JP2013180280A - マルチモジュール型移床式連続砂ろ過装置およびその施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ろ過槽内に配設される支柱の施工を容易に行うことができ、これによって工期短縮とコスト削減を図ることができるマルチモジュール型移床式連続砂ろ過装置およびその施工方法を提供する。
【解決手段】底盤３の外周部に外壁４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが設けられてなるろ過槽本体２ａ内に支柱２１，２２，２３が配設されて構成され、ろ材としてのろ過砂が充填されるろ過槽２を備えるマルチモジュール型移床式連続砂ろ過装置１において、底盤３または外壁４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに柱状型枠２１ａ，２２ａ，２３ａを固定して中空の柱状部分を形成し、この中空の柱状部分の内部にコンクリート２１ｂ，２２ｂ，２３ｂを打ち込んで、柱状型枠と２１ａ，２２ａ，２３ａコンクリート２１ｂ，２２ｂ，２３ｂとを一体化して支柱２１，２２，２３を構成するものとする。
【選択図】図２

Description

本発明は、下水・上水、一般排水等の大量水処理に好適に用いられるマルチモジュール型移床式連続砂ろ過装置およびその施工方法に関するものである。

この種のマルチモジュール型移床式連続砂ろ過装置は、ろ材としてのろ過砂が充填される複数のろ過槽部を纏めた構成のろ過槽を備えている。
このろ過槽は、全てのろ過槽部の土台となる槽底部を構成する底盤とその底盤の外周部に全てのろ過槽部を取り囲むように設けられる外壁とを有するろ過槽本体を備え、このろ過槽本体内の中央部やコーナ部に支柱が配設されて構成されている。

ところで、従来のマルチモジュール型移床式連続砂ろ過装置では、ろ過槽本体内に配設される支柱が鉄筋コンクリート製であり、鉄筋を槽底部の底盤から立ち上げ、型枠および型枠サポート材を設置して、コンクリートを打設する必要がある。このため、以下の（１）〜（３）のような問題点がある。
（１）型枠工、鉄筋工に手間がかかり、コストアップや工期の長期化を招く。
（２）高いコンクリート強度が必要で、コストアップになる。
（３）コンクリート養生中は型枠サポート材がろ過池内（ろ過槽本体内）に張り巡らされるため、ろ過池内の作業性が著しく低下し、工期の長期化を招く。

なお、マルチモジュール型移床式連続砂ろ過装置の施工の合理化を図るようにしたものとして、例えば特許文献１，２にて提案されている技術がある。

特開平８−１０３６０４号公報 特許第３６１４９８２号公報

特許文献１には、ろ過槽下部のコーン状部分を金属板または繊維補強プラスチック板を用いて高い精度で製作し、このコーン状部分を型枠として、コーン状部分の外周にコンクリートを打設し、コーン状部分とコンクリートとを一体化してろ過槽の底部を形成する施工方法が開示されている。
一方、特許文献２には、円周方向に複数に分割された成形コンクリート部材を一体的に連設することによって、ろ過槽下部のコーン状部分を形成する施工方法が開示されている。

上記の特許文献１，２に係る技術はいずれも、ろ過槽下部のコーン状部分の施工改良により、工期の短縮化とコストの削減を図るものであり、ろ過槽内に配設される支柱の施工改良により、工期短縮とコスト削減を図ることができる技術の出現が望まれている。

本発明は、前述のような事情に鑑みてなされたもので、ろ過槽内に配設される支柱の施工を容易に行うことができ、これによって工期短縮とコスト削減を図ることができるマルチモジュール型移床式連続砂ろ過装置およびその施工方法を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、第１発明によるマルチモジュール型移床式連続砂ろ過装置は、
底盤の外周部に外壁が設けられてなるろ過槽本体内に支柱が配設されて構成され、ろ材としてのろ過砂が充填されるろ過槽を備えるマルチモジュール型移床式連続砂ろ過装置において、
前記支柱は、前記底盤または外壁に固定されて中空の柱状部分を形成する柱状型枠と、この柱状型枠によって形成される中空の柱状部分の内部に打設されるコンクリートとからなることを特徴とするものである。

