(57)【要約】【課題】  ろ過材の逆洗を少ない洗浄水で効率よく短時間で実施することができるろ過装置を提供する。【解決手段】ろ過装置（１）を、圧力容器（２）と、砂利、ろ砂および粒子からなるろ過材（３）と、振動装置（５）とから構成する。ろ過材（３）は、被ろ過水が流れる方向に粒径が順次小さくなるように積層されているろ過部（１１）と、該ろ過部（１１）に続いて粒径が順次大きくなるように積層されているろ砂流出防止部（２０）とからなるように積層する。ろ過時には被ろ過水を０．０５ＭＰａ以上の水圧で圧力容器（２）に供給するようにし、逆洗時には洗浄水を圧力容器（２）に逆向きに供給するようにする。ろ過材（３）は、圧力容器（２）の天井に達するように充填する。あるいは所定の部材によってろ過材（３）の浮き上がりを防止する。これによってろ過時にも逆洗時にも積層状態が維持されるようにする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力容器と、前記圧力容器に入れられている砂利、ろ砂および粒子からなるろ過材とから構成され、前記ろ過材は、被ろ過水が流れる方向に粒径が順次小さくなるように積層されているろ過部と、該ろ過部に続いて粒径が順次大きくなるように積層されているろ砂流出防止部とから構成され、ろ過時には前記被ろ過水が０．０５ＭＰａ以上の水圧で前記圧力容器の一方の端部から供給されて他方の端部からろ過水が得られ、逆洗時には洗浄水が前記圧力容器の前記他方の端部から供給されて洗浄後の排水が前記一方の端部から排出されるようになっており、前記ろ過材の積層状態は前記ろ過時と前記逆洗時のいずれにおいても維持されるようになっているろ過装置であって、
前記圧力容器には、振動を発生させる振動装置が設けられていることを特徴とするろ過装置。
【請求項２】
請求項１に記載のろ過装置において、前記振動装置は、ハンマー部と受け部とを備え、前記ハンマー部がソレノイドによって駆動されて前記受け部に衝突し、それによって衝撃的な振動が発生するようになっていることを特徴とするろ過装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のろ過装置において、前記ろ過部における最小の粒子の層は、粒径が１〜５０μｍの粒子からなることを特徴とするろ過装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載のろ過装置において、前記ろ過部における最小の粒子の層は、粒径が８０〜２００μｍの粒子からなることを特徴とするろ過装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかの項に記載のろ過装置において、被ろ過水は圧力容器の下方から供給されて前記ろ過材中を上向きにろ過されるようになっていることを特徴とするろ過装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかの項に記載のろ過装置において、前記ろ過材は前記圧力容器の天井に達するように充填され、それによって前記ろ過材の積層状態が前記ろ過時と前記逆洗時のいずれにおいても維持されるようになっていることを特徴とするろ過装置。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかの項に記載のろ過装置において、前記ろ過材は、所定の押さえ部材あるいは錘によってその上部から強制的に下方向に押し付けられ、それによって前記ろ過材の積層状態が前記ろ過時と前記逆洗時のいずれにおいても維持されるようになってい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、河川、湖沼またはダムから取水された原水や、地下から汲み上げられた地下水をろ過するろ過装置に関するものであり、限定するものではないが、飲用水や生活用水として利用可能な浄水を得るのに好適なろ過装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
