(57)【要約】【課題】砂ろ過は、砂の表層で濁質成分を捕捉し、ろ過水を得る方法であるが、処理を続けると、濁質分がろ過砂表層に堆積し、通水阻害を起こしてしまうこと、また有機排水からの沈殿汚泥等の水分を多く含む泥状物を直接、砂ろ過すれば、大量の堆積物によって、処理ができなくなるが、堆積物は有機物であって、この堆積物が回収できれば、バイオマス燃料の原料となる。【解決手段】濁水や泥状物を直接、砂ろ過すれば、濁質がろ過砂表層に堆積し、しゃ水膜となり、通水ができなくなってしまうことを防止するために、ろ過砂表層にできるしゃ水膜を介さずに、ろ過砂内に直接、導水し、砂ろ過槽の底側面から排水させれば、泥状物のように高濃度な濁質を含む水であっても、ろ過表層のしゃ水膜に影響されず、通水を継続させることができる。【選択図】図３
2014046307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部が開放され、ろ過砂のある底部の側面に小孔が開けられた水槽と、
ろ過砂内に埋め込むネットで覆った網状管からなる導水材と、
該水槽中央部の底部からろ過砂の厚さより高く積み重ねる３段の円筒と、
を備え、
上記３段に積み重ねた円筒によって、濁水をろ過砂内に導水し、該水槽底部の側面の小孔から排水する砂ろ過装置であって、
前記３段に積み重ねた円筒は、上段の円筒、中間の円筒、及び下段の円筒からなり、
上段と下段の円筒は、上下が開放された網状管で、その中にネットの袋に入れた砂利を詰め、中間の円筒は、上下が開放された筒で、上段及び下段の円筒の直径より大きく、その中に砂を詰め、更に不織布で覆った網状管からなる保水材を埋め込み、下段の円筒は、ろ過砂内に、中間の円筒はろ過砂表層に、更にその上に、上段の円筒を重ねて置くことを特徴とする請求項１に記載の砂ろ過装置。
【請求項２】
前記導水材及び前記保水材の網状管内に球状の浮き子を内包させることを特徴とする請求項１に記載の砂ろ過装置。
【請求項３】
請求項１〜２の砂ろ過装置、及びろ過砂上の堆積物を回収する回収袋を用いる砂ろ過処理方法であって、
回収袋は不織布で縫合した袋であって、砂ろ過槽の内側面と該水槽中央の上段の円筒の外側面に接するように、ろ過砂の上に置き、
回収袋の端には、鋼製のリング、ロープを縫合し、
鋼製のリングを該水槽天端に取付ける支持材に架けて吊下げ、ロープは前記上段の円筒の側面を縛って固定し、
回収袋内で沈殿・堆積した堆積物を回収する時、上段の円筒を縛っていたロープを解いて、上記鋼製のリングを吊り上げて、該水槽から堆積物を回収することを特徴とする砂ろ過処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、重力式の砂ろ過がろ過砂の表層で濁水中の濁質成分を捕捉し、下向流によって、ろ過水を得る従来の方式に対して、濁水を直接、ろ過砂内へ導水し、砂ろ過槽側面から排水し、ろ過水を得る装置であって、ろ過砂表層に堆積する濁質は、前者では、水による逆洗浄によって、砂ろ過槽から排除するのに対して、堆積物として回収する方法である。
【背景技術】
【０００２】  濁水の処理や泥状物を脱水する水処理技術は、脱水機による直接脱水、凝集沈殿処理、砂ろ過処理等であるが、これらの処理方式には、次に示す処理操作の難しさがあり、例えば、脱水機による処理は、濁質にある有機物の粘着性が脱水の阻害要因となり、凝集沈殿処理では、泥状物のような濃厚廃液は大量の水で希釈しなければならず、また濁水中の濁質成分を凝集させるための凝集剤の添加は、汚泥が発生し、砂ろ過処理では濁質濃度を５０ｍｇ／Ｌ程度まで前処理しなければ、処理をすることができない。【０００３】  砂ろ過処理は、微細なＳＳ成分を砂層で捕捉し、処理水のＳＳ濃度を５〜１０ｍｇ／Ｌに処理する処理方法であり、低濃度のＳＳ濃度であっても、捕捉された濁質成分は砂層上にしゃ水膜を形成し、通水ができなくなってしまうため、定期的に水を上向流によって逆洗浄を行うことで、通水を回復する必要があり、高濃度な濁水やスラリーを処理する場合、砂ろ過層上に堆積する濁質分が厚く沈積し、圧密するようになれば、水による逆洗浄方法では、通水が回復されないため、一般的に普及している砂ろ過処理法では、直接、処理することができない。