WO2004014513A1 - 濾過装置 - Google Patents

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WO2004014513A1
WO2004014513A1 PCT/JP2003/009599 JP0309599W WO2004014513A1 WO 2004014513 A1 WO2004014513 A1 WO 2004014513A1 JP 0309599 W JP0309599 W JP 0309599W WO 2004014513 A1 WO2004014513 A1 WO 2004014513A1
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filtration
tank
washing
filter medium
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PCT/JP2003/009599
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Inventor
Yasuhiro Saito
Original Assignee
Nihon Genryo Co., Ltd.
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    • B01D24/4673—Regenerating the filtering material in the filter by moving the filtering element using rotary devices or vibration mechanisms, e.g. stirrers
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    • B01D29/62—Regenerating the filter material in the filter

Definitions

  • the present invention relates to a filtration device for filtering a liquid such as water, and more particularly to a filtration device having a filter material washing mechanism inside.
  • a filter sand washing device (filter material washing mechanism) is installed in the filter tank so that the filter material can be efficiently cleaned in a short time without taking the filter material out of the filter tank and keeping the filter material in the filter tank. It is considered to be provided.
  • a filter disclosed in Japanese Patent No. 314991 and Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-98704 is known. ing.
  • a central pipe that opens downward is suspended from above by a housing (supporting part) in a filtration chamber (filtration tank).
  • a filtration chamber filtration tank
  • -Shaped propulsion device is arranged above the propulsion unit.
  • a tube with a spout which rotates in conjunction with the propulsion unit and discharges the washing liquid at a high speed by centrifugal force, is located on the side slightly above the upper end of the central tube.
  • the filtration chamber is provided with a perforated pseudo-bottom (filter bed) having a plurality of holes. During normal filtration, raw water containing turbidity is supplied from above and the perforated pseudo-bottom is placed on the perforated pseudo-bottom.
  • a pumping pipe (washing tank) which is suspended from above in the tank body is arranged, and a spiral water pump is rotatably arranged in this pumping pipe.
  • the raw water is discharged into the filter sand by a raw water dispersing cylinder in the filter sand, and the raw water passes through the filter sand from below and is processed water (purified water). Is discharged above the filter sand.
  • the spiral water pump rotates and the filter sand capturing the turbidity is lifted from the lower part of the spiral water pump, and the turbid medium is separated from the filter sand by centrifugal separation to wash. I have.
  • the washed filter sand is discharged from the filter sand discharge port at the upper part of the pumping pipe, and returns to the tank body again.
  • a filter disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-215509 is known.
  • the raw water supplied from the lower part of the filter tank is moved upward in the filter tank, similarly to the filter disclosed in the aforementioned Japanese Utility Model Publication No. 63-978704. And filtered.
  • An outer cylinder containing a screw conveyor is suspended from the top of the filter tank in this filter tank, and the filter sand is washed while the filter sand is raised from the lower end to the upper end of the outer cylinder by the screw conveyor. It has been.
  • the raised filter sand is further stirred in a separation chamber provided at the top of the outer cylinder so that pollutants are removed.
  • the washed filter sand is returned to the upper surface of the filter medium layer from the separation chamber. In this filter, even during washing, raw water flows upward from below, and filtration is performed continuously without interruption.
  • raw water is supplied from above and permeates downward, in which a large-diameter gravel layer is laid on a filter bed and fine sand is laid thereon.
  • a configuration in which layers are stacked to form a filtering material is known.
  • Cleaning of the filter media may also be performed daily, for example, at the beginning or at the end of the day.
  • the degree of turbidity clogging is detected by a sensor, and washing is automatically performed as necessary, or at predetermined intervals before clogging occurs. In some cases, the washing is performed automatically by an activated timer.
  • the filtering material is disposed directly on the perforated pseudo-bottom, and the filtration sand flows downward through the perforated pseudo-bottom hole.
  • the turbidity is removed by rotating the propeller, and the washing water is caused to flow back from the perforated false bottom toward the filter sand layer, so that the pollutants adhering to the filter sand are separated from the filter sand and discharged.
  • the perforated false bottom has a limited total area of multiple holes provided, that is, the opening ratio is low, and the filter sand on the perforated false bottom is evenly washed. Cannot squirt water. As a result, the efficiency of rinsing pollutants in the filtered sand is low, and the cleaning work is also time-consuming. Also, in the case of the filters (filters) disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 63-98704 and Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-215509, in ordinary filtration, It is a so-called upward flow type in which raw water is supplied from a lower raw water supply port and moves upward.
  • washing water is ejected upward from a water passage that is not blocked by turbidity in the filter material layer, that is, a so-called tap water. Therefore, the filtered sand around the tap water moves and the gravel layer is likely to be uneven, that is, the surface of the gravel layer is likely to be uneven. Then, after the washing, the raw water passing through the filter medium when filtering is performed, because the tap water is not uniformly dispersed due to incongruity, so that there is a problem that filtration efficiency is reduced or filtration performance is unstable.
  • the upper part of the gravel layer may be affected by the rotation of the screw conveyor, which may similarly cause unevenness.
  • the present invention has been made in view of the above points, and is a filter that maintains stable performance for a long period of time without causing clogging and preventing the filter material from becoming uneven. It is intended to provide a device.
  • Still another object of the present invention is to provide a filtration device which can perform a cleaning operation and a rinsing operation of a filter medium efficiently and in a short time and which can be easily maintained and managed.
  • a filtration device of the present invention comprises a filtration tank having a filter bed for supporting a layer of granular filtration material, a hollow washing tank vertically arranged in the filtration tank, and a filter medium being lifted up in the washing tank. Means for washing the filter medium while transporting the filter medium, and contaminants separated from the filter medium during washing of the filter medium.
  • a filter device washing mechanism having a turbid discharge means for discharging the liquid to the outside of the filter tank; and a filter device for discharging the liquid filtered by the filter material through a filter bed during normal filtration, wherein the filter bed is , Composed of two filter beds spaced vertically, the upper filter bed having a large number of liquid passages on the whole surface, the size of which is difficult for filter media to pass through, and the filter media is much larger between both filter beds. It is characterized in that a filter material layer is provided.
  • the washing means is a screw conveyor suspended from an upper portion of the filtration tank, and the screw conveyor is configured to be rotated by a driving section provided at an upper portion of the filtration tank.
  • the shape of the lower end of the rotary shaft of the screw conveyor is preferably an arc surface.
  • the lower end of the rotary shaft of the screw conveyor may be supported from below.
  • the upper filter bed is preferably a mesh member having a mesh forming a liquid passage portion.
  • a plurality of strainers for discharging the filtered liquid are arranged in a lower filter bed of the two filter beds.
  • the strainer preferably has an umbrella-shaped portion at the top, and preferably has a slot through which the liquid passes through the umbrella-shaped portion.
  • On the outer wall of the filtration tank there is provided a liquid spraying section for spraying a liquid from the outside onto the layer of the filter medium between the two filter beds, and the cleaning liquid is sprayed from the liquid spraying section toward the layer of the filter medium, and the cleaning liquid It can be configured so that pollutants adhered to the filter medium are separated by a water flow.
  • the liquid ejecting section is preferably provided at an angle in a plane substantially parallel to the filter bed. Further, it is preferable that a plurality of these liquid injection units are provided at substantially equal intervals on the outer periphery of the filtration tank.
  • a vibration generator is provided for externally applying vibration to the filter medium layer between the two filter beds, and the vibrations propagating from the vibration generator toward the filter medium layer are used to peel off contaminants adhering to the filter medium.
  • an ultrasonic generator may be attached to the filtration tank, and the turbidity adhered to the filter material in the filtration tank may be separated by the vibration generated by the ultrasonic waves.
  • the filtration device of the present invention includes a filtration tank having a filter bed, a hollow washing tank, a washing means in the washing tank, and a filter medium washing mechanism having a turbid discharge means.
  • the filter bed through which the liquid passes consists of two filter beds spaced one above the other. You. Of the two filter beds, the upper filter bed has a large number of liquid passages on the entire surface, the size of which is difficult for the filter medium to pass through, and a layer of the filter medium which is too large is provided between both filter beds. It has the following effects.
  • the filter medium is divided into two filter beds, upper and lower, and the filter medium provided on the upper filter bed and the filter medium provided between both filter beds are relatively small and large in diameter, respectively. Therefore, the filter medium with the small diameter on the upper side is prevented from falling down by the filter bed on the upper side. it can.
  • the filter medium provided between both filter beds is in a predetermined space closed by both filter beds, even if the upper small-diameter filter medium is washed by the washing means, it becomes a large-diameter filter medium. No irregularities will occur. As a result, uniform filtration is maintained, and a filtration device with high filtration efficiency can be obtained.
  • the filter media will not be mixed into the purified water after filtration.
  • the large-diameter filter medium layer is less likely to be clogged by turbidity.
  • the washing means is a screw conveyor suspended from the top of the filtration tank, and the screw conveyor is configured to be rotated by a driving unit provided at the top of the filtration tank
  • the screw conveyor may be used. Since the upper filtering material can be washed by the conveyor, the filtering device can be easily washed and the maintenance and management are easy. Further, even if this screw conveyor is rotated to wash the upper filter medium, there is no possibility that the surface of the filter medium located below the upper filter bed will be made uneven.
  • the filter bed when the upper filter bed is a mesh member having a mesh forming a liquid passage portion, the filter bed has a large opening ratio, so that the filter bed may be clogged even when the turbidity of the raw water is thick. And the filtered liquid can be efficiently passed through the filter. Also, at the time of backwashing, the washing water can be blown out uniformly from the filter bed having a large opening ratio, so that the rinsing efficiency is high and the rinsing operation can be completed in a short time. .
  • the large filter media between the two filter beds cannot pass through. Since a relatively large liquid passage portion can be formed in the strainer, it is possible to provide a filtration device in which clogging is less likely to occur. In addition, the backflow injection of washing water (reverse When washing is performed, turbid substances clogged in the liquid passage of the strainer can be easily removed.
  • a liquid ejecting unit for ejecting a liquid from the outside to the layer of the filter medium between the two filter beds, and the cleaning liquid is ejected from the liquid ejecting unit toward the layer of the filter medium.
  • a vibration generator that applies vibration from the outside to the filter medium layer between the two filter beds is provided, and the vibration substance propagating from the vibration generator toward the filter medium layer separates contaminants adhering to the filter medium.
  • the filter medium between the two filter beds can be efficiently cleaned in a short time without taking out the filter medium to the outside of the filter tank, and the maintenance of the filter device is greatly simplified.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a filtration device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of a filtration tank of the filtration device of FIG.
  • Fig. 3 shows the lower filter bed
  • (a) is a plan view showing only half of the filter bed
  • (b) is a filter bed cut along line 3b-3b in Fig. 3 (a).
  • Fig. 4 shows a wire mesh as the upper filter bed, (a) is a plan view showing only half of the wire mesh, and (b) is a wire mesh along line 4b-4b of (a). It is principal part sectional drawing of a filtration tank.
  • Fig. 5 shows the mating portion of the two wire meshes in Fig. 4, (a) is a partially enlarged plan view of the mating portion shown with screws omitted, and (b) is Fig. 5 (a) FIG. 4 is an enlarged sectional view taken along line 5b-5b of FIG.
  • FIG. 6 shows a mounting portion of the wire mesh of FIG. 4 to the filtration tank, (a) is a partially enlarged plan view, and (b) is an enlarged sectional view taken along line 6 b _ 6 b of (a). is there.
  • FIG. 7 shows a clamp port used for mounting the wire mesh of FIG. 4, (a) is an enlarged plan view of the clamp bolt, and (b) is an enlarged side view of the clamp bolt.
  • FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the filtration device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic general view of the filtration device of the present invention, showing the relationship with the piping connected to the filtration tank.
  • FIG. 10 is a time chart showing the relationship between each step from the ordinary filtration step to the return to the filtration step through the washing step, and the operation of each part of the filtration device.
  • FIG. 11 is a schematic overall view of another specific example of another filtration device similar to the filtration device of the present invention shown in FIG. 9, showing a relationship with piping connected to the filtration tank.
  • Fig. 12 is a time chart of another specific example showing the relationship between each step from the normal filtration step to the return to the filtration step through the washing step and the operation of each part of the filtration device shown in Fig. 11. is there.
  • FIG. 13 is a schematic longitudinal sectional view showing a modification of the filtration device of FIG.
  • FIG. 14 is an enlarged view of a main part of FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the filtration device of the first embodiment
  • FIG. 2 is a plan view of a filtration tank of the filtration device of FIG.
  • description will be made with reference to FIG. 1 and FIG.
  • a filtration device 1 As shown in FIG. 1, a filtration device 1 according to a first embodiment of the present invention includes a substantially cylindrical filtration tank 2 having an upper and lower part closed, and a vertically spaced lower part inside the filtration tank 2. It has wire nets (filter beds) 50 and 4 arranged horizontally and a filter material washing mechanism (hereinafter simply referred to as a washing mechanism) 6 attached to the curved upper wall 20 of the filter tank 2.
  • This cleaning mechanism 6 Includes a motor 26, a reduction mechanism 27, a pedestal 28, a washing tank 38, and a screw conveyor 32, which will be described later. Further, the washing mechanism 6 also includes a purified water outlet pipe 46 and a raw water injection pipe 56 as turbid discharge means.
  • the filter tank 2 is provided with four support legs 8 (only one is shown in FIG. 1), whereby the filter tank 2 is installed on the floor 10.
  • the filter bed 4 is provided above and separated from the curved bottom wall 9 of the filter tank 2.
  • the filter bed 4 collects a plurality of filtered liquids (filtration water) and lowers the collected liquid.
  • the raw water injection pipe 56 described above is located on the right side of the filtration tank 2 in FIG. 1, and the outlet of the raw water has a substantially L-shape with an upward facing. This injection tube can also have other shapes.
  • a layer of a filtering material (filter sand) 14 for filtering the raw water injected from the raw water injection pipe 56 is arranged.
  • the wire mesh 50 has a mesh (mesh) that is generally smaller than the sand particles of the filter medium 14 so that the filter medium 14 is difficult to drop downward.
  • this filtration material 14 is about 0.4 mn! With a diameter of ⁇ 2 mm ,. Preferably, the diameter is about 0.6 to 1 mm.
  • the size of the mesh is set so that the filter medium 14 having a maximum diameter of about 2 mm does not pass downward. Details of the structure of the wire mesh will be described later.
  • a layer of gravel having a diameter larger than the filter medium 14, that is, a layer (support layer) of the filter medium 54 is arranged.
  • the filtering material 54 is used as a support for supporting the filtering material 14.
  • the diameter of the filtering material 54 is, for example, about 2 to 4 mm. Therefore, the raw water flowing from above the filter medium 14 passes through the layer of the filter medium 14 and the wire mesh 50, and then passes through the layer of the filter medium 54 and the strainer 12 to be filtered as a purified liquid. Flows down from floor 4.
  • the upper layer of the filter medium 54 is covered with a wire mesh 50 and cannot move toward the layer of the filter medium 14, so that there is no unevenness and the water flow is dispersed and uniform.
  • the height of the filtration tank 2 is about 2 m, and the height of the space 52 is set to about 13 cm.
  • a circular mounting port 22 is formed in the center of the upper wall 20 of the filtration tank 2, and a cleaning mechanism 6 is mounted to the mounting port 22 with bolts (not shown).
  • Mounting port 2 The periphery of 2 is formed on a mounting rim 24. On the rim 24, a pedestal 28 to which a motor 26 and a deceleration mechanism 27 are attached is mounted (FIG. 1).
