JP2003305490A - 移床式ろ過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】移床式生物膜ろ過装置において、ろ過槽内に流
入させた原水をろ材層によって連続的に浄化処理しつ
つ、汚れたろ材をきれいにして再生して再びろ材層に供
給する操作を連続的に行い得るようにする。 【解決手段】ろ過槽１０内に流入させた原水を浮上ろ材
１２のろ材層１４を下向きに通過させて浄化処理し、処
理水をろ過槽１０外に取り出すとともに、ろ材層１４の
上部からろ材１２を取り出して付着した汚濁物質を除去
し、再生したろ材１２をろ材層１４の下側に供給して浮
上させる形式の移床式生物膜ろ過装置において、ろ材層
１４の上部のろ材１２を引抜管３２を通じて循環ポンプ
３４により連続的に引き抜き、循環ポンプ３４の撹拌効
果にて汚濁物質を剥離させた上でろ過槽１０下部に連続
的に流入させて、そこで再生したろ材１２と剥離した汚
濁物質とを分離させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は移床式ろ過装置に
関し、詳しくはろ過槽内に流入させた原水（汚水）を、
浮上ろ材のろ材層を通過させて浄化処理し、外部に取り
出す形式のろ過装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】下水等
の汚水を浄化処理するための装置として、ろ過槽内に浮
上ろ材の集まったろ材層を形成し、ろ過槽内に流入させ
た原水を、そのろ材層を通過させて浄化処理し、処理水
をろ過槽外に流出させるようになしたろ過装置が従来公
知である。

【０００３】ところでこのろ過装置においては、浄化処
理を続けるうちにろ材に汚濁物質が付着してろ材が汚
れ、またろ材間が目詰りしてしまって、ろ材による浄化
能力が低下してしまう。従ってこの種ろ過装置において
は、ろ材に付着した汚濁物質をろ材から取り除いてろ材
を再生し、ろ材による浄化能力を高く維持することが求
められる。

【０００４】ろ材に付着した汚濁物質をろ材から取り除
いてろ材を再生する方式として、従来以下の方式のも
の、即ちろ過槽内のろ材を引抜管を通じて引き抜き、
ろ過槽の外部に別途に設置したろ材貯溜分離槽内に流入
させて、そこでろ材の浮上作用を利用してろ材とこれか
ら剥離させた汚濁物質とを分離し、再生したろ材をろ材
貯溜分離槽から再び戻し管を通じてろ過槽下部に流入さ
せる（戻す）ようにしたもの（特開平７−５１５１
０）、そのろ材貯溜分離槽を、ろ過槽の頂部に設けた
もの（特開平１１−１５６３８４）、或いはまたろ材
貯溜分離槽をろ過槽の底部に設けたもの（特開平６−２
５４３１１）等が公知である。

【０００５】しかしながらろ材貯溜分離槽を、ろ過槽の
外部に別途に設ける方式の場合、ろ材貯溜分離槽の設置
のために広いスペースを必要とする問題がある。一方ろ
材貯溜分離槽をろ過槽の頂部や底部に設ける方式の場
合、少なくともろ材貯溜分離槽の分だけ必然的に装置の
全高が高くなってしまう問題がある。

【０００６】またこの種ろ過装置においては、ろ材から
汚濁物質を取り除いてろ材を再生し、ろ過槽に供給する
操作を、ろ過槽における原水の浄化処理を中断すること
なく、即ちろ過槽における原水の浄化処理を継続しなが
ら連続的に行い得るようにすることが望まれる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の移床式ろ過装置
はこのような課題を解決するために案出されたものであ
る。而して請求項１のものは、ろ過槽内に浮上ろ材の集
まったろ材層を形成し、該ろ過槽内に原水を流入させて
該原水を該ろ材層を通過させて浄化処理し、処理水を該
ろ過槽外に取り出すとともに、該ろ材層の上部から前記
ろ材を取り出して該ろ材に付着した汚濁物質を除去し、
再生した該ろ材を前記ろ材層の下側に供給して浮上させ
る形式の移床式ろ過装置において、前記ろ材層の上部の
ろ材を引抜管及び該引抜管上に設けた循環ポンプにより
引き抜いて撹拌効果により該ろ材に付着した汚濁物質を
該ろ材から剥離させた上、それらをろ材貯溜分離槽を経
由せずに直接前記ろ材層より下側のろ過槽下部に流入さ
せ、該ろ過槽下部で該剥離した汚濁物質を沈降させる一
方、再生したろ材を前記ろ材層に向けて浮上させるよう
になしたことを特徴とする。

