(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-07-11
(45)【発行日】2023-07-20
(54)【発明の名称】ろ過装置
(51)【国際特許分類】
B01D 24/02 20060101AFI20230712BHJP
B01D 24/46 20060101ALI20230712BHJP
B01D 29/62 20060101ALI20230712BHJP
【ＦＩ】
B01D23/10 Z
B01D23/24 Z
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2019127041
(22)【出願日】2019-07-08
(65)【公開番号】P2021010888
(43)【公開日】2021-02-04
【審査請求日】2021-11-29
(73)【特許権者】
【識別番号】591030651
【氏名又は名称】水ｉｎｇ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100094226
【弁理士】
【氏名又は名称】高木 裕
(74)【代理人】
【識別番号】100087066
【弁理士】
【氏名又は名称】熊谷 隆
(72)【発明者】
【氏名】竹内 乃保留
【審査官】柴田 昌弘
(56)【参考文献】
【文献】実開昭５２－１５６３６８（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００１－２６９５１０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０１Ｄ ２３／００－ ３７／０８
Ｃ０２Ｆ ３／０２－ ３／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ろ過塔と、前記ろ過塔内に充填される支持材からなる支持層と、
前記ろ過塔内の前記支持層上に充填されるろ材からなるろ過層と、
前記支持層とろ過層とを浸漬する水と、
前記支持層側から流体を導入して前記ろ過層のろ材に旋回流を生じさせて洗浄するろ材洗浄装置と、
を有するろ過装置であって、
前記ろ材は、前記水に浸漬されて沈む比重を有し、且つ前記支持材の耐摩耗性よりも低い耐摩耗性を有する粒状のろ材であり、
前記ろ過塔の内壁には、前記旋回流によって生じる当該内壁に沿う下降流と共に下降してきたろ材の一部を衝突させるように前記支持層と前記ろ過層を仕切る境界部の位置に、当該衝突によってろ材の流れを内向きに変更させるろ材摩耗抑制部材を設置したことを特徴とするろ過装置。
【請求項2】
請求項１に記載のろ過装置であって、前記ろ材は、アンスラサイトまたは活性炭または木炭または石灰または砂であることを特徴とするろ過装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液体中の懸濁物質などを除去するろ過装置に関し、特にろ過装置内部のろ材の減少を抑制するのに用いて好適なろ過装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、液体中の懸濁物質などを分離除去する水処理機器として、ろ過装置が使用されている。この種のろ過装置は、ろ過塔内に支持層（支持砂利層）とろ過層（ろ材層）とを積層して構成され、例えば、上水処理や下水処理の分野で使用される。ろ過装置によるろ過方法には、ろ過方向によって、下向流式や上向流式がある。即ち、ろ過層側から原水を供給して支持層の下側から処理水を取り出す方法や、支持層側から原水を供給してろ過層側から処理水を取り出す方法などである。
【0003】
一方、この種のろ過装置には、ろ材などに付着した懸濁物質などを除去するためのろ材洗浄装置が設置されている。ろ材洗浄装置は、例えば、前記支持層側からろ過層内をばっ気する空気供給手段や、ろ材を洗浄（逆洗浄）する洗浄水供給手段などを設置し、これら手段から供給される空気や洗浄水によって前記ろ材を流動化させて洗浄し、洗浄後の洗浄水を例えばろ過塔上部から排水するように構成していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開平１０－２３５１０６号公報
