JPH09262596A - 充填材層を設けた処理池構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 濾材の流出や濾材層（充填材層）の乱れを生
じることなく、容易に水抜きを行うことができ、かつ濾
材層洗浄時に空気渠を通じて空気分散管に空気を送り込
む際は、空気渠からの遠近にかかわらず各空気吐出孔よ
り均等に空気分散できる処理池構造を提供する。 【解決手段】 空気分配管５に連通して設ける空気渠１
３に、空気抜き管２１を設ける。空気抜き管２１は、下
端が空気渠１３内であって空気分配管５の空気吐出孔４
の上方近傍位置に開口し、上端が池１の上限水位より上
方位置で大気に開放するように設け、開閉弁２２を介装
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、濾過池、活性炭吸
着池、生物濾過池など、内部に充填材層を設けた処理池
構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、浄水処理や下水処理などの水処理
の分野においては、濾過池、活性炭吸着池、生物濾過池
など、内部に充填材層を設けた処理池が使用されてい
る。そのうち、実公昭５５−５１５２７号に記載された
濾過池は、濾材層（充填材層）を逆洗できるように構成
されている。

【０００３】上記した濾過池は、図５〜図９に示したよ
うなものであり、濾過池１内の底部を濾水渠２となし、
濾水渠２内に適当間隔で支持梁３を立設し、支持梁３に
載置して複数の空気吐出孔４を形成した空気分散管５を
並行に設け、空気分散管５相互に掛け渡して複数のスリ
ット（図示せず）を底部に形成したスリット板６を敷設
し、スリット板６上全面に所定の厚さに分散砂利層７を
敷き詰め、分散砂利層７上にポーラスコンクリート層な
どの多孔板８を敷設し、多孔板８上に濾材層９を堆積し
ている。

【０００４】また、濾水渠２に連通して濾水流出管１０
と洗浄水供給管１１とを設け、空気分散管５に連通し
て、池外の空気供給源に空気供給管１２を介して連通す
る空気渠１３を設けるとともに、池内の上部に排水トラ
フ１４を設けている。１５は原水渠あり、１６は洗浄水
渠、１６ａは洗浄水流出管である。

【０００５】このような池では、図６に示したように、
原水渠１４から池１内に原水１７を流入させ、濾材層９
と多孔板８と分散砂利層７とを通過させて所定水質とな
し、スリット板６のスリットを経て濾水渠２に流入させ
た後、濾水流出管１０を経て自然流下にて送り出す。

【０００６】しかるに、通水する間に、原水１７中に混
在した濁質が濾材層９に捕捉されて、通水日数とともに
濾材層９における損失水頭が大きくなり、濾過池内の水
位が上昇するので、上昇水位または通水日数が所定の条
件に達した時に、濾材層９の洗浄を行う。

【０００７】濾材層９を洗浄する際には、濾材９ａの流
出を防止するために、図７に示したように、原水渠１５
から池１内への原水１７の流入を停止した状態におい
て、池１内の原水１７を濾水流出管１０を通じて、ある
いは濾材層９の上部から排水ゲート（図示せず）等を用
いて排出し、所定水位、たとえば濾材層９の上方約２０
ｃｍになるまで水抜きする。

【０００８】次いで、図８に示したように、空気供給管
１２より空気渠１３と空気分散管５を通じて空気１８を
送り込むとともに（０．５〜１．０ｍ³／ｍ²・分）、洗
浄水供給管１１より濾水渠２を通じて洗浄水１９を送り
込み（０．３〜０．５ｍ³／ｍ²・分）（３〜５分間）、
空気１８と洗浄水１９とにより濾材層９を激しく攪拌し
て濾材９ａから濁質を剥離し、剥離した濁質を洗浄水１
９中に浮遊状態とする。

【０００９】そして、洗浄水１９が排水トラフ１４内に
流入する少し前に空気１８の供給を停止し、洗浄水１９
は供給し続けることにより、図９に示したように、濾材
９ａは流動させながら、濁質を含んだ洗浄水１９を排水
トラフ１４内に流入させ、排水トラフ１４より洗浄水渠
１６，洗浄水流出管１６ａを通じて排出する。

【００１０】その後、図６に示したような処理工程に戻
るが、その前に再び、図７に示したような水抜き工程を
行い、池１内の水位を適当水位としている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たようにして池１内の水抜きを行う際には、水位が低下
するに伴って空気吐出孔４にかかる水圧が低下し、空気
渠１３内の空気の残圧により空気吐出孔４から空気が漏
出する。そのため、水抜きを濾材層９の上部から行う場
合は、漏出した空気とともに濾材９ａが流出することが
あり、また、水抜きが処理工程に戻る前のものである場
合は、漏出した空気により濾材９ａの不陸が生じて濾材
層９の乱れとなり、処理工程において原水１７のショー
トパスが生じることがあるため、水抜きの前に空気渠１
３内の空気抜きを行って空気渠１３内の圧力を下げる必
要がある。そのために、空気供給管１２に空気抜き弁
（図示せず）を設けておき、その空気抜き弁をタイマー
あるいは空気渠１３内に設置したレベル計に基づき操作
することにより、必要なだけの空気を抜いているのが現
状である。

