JPS5824392A - 液体濾床装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は１粒状材が充填され、処理すべき液体が全く浸
没し走線粒状材の層を通して下方Ｖｃ＠れ。

その間に１粒状材層を通して上方に循環する気体と処通
すべＩＮ体とが１＃触する型の液体ｒ床に。

関するものである。

この種のＦＪＩ！は１種々のＭ＠の水を処理するに用い
られ、特に有機窒素およびアンモニア態窒累を特殊なパ
クテ啼アの作用により酸化して亜硝酸イオンとし１次い
で硝酸イオンとすることよ）なる過程である、水の硝化
を遂行するに行いられる。

これらのバグテリアは好気性循環でのみ増殖するから、
硝化過程は、処理すべき水にある量の酸素を溶解するこ
とを必要とする。この酸素の量は。

処廻すべ自・水の流量と酸化すぺ龜窒素の童の関数であ
る。従って、所要量の＃１ｓ、例えば大気力島ら由来す
る酸素がＰ床に尋人される。一般に、空気は下から注入
され粒状材層を通ってｒ床の頂面に至る。

この種の硝化過程に固有なバグテリア増殖の故に、終に
は粒状材の目詰〕が起こ）、従って粒状材は終に鉱水と
空気による洗浄作業によって清浄にされなければならな
い。

粒状材を充填されたこの種のｒＷ！は１例えばセメント
でつくられた囲い構造物で、上方が開放され、底と底の
上方に位置し良法を持ち、該床は粒状ｆ過材層を支持す
るものである。

粒状濾過材は、処理すべき液体が該粒状材層を通って下
方へ循環し床の下から排出されるように。

処理すべき液体中に浸漬している。床には、洗浄操作を
受けることが必要になり九とき、濾過材層を通して底部
から頂部へ循環させてｒ床を洗うための水と空気を導入
するノズルが嵌込まれている。

この檜の既知のｒ床では、一般に硝化過程の展開に必要
な気体は１粒状材層をＴ１に流遇し九本を排出するノズ
ルが嵌められた床の上方に位置し友、孔あき管系を通し
て分布される。この種の従来技術の配置は、多くの固有
の欠点を持つ、第一に構成が複雑である。第二に管の網
状組織を粒状材中に置かなければならない、この管の網
状組織はある程度応力を受け、しかもこの応力が粒状ｒ
過材層中の目詰）の程度によって変化する。管の網状組
織を支えなければならない、このような管の網状組織を
通しての硝化気体の分配は、気体の流量がｒ床装置を計
算したときに考えた値から実質的Ｋ［化しない場合にの
み、適切に遂行できる。

Ｐ原糸が経済的であるためにはン両者共に特定の処理施
設で可変のパラメーターである処理さるべき水の流量と
酸化すべき窒素の量に、気体流量が合うようにＩＩＷＪ
されなければならない、処理の定量的結果に有害なもの
であってはならないそのような調節は、気体流量が減少
し友場合にも粒状濾過材中への気体の分配量が正しい値
に留まるときのみ、うろことができる。さもなければ、
粒状ｒ過材層中に局部的に嫌気性の領域が形成され、こ
のような嫌気性領域は生きている硝化バクテリアを害し
従って処理過程の質を損う亀のとなるてあろう、加つる
に、そのような嫌気性領域ではバクテリアの増殖が停止
するであろうから、そのような領域は目詰りの最小の場
所とな９、処理すべき水はこの領域を通過する傾向が非
常に大きくなる。

その上１粒状材を支える床の上方の管の網状組織の存在
は、洗浄操作の間両流体の流れを妨げ従って洗浄操作め
能率に有害である。

先行技術の以上の事情に留意して１本発明の一目的は、
ＩＯ記従来の構造の欠点を救いまえは避けた、粒状濾過
材中用いる型の液体Ｐ床装置を提供するにある。

この自ＦＪは、以下に記載する要素を備えた本発Ｉｊｉ
Ｋよる液体ｒ＃：簑置装置シ完遂される・該ｆ床装置は
、底と底の上方に位置した床を持ち、ＩｔｈＩｔによシ
限定された室を持つ、上方に開い友構造を持つ。粒状材
より成るｆ過要素は構造物中の床によって支持される。

