JPH0711766Y2 - 重力濾過池の濾床上部水抜装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、重力濾過池逆洗時に空気洗浄、表面洗浄を行
う前に濾過室内の水位を低下させる濾床上部水抜装置の
改良構造に関する。

（従来の技術） 重力濾過池では、細粒濾材からなる濾床に濾過の継続に
より濾過異物が蓄積して目づまり状態となると、逆洗に
より濾床を洗浄して再生するが、本逆洗前に濾過異物の
集中している濾床上面、上層の表面洗浄を行えば洗浄効
果が向上する。開放型重力濾過池で表面洗浄を実施する
には、一般に、濾床に隣接する排水渠から排水して濾床
上の水位を濾床上方の逆洗排水トラフの天端まで水抜き
する。しかしこの場合の表洗効果は表洗水頭が濾床上残
存水頭分減殺されるし、時には濾材が逆洗排水トラフを
経て流出したりする。濾床の表面洗浄を行う場合、濾床
上水位を濾床の表面付近まで低下させると濾材流出事故
の問題はなくなり、表面洗浄水の水頭損失が減少するの
で洗浄効果が一層向上する。逆洗排水トラフより低い位
置まで水抜きするため、水抜サイフオン管を設置するこ
とが公知であり、水抜サイフオン管は付設排気弁で作動
させられる。

第３図は特公昭52−28656号の濾過装置を発展的に改良
して空気洗浄を行い得るようにした装置の１例を示す。
この装置では、空気洗浄時に濾材の流出を防止するため
に空気洗浄に先立ち濾床上の水位を逆洗排水トラフより
低い濾床直上の高さまで低下させる。そのため排気弁つ
きの水抜サイフオン管が設けられており、濾過室内の水
位を低下させる前にこの排気弁を自動または手動で開閉
操作して水抜サイフオン管のサイフオン化が適時に行わ
れるようにしている。

第３図の開放型重力濾過池では、濾過、逆洗は次のよう
に行われる。正常濾過作動状態では、原水（１）が濾過
室（２）に上位水準（ｌ_１）まで流入しその水頭により
濾床（３）を透過し濾過処理水となって集水機構（４）
にあらわれ隣設の集水室（５）に流入し、濾過水サイフ
オン管（６）により処理水渠（７）に移され堰越えまた
は下部から送水される。

この濾過作動中に処理水の一部は上方の逆洗用水貯槽
（８）にくみ上げられ逆洗用水として自己保有される。

濾過の継続により濾床の目づまりが検出されると、それ
により濾床の逆洗が行われる。逆洗は空気洗浄から開始
される。

当該濾過池への原水の供給が停止され、濾過室（２）に
隣設された排水渠（９）の排水ゲート（10）が開かれる
と濾過室（２）内の水位は支切壁（11）の天端あるいは
それ以下の逆洗排水トラフ（12）の天端まで下り、排水
渠（９）内の水位は低下を続ける。このとき水抜サイフ
オン管（13）は先の濾過中に排気弁（14）の開放により
満水となったのち排気弁が閉じられるので、そのサイフ
オン作用により濾床上水位が逆洗排水トラフ天端まで下
ったのちも水抜きが続行され、濾床上水位が濾床上約10
cmの下位水準（l₂）まで下り、ここで水抜サイフオン管
に開口端から空気が吸込まれてサイフオン水抜作用が停
止する。

この状態で濾床（３）下に洗浄用空気（15）を導入すれ
ば空気洗浄が効果的に行われる。

洗浄用空気（15）の供給を停止し空気洗浄が終われば、
逆洗用水貯槽（８）の自己保有逆洗水を逆洗用サイフオ
ン管（16）により集水室（５）に流入させ、貯槽（８）
内水頭と濾床上水頭との差により本逆洗が開始され、濾
床（３）は膨脹し、逆洗排水は逆洗排水トラフ（12）か
ら排水渠（９）に流入して濾床の逆洗による再生が遂行
される。

逆洗用サイフオン管（16）のサイフオン作用の停止によ
り逆洗を終了させたのち、排水ゲート（10）を閉じ原水
（１）の流入を開始すれば濾過作動状態に移行する。こ
のとき排水弁（14）を再び開き水抜サイフオン管（13）
内の空気が大気中に放出されるようにしなければならな
い。