第１発明において、前記外壁におけるろ過砂が接触する部分に、金属板が取り付けられるのが好ましい（第２発明）。

次に、第３発明によるマルチモジュール型移床式連続砂ろ過装置の施工方法は、
底盤の外周部に外壁が設けられてなるろ過槽本体内に支柱が配設されて構成され、ろ材としてのろ過砂が充填されるろ過槽を備えるマルチモジュール型移床式連続砂ろ過装置において、
前記底盤または外壁に柱状型枠を固定して中空の柱状部分を形成し、この中空の柱状部分の内部にコンクリートを打ち込んで、前記柱状型枠とコンクリートとを一体化して前記支柱を構成することを特徴とするものである。

本発明においては、ろ過槽本体の底盤または外壁に柱状型枠を固定することによって中空の柱状部分が形成され、この中空の柱状部分の内部にコンクリートが打ち込まれ、これら柱状型枠とコンクリートとが一体化されることによって支柱が形成される。
柱状型枠は、ろ過槽本体の底盤または外壁に固定されて自立する構造とされるため、従来は必要とされていたコンクリート打設時の型枠サポート材が不要となる。こうして、型枠サポート材が不要となることにより、コンクリート養生期間中のろ過池内（ろ過槽本体内）の作業性が向上し、養生と並行してろ過池内のその他の作業を実施することができる。
従来技術では支柱が鉄筋コンクリート製であったのに対して、本発明においては支柱が無筋コンクリート製であるため、鉄筋工が不要となり、工期短縮およびコスト削減を図ることができる。
本発明によれば、ろ過槽内に配設される支柱の施工を容易に行うことができ、これによって工期短縮とコスト削減を図ることができる。

また、ろ過槽本体の外壁におけるろ過砂が接触する部分に、金属板が取り付けられるものとすることにより、ろ過砂の流動性をより高めることができ、ろ過性能を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係るマルチモジュール型移床式連続砂ろ過装置を模式的に表わした構造説明図 本実施形態のマルチモジュール型移床式連続砂ろ過装置のろ過槽の横断面図で、柱状型枠に対して、コンクリート打設を行う前の状態図（ａ）およびコンクリート打設を行った後の状態図（ｂ） 図２（ｂ）のＡ−Ａ線断面図（ａ）およびＢ−Ｂ線断面図（ｂ） 第１の支柱の柱状型枠の全体斜視図 第２の支柱の柱状型枠の正面図（ａ）および平面図（ｂ）、並びに第３の支柱の柱状型枠の正面図（ｃ）および平面図（ｄ）

次に、本発明によるマルチモジュール型移床式連続砂ろ過装置およびその施工方法の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜マルチモジュール型移床式連続砂ろ過装置の概略説明＞
図１に示されるマルチモジュール型移床式連続砂ろ過装置１は、単一のろ過槽を有してなる複数のパッケージ型移床式連続砂ろ過装置を纏めた構成のもので、複数のろ過槽全体を囲む部分の壁だけを残し、各ろ過槽間の境界となる部分の壁を取り除いた構造で、下水・上水、一般排水等の大量水処理の用途に好適に用いられる。

＜ろ過槽の概略説明＞
このマルチモジュール型移床式連続砂ろ過装置１は、ろ材としてのろ過砂が充填されるろ過槽２を備えている。このろ過槽２は、ろ過槽本体２ａを備えてなり、このろ過槽本体２ａは、図２（ｂ）に示されるように、平面視で長方形状の底盤３と、この底盤３の前辺部、後辺部、左辺部および右辺部のそれぞれに対応して立設される前側外壁４ａ、後側外壁４ｂ、左側外壁４ｃおよび右側外壁４ｄとにより構成されている。

