JP7424779B2 - ろ過装置 - Google Patents
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Description
昔から河川水や浅井戸や伏流水などを飲料に使用する場合は、砂ろ過が一般家庭で多く使用されてきた歴史があり砂ろ過は周知であるが、ろ過砂でろ過した後は滓や塵が付着するため、砂を取り出し人の手で洗浄しなければろ過能力が低下する欠点があった。
その後、自動でろ過砂を洗浄する装置が考え出された。それはろ過砂の洗浄をろ過砂床の下方から上部に向けて水を流して洗う逆洗方式の技術である。
試験原水は毎分1~3リットルと少量のためろ過材は濾布によるフイルター式を採用する場合が多いが、フイルター式は高濁度水では急速に目詰まりを起こし使用不能となる。濾布の自動洗浄式は高額で装置も複雑で処理水量も多いため通常は試験用水向けには使われず、不便だが頻繁に濾布の取替えを行っていた。頻繁な取替え作業は非省力で、その度に原水試験が中断し支障をきたしていた。
上記課題を解決するために、請求項1記載のろ過装置は、第1管の前処理沈降管と第2管の砂ろ過管と第3管の後処理沈降管に高濁度原水を第1管から第3管まで順序よく流すことで、各管で段階的・自動的に高濁度原水を連続してろ過するろ過装置であって、
前記第1管の前処理沈降管は、上下に2分割可能な上部筒と下部筒とからなり、前記下部筒内には上下逆さまの状態で配置された円錐管を備え、前記上部筒内には多数の蛇腹状の流速低減材を備え、
前記第2管の砂ろ過管は、上部筒と中間筒と下部筒とからなり、前記下部筒内には下側のラシヒリングと上側のラシヒリングとを備え、前記上部筒の一部と中間筒の全内部にはろ過砂が充填され、前記上部筒から下部筒にかけて逆洗管が挿通され、逆洗管の内部には高圧エアーを吸い込んだエアー管が環状スペースをとって挿入され、
前記第3管の後処理沈降管は、前記上側のラシヒリングと下側のラシヒリングが充填されていることを特徴とする。
この実施例1のろ過装置は、図1に示すように、第1管の前処理沈降管Aと第2管の砂ろ過管Bと第3管の後処理沈降管Cの3管で構成され、高濁度原水を第1管から第3管まで順序よく流すことで、各管で段階的・自動的に高濁度原水を連続してろ過するろ過装置である。
図1によれば、第1管の前処理沈降管Aの原水入口23から高濁度原水が入水し、フランジ21に逆さまに付着された円垂管22の外面に高濁度原水が当たり底部に向けて流れるが、高濁物質は比重の違う物質で構成されているため比重の重い物質は底部に沈む。一方、浮遊している軽い物質を含んだ原水は円垂管22の頂部開口部から上部に向かって流れ、多数の蛇腹状の流速低減材12で流れを抑え比重の重い物質や浮遊している懸濁物質が蛇腹上で互いにくっ付き比重が重くなると円垂管22の内部に落ちて内面を伝って底部に向かって落ちる。
また、中間筒4の最下部壁面には排泥口25aを設け手動バルブを設置しているので、必要に応じて開閉出来る。
試験水濁度水は火山性黒土を水道水で溶かしたものを濁度1000度から1100度の範囲で製作し、小型水中ポンプで第1管の前処理沈降管Aの原水入り口23から入水し、第1管の前処理沈降管Aから第2管の砂ろ過管Bを経て第3管の後処理沈降管Cを通過したろ過水を、ろ過水出口8で最終濁度を測定した。
B 第2管の砂ろ過管
C 第3の後処理沈降管
1 上部筒
11 フランジ
12 流速低減材
13 流速安定材
14 フランジ
14a フランジ付き天蓋
2 下部筒
21 フランジ
22 円垂管
23 原水入り口
24 底部傾斜面
25 排泥口
25a 排砂口
25b 沈殿物排出口
26 原水出口
27 電動弁
28 タイマーリレーによる電動弁制御機
29 吸気弁
3 上部筒
31 フランジ
32 余剰水出口
33 ろ過水量調整管
34 通気管
34a 通気孔
35 仕切板
35a 仕切板
36 通気管
36a 通気孔
37 オーバーフロー口
4 中間筒
41 フランジ
42 フランジ
43 取り出し口
44 仕切板
5 下部筒
51 フランジ
52 下側のラシヒリング
53 上側のラシヒリング
54 入水口
54a 入水量調整弁
54b 逆止弁
55 逆洗管
56 エアー管
57 漏斗型ろ過金具
57a 上部漏斗皿
57b 下部漏斗皿
57c 連結板
58 高圧エアーポンプ
59 上端吐き出し口
6 ろ過砂
60 混合水
61 環状スペース
7 ろ過水入り口
8 ろ過水出口
9 下側のラシヒリング
10 排泥口
Claims (17)
- 第1管の前処理沈降管と第2管の砂ろ過管と第3管の後処理沈降管の3管に高濁度原水を第1管から第3管まで順序よく流すことで、各管で段階的・自動的に高濁度原水を連続してろ過するろ過装置であって、
前記第1管の前処理沈降管は、上下に2分割可能な上部筒と下部筒とからなり、前記下部筒内には上下逆さまの状態で配置された円錐管を備え、前記上部筒内には多数の蛇腹状の流速低減材を備え、
