(57)【要約】【課題】  被処理水の濾過処理を行う構成を有する排水処理装置の合理的な構築技術を提供する。【解決手段】  被処理水の濾過処理を行う担体充填部１６２を有し、通常運転時において被処理水が担体充填部１６２を下方から上方へ向けて流れることによって当該被処理水が濾過処理され、逆洗運転時において逆洗装置１６４が作動することによって担体充填部１６２が逆洗処理され、汚泥引抜運転時において汚泥引き抜き手段１６９が作動することによって担体充填部１６２の下方に堆積した汚泥等の堆積物の排出が行われる排水処理槽１００につき、汚泥引抜運転の運転間隔が逆洗運転の運転間隔を下回るように構成する。【選択図】      図２
2005111363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水の濾過処理を行う濾材が充填された濾過処理部と、前記濾過処理部に洗浄用流体を供給可能な洗浄用流体供給手段と、前記濾過処理部の下方に堆積した堆積物を排出可能な堆積物排出手段とを有する排水処理装置であって、
濾過処理運転時において被処理水が前記濾過処理部を下方から上方へ向けて流れることによって当該被処理水が濾過処理され、
洗浄運転時において前記洗浄用流体供給手段が作動することによって被処理水の濾過処理に使用された前記濾過処理部が洗浄処理され、
堆積物排出運転時において前記堆積物排出手段が作動することによって前記濾過処理部の下方に堆積した堆積物の排出が行われる構成であり、
前記堆積物排出運転の運転間隔が前記洗浄運転の運転間隔を下回るように構成されていることを特徴とする排水処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の排水処理装置であって、
前記堆積物排出手段を介して排出された堆積物が貯留される堆積物貯留領域を備え、前記堆積物貯留領域において固液分離された水が当該堆積物貯留領域外へ排出される構成であることを特徴とする排水処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の排水処理装置であって、
前記濾過処理部に充填される濾材として浮上性の粒状担体を用いた構成であることを特徴とする排水処理装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の排水処理装置であって、
前記洗浄用流体供給手段は、前記洗浄用流体としてのエアを前記濾過処理部の下方から当該濾過処理部に供給可能な構成であることを特徴とする排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理水の処理を行う排水処理装置に係り、詳しくは被処理水の濾過処理を行う構成を有する排水処理装置の構築技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般家庭等から排出される排水や、産業廃水等の処理を行う排水処理装置につき、担体を用いて被処理水の濾過処理を行う構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１に開示の排水処理装置は、好気性微生物が付着する担体を流動化させて被処理水の浄化処理を行う担体流動槽と、その担体流動槽の下流において担体を用いて被処理水中の汚泥を濾過する担体濾過槽を備えている。担体濾過槽では、通常運転時において汚泥を濾過した担体にエアを供給することによって当該担体を洗浄する逆洗処理や、槽底部に沈降・堆積した汚泥を槽外へ移送する（抜き出す）汚泥移送処理が行われる。
ところで、上記のように被処理水の濾過処理を行う担体濾過槽においては、当該担体濾過槽の逆洗処理や汚泥移送処理に関し処理効率の一層の合理化を図る要請がある。
【特許文献１】特開２００３−１０８７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、被処理水の濾過処理を行う構成を有する排水処理装置の合理的な構築技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題を解決するために、本発明が構成される。なお、本発明は、特に濾過処理部の下方に堆積した堆積物を排出する堆積物排出運転の運転間隔が濾過処理部の洗浄処理を行う洗浄運転の運転間隔を下回るように構成することによって、排水処理装置の合理的な構築技術を実現できるようにした技術である。
【０００５】
（本発明の第１発明）
本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの排水処理装置である。
請求項１に記載の排水処理装置は、少なくとも濾過処理部、洗浄用流体供給手段、堆積物排出手段を有する。
濾過処理部は、被処理水の濾過処理を行う濾材が充填された領域である。本明細書でいう「濾材」とは、被処理水中に含まれる汚泥等の固形物（ＳＳ）を濾過可能な部材を広く含む主旨であり、浮上性ないし沈降性の粒状担体が本発明の「濾材」の典型例である。その他、粒状担体以外の規則性充填物によって構成される濾材も本発明でいう「濾材」の範疇に含まれるものとする。また、濾材は、濾過処理部に流動可能に充填される形態のものであってもよいし、あるいは濾過処理部に流動不能に充填される形態のものであってもよい。固形物（ＳＳ）等の被濾過物を含む被処理水が濾過処理部を流れることによって、被濾過物が濾材によって濾過されることとなる。
