JP2010155196A - 濾過装置 - Google Patents

Abstract

【課題】二次側への固形物の移動を規制するフィルタの交換が容易な濾過装置を提供すること。
【解決手段】 濾過装置１は、第１濾過タンク２０内の底面に積層された第１砂利層Ｈと、第１砂利層Ｈ上に積層される除マンガン用濾過材Ｉと、除マンガン用濾過材Ｉ上に積層される除鉄用濾過材Ｊとを有する第１濾過槽１０、及び、第１濾過槽１０の二次側に接続され、その内部に着脱が可能なフィルタ３７を有するフィルタ部２９が蓋部３４に設けられた第２濾過槽１２を備え、フィルタ３７は第２濾過槽１２の蓋部３４を取り外すことで交換可能に構成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、フィルタを有する濾過装置に関する。

現在、井戸等から井戸水（原水）をポンプにより増圧して供給することで、家庭用の生活水や工場の工業用水として使用されている。このような原水には、例えば鉄分やマンガン等の不純物が溶存している。このため、鉄やマンガンを濾過材により原水を濾過することで不純物を除去して、原水を使用していることがある。

このような除鉄、除マンガンが可能な濾過装置は、例えば、筒状をなした濾過槽を有している。この濾過槽の底部には、外部に接続される吐出口が設けられる。また、濾過槽の内部には、吐出口の集水口に、通水口を有するフィルタが設けられ、このフィルタを埋没させて複数の濾過材が積層されている。これら複数の濾過材としては、例えば、他の濾過材を支持する砂利が積層された砂利層上部に積層される除マンガン用の濾過材と、除マンガン用濾過材に積層され、酸化処理がなされた原水を除鉄する濾過材とが用いられる。

また、このような濾過装置であって、洗浄運転などの切換動作を円滑に行なうために、六方切換弁を用いた濾過装置も知られている（例えば引用文献１参照）。
特開２００３−２６９６３０号公報

上述したような濾過装置では、次のような問題があった。即ち、この濾過槽に設けられるフィルタは、通水口を大きくすると、通水抵抗が低減するが、砂利層が流出する虞があるため、砂利の最小粒径より小さい（目の細かい）フィルタとすることが望ましい。しかし、不織布等の材質で形成された目の細かいフィルタを用いた場合、濾過材粉末や不純物等が不織布に固着してしまい、フィルタの目詰まりが発生する。このような目詰まりが発生すると、通水時の圧力が増大し、フィルタが破損する虞がある。フィルタが破損すると、濾過材が濾過槽の二次側に流出する虞がある。

このような濾過材の流出を防止するために、細かい砂利や逆洗時に発生する濾過材粉末の流出を許容する程度の大きさの通水口を有するフィルタを用いて、通水時の圧力の増加を防止することも考えられる。しかし、このようなフィルタを用いても、鉄・マンガン酸化の為の薬品の注入量の調整不良が発生すると、濾過されなかった鉄・マンガンが溶存酸素等により酸化され、フィルタの通水口を少しずつ閉塞し、濾過流量（通水量）の減少や通水時の圧力の増大を招く虞もある。

これらの問題が発生した場合には、閉塞や破損したフィルタを交換する必要があるが、濾過槽底部に設けられたフィルタを取り出して交換するには、濾過槽内部の濾過材を排出する必要がある。しかし、これら濾過材は濾過槽内一杯に設けられており、また、濾過槽の容量が大きくなるにつれて増大するため、フィルタの交換作業の作業量が多く、作業時間もかかる。また、フィルタは濾過槽の底部に設けられているため、着脱の作業性は悪い。

また、フィルタ交換時に一度排出した濾過材は混在する。このため、排出した濾過材を再充填した場合、所定の濾過性能が保持できなくなり、使用することができない。このため、フィルタ交換時には、併せて新品の濾過材を充填する必要があり、再充填に係る消耗品及び作業コストも増大する。

そこで本発明は、フィルタの交換が容易な濾過装置を提供することを目的としている。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の濾過装置は次のように構成されている。

供給された原水に含まれる不純物を濾過する濾過材をその内部に有する第１濾過槽と、この第１濾過槽により濾過された前記原水を通過させるとともに、前記濾過材の流出を防止する着脱自在なフィルタを有し、前記第１濾過槽の二次側に接続された第２濾過槽と、を備えることを特徴とする。

筒状の第１濾過タンクを有し、この第１濾過タンク底部に積層された砂利、及び、この砂利上に積層され、原水中のマンガン及び鉄分の少なくとも一方を除去可能な濾過材を具備する第１濾過槽と、前記第１濾過槽の底部に設けられた第１吐出管と、この第１吐出管に接続され、有底筒状の胴部及びこの胴部の開口を閉塞する蓋部により形成された第２濾過タンク、及び、この第２濾過タンク内に着脱自在に配設され、通水孔が形成されたフィルタを有する第２濾過槽と、前記第２濾過槽に接続され、前記フィルタの通水孔を通過した前記原水を吐出する第２吐出管と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、二次側への固形物の移動を規制するフィルタを有する濾過装置であっても、フィルタの交換を容易とし、フィルタの交換によるコストを低減することが可能となる。

