特許 7466250 濾過装置及び濾過方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-04

(45)【発行日】2024-04-12

(54)【発明の名称】濾過装置及び濾過方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 24/00 20060101AFI20240405BHJP

【ＦＩ】

B01D29/08 520C

B01D29/08 540A

B01D29/08 530C

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2023187944

(22)【出願日】2023-11-01

【審査請求日】2023-11-01

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】593204650

【氏名又は名称】東西化学産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】森本 浩二

(72)【発明者】

【氏名】高畑 拓弥

【審査官】瀧 恭子

(56)【参考文献】

【文献】韓国登録実用新案第２０－０３６４９０４（ＫＲ，Ｙ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２００４－００９６８０２（ＫＲ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２００４－００８２９３３（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０００６５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１５４６６６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特許第６８３２６０３（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２００６－００６５９５７（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ ２４／００－３５／０５；３５／１０－３７／０４

Ｃ０２Ｆ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上端側に位置する第一開口と、下端側に位置する第二開口と、を有する外筒と、
前記外筒内の前記第一開口側に固定されて吊下げられた繊維濾過材と、
前記外筒の内部に上下方向に延びるガイドポールと、
前記ガイドポールの上下方向に沿って前記繊維濾過材の下端側と一体に前記外筒内を上下方向に移動可能な可動ガイドと、
前記外筒の前記第二開口に被処理水を供給可能な供給手段と、
前記外筒内の前記第二開口側から気体を噴出可能な気体噴出手段と、を備え、
前記第二開口に供給された前記被処理水を濾過して前記第一開口から排出するように構成されている、濾過装置。

【請求項2】

前記外筒内に前記可動ガイドの上方向への移動を規制するストッパー部を備える、請求項１に記載の濾過装置。

【請求項3】

前記可動ガイドは、開口径１～８ｍｍの複数の孔を有し、かつ、厚さが０．５～８ｍｍの多孔板である、請求項１に記載の濾過装置。

【請求項4】

前記可動ガイドは、略中心位置に前記ガイドポールが挿通される被ガイド孔を有し、
前記繊維濾過材は前記ガイドポールの周囲に複数本配置され、
前記繊維濾過材の上端側は前記第一開口の近傍に設けられた固定板の上端側固定部に固定され、前記繊維濾過材の下端側は前記可動ガイドの前記被ガイド孔の周囲に配置された下端側固定部に固定される、請求項１に記載の濾過装置。

【請求項5】

前記気体噴出手段は、前記ガイドポールの下方に延在する筒状体に設けられた気体噴出口を備える、請求項１または３に記載の濾過装置。

【請求項6】

前記供給手段は、前記繊維濾過材の洗浄時には前記外筒の前記第一開口から逆洗浄水を供給可能である、請求項１に記載の濾過装置。

【請求項7】

前記外筒内に前記可動ガイドの下方向への移動を規制する下ストッパー部をさらに備える、請求項６に記載の濾過装置。

【請求項8】

上端側に位置する第一開口と、下端側に位置する第二開口と、を有する外筒と、
前記外筒内の前記第一開口側に固定されて吊下げられた繊維濾過材と、
前記繊維濾過材の下端側と一体に前記外筒内を上下方向に移動可能な可動ガイドと、
濾過時には前記外筒の前記第二開口に被処理水を供給可能であり、前記繊維濾過材の洗浄時には前記外筒の前記第一開口から逆洗浄水を供給可能な供給手段と、
前記外筒内の前記第二開口側から気体を噴出可能な気体噴出手段と、を備え、
前記第二開口に供給された前記被処理水を濾過して前記第一開口から排出するように構成されており、
前記気体噴出手段は、
気体供給源から発生した前記気体を前記外筒内の前記第二開口側から噴出する気体噴出口と、前記気体供給源と前記気体噴出口の間に位置するエアバルブとを備え、
前記供給手段は、
入口側分岐管及び出口側分岐管に接続された送液ポンプと、
前記入口側分岐管の一方と被処理水槽の間の流路に設けられた第一バルブと、
前記入口側分岐管の他方と処理水槽の間の流路に設けられた第二バルブと、
前記出口側分岐管の一方と前記第二開口の間の流路に設けられた第三バルブと、
前記出口側分岐管の他方と前記第一開口の間の流路に設けられた第四バルブと、を備える、濾過装置。

【請求項9】

濾過運転から前記繊維濾過材の洗浄運転に自動的に切り替え可能な制御手段をさらに備え、
前記制御手段は、
濾過運転開始からの経過時間を計測し、前記経過時間が予め設定した規定時間を超えるか否かを判断する濾過時間判断部と、
前記濾過時間判断部が前記規定時間を超えると判断した時に前記第一バルブ及び第三バルブを閉止し、その後、前記エアバルブを開放するように制御するバルブ制御部と、を備える、請求項８に記載の濾過装置。

【請求項10】

濾過運転から前記繊維濾過材の洗浄運転に自動的に切り替え可能な制御手段をさらに備え、
前記制御手段は、
前記第二開口の入口側流路に設けられた第一水圧計と、前記第一開口の出口側流路に設けられた第二水圧計と、により計測される各圧力を受信して圧力差を計算し、前記圧力差が予め設定した規定値を超えるか否かを判断する圧力差判断部と、
前記圧力差判断部が前記規定値を超えると判断した時に前記第一バルブ及び第三バルブを閉止し、その後、前記エアバルブを開放するように制御するバルブ制御部と、を備える、請求項８に記載の濾過装置。

【請求項11】

前記バルブ制御部は、
前記エアバルブの開放後一定時間経過後に前記第二バルブ及び前記第四バルブを開放するように制御する、請求項９または１０に記載の濾過装置。

【請求項12】

上端側に位置する第一開口と、下端側に位置する第二開口と、を有する外筒と、
前記外筒内の前記第一開口側に固定されて吊下げられた繊維濾過材と、
前記外筒の内部に上下方向に延びるガイドポールと、
前記ガイドポールの上下方向に沿って前記繊維濾過材の下端側と一体に前記外筒内を上下方向に移動可能な可動ガイドと、
前記外筒の前記第二開口に被処理水を供給可能な供給手段と、
前記外筒内の前記第二開口側から気体を噴出する気体噴出手段と、
を備えた濾過装置を用いた濾過方法であって、
前記供給手段によって前記外筒の前記第二開口から前記被処理水を供給して前記可動ガイドを上方向に移動させ、前記可動ガイドにより圧縮された前記繊維濾過材で前記被処理水を濾過する濾過工程と、
前記濾過工程の後、圧縮された前記繊維濾過材に対して前記気体噴出手段により前記気体を供給して前記繊維濾過材を伸長かつ前記可動ガイドを下降させる濾過材伸長工程と、
前記濾過材伸長工程の後、流体により前記繊維濾過材を洗浄する濾過材洗浄工程と、
を含む濾過方法。

