JP6634116B2

JP6634116B2 - ろ過器の逆洗方法及び逆洗装置

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Publication number: JP6634116B2
Application number: JP2018102920A
Authority: JP
Inventors: 正和黒田; 杏梨吉田; 洋之進川端; 忠男新井
Original assignee: Yamato Co Ltd
Current assignee: Yamato Co Ltd
Priority date: 2018-05-30
Filing date: 2018-05-30
Publication date: 2020-01-22
Anticipated expiration: 2038-05-30
Also published as: JP2019205976A

Description

本発明は、濾材が充填されたろ過器の逆洗方法及び逆洗装置に関するものである。

水処理施設等において、原水中の濁質を分離除去する手段としてろ過器（砂ろ過器）が広く一般に使用されている。このろ過器はアンスラサイトや珪砂等の砂状もしくは粒状の濾材を充填した濾層を有し、このろ過器の前段において原水に凝集剤等を添加して濁質を凝集させ、この凝集物を濾層で捕集することで原水中の濁質を除去する。しかしながら、ろ過器は継続的な使用により濾材間に捕集物が溜まって濾層の間隙が閉塞し、ろ過抵抗が次第に大きくなる。このことは、ろ過流量の減少によるろ過効率の低下を引き起こす他、濾水の水質悪化の原因ともなる。従って、定期的に濾層の洗浄を行い、ろ過能力を回復する必要がある。濾層の洗浄方法としては濾層の下方から逆洗水（通常は濾水が用いられる）を送水し、濾層に溜まった捕集物を逆洗水ごとろ過器の上方に設けられた排出配管から排出する逆流洗浄（水逆洗）により行うことが一般的である。尚、水道施設設計指針によれば有効径０．６ｍｍ、均等係数１．３の濾層に対しては、水温２０℃の逆洗水で逆流洗浄流速約０．６ｍ／ｍｉｎの条件で逆洗を行うことで濾層の膨張率が約２０％となり、捕集物を濾材から剥離除去するのに適当な流動状態になるとされている。

しかしながら、最適な条件で水逆洗を行ったとしても、捕集物は完全には除去できず徐々に堆積してろ過効率を低下させる。また、逆洗では除去が困難な濁質の塊、所謂マッドボールの形成要因となる。そして、このマッドボールは濾層を閉塞してろ過効率を著しく悪化させ、水処理施設全体の運用に支障をきたす場合もある。

この問題点に対し、例えば下記［非特許文献１］、［特許文献１］、［特許文献２］には、捕集物を出来るだけ排出するために水逆洗に表面洗浄または空気洗浄を組み合わせて行うことが記載されている。特に、［特許文献１］、［特許文献２］では、空気洗浄と水逆洗の組み合わせにおいてマイクロバブルを用いる逆洗方法が記載されている。

水道維持管理指針２０１６日本水道協会

特許第５７４８３３８号公報特開２０１４−１５１３０４号公報

しかしながら、空気洗浄（以後、空洗とする）は気泡径が大きく濾層全体が攪乱され、濾材からの捕集物の剥離、細分化の効果は大きいものの、空洗時に濾層が膨張しすぎて濾材が舞い上がり排出配管から流出する虞がある。このため［非特許文献１］に記載されているように、ろ過器の水位を低下させてから空洗を行うことが必要となり、逆洗操作が煩雑化するという問題点がある。

また、［特許文献１］、［特許文献２］のように、逆洗水にマイクロバブルを混合した気液混合流（気泡流）を用いて逆洗を行う方法では、マイクロバブルが濾材に抑留された捕集物に付着して剥離を促進する効果はあるものの、マイクロバブルが合体して気泡径が大きくなることはほとんど無く上昇速度は非常に小さい。このため濾材を攪乱する力が弱く、大きな懸濁物質（捕集物）を細分化する効果は少ない。よって、大きな捕集物は逆洗水の流速では掃流されずに残留し易く、洗浄効率が低いという問題点がある。

また、濾層は、大きさの異なるろ過砂利を大きい順に下方から積層した支持層によって支持されていることが多い。しかしながら、空洗時の気泡は支持層のろ過砂利の成層を乱す場合があり、この場合には濾材が支持層を抜けて濾水とともに流失する虞が有る。この問題点に対し、支持層に多孔樹脂プレートを用いることが考えられる。しかしながら、支持層に多孔樹脂プレートを用いた場合、空洗時の気泡が特定の部位に偏ることが確認され、濾層全体を空洗できないという問題点がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ろ過器の水位を低下させることなく効果的な逆洗を行う事が可能なろ過器の逆洗方法及び逆洗装置の提供を目的とする。