【文献】実用新案登録第３０９０４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記従来のろ過装置においては、上記ろ過処理及び洗浄処理を繰り返し行っているうちに、ろ材が減少し、このためろ材の補充費用がかさんでしまうという問題があったが、その原因が不明であった。また上記特許文献１，２においても、ろ材の減少についての記載はない。
【0006】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、ろ材の減少を効果的に抑制することができるろ過装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本願発明者は、当初、ろ材が減少する理由は、ろ材の一部が、洗浄後の処理排水と共に外部に流出してしまうためであると考えた。しかしそれだけの理由では、説明できない量のろ材の減少が生じていることを見出した。本願発明者は、その理由をさらに検討し、ろ材減少の別の原因（もう１つの原因）を突き止めた。以下、その理由を図７，図８を用いて説明する。
【0008】
図７は、従来のろ過装置１００の概略側断面図である。なお同図は、ろ材洗浄時の状態を示している。同図に示すように、ろ過装置１００は、ろ過塔１０１内に、支持層１０３とろ過層１０５とを設け、ろ過塔１０１の下部に空気導入配管１０７と洗浄水導入配管１０９と処理水取出配管１１１とを接続し、ろ過塔１０１の上部に原水導入配管１１３と洗浄排水配管１１５とを接続して構成されている。そして、ろ過工程においては、原水導入配管１１３からろ過塔１０１内に原水を導入し、ろ過層１０５と支持層１０３を通過させることで懸濁物質などを除去し、懸濁物質除去後の処理水を、処理水取出配管１１１から排出する。一方、洗浄工程においては、空気導入配管１０７から空気を導入してばっ気したり、洗浄水導入配管１０９から洗浄水を導入したりすることで、図７に示す矢印のように、ろ材を流動化して浮遊させ、これによってろ材に付着した懸濁物質などをはく離し、はく離した懸濁物質などを洗浄排水配管１１５から排出する。
【0009】
そして上記洗浄工程においては、図７に矢印で示すように、ろ過層１０５内において旋回流が生じる。この旋回流は、中央付近のろ材を上昇させ、半径方向外方に移動した後、ろ過塔１０１の内壁１０１ａに沿うように下降する流れとなる。このときろ過塔１０１の内壁１０１ａに沿う下降流の流速は速い。このため、図８に示すように、ろ過塔１０１の内壁１０１ａに沿う下降流と共に下降してきたろ材Ｒの一部は、流体が支持層１０３の表面において流れの方向を約９０°変更する際に、支持層１０３の表面に衝突し、支持層１０３内に入り込む。一般に、ろ材Ｒはアンスラサイト等の軟らかい物質であるのに対し、支持層１０３を構成する支持材は砂利などの堅くて粗い物質なので、支持層１０３に衝突してその中に入り込んだろ材Ｒはその表面が摩滅して小さくなってゆき、やがて消失することを本願発明者は発見した。この現象は、好気性生物膜ろ過を行う際の散気で生じる旋回流によっても同様に生じるものと考えられる。そこで、本願発明者は、以下に記載するろ過装置を創作した。
【0010】
即ち、本発明にかかるろ過装置は、ろ過塔と、前記ろ過塔内に充填される支持材からなる支持層と、前記ろ過塔内の前記支持層上に充填されるろ材からなるろ過層と、前記支持層とろ過層とを浸漬する水と、前記支持層側から流体を導入して前記ろ過層のろ材に旋回流を生じさせて洗浄するろ材洗浄装置と、を有するろ過装置であって、前記ろ材は、前記水に浸漬されて沈む比重を有し、且つ前記支持材の耐摩耗性よりも低い耐摩耗性を有する粒状のろ材であり、前記ろ過塔の内壁には、前記旋回流によって生じる当該内壁に沿う下降流と共に下降してきたろ材の一部を衝突させるように前記支持層と前記ろ過層を仕切る境界部の位置に、当該衝突によってろ材の流れを内向きに変更させるろ材摩耗抑制部材を設置したことを特徴としている。