【０００８】請求項２のものは、請求項１において、前
記ろ過槽の底面を中心部の汚泥溜りに向けて傾斜した形
状となすとともに、該底面の傾斜に沿って回転する掻寄
せ板を備えた集泥装置を配設し、該底面上に沈降した汚
濁物質を該掻寄せ板の回転により該汚泥溜りに集めた
上、該汚泥溜りから排泥管及び排泥ポンプによりろ過槽
外に排出するようになしたことを特徴とする。

【０００９】請求項３のものは、請求項１，２の何れか
において、前記ろ過槽下部には、前記再生したろ材及び
汚濁物質の流入部の上側且つ前記ろ材層より下側におい
て、中央部に上下に貫通の開口を有し且つ該開口から外
周部にかけて下向きに傾斜した形状のろ材セパレータが
設けてあり、前記再生したろ材が該開口を通じて上方に
浮上するようになしてあることを特徴とする。

【００１０】請求項４のものは、請求項１〜３の何れか
において、前記ろ材層下部において、回転により前記ろ
材を前記ろ過槽の中心部から外周部にかけて均一化する
ろ材均し装置が設けてあることを特徴とする。

【００１１】請求項５のものは、請求項４において、前
記ろ材均し装置が、中心部の回転軸から外周部に向って
延びる複数の回転翼を有するろ材均しパドルであること
を特徴とする。

【００１２】

【作用及び発明の効果】以上のように請求項１のろ過装
置は、ろ材層の上部のろ材を引抜管を通じて循環ポンプ
により引き抜き、その循環ポンプの撹拌効果により、或
いは引き抜かれたろ材が管路を流通する際の撹拌効果に
より、ろ材に付着した汚濁物質をろ材から剥離させた上
でそれらをろ過槽下部に流入させ、ろ過槽下部で汚濁物
質を沈降させる一方、再生したろ材をろ材層に向けて浮
上させるもので、この請求項１のろ過装置によれば、従
来のようにろ過槽外に取り出したろ材を一旦貯溜して、
ろ材と汚濁物質とを分離させるろ材貯溜分離槽を必要と
せず、従ってろ材貯溜分離槽をろ過槽の外部に独立して
別途に設置する場合のようにろ材貯溜分離槽のために広
いスペースを必要とする問題を解決することができる。
またろ材貯溜分離槽をろ過槽の頂部或いは底部に設ける
場合のように、装置の全高がろ材貯溜分離槽によって必
然的に高くなってしまう問題も解決することができる。

【００１３】また本装置によれば、ろ過槽で原水の連続
的な浄化処理を行いつつ、ろ材を連続的に再生すること
ができ、装置の浄化能力及びろ材の再生能力を高能力と
することができる。ここで上記循環ポンプとして、イン
ペラを含む接液部がゴムライニングされて成るスラリー
ポンプやモーノポンプ等を好適に用いることができる。

【００１４】ところで、請求項１に従って引抜管を通じ
て引き抜いたろ材から汚濁物質を剥離除去した上、それ
らをろ過槽下部に流入させ、そこでろ材と汚濁物質とを
互いに分離するようになした場合、ろ過槽の径が大きい
と、沈降により分離した汚泥（汚濁物質）の排泥の問題
が生じて来る。沈降した汚泥を排泥管で吸い込んで外部
に排泥する際、図４の比較例図に示しているように排泥
管２００による吸込口が１箇所であると、その吸込口近
傍においては汚泥Ｗをうまく排出できるものの、吸込口
から遠い位置にある汚泥Ｗを良好に排泥できなくなる問
題が生ずる。