本発明は、
（１）濾材の充填により構成され凝集剤の添加により形成された凝集物を捕集する濾層５２と、前記濾層５２を支持するための支持層５４と、を有するろ過器５０の逆洗方法であって、
前記支持層５４の下方から送水される逆洗水中に気泡径が１μｍ〜１００μｍのマイクロバブルと気泡径が１００μｍ〜数ｍｍのミニバブルを混合し、
前記マイクロバブルは前記凝集物に付着して前記凝集物の浮力を増大させるとともに、気泡径が数ｍｍのミニバブルは前記濾層５２中を上昇する過程で一部が合体して大きな径の気泡となって前記濾層５２を撹乱し、さらに前記大きな径の気泡は前記濾層５２の濾材粒子濃度の高いＩ層と、その上部に位置し水と気泡で構成されるII層との界面で前記Ｉ層からII層へ移動する際にジエット流を発生させ、前記ジエット流によりＩ層の上層の濾材粒子及び凝集物を撹乱することを特徴とするろ過器５０の逆洗方法を提供することにより、上記課題を解決する。
（２）濾材の充填により構成され凝集剤の添加により形成された凝集物を捕集する濾層５２と、前記濾層５２を支持するための支持層５４と、を有するろ過器５０の逆洗装置であって、
逆洗水を貯留する逆洗水槽１６と、前記逆洗水槽１６と前記ろ過器５０とを繋ぎ、前記逆洗水槽１６の逆洗水を前記支持層５４の下方に送出する逆洗配管３８と、前記逆洗配管３８に逆洗水を圧送する逆洗ポンプ３４と、前記ろ過器５０のろ過面よりも上方に設けられた排出配管３６と、を有し、
さらに、前記逆洗配管３８に設けられ外部から供給されるエアを気泡径が１００μｍ〜数ｍｍのミニバブルと気泡径が１μｍ〜１００μｍのマイクロバブル化して逆洗水中に混合する微細気泡生成手段６０と、前記マイクロバブル及びミニバブルのそれぞれの量を調節するエア流入量調節機構と、を備えたことを特徴とする逆洗装置８０を提供することにより、上記課題を解決する。

本発明に係るろ過器の逆洗方法及び逆洗装置は、逆洗水にマイクロバブル及びミニバブルを混合することで優れた逆洗能力を有することができる。また、本発明に係るろ過器の逆洗方法及び逆洗装置は、逆洗時にろ過器の水位を低下させる必要がなく、ろ過動作から連続して逆洗動作を行うことができる。これにより、高い逆洗能力を有する逆洗を容易に行うことができる。

本発明に係る逆洗装置を備えたろ過システムの概略構成図である。本発明に係る逆洗装置を備えたろ過システムの他の例を示す図である。本発明に係る微細気泡生成手段の一例を示す模式断面図である。微細気泡混合水の逆洗効果を示すグラフである。エア供給量と逆洗効果の関係を示すグラフである。

本発明に係るろ過器の逆洗方法及び逆洗装置について図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る逆洗装置８０を備えたろ過システム１００の概略構成図である。尚、ここでは気泡径が概ね１μｍ〜１００μｍのものをマイクロバブルと称し、気泡径が概ね１００μｍ〜数ｍｍのものをミニバブルと称する。

先ず、本発明を適用するろ過システム１００は、例えば、原水を供給する供給配管２０と、この供給配管２０に接続され原水に対し周知の凝集剤を添加する凝集剤添加部３０と、原水と凝集剤とを混合するラインミキサ等の周知の混合手段１５と、凝集剤によって生じた凝集物を捕集するろ過器５０と、このろ過器５０を通過した濾水を濾水槽１６に送る濾水配管２２と、本発明に係る逆洗装置８０と、を有している。

また、ろ過器５０は、周知の濾材の充填により構成された濾層５２と、この濾層５２を支持する支持層５４と、を有している。尚、本例では濾層５２を有効径の大きい濾材と有効径の小さい濾材とによる２層で構成した例を示しているが、濾層５２の層数には特に限定は無く、単層としても良いし、３層、４層等、何層としても良い。

