(57)【要約】【課題】本発明は、集水装置に破損が生じても、逆洗作業時における前記集水装置の破片の吹き上がりを好適に防止し得る新規な下向流濾過槽、下向流濾過槽の製造方法、及び、下向流濾過槽の改修方法を提供することを目的とする。【解決手段】濾過槽本体２と、前記濾過槽本体２の底部に設置された集水装置３と、前記集水装置３上に堆積させた粒状物からなる濾層４と、を具備してなり、被処理水を、前記濾層４の上側から下側に向かって通水させることによって、前記被処理水を濾過処理するための下向流濾過槽１において、前記集水装置３の上面と、前記濾層４との境界に沿って、通水性シート５を敷設する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過槽本体と、
前記濾過槽本体の底部に設置された集水装置と、
前記集水装置上に堆積させた粒状物からなる濾層と、
を具備してなり、
被処理水を、前記濾層の上側から下側に向かって通水させることによって、前記被処理水を濾過処理するための下向流濾過槽であって、
前記集水装置の上面と、前記濾層との境界に沿って、通水性シートが敷設されてなることを特徴とする下向流濾過槽。
【請求項２】
請求項１に記載の下向流濾過槽において、
前記通水性シートが、金網、パンチングメタル、又は高分子材料製多孔質シートからなる下向流濾過槽。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の下向流濾過槽において、
前記通水性シートが、３〜１０ｍｍの開き目を有する下向流濾過槽。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の下向流濾過槽において、
前記通水性シートが、線径０．５〜３ｍｍの金網である下向流濾過槽。
【請求項５】
被処理水を、濾層の上側から下側に向かって通水させることによって、前記被処理水を濾過処理する下向流濾過槽の製造方法であって、
濾過槽本体の底部に集水装置を形成する集水装置形成工程と、
前記集水装置の上面に通水性シートを敷設する通水性シート敷設工程と、
前記通水性シート上に粒状物を堆積させることによって前記濾層を形成する濾層形成工程と、
を実行することを特徴とする下向流濾過槽の製造方法。
【請求項６】
濾過槽本体と、
前記濾過槽本体の底部に設置された集水装置と、
前記集水装置上に堆積させた粒状物からなる濾層と、
を具備してなり、
被処理水を、前記濾層の上側から下側に向かって通水させることによって、前記被処理水を濾過処理する下向流濾過槽の改修方法であって、
前記濾層を除去する濾層除去工程と、
前記濾層を除去することによって露出された前記集水装置の上面に通水性シートを敷設する通水性シート敷設工程と、
前記通水性シート上に前記粒状物、又は、他の粒状物を堆積させることによって、濾層を形成する濾層形成工程と、
を実行することを特徴とする下向流濾過槽の改修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理水を、濾層の上側から下側に向かって通水させることによって、前記被処理水を濾過処理する下向流濾過槽、下向流濾過槽の製造方法、及び、下向流濾過槽の改修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
浄水場は、河川や地下水から取水された原水を浄化し、消毒することによって、飲用水として上水道に供給する水道施設である。
【０００３】
従来、前記浄水場において原水を浄化するにあたっては、「濾過池（ろ過池）」と称される下向流濾過槽を用いた濾過処理が実行されている。
【０００４】
前記下向流濾過槽は、濾過槽本体と、前記濾過槽本体の底部に設置された集水装置と、前記集水装置上に堆積させた粒状物からなる濾層と、を具備してなり、前記濾過槽本体内に導入された原水を、前記濾層の上側から下側に向かって通水させることによって、原水中に含まれる懸濁物や微生物などの不純物を取り除き、前記集水装置を介して、濾過された水を次の処理施設に移送する仕組みとなされている。
【０００５】
