JP4787133B2 - 水処理装置及び水処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、水処理技術に係り、詳しくは被処理水の好気処理及び濾過処理を行う水処理装置に関するものである。

従来、被処理水を浄化処理する水処理技術として、例えば下記の特許文献１に記載の浄化槽が参照される。特許文献１に記載のこの浄化槽では、被処理水が担体流動槽において好気処理された後、汚泥を含んだ被処理水が濾過槽において濾過処理されるようになっているが、被処理水の好気処理及び濾過処理を行うこの種の水処理装置の設計に際しては、簡便な構成によって被処理水の処理性能向上を図る要請がある。
特開２０００−３２５９７７号公報

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、被処理水の好気処理及び濾過処理を行う水処理装置において、簡便な方法によって被処理水の処理性能向上を図るのに有効な技術を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明が構成される。なお、本発明は、一般家庭等から排出される生活排水をはじめ、厨房排水、産業廃水等の各種の被処理水を処理する水処理装置の構築技術として好適に用いられる。

本発明にかかる水処理装置は、被処理水の水処理を行う装置であって、好気処理領域、濾過処理領域、区画部材、上部移流開口、下部移流開口、第１水貯留領域、第２水貯留領域、散気装置及び逆洗装置を少なくとも備える。

本発明の好気処理領域は、被処理水の好気処理を行うべく微生物が付着する充填物が充填された領域として構成される。この好気処理では、被処理水中の有機汚濁物が酸化される、汚泥等の生成固形物が生成する。この充填物は、規則充填された規則充填物として構成されてもよいし、或いは担体のように不規則充填された不規則充填物として構成されてもよい。また、好気処理領域は、固定床として構成されてもよいし、或いは担体流動槽として構成されてもよい。本発明の濾過処理領域は、好気処理領域に並設されるとともに、被処理水の濾過処理を行うべく濾材が充填された領域として構成される。この濾過処理では、汚泥等の生成固形物が被処理水から固液分離される。

本発明の区画部材は、好気処理領域と濾過処理領域との間において上下方向に延在して、これら好気処理領域及び濾過処理領域を区画する部材として構成される。すなわち、好気処理領域及び濾過処理領域は、区画部材を介して互いに隣接する。なお、本発明では、区画部材の上流側に濾過処理領域が配設され、且つ区画部材の下流側に好気処理領域が配設されて、濾過処理された後の被処理水が好気処理される構成や、区画部材の上流側に好気処理領域が配設され、且つ区画部材の下流側に濾過処理領域が配設されて、好気処理された後の被処理水が濾過処理される構成を適宜採用することができる。

本発明の上部移流開口は、区画部材の上方において好気処理領域と濾過処理領域との間での被処理水の移流を許容する開口部分として構成される。また、本発明の下部移流開口は、区画部材の下方において好気処理領域と濾過処理領域との間での被処理水の移流を許容する開口部分として構成される。

本発明の第１水貯留領域は、好気処理領域のうち上部移流開口側、すなわち上部移流開口近傍に形成される。また、本発明の第２水貯留領域は、濾過処理領域のうち上部移流開口側、すなわち上部移流開口近傍に形成される。

本発明の散気装置は、散気処理時に好気処理領域の下方から散気エアを供給する機能を有する。本発明の逆洗装置は、逆洗処理時に濾過処理領域の下方から逆洗エアを供給する機能を有する。これら散気装置及び逆洗装置では、被処理水中に配設された散気管や逆洗管を、エア供給配管を通じてブロワ等のエア供給源に接続した構成を典型的な構造とすることができる。

特に、本発明では、区画部材は、第１水貯留領域側よりも第２水貯留領域側の方が同水位での断面積が相対的に大きくなるように第１水貯留領域及び第２水貯留領域を区画する区画部を有する。この場合、区画部は区画部材と一体状に形成された構成であってもよいし、区画部材に直接的ないし間接的に止着された部位として構成されてもよい。また、区画部が区画部材の一部または全部を構成することができる。また、区画部による区画構造に関しては、傾斜面、曲面、段差面等を用いた構成を適宜採用することができる。これによって、第１水貯留領域及び第２水貯留領域は、散気処理時には、散気装置から供給された散気エアによって第１水貯留領域を区画部に沿って水位上昇した被処理水が、上部移流開口を通じて濾過処理領域へと移流し、更に下部移流開口を通じて好気処理領域へと移流することで、好気処理領域と濾過処理領域との間における水循環を許容する。一方、第１水貯留領域及び第２水貯留領域は、逆洗処理時には、逆洗装置から供給された逆洗エアによって第２水貯留領域を区画部に沿って水位上昇した被処理水が、上部移流開口に達するのを規制することで、好気処理領域と濾過処理領域との間における水循環を規制する水循環規制領域を構成する。すなわち、区画部材の区画部は、第１水貯留領域側よりも第２水貯留領域側の方が相対的に水位の上昇度合いが大きくなるように第１水貯留領域及び第２水貯留領域を区画し、この水位の上昇度合いの差によって、逆洗処理時においてのみ好気処理領域と濾過処理領域との間における水循環を規制することとしている。