洗浄用流体供給手段は、濾過処理部に洗浄用流体を供給可能な機能を有する手段である。本明細書でいう「洗浄用流体」としては、エアをはじめとするガスや水等、濾過処理部に対し洗浄に好適なガス流や水流を付与することが可能な各種の流体を用いることができる。従って、洗浄用流体供給手段は、加圧された状態の洗浄用流体を濾過処理部へ向けて吐出する構成であるのが好ましい。この洗浄用流体供給手段が作動することによって、濾過処理部に洗浄用流体が供給されることとなる。
堆積物排出手段は、濾過処理部の下方に堆積した堆積物を排出可能な機能を有する手段である。典型的には、いわゆる「エアリフトポンプ」と称呼されるポンプのように、堆積物に対し吸引機能を有する構成の装置によって、本発明の堆積物排出手段が構成される。この堆積物排出手段が作動することによって、濾過処理部の下方に堆積した堆積物が堆積領域から当該領域外へ排出されることとなる。
【０００６】
本発明では、濾過処理運転時において被処理水が濾過処理部を下方から上方へ向けて流れることによって当該被処理水が濾過処理されるようになっている。すなわち、濾過処理運転時に濾過処理部には被処理水の上向流が作用することとなる。
また、本発明では、洗浄運転時においてエア供給手段が作動することによって被処理水の濾過処理に使用された濾過処理部が洗浄処理されるようになっている。すなわち、濾過処理運転時に濾過処理部の濾材によって濾過され捕捉された被濾過物は、洗浄運転時にエア流によって濾材から剥離し、これにより濾材の洗浄処理（いわゆる逆洗処理）が行われることとなる。
また、本発明では、堆積物排出運転時において堆積物排出手段が作動することによって濾過処理部の下方に沈降し堆積した堆積物の排出が行われるようになっている。すなわち、洗浄運転によって濾材から剥離した被濾過物を含み濾過処理部の下方に沈降し堆積した堆積物は、堆積物排出運転時に堆積領域から当該領域外へ排出されることとなる。
特に、本発明では、堆積物排出運転の運転間隔が洗浄運転の運転間隔を下回るように構成されている。本態様は、例えば１日あたりの堆積物排出運転の運転回数が１日あたりの洗浄運転の運転回数を上回ることを意味する。
【０００７】
本発明のように、被処理水が濾過処理部を下方から上方へ向けて流れる構成では、濾材によって濾過された被濾過物は、濾過処理部の各部位の濾材のうち上下方向に関し特に下側の濾材に捕捉され易くなり、捕捉された被濾過物はそのまま濾過処理部の下方に沈降し易い。そこで、例えば堆積物排出運転を洗浄運転にあわせて行わなくても、本発明のように洗浄運転よりも多い頻度で堆積物排出運転を行うことによって、堆積物の排出効果を高めるのに有効である。これに対し、堆積物排出運転を洗浄運転にあわせて行う場合や、洗浄運転の回数を堆積物排出運転の回数よりも増やした場合は、洗浄運転直後において水質が安定化するまでに要する時間が増え、洗浄運転が必要以上に過剰に行われることとなる。
また、本発明では、例えば１日あたりの堆積物排出運転の運転回数を複数回に分けるように設定することができる。このような設定によれば、１日１回程度堆積物排出運転を行う場合に比して、堆積物とともに排出される水量を抑えることができる。これにより、堆積物以外の水を不必要に抜き出す無駄な堆積物排出運転を防止することが可能となる。
また、本発明のように堆積物排出運転に比して洗浄運転の回数を抑えることによって、洗浄運転に関する省エネ効果が高まる。
【０００８】
なお、本発明において、堆積物排出運転および洗浄運転の運転間隔や、例えば１日あたりの運転回数については、適宜設定可能である。例えば、堆積物排出運転の運転間隔が洗浄運転の運転間隔を下回るという条件下において堆積物排出運転および洗浄運転の運転間隔を適宜設定したり、１日あたりの堆積物排出運転の回数が１日あたりの洗浄運転の回数を上回るという条件下において堆積物排出運転および洗浄運転の運転回数を適宜設定することができる。また、堆積物排出運転や洗浄運転の運転間隔は、毎回一定である必要はなく、１回毎や所定回毎に異なってもよいし、あるいは運転条件や季節等に応じて異なるように設定してもよい。
【０００９】
（本発明の第２発明）
本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの排水処理装置である。
請求項２に記載の排水処理装置は、請求項１に記載の構成において、さらに堆積物排出手段を介して排出された堆積物が貯留される堆積物貯留領域を備えている。そして、この堆積物貯留領域において固液分離された水が当該堆積物貯留領域外へ排出されるようになっている。
本発明において、例えば１日あたりの堆積物排出運転の運転回数を複数回に分けるような設定は、堆積物とともに一度に大量の水を堆積物貯留領域へ移送する場合に比して、堆積物貯留領域における堆積物と水との固液分離性能を向上させるのに有効である。すなわち、堆積物とともに一度に大量の水を堆積物貯留領域へ移送すると、堆積物貯留領域外へ排出される水の流量が増え当該水の中に汚泥が混入する可能性が高まるため、堆積物貯留領域における固液分離性能が低下する。これに対し、本発明のように、１日あたりの堆積物排出運転の運転回数を複数回に分け、堆積物貯留領域へ一度に移送する水の量を抑えることによって、堆積物貯留領域外へ排出される水の流量が増えるのを抑えることができ、堆積物貯留領域における固液分離性能を向上させることが可能となる。
【００１０】
（本発明の第３発明）
本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりの排水処理装置である。
