(57)【要約】【課題】  スクリーンの洗浄を自動的に行なうことができる移床式ろ過装置を提供する。【解決手段】  移床式ろ過装置において、ろ過槽１内の原水の水位を、スクリーン２の下側の所定のレベル位置に調節する水位調節装置４０と、スクリーン２の上方位置に、スクリーン２の上面に噴射口を向けてスプレーノズル５６を配設し、給水装置により供給される洗浄用水をスプレーノズル５６からスクリーン２の上面に吹付ける洗浄装置５０と、シーケンス制御により原水ポンプＰ１の停止と、水位調節装置４０による水位の調節と、洗浄装置５０による所定の時間にわたる洗浄用水のスクリーン２の上面への吹付とを、この順序で行なって洗浄サイクルを構成するとともに、この洗浄サイクルを、タイマにより設定された時間間隔で繰返す洗浄制御装置６０とを、具備した。【選択図】      図１
2008093552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心を頂点とする山形断面のスクリーンをろ過槽内に配設してその下方に浮遊するろ材層を形成し、原水ポンプにより供給された原水を前記ろ材層中を上方から下方へ通過させてろ過し、処理水を前記ろ過槽外に取出すとともに、前記ろ材層の上部から前記ろ材を引抜いて浄化後、前記ろ材を前記ろ過槽の下部に戻すろ材再生装置と、前記ろ材層に空気を供給する散気装置とをそなえた移床式ろ過装置において、
前記ろ過槽内の原水の水位を、前記スクリーンの下側の所定のレベル位置に調節する水位調節装置と、
前記スクリーンの上方位置に、前記スクリーンの上面に噴射口を向けてスプレーノズルを配設し、給水装置により供給される洗浄用水を前記スプレーノズルから前記スクリーンの上面に吹付ける洗浄装置と、
シーケンス制御により前記原水ポンプの停止と、前記水位調節装置による水位の調節と、前記洗浄装置による所定の時間にわたる洗浄用水のスクリーンの上面への吹付とを、この順序で行なって洗浄サイクルを構成するとともに、この洗浄サイクルを、タイマにより設定された時間間隔で繰返す洗浄制御装置とを、
具備したことを特徴とする移床式ろ過装置。
【請求項２】
前記洗浄装置の前記スプレーノズルが、中心軸線のまわりに回転自在に支持された回転体に取付けられ、前記洗浄用水を前記中心軸線のまわりに回転運動する前記スプレーノズルから前記スクリーンの上面に吹付けるようにしたことを特徴とする請求項１記載の移床式ろ過装置。
【請求項３】
前記回転体およびこれに取付けた前記スプレーノズルが、このスプレーノズルからの洗浄用水の噴射の反力により、前記中心軸線のまわりに回転駆動されることを特徴とする請求項２記載の移床式ろ過装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は移床式ろ過装置に関し、詳しくはスクリーンの自動洗浄機能をそなえた移床式ろ過装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来下水等の汚水を浄化処理する装置として、ろ過槽内に浮上性を有する樹脂製のろ材を集積させてろ材層を形成させ、原水をこのろ材層中を上方から下方へ通過させてろ過し、処理水をろ過槽外へ取出すとともに、ろ材層の上部からろ材を引抜いて浄化後、ろ過槽内に戻すようにした、移床式ろ過装置が用いられており、特許文献１にはこの移床式ろ過装置の一例が示されている。
【特許文献１】特開２００５−２９６７９２号公報
【０００３】
そして上記の浮上性を有するろ材の浮上を阻止してろ材層を形成するために、上記特許文献にも記載のように、ろ過槽の上部に、中心（中央）を頂点とする山形断面のスクリーンを配設してあり、このスクリーンは気液透過性を付与するため通常はウエッジワイヤを小間隙をおいて並設した構成となっている。
【０００４】
ところがこのスクリーンは、ろ過槽の上部に流入した汚染度の高い原水に接触しているため、ろ過装置の運転時間の経過と共にスクリーンには、原水に混入している浮遊物の付着・堆積が進行し、さらに特にろ過槽の下部に散気装置を設けろ材層に空気を供給してろ材の表面に生物膜を形成させ、ろ材による物理的なろ過と共に生物膜ろ過を行なうようにした移床式ろ過装置においては、上記の生物膜がスクリーンにも付着・堆積するため、これらの付着堆積物がスクリーンのウエッジワイヤの間隙部を閉塞して、目詰り状態となる。そしてこの目詰りが広範囲にわたって発生すると、スクリーンの中心部付近の下側に、ろ材層中を上昇する空気が溜って空洞部が形成されるため、ろ材層の上部からのろ材の引抜が困難となりろ材の再生に支障をきたし、またスクリーンの液体流通抵抗が増加するため、ろ過槽上部の水位レベル位置が大きく変動して原水のオーバーフローや処理水排出流量の変動などにより円滑なろ過処理に支障をきたすことになる。
