(57)【要約】【課題】汚水と雨水とを共通に処理する合流式下水道システムにおいて、降雨が大量に下水道に流入する雨天時及び晴天時の何れにおいても同一のろ過槽を用いて共通にろ過処理することのできる移動床式ろ過装置を提供することを目的とする。【解決手段】ろ過槽１０内に浮上ろ材１２のろ材層１４を形成して成る移動床式ろ過装置において、下水流量が雨天時の大流量であるか非雨天時の小流量であるかに応じて、原水を大流量且つ高速でろ過する高速ろ過モードと、高速ろ過モードよりも小流量且つ低速でろ過する通常ろ過モードとを同一のろ過槽１０を用いて切り換えて実行する。その高速ろ過モードと通常ろ過モードとの切換は、下水流量を検知する水位計７８を設けておき、水位計７８により検知される下水流量が設定流量超の大流量であるか設定流量以下の小流量であるかに基づいて行う。【選択図】　　　　図１
2004113940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろ過槽内に浮上ろ材のろ材層を形成し、該ろ過槽内に流入させた原水を該ろ材層を通じて下向きに流し、ろ過後の処理水を該ろ過槽の外部に取り出すとともに、ろ材の循環再生装置により該ろ過槽の上部から前記ろ材を引き抜いて付着した汚濁物質を除去し、再生したろ材を該ろ過槽下部に戻すようになし、且つ散気装置により前記ろ材層に空気供給するようになした移動床式ろ過装置において、
下水流量が設定流量に対して雨天時の大流量であるか、非雨天時の小流量であるかに応じて、原水を大流量且つ高速でろ過する高速ろ過モードと、該高速ろ過モードよりも小流量且つ低速でろ過する通常ろ過モードとを同一のろ過槽を用いて切り換えて実行するようになしてある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、前記下水流量を検知するセンサを設けておき、該センサにより検知される該下水流量が設定流量超の大流量であるとき前記高速ろ過モードを行い、該設定流量以下の小流量であるとき前記通常ろ過モードを実行するものとなしてあることを特徴とする移動床式ろ過装置。
【請求項３】
請求項１，２の何れかにおいて、前記原水を前記ろ過槽に供給する原水ポンプとして、該原水の供給流量を大流量から小流量に若しくはその逆に切り換える原水ポンプが備えてあり、前記高速ろ過モードにおいては該原水ポンプにより大流量で原水供給を行い、前記通常ろ過モードにおいては該原水ポンプにより小流量で原水供給するようになしてあることを特徴とする移動床式ろ過装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記ろ材の循環再生装置が、前記ろ材から剥離された汚濁物質と再生したろ材とを分離するろ材貯溜分離槽を備えており且つ該ろ材貯溜分離槽が、再生したろ材と汚濁物質とを遠心分離により強制的に分離する液体サイクロン式のものとされていることを特徴とする移動床式ろ過装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかにおいて、前記ろ材の循環再生装置が連続運転可能なものであって、前記高速ろ過モードにおいては連続運転を行ってろ材の循環再生を連続的に行い、また前記通常ろ過モードにおいては間欠運転を行ってろ材の循環再生を間欠的に行うものとなしてあることを特徴とする移動床式ろ過装置。
【請求項６】
請求項５において、前記ろ材の循環再生装置は、前記高速ろ過モードにおいて原水の濁度，原水の供給量，処理水の濁度の少なくとも何れかに応じてろ材の循環流量を変化させるものとなしてあることを特徴とする移動床式ろ過装置。
【請求項７】
請求項６において、前記ろ材の循環再生装置におけるろ材循環ポンプが回転数可変のものとなしてあり、回転数変化によって前記ろ材の循環流量を変化させるものとなしてあることを特徴とする移動床式ろ過装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れかにおいて、前記原水中に含まれる汚濁物質を凝集させる薬剤を該原水に対して注入する薬注装置が備えてあることを特徴とする移動床式ろ過装置。
【請求項９】
請求項８において、前記薬注装置は前記高速ろ過モードにおいて薬注を行い、前記通常ろ過モードにおいては該高速ろ過モードから該通常ろ過モードへの切換初期を除いて薬注を行わないものとなしてあることを特徴とする移動床式ろ過装置。
【請求項１０】
請求項８，９の何れかにおいて、前記薬注装置は、前記高速ろ過モードにおいて原水の濁度，原水の供給量，処理水の濁度の少なくとも何れかに応じて前記薬剤の注入量を変化させるものとなしてあることを特徴とする移動床式ろ過装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れかにおいて、前記散気装置は前記高速ろ過モードにおいては運転停止して前記ろ材層への空気供給を行わず、前記通常ろ過モードにおいて該ろ材層への空気供給を行うものとなしてあることを特徴とする移動床式ろ過装置。
【請求項１２】
ろ過槽内に浮上ろ材のろ材層を形成し、該ろ過槽内に流入させた原水を該ろ材層を通じて下向きに流し、ろ過後の処理水を該ろ過槽の外部に取り出すとともに、ろ材の循環再生装置により該ろ過槽の上部から前記ろ材を引き抜いて付着した汚濁物質を除去し、再生したろ材を該ろ過槽下部に戻すようになし、且つ散気装置により前記ろ材層に対して空気供給するようになした移動床式ろ過装置の運転方法であって、