請求項３に記載の排水処理装置は、請求項１または２に記載の構成において、濾過処理部に充填される濾材として浮上性の粒状担体が用いられている。本明細書でいう「浮上性の粒状担体」とは、見かけの比重が水よりも小さい各種の形状の粒状担体を広く含むものとする。
本発明の排水処理装置のこのような構成によれば、見かけの比重が水よりも大きい沈降性の担体を用いる場合に比して、洗浄運転時における担体の流動性がよく、当該担体の洗浄効率を向上させるのに有効である。すなわち、沈降性の担体を用いると、当該担体が濾過処理部において部分的に滞留し流動化しにくい場合があるが、浮上性の粒状担体は濾過処理部を円滑に流動することとなり当該担体の洗浄効率が向上する。従って、担体の洗浄効率の向上に伴い洗浄運転自体の頻度を抑えることができ、洗浄運転直後において水質が安定化するまでに要する時間が増えるのが確実に防止される。このように、浮上性の粒状担体を濾材として用いる構成は、洗浄運転が必要以上に過剰に行われるのを防止するのに有効である。
【００１１】
（本発明の第４発明）
本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりの排水処理装置である。
請求項４に記載の排水処理装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の構成において、洗浄用流体供給手段を、洗浄用流体としてのエアを濾過処理部の下方から当該濾過処理部に供給可能な構成としている。典型的には、ブロワ等において送気されたエアを濾過処理部の下方から供給可能な構成の装置によって、本発明の洗浄用流体供給手段が構成される。この洗浄用流体供給手段が作動することによって、濾過処理部の下方から当該濾過処理部にエアが供給されることとなる。
本発明に記載の排水処理装置の構成によれば、例えば洗浄用流体として水を用いる場合に比して、エアによって形成される水流による洗浄効果に加えエア自体のバブリングによる洗浄効果が相乗されることとなり濾過処理部における濾材の洗浄処理効果が高まる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明によれば、特に、濾過処理部の下方に堆積した堆積物を排出する堆積物排出運転の運転間隔を、濾過処理部の洗浄処理を行う洗浄運転の運転間隔よりも短くなるように構成することによって、堆積物の排出処理や濾過処理部の洗浄処理を効率的に行うことが可能となり、これにより、被処理水の濾過処理を行う構成を有する排水処理装置の合理的な構築技術を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明における「排水処理装置」の一実施の形態である排水処理槽１００の構成等を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１には、本発明における一実施の形態の排水処理槽１００の処理フローが示されており、図２には、当該排水処理槽１００の処理槽本体１０１の内部構成が示されている。
図１および図２に示すように、本実施の形態の排水処理槽１００は、処理槽本体１０１に、ばっ気型スクリーン１１０、流量調整槽１２０、計量調整装置１３０、夾雑物除去槽１４０、担体流動槽１５０、担体濾過槽１６０、消毒槽１７０、放流ポンプ槽１８０、消泡タンク１９０、汚泥濃縮貯留槽２００等が搭載されている。
図１に示すように、排水処理槽１００へ流入した汚水（被処理水）は、上記の構成要素によって処理され、処理後の水は放流ポンプ槽１８０の下流から排水処理槽１００外へ放流される一方、夾雑物除去槽１４０や担体濾過槽１６０の処理過程で分離・除去された汚泥は、一旦汚泥濃縮貯留槽２００に貯留されたのちに排水処理槽１００外へ搬出される構成になっている。なお、本実施の形態では、各槽において処理される汚水（被処理排水）および当該汚水を処理する処理過程において流れる水を「被処理水」ないし「水」と記載する。
【００１５】
図２に示すように、ばっ気型スクリーン１１０は、所定の大きさのスクリーン目を有し、流入口１０２を通じて処理槽本体１０１へ流入した被処理水中に含まれる粗大な固形物や砂などを除去する機能を有する。また、特に図示しないものの、ばっ気型スクリーン１１０にスクリーン目の目詰まり防止のためのエアが供給される構成になっている。ばっ気型スクリーン１１０を通過した水は、流量調整槽１２０へと移流する。
【００１６】
流量調整槽１２０は、被処理水を一時的に貯留するリザーバタンクとしての機能を有する槽であり、この流量調整槽１２０には、計量ポンプ１２２および撹拌装置１２４が設置されている。
計量ポンプ１２２は、単位時間当たり所定の流量の被処理水を流量調整槽１２０から計量調整装置１３０へ移送する機能を有する流量調整用のポンプである。この計量ポンプ１２２は、例えば流量調整槽１２０内の被処理水中に水没して設置されるよう設定された、いわゆる「水中ポンプ」として構成される。なお、計量ポンプ１２２を、水中ポンプではなくエアリフトポンプによって構成することもできる。
撹拌装置１２４は、流量調整槽１２０内の水を撹拌する機能を有する装置である。この撹拌装置１２４として、典型的には供給エアのエア流によって水を撹拌する手段を用いることができる。
流量調整槽１２０内の水は、計量ポンプ１２２を介して計量調整装置１３０へと移送される。
なお、撹拌装置１２４をはじめ、後述する汚泥引き抜き手段１４４、散気装置１５４、逆洗装置１６４、返還手段１６８、汚泥引き抜き手段１６９、撹拌装置２０４おいて用いるエアは、特に図示しないものの、エアを送気するブロワから供給されるようになっている。
