JP2015073933A - ろ過装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置構造が簡素で運転管理が容易なろ過装置において、効率的な逆洗を可能とするろ過装置を提供する。
【解決手段】本発明によるろ過装置は、ろ過材を有するろ過部と、ポンプと、ポンプの吐出口とろ過部とを接続する被処理水配管と、処理水流出口を有する処理水貯留槽と、処理水流出口よりも下方で処理水貯留槽とろ過部とを接続する処理水配管と、一端が被処理水配管に接続され、他端が処理水流出口の鉛直方向位置よりも下方に位置し、処理水流出口の位置よりも鉛直方向に所定の高さだけ高い位置まで立ち上げられたサイホン管と、ポンプの駆動および停止を制御する制御部と、サイホンの形成によるろ過材の逆洗開始を検知する逆洗開始検知手段と、逆洗の終了タイミングを検知する逆洗終了検知手段とを備え、制御部は、逆洗開始検知手段の検知結果に基づいてポンプを停止し、逆洗終了検知手段の検知結果に基づいてポンプを再び駆動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ろ過装置に関し、特に、サイホン管を利用した逆洗機構を備えるろ過装置に関するものである。

飲料水などの浄水を得るためには、ろ過処理を含む種々の水処理が行われることが一般的である。なかでも、ろ過膜に水を通して、水中の懸濁物質やコロイドを物理的に分離する膜ろ過装置は、利便性が高く、上水施設等で頻繁に用いられている。一方、膜ろ過装置は、ろ過の過程でろ過膜が汚れて目詰まりするため、定期的な洗浄やろ過膜自体の交換が必要である。この定期的な洗浄には物理洗浄と薬品洗浄があり、物理洗浄には、ろ過方向と逆側から膜ろ過水等の清浄水をろ過膜に通水してろ過膜を逆洗する方法がある。

ここで、特に発展途上国などにおいては、低コストで容易に浄水を製造する観点から、装置構造が簡素で運転管理が容易なろ過装置が求められている。そのため、ろ過膜等のろ過材を逆洗する逆洗機構についても、装置構造の簡素化および運転管理の容易化が求められている。

このような要求に対し、従来、ろ過装置においてろ過材が所定の目詰まり状態に到達すると自動的に作動し、ろ過材を逆洗してろ過機能を回復することができるサイホン式逆洗装置を備えるろ過装置が提案されてきた（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のサイホン式逆洗装置を備えるろ過装置によれば、ろ過材を収容したろ過槽と、ろ過槽内のろ過材に対して上方から原水を供給する原水供給管と、ろ過槽の上方に形成されてろ過水を逆洗水として貯留する逆洗水貯留槽と、ろ過材よりも上方でろ過槽に連通するサイホン管とを備えているので、ろ過材部分での圧力損失（差圧）が所定値に達すると、自動的にサイホンが形成されて逆洗水貯留槽内のろ過水がろ過槽内およびサイホン管を通って外部へと流れる。従って、特許文献１に記載のサイホン式逆洗装置を備えるろ過装置によれば、簡素な装置構成でろ過材を自動的に逆洗することができる。

特開昭５８−１４９１１号公報

ここで、特許文献１に記載のろ過装置は、ろ過材に対して上方から原水を供給し、重力を利用してろ過を行う重力ろ過装置である。そして、重力ろ過を用いた特許文献１に記載のろ過装置では、サイホンが形成される前（即ち、ろ過中）は、サイホン管内の水位と、ろ過槽内の水位とが等しくなるので、原水供給管をサイホン管の頂部よりも上方に配置する必要があると共に、ろ過材の上部に十分なスペースが必要であった。そのため、特許文献１に記載のサイホン式逆洗装置を用いたろ過装置には、設置場所が限定されるという問題があった。

