(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろ材層が配置されたろ過池と、
原水が前記ろ材層を通過して得られた浄水が流入する浄水渠と、
前記ろ過池と排水手段を介して連通している排水渠と、を備え、
前記ろ過池内の水を、前記排水手段により前記排水渠に導くことにより、前記浄水渠内の前記浄水を前記ろ材層内を逆流させて前記ろ材層を逆洗するろ過装置であって、
前記ろ材層はそれぞれが区画された複数のろ材層に分割されており、
前記複数のろ材層の下方には各ろ材層から浄水が流出する複数の浄水室が設けられており、
前記複数の浄水室のそれぞれには開閉手段を有する浄水排出手段及び開閉手段を有する捨水手段が設けられ、
前記捨水手段は前記浄水室の壁に設けられた捨水扉であり、
前記各浄水室は、前記各浄水排出手段を介して浄水渠に連通し、前記捨水扉を介して排水渠に連通している、
ことを特徴とするろ過装置。
【請求項２】
ろ材層が配置されたろ過池と、
原水が前記ろ材層を通過して得られた浄水が流入する浄水渠と、
前記ろ過池と排水手段を介して連通している排水渠と、を備え、
前記ろ過池内の水を、前記排水手段により前記排水渠に導くことにより、前記浄水渠内の前記浄水を前記ろ材層内を逆流させて前記ろ材層を逆洗するろ過装置であって、
前記ろ材層はそれぞれが区画された複数のろ材層に分割されており、
前記複数のろ材層の下方には各ろ材層から浄水が流出する複数の浄水室が設けられており、
前記複数の浄水室のそれぞれには開閉手段を有する浄水排出手段及び開閉手段を有する捨水手段が設けられ、
前記捨水手段は、前記浄水排出手段と連通する捨水管に設けられた捨水弁であり、
前記各浄水室は、前記各浄水排出手段を介して浄水渠に連通し、前記捨水弁を介して排水渠に連通している、
ことを特徴とするろ過装置。
【請求項３】
前記ろ材層は第１ろ材層と第２ろ材層とに２分割されており、
前記第１ろ材層の下方には第１浄水室が、前記第２ろ材層の下方には第２浄水室がそれぞれ設けられており、
前記第１浄水室及び前記第２浄水室は、それぞれの浄水室の壁に設けられた開閉扉又は開閉弁を介して前記浄水渠に連通している、請求項１又は２に記載のろ過装置。
【請求項４】
前記ろ材層は第１ろ材層と第２ろ材層とに分割して形成されており、
前記第１ろ材層の下方には第１浄水室が、前記第２ろ材層の下方には第２浄水室がそれぞれ設けられており、
前記第１浄水室には開閉手段を有する第１浄水流出管が接続され、前記第２浄水室には開閉手段を有する第２浄水流出管が接続されており、
前記第１浄水流出管及び前記第２浄水流出管は、前記第１浄水流出管を通る浄水と、前記第２浄水流出管を通る浄水とを合流させて浄水を前記浄水渠に導く浄水合流管に接続されている、請求項３に記載のろ過装置。
【請求項５】
前記第１ろ材層と前記第２ろ材層の前記浄水排出手段が設けられた側とは反対側の端部にガリットが配置されており、前記ガリットは開閉手段を介して前記排水渠に連通している、請求項３又は４に記載のろ過装置。
【請求項６】
前記第１ろ材層と前記第２ろ材層とはガリットを挟んで配置されており、前記ガリットは開閉手段を介して前記排水渠に連通していることを特徴とする請求項３又は４に記載のろ過装置。
【請求項７】
前記各ろ材層の上方には、ろ材層の表面に加圧水を噴射する表面洗浄管が設けられている、請求項１〜６のいずれか１項に記載のろ過装置。
【請求項８】
請求項１に記載のろ過装置を逆洗する方法であって、
ろ過池内の原水を前記浄水排出手段によって前記排水渠に排出する工程と、
前記複数のろ材層の内の一つのろ材層の浄水室に設けられた前記浄水排出手段を開放して、前記浄水渠内の浄水を浄水室及びろ材層に流入させてろ材層を逆洗し、逆洗後の洗浄水を前記排水渠に排出する逆洗工程と、
前記の逆洗工程を他のろ材層について順次行う工程と、
前記逆洗工程を全てのろ材層について行った後に、前記原水を前記ろ過池に供給し、得られた浄水を前記捨水扉を介して前記排水渠に排出する捨水工程と、
前記捨水工程の後、ろ材層を通過して得られた浄水を前記浄水渠に流出させる工程と、
を有することを特徴とするろ過装置の逆洗方法。
【請求項９】
請求項２に記載のろ過装置を逆洗する方法であって、
ろ過池内の原水を前記浄水排出手段によって前記排水渠に排出する工程と、
前記複数のろ材層の内の一つのろ材層の浄水室に設けられた前記浄水排出手段を開放して、前記浄水渠内の浄水を浄水室及びろ材層に流入させてろ材層を逆洗し、逆洗後の洗浄水を前記排水渠に排出する逆洗工程と、
