(57)【要約】【課題】水抜管状部に濾材を含む水が流入した際にも、処理槽本体の外側へ濾材が流出するのを抑制することができる水処理装置を提供することを課題とする。【解決手段】水抜装置は、水処理空間内に配置されて水処理空間内の水を処理槽本体の外側へ抜き出す水抜管状部を備えており、該水抜管状部は、上下方向に対して交差する方向に延びるように形成されると共に、水処理空間内の水を処理槽本体の外側へ抜き出す際に水抜管状部内を流れる水の流通方向の上流側から下流側へ向かって上方へ傾斜するように配置される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾材が収容されると共に被処理水の水処理が行われる水処理空間を形成する処理槽本体と、水処理空間内の水を処理槽本体の外側へ抜き出す水抜装置とを備え、水処理空間へ被処理水を供給して被処理水を濾材によってろ過することで被処理水の水処理を行う水処理装置であって、
水抜装置は、水処理空間内に配置されて水処理空間内の水を処理槽本体の外側へ抜き出す水抜管状部を備えており、
該水抜管状部は、上下方向に対して交差する方向に延びるように形成されると共に、水処理空間内の水を処理槽本体の外側へ抜き出す際に水抜管状部内を流れる水の流通方向の上流側から下流側へ向かって上方へ傾斜するように配置される水処理装置。
【請求項２】
前記水抜装置は、水処理空間内に配置されると共に上下方向に延びるように形成されて水処理空間内の水を吸い込む吸込管状部を備えており、吸込管状部は、水処理空間内の水を吸い込む吸込部を下端部に備え、該吸込部よりも上方の位置で水抜管状部と流体的に連結される請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の水処理装置が備える水処理空間からの濾材の流出を抑制する濾材の流出抑制方法であって、
処理槽本体の外側から水処理空間側へ向かって水抜管状部内に水を流す逆流工程を備える濾材の流出抑制方法。
【請求項４】
請求項２に記載の水処理装置が備える水抜管状部内に侵入した濾材を回収する濾材の流出抑制方法であって、
前記水抜装置は、サイフォンの原理によって、前記吸込部から吸込管状部内に吸い込まれた水処理空間内の水が水抜管状部を通って処理槽本体の外側へ抜き出されるように構成されており、
水処理空間内の水位を吸込部の高さ位置以下の高さ位置に調節することによって吸込部から吸込管状部内及び水抜管状部内に空気を流入させて吸込管状部内及び水抜管状部内から水処理空間内へ水を排出させることで、処理槽本体の外側から水処理空間側へ向かって水抜管状部内に水を流す逆流工程を備える濾材の流出抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理装置、及び、該水処理装置を用いた濾材の流出抑制方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水、河川水、湖沼水、又は、海水等の被処理水を処理する水処理装置の一つとして、上向流式の水処理装置が知られている。該上向流式の水処理装置は、被処理水が供給されて被処理水の水処理が行われる水処理空間を形成する処理槽本体と、各種の濾材によって形成されて水処理空間内に配置される濾材層とを備える。また、上向流式の水処理装置は、水処理空間における濾材層よりも下方の位置へ被処理水を供給可能に構成される。
【０００３】
上記のような上向流式の水処理装置を用いて被処理水の水処理を行う際には、水処理空間における濾材層よりも下方の位置へ被処理水を継続的に供給し、被処理水を下方から上方へ向かって濾材層に通過させることで、被処理水がろ過される。そして、ろ過された被処理水は、水処理空間における濾材層よりも上方の領域に貯水された後、処理槽本体から集水トラフへ流出するように構成されている。
【０００４】
ところで、上記のような上向流式の水処理装置のように、濾材層を備えた水処理装置では、継続的な使用によって、濾材層に夾雑物や懸濁物が付着し、濾材層が目詰まりする。このため、定期的に濾材層を洗浄することが必要となる。濾材層を洗浄する方法としては、気泡を含んだ水（以下、洗浄水とも記す）を下方から上方へ向かって濾材層に通過させることで、夾雑物等を濾材層から分離させる気水洗浄工程を行うものが提案されている（特許文献１，２参照）。
