(57)【要約】【課題】従来、個々になされていた水処理手段を集約し合理化して装置コスト、操業コストを最小限にする。【解決手段】ろ過床２上にろ過された水３が滞留する上向流砂ろ過装置１を用い、被処理水をろ過して被処理水中のＳＳを除去し、前記の滞留ろ過水中に紫外線照射装置４を設け、紫外線を照射して滞留ろ過水を消毒し、滞留ろ過水中におけるスライムの発生を抑制する。上向流砂ろ過装置としては、上向流移床式連続砂ろ過装置が好適である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろ過床上にろ過された水が滞留する上向流砂ろ過装置を、前記滞留ろ過水中に紫外線照射装置を取り付けて用い、被処理水をろ過して被処理水中のＳＳを除去し、滞留するろ過水に紫外線を照射して消毒し、かつ滞留ろ過水中におけるスライムの発生を抑制することを特徴とする水のろ過・消毒方法。
【請求項２】
砂ろ過床（２）上にろ過された水が滞留する上向流砂ろ過装置（１）の滞留ろ過水中（３）に、紫外線照射装置（４）が取り付けられていることを特徴とする水のろ過・消毒装置。
【請求項３】
前記の上向流砂ろ過装置として、移床式上向流砂ろ過装置が用いられていることを特徴とする請求項２に記載の水のろ過・消毒装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、河川・湖沼水や、下水・し尿処理水、産業排水、廃棄物埋立地浸出水などの一次処理水を被処理水として、含まれるＳＳ（懸濁固形分）をろ過分離し、分離されたろ過水を消毒し、かつ、ろ過水中におけるスライム発生を抑制して浄化する、水のろ過・消毒方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水の浄化処理は、通常、被処理水の状態や処理目的に応じて、適宜に複数の操作を組合せて実施されている。例えば、水中に含まれるＳＳを分離、除去するには、多くの場合、砂ろ過装置に代表されるろ過装置を用い、ろ過床に被処理水を通過させて固液分離を行い、ろ過水を得ている。このほか、水の浄化には消毒、ｐＨ調整、ＢＯＤ除去、有害物除去、脱臭、脱色など、多岐に亘って要求されることが多い。
【０００３】
ところで最近、ろ過装置として上向流砂ろ過装置の利用が多くなった。この上向流砂ろ過装置は、ろ過床の表面から上部にろ過床を攪拌してろ材を逆洗するために、あるいは移床式上向流ろ過装置では再洗浄を行うために必要なスペースとしてフリーボードがあり、ろ過水の取出口が設けられている。そして、ろ過を終えたろ過水が滞留している。
【０００４】
ところが、前記の滞留ろ過水は、原因は別としてスライム（超微粒子の凝集体）が発生しやすいという問題があった。従来、このスライムの発生を防止するため、被処理水中、或いはろ過装置内に次亜塩素酸ソーダなどの滅菌剤を注入していた。注入された滅菌剤はスライムの発生を防止し分解する手段であって、消毒剤としての機能は有していなかった。
【０００５】
他方、消毒には、従来から取扱の容易さ、安価なコストや消毒効果が残留するなどの利点があるため、広く塩素が利用されていた。しかし、塩素には有機塩素化合物の生成、アルカリ側ｐＨ、含有窒素化合物による消毒効果の急減などの短所があり、また最近、有機塩素化合物を含む処理水放流の是非が取り上げられるようになり、その使用は避けたいところである。塩素消毒に代わる手段として、一部に紫外線照射やオゾン添加による消毒法が用いられるようになったが、紫外線やオゾンの効率が含有するＳＳによって低下する等の問題があり、紫外線の照射効率を上げるためには前処理として、ろ過器を設けＳＳを除去する必要があった。これらの問題を解決するために塩素消毒に較べランニングコストが高くなっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の水の処理設備は、ＳＳ成分を除去するろ過槽、消毒のための殺菌処理装置、スライム発生抑制のため薬剤添加装置など必要な装置を適宜に組み合わせていたので、設備全体が大規模にならざるを得なかった。目的に応じた個々の装置を組み合わせた設備にはそれなりの利点があるが、技術の進歩に応じ従来の浄水手段を集約して合理化し、装置コスト、操業コストを最小限に切りつめることも重要である。本発明は、浄水装置の集約化を課題に研究の結果、完成したものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するための手段について図１を参照して説明する。まず、本発明は、ろ過床２上にろ過された水３が滞留する上向流砂ろ過装置１を、前記滞留ろ過水３中に紫外線照射装置４を取り付けて用い、被処理水６をろ過して被処理水中のＳＳを除去し、滞留するろ過水３に紫外線を照射して消毒し、かつ滞留ろ過水中におけるスライムの発生を抑制することを特徴とする水のろ過・消毒方法を開示する。
【０００８】
