(57)【要約】【課題】浮上濾過材の洗浄力に優れ、小型軽量化が可能な水の濾過装置を提供する。【解決手段】濾過槽１内に隔壁２を設けて濾過室Ｂと洗浄室Ａを形成する。濾過槽１内の上部には目皿５で覆った排出口１０ａを設け、濾過室Ｂ側の底部には原水流入口９ａと濾材移送口７ａを設け、洗浄室Ａの底部には汚泥引抜管１２を接続した汚泥引抜口１２ａを設ける。洗浄室Ａ内の上部に先端を開口７ｂさせた濾材洗浄管７を濾材移送口７ａに基端部を接続させて設けるとともに濾材洗浄管７の中間部位にエジェクター６を配してその吸入口６ａに濾材洗浄管７の濾材移送口側端部を接続し、放出口６ｃに濾材洗浄管７の開口側端部を接続し、原水送水管９の中間部位と前記エジェクター６の圧入口６ｂとを圧送管１１で接続し、原水送水管９には濾過操作用の電磁弁１４を、圧送管１１には洗浄操作用の背圧弁１５を、汚泥引抜管１２には引抜操作用の電磁弁１６をそれぞれ設ける。【選択図】      図２
2007090291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部が閉じた密封型の濾過槽内に比重が１より小さい粒子状の浮上濾材を充填した水の濾過装置において、
前記濾過槽内に底部から中層部を超える高さまで立ち上がる隔壁を設けてその隔壁の両側に上方が槽内に開放された濾過室と該濾過室より小さい洗浄室を形成し、
前記濾過槽内の上部に、前記浮上濾材の粒子の径より小孔径の目皿で覆った排出口を設けて該排出口に処理水を外部に排出する処理水排水管を接続し、
前記濾過室の底部に、原水を取り入れるための原水流入口と前記浮上濾材を移送するための濾材移送口を設け、
前記洗浄室の底部に、沈殿した汚泥を引き抜く汚泥引抜口を設けて該汚泥引抜口に前記隔壁の上端部よりも僅かに低い位置に開口した汚泥引抜管を接続し、
前記洗浄室内の上部に先端を開口させた濾材洗浄管を、基端部を前記濾材移送口に接続させて設けるとともに該濾材洗浄管の中間部位に、圧入口、吸入口及び放出口を有するエジェクターを配して、該吸入口に該濾材洗浄管の濾材移送口側端部を接続し、前記放出口に前記濾材洗浄管の開口側端部を接続し、
前記原水流入口にポンプで原水を送り入れる原水送水管を接続し、該原水送水管の中間部位と前記エジェクターの圧入口とを圧送管で接続し、
前記原水送水管の前記圧送管との分岐部と前記原水流入口との間には濾過操作用の電磁弁を、前記圧送管には前記ポンプによる送水圧の上昇で自動的に開く洗浄操作用の背圧弁を、前記汚泥引抜管には引抜操作用の電磁弁をそれぞれ設け、
前記濾過槽内の洗浄室の上方に前記目皿に向けたスプレーノズルを設け、前記スプレーノズルと前記圧送管の背圧弁の取付部よりも下流部位に放水管を接続して成り、
常時は前記濾過操作用の電磁弁のみを開けて前記原水流入口から濾過槽下部へ水を送って浮上濾材群で水を濾過し、前記浮上濾材群を洗浄するときは前記濾過操作用の電磁弁を閉めて高められた水圧で前記背圧弁を開けて圧送される水を前記放水管側では前記スプレーノズルから前記目皿に向けて放出するとともに、前記圧送管側では圧送される水で前記エジェクターにより濾過室の底部から浮上濾材を含んだ水を前記濾材洗浄管内に吸引して前記エジェクターの中及び濾材洗浄管の中で浮上濾材を摩擦洗浄できるようにしたことを特徴とする水の濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽い粒子状の濾材を用いた水の濾過装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
濾過槽内に軽く小さい粒子状の濾材（浮上濾材と呼ぶ）を充填し、その濾材に汚水を接触させて濾過する装置が提供されている。この装置では濾材の表面に汚水物質が付着し汚れると洗浄能力が低下を来たすので濾過機能の回復のため濾材の洗浄が行なわれる。
