JPH1028811A - 濾過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多孔質の濾材を使用し、濾過速度が大きくて
圧力損失が少なく、これにより処理水量が多いと共に、
洗浄時に濾材からの濁質剥離が良好で処理水質が良く、
且つ濾材の破砕が少なく、容易なメンテナンスのもとで
安定した運転ができる安価な濾過装置を提供する。 【解決手段】 濾過塔１０内の上下の集散水板１１，１
２の間に粒径１ｍｍ以上の多孔質で、且つ柔軟性の濾材
１３を収容し、上記両集水板の一方又は双方を濾過塔内
で上下動可能にすると共に、濾過塔外の上下動手段２０
と連結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、粒径１ｍｍ以上
の多孔質で、且つ柔軟性を有するスポンジや、繊維加工
物、或いはこれらを束ねたものを濾材として用い、濾過
速度が大きくて圧力損失が少なく、これにより処理水量
が多いと共に、洗浄時に濾材からの濁質剥離が良好で処
理水質が良く、且つ濾材の破砕が少なく、容易なメンテ
ナンスのもとで安定した運転ができる安価な濾過装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】多孔質でない、粒径が１ｍｍ以下の硬質
の濾材を使用した濾過装置では、原水中の濁質の捕捉量
が少ないので逆洗などによる洗浄頻度が多くなると共
に、洗浄の際に破砕し、破砕した微粒子が処理水に混ざ
ることがあり、処理水の水質が悪化するとか、上下の集
散水板の孔径は粒径１ｍｍの濾材よりも小さくすること
が必要であるため、圧力損失が大きいとか、凝集して粒
径が大きくなった濁質を洗浄時に排出できないなどの問
題点がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このため、濾過塔内の
上下の集散水板の間に比重１．０程度の多孔質の濾材を
収容した濾過装置も使用されているが、洗浄時に濾材の
多孔質の内部に入り込んだ濁材を、水と空気の混合によ
る逆洗や、攪拌などで充分に除去することができず、洗
浄後の通水運転の際の処理水の水質が低下するとか、洗
浄によって濾材は浮上し、剥離した濁質は下部の水相に
存在するのが好ましいが、濾材と剥離した濁質との分離
が悪く、このため濾材中に濁質が混在し、次回の通水時
の処理水質が悪化したり、上昇した差圧が回復しないな
どの問題が生じる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、濾材
の粒径１ｍｍ以上の多孔質で、且つ柔軟性を有するもの
を使用し、通水運転時には濾材を或る程度、圧密し、洗
浄時には通水運転時より更に強く濾材を圧密すること
ゝ、濾材の圧密を解放することを繰返して行い、従来の
多孔質濾材を使用した濾過装置の問題点を解消するよう
にしたのである。

【０００５】

【発明の実施の形態】このため、本発明の濾過装置は、
濾過塔内の上下の集散水板の間に粒径１ｍｍ以上の多孔
質で、且つ柔軟性の濾材を収容し、上記両集水板の一方
又は双方を濾過塔内で上下動可能にすると共に、濾過塔
外の上下動手段と連結したことを特徴とする。

【０００６】

【実施例】図示の一実施例において、１０は濾過塔で、
塔内の上部には固定の上部集散水板１１、その下方に上
下動可能な下部集水板１２が設けてあり、両集散板１
１，１２の間に粒径１ｍｍ以上の多孔質で、且つ柔軟性
を有するスポンジや、繊維加工物、或いはこれ等を束ね
た濾材１３が収容してある。上下動可能な下部集散水板
１２の外周にはシール（図示せず）を取付け、上下動す
る際、このシールで濾過塔の内周に摺接し、下部集散水
板の外周と、濾過塔の内周との間からの濾材の洩れを防
止してある。

【０００７】濾過塔の底の下方には下部集散水板１２を
上下動させるための上下動手段２０が設けてあり、その
軸２１は濾過塔の底の中心に設けた孔から濾過塔内に突
入し、上端に下部集散水板の中心部を固定している。濾
過塔の底の中心孔には軸２１を囲むシール２２を設け、
軸２１を伝って塔内の水が洩れるのを防止する。前記上
下動手段２０は空圧式、又は油圧式のピストンシリン
ダ、直動モータ、リニヤモータ、正逆転可能なモータで
回転駆動されるピニオンに噛合ったラック等、適宜のも
のを採用すればよい。

