(57)【要約】【課題】簡単な構成にて、粒状の濾過材の洗浄中に濾過材が流出することが防止される、複層式濾過装置のための濾過材洗浄装置及び濾過材洗浄方法を提供する。【解決手段】濾過材洗浄装置は、濾過槽１０に対し第２濾過層１８よりも下方に接続され、濾過材を洗浄するための洗浄水を濾過槽１０に供給するポンプと、第２濾過層１８よりも上方に設けられて、洗浄水の供給に伴い自身に流入した水を濾過槽１０の外部に排出する排水樋３０と、排水樋３０よりも上方に設けられ、平面でみたときに排水樋３０を挟むように排水樋３０の幅よりも広い間隔を存して相互に離れた２つの取り付け部を有する支持部材と、２つの取り付け部の間に排水樋３０の下を通って張り渡された濾過材流出防止網３２とを有する。【選択図】図２
2013176730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過槽及び該濾過槽内に設けられた粒状の濾過材からなる濾過層を備える複層式濾過装置のための濾過材洗浄装置において、
前記濾過槽に対し前記濾過層よりも下方に接続され、前記濾過材を洗浄するための洗浄水を前記濾過槽に供給するポンプと、
前記濾過層よりも上方に設けられて前記洗浄水の供給に伴い自身に流入した水を前記濾過槽の外部に排出する排水樋と、
前記排水樋よりも上方に設けられ、平面でみたときに前記排水樋を挟むように前記排水樋の幅よりも広い間隔を存して相互に離れた２つの取り付け部を有する支持部材と、
前記２つの取り付け部の間に前記排水樋の下を通って張り渡された濾過材流出防止網と
を備えることを特徴とする複層式濾過装置のための濾過材洗浄装置。
【請求項２】
前記濾過材流出防止網はポリエチレンからなり、
前記濾過材流出防止網の網目は前記濾過材の最小粒径よりも小である
ことを特徴とする請求項１記載の複層式濾過装置のための濾過材洗浄装置。
【請求項３】
濾過槽及び該濾過槽内に設けられた粒状の濾過材からなる濾過層を備える複層式濾過装置のための濾過材洗浄方法において、
前記濾過層よりも上方に排水樋を設置する工程と、
前記排水樋よりも上方に、平面でみたときに前記排水樋を挟むように前記排水樋の幅よりも広い間隔を存して相互に離れた２つの取り付け部を有する支持部材を設置する工程と、
前記２つの取り付け部間に前記排水樋の下を通って濾過材流出防止網を張り渡す工程と、
前記濾過槽に対し前記濾過層よりも下方に前記濾過材を洗浄するための洗浄水を供給し、前記洗浄水の供給に伴い前記排水樋に流入した水を前記濾過槽の外部に排出する工程と
を備えることを特徴とする複層式濾過装置のための濾過材洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複層式濾過装置のための濾過材洗浄装置及び濾過材洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複層式濾過装置は、例えば、逆浸透（ＲＯ：Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｏｓｍｏｓｉｓ）方法による海水淡水化システムの前処理装置として使用される。この種の複層式濾過装置としては、濾過槽に、濾過材としての砂とアンスラサイト（無煙炭）が層状に敷かれた二層濾過装置（ＤＭＦ：Ｄｕａｌ Ｍｅｄｉａ Ｆｉｌｔｅｒ）が一般的である。
【０００３】
二層濾過装置では、原水としての海水が下降流にて濾過材を通過させられ、この際、原水に含まれる懸濁物質等が除去される。なお、原水には、二層濾過装置に供給される前に塩化第二鉄からなる凝集剤が添加され、これにより懸濁物質の除去効率が高められている。
二層濾過装置では、濾過材の粒子表面や粒子間に懸濁物質等が溜まるため、所定の時間間隔で、濾過材を洗浄する逆洗が行われる。逆洗では、濾過槽の下部から濾過槽内へ洗浄用の水を供給し、必要に応じて空気も供給して、濾過材を通過する上昇流にて懸濁物質を浮上させる。そして、洗浄用の水によって水面を上昇させて、濾過槽の上部に設置された排水樋に懸濁物質等を含む排水を流入させ、排水を濾過槽の外部に放出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３８４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
