JPH07232008A

JPH07232008A - 細粒セラミックス濾過装置

Info

Publication number: JPH07232008A
Application number: JP6044705A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Takizawa; 健一滝沢; Shinichi Ogura; 慎一小倉; Katsuo Kojima; 勝夫小島; Yoshimasa Sakata; 佳昌坂田
Original assignee: NITSUKISOU EIKO KK; Nikkiso Eiko Co Ltd; Nittetsu Mining Co Ltd
Current assignee: NITSUKISOU EIKO KK; Nikkiso Eiko Co Ltd; Nittetsu Mining Co Ltd
Priority date: 1994-02-21
Filing date: 1994-02-21
Publication date: 1995-09-05

Abstract

(57)【要約】【目的】単一の瀘過槽を用いて微細な濁質や溶解性の
有機汚濁やアンモニアイオンや菌類等の瀘過にも効果を
上げることができる濾過装置を提供すること。【構成】濾過槽内に瀘材層２５と該濾材層の濾材粒子
１５が下方に潜り込まないように比較的細かい粒子を上
側に有しかつ下方に向かって粒子径が徐々に大きくなる
支持体粒子からなる支持層２４とを備え、前記濾材層側
に開口した第一液送管１８並びに支持層側に開口した第
二液送管２１を有しており、他の液槽からの被濾過液を
前記第一液送管から前記第二液送管に向かって循環させ
ることにより濾過操作し、又、前記循環とは逆方向の液
流れを生じせしめて濾過槽内を洗浄する逆洗操作が可能
に構成された濾過装置である。濾材粒子は細粒セラミッ
クス１５からなっており、逆洗操作に際して濾過槽内に
おける洗浄液の流速が従来のものより低く、同等の展開
率を得ることができるように構成された。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は濾過装置に関し、特に、
単一の瀘過槽を用いて濁質や溶解性の有機汚濁やアンモ
ニアイオンや菌類等の瀘過にも効果を上げることのでき
る細粒セラミックス瀘過装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば、プールや浴槽の水
は、人が入ることによって、人体から分泌される有機性
物質（例えば、脂肪酸エステル，飽和脂肪酸，不飽和脂
肪酸，蛋白質等）、アンモニア性窒素、微細な塵埃、大
腸菌、一般細菌などの汚染を受ける。

【０００３】そこで、このように汚染された水を、適当
な瀘過槽に循環させて浄化することで、水資源や熱資源
の節約を図る瀘過装置（浄化システム）の研究が種々な
されている。この種の濾過装置において、例えば、水中
の浮遊物質除去を主目的とした瀘過装置の場合は、瀘過
槽に装填される瀘材の素材によって、次の３つの方式が
挙げられる。

【０００４】（１）珪砂を瀘材とした砂瀘過方式。（２）珪藻土粉末をプレコートしたリーフ（板状体）、
あるいはエレメントを瀘材とした珪藻土瀘過方式。（３）中空糸巻の繊維エレメントを内蔵したカートリッ
ジを使用するカートリッジ方式。また、最近では、前述した（１）乃至（３）の方式の瀘
過槽を通過した循環水をさらに活性化槽に通す複合処理
方式にして、さらなる汚染の低減、ミネラル溶出、ｐＨ
調整、水質活性化等を目指した瀘過装置も種々研究され
ている。この場合、前記活性化槽中に使用する瀘材とし
ては、麦飯岩と称される石英斑岩、天然・人工ゼオライ
ト、活性炭、シラスバルーン、化石サンゴ、多孔質セラ
ミックス等が知られている。

【０００５】また、上記のいずれの方式の場合において
も、必要に応じて滅菌装置が付加され、瀘過槽（前述の
複合処理方式の場合は、活性化槽）を通過した後の循環
液を該滅菌装置に通すことにより、滅菌を行うようにし
ている。滅菌装置としては、次亜塩素酸ソーダによって
滅菌を行うものが普及しているが、最近では、紫外線や
オゾンを利用する装置も開発されている。