【０００４】  先行特許文献として、重力式砂ろ過のように、ろ過砂表層のみによってろ過する方式に対して、「砂層を通過させることで被処理水のろ過を行う砂ろ過装置」であって、自己保形性と透水性を有する集水材が開口部を有した容器内の下部に配置され、被処理水ろ過のための砂層は集水材を覆うように容器内に砂が充填されて形成され、濁質回収部は容器内で上下に延びる空間を形成し、空気吹出手段から砂層内に吹出された空気で砂層から剥離して水層から浮遊した濁質を水と共に空間に回収し、回収された濁質は水と共に外部に排出される構造を有する技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１２５５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  砂ろ過処理は、水槽下部に砂を敷き詰め、水槽上部から注水し、下向流によって処理水を得る処理で、構造が簡単であること、水処理薬品の添加が必要でないことから、汚泥の副産物もなく、ろ過水はＳＳ濃度で５〜１０ｍｇ／Ｌと清浄な処理水が得られるが、原水の濁質濃度は、５０ｍｇ／Ｌ以下としなければ、ろ過砂表層に堆積する濁質が、しゃ水膜となってしまい、通水ができなくなってしまう。【０００７】  砂ろ過はろ過砂の表層または砂層内で微細なＳＳ成分を捕捉する処理方法であるが、処理を続けることによって、ろ過砂層表層にできるしゃ水膜によって、次第に通水抵抗が上昇し、通水量が減じ、最終的には通水ができなくなり、定期的にろ過砂層下部から上向流によって、逆洗浄の操作が必要となり、逆洗浄の操作で、砂層表層のしゃ水膜を破壊し、槽外に排出することで、通水を回復する処理方法であるが、この逆洗浄を行えば、沈降・堆積した固形物は、逆洗排水となって、槽外に流出する。【０００８】  濁水や有機物を含む泥状物を砂ろ過処理のみで、直接処理をし、ろ過砂表層に堆積する固形分（ＳＳ）が回収できれば、堆積している固形分（ＳＳ）は、有機物であって、回収するとバイオマス燃料の原料とすることができるが、従来の砂ろ過処理では、水による逆洗浄によって、しゃ水膜が発生しないような運転操作を行うため、堆積物の回収はできない。【０００９】  濁質であるＳＳ分が砂ろ過表層に沈殿・堆積し、通水阻害を起こす場所は、ろ過砂層の表層部であり、ろ過砂層内では砂の粒子に濁質分が付着している程度であること、またろ過砂層に水圧をかけるために、ろ過水槽の上部には水が貯留され、ＳＳはこの水の貯留部で沈殿し、ろ過砂の表層に堆積していくことから、ろ過砂の表層を経ずに、ろ過砂層内に直接導水ができれば、ろ過砂表層部にできるしゃ水膜による通水阻害を避けて、ろ過を継続させることができる。【００１０】  ろ過砂層内に浸入したＳＳ成分は、砂粒子の表面に付着して、捕捉・除去されていくが、のべ通水量が多くなると、砂粒子の表面に付着するＳＳも多くなり、ろ過砂内の捕捉ＳＳ量が多くなると、ろ過処理水中にＳＳがリークし、ろ過水のＳＳ濃度を高めてしまうため、ろ過砂層内でのＳＳ捕捉量を多くする必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  本発明は、上記問題を解決すべく、上部が開放され、ろ過砂のある底部の側面に小孔が開けられた水槽と、ろ過砂内に埋め込むネットで覆った網状管からなる導水材と、該水槽中央部の底部からろ過砂の厚さより高く積み重ねる３段の円筒と、を備え、上記３段に積み重ねた円筒によって、濁水をろ過砂内に導水し、該水槽底部の側面の小孔から排水する砂ろ過装置であって、前記３段に積み重ねた円筒は、上段の円筒、中間の円筒、及び下段の円筒からなり、上段と下段の円筒は、上下が開放された網状管で、その中にネットの袋に入れた砂利を詰め、中間の円筒は、上下が開放された筒で、上段及び下段の円筒の直径より大きく、その中に砂を詰め、更に不織布で覆った網状管からなる保水材を埋め込み、下段の円筒は、ろ過砂内に、中間の円筒はろ過砂表層に、更にその上に、上段の円筒を重ねて置く構成を採用する。