(57)【要約】【課題】油膜や化学薬品を使用することなく余剰な藻類の発生を抑制できる緩速濾過処理設備と緩速濾過処理方法を提供する。【解決手段】緩速濾過処理設備において濾過砂層４の表面に原水中２の汚染物質を分離する生物膜１２を形成し原水２を濾過砂層４に通して濾過された浄水を得る。藻類発生の抑制をするために濾過池６の水中に散気管７を設置して散気管７に設けた穴から気泡１１を吐出させて曝気を行う。曝気を行うことにより濾過池６の水中に散気管７から出る気泡１１の浮力による上向きの水流が生じ濾過砂層４の表面の生物膜１２の藻類が水流で分断される。上向きの水流によって余剰な藻類が水面へ上昇して越流管５を通りオーバーフローにより排出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過砂層表面に原水中の汚染物質を分離する生物膜を設け、原水を濾過砂層に通して濾過された浄水を得る緩速濾過処理設備において、
濾過池水中に曝気手段を配置したことを特徴とする緩速濾過処理設備。
【請求項２】
請求項１に記載の緩速濾過処理設備において、
前記曝気手段は所定間隔で空気を排出する穴を設けた散気管であることを特徴とする緩速濾過処理設備。
【請求項３】
請求項２に記載の緩速濾過処理設備において、
前記散気管を濾過砂層表面から間隔をあけて設置することを特徴とする緩速濾過処理設備。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の緩速濾過処理設備において、
前記散気管を原水中で移動可能としたことを特徴とする緩速濾過処理設備。
【請求項５】
濾過砂層表面に原水中の汚染物質を分離する生物膜を設け、原水を濾過砂層に通して濾過された浄水を得る緩速濾過処理方法において、
濾過池水中に曝気を行うことで水流を生じさせることを特徴とする緩速濾過処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は濾過砂層表面に原水中の汚染物質を分離する生物膜を設け、原水を濾過砂層に通して濾過された浄水を得る緩速濾過処理設備と緩速濾過処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原水の処理方法のひとつに緩速濾過処理方法がある。緩速濾過処理方法は砂層と砂利層からなる濾過層の上面の濾過池に原水を供給して下向きの流れで通過させて濾過砂層や濾過砂層表面に生息する生物によって原水中の汚染物質を分離するものである。緩速濾過処理設備は濾過槽内に濾過砂層を形成し原水を満たして、原水を濾過砂層に通過させて濾過層底部より処理水を取り出す構成となっている。濾過速度は例えば１日に４〜５ｍである。緩速ろ過設備には常に緩速の下向きの流れがあるので濾過池の底の砂層の表面に原水中の汚染物質を分解する藻類そのほかの微生物が繁殖し生物膜を生成している。これらの生物によって原水中のリン分、窒素分、浮遊物質（ＳＳ）が分離される。現在多く用いられている化学薬品を使用して浄水を得る急速濾過処理方法とくらべて、緩速濾過処理方法は水質の浄化に生物を利用し化学薬品を使用せずに原水を処理することができるので注目されつつある。
【０００３】
緩速濾過処理設備では濾過砂層表面から剥離した藻類等が光合成で生じた気泡の浮力により水面に浮き上がりスカムを形成する。このスカムが原水表面に浮上するので、オーバーフローにより越流管から浮上スカムを排出している。この浮上スカムを回収することにより濾過性能を維持することができる。例えば特許文献１には原水の表面に油膜を形成し濾過砂層に原水を通過させる緩速濾過処理設備が提案されている。この緩速濾過処理設備では浮上スカムはオーバーフローにより越流管から油と原水と共に排出され個液分離機に収集される。個液分離機は溢出液より個液分離して浮上スカムを除去し、分離された油と原水の混合液体はポンプにより排出され油膜供給手段に回収され油は再利用される。
【０００４】
また緩速濾過処理設備では枯死した藻類等が下向きの流れにより濾過砂層表面に堆積するので、濾過砂層表面の閉塞を防ぐために定期的に濾過砂層表面を掻きとるというメンテナンスの作業が必要である。
