JPH01262907A - 気水洗浄型関放無弁式濾過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、上水道、工業用水道、産業排水処理、有機廃
水生物接触処理等の技術分野において使用される濾過施
設の改良に関する。

（従来の技術） 上記の技術分野で使用される濾過装置としては、大量の
原水の正常濾過の継続により生ずる濾床の目づまりが検
出されれば自動的に貯留逆洗水により濾床を逆洗して再
生する無弁式自動濾過装置が多くの利点を有する点で好
んで使用される。

特公昭５３−２８６５６号の開放無弁式濾過装置は、こ
れを改良して濾過室を上面開放型として監視運転制御お
よび保守管理を有利に行い得るようにしたもので、洗浄
用水は濾過室より高位の貯槽に正常濾過作動中に汲み上
げ等により取入れて自己保有させるようになっている。

濾床の逆洗を貯槽保有洗浄水の水頭により行わせること
ができるので、逆洗ポンプが不要である等の無弁式の多
くの利点を受継いでいる。しかしながら気水併用洗浄の
機能を有しない。

気水併用洗浄は、従来技術では、各個弁方式の一般型濾
過池によっており、気水洗浄時の小量水量と水洗浄時の
大量水量との切替えをはじめとするその経過制御運転は
それぞれに対応させた各個制御弁の切替えにより行って
いる。その結果、制御する弁の数や制御構成が複雑とな
り、所要動力を多く消費し、動力設備を含めて広いスペ
ースを必要とする等の点で、経済性が劣る。

（発明が解決しよととする問題点） 本発明は、従来技術の濾過装置の前記問題点に解決を与
える為、前出持分の洗浄水自己保有型開放自動濾過装置
をさらに発展させ、その利点を犠牲にすることなく受継
ぐとともに、満足な空気・水併用洗浄の機能を最も少な
い負担で付加させた濾過装置を提供することを目的とす
る。

本発明の多機能濾過装置によると、濾過技術そのものを
一層広い通用範囲の分野に適応するようにすることがで
きる。すなわち、従来の砂、アンスラサイト濾材を主体
にした表層濾過への空気・水洗浄の併用をはじめ、複層
濾過や上向流濾過、さらには粗粒充填材を利用した生物
接触濾過など、水中懸濁物の捕捉を濾層の全域で行わせ
る内部濾過方式において、空気・水併用洗浄、特に気水
行程による中、下層域の濾材洗浄を効果的に行わせるこ
とを可能とする濾過装置が実現される。

（問題点を解決するための手段） 前記諸口的を達成するために、本発明の気水洗浄型開放
無弁式濾過装置は、構成としては、濾過室より高位の貯
槽に洗浄用水を正常濾過作動中に自己保有させるように
した開放型無弁式の自動濾過装置において、濾過室内の
濾床の下部内に空気分散管を配設し、洗浄用水を貯槽よ
り濾床の下方の集水機構に供給するサイフオン管を屈曲
上端位置の大径管部とその下部位置に分岐接続した小径
管部とよりなるものとして小径管部経由の小流量と両管
部経由の大流量とに洗浄用水の切換供給を可能とし、さ
らに濾床上位に開口する気水洗浄開始用の水抜手段を設
けたことを特徴とする。

（作　用） 本発明装置によれば、濾床内部での目詰まり進行により
濾過抵抗が増加して一定値に達したときに、それを水位
上昇等により検知して気水洗浄から本洗浄にわたる濾床
洗浄を一定のシーケンスで秩序正しく行わせることがで
きる。

すなわち、先ず正常濾過を停止し濾床上の水抜を行って
その水位を濾床上１０ｃｍ程度にまで低下させる０次に
空気分散管から空気を供給し濾床の空気洗浄を２〜３分
程度行う、引続き洗浄水供給用サイフオン管の小径管部
より上位に真空吸引により管内水位を維持し小径管部経
由のサイフオン作用を発起して洗浄水を小水量で濾床下
に供給して気水の適正流量のもとに気水洗浄を２〜３分
程度行う、この際に膨張する濾床が上位の排水トラフを
越すことがないようにする。のち気水供給を停止し０．
５〜１分程度で濾床を沈静させる。今度は洗浄水供給用
サイフオン管の大径管部を含めてサイフオン作用を発起
させ洗浄水のみを大水量で濾床下に供給し本逆洗を３〜
５分程度行う、この際、洗浄排水はトラフを経由して外
部に排出する。こうして濾床洗浄を所定シーケンスで効
果的に実施したのち正常濾過に復帰する。