【請求項13】

前記供給手段は、前記外筒の前記第一開口から逆洗浄水を供給可能であり、
前記流体として前記逆洗浄水を用いて前記濾過材洗浄工程を行う、請求項１２に記載の濾過方法。

【請求項14】

上端側に位置する第一開口と、下端側に位置する第二開口と、を有する外筒と、
前記外筒内の前記第一開口側に固定されて吊下げられた繊維濾過材と、
前記繊維濾過材の下端側と一体に前記外筒内を上下方向に移動可能な可動ガイドと、
濾過時には前記外筒の前記第二開口に被処理水を供給可能であり、前記繊維濾過材の洗浄時には前記外筒の前記第一開口から逆洗浄水を供給可能な供給手段と、
前記外筒内の前記第二開口側から気体を噴出する気体噴出手段と、を備え、
前記気体噴出手段は、
気体供給源から発生した前記気体を前記外筒内の前記第二開口側から噴出する気体噴出口と、前記気体供給源と前記気体噴出口の間に位置するエアバルブとを備え、
前記供給手段は、
入口側分岐管及び出口側分岐管に接続された送液ポンプと、
前記入口側分岐管の一方と被処理水槽の間の流路に設けられた第一バルブと、
前記入口側分岐管の他方と処理水槽の間の流路に設けられた第二バルブと、
前記出口側分岐管の一方と前記第二開口の間の流路に設けられた第三バルブと、
前記出口側分岐管の他方と前記第一開口の間の流路に設けられた第四バルブと、
を備えた濾過装置を用いた濾過方法であって、
前記供給手段によって前記外筒の前記第二開口から前記被処理水を供給して前記可動ガイドを上方向に移動させ、前記可動ガイドにより圧縮された前記繊維濾過材で前記被処理水を濾過する濾過工程と、
前記濾過工程の後、圧縮された前記繊維濾過材に対して前記気体噴出手段により前記気体を供給して前記繊維濾過材を伸長かつ前記可動ガイドを下降させる濾過材伸長工程と、
前記濾過材伸長工程の後、前記逆洗浄水により前記繊維濾過材を洗浄する濾過材洗浄工程と、
を含む濾過方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、繊維濾過材を用いた濾過装置及び濾過方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、貯留した雨水を建物内の雑用水として活用することが増えてきている。しかし、建物に備え付けた水槽等に流入する雨水は、周辺の落ち葉、ゴミ及び土砂等の異物が含まれ、水槽内にこれら異物が堆積するため、貯留した雨水をそのまま使用するのは水質上問題がある。さらに異物のうち、ゴミ、落ち葉等の有機物の異物は腐敗が進行するため、腐敗臭が問題になる場合がある。

【0003】

このような貯留した雨水中の有機物の腐敗対策として、貯留した雨水に次亜塩素酸ナトリウム等の殺菌剤や消毒剤等の薬品を添加することが行われている。しかしながら、雨水中の有機物量に相当する量の薬品を添加すると相当なコストが掛かり、さらにこのような薬品の使用は、水質管理等の点でも適切とは言い難い。また、雨水に薬品を添加するのみでは、薬品により分解等しない異物は除去することができず、ポンプ等を閉塞させてしまう可能性がある。このように、雑用水レベルで使用する雨水を適切に処理し維持管理するための、簡易的な瀘過装置が要望されている。

【0004】

このような簡易的な濾過装置として、例えば、特開２００６－１９８５９０号公報（特許文献１）、国際公開２０１８／１５４６６６号（特許文献２）のような濾過装置が提案されている。特許文献１の装置は、ろ過塔内部に繊維濾材となる長繊維束を下流側は固定、上流側は自由端の状態で充填し、濾過時は下向流によって繊維濾材が圧縮されることで原水中の懸濁物を捕捉して除去し、逆洗時には水流が逆向きにするのに合わせて繊維濾材が伸長され、これにより捕捉した汚れを排出するものである。特許文献２の装置は、繊維濾材部の下方端部は外筒部内の下方位置に固定され、上方端部は筒内可動部に固定されて、筒内可動部の重みによって繊維濾材部が圧密化される構成としている。特許文献２の装置は、筒内可動部の下方側が凹部をしており、洗浄流体中の空気が前記筒内可動部の前記凹部に溜まり、前記筒内可動部が浮力を有し、前記繊維濾材部の上方端部が上方に引き上げられ、その結果、前記繊維濾材部が伸長される。このように伸長させた繊維濾材部に対して下方向から上方に洗浄水が供給され、繊維濾材部が洗浄される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００６－１９８５９０号公報

【文献】国際公開第２０１８／１５４６６６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１及び特許文献２のような形式の既存の繊維濾過材を用いた濾過装置は、濾過後の繊維濾過材の洗浄処理が十分に行いにくいという課題がある。すなわち、特許文献１及び２の装置は、濾過時は被処理水を上方から下方への下降流で通過させる構成である一方、繊維濾過材の洗浄時は逆洗浄水を下方から上方への上昇流の水流で供給することになる。そのため、繊維濾過材の洗浄時は排出する汚濁物質の終末速度以上の流速で洗浄しない限り、汚濁物質を系外へ排出ですることができない。これは雨水等の比重の大きい土砂類を含む被処理水を濾過対象とした場合には大きな課題となる。

【0007】

したがって、本発明の目的は、比重の大きい汚濁物質を含む被処理水であっても適切に濾過し、繊維濾過材が捕捉した汚濁物質を洗浄して系外へ排出できる濾過装置及び濾過方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため、本発明に係る第一の濾過装置は、上端側に位置する第一開口と、下端側に位置する第二開口と、を有する外筒と、前記外筒内の前記第一開口側に固定されて吊下げられた繊維濾過材と、前記外筒の内部に上下方向に延びるガイドポールと、前記ガイドポールの上下方向に沿って前記繊維濾過材の下端側と一体に前記外筒内を上下方向に移動可能な可動ガイドと、前記外筒の前記第二開口に被処理水を供給可能な供給手段と、前記外筒内の前記第二開口側から気体を噴出可能な気体噴出手段と、を備え、前記第二開口に供給された前記被処理水を濾過して前記第一開口から排出するように構成されている。また、本発明に係る第二の濾過装置は、上端側に位置する第一開口と、下端側に位置する第二開口と、を有する外筒と、前記外筒内の前記第一開口側に固定されて吊下げられた繊維濾過材と、前記繊維濾過材の下端側と一体に前記外筒内を上下方向に移動可能な可動ガイドと、濾過時には前記外筒の前記第二開口に被処理水を供給可能であり、前記繊維濾過材の洗浄時には前記外筒の前記第一開口から逆洗浄水を供給可能な供給手段と、前記外筒内の前記第二開口側から気体を噴出可能な気体噴出手段と、を備え、前記第二開口に供給された前記被処理水を濾過して前記第一開口から排出するように構成されており、前記気体噴出手段は、気体供給源から発生した前記気体を前記外筒内の前記第二開口側から噴出する気体噴出口と、前記気体供給源と前記気体噴出口の間に位置するエアバルブとを備え、前記供給手段は、入口側分岐管及び出口側分岐管に接続された送液ポンプと、前記入口側分岐管の一方と被処理水槽の間の流路に設けられた第一バルブと、前記入口側分岐管の他方と処理水槽の間の流路に設けられた第二バルブと、前記出口側分岐管の一方と前記第二開口の間の流路に設けられた第三バルブと、前記出口側分岐管の他方と前記第一開口の間の流路に設けられた第四バルブと、を備える。