【０００６】また、最近では、瀘過槽を複数設け、最終
瀘過が終了した循環水に対して、所定の滅菌装置により
滅菌処理を行う瀘過装置も提案されている。図８は、こ
のような瀘過装置の従来例を示したものである。この図
８の瀘過装置は、浴槽の温水処理用として、特開平５−
１５８９７号公報に開示されたもので、浴槽１内の温水
は、ポンプ２によって第１の瀘過槽３，第２の瀘過槽５
に順に送り、第２の瀘過槽５を通過した温水を滅菌装置
として装備された紫外線殺菌燈８によって滅菌した後に
浴槽１へ戻す。この場合、前記第１の瀘過槽３には、瀘
材として直径が約２００μｍのガラスビーズ４が装填さ
れ、また、第２の瀘過槽５には、瀘材として多孔質セラ
ミックスを装填されるとともに、槽内を好気雰囲気に保
つためのエアポンプ７が装備されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の各
種瀘過装置においては、上記（１）に示した砂瀘過方
式、あるいはそれに次亜塩素酸ソーダ注入により滅菌を
行う滅菌装置を付加した形式のものが一番普及してい
る。これは、装置構成が単純であるとともに瀘材も比較
的に安価であり、濾材はその材質並びに粒径により別々
の濾過槽に収納されていることから、使用により汚れた
瀘材を逆洗浄等により簡単に浄化することもでき、装置
コスト、ランニングコストが安価で済むと共に、メンテ
ナンスが容易というメリットがあるからである。しかし
ながら、このような装置構成の場合は、約５０μｍ以上
の濁質の除去にしか有効でなく、溶解性有機汚濁やアン
モニア性窒素や菌類の除去には効力が及ばない。

【０００８】また、使用する瀘過槽を、上記（２）に示
した珪藻土瀘過方式、あるいは、上記（３）に示したカ
ートリッジ方式に代えることによって、５μｍ程度の濁
質の除去も可能になるが、この場合にも、溶解性有機汚
濁やアンモニア性窒素や菌類の除去に有効でないという
問題は残ってしまう。しかも、現状では瀘材のコストが
極めて高く、また、瀘材の交換が必要になるといったメ
ンテナンス上の問題も発生することから、大量の処理水
を廉価に処理するには向いていないのが実情である。

【０００９】更に、前述した石英斑岩等を瀘材とした活
性化槽をさらに加えた複合処理方式にすれば、溶解性有
機汚濁やアンモニア性窒素や菌類の除去までも有効にな
り、瀘過能力の点では優れたものになるが、処理槽が増
えるために、装置構成が繁雑化し、装置コストの増加や
装置の大型化、ランニングコストの増加といった問題が
生じる。

【００１０】また、前述の特開平５−１５８９７号公報
に開示された構造のように瀘過槽を複数装備するような
ものも、同様に装置構成が繁雑化して、装置コストの増
加や装置の大型化、ランニングコストの増加といった問
題が生じる。そこで、上記（１）の砂瀘過方式に使用す
る瀘過槽に、瀘過材として、通常の珪砂サンドの代わり
に、該珪砂サンドと同程度の粒径の石英斑岩等の活性石
を装填することが考えられている。このようにすると、
一つの瀘過槽による処理で、砂瀘過による効果と活性石
による効果との双方が得られ、装置構成の単純化と瀘過
機能の向上とを同時に達成することが可能になるからで
ある。しかし、石英斑岩等の活性石は、一般に珪砂サン
ド等と比較して機械的強度が低く、逆洗浄等を行うと瀘
材の粒が壊れて目詰り等の不都合を引き起こすという問
題があり、実用的でない。

【００１１】また、この砂濾過方式のものは、濾過槽内
に瀘材層とこの濾材槽を保持する支持槽が設けられてお
り、この支持層は濾材層の濾材粒子が下方に潜り込まな
いように比較的細かい粒子を上側に有しかつ下方に向か
って粒子径が徐々に大きくなる支持体粒子からなってい
るものがある。この種の濾過槽は洗浄液（水）を前記支
持層側から流すような所謂逆洗工程を行うことにより、
槽内を洗浄して濾過機能を回復することができ、ランニ
ングコストの面で有用性が高い。

