(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川や地下などから取水した水をろ過して飲料水又は洗浄水を生成する緩速ろ過装置において、粒径０．０５〜０．３ｍｍの細砂を充填して、３〜１５０ｃｍの厚さの細砂層を該緩速ろ過装置の砂利層の上に配置し、該取水をろ過速度２〜１００ｍ／日で通過させて該飲料水又は該洗浄水を生成し、該細砂層の目詰まり時には該細砂層を３０〜５００ｍ／日の速度で逆洗再生する逆洗装置を配設するようにした細砂緩速ろ過装置であって、上記細砂層の逆洗再生のタイミングを、タイマー又はろ過時の圧力損失によって決定し、自動的に逆洗するようにしたことを特徴とする細砂緩速ろ過装置。
【請求項２】
細砂層に使用する細砂が所定温度で焼き、洗浄を繰り返し行った後の焼き砂であることを特徴とする請求項１記載の細砂緩速ろ過装置。
【請求項３】
細砂層の上部に光を遮るための覆蓋を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の細砂緩速ろ過装置。
【請求項４】
請求項１または２または３の何れかに記載の逆洗装置を配設した細砂緩速ろ過装置の後段に、粒径が０．０５〜０．３ｍｍの細砂を３〜１００ｃｍの厚さで充填した細砂層を上記細砂緩速ろ過装置の砂利層の上に形成した細砂緩速ろ過装置を設置し、上記逆洗装置を配設した細砂緩速ろ過装置から得られたろ過水をろ過速度２〜１００ｍ／日で通過させることを特徴とする細砂緩速ろ過装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は河川や地下などから取水した水（以降「原水」と記述する）を飲料水又は洗浄水として浄水する緩速ろ過装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水道水の浄水方法は、河川水や湖沼水に凝集剤を加えて沈殿分離と急速ろ過を行う急速ろ過法が最も一般的である。比較的きれいな原水が確保できる自治体では緩速ろ過法も用いられている。その他、新しい方法として膜ろ過法があるが、大量の水道水を製造する方法としては規模が大きくなるため一般的ではない。全くろ過せず地下水や伏流水を汲み上げて塩素消毒するのみで給水する直送方式もあり、水道水の２０％程度に適用されている。
【０００３】
急速ろ過法はPAC（ポリ塩化アルミニウム）などの凝集剤を原水の濁度に合わせて注入して濁質を沈殿させた後、上澄みを粒径0．６〜０．７ｍｍの砂層により、ろ過速度１３０〜１５０ｍ／日で急速ろ過する方法である。ろ過水は塩素消毒を行った後給水される。この方法は、高度な維持管理技術を要し、維持管理が大変である。
尚、本書では、粒径とは有効径のことである（以降、「粒径」と記述する）。
【０００４】
緩速ろ過法は原水を砂層内にゆっくりと通過させ、砂層に付着しているバクテリアが原水の濁質を取り除く方法である。薬品を加える必要が無い。このろ過は、砂の粒径０．３〜０．４５ｍｍ、砂層の厚さ７０〜９０ｃｍとし、ろ過速度4〜５ｍ／日（最大８ｍ／日）で行われる。砂層の逆洗は無く、その代わりに砂層が目詰まりしたときは砂層の上部を削り取る。砂層の削り取りにより砂層の厚さが４０ｃｍまで減少したら新しく砂を補充する。この方法は原水の水質が類型AAである極めて良好な場合に適している。また、管理は簡単であるが、実際には原水が濁水であったり、微細なゴミが多量に含まれることもあり、維持管理に困り切っている浄水場も多い。
【０００５】
急速ろ過法では、有効径（粒径分布の上下１０％の範囲）が０．４５〜０．７ｍｍ、混入する最小粒径が０．３ｍｍ、これ以下の粒径の割合が１％以下の砂を使用する。また、従来の緩速ろ過法では、有効径０．３〜０．４５ｍｍ、最小径が０．１８ｍｍの砂を使用する。
