(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上向流方式の濾過槽内に配置する気水分配装置であって、略逆Ｖ字状または略逆Ｕ字状で底部に開口を有する複数個の空気分散材を、隣接する空気分散材の間に清掃部材を挿入するための５ないし２０cmの間隔を設けて水平方向に配置し、該空気分散材の上方に有孔プレートを備え、空気分散材の下方に空気洗浄用の空気を排出する空気分配管が挿入され、空気分散材に少なくとも１つのオリフィスを形成し、空気分配管から排出された空気は空気分散材の底部開口を経て上記オリフィスから吐出されることを特徴とする気水分配装置。
【請求項２】
空気分散材の長手方向に所定間隔で仕切部材が設けられていることを特徴とする請求項１記載の気水分配装置。
【請求項３】
槽底部より所定高さに気水分配装置を配し、該気水分配装置の上方に濾材槽を備えてなる上向流方式の濾過槽を有する水処理装置に使用する気水分配装置が、略逆Ｖ字状または略逆Ｕ字状で底部に開口を有する複数個の空気分散材を、隣接する空気分散材の間に清掃部材を挿入するための５ないし２０cmの間隔を設けて水平方向に配置し、該空気分散材の上方に有孔プレートを備え、空気分散材の下方に空気洗浄用の空気を排出する空気分配管が挿入され、空気分散材に少なくとも１つのオリフィスを形成し、空気分配管から排出された空気は空気分散材の底部開口を経て上記オリフィスから吐出されることを特徴とする水処理装置。
【請求項４】
空気分散材の長手方向に所定間隔で仕切部材が設けられていることを特徴とする請求項３記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生活廃水、食品工場・化学工場・製薬工場などの廃水、埋立地浸出水、上水、用水ならびに海水等の幅広い分野の水を濾過する濾過装置あるいは流動床生物濾過装置あるいは固定床活性炭吸着装置に付設する気水分配装置及びその気水分配装置を用いた水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来より、円形または矩形の濾過槽内に、砂利、砂、活性炭およびプラスチック濾材などの粒状媒体を支持材によって支持して濾層を構成し、濾過槽の上部または下部から原水を供給して下向流または上向流で通水し、原水中の汚濁物質を濾層を構成する濾材により濾過することを特徴とする濾過装置が知られている。
【０００３】
例えば、特開平９−２６２５９６号公報には、図５に示すように、濾過池内の底部を濾水渠２１となし、濾水渠２１内に適当な間隔で支持梁２２を立設し、支持梁２２上に複数の空気吐出孔２３を紙面直角方向に形成した空気分散管２４を平行に載置し、空気分散管２４の上部にスリット板２５を配し、スリット板２５の全面に所定の厚さに分散砂利層２６を敷き詰め、分散砂利層２６上にポーラスコンクリート層２７を形成し、ポーラスコンクリート層２７上に濾材層２８を積層した濾過装置が開示されている（以下「従来の濾過装置１」という）。
【０００４】
また、特公昭６０−１３７２４号公報には、図６に示すように、濾過池内の底部の樋３１に濾過水または逆洗水の排出・通入を行う管３２と逆洗時に空気等のガスを供給するガスマニホールド３３を配し、その上部に濾過ブロック３４を備え、濾過ブロック３４の上部に砂利層３５を有し、さらにその上部に砂層３６を積層した濾過装置が開示されている（以下「従来の濾過装置２」という）。濾過ブロック３４は、傾斜平面壁３７により一次横導管３８と二次横導管３９に分割されており、一次横導管３８の底部の各部材３８ａには水またはガスの流通が可能なように紙面直角方向に部分的に切り欠きが形成されている。また、傾斜平面壁３７には、ガス調整オリフィス４０と液体調整オリフィス４１が形成されており、二次横導管３９の上部のプレート４２には、第二オリフィス４３が多数形成されている。
【０００５】