【０００５】
そこでこのスクリーンの目詰りを防止するため、従来は週に１回程度、ろ過槽の上部から現場作業者がスクリーンの清掃を行なっていたが、この清掃は手作業のため人手を要し保守費用がかさみ、またろ過装置が地下の深所など点検・清掃のための作業者が行きにくい場所に設置されている場合は、人手によるスクリーンの清掃は一層困難なものであった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は上記従来の問題点を解決しようとするもので、スクリーンの洗浄を人手をかけずに自動的に行なうことができる移床式ろ過装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１記載の移床式ろ過装置は、中心を頂点とする山形断面のスクリーンをろ過槽内に配設してその下方に浮遊するろ材層を形成し、原水ポンプにより供給された原水を前記ろ材層中を上方から下方へ通過させてろ過し、処理水を前記ろ過槽外に取出すとともに、前記ろ材層の上部から前記ろ材を引抜いて浄化後、前記ろ材を前記ろ過槽の下部に戻すろ材再生装置と、前記ろ材層に空気を供給する散気装置とをそなえた移床式ろ過装置において、前記ろ過槽内の原水の水位を、前記スクリーンの下側の所定のレベル位置に調節する水位調節装置と、前記スクリーンの上方位置に、前記スクリーンの上面に噴射口を向けてスプレーノズルを配設し、給水装置により供給される洗浄用水を前記スプレーノズルから前記スクリーンの上面に吹付ける洗浄装置と、シーケンス制御により前記原水ポンプの停止と、前記水位調節装置による水位の調節と、前記洗浄装置による所定の時間にわたる洗浄用水のスクリーンの上面への吹付とを、この順序で行なって洗浄サイクルを構成するとともに、この洗浄サイクルを、タイマにより設定された時間間隔で繰返す洗浄制御装置とを、具備したことを特徴とする。
【０００８】
この請求項１記載の発明によれば、原水ポンプ停止状態で水位調節装置によりろ過槽内の原水の水位をスクリーンの下側のレベル位置に調節し、スプレーノズルから洗浄用水をスクリーンの上面に吹付けることにより、原水の水面が下方に離間した状態にあるスクリーンの上面に洗浄用水が吹付けられて、スクリーンの付着堆積物が確実・容易に分離除去され、そしてこの洗浄サイクルは所定の時間間隔で自動的に繰返されるので、スクリーンの洗浄を人手をかけずに自動的に行なうことができるのである。
【０００９】
この発明において、洗浄装置のスプレーノズルは、スクリーンの上面に洗浄用水が広範囲にわたって吹付けられるように多数個のスプレーノズルをスクリーンの上方位置に固定配置した構成としてもよいが、請求項２の発明のように、前記洗浄装置の前記スプレーノズルが、中心軸線のまわりに回転自在に支持された回転体に取付けられ、前記洗浄用水を前記中心軸線のまわりに回転運動する前記スプレーノズルから前記スクリーンの上面に吹付けるようにした構成とすれば、少数個のスプレーノズルによって洗浄用水をスクリーンの上面に万遍なく吹付けることができ、洗浄用水の使用量が少なくて済む。
【００１０】
請求項２記載の発明において、洗浄装置の回転体は、モータなどの回転駆動機により回転駆動する構成としてもよいが、請求項３記載の発明のように、前記回転体およびこれに取付けた前記スプレーノズルが、このスプレーノズルからの洗浄用水の噴射の反力により、前記中心軸線のまわりに回転駆動される構成とすれば、上記の回転駆動機およびその回転制御装置が不要となり、装置が簡潔・低コストのもので済み、運転費も低減化されるので、特に好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したようにこの発明によれば、ろ過槽の上部に設けたスクリーンの洗浄を人手をかけずに自動的に行なうことができ、移床式ろ過装置の円滑な操業および保守費の低減に寄与するものである。
