(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水の濁度に応じて低濁度処理系と高濁度処理系とを選択し、低濁度の原水は、凝集剤を添加して急速攪拌する急速攪拌槽と、樹脂製の中空体からなるろ材を充填した上段の充填層で生物処理と濁質捕捉を行ない、セラミック製のろ材を充填した下段の充填層でさらに生物処理と濁質捕捉を行なう生物接触ろ過塔とからなる低濁度処理系において処理し、
高濁度の原水は、前記急速攪拌槽と、緩速攪拌して凝集フロックを形成する緩速攪拌槽と、傾斜装置に上向流で通水する沈殿装置と、前記生物接触ろ過塔とからなる高濁度処理系において処理することを特徴とする生物接触ろ過方法。
【請求項２】
凝集剤を添加して急速攪拌する急速攪拌槽と、緩速攪拌して凝集フロックを形成する緩速攪拌槽と、傾斜装置に上向流で通水する沈殿装置と、樹脂製の中空体からなるろ材を充填した上段の充填層で生物処理と濁質捕捉を行ない、セラミック製のろ材を充填した下段の充填層でさらに生物処理と濁質捕捉を行なう生物接触ろ過塔とを備え、
急速攪拌槽と生物接触ろ過塔を連通する低濁度処理経路を有し、急速攪拌槽と緩速攪拌槽と沈殿装置と生物接触ろ過塔とをこの順序で連通する高濁度処理経路を有することを特徴とする生物接触ろ過装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上水や工業用水等の凝集沈殿を必要とする水処理技術に係り、生物接触ろ過方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の凝集沈澱を必要とする水処理技術においては、原水槽から急速攪拌槽に導入する途中、または急速攪拌槽において原水に凝集剤、アルカリ剤、及び塩素剤を添加し、その後に急速攪拌槽で急速攪拌し、次に緩速攪拌槽でゆっくり攪拌して凝集フロックを形成した後に、沈澱池で凝集フロックを沈澱し、その後に砂ろ過池でろ過を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記したようなシステムでは、凝集剤としてアルミニウム化合物を添加しており、富栄養化した水源など原水が低濁度であっても微生物（特に藻類）が多く含まれるような場合には凝集沈殿処理が困難となるので、凝集剤の添加が増加する傾向にある。その結果、凝集剤に由来して発生する汚泥の量が増大するという問題点や、処理水（水道水）中に溶解性アルミニウムが多く残留するという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記した課題を有する凝集沈殿処理システムの代替となるシステムであり、凝集剤を多量に添加する必要がなく、汚泥が多量に発生することを防止し、処理水中の残留アルミニウムを低減できる生物接触ろ過方法およびその装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の生物接触ろ過方法は、原水の濁度に応じて低濁度処理系と高濁度処理系とを選択し、
低濁度の原水は、凝集剤を添加して急速攪拌する急速攪拌槽と、樹脂製の中空体からなるろ材を充填した上段の充填層で生物処理と濁質捕捉を行ない、セラミック製のろ材を充填した下段の充填層でさらに生物処理と濁質捕捉を行なう生物接触ろ過塔とからなる低濁度処理系において処理し、
高濁度の原水は、前記急速攪拌槽と、緩速攪拌して凝集フロックを形成する緩速攪拌槽と、傾斜装置に上向流で通水する沈殿装置と、前記生物接触ろ過塔とからなる高濁度処理系において処理するものである。
【０００６】
本発明の生物接触ろ過装置は、凝集剤を添加して急速攪拌する急速攪拌槽と、緩速攪拌して凝集フロックを形成する緩速攪拌槽と、傾斜装置に上向流で通水する沈殿装置と、樹脂製の中空体からなるろ材を充填した上段の充填層で生物処理と濁質捕捉を行ない、セラミック製のろ材を充填した下段の充填層でさらに生物処理と濁質捕捉を行なう生物接触ろ過塔とを備え、
急速攪拌槽と生物接触ろ過塔を連通する低濁度処理経路を有し、急速攪拌槽と緩速攪拌槽と沈殿装置と生物接触ろ過塔とをこの順序で連通する高濁度処理経路を有するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、急速攪拌槽１は、原水供給路２から導く原水と、薬剤供給路３から供給する凝集剤およびアルカリ剤とを、急速攪拌機４によって急速攪拌するものである。  生物接触ろ過塔５は塔内に上段充填層６と下段充填層７との固定床を多重に配置し、上段充填層６と下段充填層７に下向流で通水するものである。上段充填層６は例えばポリプロピレン製の中空円筒状のろ材（φ４ｍｍ×Ｌ５ｍｍ）を所定層厚に充填したものであり、ろ材に担持する微生物により原水水質の平準化、アンモニア性窒素の硝化および生物易分解性有機物の低減を行なうとともに、ろ材の有するろ過機能により濁度を除去するもので、生物処理機能と濁質捕捉機能を兼ね備えている。下段充填層７は例えばセラミック製の球形のろ材（有効径０．６９〜１．２６ｍｍ）を所定層厚に充填したものであり、生物処理と濁質の捕捉を行なう。急速攪拌槽１と生物接触ろ過塔５は低濁度処理経路８を介して接続しており、急速攪拌槽１、生物接触ろ過塔５および低濁度処理経路８によって低濁度処理系９を構成している。