【特許文献１】特開平１１−６７７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら従来の緩速濾過処理設備には以下のような問題がある。特許文献１に記載された緩速濾過処理設備では浮上スカムは油と共に越流管から排出されるので、スカムと油を分離する装置や油を再度濾過槽へ戻す装置が必要であり設備が複雑であった。また緩速ろ過設備にはスカムを自動的に流出する越流管があるが、藻類の繁殖が旺盛な場合には濾過池に大量の藻類が滞留する。枯死した大量の藻類が濾過砂層表面に堆積し濾過層を閉塞し、腐敗した大量の藻類が処理水の異臭味の原因となるなど濾過槽の環境が悪くなり、濾過槽の処理能力と浄水の水質が低下する。また濾過砂層表面の閉塞を防ぐためのメンテナンス作業が多く必要になり維持管理が大変になる。
【０００６】
藻類の大量発生を防ぐには殺藻剤の添加や太陽光の遮蔽などの方法が考えられる。しかし化学薬品を使用せずに浄水を得ることが特徴の緩速濾過設備においては、浄水の処理に薬品の使用をすることは好ましくない。また太陽光の遮蔽に関しては遮光幕の設置等が考えられるが完全な遮光は濾過層内の光合成生物の育成に悪影響があるので遮光の調整ができる措置が必要であり、また遮蔽幕の設置には強風時に吹き飛ばされない措置が必要であるなど規制が多いので費用もかかる。このように浄水の水質を落とさずに藻類の発生を効率よく抑制する方法がなかった。
【０００７】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、油膜や化学薬品を使用することなく余剰な藻類の発生を抑制できる緩速濾過処理設備と緩速濾過処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る緩速濾過処理設備は、濾過砂層表面に原水中の汚染物質を分離する生物膜を設け、原水を濾過砂層に通して濾過された浄水を得る緩速濾過処理設備において、濾過池水中に曝気手段を配置したことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る緩速濾過処理方法は、濾過砂層表面に原水中の汚染物質を分離する生物膜を設け、原水を濾過砂層に通して濾過された浄水を得る緩速濾過処理において、濾過池水中に曝気を行うことで水流を生じさせることを特徴とする。
【００１０】
このような特徴により、濾過池水中を曝気すると濾過池水中に気泡が生じ上向きの水流が生成されるのでこの水流によって濾過砂層表面から藻体が分断されて藻が成長しにくい環境となる。また上向きの水流によって剥離した藻類は砂層表面に堆積せず水面へ浮き上がり越流管に達するので、オーバーフローによる藻類の排出が促進される。また曝気した空気の気泡の浮力で藻類以外の水中の浮遊物質も水面に浮き上がり越流管より排出されるので濾過砂層表面の閉塞抑止効果が得られる。
【００１１】
また、本発明に係る緩速濾過処理設備では、曝気手段は所定間隔で空気を排出する穴を設けた散気管であることが好ましい。
【００１２】
このような特徴により所定間隔で空気を排出する穴を設けた散気管は設置長さや間隔を適宜設定しやすいので濾過池の大きさに合わせて曝気の範囲や量を設定することができる。
【００１３】
また、本発明に係る緩速濾過処理設備は、散気管を濾過砂層表面から間隔をあけて設置することが好ましい。
【００１４】
このような特徴により、曝気により生じる気泡が作る水流が濾過砂層表面に触れず濾過砂層表面のかく乱を防ぐことができ濾過砂層表面の生物膜は破壊されずに安定的に維持される。
【００１５】
また、本発明に係る緩速濾過処理設備は、散気管を原水中で移動可能とすることが好ましい。
【００１６】
