(57)【要約】【課題】洗浄時にろ材から剥離した抑留物を効率よく排出することができると共に、簡易な設備で排水トラフから洗浄排水に含まれるろ材が流出するのを防止することができ、更に、洗浄時の洗浄時間と洗浄水量を削減することができるろ過装置を提供する。【解決手段】ろ過槽２内にろ材が充填されて形成されたろ層１０と、ろ層１０より上方に設置される排出トラフ２０とを備えたろ過装置１において、ろ層１０に捕捉された抑留物を洗浄によりろ材１１から剥離し洗浄排水として排出する排出トラフ２０の側壁２２にスクリーン６０を設置し、そのスクリーン６０の設置角度αを４５度乃至９０度とし、設置幅Ｗを排出トラフ２０の内寸幅ＷＴに対し１４％乃至３６％とした。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろ過槽内にろ材が充填されて形成されたろ層と、前記ろ層より上方に設置される排出トラフと、を備えたろ過装置において、
前記ろ層に捕捉された抑留物が洗浄により前記ろ材から剥離され洗浄排水として排出される前記排出トラフの側壁にスクリーンを設置したことを特徴とするろ過装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載のろ過装置において、
前記側壁に設置した前記スクリーンの設置角度が４５度乃至９０度であることを特徴とするろ過装置。
【請求項３】
前記請求項１又は２に記載のろ過装置において、
前記側壁に設置した前記スクリーンの設置幅が前記排出トラフの内寸幅の１４％乃至３６％であることを特徴とするろ過装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ろ層に捕捉された抑留物が洗浄によりろ材から剥離され洗浄排水として排出される排出トラフを備えるろ過装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ろ過槽内にろ材が充填され形成されたろ層を備えるろ過装置は、ろ過装置内に被処理水を上方より流入させ被処理水中の濁質をろ層で捕捉・分離して処理水を下方より取り出すろ過工程を一定時間実施すると、処理水に目標値を超える濁質が漏出し又は損失水頭が設定値に達するため、洗浄によりろ層に捕捉された抑留物をろ材から剥離し洗浄排水として排出トラフより排出しろ層を再生する洗浄工程が行われる。
【０００３】
ろ過装置の洗浄方法には、洗浄水による表面洗浄（以下「表洗」と称する。）と洗浄水による逆流洗浄（以下「逆洗」と称する。）を行う表洗・逆洗併用型、又は空気による逆流洗浄（以下「空洗」と称する。）と逆洗を行う空洗・逆洗併用法等がある。いずれの洗浄方法においても洗浄時にろ層下部から流入した逆流洗浄水がろ層を流動化させ、ろ材は摩擦・膨張しながら洗浄水と共に上昇する。ろ材から剥離された抑留物は上方に向かう水流により、ろ層の上部に設けられた排出トラフより洗浄排水として排出される。
【０００４】
しかしながら、排水トラフは上方が開口した桶状に形成されているので、洗浄排水と一緒にろ材の一部が流出するおそれがあり、この対策として、ろ層の表面から十分に高い位置に排出トラフを設置する必要があった。しかしながら、排出トラフが高い位置に設置されると、抑留物の排出効率が悪くなり、また洗浄のために余分な洗浄時間と洗浄水量が必要になるとの不具合があった。
【０００５】
下記特許文献１では、ろ材の流出防止対策として、排水トラフの間をろ材流出防止網で覆うことが提案されている。しかしながら、ろ材の上方空間をろ材流出防止網で覆うと、ろ材流出防止網下に存在するろ材や表洗管等の状態を目視で確認することが難しくなり、ろ材流出防止網下のろ層のメインテナンスがやりにくくなるとの不具合があった。
【０００６】
更に、下記特許文献２では、ろ材の流出防止対策として、洗浄流出部に全周を通水部とした円筒状又は多角形状のスクリーンを設けること、または上部が開口した樋状の排水トラフを傘状やドーム状のスクリーンで覆うことが提案されている。しかしながら、全周を円筒状又は多角形状のスクリーンで形成した通水部とし、又は排水トラフの開口部をスクリーンで覆うと、図６に示すように洗浄排水に含まれるろ材がスクリーン１０１の上部に堆積ろ材１０２として堆積するので、洗浄後のろ過開始時に流入するろ過原水に含まれる凝集剤や濁質により堆積ろ材１０２がスクリーン１０１に固着して目詰まりが発生し、洗浄時に本来排出されるべき抑留物の排出が阻害されるとの不具合があった。尚、堆積ろ材を排除するためにスクリーンに対し逆方向の水流や空気を導入することが提案されているが、スクリーンの隅々にまで水流や空気を行き渡らせるには多くの水量または空気量を必要とし、また大規模なろ過装置になると４本以上の排出トラフを有するものも多く存在するので、各排出トラフに洗浄用の弁および配管を設けると設置費用が非常に高額になるとの不具合があった。
