JP4277589B2 - 上向流式ろ過装置 - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上向流式ろ過装置に関し、詳しくは、浮上ろ材を用いた大型の高速ろ過装置において、ろ過層でろ過されたろ過水とろ材の洗浄排水を分離排出することができる上向流式ろ過装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、ろ材に砂等を使用したろ過装置においては、ろ過層でろ過されたろ過水とろ材の洗浄排水を分離するようにした提案がいくつかなされている。例えば、特許文献1には、ろ過水と洗浄排水を流入させる流入槽をろ過槽上面端に併設し該流入槽を仕切り板でろ過槽側よりろ過水槽と洗浄排水槽に区分すると共に、ろ過時にろ材により形成したろ過層に原水を供給し、上記ろ過槽を通過したろ過水をろ過水槽に放出させ、洗浄時には上記ろ過水よりも多い水量の洗浄水をろ過時と同一流水方向のもとに供給し、この流水によりろ材粒子を浮遊させて、ろ材粒子に付着している固形物を分離させ、洗浄排水を洗浄排水槽に放出させるようにしたろ過装置が記載されている。つまり、上記の装置は、ろ過水と洗浄排水の放出位置がそれぞれの液量の差により異なる点に着目し放出位置に合わせて仕切り板で区画したろ過水槽と洗浄排水槽を設けることによりろ過水と洗浄排水を分離しようとする方式を採用している。また、浮上ろ材を用いた大型の高速ろ過装置においては、従来から、ろ過槽上面端に併設した処理水渠にろ過水と洗浄排水を流入させた後、該処理水渠の下部に設けたろ過水弁とろ洗浄排水弁を開閉することによりろ過水と洗浄排水を分離する方式が採用されている。
【0003】
【特許文献1】
特開昭50−56742号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1の発明に記載されたろ過装置の方式は、浮遊性物質を捕捉するろ材からなるろ過層のろ過速度が安定していれば有効な手段であるが、ろ材が目詰まりするなどの要因でろ過速度が変化した場合には放出位置が一定でなくなり、ろ過水と洗浄排水の分離に確実性が欠けるという問題があった。また、浮上ろ材を用いた大型の高速ろ過装置では、処理する原水量が多いことから設備上大口径のろ過水弁とそれに付随する大口径の配管が必要となり設備コストの上昇や設置スペースの増大を招くという問題があった。
【0005】
そこで本発明は、ろ過水とろ材洗浄排水を槽上部の集水トラフで集水する上向流でろ過する大型のろ過機において、洗浄排水とろ過水を簡潔で確実に分離できる上向流式ろ過装置を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の上向流式ろ過装置は、原水をろ過槽の槽下部から供給しろ過層で分離したろ過水をろ過槽上部に配設した集水トラフで集水する浮上ろ材を用いた上向流式ろ過装置において、ろ過槽上部側面に原水を流入させる調圧槽を配設して、ろ過流量が安定するように適正な液位に調整し、上記集水トラフからろ過水が流れ込む処理水渠をろ過槽に並設し処理水渠内部に垂設した仕切りでろ過槽側から洗浄排水渠とろ過水渠に区画し洗浄排水渠の洗浄排水口に接続した洗浄排水管にろ過工程の運転信号により自動で開閉が行える洗浄排水弁を設けろ過水の集水時には、洗浄排水弁を閉じ洗浄排水渠に流入したろ過水を仕切りの上部からろ過水渠に越流させ、ろ材の洗浄水をろ過槽の槽下部から供給する時には、洗浄排水弁を開き洗浄排水を洗浄排水渠の洗浄排水口から排水すること、また原水供給管に配した原水供給弁が洗浄水の流量調整が可能な開度調整機能を有する自動弁であることを特徴としている。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1は本発明に係わる上向流式ろ過装置のろ過工程時の状態を示す説明図であり、図2は同じく本発明に係わる上向流式ろ過装置の洗浄工程時の状態を示す説明図である。また図3は従来から実施されている通常の上向流ろ過装置のろ過工程および洗浄工程時の状態を示す説明図である。
【0008】