図１は本発明の一実施の形態に係る濾過装置１を用いた濾過ユニット１００の構成を模式的に示す説明図、図２は同濾過装置１の構成を示す断面図、図３は同濾過装置１の構成を示す下面図である。なお、図１中Ｂはボルトを、Ｄは排水部を、Ｈは第１砂利層を、Ｉは除マンガン用濾過材を、Ｊは除鉄用濾過材Ｊを、Ｋは第２砂利層を、Ｓは信号線を、Ｗは水源（井戸）を、Ｘは通常運転時の水の流れを、Ｙは逆洗運転時の水の流れを、Ｚは洗浄運転時の水の流れを、それぞれ示している。

図１に示すように、濾過装置１は、例えば、家庭等で用いられる濾過ユニット１００の構成要素の一として用いられる。濾過装置１は、井戸Ｗ等の原水をポンプ装置１１０により揚水された水（原水）内に含まれた鉄、マンガン及び固形物等の不純物の濾過に用いられる。

濾過ユニット１００は、濾過装置１と、濾過装置１の上流側（一次側）に砂濾し器１０５及び第１三方弁１０６を介して接続され、原水を増圧させることで下流（二次側）に供給するポンプ装置１１０を備えている。なお、砂濾し器１０５は、例えば砂質地盤の井戸等の原水を用いる際に設けることが多いが、原水に砂等が含有されない場合には、砂濾し器１０５を有さなくともよい。

また、濾過ユニット１００は、濾過装置１の下流に接続された第２三方弁１１５と、この第２三方弁１１５に接続された除菌器１２０と、この除菌器１２０に接続された第３三方弁１２５と、ストレーナ１３０及び第１仕切弁１３１を介して第３三方弁１２５に接続された水槽１３５と、を備えている。濾過ユニット１００は、水槽１３５の排出部１３５ａに第２仕切弁１４０を介して接続された逆洗用の逆洗ポンプ１５０を備えており、この逆洗ポンプ１５０は、第２三方弁１１５に接続されている。

濾過ユニット１００は、第１三方弁１０６の１つのポートに、逆洗時に濾過装置１からの逆洗水を排水する排水部Ｄが接続され、第３三方弁１２５の１つのポートに、洗浄時に洗浄水を排水する排水部Ｄに接続されている。また、濾過ユニット１００は、濾過装置１、第１三方弁１０６、第２三方弁１１５、除菌器１２０、第３三方弁１２５、及び、逆洗ポンプ１５０に接続された制御部１５５を備えている。

第１三方弁１０６、第２三方弁１１５及び第３三方弁１２５は、信号線Ｓを介して制御部１５５に接続されており、制御部１５５又は手動により切換可能に形成されている。第１三方弁１０６、第２三方弁１１５及び第３三方弁１２５は、例えば、通常状態では、実線の矢印Ｘに示すように、ポンプ装置１１０から濾過装置１及び除菌器１２０を介して水槽１３５まで流路を形成可能なそれぞれのポートが開に形成されている。

即ち、第１〜第３三方弁１０６、１１５、１２５は、例えば、矢印Ｘに示す水の流れ（流路）方向が通常開位置でのポートの開状態に形成されている。第１〜第３三方弁１０６、１１５、１２５は、ポートの切換が制御部１５５又は手動により行なわれた場合、矢印Ｙ、Ｚに示す水の流れ方向となるようにポートが切換可能に形成されている。なお、第１三方弁１０６、第２三方弁１１５及び第３三方弁１２５は、矢印Ｘ、Ｙ、Ｚに示す各水の流れ方向に流路を形成可能であればよく、その詳細な構成は省略する。

ポンプ装置４０は、例えば水中ポンプが用いられる。ポンプ装置４０は、信号線Ｓを介して制御部１５５に接続され、制御部１５５によりポンプ装置４０の駆動・停止が可能に形成されている。

除菌器１２０は、薬液槽１２０ａを有しており、濾過装置１から供給された浄化水を除菌するための薬液が貯留可能に形成されている。なお、薬液槽に貯留される薬液は、例えば次亜塩素酸ナトリウムが用いられる。また、除菌器１２０は、貯留された薬液を他構成へ圧送可能な圧送手段を備えており、濾過装置１の一次側に薬液が圧送可能に形成されている。

逆洗ポンプ１５０は、制御部１５５により逆洗の指示が成されると、制御部１５５によりポートが切り替えられた第２三方弁１２５を介して水槽１３５の水を濾過装置１に圧送可能に形成されている。

制御部１５５は、次の機能を少なくとも有している。
（１）各三方弁１０６、１１５、１２５の各ポートの開閉を切り換える切換機能。
（２）原水の濾過を行い、水槽１３５へ水を貯留する通常運転を行なう通常運転機能。
（３）逆洗ポンプ１５０により、濾過ユニット１００の濾過装置１を所定の通常運転時間毎に洗浄する逆洗運転を行なう逆洗運転機能。
（４）ポンプ装置４０により逆洗運転後の水の流路内を洗浄する洗浄運転を行なう洗浄運転機能。
（５）濾過ユニット１００の運転の時間をカウント可能なタイマ機能。
（６）通常運転、逆洗運転、及び、洗浄運転を切り換える運転切換機能。