河川、湖沼またはダムから取水された原水には、コロイド状の浮遊物質、有機物、微生物等からなる濁質が含まれている。このような原水から飲用水や生活用水として利用可能な浄水を得るには、所定のろ過材によって濁質を除去する必要がある。ろ過材としてろ砂等の粒子からなるろ過材は従来周知であり、このようなろ過材が使用されている設備として、緩速ろ過池、急速ろ過池が周知である。緩速ろ過池は、平均粒径０．３〜０．４５ｍｍのろ砂の層が約７０〜９０ｃｍの厚さで設けられている。原水には殺菌用の次亜塩素酸ナトリウムは注入されずに緩速ろ過池に供給され、ろ過される。従って、ろ砂の層にはいわゆる生物膜が形成されることになり、集団下痢の発生の原因となるクリプトスポリジウムも生物膜においてほとんど捕捉され安全な浄水が得られる。一方、急速ろ過池は平均粒径０．４５〜０．７ｍｍのろ砂の層が約６０〜７０ｃｍの厚さで設けられている。原水は、予め凝集剤が添加されて沈殿池に導かれて比較的大きな濁質が除去され、次亜塩素酸ナトリウムが注入されて殺菌された後に急速ろ過池においてろ過される。従って、急速ろ過池のろ砂には生物層はほとんど形成されないので、クリプトスポリジウムが捕捉されずに浄水に混入する恐れはある。しかしながら、ろ過速度が大きいので比較的大量の浄水を得ることができる。
【０００３】
緩速ろ過池は、生物膜によってろ過するようになっているので、ろ過速度を上げることができず効率が高いとは言えないし、ろ過材が目詰まりするろ過閉塞が発生したら、緩速ろ過池を休止させて最上層のろ砂を人力で除去しなければならずメンテナンスが大変である。一方、急速ろ過池においてはろ過速度は比較的大きいが、クリプトスポリジウムが流出してしまう危険がある。例えば急速ろ過池において、クリプトスポリジウムを捕捉できるように非常に小さな粒径のろ砂を採用することも考えられるが、そのようにするとろ過材の最上層において微細な濁質が集中的に堆積してろ過閉塞し易くなる。また、ろ過材の下方から浄水を流して洗浄する逆洗をするときに、水中に舞ったろ砂が落下しなくなり、外部に流出してしまう。従って小さな粒径のろ砂を採用できないという事情がある。
【０００４】
このような問題を解決するろ過装置が、本出願人によって特許文献１において提案されている。特許文献１に記載のろ過装置は、圧力容器とろ過材とからなり、ろ過材はろ砂、粒子等からなる。ろ過材は、下方から上方に向かって粒径が順次小さくなるように積層され、そしてその上に上方に向かって粒径が順次大きくなるように積層され、圧力容器の天井に達するように充填されている。すなわちろ過材は、最下層と最上層が粒径が大きく、中間の層において粒径が最も小さくなるように積層されている。この最小の粒径の層は、粒径１〜５０μｍの粒子からなり、上下の粒径の大きな層によって挟まれているので装置外への流出が防止されている。特許文献１に記載のろ過装置において、原水は圧力容器の下方から所定の水圧で供給され、ろ過材中を上向きにろ過され、圧力容器の上部から浄水が得られる。水圧がかけられて供給されるのでろ過速度を大きくすることができ効率が高いし、ろ過材中の最小の粒子の層によってクリプトスポリジウムも実質的に完全に除去でき、優れている。そして特許文献１に記載のろ過装置においては、原水がろ過材を流れるとき、粒径の大きな層から順次粒径の小さな層に向かって流れる。従って濁質が堆積する層は一部の層に集中しないので、ろ過閉塞し難いという利点もある。このろ過装置も長期間運転をするとろ過閉塞してしまうが、ろ過装置を停止して、浄水を洗浄水として圧力容器の上方から下方に向かって所定の圧力で流すようにする逆洗を実施すると、ろ過材を洗浄することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４７２１２３９号公報
【特許文献２】特開２００４−１６０４３２号公報
【特許文献３】実用新案登録第３００５３５８号公報
【０００６】
特許文献２には、所定の容器と、容器に入れられたろ過材とからなるろ過装置が記載されている。このろ過装置においてろ過材は０．４〜２ｍｍの粒径のろ砂からなり、金網の上に積層されており原水を下向きにろ過するようになっている。この金網の下には、ろ床との間に砂利が設けられており、ろ過された浄水は砂利を通ってろ床に流れるようになっている。また、ろ過装置にはろ砂を上方に掬いあげて落下させるスクリュが設けられており、容器の側方には振動発生器が設けられている。このろ過装置においてろ過材を洗浄するとき、洗浄水としての浄水を砂利の層から供給し、ろ過材中を上方に向かって流すようにする。このときスクリュを回転させてろ砂を巻き上げることによってろ砂に蓄積した濁質をろ砂から分離させて洗浄できるようになっている。また洗浄水を砂利の層に供給するとき、振動発生器によって容器に振動を与える。そうすると砂利に振動が伝導されて砂利に付着している濁質も除去されることになる。