【００１７】
計量調整装置１３０は、被処理水の一部を流量調整槽１２０へ戻すことが可能となっており、これにより夾雑物除去槽１４０へ移送される被処理水の流量がコンスタントになるように適宜流量調整（計量）を行う機能を有する。すなわち、計量ポンプ１２２と計量調整装置１３０とは、夾雑物除去槽１４０以降の各処理槽に供給される被処理水の流量を調整することにより被処理水の供給過剰状態を未然に防止する機能を果たすものである。
計量調整装置１３０によって計量された水は、夾雑物除去槽１４０へと移流する。
【００１８】
夾雑物除去槽１４０は、被処理水が含有する固形成分を、夾雑物として被処理水から分離させるための処理を行う槽であり、被処理水の固液分離機能を果たす。この夾雑物除去槽１４０には、移流管１４２および汚泥引き抜き手段１４４が設置されている。
移流管１４２は、上下方向に延在する第１延在部１４２ａと、当該第１延在部１４２ａから水平方向の延在する第２延在部１４２ｂを備えている。第１延在部１４２ａは、その下端（入口部分）が夾雑物除去槽１４０内の水面よりも低所に配置されており、水平付近に滞留するスカムなどが担体流動槽１５０へと流出するのを防止する構成になっている。第２延在部１４２ｂは、その下流側にスリット状の担体分離装置（図示省略）が設置されており、後述する担体流動槽１５０の粒状担体Ｃ１が夾雑物除去槽１４０側へと流入するのを防止する構成になっている。夾雑物除去槽１４０内の水は、この移流管１４２を通じて担体流動槽１５０へと移流する。
汚泥引き抜き手段１４４は、固液分離によって得られた夾雑物（固形成分）を含む汚泥を引き抜いて汚泥濃縮貯留槽２００へと移送する機能を有する手段である。この汚泥引き抜き手段１４４としては、移送管内へエアが供給されることでそのエア流によって被処理水を吸入し吐出する既知の構成のエアリフトポンプを用いることができる。
【００１９】
担体流動槽１５０は、その内部に多数の粒状担体Ｃ１が流動可能に充填された好気性処理領域を有する。粒状担体Ｃ１は、例えば中空円筒状に形成され、この粒状担体Ｃ１には被処理水中の有機汚濁物を好気性処理するための好気性微生物が付着する。この担体流動槽１５０は、担体充填部１６２によって濾過処理される前の被処理水が滞留可能な領域である。
また、この担体流動槽１５０には、移流管１５２および散気装置１５４が設置されている。
移流管１５２は、その入口部分が担体流動槽１５０の水面付近に配置されるとともに、後述する担体濾過槽１６０の担体充填部１６２よりも下部へと延在するように構成されている。また、この移流管１５２の入口部分には、担体流動槽１５０の粒状担体Ｃ１が担体濾過槽１６０側へと流入するのを防止するスリット状の担体分離装置（図示省略）が設置されている。担体流動槽１５０内の水は、この移流管１５２を通じて担体濾過槽１６０へと移流する。
散気装置１５４は、担体流動槽１５０内へエアを供給する装置であり、担体流動槽１５０内の粒状担体Ｃ１を流動化させるとともに、当該粒状担体Ｃ１に付着した好気性微生物に酸素を付与する機能を有する。これにより、好気性微生物によって被処理水中の有機物の好気性処理（酸化分解）が進行し、被処理水中のＢＯＤ成分の除去が効率的に行われるようになっている。このとき、有機物の好気性処理（酸化分解）によって、汚泥（泥状物質）等の固形物（ＳＳ）が生成する。
なお、本実施の形態では、消泡タンク１９０に貯留された消泡剤が担体流動槽１５０へ供給可能な構成になっている。消泡タンク１９０から消泡剤が供給されることによって、担体流動槽１５０内で発生する発泡を抑えることが可能となる。
【００２０】
担体濾過槽１６０は、担体Ｃ２が流動可能に充填される担体充填部１６２を有し、当該担体充填部１６２の下方に逆洗装置１６４を備えている。また、この担体濾過槽１６０には、返還手段１６８、汚泥引き抜き手段１６９等が設置されている。
【００２１】
担体充填部１６２に充填された担体Ｃ２は、上記担体流動槽１５０における好気性処理で生じたＳＳ（浮遊物質）等の固形生成物、および被処理水が含有していた固形成分を含む汚泥を捕捉する機能を有する。すなわち、被処理水が図２中の矢印で示すような上向流によって担体充填部１６２を上方へと流れる際に、被処理水に含まれる汚泥は担体Ｃ２によって濾過・分離される。本実施の形態では、担体Ｃ２として、浮上性の粒状担体、すなわち見掛けの比重が水よりも小さい担体が用いられている。この担体Ｃ２が、本発明および後述する態様１における「濾材」に対応しており、担体Ｃ２が充填される担体充填部１６２が、本発明および後述する態様１における「濾過処理部」に対応している。
【００２２】
逆洗装置１６４は、定期的に行われる逆洗処理（逆洗運転）時に担体濾過槽１６０内へエアを供給する装置であり、担体充填部１６２に逆洗用流体としてのエアを供給可能な構成を有する。逆洗装置１６４が作動することによって、担体Ｃ２に捕捉（濾過）された汚泥等の被濾過物を当該担体Ｃ２から剥離させる機能（逆洗機能）が発揮される。担体充填部１６２の下方に配置されたこの逆洗装置１６４が、本発明および後述する態様１における「洗浄用流体供給手段」に対応しており、担体充填部１６２に供給されるエアが、本発明および後述する態様１における「洗浄用流体」に相当する。逆洗装置１６４の逆洗機能により担体Ｃ２から剥離した汚泥等の被濾過物は、沈降分離されて担体濾過槽１６０の槽底部に設けられた傾斜状のホッパー部１６６に集められるようになっている。
【００２３】