【００１５】そこで請求項２のものは、ろ過槽の底面を
中心部の汚泥溜りに向けて傾斜した形状となすととも
に、その底面の傾斜に沿って回転する掻寄せ板を備えた
集泥装置を配設し、底面上に沈降した汚濁物質を汚泥溜
りに集めて排泥管及び排泥ポンプによりろ過槽外に排出
するようになしたもので、このようになしておくことに
より、ろ過槽の径が大きい場合であっても、汚泥全体を
良好にろ過槽外へと排出することが可能となる。

【００１６】請求項３のものは、ろ過槽下部にろ材セパ
レータを設け、そのろ材セパレータの下側に再生したろ
材と汚濁物質とを流入させて、そこで汚濁物質を重力に
より沈降させる一方、ろ材を浮上させ、そのろ材をろ材
セパレータの中央部の開口を通じて上向きに浮上させる
ようになしたもので、このようにすることで、汚濁物質
とろ材とを良好に分離した上、ろ材を良好に浮上案内す
ることができる。

【００１７】次に請求項４のものは、ろ材層の下部にろ
材均し装置を設けてその回転により、ろ材層下部のろ材
を均し、ろ材層の厚みをろ過槽の中心部から外周部にか
けて均一化するようになしたもので、これにより、ろ材
層の厚みの不均一に起因して、ろ材層を通過する原水の
流れが不均等化し、即ち厚みの薄いところを原水が優先
して通過する偏流の発生を防止し、原水をろ材層の各部
で均等に流通させてろ材層による原水の浄化を効率高く
行わせることができる。

【００１８】特に請求項３に従ってろ材を浮上させるよ
うになした場合、このようなろ材均し装置が設けられて
いないと、浮上したろ材がろ材層下部の中心部分に集中
するようになり、ろ材層の厚みが中心部において厚く、
外周部において薄くなってしまうが、請求項４に従って
ろ材均し装置を設けた場合、そのような現象が生じるの
を防止できる。

【００１９】この場合においてそのろ材均し装置は、中
心部の回転軸から外周部に向って延びる複数の回転翼を
有するろ材均しパドルと成しておくことができる（請求
項５）。

【００２０】

【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく
説明する。図１において、１０は本例の移床式生物膜ろ
過装置におけるろ過槽で、内部に微粒状の浮上ろ材１２
の集合体から成るろ材層１４が所定の高さ範囲に亘って
形成されている。

【００２１】ここでろ材１２は、大きさが数ｍｍ程度の
微粒状のもので微生物の付着した多孔質の発泡ポリスチ
レンから成っており、その比重は０．１以下程度で大き
な浮上力を有している。但しろ材１２は、図２（Ａ）に
示す多数のウェッジワイヤ１６から成るウェッジワイヤ
スクリーン１８にて水面への浮上が阻止されている。

【００２２】２０は原水の流入管で、この流入管２０を
通じて原水（汚水）がろ過槽１０上部に流入させられ
る。流入した原水は、後に述べる処理水の排出に伴って
ろ材層１４内部を下向きに通過して流れ、その過程でろ
材１２によって汚れが除去されて浄化される。

【００２３】２２は浄化後の処理水をろ過槽１０外に取
り出す処理水管で、ろ過槽１０内部において吸入管２４
が接続されている。この吸入管２４には所定間隔で吸入
口２６が設けられており、それら吸入口２６を通じて浄
化後の処理水が吸入される。尚、各吸入口２６にはスト
レーナが設けてある。

