温泉のお湯を循環させて使う施設では、汚れを取り除く装置を通してから浴槽へ戻します。その装置の中に、砂を詰めたものがあるのはなぜですか？
砂の層を通る間に、濁りのもとになる小さな粒が、砂の表面に捕まるからです。
砂の層で、汚れの粒を捕まえる
ろ過装置の中で、汚れを取り除くための材料が、ろ材です。浴槽のお湯を処理する装置では、砂や珪藻土、不織布などが使われます。
砂を使う方式では、タンクに砂の層を作り、お湯を通します。汚れの粒が層の中に捕まることで、お湯から取り除かれるのです。
砂のすき間は、取りたい細かな粒より大きい場合があります。それでも粒が取れるのは、通る途中で砂の表面に付くためです。穴より大きい物だけを引っ掛ける、ざるのような働きだけではありません。
ただし、濁りを取ることと、衛生的に保つことは別です。循環式の浴槽では、ろ過に加えて消毒や、浴槽・配管・装置の洗浄も必要になります。
化学工学では、捕まえた汚れを外へ出す
ろ過を続けると、砂の層に汚れがたまります。そこで、ときどき通常とは逆向きに水を流し、砂から汚れを洗い出します。これが逆洗です。
逆洗で離れた汚れは、水と一緒に装置の外へ出します。取り除いた汚れを、浴槽へ戻すわけではありません。
工場で水を処理する砂ろ過装置も、同じ考え方です。水から粒子を捕まえる工程と、ろ材にたまった粒子を排出する工程を組み合わせて使います。
ろ過装置の中に汚れをため続けず、洗い出して、次のろ過に使える状態へ戻す。捕まえるところから外へ出すところまでが、分離の操作です。
まとめ
砂ろ過は、砂の層で細かな汚れの粒を捕まえ、お湯から分ける操作です。砂にたまった汚れは逆洗で外へ出し、繰り返しろ過できる状態に戻します。
