JP2706080B2

JP2706080B2 - 濾過装置とその洗浄方法

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Publication number: JP2706080B2
Application number: JP63039351A
Authority: JP
Inventors: ヴィタルジャン−ルイ; レンメルユベール
Original assignee: ドゥグレモンエス．アー．
Priority date: 1987-02-23
Filing date: 1988-02-22
Publication date: 1998-01-28
Anticipated expiration: 2013-01-28
Also published as: DE3884827D1; JPS63229113A; AR242727A1; DE3884827T2; BR8800712A; CA1333262C; EP0280620B1; US5368730A; ES2047569T3; EP0280620A1; FR2611529A1

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、上向き濾過を行う濾過装置とその浮上濾過
層の洗浄方法に関するものである。

従来の技術濾過すべき物質を含む流体、即ち、原水から、濾過す
べき物質を除去するための濾過装置の濾過材として、
砂、無煙炭、軽石、生物岩などの粒子状のものがある。
これらの物質は、粒子の密度が原水の密度よりも大き
く、濾過材支持体上に載置されていわゆる「濾過床」を
構成する。このような濾過床は下向き濾過に使用される
ものであり、原水は濾過床の上方から下方に向かって流
れ落ちる。なお、以下の説明で密度とあれば、粒子状濾
過材の粒子密度のことを意味する。このような従来の濾
過装置においては、濾過床に捕らえられる濾過すべき物
質は、上から下に向けて詰まっていく。

濾過すべき物質が許容範囲を超えて詰まった濾過床は
洗浄されるが、このような濾過床から濾過された物質
は、２段階を経て除去される。即ち、第１段階では、濾
過床に捕らえられている濾過された物質を濾過床から解
放し、第２段階では解放された物質を汚水排出口に運
び、排出する。一般に解放された物質を運ぶためには原
水を用いる。

上記の洗浄においては、濾過床をいわゆる流動床又は
撹拌床にして行われる。流動床による洗浄では、水を上
昇流にし、水が濾過床中を最小濾過速度よりも大きな速
度で逆流するようにする。このとき、常時は互いに接触
している粒子状濾過材同士の間隔が広がって濾過床は膨
張し、濾過された物質は、粒子状濾過材の間を通り抜け
得るようになる。そして、この状態では、濾過された物
質を、粒子状濾過材で捕らえておくことはできず、濾過
された物質は濾過床から分離する。

撹拌床による洗浄においては、水を上昇流にして、水
が濾過床中を最小濾過速度よりも小さな速度で逆流する
ようにすると共に、この上昇流中に空気を導入する。空
気泡を導入すると、上昇流体の平均密度が低下すると共
に、粒子状濾過材が撹拌される。この撹拌によって濾過
床中から濾過された物質が分離される。

以下の説明では、濾過段階における流れとは逆方向の
流れによって行われる洗浄を逆洗と呼ぶ。

別の濾過装置として、浮上濾過床を備えたものがあ
る。浮上濾過床は、原水（一般には水）よりも密度が小
さな粒子状濾過材によって構成されている。水上に浮か
ぶ粒子状濾過材から成るこの浮上濾過床は、上部をグリ
ッドなどの公知の濾過材支持体に支持され、原水に浸漬
された状態に保たれる。本発明は、浮上濾過床を備えた
濾過装置に関するものである。

このような濾過装置は、イギリス国特許第1,305,399
号に記載されている。この発明において、浮上濾過床
は、ポリスチレンの粒子又はボールを、これらの粒子の
径よりも小さな孔を備えた隔壁によって濾過装置の容器
内に保持して成るものであり、この隔壁は、濾過装置の
容器の鉛直な対称軸に対し垂直に配置されている。この
濾過装置においては、濾過は上向きに行われる。濾過水
は濾過装置のの容器の上端近くに設けられる孔を通じて
回収される。これに対して原水はその容器内の、浮上濾
過床の下方に導入される。浮上濾過床の洗浄は、この容
器内で流体を逆流させるバックウォッシュによって行わ
れるが、このバックウォッシュは、浮上濾過床を膨張さ
せるよう最小濾過速度よりも大きな速度で濾過水を用い
て行われる。