次に、本発明に係る逆洗装置８０の構成を説明する。本発明に係る逆洗装置８０は、逆洗水を貯留する逆洗水槽１６と、この逆洗水槽１６とろ過器５０とを繋ぎ逆洗水槽１６の逆洗水を支持層５４の下方に送出する逆洗配管３８と、この逆洗配管３８に逆洗水を圧送する逆洗ポンプ３４と、ろ過器５０のろ過面よりも上方に設けられた排出配管３６と、外部からエアを供給するエア供給管４２と、逆洗配管３８に設けられ外部から供給されるエアをミニバブル及びマイクロバブル化して逆洗水中に混合する微細気泡生成手段６０と、を有している。尚、ここでは微細気泡生成手段６０にエア供給管４２を接続する例を示しているが、エア供給管４２の接続位置は特にこれに限定されるものではない。また、逆洗に用いる逆洗水はろ過器５０でろ過された濾水を用いるのが一般的である。よって、図１に示すように、逆洗水槽１６は濾水槽１６が兼ねることが一般的である。

次に、ろ過システム１００の動作を簡単に説明する。先ず、井戸や河川等の水源からポンプ等により原水を汲み上げる。汲み上げられた原水は例えば原水槽１０等に貯留される。そして、供給配管２０の開閉弁２０ａが開いた状態で供給ポンプ１２が動作することで原水槽１０の原水が供給配管２０を流下しろ過システム１００に供給される。次に、ろ過システム１００に供給された原水には、凝集剤添加部３０によってポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）等の周知の凝集剤が添加される。尚、凝集剤の添加前に周知の塩素系殺菌剤等を添加して原水に対する殺菌等を行っても良い。次に、原水と凝集剤とは混合手段１５により混合され、これにより、原水中の濁質は凝集剤とともに凝集して凝集物を形成する。そして、この凝集物は原水とともにろ過器５０に送出される。このとき、ろ過器５０の排出配管３６及び逆洗配管３８の開閉弁３６ａ、３８ａは閉状態にあり、濾水配管２２の開閉弁２２ａは開状態にある。

そして、原水中の凝集物は濾層５２により捕集され、原水から分離される。そして、凝集物が除去された濾水は支持層５４を通過して、濾水配管２２を流下し例えば濾水槽１６に貯留される。そして、必要に応じて殺菌等のしかるべき処理が施された後、例えば給水配管１６ａ等を介して所定の水需要に給される。

また、ろ過器５０の継続使用により、濾層５２には捕集物（凝集物）が溜まり濾材間の間隙が閉塞する。これによりろ過器５０のろ過抵抗が次第に大きくなり、供給配管２０側のろ過器内圧力が上昇する。このろ過器内圧力の上昇は図示しない圧力計がモニタして、内圧が所定の値を超えた場合に逆洗装置８０が逆洗動作を行う。

ここで、逆洗装置８０の動作の一例を説明する。先ず、圧力計のろ過器内圧力が所定の値を超えると、ろ過システム１００は供給ポンプ１２を停止するとともに、供給配管２０及び濾水配管２２の開閉弁２０ａ、２２ａを閉状態とする。これにより、ろ過器５０への原水の供給が止まり、ろ過動作が停止する。次に、逆洗装置８０の制御部が排出配管３６及び逆洗配管３８の開閉弁３６ａ、３８ａを開状態とし、逆洗ポンプ３４を動作させる。これにより、逆洗水槽１６（濾水槽１６）内の逆洗水が逆洗配管３８を流下して微細気泡生成手段６０に流入する。また、逆洗装置８０はエア供給管４２に設けられた開閉弁４２ａを開状態とする。これにより、エア供給管４２から微細気泡生成手段６０にエアが供給される。供給されたエアは微細気泡生成手段６０によって微細化され、気泡径が概ね１００μｍ〜数ｍｍのミニバブルと気泡径が概ね１μｍ〜１００μｍのマイクロバブルとなり逆洗水中に混合する。そして、この微細気泡が混合した逆洗水はろ過器５０の支持層５４の下方に送出される。

