JP2015027646A - Filtration apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、ろ層に捕捉された抑留物が洗浄によりろ材から剥離され洗浄排水として排出される排出トラフを備えるろ過装置に関する。 The present invention relates to a filtration device including a discharge trough from which detained matter captured in a filter layer is separated from a filter medium by cleaning and discharged as cleaning waste water.
ろ過槽内にろ材が充填され形成されたろ層を備えるろ過装置は、ろ過装置内に被処理水を上方より流入させ被処理水中の濁質をろ層で捕捉・分離して処理水を下方より取り出すろ過工程を一定時間実施すると、処理水に目標値を超える濁質が漏出し又は損失水頭が設定値に達するため、洗浄によりろ層に捕捉された抑留物をろ材から剥離し洗浄排水として排出トラフより排出しろ層を再生する洗浄工程が行われる。 A filtration apparatus having a filter layer formed by filling a filter medium with a filter medium allows water to be treated to flow into the filtration apparatus from above and traps and separates turbidity in the water to be treated by the filter layer from below. When the filtration process to be taken out is carried out for a certain period of time, turbidity exceeding the target value leaks to the treated water or the loss head reaches the set value, so the detained matter captured in the filter layer is separated from the filter medium by washing and discharged as washing wastewater. A cleaning process for regenerating the drainage layer from the trough is performed.
ろ過装置の洗浄方法には、洗浄水による表面洗浄(以下「表洗」と称する。)と洗浄水による逆流洗浄(以下「逆洗」と称する。)を行う表洗・逆洗併用型、又は空気による逆流洗浄(以下「空洗」と称する。)と逆洗を行う空洗・逆洗併用法等がある。いずれの洗浄方法においても洗浄時にろ層下部から流入した逆流洗浄水がろ層を流動化させ、ろ材は摩擦・膨張しながら洗浄水と共に上昇する。ろ材から剥離された抑留物は上方に向かう水流により、ろ層の上部に設けられた排出トラフより洗浄排水として排出される。 As a method of cleaning the filtration apparatus, a surface washing / back washing combined type in which surface washing with washing water (hereinafter referred to as “surface washing”) and backwashing with washing water (hereinafter referred to as “back washing”) is performed, or There are backflow cleaning with air (hereinafter referred to as “air washing”), and air washing and back washing combined methods in which back washing is performed. In any of the washing methods, the backwash water flowing from the lower part of the filter bed at the time of washing fluidizes the filter bed, and the filter medium rises with the wash water while being rubbed and expanded. The detained material separated from the filter medium is discharged as washing wastewater from a discharge trough provided in the upper part of the filter layer by an upward water flow.
しかしながら、排水トラフは上方が開口した桶状に形成されているので、洗浄排水と一緒にろ材の一部が流出するおそれがあり、この対策として、ろ層の表面から十分に高い位置に排出トラフを設置する必要があった。しかしながら、排出トラフが高い位置に設置されると、抑留物の排出効率が悪くなり、また洗浄のために余分な洗浄時間と洗浄水量が必要になるとの不具合があった。 However, since the drainage trough is formed in a bowl shape with an opening at the top, there is a risk that a part of the filter medium will flow out together with the cleaning drainage. Needed to be installed. However, when the discharge trough is installed at a high position, there is a problem that the detained matter discharge efficiency is deteriorated, and that an extra washing time and an amount of washing water are required for washing.
下記特許文献1では、ろ材の流出防止対策として、排水トラフの間をろ材流出防止網で覆うことが提案されている。しかしながら、ろ材の上方空間をろ材流出防止網で覆うと、ろ材流出防止網下に存在するろ材や表洗管等の状態を目視で確認することが難しくなり、ろ材流出防止網下のろ層のメインテナンスがやりにくくなるとの不具合があった。 In the following Patent Document 1, it is proposed to cover between drainage troughs with a filter medium outflow prevention net as a countermeasure against the outflow of the filter medium. However, if the upper space of the filter medium is covered with a filter medium outflow prevention net, it will be difficult to visually confirm the state of the filter medium and the surface washing pipe, etc. existing under the filter medium outflow prevention net. There was a problem that maintenance was difficult.