なお、制御部１５５は、例えば、上記各機能（１）〜（６）以外の機能として、第１圧力検出器１３及び第２圧力検出器１５の圧力や、濾過ユニット１００内の流量を報知可能な報知手段等を有しているが、ここではその説明は省略する。

図２に示すように、濾過装置１は、ポンプ装置１１０の供給配管１１０ａに砂濾し器１０５を介して接続された第１三方弁１０６に接続されている。濾過装置１は、第１三方弁１０６に接続された薬液注入器５と、薬液注入器５に接続された第１濾過槽１０と、第１濾過槽１０に接続された第１吐出管（吐出管）１１と、を備えている。

また、濾過装置１は、第１吐出管１１に接続され、第１圧力検出器１３を有する第２濾過槽１２と、第２濾過槽１２に接続された第２吐出管１４と、第２吐出管１４に接続された第２圧力検出器１５と、を備えている。なお、第２圧力検出器１５は第２三方弁１１５と接続されている。ここで、図２に示す第２濾過槽１２の二次側には、第１三方弁１０６が接続されて記載されているが、第２濾過槽１２は、第１三方弁１０６内に形成された切換されない流路に接続されているだけであり、第２濾過槽１２の二次側（下流）の延長上には、第２三方弁１１５が配置される。

第１三方弁１０６は、上述にもあるように、通常時に、ポンプ装置１１０側から第１濾過槽１０へと流路を形成するポート間が開となり、制御部１５５又は手動による切換指示により、第１濾過槽１０と排水部Ｄとの間の流路を形成可能に構成されている。

薬液注入器５は、ポンプ装置１１０から圧送された原水に薬液、ここでは、原水内に不純物として溶存する鉄を酸化可能な薬液を注入可能に形成されている。例えば、薬液注入器５は、除菌器１２０に接続されており、除菌器１２０から圧送された薬液を原水に注入可能に形成されている。

この薬液は、除菌器１２０に用いられる次亜塩素酸ナトリウムが用いられている。次亜塩素酸ナトリウムは、原水中に注入されると、原水中の鉄イオンＦｅ^２＋を瞬時に酸化させ、原水中に水酸化第二鉄Ｆｅ（ＯＨ）^３として析出させる。なお、薬液は、除菌器１２０と共用しなくてもよく、また、原水中の鉄イオンＦｅ^２＋を析出可能であって、使用用途に対して悪影響を与えない薬品であれば適宜使用可能である。

第１濾過槽１０は、内部に濾過材を積層させる第１濾過タンク２０と、第１三方弁１０６から第１濾過タンク２０内部への原水の流路を形成する内部配管２１と、を備えている。第１濾過槽１０は、第１濾過タンク２０の底部に第１吐出管１１が接続される。

第１濾過槽１０は、第１濾過タンク２０内の底面に積層された第１砂利層Ｈと、濾過材である第１砂利層Ｈ上に積層される除マンガン用濾過材Ｉ、及び、除マンガン用濾過材Ｉ上に積層される除鉄用濾過材Ｊと、を備えている。

第１砂利層Ｈは、例えば、除マンガン用濾過材Ｉ及び除鉄用濾過材Ｊを支持する支持層であり、複数、例えば２種類の異なる粒径の砂利を積層させることで形成されている。なお、第１砂利層Ｈは、支持層だけでなく、原水に含まれる固形物を濾過する機能も有している。なお、各濾過材Ｉ，Ｊを支持可能であれば、固形物の濾過が行なえなくとも良い。

第１砂利層Ｈは、第１濾過タンク２０内の底面にその粒径が略一定の砂利が積層された下段砂利層Ｈ_１と、下段砂利層Ｈ_１に積層され、その粒径が略一定、且つ、下段砂利層Ｈ_１の砂利とは異なる粒径の砂利が積層された上段砂利層Ｈ_２とを備えている。

なお、ここで下段砂利層Ｈ_１は、上段砂利層Ｈ_２に用いられる砂利よりも大粒径の砂利が積層されることで形成されている。即ち、下段砂利層Ｈ_１は、上段砂利層Ｈ_１に比べ、大粒径の砂利が積層されることで、その通水面積が広い（目が粗い）層に形成されており、第１砂利層Ｈの上段砂利層Ｈ_２〜除鉄用濾過材Ｊを二次側への流出を防止可能、且つ、支持可能に形成されている。なお、下段砂利層Ｈ_１と上段砂利層Ｈ_２とには、除マンガン用濾過材Ｉ及び除鉄用濾過材Ｊの各濾過材の粒径よりも大きい粒径の砂利が用いられる。

除マンガン用濾過材Ｉは、原水中のマンガンイオンに接触することで、マンガンイオンを酸化させる、所謂マンガンイオンの接触酸化が可能に形成されている。除鉄用濾過材Ｊは、原水中の鉄イオンが析出され固形物（フロック）となった鉄分（水酸化第二鉄Ｆｅ（ＯＨ）^３）を捕捉可能に形成されている。

第１濾過タンク２０は、各濾過材Ｈ〜Ｊが積層されるとともに、底面部中央に第１吐出管１１が接続される有底筒状の濾過槽２２と、この濾過槽２２の上部開口を覆う蓋体２３と、濾過槽２２底部に設けられ、第１濾過タンク２０を支持する複数の脚部２４と、を備えている。