【０００５】
ところで、上記のような上向流式の水処理装置は、処理槽本体内の水を処理槽本体の外側へ抜き出す水抜装置を更に備える。該水抜装置は、濾材層から上方へ離間した位置に配置される。また、水抜装置は、水処理空間内に配置されて水処理空間内の水を吸い込む吸込管状部と、該吸込管状部と流体的に連結されて処理槽本体の外側へ水処理空間内の水を抜き出す水抜管状部とを備える。
【０００６】
吸込管状部は、上下方向に延びるように配置され、水処理空間内の水を内側へ流入させる吸込部を下端部に備える。また、吸込管状部は、吸込部よりも上方の位置で水抜管状部と流体的に連結されている。一方、水抜管状部は、略水平に延びるように配置され、吸込管状部から流入する水を処理槽本体の外側へ抜き出すように構成されている。
【０００７】
そして、上記のような水抜装置を備える水処理装置において、濾材層を洗浄するべく、気水洗浄工程を行う際には、水処理空間内の水位を所定の範囲に調節する。具体的には、吸込管状部内の水位は、水処理空間内の水位の上下に伴って上下し、水処理空間内の水位と略同一の高さ位置になる。このため、水処理空間内の水位が吸込管状部と水抜管状部との接続部分（以下、管状部接続部とも記す）よりも高い水位になると、吸込部から吸込管状部内へ流入した水処理空間内の水が管状部接続部を超えて水抜管状部へ流入し易くなる。
【０００８】
ここで、気水洗浄工程を行うことによって洗浄水が下方から上方へ向かって濾材層を通過するため、濾材層を構成する濾材が水処理空間内の水中で飛散することとなる。このため、水処理空間内の水位が管状部接続部よりも高い水位になった状態で、気水洗浄工程を行うと、飛散した濾材を含んだ水が吸込管状部内に流入し、管状部接続部を超えて水抜管状部内に流入する虞がある。このように、飛散した濾材を含んだ水が水抜管状部内に流入すると、濾材が処理槽本体の外側へ流出してしまう虞がある。
また、水抜管状部が鋼管やＳＵＳ管である場合、気水洗浄工程を行った際に、濾材や泥が水抜管状部内に流入すると、水抜管状部内に溜まった濾材や泥の下が酸素濃淡電池となり、水抜管状部が腐食しやすい環境になる。
【０００９】
そこで、管状部接続部よりも水処理空間内の水位が低くなるように水処理空間内の水位を調節した状態で気水洗浄工程を開始し（具体的には、水処理空間への洗浄水の供給を開始し）、洗浄水の供給によって上昇する水位が管状部接続部に達する前に気水洗浄工程を終了する（具体的には、水処理空間への洗浄水の供給を停止する）ことで、濾材を含んだ水が吸込管状部から水抜管状部へ流入するのを防止し、これによって、濾材が処理槽本体の外側へ流出するのが防止される。
【００１０】
ところで、上記のような気水洗浄工程では、濾材層と洗浄水との接触時間を長くする方が濾材の洗浄効果が高まる。このため、気水洗浄工程は、水処理空間内の水位が管状部接続部の高さ位置の近傍に達するまで行われる（水処理空間への洗浄水の供給を停止しない）場合がある。斯かる場合には、吸込管状部内に流入した濾材を含んだ水が、意図せずに管状部接続部を超えて水抜管状部内に流入する虞があるため、濾材が処理槽本体の外側へ流出する虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平８−１７３９５７号公報
【特許文献２】実開平４−１４１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、本発明は、水抜管状部に濾材を含む水が流入した際にも、処理槽本体の外側へ濾材が流出するのを抑制することができる水処理装置、及び、該水処理装置を用いた濾材の流出抑制方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る水処理装置は、濾材が収容されると共に被処理水の水処理が行われる水処理空間を形成する処理槽本体と、水処理空間内の水を処理槽本体の外側へ抜き出す水抜装置とを備え、水処理空間へ被処理水を供給して被処理水を濾材によってろ過することで被処理水の水処理を行う水処理装置であって、水抜装置は、水処理空間内に配置されて水処理空間内の水を処理槽本体の外側へ抜き出す水抜管状部を備えており、該水抜管状部は、上下方向に対して交差する方向に延びるように形成されると共に、水処理空間内の水を処理槽本体の外側へ抜き出す際に水抜管状部内を流れる水の流通方向の上流側から下流側へ向かって上方へ傾斜するように配置される。
