(57)【要約】【課題】上向水流が均一であって閉塞しにくく、かつ洗浄も容易に行えるほか、コンパクト化も可能となる。【解決手段】下方から被処理水を導入する整流装置４の上段に充填した反応充填粒３１が流動する上向流反応流動層３を形成し、前記整流装置４から上向きに導入される被処理水を処理するもので、前記整流装置において被処理水を比較的むらの少ない上向水流として導入するための整流要素が、上下端面間に連通して、被処理水の流路となる複数のセル孔４２を有するセラミックハニカム体４１で構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
整流装置の上段に上向流反応流動層を形成し、前記整流装置から上向きに導入される被処理水を処理する上向流流動層式処理槽であって、前記整流装置の整流要素がセラミックハニカム体であることを特徴とする上向流流動層式処理槽。
【請求項２】
前記整流装置が、通水性を有する多孔質セラミック素材からなり、多数のセル孔を有するモノリス型ハニカム体を複数個立設し、その上端面および下端面には、該ハニカム体相互間の空間を閉鎖するパッキングプレートを配設し、下端面のセル孔から被処理水を送給し、上端面のセル孔から整流された水流を反応流動層に供給するとともに、前記ハニカム体相互間の空間に洗浄用流体を供給して前記セル孔内壁を洗浄可能としたものである請求項１に記載の上向流流動層式処理槽。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上下水を浄化するため活性炭などを利用した上向流流動層式処理槽に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上向流流動層式処理槽は、上下水処理や廃水処理の分野で広く用いられている。この流動層式処理は、上水高度処理が可能な粒状活性炭を充填、流動させる方法、微生物を担持させた担体を流動させる生物処理方法、あるいはマンガン酸化触媒体を応用した膜ろ過処理に適用されている。
【０００３】
例えば、前記粒状活性炭を充填、流動させる方法には、図３に例示する開放型上向流流動層式処理装置（非特許文献１参照）が知られている。すなわち、活性炭流動層１１は整流渠１２の上方に形成されるが、その間には上方から焼成ビーズ１３、砂利１４、有孔ブロック１５の各堆積層が設けられていて、被処理水を下方から上方に向けて通水したとき、前記各堆積層によって整流され、均一な流束となって粒状活性炭を流動させ、かつ接触することにより浄化処理される。次いで、上部から排出されるのである。
【０００４】
ところが、この処理装置では、ＳＳ濃度が大の原水では前記焼成ビーズ１３、砂利１４、有孔ブロック１５などの堆積層が閉塞するおそれがあった。また、水流の速さを大とすると通水バランスが崩れやすく、水流が不均一となり処理効率が低下するなどの問題があった。さらに、下部から送気して空気洗浄を行うと粒状活性炭と堆積層とが混合するという不具合もあり、また粒状活性炭を回収する場合に、砂利１４などが混入するという不具合もあった。
【０００５】
【非特許文献１】
書名：厚生省監修「水道施設設計指針・解説」、１９９０年、日本水道協会発行、第２７２、２７３頁、図−５.１４５
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、上向水流が均一にむらが少なく、かつ整流装置が閉塞しにくく、かつ洗浄も容易に行えるなど利点とともに、コンパクト化も可能となる上向流流動層式処理槽を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の問題は、整流装置の上段に上向流反応流動層を形成し、前記整流装置から上向きに導入される被処理水を処理する上向流流動層式処理槽であって、前記整流装置の整流要素がセラミックハニカム体であることを特徴とする本発明の上向流流動層式処理槽によって、解決することができる。
【０００８】
また、本発明は、前記整流装置が、通水性を有する多孔質セラミック素材からなり、多数のセル孔を有するモノリス型ハニカム体を複数個立設し、その上端面および下端面には、該ハニカム体相互間の空間を閉鎖するパッキングプレートを配設し、下端面のセル孔から被処理水を送給し、上端面のセル孔から整流された水流を前記反応流動層に供給するとともに、前記ハニカム体相互間の空間に洗浄用流体を供給して前記セル孔内壁を洗浄可能としたものである形態に好ましく具体化できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の上向流流動層式処理槽に係る実施形態について、図１、２を参照しながら説明する。
本発明の上向流流動層式処理槽２は、下方から被処理水を導入する整流装置４の上段に充填した反応充填粒３１が流動する上向流反応流動層３を形成し、前記整流装置４から上向きに導入される被処理水を処理するようにし、浄化された処理水は上部から排出するようにした点で、先に説明した処理槽と共通する構成を有する。なお、この反応流動層３には、反応充填粒３１として、上水を高度処理するための粒状活性炭、微生物を担持させた粒状担体、水中の有機物を酸化処理する粒状マンガン酸化触媒体の１種またはその組み合わせが応用される。
【００１０】
そして、本発明の特徴とするところは、前記整流装置において被処理水を比較的むらが少ない上向水流として導入するための整流要素がセラミックハニカム体４１である点にある。このセラミックハニカム体４１は、上下端面間に連通して、被処理水の流路となる複数のセル孔４２（図２参照）を有する構造からなり、セラミックス材料から形成されている。また、このセラミックハニカム体４１の配設個数は、図１では４本であるが、本発明はこれに限定されない。
