関係があるが、まず泥と微細砂の区別をすることが重要で、実験結果によれば、その区分は10μmである。その区分をより明確化する粒径としては平均径20μmすなわち0.02mmである。   The smallest sand size among the fine sands was examined. First is the range of fine sand. The smaller the fine sand, the better, but the condition is that it does not flow out during backwashing. Although there is a relationship between the backwash speed and the particle size, it is important to first distinguish between mud and fine sand, and according to the experimental results, the classification is 10 μm. The average particle diameter is 20 μm, that is, 0.02 mm as a particle diameter for further clarifying the division.

クリプトスポリジウムの物理的篩ろ過の上限は実験によれば、篩区分0.15〜0.25の細砂で99%である。実施例5によれば有効径0.076mm、平均径0.1mmの場合、2〜3μmの濁質の除去率は98.9%、3μm以上の濁質の除去率は100%であった。すなわちクリプトスポリジウムは完全に除去できることになる。   The upper limit of Cryptosporidium physical sieving is 99% for fine sands of sieving sections 0.15 to 0.25, according to experiments. According to Example 5, when the effective diameter was 0.076 mm and the average diameter was 0.1 mm, the removal rate of turbidity of 2 to 3 μm was 98.9%, and the removal rate of turbidity of 3 μm or more was 100%. That is, Cryptosporidium can be completely removed.

本発明では、このろ過にかかる圧力(損失水頭)上限が高圧としても微細砂では解決したことにならない。この場合、微細砂層を薄くすることが必要であり、実施例5では厚さはろ過損失水頭を考えた経済的制約から1〜3cmが適当である。下限は、平均径0.02mmの微細砂では、ろ過層は1mm以下でろ過損失水頭が急激に上昇し、ろ過ができることが推察できる。この場合、逆洗の容易さを考慮すると2mm以上となる。このように細砂が小さくなるにつれろ過層を薄くするのが本発明の根本でもある。   In the present invention, even if the upper limit of the pressure (loss head) required for the filtration is high, the fine sand does not solve the problem. In this case, it is necessary to reduce the thickness of the fine sand layer. In Example 5, the thickness is suitably 1 to 3 cm because of economic restrictions considering the filtration loss head. It can be inferred that the lower limit of the fine sand having an average diameter of 0.02 mm is that the filtration layer has a thickness of 1 mm or less, and the filtration loss water head rapidly increases and can be filtered. In this case, considering the ease of backwashing, the thickness is 2 mm or more. Thus, it is also the basis of the present invention to make the filtration layer thinner as the fine sand becomes smaller.

ろ過砂厚さは0.2〜100cmである。きわめて範囲が広いようにみえるが、これは砂粒径が大きい場合と小さい場合があるためである。大き目の細砂の場合、砂層は100cmまでというのはごく一般的な話である。   The filtration sand thickness is 0.2 to 100 cm. It seems that the range is very wide because the sand particle size may be large or small. In the case of large fine sand, it is a very common story that the sand layer is up to 100 cm.

逆洗速度は細砂の大きさによって異なる。有効径0.02mmの砂は10m/日であっても流動化できる。実施例6がその目安を示す。およそ10〜400m/日の範囲で、砂粒径と原水の性質によって適宜決定する。   The backwash speed varies depending on the size of the fine sand. Sand with an effective diameter of 0.02 mm can be fluidized even at 10 m / day. Example 6 shows the standard. It is determined appropriately depending on the particle size of sand and the nature of raw water within a range of about 10 to 400 m / day.

逆洗のときの問題は逆洗速度だけでなく、逆洗する濁質と微細砂との分離を如何にするかである。河川表流水や沢水などの場合、100m/日以下の逆洗速度ではその分離は難しい場合が多いことを実験で確かめた。そのため微細砂の中でも、特に粒径が小さい場合は、地下水などのように大きな濁質がない場合に限って用いる。平均砂粒径でいえば、おおむね0.1mm以下の場合である。大きな濁質を含む原水には微細砂ろ過は用いないと制限することで微細砂ろ過を可能としたのである。   The problem at the time of backwashing is not only the backwashing speed but also how to separate the turbidity and fine sand to be backwashed. In the case of river surface water and river water, it was confirmed by experiments that separation is often difficult at a backwash speed of 100 m / day or less. Therefore, in the case of fine sand, particularly when the particle size is small, it is used only when there is no large turbidity such as groundwater. Speaking of the average sand particle size, it is generally about 0.1 mm or less. Fine sand filtration was made possible by limiting the use of fine sand filtration to raw water containing large turbidity.

河川表流水のような場合、微細砂の平均粒径がおよそ0.1mm以下では、逆洗により濁質を流しだそうとするならば微細砂が流出する恐れがあるので、あらかじめ前処理によって大きな濁質を除去することが好ましい。   In the case of river surface water, if the average particle size of fine sand is about 0.1 mm or less, fine sand may flow out if turbidity is washed away by backwashing. It is preferred to remove turbidity.

微細砂と濁質の分離を良くするため、ガーネットなど比重の大きなろ過材を使うのは微細砂ろ過では好都合である。砂とガーネットの比重はそれぞれ2.7と3.5である。沈降する速さの比は、水の比重との差に比例するから、1.7:2.5となる。すなわち同じ粒径の場合、最大逆洗速度は47%アップできるため、濁質との分離がそれだけ容易になる。ガーネットを下層に砂を上層に置く2層ろ過も好ましい。   In order to improve the separation of fine sand and turbidity, it is convenient for fine sand filtration to use a filter medium with a large specific gravity such as garnet. The specific gravity of sand and garnet is 2.7 and 3.5, respectively. The ratio of the settling speed is proportional to the difference from the specific gravity of water, and is 1.7: 2.5. That is, in the case of the same particle size, the maximum backwash speed can be increased by 47%, so that separation from turbidity becomes easier. Two-layer filtration with garnet as the lower layer and sand as the upper layer is also preferred.