更に、下記特許文献2では、ろ材の流出防止対策として、洗浄流出部に全周を通水部とした円筒状又は多角形状のスクリーンを設けること、または上部が開口した樋状の排水トラフを傘状やドーム状のスクリーンで覆うことが提案されている。しかしながら、全周を円筒状又は多角形状のスクリーンで形成した通水部とし、又は排水トラフの開口部をスクリーンで覆うと、図6に示すように洗浄排水に含まれるろ材がスクリーン101の上部に堆積ろ材102として堆積するので、洗浄後のろ過開始時に流入するろ過原水に含まれる凝集剤や濁質により堆積ろ材102がスクリーン101に固着して目詰まりが発生し、洗浄時に本来排出されるべき抑留物の排出が阻害されるとの不具合があった。尚、堆積ろ材を排除するためにスクリーンに対し逆方向の水流や空気を導入することが提案されているが、スクリーンの隅々にまで水流や空気を行き渡らせるには多くの水量または空気量を必要とし、また大規模なろ過装置になると4本以上の排出トラフを有するものも多く存在するので、各排出トラフに洗浄用の弁および配管を設けると設置費用が非常に高額になるとの不具合があった。
Furthermore, in
更に、下記特許文献3では、ろ層上方と排出トラフ下方の間に傾斜板を設けて洗浄排水の流路をつくり、傾斜板と排出トラフの間に設けたバッフルで洗浄排水に含まれるろ材を分離し、ろ層に戻すことが提案されている。しかしながら、排出トラフの下方に大掛かりな構造物を設置する必要があるので設置費用が高額となり、またろ層のメインテナンス性が損なわれるとの不具合があった。 Furthermore, in Patent Document 3 below, an inclined plate is provided between the upper part of the filter layer and the lower part of the discharge trough to create a flow path for the cleaning drainage, and the filter medium contained in the cleaning drainage is provided by a baffle provided between the inclined plate and the discharge trough. It has been proposed to separate and return to the filter bed. However, since it is necessary to install a large structure below the discharge trough, there is a problem that the installation cost becomes high and the maintainability of the filter layer is impaired.
本発明は上述の不具合点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、簡易な設備で、洗浄時にろ材から剥離した抑留物を効率よく排出トラフから排出することができると同時に、排水トラフから洗浄排水に含まれるろ材が流出するのを防止することができるろ過装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to be able to efficiently discharge the detained material that has peeled off the filter medium during cleaning from the discharge trough with simple equipment. Simultaneously, it is providing the filtration apparatus which can prevent that the filter medium contained in washing | cleaning drainage flows out from a drainage trough.
また別の目的とするところは、洗浄時における洗浄時間と洗浄水量を削減しても排出トラフから洗浄排水に含まれるろ材が流出するのを防止することができるろ過装置を提供することである。 Another object is to provide a filtration device that can prevent the filter medium contained in the cleaning wastewater from flowing out from the discharge trough even if the cleaning time and the amount of cleaning water during cleaning are reduced.
上記目的を達成するため、本発明の請求項1に係るろ過装置は、ろ過槽内にろ材が充填されて形成されたろ層と、前記ろ層より上方に設置される排出トラフと、を備えたろ過装置において、前記ろ層に捕捉された抑留物が洗浄により前記ろ材から剥離され洗浄排水として排出される前記排出トラフの側壁にスクリーンを設置したことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, a filtration device according to claim 1 of the present invention includes a filter layer formed by filling a filter tank with a filter medium, and a discharge trough installed above the filter layer. In the filtration apparatus, the detained matter trapped in the filter layer is separated from the filter medium by cleaning and is provided with a screen on the side wall of the discharge trough from which it is discharged as cleaning waste water.
また、本発明の請求項2に係るろ過装置は、前記請求項1に記載のろ過装置において、前記側壁に設置した前記スクリーンの設置角度が45度乃至90度であることを特徴とするものである。
Moreover, the filtration apparatus according to
また、本発明の請求項3に係るろ過装置は、前記請求項1又は2に記載のろ過装置において、前記側壁に設置した前記スクリーンの設置幅が前記排出トラフの内寸幅に対し14%乃至36%であることを特徴とするものである。
Moreover, the filtration apparatus according to claim 3 of the present invention is the filtration apparatus according to
上記構成を備えた本発明のろ過装置は、前記排出トラフの側壁にスクリーンが設置されているので、抑留物を効率よく排出することができると同時に、抑留物が洗浄排水として排出トラフから排出されるときに洗浄排水に含まれているろ材をスクリーンで阻止し、ろ材が洗浄排水と一緒に排出トラフからろ過装置外に排出されるのを防止することができる。従って、排出トラフの設置位置をろ層表面より高い位置であるが従来よりは低い位置に設置することができ、ろ過時間の短縮とろ過水量の減少を図ることができる。 In the filtering device of the present invention having the above-described configuration, since the screen is installed on the side wall of the discharge trough, the detained matter can be discharged efficiently, and at the same time, the detained matter is discharged from the discharge trough as washing waste water. In this case, the filter medium contained in the cleaning wastewater can be blocked by the screen, and the filter medium can be prevented from being discharged from the discharge trough together with the cleaning wastewater. Therefore, the installation position of the discharge trough is higher than the surface of the filter layer, but can be installed at a position lower than the conventional one, so that the filtration time can be shortened and the amount of filtered water can be reduced.
