水処理プロセス：多層ろ過

マルチメディアフィルタリングは、 水処理そして、その中核となる装置はマルチメディアフィルターです。プロセスは主にろ過と逆洗の2段階から構成されており、それぞれについて以下で詳しく説明します。

1. マルチメディアフィルタリング

フィルター媒体の構成：

マルチメディアフィルターは、砂や無煙炭など、粒径の異なる様々なろ材を充填して層状構造を形成します。無煙炭は、ろ過流量を増加させ、逆洗の頻度を低減するのに役立ちます。ろ過深度の向上という観点からも、節水という観点からも、無煙炭はその利点を発揮します。

充填方法と原理：

通常、粒径の小さい石英砂が最下層に、粒径の大きい石英砂が中間層に、そして軽質無煙炭が最上層に配置されます。処理対象の原水は、これらのろ材層を上から下へ、粗いものから細かいものへと順に通過し、段階的なろ過と浄化が行われます。多層ろ材フィルターの主な機能は、原水中の大きな粒子、懸濁物質、コロイド、シルトなどの不純物を除去し、処理水の濁度を3未満に低減することで、後続の膜ろ過などの工程における取水要件を満たすことです。一般的に、多層ろ材フィルターは10～40μmの範囲の粒子を効果的に捕捉できます。

原水の水質によっては、多層ろ過槽の入口パイプに凝集剤を添加する必要がある場合があります。凝集剤の役割は、水中の懸濁物質やコロイドの大部分を微細な凝集物に変えることで、多層ろ過層における不純物の捕捉率を高めることです。

2. 逆洗

多層フィルターのろ過工程で濁度を除去する際、フィルター媒体の圧力損失が増加すると濁度レベルも上昇し、最終的にはフィルターベッドを洗浄・除去するために逆洗が必要になります。ろ過工程中に蓄積された懸濁物質、コロイド、シルトなどの粒子は、定期的に（または圧力損失に基づいて）逆洗することで除去する必要があります。この下方から上方へのフラッシングまたはエアフラッシングにより、フィルター層の減圧が行われます。多層フィルターベッドは緩んで持ち上がり、懸濁物質や粒子などが逆洗流の上部から排出され、ろ過された微粒子不純物が除去されます。この工程を逆洗といい、逆洗流量は通常、ろ過運転流量の3～10倍です。逆洗後、フィルターベッドは沈降して再層化し、再び使用できるようになります。

3. メンテナンス

時間の経過とともに、砂などのろ材のギザギザした縁は丸みを帯び、ろ過能力が低下します。濁度データに基づいて、逆洗サイクルを調整したり、ろ材を適時に交換したりする必要があります。