ろ過に使われるろ材にアンスラサイトがある。これは比重が砂よりも小さいのでやや不利であり、微細砂としては使い難い。その他、人工的なろ材がいろいろ開発されているが、細砂や微細砂と同じような粒径のろ材であれば、本発明にそのまま使えるのは当然である。比重以外特に留意すべき点もない。   Anthracite is one of the filter media used for filtration. This is slightly disadvantageous because the specific gravity is smaller than that of sand, and is difficult to use as fine sand. In addition, various artificial filter media have been developed. Of course, any filter media having the same particle size as fine sand or fine sand can be used as it is in the present invention. There are no points to be noted other than specific gravity.

無凝集剤で、かつ無機濁質をろ過することについて記載しておく。本発明では細砂の小さなものすなわち微細砂を使えば、凝集剤がなく生物膜もない場合においても、きわめて有効である。たとえば生物膜が発生し難い有機質も鉄もない地下水に対して平均径0.1mm程度の微細砂の篩ろ過だけによる高圧力式細砂ろ過はクリプトスポリジウム対策として実用的である。塩素などの消毒剤が入ったろ過にも適している。   It describes about filtering an inorganic turbidity by a non-flocculating agent. In the present invention, the use of small fine sand, that is, fine sand, is extremely effective even when there is no flocculant and no biofilm. For example, high-pressure fine sand filtration only by sieving fine sand having an average diameter of about 0.1 mm with respect to groundwater that does not easily generate biofilm and has neither organic matter nor iron is practical as a countermeasure against Cryptosporidium. It is also suitable for filtration containing disinfectants such as chlorine.

微細砂を用いる無機濁質ろ過は、圧力式であること、篩ろ過であることからMF膜に相当すると考えてよい。違いはMF膜が膜1枚であるのに対し、微細砂ろ過が立体的ろ過であることにある。そのため膜ろ過は破断する恐れがあるが微細砂ろ過にはそれがなく、濁質保持量にも大きな違いがある。逆洗はMF膜が不完全であるのに対して、微細砂ろ過は完全に復元する。また膜は有機物汚濁に弱いが、微細砂は砂粒が生物膜に覆われ、膨張し、ろ過損失水頭の減少が見られることもあり、水質も向上する。このように本発明はMF膜を超えるシステムとみなすことができる。   Inorganic turbid filtration using fine sand may be considered to correspond to an MF membrane because it is a pressure type and sieve filtration. The difference is that the MF membrane is a single membrane whereas the fine sand filtration is a three-dimensional filtration. Therefore, membrane filtration may break, but fine sand filtration does not have it, and there is a big difference in the amount of retained turbidity. Backwashing is an incomplete MF membrane, while fine sand filtration is completely restored. In addition, although the membrane is vulnerable to organic pollution, the fine sand is covered with a biofilm and is expanded, and the water loss may be reduced and the water quality may be improved. Thus, the present invention can be regarded as a system that exceeds the MF membrane.

大半の原水では砂に微生物が発生する。ろ過を続けると生物膜(ろ過膜)が発生し、濁質を吸着するようになる。したがって細砂ではやや大きめの場合も凝集剤は不要である。また凝集剤を使わないことにより生物ろ過による、ろ過水質向上が起こるのである。この特徴は重力式細砂ろ過のみならず本発明でも同じである。   Most raw waters produce microorganisms in the sand. If filtration is continued, a biofilm (filtration membrane) will be generated and adsorb turbidity. Therefore, a flocculant is unnecessary even when the size is slightly larger with fine sand. In addition, by using no flocculant, filtration water quality is improved by biological filtration. This feature is the same not only in gravity type fine sand filtration but also in the present invention.

本発明は逆洗時には表面洗浄あるいはグリット格子などによって砂表面を解す装置をつけるのが基本である。凝集性がそれほどないような濁質であっても次第にマッドボール的なものができてくる。特別に凝集性が高い濁質の場合は空気洗浄装置も敷設するとよい。   The present invention is basically provided with a device for unwinding the sand surface by surface cleaning or grit lattice during backwashing. Even turbidity that does not have much cohesion gradually becomes a mudball-like one. In the case of turbidity with particularly high cohesiveness, an air cleaning device may be laid.

ろ過には定圧ろ過と定流量ろ過がある。本発明では定流量ろ過を原則とする。定圧ろ過で高圧とするならば、初期の流量が極端に大となり、濁質が漏出する。しかし、定流量ろ過は厳密に制御する必要はない。流量変動に耐え得るのが本発明である。ろ過を始めると低いろ過損失水頭から次第に高いろ過損失水頭になるが、このろ過損失水頭を検出して逆洗タイミングを決定するのが標準的方法である。またタイマー制御も使うことができる。   Filtration includes constant pressure filtration and constant flow filtration. In principle, constant flow filtration is used in the present invention. If the pressure is increased by constant pressure filtration, the initial flow rate becomes extremely large and turbidity leaks out. However, constant flow filtration does not need to be strictly controlled. It is the present invention that can withstand flow rate fluctuations. When the filtration is started, the low filtration loss head is gradually increased to a high filtration loss head. It is a standard method to determine the backwash timing by detecting this filtration loss head. Timer control can also be used.