【０００７】
更に、下記特許文献３では、ろ層上方と排出トラフ下方の間に傾斜板を設けて洗浄排水の流路をつくり、傾斜板と排出トラフの間に設けたバッフルで洗浄排水に含まれるろ材を分離し、ろ層に戻すことが提案されている。しかしながら、排出トラフの下方に大掛かりな構造物を設置する必要があるので設置費用が高額となり、またろ層のメインテナンス性が損なわれるとの不具合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開昭５３−１１５４６５号
【特許文献２】特許第３４７９８９４号
【特許文献３】特許第４８３１０５２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上述の不具合点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、簡易な設備で、洗浄時にろ材から剥離した抑留物を効率よく排出トラフから排出することができると同時に、排水トラフから洗浄排水に含まれるろ材が流出するのを防止することができるろ過装置を提供することである。
【００１０】
また別の目的とするところは、洗浄時における洗浄時間と洗浄水量を削減しても排出トラフから洗浄排水に含まれるろ材が流出するのを防止することができるろ過装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係るろ過装置は、ろ過槽内にろ材が充填されて形成されたろ層と、前記ろ層より上方に設置される排出トラフと、を備えたろ過装置において、前記ろ層に捕捉された抑留物が洗浄により前記ろ材から剥離され洗浄排水として排出される前記排出トラフの側壁にスクリーンを設置したことを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項２に係るろ過装置は、前記請求項１に記載のろ過装置において、前記側壁に設置した前記スクリーンの設置角度が４５度乃至９０度であることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項３に係るろ過装置は、前記請求項１又は２に記載のろ過装置において、前記側壁に設置した前記スクリーンの設置幅が前記排出トラフの内寸幅に対し１４％乃至３６％であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成を備えた本発明のろ過装置は、前記排出トラフの側壁にスクリーンが設置されているので、抑留物を効率よく排出することができると同時に、抑留物が洗浄排水として排出トラフから排出されるときに洗浄排水に含まれているろ材をスクリーンで阻止し、ろ材が洗浄排水と一緒に排出トラフからろ過装置外に排出されるのを防止することができる。従って、排出トラフの設置位置をろ層表面より高い位置であるが従来よりは低い位置に設置することができ、ろ過時間の短縮とろ過水量の減少を図ることができる。
【００１５】
更に本発明のろ過装置は、前記側壁に設置した前記スクリーンの設置角度が４５度乃至９０度であるので、スクリーンにより流出が阻止されたろ材は、スクリーン上に堆積せずに自重で落下し、スクリーンにろ材が固着することによる目詰まりを防止し、抑留物を効率よく排出することができる。
【００１６】
更に本発明のろ過装置は、前記側壁に設置した前記スクリーンの設置幅が前記排出トラフの内寸幅に対し１４％乃至３６％であるので、抑留物が洗浄排水として排出トラフから排出されるときに洗浄排水に含まれているろ材がスクリーンで効率的に阻止され、ろ材が洗浄排水と一緒に排出トラフからろ過装置外に排出されるのを防止することができると共に、他の排出トラフに設置されているスクリーンとの間に所定の間隙を生じさせることができるので、ろ層のメインテナンスを容易に行うことができる。更に、スクリーンの設置幅を排出トラフの内寸幅に対し１４％乃至３６％とすることで、簡易な設備としスクリーンの設置費用を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るろ過装置の概略断面説明図
【図２】図１のろ過装置の概略平面説明図
【図３】本発明に係る排出トラフの種々の形状の例を示す断面説明図
【図４】本発明に係るスクリーンが種々の排出トラフに設置された状態の例を示す断面説明図
【図５】排出トラフに設置されたスクリーンの設置角度及び設置幅におけるろ材の乗り越え及び堆積状態の関係を示した図