＜コーン状窪み部の説明＞
底盤３は、後述する複数（６個）のろ過槽部７ａ〜７ｄの全ての土台となる槽底部を構成するものである。底盤３上には、縦２段および横３列で配置される合計６個の逆多角錐状（または逆円錐状）の窪み部（以下、「コーン状窪み部」という。）５ａ〜５ｆが形成されている。

＜第１〜６ろ過槽部の説明＞
各コーン状窪み部５ａ〜５ｆの内部にろ過砂を埋め込むとともに、この埋め込まれたろ過砂の上に更にろ過砂を盛り重ねることにより、各コーン状窪み部５ａ〜５ｆに対応してろ過砂をろ材とするろ過層６（図１参照）を備えたろ過槽部７ａ〜７ｆが形成される。すなわち、ろ過槽本体２ａの内部において、前部左側位置にはコーン状窪み部５ａに対応して第１ろ過槽部７ａが、前部中間位置にはコーン状窪み部５ｂに対応して第２ろ過槽部７ｂが、前部右側位置にはコーン状窪み部５ｃに対応して第３ろ過槽部７ｃが、後部左側位置にはコーン状窪み部５ｄに対応して第４ろ過槽部７ｄが、後部中間位置にはコーン状窪み部５ｅに対応して第５ろ過槽部７ｅが、後部右側位置にはコーン状窪み部５ｆに対応して第６ろ過槽部７ｆが、それぞれ形成される。

＜原水流入部の説明＞
図１に示されるように、各ろ過槽部７ａ，７ｂ，７ｃ（７ｄ，７ｅ，７ｆ）の下部には、懸濁物質（ＳＳ）を含んだ被処理水としての原水をろ過層６に流入させる原水流入部８が設けられている。この原水流入部８には、三角または五角形状の断面で下面側が開放された単一もしくは複数本の分散板の集合体からなる原水分散板９が配され、この原水分散板９には、ガイドパイプ１０を介して原水流入管１１が接続され、原水が原水流入管１１からガイドパイプ１０を介して原水分散板９に供給されるようになっている。

＜エアリフトポンプの説明＞
各ろ過槽部７ａ，７ｂ，７ｃ（７ｄ，７ｅ，７ｆ）には、エアリフトポンプ１２が装備されている。このエアリフトポンプ１２は、各ろ過槽部７ａ，７ｂ，７ｃ（７ｄ，７ｅ，７ｆ）の中心に配される内部装置外筒１３内において各ろ過槽部７ａ，７ｂ，７ｃ（７ｄ，７ｅ，７ｆ）の上部から下部に亘って挿入されるエアリフト管１４を備えて構成されている。
このエアリフトポンプ１２においては、図示されないエアコンプレッサからエアリフト管１４内にエアリフト用空気が吹き込まれることにより、ろ過処理に供されたろ過砂を水と共にエアリフト管１４内で上昇させながら撹拌して洗浄することができるようになっている。
このエアリフト管１４内を上昇したエアリフト用空気とろ過砂と水は分離器１５で分離される。分離器１５で分離処理された水は、多量のＳＳを含んでおり、洗浄排水として洗浄排水管１６から装置外へと排出される。

ろ過槽２の上部には、調圧槽１７が付設されるとともに、この調圧槽１７に隣接するように原水流入水路１８が設けられている。
原水は、原水流入水路１８から調圧槽１７に流し込まれ、この調圧槽１７から原水流入管１１、ガイドパイプ１０および原水分散板９を介してろ過層６の下部に供給されるようになっている。そして、ろ過層６によってろ過処理が施されたろ過水は、ろ過槽２の上部からオーバフローされて流出水路１９から次の処理装置（図示省略）へと送られる。

＜第１の支柱の説明＞
図２（ｂ）に示されるように、ろ過槽本体２ａの中央部において、第１ろ過槽部７ａ、第２ろ過槽部７ｂ、第４ろ過槽部７ｄおよび第５ろ過槽部７ｅによって囲まれる部分、および第２ろ過槽部７ｂ、第３ろ過槽部７ｃ、第５ろ過槽部７ｅおよび第６ろ過槽部７ｆによって囲まれる部分には、それぞれ第１の支柱２１が配設されている。