また、本発明は、砂ろ過床２上にろ過された水が滞留する上向流砂ろ過装置１の滞留ろ過水中３に、紫外線照射装置４が取り付けられていることを特徴とする水のろ過・消毒装置を開示する。前記の上向流砂ろ過装置としては、上向流移床式連続砂ろ過装置が好適である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下の説明において、本発明にかかる水のろ過・消毒装置に供給する未処理の水は「被処理水」、前記装置内でろ過された被処理水は「ろ過水」、さらに紫外線を照射された前記ろ過水は「処理水」という。
【００１０】
本発明は、最近、技術進歩が著しく実用化の進んでいる上向流砂ろ過装置を利用して、浄水設備の集約化を図ったものである。なかでも、ろ過と逆洗とを同時に実施できる、移動床式上向流砂ろ過装置１を好ましく利用することができる。図１を参照し、本発明の実施形態について具体例をあげつつ説明する。図１は、本発明にかかるろ過・消毒装置の一例を示すフローシートであって、上向流砂ろ過装置としては上向流移床式連続砂ろ過装置を利用している。砂ろ過床２上に滞留するろ過水３中に紫外線照射管４を挿入して滞留ろ過水３を照射し、同一装置内においてスライムの発生を抑制しつつ、ろ過と消毒とを実施しする。
【００１１】
図１に示された移動床式上向流砂ろ過・消毒装置１は、底部がロート状の筒型容器をろ過槽５とし、ろ材の砂を適量充填して砂ろ過床２を形成する。ろ過槽５の下部から供給された被処理水６は、砂ろ過床２中を上方に向かって、すなわち上向流になって通過し、その間に含有するＳＳ成分がろ過、分離される。砂ろ過床２中を通過し、ろ過床上に滞留するろ過水はオーバーフローして処理水導出管７から取り出される。滞留ろ過水３中には紫外線照射管４が挿入、装着されており、滞留ろ過水３を照射してスライムの発生を抑制して紫外線を照射し効率よく消毒を実施する。
【００１２】
一方、砂ろ過床２中には、下部からろ材を吸引・上昇させるためのエアリフト管８を挿入し、エアリフト空気配管９を介してエアリフト管８の下部から空気を吹き込む。ろ材の砂は、エアリフトに吸引されてエアリフト管８中を空気とともに上昇しながら空気と水とで洗浄される。エアリフト管８の上端には分離器１０が設けられ、上昇空気と、同伴する洗浄排水及び砂とが分離される。分離された砂は汚濁物質とともにサンドウオッシャー１１へと沈降する。サンドウオッシャー１１下部からは、ろ過床２を通過したろ過水の一部が洗浄水として導入され上向流になって、沈降する砂と向流接触し、砂と汚濁物質とを分離し、砂をろ材として再生させる。再生されたろ材は、サンドウオッシャー１１からろ過床２の表面に沈降し元のろ過床２に循環される。汚濁物質は上向水に同伴してサンドウオッシャー１１内を上方へと移動し、前記の洗浄排水とともに排水管１２からろ過槽５外に排出される。ろ過と洗浄とを交互に切替操作することなく、常時、連続定量的にろ材が洗浄され、上部に滞留したろ過水３は、紫外線照射によりスライム発生が抑制され、十分な紫外線照射によって消毒される。
【００１３】
本発明において装着する紫外線照射装置の種類にとくに制限はなく、例えば、水銀ランプなどは市中で容易に入手可能であり、好適である。消毒に必要な照射能力は、照射するろ過水の性状によるところが大であるが、例えば、下水処理水を対象とする場合には、大腸菌群数平均殺菌率９９．９％を得るのに必要なエネルギーは、１ｍ３当たり５０〜７５Ｗｈ程度である。スライム発生抑制のための紫外線照射エネルギーもほぼこの程度と考えてよい。
【００１４】
この他にも紫外線照射装置を装着することによって、従来問題であった砂ろ過器上部において生成する生物膜や雑菌は生成段階で抑制され、殺菌のみではなくＳＳ成分の除去効果が相乗的に向上する。夏期に発生しやすい藻類の発生防止効果も大きい。また、本装置は、例えばオゾン殺菌、窒素化合物を分解するためのメタノール添加などの他の処理手段と適宜に併用することができる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明に係る水のろ過・消毒方法及びその装置は、従来のろ過装置内に紫外線照射装置を内臓させているので、被処理水をろ過し、ろ過水を消毒する機能を備えている。そればかりか、紫外線照射によってろ過水中のスライムの発生を抑制するので、スライム抑制のための薬剤及びその添加装置を必要としない。紫外線照射装置は、フリーボードを消毒スペースとして有効に活用することにより、装置の大幅な拡張や紫外線照射の前処理用のろ過装置も要せず、容易にろ過装置内に装着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例を示す概略フローシート
【符号の説明】
１：移床式上向流砂ろ過装置            ２：砂ろ過床
３：ろ過装置上部に滞留するろ過水      ４：紫外線照射装置
５：ろ過槽                            ６：被処理水（供給配管）
７：処理水導出管                      ８：エアリフト管
９：空気配管                        １０：ろ材分離器
１１：サンドウオッシャー              １２：洗浄排水管
【図１】
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