JP2690852B2 - 自然ろ過装置の運転方法 - Google Patents
自然ろ過装置の運転方法Info
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Description
懸濁浮遊物をろ層によりろ過するとともに、ろ層に予め
増殖担持された鉄バクテリアの作用を利用して、地下水
に含まれる鉄、マンガン成分を除去するための自然ろ過
装置の運転方法に関する。
は良好な水資源であるが、その原水には、鉄、マンガン
濃度が高い場合が多く、当該地下水を浄水とするために
は、厚生省の基準値を満足する必要があることも考慮し
て、これらの鉄、マンガン成分を除去する必要がある。
ックス(Leptothrix)、スファエロチルス(Sphaerotilus)
など、地下水に多く生息し、かつ、鉄酸化能、マンガン
酸化能を併せ持つ鉄バクテリアの利用が提唱され(「環
境技術」、Vol.21, No.2, 1992) 、種々の自然ろ過装置
が実用化されている(例えば、特開平1−266897
号など)。
した、砂利層、水道用基準ろ砂、及びアンスラサイトな
どの粒状媒体を充填してろ層(ろ材)を形成し、地下水
などの原水をろ過槽上方より下向流で通水することによ
って、原水中に含まれる懸濁浮遊物をろ層上部に懸滞し
除去するとともに、ろ層に予め増殖担持された鉄バクテ
リアの作用によって、原水中に含まれる鉄、マンガン成
分を除去し、ろ層を通過して浮遊懸濁物が除去され、か
つ鉄、マンガン成分が除去された処理水を、ろ過槽下方
より集水するように構成されている。なお、水道用基準
ろ砂とは、天然の砂をふるい分けしたろ過砂のことをい
い、アンスラサイトとは、石炭のうち最も炭化度の進ん
だ無煙炭のことをいう。
一定時間行った場合には、ろ過の継続により、原水中に
含まれるバクテリアを主体とする懸濁浮遊物がろ層上部
に懸滞し堆積することによって膜化することとなり、そ
のため、損失水頭が漸次増加するとともに、目詰まりが
発生してろ過効果が低下することとなり好ましくなかっ
た。
下方より洗浄水若しくは空気をろ層に導入して、ろ層表
面に蓄積した懸濁物を除去することが行われている。し
かしながら、上記濁質はろ層表面に膜化、マッドボール
化しかつ粘着性も有するために、通常実施されている逆
流洗浄では除去しきれないことがあった。
浄」が実施されているが、この方法は、図4に示したよ
うに、ろ過槽の上方の上部フリーボード部に、相互に一
定間隔離間した複数の排水トラフを架設するとともに、
排水トラフ間において、表面洗浄装置をろ層上方に配設
し、原水を排水トラフの天端まで排出して、ろ層上部に
懸滞した濁質層を表面洗浄装置のノズルより水中におい
て噴出される水噴射によって破砕し、洗浄することが行
われている。
噴射では、ろ層上部に懸滞した濁質層を破砕し除去する
には、その剪断力が不足して不十分な場合があり、その
ため、懸濁物の粘着性からマッドボールの発生等があ
り、ろ過効果の低下した状態で操業を再開することとな
り好ましくなかった。
出して、ろ層の表面を空気中に露出(曝露)することに
より、ろ層上方に配設した表面洗浄装置のノズルより空
中において噴出される水噴射を介して、ろ層上面に懸滞
した濁質層を破砕し、洗浄するいわゆる「ダイレクト表
洗」によって、ろ層表面に蓄積、膜化した濁質層を、極
めて効果的に破砕し除去できることを見出し、本発明を
完成した。
技術における課題を解決するために発明なされたもので
あって、下記の(1)〜(2)の構成をその要旨とす
る。
ある有孔ブロック上方に、粒状媒体を充填してろ層を形
成し、原水をろ過槽上方より下向流で通水することによ
って、原水中に含まれる懸濁浮遊物がろ層上部に懸滞し
除去されるとともに、ろ層に予め増殖担持された鉄バク
テリアの作用によって、原水中に含まれる鉄、マンガン
成分が除去された処理水を前記有孔ブロックを介してろ
過槽下方より集水するように構成し、前記ろ層上部に懸
