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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022188978
(43)【公開日】2022-12-22
(54)【発明の名称】ろ過装置、及びろ過装置の運転方法
(51)【国際特許分類】
B01D 24/00 20060101AFI20221215BHJP
B01D 24/02 20060101ALI20221215BHJP
B01D 24/46 20060101ALI20221215BHJP
B01D 24/48 20060101ALI20221215BHJP
B01D 29/62 20060101ALI20221215BHJP
【ＦＩ】
B01D29/08 520A
B01D23/16
B01D23/24 Z
B01D23/26 Z
B01D29/00 D
B01D29/38 580A
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021097295
(22)【出願日】2021-06-10
(71)【出願人】
【識別番号】000133032
【氏名又は名称】株式会社タクマ
(74)【代理人】
【識別番号】100141586
【弁理士】
【氏名又は名称】沖中 仁
(72)【発明者】
【氏名】久留須 太郎
(72)【発明者】
【氏名】西田 明弘
【テーマコード（参考）】
4D116
【Ｆターム（参考）】
4D116AA01
4D116BA05
4D116DD02
4D116FF02A
4D116GG09
4D116QA03F
4D116QA31F
4D116QC02D
4D116QC14D
4D116QC23D
4D116QC32D
4D116QC36D
4D116QC50D
4D116RR01
4D116RR17
4D116RR25
4D116RR27
4D116VV09
(57)【要約】
【課題】ろ過砂の洗浄に供するろ過砂洗浄部の閉塞を防ぐことができるろ過装置を提供する。
【解決手段】ろ過砂を充填して形成されるろ過層３に上向きに原水を流すことにより原水をろ過処理するとともに、エアリフトポンプ１０によってろ過層３に供給されるエアリフト用空気によりろ過砂と共に上昇させる水を洗浄排水として排出するように構成されたろ過装置であって、エアリフト用空気により上昇されたろ過砂を洗浄するろ過砂洗浄部２０と、ろ過砂洗浄部２０に清掃空気を吹き込む清掃空気吹込手段５０とを備えるものとする。
【選択図】図１
【解決手段】ろ過砂を充填して形成されるろ過層３に上向きに原水を流すことにより原水をろ過処理するとともに、エアリフトポンプ１０によってろ過層３に供給されるエアリフト用空気によりろ過砂と共に上昇させる水を洗浄排水として排出するように構成されたろ過装置であって、エアリフト用空気により上昇されたろ過砂を洗浄するろ過砂洗浄部２０と、ろ過砂洗浄部２０に清掃空気を吹き込む清掃空気吹込手段５０とを備えるものとする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ろ過砂を充填して形成されるろ過層に上向きに原水を流すことにより前記原水をろ過処理するとともに、エアリフトポンプによって前記ろ過層に供給されるエアリフト用空気により前記ろ過砂と共に上昇させる水を洗浄排水として排出するように構成されたろ過装置であって、
前記エアリフト用空気により上昇された前記ろ過砂を洗浄するろ過砂洗浄部と、
前記ろ過砂洗浄部に清掃空気を吹き込む清掃空気吹込手段と、
を備えるろ過装置。
前記エアリフト用空気により上昇された前記ろ過砂を洗浄するろ過砂洗浄部と、
前記ろ過砂洗浄部に清掃空気を吹き込む清掃空気吹込手段と、
を備えるろ過装置。
【請求項2】
前記ろ過砂洗浄部は、
前記ろ過砂を分離する分離器と、
前記分離器によって分離された前記ろ過砂を導入するとともに、前記ろ過層を通過したろ過水を導入し、導入した前記ろ過砂と前記ろ過水とを向流接触させて前記ろ過砂を洗浄する洗浄器と、
を含み、
前記清掃空気吹込手段は、前記洗浄器における前記ろ過水が導入されるろ過水導入部に向けて清掃空気を噴射するように配設された清掃空気噴射管を備える請求項１に記載のろ過装置。
前記ろ過砂を分離する分離器と、
前記分離器によって分離された前記ろ過砂を導入するとともに、前記ろ過層を通過したろ過水を導入し、導入した前記ろ過砂と前記ろ過水とを向流接触させて前記ろ過砂を洗浄する洗浄器と、