上向き濾過を行うこのタイプの濾過装置は、構成の点
では最も単純で最も経済的であるが、バックウォッシュ
の際に、大量の濾過水を必要とするという欠点を有す
る。濾過床の洗浄に必要な濾過水の量は容器の容積の約
数倍なので、この方法を用いれば濾過水を浪費すること
になる。原水を濾過してリサイクルすることにより水を
節約しようとする試みと矛盾する。

また、これとは異なる、上向き濾過を行い得る濾過装
置及びその浮上濾過床の洗浄方法がアメリカ合衆国特許
第4,547,286号に記載されている。この発明において、
浮上濾過床を構成する濾過材としては、密度が水の値に
近い約0.9のポリエチレン又はポリプロピレンなどの粒
子又はボールが用いられる。この濾過装置においては、
浮上濾過床の洗浄は、流体内に空気を導入することによ
り浮上濾過床を撹拌して、液体と気体から成る流体の見
掛け密度を粒子状濾過材に対して小さくすることによっ
て行われる。

この方法は、水の消費量に関しては経済的であるが、
流体の平均密度を変えるためにさらに気体や流体を用い
なければならないという欠点を有する。このため、濾過
装置の構成と動作がより複雑になる。さらにこの方法に
おいては、粒子状濾過材の密度が原水の密度よりも10〜
20％小さくなければならない。

浮上濾過床を備えた濾過装置において、浮上濾過床を
上昇流内で重力を利用してバックウォッシュする洗浄方
法も知られている。この方法はアメリカ合衆国特許第4,
446,027号に記載されているもので、この方法による
と、粒子状濾過材は、その平均直径が0.7mmとマクロな
大きさであり、その均等係数が1.6のガラスの球であ
り、浮上濾過床はこのような粒子状濾過材によって構成
され、原水のタンクの下方に支持されている。浮上濾過
床の厚さは約0.3mと薄く、第一段階の洗浄後に原水中に
分散している軽い濾過すべき物質をその表面に捕獲する
のに使用される。この第一段階においては、重い物質が
浮上濾過床の下方に位置する下部タンクの沈澱領域に沈
む。さらに、この沈澱領域外では、この下部タンク内の
原水が循環して撹拌される。浮上濾過床を構成する粒子
状濾過材の大きさはまちまちであるため、最も大きなも
のを浮上濾過床の上部に、最も小さなものを浮上濾過床
の下部に配置する。このように配置すると、濾過すべき
物質が濾過装置内に侵入する確率を低くすることができ
る。

この濾過装置において、バックウォッシュは上部タン
ク内の濾過水を用いて行われる。この濾過水が導入され
ることによって、浮上濾過床が膨張し、この浮上濾過床
の下部表面層に捕らえられていた濾過すべき物質が解放
される。この発明においては、濾過の際に、撹拌による
凝結と、沈澱と、さらに浮上濾過床内での上昇流による
濾過とを組み合わせることが記載されている。この濾過
装置では、浮上濾過床の汚れは少なく、しかも汚れは浮
上濾過床の下側表面に集中するため、重力によるバック
ウォッシュには水をほとんど必要としない。

