JPH10165717A - 濾過方法および濾過システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】例えば赤土などの粉塵を含んだ濁水を濾過する
場合に適する濾過方法および濾過システムに関し、凝集
剤などの薬品を使用せずに、しかも狭いスペースでもよ
り確実かつより安価に処理でき、維持管理の負担の軽い
濾過方法および濾過システムを実現することを目的とす
る。 【解決手段】粗い濾材を敷きつめて、その上に微細な接
触濾材を敷き、該接触濾材の中または上側に、側壁に多
数の孔の開いた集水管を設け、給水管によって、濁水が
前記粗濾材の中または下側に供給される構造の濾過シス
テムを用いて、粉塵などを含んだ濁水を濾材中を上昇通
過させて該粉塵などを濾過する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば赤土などの粉塵
を含んだ濁水を濾過する場合に適する濾過方法および濾
過システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ゴルフ場などの造成工事や地盤改良工事
などを行なった場合に、大雨が降ったりすると、大量の
土砂が海浜に流出し、その結果、環境や漁場を汚染した
り、珊瑚を死滅させるなどの問題となっている。そのた
め、沖縄県の場合は、赤土等流出防止条例を制定して、
海浜への赤土流出防止を図っている。

【０００３】現在実施されている赤土流出防止方法とし
ては、濾過型や貯留型などの沈砂池を造って、赤土成分
を沈殿させ、降雨後水が清浄になってから、清浄な上澄
みのみを河川に流す方法が採られている。また、別の方
法として、凝集剤を用いて赤土成分を凝集させて沈殿さ
せ、上澄みを河川に流す方法や濾過プラントも採用され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、沈砂池
方法では、大量の濁水を処理するには、より大きな沈殿
池をより多く用意する必要があり、スペースなどの都合
で実施不可能な場合がある。また、凝集剤を使用する方
法は、薬品を使用するため、生物や周辺環境への安全性
の問題があり、しかもコスト高となる。濾過プラント
は、コストが高い。これら全てに共通して、維持管理の
負担が大きいという欠点もある。

【０００５】本発明の技術的課題は、このような問題に
着目し、凝集剤などの薬品を使用せずに、しかも狭いス
ペースでもより確実かつより安価に処理でき、維持管理
の負担の軽い濾過方法および濾過システムを実現するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の技術的課題は次
のような手段によって解決される。請求項１は、粉塵な
どを含んだ濁水を通過させて該粉塵などを濾過する方法
であって、粗い濾材を敷きつめて、その上に微細な接触
濾材を敷き、該接触濾材の中または上側に、側壁に多数
の孔の開いた集水管を設け、濁水を、前記粗濾材の中を
通過上昇させ、次いで接触濾材の中を上昇通過させて、
前記の集水管中に移動させ、集水管から排出させること
を特徴とする濾過方法である。

【０００７】濾材の上に濁水を供給して、水が濾材の中
を下降通過すると、濾材の上に水膜ができて目詰まりし
やすく、しかも汚泥が濾材の上に溜まり、その汚泥によ
って濾材が短期間に目詰まりするなどの問題がある。

【０００８】これに対し、本発明のように、濁水を濾材
の下側に供給して、濾材の中を上昇通過する方法を採る
と、水膜ができにくく、また阻止された汚泥は濾材の下
側に沈殿するので、汚泥による濾材の目詰まりを抑制で
き、また沈殿した汚泥の排出清掃などの保守管理も楽に
なる。

【０００９】請求項２以下は、濾過システムの発明であ
り、請求項２は、粉塵などを含んだ濁水を通過させて該
粉塵などを濾過するシステムであって、粗い濾材を敷き
つめて、その上に微細な接触濾材を敷き、該接触濾材の
中または上側に、側壁に多数の孔の開いた集水管を設
け、濁水が、前記粗濾材の中または下側に供給される構
造となっている。

【００１０】請求項１は濾過方法であるのに対し、請求
項２は濾過システムの構造である。このように、粗濾材
の中または下側に濁水を供給し、濁水が濾材の中を上昇
通過する構造なため、濁水が濾過の中を下降する構造と
違って、目詰まりを起こしにくく、また汚泥は濾材の下
側に溜まるので、汚泥の排出や清掃、管理も容易にな
る。

【００１１】請求項３は、請求項２記載の接触濾材の上
側に荷重をかけて、接触濾材の浮上を抑止した構成なた
め、上昇水流によって接触濾材が浮上するのを確実に防
止でき、濾過システムとしての機能をより長期にわたっ
て維持できる。