返還手段１６８は、担体Ｃ２によって汚泥等の被濾過物が濾過されたあとの水を定期的に流量調整槽１２０へ返還する機能を有する手段である。また、汚泥引き抜き手段１６９は、固液分離によって担体濾過槽１６０の槽底部、すなわち担体充填部１６２の下方に堆積した汚泥等の堆積物を引き抜いて汚泥濃縮貯留槽２００へと移送する機能を有する手段である。この汚泥引き抜き手段１６９が、本発明および後述する態様１における「堆積物排出手段」に対応している。
これら返還手段１６８および汚泥引き抜き手段１６９としては、前記の汚泥引き抜き手段１４４と同様に、移送管内へエアが供給されることでそのエア流によって被処理水を吸入し吐出する既知の構成のエアリフトポンプを用いることができる。
担体濾過槽１６０内の水は、移流開口を通じて消毒槽１７０へと移流する。
【００２４】
消毒槽１７０は、消毒剤１７２を備えており、担体濾過槽１６０から流入した水に適宜消毒処理を施したのちに消毒処理後の水を放流ポンプ槽１８０へと移流させるように構成されている。
【００２５】
放流ポンプ槽１８０は、浄化処理が施された水を一旦貯留するとともに槽内に貯留された水の放流を行う機能を有する。この放流ポンプ槽１８０には、浄化処理が施された水を放流口１０３を通じて放流ポンプ槽１８０外へ排出する放流用の放流ポンプ１８２が設置されている。この放流ポンプ１８２は、放流ポンプ槽１８０内に水没して設置されるよう設定された、いわゆる「水中ポンプ」として構成される。なお、放流ポンプ１８２を、水中ポンプではなくエアリフトポンプによって構成することもできる。
なお、必要に応じては放流ポンプ槽１８０を省略し、消毒槽１７０で処理した水をそのまま排水処理槽１００外へ放流するように構成することもできる。
【００２６】
汚泥濃縮貯留槽２００は、前記構成の夾雑物除去槽１４０および担体濾過槽１６０から汚泥引き抜き手段１４４，１６９によって抜き出された汚泥等の堆積物を貯留する機能を有する。この汚泥等の堆積物は、汚泥濃縮貯留槽２００内において固液分離されたのち当該汚泥濃縮貯留槽２００から槽外へ適宜搬出されて別途処理される。この汚泥濃縮貯留槽２００が、本発明および後述する態様２における「堆積物貯留領域」に対応している。
この汚泥濃縮貯留槽２００には、当該汚泥濃縮貯留槽２００と流量調整槽１２０とを連通する脱離液返送管２０２が設置されている。脱離液返送管２０２は、その入口部分が槽内の水位の中間領域に延在する構成であり、汚泥濃縮貯留槽２００の中間領域に貯留された貯留物、すなわち槽底部において沈降・堆積する沈降性汚泥（スラッジ）と、槽上部において浮遊する浮上性汚泥（スカム）との間に滞留する脱離液を、流量調整槽１２０へと返送する機能を有する。この構成が、本発明における「堆積物貯留領域において固液分離された水が当該堆積物貯留領域外へ排出される構成」に相当し、本構成における流量調整槽１２０が本発明における「堆積物貯留領域外」に対応している。脱離液返送管２０２によって脱離液を流量調整槽１２０へ返送することによって、汚泥濃縮貯留槽２００における汚泥の濃縮度合いを高めることができる。
また、この汚泥濃縮貯留槽２００には、当該汚泥濃縮貯留槽２００内の水を撹拌する機能を有する撹拌装置２０４が設置されている。汚泥搬出時に撹拌装置２０４を運転することによって、槽内の水が撹拌されて汚泥搬出時における汚泥の引き出しが容易になる。
【００２７】
ここで、上記構成の排水処理槽１００のうち担体濾過槽１６０の運転を図面を参照しつつ説明する。本実施の形態では、担体濾過槽１６０は、タイマー（図示省略）によって制御される以下の３つの運転モード、すなわち通常運転、汚泥引抜運転、逆洗運転を有する。さらに、逆洗運転は、逆洗準備工程、逆洗工程、汚泥引抜工程、処理水返還工程の４つの工程からなる。
【００２８】
（通常運転）
通常運転では、処理槽本体１０１に流入した被処理水は、ばっ気型スクリーン１１０→流量調整槽１２０→計量調整装置１３０→夾雑物除去槽１４０→担体流動槽１５０→担体濾過槽１６０→消毒槽１７０の順で処理されて放流ポンプ槽１８０から放流される。
ここで、通常運転のモードにおける担体濾過槽１６０の状態が図３に示される。
図３に示すように、通常運転のモードにおける担体濾過槽１６０では、担体流動槽１５０で好気性処理された水が担体充填部１６２を下方から上方へ向けて流れることによって汚泥等の被濾過物が担体Ｃ２によって濾過・捕捉されて固液分離（濾過処理）される。そして、固液分離後の水は消毒槽１７０へと移流する。この通常運転が、本発明および後述する態様１における「濾過処理運転」に対応している。
【００２９】
（汚泥引抜運転）
汚泥引抜運転のモードにおける担体濾過槽１６０の状態が図４に示される。
図４に示すように、汚泥引抜運転のモードにおける担体濾過槽１６０では、汚泥引き抜き手段１６９を作動させることによって、担体濾過槽１６０底部（担体充填部１６２の下方）に沈降し堆積した汚泥等の堆積物を含む水を汚泥濃縮貯留槽２００へと移送する（抜き出す）。なお、この汚泥引抜運転のモードにおいて流量調整槽１２０の計量ポンプ１２２の作動を停止する。この汚泥引抜運転が、本発明および後述する態様１における「堆積物排出運転」に対応している。
【００３０】
（逆洗運転）
逆洗運転のモードにつき、逆洗準備工程における担体濾過槽１６０の状態が図５に示され、逆洗工程における担体濾過槽１６０の状態が図６に示され、汚泥引抜工程における担体濾過槽１６０の状態が図７に示され、処理水返還工程における担体濾過槽１６０の状態が図８に示される。なお、この逆洗運転のモードにおいて流量調整槽１２０の計量ポンプ１２２の作動を停止する。