を含み、
前記清掃空気吹込手段は、前記洗浄器における前記ろ過水が導入されるろ過水導入部に向けて清掃空気を噴射するように配設された清掃空気噴射管を備える請求項１に記載のろ過装置。
【請求項3】
前記洗浄排水の濁度を計測する濁度計と、
前記濁度計の計測値に基づいて前記清掃空気吹込手段による清掃空気の吹込み量を制御する制御装置と、
をさらに備える請求項１又は２に記載のろ過装置。
前記濁度計の計測値に基づいて前記清掃空気吹込手段による清掃空気の吹込み量を制御する制御装置と、
をさらに備える請求項１又は２に記載のろ過装置。
【請求項4】
ろ過砂を充填して形成されるろ過層に上向きに原水を流すことにより前記原水をろ過処理するとともに、エアリフトポンプによって前記ろ過層に供給されるエアリフト用空気により前記ろ過砂と共に上昇させる水を洗浄排水として排出するように構成されたろ過装置の運転方法であって、
前記エアリフト用空気により上昇された前記ろ過砂をろ過砂洗浄部において洗浄するろ過砂洗浄工程と、
前記ろ過砂洗浄部に清掃空気を吹き込む清掃空気吹込工程と、
を包含するろ過装置の運転方法。
前記エアリフト用空気により上昇された前記ろ過砂をろ過砂洗浄部において洗浄するろ過砂洗浄工程と、
前記ろ過砂洗浄部に清掃空気を吹き込む清掃空気吹込工程と、
を包含するろ過装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ろ過砂を連続的に洗浄する上向流移床式のろ過装置、及び当該ろ過装置の運転方法に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、下水の水処理に用いられるろ過装置としては、重力式下向流ろ過方式（固定床）、重力式上向流ろ過方式（固定床）、及び上向流移床式ろ過方式がある。これらのうち、上向流移床式ろ過方式は、ろ過操作を実施すると同時に、ろ材であるろ過砂を連続的に洗浄する方式であるため、ろ過池の損失水頭の上昇が少なく、連続してろ過水が得られ、且つメンテナンスが容易であるという特徴を有しており、水処理に広く用いられている。
【0003】
上向流移床式ろ過方式のろ過装置としては、ろ過砂を充填して形成されるろ過層に上向きに原水（懸濁物質（ＳＳ）を含んだ被処理水）を流すことにより原水をろ過処理するとともに、エアリフトポンプによってろ過層に供給されるエアリフト用空気によりろ過砂と共に上昇させる水を洗浄排水として排出するように構成されるものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。このろ過装置においては、エアリフト用空気により上昇されたろ過砂をろ過砂洗浄部で洗浄するようにされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１２－１６６１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記特許文献１に記載されたろ過装置において、ろ過砂洗浄部には、運転時間の経過に伴い、異物や夾雑物（例えば、生物膜や、水性生物の幼虫等、以下、「異物等」と称する。）が汚れとして付着・堆積することがある。このため、異物等の堆積量によっては、ろ過砂洗浄部の閉塞を招き、ろ過装置の運転に支障を来す虞がある。
【0006】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、ろ過砂の洗浄に供するろ過砂洗浄部の閉塞を防ぐことができるろ過装置、及び当該ろ過装置の運転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】
【0007】
上記課題を解決するための本発明に係るろ過装置の特徴構成は、
ろ過砂を充填して形成されるろ過層に上向きに原水を流すことにより前記原水をろ過処理するとともに、エアリフトポンプによって前記ろ過層に供給されるエアリフト用空気により前記ろ過砂と共に上昇させる水を洗浄排水として排出するように構成されたろ過装置であって、
前記エアリフト用空気により上昇された前記ろ過砂を洗浄するろ過砂洗浄部と、
前記ろ過砂洗浄部に清掃空気を吹き込む清掃空気吹込手段と、
を備えることにある。
ろ過砂を充填して形成されるろ過層に上向きに原水を流すことにより前記原水をろ過処理するとともに、エアリフトポンプによって前記ろ過層に供給されるエアリフト用空気により前記ろ過砂と共に上昇させる水を洗浄排水として排出するように構成されたろ過装置であって、