濾過作動中も空気分散管を経由して空気を供給する等し
て生物接触濾過を行う等、気水供給の同時あるいは序列
併用して各種の形態の濾過を実施することができる。

（実施例） 以下、本発明を添付図を参照し、実施例に即して具体的
に説明しその特質を明らかにする。

第１図は本発明の１実施例の濾過装置の全体的構成を示
す縦断側面図である。単位の濾過装置が連接されている
場合にはその１単位を示し、その一部の氷室、水路は連
通ずる構成としてよい。

濾過室（すは上方に向かって開放されており、その濾床
（２）はこの例では下部の集水機構（３）上に砂利等の
支持層（４）を介して支持した砂、アンスラサイト等の
濾材層（５）からなる。

正常濾過においては、原水は濾過室の１次側の原水流入
管（６）から流入して濾床（２）上の水位（ａ）の高さ
に維持され、その水頭により濾床（２）を下向きに通過
して懸濁異物が主として濾材Ｎ（５）表面に捕捉されて
濾過除去され、濾過水となって下部集水機構（３）に流
入する。

濾過水はそこから反対側の集水室（７）に流入し濾過水
サイフオン管（８）により流出渠（９）に移り、処理水
路００）から送出される。流出渠（９）は列設単位濾過
装置に共通で、堰によって水位（ｂ）に維持される。

正常濾過の継続により濾材層（５）の目づまりが進行す
ると、それに伴い濾過抵抗が増加し水位（ａ）が上昇す
るので、それを検知する等して正常濾過を中止し濾材層
（５）の洗浄再生を自動的に開始する。そのための洗浄
水は濾過室（１）より高位の貯槽ＯＤ中に正常濾過作動
中に濾過水の揚水あるいは原水の取入れ等により水位（
Ｃ）まで貯留し、洗浄用水として前取て自己保有される
。洗浄水貯槽００を密閉可能として濾過水の真空吸引に
より揚水する場合、所定水位まで貯留されれば大気開放
とする。貯槽００はを単位濾過装置に連通ずるものとし
て洗浄水の共用を可能とし一時に利用できる洗浄水量を
多くするのが得策である。

洗浄を行うには洗浄水を貯槽０１）から集水機構（３）
に供給するが、そのための洗浄水供給サイフオン管ａ′
ｌＪを貯槽（１０から集水機構（３）に通ずる集水室（
７）にわたって配設する。

洗浄水供給サイフオン管０２）は、第２図に詳細に示す
ように、その屈曲上端位置の大径管部０３）とその下部
位置に立上がり、立下がり管部間に分岐接続した小径管
部θ滲とからなり、その上端部位置から真空ポンプ系０
９および開放弁０ωが接続され、また立上がり管内水位
を検出指示する水位計０７１が付設されている。その水
位を小径管部圓越えの低水位（Ｉ！、１）に維持すれば
サイフオン作用により小径管部０４）を経由して小流量
で洗浄水が供給され、大径管部０３）越えの高水位（２
ｔ）に維持すれば両管部０３）　０４）を経由して大水
量で供給されるごとく切替えられる。

濾材層（５）の空気洗浄のための空気を供給する空気分
散管Ｑ８）を濾床の下部内に設け、これに洗浄空気管０
９）を接続する。空気分散管０８）は濾床断面に拡がる
ようにして、なるべく支持層（４）中に埋設する。

濾床上部からの洗浄排水の排出等を行わせるため、濾床
に隣るｌ側に低い支切壁を隔て排水ピノＨωを濾過室（
１）内に区画する。こうして濾過室（１）の上部に設け
た排水トラフ（２１）に流入した排水が仕切壁を越えて
排水ピットＱｌｌＤに流入するようにする。排水ピット
ＱΦの下部には排水系（２２）に連なるゲート（２３）
を設ける。

洗浄開始に先立つ水抜手段として、濾床上面より約１０
ｃｍ上位と排水ピット底部とにわたる水抜用サイフオン
管（２４）を配設し、水位（ａ）下にあるその屈曲上端
に開閉排気弁（２５）を接続する。

上記構成を有する本発明実施例の濾過装置は前記作用の
記載に準じて濾材洗浄されるがその具体的詳細は次の通
りである。

洗浄を開始するには、先ず原水供給を停止しゲー）　（
２３）を開き、さらに、排気弁（２５）を閉して水抜用
サイフオン管（２４）を発起させて濾床上面より約１０
ｃｍ上の下位水位（ａｌ）まで濾床上原水を水抜きする
。