  • the pedestal 28 is formed with a holding portion 36 having a plurality of bearings 30, and the shaft 30 of the screw conveyor (cleaning means) 32 described later is not moved by these bearings 30. It is rotatably supported.
  • the motor 26 and the speed reduction mechanism 27 are referred to as a drive.
  • the cylindrical or cylindrical cleaning tank 38 of the cleaning mechanism 6 has a disc-shaped mounting wall 29 at the top.
  • the mounting wall 29 is mounted on the rim 24 together with the pedestal 28 by a port (not shown).
  • the port is abbreviated instead of the center line indicating the position.
  • the lower part of the cleaning tank 38 has an open circular lower opening 40, and the upper part extends vertically along the outer periphery of the cleaning tank 38 at predetermined intervals.
  • a plurality of upper openings 42 are formed.
  • the positional relationship with the filter medium 14 is determined so that the lower opening 40 is located in the filter medium 14.
  • a screw conveyor 32 is arranged inside the cleaning tank 38.
  • the shaft 34 of the screw conveyor 32 is composed of a relatively small-diameter portion 34a having a relatively small diameter and a large-diameter portion 34b having a large diameter.
  • the shaft 34 is connected to the motor 26 via a joint 49.
  • the large-diameter portion 34b for imparting strength to the shaft 34 has a hollow pipe shape, and the lower end 44 is closed.
  • the shape of the lower end 44 is preferably formed in an arc surface such as a spherical surface. Since the lower end 44 is formed in a circular arc surface, the screw conveyor 32 is rotated to prevent the vortex from being generated when the filter medium 14 is washed, so that the filter medium 1 contacting the lower end 4 4 is formed. Unnecessary disturbance of 4 can be prevented.
  • a spiral screw blade portion 43 is formed on the large diameter portion 34 b of the shaft 34. The blade part 43 is formed up to the vicinity of the lower end 44 of the shaft 34. .
  • the outer edge of the blade portion 43 is disposed with a slight gap formed between the outer edge of the blade portion 43 and the inner peripheral surface of the cleaning tank 38, and the size of this gap is approximately three times the particle size of the filter medium 14. Double is desirable. Due to this gap, even if the filter medium 14 is sandwiched between the blade section 43 and the washing tank 38, the risk of the filter medium 14 being crushed is reduced. 'Next, components attached to the outside of the filtration tank 2 will be described. At the center of the curved bottom wall 9 of the filtration tank 2, a purified water outlet pipe 46 extending downward is attached, and is filtered through a filtering medium 14, a wire mesh 50, a filtering medium 54, and a strainer 12.
  • the purified liquid that has passed through the bed 4 is discharged through the purified water outlet pipe 46.
  • a washing water injection pipe (liquid injection section) 58 mounted on the outer wall of the filtration tank 2 between the wire mesh 50 and the filter bed 4.
  • the portion indicated by 81 protruding from the upper part of the filtration tank 2 is an air vent valve for discharging the air in the filtration tank 2.
  • the washing water injection pipe 58 is attached to the outer wall of the filtration tank 2 at four angles at equal intervals along the outer circumference of the filtration tank 2 at an angle.
  • a strong washing water is sprayed onto the washing water pipe 58 so as to swirl from the outside toward the inside of the filtration tank 2. Then, the pollutants are separated from the filter medium 54 in the space 52 by this water flow, and the filter medium 54 is washed.
  • the washing water may be washing water taken out from a washing water outlet pipe or washing water supplied from another supply source (not shown). Details of this cleaning mode will be described later.
  • FIG. 3 shows the filter bed 4
  • FIG. 3 (a) is a plan view showing only half of the filter bed 4
  • FIG. 3 (b) is a line 3 b— 3 b in FIG. 3 (a).
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a cut filter bed 4.
  • the filter bed 4 is composed of, for example, four plate-shaped portions made of stainless steel. That is, a pair of semi-lunar portions 4a, 4b (only half of the semi-lunar portions 4a, 4b are shown in FIG. 3 (a)) and a pair of substantially rectangular portions 4c, 4c (FIG. (Only one is shown in (a)). Therefore, the filter bed 4 has a disk shape symmetrical on both sides of the diameter in FIG. 3 (a). One side of the substantially rectangular portion 4c is formed as an arc-shaped portion 47.
  • the filter bed 4 is provided with a number of holes 60, and the holes 60 1 2 are arranged.
  • a plurality of small holes 62 for screwing are formed at predetermined intervals along the outer periphery thereof.
  • an annular mounting ring 64 is protruded along the inner periphery.
  • the mounting ring 64 has a screw hole 63 corresponding to the small hole 62 described above.
  • a support beam 66 having a T-shaped cross section is attached to the filtration tank 2 along the seam of each part 4a, 4b, 4c.
  • the support beam 66 also has a screw hole 63 formed therein.
  • the aforementioned parts 4a, 4b, 4c are screwed into the aforementioned small holes 62 and screw holes 63 and screwed to the mounting ring 64 and the support beams 66.
  • a T-shaped support beam 6 7 having a screw hole 63 is provided at a portion corresponding to the diameter of the filtration tank 2 orthogonal to the support beam 66 and connected to the support beam 66 at substantially the center.
  • c is similarly screw-fixed by the screw holes 63.
  • a support beam 68 is provided on the left and right of the support beam 67, but this support beam 68 is only for receiving the load of the portion 4a, and a, 4 b are not fixed to this support beam 68.
  • the strainer 12 is a commercially available product called an AB strainer 1 having a hollow umbrella-shaped tube tip, and is made of ABS resin.
  • the umbrella-shaped portion 18 is formed with a plurality of narrow slots (liquid passage portions) 19 along the concentric circle through which the above-mentioned filter material 54 does not pass, and allows only the filtered liquid to pass through. It is made to pass below the filter bed 4.
  • the slot 19 is shown only in the central strainer 12 in FIG. 3 (b). Then, a screw is formed in the pipe portion, and a nut 65 is screwed into this portion, so that the tube is attached to the filter bed 4 by an umbrella-shaped portion 18 and a nut 65.
  • the slot 19 may be any size as long as the filter medium 54, which is larger than the filter medium 14, does not pass through, so that the slot width can be set to a size that is not easily clogged with turbid matter. The effect of forming the slot 19 in the umbrella-shaped portion 18 will be described later.
  • FIG. 4 shows the wire mesh 50 attached to the filtration tank 2
  • Fig. 4 (a) is a plan view showing only half of the wire mesh 50
  • Fig. 4 (b) includes the wire mesh 50.
  • FIG. 2 is a sectional view of a main part of a filtration tank 2.
  • FIG. 5 shows a joining portion of two wire meshes 50
  • FIG. 5 (a) is a partially enlarged plan view of a joining portion where screws are omitted
  • FIG. 5 (b) is a drawing of FIG. )
  • Fig. 6 shows a portion where the wire mesh 50 is attached to the filtration tank 2.
  • Fig. 6 shows a portion where the wire mesh 50 is attached to the filtration tank 2.
  • FIG. 6 (a) is a partially enlarged plan view
  • Fig. 6 (b) is 6b-6b in Fig. 6 (a). It is an expanded sectional view which follows a line.
  • FIG. 7 shows a clamp port used for mounting the wire netting 50
  • FIG. 7 (a) shows an enlarged plan view of the clamp port
  • FIG. 7 (b) shows an enlarged side view of the clamp bolt.
  • a wire mesh 50 has three plate-like portions made of stainless steel, that is, a substantially rectangular shape having two half-moon-shaped portions 50a and 50b and an inverted arc-shaped portion 53. It consists of a shaped part 50c.
  • Each part 50a, 50b, 50c has a grid-like mesh (liquid passage part), that is, a mesh 51, and the periphery of each part 50a, 50b, 50c is made of stainless steel.
  • a steel frame 70 is provided.
  • the joints 71 where the frames 70 of each part 50a, 50b, 50c abut each other have the same configuration for all parts, so the parts 50a and 50c are aligned. Eye 71 will be further described with reference to FIG.
  • the frame 70 of the portion 50a of the wire mesh 50 and the frame 70 of the portion 50c are aligned with semicircular notches 72 opposite to each other. It is formed.
  • This set of notches 72 forms a circular opening 73 in the two frames 70 that abut each other.
  • a screw 74 having a rectangular flange 75 is inserted through the opening 73 from the back of the wire mesh 50.
  • a frame holding plate 76 extending along the frame 70 is attached to the screw 74.
  • the frame holding plate 76 has a screw hole 77, and the screw 74 is inserted into the screw hole 77.
  • a washer 79 and a nut 80 are attached and fixed to the screw 74.
  • the portion 50a and the portion 50c are united together.
  • the circular wire net 50 of the mesh member thus configured is then attached to the filtration tank 2.
  • This mounting configuration will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
  • tabs 82 project inward at predetermined intervals on the frame 70 on the outer periphery of the wire mesh 50.
  • the tab 82 is formed with a rectangular elongated hole 83 extending in the radial direction of the wire mesh 50.
  • the wire mesh 50 is fixed to the filtration tank 2 by attaching a clamp port 84 to the tab 82.
  • the clamp bolt 84 is rectangular in plan view and rectangular in side view. It has an L-shaped head 85. A circular opening 86 is formed in the head 85, and a bolt is welded to the opening 86 to form a clamp bolt 84 shown in FIG. 7 as a whole.
  • the neck 87 of the clamp bolt 84 has a square block shape.
  • mounting ring 88 protrudes from filtration tank 2 along the inner periphery of filtration tank 2.
  • a clamp port 84 is attached to the frame 7 ⁇ of the wire mesh 50.
  • the projection 85 5 a i of the head 85 of the clamp bolt 84 is attached to the opposite side of the attachment ring 88.
  • the mounting ring 88 is sandwiched between the clamp port 84 and the wire mesh 50, and the washers 89, 90 are attached.
  • the nuts 91, 92 are fixed.
  • the lower surface of the pusher 89 has a rectangular projection 89 a located in the elongated hole 83. Accordingly, the position of the frame 70 in the radial direction of the filtration tank 2 with respect to the clamp bolt 84 is determined, and the wire mesh 50 is appropriately held in the filtration tank 2 without being biased in the radial direction.
  • FIG. 13 is a schematic longitudinal sectional view showing a modification of the filtration device 1 of FIG. 1, and FIG. 14 is an enlarged view of a main part of FIG.
  • the filtering device 200 of the modified example includes a filtering tank 202, a filtering medium washing mechanism 2 ⁇ 6, a washing tank 2 38 connected to the filtering medium washing mechanism 206, and a washing tank 2 3 8 And a screw conveyor 2 32.
  • the main difference between the filtration device 200 and the filtration device 1 shown in FIG. 1 is that the screw conveyor 23, the washing tank 23, and the force S are engaged with each other at their lower ends. is there.
  • the lower end portion 2 35 of the screw conveyor 2 32 is supported by a support member (support portion) 207 provided at the lower end of the washing tank 2 38.
  • a support member (support portion) 207 provided at the lower end of the washing tank 2 38.
  • a metal shaft member 236 is attached to the lower end 233 of the screw conveyor 233 by welding.
  • the shaft member 236 includes a disk-shaped base portion 237 and a shaft 239 formed integrally with the base portion 237 at the center of the base portion 237.
  • the center axis of the axis 239 is the same as that of the screw conveyor 232.
  • the lower end of the cylindrical washing tank 238 has an annular plate or ring 208 It is fixed by welding.
  • a plurality of screw holes 205 are uniformly arranged at predetermined intervals along the circumference of the ring 208.
  • the above-described support member 207 is attached to the ring 208.
  • the supporting member 207 includes an annular mounting ring 213 formed with a hole 209 corresponding to the screw hole 205 described above, a housing 248 for receiving the shaft 239, and It comprises a plurality of radial stays 249 connecting the housing 248 to the mounting ring 213.
  • the support member 2007 is fixed to the screw hole 205 of the ring 208 by a screw 210.
  • the housing 248 has a recess 255 defined by a circular inner wall opening upward and a bottom wall 248a.
  • the center of the concave portion 255 coincides with the rotation center of the screw conveyor 2 32.
  • a cylindrical bearing 250 force is arranged close to the inner wall of the recess 255.
  • the inner diameter of the bearing 258 is dimensioned to fit closely with the shaft 239.
  • An annular step 260 is formed at the open end of the recess 255, and a seal member 262 closely contacting the shaft 239 is arranged in the annular step 260.
  • An annular flange 264 is formed on the outer periphery of the upper end of the housing 248.
  • a holding plate 2666 is fixed to the flange 264 with screws (omitted) to prevent the sealing member 262 from popping out. Since the opening 2265 for receiving the shaft 239 is formed in the pressing plate 2666, it does not interfere with the screw conveyor 232. Since the screw conveyor 2 32 is thus supported by the support member 207, when the screw conveyor 2 32 rotates, the shaft 2 39 is supported by the bearing 2 58 and rotates. However, the lower end 235 does not move. Preferably, the lower end 239a of the shaft 239 is spaced from the bottom wall 248a. The reason for this is that a downward load is not applied to the shaft 239, and no extra frictional resistance is generated.
  • the bearing 258 is preferably made of a tetrafluoroethylene resin containing a filler, such as OILES Glytron F (registered trademark).
  • the material may be any other suitable synthetic resin or metal.
  • the above-mentioned tetrafluorochemical titanium resin has excellent wear resistance and a characteristic of having a low wear coefficient, and is suitable as a bearing of the filtration device 200. Further, since the above-mentioned tetrafluorochemical styrene resin is also compliant with the Food Sanitation Law, it is suitable to use filtered purified water for drinking water and the like.
  • raw water is injected into the filtration tank 2 from a raw water injection pipe 56. As the raw water level rises, the air in the filtration tank 2 is discharged from the air vent valve 81. In the present embodiment, the water level is set so as to reach the upper part of the filtration tank 2 beyond the raw water injection pipe 56, that is, so that substantially the entire filtration tank 2 is filled with water (raw water) 16.
  • the raw water penetrates the filter material 14 and also enters the washing tank 38 from the upper opening 42 and penetrates into the filter medium 14 in the washing tank 38, and is filtered in the washing tank 38 as well. You can do it.
  • the water permeated through the filter medium 14 and filtered passes through the wire mesh 50 to permeate the layer of the filter medium 54, passes through the strainer 12, passes through the filter bed 4, and passes through the filter tank 2.
  • the water is sent out from the lower water purification outlet pipe 46 for use.
  • the purified water flows backward from the purified water outlet pipe 46, and the purified water is ejected through the filtration medium 54 into the filtration medium 1 4 to filter the filtration medium 1. Float 4 Thereby, the load on the motor 26 at the time of starting the motor 26 is reduced.
  • the filtering material 1 4 is formed by the blades 4 3 of the screw conveyor 3 2, particularly the blades 4 3 exposed below the washing tank 38. Is pushed up into the washing tank 38 above.
  • the screw conveyor 32 At the initial stage of the rotation of the screw conveyor 32, the backflow of the purified water is continued.
  • the reason for this is that the screw conveyor 32 is rotated in the backwashing state, so that the filter medium 14 outside the cleaning tank 38 and the filter medium 14 inside the cleaning tank 38 force S and screw. This is because the entire filter medium 14 is evenly washed by being easily mixed and moved by the centrifugal force of 32.
  • the backflow of the purified water is then continued at a very slow speed so that the dirt does not fall into the catchment area by reducing the flow velocity.