このような設置場所の問題に対し、本発明者らは、ろ過方式を重力ろ過方式とせずに、ポンプを用いて加圧した原水をろ過材に供給してろ過を行うことで、原水供給管の設置位置の限定やろ過材の上部のスペースの確保を不要とすることに着想した。しかし、本発明者らが更に検討を進めた結果、サイホン式逆洗装置を備えるろ過装置においてポンプを使用した場合には、ポンプから供給された大量の原水がサイホン形成時にサイホン管内を流れてしまい、効果的に逆洗を行うことができないという問題が生じることが明らかになった。

そこで、本発明は、原水をポンプにより汲み上げてろ過材を通過させる構成と、サイホン式の逆洗機構とを併用した、装置構造が簡素で運転管理が容易なろ過装置において、効率的な逆洗を可能とすることを目的とする。

この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明のろ過装置は、ろ過材により内部が一次側領域と二次側領域とに区分され、被処理水をろ過材でろ過して処理水を得るろ過部と、前記一次側領域に前記被処理水を送出するポンプと、前記ポンプの吐出口と前記一次側領域とを接続する被処理水配管と、鉛直方向の位置が前記ろ過部よりも上方であり、前記ろ過材でろ過されて前記二次側領域から流出した前記処理水を貯留する処理水貯留槽と、前記処理水貯留槽に設けられた処理水流出口と、前記処理水流出口よりも下方で前記処理水貯留槽と前記二次側領域とを接続する処理水配管と、一端が前記ポンプと前記ろ過部との間で前記被処理水配管に接続され、他端が前記処理水流出口の鉛直方向位置よりも下方に位置し、前記一端と前記他端との間で前記処理水流出口の位置よりも鉛直方向に所定の高さだけ高い位置まで立ち上げられたサイホン管と、前記ポンプの駆動および停止を制御する制御部と、を備え、前記サイホン管を介したサイホンの形成により前記処理水を用いて前記ろ過材を逆洗可能であり、前記サイホン管を介したサイホンの形成による前記ろ過材の逆洗開始を検知する逆洗開始検知手段と、逆洗の終了タイミングを検知する逆洗終了検知手段とを更に備え、前記制御部は、前記逆洗開始検知手段の検知結果に基づいて前記ポンプを停止し、前記逆洗終了検知手段の検知結果に基づいて前記ポンプを再び駆動することを特徴とする。このように、原水をポンプにより汲み上げてろ過材を通過させる構成と、サイホン式の逆洗機構とを併用した装置構造において、逆洗開始検知手段の検知結果に基づいてポンプを停止し、逆洗終了検知手段の検知結果に基づいてポンプを再び駆動することにより、装置構造が簡素で運転管理が容易なろ過装置において、効率的な逆洗を実現することができる。

ここで、本発明のろ過装置では、前記逆洗開始検知手段および逆洗終了検知手段が、前記サイホン管の鉛直方向上端位置よりも前記他端側に配置されたフロースイッチであることが好ましい。このような構成とすることで、サイホン管内の水の流れの有無を利用してサイホンの形成および破壊を確実に検知することができる。従って、逆洗開始時にポンプを確実に停止するとともに、逆洗終了後にポンプを確実に駆動してろ過を再開することができるからである。

また、本発明のろ過装置では、前記ろ過部は、一端が前記一次側領域に接続された空気抜き配管と、前記空気抜き配管に設けられた空気抜き弁とを有することが好ましい。このような構成とすることで、サイホンの形成により逆洗中にろ過部内の水が排出された場合であっても、逆洗終了後にろ過を円滑に再開することが可能となる。

また、本発明のろ過装置では、前記ポンプは出力調整手段を有することが好ましい。このような構成とすることで、逆洗後にろ過を再開する際にポンプの出力を徐々に上昇させて、ウォーターハンマーにより被処理水配管やろ過部などが損傷することを回避することができる。

本発明によれば、原水をポンプにより汲み上げてろ過材を通過させる構成と、サイホン式の逆洗機構とを併用した、装置構造が簡素で運転管理が容易なろ過装置において、効率的な逆洗を可能とすることができる。