【００１２】
上記の効果に加えて、請求項２記載の発明によれば、スプレーノズルの個数および洗浄用水の使用量が少なくて済む。
【００１３】
また上記の効果に加えて、請求項３記載の発明によれば、請求項２の発明における洗浄装置を簡潔・低コストのものとすることができ、その運転費も低コストで済む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図１〜図５に示す一例により、この発明の実施の形態を説明する。図１において、１はろ過槽であり、その上部には中心を頂点とする山形断面のスクリーン２を取付けて、このスクリーン２の下方に微粒状の浮上性を有するろ材３の集合体から成るろ材層４を、所定の高さにわたって形成してある。ろ材は直径数mmの多孔質樹脂から成り、スクリーン２により水面への浮上を阻止されている。スクリーン２は図２に示すように多数のウエッジワイヤ５を小間隙ｇ（この例では０．７mm）を隔てて並設して成り、図中Ｓは、ウエッジワイヤ５に付着している付着堆積物であり、その分離除去法については後述する。また５０はスクリーン２の上方位置に設けた回転式の洗浄装置、４５はろ過槽１内の原水の水位Ｌh を検出する超音波式のレベル計で、これらの詳細については後述する。
【００１５】
１１は原水流入管で、原水ポンプＰ１を介して原水槽１２に接続され、ろ過槽１内の先端部には、上方へ拡開するガイド板１３が取付けてある。１５は散気管で、エア供給用のブロワ１６に接続され、ろ材層４内に空気を供給してろ材３の表面に付着した微生物から成る生物膜の生育を維持するためのものである。２１はこの散気管１５の下側位置に設けた集水管で、その所定間隔で設けた集水口部にはストレーナが設けてある。２３は集水管２１に接続した処理水排出管で、その中間部２３ａはろ過槽１内の原水の通常の水位Ｌh の高さまで立上げられたのち、紫外線殺菌装置２４を経て雑用水槽２５に接続されている。そしてこの中間部２３ａは通気管２６により外気に連通している。
【００１６】
原水ポンプＰ１の運転により原水流入管１１を経てろ過槽１内に供給された原水は、ろ材層４中を上方から下方へ通過して、ろ材３による物理ろ過およびろ材３に付着した生物膜による生物膜ろ過を受けて浄化され、開閉弁Ｖ１開弁状態の処理水排出管２３内を、中間部２３ａでオーバーフローする形で流れ、紫外線殺菌装置２４により殺菌後、処理水として雑用水槽２５へと排出される。そしてこの例では、この処理水はポンプと圧力タンクとをそなえた雑用水給水装置２７により、沈砂池に供給して沈砂池設備機器の洗浄用水などとして利用されるとともに、後述するスクリーン洗浄用水としても利用するように構成してある。
【００１７】
３０はろ材再生装置で、その主体をなすろ材貯留分離槽３１の中間部には、スクリーン２の中心直下部で先端部が開口するろ材引抜管３２を接続してある。またろ材貯留分離槽３１の底部には、開閉弁Ｖ３およびろ材引抜用のポンプＰ２をそなえた排水管３３が接続され、この排水管３３は開閉弁Ｖ４を介して原水流入管１１の中間部に接続されている。３４は一端部がろ過槽１内に開口する取水用の補助管で、返送用ポンプＰ３を経てろ材貯留分離槽３１の頂部に接続され、この接続点Ｑにおいて、後述の逆流水供給管を兼ねるろ材返送管３５に接続され、ろ材返送管３５の先端部は、ろ過槽１の下部内に開口している。
【００１８】
上記のろ材再生装置３０によるろ材再生時には、先ずろ材引抜き工程として、開閉弁Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４を開きポンプＰ２を運転して、ろ過槽１の上部からろ材３を原水と共に引抜く。ろ材貯留分離槽３１内に吸引されたろ材３は、浮力により上昇して静置される間、付着した汚泥が重力により下方へ分離して再生され、汚泥を含む原水は排水管３３，原水流入管１１を経てろ過槽１内に返送される。次にろ材返送工程として、前記各開閉弁を閉じ（以下、同様とする。）、開閉弁Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７を開き返送用ポンプＰ３を運転して、ろ過槽１から引出した処理水を補助管３４から接続点Ｑを経てろ材返送管３５へと送給すれば、ろ材貯留分離槽３１の頂部に浮上していたろ材３が処理水中に巻込まれて、ろ材返送管３５を経てろ過槽１内に戻される。次にろ材貯留分離槽３１の底部の汚泥を排出する排泥工程として、開閉弁Ｖ７，Ｖ３，Ｖ８を開きポンプＰ２を運転して、ろ過槽１の下部からろ材返送管３５内を逆流させた処理水を、ろ材貯留分離槽３１内を下降流として流し、排泥管３６を経て沈砂池へと排出する。そしてこれらのろ材再生の各工程は、図示しない制御装置により所定のサイクルタイムで間欠的に実施される。
