JP3299898B2 - 空気洗浄型濾過装置用空気分散管 - Google Patents

Description

【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、食品廃
水、化学・製薬廃水、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に付設
する空気分散管に関する。

【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
て支持して濾層を形成し、濾過槽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
濁物質を濾過作用を利用して濾過することを特徴とする
濾過装置が知られている。例えば、図２に示すように、
濾過装置１には、上部に原水供給口２を有する濾過槽３
内の最下部に、洗浄用空気の分配および処理水、逆洗水
の集配水を均等に行う気水分配装置４が設置され、気水
分配装置４の上部に数層の砂利による支持層５を介して
濾材を充填した濾層６を形成し、上部フリーボード部に
水抜管７と逆洗排水トラフ８を設け、懸濁物を多量に含
んだ洗浄排水を確実に効率よく排出するようにしたもの
であり、懸濁物の多い原水に対しては、濾層中間部より
やや上部に中間洗浄管９を設けて通水中に濾層６上部の
中間洗浄を図ろうとするものである。

【０００３】上記濾層６を形成する濾材の種類および濾
材の粒径は処理目的に応じて使い分けられている。

【０００４】上記気水分配装置４は、通水時には散気空
気の分配および処理水の集水、逆洗時には洗浄空気およ
び逆洗水の分散を均等に行う役割を持つもので、従来の
気水分配装置は、いわゆる「有孔ブロック」（特公昭６
０−１３７２４号公報参照）を並列に組み合わせたもの
である。

【０００５】図３は、この有孔ブロックＢの断面図であ
る。有孔ブロックＢは、矩形断面の外殻１０と、この外
殻１０内に略逆Ｖ字形断面の内殻１１を配し、中央通路
１２と中央通路１２の両側に側部通路１３を設け、側部
通路１３に連通して外殻１０上面に複数のオリフィス１
４を形成し、中央通路１２と側部通路１３に連通して内
殻１１に洗浄用空気オリフィス群１５、１６と通水オリ
フィス群１７を紙面に直角方向に設け、通水時と逆洗時
に空気や水の量が変化しても内部の空気均等圧室１８に
より均等性を維持するような配慮がされている。

【０００６】上記のような濾過装置において、濾過を効
果的に行い、濾材の長寿命化を図るために、適宜洗浄が
行われている。この洗浄方法としては、次に説明するよ
うな方法が行われている。すなわち、図３に示す空気分
散管１９内に圧力空気を通入し、この空気圧により配管
１９内の水位を徐々に押し下げ、やがて配管１９内の水
を外部に排除すると、配管１９内の圧力空気はこの配管
の底部の小孔２０より吐出され、上部にある有孔ブロッ
クに到達する。そして、同様にして、空気圧により有孔
ブロック内の水を押し下げ、やがて、有孔ブロック内の
水位がオリフィス群１５の高さまで低下すると、圧力空
気はオリフィス群１５から上方の濾層（図２の６）に向
かって上昇していく。さらに、有孔ブロック内の水位が
オリフィス群１６のレベルまで低下すると、このオリフ
ィス群からも圧力空気が吐出される。そして、これらの
圧力空気により濾層を形成する濾材表面に蓄積した懸濁
物質が引き剥がされるようにして除去され、続いて有孔
ブロックの下部から濾層に通入される逆洗水とともに、
これら懸濁物質は外部に排出される。かくして、濾材表
面は初期に近い状態に回復し、引き続き目的とする水の
濾過を行うことができるのである。

【０００７】しかし、配管１９底部の小孔２０から続々
と吐出される気泡２１は不特定の方向に上昇するため、
この気泡の影響で有孔ブロック内の水面Ｗが波立ち、こ
の波立ちのために、オリフィス群１５からの圧力空気の
吐出が途切れたり、不規則なタイミングで圧力空気が吐
出することがある。さらに、紙面直角方向における有孔
ブロックＢ内の水位は一定でなく、山なりにうねること
がある。その結果、有孔ブロックから吐出される圧力空
気は、紙面直角方向において均一でなくなり、特定のオ
リフィスからは比較的多量の空気が吐出され、一部のオ
リフィスからは少量の空気しか吐出されないということ
が起こり、そのために濾層に洗浄不良箇所が生じてしま
う。さらに、空気と水を同時に流す気水洗浄時には小孔
２０から吐出される気泡２１は洗浄水の水流に同伴さ
れ、所定の有孔ブロック内に入らず他の有孔ブロックに
入り、その結果、有孔ブロックごとの空気の供給量が不
均一となり、さらなる濾層の洗浄不良を引き起こしてし
まう。