【００２４】２８は散気管で、ブロワ３０にて送られた
空気がこの散気管２８からろ材層１４内部に供給される
ようになっている。３２は、ろ材層１４の上部からろ材
１２を引き抜く引抜管で、この引抜管３２上に循環ポン
プ３４が設けられており、循環ポンプ３４の作動によ
り、引抜管３２を通じろ材層１４の上部からろ材１２が
引き抜かれた上、ろ過槽１０下部、詳しくは後述のろ材
セパレータ３６の下側部分に連続的に戻される（流入さ
せられる）ようになっている。尚この例では、引抜管３
２を通じて引き抜かれたろ材１２が、水取出管３３にて
ろ過槽１０から取り出された水とともに循環ポンプ３４
に流入させ得るようになっている。

【００２５】ここでは循環ポンプ３４として、インペラ
を含む接液部がゴムライニングされたスラリーポンプ
（又はモーノポンプ）が用いられている。尚回転数は１
０００ｒｐｍ以下である。ろ材層１４の上部から引き抜
かれたろ材１２は、この循環ポンプ３４の撹拌効果によ
って、詳しくはろ材１２と循環ポンプ３４のインペラ等
との接触や衝突等によって、更にはろ材１２の粒子同士
の接触や衝突等によって付着した汚濁物質がろ材１２か
ら剥離させられ、その状態で再生したろ材１２と汚濁物
質とがろ過槽１０下部に連続供給される。

【００２６】尚ろ材１２が引抜管３２内部を流通する過
程で管壁に接触ないし衝突し、またろ材１２の粒子同士
の衝突等によってろ材１２に付着した汚濁物質がろ材１
２から剥離するように引抜管３２を構成しておくことも
できる。

【００２７】上記ろ材セパレータ３６は全体として略傘
形状をなしており、中央部に上下に貫通の開口３８を有
しているとともに、この開口３８に続いて傾斜形状の案
内部４０を有している。更にその案内部４０の外周部に
おいて下向きに立ち下がる筒状の周壁部４２を有してい
る。ここで案内部４０は、中央部の開口３８から外周部
にかけて下向きに傾斜する形状とされている。

【００２８】上記循環ポンプ３４にて引抜管３２を通じ
ろ過槽１０下部に連続的に戻されたろ材１２及びこれか
ら剥離した汚濁物質は、ろ材セパレータ３６の下側部分
で互いに分離される。即ち比重の重い汚濁物質が重力に
より下方に沈降する一方、比重の軽いろ材１２が浮力で
上昇し、そして案内部４０の案内作用の下に中央部に集
まって、その中央部の開口３８を通じてろ材セパレータ
３６の上方に浮上し、ろ材層１４の下部に再び集合す
る。

【００２９】ろ材セパレータ３６の上側にはろ材均し装
置としてのろ材均しパドル４４が配設されている。ろ材
均しパドル４４は、中心部の回転軸４８から外周部に向
って放射状に延び出した複数（ここでは４枚）の回転翼
５０を有している。ここで各回転翼５０は、図２（Ｂ）
に示しているように斜めの向きで回転軸４８に取り付け
られており、モータ５２によって回転軸４８とともにそ
の軸心回りに回転して、ろ材１２をろ過槽１０の中心部
から外周部にかけて均一化する。

【００３０】このようなろ材均しパドル４４が設けられ
ていない場合、図３に示しているようにろ材セパレータ
３６の中央部の開口３８を通じて浮上したろ材１２が、
ろ材層１４の下部の中心部に集中した状態となってしま
う。

【００３１】而してこのような状態になると、流入管２
０からろ過槽１０内に流入した原水の下向きの流れが、
図３中矢印で示しているようにろ材層１４の厚みの薄い
外周部に集中して偏流を生じてしまう。このような偏流
が生じるとろ材層１４による原水の浄化効率が低下して
しまう。

【００３２】しかるにろ材セパレータ３６の上側にろ材
均しパドル４４を設けておくことで、ろ材層１４の下部
のろ材１２を中心部から外周部にかけて均一化し、ろ材
層１４の厚みを全体的に均等となすことができる。この
ため図３の矢印で示すような偏流の発生を良好に防止す
ることができ、ろ材１２による原水の浄化効率を高く維
持することができる。