【００１２】請求項４は、請求項２または３に記載の粗
濾材の中または下側に、側壁に多数の孔の開いた給水管
を配設した濾過システムである。

【００１３】このように、濾材の下側に濁水を供給する
ために、粗濾材の中または下側に給水管を敷設し、該給
水管の側壁には多数の孔が開いているので、濾材の下側
に均一に濁水を供給でき、濾材全体の中を濁水が分散し
て上昇できるので、より効率的かつ迅速に濾過できる。

【００１４】請求項５は、請求項２、請求項３または請
求項４に記載の給水管の下側に、勾配をつけて沈殿部を
設け、外部から最低部に通じる排出ダクトを設けた濾過
システムである。

【００１５】このように、給水管の下側に、勾配をつけ
て沈殿部を設け、外部から最低部に通じる排出ダクトを
設けた構造なため、該排出ダクトから最低部にホースを
挿入し、汚泥などをポンプで吸引排出でき、清掃や保守
管理が容易に行なえる。

【００１６】請求項６は、請求項２から請求項５中のい
ずれかの項に記載の給水管を複数本平行に配設し、各給
水管の間にスペーサを配置して、その上に網を敷いて、
該網の上に前記の粗濾材を敷いた濾過システムである。

【００１７】このように、各給水管の間にスペーサを配
置して、その上に網を敷いてから粗濾材を敷きつめる構
造なため、各給水管に粗濾材や接触濾材、重しの荷重が
かからず、各給水管に無理な力が作用しない。また、複
数の給水管を敷設できるので、大量の濁水を処理でき、
大型のシステムに適している。

【００１８】請求項７は、請求項２から請求項６中のい
ずれかの項に記載の粗濾材の中に加圧管を敷設し、該加
圧管に圧縮空気や洗浄水を供給可能とした濾過システム
である。

【００１９】このように、粗濾材の中に加圧管を敷設し
て、圧縮空気や洗浄水を供給する構造なため、長期の稼
働によって粗濾材などが目詰まりした場合に、圧縮空気
や洗浄水で洗浄でき、長期の稼働が可能となる。

【００２０】請求項８は、請求項２ないし請求項７に記
載のような濾過システムを並列に複数設け、それぞれの
給水管の流入口を単一の沈砂池に配管してなる濾過シス
テムである。

【００２１】このように、複数の濾過システムを並列に
配置して、同時に複数の濾過システムを稼働する構成と
することにより、処理能力を容易に高めることができ
る。したがって、現場の状況に応じた能力の濾過システ
ムを実現できる。

【００２２】なお、請求項２から請求項８に記載の濾過
システムには、筐体などの中に組み込んで移動できる構
造としたもの、あるいは現場で整地して施工組立てして
なる埋め込み型ないし固定構造の濾過システムなど、各
種の形態が含まれるものとする。

【００２３】

【発明の実施の形態】次に本発明による濾過方法および
濾過システムが実際上どのように具体化されるか実施形
態を説明する。図１は本発明による濾過方法および濾過
システムの第一実施形態を示す図で、（１）は集水管と
平行方向の断面図、（２）は（１）図におけるＡ−Ａ断
面図、（３）は（１）図におけるＢ−Ｂ位置の拡大断面
図である。図２は筐体の実施形態で、（１）は平面図、
（２）は正面図である。

【００２４】１は筐体であり、底部２に勾配をつけて、
その中央の最も低い部分に通じる排出ダクト３が立てて
ある。この筐体１の底部２の内部に給水管４をほぼ水平
状態に敷設し、その上に一定間隔に配設した根太５上に
金網６を敷き、その上に小石などの粗い濾材７を敷きつ
めてある。

【００２５】そして、粗濾材の層７の上に、例えばクリ
ンカ（石炭灰）などのような微細な接触濾材８を敷きつ
めてある。この接触濾材の層８の上部において、集水管
９をほぼ水平状態に敷設し、その上側に、接触濾材８に
荷重がかかるように重し１０を載せてある。

【００２６】前記の給水管４は、その側壁に無数の小孔
１１が開いており、筐体１の左端側４ａが流入口となっ
ている。なお、小孔１１を給水管４の下半分に開けるの
が有効である。また、図１（３）のように、給水管４の
両側に断面が漏斗状に傾斜のついたガイドＧを設けてあ
る。給水管４は、筐体１の右端側（先端）４ｂが蓋１２
で閉じられている。