下水流量が設定流量に対して雨天時の大流量であるとき原水を大流量且つ高速でろ過する高速ろ過モードを実行し、その際前記散気装置を停止状態として前記ろ材層への空気供給を停止し、前記ろ材による物理ろ過を行わせ、また前記ろ材の循環再生装置を連続運転状態となして該ろ材の循環再生処理を連続的に行わせる一方、下水流量が非雨天時の小流量であるとき原水を前記高速ろ過モードよりも小流量且つ低速でろ過する通常ろ過モードを実行し、その際前記散気装置を作動状態として前記ろ材層への空気供給を行い、該ろ材による生物膜ろ過を行わせるとともに、前記ろ材の循環再生装置を間欠運転状態として該ろ材の循環再生処理を間欠的に行うことを特徴とする移動床式ろ過装置の運転方法。
【請求項１３】
請求項１２において、前記高速ろ過モードにおいては前記原水中の汚濁物質を凝集させる薬剤を該原水に供給する薬注を行う一方、前記通常ろ過モードにおいては該高速ろ過モードから該通常ろ過モードへの切換初期を除いて該薬注を行わないことを特徴とする移動床式ろ過装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は移動床式ろ過装置及びその運転方法に関し、詳しくは雨天時及び晴天時等非雨天時の何れにも対応可能な移動床式ろ過装置及びその運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より都市部、特に大都市部においては下水道方式として、汚水と雨水とを共通の函渠，処理系統を通じて流す合流式下水道方式が多く採用されている。
しかしながらこの合流式下水道方式は、雨天時に降水量が増えたとき越流水を未処理で河川や海等の公共水域に放流するものであり、公共水域の水質汚濁が生じる問題が指摘されている。
【０００３】
そこで雨天時における越流水をろ過処理して浄化するろ過装置の開発が近年進められている。
この種のろ過装置として、ろ過槽内に浮上ろ材のろ材層を形成し、ろ過槽内に流入させた原水をろ材層を通じて下向きに流し、ろ過後の処理水をろ過槽の外部に取り出すとともに、ろ材の循環再生装置によりろ過槽の上部からろ材を引き抜いて、付着した汚濁物質を除去し、再生したろ材をろ過槽下部に戻すようになしたものが従来公知である。
【０００４】
図５はその一例を示したものである。
図示のものは下記特許文献１に開示もので、図中２００はろ過槽である。
このろ過装置では、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を通じてろ過槽２００上部に流入させた原水を、ろ材層２０２を下向きに通過させ、その過程で原水をろ材層２０２により浄化するとともに、浄化処理された処理水を処理水管２０８にて外部に取り出すようにしている。
【０００５】
この装置にあっては、ろ材還流管２１０を設けてろ過槽２００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下部へと戻すようにしている。
【０００６】
詳しくは、ろ材２０４をろ材層２０２上部から引き抜き、そしてろ材還流管２１０における引抜管２１０ａの管壁との衝突や接触、更にはろ材２０４の粒子同士の衝突や接触等によってろ材２０４に付着した汚濁物質をろ材２０４から剥離させる。
そしてろ材還流管２１０上に設けたろ材貯溜分離槽２２４で再生したろ材２０４と汚濁物質とを比重の相違に基づいて分離し、そしてろ材貯溜分離槽２２４内で沈降した汚泥を排泥管２２６を通じて外部に排出する一方、浮上したろ材２０４をろ材還流管２１０の戻し管２１０ｂを通じて再びろ過槽２００下部に供給し、ろ材層２０２に向けて浮上させるようにしている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−５１５１０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで雨天時と晴天時等非雨天時とでは下水に流れ込む水量が大きく異なっており、例えば晴天時等非雨天時の水量に対して雨天時の水量は一般的に数倍以上、ときには１０倍以上となり、しかも雨天時には特に初期において多量の汚濁物質が流れ込んで来る。
【０００９】
従ってろ過装置に求められる能力も非雨天時と雨天時とで大きく異なって来る。例えば非雨天時にはろ過水量も少なくて済み、従ってまたろ過速度も遅くて済む。またろ材の循環再生量も少なくて済む。
これに対して雨天時においては大流量且つ高速でろ過する必要があり、更にまたろ材の汚濁の程度も高くなるため、ろ材の循環流量を多くして、ろ材に付着する汚濁物質を速やかに除去し、ろ過槽へと戻しておくといったことが必要となる。
【００１０】
しかしながら従来提供されているろ過装置は非雨天時用又は雨天時用に専用に構成されたもので、その何れに対しても対応することのできるろ過装置は未だ提供されていないのが実状である。
この種ろ過装置を非雨天時及び雨天時の何れにも対応可能なものとなしておけば、下水処理及び下水処理施設を簡略化し得て望ましいが未だ実現されてはいない。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の移動床式ろ過装置及びその運転方法は、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は移動床式ろ過装置に関するもので、ろ過槽内に浮上ろ材のろ材層を形成し、該ろ過槽内に流入させた原水を該ろ材層を通じて下向きに流し、ろ過後の処理水を該ろ過槽の外部に取り出すとともに、ろ材の循環再生装置により該ろ過槽の上部から前記ろ材を引き抜いて付着した汚濁物質を除去し、再生したろ材を該ろ過槽下部に戻すようになし、且つ散気装置により前記ろ材層に空気供給するようになした移動床式ろ過装置において、下水流量が設定流量に対して雨天時の大流量であるか、非雨天時の小流量であるかに応じて、原水を大流量且つ高速でろ過する高速ろ過モードと、該高速ろ過モードよりも小流量且つ低速でろ過する通常ろ過モードとを同一のろ過槽を用いて切り換えて実行するようになしてあることを特徴とする。