第１濾過タンク２０は、濾過槽２２上端部及び蓋体２３下端部にそれぞれフランジ部２２ａ、２３ａが形成され、これらフランジ部２２ａ、２３ａがボルトＢにより着脱自在に結合されることで形成されている。

濾過槽２２には、その側面に一部開口する濾過材排出部２６が設けられ、この濾過材排出部２６を閉塞する排出部蓋２７がボルトＢ等により着脱可能に固定されている。なお、排出部蓋２７を濾過材排出部２６から脱離することで、濾過材排出部２６から各濾過材Ｈ〜Ｊを排出可能に形成されている。

蓋体２３は、その頭頂部に設けられた手動排気弁２３ｂを有しており、第１濾過タンク２０内の空気や、内部圧を外部に逃すことで、エア抜き及び減圧が可能に形成されている。

内部配管２１は、濾過槽２２の上方側面から内部に配設されるとともに、濾過槽２２の中央付近から蓋体２３に向ってベント（湾曲）するベント部２１ａを有している。即ち、内部配管２１は、ポンプ装置１１０から圧送された原水を、蓋体２３に向って吐出することで、吐出された原水を除鉄用濾過材Ｊ上に均一に拡散可能に形成されている。

第１吐出管１１は、第１濾過層１０及び第２濾過槽１２に着脱可能に接続されている。また、第１吐出管１１は、例えば、その内部に第１砂利層Ｈの下段砂利層Ｈ_１の砂利の粒径以上の粒径の砂利が第２濾過槽１２まで充填されている。なお、第１吐出管１１内に、砂利を充填しなくとも良く、例えば、第１濾過槽１０に設けられた各濾過材Ｈ〜Ｊの第１濾過槽１０の二次側への移動を規制可能であればよい。

第２濾過槽１２は、第１吐出管１１がその側面に接続される第２濾過タンク２８と、第２濾過タンク２８内に配置されたフィルタ部２９と、第２濾過タンク２８に設けられ、フィルタ部２９が固定された吐出口部３０と、を備えている。また、第２濾過槽１２は、第２濾過タンク２８内であって、フィルタ部２９を覆うように、第２砂利層Ｋが設けられている。なお、第２砂利層Ｋは、第１吐出管１１内に充填された砂利と同一の粒径を有する砂利が積層されることで形成されている。この第２砂利層Ｋは、第１吐出管１１内から第２濾過タンク２８まで充填された砂利と同一の粒径で連続しており、各濾過材Ｈ〜Ｊの二次側への移動を規制可能（塞止め可能）に設けられている。

第２濾過タンク２８は、所定の圧力に対して耐圧可能な形状、例えば、側面が円筒、且つ、底面が半球状に突起する有底筒状に形成され、側面に第１吐出管１１が接続される胴部３３と、この胴部３３の上部開口を覆う蓋部３４と、を備えている。

第２濾過タンク２８は、胴部３３の上端部及び蓋部３４の下端部にそれぞれフランジ部３３ａ、３４ａが形成されており、これらフランジ部３３ａ、３４ａがボルトＢにより着脱自在に結合されることで形成されている。

胴部３３は、その内部に第２砂利層Ｋ及びフィルタ部２９が配置されており、フィルタ部２９が、第２砂利層Ｋ内に配置されている。

蓋部３４には、第２濾過槽１２内部の圧力を検出可能な第１圧力検出器１３が設けられている。

図２，３に示すように、フィルタ部２９は、第１濾過槽１０から第２濾過槽１２の第２砂利層Ｋを介して移動した水を通過させる複数のフィルタ３７と、これらフィルタ３７に設けられ、各フィルタ３７を通過した原水を合流させる合流管部３８と、を備えている。

フィルタ３７は、例えば、合流管部３８に４箇所に設けられている。フィルタ３７は、通水孔を有している。例えば、フィルタ３７は、目の細かいメッシュ状に形成されており、このメッシュ状の通水孔を原水が通過する。なお、フィルタ３７は、その通水孔が、少なくとも各濾過材Ｈ〜Ｋ最小粒径よりも小さい通水孔を有して形成されている。なお、フィルタ３７は、メッシュ状でなく、編み上げにより通水孔を有するものであっても、パンチ孔を有するものであってもよい。即ち、フィルタ３７は、二次側への固形物の移動を規制し、各濾過材Ｈ〜Ｋが二次側へ流出することを防止できる形状であればよい。

合流管部３８は、各フィルタ３７からの水を合流可能に形成されている。また、合流管部３８は、吐出口部３０に固定されるとともに、第２吐出管１４等の配管を接続可能に形成されている。

第２吐出管１４は、例えば、可撓性を有する（フレキシブルな）ホース等の可撓管が用いられる。第２吐出管１４は、その二次側（下流）の延長上に第２三方弁１１５が接続されている。

このように構成された濾過装置１を用いた濾過ユニット１００によれば、通常使用による通常運転、濾過装置１を洗浄する逆洗運転及び濾過ユニット１００内の不純物を除去する洗浄運転が行なわれる。

先ず、濾過装置１を用いた濾過ユニット１００の通常運転の説明を行なう。この通常運転は、井戸等の水源Ｗの原水を水槽１３５へと水を供給する上で、原水内の不純物を濾過するための運転である。