本発明によれば、ろ過塔の内壁に沿って下降してきたろ材は、ろ材摩耗抑制部材によってその流れが内向き（中心方向）に変更させられる。これによって、ろ材が支持層を構成する支持材内に混入することで摩滅することを抑制できる。つまり、ろ材の減少を効果的に抑制できる。
またろ過塔の内壁に沿って下降してきたろ材の流れが、ろ材摩耗抑制部材によって内向きに変更されるので、ろ過層内でのろ材の旋回流が起き易くなり、洗浄効果が高められる。
またろ材摩耗抑制部材によって流路が若干狭まるが、これによって、洗浄時の洗浄水の流速が上がり、この点からもろ材の洗浄効果を高めることができる。逆に言えば、洗浄時の洗浄水量や空気量を減らすことが期待できる。
ろ材摩耗抑制部材の設置位置は、支持層とろ過層の境界線近傍位置（または境界部、支持層の表層）が好ましい。この境界線近傍位置に設置すれば、ろ過塔内壁に沿って下降するろ材の支持材への衝突、潜り込みを確実に防止することができる。一方、ろ材摩耗抑制部材は、支持層とろ過層の境界線近傍位置よりも上方のろ過層内に設置しても良い。これによっても、支持層表面よりも上方の位置でろ材の下降する方向を内向きに変更でき、ろ材の支持材への衝突力を弱めることができる。
ろ材摩耗抑制部材の形状は問わないが、要は、ろ過塔の内壁に沿って下降してきたろ材の流れを内向きに変更させることができる形状であればよい。例えば板状、棒状、メッシュ状、テーパ状などの種々の形状・構造で良い。
本発明によれば、ろ過塔の内壁に沿って下降してきたろ材は、ろ材摩耗抑制部材によってその流れが内向き（中心方向）に変更させられる。これによって、ろ材が支持層を構成する支持材内に混入することで摩滅することを抑制できる。つまり、ろ材の減少を効果的に抑制できる。
またろ過塔の内壁に沿って下降してきたろ材の流れが、ろ材摩耗抑制部材によって内向きに変更されるので、ろ過層内でのろ材の旋回流が起き易くなり、洗浄効果が高められる。
またろ材摩耗抑制部材によって流路が若干狭まるが、これによって、洗浄時の洗浄水の流速が上がり、この点からもろ材の洗浄効果を高めることができる。逆に言えば、洗浄時の洗浄水量や空気量を減らすことが期待できる。
ろ材摩耗抑制部材の設置位置は、支持層とろ過層の境界線近傍位置（または境界部、支持層の表層）が好ましい。この境界線近傍位置に設置すれば、ろ過塔内壁に沿って下降するろ材の支持材への衝突、潜り込みを確実に防止することができる。一方、ろ材摩耗抑制部材は、支持層とろ過層の境界線近傍位置よりも上方のろ過層内に設置しても良い。これによっても、支持層表面よりも上方の位置でろ材の下降する方向を内向きに変更でき、ろ材の支持材への衝突力を弱めることができる。
ろ材摩耗抑制部材の形状は問わないが、要は、ろ過塔の内壁に沿って下降してきたろ材の流れを内向きに変更させることができる形状であればよい。例えば板状、棒状、メッシュ状、テーパ状などの種々の形状・構造で良い。
【0011】
また本発明は、上記特徴に加え、前記ろ材は、アンスラサイトまたは活性炭または木炭または石灰または砂であることを特徴としている。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、ろ材の減少を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】ろ過システム１の一例を示す概略構成図である。
【図3】洗浄工程または好気性生物膜ろ過工程の際のろ材Ｒの流動状態を示す図である。
【図5】ろ過塔１１－２の平面図である。
【図6】ろ過装置１０－３の概略側断面図である。
【図7】従来のろ過装置１００の概略側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
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。
〔第１実施形態〕
