(57)【要約】【課題】大量の雨水が流入した場合にも、大部分の汚濁固形物質を除去することができ、また逆洗操作を迅速に行なうことができる合流下水の高速ろ過方法を提供する。【解決手段】合流下水を上面を共通処理水槽５とした複数の上向流式のろ過槽１に導き、各ろ過槽１の内部に充填されたかさ密度が０．１〜０．４の浮上ろ材４により、１０００〜１２００ｍ／日のろ過速度で高速ろ過する。浮上ろ材の閉塞が生じた際には、洗浄対象となるろ過槽１への原水の供給を停止したうえ、共通処理水槽５内の処理水を洗浄対象ろ過槽１に１．２〜４．０ｍ／分の速度で下向きに流して逆洗を行なう。【選択図】    図１
2004290752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水である合流下水を、上面を共通処理水槽とした複数の上向流式のろ過槽に導き、各ろ過槽の内部に充填された浮上ろ材により１０００〜１２００ｍ／日のろ過速度で高速ろ過するとともに、浮上ろ材の閉塞が生じた際に、洗浄対象ろ過槽への原水の供給を停止したうえ、共通処理水槽内の処理水を洗浄対象ろ過槽に下向きに流す逆洗を、各ろ過槽に対して順次行なうことを特徴とする合流下水の高速ろ過方法。
【請求項２】
逆洗速度を１．２〜４．０ｍ／分とした請求項１記載の合流下水の高速ろ過方法
【請求項３】
かさ密度が０．１〜０．４の浮上ろ材を使用する請求項１記載の合流下水の高速ろ過方法
【請求項４】
５０％圧縮かたさが０．１ＭＰａ以上である浮上ろ材を使用する請求項１記載の合流下水の高速ろ過方法
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、汚水と雨水が下水として合流する合流式下水道に適用される合流下水の微生物浄化によらない高速ろ過方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２００１−２１９１９３号公報
【０００３】特許文献１に示されるような下水と雨水との合流式下水道においては、晴天時と雨天時との流量が大幅に変化する。一般に合流式下水処理場では、雨天時における下水処理場への時間最大流入水量を設計水量Ｑの３倍の３Ｑに規制している。そのうちＱについては晴天時と同様の通常処理を行なうことができるが、Ｑを超え３Ｑまでの分については処理場反応槽の通常の処理能力を超えるため、最初沈殿池をそのまま利用した簡易処理を行なっている。そしてさらに水量が増して３Ｑを超えた場合には、全く処理することなくそのまま河川等に放流しているのが実情である。
【０００４】従って雨天時に合流下水の水量がＱを超えて増加した場合には、ほとんどの汚濁物質がそのまま河川等に放流されることとなり、環境を汚染する結果となる。特に下水道の普及が早かった大都市では合流式下水道が採用されていることが多いため、ウオーターフロントの開発に伴いこの環境問題が顕在化しつつある。
【０００５】このような問題に対処するため、現在、雨水の物理的な処理を行う高速ろ過装置が積極的に開発されつつある。しかしながら、現在研究段階で行われている雨水高速ろ過装置はろ材厚さを２ｍ以上で、且つ下部にろ材流出防止スクリーンを必要とするものであり、あるいは処理効率を向上させるために凝集剤を投入する機構を具備した装置となっており、実用化に際しては、水深２．５〜４ｍの既設最初沈殿池等の土木設備を利用することが不可能で、土木構造物から新規に構築する必要があり、多大な費用を要する技術であった。また、ろ材層が閉塞した際の逆洗に長時間を要するため逆洗が追いつかず、大量の雨水が流入するとろ過層が閉塞してしまうという問題もあった。
