(57)【要約】【課題】移動床式ろ過装置において、ろ材の循環再生処理を行っているときに原水が多く引き抜かれて、そのままろ過槽へと戻されることにより浄化効率が低下する問題を解決する。【解決手段】移動床式ろ過装置において、原水の流入を流入部２０ａ−１からの流入と流入部２０ａ−２からの流入とに切替可能とする。また併せて処理水の集水を集水管２６−１からの集水と集水管２６−２からの集水とに切替可能とする。そしてろ材１２の循環再生処理時には流入部２０ａ−２からの流入及び集水管２６−２からの集水を行い、ろ材１２の循環再生処理を行わないときには流入部２０ａ−１からの流入及び集水管２６−１からの集水を行うようにする。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろ過槽内に浮上ろ材の集まったろ材層を形成し、原水流入管の流入部から該ろ過槽の上部に流入させた原水を該ろ材層を通じて下向きに流してろ過処理し、処理水を集水部で集水して該ろ過槽外に取り出すとともに、該ろ過槽の上部から該ろ材を引き抜いて該ろ材に付着した汚濁物質を除去し、再生したろ材を該ろ過槽の下部へと戻すろ材の循環再生処理を行うようになした移動床式ろ過装置において、
前記流入部からの原水の流入位置を前記ろ材層内部に設定した上流入位置と下流入位置との間で変更可能とし、又は／及び前記集水部による処理水の集水位置を該ろ材層内部に設定した下集水位置と上集水位置との間で変更可能とし、前記ろ材の循環再生処理時には前記下流入位置からの流入又は／及び前記上集水位置からの集水を行い、該ろ材の循環再生処理を行わないときには前記上流入位置からの流入又は／及び前記下集水位置からの集水を行うようになしたことを特徴とする移動床式ろ過装置。
【請求項２】
請求項１において、前記流入部又は／及び集水部を予め上下に２箇所若しくはそれ以上の複数箇所に設けておいて、切替手段による切替えにより原水の流入位置又は／及び処理水の集水位置を変更可能となしたことを特徴とする移動床式ろ過装置。
【請求項３】
請求項１において、前記流入部又は／及び集水部を上下に移動可能に設けておき、それら流入部又は／及び集水部の移動により、原水の流入位置又は／及び処理水の集水位置を変更可能となしたことを特徴とする移動床式ろ過装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ろ材層に原水を通してろ過処理し、その処理水を外部に取り出すようにした移動床式ろ過装置に関し、詳しくはろ過後の処理水の水質改善のための技術手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水等の汚水を浄化処理するための装置として、ろ過槽内に浮上ろ材の集まったろ材層を形成し、原水流入管の流入部からろ過槽の上部に流入させた原水（汚水）を、ろ材層を通じて下向きに流してろ過処理し、その処理水を集水部で集水してろ過槽外に取り出すとともに、ろ過槽の上部からろ材を引き抜いてろ材に付着した汚濁物質を除去し、再生したろ材をろ過槽の下部へと戻すろ材の循環再生処理を行うようになした移動床式ろ過装置が従来公知である。
【０００３】
図４はその一例を示したものである。
このろ過装置（移動床式ろ過装置）は下記特許文献１に開示されたもので、ろ過槽２００内に浮上ろ材（以下単にろ材とする）２０４の集まったろ材層２０２を形成し、そして原水流入管２０６を通じて送られて来た原水を、ろ過槽２００内の流入部２０６ａからろ過槽２００の上部に流入させてろ材層２０２を通じて下向きに流し、その過程で原水をろ材層２０２によりろ過処理するとともに、ろ過処理した処理水を、集水部２０２ａで集水して処理水管２０８を通じ外部に取り出すようにしている。
【０００４】
このろ過装置にあっては、ろ材環流管２１０を設けてろ過槽２００の上部から内部のろ材２０４を引き抜き、そしてろ材２０４に付着した汚濁物質を剥離し除去した上で、再生したろ材２０４をろ過槽２００の下部へと戻すようにしている。
