(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直に配置されたドラフトチューブと、その下部に設けられた水流発生手段と、その内部に設けられたフィルタ手段を具備し、そのドラフトチューブ内を流通させた処理水から前記フィルタ手段によって担体を分離して得た担体を含まない処理水を前記ドラフトチューブから取り出す手段を備えた担体の流動分離装置であって、前記水流発生手段が電動機で回転駆動されるインペラ装置であって、前記フィルタ手段が円筒形フィルタであり、担体を含む処理水をその円筒形フィルタの外側を流通させ、担体を含まない処理水をその円筒形フィルタの内側から取り出すようにしたことを特徴とする担体の流動分離装置。
【請求項２】
前記担体の流動分離装置のフィルタ部分を昇降可能に設けた請求項１に記載の担体の流動分離装置。
【請求項３】
前記インペラ装置の上流側に空気供給手段を併設した請求項１または２に記載の担体の流動分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、担体を添加して生物処理する処理システムにおいて、処理水の攪拌、散気などを行いながら、担体を分離した処理水を取り出すことができる担体の流動、分離装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＢＯＤやＳＳの除去、あるいは脱窒、脱燐処理などの汚水処理において、処理水に担体を添加した生物処理が行われている。この生物処理では、図５に例示するように、処理槽１をフィルタスクリーン１１によって区画し、処理水をこのフィルタスクリーン１１に通過させて、担体１２を堰き止め分離した流出水を取り出すようにしている。すなわち、槽内の処理水は、曝気装置（図示せず）から生じた気泡１３の上昇運動に伴う上昇水流となって、フィルタスクリーン１１の近傍を流動することになり、その一部はフィルタスクリーン１１を通過して、流出水１４として取り出されるのである。
【０００３】
この場合、図６の拡大図に示すように、処理水中の担体１２は、曝気によって生じた水流１０に乗って流動しながら循環するのであるが、処理水がウエッジワイヤなどで形成されるスクリーンバー１１ａからなるフィルタスクリ−ン１１を通過するときに、担体１２は所定の目開きのスクリーンバー１１ａによって堰き止められ、流出水１４として流出することはない。そして、堰き止められた担体１２は、流動する曝気の気泡や水流１０によって押し流されるので、フィルタスクリーン目を閉塞することなく、流出水から分離され循環して槽内で繰り返し使用されるものである。
そして、このフィルタスクリーン１１の閉塞を確実に防止するには、相当な強さの水流が必要なところから、処理槽内においてできるだけ強い水流が安定して得られる場所にフィルタスクリーンを設置するのが望ましく、設置位置、設置角度やバッフル板の設置などを含め種々のタイプが実用化されている。
【０００４】
しかしながら、従来の曝気による気泡の浮力に依存した方法では、反応槽の形状によっては十分な強さの水流が得られにくく、その場合には担体による閉塞を起こし易いという問題があった他、以下に示す解決課題もあった。
（１）嫌気槽への応用が難しかった。
基本的に空気を吹き込む曝気を行わない嫌気槽では、水中攪拌機などにより槽内の攪拌を行っているものの、好気槽のような強い槽内水流が得られなかった。また、フィルタスクリーン近傍に洗浄専用の曝気装置を設けることも考えられたが、この曝気が全体の嫌気状態に悪影響を及ぼすことになり、実用的でなかった。
【０００５】
（２）メンテナンスが容易ではない。
フィルタスクリーン自体を水中深く水没させた状態で設置していることから、点検や掃除などのメンテナンス時には、運転処理を一時的に停止し、槽内の水を抜き出す必要があり、メンテナンスの手間がかかるという不具合があった。
【０００６】
（３）機械攪拌式曝気装置の利用も困難。
散気板などのディフューザを用いた従来の曝気装置に代えて、電動モータなどで駆動される羽根車を備えた機械攪拌式曝気装置の適用が考えられるが、この場合もフィルタスクリーン部分に強い水流を生じさせるのは困難であるので、結局、フィルタスクリーン洗浄のためにバッフル板を配置し、専用のブロアーを設けて強い水流を部分的に発生させるなど、複雑な構造を付加させなければならず、適切なものとは言いがたかった。
【０００７】