そして、この下向流濾過槽を用いた濾過処理においては、前記濾層によって原水中の不純物を捕集するため、濾過処理を繰り返し実行すれば、前記濾層に不純物が蓄積されていく。そのため、定期的に前記集水装置の内部に空気や浄水などの媒体を圧入し、前記濾層に蓄積された不純物を取り除く逆洗作業が行われている。
【０００６】
しかしながら、係る逆洗作業時においては、圧入された媒体によって前記集水装置に破損が生じる場合がある。又、地震などによって、前記集水装置に破損が生じる場合もある。前記集水装置に破損が生じたまま、逆洗作業を行うと、前記集水装置の破片や想定量以上の空気の塊や浄水が前記濾層に向かって吹き上がり、前記濾層に多大なダメージを与える。又、前記破片の吹き上がりによって前記集水装置に生じた欠損孔から、前記濾層を構成する粒状物が前記集水装置内に落ち込み、前記集水装置に閉塞が生じる。前記下向流濾過槽がこのような状態になると、多大なコストを要する大掛かりな修繕作業が必要となる。
【０００７】
この点に鑑み、最近では、集水ブロックの上方に一定間隔を空けて多孔板を配置すると共に、前記集水ブロックと前記多孔板との間に逆洗用の空気注入装置を配してなる集水装置が開発されている（例えば、下記特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３‐７１０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記特許文献１に記載の集水装置を用いて下向流濾過槽を構築するにあたっては、前記集水装置の上方に一定間隔を空けて配置された前記多孔板の上に、砂などの粒状物を堆積させることによって濾層を形成することになる。そのため、前記集水装置においては、相当の剛性のある部材にて前記多孔板を支持する必要があり、又、前記多孔板自体にも相当の剛性が必要となる。即ち、前記特許文献１に記載の集水装置は、相当な製造コストを要するものとなる。
【００１０】
本発明は、前記技術的課題に鑑みて完成されたものであり、集水装置に破損が生じても、逆洗作業時における前記集水装置の破片の吹き上がりを好適に防止し得る新規な下向流濾過槽、下向流濾過槽の製造方法、及び、下向流濾過槽の改修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】
【００１１】
前記技術的課題を解決するために、本発明の下向流濾過槽は、濾過槽本体と、前記濾過槽本体の底部に設置された集水装置と、前記集水装置上に堆積させた粒状物からなる濾層と、を具備してなり、被処理水を、前記濾層の上側から下側に向かって通水させることによって、前記被処理水を濾過処理するための下向流濾過槽であって、前記集水装置の上面と、前記濾層との境界に沿って、通水性シートが敷設されてなることを特徴とする（以下、「本発明濾過槽」と称する。）。
【００１２】
本発明濾過槽においては、前記通水性シートが、金網、パンチングメタル、又は、高分子材料製多孔質シートからなるものが好ましい態様となる。
【００１３】
本発明濾過槽においては、前記通水性シートが、３〜１０ｍｍの開き目を有するものが好ましい態様となる。
【００１４】
本発明濾過槽においては、前記通水性シートが、線径０．５〜３ｍｍの金網であるものが好ましい態様となる。
【００１５】
本発明の下向流濾過槽の製造方法は、被処理水を、濾層の上側から下側に向かって通水させることによって、前記被処理水を濾過処理する下向流濾過槽の製造方法であって、濾過槽本体の底部に集水装置を形成する集水装置形成工程と、前記集水装置の上面に通水性シートを敷設する通水性シート敷設工程と、前記通水性シート上に粒状物を堆積させることによって前記濾層を形成する濾層形成工程と、を実行することを特徴とする（以下、「本発明製造方法」と称する。）。
【００１６】