濾過水サイフオン管（６）および逆洗用サイフオン管
（16）は真空系（17）に接続して操作される。

（考案が解決しようとする課題） この例示の空気洗浄機構を有する重力濾過池では、上記
のように水抜用サイフオン管（13）は濾過池内の水位の
昇降に対応して手動または電動で開閉操作して適切にサ
イフオン作動するようにしなければならないので、操作
が煩雑であったり、このための自動制御装置を余分に設
けたりしなければならないという点に問題がある。

（課題を解決するための手段） 本考案では、従来技術の前記問題点に解決を与え、空気
洗浄前の水抜きが水抜用サイフオン管自体により濾過池
内の水位の変化を利用する水理学的作用に基づいて無弁
で自動的に遂行されるようにすることを目的としてなさ
れたものであって、この目的達成の手段として、水抜サ
イフオン管の頂部に、従来技術の排気弁に代えて、逆Ｕ
字形に折返し形成した排気管を接続し、その上端部と水
抜サイフオン管接続部との中間高さにあるその他端には
水封部を設けて排気管内に空気溜を形成する。そして濾
過室内の水位が水抜サイフオン管の口端の下位水準にま
で低下して空気を吸込むまでは排気管内に空気溜を維持
して、水封部側と水抜サイフオン管側との間の排気管の
連通が遮断されるような高さ関係を与える。これらを総
合して、本考案の重力濾過池の濾床上部水抜装置は、全
体的構成としては、空気洗浄機構を有する重力濾過池に
おいて、目づまりした濾床の逆洗時に、空気洗浄あるい
は表面洗浄前に濾過室内の水を濾床直上の高さまで水抜
きするため濾過室内の前記高さから逆洗排水トラフ高さ
で支切壁を越えて隣接排水渠にわたり配設した水抜サイ
フオン管に対し、その頂部に上端折返し部を空気溜とし
て逆Ｕ字形に折返して形成した排気管の基端を接続して
中間高さにあるその先端を水封するとともに、その上端
折返し部と水封部との高さ差を水抜サイフオン管の水抜
き作動中に排気管がサイフオン作用を起こすことのない
高さ関係に設定したことを特徴とする。

（作用） 本考案の濾床上部水抜装置では、逆洗行程の終了後、濾
過行程への移行のための原水導入による濾過室内水位の
上昇中は、排気管は排気に作用して水抜サイフオン管お
よび排気管は水で満たされてゆくが、その最終には水封
部より上の排気管の折返し部は空気が抜けずに空気溜と
なる。そして水抜き行程の濾過室内水位の低下中は、排
気管は管内水位の変化があっても空気溜が存在して連通
が遮断されているので水抜きサイフオン管は水抜きを続
行して濾床直上の下位水準まで水抜きされ、その最終に
水抜サイフオン管の口端から空気が入って管内の水は落
水し水封部以外は空気で満される。

本考案では弁類は一切使用していないので、濾床洗浄時
の懸濁物が排気弁の弁座に付着して封止不充分となるよ
うなトラブルの可能性はない。

（実施例） 以下、本考案を添付図を参照し実施例により具体的に説
明する。第１図は本考案の濾床上部水抜装置の１実施例
の要部を縦断側面図により示し、第２図はその水抜行程
の終に近い後期段階での各部の水位の関係を縦断側面図
により示す。

本考案の適用される重力濾過池については、その１例を
第３図により示しているので、本考案との関連部分につ
いてはその図示説明を援用し説明の重複を省略する。

第１図において、本考案の濾床上部水抜装置は、第３図
重力濾過池の濾床（３）の直上の下位水準（l₂）から上
方に延び支切壁（11）を越えて反曲し排水渠（９）内を
下方に延びる水抜サイフオン管（13）に対し、その頂部
に排気管（18）が基端で接続され、水抜サイフオン管内
に通じている。

排気管（18）は上端折返し部（18a）で逆Ｕ字形に折返
して形成され、上端折返し部と基端接続部との中間高さ
にあるその先端（18b）は水封容器（19）内の底部近く
に延びて水封部となっている。この装置は次のように作
動する構成を与えられる。すなわち濾過室（２）の水抜
きのため排水ゲート（10）を開くと濾過室内の水位が上
位水準ｌ_１から低下し始める。この水位が水封容器（1
9）の上縁高さ（Ａ）に降下するまでは排気管（18）内
には先端高さ（Ｂ）まで空気が残留し空気溜（20）とな
っている。