ｆＩ置の通常の操作の間、処理されるべき液体が補給さ
れ、粒状材層を通ってよ万に通過する気体と播触しつつ
１粒状材層をＴ１に通過する。粒状材が洗浄される洗浄
操作の間は。

水と気体が粒状材層を上方に通る。多数のノズルが粒状
材層中に開き、１！＋１記室と通ずるステムを持つ、前
記多数のノズルは第一種のノズルと第二種のノズルより
成る。第一種のノズルは１通常の操作の間は１粒状材層
力為ら床を通って室中へ液体を通過させ、洗浄操作の間
は、室からの洗浄水と気体を粒状材層中に分布させるた
めの開口手段を持つ、第二種のノズルは１通常の操作の
間は気体をＮから粒状材層中に分布させ、洗浄操作の間
は。

室からの水と気体を粒状材層中に分布させるための開口
手段を持つ。

このような本発明のｆ床は、ｒ床で処理された液体の排
出と、ｆ床中で上方に循環し処理さるべき液体を硝化で
きる気体、′ｇ！気％酸素富化空気。

を九は酸素の分布に、同時に備えた第一種と第二種のノ
ズルを含む。二種のノズルは共に、洗浄作用の間、水と
空気を上方に通し粒状材層に分布させることに儂えたも
のである。

二種のノズル共に、床上方の粒状ｒ過材層中に突出しえ
、穴をあけられたヘラＦと、ｒ遇され処理され九本が捕
集される、床と底の間に位置する室中に床を通して延び
ているステムを持つ。通常の操作の粒状ｒ過材層中に分
布さるべき気体は。

室中に補給され、そこから第二種のノズルを通って粒核
ｒ過材鳩中に至る・洗浄操作の間、洗浄のための水と空
気の両者＃ｉ、ＮＫ導入されそこから両種のノズルを通
って粒状濾過材中に至る。両種のノズルのステムは両棲
関で数と位置が興なるオリフィスを持つ。第−檀のノズ
ルは２個の開口を持ち、一つはオリフィスの形をとプ他
はスリットの形をとる。第二種のノズルの各ステムは、
上方のオリフィスと下方のオリフィス手段を持つ。この
下方のオリフィス手段は、スリットの形を取ってもよく
、前記上方のオリフィスからある距離隔てられ九互いに
ｆｉ１１方向に間隔を持った複数個のオリフィスの形を
取ってもよい。この複数個のオリフィスの最下のものも
、第一種のノズルの上方のノズルのレベルより高い所に
位置する。

すべての第二種のノズルのオリフィスの断面積の合計は
、室の床の下に捕集されたｒ水の上に導人畜れ九気体の
圧が、ｆ水捕集室と連絡している側刃の水路中に位置す
るｆ水排出弁により生ずる圧力損失より、常に小さくな
るように、されている。

本発明の有利な一実施態様では、第二種のノズルのステ
基にある下方に隔てられた複数個のオリフィスは、互い
に等距離の間隔を待ち同じ断面積を持つ。

本発明の他の一実施態様では、第二種のノズルのステ基
にある下方の複数個のオリフィスは、ＩＯ記実施態様に
おける下方に隔てられ九複数個のオリフィスの合計の大
きさと等しい大きさを持つ単一のスリットに代えられて
いる。

濾過すべ＊ａ体の水準面は、Ｆ水排出弁の開きの自動調
節により、粒状濾過材層の上方一定に維持される。

水と空気の逆流により目詰りした粒状濾過材を洗う操作
の間、水は底部に空気性頂部に、同時に床の下に位置す
る室中＃Ｉｃｓ入される。空気の層またはカーテンの厚
さは、すべてのノズルを通して目詰りしたｒ床中へ一様
に空気が分布されるような、ものである。洗浄操作の間
に用いられる空気Ｖ重量は１通常の操作の間に用いられ
る空気の流量の上限１０倍にまで達する。