【００１２】  また、本発明は上記構成に、前記導水材及び前記保水材の網状管内に球状の浮き子を内包させる態様を包含し、これにより、ろ過砂や中間円筒の砂の水洗浄時に、導水材と保水材を砂から分離させて、回収することができる。【００１３】  更に、本発明は、前記砂ろ過装置及びろ過砂上の堆積物を回収する砂ろ過処理方法であって、ろ過砂上の堆積物を回収する回収袋は、不織布で縫合した袋であって、砂ろ過槽の内側面と該水槽中央の上段の円筒の外側面に接するように、ろ過砂の上に置き、回収袋の端には、鋼製のリング、ロープを縫合し、鋼製のリングを該水槽天端に取付ける支持材に架けて吊下げ、ロープは前記上段の円筒の側面を縛って固定し、回収袋内で沈殿・堆積した堆積物を回収する時、上段の円筒を縛っていたロープを解いて、上記鋼製のリングを吊り上げて、該水槽から堆積物を回収する砂ろ過処理方法を含む。
【発明の効果】
【００１４】  濁水を直接、ろ過砂に通水すると、濁質がろ過砂表層に沈殿・堆積し、通水ができなくなってしまうために、請求項１にある砂ろ過装置に注水された濁水は、砂ろ過槽の中央部にある３段に積み重ねた円筒によって、ろ過砂内に、直接導水され、ろ過砂内に埋め込まれている導水材内に水が流入することで、ろ過砂が湿潤し、ろ過砂が湿潤することで、水が流動でき、側面の小孔から排水され、通水が持続される。【００１５】  ろ過砂内に埋め込む導水材は、網状管で、ろ過砂が流入しないように、ネットで覆い、ろ過砂内に埋め込むことで、ろ過砂に流入した濁水は、導水材に流入し、導水材の中で水と濁質が沈殿・分離され、水だけが導水材から押し出され、導水材の中に濁質が堆積して留まることで、ろ過砂に吸着・捕捉される濁質量が減じ、ろ過砂は閉塞することなく、通水が持続される。【００１６】  ろ過砂槽の中央部の３段に積み重ねた円筒のうち、上段の円筒は、上下が開放された網状管で、その中にネットの袋に入れた砂利を詰め、ろ過砂より、上に置くことによって、ろ過砂上に堆積物があっても、該水槽に貯留されている濁水が上段の円筒に流入することができる。【００１７】  中間の円筒は、上下が開放された筒で、上段の円筒の直径より大きく、その中に砂を詰め、網状管で、不織布で覆った保水材を埋め込むことで、保水材に流入する水によって、砂が湿潤し、砂が湿潤することで、流動性のある砂になり、砂が流動することで、濁水中の微細な濁質は、水と共に、砂の中に浸入できるが、粗大な濁質粒子は砂内に浸入できず、ろ過砂内に流入する濁質は、湿潤した砂の中に浸入できる微細な濁質のみとなることで、水に含まれる濁質量が制限され、また、上段の円筒と重ねて置くことによって、上段の円筒の砂利の重さで、中間の円筒表層の砂と強く接することで、砂の表層に粗大な濁質粒子が堆積することはなく、ろ過の継続ができる。【００１８】  下段の円筒は、中間の円筒と重ねることで、中間の円筒から直接、水と微細な濁質が流入し、ネットの袋に入れた砂利を通して、網状管である円筒の全側面から均一にろ過砂へ水が注水される。【００１９】  ろ過砂槽中央部の３段に積み重ねた円筒のうち、上段と中間の円筒によって、ろ過砂内に直接、導水するできることで、ろ過砂上の水が少なくなっても、ろ過砂内に流入でき、ろ過砂内に水が流入することで、ろ過砂が湿潤し、水は水平流動でき、側面の小孔から排水されることで、排水量は変わらない。【００２０】  請求項２にあるろ過砂とろ過砂内に埋め込む導水材を水槽外に出して、水洗浄する時に、導水材内に、球状の浮き子を内包させることで、ろ過砂から導水材が浮上し、これを回収して、水に浸漬さすことによって、導水材に沈殿する濁質成分の堆積物が排出し、洗浄された導水材が回収できる。