本発明の高圧力式細砂ろ過装置およびその方法は、いろいろな原水から安全な飲み水を提供することができる。有機物や濁質の多い河川水やダム水などでは濁質と溶解している有機物や異臭味を除去できる。重力式では逆洗頻度が高くなり、原水からの浄水収率が低下する場合にも、高い収率の運転が可能になる。地下水のような有機物と濁度が少ない原水に対しては細砂粒径を小さい微細砂とすることで篩ろ過効果を活用した浄水ができる。MF膜に代わる低コスト技術である。地下水のクリプトスポリジウム対策として有用である。また、膜ろ過、急速ろ過、および緩速ろ過の前処理として本システムは有用である。これを前処理として用いることによって大幅に維持管理が容易になりコストダウンへの道をひらくことになった。本発明は浄水処理そのものに使われるだけでなく、超純水の前処理や工業用水の浄水処理あるいは排水処理水のリサイクルに有用である。とくに薬品を加えないろ過であるため、後段の処理や水利用に大きな利点がある。   The high pressure fine sand filtration apparatus and method of the present invention can provide safe drinking water from various raw waters. In organic matter and river water and dam water with a lot of turbidity, turbidity and dissolved organic matter and off-flavor can be removed. In the gravity method, the frequency of backwashing becomes high, and even when the yield of purified water from raw water decreases, high yielding operation becomes possible. For organic matter such as groundwater and raw water with low turbidity, water can be purified using the sieve filtration effect by making the fine sand particle size small. This is a low-cost technology that replaces the MF membrane. It is useful as a countermeasure against groundwater cryptosporidium. The system is useful as a pretreatment for membrane filtration, rapid filtration, and slow filtration. By using this as a pre-treatment, maintenance and management are greatly facilitated, leading to a cost reduction. The present invention is not only used for water purification itself, but also useful for pretreatment of ultrapure water, purification of industrial water, or recycling of wastewater treatment water. In particular, since the filtration does not add chemicals, there is a great advantage in subsequent processing and water utilization.

以下、本発明の実施の形態を、図1〜図3を用いて具体的に説明する。
図1は典型的な高圧力式細砂ろ過装置の説明図である。取水ポンプ1で取水し着水タンク2に入れた原水は、原水ポンプ3により原水バルブ14を経て高圧力細砂ろ過槽4に入れられる。高圧力細砂ろ過槽4内には表面洗浄装置11の下にろ過砂10、支持砂層9、支持砂利層8があり、最下部には集水装置7がある。集水装置7からのろ過水は、ろ過水バルブ18から洗浄用水タンク5を経て浄水池へ送られ、ろ過水6となる。ろ過損失水頭は差圧計19で検出する。差圧計が所定の圧力を検出すると逆洗モードになる。逆洗ポンプ13が起動し、表面洗浄バルブ16と底部逆洗バルブ17が開き、逆洗が開始される。逆洗排水は逆洗排水バルブ15を経て排出される。なお、内部の空気は空気抜き装置12で除去される。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to FIGS.
FIG. 1 is an explanatory view of a typical high pressure fine sand filter. The raw water taken by the intake pump 1 and put in the landing tank 2 is put into the high pressure fine sand filtration tank 4 by the raw water pump 3 through the raw water valve 14. In the high pressure fine sand filtration tank 4, there are a filter sand 10, a supporting sand layer 9 and a supporting gravel layer 8 below the surface cleaning device 11, and a water collecting device 7 at the bottom. The filtered water from the water collecting device 7 is sent from the filtered water valve 18 to the water purification tank through the washing water tank 5 and becomes the filtered water 6. The filtration loss head is detected by a differential pressure gauge 19. When the differential pressure gauge detects a predetermined pressure, the backwash mode is entered. The backwash pump 13 is activated, the surface washing valve 16 and the bottom backwashing valve 17 are opened, and backwashing is started. The backwash drainage is discharged through the backwash drain valve 15. The internal air is removed by the air venting device 12.

流量調整は原水ポンプ3あるいは別に設けた流量調整弁で一定とする。ろ過損失水頭はろ過開始時に低く、逆洗前は数倍から10倍以上になる。そのため完全な制御がより好ましく、定流量弁やゲートバルブ調整では定流量性に限界があるのは事実である。しかし、流量が50%程度増えたとしても特に問題はないので安価な方式を使うこともできる。   The flow rate adjustment is made constant by the raw water pump 3 or a flow rate adjustment valve provided separately. The filtration loss head is low at the start of filtration and is several times to 10 times before backwashing. Therefore, complete control is more preferable, and it is a fact that there is a limit to the constant flow rate in the constant flow valve and gate valve adjustment. However, even if the flow rate increases by about 50%, there is no particular problem, so an inexpensive method can be used.

ろ過細砂の積層高さは微細砂の場合0.2cm以上であり、細砂の平均径が大きくなるにつれ砂は厚くするが最大は100cm程度である。ろ過損失水頭を高く設定する場合はやや厚くすることが望ましい。これは圧力を分散させるためである。   The laminated height of the fine filter sand is 0.2 cm or more in the case of fine sand, and the sand becomes thicker as the average diameter of the fine sand increases, but the maximum is about 100 cm. When the filtration loss head is set high, it is desirable to make it slightly thicker. This is to disperse the pressure.