【0009】

また、本発明に係る第一の濾過方法は、上端側に位置する第一開口と、下端側に位置する第二開口と、を有する外筒と、前記外筒内の前記第一開口側に固定されて吊下げられた繊維濾過材と、前記外筒の内部に上下方向に延びるガイドポールと、前記ガイドポールの上下方向に沿って前記繊維濾過材の下端側と一体に前記外筒内を上下方向に移動可能な可動ガイドと、前記外筒の前記第二開口に被処理水を供給可能な供給手段と、前記外筒内の前記第二開口側から気体を噴出する気体噴出手段と、を備えた濾過装置を用いた濾過方法であって、前記供給手段によって前記外筒の前記第二開口から前記被処理水を供給して前記可動ガイドを上方向に移動させ、前記可動ガイドにより圧縮された前記繊維濾過材で前記被処理水を濾過する濾過工程と、前記濾過工程の後、圧縮された前記繊維濾過材に対して前記気体噴出手段により前記気体を供給して前記繊維濾過材を伸長かつ前記可動ガイドを下降させる濾過材伸長工程と、前記濾過材伸長工程の後、流体により前記繊維濾過材を洗浄する濾過材洗浄工程と、を含む。また、本発明に係る第二の濾過方法は、上端側に位置する第一開口と、下端側に位置する第二開口と、を有する外筒と、前記外筒内の前記第一開口側に固定されて吊下げられた繊維濾過材と、前記繊維濾過材の下端側と一体に前記外筒内を上下方向に移動可能な可動ガイドと、濾過時には前記外筒の前記第二開口に被処理水を供給可能であり、前記繊維濾過材の洗浄時には前記外筒の前記第一開口から逆洗浄水を供給可能な供給手段と、前記外筒内の前記第二開口側から気体を噴出する気体噴出手段と、を備え、前記気体噴出手段は、気体供給源から発生した前記気体を前記外筒内の前記第二開口側から噴出する気体噴出口と、前記気体供給源と前記気体噴出口の間に位置するエアバルブとを備え、前記供給手段は、入口側分岐管及び出口側分岐管に接続された送液ポンプと、前記入口側分岐管の一方と被処理水槽の間の流路に設けられた第一バルブと、前記入口側分岐管の他方と処理水槽の間の流路に設けられた第二バルブと、前記出口側分岐管の一方と前記第二開口の間の流路に設けられた第三バルブと、前記出口側分岐管の他方と前記第一開口の間の流路に設けられた第四バルブと、を備えた濾過装置を用いた濾過方法であって、前記供給手段によって前記外筒の前記第二開口から前記被処理水を供給して前記可動ガイドを上方向に移動させ、前記可動ガイドにより圧縮された前記繊維濾過材で前記被処理水を濾過する濾過工程と、前記濾過工程の後、圧縮された前記繊維濾過材に対して前記気体噴出手段により前記気体を供給して前記繊維濾過材を伸長かつ前記可動ガイドを下降させる濾過材伸長工程と、前記濾過材伸長工程の後、前記逆洗浄水により前記繊維濾過材を洗浄する濾過材洗浄工程と、を含む

【0010】

これらの構成によれば、濾過時には上向き水流により繊維濾過材を重力に抗して可動ガイドで圧縮して濾過層を形成するので、濾過層の厚み等を制御しやすく、安定した濾過性能を得ることができる。さらに濾過後の洗浄時には圧縮された繊維濾過材を噴射された気体の作用で揉み解すことができるので、繊維濾過材を汚濁物質を脱落させながら重力方向に伸長させることができる。その後、逆洗浄水で繊維濾過材の洗浄を行う場合にも逆洗浄水の使用量を削減でき、逆洗浄水の流れ方向と汚濁物質の沈降方向が一致するので汚濁物質の系外への排出を円滑かつ容易にすることができる。さらに、第一の濾過装置及び第一の濾過方法によれば、可動ガイドをガイドポールに沿って上下方向にスムーズに安定して移動させることができる。第二の濾過装置及び第二の濾過方法によれば、各流路の各バルブの開閉を切り替えることにより、濾過工程から洗浄工程に向けて流路を切り替えることができる。

【0011】

以下、本発明の好適な態様について説明する。ただし、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定されるわけではない。

【0012】

本発明に係る濾過装置は、一態様として、前記外筒内に前記可動ガイドの上方向への移動を規制するストッパー部を備えることが好ましい。

【0013】

本構成によれば、繊維濾過材の濾過時の線速度（単位時間あたりに外筒の断面積を通過する水の速度）を大きくした場合であっても、繊維濾過材が過度に圧縮されることを予防でき、濾過層の厚さを一定値以上とすることができる。

【0016】

本発明に係る濾過装置は、一態様として、前記可動ガイドは、略中心位置に前記ガイドポールが挿通される被ガイド孔を有し、前記繊維濾過材は前記ガイドポールの周囲に複数本配置され、前記繊維濾過材の上端側は前記第一開口の近傍に設けられた固定板の上端側固定部に固定され、前記繊維濾過材の下端側は前記可動ガイドの前記被ガイド孔の周囲に配置された下端側固定部に固定されることが好ましい。

【0017】

本構成によれば、可動ガイドは被ガイド孔により略中心位置でガイドされ、ガイドポールの周囲に複数本の繊維濾過材が配置されているので、可動ガイドが過度に傾くようなことなくバランスを保ちやすく、可動ガイドがより安定して上下方向に移動できる。

【0018】

本発明に係る濾過装置は、一態様として、前記気体噴出手段は、前記ガイドポールの下方に延在する筒状体に設けられた気体噴出口を備えることが好ましい。

【0019】

本構成によれば、上下方向に延びるガイドポールの下方に延在する筒状体に気体噴出口を設けているので、気体噴出口の開口方向が水平方向となり、繊維濾過材の洗浄時に脱落した汚濁物質が気体噴出口に詰まりにくい。また、外筒の略中心位置にガイドポールを設けた場合には、略中心位置から気体を噴射することができ、繊維濾過材に気体を満遍なく行き渡らせやすい。

【0020】

本発明に係る濾過装置は、一態様として、前記供給手段は、前記繊維濾過材の洗浄時には前記外筒の前記第一開口から逆洗浄水を供給可能であることが好ましい。

【0021】

本構成とすれば、下向き水流で逆洗浄水を供給できるので、比重の大きい土砂類を含む被処理水を濾過した後の繊維濾過材を重力に従い、逆洗浄水とともに速やかに系外に排出できる。

【0022】

本発明に係る濾過装置は、一態様として、前記外筒内に前記可動ガイドの下方向への移動を規制する下ストッパー部をさらに備えることが好ましい。

【0023】

本構成とすれば、繊維濾過材の洗浄時の逆洗浄水の線速度を大きくした場合でも、繊維濾過材が過度に伸長されることを予防でき、繊維濾過材の損傷を予防できる。

【0026】

本発明に係る濾過装置は、一態様として、濾過運転から前記繊維濾過材の洗浄運転に自動的に切り替え可能な制御手段をさらに備え、前記制御手段は、濾過運転開始からの経過時間を計測し、前記経過時間が予め設定した規定時間を超えるか否かを判断する濾過時間判断部と、前記濾過時間判断部が前記規定時間を超えると判断した時に前記第一バルブ及び第三バルブを閉止し、その後、前記エアバルブを開放するように制御するバルブ制御部と、を備えることが好ましい。

【0027】

本構成とすれば、濾過時間が予め設定した規定時間を超えると制御手段により自動的に各バルブを制御し、自動的に濾過運転から洗浄運転に向けて流路を切り替えることができる。