前記エアリフト用空気により上昇された前記ろ過砂を洗浄するろ過砂洗浄部と、
前記ろ過砂洗浄部に清掃空気を吹き込む清掃空気吹込手段と、
を備えることにある。
【0008】
本構成のろ過装置によれば、エアリフト用空気により上昇されたろ過砂を洗浄するろ過砂洗浄部に、清掃空気が清掃空気吹込手段によって吹き込まれる。これにより、ろ過装置の運転時間の経過に伴い、ろ過砂洗浄部に異物等が付着・堆積したとしても、ろ過砂洗浄部に吹き込まれた清掃空気によって剥離・除去される。従って、ろ過砂洗浄部の閉塞を防ぐことができる。
【0009】
本発明に係るろ過装置において、
前記ろ過砂洗浄部は、
前記ろ過砂を分離する分離器と、
前記分離器によって分離された前記ろ過砂を導入するとともに、前記ろ過層を通過したろ過水を導入し、導入した前記ろ過砂と前記ろ過水とを向流接触させて前記ろ過砂を洗浄する洗浄器と、
を含み、
前記清掃空気吹込手段は、前記洗浄器における前記ろ過水が導入されるろ過水導入部に向けて清掃空気を噴射するように配設された清掃空気噴射管を備えることが好ましい。
前記ろ過砂洗浄部は、
前記ろ過砂を分離する分離器と、
前記分離器によって分離された前記ろ過砂を導入するとともに、前記ろ過層を通過したろ過水を導入し、導入した前記ろ過砂と前記ろ過水とを向流接触させて前記ろ過砂を洗浄する洗浄器と、
を含み、
前記清掃空気吹込手段は、前記洗浄器における前記ろ過水が導入されるろ過水導入部に向けて清掃空気を噴射するように配設された清掃空気噴射管を備えることが好ましい。
【0010】
本構成のろ過装置によれば、洗浄器におけるろ過水が導入されるろ過水導入部に向けて清掃空気噴射管から清掃空気が噴射されると、噴射された清掃空気が、ろ過水導入部から洗浄器に吹き込まれるとともに、洗浄器を通して分離器に吹き込まれる。これにより、洗浄器、及び分離器を同時に洗浄することができ、洗浄効率を向上させることができる。
【0011】
本発明に係るろ過装置において、
前記洗浄排水の濁度を計測する濁度計と、
前記濁度計の計測値に基づいて前記清掃空気吹込手段による清掃空気の吹込み量を制御する制御装置と、
をさらに備えることが好ましい。
前記洗浄排水の濁度を計測する濁度計と、
前記濁度計の計測値に基づいて前記清掃空気吹込手段による清掃空気の吹込み量を制御する制御装置と、
をさらに備えることが好ましい。
【0012】
本構成のろ過装置によれば、洗浄排水の濁度を計測する濁度計の計測値に基づいて清掃空気吹込手段による清掃空気の吹込み量が制御装置によって制御されるので、汚れの度合に応じて過不足なく適正量の清掃空気を吹き込むことが可能となる。
【0013】
次に、上記課題を解決するための本発明に係るろ過装置の運転方法の特徴構成は、
ろ過砂を充填して形成されるろ過層に上向きに原水を流すことにより前記原水をろ過処理するとともに、エアリフトポンプによって前記ろ過層に供給されるエアリフト用空気により前記ろ過砂と共に上昇させる水を洗浄排水として排出するように構成されたろ過装置の運転方法であって、
前記エアリフト用空気により上昇された前記ろ過砂をろ過砂洗浄部において洗浄するろ過砂洗浄工程と、
前記ろ過砂洗浄部に清掃空気を吹き込む清掃空気吹込工程と、
を包含することにある。
ろ過砂を充填して形成されるろ過層に上向きに原水を流すことにより前記原水をろ過処理するとともに、エアリフトポンプによって前記ろ過層に供給されるエアリフト用空気により前記ろ過砂と共に上昇させる水を洗浄排水として排出するように構成されたろ過装置の運転方法であって、
前記エアリフト用空気により上昇された前記ろ過砂をろ過砂洗浄部において洗浄するろ過砂洗浄工程と、
前記ろ過砂洗浄部に清掃空気を吹き込む清掃空気吹込工程と、
を包含することにある。
【0014】
本構成のろ過装置の運転方法によれば、エアリフト用空気により上昇されたろ過砂をろ過砂洗浄部において洗浄するろ過砂洗浄工程と、ろ過砂洗浄部に清掃空気を吹き込む清掃空気吹込工程とが行われる。これにより、ろ過装置の運転時間の経過に伴って、ろ過砂洗浄部に付着・堆積した異物等が、ろ過砂洗浄部に吹き込まれた清掃空気によって剥離・除去される。従って、ろ過砂洗浄部の閉塞を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることは意図しない。なお、図１及び図２において、本発明のろ過装置を構成する各種機器について、説明容易化のため適宜誇張又は簡略化しており、実際のろ過装置における各種機器の大小関係や配置等を厳密に反映したものではない。