本発明の水処理装置のこのような構成によれば、区画部による区画構造を用いることで、可動部材を用いることがない簡便な構造によって、逆洗処理時に濾過処理領域の逆洗水が、上部移流開口を通じて好気処理領域へと循環するのが規制され、逆洗水に含まれる汚泥等が好気処理領域へ持ち込まれるのを防止することができる。また、これにより逆洗処理の後の散気処理における好気処理性能を高く維持することが可能となる。

本発明にかかる水処理装置の更なる形態では、前記の区画部は、第１水貯留領域においては上方に向かうほどに断面積が縮小され、また第２水貯留領域においては上方に向かうほどに断面積が拡張されるように傾斜した傾斜面を有する構成とされる。典型的には、平板状の区画部を傾斜配置することによって傾斜面を形成する。このような構成によれば、区画部自体の形状を工夫した、より簡便な構造によって、逆洗処理時においてのみ好気処理領域と濾過処理領域との間における水循環を規制することが可能となる。また、第１水貯留領域では、上方に向かうほどに断面積縮小される一方で、下方に向かうほどに断面積が拡張されるため、この拡張部分によって好気処理領域の所望の容量を確保することが可能となり合理的である。

本発明にかかる水処理装置の更なる形態では、前記の傾斜面は、散気装置の上方に配設され、散気処理時に散気装置から供給され第１水貯留領域を上昇する散気エアのエア流れを規制するエア流れ規制面として構成される。このような構成によれば、第１水貯留領域を上昇する散気エアは、そのエア流れが規制されることで、区画部の傾斜面に沿った潜り込み流を形成するため、第１水貯留領域により長い時間滞留し易くなる。これによって、好気処理領域（第１水貯留領域）における酸素溶解効率を高くすることができ、またその分、散気エアの供給量低減を図ることが可能となる。

本発明にかかる水処理装置の更なる形態では、前記の濾過処理領域の水を濾過処理領域外へと移送可能な移送機構を備え、逆洗処理時には、濾過処理領域の逆洗水がこの移送機構を介して濾過処理領域外へと移送される。ここでいう移送機構として、典型的には、エアリフト式の移送ポンプや水中ポンプを用いることができる。また、濾過処理領域外の領域として、典型的には、好気処理領域および濾過処理領域よりも上流の水処理領域が挙げられる。このような構成によれば、逆洗水に含まれる汚泥等を好気処理領域へと流出させることなく、濾過処理領域からそのまま濾過処理領域外へと移送することができるため、逆洗処理時における汚泥移送効率を向上させることが可能となる。また、汚泥移送効率が向上することによって、汚泥移送量（逆洗水量）を減らすことができるため、汚泥移送が濾過処理領域外の領域に与える影響、例えば堆積汚泥の巻き上げや水位変動を抑えることが可能となる。

本発明にかかる水処理装置の更なる形態では、前記の濾過処理領域は、好気処理領域よりも上流に配設されており、これにより好気処理領域に流入する前の被処理水を濾過処理することで、好気処理領域における処理負荷を低減させる処理負荷低減領域として構成されている。このような構成によれば、上流からの被処理水をまず濾過処理領域において濾過処理することとなるため、好気処理領域における処理負荷を低減させることができ、以って好気処理領域における好気処理性能向上を図ることが可能となる。また、その分、好気処理領域の容量を抑えることが可能となり、水処理装置全体のコンパクト化を図ることが可能となる。

本発明にかかる水処理方法は、前記の水処理装置において被処理水の水処理を行う方法とされる。特に、この水処理方法では、第１水貯留領域側よりも第２水貯留領域側の方が同水位での断面積が相対的に大きくなるように第１水貯留領域及び第２水貯留領域を区画部材によって区画する。当該区画処理によって、散気処理時には、散気装置から供給された散気エアによって第１水貯留領域を区画部材に沿って水位上昇した被処理水を、上部移流開口を通じて濾過処理領域へと移流させ、更に下部移流開口を通じて好気処理領域へと移流させることで、好気処理領域と濾過処理領域との間に水循環を形成させる。また、当該区画処理によって、逆洗処理時には、逆洗装置から供給された逆洗エアによって第２水貯留領域を区画部材に沿って水位上昇した被処理水が上部移流開口に達するのを規制することで、好気処理領域と濾過処理領域との間における水循環を規制する。
このような水処理方法によれば、区画部材による簡便な区画処理によって、逆洗処理時に濾過処理領域の逆洗水が、上部移流開口を通じて好気処理領域へと循環するのを規制し、逆洗水に含まれる汚泥等が好気処理領域へ持ち込まれるのを防止することができる。また、これにより逆洗処理の後の散気処理における好気処理性能を高く維持することが可能となる。