【０００８】
緩速攪拌槽１０は、薬剤を伴った原水を急速攪拌槽１から導いて、緩速攪拌機１１によって緩速攪拌して凝集フロックを形成するものである。沈殿装置１２は傾斜装置１３を有し、傾斜装置１３に上向流（例えば２０ｍ／ｈ）で通水し、濁質の凝集フロックを沈殿分離するものである。傾斜装置１３は傾斜管もしくは傾斜板を上向流に対して所定角度に傾斜して配置したものである。急速攪拌槽１と緩速攪拌槽１０と沈殿装置１２と生物接触ろ過塔５はこの順序で高濁度処理経路１４を介して接続しており、急速攪拌槽１、緩速攪拌槽１０、沈殿装置１２、生物接触ろ過塔５、および高濁度処理経路１４によって高濁度処理系１５を構成している。低濁度処理経路８および高濁度処理経路１４には流路を切り替える弁装置１６、１７をそれぞれ設けている。生物接触ろ過塔５は砂ろ過装置または膜ろ過装置１８に接続している。
【０００９】
以下、上記した構成における作用を説明する。湖沼水、ダム湖下流の表流水等は通常において５０度以下の比較的低濁度で安定しているが、一般河川表流水等は年に数日の割合いで２５０〜５００度程度の高濁度になる。したがって、常に原水を高濁度の基準で処理すると過剰な処理設備（生物接触ろ過塔を２段直列に配置する等）を必要とし、逆に常に原水を低濁度の基準で処理すると高濁度時に対処することができなくなる。
【００１０】
このために、流入する原水の濁度に応じて低濁度処理系９と高濁度処理系１５とを弁装置１６、１７を操作して選択的に使い分ける。
原水が低濁度（濁度５０度以下）の場合には、急速攪拌槽１において凝集剤およびアルカリ剤を投入した原水を、直接に生物接触ろ過塔５に下向流で通水し、上段充填層６で生物処理と濁質捕捉を行ない、下段充填層７でさらに生物処理と濁質捕捉を行なうことで低濁度処理系９において処理し、処理水を砂ろ過装置または膜ろ過装置１８に供給する。生物接触ろ過塔５は、生物処理と濁質捕捉を行なう上段充填層６と濁質捕捉を行なう下段充填層７を組み合わせることにより、高効率で濁質および微生物を捕捉して除去するので凝集剤を多量に添加する必要がない。
【００１１】
原水が高濁度（３００度程度）の場合には、急速攪拌槽１において凝集剤およびアルカリ剤を投入した原水を緩速攪拌槽１０に導いて凝集フロックを形成し、その後に沈殿装置１２において傾斜装置１３に上向流で原水を通水して凝集フロックを沈殿分離し、このことにより濁度が５０度程度となるように前処理を施し、その後に生物接触ろ過塔９に通水し、高濁度処理系１５において処理する。沈殿装置１２において凝集フロックとして沈殿分離した濁質は汚泥として排出する。
【００１２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、低濁度時には１段の生物接触ろ過塔で処理することができ、高濁度時には沈殿装置において前処理することにより１段の生物接触ろ過塔で処理することができる。この前処理は要求される処理水質が生物接触ろ過塔への流入水として濁度５０度程度で良い。このために、原水が高濁度であっても凝集剤を多量に添加する必要がなく、汚泥が多量に発生することを防止でき、しかも、沈殿装置を従来の凝集沈殿池の４〜５倍の上昇流速で運転することができるので、従来の凝集沈殿池に比べて槽容積を抑制することができ、少ない設置面積で設置可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における生物接触ろ過方法を示すフローシートである。
【符号の説明】
１    急速攪拌槽
２    原水供給路
３    薬剤供給路
４    急速攪拌機
５    生物接触ろ過塔
６    上段充填層
７    下段充填層
８    低濁度処理経路
９    低濁度処理系
１０    緩速攪拌槽
１１    急速攪拌槽
１２    沈殿装置
１３    傾斜装置
１４    高濁度処理経路
１５    高濁度処理系
１６、１７  弁装置
１８    砂ろ過装置または膜ろ過装置
【図１】
0003667154.tif 000002