【0017】
＜全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係るろ過装置１を模式的に表した概略構成図である。図１に示すように、ろ過装置１は、筒状の胴部２ａ及び逆コーン状の底部２ｂを有するろ過槽２と、ろ過槽２内にろ材としてのろ過砂が充填されて形成されるろ過層３と、ろ過層３の下部のろ過砂を水と共に上昇させるエアリフトポンプ１０と、エアリフトポンプ１０により上昇されたろ過砂を洗浄するろ過砂洗浄部２０と、ろ過砂洗浄部２０に清掃空気を吹き込む清掃空気吹込手段５０とを備えている。
図１は、本発明の一実施形態に係るろ過装置１を模式的に表した概略構成図である。図１に示すように、ろ過装置１は、筒状の胴部２ａ及び逆コーン状の底部２ｂを有するろ過槽２と、ろ過槽２内にろ材としてのろ過砂が充填されて形成されるろ過層３と、ろ過層３の下部のろ過砂を水と共に上昇させるエアリフトポンプ１０と、エアリフトポンプ１０により上昇されたろ過砂を洗浄するろ過砂洗浄部２０と、ろ過砂洗浄部２０に清掃空気を吹き込む清掃空気吹込手段５０とを備えている。
【0018】
ろ過槽２の下部には、懸濁物質（ＳＳ）を含んだ被処理水としての原水をろ過層３に流入させる原水流入部４が設けられている。この原水流入部４には、例えば三角形状の断面で下面側が開放された単一又は複数本の分散板の集合体からなる原水分散板５が配されている。原水分散板５には、ガイドパイプ６を介して原水流入管７が接続され、原水が原水流入管７からガイドパイプ６を介して原水分散板５へと供給される。こうして、原水は、矢印Ａで示すように、原水分散板５の下部より流出し、ろ過層３中を上向流になって通過する間にろ過層３により含有するＳＳ成分がろ過される。ろ過後の処理水（ろ過水）は、図１中記号Ｂ，Ｃ，Ｄ矢印で示すように、ろ過槽２の上部からオーバーフローされて集水トラフ８へと流れ、ろ過水排出管９から次の処理装置（図示省略）へと送られる。
【0019】
＜エアリフトポンプ＞
エアリフトポンプ１０は、ろ過槽２の内部においてろ過槽２の上部から下部に亘って延在するように配設されるエアリフト管１１と、ろ過槽２の外部に配設される圧力開閉式のエアコンプレッサ１２とを備えている。なお、エアコンプレッサ１２は、エアリフト用空気となる圧縮空気の供給源と、清掃空気となる圧縮空気の供給源とを兼ねている。
エアリフトポンプ１０は、ろ過槽２の内部においてろ過槽２の上部から下部に亘って延在するように配設されるエアリフト管１１と、ろ過槽２の外部に配設される圧力開閉式のエアコンプレッサ１２とを備えている。なお、エアコンプレッサ１２は、エアリフト用空気となる圧縮空気の供給源と、清掃空気となる圧縮空気の供給源とを兼ねている。
【0020】
エアリフト管１１には、当該エアリフト管１１の下端部を包み込むように箱体１３が装着されている。箱体１３の底部には、箱体１３の内部に連通するように吸込管１４が接続されている。箱体１３とエアコンプレッサ１２とは、エア供給管１５によって接続されている。エア供給管１５には、圧縮空気流れの上流側から下流側に向かって、流量制御弁１６及び流量計１７がこの記載順に介設されている。流量制御弁１６は、後述する制御装置７０からの弁開度信号に応じて弁開度が制御される。流量計１７は、エア供給管１５における流量制御弁１６の下流側を通流する圧縮空気の流量を計測する。流量計１７の計測信号は、後述する制御装置７０へと送信される。制御装置７０は、流量計１７の計測信号を読み取り、現在の圧縮空気の流量を目標値に近づけるように流量制御弁１６の弁開度を演算し、算出された弁開度に基づく弁開度信号を流量制御弁１６へと送信する。
【0021】
＜ろ過砂洗浄部＞
ろ過砂洗浄部２０は、エアリフトポンプ１０のエアリフト用空気により上昇されたろ過砂を洗浄するものであり、主として、分離器２１と洗浄器２２とにより構成されている。
ろ過砂洗浄部２０は、エアリフトポンプ１０のエアリフト用空気により上昇されたろ過砂を洗浄するものであり、主として、分離器２１と洗浄器２２とにより構成されている。
【0022】
＜分離器＞
分離器２１は、エアリフト管１１の上端側に配設されている。分離器２１は、エアリフト管１１の上部開口を覆うような下方が開口された蓋状体よりなる。分離器２１には、エアリフト用空気の作用により、ろ過砂と共に水（洗浄排水）がエアリフト管１１を通して搬送される。分離器２１においては、エアリフト用空気と共に洗浄排水と同伴するろ過砂を沈降させることにより、ろ過砂と洗浄排水とを分離するように構成されている。