以上のように、本発明によれば、被処理水の好気処理及び濾過処理を行う水処理装置において、特に好気処理領域と濾過処理領域との間の区画構造を工夫することで、簡便な方法によって被処理水の処理性能向上を図ることが可能となった。

以下に、本発明における一実施の形態の水処理装置の構成等を図面に基づいて説明する。なお、本実施の形態は、一例として一般家庭等から排出される排水（被処理水）の処理を行う水処理装置について説明するものである。

本発明における「水処理装置」としての水処理装置１００の処理フローが図１に示される。
図１に示すように、本実施の形態の水処理装置１００は、槽状に成形された槽本体１０１の内部に各種の浄化処理機構を収容している。この水処理装置１００は、「浄化槽」或いは「汚水処理槽」とも称呼される。大別すると、固液分離槽１１０、好気消化槽１２０、嫌気濾床槽１３０、接触酸化生物濾過槽１４０、処理水槽１５０及び消毒槽１６０の各浄化処理機構が槽本体１０１に収容される。このような構成の槽本体１０１の内部に流入した汚水は、固液分離槽１１０、嫌気濾床槽１３０、接触酸化生物濾過槽１４０、処理水槽１５０及び消毒槽１６０からなる第１の処理経路で順次浄化処理された後、槽本体１０１の外部へ放流される。一方、好気消化槽１２０は、前記の第１の処理経路から独立した第２の処理経路に設置されており、被処理水が固液分離槽１１０にて処理されたときに発生する汚泥を含む水（汚泥水）は、一旦好気消化槽１２０で処理された後に、再び固液分離槽１１０へと移流する汚泥循環構造になっている。なお、本実施の形態では、各槽において処理される被処理水（汚水）および当該被処理水を処理する処理過程において流れる水を「被処理水」ないし「水」と記載する。

また、本実施の形態の水処理装置１００の内部構造が図２に模式的に示される。
図２に示す例では、水処理装置１００の槽本体１０１の内部は、区画部材によって各処理領域に区画されている。槽本体１０１には、各処理領域として、図２中左側から順に好気消化槽１２０、固液分離槽１１０、嫌気濾床槽１３０、接触酸化生物濾過槽１４０、処理水槽１５０、消毒槽１６０が配置されている。

図２に示すように、槽本体１０１に設けられた流入管１０２は、固液分離槽１１０に接続されており、被処理水はこの流入管１０２を通じてまず固液分離槽１１０に流入する。この固液分離槽１１０は、被処理水中に含まれる汚泥や夾雑物（以下、「汚泥等」という）を分離・除去する機能を有する処理槽である。この固液分離槽１１０における処理によって汚泥等が分離された後の水は、上下方向に延在する区画部材１１４の上部に形成された移流開口１１４ａを通じて嫌気濾床槽１３０へ移流する。一方、この固液分離槽１１０における処理によって発生する汚泥等を含む水は、エアリフト式のポンプであるエアリフト１１２によって槽底部から抜き出されて、好気消化槽１２０へ移送される。この移送は、図２中の「汚泥循環」の流れとして示される。

好気消化槽１２０は、固液分離槽１１０からエアリフト１１２によって移送された汚泥の好気性消化を行う機能を有する処理部である。この好気消化槽１２０は、有機汚濁物質を好気処理（酸化）する好気性微生物が付着する所定量の濾材１２４が充填された濾床１２２を有する。この濾材１２４としては、例えば球状の濾材を好適に用いる。また、この濾床１２２の下方には、散気用エアを供給可能な散気装置１２６が設置されており、この散気装置１２６から散気用エアが供給されることによって、好気消化槽１２０内が好気雰囲気とされる。被処理水は、好気雰囲気下において濾床１２２を下降することによって汚泥の好気性消化がなされる。また、この好気消化槽１２０における処理がなされた後の水は、上下方向に延在する区画部材１２８の下部に形成された移流開口１２８ａを通じて固液分離槽１１０の底部へと移流するように構成されている。

