説明

砂ろ過装置

【課題】ろ過池当たりの処理水量を向上させ、かつ構造を簡素化して装置の製作コストの削減と工期短縮とを図る。
【解決手段】ろ過池の側壁2bに平行に複数本の原水分散管7を配設するとともに、各原水分散管7を少なくとも1本の原水流入管5に接続し、かつエアリフト管9を互いに隣接する原水分散管7の間に配設する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、下水の高度処理などに用いられる上向流移床式の砂ろ過装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、下水の高度処理に用いられる砂ろ過装置としては、重力式下向流ろ過方式(固定床)、重力式上向流ろ過方式(固定床)および上向流移床式ろ過方式がある。このうち、上向流移床式ろ過方式は、ろ過操作を実施すると同時にろ材である砂を連続的に洗浄する方式であるため、ろ過池の損失水頭の上昇が少なく、連続してろ過水が得られ、かつメンテナンスが容易であるという特徴を有しており、水処理に広く用いられている。
【0003】
次に、図5を参照しつつ、従来の上向流移床式の砂ろ過装置の概略構成および作用について説明する。
上向流移床式砂ろ過装置50は、筒状部51の下部が逆コーン状の底部52とされた容器53内にろ材の砂が充填されてろ過層(砂層)54が形成されるよう構成されている。原水は原水流入管55からガイドパイプ56および原水分散装置57を介してろ過層54の下部に供給される。原水分散装置57は、複数本(8本)の五角形の断面をもつパイプで下面が開放されている。こうして、原水は原水分散装置57の下部より流出し、ろ過層54を上部へと流れる間にろ過層54によりろ過され、ろ過後の処理水は上部からオーバーフローされて集水トラフ58に流れ、次のプロセスへと送られる。一方、容器53の下部にはエアリフト管59が挿入されており、このエアリフト管59に空気を吹き込むことにより、内部の空気+砂+原水の重量と、周囲の砂+水の重量差による循環力の発生により、汚れた砂と原水がエアリフト管59内部を上昇する。この上昇中に、砂は空気と水とにより撹拌洗浄される。上昇した空気と砂と水は分離器60で分離され、砂はサンドウォッシャー61でろ過水と対向流で洗浄され、再びろ過層54へ戻される。水は、洗浄排水となりオリフィスプレート(孔のあいた板)62の孔を通り洗浄排水管63に流れる。
【0004】
図5に示されるユニットを複数個並べて構成されるものはマルチモジュール型砂ろ過装置と称される。このマルチモジュール型砂ろ過装置70においては、図6に示されるように、各ユニット71が平面視で円形となっていることから、各ユニット71間に囲まれる部分と、ユニット71とろ過池壁72とで囲まれる部分とには鉄筋コンクリート製の支柱73が配される(特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平11−179110号公報
【0006】
しかしながら、上記従来のマルチモジュール型砂ろ過装置70においては、以下に示すような問題点がある。
(1)支柱73が配された部分はろ過と関係のないデッドスペースとなり、このデッドスペースがろ過池の20%以上にもなる。また、ユニット配置に合わない既設ろ過池の場合には、更にデッドスペースが増す。
(2)支柱73は通常1m角で3m高さの直方体で、鉄筋コンクリート製であるため、鉄筋作成とコンクリート流し込み・乾燥のため、工期が1ケ月程度かかる(通常は、コンクリートの乾燥のため、2回打ちされる。)。その期間は、型枠や補強、足場があるため、内部のろ過器の工事ができない。
(3)内部構造はガイドパイプに原水分散装置が複数本(8本)取り付けられた構造であるため、その取り付け部分の構造が複雑となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、移床式の特徴である連続洗浄を維持しながら、デッドスペースをなくして、ろ過池当たりの処理水量を向上させることができ、しかも構造を簡素化して装置の製作コストの削減と工期短縮とを図ることのできる砂ろ過装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記目的を達成するために、本発明による砂ろ過装置は、