分離器２１は、エアリフト管１１の上端側に配設されている。分離器２１は、エアリフト管１１の上部開口を覆うような下方が開口された蓋状体よりなる。分離器２１には、エアリフト用空気の作用により、ろ過砂と共に水（洗浄排水）がエアリフト管１１を通して搬送される。分離器２１においては、エアリフト用空気と共に洗浄排水と同伴するろ過砂を沈降させることにより、ろ過砂と洗浄排水とを分離するように構成されている。
【0023】
＜洗浄器＞
洗浄器２２は、分離器２１の下方側に配設されている。洗浄器２２は、分離器２１とろ過層３との間で延在するような筒状体よりなる。洗浄器２２は、上方に開口されたろ過砂導入部２２ａと、下方に開口されたろ過水導入部２２ｂと、ろ過砂導入部２２ａとろ過水導入部２２ｂとの間に形成されるラビリンス通路２２ｃとを有している。
洗浄器２２は、分離器２１の下方側に配設されている。洗浄器２２は、分離器２１とろ過層３との間で延在するような筒状体よりなる。洗浄器２２は、上方に開口されたろ過砂導入部２２ａと、下方に開口されたろ過水導入部２２ｂと、ろ過砂導入部２２ａとろ過水導入部２２ｂとの間に形成されるラビリンス通路２２ｃとを有している。
【0024】
＜清掃空気吹込手段＞
清掃空気吹込手段５０は、清掃空気の供給源としてのエアコンプレッサ１２の他に、主として、流量制御弁５１、流量計５３、継手５５、及び所要（本例では２本）の清掃空気噴射管５７を備えている。なお、本例では、２本の清掃空気噴射管５７を用いているが、これに限定されるものではなく、１本、又は３本以上の清掃空気噴射管５７を用いる態様もある。１本の清掃空気噴射管５７を用いる場合、継手５５は省略することが可能である。３本以上の清掃空気噴射管５７を用いる場合、例えば、集中分配継手を用いてそれぞれの清掃空気噴射管５７に圧縮空気を分配するように構成すればよい。
清掃空気吹込手段５０は、清掃空気の供給源としてのエアコンプレッサ１２の他に、主として、流量制御弁５１、流量計５３、継手５５、及び所要（本例では２本）の清掃空気噴射管５７を備えている。なお、本例では、２本の清掃空気噴射管５７を用いているが、これに限定されるものではなく、１本、又は３本以上の清掃空気噴射管５７を用いる態様もある。１本の清掃空気噴射管５７を用いる場合、継手５５は省略することが可能である。３本以上の清掃空気噴射管５７を用いる場合、例えば、集中分配継手を用いてそれぞれの清掃空気噴射管５７に圧縮空気を分配するように構成すればよい。
【0025】
流量制御弁５１は、後述する制御装置７０からの弁開度信号に応じて弁開度が制御される。流量制御弁５１は、エア供給管１５におけるエアコンプレッサ１２と流量制御弁１６との間の部分から分岐するように延在するエア供給管６１を介してエアコンプレッサ１２に接続されている。流量制御弁５１と継手５５とは、エア供給管６２を介して接続されている。エア供給管６２には、流量計５３が介設されている。継手５５と各清掃空気噴射管５７とは、エア供給管６３を介して接続されている。
【0026】
＜清掃空気噴射管＞
清掃空気噴射管５７は、洗浄器２２におけるろ過水導入部２２ｂに向けて斜め上向きに延在する直管状の部材よりなり、ろ過水導入部２２ｂに向けて清掃空気（圧縮空気）を噴射する噴射ノズルとして機能するように配設されている。清掃空気噴射管５７は、例えば、図示されないステー等の支持手段によって洗浄器２２に固定状態で支持されている。
清掃空気噴射管５７は、洗浄器２２におけるろ過水導入部２２ｂに向けて斜め上向きに延在する直管状の部材よりなり、ろ過水導入部２２ｂに向けて清掃空気（圧縮空気）を噴射する噴射ノズルとして機能するように配設されている。清掃空気噴射管５７は、例えば、図示されないステー等の支持手段によって洗浄器２２に固定状態で支持されている。
【0027】
＜濁度計＞
分離器２１の周りには、洗浄排水を一時的に貯留する洗浄排水溜部２５が形成されている。洗浄排水溜部２５には、貯留される洗浄排水の濁度を計測できるように濁度計６５が配設されている。濁度計６５としては、例えば、透過散乱光方式や表面散乱光方式、積分球方式、透過光方式、散乱光方式、粒子数計測方式等のものが挙げられるが、何れの方式のものを用いてもよい。
分離器２１の周りには、洗浄排水を一時的に貯留する洗浄排水溜部２５が形成されている。洗浄排水溜部２５には、貯留される洗浄排水の濁度を計測できるように濁度計６５が配設されている。濁度計６５としては、例えば、透過散乱光方式や表面散乱光方式、積分球方式、透過光方式、散乱光方式、粒子数計測方式等のものが挙げられるが、何れの方式のものを用いてもよい。