図２（ａ）および図３（ａ）に示されるように、第１の支柱２１は、中空部３１を有する柱状部分を形成する柱状型枠２１ａを備えている。
図４に示されるように、柱状型枠２１ａは、所定間隔を存して四方に起立配置されて下端部が底盤３に周知の固定手段（例えば、アンカーボルトとナットからなる締結具等）によって固定される４本の柱材３２，３２，３２，３２（例えば、角パイプ材）を備え、隣接する柱材３２，３２を繋ぐリブ材３３（例えば、山形鋼材）が上下方向に所定間隔を存して多段に配置され、隣接する柱材３２，３２と上下のリブ材３３，３３で形成される格子状部分を塞ぐように壁材３４（例えば、金属平板）がそれら柱材３２，３２およびリブ材３３，３３に固着されて構成されている。

＜第１の支柱の施工方法の説明＞
第１の支柱２１の施工は、以下のようにして行わる。
ます、柱状型枠２１ａにおける４本の柱材３２，３２，３２，３２の下端部を底盤３に固定して中空部３１を有する柱状部分を形成する。次いで、この柱状部分の中空部３１にコンクリート２１ｂ（図２（ｂ）参照）を打ち込んで、これら柱状型枠２１ａとコンクリート２１ｂとを一体化して密着・接合する。これにより、無筋コンクリート製の第１の支柱２１が形成される。

＜第２の支柱の説明＞
図２（ｂ）に示されるように、第１ろ過槽部７ａと第２ろ過槽部７ｂとの間および第２ろ過槽部７ｂと第３ろ過槽部７ｃとの間には、それぞれ第２の支柱２２が前側外壁４ａの内側面に密着して配設されている。
同様に、第４ろ過槽部７ｄと第５ろ過槽部７ｅとの間および第５ろ過槽部７ｅと第６ろ過槽部７ｆとの間にも、それぞれ第２の支柱２２が後側外壁４ｂの内側面に密着して配設されている。
さらに、第１ろ過槽部７ａと第４ろ過槽部７ｄとの間には、第２の支柱２２が左側外壁４ｃの内側面に密着して配設されるとともに、第３ろ過槽部７ｃと第６ろ過槽部７ｆとの間には、第２の支柱２２が右側外壁４ｄの内側面に密着して配設されている。

第１ろ過槽部７ａと第４ろ過槽部７ｄとの間で左側外壁４ｃの内側面に密着して配設される第２の支柱２２を代表としてその構造を以下に説明する。この第２支柱２２は、図２（ａ）および図３（ａ）（ｂ）に示されるように、左側外壁４ｃの内側面に固定されてその左側外壁４ｃの内側面との間に中空部４１を有する柱状部分を形成する柱状型枠２２ａを備えている。
図５（ａ）（ｂ）に示されるように、柱状型枠２２ａは、左側外壁４ｃに対し所定距離を隔てて起立配置される柱材４２（例えば、山形鋼材）を備え、この柱材４２から左側外壁４ｃに向かい互いに直角を成して延設される一対のリブ材４３，４３（例えば、山形鋼材）が上下方向に所定間隔を存して多段に配置され、これら柱材４２およびリブ材４３，４３を隙間なく覆うように山形に折り曲げ形成された壁材４４（例えば、金属折り曲げ板）がそれら柱材４２およびリブ材４３，４３に固着されて構成されている。
なお、壁材４４の両側部には、上下方向に所定ピッチで所要の取付用孔４４ａ，４４ａ´が穿設されている。

＜第２の支柱の施工方法の説明＞
第２の支柱２２の施工は、以下のようにして行わる。
まず、左側外壁４ｃの所定位置に予め植え込まれたスタッドボルト（図示省略）に壁材４４の取付用孔４４ａ，４４ａ´を掛け止める。次いで、スタッドボルト（図示省略）に螺合されるナット４５の締め付けによって、左側外壁４ｃに柱状型枠２２ａを固定して中空部４１を有する柱状部分を形成する。次いで、この柱状部分の中空部４１にコンクリート２２ｂ（図２（ｂ）参照）を打ち込んで、これら柱状型枠２２ａとコンクリート２２ｂとを一体化して密着・接合する。これにより、無筋コンクリート製の第２の支柱２２が形成される。

