(57)【要約】【課題】濁水が濾過層の特定の通過しやすい経路のみを通過することを防止して、濾過機能を十分に発揮することが可能な濾過装置と、この濾過装置の製造方法を提供する。【解決手段】濾過槽の内側の壁面３１には粘着層３２が設けられており、この粘着層３２に小径の石片３３が付着し、石片３３の一部が粘着層３２から突出した状態となっていることにより、濾過槽の内側の壁面３１に不規則な凹凸が形成されている。濾過槽に濾過材を積層したときに、壁面３１の不規則な凹凸と濾過材とが接触することによって、その間に生じる空隙は小さく不規則なものとなる。そのため、壁面３１が平坦な場合と比較して、濁水は壁面３１に沿って通過することが困難となり、壁面３１に沿って濁水のままで通過することを防止できる。これにより、濁水は濾過層１５の全体に亘ってゆっくりとした速度で通過するようになり、濾過層１５による濾過機能が向上する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過材が積層されて形成される濾過層を濁水が通過して濾過がなされる濾過装置であって、濾過層を収容する濾過槽の内側の壁面に不規則な凹凸が形成されていることを特徴とする濾過装置。
【請求項２】
前記不規則な凹凸は、前記壁面に設けられた粘着層に対して石片を付着して形成され、前記石片の一部が前記粘着層から突出していることを特徴とする請求項１記載の濾過装置。
【請求項３】
前記濾過槽は、最下層に濁水の滞留層が設けられ、前記滞留層の上方に前記濾過層が設けられた構造であり、濁水は前記滞留層で一旦滞留した後、前記濾過層を通過して粗濾過がなされることを特徴とする請求項１または２記載の濾過装置。
【請求項４】
濾過材が積層されて形成される濾過層を濁水が通過して濾過がなされ、濾過層を収容する濾過槽の内側の壁面に不規則な凹凸が形成された濾過装置の製造方法であって、
不規則な凹凸を形成する面に対してサンディングを行ってサンディング面を形成する工程と、前記サンディング面に対してペースト状の樹脂を塗布して粘着層を形成する工程と、石片の一部が前記粘着層から突出するように石片を前記粘着層に散布する工程と、前記粘着層に付着した石片に対してコーティングを行う工程とを有する濾過装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濾過材が積層されて形成される濾過層の濾過機能を十分に発揮することが可能な濾過装置と、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
濾過装置は濁水を濾過して清浄な水を得るための装置として様々な分野に広く利用されている。濾過装置の構造については様々なものがあり、その一例として、濾過材が積層されて形成される濾過層を濁水が通過することによって濾過を行うものがある。この方式の濾過装置には、濁水が濾過層の下方から上方へ通過するように設定されたもの、濁水が濾過層の上方から下方へ通過するように設定されもの、その両方を組み合わせたもの等がある。粒状の濾過材を用いた濾過装置に関する技術の一例が、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２３３９０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
濾過装置が濁水を浄水に変える機能は、濾過層を構成する濾過材の間を濁水が通過する際に、濁水中に含まれる不純物が濾過材に付着することによって実現される。従って、濾過層が有する濾過機能を十分に発揮するためには、濁水が濾過層の一部だけではなく全体を通過することと、濾過層を比較的ゆっくりした速度で通過することが必要である。
【０００５】
しかし、濁水に含まれる砂や異物等が濾過層に蓄積するようになると、この蓄積物の存在によって、濁水が濾過層を通過することを妨げることとなる。このような状況が進行し、閉塞の状態となると、濁水は濾過層全体を通過せずに、特定の通過しやすい経路を通るようになる。このような通過しやすい経路が一旦形成されてしまうと、濁水はこの経路ばかりを通るようになり、濾過層の他の部分は使用されなくなって、濾過層の濾過機能が低下する。
【０００６】
特に、濾過装置の壁面は滑らかな平坦面であるため、このような壁面に濾過材が接触している部位では、濾過層の他の領域よりも大きな空隙ができやすくなるため、濁水はこの通りやすい壁面に沿って通過する状況を生じやすい。そうすると、壁面に沿う経路のように、特定の通過しやすい経路を通過した濁水は、濁水のままで濾過層を通過することになり、濾過層による濾過機能が十分に機能されないという事態が発生する。