【００１２】しかしながら、逆洗工程のときの洗浄液の
線速度が大き過ぎると、濾材粒子と支持体粒子とが混ざ
り合ってしまうために、濾過機能が極端に低下し、一
方、洗浄液の線速度が小さすぎると洗浄効果が低く不都
合があるため、珪砂を濾材層とする従来の装置において
は逆洗浄時にこの濾材層の展開率（体積膨張を示す）が
１１５〜１３０％（好ましくは１２０〜１３０％）とな
る流速が例えば３５ｍ／ｈ〜６０ｍ／ｈ程度の範囲にな
っている。そして、例えば水泳プール等のごとく多量の
水を濾過処理する濾過装置においては、その濾過槽もた
とえば６５〜９０ｍ³/h 程度で該槽内を流れる水量が多
量となることから、前述のごとき流速を得るには送液系
のポンプやモータ等を比較的大きくすることが必要であ
った。また、上述の如き流速にて逆洗浄を行うと、洗浄
抵抗（圧力損失）が大きくなり、洗浄に使用されるエネ
ルギの損失が大きくなる。すなわち、例えば小さい動力
の送液系にて効率的な洗浄を行うという観点（ランニン
グコストの観点）からすると望ましくないことになる。
さらにまた、上述の如く大きい濾過槽にて大きな流速を
許容するには濾過槽の肉厚を厚くするなど頑丈な構造が
必要であり、この為に濾過装置が大型かつ大重量となっ
ていた。特に、近年においては例えばビル内にプールを
設ける等の設備が普及してきており、この種の濾過装置
の小型軽量化が切望されている。

【００１３】そこで、本発明の目的は上記課題を解消す
ることにあり、砂瀘過用の単一の瀘過槽を用いて５０μ
ｍ以下程度の濁質や溶解性の有機汚濁やアンモニアイオ
ンや菌類等の瀘過にも効果を上げることができ、装置コ
ストやランニングコストの低減と同時に装置の小型化や
メンテナンスの容易化を達成することのできる瀘過装置
を提供することである。更にまた、洗浄時において、送
液系の操作を誤って流速を大きくしてしまった場合、濾
過槽内の濾材層と支持体層との混合が起きるような事態
が発生すると、濾過機能の低下につながる問題もあっ
た。本発明の他の目的は、上述のごとき濾材層と支持体
層との混合が起きることがなく、長期にわたって初期の
濾過機能を保証することができる濾過装置を提供するこ
とである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、濾
過槽内に瀘材層と該濾材層の濾材粒子が下方に潜り込ま
ないように比較的細かい粒子を上側に有しかつ下方に向
かって粒子径が徐々に大きくなる支持体粒子からなる支
持層とを備え、前記濾材層側に開口した第一液送管並び
に支持層側に開口した第二液送管を有しており、他の液
槽からの被濾過液を前記第一液送管から前記第二液送管
に向かって循環させることにより濾過操作し、又、前記
循環とは逆方向の液流れを生じせしめて濾過槽内を洗浄
する逆洗操作が可能に構成された濾過装置であって、前
記濾材粒子はその平均粒径が０．４〜１．２ｍｍ、有効
径が０．４５〜０．５０ｍｍ、均等係数が１．４０〜
１．６０の範囲の細粒セラミックスからなっており、前
記逆洗操作に際して前記濾過槽内における洗浄液の流速
を２５〜３４ｍ／ｈの範囲で操作したときに、前記濾材
の体積が１２０〜１３０％の範囲で展開されるように構
成されたことを特徴とする濾過装置により達成される。

【００１５】また、本発明の他の目的は、濾過槽内に瀘
材層と該濾材層の濾材粒子が下方に潜り込まないように
比較的細かい粒子を上側に有しかつ下方に向かって粒子
径が徐々に大きくなる支持体粒子からなる支持層とを備
え、前記濾材層側に開口した第一液送管並びに支持層側
に開口した第二液送管を有しており、他の液槽からの被
濾過液を前記第一液送管から前記第二液送管に向かって
循環させることにより濾過操作し、又、前記循環とは逆
方向の液流れを生じせしめて濾過槽内を洗浄する逆洗操
作が可能に構成された濾過装置であって、前記濾過槽内
の液の流速を検出する検出手段を具備しており、前記逆
洗操作において前記濾材粒子と前記支持体粒子との混合
が発生する前記流速の特定値を越えないように制御する
ことを特徴とする濾過装置により達成することができる
ものである。