ろ過速度は30〜500m/日の範囲、細砂の有効径は0.02〜0.2mmである。前処理として用いる場合、ろ過速度は高く、細砂の有効径も大き目とする。逆に、これだけで浄水とする場合は、小さい砂でろ過速度も低目とする。原水の有機物濃度によっても砂粒径と、ろ過速度は影響を受ける。有機物濃度が低い場合は微細砂が好ましく、高めの損失水頭にし、ろ過速度をやや低目とする。特に地下水で濁度は低く、クリプトスポリジウム対策として用いる場合は、砂平均径は0.1mm程度あるいはそれ以下が好ましい。   The filtration rate is in the range of 30 to 500 m / day, and the effective diameter of fine sand is 0.02 to 0.2 mm. When used as a pretreatment, the filtration rate is high and the effective diameter of fine sand is also large. On the contrary, when it is just purified water, the filtration rate is low with small sand. The sand particle size and filtration rate are also affected by the organic matter concentration of the raw water. When the organic substance concentration is low, fine sand is preferable, and a high loss head is used, and the filtration rate is slightly low. In particular, turbidity is low in groundwater, and when used as a countermeasure against Cryptosporidium, the average sand diameter is preferably about 0.1 mm or less.

逆洗直前の、ろ過損失水頭は2〜40mの範囲であるが、特徴を生かすためには3m以上が好ましい。たとえば細砂の有効径が0.17mmの場合、ろ過速度100m/日、最大ろ過損失水頭を10mとして河川中流域表流水のろ過を行ったところ、重力式細砂ろ過で50m/日で運転した場合に比べ、次の逆洗までに得られる、ろ過水は4〜8倍であった。それだけろ過量に対する逆洗水量の割合が少なくなるので、河川表流水のように濁度の急激な変化がある原水に対応できる。   The filtration loss head immediately before backwashing is in the range of 2 to 40 m, but 3 m or more is preferable for taking advantage of the characteristics. For example, when the effective diameter of fine sand is 0.17 mm, the filtration rate is 100 m / day, the maximum filtration loss head is 10 m, and the surface water of the river basin is filtered. The gravity type fine sand filtration is operated at 50 m / day. Compared with the case, the filtrate water obtained by the next backwash was 4 to 8 times. Therefore, the ratio of the amount of backwash water to the amount of filtration decreases, so it can be applied to raw water that has a sudden change in turbidity like river surface water.

逆洗は細砂表面をほぐすことが基本である。河川表流水程度では砂表面のろ過膜は結合力が弱いので、弱い表面洗浄で済むのが普通である。表面洗浄水量はおおむね底部逆洗水量の20%程度でよい。粘着性濁質でない限り空気洗浄は不要である。   Backwashing is basically to loosen the fine sand surface. At the surface water level of the river, the filter membrane on the sand surface has a weak binding force, so it is normal to use a weak surface wash. The surface washing water amount may be about 20% of the bottom back washing amount. Air cleaning is not required unless it is sticky turbid.

逆洗時、急速ろ過では砂の膨張率は30%程度であるが、それより高めが好ましく、200%を超えてもよい。逆洗速度は細砂の大きさと原水の性状によって決める。河川表流水では細砂はやや大きめで、微細ゴミとの区分も必要なことがある。   At the time of backwashing, in rapid filtration, the expansion rate of sand is about 30%, but it is preferably higher than that and may exceed 200%. The backwash speed is determined by the size of the fine sand and the nature of the raw water. In the river surface water, the fine sand is slightly larger, and it may be necessary to distinguish it from fine garbage.

図2は河川表流水の2段の高圧力式ろ過の例である。前段で濁質の大半を除去し、後段では生物処理を主体にしたろ過を行う方法である。前段取水ポンプ20から取水した原水は前段着水タンク21に入る。原水は前段原水ポンプ22により前段高圧力式細砂ろ過槽23に入れ、前段細砂ろ過層24でろ過する。ろ過水は前段洗浄用タンク27に入れる。逆洗は前段逆洗ポンプ26を用いて行い、前段表面洗浄装置25と底部逆洗装置で逆洗する。前段洗浄用タンク27からのろ過水は後段のろ過処理を受ける。後段の処理は図1と同等である。2段ろ過により河川濁質の変動に対して常に安定した良質のろ過水を作ることができる。河川水では大雨時濁度が急上昇し、重力式では逆洗回数が大幅に増大する。そのため逆洗用水が多くなり、ろ過水が僅かしか得られないことがある。高圧力式とすることで逆洗回数が減少し、逆洗用水が大幅に減少し、晴天時と変わらない浄水量となる。後段は基本的に逆洗回数が少ないため、高圧力式を重力式に置き換えることもできる。   FIG. 2 shows an example of two-stage high pressure filtration of river surface water. In the first stage, most of the turbidity is removed, and in the second stage, filtration is performed mainly using biological treatment. The raw water taken from the upstream intake pump 20 enters the upstream landing tank 21. The raw water is put into the pre-stage high pressure fine sand filtration tank 23 by the pre-stage raw water pump 22 and filtered through the pre-stage fine sand filtration layer 24. The filtered water is put into the pre-cleaning tank 27. Backwashing is performed using the front-stage backwash pump 26, and backwashing is performed using the front-surface cleaning device 25 and the bottom backwashing device. The filtered water from the upstream washing tank 27 is subjected to the subsequent filtration. The subsequent processing is the same as in FIG. Two-stage filtration can produce high quality filtered water that is always stable against changes in river turbidity. In river water, turbidity rises rapidly during heavy rain, and in the gravity type, the number of backwashes increases significantly. For this reason, the amount of backwash water increases, and only a small amount of filtered water may be obtained. By adopting a high-pressure type, the number of backwashing operations is reduced, the amount of backwashing water is greatly reduced, and the amount of purified water is the same as that in fine weather. Since the latter stage basically has few backwashing times, the high pressure type can be replaced with a gravity type.

