JP2022188978A - Filtration device and method for operating filtration device - Google Patents

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Taro Kurusu
明弘 西田
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Abstract

To provide a filtration device configured so as to prevent a filter sand washing part which is used to wash filter sand from being blocked.SOLUTION: A filtration device is configured to subject raw water to filtration treatment by flowing the raw water upward over a filtration layer 3 formed by filling filter sand thereinto and to eject, as detergent drain, water pumped up together with the filter sand by air for air-lift supplied to the filtration layer 3 by an airlift pump 10, which comprises a filter sand washing part 20 that washes filter sand lifted up by the air for air-lift and cleaning-air blowing-in means 50 that blows cleaning air into the filter sand washing part 20.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

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。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an upflow moving-bed filtering device that continuously cleans filter sand, and a method of operating the filtering device.

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。 For example, filtration devices used for sewage treatment include a gravity downward flow filtration system (fixed bed), a gravity upward flow filtration system (fixed bed), and an upward flow moving bed filtration system. Of these, the upflow moving-bed filtration method is a method that continuously cleans the filter sand, which is the filter medium, at the same time as performing the filtration operation. It is widely used for water treatment because it provides filtered water and is easy to maintain.

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。 As an upflow moving-bed filtration system, raw water (water to be treated containing suspended solids (SS)) is allowed to flow upward through a filter layer formed by filling filter sand to filter raw water. It is known to treat the water and discharge the water, which is raised together with the filter sand by the air for air lift supplied to the filter layer by the air lift pump, as washing waste water (see, for example, Patent Document 1). In this filter device, the filter sand raised by the air for airlift is washed in the filter sand washing section.

特開２０１２－１６６１１３号公報JP 2012-166113 A

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。 In the filter device described in Patent Document 1, foreign matter and contaminants (e.g., biofilms, larvae of aquatic organisms, etc., hereinafter referred to as "foreign matter, etc.") are accumulated in the filter sand cleaning unit as the operation time elapses. ) may adhere and accumulate as contaminants. For this reason, depending on the amount of accumulated foreign matter, etc., there is a risk that the filter sand washing section will be clogged, and the operation of the filter device will be hindered.

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。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a filter device capable of preventing clogging of a filter sand cleaning part used for cleaning filter sand, and a method of operating the filter device. do.

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。 The characteristic configuration of the filtration device according to the present invention for solving the above problems is
The raw water is filtered by flowing the raw water upward through a filter layer filled with filter sand, and the water, which is raised together with the filter sand, is washed by the air for air lift supplied to the filter layer by an air lift pump. A filtration device configured to discharge as waste water,
a filter sand washing unit for washing the filter sand raised by the air for airlift;
cleaning air blowing means for blowing cleaning air into the filter sand washing section;
It is to prepare

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。 According to the filter device of this configuration, the cleaning air is blown by the cleaning air blowing means into the filter sand cleaning section that cleans the filter sand raised by the air for airlift. As a result, even if foreign matter or the like adheres to or accumulates on the filter sand cleaning unit as the operation time of the filter device elapses, the foreign matter is separated and removed by the cleaning air blown into the filter sand cleaning unit. Therefore, clogging of the filter sand washing section can be prevented.

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。 In the filtration device according to the present invention,
The filter sand washing unit is
a separator for separating the filter sand;
Washing in which the filter sand separated by the separator is introduced, the filtered water that has passed through the filter layer is introduced, and the introduced filter sand and the filtered water are brought into countercurrent contact to wash the filtered sand. vessel and
including
It is preferable that the cleaning air blowing means includes a cleaning air injection pipe disposed so as to inject cleaning air toward a filtered water introduction portion of the washing device into which the filtered water is introduced.

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。 According to the filtering device of this configuration, when the cleaning air is jetted from the cleaning air jetting pipe toward the filtered water introduction portion of the washer into which the filtered water is introduced, the jetted cleaning air is ejected from the filtered water introducing portion. It is blown into the scrubber and through the scrubber into the separator. As a result, the cleaning device and the separator can be cleaned at the same time, and the cleaning efficiency can be improved.

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。 In the filtration device according to the present invention,
a turbidity meter for measuring the turbidity of the washing wastewater;
a control device for controlling the amount of cleaning air blown by the cleaning air blowing means based on the measured value of the turbidity meter;
is preferably further provided.

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。 According to the filtering device of this configuration, the amount of cleaning air blown by the cleaning air blowing means is controlled by the control device based on the measured value of the turbidity meter for measuring the turbidity of the washing wastewater, so that the amount of cleaning air blown by the cleaning air blowing means is controlled by the control device. Accordingly, it is possible to blow in an appropriate amount of cleaning air without excess or deficiency.