図１は本発明の一実施形態にかかるろ過装置１０を用いて構成したろ過システム１の一例を示す概略構成図である。このろ過装置１０は、好気性生物膜ろ過法を用いたろ過装置である。同図に示すように、ろ過システム１は、ろ過装置１０と、ろ過装置１０の上部に原水を供給する原水供給手段３０と、ろ過装置１０の上部から洗浄排水を排出する洗浄水排水手段４０と、ろ過装置１０の下部に空気を供給する空気供給手段５０と、ろ過装置１０の下部から処理水を排出又は洗浄水を供給する給排水手段６０とを具備して構成されている。
〔第１実施形態〕
図１は本発明の一実施形態にかかるろ過装置１０を用いて構成したろ過システム１の一例を示す概略構成図である。このろ過装置１０は、好気性生物膜ろ過法を用いたろ過装置である。同図に示すように、ろ過システム１は、ろ過装置１０と、ろ過装置１０の上部に原水を供給する原水供給手段３０と、ろ過装置１０の上部から洗浄排水を排出する洗浄水排水手段４０と、ろ過装置１０の下部に空気を供給する空気供給手段５０と、ろ過装置１０の下部から処理水を排出又は洗浄水を供給する給排水手段６０とを具備して構成されている。
【0016】
図２（ａ）はろ過装置１０を構成するろ過塔１１の平面図、図２（ｂ）はろ過装置１０の概略側断面図である。同図に示すように、ろ過装置１０は、四角筒形状のろ過塔１１内に、下から支持層１３とろ過層（ろ材層）１５とをこの順番で設け、且つこれら支持層１３とろ過層１５を水１７内に浸漬して構成されている。
【0017】
支持層１３としてこの実施形態では、砂利からなる支持材Ｓを敷き詰めた支持砂利層を用いている。ろ過層１５としてこの実施形態では、粒状のアンスラサイトに好気性の微生物を担持させたろ材Ｒを敷き詰めたろ過層を用いている。即ち、ろ材Ｒの耐摩耗性は、支持材Ｓの耐摩耗性よりもかなり低い。
【0018】
ろ過塔１１は、有底四角柱形状の筒体であり、その内壁１１ａの前記支持層１３とろ過層１５を仕切る位置に、ろ材摩耗抑制部材１９を設置して構成されている。ろ材摩耗抑制部材１９は、内壁１１ａの全周から内側に向けて垂直に板体を同一幅で突出して構成されている。
【0019】
図１に戻って、原水供給手段３０は、原水を貯留する原水槽３１と、原水槽３１とろ過塔１１の上部間を接続する原水導入配管３３と、原水導入配管３３の途中に設置される原水ポンプ３５及び逆止弁３７及び開閉弁３９とを具備して構成されている。
【0020】
洗浄水排水手段４０は、ろ過塔１１の上部に接続される洗浄排水配管４１を具備して構成されている。
【0021】
空気供給手段５０は、エアポンプ５１と、一端が当該エアポンプ５１の吐出口側に接続され且つ他端が２つに分岐した分岐管５３ａ，５３ｂとなってろ過塔１１の下部（支持層１３内）に接続される空気導入配管５３と、分岐管５３ａ，５３ｂの途中にそれぞれ接続される開閉弁５５ａ，５５ｂとを具備して構成されている。
【0022】
給排水手段６０は、一端がろ過塔１１の下部（支持層１３内）に接続され他端側が２つに分岐する分岐管６１ａ，６１ｂとなる給排水管６１と、両分岐管６１ａ，６１ｂの他端を接続する処理水槽６３と、一方の分岐管６１ａの途中に接続される開閉弁６５と、もう一方の分岐管６１ｂの途中に接続される開閉弁６７及び逆止弁６９及び逆洗用ポンプ７１と、を具備して構成されている。なお詳しくは下記するが、給排水管６１は、洗浄水導入配管と処理水取出配管とを兼用する配管である。
【0023】
次に、ろ過システム１の動作を、（Ａ）一般的なろ過法と、（Ｂ）好気性生物膜ろ過法と、（Ｃ）両ろ過法共通の洗浄方法とに分けて説明する。なお、上記図１，図２に示すろ過装置１０は、好気性生物膜ろ過法を用いたろ過装置を示しているが、一般的なろ過法の場合は、開閉弁５５ａ及び分岐管５３ａは不要であり、またろ材Ｒとしては、好気性の微生物を担持させたろ材を用いる必要はなく、一般的なろ材を用いる。
【0024】
（Ａ）一般的なろ過法
一般的なろ過を行う場合は、まず、開閉弁３９と、開閉弁６５とを開き、一方、開閉弁６７と開閉弁５５ｂを閉じる。なおこの例の場合、上述のように、開閉弁５５ａ及び分岐管５３ａは設置していない。
一般的なろ過を行う場合は、まず、開閉弁３９と、開閉弁６５とを開き、一方、開閉弁６７と開閉弁５５ｂを閉じる。なおこの例の場合、上述のように、開閉弁５５ａ及び分岐管５３ａは設置していない。