これらの急速ろ過法又は緩速ろ過法において、大きな粒径の砂を使うのはろ過時の目詰まりを避けるためで、急速ろ過法では凝集・沈殿処理した水を急速ろ過するので、ろ過物が多く細砂であると直ぐに目詰まりし、逆洗回数が非常に多くなる。また、緩速ろ過法では細砂にすると、目詰まりが激しくなり、砂の掻き取りを多頻度に行わなくてはならない。
【０００６】
また、砂には粒径分布があり、ろ過層として見る場合、大きい砂に小さい砂が混入していると、それらの混合砂層は小さい砂だけによる砂層とほぼ同じ空隙構造になる。したがって、急速ろ過法や緩速ろ過法では細砂の混入は厳しく制限され、砂ろ過では細砂の混入はあってはならないとされている。
【０００７】
しかしながら、そのような粒径では凝集剤を使用するか、あるいはバクテリアの力を全面的に借りなければ原水の浄水はうまくいかない。凝集剤を使用する急速ろ過法は高い維持管理技術を要するだけでなく、浄水の味はまずくなり、ろ過汚泥が多く、汚泥の最終処分地も考えなければならない。緩速ろ過法は、浄水が美味しく、汚泥も少なく最終処分地も選ばないのであるが、濁質の除去を全てバクテリアに委ねていること、浮遊物や濁流による目詰まりは、現場での運転管理を極めて困難にしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
地方では豊かな地下水源が多く、浄水しないのが普通であるが、最近クリプトスポリジウム問題が出てきた。このクリプトスポリジウムは４〜６μmの大きさのオーシストと呼ばれる嚢包体を作るが、塩素消毒では処理することが出来ない。
【０００９】
急速ろ過法は、高度な維持管理技術を要し、維持管理が大変であるという問題があり、また、発生する汚泥量は非常に多く、しかも、塩素を含む。汚泥処理は現在では極めてやっかいな問題である。環境に優しい浄水法の開発が待たれている。
【００１０】
従来の緩速ろ過法では原水の水質が良すぎると砂層にバクテリアが繁殖できず、濁質が漏出することがある。この場合は敢えて原水に落ち葉など有機成分を添加する。一方、水に有機物が少なく、濁度も低い場合であっても、農業集落排水処理場などの処理水が流入する河川の伏流水や都市の地下水などで見られるように窒素とリンの濃度が高い場合は、従来の緩速ろ過法では藻類が繁殖して目詰まりを起こしやすい。
【００１１】
また、谷川の水のように、晴天時でも腐葉が常に流れ込み、大雨時には濁流が度々見られる場合は、濁質と微細な腐葉などが多量に流れ込みトラブルを発生させる。膜ろ過法も同様のトラブルが発生する問題がある。
【００１２】
さらに、従来の緩速ろ過法は、砂層に濁質が捕捉され、砂層と共に掻き取るが、この濁質は成分的に本来水に含有されていた成分であり、薬品を含まず埋立などまったく問題はないが、ろ過速度は４〜５m／日と非常に遅く多大の敷地を要する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
このような課題に鑑みて、本発明者は、特殊な膜を使用しなくても、クリプトスポリジウムが除去でき、目詰まりしにくく、しかも薬品を使用しなくてもよい砂ろ過法を発明した。本発明は、原理的には緩速ろ過法に近いもので、従来の緩速ろ過法と同じバクテリアによる生物ろ過機能と、細砂よる物理的ろ過機能を合わせ持っている。
【００１４】
本発明の物理的ろ過機能について説明する。本発明では、従来の急速ろ過法や緩速ろ過法の設計基準において使用しないこととされている粒径０．３ｍｍ以下の砂よりもさらに小さい粒径０．０５〜０．２ｍｍの細砂を利用するのが好ましい。
【００１５】
