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有効径と均等係数

有効径(Effective Size)とは
水道用ろ過材の篩分け計算図(対数グラフ)対正規分布確率線上において、細かい粒子から累積した通過質量百分率が10%になる粒子の大きさをmmで示したものを言います。
これはハーゼン(Allen Hazen)が自然状態の砂を多数試験した結果、粒径の『小さい方から10%』と『残る90%』の透水度(水の流れやすさ)が同じであることを発見し、この二つの部分を区分する粒径を有効径と読んだことに始まります。すなわち、そのろ過材の透水度が、全粒子の粒径が同じと仮定した時の透水度となるような粒径と定義することもできます。したがって有効径が大きいと言うことは、ろ過材の透水度も大きい、つまり水が流れやすいことを意味しています。
一般的に水道で用いられるろ過砂の有効径は、緩速用ろ過砂で0.30~0.45mm、急速用ろ過砂で0.45~0.70mmと規定されています。

均等係数(Uniformity Coefficient)
篩分け線上において、累積した通過質量百分率が60%になる粒子の大きさと有効径の比を言います。従って、均等係数が小さくなるほど粒径が揃っていることになり、すべてが同じ粒子径の場合、均等係数は1.0になります。

自然界で存在する砂のうち均等係数が概ね1.5~3.0の範囲で存在しているものを原料として扱っています。ろ過砂の場合、逆洗によって表層には微砂が、下層には粗砂がそれぞれ集まってきます。均等係数が大きい場合、表層に、より細かい砂が集まるため、濁質の抑止率はきわめて高くなる反面、閉塞しやすくなり、充分なろ過継続時間を保つことができなくなります。そのため、水道設計指針(2000)では、「ろ過砂は1.70以下であること」と規定されていますが、実際には1.3~1.5程度のものが用いられています。なお、弊社ではろ過砂の均等係数は、1.5以下を標準とし、1.4以下、1.3以下の高品質品も製造しております。

【参考文献】水道設備設計指針(2000) JWWA 水道用ろ材 JWWA A 103:2006-2

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