【０００５】
尚、２２４は再生したろ材２０４と汚濁物質とを分離するろ材貯溜分離槽で、２２６は汚濁物質（汚泥）を外部に排出する排泥管である。
このろ過装置ではまた、集水部２０２ａがろ材層２０２の下側に位置しており、そこからろ材層２０２を通った後の処理水を集水して、処理水管２０８を通じ外部に取り出すようにしている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−５１５１０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこの種の従来の移動床式ろ過装置にあっては、流入部２０６ａから流入した原水がろ材層２０２を下向きに流れる際にろ材層２０２によるろ過抵抗が発生する。
加えて原水の流入部２０６ａとろ材２０４の引抜部とは近い位置にあるため、ろ材２０４の循環再生処理を行いながら流入部２０６ａから原水をろ過槽２００の上部に流入させると、流入した原水の一部（場合によって大部分）がろ材層２０２内を下向きに移動しないで、そのまま引抜部からろ材環流管２１０の側に引き抜かれてしまって、再びろ過槽２００の下部へと戻されてしまう問題がある。
【０００８】
即ち流入した原水がろ材層２０２をバイパスして（ショートパスして）ろ過槽２００の下部へと再び戻されてしまうといった問題が生じる。
而してそのような原水のショートパスが生ずると、ろ材層２０２による原水の浄化効率が悪くなり、従ってろ過槽２００による原水の水質改善に際しての水質改善効果が低下してしまう。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の移動床式ろ過装置はこのような課題を解決するために案出されたものである。
而して請求項１のものは、ろ過槽内に浮上ろ材の集まったろ材層を形成し、原水流入管の流入部から該ろ過槽の上部に流入させた原水を該ろ材層を通じて下向きに流してろ過処理し、処理水を集水部で集水して該ろ過槽外に取り出すとともに、該ろ過槽の上部から該ろ材を引き抜いて該ろ材に付着した汚濁物質を除去し、再生したろ材を該ろ過槽の下部へと戻すろ材の循環再生処理を行うようになした移動床式ろ過装置において、前記流入部からの原水の流入位置を前記ろ材層内部に設定した上流入位置と下流入位置との間で変更可能とし、又は／及び前記集水部による処理水の集水位置を該ろ材層内部に設定した下集水位置と上集水位置との間で変更可能とし、前記ろ材の循環再生処理時には前記下流入位置からの流入又は／及び前記上集水位置からの集水を行い、該ろ材の循環再生処理を行わないときには前記上流入位置からの流入又は／及び前記下集水位置からの集水を行うようになしたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２のものは、請求項１において、前記流入部又は／及び集水部を予め上下に２箇所若しくはそれ以上の複数箇所に設けておいて、切替手段による切替えにより原水の流入位置又は／及び処理水の集水位置を変更可能となしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３のものは、請求項１において、前記流入部又は／及び集水部を上下に移動可能に設けておき、それら流入部又は／及び集水部の移動により、原水の流入位置又は／及び処理水の集水位置を変更可能となしたことを特徴とする。
【００１２】
【作用及び発明の効果】
以上のように本発明は、流入部からの原水の流入位置をろ材層内部に設定した上流入位置と下流入位置との間で変更可能とし、或いは集水部による処理水の集水位置をろ材層内部に設定した下集水位置と上集水位置との間で変更可能としたものである。
そして本発明の装置では、ろ材の循環再生処理時には下流入位置からの原水の流入或いは上集水位置からの処理水の集水を行い、またろ材の循環再生処理を行わないときには上流入位置からの流入或いは下集水位置からの集水を行う。
【００１３】
