JPH06312111A - 濾過機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 円筒状をなす分離槽１１と、集水室と濾材室
とを有し濾材室が下端開口において分離槽１１に連通す
る濾過槽１３と、濾材室内に充填した浮遊性粒子からな
る濾材１４と、分離槽１１の上部周側においてその接線
方向に向けて開口する流入口１５と、分離槽１１の下端
に開口し排泥バルブ１７を有した排泥口１６と、濾過槽
１３の集水室に開口した集水口１８と、流入口１５と原
水源を連通する原水供給管路系とを設けた。 【効果】 分離槽１１における遠心分離および濾過槽１
３の濾材１４による濾過を組み合わせ、大粒径の砂を分
離槽１１において予め分離することにより、濾過槽１３
における負荷を軽減することができるので、濾材１４の
逆洗等を行うメンテナンスの間隔を長くすることがで
き、稼働効率が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、取水施設等において原
水中に含まれた砂等を分離する濾過機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、原水中に混入した砂等を分離する
装置として、たとえば図７に示すようなサンドセパレー
タがある。図７において、本体胴部１は円筒状をなし、
適当角度に傾斜させて配置している。本体胴部１の上端
側には流出管２の一端部を同心状に挿入しており、本体
胴部１の上端側部には流入管３を接続している。流入管
３は本体胴部１の内周面の接線方向に開口している。ま
た、本体胴部１の下端側には本体胴部１に較べて大径の
砂溜部４を設けている。

【０００３】砂５を含んだ原水６は流入管３から本体胴
部１内にその接線方向に向けて流入し、本体胴部１の内
周面に沿って旋回流となって流下する。この間に、原水
６中の砂５は旋回流による遠心力を受けて本体胴部１の
内周面側に変移する。砂溜部４に達した砂５は原水６の
流れがその旋回速度を緩めることによって原水６の流れ
から外れて砂溜部４に沈降滞留する。砂５を分離した処
理水７は本体胴部１の中心付近を上昇流となって流れ、
流出管２から次系に流れ出る。

【０００４】また、原水中の砂を分離する装置としては
濾材を用いた濾過機があるが、濾過機においては分離し
た砂の滞留が進行すると圧力損失が増加して濾過効率が
低下するので、適当期間ごとに逆洗を行って濾過した砂
の排出および濾材の洗浄を行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の構成においては、旋回流による遠心力によって原水中
の砂を分離するものであるために、比重の小さな小粒径
の砂に対する分離効率は低いものであった。また、濾過
機においては定期的な逆洗作業を行う必要があり、その
間は濾過操作を行い得ないので、原水中の砂の量が多い
場合には逆洗操作を行う間隔が短くなり濾過機の稼働効
率が低下する問題があった。

【０００６】本発明は上記課題を解決するもので、小粒
径の砂をも分離することができるとともに、逆洗操作の
回数を低減して稼働効率の向上を図ることができる濾過
機を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の濾過機は、円筒状をなして下端側がテーパ
状に縮径した分離槽と、内部空間をスクリーンによって
集水室と濾材室とに仕切り濾材室が下端開口において分
離槽に連通する濾過槽と、濾過槽の濾材室内に充填した
浮遊性粒子からなる濾材と、分離槽の上部周側において
その接線方向に向けて開口する流入口と、分離槽の下端
に開口し排泥バルブを有した排泥口と、濾過槽の集水室
に開口した集水口と、流入口と原水源を連通する原水供
給管路系とを備えた構成としたものである。

【０００８】また、濾過槽の濾材室の上部に開口する濾
材取出口と、濾材取出口と流入口を連通する洗浄管路系
と、集水口と流入口を連通する循環管路系とを備えた構
成としたものである。

【０００９】

【作用】上記した第１の構成では、排泥バルブを閉塞し
た状態で、原水供給管路系を通して流入口から分離槽内
に原水を接線方向に向けて供給する。分離槽内に流入し
た原水は旋回流となって流下し、原水中の砂は旋回流に
よる遠心力を受けて分離槽の内周面側に変移する。分離
槽の下部に達した砂は下端側のテーパ面に沿って沈降堆
積し、原水は分離槽の中心付近を上昇流となって濾過槽
の下端開口から濾材室内に流入する。

【００１０】濾材室内に充填した濾材は、浮遊性を有す
るので下端開口から分離槽内に拡散することなく濾材室
内に浮遊滞留し、分離槽において分離できずに原水とと
もに濾過槽内に流入した小粒径の砂を濾過する。濾材お
よびスクリーンを透過して集水室に流入した処理水は集
水口から槽外に流出し、分離槽において沈降堆積した砂
は排泥バルブの開放によって槽外に排出する。