今、０．１ｍｍの球形砂を使うとすると０．０１３ｍｍ以上の浮遊物は物理的に通過できない。さらに砂は不定形であり、砂と砂との間には細い隙間が無数に出来ている。したがって０．００５mm程度の粒子は容易に砂層に捕捉される。すなわち、大きさ４〜６μmのクリプト・オーシストは砂の物理的ろ過だけでもほぼ完全に除去できる。
【００１６】
本発明でも細砂の粒径分布を厳しく制限する必要があり、細砂は篩選別自体が問題となるが、この問題は後述の逆洗で解決できる。たとえば、０．１ｍｍと０．３ｍｍの篩を使った細砂は０．０５〜０．４ｍｍ程度の分布になるが、本発明では細砂をろ過装置に充填後、逆洗条件を調節することによりそのまま利用できる。すなわち、逆洗の水流を調整して、０．０５ｍｍ程度まで含むか、０．１ｍｍまで含むか決めることができ、０．２ｍｍ以下の細砂部分が流れ出ないように運転するのである。
粒径を整えた後、穏やかに逆洗すれば、水流効果により最も小さな細砂が支配的となる層が最上部に形成され、下方に向かって粒径の小さなものから大きなものへと順次並ぶ。
このように粒子径の定義は広いが、本発明に使用する細砂は粒径分布の下１０％が０．０５〜０．２ｍｍに入ればよいものとして、以降記述していく。粒径分布の上限については大きい粒径の砂は緩速ろ過の砂利層の働きをするのであるから特に問題はない。
【００１７】
次に、本発明の生物ろ過機能について述べる。本発明の装置では、従来の緩速ろ過法と同じく、細砂層にバクテリアが繁殖し原水の濁質を取り除く。
【００１８】
発明者らが行った、伏流水を原水とした焼細砂緩速ろ過の研究（（社）日本水道協会関西地方支部、第４５回研究発表会  発表概要集、ｐ８０−ｐ８３、平成１３年１１月）によると、細砂を使用した緩速ろ過装置によるろ過水のトリハロメタン生成能は約４０％減少した。伏流水であるから既に相当きれいな原水であるが、さらに水質が改善できたのは、細砂緩速ろ過でバクテリアによる浄水効果と細砂による物理的ろ過効果の両方が貢献したことを示している。また、細砂中のバクテリア量を推定する尺度となる有機物量を測定したところ、細砂層全体に広がっていた。
【００１９】
工場排水のろ過でも０．３ｍｍ程度の砂を使うことがある。浄化装置の最後に砂ろ過装置を置き、万一の濁質の流出に備えるのである。この場合、砂ろ過装置は有害物質の除去を主目的とすることが多く、通常は凝集剤で処理した後で最後に付加的に置かれる。凝集剤を前段で使用しているから、砂ろ過は基本的には急速ろ過法に分類される。
また、砂ろ過装置が活性汚泥法の最終沈殿槽の後に置かれることもある。この場合、凝集剤は使用しないが、活性汚泥法は汚泥の凝集性を利用して運転する方法であり、同様に急速ろ過法に分類すべきものである。一般に排水の生物処理では、凝集性の無い汚泥が発生する場合は、運転不能になるものである。
このように、砂ろ過は排水処理などでも使われることもあるが、汚泥の凝集性を利用している点で本発明とは全く別の物である。
【００２０】
本発明は、このように生物ろ過と物理的ろ過のいわば相乗効果がある方法で、ろ過性能を大幅に向上させるのであるが、言葉を代えると目詰まりしやすいことを意味する。緩速ろ過法では、砂表面に藻類が繁殖することを由とする。藻類の繁殖は砂中のバクテリアに酸素や有機物を補給するのであるから、ろ過性能が向上するとされている。
しかし、窒素、リンを多く含む原水に細砂を用いる場合、目詰まりし易い。すなわち、請求項４にあるように、覆蓋することにより藻類を繁殖させないようにして、この目詰まりを大幅に改善することができる。
【００２１】
覆蓋は全体に設けることが必要であるが、光の全波長を遮光する必要は無く、植物プランクトンやアオミドロを抑制する効果のある青色のプラスチック板が充分に利用できる。