かかる本発明の装置にあっては、ろ材の循環再生処理を行わないときには上流入位置から流入した原水がろ材の引抜部から引き抜かれることなく、そのままろ材層の実質全体を下向きに通過してろ過処理され、集水部で集水されて外部に取り出される。
【００１４】
一方ろ材の循環再生処理を行っているとき、即ち引抜部からろ材の引抜きを行っているときには、原水はろ材層内部の下流入位置からろ過槽内に流入する。
この下流入位置はろ材の引抜部に対し上流入位置よりも遠いため、更には下流入位置から流入した原水が引抜部まで移動する際には、その間に位置しているろ材の抵抗が働くため、下流入位置から流入した原水がそのまま引抜部から引き抜かれてしまうのが抑制される。
【００１５】
即ち上流入位置から原水を流入させた場合に比べて下流入位置から原水を流入させた場合の方が、引抜部に引き抜かれる原水の量が少なくなり、相対的にろ材層を通過する原水の量が多くなる。即ちろ材層をショートパスする原水の量が少なく抑えられる。
【００１６】
加えて、下流入位置から流入した原水がたとえ引抜部から引き抜かれるとしても、下流入位置から引抜部に到るまで原水がろ材層の一部を通過することとなるため、そこである程度ろ過処理される。
従って下流入位置から原水を流入させることによって原水の浄化効率が高まり、処理水の水質改善効果が高まる。
【００１７】
本発明のろ過装置では、下流入位置から原水を流入させるのに代えて或いはこれとともに、ろ材層内部の上集水位置から処理水の集水を行う。この場合においても上記と同様の効果が得られる。
即ち、上集水位置から集水するようにした場合、再生ろ材のろ過槽内への吐出部、即ちろ材の循環再生側に引き抜かれた原水のろ過槽への吐出部と集水部とが遠くなるため、更にはまたろ材層をショートパスしてろ過槽の下部に戻された原水が集水部に到達するためにはろ材層の一部を通過しなければならず、その際にろ材による抵抗が発生して引抜部から引き抜かれる原水の量が少なくなり、更にまたろ材の循環再生側に原水が引き抜かれたとしても、ろ過槽への吐出部から集水部に到るまで原水がろ材層の一部を通過してそこである程度ろ過処理が行われることとなるため、下集水位置から集水した場合に比べて上集水位置から集水した場合の方が原水の浄化効率が高くなり、従って処理水における水質の改善効果が高められるのである。
【００１８】
尚本発明では、ろ材の循環再生処理を行うとき、下流入位置からの原水の流入及び上集水位置からの処理水の集水の何れかを択一的に行うこともできるが、望ましいのはその両方を行うことである。
このようにした場合特に処理水の水質改善効果が効果的に高められる。
【００１９】
本発明においては、流入位置を上下に変更し或いはまた集水位置を上下に変更する手段として、流入部又は集水部を予め上下に２箇所若しくはそれ以上の複数箇所に設けておき、切替手段による切替えによって原水の流入位置又は処理水の集水位置を変更するようになすことができる（請求項２）。
このようにすることで、簡単に原水の流入位置若しくは処理水の集水位置を上下に２箇所若しくはそれ以上の複数箇所に切り替えることができる。
【００２０】
或いはその他の手段として、流入部又は集水部を上下に移動可能に設けておき、それら流入部，集水部の移動により原水の流入位置又は処理水の集水位置を変更するようになすこともできる（請求項３）。
【００２１】
【実施例】
次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１０は本例の移動床式生物膜ろ過装置のろ過槽で、内部に微粒状の浮上ろ材（以下単にろ材とする）１２の集合体から成るろ材層１４が所定の高さ範囲（ここでは３ｍ程度）に亘って形成されている。
【００２２】
ここでろ材１２は大きさが数ｍｍ程度の微粒状のもので、微生物の付着した多孔質の発泡ポリスチレンから成っており、その比重は０．１以下程度で、大きな浮上力を有している。
但しろ材１２は、図２に示す多数のウェッジワイヤ１６から成るウェッジワイヤスクリーン１８にて水面への浮上が阻止されている。