【０００６】また下部にろ材流出防止スクリーンを必要としないろ材を用いた浄化装置なども開発されているが、これはろ材に微生物を固定化させ生物浄化を行う目的で行われ、主として浄化槽などに適用される技術である。処理速度は生物反応である事を考慮して一般に１００ｍ／日以下であり、その技術を本請求項に示すような高速ろ過に用いた場合は、ろ材の圧縮強度が足らないため、ろ材が変形してしまうため、すぐに目詰まりして安定したろ過ができないという欠点があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来の問題点を解決して、雨天時にＱを超える雨水が流入したり、更に３Ｑを超える大量の雨水が流入した場合にも、大部分の汚濁固形物質を除去することができ、既存の最初沈殿池や雨水貯留池を簡易に改造することにより安価に設置が可能であり、しかも逆洗操作を迅速に行なうことができる合流下水の物理的な高速ろ過方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するためになされた本発明は、原水である合流下水を、上面を共通処理水槽とした複数の上向流式のろ過槽に導き、各ろ過槽の内部に充填された浮上ろ材により１０００〜１２００ｍ／日のろ過速度で高速ろ過するとともに、浮上ろ材の閉塞が生じた際に、洗浄対象ろ過槽への原水の供給を停止したうえ、共通処理水槽内の処理水を洗浄対象ろ過槽に下向きに流す逆洗を、各ろ過槽に対して順次行なうことを特徴とするものである。なお逆洗速度を１．２〜４．０ｍ／分とすることが好ましく、かさ密度が０．１〜０．４の浮上ろ材を使用することが好ましい。さらに、圧密を避けるために５０％圧縮かたさが０．１ＭＰａ以上である浮上ろ材を使用することが好ましい。
【０００９】本発明によれば、雨天時に下水処理場に流入する大量の合流下水を、複数の上向流式のろ過槽に導き、各ろ過槽の内部に充填された浮上ろ材により１０００〜１２００ｍ／日のろ過速度で高速ろ過する。このためＱを超える雨水が流入したり、更に３Ｑを超える大量の雨水が流入した場合にも、大部分の汚濁固形物質を除去することができる。また、既設の最初沈殿池や雨水貯留池の一部を区画して設置できるので、新たな土木設備の構築と設置スペースの確保を必要としない。さらに各ろ過槽に対する逆洗を、順次迅速に行なうことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１は本発明の合流下水の高速ろ過に用いる装置を示す断面図、図２はそのＡ−Ａ断面図である。この装置は、合流式下水処理場に設けられていた従来の最初沈殿池または雨水貯留槽を改造することにより構築されている。この実施形態では、隔壁２により区画された３つのろ過槽１が設けられている。槽数は複数であればその数は任意である。
【００１１】これらのろ過槽１は上向流式のろ過槽であり、図２に示されるように各槽ごとに垂直な原水流入部３を備えている。合流雨水はこれらの原水流入部３から槽下部に供給され、浮上ろ材４の充填層を通過する間にＳＳが捕捉され、処理水は上方に抜ける。図１に示すように各ろ過槽１の上面は共通処理水槽５となっており、処理水はその端部（図面上の右端部）から取り出され、河川等に放流される。なお、浮上ろ材４の流出を防止するために、浮上ろ材４の充填層の上面にはネット６が設けられている。
【００１２】本発明で用いられる浮上ろ材４としては、かさ密度が０．１〜０．４の発泡高分子からなるものが好ましい。かさ密度が０．４を超えると、逆洗時に下方に流出するおそれがある。このような物性を持つ発泡高分子としては、発泡ポリプロピレン、発泡ポリスチレン、発泡ポリエチレン等を挙げることができる。また本発明で用いられる浮上ろ材４としては、サイズが４〜１０ｍｍの凹凸状または筒状のものが好ましい。ここで凹凸状とするのは、浄化用微生物の付着を目的とするものではなく、凹凸部分にて汚濁固形物質をひっかけたり、抑留させて除去しやすくすることが目的であり、立方体や球体のような単純形状ではなく、外表面に何らかの凹凸を備えた異形状を意味するものである。浮上ろ材４の充填層の厚さは、従来に比較して半分以下の１ｍ程度とすることができる。
【００１３】このような浮上ろ材４が充填されたろ過槽３は、ろ材の圧密がなく多量のＳＳを捕捉できる。そこで本発明では、１０００〜１２００ｍ／日のろ過速度で高速ろ過を行なわせる。凝集剤を添加することなく１０００ｍ／日以上の高速ろ過を行なえる実設備は従来知られていない。このような高速ろ過を行なうことにより、大量の雨水が集中的に下水に流入した場合にも、その全量をＳＳ除去率７０％程度でろ過処理することができる。しかし１２００ｍ／日を越えるとＳＳ除去率が低下するので好ましくない。