本発明に従う代表的なろ過装置の概略構成を示す図である。 （Ａ）〜（Ｇ）は、図１に示すろ過装置の運転状態を説明する図である。

以下、本発明のろ過装置を、図面に基づき詳細に説明する。
＜ろ過装置＞
図１に示すろ過装置１００は、第１ポンプ（Ｐ１）１０、ろ過部２０、処理水貯留槽３０、及びサイホン管４０を備える。ろ過装置１００は、第１ポンプ１０を介して河川や井戸、湖沼等の水源５００から汲み上げた原水（被処理水）をろ過部２０においてろ過して、得られた処理水（浄水）を処理水貯留槽３０に貯留する。原水は、河川や井戸、湖沼に限らず、ろ過して浄水を得ることが可能な被処理水が得られる水源から汲み上げることができる。

第１ポンプ１０は、ろ過部２０の一次側領域に被処理水を送出する。ろ過部２０は、ろ過材により内部が一次側領域と二次側領域とに区分され、一次側領域から導入した被処理水を、ろ過材を介して二次側領域に流入させてろ過して処理水を得るように機能する。ろ過材としては、ろ過膜などの既知のろ過材を用いることができる。ろ過膜としては、例えばセラミック膜を使用することができる。セラミック膜は、高強度、高信頼性、高い運転安定性、及び長寿命等の利点を有する。

処理水貯留槽３０は、鉛直方向の位置がろ過部２０よりも上方であり、ろ過材でろ過されて二次側領域から流出した処理水を貯留する。さらに、処理水貯留槽３０は処理水流出口３１を有しており、処理水貯留槽３０では、一定以上の処理水が貯蔵されて水位が処理水流出口３１に至ると、処理水が処理水流出口３１から流出する。処理水流出口３１の鉛直方向の位置は、任意に定めることができるが、処理水貯留槽３０内に貯蔵された処理水の量が、後に詳細に説明するろ過材の逆洗時に十分な逆洗水量を確保することができる位置とすることができる。

さらに、ろ過装置１００は、取水管５１、被処理水配管５２、処理水配管５３、及びろ過水配管５４を備える。取水管５１の一端は、水源５００から被処理水を取水可能に配置され、例えば、水源５００中に配置される。取水管５１の他端は第１ポンプ１０の吸込口に接続される。被処理水配管５２は、ろ過部２０の一次側領域と第１ポンプ１０の吐出口とを接続する。処理水配管５３は、処理水貯留槽３０とろ過部２０の二次側領域とを、処理水流出口３１よりも下方で接続する。即ち、処理水配管５３と処理水貯留槽３０との接続部の鉛直方向位置は、処理水流出口３１よりも下方である。ろ過水配管５４は、一端が処理水流出口３１に接続されている。

ここで、ろ過装置１００は、取水管５１に接続された、取水管５１内の被処理水に対して凝集剤を添加する凝集剤供給手段を備えることもできる。凝集剤供給手段は、凝集剤供給槽８１、凝集剤供給管８２、ポンプ（Ｐ）、及び弁により構成され得る。被処理水に対して凝集剤を添加すれば、ろ過部２０でのろ過を効率的に行うことができる。

また、被処理水配管５２は、ラインミキサ５２１を備えても良い。ラインミキサ５２１は、サイホン管４０と被処理水配管５２との接続部と、第１ポンプ１０の吐出口との間に配置され、内部を通過する流体を混合するように機能する。ラインミキサ５２１を設ければ、凝集剤供給手段を用いて供給した凝集剤と被処理水とを良好に混合することができる。

さらに、ろ過装置１００は、ろ過部２０へと供給する被処理水の流量を調整するための流量調整用配管５７を有していてもよい。流量調整用配管５７は、一端が被処理水配管５２に接続され、他端が取水管５１に接続されてなる。ろ過装置１００では、流量調整用配管５７に流れ込む被処理水の水量を調整することにより、第１ポンプ１０からろ過部２０へと供給する被処理水の流量を調整する。なお、流量調整用配管５７は、図示しない弁を有し、当該弁の開度を種々調節することにより流量調整用配管５７に流入する水量を変化させることができる。

