(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
横型円筒の槽内に、排水トラフ又は多孔流入管、濾材層、支持材層を順に配置し、該支持材層中に集水管又は該支持材層の下にストレーナを配置し、原水導入管から前記排水トラフ又は多孔流入管を介して流入した原水を前記濾材層を通して濾過すると共に、前記集水管又はストレーナから槽外に排出するように構成した濾過装置であって、
前記排水トラフ又は多孔流入管と前記濾材層の間に、多数の開口を備え濾過時に前記原水の流れを均一にすると共に、逆洗時に逆洗水の流れを均一にする整流部材を設け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、
前記整流部材は前記多数の開口として多孔が形成された多孔板であることを特徴とする濾過装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の濾過装置において、
前記整流部材の開口面積は前記濾材表面積の３〜３０％であることを特徴とする濾過装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の濾過装置において、
前記槽内に該槽内を左右に仕切る１枚以上の中間仕切板を設け、該中間仕切板の前記濾材層から上には多孔が形成されていることを特徴とする濾過装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の濾過装置において、
前記濾材は活性炭であることを特徴とする濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浄水場、下水処理場、工場用水処理場、廃水処理場等で使用する重力式或いは圧力式濾過装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の濾過装置及び活性炭吸着装置として、角型及び丸型のものがある。図１は従来の角型濾過装置の概略構成例を示す断面図である。図示するように、濾過装置は断面角型の槽１を具備し、該槽１内の上部に複数個（図では２個）の排水トラフ２、２を配設し、その下方に濾材層３及び支持材層４を配置し、排水トラフ２、２に、原水導入管５を通って流入した原水６を重力により濾材層３を通して濾過し、該濾過した濾過水８を支持材層４中に配置した集水管７にその下側に設けた多数の孔７ａを通して集め、該集水管７を通して槽１外に排出している。これは重力式の例であるが、圧力式の場合は槽１内の原水６に圧力を加え、この圧力で原水６を強制的に濾材層３を通している。
【０００３】
また、丸型濾過装置は、図２にその概略構成を示すように、断面丸型の槽１１を具備し、該槽１１内の上部に排水トラフ１２を配設し、その下方に濾材層１３及び支持材層１４を配置し、排水トラフ１２に、原水導入管１５を通って流入した原水１６を重力により濾材層１３を通して濾過し、該濾過した水を支持材層１４中に配置した集水管１７にその下側に設けた多数の孔１７ａを通して集め、該集水管１７を通して槽１１外に濾過水１８を排出している。これは重力式の例であるが、圧力式の場合は槽１１内の原水１６に圧力を加え、この圧力で原水１６を強制的に濾材層１３を通している。
【０００４】
上記角型濾過装置を逆洗する場合は、図３に示すように逆洗水９を集水管７に供給し、集水管７の多数の孔７ａから流出する逆洗水９が支持材層４、濾材層３を通って、排水トラフ２に集められ、該排水トラフ２から槽１外に排水１０として排出される。この場合、図示するように、濾材層３の表面の逆洗水９の速度分布は矢印Ａに示すように、排水トラフ２、２の近傍が速く、離れるに従って遅くなる。即ち、濾材層３の表面の逆洗水の流速が不均一となる。
【０００５】
上記丸型濾過装置を逆洗する場合は、図４に示すように逆洗水１９を集水管１７に供給し、集水管１７の多数の孔１７ａから流出する逆洗水１９が支持材層１４、濾材層１３を通って、排水トラフ１２に集められ、該排水トラフ１２から槽１１外に排水２０として排出される。この場合、図示するように、濾材層１３の表面の逆洗水１９の速度分布は矢印Ｂに示すように、排水トラフ１２の近傍が速く、離れるに従って遅くなる。
【０００６】
上記のように逆洗の場合は、逆洗水９、１９を上向きに流し、濾材層３、１３に流すが、逆洗水９、１９は濾材層３、１３を均一に流れず、均一な逆洗が実施できないという問題がある。特に図４に示すように、槽１１の断面が丸型の濾過装置ではこの状況が明確に表われる。このように逆洗水９、１９が濾材層３、１３内を均一に流れないと、濾材層３、１３の逆洗が均一に行われず、逆洗後に原水６、１６の濾過を行った場合、濾材層３、１３で除去された原水中の抑留物を充分に除去できない部分が発生し、充分な濾過機能が発揮できないという問題があった。