本発明の他の目的、特徴、および利ｈａ、ｓ付図面を参
照とする、以下の本発明の一好適実施態様の詳細な記載
により明らｘＪｌになる。

以下の記載は水の硝化のための濾過装置に関するもので
ある。しかしながら、これらの記載は例示を企図したも
のであり、本発明の範囲を制限するものではない０本発
明では、全く浸没された粒状材を通して気体と液体が互
いに反対方向に向流する任意の配置を備えることが企図
される。さらに、具体的に例示され記載されたＰ床装置
の配電Ｆｉ直方形ま九は正方形の断面を持つ囲いが示さ
れているが、この囲いの形も本発明の範囲を制限するも
のではない。

本発明のｒ床！ＩＩｆは囲いを持ち、囲いはその底の上
方予め定められた高さに位置する床１を持つ。

床１ｖｃは多数個のノズル２がはめられ、床は粒状材３
の荷重を支える。粒状材の上方のレベルは床１の下面か
らＨの高−ｇ＃Ｃある。床１の下面と囲いの既の間をな
すＮ４鉱、上部では一通の開口６により【下部では他の
一通の開ロアによって、流路５と連絡されている。上方
の開口６は１通常の操作の間硝化に必要な空気を、洗浄
操作の間粒状材の洗浄に必要な空気を、床１の下の位置
に分布させるよう千設計されている。下方の開ロアは１
通常の操作の間処理され濾過され九本を捕集するに、洗
浄操作の間その操作に必要な水を分布させるに。

用いられる。流路５の上方には１通常の操作の間粒状材
［４６］１ｈｌるべき水を分配し、洗浄操作の量体１の
下から分配された洗浄水を回収するために樋８が設けら
れている。

第２図に示されたように、処理水すなわちｆ水の排水管
９は流路５より延び弁１０を備えている。

弁の開き程度は、囲いの中の水の水準を測る検出子１１
０発する信号を受ける調節［１１２によって制御される
。該制御は、弁１０の輪線が床１の底面から距＠ｈ、に
あるものとして、装置の流体力学系によって定まる最大
限の範囲内での処ｍさるべき水の流量およびまたは粒状
材ａの目詰りの程度に無関係に１粒状材３から一定の高
さｈ１ｉｃ水準面が維持されるように１行われる。

鯖３図に示されたように、床ＩＫは二種類のノズルｌ、
１４が備えられている。ノズルのそれぞれのヘッド１３
．１４は同じであ）、ステム１７．１８蝶等しい長さ、
同一の内直径を持つ。

ノズル１３のステム１丁には、その上部に大歯さすなわ
ち断面積８，０１個のオリフィス１０があけられている
。ステム１７は、カラーすなわちヘラＶｔ５から　′亀
′の距離のところに長さ′ｂ１にわたって、上下に間を
隔てられた１４１個のオリフィスの一通を持つ、有利に
は、これらの第１フイスは同一の大きさすなわち断ｉ１
　Ｉｔ　ｇ　曹を持ち等間隔にある０本発明の他の一実
施態様によれば一通のオリフィス２０をｎＸｇ−に等し
い大１１すすなわち断面積を持ったスリットに代えるこ
とができる。

装置の普通の操作期に１粒状材３を通し【その頂面から
底面へ循環する水は１１１４のノズルによって床１０面
で集められ、その間、底から頂面に循環する硝化過程に
必要な空気は床１の下ｘＩｈら導入され、１！１１ｇの
ノズルを通して粒状材層１３中に入る。

１Ｉｋ１４のステム１８は、ｏ＞ａ＋ｂになるような、
カラーすなわちヘッド１６から０の距離に、大きさすな
わち断面積−１のオリフィス２１を持ち、それよ）下方
にスリット２２を持つ。