原水流入管を介してろ過池の下部に原水が流入され、原水は砂層を上向流で通過する際にろ過されて上部からろ過水として排出され、汚れた砂はエアリフト管に導入される空気で押し上げられて分離器で砂と洗浄排水とに分離され、砂はサンドウォッシャーでろ過水と対向流で洗浄されて前記砂層に戻されるとともに、洗浄排水はオリフィスプレートを通って洗浄排水管に排水されるように構成された砂ろ過装置において、
前記ろ過池の側壁に平行に複数本の原水分散管を配設するとともに、各原水分散管を少なくとも1本の原水流入管に接続し、かつ前記エアリフト管を互いに隣接する原水分散管の間に配設することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、複数本の原水分散管がろ過池の側壁に平行に配されるとともに、各原水分散管の間にエアリフト管が配された構成とされているので、従来のガイドパイプに複数本の原水分散装置を取り付けた構成に比べて、各ユニット間に配される支柱をなくすことができて、デッドスペースをなくすことができ、ろ過池の敷設面積の削減、ろ過池の掘削深さの低減を図って、ろ過池当たりの処理水量を向上させることができる。また、原水分散装置の取り付けのための構造が不要となるため、構造を簡素化して装置の製作コストの削減と工期短縮とを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の一実施形態に係る砂ろ過装置の断面図
【図2】本実施形態の砂ろ過装置の平面図
【図3】本実施形態の砂ろ過装置(a)(b)を従来装置(c)(d)との対比で示す図(1)
【図4】本実施形態の砂ろ過装置(a)を従来装置(b)(c)との対比で示す図(2)
【図5】従来の砂ろ過装置の断面図
【図6】従来のマルチモジュール型砂ろ過装置の平面図
【発明を実施するための形態】
【0011】
次に、本発明による砂ろ過装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【0012】
図1には、本発明の一実施形態に係る砂ろ過装置の断面図が示され、図2には、同砂ろ過装置の平面図が示されている。
【0013】
本実施形態の砂ろ過装置1は、平面視で矩形状の側壁(ろ過池壁)2a,2bと、逆四角錐状のコーン状部を縦横に並べて組み合わせた集合体よりなる底壁3とを備えるとともに、これら側壁2a,2bおよび底壁3よりなるろ過池内にろ材の砂が充填されることにより形成されたろ過層(砂層)4を備えている。なお、以下の説明においては、便宜上、図2の横方向の側壁2を横側壁2aと称し、縦方向の側壁2を縦側壁2bと称することとする。
【0014】
ろ過層4の上方には横側壁2aに沿うように原水流入管5が配されている。この原水流入管5の下面には鉛直向きに配される複数本のガイドパイプ6の上端部が接続され、各ガイドパイプ6の下端部には原水分散管7の基端部が接続されている。原水分散管7は、縦側壁2bに平行に(原水流入管5に垂直に)配置されており、その形状は、五角形の断面をもつパイプで下面が開放された形状とされている。また、この原水分散管7の総延長長さは従来の原水分散装置57(図5、図6参照)の総延長長さと同等とされている。こうして、原水は原水流入管5からガイドパイプ6および原水分散管7を介してろ過層4の下部に供給され、ろ過層4を上部へと流れる間にろ過される。また、ろ過後の処理水は上部からオーバーフローされて集水トラフ8に流れ、次のプロセスへと送られる。
【0015】
一方、底壁3のコーン状部の頂部に対応する部分であって、互いに隣接する原水分散管7の間にはエアリフト管9が等間隔で配されており、このエアリフト管9に空気を吹き込むことにより、内部の空気+砂+原水の重量と、周囲の砂+水の重量差による循環力の発生により、汚れた砂と原水がエアリフト管9内部を上昇するようになっている。この上昇中に、砂は空気と水とにより撹拌洗浄される。上昇した空気と砂と水は上方に配された分離器10にて分離され、砂はサンドウォッシャー11でろ過水と対向流で洗浄され、再びろ過層4へ戻される。水は、洗浄排水となりオリフィスプレート12の孔を通り、洗浄排水トラフ13から洗浄排水管14に流れる。