【００１４】
斯かる構成によれば、水抜管状部は、水処理空間内の水を処理槽本体の外側へ抜き出す際に水抜管状部内を流れる水の流通方向の上流側から下流側へ向かって上方へ傾斜するように配置される。これにより、濾材を含んだ水処理空間内の水（以下、濾材含有水とも記す）が水抜管状部内に流入して濾材が水抜管状部内に堆積した際にも、水抜管状部から処理槽本体の外側へ濾材が流出するのを抑制することができる。
【００１５】
具体的には、水抜管状部が上記のように傾斜するように配置されることで、水抜管状部内に堆積した濾材は、処理槽本体の外側へ移動するために、水抜管状部内の傾斜を登るように移動することになるため、水抜管状部内に堆積した濾材が水抜管状部から処理槽本体の外側へ移動し難くなる。これにより、処理槽本体の外側へ濾材が流出してしまうのを抑制することができる。
【００１６】
前記水抜装置は、水処理空間内に配置されると共に上下方向に延びるように形成されて水処理空間内の水を吸い込む吸込管状部を備えており、吸込管状部は、水処理空間内の水を吸い込む吸込部を下端部に備え、該吸込部よりも上方の位置で水抜管状部と流体的に連結されてもよい。
【００１７】
斯かる構成によれば、前記水抜装置は、水処理空間内に配置されると共に上下方向に延びるように形成されて水処理空間内の水を吸い込む吸込管状部を備えており、吸込管状部は、水処理空間内の水を吸い込む吸込部を下端部に備え、該吸込部よりも上方の位置で水抜管状部と流体的に連結される。これにより、水処理空間内の水位によっては、水処理空間内の水が吸込管状部を介して水抜管状部内へ流入し易くなるが、上記のように、水抜管状部が傾斜するように配置されることで、処理槽本体の外側へ濾材が流出してしまうのを抑制することができる。
【００１８】
本発明に係る濾材の流出抑制方法は、上記の水処理装置が備える水処理空間からの濾材の流出を抑制する濾材の流出抑制方法であって、処理槽本体の外側から水処理空間側へ向かって水抜管状部内に水を流す逆流工程を備える。
【００１９】
斯かる構成によれば、処理槽本体の外側から水処理空間側へ向かって水抜管状部内に水を流す逆流工程を備える。該逆流工程を行うことによって、上記のように水抜管状部内に堆積した濾材が水抜管状部内の水流と水抜管状部の傾斜とによって水処理空間側へ強制的に移動される。これにより、処理槽本体の外側へ濾材が流出してしまうのをより効果的に抑制することができる。
【００２０】
本発明に係る濾材の流出抑制方法は、上記の水処理装置が備える水抜管状部内に侵入した濾材を回収する濾材の流出抑制方法であって、前記水抜装置は、サイフォンの原理によって、前記吸込部から吸込管状部内に吸い込まれた水処理空間内の水が水抜管状部を通って処理槽本体の外側へ抜き出されるように構成されており、水処理空間内の水位を吸込部の高さ位置以下の高さ位置に調節することによって吸込部から吸込管状部内及び水抜管状部内に空気を流入させて吸込管状部内及び水抜管状部内から水処理空間内へ水を排出させることで、処理槽本体の外側から水処理空間側へ向かって水抜管状部内に水を流す逆流工程を備える。
【００２１】
斯かる構成によれば、水抜装置がサイフォンの原理によって水処理空間内の水を抜き出す際には、吸込管状部及び水抜管状部は、水で満たされた状態となっている。そして、水処理空間内の水位を吸込部の高さ位置以下の高さ位置に調節することで、吸込部から吸込管状部内及び水抜管状部内に空気が流入すると、吸込管状部内及び水抜管状部内を満たしていた水が水処理空間へ排出されることになる。これにより、処理槽本体の外側から水処理空間側へ向かって水抜管状部内に水が流れることになる。つまり、水処理空間内の水位の調節によって、水処理空間へ向かう水流を水抜管状部内に容易に形成することができる。このため、上記のように水抜管状部内に堆積した濾材が水抜管状部内の水流と水抜管状部の傾斜とによって水処理空間側へ強制的に移動されるため、処理槽本体の外側へ濾材が流出してしまうのをより効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明によれば、水抜管状部に濾材を含む水が流入した際にも、処理槽本体の外側へ濾材が流出するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る水処理装置を示した概略図。