前記第2管の砂ろ過管は、上部筒と中間筒と下部筒とからなり、前記下部筒内には下側のラシヒリングと上側のラシヒリングとを備え、前記上部筒の一部と中間筒の全内部にはろ過砂が充填され、前記上部筒から下部筒にかけて逆洗管が挿通され、逆洗管の内部には高圧エアーを吸い込んだエアー管が環状スペースをとって挿入され、
前記第3管の後処理沈降管は、前記上側のラシヒリングと下側のラシヒリングが充填されていることを特徴とするろ過装置。 - 請求項1記載のろ過装装置において、
前記第1管の前処理沈降管における上部筒と下部筒の接続は相互の接続面にフランジを具備し、両フランジの相互間にゴム輪を敷布し数個のフランジ固定穴にボルトナットで固着され密着していることを特徴とするろ過装置。 - 請求項1又は2記載のろ過装装置において、
前記第1管の前処理沈降管は下部筒の内側底部は傾斜面となっており、内部には上下が異なる口径で開口した円垂管が上下逆さまの状態でフランジに固定されていることを特徴とするろ過装置。 - 請求項1~3のいずれか1項に記載のろ過装装置において、
前記第1管の前処理沈降管は、円垂管の上部外壁には原水を供給する原水入り口を備え、底部傾斜面の下端部には沈殿物を排出する排泥口を備えていることを特徴とするろ過装置。 - 請求項1~4のいずれか1項に記載のろ過装装置において、
前記第1管の前処理沈降管は、上部筒内には下段に流速低減材を、上段には流速安定材を装着し、その上部の側壁には処理後の原水を第2管の砂ろ過管に送り込むための原水出口を備え、最上端部もフランジになっており、フランジはゴム輪ともに同形状の天蓋がボルト留めされていることを特徴とするろ過装置。 - 請求項1~5のいずれか1項に記載のろ過装装置において、
前記第1管の前処理沈降管の原水出口は無圧状態の解消のために吸気弁を備えることを特徴とするろ過装置。 - 請求項1~6のいずれか1項に記載のろ過装装置において、
前記第1管の前処理沈降管の排泥口に接続された配管には、電動弁とタイマーリレーによる電動弁制御器を備え自動で排泥することを特徴とするろ過装置。 - 請求項1~7のいずれか1項に記載のろ過装装置において、
前記第2管の砂ろ過管は、上部筒と中間筒と下部筒に3分割でき、上部筒と中間筒と下部筒は相互の接続面にフランジを具備しており、各フランジ相互の間にゴム輪を敷布し数個のフランジ固定穴にボルトナットで固着され密着していることを特徴とするろ過装置。 - 請求項1~8のいずれか1項に記載のろ過装装置において、
前記第2管の砂ろ過管は、下筒の側壁下部には前記第1管の前処理沈降管の原水出口に接続された入水口を備え、泥砂を排出する排泥口を備え、内部には懸濁物質を付着させる2種類のラシヒリングが充填していることを特徴とするろ過装置。 - 請求項1~9のいずれか1項に記載のろ過装装置において
前記第2管の砂ろ過管は、下部筒に漏斗型ろ過金具を具備し、漏斗型ろ過金具は、2個の漏斗を重ねた形状で、上部漏斗は底部が開口しており、下部漏斗皿は底部が閉塞し、上部漏斗皿と下部漏斗皿は連結板で連結されることでその側面が開口され、
前記漏斗型ろ過金具は金属で製作されていることを特徴とするろ過装置。 - 請求項1~10のいずれか1項に記載のろ過装装置において、
前記第2管の砂ろ過管は、上部筒の一部と中間筒の全内部にろ過砂が充填され、ろ過砂の中心部に逆洗管がろ過砂の中を貫通し、逆洗管の内部にエアー管が環状スペースを残して挿入されていることを特徴とするろ過装置。 - 請求項1~10のいずれか1項に記載のろ過装装置において、
前記第2管の砂ろ過管は、逆洗管の上部先端は二股に分かれた上部吐き出し口の形状になっており、上部吐き出し口の上面には開口穴があり、その穴にエアー管を挿入し、漏斗型ろ過金具まで引き込みエアー管は高圧エアーポンプに接続されていることを特徴とするろ過装置。 - 請求項1~12のいずれか1項に記載のろ過装装置において、
前記第2管の砂ろ過管は、中間筒内上部には仕切板が設置され仕切板と中間筒の内壁との隙間から上部筒と中間筒のフランジを貫通し、ろ過した原水を取り出すことを特徴とするろ過装置。 - 請求項1~13のいずれか1項に記載のろ過装装置において、
前記第2管の砂ろ過管は、上部筒の内部は二股に分かれた吐き出し口から混合水が吐き出されろ過砂に流れ落ち、余剰水は余剰水出口とオーバーフロー口から排水されることを特徴とするろ過装置である。 - 請求項1~14のいずれか1項に記載のろ過装装置において、
前記第2管の砂ろ過管は、入水口には、入水量調整弁と逆止弁を具備することを特徴とするろ過装置 - 請求項1~15のいずれか1項に記載のろ過装装置において、
前記第2管の砂ろ過管は、ろ過水出口には、ろ過水量調整管を介して第3管の後処理沈降管への通水を良好に保てる様、通気管を備えることを特徴とするろ過装置。 - 請求項1~16のいずれか1項に記載のろ過装装置において、
第3管の後処理沈降管は、下部から入水し管内に充填された2種類のラシヒリングを通過して通気管を備えたろ過水管からろ過水が確保できることを特徴とするろ過装置。
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