ここで、被処理水配管５２には、後に詳細に説明するろ過材の逆洗時に被処理水の逆流を防止するための逆流防止弁（図示しない）が設けられていてもよい。逆流防止弁は、第１ポンプ１０の吐出口と、被処理水配管５２とサイホン管４０との接続部との間に配置することができ、上述した流量調整用配管５７を設ける場合には、流量調整用配管５７と被処理水配管５２との接続部と、被処理水配管５２とサイホン管４０との接続部との間に配置する。

なお、ろ過装置１００によりろ過したろ過水を飲用に供する場合等においては、処理水配管５３は消毒剤供給手段を有しても良い。消毒剤は、例えば塩素化合物である。この場合、消毒剤供給手段は、消毒剤供給槽６１、消毒剤供給管６２、ポンプ（Ｐ）、及び弁により構成され得る。

サイホン管４０は、一端が第１ポンプ１０の吐出口とろ過部２０との間で被処理水配管５２に接続され、他端が処理水流出口３１の鉛直方向位置よりも下方に位置する。そして、サイホン管４０は、一端と他端との間で、処理水流出口３１の位置よりも鉛直方向に所定の高さだけ高い位置まで立ち上げられている。

そのため、このろ過装置１００では、ろ過部２０における圧力損失がない、即ち、ろ過材によるろ過前後の圧力差（差圧）がない場合には、サイホン管４０内の水位と、ろ過材よりも二次領域側の処理水の水位とが等しくなる。一方、被処理水中に含まれる懸濁物質やコロイド等の閉塞物質により、ろ過中にろ過膜が徐々に目詰まりし、差圧が発生すると、サイホン管４０内の水位が、処理水の水位よりも差圧分だけ高くなる。即ち、サイホン管４０内の水位は、差圧の増加に応じて徐々に上昇する。そして、サイホン管４０内の被処理水がサイホン管４０の鉛直方向上端位置（サイホン管４０の頂部、あるいは、サイホン管４０の鉛直方向最高位置ともいう）を越えて他端側に越流し、サイホン管４０の一端と他端との間でサイホン管４０内に水が満たされると、ろ過材よりも二次領域側（例えば、処理水貯留槽３０）と、サイホン管４０の他端との間で、サイホン管４０を介してサイホンが形成される。具体的には、処理水貯留槽３０、処理水配管５３、ろ過部２０、及び被処理水配管５２を経た水流がサイホン管４０に流入して、途切れることなくサイホン管４０の鉛直方向上端位置を通ってサイホン管４０から流出する。これにより、処理水貯留槽３０内に貯留された処理水は、ろ過部２０を逆流してサイホン管４０の他端まで流れ、ろ過材を逆洗する。このようにして、ろ過装置１００では、ろ過膜に目詰まりした閉塞物質を除去して、ろ過膜のろ過性能を回復することができる。なお、サイホン管４０の他端は、逆洗水を排出するための排出用配管５５に接続されてもよい。