【００２１】  同様に、中間の円筒の砂内に埋め込む不織布で覆った網状管である保水材内にも、請求項２にある球状の浮き子を内包させることで、砂ろ過槽から外へ出して、水洗浄をする時に、球状の浮き子を内包させることで、砂から保水材が浮上し、回収できる。【００２２】  砂ろ過槽に投入する濁水や泥状物の濁質濃度が高くなれば、ろ過砂上の堆積物が多くなり、この堆積物の槽外への搬出が難しくなるため、請求項３にある不織布で縫合した回収袋をろ過砂上に置き、この袋の中に沈殿・堆積した堆積物を回収することによって、一般の砂ろ過装置のろ過砂を水洗浄する逆洗操作が必要なく、堆積物を取り出した回収袋を再設置すれば、ろ過操作を継続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】  砂ろ過処理を運転している時のフローシート図である。
【図２】  攪拌槽の断面図である。
【図３】  本発明に用いる砂ろ過槽の１例を示す断面図である。
【図４】  本発明に用いる導水材、保水材の説明図である。
【図５】  砂ろ過槽中央に設置する上段と下段の円筒の製作説明図、及び中間の円筒の説明図である。
【図６】  砂ろ過槽中央に設置する３段の円筒を設置する順序を説明する模式断面図である。
【図７】  砂ろ過槽中央に設置する３段の円筒とろ過砂、導水材及び該水槽の側面の小孔の水の流れを説明する模式断面図である。
【図８】  砂ろ過槽内の回収袋の取付図である。
【図９】  砂ろ過槽から取り出した回収袋の説明図である。
【図１０】  回収した堆積物を成形し、ペレットに切断するフローシート図である。
【図１１】  ２段に重ねて用いる場合の砂ろ過槽の模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】  雨水の表流水や濁った河川水の濁水、水分が９０％以上の泥状物である沈殿汚泥、畜産廃棄物、食品残渣、浚渫ヘドロ等の水分を多く含む泥状の有機廃棄物を前処理しないで、直接、砂ろ過槽に注水し、ろ過処理水を得て、ろ過砂上の堆積物を回収する本発明を実施するための形態について説明をする。
【００２５】  図１のフローシートから、河川等の濁水、泥状物を攪拌槽１に投入し、攪拌槽１に給水して、投入する泥状物の濃度を調整し、スラリー化したものを原水として、砂ろ過槽６にポンプで送水し、ろ過すれば、ＳＳ濃度で５〜１０ｍｇ／Ｌのろ過水が得られ、ろ過水を処理水槽２２に貯留し、濁水を処理する場合は、放流し、泥状物を処理する場合は、攪拌槽１への給水に再利用し、循環させ、ろ過砂表層に堆積する濁質や泥状物の固形物の堆積物を回収する。
【００２６】  雨水の表流水や濁った河川水の濁水は、ＳＳ濃度で２００〜５００ｍｇ／Ｌ、泥状物では、１０％程度のＳＳ濃度に水を加えて５０００〜１００００ｍｇ／Ｌに濃度調整をして、スラリー化し、砂ろ過槽６へ注水し、ろ過処理を行い、また回収袋２６で堆積物を回収するための処理操作は、濁水、スラリー化した原水のいずれであっても同じであることから、後者の１０％程度のＳＳ濃度に水を加えたスラリーの処理操作について説明をする。
【００２７】  図２の攪拌槽１では、単独の泥状物、またはそれぞれの泥状物を混合して処理する場合においても、水と投入された泥状物が攪拌機２によって、混合され、泥状物に含まれる土砂分や比重の重い異物等は、攪拌槽１底部に沈殿・分離し、攪拌槽１にある水中ポンプ３で、攪拌槽１の中層部のスラリーを図３に示す砂ろ過槽６へ、砂ろ過槽６の水位計７により自動で送水する。
【００２８】  攪拌槽１には水・泥状物を混合するためと土砂分や異物等を沈殿・分離するために１０〜３０回転とする緩速攪拌機２を装備し、攪拌槽１中層部からのスラリーを揚水するための水中ポンプ３、該水槽１底部に堆積する土砂や異物等を取り出すマンホール４を取り付け、また有機性の廃棄物には、木片、廃プラスチック類の小片等の夾雑物が混入するため、水槽上部には５ｍｍ程度のバースクリーン５を設置し、これらの夾雑物が攪拌槽１に混入しないようにする。