【００１４】本発明ではこのような高速ろ過が可能であるため、大量の合流下水を高速処理することができる。しかしＳＳの捕捉量が増加するにつれて浮上ろ材４の層に閉塞が生じ、圧損が増加してろ過能力が低下するため、逆洗の必要が生じる。このとき本発明では、洗浄対象となるろ過槽１への原水の供給を停止したうえ、共通処理水槽５内の処理水を洗浄対象ろ過槽１に下向きに流して逆洗を行なう。
【００１５】このように洗浄対象ろ過槽１への原水の供給を停止できるようにするため、各ろ過槽１の原水流入部３に原水を供給する原水供給口７に図２のようにスライドゲート８を取りつけ、開閉可能とすることが好ましい。またスライドゲート８の替わりに、開閉バルブを用いることもできる。
【００１６】逆洗の手順は次のとおりである。
先ず図３に示すように、洗浄対象ろ過槽１への原水の供給を停止し、そのろ過槽１の底部に設けられた洗浄排水弁９を開く。すると共通処理水槽５内の処理水が浮上ろ材４の充填層を通過して下方に流下し、洗浄排水管１０を経由して洗浄排水槽１１に排出される。このとき、浮上ろ材４の充填層の逆洗が行なわれる。逆洗速度は１．２〜４．０ｍ／分とする。逆洗速度がこれよりも遅いと逆洗効果が不十分となり、これより速いと逆洗水とともに浮上ろ材４が流出するおそれがある。
【００１７】本発明において、洗浄対象ろ過槽１への原水の供給を停止したうえ逆洗を行なうのは、上記の逆洗速度を確保するためである。すなわち、原水の供給を継続したままでも洗浄排水弁９を開けば逆洗は可能であるが、原水の一部がそのまま洗浄排水管１０を経由して洗浄排水槽１１に排出されることとなるため、浮上ろ材４の充填層を通過する真の逆洗水量がその分だけ割愛され、逆洗速度の低下を招く。本発明のように洗浄対象ろ過槽１への原水の供給を停止したうえ逆洗を行なえば、そのようなおそれが無い。
【００１８】
このような逆洗により、閉塞した浮上ろ材４の充填層は攪拌されて膨張し、浮上ろ材４からＳＳが分離される。かさ密度の小さい浮上ろ材４は逆洗のための下降流に抗して浮上するためほぼ元の位置に留まり、下部にネットを設けなくても流失するおそれはない。また分離したＳＳは逆洗水とともに槽下部に流下して洗浄排水管１０から排出される。洗浄排水は洗浄排水槽１１に設けられた排水ポンプ１２により、汚水流入水路あるいは、従来の最初沈殿池に導かれて処理される。
【００１９】なお、上記の逆洗は各ろ過槽１に対して順次行なわれるが、洗浄対象ろ過槽１以外のろ過槽１では高速ろ過処理が継続的に進行するため、共通処理槽５へは常に処理水が供給される。１槽の逆洗に要する時間は２分程度であり、従来の逆洗処理時間の１／１０程度である。このため３Ｑを越える大量の合流下水が流入したときにも、高速ろ過処理を行ないながら逆洗を行なうことができる利点がある。
【００２０】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の合流下水の高速ろ過方法によれば、雨天時にＱを超える雨水が流入したり、更に３Ｑを超える大量の雨水が流入した場合にも、高速ろ過処理によって大部分の汚濁固形物質を除去することができ、従来のような環境汚染を防止することができる。また本発明の合流下水の高速ろ過方法によれば、ろ過を継続しながら各ろ過槽に対して逆洗操作を順次迅速に行なうことができる。しかも本発明では浮上ろ材の厚さを薄くできるうえ、広い面積も要しないので、既存の最初沈殿池や雨水貯留池を改造することにより安価に設置が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の雨水処理装置を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】逆洗状態を説明する断面図である。
【符号の説明】
１  ろ過槽、２  隔壁、３  原水流入部、４  浮上ろ材、５  共通処理水槽、６ネット、７  原水供給口、８  スライドゲート、９  洗浄排水弁、１０  洗浄排水管、１１  洗浄排水槽、１２  排水ポンプ
【図１】
2004290752.tif 000003
【図２】
2004290752.tif 000004
【図３】
2004290752.tif 000005