そして、微細気泡が混合した混合水は支持層５４を通過して濾層５２に到達する。そして、逆洗水及び微細気泡が濾材間の隙間を増大させ濾層５２を膨張させるとともに、捕集物を攪乱、剥離する。剥離した捕集物は逆洗水とともに掃流され濾層５２から離脱し、ろ過器５０の上方の排出配管３６から排出される。これにより、濾層５２の捕集物は除去され、ろ過器５０のろ過能力は回復する。尚、この際、マイクロバブル及びミニバブルは従来の空洗時の気泡よりも小さいため、過剰に濾材を巻き上げることが無い。このため、従来の空洗のようにろ過器５０の水位を低下させる必要はない。また、支持層５４をろ過砂利で構成した場合でも支持層５４を乱すことは無い。

ここで、マイクロバブル及びミニバブルによる逆洗の効果について、マイクロバブルのゼータ電位は負（−）であるのに対し、ＰＡＣなどの凝集剤により生成される凝集物のゼータ電位は正（＋）を示す。このため、マイクロバブルは捕集物（凝集物）に付着しやすく、これにより捕集物の浮力が増大する。また、気泡径が数ｍｍのミニバブルはろ過器５０の支持層５４を通って濾層５２の中を上昇する過程で、一部の気泡が合体してさらに大きな径の気泡になり、濾層５２を深部から適度に撹乱し、捕集物の剥離や分散を促進する。さらに、濾層５２の濾材粒子濃度の高い固体・水・気泡で構成される層（Ｉ層）と、その上部に位置し浮遊する濾材粒子は無く水と気泡で構成される層（II層）の界面では、Ｉ層中でミニバブルの一部が合体し径が大きくなった気泡がＩ層からII層へ移動する際に、Ｉ層とII層との界面でジエット流を発生させる。そして、このジエット流によりＩ層の上層の濾材粒子や捕集物が撹乱されるとともにI層からII層へ放出される。尚、ジエット流で放出された濾材粒子は、重力により再びII層からＩ層へ戻る。このようにＩ層の上層部は表面洗浄のように激しく攪乱されるため捕集物の剥離や細分化が生じ、濾層５２からの排出がされやすくなる。

尚、微細気泡生成手段６０を用い且つミニバブルの量とマイクロバブルの量を容易に制御するためには、図２に示すように例えば逆洗装置８０の逆洗ポンプ３４よりも上流側に第２のエア供給管４０を接続しても良い。そして、この第２のエア供給管４０の開閉弁４０ａを開状態とすることにより、第２のエア供給管４０から逆洗配管３８にエアが供給され逆洗水と混合する。この逆洗水中のエアは逆洗ポンプ３４によって混合され細かな気泡（マイクロバブルなど）となる。そして、この気泡は逆洗水とともに微細気泡生成手段６０に流入し、エア供給管４２から流入したエアと合わされて微細化されマイクロバブル及びミニバブルとなる。尚、第２のエア供給管４０からのエアは逆洗ポンプ３４と微細気泡生成手段６０との双方で微細化されるためマイクロバブルの比率が多くなる。よって、エア供給管４２からのエア流入量、第２のエア供給管４０からのエア流入量を調節することで、逆洗水中のマイクロバブルやミニバブルのそれぞれの量をある程度制御することができる。また、逆洗水のみで逆洗を行う場合には、エア供給管４２の開閉弁４２ａ及び第２のエア供給管４０の開閉弁４０ａの双方を閉状態とする。

次に、マイクロバブル、ミニバブルの逆洗効果の検証実験を以下のようにして行った。実験はミニバブルとマイクロバブルのそれぞれの量を調節しやすい図２に示す第２のエア供給管４０を備えた構成にて行った。なお、微細気泡発生手段６０は、図３に示す微細気泡発生器を使用した。ここで、図３に示す微細気泡生成手段６０は、エア供給管４２が接続し逆洗水中にエアを混合する混合部６６と、この混合部６６の下流側に設けられた第１のベンチュリー管６８ａと、この第１のベンチュリー管６８ａの下流側に設けられたエルボ部６９と、このエルボ部６９の下流側に設けられた第２のベンチュリー管６８ｂと、を有している。そして、逆洗水中のエアが第１のベンチュリー管６８ａ、第２のベンチュリー管６８ｂを通過する際にこれを減圧して微細化し、ミニバブル及びマイクロバブルを生成する。

