(57)【要約】【課題】移動床式ろ過装置において、雨天時の降雨により多量の汚濁物質を伴った雨水を含む原水がろ過槽内に流入した場合においても、十分にその汚れを浄化することができるようにする。また浄化能力を高めるに際しても装置の設置スペースが特に広くならないようにする。【解決手段】ろ過槽１０のろ過室１２内にろ材層１６を形成し、流入させた原水をろ材層１６を下向きに通過させて浄化処理する移動床式ろ過装置において、円形の周壁面２３を有し、原水の流入の勢いで渦流を生ぜしめて原水中の粗大な汚濁物質を沈降により分離する前処理室２２を、ろ過室１２と隔離してろ過槽１０の底部に設ける。またろ過槽１０内に、前処理室２２で前処理された原水をろ過室１２上部に導く導管３２を設ける。【選択図】　　　　図１
2004082003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろ過槽のろ過室内に浮上ろ材の集まったろ材層を形成し、該ろ過室の上部に流入させた原水を該ろ材層を下向きに通過させて浄化処理し、処理水を該ろ過槽外に取り出すとともに、該ろ過室の上部から該ろ材を引き抜いて汚濁物質を除去し、再生したろ材を前記ろ過室の下部に供給して浮上させる形式の移動床式ろ過装置において、
円形の周壁面を有し、原水を流入させるとともに該原水の流入の勢いで渦流を生ぜしめて、該原水中の粗大な汚濁物質を沈降により分離する前処理室を、前記ろ過室と隔離して前記ろ過槽の底部に設けるとともに、該ろ過槽内に、該前処理室の上部且つ中心部より上向きに延び出して前記ろ過室の上部で開口し、該前処理室で前処理された原水を該ろ過室の上部に導く導管を設け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、前記前処理室への原水の流入口を該前処理室における周壁面に対し略接線方向に配向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、前記前処理室の底面が中心部に向って下向きに傾斜ないし湾曲した形状のすり鉢形状となしてある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】
この発明は移動床式ろ過装置に関し、詳しくは雨天時において降雨により高汚濁度の雨水が流入した場合にも対応可能となした移動床式ろ過装置に関する。
【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、ろ過槽のろ過室内に浮上ろ材の集まったろ材層を形成し、ろ過室の上部に流入させた原水をろ材層を下向きに通過させて浄化処理し、その処理水をろ過槽外に取り出すとともに、ろ過室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室下部に供給して浮上させ、再びろ材層へと集合させる形式の移動床式ろ過装置が従来公知である。
【０００３】
この種の移動床式ろ過装置は、通常、原水を直接ろ過室の上部に流入させ、そのままろ過室内のろ材層を下向きに通過させるようになっている。
これに対して、原水を一旦ろ過室内の下部の混合部に流入させて、そこでろ材層を通過した処理水の一部と原水とを混合し、その混合水をろ過槽外に取り出して、再びろ過室の上部に流入させるようになしたものも提案されている（下記文献１）。
【０００４】
ここで文献１の移動床式ろ過装置において、原水を一旦ろ過室内の下部の混合部に流入させて、そこで原水と処理水の一部とを混合させるようにしているのは、好気性条件下での酸化により窒素が硝化された処理水と原水とを嫌気性条件下で混合することで、硝化態の窒素を還元し、Ｎ２ガスとして液中から除去するためである。
【０００５】
そしてこの文献１に開示の移動床式ろ過装置では、ろ材層を下向きに通過した後の処理水と原水とを混合させる必要があることから、原水を先ず一旦ろ過室の下部の混合部へと流入させるようにしている。
［文献１］　特開平１１−１５６３８４号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、雨天時に大量の降雨があった場合において、雨水が多量の汚濁物質を伴い原水としてそのままろ過槽に流入して来ると、従来の移動床式ろ過装置ではその浄化能力を超えてしまい、十分に浄化処理を行えなくなる場合がある。