【００１２】しかし、空気抜きを行う時に、池１内の原
水１７が空気吐出孔４，空気分散管５を通じて空気渠１
３内に浸入することは避けられない。そのため、適当日
数の処理工程の後に濾材層９を洗浄する際に、空気供給
管１２より空気渠１３内に空気を送り込むと、空気渠１
３内の水が空気分散管５，空気吐出孔４を通じて追い出
された後に空気の吐出が始まることになり、空気渠１３
に近い空気吐出孔４と遠い空気吐出孔４とで空気吐出の
開始時がずれ、均等な空気分散が行われにくいという問
題がある。

【００１３】本発明は上記問題を解決するもので、濾材
の流出や濾材層の乱れを生じることなく容易に池内の水
抜きを行うことができ、かつ濾材層洗浄時に空気渠を通
じて空気分散管に空気を送り込む際は、空気渠からの遠
近にかかわらず各空気吐出孔より均等に空気分散できる
ようにすることを目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の充填材層を設けた処理池の構造は、濾過池
や活性炭吸着池など、充填材層を設けた処理池の構造で
あって、池内の底部を処理水渠となし、処理水渠内に複
数の空気吐出孔を形成した空気分散管を設け、空気分散
管の上方に処理水や空気が流通可能な充填材層支持床を
設け、充填材層支持床上に充填材層を堆積し、前記空気
分散管内と空気供給源とに連通して密閉構造の空気渠を
設け、前記処理水渠内に連通して洗浄水供給手段を設
け、池の上部に、池内に供給された洗浄水を外部へ排出
する洗浄水排出手段を設け、前記空気渠に空気抜き管を
設け、この空気抜き管は、下端が空気渠内であって前記
空気分散管の空気吐出孔の上方近傍位置に開口し、上端
が池の上限水位より上方位置で大気に開放し、開閉弁を
介装したものである。

【００１５】ここで、開閉弁は、池内の水位、原水の流
入の有無、処理水の流出の有無などを検知する各センサ
ー、およびそれらに接続する制御装置を設けることによ
り、池内の処理水または洗浄水を所定水位まで排出する
水抜き開始時に自動的に開動し、水抜き終了時に自動的
に閉動するように構成することも可能である。

【００１６】上記した構成によれば、池内の水抜きを行
う際に、空気渠内に残圧が有る状態において、空気抜き
管に介装した開閉弁を開くと、空気渠内の空気は空気抜
き管を通じて外部に流出していき、それにより空気渠内
の空気圧が低下するに伴ない、池内の水が空気分散管を
通じて空気渠内に流入する。

【００１７】しかるに、空気渠内の水位が空気抜き管の
下端に達すると、空気抜き管は水封状態となって、空気
渠からの空気の流出は停止し、空気渠内の圧と池内の圧
とが等しくなった時点で、池から空気渠への水の流入は
停止する。

【００１８】一方、池内の水位が低下するに伴い池内お
よび空気渠内の水圧が低下し、それにより空気渠内の空
気が膨張し、膨張した空気渠内の空気は、空気分散管の
空気吐出孔の上端より高い位置で開口している空気抜き
管を通じて外部へ流出する。

【００１９】そして、空気が流出するに伴い空気渠内の
空気圧が低下し、それにより池内の水が空気分散管を通
じて空気渠内に流入し、空気渠内の水位が上昇して空気
抜き管の下端に達すると、空気抜き管が水封状態となっ
て、空気渠からの空気の流出は停止する。

【００２０】このような動作が繰り返され、空気渠内の
水位は空気抜き管の下端付近のほぼ一定水位に保たれる
状態において、池内の水位が所定水位まで低下される。
このように、池内の水抜き時には、空気渠内の空気は空
気抜き管より流出するため、空気分散管の空気吐出孔か
ら空気が漏出することはなく、空気漏出に起因する充填
材の流出や充填材層の乱れは生じない。また、空気渠内
の水位は空気抜き管の下端付近のほぼ一定水位とされる
ため、空気渠への浸入水量は従来より低減され、充填材
層を洗浄するために新たに空気を送り込む際には、空気
は空気分散管の内部に速やかに行き渡り、各空気吐出孔
より均等に流出する。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照しながら説明する。図１〜図３に示した池は、図
５〜図９を用いて説明した従来のものとほぼ同様の構成
を有しているので、同様の作用を有する部材に同じ符号
を付して説明する。