更に本発明のろ過装置は、前記側壁に設置した前記スクリーンの設置角度が45度乃至90度であるので、スクリーンにより流出が阻止されたろ材は、スクリーン上に堆積せずに自重で落下し、スクリーンにろ材が固着することによる目詰まりを防止し、抑留物を効率よく排出することができる。 Furthermore, in the filtration device of the present invention, since the installation angle of the screen installed on the side wall is 45 degrees to 90 degrees, the filter medium whose flow is prevented by the screen falls by its own weight without being deposited on the screen, The clogging due to the filter medium adhering to the screen can be prevented, and the detained matter can be discharged efficiently.
更に本発明のろ過装置は、前記側壁に設置した前記スクリーンの設置幅が前記排出トラフの内寸幅に対し14%乃至36%であるので、抑留物が洗浄排水として排出トラフから排出されるときに洗浄排水に含まれているろ材がスクリーンで効率的に阻止され、ろ材が洗浄排水と一緒に排出トラフからろ過装置外に排出されるのを防止することができると共に、他の排出トラフに設置されているスクリーンとの間に所定の間隙を生じさせることができるので、ろ層のメインテナンスを容易に行うことができる。更に、スクリーンの設置幅を排出トラフの内寸幅に対し14%乃至36%とすることで、簡易な設備としスクリーンの設置費用を軽減することができる。 Furthermore, in the filtration device of the present invention, the installation width of the screen installed on the side wall is 14% to 36% with respect to the inner width of the discharge trough, and therefore when the detained matter is discharged from the discharge trough as washing waste water. The filter media contained in the cleaning wastewater is effectively blocked by the screen, so that the filter media can be prevented from being discharged from the discharge trough together with the cleaning wastewater, and installed in other discharge troughs. Since a predetermined gap can be formed between the screen and the screen, the maintenance of the filter layer can be easily performed. Furthermore, by setting the installation width of the screen to 14% to 36% with respect to the inner width of the discharge trough, the installation cost of the screen can be reduced and the installation cost of the screen can be reduced.
以下に図面を参照して、この発明の実施形態に係るろ過装置について、例示して説明する。ただし、この発明の範囲は、この実施の形態に記載されている内容に限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, a filtration device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the scope of the present invention is not intended to be limited to the contents described in this embodiment.
図1は本発明に係るろ過装置の概略断面説明図、図2は図1のろ過装置の概略平面説明図、図3は本発明に係る排出トラフの種々の形状の例を示す断面説明図、図4は本発明に係るスクリーンが種々の排出トラフに設置された状態の例を示す断面説明図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional explanatory view of the filtration device according to the present invention, FIG. 2 is a schematic plan explanatory view of the filtration device of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional explanatory view showing examples of various shapes of the discharge trough according to the present invention, FIG. 4 is an explanatory cross-sectional view showing an example of a state in which the screen according to the present invention is installed in various discharge troughs.