ところが、従来の濾過装置１において、原水を濾過池の下部から供給する、いわゆる上向流方式で通水した場合、原水に含まれる落葉やビニール袋などの夾雑物や懸濁物が空気分散管２４内に入り込んだり、スリット板２５上の分散砂利層２６やポーラスコンクリート層２７の多孔部に付着することがある。これらの夾雑物や懸濁物は濾過性能を低下させる原因となるので、定期的に取り除いてやる必要がある。しかし、従来の濾過装置１では、空気分散管２４は支持梁２２に支持され、空気分散管２４の下部は実質的に塞がれた状態にあるため、空気分散管２４内部に付着した夾雑物や懸濁物の除去作業がきわめて煩雑である。また、分散砂利層２６やポーラスコンクリート層２７の多孔部に夾雑物や懸濁物が付着した場合、上部の濾材層２８を取り外した後、ポーラスコンクリート層２７と分散砂利層２６を清掃しなければならないが、ポーラスコンクリート層２７の多孔部に入った夾雑物や懸濁物を取り除くことは不可能に近く、分散砂利層２６内の夾雑物等を取り除くには、ポーラスコンクリート層２７を破壊しなければそれらの付着物を除去できないという欠点がある。さらに、従来の濾過装置１では、空気分散管２４に空気を供給するために空気分散管と連通する空気渠が設けられているが、このような空気渠を別途設けると、その分のスペースが必要となり、濾過装置が大型化するという問題があった。
【０００６】
また、従来の濾過装置２においても、上向流方式で濾過した場合、上記夾雑物や懸濁物がガス調整オリフィス４０や液体調整オリフィス４１に付着した場合、隣接する一次横導管３８は互いに密接しているため、それら付着物を除去するには、一次横導管３８の底部の各部材３８ａに部分的に形成された切り欠きを通して除去しなければならず、その除去作業は極めて煩雑である。また、第二オリフィス４３に付着した夾雑物や懸濁物を除去するには、砂利層３５と砂層３６を除かねばならず、夾雑物等の除去作業は極めて煩雑である。
【０００７】
本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、濾過過程において装置に付着した夾雑物や懸濁物の除去作業が容易にできる気水分配装置及びその気水分配装置を用いた水処理装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の気水分配装置は、複数個の空気分散材を、隣接する空気分散材の間に所定間隔を設けて水平方向に配置しているので、空気分散材の間に入り込んだ夾雑物や空気分散材の上部の部材に付着した夾雑物等の除去作業を容易に行うことができる。
【０００９】
さらに、槽底部より所定高さに気水分配装置を配し、該気水分配装置の上部に濾材層を備えてなる濾過槽を有する水処理装置に使用する気水分配装置として上記構成の気水分配装置を採用することにより、上向流方式で非処理水を通水した場合に、空気分散材の間に入り込んだ夾雑物や空気分散材の上部の部材に付着した夾雑物等の除去作業を容易に行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
すなわち、本発明は、第一の発明として、上向流方式の濾過槽内に配置する気水分配装置であって、略逆Ｖ字状または略逆Ｕ字状で底部に開口を有する複数個の空気分散材を、隣接する空気分散材の間に清掃部材を挿入するための５ないし２０cmの間隔を設けて水平方向に配置し、該空気分散材の上方に有孔プレートを備え、空気分散材の下方に空気洗浄用の空気を排出する空気分配管が挿入され、空気分散材に少なくとも１つのオリフィスを形成し、空気分配管から排出された空気は空気分散材の底部開口を経て上記オリフィスから吐出されることを特徴とする気水分配装置を提供する。第一の発明によれば、隣接する空気分散材の間に清掃部材を挿入するための５ないし２０cmの間隔が設けられているので、空気分散材の間に入り込んだ夾雑物や有孔プレートの孔に目詰りした夾雑物等の除去作業を容易に行うことができる。また、空気分散材の底部が開口しているので、夾雑物や懸濁物が下方に落下しやすく、空気分散材内にこれら夾雑物等が付着しにくくなる。また、空気分散材のオリフィスがそれらの夾雑物等で目詰まりしても、開口部から容易に除去することができる。また、空気分散材が略逆Ｖ字状または略逆Ｕ字状であるので、空気分散材の清掃作業が容易である。
【００１２】
また、第二の発明として、第一の発明において、空気分散材の長手方向に所定間隔で仕切部材が設けられていることを特徴とする気水分配装置を提供する。第二の発明によれば、空気分散材の長手方向に所定間隔で仕切部材が設けられているので、空気分散材のオリフィスより吐出する空気は仕切部材で仕切られた各仕切り毎にほぼ同量の空気となって排出されるため、気水分配装置の上部に設置される濾材等の部材をほぼ一様に洗浄することができる。
【００１４】