ここで、サイホン管４０を立ち上げる高さは、例えば、ろ過性能と差圧との関係を考慮して決定した、逆洗を開始する差圧の大きさに対応した高さであって、処理水貯留槽３０の処理水流出口３１の高さより高ければ良い。
また、サイホン管４０の他端の鉛直方向位置は、逆洗時にろ過部２０を流れる逆洗水の量（逆洗水量）及び逆洗を駆動する圧力（逆洗駆動圧）を規定する。従って、原理的には、サイホン管４０の他端の鉛直方向位置は、処理水貯留槽３０内における水位よりも低く、最低限の逆洗水量及び逆洗駆動圧を確保することができる位置である。逆洗水量は、例えば、ろ過膜を用いて構成されたろ過部２０を用いる場合には、単位膜面積あたり０．５リットル以上とすることが実用的に好ましい。さらに、逆洗駆動圧は大きい方が好ましいため、処理水貯留槽３０内における水位とサイホン管４０の他端の鉛直方向位置との差が大きい方が好ましい。このため、サイホン管４０の他端の鉛直方向位置は、処理水貯留槽３０よりも下側であることが好ましく、ろ過部２０よりも下側であることが更に好ましく、ろ過装置１００の下部、特に、最下部にサイホン管４０の他端の鉛直方向位置を配置することが好ましい。十分な逆洗水量及び逆洗駆動圧を確保することができるからである。なお、図示例では、サイホン管４０の他端はろ過部２０よりも下側に位置している。従って、サイホンが形成されると、サイホンブレーカーなどを用いて人為的にサイホンを破壊しない限り、ろ過部２０内の水は全て流出する。ちなみに、逆洗終了時にろ過部２０内の水が全て流出していることは必須ではなく、本願における「逆洗」とは、ろ過部２０内において二次側から一次側に処理水が逆流することを指す。

なお、サイホン管４０は、サイホン管４０内を上昇した水がサイホン管４０の鉛直方向上端位置付近を通って他端側へと流れる際に、サイホン管４０内を流れる水流が途切れないような構造となっている。例えば、サイホン管４０は、サイホン管４０の鉛直方向上端位置付近において、管径が細くなっている。また、逆洗流速は、逆洗駆動圧、逆洗時のサイホン管４０内の圧力損失、及びろ過部２０のろ過膜閉塞の度合により決定される。このため、逆洗流速を確保する観点から、サイホン管の内径は、逆洗時のサイホン管４０内の圧力損失を最小に抑えることができる内径であることが好ましい。

なお、上述のように、被処理水配管５２とサイホン管４０との接続部に逆流防止弁が設けられている場合には、逆洗水が水源５００側に流入することはないため、逆洗中にサイホン管内の水流を途切れにくくすることができる。あるいは、逆流防止弁を設けず、被処理水配管５２及び取水管５１の管径をサイホン管４０よりも大きく設計した場合には、サイホン管４０内の被処理水がサイホン管４０の頂部を越えて他端側に越流することをもって逆洗が開始し、逆洗開始後、逆洗水を主として被処理水配管５２及び取水管５１を通じて水源５００側に流出させることにより逆洗を完了することもできる。

さらに、ろ過装置１００は、第１ポンプ１０の駆動および停止を制御する制御部７０と、サイホン管４０を介したサイホンの形成によるろ過材の逆洗開始を検知する逆洗開始検知手段、及び逆洗の終了タイミングを検知する逆洗終了検知手段を備える。

制御部７０は、逆洗開始検知手段の検知結果（即ち、サイホンの形成による逆洗開始の検知）に基づいて第１ポンプ１０を停止する。逆洗開始検知手段によりサイホン管４０を介したサイホンの形成を検知して、制御部７０が第１ポンプ１０を停止することで、逆洗中に第１ポンプ１０が被処理水を送出して逆洗を阻害することがないようにし、十分な逆洗流速で逆洗を実施することができる。
なお、制御部７０は、任意に、凝集剤供給手段のポンプや消毒剤供給手段のポンプの駆動および停止を、第１ポンプ１０と連動させて制御する。
また、制御部７０は、逆洗終了検知手段の検知結果（即ち、逆洗の終了時期の検知）に基づいて第１ポンプ１０を再び駆動する。逆洗終了検知手段により逆洗の終了タイミングを検知して、逆洗終了後に制御部７０が第１ポンプ１０を駆動することで、ろ過を再開することができる。