このように前段に前処理として高圧力式細砂ろ過装置を置くことで、濁度が高い場合も安定した浄水量が得られる。このシステムは自動運転でオペレータが不要であるということも特記すべき利点である。従来小規模から中規模の河川表流水の浄水施設には適当な方法がなかったが、本発明はこれに応えるものである。   Thus, by placing a high-pressure fine sand filter as a pretreatment in the previous stage, a stable amount of purified water can be obtained even when turbidity is high. It is also a notable advantage that this system is automatic and does not require an operator. Conventionally, there has been no suitable method for water purification facilities for small to medium-sized river surface water, but the present invention responds to this.

次に実施例によって、この発明をさらに詳細に説明する。   Next, the present invention will be described in more detail by way of examples.

図1に示すごとき高圧力式ろ過装置のプラントにおいて、ろ過砂に、有効径0.17mm、均等係数1.8の細砂を使用し、50cm充填し、立ち上げた。立ち上げ時、すなわちろ過膜(生物膜)が生成していない段階で、平均濁度1.1度の河川表流水をろ過した。ろ過損失水頭0.7〜5m、ろ過速度100m/日で立ち上げた。その結果は、ろ過時間19時間であり、ろ過水濁度は初期の3時間を除けば0.2〜0.23度であった。ろ過損失水頭が5mというきわめて高い値に近くなっても、ろ過水濁度は上昇しなかった。   In the plant of the high pressure type filtration apparatus as shown in FIG. 1, fine sand having an effective diameter of 0.17 mm and a uniformity coefficient of 1.8 was used as filtration sand, and 50 cm was filled and started up. At the time of start-up, that is, at the stage where a filtration membrane (biofilm) is not generated, river surface water having an average turbidity of 1.1 degrees was filtered. The filtration was started at a filtration loss water head of 0.7 to 5 m and a filtration rate of 100 m / day. The result was a filtration time of 19 hours, and the filtered water turbidity was 0.2 to 0.23 degrees except for the initial 3 hours. Even when the filtration loss head was close to a very high value of 5 m, the filtrate turbidity did not increase.

この結果は、濁度除去率は高くないが、次の2点においてきわめて重要なデータが得られた。まず、初期ろ過時間としては重力式の50m/日の条件にくらべ、2〜3倍であったことである。ろ過量となると4〜9倍である。高圧(高損失水頭)ろ過は、一般に、ろ過層が圧縮されて急激に高ろ過損失水頭に至り、ろ過時間は期待されるほど長くならないと考えられてきたが、ここに高圧力式細砂ろ過の有用性が明らかになった。   As a result, the turbidity removal rate was not high, but extremely important data was obtained in the following two points. First, the initial filtration time was 2 to 3 times that of the gravity type 50 m / day. When the amount of filtration is 4 to 9 times. High pressure (high loss head) filtration generally has been thought that the filtration layer is compressed and suddenly reaches high filtration loss head, and the filtration time does not become as long as expected. The usefulness of became clear.

次に、細砂ろ過は濁度の変化は平坦であり高圧化による濁質の漏出はないことが確認された。従来の急速ろ過では、高損失水頭にすれば、ろ過層に水みちができて、濁質が漏出するものであった。しかし細砂かつ無凝集剤という条件において、高損失水頭で濁質は漏出しなかった。これは極めて有用なデータである。高損失水頭時に濁質の漏出が激しくなれば、本発明は、あり得なかったのである。   Next, it was confirmed that fine sand filtration has a flat turbidity change and no turbidity leakage due to high pressure. In conventional rapid filtration, if a high-loss head is used, water is formed in the filtration layer, and turbidity leaks out. However, in the condition of fine sand and no flocculant, turbidity did not leak out with high loss water head. This is extremely useful data. The present invention could not have been possible if the leakage of turbidity became severe at the time of high loss water head.

濁度が0.2〜0.23度というのは濁質除去率80%であり、良好とはいえない。すなわち、ろ過膜がない状態の篩ろ過のみという極めて特殊な条件において、19時間の最初から最後まで濁質除去が不完全であった。このことから無機質などの篩ろ過においては実施例1で使用した細砂は大きすぎることが判明した。   A turbidity of 0.2 to 0.23 degrees is a turbidity removal rate of 80%, which is not good. That is, turbidity removal was incomplete from the beginning to the end of 19 hours under the very special condition of only sieve filtration in the absence of a filtration membrane. From this, it was found that the fine sand used in Example 1 was too large in the filtration of inorganic materials and the like.

実施例1の実験後最大ろ過損失水頭を5mとして運転を続けた。立ち上げ後、3週間後の測定である。原水の平均濁度は1度であった。ろ過損失水頭は最初が0.7m、逆洗前が10mと実施例1よりもさらに高圧とした。その結果、ろ過時間は約40時間と重力式の数倍であり、ろ過水平均濁度は0.1度であった。実施例1の約半分のろ過水濁度まで減少し、ろ過膜が次第に形成されてきたと推察される。さらにろ過水濁度は、ろ過損失水頭が10mに近づいても全く上昇しなかった。ろ過損失水頭が10mであっても、濁質の漏出がないことが判明した。   After the experiment in Example 1, the operation was continued with a maximum filtration loss head of 5 m. It is a measurement after 3 weeks after startup. The average turbidity of the raw water was 1 degree. The filtration loss head was 0.7 m at the beginning and 10 m before backwashing, and the pressure was higher than in Example 1. As a result, the filtration time was about 40 hours, which is several times the gravity type, and the average turbidity of filtered water was 0.1 degree. It is estimated that the filtration turbidity was reduced to about half that of Example 1, and the filtration membrane was gradually formed. Further, the filtrate turbidity did not increase at all even when the filtration loss head approached 10 m. It was found that there was no leakage of turbidity even when the filtration loss head was 10 m.