（検証実験）
先ず、水道水に濁質としてカオリンを添加し濁度２度の模擬原水を調製した。この模擬原水をろ過速度（原水流量÷ろ過器断面積）が１６０ｍ／日となるようにろ過器５０に対して連続通水を行った。尚、ろ過器５０の直径は１０４ｍｍであり、濾層は０．６ｍｍの珪砂６００ｍｍの単層と、１．２ｍｍのアンスラサイト２００ｍｍ＋０．６ｍｍの珪砂４００ｍｍの複層の両方で行った。また、支持層５４は１２ｍｍ〜２４ｍｍのろ過砂利を７５ｍｍ、８ｍｍ〜１２ｍｍのろ過砂利を７５ｍｍ、４ｍｍ〜８ｍｍのろ過砂利を７５ｍｍ、２ｍｍ〜４ｍｍのろ過砂利を７５ｍｍ、下から順に積層し構成した。また、凝集剤添加部３０による凝集剤（ＰＡＣ）の注入はライン注入とし、添加量は１５ｍｇ／Ｌ〜２０ｍｇ／Ｌとした。尚、このろ過器５０を通過した濾水の濁度は０．１度であり、十分に濁質の除去された良好な値をとった。そして、ろ過器５０のろ過器内圧力が２０ｋＰａとなったところで模擬原水の通水を停止し、逆洗を行った。

逆洗は、逆洗水のみ、ミニバブルのみの混合水、マイクロバブルのみの混合水、ミニバブル及びマイクロバブルの混合水、空洗＋水逆洗の５条件で逆洗速度０．６ｍ／ｍｉｎ（逆洗水量１８Ｌ／ｍｉｎ）にて行った。尚、エア供給管４２からのエア供給量は１Ｌ／ｍｉｎとし、第２のエア供給管４０からのエア供給量は０．５Ｌ／ｍｉｎとした。また、空洗＋水逆洗の条件では、ろ過器５０の水位を低下させた後、エア供給量２４Ｌ／ｍｉｎ（０．８ｍ／ｍｉｎ）で空洗を３分間行い、水位を元に戻しながら逆洗水による逆洗を５分間行った。そして、各条件の洗浄効果として濁質の回収率を下記式に基づいて算出した。
回収率（％）＝（逆洗排水ＳＳ（ｍｇ／Ｌ）×逆洗排水量（Ｌ））／濁質量×１００
尚、ここでの濁質量とは、模擬原水の濁質（カオリン）の総量＋凝集剤量である。

ここで、図４（ａ）に単層条件のろ過器５０における実験結果を示す。また、図４（ｂ）に複層条件のろ過器５０にける実験結果を示す。図４（ａ）より、単層条件のろ過器５０において、ミニバブルのみの混合水、ミニバブル＋マイクロバブルの混合水による逆洗は空洗＋水逆洗による逆洗条件とほぼ同等の高い回収率を示した。また、マイクロバブルのみの混合水は、他の条件よりは若干劣るものの逆洗水のみの逆洗条件よりは高い回収率を示した。また、図４（ｂ）より、複層条件のろ過器５０においても、微細気泡が混合した混合水による逆洗は逆洗水のみの逆洗条件よりも高い回収率を示した。特に、マイクロバブルのみの混合水、ミニバブル＋マイクロバブルの混合水による逆洗は空洗＋水逆洗による逆洗条件よりも高い回収率を示した。

以上のことから、ミニバブル＋マイクロバブルの混合した混合水による逆洗は、逆洗水のみの逆洗（水逆洗）やマイクロバブルのみによる逆洗よりも回収率が高く、優れた逆洗能力を有することがわかる。この優れた逆洗能力は、先ず、気泡径が数ｍｍのミニバブルは空洗の時の気泡よりも上昇速度が小さく、過度に濾層５２を攪乱させることなく濾層５２を深部より攪乱し、捕集物の剥離や分散を促進することによるものと考えられる。また、前述したように濾材粒子が流動する粒子濃度の高いＩ層の中において径が大きくなった一部の気泡が、濾材粒子のないII層へ移動するときの異相界面でジェット流となり、このジェット流により濾材粒子や捕集物がII層へ放出され、このうち濾材粒子は自重により再びＩ層に戻され、これにより流動する濾材粒子の上層の激しい撹乱によって捕集物に剥離や細分化が起き、濾層５２からの排出が促進されることによるものと考えられる。