濾過室内の水位がさらに降下すると、排気管（18）内の
水位は水封部側で上昇し水抜サイフオン管側で降下し、
第２図に示すようになる。このとき、水封部側で水封容
器内水位との間に生ずる水位差は、排気管内の空気溜内
の空気圧力と大気圧との圧力差に対応しており、これに
対して水抜サイフオン管接続側で水抜き行程後期では濾
床上水位より低い排水渠内水位との間に生ずる水位差も
同じ圧力差に対応していることになるので両水位差は等
しい。従って排気管（18）内で生ずる水封部側の水位と
水抜サイフオン管接続側の水位との水位差（ｈ）は水封
容器内の水位と排水渠内水位との水位差に一致すること
になる。水抜サイフオン管（13）の水抜き作動中はこの
関係が維持されて排気管（18）内には空気溜（20）が介
在して両側の連通を遮断するように、排気管の上端折返
し部と水封部との高さ差を与える高さ関係に設定してい
るので、水抜サイフオン管（13）が口端から空気を吸込
む以前に排気管（18）で水封部側の水位が上端折返し部
（18a）を越流してサイフオン化し、ここから空気を吸
込んで水抜サイフオン管（13）のサイフオン水抜き作用
を中断することはない。

本考案ではこの高さ関係を設定することを要件とするの
で、この場合排気管の上端折返し部（18a）が上位水準
（ｌ_１）より上方に露出しても、それは問題ではない。

こうして濾床上の水位が水抜サイフオン管（13）の口端
の下位水準（l₂）に降下し水抜サイフオン管に空気が吸
込まれると、排気管（18）内の水も落下して管内には空
気が充満する。

この水抜サイフオン管内および排気管内の空気は正常濾
過行程に向かって濾過室内の水位が上昇するのに伴い排
気管の水封先端から押出されて勢よく排出され、濾過室
内の水位が水封部より高い位置に上昇すると、排気管は
空気溜を保有する第１図の状態に戻ってリセットされ
る。

（考案の効果） 以上のように本考案によると、濾床逆洗時に先ず濾床上
部の水が自動的に濾床直上の下位水準まで水抜きされる
ので空気洗浄、表面洗浄を有利に実施することができ
る。またそのために水抜サイフオン管の排気弁類、弁制
御機構を特に設ける必要なく、弁の異物付着による封止
不良のトラブルが起こる可能性がないようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の重力濾過池の濾床上部水抜装置の１実
施例の要部の縦断側面図、第２図はその水抜行程の後期
段階での水位関係を示す縦断側面図、第３図は本考案の
適用される重力濾過池の１例の縦断側面図である。 （１）…原水、（２）…濾過室、（３）…濾床、（４）
…集水機構、（５）…集水室、（６）…濾過水サイフオ
ン管、（７）…処理水渠、（８）…逆洗用水貯槽、
（９）…排水渠、（10）…排水ゲート、（11）…支切
壁、（12）…逆洗排水トラフ、（13）…水抜サイフオン
管、（14）…排気弁、（15）…洗浄用空気、（16）…逆
洗用サイフオン管、（17）…真空系、（18）…排気管、
（18a）…上端折返し部、（18b）…先端、（19）…水封
容器、（20）…空気溜、（ｌ_１）…上位水準、（l₂）…
下位水準、（Ａ）…上縁高さ、（Ｂ）…先端高さ、
（ｈ）…水位差。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】空気洗浄機構を有する重力濾過池におい
   て、目づまりした濾床の逆洗時に、空気洗浄あるいは表
   面洗浄前に濾過室内の水を濾床直上の高さまで水抜きす
   るため、濾過室内の前記高さから逆洗排水トラフ高さで
   支切壁を越えて隣設排水渠にわたり配設した水抜サイフ
   オン管に対し、その頂部に上端折返し部を空気溜として
   逆Ｕ字形に折返して形成した排気管の基端を接続して中
   間高さにあるその先端を水封するとともに、その上端折
   返し部と水封部との高さ差を水抜サイフオン管の水抜き
   作動中に排気管がサイフオン作用を起こすことのない高
   さ関係に設定したことを特徴とする重力濾過池の濾床上
   部水抜装置。