【００１１】したがって、分離槽における遠心分離およ
び濾過槽の濾材による濾過を組み合わせ、大粒径の砂を
分離槽において予め分離することにより、濾過槽におけ
る負荷を軽減することができるので、濾材の逆洗等を行
うメンテナンスの間隔を長くすることができ、稼働効率
が向上する。

【００１２】濾材室内の濾材の洗浄および濾材間に滞留
した砂の排出は洗浄管路系および循環管路系を用いて行
う。つまり、原水供給管路系を閉塞し、洗浄管路系によ
って濾材室内の濾材および砂を濾材室内の原水とともに
濾材取出口から取り出し、流入口から分離槽内に供給し
て循環させる。この間に分離槽における旋回流によって
濾材を攪拌洗浄するとともに、濾材に付着した砂を分離
槽内に洗い出す。

【００１３】その後、洗浄管路系を閉塞して適当時間静
置し、濾材をその浮遊性によって分離槽および濾過槽の
上部側に浮遊分離し、砂を重力沈降によって分離槽の下
端に沈降させ、沈降した砂を排泥バルブの開放によって
槽外に排出する。

【００１４】そして、循環管路系によって集水室内の処
理水を集水口から取り出し、流入口から分離槽に供給し
て循環させる。この間に分離槽の上部に浮遊した濾材を
旋回流に巻き込んで分離槽の下方に降下させ、濾過槽の
下端開口から濾材室内に戻す。濾材が濾材室に戻った時
点で、循環管路系を閉塞して原水供給管路系による通常
運転に復帰する。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１〜図２において、分離槽１１は円筒状をな
す分離部１１ａと下端側のテーパ状に縮径した砂溜部１
１ｂを有しており、砂溜部１１ｂには複数の旋回流防止
フィン１２を放射状に設けている。また、分離槽１１の
分離部１１ａの内部に濾過槽１３を配置している。

【００１６】濾過槽１３は円筒状をなして内部空間をス
クリーン１３ｄによって集水室１３ａと濾材室１３ｂと
に仕切っており、濾材室１３ｂが下端開口１３ｃにおい
て分離槽１１に連通している。濾材室１３ｂには樹脂材
等の浮遊性粒子からなる濾材１４を充填しており、濾材
１４はその浮力によって濾材室１３ｂに浮遊滞留してい
る。

【００１７】分離槽１１の上部周側に開口して流入口１
５を設けており、図２に示すように、流入口１５は分離
槽１１の内周の接線方向に向けて開口している。分離槽
１１の砂溜部１１ｂの下端に開口して排泥口１６を設け
ており、排泥口１６には排泥バルブ１７を設けている。
さらに、濾過槽１３の集水室１３ａに開口して集水口１
８を設けており、濾材室１３ｂの上部位に開口して濾材
取出口１９を設けている。

【００１８】流入口１５と原水源２０とを連通して原水
供給管２１を設けており、原水供給管２１の途中には原
水ポンプ２２と原水ポンプ２２の吸込口側および吐出口
側に位置する第１原水バルブ２３および第２原水バルブ
２４を介装している。この原水供給管２１と第１原水バ
ルブ２３と第２原水バルブ２４とで原水管路系を構成し
ている。

【００１９】また、濾材取出口１９と流入口１５を連通
して洗浄バイパス管２５を設けており、洗浄バイパス管
２５の途中には洗浄ポンプ２６および洗浄バルブ２７を
介装している。この洗浄バイパス管２５と洗浄ポンプ２
６と洗浄バルブ２７とで洗浄管路系を構成している。

【００２０】さらに、集水口１８に連通して処理水管２
８を設けており、処理水管２８の途中には処理水バルブ
２９を介装している。処理水バルブ２９より上流側の処
理水管２８と原水ポンプ２２の吸込口側で第１原水バル
ブ２３より上流側の原水供給管２１とを連通して循環バ
イパス管３０を設けており、循環バイパス管３０の途中
には循環バルブ３１を介装している。この処理水管２８
と循環バイパス管３０と循環バルブ３１と原水ポンプ２
２と第２原水バルブ２４と原水供給管２１とで循環管路
系を構成している。尚、循環バイパス管３０は集水口１
８と原水ポンプ２９の吸込口側とを直接に連通すること
も可能である。

