JP2766881B2

JP2766881B2 - 水処理装置

Info

Publication number: JP2766881B2
Application number: JP18974289A
Authority: JP
Inventors: 光男毛利
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd
Priority date: 1989-07-21
Filing date: 1989-07-21
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2013-06-18
Also published as: JPH0352607A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、下水処理施設、排水処理施設等において、
最初沈殿池に代る一次処理装置、再利用水を作る３次処
理装置或いは雨水の再利用や河川水、湖沼水等の浄化等
に好適な、固液分離および生物処理を行なう水処理装置
に関する。

〔従来の技術〕

水処理における固液分離には、沈殿処理、浮上処理、
過等があり特に過は、一次処理から三元処理に至る
まで広く用いられている。

過装置としては、例えば周知の重力式急速或いは緩
速過装置、上向流過装置、自動バルブレス過装置
等があげられ、これらの装置において、材として砂、
砂利を積層したものが用いられている。

また生物処理は、好気性の活性汚泥法が最も多く用い
られており、生物処理のみを行なうものとしては、周知
の活性汚泥による方法、回転円板による方法等がある。

また過と生物処理を行なうものとしては、下部に支
持砂利層、上部に砂層を設け、被処理水を上部から流入
させるとともに床下部から散気装置を通して常時空気
を吹込み、下部より処理水を得る方法がある。被処理水
は、材内部を通過する間に、材表面に付着した生物
膜による有機物の分解と固形物の分離が並行して行なわ
れる。

また、いずれの過装置及び上記の生物処理を伴う
過装置においても処理時間の経過に伴なって捕捉された
固形物や増殖した微生物により、層が閉塞するので、
逆洗を行なうことが必要である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記過装置、および生物処理を伴なう過
装置は、いずれも過層の局所的閉塞が発生し易く、長
時間の過作業を継続して行なうことが出来ない。

上記閉塞は、逆洗によって解除することは出来るが、
その逆洗間隔が短かく、自動バルブレス過装置を除い
ては、逆洗に動力を必要とする。また、生物処理を伴な
う過装置においては、生物膜による有機物の分解を重
視しているため、被処理水は生物膜と長軸間接触させる
必要があり、大きな過速度が得られない等の不都合が
あった。

本発明は上記の事情に鑑みなされたもので、懸濁物の
除去および必要に応じてこれと生物処理が出来、運転に
人手を要さない水処理装置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〕

上記の目的を達成するため、本発明の装置は、塔体内
に、下方から上方に向けて傾斜板部、散気部材、浮上性
過部が配置されるとともに、浮上性過部上方に処理
水貯留部が形成され、塔底部に被処理水導入部が、塔頂
部に処理水導出部が設けられた装置本体と、この装置本体下部の側方に並列して設置された逆洗浄
排出管切換え槽と、この逆洗浄排出管切換え槽の水位の上昇によって開栓
し、降下によって閉栓する栓を有する逆洗浄排出管切換
え装置と、装置本体の塔底部に一端が接続され、装置本体の満水
位よりも高い位置を経て、他端が前記逆洗浄排出管切換
え槽に開口する逆洗開始管と、この逆洗開始管の最高部近傍に一端が接続され、他端
が装置本体の満水位よりも低い位置で開口するサイフォ
ンブレイカーと、上記逆洗開始管の塔底部側に一端が接続され、他端が
前記逆洗浄排出管切換え装置の栓に接続される逆洗浄排
出管を有する。

また、前記装置本体の処理水貯留部に接触曝気材を設
けてもよい。

〔作用〕

本発明の水処理装置は上記の構成となっているので、
装置本体に導入された被処理水は、浮遊する材よりな
る過層によって固形分が除去される。また、散気部材
が噴出する空気によって、前記過された固形分が過
層内に分散され、局所的な閉塞が解消される。

また、浮上性過部が固形分で閉塞すると自動的に逆
洗が行われ、逆洗後は自動的に定常運転に復帰する。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る水処理装置の一実施例を示すも
ので、図中符号１は、各操作ユニットよりなる水処理機
構が塔体内に上下方向に配置収納されている装置本体で
ある。

