JP2003200184A - 下降流式水処理装置の集水機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 洗浄時の担体の流れを妨げず、かつ処理水へ
の固形物の流出を抑えて良好な処理水を集水できる移動
床式好気性ろ床の集水機構を提供する。 【解決手段】 担体を充填した好気性ろ床槽１０の下部
から空気を吹き込み、汚水を上部から流入させ、ろ床槽
内を下降する間に汚水中の微細な固形物を捕捉し、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、ろ床槽下部の集水機構３０から処理水を流出させ
ると共に、ろ床槽の中央に設けたエアリフト管２９によ
って生物処理によって固形物が付着した担体を吸い込ん
で担体と固形物を分離して担体をろ床槽内へ循環させ
る。集水機構３０は、好気性ろ床槽１０の下部ホッパー
で形成される集水域１２内に延びるエアリフト管の保護
管外周に設けた集水箱３１と、集水箱３１の外壁から突
出させた放射管３３と、放射管の先端に固着されて集水
面積を大きくとった下部開口形リング体３２と、集水箱
３１の上部からろ床槽外に導出した処理水流出管１４と
から構成される。

Description

【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、処理水質を悪化
させることなく、処理水を集水できる機構に関する。

【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、これを通過する原排水中の汚染物質と
接触させ、原排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、汚水を上部から流入させ、ろ床槽
内を下降する間に汚水中の微細な固形物を捕捉し、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、ろ床槽下部の集水機構から処理水を流出させると
共に、ろ床槽の中央に設けたエアリフト管によって生物
処理によって固形物が付着した担体を吸い込んで担体と
固形物を分離して担体をろ床槽内へ循環させるようにし
たものである。

【０００３】ろ槽は床板によって仕切られ、床板の上部
の汚水処理室には担体（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、床板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アによって原水中に吹き込
む撒気装置が配置されている。 汚水は、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。汚水中に含まれるＳＳ成分及びＢ
ＯＤ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、逆洗が行なわれる。即ち、逆洗ブロアか
ら拡散傘を通って汚水処理室に多量の空気を吹き込んで
固形物を分離させ、次いで、逆洗ポンプより処理水を汚
水処理室内に送り込んで、固形物を汚水処理室上部より
槽外に排出するようにしている。一般に、良好な水質の
処理水を得るためには次の３つのことが必要である。 処理時の水の流れを均一にして、処理効率を上げる。 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、処理水への固形物の流出を抑え
る。 集水面積を大きく取り、低流速で均一に集水して、処
理水への固形物の流出および担体の流出を抑える。

【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
である。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。しか
し、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しまい前述のを満足しない。そ
こで、本発明では、缶体周囲の集水機構に代えて、前述
のを満足するろ床槽内部に、下部を大きく開口さ
せて集水面積を大きくとったリング状の集水機構を組み
込むことにより、流速が均一で、担体の流出がなく、処
理水質の良好な移動床式好気性ろ床槽を提供することを
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、担体を充填した好気性ろ床槽の下部から
空気を吹き込み、汚水を上部から流入させ、ろ床槽内を
下降する間に汚水中の微細な固形物を捕捉し、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、ろ床槽下部の集水機構から処理水を流出させると共
に、ろ床槽の中央に設けたエアリフト管により、生物処
理によって固形物が付着した担体を吸い込んで担体と固
形物を分離して担体をろ床槽内へ循環させるようにした
下降流式水処理装置において、ろ床槽の下部ホッパーで
形成される集水域内に延びるエアリフト管の保護管外周
に設けた集水箱と、集水箱の外壁から突出させた放射管
と、放射管の先端に固着され、集水域の処理水を低流速
で均一に集水するため集水面積を大きくとった下部開口
形リング体と、集水箱の上壁からろ床槽外に導出した処
理水流出管とから構成された集水機構を備えていること
を特徴とする。また、好気性ろ床槽は、鋼板又は鉄筋コ
ンクリート造りの単一槽式もしくは多槽式であることを
特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態に係る下
降流式水処理装置の断面図、図２は図１のＡ−Ａ線にお
ける断面図、図３は同じくＢ−Ｂ線における断面図であ
る。図示例は、単一槽式の下降流式水処理装置を示すも
ので、RC造りの移動床式好気性ろ床槽１０と、ろ床槽の
上部に設けた汚水流入管１３と、ろ槽内に空気を吹き込
む散気装置３５と、ろ床槽内に充填した担体を上昇させ
るエアリフト管２９と、エアリフト管２９の保護管２５
と、保護管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２９の上端に設けた担体分離装置２０と、拡散傘
２６の上部におけるエアリフト管２９の周囲に設けた集
水機構３０と、集水機構３０から槽外に導出した処理水
流出管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２９
に吸い込ませる。

【０００８】好気性ろ床槽１０の上部蓋１６の中央に担
体分離装置２０を設け、散気装置３５の下部に吊り金具
２７を用いて集水域１２の底近くにまで延びる拡散傘付
保護管２５を吊り下げている。保護管２５の上端部分は
エア流出防止用バッフル管２８で包囲され、保護管２５
の内部には、エア管１８と担体上昇用のエアリフト管２
９を挿通し、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エアリフト管２９によって上昇
させる。すなわち、エアリフト管２９の下端から汚水の
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
にエアリフト管２９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ものである。