一般的に、バックウォッシュに用いられる水の量は、
上向き濾過を行うための浮上濾過床を備えた濾過装置を
洗浄する場合には極めて多くなる。例えば、アメリカ合
衆国特許第4,582,609号には、ガラス製の中空ミクロボ
ールを樹脂で接合して成るガラスマクロボールと呼ばれ
る集合体、又は、エポキシ樹脂などのポリマーやポリス
チレンなどの発泡材料の粒子のボールで構成されたもの
を浮上濾過床とする方法が記載されている。重力を利用
して濾過装置のバックウォッシュを行うには、バラスト
装置内に支持されている浮上濾過床を浸漬状態にし、次
に濾過水を浮上濾過床を介して排出させ、それを流動床
とし、これによって濾過床の上方に存在する濾過水の量
を増加させる。濾過された水を排出するにはバラスト装
置と浮上濾過床の全体を浸漬させる。もちろん、この場
合にはバックウォッシュに使用される濾過水の量は極め
て多く、先に例示した特許の場合をはるかに上回る。さ
らに、このタイプの装置は製造がより難しく経済性で劣
る。

発明が解決しようとする課題本発明は、従来技術の上記欠点を解決して、構成が簡
単であり、経済的、かつ、洗浄の際に使用する流体の消
費量が少なく、上向き濾過を行う濾過装置を提供するこ
とを目的とする。

課題を解決するための手段第一の課題は、少なくとも下端が封止された縦型の柱状又は円筒形の
容器と、容器の下端から所定距離離れた位置に接続される原水
導入パイプと、容器の上端側に接続される濾過水排出パイプと、容器内の濾過水排出パイプの接続位置よりも下方に、
その内部を仕切るように設けられる濾過材支持体と、容器内の、濾過材支持体よりも下側に収容され、密度
が原水よりも小さく、粒子密度が５〜500kg/m³であり、
濾過時には透過材支持体によって支持されて、下部が原
水導入パイプの開口よりも高い浮上濾過床を形成する粒
子状濾過材と、一方の端部が容器の下端に接続され、他方の端部が、
容器の底面よりも高い位置であって、原水導入パイプの
開口より低い位置に設けられる分岐部に接続され、洗浄
時に容器内の流体を分岐部から最小濾過速度よりも速い
速度で外部に排出することができる汚水排出パイプと、下端が汚水排出パイプの分岐部に接続され、容器内に
保持される原水の最高水位より高い位置に開口する通気
用パイプと、から成り、上昇流体を濾過する濾過装置により解決さ
れる。

本発明の別の特徴によれば、粒子状濾過材の粒子密度
は５〜150kg/m³である。

本発明の別の態様によれば、粒子状濾過材が、発泡ポ
リスチレン又は発泡ポリエチレン粒子であり、その粒子
密度が50kg/m³である。

本発明の別の特徴によれば、洗浄時に汚水排出パイプ
から排出される汚水の速度が、最小濾過速度（Vmf）の
８倍以内である。

本発明の別の好ましい態様によれば、洗浄時に汚水排
出パイプから排出される汚水の速度が、最小濾過速度
（Vmf）の1.1ないし1.5倍である。

本発明の別の特徴によれば、導入パイプの先端に、容
器内に原水を一様に分配して供給し得る分配装置を有す
る。

本発明の別の態様によれば、上記濾過装置は、一方の
端部が原水導入パイプの途中に接続され、他方の端部が
容器の下端近傍に接続され、洗浄時に容器の底部に原水
を導入し、容器の底部に溜まっている汚水を一掃し得る
バイパスパイプを具備する。

本発明の別の目的は、浮上濾過床の洗浄に濾過水を使
用する必要がなく、少量の原水によって洗浄をおこない
得る濾過装置の洗浄方法を提供することである。

この目的は、以下のステップ（ａ）〜（ｃ）から成る
濾過装置の洗浄方法によって達成される。

（ａ）汚水排水パイプを開放すると共に、容器内の気
圧を大気圧と同じにし、容器内に残っている原水を最小
濾過速度（Vmf）よりも速い速度で容器外に排出させる
ことによって容器内を逆流する流体によって浮上濾過床
中の濾過された物質を洗い流すステップ。

（ｂ）原水及び濾過された物質から成る汚水の排出が
停止した後、原水導入パイプから導入される原水によっ
て、容器内の粒子状濾過材の柱の下端寄りを洗浄するス
テップ。