嫌気濾床槽１３０は、有機汚濁物質を嫌気処理（還元）する嫌気性微生物が付着する所定量の濾材１３４が充填された濾床１３２を有する。この濾材１３４としては、例えば球状の濾材を好適に用いる。被処理水がこの濾床１３２を通過する際の嫌気処理によって、ＢＯＤの低減と汚泥の減量化が図られる。また、濾床１３２に充填された濾材１３４によって、被処理水中に含まれる夾雑物等の固形物の分離・除去が行われる。この嫌気濾床槽１３０における処理がなされた後の水は、上下方向に延在する区画部材１３８の上部に形成された移流開口１３８ａを通じて接触酸化生物濾過槽１４０へ移流するように構成されている。一方、この嫌気濾床槽１３０における処理によって発生する汚泥等を含む水は、エアリフト式のポンプであるエアリフト１３６によって槽底部から抜き出されて、固液分離槽１１０へ移送される。この移送は、図２中の「嫌気移送」の流れとして示される。

接触酸化生物濾過槽１４０では、濾過処理部１４２と好気処理部１４３とが並設された構成を有し、濾過処理部１４２が好気処理部１４３の上流に配設されている。これら濾過処理部１４２と好気処理部１４３は、上下方向に延在する区画部材１４１によって区画されている。ここでいう区画部材１４１は、濾過処理部１４２と好気処理部１４３との間において上下方向に延在して、これら濾過処理部１４２及び好気処理部１４３を区画する（仕切る）部材であり、本発明における「区画部材」に相当する。また、これら濾過処理部１４２及び好気処理部１４３は、区画部材１４１の上部の上部移流開口１４１ａ及び下部移流開口１４１ｂを通じて連通が可能とされている。また、この接触酸化生物濾過槽１４０における処理がなされた後の水は、上下方向に延在する区画部材１４８の下部に形成された移流開口１４８ａを通じて処理水槽１５０へ移流するように構成されている。ここでいう上部移流開口１４１ａが、本発明における「区画部材の上方において好気処理領域と濾過処理領域との間での被処理水の移流を許容する上部移流開口」に相当し、またここでいう下部移流開口１４１ｂが、本発明における「区画部材の下方において好気処理領域と濾過処理領域との間での被処理水の移流を許容する下部移流開口」に相当する。

好気処理部１４３は、充填物１４６が規則充填された固定床を有する構成とされる。この充填物１４６は、筒形状の充填物を複数（図２では６つ）組み合わせた構成とされ、この充填物１４６には被処理水中の有機汚濁物を好気性処理（酸化）するための好気性微生物が付着する。この充填物１４６が、本発明における「充填物」に相当する。また、この好気処理部１４３の下方には、通常運転において行われる散気処理時に散気用エアを供給可能な散気装置１４７が設置されている。この散気装置１４７は、充填物１４６に付着した好気性微生物に酸素を付与する機能を発揮する。また、散気装置１４７は、充填物１４６に付着した好気性微生物に酸素を付与する機能に加え、好気処理部１４３内の水に上向流を付与する機能を有する。ここでいう好気処理部１４３は、被処理水の好気処理を行うべく微生物が付着する充填物１４６が充填された領域とされ、この好気処理部１４３によって本発明における「好気処理領域」が構成される。また、ここでいう散気装置１４７が、本発明における「散気装置」に相当する。

濾過処理部１４２は、上下が多孔状の上部多孔板１４２ａ及び下部多孔板１４２ｂによって区画された区画領域に、多数の粒状担体１４４が流動可能に不規則充填された構成とされる。この粒状担体１４４は、被処理水を濾過処理する機能を発揮する。この粒状担体１４４が、本発明における「濾材」に相当する。また、この濾過処理部１４２には、定期的に行われる逆洗処理時に逆洗用エアを供給可能な逆洗装置１４５が設置されている。この逆洗装置１４５は、一旦粒状担体１４４に捕捉された生成固形物（ＳＳ；Suspended Solid）を、逆洗用エアのエア圧力によって粒状担体１４４から剥離させる機能（逆洗機能）を発揮する。また、本実施の形態では、濾過処理部１４２は、好気処理部１４３よりも上流に配設されており、これにより好気処理部１４３に流入する前の被処理水を濾過処理することで、好気処理部１４３における処理負荷を低減させる処理負荷低減領域として構成されている。ここでいう濾過処理部１４２は、被処理水の濾過処理を行うべく粒状担体１４４が充填された領域とされ、従ってこの濾過処理部１４２によって本発明における「濾過処理領域」が構成される。また、ここでいう逆洗装置１４５が、本発明における「逆洗装置」に相当する。