【０００７】
特許文献３には、容器とこの容器の中に入れられたろ過材とからなるろ過装置が記載されている。ろ過材は、砂利、ろ砂からなり、下層から上層に向かって粒径が大きくなるように積層されている。原水は容器の上部から供給されてろ過材を下方に流れてろ過されるようになっており、ろ過材の洗浄は容器の下方から洗浄水を供給する逆洗によって実施し、逆洗時にはろ砂は急速ろ過池と同様に洗浄水中を舞うようになっている。このろ過装置においては、逆洗時に超音波発生盤によってろ過装置に供給する洗浄水に超音波を与えるようになっており、超音波によって濁質がろ砂から効率よく分離するようになっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本出願人によって提案されている特許文献１に記載のろ過装置は、原水を所定の水圧で供給するのでろ過速度を大きくでき効率が高い。そして原水中の濁質は、粒径の大きな層で濾し取られた後に順次粒径の小さな層で濾し取られるので、ろ過閉塞が起きにくい。さらにはろ過材の最小の粒径の層は、粒径１〜５０μｍの粒子からなるので、クリプトスポリジウムを実質的に完全に除去することができ安全な浄水を得られる。従って原水から浄水を得るろ過装置としての性能は格別に問題ない。しかしながら他の点において改善の余地が見受けられる。具体的には、ろ過材の洗浄に関して課題が見受けられる。特許文献１に記載のろ過装置は、逆洗時に圧力容器の上部から洗浄水を噴射し、洗浄水がろ過材中を下方に流れるときに濁質が洗い流される。しかしながら、このろ過装置においては逆洗時にもろ過材は洗浄水中に舞わない。つまりろ過材は圧力容器の天井に達するように充填されているので、洗浄水を噴射してもろ過材を構成しているろ砂、粒子等は水中に舞い上がらずに、積層状態が維持される。これによって最小の粒径の粒子の層が流出することが防止されるが、濁質の除去という点では効率は必ずしも高くない。そうすると大量の洗浄水が必要になってしまう。
【０００９】
特許文献２に記載のろ過装置においては、振動発生器が設けられ、逆洗時に容器に振動を与えて間接的に砂利を振動させて砂利に付着した濁質を除去するようになっている。しかしながら、振動によって洗浄する対象は砂利であり、ろ砂ではない。つまり、実質的にろ過材としての作用を奏するろ砂はスクリュで洗浄水中に巻き上げることによって洗浄するようになっていて、振動によって洗浄する対象ではない。そうすると特許文献１に記載のろ過装置のようなろ過材の洗浄について参考にはならない。さらには振動で洗浄する対象の砂利は、粒径が大きいので隙間が多く、ろ床と金網の間にスペースがあるので砂利は緩やかに移動することもできる。そうすると振動によって砂利の粒子同士が相対的に移動して衝突したりして濁質が除去されるようになっているものと推測される。このような点を鑑みても、特許文献２に記載の技術が、特許文献１に記載のろ過装置のようなろ過材の洗浄についての参考とはなりにくい。すなわち、特許文献１に記載のろ過装置のろ過材は最小の粒子の粒径は１〜５０μｍと砂利に比して粒径が非常に小さいし、ろ過材が圧力容器中に密に充填されているので、最小の粒子の層は半固体状の性質を帯びて粒子同士が相対的に移動できず、砂利とは性質が相違しているからである。
【００１０】
特許文献３に記載のろ過装置においては逆洗時に供給する洗浄水に超音波を与えている。これによって逆洗の効率が高くなるように構成されているが、このろ過装置においても逆洗時にはろ砂が水中を舞うようになっている。そうすると水中を浮遊しているろ砂に超音波が作用して濁質がろ砂から分離することが容易に予想できる。しかしながら、逆洗時にろ過材の積層状態が維持されるような特許文献１に記載のろ過装置に対して、洗浄水に超音波を与えてもろ過材中に蓄積した濁質が効率よく分離される保障がない。また特許文献３に記載のろ過装置においては、ろ砂は逆洗後に沈下する必要があるので、ある程度の粒径が必要である。つまり粒径は比較的大きい。特許文献１に記載のろ過装置のような、粒径が小さい粒子からなるろ過材の洗浄に、そのまま適用することはできない。
