(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、ろ槽内を下降する間に原水中の微細な固形物を担体で捕捉し、固形物を付着させて下降した担体をエアリフト管により上昇させ固形物を分離したのちの担体をろ床槽内へ循環させる一方、ろ槽の集水部から一次処理水を槽外に取出し、担体回収返送装置によって担体流出を防止しなが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において、
前記担体回収返送装置は、ろ槽下部の集水部から担体を含む一次処理水を取出す取出管と、前記取出管からの一次処理水を導入して担体を沈降させる回収筒と、前記回収筒内に沈積する担体を上昇させるため回収筒内に挿設されたエアリフト管と、エアリフト管の上端から担体をろ床槽に返送させる担体返送管と、前記回収筒の上層における担体を含まない処理水を流出させる処理水流出管とからなることを特徴とする下降流式水処理装置の担体回収返送装置。
【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層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回収返送装置。
【請求項３】
前記好気性ろ床槽は、下部ホッパー形集水域の上部に集水斜板を設けて環状集水部を形成させ、環状集水部の周壁数箇所から担体を含む一次処理水を取出す取出管を配置してい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回収返送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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、一次処理水中の担体を取り除いて良好な処理水を取出すことができる担体回収返送装置に関する。
【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、これを通過する原水中の汚染物質と接触させ、原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あげ、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】
好気性ろ槽には担体（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ワによって原水中に吹き込む撒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、ろ槽の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ること、▲３▼低流速で均一に集水して、処理水への担体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▼を満足するろ床槽の側方に、エアリフト管を有する担体回収筒を配置することにより、担体の流出がなく、良好な水質の処理水を取出すことができる水処理装置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、好気性ろ床槽から流出する担体残存一次処理水を、担体回収筒に送って担体を分離したうえ、担体をろ床槽内に返送させてきれいな処理水を得るようにしたものである。
すなわち、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で捕捉し、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、ろ床槽下部の集水部からの一次処理水をろ槽の側方に配置した担体回収返送装置に導入して担体の流出を防止しなが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；前記担体回収返送装置は、ろ床槽の集水部より担体を含む一次処理水を導入して担体を沈降させる回収筒と、回収筒内に沈積する担体を上昇させるため回収筒内に挿設されたエアリフト管と、エアリフト管の上端から担体をろ床槽に返送させる担体返送管と、回収筒の上層における担体を含まない処理水を流出させる処理水流出管とからなることを特徴とする。
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層式であることを特徴とする。また、好気性ろ床槽は、下部ホッパー形集水域の上部に集水斜板を設けて環状集水部を形成させ、環状集水部の周壁数箇所から担体を含む一次処理水を取出す取出管を配置していることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明担体回収返送装置を備えた水処理装置の断面図である。
図示のように、この水処理装置は、鋼板製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、ろ床槽内に充填した担体を上昇させるエアリフト管２５と、エアリフト管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２５の上端に設けた担体分離装置２０と、ろ床槽下部の集水部２８からの一次処理水をろ槽の側方に配置した担体回収返送装置３０と、ろ槽内に空気を吹き込む散気装置３８と、担体回収返送装置３０から槽外に導出した処理水取出管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２５に吸い込ませる。
【０００８】
好気性ろ床槽１０の上部蓋１７の下部に担体分離装置２０を設け、分離装置２０の下部に吊り金具を用いてホッパー形集水域１２の底近くにまで延びる拡散傘付エアリフト管２５を吊り下げている。エアリフト管２５の内部にエア管１８が挿入され、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上昇させるようにしている。すなわち、エアリフト管２５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管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。なお、上部蓋１７におけるエア管１８の貫通位置にはエア流出防止用バッフル管１９が設けられている。
【０００９】
エアリフト管２５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２５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。排出する固形物の量は、エア管空気量の調節、スクリーン傾斜角の大小、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】
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３８から空気を供給するものであるが、散気装置３８は、エアヘッダー管３９、３９の間に複数の散気管４０、４０を配置してプロセスエア供給管４１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３９はブラケットにより槽壁に固着されている。エアヘッダー管３９にはエアヘッダードレン管４２を設けている。
【００１１】
ろ床槽１０のホッパー形集水域１２の上部に集水斜板２７を設けて環状の集水部２８を形成させ、集水部２８の周壁数箇所から担体を含む一次処理水を取出す取出管１４を配して隣接する担体回収返送装置３０に連ねる。
担体回収返送装置３０は、図に示すように、ろ床槽の集水部２８より担体を含む一次処理水を導入して担体を沈降させる回収筒３１と、回収筒３１内の下層（沈積層）３１ｂに沈積する担体を上昇させるため回収筒内に挿設されたエアリフト管３２と、エアリフト管３２の上端のタンク３５から担体をろ床槽１０に返送させる担体返送管３６と、回収筒３１の上層(処理水層)３１ａにおける担体を含まない処理水を流出させる処理水流出管３４とから構成されている。なお、図１中、符号３３はエア管である。
【００１２】
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）を充填したろ床の下部の装置３８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、下部の集水域１２に沈降すると共に、僅かな担体を含む一次処理水が集水域１２の集水部２８に集められる。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担体を洗浄（逆洗）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３８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２５より分離装置２０へ導かれる。
【００１３】
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２５の下端より吸い込まれて管内を上昇する。エアリフト管２５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２５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２５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、洗浄排水受け皿２１で受け、排水管１５よって排出される。
【００１４】
上記のように、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２５の下端に吸い込まれるが、多くは前記集水部２８に集められ、処理水取出管１４を経て回収返送装置３０の回収筒３１に導入される。導入された一次処理水中の担体は、回収筒３１内の下層（沈積層）３１ｂに沈積するが、エアリフト管３２の作用によって上昇し、エアリフト管３２の上端のタンク３５から担体返送管３６を通ってろ床槽１０に返送される。回収筒３１の上層(処理水層)３１ａにおける担体を含まないきれいな処理水は処理水流出管３４から流出される。
【００１５】
【発明の効果】
上記のように、本発明は、スクリーンがないため、目詰まりの恐れなく、原水性状に対する適応範囲が広く、槽本体の構造が簡素化され加工性が向上する。
担体を充填したろ床槽の上部から原水を流入させ下部から空気を吹込むと、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、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、下部の集水部から一次処理水が得られる。
また、ろ床槽下部の集水部からの一次処理水をろ床槽の側方に配置した担体回収筒に導入して一次処理水中の担体を沈降させエアリフト管によって上昇させたのち上端から担体をろ槽に返送させると共に、回収筒の上層における担体を含まない処理水を流出させる処理水取出管とから流出させるため、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明担体回収返送装置を備えた下降流式水処理装置の断面図。
【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  原水流入管
１４  処理水取出管                    １５  洗浄排水管
１６  槽上部架台                      １７  上部蓋
１８  エア管                      １９  エア流出防止用バッフル管
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  エアリフト管
２６  拡散傘                          ２７  集水斜板
２８  環状集水部                      ３０  担体回収返送装置
３１  担体回収筒                      ３１ａ  処理水層
３１ｂ  担体沈積層                    ３２  エアリフト管
３３  エア管                          ３４  処理水流出管
３５  タンク                          ３６  担体返送管
３８  散気装置                        ３９  エアヘッダー管
４０  散気管                          ４１  プロセスエア供給管
４２  エアヘッダードレン管
【図１】
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