目詰夛し九粒状材を洗浄する期間の間は、二種の流体が
両種のノズルを通）床から頂面へ循環する。

型１８のノズルＮ、個と＠１１４のノズルＮ８個を備え
九Ｐ床の操作に就いての次の記載により、本発明のＩ］
ｌ３１１はよｐ良く了解されるであろう。

処瑞すべ含水は２例えば樋８により粒状材ａ上に配布さ
れ、粒状材層を横切シ、少くともｒ過チイグルの初期に
はノズル１４．１３を通ってｌ［４に至る。この室から
ｒ水は開ロアを通って流路δに流れ、流路から管９およ
び弁１０を通って外部に排出される。弁１０の開きの程
度は、検出子１１によって与えられる情報に基づき調節
器１２によって、Ｆ床中の水面と粒状材層３の上面との
距離ｈｌが一定に維持されるように、１ｍ節される。

装置が濾過ナイクルの初めにあシ従って清浄な時は１粒
状材層を通る水の流れの結果起こる圧力損失を水柱のメ
ートルで示したものを△ｐｍ、ノズル１４を通る圧力損
失を水柱のメートルで示したものをＪｌ、排水管０を流
れることによる圧力損失を水柱のメートルで示したもの
をｊ會で表わすものとして１例えばこの排水管からの水
の排出が管の軸のレベルで大党圧で行われるものと仮定
すると、装置に入る水・流量と装置を離れる水め流量が
等しければ距離り、け一定に維持されるであろう、この
ことは、弁１０によって起こる圧力損失が、装置に入る
水の流量を生じている過剰圧力に等しいことを仮定して
いる。従って弁の開きの度合は、この流量に於いてＴＩ
＋ｈ　＠　＋ｈｓ　−（ｊ　１＋ｈ＋Δｐｍ）Ｋ等しい
圧力損失が生ずるように。

調節器１２によって自動的に調節される。

硝化用空気線流路５の上部に導入され、流路から処理水
の流れと反対の方向に循環し、上方の開口６を通して、
圧力がＨ＋ｈ、−（ｊ、＋△ｐｍ　）にある床１の下の
室４に入る。排水管９Ｆｉ、圧力損失ｊｓ　がり、に比
して非常に小さくなるように定められているから、床１
の下の圧力は弁１０によって生ずる圧力損失より小さく
、空気はノズル１３のステム１丁の上部のオリフィス１
０を通して容易に逃れる。空気がオリフィス１０を通過
することにより生ずる圧力損失の故に、床の下に厚ｌｈ
ａを持った空気クツシ璽ンが生まれ、そこを支配する圧
力は１１　＋　ｈ＊＋　ｈ　ａ　−（ｊ＋△ｐｍ）Ｋ岬
しい、オリフィス１９の合計＃ｎ面積ＮＩＸ　＃　１は
、硝化空気の最小の流量に就いても、個数Ｎ。

のすべてのノズル１８に均一な空気の補給を行い従つ【
粒状材中に均一に空気を分布させることができるように
、定められる。

硝化に必要な空気流量が増重したならば、オリフィス２
００１ａｔ友は複数個が露出するまで高さり、を増加さ
せる。オクフイス２００間の間隔は、床１の水平性が欠
けている場合を考慮に入れて、１本のノズルの空気に露
出したオｇフイス２０の数と他のノズルの露出している
オリフィスの数との差が２個以上にならないように、定
められる。１本のノズルのオリフィス２０の数は所１ｉ
１の精度を考慮に入れて空気流量が均一に分布するよう
に定められる。この数が多い根分布線より均一になる。

加つるに、すべてのノズル１８のオリフィス１９．２０
の合計断面積、すなわちＮ！（ｓｔ＋ｎａｔ）　　は、
空気ブラシ言ンの最大の厚さｈｌに相当する最大硝化空
気流量ＩＩＣおい【、この厚さがノズル１４の第１フイ
ス２１を露出させることにならないように定められる。

この場合も硝化空気は専ら型１８のノズルを通して分布
される。

このことは実際ＫＷ現され、ノズル１３が空気を通し始
めると、水の取り返しに参加するようなことがないこと
が実証され友。反対に、ステム１７の内にエアリフト現
象が生ずると、ノズル１８内に上昇する水流が確立する
ことが見出された。このようにすると、水が室４からノ
ズル１８を通して床１の上方にもたらされノズル１４を
通して室４に帰る。