（ｃ）所定時間洗浄を行った後、汚水排水パイプを閉
鎖するステップ。

この洗浄方法の別の特徴によれば、上記の洗浄するス
テップの後に、原水導入パイプからの原水の導入を停止
すると共に、バイパスパイプから原水を導入し、容器の
底部に滞留している汚水を一掃し、その後に、バイパス
パイプからの原水の導入を停止するステップを行う。

本発明の他の特徴及び利点は、密封型濾過装置に関す
る添付の図面を参照した以下の説明により明らかになろ
う。

実施例上向き濾過を行う濾過装置は、柱状又は円筒形の容器
７を備えている。この容器７は両端部が、それぞれ上部
蓋14と下部蓋15によって封止されている。濾過水排出パ
イプ２が上部蓋14の孔からこの容器内に通じている。以
下の説明では流体として水を考えるが、もちろん、本発
明が水を用いる場合に限定されることはない。濾過水排
出パイプ２の途中にバルブ21が設置されているため、こ
のバルブ21を用いて濾過水の排出を制御することができ
る。この上部蓋14には空気導入用パイプ６が接続されて
いる。この空気導入用パイプ６は、容器７内に空気を導
入するためのバルブ９を備えている。上部蓋14のごく近
傍にはさらに浮上濾過床を支持するための濾過材支持体
12が設けられている。この濾過材支持体12は、例えばグ
リッドや多孔板であり、濾過段階において浮上濾過床16
を支持する機能がある。もちろん、濾過材支持体12に設
けられている孔の大きさは、浮上濾過床を構成する粒子
状濾過材の粒子又はボールの大きさよりも小さいもので
ある。浮上濾過床を構成する粒子状濾過材は、原水即ち
水よりも密度が小さければ任意の物質でよい。この物質
としては、密度が５〜500kg/m³、即ち、比重が0.005〜
0.5のものを選択する。さらに、この密度は、５〜150kg
/m³の範囲であることが好ましい。さらに具体的に述べ
れば、特に本発明の実施例では、密度が50kg/m³、即
ち、比重が0.05の発泡ポリスチレン又は発泡ポリエチレ
ンを材料として選択することが好ましい。以下に説明す
るように、密度が水と比べて小さいことが洗浄の際に重
要である。このように比重又は密度が小さな粒子ほど浮
動して濾過材支持体12の下面に凝集し、浮上濾過床を形
成する。この浮上濾過床内では粒子状濾過材は相互に接
触している。複数の粒子状濾過材から成るこの浮上濾過
床は、濾過材支持体12と、容器７内に原水を導入する分
配装置13の間の空間をほぼ100％占有することができ
る。この浮上濾過床の下端の下方、かつ、容器７の下部
蓋15から所定の距離離れた位置には、原水導入パイプ１
が接続される。この原水導入パイプ１の先端には、容器
内に原水を一様に分配するための分配装置13が設けられ
る。また、この原水導入パイプ１は、原水の導入を制御
するためのバルブ８を備えている。容器７の下部には、
下部蓋15に設けられた孔を介して、容器７の下方に延び
る汚水排出パイプ３が接続される。容器７の側方には、
容器７の底面よりも高い位置であって、原水導入パイプ
１の開口より低い位置に設けられる分岐部30が設けら
れ、一方の端部が容器７に接続された汚水排出パイプ３
は、Ｕ字状に折り返され、その他方の端部が、この分岐
部30に接続される。この汚水排出パイプ３は、バルブ10
によって開閉制御される。原水導入パイプ１には、その
バルブ８の上流と容器７の下部蓋15の近くの側方に設け
られる孔と連通するバイパスパイプ４が接続される。こ
のバイパスパプ４は洗浄時に容器７の底部に溜まってい
る汚水を一掃し得るものである。このバイパスパイプ４
の途中には、バルブ11が設けられており、バルブ８を閉
鎖し、バルブ11を開放すると、原水導入パイプ１が容器
７の底部と連通するものである。汚水排出パイプ３の上
部には、下端が汚水排出パイプ３の分岐部30に接続され
た鉛直な通気用パイプ５が設けられ、汚水排出パイプ３
には通気用パイプ５から空気が遅られる。この通気用パ
イプ５の上端は、濾過装置内に原水が満たされたときの
最高水位よりも高い位置にある。また、汚水排水パイプ
３と通気用パイプ５の境界位置から突出する分岐部30の
一端にはそこから下方に延びる排水用の鉛直パイプ部31
が接続される。分岐部30は原水導入パイプ１の開口より
も低い位置にあるので、洗浄のために容器７内の原水を
抜いたときに、分岐部30の高さがその水位の最低高さと
なり、第３図に示したように、この最低水位より下方に
汚水領域と、互いに接触している床内の粒子状濾過材と
から成る領域160とが形成される。原水導入パイプ１
は、分岐部30、即ち、原水の最低水位よりも高い位置に
あることがわかる。第１図には、浮上濾過床が浸漬され
ている状態が示されており、濾過段階における浮上濾過
床は網目模様で示してある。汚水排出パイプ３の寸法
は、バルブ10を開放したときに容器７内の汚水排出速度
が、浮上濾過床における最小濾過速度Vmfよりも大きく
なるようにする。この速度はVmf〜8Vmfの値とする。さ
らに、汚水排出パイプ３の寸法が大きくなり過ぎないよ
うにするために、この値を1.1〜1.5Vmfにすることが好
ましい。