【００２３】
２０は原水流入管で、この原水流入管２０を通じて原水（汚水）がろ過槽１０の上部に流入させられる。
流入した原水は、後に述べる処理水の取出しに伴ってろ材層１４内部を下向きに通過して流れ、その過程でろ材１２によるろ過処理によって汚れが除去されて浄化される。
【００２４】
ここで原水流入管２０は分岐管２０−１，２０−２に分岐しており、それぞれの先端部に原水の流入部２０ａ−１，２０ａ−２が設けられている。
これら流入部２０ａ−１，２０ａ−２はそれぞれろ材層１４内部に位置している。また流入部２０ａ−２は流入部２０ａ−１に対し所定距離下側に配置されている。
即ちこの例では、流入部２０ａ−１からの原水の流入位置が設定された上流入位置となり、また流入部２０ａ−２からの原水の流入位置が設定された下流入位置となる。
【００２５】
上記一対の分岐管２０−１，２０−２上にはそれぞれ切替手段としての開閉バルブ（以下単にバルブとする）２２−１，２２−２が設けられており、それらバルブ２２−１，２２−２によって、流入部２０ａ−１からの流入から流入部２０ａ−２からの流入に、若しくはその逆にろ過槽１０への原水の流入が切り替えられるようになっている。
【００２６】
即ちこの例では、図１に示しているようにバルブ２２−１が閉，バルブ２２−２が開の状態の下で、下位置にある流入部２０ａ−２からろ過槽１０への原水の流入が行われ、また図３に示しているようにバルブ２２−１が開，バルブ２２−２が閉の状態の下で、上位置にある流入部２０ａ−１からろ過槽１０への原水の流入が行われる。
【００２７】
２４はろ過処理後の処理水をろ過槽１０外に取り出す処理水管で、ろ過槽１０内部且つろ材層１４内部において集水管（集水部）２６−１，２６−２がこの処理水管２４に接続されている。
ここで集水管２６−２は集水管２６−１に対し所定距離上側に配置されている。
即ちこの例では、集水管２６−１による処理水の集水位置が設定された下集水位置となり、また集水管２６−２による処理水の集水位置が設定された上集水位置となる。
【００２８】
これら集水管２６−１，２６−２のそれぞれには複数の集水口２８が設けられており、それらから処理水を集水するようになっている。
尚各集水口２８にはストレーナが装着してある。
【００２９】
また一対の集水管２６−１，２６−２上にはそれぞれ切替手段としての開閉バルブ（以下単にバルブとする）３０−１，３０−２が設けられており、それらバルブ３０−１，３０−２によって、集水管２６−１による集水から集水管２６−２による集水に、若しくはその逆に処理水の集水が切り替えられるようになっている。
【００３０】
即ちこの例では、図１に示しているようにバルブ３０−１が閉，バルブ３０−２が開の状態の下で、上位置にある集水管２６−２による集水が行われ、また図３に示しているようにバルブ３０−１が開，バルブ３０−２が閉の状態の下で、下位置にある集水管２６−１による集水が行われるようになっている。
【００３１】
３２は散気管で、ブロワにて送られた空気がその散気管３２からろ材層１４内部に供給されるようになっている。
３４はろ過槽１０の上部からろ材１２を引き抜いて再びろ過槽１０の下部へと戻す、ろ材１２の循環再生路を形成するろ材環流管で、このろ材環流管３４上に循環ポンプ３６が設けられており、循環ポンプ３６の作動によりろ材環流管３４における引抜管３４ａを通じてろ過槽１０の上部からろ材１２が引き抜かれる。
【００３２】
この循環ポンプ３６は、引き抜いたろ材１２からそこに付着した汚濁物質を剥離させる働きを併せ有するもので、ここでは循環ポンプ３６としてインペラを含む接液部がゴムライニングされたスラリーポンプ（又はモーノポンプ）が用いられている。
尚循環ポンプ３６の回転数はここでは１０００ｒｐｍ以下である。
【００３３】
この例では、循環ポンプ３６に流入したろ材１２が循環ポンプ３６のインペラに当るなどして、その循環ポンプ３６による撹拌効果でろ材１２に付着した汚濁物質がろ材１２から剥離される。
