(57)【要約】【課題】ろ過槽内に原水を流入させてろ材層に通し、原水を浄化処理するろ過装置において、晴天時のみならず雨天時に多量の汚濁物質を含んだ雨水が原水としてろ過槽に流入した場合においても対応できるものを提供する。【解決手段】ろ過槽１０内に浮上ろ材１２のろ材層１４を形成し、ろ過槽１０の上部に原水を流入させて原水をろ材層１４を下向きに通過させてろ過処理し、処理水をろ過槽１０外に取り出す移動床式ろ過装置において、ろ材層１４の内部且つ下部に晴天用の第１集水部２４を、第１集水部２４の上側位置に雨天用の第２の集水部２６を設け、晴天時と雨天時とでそれら第１集水部２４からの集水と第２集水部２６からの集水とを切替え可能となす。【選択図】　　　　図１
2004066150.tif 000002
【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、該ろ過槽の上部に原水を流入させて該原水を該ろ材層を下向きに通過させてろ過処理し、処理水を該ろ過槽外に取り出すとともに、該ろ過槽の上部から前記ろ材を抜き出して該ろ材に付着した汚濁物質を除去し、再生した該ろ材を前記ろ過槽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、
前記ろ材層の内部に前記処理水の集水のための集水部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、前記ろ材層の内部且つ下部に晴天時等非雨天用の第１集水部を、該第１集水部の上側位置に雨天用の第２集水部を設け、非雨天時と雨天時とでそれら第１集水部からの集水と、第２集水部からの集水とを切替え可能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、前記集水部が集水管にて構成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、生物膜を付着させたろ材の層に原水を通してろ過し、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、特にろ過後の処理水を集水するための集水装置に特徴を有するものに関する。
【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、ろ過槽上部に流入させた原水をろ材層を下向きに通過させてろ過処理し、その処理水を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供給して浮上させる形式の移動床式ろ過装置が従来公知である。
【０００３】
図５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。
【０００４】
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。
【０００５】
尚、２２４は再生したろ材と汚濁物質とを分離するろ材貯溜分離槽で、２２６は汚濁物質を外部に排出する排泥管である。
このろ過装置ではまた、ろ材層２０２の下側位置において処理水管２０８の下端部を開口させ、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。
［文献１］　特開平７−５１５１０号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記図５のろ過装置に一例を示すように、再生したろ材をろ材層よりも下側に戻し、またろ材層よりも下側から処理水を集水して外部に取り出すようにしたこの種のろ過装置の場合、ろ過槽上部からろ材とともに引き抜かれた汚水、或いは再生したろ材と充分に分離しなかった汚濁物質が一部ろ過槽下部、つまりろ材層の下側に戻されて処理水が汚染され、その汚染された処理水をそのまま外部に取り出してしまうといった問題が内在する。
【０００７】
これを防止する手段として、ろ材層の下側の処理水の集水部と、再生したろ材のろ過槽への吐出部とを隔壁で仕切るといったことが考えられるが、このようになした場合、ろ過槽の構造が複雑化してしまう。
またろ材表面に付着させた生物膜によって原水を生物浄化する生物膜ろ過装置の場合、所定の時間をかけて生物膜による浄化を行わせるためにろ材層の厚みとして一定以上の厚み（例えば３ｍ程度の厚み）が必要であり、この場合原水をろ過する際に大きなろ過抵抗が発生する。
【０００８】
このような大きなろ過抵抗があると、雨天時の降雨によって多量の汚濁物質を含んだ雨水が原水として大量にろ過装置に流入して来ると、ろ過能力の不足によって原水がろ過槽からオーバーフローしてしまう。
これを防止するためにはろ過槽の槽高を高いものとしなければならず、この場合ろ過装置が必然的に大型化してしまう問題を生ずる。
【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、該ろ過槽の上部に原水を流入させて該原水を該ろ材層を下向きに通過させてろ過処理し、処理水を該ろ過槽外に取り出すとともに、該ろ過槽の上部から前記ろ材を抜き出して該ろ材に付着した汚濁物質を除去し、再生した該ろ材を前記ろ過槽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、前記ろ材層の内部に前記処理水の集水のための集水部を設け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、前記ろ材層の内部且つ下部に晴天時等非雨天用の第１集水部を、該第１集水部の上側位置に雨天用の第２集水部を設け、非雨天時と雨天時とでそれら第１集水部からの集水と、第２集水部からの集水とを切替え可能となしてあることを特徴とする。