【００２２】濾過池１は、池内の底部を濾水渠２とな
し、濾水渠２内に適当間隔で立設した支持梁（図示せ
ず）に載置して、複数の空気吐出孔４を形成した空気分
散管５を並行に設け、空気分散管５相互に掛け渡して、
水や空気が流通可能な濾材層支持床２０を敷設し、濾材
層支持床２０上に濾材層９を堆積している。濾材層支持
床２０は、詳しい図示および説明を省略するが、前述し
たスリット板と分散砂利層と多孔板とよりなる。

【００２３】また、濾水渠２に連通して濾水流出管１０
と洗浄水供給管１１を設け、空気分散管５に連通して、
池１外の空気供給源が空気供給管１２を介して接続する
密閉構造の空気渠１３を設け、池内の上部に排水トラフ
１４を設けている。１６は洗浄水渠、１６ａは洗浄水流
出管である。

【００２４】空気渠１３には空気抜き管２１を設けてお
り、この空気抜き管２１は、下端が空気渠１３内であっ
て空気分散管５の空気吐出孔４上端より約１０ｍｍ上方
位置で開口し、上端が池１の上限水位より上方で大気に
開放し、開閉弁２２を介装している。

【００２５】図示を省略するが、池１の内部または周囲
には、池内の水位、原水の流入の有無、処理水の流出の
有無などを検知する各センサーが設けられ、それらのセ
ンサーと開閉弁２２とに接続して制御装置が設けられて
いて、制御装置により、開閉弁２２が、池内の原水また
は洗浄水を所定水位まで排出する水抜き開始時に自動的
に開動し、水抜き終了時に自動的に閉動する。

【００２６】以下、上記構成における作用を説明する。
濾材層９を洗浄するには、図１に示したように、空気抜
き管２１に介装した開閉弁２２を閉じた状態において、
空気供給管１２より空気渠１３を通じて空気分散管５内
に空気１８を送り込み、各空気吐出孔４より流出させる
とともに、洗浄水供給管１１より濾水渠２を通じて洗浄
水１９を供給し、空気１８と洗浄水１９とにより、濾材
層９を攪拌して振動させ、濾材９ａから濁質を剥離して
洗浄水１９中に浮遊状態とする。

【００２７】そして、池１内の水位が上昇して洗浄水１
９が排水トラフ１４に流入する少し前に、空気供給管１
２からの空気１８の供給を停止し、洗浄水供給管１１か
らの洗浄水１９の供給は続けて池１内の水位を上昇さ
せ、濾材９ａから剥離した濁質を含んだ洗浄水１９を排
水トラフ１４内に流入させ、洗浄水渠１６、洗浄水流出
管１６ａを経て池１外へ排出する。

【００２８】濾材層９の洗浄が終了したら、原水の処理
を行うに適当な水位まで洗浄水１９を排出する。その
際、濾水流出管１０を通じて池１内の洗浄水１９の排出
を開始すると、空気渠１３内に残圧が有る状態におい
て、空気抜き管２１に介装した開閉弁２２が自動的に開
動する。それにより、空気渠１３内の空気は空気抜き管
２１を通じて外部に流出していき、空気渠１３内の空気
圧が低下するに伴ない、池１内の水が空気分散管５を通
じて空気渠１３内に流入する。

【００２９】そして、空気渠１３内の水位が空気抜き管
２１の下端に達すると、空気抜き管２１は水封状態とな
って、空気渠１３からの空気の流出は停止し、空気渠１
３内の圧と池１内の圧が等しくなった時点で、池１から
空気渠１３への水の流入は停止する。

【００３０】一方、池１内の水位が低下するに伴い池１
内および空気渠１３内の水圧が低下すると、空気渠１３
内の空気が膨張し、膨張した空気渠１３内の空気は、空
気抜き管１３が空気分散管５の空気吐出孔４の上端より
高い位置で開口しているため、空気抜き管２１を通じて
外部へ流出する。

【００３１】空気が流出するに伴い空気渠１３内の空気
圧が低下すると、池１内の水が空気分散管５を通じて空
気渠１３内に流入し、それにより空気渠１３内の水位が
上昇して空気抜き管２１の下端に達し、空気抜き管２１
が水封状態となって、空気渠１３からの空気の流出は停
止する。

【００３２】このような動作が繰り返され、空気渠１３
内の水位が空気抜き管２１の下端付近のほぼ一定水位に
保たれる状態において、池１内の洗浄水１９が所定水位
まで排出される。洗浄水１９の排出が終了した時点で、
濾水流出管１０を閉塞する。開閉弁２２は、所定水位に
達した時点で自動的に閉動する。