また、第三の発明として、槽底部より所定高さに気水分配装置を配し、該気水分配装置の上方に濾材槽を備えてなる上向流方式の濾過槽を有する水処理装置に使用する気水分配装置が、略逆Ｖ字状または略逆Ｕ字状で底部に開口を有する複数個の空気分散材を、隣接する空気分散材の間に清掃部材を挿入するための５ないし２０cmの間隔を設けて水平方向に配置し、該空気分散材の上方に有孔プレートを備え、空気分散材の下方に空気洗浄用の空気を排出する空気分配管が挿入され、空気分散材に少なくとも１つのオリフィスを形成し、空気分配管から排出された空気は空気分散材の底部開口を経て上記オリフィスから吐出されることを特徴とする水処理装置を提供する。第三の発明によれば、上向流方式で被処理水を通水した場合に、空気分散材の間に入り込んだ夾雑物や有孔プレートの孔に目詰まりした夾雑物等の除去作業を容易に行うことができる。第三の発明によれば、第一の発明と同様に、空気分散材の底部が開口しているので、空気分散材に付着した夾雑物等の除去作業が容易にできる。また、空気分散材が略逆Ｖ字状または略逆Ｕ字状であるので、空気分散材の清掃作業が容易である。
【００１６】
また、第四の発明として、第三の発明において、空気分散材の長手方向に所定間隔で仕切部材が設けられていることを特徴とする水処理装置を提供する。第四の発明によれば、空気分散材のオリフィスより吐出する空気は仕切部材で仕切られた各仕切り毎にほぼ同量の空気となって排出されるため、気水分配装置の上部に配置される濾材をほぼ一様に洗浄することができる。
【００１９】
【実施例】
以下に本発明の実施例を説明する。図１は本発明に係る気水分配装置を用いた水処理装置の縦断面図であり、図２は図１のII−II線断面図である。図１、図２において、１は原水流入管、２は原水が流入する圧力渠、３は空気洗浄用の空気分配管であり、空気分配管３は３ａ、３ｂに分かれている。さらに、各空気分配管３ａ、３ｂから複数の分岐管４が分岐し、分岐管４の先端は上方に位置する気水分配装置５の空気分散材（後記図４の番号１０参照）内の頂部近傍に挿入されている。気水分配装置５は槽底部から約２ｍの高さに設置され、その上部には砂利層６が設置され、さらに砂利層６の上部には活性炭層７が積層されている。８は濾過室、９はトラフである。気水分配装置５の槽底部からの設置高さは、人手による夾雑物の除去作業の容易性を考慮して、１．５〜２ｍ程度に設定されるのが好ましい。
【００２０】
気水分配装置５は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、略逆Ｖ字状の複数個の空気分散材１０を、隣接する空気分散材１０、１０の間に所定間隔１１（約１０cm）を設けて水平方向に配置したもので、空気分散材１０には多数のオリフィス１２が形成されている。空気分散材１０、１０の間隔１１は、５〜２０cmに設定されるのが好ましい。間隔が５cmを下回ると、手やブラシ等の清掃部材が挿入しにくく、除去作業が困難となる。一方、間隔が２０cmを上回ると、空気分散材１０、１０の間隔が広くなり、空気の分散性が低下する。
【００２１】
空気分散材１０の上部には有孔プレート１３が設けられており、空気分散材１０はこの有孔プレート１３を支持し、気水分配装置５全体の強度を向上させる支持部材としての機能を有する。空気分散材１０の長手方向には、ほぼ等間隔で仕切部材１４が設けられており、空気分散材１０のオリフィス１２より吐出する空気は仕切部材１４で仕切られた各仕切り毎にほぼ同量の空気となって有孔プレート１３を経て排出されるため、気水分配装置５の上部に設置される砂利層６や活性炭層７をほぼ一様に洗浄することができる。本実施例では、空気分散材１０の形状を略逆Ｖ字状としたが、これに限定されず、略逆Ｕ字状、または略三角形状で底部に開口を有する形状でもよい。要は空気分散材の下部が開口し、夾雑物が落下しやすい構造であればよい。
【００２２】
以上のように構成される水処理装置において、濾過処理が行われる場合、原水流入管１から水処理装置内に流入した原水は、圧力渠２を経て気水分配装置５内に流入する。気水分配装置５内に流入した原水は、有孔プレート１３に設けた多数の孔１５から砂利層６を経て活性炭層７に達し、さらに濾過室８からトラフ９を経て次工程の処理装置に導入され、所定の処理が施される。
【００２３】
以上のような濾過処理の結果、砂利層６や活性炭層７に原水中の汚濁物質が蓄積したり、また、空気分散材１０に設けたオリフィス１２や有孔プレート１３の孔１５に夾雑物や懸濁物が詰まり、濾過性能が低下することがあるので、一定のタイミングで次に説明するような逆洗が行われる。
【００２４】