本発明の下向流濾過槽の改修方法は、濾過槽本体と、前記濾過槽本体の底部に設置された集水装置と、前記集水装置上に堆積させた粒状物からなる濾層と、を具備してなり、被処理水を、前記濾層の上側から下側に向かって通水させることによって、前記被処理水を濾過処理する下向流濾過槽の改修方法であって、前記濾層を除去する濾層除去工程と、前記濾層を除去することによって露出された前記集水装置の上面に通水性シートを敷設する通水性シート敷設工程と、前記通水性シート上に前記粒状物、又は、他の粒状物を堆積させることによって、濾層を形成する濾層形成工程と、を実行することを特徴とする（以下、「本発明改修方法」と称する。）。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、集水装置に破損が生じても、逆洗作業時における前記集水装置の破片の吹き上がりを好適に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明濾過槽を断面状態にて示す正面図（ａ）と、側面図（ｂ）である。
【図２】図２は、浄水場を一部断面状態にて示す模式図である。
【図３】図３は、集水ブロックを示す斜視図である。
【図４】図４（ａ）、（ｂ）は、濾過槽本体の底部に集水装置を設置している状態を示す斜視図である。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）は、前記集水装置を構成する集水ブロック上に通水性シートを敷設している状態を示す斜視図である。
【図６】図６は、本発明製造方法の工程を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明改修方法の工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
【００２０】
＜本発明濾過槽１＞
図１に、実施形態に係る本発明濾過槽１を示す。前記本発明濾過槽１は、濾過槽本体２と、集水装置３と、濾層４と、通水性シート５と、を具備する。
【００２１】
なお、前記本発明濾過槽１は、図２に示す浄水場１０における「濾過池」として使用されるものである。前記浄水場１０は、前記本発明濾過槽１の他、取水塔１１と、着水井１２と、薬品混和池１３と、フロック形成池１４と、沈殿池１５と、塩素注入設備１６と、浄水池１７と、を具備する。即ち、前記浄水場１０は、前記取水塔１１を介して取り入れた被処理水（原水）を、各設備に順次移動させながら、浄化、消毒する仕組みとなされている。
【００２２】
‐濾過槽本体２‐
前記濾過槽本体２は、上端が開口された槽である。前記濾過槽本体２の上部には、前記沈殿池１５と連通する取水路２１が設けられており、又、前記濾過槽本体２の下部には、前記塩素注入設備１６と連通する排水路２２が設けられている（図１（ａ）参照）。
【００２３】
‐集水装置３‐
本実施形態において、前記集水装置３は、前記濾過槽本体２の底部に設置された複数の集水ブロック３１によって構築されている（図１（ｂ）参照）。
【００２４】
図３に示すように、前記集水ブロック３１は、四角柱状の全体形状を有する中空体であり、内部空間を十字に仕切る仕切り板３０によって、四つの流路が形成されている。以下、これら四つの流路のうち、図中上段側にある二つの流路を「上側流路（３２）」と称し、下段側にある二つの流路を「下側流路（３３）」と称する。
【００２５】
前記集水ブロック３１の天井壁には、前記上側流路３２に通じるオリフィス孔３４が複数設けられており、前記集水ブロック３１の内部空間を水平方向に仕切る仕切り板３０には、前記下側流路３３に通じる集水孔３５が設けられている。
【００２６】
図４（ａ）に示すように、前記集水ブロック３１は、前記濾過槽本体２の底部に複数列敷き詰められた後、図４（ｂ）に示すように、隣り合う集水ブロック３１間に存する間隙がモルタル等の目張り材３００によって埋められることによって、前記集水装置３を構成する。
【００２７】
‐濾層４‐
前記濾層４は、前記集水装置３上に堆積させた粒状物からなる。本実施形態においては、前記粒状物として、砂利と、砂と、の二種類が用いられており、前記濾層４は、前記集水装置３上に堆積させた砂利からなる砂利層４１と、前記砂利層４１上に堆積させた砂からなる砂層４２と、から構成されている（図１参照）。
【００２８】
‐通水性シート５‐