このような特徴により大型の池を備えることが多い緩速濾過処理設備に散気管を設置しやすくなり、状況に応じて設置場所の変更ができる。また散気管が移動可能であると濾過砂層表面を掻き取るメンテナンスも行いやすい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば緩速濾過処理設備の濾過池水中を曝気することで気泡によって上向きの水流を生じさせることができるから、余剰な藻類を排出できて濾過池水中の環境を整え水質の良好な浄水を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態による緩速濾過処理設備と緩速濾過処理方法について、図１、図２に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態による緩速濾過処理設備の概要を示す図、図２は本発明の実施の形態による緩速濾過処理設備に設置した散気管の概要を示す斜視図である。
【００１９】
図１、図２に示すように、緩速濾過処理設備１は濾過槽３に濾過砂層４を形成している。濾過砂層４の上部に原水２を満たした濾過池６が形成されている。濾過砂層４の砂の粒径は例えば０．３０〜０．４５ｍｍであり表面近傍で小さく下になるほど徐々に粒径を大きくして砂利を使用してもよい。濾過槽３には常に下向きの流れがあり濾過砂層４の表面には原水２の汚染物質を分解する藻類その他の微生物が繁殖し、これらの生物が生物膜１２を構成している。この生物膜１２によって原水中のリン分、窒素分、ＳＳが固定除去される。例えば１日に４〜５ｍの速さで濾過槽３に原水２を通し濾過槽３の底部より清水を取り出す構成となっている。また濾過砂層４の表面の生物膜１２には糸状，真綿状に成長する藻が繁殖し、この藻が光合成を行うことで酸素を水中に供給し藻は他の生物の養分にもなる。
【００２０】
緩速濾過処理設備１の濾過池６の上部にはオーバーフローにより浮上スカムを自動的に流出する越流管５が設けられている。また緩速濾過処理設備１では濾過砂層４の表面の閉塞を防ぐために定期的に濾過砂層４の表面を掻きとるメンテナンスの作業が行われる。
【００２１】
濾過池６水中に等間隔に穴の開いた散気管７を設けて、散気管７にブロア８を接続し空気を吹き込むことで濾過池６の水中の曝気を行う構成とする。散気管７には例えば呼び径１３程度の塩ビパイプに散気孔を適宜設けたものを用いることができる。散気管７の設置長さと散気管７の設置間隔と送気量は濾過池６の大きさに合わせて適宜設定するのが好ましい。散気管７の長さは例えば１〜２０ｍ程度で、散気管７の設置間隔は例えば０．５〜２０ｍとするのが好ましい。また送気量は例えば２〜４ｍ３／ｍ２・日程度が好ましい。
【００２２】
散気管７はおもり９と結節され、曝気により供給される散気管７の中の空気の浮力で濾過砂層４の表面と間隔をあけて水中で浮かせると共におもり９を濾過砂層４の表面に設置することで散気管７が水中の濾過砂層４の近傍に保持される構成とする。散気管７と濾過砂層４との間隔は例えば５〜１０ｃｍ程度とするのが好ましい。おもり９は例えばレンガやコンクリートブロックなどを使用する。散気管７とおもり９との結節には例えばアンカーロープ１０が使用できる。アンカーロープ１０の長さを調整して散気管７とおもり９を結節することで散気管７と濾過砂層４との間隔を設定することができる。散気管７は原水２の中で移動可能とする。
【００２３】
本実施の形態による緩速濾過処理設備は上述の構成を備えており、緩速濾過処理方法について図１乃至図３に基づいて説明する。
図３は本発明の実施の形態による緩速濾過処理設備と従来の緩速濾過処理設備との浄水の濁度を比較した図である。
濾過池６の水中に散気管７を用いて曝気を行うと散気管７より気泡１１が噴出し、この気泡１１が浮力により上昇すると濾過池６の水中に上向きの水流が生じる。曝気により生じた水流は濾過砂層４の表面の藻体を分断する。また上向きの水流は剥離した藻類が濾過砂層４の表面へ沈降して堆積することを防いで藻類を水面へ上昇させるので、水面へ上昇した藻類は越流管５を通りオーバーフローにより排出される。また水流は上述の水流の作用により藻類に加え濾過池６の水中の浮遊物質も水面へ上昇させ越流管５から排出するので濾過砂層４の表面への堆積物が少なくなり閉塞が少なくなる
【００２４】