【００１６】

【作用】本発明の上記構成によれば、細粒セラミックス
瀘材は多孔質であるから、これを砂瀘過用の瀘過槽に瀘
材として装填して用いることによって、珪砂と同等また
はそれ以上の瀘過効果と、多孔質性の吸着等による瀘過
効果との双方を得ることができ、石英斑岩等の活性化石
を装填した活性化槽を付加してなる複合処理方式のもの
と同様に、５０μｍ以下の濁質や溶解性の有機汚濁やア
ンモニアイオンや菌類等の瀘過にも優れた瀘過効果を上
げることができる。

【００１７】しかも、処理槽は、砂瀘過用の単一の瀘過
槽だけで済ませることができ、逆洗浄の如き極めて簡易
な瀘材浄化法を取入れることも可能になるだけでなく、
逆洗浄時等における流速が小さくても十分な洗浄が行え
ることから、送液系の小型化も可能であり瀘過装置の装
置コストやランニングコストの低減と同時に装置全体の
小型化やメンテナンスが容易になる。

【００１８】又、濾過槽内の液の流速を検出する検出手
段を備えていることで、逆洗操作において濾材粒子とこ
の濾材粒子を保持する支持体粒子との混合が発生する流
速（特定流速）を越える直前に、濾過槽内への送液を制
御できるようにすることにより、濾材粒子と支持体粒子
との混合は完全に回避される。

【００１９】

【実施例】図１は本発明の一実施例であり細粒セラミッ
クス瀘材を用いた瀘過装置の構成を示したものである。
図１に示した瀘過装置１００は、瀘過対象液を貯留した
液槽１４と、瀘材として細粒セラミックス瀘材１５が装
填されるとともに該瀘材１５を通過させる液の流れ方向
を変えることによって流入させた液の瀘過あるいは前記
瀘材１５の洗浄が可能な瀘過槽１６と、前記液槽１４内
の液を該液槽１４と瀘過槽１６との間で循環させるため
の循環ポンプ１７とを基本構成としたものである。な
お、細粒セラミックス瀘材は、主材料が天然クリストバ
ル岩からなり、かつ実質的な最大粒径が２ｍｍ以下でほ
ぼ球形に焼成されてなる多孔質セラミックスである。

【００２０】ここに、前記液槽１４は、例えば、浴槽や
プールさらには魚槽、人工池等であり、液槽１４内の液
を瀘過槽１６に送り込むための第一送液管１８上には、
毛髪等を除去する集毛器１９や、瀘過助材やｐＨ調整材
を添加する薬液溶解槽２０が装備され、瀘過槽１６を通
過した液を液槽１４に戻す第二送液管２１上には、瀘過
後の液に対して塩素滅菌等の滅菌処理を行う滅菌装置２
２が装備された構成となっている。

【００２１】前記瀘過槽１６は、砂瀘過用の瀘過槽で、
底部側に敷き詰められた支持層２４の上に、細粒セラミ
ックス瀘材であると濾材粒子１５による３００ｍｍ〜４
００ｍｍ程度の厚みの瀘過層２５が位置している。そし
て、支持層２４中には前記第二送液管２１に連通した集
水装置２７が配置され、瀘過層２５の上方には、その上
の排気層２８に向けて開口するとともに前記第一送液管
１８に連絡した散水装置２９が配置されている。濾過槽
１６の支持層２４は濾過層２５の濾材粒子１５が下方に
潜り込まないように、例えば１ｍｍ程度の比較的細かい
粒子を上側に有しかつ下方に向かって粒子径が徐々に大
きく（最大２４ｍｍ程度）なる砂利層にて構成されてい
る。

【００２２】濾過運転時の濾過速度は例えば２５〜３０
ｍ／ｈ程度とすることができる。逆洗を行う目安として
は、濾過槽１６の入口と出口に設けられた圧力計の指示
値の差が例えば０．５〜０．７ｋｇ／ｃｍ²になった時
に濾過運転を停止し、バルブ操作を行った後に集水装置
２７から洗浄水を噴出させて、濾過槽１６の下側から上
側に洗浄水を通す。汚水は五方弁３０により排水操作に
切り替えられた後、排水管４１から槽外に排出する。こ
の逆洗によって濾過層２５を再生したのち、再び濾過運
転を再開する。