【００２１】また、分離槽１１および濾過槽１３に連通
して空気抜口３２を設けており、空気抜口３２には空気
バルブ３３を設けている。以下、上記構成における作用
を説明する。空気バルブ３３は初期運転時等に開放して
槽内の空気を空気抜口３２から排出するものであり、通
常は閉塞した状態にある。 （通常運転）排泥バルブ１７と洗浄バルブ２７と循環バ
ルブ３１を閉塞し、第１原水バルブ２３、第２原水バル
ブ２４および処理水バルブ２９を開放した状態で、原水
ポンプ２２を駆動し、原水源２０の原水を原水供給管２
１を通して流入口１５から分離槽１１内に供給する。流
入口１５の開口から分離槽１１内に接線方向に向けて流
入した原水は濾過槽１３の周囲を旋回流となって分離部
１１ａを流下し、原水中の砂は旋回流による遠心力を受
けて分離槽１１の内周面側に変移する。分離槽１１の砂
溜部１１ｂに達した原水は旋回流防止フィン１２に当た
って旋回を停止し、砂はテーパ面に沿って沈降堆積す
る。また、原水は分離槽１１の中心付近を上昇流となっ
て濾過槽１３の下端開口１３ｃから濾材室１３ｂ内に流
入する。

【００２２】濾材室１３ｂ内に充填した濾材１４は、浮
遊性を有するので下端開口１３ｃから分離槽１１内に拡
散することなく濾材室１３ｂ内に浮遊滞留し、分離槽１
１において分離できずに原水とともに濾過槽１３内に流
入した小粒径の砂を濾過する。濾材１４およびスクリー
ン１３ｄを透過して集水室１３ａに流入した処理水は集
水口１８から処理水管２８を通って槽外に流出し、分離
槽１１の砂溜部１１ｂに沈降堆積した砂は排泥バルブ１
７の開放によって槽外に排出する。

【００２３】したがって、分離槽１１における遠心分離
および濾過槽１３の濾材１４による濾過を組み合わせ、
大粒径の砂を分離槽１１において予め分離することによ
り、濾過槽１３における負荷を軽減することができるの
で、濾材１４の逆洗等を行うメンテナンスの間隔を長く
することができ、稼働効率が向上する。 （洗浄運転）図３に示すように、原水ポンプ２２を停止
し、第２原水バルブ２４、処理水バルブ２９および循環
バルブ３１を閉塞した状態で、洗浄バルブ２７を開放し
て洗浄ポンプ２６を駆動する。洗浄ポンプ２６の駆動に
よって濾材室１３ｂ内の濾材１４および砂を濾材室１３
ｂ内の原水とともに濾材取出口１９から取り出し、洗浄
バイパス管２５を通して流入口１５から分離槽１１内に
供給して循環させる。この間に分離槽１１における旋回
流によって濾材１４を攪拌洗浄するとともに、濾材１４
に付着した砂を洗い出す。

【００２４】その後、洗浄ポンプ２６を停止して適当時
間静置し、濾材１４をその浮遊性によって分離槽１１お
よび濾過槽１３の上部側に浮遊分離し、砂を重力沈降に
よって分離槽１１の砂溜部１１ｂに沈降させ、沈降した
砂を排泥バルブ１７の開放によって槽外に排出する。

【００２５】そして、図４に示すように、第１原水バル
ブ２３、処理水バルブ２９および洗浄バルブ２７を閉塞
し、第２原水バルブ２４および循環バルブ３１を開放す
る状態で原水ポンプ２２を駆動する。原水ポンプ２２の
駆動により、集水室１３ａ内の処理水を処理水管２８、
循環バイパス管３０および原水供給管２１を通して分離
槽１１に循環し、分離槽１１の上部に浮遊した濾材１４
を旋回流に巻き込んで分離部１１ａの下方に降下させ、
濾過槽１３の下端開口１３ｃから濾材室１３ｂ内に戻
す。

【００２６】濾材１４が濾材室１３ｂに戻った時点で、
第１原水バルブ２３、第２原水バルブ２４および処理水
バルブ２９を開放し、排泥バルブ１７、洗浄バルブ２７
および循環バルブ３１を閉塞した状態となし、原水ポン
プ２２を駆動して通常運転に復帰する。

【００２７】図５は本発明の他の実施例を示すものであ
り、先の実施例と同様の作用を行う部材については同一
番号を付して説明を省略する。図５において、分離槽４
１は比較的小径の筒状をなす分離部４１ａと下端側のテ
ーパ状をなす砂溜部４１ｂとを有しており、分離槽４１
の上部に大径の濾過槽４２を設けている。濾過槽４２は
内部にスクリーン４２ｄで仕切った集水室４２ａと濾材
室４２ｂを有しており、濾材室４２ｂの下端に設けた小
径の開口部４２ｃが分離槽４１内に遊嵌している。ま
た、処理水管２８に介装した処理水バルブ４３は三方切
換バルブであり、循環バイパス管３０を処理水バルブ４
３の一つのポートに接続している。