＜第３の支柱の説明＞
図２（ｂ）に示されるように、前側外壁４ａと左側外壁４ｃとの交わりの角部、前側外壁４ａと右側外壁４ｄとの交わりの角部、後側外壁４ｂと左側外壁４ｃとの交わりの角部および後側外壁４ｂと右側外壁４ｄとの交わりの角部には、それぞれ第３の支柱２３が配設されている。

後側外壁４ｂと左側外壁４ｃとの交わりの角部に配設される第３支柱２３を代表としてその構造を以下に説明する。この第３支柱２３は、図２（ａ）および図３（ｂ）に示されるように、後側外壁４ｂと左側外壁４ｃとに固定されてそれら後側外壁４ｂと左側外壁４ｃとの交わりの角部の内側面との間に中空部５１を有する柱状部分を形成する柱状型枠２３ａを備えている。
図５（ｃ）（ｄ）に示されるように、柱状型枠２３ａは、後側外壁４ｂと左側外壁４ｃとの交点に対し所定距離を隔てて起立配置される柱材５２（例えば、山形鋼材）を備え、後側外壁４ｂと左側外壁４ｃとの間で柱材５２を挟むようにして直線状に延設される一対のリブ材５３，５３（例えば、山形鋼材）が上下方向に所定間隔を存して多段に配置され、これら柱材５２およびリブ材５３，５３を隙間なく覆う壁材５４（例えば、金属平板）がそれら柱材５２およびリブ材５３，５３に固着されて構成されている。
なお、壁材５４の両側部には、上下方向に所定ピッチで所要の取付用孔５４ａが穿設されている。

＜第３の支柱の施工方法の説明＞
第３の支柱２３の施工は、以下のようにして行わる。
まず、後側外壁４ｂと左側外壁４ｃのそれぞれの外壁の所定位置に予め植え込まれたスタッドボルト（図示省略）に壁材５４の取付用孔５４ａを掛け止める。次いで、スタッドボルト（図示省略）に螺合されるナット５５の締め付けによって、後側外壁４ｂと左側外壁４ｃに柱状型枠２３ａを固定して中空部５１を有する柱状部分を形成する。次いで、この柱状部分の中空部５１にコンクリート２３ｂ（図２（ｂ）参照）を打ち込んで、これら柱状型枠２３ａとコンクリート２３ｂとを一体化して密着・接合する。これにより、無筋コンクリート製の第３の支柱２３が形成される。

なお、柱状型枠２１ａ，２２ａ，２３ａは、コンクリート打設時の側圧にも耐えられる十分な強度を有する構造とすればよく、上記の構造に限定されるものではない。
また、コンクリート打設時に柱状型枠２２ａ，２３ａと外壁４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとの隙間からのコンクリート２２ｂ，２３ｂの漏れを防止するために、コーキング材や樹脂モルタルを塗布して止水したり、柱状型枠２２ａ，２３ａと外壁４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとの間にパッキンを挟むことで止水したりするのが好ましい。

＜金属板の説明＞
図２（ｂ）および図３（ａ）に示されるように、前側外壁４ａおよび後側外壁４ｂのそれぞれ内側面において、互いに隣接する第２の支柱２２の間の部分と、第２の支柱２２と第３の支柱２３との間の部分には、それぞれ金属板６１が取り付けられている。
また、図２（ｂ）および図３（ｂ）に示されるように、左側外壁４ｃおよび右側外壁４ｄのそれぞれ内側面において、第２の支柱２２と第３の支柱２３との間の部分には、金属板６２が取り付けられている。
こうして、ろ過槽本体２ａの外壁４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにおけるろ過砂が接触する部分に、金属板６１，６２が取り付けられるものとすることにより、ろ過砂の流動性をより高めることができ、ろ過性能を向上させることができる。
なお、金属板６１，６２は支柱２１，２２，２３による柱状部分と同じ高さまでとするのが好ましい（図３（ａ）（ｂ）参照）。これにより、ろ過砂の接触面の全てが金属板となり、ろ過槽２内におけるろ過砂の循環・洗浄・再生がよりスムーズに行われ、より効果的にろ過性能を向上させることができる。