【００２３】又、本実施例においては、濾過槽内の液の
流速を検出する検出手段３１、３２が設けられ、これら
の流速検出信号を制御盤４０に送るように構成すること
も可能である。この制御盤４０はポンプ１７等の送液系
を制御するように構成されている。そして、濾過運転時
とは逆に五方弁３０の切り替えにより循環フローを変換
して濾材粒子１５と支持体粒子との混合が発生する流速
を越える直前の流速で濾過槽１６内部を逆洗浄する。

【００２４】尚、この特定値の数値は濾過粒子１５の粒
径や支持層の砂利の粒径等により適宜設定することがで
き、特に限定するものではないが、例えば２５〜３４ｍ
／ｈ程度にすることができる。又、濾過槽１６には濾過
槽内部を覗きみることのできる窓４５が設けられてい
る。この窓４５により、例えば濾過層２５の汚染状態、
あるいは逆洗時の濾過層２５の膨張状態（展開状態）な
どを目視にて確認することができる。

【００２５】以上の構成により、通常、液槽１４内の液
は、第一送液管１８から散水装置２９を介して瀘過槽１
６内に散水され、瀘過層２５を通過することによって瀘
過された後、支持層２４から集水装置２７および第二送
液管２１を得て液槽１４に戻される。前記濾材粒子１５
の汚染が進んだ場合には、瀘過槽１６内を通常とは逆方
向に液を流す逆洗浄により、濾材粒子１５を浄化し、再
利用可能にする。

【００２６】（試験例１）本願発明者は、前記濾過槽１
６を想定して濾材粒子１５の逆洗浄時の展開率特性をテ
ストした。なお、比較は珪砂との比較試験とした。以下
に、その結果を説明する。逆洗時の濾材粒子１５の展開
率（膨張率）と流速との関係を確認するために、内径が
２３４ｍｍの筒体に展開可能な十分なスペースを残して
濾材粒子を装填し、この筒体の出入口の両側に流速計を
取り付けて測定した（図１に示す本発明における濾過槽
の実態に則した形態）。なお、サンプルは細粒セラミッ
クスからなる前記濾材粒子１５と二種類の珪砂の濾材粒
子とを比較した。三種類の濾材粒子の諸元は表１に示
す。又、その結果については、図２のグラフにて示す。
なお、本発明の装置に使用される細粒セラミックスの濾
材粒子については、その平均粒径が０．４０〜１．２０
ｍｍ（有効径；０．４５〜０．５０ｍｍ、均等係数；
１．４０〜１．６０）までの複数の粒径における平均値
として図２のグラフに示した。また、濾材層の厚みは実
際に使用される厚みに近い数値を想定して選定した。こ
こでいう有効径とは試料の全重量の内の１０％が通過す
るふるい目の大きさであり、均等係数とは試料の全重量
の内の６０％が通過し４０％が残留するふるい目の大き
さと前記有効径との比である。なお、この有効径及び均
等係数は、ふるい目の大きさ（粒径）に対する重量通過
率を測定する粒度分布測定の結果を対数確率紙上にプロ
ットした粒度加積曲線に基づいて算出する。

【００２７】

【表１】

【００２８】図２にみられるように、逆洗時の平均的な
展開率１２５％（実際の洗浄ではこの展開率は１１５〜
１３０％、望ましくは１２０〜１３０％）の時の流速
（線速度）は、本発明のサンプルNo. １においては流速
が３１ｍ／ｈであったのに対して、比較サンプルNo. ２
においては流速が４６ｍ／ｈ、比較サンプルNo. ３にお
いては流速が５６ｍ／ｈあった。実際に珪砂を使用して
稼働する場合の逆洗時の流速は、４０ｍ／ｈ前後の値で
使用されている。これに対して、本発明の装置の場合
は、２２〜３４ｍ／ｈの範囲で使用可能で、実際の使用
範囲が３０ｍ／ｈ以下でも洗浄効果が十分であることが
判った。