【図２】同実施形態の水処理装置における水抜管状部の断面と水抜管状部の近傍を示した概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態について図１，２を参照しながら説明する。なお、以下の図面において同一又は相当する部分には同一の参照符号を付しその説明は繰り返さない。
【００２５】
本実施形態に係る水処理装置１は、図１に示すように、濾材が収容されると共に被処理水の水処理が行われる水処理空間Ｒ１を形成する処理槽本体２と、水処理空間Ｒ１内の水を処理槽本体２の外側へ抜き出す水抜装置３と、各種の濾材を用いて水処理空間Ｒ１内に形成された濾材層４と、該濾材層４を通過した被処理水（以下、処理水とも記す）が流入することで該処理水を処理槽本体２の外側へ排出する集水トラフ５とを備える。
【００２６】
また、水処理装置１は、水処理空間Ｒ１における濾材層４よりも下方の領域（以下、水供給空間Ｒ２とも記す）に被処理水を供給する水供給装置６を備える。そして、水処理装置１は、水供給装置６から水供給空間Ｒ２へ被処理水が継続的に供給されることで、水処理空間Ｒ１内の水位が上昇し、被処理水が下方から上方へ向かって濾材層４を通過するように構成される。つまり、本実施形態では、水処理装置１は、所謂、上向流式の水処理装置である。
【００２７】
また、水処理装置１は、水処理空間Ｒ１における濾材層４よりも下方の位置に気泡を供給する気泡供給装置７を備える。該気泡供給装置７は、水処理空間Ｒ１における濾材層４よりも下方の位置へ空気を供給する空気供給装置７ａと、該空気供給装置７ａから供給される気体（気泡）を洗浄用の水（本実施形態では、被処理水）と共に水処理空間Ｒ１内に供給する配水装置７ｂとを備える。また、水処理装置１は、水処理空間Ｒ１内の水を処理槽本体２の外側へ排出する排水装置８を備える。該排水装置８は、水処理空間Ｒ１における濾材層４よりも下方の位置から水処理空間Ｒ１内の水を排出するように構成される。
【００２８】
前記水抜装置３は、水処理空間Ｒ１内に配置される部分が濾材層４よりも上方に位置するように構成される。具体的には、水抜装置３は、水処理空間Ｒ１内に配置されて水処理空間Ｒ１内の水を吸い込む吸込管状部３ａと、水処理空間Ｒ１内に配置されると共に吸込管状部３ａと流体的に連結されて吸込管状部３ａから流入する水を処理槽本体２の外側へ抜き出す水抜管状部３ｂとを備える。そして、吸込管状部３ａ及び水抜管状部３ｂが濾材層４よりも上方に配置される。そして、水抜装置３は、サイフォンの原理によって、水処理空間Ｒ１内の水を吸込管状部３ａ内に吸い込み、吸込管状部３ａに吸い込まれた水が水抜管状部３ｂを通って処理槽本体２の外側へ流出するように構成される。なお、水処理空間Ｒ１における偏在した位置から水を抜き出すのではなく、水処理空間Ｒ１の広い領域において水の抜き出しを行うことが好ましい。このため、水抜装置３を複数設置したり、吸込管状部３ａを複数備える水抜装置３を設置したりすることで、水処理空間Ｒ１からの水の抜き出し位置が偏在しないように構成することが好ましい。
【００２９】
吸込管状部３ａは、上下方向に延びるように形成される。また、吸込管状部３ａは、水処理空間Ｒ１内の水を吸い込む吸込部３ｃを下端部に備える。該吸込部３ｃは、下方へ向かって開口する開口端部３ｄを備え、該開口端部３ｄの内側に想定される開口面が上下方向に対して略直交するように構成される。換言すれば、開口端部３ｄは、開口方向が垂直方向下方となるように形成される。
【００３０】
水抜管状部３ｂは、上下方向に対して交差する方向に延びるように形成される。また、水抜管状部３ｂは、吸込部３ｃよりも上方の位置で吸込管状部３ａと流体的に連結される。また、水抜管状部３ｂは、水処理空間Ｒ１内の水を処理槽本体２の外側へ抜き出す際に水抜管状部３ｂ内を流れる水の流通方向（以下、流出方向とも記す）の上流側から下流側へ向かって上方へ傾斜するように配置される。具体的には、水抜管状部３ｂは、吸込管状部３ａとの連結位置から前記流出方向の下流側へ向かうに従って上方へ傾斜するように配置される。