【０００７】
なお、図１及び図２に示す濾過装置において、濾材層３、１３に替えて活性炭層とすれば、活性炭層で原水中の不純物を吸着除去する活性炭吸着装置が構成される。このような活性炭吸着装置においても、逆洗を行う場合、均一な逆洗が行えないという問題があり、逆洗後に原水を活性炭層に通過させた場合、該原水中の抑留物を充分に吸着除去する部分と、充分に吸着除去できない部分が発生し、充分な活性炭吸着機能を発揮できないという問題があった。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭５８−４９４９１号公報
【特許文献２】
特開平１０−３３２２０４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、濾材層及び活性炭層の均一な逆洗が可能で逆洗後の濾過機能及び活性炭吸着機能を充分に発揮することができ、且つ原水の槽内の横流れ及び逆洗時の濾材層や活性炭層の乱れを防止できる濾過装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、横型円筒の槽内に、排水トラフ又は多孔流入管、濾材層、支持材層を順に配置し、該支持材層中に集水管又は該支持材層の下にストレーナを配置し、原水導入管から前記排水トラフ又は多孔流入管を介して流入した原水を濾材層を通して濾過すると共に、集水管又はストレーナから槽外に排出するように構成した濾過装置であって、排水トラフ又は多孔流入管と濾材層の間に、多数の開口を備え濾過時に原水の流れを均一にすると共に、逆洗時に逆洗水の流れを均一にする整流部材を設けたことを特徴とする。
【００１１】
上記のように、横型円筒の槽内の排水トラフ又は多孔流入管と濾材層の間に多数の開口を備えた整流部材を設けたことにより、濾過時に原水の流れ、逆洗時に逆洗水の流れが不均一になりがちな、横型円筒の槽を備えた濾過装置において、原水の濾過を行った場合、濾材層全体の濾過速度が均一になり、均一な濾過機能が発揮され、固形物の少ない濾過水が得られると共に、集水管又はストレーナに逆洗水を供給して逆洗を行った場合、濾材層を通る逆洗水の流れは均一の流れとなるから、濾材層の均一な逆洗が可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の濾過装置において、整流部材は多数の開口として多孔が形成された多孔板であることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の濾過装置において、整流部材の開口面積は濾材表面積の３〜３０％であることを特徴とする。
【００１５】
上記のように整流部材の開口面積は濾材表面積の３〜３０％であるので、濾過時に原水が流下する流下部分の流速が均一になるための流速が維持でき、均一な濾過機能が発揮できる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の濾過装置において、槽内に該槽内を左右に仕切る１枚以上の中間仕切板を設け、該中間仕切板の濾材層から上には多孔が形成されていることを特徴とする。
【００１７】
上記のように、槽内に該槽内を左右に仕切る１枚以上の中間仕切板を設けることにより、濾材層及び支持材層が複数に仕切られるから、濾過時に原水の槽内の横流れを防止し、濾材層の乱れを防止できると共に、逆洗時の濾材層の乱れも防止できる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の濾過装置において、濾材は活性炭であることを特徴とする。
【００１９】
上記のように、濾材を活性炭とすることにより、原水濾過時に活性炭の吸着作用により、均一な濾過が実現できる。また、逆洗時に活性炭層の均一な逆洗が実現できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図５は本発明に係る丸型濾過装置の概略構成の構成例を示す断面図である。図示するように濾過装置は、断面丸型の槽１１を具備し、該槽１１内の上部に排水トラフ１２を配設し、その下方に濾材層１３及び支持材層１４を配置し、支持材層１４中に集水管１７を配置している。排水トラフ１２に、原水導入管１５を通って流入した原水１６はその重力により濾材を通して濾過され、該濾過された水は支持材層１４中に配置した集水管１７にその下側に設けた多数の孔１７ａを通して流入し、該集水管１７を通して槽１１外に濾過水１８として排出する点は、図２に示す濾過装置と同一である。本濾過装置が図２に示す濾過装置と異なる点は、濾材層１３と排水トラフ１２の間に流れを均一にする整流部材として多孔板２２を配設した点である。
【００２３】