【0028】
＜制御装置＞
ろ過装置１は、装置全体を制御可能なコンピュータを主体に構成される制御装置７０をさらに備えている。制御装置７０には、流量制御弁１６，５１、流量計１７，５３、及び濁度計６５がそれぞれ信号伝達可能に接続されている。
ろ過装置１は、装置全体を制御可能なコンピュータを主体に構成される制御装置７０をさらに備えている。制御装置７０には、流量制御弁１６，５１、流量計１７，５３、及び濁度計６５がそれぞれ信号伝達可能に接続されている。
【0029】
制御装置７０は、タイマ制御回路７１を有しており、タイマ制御回路７１によるタイマ設定時間Ｔｓを超えたときに、流量制御弁５１に向けて弁開作動信号を送信し流量制御弁５１を開くことができるように構成されている。
【0030】
以上に述べたように構成されるろ過装置１において、制御装置７０は、流量制御弁１６に向けて弁開作動信号を送信するとともに、流量計１７の計測信号を読み取り、現在の圧縮空気（エアリフト用空気）の流量を目標値に近づけるように流量制御弁１６の弁開度を演算し、算出された弁開度に基づく弁開度信号を流量制御弁１６へと送信する。これにより、流量制御弁１６が制御装置７０からの弁開度信号に応じた弁開度で開かれる。
【0031】
エアリフトポンプ１０においては、エアコンプレッサ１２から流量制御弁１６の弁開度に応じた流量の圧縮空気（エアリフト用空気）が、エア供給管１５を介して箱体１３の内部に供給される。箱体１３の内部に供給されたエアリフト用空気は、図１中記号Ｅ矢印で示すように、エアリフト管１１の内部に吹き込まれる。すると、図１中記号Ｆ矢印で示すように、ろ過槽２の底部における水及びろ過砂が吸込管１４を介して箱体１３の内部へと吸い上げられる。箱体１３の内部に吸い上げられたろ過砂は、エアリフト管１１の内外の比重差により生じる上昇力により、図１中記号Ｇ矢印で示すように上昇し、上昇中に、空気と水とにより撹拌洗浄される。
【0032】
＜ろ過砂洗浄工程＞
エアリフト用空気によって水（洗浄排水）と共に上昇されるろ過砂は、分離器２１へと搬送される。分離器２１においては、図１中記号Ｈ矢印で示すように、ろ過砂を沈降させることにより、ろ過砂と洗浄排水とが分離される。分離器２１で分離されたろ過砂は、洗浄器２２におけるろ過砂導入部２２ａを通してラビリンス通路２２ｃに導入される。ラビリンス通路２２ｃには、図１中記号Ｉで示すように、ろ過水導入部２２ｂを通して、ろ過層３を通過したろ過水の一部が洗浄水として導入される。ラビリンス通路２２ｃにおいては、ろ過砂導入部２２ａから導入されたろ過砂と、ろ過水導入部２２ｂから導入された洗浄水（ろ過水）とを向流接触させることにより、ろ過砂とＳＳとを分離させ、ろ過砂をろ材として再生させる。再生されたろ過砂は、図１中記号Ｊ矢印で示すように、ろ過層３へと戻される。ＳＳは、上向水に同伴して洗浄器２２の内部を上方へと移動し、分離器２１で分離処理された洗浄排水と共に洗浄排水溜部２５に一旦貯留される。洗浄排水溜部２５に貯留されたＳＳを含む洗浄排水は、洗浄排水溜部２５の一側壁を構成するオリフィスプレート２６の孔を通って、及び／又はオリフィスプレート２６を溢流して、図１中記号Ｋで示すように、洗浄排水管２７を介して装置外へと排出される。なお、図１中符号２８にて示すのはエア抜き管である。
エアリフト用空気によって水（洗浄排水）と共に上昇されるろ過砂は、分離器２１へと搬送される。分離器２１においては、図１中記号Ｈ矢印で示すように、ろ過砂を沈降させることにより、ろ過砂と洗浄排水とが分離される。分離器２１で分離されたろ過砂は、洗浄器２２におけるろ過砂導入部２２ａを通してラビリンス通路２２ｃに導入される。ラビリンス通路２２ｃには、図１中記号Ｉで示すように、ろ過水導入部２２ｂを通して、ろ過層３を通過したろ過水の一部が洗浄水として導入される。ラビリンス通路２２ｃにおいては、ろ過砂導入部２２ａから導入されたろ過砂と、ろ過水導入部２２ｂから導入された洗浄水（ろ過水）とを向流接触させることにより、ろ過砂とＳＳとを分離させ、ろ過砂をろ材として再生させる。再生されたろ過砂は、図１中記号Ｊ矢印で示すように、ろ過層３へと戻される。ＳＳは、上向水に同伴して洗浄器２２の内部を上方へと移動し、分離器２１で分離処理された洗浄排水と共に洗浄排水溜部２５に一旦貯留される。洗浄排水溜部２５に貯留されたＳＳを含む洗浄排水は、洗浄排水溜部２５の一側壁を構成するオリフィスプレート２６の孔を通って、及び／又はオリフィスプレート２６を溢流して、図１中記号Ｋで示すように、洗浄排水管２７を介して装置外へと排出される。なお、図１中符号２８にて示すのはエア抜き管である。