前記通水性シート５は、前記集水装置３の上面と、前記濾層４との境界に沿って敷設されている。
【００２９】
本実施形態においては、前記通水性シート５として、線径１．２ｍｍ、目開き５ｍｍの金網が用いられている。図５に示すように、この通水性シート５は、前記集水装置３の上面に敷設されたうえで、内壁面に接する部分が、固定部材６によって、前記濾過槽本体２の内壁面（又は、前記集水装置３）に対して固定されている。
【００３０】
そして、前記集水装置３上に敷設された前記通水性シート５上に前記濾層４を形成すれば、前記通水性シート５は、前記集水ブロック３１の上面と、前記濾層４との境界に沿って配置されることになる。
【００３１】
なお、本実施形態においては、前記通水性シート５を複数枚用いることによって、前記集水装置３の上面全体が、前記通水性シートによって覆われるようにしている。このように、前記通水性シート５を複数枚用いる場合にあっては、隣り合う前記通水性シート５の側辺を重ね合わせ、重ね合わせた部分を針金などの索体により結束することが好ましい。
【００３２】
前記構成を有する本発明濾過槽１は、前記取水路２１を介して前記濾過槽本体２内に導入された被処理水を、前記濾層４の上側から下側に向かって通水させることによって、被処理水中に含まれる懸濁物や微生物などの不純物を取り除き、前記集水装置３、及び前記排水路２２を介して、次の処理施設（本実施形態においては、前記塩素注入設備１６）に移送する仕組みとなされている。
【００３３】
そして、前記本発明濾過槽１を用いた濾過処理においては、前記濾層４によって被処理水中の不純物を捕集するため、濾過処理を繰り返し実行すれば、前記濾層４に不純物が蓄積されていく。そのため、定期的に前記集水装置３の内部に空気や浄水などの媒体を圧入し、前記濾層４に蓄積された不純物を取り除く逆洗作業が必要となる。
【００３４】
この逆洗作業を実行するにあたり、前記本発明濾過槽１は、前記集水装置３を構成する前記集水ブロック３１の上面と、前記濾層４との境界に沿って、前記通水性シート５が敷設されていることから、前記集水装置３を構成する前記集水ブロック３１の一部に破損が生じていても、逆洗作業時において、前記集水ブロック３１の破片が、前記濾層４に向かって吹き上がることを好適に防止することができる。
【００３５】
なお、本実施形態においては、前記通水性シート５として、線径１．２ｍｍ、目開き５ｍｍの金網を用いているが、前記通水性シート５としては、前記濾層４を通過した水が前記集水装置３に速やかに導入されるに十分な目開きを有し、且つ、逆洗作業時において、前記集水ブロック３１の破片が、前記濾層４に向かって吹き上がることを防止し得る剛性を有するものであれば、特に限定されるものではない。前記通水性シート５の他の例としては、繊維材料からなるネットや、パンチングメタル、高分子材料製多孔質シートなどを挙げることができる。
【００３６】
前記通水性シート５の目開きは、３〜１０ｍｍ（より好ましくは、４〜８ｍｍ）の範囲内が好ましく、開口率は、１５〜７５％（より好ましくは、５５〜７０％）の範囲内が好ましい。本実施形態のように、前記通水性シート５として、金網を用いる場合には、線径を０．５〜３ｍｍ（より好ましくは、０．８〜２．０ｍｍ、更に好ましくは、１．０〜１．７５ｍｍ）の範囲内とすることが好ましい。
【００３７】
又、パンチングメタルの厚さとしては、強度や取扱性更に、作業性などの観点から、０．５〜２．００ｍｍの範囲とするのが望ましく、更に、高分子材料製多孔質シートの厚さとしては、同様の理由により、０．５〜１０ｍｍ（好ましくは１〜５ｍｍ）の範囲とするのが望ましい。この高分子材料製多孔質シートとしては天然又は合成の樹脂やゴムで形成されたものが挙げられる。
【００３８】
本実施形態においては、敷設された前記通水性シート５における前記濾過槽本体２の内壁面に接する部分を、前記固定部材６によって固定しているが、前記通水性シート５は、前記濾層４によって押圧されているので、単に、前記集水装置３上に敷設するだけでも良い。
【００３９】