装置本体１の底部には、ポンプ２によって被処理水が
導入される導入管３が接続され、上部には、水位を保持
して処理水４を抜き出す溢流管５が接続されている。

上記装置本体１の下部の側方には、これに並列して逆
洗浄排出管切換え槽６が設けられている。この切換え槽
６の下端には、溢流によって切換え槽６内の水を抜き出
し、汚泥濃縮槽７へ送る水位調節用排出管８の一端が接
続されている。

また上記装置本体１の下端には、逆洗開始管（サイフ
ォン管）９の一端が接続され、この逆洗開始管９は、装
置本体１に沿って立上り、頂部よりやや高い位置で下方
に曲げられ、下方に下り、上記切換え槽６内の上部に他
端が開口している。

この逆洗開始管９の最高部9aの近傍には、サイフォン
ブレーカ10の一端が接続され、その他端は、上記装置本
体１の上部で本体１の満水位よりも下方に開口してい
る。

また、上記逆洗開始管９の立上り部分の下部には逆洗
浄排出管11の一端が接続され、その他端には第２図に示
すように、切換え槽６の水位によって上下するボールタ
ップ12で開閉する切換え装置の栓13が取付けられ、上記
切換え槽６の内部に開口している。この栓13は、切換え
槽６の水位の上昇によって開き、降下によって閉じるよ
うになっている。上記栓13は、ストッパ14によってその
上昇が制限されている。

また上記装置本体１内に収納されている水処理機構は
次のようなユニットプロセスによって構成されている。

すなわち、装置本体１の底部には、固形分を衝突・接
触により除去し沈降分離の効率を高める傾斜板21が設け
られている。この傾斜板21の上方には、ブロワー22によ
って圧入された空気を分散供給する散気部材23が設けら
れている。この散気部材23の上方には、所定の間隔をお
いて、網状の下グリッド24、および上グリッド25が設け
られ、これらの間には比重が0.8〜0.95で、上記グリッ
ド24、25の目を通らない球形材料よりなる浮上性過材
26が、移動自在に粗に充填されて浮上性過層が形成さ
れている。上記過材26の量は、上下のグリッドの間の
容積を1/3〜3/4の範囲が適当である。

上記上グリッド25の上部には、散気部材23より噴出さ
れる気泡および水向水流を集めて、上記装置本体１の水
平方向所定の位置に導くロート状の集気部27が設けられ
ている。この集気部27の放出口27aの上部には、装置本
体１の水平断面より格段に小さい断面のエアーリフト28
aが設けられている。このエアーリフト28aの上端は、上
記溢流管５の位置より低くなっている。上記エアーリフ
トの側方の装置本体１内には、接触材28bが設けられ接
触曝気部28が構成されている。

次に本発明の装置の使用方法を説明する。

本発明の装置に導入される被処理水は、スクリーンを
通した生下水、２次処理水、或いは雨水、河川、湖沼の
水等である。

上記装置に所定の速度で導入された被処理水は、傾斜
板21に通される。傾斜板21においては衝突・接触によっ
て、沈降固形分が傾斜板21下方に沈殿していき、効率よ
く固形分の除去が行なわれる。

傾斜板21を通過した被処理水は、下部グリッド24を通
過し過材26の層に達して過される。

上記過材26は、上下のグリッド25、24の目を通らず
比重が0.8〜0.95となっているので、上グリッド下面に
過層が形成される。被処理水は、上向流でこれを通過
する間に、小さな懸濁物までが、上記過材26によって
捕捉される。しかも散気管23からは空気が常時送られて
いるので、過層の下面表層部で局所的な閉塞が発生し
ても、懸濁物が揺れ動かされ局所的な閉塞が解消され
る。これにより過層全体が有効に利用され、閉塞に至
るまでの時間が大幅に延長される。さらに過材26は球
形となっているので、生物膜の付着増殖は少なく過可
能時間の延長を助長する。しかし、少量の生物膜は存在
するので、僅かの有機物除去が副次的に行なわれる。