まず、図1に示すように本形態例に示す上向流式ろ過装置1は装置の中央部にろ過槽2を、ろ過槽2上部の側面部に処理水渠3と調圧槽15を、それぞれ設けたものであって、ろ過槽2は軸線を鉛直方向とした上下方向中間部にろ過室20を、下部に原水流入室21を、上部に集水室19を設けている。前記調圧槽15は上部側面に原水流入口17を、下部に原水流出口18をそれぞれ配設しており、前記処理水渠3は下部底面より鉛直方向に垂設した仕切り4で分割された洗浄排水渠7とろ過水渠8で形成されている。また、前記集水室19は該集水室19上部に配設した集水トラフ6で構成されており、前記ろ過室20は浮上ろ材26で充填されたろ過層22と機械式撹拌装置27および空気式撹拌装置28からなる撹拌装置23と上部ろ材支持板29および下部ろ材支持板30で構成されている。なお、前記機械式撹拌装置27は撹拌羽根36を配設した撹拌シャフト35と、撹拌駆動機37により構成されており、前記空気撹拌装置28は洗浄ノズル39を配設した洗浄管38により構成されている。また原水流入口17には原水流入管40が接続されている。
【0009】
原水流出口18と原水流入室21の底面に配設した原水供給口25の間には原水供給弁12を配した原水供給管41が接続されており、洗浄排水渠7に配設した洗浄排水口11に接続した洗浄排水管10は洗浄排水弁5を配している。さらに、ブロワ(図示せず)と洗浄管38の間には洗浄空気弁50を配した洗浄空気供給管47が接続されており、原水供給管41と洗浄排水管10の間には排水弁42が配設されている。
【0010】
このように形成した上向流式ろ過装置1は、以下に示すろ過工程および洗浄工程を行うことにより、原水中に含まれた浮遊性物質の捕捉ならびに除去と、ろ過水と洗浄排水を簡喫で確実に分離することができる。図1は原水のろ過工程を行っているときの状態を、図2はろ材の洗浄工程を行っているときの状態を示す説明図である。また、図3は従来技術である上向流式ろ過装置1のろ過工程並びに洗浄工程の説明図である。
【0011】
図1に示すように本発明である上向流式ろ過装置のろ過工程は原水が原水流入管40から調圧槽15の原水流入口17に流入することから始まる。調圧槽15に流入した原水はろ過水量が安定するように該調圧槽15で適正な液位に調整された後、原水流出口18に接続した原水供給管41を通りろ過槽2の入口部にあたる原水供給口25から原水流入室21に流入する。なお、この時原水供給管41に配設した原水供給弁12は原水のろ過槽2への供給が可能となるように開にする。原水流入室21に流入した原水は該原水流入室21で整流した後さらに、ろ過室20に流入し、ろ材の流出防止のために設けられた下部ろ材支持板30と上部ろ材支持板29間に形成されたろ過層22においてろ過される。すなわち、該ろ過層22は内部に浮上ろ材26を充填しているため原水中に含まれた浮遊性物質を捕捉する機能を有している。なお、浮上ろ材26としては浮上性を有するものならば任意の素材を使用することが可能であるが、空隙率および浮遊性物質の除去性が高くてろ過損失水頭の上昇が少なく、かつ、洗浄によって変形が生じることのない繊維ろ材が好ましい。このようにして、ろ過処理された原水はろ過室20上部から集水室19にろ過水として流出し、ろ過面に対して均等に集水させる機能をもつ集水トラフ6から洗浄排水渠7に流入する。
【0012】
上記のように、処理水渠3の前段部にあたる洗浄排水渠7に流入したろ過水は洗浄排水渠7とろ過水渠8の間に垂設した仕切り4を越流して洗浄排水渠7からろ過水渠8に流入する。なお、ろ過運転中は洗浄排水弁5を閉にしているためろ過水は洗浄排水口11より排水されることはない。なお、上記洗浄排水弁5はろ過運転の信号により操作が行える自動弁である。以上がろ過運転の工程である。
【0013】
次に本発明である上向流式ろ過装置の洗浄工程を図2に基づいて説明する。安定したろ過工程を継続させるためには、あらかじめ設定したろ過時間あるいは最終ろ過損失水頭によりろ材の洗浄を行う必要がある。洗浄工程に切り換わると同時に、ろ過槽2に滞留した原水は液面が上部ろ材支持板29の下端位置になるまで排水弁42から排水される。その後、機械式撹拌装置27と空気式撹拌装置28の運転を開始すると、ろ過槽2内の原水に撹拌力による旋回流が働き、浮上ろ材26に捕捉された浮遊性物質は浮上ろ材26から取り除かれろ過槽2下部に沈殿する。沈殿した浮遊性物質は機械式撹拌装置27と空気式撹拌装置28を停止した後、ろ過槽2下部から排水弁42を介して排出される。浮遊性物質をろ過槽2下部から排出した後、ろ過槽2下部より洗浄水を規定水位まで流入し機械式撹拌装置27と空気式撹拌装置28を運転するのと同時に洗浄水をろ過槽2下部からから上向流で通水すると、浮上ろ材26に強い旋回流が働き、捕捉された浮遊性物質は再び浮上ろ材26から取り除かれる。