培ＩＩＩＫよるパクテダアの増殖により粒状材が目詰り
し九ときＫは、水排水弁１０を、弁による圧力損失の減
少が粒状材層の圧力損失の増加を正確に補う程度に、開
く０粒状材層の圧力損失△ｐｍの値が許されつる最大値
に達し念ときは、弁１００Ｍきの度合は、弁がＨ＋　ｈ
＊＋　ｂｓ　　　（ｊ　＊　＋　ｊ曹＋Δｐｍ）に等し
い圧力損失を住するようなものである。この時、床１の
下の空気圧はＨ＋ｈｌ＋ｈｌ−（ｊｌ＋△ｐｍ）　　で
あｆｉ、ｈｓ−ｊｓは常にり。

より大きいから、床の下の空気圧は弁１０によって生ず
る圧力損失より小さい値に留マ）、床１の下の空気はノ
ズル１８のオリフィスを通〕続け、粒状材層を通して底
から頂面へ自然に循環し続ける。

粒状材層が非常に目詰シし九ときには、普通の方法で空
気と水の同時上昇流の作用を受けさせ洗浄しなければな
らない。

この洗浄操作を実行するには、弁１０を閉じた後、流路
５＃Ｃ空気と水を送プ、水はＴ１の開ロアを通してＮ４
中に侵入させ空気は上方の開口６を通して室４中に侵入
させる。洗浄機作問Ｏ空気の流量は、硝化操作間の空気
流量よ）大きいから。

床１の下にはｈａの最大値よ〕大きい厚さの空気ブラシ
璽νが形成される。これにより、ノズル１１８ＯＮ、個
の各々のオリフィス１９と＃ｎ＃個のオリフィス２０お
よびノズル１４のＮ２個の各々のオリフィス２１とスラ
ット２２の面積の一部８県が空気中に露出する。

この条件の下に、硝化の九めの最大空気流量をくとし、
洗浄の九めの空気流量をＱとしてＮ、としてＮＩｍ　”
　（Ｎｌ＋Ｎ、）なる値を採用し、オリフィス２１の断
面積りおよびスダプトの露出し九部分の面積１番として
等式−１＋ｎｓ１口ｓ１＋匂を満足する値を採用すれば
、すべてのノズルが実質的に等しい量の空気を流すこと
が看取できる。

洗浄水は、同一の直径のすべてのノズルの下端からその
ステムに導入される。このようにして、全粒状材層の一
様な洗浄が得られる。

添付図面には、ノズル２（１３，１４３のうちのただ少
数個が示されているに過ぎないことに留意すべきである
。しかしながら、床１の全面にわたってこのようなノズ
ルを多数備えうることを了解すべきである。