過層を通過した被処理水および空気は、集気部27に
よって集められ、放出口27aより気液混合流となってエ
アーリフト28a、接触材28bよりなる接触曝気部28のエア
ーリフト28aに導入される。エアーリフト28aは横断面が
小さく、ここを気液混層で上昇するので外部との比重差
は大きく、さらにエアーリフトの上端は水面下にあり、
ヘッドがないので、そのエアーリフト効果は大きく、エ
アーリフト28aの下部周辺の水を吸引して、高速で上昇
する。これにより接触曝気部28の水全体が、循環され
る。この循環により、死水域がなくなり、溶存酸素が均
一化され、エアーリフト28aの側部に配置されている接
触材28bは、酸素を溶解する水の流れに接触し、生物膜
が成長し、接触曝気部中の水に含有される、有機物が生
物的に分解除去される。

この接触曝気部28中の水の一部は処理水４として溢流
管５から抜き出される。

上記のようにして水処理が行なわれるが、過層が次
第に固形分でつまって来ると、装置本体１の下部の水圧
が上昇し、逆洗開始管９内の水位は、上記装置本体１の
水面（満水位）以上に押上げられる。この水位が逆洗開
始管９の最高部を越えると、サイフォンが作用して、装
置本体１内の水はまず逆洗開始管９を経て切換え層６内
に流入し、逆洗が開始される。これにより切換え層６の
水位が上昇し、ボールタップ12が上昇して栓13が開き、
ついで逆洗浄排水管11からも水が切換え層６内に導びか
れる。これにより装置本体１の水位が下り、サイフォン
プレーカ10の先端より下となると、逆抗開始管９に空気
が吸引されサイフォンが作動しなくなる。しかし、栓13
は開放された状態となっているので、逆洗浄排水管11に
よる排水は継続され、装置本体１の水位は次第に低下す
る。この間、装置本体１の水位の低下と、散気部材より
吹込まれる空気によって、過材26の層は撹拌されなが
ら降下し、過材が球形で付着物が分離し易いことと相
俟って、付着した懸濁物が除去される。これらの懸濁物
は水とともに切換え槽６に移送される。装置本体１の水
位が低下すると、逆洗浄排水管11による排水量は次第に
減少し、水位調節排水管８より汚泥濃縮槽７に送られる
水量より少なくなると、切換え槽６の水位が低下し、ボ
ールタップ12が降下して栓13が閉じられる。

このようにして逆洗が終了すると、再び装置本体１に
は被処理水がたまり、処理が開始される。

上記逆洗操作において、装置本体１に対する被処理
水、空気は定状常態で供給されており、切換え槽６から
水調節排水管８を介して流出する水の受槽があれば、全
く人手を要さずに水処理が行なわれる。

この装置によって水処理を行なった場合の懸濁物と溶
解成分（有機物）の除去はほぼ第１表のようになる。

なお、過速度を早くした場合には、接触曝気部28で
の生物処理が十分に行えなくなるが、この場合処理水を
活性汚泥槽等に送り、生物処理を行ってもよい。

実施例１生下水をスクリーン処理した水を被処理水として、第
１図に示す装置を用いて水処理を行なった。

装置各部の寸法、容量を第２表に示す。

また下水の過を行なうため、過材26の粒径は大き
くする必要があり、5.5mm径のものを用いた。

被処理水の供給量を変え、過層を通過した水（以
下、過処理水という）および処理水４中の各種成分の
経時変化を、第３表、第４表および、第３図〜第８図に
示した。なおCODはMnによる測定値（以下同じ）で示し
た。

また、逆洗水量は5m³/回で、被処理水の導入速度にか
かわらずほぼ一定とした。

第４表より明らかなように、過処理能力は、通水速
度を変えてもほぼ安定している。

但し、接触曝気部の処理能力は、通水速度により大き
く左右される。通水速度が小さいと、接触曝気槽におけ
る滞留時間が長くなるので溶解成分の除去率は大きくな
る。しかし通水速度が大きいと過層を通過した水の性
質と比べて、大幅な生物処理効果は得られない。