【００１１】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたろ過装置を提供することを目的としている。具体的には、小さな装置であっても安全な浄水を大量に効率よく得ることができるろ過装置でありながら、ろ過材の逆洗を少ない洗浄水で効率よく短時間で実施することができるろ過装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記目的を達成するために、特定の構成を有するろ過装置に対して、振動を発生させる振動装置を設けるようにする。特定の構成を有するろ過装置は次のように構成する。すなわちろ過装置は、圧力容器と、前記圧力容器に入れられている砂利、ろ砂および粒子からなるろ過材とから構成し、ろ過材は、被ろ過水が流れる方向に粒径が順次小さくなるように積層されているろ過部と、該ろ過部に続いて粒径が順次大きくなるように積層されているろ砂流出防止部とからなるように積層する。このろ過装置は、ろ過時には被ろ過水が０．０５ＭＰａ以上の水圧で圧力容器の一方の端部から供給されて他方の端部からろ過水が得られ、逆洗時には洗浄水が圧力容器の他方の端部から供給されて洗浄後の排水が一方の端部から排出されるようになっている。このときろ過材の積層状態はろ過時と逆洗時のいずれにおいても維持されるように構成する。このようなろ過装置に対して、圧力容器に、振動を発生させる振動装置を設ける。
【００１３】
かくして、請求項１記載の発明は、上記目的を達成するために、圧力容器と、前記圧力容器に入れられている砂利、ろ砂および粒子からなるろ過材とから構成され、前記ろ過材は、被ろ過水が流れる方向に粒径が順次小さくなるように積層されているろ過部と、該ろ過部に続いて粒径が順次大きくなるように積層されているろ砂流出防止部とから構成され、ろ過時には前記被ろ過水が０．０５ＭＰａ以上の水圧で前記圧力容器の一方の端部から供給されて他方の端部からろ過水が得られ、逆洗時には洗浄水が前記圧力容器の前記他方の端部から供給されて洗浄後の排水が前記一方の端部から排出されるようになっており、前記ろ過材の積層状態は前記ろ過時と前記逆洗時のいずれにおいても維持されるようになっているろ過装置であって、前記圧力容器には、振動を発生させる振動装置が設けられていることを特徴とするろ過装置として構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のろ過装置において、前記振動装置は、ハンマー部と受け部とを備え、前記ハンマー部がソレノイドによって駆動されて前記受け部に衝突し、それによって衝撃的な振動が発生するようになっていることを特徴とするろ過装置として構成される。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のろ過装置において、前記ろ過部における最小の粒子の層は、粒径が１〜５０μｍの粒子からなることを特徴とするろ過装置として構成される。
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載のろ過装置において、前記ろ過部における最小の粒子の層は、粒径が８０〜２００μｍの粒子からなることを特徴とするろ過装置として構成される。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかの項に記載のろ過装置において、被ろ過水は圧力容器の下方から供給されて前記ろ過材中を上向きにろ過されるようになっていることを特徴とするろ過装置として構成される。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかの項に記載のろ過装置において、前記ろ過材は前記圧力容器の天井に達するように充填され、それによって前記ろ過材の積層状態が前記ろ過時と前記逆洗時のいずれにおいても維持されるようになっていることを特徴とするろ過装置として構成される。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかの項に記載のろ過装置において、前記ろ過材は、所定の押さえ部材あるいは錘によってその上部から強制的に下方向に押し付けられ、それによって前記ろ過材の積層状態が前記ろ過時と前記逆洗時のいずれにおいても維持されるようになっていることを特徴とするろ過装置として構成される。