濾過段階では、原水は分配装置13から導入されて上昇
流となり、浮上濾過床を通って濾過装置の上部に送られ
る。このとき、浮上濾過床には原水中の濾過すべき物質
が捕獲される。濾過水は透過支持体12を通過して濾過水
排水パイプ２から回収される。この濾過装置を使用する
につれて、その浮上濾過床は下部から上部に向けて汚
れ、目詰まりを起こす。マノメータ（図示せず）によっ
て濾過装置の下部と上部の圧力差を測定することにより
いつからどの程度の圧力差が発生しているかが分かり、
この圧力差から目詰まりの様子を推測して濾過装置の洗
浄時期を決定することができる。

本発明の洗浄方法は大まかに３つの段階から成る。即
ち、容器７中の原水の水位を低下させる段階、洗浄段
階、満水段階である。この３段階を経ることにより濾過
装置は再使用可能な状態になる。原水の水位を低下させ
るには、バルブ10を開放すると共に、この容器７は密封
されているので、バルブ９を開放して容器７の上部を大
気圧にし、原水を排出させる。すると容器７内の水位が
急速に低下する。容器内の水位の低下速度は最小濾過速
度よりも大きく、しかも粒子状濾過材は、その密度が水
よりもはるかに小さいため、この段階で驚くべき現象が
発生する。実際、浮上濾過床を構成していた粒子濾過材
から成る柱の内部に、粒子状濾過材がもはや互いに接触
せず流動化状態に近い状態となっている領域が発生する
という予想外のことが起こっていることが確認された。
この領域が第２図に参照番号161として示されている。
この領域161の上には領域162がある。領域162では、浮
上濾過床を構成していた粒子状濾過材の間から原水が除
去され、即ち、浸漬解除されて新たに相互接触する。水
面の限界位置は領域161と162の間にある。領域161の下
には粒子状濾過材で構成された領域160が再び存在して
おり、この領域160内では粒子状濾過材が互いに接触し
ている。上記の現象が起こっている間、浮上濾過床は第
２図に示すようにわずかに膨張する。この領域160が膨
張した状態は、従来は浮上濾過床に大量の流体を導入し
なければ得ることができず、しかも、領域161において
は、大量の流体を導入したときよりも大きな間隔を粒子
状濾過材間に得ることができる。粒子状濾過材が存在し
ない領域161では、粒子状濾過材により捕獲されていた
原水より密度が大きな濾過された物質は、領域161が濾
過装置の容器の下部に向かって進むにつれて沈降し、下
方に拡散していく。この間、濾過された物質は、原水と
共に、汚水として汚水排出パイプ３から排出される。