【図６】従来例のスクリーンに抑留物が固着した状態を示す模式説明図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に図面を参照して、この発明の実施形態に係るろ過装置について、例示して説明する。ただし、この発明の範囲は、この実施の形態に記載されている内容に限定する趣旨のものではない。
【００１９】
図１は本発明に係るろ過装置の概略断面説明図、図２は図１のろ過装置の概略平面説明図、図３は本発明に係る排出トラフの種々の形状の例を示す断面説明図、図４は本発明に係るスクリーンが種々の排出トラフに設置された状態の例を示す断面説明図である。
【００２０】
本発明に係るろ過装置１は、ろ層１０と排出トラフ２０とを備えている。更に、ろ過装置１は、ろ過槽２の上部に被処理水導入管３０と、ろ過槽２の底部に洗浄水導入管４０と、空気導入管５０を備えている。
【００２１】
ろ層１０は、ろ過槽２内に充填されたろ材１１で形成されている。ろ層１０は、２種類のろ材（１１Ａ，１１Ｂ）で形成された複層（１０Ａ，１０Ｂ）となっている。上ろ層１０Ａには、有効径が大きいろ材１１Ａ、例えばアンスラサイトが用いられ、下ろ層１０Ｂには、有効径が小さいろ材１１Ｂ、例えば珪砂が用いられる。尚、本実施例では、ろ層１０が複層である場合について説明するが、単層であっても良い。
【００２２】
排出トラフ２０はろ過槽２の上方であって、排出トラフ２０の底面２１が、洗浄時にろ層１０が膨張したときの上ろ層１０Ａの表面１２Ａより高い位置に設置されている。
【００２３】
排出トラフ２０は、図２に示す通り、ろ過槽２の中央部に一の周壁３Ａより対向する他の周壁３Ｂに亘って設置されている。尚、排出トラフ２０はろ過槽２の周壁３に沿って設置される場合もある。排出トラフ２０を縦方向に切断した断面形状は図３に示す通りであり、断面が一般的には矩形であるが、多角形やＵ字形であっても良い。
【００２４】
図４に示す通り、排出トラフ２０の側壁２２の上端２３には、スクリーン６０が設置されている。スクリーン６０の設置角度αは、排出トラフ２０の側壁２２の上端２３から引いた水平線ｍと成す角度であって、図５に示す通り、設置角度αは４５度乃至９０度の範囲が好適であり、６０度乃至７５度の範囲がより好適である。４５度以下であると、ろ材１１が排出トラフ２０内に流入し易くなり、９０度以上であるとスクリーン６０の上にろ材１１が堆積するためである。
【００２５】
スクリーン６０の設置幅Ｗは、図４に示す通り、スクリーンの幅方向の長さＷであり、図５に示す通り、排出トラフ２０の内寸幅ＷＴを基準とする比率が１４％乃至３６％の範囲が好適であり、２１％乃至２９％の範囲がより好適である。１４％以下であるとろ材１１が排出トラフに流入し易くなり、３６％以上であるとスクリーン６０と他の排出トラフ２０に設置されたスクリーン６０との間隔が狭くなりろ層１０のメインテナンスがやりにくくなるためであり、またスクリーン６０が大きくなり、スクリーン６０の設置費用が高くなるためである。
【００２６】
尚、スクリーン６０の設置位置は、排出トラフ２０の側壁２２の上端２３が好適であるが、側壁２２の下端２４及び上端２３と下端２４の間の中央部２５に設置しても良い。また、スクリーン６０は、排出トラフ２０がろ過槽２の中央部に設置されているときは両側に設置されるが、排出トラフ２０がろ過槽２の周壁３に沿って設置される場合には、片側にのみ設置されることになる。尚、スクリーン６０が排出トラフ２０の側壁２２の片側に設置される枚数は１枚が好適であるが、複数枚設置しても良い。
【００２７】
スクリーン６０は、メッシュ状であることが好適であるがスリット状であっても良い。また、メッシュ状のスクリーン６０である場合、メッシュの目開きは、ろ材１１の粒子より小さく且つ抑留物より大きいことが望ましい。更にスクリーン６０の形状は、一般的には平面形状が用いられるが、曲面形状であっても良い。
【００２８】
ろ過槽２の上部には、被処理水を導入する被処理水導入管３０が設置されている。また排出トラフ２０の端部には洗浄排水をろ過槽２外に排出する洗浄排水排出管２６が連結している。
【００２９】
下ろ層１０Ｂの下方でろ過槽２の下部には、処理水を排出する処理水排出管を兼ねた洗浄水を導入する洗浄水導入管４０と、空洗を実施するための空気を導入する空気導入管５０とが設置されている。
【００３０】
次に、上記構成に係るろ過装置１の作動方法について説明する。ろ過装置１の作動は、ろ過工程と、洗浄工程とから構成されている。
【００３１】
ろ過工程は、被処理水導入管３０のバルブが開放され、ろ過槽２の上方から被処理水が導入され、ろ層１０を上から下に被処理水が通ることで、被処理水に含まれている濁質がろ層１０で捕捉・分離され、処理水はろ過槽２の下部に設置されている洗浄水導入管４０を兼ねた処理水排出管を経由して図示しない貯蔵槽に貯水される。