【００１１】
また、本発明におけるセラミックハニカム体４１は、外形断面は円形、多角形いずれでもよく、また内部に形成されるセル孔４２の断面形状は、円形の他、三角形、四角形、６角形など適宜に適用される。なお、このセラミックハニカム体４１の高さは、５０ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲、より好ましくは２００〜５００ｍｍの範囲から選択される。
【００１２】
また、このセラミックハニカム体４１のセル孔４２の有効直径は、大きくとも上段に形成される流動層３中の反応充填粒３１の平均径の３倍までとするのが好ましい。その理由は、セル孔４２の有効直径を、反応充填粒の平均径の３倍までとすれば、処理槽休止時に、反応充填粒３１の一部がセル孔４２中に流れ込むものの、入口近傍でブリッジ現象が生じて、内部まで充満することがなく、運転再開時には簡単に吹上げて開通できるので、閉塞したまま通水むらが生じることが防止できるからである。
【００１３】
なお、使用される反応充填粒の平均径は、一般的に０．５ｍｍ〜１０ｍｍ程度であるが、細粒の場合は、処理効率が高くなる利点があるが整流装置の閉塞を招き易くなる、系外にキャリアウトし易くなるなど欠点が生じる。また粗粒の場合は、その反対の挙動を示すので、細粒の場合でも平均径を０．５ｍｍ以上とするのが適当である。
【００１４】
さらに、図２を参照して本発明の実施形態を具体的に説明すると、上向流流動層式処理槽２の前記流動層３の下段に設けられる整流装置４において、整流要素として多数のセル孔４２を有するモノリス型のセラミックハニカム体４１を複数個立設したものであり、このセラミックハニカム体４１を通水性を有する多孔質セラミック素材によって形成するのが好ましい。
【００１５】
そして、この多孔質セラミック素材ならなるセラミックスハニカム体４１の上端面および下端面には、該ハニカム体相互間の空間４５を上下で閉鎖するとともに、前記ハニカム体の上端面および下端面が解放されている上パッキングプレート４３、下パッキングプレート４４を配設している。かくして、下端面のセル孔入口４２ａから被処理水ａを送給すれば、上端面のセル孔出口４２ｂから整流された水流を前記反応流動層３に供給することができる。
【００１６】
従って、前記反応流動層３をそれぞれ均等に分散したむらの少ない上向流によって流動することになり、反応充填粒３１と被処理水ａとが効果的に接触でき、浄化など処理効率の向上が図れるのである。このように、一体化されたセラミックスハニカム体４１のセル孔４２によって整流を行うので、従来の焼成ビーズ１３、砂利１４などを用いた場合に比較して、高さを約１／３に小型化できる大きなメリットが得られるのである。
【００１７】
このセラミックハニカム体４１によって得られる前記反応流動層３における処理水流の線速度は、反応充填粒３１が粒状活性炭の場合は、最小２００ｍ／日であり、粒状マンガン触媒体の場合は、最大３０００ｍ／日であるので、２００〜３０００ｍ／日の範囲に調整できるよう、被処理水ａの供給能力を設定するのがよい。
【００１８】
さらに、本発明の上向流流動層式処理槽では、処理運転の経過により前記ハニカム体４１のセル孔４２が被処理水ａ中の汚濁物が次第に蓄積して整流効果を損なうようになるので適宜に洗浄・除去する必要がある。このような場合、本発明では、前記した上パッキングプレート４３、下パッキングプレート４４を配設したことにより、このハニカム体４１相互間の空間４５に洗浄用流体ｃとして空気、オゾンガス、洗浄水、洗浄用薬液などを供給すれば、ハニカム体４１を構成する通水性を有する多孔質セラミック素材の壁を透過し、セル孔４２の内壁に蓄積した汚濁物を押し出して容易に剥離できるから、簡単に洗浄することができる利点が得られる。なお、洗浄済み流体は上方にまたは下方に抜き取るようにすればよい。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の上向流流動層式処理槽は、以上説明したように構成されているので、整流装置によるむらが少ない上向水流が得られ、反応流動層の処理効率が向上する、また整流装置の整流要素が反応充填粒によって閉塞しにくく、運転再開に支障を生じないうえ、前記整流要素に被処理水中の汚濁物が蓄積しても洗浄も容易に行えるので、維持管理が容易である、装置全体がコンパクト化できるなど優れた効果がある。よって本発明は、従来の問題点を解消した上向流流動層式処理槽として、技術的価値はきわめて大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の上向流流動層式処理槽を示す断面模式図。
【図２】本発明における整流装置と流動層の関係を示す模式的斜透視図。
【図３】従来の上向流流動層式処理槽を示す断面模式図。
【符号の説明】
２  上向流流動層式処理槽、３  反応流動層、３１  反応充填粒、４  整流装置、４１  セラミックハニカム体、４２  セル孔、４２ａ  セル孔入口、４２ｂ  セル孔出口、４３  上パッキングプレート、４４  下パッキングプレート、４５
空間、ａ  被処理水、ｂ  処理水、ｃ  洗浄用流体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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