(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
担体を充填した好気性ろ床槽の上部から原水を流入させ、ろ床槽内を下降する間に原水中の微細な固形物を担体により捕捉し、生物処理による固形物を付着させて下降した担体を、ろ床槽の中央に設けたエアリフト管よって上昇させたのち、固形物を分離した担体をろ床槽内へ循環させる一方、担体流出防止機構によって担体の流出を防止しながらろ床槽の集水域から処理水を槽外に流出させるようにした下降流式水処理装置であって、
前記担体流出防止機構は、ろ床槽の集水域内に下降する担体を拡散させるためエアリフト管の保護管の外周に設けた拡散傘と、エアリフト管の保護管の外周に同心状に設けられ、かつ拡散傘の小径側からろ床槽における反応域の半ばに達する高さに延びて担体の流出を防止しうる集水筒と、集水筒の上部外壁から槽外に突出させた処理水流出管と、からなることを特徴とする水処理装置の担体流出防止機構。
【請求項２】
前記好気性ろ床槽は、鋼板製又は鉄筋コンクリート造りの単一槽式もしくは多槽式であることを特徴とする請求項１に記載の下降流式水処理装置の担体流出防止機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下降流式水処理装置である移動床式好気性ろ床において、処理水質を悪化させることなく、処理水を集水できる担体流出防止機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機物によって汚染された水を微生物の働きによって浄化する方法の１つとして、微生物を固体粒子に付着させ、これを通過する原排水中の汚染物質と接触させ、原排水を好気性消化し浄化する生物膜浄化装置がある。この生物膜浄化装置の代表的なものとして、下降流式水処理装置（好気性ろ床）が知られている。この装置は、担体（濾材）を充填した好気性ろ床槽の下部から空気を吹き込み、原水を上部から流入させ、ろ床槽内を下降する間に原水中の微細な固形物を捕捉し、微生物により分解したのち、ろ床槽下部の集水機構から処理水を流出させると共に、生物処理によって固形物が付着した担体を、ろ床槽の中央に設けたエアリフト管により吸い込んで上部に上げ、固形物を分離した担体をろ床槽内へ循環させるようにしたものである。
【０００３】
ろ槽には担体（例えばアンスラサイト、活性炭、軽量骨材等で粒径２〜１０mm程度のもの）が充填され、ろ槽の下部には水処理室で生物処理された処理水を集水する拡散傘が設けられている。水処理室には生物処理に必要な空気を曝気ブロアによって原水中に吹き込む散気装置が配置されている。原水は、水処理室内の担体中を通過する際に、担体表面に付着した微生物の働きにより浄化される。原水中に含まれるＳＳ成分及びＢＯＤ成分等は生物処理により担体表面に付着し蓄積する。このため、担体間に目詰まりが生じ原水の通過抵抗が増大する。このように、担体に付着した固形物を除去する必要から、洗浄が行なわれる。即ち、最下部の担体を、エアリフト管を通して上部に上げ、分離装置により固形物を分離する。
一般に、良好な水質の処理水を得るためには、ろ槽内において、▲１▼処理時の水の流れを均一にして処理効率を上げること、▲２▼洗浄時の担体の流れを妨げずかつ緩やかなものとして、洗浄効率を上げ、処理水への固形物の流出を抑えること、▲３▼低流速で均一に集水して、処理水への固形物の流出および担体の流出を抑えること、が必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
移動床式好気性ろ床槽は鋼板で製造していたが、何基もまとめて設置する場合には、鋼板製よりもＲＣ造りの方が設置コスト面で有利であり、単一槽を複数台造るより、マルチタイプ（多槽式）の方が一層有利である。また、鋼板製の好気性ろ床槽においては、缶体の周囲および中央下部から集水する機構を有していたが、ＲＣ造りの好気性ろ床槽では周囲に集水機構を設置することは困難であり、中央下部の集水機構のみでは、集水面積が不足して流速が早くなり、担体の流出、処理水質の悪化が起こって前述の▲３▼を満足しない。担体の流出を抑えるため、集水導入箇所にスクリーンを取り付けることで対応することも試みられているが、原水の性状によっては目詰まりを起こし、運転停止で担体を取り除く必要があるなどメンテナンスが煩雑となる。
そこで、本発明では、前述の▲１▼▲２▼▲３▼を満足するろ床槽内部に、エアリフト管の周りに集水面積を大きくとった集水機構を組み込むことにより、流速が均一で、担体の流出がなく、処理水質の良好な移動床式好気性ろ床槽の担体流出防止機構を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、担体を充填した好気性ろ床槽の上部から原水を流入させ、ろ床槽内を下降する間に原水中の微細な固形物を担体により捕捉し、水に溶け込んだ汚れは担体表面に付着した微生物により分解したのち、生物処理による固形物を付着させて下降した担体を、ろ床槽の中央に設けたエアリフト管よって上昇させたのち、固形物を分離した担体をろ床槽内へ循環させる一方、担体流出防止機構によって担体の流出を防止しながらろ床槽の集水域から処理水を槽外に流出させるようにした下降流式水処理装置であって；前記担体流出防止機構は、ろ床槽の集水域内に下降する担体を拡散させるためエアリフト管の保護管の外周に設けた拡散傘と、エアリフト管の保護管の外周に同心状に設けられ、かつ拡散傘の小径側からろ床槽における反応域の半ばに達する高さに延びて担体の流出を防止しうる集水筒と、集水筒の上部外壁から槽外に突出させた処理水流出管と、からなることを特徴とする。