本発明に係るろ過装置1は、ろ層10と排出トラフ20とを備えている。更に、ろ過装置1は、ろ過槽2の上部に被処理水導入管30と、ろ過槽2の底部に洗浄水導入管40と、空気導入管50を備えている。
The filtration device 1 according to the present invention includes a filtration layer 10 and a
ろ層10は、ろ過槽2内に充填されたろ材11で形成されている。ろ層10は、2種類のろ材(11A,11B)で形成された複層(10A,10B)となっている。上ろ層10Aには、有効径が大きいろ材11A、例えばアンスラサイトが用いられ、下ろ層10Bには、有効径が小さいろ材11B、例えば珪砂が用いられる。尚、本実施例では、ろ層10が複層である場合について説明するが、単層であっても良い。
The filter layer 10 is formed of a filter medium 11 filled in the
排出トラフ20はろ過槽2の上方であって、排出トラフ20の底面21が、洗浄時にろ層10が膨張したときの上ろ層10Aの表面12Aより高い位置に設置されている。
The
排出トラフ20は、図2に示す通り、ろ過槽2の中央部に一の周壁3Aより対向する他の周壁3Bに亘って設置されている。尚、排出トラフ20はろ過槽2の周壁3に沿って設置される場合もある。排出トラフ20を縦方向に切断した断面形状は図3に示す通りであり、断面が一般的には矩形であるが、多角形やU字形であっても良い。
As shown in FIG. 2, the
図4に示す通り、排出トラフ20の側壁22の上端23には、スクリーン60が設置されている。スクリーン60の設置角度αは、排出トラフ20の側壁22の上端23から引いた水平線mと成す角度であって、図5に示す通り、設置角度αは45度乃至90度の範囲が好適であり、60度乃至75度の範囲がより好適である。45度以下であると、ろ材11が排出トラフ20内に流入し易くなり、90度以上であるとスクリーン60の上にろ材11が堆積するためである。
As shown in FIG. 4, a
スクリーン60の設置幅Wは、図4に示す通り、スクリーンの幅方向の長さWであり、図5に示す通り、排出トラフ20の内寸幅WTを基準とする比率が14%乃至36%の範囲が好適であり、21%乃至29%の範囲がより好適である。14%以下であるとろ材11が排出トラフに流入し易くなり、36%以上であるとスクリーン60と他の排出トラフ20に設置されたスクリーン60との間隔が狭くなりろ層10のメインテナンスがやりにくくなるためであり、またスクリーン60が大きくなり、スクリーン60の設置費用が高くなるためである。
The installation width W of the
尚、スクリーン60の設置位置は、排出トラフ20の側壁22の上端23が好適であるが、側壁22の下端24及び上端23と下端24の間の中央部25に設置しても良い。また、スクリーン60は、排出トラフ20がろ過槽2の中央部に設置されているときは両側に設置されるが、排出トラフ20がろ過槽2の周壁3に沿って設置される場合には、片側にのみ設置されることになる。尚、スクリーン60が排出トラフ20の側壁22の片側に設置される枚数は1枚が好適であるが、複数枚設置しても良い。
The
スクリーン60は、メッシュ状であることが好適であるがスリット状であっても良い。また、メッシュ状のスクリーン60である場合、メッシュの目開きは、ろ材11の粒子より小さく且つ抑留物より大きいことが望ましい。更にスクリーン60の形状は、一般的には平面形状が用いられるが、曲面形状であっても良い。
The
ろ過槽2の上部には、被処理水を導入する被処理水導入管30が設置されている。また排出トラフ20の端部には洗浄排水をろ過槽2外に排出する洗浄排水排出管26が連結している。
A treated
下ろ層10Bの下方でろ過槽2の下部には、処理水を排出する処理水排出管を兼ねた洗浄水を導入する洗浄水導入管40と、空洗を実施するための空気を導入する空気導入管50とが設置されている。
Below the
次に、上記構成に係るろ過装置1の作動方法について説明する。ろ過装置1の作動は、ろ過工程と、洗浄工程とから構成されている。 Next, an operation method of the filtration device 1 according to the above configuration will be described. The operation of the filtration device 1 includes a filtration process and a cleaning process.
ろ過工程は、被処理水導入管30のバルブが開放され、ろ過槽2の上方から被処理水が導入され、ろ層10を上から下に被処理水が通ることで、被処理水に含まれている濁質がろ層10で捕捉・分離され、処理水はろ過槽2の下部に設置されている洗浄水導入管40を兼ねた処理水排出管を経由して図示しない貯蔵槽に貯水される。
The filtration process includes the water to be treated by opening the valve of the water to be treated
一定時間ろ過工程が実施されると、処理水に目標値を超える濁質が漏出し又は損失水頭が設定値に達するため洗浄工程が必要となる。 When the filtration process is carried out for a certain period of time, turbidity exceeding the target value leaks into the treated water or the loss head reaches the set value, and thus a cleaning process is necessary.
