(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下部から空気を吹き込み、汚水を上部から流入させ、ろ床槽内を下降する間に汚水中の微細な固形物を捕捉し、水に溶け込んだ汚れは表面に付着した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、ろ床槽の中央に設けたエアリフト管により生物処理によって固形物が付着した担体を吸い込んで担体と固形物を分離して担体をろ床槽内へ循環させるようにした下降流式水処理装置において、
前記ろ床槽の下部ホッパーで形成される集水域内に延びるエアリフト管の保護管外周に設けた集水箱と、集水箱の外壁から突出させた放射管と、放射管の先端で、かつ前記集水箱とろ床槽下部ホッパー内壁との略中間にエアリフト管と同心円状に固着されて集水域の処理水を低流速で均一に集水するため集水面積を大きくとった下部開口形リング体と、集水箱の上壁からろ床槽外に導出した処理水流出管とを備えていることを特徴とする下降流式水処理装置の集水機構。
【請求項２】
前記好気性ろ床槽は、鋼板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集水機構。
【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、汚水を上部から流入させ、ろ床槽内を下降する間に汚水中の微細な固形物を捕捉し、水に溶け込んだ汚れは表面に付着した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、ろ床槽の中央に設けたエアリフト管によって生物処理によって固形物が付着した担体を吸い込んで担体と固形物を分離して担体をろ床槽内へ循環させるようにしたものである。
【０００３】
ろ槽は床板によって仕切られ、床板の上部の汚水処理室には担体（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、床板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撒気装置が配置されている。  汚水は、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。汚水中に含まれる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、逆洗が行なわれる。即ち、逆洗ブロアから拡散傘を通って汚水処理室に多量の空気を吹き込んで固形物を分離させ、次いで、逆洗ポンプより処理水を汚水処理室内に送り込んで、固形物を汚水処理室上部より槽外に排出するようにしている。
一般に、良好な水質の処理水を得るためには次の３つのことが必要である。
▲１▼処理時の水の流れを均一にして、処理効率を上げる。
▲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。
▲３▼集水面積を大きく取り、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。
【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る。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。しかし、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しまい前述の▲３▼を満足しない。
そこで、本発明では、缶体周囲の集水機構に代えて、前述の▲１▼▲２▼▲３▼を満足するろ床槽内部に、下部を大きく開口させて集水面積を大きくとったリング状の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下部から空気を吹き込み、汚水を上部から流入させ、ろ床槽内を下降する間に汚水中の微細な固形物を捕捉し、水に溶け込んだ汚れは表面に付着した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、ろ床槽の中央に設けたエアリフト管により生物処理によって固形物が付着した担体を吸い込んで担体と固形物を分離して担体をろ床槽内へ循環させるようにした下降流式水処理装置において、前記ろ床槽の下部ホッパーで形成される集水域内に延びるエアリフト管の保護管外周に設けた集水箱と、集水箱の外壁から突出させた放射管と、放射管の先端に固着され、かつ前記集水箱とろ床槽下部ホッパー内壁との略中間にエアリフト管と同心円状に固着されて集水域の処理水を低流速で均一に集水するため集水面積を大きくとった下部開口形リング体と、集水箱の上壁からろ床槽外に導出した処理水流出管とを備えていることを特徴とする下降流式水処理装置の集水機構である。
また、好気性ろ床槽は、鋼板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】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施形態に係る下降流式水処理装置の断面図、図２は図１のＡ−Ａ線における断面図、図３は同じくＢ−Ｂ線における断面図である。
図示例は、単一槽式の下降流式水処理装置を示すもので、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汚水流入管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の周囲に設けた集水機構３０と、集水機構３０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、散気装置３５の下部に吊り金具２７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の下端から汚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、エア装置の空気量の調節、スクリーンの傾斜の大小、排出管のバルブ等の開度等によって制御することができる。
【００１０】