【００３３】ろ過槽１０の底部５４の中心部には、汚泥
溜り５６が設けられており、更にこの汚泥溜り５６に続
く底部５４の上面、即ち底面５８は、外周部から汚泥溜
り５６に向って斜め下向きに傾斜した傾斜形状をなして
いる。

【００３４】この底部５４の上側には集泥装置６０が配
設されている。この集泥装置６０は、底面５８の傾斜に
沿って回転する複数の掻寄せ板６２を有している。ここ
で各掻寄せ板６２は連結材６３にて連結されており、そ
の連結材６３及び他の連結材６４によって、上記ろ材均
しパドル４４と共通の回転軸４８に連結されている。即
ちこの集泥装置６０にあっては、各掻寄せ板６２が中心
部の回転軸４８の回転に伴ってその軸心回り且つ傾斜形
状の底面５８に沿って回転するようになっている。ここ
で各掻寄せ板６２は、図２（Ｂ）の平面図に示している
ように連結材６３，６４に対し斜めの向きで取り付けら
れている。

【００３５】この集泥装置６０は、各掻寄せ板６２が傾
斜形状の底面５８に沿って回転することにより、底面５
８上の汚泥（汚濁物質）を中心部の汚泥溜り５６に向け
て集泥する。汚泥溜り５６に集泥された汚泥は、その汚
泥溜り５６に吸込口を位置させた排泥管６６を通じ、排
泥ポンプ６８の作動によってろ過槽１０外に排出され
る。

【００３６】次に本例の移床式生物膜ろ過装置の作用を
説明する。流入管２０を通じてろ過槽１０内に流入した
原水は、ろ材層１４内部を下向きに通過して流れ、その
過程でろ材１２によって汚れが除去されて浄化される。
浄化後の処理水は吸入管２４で吸入され、処理水管２２
を通じてろ過槽１０外に取り出される。この流入管２０
による原水の流入及び原水の浄化処理は中断することな
く連続して行われる。

【００３７】この原水の浄化処理と並行してろ材層１４
上部のろ材１２が、引抜管３２及び循環ポンプ３４によ
り連続的に引き抜かれ、そしてろ材１２に付着した汚濁
物質がろ材１２から剥離された上で再びろ過槽１０下部
に連続的に流入させられる。

【００３８】流入した再生ろ材１２及び汚濁物質のうち
比重の重い汚濁物質が下方に沈降する一方、汚濁物質の
除去によって更に軽くなったろ材１２が浮力によりろ材
セパレータ３６の開口３８を通じて浮上し、ろ材層１４
の下部に再集合する。一方沈降した汚濁物質は集泥装置
６０により底部５４中心部の汚泥溜り５６へと掻き集め
られ、その汚泥溜り５６から排泥管６６を通じ排泥ポン
プ６８によりろ過槽１０外へと排泥される。

【００３９】以上のような本例のろ過装置にあっては、
ろ材１２の再生のためにろ材貯溜分離槽をろ過槽１０の
外部に別途に設置する必要がなく、従ってろ材貯溜分離
槽の設置により装置が広いスペースを占有してしまう問
題を解消することができる。更にまた、ろ材貯溜分離槽
をろ過槽の頂部や底部に配設する場合のようにろ過装置
の全高が高くなってしまう問題も生じない。

【００４０】また本例のろ過装置によれば、ろ過槽１０
内で原水の連続的な浄化処理を行いつつろ材１２を連続
的に再生することができ、浄化能力及びろ材の再生能力
を高能力とすることができる。

【００４１】またろ材セパレータ３６が設けてあること
によって、再生したろ材１２と剥離した汚濁物質とを良
好に分離した上、ろ材１２だけを良好に浮上案内するこ
とができる。またこのようなろ材セパレータ３６によっ
てろ材１２をろ過槽１０の中心部において上向きに浮上
させているにも拘わらず、ろ材均しパドル４４によって
ろ材層１４の厚みを中心部から外周部にかけて均一化す
ることができ、これにより原水が下向きに流れる際の偏
流を防止して均等な流れとなすことができ、ろ材層１４
による浄化効率を高効率に維持することができる。