【0025】
そして、原水ポンプ３５を起動すると、原水槽３１内の原水が原水導入配管３３を介してろ過装置１０内の上部に導入される。
【0026】
これによって、ろ過装置１０内に導入された原水は、重力によって、ろ過層１５と支持層１３を通過し、その際にろ過されて懸濁物質などが除かれ、処理水（処理済み水）として給排水管６１の分岐管６１ａを通して処理水槽６３に排出され貯留される。このとき給排水管６１は、処理水取出配管として機能する。
【0027】
（Ｂ）好気性生物膜ろ過法
好気性生物膜ろ過を行う場合は、まず、開閉弁３９と、開閉弁５５ａと、開閉弁６５とを開き、一方、開閉弁６７と開閉弁５５ｂを閉じる。
好気性生物膜ろ過を行う場合は、まず、開閉弁３９と、開閉弁５５ａと、開閉弁６５とを開き、一方、開閉弁６７と開閉弁５５ｂを閉じる。
【0028】
そして、原水ポンプ３５を起動すると、原水槽３１内の原水が原水導入配管３３を介してろ過装置１０内の上部に導入される。このとき同時に、エアポンプ５１を起動して、ろ過装置１０の支持層１３内に空気を導入し散気することで槽内を好気状態に保ち、好気性微生物に好適な環境とする。
【0029】
これによって、ろ過装置１０内に導入された原水は、重力によって、ろ過層１５と支持層１３を通過し、その際にろ過されて懸濁物質などが除かれ、処理水（処理済み水）として給排水管６１の分岐管６１ａを通して処理水槽６３に排出され貯留される。このとき給排水管６１は、処理水取出配管として機能する。
【0030】
この装置の場合、物理的ろ過処理と同時に生物処理も行えるため、ＳＳ（浮遊物質）だけでなく、ＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）、臭気、色度、大腸菌群数も低減できる。
【0031】
（Ｃ）洗浄方法
ろ過装置１０の洗浄（逆洗浄）を行う場合は、まず、開閉弁３９と、開閉弁６５と、開閉弁６７とを閉じ、一方、開閉弁５５ｂを開く。上記好気性生物膜ろ過法の場合は、さらに開閉弁５５ａを開いておいても良い。
ろ過装置１０の洗浄（逆洗浄）を行う場合は、まず、開閉弁３９と、開閉弁６５と、開閉弁６７とを閉じ、一方、開閉弁５５ｂを開く。上記好気性生物膜ろ過法の場合は、さらに開閉弁５５ａを開いておいても良い。
【0032】
そして、エアポンプ５１を起動して、ろ過装置１０の支持層１３内に空気を導入し、ろ過層１５をばっ気する。これによって、ろ過層１５内のろ材Ｒをほぐす。次に、当該ばっ気を行いながら開閉弁６７を開き、逆洗用ポンプ７１を起動する。これによって、処理水槽６３内の処理水（この場合、洗浄水となる）が給排水管６１の分岐管６１ｂを通してろ過装置１０内の支持層１３内に導入される。このとき給排水管６１は、洗浄水導入配管として機能する。これによって、ろ過層１５を構成するろ材Ｒは、支持層１３側から処理水と空気が導入されることで、図３に示すような流動状態となり、ろ材Ｒに付着した懸濁物質などが引き剥がされ、引き剥がされた懸濁物質などは、処理水（洗浄水）と共に図１に示す洗浄排水配管４１から排出される。次に、前記エアポンプ５１を停止し、開いていた開閉弁５５ｂ（及び開いていた場合の開閉弁５５ａ）を閉じ、前記逆洗ポンプ７１から供給される処理水のみによって、前記流動状態を継続する。このときも、ろ材に付着した懸濁物質などが引き剥がされ、引き剥がされた懸濁物質などは、処理水（洗浄水）と共に洗浄排水配管４１から排出される。以上によって、ろ材の洗浄が行われる。洗浄が終了すると、逆洗用ポンプ７１を停止し、開閉弁６７を閉じる。なお、空気と洗浄水の供給の順番や供給の有無は、必要に応じて種々の変更が可能である。
【0033】