【００３１】
より詳しくは、水抜管状部３ｂは、図２に示すように、水処理空間Ｒ１内の水を流通させる内部空間Ｒ３を形成しており、該内部空間Ｒ３は、前記流出方向の上流側から下流側へ向かって上方へ傾斜するように形成される。水抜管状部３ｂの傾斜角度θとしては、特に限定されるものではなく、例えば、１°以上４５°以下であることが好ましく、１０°以上３０°以下であることがより好ましい。なお、傾斜角度θは、水抜管状部３ｂ（具体的には、内部空間Ｒ３）の軸線Ｌ２と水平線Ｌ１との間の角度である。
【００３２】
図１に戻り、前記集水トラフ５は、水抜装置３における水処理空間Ｒ１内に配置される部分（具体的には、吸込管状部３ａ及び水抜管状部３ｂ）よりも上方に配置される。また、集水トラフ５は、水処理空間Ｒ１内の水位が集水トラフ５よりも高くなった際に、水処理空間Ｒ１内の水が流入するように構成される。これにより、濾材層４を下方から上方へ向かって通過した被処理水（処理水）が集水トラフ５へ流入することで、処理槽本体２の外側へ排出される。
【００３３】
次に、上記のように構成される水処理装置１の使用方法の概要について説明する。該水処理装置１を用いて、被処理水を処理する際には、水供給装置６の弁（以下では、原水弁とも記す）（図示せず）を開き、水供給装置６から水供給空間Ｒ２へ被処理水を継続的に供給する。これにより、被処理水は、水処理空間Ｒ１内を下方から上方へ向かって上昇しつつ濾材層４を通過する。そして、濾材層４を通過した被処理水（以下、処理水とも記す）が集水トラフ５に流入することで処理水が処理槽本体２の外側へ排出される（通水工程）。つまり、通水工程では、水処理空間Ｒ１内の水位が集水トラフ５よりも高くなることで、集水トラフ５へ処理水が流入する。このため、通水工程では、水処理空間Ｒ１内の水位は、吸込管状部３ａ及び水抜管状部３ｂよりも高くなっている。
【００３４】
上記のような通水工程を継続的に行うと、濾材層４（例えば、活性炭層やその支持層である砂利層など）や配水装置７ｂに夾雑物等が溜まり通水の抵抗が高くなるため、定期的に洗浄を行う必要がある。具体的には、まず初めに、水供給装置６の原水弁を閉じ、排水装置８の弁（以下では、排水弁とも記す）（図示せず）を開いて水処理空間Ｒ１内の水を排出する（具体的には、例えば、水を排出した後においても水抜装置３が完全に浸水した状態になる程度に水を排出する）（排水工程）。これにより、水処理空間Ｒ１内の水位を所定の水位まで低下させる。
【００３５】
次に、排水装置８の排水弁を閉じ、水処理空間Ｒ１内で浮遊している活性炭を沈降させる（第一沈静工程）。
【００３６】
そして、水抜装置３の弁（以下では、中間排水弁とも記す）(図示せず)を開き、水処理空間Ｒ１内の水位を所定の水位まで更に低下させる（第一水抜工程）。
【００３７】
第一水抜工程（水位調節工程）では、水処理空間Ｒ１内の水位を所定の水位に調節する。具体的には、第一水抜工程（水位調節工程）では、図２に示すように、吸込管状部３ａと水抜管状部３ｂとが流体的に連結された部分（以下、連結部分とも記す）３ｅと、吸込管状部３ａの下端（具体的には、吸込部３ｃ）との間の高さ位置ｈ１に水処理空間Ｒ１内の水位を調節する。なお、以下の説明では、第一水抜工程（水位調節工程）によって前記高さ位置ｈ１に調節された水位を洗浄開始水位ｈ１とも記す。
【００３８】
第一水抜工程（水位調節工程）では、水抜装置３のサイフォンの原理によって、水処理空間Ｒ１内の水が吸込部３ｃ（開口端部３ｄ）から吸込管状部３ａ内に吸い込まれ、吸込管状部３ａから水抜管状部３ｂを通って処理槽本体２の外側へ抜き出されることで、水処理空間Ｒ１内の水位が調節される。
【００３９】
そして、第一水抜工程（水位調節工程）によって水処理空間Ｒ１内の水位が洗浄開始水位ｈ１になった状態において、水抜装置３の中間排水弁を閉じ、空気供給装置７ａの弁（以下では、空気弁とも記す）（図示せず）を開いて空気を水処理空間Ｒ１内へ供給する。これにより、濾材層４に溜まっている夾雑物等を濾材から分離させる（空気洗浄工程）。
【００４０】