また、本発明の装置による、過材26の逆洗による洗
浄効果を第９図に示す。図より、逆洗回数が増加して
も、過材の初期透水係数が減少していないことから、
逆洗による過材の洗浄が充分に行なわれていることが
わかる。

比較例１実施例１と比較するため、実施例１の過材の寸法と
同じ5.5mm径の砂を過材として、スクリーンを通した
生下水を被処理水とし75m³/dの速度で下向流で過を行
なった。結果を第５表に示す。なお比較のため、本発明
の装置における過材を用いて過した値（第４表、通
水速度75m³/d）を併記した。

〔発明の効果〕以上述べたように本発明に係る水処理装置は、水処理
用ユニットを縦方向に配置することによって、装置を設
置する敷地が狭くてすみ、また、逆洗開始管、切換え
槽、逆洗浄排水管等の設置により、自動的な水処理が可
能となる。

また、浮力のある過材を用い、過層下部より連続
曝気を行なっているので、過層の局所的な閉塞が解消
され、内部過を促進し、過層全体が有効に使用さ
れ、懸濁物の捕捉総量が増大し、一回の過時間が長く
なり、さらに逆洗による過材の洗浄が行なわれ易くな
る。

本発明の装置は、生下水の処理では一次処理に使わ
れ、処理水はさらに活性汚泥法などで処理される。ま
た、２次処理水の過に使用すれば、清澄な３次処理水
としてトイレ洗浄水等に再利用可能である。雨水、河川
水等は本発明の装置で処理すれば格段に浄化され、冷却
水その他に利用可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）および第２図は、本発明に係る水処
理装置の一実施例を示すもので、第１図（ａ）は全体を
示す図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＩ−Ｉ線矢視断
面図、第２図は、切換え槽に設けられた切換装置のボー
ルタップ、および栓の作動を説明する図、第３図ないし
第８図は、実施例１の運転による各測定値の経時変化を
それぞれ示すもので、第３図はSS濃度、第４図はCOD、
第５図はSS、CODの除去率、第６図は通水速度、第７図
は過層内の損失水頭、第８図はSSとCOD成分の捕捉量
を示す図、第９図は逆洗浄回数と、逆洗浄を終了し、定
常運転に入った直後における過層の透水係数との関係
を示す図である。１……装置本体、２……ポンプ、３……導入管、４……
処理水、５……溢流管、６……逆洗浄排出管切換え槽
（切換え槽）、７……汚泥濃縮槽、８……水位調節用排
出管、９……逆洗開始管（サイフォン管）、9a……最高
部、10……サイフォンブレーカ、11……逆洗浄排水管、
12……ボールタップ、13……栓、14……ストッパ、21…
…傾斜板、22……ブロワー、23……散気部材、24……下
グリッド、25……上グリッド、26……浮上性過材（
過材）、27……集気部、27a………放出口、28……接触
曝気部、28a……エアーリフト、28b……接触材。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】塔体内に、下方から上方に向けて傾斜板
部、散気部材、浮上性過部が配置されるとともに、浮
上性過部上方に処理水貯留部が形成され、塔底部に被
処理水導入部が、塔頂部に処理水導出部が設けられた装
置本体と、この装置本体の下部の側方に並列して設置された逆洗浄
排出管切換え槽と、この逆洗浄排出管切換え槽の水位の上昇によって開栓
し、降下によって閉栓する栓を有する逆洗浄排出管切換
え装置と、装置本体の塔底部に一端が接続され、装置本体の満水位
よりも高い位置を経て、他端が上記逆洗浄排出管切換え
槽に開口する逆洗開始管と、この逆洗開始管の最高部近傍に一端が接続され、他端が
装置本体の満水位よりも低い位置で開口するサイフォン
ブレーカと、上記逆洗開始管の塔底部側に一端が接続され、他端が前
記逆洗浄排出管切換え装置の栓に接続される逆洗浄排出
管を有することを特徴とする水処理装置。
【請求項２】装置本体の処理水貯留部に接触曝気部材を
配置したことを特徴とする請求項（１）記載の水処理装
置。