【０００７】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、濁水が濾過層の特定の通過しやすい経路のみを通過することを防止して、濾過機能を十分に発揮することが可能な濾過装置と、この濾過装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するために、本発明の濾過装置は、濾過材が積層されて形成される濾過層を濁水が通過して濾過がなされる濾過装置であって、濾過層を収容する濾過槽の内側の壁面に不規則な凹凸が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
濾過槽の内側の壁面が滑らかな平坦面であると、壁面に濾過材が接触している部位では、濾過層の他の領域よりも大きな空隙ができやすくなり、濁水が壁面に沿って通過する状況を生じやすいが、濾過槽の内側の壁面に不規則な凹凸が形成されていることにより、壁面付近に大きな空隙が生じず、壁面に沿って濁水が通過することを防止できる。そのため、濁水は濾過層の全体に亘ってゆっくりとした速度で通過するようになり、濾過層による濾過機能が向上する。
【００１０】
また、規則的な凹凸に比べて不規則な凹凸は、壁面に沿って通過しようとする濁水の進路をランダムに阻止する機能が高く、特定の通過しやすい経路の形成を阻止するという点では好適である。
【００１１】
本発明の濾過装置においては、前記不規則な凹凸は、前記壁面に設けられた粘着層に対して石片を付着して形成され、前記石片の一部が前記粘着層から突出していることが好ましい。
【００１２】
壁面の機械的加工では、不規則な凹凸を形成することは困難である。また、石片を粘着剤とともに吹き付けて不規則な凹凸を形成しようとすると、石片が粘着剤中に埋もれてしまう構造となり、石片の一部が粘着層から突出している構造とすることができない。石片が粘着剤中に埋もれてしまうと、連続的な曲面となってしまい、平坦面に近似した形状となる。壁面に沿う経路が特定の通過しやすい経路とならないようにするためには、石片の一部が粘着層から突出している構造を実現することが重要であり、そのためには、粘着層に対して石片を付着して形成することが有効である。
【００１３】
本発明の濾過装置においては、前記濾過槽は、最下層に濁水の滞留層が設けられ、前記滞留層の上方に前記濾過層が設けられた構造であり、濁水は前記滞留層で一旦滞留した後、前記濾過層を通過して粗濾過がなされるようにすることが好ましい。
【００１４】
粗濾過の過程では、濁水中に多くの砂等が含まれているため、最下層に濁水の滞留層を設けることによって、砂等の異物は滞留層の下部に堆積し、濾過層を通過する前に分離することができ、濾過機能の効率化を図ることができる。また、滞留層を設けずに濁水を直接濾過層に注入すると、濁水は注入された部分の濾過層のみを通過しようとし、濾過層全体を活用することができないが、滞留層を設けることにより、濁水は濾過層の一部ではなく、濾過層全体を通過するようになり、濾過層全体を有効に利用することができる。
【００１５】
本発明の濾過装置の製造方法は、濾過材が積層されて形成される濾過層を濁水が通過して濾過がなされ、濾過層を収容する濾過槽の内側の壁面に不規則な凹凸が形成された濾過装置の製造方法であって、不規則な凹凸を形成する面に対してサンディングを行ってサンディング面を形成する工程と、前記サンディング面に対してペースト状の樹脂を塗布して粘着層を形成する工程と、石片の一部が前記粘着層から突出するように石片を前記粘着層に散布する工程と、前記粘着層に付着した石片に対してコーティングを行う工程とを有する。
【００１６】
サンディング面を形成する工程により、その後の粘着層を形成する工程において、ペースト状の樹脂が付着しやすくなる。また、粘着層を形成した後、この粘着層に対して石片を散布することにより、石片の一部が粘着層から突出する構造を実現することができる。さらに、粘着層に付着した石片に対してコーティングを行う工程により、石片の付着が強固となり、壁面に形成された不規則な凹凸としての構造が安定する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、濁水が濾過層の特定の通過しやすい経路のみを通過することを防止できるため、濾過機能を十分に発揮することが可能な濾過装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る濾過装置の構成を示す図である。
【図２】濾過槽の壁面の詳細を示す図である。