【００２９】  図３に示す砂ろ過槽６の構造は、例えば、底部に１００〜３００ｍｍの厚さでろ過砂８を敷き、該水槽６の側面に、ろ過砂８表層の３〜５ｃｍ下から底面までに、１〜５ｍｍ径の小孔１０を３０〜６０％の開口率となるように開け、ろ過砂８内には、０．５〜１ｍｍ目のポリエチレン製ネットで覆ったプラスチック製の網状管を導水材９として埋め込み、該水槽６中央には、濁水をろ過砂８内に導水するための３段の円筒１４、１８、２１を置き、ろ過砂８上には、堆積物を回収するための回収袋２６を図８に示すように、該水槽６天端から吊下げ、上記３段の最上層の網状管１４にロープ２８で縛って固定する。
【００３０】  処理水槽２２は、開放型の水槽で、上部に砂ろ過槽６が設置できる強度のある鉄製の支持材２３を取り付け、該水槽２２下部の処理水出口管２４から、回収ポンプ２５により、攪拌槽１へ返送する。
【００３１】  ろ過砂８内にある導水材９は、図４に示すように、例えば、１０〜３０ｍｍ径、長さが３０〜５０ｍｍで２〜５ｍｍ目のプラスチック製の網状管１１に発泡樹脂製の球状の浮き子１２を内包させ、０．５〜１ｍｍ目のポリエチレン製ネット１３で覆い、これをろ過砂８内に、３０〜６０％の容量で埋め込み、微細な濁質の流入が多い場合は、導水材９を更に多くすることが好ましい。
【００３２】  砂ろ過槽６中央に、積み重ねて設置する３段の円筒１４、１８、２１のうち、上段１４と下段の円筒２１は、図５に示すように、例えば、該水槽６の面積に対して３〜６％の面積比に相当する直径であって、５〜１５ｍｍの砂利１６を１〜２ｍｍ目のポリエチレン製ネット１７で縫合した袋に詰め、このネット１７で縫合した袋を、上下が開放された２〜５ｍｍ目のプラスチック製の網状管１５の中に入れたものを、下段の円筒２１はろ過砂８の底から表層まで、上段の円筒１４はろ過砂８表層より２０〜４０ｃｍの高さになるように、設置する。
【００３３】  図４、図５に示す網状管１１、１５は、例えば、２〜５ｍｍ網目の網状のプラスチック製の板を円筒に加工したもので、一般には、落ち葉等の侵入を防止するために、雨樋からの土中排水管や、植木鉢の底に敷く砂利などの漏出防止板等に使われている。
【００３４】  図５に示す中間の円筒１８は、鉄製または樹脂製の平板で作られ、例えば、高さが５〜１０ｃｍで、上下が開放された筒で、上段の円筒１４がおさまる直径で、その中に砂とろ過砂内に埋め込むポリエチレン製ネット１３で覆った導水材９と同じ構造で、ポリエチレン製ネット１３でなく、水だけを浸入させるために、図４に示す不織布２０で覆った保水材１９を、例えば３０〜５０％の容量比で詰めたものである。
【００３５】  砂ろ過槽６中央に、積み重ねて設置する上段の円筒１４、下段の円筒２１、中間の円筒１８の３段の円筒の据付は、図６に示すように、砂ろ過槽６の底に下段の円筒２１を置いて、ろ過砂と導水材を敷き詰め、次に中間の円筒１８を下段の円筒２１の上に置き、更に中間の円筒１８の上に、上段の円筒１４を置く。
【００３６】  ろ過水槽６に注水される濁水の流れを説明する図７に示すように、濁水は３段に積み重ねた円筒の上段の円筒１４から流入し、ろ過砂に堆積物があっても、堆積物より上に上段の円筒１４が露出しているため、堆積物の多さに影響されず、中間の円筒１８に流入し、更にその直下の下段の円筒２１に流入し、下段の円筒２１の全側面から導水材９が埋め込まれたろ過砂層に浸入し、濁質が導水材９に留まり、水は該水槽６の側面にある小孔１０に水平流動して、該水槽６から排水される。
【００３７】  上段の円筒１４から侵入した濁水は、上記円筒１４に接して置かれている中間の円筒１８に流入するが、中間の円筒１８には砂が詰められ、その砂中には、図４に示すように、不織布２０で被った保水材１９が埋め込まれていることで、砂の圧密が防止され、流動性があることによって、濁質の中の粗大な粒子は砂に浸入できないが、微細な濁質と水が下段の円筒２１内に流入する。