【００３１】
図５に示すように、逆洗準備工程における担体濾過槽１６０では、逆洗工程前に返還手段１６８を作動させることによって、担体濾過槽１６０上部の水を流量調整槽１２０へと移送（返還）し、担体濾過槽１６０の水位を下げる。このように、逆洗工程前に担体濾過槽１６０の水位を下げることによって、その後に行う逆洗処理において逆洗水中のＳＳが消毒槽１７０側へ流出するのを防止する。
【００３２】
次に、上記逆洗準備工程に引き続き逆洗工程を行う。
図６に示すように、逆洗工程における担体濾過槽１６０では、返還手段１６８の作動を停止させ、逆洗装置１６４を作動させる。逆洗装置１６４が作動し担体濾過槽１６０内にエアが供給されると、担体充填部１６２に充填されている担体Ｃ２はこのエア流によって撹拌され、担体Ｃ２に捕捉されている汚泥等の被濾過物が剥離する。これにより、担体Ｃ２の洗浄処理が行われることとなる。特に、本実施の形態では、担体Ｃ２の逆洗用流体としてエアを用いているため、例えば洗浄用流体として水を用いる場合に比して、エアによって形成される水流による洗浄効果に加えエア自体のバブリングによる洗浄効果が相乗されることとなり担体充填部１６２における担体Ｃ２の洗浄処理効果が高まる。この逆洗工程が、本発明および後述する態様１における「洗浄運転」に対応している。
前記のように、本実施の形態では担体Ｃ２として浮上性の粒状担体を用いているため、見かけの比重が水よりも大きい沈降性の粒状担体を用いる場合に比して、逆洗工程における担体Ｃ２の流動性がよく、当該担体Ｃ２の逆洗効率を向上させるのに有効である。すなわち、沈降性の粒状担体を用いると、当該担体が担体充填部において部分的に滞留し流動化しにくい場合があるが、浮上性の粒状担体は担体充填部を円滑に流動することとなり当該担体の逆洗効率が向上する。従って、担体Ｃ２の洗浄効率の向上に伴い逆洗運転自体の頻度を抑えることができ、逆洗運転直後において水質が安定化するまでに要する時間が増えるのが確実に防止される。このように、浮上性の粒状担体を濾材として用いる構成は、逆洗運転が必要以上に過剰に行われるのを防止するのに有効である。
【００３３】
次に、上記逆洗工程に引き続き汚泥引抜工程を行う。
図７に示すように、汚泥引抜工程における担体濾過槽１６０では、汚泥引き抜き手段１６９を作動させることによって、担体濾過槽１６０底部に沈降し堆積した汚泥等の堆積物を含む水を汚泥濃縮貯留槽２００へと移送する（抜き出す）。
なお、この汚泥引抜工程および前記の汚泥引抜運転において、汚泥濃縮貯留槽２００へ移送され汚泥等の堆積物は、当該汚泥濃縮貯留槽２００内において分離される。汚泥濃縮貯留槽２００では、槽底部において沈降・堆積した沈降性汚泥（スラッジ）と、槽上部において浮遊する浮上性汚泥（スカム）との間の脱離液を脱離液返送管２０２を通じて流量調整槽１２０へと返送することによって、当該汚泥濃縮貯留槽２００における汚泥の濃縮処理が行われることとなる。
【００３４】
次に、上記汚泥引抜工程に引き続き処理水返還工程を行う。
図８に示すように、処理水返還工程における担体濾過槽１６０では、流量調整槽１２０の計量ポンプ１２２を作動させ、担体濾過槽１６０の水位を回復させる。同時に、返還手段１６８を作動させることによって、担体濾過槽１６０上部の水を流量調整槽１２０へと移送（返還）し、消毒槽１７０への移流がないようにする。このように、担体濾過槽１６０上部の水を流量調整槽１２０へと移送（返還）することによって、逆洗工程後に槽内に浮遊しているＳＳが消毒槽１７０側へ流出するのを防止する。
なお、この処理水返還工程が終了すると、上記通常運転に戻る。
【００３５】
本実施の形態では、担体濾過槽１６０における上記の汚泥引抜運転、および逆洗運転に関し所定のタイムスケジュールを設定している。ここで、担体濾過槽１６０における汚泥引抜運転、および逆洗運転に関するタイムスケジュールの一例が図９に示される。図９では、計５回分（＃１〜＃５）の汚泥引抜運転と計２回分（＃１，＃２）の逆洗運転を記載している。
図９に示すように、本実施の形態では、図４に示す汚泥引抜運転を６時間毎（運転間隔が６時間）に行い、図５〜図８に示す逆洗運転を２４時間毎（運転間隔が２４時間）に行うように設定されている。本態様が、本発明における「堆積物排出運転の運転間隔が洗浄運転の運転間隔を下回る。」との態様に相当する。すなわち、本実施の形態では、汚泥引抜運転が４回行われる毎に逆洗運転（特に、逆洗工程）が１回行われ、１日あたりの汚泥引抜運転の回数が１日あたりの逆洗運転の回数よりも多くなるように設定されている。
【００３６】
ここで、上記のような汚泥引抜運転および逆洗運転の回数、運転時間の間隔の設定は、以下のような理由に基づいている。
すなわち、本実施の形態のように被処理水が担体Ｃ２の担体充填部１６２を下方から上方へ向けて流れる構成では、担体Ｃ２によって濾過された汚泥等の被濾過物は担体充填部１６２の各部位の担体Ｃ２のうち上下方向に関し特に下側の担体Ｃ２に捕捉され易くなり、捕捉されたＳＳはそのまま担体濾過槽１６０の底部に沈降し易い。従って、汚泥引抜運転を逆洗運転にあわせて行わなくても、本実施の形態のように逆洗運転よりも多い頻度で汚泥引抜運転を行うことによって、担体濾過槽１６０外への汚泥等の堆積物の排出効果を高めるのに有効である。これに対し、汚泥引抜運転を逆洗運転にあわせて行う場合や、逆洗運転の回数を汚泥引抜運転の回数よりも増やした場合は、逆洗運転直後において水質が安定化するまでに要する時間が増え、逆洗運転が必要以上に過剰に行われることとなる。