更に、本実施形態においては、前記濾層４につき、前記砂利層４１と、前記砂層４２と、からなる多層構造としているが、前記濾層４は、前記砂利層４１、又は前記砂層４２のみからなる単層構造としても良い。
【００４０】
前記濾層４を本実施形態のように多層構造とする場合にあっては、各層の境界にも前記通水性シート５を介在させ、もって、逆洗作業の実行時に、各層を構成する粒状物がまじりあわないようにすることが好ましい。
【００４１】
加えて、本実施形態においては、前記集水装置３が、前記集水ブロック３１によって構成されているが、前記集水装置３は、前記濾層４を通過した水を集水し、次の設備に移送し得る構造のものであれば、特に限定されるものではない。
【００４２】
ところで、本実施形態においては、前記本発明濾過槽１を前記浄水場１０の濾過池として使用しているが、前記本発明濾過槽１は、前記浄水場１０の処理設備として使用されることに限定されない。前記本発明濾過槽１は、例えば、下水処理場における処理設備や、その他の水処理施設において好適に使用することができる。
【００４３】
＜本発明製造方法＞
前記本発明濾過槽１は、本発明方法にて製造することができる。本発明製造方法にて前記本発明濾過槽１を製造するにあたっては、図６のフローチャートに示すように、集水装置形成工程（Ｓ１）と、通水性シート敷設工程（Ｓ２）と、濾層形成工程（Ｓ３）と、を実行する。
【００４４】
‐集水装置形成工程（Ｓ１）‐
前記集水装置形成工程（Ｓ１）では、濾過槽本体２の底部に集水装置３を形成する（図４参照）。
【００４５】
‐通水性シート敷設工程（Ｓ２）‐
前記通水性シート敷設工程（Ｓ２）では、前記集水装置３の上面に通水性シート５を敷設する（図５参照）。
【００４６】
‐濾層形成工程（Ｓ３）‐
前記濾層形成工程（Ｓ３）では、前記通水性シート５上に粒状物を堆積させることによって濾層４を形成する（図１参照）。
【００４７】
＜本発明改修方法＞
又、前記構成を有する本発明濾過槽１は、濾過槽本体２と、前記濾過槽本体２の底部に設置された集水装置３と、前記集水装置３上に堆積させた粒状物からなる濾層４と、を具備してなる既存の下向流濾過槽を、本発明改修方法にて改修することによって構築することもできる。本発明改修方法にて、既存の下向流濾過槽を改修するにあたっては、図７のフローチャートに示すように、濾層除去工程（Ｓ４）と、通水性シート敷設工程（Ｓ５）と、濾層形成工程（Ｓ６）と、を実行する。
【００４８】
‐濾層除去工程（Ｓ４）‐
前記濾層除去工程（Ｓ４）では、既存の下向流濾過槽に存する濾層４を除去する。なお、濾層４を除去することによって露出された集水装置３に破損等が生じている場合は、破損部分を修繕することが好ましい。
【００４９】
‐通水性シート敷設工程（Ｓ５）‐
前記通水性シート敷設工程（Ｓ５）では、前記濾層４を除去することによって露出された前記集水装置３の上面に通水性シート５を敷設する（図５参照）。
【００５０】
‐濾層形成工程（Ｓ６）‐
前記濾層形成工程（Ｓ６）では、前記通水性シート５上に粒状物を堆積させることによって濾層４を形成する（図１参照）。なお、この工程を実行するにあたって用いられる粒状物は、前記濾層除去工程（Ｓ４）において、除去された粒状物を再利用しても良いし、他の粒状物を用いても良い。
【００５１】
なお、本発明は、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。更に、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、集水装置を構成する集水ブロックに破損が生じても、逆洗作業時において、前記集水ブロックの破片の吹き上がりを好適に防止することができる下向流濾過槽として好適に用いられる。
【符号の説明】
【００５３】
１  本発明濾過槽（下向流濾過槽）
２  濾過槽本体
３  集水装置
３１  集水ブロック
４  濾層
５  通水性シート
１０  浄水場
【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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