ここで、逆洗開始検知手段及び逆洗終了検知手段としては、サイホン管４０の鉛直方向上端位置よりも他端側（図示例では、処理水貯留槽３０の処理水流出口３１の鉛直方向位置よりも下方）に配置されたフロースイッチ４１を用いることができる。フロースイッチ４１は、一定範囲の流速及び流量の水流の有無を検知することができるスイッチである。
サイホン形成時には、サイホン管４０の鉛直方向上端位置よりも他端側に水が連続して流れ、サイホン破壊時には、サイホン管４０の鉛直方向上端位置よりも他端側への水の流れが止まる。そのため、サイホン管４０の鉛直方向上端位置よりも他端側に配置されたフロースイッチ４１を用いれば、サイホンの形成および破壊、即ち、逆洗の開始および終了を確実に検知することができる。なお、フロースイッチ４１における流速及び流量の検出閾値は、サイホン管４０を介してサイホンが形成されたことを確実に検出できるように、適宜設定することができる。

なお、逆洗終了検知手段としてフロースイッチ４１を用いる場合、制御部７０は、フロースイッチ４１で構成される逆洗終了検知手段が一定範囲の流速及び流量の水流がないことを検出（即ち、逆洗の終了タイミングを検知）した後、所定時間経過後に第１ポンプ１０を駆動するように制御することができる。ここで、所定時間は、例えば３０秒である。このように制御部７０を構成することにより、逆洗の終了を確実して、効率的にろ過を再開することが可能となる。

なお、本発明のろ過装置では、逆洗開始検知手段及び逆洗終了検知手段として、フロースイッチ以外に、処理水貯留槽３０に取りつけられたレベルスイッチを用いてもよい。具体的には、サイホン形成時には、処理水貯留槽３０内の処理水の水位が減少するので、処理水貯留槽３０内の水位の減少を検知することで、サイホンの形成による逆洗の開始を検知してもよい。また、処理水貯留槽３０内の水位が所定の水位まで減少したタイミングや、処理水貯留槽３０内の水位の減少が停止したタイミングを、逆洗終了タイミングとして検知してもよい。ここで、処理水貯留槽３０内の水位が所定の水位まで減少したタイミングで逆洗を終了する場合には、サイホン管４０にサイホンブレーカー（図示しない）を設けておき、処理水貯留槽３０内の水位が所定の水位に達した時点でサイホンブレーカーを起動させることにより、逆洗を終了させることができる。

ここで、サイホン管４０の他端の鉛直方向位置がろ過部２０よりも下側の場合、逆洗終了後は、ろ過部２０の一次側領域及び二次側領域内は空気で満たされており、また、ろ過部２０内のろ過材は湿っている。このため、逆洗終了後に第１ポンプ１０を再駆動させて被処理水を送出しても、ろ過部２０の一次側領域及び被処理水配管５２内の空気がろ過材を経て抜けにくく、被処理水がろ過材を通過することに時間がかかり、また、迅速に通過させるために第１ポンプ１０のポンプ圧力を高くする等の対策が必要となる。このため、効率的にろ過することができない虞がある。そこで、ろ過部２０は、一端が一次側領域に接続された空気抜き配管５６と、空気抜き配管５６に設けられた空気抜き弁５６１とを有することが好ましい。空気抜き配管５６の他端は、例えばサイホン管が接続された排出用配管５５に接続される。このように、空気抜き配管５６及び空気抜き弁５６１を設けることで、ろ過再開時には空気抜き弁５６１を開いてろ過装置１００内の空気を抜きつつ被処理水を一次側領域に送水し、一次側領域が被処理水で置換された後に空気抜き弁５６１を閉じることで、効率的にろ過を再開することができる。なお、空気抜き弁５６１の動作は、制御部７０により制御することができる。また、空気抜き配管５６をエアベントとして構成することも勿論可能である。

また、サイホン管４０の他端の鉛直方向位置がろ過部２０よりも下側の場合や、被処理水配管５２よりも下側の場合、逆洗終了後は、ろ過部２０内や被処理水配管５２内が空気で満たされる。そのため、第１ポンプ１０は、例えばインバーターにより構成される出力調整手段（図示しない）を有することが好ましい。これにより、逆洗後にろ過を再開する際に、ポンプの吐出圧力を徐々に上昇させて、ウォーターハンマーによりろ過装置が損傷することを回避することができる。