従って、この段階では、濾過水が全く使用されず、濾
過装置の浮上濾過床内に存在していた原水により、浮上
濾過床が洗浄されることがわかる。水位の低下が停止す
ると、濾過装置は第３図に示す状態となる。即ち、この
状態では、領域162に存在する、浮上濾過床を構成して
いた粒子状濾過材の大部分は完全に浸漬状態から解除さ
れ、原水の水位は汚水排出パイプ３に接続される分岐部
30に近い高さとなる。領域160に存在する一部の粒子状
濾過材は浸漬状態であり、水面上の領域162に存在する
粒子状濾過材を支持する。このとき、原水導入パイプ１
の下方に存在している粒子状濾過材の浸漬解除領域と、
浸漬されている領域160とには、原水と比べてまだかな
りの割合で濾過すべき物質が存在しているので、原水導
入パイプ１から分配装置13を通して供給される原水によ
って、洗浄することが好ましい。このようにすると、汚
水排出パイプ３から、濾過装置の原水導入パイプ１の下
方に残っている汚水を排出することができる。この洗浄
が終わるとバルブ10は閉鎖され、濾過装置には原水導入
パイプ１から下水が導入され始める。水位が上昇するに
つれて濾過装置内の空気が追い出され、粒子状濾過材は
再上昇して上部の濾過材支持体12に突き当たるする位置
で止まり、浮上濾過床を構成する。容器内の気圧を大気
圧と同じにするために開放されている上部のバルブ９を
容器７内から空気が無くなるまで開放しておく。このバ
ルブ９を閉鎖すると濾過装置は自動的に再び作動を開始
する。

別の実施例によると、バルブ８を閉鎖すると共にバル
ブ11を開放し、バイパスパイプ４を通じて底部に原水を
導入することにより、濾過装置の底部に存在している濾
過された物質を完全に排出する。

好ましい動作例では、水位の低下中に原水導入パイプ
１から原水を供給し続ける。このことは可能である。な
ぜなら、原水導入パイプ１から導入される水流の速度は
汚水排水用パイプ３から排出される汚水の速度の1/5〜1
/10だからである。従って、原水が導入されるか否かは
洗浄にほとんど関係なく、しかもバルブ８を操作する必
要がない。

本発明に係る濾過装置及びその洗浄方法においては、
洗浄を行うための大量の流体を導入するための補助シス
テムを必要としないという利点を有する。同様に、浮上
濾過床を撹拌するための空気を導く補助システムを使用
する必要もない。

最後に、これまで説明したように、上記の洗浄方法
は、洗浄段階において、粒子状濾過材と、濾過段階で捕
獲された濾過された物質の本来の特性を最大限に利用で
きるという利点を有する。実際、密度が水よりも大きい
濾過された物質は、沈降する傾向があり、下方に向かう
水流に伴われて移動する。一方、原水よりも密度が遥か
に小さな粒子状濾過材は液相から逃げて、領域161を形
成することに寄与する。この領域161が、水面が急速に
下降する間浮上濾過床を洗浄していく。濾過装置は極め
て迅速に数秒間で洗浄することができる。この結果、濾
過水が消費されないだけでなく、この洗浄中に消費され
る原水の量は大きく減少する。さらに、汚水排水パイプ
３から排出された汚水から傾瀉法によって沈澱物を分離
し、次いで沈澱物が分離された水を原水とし、濾過装置
内にリサイクルさせることも可能である。

ここでは密封型濾過装置について本発明を説明した
が、本発明はもちろん開放型濾過装置にも応用可能であ
る。この場合、空気導入用パイプのバルブの開閉操作は
必要ない。