【００２２】
当然のことながら、たとえ覆蓋したとしても細砂を使用する場合、特別きれいな地下水などの場合を除けば、そのままでは目詰まりは避けられない。本発明では、砂層の目詰まりを逆洗で解決した。逆洗は従来の急速ろ過法で使われている方法であるが、急速ろ過法では、砂層に下部から多量の水を流し込み砂層を流動状態にする。このため大きなポンプと大きな貯水槽が必要になる。緩速ろ過法では広い面積のろ過装置となるため、大量の水が必要な逆洗は採用出来ない。しかし、本発明ではろ過層は細砂であるから逆洗水はゆっくり流せばよく、大きなポンプや貯水槽は必要ない。したがって、緩速ろ過法を基本にするものでありながら、逆洗が利用できることになる。
【００２３】
谷川の水の濁水や微細な腐葉を含む水のろ過には、この逆洗は効果的である。原水が大雨時など時たま濁水となる場合、請求項２にあるように、ろ過時の圧力損失を測定し、ある値になったら逆洗するならば濁水に対しても対応できることになる。また、貯水能力が給水量の1日分以上あるような場合は、圧力損失が一定以上になる前にタイマーによって一定時間毎に逆洗しても良い。沢水や谷川の水などの原水では、覆蓋がなくても逆洗が1ヶ月に数回で済むことがある。これは発生する細砂上面の藻類が逆洗で除去されるためである。
【００２４】
本発明で使用する細砂は予めできるだけ付着汚泥を除去しておく必要がある。細砂に強固に付着した汚泥は、装置立ち上げ後、長期間汚泥が浄水に混入する可能性がある。そのために、請求項３の発明のように、予め細砂を焼き、汚泥と細砂の分離を行う。細砂に強く張り付いた汚泥は焼くことで接着部分が剥がれる。洗浄により付着汚泥を取り除く方法もあるが、細砂の場合は特に洗浄による分離は困難で、焼細砂とすることは効果が大きい。
【００２５】
沢水や谷川の水などの原水では、濁質が多いがバクテリアが繁殖するための有機物が少ない場合がある。細砂緩速ろ過法は、逆洗という操作もあるから、逆洗によりバクテリアが流され生物ろ過が弱くなる可能性がある。この場合、逆洗直後のろ過水には除去されずに通過する大きな粒子が混入する心配がある。そこで、請求項５にあるように、細砂緩速ろ過を直列2段とし、前段を逆洗装置付き、後段を逆洗装置なしで代わりに覆蓋付きとすることが有効である。後段には原水の濁質はほとんど流入しないから逆洗装置は不要であるが、藻類の繁殖を抑制するため覆蓋を備えることが望ましい。原水の水質から藻類が発生する恐れがない場合は、覆蓋は不要である。
【００２６】
本発明の装置の逆洗から発生する汚泥は何も薬品が含まれていない自然由来の汚泥である。十分放置して有機物を分解させれば、そのまま埋立処分できる。また、急速ろ過法に比較して汚泥の発生量も少ない。
【００２７】
本発明のように、細砂緩速ろ過法に逆洗を組合わせると、ろ過速度を大きくすることができる。なぜならば、表面砂の削り取りをしないから、濁質を砂層の最上部に留める必要がなく、すなわち捕捉物を最上部に留める必要はなく、砂層全体に捕捉すればよいためである。従来の緩速ろ過法では砂上部１ｃｍ以内に汚泥を集める必要があり、ろ過速度を極端に遅くしているのである。本発明では、従来の緩速ろ過法より小さい砂を使っているのであるが、流速を大きくすることができる。０．１ｍｍ程度の細砂を用いる場合、５０ｍ／日のろ過も十分可能で、このろ過速度は急速ろ過法の１／３であるが、従来の緩速ろ過法の10倍である。
【００２８】
細砂を用いることで、逆洗が容易になり、そして逆洗の採用はろ過速度を数倍に上げるという能力アップを可能とした。その結果、ろ過速度の能力アップは浄水コストを大幅に引き下げることに繋がった。これら、細砂→逆洗→ろ過速度のアップという一連の関係は、ここに新しい浄水法を作り上げた。従来のタブーを敢えて破ることによってはじめて、本発明の細砂緩速ろ過法が出来上がった。