【0028】

本発明に係る濾過装置は、一態様として、濾過運転から前記繊維濾過材の洗浄運転に自動的に切り替え可能な制御手段をさらに備え、前記制御手段は、前記第二開口の入口側流路に設けられた第一水圧計と、前記第一開口の出口側流路に設けられた第二水圧計と、により計測される各圧力を受信して圧力差を計算し、前記圧力差が予め設定した規定値を超えるか否かを判断する圧力差判断部と、前記圧力差判断部が前記規定値を超えると判断した時に前記第一バルブ及び第三バルブを閉止し、その後、前記エアバルブを開放するように制御するバルブ制御部と、を備えることが好ましい。

【0029】

本構成とすれば、濾過時間が予め設定した圧力差の規定値を超えると制御手段により自動的に各バルブを制御し、自動的に濾過運転から洗浄運転に向けて流路を切り替えることができる。外筒の入口側と出口側の圧力の実測値に基づき、濾過運転を停止して洗浄運転に向けて切り替えるので、濾過後の処理水の水質を一定以上に維持できる。

【0030】

本発明に係る濾過装置は、一態様として、前記バルブ制御部は、前記エアバルブの開放後一定時間経過後に前記第二バルブ及び前記第四バルブを開放するように制御することが好ましい。

【0031】

本構成によれば、気体噴射手段により気体を供給して濾過材を伸長させた後、自動的に逆洗浄水により繊維濾過材を洗浄できる。

【0032】

本発明に係る濾過方法は、一態様として、前記供給手段は、前記外筒の前記第一開口から逆洗浄水を供給可能であり、前記流体として前記逆洗浄水を用いて前記濾過材洗浄工程を行うことが好ましい。

【0033】

本構成によれば、気体を供給して濾過材伸長工程を行い、ある程度気体で洗浄した後に逆洗浄水により繊維濾過材を洗浄するので、繊維濾過材から汚濁物質を効率的に離脱させることができる。

【0034】

本発明のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】本発明の実施形態に係る濾過装置の構成を示す模式図であって、濾過工程を示す。

【図2】本発明の実施形態に係る濾過装置の構成を示す模式図であって、濾過材伸長工程を示す。

【図3】本発明の実施形態に係る濾過装置の構成を示す模式図であって、濾過材洗浄工程を示す。

【図4】本発明の実施形態に係る濾過装置の内部構造を示す断面模式図である。

【図5】本発明の実施形態に係る可動ガイドを示す図である。

【図6】本発明の実施形態に係る濾過装置の制御に関与する構成要素を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

本発明に係る濾過装置及び濾過方法の実施形態について、図面を参照して説明する。以下では、本発明に係る濾過装置を貯留した雨水の濾過装置１に適用した例について説明する。雨水である被処理水Ｗ１は被処理水槽１００に貯水され、濾過された後の処理水Ｗ２は処理水槽２００に貯水される。

【0037】

［濾過装置の構成］
本実施形態の濾過装置１は、図１～図３に示したように、外筒１０と、外筒１０内に配置される繊維濾過材２０と、可動ガイド３０と、を備える。外筒１０の外部には、外筒１０に被処理水Ｗ１を供給可能な供給手段４０と、外筒１０から処理水Ｗ２を排出する排出手段８０を備える。さらに外筒１０内に下方から気体を噴出可能な気体噴出手段６０を備える。

【0038】

（外筒及び外筒内部の構成）
外筒１０は、上端側に位置する第一開口１２Ａと、下端側に位置する第二開口１３Ａと、を有する。本実施形態では、外筒１０は、長尺な円筒状の部材である外筒本体１１と、外筒本体１１の上下にそれぞれ取り付けられたフランジ部材１２、１３から構成される。フランジ部材１２，１３は、それぞれ外筒本体１１の端部外周を覆い、鍔部を有する筒状のハット状部材と、該鍔部にボルト及びナットで締結され、外筒１０の上端面及び下端面を形成する円盤状部材との二部材を含む。本実施形態では、上下の円盤状部材の中央付近に形成された貫通孔に挿入されたソケットが第一開口１２Ａ及び第二開口１３Ａを形成し、このソケットに供給手段４０及び排出手段８０に連通する配管が接続されている。外筒１０は、支持部材（図示なし）により長手方向が地面（床面）に対して略垂直になるように支持されている。

【0039】

外筒本体、フランジ部材の材質は特に限定されないが、本実施形態では外筒本体１１は透明ポリ塩化ビニル樹脂で形成している。また、フランジ部材のハット状部材はポリ塩化ビニル樹脂、円盤状部材はステンレス鋼で形成している。

【0040】

繊維濾過材２０は、その一端が第一開口１２Ａ側に固定されて吊り下げられている。本実施形態では、外筒本体１１内の固定板３５に固定されて外筒１０内に吊り下げられている。繊維濾過材２０の他端は可動ガイド３０に一体に固定されており、可動ガイド３０が外筒１０内を上下方向に移動することにより繊維濾過材２０が収縮または伸長するように構成されている。濾過時には、外筒１０の第二開口１３Ａから被処理水Ｗ１が供給されて可動ガイド３０が上方向に移動し、後で詳述するが、逆洗浄時には第一開口１２Ａから逆洗浄水Ｗ２が供給されて可動ガイド３０は下方向に移動する。

【0041】

これらの構成によれば、濾過時には外筒１０の第二開口１３Ａから被処理水Ｗ１を供給して可動ガイド３０を上方向に移動させ、可動ガイド３０により圧縮された繊維濾過材２０で被処理水Ｗ１を濾過する、所謂「上向き濾過」を行う構成とし、重力に抗して繊維濾過材２０を上向き水流により圧縮して濾過層を形成しているので、被処理水Ｗ１の水流と可動ガイド３０の重量のバランスにより濾過層の厚みを制御しやすく、安定した濾過性能が得られやすい。さらに繊維濾過材２０の過度の圧縮を防ぐことができる。繊維濾過材２０は上端２０Ａが固定板３５に固定され、下端２０Ｂが可動ガイド３０に固定されているので、可動ガイド３０が形成する面により繊維濾過材２０を下端２０Ｂ側から略均一に圧縮できる。また、逆洗浄時に繊維濾過材２０が激しく揺さぶられても下端側が固定されているので、繊維濾過材２０の芯紐や繊維の絡まり合いも生じにくい。

【0042】

本実施形態では、外筒１０の内部に上下方向に延びるガイドポール５０を備え、可動ガイド３０はガイドポール５０に沿って上下方向に移動する。ガイドポール５０は外筒１０の水平方向断面の略中心位置に立設している。ガイドポール５０は長尺のパイプからなり、その上端はフランジ部材１２に固定された通水板３６に上端が閉塞された状態で固定される。ガイドポール５０の下端はフランジ部材１３の円盤状部材の貫通孔に挿入されたソケット１３Ｂを介して内部が連通するように固定される。後述するように、本実施形態では、ガイドポール５０の第二開口１３Ａに近い位置には、気体噴出口６２を有する筒体が介装されている。ガイドポール５０の材質は特に限定されず、ステンレス等の金属製パイプや樹脂製パイプ等で構成すればよい。なお、ガイドポール５０の下ストッパー部５２よりも上部に関しては、上下端が閉塞された状態でよく、構造材としてパイプではなく中実の丸棒を使用することもできる。