また、前記好気性ろ床槽は、鋼鉄製又は鉄筋コンクリート造りの単一槽式もしくは多槽式であることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形様】
図１は本発明担体流出防止機構の断面図である。
図示のように、この下降流式水処理装置は、ＲＣ造りの移動床式好気性ろ床槽１０と、ろ床槽の上部に設けた原水流入管１３と、ろ槽内に空気を吹き込む散気装置３５と、ろ床槽内に充填した担体を上昇させるエアリフト管２９と、エアリフト管２９の拡散傘付保護管２５と、保護管２５の下部近くで床槽内の集水域１２に設けられて沈降する担体を拡散させる拡散傘２６と、エアリフト管２９の上端に設けた担体分離装置２０と、拡散傘２６の上部におけるエアリフト管２９の周囲に設けた担体流出防止機構３０の集水筒３１と、集水筒３１の上部壁から槽外に導出した処理水流出管１４とを主要部としている。
【０００７】
好気性ろ床槽１０は反応域である中央集水部１１と下部ホッパー形の集水域１２とからなり、内部に充填した担体（濾材）によって濾過層が形成されている。担体としては、粒径は２〜１０ｍｍ程度のアンスラサイト、活性炭、軽量骨材等が用いられる。集水域１２をホッパー形として生物処理によって生じた固形物を付着させた担体を滞留させることなく、エアリフト管２９に吸い込ませる。
【０００８】
好気性ろ床槽１０の上部蓋１６の中央に担体分離装置２０を設け、分離装置２０の下部に吊り金具を用いて集水域１２の底近くにまで延びる拡散傘付保護管２５を吊り下げている。保護管２５の上端部分はエア流出防止用バッフル管２８で包囲され、保護管２５の内部には、エア管１８と担体上昇用のエアリフト管２９を挿通し、エア管１８からの送気によって拡散傘２６の下方に滞留する担体をエアリフト管２９によって上昇させる。すなわち、エアリフト管２９の下端から原水の生物処理によって固形物が付着した担体を吸い込むと共にエアリフト管２９内で固形物を担体から剥離させながら固形物と担体を同時に上昇させるものである。
【０００９】
エアリフト管２９の上端には、担体と固形物を分離して担体を好気性ろ床槽１０内に循環させる分離装置２０がある。分離装置２０は、図１に示すように、エアリフト管２９によって上昇した担体と固形物との混合物を分散下降させる担体分散傘２３と、担体分散傘２３の下方に設けた担体取り出し用のスクリーン２４と、スクリーン２４の下部に配置されて固形物を含む洗浄排水を集める受け皿２１と、洗浄排水受け皿２１で受けた排水を槽外に流出させる洗浄排水管１５とからなっている。
スクリーン２４は、担体を通さない程度の網目を有するスリット、多孔板、金属メッシュ等が用いられる。また、排出する固形物の量は、エア管１８の空気量調節、スクリーン傾斜角の大小等によって制御することができる。
【００１０】
拡散傘２６は、図に示すように、円錐形をなして集水筒３１の下端に取り付けられている。処理水流出管１４は集水筒３１の上部寄りからろ床槽１０を貫通して外部に導出されている。拡散傘２６に集められた処理水は、水位差によって処理水槽に上昇するようになっている。散気装置３５は拡散傘の上部に設けられている。このため、酸素が平均に担体に供給されその表面には微生物が付着成育している。エアリフト管２９はその下端を好気性ろ床槽１０の底部に位置させると共に、その上端をろ床槽１０の上部に位置させている。
【００１１】
好気性ろ床槽１０は、原水を生物学的に処理するための担体（濾材）を充填し、散気装置３５から空気を供給する。散気装置３５は、エアヘッダー管３６、３６の間に複数の散気管３７、３７を配置してプロセスエア供給管３８からの空気を槽内に吹き出し、好気性微生物の作用を盛んにする。
【００１２】
担体流出防止機構３０は、図に示すように、ろ床槽の集水域１２内に下降する担体を拡散させるためエアリフト管２９の保護管２５の外周に設けた拡散傘２６と、エアリフト管の保護管の外周に同心状に設けられ、かつ拡散傘の小径側からろ床槽における中央集水部（反応域）１１の半ばに達する高さに延びて担体の沈降により流出を防止しながら処理を低流で均一に集水する集水筒３１と、集水筒３１の上部外壁から槽外に突出させた処理水流出管１４と、から構成されている。なお、図１中、符合３２は集水筒３１と拡散傘２６との接続位置に設けたサポート、１７は槽上部架台、４０はエアヘッダードレン管である。
【００１３】
次に本発明の作用を説明する。