【００２９】
本発明は単独で用いることも出来るが、請求項６にあるように、従来の緩速ろ過装置の前処理装置としても利用できる。この場合、緩速ろ過装置の砂の掻き取り頻度を落とすことができ、また、より濁度の大きな原水に対しても対応できるようになる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図を用いて説明する。図１は本発明の典型的な細砂緩速ろ過装置の１例である。細砂緩速ろ過装置１の最下部には集水・分水部２があり、その上に栗石を置き栗石層３を形成し、砂利層４では、上方に向かって、大きな砂利から小さな砂利を順次充填する。砂利層４の最上部には粒径０．２〜０．３ｍｍ程度の砂を入れる。この上が細砂層５であり、0．０５〜０．２ｍｍの細砂を充填する。尚、栗石層３と砂利層４の部分は必ずしも図１に示したものである必要はない。ポーラスコンクリート板やアルミナ粒子の焼結板等を使うこともできる。この場合、栗石層３は不要であり、砂利層４も砂部分以外は不要な場合がある。
【００３１】
細砂層５に充填する細砂は粒径分布を厳密に狭めて有効径０．１〜０．２ｍｍというように決めて、予め分級・洗浄する必要はない。たとえば0．０５〜０．３ｍｍの粒径のものでも良い。それは、細砂充填後、逆洗をするため０．２ｍｍ以上の粒径の砂は最適位置に移動でき、０．２ｍｍ以下の細砂はそれらの中で粒径に応じた分布を作る。逆洗速度を高めに決めれば、留まれない粒子は自然と流出するので、不必要に微細な砂を容易に除去することができるためである。
【００３２】
粒径が小さくなるほど逆洗速度は遅くなる。しかし、逆洗により排除すべき浮遊物や泥と細砂とを分離する必要があるため、粒径を小さくするのには限界がある。すなわち細砂の最小粒径は０．０５ｍｍが限度である。このとき、逆洗速度は６０m／日である。
【００３３】
ろ過速度を６０m／日とすると、ろ過と逆洗がほぼ同じ速度になる。このような場合、ろ過用ポンプと逆洗用ポンプが兼用でき、特別の逆洗水供給システムは不要である。ちなみに急速ろ過法では逆洗速度は９００〜１３００m／日と高速であり、多量の逆洗水を短時間に供給するシステムが必要である。
【００３４】
逆洗時の細砂層の膨張率は３０〜１５０％程度に取ることが好ましい。汚泥などと細砂の分離を確実にできる細砂の粒径は0．０５〜０．２ｍｍで、このとき逆洗速度は３０〜５００ｍ／日である。逆洗速度を速め、細砂の膨張率をそれ以上に大きくすると、細砂であるため上下方向の粒径の分級は完全ではなく0．２〜０．３ｍｍの砂と混在するようになる。
【００３５】
次に、ろ過速度であるが、実験的には１００m／日程度のろ過も可能である。それ以上になると、ろ過水すなわち浄水に濁質の漏出が多くなり、細砂の目詰まりも早く、逆洗操作を頻繁に行う必要がある。最低のろ過速度は理論的には制限が無いが、実用的には緩速ろ過法の下限値と同じ程度、２ｍ／日までに留めることが好ましい。それより遅くなると、バクテリアが繁殖する水では砂層を好気性状態に保てるかどうか問題となる場合があり、好ましくは１０〜７０ｍ／日である。
【００３６】
細砂層の厚さは３〜１５０ｃｍが適当である。細砂層の下部でも粒径0．２〜０．３ｍｍ程度の十分小さな砂であり、この層もろ過に寄与している。３ｃｍの砂層でも十分にろ過機能を発揮する。砂層が１５０ｃｍ以上の場合はろ過時の圧力損失が大きくなりすぎる。
【００３７】
図２は家屋内に細砂緩速ろ過装置を設置する場合に、屋根と覆蓋を兼用する例であり、図３は、覆蓋の取り外しが可能な移動式覆蓋の例である。