【0043】

可動ガイド３０は、図５に示したように、略中心位置にガイドポール５０が挿通される被ガイド孔３０Ａを有する。本実施形態では、可動ガイド３０の被ガイド孔３０Ａの周囲に配置された５箇所の下端側固定部３０Ｂに、５本の繊維濾過材２０の下端２０Ｂがそれぞれ取付固定されている。固定板３５も繊維濾過材２０の上端２０Ａを固定する５箇所の上端側固定部を有し、可動ガイド３０の被ガイド孔３０Ａと同様にガイドポールが挿通される孔を備えている。この上端側固定部には５本の繊維濾過材２０の上端２０Ａがそれぞれ取付固定されている。固定板３５は、繊維濾過材２０の上端を固定できればよく、可動ガイド３０よりも大きな開口や貫通孔が形成され、通水しやすく設定されている。

【0044】

外筒１０内には、図４に内部構造を示すように、可動ガイド３０の上方向への移動を規制する上ストッパー部５１（ストッパー部の一例である。）を備えている。本実施形態では、ガイドポール５０に突状部位として上ストッパー部５１が設けられている。上ストッパー部５１である突状部位は、可動ガイド３０の被ガイド孔３０Ａの直径よりも外径が大きくなるように形成されている。上ストッパー部５１を有することより、繊維濾過材２０が過度に圧縮されることを防ぐことができる。

【0045】

さらに、外筒１０内には、可動ガイド３０の下方向への移動を規制する下ストッパー部５２を備えている。本実施形態では、上ストッパー部５１と同様、下ストッパー部５２はガイドポール５０に突状部位として設けられており、可動ガイド３０の被ガイド孔３０Ａの直径よりも外径が大きくなるように形成されている。下ストッパー部５２を有することにより、繊維濾過材２０が過度に伸長することを防ぐことができる。

【0046】

図４に示したように、距離Ｌ３が可動ガイド３０の上下方向の可動範囲となる。固定板３５の下面から上ストッパー部５１の下端までの距離Ｌ１が濾過時における繊維濾過材２０の厚さ（即ち、濾過層の厚さ）となる。距離Ｌ２は繊維濾過材２０を濾過装置１内で伸長させた時の繊維濾過材２０の長さになる。詳細には、固定板３５の下面と、下ストッパー部５２の上端との最短距離に、可動ガイド３０の厚さを加えた距離がＬ２となる。本実施形態では距離Ｌ２を、繊維濾過材２０が可動ガイド３０の自重により水中で自然に伸長したときの長さ（静置状態での長さ）になるように下ストッパー部５２の位置を設定している。本実施形態では、Ｌ１／Ｌ２を３０％以上４５％以下としている。本実施形態の構成であればＬ１／Ｌ２をこの範囲内とすれば濾過性能が得られやすく、濾過後に繊維濾過材２０がほぐれやすく、逆洗浄も行いやすい。ただし、外筒１０の内径によってＬ１／Ｌ２は変化し、同一の外筒１０を用いた場合であっても設置する繊維濾過材２０の種類や本数によってＬ１／Ｌ２は変化する。

【0047】

本実施形態では、可動ガイド３０として、ステンレス、アルミニウムのような金属製、またはプラスチック製の多孔板を用いている。本実施形態では、多孔板は、被ガイド孔３０Ａを中央に有し、外径が外筒１０の内径より小さい円形の多孔金属板を用いており、被ガイド孔３０Ａ以外の部分における開口径１～８ｍｍ、開口率１５～６０％であるものが好適に用いられる。開口径は１～６ｍｍがより好適であり、２～４ｍｍが特に好適である。開口率は２０～５０％がより好適であり、３０～４０％が特に好適である。また、多孔板の厚さは０．５～８ｍｍが好適であり、１～５ｍｍがより好適であり、１～３ｍｍが特に好適である。また、被ガイド孔３０Ａ以外の部分において、単位面積当たりの重量が１～１０ｋｇ／ｍ^２であるものが好適に用いられ、３～８ｋｇ／ｍ^２であるものがより好適に用いられる。可動ガイド３０の一例としては、中心に直径８０ｍｍの被ガイド孔３０Ａとしての貫通孔を有し（ガイドポール５０の直径２７．５ｍｍの場合）、直径１４４ｍｍ（外筒１０の内径１６５ｍｍの場合）、厚み１．５ｍｍ、被ガイド孔３０Ａ以外の部分の開口径（直径）が３ｍｍ、ピッチが４ｍｍのステンレス製の多孔金属板が挙げられる。多孔金属板としては、例えば、パンチングメタルを用いることができる。このような可動ガイド３０であれば濾過工程において被処理水Ｗ１の通水終了後に自重で直ちに下降するようなことがなく、繊維濾過材２０に過度なテンションが掛かることを防ぐことができる。また、可動ガイド３０が適度な重さであるので、被処理水Ｗ１の水流と可動ガイド３０の重量のバランスがとりやすく、繊維濾過材２０を一定厚さに圧縮した濾過層を形成しやすく、安定した濾過性能を得られやすい。本実施形態では、可動ガイド３０に設けられた複数の開口（被ガイド孔３０Ａを除く）の各直径は、被ガイド孔３０Ａとガイドポール５０とのクリアランス（平均最短距離）、及び、外筒１０の内径と可動ガイド３０の外径とのクリアランス（平均最短距離）よりも小さい径としている。

【0048】

繊維濾過材２０としては、一本の長さが５００～１５００ｍｍ、直径が５０～１５０ｍｍのものが例示される。本実施形態では繊維濾過材２０を５本用いているが、外筒１０の内径等に応じて、１～２０本、好ましくは３～１０本、用いればよい。

【0049】

繊維濾過材２０の種類は、本実施形態では、芯紐に対して細かい繊維がモール状に編まれた紐状接触材を用いている。紐状接触材の両端の芯紐を固定板３５の上端側固定部、及び、可動ガイド３０の下端側固定部３０Ｂにそれぞれ締結して取付けている。本実施形態の濾過装置１では、ティビーアール株式会社製のバイオコード（登録商標）のＰＰシリーズ（ポリプロピレン樹脂繊維製、長さ約１０００ｍｍ、直径約１００ｍｍ）を用いているが、これに限定されず、種々の繊維濾過材２０を用いることができる。

【0050】

繊維濾過材２０を構成する繊維の種類は合成繊維でも天然繊維でもよく、特に限定されないが、ポリプロピレン等の合成樹脂で形成された合成樹脂繊維が好適に用いられる。ポリプロピレン系繊維からなる繊維濾過材を用いることにより、濾材が軽く、耐摩耗性、耐薬品性に優れるため、メンテナンス頻度を少なくすることができる。また、繊維濾過材２０にポリプロピレン系繊維を用いることで、被処理水Ｗ１との接触面が親油性となり、油やエマルション状に分散した界面活性剤等が吸着しやすい。