濾過槽内の濾過材を上昇流によって洗浄する場合、濾過材が上昇流と共に上昇し、排水とともに排水樋に流入してしまうことがある。つまり洗浄の際、濾過材が濾過槽から流出してしまうことがある。流出した濾過材は、排水を溜めておくタンク等に堆積するので、堆積した濾過材を時間、労力及び経費をかけて除去しなければならない。
【０００６】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされ、その目的とするところは、簡単な構成にて、粒状の濾過材の洗浄中に濾過材が流出することが防止される、複層式濾過装置のための濾過材洗浄装置及び濾過材洗浄方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、濾過槽及び該濾過槽内に設けられた粒状の濾過材からなる濾過層を備える複層式濾過装置のための濾過材洗浄装置において、前記濾過槽に対し前記濾過層よりも下方に接続され、前記濾過材を洗浄するための洗浄水を前記濾過槽に供給するポンプと、前記濾過層よりも上方に設けられて前記洗浄水の供給に伴い自身に流入した水を前記濾過槽の外部に排出する排水樋と、前記排水樋よりも上方に設けられ、平面でみたときに前記排水樋を挟むように前記排水樋の幅よりも広い間隔を存して相互に離れた２つの取り付け部を有する支持部材と、前記２つの取り付け部の間に前記排水樋の下を通って張り渡された濾過材流出防止網とを備えることを特徴とする複層式濾過装置のための濾過材洗浄装置を提供する。
【０００８】
この濾過材洗浄装置によれば、濾過材流出防止網が、排水樋の下を通って支持部材の取り付け部間に張り渡されており、断面でみたとき、排水樋の側方に位置する濾過材流出防止網の側部が、上方にいくほど排水樋から離れるように傾斜している。
排水は、傾斜した濾過材流出防止網の側部を略水平方向に通過して排水樋に流入するが、この際、排水とともに流れる濾過材の粒子は、粒子の流れに対し覆い被さるように傾斜した側部に衝突する。
【０００９】
ここで、濾過材流出防止網の側部が垂直に立っていると、側部が濾過材の粒子からの衝突力を正面から受けて排水桶の側壁を跨いで撓み、撓んだ箇所に濾過材の粒子が徐々に溜まる。そして、溜まった粒子の重さによって取り付け部から濾過材流出防止網の側縁が抜けて、溜まっていた濾過材の粒子が排水樋の中に流入してしまう。また、たとえ濾過材流出防止網の側縁が抜けなくても、濾過材の粒子が排水桶の中に溜まってしまう。
【００１０】
これに対し、濾過材の粒子が衝突する濾過材流出防止網の側部が、濾過材の粒子の流れに対し覆い被さるように傾斜していると、その傾きのために、濾過材流出防止網の側部は濾過材の粒子からの衝突力を正面から受けることはなく、衝突力を下方に逃がすことができる。従ってこの場合、側部が撓んでそこに濾過材の粒子が溜まることはない。この結果、この濾過材洗浄装置によれば、濾過材流出防止網の側縁が取り付け部から外れることはなく、排水樋の中への濾過材の粒子の流入が防止される。
【００１１】
好ましくは、前記濾過材流出防止網はポリエチレンからなり、前記濾過材流出防止網の網目は前記濾過材の最小粒径よりも小である。
濾過材流出防止網がポリエチレンからなる場合、濾過材流出防止網は適当な伸縮性又は弾力性を有し、濾過材流出防止網に衝突した濾過材の粒子を伸縮又は弾性変形することによって受け流す。このため、濾過材流出防止網の表面に濾過材の粒子が溜まることが防止され、濾過材流出防止網が外れて排水樋の中へ濾過材の粒子が流入することが確実に防止される。
【００１２】
また、本発明は、濾過槽及び該濾過槽内に設けられた粒状の濾過材からなる濾過層を備える複層式濾過装置のための濾過材洗浄方法において、前記濾過層よりも上方に排水樋を設置する工程と、前記排水樋よりも上方に、平面でみたときに前記排水樋を挟むように前記排水樋の幅よりも広い間隔を存して相互に離れた２つの取り付け部を有する支持部材を設置する工程と、前記２つの取り付け部間に前記排水樋の下を通って濾過材流出防止網を張り渡す工程と、前記濾過槽に対し前記濾過層よりも下方に前記濾過材を洗浄するための洗浄水を供給し、前記洗浄水の供給に伴い前記排水樋に流入した水を前記濾過槽の外部に排出する工程とを備えることを特徴とする複層式濾過装置のための濾過材洗浄方法法を提供する。
【００１３】
この濾過材洗浄方法によれば、濾過材流出防止網が、排水樋の下を通って支持部材の取り付け部間に張り渡されており、断面でみたとき、排水樋の側方に位置する濾過材流出防止網の側部が、上方にいくほど排水樋から離れるように傾斜している。