【００３２】
一定時間ろ過工程が実施されると、処理水に目標値を超える濁質が漏出し又は損失水頭が設定値に達するため洗浄工程が必要となる。
【００３３】
洗浄工程は、被処理水導入管３０のバルブが閉鎖されると共に、洗浄水導入管４０を兼ねた処理水排出管と貯蔵槽とを連結している通路に設置されているバルブが閉鎖される。次いで、空気導入管５０のバルブが解放されて空気が導入され、一定時間空洗が実施された後、洗浄水導入管４０と図示しない洗浄水タンクとを連結している通路に設置されているバルブが開放されて洗浄水が導入され、逆洗が実施される。空洗は、逆洗が開始されて一定時間が経過すると終了し、以後は逆洗のみが実施される。
【００３４】
逆洗が実施されると、ろ過槽２の下部に設置されている洗浄水導入管４０から導入された洗浄水はろ層１０を下から上に流れ、洗浄水の水流でろ層１０に捕捉されている抑留物は、ろ材１１から剥離されろ層１０の上方まで運ばれ、洗浄排水として排出トラフ２０に流入し洗浄排水排出管２６を通ってろ過槽２外に排出される。
【００３５】
この場合に、洗浄排水には抑留物と共にろ材１１が混入しているが、排出トラフ２０の側壁２２に設置されているスクリーン６０によりろ材１１は排出トラフ２０への流入が阻止され、抑留物を含んだ洗浄排水のみがスクリーン６０を通過し排出トラフ２０に流入する。スクリーン６０で阻止されたろ材１１は、自重でスクリーン６０から落下するので、スクリーン６０上にろ材が堆積されるのが防止される。
【００３６】
以上の通り、排出トラフ２０の側壁２２にスクリーン６０が設置されているので、洗浄排水に含まれるろ材１１の流出を防止することができると共に、抑留物を効率よく排出することが可能となる。
【００３７】
しかも排出トラフ２０のろ過槽２における設置位置を逆洗時に膨張する上層ろ層１０Ａのろ層表面１２Ａより僅かに高い位置に設定することができる。即ち、排出トラフ２０の設置位置を従来の設置位置より低い位置に設定することができるので、逆洗時の洗浄時間を短縮することができると共に洗浄水を減少することが可能となる。
【００３８】
更に、排出トラフ２０の側壁２２にスクリーン６０を設置しただけの簡易な設備であるので、設備費用の軽減を図ることが可能となる。
【００３９】
更に、側壁２２に設置したスクリーン６０が側壁２２の上端２３から引いた水変線ｍと成す設置角度αが４５度乃至９０度であるので、スクリーン６０により流出が阻止されたろ材１１は、スクリーン６０上に堆積せずに自重で落下し、スクリーン６０にろ材１１が固着することによる目詰まりを防止し、抑留物を効率よく排出することが可能となる。
【００４０】
更に、側壁２２に設置したスクリーン６０の設置幅Ｗが排出トラフ２０の内寸幅ＷＴの１４％乃至３６％であるので、抑留物が洗浄排水として排出トラフから排出されるときに洗浄排水に含まれているろ材がスクリーンで効率的に阻止され、ろ材が洗浄排水と一緒に排出トラフからろ過槽２外に排出されるのを防止することが可能となると共に、スクリーン６０と隣の排出トラフ２０に設置されているスクリーン６０との間の間隙を十分に形成することができるので、ろ層１０のメインテナンスを容易に行うことが可能となる。
【００４１】
尚、上記実施例では、空洗・逆洗併用型について説明したが、表洗・逆洗併用型の場合も同様である。
【符号の説明】
【００４２】
１          ろ過装置
２          ろ過槽
３，３Ａ，３Ｂ              周壁
１０，１０Ａ，１０Ｂ        ろ層
１１，１１Ａ，１１Ｂ        ろ材
１２，１２Ａ                ろ層表面
２０        排出トラフ
２１        底面
２２        側壁
２３        上端
２４        下端
２５        中央部
２６        洗浄排水排出管
３０        被処理水導入管
４０        洗浄水導入管（処理水排出管）
５０        空気導入管
６０        スクリーン
ｍ          水平線
Ｗ          設置幅
ＷＴ        排出トラフの内寸幅
α          設置角度
【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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【図６】
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