【0051】

外筒１０内の下端側には、濾過工程後に、圧縮された繊維濾過材２０に対して気体（圧縮エア）を供給可能な気体噴出手段６０をさらに備えている。気体噴出手段６０により供給された気体は繊維濾過材２０の繊維間を気泡６４が成長しながら通過するので、気体のみの作用で繊維濾過材２０を伸長させることができる。この際の繊維濾過材２０の伸長方向は、気泡６４の進行方向とは逆であり、繊維濾過材２０は気体により解されて自然に伸長する。このように繊維濾過材２０の伸長時に、繊維濾過材２０には急激かつ過度な応力が掛からないので、繊維濾過材２０の損傷を防止することができる。その後、伸長し汚濁物質が一定程度脱落した繊維濾過材２０に対して逆洗浄等を実施すればよく、圧力損失を抑え、逆洗浄水Ｗ２の使用量を削減することができる。繊維濾過材２０の伸長後の逆洗浄工程では、逆洗浄水Ｗ２の流れ方向が上述した特許文献１，２とは逆の下向きであるため、逆洗浄水Ｗ２の流れ方向と汚濁物質の沈降方向が一致し、汚濁物質の系外への排出も円滑かつ容易である。

【0052】

気体噴出手段６０は、外筒１０の外部に配置されるエアーコンプレッサー等の気体供給源６１と、気体供給源６１から供給される気体を外筒１０内の第二開口１３Ａ側から噴出する気体噴出口６２と、気体供給源６１と気体噴出口６２の間に位置するエアバルブ６３とを有する。本実施形態では、気体噴出口６２はガイドポール５０の下端側の中間位置に設けられた筒状体に設けられた複数の開口である。気体供給源６１から供給された気体は、外筒１０のフランジ部材１３に挿入されたソケット１３Ｂを介してガイドポール５０の下ストッパー部５２よりも下部に導入され、気体噴出口６２から外筒１０内に噴出される。なお、気体噴出口６２が形成されている筒状体とその直上のガイドポール５０との連結部は閉塞されている。

【0053】

本実施形態では、ガイドポール５０の下端側に位置する筒状体から気体を噴射するので、気体を外筒１０の略中心位置から噴射し、気泡６４を満遍なく繊維濾過材２０に接触させやすい。また、気体噴出口６２は水平方向に開口しており、上向きに開口している場合に比べて、気体噴出口６２に汚泥等が入って詰まることを防止することができる。さらに、本構成とすれば、外筒１０内に気体噴出口のための別部材（曝気用配管等）を設けなくてもよく、省スペース化を達成できる。さらに筒状体はウェッジワイヤスクリーンから構成されているとさらに好適である。ウェッジワイヤスクリーンは、逆三角形の断面形状をしたウェッジワイヤを等間隔に並べることにより、隣り合うウェッジワイヤ間のスリットを形成したスクリーンである。このようなウェッジワイヤスクリーンのスリットを筒状体の外側に配して気体を噴出することで、筒状体の内部にサイズの大きな汚濁物質が入らず、気体噴出口６２の詰まりをさらに抑制することができる。

【0054】

（濾過装置の全体構成）
次に、外筒１０に被処理水Ｗ１等を供給する濾過装置１の全体構成について説明する。濾過装置１は、前述したように濾過時には貯留した被処理水Ｗ１を第二開口１３Ａに供給可能な供給手段４０を備えるが、供給手段４０は、濾過工程後の繊維濾過材２０の洗浄時（逆洗浄時ともいう。）には、第一開口１２Ａから逆洗浄水Ｗ２を供給可能に構成されている。その際、濾過処理後の濾過水である処理水Ｗ２が逆洗浄水として使用される（逆洗浄時には逆洗浄水Ｗ２という。）。また、濾過装置１は排出手段８０を備え、濾過時には外筒１０の第一開口１２Ａから排出された処理水Ｗ２を処理水槽２００に排出し、逆洗浄時には第二開口１３Ａから排出された洗浄廃水Ｗ３を洗浄廃水槽３００に排出するように構成されている。外筒１０と、供給手段４０と、排出手段８０とは各バルブ等を介して配管接続されて流路を形成している。

【0055】

詳しくは、濾過装置１は、図１～図３に示す各流路に、第一バルブ４４、第二バルブ４５、第三バルブ４６、第四バルブ４７、第五バルブ８１、第六バルブ８２、第七バルブ８３、第八バルブ８４、第九バルブ８５、第十バルブ８６の各液体用バルブ、送液ポンプ４１、送液ポンプ４１の入口側分岐管４２、出口側分岐管４３、分岐管７１、７２、８７、８８、第一水圧計Ｐ１、第二水圧計Ｐ２を備える。各液体用バルブ、前述したエアバルブ６３は、電動制御弁であり、図６に示したように制御装置９０（制御手段の一例である。）に電気的に接続され、バルブ制御部９１により開閉制御される。また、第一水圧計Ｐ１、第二水圧計Ｐ２は流路の水圧を計測可能であり、制御装置９０に水圧データを有線または無線で送信可能である。図１において第一開口１２Ａの出口側は、四方に分岐する分岐管７１を介してさらに分岐管７２が接続されている。分岐管７２は第二水圧計Ｐ２に到達する圧力測定用流路と、安全弁Ｓに到達する流体放出用流路とに分岐している。安全弁Ｓは流路の内圧が一定以上になると自動的に開放し、外部に流体を逃がす。送液ポンプ４１は、エアバルブ６３の開放時以外（即ち、濾過材伸長工程以外）は基本的に常時稼働しており、各バルブの開閉を切り替えることにより、濾過運転及び逆洗浄運転を切り替えて濾過装置１を運転する。なお、図１～図３において、開放されているバルブは白抜きで示し、閉鎖されているバルブは黒塗りで示している。

【0056】

供給手段４０は、送液ポンプ４１と、第一バルブ４４、第二バルブ４５、第三バルブ４６、第四バルブ４７とを有する。送液ポンプ４１は、一次側（入口側）で第一バルブ４４及び第二バルブ４５の開閉選択により、被処理水Ｗ１及び逆洗浄水Ｗ２から選択される液体を付勢して送液する。送液ポンプ４１は、二次側（出口側）で出口側分岐管４３に接続されており、出口側分岐管４３は第一開口１２Ａ側の流路と第二開口１３Ａ側の流路に分岐している。出口側分岐管４３と第一開口１２Ａとの間の流路に第四バルブ４７、出口側分岐管４３と第二開口１３Ａとの間の流路に第三バルブ４６をそれぞれ備え、濾過時には第三バルブ４６が開放され、逆洗浄時には第四バルブ４７が開放される。

【0057】

排出手段８０の流路には、第五バルブ８１、第六バルブ８２、第七バルブ８３、第八バルブ８４、第九バルブ８５、第十バルブ８６とを備える。これらの開閉選択により、外筒１０を通過した水の排出先が、被処理水Ｗ１を貯水する被処理水槽１００、処理水Ｗ２を貯水する処理水槽２００及び洗浄廃水Ｗ３を貯留する洗浄廃水槽３００から選択される。

【0058】

以上のように構成された濾過装置１を用いた濾過方法について説明する。

【0059】

［濾過工程］
濾過運転開始前において、可動ガイド３０は、図３のようにガイドポール５０の下ストッパー部５２により下方向への移動が規制された状態で静止し、繊維濾過材２０は、外筒１０内で伸長している。エアバルブ６３及び全ての液体用バルブが閉止された状態としてから、第一バルブ４４及び第三バルブ４６を開放すると、送液ポンプ４１は被処理水Ｗ１を付勢して送液し、外筒１０の第二開口１３Ａから被処理水Ｗ１が供給される。すると、水流により水圧を受けた可動ガイド３０が上方向に徐々に移動する。