  • the screw conveyor 32 continues to rotate for washing the filter sand 14.
  • the pushed-up particles of the filter medium 14 are rubbed with each other by the rotation of the blades 43 and rise while being washed, and are discharged out of the washing tank 38 through the upper opening 42. At this time, the impact when the filter medium 14 falls on the water surface promotes the separation of the turbid matter from the filter medium 14.
  • the dropped filter media 1 4 descends as the washing progresses, and again Even if it is pushed up into the washing tank 38 by the blade part 43, it is washed. In this way, the filtration material 14 is repeatedly washed in the washing tank 38, and the contaminants are removed.
  • the lower end 44 of the screw conveyor 3 2 is located near the wire mesh 50 as shown in FIG. 1, the filter media 14 close to the wire mesh 50 are also pushed up, and all The filter media 14 are evenly washed.
  • the cleaning operation is performed by flowing back the purified water again from the purified water outlet pipe 46 before the rotation of the screw conveyor 32 is stopped.
  • This rinsing operation is continued by backwashing even after the screw conveyor 32 is stopped.
  • the liquid that has flowed back from the purified water outlet pipe 46 gushes from the slot 19 of the strainer 12 of the filter bed 4 to the layer of the filter medium 54, and then passes through the wire mesh 50 to rise to the layer of the filter medium 14. I do.
  • the turbidity of the filter media 14 and 54 near the wire mesh 50 is easily removed by the backwash water flow.
  • the turbidity clogged in the strainer 12 is easily removed from the slot 19 by the backwash water flow.
  • the pollutants separated from the filter medium 14 float and are discharged from the raw water injection pipe 56 to the outside together with the water containing the turbid substances.
  • the washing water effectively flows back into the washing tank 38 through the above-mentioned gap of the blade section 43, so that the turbidity in the washing tank 38 is also discharged.
  • the washing water generated from the slot 19 of the strainer 12 uniformly penetrates into the layer of the filter medium 54. That is, since the slot 19 is formed in the umbrella-shaped portion 18 of the strainer 12, the washing water is ejected at a wide angle around the strainer 12. Therefore, the washing operation and the rinsing operation can be performed effectively.
  • washing water is also strongly jetted from the washing water injection pipe 58 between the two filter beds 50 and 4 in the filtration tank 2.
  • the jetted washing water forms a vortex in the layer of the filter medium 54, and the turbidity attached to the filter medium 54 is exposed to the vortex water flow and separates from the filter medium 54. Then, the separated turbidity is pushed upward through the wire mesh 50. Since the strainers 12 and 17 have jetted purified water from the purified water outlet pipe 46, the suspended matter that has separated from the filter material 54 will not fall out under the filter bed 4.
  • the cleaning liquid spouted from the slot 19 serves to effectively discharge the suspended matter separated from the filter medium 54 upwards in a short time.
  • the filtering medium 14 is cleaned through the same washing process as the filtering device 1 of FIG.
  • the behavior of the filter medium 14 in the washing process is slightly different, and the difference will be described below.
  • a rectangular lower opening 241 (FIG. 14) is formed at the lower portion of the washing tank 238 so as to be easily sucked into the washing medium 238.
  • a predetermined number of the lower openings 241 are formed around the washing tank 238 at regular intervals.
  • the purified water is spouted to float the filter media 14 and then the screw conveyor 2 32 is rotated. From the washing tank 2 3 8.
  • the filter medium 14 that has moved into the lower opening 24 1 is conveyed upward by the blades 2 43 and washed while being rubbed.
  • the purified water moves from the lower opening 2 4 1 into the washing tank 2 3 8, and also from between the stays 2 4 9 into the washing tank 2 3 8.
  • the filter medium 4 in 8 can be floated. Others are the same as in the case of the filtration device 1 in FIG.
  • FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a filtration device 100 of the second embodiment.
  • the same parts as those in the first embodiment will be described using the same numbers.
  • a major difference from the first embodiment is that a vibration generator 102 is mounted on the outer wall of the filtration tank 2 between the two filter beds 50 and 4. In this figure, only one vibration generator is shown. When vibration is generated by the vibration generator 102 attached to the filtration tank 2 via the mounting seat 104, the vibration propagates from the outer wall of the filtration tank 2 to the layer of the filtration medium 54. Vibrating the filter media 54. As a result, the contaminants adhering to the filter medium 54 are peeled off.
  • the vibration generator may be of any frequency and amplitude that is effective in removing the turbidity of the filter media 54, but in order to direct the vibration to the center of the filter media 54 layer, It is preferable to arrange a plurality of, for example, two or three pieces on the outer periphery of the filtration tank 2 at substantially equal intervals. Further, the vibration generator 102 may be used alone, or may be used in combination with the washing water injection pipe 58.
  • FIG. 9 is a schematic overall view of a filtration device 1 ′ of the present invention, showing a relationship with piping connected to the filtration tank 2.
  • FIG. 10 is a time chart showing the relationship between each step from the usual filtration step to the return to the filtration step through the washing step, and the operation of each part of the filtration device 1 ′.
  • the raw water injection pipe 56 of the filtration tank 2 is connected to a pipe 110 connected to a raw water pump P1.
  • a raw water valve V1 for opening and closing the flow path is provided in the middle of the pipe 110.
  • the pipe 110 is connected to a pipe 114 leading to a drain groove 112, and a cleaning drain valve V3 is provided in the middle of the pipe 114.
  • a pipe 116 having a drainage valve V2 is connected to a purified water outlet pipe 46 located at the center of the lower end of the filtration tank 2.
  • the tubes 116 discharge the filtered liquid.
  • each valve is driven by a motor indicated by M.
  • the portion indicated by F in each channel is a flow meter.
  • the pipe 118 connected to the backwash pumps P2 and P3 is connected to the pipe 116.
  • the pipe 1 18 is provided with a backwash valve V 4.
  • the pipes 118a and 118b are connected to the pipes 118 at spaced positions, and the backwash pumps P2 and P3 are connected to the respective pipes 118a and 118b.
  • a pipe 120 having a water level adjusting valve V5 is connected between the pipes 116 and 114 so as to communicate with the pipes 116 and 114.
  • At least one discharge pipe 5 is provided on the side wall 3 of the filtration tank 2 located above the filter bed 4 of the filtration tank 2.
  • a pipe 122 having a water level adjusting valve V 6 is connected to the discharge pipe 5, and the pipe 122 is connected to the pipe 120.
  • a pipe 124 having a drain valve V7 is provided between the pipe 116 and the pipe 120 described above. It is in communication with 120.
  • FIG. 10 an operation state of each unit in a state where normal filtration is performed will be described.
  • a hatched portion indicates that each part is in an operating state, and a horizontal length of the hatched portion indicates a lapse of time.
  • the raw water valve V1 and the drainage valve V2 are open, and the raw water pump P1 is operating. That is, in FIG. 9, the raw water 16 is supplied into the pipe 110 by the raw water pump P1, passes through the opened raw water valve VI, and is supplied to the filtration tank 2 from the raw water injection pipe 56.
  • the raw water 16 supplied to the filtration tank 2 is filtered through the layers of the filtration material 14 and the filtration material 54 and discharged from the purified water outlet pipe 46.
  • the drained water passes through the pipe 1 16 and is discharged through the opened drain valve V 2.
  • the water level of the raw water 16 is located above the outlet 56 a of the raw water injection pipe 56.
  • the filtration tank 2 may be fully filled with raw water.
  • This water level adjustment step is for adjusting or lowering the water level in the filtration tank 2 in order to effectively clean the filter media 14 and 54.
  • the raw water valve VI and the drainage valve V2 are closed.
  • the raw water pump P1 is stopped.
  • the supply of the raw water 16 is stopped, and the discharge of the filtrate is also stopped. Therefore, the liquid such as the raw water 16 is stored in the filtration tank 2. Since each of the valves V1 and V2 is driven by a motor, it takes some time to complete the operation of each of the valves VI and V2.
  • the flush drain valve V3 and the water level adjusting valves V5 and V6 are opened substantially at the same time.
  • the cleaning drain valve V3 is opened, the raw water 16 in the filtration tank 2 located above the raw water injection pipe 56 passes through the pipes 110 and 114 to the drain groove 112. Drained.
  • the water level adjusting valves V5 and V6 are opened, the filtrate flows from the purified water outlet pipe 46 and the discharge pipe 5 to the pipes 1 16 and 122, respectively, and the pipes 120 and 1 respectively. It is discharged to drain 1 1 2 through 1 4.
  • the water level adjustment valve V5 is electrically connected to the liquid level gauge 128, so that when the water level reaches a certain level, the water level adjustment valve V5 is closed. I have. Immediately That is, as shown in FIG. 10, the water level control valve V5 is closed after the elapsed time indicated by the broken line 128, and the drainage is discharged little by little from the water level control valve V6 alone. In addition, at the time of water reduction, external air is introduced into the filtration tank 2 through the air vent valve 81, thereby preventing the inside of the filtration tank 2 from becoming negative pressure and reducing the water reduction rate.
  • the liquid is quickly discharged in about 2 minutes, for example, and the water level is rapidly and efficiently lowered. be able to.
  • the lowered water level at this time is lower than the water level suitable for cleaning.
  • the backwash valve V4 is opened, and the backwash pump P2 is operated. That is, the filtered water passes through the pipes 118a, 118, 116 by the backwash pump P2 and is injected into the filtration tank 2 from the purified water outlet pipe 46. Since the backwash pump P2 has a large capacity, the drainage water injected from the backwash pump P2 vigorously jets into the filter medium 14 to float the filter medium 14 around the washing tank 38. The step of floating the filter medium 14 is the step of primary backwashing. In this way, the backwash pump P2 is driven to reduce the resistance during rotation of the screw conveyor 32 in advance, and then the motor 26 is driven as shown in FIG.
  • the motor 26 for rotating the screw conveyor 32 is driven with a delay about 5 seconds after the start of driving the backwash pump P2.
  • the liquid level in the filtration tank 2 rises and reaches a predetermined water level suitable for washing the filter medium 14 about 10 seconds after the backwash pump P2 is driven.
  • the water level is at a position of 10 cm to 20 cm on the surface of the filter medium 14. This water level is located below the outlet 56a of the raw water injection pipe 56, and prevents the filtering medium 14 from being discharged together with the liquid from the raw water injection pipe 56 during the washing process described below. .
  • the cleaning step is started.
  • the backwash pump P2 is stopped, and the backwash pump P3 having a smaller capacity than the backwash pump P2 is driven instead.
  • the above-mentioned water level adjusting valve V6 remains open, the drainage supplied from the backwash pump P3 is discharged from the discharge pipe 5.
  • the drainage drained from the discharge pipe 5 passes through the water level adjusting valve V6 and is discharged to the drains 1 and 12.
  • the turbidity at the bottom of the filtration tank 2 and the turbidity in the filter medium 54 are discharged from the discharge pipe 5 together with the filtered water.
  • Drainage supplied from backwash pump P3 and water level adjustment valve V6 The liquid discharged from is approximately the same flow rate.
  • the motor 26 is continuously operated, and the turbidity of the filter medium 14 is separated from the filter medium 14 by the rubbing washing by the screw conveyor 32. This cleaning process lasts about one minute.
  • a step of rinsing the washed filter media 14 and 54 that is, a secondary backwashing step is started.
  • the flush drain valve V3 and the backwash valve V4 remain open, but the water level adjusting valve V6 is closed.
  • the backwash pump P3 is stopped, and the large-capacity backwash pump P2 is driven instead.
  • the water draining step is started.
  • the flush drain valve V3 and the backwash valve V4 are closed, and the backwash pump P2 is stopped.
  • the discharge of the filtrate into the filtration tank 2 and the discharge of the filtrate containing the suspended matter from the raw water injection pipe 56 are stopped.
  • the raw water valve VI and the drainage valve V7 are opened, and thereafter, the raw water pump P1 is driven.
  • the raw water 16 is supplied again from the raw water injection pipe 56 into the filtration tank 2.
  • the filtrate in the filter tank 2 flows into the pipe 124 through the purified water outlet pipe 46, passes through the drain valve V7, passes through pipes 120, 114, and drains 1 12 Is discharged. Thereby, suspended matter floating at the bottom of the filtration tank 2 can be discharged.
  • This draining process varies depending on the purpose of the treatment, and lasts 2 to 20 minutes.
  • the point to be noted in this wastewater process is that the inflow of raw water 16 and the outflow from pipe 124 are almost the same, and the raw water 16 is discharged relatively slowly. .
  • the process returns to the normal filtration step. That is, after the drain valve V7 is closed, the drainage valve V2 is opened. Since the raw water valve VI remains open and the raw water pump P1 continues to operate, the raw water 16 supplied from the raw water injection pipe 56 is discharged from the pipe 116.
  • FIG. 11 is a schematic overall view of a filtration device 1 ⁇ similar to the filtration device 1 ′ of the present invention shown in FIG. 9, showing a relationship with piping connected to the filtration tank 2.
  • FIG. 12 is a time chart similar to that of FIG. 10 showing the relationship between each step from the usual filtration step through the washing step to the return to the filtration step, and the operation of each part of the filtration device 10. In the description, the same parts as those in FIG. 9 will be described using the same reference numerals.
  • FIG. 11 a connection relationship between each pipe and the filtration tank 2 which is different from FIG. 9 will be described.
  • the backwash valve V 4 ′ and the water level adjusting valve V 5 ′ are each of a type capable of adjusting the opening of the valve (pulp), so that the flow rate can be changed.
  • the other parts are the same as those of the filtration device 1 'in FIG.
  • the pipe 1 16 connected to the water purification outlet pipe 46 is provided with only the large-capacity backwash pump P2, and the small-capacity backwash pump P2 used in the above specific example is provided. Pump P 3 is not used. Therefore, only the pipe 118a connected to the backwash pump P2 and the check valve 124 are used. Further, in the above-described specific example, the pipe 124 having the water drain valve V7 is disposed between the pipes 116 and 120, but is not used in this specific example.
  • the discharge pipe 5 is connected to a pipe 122 having a water level adjusting valve V 6, and the pipe 122 is connected to the pipe 120, which is the same as the above-described specific example.
  • the tube 122 has a rising portion 122 a at the top.
  • the position of the uppermost portion of the rising portion 122 a is set so as to be substantially the same as the position of a preferable water level in the filtration tank 2 at the time of washing. As a result, the water level during washing is always maintained at this position. You.
  • the initial investment cost of the filtration device 1 is reduced.
  • each step from the ordinary filtration step to the return to the filtration step through the washing step will be described.
  • the raw water valve VI and the filtered water valve V2 are open, and the raw water pump P1 is in operation. That is, during this time, the raw water 16 is supplied from the raw water injection pipe 56 to the filtration tank 2.
  • the raw water 16 supplied to the filtration tank 2 is filtered through the layers of the filtration medium 14 and the filtration medium 54, discharged from the purified water outlet pipe 46, and further opened through the pipe 116. It is discharged through the released drain valve V2.
  • the same water level adjustment as in the above specific example is performed as shown in FIG.
  • the raw water valve V1 and the drainage valve V2 are closed, the raw water pump P1 is also stopped, and the liquid such as raw water 16 is stored in the filtration tank 2.
  • the flush drain valve V 3 and the water level adjusting valves V 5 ′ and V 6 are opened almost at the same time, and the raw water 16 passes through the pipes 110 and 114, and is drained to the drain groove 112. Further, the filtrate is discharged from the purified water outlet pipe 46 and the discharge pipe 5 to the drains 112 through pipes 120 and 11.4. Then, as shown in FIG.