通常、汚れた濾材は水の攪拌で洗浄することができるが、その場合、攪拌装置を別途設けなければならない煩わしさがある。
そこで、そのような攪拌装置を使用せずに効率良く濾材を洗浄するために、汚れた濾材を管中に誘導して、その管内を移動中に濾材が摩擦しあって汚れが落ちるようにした特許文献１の装置が提案されている。
この装置においては、濾過槽内の上部から浮上した濾材を抜き取って、その移送管中で摩擦洗浄を行い、再度濾過槽内の下部に濾材を戻し入れる方法を採っている。
また、移送管への濾材の抜き取りは、循環ポンプで移送管に設けたエジェクターに水を圧送して濾過槽内から吸引する方法で行っている。
【特許文献１】特開平１−２６２９０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
浮上濾材を用いた水の濾過装置では、下方から原水を入れるのと比重の重い汚濁物質が溜まる濾過槽の底側へ沈降するので底側の濾材の方が汚れの程度が大きくなるが、上記特許文献１の装置では、洗浄しようとする濾材を濾過槽の上部から抜き取るようになっているため、一番汚れている槽の底側にあった濾材の一部がいつまでも底に残留してしまい、全ての濾材を効果的に洗浄することが難しいという問題があった。
また濾材が流失しないように排出口に被せて設けた目皿は汚濁物や濾材が付着して目詰まりを起こしやすく、この目皿の機能を維持させるための洗浄も面倒なことであった。
また、水を圧送するための濾材洗浄循環用のポンプを新たに設けるためにその分装置全体が大掛かりで重たくなる難点があった。
このため、建物の屋上に設置された水槽を備えた冷却機に取り付けようとする場合には、濾過槽を載せようとする天井梁間の強度が不足する場所への取り付けにおいては別途に下地補強のための架台取付け工事が必要となり、そうなると資材を階段で運び上げることができないので大型のクレーンを使用しなければならないため大掛かりな工事となってしまい、多大な費用と手間を要するという難点があった。
そこで、本発明は上記各問題を解消するために、濾過槽内の濾材の全てを効率良く洗浄でき、且つ小型軽量化できて前記冷却機などにも容易に設置できる装置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】
【０００４】
上記課題を解決するための水の濾過装置における本発明は、上部が閉じた密封型の濾過槽内に比重が１より小さい粒子状の浮上濾材を充填した水の濾過装置におけるものである。
前記濾過槽内に底部から中層部を超える高さまで立ち上がる隔壁を設けてその隔壁の両側に上方が槽内に開放された濾過室と該濾過室より小さい洗浄室を形成する。
前記濾過槽内の上部に、前記浮上濾材の粒子の径より小孔径の目皿で覆った排出口を設けて該排出口に処理水を外部に排出する処理水排水管を接続し、前記濾過室の底部に、原水を取り入れるための原水流入口と前記浮上濾材を移送するための濾材移送口を設ける。
前記洗浄室の底部に、沈殿した汚泥を引き抜く汚泥引抜口を設けて該汚泥引抜口に前記隔壁の上端部よりも僅かに低い位置に開口した汚泥引抜管を接続する。
前記洗浄室内の上部に先端を開口させた濾材洗浄管を、基端部を前記濾材移送口に接続させて設けるとともに該濾材洗浄管の中間部位に、圧入口、吸入口及び放出口を有するエジェクターを配して、該吸入口に該濾材洗浄管の濾材移送口側端部を接続し、前記放出口に前記濾材洗浄管の開口側端部を接続し、前記原水流入口にポンプで原水を送り入れる原水送水管を接続し、該原水送水管の中間部位と前記エジェクターの圧入口とを圧送管で接続する。