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明においては、所定の構成を備えたろ過装置を対象としている。すなわち本発明が対象としているろ過装置は、圧力容器と、圧力容器に入れられている砂利、ろ砂および粒子からなるろ過材とから構成され、ろ過材は、被ろ過水が流れる方向に粒径が順次小さくなるように積層されているろ過部と、該ろ過部に続いて粒径が順次大きくなるように積層されているろ砂流出防止部とから構成され、ろ過時には被ろ過水が０．０５ＭＰａ以上の水圧で圧力容器の一方の端部から供給されて他方の端部からろ過水が得られ、逆洗時には洗浄水が圧力容器の他方の端部から供給されて洗浄後の排水が一方の端部から排出されるようになっており、ろ過材の積層状態はろ過時と逆洗時のいずれにおいても維持されるように構成されている。従って、本発明が対象としているろ過装置は、水圧によって効率よく原水を供給して濁質を濾し取って浄水を得ることができ、濁質はろ過部全体で濾し取られるのでろ過閉塞し難いという特徴を備えている。本発明は、このようなろ過装置において、圧力容器に、振動を発生させる振動装置が設けられている。従って、逆洗時に振動装置を駆動すると、振動が圧力容器を介してろ過材に伝達され、ろ過材から効率よく濁質が分離して、濁質が洗浄水によって洗い流されることになる。なおろ過材は、積層状態がろ過時と逆洗時のいずれにおいても維持されるようになっているので、ろ過時にも逆洗時にもある程度密に充填されている。そうすると圧力容器の振動が効率よくろ過材に伝達されることになり、ろ過材に付着した濁質を効率よく分離できる。このようにして、ろ過材の逆洗を効率よく短時間で実施することができ、洗浄水が少なくて済むことになる。また他の発明によると、振動装置は、ハンマー部と受け部とを備え、ハンマー部がソレノイドによって駆動されて受け部に衝突し、それによって衝撃的な振動が発生するようになっている。このような振動装置は、いわゆるマグハンマとして市販されており、ろ過装置を安価に提供することが可能になるし、衝撃的な振動によってさらに効率よく逆洗することが可能になる。さらに他の発明によると、ろ過部における最小の粒子の層は、粒径が１〜５０μｍの粒子からなる。このように粒径の小さい粒子の層によって微細な濁質が除去できるので、クリプトスポリジウムを実質的に完全に除去することができ安全な浄水を得ることができる。そして他の発明によると、ろ過部における最小の粒子の層は、粒径が８０〜２００μｍの粒子からなる。このサイズの粒径によってろ過しても日本の上水道に要求されている濁度２以下の浄水を得ることができるが、粒径の大きさが大きいのでろ過閉塞し難い効果が得られる。また他の発明によると、被ろ過水は圧力容器の下方から供給されてろ過材中を上向きにろ過されるように構成されている。そうすると逆洗時には洗浄水はろ過材中を下向きに流れることになる。一般に濁質の比重は１よりも大きいので、逆洗によって濁質がろ過材から分離すると、濁質が効率よく下方に流れることになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係るろ過装置を模式的に示す側面断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るろ過装置を模式的に示す側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の第１の実施の形態に係るろ過装置１を説明する。第１の実施の形態に係るろ過装置１は、被処理水がろ過材中を上向きに流れてろ過される、いわゆる上向きろ過装置として構成され、図１に示されているように、圧力容器２と、この圧力容器２内に充填されているろ過材３と、振動装置５とからなる。圧力容器２は、所定の板厚の鋼板からなり、円筒部６と、この円筒部６の上下に液密的に接続されているドーム状のヘッド部８とボトム部９とからなる。従って圧力容器２は高い内圧に耐えることができ、被処理水を所定の水圧で供給できるようになっている。本実施の形態においては、圧力容器２はこのように構成されているが、所定の内圧に対して耐性を備えていれば、その材質や形状については適宜変形が可能である。