【００３８】  ろ過砂内にある下段の円筒２１には、砂利１６が詰められていることから、下段の円筒２１の全側面から均一にろ過砂へ水が注水される。
【００３９】  上段の円筒１４には砂利１６があり、この重さによって、上段の円筒１４の下面で、強く接する中間の円筒１８は、上段の円筒１４から流入する粗大な濁質は、中間の円筒１８の砂の中に侵入できないと共に、中間の円筒の砂の表層に堆積できず、流入する濁水によって、上段の円筒１４の側面から、ろ過水槽６に戻され、一部は上段の円筒１４の中に留まる。
【００４０】  例えば、砂ろ過槽６の直径が６００ｍｍ、高さが８００ｍｍであれば、該水槽６の中央に設置する上段の円筒１４は、該水槽６の面積に対して、３〜６％に相当する面積である１００〜１５０ｍｍ径となり、ろ過砂８表層より２０〜４０ｃｍの高さで、容量は砂利の充填率を５０％と見込めば、１〜３リットルの容量で、１日運転をして、下記００４４段落で説明のとおり、８００〜１４００リットルの取水をする場合、流入する濁水は、空塔速度で１０〜２０ｍ３／ｍ３・時程度の流れになり、上段の円筒１４の中で濁質が沈殿・堆積することはなく、また下段の円筒２１については、中間の円筒１８で、粗大な濁質の侵入が防止されること、流入する濁質はコロイドとなる微細粒子であり、空塔速度も上段の円筒１４程度あることから、濁質が沈殿して留まることはない。
【００４１】  ＳＳ濃度の高いスラリーを処理する場合、上段の円筒１４は、粗大な濁質が溜まり易いため、堆積物を砂ろ過槽６から外へ出す時に交換する。
【００４２】  図７に示すように、ろ過砂８内に浸入した濁水は、導水材９に集水され、導水材９に水があることで、ろ過砂８が湿潤し、圧密が起こらず、水はろ過砂８内で流動できるようになり、濁水中の微細な濁質は、導水材９内で沈殿分離し、導水材９内に留まり、導水材９から押し出された水に残存する濁質はろ過砂８に吸着・捕捉され、砂ろ過槽６下部側面の小孔１０から排水される。
【００４３】  導水材９に水があることによって、ろ過砂８の圧密が防止され、水がろ過砂８内を水平に流動することができ、砂ろ過槽６の水位が低下しても、通水量が減じることはなく、また砂ろ過槽６への通水を停止すれば、ろ過砂８表層の堆積物からの水が、ろ過砂８に吸水され、脱水された堆積物となって回収することができる。
【００４４】  砂ろ過槽６への水量負荷を、３〜５ｍ３／ｍ２・日で通水すれば、例えば、直径が６００ｍｍ、高さが８００ｍｍで、容量は約２００リットルの砂ろ過槽６への通水量は、１日運転をして、８００〜１４００リットルのろ過水を得、ろ過砂８に導水材９があり、導水材９は外部にろ過砂８の侵入を防止するため、図４で示すネット１３で覆われており、導水材９内には水が満水となっているので、導水材９が保水材となって、ろ過砂８の圧密が防止され、水が水平に移動でき、砂ろ過槽６へ注水する濁水の濃度が高い場合でも、中央にある円筒１４，１８，２１から水が浸入できれば、水量負荷は変わらず、一定の通水量が得られる。
【００４５】  有機排水からの沈殿汚泥、畜産廃棄物、食品残渣、浚渫ヘドロ等の水分を多く含む泥状物である液状廃棄物や濁水の濁質濃度にかかわらず、処理ができるのは、濁水やスラリー中のＳＳの大部分は、砂ろ過槽６のろ過砂８上の水の貯留部で沈殿分離をし、ろ過砂８の表層に堆積すること、また砂の圧密が防止され、流動性を保っている中間の円筒１８で粗大な濁質成分をろ過砂８内への浸入を防止し、水と微細なＳＳのみが下段の円筒２１に導水されるためである。
【００４６】  一定期間、砂ろ過槽６に通水すれば、濁質の大部分は、砂ろ過層８の表層に、沈殿・堆積するが、一部はろ過砂８内の導水材９内に沈殿・堆積していき、目詰まりが発生し、またろ過砂８に微細な濁質成分が吸着・捕捉され、通水性が低下してくるため、定期的にろ過砂８と導水材９を入れ替える必要がある。