先ず、濾過ユニット１００の管理者は、通常運転として、制御部１５５を起動し、濾過ユニット１００の通常運転の指示を入力する。制御部１５５は、この指示に基いてポンプ装置１１０を駆動させるとともに、通常運転の運転時間をタイマ機能によりカウントする。

駆動されたポンプ装置１１０は、井戸Ｗの原水を増圧させるとともに、原水を供給配管１１０ａを介してポンプ装置１１０の二次側へ揚水する。このとき、制御部１５５は、通常運転として、第１三方弁１０６、第２三方弁１１５及び第３三方弁１２５を図１に示す水の流れＸとなるように、第１三方弁１０６のポートを開閉する。

ポンプ装置１１０により揚水された原水は、砂濾し器１０５及び第１三方弁１０６を介して濾過装置１の第１濾過槽１０に移動することとなる。なお、ポンプ装置１１０により井戸Ｗから揚水された原水は、砂濾し器１０５を通過する際に、原水に含有する砂が除去されることとなる。

また、第１三方弁１０６を通過した原水は、第１濾過槽１０へ移動する前に、薬液注入器５により薬液（次亜塩素酸ナトリウム）が注入される。ここで、原水は、薬液注入器５から注入された次亜塩素酸ナトリウムにより、原水中の鉄イオンＦｅ^２＋が瞬時に酸化し、原水中に水酸化第二鉄Ｆｅ（ＯＨ）^３が析出する。

水酸化第二鉄Ｆｅ（ＯＨ）^３が析出した原水は、内部配管２１から拡散しながら吐出される。第１濾過槽１０内の原水は、まず、除鉄用濾過材Ｊ上に均一に拡散しながら下方へと移動する。この際、原水は、原水中に析出された水酸化第二鉄Ｆｅ（ＯＨ）^３が除鉄用濾過材Ｊにより除去（除鉄）される。

除鉄された原水は、除鉄用濾過材Ｊを通過後、除マンガン用濾過材Ｉを通過する。このとき、原水中に含まれるマンガンは、原水が除マンガン用濾過材Ｉに接触することで、接触酸化し、除マンガン用濾過材Ｉによりマンガンが除去（除マンガン）される。

除鉄用濾過材Ｊ及び除マンガン用濾過材Ｉにより除鉄及び除マンガンされた原水は、第１砂利層Ｈの上段砂利層Ｈ_１と下段砂利層Ｈ_２とを順次通過する。このとき、第１砂利層Ｈにより、除マンガン用濾過材Ｉ及び除鉄用濾過材Ｋとの二次側への移動が規制される。

各濾過材Ｈ〜Ｊを通過した原水は、第１濾過タンク２０の底部に接続された第１吐出管１１から吐出され、第２濾過槽１２へと移動する。このとき、原水は、第１吐出管１１内の砂利を通過して、第２濾過槽１２へと移動することとなる。

第２濾過槽１２へと移動した原水は、第２濾過槽１２内に設けられた第２砂利層Ｋを通過して、フィルタ部２９のフィルタ３７及び合流管部３８を介して第２吐出管１４から吐出される。

図１に示すように、第２濾過槽１２から吐出され、濾過装置１により濾過がなされた原水は、濾過がなされた処理水として、水の流れＸに示すように、第２三方弁１１５を介して除菌器１２０へと移動する。処理水は、除菌器１２０にて、その流量を例えば除菌器１２０に設けられた流量計で計測され、次亜塩素酸ナトリウムの注入力が自動調整されるとともに、第３三方弁１２５、ストレーナ１３０及び第１仕切弁１３１を介して水槽１３５へと移動し、水槽１３５に処理水が貯水されることとなる。なお、処理水は、ストレーナ１３０により、最終的に処理水中に含まれる各濾過材Ｈ〜Ｋ等の微細な粉末等の不純物が濾過される。このようにして、原水が濾過装置１により濾過され、水槽１３５に貯水される。

次に、濾過装置１を用いた濾過ユニット１００の逆洗運転の説明を行なう。この逆洗運転は、原水の濾過により、濾過装置１の各濾過材Ｈ〜Ｋ及びフィルタ３７に捕捉された鉄、マンガン及び固形物等の不純物を、洗浄して外部に排出する運転である。

例えば、このような逆洗運転は、通常運転の運転時間が所定時間経過後、制御部１５５により運転が切り換えられることで行なわれる。なお、所定時間とは、各濾過材Ｈ〜Ｋの劣化具合や、濾過装置１の能力等により適宜設定可能である。なお、管理者が制御部１５５を操作することで、逆洗運転可能に形成されていてもよい。

制御部１５５により、濾過ユニット１００の運転が逆洗運転に切り換えられたら、制御部１５５は、ポンプ装置１１０を停止させ、逆洗ポンプ１５０を駆動するとともに、逆洗運転の運転時間をタイマ機能によりカウントする。また、制御部１５５は、第１三方弁１０６及び第２三方弁１１５を、図１中水の流れＹに示すように、ポートを開閉して切り換える。

