JPH1094706A

JPH1094706A - 濾過装置

Info

Publication number: JPH1094706A
Application number: JP8251381A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Oda; 信博織田
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1996-09-24
Filing date: 1996-09-24
Publication date: 1998-04-14

Abstract

(57)【要約】【課題】多孔質で柔軟性を有する濾材を使用し、通水
時間を長くして濾過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内に多孔質で、且つ柔軟性を
有する濾材１３を収容し、上記濾過塔の外に、循環ポン
プＰ2 を有し、上記濾過塔の上下と連通した循環１８管
を接続する。

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、多孔質濾材を使
用し、濾材が捕捉した濁質の剥離性が高いと共に、濾過
速度が大で、設置面積が小さい割に濾過処理水の採水量
が多く、安価で、メンテナンスが容易な濾過装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】濾過装置として、砂など非多孔質の硬質
な濾材を使用したものは、水と空気の混合、水と攪拌翼
の攪拌作用による逆洗で濾材が捕捉した原水中の濁質を
容易に剥離できるという洗浄性において優れているが、
濁質の捕捉量が少ないので洗浄頻度が多いまた、微細な
濁質を捕捉するため、濾材の粒径を１ｍｍ以下と小さく
すると、濾材そのものの圧力損失が大きくなり、濾過時
の原水の通水流速が大きく取れない。さらにこの場合ス
トレーナの通水孔や、通水スリットを濾材の粒径よりも
細かくする必要があるため同様に圧力損失が大になると
共に、濾材が捕捉した濁質が凝集して濁質の粒径が大き
くなったときにその濁質を排出できないという欠点を有
する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このため、多孔質の濾
材を使用し、上述した非多孔質の濾材による欠点を解消
した濾過装置も公知であるが、濾材は多孔質の孔目の内
部に入り込んだ濁質を従来の逆洗では充分に除去でき
ず、洗浄後も濾過処理水の水質が十分に回復しないとい
う問題点がある。また、激しく逆洗を行うと濾材が破砕
し、破砕した細片が処理水に混合して流出し、処理水の
水質を悪化させるという問題を生じる。さらに、比重
１．０未満の濾材を用いると、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ため、濁質の
分離排出が容易なので好ましいが、従来の装置では濾材
と、剥離した濁質との分離が悪く、濁質を完全に排出す
ることができないという問題点もある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、濾材
に多孔質で、柔軟性を有するものを使用し、洗浄の際に
は循環ポンプを有する循環管で濾材を濾過塔から循環管
に吸出して濾過塔に循環させ、循環する過程で循環ポン
プにより濾材の洗浄を行い、多孔質の濾材を使用した従
来の濾過装置の問題点を解消したのである。

【０００５】

【発明の実施の形態】このため、本発明の濾過装置は、
濾過塔内に多孔質で、且つ柔軟性を有する濾材を収容
し、上記濾過塔の外に、循環ポンプを有し、上記濾過塔
の上下と連通した循環管を接続したことを特徴とする。
そして、上記循環管には、循環ポンプの下流に空気の吸
込み装置を設けることが好ましい。又、濾材の粒径は１
ｍｍ以上であることが好ましい。

【０００６】

【実施例】図１の実施例において、１０は濾過塔で、塔
内の上部、及び下部にはパンチングプレートからなる集
散水用のストレーナ１１，１２が設けてあり、両ストレ
ーナの間に粒径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。このような濾材として、例えば
ＥＭＯ（イノアックコーポレーション製）、リョウスイ
（三菱レーヨン製）、バイオボール（三井造船製）など
が挙げられる。このような濾材として、比重１．０未満
のものを使用すると逆洗時の濁質との分離性が向上して
好ましい。上記ストレーナ１１，１２の通水孔の孔径な
いし、通水スリットの幅は濾材の粒径よりも小である。

【０００７】原水槽内の原水は、ポンプＰ₁ を有する原
水供給管１４により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。

【０００８】又、濾過塔の下壁には洗浄廃水の排水管１
６、上壁には通気管１７が接続してある。排水管１５と
通気管１７とはＴ字形に濾過塔の上壁に接続され、原水
供給管１４と排水管１６とはＴ字形に濾過塔の下壁に接
続されているが、各管は個々に濾過塔に接続してもよ
い。又、上記各管１４，１５，１６，１７には夫々開閉
弁が設けてある。