次に、ミニバブル及びマイクロバブル生成のためのエア供給量を変化させて以下の実験を行った。先ず、濁質として水道水にカオリンを添加し濁度５度の模擬原水を調製した。この模擬原水をろ過器５０に対しろ過速度が１２０ｍ／日となるように連続通水を行った。尚、凝集剤添加部３０による凝集剤（ＰＡＣ）の注入はライン注入とし、添加量は５ｍｇ／Ｌ〜１０ｍｇ／Ｌとした。そして、ろ過器内圧力が所定の値となったところで通水を停止し、第２のエア供給管４０及びエア供給管４２のエア供給量を変化させて逆洗を行い、その回収率を算出した。尚、濾層５２は１．２ｍｍのアンスラサイト２００ｍｍ＋０．６ｍｍの珪砂４００ｍｍの複層で行った。また、支持層５４は先の実験と同様とした。

先ず、ミニバブル＋マイクロバブル混合水において、エア供給管４２からのエア流入量を１Ｌ／ｍｉｎに固定し、エア供給管４０からのエア流入量を０．２Ｌ／ｍｉｎ、０．５Ｌ／ｍｉｎ、１．０Ｌ／ｍｉｎ、１．５Ｌ／ｍｉｎに変化させたときの回収率のグラフを図５（ａ）に示す。また、エア供給管４２の開閉弁４２ａを閉状態としたマイクロバブルのみの混合水において、エア供給管４０からのエア流入量を０．５Ｌ／ｍｉｎ、１．０Ｌ／ｍｉｎ、１．５Ｌ／ｍｉｎに変化させたときの回収率のグラフを図５（ｂ）に示す。

図５（ａ）、図５（ｂ）から、ミニバブル＋マイクロバブル混合水及びマイクロバブルのみの混合水による逆洗において、エア供給管４０からのエア流入量は１．０Ｌ／ｍｉｎのときが最も高い回収率をとることがわかる。これは、エア供給量が少なすぎるとミニバブルの濃度が不足して濾層の攪乱による捕集物の除去能力が低下し、エア供給量が多すぎるとマイクロバブルの径が大きくなり微細なマイクロバブルの量が減少するためと考えられる。そして、図５（ａ）、図５（ｂ）から回収率８５％以上の場合のエア供給量は０．８Ｌ／ｍｉｎ〜１．３Ｌ／ｍｉｎであり、よってマイクロバブル及びミニバブル生成のためのエア供給量は逆洗水量に対し４．４％〜７．２％が好ましいことがわかる。さらに、回収率９０％以上の場合のエア供給量は０．９Ｌ／ｍｉｎ〜１．１Ｌ／ｍｉｎであり、よってエア供給量は逆洗水量に対し５．０％〜６．１％とすることが特に好ましいことがわかる。

次に、ミニバブル＋マイクロバブル混合水において、エア供給管４０からのエア流入量を１．０Ｌ／ｍｉｎに固定し、エア供給管４２からのエア流入量を０．５Ｌ／ｍｉｎ、１．０Ｌ／ｍｉｎ、１．５Ｌ／ｍｉｎ、２．０Ｌ／ｍｉｎ、２．５Ｌ／ｍｉｎに変化させたときの回収率のグラフを図５（ｃ）に示す。図５（ｃ）から、ミニバブル及びマイクロバブル混合水における逆洗において、エア供給管４２からのエア供給量を変化させても回収率に大きな差は認められなかった。よって、ミニバブル＋マイクロバブル混合水におけるエア供給管４２からのエア供給量は０．５Ｌ／ｍｉｎ〜２．５Ｌ／ｍｉｎ、即ち、逆洗水量に対し２．８％〜１３．８％とする。尚、ミニバブルのみの混合水におけるエア供給菅４２からのエア供給量は１．０Ｌ／ｍｉｎ〜２．５Ｌ／ｍｉｎで逆洗水のみの逆洗よりも高い回収率を示す。よって、ミニバブルのみの混合水におけるエア供給量は逆洗水量に対し５．５％〜１３．９％とすることが好ましい。

尚、支持層５４をろ過砂利で構成した場合、マイクロバブルはこのろ過砂利を通過する際に合体して気泡径が大きくなり微細なマイクロバブルの濃度が低下する。この点、ろ過砂利に替えて多孔樹脂プレートを支持層５４として用いることで微細なマイクロバブルの減少を抑制し、マイクロバブルによる逆洗をより一層効果的に機能させることができる。よって、逆洗水にマイクロバブルを混合する場合には、支持層５４に多孔樹脂プレートを用いることが好ましい。尚、多孔樹脂プレートを使用した場合、従来の空洗では気泡の偏りが生じ濾層５２の一部のみしか空洗が行えなかったが、マイクロバブル、ミニバブルでは偏りは発生せず、濾層５２全体にマイクロバブル、ミニバブルによる効果的な逆洗を行う事ができる。