その後、汚濁物質の剥離によって再生したろ材１２と汚濁物質とが、同じくろ材環流管３４上に設けられたろ材貯溜分離槽３８へと流入し、そこにおいて比重の重い汚濁物質が底部に沈降し、また一方比重の軽い再生したろ材１２がろ材貯溜分離槽３８内において浮上し、ここにおいて汚濁物質と再生したろ材１２とが上下に分離される。
【００３４】
再生したろ材１２は、その後ろ材環流管３４の戻し管３４ｂを通じてろ過槽１０の下部、詳しくはろ材層１４より下側に設けた案内部材４０の下側に戻される。
案内部材４０は全体として略傘状をなしており、またその中央部には開口４２が形成されている。
【００３５】
案内部材４０の下側に戻されたろ材１２は、案内部材４０による案内の下にその中央部の開口４２からろ材層１４に向かってろ過槽１０内を浮上する。
尚ろ材貯溜分離槽３８の底部には排泥管４４が接続されており、ろ材貯溜分離槽３８の底部に沈降した汚泥が、この排泥管４４を通じて外部に排泥される。
【００３６】
次に本例の移動床式生物膜ろ過装置の作用を説明する。
本例の装置では、ろ材１２の循環再生処理を行っているときと行わないときとで、原水の流入位置及び処理水の集水位置を変更する。
詳しくは、ろ材１２の循環再生処理を行わないとき、即ちろ過槽１０の上部からろ材１２の引抜きを行わないときには、図３に示しているように分岐管２０−１上のバルブ２２−１を開，分岐管２０−２上のバルブ２２−２を閉の状態とし、また集水管２６−１上のバルブ３０−１を開，集水管２６−２上のバルブ３０−２を閉の状態とする。
【００３７】
この状態において原水流入管２０を通じて送られて来た原水は、ろ材層１４内部の上位置にある流入部２０ａ−１からろ過槽１０内に流入する。即ち設定された上流入位置から原水がろ過槽１０内に流入する。
【００３８】
ろ過槽１０内に流入した原水は、ろ材層１４を通じて下向きに流れ、その過程で汚れがろ材層１４のろ過処理により除去され、原水が浄化される。
そして浄化後の処理水が下位置にある集水管２６−１で集水されて、処理水管２４を通じ外部に取り出される。
【００３９】
一方ろ材１２の循環再生処理を行っているとき、即ちろ材１２をろ過槽１０の上部から引抜管３４ａを通じて引き抜き、そして引き抜いたろ材１２から汚濁物質を除去してろ材１２を再生し、ろ過槽１０の下部へと戻す処理を行う際には、図１に示しているように分岐管２０−１上のバルブ２２−１を閉，分岐管２０−２上のバルブ２２−２を開の状態とし、原水の流入を上位置にある流入部２０ａ−１からの流入から下位置にある流入部２０ａ−２からの流入に切り替える。即ち原水の流入を上流入位置から下流入位置へと切り替える。
【００４０】
またこれと併せて集水管２６−１上のバルブ３０−１を閉，集水管２６−２上のバルブ３０−２を開の状態とし、処理水の集水を集水管２６−１による集水から集水管２６−２による集水に切り替える。即ち処理水の集水を下集水位置から上集水位置へと切り替える。
【００４１】
この場合原水流入管２０を通じて送られて来た原水は、下位置にある流入部２０ａ−２からろ過槽１０内へと流入した後、ろ材層１４を下向きに流れ、そして上位置にある集水管２６−２で処理水が集水されて、処理水管２４を通じ外部へと取り出される。
【００４２】
以上のような本例の装置において、流入部２０ａ−２はろ材１２の引抜部に対し流入部２０ａ−１よりも下方に遠く隔たっているため、更には流入部２０ａ−２から流入した原水が引抜部まで移動するには、その間に位置しているろ材１２の抵抗が働くため、流入部２０ａ−２から流入した原水が引抜部からそのまま引き抜かれてしまうのが抑制される。
【００４３】
即ち上位置にある流入部２０ａ−１から原水を流入させた場合に比べて、下位置にある流入部２０ａ−２から原水を流入させた場合の方が、引抜部に引き抜かれる原水の量が少なくなり、相対的にろ材層１４を通過する原水の量が多くなる。即ちろ材層１４をショートパスする原水の量が少なく抑えられる。