排水は、傾斜した濾過材流出防止網の側部を略水平方向に通過して排水樋に流入するが、この際、排水とともに流れる濾過材の粒子は、粒子の流れに対し覆い被さるように傾斜した側部に衝突する。
【００１４】
ここで、濾過材流出防止網の側部が垂直に立っていると、側部が濾過材の粒子からの衝突力を正面から受けて排水桶の側壁を跨いで撓み、撓んだ箇所に濾過材の粒子が徐々に溜まる。そして、溜まった粒子の重さによって取り付け部から濾過材流出防止網の側縁が抜けて、溜まっていた濾過材の粒子が排水樋の中に流入してしまう。また、たとえ濾過材流出防止網の側縁が抜けなくても、濾過材の粒子が排水桶の中に溜まってしまう。
【００１５】
これに対し、濾過材の粒子が衝突する濾過材流出防止網の側部が、濾過材の粒子の流れに対し覆い被さるように傾斜していると、その傾きのために、濾過材流出防止網の側部は濾過材の粒子からの衝突力を正面から受けることはなく、衝突力を下方に逃がすことができる。従ってこの場合、側部が撓んでそこに濾過材の粒子が溜まることはない。この結果、この濾過材洗浄装置によれば、濾過材流出防止網の側縁が取り付け部から外れることはなく、排水樋の中への濾過材の粒子の流入が防止される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、簡単な構成にて、粒状の濾過材の洗浄中に濾過材が流出することが防止される、複層式濾過装置のための濾過材洗浄装置及び濾過材洗浄方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態の濾過材洗浄装置が適用された複層式濾過装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】図１中の排水樋近傍を拡大して示す図である。
【図３】図１中の排水樋、濾過材流出防止材及び支持部材を概略的に示す斜視図である。
【図４】濾過材流出防止材の側部が立っている場合に、濾過材の粒子が排水樋に流入する様子を説明するための図である。
【図５】濾過材流出防止材の側部が傾斜している場合に、排水樋への濾過材の粒子の流入が防止される様子を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。但し、実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態の濾過材洗浄装置が適用された複層式濾過装置の概略的な構成を示す断面図である。複層式濾過装置は、例えば、海水淡水化処理システムの前処理装置として用いられ、原水としての海水から懸濁物質等を除去するために使用される。この場合、複層式濾過装置によって濾過された濾過水は、一旦タンクに貯留されてから、更にマイクロカートリッジ、第１ＲＯ装置及び第２ＲＯ装置によって順次処理される。
【００２０】
〔複層式濾過装置〕
複層式濾過装置は、重力濾過装置であり、例えば直方体形状の濾過槽１０を有し、濾過槽１０の下部には、ろ床として有孔ブロック１２が設置されている。有孔ブロック１２の上には、層状に敷かれた砂利によって下地層１４が形成されている。
下地層１４の上には、層状に敷かれた砂によって第１濾過層１６が形成され、第１濾過層１６の上には、層状に敷かれたアンスラサイト（無煙炭）によって第２濾過層１８が形成されている。砂及びアンスラサイトは、それぞれ粒状の濾過材である。
【００２１】
濾過槽１０の上部には、第２濾過層１８よりも上方にて原水供給管２０が接続され、原水供給管２０を通じて、原水、即ち濾過対象の海水が濾過槽１０内に供給される。なお、好ましくは、原水には、塩化第二鉄からなる凝集剤が添加されている。
【００２２】
一方、濾過槽１０の下部には、有孔ブロック１２よりも下方にて濾過水出水管２２が接続されている。
この複層式濾過装置によれば、原水を濾過する濾過運転の際、原水供給管２０を通じて濾過槽１０に供給された原水は、第２濾過層１８、第１濾過層１６、下地層１４及び有孔ブロック１２を下降流として順次通過してから、濾過水出水管２２を通じて濾過槽１０から流出する。この際、原水は、第２濾過層１８及び第１濾過層１６にて懸濁物質等が除去された濾過水となるので、濾過水が濾過水出水管２２を通じて流出する。なお、濾過水出水管２２には、濾過水出水管２２を開閉可能な出水バルブ２４が取り付けられている。