【００２７】したがって、流入口４ａから流入した濁水
は、給水管４の全長において、側壁の無数の小孔１１か
ら流出し、前記ガイドＧの下の沈殿空間２ａ中で沈殿
し、上澄みのみがガイドＧと給水管４間の隙間から上昇
する。また、雨の降らない日には稼働しないため、粗濾
材７などで阻止された汚泥成分は、ガイドＧ上に沈殿し
た後、傾斜に沿って下降し、前記の隙間から沈殿空間２
ａ中に沈殿する。

【００２８】集水管９は、その側壁、特に上半分に無数
の小孔１３が開いており、接触濾材８が通過できないよ
うな毛管網を外周に巻き付けてある。給水管４の流入口
４ａに対応する部分９ａは閉じられている。また、給水
管４の先端４ｂに対応する部分９ｂが流出口となってい
る。

【００２９】したがって、給水管４の小孔１１から流出
した濁水は、粗濾材７を通過してから接触濾材８の微細
隙間を通過して、粉塵などが除去された後、集水管９の
小孔１３から集水管９中に流入して、流出口９ｂから流
出する。このように、水流は下から上向きに流れるた
め、接触濾材８が浮き上がろうとするが、重し１０で押
さえられているので、支障はない。

【００３０】長期間使用している間に、底部２に赤土な
どの粉塵が沈殿するが、図１（３）のように、排出ダク
ト３にホース３Ｈを挿入して、ポンプで汚泥を吸引して
排出したり、掃除したりできる。なお、筐体１中の給水
管４や集水管９は、複数本設けることで、処理能力をよ
り高めることができる。

【００３１】図１、図２の実施形態は、筐体１の中に濾
過構造を設けてあるので、吊り金具１４を利用して吊り
上げ、筐体１単位で容易に移動したりできる。また、図
３のように、図１、図２の濾過装置を複数個並列に配置
し、それぞれの給水管４の流入口４ａを沈砂池１５に配
管することで、処理能力を増強することもできる。な
お、図３（２）のように、流入口４ａを、沈砂池１５中
の濁水の水面寄りに開口させて、上澄みのみを供給する
ことで、濾過装置の負担が軽減され、寿命も長くなる。

【００３２】以上は移動可能な濾過装置であるのに対
し、図４のように、造成地などに直接設置することもで
きる。図４のように、沈砂池１５に堤１６を形成して、
その中に沈殿空間２ａ、給水管４、粗濾材層７、接触濾
材８、集水管９の順に積層して埋め込み、給水管４の流
入口４ａを、沈砂池１５の水面近くに開口させる。

【００３３】このシステムの場合も、図１、図２の濾過
装置と同じ仕組みで、濾過された清浄な水が流出口９ｂ
から流出する。なお、本発明はすべて、給水管４の流入
口４ａが集水管９の流出口９ｂより高くなるように水位
設定されるので、濁水は落差によって濾材中を上昇通過
する。

【００３４】図５から図８はこの固定型の濾過システム
の実施形態であり、図５は斜視図、図６は平面図、図７
は図６におけるＡ−Ａ断面図、図８は図６におけるＢ−
Ｂ断面図である。

【００３５】この固定型の濾過システムも、基本構造は
移動型と同じであるが、固定型濾過システムの構造を施
工順に説明する。まず、整地した後に、水を通さない止
水膜１７を敷き、その上に土台１８、複数本のＨ型鋼１
９の順に重ね、該Ｈ型鋼１９の上に、該Ｈ型鋼１９と直
交するように、複数本の給水管４を配置する。

【００３６】給水管４に直接荷重がかからないように、
各給水管４の間にスペーサ２０をロストル状に配置して
ある。スペーサ２０の高さは、給水管４の外径より高め
にする。そして、スペーサ２０の上に、図２の場合と同
様に金網６を敷き、その上に粗濾材７を敷き、途中で加
圧管２１を敷設し、その上に再び粗濾材７を敷いた後、
毛管網２２を敷いてから、接触濾材８の順を積層する。

【００３７】接触濾材８の上部中に、毛管網を巻いた集
水管９を配設する。そして、図示されていないが、接触
濾材８の上全面に、コンクリート製の重しを載せる。こ
れは、図１における重し１０と同様に、接触濾材８の浮
上を抑えるためである。