本発明の効果をはっきりとさせるため、本発明に係る
濾過装置を用いた場合と、濾過床に砂を用いた従来の濾
過装置を用いた場合を比較した例を以下に示す。

実験は、濾過すべき物質（MeS）を26mg/の割合を含
み、塩化第二鉄で処理した原水について行った。

上記の濾過材は、直径150mmの柱の内部に配される。
濾過床の厚さは、いずれの場合も1mである。

試験によって得られた結果を以下の表に示す。

上記の２周囲の粒子状濾過材の粒度特性は、密度を除
いてはほぼ等しい。

TE（実効サイズ）は粒子状濾過材の重量の10％が篩を
通過するサイズをmmで表した値である。CUは均等係数で
ある。d_Rは実際の密度である。Vmfは最小濾過速度であ
る。

濾過すべき物質を含む原水は共通の回路から供給す
る。

上記２種類の濾過装置において、それぞれ濾過速度の
調整機構を制御して、濾過装置の濾過水排出パイプから
流出する濾過水の速度が128/hとなるようにする。こ
の値は濾過速度8m/hに対応する。

浮上濾過床を備える濾過装置は上記した方法で洗浄す
る。汚水の排出速度の初期値は浸漬解除時には70m/h＝
1.4Vmfである。

砂式濾過装置は以下のようにして洗浄する。

− 空気の吹き込み（55m/h）＋水（15m/h）を５分間、 − 水道配管からの水を20m/hの上昇流にした洗浄を10
分間。

水の濁り度が1NTUに達したときに濾過装置の掃除を行
う。

発明の効果結論として、浮上濾過床式濾過装置の場合も砂式濾過
装置の場合も濾過性能に関しては同程度の結果である。
まとめると、以下のようになる。

− 濾過水の最小濁り度＝0.3〜0.4NTU。

− 濾過水の最終濁り度は1NTUである。ここで言う1NTU
とは、濾過水中に濾過しきれなかった物質が1.7kg/m³で
保持されていることに対応する。圧力損失は水柱0.8mで
ある。従って、本発明においては、洗浄時に失われる原
水は1/6になり、濾過水の損失は1/3になり、発生する汚
水は砂式濾過装置の場合の少なくとも1/3.5になり、さ
らに、本発明では空気が全く消費されない。

同様に、本発明の原理はアメリカ合衆国特許第4,446,
027号に記載の原理とは完全に異なっていることがわか
る。即ち、後者では、原水は濾過すべき物質を300mg/
含んでおり、濾過速度は5m/hであるのに対して、サイク
ル終了時の圧力損失は0.05mにしか過ぎない。これは、
濾過すべき物質を多く含む原水でも濾過床が汚れず、圧
力損失が小さいことを意味する。というのは、濾過速度
が小さいために、濾過すべき物質の大部分が沈澱するか
らである。本発明では濾過にあたって濾過された物質の
沈澱による分離を行わず浮上濾過床内部での沈降作用を
利用しているが、上記のアメリカ合衆国特許第4,446,02
7号では表面効果のみが利用されている。

当業者に明らかな変更もやはり本発明の範囲に含まれ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の濾過装置が濾過段階で動作している
状態を示す図である。第２図は、本発明の濾過装置が本発明の方法の洗浄段階
開始状態を示す図である。第３図は、歩発明の濾過装置が、本発明の洗浄方法のゆ
すぎ状態を示す図である。（主な参照番号）１……原水導入パイプ２……濾過水排出パイプ３……汚水排出パイプ４……バイパスパイプ５……通気用パイプ７……容器８……バルブ９……バルブ 10……バルブ 11……バルブ 12……濾過材支持体 14……上部蓋 15……下部蓋 16……浮上濾過床 160……領域 161……領域