前記の逆洗工程を他のろ材層について順次行う工程と、
前記逆洗工程を全てのろ材層について行った後に、前記原水を前記ろ過池に供給し、得られた浄水を前記捨水弁を介して前記排水渠に排出する捨水工程と、
前記捨水工程の後、ろ材層を通過して得られた浄水を前記浄水渠に流出させる工程と、
を有することを特徴とするろ過装置の逆洗方法。
【請求項１０】
請求項３に記載のろ過装置を逆洗する方法であって、
ろ過池内の原水を前記浄水排出手段によって前記排水渠に排出する工程と、
前記第１浄水室に設けられた開閉手段を開放することによって、前記浄水渠から浄水を前記第１浄水室及び前記第１ろ材層に流入させて前記第１ろ材層を逆洗し、逆洗後の洗浄水を前記排水渠に排出する第１逆洗工程と、
前記第２浄水室に設けられた開閉手段を開放することによって、前記浄水渠から浄水を前記第２浄水室及び前記第２ろ材層に流入させて前記第２ろ材層を逆洗し、逆洗後の洗浄水を前記排水渠に排出する第２逆洗工程と、
前記第２逆洗工程の終了後に、前記原水を前記ろ過池に供給して、前記第1ろ材層及び前記第２ろ材層で得られた浄水を前記捨水手段を介して前記排水渠に排出する捨水工程と、
前記捨水工程の後、前記第１及び前記第２ろ材層を通過して得られた浄水を前記浄水渠に流出させる工程と、
を有することを特徴とするろ過装置の逆洗方法。
【請求項１１】
請求項４に記載のろ過装置を逆洗する方法であって、
ろ過池内の原水を前記浄水排出手段によって前記排水渠に排出する工程と、
前記浄水渠から浄水を前記浄水合流管及び前記第１浄水流出管を通して逆流させて前記第１ろ材層を逆洗し、逆洗後の洗浄水を前記排水手段を介して前記排水渠に排出する第１逆洗工程と、
前記浄水渠から浄水を前記浄水合流管及び前記第２浄水流出管を通して逆流させて前記第２ろ材層を逆洗し、逆洗後の洗浄水を前記排水手段を介して前記排水渠に排出する第２逆洗工程と、
前記第２逆洗工程の終了後に前記原水を前記ろ過池に供給し、得られた浄水を前記捨水手段を介して前記排水渠に排出する捨水工程と、
前記捨水工程の後、前記第１及び第２ろ材層を通過して得られた浄水を前記浄水渠に貯蔵する工程と、
を有することを特徴とするろ過装置の逆洗方法。
【請求項１２】
前記第１逆洗工程及び前記第２逆洗工程の前に、各ろ材層の上方に設けた表面洗浄管から加圧水を噴射して表面洗浄を行う表面洗浄工程を有する、請求項１０又は１１に記載のろ過装置の逆洗方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ろ過装置及びろ過装置の逆洗方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
浄水場では河川や貯水池などの水源から原水を取水し、浄化処理を施して水道水として一般の需要に供給している。前記浄化処理の方式としては急速ろ過方式が広く採用されている。
急速ろ過方式とは、原水に凝集沈殿処理を施して懸濁質及びコロイド質を可能な限り沈殿池で除去した後に、急速ろ過池でろ過処理を施す方式をいう。急速ろ過池から流出された処理水は、殺菌処理されたのちに水道水として一般に供給される
【０００３】
急速ろ過方式によって原水を浄化する急速ろ過池におけるろ過処理においては、急速ろ過池内に配置されたろ材に原水を比較的早い流速で流すことにより、原水中のフロック等の縣濁物質がろ材に付着されるか、ろ材層によってふるい分けされることにより除去される。
ろ過処理を継続すると、原水から除去された縣濁物質がろ材に堆積してろ材間で目詰まりが生じ、急速ろ過池におけるろ過処理能力は低下する。ろ過処理能力が低下すると、ろ過処理を経た原水の濁度が上昇して水質が悪化したり、損失水頭が増加して必要とされるろ過流量を得ることが難しくなったりする。このため、間欠的にろ材を洗浄してろ材に堆積した縣濁物質を取り除く逆洗によってろ材を再生させる必要がある。
【０００４】
特許文献１には、急速ろ過池のろ材層を逆洗する際に、浄水渠内の浄水の水位とろ過池内の水位（排水トラフ天端）の高低差を維持することで、逆洗に必要な水量（水圧）を確保するようにした自然平衡型ろ過装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１００７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のろ過装置においては、逆洗に必要な逆洗水として共通の浄水渠に溜められた浄水を使用しており、この浄水渠には、全てのろ過池で処理された浄水が流入する。