実施例1と同じプラントを使い、4週間後の測定をした。ろ過損失水頭は0.7〜10mと実施例2と同じにした。その結果を図3に示す。図3は原水濁度が5度と高いにもかかわらず、ろ過水の濁度は、0.08〜0.11度と低くかつ安定していた。すなわち濁度除去率は約98%であった。濁度が高いのは、夜半、降雨があり河川が増水していたのが原因で、無機性の濁質が多い状態であった。そのため、ろ過時間も8時間と実施例1より短い。   Using the same plant as in Example 1, measurements were taken after 4 weeks. The filtration loss head was 0.7 to 10 m, the same as in Example 2. The result is shown in FIG. In FIG. 3, the turbidity of the filtered water was as low as 0.08 to 0.11 degrees and was stable although the raw water turbidity was as high as 5 degrees. That is, the turbidity removal rate was about 98%. The high turbidity was due to rain and heavy rivers at night and night, and there was a lot of inorganic turbidity. Therefore, the filtration time is also 8 hours, which is shorter than that of Example 1.

立ち上げ後、ろ過膜が完成するのに約3ヶ月を要する。本実験では4週間後であるからろ過膜は不完全である。それにもかかわらず、ろ過は良好である。3ヵ月後には濁度が0.1度以下になることは明らかであり、水道水のクリプトスポリジウム対策としての濁度0.1度をクリアできるものである。   After startup, it takes about 3 months for the filtration membrane to be completed. In this experiment, the filtration membrane is incomplete because it is 4 weeks later. Nevertheless, filtration is good. It is clear that the turbidity becomes 0.1 degrees or less after 3 months, and the turbidity of 0.1 degrees as a countermeasure against cryptosporidium of tap water can be cleared.

実施例2の場合、ろ過性能の向上は緩やかであったため、ろ過速度が100m/日ではろ過膜の生成は難しいかと懸念があったが、本実施例の結果は、その心配が杞憂であったことを証明した。すなわち、高圧力式細砂ろ過では急速ろ過に匹敵するような高速ろ過であっても問題はないことがわかった。本発明の根幹の一つがここにある。   In the case of Example 2, since the improvement in filtration performance was moderate, there was a concern that it would be difficult to produce a filtration membrane at a filtration rate of 100 m / day, but the result of this Example was worried about the concern. Prove that. That is, it was found that there is no problem with high pressure fine sand filtration even with high speed filtration comparable to rapid filtration. Here is one of the basis of the present invention.

しかしながらろ過性能の向上が緩やかであることは、ろ過膜ろ過の砂の上限が0.2〜0.3mm程度の区分であることを示している。緩速ろ過では砂粒径は0.4〜1mmと大きいが、それはろ過速度が4〜5m/日と小さいためである。   However, the gradual improvement in filtration performance indicates that the upper limit of the filtration membrane filtration sand is about 0.2 to 0.3 mm. In the slow filtration, the sand particle size is as large as 0.4 to 1 mm because the filtration rate is as small as 4 to 5 m / day.

ろ過膜による、ろ過においても、高圧力式細砂ろ過は濁質を漏出しないのも重要な結果である。実施例2の篩ろ過および実施例3のろ過膜ろ過の何れにおいても高圧化で濁質は漏出しなかった。これは本発明にかかる重要な結果である。   It is an important result that high-pressure fine sand filtration does not leak turbidity even in filtration using a filtration membrane. In both the sieve filtration of Example 2 and the filtration membrane filtration of Example 3, turbidity did not leak due to high pressure. This is an important result of the present invention.

実施例1と同じプラントを使い、ろ過砂の生物膜がわずかに存在し篩ろ過が主の状態で、ろ過速度を変えた。原水は無機性濁質が主であり、濁度4.5〜6.9であった。ろ過水濁度除去率はろ過速度100m/日のとき92%、200m/日のとき84%、300/日のとき81%、400m/日のとき80%であった。ろ過損失水頭は3mで実験を開始したが、最後には10mまで上昇した。濁度除去率はろ過速度が低い方が高いが、ろ過速度が400m/日となっても、なお高い除去率を示している。この高いろ過速度の条件で、そのまま浄水とすることはできないが、前処理として用いるならば利用方法によっては有用である。高いろ過速度で、濁度除去率を85〜95%程度にするには、細砂粒径をさらに小さくすることが条件になるが、ろ過損失水頭は高くなる。この実施例の結果において、ろ過損失水頭の上昇と濁質除去率低下の関係を勘案するならば、およそ500m/日が実用的限界となる。   The same plant as in Example 1 was used, and the filtration rate was changed with a slight biofilm of filter sand and a main state of sieve filtration. The raw water was mainly an inorganic turbidity and had a turbidity of 4.5 to 6.9. The filtration water turbidity removal rate was 92% at a filtration rate of 100 m / day, 84% at 200 m / day, 81% at 300 / day, and 80% at 400 m / day. The experiment was started at a filtration loss head of 3 m, but finally increased to 10 m. The turbidity removal rate is higher when the filtration rate is lower, but even when the filtration rate is 400 m / day, the removal rate is still high. Under this high filtration rate condition, it cannot be purified as it is, but it is useful depending on the method of use if it is used as a pretreatment. In order to achieve a turbidity removal rate of about 85 to 95% at a high filtration rate, it is necessary to further reduce the fine sand particle size, but the filtration loss head is increased. In the results of this example, if the relationship between the increase in filtration loss head and the decrease in turbidity removal rate is taken into consideration, approximately 500 m / day is a practical limit.