【００２８】この構成における基本的な作用効果は先の
実施例と同様であるので、本実施例における特徴的な作
用効果について説明する。 （通常運転）処理水バルブ４３を循環バイパス管３０に
対して遮断し、排泥バルブ１７と洗浄バルブ２７を閉塞
し、第１原水バルブ２３、第２原水バルブ２４を開放し
た状態で、原水ポンプ２２を駆動し、原水源２０の原水
を原水供給管２１を通して流入口１５から分離槽４１内
に供給する。流入口１５の開口から分離槽４１内に接線
方向に向けて流入した原水は旋回流となって分離部４１
ａを流下し、原水中の砂は旋回流による遠心力を受けて
分離槽４１の内周面側に変移する。

【００２９】このとき、流入口１５から分離槽４１に流
入した原水は、分離部４１ａの径が小さいのでその旋回
流の速度が大きくなる。このため、遠心力が増大し、砂
に対する分離能力が高まる。

【００３０】また、濾過槽４２においては濾材室４２ｂ
が大径であるので、濾材１４によって形成する濾過面積
が広くなり、透過流量が増大して濾過能力が高まる。 （洗浄運転）先の実施例と同様にして各バルブを操作
し、濾材１４を分離槽４１および濾過槽４２に循環して
濾材１４の洗浄を行う。適当時間の静置後に、処理バル
ブ４３を循環バイパス管３０に対して開放し、濾材１４
を濾過槽４２に戻す。

【００３１】図６は本発明のさらに他の実施例を示すも
のであり、先の実施例と同様の作用を行う部材について
は同一番号を付して説明を省略する。図６において、洗
浄バイパス管５１は原水ポンプ２２の吸込口側で第１原
水バルブ２３より下流側の原水供給管２１と濾過槽４２
の濾材取出口１９とを連通しており、循環バイパス管５
２は処理水バルブ２９より上流側の処理水管２８と洗浄
バルブ２７より下流側の洗浄バイパス管５１を連通して
いる。

【００３２】この構成における基本的な作用効果は先の
実施例と同様であるので、本実施例における特徴的な洗
浄運転における作用効果について説明する。 （洗浄運転）第１原水バルブ２３、循環バルブ３１およ
び処理水バルブ２９を閉塞し、第２原水バルブ２４およ
び洗浄バルブ２７を開放した状態で、原水ポンプ２２を
駆動する。濾過槽４２の濾材１４および原水は濾材取出
口１９から洗浄バイパス管５１および原水供給管２１を
通って原水ポンプ２２により分離槽４１および濾過槽４
２に循環する。この間に濾材１４の洗浄を行う。

【００３３】そして、適当時間の静置後に、洗浄バルブ
２７を閉塞し、循環バルブ３１を開放して原水ポンプ２
２を駆動する。処理水は処理水管２８、循環バイパス管
５２および原水供給管２１を通して分離槽４１に循環
し、濾材１４が濾過槽４２に戻る。

【００３４】したがって、本実施例によれば、一台の原
水ポンプ２２で通常運転と洗浄運転を行うことができ、
装置の簡略化を図ることができる。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、分
離槽における遠心分離および濾過槽の濾材による濾過を
組み合わせ、大粒径の砂を分離槽において予め分離する
ことにより、濾過槽における負荷を軽減することができ
るので、濾材の逆洗等を行うメンテナンスの間隔を長く
することができ、稼働効率が向上する。また、濾材室内
の濾材間に滞留した砂を、洗浄管路系および循環管路系
を用いて容易に洗浄排出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す濾過機の全体断面図で
ある。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図３】同実施例における洗浄作用を示す説明図であ
る。

【図４】同実施例における復帰作用を示す説明図であ
る。

【図５】本発明の他の実施例を示す濾過機の全体断面図
である。

【図６】本発明のさらに他の実施例を示す濾過機の全体
断面図である。

【図７】従来のサンドセパレータの断面図である。

【符号の説明】

１１ 分離槽 １３ 濾過槽 １４ 濾材 １５ 流入口 １６ 排泥口 １８ 集水口 １９ 濾材取出口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状をなして下端側がテーパ状に縮径
   した分離槽と、内部空間をスクリーンによって集水室と
   濾材室とに仕切り濾材室が下端開口において分離槽に連
   通する濾過槽と、濾過槽の濾材室内に充填した浮遊性粒
   子からなる濾材と、分離槽の上部周側においてその接線
   方向に向けて開口する流入口と、分離槽の下端に開口し
   排泥バルブを有した排泥口と、濾過槽の集水室に開口し
   た集水口と、流入口と原水源を連通する原水供給管路系
   とを備えたことを特徴とする濾過機。
2. 【請求項２】 請求項１記載の濾過機において、濾過槽
   の濾材室の上部に開口する濾材取出口と、濾材取出口と
   流入口を連通する洗浄管路系と、集水口と流入口を連通
   する循環管路系とを備えたことを特徴とする濾過機。