上記のように濾材層１３と排水トラフ１２の間に多孔板２２を配設したことにより、排水トラフ１２から流れ出る原水は均一な流れとなって濾材層１３に流入し、濾材層１３全体の濾過速度が均一となり、均一な濾過機能が得られる。また、集水管１７に逆洗水１９を供給して逆洗を行った場合、図６に示すように、集水管１７の多数の孔１７ａから流出する逆洗水１９は支持材層１４及び濾材層１３を通って排水トラフ１２に集められ、該排水トラフ１２から槽１１外に排水２０として排出されるが、濾材層１３を通った逆洗水１９は該多孔板２２により整流され、その流速分布は矢印Ｄに示すように均一の流れとなるから、濾材層１３を通る逆洗水１９の流れも均一となり、濾材層１３の均一な逆洗が可能となる。従って、逆洗後に原水導入管１５を通して原水１６を供給した場合、濾材層１３は充分その濾過機能を発揮することが可能となる。
【００２４】
なお、上記実施形態例では、流れを均一にする作用を奏する整流部材としての多孔板２２を用いる例を示したが、流れを均一にする作用を奏する整流部材としては、これに限定されるものではなく、例えば金網、魚網等でもよい。ただ、原水が流下する流下部分は流速の均一化を図るため、ある程度の流速が必要で、流下面積は濾材層１３を形成する濾材表面積の３〜３０％程度に設計する必要がある。流速が速すぎると損失が増え、濾過装置全体のエネルギー損失が増えるため好ましくない。また、図示は省略するが、排水トラフ１２に替え多孔流入管を設け、該多孔流入管に原水導入管１５からの原水を導入するようにしてもよい。また、図示は省略するが、集水管１７に替え、支持材層１４の下に多数のストレーナを取り付けたストレーナ取付板を配置し、濾材層１３及び支持材層１４を通った濾過水をストレーナを通して槽１１の外に排出するようにしてもよい。
【００２５】
図７乃至図９は本発明に係る丸型濾過装置の概略構成の構成例を示す図で、図７は側断面図、図８は図７のＡ−Ａ断面図、図９は図７のＢ−Ｂ断面図である。図示するように本濾過装置は、断面丸型の円筒状の槽１１を具備し、該槽１１内の上部に排水トラフ１２を配設し、その下方に整流部材として多孔板２２、濾材層１３及び支持材層１４を配置し、更に支持材層１４中に集水管１７を配置して構成されている。排水トラフ１２に、原水導入管１５から原水１６を導入し、重力により濾材層１３を通して濾過し、該濾過した水を支持材層１４及び集水管１７を通して槽１１外に濾過水１８として排出する。
【００２６】
集水管１７は主管１７−１と枝管１７−２とからなり、枝管１７−２は主管１７−１に直交しその長手方向に所定の間隔で接続されている。枝管１７−２は外表面に多数の孔が形成された多孔管となっている。多孔板２２と集水管１７は関連付けて設計する必要があり、装置断面（槽１１の横断面）において、槽１１の径をＤとして、多孔板２２の幅寸法と集水管１７の枝管１７−２の長さ寸法をそりぞれ０．５〜１．０Ｄ内に設定しておけば、濾材層１３内の流速を均一に保つことができる。
【００２７】
槽１１の中央部には上下方向に中間仕切板２３が設けられ、濾材層１３及び支持材層１４は該中間仕切板２３を挟んで左右に仕切られている。この中間仕切板２３の濾材層１３から上部には多数の孔２３ａが形成されている。このように槽１１の中央部に中間仕切板２３を設けることにより、槽１１内に流入した原水１６が槽１１内で横流れするのを防止し、横流れに伴う濾材層１３の乱れを防止することができる。また、逆洗時においては、濾材層１３或いは支持材層１４の移動を防止することもできる。また、濾材層１３上部の中間仕切板２３には多数の孔２３ａが設けられているから、濾材層１３上部の原水は該孔２３ａを通して自由に流れる。なお、上記例では槽１１の中央部に１枚の中間仕切板２３を設けた例を示したが、仕切板は複数枚設けて槽１１内を複数に仕切ってもよい。
【００２８】
図１０及び図１１は本発明に係る丸型濾過装置の概略構成の構成例を示す図で、図１０は側断面図、図１１は図１０のＡ−Ａ断面図である。図示するように本濾過装置は、断面丸型の円筒状の槽１１を具備し、該槽１１内の上部に外表面に多数の孔が形成された多孔流入管２４を配設し、その下方に整流部材として多孔板２２、濾材層１３及び支持材層１４を配置し、更に支持材層１４の下に多数のストレーナ２５を取り付けたストレーナ取付板２６を配置して構成されている。多孔流入管２４に図示しない原水導入管から原水１６を所定圧力で導入し、濾材層１３を通して濾過し、更に支持材層１４を通った濾過水は、ストレーナ取付板２６に取付けた多数のストレーナ２５を通って、槽１１の底部に流下し、排出口２７から槽１１外に排出する。
【００２９】
上記のように濾材層１３と排水トラフ１２又は多孔流入管２４の間に多孔板２２等流れを均一にする作用を奏する整流部材を配設することにより、濾過の場合と逆洗の場合で下記のような作用効果が得られる。