以上本発明をその一好適実施ａ様に就いて例示し記載し
てＩｆが、そのような実３１１！様は例示を企図して示
されたものに過ぎないことを了解すべきである。具体的
に記戦市れ図示された構造の形に１本発明の範囲を逸脱
することなく、多数の変化および改良を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の液体ｒ床の一実施態様の横断面を略
図で示す、第２図は同実施態様の縦断面図である。第３
ｖＡは、同実施態様の構造の一部を拡大したものの断面
図である。。 １・・・床、　２・・・ノズル、　８・・・粒状材。 ４・・・室、　５・・・流路％　６・・・上方の開口。 ７・・・下方の開口、　８・・・樋、　０・・・排水管
。 １０−！＃、　　１１−ｍａｉ子、　　１２−ｍ１＠１
１゜１８．１４・・・ノズル“ １５．１６・・・ノズルのヘッド。 １７．１８・・・ノズルのステム。 ＩＱ・・・１１１フイＸ、　　２０．、、オリフィス。 ２１・・・オリフィス、　２２・・・スリット。 特許出願人　デグレマｙ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＬＩｌ！と該層の上方に位置する床とを持ち、底と床が
   室を形づくっている。上方が開い九ｍ１ｎｉ＠と・ｔｓ
   １１Ｉ造物内で床に支えられた粒状材層よりｆｆ夛、通
   常操作の間は処理すべき液体が１粒状材層を通って上方
   へ通過する気体と接触しつつ粒状材層を通って下方へ通
   過し、洗浄操作の間祉水と気体が粒状材層を通って上方
   へ通過する。 Ｆ：ＡＮＥ素とＭ＠記室と通ずるステムを持ち粒状材層
   中に開いている多数個のノズルを含み８該多数個のノズ
   ルは１通常の操作の間は前記液体を粒状材層から室へ通
   過させ、洗浄操作のｒＩＩＩＦｉ前配水と気体とを室か
   ら粒状材層中へ分布させるための開口手段を持っ九第一
   種のノズルを含み１さらに前記多数個のノズルは１通常
   の操作の間は、気体を室から粒状材層中へ分布させ、洗
   浄操作の間は％ＩＩＩＥ水２気体全２気体ら粒状材層中
   へ分布させる九めＯ開口手段を持った第二種のノズルを
   含むことを特徴とする液体Ｐ床装置。 ｉ　通常の操作゛の間に、気体を前記室中に尋人し室中
   の液体と前記床の闇に空気クツシ目νをつくる九めの手
   段をさらに含むことを特徴とする特許請求の軛囲第１項
   記載の装置。 龜　第一種のノズルの開口手段が、第二種のノズルの開
   口手段と数および相対的位置が興なっていることを特徴
   とする特許請求の範Ｉ！ｉ第！項記載の装置。 ４、各第一種のノズルの開口手段が、１個の上方のオリ
   フィスと下方のスツツＦから成り、各第二種のノズルの
   開口手段が、１個の上方のオリフィスと、第一種のノズ
   ルの上方のオリフイスのレベルより上のレベルに位置す
   る下方のオリフィス手段から成ることを特徴とする特許
   請求の範囲第３項記載の装置。 ５、第二種のノズルの下方のオリフィス手段が。 第二種のノズルの上方のオリフィスからは下方に隔てら
   れた、互い［ＩＩ［ｌｉ方向に隔てられた複数個のオリ
   フィスよシなることを特徴とする特許請求の範囲第４：
   Ｉｊｌ記載の装置。 ｔＨ記記数数個一７９フイスが互いに等間隔をなし、同
   一の大暑さを持つことを特徴とする特許請求の範囲第５
   項に記載の装置。 ７、前記下方のオリフィス手段が、１個のスリットより
   なることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の装置
   。 龜　さらに１通常の操作の間に、気体を前記室中ｖｃ１
   １人し、室中の液体と床の間に空気ブラシ璽νをつくる
   手段を含み、すべての第二種のノズルの上方のノズルの
   合計断面積は、空気クツシ冒νの高さが１通常の操作の
   間の気体の最小補給量において、すべての第二種のノズ
   ルに気体を均一に補給し従って粒状材層中に気体を均一
   に分布させることができるに充分であるように。 定められていることを特徴とする特許請求の範囲第４項
   記載の装置。 ９、スべての第二種のノズルの上方のオ菅フィスと下方
   のオリフィ、ス手段の合計断面積が過言の操作の間の気
   体の最大補給量において、第一種のノズルのすべての開
   口手段が室中の液体中に浸没し７ｔｔｔＫ留まる、よう
   なものであることを特徴とする特許請求の範囲第８項記
   載の装置。 １０、　　さらに、Ｉｌ記構造物からＰ遇され友液体を
   吐出す友めの排出手段と、該排出手段を通る濾過された
   液体の肚出し量を制御する友めの弁手段、、ｉ と、構造物中で粒状材の上方にある液体の水準面を検出
   するレベル検出手段と、該レベル検出手段で検出された
   液体の水準面に応答して、水準面を一足に維持するよう
   に弁手段を制御する良めの、レベル検出手段と弁手段の
   動きを連結させている制御手段とを含むことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１］Ｊｌ記載のｉ［置。