滞した濁質層を水噴射によって洗浄するために、表面洗
浄装置をろ層上方に配設した自然ろ過装置の運転方法で
あって、ろ過槽内の原水を排出して、ろ過槽内の水位を
ろ層上面下まで排出することにより、ろ層の表面を空気
中に露出し、ろ層上方に配設した表面洗浄装置より洗浄
水を、ろ層上部に懸滞した濁質層に対して、空気中で直
接に水噴射し、それによって、ろ層上部に懸滞した濁質
層を破砕・洗浄・除去するダイレクト表洗工程を実施す
ることを特徴とする自然ろ過装置の運転方法。
に、ダイレクト表洗工程を継続した状態で、洗浄水を前
記有孔ブロックを介してろ過槽下方より、逆洗水をろ層
へ通水する逆洗工程を同時に行う表逆洗工程を実施する
ことを特徴とする前述の(1)に記載の自然ろ過装置の
運転方法。
表洗を実施するために、ろ過槽より原水を排出して、ろ
層の表面を空気中に露出する際に、ろ層表面より下方に
原水を排出しすぎた場合、ろ層の内部に空気が混入する
こととなる。従って、ダイレクト表洗が終了した後に、
再びろ過工程を実施する場合に、当該残留空気によって
ろ過効果を阻害することとなるために、ダイレクト表洗
を実施する際には、排水を水位がろ層表面下100〜2
00mm程度になるように停止することが重要である。
このような、排水を制御するための手段としては、圧力
検知、電極による検知などが考えられ、特に限定される
ものではない。
の間の距離、噴出量、時間、ノズル形状などは、濁質層
の状態などに応じて、適宜選択されるものであり特に限
定されるものではない。
合、表洗を実施する時間などの諸条件、その後の表逆洗
の時間などの諸条件も、濁質層の状態などに応じて、適
宜選択されるものであり特に限定されるものではない。
ついて、添付図面に基づいてより詳細に説明するが、先
ず、本発明の運転方法を実施するための自然ろ過装置の
構造について以下に説明する。
の自然ろ過装置全体の概略図であり、図2は、左半分が
中間平断面図で、右半分が底部平断面図を示している。
ろ過装置1に供給されて流入する地下水などの原水を整
流し、流入水量を均等分配して、各ろ過室20,20へ
供給するためのものである。そして、この流入槽10よ
り供給管12,12を介して均等分配された原水をろ過
するために、(図1に対して前後方向に)並列的に複数
個、ろ過室20が設けられている(図2参照)。
ト28より構成されており、図1及び図4に示したよう
に、ろ過槽22内の底部には、特公昭60−13724
号公報に開示されるような、いわゆる「有孔ブロック」
を並列的に組み合わせて用いて支持体となした有孔ブロ
ック24が配設され、均一な集配水が行えるようになっ
ている。そして、この有孔ブロック24の上方に、ろ層
26が形成されており、これは、砂利層26a、上質の
水道用基準ろ砂26b、及びアンスラサイト26cなど
の粒状媒体を充填してろ層26を形成したものである。
には、図3及び図4に示したように、相互に一定間隔離
間して架設された複数の樋状の排水トラフ29,29が
設けられている。この排水トラフ29は、流入水による
衝撃により、ろ層26表面の乱れを防止するための他、
後述するような洗浄排水を均一に集水、排出する機能を
有するものである。
は、図3及び図4に示したように、それぞれ表面洗浄装
置25の導管25dの分岐管25a,25aが配設され
ており、各分岐管25aには、排水トラフ29の長手方
向に沿って複数個、一定間隔離間して配設され、排水ト
ラフより下方に位置するように、それぞれ一組の表洗ノ
ズル25c,25cが取付けられている。この表洗ノズ
ル25c,25cは、ろ過槽22内の水位をろ層26下
まで下げた状態で行う「ダイレクト表洗」の際に、ろ層
26表面付近を深部まで、均一に全体にわたって洗浄で
きるようにするためのものである。
層26を通過してろ過され水は、有孔ブロック24を介
して集水槽30に集水されるようになっている。なお、
集水槽30は、各ろ過槽22に対応して、複数個並列的