【００１７】
本実施の形態においてろ過材３は、砂利、ろ砂、粒子等からなり、その積層方法に特徴がある。すなわちろ過材３は、下方から上方に向かって粒径が順次小さくなるように一旦積層され、その上に、上方に向かって粒径が順次大きくなるように積層されている。詳しく説明すると、下方から上方に向かって粒径が順次小さくなるように積層されている部分、つまり下から砂利層１２、ろ砂層１３、大きな粒子の粒子層１４、…、最小の粒子の粒子層１５と積層されている部分が、被ろ過水から濁質を除去するろ過部１１になっており、その上の、上方に向かって粒径が順次大きくなるように積層されている部分、つまり下から粒子層１７、ろ砂層１８、砂利層１９、…と積層されている部分が、粒子、ろ砂等が外部に流出することを防止するろ砂流出防止部２０になっている。このような積層方法を被ろ過水が流れる方向を基準に考えると、ろ過部１１は被ろ過水が流れる方向に粒径が順次小さくなるように積層され、ろ砂流出防止部２０は、このようなろ過部１１に続いて粒径が順次大きくなるように積層されていることになる。ろ過部１１において、最小の粒子の粒子層１５を構成している粒子は、本実施の形態においては、１〜５０μｍとしている。これは数μｍのクリプトスポリジウムも完全に除去できるようするためである。しかしながら、日本の上水道に要求されている浄水の濁度は２以下であり、この基準を満たすことが目的であるとすると、８０〜２００μｍとすることもできる。また、それよりも大きな濁質を除去することを目的としているろ過装置であれば、例えば２００〜４００μｍ程度の粒径の粒子から構成してもよい。最小の粒子の粒子層１５を構成している粒子の粒径はろ過装置の目的に応じて適宜選定することができる。本実施の形態においては、このようなろ過材３は、圧力容器２の天井に達するように充填されている。これによって圧力容器２の下方から被ろ過水が高圧で供給されても、あるいは圧力容器２の上方から逆洗用の洗浄水が供給されてもろ過材３の積層状態は維持され、粒子が水中で舞ったり、外部に流出することがない。またろ過材３が比較的密に充填されているので、圧力容器２を振動させるとろ過材３に振動が効率よく伝達されることになる。
【００１８】
このように構成されている圧力容器２の下部には、圧力容器２内に被ろ過水を供給する供給管２１が設けられており、供給管２１には、供給管２１を開閉する開閉弁２２と、被ろ過水を圧送するポンプ２３とが介装されている。同様に圧力容器２の下部には、逆洗するときの洗浄排水を排出する排水管２５も設けられ、排水管２５にも開閉弁２６が介装されている。また圧力容器２の上部には、ろ過されて得られた浄水を外部に送水する送水管２８が設けられている。送水管２８は、逆洗するときに浄水を逆向きに流して圧力容器２内に圧送する管でもある。
【００１９】
本実施の形態に係るろ過装置１において、振動装置５が本発明に特有の装置になっている。振動装置５は、圧力容器２の外壁に固定されている筐体２９と、この筐体内に入れられて左右にスライド式に駆動されるハンマー部３１と、ハンマー部３１を駆動するソレノイド３２と、ハンマー部３１が衝突する受け部３３とから構成されている。ソレノイド３２を作動してハンマー部３１を受け部３３から離間させ、再びソレノイド３２を作動してハンマー部３１を駆動して受け部３３に衝突させると、衝突によるハンマー部３１の運動量の変化によって衝撃的な振動を圧力容器２に与えることができる。そうすると、この衝撃的な振動がろ過材３に作用することになる。
【００２０】
本実施の形態に係るろ過装置１の作用を説明する。河川、ダム、湖沼等から取水した原水、または地下から汲み上げられた地下水を被ろ過水としてろ過する。すなわち開閉弁２２を開くと共に開閉弁２６を閉じる。ポンプ２３を駆動して被ろ過水を水圧０．０５ＭＰａ以上に加圧して供給管２１から圧力容器２に供給する。そうすると被ろ過水はろ過材３中を上向きに流れる。被ろ過水がろ過部１１を流れるとき、比較的粒径の大きい濁質が砂利層１２で濾し取られ、比較的粒径の小さい濁質がろ砂層１３で濾し取られ、同様にして順次各層において粒径の異なる濁質が濾し取られる。そして最小の粒子の粒子層１５において微細な濁質が除去され、実質的にクリプトスポリジウムも完全に除去される。