  • the backwash valve V 4 is opened, and the backwash pump P 2 is operated. That is, the filtered water is passed through the pipes 118 a, 118, and 116 by the backwash pump P 2 and is injected into the filtration tank 2 from the purified water outlet pipe 46. Since the backwash pump P2 has a large capacity, the drainage water injected from the backwash pump P2 vigorously jets into the filter medium 14 to float the filter medium 14 around the washing tank 38. In this way, the backwash pump P2 is driven to reduce the resistance during rotation of the screw conveyor 32 in advance, and then the motor 26 is driven as shown in FIG. 12 to rotate the screw conveyor 32. Rotation starts. This step is the same as in the above specific example.
  • the motor 26 for rotating the screw conveyor 32 is driven with a delay about 1 to 20 seconds after the start of driving the backwash pump P2.
  • the backwash pump P 2 drives the filter tank 2
  • the liquid level in the inside rises and reaches a predetermined water level suitable for washing the filter medium 14 about 5 to 10 seconds after the backwash pump P2 is driven.
  • the cleaning step is started in a mode different from the above specific example.
  • the small-capacity backwash pump P3 has been eliminated, the large-capacity backwash pump P2 is continuously driven.
  • the opening of the backwash valve which has a variable flow rate, is adjusted, that is, throttled, and the discharge amount is reduced.
  • the above-mentioned water level adjustment valve V 6 is kept open, the filtrate supplied from the backwash pump P 3 is discharged from the discharge pipe 5.
  • the drainage drained from the discharge pipe 5 passes through the water level adjusting valve V6 and the pipe 122, and is discharged to the drain groove 112.
  • the level of the liquid in the filtration tank 2 is automatically adjusted to a level suitable for washing. That is, when the water level is lower than the uppermost part of the rising part 122a, the water is not drained, and when the water level exceeds the upper part, the water is automatically drained together with the turbidity, and the water level becomes substantially constant.
  • the motor 26 is continuously operated, and the turbidity of the filter material 14 is separated from the filter material 14 by rubbing and washing with the screw conveyor 32, as in the above specific example.
  • a step of rinsing the washed filter media 14, 54 that is, a backwashing step
  • the opening of the backwash valve V 4 ′ is adjusted (increased), and a large amount of filtrate is again supplied from the backwash pump P 2 via the purified water outlet pipe 46. Therefore, the backwashing pump P2 is continuously operated for both the washing and the backwashing process.
  • the backwash pump P2 is stopped, the flush drain valve V3 and the backwash valve V4 'remain open, and the water level adjusting valve V6 is closed as in the previous example. .
  • the water draining step is started next.
  • the variable water level adjustment valve V5 is used as the drainage valve.
  • the operating state of each part other than the water level adjusting valve V 5 ′ as the water drain valve is the same as in the above specific example.
  • the process returns to the normal filtration step.
  • the operating state of each part at this time is the same as in the above specific example.
  • each step has been described in detail above, but the numerical values of the time described in each step are examples, and the present invention is not limited to these.
  • the time given to the process by the timer can be freely set.
  • the filtration can be set freely in the range of 1 to 72 hours
  • the washing can be set in the range of 0 to 2 minutes
  • the secondary backwashing can be set in the range of 1 to 2 minutes
  • the drainage can be set in the range of 1 to 30 minutes.
  • Each step can be automatically performed. Also, the range of these settable times can be expanded for each process.
  • the preferred embodiments of the present invention have been described in detail, but are not limited to the above configuration.
  • the lower end 44 may be formed in a conical shape, and the concave portion that simply receives the conical tip on the supporting beam of the wire mesh 50.
  • a member (not shown) having the following may be provided. As a result, the lateral movement of the screw conveyor 32 can be reduced. In addition, such a configuration does not impair the functions of the present invention.
  • filtering material 54 may be used in place of the filtering material 54.
  • activated carbon particles they tend to adhere from the surface layer to the upper layer of the filter medium layer during use, that is, to solidify continuously in a plate shape. If it becomes plate-shaped, even if the liquid to be filtered penetrates downward from the cracks or the like, the filtering action is performed only in the area around the water supply. As a result, activated carbon located in the middle and lower layers cannot exhibit its function sufficiently despite its remaining adsorption capacity. For this reason, replacement of activated carbon particles, firing, and regeneration have conventionally been indispensable.
  • the position of the upper opening 42 is preferably not too low so that the filter medium 14 can be washed with the washing tank 38 over a long distance.
  • the filter medium 14 can be more quickly and efficiently cleaned.
  • it in addition to filtering water, it may be used to filter waste liquid, oil, and the like.

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Abstract

濾過装置において、濾過砂の目詰まりや濾過砂の不陸を生じにくくし、効率的に短時間で濾過材の洗浄作業、およびすすぎ作業が行えるようにする。濾過槽2に、上部から垂下された洗浄槽38内にスクリューコンベア32が配置される。上下に離隔した濾床4、金網50との間に空間52が形成される。金網50の上には濾過材14が配置され、空間52には、濾過材14より大粒の濾過材54が配置される。また、濾床4には、複数のストレーナ12が配置されている。空間52の外壁には、洗浄水噴射管58が取り付けられている。スクリューコンベア32を回転させて濾過材14を洗浄した後、浄水出口管46と洗浄水噴射管58から洗浄水を噴出させて濁質を原水注入管56から排出する。

Description

明 細 濾 過 装 置 技術分野 本発明は、水等の液体を濾過する濾過装置に関し、.特に内部に濾過材洗浄機構を 有する濾過装置に関するものである。 背景技術 濾過装置を長期間使用すると、 濾過装置の濾過タンク （濾過槽） 内の濾過材 （濾 過砂） が目詰まりし、 効率的な濾過が行えなくなり、濾過された水等の質が悪化す る。 このため、 濾過材に付着した汚濁物質 （濁質） を取り除いて、 目詰まりを解消 することが行われている。 濾過材からこの汚濁物質を取り除く作業、所謂 Λ洗浄作 業は、操業を効率よく行うためにできるだけ短時間で工数をかけず、また場所をと らずに行えることが望ましい。 このため、濾過材を濾過タンクの外側に取り出すこ となく、濾過タンク内に濾過材を収容したまま、短時間で効率よく洗浄できるよう 濾過砂洗浄装置（濾過材洗浄機構）を濾過タンク内に設けることが考えられている。 このような観点で考えられた、従来技術の例として、例えば、特許第 3 1 4 9 1 号明細書および実開昭 6 3 - 9 8 7 0 4号公報に開示された濾過器が知られてい る。 前者の濾過器においては、 濾過室 （濾過槽） 内に、 下方に開放する中央管 （洗 浄槽） が筐 （支持部） によって上方から吊り下げられ、 この中央管の内部上方にプ 口ペラ状の推進機が配置されている。推進機のさらに上には、 中央管の上端の僅か に上の部分に側方に向けた、推進機と連動して回転し遠心力により洗浄液を高速度 で放出する噴出口を有する管が配置されている。上記濾過室には、複数の孔を有す る有孔偽底 （濾床） が設けられており、 通常の濾過時には、 上方から濁質を含む原 水が供給されて有孔偽底上に載置された濾過砂を経て濾過されるようになってい る。濾過砂の洗浄時には、有孔偽底から洗浄水が上方に噴出するとともに、推進機 が回転する。 そして、 中央管の下部に開放した開口から濾過砂が吸引され、上昇し ■た濾過砂が噴出口から放出される洗浄液により側方に放出され、その時に濾過砂か ら濁質が剥離して洗浄されるようになっている。
また、 後者の濾過器においては、 槽体内に上方から垂下した揚送管 （洗浄槽） が 配置され、 この揚送管内にらせん揚水機が回転可能に配置されている。 この濾過器 は、通常の濾過においては、濾過砂中にある原水分散筒により原水が濾過砂中に放 出され、原水が濾過砂を下方から上方に通過して濾過された処理水（浄水） が濾過 砂の上方で排出されるようになっている。 また、 濾過砂の洗浄時には、 らせん揚水 機が回転し、濁質を捕捉した濾過砂をらせん揚水機の下部から上昇させて、遠心分 離作用により濁質を濾過砂から剥離させて洗浄している。そして、洗浄された濾過 砂は揚送管の上部の濾過砂排出口から排出されて、再度槽体内に戻るように構成さ れている。
また、 さらに他の従来例として、特開平 8— 2 1 5 5 0 9号公報に開示されたろ 過機が知られている。 このろ過機においては、前述の実開昭 6 3— 9 8 7 0 4号公 報に開示された濾過器と同様に、ろ過槽の下部から供給される原水をろ過槽内を上 方に移動させて濾過するように構成されている。 このろ過槽には、スクリユーコン ベアを内包する外筒がろ過槽の上部から垂下され、このスクリユーコンベアにより 濾過砂を外筒の下端から上端に上昇させる間に濾過砂を洗浄するように構成され ている。上昇された濾過砂は、外筒の上部に設けられた分離室でさらに攪拌されて、 汚濁物質が取り除かれるようになつている。 そして、洗浄された濾過砂は、分離室 から再度ろ材層の上面部に返送されるよう構成されている。 このろ過機は、洗浄時 においても、原水が下方から上方に向けて流されて、濾過は中断することなく連続 的に行われるようになっている。
また、従来、 通常の濾過において、原水が上方から供給されて下方に浸透する形 式の濾過装置にあっては、濾床の上に大径の砂利の層を敷き、その上に細かい砂の 層を重ねて濾過材とした構成が知られている。
また、 濾過材の洗浄は、 毎日、 例えば、 始業時、 或いは終業時に行なわれる場合 もある。 また、 2 4時間操業の場合は、 濁質の詰まり具合をセンサで検知して、 随 時、 自動的に洗浄を行なったり、 或いは、 目詰まりが生じる前に所定の時間ごとに 作動するタイマーにより自動的に洗浄が行なわれる場合もある。
また、 ス トレーナとして、従来、 多数の粒状体を粒状体同士の間隙が残る程度に 押し固めたものが使用されることがある。
前者 （特許第 3 1 4 9 1号） の濾過器においては、濾過材は有孔偽底上に直接配 置されており、有孔偽底の孔から濾過砂が通り抜けて下方に流れ、 さらに濾過後の 水に混じりやすいという問題がある。 また、 濃い濁質を含む原水の場合には、 この 孔が目詰まりを起こしゃすい。洗浄時においては、 プロペラの回転による濁質除去 とともに、有孔偽底から濾過砂の層に向けて洗浄水を逆流させることによって、濾 過砂に付着した汚濁物質を濾過砂から剥離させて排出することが行われる力 S、有孔 偽底に点在して設けられた複数の孔の総面積が限られており、 即ち開口率が低く、 有孔偽底上の濾過砂に均一に洗浄水を噴出することができない。その結果、濾過砂 の汚濁物質のすすぎ効率が低く、 洗浄作業も時間がかかるものとなってしまう。 また、 実開昭 6 3— 9 8 7 0 4号および特開平 8— 2 1 5 5 0 9号の各公報に 夫々開示された濾過器 （ろ過機） の場合は、 通常の濾過においては、 原水が下方の 原水供給口から供給されて上方に移動する所謂上向流式のものである。この種の上 向流式の濾過器 （ろ過機） は、 一般的に、 大量の原水処理量をこなすことを目的と しているため、流速が早く上方の濾過材は浮き上がって濾過砂同士の間隙が大きく なり、 原水の濁質が捕捉しにくくなるという問題がある。
特に、特開平 8— 2 1 5 5 0 9号のろ過機の場合は、洗浄時にも濾過が停止され ることはないので、細かい軽い砂は上方に押し上げられて、粗い砂が下方に溜まつ た状態になる。 このような状態になった濾過材をらせん揚水機（スクリユーコンペ ァ） で上方に押し上げても、 濾過砂の下層の粗い砂が上昇し、再度砂の層に放出さ れた粗い砂が下に沈んで、細かい軽い砂は上部に残ったままになってしまう。従つ て、粗い砂だけが洗浄され、細かい砂は洗浄されないままになるという問題がある。 このため、 この連続的に濾過が行われるろ過機は実用化がなされていない。 また、 洗浄液を濾床から上に向けて逆流させることも行われないので、剥離した汚濁物質 を排出する洗浄作業が効率的に行えず、 時間がかかってしまう。
また、従来、大径の砂利の層の上に細かい砂の層を配置した濾過材層を使用して いる場合は、 細かい砂は、 大径の砂利により下方への落ち込みが防止され、濾床の 目詰まりも生じにくく、さらに大径の砂利の層により濾過される液体の流れが分散 して均一になるという利点がある。 しかし、 このように配された濾過材を洗浄する ときには次のような問題が起きる。
即ち、濾床から洗浄水を噴出させる逆洗洗浄のみによって洗浄する場合には、濾 過材の層中で濁質により閉塞されていない水の通り道、所謂、水道から洗浄水が上 方に噴出するので、その水道の周辺の濾過砂が移動して砂利層に不陸即ち砂利層表 面の凹凸が生じやすい。そして洗浄後、濾過を行うときに濾過材中を通過する原水 は不睦により水道が偏って均一に分散されないので、濾過効率が低下する、或いは 濾過性能が安定しないという問題がある。 また、スクリューコンベアを使用して砂 利層の上の濾過砂を洗浄する場合は、スクリユーコンベアの回転によって砂利層の 上部が影響を受けて同様に不陸が生じる虞がある。
また、砂利の層の上に砂の層を配する場合は、 小さい砂が、 大きい砂利の中に落 ち込まないように粒径の大きい砂利から、粒径の小さい砂まで 3層乃至 4層に重ね ることが行われている。 その場合、 各層は同程度の厚さが必要なので、全体の層厚 が大きくなり、 その結果、濾過槽の高さも高くなり、 濾過装置の屋内での設置場所 に制約を受ける虞がある。さらに多種類の濾過材の洗浄等の維持管理が大変である。 また、 ストレーナとして、多数の粒状体を押し固めたタイプのものは濁質によつ て、 目詰まりしゃすく、 その目詰まりも除去しにくいという問題がある。
本発明は、 以上の点に鑑みてなされたものであって、 目詰まりが生じにくく、 ま た、濾過材の不陸が生じることのない、長期間に亘つて安定した性能を維持する濾 過装置を提供することを目的とするものである。
さらに、本発明の他の目的は、効率的に短時間で濾過材の洗浄作業、 およびすす ぎ作業が行える維持管理の容易な濾過装置を提供することにある。 発明の開示 本発明の濾過装置は、粒状の濾過材の層を支持する濾床を有する濾過槽と、 この 濾過槽内に縦に配置された中空の洗浄槽、洗浄槽内で濾過材を上方に搬送しつつ濾 過材を洗浄する洗浄手段および濾過材の洗浄時に濾過材から剥離した汚濁物質を 濾過槽の外部に排出する濁質排出手段を有する濾過材洗浄機構とを備え、通常の濾 過時に濾過材により濾過された液体を濾床を通過させて排出する濾過装置におい て、濾床が、 上下に間隔をおいた 2つの濾床から構成され、上方の濾床が濾過材が 通過しにくい大きさの多数の液体通過部を全面に有し、両濾床の間に前記濾過材ょ り大きい濾過材の層が設けられていることを特徴とするものである。
また、前記洗浄手段は、濾過槽の上部から垂下されたスクリユーコンベアであり、 スクリユーコンベアが濾過槽の上部に設けられた駆動部により回転されるように 構成されていることが好ましい。 また、スクリユーコンベアの回転軸の下端の形状 は円弧面であることが好ましい。なお、このスクリユーコンベアの回転軸の下端は、 下方から支持されていてもよい。
また、上方の濾床は、液体通過部を形成する網目を有する網状部材であることが 好ましい。
また、 2つの濾床のうち下方の濾床に、濾過された液体を排出する複数のス トレ ーナが配置されていることが好ましい。 このストレーナは、上部に傘形形状部分を 有し、 この傘形形状部分に液体を通過させるスロッ トを有することが好ましい。 濾過槽の外壁に、 2つの濾床の間の濾過材の層に外部から液体を噴射する液体嘖 射部を設け、液体噴射部から該濾過材の層へ向けて洗浄液を噴射して、該洗浄液の 水流により該濾過材に付着した汚濁物質を剥離するよう構成することができる。 液体噴射部は、濾床と略平行な平面内で角度を付けて設けられていることが好ま しい。 さらに、 これらの液体嘖射部は、濾過槽の外周に略等間隔に複数個が設けら れていることが好ましい。
2つの濾床の間の濾過材の層に外部から振動を与える振動発生器を設け、振動発 生器から該濾過材の層へ向けて伝搬する振動により該濾過材に付着した汚濁物質 を剥離するよう構成することができる。
さらに、濾過槽に超音波発生装置を取り付けて、 この超音波で発生する振動によ り濾過槽内の濾過材に付着した濁質を剥離するようにしてもよい。
本発明の濾過装置は、濾床を有する濾過槽と、 中空の洗浄槽、洗浄槽内の洗浄手 段および濁質排出手段を有する濾過材洗浄機構とを備えており、濾過材により濾過 された液体を通過させる濾床は、上下に間隔をおいた 2つの濾床から構成されてい る。 2つの濾床のうち、 上方の濾床は、濾過材が通過しにくい大きさの多数の液体 通過部を全面に有し、両濾床の間に前記濾過材ょり大きい濾過材の層が設けられて いるので次の効果を奏する。
即ち、濾過材が上下 2つの濾床で仕切られ、上方の濾床に設けた濾過材と両濾床 間に設けた濾過材を夫々相対的に小径の濾過材、大径の濾過材（支持材） としたの で、上方の小径の濾過材は、上方の濾床により下方への落下が防止され、濾過材を 多層に重ねなくとも 2層の目詰まりの生じにくい濾過材とすることができる。また、 両濾床間に設けられた濾過材は、両濾床により閉鎖された所定の空間内にあるので、 洗浄手段により上方の小径の濾過材が洗浄されても、大径の濾過材に不陸が生じる ことはない。 その結果、均等な濾過が維持され、濾過効率のよい濾過装置が得られ る。 また、 上方の濾過材のうち僅かな量が、 上方の濾床を通過して下方の濾過材の 層に落下したとしても、 下方の濾過材を通り抜けることはない。従って、濾過後の 浄水に濾過材が混じり込むことはない。そして大径の濾過材の層は、濁質による目 詰まりが生じにくい。
また、 洗浄手段が、 濾過槽の上部から垂下されたスクリューコンベアであって、 このスクリユーコンベアが濾過槽の上部に設けられた駆動部により回転されるよ うに構成されている場合は、スクリユーコンベアにより、上方の濾過材をもみ洗い することができるので、濾過装置の洗浄を簡単に行うことができ、管理維持が容易 である。 また、 このスクリューコンベアを回転させて上方の濾過材を洗浄しても、 上方の濾床の下に位置する濾過材の表面を不陸にする虞はない。
また、上方の濾床が、液体通過部を形成する網目を有する網状部材である場合は、 濾床の開口率が大きいので、原水の濁質が濃い場合でも濾床に目詰まりを生じるこ となく効率的に濾過された液体を通過させることができる。また、逆流洗浄時にも、 この開口率の大きい濾床から均一に洗浄水を吹き出すことができるので、すすぎ効 率が高く、 短時間ですすぎ作業を完了させることができる。 .