拡散傘２６は図１に示すように、円錐形をなしている。処理水流出管１４は拡散傘２６から好気性ろ床槽１０の側壁を貫通してろ床槽１０の外部に配されている。集水機構３０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の下部ホッパー形集水域１２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、汚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、図２に示すように、エアヘッダー管３６の間に複数の散気管３７を配置してプロセスエア供給管３９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。エアヘッダー管３６はブラケット３６aにより槽壁に固着されている。また、エア管３７は槽壁側のブラケット３８aによって固着された数本のエア管サポート３８によって支持されている。
【００１２】
集水機構３０は、図１及び図３に示すように、好気性ろ床槽１０の下部ホッパーで形成される集水域１２内に延びるエアリフト管２９の外周に設けた集水箱３１と、集水箱３１の外壁から突出させた放射管３３と、放射管３３の先端で前記集水箱３１とろ床槽下部ホッパー内壁との略中間にエアリフト管２９と同心円状に固着されて、集水域１２の処理水を低流速で均一に集水するため集水面積を大きくとった下部開口形リング体３２と、集水箱３１の上壁からろ床槽外に導出した処理水流出管１４とからなる。なお、図１中、符号１７は槽上部架台、４２は処理水流出管１４に設けたテレスコープ弁、４３は手動昇降弁、４４はテレスコープ弁支持用のブラケット、４５は処理水ドレン管、４６はエアヘッダードレン管である。
【００１３】
以上のような構成による本装置の作用を説明する。
担体（濾材）を充填したろ床内の下部の散気装置３５から空気を吹き込みながら、汚水流入管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汚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、下部の集水装置（集水機構）３０からはきれいな水（処理水）が出る。ろ床は徐々に閉塞してくるため、定期的にエアリフト管にて担体を吸い込み、担体と固形物を分離して担体をろ床槽へ循環使用する。
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。流入管１３によって供給された汚水は、ろ床槽内に形成された濾過層を通過する。汚水中に含まれる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。
汚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。原水は濾過層を通過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、多くは集水機構３０に吸い込まれる。この際、拡散傘２６は、適当な側面部の長さを持ち、又、処理水流出管流入口であるリング体３２が適当な高さにセットしてあるので、担体が処理水流出管１４に入り込む余地はない。リング体３２から入った水は放射管３３、集水箱３１及び処理水流出管１４を介して処理水槽（図示せず）内に導かれる。
集水機構３０は、集水面積を大きくとった下部開口形リング体を有しているので、処理時の水の流れを均一にして、処理効率を上げ、処理水への固形物の流出および担体の流出を抑えることで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のガイド板によってガイドされた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、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、担体を充填したろ床の下部から空気を吹込み、汚水を上部から流入させると、槽内の上から下に流れる間に汚水中の微細な固形物は担体に捕捉され、水に溶け込んだ汚れは表面に付着した微生物により分解されて、下部の集水機構からきれいな処理水が得られる。
また、集水機構は、好気性ろ床槽の下部ホッパーで形成される集水域内に延びるエアリフト管の保護管外周に設けた集水箱と、集水箱の外壁から突出させた放射管と、放射管の先端に固着されて集水面積を大きくとった下部開口形リング体と、集水箱の上壁からろ床槽外に導出した処理水流出管とから構成されているため、集水面積が大きく、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、好気性ろ床槽を鋼板製とすることに限らず、鉄筋コンクリート造りの単一槽式もしくは多槽式とすることにより、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】  本発明集水機構を備えた下降流式水処理装置の断面図。
【図２】  図１のＡ−Ａ線における横断面図。
【図３】  図１のＢ−Ｂ線における横断面図。
【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  汚水流入管
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  洗浄排水受け皿                  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
２７  吊り金具                  ２８  洗浄水流出防止用バッフル管
２９  エアリフト管                    ３０  集水機構
３１  集水箱                          ３２  リング体（下面開口形）
３３  放射管                          ３５  散気装置
３６  エアヘッダー管                  ３７  散気管
３８  エア管サポート                  ３９  プロセスエアー供給管
４２  テレスコープ弁                  ４３  手動昇降弁
４４  ブラケット                      ４５  処理水ドレン管
４６  エアヘッダードレン管
【図１】
0003831660.tif 000002
【図２】
0003831660.tif 000003
【図３】
0003831660.tif 000004