ところで上述のように、洗浄工程または好気性生物膜ろ過工程の際、前記エアポンプ５１からのばっ気または散気によって、図３に矢印で示すようなろ材Ｒの流れが生じる。即ち、ろ過塔１１内の中央部分においては上昇流が生じ、周囲部分においては下向流が生じる。下向流はろ過塔１１の内壁１１ａに沿うように生じる。このとき上述のように、内壁１１ａに沿う下降流の流れは速い。このため図４に示すように、ろ過塔１１の内壁１１ａに沿う下降流と共に下降してきたろ材Ｒの一部は、流体が支持層１３の表面において流れの方向を約９０°変更する際に、ろ材摩耗抑制部材１９の表面に衝突する。言い換えれば、ろ材Ｒが支持層１３を構成する支持材Ｓ内に入る込むことを確実に阻止できる。これによって、軟らかい材質からなるろ材Ｒが硬い材質からなる支持材Ｓによって摩滅することを効果的に抑制できる。なお、ろ材摩耗抑制部材１９は金属製であってその表面を容易に滑らかな面に構成できるので、この面に衝突してもろ材Ｒが摩耗することはなく、流体の流れに乗って、ろ過塔１１の内側（中心方向）に向けて移動していく。
【0034】
またろ過塔１１の内壁１１ａに沿って下降してきたろ材Ｒの流れは、ろ材摩耗抑制部材１９によって内向きに変更されるので、ろ過層１５内でろ材Ｒの旋回流が起き易くなり、ろ材Ｒの洗浄効果が高められるという作用も生じる。
【0035】
またろ材摩耗抑制部材１９によって流路が若干狭められているので、処理水や空気の流速が上がり、これによってろ材Ｒの洗浄効果が高められるという作用も生じる。逆に言えば、逆洗時の洗浄水量や空気量を減らすことが期待できる。
【0036】
なお、上記洗浄方法からわかるように、前記洗浄水排水手段４０と、ばっ気に用いる空気を供給する空気供給手段５０と、洗浄水を供給する給排水手段６０とが、支持層１３側から処理水（洗浄水）と空気を導入してろ過層１５のろ材Ｒに旋回流を生じさせて洗浄するろ材洗浄装置を構成している。
【0037】
以上説明したように、上記ろ過装置１０によれば、ろ材Ｒの旋回の際に、ろ過塔１１の内壁１１ａに沿って下降するろ材Ｒの流れを内向きに変更させるろ材摩耗抑制部材１９を設置したので、ろ材Ｒの減少を効果的に抑制することができる。
【0038】
ところで、上記実施形態に示すろ材摩耗抑制部材１９を真上から見た際の面積は、ろ過層１５を真上から見たときの面積に対して１５％以下とすることが好ましい。何故なら、ろ材摩耗抑制部材１９を真上から見た際の面積を広くすれば、ろ材Ｒの流れを変更させてろ材Ｒの摩耗を防止する効果は大きくなるが、逆に、このろ過塔１１を用いて行うろ過の効果は、実質的なろ過層１５の面積が小さくなるので、その分小さくなる虞がある。本願発明者が考察したところ、ろ材摩耗抑制部材１９の面積を５％としてもろ材Ｒの摩滅防止効果が確認された。一方で、１５％以上とすると、通水抵抗が増加し、ろ過効果に支障を生じる虞があることが分かった。従って、ろ過装置１０本来のろ過効果と、ろ過装置１０洗浄時のろ材Ｒの減少防止効果の何れの効果も好適に発揮させるためには、ろ材摩耗抑制部材１９の面積は１５％以下にすることがより好ましい。
【0039】
〔第２実施形態〕
図５は、本発明の他の実施形態に係るろ過塔１１－２の平面図である。同図において、前記図１～４図に示すろ過塔１１と同一又は相当部分には同一符号を付す（但し、各符号には添え字「－２」を付す）。なお以下で説明する事項以外の事項については、前記図１～図４に示す実施形態と同じである。同図に示すように、ろ過塔１１―２は、四角筒形状に限らず、円筒形状に形成しても良い。このように構成しても上記ろ過装置１０と同様の作用効果を生じる。さらに図示はしないが、ろ過塔の形状を、多角筒形状やその他の各種筒形状に形成しても良い。
図５は、本発明の他の実施形態に係るろ過塔１１－２の平面図である。同図において、前記図１～４図に示すろ過塔１１と同一又は相当部分には同一符号を付す（但し、各符号には添え字「－２」を付す）。なお以下で説明する事項以外の事項については、前記図１～図４に示す実施形態と同じである。同図に示すように、ろ過塔１１―２は、四角筒形状に限らず、円筒形状に形成しても良い。このように構成しても上記ろ過装置１０と同様の作用効果を生じる。さらに図示はしないが、ろ過塔の形状を、多角筒形状やその他の各種筒形状に形成しても良い。
【0040】
〔第３実施形態〕