また、 2つの濾床のうち下方の濾床に、濾過された液体を排出する複数のストレ ーナが配置されている場合は、 2つの濾床の間に配されている大きい濾過材が通過 できない比較的大きめの液体通過部をストレーナに形成することができるので、一 層目詰まりのしにくい濾過装置とすることができる。 また、洗浄水の逆流噴射 （逆 洗） を行った時に、ストレーナの液体通過部に詰まった濁質を容易に除去すること ができる。
濾過槽の外壁に、 2つの濾床の間の濾過材の層に外部から液体を噴射する液体噴 射部を設けて、 この液体噴射部から該濾過材の層へ向けて洗浄液を噴射して、 この 洗浄液の水流により該濾過材に付着した汚濁物質を剥離するよう構成した場合は、 両濾床の間の濾過材を濾過槽の外部に取り出すことなく、短時間で効率よく洗浄す ることができ、 且つ濾過装置の維持管理が非常に簡単になる。
2つの濾床の間の濾過材の層に外部から振動を与える振動発生器を設けて、この 振動発生器からこの濾過材の層へ向けて伝搬する振動により濾過材に付着した汚 濁物質を剥離するよう構成した場合は、両濾床の間の濾過材を濾過槽の外部に取り 出すことなく、短時間で効率よく洗浄することができ、濾過装置の維持管理が非常 に簡単になる。
このように本発明に係る濾過装置は、非常に効率よく濾過材の洗浄およびすすぎ 作業を行うことができ、例えば、逆洗による水流剪断のみによって濁質を剥離する ものに比べて約 3分の 1の短時間で完了することができる。従って、洗浄作業が毎 日行なわれる場合には、年間の総洗浄作業時間の差即ち削減可能な時間は非常に大 きいものとなり、濾過効率、洗浄のためのエネルギー消費の観点から効果が大きい。 さらに本発明の濾過装置は、上方から下方へと原水が流れる方式であるので、濾過 砂が水流によって浮き上がることはなく、 安定的に濁質を捕捉できる。 図面の簡単な説明 図 1は、 本発明の第 1の実施形態の濾過装置の縦断面図である。
図 2は、 図 1の濾過装置の濾過槽の平面図である。
図 3は、下方の濾床を示し、 （a )は、濾床の半分のみを示す平面図であり、 （b ) は、 図 3 ( a ) の 3 b— 3 b線で切断した濾床の断面図である。
図 4は、上方の濾床としての金網を示し、 （a ) は金網の半分のみを示す平面図 であり、 （b ) は、 （a ) の 4 b— 4 b線に沿う、 金網を含む濾過槽の要部断面図 である。 図 5は、 図 4の、 2枚の金網の合わせ部分を示し、 （a ) は、 ねじを省略して示 す合わせ部分の部分拡大平面図であり、 （b ) は、 図 5 ( a ) の 5 b— 5 b線に沿 う拡大断面図である。
図 6は、図 4の金網の濾過槽への取付部を示し、 （a )は部分拡大平面図であり、 ( b ) は、 （a ) の 6 b _ 6 b線に沿う拡大断面図である。
図 7は、 図 4の金網の取付に使用されるクランプポルトを示し、 （a ) は、 クラ ンプボルトの拡大平面図、 （b ) はクランプボルトの拡大側面図である。
図 8は、 本発明の第 2の実施形態の濾過装置の縦断面図である。
図 9は、濾過槽に接続された配管等との関係を示す、本発明の濾過装置の概略全 体図である。
図 1 0は、通常の濾過工程から洗浄工程を経て濾過工程に復帰するまでの各工程 と、 濾過装置の各部の作動との関係を示すタイムチャートである。
図 1 1は、濾過槽に接続された配管等との関係を示す、 図 9に示した本発明の濾 過装置と類似の他の濾過装置の他の具体例の概略全体図である。
図 1 2は、通常の濾過工程から洗浄工程を経て濾過工程に復帰するまでの各工程 と、図 1 1に示す濾過装置の各部の作動との関係を示す他の具体例のタイムチヤ一 トである。
図 1 3は、 図 1の濾過装置の変形例を示す概略縦断面図である。
図 1 4は、 図 1 3の要部拡大図である。 明を実施するための最良の形態 以下、 本発明の濾過装置について添付図面を参照して詳細に説明する。 図 1は、 第 1の実施形態の濾過装置の縦断面図、図 2は、図 1の濾過装置の濾過槽の平面図 である。 以下、 図 1および図 2を参照して説明する。
本発明の第 1の実施形態の濾過装置 1は、図 1に示すように、上下が閉鎖された 略円筒形の濾過槽 2と、この濾過槽 2の内側の下部に上下に間隔をおいて水平に配 置された金網 （濾床） 5 0および 4と、濾過槽 2の湾曲した上壁 2 0に取り付けら れた濾過材洗浄機構 （以下、 単に洗浄機構という） 6とを有する。 この洗浄機構 6 は、 後述するモータ 2 6、 減速機構部 2 7、 台座 2 8、 洗浄槽 3 8およびスクリュ ーコンベア 3 2を含む。 さらに、洗浄機構 6は、 濁質排出手段としての浄水出口管 4 6および原水注入管 5 6も含む。
濾過槽 2には、 4本の支持脚 8 (図 1では 1本のみを示す） が取り付けられてお り、 これによつて、 濾過槽 2が床面 1 0上に設置される。 濾床 4は、 濾過槽 2の湾 曲した底壁 9から上方に離隔して設けられており、 この濾床 4には、複数の濾過さ れた液体（濾水） を集水して下方に通過させる集水部即ちストレーナ 1 2が設置さ れている（図 1 )。なお、濾床 4およびストレーナ 1 2の詳細については後述する。 また、 前述の原水注入管 5 6は、 図 1において、 濾過槽 2の右側に位置しており、 原水の出口が上向きの略 L字状を呈している。 この注入管は、他の形状とすること も可能である。
前述の金網 5 0上には、原水注入管 5 6から注入された原水を濾過するための濾 過材 （濾過砂） 1 4の層が配される。 金網 5 0は、 濾過材 1 4が下方に落下しにく いように、 濾過材 1 4の砂粒よりも概ね小さいメッシュ （網目） を有する。 この濾 過材 1 4は、具体的には、約 0 . 4 mn！〜 2 mmの直径を有するものである,。また、 この直径は、 約 0 . 6〜 1 mmであることが好ましい。 メッシュの大きさは、 最大 直径が約 2 mmの濾過材 1 4が下方に通過しない寸法に設定される。この金網の構 造の詳細については、 後述する。
金網 5 0と濾床 4との間の空間 5 2には、濾過材 1 4より大きい直径の砂利即ち 濾過材 5 4の層 （支持層） が配置される。 この濾過材 5 4は、 濾過材 1 4を支持す る支持材として使用される。 この濾過材 5 4の直径は、例えば、約 2〜4 mmのも のが選択される。従って、濾過材 1 4の上方から流入した原水は、濾過材 1 4の層 および金網 5 0を通過した後、濾過材 5 4の層およびストレーナ 1 2を通過して浄 化された液体として濾床 4から下方に流れる。濾過材 5 4の層は、上部が金網 5 0 により覆われており、濾過材 1 4の層の方に移動することができないので、不陸が 生じることがなく、水流が分散されて均一な濾過が可能となる。本実施形態の場合、 濾過槽 2の高さは約 2 mであり、 空間 5 2の高さは約 1 3 c mに設定されている。 濾過槽 2の上壁 2 0の中央部には、 円形の取付口 2 2が形成されており、 この取 付口 2 2に洗浄機構 6がボルト （図示せず） により取り付けられている。取付口 2 2の周縁は、 取付用のリム 2 4に形成されている。 リム 2 4上には、 モータ 2 6お よび減速機構部 2 7を取り付けた台座 2 8が取り付けられている （図 1 ) 。 この台 座 2 8には、複数の軸受 3 0を有する保持部 3 6が形成されており、 これらの軸受 3 0により後述するスクリユーコンベア （洗浄手段） 3 2の軸 3 4が、 ぶれなく回 転自在に支持されている。なお、モータ 2 6および減速機構部 2 7を駆動部という。 次に、 この洗浄機構 6について詳細に説明する。洗浄機構 6の円筒形即ち筒状体 の洗浄槽 3 8は、 上部に円板状の取付壁 2 9を有する。 そして、取付壁 2 9が台座 2 8とともにリム 2 4にポルト （図示せず） により取り付けられている。 図中、 ポ ルトはその位置を示す中心線に代えて省略して示す。 このようにして、洗浄槽 3 8 の上部がリム 2 4に取り付けられると、洗浄槽 3 8の略全体が濾過槽 2の上部から 垂下している構成となる。
図 1に示すように洗浄槽 3 8の下部は、開放した円形の下部開口 4 0となってお り、上部には洗浄槽 3 8の外周に沿って所定間隔で形成された上下方向に延びる複 数の上部開口 4 2が形成されている。下部開口 4 0は濾過材 1 4の中に位置するよ うに、濾過材 1 4との位置関係が決められている。 この洗浄槽 3 8の内側には、 ス クリユーコンベア 3 2が配置されている。 スクリユーコンベア 3 2の軸 3 4は、比 較的小径の縮径部 3 4 aと、 直径の大きい大直径部 3 4 bから構成されている。 軸 3 4は、継手 4 9を介してモータ 2 6と連結されている。軸 3 4に強度を持た せるための大直径部 3 4 bは、 中空のパイプ状になっており、下端 4 4は閉鎖され ている。 下端 4 4の形状は、球面等の円弧面に形成されていることが好ましい。 下 端 4 4が円弧面に形成されていることにより、スクリユーコンベア 3 2を回転させ て濾過材 1 4を洗浄するときに渦を生じないようにして、下端 4 4と接触する濾過 材 1 4を不必要に攪乱することが防止できる。軸 3 4の大直径部 3 4 bには、螺旋 形のスクリユーの羽根部 4 3が形成されている。羽根部 4 3は軸 3 4の下端 4 4近 傍に至るまで形成されている。 .