【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、フィルタの閉塞を確実に防止できるとともに、嫌気槽または好気槽のいずれにも適用でき、メンテナンスも容易であり、また、処理槽の構造自体も簡単な構造で済ませることのできる、担体の流動、分離装置を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の問題は、次に詳述するところの、垂直に配置されたドラフトチューブと、その下部に設けられた水流発生手段と、その内部に設けられたフィルタ手段を具備し、そのドラフトチューブ内を流通させた処理水から前記フィルタ手段によって担体を分離して得た担体を含まない処理水を前記ドラフトチューブから取り出す手段を備えた担体の流動分離装置であって、前記水流発生手段が電動機で回転駆動されるインペラ装置であって、前記フィルタ手段が円筒形フィルタであり、担体を含む処理水をその円筒形フィルタの外側を流通させ、担体を含まない処理水をその円筒形フィルタの内側から取り出すようにしたことを特徴とする本発明の担体の流動分離装置によって解決することができる。
【０００９】
さらに、これらの担体の流動分離装置は、好ましくは、前記フィルタ手段の少なくともフィルタ部分のみを単独に反応槽中の処理水中から引き上げることができるよう昇降可能に設けられたり、前記インペラ装置の上流側に空気供給手段を併設した形態に具体化できるものである。
【００１０】
本発明によれば、インペラ装置のような水流発生手段によって、ドラフトチューブとフィルタとの間の限られた空間に処理水の水流を流通させるから、フィルタの外側から担体を分離して処理水を内側に取り込み、担体を含まない流出水として取り出すことができる。そして、同時に、ドラフトチューブ内では水流が分散することがないから、フィルタに沿って所望の流速、流量の水流を流動させることができる。従って、フィルタに堰き止められた担体を確実に押し流すことができ、担体の閉塞を効果的に防止できるのである。
【００１１】
さらに本発明では、空気供給手段を併設して好気槽に好適に用いられるが、水流発生手段として必ずしも曝気装置に依存しないので、酸素の供給を行わない嫌気槽への応用が容易になり、適用範囲が広がることになる。また、流動分離装置のフィルタ部分を単独に引き上げることができる昇降装置を付加すれば、フィルタ部分の点検や掃除などのメンテナンスが容易になるという利点も得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の担体の流動分離装置に係る実施形態について、図１〜４を参照しながら説明する。
図１において、本発明の担体の流動分離装置は、担体を用いて生物処理を行う好気槽または嫌気槽に適用される担体の流動分離装置であって、垂直に配置された中空円筒形状のドラフトチューブ２の下部に、電動機３１で回転駆動される羽根車３２を備えたインペラ装置３が配置され、処理水をドラフトチューブ２に送り込む、またはそこから吐出できるよう設けられている。そして、その上方には、ウエッジワイヤなどで形成された有底円筒形のフィルタ４を配置し、さらに、前記フィルタ４の内側から流出水を取り出す流出配管５を設けている。
【００１３】
ここで、前記ドラフトチューブ２は、合成樹脂材あるいは耐食金属材からなる中空筒状体であり、後記のフィルタ４やインペラ装置３と組み付けるに適した断面形状、好ましくは円筒状に形成されているものである。そして、その下部には、水流発生手段としては、図示の電動機で回転駆動される羽根車３２を備えたインペラ装置３が設けられている。この目的の水流発生手段には、図３に例示するような、処理槽上方に配置した電動機３１ａで回転駆動される水中羽根車３２ａを備えた装置に変形することも含まれる。
【００１４】
そして、このドラフトチューブ２の内部に設けられたフィルタ手段としては、筒体に形成された外周壁をウエッジワイヤタイプのスクリーンバーで構成した有底円筒形のフィルタ４が適当であるが、本発明はこれに限定されず、網体、有孔板などで形成される円筒状フィルタや、平板フィルタエレメントを組み合わせた断面多角形のフィルタ手段でも、要は、担体１２を堰き止める目開きのフィルタであれば適宜に適用され得る。
さらに、この円筒形のフィルタ４の内部から担体１２を分離した流出水を取り出す流出手段として流出配管５が取り付けられ、担体を分離して含まない処理水が流出するよう設けられている。
【００１５】