このようにしてろ過されたろ過水、すなわち浄水は、ろ砂流出防止部２０を通って送水管２８から外部に送水される。濁質はろ過部１１全体に蓄積するので長期間安定してろ過することができる。しかしながらろ過を長時間実施していると、ろ過材３のろ過部１１に濁質が蓄積してろ過の効率が低下する。そこでろ過材３を洗浄する逆洗を実施する。逆洗は次のように実施する。ポンプ２３を停止して開閉弁２２を閉じると共に開閉弁２６を開く。送水管２８から洗浄用の浄水すなわち洗浄水を圧力容器２内に圧送する。洗浄水はろ過材３中を下方に流れる。すなわちろ砂流出防止部２０を流れ、ろ過部１１を下方に流れ、ろ過部１１内に蓄積した濁質が下方に流れる。このとき振動装置５を駆動して繰り返し衝撃的な振動を圧力容器２に与える。そうすると振動が圧力容器２からろ過材３に伝達され、ろ過部１１から効率よく濁質が分離する。このようにしてろ過材３が効率よく洗浄され、濁質を含んだ洗浄水すなわち洗浄排水が排水管２５から外部に排出される。所定時間後に洗浄水の供給を停止する。すなわち逆洗を完了する。本実施の形態に係るろ過装置１においては、逆洗時に振動装置５によってろ過材３を振動させるので、効率よく濁質がろ過材３から分離することになり、使用する洗浄水が少なくて済み、効率よく逆洗することができる。
【００２１】
次に第２の実施の形態に係るろ過装置１’について説明する。第２の実施の形態に係るろ過装置１’は、図２に示されているように、被ろ過水が下向きに流れるろ過装置として構成されている。第１の実施の形態に係るろ過装置１と同様の作用を奏する部材には同じ参照番号を付して詳しくは説明しない。第２の実施の形態においては、ろ過材３’は第１の実施の形態に係るろ過装置１のろ過材３と上下が反対になるように積層されている。すなわちろ過材３’の下方がろ砂流出防止部２０になっており、上方がろ過部１１になっている。しかしながら、被ろ過水の流れ方向を基準に考えると、ろ過材３’の積層方法は第１の実施の形態に係るろ過装置１と類似している。すなわち、ろ過部１１は被ろ過水が流れる方向に粒径が順次小さくなるように積層され、ろ砂流出防止部２０は、このようなろ過部１１に続いて粒径が順次大きくなるように積層されている。
【００２２】
第２の実施の形態においてはろ過材３’は圧力容器２の天井には達していない。その代わりに、ろ過材３’は多数の孔が明けられたろ過材押さえ板３５と、このろ過材押さえ板３５を下方に付勢するバネ３６、３６とによって下方に強く押し付けられ、浮き上がりが防止されている。このようにろ過材３’は下方に押し付けられているので、ろ過するときだけでなく、洗浄水がろ過材３’中を上向きに流れる逆洗時にも、ろ過材３’の積層状態が維持されることになる。この実施の形態においてはろ過材押さえ板３５とバネ３６、３６によってろ過材３’の浮き上がりが防止されているが、錘のような他の部材によって浮き上がりが防止されるようになっていてもよい。いずれにしてもろ過時と逆洗時のいずれにおいてもろ過材３’の積層状態が維持されるようになっていればよい。
【００２３】
第２の実施の形態において、振動装置５’は第１の実施の形態と相違している。振動装置５’は筐体３８と、この筐体３８内に固着されているモータ３９と、モータ３９によって回転される偏心錘４０とから構成されている。偏心錘４０はモータ３９の回転軸と偏心した状態で固定されており、モータ３９によって偏心錘４０が回転するとき、偏心錘４０の重心が回転移動して振動が発生するようになっている。
【００２４】
第２の実施の形態においては、被ろ過水は圧力容器２の上部から供給され下方に流れてろ過されて送水管２８から外部に送水されるが、逆洗は圧力容器２の下方から洗浄水が供給されてろ過材３’中を上向きに流れ排水管２５から洗浄排水が排水される。逆洗時に振動装置５’を駆動すると、振動が圧力容器２を介してろ過材３’に伝達され、ろ過材３’から濁質が遊離して効率よく洗浄することができる。
【実施例１】
【００２５】
第１の実施の形態に係るろ過装置１において、逆洗時にろ過材３に振動を与えることによって、ろ過材３の洗浄の効率が高くなることを確認する実験を行った。
（１）実験方法