【００３７】
また、本実施の形態のように１日あたりの汚泥引抜運転の運転回数を複数回に分ける設定によれば、１日１回程度汚泥引抜運転を行う場合に比して、汚泥等の堆積物とともに汚泥濃縮貯留槽２００へ移送される水量を抑えることができる。これにより、汚泥等の堆積物以外の水を不必要に抜き出す無駄な汚泥引抜運転を防止することが可能となる。また、１日あたりの汚泥引抜運転の運転回数を複数回に分ける設定は、汚泥等の堆積物とともに一度に大量の水を担体濾過槽１６０から汚泥濃縮貯留槽２００へ移送する場合に比して、汚泥濃縮貯留槽２００における汚泥と脱離液との固体分離性能を向上させるのに有効である。すなわち、汚泥等の堆積物とともに一度に大量の水を担体濾過槽１６０から汚泥濃縮貯留槽２００へ移送すると、脱離液返送管２０２を通じて汚泥濃縮貯留槽２００から流量調整槽１２０へと返送される脱離液の流量が増え当該脱離液中に汚泥が混入する可能性が高まるため、汚泥濃縮貯留槽２００における汚泥と脱離液との固液分離性能が低下する。これに対し、本実施の形態のように、１日あたりの汚泥引抜運転の運転回数を複数回に分け、担体濾過槽１６０から汚泥濃縮貯留槽２００へ一度に移送する水の量を抑えることによって、脱離液返送管２０２を通じて汚泥濃縮貯留槽２００から流量調整槽１２０へと返送される脱離液の流量が増えるのを抑えることができ、汚泥濃縮貯留槽２００における汚泥と脱離液との固液分離性能を向上させることが可能となる。
【００３８】
ここで、担体濾過槽１６０における汚泥引抜運転の間隔を、当該担体濾過槽１６０の前槽（上流領域の槽）である担体流動槽１５０における被処理水の滞留時間に基づいて設定するのが好ましい。本実施の形態では、担体流動槽１５０における被処理水の滞留時間を勘案して、担体濾過槽１６０における汚泥引抜運転の間隔を約６時間に設定している。これにより、担体流動槽１５０において汚泥等の被濾過物を含む水が担体濾過槽１６０へと移流し担体流動槽１５０の水が入れ替わる毎に担体濾過槽１６０の槽底部に堆積した汚泥等の堆積物の引抜運転を行うこととなり、担体濾過槽１６０の槽底部に堆積した汚泥等の堆積物を確実に引き抜くことができ、且つ汚泥等の堆積物以外の水を当該堆積物ともに引き抜き過ぎないようなきめ細かな汚泥抜き出し操作を行うことが可能となる。
また、本実施の形態のように逆洗運転の回数を１日１回に抑えることによって、逆洗運転に関する省エネ効果が高まる。
【００３９】
なお、本発明は、汚泥引抜運転および逆洗運転の運転間隔、１日あたりの運転回数については、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、汚泥引抜運転の運転間隔が逆洗運転の運転間隔を下回るという条件下において汚泥引抜運転および逆洗運転の運転間隔を適宜設定したり、１日あたりの汚泥引抜運転の回数が１日あたりの逆洗運転の回数を上回るという条件下において汚泥引抜運転および逆洗運転の運転回数を適宜設定することができる。
【００４０】
〔他の実施の形態〕
なお、本発明は上記の実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。
【００４１】
上記実施の形態では、担体濾過槽１６０の担体充填部１６２に浮上性の粒状担体を充填する場合について記載したが、浮上性の粒状担体にかえて沈降性の粒状担体を充填することもできる。また、粒状担体以外の濾材、例えば規則性充填物によって構成される濾材を担体充填部１６２に充填した構成としてもよい。
【００４２】
また、上記実施の形態では、汚泥引抜運転の運転間隔を毎回６時間とし、逆洗運転の運転間隔を毎回２４時間としたが、汚泥引抜運転や逆洗運転の運転間隔は、毎回一定である必要はなく、１回毎や所定回毎に異なってもよいし、あるいは運転条件や季節等に応じて異なるように設定してもよい。
【００４３】
また、上記実施の形態では、逆洗運転時に担体充填部１６２にエアを供給することによっての担体Ｃ２の逆洗を行う場合について記載したが、担体Ｃ２の逆洗に用いる逆洗用流体はエア以外の流体であってもよい。例えば、エア以外のガスや水等を逆洗用流体として用いることができる。
【００４４】
また、上記実施の形態において、排水処理槽１００を構成する各槽の種類、数、配置等については必要に応じて適宜変更可能である。
【００４５】
また、上記実施の形態や種々の変更の形態に鑑み、本発明では以下の態様１〜態様４に記載の構成を採り得る。
【００４６】
（態様１）
本発明では、「濾過処理運転時において、被処理水の濾過処理を行う濾材が充填された濾過処理部に対し、被処理水を前記濾過処理部の下方から上方へ向けて流すことによって当該被処理水の濾過処理を行い、
洗浄運転時において、前記濾過処理部に洗浄用流体を供給することによって当該濾過処理部の洗浄処理を行い、
堆積物排出運転時において、前記濾過処理部の下方に堆積した堆積物を排出する処理を行う排水処理方法であって、
前記堆積物排出運転の運転間隔が前記洗浄運転の運転間隔を下回る設定であることを特徴とする排水処理方法。」という構成（態様１）を採り得る。
【００４７】
この態様１では、濾過処理運転時において、被処理水の濾過処理を行う濾材が充填された濾過処理部に対し、被処理水を前記濾過処理部の下方から上方へ向けて流すことによって当該被処理水の濾過処理を行う。濾過処理部は、請求項１に記載の濾過処理部と同様の構成を有する。