浄水場においては計画浄水量に応じたろ過池面積を確保しつつ、洗浄工程に入っているろ過池１池分の逆洗に必要な洗浄水量を、ろ過継続中の他池の浄水量で補充できるように池数（分割数）を決定している。
【０００７】
逆洗は、浄水渠の浄水とろ過池の排水トラフとの水位差（９００ｍｍ以上）を利用し、洗浄水を逆流させることによって行う。ろ過砂の表面洗浄（表洗）は、別途設ける表洗ポンプによる圧力水（０．１５〜０．２ＭＰａ）にて行う。表洗ポンプの給水源は、浄水渠や浄水池が一般的である。
【０００８】
ところで、浄水場全体のろ過水量によっては、逆洗や表洗により浄水渠の水位が低下することがある。浄水渠の水位が低下すると、前記水位差が小さくなり逆洗水量が減少して逆洗不良となる。このため、浄水渠の水位は一定水位以上に保たなければならない。
また、逆洗操作は、逆洗の途中で停止することができないため、浄水渠の水位が低下した場合には浄水渠の水位を回復するための補給水が必要となる。
しかしながら、ろ過水量によって補給水量を自動調整するには制御設備として新たな設備が必要となる。また、逆洗水量と同等の補給水を供給するには大容量のポンプ等を設置する必要がある。
【０００９】
上記した従来の逆洗方式では、将来的な給水人ロの減少等により浄水量が減少した場合、ろ過継続中の他のろ過池の浄水で洗浄水を補充することが不可能となる。そのため、浄水池等からポンプを用いて洗浄水を補充することが必要となり、追加の設備費及び動力費が問題となる。
【００１０】
本発明は、将来的な給水人口の減少等により浄水量が減少した場合でも、追加の設備費及び動力費を要することなく、所定の洗浄機能を維持することができるろ過装置及びろ過装置の逆洗方法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】
【００１１】
上記課題を解決するための本発明の実施形態は以下に記載するとおりのものである。
（１）ろ材層が配置されたろ過池と、
原水が前記ろ材層を通過して得られた浄水が流入する浄水渠と、
前記ろ過池と排水手段を介して連通している排水渠と、を備え、
前記ろ過池内の水を、前記排水手段により前記排水渠に導くことにより、前記浄水渠内の前記浄水を前記ろ材層内を逆流させて前記ろ材層を逆洗するろ過装置であって、
前記ろ材層はそれぞれが区画された複数のろ材層に分割されており、
前記複数のろ材層の下方には各ろ材層から浄水が流出する複数の浄水室が設けられており、
前記複数の浄水室のそれぞれには開閉手段を有する浄水排出手段及び開閉手段を有する捨水手段が設けられ、
前記各浄水室は、前記各浄水排出手段を介して前記浄水渠に連通し、前記捨水手段を介して前記排水渠に連通している、
ことを特徴とするろ過装置。
（２）前記ろ材層は第１ろ材層と第２ろ材層とに２分割されており、
前記第１ろ材層の下方には第１浄水室が、前記第２ろ材層の下方には第２浄水室がそれぞれ設けられており、
前記第１浄水室及び前記第２浄水室は、それぞれの浄水室の壁に設けられた開閉扉又は開閉弁を介して前記浄水渠に連通している、上記（１）に記載のろ過装置。
（３）前記ろ材層は第１ろ材層と第２ろ材層とに分割して形成されており、
前記第１ろ材層の下方には第１浄水室が、前記第２ろ材層の下方には第２浄水室がそれぞれ設けられており、
前記第１浄水室には開閉手段を有する第１浄水流出管が接続され、前記第２浄水室には開閉手段を有する第２浄水流出管が接続されており、
前記第１浄水流出管及び前記第２浄水流出管は、前記第１浄水流出管を通る浄水と、前記第２浄水流出管を通る浄水とを合流させて浄水を前記浄水渠に導く浄水合流管に接続されている、上記（１）に記載のろ過装置。
（４）前記第１ろ材層と前記第２ろ材層の前記浄水排出手段が設けられた側とは反対側の端部にガリットが配置されており、前記ガリットは開閉手段を介して前記排水渠に連通している、上記（２）又は（３）に記載のろ過装置。
（５）前記第１ろ材層と前記第２ろ材層とはガリットを挟んで配置されており、前記ガリットは開閉手段を介して前記排水渠に連通していることを特徴とする上記（２）又は（３）のいずれか１項に記載のろ過装置。
（６）前記各ろ材層の上方には、ろ材層の表面に加圧水を噴射する表面洗浄管が設けられている、上記（１）〜（５）のいずれか１項に記載のろ過装置。
（７）上記（１）に記載のろ過装置を逆洗する方法であって、
ろ過池内の原水を前記浄水排出手段によって前記排水渠に排出する工程と、