前記原水送水管の前記圧送管との分岐部と前記原水流入口との間には濾過操作用の電磁弁を、前記圧送管には前記ポンプによる送水圧の上昇で自動的に開く洗浄操作用の背圧弁を、前記汚泥引抜管には引抜操作用の電磁弁をそれぞれ設ける。
前記濾過槽内の洗浄室の上方に前記目皿に向けたスプレーノズルを設け、前記スプレーノズルと前記圧送管の背圧弁の取付部よりも下流部位に放水管を接続する。
【０００５】
常時は前記濾過操作用の電磁弁のみを開けて前記原水流入口から濾過槽下部へ水を送って浮上濾材群で水を濾過する。
そして、前記浮上濾材群を洗浄するときは前記濾過操作用の電磁弁を閉めて高められた水圧で前記背圧弁を開けて圧送される水を前記放水管側では前記スプレーノズルから前記目皿に向けて放出するとともに、前記圧送管側では圧送される水で前記エジェクターにより濾過室の底部から浮上濾材を含んだ水を前記濾材洗浄管内に吸引して前記エジェクターの中及び濾材洗浄管の中で浮上濾材を摩擦洗浄できるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は上記構成であり、常時は前記濾過操作用の電磁弁のみを開けてポンプを稼動させて濾過槽内の下方から上方へ浮上濾材群と接触させて汚水を流して該浮上濾材群で汚水の濾過を行うが、汚れた浮上濾材群を洗浄するときには、前記濾過操作用の電磁弁を閉めて前記ポンプによる放水管の管内の水圧を上昇させることによって洗浄操作用の背圧弁が開かれる。
そして前記背圧弁から先の圧送管側では圧送される水で前記エジェクターにより濾過室の底部から浮上濾材を含んだ水を前記濾材洗浄管内に吸引して前記エジェクターの中及び濾材洗浄管の中で浮上濾材を引き抜いた汚水を原水で汚れを薄めた水の中で浮上濾材が相互に摩擦しあって浮上濾材の表面に付着した汚濁物質が効果的に洗い落とされる。
この際、一番汚れている底側にあった濾材から抜き出されるので、浮上濾材群の全体を洗浄することが可能となる。
前記濾過槽内は濾過室と洗浄室とに分離されているので、洗浄室内の濾材洗浄管の開口部から排出される比重の大きい濾過室に溜まっていた濾過による沈殿物と洗浄によって浮上濾材の表面から落とされた汚濁物質は濾過室に拡散されることなく洗浄室内の低部に沈降する。この沈殿物は引抜操作用の電磁弁を開けて汚泥引抜口から引き抜かれる。
この際、前記エジェクターの中及び濾材洗浄管の中で洗浄された浮上濾材も濾材洗浄管の開口部から同時に排出され洗浄室内の表面に浮き上がり溜まって盛り上がり、一方、前記背圧弁から先の放水管側では前記スプレーノズルから前記目皿に向けて水が放出され、洗浄室内の表面に浮き上がっていた浮上濾材群を巻き込んで目皿に勢いよく衝突し、前記目皿の網目に付着した汚濁物質や浮上濾材が洗い落とされるので、目皿の目詰まりが解消され、放出された水と浮上濾材は濾過室の底に溜まっている浮上濾材群に上に一箇所に偏ることなく分散して落下し、均一に積層する。
水の流れの切り替え操作は濾過操作用の電磁弁の操作で簡単に行えるので、水を圧送するための循環ポンプなど大掛かり装置を設置する必要はない。
このため装置全体を小型軽量化することが可能となる。
したがって、建物の屋上に設置されることが多い水槽を備えた冷却機に本装置を取り付ける設置工事を行う場合、その冷却機の塔内に設置することも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の実施するための最良の形態を説明する。
図１及び図３に示すように、上部１ａが閉じた密封型の濾過槽１内に比重が１より小さい粒子状の浮上濾材群３を充填した水の濾過装置で以下説明する。
用いる浮上濾材３ａは発泡スチロール製の１〜２ｍｍ径の粒子が適している。