【０００８】この上下動手段２０は、下部集散水板１２
を固定の上部集散水板１１の直下付近まで上昇させる上
死点ａと、上死点よりも下に少し離れた準上死点ｂと、
濾過塔の下部に位置させる下死点ｃの三段階に下部集散
水板を上下動させることができるように制御されて居
り、濾材１３は下部集散水板が上死点に位置すると最も
圧密され、準上死点に位置するとそれよりも僅かに圧密
が緩み、下死点に位置すると圧縮から全く解放される。

【０００９】原水槽内の原水は、ポンプＰを有する原水
供給管１４によって濾過塔の底部に供給されて塔内を上
向流し、濾材中を通過して濁質を濾材に捕捉された濾過
処理水は濾過塔の上壁に接続した処理水の採水管１５か
ら採水される。

【００１０】濾過塔の上壁には洗浄水供給管１６が接続
し、該管から塔内に供給された洗浄水は塔内を下向流し
て濾材を洗浄し、その洗浄廃水は塔底の排水管１７から
排出される。又、濾過塔の上壁には、洗浄水を下向流さ
せるため塔内を外気と連通する通気管１８も接続してあ
る。図示の実施例では、処理水の採水管１５と、通気管
１６は上壁の中心に立設された共通管１９に対してＴ形
に接続し、洗浄水供給管１６は通気管１８の途中に下か
ら枝状に接続してあるが、上記管１５，１６，１８は個
々に濾過塔の上壁に接続してもよい。又、管１４，１
５，１６，１７，１８には夫々開閉弁が設けてある。

【００１１】濾過処理水を得る通水運転を行う際は、図
１に示すように上下動手段２０で下部集散水板１２を準
上死点ｂに位置させ、濾材１３を固定の上部散水板１１
との間で或る程度圧縮して圧密化する。これにより多孔
質の濾材は、その柔軟性により変形して水の通り道を狭
める。このため、原水供給管１４、採水管１５の弁を開
き、他の管の弁はすべて閉じ、ポンプＰを運転して原水
を濾過塔内に上向流させると、原水は圧密されて、水の
通り道が狭まった濾材１３中を通過する際に、含んでい
る濁質を濾材に捕捉される。従って、原水は濾材により
精密に濾過されて処理水となり、採水管１５から流出す
る。

【００１２】通水運転を行って、濾材が多量の濁質を捕
捉し、損失水頭が上昇したら洗浄水を濾過塔内で下向流
して濾材を逆洗する。それには、洗浄水供給管１６、排
水管１７の弁を開き、洗浄水を濾過塔の上部に供給す
る。洗浄水が濾過塔内を下向流できるようにするため通
気管１８の弁も開く。尚、それ以外の管の弁は閉にす
る。こうして、洗浄水を下向流しながら上下動手段２０
により下部集水板を上下動して上死点ａに位置させたり
（図２Ａ）、下死点ｃに位置させる（図２Ｂ）。下部集
散水板を上死点に位置させると濾材は最も圧縮され、多
孔質の細孔の奥に捕捉されている濁質は濾材の外に搾り
出される。又、下死点に位置させると濾材は圧縮から解
放され、膨らんで原形に戻り、洗浄水は濾材の大きくな
った多孔質の孔目を通過して濾材を洗浄する。この状態
で下部集散水板を再び上死点に上昇させると、濾材の多
孔質の孔目に含まれていた洗浄水は、濾材の圧縮によっ
て再び搾られ、濁質が付着しているときはその濁質を伴
って搾り出される。こうして、下部集散水板を上死点に
上昇させたり、下死点に下降させることを複数回、繰返
すことにより濾材は捕捉していた濁質を洗浄水で完全に
剥離し、洗浄廃水に混合して排出管１７から系外に排出
する。そして、濾材は柔軟性を有するので、下部集散水
板を上死点と下死点との間に上下動させても破砕するこ
とがない。

【００１３】又、濾材は粒径が大きいので、上下の集散
水板の通水孔や、通水スリットを大きくすることができ
るため、濾過処理水を採水する通水運転時も、洗浄時も
圧力損失が少ない。そして、洗浄時に、凝集して大きく
なった濁質も排出できる。

【００１４】排出管１７から排出される洗浄廃水中に濁
質が認められなくなったら、洗浄水供給管１６、排水管
１７、通気管１８の弁を閉じ、下部集散水板を準上死点
ｂの位置に上昇し、原水供給管１４、採水管１５の弁を
開き、ポンプＰを運転して濾過処理水を得る通水運転を
再開する。