有効径0.075mm、均等係数1.42、平均粒径0.10mmの微細砂を6.5cm充填し、ろ過速度150m/日で無機濁質を篩ろ過したところ、ろ過損失水頭は1.3mであった。ろ過水は、2〜3μmの濁質が98.9%、3ミクロン以上が100%除去できた。このデータによれば、5μmのクリプトスポリジウムを除去には、砂厚は1〜2cmで十分である。微細砂の平均粒径を0.03mmとするときは砂厚0.2〜0.3cm程度でも、その下に0.1mm程度の支持微細砂をおくことを考えると、十分の能力を示すことになる。   When 6.5 cm of fine sand having an effective diameter of 0.075 mm, a uniformity coefficient of 1.42 and an average particle size of 0.10 mm is packed and the inorganic turbid matter is sieve-filtered at a filtration rate of 150 m / day, the filtration loss head is 1.3 m. Met. The filtered water was able to remove 98.9% of turbidity of 2 to 3 μm and 100% of 3 microns or more. According to this data, a sand thickness of 1-2 cm is sufficient to remove 5 μm Cryptosporidium. When the average particle size of the fine sand is 0.03 mm, even if the sand thickness is about 0.2 to 0.3 cm, considering that a supporting fine sand of about 0.1 mm is placed under the sand, sufficient capacity is shown. become.

実施例5は、大孔径MF膜に相当する微細砂が0.1mm程度であることを示している。有効径0.02mm、平均粒径0.03mm程度の微細砂をろ過砂とする場合はMF膜そのものに匹敵すると考えられる。   Example 5 shows that the fine sand corresponding to the large pore size MF membrane is about 0.1 mm. When fine sand having an effective diameter of 0.02 mm and an average particle diameter of 0.03 mm is used as filtration sand, it is considered to be comparable to the MF membrane itself.

実施例5の砂を逆洗した。逆洗速度31m/日のとき膨張率17%、逆洗速度83m/日のとき膨張率91%であった。すなわち平均径0.1mmよりも小さい微細砂の場合は膨張率30%程度では河川表流水を直接ろ過し難いことがわかった。150m/日以上では河川表流水の濁質と微細砂の分離が完全であるとすれば、膨張率100%となる粒径は0.12mm程度であるが、最大膨張率200%とすると粒径0.1mmが河川表流水の前処理が必要かどうかの分かれ目となる。   The sand of Example 5 was backwashed. When the backwash speed was 31 m / day, the expansion rate was 17%, and when the backwash speed was 83 m / day, the expansion rate was 91%. In other words, in the case of fine sand having an average diameter of less than 0.1 mm, it was found that it was difficult to directly filter river surface water with an expansion rate of about 30%. If the separation of turbidity and fine sand of river surface water is complete at 150 m / day or more, the particle size at which the expansion rate is 100% is about 0.12 mm, but the maximum expansion rate is 200%. 0.1 mm is a turning point for whether pretreatment of river surface water is necessary.

この実験から、有効径0.02mm、平均粒径0.03mmとしたときの膨張率も沈降速度に反比例するとして概算できる。沈降速度はおよそ1/10であるから、膨張率100%のとき、9m/日程度になる。この粒径の場合は地下水にはそのまま使えるが、河川表流水では前処理を十分に行うことが不可欠である。   From this experiment, it can be estimated that the expansion rate when the effective diameter is 0.02 mm and the average particle diameter is 0.03 mm is also inversely proportional to the sedimentation speed. Since the sedimentation speed is about 1/10, when the expansion rate is 100%, it becomes about 9 m / day. In the case of this particle size, it can be used as it is for groundwater, but it is indispensable to perform sufficient pretreatment for river surface water.

有効径0.1mm、均等係数1.3、平均粒径0.125mmの細砂を25cm充填して、無機質原水の篩ろ過を行った。原水濁度870度、ろ過速度100m/日とし、ろ過損失水頭を7mから最大38mまで上げた。ろ過水濁度は、10〜12.4度と僅かに高くなったが、ほぼ一定であった。平均濁度11.5度で、除去率は98.7%と良好である。このことから実施例2よりも高損失水頭としても、ろ過性能は低下しないことが明らかになった。   25 cm of fine sand having an effective diameter of 0.1 mm, a uniformity coefficient of 1.3, and an average particle diameter of 0.125 mm was packed and subjected to sieving filtration of raw mineral water. The raw water turbidity was 870 degrees, the filtration rate was 100 m / day, and the filtration loss head was increased from 7 m to a maximum of 38 m. The filtered water turbidity was slightly higher, 10 to 12.4 degrees, but was almost constant. The average turbidity is 11.5 degrees and the removal rate is as good as 98.7%. From this, it was revealed that the filtration performance does not deteriorate even when the head loss is higher than that in Example 2.

これ以上の高圧の実験はしなかったが、さらに高損失水頭の条件でも問題はなく、ろ過できることが推察できる。ただし、実用的条件としては動力費を勘案すると、ろ過損失水頭は40m以下が好ましいと考えられる。   Although no higher pressure experiment was conducted, it can be inferred that there is no problem even under the condition of a high-loss head, and that filtration is possible. However, as a practical condition, considering the power cost, it is considered that the filtration loss head is preferably 40 m or less.