次に、濾材層４を構成する濾材と気泡を含んだ水（洗浄水）とを接触させて濾材を洗浄する（気水洗浄工程）。具体的には、気水洗浄工程は、空気洗浄工程を行いつつ、水供給装置６の原水弁を開いて被処理水を水処理空間Ｒ１内へ供給することで行われる。これにより、濾材層４内の夾雑物等が濾材から剥離されながら濾材層４の上側へ押し出される。
【００４１】
より詳しくは、気水洗浄工程では、水処理空間Ｒ１内の水位が前記洗浄開始水位ｈ１になった状態で、水処理空間Ｒ１における濾材（濾材層４）よりも下方の位置（水供給空間Ｒ２）へ、洗浄水の継続的な供給を開始する。本実施形態では、洗浄水は、水供給装置６から水供給空間Ｒ２へ供給される気泡を含まない洗浄用の水（被処理水）と、空気供給装置７ａから配水装置７ｂを介して水処理空間Ｒ１に供給された空気（気泡）とが混ざり合うことで形成される。配水装置７ｂとしては、例えば、多孔板式、ノズル式のものが用いられる。
【００４２】
そして、洗浄水が水処理空間Ｒ１へ供給されることで、水処理空間Ｒ１内の水位が上昇すると共に、濾材層４を構成する濾材と洗浄水とが接触して濾材が洗浄される。この際、濾材は、洗浄水中に飛散した状態となる。そして、吸込管状部３ａと水抜管状部３ｂとの連結部分３ｅの高さ位置を超える高さ位置（以下では、気水洗浄停止水位とも記す）ｈ２に水処理空間Ｒ１内の水位が達した際に、洗浄水の供給を停止する（換言すれば、気水洗浄工程を停止する）。具体的には、気水洗浄停止水位ｈ２は、連結部分３ｅの高さ位置を超え、集水トラフ５の高さ位置（集水トラフ５への水の流入が生じる高さ位置）ｈ３よりも低い水位である。気水洗浄停止水位ｈ２としては、特に限定されるものではなく、例えば、集水トラフ５の高さ位置ｈ３から下方へ３０ｃｍ以上５０ｃｍ以下に設定することができる。
【００４３】
気水洗浄工程後、水供給装置６の原水弁、及び、空気供給装置７ａの空気弁を閉じ、気水洗浄工程によって流動した濾材を沈降させる（第二沈静工程）。
【００４４】
第二沈静工程後、水処理空間Ｒ１へ気泡を含まない非気泡水（前記洗浄水を形成する水であってもよく、別途準備した他の水であってもよい）を水処理空間Ｒ１における濾材（濾材層４）よりも下方の位置（水供給空間Ｒ２）へ供給する（水洗浄工程）。具体的には、水供給装置６の原水弁を開け、水処理空間Ｒ１内に被処理水（非気泡水）を供給し、水処理空間Ｒ１内の水位を所定の水位まで上昇させる。これにより、濾材層４内の夾雑物等が濾材層４の上側へ押し出される。なお、「非気泡水」とは、気泡を意図的に含ませていない水であって、不可避的な気泡を含有した水を含むものである。
【００４５】
そして、水処理空間Ｒ１内の水位が前記集水トラフ５の高さ位置（集水トラフ５への水の流入が生じる高さ位置）ｈ３に達する前に水処理空間Ｒ１（水供給空間Ｒ２）への非気泡水の供給を停止する（換言すれば、水洗浄工程を停止する）。具体的には、水処理空間Ｒ１内の水位が気水洗浄停止水位ｈ２を超えて集水トラフ５の高さ位置ｈ３よりも低い高さ位置（以下では、水洗浄停止水位とも記す）ｈ４に達した際に水洗浄工程を停止する。
【００４６】
水洗浄工程によって水処理空間Ｒ１内の水位が水洗浄停止水位ｈ４に達した状態で、水供給装置６の原水弁を閉じ、水洗浄工程によって流動した濾材を沈降させる（第三沈静工程）。
【００４７】
その後、水処理空間Ｒ１内の水を処理槽本体２の外側へ排出する（第二水抜工程）。具体的には、水抜装置３の中間排水弁を開き、水処理空間Ｒ１内の水を水抜装置３のサイフォンの原理によって、処理槽本体２の外側へ抜き出す。これにより、濾材から分離された夾雑物等を含んだ水が処理槽本体２の外側へ排出される。なお、第二水抜工程は、水抜装置３のサイフォンの原理による排水が停止することで終了してもよく、サイフォンの原理による排水が停止する直前に中間排水弁を閉じることで終了してもよい。
【００４８】
この際、水抜管状部３ｂ内に侵入した濾材（気水洗浄工程や非気泡水供給工程を行うことで水処理空間Ｒ１内の水に飛散して水抜管状部３ｂ内に流入した濾材）Ｘは、処理槽本体２の外側へ流出するのが抑制される。具体的には、水抜管状部３ｂは、水処理空間Ｒ１内の水を処理槽本体２の外側へ抜き出す際に水抜管状部３ｂ内を流れる水の流通方向の上流側から下流側へ向かって上方へ傾斜している。このため、水抜管状部３ｂ内で沈降して堆積した濾材Ｘが処理槽本体２の外側へ向かって移動するためには、水抜管状部３ｂ内の傾斜を登るように移動することが必要になる。これにより、水抜管状部３ｂ内に侵入した濾材Ｘが処理槽本体２の外側へ向かって水抜管状部３ｂ内を移動し難くなるため、水処理空間Ｒ１から処理槽本体２の外側へ濾材Ｘが流出するのが抑制される。