なお、本実施の形態では、接触酸化生物濾過槽１４０を濾過処理部１４２と好気処理部１４３とに区画する区画部材１４１の構成に関し、当該区画構造或いは区画処理に特徴を有する。具体的には、区画部材１４１の上部に区画部１４１ｃを設けている。この区画部１４１ｃは、好気処理部１４３のうち上部移流開口１４１ａ側に形成される第１水貯留領域１４９においては上方に向かうほどに断面積が縮小され、また濾過処理部１４２のうち上部移流開口１４１ａ側に形成される第２水貯留領域１４９ａにおいては上方に向かうほどに断面積が拡張されるように傾斜した傾斜面１４１ｄを有する構成とされる。これにより、区画部１４１ｃは、第１水貯留領域１４９側よりも第２水貯留領域１４９ａ側の方が同水位での断面積（「水断面積」ともいう）が相対的に大きくなるように、第１水貯留領域１４９と第２水貯留領域１４９ａとを区画する。このような構成によれば、上部移流開口１４１ａ近傍において、濾過処理部１４２側よりも好気処理部１４３側の水位の上昇度合いを高める機能が付与される。また、この区画部１４１ｃの傾斜面１４１ｄは、散気装置１４７の上方に配設され、散気処理時に散気装置１４７から供給され第１水貯留領域１４９ａを上昇する散気エアのエア流れを規制するエア流れ規制面として構成される。この区画部１４１ｃは、区画部材１４１と一体状に形成された構成であってもよいし、区画部材１４１に直接的ないし間接的に止着された部位として構成されてもよい。また、必要に応じて、区画部１４１ｃが区画部材１４１の一部または全部をなすような構成を採用することができる。また、区画部１４１ｃによる区画構造に関しては、区画部を曲面或いは段差面として構成することもできる。ここでいう区画部１４１ｃが本発明における「区画部」に相当し、またここでいう傾斜面１４１ｄが本発明における「傾斜面」に相当する。

処理水槽１５０は、消毒槽１６０へ移流する前の水を貯留する機能を有する。この処理水槽１５０には、エアリフト式のポンプであるエアリフト１５２が設置されている。処理水槽１５０の底部の堆積物は、散気処理時にこのエアリフト１５２によって槽底部から抜き出されて固液分離槽１１０へと返送（循環）され、また逆洗処理時にこのエアリフト１５２によって槽底部から抜き出されて固液分離槽１１０へと移送されるように構成されている。この移送は、図２中の「循環・逆洗」の流れとして示される。処理水槽１５０にて一旦貯留された水は、上下方向に延在する区画部材１５４の上部に形成された移流開口１５４ａを通じて消毒槽１６０へ移流するように構成されている。ここでいうエアリフト１５２が、本発明における「移送機構」に相当する。

消毒槽１６０は、処理水槽１５０から流入した水を消毒処理する機能を有する処理槽である。この消毒槽１６０は、消毒処理を行うための消毒剤（固形塩素剤）が充填された薬剤筒１６２を備えている。この消毒槽１６０において消毒処理された水は、槽本体１０１に設けられた放流管１０３を通じて槽本体１０１の外部へ放流されるように構成されている。

なお、上記水処理装置１００を構成する、エアリフト１１２，１３６，１５２、散気装置１２６，１４７、逆洗装置１４５では、被処理水中に配設されたエアリフト本体部や散気管や逆洗管を、エア供給配管を通じてブロワ等のエア供給源に接続した構成を典型的な構造とすることができる。また、エアリフト１１２，１３６，１５２にかえて水中ポンプを用いることもできる。

ここで、上記構成の水処理装置１００のうち接触酸化生物濾過槽１４０における処理に関し図面を参照しつつ説明する。本実施の形態では、接触酸化生物濾過槽１４０は、２つの処理モードである散気処理及び逆洗処理を少なくとも有する。

（散気処理）
接触酸化生物濾過槽１４０の散気処理は、水処理装置１００の通常の運転処理において遂行される処理モードとされる。この散気処理に関しては、図３が参照される。この図３には、本実施の形態の接触酸化生物濾過槽１４０の散気処理時の様子が示される。図３に示すように、散気装置１４７から所定量の散気エアが供給されると、好気処理部１４３内が好気雰囲気とされ、充填物１４６に付着した好気性微生物によって被処理水中の有機物の好気性処理（酸化分解）が進行し、被処理水中のＢＯＤ成分の除去が効率的に行われる。このとき、被処理水中の有機物の好気性処理（酸化分解）によって、汚泥（泥状物質）等の生成固形物（ＳＳ；Suspended Solid）が生成する。また、散気装置１４７から散気エアが供給されることによって、好気処理部１４３内の水位が、いわゆる「エアリフト効果」によって上昇することとなる。このとき、前述の区画部材１４１の区画部１４１ｃによる区画構造によって、上部移流開口１４１ａ近傍における好気処理部１４３側の水位の上昇度合いが高まり、好気処理部１４３の水位線Ｌ１は、上部移流開口１４１ａに達する。一方、濾過処理部１４２には、エアリフト効果が付与されず、したがって濾過処理部１４２の水位線Ｌ２は、上部移流開口１４１ａを下回る。かくして、好気処理部１４３の水はこの上部移流開口１４１ａを通じて濾過処理部１４２へと移流する上向流を形成する。