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。 Next, the characteristic configuration of the method for operating a filtration device according to the present invention for solving the above problems is as follows:
The raw water is filtered by flowing the raw water upward through a filter layer filled with filter sand, and the water, which is raised together with the filter sand, is washed by the air for air lift supplied to the filter layer by an air lift pump. A method of operating a filtration device configured to discharge as wastewater, comprising:
a filter sand cleaning step of cleaning the filter sand lifted by the air for airlift in a filter sand cleaning unit;
a cleaning air blowing step of blowing cleaning air into the filter sand washing unit;
to include

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。 According to the operation method of the filter device of this configuration, the filter sand cleaning step of cleaning the filter sand raised by the air for airlift in the filter sand cleaning unit and the cleaning air blowing step of blowing the cleaning air into the filter sand cleaning unit. done. As a result, as the operation time of the filter device elapses, the foreign substances and the like that have adhered and accumulated on the filter sand cleaning section are separated and removed by the cleaning air that is blown into the filter sand cleaning section. Therefore, clogging of the filter sand washing section can be prevented.

図１は、本発明の一実施形態に係るろ過装置を模式的に表した概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram schematically showing a filtering device according to one embodiment of the present invention. 図２は、本発明の別実施形態に係るろ過装置の要部を拡大して模式的に表した概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an enlarged schematic view of a main part of a filtering device according to another embodiment of the present invention.

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。 The present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not intended to be limited to the embodiments described below or the configurations described in the drawings. In FIGS. 1 and 2, the various devices that make up the filter of the present invention are exaggerated or simplified as appropriate for ease of explanation, and the size relationship and arrangement of various devices in the actual filter device are strictly not a reflection.

＜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。 <Overall composition>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram schematically showing a filtering device 1 according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the filter device 1 includes a filter tank 2 having a cylindrical body portion 2a and an inverted cone-shaped bottom portion 2b, and a filter formed by filling the filter tank 2 with filter sand as a filter medium. The layer 3, the air lift pump 10 that lifts the filter sand in the lower part of the filter layer 3 together with the water, the filter sand cleaning unit 20 that cleans the filter sand lifted by the air lift pump 10, and the cleaning air to the filter sand cleaning unit 20. and a cleaning air blowing means 50 for blowing.

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。 At the bottom of the filter tank 2, a raw water inlet 4 is provided for allowing raw water, which is water to be treated containing suspended solids (SS), to flow into the filter layer 3. As shown in FIG. The raw water inflow portion 4 is provided with a raw water distribution plate 5 composed of, for example, an assembly of single or multiple distribution plates having a triangular cross section and an open bottom side. A raw water inflow pipe 7 is connected to the raw water distribution plate 5 via a guide pipe 6 , and raw water is supplied from the raw water inflow pipe 7 to the raw water distribution plate 5 via the guide pipe 6 . In this way, the raw water flows out from the lower part of the raw water distribution plate 5 as indicated by arrow A, and the SS component contained therein is filtered by the filtration layer 3 while passing through the filtration layer 3 in an upward flow. The treated water (filtered water) after filtration overflows from the upper part of the filter tank 2 and flows into the water collection trough 8, as indicated by the arrows B, C, and D in FIG. is sent to a processing device (not shown).

＜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。 <Air lift pump>
The air lift pump 10 includes an air lift pipe 11 arranged to extend from the upper part to the lower part of the filter tank 2 inside the filter tank 2, and a pressure opening and closing type air pump arranged outside the filter tank 2. and a compressor 12 . The air compressor 12 also serves as a supply source of compressed air that serves as air for air lift and a supply source of compressed air that serves as cleaning air.

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。 A box 13 is attached to the air lift pipe 11 so as to wrap the lower end of the air lift pipe 11 . A suction pipe 14 is connected to the bottom of the box 13 so as to communicate with the inside of the box 13 . The box 13 and the air compressor 12 are connected by an air supply pipe 15 . A flow control valve 16 and a flow meter 17 are interposed in the air supply pipe 15 in this order from the upstream side toward the downstream side of the compressed air flow. The flow control valve 16 is controlled in valve opening according to a valve opening signal from a control device 70, which will be described later. The flow meter 17 measures the flow rate of compressed air flowing downstream of the flow control valve 16 in the air supply pipe 15 . A measurement signal of the flow meter 17 is transmitted to the control device 70 which will be described later. The control device 70 reads the measurement signal of the flow meter 17, calculates the valve opening degree of the flow control valve 16 so that the current flow rate of the compressed air approaches the target value, and calculates the valve opening degree based on the calculated valve opening degree. A signal is sent to the flow control valve 16 .