【００４９】
第二水抜工程後、処理槽本体２の外側から水処理空間Ｒ１側へ向かって水抜管状部３ｂ内に水を流す逆流工程を行う。具体的には、水抜装置３がサイフォンの原理によって水処理空間Ｒ１内の水を抜き出す際には、吸込管状部３ａ及び水抜管状部３ｂは、水で満たされた状態となっている。このため、水処理空間Ｒ１内の水位を吸込部３ｃの高さ位置以下の高さ位置に調節することで、吸込部３ｃから吸込管状部３ａ内及び水抜管状部３ｂ内に空気が流入し、吸込管状部３ａ内及び水抜管状部３ｂ内を満たしていた水が下流側から上流側へ逆流して、水処理空間Ｒ１へ排出されることになる。これにより、処理槽本体２の外側から水処理空間Ｒ１側へ向かう水流が水抜管状部３ｂ内に形成される。そして、水抜管状部内に堆積した濾材が水抜管状部内の前記水流と水抜管状部の傾斜とによって水処理空間Ｒ１側へ強制的に移動される（換言するれば、水処理空間Ｒ１内へ回収される）ため、水処理空間Ｒ１から処理槽本体２の外側へ濾材Ｘが流出するのが抑制される。
【００５０】
その後、水抜装置３の中間排水弁を閉じ、水供給装置６の原水弁を開いて被処理水を水供給空間Ｒ２へ供給し、被処理水を下方から上方へ向かって濾材層４に通過させることで、被処理水の水処理が再開される。このように、通水工程から第二水抜工程までの流れを定期的に繰り返すことで、被処理水の処理と濾材層４の洗浄とを継続して行うことができる。
【００５１】
なお、水供給装置６の原水弁、排水装置８の排水弁、水抜装置３の中間排水弁、及び、空気供給装置７ａの空気弁としては、特に限定されるものではなく、例えば、電磁弁等を用いることができる。
【００５２】
以上のように、本発明に係る水処理装置、及び、濾材の流出抑制方法によれば、水抜管状部に濾材を含む水が流入した際にも、処理槽本体の外側へ濾材が流出するのを抑制することができる。
【００５３】
即ち、水抜管状部３ｂは、水処理空間Ｒ１内の水を処理槽本体２の外側へ抜き出す際に水抜管状部３ｂ内を流れる水の流通方向の上流側から下流側へ向かって上方へ傾斜するように配置される。これにより、濾材Ｘを含んだ水処理空間Ｒ１内の水（以下、濾材含有水とも記す）が水抜管状部３ｂ内に流入して濾材Ｘが水抜管状部３ｂ内に堆積した際にも、水抜管状部３ｂから処理槽本体２の外側へ濾材Ｘが流出するのを抑制することができる。
【００５４】
具体的には、水抜管状部３ｂが上記のように傾斜するように配置されることで、水抜管状部３ｂ内に堆積した濾材Ｘは、処理槽本体２の外側へ移動するために、水抜管状部３ｂ内の傾斜を登るように移動することになるため、水抜管状部３ｂ内に堆積した濾材Ｘが水抜管状部３ｂから処理槽本体２の外側へ移動し難くなる。これにより、処理槽本体２の外側へ濾材Ｘが流出してしまうのを抑制することができる。
【００５５】
また、前記水抜装置３は、水処理空間Ｒ１内に配置されると共に上下方向に延びるように形成されて水処理空間Ｒ１内の水を吸い込む吸込管状部３ａを備えており、吸込管状部３ａは、水処理空間Ｒ１内の水を吸い込む吸込部３ｃを下端部に備え、該吸込部３ｃよりも上方の位置で水抜管状部３ｂと流体的に連結される。これにより、水処理空間Ｒ１内の水位によっては、水処理空間Ｒ１内の水が吸込管状部３ａを介して水抜管状部３ｂ内へ流入し易くなるが、上記のように、水抜管状部３ｂが傾斜するように配置されることで、処理槽本体２の外側へ濾材Ｘが流出してしまうのを抑制することができる。
【００５６】
また、処理槽本体２の外側から水処理空間Ｒ１側へ向かって水抜管状部３ｂ内に水を流す逆流工程を備える。該逆流工程を行うことによって、上記のように水抜管状部３ｂ内に堆積した濾材Ｘが水抜管状部３ｂ内の水流と水抜管状部３ｂの傾斜とによって水処理空間Ｒ１側へ強制的に移動される。これにより、処理槽本体２の外側へ濾材Ｘが流出してしまうのをより効果的に抑制することができる。
【００５７】