濾過処理部１４２では、上部移流開口１４１ａを通じて好気処理部１４３から移流した水の下向流が形成される。好気処理部１４３において生成した生成固形物（ＳＳ）は、この下向流によって濾過処理部１４２を通過する際に粒状担体１４４によって捕捉され、濾過処理される。そして、濾過処理後の水が下部移流開口１４１ｂを通じて好気処理部１４３へと返送される。これにより、好気処理部１４３と濾過処理部１４２との間での循環流れ（片側旋回流）が形成されることとなる（図３中の矢印参照）。

（逆洗処理）
接触酸化生物濾過槽１４０の逆洗処理は、水処理装置１００の通常の運転処理の合間に定期的に遂行される処理モードとされる。この逆洗処理に関しては、図４が参照される。この図４には、本実施の形態の接触酸化生物濾過槽１４０の逆洗処理時の様子が示される。図４に示すように、逆洗装置１４５から所定量の逆洗エアが供給されると、濾過処理部１４２に充填されている粒状担体１４４はこの逆洗エアにエア流によって撹拌され、粒状担体１４４に捕捉されている汚泥等の被濾過物が剥離する。これにより、粒状担体１４４の洗浄処理が行われることとなる。粒状担体１４４から剥離した汚泥等の被濾過物は、処理水槽１５０のエアリフト１５２によって固液分離槽１１０へと移送されることとなる。このとき、前述の区画部材１４１の区画部１４１ｃによる区画構造によって、上部移流開口１４１ａ近傍における濾過処理部１４２側の水位の上昇度合いが抑えられるため、濾過処理部１４２の水位線Ｌ２は、上部移流開口１４１ａを下回る。一方、好気処理部１４３には、エアリフト効果が付与されず、したがって好気処理部１４３の水位線Ｌ１は、上部移流開口１４１ａを下回る。かくして、濾過処理部１４２内のみにおいて循環流れが形成されることとなる（図４中の矢印参照）。なお、粒状担体１４４の洗浄処理向上を図るためには、逆洗装置１４５からの逆洗エアの供給量を増やすのが好ましく、典型的には、当該逆洗エアの供給量が、散気装置１４７から供給される散気エアの供給量よりも相対的に多くなるように設定される。

以上のように、本実施の形態によれば、第１水貯留領域１４９及び第２水貯留領域１４９ａは、散気処理時には、散気装置１４７から供給された散気エアによって第１水貯留領域１４９を区画部１４１ｃの傾斜面１４１ｄに沿って水位上昇した被処理水が、上部移流開口１４１ａを通じて濾過処理部１４２へと移流し、更に下部移流開口１４１ｂを通じて好気処理部１４３へと移流することで、好気処理部１４３と濾過処理部１４２との間における水循環を許容する。一方、第１水貯留領域１４９及び第２水貯留領域１４９ａは、逆洗処理時には、逆洗装置１４５から供給された逆洗エアによって第２水貯留領域１４９ａを区画部１４１ｃの傾斜面１４１ｄに沿って水位上昇した被処理水が、上部移流開口１４１ａに達するのを規制することで、好気処理部１４３と濾過処理部１４２との間における水循環を規制する水循環規制領域を構成する。

従って、区画部１４１ｃによる簡便な区画構造及び区画処理を用いることで、可動部材を用いることがなく、また区画部１４１ｃ自体の形状を工夫した簡便な方法によって、逆洗処理時に濾過処理部１４２の逆洗水が、上部移流開口１４１ａを通じて好気処理部１４３へと循環するのを規制し、逆洗水に含まれる汚泥等が好気処理部１４３へ持ち込まれるのを防止することができる。また、これにより逆洗処理の後の散気処理における好気処理性能を高く維持することが可能となる。

また、本実施の形態によれば、区画部１４１ｃの傾斜面１４１ｄによって、第１水貯留領域１４９を上昇する散気エアのエア流れが規制されるため、散気処理時に傾斜面１４１ｄに沿った潜り込み流が形成され、散気エアが第１水貯留領域１４９により長い時間滞留し易くなる。これによって、好気処理部１４３（第１水貯留領域１４９）における酸素溶解効率が高くすることができ、またその分、散気エアの供給量低減を図ることが可能となる。

また、本実施の形態によれば、逆洗水に含まれる汚泥等を好気処理部１４３へと流出させることなく、濾過処理部１４２からそのまま濾過処理領域外の固液分離槽１１０へと移送することができるため、逆洗処理時における汚泥移送効率を向上させることが可能となる。また、汚泥移送効率が向上することによって、汚泥移送量（逆洗水量）を減らすことができるため、汚泥移送が固液分離槽１１０に与える影響、例えば堆積汚泥の巻き上げや水位変動を抑えることが可能となる。