なお、洗浄水は原水を使用するのが好ましく、また、洗浄水をろ過槽2に供給する方法は前記ろ過工程で説明した原水の供給方法と同じく調圧槽15に流入した洗浄水を原水流出口18に接続した原水供給管41を介して原水供給口25から流入させるものとする。この時、原水供給管41に配設した原水供給弁12は洗浄水のろ過槽2への供給が可能となるように開にしておく。ろ過層22を通過した洗浄水は洗浄排水としてろ過槽2上部に配設した集水室19から集水トラフ6を介して処理水渠3に設けた洗浄排水渠7に流入する。洗浄工程時には、洗浄排水管10に設けた洗浄排水弁5を開にしているので洗浄排水渠7へ流入した洗浄排水はろ過水渠8に流入することなく洗浄排水管10を通り流出される。なお、洗浄排水管10の口径は洗浄運転時の洗浄水量から決定するものとし、洗浄水量は原水供給弁12の開度調整により適正量を調整するものとする。また、上記原水供給弁12は洗浄水の流量調整が可能な開度調整機能を有する自動弁が好ましい。以上が洗浄運転の工程である。
【0014】
図3は浮上性ろ材を使用したろ過装置のろ過工程ならびに洗浄工程を示す従来技術の説明図である。図3に示すように処理水渠3の下部にはろ過水弁49と洗浄排水弁5が設けられている。このように設けたろ過水弁49と洗浄排水弁5の開閉操作を行うことにより原水をろ過したろ過水とろ材の洗浄排水を容易に分離かつ、排水することが可能となるものであるが、浮上ろ材を用いた大型の高速ろ過装置では、処理する原水量が多いことから、ろ過水弁49には大口径の弁とそれに付属する大口径の配管が要求され、弁及び配管の大きな設置スペースが必要となり、配管も複雑となる。
【0015】
【発明の効果】
以上説明したように、本願の請求項1に記載の発明によれば、ろ過槽上部に配設した集水トラフからの上記ろ過水とろ材の洗浄排水が流れ込む処理水渠内に、ろ過槽と並行かつ鉛直方向に仕切りを設け、この仕切りで処理水渠をろ過槽側から洗浄排水渠とろ過水渠に区画することにより、洗浄排水渠の底面に設けた洗浄排水弁の操作でろ過水と洗浄排水を簡潔で確実に分離することが可能となり、また、従来技術方式では必要であった大口径のろ過水弁とそれに付随する大口径の配管を削減でき設備コストおよび配置スペースの点でコストダウンが期待できる。また、上記洗浄排水弁をろ過工程の運転信号により開閉が行える自動弁にすることで、操作が容易となる。さらに、本願の請求項に記載の発明によれば、原水供給弁を洗浄水の流量調整が可能な開度調整機能を有する自動弁にすることにより安定した洗浄運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係わる上向流式ろ過装置のろ過工程時の状態を示す説明図である。
【図2】 本発明に係わる上向流式ろ過装置の洗浄工程時の状態を示す説明図である。
【図3】 浮上性ろ材を使用したろ過装置のろ過工程ならびに洗浄工程を示す従来技術の説明図である。
【符号の説明】
1 上向流式ろ過装置
2 ろ過槽
3 処理水渠
4 仕切り
5 洗浄排水弁
6 集水トラフ
7 洗浄排水渠
8 ろ過水渠
10 洗浄排水管
11 洗浄排水口
12 原水供給弁
22 ろ過層
41 原水供給管

Claims (2)

  1. 原水をろ過槽(2)の槽下部から供給し、ろ過層(22)でろ過したろ過水をろ過槽(2)上部に配設した集水トラフ(6)で集水する浮上ろ材を用いた上向流式ろ過装置(1)において、ろ過槽(2)上部側面に原水を流入させる調圧槽(15)を配設して、ろ過流量が安定するように適正な液位に調整し、上記集水トラフ(6)からろ過水が流れ込む処理水渠(3)をろ過槽(2)に並設し処理水渠(3)内部に垂設した仕切り(4)でろ過槽(2)側から洗浄排水渠(7)とろ過水渠(8)に区画し、洗浄排水渠(7)の洗浄排水口(11)に接続した洗浄排水管(10)に、ろ過工程の運転信号により自動で開閉が行える洗浄排水弁(5)を設け、ろ過水の集水時には、洗浄排水弁(5)を閉じ洗浄排水渠(7)に流入したろ過水を仕切り(4)の上部からろ過水渠(8)に越流させ、ろ材の洗浄水をろ過槽(2)の槽下部から供給する時には洗浄排水弁(5)を開き洗浄排水を洗浄排水渠(7)の洗浄排水口(11)から排水することを特徴とする上向流式ろ過装置。
  2. 原水供給管(41)に配した原水供給弁(12)が洗浄水の流量調整が可能な開度調整機能を有する自動弁であることを特徴とする請求項1記載の上向流式ろ過装置。
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