このようにして、スクリユーコンベア 3 2の羽根部 4 3が洗浄槽 3 8内に配置さ れると、図 1に示されるように、羽根部 4 3の上端は上部開口 4 2の下縁 4 2 a近 傍に位置する。 また、 スクリユーコンベア 3 2の下端部 3 5は、洗浄槽 3 8の下部 開口 4 0から下方に突出し、軸 3 4の下端 4 4は、金網 5 0の近傍に位置する。 こ の理由は、濾過材 1 4の洗浄時に、できるだけ金網 5 0近傍の濾過材 1 4も効率よ く上方に押し上げて洗浄できるようにするためである。
羽根部 4 3の外縁は、洗浄槽 3 8の内周面との間に僅かにギャップを形成して配 置されているが、 このギャップの寸法は、 濾過材 1 4の粒径の約 3倍が望ましい。 このギャップにより、 羽根部 4 3と洗浄槽 3 8との間に濾過材 1 4が挟まっても、 濾過材 1 4が破砕する虞が少なくなる。 ' 次に、濾過槽 2の外部に付属する部品について説明する。濾過槽 2の湾曲した底 壁 9の中央には、下方に延びる浄水出口管 4 6が敢り付けられており、濾過材 1 4、 金網 5 0、濾過材 5 4、ストレーナ 1 2を経て濾床 4を通過した浄化された液体が、 この浄水出口管 4 6を通って送出される。金網 5 0と濾床 4との間の濾過槽 2の外 壁に取り付けられているのは、 洗浄水噴射管 （液体噴射部） 5 8である。 また、 濾 過槽 2の上部に突設されている、 8 1で示す部分は、濾過槽 2内の空気を排出する 空気抜弁である。
洗浄水噴射管 5 8は、 図 2に最もよく示すように、濾過槽 2の外壁に対し角度を 付けて、濾過槽 2の外周に沿って等間隔に 4力所取り付けられている。 この洗浄水 嘖射管 5 8には、外側から濾過槽 2の内側に向けて渦を巻くように強力な洗浄水が 噴射される。そしてこの水流により、空間 5 2内の濾過材 5 4から汚濁物質が剥離 されて濾過材 5 4を洗浄するようになっている。洗浄水は洗浄水出口管から取り出 された洗浄水でもよいし、別の供給源（図示せず）から供給される洗浄水でもよい。 この洗浄の態様についての詳細は後述する。
次に、図 3を参照して濾床 4について説明する。図 3は、濾床 4を示し、図 3 ( a ) は、 濾床 4の半分のみを示す平面図であり、 図 3 ( b ) は、 図 3 ( a ) の 3 b— 3 b線で切断した濾床 4の断面図である。 濾床 4は、例えば、 ステンレス鋼製の 4つ の板状部分から構成されている。 即ち 1対の半月状部分 4 a、 4 b (図 3 ( a ) で は半月状部分 4 a、 4 bの半分のみを示す）および 1対の略矩形部分 4 c .、 4 c (図 3 ( a ) では 1個のみを示す） から構成されている。 従って、 濾床 4は、 図 3 ( a ) において、直径の両側に線対称の円板状である。略矩形部分 4 cの一辺は弧状部分 4 7に形成されている。
濾床 4には、 多数の孔 6 0が穿設されており、 これらの孔 6 0に、 前述のストレ ーナ 1 2が配置されている。 また、 各部分 4 a、 4 b、 4 cには、 それらの外周に 沿って所定間隔で複数個のねじ止め用の小孔 6 2が穿設されている。他方、濾過槽 2の内周には、その内周に沿った環状の取付リング 6 4が突設されている。 この取 付リング 6 4には、前述の小孔 6 2に対応するねじ孔 6 3が形成されている。また、 各部分 4 a、 4 b、 4 cの相互の合わせ目に沿って、 T字状断面の支持梁 6 6が濾 過槽 2に取り付けられている。 そして、 この支持梁 6 6にも、 ねじ孔 6 3が形成さ れている。 前述の部分 4 a、 4 b、 4 cは、 前述の小孔 6 2およびねじ孔 6 3にね じ 6 1が螺入されて、 取付リング 6 4およびこの支持梁 6 6にねじ固定される。 また、支持梁 6 6と直交する、濾過槽 2の直径相当部分に、 ねじ孔 6 3を有する T字状の支持梁 6 7力 支持梁 6 6と連結して略中央に配置され、部分 4 cがこの ねじ孔 6 3により同様にねじ固定される。 また、 図 3 ( b ) において、 支持梁 6 7 の左右に支持梁 6 8が設けられているが、 この支持梁 6 8は、単に部分 4 aの荷重 を受けるためのものであり、部分 4 a、 4 bは、この支持梁 6 8には固定されない。 次に、 この濾床 4に配置されるストレーナ 1 2について説明する。ストレーナ 1 2は、管の先端が中空の傘状になった、 A Bストレーナ一と称される市販のもので あり、 A B S樹脂製である。 この傘状部分 1 8には、 前述の濾過材 5 4が通過しな い狭幅の複数のスロット （液体通過部） 1 9が同心円に沿って形成されており、濾 過された液体のみを濾床 4の下方に通過させるようにしている。
なお、 スロット 1 9は、 図 3 ( b ) の中央のストレーナ 1 2のみに示す。 そして 管の部分にはねじが形成され、 この部分にナツト 6 5が螺合されて、傘状部分 1 8 とナット 6 5により、濾床 4に取り付けられるよう構成されている。スロッ ト 1 9 は、濾過材 1 4より大きい濾過材 5 4が通過しない大きさのものであればよいので、 濁質が詰まりにくいサイズのスロット幅とすることができる。傘状部分 1 8にスロ ット 1 9が形成されている効果については後述する。
次に、 図 4から図 7を参照して、 金網 5 0について詳細に説明する。 図 4は、 濾 過槽 2に取付けられた金網 5 0を示し、 図 4 ( a ) は金網 5 0の半分のみを示す平 面図であり、図 4 ( b )は、金網 5 0を含む濾過槽 2の要部断面図である。図 5は、 2枚の金網 5 0の合わせ部分を示し、 図 5 ( a ) は、 ねじを省略してしめす合わせ 部分の部分拡大平面図であり、 図 5 ( b ) は、 図 5 ( a ) の 5 b _ 5 b線に沿う拡 大断面図である。 図 6は、 金網 5 0の濾過槽 2への取付部を示し、 図 6 ( a ) は部 分拡大平面図であり、 図 6 ( b ) は、 図 6 ( a ) の 6 b— 6 b線に沿う拡大断面図 である。 図 7は、 金網 5 0の取付に使用されるクランプポルトを示し、 図 7 ( a ) は、クランプポルトの拡大平面図、図 7 ( b )はクランプボルトの拡大側面図を夫々 示す。
まず、 図 4を参照すると、金網 5 0はステンレス鋼製の板状の 3つの部分、 即ち 2つの半月状部分 5 0 a、 5 0 bおよび逆向きの弧状部分 5 3を有する 1つの略矩 形部分 5 0 cから構成されている。 各部分 5 0 a、 5 0 b、 5 0 cは格子状のメッ シュ （液体通過部） 即ち網目 5 1を有するとともに、 各部分 5 0 a、 5 0 b、 5 0 cの周縁にはステンレス鋼製のフレーム 7 0が設けられている。各部分 5 0 a、 5 0 b、 5 0 cのフレーム 7 0が互いに当接する合わせ目 7 1は、 どの部分について も同様な構成になっているので、部分 5 0 aと 5 0 cの合わせ目 7 1について、図 5をさらに参照して説明する。
図 5に示すように、金網 5 0の部分 5 0 aのフレーム 7 0と、部分 5 0 cのフレ —ム 7 0の端縁には、互いに逆向きの半円形の切欠 7 2が位置合わせして形成され ている。この 1組の切欠 7 2により 2つの互いに当接したフレーム 7 0に円形の開 口 7 3が形成される。 この開口 7 3には、金網 5 0の裏面から矩形のフランジ 7 5 を有するねじ 7 4が揷通される。そしてねじ 7 4には、 フレーム 7 0に沿って延び るフレーム押さえ板 7 6が取り付けられる。 フレーム押さえ板 7 6は、ねじ孔 7 7 を有し、ねじ 7 4はこのねじ孔 7 7に挿入される。そしてねじ 7 4にヮッシャ 7 9 とナツト 8 0が装着されて固定される。これにより部分 5 0 aと部分 5 0 cとが互 いに一体に合体される。
このようにして構成された網目状部材の円形の金網 5 0力 次に、濾過槽 2に取 り付けられる。 この取付の構成について、図 6および図 7を合わせて参照して説明 する。 図 6に示すように、 金網 5 0の外周のフレーム 7 0には所定の間隔で、 タブ 8 2が内向きに突設されている。 このタブ 8 2には、金網 5 0の半径方向に延びる 矩形の長穴 8 3が形成されている。金網 5 0は、 このタブ 8 2に、 クランプポルト 8 4を取り付けて濾過槽 2に固定される。
このクランプボルト 8 4は、 図 7に示すように、 平面視で矩形であり、側面視で L字状の頭部 8 5を有する。 この頭部 8 5に円形の開口 8 6が形成され、 この開口 8 6にボルトが溶接されて、全体として図 7に示すクランプボルト 8 4が構成され ている。 クランプボルト 8 4の頸部 8 7は、 角ブロック状となっている。
再び図 6を参照して、濾過槽 2には、 この濾過槽 2の内周に沿って取付リング 8 8 (図 6 ( b ) ) が突設されている。 金網 5 0のフレーム 7◦には、 クランプポル ト 8 4が取り付けられる。このときクランプボルト 8 4の頭部 8 5の突出部 8 5 a i 取付リング 8 8の反対側になるように取り付けられる。 そして、 クランプポル ト 8 4と金網 5 0との間に取付リング 8 8を挟み込み、 ヮッシャ 8 9、 9 0を取り 付けた後、 ナット 9 1、 9 2で固定する。 ヮッシャ 8 9の下面には長穴 8 3内に位 置する角形の突起 8 9 aを有する。これによりフレーム 7 0がクランプボルト 8 4 に対し、濾過槽 2の半径方向の位置が決められ、金網 5 0はこの半径方向に偏るこ となく適切に濾過槽 2に保持される。
次に、図 1に示す濾過装置 1の変形例を、図 1 3および図 1 4に示す。図 1 3は、 図 1の濾過装置 1の変形例を示す概略縦断面図、 図 1 4は、図 1 3の要部拡大図で ある。 まず、 図 1 3を参照して説明する。 変形例の濾過装置 2 0 0は、 濾過槽 2 0 2と、濾過材洗浄機構 2◦ 6と、 この濾過材洗浄機構 2 0 6に連結された洗浄槽 2 3 8と、洗浄槽 2 3 8内に配置されたスクリユーコンベア 2 3 2とを有する。濾過 装置 2 0 0と、図 1に示す濾過装置 1との主な相違点は、 スクリユーコンベア 2 3 2と、洗浄槽 2 3 8力 S、それらの下端で互いに係合している点である。換言すると、 スクリユーコンベア 2 3 2の下端部 2 3 5が、洗浄槽 2 3 8の下端に設けられた支 持部材 （支持部） 2 0 7により支持されている点である。 この変形例では、 スクリ ユーコンベア 2 3 2力 支持部材 2 0 7によって支持されていることにより、 スク リユーコンベア 2 3 2の回転時におけるぶれ、 振動が防止される。
このスクリユーコンベア 2 3 2の支持構造について、図 1 4を参照してさらに説 明する。 スクリユーコンベア 2 3 2の下端 2 3 3には、金属製の軸部材 2 3 6が溶 接により取り付けられている。軸部材 2 3 6は、 円板状の基部 2 3 7と、 この基部 2 3 7の中央に基部 2 3 7と一体に形成された軸 2 3 9とから構成されている。軸 2 3 9とスクリユーコンベア 2 3 2とは、 その中心軸が同一である。
他方、円筒形の洗浄槽 2 3 8の下端には、円環状のプレート即ちリング 2 0 8力 溶接により固定されている。 リング 2 0 8には、複数のねじ孔 2 0 5がリング 2 0 8の円周に沿って所定間隔で均等に配置されている。そして、 このリング 2 0 8に は、前述の支持部材 2 0 7が取り付けられる。支持部材 2 0 7は、 前述のねじ孔 2 0 5に対応する孔 2 0 9が穿設された円環状の取付環 2 1 3と、軸 2 3 9を受容す るハウジング 2 4 8と、このハウジング 2 4 8を取付環 2 1 3に連結する複数本の 放射状のステー 2 4 9とから構成されている。支持部材 2 0 7は、ねじ 2 1 0によ りリング 2 0 8のねじ孔 2 0 5に固定される。
ハウジング 2 4 8は、上方に開放する円形の内壁と底壁 2 4 8 aから画成される 凹所 2 5 5を有する。凹所 2 5 5の中心とスクリユーコンベア 2 3 2の回転中心は 一致している。凹所 2 5 5内には円筒形の軸受 2 5 8力 凹所 2 5 5の内壁に密接 して配置されている。軸受 2 5 8の内径は、軸 2 3 9と密嵌するように寸法決めさ れている。凹所 2 5 5の開放端には環状段部 2 6 0が形成されており、 この環状段 部 2 6 0に軸 2 3 9と密接するシール部材 2 6 2が配置されている。また、ハウジ ング 2 4 8の上端の外周には環状のフランジ 2 6 4が形成されている。このフラン ジ 2 6 4には、 押さえ板 2 6 6がねじ （省略） により固定されて、 シール部材 2 6 2の飛び出しを防止している。押さえ板 2 6 6には、軸 2 3 9を受容する開口 2 6 5が形成されているので、 スクリユーコンベア 2 3 2と干渉することはない。 スクリユーコンベア 2 3 2は、このように支持部材 2 0 7により支持されている ので、 スクリユーコンベア 2 3 2が回転すると、 軸 2 3 9は、 この軸受 2 5 8に支 持されて回転し、 下端部 2 3 5がぶれることはない。 軸 2 3 9の下端 2 3 9 aは、 底壁 2 4 8 aから離隔していることが好ましい。 この理由は、軸 2 3 9に下向きの 荷重がかかるわけではなく、 余分な摩擦抵抗が生じないようにするためである。 軸受 2 5 8は、 例えば、 オイレスグライ トロン F (登録商標） の如き、 充填剤入 り四ふつ化工チレン樹脂が好ましい。 しかし、材質は、他の適切な合成樹脂であつ てもよいし、 金属であってもよい。 上記の四ふつ化工チレン樹脂は、耐摩耗性に優 れ、低い摩耗係数を有するという特性を有しており、濾過装置 2 0 0の軸受として 好適である。 また、 上記の四ふつ化工チレン樹脂は、食品衛生法にも適合している ので、 濾過された浄水を、 飲料水等に使用するのに好適である。
次に、再び図 1を参照して、 この濾過槽 2内で濾過がどのように行われるかにつ いて説明する。 まず、 原水が、 原水注入管 5 6から濾過槽 2内に注入される。 原水 の水位が上昇するにつれ、空気抜弁 8 1から濾過槽 2内の空気が排出される。水位 は、本実施形態の場合、原水注入管 5 6を越えて濾過槽 2の上部まで達するように、 即ち濾過槽 2の略全体が水 （原水） 1 6で満たされるように設定される。原水は濾 過材 1 4に浸透するとともに、上部開口 4 2からも洗浄槽 3 8内に進入して洗浄槽 3 8内の濾過材 1 4に浸透し、洗浄槽 3 8内においても濾過ができるようになって いる。
濾過材 1 4を浸透し、濾過された水は、金網 5 0を通過して濾過材 5 4の層に浸 透し、ス トレーナ 1 2を経て濾床 4を通過して、濾過槽 2の下部の浄水出口管 4 6 から外部に送出され、 使用に供される。