こうして空気分散管０８）から空気を吹出して下位水位
下の濾材層（５）を空気攪拌し濾材から付着異物を剥離
させる。

次に空気流速１ｍ／分に対し洗浄水を水流速０．２ｍ／
分の小流量で供給する。これは逆洗サイフオン管面の立
上がり管内水位を（！１）に上昇させてサイフオン作用
を発起させることによりなされる。この気水洗浄により
濾材層（５）は膨脂し剥離異物はその上層に集められな
から濾床上水位が上昇し、この水位が排水トラフの越流
端近傍まで到達すると、濾材がトラフに流出して失われ
ないようにこの中位水位（ａ＝）で空気、水の供給を停
止する。このようにこの気水洗浄行程には制限があるこ
とから、この行程を最大限に効率化させるために水流量
を小さく絞り気水洗浄行程時間の延長を図る。

気水の供給停止により沈静に入り、剥離異物を含む排水
を上層に残して濾材は分級されながら沈降する。

次には、逆洗サイフオン管０２）内の立上がり管内水位
を（ｌｔ）に上昇させて洗浄水を大流量で供給し、本逆
洗を行う、上層に残る排水をはじめ本逆洗により濾材か
らさらに剥離した懸濁異物を含む排水は排水トラフ（２
１）を越え排水ピ・ノド１２Ｉに入りゲート（２３）か
ら排出される。

以上の行程を経て洗浄が完了すると再び原水流入管（６
）より原水を濾過室（１）に流入させ正常濾過を再開す
る。このときゲート（２３）を閉じ、排気弁（２５）を
開いて水抜用サイフオン管（２４）から空気を抜いて閉
じ次回のサイフオン化に備える。

必要ならば小時間の捨水ののち正常濾過に入るようにし
て濾過再開直後の濾過水質の悪化を避けることができる
。

以上の洗浄行程の条件の１例をとりまとめて次表に示す
。

（発明の効果） 本発明によると、前記のように気水洗浄の効果的併用に
より濾床洗浄が最も徹底して効率的に遂行することがで
き、しかも洗浄水保有型開放無弁濾過装置としての諸利
点は阻害、制約を受けることなく受継がれ、また気水洗
浄のために付加を必要とされる負担は僅少で済む。

さらに濾過技術の発展的向上を次のように実現できる。

（１）上水道濾過装置分野 現在、厚生省で新に作成される水道施設設計指針には空
気洗浄方法の採用が決定しているが、これに適合する。

（ｎ）産業廃水濾過分野 高濁水の濾過には濾材層内部濾過や上向流濾過により高
負荷の除去を行うが、本発明の気水併用洗浄はこの場合
に極めて有効である。

（ＩＩＩ）生物接触濾過分野 上水道の高度処理の一つとして生物接触濾過方法が中央
調査機関でも採用されつつあり、この場合の気水併用洗
浄、さらにはＡ／Ｗ式レオレオボルドブロック型集水機
構公昭６Ｏ−１３７２４）の採用により通水時の空気曝
気を有効に行わせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の気水洗浄型開放無弁式濾過
装置の全体的構成を示す縦断側面図、第２図はその逆洗
サイフオン管の部分の拡大縦断側面図である。 （す・・・濾過室、（２）・・・濾床、（３）・・・集
水機構、（４）・・・支持層、（５）・・・濾材層、（
６）・・・原水流入管、（７）・・・集給サイフオン管
、側・・・大径管部、０４）・・・小径管部、ｃつ・・
・真空ポンプ系、０ｅ・・・開放弁、面・・・水位針、
０ω・・・空気分散管、ａω・・・洗浄空気管、ｌ２Ｉ
Ｉｌ・・・排水ピット、（２１）・・・排水トラフ、（
２２）・・・排水系、（２３）・・・ゲート、（２４）
・・・水抜用サイフオン管、（２５）・・・開閉排気弁
、（ａ）・・・水位、（ａ、）・・・下位水位、（ａ２
）・・・中位水位、（ｂ）（ｃ）　（ｐ、　、）　（ｉ
　ｔ）・・・水位。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）濾過室より高位の貯槽に洗浄用水を正常濾過作動
   中、自己保有させるようにした開放型無弁式の自動濾過
   装置において、濾過室内の濾床の下部内に空気分散管を
   配設し、洗浄用水を貯槽より濾床の下方の集水機構に供
   給するサイフオン管を屈曲上端位置の大径管部とその下
   部位置に分岐接続した小径管部とよりなるものとして小
   径管部経由の小流量と両管部経由の大流量とに洗浄用水
   の切換供給を可能とし、さらに濾床上位に開口する気水
   洗浄開始用の水抜手段を設けたことを特徴とする気水洗
   浄型開放無弁式濾過装置。
2. （２）前記水抜手段をサイフオン管とし気水洗浄開始時
   のみ閉とする排気弁を付設した特許請求の範囲第１項記
   載の気水洗浄型開放無弁式濾過装置。