【００２３】
〔濾過材洗浄装置〕
濾過材洗浄装置は、濾過槽１０の下部に接続された洗浄水供給管２６を有する。濾過槽１０に対する洗浄水供給管２６の接続端は、第１濾過層１６よりも下方に位置しており、本実施形態では、濾過槽１０の底部に接続されている。
洗浄水供給管２６には給水ポンプ２８が接続され、給水ポンプ２８は、洗浄水を濾過槽１０内に圧送可能である。洗浄水は例えば塩水である。
【００２４】
また、濾過材洗浄装置は、濾過槽１０の上部に設置された１つ以上の排水樋３０を有する。排水樋３０は、図示しない梁部材を介して、濾過槽１０によって支持されている。
排水樋３０は、略水平方向に延び、例えばＵ字形状の断面形状を有する。排水樋３０の両端は開口しており、濾過槽１０の壁に形成された排水口３１に接続されている。また、排水樋３０の上面は上方を向いて開口しており、鉛直方向での排水樋３０の上面の位置は、濾過槽１０の上端よりも下方に位置している。
【００２５】
更に、濾過材洗浄装置は、図２及び図３に示したように、濾過材流出防止網３２と、濾過材流出防止網３２を支持する支持部材とを有する。
濾過材流出防止網３２は、好ましくは、ポリエチレンからなり、本実施形態ではアンスラサイトの粒子の流出を特に防止するために、アンスラサイトの粒子の最小径よりも小の網目を有する。
【００２６】
支持部材は、例えば２本の桁部材３４を有し、桁部材３４は、梁部材３６によって相互に連結されている。桁部材３４は、相互に平行に配置され、桁部材３４及び梁部材３６は梯子形状をなしている。
桁部材３４は、濾過槽１０の対向する壁間に架け渡され、濾過槽１０の壁によって支持されている。桁部材３４は、排水樋３０と平行に配置され、且つ、排水樋３０よりも上方に位置している。
【００２７】
桁部材３４において、水平方向にて相互に反対方向を向いている外面には、押さえ板３８がそれぞれ螺子止めされている。桁部材３４の外面と押さえ板３８は、濾過材流出防止網３２の側縁を協働して挟み、これにより濾過材流出防止網３２の側縁を把持している。
つまり、桁部材３４の外面と押さえ板３８は、桁部材３４に濾過材流出防止網３２を取り付けるための取り付け部を構成している。そして、取り付け部によって両側縁を把持された濾過材流出防止網３２は、排水樋３０の下を通って桁部材３４間に張り渡されている。
【００２８】
ここで、平面でみて、桁部材３４の外面が排水樋３０を挟むように、桁部材３４の外面の間隔（取り付け部の間隔）Ｄは、排水樋３０の幅Ｗよりも大である。そして、桁部材３４の外面は、対応する排水樋３０の側壁３０ａよりもそれぞれ側方に位置している。
従って、排水樋３０の側壁３０ａと対向する濾過材流出防止網３２の部分（側部）３２ａは、上方に向かうほど側壁３０ａから離れるように傾斜している。なお、濾過材流出防止網３２の底部は、排水樋３０の底壁近傍に位置している。
【００２９】
上述した濾過材洗浄装置は、洗浄水供給管２６、排水樋３０、支持部材としての桁部材３４、及び、濾過材流出防止網３２等を設置することにより組み立てることができる。
【００３０】
〔濾過材洗浄方法／逆洗運転〕
以下では、上述した濾過材洗浄装置を用いた濾過材洗浄方法（逆洗運転）について説明する。
逆洗運転時には、まず、出水バルブ２４が閉じられて給水ポンプ２８が起動される。これにより洗浄水が濾過槽１０に供給され、濾過槽１０内の水位が上昇する。そして、水位が排水樋３０の側壁３０ａを超えると、水面近くの水が排水樋３０に流入し、排水口３１から排水として排出される。
【００３１】
この間、洗浄水は、上昇流として第１濾過層１６及び第２濾過層１８を順次通過し、第１濾過層１６及び第２濾過層１８の内部に溜まった懸濁物質等を浮上させる。つまり、第１濾過層１６及び第２濾過層１８の各々の濾過材の粒子の表面又は粒子の隙間に溜まっていた懸濁物質等が上昇流によって除去され、濾過材が洗浄・再生される。そして、浮上させられた懸濁物質等は、排水に含まれた状態で排水樋３０を通じて排出される。
かくして、所定時間洗浄水を供給した後、給水ポンプ２８を停止して逆洗運転を終了する。それから、出水バルブ２４を開いて、原水供給管２０から原水を供給することによって、濾過運転を再開することができる。
【００３２】