次に、長期間使用して濾過材 1 4に目詰まりが生じたときの、濾過材 1 4の洗浄 方法について説明する。スクリユーコンベア 3 2を回転させるためのモータ 2 6を 起動する前に、浄水出口管 4 6から浄水を逆流させ、濾過材 5 4を経て濾過材 1 4 中に浄水を噴出させて濾過材 1 4を浮遊させる。 これにより、モータ 2 6起動時の モータ 2 6への負荷が低減される。 モータ 2 6が駆動されて、 スクリユーロンベア 3 2が回転すると、スクリユーコンベア 3 2の羽根部 4 3、特に洗浄槽 3 8の下方 に露出した部分の羽根部 4 3により、濾過材 1 4が上方の洗浄槽 3 8内に押し上げ られる。
スクリユーコンベア 3 2の回転の初期の段階では、前述の浄水の逆流が継続され る。 この理由は、スクリューコンベア 3 2を逆流洗浄状態で回転させることによつ て、 洗浄槽 3 8の外側の濾過材 1 4と、洗浄槽 3 8の内側の濾過材 1 4力 S、 スクリ ユー 3 2の遠心力により容易に混ざり合い、且つ移動することで全体の濾過材 1 4 が満遍なく洗浄されるからである。 浄水の逆流は、 その後、 流速を落として、 集水 部に汚れが落ち込まない程度に非常にゆつく りとした速度で継続される。また、 ス クリューコンベア 3 2も、 濾過砂 1 4の洗浄のために回転が継続される。
押し上げられた濾過材 1 4の粒子同士は、羽根部 4 3の回転により互いにこすれ あってもみ洗いされつつ上昇し、上部開口 4 2から洗浄槽 3 8外に排出される。 こ のとき、濾過材 1 4が水面上に落下したときの衝撃で、濁質が濾過材 1 4から剥離 することが促進される。落下した濾過材 1 4は、 洗浄の経過に従って下降し、 再び 羽根部 4 3により洗浄槽 3 8内に押し上げられてもみ洗いされる。このようにして、 濾過材 1 4は洗浄槽 3 8内で洗浄が繰り返されて汚濁物質が剥離される。前述のよ うに、図 1に示すようにスクリユーコンベア 3 2の下端 4 4が、金網 5 0の近傍に 位置しているので、金網 5 0に近い濾過材 1 4も押し上げられて、全ての濾過材 1 4が満遍なく洗浄されるようになっている。
洗浄が完了すると、スクリユーコンベア 3 2の回転が停止される前に、浄水出口 管 4 6から再度浄水を逆流させて、すすぎ作業が行われる。 このすすぎ作業は、 ス クリユーコンベア 3 2の停止後も、引き続き逆流洗浄して継続される。浄水出口管 4 6から逆流した液体は、濾床 4のストレーナ 1 2のスロッ ト 1 9から濾過材 5 4 の層に噴出し、 さらに金網 5 0を通過して濾過材 1 4の層に上昇する。 このとき、 金網 5 0近傍の濾過材 1 4、 5 4の濁質は、 逆洗水流により容易に除去される。 ま た、ストレーナ 1 2に詰まった濁質も、逆洗水流によりスロット 1 9から容易に除 去される。
そして、濾過材 1 4から剥離した汚濁物質は、浮遊して原水注入管 5 6から外部 へ濁質を含んだ水とともに排出される。逆流洗浄時に、 洗浄水は、 羽根部 4 3の前 述の間隙を通過して洗浄槽 3 8内にも効果的に逆流するので、洗浄槽 3 8内の濁質 も排出される。 この逆洗時には、ストレーナ 1 2のスロッ ト 1 9から嘖出する洗浄 水は、 均一に濾過材 5 4の層に浸透する。 即ち、 スロッ ト 1 9はス トレーナ 1 2の 傘状部分 1 8に形成されているために、洗浄水は、 ストレーナ 1 2の周囲に角度を 付けて広範囲に噴出する。 このため、洗浄作業およびすすぎ作業を効果的に行うこ とができる。
また、すすぎ作業時には、洗浄水噴射管 5 8からも洗浄水が濾過槽 2内の 2つの 濾床 5 0、 4の間に強力に噴射される。 噴射された洗浄水は、濾過材 5 4の層中で 渦流を形成し、濾過材 5 4に付着している濁質は、 この渦状の水流に曝されて濾過 材 5 4から剥離する。そして剥離した濁質は、金網 5 0を通過して上方に押し流さ れる。 ストレーナ 1 2力 らは、浄水出口管 4 6からの浄水が噴出しているので、 濾 過材 5 4から剥離した濁質は、濾床 4の下に抜け出ることはない。前述のスロット 1 9から噴出する洗浄液は、このときも濾過材 5 4から剥離した濁質を短時間で効 果的に上方に排出するのに役立つ。以上の逆流洗浄を必要な時間続行することによ り、濾過槽 2内に残留する濁質は全て除去される。 なお、 通常の濾過工程から洗浄 工程を経て濾過工程に復帰するまでの各工程の具体例については後述する。
図 1 3および図 1 4に示す変形例の濾過装置 2 0 0の場合も、図 1の濾過装置 1 と同じ洗浄工程を経て濾過材 1 4が洗浄される。 しかし、洗浄過程で、 濾過材 1 4 の挙動が僅かに相異するので、 その相違点について以下に説明する。
濾過装置 2 0 0のスクリユーコンベア 2 3 2の場合、その下端部 2 3 5は、洗浄 槽 2 3 8から下方に突出していない。そのため濾過材 1 4力 洗浄槽 2 3 8内に吸 引されやすいように、 洗浄槽 2 3 8の下部に矩形の下部開口 2 4 1 (図 1 4 ) が形 成されている。 この下部開口 2 4 1は、洗浄槽 2 3 8の周囲に所定の数が等間隔に 形成されている。
洗浄工程の最初の段階で浄水を噴出させて、濾過材 1 4を浮遊させた後、 スクリ ユーコンベア 2 3 2を回転させるが、 その時に、 浮遊した濾過材 1 4は、下部開口 2 4 1から洗浄槽 2 3 8内に移動する。下部開口 2 4 1内に移動した濾過材 1 4は、 羽根部 2 4 3により上方に搬送されつつもみ洗いされる。 また、 逆流洗浄時に、 浄 水は下部開口 2 4 1から洗浄槽 2 3 8内に移動する他に、ステー 2 4 9の間からも 洗浄槽 2 3 8内に移動して、洗浄槽 2 3 8内の濾過材 4を浮遊させることができる。 その他は、 図 1の濾過装置 1の場合と同様である。
次に、 本発明の第 2の実施形態の濾過装置について、 図 8を参照して説明する。 図 8は、第 2の実施形態の濾過装置 1 0 0の縦断面図である。 なお、第 1の実施形 態と同じ部品については、 同一番号を使用して説明する。第 1の実施形態と大きく 異なる点は、 2つの濾床 5 0、 4の間の、濾過槽 2の外壁に振動発生器 1 0 2が取 り付けられている点である。 なお、 この図では、 振動発生器は 1個のみを示す。 取付座 1 0 4を介して濾過槽 2に取り付けられたこの振動発生器 1 0 2により、 振動を発生させると、この振動は、濾過槽 2の外壁から濾過材 5 4の層に伝搬して、 濾過材 5 4を振動させる。 この結果、濾過材 5 4に付着している汚濁物質は剥離す る。即ち濾過材 5 4は洗浄されることとなる。 この振動発生は、 前述の逆流洗浄時 に行われる。即ち浄水出口管 4 6から浄水を逆流させるときであり、濾過材 5 4か ら剥離した濁質は金網 5 0を経て濾過材 1 4を通って原水注入管 5 6から排出さ れる。 W この振動発生器は、濾過材 5 4の濁質の剥離に効果的な振動数、振幅を有する任 意のものでよいが、振動を濾過材 5 4の層の中心に向かわせるために、濾過槽 2の 外周に複数個、例えば 2個或いは 3個を略等間隔に配置することが好ましい。また、 この振動発生器 1 0 2は単独で使用してもよいし、洗浄水噴射管 5 8と組み合わせ て使用してもよい。
次に、第 1の実施形態および第 2の実施形態に共通な、通常の濾過工程から洗浄 工程を経て濾過工程に復帰するまでの各工程の具体例について、図 9および図 1 0 を参照して説明する。 図 9は、濾過槽 2に接続された配管等との関係を示す、本発 明の濾過装置 1 ' の概略全体図である。図 1 0は、通常の濾過工程から洗浄工程を 経て濾過工程に復帰するまでの各工程と、濾過装置 1 ' の各部の作動との関係を示 すタイムチャートである。
まず、 図 9を参照して、 各配管と濾過槽 2との接続関係の概略を説明する。濾過 槽 2の原水注入管 5 6には、原水ポンプ P 1に接続された管 1 1 0が連結されてい る。 管 1 1 0の途中には流路を開閉する原水弁 V 1が取り付けられている。 また、 管 1 1 0には、排水溝 1 1 2に至る管 1 1 4が連結されており、管 1 1 4の途中に は、洗浄排水弁 V 3が設けられている。 また、 濾過槽 2の下端中央に位置する浄水 出口管 4 6には、濾水弁 V 2を有する管 1 1 6が連結されている。 この管 1 1 6力 らは、 濾過された液体が排出される。 なお、 図 9において、 各弁は Mで示すモータ により駆動されるようになっている。 また、各流路中に Fで示す部分は流量計であ る。
また、管 1 1 6には、逆洗ポンプ P 2、 P 3に接続された管 1 1 8が連結されて いる。 この管 1 1 8には逆洗弁 V 4が取り付けられている。管 1 1 8には離隔した 位置に管 1 1 8 a、 1 1 8 bが連結されており、夫々の管 1 1 8 a、 1 1 8 bには、 逆洗ポンプ P 2、 P 3が取り付けられている。 また、管 1 1 6と管 1 1 4との間に は、水位調整弁 V 5を有する管 1 2 0が連結され、 管 1 1 6、 1 1 4と連通するよ うになつている。濾過槽 2の濾床 4より上方に位置する濾過槽 2の側壁 3には、少 なくとも 1つの吐出管 5が設けられている。 この吐出管 5には、水位調整弁 V 6を 有する管 1 2 2が連結され、 管 1 2 2は管 1 2 0に連結されている。 また、前述の 管 1 1 6と管 1 2 0の間には、捨水弁 V 7を有する管 1 2 4が配設され、管 1 1 6、 1 2 0と連通している。
次に、通常の濾過工程から洗浄工程を経て濾過工程に復帰するまでの各工程につ いて説明する。 まず、 図 1 0を参照して、通常の濾過が行われている状態の各部の 作動状態について説明する。 なお、 図 1 0中、斜線部分は各部が作動状態にあるこ とを示しており、斜線部分の横方向の長さは時間の経過を示している。図 1 0から 判るように、通常の濾過時には原水弁 V 1と濾水弁 V 2が開いており、原水ポンプ P 1は作動状態にある。即ち、 図 9において、原水 1 6が原水ポンプ P 1により管 1 1 0内に供給され、開放された原水弁 V Iを通過し、原水注入管 5 6から濾過槽 2に供給される。濾過槽 2に供給された原水 1 6は、 濾過材 1 4、 濾過材 5 4の層 を通過して濾過され、浄水出口管 4 6から排出される。排出された濾水は管 1 1 6 内を通り、 開放された濾水弁 V 2を通過して排出される。濾過時においては、原水 1 6の水位は、原水注入管 5 6の出口 5 6 aより上方に位置している。濾過槽 2内 に原水が満たされた満水状態にあってももちろんよい。
次に、通常の濾過工程から、 洗浄工程に移行する際に、 図 1 0に示すように予め 水位調整が行われる。 この水位調整工程は、濾過材 1 4、 5 4の洗浄を効果的に行 うために、濾過槽 2内の水位を調節即ち低下させるためのものである。水位調整ェ 程においては、 原水弁 V Iおよび濾水弁 V 2は、 閉鎖される。 また、 原水ポンプ P 1も停止される。 これにより原水 1 6の供給が停止されるとともに、濾水の排出も 停止されるので、濾過槽 2内には原水 1 6等の液体が貯留された状態となる。各弁 V 1および V 2はモータにより駆動されるので、各弁 V I、 V 2の作動の完了には 若干の時間を要する。
しかる後、洗浄排水弁 V 3、水位調整弁 V 5および V 6が略同時期に開放される。 洗浄排水弁 V 3が開放されると、原水注入管 5 6より上に位置する濾過槽 2内の原 水 1 6は、管 1 1 0および 1 1 4を通過して排水溝 1 1 2に排水される。 また、水 位調整弁 V 5および V 6が開放されることにより、濾水は、浄水出口管 4 6および 吐出管 5から夫々管 1 1 6、 1 2 2に流れ、管 1 2 0および 1 1 4を経て排水溝 1 1 2に排出される。
図 9に示すように、水位調整弁 V 5は、液面計 1 2 8と電気的に接続されている ので、 ある水位になったときに水位調整弁 V 5が閉鎖されるようになっている。即 ち、図 1 0中に示すように、破線 1 2 8で表示した経過時間後に水位調整弁 V 5が 閉鎖され、 濾水は水位調整弁 V 6のみから少しずつ排出されることとなる。 なお、 減水時には、空気抜弁 8 1を通じて外部の空気が濾過槽 2内に導入され、濾過槽 2 内が負圧になって減水速度が低下するのを防止している。 このように、洗浄排水弁 V 3、水位調整弁 V 5および V 6が同時に開放されることにより、例えば約 2分程 度で、速やかに液体の排出がなされて水位を急速に効率よく低下させることができ る。 このときの低下した水位は、 洗浄に適した水位より低い位置にある。
そして、 図 1 0に示すように、水位調整弁 V 5が閉じられた直後に逆洗弁 V 4が 開放され、逆洗ポンプ P 2が作動される。即ち逆洗ポンプ P 2により濾水が管 1 1 8 a、 1 1 8、 1 1 6を通過して、 浄水出口管 4 6から濾過槽 2内に注入される。 この逆洗ポンプ P 2は、容量が大きいため注入された濾水が、濾過材 1 4内に勢い よく噴出して、洗浄槽 3 8の周囲の濾過材 1 4を浮遊させる。 この濾過材 1 4を浮 遊させる工程は一次逆洗の工程となる。 このように、 逆洗ポンプ P 2を駆動して、 予めスクリユーコンベア 3 2の回転時の抵抗を軽減した後、図 1 0に示すようにモ ータ 2 6が駆動され、 スクリューコンベア 3 2の回転が開始される。 ， スクリユーコンベア 3 2を回転させるモータ 2 6は、逆洗ポンプ P 2の駆動開始 の約 5秒後に遅延して駆動される。逆洗ポンプ P 2の駆動により、濾過槽 2内の液 面が上昇して、逆洗ポンプ P 2が駆動されてから約 1 0秒後に濾過材 1 4の洗浄に 適した所定の水位に達する。 このときの水位は、濾過材 1 4の表面上 1 0 c m乃至 2 0 c mの位置にある。 この水位は、原水注入管 5 6の出口 5 6 aより下方に位置 し、後述する洗浄工程の際に、濾過材 1 4が液体とともに原水注入管 5 6から排出 されるのを防止している。