＜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。 <Filtration sand cleaning section>
The filter sand cleaning unit 20 cleans the filter sand lifted by the air for air lift of the air lift pump 10 and is mainly composed of a separator 21 and a cleaner 22 .

＜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。 <Separator>
The separator 21 is arranged on the upper end side of the air lift pipe 11 . The separator 21 is made of a lid-like body with a lower opening covering the upper opening of the airlift tube 11 . Water (washing wastewater) is conveyed to the separator 21 through the airlift pipe 11 together with the filter sand by the action of the air for airlift. The separator 21 is configured to separate the filter sand and the washing wastewater by sedimenting the filter sand accompanying the washing wastewater together with the air for airlift.

＜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。 <Washer>
The washer 22 is arranged below the separator 21 . Washer 22 consists of a tubular body extending between separator 21 and filter layer 3 . The cleaning device 22 includes a filter sand introduction part 22a opened upward, a filtered water introduction part 22b opened downward, and a labyrinth passage 22c formed between the filtered sand introduction part 22a and the filtered water introduction part 22b. and

＜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。 <Cleaning Air Blowing Means>
The cleaning air blowing means 50 mainly includes a flow control valve 51, a flow meter 53, a joint 55, and required (two in this example) cleaning air injection pipes 57 in addition to the air compressor 12 as a cleaning air supply source. It has Although two cleaning air injection pipes 57 are used in this example, the present invention is not limited to this. If one cleaning air injection pipe 57 is used, the joint 55 can be omitted. When three or more cleaning air injection pipes 57 are used, for example, a centralized distribution joint may be used to distribute the compressed air to each of the cleaning air injection pipes 57 .

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。 The flow rate control valve 51 is controlled in valve opening according to a valve opening signal from a control device 70, which will be described later. The flow control valve 51 is connected to the air compressor 12 via an air supply pipe 61 branching from a portion of the air supply pipe 15 between the air compressor 12 and the flow control valve 16 . The flow control valve 51 and the joint 55 are connected via an air supply pipe 62 . A flow meter 53 is interposed in the air supply pipe 62 . The joint 55 and each cleaning air injection pipe 57 are connected via an air supply pipe 63 .

＜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。 <Cleaning air injection pipe>
The cleaning air injection pipe 57 is made of a straight tubular member extending obliquely upward toward the filtered water introduction portion 22b of the washer 22, and is an injection for injecting cleaning air (compressed air) toward the filtered water introduction portion 22b. It is arranged to function as a nozzle. The cleaning air injection pipe 57 is fixedly supported by the washer 22 by support means such as a stay (not shown).

＜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。 <Turbidity meter>
Around the separator 21, a cleaning drainage reservoir 25 is formed to temporarily store cleaning drainage. A turbidity meter 65 is arranged in the washing waste water reservoir 25 so as to measure the turbidity of the stored washing waste water. As the turbidity meter 65, for example, a transmitted scattered light method, a surface scattered light method, an integrating sphere method, a transmitted light method, a scattered light method, a particle number measurement method, or the like can be used. may

＜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。 <Control device>
The filtration device 1 further includes a control device 70 mainly composed of a computer capable of controlling the entire device. The flow control valves 16 and 51, the flowmeters 17 and 53, and the turbidity meter 65 are connected to the controller 70 so as to be capable of signal transmission.

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。 The control device 70 has a timer control circuit 71, and when the timer set time Ts by the timer control circuit 71 is exceeded, a valve opening actuation signal is sent to the flow control valve 51 to open the flow control valve 51. configured to be able to

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。 In the filtration device 1 configured as described above, the control device 70 transmits a valve opening actuation signal to the flow control valve 16, reads the measurement signal of the flow meter 17, and detects the current compressed air (air lift The valve opening degree of the flow rate control valve 16 is calculated so that the flow rate of the air (air for cooling) approaches the target value, and a valve opening degree signal based on the calculated valve opening degree is sent to the flow rate control valve 16 . As a result, the flow control valve 16 is opened to a valve opening degree corresponding to the valve opening degree signal from the control device 70 .