【0016】
本実施形態において、ろ過層の単位面積当たりの原水分散管7の敷設長さは、0.8〜1.4m/mとし、エアリフト管9の1本当たりのろ過層面積は1.5〜2.5m/本とするのが好適である。
【0017】
以上のように本実施形態の砂ろ過装置1においては、複数本の原水分散管7がろ過池の縦側壁2bに平行に配されるとともに、各原水分散管7の間にエアリフト管9が配された構成とされているので、図6に示される従来装置における支柱73をなくすことができて、デッドスペースをなくすことができる。したがって、ろ過池の敷設面積を削減することができる。また、底壁3のコーン状部が小分割になるため、ろ過池の掘削深さを低減することもできる。さらに、従来の原水分散装置の取り付けのための構造が不要になるため、構造の簡素化を図ることができて、装置の製作コストの削減と工期短縮とを図ることができる、という優れた効果を有する。
【0018】
図3には、本発明の砂ろ過装置(a)(b)と従来のマルチモジュール型の砂ろ過装置(c)(d)とを対比させた模式図が示されている。この例は、処理量6000m/日、ろ過速度300m/日の場合の配置を示すものである。この例の場合、必要ろ過面積は6000/300=20mとなるので、従来装置(c)(d)の場合には1ユニット5m型が4台必要となり、ユニット設置寸法が2.5m×2.5mであるので、5m×5mのろ過池が必要となって、必要接地面積は25mとなる。これに対して、本発明装置(a)(b)においては、20mで良く、従来装置に比べて20%のスペース低減を行うことができる。また、本発明装置では底部のコーン状部が小分割になるため、このコーン状部のコンクリート必要量が50%低減できるとともに、ろ過池の掘削深さが0.7m程度(全深さの12%程度)浅くできるという利点がある。
【0019】
図4には、本発明の砂ろ過装置(a)を敷設した場合と、従来のマルチモジュール型の砂ろ過装置(b)(c)を既設水槽に入れた場合とのスペース比較が示されている。なお、従来装置の(b)は3mユニットを6台入れた場合、(c)は5mユニットを4台入れた場合の例である。(b)では未利用スペースSが40%、(c)では未利用スペースSが35%生じており、本発明装置において35%以上のスペース削減が達成できることがわかる。
【0020】
このほか、本発明装置では、従来装置のような鉄筋コンクリート製の支柱73(図5参照)が不要になるため、ろ過面積1m当たり0.8m程度のコンクリートと鉄筋が不要になる。また、構造がシンプルなため、従来の原水分散装置取り付け部に要する製作費用を削減することができる。そして、全体として、施工のための土木工事を1ケ月程度短縮することができるという優れた効果を奏するものである。
【産業上の利用可能性】
【0021】
本発明は、下水の高度処理などに用いられる上向流移床式の砂ろ過装置に適用することにより、省スペース化、製作コストの削減等に寄与する効果が大である。
【符号の説明】
【0022】
1 砂ろ過装置
2a,2b 側壁(ろ過池壁)
3 底壁
4 ろ過層(砂層)
5 原水流入管
6 ガイドパイプ
7 原水分散管
8 集水トラフ
9 エアリフト管
10 分離器
11 サンドウォッシャー
12 オリフィスプレート
13 洗浄排水トラフ
14 洗浄排水管

【特許請求の範囲】
【請求項1】
原水流入管を介してろ過池の下部に原水が流入され、原水は砂層を上向流で通過する際にろ過されて上部からろ過水として排出され、汚れた砂はエアリフト管に導入される空気で押し上げられて分離器で砂と洗浄排水とに分離され、砂はサンドウォッシャーでろ過水と対向流で洗浄されて砂層に戻されるとともに、洗浄排水はオリフィスプレートを通って洗浄排水管に排水されるように構成された砂ろ過装置において、
前記ろ過池の側壁に平行に複数本の原水分散管を配設するとともに、各原水分散管を少なくとも1本の原水流入管に接続し、かつ前記エアリフト管を互いに隣接する原水分散管の間に配設することを特徴とする砂ろ過装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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