【００３８】各集水管９の排水口９ｂは、濾過システム
から排水路に延長し、各給水管４の流入口４ａは、濾過
システムから濁水の溜まっている沈砂池に延長する。ま
た、図７に示すように、給水管４の中間部付近が最も低
くなるように、設置面に勾配をつけ、最も低い場所にお
いて、さらに図８のように、給水管４と直交する方向に
も勾配をつけてある。そして、片方の最も低い場所か
ら、鉛直方向にダクト２３を形成して、点検や掃除に使
用する。

【００３９】なお、この濾過システムは、底側のみでな
く、前後左右の外周も止水膜１７で囲って、濁水が漏れ
ないようにする。

【００４０】この濾過システムで濁水の濾過を行なうに
は、各給水管４の流入口４ａをそれぞれ図４のように沈
砂池１５の水面近くに配管し、濾過システム中において
濁水を粗濾材７中を、次いで接触濾材８中を通過させ、
集水管９を経由して排水する。

【００４１】長期間稼働して、スペーサ２０の下側に粉
塵などの汚泥が大量に沈殿したら、雨の降らない日を選
んで、図１（３）の場合と同様に、鉛直方向のダクト２
３中からホースを挿入して、ポンプで止水膜１７上の汚
泥を吸引排出する。

【００４２】また、前記鉛直方向の排出ダクト２３中の
加圧管基端２１ａから水または空気を圧入することで、
加圧管２１から圧力水または圧縮空気を噴出させること
で、粗濾材７などに付着している汚泥を洗浄除去し、前
記の止水膜１７上に沈殿させる。

【００４３】この固定型の濾過システムも、図３のよう
に、複数施工して、それぞれのシステムの給水管４の流
入口４ａを単一または複数の沈砂池に配管することで、
同時にまたは別々に稼働させることで、処理能力を高め
ることができる。

【００４４】以上のように、本発明によると、筐体１の
中に組み込むことで、移動型にもでき、また現場に直接
施工することで固定型とすることもできる。前者は比較
的処理量の少ない場合に適し、後者は処理量が大きい場
合に適するが、現場の状況などに応じて適宜選択でき
る。

【００４５】なお、濾過に用いる粗濾材７としては、直
径が２０ｍｍ〜４０ｍｍ程度の小石状のものが適してい
るが、これらに限定されない。また、接触濾材８として
は、粒径が約２ｍｍ以下のものが適しており、特に粒径
が0.07〜2.00ｍｍ程度のクリンカが適しているが、これ
らに限定されない。

【００４６】

【発明の効果】請求項１のように、濁水を濾材の下側に
供給して、濾材の中を上昇通過する方法を採ると、水膜
ができにくく、また阻止された汚泥は濾材の下側に沈殿
するので、汚泥による濾材の目詰まりを抑制でき、また
沈殿した汚泥の排出清掃などの保守管理も楽になる。

【００４７】請求項２によると、粗濾材の中または下側
に濁水を供給し、濁水が濾材の中を上昇通過する構造な
ため、濁水が濾過の中を下降する構造と違って、目詰ま
りを起こしにくく、また汚泥は濾材の下側に溜まるの
で、汚泥の排出や清掃、管理も容易になる。

【００４８】請求項３によると、接触濾材の上側に荷重
をかけて、接触濾材の浮上を抑止した構成なため、上昇
水流によって接触濾材が浮上するのを確実に防止でき、
濾過システムとしての機能をより長期にわたって維持で
きる。

【００４９】請求項４によると、濾材の下側に濁水を供
給するために、粗濾材の中または下側に給水管を敷設
し、該給水管の側壁には多数の孔が開いているので、濾
材の下側に均一に濁水を供給でき、濾材全体の中を濁水
が分散して上昇できるので、より効率的かつ迅速に濾過
できる。

【００５０】請求項５によると、給水管の下側に、勾配
をつけて沈殿部を設け、外部から最低部に通じる排出ダ
クトを設けた構造なため、該排出ダクトから最低部にホ
ースを挿入し、汚泥などをポンプで吸引排出でき、清掃
や保守管理が容易に行なえる。

【００５１】請求項６によると、各給水管の間にスペー
サを配置して、その上に網を敷いてから粗濾材を敷きつ
める構造なため、各給水管に粗濾材や接触濾材、重しの
荷重がかからず、各給水管に無理な力が作用しない。ま
た、複数の給水管を敷設できるので、大量の濁水を処理
でき、大型のシステムに適している。

【００５２】請求項７によると、粗濾材の中に加圧管を
敷設して、圧縮空気や洗浄水を供給する構造なため、長
期の稼働によって粗濾材などが目詰まりした場合に、圧
縮空気や洗浄水で洗浄でき、長期の稼働が可能となる。