担体（濾材）を充填したろ床の下部の散気装置３５から空気を吹き込みながら、原水流入管１３より流入させると、担体の表面に無数の好気性微生物が繁殖する。槽内の上から下に流れる間に原水中の微細な固形物は担体に捕捉される。水に溶け込んだ汚れは担体表面に付着した微生物により分解されて、下部の担体流出防止機構３０の集水筒３１を経て処理水流出管１４からきれいな水（処理水）が出る。ろ床は徐々に閉塞してくるため、定期的に下部から水と空気を吹き込んでエアリフトを運転し、エアリフト管２９内で担体を洗浄し循環使用する。
好気性ろ床槽１０内に充填された担体には、散気装置３５によって曝気用空気が供給され、担体表面には微生物が付着成育した状態になっている。原水流入管１３によって供給された原水は、ろ床槽内に形成された濾過層を通過する。原水中に含まれるＳＳ成分及びＢＯＤ成分等は微生物の好気性生物処理によって酸化分解され、その結果、担体表面には固形物が付着蓄積する。
原水中の固形物及び生物処理により発生した固形物は、担体表面あるいは担体間に補集されており、捕集されたまま、濾過層の下層へ移動していき、エアリフト管２9より分離装置２０へ導かれる。そのため、処理水中の固形物混入が少なく、通常の接蝕酸化法、活性汚泥法、散水ろ床法等における沈澱池が不要となる。原水は濾過層を遭遇する際に浄化されつつ、重力作用及びエアリフト装置によって生じたエアリフト管２９の下端への吸込力によって好気性ろ床槽１０の上部から下向きに流れる。
【００１４】
濾過層によって浄化された処理水は好気性ろ床槽の底部に向かつて流れるが、ろ床槽１０の下部には拡散傘２６を有するホッパー形集水域１２が形成されているので、処理水の一部はエアリフト管２９の下端に吸い込まれるが、多くは担体流出防止機構３０に吸い込まれ処理水流出管１４を介して処理水槽（図示せず）内に導かれる。担体流出防止機構３０は、拡散傘２６と、比較的長い集水筒３１を持ち、また、集水筒３１の上部寄りに処理水流出管流入口１４をセットしてあるので、処理時の水の流れを均一にして、処理効率を上げ、処理水への固形物や担体の流出を抑えて良好な処理水を得ることができる。
【００１５】
一方、固形物の付着した担体は、エア管１８から吹き込まれたエアリフト用空気により、エアリフト管２９の下端より吸い込まれて管内を上昇する。エアリフト管２９内を担体、処理水の一部、空気が上昇するため、固形物は、攪拌され、担体から分離される。汚れた担体を空気によりもみ洗い、逆流することなく連続運転される。この分離した固形物、担体、処理水の一部はエアリフト管２９を上昇して、その上端から分離装置２０に排出される。この時、固形物、担体、処理水の一部（通常この処理水は逆洗水と呼ばれる）は分離装置２０の遮蔽板によって遮られ傾斜面に沿って流れる。エアリフト管２９内で洗浄された担体は、分離装置の傾斜するスクリーン２４にかけられ、ろ床槽１０内に循環する。固形物は分離装置２０の中空構造部内に逆洗水と共に入り込む。この固形物は、逆洗水と共に逆洗排水となる。この逆洗排水は、洗浄排水受け皿２１で受け、排水管１５によって排出される。
【００１６】
【発明の効果】
上記のように、本発明は、集水域から処理水を分離する担体流出防止機構にはスクリーンがないため、目詰まりの恐れがなく、原水性状に対する適応が広がった。槽本体の溶接個所が少なく、構造が簡素化され加工性が向上する。
また、担体流出防止機構は、ろ床槽の集水域内に下降する担体を拡散させるためエアリフト管の保護管の外周に設けた拡散傘と、拡散傘の小径側からろ床槽における反応域の半ばに達する高さに延びて担体の沈降により流出を防止しながら処理水を低流速で均一に集水する集水筒と、集水筒の上部外壁から槽外に突出させた処理水流出管と、から構成されているため、低流速で担体の移動を妨げることなく均一集水して処理効率を上げると共に、処理水への担体および固形物の流出を抑えることにより良好な処理水を得ることができる。
また、鋼板製又は鉄筋コンクリート造りの単一槽式もしくはマルチタイプの好気性ろ床槽とすることにより、設置コストの低減をはかることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明方法を実施する装置の断面図である。
【符号の説明】
１０  好気性ろ床槽                  １１  中央集水部
１２  下部ホッパー形集水域          １３  原水流入管
１４  処理水流出管                  １５  洗浄排水管
１６  上部蓋                        １７  槽上部架台
１８  エア管                        ２０  分離装置
２１  洗浄排水受皿                  ２２  集合受皿用ブラケット
２３  担体分散傘                    ２４  スクリーン
２５  拡散傘付保護管                ２６  拡散傘
２８  エア流出防止用バッフル管      ２９  エアリフト管
３０  担体流出防止機構              ３１  集水筒
３２  サポート                      ３５  散気装置
３６  エアヘッダー管                ３７  散気管
３８  プロセスエア供給管            ４０  エアヘッダードレン管
【図１】
0003831661.tif 000002