前記複数のろ材層の内の一つのろ材層の浄水室に設けられた前記浄水排出手段を開放して、前記浄水渠内の浄水を浄水室及びろ材層に流入させてろ材層を逆洗し、逆洗後の洗浄水を前記排水渠に排出する逆洗工程と、
前記の逆洗工程を他のろ材層について順次行う工程と、
前記逆洗工程を全てのろ材層について行った後に、前記原水を前記ろ過池に供給し、得られた浄水を前記捨水手段を介して前記排水渠に排出する捨水工程と、
前記捨水工程の後、ろ材層を通過して得られた浄水を前記浄水渠に流出させる工程と、
を有することを特徴とするろ過装置の逆洗方法。
（８）上記（２）に記載のろ過装置を逆洗する方法であって、
ろ過池内の原水を前記浄水排出手段によって前記排水渠に排出する工程と、
前記第１浄水室に設けられた開閉手段を開放することによって、前記浄水渠から浄水を前記第１浄水室及び前記第１ろ材層に流入させて前記第１ろ材層を逆洗し、逆洗後の洗浄水を前記排水渠に排出する第１逆洗工程と、
前記第２浄水室に設けられた開閉手段を開放することによって、前記浄水渠から浄水を前記第２浄水室及び前記第２ろ材層に流入させて前記第２ろ材層を逆洗し、逆洗後の洗浄水を前記排水渠に排出する第２逆洗工程と、
前記第２逆洗工程の終了後に、前記原水を前記ろ過池に供給して、前記第1ろ材層及び前記第２ろ材層で得られた浄水を前記捨水手段を介して前記排水渠に排出する捨水工程と、
前記捨水工程の後、前記第１及び前記第２ろ材層を通過して得られた浄水を前記浄水渠に流出させる工程と、
を有することを特徴とするろ過装置の逆洗方法。
（９）上記（３）に記載のろ過装置を逆洗する方法であって、
ろ過池内の原水を前記浄水排出手段によって前記排水渠に排出する工程と、
前記浄水渠から浄水を前記浄水合流管及び前記第１浄水流出管を通して逆流させて前記第１ろ材層を逆洗し、逆洗後の洗浄水を前記排水手段を介して前記排水渠に排出する第１逆洗工程と、
前記浄水渠から浄水を前記浄水合流管及び前記第２浄水流出管を通して逆流させて前記第２ろ材層を逆洗し、逆洗後の洗浄水を前記排水手段を介して前記排水渠に排出する第２逆洗工程と、
前記第２逆洗工程の終了後に前記原水を前記ろ過池に供給し、得られた浄水を前記捨水手段を介して前記排水渠に排出する捨水工程と、
前記捨水工程の後、前記第１及び第２ろ材層を通過して得られた浄水を前記浄水渠に貯蔵する工程と、
を有することを特徴とするろ過装置の逆洗方法。
（１０）前記第１逆洗工程及び前記第２逆洗工程の前に、各ろ材層の上方に設けた表面洗浄管から加圧水を噴射して表面洗浄を行う表面洗浄工程を有する、上記（８）又は（９）のいずれか１項に記載のろ過装置の逆洗方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、将来的な給水人口の減少等により浄水量が減少した場合でも、追加の設備費及び動力費を要することなく、所定の洗浄機能を維持することができるろ過装置及びろ過装置の逆洗方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のろ過装置の実施形態の一つを示す図である。
【図２−１】本発明の逆洗方法の実施形態のろ過工程を示す図である。
【図２−２】本発明の逆洗方法の実施形態の排水工程を示す図である。
【図２−３】本発明の逆洗方法の実施形態の表面洗浄工程１を示す図である。
【図２−４】本発明の逆洗方法の実施形態の逆洗工程１を示す図である。
【図２−５】本発明の逆洗方法の実施形態の表面洗浄工程２を示す図である。
【図２−６】本発明の逆洗方法の実施形態の逆洗工程２を示す図である。
【図２−７】本発明の逆洗方法の実施形態の注水工程を示す図である。
【図２−８】本発明の逆洗方法の実施形態の捨水工程を示す図である。
【図２−９】本発明の逆洗方法の実施形態のろ過工程を示す図である。
【図３】本発明のろ過装置の実施形態の一つを示す図である。
【図４】本発明のろ過装置の実施形態の一つを示す図である。
【図５】本発明のろ過装置の実施形態の一つを示す図である。
【図６】本発明のろ過装置の実施形態の一つを示す図である
【図７】本発明のろ過装置の実施形態の一つを示す図である
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明のろ過装置は、一つのろ過池におけるろ過池内のろ材層を複数個に分割して、分割された各ろ材層をそれぞれ独立して逆洗することを可能とした点に特徴がある。
なお、この場合、ろ過池の全体面積は、従来のろ過池の全体面積と同等とする。
【００１５】
まず、本発明のろ過装置について、一つのろ過池においてろ材層を二つに分割した場合を例にとって説明する。