＜ろ過装置の動作＞
図１に示すろ過装置１００は、図２（Ａ）〜（Ｇ）に示すような運転状態で動作する。図２（Ａ）〜（Ｇ）においては、明確のため、ろ過装置１００における、第１ポンプ１０、被処理水配管５２、ろ過部２０、処理水配管５３、処理水貯留槽３０、処理水流出口３１、サイホン管４０、及び逆洗開始検知手段を構成するフロースイッチ４１のみを図示し、残りの構成は図示を省略する。また、ろ過部２０では、ろ過部内に存在する水の水位の変化の理解を容易にするため、ろ過部内に存在する水量を図示した。なお、以下、逆洗開始検知手段を構成するフロースイッチ４１は逆洗終了検知手段としても機能するものとして説明する。

図２（Ａ）は、ろ過装置１００のろ過中の状態を示す図である。この状態においては、第１ポンプ１０より送出された被処理水の水流は、被処理水配管５２を経てろ過部２０の一次側領域に流入し、ろ過材を経て処理水となって二次側領域に流入し、処理水配管５３を通って処理水貯留槽３０に貯留される。処理水貯留槽３０内の水位が処理水流出口３１と同レベルまで上昇すると、処理水流出口３１から処理水が流出する。ろ過中に、被処理水配管５２を流れる被処理水の水流の一部はサイホン管４０に流入し、サイホン管４０内の水位は徐々に上昇する。
図２（Ｂ）は、逆洗を開始する直前のろ過装置１００の状態を示す図である。この状態においては、サイホン管４０内の水位は、サイホン管４０の鉛直方向上端位置まで上昇している。その後、フロースイッチ４１により一定範囲の流速及び流量の水流が検出されると、制御部は第１ポンプ１０を停止するように制御する。

図２（Ｃ）は、逆洗開始直後のろ過装置１００の状態を示す図である。この状態においては、サイホン管４０内の被処理水はサイホン管４０の頂部を越えて越流し、処理水貯留槽３０の処理水流出口３１よりも鉛直方向で低い位置まで達している。
図２（Ｄ）は、逆洗中のろ過装置１００の状態を示す図である。この状態においては、処理水貯留槽３０から流出した処理水が、処理水配管５３、ろ過部２０、及び被処理水配管５２を経てサイホン管４０に流入して、サイホン管４０から流出している。このとき、第１ポンプ１０は停止状態である。
図２（Ｅ）も、逆洗中のろ過装置１００の状態を示す図である。この状態において、処理水貯留槽３０内に貯留されていた処理水は全て流出し、ろ過部２０内に低水位で存在するのみである。
図２（Ｆ）は、逆洗終了間際のろ過装置１００の状態を示す図である。この状態の直後に、逆洗終了検知手段を兼ねるフロースイッチ４１が、一定範囲の流速及び流量の水流が無いことを検出する。その後、一定時間経過後に、制御部は第１ポンプ１０を駆動するように制御し、ろ過を再開する。

図２（Ｇ）は、ろ過再開直後のろ過装置１００の状態を示す図である。この状態においては、第１ポンプ１０より送出された被処理水の水流は、被処理水配管５２を経てろ過部２０の一次側領域に流入する。ここで、上述したとおり、逆洗後のろ過部２０及び被処理水配管５２等は空気で満たされており、またろ過部２０内のろ過材は湿っており、空気がろ過材を経て抜けにくく、被処理水を効率的にろ過することができない虞がある。このため、図１に示したような空気抜き配管５６及び空気抜き弁５６１を設けて、ろ過装置１００から空気を抜くように、ろ過装置１００を構成することが有利である。この場合、制御部は、第１ポンプ１０の駆動再開後に空気抜き弁５６１を開き、ろ過再開後所定時間の間は開いた状態として空気を抜き、その後空気抜き弁５６１を閉じるように制御する。空気抜き弁５６１を開放状態とする所定時間は、第１ポンプ１０の送水速度に依存するが、例えば、ろ過再開後２０〜１８０秒である。ちなみに、ろ過再開後にろ過部２０内に被処理水を流入させる段階において、空気抜き配管５６を開放したままにして、空気抜き配管５６から被処理水を流出させることにより、ろ過部２０の一次側に残留した堆積物を排除するように構成することも可能である。この場合、空気抜き弁５６１を１８０秒間よりも長い時間にわたって開放させておくことも可能である。