【００５３】請求項８のように、複数の濾過システムを
並列に配置して、同時に複数の濾過システムを稼働する
構成とすることにより、処理能力を容易に高めることが
できる。したがって、現場の状況に応じた能力の濾過シ
ステムを実現できる。

【００５４】以上のように、本発明によると、濁水を濾
材の下側から上昇通過させることで、円滑に濾過でき、
比重の大きな粉塵などは下側に沈殿させ、排出する構造
なため、沈砂池の数を少なくかつ小容量にできる。ま
た、接触濾材として、クリンカなどのように最適な材料
を採用することで、濁度の極めて低い清浄な水に処理で
きる。しかも、維持管理の負担も軽減されるほか、薬品
を使用しないので、生物や周辺環境への影響がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による濾過方法および濾過システムの
第一実施形態を示す図で、（１）は集水管と平行方向の
断面図、（２）は（１）図におけるＡ−Ａ断面図、
（３）は（１）図におけるＢ−Ｂ位置の拡大断面図であ
る。

【図２】 図１の筐体の実施形態で、（１）は平面図、
（２）は正面図である。

【図３】 図１、図２の移動型の濾過装置を複数個並列
に配置してなる濾過装置で、（１）は平面図、（２）断
面図である。

【図４】 現場に直接施工する固定型の濾過システムの
基本原理を説明する断面図である。

【図５】 図５から図８は固定型の濾過システムの実施
形態であり、図５は斜視図である。

【図６】 図５の濾過システムの平面図である。

【図７】 図６におけるＡ−Ａ断面図である。

【図８】 図６におけるＢ−Ｂ断面図である。

【符号の説明】

１ 筐体 ２ 底部 ２ａ 沈殿空間 ３,23 排出ダクト ４ 給水管 ４ａ 流入口 ７ 粗濾材 ８ 接触濾材 ９ 集水管 ９ｂ 流出口 10 重し 11,13 小孔 １５ 沈砂池 １７ 止水膜 ２０ スペーサ ２１ 加圧管 ２２ 毛管網

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ０１Ｄ 24/00 Ｂ０１Ｄ 29/08 ５３０Ｃ ５４０Ａ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉塵などを含んだ濁水を通過させて該粉
   塵などを濾過する方法であって、 粗い濾材を敷きつめて、その上に微細な接触濾材を敷
   き、該接触濾材の中または上側に側壁に多数の孔の開い
   た集水管を設け、 濁水を、前記粗濾材の中を通過上昇させ、次いで接触濾
   材の中を上昇通過させて、前記の集水管中に移動させ、
   集水管から排出させることを特徴とする濾過方法。
2. 【請求項２】 粉塵などを含んだ濁水を通過させて該粉
   塵などを濾過するシステムであって、 粗い濾材を敷きつめて、その上に微細な接触濾材を敷
   き、該接触濾材の中または上側に、側壁に多数の孔の開
   いた集水管を設け、 濁水が、前記粗濾材の中または下側に供給される構造と
   したことを特徴とする濾過システム。
3. 【請求項３】 前記の接触濾材の上側に荷重をかけて、
   接触濾材の浮上を抑止したことを特徴とする請求項２記
   載の濾過システム。
4. 【請求項４】 前記の粗濾材の中または下側に、側壁に
   多数の孔の開いた給水管を配設したことを特徴とする請
   求項２または３に記載の濾過システム。
5. 【請求項５】 前記の給水管の下側に、勾配をつけて沈
   殿部を設け、外部から最低部に通じる排出ダクトを設け
   たことを特徴とする請求項２、請求項３または請求項４
   に記載の濾過システム。
6. 【請求項６】 前記の給水管を複数本平行に配設し、各
   給水管の間にスペーサを配置して、その上に網を敷い
   て、該網の上に前記の粗濾材を敷いたことを特徴とする
   請求項１から請求項５中のいずれかの項に記載の濾過シ
   ステム。
7. 【請求項７】 前記の粗濾材の中に加圧管を敷設し、該
   加圧管に圧縮空気や洗浄水を供給可能としたことを特徴
   とする請求項２から請求項６中のいずれかの項に記載の
   濾過システム。
8. 【請求項８】 前記のような濾過システムを並列に複数
   設け、それぞれの給水管の流入口を単一の沈砂池に配管
   してなることを特徴とする請求項２から請求項７中のい
   ずれかの項に記載の濾過システム。