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも下端が封止された縦型の柱状又
は円筒形の容器（７）と、容器（７）の下端から所定距離離れた位置に接続される
原水導入パイプ（１）と、容器（７）の上端側に接続される濾過水排出パイプ
（２）と、容器（７）内の濾過水排出パイプ（２）の接続位置より
も下方に、その内部を仕切るように設けられる濾過材支
持体（12）と、容器（７）内の、濾過材支持体（12）よりも下側に収容
され、密度が原水よりも小さく、粒子密度が５〜500kg/
m³であり、濾過時には透過材支持体（12）によって支持
されて、下部が原水導入パイプ（１）の開口よりも高い
浮上濾過床を形成する粒子状濾過材（16）と、一方の端部が容器（７）の下端に接続され、他方の端部
が容器（７）の底面よりも高い位置であって、原水導入
パイプ（１）の開口より低い位置に設けられる分岐部
（30）に接続され、洗浄時に容器（７）内の流体を分岐
部（30）から最小濾過速度よりも速い速度で外部に排出
することができる汚水排出パイプ（３）と、下端が汚水排出パイプ（３）の分岐部（30）に接続さ
れ、容器（７）内に保持される原水の最高水位より高い
位置に開口する通気用パイプ（５）と、から成り、粒子状濾過材（16）中を上昇する流体を濾過
する濾過装置。
【請求項２】粒子状濾過材（16）の粒子密度が５〜150k
g/m³である請求項１に記載の濾過装置。
【請求項３】粒子状濾過材（16）が、発泡ポリスチレン
又は発泡ポリエチレン粒子であり、その粒子密度が50kg
/m³である請求項２に記載の濾過装置。
【請求項４】洗浄時に汚水排出パイプ（３）から排出さ
れる汚水の速度が、最小濾過速度（Vmf）の８倍以内で
ある請求項１ないし３のいずれか一に記載の濾過装置。
【請求項５】洗浄時に汚水排出パイプ（３）から排出さ
れる汚水の速度が、最小濾過速度（Vmf）の1.1ないし1.
5倍である請求項４に記載の濾過装置。
【請求項６】導入パイプ（１）の先端に、容器（７）内
に原水を一様に分配して供給し得る分配装置（13）を有
する請求項１ないし５のいずれか一に記載の濾過装置。
【請求項７】一方の端部が原水導入パイプ（１）の途中
に接続され、他方の端部が容器（７）の下端近傍に接続
され、洗浄時に容器（７）の底部に原水を導入し、容器
（７）の底部に溜まっている汚水を一掃し得るバイパス
パイプ（４）を具備する請求項１ないし６のいずれか一
に記載の濾過装置。
【請求項８】原水によって浮上濾過床を洗浄する請求項
１ないし７のいずれか一に記載の濾過装置の洗浄方法。
【請求項９】以下のステップ（ａ）〜（ｃ）から成る請
求項８に記載の濾過装置の洗浄方法。（ａ）汚水排出パイプ（３）を開放すると共に、容器
（７）内の気圧を大気圧と同じにし、容器（７）内に残
っている流体を最小濾過速度（Vmf）よりも速い速度で
容器（７）外に排出させることによって容器（７）内を
逆流する原水によって浮上濾過床中の濾過された物質を
洗い流すステップ。（ｂ）原水及び濾過された物質から成る汚水の排出が
停止した後、原水導入パイプ（１）から導入される原水
によって、容器（７）内の粒子状濾過材（16）の柱の下
端寄りを洗浄するステップ。（ｃ）所定時間原水による洗浄をを行った後、汚水排
出パイプ（３）を閉鎖するステップ。
【請求項１０】請求項９に記載の洗浄方法における粒子
状濾過材（16）の柱の下端寄りを洗浄するステップの後
に、原水導入パイプ（１）からの原水の導入を停止する
と共に、バイパスパイプ（４）から原水を導入し、容器
（７）の底部に滞留している汚水を一掃し、その後に、
バイパスパイプ（４）からの原水の導入を停止するステ
ップを追加実行する請求項７に記載の濾過装置の洗浄方
法。