すなわち、空気分配管３から３ａおよび３ｂを経て分岐管４から気水分配装置５の空気分散材１０内に達した所定圧力の空気は、図４に示すように、水面１６を押し下げて各空気分散材１０に形成された上位のオリフィス１２から吐出される。このようにして、ほぼ同じ圧力の空気が各空気分散材１０に設けた上位のオリフィス１２から吐出され、しかも、空気分散材１０の長手方向には、ほぼ等間隔で仕切部材１４が設けられているので、オリフィス１２から吐出される空気は仕切部材１４で仕切られた各仕切りごとにほぼ同量の空気となって有孔プレート１３の多数の孔１５を経て排出されて、その上部の砂利層６および活性炭層７をほぼ一様に洗浄することができる。
【００２５】
さらに、隣接する空気分散材１０、１０の間には所定間隔１１が設けられているので、空気分散材１０、１０の間に入り込んだ夾雑物や有孔プレート１３の多数の孔１５に詰まった夾雑物等の除去作業が容易にできる。また、空気分散材１０が略逆Ｖ字状の形状をしているので、空気分散材１０の清掃作業が容易であり、オリフィス１２に詰まった夾雑物や懸濁物の除去作業が容易にできる。
【００２６】
また、槽底部から所定高さに気水分配装置５を配したので、人手によるこれら夾雑物等の除去作業が容易であり、さらに、圧力渠２の高さを十分に確保できるので、圧力渠２に流入する原水の入口と末端の圧力差が減少し、気水分配装置５を通過する原水の均等分配性の向上を図ることができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は上記のとおり構成されているので、以下の効果を奏する。
（１）請求項１記載の発明によれば、隣接する空気分散材の間に清掃部材を挿入するための５ないし２０cmの間隔が設けられているので、空気分散材の間に入り込んだ夾雑物や有孔プレートの孔に目詰まりした夾雑物等の除去作業を容易に行うことができる。また、空気分散材の底部が開口しているので、夾雑物や懸濁物が下方に落下しやすく、空気分散材内にこれら夾雑物等が付着しにくくなる。また、空気分散材のオリフィスがそれらの夾雑物等で目詰まりしても、開口部から容易に除去することができる。また、空気分散材が略逆Ｖ字状または略逆Ｕ字状であるので、空気分散材内の清掃作業が容易にできる。
（２）請求項２、４記載の発明によれば、空気分散材の長手方向に所定間隔で仕切部材が設けられているので、空気分散材のオリフィスより吐出する空気は仕切部材で仕切られた各仕切り毎にほぼ同量の空気となって排出されるため、気水分配装置の上部に配置される濾材をほぼ一様に洗浄することができる。
（４）請求項３記載の発明によれば、上向流方式で被処理水を通水した場合に、隣接する空気分散材の間に清掃部材を挿入するための５ないし２０cmの間隔が設けられているので、空気分散材の間に入り込んだ夾雑物や有孔プレートの孔に目詰まりした夾雑物等の除去作業を容易に行うことができる。さらに、槽底部から所定高さに気水分配装置を配するので、人手による夾雑物等の除去作業が容易であり、気水分配装置を通過する原水流速の平滑化を図ることができる。また、空気分散材の底部が開口しているので、夾雑物や懸濁物が下方に落下しやすく、空気分散材内にこれら夾雑物等が付着しにくくなる。また、空気分散材のオリフィスがそれらの夾雑物等で目詰まりしても、開口部から容易に除去することができる。また、空気分散材が略逆Ｖ字状または略逆Ｕ字状であるので、空気分散材内の清掃作業が容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る水処理装置の縦断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図３（ａ）は図３（ｂ）の部分拡大断面図であり、図３（ｂ）は本発明に係る気水分配装置の一部破断斜視図である。
【図４】本発明に係る気水分配装置を用いて空気による洗浄を行う方法を説明する図である。
【図５】従来の濾過装置の縦断面図である。
【図６】従来の別の濾過装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１…原水流入管
２…圧力渠
３、３ａ、３ｂ…空気分配管
４…分岐管
５…気水分配装置
６…砂利層
７…活性炭層
８…濾過室
９…トラフ
１０…空気分散材
１２…オリフィス
１３…有孔プレート
１４…仕切部材
１５…孔
１６…水面
【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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