【０００９】濾材を逆洗し、濾材が多孔質の孔目に捕捉
した濁質を濾材から剥離するため、濾過塔には上部スト
レーナ１１の直下と、下部ストレーナ１２の直上に上端
と下端を接続した濾材洗浄用の循環管１８が設けてあ
り、この循環管１８の途中には下部ストレーナの直上か
ら塔内の水、及び濾材１３を吸引して上部ストレーナの
直下に吐出する循環ポンプＰ2 が接続してある。

【００１０】濾過処理水を得る通水運転を行う際は、図
１（Ａ）に示すように原水供給管１４、採水管１５の弁
を開き、他の管の弁はすべて閉じ、給水ポンプＰ1 を運
転して原水を濾過塔内に上向流させる。これにより原水
の上向流の通水圧力で濾材は上部ストレーナ１１の下面
に押付けられて圧密化し、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。原水は、こうして
圧密化された濾材の中を通過する際に、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。な
お、濾過処理水を得る通水運転は、ここでは上向流で説
明したが、これに限らず、下向流で行ってもよい。

【００１１】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濾材を逆洗する。それに
は、すべての管の弁を閉じ、循環ポンプＰ2 を運転する
（図１Ｂ）。ここで用いる循環ポンプの形式は特に限定
されないが、例えば渦巻ポンプ、軸流ポンプ、ベーンポ
ンプなどの羽根車を持つポンプや、プランジャーポン
プ、チューブポンプなどが挙げられ、スラリー対応のも
のが好ましい。これにより、濾過塔内で水は下向流し、
循環管１８に入り、管内を上向流し、濾過塔内の上部ス
トレーナ１１の直下に戻されて循環する。濾材１３は、
この循環流に乗って循環管中を上向流する際、循環ポン
プＰ2 の回転するインペラなどに触れ、圧縮されたり、
圧縮を解放されたりして、多孔質の孔目の中に捕捉して
いる濁質を外に搾り出される。多孔質の濾材は柔軟性を
有するので、インペラなどによって破砕されることはな
い。こうして、循環ポンプを所定時間運転して水と濾材
を循環させると、多孔質の濾材は捕捉していた濁質をほ
ゞ全部、濾材から分離するので、そうしたら循環ポンプ
の運転を停める。これにより、濾過塔内で濾材は水面に
浮上し、濾材から剥離した濁質は濾材の下の水相に沈下
する。

【００１２】従って、通気管１７の弁を開くと濾過塔の
内部は大気に連通するので、排水管１６の弁を開くこと
により濾過塔内の濁質を含む水が排水管１６から排出さ
れる。塔内の水が全部排出されたら排水管１６、通気管
１７の弁を閉じ、原水供給管１４、採水管１５の弁を開
き、濾過処理水を採水する通水運転を再開する。

【００１３】循環管１８には、好ましくは循環ポンプの
上方、つまり循環ポンプの下流に空気吸込み装置１９、
例えばエゼクターを設ける。こうすると、循環ポンプの
インペラなどで洗浄作用をを受けて循環管中を上向流す
る濾材を含んだ水は、エゼクタを通過する際に流速を高
め、外気を吸込み、吸込んだ空気による攪拌作用を受け
るので濾材中の濁質をより効果的に剥離できると共に、
濾材には気泡が付着して見掛けの比重は小さくなり、濾
過塔の内部で浮上し易くなり、剥離した濁質との分離効
果も高まる。なお、この場合も逆洗は下向流に限定され
ず、上向流で行ってもよい。

【００１４】図２は、上下のストレーナ１１，１２を円
筒形、擬宝珠形、球形、半球形、台形などの中空体にす
ると共に、濾過塔の上端の中心には上向き筒部１０ａ、
又、下端の中心には下向き筒部１０ｂを設け、上部スト
レーナ１１は筒部１０ａよりも下に、下部ストレーナ１
２には筒部１０ｂよりも上に配置し、循環管１８の上端
は上向き筒１０ａの上端部側面に、下端は下向き筒１０
ｂの下端部側面に接続し、原水の供給管１４と、排水管
１６は下部ストレーナ１２に、採水管１５と、通気管１
７は上部ストレーナ１１に接続してある。

【００１５】これにより濾過処理水を採水管１５から採
水する通水運転時、濾材は、濾過塔内を上向流する原水
の通水圧力を受けて濾過塔の上面と、上向き筒部１０ａ
の内部に押付けられて圧密化する結果、水の流路がせま
くなり、微細な濁質の除去効率が向上する。