【００１１】
請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記集水部が集水管にて構成してあることを特徴とする。
【００１２】
【作用及び発明の効果】
以上のように本発明は、ろ材層の内部にろ過処理水の集水のための集水部を設けたもので、本発明によれば、再生したろ材とともにろ材層の下側に返送された汚れを処理水とともに集水部で集水してしまうのを抑制することができる。
また本発明によれば、返送された再生ろ材の吐出部と集水部とを仕切る隔壁のようなものを特に設ける必要が無いので、隔壁を設けることによってろ過槽の下部構造が複雑化してしまうといったことも回避可能である。
【００１３】
本発明においては、ろ材層の内部且つ下部に晴天時等非雨天用の第１集水部を、またそれより上側位置に雨天用の第２集水部を設け、晴天時等と雨天時とで、それら第１集水部からの集水と第２集水部からの集水とを切り替えるようになすことができる（請求項２）。
【００１４】
この請求項２においては、晴天時等にはろ過槽に流入した原水を、ろ材による物理的なろ過と、生物膜による生物ろ過との両方によって原水中の汚れを充分に除去し浄化することができる。
一方雨天時において多量の汚濁物質を含む雨水が原水としてろ過槽に流入して来たときには、主としてろ材による物理的なろ過によってこれを浄化し、その処理水を第１集水部よりも上側の雨天用の第２集水部で集水して外部に取り出すことができる。
【００１５】
この場合、第２集水部が第１集水部よりも上側位置にあることから、その第２集水部に至るまでのろ材の全体的なろ過抵抗は小さく、従ってろ過槽に大量に入り込んで来た原水を、少ないろ過抵抗の下で速やかにろ過してろ過槽外に取り出すことができる。
従って大量の原水がろ過槽に入り込んで来ることによって、その流入して来た原水がろ過槽からオーバーフローしてしまうといった問題を解決することができる。即ちろ過槽の槽高を低くしたまま、多量の原水の流入に対して対応することが可能となる。
またろ過槽の高さを雨天用に対処するために特別に高くする必要が無いので、ろ過装置が特に大型化してしまう問題も回避することができる。
【００１６】
尚この請求項２の発明において、雨天用の第２集水部を第１集水部よりも上側位置に設けているのは、生物膜ろ過（生物膜浄化）をある程度犠牲にし主として物理的なろ過を行うだけであれば、ろ材層の厚みはそれ程厚くなくても良いことに基づく。
ここで第２集水部はろ材層の上下略中間位置、例えばろ材層の上端から第２集水部までのろ材層の厚みが１〜１．５ｍの厚みとなるような位置に設けておくことができる。
【００１７】
ここで上記集水部は集水管にて構成しておくことができる（請求項３）。
【００１８】
【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。
【００１９】
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。
【００２０】
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によって汚れが除去されて浄化される。
【００２１】
２２はろ過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内部において第１集水部２４と第２集水部２６とがこの処理水管に接続されている。
ここで第１集水部２４は晴天時等非雨天用のもので、ろ材層１４の下部、詳しくはろ材層１４の下端に近い位置に配設されている。
一方第２集水部２６は雨天用のもので、ろ材層１４の上下中間位置、例えばろ材層１４の上端から１〜１．５ｍ程度の位置に配設されている。
【００２２】
図３（Ａ）に示しているように、第１集水部２４は複数の集水管２７にて構成されている。
各集水管２７には所定間隔で集水口２８が設けられており、そこから処理水を集水するようになっている。
尚各集水口２８にはストレーナが設けてある。
【００２３】
第２集水部２６もまた、図３（Ｂ）に示しているように（Ａ）に示す第１集水部２４と基本的に同様の構成から成るもので、複数の集水管２７から成り、そしてその各集水管２７のそれぞれに所定間隔で集水口２８が設けられている。
この第２集水部２６においても各集水口２８にストレーナが設けてある。
尚、第２集水部２６は集水口２８が第１集水部２４の集水口２８よりも大きく形成されている。
【００２４】
図１において３０，３２は第１集水部２４からの集水と第２集水部２６からの集水とを切り替えるためのバルブである。
図１に示しているように、晴天時等にはバルブ３０が開、バルブ３２が閉とされて第１集水部２４からの集水が行われる。
また一方雨天時には、図４に示しているようにバルブ３０が閉、バルブ３２が開とされて第２集水部２６からの集水が行われる。
【００２５】
３４は散気管で、ブロアにて送られた空気がその散気管３４からろ材層１４内部に供給されるようになっている。