【００１２】
請求項２のものは、請求項１において、前記下水流量を検知するセンサを設けておき、該センサにより検知される該下水流量が設定流量超の大流量であるとき前記高速ろ過モードを行い、該設定流量以下の小流量であるとき前記通常ろ過モードを実行するものとなしてあることを特徴とする。
【００１３】
請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記原水を前記ろ過槽に供給する原水ポンプとして、該原水の供給流量を大流量から小流量に若しくはその逆に切り換える原水ポンプが備えてあり、前記高速ろ過モードにおいては該原水ポンプにより大流量で原水供給を行い、前記通常ろ過モードにおいては該原水ポンプにより小流量で原水供給するようになしてあることを特徴とする。
【００１４】
請求項４のものは、請求項１〜３の何れかにおいて、前記ろ材の循環再生装置が、前記ろ材から剥離された汚濁物質と再生したろ材とを分離するろ材貯溜分離槽を備えており且つ該ろ材貯溜分離槽が、再生したろ材と汚濁物質とを遠心分離により強制的に分離する液体サイクロン式のものとされていることを特徴とする。
【００１５】
請求項５のものは、請求項１〜４の何れかにおいて、前記ろ材の循環再生装置が連続運転可能なものであって、前記高速ろ過モードにおいては連続運転を行ってろ材の循環再生を連続的に行い、また前記通常ろ過モードにおいては間欠運転を行ってろ材の循環再生を間欠的に行うものとなしてあることを特徴とする。
【００１６】
請求項６のものは、請求項５において、前記ろ材の循環再生装置は、前記高速ろ過モードにおいて原水の濁度，原水の供給量，処理水の濁度の少なくとも何れかに応じてろ材の循環流量を変化させるものとなしてあることを特徴とする。
【００１７】
請求項７のものは、請求項６において、前記ろ材の循環再生装置におけるろ材循環ポンプが回転数可変のものとなしてあり、回転数変化によって前記ろ材の循環流量を変化させるものとなしてあることを特徴とする。
【００１８】
請求項８のものは、請求項１〜７の何れかにおいて、前記原水中に含まれる汚濁物質を凝集させる薬剤を該原水に対して注入する薬注装置が備えてあることを特徴とする。
【００１９】
請求項９のものは、請求項８において、前記薬注装置は前記高速ろ過モードにおいて薬注を行い、前記通常ろ過モードにおいては該高速ろ過モードから該通常ろ過モードへの切換初期を除いて薬注を行わないものとなしてあることを特徴とする。
【００２０】
請求項１０のものは、請求項８，９の何れかにおいて、前記薬注装置は、前記高速ろ過モードにおいて原水の濁度，原水の供給量，処理水の濁度の少なくとも何れかに応じて前記薬剤の注入量を変化させるものとなしてあることを特徴とする。
【００２１】
請求項１１のものは、請求項１〜１０の何れかにおいて、前記散気装置は前記高速ろ過モードにおいては運転停止して前記ろ材層への空気供給を行わず、前記通常ろ過モードにおいて該ろ材層への空気供給を行うものとなしてあることを特徴とする。
【００２２】
請求項１２は移動床式ろ過装置の運転方法に関するもので、ろ過槽内に浮上ろ材のろ材層を形成し、該ろ過槽内に流入させた原水を該ろ材層を通じて下向きに流し、ろ過後の処理水を該ろ過槽の外部に取り出すとともに、ろ材の循環再生装置により該ろ過槽の上部から前記ろ材を引き抜いて付着した汚濁物質を除去し、再生したろ材を該ろ過槽下部に戻すようになし、且つ散気装置により前記ろ材層に対して空気供給するようになした移動床式ろ過装置の運転方法であって、下水流量が設定流量に対して雨天時の大流量であるとき原水を大流量且つ高速でろ過する高速ろ過モードを実行し、その際前記散気装置を停止状態として前記ろ材層への空気供給を停止し、前記ろ材による物理ろ過を行わせ、また前記ろ材の循環再生装置を連続運転状態となして該ろ材の循環再生処理を連続的に行わせる一方、下水流量が非雨天時の小流量であるとき原水を前記高速ろ過モードよりも小流量且つ低速でろ過する通常ろ過モードを実行し、その際前記散気装置を作動状態として前記ろ材層への空気供給を行い、該ろ材による生物膜ろ過を行わせるとともに、前記ろ材の循環再生装置を間欠運転状態として該ろ材の循環再生処理を間欠的に行うことを特徴とする。
【００２３】
請求項１３の運転方法は、請求項１２において、前記高速ろ過モードにおいては前記原水中の汚濁物質を凝集させる薬剤を該原水に供給する薬注を行う一方、前記通常ろ過モードにおいては該高速ろ過モードから該通常ろ過モードへの切換初期を除いて該薬注を行わないことを特徴とする。
【００２４】
【作用及び発明の効果】
以上のように本発明の移動床式ろ過装置（以下単にろ過装置とする）は、下水流量が設定流量に対して雨天時の大流量であるか非雨天時の小流量であるかに応じて、原水を大流量且つ高速でろ過する高速ろ過モードと、高速ろ過モードよりも小流量且つ低速でろ過する通常ろ過モードとを同一のろ過槽を用いて切り換えて行うもので、本発明のろ過装置によれば、下水流量が小流量である晴天時等非雨天時，下水流量が大流量である雨天時の何れに対しても同一のろ過槽で対応することができる。
【００２５】
この場合において下水流量を検知するセンサを設けておき、そのセンサによる検知に基づいて高速ろ過モード，通常ろ過モードの切換を自動的に行うようになすことができる（請求項２）。