また、本実施の形態によれば、濾過処理部１４２は、好気処理部１４３における処理負荷を低減させる処理負荷低減領域として構成されており、上流からの被処理水をまず濾過処理部１４２において濾過処理することとなるため、好気処理部１４３における処理負荷を低減させることができ、以って好気処理部１４３における好気処理性能向上を図ることが可能となる。また、その分、好気処理部１４３の容量を抑えることが可能となり、水処理装置１００全体のコンパクト化を図ることが可能となる。

〔他の実施の形態〕
なお、本発明は上記の実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。

上記実施の形態では、接触酸化生物濾過槽１４０は、片側旋回流方式としたが、本発明では、別の方式を採用することもできる。この別の方式に関しては、図５が参照される。この図５には、別の実施の形態の接触酸化生物濾過槽２４０の構成が模式的に示される。なお、図５において図３に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付しており、当該同一の構成要素に関する説明は省略する。図５に示す接触酸化生物濾過槽２４０では、好気処理部１４３の前後に濾過処理部１４２が配設されており、散気処理時には、好気処理部１４３と濾過処理部１４２との間での循環流れ（両側旋回流）が形成されることとなる（図５中の矢印参照）。このように、本発明では、片側旋回流方式にかえて両側旋回流方式を採用することもできる。

また、上記実施の形態では、好気処理部１４３は、充填物１４６が規則充填された固定床を有する構成としたが、本発明では、好気処理部の構成に関し、多数の粒状担体が流動可能に不規則充填された構成を採用することもできる。

また、上記実施の形態では、区画部材１４１の上流側に濾過処理部１４２が配設され、且つ区画部材１４１の下流側に好気処理部１４３が配設されて、濾過処理された後の被処理水が好気処理される構成について記載したが、本発明では、区画部材１４１の上流側に好気処理部１４３が配設され、且つ区画部材１４１の下流側に濾過処理部１４２が配設されて、好気処理された後の被処理水が濾過処理される構成を採用することもできる。

また、上記実施の形態では、固液分離槽１１０、好気消化槽１２０、嫌気濾床槽１３０、接触酸化生物濾過槽１４０、処理水槽１５０及び消毒槽１６０の各浄化処理機構が槽本体１０１に収容される水処理装置１００について記載したが、本発明では、浄化処理機構は、少なくとも接触酸化生物濾過槽１４０のような好気処理領域及び濾過処理領域を有する構成であればよく、これら好気処理領域及び濾過処理領域に対し、その他の各種の浄化処理機構を適宜組み合わせることが可能である。

また、上記実施の形態では、一般家庭等から排出される生活排水を処理する水処理技術を例にして説明したが、本発明は、生活排水をはじめ、厨房排水、産業廃水等の各種の被処理水を処理する水処理技術に適用され得る。

本発明における水処理装置の一実施の形態の水処理装置１００の処理フローを示す図である。 本実施の形態の水処理装置１００の内部構造を模式的に示す図である。 本実施の形態の接触酸化生物濾過槽１４０の散気処理時の様子を示す図である。 本実施の形態の接触酸化生物濾過槽１４０の逆洗処理時の様子を示す図である。 別の実施の形態の接触酸化生物濾過槽２４０の構成を模式的に示す図である。

１００…水処理装置
１０１…槽本体
１０２…流入管
１０３…放流管
１１０…固液分離槽
１１２…エアリフト
１１４…区画部材
１１４ａ…移流開口
１２０…好気消化槽
１２２…濾床
１２４…濾材
１２６…散気装置
１２８…区画部材
１２８ａ…移流開口
１３０…嫌気濾床槽
１３２…濾床
１３４…濾材
１３６…エアリフト
１３８…区画部材
１３８ａ…移流開口
１４０…接触酸化生物濾過槽
１４１…区画部材
１４１ａ…上部移流開口
１４１ｂ…下部移流開口
１４１ｃ…区画部
１４１ｄ…傾斜面
１４２…濾過処理部
１４２ａ…上部多孔板
１４２ｂ…下部多孔板
１４３…好気処理部
１４４…粒状担体
１４５…逆洗装置
１４６…充填物
１４７…散気装置
１４８…区画部材
１４８ａ…移流開口
１４９…第１水貯留領域
１４９ａ…第２水貯留領域
１５０…処理水槽
１５２…エアリフト
１５４…区画部材
１５４ａ…移流開口
１６０…消毒槽

Claims (6)