前記濾過槽１内には、底部から中層部を超える高さまで立ち上がる隔壁２を設けてその隔壁２の両側に上方が槽内に開放された濾過室Ｂと該濾過室Ｂより小さい洗浄室Ａを形成する。
この濾過槽１及び隔壁２は金属製や合成樹脂製のものが使用できる。
【０００８】
前記濾過槽１内の上部には、浮上濾材３ａが流失しないように前記浮上濾材３ａの粒子の径より小孔径の目皿５で覆った排出口１０ａを、前記隔壁２の上端部よりも高い位置に設けて該排出口１０ａに処理水を外部に非出する処理水排水管１０を接続する。
前記濾過室Ｂの底部１ｂに、原水を取り入れるための原水流入口９ａと前記浮上濾材３を移送するための濾材移送口７ａを設ける。
前記洗浄室Ａの底部１ｃに、沈殿した汚泥を引き抜く汚泥引抜口１２ａを設けて該汚泥引抜口１２ａに前記隔壁２の上端部よりも僅かに低い位置に開口１２ｂした汚泥引抜管１２を接続する。
【０００９】
前記洗浄室Ａ内の上部に先端を開口７ｂさせた濾材洗浄管７を、基端部を前記濾材移送口７ａに接続させて設けるとともに該濾材洗浄管７の中間部位に、圧入口６ｂ、吸入口６ａ及び放出口６ｃを有するエジェクター６を配して、該吸入口６ａに該濾材洗浄管７の濾材移送口７ａ側端部を接続し、前記放出口６ｃに前記濾材洗浄管７の開口７ｂ側端部を接続する。
前記原水流入口９ａにポンプ１９で原水を送り入れる原水送水管９を接続し、該原水送水管９の中間部位と前記エジェクター６の圧入口６ｂとを圧送管１１で接続する。
このエジェクター６では、圧送管８から水が圧送されると、前記放出口６ｃから放出されるが、その際、吸入口６ａが減圧されて、前記濾材移送口７ａから濾材洗浄管７を介して前記吸入口６ａに前記濾過室Ｂの底部１ｂの水とともに浮上濾材３ａが吸引され前記放出口６ｃから放出される。
前記原水送水管９の前記圧送管１１との分岐部と前記原水流入口９ａとの間には濾過操作用の電磁弁１４を、前記圧送管１１には前記ポンプ１９による送水圧の上昇で自動的に開く洗浄操作用の背圧弁１５を、前記汚泥引抜管１２には引抜操作用の電磁弁１６をそれぞれ設ける。
前記濾過槽１内の洗浄室Ａの上方に前記目皿５に向けたスプレーノズル４を設け、前記スプレーノズル４と前記圧送管１１の背圧弁１５の取付部よりも下流部位に放水管８を接続する。
【００１０】
これらの電磁弁１４、１６には、その開閉を制御する操作盤を別室に設け、図１中に示した流圧調整部１７、流量調整部１８、原水ポンプ１９の制御もあわせて、それぞれの配線、回路を介して手動又は自動で制御できるようにする。
【００１１】
そして、常時は、図１及び図３に示すように、前記濾過操作用の電磁弁１４のみを開けて前記原水流入口９ａから濾過槽１下部へ水を送って、水を下方から上方へ流し、その途中で浮上濾材群３に原水を接触させて濾過し続ける。
【００１２】
また、前記浮上濾材群３を洗浄するときは、図２及び図４に示すように、前記濾過操作用の電磁弁１４を閉めて前記原水流入口９ａから濾過室Ｂの底部への原水の流入を停止し、原水ポンプ１９の送水圧で高められた水圧で前記背圧弁１５を開けて圧送される水を前記放水管８側では前記スプレーノズル４から前記目皿５に向けて放出する。
一方、前記圧送管１１側では圧送される水で前記エジェクター６により濾過室Ｂの底部から浮上濾材３ａを含んだ水を前記濾材洗浄管７内に吸引して前記エジェクター６の中及び濾材洗浄管７の中において、浮上濾材を引き抜いた汚水を原水で汚れを薄めた水の中で、浮上濾材３ａ同士が相互に摩擦しあって浮上濾材３ａの表面に付着した汚濁物質が効果的に洗い落とされる。
【００１３】
このとき洗い落とされた汚濁物質は該濾材洗浄管７の開口７ｂから放出されて洗浄室Ａ内に沈降するが、引抜操作用の電磁弁１６を開いて、洗浄室Ａ内底部の汚泥引抜口１２ａから汚泥引抜管１２を通って外部に排出する。