ここで下水流量を検知するセンサとして流量計を用いることもできるし、或いは下水道の水位を検知しこれによって下水流量を検出する水位センサを用いることもできる。
【００２６】
本発明においては、原水をろ過槽に供給する原水ポンプとして、原水の供給流量を大流量から小流量に若しくはその逆に切り換える原水ポンプを備えておき、高速ろ過モードにおいては大流量で原水供給を行い、通常ろ過モードにおいては小流量で原水供給を行うようになすことができる（請求項３）。
【００２７】
而して原水を大流量でろ過槽に供給したとき、ろ過槽内に流入した原水は大流量且つ高速でろ材層を通過し、ろ過処理される。
一方小流量で原水をろ過槽に供給したとき、原水はその供給量に応じてろ材層を小流量且つ低速でろ材層を下向きに流れ、ろ過処理される。
【００２８】
この場合の原水ポンプとして、原水の供給量を連続的に変化させる可変式のものとして構成しておくこともできる。
但し非雨天時と雨天時とでは上記のように下水に流れ込む水量が大きく異なっていることから、原水ポンプを可変式としておくのでなく、かかる原水ポンプとして、大流量で原水を供給する大流量ポンプとそれよりも小流量で原水を供給する小流量ポンプとをそれぞれ備えておき、高速ろ過モード時には大流量ポンプによる原水供給を行うようになす一方、通常ろ過モード時には小流量ポンプにより原水供給を行うようになすことが望ましい。
【００２９】
本発明においては、ろ材の循環再生装置におけるろ材貯溜分離槽を、再生したろ材と汚濁物質とを遠心分離により強制的に分離する液体サイクロン式のものとして構成しておくことができる（請求項４）。
例えば図５に示すろ過装置におけるろ材貯溜分離槽２２４は、その内部で再生したろ材と汚濁物質とを重力の作用で分離する方式、即ち比重の重い汚濁物質を自然沈降させる一方、比重の軽いろ材を浮上させることによって分離するものであり、このような自然沈降方式のろ材貯溜分離槽２２４の場合、ろ材と汚濁物質との分離能力が低く、ろ材の循環流量（再生量）を増加させたときにろ材貯溜分離槽内で汚濁物質が沈降するための十分な時間が得られず、一部の汚濁物質が舞い上がって再生したろ材とともにそのままろ過槽へと再び返送されてしまい、ろ過槽内において処理水がその汚濁物質により汚染されてしまう問題を生ずる。
【００３０】
即ち図５に示すろ過装置の場合、非雨天時には再生したろ材と汚濁物質とをろ材貯溜分離槽で良好に分離できるものの、雨天時において原水を大流量且つ高速でろ過し、これに伴ってろ材の循環流量を多くしたとき、再生したろ材と汚濁物質とを良好に分離することが難しい問題がある。換言すれば図５に示すろ過装置の場合、晴天時における処理と雨天時における処理とを同一のろ過装置にて行うことが難しく、或いは分離を適正に行うためにはろ材貯溜分離槽を大型化しなければならない問題がある。
【００３１】
然るに請求項４に従ってろ材貯溜分離槽を液体サイクロン式のものとなした場合、ろ材貯溜分離槽のろ材と汚濁物質との分離能力を高くすることができる。
従ってろ過槽内に多量の原水が流入するのに伴ってろ材の循環流量を容易に多くすることができる。
即ちろ材貯溜分離槽をこのような液体サイクロン式のものとなすことによって、高速ろ過モードの実行を容易ならしめることができる。
【００３２】
次に請求項５のものは、ろ材の循環再生装置を連続運転可能なものとなし、高速ろ過モードにおいては連続運転を行ってろ材の循環再生を連続的に行い、通常ろ過モードにおいては間欠運転を行ってろ材の循環再生を間欠的に行うようになしたものである。
【００３３】
高速ろ過モードにおいてはろ過槽内に原水が多量に流入し、これに伴ってろ過槽内において大流量且つ高速でろ過を行う。従ってこの場合ろ材への汚濁物質の付着も多くなる。
そこでこの請求項５では、高速ろ過モードにおいてはろ材の循環再生を連続的に行う。これにより高速ろ過モードの下においても、ろ過槽内のろ材を常に清浄に保つことができる。
【００３４】
一方通常ろ過モードにおいてはろ過槽に流入する原水も相対的に少なく、従ってまたろ過槽におけるろ過水量も小流量且つ低速となる。
この場合ろ材への汚濁物質の付着量も少なく、従ってろ材を連続的に循環再生しなくてもろ材の清浄度を一定以上に保つことができる。
またろ材の循環再生を間欠的とすることで、その循環再生の際にろ材が摩滅して寿命が短くなるのを抑制でき、またろ材の引抜きに際してろ過槽中の原水の一部がともに引き抜かれてそのままろ過槽へと戻され、これによってろ過槽内での原水の浄化効率が低下する現象も抑制することができる。
【００３５】
また通常ろ過モードにおいてろ材の循環再生を連続的に行う必要がないにも拘わらずこれを行うことによって、ろ材表面の生物膜を汚濁物質とともに剥離させてしまい、ろ過槽内での生物膜ろ過作用が低下し又は失われる問題を回避することができる。
即ちろ材の循環再生を間欠的に行うことによって、ろ過槽内での生物膜ろ過を十分に行わせ得、原水に対する浄化をより効率高く行うことができる。
【００３６】
上記高速ろ過モードにおいて、ろ材の循環再生装置によるろ材の循環流量を原水の濁度，原水の供給量，処理水の濁度の少なくとも何れかに応じて変化させることができる（請求項６）。
このようにすることで必要且つ適正な量でろ材の循環再生を行うことができ、ろ材を過剰に循環再生してしまうことによってその寿命を低下させ、また生物膜を剥離してしまったり、ろ過槽内の原水を過剰に引き抜いてろ過槽に戻してしまうといったことを抑制することができる。
【００３７】