【００１６】又、洗浄後、濁質を含んだ水を排水管１６
から排出する際、一部の濁質を含んだ汚れた水が下向き
筒部１０ｂ内に沈積して残溜するが、通水運転時に一部
がまき上げられ、濾層に再び捕捉されるので、処理水質
には影響しない。さらに、濁質の残溜をなくすため、排
水管１６を破線に示すように筒部１０ｂの底に接続して
もよく、その場合は接続部に濾材流出を防止するストレ
ーナを設けるのが好ましい。

【００１７】本発明の効果をテストするため、図１に示
した内径４５０ｍｍ、高さ６００ｍｍの濾過塔内に穴径
０．１３ｍｍの上下のストレーナを設け、両ストレーナ
の間に、濾材として比重０．９２で３ｍｍ角の立方体の
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ＥＭＯ）を高さ１５０ｍｍ収容した。濾過面積は
０．２８ｍ² で、濁度５度の原水を流量１５ｍ³ ／時で
通水した所、平均濁度１度の濾過処理水を１５ｍ³ ／時
で得ることができた。尚、循環ポンプにはラインポンプ
（荏原製作所製４０ＬＰＤ５．２５）を使用した。

【００１８】又、循環管の、循環ポンプの下流にエゼク
ターを接続した場合の濁質排出率は８０〜９０％、平均
８５％であるのに対し、エゼクターを取外した場合の濁
質排出率は６０〜８０％、平均７５％であり、エゼクタ
ーを設けることによって濁質の排出率が格段と向上する
ことが分かった。

【００１９】更に、３ｍｍ角のスポンジからなる多孔質
で、柔軟性を有する濾材を、２０時間、循環しても、大
きさが２．５ｍｍ角以下になった濾材は２％以下であっ
た。これに対し、同じ３ｍｍ角の柔軟性を有さないポリ
スチレンの濾材の場合は、同じ２０時間、循環させると
１５％もの濾材が２．５ｍｍ角以下になった。つまり、
多孔質の濾材に柔軟性を有するものを使用すると、その
柔軟性によって循環ポンプの回転するインペラなどに触
れても一時的に変形し、殆ど破砕されないことが分っ
た。

【００２０】

【発明の効果】本発明により、多孔質で、柔軟性を有す
る濾材を使用することにより単位体積当りの濁質の捕捉
量が大で、差圧の上昇が少ない。このため、通水時間を
長くして濾過処理水を多く採水できる。そして、洗浄の
際は循環ポンプのインペラなどによる強力な攪拌作用に
よる圧密、圧密の解放などの力を受けるため捕捉した濁
質を剥離する洗浄効果が大で、洗浄後の通水運転により
得られる濾過処理水の水質は、従来の硬質濾材を使用し
た場合と遜色が無い。又、濾材は柔軟性であるため破砕
も起らない。更に、洗浄は、濾過塔内の水を循環させて
行うので、洗浄水を必要としない。

【００２１】エゼクターを循環管に設けると、洗浄時に
気泡が循環水に混合するので気液混合の洗浄が行え、洗
浄効果はより一層向上すると共に、気泡が濾材に付着し
て濾材の浮上性を高めるため、循環管の上端から濾過塔
に戻された濾材は塔内で浮上し、濾材から剥離して塔内
を沈降する濁質との分離が良好に行われる。

【００２２】また使用する濾材の粒径を１ｍｍ以上とす
ると、同じ流速では濾材の圧力損失は小さくなる。更
に、集散水用のストレーナの通水孔の孔径や、通水スリ
ットの幅を大きくすることができるため、ストレーナで
の圧力損失も少なくなると共に、洗浄時に凝集して大き
くなった濁質でもストレーナを通過させて排出すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）はこの発明の濾過装置の一実施例の通水
運転時の断面図、（Ｂ）は同上の循環洗浄時の断面図で
ある。

【図２】この発明の濾過装置の他の一実施例の断面図で
ある。

【符号の説明】

１０濾過塔１１上部ストレーナ１２下部ストレーナ１３濾材１４原水供給管１５濾過処理水の採水管１６排水管１７通気管１８循環管１９空気吸込み装置（エゼクタ）Ｐ1 原水の供給ポンプＰ2 循環ポンプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】濾過塔内に多孔質で、且つ柔軟性を有す
る濾材を収容し、上記濾過塔の外に、循環ポンプを有
し、上記濾過塔の上下と連通した循環管を接続したこと
を特徴とする濾過装置。
【請求項２】請求項１に記載の濾過装置において、上
記循環管には、循環ポンプの下流に空気の吸込み装置を
設けたことを特徴とする濾過装置。
【請求項３】請求項１と、請求項２のいずれか１項に
記載の濾過装置において、濾材の粒径は１ｍｍ以上であ
ることを特徴とする濾過装置。