上述した一実施形態の濾過材洗浄装置及び濾過材洗浄方法によれば、濾過材流出防止網３２が、排水樋３０の下を通って支持部材の取り付け部間に張り渡されており、断面でみたとき、排水樋３０の側方に位置する濾過材流出防止網３２の側部３２ａが、上方にいくほど排水樋３０から離れるように傾斜している。
排水は、傾斜した濾過材流出防止網３２の側部３２ａを略水平方向に通過して排水樋３０に流入するが、この際、排水とともに流れる濾過材の粒子、即ちアンスラサイトの粒子は、粒子の流れに対し覆い被さるように傾斜した側部３２ａに衝突する。
【００３３】
ここで、図４に参考までに示したように、濾過材流出防止網３２の側部３２ａが垂直に立っていると、側部３２ａが濾過材の粒子からの衝突力を正面から受けて側壁３０ａを跨いで撓み、撓んだ箇所に濾過材の粒子が徐々に溜まる。そして、溜まった粒子の重さによって取り付け部から濾過材流出防止網３２の側縁が抜けて、溜まっていた濾過材の粒子が排水樋３０の中に流入してしまう。また、たとえ濾過材流出防止網３２の側縁が抜けなくても、濾過材の粒子が排水桶３０の中に溜まってしまう。
【００３４】
これに対し、図５に示したように、濾過材の粒子が衝突する濾過材流出防止網３２の側部３２ａが、濾過材の粒子の流れに対し覆い被さるように傾斜していると、その傾きのために、濾過材流出防止網３２の側部３２ａは濾過材の粒子からの衝突力を正面から受けることはなく、衝突力を下方に逃がすことができる。従ってこの場合、側部３２ａが図４のように撓んでそこに濾過材の粒子が溜まることはない。この結果、この濾過材洗浄装置によれば、濾過材流出防止網３２の側縁が取り付け部から外れることはなく、排水樋３０の中への濾過材の粒子の流入が防止される。
【００３５】
また、好ましい態様として、濾過材流出防止網３２がポリエチレンからなる場合、濾過材流出防止網３２は適当な伸縮性又は弾力性を有し、濾過材流出防止網３２に衝突した濾過材の粒子を伸縮又は弾性変形することによって受け流す。このため、濾過材流出防止網３２の表面に濾過材の粒子が溜まることが防止され、濾過材流出防止網３２が外れて排水樋３０の中へ濾過材の粒子が流入することが確実に防止される。
【００３６】
本発明は、上述した一実施形態に限定されることはなく、一実施形態に変更を加えた形態も含む。
例えば、上述した一実施形態では、桁部材３４が梁部材３６を介して相互に連結されていたが、桁部材３４の間隔Ｄを確保可能であれば、梁部材３６を省略してもよい。或いは、桁部材３４に代えて、幅広な１つの板材を用いて、板材の両側縁に濾過材流出防止網３２の側縁を取り付けてもよい。
【００３７】
また、押さえ板３８は、桁部材３４の側面に対して固定されていたが、桁部材３４の上面や下面に対して固定されていてもよい。また、桁部材３４に濾過材流出防止網３２の側縁側を巻き付けてから、押さえ板３８を桁部材３４に固定してもよい。
更に、押さえ板３８を省略して、桁部材３４に複数の突起を設け、濾過材流出防止網３２の側縁に突起を突き刺して引っ掛けるようにしてもよい。
【００３８】
つまり、上述した一実施形態では、支持部材の取り付け部が、過材流出防止網３２の側縁を把持していたが、支持部材に対する過材流出防止網３２の固定は、取り付け部とは別の位置で行われていてもよい。つまり、取り付け部は、過材流出防止網３２の側部３２ａが傾斜するように過材流出防止網３２の形状を規定していればよい。
【００３９】
最後に、本発明の濾過材洗浄装置及び濾過材洗浄方法は、海水淡水化システムの前処理装置として用いられる複層式濾過装置に好適であるが、他の用途の複層式濾過装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１０    濾過槽
１２    有孔ブロック
１４    下地層
１６    第１濾過層
１８    第２濾過層
２０    原水供給管
２２    濾過水出水管
２４    出水バルブ
２６    洗浄水供給管
２８    給水ポンプ
３０    排水樋
３０ａ  側壁
３１    排水口
３２    濾過材流出防止網
３２ａ  側部
３４    桁部材（支持部材）
３６    梁部材
３８    押さえ板（取り付け部）
【図１】
2013176730.tif 000003
【図２】
2013176730.tif 000004
【図３】
2013176730.tif 000005
【図４】
2013176730.tif 000006
【図５】
2013176730.tif 000007