【００２９】この結果から、本発明の装置においては、
逆洗効率が極めて優れており、少量の逆洗水により槽内
の濁質剥離が可能であり、水量の節約とともに、送液系
の小型化を促進できることが判った。また、流速が小さ
いことから、槽内の各粒子の挙動が必要以上に動くこと
なく従来に比べて比較的穏やかになり、この結果、濾過
槽内面との摩擦による該内面の摩耗が少なくなり、濾過
槽の寿命をのばすことができる。

【００３０】（試験例２）また、細粒セラミックスを使
用した濾材粒子１５の逆洗浄時の展開率特性を濾過層の
厚みを変えてサンプルNo. ４〜８をテストし、比較例と
して珪砂の場合のサンプルNo. ９もテストした。この結
果を図３のグラフに示す。なお、濾材粒子の諸元は表２
に示す。試験方法は試験例１に準ずる。

【００３１】

【表２】

【００３２】この結果からは、濾過層の層厚が６３５ｍ
ｍまでは逆洗による展開率が１２５％の場合において、
流速は２９〜３３ｍ／ｈでほぼ一定の値となる。ここ
で、サンプルNo. ７と６とを比較してみると、サンプル
No. ７はサンプルNo. ６に比べて濾過層の層厚が略倍で
あるにもかかわらず同じ展開率を得るのに流速は３１ｍ
／ｈとほとんど変化しなかった。また、サンプルNo. ４
〜８はサンプルNo. ９に比べると流速が低速において効
果的な展開率を得ることができ、逆洗浄性能と層厚みの
低減化が促進できることが判る。

【００３３】（試験例３）次に、濾過時の流速と圧力損
失との関係を測定した。サンプルNo. １０〜１２の諸元
は表３に示す。また、試験方法は図４に示す濾過槽１６
の直胴部に均等な間隔に配置した数個の圧力計Ｐの指示
値により測定した。この結果を図５のグラフに示す。

【００３４】

【表３】

【００３５】図５からは、濾過槽内の流速が約３７ｍ／
ｈ以下においては本発明の装置に使用する細粒セラミッ
クスの濾過粒子を使用したサンプルNo. １０が抵抗（圧
力損失）が小さいことが判る。なお、流速が約３７ｍ／
ｈ以上においては、サンプルNo. １０の場合とサンプル
No. １２の場合との抵抗値が逆転している。これは、細
粒セラミックスの濾材粒子を使用した場合は、この濾材
粒子が比較的軽いことが原因するのかもしれない。本発
明の装置は濾過槽内の流速が約３７ｍ／ｈ以下、望まし
くは３４ｍ／ｈ以下において、圧力損失の少ない良好な
運転が可能なことが判る。

【００３６】（試験例４）次に、濾過時の流速と圧力損
失との関係を濾過層の厚みを変えた場合について測定し
た。サンプルNo. １３〜１７の諸元は表４に示す。ま
た、試験方法は試験例３にて実施した方法と同様であ
る。この結果を図６のグラフに示す。

【００３７】

【表４】

【００３８】図６からは、濾過槽内の流速が６０ｍ／ｈ
未満においては濾過層の層厚みがサンプルNo. １６の６
３５ｍｍまでは圧力損失が通常の実用範囲として適切な
２ｍ以下である。また、流速６０ｍ／ｈにおいてはサン
プルNo. １６およびNo. １５とも圧力損失が１．５ｍ前
後を示している。図６においては流速が約４５ｍ／ｈ以
下のところではサンプルNo. １６は他のサンプルNo. １
３、No. １４、No. １５（層厚みがサンプルNo. １６よ
りも薄い）よりも圧力損失が少ないという結果が出てい
る。