【００１９】
４１は開閉弁Ｖ９をそなえた排出管で、一端部はろ過槽１の下部に開口し、他端部は排水管３３の中間部を介して排泥管３６に接続され、これらの管路およびポンプＰ２，開閉弁Ｖ８を利用することにより、前述のレベル計４５と共に、ろ過槽１内の処理水を排出して原水の水位を調節する水位調節装置４０を構成するものである。
【００２０】
次に図３および図４は、回転式の洗浄装置５０の詳細を示し、ろ過槽１の壁部を貫通して該壁部に固定取付けされた給水管５１の上向折曲端部にロータリージョイント５２を接続し、このロータリージョイント５２に嵌合・連通する短管状の軸にティーを接続して成る回転体５３が、スクリーン２の中心を通り鉛直方向に延びる中心軸線５４のまわりに回転自在に、ロータリージョイント５２により支持されている。この回転体５３には水平方向に延びる一対の水平管５５，５５が接続され、この各水平管の先端の折曲端部５５ａ，５５ａに、スプレーノズル５６，５６が取付けてある。
【００２１】
そして図４に示すように上記折曲端部５５ａは、鉛直下向方向に対して角度θだけ傾斜した方向を向いているので、スプレーノズル５６の噴射口５７も、上記角度θだけ傾斜した状態でスクリーン２の上面に対向している。このスプレーノズル５６の傾斜配置により、後述する洗浄用水の噴射時には、この噴射の反力Ｆ（詳しくはその水平分力Ｆｘ）により、スプレーノズル５６は（回転体５３および水平管５５，５５と共に）中心軸線５４のまわりに回転運動することになるのである。上記の傾斜角度θは、洗浄用水の噴射流量などに応じて、たとえば１０〜３０度の範囲内で選定すればよく、この例ではθ＝２０度としてある。
【００２２】
また図１に示すように、給水管５１は開閉弁Ｖ１０を介して、前述の雑用水給水装置２７の加圧水供給側に接続されている。６０は洗浄制御装置で、その制御によりスクリーン２の洗浄は次のようにして行なわれる。
【００２３】
すなわち、ろ過槽１による原水のろ過、およびろ材再生装置３０によるろ材３の再生は、ろ過装置全体制御用の図示しない制御装置による前述した各ポンプや開閉弁などの各部の制御により実施される。そしてこのろ過装置の操業中において、洗浄制御装置６０は図５に示すように、内蔵するタイマにより予め設定された時間間隔Ｔ１（たとえば７日間）経過時点で、先ず原水ポンプＰ１に停止指令を発し、これに続いて開閉弁Ｖ８，Ｖ９に開弁指令を発するとともに、レベル計４５により検出した原水の水位Ｌh の位置とポンプＰ２の吐出量とから、ポンプＰ２の運転によりろ過槽１内の原水の水位をスクリーン２の下側の所定のレベルＬd 位置に降下させるのに必要な時間Ｔ２を演算し、内蔵する水位調節用のタイマにより、ポンプＰ２を上記時間Ｔ２の間運転させる。これによってろ過槽１内の所定量の処理水が、図１に太線矢印で示すように排出管４１，排水管３３の一部，および排泥管３６を経て、沈砂池へと流出し、原水の水位は図３に示すように、レベルＬd 位置に低下した状態となる。
【００２４】
そこで開閉弁Ｖ８，Ｖ９を閉じたのち、洗浄制御装置６０に内蔵する別の洗浄時間設定用のタイマにより、開閉弁Ｖ１０を所定の時間Ｔ３だけ開く。これにより雑用水給水装置２７から供給された洗浄用水が、太線矢印で示すように給水管５１を経て洗浄装置５０へと供給され、各スプレーノズル５６の噴射口５７からスクリーン２の上面に吹付けられるとともに、この洗浄用水の噴射の反力により、スプレーノズル５６は回転体５３（および水平管５５）と共に中心軸線５４のまわりに回転運動する。
【００２５】
これによってスクリーン２の上面には万遍なく洗浄用水が吹付けられ、図２に示すようにこの吹付水Ｗによって、ウエッジワイヤ５に付着していた原水の浮遊物や生物膜などの付着堆積物Ｓが下方へ分離除去され、スクリーン２が清浄化される。このとき原水の水位は、ろ材３と共にスクリーン２から離間した下方位置にあるので、洗浄用水の吹付けにより付着堆積物Ｓを確実・容易にウエッジワイヤ５部から離脱させることができ、スクリーン２を効率よく洗浄することができる。