図１に示す担体の流動分離装置では、インペラ装置３を運転すると、その吐出口３３から処理水が吐出され、一方、処理水はドラフトチューブ２の上端から吸入されることになり、ドラフトチューブ２とフィルタ４との間の限られた空間に処理水の下向水流が生じることになり、吸い込まれる担体１２はフィルタ４の外周側で堰き止められ、担体１２を分離した処理水は内側に流れ込み、担体１２を含まない流出水として流出配管５によって取り出われる。
【００１６】
そして、同時に、インペラ装置３によって吸入されて生じるドラフトチューブ２内水流は、分散することがないから、フィルタ４に堰き止められた担体を確実に押し流すことができるような、所望の流速、流量に設定することができ、担体の閉塞を効果的に防止できることになる。
【００１７】
また、本発明では、図２に示すように、電動機３１ｂによって駆動される羽根車３２ｂに基づく水流の方向を、このインペラ装置から処理水を吸い込み、ドラフトチューブ２の上端口から吐出するように設定しても、先の実施形態とは水流の方向は逆向きになるが同様に機能させることができる。
【００１８】
さらに、前記図１〜３に示す装置の場合、担体の流動分離に曝気装置を応用していないから、酸素を供給しない嫌気槽に好ましく適用できる。また、この水流発生手段に空気供給手段を併設して、好気槽に好ましく適用できるようにすることができる。例えば、図４に示すように、インペラ装置に空気供給管６によって空気を供給するようにすれば、供給された気泡を羽根車の回転力によって細かい気泡１３として槽内に送り出すことができ、曝気効果を向上させることもできる。このように、外部から空気を供給する場合、空気供給管６の出口をインペラ装置の上流側に配設するのがよく、分散効果を高めることができる。
【００１９】
また、本発明の担体の流動分離装置は、フィルタ部分を単独で反応槽中から引き上げるよう昇降装置を付設するのが特に好ましい。本発明では、装置自体はドラフトチューブ、インペラ装置およびフィルタ装置により構成されるが、フィルタ部分を着脱自在とし、昇降可能なものとすれば、流動分離装置全体を処理槽から引き上げることなく、フィルタ部分の点検や掃除などのメンテナンスが可能になるという利点が得られる。また、本発明では、装置自体を処理槽の構造から分離して独立した機構に構成できるので、処理槽自体の構造をシンプルなものにできるという利点も得られる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の担体の流動分離装置は、以上に説明したように構成されているので、スクリーン近傍において強い水流を発生させることができるから、フィルタの閉塞を効果的に防止できる他、次のような優れた効果が得られた。
（１）適用範囲が広がった。
好気槽は勿論のこと、脱窒反応槽や脱燐反応槽のような嫌気処理槽にも適用できるようになった。この結果、それらの処理槽でも担体を利用できるようになるので、処理システムの効率をさらに向上させることも可能になり、処理能力のアップや装置のコンパクト化まで期待できるようになった。
【００２１】
（２）好気槽の場合も、処理槽の構造が簡単になった。
処理水の攪拌と散気処理が同時に行えるから、好気槽に好適に適用でき、従来のような、槽構造に付属したフィルタスクリーン装置が不要となるから、処理槽自体の構造がシンプルに形成できる、また、処理槽のメンテナンスも容易になる利点が得られる。
【００２２】
（３）メンテナンスが容易となった。
処理槽のメンテナンスが容易になる他、フィルタ部分を槽から引き上げてメンテナンスを行えるので、従来のような処理水を抜き取るといった手間がかからなくなった。
よって本発明は従来の問題点を解消した担体の流動分離装置として、その工業的価値は極めて大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を説明するための断面略図。
【図２】他の実施形態を説明するための断面略図。
【図３】他の実施形態を説明するための断面略図。
【図４】他の実施形態を説明するための断面略図。
【図５】フィルタスクリーンの機能を説明するために断面略図。
【図６】フィルタスクリーンの部分拡大図。
【符号の説明】
１２  担体、１３  気泡、２  ドラフトチューブ、３  インペラ装置、３１  電動機、３１ａ、３１ｂ  電動機、３２  羽根車、３２ａ、３２ｂ  羽根車、４  フィルタ、５  流出配管、６  空気供給管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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