【００４４】
加えて、流入部２０ａ−２から流入した原水がたとえ引抜部から引き抜かれるとしても、下位置にある流入部２０ａ−２から引抜部に到るまで原水がろ材層１４の一部を通過することとなるため、そこである程度ろ過処理される。
従って下位置にある流入部２０ａ−２から原水を流入させることによって原水の浄化効率、つまり処理水の水質改善効果を高めることができる。
【００４５】
また本例では、下位置にある流入部２０ａ−２からの原水の流入と併せて、ろ材層１４内部の上位置にある集水管２６−２から処理水の集水を行っていることから、更に処理水の水質改善効果を高めることができる。
【００４６】
即ち上位置にある集水管２６−２から集水するようにした場合、ろ過槽１０内へ再生ろ材１２を戻すための吐出部、即ちろ材環流管３４に引き抜かれた原水のろ過槽１０への吐出部と集水部２６−２とが遠くなるため、更にはまたろ材層１４をショートパスしてろ過槽１０の下部に戻された原水が集水部２６−２に到達するためにはろ材層１４の一部を通過しなければならず、その際にろ材１２による抵抗が発生して引抜部から引き抜かれる原水の量が少なくなるため、更にろ材１２の循環再生側に原水が引き抜かれたとしても、ろ過槽１０への吐出部から集水部２６−２に到るまで原水がろ材層１４の一部を通過してそこである程度ろ過処理が行われることとなるため、下位置にある集水部２６−１による集水に比べて上位置にある集水部２６−２で集水した場合の方が原水の浄化効率が高くなり、処理水の水質の改善効果が高まるのである。
【００４７】
本発明においてはまた、原水の流入位置及び処理水の集水位置を上下に変更する手段として、予め上下に２箇所流入部２０ａ−１，２０ａ−２及び集水管２６−１，２６−２をそれぞれ設け、バルブ２２−１，２２−２，３０−１，３０−２による切替えによって原水の流入位置及び処理水の集水位置を変更するようにしていることから、原水の流入位置及び処理水の集水位置を上下に２箇所に簡単に切り替えることができる。
【００４８】
以上本発明の実施例を詳述したがこれはあくまで一例示である。
例えば本発明においては流入部を上下に移動可能に設けておき、流入部の上下移動によって原水の流入位置を上下に変更するようになすことも可能である。
また同様に集水部を上下に移動可能に設けておき、その上下移動によって処理水の集水位置を上下に変更することも可能である。
或いはまたその他の手段によって原水の流入位置，処理水の集水位置を上下に変更することも可能である。
【００４９】
また上例では、原水の流入位置，処理水の集水位置を２つの位置で変更するようにしているが、場合によって３つないしそれ以上の複数位置で多段階に原水の流入位置，処理水の集水位置を変更するようになすこともできるし、或いはまた必要であれば原水の流入位置，処理水の集水位置を上下方向に無段階で連続的に変化させるといったことも可能であるなど、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において様々な変更を加えた形態で構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である移動床式ろ過装置を示す図である。
【図２】図１の要部を拡大して示す図である。
【図３】同実施例の移動床式ろ過装置を図１とは異なった作用状態で示す図である。
【図４】従来の移動床式ろ過装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０　ろ過槽
１２　浮上ろ材
１４　ろ材層
２０　原水流入管
２０ａ−１，２０ａ−２　流入部
２２−１，２２−２，３０−１，３０−２　開閉バルブ（切替手段）
２６−１，２６−２　集水管（集水部）
【図１】
2004105880.tif 000003
【図２】
2004105880.tif 000004
【図３】
2004105880.tif 000005
【図４】
2004105880.tif 000006