以上、一例を用いて本発明のろ過装置及びかかるろ過装置の動作方法について説明したが、本発明のろ過装置及びろ過装置の動作方法は、上記一例に限定されることはなく、適宜変更を加えることができる。
例えば、図１ではろ過部を1つのみ示したが、ろ過装置において、複数のろ過部を備えることももちろん可能である。これにより、ろ過水量を増加させることができる。

本発明のろ過装置は、原水をポンプにより汲み上げてろ過材を通過させる構成と、サイホン式の逆洗機構とを併用した構成を採用したため装置構造が簡素で運転管理が容易なだけでなく、効率的な逆洗が可能である。

１０ ：第１ポンプ（Ｐ１）
２０ ：ろ過部
３０ ：処理水貯留槽
３１ ：処理水流出口
３２ ：レベルスイッチ
４０ ：サイホン管
４１ ：逆洗開始検知手段
５１ ：取水管
５２ ：被処理水配管
５３ ：処理水配管
５４ ：ろ過水配管
５５ ：排出用配管
５６ ：空気抜き配管
５７ ：流量調整用配管
６１ ：消毒剤供給槽
６２ ：消毒剤供給管
７０ ：制御部
８１ ：凝集剤供給槽
８２ ：凝集剤供給管
１００ ：ろ過装置
５２１ ：ラインミキサ
５６１ ：空気抜き弁

Claims (4)

1. ろ過材により内部が一次側領域と二次側領域とに区分され、被処理水をろ過材でろ過して処理水を得るろ過部と、
   前記一次側領域に前記被処理水を送出するポンプと、
   前記ポンプの吐出口と前記一次側領域とを接続する被処理水配管と、
   鉛直方向の位置が前記ろ過部よりも上方であり、前記ろ過材でろ過されて前記二次側領域から流出した前記処理水を貯留する処理水貯留槽と、
   前記処理水貯留槽に設けられた処理水流出口と、
   前記処理水流出口よりも下方で前記処理水貯留槽と前記二次側領域とを接続する処理水配管と、
   一端が前記ポンプと前記ろ過部との間で前記被処理水配管に接続され、他端が前記処理水流出口の鉛直方向位置よりも下方に位置し、前記一端と前記他端との間で前記処理水流出口の位置よりも鉛直方向に所定の高さだけ高い位置まで立ち上げられたサイホン管と、
   前記ポンプの駆動および停止を制御する制御部と、
   を備え、
   前記サイホン管を介したサイホンの形成により前記処理水を用いて前記ろ過材を逆洗可能であり、
   前記サイホン管を介したサイホンの形成による前記ろ過材の逆洗開始を検知する逆洗開始検知手段と、逆洗の終了タイミングを検知する逆洗終了検知手段とを更に備え、
   前記制御部は、前記逆洗開始検知手段の検知結果に基づいて前記ポンプを停止し、前記逆洗終了検知手段の検知結果に基づいて前記ポンプを再び駆動することを特徴とする、ろ過装置。
2. 前記逆洗開始検知手段および逆洗終了検知手段が、前記サイホン管の鉛直方向上端位置よりも前記他端側に配置されたフロースイッチであることを特徴とする、請求項１に記載のろ過装置。
3. 前記ろ過部は、
   一端が前記一次側領域に接続された空気抜き配管と、
   前記空気抜き配管に設けられた空気抜き弁とを有することを特徴とする、請求項１又は２に記載のろ過装置。
4. 前記ポンプは出力調整手段を有することを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載のろ過装置。

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