本発明の実施の形態における高圧力式細砂ろ過装置の説明図である。It is explanatory drawing of the high pressure type fine sand filter apparatus in embodiment of this invention. 本発明の他の実施の形態における2段の高圧力式細砂ろ過装置の説明図である。It is explanatory drawing of the two-stage high pressure type fine sand filter apparatus in other embodiment of this invention. 本発明の実施例3に基づく実験結果を示すグラフである。It is a graph which shows the experimental result based on Example 3 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 取水ポンプ
2 着水タンク
3 原水ポンプ
4 高圧力式細砂ろ過槽
5 洗浄用水タンク
6 ろ過水
7 集水装置
8 支持砂利層
9 支持砂層
10 ろ過砂
11 表面洗浄装置
12 空気抜き装置
13 洗浄ポンプ
14 原水バルブ
15 逆洗排水バルブ
16 表面洗浄バルブ
17 底部逆洗バルブ
18 ろ過水バルブ
19 差圧計
20 前段取水ポンプ
21 前段着水タンク
22 前段原水ポンプ
23 前段高圧力式細砂ろ過槽
24 前段細砂ろ過層
25 前段表面洗浄装置
26 前段逆洗ポンプ
27 前段洗浄用水タンク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Intake pump 2 Landing tank 3 Raw water pump 4 High pressure type fine sand filtration tank 5 Washing water tank 6 Filtrated water 7 Water collecting device 8 Support gravel layer 9 Support sand layer 10 Filter sand 11 Surface cleaning device 12 Air venting device 13 Cleaning pump 14 Raw water valve 15 Backwash drain valve 16 Surface wash valve 17 Bottom backwash valve 18 Filtration water valve 19 Differential pressure gauge 20 Pre-stage water intake pump 21 Pre-stage water intake tank 22 Pre-stage raw water pump 23 Pre-stage high pressure fine sand filtration tank 24 Pre-stage fine sand filtration Layer 25 Pre-stage surface cleaning device 26 Pre-stage backwash pump 27 Pre-stage water tank

Claims (6)

河川、湖沼、地下水、工場排水処理水などの原水をろ過する細砂ろ過装置において、これを無凝集剤高圧力式ろ過器とし、細砂またはガーネットの有効径が0.02〜0.2mmで平均の径が0.25mm以下である、ろ過砂を0.2〜100cm充填し、ろ過速度を30〜500m/日とする該原水を供給するためのポンプと、逆洗速度10〜400m/日とする逆洗再生のためのポンプを備えており、ろ過が終了し逆洗操作に切り替える際の、ろ過損失水頭を2〜40mまで高めることによって効率的なろ過ができるための耐圧性と圧力検出計器を備えることを特徴とする高圧力式細砂ろ過装置。 In a fine sand filtration device that filters raw water such as rivers, lakes, groundwater, and industrial wastewater treatment water, this is a non-flocculating agent high pressure filter, and the effective diameter of fine sand or garnet is 0.02 to 0.2 mm. A pump for supplying the raw water having an average diameter of 0.25 mm or less, filled with 0.2 to 100 cm of filtration sand and having a filtration rate of 30 to 500 m / day, and a backwash rate of 10 to 400 m / day The pressure resistance and pressure detection for efficient filtration by increasing the filtration head loss to 2-40m when filtration is finished and switching to backwash operation. A high-pressure fine sand filtration device comprising an instrument. 細砂またはガーネット表面を洗浄するための表面洗浄用配管もしくは表面をほぐすためのグリットを備え、逆洗を補完することを特徴とする請求項1記載の高圧力式細砂ろ過装置。 2. The high pressure fine sand filtration device according to claim 1, further comprising a surface cleaning pipe for cleaning the fine sand or garnet surface or a grit for loosening the surface to complement backwashing. 逆洗するタイミングをタイマーまたはろ過損失水頭によって検出し、運転を完全自動化することを特徴とする請求項1または2記載の高圧力式細砂ろ過装置。 3. The high pressure fine sand filtration device according to claim 1, wherein the timing of backwashing is detected by a timer or a filtration loss head and the operation is completely automated. 河川、湖沼、地下水、工場排水処理水などの原水をろ過する細砂ろ過方法において、これを無凝集剤高圧力式ろ過とし、細砂またはガーネットを0.2〜100cm充填し、ろ過速度を30〜500m/日とする該原水を供給するための設備と、逆洗速度10〜400m/日とする逆洗再生のための逆洗設備を備えており、ろ過が終了し逆洗操作に切り替える際の、ろ過損失水頭を2〜40mまで高めることによって効率的なろ過ができるための耐圧性と圧力検出設備を備えることを特徴とする高圧力式細砂ろ過方法。 In a fine sand filtration method for filtering raw water such as rivers, lakes, groundwater, and industrial wastewater treatment water, this is a non-flocculating agent high pressure filtration, and 0.2 to 100 cm of fine sand or garnet is filled, and the filtration rate is 30. When equipped with equipment for supplying the raw water of up to 500 m / day and backwash equipment for backwash regeneration with a backwash speed of 10 to 400 m / day, when filtration is completed and switching to backwash operation A high-pressure fine sand filtration method comprising pressure resistance and pressure detection equipment for efficient filtration by increasing the filtration loss head to 2 to 40 m. 細砂表面を洗浄するための表面洗浄もしくは表面をほぐすための機構を備え、逆洗を補完することを特徴とする請求項4記載の高圧力式細砂ろ過方法。 5. The high pressure fine sand filtration method according to claim 4, further comprising a mechanism for cleaning the surface of the fine sand or loosening the surface, and supplementing backwashing. 逆洗するタイミングをタイマーまたはろ過損失水頭によって検出し、運転を完全自動化することを特徴とする請求項4または5記載の高圧力式細砂ろ過方法。 The high pressure fine sand filtration method according to claim 4 or 5, wherein the timing of backwashing is detected by a timer or a filtration loss head, and the operation is fully automated.
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