【0060】

被処理水Ｗ１の上昇流により上方向に移動した可動ガイド３０は、図１のように、上ストッパー部５１により移動規制され、繊維濾過材２０が所定厚さに圧縮されて濾過層を形成する。上ストッパー部５１により、濾過層の厚さは一定の厚さ以上に保たれるので、処理水Ｗ２の品質のばらつきを抑えることができる。本実施形態では濾過層の厚さ（即ち、距離Ｌ１）を４００ｍｍに設定している。濾過層の厚さが一定となるまでは濾過性能が安定しない場合があるため、濾過開始からの所定時間は第五バルブ８１と第六バルブ８２が開放され、濾過された処理水は被処理水槽１００に戻される。

【0061】

濾過層の厚さが一定となり安定した濾過処理が行えるようになると、図１に示したように、第一開口１２Ａから排出された処理水Ｗ２が処理水槽２００に排出されるように流路を切り替え、濾過運転を開始する（濾過工程）。この際、第五バルブ８１は開放した状態のままで、第六バルブ８２を閉鎖するとともに第七バルブ８３を開放するように切り替えている。

【0062】

［濾過材伸長工程］
濾過運転を継続すると繊維濾過材２０に被処理水Ｗ１中の汚濁物質が捕捉され、濾過性能が徐々に低下してくる。本実施形態の濾過装置１では、濾過工程の後、逆洗浄水Ｗ２で繊維濾過材２０を洗浄する前に、圧縮された繊維濾過材２０に対して気体噴出手段６０により気体を噴射して繊維濾過材２０を伸長かつ可動ガイド３０を下降させる濾過材伸長工程を行う。濾過材伸長工程により繊維濾過材２０が捕捉した汚濁物質がある程度脱落するので、濾過材伸長工程は、繊維濾過材２０を洗浄する工程の一部ともいえる。

【0063】

濾過材伸長工程では、はじめに第一バルブ４４及び第三バルブ４６が閉止されて被処理水Ｗ１の供給が停止される。濾過材伸長工程の間は、送液ポンプ４１の運転が停止される。排出側の第五バルブ８１及び第七バルブ８３が閉止され、第九バルブ８５及び第十バルブ８６が開放される。次いで、濾過運転中に閉止されていたエアバルブ６３を開放し、気体噴出口６２から気体（圧縮エア）を噴出させる。気体噴出口６２から噴出された気体は、図２に示したように気泡６４となり外筒１０内を上昇し、例えば可動ガイド３０と外筒本体１１の内壁の隙間、及び、可動ガイド３０とガイドポール５０の隙間のような経路を通って、濾過後の圧縮された繊維濾過材２０の繊維間を上昇する。

【0064】

すると、圧縮エアの気泡６４が繊維濾過材２０の繊維間を広げながら上昇するので繊維濾過材２０が揉み解され、図２に示すように、圧縮されていた繊維濾過材２０が伸長していくとともに可動ガイド３０が徐々に下降する。繊維濾過材２０に捕捉されていた汚濁物質は気泡６４との接触と繊維濾過材２０の伸長により一定量脱落し、外筒１０内の底部である第二開口１３Ａ側に沈降していく。第二開口１３Ａは、その後の逆洗浄工程での出口側になるので、逆洗浄工程で汚濁物質を外筒１０の第二開口１３Ａから洗浄廃水Ｗ３として効率的に排出させることができる。外筒１０内を通過した気泡６４は、第一開口１２Ａから排出され、第一開口１２Ａの上部に設けられた分岐管７１から第九バルブ８５、第十バルブ８６を経由する経路を通り、最終的に洗浄廃水槽３００に至り系外に放出される。

【0065】

濾過材伸長工程で伸長した繊維濾過材２０は、そのまま一定時間気体での洗浄を継続してから次の逆洗浄水Ｗ２による洗浄工程に進んでもよいし、濾過材伸長工程の後、速やかに次の逆洗浄水Ｗ２による洗浄工程に進んでもよい。

【0066】

［濾過材洗浄工程］
図３は逆洗浄水Ｗ２による濾過材洗浄工程を示す。濾過材伸長工程後、供給手段４０は、外筒１０の第一開口１２Ａから逆洗浄水Ｗ２を供給し、逆洗浄水Ｗ２を用いて濾過材を逆洗浄する（濾過材洗浄工程）。この際、まずエアバルブ６３を閉止し、送液ポンプ４１の運転を再開し、第二バルブ４５及び第四バルブ４７を開放する。

【0067】

本構成とすれば、気体で繊維濾過材２０を揉み解して汚濁物質をある程度脱落させた後で逆洗浄水Ｗ２による洗浄を行うことができるので、洗浄効果を高めることができる。そのため、逆洗浄水Ｗ２による洗浄時間を短くでき、逆洗浄水Ｗ２として用いている処理水Ｗ２の消費量を抑えることができる。

【0068】

［濾過運転から洗浄運転への自動切換え］
本実施形態の濾過装置１は、濾過運転（濾過工程）から繊維濾過材の洗浄運転に自動的に切り替え可能な制御装置９０を備える。制御装置９０は、上述した各バルブを電動制御するバルブ制御部９１と、濾過時間判断部９２と、圧力差判断部９３とを備えている。制御装置９０は、時間制御による自動切換運転モードと、圧力差制御による自動切換運転モードのいずれかまたは併用により、濾過運転から洗浄運転（即ち濾過材伸長工程）への自動切替を行う。

【0069】

（時間制御による自動切換運転モード）
制御装置９０は、濾過運転開始からの経過時間を計測し、経過時間が予め設定した規定時間を超えるか否かを判断する濾過時間判断部９２を備えている。濾過時間判断部９２が規定時間を超えると判断した時に、バルブ制御部９１が供給手段４０の第一バルブ４４及び第三バルブ４６と、排出側の第五バルブ８１及び第七バルブ８３とを閉止する。そして、気体の排出経路を確保するため第九バルブ８５及び第十バルブ８６を開放する。次いで、バルブ制御部９１はエアバルブ６３を開放する。被処理水Ｗ１に含まれる汚濁物質の量や種類等に依るため、予め設定する規定時間は特に限定されないが、例えば３～１０分が規定時間とされる。時間制御による自動切換運転モードは水圧計のような計測装置がなくても自動運転が可能で簡便であるという利点があり、被処理水Ｗ１の水質や濾過性能を維持可能な濾過時間が予測可能な場合に有効である。

【0070】

（圧力差制御による自動切換運転モード）
制御装置９０は、圧力差判断部９３を備えており、圧力差判断部９３は、第一水圧計Ｐ１と第二水圧計Ｐ２とにより計測される圧力の圧力差を計算し、圧力差が予め設定した規定値を超えるか否かを判断する。本実施形態では、外筒１０の第二開口１３Ａの手前の入口側流路に設けられた第一水圧計Ｐ１と、第一開口１２Ａからの出口側流路に設けられた第二水圧計Ｐ２とにより、濾過運転時の外筒１０の入口及び出口の圧力（水圧）を測定するようにしている。本実施形態では、第二水圧計Ｐ２は分岐管７２から分岐される圧力測定用流路の先端に設けられており、処理水Ｗ２の一部は第二水圧計Ｐ２を経由する。圧力差判断部９３が予め設定した圧力差の規定値を超えると判断した時に、バルブ制御部９１が供給側の第一バルブ４４及び第三バルブ４６を閉止し、排出側の第五バルブ８１及び第七バルブ８３を閉止する。そして、気体の排出経路を確保するため第九バルブ８５及び第十バルブ８６を開放する。次いで、バルブ制御部９１はエアバルブ６３を開放する。圧力差の規定値は、例えば、３０～５０ｋＰａのような範囲を設定することができる。圧力差による自動切換運転モードは、濾過運転中の実際の水圧をモニタリングしているので、被処理水Ｗ１の水質が安定せず、濾過性能が維持できる濾過時間が予測できないような場合でも使用できる利点がある。時間制御による自動切換運転モードと圧力差制御による自動切換運転モードとを併用すれば、時間制御を基本としながら急激な被処理水Ｗ１の水質変化にも対応でき、処理水Ｗ２の品質を維持できる。