【００２６】
上記の洗浄水の吹付けを所定時間Ｔ３（たとえば１５分間）にわたって行なったのち、開閉弁Ｖ１０を閉じることにより、シーケンス制御による洗浄サイクルが完了するので、ろ過装置は通常の運転状態に復帰させればよい。そして上記の洗浄サイクルは、洗浄制御装置６０により前記の時間間隔Ｔ１ごとに自動的に繰返され、スクリーン２の広範囲にわたる目詰りが防止され、ろ過装置を支障なく操業できるのである。
【００２７】
またこの例では、洗浄装置５０におけるスプレーノズル５６を、このスプレーノズルからの洗浄用水の噴射の反力により自己回転させるように構成したので、装置が簡潔・低コストのもので済み、回転駆動のための動力費もかからず経済的であるという長所を有するものである。
【００２８】
この発明は上記の例に限定されるものではなく、たとえば洗浄装置５０の回転体５３は、モータなどの回転駆動機により回転駆動する構成としてもよく、また回転体５３の中心軸線５４は、スクリーン２の中心から偏心した位置に設けたり、鉛直方向に対して傾斜状に設けてもよい。また上記の超音波式のレベル計４５のかわりに検知部水中浸漬形のレベル計を用いて、原水の水位がレベルＬd に達したことを直接検出するようにしてもよく、この場合は上記の時間Ｔ２による制御は不要となる。
【００２９】
また上記の例は、スプレーノズル５６を中心軸線５４のまわりに回転運動させる回転式の洗浄装置５０を用いる場合について説明したが、スプレーノズルをスクリーン２の上方位置に固定配置した固定式の洗浄装置を用いてもよい。この場合の例としては、上記の例の水平管５５を多数本（たとえば６本）、平面内で放射状に配置してその基部を継手部材を介して給水管５１の上向折曲端部に固定接続し、各水平管５５の鉛直下向きの折曲端部５５ａにスプレーノズル５６を取付けて、スクリーン２の上面に広範囲にわたって洗浄用水を吹付けるようにした洗浄装置などが挙げられる。
【００３０】
また上記の例の自然沈降式のろ材貯留分離槽３１のかわりに遠心分離を行なうサイクロン式のろ材貯留分離槽を用いたり、これらの分離槽からのろ材の引抜きを、スクリーン頂部を貫通して下向きに開口する引抜管を通じて行なう形式のものとしたり、殺菌装置として紫外線殺菌装置２４のかわりに電解方式の殺菌装置を用いるなど、ろ材再生装置やろ過槽その他の移床式ろ過装置各部の具体的構成も、上記以外のものとしてもよい。
【００３１】
またスクリーン洗浄用の洗浄用水としては、上記の例の雑用水給水装置２７のように他用途の加圧水供給装置の加圧水を利用すれば、洗浄用水供給のための専用のポンプやその運転費が不要で、洗浄用水を低コストで調達できるという利点を有するものであるが、このかわりに上記の専用のポンプなどの給水装置を設けた構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の実施の形態の一例を示す移床式ろ過装置の全体系統図である。
【図２】図１におけるスクリーンの要部拡大断面図である。
【図３】図１におけるろ過槽の上部拡大縦断面図である。
【図４】図３における水平管の折曲端部の矢視Ａ−Ａ側面（拡大）図である。
【図５】図１における洗浄制御装置による制御内容を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００３３】
１…ろ過槽、２…スクリーン、３…ろ材、４…ろ材層、１１…原水流入管、１５…散気管、２１…集水管、２７…雑用水給水装置、３０…ろ材再生装置、３３…排水管、３６…排泥管、４０…水位調節装置、４１…排出管、４５…レベル計、５０…洗浄装置、５１…給水管、５２…ロータリージョイント、５３…回転体、５４…中心軸線、５５…水平管、５６…スプレーノズル、５７…噴射口、６０…洗浄制御装置、Ｐ１…原水ポンプ、Ｐ２…ポンプ、Ｖ８…開閉弁、Ｖ９…開閉弁、Ｖ１０…開閉弁。
【図１】
2008093552.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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