駆動された逆洗ポンプ１５０は、水槽１３５の排出部１３５ａから第２仕切弁１４０を介して逆洗ポンプ１５０に位置する水槽１３５に貯水された処理水を増圧し、逆洗ポンプ１５０の二次側へ吐出（移動）させる。逆洗ポンプ１５０から吐出された処理水は、第２三方弁１１５を介して第２濾過槽１２へと移動する。

第２濾過槽１２へと移動した処理水は、フィルタ３７を介して第２濾過タンク２８内へ移動する際に、フィルタ３７に付着した固形物をフィルタ３７から脱離（除去）する。次に、処理水は、固形物を含有させた状態で、第２砂利層Ｋを通過する。このとき、処理水は、第２砂利層Ｋの固形物も第２砂利層Ｋから脱離させて移動する。

即ち、第２濾過槽１２を処理水が通過する際に、処理水は、第２濾過槽１２内の固形物等の不純物を捕らえることで、第２濾過槽１２を洗浄しながら第２濾過槽１２を移動する。

第２濾過槽１２内を通過した処理水は、第１吐出管１１内を洗浄しながら第１濾過槽１０内へと移動する。第１濾過槽１０内へ移動した処理水は、第１砂利層Ｈの下段砂利層Ｈ_１、上段砂利層Ｈ_２、、除マンガン用濾過材Ｉ及び除鉄用濾過材Ｊを順次通過することで、下段砂利層Ｈ_１、上段砂利層Ｈ_２、除マンガン用濾過材Ｉ及び除鉄用濾過材Ｊに付着された固形物、マンガン及び水酸化第二鉄Ｆｅ（ＯＨ）^３を除去（脱離）させて移動する。

このように、処理水は、第１濾過槽１０内の各不純物を除去するとともに、内部配管２１から第１三方弁１０６まで移動する。第１三方弁１０６は、制御部１５５により、水の流れＹとなるようにポートが切り替えられているため、第１濾過槽１０及び第２濾過槽１２内の不純物を含有した処理水は、第１三方弁１０６を介して、排水路等の排水部Ｄから排水されることとなる。このように、逆洗運転により、濾過装置１が洗浄されることとなる。

次に、濾過装置１を用いた濾過ユニット１００の洗浄運転の説明を行なう。この洗浄運転は、処理水による濾過装置１の洗浄後に、濾過ユニット１００内に残存する逆洗時の各不純物を含有する処理水を、濾過ユニット１００の外部に排出する運転である。

例えば、このような洗浄運転は、逆洗運転の運転時間が所定時間経過後、制御部１５５により運転が切り換えられることで行なわれる。ここで、所定時間とは、濾過装置１の能力や通常運転及び逆洗運転の運転時間等により適宜設定可能である。なお、管理者が制御部１５５を操作することで、洗浄運転可能に形成されていてもよい。

制御部１５５は、濾過ユニット１００の運転を逆洗運転から洗浄運転への切換として、ポンプ装置１１０を駆動させ、逆洗ポンプ１５０を停止させる。また、制御部１５５は、洗浄運転の運転時間をタイマ機能によりカウントする。制御部１５５は、第１三方弁１０６、第２三方弁１１５及び第３三方弁１２５を、図１中水の流れＺに示すように、ポートを開閉して切り換える。

駆動されたポンプ装置１１０は、井戸Ｗからの原水を増圧させるとともに、原水を供給配管１１０ａを介して二次側へ揚水する。ポンプ装置１１０により揚水された原水は、砂濾し器１０５及び第１三方弁１０６を介して濾過装置１の第１濾過槽１０に移動することとなる。

第１濾過槽１０へ移動した原水は、内部配管２１から吐出される。第１濾過槽１０内の原水は、各濾過材Ｈ〜Ｊを通過するとともに、第１濾過タンク２０の底部接続された第１吐出管１１から吐出され、第２濾過槽１２へと移動する。

第２濾過槽１２へと移動した原水は、第２濾過槽１２内に設けられた第２砂利層Ｋを通過し、フィルタ３７及び合流管部３８を介して第２吐出管１４から吐出される。

第２濾過槽１２から吐出された処理水は、水の流れＺに示すように、第２三方弁１１５及び除菌器１２０を介して第３三方弁１２５へと移動する。第３三方弁１２５は、制御部１５５により、除菌器１２０側から排水部Ｄへ処理水が流れるように、ポートの開閉が行なわれている。このため、第３三方弁１２５を通過した処理水は、排水部Ｄへ移動し、排水されることとなる。

このように、洗浄運転は、逆洗運転後の濾過ユニット１００内に残存する逆洗時の各不純物を含有する処理水を、排水部Ｄから排出することで、濾過ユニット１００内の洗浄が行なわれることとなる。

濾過ユニット１００は、これら通常運転、逆洗運転及び洗浄運転を行なうことで、濾過ユニット１００の機能を一定に維持しながら、原水を濾過処理することとなる。

このような原水の濾過処理を一定時間行なうことで、濾過ユニット１００のフィルタ３７は、逆洗運転及び洗浄運転では洗浄できない不純物の付着や目詰まり等による機能低下が発生する。このときには、フィルタ３７を交換する必要がある。次に、このようなフィルタ３７の交換作業について説明する。