しかも曝気を行うことで濾過池６の水中に酸素が供給され原水の浄化に作用する好気性の生物が育成されるので濾過砂層４の表面の生物膜１２が活性化されて有機物の分解が促進される。また曝気を行うことで炭酸の多く含まれる原水２の水中の炭酸を追い出し水質を中性に近づけることができる。本実施の形態による緩速濾過処理設備１と従来の緩速濾過処理設備との浄水の濁度の比較試験を行った。本実施の形態による緩速濾過処理設備１では原水２に対して曝気を行い、従来の緩速濾過処理設備では原水に対して曝気を行わなかった。図３に示すように緩速濾過処理設備において原水２に対して曝気を行った場合と原水に対して曝気を行わなかった場合では、曝気を行った場合のほうが濾過された浄水の濁度が低く浄化性能が安定していることもわかる。
【００２５】
濾過砂層４と散気管７に間隔があることで散気管７から出る気泡１１が生じる水流による濾過砂層４の表面のかく乱を防止でき、水流による生物膜１２の破壊を防ぐことができる。散気管７と濾過砂層４との間隔を例えば５〜１０ｃｍ程度と水流により濾過砂層４の表面をかく乱させずにすむなるべく小さな間隔とすることで散気管７から出る気泡１１の浮力により濾過池６の水中に上向きの水流を生じさせる範囲をなるべく広くすることができる。
【００２６】
緩速濾過処理設備１は縦横の長さが例えば２０〜３０ｍである大型の池を備えることが多いので、散気管７が移動可能であるほうが散気管７の間隔や配置の仕方も適宜設定することができ便利である。また曝気による水流の生成で濾過砂層４の表面の枯死した藻類等による閉塞は少なくなるが、濾過砂層４の表面の閉塞を防ぐために濾過砂層４の表面を掻き取るメンテナンスは必要なため、散気装置が移動可能であることはメンテナンスを行う上でも便利である。
【００２７】
上述したように本実施の形態によれば、原水２に対する曝気による上向きの水流の生成で濾過砂層４の表面の藻類は分断されて越流管５から排出され、余剰な藻類の発生を抑制できて濾過砂層４の表面への堆積物が少なくなり、濾過砂層４の表面の閉塞が少なくなる。しかも曝気を行うことで濾過池６の水中に酸素が供給され原水の浄化に作用する好気性の生物が育成されるので濾過砂層４の表面の生物膜１２が活性化される。また曝気を行うことで原水２の炭酸を追い出し水質を中性に近づけることができる。その結果、濾過池６の水中の環境が良くなり濾過処理能力が上がるので水質の良好な浄水を得るという効果を奏する。
【００２８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば散気管７は散気の孔を小さくして濾過砂層４の表面をかく乱しないような措置を取れば濾過砂層４の表面へ直接置いてもよい。例えば散気管７はアンカーロープ１０を使用せずにおもり９を直接取り付けてもよい。また散気管７の重量を気泡１１による浮力より大きいものにしてもよく、その際、おもり９やアンカーロープ１０を使用せずに上部より吊り下げる構成としてもよい。また曝気手段は散気管７のような管状でなく、例えば板状や箱状の散気を行う装置を使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態による緩速濾過処理設備の概要を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態による緩速濾過処理設備に設置した散気管の概要を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態による緩速濾過処理設備と従来の緩速濾過処理設備との浄水の濁度を比較した図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  緩速濾過処理設備
２  原水
３  濾過層
４  濾過砂層
５  越流管
６  濾過池
７  散気管
８  ブロア
９  おもり
１０  アンカーロープ
１１  気泡
１２  生物膜  
【図１】
2009254931.tif 000003
【図２】
2009254931.tif 000004
【図３】
2009254931.tif 000005