この場合においてろ材の循環再生装置におけるろ材循環ポンプを回転数可変のものとなしておき、その回転数変化によってろ材の循環流量を変化させるようになすことができる（請求項７）。
このようにすることで簡単にろ材の循環流量を調整することが可能となる。
【００３８】
本発明においては、原水中の汚濁物質を凝集させる薬剤を原水に注入する薬注装置を備えておくことができる（請求項８）。
このような薬注装置を備えておいて、雨天時にろ過槽に流入する原水に薬注を行って原水中の汚濁物質を凝集させることで、汚濁物質を多量に含んだ原水がろ過槽に多量に流入した場合においても、即ち原水を高速ろ過モードでろ過処理する場合においても、良好に原水中の汚濁物質を除去して原水を浄化することが可能となる。
【００３９】
この場合においてその薬注装置は、高速ろ過モードにおいて薬注を行い、通常ろ過モードにおいては高速ろ過モードから通常ろ過モードへの切換初期を除いて薬注を行わないようになすことができる（請求項９）。
通常ろ過モードにおいてはろ過水量が少なく且つ相対的に低速でろ過を行うため、薬注を行わなくても十分に原水をろ過処理することができる。
【００４０】
但し高速ろ過モードから通常ろ過モードへの切換初期においては、高速ろ過モードの際にろ材の循環再生を連続的且つ高速で行うことによってろ材表面に成長した生物膜が除去されてしまい、通常ろ過モード初期において生物膜ろ過が十分に行われないことがあることから、そのような切換初期において薬注を行うようになすことができる。
そしてこの薬注によって生物膜ろ過が十分に行われない分を補うことができる。
【００４１】
この薬注装置による薬剤の注入は、上記高速ろ過モードにおいて原水の濁度，原水の供給量，処理水の濁度の少なくとも何れかに応じて変化させるようになすことができる（請求項１０）。
【００４２】
本発明においては、高速ろ過モードにおいては散気装置を運転停止してろ材層への空気供給を行わず、通常ろ過モードにおいてろ材層への空気供給を行うようになすことができる（請求項１１）。
高速ろ過モードにおいては、原水が大流量且つ高速でろ過される。
この場合主としてろ材層による物理ろ過となるため、即ち生物膜ろ過を行うのに十分な時間が与えられないため、ろ材表面の生物膜のための空気供給を特に行う必要がない。
【００４３】
一方で通常ろ過モードにおいては原水が小流量且つ低速でろ材によりろ過される。この場合生物膜ろ過を行うに十分な時間が与えられる。従ってこの場合にはろ材層に対し散気装置による空気供給を行って生物膜の維持成長を促進する。
【００４４】
次に請求項１２はろ過装置の運転方法に関するものであって、下水流量が設定流量に対し雨天時の大流量であるとき高速ろ過モードを実行してその際散気装置を停止状態とし、ろ材による物理ろ過を行わせ、またろ材の循環再生装置によってろ材の循環再生を連続的に行わせる一方、下水流量が非雨天時の小流量であるとき高速ろ過モードよりも小流量且つ低速の通常ろ過モードを実行し、その際散気装置を作動状態としてろ材層への空気供給を行い、ろ材層による生物膜ろ過を行わせるとともに、ろ材の循環再生を間欠的に行うもので、この運転方法によって晴天時等非雨天時及び降雨によって大量に下水に水が流入する雨天時の何れに対しても同一のろ過装置にて対応することができる。
【００４５】
この場合において、高速ろ過モードの実行時には薬注装置によって薬注を行う一方、通常ろ過モードの実行時には高速ろ過モードから通常ろ過モードへの切換初期を除いて薬注を停止することができる（請求項１３）。
【００４６】
【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２は本例の移動床式ろ過装置の要部を示した図で、図中１０はろ過槽であり、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。
【００４７】
ここでろ材１２は大きさが数ｍｍ程度の微粒状のもので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３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。
通常ろ過モードでは、このろ材１２の表面には微生物が付着し、その状態において原水に対し生物膜ろ過を行う。
【００４８】
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排出を伴ってろ材層１４内部を下向きに流れ、その過程でろ材１２によって汚れが除去されて浄化される。
【００４９】
２２は浄化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内部において集水管２４が接続されている。
この集水管２４には所定間隔で集水口２６が設けられており、それら集水口２６を通じて浄化後の処理水が集水される。
尚各集水口２６にはストレーナが設けてある。
【００５０】
２８は散気装置２７における散気管で、ブロアにて送られた空気がその散気管２８からろ材層１４内部に供給される。
尚散気管２８には空気管２９が接続されており、その空気管２９上に、電動モータにより駆動されるバルブ３１が設けられている。ここでバルブ３１は、散気管２８からの散気の量（空気供給量）を調節するものである。
【００５１】
３３はろ材１２の循環再生装置で、３０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下部へと戻すためのろ材還流管である。
このろ材還流管３０上にはろ材循環ポンプ３２が設けられており、ろ材循環ポンプ３２の作動により、ろ材還流管３０における引抜管３０ａを通じてろ過槽１０の上部からろ材１２が引き抜かれる。