1. 被処理水の好気処理を行うべく微生物が付着する充填物が充填された好気処理領域と、
   前記好気処理領域に並設されるとともに、被処理水の濾過処理を行うべく濾材が充填された濾過処理領域と、
   前記好気処理領域と前記濾過処理領域との間において上下方向に延在して、これら好気処理領域及び濾過処理領域を区画する区画部材と、
   前記区画部材の上方において前記好気処理領域と前記濾過処理領域との間での被処理水の移流を許容する上部移流開口と、
   前記区画部材の下方において前記好気処理領域と前記濾過処理領域との間での被処理水の移流を許容する下部移流開口と、
   前記好気処理領域のうち上部移流開口側に形成される第１水貯留領域と、
   前記濾過処理領域のうち上部移流開口側に形成される第２水貯留領域と、
   散気処理時に前記好気処理領域の下方から散気エアを供給する散気装置と、
   逆洗処理時に前記濾過処理領域の下方から逆洗エアを供給する逆洗装置と、
   を備える水処理装置であって、
   前記区画部材は、第１水貯留領域側よりも第２水貯留領域側の方が同水位での断面積が相対的に大きくなるように前記第１水貯留領域及び第２水貯留領域を区画する区画部を有し、これによって、前記第１水貯留領域及び第２水貯留領域は、散気処理時には、前記散気装置から供給された散気エアによって前記第１水貯留領域を前記区画部に沿って水位上昇した被処理水が、前記上部移流開口を通じて前記濾過処理領域へと移流し、更に前記下部移流開口を通じて前記好気処理領域へと移流することで、前記好気処理領域と前記濾過処理領域との間における水循環を許容する一方、逆洗処理時には、前記逆洗装置から供給された逆洗エアによって前記第２水貯留領域を前記区画部に沿って水位上昇した被処理水が、前記上部移流開口に達するのを規制することで、前記好気処理領域と前記濾過処理領域との間における水循環を規制する水循環規制領域を構成することを特徴とする水処理装置。
2. 請求項１に記載の水処理装置であって、
   前記区画部は、前記第１水貯留領域においては上方に向かうほどに断面積が縮小され、また前記第２水貯留領域においては上方に向かうほどに断面積が拡張されるように傾斜した傾斜面を有する構成であることを特徴とする水処理装置。
3. 請求項２に記載の水処理装置であって、
   前記傾斜面は、前記散気装置の上方に配設され、散気処理時に前記散気装置から供給され前記第１水貯留領域を上昇する散気エアのエア流れを規制するエア流れ規制面として構成されることを特徴とする水処理装置。
4. 請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の水処理装置であって、
   前記濾過処理領域の水を濾過処理領域外へと移送可能なエアリフト式の移送ポンプ又は水中ポンプからなる移送機構を備え、逆洗処理時には、前記濾過処理領域の逆洗水が前記移送機構を介して濾過処理領域外へと移送される構成であることを特徴とする水処理装置。
5. 請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の水処理装置であって、
   前記濾過処理領域は、前記好気処理領域よりも上流に配設されており、これにより前記好気処理領域に流入する前の被処理水を濾過処理することで、前記好気処理領域における処理負荷を低減させる処理負荷低減領域として構成されていることを特徴とする水処理装置。
6. 被処理水の好気処理を行うべく微生物が付着する充填物が充填された好気処理領域と、
   前記好気処理領域に並設されるとともに、被処理水の濾過処理を行うべく濾材が充填された濾過処理領域と、
   前記好気処理領域と前記濾過処理領域との間において上下方向に延在して、これら好気処理領域及び濾過処理領域を区画する区画部材と、
   前記区画部材の上方において前記好気処理領域と前記濾過処理領域との間での被処理水の移流を許容する上部移流開口と、
   前記区画部材の下方において前記好気処理領域と前記濾過処理領域との間での被処理水の移流を許容する下部移流開口と、
   前記好気処理領域のうち上部移流開口側に形成される第１水貯留領域と、
   前記濾過処理領域のうち上部移流開口側に形成される第２水貯留領域と、
   散気処理時に前記好気処理領域の下方から散気エアを供給する散気装置と、
   逆洗処理時に前記濾過処理領域の下方から逆洗エアを供給する逆洗装置と、
   を備える水処理装置において、
   第１水貯留領域側よりも第２水貯留領域側の方が同水位での断面積が相対的に大きくなるように前記第１水貯留領域及び第２水貯留領域を前記区画部材によって区画することで、
   散気処理時には、前記散気装置から供給された散気エアによって前記第１水貯留領域を前記区画部材に沿って水位上昇した被処理水を、前記上部移流開口を通じて前記濾過処理領域へと移流させ、更に前記下部移流開口を通じて前記好気処理領域へと移流させることで、前記好気処理領域と前記濾過処理領域との間に水循環を形成させ、
   逆洗処理時には、前記逆洗装置から供給された逆洗エアによって前記第２水貯留領域を前記区画部材に沿って水位上昇した被処理水が前記上部移流開口に達するのを規制することで、前記好気処理領域と前記濾過処理領域との間における水循環を規制することを特徴とする水処理方法。

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