また、洗浄運転時において、濾過処理部に洗浄用流体を供給することによって当該濾過処理部の洗浄処理を行う。濾過処理部へ洗浄用流体を供給するには、請求項１に記載の洗浄用流体供給手段と同様の構成の手段を用いることができる。
また、堆積物排出運転時において、前記濾過処理部の下方に堆積した堆積物を排出する処理を行う。濾過処理部の下方に堆積した堆積物を排出するには、請求項１に記載の堆積物排出手段と同様の構成の手段を用いることができる。
特に、本態様１では、堆積物排出運転の運転間隔が洗浄運転の運転間隔を下回る設定としている。本態様１は、例えば１日あたりの堆積物排出運転の運転回数が１日あたりの洗浄運転の運転回数を上回ることを意味する。
本態様１に記載のこのような排水処理方法を用いれば、請求項１において記載の作用効果と同様に、堆積物の排出効果を高める効果、堆積物とともに排出される水量を抑える効果、洗浄運転に関する省エネ効果等を有する。
【００４８】
（態様２）
また、本発明では、「態様１に記載の排水処理方法であって、
前記堆積物排出手段を介して排出した堆積物を堆積物貯留領域に貯留させ、前記堆積物貯留領域において固液分離した水を当該堆積物貯留領域外へ排出することを特徴とする排水処理方法。」という構成（態様２）を採り得る。
【００４９】
この態様２では、態様１に記載の排水処理方法において、堆積物排出手段を介して排出した堆積物を堆積物貯留領域に貯留させ、堆積物貯留領域において固液分離した水を当該堆積物貯留領域外へ排出する。
本態様２に記載のこのような排水処理方法を用いれば、請求項２において記載の作用効果と同様に、堆積物貯留領域外へ排出する水の流量が増えるのを抑えることができ、堆積物貯留領域における固液分離性能を向上させることが可能となる。
【００５０】
（態様３）
また、本発明では、「態様１または態様２に記載の排水処理方法であって、
前記濾過処理部に充填される濾材として浮上性の粒状担体を用いることを特徴とする排水処理方法。」という構成（態様３）を採り得る。
【００５１】
この態様３では、態様１または態様２に記載の排水処理方法において、濾過処理部に充填される濾材として浮上性の粒状担体を用いるようにしている。
本態様３に記載のこのような排水処理方法を用いれば、請求項３において記載の作用効果と同様に、見かけの比重が水よりも大きい沈降性の担体を用いる場合に比して、担体の洗浄効率を向上させることが可能となる。従って、担体の洗浄効率の向上に伴い洗浄運転自体の頻度を抑えることができ、洗浄運転直後において水質が安定化するまでに要する時間が増えるのが確実に防止される。
【００５２】
（態様４）
また、本発明では、「態様１〜態様３のいずれかに記載の排水処理方法であって、
洗浄運転時において、前記洗浄用流体としてエアを前記濾過処理部の下方から当該濾過処理部に供給することによって当該濾過処理部の洗浄処理を行うことを特徴とする排水処理方法。」という構成（態様４）を採り得る。
【００５３】
この態様４では、態様１〜態様３のいずれかに記載の排水処理方法において、濾過処理部の洗浄用流体としてエアを用いるようにしている。
本態様４に記載のこのような排水処理方法を用いれば、請求項４において記載の作用効果と同様に、エアによって形成される水流による洗浄効果とエア自体のバブリングによる洗浄効果とが相乗されることによって濾過処理部における濾材の洗浄処理効果が高まる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明における一実施の形態の排水処理槽１００の処理フローを示す図である。
【図２】排水処理槽１００の処理槽本体１０１の内部構成を示す図である。
【図３】通常運転のモードにおける担体濾過槽１６０の状態を示す図である。
【図４】汚泥引抜運転のモードにおける担体濾過槽１６０の状態を示す図である。
【図５】逆洗運転のモードの逆洗準備工程における担体濾過槽１６０の状態を示す図である。
【図６】逆洗運転のモードの逆洗工程における担体濾過槽１６０の状態を示す図である。
【図７】逆洗運転のモードの汚泥引抜工程における担体濾過槽１６０の状態を示す図である。
【図８】逆洗運転のモードの処理水返還工程における担体濾過槽１６０の状態を示す図である。
【図９】担体濾過槽１６０における汚泥引抜運転、および逆洗運転に関するタイムスケジュールの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１００…排水処理槽
１０１…処理槽本体
１０２…流入口
１０３…放流口
１１０…ばっ気型スクリーン
１２０…流量調整槽
１２２…計量ポンプ
１２４，２０４…撹拌装置
１３０…計量調整装置
１４０…夾雑物除去槽
１４２，１５２…移流管
１４４，１６９…汚泥引き抜き手段
１５０…担体流動槽
１５４…散気装置
１６０…担体濾過槽
１６２…担体充填部
１６４…逆洗装置
１６６…ホッパー部
１６８…返還手段
１７０…消毒槽
１８０…放流ポンプ槽
１９０…消泡タンク
２００…汚泥濃縮貯留槽
２０２…脱離液返送管
【図１】
2005111363.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005111363.tif 000007
【図６】
2005111363.tif 000008
【図７】
2005111363.tif 000009
【図８】
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【図９】
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