なお、フィルタ３７の交換時期としては、例えば、第２濾過槽１２に設けられた第１圧力検出器１３の圧力が通常使用時の圧力よりも高圧となった場合、濾過ユニット１００の使用時間が予め設定されたフィルタ３７交換の時間を経過した場合、又は、一定期間毎（例えば、数ヶ月毎等）に行う。

先ず、制御部１５５で検出した第１圧力検出器１３の圧力が所定の値より高圧となった場合、濾過ユニット１００の使用時間が所定時間経過後、又は、一定期間経過後にフィルタ３７を交換する場合には、先ず、制御部１５５を操作し、濾過ユニット１００の運転を停止させる。

次に、第２濾過タンク２８の胴部３３と蓋部３４とを締結しているボルトＢを螺脱させる。ボルトＢを螺脱後、蓋部３４を胴部３３と離間させることで、フィルタ部２９、第２吐出管３２及び第２吐出管１４が接続された蓋部３４となる。この状態で、フィルタ部２９のフィルタ３７を取り外し、交換するフィルタ３７を取付ける。なお、蓋部３４は、可撓性を有する第２吐出管１４に接続されていることから、第２吐出管１４と接続した状態で胴部３３と離間させることが可能となる。

フィルタ３７交換後、胴部３３と蓋部３４とを接続させ、フィルタ部２９を第２砂利層Ｋ内へと配置させる。次に、胴部３３及び蓋部３４を係合させ、フランジ部３３ａ、３４ａをあわせると共に、ボルトＢにより胴部３３及び蓋部３４を締結させる。このようにフィルタ３７の交換を行なう。

なお、フィルタ３７の交換の際に、第２濾過タンク２８内の第２砂利層Ｋを交換してもよい。この場合、蓋部３４を取り外したあと、胴部３３内の第２砂利層Ｋを排出させ、交換する第２砂利層Ｋを胴部３３内に入れて交換すればよい。また、フィルタ３７を交換しない場合であって、第２砂利層Ｋを交換する場合にも、同様に、胴部３３及び蓋部３４とを離間させて、胴部３３内の第２砂利層Ｋを交換すればよい。

このように構成された濾過ユニット１００によれば、通常運転を行なうことで、原水の濾過が可能になるとともに、逆洗運転及び洗浄運転を行なうことで、濾過ユニット１００の機能の低下を防止することが可能となる。

また、フィルタ部２９を、第１濾過槽１０とは別体に設けられた第２濾過槽１２に設けることで、フィルタ部２９の交換の際に、第２濾過槽１２の蓋部３４を胴部３３から取り外すだけで交換が可能となる。このため、フィルタ部２９の交換が容易となる。

詳しく述べると、フィルタ部２９は、濾過装置１の下流側に設ける必要がある。即ち、フィルタ部２９は、各濾過材Ｈ〜Ｋで濾過した処理水を通過させるとともに、各濾過材Ｈ〜Ｋの流出を防止するものであり、このため、濾過装置１の下流に設ける必要がある。

例えば、本発明の構成とは異なる構成として、第２濾過槽１２を設けずに、第１濾過槽１０内部の例えば第１吐出管１１の接続部に設けても濾過装置１の機能を得ることは可能となる。

第１濾過槽１０内にフィルタ部を設ける構成とした場合には、フィルタ部を交換する際に、先ず、排出部蓋２７を濾過材排出部２６から取り外す。排出部蓋２７を取り外して、濾過材排出部２６を開口させたら、第１濾過タンク２０内に積層された各濾過材Ｈ〜Ｊを取り出して、フィルタ部を露出させる。この状態で、フィルタ部を取り外し、交換するフィルタ部を取付ける。このようにしてフィルタ部を交換する必要がある。

しかし、第１濾過槽１０内にフィルタ部を配置させた場合には、各濾過材Ｈ〜Ｊを取り出すが、この際、各濾過材Ｈ〜Ｊは混在してしまうため、再使用することができなくなる。また、第１濾過槽１０内にフィルタ部を配置させた場合には、フィルタ部は、第１濾過槽１０の下面中央に位置することとなる。このため、濾過材排出部２６からフィルタ部までの距離は、第１濾過槽１０の形状が大きくなるほど遠くなるため、作業性が悪い。

しかし、本発明のフィルタ部２９のように、第２濾過槽１２内にフィルタ部２９を配置させることで、フィルタ３７の交換は、蓋部３４を取り外すことで可能となるため、作業性を向上させることが可能となる。

また、フィルタ部２９の交換時に、各濾過材Ｈ〜Ｊを取り出す必要が無い。また、第２濾過槽１２内の第２砂利層Ｋは、フィルタ３７の交換時に取り出した後、再度第２濾過槽１２内に積層させれば再利用が可能となる。

このように、フィルタ３７の交換時の、第２砂利層Ｋの再利用が可能、且つ、各濾過材Ｈ〜Ｊの維持が可能となり、フィルタ３７の交換によるコストを低減することが可能となる。