【００５２】
このろ材循環ポンプ３２は、引き抜いたろ材１２から汚濁物質を剥離させる働きを併せ有するもので、ここではろ材循環ポンプ３２としてインペラー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。
【００５３】
この例では、ろ材循環ポンプ３２に流入したろ材１２がろ材循環ポンプ３２のインペラーに当るなどして、そのろ材循環ポンプ３２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、同じくろ材還流管３０上に設けられたろ材貯溜分離槽３４へと流入し、そこで再生されたろ材１２と汚濁物質とが分離される。
再生されたろ材１２は、その後ろ材還流管３０における戻し管３０ｂを通じてろ過槽１０下部、詳しくはろ過槽１０下部に設けた案内部材３６の下側に戻される。
【００５４】
案内部材３６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が形成されている。
案内部材３６の下側に戻されたろ材１２は、案内部材３６による案内の下にその中央部の開口からろ材層１４へ向けてろ過槽１０内を浮上する。
【００５５】
尚、ろ材貯溜分離槽３４の底部には排泥管４０が接続されており、ろ材貯溜分離槽３４の底部に沈降した汚泥が、この排泥管４０を通じて外部に排泥される。
ここで排泥管４０上にはバルブ４１が設けられている。
また上記ろ材循環ポンプ３２は回転数可変式のものであって、ろ材還流管３０を通じて外部循環させられるろ材１２の流量が調整可能とされている。
【００５６】
上記ろ材貯溜分離槽３４は、図４にも示しているように液体サイクロン式のものとして構成されている。
同図に示しているようにこのろ材貯溜分離槽３４は、槽本体４２が円筒形状の上部４２ａと、略円錐形状の下部４２ｂとを有しており、そしてその上部４２ａに対し引抜管３０ａが接続されている。
ここで引抜管３０ａは、図４（Ａ）に示しているように上部４２ａの周壁に対し略その接線方向に向けて接続されている。
【００５７】
従ってこのろ材貯溜分離槽３４においては、槽本体４２の上部４２ａに対し、引抜管３０ａを通じて引き抜かれたろ材１２が後に述べるようにろ過槽１０から引き抜かれた水とともに流入し、その際の流入の勢いでろ材貯溜分離槽３４内に旋回流Ｓを生ぜしめる。
そしてその旋回流Ｓによって比重の重い汚濁物質が外周側に、また比重の軽いろ材１２が中心部に集まる。
旋回流Ｓによる遠心力で外周側に集まった汚濁物質は、略円錐形状の下部４２ｂの周壁に沿って下向きに沈降し、更に排泥管４０を通じて排泥ポンプ等により外部に強制排出される。
一方中心部に集まったろ材１２は、上部４２ａの中心部から上向きに突き出した戻し管３０ｂを通じ、ろ過槽１０の下部へと返送される。
【００５８】
図２において、４４はろ過槽１０の下部、具体的にはろ材層１４より下側の取出部４６からろ過槽１０内の水を取り出して、ろ材還流管３０へと供給する水供給管で、その先端部がろ材還流管３０における引抜管３０ａ上のエルボ４８に接続されている。
水供給管４４上にはポンプ５０が設けられており、このポンプ５０の作動により、ろ過槽１０内の水が引抜管３０ａへと供給される。即ち引抜管３０ａから引き抜かれたろ材１２が、水供給管４４を通じて送られて来た水とともにろ材循環ポンプ３２に流入するようになっている。
【００５９】
本例では、ろ材１２が水供給管４４を通じて供給された水とともにろ材循環ポンプ３２に流入することから、ろ材１２が円滑にろ材循環ポンプ３２を通過して流動し、またその際にろ材１２の摩滅が効果的に抑制される。
尚水供給管４４上には、電動モータにより駆動されるバルブ５２が設けられている。このバルブ５２は、水供給管４４を通じての水の供給量を調節するものである。
【００６０】
本例のろ過装置の場合、原水流入管２０を通じてろ過槽１０の上部に流入した原水はろ材層１４を通じて下向きに流れる。
ろ過後の処理水は処理水管２２を通じて外部に取り出される。
【００６１】
本例のろ過装置ではまた、ろ過槽１０内のろ材１２が循環再生装置３３により外部循環させられ、その過程で汚濁物質がろ材１２から剥離される。
そして再生されたろ材１２がろ過槽１０下部へと戻される。
具体的には、ろ過槽１０内のろ材１２がその上部からろ材還流管３０における引抜管３０ａを通じて外部へ引き抜かれ、そして水供給管４４を通じて供給された水とともにろ材循環ポンプ３２へと流入する。
【００６２】
更にそのろ材循環ポンプ３２を通過して液体サイクロン式のろ材貯溜分離槽３４へと流入し、そこで再生したろ材１２と汚濁物質とが分離される。
ろ材貯溜分離槽３４で分離された再生ろ材１２は、続いて戻し管３０ｂを通じろ過槽１０下部へと戻される。
【００６３】
図１に本例のろ過装置の全体的な構成が示してある。
同図において５４は下水道函渠で、内部を流通する原水が原水ポンプ５６により上記の原水流入管２０を通じてろ過槽１０内へと流入させられる。
本例では原水ポンプ５６として、雨天時に大流量で原水を供給する高速ろ過モード用の第１ポンプ５８と、晴天時等の非雨天時において小流量で原水を供給する通常ろ過モード用の第２ポンプ６０とを備えている。
下水道函渠５４内の原水は、これら第１ポンプ５８，第２ポンプ６０の何れかにより供給され、ろ過槽１０内に流入させられる。
【００６４】