【０００８】また、この方式では、配管１９底部の小孔
２０の位置が最深部のため、水圧が高くなり、揚程が比
較的大きな圧力空気通入用ブロワーが必要である。

【０００９】本発明と同様Ｊチューブ方式（図４参照）
もあるが、Ｊチューブ方式は製作精度、取付精度等の困
難さにより、Ｊチューブ内の水が排出されない場合があ
る。結果的に、多数列のＶ溝内に均等に空気を送り込む
ことができない。

【００１０】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、空気
を均等に分散・放出する機能を有する低コストの空気洗
浄型濾過装置用空気分散管を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、空気分散管内に短管の一端を装入し、この
短管の他端を有孔ブロック内に達せしめ且つ短管の他端
側の空気排出口は内殻に設けた最上位のオリフィスより
上位に位置させ、この短管の他端側の空気排出口から有
孔ブロック内に圧力空気を吐出するように構成したの
で、有孔ブロック内に波立ちが起きることもなく、有孔
ブロック内の水面は平坦な状態で水位は一様に低下す
る。その結果、有孔ブロック上面のオリフィス群のいず
れの部分からもほぼ均等に圧力空気が放出され、濾層の
ほぼ全容積にわたって良好に洗浄が行われ、洗浄不良箇
所が生じることはない。また、気水洗浄時には、洗浄水
の水流の影響を受けることがないので、各有孔ブロック
ごとの空気供給量が一定となり、良好に洗浄が行われ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】すなわち、本発明は、粒状媒体を
充填した濾層を有する濾過槽に原水を下向流または上向
流で通水する濾過装置における上記濾過槽の下部に設置
された有孔ブロックの直下に設けた空気洗浄型濾過装置
用空気分散管において、上記有孔ブロックが、外殻およ
び該外殻内に中央通路と該中央通路両側に側部通路とを
形成するように外殻内に配置された略逆Ｖ字形断面の内
殻からなり、さらに、上記外殻上部に両側部通路に連通
する少なくとも１つのオリフィスを有し、上記内殻の上
方部分に中央通路と側部通路とを連通する少なくとも１
つのオリフィスが設けられており、上記空気分散管の長
手方向に直交するように空気分散管内に短管の一端を装
入し、該短管の他端は上記有孔ブロック内の逆Ｖ字形断
面の内殻の頂部近傍に達し且つ短管の他端側の空気排出
口は内殻に設けた最上位のオリフィスより上位に位置し
ていることを特徴とする空気洗浄型濾過装置用空気分散
管を第一の発明とし、上記第一の発明において、空気分
散管内の短管の上部に小孔を設けたことを特徴とする空
気洗浄型濾過装置用空気分散管を第二の発明とする。

【００１３】以上のように構成される空気洗浄型濾過装
置用空気分散管によれば、空気分散管内に圧力空気を通
入すると、この空気圧により空気分散管内の水位は低下
し、短管端部位置にまで水位が低下すると、圧力空気は
短管内に流入し、短管内を上昇して有孔ブロックにまで
達する。そして、有孔ブロック内の水面を波立たせるこ
となく水位を低下させ、内殻のオリフィス部分にまで水
位が低下すると、このオリフィスから圧力空気は吐出さ
れる。このようにして、外殻のオリフィス群のいずれの
部分からもほぼ一様に圧力空気は放出されるので、濾層
のほぼ全容積にわたって良好に洗浄が行われる。また、
多数並列にならんだ有孔ブロックの各ブロックごとに短
管を挿入することができるため、有孔ブロックごとの空
気供給量が一定となり、良好に洗浄が行われる。

【００１４】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図１にお
いて、空気分散管１９内に短管２２の一端が装入され、
短管２２の他端は上方の有孔ブロックの逆Ｖ字形断面の
内殻１１の頂部近傍に達しており（Ｉチューブ方式）、
且つ短管２２の他端側の空気排出口２４は内殻に設けた
最上位の洗浄用空気オリフィス群１５より上位に位置し
ている。また、空気分散管１９内の短管２２の上部には
小孔２３が設けられている。このような小孔２３を設け
ることにより、分散管１９内の水位が短管２２の一端Ｅ
₁ のレベルに低下するまでに、この小孔２３から圧力空
気が短管２２内に流入し、エアリフト効果により空気洗
浄開始時間が早まる効果が期待できる。