＜作用効果の説明＞
本実施形態においては、ろ過槽本体２ａの底盤３または外壁４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに柱状型枠２１ａ，２２ａ，２３ａを固定することによって中空の柱状部分が形成され、この中空の柱状部分の内部にコンクリート２１ｂ，２２ｂ，２３ｂが打ち込まれ、これら柱状型枠２１ａ，２２ａ，２３ａとコンクリート２１ｂ，２２ｂ，２３ｂとが一体化されることによって支柱２１，２２，２３が形成される。
柱状型枠２１ａ，２２ａ，２３ａは、ろ過槽本体２ａの底盤３または外壁４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに固定されて自立する構造とされるため、従来は必要とされていたコンクリート打設時の型枠サポート材が不要となる。こうして、型枠サポート材が不要となることにより、コンクリート養生期間中のろ過池内（ろ過槽本体内）の作業性が向上し、養生と並行してろ過池内のその他の作業を実施することができる。
従来技術では支柱が鉄筋コンクリート製であったのに対して、本実施形態においては支柱２１，２２，２３が無筋コンクリート製であるため、鉄筋工が不要となり、工期短縮およびコスト削減を図ることができる。
本実施形態によれば、ろ過槽２内に配設される支柱２１，２２，２３の施工を容易に行うことができ、これによって工期短縮とコスト削減を図ることができる

以上、本発明のマルチモジュール型移床式連続砂ろ過装置およびその施工方法について、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明のマルチモジュール型移床式連続砂ろ過装置およびその施工方法は、ろ過槽内に配設される支柱の施工を容易に行うことができ、これによって工期短縮とコスト削減を図ることができるという特性を有していることから、下水・上水、一般排水等の大量水処理の用途に好適に用いることができる。

１ マルチモジュール型移床式連続砂ろ過装置
２ ろ過槽
２ａ ろ過槽本体
３ 底盤
４ａ 前側外壁
４ｂ 後側外壁
４ｃ 左側外壁
４ｄ 右側外壁
２１ 第１の支柱
２１ａ 柱状型枠
２１ｂ コンクリート
２２ 第２の支柱
２２ａ 柱状型枠
２２ｂ コンクリート
２３ 第３の支柱
２３ａ 柱状型枠
２３ｂ コンクリート
３１，４１，５１ 中空部
６１，６２ 金属板

Claims (3)

1. 底盤の外周部に外壁が設けられてなるろ過槽本体内に支柱が配設されて構成され、ろ材としてのろ過砂が充填されるろ過槽を備えるマルチモジュール型移床式連続砂ろ過装置において、
   前記支柱は、前記底盤または外壁に固定されて中空の柱状部分を形成する柱状型枠と、この柱状型枠によって形成される中空の柱状部分の内部に打設されるコンクリートとからなることを特徴とするマルチモジュール型移床式連続砂ろ過装置。
2. 前記外壁におけるろ過砂が接触する部分に、金属板が取り付けられる請求項１に記載のマルチモジュール型移床式連続砂ろ過装置。
3. 底盤の外周部に外壁が設けられてなるろ過槽本体内に支柱が配設されて構成され、ろ材としてのろ過砂が充填されるろ過槽を備えるマルチモジュール型移床式連続砂ろ過装置において、
   前記底盤または外壁に柱状型枠を固定して中空の柱状部分を形成し、この中空の柱状部分の内部にコンクリートを打ち込んで、前記柱状型枠とコンクリートとを一体化して前記支柱を構成することを特徴とするマルチモジュール型移床式連続砂ろ過装置の施工方法。

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