【００１５】本発明の効果をテストするため、図１に示
した内径３５０ｍｍ、高さ５００ｍｍの濾過塔内に穴径
０．１３ｍｍの上下の集散水板を設け、両集散水板の間
に、濾材として３ｍｍ角の立方体にカットしたウレタン
スポンジ（イノアックコーポレーション製、商品名ＥＭ
Ｏ）を見掛け体積２０立（約２００ｍｍ高さ）収容し
た。上下動可能な下部集散水板の上死点ａを上部散水板
の下３０ｍｍ、準上死点ｂを同じく５０ｍｍ下、下死点
を同じく４３０ｍｍにし、カオリンを水道水に２０ｍｇ
／立になるように添加したものを原水として濾過を行
い、洗浄は下部集散水板を上死点と下死点に上下動して
行った。比較例として同じ濾過装置、原水を使用し、下
部集散水板は下死点の位置に停めて濾過を行い、洗浄は
水と空気を混合して行った。その結果を表１に示す。 表１ 本発明 比較例 濁質除去率 ７０％ ３〜５％ 捕捉した濁質の排出率 ９０〜１００％ ５０〜７０％ 尚、洗浄条件は、本発明では下部集散水板の振幅：４０
０ｍｍ、サイクル数：サイクル／秒、時間５分、比較例
では空気混合：圧力１０．６／ｃｍ² 、空気量：１００
ｌ／分、時間５分であった。

【００１６】洗浄時の濾材の破砕の程度を比較するた
め、洗浄工程のみを継続した結果を表２に示す。 表２ 条件 破砕スポンジの量比 振幅４００ｍｍ ２０秒／サイクル ２％以下 繰り返し数４００００回

【００１７】図示の実施例では下部集散水板のみを上下
動させたが、下部集散水板を固定し、上部集散水板を上
下動させても、或いは上部と下部の両集散水板を互いに
近付くように同期して上下動させて濾材を圧密したり、
互いに遠去かるように同期して上下動させて圧密を解放
したりして実施することもできる。

【００１８】更に、洗浄の際に、下部集散水板や、上部
集散水板を上下の両死点の間で何回上下動させれば洗浄
を効果的に行えるかは実験的に知ることができるので、
上下動手段２０の作動を制御装置２３で制御するように
し、下部集散水板を上下動させる場合、制御装置２３の
スイッチをＯＮにするか、原水供給管１４や、採水管１
５の開閉弁を閉にするか、洗浄水供給管１６や、排水管
１７の弁を開にすると、準上死点に位置していた下部集
散水板が自動的に上死点と下死点の間を必要回数上下動
し、再び準上死点の位置で停止するようにすることもで
きる。

【００１９】

【発明の効果】多孔質の濾材を使用するため、単位体積
当りの濁質捕捉量が多く、差圧の上昇が少ない。このた
め、通水運転時に高流速で通水できると共に、通水運転
時間を長くでき、濾過処理水量を多く採水することがで
きる。又、多孔質の濾材は、非多孔質の濾材に較べて濁
質の剥離、洗浄性が劣るが、可動集散水板の上下動によ
り濾材を強力な圧密と、圧密の解放を繰返すことで洗浄
効果は大きく、洗浄後の通水運転による濾過処理水の水
質は、従来の非多孔質濾材による場合と遜色がない。更
に、多孔質の濾材の粒径が大きいので上下の集散水板の
通水孔や、通水スリットも大きくでき、圧力損失が少な
いと共に、洗浄時に、凝集して大きくなった濁質も排出
できる。その上、濾材は柔軟性を有するため、圧密作用
を受けても破砕は少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の濾過装置の一実施例の通水運転時のフ
ローシートである。

【図２】（Ａ）は洗浄時に下部集散水板を上死点に上昇
させ、濾材を強力に圧密している状態を示す説明図、
（Ｂ）は同じく洗浄時に下部集散水板を下死点に下降さ
せ、濾材の圧密を解放している状態を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１０ 濾過塔 １１ 上部集散水板 １２ 下部集散水板 １３ 濾材 １４ 原水供給管 １５ 濾過処理水の採水管 １６ 洗浄水の供給管 １７ 洗浄廃水の排水管 １８ 通気管 ２０ 下部集散水板の上下動手段 ２１ 上下動手段の軸 ２２ 上下動手段の軸封シール ２３ 上下動手段の制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 濾過塔内の上下の集散水板の間に粒径１
   ｍｍ以上の多孔質で、且つ柔軟性の濾材を収容し、上記
   両集水板の一方又は双方を濾過塔内で上下動可能にする
   と共に、濾過塔外の上下動手段と連結したことを特徴と
   する濾過装置。