に設けられている。この集水槽30において集水された
ろ過水は、集水槽30の上部に接続されたろ過サイフォ
ン管90を介して連通された浄水槽40に流入するよう
になっている。なお、浄水槽40は、全てのろ過槽22
に共通の単独の浄水槽40となっている。そして、各集
水槽30より浄水槽40に集水・合流されたろ過水は、
浄水槽40に設けられた浄水槽出口の堰42を越えて浄
水補助槽43の下方に設けられた浄水回収経路44によ
り回収されて塩素注入の後、浄水として使用されること
となる。
の逆洗サイフォン管100が接続されており、その他端
が、集水槽30の上方に設けられた逆洗水貯槽70内に
配設されている。この逆洗サイフォン管100は、逆洗
水貯槽70内に貯留されている水を利用して、ろ層26
の洗浄を行うために、洗浄水を逆洗水貯槽70から、集
水槽30へ送り込むためのものである。また、この逆洗
サイフォン管100にはその上端部に逆洗流量調節器
(ダンパー)110が接続されており、この逆洗流量調
節器110を調節することによって、通過面積を変える
ことにより逆洗時の流量を調節することが可能なように
なっている。なお、この逆洗水貯槽70は、全てのろ過
槽22に共通の単独の逆洗水貯槽70となっている(図
2参照)。
岐して、捨水サイフォン管120が設けられ、捨水槽6
0と集水槽30が連通されている。これは、逆洗直後の
不安定な水質のろ過水を、捨水サイフォン管120を介
して、捨水槽60へと排出するためのものである。な
お、この捨水槽60も、全てのろ過槽22に共通の単独
の捨水槽60となっている(図2参照)。
ポンプ170が配設されており、管路172を介して逆
洗水貯槽70に接続されている。これは、逆洗用の逆洗
水を予め逆洗水貯槽70に貯留させておくためのもので
ある。また、浄水槽40内には、表洗ポンプ160が配
設れており、管路162を介して、前述した表面洗浄装
置25の導管25dに接続されており、表洗用の洗浄水
を供給するように構成されている。
は、排水弁28aが設けられており、流入槽10の下方
に設けられた排水槽50に、原水などの水が排水される
ようになっている。なお、この排水槽50も、全てのろ
過槽22に共通の単独の排水槽50となっている(図2
参照)。
表洗水抜用の管路132を配設し、その他端が排水槽5
0に到っている。また、本実施例の場合には、管路13
2又は集水槽30に圧力検知装置(図示せず)を設け
て、ダイレクト表洗を実施する際の排水の際に、ろ過槽
22の水位が、ろ層26の上面よりろ層表面下100〜
200mm程度の下方において、排水が停止するように
構成している。このような、排水を制御するための手段
としては、本実施例のような圧力検知の他、電極による
検知などが考えられ、特に限定されるものではない。
について、図5〜図14、特に、図15の作動状態を示
すブロック図に基づいて詳細に説明する。なお、図5〜
図14では、水の状態を示すために、水が存在する部分
を少し暗く示している。
配された原水は、ろ過室20内に流入して、上部フリー
ボード部に設けられた排水トラフ29,29を介してろ
過槽22へ流入して、ろ層26を通過する間に、濁度成
分である懸濁浮遊物が除去され、ろ層26上部に懸滞す
るとともに、鉄バクテリアの作用によって、原水中の
鉄、マンガンを酸化除去されるようになっている。
水は、有孔ブロック24を介して、集水槽30に集水さ
れ、集水槽30の上部に接続されたろ過サイフォン管9
0を介して、浄水槽40に流入し、浄水槽40に設けら
れた浄水槽出口の堰42を越えて浄水補助槽43の下方
に設けられた浄水回収経路44により回収されて塩素注
入の後、浄水として使用される。
面に懸濁浮遊物が懸滞して、損失水頭が漸次増加するこ
ととなり、それに伴ってろ過室20内の水位が徐々に上
昇することとなる。そのため、一定期間ろ過を継続した
後には、下記の洗浄工程、特に、「表洗工程」が必要と
なる。