また、水抜装置３がサイフォンの原理によって水処理空間Ｒ１内の水を抜き出す際には、吸込管状部３ａ及び水抜管状部３ｂは、水で満たされた状態となっている。そして、水処理空間Ｒ１内の水位を吸込部３ｃの高さ位置以下の高さ位置に調節することで、吸込部３ｃから吸込管状部３ａ内及び水抜管状部３ｂ内に空気が流入すると、吸込管状部３ａ内及び水抜管状部３ｂ内を満たしていた水が水処理空間Ｒ１へ排出されることになる。これにより、処理槽本体２の外側から水処理空間Ｒ１側へ向かって水抜管状部３ｂ内に水が流れることになる。つまり、水処理空間Ｒ１内の水位の調節によって、水処理空間Ｒ１へ向かう水流を水抜管状部３ｂ内に容易に形成することができる。このため、上記のように水抜管状部３ｂ内に堆積した濾材Ｘが水抜管状部３ｂ内の水流と水抜管状部３ｂの傾斜とによって水処理空間Ｒ１側へ強制的に移動されるため、処理槽本体２の外側へ濾材Ｘが流出してしまうのをより効果的に抑制することができる。
【００５８】
なお、本発明に係る水処理装置、及び、濾材の流出抑制方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。また、上記した複数の実施形態の構成や方法等を任意に採用して組み合わせてもよく（１つの実施形態に係る構成や方法等を他の実施形態に係る構成や方法等に適用してもよく）、さらに、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。
【００５９】
例えば、上記実施形態では、水抜装置３は、サイフォンの原理によって、水処理空間Ｒ１内の水を処理槽本体２の外側へ抜き出すように構成されているが、これに限定されるものではない。例えば、水抜装置３にサイフォンの原理が働かない場合（具体的には、水処理空間Ｒ１内の水位よりも高い位置へ水処理空間Ｒ１内の水を引き抜く場合）には、電動ポンプ等を備えた水抜装置を使用し、該電動ポンプによって、水処理空間Ｒ１内の水を処理槽本体２の外側へ抜き出すように構成してもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、水抜装置３がサイフォンの原理によって水処理空間Ｒ１内の水を処理槽本体２の外側へ抜き出すように構成されているため、水処理空間Ｒ１内の水位の調節によって逆流工程が行われるように構成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、水抜管状部３ｂ内にポンプ等を用いて水を供給することで、処理槽本体２の外側から水処理空間Ｒ１側へ向かう水流を水抜管状部３ｂ内に形成するように逆流工程が構成されてもよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、開口端部３ｄの内側に想定される開口面が上下方向に対して略直交する（開口方向が垂直方向下方になる）ように構成されているが、これに限定されるものではなく、下方へ向かって開口していれば、開口面が上下方向に対して傾斜するように構成されてもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、上向流式の水処理装置が洗浄の対象となっているが、気水洗浄工程で使用する洗浄水を濾材層４よりも下方の位置へ供給可能であり、洗浄水が下方から上方へ向かって濾材層４を通過するように構成されていれば、特に限定されるものではなく、例えば、上方から下方へ向かって被処理水が濾材層４を通過する水処理装置を洗浄の対象にしてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１…水処理装置、２…処理槽本体、３…水抜装置、３ａ…吸込管状部、３ｂ…水抜管状部、３ｃ…吸込部、３ｄ…開口端部、３ｅ…連結部分、４…濾材層、５…集水トラフ、６…水供給装置、７…気泡供給装置、７ａ…空気供給装置、７ｂ…配水装置、ｈ１…洗浄開始水位、ｈ２…気水洗浄停止水位、ｈ３…集水トラフの高さ位置、ｈ４…非気泡水の供給停止水位、Ｌ１…水平線、Ｌ２…軸線、Ｒ１…水処理空間、Ｒ２…水供給空間、Ｒ３…内部空間、θ…傾斜角度
【図１】
2019030818.tif 000003
【図２】
2019030818.tif 000004