３６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の下部へと戻すためのろ材還流管で、このろ材還流管３６上に循環ポンプ３８が設けられており、循環ポンプ３８の作動により、ろ材還流管３６における引抜管３６ａを通じてろ過槽１０の上部からろ材１２が引き抜かれる。
【００２６】
この循環ポンプ３８は、引き抜いたろ材１２から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３８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。
尚循環ポンプ３８の回転数はここでは１０００ｒｐｍ以下である。
【００２７】
この例では、循環ポンプ３８に流入したろ材１２が循環ポンプ３８のインペラーに当るなどして、その循環ポンプ３８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３６上に設けられたろ材貯溜分離槽４０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ろ材１２がろ材貯溜分離槽４０内において浮上し、ここにおいて汚濁物質と再生されたろ材１２とが上下に分離される。
【００２８】
再生されたろ材１２は、その後ろ材還流管３６の戻し管３６ｂ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４２の下側に戻される。
案内部材４２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４４が形成されている。
案内部材４２の下側に戻されたろ材１２は、案内部材４２による案内の下に、その中央部の開口４４からろ材層１４に向けてろ過槽１０内を浮上する。
【００２９】
尚、ろ材貯溜分離槽４０の底部には排泥管４６が接続されており、ろ材貯溜分離槽４０の底部に沈降した汚泥が、この排泥管４６を通じて外部に排泥される。
【００３０】
次に本例の移動床式生物膜ろ過装置の作用を説明する。
原水流入管２０を通じてろ過槽１０内部に流入した原水はろ材層１４内部を下向きに流れ、その過程でろ材１２による物理的なろ過と表面に付着した生物膜による生物ろ過（浄化）とが行われる。
【００３１】
そして雨天時を除く晴天時等にはろ材層１４の下端位置近傍までろ材層１４を下向きに流れたところで、処理水が第１集水部２４から集水されて外部に取り出される。
一方雨天時において多量の汚濁物質を含んだ雨水が原水としてろ過槽１０内部に流入して来たときには、処理水に対する集水が第１集水部２４から第２集水部２６へと切り替えられる。
【００３２】
このとき第２集水部２６までのろ材層１４の厚みは、第１集水部２４までのろ材層１４の厚みに比べて薄くなるため、その際のろ過抵抗は小さくなって原水の移動が速くなり、そしてろ材層１４によって物理的なろ過の施された処理水が第２集水部２６から速やかに外部に取り出される。
【００３３】
一方ろ過槽１０内部におけるろ過処理と併せて、ろ過槽１０内部のろ材１２がろ材層１４の上部からろ材還流管３６における引抜管３６ａを通じて外部に引き抜かれ、付着した汚濁物質が除去される。
そして再生したろ材がろ材還流管３６における戻し管３６ｂを通じてろ過槽１０の下部へと戻される。
ろ過槽１０の下部に戻された再生したろ材１２は、ろ過槽１０内を浮上して再びろ材層１４に集合する。
【００３４】
このようにろ材層１４の内部に処理水の集水のための第１集水部２４と第２集水部２６とを設けた本例によれば、再生したろ材１２とともにろ材層１４の下側に返送された汚れを集水部２４，２６がそのまま集水してしまうのを抑制することができる。
また本例では、再生したろ材１２の吐出部と集水部とを仕切る隔壁を設けておらず、ろ過槽１０の下部構造を簡素化することができる。
【００３５】
更に本例においては、晴天時等にはろ過槽１０に流入した原水に対してろ材１２による物理的なろ過と生物膜による生物ろ過との両方によって原水を浄化処理できる一方、雨天時において多量の汚濁物質を含む雨水が原水として入り込んで来たときには、主としてろ材１２による物理的なろ過による浄化処理に切り替えることができる。
【００３６】
従って雨天時に大量の原水がろ過槽１０に流入することで原水がろ過槽１０からオーバーフローしてしまう問題を、ろ過槽１０の槽高を低くしたまま解決することができる。
またろ過槽１０の高さを雨天用に対処するために特別に高くする必要が無いので、ろ過装置の槽高が高くなることによりろ過装置が大型化してしまう問題も回避することができる。
【００３７】
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における集水部の構成を示す図である。
【図４】図１のろ過装置の一作用状態を示す図である。
【図５】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
２４　第１集水部
２６　第２集水部
２７　集水管
【図１】
2004066150.tif 000003
【図２】
2004066150.tif 000004
【図３】
2004066150.tif 000005
【図４】
2004066150.tif 000006
【図５】
2004066150.tif 000007