【００３９】（試験例５）本発明に用いる細粒セラミッ
クスの濾材粒子１５の濾過性能を試験した。比較例とし
て、石英斑岩、珪砂を使用した。被濾過液としてはプー
ル水を使用し、プール水の採取は、当該のプールが最も
高負荷となる夕方６時半に行い、採取後直ちに振動テー
ブル上のポリ容器に入れたプール水に各瀘材粒子を添加
した検体を作り、往復動により１２時間撹拌処理した。
その時の室内温度は、５℃であり、一定時間経過毎に、
過マンガン酸カリウム消費量およびＮＨ₄−Ｎの経時的
な低減、大腸菌群の有無等を測定した。なお、測定した
検体は３種類であり、３００ミリリットルの試験水に細
粒セラミックス、石英斑岩、珪砂を別々に５ｇづつ添加
した。また、石英斑岩には破砕後に細粒セラミックス瀘
材と同程度の粒度にふるい分け（粒径が０．５９〜１．
１９ｍｍのもの）したものを使用し、珪砂には４号珪砂
（粒径が０．４２〜０．８４ｍｍのもの）を使用した。

【００４０】この結果を表５に示す。過マンガン酸カリ
ウム消費量、ＮＨ4−Ｎの経時的変化、大腸菌群の有無
は表５に示す如きであり、汚濁の最も重要なファクター
である過マンガン酸カリウム消費量では同量の濾材を用
いたときに細粒セラミックス瀘材が珪砂の１．５倍の除
去効果を示している。又、細粒セラミックス瀘材はＮＨ
4−Ｎや大腸菌群についても他のものに比べて濾過機能
が極めて高いことが判る。

【００４１】

【表５】

【００４２】以上の結果から、本発明の装置は従来の珪
砂を使用した濾過層（厚み４００〜６００ｍｍ程度）を
備えた装置に比べても濾過層の厚みを４００〜３００ｍ
ｍ程度と２／３以下にすることができ、濾過装置の小型
軽量化ができた。この小型軽量化の効果を示すために、
本発明と従来の実際の装置における濾過槽の容量や重量
の相違を表６に示す。なお、ここでは標準的な２５ｍプ
ール（水容積３６０ｍ³）の場合、濾過能力を６５〜９
０ｍ³／ｈ（４．３〜６ターン／日）とした時のもので
ある。

【００４３】

【表６】

【００４４】この表６から判るように、本発明によるも
のと従来のものに比べて容積にして５００リットル以
上、全体の２０％程度の容積を小さくでき、重量におい
ては約３０００ｋｇで全体の４４％程度軽くすることが
できる。このように濾過槽の内部の濾材量だけで約３ト
ンもの軽量化が図れることは、この濾過槽の支持構造に
おいても軽量化が図れるものであり、濾過槽の長さ（濾
材の層厚）の短縮のみならず濾過槽の径（濾過面積）の
縮小をも図ることができ、全体としての小型軽量化は顕
著なものである。

【００４５】本発明の濾過装置は図１に示すような構造
に限るものではなく、図７に示すように構成することも
できる。図７に示す濾過装置２００は、特に清澄な水質
が要求されるような場合の装置の概略構造であり、図１
に示す濾過装置の基本構成に付加したものとしては、濾
過された水を第二送液管２１から引き込む送り管６６と
該第二送液管２１に戻す戻し管６７とが接続され、この
両管の間に加圧ポンプ５０、オゾン発生装置５１、この
オゾン発生装置にて発生させたオゾンを配管に注入する
エジェクター５２、注入されたオゾンと他の水とを他の
混合するミキサー５３、このオゾンとの反応を更に促進
させるための反応槽５４、活性炭を内蔵した活性炭濾過
槽６０、余剰のオゾンを分解処理して排気するオゾンキ
ラー６５、配管経路を適宜接続切り換える五方弁３０等
が設けられている。なお、図６における濾過装置本体側
で相違する構成は４７、４８は薬液溶解槽２０や滅菌装
置２２の液を注入する注入器及び五方弁３０を備えてい
る点である。その他の構成要素においては、図１に示し
た装置と同じ符号附して説明を省略する。