６２は原水中に含まれている汚濁物質を凝集させる凝集剤（薬剤）を原水中に注入する薬注装置であって凝集剤タンク６４と、注入管６６を通じて凝集剤タンク６４内の凝集剤を原水流入管２０に供給する薬注ポンプ６８と、注入された凝集剤と原水とを混合させるミキサ７０及びそれらを反応させる凝集反応槽７２とを有している。
ここでミキサ７０と凝集反応槽７２とは、原水流入管２０上に設けられている。
【００６５】
７４，７６は供給される原水の流量及び濁度を測定する流量計及び濁度計であって、それぞれ薬注装置６２の上流部において原水流入管２０に設けられている。
７８は下水道函渠５４内の原水の水位を測定する水位計（水位センサ）で、８０は本例のろ過装置の作動制御を行う制御装置である。
【００６６】
制御装置８０は水位計７８による水位検知に基づいて全体の作動制御を行う。
ここで制御装置８０は運転モード制御部８２を有し、その運転モード制御部８２において原水を大流量且つ高速でろ過する高速ろ過モードと、その高速ろ過モードよりも小流量且つ低速でろ過する通常ろ過モードとの間で運転モードを切換制御する。
【００６７】
その切換は水位計７８による水位検知に基づいて行う。
具体的には、水位計７８により検知される水位、即ち下水道函渠５４を流通する下水流量が設定流量に対して雨天時の大流量であるときには高速ろ過モードを実行させ、また非雨天時の小流量であるときには通常ろ過モードを実行させる。
【００６８】
制御装置８０はまた、原水ポンプ５６を作動制御するポンプ制御部８４，薬注装置６２の薬注ポンプ６８を作動制御する薬注ポンプ制御部８６，ろ材１２の循環再生装置３３におけるろ材循環ポンプ３２を作動制御するろ材循環ポンプ制御部８８及び散気装置２７を作動制御する散気制御部９０とを有している。
【００６９】
ポンプ制御部８４は、運転モード制御部８２による判定が高速ろ過モードであるときには、その信号を受けて第１ポンプ５８を作動させ、第２ポンプ６０を停止状態とする。
従ってこの場合には下水道函渠５４内の原水は第１ポンプ５８によって大流量でろ過槽１０へと供給される。
一方判定が通常ろ過モードであるときには、第１ポンプ５８を停止させて第２ポンプ６０を作動状態とし、下水道函渠５４内の原水を第２ポンプ６０により小流量でろ過槽１０へと供給させる。
【００７０】
而して第１ポンプ５８によって原水がろ過槽１０に大流量で供給されたとき、ろ過槽１０内においてその供給流量に応じて原水がろ材層１４を大流量且つ高速で流下する。
即ちろ過槽１０内において原水が大流量且つ高速でろ材層１４によってろ過処理される。
【００７１】
また一方第２ポンプ６０によって原水の供給がされるときには、ろ過槽１０内において小流量且つ低速で原水がろ材層１４によってろ過処理される。
尚処理水管２２を通じて取り出される処理水の量は、ろ過槽１０への原水の供給流量に応じて定まる。
【００７２】
ここで第１ポンプ５８は吐出流量可変のものであって、高速ろ過モード実行時において水位計７８により検知された水位に基づいて、即ち下水道函渠５４内を流通する原水の流量の大小に応じてポンプ制御部８４の制御の下に吐出流量を変化させる。
【００７３】
上記薬注装置６２は、薬注ポンプ制御部８６の制御の下に原則として雨天時の高速ろ過モード実行時において、凝集剤を原水中に注入するもので、運転モード制御部８２から高速ろ過モード信号を受けた薬注ポンプ制御部８６からの運転信号により、薬注ポンプ６８を作動させて凝集剤タンク６４内の凝集剤を原水中に注入させる。
注入された凝集剤はミキサ７０により原水とともに混合され、更にその下流側の凝集反応槽７２において凝集剤と原水との反応が行われ、汚濁物質の凝集が促進される。
【００７４】
薬注ポンプ６８はまた、高速ろ過モード実行時において濁度計７６により検知される原水の濁度及び流量計７４により検知される原水の流量に基づいて、或いは処理水の濁度に基づいて薬注ポンプ制御部８６の制御の下に凝集剤の原水への注入量を調節する。
一方運転モード制御部８２から通常ろ過モード信号が薬注ポンプ制御部８６に送られたときには、その薬注ポンプ制御部８６からの信号に基づいて薬注ポンプ６８が停止状態となり、原水への凝集剤の注入は停止される。
【００７５】
尚、薬注装置６２は原則として通常ろ過モード実行時においては凝集剤の注入を行わないが、高速ろ過モードから通常ろ過モードへの切換初期においては、ろ過槽１０内のろ材１２表面の生物膜が洗い流されていて処理能力が低下していることから、その切換初期においては凝集剤の注入を行って生物膜ろ過の能力の低下を補う。
【００７６】
ろ材循環ポンプ制御部８８は、ろ材１２の循環再生装置３３におけるろ材循環ポンプ３２の作動を制御するもので、ろ材循環ポンプ３２は、このろ材循環ポンプ制御部８８の制御の下に高速ろ過モードにおいては連続運転を行って、ろ過槽１０内のろ材１２を連続的に循環させ且つ再生させる。
また一方通常ろ過モードにおいては、ろ材循環ポンプ３２が間欠運転となって、ろ材１２の循環再生を間欠的に行う。
【００７７】
ろ材循環ポンプ３２はまた、高速ろ過モード実行時において濁度計７６により検知される原水の濁度、また流量計７４にて検知される原水の流量或いは処理水の濁度に応じて回転数変化させ、ろ材１２の循環流量を調節する。
即ち原水の濁度或いは処理水の濁度が高くまた原水の流量が多いときには、ろ材１２の循環流量を多くし、また濁度が低く流量が少ないときにはろ材１２の循環流量を小流量とする。
【００７８】
尚ろ材の循環再生装置３３は、具体的にはろ材循環ポンプ３２は、ろ材循環ポンプ制御部８８の制御に基づいて通常ろ過モード、即ちろ材循環の間欠運転時には、ろ過槽１０内のろ材１２が少なくとも２４時間かけて一通り循環するようにろ材１２の循環再生を行う。