【０００７】
【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、ろ過槽のろ過室内に浮上ろ材の集まったろ材層を形成し、該ろ過室の上部に流入させた原水を該ろ材層を下向きに通過させて浄化処理し、処理水を該ろ過槽外に取り出すとともに、該ろ過室の上部から該ろ材を引き抜いて汚濁物質を除去し、再生したろ材を前記ろ過室の下部に供給して浮上させる形式の移動床式ろ過装置において、円形の周壁面を有し、原水を流入させるとともに該原水の流入の勢いで渦流を生ぜしめて、該原水中の粗大な汚濁物質を沈降により分離する前処理室を、前記ろ過室と隔離して前記ろ過槽の底部に設けるとともに、該ろ過槽内に、該前処理室の上部且つ中心部より上向きに延び出して前記ろ過室の上部で開口し、該前処理室で前処理された原水を該ろ過室の上部に導く導管を設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２のものは、請求項１において、前記前処理室への原水の流入口を該前処理室における周壁面に対し略接線方向に配向してあることを特徴とする。
【０００９】
請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記前処理室の底面が中心部に向って下向きに傾斜ないし湾曲した形状のすり鉢形状となしてあることを特徴とする。
【００１０】
【作用及び発明の効果】
以上のように本発明は、原水の流入の勢いで渦流を生ぜしめて原水中の粗大な汚濁物質を沈降分離する前処理室を、ろ過室と隔離してろ過槽の底部に設け、更にその前処理室で前処理された原水を、ろ過槽内で上向きに延び出した導管を通じろ過室の上部へと導くようになしたもので、本発明によれば、雨天時の降雨によって汚濁物質を多量に伴った雨水を含む原水がろ過槽に流入して来た場合であっても、前処理室で粗大且つ比重の大きな汚濁物質を渦流の作用による固液分離により取り除き、軽負荷の原水とした上でろ過室の上部へと導いて、そこで通常のろ過による浄化処理を行うことができる。
従って本発明によれば、高負荷の原水がろ過槽に流入した場合であっても十分に対応することができ、十分にその汚れを除去し、浄化することができる。
【００１１】
また本発明では前処理室をろ過槽の底部に設けているため、そのような前処理室をろ過槽外に別途に設ける場合に比べて装置の占めるスペースが小さく、従って既設ポンプ所等の設置場所が狭く限定された場所においてもスペース上の問題を特に生じない利点がある。
【００１２】
尚、本発明では原水を前処理室に流入させるに際して、流入の前に原水中に汚濁物質を凝集させる凝集剤を加えておき、前処理室での汚濁物質の沈降を助長するようになすことができる。
【００１３】
上記前処理室で原水の渦流を生ぜしめるため、前処理室への原水の流入口を、前処理室の周壁面に対し略接線方向に配向しておくことができる（請求項２）。
また前処理室においては、その底面を中心部に向って下向きに傾斜ないし湾曲した形状のすり鉢形状となしておくことが望ましい（請求項３）。
【００１４】
このようになしておくことで、底面に沈降した粗大且つ比重の大きな汚濁物質を渦流の作用の下にすり鉢形状の底面に沿って中心部へと集めることができる。
このようになしておけば、前処理室において沈降により分離した汚濁物質を集中して１箇所から外部へと取り出し除去することが可能となる。
【００１５】
【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は本例の移動床式ろ過装置におけるろ過槽で、全体として円筒形状をなしている。
このろ過槽１０のろ過室１２内には、微粒状の浮上ろ材（以下単にろ材とする）１４の集合体から成るろ材層１６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。
【００１６】