ろ材層の分割数を２とした場合、洗浄面積が半分となり、ろ過層を逆洗するために必要な逆洗水量は半分となる。逆洗水量が減少すると、浄水渠からろ過池に供給される逆洗水量も半分となり、浄水渠からろ過池への浄水の単位時間当たりの流量が減少する。
そうすると、浄水場のろ過水量が少ない場合であっても、浄水渠から流出する逆洗水の水量を少なくすることができ、浄水渠の水位の低下を防ぐことができる。
【００１６】
また、これに伴い、表面洗浄水の水量も半分となるため、表洗ポンプの吐出量を半分にできるため表洗ポンプの容量を小さくすることができる。
上記のように本発明のろ過装置は、将来の水需要減少に対応してダウンサイジング可能なろ過装置である。
【００１７】
本発明のろ過装置の種々の実施形態について以下説明する。
【００１８】
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態のろ過装置の平面図を示す図である。
図１に示すろ過装置の詳細は図２−１〜図２−９に基づいて説明するが、その特徴は以下の通りである。
・ろ過池を二分するようにガリット８を配置し、ガリットを挟んで第１ろ材層９ａ及び第２ろ材層９ｂを配置する。
・表面洗浄管（ノズル）１０ａ、１０ｂに洗浄水を供給する表洗ポンプは浄水渠１４または浄水池に設置する。
・第１ろ材層９a及び第２ろ材層９ｂによって浄化された浄水は浄水流出管１１ａ、１１ｂから合流管１２に流入し浄水渠１４に送られる。
【００１９】
（１）ＳＴＥＰ１
（ろ過工程：図２−１参照）
図２−１のＡはろ過装置の正面断面図であり、Ｂはろ過装置の側断面図であり、Ｃはろ過装置の集水ブロック部の平面図である。
原水流入弁（扉）１からガリット８へ流入した原水は、ガリット８の両側のろ材層９ａ，９ｂの上方から下方へ流下しながらろ過されて浄水となる。浄水はそれぞれ浄水流出管１１ａ，１１ｂから流出し、合流管１２を通って浄水渠１４に流入する。
【００２０】
（２）ＳＴＥＰ２
（排水工程：図２−２参照）
図２−２のＢは排水トラフ１５ａの縦断面を示す側断面図であり、Ｄはろ過装置の平面図である。
原水流入弁（扉）１を閉じ、原水の流入を停止する。原水の流入停止後もろ材上方の水位が所定の水位になるまでろ過を継続させたのち浄水弁５を閉止する。その後、ガリット８端部の排水弁（扉）２を開き、ろ過池内（ガリット８内、排水トラフ１５ａ、１５ｂ上方）の原水を排水渠１６へ排出する。
【００２１】
（３）ＳＴＥＰ３
（表面洗浄工程１：図２−３参照）
第１ろ材層９ａの表面洗浄弁３ａを開き、浄水渠１４または浄水池からポンプ圧送した表面洗浄水を表面洗浄管（ノズル）１０ａから噴射し、ろ材層９ａの表層の泥状層を水流エネルギーにより破砕する。所定時間が経過した後に表面洗浄管（ノズル）１０ａの弁を閉じ、表面洗浄工程１を終了する。
【００２２】
（４）ＳＴＥＰ４
（逆洗工程１：図２−４参照）
図２−４のＢはろ過装置における逆洗水の流れを示す、側断面図である。
ＳＴＥＰ４（逆洗工程１）はＳＴＥＰ３（表面洗浄工程１）を終了する１分程前に開始する。
浄水弁５と第１ろ材層９ａの逆洗弁６ａを開き、浄水渠１４から合流管１２と浄水流出管１１ａを通って流下した洗浄水をろ材層９ａの下方から上方へ逆流させて、汚濁物質が付着したろ材を洗浄する。ろ材層９ａの下層部分から流出してくる洗浄水は、排水トラフ１５ａの上端から越流してガリット８へ流下し、ガリット８の端部の排水弁（扉）２から排水渠１６へ排出する。所定時間が経過した後に、逆洗弁６ａを閉じ、逆洗工程１を終了する。
【００２３】
（５）ＳＴＥＰ５
（表面洗浄工程２：図２−５参照）
第２ろ材層９ｂの表面洗浄弁３ｂを開き、浄水渠１４または浄水池からポンプ圧送した表面洗浄水を表面洗浄管（ノズル）１０ｂから噴射し、ろ材層９ｂの表層の泥状層を水流エネルギーにより破砕する。所定時間が経過した後に表面洗浄管（ノズル）１０ｂの弁を閉じ、表面洗浄工程２を終了する。
【００２４】
（６）ＳＴＥＰ６
（逆洗工程２：図２−６参照）
ＳＴＥＰ６（逆洗工程２）はＳＴＥＰ５（表面洗浄工程２）を終了する１分程前に開始する。
浄水弁５と第２ろ材層９ｂの逆洗弁６ｂを開き、浄水渠１４から合流管１２と浄水流出管１１ｂを通って流下した洗浄水を第２ろ材層９ｂの下方から上方へ逆流させて、汚濁物質が付着したろ材を洗浄する。第２ろ材層９ｂの下層部分から流出してくる洗浄水は、排水トラフ１５ｂ上端から越流してガリット８へ流下し、ガリット８端部の排水弁（扉）２から排水渠１６へ排出する。所定時間が経過した後に、逆洗弁６ｂと浄水弁５を閉じ、逆洗工程２を終了する。