図６は、本発明のさらに他の実施形態に係るろ過装置１０－３の概略側断面図である。同図は、前記図３に相当する状態を示している。同図において、前記図１～図４に示すろ過装置１０と同一又は相当部分には同一符号を付す（但し、各符号には添え字「－３」を付す）。なお以下で説明する事項以外の事項については、前記図１～図４に示す実施形態と同じである。同図に示すろ過装置１０－３において、上記ろ過装置１０と相違する点は、ろ材摩耗抑制部材１９－３の設置位置と幅寸法のみである。
図６は、本発明のさらに他の実施形態に係るろ過装置１０－３の概略側断面図である。同図は、前記図３に相当する状態を示している。同図において、前記図１～図４に示すろ過装置１０と同一又は相当部分には同一符号を付す（但し、各符号には添え字「－３」を付す）。なお以下で説明する事項以外の事項については、前記図１～図４に示す実施形態と同じである。同図に示すろ過装置１０－３において、上記ろ過装置１０と相違する点は、ろ材摩耗抑制部材１９－３の設置位置と幅寸法のみである。
【0041】
即ちこのろ過装置１０－３においては、ろ材摩耗抑制部材１９－３を、支持層１３－３とろ過層１５－３の境界線近傍位置よりも上方のろ過層１５－３内に設置している。これによって、支持層１３－３表面よりも上方の位置でろ材Ｒ－３の下降する方向を内向きに変更でき、ろ材Ｒ－３の支持層１３－３（支持材Ｓ－３）への衝突力を弱めることができ、ろ材Ｒ－３の支持材Ｓ－３内への混入・摩滅を抑制することができる。
【0042】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内においてさらに種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば、上記各実施形態では、ろ材摩耗抑制部材となる平板を所定寸法ろ過塔の内壁から垂直に内側に突出する構成としたが、必ずしも垂直に突出する構成でなくても良く、内側に向かって斜め下方又は斜め上方に傾斜するように突出させても良い。斜め下方に傾斜するように突出させた場合は、ろ材の旋回流をよりスムーズに起こし易くすることができる。またろ材摩耗抑制部材の外周は必ずしも内壁に密着していなくても良く、両者間に所定の隙間があっても良い。またろ材摩耗抑制部材は平板状に限定されず、棒状、メッシュ状など、種々の形状・構造で構成しても良い。要は、ろ過塔の内壁に沿って下降してきたろ材の流れを内向きに変更させることができる形状であればよい。
【0043】
また上記各実施形態では、ろ過装置として一般的なろ過装置と好気性生物膜ろ過装置の例を示したが、本発明は、他の各種ろ過装置にも同様に適用することができる。また上記実施形態では、ろ材として、アンスラサイトを用いたが、ろ過する原水や処理の工程などに応じて、例えば、活性炭、木炭、石灰、砂、発泡ポリスチレン樹脂製の浮上性ろ材、アクリル系長繊維ろ材、ポリエステル系扁平楕円形繊維ろ材、ポリ塩化ビニリデン球形繊維ろ材、下水汚泥焼却灰を造粒・焼成した計量細粒ろ材など、他の各種材質のろ材を用いても良い。また支持材の材質も同様に、砂利以外の各種材質のものを用いても良い。
【0044】
また、上記記載及び各図で示した実施形態は、その目的及び構成等に矛盾がない限り、互いの記載内容を組み合わせることが可能である。また、上記記載及び各図の記載内容は、その一部であっても、それぞれ独立した実施形態になり得るものであり、本発明の実施形態は上記記載及び各図を組み合わせた一つの実施形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【0045】
１ ろ過システム
１０ ろ過装置
１１ ろ過塔
１１ａ 内壁
１３ 支持層
Ｓ 支持材
１５ ろ過層
Ｒ ろ材
１９ ろ材摩耗抑制部材
３０ 原水供給手段
４０ 洗浄水排水手段（ろ材洗浄装置）
５０ 空気供給手段（ろ材洗浄装置）
６０ 給排水手段（ろ材洗浄装置）
１０ ろ過装置
１１ ろ過塔
１１ａ 内壁
１３ 支持層
Ｓ 支持材
１５ ろ過層
Ｒ ろ材
１９ ろ材摩耗抑制部材
３０ 原水供給手段
４０ 洗浄水排水手段（ろ材洗浄装置）
５０ 空気供給手段（ろ材洗浄装置）
６０ 給排水手段（ろ材洗浄装置）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】