【００３８】
【実施例】
次に実施例によって、この発明をさらに詳細に説明する。
【００３９】
（実験例１）最適逆洗速度確認実験
図４に実験例１の装置の概略を示す。直径１２．５ｃｍの透明な塩ビ塔１３の最下部に栗石を充填して栗石層３を形成し、その上に砂利を３８ｃｍ充填して砂利層４を形成し、さらに、その上に０．ｌ〜０．３ｍｍの焼細砂を３０ｃｍ充填して細砂層５を形成した。細砂層５の上に汚泥を含有した０．１ｍｍ以下の細砂を５ｃｍ充填した。この塔を逆洗したところ、逆洗により汚泥と細砂が分離できた時の最上部の細砂粒径は０．０５ｍｍであった。また、この時の最適逆洗速度は３０ｍ／日以上であった。逆洗速度を速くすると粒径の小さいものから流出するようになり、０．２ｍｍ程度の粒径を保持するには逆洗速度は５００m／日以下にする必要があった。
【００４０】
（実験例２）逆洗による砂の分級確認実験
実験例１と同じ直径１２．５ｃｍの透明な塩ビ塔１３の下部に砂利を３８ｃｍ充填して、砂利層４を形成し、その上に０．ｌ〜０．３ｍｍの焼細砂を３０ｃｍ充填して細砂層５を形成し、この塔を逆洗して上下方向に細砂を分級させた。砂の膨張率を１５０％とした時、粒径０．１〜０．２ｍｍの砂が混在し、完全に分級できたとは言えなかった。膨張率を２０％程度に下げると、汚泥や微細なゴミと細砂との分離が不充分であった。これから考えると、逆洗時の最適な砂の膨張率は３０〜１００％である。
【００４１】
（実験例３）濁質除去率の測定実験
実験例２で、膨張率１００％で逆洗した後、粒子の大きさが１〜８μｍの汚泥を含む、濁度26度の原水をろ過し、処理水の濁質除去率を測定した。その結果を表1に示す。測定結果は塩ビ塔１３のろ床容積の2倍量の原水を通過させたときの値である。すなわち初期のろ過水であり、最もろ過性能が悪いときの値である。ろ過速度が低い場合は９０％以上の除去率であった。表2は、ろ床容積に対する倍率で表したろ過量と濁度及び濁質除去率の関係である。ろ過量が増えると濁質除去率は高くなった。
【表１】
0003698678.tif 000002
【表２】
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【００４２】
沢水や谷川水などの清流の水の濁度は晴天時には０．１〜１度程度である。すなわち、この実験例３の結果から、沢水や谷川水をろ過する場合は９０％以上の濁質除去率すなわち、ろ過水の濁度はほぼ０．０１〜０．１度になることを示している。濁度０．１度はクリプト・オーシストの安全限界である。この実験例３では単に物理的ろ過だけであるが、現実にはバクテリアが砂に繁殖し、これによる捕捉がある。したがって、下部に砂利を３８ｃｍ充填して、砂利層４を形成し、その上に０．ｌ〜０．３ｍｍの焼細砂を３０ｃｍ充填して細砂層５を形成した細砂緩速ろ過装置ではクリプト・オーシストを確実に除去できることを示している。
【００４３】
（実験例４）粒子径確認実験
実験例３の後に、逆洗速度を速めて粒径０．２ｍｍ以下の砂を除去した。この塩ビ塔１３に濁度26の原水を流したところ、濁質が大量に流出した。このことから粒径０．２ｍｍ以下の砂が必要であることが分かった。
【００４４】
（実験例５）細砂層層厚の決定実験
実験例２と同じ砂の充填を行った後逆洗し、細砂層の層厚を変えてろ過を行った。層厚３ｃｍまではろ過が可能であった。層厚が1００ｃmを越えると、水圧を２ｍ水柱以上に高くしないと、ろ過速度１０ｍ／日のろ過は出来ないことが分かった。ろ過速度を５０ｍ／日以上とする場合は、バクテリアも増殖することを考えると、細砂の充填厚みは１５０ｃｍが限度である。
【００４５】