一方高速ろ過モード実行時においては、ろ過槽１０内のろ材１２を例えば１時間程度で一通り循環させる速度でろ材循環を行う。
【００７９】
上記の散気制御部９０は、散気装置２７によるろ材層１４への散気を制御するもので、この散気制御部９０に対し高速ろ過モード信号が送られたときには、散気装置２７は散気制御部９０の制御の下にろ材層１４への散気、即ち空気供給を停止する。
また一方通常ろ過モード信号が散気制御部９０に送られたときには、その散気制御部９０の制御の下にろ材層１４に対し空気供給を行い、ろ材１２表面の生物膜の維持ないし成長を促進させる。
【００８０】
以上のように本例のろ過装置では、下水道函渠５４内を流通する原水の流量が設定流量よりも大流量であるときには高速ろ過モードを実行して、ろ過槽１０内で原水を大流量且つ高速でろ過し、合わせて循環再生装置３３によるろ材１２の循環再生を連続的に行う。
更にこの高速ろ過モードの実行時においては薬注装置６２によって凝集剤を原水に注入し、原水中の汚濁物質を凝集剤の作用で凝集させる。
【００８１】
また一方下水道函渠５４内の原水の流量が設定流量以下であるときには通常ろ過モードを実行し、ろ過槽１０内において原水を小流量且つ低速でろ過処理する。
その際循環再生装置３３によるろ材１２の循環再生を間欠的に行う。
【００８２】
このように本例のろ過装置では、同一のろ過槽１０を用いて高速ろ過モードの実行，通常ろ過モードの実行を切り換えて行う。
従って本例のろ過装置によれば、晴天時等非雨天時及び雨天時の何れも同一のろ過槽１０で対応することができる。
しかもその高速ろ過モード，通常ろ過モードの実行及びその切換を水位計７８による水位検知及びその検知信号を受けた制御装置８０の制御の下に自動的に行うことができる。
【００８３】
また本例のろ過装置では、ろ材貯溜分離槽３４として再生したろ材１２と汚濁物質とを遠心分離により強制的に分離する液体サイクロン式のものを用いているため、ろ材貯溜分離槽３４内でのろ材１２と汚濁物質の分離能力を高くすることができる。
即ちこのようなろ材分離貯溜槽３４を用いることで、高速ろ過モードを容易に実行することができる。
但し場合によってろ材貯溜分離槽３４を大型化することによって、再生したろ材１２と汚濁物資とを重力によって分離する自然沈降式のものを採用することも可能である。
【００８４】
上記高速ろ過モードにおいては、ろ過槽１０内に原水が多量に流入し、またこれに伴って原水を大流量且つ高速でろ過処理する。
この場合ろ材１２への汚濁物質の付着が多くなるが、この高速ろ過モードにおいてはろ材１２の循環再生を連続的に行うため、ろ過槽１０内のろ材１２を常に清浄に保つことができる。
また通常ろ過モードにおいては、ろ材１２の循環再生を間欠的に行い、単位時間当りのろ材１２の循環再生量を少なくするため、ろ材１２表面の生物膜を不必要に剥離してしまうのを防止でき、従ってろ材１２表面の微生物によって原水を良好に生物膜ろ過し得て原水の浄化効率を高めることができる。
またその通常ろ過モードにおいてはろ材１２の循環再生量が少ないため、ろ材１２の循環再生によるろ材１２の摩滅，ろ材１２の寿命低下を可及的に低く抑えることができる。
【００８５】
本例ではまた薬注装置６２を備え、高速ろ過モード実行時において凝集剤を原水に注入して汚濁物質を凝集させるようにしているため、大流量且つ高速でろ過処理を行った場合でも良好に原水をろ過処理することができる。
【００８６】
尚この高速ろ過モードにおいては原水が大流量且つ高速でろ材層１４を通過することから、ろ材１２によるろ過処理は主として物理ろ過になる。
一方通常ろ過モードの実行時においては、原水が小流量且つ低速でろ過処理され、その際に生物膜ろ過が施される。
この場合単なる物理ろ過に比べて処理水の水質を高めることができる。
【００８７】
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。
例えば上記実施例では下水道函渠５４内の原水の水位を検知することによってその流量が設定流量に対して大流量であるか小流量であるかを判断するようにしているが、下水道函渠５４に流量計を設けて、その流量計により直接原水の流量を検知するようになすことも可能である。
また本発明においては、雨天時においても降雨量が極僅かであって下水道の原水流量がそれ程多くない場合には通常ろ過モードを実行するようにしても良いし、またろ過装置の構成を上例以外の他の様々な形態で構成する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種々変更を加えた形態，態様で構成実施可能である。
【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の全体的な構成を示す図である。
【図２】同実施例の要部を示す図である。
【図３】同実施例におけるウェッジワイヤスクリーンの要部を示す図である。
【図４】同実施例におけるろ材貯溜分離槽の説明図である。
【図５】従来公知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
２７　散気装置
３２　ろ材循環ポンプ
３３　循環再生装置
３４　ろ材貯溜分離槽
５６　原水ポンプ
５８　第１ポンプ（原水ポンプ）
６０　第２ポンプ（原水ポンプ）
６２　薬注装置
７８　水位計
【図１】
2004113940.tif 000003
【図２】
2004113940.tif 000004
【図３】
2004113940.tif 000005
【図４】
2004113940.tif 000006
【図５】
2004113940.tif 000007