【００２５】
（７）ＳＴＥＰ７
（注水工程：図２−７参照）
ガリット８端部の排水弁（扉）２を閉じ、原水流入弁（扉）１を開いて原水をガリット８に流入させ、ろ過池の水位を所定の高さまで上げる。
（８）ＳＴＥＰ８
（捨水工程：図２−８参照）
逆洗弁６ａ、６ｂを開き、同時に捨水弁２０を開いてろ過を再開する。ろ過再開直後にろ材層９ａ、９ｂでろ過された浄水は、浄水流出管１１ａ、１１ｂから流出し、捨水管２１を通って排水渠１６に排出する。所定時間が経過した後に、捨水弁２０を閉じ、捨水工程を終了する。
【００２６】
（９）ＳＴＥＰ９
（ろ過工程：図２−９参照）
浄水弁５を開き、通常ろ過を再開する。第１ろ材層９ａ及び第２ろ材層９ｂでろ過された浄水は、浄水流出管１１ａ、１１ｂから合流管１２を通って浄水渠１４に流入する。
【００２７】
［第２の実施形態］
本実施形態のろ過装置を図３に示す。
図３に示したものは、実施形態１のろ過装置と比べると、第１ろ材層と第２ろ材層とをガリット８を挟んで設けた点では同じである。
図３において第２ろ材層についてはろ材層の下方にありろ材層を支持する集水ブロック３４を示している。
第１の実施形態ではろ材層からの浄水の流出及びろ材層への逆洗水の流入のために合流管１２及び浄水流出管１１ａ、１１ｂを用いたが、本実施形態では、合流管１２及び浄水流出管１１ａ、１１ｂを設ける代わりに、第１浄水室の壁に浄水扉３１ａを設け、第２浄水室の壁に浄水扉３１ｂを設けて浄水室と浄水渠１４とを浄水扉３１ａ、３１ｂを介して連通させたものである。
本実施形態による逆洗工程は以下のようにして行われる。但し、表面洗浄工程についての説明は省略する。
【００２８】
（第１逆洗工程）
ろ過池内の原水をガリットに設けた排水弁（扉）２を開放することによって排水渠１６に排出する。
次いで第１浄水室に設けられた浄水扉３１ａを開放し、浄水扉３１ｂを閉止することによって、浄水渠１４から浄水扉３１ａを介して浄水を第１浄水室に流入させ、第１ろ材層９ａ内を逆流させて前記第１ろ材層９ａを逆洗し、逆洗後の洗浄水を前記排水渠１６に排出して第１逆洗工程を行う。
第１逆洗工程が終了したら第１浄水室に設けられた浄水扉３１ａを閉止する。
【００２９】
（第２逆洗工程）
第２浄水室に設けられた浄水扉３１ｂを開放することによって、前記浄水渠１４から浄水を第２浄水室に流入させ、第２ろ材層９ｂ内を逆流させて第２ろ材層９ｂを逆洗し、逆洗後の洗浄水を前記排水渠１６に排出して第２逆洗工程を行う。
第２逆洗工程が終了したら第２浄水室に設けられた浄水扉３１ｂを閉止する。
【００３０】
（注水工程）
ガリット８端部の排水弁（扉）２を閉じ、原水管３０の原水流入弁（扉）を開放して原水をガリット８に流入させ、ろ過池の水位を所定の高さまで上げる。
【００３１】
（捨水工程）
ろ過を再開し、第1ろ材層９ａ及び第２ろ材層９ｂで得られた浄水を捨水扉３２ａ、３２ｂを介して排水渠１６に排出する。所定時間が経過した後に、捨水扉３２ａ、３２ｂを閉じ、捨水工程を終了する。
【００３２】
（ろ過工程）
浄水扉３１ａ、３１ｂを開き、通常ろ過を再開する。ろ材層９ａ、９ｂでろ過された浄水は、浄水扉３１ａ、３１ｂを通って浄水渠１４に流入する。
【００３３】
［第３の実施形態］
本実施形態のろ過装置を図４に示す。
第１の実施形態では、第１ろ材層９ａと第２ろ材層９ｂとをガリット８を挟んで設けた。
これに対し、第３の実施形態では図４に示すように、第１ろ材層９ａと第２ろ材層９ｂとを区画壁３５を介して設けると共に、ガリット８を第１ろ材層９ａと第２ろ材層９ｂの端部に設けた。
【００３４】
［第４の実施形態］
本実施形態のろ過装置を図５に示す。
第２の実施形態では、第１ろ材層９ａと第２ろ材層９ｂとをガリット８を挟んで設けた。
これに対し、第４の実施形態では図５に示すように、第１ろ材層９ａと第２ろ材層９ｂとを区画壁３５を介して設けると共に、ガリット８を第１ろ材層９ａと第２ろ材層９ｂの端部に設けた。
また、第１浄水室及び第２浄水室は浄水扉３１ａ、３１ｂを介して浄水渠１４に連通している。
本実施形態による逆洗工程は以下のようにして行われる。但し、表面洗浄工程についての説明は省略する。
【００３５】
（第１逆洗工程）
ろ過池内の原水をガリットに設けた排水弁（扉）２を開放することによって排水渠１６に排出する。
次いで第１浄水室に設けられた浄水扉３１ａを開放することによって、浄水渠１４から浄水を第１浄水室に流入させ、第１ろ材層９ａ内を逆流させて前記第１ろ材層９ａを逆洗し、逆洗後の洗浄水を排水渠１６に排出して第１逆洗工程を行う。