【００１５】次に、空気分散管の形式の違いによる放出
空気の分散性と作業開始から空気洗浄開始までの時間の
比較試験を、実際の浄水場の実濾過装置を用いて行った
ので、その結果を次の表１に記載する。

【００１６】

【表１】

【００１７】表１に明らかなように、本実施例のもの
は、放出空気の分散性が良好で、空気洗浄開始までの時
間が短く、消費電力も小さい。

【００１８】しかし、「Ｊチューブ方式」（図４参照）
は、放出空気の分散性がやや不良で、空気洗浄開始まで
の時間が長く、消費電力が多い。というのは、図４に示
すように、Ｊチューブ方式は水平部分Ｈが存在するため
に、この水平部分が一様な圧力空気の放出の妨げとな
り、一部のＪチューブからは比較的多くの圧力空気が放
出されるが、別のＪチューブからは少量の圧力空気しか
放出されないことがある。その結果、放出空気の分散性
は悪く、空気洗浄開始までの時間も長くなるのである。
また、水平部分ＨからＪチューブ上端Ｅ₂ までの長さも
長い（揚程が大きい）ので、消費電力も多くなったもの
と思われる。

【００１９】また、多孔管方式（図３参照）は、上記し
たような欠点を有するので、「Ｊチューブ方式」同様に
放出空気の分散性は悪く、空気洗浄開始までの時間も長
く、消費電力も多い。

【００２０】本発明は、上記実施の形態の他に、溶解性
の有機物を除去するのに用いられる、濾材に生物を付着
させた生物膜濾過装置、活性炭吸着装置等にも適用でき
る。それらは原水の水質によって適宜選択されるもので
あり、また下向流あるいは上向流で通水するかどうかも
適宜選択されるものである。

【００２１】

【発明の効果】本発明は上記のとおり構成されているの
で、放出空気は均等に分散され、空気洗浄開始までの時
間が短く、消費電力も少なく、また形状がシンプルであ
る、極めて効率的な空気洗浄型濾過装置用空気分散管を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気分散管（Ｉチューブ方式）と有孔
ブロックの構成を示す拡大断面図である。

【図２】一般的な濾過装置の概略構成を示す図である。

【図３】図３（ａ）は従来の空気分散管（多孔管方式）
と有孔ブロックの構成を示す拡大断面図、図３（ｂ）は
この空気分散管の断面図である。

【図４】従来の空気分散管（Ｊチューブ方式）と有孔ブ
ロックの構成を示す拡大断面図である。

【符号の説明】

１…濾過装置 ３…濾過槽 ４…気水分配装置 ６…濾層 １０…外殻 １１…内殻 １２…中央通路 １３…側部通路 １４…オリフィス １５、１６…洗浄用空気オリフィス群 １７…通水オリフィス群 １９…空気分散管 ２２…短管 ２３…小孔２４…空気排出口 Ｂ…有孔ブロック

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粒状媒体を充填した濾層を有する濾過槽
   に原水を下向流または上向流で通水する濾過装置におけ
   る上記濾過槽の下部に設置された有孔ブロックの直下に
   設けた空気洗浄型濾過装置用空気分散管において、上記
   有孔ブロックが、外殻および該外殻内に中央通路と該中
   央通路両側に側部通路とを形成するように外殻内に配置
   された略逆Ｖ字形断面の内殻からなり、さらに、上記外
   殻上部に両側部通路に連通する少なくとも１つのオリフ
   ィスを有し、上記内殻の上方部分に中央通路と側部通路
   とを連通する少なくとも１つのオリフィスが設けられて
   おり、上記空気分散管の長手方向に直交するように空気
   分散管内に短管の一端を装入し、該短管の他端は上記有
   孔ブロック内の逆Ｖ字形断面の内殻の頂部近傍に達し且
   つ短管の他端側の空気排出口は内殻に設けた最上位のオ
   リフィスより上位に位置していることを特徴とする空気
   洗浄型濾過装置用空気分散管。
2. 【請求項２】 空気分散管内の短管の上部に小孔を設け
   たことを特徴とする請求項１記載の空気洗浄型濾過装置
   用空気分散管。