定のレベルに達した場合に、流入分配弁14を閉じ、ろ
過水抜き、すなわち、ろ過サイフォン管90は作動して
おり、上述のろ過工程は継続されており、前述のろ過だ
けが実施されることとなる。このろ過水抜の目的は、ろ
層26上部に貯留された原水を有効利用することで、排
水量の減少を図るためである。
位が降下した後、ろ過サイフォン管90のサイフォンブ
レーク弁91を開いて、ろ過サイフォン管90の水流を
停止(ブレーク)させて、ろ過室20のガリット28の
下端に設けられた排水弁28aを開いて、排水槽50
に、原水を排水し、ろ過室20内の水位を排水トラフ2
9の天端まで水抜を実施する。
抜弁133を開いて、ろ層26を介して浄化されたろ過
水を、ダイレクト表洗水抜用の管路132を介して、排
水槽50に排水する。
れた圧力検知装置(図示せず)より、ろ過槽22内の水
位を検知して、排水を停止し、それによって、排水後の
水位がろ層26表面下100〜200mm程度になるよ
うに正確に停止される。
0内に配設された表洗ポンプ160を作動させて、表洗
弁164を開き、管路162を介して、表面洗浄装置2
5の導管25d、各分岐管25aに、表洗用の洗浄水を
供給する。そして、排水トラフ29の長手方向に沿って
複数個、一定間隔離間して配設された表洗ノズル25c
より、洗浄水が噴出されて、ろ層26表面の濁質層を空
中にて、均一に全体にわたって、破砕、洗浄して、濁質
層が除去される。
ル25cとの間の距離は特に限定されるものではなく、
噴出量、ノズル形状、濁質層の状態などに応じて、適宜
選択されるものであり特に限定されるものではない。
した状態で、逆洗サイフォン管100を作動させて、逆
洗水貯槽70内に貯留されている水を逆洗水として、逆
洗水貯槽70から、集水槽30へ送り込み、ろ過槽22
の底部の有孔ブロック24を介して、逆洗水を噴出させ
てろ層26の洗浄を行う。
逆洗を同時に実施することによって、相乗効果によって
効率良くかつ効果的にろ層26の洗浄(特に、ろ層26
の上面の濁質層膜の除去、及びろ層26の目詰まりの洗
浄)が可能となる。
浄汚水は、排水トラフ29を介して、ろ過室20のガリ
ット28の下端に設けられた排水弁28aを経て、排水
槽50に排水される。
を閉じて、表洗ポンプ160を停止して、逆洗サイフォ
ン管100を作動させた状態にして、逆洗のみを実施す
る。この際、のダイレクト表洗工程、の表逆洗工程
により、ろ砂より完全に剥離した濁質成分が、この工程
によって、ろ過槽22より溢れ出る洗浄汚水として、排
水トラフ29を介して、ろ過室20のガリット28の下
端に設けられた排水弁28aを経て、排水槽50に排水
される。
逆洗サイフォン管100を停止するとともに、流入分配
弁14を開いて、流入槽10より供給管12を介して、
ろ過室20内に原水を供給して、排水トラフ29の天端
まで水張りを実施し、次の工程であるろ過工程に移行す
る準備を行う。但し、この時には、ろ過サイフォン管9
0は非作動状態を維持したままである。
排水がろ過水に混入しないように、捨水サイフォン管1
20を起動させる。これによって、一定時間、逆洗直後
の不安定な水質のろ過水を、捨水サイフォン管120を
介して、捨水槽60へと排出する。
ォン管90を起動させて、集水槽30よりろ過サイフォ
ン管90を介して、浄水槽40に流入し、回収されて塩
素注入の後、浄水として使用される。その後、(1)の
ろ過工程に進み、一連のサイクルが繰り返されるように
なっている。しかし、このろ過工程の間、次回の逆洗用
洗浄水を確保し、予め逆洗水貯槽70に貯留させておく
ために、補給水ポンプ170を作動させて、浄水槽40
内のろ過水の一部を管路172を介して、逆洗水貯槽7
0に供給して、逆洗水貯槽70に洗浄用水が満たされた
状態で補給水ポンプ170を停止する。
での水抜き)で行ういわゆる「普通表洗」と、本発明の
ダイレクト表洗(ろ面までの水抜き)との効果を比較す
るために、単位面積1m2 当たり、表洗量0.2〜0.