【００４６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の濾過装置に
よれば、細粒セラミックス瀘材は、珪砂サンドと同等の
粒径でもこれを珪砂サンドの代わりに砂瀘過用の瀘過槽
に瀘材として装填して用いることによって、珪砂サンド
としての瀘過効果と、多孔質性の吸着等による瀘過効果
との双方を得ることができ、石英斑岩等の活性石を装填
した活性化槽を付加してなる複合処理方式のものと同様
に、非常の微細な濁質や溶解性の有機汚濁やアンモニア
イオンや菌類等の瀘過にも優れた瀘過効果を上げること
ができる。しかも、処理槽は、砂瀘過用の単一の瀘過槽
だけで済ませることができ、逆洗浄の如き極めて簡易な
瀘材浄化法を取入れることも可能になるだけでなく、逆
洗浄時等における流速が小さくても十分な洗浄が行える
ことから、送液系の小型化も可能であり瀘過装置の装置
コストやランニングコストの低減と同時に装置全体の小
型化やメンテナンスが容易になる。また、濾過槽内の液
の流速を検出する検出手段を備えていることで、逆洗操
作において濾材粒子とこの濾材粒子を保持する支持体粒
子との混合が発生する流速以上にならないように制御
し、濾材粒子と支持体粒子との混合という不測の事態を
回避し、濾過素材の長期使用を保証することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る細粒セラミックス瀘材を用いた瀘
過装置の一実施例における概略構成図である。

【図２】流速と展開特性を示すグラフである。

【図３】流速と展開特性を示すグラフである。

【図４】圧力損失試験方法を示す概略図である。

【図５】流速と抵抗特性を示すグラフである。

【図６】流速と抵抗特性を示すグラフである。

【図７】本発明の濾過装置の他の実施例の概略構成図で
ある。

【図８】従来の瀘過装置の構成図である。

【符号の説明】

１４液槽１５細粒セラミックス瀘材１６瀘過槽１７循環ポンプ１８第一送液管２１第二送液管３０五方弁３１、３２速度検出手段４０制御盤４１排水管４５窓１００、２００濾過装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ０１Ｄ 39/06 Ｅ０４Ｈ 4/12 Ｂ０１Ｄ 29/08 ５４０Ａ 29/38 ５１０Ｂ５２０Ａ 7717−4Ｄ 35/02 ＪＥ０４Ｈ 3/20 Ｂ (72)発明者小島勝夫東京都渋谷区恵比寿西２丁目３番３号日機装エイコー株式会社内 (72)発明者坂田佳昌東京都渋谷区恵比寿西２丁目３番３号日機装エイコー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】濾過槽内に瀘材層と該濾材層の濾材粒子
が下方に潜り込まないように比較的細かい粒子を上側に
有しかつ下方に向かって粒子径が徐々に大きくなる支持
体粒子からなる支持層とを備え、前記濾材層側に開口し
た第一液送管並びに支持層側に開口した第二液送管を有
しており、他の液槽からの被濾過液を前記第一液送管か
ら前記第二液送管に向かって循環させることにより濾過
操作し、又、前記循環とは逆方向の液流れを生じせしめ
て濾過槽内を洗浄する逆洗操作が可能に構成された濾過
装置であって、前記濾材粒子はその平均粒径が０．４〜１．２ｍｍ、有
効径が０．４５〜０．５０ｍｍ、均等係数が１．４０〜
１．６０の範囲の細粒セラミックスからなっており、前
記逆洗操作に際して前記濾過槽内における洗浄液の流速
を２５〜３４ｍ／ｈの範囲で操作したときに、前記濾材
の体積が１２０〜１３０％の範囲で展開されるように構
成されたことを特徴とする濾過装置。
【請求項２】濾過槽内に瀘材層と該濾材層の濾材粒子
が下方に潜り込まないように比較的細かい粒子を上側に
有しかつ下方に向かって粒子径が徐々に大きくなる支持
体粒子からなる支持層とを備え、前記濾材層側に開口し
た第一液送管並びに支持層側に開口した第二液送管を有
しており、他の液槽からの被濾過液を前記第一液送管か
ら前記第二液送管に向かって循環させることにより濾過
操作し、又、前記循環とは逆方向の液流れを生じせしめ
て濾過槽内を洗浄する逆洗操作が可能に構成された濾過
装置であって、前記濾過槽内の液の流速を検出する検出手段を具備して
おり、前記逆洗操作において前記濾材粒子と前記支持体
粒子との混合が発生する前記流速の特定値を越えないよ
うに制御することを特徴とする濾過装置。