【００４７】  導水材９を埋め込んだろ過砂８を砂ろ過槽６から、周囲に水止め等がある床に取り出し、洗浄水を散水すれば、ろ過砂８内にあるポリエチレン製ネットで覆ったプラスチック製の網状管である導水材９内で沈殿・堆積していた濁質が洗い出され、導水材９内に図４に示すように、発泡樹脂製の球状の浮き子１２を入れることで、導水材９のみが浮上し、浮上する導水材９が回収でき、同様に保水材１９についても、上記操作で、浮上する保水材１９が回収できる。
【００４８】  ろ過砂８と導水材９の洗浄頻度は、注水する濁水の濃度、濁質であるＳＳの粘着性によって異なってくるが、浚渫ヘドロや有機排水からの沈殿汚泥等の粘着性が少なく、無機質の多い濁水では、砂ろ過槽６については、毎日通水するとして、５〜１０日の頻度で洗浄・回収すればよい。
【００４９】  ろ過砂８の表層には、濁質や泥状物のからの固形物が、沈積・堆積するが、堆積する固形物は、高さを２０ｃｍ程度とすると、例えば、砂ろ過槽の内径を６００ｍｍの場合、約６０リットル、比重を１．０ｋｇ／Ｌと仮定すれば、約６０ｋｇの自重となり、含水率を８０％とすれば、堆積物の回収量は１２ｋｇとなる。
【００５０】  この約１２ｋｇのＳＳ回収量から試算して、砂ろ過槽６に注水するスラリー濃度が１％（１０，０００ｍｇ／Ｌ）である場合、濁水の処理量は１．２ｍ３となり、砂ろ過槽６の高さを０．８ｍとすると、バッチ運転で行えば、１回の受入水量は約０．２ｍ３で、０．２ｍ３の約６回のバッチ運転での発生スラリー量に相当し、１日連続運転をして、８００〜１４００リットルの取水をする場合、１日毎に回収する必要がある。
【００５１】  濃厚な濁水の砂ろ過処理で回収される固形物（有機物）量は、短時間で回収袋２６の回収限度量となってしまうため、砂ろ過槽６は複数台を設置して運転する。
【００５２】  上記の約６０ｋｇの自重となる堆積物を砂ろ過槽６から、回収袋２６を吊り上げることで搬出するための回収袋２６の該水槽６内に収容する高さは、２０ｃｍ以上となる。
【００５３】  図８に示すように、砂ろ過槽６の内側面、中央に重ねて設置する上部の円筒１４の外側面に接するように、ろ過砂８の上に不織布で縫合した回収袋２６を置き、回収袋２６の端には、鋼製のリング２７、上部の円筒１４の側面側には、ロープ２８を縫合し、該水槽６天端に取付ける複数の鋼製の支持材２９に、鋼製のリング２７を架けて吊下げ、他端にあるロープ２８で上部の円筒１４の側面を縛って固定して、回収袋２６内で濁質や固形物を沈殿・堆積させる。
【００５４】  砂ろ過槽６に沈積・堆積した固形物（有機物）は、注水を止め、該水槽６の残留水の排水が終了した後、該水槽６内で０．５日程度、静置すれば、自然脱水がされ、６０〜８０％の含水率となった堆積した固形物（有機物）となる。
【００５５】  図９に示すように、回収袋２６内で沈殿・堆積した堆積物を砂ろ過槽６から搬出する場合、上部の円筒１４を縛っていたロープ２８を解いて、複数の鋼製の支持材２９とロープ２８を吊り上げ冶具３０にくくって、吊り上げる。
【００５６】  図１０に示すように、砂ろ過槽６の外に吊り上げられて搬出する回収袋２６は、成形機３１まで運搬し、回収袋２６内の堆積物を成形機３１のホッパー３２に投入する。
【００５７】  成形機３１はスクリュー型の圧搾機で、その上部に受入ホッパー３２を有し、原動機によって、運転され、スクリュー型の圧搾機である成形機３１から圧搾された固形物（有機物）は、棒状で排出され、切断機３４によって切断すれば、ペレット３３になり、これを自然乾燥、または強制乾燥すれば、バイオマス燃料とすることができる。
【００５８】  河川や池等の濁水を処理して、ろ過処理水を生活用水に利用する場合は、原水のＳＳ濃度の変動や粘土コロイドの混入度によって、１段の砂ろ過槽６の運転では、ろ過処理水のＳＳ濃度が変動するため、これを防止するために、２段重ねの砂ろ過をすれば、ろ過処理水の濁度を１度以下のろ過処理水が安定して得られると共に、その水質変動にも対応できる。