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。 In the air lift pump 10 , compressed air (air lift air) is supplied from the air compressor 12 to the inside of the box 13 through the air supply pipe 15 at a flow rate corresponding to the valve opening degree of the flow control valve 16 . The air for air lift supplied to the inside of the box 13 is blown into the inside of the air lift pipe 11 as indicated by the arrow symbol E in FIG. Then, as indicated by the arrow symbol F in FIG. 1, the water and filter sand at the bottom of the filter tank 2 are sucked into the box 13 through the suction pipe 14 . The filter sand sucked up inside the box 13 rises as indicated by the arrow symbol G in FIG. washed.

＜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。 <Filter sand washing process>
Filter sand lifted up together with water (washing waste water) by the air for airlift is conveyed to the separator 21 . In the separator 21, as indicated by the arrow symbol H in FIG. 1, the filter sand is sedimented to separate the filter sand and the washing wastewater. The filter sand separated by the separator 21 is introduced into the labyrinth passage 22c through the filter sand introduction portion 22a of the cleaner 22. As shown in FIG. As indicated by symbol I in FIG. 1, part of the filtered water that has passed through the filtration layer 3 is introduced into the labyrinth passage 22c as washing water through the filtered water introduction portion 22b. In the labyrinth passage 22c, the filter sand introduced from the filter sand introduction part 22a and the washing water (filtered water) introduced from the filtered water introduction part 22b are brought into countercurrent contact, thereby separating the filter sand and the SS. and regenerate the filter sand as a filter medium. The regenerated filter sand is returned to the filter layer 3 as indicated by the arrow symbol J in FIG. The SS moves upward inside the washer 22 along with the upward water, and is temporarily stored in the wash waste water reservoir 25 together with the wash waste water separated by the separator 21 . The cleaning wastewater containing SS stored in the cleaning wastewater reservoir 25 passes through the hole of the orifice plate 26 constituting one side wall of the cleaning wastewater reservoir 25 and/or overflows the orifice plate 26 to As shown by the symbol K, it is discharged out of the apparatus through the washing drain pipe 27 . 1 is an air vent pipe.

＜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。 <Cleaning air blowing process>
When the timer set time Ts by the timer control circuit 71 is exceeded, the control device 70 transmits a valve closing actuation signal to the flow control valve 16, closes the flow control valve 16, stops the operation of the air lift pump 10, The processing operation for regenerating the filter medium is temporarily interrupted (the filtration processing in the filtration layer 3 due to the inflow of raw water is continued). Shortly thereafter, controller 70 sends a valve open actuation signal to flow control valve 51 to open flow control valve 51 . As a result, the compressed air from the air compressor 12 is supplied as cleaning air to the cleaning air injection pipe 57 via the air supply pipes 61, 62, 63, and the cleaning air is directed to the filtered water introduction portion 22b of the washer 22. be jetted. The jetted cleaning air is blown into the interior of the cleaning device 22, ie, the labyrinth passage 22c, through the filtered water introduction portion 22b, and is also blown into the interior of the separator 21 through the labyrinth passage 22c. As a result, as the operation time of the filter device 1 elapses, even if foreign matter or the like adheres or accumulates as dirt on the filter sand washing unit 20 (separator 21, washing device 22), it is blown away by the cleaning air to be peeled off and removed. be done. The peeled/removed foreign matters and the like are temporarily stored in the cleaning waste water reservoir 25 together with the cleaning waste water separated by the separator 21, and then pass through the orifice plate 26 and/or It overflows the orifice plate 26 and is discharged out of the apparatus through the washing drain pipe 27 as indicated by the symbol K in FIG. In this way, clogging of the filter sand washing section 20 can be prevented. In addition, since the separator 21 and the washer 22 are simultaneously washed by the cleaning air jetted from the cleaning air jet pipe 57, the washing efficiency can be improved.

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。 After a predetermined time has elapsed, the control device 70 transmits a valve closing actuation signal to the flow control valve 51 to close the flow control valve 51 to stop the cleaning operation of the filter sand cleaning unit 20, and the timer control circuit 71 Reset the timer set time Ts and start counting again. The control device 70 also transmits a valve opening actuation signal to the flow control valve 16 to open the flow control valve 16 and restart the operation of the airlift pump 10 .