【図３】濾過槽の滞留層の詳細を示す図である。
【図４】濾過槽の壁面に不規則な凹凸を形成するプロセスを説明する図であり、養生工程とサンディング工程を示す図である。
【図５】濾過槽の壁面に不規則な凹凸を形成するプロセスを説明する図であり、粘着層を形成する工程と石片を塗布する工程を示す図である。
【図６】濾過槽の壁面に不規則な凹凸を形成するプロセスを説明する図であり、粘着層に付着していない石片をほうき等で除去する工程と、コーティング工程を示す図である。
【図７】濾過槽の壁面に不規則な凹凸を形成するプロセスの完成状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の濾過装置をその実施形態に基づいて説明する。
図１に、本発明の実施形態に係る濾過装置の構成を示す。
濾過装置は、枕砂池槽１と粗濾過槽２と緩速濾過槽３を備えている。
枕砂池槽１に流入した濁水は、枕砂池槽１の下方に設けられた流出口１１から管１２を介して、粗濾過槽２の下方に設けられた濁水流入口１３に流入する。粗濾過槽２は、最下層に滞留層１４が設けられ、その上方に濾過層１５が設けられた構造となっている。濾過層１５は下から順に大粒径濾過材１５ａ、中粒径濾過材１５ｂ、小粒径濾過材１５ｃがそれぞれ積層されて形成されている。粗濾過槽２における濾過材の粒径は、大粒径濾過材１５ａが２０ｍｍ〜３０ｍｍ、中粒径濾過材１５ｂが１０ｍｍ〜２０ｍｍ、小粒径濾過材１５ｃが５ｍｍ〜８ｍｍである。濁水流入口１３に流入した濁水は、滞留層１４で一旦滞留した後、濾過層１５を通過して粗濾過がなされる。
【００２０】
粗濾過がなされた濁水は、粗濾過槽２の上方に設けられた流出口１６から管１７を介して、緩速濾過槽３の上方に設けられた濁水流入口１８に流入する。緩速濾過槽３は、濾過層１９の下方に滞留層２０が設けられた構造となっている。濾過層１９は下から順に大粒径濾過材１９ａ、中粒径濾過材１９ｂ、小粒径濾過材１９ｃがそれぞれ積層されて形成されている。緩速濾過槽３における濾過材の粒径は、大粒径濾過材１９ａが２０ｍｍ〜３０ｍｍ、中粒径濾過材１９ｂが８ｍｍ〜１０ｍｍ、小粒径濾過材１９ｃが０．４ｍｍ〜０．８ｍｍである。緩速濾過槽３に流入した濁水は、濾過層１９を通過して緩速濾過がなされることによって浄水となり、滞留層２０を経て浄水流出口２１から浄水が取出される。なお、上記の濾過材の粒径は一例であり、濾過の状況に応じて適宜選択できる。
【００２１】
図２に、粗濾過槽２の壁面の詳細を示す。
粗濾過槽２の最下層には、粗濾過槽２に流入した濁水を一旦滞留させるための滞留層１４が設けられ、滞留層１４の上方に濾過層１５が設けられている。
【００２２】
粗濾過槽２の内側の壁面３１には粘着層３２が設けられており、この粘着層３２に小径の石片３３が付着して、粗濾過槽２の内側の壁面３１に不規則な凹凸が形成されている。石片３３として寒水石の小片を用いることができる。石片３３は、粒径が０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、この範囲内において粒径のばらつきが少ないことが好ましい。石片３３の粒径が０．５ｍｍ未満であると、不規則な凹凸が十分に形成されず、壁面３１が平面状に形成されたものに近似するようになる。また、石片３３の粒径が１．０ｍｍを超えると、壁面３１と濾過材との間に大きな空隙が形成されるようになるため好ましくない。
【００２３】
石片３３に対して後述するコーティング工程によってコーティング剤が塗布されて、コーティング層３４が形成されている。コーティング層３４は、コーティングを行った後も石片３３の一部が粘着層３２から突出した部分の不規則な形状が維持されるように形成されており、コーティング層３４の表面は平面的ではなく、不規則な凹凸を有している。
【００２４】
粘着層３２に付着させるものは寒水石に限定されず他のものであってもよく、粗濾過槽２の内側の壁面３１に不規則な凹凸の形成が可能であれば、他の方法によってもよい。不規則な凹凸の形成方法については後に詳述する。
【００２５】
壁面３１に対して形成される不規則な凹凸は、粗濾過槽２に限らず、緩速濾過槽３の壁面に対しても適用され、濾過材を用いて濾過を行うすべての濾過槽に対して適用可能である。壁面に設けられた粘着層に対して石片が付着し、石片の一部が粘着層から突出した状態となっていることにより、すべての濾過槽について、壁面に沿って濁水のままで通過することを防止できる。そのため、濁水は濾過層の全体に亘ってゆっくりとした速度で通過するようになり、濾過材によって濁水中の砂や汚泥等が着実に除去されるため、濾過層による濾過機能が向上する。
【００２６】