【００３０】
〔濾過の場合〕
▲１▼濾材層１３の全体の濾過速度が均一になる。
▲２▼その結果、濾材層１３の均一な濾過機能が発揮され、固形物の少ない濾過水が得られる。
【００３１】
〔逆洗の場合〕
▲１▼濾材層１３の全体の逆洗速度が均一になる。
▲２▼その結果、濾材層１３の汚れがなくなり、均一な濾過機能が発揮され、濾過時の損失も少ない。
▲３▼また逆洗速度の速いところがなくなり、濾材層１３の濾材の流出、支持材層１４の支持材の乱れ、集水管１７又はストレーナ取付板２６やストレーナ２５の破損等も発生しない。
【００３２】
上記実施形態例は、濾材層１３を設けた濾過装置であるが、この濾材層１３に替え、活性炭層を用いれば活性炭吸着装置となる。このように構成された活性炭吸着装置でも、集水管１７、ストレーナ取付板２６の下方に逆洗水を供給して逆洗を行った場合、上記濾過装置の場合と同様、活性炭層の均一な逆洗が可能である。
【００３３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載の発明と同一の技術的思想の範囲内であれば、種々の変形が可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように各請求項に記載の発明によれば、下記のような優れた効果が得られる。
【００３５】
各請求項に記載の発明によれば、横型円筒の槽内の排水トラフ又は多孔流入管と濾材層の間に多数の開口を備えた整流部材を設けたことにより、濾過時に原水の流れ、逆洗時に逆洗水の流れが不均一になりがちな、横型円筒の槽を備えた濾過装置において、原水の濾過を行った場合、濾材層全体の濾過速度が均一になり、均一な濾過機能が発揮され、固形物の少ない濾過水が得られると共に、集水管又はストレーナに逆洗水を供給して逆洗を行った場合、濾材層を通る逆洗水の流れは均一の流れとなるから、濾材層の均一な逆洗が可能となる。
【００３６】
請求項３に記載の発明の発明によれば、整流部材の開口面積は濾材表面積の３〜３０％であるので、濾過時に原水が流下する流下部分の流速が均一になるための流速が維持でき、均一な濾過機能が発揮できる。
【００３７】
請求項４に記載の発明によれば、槽内に該槽内を左右に仕切る１枚以上の中間仕切板を設けることにより、濾材層及び支持材層が複数に仕切られるから、濾過時に原水の槽内の横流れを防止し、濾材層の乱れを防止できると共に、逆洗時の濾材層の乱れも防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の角型濾過装置の概略構成例を示す断面図である。
【図２】従来の丸型濾過装置の概略構成例を示す断面図である。
【図３】従来の角型濾過装置の逆洗動作を説明するための図である。
【図４】従来の丸型濾過装置の逆洗動作を説明するための図である。
【図５】本発明に係る丸型濾過装置の概略構成例を示す断面図である。
【図６】本発明に係る丸型濾過装置の逆洗動作を説明するための図である。
【図７】本発明に係る丸型濾過装置の概略構成の構成例を示す図である。
【図８】図７のＡ−Ａ断面図である。
【図９】図７のＢ−Ｂ断面図である。
【図１０】本発明に係る丸型濾過装置の概略構成の構成例を示す図である。
【図１１】図１０のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
１１          槽
１２          排水トラフ
１３          濾材層
１４          支持材層
１５          原水導入管
１６          原水
１７          集水管
１８          濾過水
１９          逆洗水
２０          排水
２１          多孔板
２２          多孔板
２３          中間仕切板
２４          多孔流入管
２５          ストレーナ
２６          ストレーナ取付板
２７          排出口
【図１】
0004593086.tif 000002
【図２】
0004593086.tif 000003
【図３】
0004593086.tif 000004
【図４】
0004593086.tif 000005
【図５】
0004593086.tif 000006
【図６】
0004593086.tif 000007
【図７】
0004593086.tif 000008
【図８】
0004593086.tif 000009
【図９】
0004593086.tif 000010
【図１０】
0004593086.tif 000011
【図１１】
0004593086.tif 000012