第１逆洗工程が終了したら第１浄水室に設けられた浄水扉３１ａを閉止する。
【００３６】
（第２逆洗工程）
第２浄水室に設けられた浄水扉３１ｂを開放することによって、浄水渠１４から浄水を第２浄水室に流入させ、第２ろ材層９ｂ内を逆流させて前記第２ろ材層９ｂを逆洗し、逆洗後の洗浄水を排水渠１６に排出して第２逆洗工程を行う。
第２逆洗工程が終了したら第２浄水室に設けられた浄水扉３１ｂを閉止する。
【００３７】
（注水工程）
ガリット８の端部の排水弁（扉）２を閉じ、原水管３０の原水流入弁（扉）１を開いて原水をガリット８に流入させ、ろ過池の水位を所定の高さまで上げる
【００３８】
（捨水工程）
ろ過を再開し、第1ろ材層９ａ及び第２ろ材層９ｂで得られた浄水を捨水扉３２ａ、３２ｂを介して排水渠１６に排出する。所定時間が経過した後に、捨水扉３２ａ、３２ｂを閉じ、捨水工程を終了する。
【００３９】
（ろ過工程）
第１ろ材層９ａ及び第２ろ材層９ｂでろ過された浄水は、浄水扉３１ａ、３１ｂを通って浄水渠１４に流入する。
【００４０】
［第５の実施形態］
本実施形態のろ過装置を図６に示す。
本実施形態は図４に示した第３の実施形態の変形例である。
第３の実施形態ではろ材層を２分割したが、本実施形態は、図６に示すように、ろ材層をＮｏ．１〜Ｎｏ．ｎまでのｎ個に分割したものである。
逆洗工程はＮｏ．１のろ材層を逆洗する逆洗工程１からＮｏ．ｎのろ材層を逆洗する逆洗工程ｎまで順次行われる。
【００４１】
［第６の実施形態］
本実施形態のろ過装置を図７に示す。
本実施形態は図５に示した第４の実施形態の変形例である。
第４の実施形態ではろ材層を２分割したが、本実施形態は、図７に示すように、ろ材層をＮｏ．１〜Ｎｏ．ｎまでのｎ個に分割したものである。
逆洗工程はＮｏ．１のろ材層を逆洗する逆洗工程１からＮｏ．ｎのろ材層を逆洗する逆洗工程ｎまで順次行われる。
【００４２】
［本発明のろ過装置と従来の過装置との比較］
以下では、本発明の濾過装置の逆洗水量と従来の濾過装置の逆洗水量とを対比する
比較する際の条件は以下の通りとした。
ろ過水量  ：  ３０，０００ｍ３／日の急速ろ過池
ろ過速度  ：  １５０ ｍ／日
予備力    ：  １池休止時１００％
池数      ：  ８池
逆洗水量  ：  ０．７ｍ３／（ｍ２・分）
表洗水量  ：  ０．２ｍ３／（ｍ２・分）
逆洗時間  ：  ６分
表洗時間  ：  ４分
捨水時間  ：  １０分
ろ過池面積：３０，０００ｍ３／日÷（１５０ｍ／日÷（８−１）池）＝２８．５７ｍ２／池
【００４３】
（従来の濾過装置における逆洗水量）
従来の濾過装置の逆洗水量は下記計算式より「２０．００ｍ３／分」である。
計算式：２８．５７ｍ２／池×０．７ｍ３／ｍ２・分＝２０．００ｍ３／分
３０，０００ｍ３／日で処理しているときのろ過水量は、１池が洗浄中でも変わらず３０，０００ｍ３／日である。
従って、逆洗用水として使用可能な水量は下記計算式より「２０．８３ｍ３／分」である、
計算式：３０，０００ｍ３／日÷１４４０分／日＝２０．８３ｍ３／分
通常ろ過池では、ろ過水量が減少した時に逆洗水量が不足するため、外部から補給水で補填しなければならない。
例えば、ろ過水量が２０，０００ｍ３／日となった場合、逆洗用水として使用可能な水量は下記計算式より「１３．９ｍ３／分」である
計算式：２０，０００ｍ３／日÷１，４４０分／日＝１３．８９ｍ３／分
従って、下記計算式より「６．１１ｍ３／分」の逆洗水が不足する。
計算式：２０．００ｍ３／分−１３．８９ｍ３／分＝６．１１ｍ３／分
【００４４】
また、補給水用ポンプの動力は、吐出水量と揚程に比例し、次式によって求められる
Ｐ＝（０．１６３×γ×Ｑ×Ｈ）×（１十α）／η
Ｐ：ポンプ軸動力（ｋＷ）
Ｈ：全揚程（ｍ）
γ；水の比重（γ＝１）
α：余裕率（０．１５）
Ｑ：ポンプ吐出量（ｍ３／分）
η：ポンプ効率（η＝０．６５）
ここで、不足する逆洗水を５ｍの全揚程をもって揚水するときのポンプ必要動力は、下記計算式より「８．８３ｋＷ」となり、≒１ｌｋｗのポンプが必要となる。
計算式：Ｐ＝０．１６３×１×６．１２ｍ３／分×５ｍ）×（１＋０．１５）／０．６５＝８．８３ｋＷ
また、ろ過水量がさらに減少するとより大きな出力の補給水ポンプを備えなければならなくなる。
【００４５】
（本発明のろ過装置における逆洗水量）
以下の計算では、池を８池構成とし、各池は二つのろ過層に分割されたものとした。