上述したように、本実施の形態に係る濾過ユニット１００によれば、各濾過材Ｈ〜Ｊが内部に積層された第１濾過槽１０の二次側に別体に設けられた第２濾過槽１２にフィルタ部２９を設けたため、フィルタ３７の交換は、第２濾過槽１２で行えばよい。また、第２濾過槽１２の蓋部３４は、可撓性を有する第２吐出管１４に接続されているため、フィルタ３７の交換時においては、蓋部３４を胴部３３から取り外すだけでフィルタ部２９が外部に露出する。このため、フィルタ部２９の作業性の向上、及び、交換時のコストの低減となる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。上述した例では、第１濾過槽１０の二次側に第２濾過槽１２が設けられている、との説明のみしたが、例えば、第１濾過槽１０の脚部２４間内に配置させてもよい。このように第２濾過槽１２を第１濾過槽１０の脚部２４間内に配置させることで、濾過装置１の設置は、第１濾過槽１０の外形状の設置面積があれば設置可能となるため、設置効率が向上する。また、上述した例では、薬液注入器５は、ポンプ装置１１０から圧送された原水に注入する薬液を、除菌器１２０から圧送された薬液を用いるとしたが、これに限定されるものではない。例えば、除菌器１２０ではなく、別に、薬液注入器５に薬液を注入する注入装置を設けてもよい。

また、上述した例では、第２濾過槽１２内に第２砂利層Ｋを積層させるとしたが、これに限定されるものではない。例えば、第１吐出管１１と第２濾過槽１２との接続部に、第１吐出管１１内の砂利の、第２濾過槽１２への移動を規制する規制部を設ければ、第２濾過槽１２内には、フィルタ部２９だけ設ける構成としてもよい。また、第１吐出管１１内に、砂利を設けず、第１吐出管１１内に着脱自在に規制部を設けてもよい。これらの構成とすることにより、第１濾過層１０からの各濾過材Ｈ〜Ｊの移動を規制可能とするとともに、規制部の交換は、第１濾過槽１０内に設けられた各濾過材Ｈ〜Ｊを第１濾過タンク２０から取り出すことなく、交換することが可能となる。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

本発明の一実施の形態に係る濾過装置を用いた濾過ユニットの構成を模式的に示す説明図。 同濾過装置の構成を示す断面図。 同濾過装置１の構成を示す下面図。

符号の説明

１…濾過装置、５…薬液注入器、１０…第１濾過槽、１１…吐出管、１２…第２濾過槽、１３…圧力検出器、１４…吐出管、１５…圧力検出器、２０…第１濾過タンク、２１…内部配管、２１ａ…ベント部、２２…第２濾過槽、２２ａ．２３ａ…フランジ部、２３…蓋体、２３ｂ…手動排気弁、２４…脚部、２６…濾過材排出部、２７…排出部蓋、２８…第２濾過タンク、２９…フィルタ部、３０…吐出口部、３２…吐出管、３３…胴部、３３ａ．３４ａ…フランジ部、３４…蓋部、３７…フィルタ、３８…合流管部、４０…ポンプ装置、１００…濾過ユニット、１０５…砂濾し器、１０６…第１三方弁、１１０…ポンプ装置、１１０ａ…供給配管、１１５…第２三方弁、１２０…除菌器、１２０ａ…薬液槽、１２５…第３三方弁、１３０…ストレーナ、１３１…仕切弁、１３５…水槽、１３５ａ…排出部、１４０…仕切弁、１５０…逆洗ポンプ、１５５…制御部、Ｂ…ボルト、Ｄ…排水部、Ｈ…第１砂利層、Ｈ_１…下段砂利層、Ｈ_２…上段砂利層、Ｉ…除マンガン用濾過材、Ｊ…除鉄用濾過材、Ｋ…第２砂利層、Ｓ…信号線、Ｗ…井戸（水源）、Ｘ〜Ｚ…水の流れ方向。

Claims (4)

1. 供給された原水に含まれる不純物を濾過する濾過材をその内部に有する第１濾過槽と、
   この第１濾過槽により濾過された前記原水を通過させるとともに、前記濾過材の流出を防止する着脱自在なフィルタを有し、前記第１濾過槽の二次側に接続された第２濾過槽と、
   を備えることを特徴とする濾過装置。
2. 前記第２濾過槽は、有底筒状の胴部及びこの胴部の開口を閉塞する蓋部を有する第２濾過タンクを具備し、
   前記フィルタは、前記第２濾過タンク内に配設されることを特徴とする請求項１に記載の濾過装置。
3. 筒状の第１濾過タンクを有し、この第１濾過タンク底部に積層された砂利、及び、この砂利上に積層され、原水中のマンガン及び鉄分の少なくとも一方を除去可能な濾過材を具備する第１濾過槽と、
   前記第１濾過槽の底部に設けられた第１吐出管と、
   この第１吐出管に接続され、有底筒状の胴部及びこの胴部の開口を閉塞する蓋部により形成された第２濾過タンク、及び、この第２濾過タンク内に着脱自在に配設され、通水孔が形成されたフィルタを有する第２濾過槽と、
   前記第２濾過槽に接続され、前記フィルタの通水孔を通過した前記原水を吐出する第２吐出管と、
   を備えることを特徴とする濾過装置。
4. 前記砂利は、前記濾過材及び前記濾過材の粒径以上の粒径で形成されており、
   前記濾過材は、前記原水中のマンガンイオンを接触酸化させて捕捉する除マンガン用濾過材、及び、前記原水に析出された固形物の鉄分を捕捉する除鉄用濾過材の少なくとも一方であることを特徴とする請求項３に記載の濾過装置。

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