図 1 0に示すように、液体が所定の水位に達したところで、洗浄工程が開始され る。 この工程では、 逆洗ポンプ P 2が停止され、 代わって、 容量が逆洗ポンプ P 2 より小さい逆洗ポンプ P 3が駆動される。前述の水位調整弁 V 6は開放されたまま であるので、逆洗ポンプ P 3から供給された濾水は、 吐出管 5から排出される。 吐 出管 5から排水された濾水は、水位調整弁 V 6を通過して排水溝 1 1 2に排出され る。 このとき、 濾過槽 2の底部の濁質、 および濾過材 5 4中の濁質が濾水とともに 吐出管 5から排出される。逆洗ポンプ P 3から供給される濾水と、水位調整弁 V 6 から排出される液体は、 略同じ流量となっている。洗浄工程では、 モータ 2 6が引 き続き連続運転され、スクリユーコンベア 3 2により濾過材 1 4の濁質がもみ洗い により濾過材 1 4から剥離されている。 この洗浄工程は、 約 1分間継続される。 次に、 洗浄工程の後に、 洗浄された濾過材 1 4、 5 4をすすぐ工程、 即ち二次逆 洗工程が開始される。 この工程では、 洗浄排水弁 V 3と、 逆洗弁 V 4は、 開放され たままであるが、水位調整弁 V 6は閉鎖される。 そして、 逆洗ポンプ P 3が停止さ れ、代わって大容量の逆洗ポンプ P 2が駆動される。 これによつて、浄水出口管 4 6から、再度濾過槽 2内に濾水が勢いよく噴出し、 濾過材 1 4、 5 4のすすぎ洗い が開始される。 そして、 逆洗ポンプ P 2の運転開始後、約 5秒後にスクリユーコン ベア 3 2用のモータ 2 6が停止される。 この二次逆洗工程は、約 5分間継続される iK逆洗ポンプ P 2から濾過槽 2内に流入した濾水は、すすぎによって浮遊した濁 質とともに原水注入管 5 6から管 1 1 0、 1 1 4を通って排水溝 1 1 2に排水され る。 このときスクリユーコンベア 3 2は既に停止しているので、濾過材 1 4がかき 回されて原水注管 5 6から流出する虞はない。
すすぎの工程、 即ち二次逆洗工程が完了すると、 次に捨水工程が開始される。 こ の工程では、 洗浄排水弁 V 3および逆洗弁 V 4が閉じられ、 また、 逆洗ポンプ P 2 が停止される。 これにより、 濾過槽 2内への濾水の噴出と、原水注入管 5 6からの 濁質を含んだ濾水の排出が停止される。そして、原水弁 V Iと捨水弁 V 7が開放さ れ、 その後、 原水ポンプ P 1が駆動される。 これにより、 原水 1 6が原水注入管 5 6から濾過槽 2内に再度供給される。そして濾過槽 2内の濾水は、浄水出口管 4 6 を通って管 1 2 4に流入し、捨水弁 V 7を通過して管 1 2 0、 1 1 4を経て排水溝 1 1 2に排出される。 これにより、濾過槽 2の底部に浮遊する濁質を排出すること ができる。 この捨水工程は処理目的により異なり 2分乃至 2 0分継続される。 この捨水工程で注目すべき点は、原水 1 6の流入量と、管 1 2 4からの流出量が 略同じであり、比較的ゆつく りと原水 1 6が排出されるという点である。.この理由 は、 原水 1 6の流出速度が早すぎると、 換言すれば、 流出量が流入量より多いと、 濾過材 1 4中に負圧による気泡が発生し、 この気泡が、 この後に引き続き行われる 濾過工程でも残留して、濾過材 1 4による濾過が効率よく行われなくなる虞がある ためである。 この捨水工程により濾過槽 2内に残った濁質、汚泥等が完全に排出さ れる。
捨水工程が完了すると、通常の濾過工程に復帰する。 即ち、捨水弁 V 7が閉じら れた後、濾水弁 V 2が開かれる。原水弁 V Iは開放したままであり、原水ポンプ P 1も運転を継続しているので、原水注入管 5 6から供給される原水 1 6は管 1 1 6 から排出される。
次に、 図 1 1および図 1 2を参照して、通常の濾過工程から洗浄工程を経て濾過 工程に復帰するまでの各工程の他の具体例について説明する。図 1 1は、濾過槽 2 に接続された配管等との関係を示す、図 9に示した本発明の濾過装置 1 ' と類似の 濾過装置 1〃 の概略全体図である。図 1 2は、通常の濾過工程から洗浄工程を経て 濾過工程に復帰するまでの各工程と、 濾過装置 1〃 の各部の作動との関係を示す、 図 1 0と類似のタイムチャートである。 なお、 説明にあたり、 図 9と同じ部品につ いては同じ参照番号を使用して説明する。
まず、 図 1 1を参照して、 図 9と異なる、 各配管と濾過槽 2との接続関係につい て説明する。図 1 1に示す濾過装置 1〃 では、濾過装置 1 ' の捨水弁 V 7および逆 洗ポンプ P 3が廃止され、 管 1 2 2が立ち上げられている。 また、逆洗弁 V 4 ' お よび水位調整弁 V 5 ' は、各々弁（パルプ） の開度を調整可能な形式のものが使用 されて、 流量を変えることができるようになつている。 その他の部分については、 図 9の濾過装置 1 ' と同様である。
更に詳細に説明すると、浄水出口管 4 6に接続された管 1 1 6には、大容量の逆 洗ポンプ P 2のみが設けられており、先の具体例で使用された少容量の逆洗ポンプ P 3は使用されていない。従って、逆洗ポンプ P 2が接続された管 1 1 8 aと、逆 止弁 1 2 4のみが使用される。 また、前述の具体例では、 管 1 1 6と管 1 2 0の間 に、捨水弁 V 7を有する管 1 2 4が配設されていたが、 この具体例では使用されて いない。
また、 吐出管 5には、水位調整弁 V 6を有する管 1 2 2が連結され、 管 1 2 2は 管 1 2 0に連結されている点では、前述の具体例と同じであるが、管 1 2 2が上方 に立上がり部 1 2 2 aを有する点が相違する。この立上がり部 1 2 2 aの最上部は、 洗浄時の濾過槽 2内の好ましい水位の位置と略同じ位置になるようにその位置が 設定されている。 これによつて、洗浄時の水位が常にこの位置に保たれることとな る。 以上の如く、 本具体例では、 逆洗ポンプ P 3と捨水弁 V 7を廃止することによ り、 濾過装置 1〃 の初期投資コストを安価なものとしている。
次に、本具体例の場合の、通常の濾過工程から洗浄工程を経て濾過工程に復帰す るまでの各工程について説明する。 まず、 図 1 2を参照すると、 通常の濾過時は、 先の具体例と同じであり、原水弁 V Iと濾水弁 V 2が開いており、原水ポンプ P 1 は作動状態にある。 即ち、 この間、 原水 1 6は、 原水注入管 5 6から濾過槽 2に供 給されている。濾過槽 2に供給された原水 1 6は、濾過材 1 4、濾過材 5 4の層を 通過して濾過され、 浄水出口管 4 6から排出され、 さらに、 管 1 1 6内を通り、 開 放された濾水弁 V 2を通過して排出される。
次に、 通常の濾過工程から、 洗浄工程に移行する際に、 図 1 2に示すように、 先 の具体例と同様な水位調整が行われる。水位調整工程においては、原水弁 V 1およ び濾水弁 V 2は、 閉鎖され、原水ポンプ P 1も停止され、濾過槽 2内には原水 1 6 等の液体が貯留された状態となる。 しかる後、洗浄排水弁 V 3、水位調整弁 V 5 ' および V 6が略同時期に開放され、原水 1 6は、管 1 1 0および 1 1 4を通過して 排水溝 1 1 2に排水され、 また、濾水は、浄水出口管 4 6および吐出管 5から管 1 2 0および 1 1.4を経て排水溝 1 1 2に排出される。そして、図 1 1に示すように、 水位調整弁 V 5 ' は、 ある水位になったとき、 即ち図 1 2中に示すように、破線 1 2 8で表示した経過時間後に閉鎖され、濾水は水位調整弁 V 6のみから少しずつ排 出されることとなる。
そして、図 1 2に示すように、水位調整弁 V 5 ' が閉じられた直後に逆洗弁 V 4 が開放され、逆洗ポンプ P 2が作動される。即ち逆洗ポンプ P 2により濾水が管 1 1 8 a 、 1 1 8 、 1 1 6を通過して、浄水出口管 4 6から濾過槽 2内に注入される。 この逆洗ポンプ P 2は、容量が大きいため注入された濾水が、濾過材 1 4内に勢い よく噴出して、洗浄槽 3 8の周囲の濾過材 1 4を浮遊させる。 このように、 逆洗ポ ンプ P 2を駆動して、 予めスクリューコンベア 3 2の回転時の抵抗を軽減した後、 図 1 2に示すようにモータ 2 6が駆動され、スクリユーコンベア 3 2の回転が開始 される。 この工程も先の具体例と同様である。
スクリユーコンベア 3 2を回転させるモータ 2 6は、逆洗ポンプ P 2の駆動開始 の約 1 〜 2 0秒後に遅延して駆動される。逆洗ポンプ P 2の駆動により、濾過槽 2 内の液面が上昇して、逆洗ポンプ P 2が駆動されてから約 5〜 1 0秒後に濾過材 1 4の洗浄に適した所定の水位に達する。
図 1 2に示すように、液体が所定の水位に達したところで、先の具体例とは異な る態様で洗浄工程が開始される。 この工程では、小容量の逆洗ポンプ P 3が廃止さ れているため、 大容量の逆洗ポンプ P 2が引き続き駆動される。 し力 し、逆洗ボン プ P 2から送出される濾水の量が多いため、流量が可変の逆洗弁 の開度が調 節され、 即ち絞られて、 吐出量が少なくされる。 また、 前述の水位調整弁 V 6は開 放されたままであるので、逆洗ポンプ P 3から供給された濾水は、吐出管 5から排 出される。
吐出管 5から排水された濾水は、水位調整弁 V 6および管 1 2 2を通過して排水 溝 1 1 2に排出される。 この管 1 2 2は、前述したように、立上がり部 1 2 2 aを 有しているので、濾過槽 2内の液体はその水位が、洗浄に適した水位に自動的に調 整される。 即ち、 水位が立上がり部 1 2 2 aの最上部より低いときは排水されず、 上部を超えた高さになると自動的に濁質とともに排水され、その水位が略一定とな る。洗浄工程では、 モータ 2 6が連続運転され、 スクリューコンベア 3 2により濾 過材 1 4の濁質がもみ洗いにより濾過材 1 4から剥離されるのは、先の具体例と同 様である。
次に、 洗浄工程の後に、 洗浄された濾過材 1 4、 5 4をすすぐ工程、 即ち逆洗ェ 程が開始される。 この工程では、 逆洗弁 V 4 ' の開度が調整 （増大） されて、 再び 大量の濾水が逆洗ポンプ P 2から浄水出口管 4 6を介して供給される。従って逆洗 ポンプ P 2は洗浄と、逆洗の両工程に亘つて連続運転される。逆洗ポンプ P 2が停 止され、 洗浄排水弁 V 3と、 逆洗弁 V 4 ' は、 開放されたままであり、 水位調整弁 V 6が閉鎖されるのは先の具体例と同じである。
すすぎの工程、 即ち逆洗工程が完了すると、 次に捨水工程が開始される。 このェ 程では、捨水弁 V 7が廃止されているので、流量可変の水位調整弁 V 5 が捨水弁 として使用される。 この工程では濾水をゆつくり排水して、濾過槽 2の底部に溜ま つた濁質を排出する必要があるので、水位調整弁 V 5 ' の開度が絞られて少ない流 量で排出されるようになっている。この捨水弁としての水位調整弁 V 5 ' 以外の各 部の作動状態は、 先の具体例と同じである。 捨水工程が完了すると、通常の濾過工程に復帰する。 このときの各部の作動状態 は先の具体例と同じである。
以上各工程について、 詳細に説明したが、 各工程中で説明した時間の数値は、例 示であり、 これらに限定されるものではない。例えば、濾水を飲用として使用する 場合は、工業用水として使用する場合に比べて、各工程に一層多くの時間を費やす ことが必要とされる。 また、 各工程は、 タイマーにより工程に付与される時間を自 由に設定することができる。例えば、上記の実施例の場合、濾過は、 1 〜 7 2時間、 洗浄は 0〜 2分、 二次逆洗は 1 〜 2分、 捨水は 1 〜 3 0分の範囲で自由に設定し、 且つ自動的に各工程を実施することができる。 また、 これらの設定可能な時間の範 囲も、 各工程ごとに拡大できることは勿論である。
以上、本発明の好適な実施の形態について、詳細に説明したが、 上記の構成に限 定されるものではない。たとえば、スクリユーコンベア 3 2の下端を支える構造と して、 上記変形例の他に、例えば、 下端 4 4を円錐形とし、 金網 5 0の支持梁にこ の円錐形の先端を単に受ける凹みを有する部材（図示せず） を設けてもよい。 これ により、 スクリユーコンベア 3 2の横ぶれを低減することができる。 また、 このよ うに構成しても、 本発明の機能を損なうことはない。
また、 濾過材 5 4·に代えて他の濾過材、 例えば、 ガラスビーズ、 活性炭粒などを 使用してもよい。活性炭粒の場合、使用中に濾過材層の表層から上層にかけて固着 即ち連続的に板状に固まりやすい。板状になってしまうと、そのひび割れ等の部分 から、濾過すべき液体が下方に浸透しても水道の周囲の部分でしか濾過作用が行わ れない。 そのため、 中層から下層にかけて位置する活性炭は、 まだ吸着能力が残つ ているにもかかわらず、 その機能を十分発揮することができない。 このため、 活性 炭粒の入れ替え、 焼成、 再生という作業は従来不可欠のものであった。
本洗浄機構を設けて活性炭粒を攪拌して洗浄することにより、活性炭粒が固まる 現象を回避できるので、全層を有効に使用することが可能となり、活性炭を使用し た濾過装置の性能を向上させることができる。また洗浄時に活性炭の表面に付着し た有機物などの汚濁物質が剥離されるため、活性炭の入れ替えの間隔を飛躍的に延 長させることができ、装置の維持管理が容易となり、 またそれに要するコストも低 減することができる。 また、 上部開口 4 2の位置は、洗浄槽 3 8内を長い距離に亘つて、濾過材 1 4が もみ洗いできるように、 あまり低くない位置であることが好ましい。
濾過槽 2、 2 0 2の直径が大きい場合は、 洗浄層 3 8、 2 3 8を複数個設けても よい。この場合は、一層迅速、且つ効率的に濾過材 1 4の洗浄を行うことができる。 なお、 上記実施形態においては、 水を濾過する場合の他にも、 廃液、 油などを濾 過するのに使用してもよい。

Claims

請求の範囲
1 .粒状の濾過材の層を支持する濾床を有する濾過槽と、該濾過槽内に縦に配置さ れた中空の洗浄槽、該洗浄槽内で前記濾過材を上方に搬送しつつ該濾過材を洗浄す る洗浄手段および前記濾過材の洗浄時に前記濾過材から剥離した汚濁物質を前記 濾過槽の外部に排出する濁質排出手段を有する濾過材洗浄機構とを備え、通常の濾 過時に前記濾過材により濾過された液体を前記濾床を通過させて排出する濾過装 置において、
前記濾床が、上下に間隔をおいた 2つの濾床から構成され、上方の濾床が前記濾 過材が通過しにくい大きさの多数の液体通過部を全面に有し、両濾床の間に前記濾 過材より大きい濾過材の層が設けられていることを特徴とする濾過装置。
2 .前記洗浄手段が、前記濾過槽の上部から垂下されたスクリユーコンベアであり、 該スクリユーコンベアが前記濾過槽の上部に設けられた駆動部により回転される ように構成されていることを特徴とする請求項 1記載の濾過装置。
3 .前記上方の濾床が、前記液体通過部を形成する網目を有する網状部材であるこ とを特徴とする請求項 1または 2記載の濾過装置。
4 .前記 2つの濾床のうち下方の濾床に、前記濾過された液体を排出する複数のス トレーナが配置されていることを特徴とする請求項 1から 3いずれか 1項記載の 濾過装置。
5 .前記濾過槽の外壁に、前記 2つの濾床の間の前記濾過材の層に外部から液体を 噴射する液体噴射部が設けられ、該液体噴射部から該濾過材の層へ向けて洗浄液を 噴射して、該洗浄液の水流により該濾過材に付着した汚濁物質を剥離するよう構成 されていることを特徴とする請求項 1から 4いずれか 1項記載の濾過装置。
6 .前記 2つの濾床の間の前記濾過材の層に外部から振動を与える振動発生器が設 けられ、該振動発生器から該濾過材の層へ向けて伝搬する振動により該濾過材に付 着した汚濁物質を剥離するよう構成されていることを特徴とする請求項 1から 5 いずれか 1項記載の濾過装置。
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