図３に、粗濾過槽２の滞留層の詳細を示す。
滞留層１４は、濾過層１５の下方全面に亘って設けられており、滞留層１４において、濁水に含まれる砂等は滞留層１４の下面に蓄積する。一旦滞留した水は、その上方に配置された濾過槽１５側へ上昇する。この構造とすることにより、濁水は濾過層１５の一部ではなく、全体を通過するようになり、濾過層１５を有効に利用することができる。
【００２７】
図４から図７に基づいて、濾過槽の内側の壁面に不規則な凹凸を形成する方法について説明する。
図４（ａ）に示すように、壁面に不規則な凹凸を形成して粗面仕上げとする範囲４１の上下端にマスキングテープ４２を貼って養生し、この部分に後の工程で粘着性の樹脂が付着することを防止する。その後、図４（ｂ）に示すように、粗面仕上げとする範囲４１において粘着性の樹脂の付着性を良くするために、サンディングを行ってサンディング面４３を形成する。サンディングは＃１２０〜２４０程度のサンドペーパーを用いて行う。
【００２８】
次に、図５（ａ）に示すように、サンディング面４３に対してペースト状の樹脂を、ウールローラーを用いて塗布し、粘着層４４を形成する。その後、図５（ｂ）に示すように、樹脂ペーストが硬化する前に、粒径が０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の石片を塗布して石片塗布面４５を形成する。石片として寒水石の小片を用いている。こうすることにより、壁面３１に設けられた粘着層４４に対して石片が付着し、石片の一部が粘着層４４から突出した状態を実現することができる。石片は寒水石を砕くことによって得られ、寒水石を砕く際に不規則な形状が出現するため、不規則な凹凸を形成する手段としては簡単で合理的である。
【００２９】
次に、図６（ａ）に示すように、樹脂ペーストが硬化した後、樹脂ペーストに付着していない石片をほうき等で除去する。その後、図６（ｂ）に示すように、石片塗布面４５に対してウールローラー４６を用いてコーティング剤を塗布して仕上げ面４７を形成する。このコーティング工程において、コーティングを行った後も、石片の一部が粘着層４４から突出した部分の不規則な形状が維持されるように、コーティング剤を塗布する際のコーティング層の厚みを調整する。コーティング工程を施すことによって、石片の壁面への付着が強固となって石片の脱落を防止することができ、壁面に形成された不規則な凹凸としての構造を安定的に維持することができる。
【００３０】
図７は、マスキングテープ４２をはがして完成した状態の仕上げ面４７を示している。この状態では、不規則な形状を有する石片が濾過槽の壁面に付着することにより、濾過槽の壁面に不規則な凹凸が形成されており、濾過槽に濾過材を積層したときに、壁面の不規則な凹凸と濾過材とが接触することによって、その間に生じる空隙は小さく不規則なものとなる。そのため、壁面が平坦な場合と比較して、濁水は壁面に沿って通過することが困難となり、壁面に沿って濁水のままで通過することを防止できる。そのため、濁水は濾過層の全体に亘ってゆっくりとした速度で通過するようになり、濾過層による濾過機能が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、濾過槽の壁面に特有の構造を有することにより、濁水が濾過層の特定の通過しやすい経路のみを通過することを防止できるようにしたものであり、濾過機能を十分に発揮することが可能な濾過装置として広く利用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  枕砂池槽
２  粗濾過槽
３  緩速濾過槽
１１  流出口
１２  管
１３  濁水流入口
１４  滞留層
１５  濾過層
１５ａ  大粒径濾過材
１５ｂ  中粒径濾過材
１５ｃ  小粒径濾過材
１６  流出口
１７  管
１８  濁水流入口
１９  濾過層
１９ａ  大粒径濾過材
１９ｂ  中粒径濾過材
１９ｃ  小粒径濾過材
２０  滞留層
２１  浄水流出口
３１  壁面
３２  粘着層
３３  石片
３４  コーティング層
４１  粗面仕上げとする範囲
４２  マスキングテープ
４３  サンディング面
４４  粘着層
４５  石片塗布面
４６  ウールローラー
４７  仕上げ面
【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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【図７】
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