以上のように、本発明に係るろ過器の逆洗方法及び逆洗装置８０は、逆洗水にマイクロバブル、ミニバブルの微細気泡を混合することで優れた逆洗能力を有することができる。また、微細気泡は空洗時の気泡よりも小さいため濾材を過剰に巻き上げることが無い。このため、ろ過器５０の水位を低下させる必要がなく、ろ過動作から連続して逆洗動作を行うことができる。これにより、高い逆洗能力を有する逆洗を容易に行うことができる。また、微細気泡は空洗とは異なり支持層５４のろ過砂利の成層を乱すことがなく、濾材が流出することも無い。さらに、支持層５４に多孔樹脂プレートを用いた場合でも微細気泡の通過位置に偏りが発生せず、濾層５２全体に微細気泡による効果的な逆洗を行う事ができる。

さらに、図３に示す本発明に好適な微細気泡生成手段６０は既存の逆洗配管３８にも容易に設置することができる。さらに第２のエア供給管４０を備えた図２の構成では、エア供給管４２の開閉弁４２ａ、エア供給管４０の開閉弁４０ａの開閉状態を調節することにより、マイクロバブル及びミニバブルのそれぞれの量を調節し、逆洗水へのマイクロバブル及びミニバブルの混合の割合を変えることができる。また、逆洗水を、逆洗水のみ、ミニバブルのみの混合水、マイクロバブルのみの混合水、ミニバブル+マイクロバブルの混合水の中から容易に選択することができる。

尚、本例で示したろ過システム１００、逆洗装置８０、ろ過器５０、微細気泡生成手段６０及び付随設備の構成、配管経路、寸法、ろ過動作、逆洗動作の条件等は一例であるから、適宜必要な設備、装置、工程等を挿入可能な他、本発明は本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。

１６逆洗水槽
３４逆洗ポンプ
３６排出配管
３８逆洗配管
４２エア供給管
４２ａ開閉弁
５０ろ過器
５２濾層
５４支持層
６０微細気泡生成手段
８０逆洗装置
１００ろ過システム

Claims

濾材の充填により構成され凝集剤の添加により形成された凝集物を捕集する濾層と、前記濾層を支持するための支持層と、を有するろ過器の逆洗方法であって、
前記支持層の下方から送水される逆洗水中に気泡径が１μｍ〜１００μｍのマイクロバブルと気泡径が１００μｍ〜数ｍｍのミニバブルを混合し、
前記マイクロバブルは前記凝集物に付着して前記凝集物の浮力を増大させるとともに、気泡径が数ｍｍのミニバブルは前記濾層中を上昇する過程で一部が合体して大きな径の気泡となって前記濾層を撹乱し、さらに前記大きな径の気泡は前記濾層の濾材粒子濃度の高いＩ層と、その上部に位置し水と気泡で構成されるII層との界面で前記Ｉ層からII層へ移動する際にジエット流を発生させ、前記ジエット流によりＩ層の上層の濾材粒子及び凝集物を撹乱することを特徴とするろ過器の逆洗方法。
濾材の充填により構成され凝集剤の添加により形成された凝集物を捕集する濾層と、前記濾層を支持するための支持層と、を有するろ過器の逆洗装置であって、
逆洗水を貯留する逆洗水槽と、
前記逆洗水槽と前記ろ過器とを繋ぎ、前記逆洗水槽の逆洗水を前記支持層の下方に送出する逆洗配管と、
前記逆洗配管に逆洗水を圧送する逆洗ポンプと、
前記ろ過器のろ過面よりも上方に設けられた排出配管と、を有し、
さらに、前記逆洗配管に設けられ外部から供給されるエアを気泡径が１００μｍ〜数ｍｍのミニバブルと気泡径が１μｍ〜１００μｍのマイクロバブル化して逆洗水中に混合する微細気泡生成手段と、前記マイクロバブル及びミニバブルのそれぞれの量を調節するエア流入量調節機構と、を備えたことを特徴とする逆洗装置。