3m3 /分、逆洗量0.6〜0.7m3 /分、ノズル位
置5〜18cmで、表洗を1〜3分、表逆洗を1〜3
分、逆洗を1〜3分、それぞれ行って洗浄率を比較し
た。その結果を下記の表1に示した。表1の結果から明
らかなように、普通表洗に比較して、本発明のダイレク
ト表洗の方が格段と洗浄効果が優れていることがわか
る。
は、ろ過槽内の原水を排出して、ろ過槽内の水位をろ層
上面下まで排出することにより、ろ層の表面を空気中に
露出し、ろ層上方に配設した表面洗浄装置より洗浄水
を、ろ層上部に懸滞した濁質層に対して、空気中で直接
に水噴射し、それによって、ろ層上部に懸滞した濁質層
を破砕・洗浄・除去するので、ろ層表面に蓄積、膜化し
た濁質層を、極めて効果的に破砕し除去できる。
は、ダイレクト表洗を実施した後に、ダイレクト表洗工
程を継続した状態で、洗浄水を前記有孔ブロックを介し
てろ過槽下方より、逆洗水をろ層へ通水する逆洗工程を
同時に行う表逆洗工程を実施するので、上方よりの表
洗、下方よりの逆洗を同時に実施することによって、相
乗効果によって効率良くかつ効果的にろ層上面の濁質層
膜の除去、及びろ層の目詰まりの洗浄が可能となる。
自然ろ過装置全体の概略図である。
自然ろ過装置の平断面図であり、左半分が中間平断面図
で、右半分が底部平断面図を示している。
自然ろ過装置のろ過室の上面図である。
自然ろ過装置のろ過室の縦断面図である。
自然ろ過装置の作動状態のろ過工程を示す図1と同様な
図である。
自然ろ過装置の作動状態のろ過水抜工程を示す図5と同
様な図である。
自然ろ過装置の作動状態の水抜工程を示す図5と同様な
図である。
自然ろ過装置の作動状態のダイレクト表洗水抜工程を示
す図5と同様な図である。
自然ろ過装置の作動状態のダイレクト表洗工程を示す図
5と同様な図である。
めの自然ろ過装置の作動状態の表逆洗工程を示す図5と
同様な図である。
めの自然ろ過装置の作動状態の逆洗工程を示す図5と同
様な図である。
めの自然ろ過装置の作動状態の水張工程を示す図5と同
様な図である。
めの自然ろ過装置の作動状態の捨水工程を示す図5と同
様な図である。
めの自然ろ過装置の作動状態の補給水工程を示す図5と
同様な図である。
めの自然ろ過装置の作動状態を示すブロック図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 ろ過槽内の底部に配設した支持体である
有孔ブロック上方に、粒状媒体を充填してろ層を形成
し、原水をろ過槽上方より下向流で通水することによっ
て、原水中に含まれる懸濁浮遊物がろ層上部に懸滞し除
去されるとともに、ろ層に予め増殖担持された鉄バクテ
リアの作用によって、原水中に含まれる鉄、マンガン成
分が除去された処理水を前記有孔ブロックを介してろ過
槽下方より集水するように構成し、 前記ろ層上部に懸滞した濁質層を水噴射によって洗浄す
るために、表面洗浄装置をろ層上方に配設した自然ろ過
装置の運転方法であって、 ろ過槽内の原水を排出して、ろ過槽内の水位をろ層上面
下まで排出することにより、ろ層の表面を空気中に露出
し、ろ層上方に配設した表面洗浄装置より洗浄水を、ろ
層上部に懸滞した濁質層に対して、空気中で直接に水噴
射し、それによって、ろ層上部に懸滞した濁質層を破砕
・洗浄・除去するダイレクト表洗工程を実施することを
特徴とする自然ろ過装置の運転方法。 - 【請求項2】 前記ダイレクト表洗を実施した後に、ダ
イレクト表洗工程を継続した状態で、洗浄水を前記有孔
ブロックを介してろ過槽下方より、逆洗水をろ層へ通水
する逆洗工程を同時に行う表逆洗工程を実施することを
特徴とする請求項1に記載の自然ろ過装置の運転方法。
Priority Applications (1)
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JP24782293A JP2690852B2 (ja) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | 自然ろ過装置の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP24782293A JP2690852B2 (ja) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | 自然ろ過装置の運転方法 |
Publications (2)
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JPH07100491A JPH07100491A (ja) | 1995-04-18 |
JP2690852B2 true JP2690852B2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=17169183
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP24782293A Expired - Lifetime JP2690852B2 (ja) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | 自然ろ過装置の運転方法 |
Country Status (1)
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1993
- 1993-10-04 JP JP24782293A patent/JP2690852B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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