【００３３】このとき、上記したように空気渠１３内の
空気は空気抜き管２１より流出するため、空気分散管５
の空気吐出孔４から空気が漏出することはなく、空気渠
１３内の水位は空気抜き管２１の下端付近のほぼ一定水
位とされるため、空気渠１３へ浸入する水量は従来より
低減される。

【００３４】したがって、水抜き時の空気漏出に起因す
る濾材層９の乱れは生じず、かつ濾材層９を洗浄するた
めに新たに空気を送り込む際には、空気は空気分散管５
の内部に速やかに行き渡り、各空気吐出孔４より均等に
流出する。なお、濾水流出管１０ではなく、排水ゲート
（図示せず）を通じて池１内の洗浄水１９を排出する場
合は、空気漏出に起因する濾材９ａの流出も防止され
る。

【００３５】図４（ａ）は、前述した従来の濾過池で空
気抜きおよび水抜きを行った後に、空気流量０．８ｍ³
／ｍ² ・分で濾材層を洗浄した時の空気分散管内の圧力
の変化を示したものであり、空気渠内に浸入した水の排
除状況がグラフの圧力ピークとして表れている。これに
対して、図４（ｂ）は、上述した本発明の濾過池で空気
抜きおよび水抜きを行った後に、空気流量０．８ｍ³ ／
ｍ² ・分で濾材層を洗浄した時の空気分散管内の圧力の
変化を示したものであり、表れた圧力ピークが従来のも
のより小さいことから、空気渠内に浸入した水の排除に
要する時間は従来より短いことがわかる。圧力測定に際
しては、空気抜き管の有無を除いては従来の濾過池と本
発明の濾過池とを同様に構成し、空気渠から等距離の点
で圧力を測定した。

【００３６】なお、上記においては濾材層を設けた濾過
池を例示したが、活性炭吸着池、生物濾過池など、内部
に充填材層を設けた池であれば、同様に構成することに
より同様の効果が得られる。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、空気分散
管の空気吐出孔の上端よりやや上方位置から池の上限水
位より上方にわたる空気抜き管を空気渠に設けるという
簡単な構成により、水抜き時における空気吐出孔からの
空気漏出を防止できるとともに、空気渠内に浸入する水
の量を最小限に抑えることができる。その結果、空気漏
出に起因する充填材の流出や、充填材層の乱れおよびそ
れによる原水のショートパスを防止することができ、か
つ、洗浄開始時に排出すべき水の量が低減されるので、
空気渠からの遠近にかかわらず各空気吐出孔より均等に
空気を分散することができ、充填材層を効果的に洗浄で
きるとともに、空気供給のための動力も低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の濾過池において濾材層を
洗浄する状態を示した縦断面図である。

【図２】図１に示した濾過池において水抜きおよび空気
抜きを行う状態を示した縦断面図である。

【図３】図２に示した状態における空気抜き管近傍箇所
を示した拡大縦断面図である。

【図４】従来の濾過池および図１に示した濾過池におい
て、空気と洗浄水とにより濾材層を洗浄した時の空気分
散管内の圧力の経時的変化を示したグラフである。

【図５】濾材層を設けた従来の濾過池の内部構成を示し
た説明図である。

【図６】図５に示した従来の濾過池における原水処理工
程を示した縦断面図である。

【図７】図５に示した従来の濾過池における水抜き工程
を示した縦断面図である。

【図８】図５に示した従来の濾過池における空気と洗浄
水とを用いた洗浄工程を示した縦断面図である。

【図９】図５に示した従来の濾過池における洗浄水を用
いた洗浄工程を示した縦断面図である。

【符号の説明】

１ 濾過池 ２ 濾水渠 ４ 空気吐出孔 ５ 空気分散管 ９ 濾材層 11 洗浄水供給管 12 空気供給管 13 空気渠 14 排水トラフ 18 空気 19 洗浄水 20 濾材層支持床 21 空気抜き管 22 開閉弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 濾過池や活性炭吸着池など、充填材層を
   設けた処理池構造であって、池内の底部を処理水渠とな
   し、処理水渠内に複数の空気吐出孔を形成した空気分散
   管を設け、空気分散管の上方に処理水や空気が流通可能
   な充填材層支持床を設け、充填材層支持床上に充填材層
   を堆積し、前記空気分散管内と空気供給源とに連通して
   密閉構造の空気渠を設け、前記処理水渠内に連通して洗
   浄水供給手段を設け、池の上部に、池内に供給された洗
   浄水を外部へ排出する洗浄水排出手段を設け、前記空気
   渠に空気抜き管を設け、この空気抜き管は、下端が空気
   渠内であって前記空気分散管の空気吐出孔の上方近傍位
   置に開口し、上端が池の上限水位より上方位置で大気に
   開放し、開閉弁を介装したことを特徴とする充填材層を
   設けた処理池構造。