第１の実施の形態に係るろ過装置１と同様の構成を備えたろ過装置Ａ、Ｂを用意した。ろ過装置Ａ、Ｂはいずれもろ過材３において最小の粒子の層１５を構成する粒子の径は１〜５０μｍとし、層の厚さは３ｃｍとした。またろ過材３の全体の厚さを２０ｃｍとした。
２台のろ過装置Ａ、Ｂに対して、２４時間、濁質を含んだ原水を供給してろ過させ、ろ過材３に濁質を蓄積させ、その後次のようにして逆洗した。
逆洗はろ過装置Ａ、Ｂ共に１０分間とし、その間洗浄水を供給し続けた。
ろ過装置Ａについては逆洗中、２秒に１回の割合で振動装置５を駆動して衝撃的な振動を与え、ろ過装置Ｂについては振動装置５は駆動しなかった。
ろ過装置Ａ、Ｂのそれぞれについて逆洗開始直後に洗浄排水をサンプリングして試験管に保存し、３０秒経過後にも再び洗浄排水をサンプリングして次の試験管に保存し、以後同様にして３０秒経過毎に洗浄排水をサンプリングして試験管に保存した。
（２）実験結果
試験管のそれぞれに保存された３０秒毎の洗浄排水の濁質を検査した。検査は目視によって行い、透明度が低ければ低いほど濁質が多いと判断した。
その結果ろ過装置Ａにおいては、最も濁質が多かったのは逆洗開始後３分後の洗浄排水であり、その後時間が経過するに従って濁質は少なくなっていた。一方ろ過装置Ｂにおいては、逆洗開始後しばらくは濁質が少なく、最も濁質が多かったのは逆洗開始後８分後の洗浄排水であり、その後時間が経過するに従って濁質は少なくなっていた。
（３）考察
洗浄排水中の濁質が最大になるまでの時間は、ろ過装置Ａの方が短いのでろ過装置Ａの方が効率よくろ過材３から濁質が分離したと言える。すなわち逆洗時に衝撃的な振動を与えると濁質がろ過材３から分離しやすくなり、洗浄の効率が高くなることが確認できた。
【実施例２】
【００２６】
第２の実施の形態において、振動を与えることによって、ろ過材３の洗浄の効率が高くなることを確認する実験を行った。
（１）実験方法
第２の実施の形態に係るろ過装置１’と同様の構成を備えたろ過装置Ｃ、Ｄを用意した。ろ過装置Ｃ、Ｄはいずれもろ過材３’において最小の粒子の層１５を構成する粒子の径は１〜５０μｍとし、層の厚さは３ｃｍとした。またろ過材３の全体の厚さを２０ｃｍとした。
２台のろ過装置Ｃ、Ｄに対して、２４時間、濁質を含んだ原水を供給してろ過させ、ろ過材３’に濁質を蓄積させ、その後次のようにして逆洗した。
逆洗はろ過装置Ｃ、Ｄ共に１０分間とし、その間洗浄水を供給し続けた。
ろ過装置Ｃについては逆洗中、振動装置５’を駆動して定常的な振動を与え、ろ過装置Ｄについては振動装置５’は駆動しなかった。
ろ過装置Ｃ、Ｄのそれぞれについて逆洗開始直後に、洗浄排水をサンプリングして試験管に保存し、３０秒経過後にも再び洗浄排水をサンプリングして次の試験管に保存し、以後同様にして３０秒経過毎に洗浄排水をサンプリングして試験管に保存した。
（２）実験結果
試験管のそれぞれに保存された３０秒毎の洗浄排水の濁質を検査した結果、ろ過装置Ｃにおいては、最も濁質が多かったのは逆洗開始後４分３０秒後の洗浄排水であり、その後時間が経過するに従って濁質は少なくなっていた。一方ろ過装置Ｄにおいては、逆洗開始後しばらくは濁質が少なく、最も濁質が多かったのは逆洗開始後８分３０秒後の洗浄排水であり、その後時間が経過するに従って濁質は少なくなっていた。
（３）考察
第２の実施の形態に係るろ過装置１’においても、振動を与えるとろ過材３’から濁質が効率よく分離して逆洗の効率が高くなることが確認できた。
【符号の説明】
【００２７】
１    ろ過装置                ２    圧力容器
３    ろ過材                  ５    振動装置
１１    ろ過部                １５    最小の粒子の粒子層
２０    ろ砂流出防止部        ２１    供給管
２３    ポンプ                ２５    排水管
２８    送水管                ３１    ハンマー部
３２    ソレノイド            ３３    受け部
３５    ろ過材押さえ板        ３６    バネ
３９    モータ                ４０    偏心錘
【図１】
2013244428.tif 000003
【図２】
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