【0033】
＜清掃空気吹込工程＞
タイマ制御回路７１によるタイマ設定時間Ｔｓを超えると、制御装置７０は、流量制御弁１６に向けて弁閉作動信号を送信し、流量制御弁１６を閉じて、エアリフトポンプ１０の作動を停止させ、ろ材を再生する処理動作を一時中断する（原水流入によるろ過層３でのろ過処理は継続）。程なく、制御装置７０は、流量制御弁５１に向けて弁開作動信号を送信し、流量制御弁５１を開く。これにより、エアコンプレッサ１２からの圧縮空気が清掃空気として、エア供給管６１，６２，６３を介して清掃空気噴射管５７に供給され、洗浄器２２におけるろ過水導入部２２ｂに向けて清掃空気が噴射される。噴射された清掃空気は、ろ過水導入部２２ｂから洗浄器２２の内部、すなわちラビリンス通路２２ｃに吹き込まれるとともに、ラビリンス通路２２ｃを通して分離器２１の内部に吹き込まれる。これにより、ろ過装置１の運転時間の経過に伴い、ろ過砂洗浄部２０（分離器２１、洗浄器２２）に異物等が汚れとして付着・堆積したとしても、清掃空気によって吹き飛ばされて剥離・除去される。剥離・除去された異物等は、分離器２１で分離処理された洗浄排水と共に、洗浄排水溜部２５に一旦貯留された後、ＳＳと同様に、オリフィスプレート２６の孔を通って、及び／又はオリフィスプレート２６を溢流して、図１中記号Ｋで示すように、洗浄排水管２７を介して装置外へと排出される。こうして、ろ過砂洗浄部２０の閉塞を防ぐことができる。また、清掃空気噴射管５７から噴射される清掃空気により、分離器２１、及び洗浄器２２が同時に洗浄されるので、洗浄効率を向上させることができる。
タイマ制御回路７１によるタイマ設定時間Ｔｓを超えると、制御装置７０は、流量制御弁１６に向けて弁閉作動信号を送信し、流量制御弁１６を閉じて、エアリフトポンプ１０の作動を停止させ、ろ材を再生する処理動作を一時中断する（原水流入によるろ過層３でのろ過処理は継続）。程なく、制御装置７０は、流量制御弁５１に向けて弁開作動信号を送信し、流量制御弁５１を開く。これにより、エアコンプレッサ１２からの圧縮空気が清掃空気として、エア供給管６１，６２，６３を介して清掃空気噴射管５７に供給され、洗浄器２２におけるろ過水導入部２２ｂに向けて清掃空気が噴射される。噴射された清掃空気は、ろ過水導入部２２ｂから洗浄器２２の内部、すなわちラビリンス通路２２ｃに吹き込まれるとともに、ラビリンス通路２２ｃを通して分離器２１の内部に吹き込まれる。これにより、ろ過装置１の運転時間の経過に伴い、ろ過砂洗浄部２０（分離器２１、洗浄器２２）に異物等が汚れとして付着・堆積したとしても、清掃空気によって吹き飛ばされて剥離・除去される。剥離・除去された異物等は、分離器２１で分離処理された洗浄排水と共に、洗浄排水溜部２５に一旦貯留された後、ＳＳと同様に、オリフィスプレート２６の孔を通って、及び／又はオリフィスプレート２６を溢流して、図１中記号Ｋで示すように、洗浄排水管２７を介して装置外へと排出される。こうして、ろ過砂洗浄部２０の閉塞を防ぐことができる。また、清掃空気噴射管５７から噴射される清掃空気により、分離器２１、及び洗浄器２２が同時に洗浄されるので、洗浄効率を向上させることができる。
【0034】
所定時間経過したら、制御装置７０は、流量制御弁５１に向けて弁閉作動信号を送信し、流量制御弁５１を閉じて、ろ過砂洗浄部２０の清掃動作を停止させ、タイマ制御回路７１によるタイマ設定時間Ｔｓをリセットして再度カウントを開始する。また、制御装置７０は、流量制御弁１６に向けて弁開作動信号を送信し、流量制御弁１６を開いて、エアリフトポンプ１０の作動を再開させる。
【0035】
ところで、例えば、ろ過装置１の上流側に設置された前処理設備（図示省略）の運転状況によっては、原水のＳＳ濃度が急上昇する場合がある。この場合、ろ過砂洗浄部２０において異物等が付着・堆積する可能性が大きくなる。そこで、濁度計６５の計測値が所定値以上となった場合、たとえタイマ制御回路７１によるタイマ設定時間Ｔｓを超えていなくても、制御装置７０は、流量制御弁１６に向けて弁閉作動信号を送信し、流量制御弁１６を閉じて、エアリフトポンプ１０の作動を停止させるとともに、流量制御弁５１に向けて弁開作動信号を送信し、流量制御弁５１を開く。そして、制御装置７０は、流量計５３の計測信号を読み取るとともに、濁度計６５の計測信号を読み取り、現在の圧縮空気（清掃空気）の流量を、濁度に応じた必要流量である目標値に近づけるように流量制御弁５１の弁開度を演算し、算出された弁開度に基づく弁開度信号を流量制御弁５１へと送信する。これにより、流量制御弁５１が制御装置７０からの弁開度信号に応じた弁開度で開かれて、原水のＳＳ濃度が大きく変動した場合でも、汚れの度合に応じて過不足なく適正量の清掃空気を吹き込むことができる。