【００４２】更にまた本例では、ろ材１２から分離して
沈降した汚濁物質を、集泥装置６０で１箇所の汚泥溜り
５６に集泥してそこから排泥するようにしているため、
ろ過槽１０の径が２ｍ以上の大型のものであっても、沈
降した汚泥を全体的に良好に外部へと排出することがで
きる。

【００４３】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である移床式生物膜ろ過装置
を示す図である。

【図２】図１におけるウェッジワイヤスクリーンの要部
拡大図及び集泥装置とろ材均しパドルとを示す図であ
る。

【図３】図１のろ材均しパドルの作用説明図である。

【図４】ろ過槽の径が大きい場合の排泥の際の問題点の
説明図である。

【符号の説明】

１０ ろ過槽 １２ ろ材 １４ ろ材層 ３２ 引抜管 ３４ 循環ポンプ ３６ ろ材セパレータ ３８ 開口 ４０ 案内部 ４４ ろ材均しパドル ４８ 回転軸 ５０ 回転翼 ５６ 汚泥溜り ５８ 底面 ６０ 集泥装置 ６２ 掻寄せ板 ６６ 排泥管 ６８ 排泥ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野 正毅 愛知県名古屋市南区滝春町９番地 大同特 殊鋼株式会社滝春テクノセンター内 Ｆターム(参考） 4D003 AA05 AA12 AB02 BA02 CA04 DA07 DA09 DA14 DA18 DA21 DA23 DA30 EA01 EA19 EA28 EA30

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ろ過槽内に浮上ろ材の集まったろ材層を
   形成し、該ろ過槽内に原水を流入させて該原水を該ろ材
   層を通過させて浄化処理し、処理水を該ろ過槽外に取り
   出すとともに、該ろ材層の上部から前記ろ材を取り出し
   て該ろ材に付着した汚濁物質を除去し、再生した該ろ材
   を前記ろ材層の下側に供給して浮上させる形式の移床式
   ろ過装置において、 前記ろ材層の上部のろ材を引抜管及び該引抜管上に設け
   た循環ポンプにより引き抜いて撹拌効果により該ろ材に
   付着した汚濁物質を該ろ材から剥離させた上、それらを
   ろ材貯溜分離槽を経由せずに直接前記ろ材層より下側の
   ろ過槽下部に流入させ、該ろ過槽下部で該剥離した汚濁
   物質を沈降させる一方、再生したろ材を前記ろ材層に向
   けて浮上させるようになしたことを特徴とする移床式ろ
   過装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記ろ過槽の底面を
   中心部の汚泥溜りに向けて傾斜した形状となすととも
   に、該底面の傾斜に沿って回転する掻寄せ板を備えた集
   泥装置を配設し、該底面上に沈降した汚濁物質を該掻寄
   せ板の回転により該汚泥溜りに集めた上、該汚泥溜りか
   ら排泥管及び排泥ポンプによりろ過槽外に排出するよう
   になしたことを特徴とする移床式ろ過装置。
3. 【請求項３】 請求項１，２の何れかにおいて、前記ろ
   過槽下部には、前記再生したろ材及び汚濁物質の流入部
   の上側且つ前記ろ材層より下側において、中央部に上下
   に貫通の開口を有し且つ該開口から外周部にかけて下向
   きに傾斜した形状のろ材セパレータが設けてあり、前記
   再生したろ材が該開口を通じて上方に浮上するようにな
   してあることを特徴とする移床式ろ過装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３の何れかにおいて、前記ろ
   材層下部において、回転により前記ろ材を前記ろ過槽の
   中心部から外周部にかけて均一化するろ材均し装置が設
   けてあることを特徴とする移床式ろ過装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、前記ろ材均し装置
   が、中心部の回転軸から外周部に向って延びる複数の回
   転翼を有するろ材均しパドルであることを特徴とする移
   床式ろ過装置。