ここでろ材１４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１４は、図２に示す多数のウェッジワイヤ１８から成るウェッジワイヤスクリーン２０にて水面への浮上が阻止されている。
【００１７】
ろ過室１２の下側且つろ過槽１０の底部には、前処理室２２がろ過室１２と隔離して設けられており、そこに原水流入管２４からの原水が流入するようになっている。
この前処理室２２は、内部で渦流を生ぜしめてその渦流により固液分離、即ち原水中に含まれている粗大且つ比重の大きな汚濁物質を沈降により分離させるための室で、円形の周壁面２３を有しており、その周壁面２３に対し原水流入管２４の流入口が、図３に示しているように略接線方向に配向した状態で前処理室２２に接続されている。
前処理室２２内部における渦流は、この原水流入管２４からその流入口を経て前処理室２２内部に流入した原水の流れの勢いで生ぜしめられる。
【００１８】
この前処理室２２の底面２６は、中心部に向って下向きに傾斜（湾曲であっても良い）するすり鉢形状とされており、底面２６に沈降した汚濁物質がその底面２６における傾斜面の案内作用と渦流の作用とによって、中心部の汚泥溜り２８へと集められる。
この汚泥溜り２８に溜まった汚泥は、排泥管３０を通じて外部へと排泥される。
尚前処理室２２における上面２７は、底面２６のすり鉢形状に対応した形状をなしている。
【００１９】
この前処理室２２の上部且つ中心部からは導管３２がろ過室１２内を上向きに延び出している。
この導管３２は、その上端がろ過室１２の上部で開口しており、前処理室２２で前処理された後の原水が、この導管３２を通じて上端の開口部３３からろ過室１２の上部へと流入するようになっている。
【００２０】
このろ過室１２の上部に流入した原水は、続いて後に述べる処理水の排出に伴ってろ材層１６を下向きに通過して流れ、その過程でろ材１４によって原水中に更に含まれている汚れが除去されて浄化処理される。
【００２１】
３４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、詳しくはろ過室１２内部において集水管３６が接続されている。
この集水管３６には所定間隔で集水口３８が設けられており、それら集水口３８を通じて浄化後の処理水が集水される。ここで各集水口３８にはストレーナが設けてある。
尚４０は散気管で、ブロアにて送られた空気がその散気管４０からろ材層１６内部に供給されるようになっている。
【００２２】
４２はろ過室１２の上部からろ材１４を引き抜いて、再びろ過室１２へと戻すためのろ材環流管で、このろ材環流管４２上に循環ポンプ４４が設けられており、循環ポンプ４４の作動により、ろ材環流管４２における引抜管４２ａを通じてろ材層１６の上部からろ材１４が引き抜かれる。
【００２３】
この循環ポンプ４４は、引き抜いたろ材１４から汚濁物質を剥離させる働きを併せ有するもので、ここでは循環ポンプ４４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４４の回転数はここでは１０００ｒｐｍ以下である。
【００２４】
この例では、循環ポンプ４４に流入したろ材１４が循環ポンプ４４のインペラに当るなどして、その循環ポンプ４４による撹拌効果でろ材１４に付着した汚濁物質がろ材１４から剥離される。
【００２５】
その後汚濁物質の剥離によって再生したろ材１４と汚濁物質とが、同じくろ材環流管４２上に設けられたろ材貯溜分離槽４６へと流入し、そこにおいて比重の重い汚濁物質がろ材貯溜分離槽４６内において底部に沈降し、また一方比重の軽い再生したろ材１４がろ材貯溜分離槽４６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１４とが上下に分離される。
【００２６】
再生されたろ材１４は、その後ろ材環流管４２の戻し管４２ｂを通じてろ過室１２の下部、詳しくはろ過室１２の下部に設けた案内部材４８の下側に戻される。
ここで案内部材４８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５０が形成されている。
【００２７】