【００５９】  図１１に示すように、ろ過水槽６下部側面の小孔１０から、排水される処理水中のＳＳ濃度が５〜１０ｍｇ／Ｌ程度、残存するようであれば、砂ろ過を２段とし、上の１段目は、砂ろ過槽６で、その下の２段目の砂ろ過槽３５は、１段目の砂ろ過槽６にある水の貯留部、上段の円筒１４、中間筒１８を持たず、その他の構造は同じであって、かつ側面も１段目６と同様に排水のための小孔１０があり、１段目６の下に重ねて設置するため、２段目３５は、１段目６より大きい直径とし、また１段目６からの排水のＳＳ濃度は、５〜１０ｍｇ／Ｌ程度の低濃度であることから、砂ろ過の通水速度は１段目６より速くなるため、１段目６からの排水は、２段目３５上部に滞留することなく、処理水槽２２に排水される。
【実施例】
【００６０】  粘土コロイドによる濁水のろ過装置で、本発明の性能の確認を行っているが、商業上の実施例はない。【００６１】  生ごみや有機汚泥等の泥状物に水を加え、スラリー化し、ろ過砂表層での堆積物を回収する実験装置で、本発明の性能の確認をし、その後、ペレット化し、自然乾燥させて、バイオマス燃料としての燃焼特性を調査する試験を行っているが、商業上の実施例はない。
【産業上の利用可能性】
【００６２】  小規模な工場排水で、ＳＳのみを除去することで放流が可能となる水質の場合や、湖沼やダム湖等のヘドロの処理等の処理に導入されている凝集槽、沈殿槽、ろ過器、汚泥処理等の処理装置は、本発明の砂ろ過槽のみを導入することで、一連の水処理装置は不要となる。【００６３】  放射能汚染土壌では、各種の文献によれば、土壌に含まれる粘土に放射能の９５％以上が吸着し、固定されるとの知見があり、これら汚染土壌を水洗浄し、粘土コロイドを回収すれば、放射能汚染土壌は、本発明の砂ろ過槽の堆積物であり、放射能汚染土壌の大幅な減容に寄与し、またろ過水のＳＳ濃度を５ｍｇ／Ｌ以下とすれば、直接、河川等に放流が可能となる。【００６４】  雨水表流水等、高濃度な濁水を直接、本発明による砂ろ過によって処理をすれば、生活用水を得ることができ、災害時の生活用水の確保ができる。【００６５】  畜産廃棄物のふん尿、脱水前の下水汚泥、各種の泥状有機廃棄物等を単独、または混合して、水を加えて攪拌すれば、スラリー化し、これを本発明の砂ろ過装置で処理をすれば、有機物が回収され、これを乾燥すれば、バイオマス燃料とすることができる。【００６６】  バイオマス燃料の燃焼後の灰分に水を加えて攪拌し、攪拌を停止した後、水槽上層にある微細な灰分がコロイドとなったスラリーを本発明の砂ろ過装置で処理をすれば、微細な灰分のみが堆積物となり、これを回収すれば、草木灰等の肥料とすることができ、燃焼後の灰分量の減量を図ることができる。
【符号の説明】
【００６７】１・・・攪拌槽
２・・・攪拌機
３・・・水中ポンプ
４・・・マンホール
５・・・バースクリーン
６・・・砂ろ過槽
７・・・水位計
８・・・ろ過砂
９・・・導水材
１０・・・側面の小孔
１１・・・導水材の網状管
１２・・・球状の浮き子
１３・・・導水材のポリエチレン製ネット
１４・・・上段の円筒
１５・・・上段と下段の円筒の網状管
１６・・・砂利
１７・・・上段と下段の円筒のポリエチレン製ネット
１８・・・中間の円筒
１９・・・保水材
２０・・・保水材の不織布
２１・・・下段の円筒
２２・・・処理水槽
２３・・・支持材
２４・・・処理水出口管
２５・・・回収ポンプ
２６・・・回収袋
２７・・・鋼製リング
２８・・・ロープ
２９・・・支持材
３０・・・吊り上げ冶具
３１・・・成形機
３２・・・ホッパー
３３・・・ペレット
３４・・・切断機
３５・・・２段目の砂ろ過槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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