このとき、汚泥引抜管１２は前記隔壁２の上端部よりも僅かに低い位置に開口１２ｂしているので、洗浄室Ａ内上部に一定の水位Ｓで汚水が保持され、浮上濾材３ａが該濾材洗浄管７の開口７ｂから放出されて浮上し、洗浄室Ａの水面上に前記スプレーノズル４を包むように大きく盛り上がる。この浮上濾材群３が前記スプレーノズル４からの放水に巻き込まれ、水と一緒に目皿に勢いよく衝突し、前記目皿の網目に付着した汚濁物質や浮上濾材を洗い落とし、目皿の目詰まりが効果的に解消される。
そして、その浮上濾材３ａは元の濾過室Ｂに戻る。
【００１４】
本装置のサイズの一例を示すと、濾過槽１の径は３５０ｍｍ、高さ５００ｍｍとし、各管の径は以下のようにすることができる。
濾材洗浄管７          １５〜２５ｍｍ
放水管８              １５ｍｍ
原水送水管９          ２５ｍｍ
排水管１０            ２５ｍｍ
圧送管１１            １５ｍｍ
汚泥引抜管１２        ３２ｍｍ
また、スプレーノズル４の放出口の径は２〜３ｍｍで、原水ポンプ１９は能力１ｋｇ／ｃｍ2の使用が可能である。
この場合、洗浄操作用の背圧弁１５の開閉圧力の設定は、原水ポンプ１９の圧力で開くように１ｋｇ／ｃｍよりも小さい圧力で設定することとなる。
スプレーノズル４への水の供給量はエジェクター６の吸引量の１／２程度が好ましい。
この装置では洗浄室Ａの水面上に約１０ｃｍ以上浮上濾材群３が盛り上がるので前記スプレーノズル４からの放水に浮上濾材群３を巻き込めるようになる。
【００１５】
なお、毛髪などの毛は取り込まれると、流路中や目皿５に絡まってしまい、この除去は大変面倒であるため、図１に示すように、原水送水管９にあらかじめ毛を除去する毛除去装置２０を設けると良い。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明は上記構造であり、建物の屋上の冷却塔内に設置する水の濾過装置として用いるほか、汚れることがある利水施設の各種の水の濾過装置として使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の水濾過中の使用状態を示す模式的縦断側面図である。
【図２】濾材洗浄中の使用状態を示す模式的縦断側面図である。
【図３】水濾過中の使用状態を示す要部の模式的縦断側面図である。
【図４】濾材洗浄中の使用状態を示す要部の模式的縦断側面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１    濾過槽
１ａ  濾過槽の上部
１ｂ  濾過室の底部
１ｃ  洗浄室の底部
２    隔壁
３    浮上濾材群
３ａ  浮上濾材
４    スプレーノズル
５    目皿
６    エジェクター
６ａ  エジェクターの吸入口
６ｂ  エジェクターの圧入口
６ｃ  エジェクターの放出口
７    濾材洗浄管
７ａ  濾材移送口
７ｂ  濾材洗浄管の開口部
８    放水管
９    原水送水管
９ａ  原水流入口
１０  排水管
１０ａ  排出口
１１  圧送管、
１２  汚泥引抜管
１２ａ  汚泥引抜口
１２ｂ  汚泥引抜管の開口部
１３  排出誘導管
１４  濾過操作用の電磁弁
１５  洗浄操作用の背圧弁
１６  引抜操作用の電磁弁
１７  流圧調整部
１８  流量調整部
１９  原水ポンプ
２０  毛除去装置
Ｂ  濾過室
Ａ  洗浄室
Ｓ  水位
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2007090291.tif 000006