（実験例６）覆蓋の効果確認実験その１
直径８０ｃｍの塔に砂利を３８ｃｍ充填して砂利層を形成し、その上に粒径０．３〜０．４ｍｍの砂を入れ、最上部に粒径0．１〜０．３ｍｍの焼細砂を充填した。これに伏流水を８〜１５ｍ／日のろ過速度で流したところ、覆蓋がない場合はアオミドロが大繁殖し、目詰まりを起こした。処理水の硝酸性窒素及び亜硝酸性窒素の濃度は0．２〜０．８ｍｇ／Ｌと原水としては中程度の濃度であった。
【００４６】
（実験例７）覆蓋の効果確認実験その２
実験例６において覆蓋をした後、伏流水をろ過速度８ｍ／日で流し、3年経過しても目詰まりは発生しなかった。
【００４７】
（実験例８）焼細砂の利用可能性確認実験
焼細砂と焼かなかった細砂を手揉み洗浄して比較した。焼細砂は速やかに洗浄濁度５度まで洗浄できたが、焼かなかった細砂は、洗浄濁度５度以下にするには大変時間がかかった。
【００４８】
（実験例８）逆洗装置付き細砂緩速ろ過装置と細砂緩速ろ過装置の組み合わせろ過実験
図５に示すような装置にて、実地実験で沢水の2段浄水を行った。前段にて、沢水を逆洗装置付き細砂緩速ろ過装置１５でろ過速度１６ｍ／日でろ過し、後段にて、覆蓋付き焼細砂緩速ろ過装置１６でろ過した。細砂の粒径と細砂ろ過装置の厚みは前段が０．２〜０．３ｍｍ、３０ｃｍであり、後段が０．１〜０．３ｍｍ、４０ｃｍとした。総処理水量は２５ｍ３／日であった。ろ過開始後2ヶ月経っても順調に稼働している。逆洗は4日に1回は必要であった。特に、雨天時、沢水が濁水で流れ込んできた後は逆洗が必要であった。
晴天時における、前段の逆洗装置付き細砂緩速ろ過装置による濁質除去率は３０〜9０％程度であり、良好とはいえなかったが、粒径０．１ｍｍの細砂を投入したところ除去率は９０％以上となった。
【００４９】
（実験例９）逆洗タイミング及び逆洗諸条件の確認実験
実験例８の実験を繰り返すことによって、逆洗のタイミングと逆洗諸条件を調べることができた。逆洗タイミングは、ろ過圧力損失の検出及びタイマーによる設定の何れでも可能であることが明らかになった。タイマーによる場合は濁水が流入すると早い段階で目詰まりが発生するので、総貯水量が消費されるまでの時間を逆洗間隔にする必要があった。
【００５０】
【本発明の効果】
本発明によれば、薬品を添加せずに安全な飲み水を提供することができる。特に河川の中流域から上流までの水、沢水や谷川の水を原水として浄水する場合に、クリプトスポリジウムが容易に除去され、逆洗システムが組込まれているため濁水にも対応できる。
また、本発明で用いる細砂は、ろ過装置への細砂充填後、逆洗により不適切な粒子を除去できるため、粒径分布を厳密に狭めて予め分級・洗浄する必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の典型的な細砂緩速ろ過装置の１例の概略図である。
【図２】家屋構造の覆蓋の１例の概略図である。
【図３】移動式覆蓋の１例の概略図である。
【図４】実験例１での透明塩ビ塔の細砂緩速ろ過装置の概略図である。
【図５】実験例８での2段式浄水装置の概略図である。
【符号の説明】
１  細砂緩速ろ過装置
２  集水・分水部
３  栗石層
４  砂利層
５  細砂層
６  原水
７  逆洗水
８  浄水
９  家屋覆蓋
１０  作業用2階
１１  家屋
１２  移動式覆蓋
１３  塩ビ塔
１４  沢水
１５  逆洗装置付き焼細砂緩速ろ過装置
１６  覆蓋付き焼細砂緩速ろ過装置
１７  貯水槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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