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。 By the way, for example, the SS concentration of the raw water may suddenly increase depending on the operating conditions of the pretreatment equipment (not shown) installed upstream of the filtration device 1 . In this case, the possibility that foreign matter or the like adheres and accumulates in the filter sand cleaning section 20 increases. Therefore, when the measured value of the turbidity meter 65 exceeds a predetermined value, even if the timer setting time Ts by the timer control circuit 71 is not exceeded, the control device 70 directs the flow control valve 16 toward the valve closing operation. A signal is sent to close the flow control valve 16 to stop the operation of the air lift pump 10 , and a valve opening actuation signal is sent to the flow control valve 51 to open the flow control valve 51 . Then, the control device 70 reads the measurement signal of the flow meter 53 and the measurement signal of the turbidity meter 65, and sets the current flow rate of the compressed air (cleaning air) to the target value, which is the required flow rate according to the turbidity. , and transmits a valve opening signal based on the calculated valve opening to the flow control valve 51 . As a result, the flow rate control valve 51 is opened at a valve opening degree corresponding to the valve opening degree signal from the control device 70, and even if the SS concentration of the raw water fluctuates greatly, an appropriate amount of water is supplied according to the degree of contamination. of cleaning air can be blown in.

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。 By repeating the filter medium regeneration process and the cleaning operation of the filter sand cleaning unit 20 described above, the filter device 1 can be stably operated over a long period of time.

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。 As described above, the filtering device and the method of operating the filtering device of the present invention have been described based on one embodiment, but the present invention is not limited to the configuration described in the above embodiment, and is within the scope of the invention. , the configuration can be changed as appropriate.

（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。 (another embodiment)
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an enlarged schematic view of a main part of a filtering device 1 according to another embodiment of the present invention. In the above embodiment, the cleaning air blowing means 50 includes the straight cleaning air injection pipe 57 arranged to inject the cleaning air toward the filtered water introduction portion 22b of the washer 22. However, it is not limited to this, and as shown in FIG. There is also a mode to prepare. The cleaning air injection pipe 57 shown in FIG. 2 is fixedly supported by the washer 22 by support means such as a stay (not shown). In this cleaning air injection pipe 57, required injection holes 57a opening toward the filtered water introduction portion 22b are perforated at a predetermined pitch in the upper part near the inner circumference, and air is supplied from the air compressor 12. The cleaning air supplied through the pipes 61, 62, 63 can be jetted from the jet hole 57a toward the filtered water introduction part 22b. In addition, the cross-sectional shape of the cleaning air injection pipe 57 is not limited to a circular shape, and may be, for example, an elliptical shape or a polygonal shape. Moreover, the planar view shape of the cleaning air injection pipe 57 is not limited to an annular shape, and may be an elliptical annular shape or a polygonal annular shape. 2 can also provide the same effect as the embodiment shown in FIG. 1, and the joint 55 required in the embodiment shown in FIG. 1 can be omitted. In addition, compared to the embodiment shown in FIG. 1, the number of air supply pipes 63 can be reduced, and the device configuration can be simplified.

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。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The filtration device and the operation method of the filtration device of the present invention can be used, for example, in water treatment applications such as sewage, clean water, and general wastewater.

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 REFERENCE SIGNS LIST 1 filtration device 3 filtration layer 10 air lift pump 20 filter sand cleaning unit 21 separator 22 cleaning device 50 cleaning air blowing means 57 cleaning air injection pipe 65 turbidity meter 70 control device

Claims (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。 The raw water is filtered by flowing the raw water upward through a filter layer filled with filter sand, and the water, which is raised together with the filter sand, is washed by the air for air lift supplied to the filter layer by an air lift pump. A filtration device configured to discharge as waste water,
a filter sand washing unit for washing the filter sand raised by the air for airlift;
cleaning air blowing means for blowing cleaning air into the filter sand washing section;
Filtration device with. 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。 The filter sand washing unit is
a separator for separating the filter sand;
Washing in which the filter sand separated by the separator is introduced, the filtered water that has passed through the filter layer is introduced, and the introduced filter sand and the filtered water are brought into countercurrent contact to wash the filtered sand. vessel and
including
2. The filtering device according to claim 1, wherein the cleaning air blowing means includes a cleaning air injection pipe disposed so as to inject cleaning air toward a filtered water introduction portion of the washer into which the filtered water is introduced. . 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。 a turbidity meter for measuring the turbidity of the washing wastewater;
a control device for controlling the amount of cleaning air blown by the cleaning air blowing means based on the measured value of the turbidity meter;
3. The filtration device of claim 1 or 2, further comprising: 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。 The raw water is filtered by flowing the raw water upward through a filter layer filled with filter sand, and the water, which is raised together with the filter sand, is washed by the air for air lift supplied to the filter layer by an air lift pump. A method of operating a filtration device configured to discharge as wastewater, comprising:
a filter sand cleaning step of cleaning the filter sand lifted by the air for airlift in a filter sand cleaning unit;
a cleaning air blowing step of blowing cleaning air into the filter sand washing unit;
A method of operating a filtration device comprising
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