【0071】

上記二つの自動切換運転モードにおいて、濾過材伸長工程の開始後から濾過材洗浄工程における制御装置９０の動作は共通である。濾過時間判断部９２がエアバルブ６３の開放開始からの時間を計測し、予め設定した規定時間経過後に、バルブ制御部９１がエアバルブ６３を閉止する。次いで第二バルブ４５及び第四バルブ４７を開放し、外筒１０の第一開口１２Ａから逆洗浄水Ｗ２を供給して、濾過材洗浄工程に移行させる。さらに、濾過時間判断部９２によって濾過材洗浄工程開始からの時間も計測し所定時間が経過した後でバルブ制御部９１が濾過工程に流路を切り替えるようにすれば、濾過装置１が自動的に濾過工程、濾過材伸長工程、濾過材洗浄工程を繰り返して運転することが可能である。

【0072】

［その他の実施形態］
最後に、本発明に係る濾過装置のその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。

【0073】

上記実施形態では、上ストッパー部５１、下ストッパー部５２が、ガイドポールに突状部位として設けられているである例について説明したが、これに限定されない。例えば、ストッパー部は、外筒１０の内壁の複数箇所にリブとして設けられていてもよい。

【0074】

上記実施形態では、被処理水Ｗ１として雨水を用いたが、各種の排水を被処理水とすることも好適である。特に公衆浴場から排出される浴場排水には、シャンプー、コンディショナー、ボディーソープなどの界面活性剤、人体から排出される皮脂類等が含まれるが、本発明の濾過装置１をこのような浴場排水を排水処理の前処理に使用すれば、水中の油性成分のみを除去可能となり、結果として排水処理や下水道負荷を低減することができる。本発明の濾過装置１は、イニシャルコスト及びランニングコスト共に非常に安価とすることができるため、前処理装置として、通常の濾過装置等の処理装置の負荷低減に有用であると考えられる。

【0075】

上記実施形態では、被処理水Ｗ１を未処理の状態で濾過工程に用いたが、被処理水Ｗ１を予めポリ塩化アルミニウム等の凝集剤と混合して、フロックを形成したものを被処理水Ｗ１として用いてもよい。

【0076】

上記実施形態では、制御装置９０で各バルブを制御する例を説明したが、制御装置９０がバルブ制御部９１に加えてポンプ制御部を備えるようにし、濾過材伸長工程の開始時及び終了時における送液ポンプ４１の運転開始／停止と、気体供給源６１の運転開始／停止の両方またはいずれか一方を制御するようにしてもよい。具体的には、ポンプ制御部は、気体供給源６１が、エアバルブ６３を開放する一定時間の前に運転開始するように制御し、エアバルブ６３の閉止後に運転停止するように制御すればよい。また、ポンプ制御部は、バルブ制御部９１が供給手段４０の第一バルブ４４及び第三バルブ４６と、排出側の第五バルブ８１及び第七バルブ８３とを閉止した後で、送液ポンプ４１が運転を停止するように制御し、気体供給源６１の停止とともに送液ポンプが運転を再開するように制御すればよい。

【0077】

上記実施形態では、各バルブを電動制御弁とし、制御装置９０で運転モードを切り替えるものとしたが、制御装置は備えていなくてもよく、手動で運転モードを切り替えてもよい。各バルブは手動で開閉操作するものでもよい。

【0078】

上記実施形態では、濾過材洗浄工程は、逆洗浄水を用いて洗浄する例を説明したが、繊維濾過材２０の汚れが少ない場合などは気体のみまたは気体を主に用いて洗浄してもよい。気体と逆洗浄水とを交互に用いて複数回洗浄してもよい。

【0079】

上記実施形態では、洗浄廃水Ｗ３を洗浄廃水槽３００に貯留する例を説明したが、洗浄廃水槽３００は必ずしも必要ではなく、貯留せずに外部の排水路等に排出してもよい。

【0080】

上記実施形態では、被処理水Ｗ１を繊維濾過材２０により形成した濾過層で１回濾過処理する例を説明したが処理水Ｗ２を外筒１０に循環させて複数回濾過するようにしてもよい。この場合、図１における通水路を満たす量の被処理水Ｗ１を通水したのち、第一バルブ４４を閉止して第二バルブ４５を開放すればよい。

【産業上の利用可能性】

【0081】

本発明の濾過装置及び濾過方法は、貯留した雨水、各種排水等の濾過処理、または濾過処理の前処理に利用できる。

【符号の説明】

【0082】

１ 濾過装置
１０ 外筒
１１ 外筒本体
１２ フランジ
１２Ａ 第一開口
１３ フランジ
１３Ａ 第二開口
２０ 繊維濾過材
３０ 可動ガイド
３０Ａ 被ガイド孔
３６ 固定板
４０ 供給手段
４１ 送液ポンプ
４２ 分岐管
４３ 分岐管
４４ 第一バルブ
４５ 第二バルブ
４６ 第三バルブ
４７ 第四バルブ
５０ ガイドポール
５１ ストッパー部（上ストッパー部）
５２ 下ストッパー部
６０ 気体噴出手段
６１ 気体供給源
６２ 気体噴出口
６３ エアバルブ
９０ 制御装置
９１ バルブ制御部
９２ 濾過時間判断部
９３ 圧力差判断部
１００ 被処理水槽
２００ 処理水槽
３００ 洗浄廃水槽
Ｗ１ 被処理水
Ｗ２ 処理水（逆洗浄水）
Ｗ３ 洗浄廃水
Ｐ１ 第一水圧計
Ｐ２ 第二水圧計

【要約】

【課題】比重の大きい汚濁物質を含む被処理水を適切に濾過処理することができる濾過装置及び濾過方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る濾過装置１は、上端側に位置する第一開口１２Ａと、下端側に位置する第二開口１３Ａと、を有する外筒１０と、外筒１０内の第一開口１２Ａ側に固定されて吊下げられた繊維濾過材２０と、繊維濾過材２０の下端２０Ｂ側と一体に外筒１０内を上下方向に移動可能な可動ガイド３０と、外筒１０の第二開口１３Ａに被処理水Ｗ１を供給可能な供給手段４０と、外筒１０内の第二開口１３Ａ側から気体を噴出可能な気体噴出手段６０と、を備え、第二開口１３Ａに供給された被処理水Ｗ１を濾過して第一開口１２Ａから排出するように構成されている。本発明に係る濾過方法は、濾過装置１を用いた濾過方法であって、濾過工程と濾過材伸長工程と濾過材洗浄工程とを含む。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】