【0036】
以上に述べた、ろ材再生処理と、ろ過砂洗浄部２０の清掃動作とを繰り返すことにより、ろ過装置１を長期に亘って安定的に運転することができる。
【0037】
以上、本発明のろ過装置、及びろ過装置の運転方法について、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【0038】
（別実施形態）
図２は、本発明の別実施形態に係るろ過装置１の要部を拡大して模式的に表した概略構成図である。上記実施形態においては、清掃空気吹込手段５０が、洗浄器２２におけるろ過水導入部２２ｂに向けて清掃空気を噴射するように配設された直管状の清掃空気噴射管５７を備える例を示したが、これに限定されるものではなく、図２に示すように、ろ過水導入部２２ｂの近傍に配設される断面円形状で平面視が円環状の環状管からなる清掃空気噴射管５７を備える態様もある。図２に示す清掃空気噴射管５７は、例えば、図示されないステー等の支持手段によって洗浄器２２に固定状態で支持されている。この清掃空気噴射管５７においては、内周寄りの上部に、ろ過水導入部２２ｂに向けて開口した所要の噴射孔５７ａが周方向に所定ピッチで穿設されており、エアコンプレッサ１２からエア供給管６１，６２，６３を介して供給された清掃空気をその噴射孔５７ａからろ過水導入部２２ｂに向けて噴射することができるように構成されている。なお、清掃空気噴射管５７の断面形状は、円形に限られず、例えば、楕円形や、多角形であってもよい。また、清掃空気噴射管５７の平面視形状は、円環状に限られず、楕円環状や、多角環状であってもよい。図２に示す別実施形態によっても、図１に示す実施形態と同様の作用効果を得ることができるのは勿論のこと、図１に示す実施形態では必要とされる継手５５を省略することができるとともに、図１に示す実施形態と比べてエア供給管６３の本数を削減することができ、装置構成の簡素化を図ることができる。
図２は、本発明の別実施形態に係るろ過装置１の要部を拡大して模式的に表した概略構成図である。上記実施形態においては、清掃空気吹込手段５０が、洗浄器２２におけるろ過水導入部２２ｂに向けて清掃空気を噴射するように配設された直管状の清掃空気噴射管５７を備える例を示したが、これに限定されるものではなく、図２に示すように、ろ過水導入部２２ｂの近傍に配設される断面円形状で平面視が円環状の環状管からなる清掃空気噴射管５７を備える態様もある。図２に示す清掃空気噴射管５７は、例えば、図示されないステー等の支持手段によって洗浄器２２に固定状態で支持されている。この清掃空気噴射管５７においては、内周寄りの上部に、ろ過水導入部２２ｂに向けて開口した所要の噴射孔５７ａが周方向に所定ピッチで穿設されており、エアコンプレッサ１２からエア供給管６１，６２，６３を介して供給された清掃空気をその噴射孔５７ａからろ過水導入部２２ｂに向けて噴射することができるように構成されている。なお、清掃空気噴射管５７の断面形状は、円形に限られず、例えば、楕円形や、多角形であってもよい。また、清掃空気噴射管５７の平面視形状は、円環状に限られず、楕円環状や、多角環状であってもよい。図２に示す別実施形態によっても、図１に示す実施形態と同様の作用効果を得ることができるのは勿論のこと、図１に示す実施形態では必要とされる継手５５を省略することができるとともに、図１に示す実施形態と比べてエア供給管６３の本数を削減することができ、装置構成の簡素化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【0039】
本発明のろ過装置、及びろ過装置の運転方法は、例えば、下水、上水、一般排水等の水処理の用途において利用可能である。
【符号の説明】
【0040】
１ ろ過装置
３ ろ過層
１０ エアリフトポンプ
２０ ろ過砂洗浄部
２１ 分離器
２２ 洗浄器
５０ 清掃空気吹込手段
５７ 清掃空気噴射管
６５ 濁度計
７０ 制御装置
３ ろ過層
１０ エアリフトポンプ
２０ ろ過砂洗浄部
２１ 分離器
２２ 洗浄器
５０ 清掃空気吹込手段
５７ 清掃空気噴射管
６５ 濁度計
７０ 制御装置
【図1】
【図2】