案内部材４８の下側に戻されたろ材１４は、案内部材４８による案内の下に、その中央部の開口５０からろ材層１６へ向けてろ過室１２内を浮上する。
【００２８】
尚、ろ材貯溜分離槽４６の底部には排泥管５２が接続されており、ろ材貯溜分離槽４６の底部に沈降した汚泥が、この排泥管５２を通じて外部に排泥される。
【００２９】
次に本例の移動床式ろ過装置の作用を説明する。
原水流入管２４を通じて送られて来た原水は、先ずろ過槽１０底部の前処理室２２に流入する。
このとき原水は、前処理室２２の周壁面２３に対し略接線方向に勢い良く流入し、これにより前処理室２２内部において渦流が生ぜしめられる。
【００３０】
この渦流の作用によって原水中に含まれている粗大且つ比重の大きな汚濁物質が沈降して原水から固液分離される。
尚、原水に対し凝集剤５４を加えた上で前処理室２２に流入させるようにすることが望ましく、このようにすることで前処理室２２での粗大且つ比重の大きな汚濁物質を効率的に原水から固液分離により除去することができる。
【００３１】
沈降した汚濁物質は、すり鉢形状の底面２６に沿って中心部へと集まり、そして中心部の汚泥溜り２８に溜まった汚泥が排泥管３０を通じて外部に排泥される。
【００３２】
一方汚濁物質の除去された、即ち前処理された原水は、続いて前処理室２２の上部且つ中心部から導管３２を通じて上向きにろ過室１２内を上昇し、そして上端の開口部３３からろ過室１２の上部に流入する。
流入した原水は続いてろ材層１６を下向きに通過し、その過程でろ材層１６により汚れが除去される。
浄化された処理水は、続いて集水管３６で集水された後、処理水管３４を通じてろ過槽１０外に取り出される。
【００３３】
また一方ろ過室１２内部のろ材１４は、ろ過室１２の上部から連続的（間欠的であっても良い）に引き抜かれ、そして付着した汚濁物質が除去された上で、再生したろ材１４がろ過室１２の下部へと戻される。
戻されたろ材１４はろ過室１２を浮上して再びろ材層１６に集合する。
【００３４】
以上のように本例の移動床式ろ過装置によれば、前処理室２２で粗大且つ比重の大きな汚濁物質を渦流の作用による固液分離により取り除いた上で、軽負荷となった前処理後の原水をろ過室１２の上部へと導いて、そこで通常のろ材層１６による浄化処理を行うことができるため、雨天時の降雨によって汚濁物質を多量に伴った雨水を含む高負荷の原水がろ過槽１０に流入して来た場合であっても十分に対応することができ、その汚れを良好に除去し浄化することができる。
【００３５】
また本例では前処理室２２をろ過槽１０の底部に設けているため、このような前処理室２２をろ過槽１０外に別途に設ける場合に比べて装置の占めるスペースが小さく、従って既設ポンプ所等の設置場所が狭く限定された場所においてもスペース上の問題を特に生じない。
【００３６】
本例ではまた、前処理室２２への原水の流入の向きを周壁面２３の略接線方向とすることで、前処理室２２における渦流を生ぜしめるようにしており、駆動装置を用いて渦流を生ぜしめる場合に比べて装置を簡素化することができる。
【００３７】
また前処理室２２においてその底面２６を中心部に向って下向きに傾斜したすり鉢形状となしていることから、底面２６に沈降した粗大且つ比重の大きな汚濁物質を、そのすり鉢形状の底面２６に沿って渦流の作用の下に中心部へと集めることができ、前処理室２２において沈降により分離した汚濁物質を集中して１箇所から外部へと取り出し除去することができる。
【００３８】
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り、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におけるウェッジワイヤスクリーンの構成を示す図である。
【図３】図１における前処理室の平面図である。
【符号の説明】
１０　ろ過槽
１２　ろ過室
１４　浮上ろ材
１６　ろ材層
２２　前処理室
２３　周壁面
２４　原水流入管
２６　底面
３２　導管
３３　開口部
【図１】
2004082003.tif 000003
【図２】
2004082003.tif 000004
【図３】
2004082003.tif 000005