洗浄工程は、被処理水導入管30のバルブが閉鎖されると共に、洗浄水導入管40を兼ねた処理水排出管と貯蔵槽とを連結している通路に設置されているバルブが閉鎖される。次いで、空気導入管50のバルブが解放されて空気が導入され、一定時間空洗が実施された後、洗浄水導入管40と図示しない洗浄水タンクとを連結している通路に設置されているバルブが開放されて洗浄水が導入され、逆洗が実施される。空洗は、逆洗が開始されて一定時間が経過すると終了し、以後は逆洗のみが実施される。
In the cleaning process, the valve of the treated
逆洗が実施されると、ろ過槽2の下部に設置されている洗浄水導入管40から導入された洗浄水はろ層10を下から上に流れ、洗浄水の水流でろ層10に捕捉されている抑留物は、ろ材11から剥離されろ層10の上方まで運ばれ、洗浄排水として排出トラフ20に流入し洗浄排水排出管26を通ってろ過槽2外に排出される。
When backwashing is performed, the wash water introduced from the wash
この場合に、洗浄排水には抑留物と共にろ材11が混入しているが、排出トラフ20の側壁22に設置されているスクリーン60によりろ材11は排出トラフ20への流入が阻止され、抑留物を含んだ洗浄排水のみがスクリーン60を通過し排出トラフ20に流入する。スクリーン60で阻止されたろ材11は、自重でスクリーン60から落下するので、スクリーン60上にろ材が堆積されるのが防止される。
In this case, although the filter medium 11 is mixed with the detained material in the washing wastewater, the filter medium 11 is prevented from flowing into the
以上の通り、排出トラフ20の側壁22にスクリーン60が設置されているので、洗浄排水に含まれるろ材11の流出を防止することができると共に、抑留物を効率よく排出することが可能となる。
As described above, since the
しかも排出トラフ20のろ過槽2における設置位置を逆洗時に膨張する上層ろ層10Aのろ層表面12Aより僅かに高い位置に設定することができる。即ち、排出トラフ20の設置位置を従来の設置位置より低い位置に設定することができるので、逆洗時の洗浄時間を短縮することができると共に洗浄水を減少することが可能となる。
Moreover, the installation position of the
更に、排出トラフ20の側壁22にスクリーン60を設置しただけの簡易な設備であるので、設備費用の軽減を図ることが可能となる。
Furthermore, since it is a simple facility in which the
更に、側壁22に設置したスクリーン60が側壁22の上端23から引いた水変線mと成す設置角度αが45度乃至90度であるので、スクリーン60により流出が阻止されたろ材11は、スクリーン60上に堆積せずに自重で落下し、スクリーン60にろ材11が固着することによる目詰まりを防止し、抑留物を効率よく排出することが可能となる。
Furthermore, since the installation angle α formed between the
更に、側壁22に設置したスクリーン60の設置幅Wが排出トラフ20の内寸幅WTの14%乃至36%であるので、抑留物が洗浄排水として排出トラフから排出されるときに洗浄排水に含まれているろ材がスクリーンで効率的に阻止され、ろ材が洗浄排水と一緒に排出トラフからろ過槽2外に排出されるのを防止することが可能となると共に、スクリーン60と隣の排出トラフ20に設置されているスクリーン60との間の間隙を十分に形成することができるので、ろ層10のメインテナンスを容易に行うことが可能となる。
Further, since the installation width W of the
尚、上記実施例では、空洗・逆洗併用型について説明したが、表洗・逆洗併用型の場合も同様である。 In addition, in the said Example, although the air-washing and backwash combined use type was demonstrated, the case of a surface wash and backwash combined use type is also the same.
1 ろ過装置
2 ろ過槽
3,3A,3B 周壁
10,10A,10B ろ層
11,11A,11B ろ材
12,12A ろ層表面
20 排出トラフ
21 底面
22 側壁
23 上端
24 下端
25 中央部
26 洗浄排水排出管
30 被処理水導入管
40 洗浄水導入管(処理水排出管)
50 空気導入管
60 スクリーン
m 水平線
W 設置幅
WT 排出トラフの内寸幅
α 設置角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
50
Claims (3)
前記ろ層に捕捉された抑留物が洗浄により前記ろ材から剥離され洗浄排水として排出される前記排出トラフの側壁にスクリーンを設置したことを特徴とするろ過装置。 In a filtration device comprising a filter layer formed by filling a filter medium with a filter medium, and a discharge trough installed above the filter layer,
A filtration device, wherein a detained matter trapped in the filter layer is separated from the filter medium by washing and is discharged as washing waste water on a side wall of the discharge trough.
前記側壁に設置した前記スクリーンの設置角度が45度乃至90度であることを特徴とするろ過装置。 The filtration device according to claim 1,
The filtration apparatus, wherein an installation angle of the screen installed on the side wall is 45 degrees to 90 degrees.
前記側壁に設置した前記スクリーンの設置幅が前記排出トラフの内寸幅の14%乃至36%であることを特徴とするろ過装置。
In the filtration device according to claim 1 or 2,
The filtration apparatus according to claim 1, wherein an installation width of the screen installed on the side wall is 14% to 36% of an inner width of the discharge trough.
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