一つのろ過層のろ過面積は１４．２９［ｍ２／池］である。
計算式：２８．５７［ｍ２／池］÷２＝１４．２９［ｍ２／池］
二つのろ過層を同時に洗浄した場合の逆洗水量は、２０．００［ｍ３／分］である。
計算式：２８．５７［ｍ２／池］×０．７［ｍ３／ｍ２・分］＝２０．００［ｍ３／分］
一つのろ過層の洗浄に必要な逆洗水量は１０．００［ｍ３／分］である。
計算式：１４．２９［ｍ２／池］×０．７［ｍ３／ｍ２・分］＝１０．００［ｍ３／分］
洗浄池以外の７池でこの逆洗水量を供給する場合のろ過流量は、１４，４００［ｍ３／日］
計算式：１０．００［ｍ３／分］×１，４４０分／日＝１４，４００ｍ３／日
一日浄水量が水需要の低下と共に減少しても、４８．０［％］まで補給水ポンプに頼らない運用が可能となる。
計算式：１４，４００［ｍ３／日］÷３０，０００×１００％＝４８．０％
ろ過池の構成池数を増加すれば１池当たりの面積を縮小出来るので洗浄水量を確保可能であるが、ろ過池毎に必要とする制御弁類が表１のとおり、増加する池数の分だけ追加で必要となり建設コストだけでなく維持管理コストも増加してしまう。
今回開発した分割洗浄方式では、１池のろ過池を２またはそれ以上に分割するため、下表の様に原水弁や排水弁といった弁類を共通化でき、コストの低減に寄与することができる。
【００４６】
【表１】
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【符号の説明】
【００４７】
１  原水流入弁（扉）
２  排水弁（扉）
３ａ、３ｂ  表面洗浄弁
５  浄水弁
６ａ、６ｂ  逆洗弁
８  ガリット
９ａ、９ｂ  ろ材層
１０ａ、１０ａ１、１０ａｎ、１０ｂ  表面洗浄管（ノズル）
１１ａ、１１ｂ  浄水流出管
１２  合流管
１４  浄水渠
１５、１５ａ、１５ａ１、１５ａｎ、１５ｂ  排水トラフ
１６  排水渠
２０  捨水弁
２１  捨水管
３０  原水管
３１、３１ａ１３１ａ２、３１ａｎ、３１ａ、３１ｂ  浄水扉
３２、３２ａ１、３２ａ２、３２ａｎ、３２ａ、３２ｂ    捨水扉
３４  集水ブロック
３５  区画壁
【要約】
【課題】給水人口の減少等により浄水量が減少した場合でも、追加の設備費及び動力費を要することなく、所定の洗浄機能を維持することができるろ過装置及びろ過装置の逆洗方法の提供。
【解決手段】ろ材層が配置されたろ過池と、原水がろ材層を通過して得られた浄水が流入する浄水渠１４と、ろ過池と排水手段を介して連通している排水渠１６と、を備え、ろ過池内の水を、前記排水手段により前記排水渠に導くことにより、浄水渠内の浄水を前記ろ材層内を逆流させて前記ろ材層を逆洗するろ過装置であって、ろ材層はそれぞれが区画された複数のろ材層９ａ、９ｂに分割されており、複数のろ材層９ａ、９ｂの下方には各ろ材層から浄水が流出する複数の浄水室が設けられており、複数の浄水室のそれぞれには開閉手段を有する、浄水排出手段１１ａ、１１ｂ及び捨水手段２０が設けられ、各浄水室は前記各浄水排出手段を介して浄水渠１４に連通している、ろ過装置。
【選択図】図２−１【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図２−３】
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【図２−４】
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【図２−５】
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【図２−６】
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【図２−７】
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【図２−８】
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【図２−９】
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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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【図７】
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