【０００９】エアリフト管２９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２９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。また、排出する固形物の量は、エア装置の空気量の
調節、スクリーンの傾斜の大小、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】拡散傘２６は図１に示すように、円錐形を
なしている。処理水流出管１４は拡散傘２６から好気性
ろ床槽１０の側壁を貫通してろ床槽１０の外部に配され
ている。集水機構３０に集められた処理水は、水位差に
よって処理水槽に上昇するようになっている。散気装置
３５は拡散傘の上部に設けられている。このため、酸素
が平均に担体に供給されその表面には微生物が付着成育
している。エアリフト管２９はその下端を好気性ろ床槽
１０の下部ホッパー形集水域１２に位置させると共に、
その上端をろ床槽１０の上部に位置させている。

【００１１】好気性ろ床槽１０は、汚水を生物学的に処
理するための担体（濾材）を充填し、散気装置３５から
空気を供給する。散気装置３５は、図２に示すように、
エアヘッダー管３６の間に複数の散気管３７を配置して
プロセスエア供給管３９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３６
はブラケット３６aにより槽壁に固着されている。ま
た、エア管３７は槽壁側のブラケット３８aによって固
着された数本のエア管サポート３８によって支持されて
いる。

【００１２】集水機構３０は、図１及び図３に示すよう
に、好気性ろ床槽１０の下部ホッパーで形成される集水
域１２内に延びるエアリフト管の外周に設けた集水箱３
１と、集水箱３１の外壁から突出させた放射管３３と、
放射管の先端に固着され、集水域の処理水を低流速で均
一に集水するため集水面積を大きくとった下部開口形リ
ング体３２と、集水箱３１の上壁からろ床槽外に導出し
た処理水流出管１４と、からなる。なお、図１中、符号
１７は槽上部架台、４２は処理水流出管１４に設けたテ
レスコープ弁、４３は手動昇降弁、４４はテレスコープ
弁支持用のブラケット、４５は処理水ドレン管、４６は
エアヘッダードレン管である。

【００１３】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）を充填したろ床内の下部の散気装
置３５から空気を吹き込みながら、汚水流入管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汚水中の微細な固形
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、下部の集水装置
（集水機構）３０からはきれいな水（処理水）が出る。
ろ床は徐々に閉塞してくるため、定期的にエアリフト管
にて担体を吸い込み、担体と固形物を分離して担体をろ
床槽へ循環使用する。好気性ろ床槽１０内に充填された
担体には、散気装置３５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汚水は、ろ床槽内に
形成された濾過層を通過する。汚水中に含まれる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。汚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２９より分離装置２０へ導かれる。そのため、処理
水中の固形物混入が少なく、通常の接蝕酸化法、活性汚
泥法、散水ろ床法等における沈澱池が不要となる。原水
は濾過層を通過する際に浄化されつつ、重力作用及びエ
アリフト装置によって生じたエアリフト管２９の下端へ
の吸込力によって好気性ろ床槽１０の上部から下向きに
流れる。

【００１４】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２９の下端に
吸い込まれるが、多くは集水機構３０に吸い込まれる。
この際、拡散傘２６は、適当な側面部の長さを持ち、
又、処理水流出管流入口であるリング体３２が適当な高
さにセットしてあるので、担体が処理水流出管１４に入
り込む余地はない。リング体３２から入った水は放射管
３３、集水箱３１及び処理水流出管１４を介して処理水
槽（図示せず）内に導かれる。集水機構３０は、集水面
積を大きくとった下部開口形リング体を有しているの
で、処理時の水の流れを均一にして、処理効率を上げ、
処理水への固形物の流出および担体の流出を抑えること
で良好な処理水を得ることができる。

【００１５】一方、固形物の付着した担体は、エア管１
８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２９の下端より吸い込まれて管内を上昇する。エア
リフト管２９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２９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のガ
イド板によってガイドされた傾斜面に沿って流れる。エ
アリフト管２９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、排水管１５によって排出される。

【００１６】

【発明の効果】上記のように、本発明は、担体を充填し
たろ床の下部から空気を吹込み、汚水を上部から流入さ
せると、槽内の上から下に流れる間に汚水中の微細な固
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、下部の集水機構からき
れいな処理水が得られる。また、集水機構は、好気性ろ
床槽の下部ホッパーで形成される集水域内に延びるエア
リフト管の保護管外周に設けた集水箱と、集水箱の外壁
から突出させた放射管と、放射管の先端に固着されて集
水面積を大きくとった下部開口形リング体と、集水箱の
上壁からろ床槽外に導出した処理水流出管とから構成さ
れているため、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。また、好気性ろ
床槽を鋼板製とすることに限らず、鉄筋コンクリート造
りの単一槽式もしくは多槽式とすることにより、設置コ
ストの低減をはかることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明集水機構を備えた下降流式水処理装置
の断面図。

【図２】 図１のＡ−Ａ線における横断面図。

【図３】 図１のＢ−Ｂ線における横断面図。

【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 汚水流
入管 １４ 処理水流出管 １５ 洗浄排
水管 １６ 上部蓋 １７ 槽上部
架台 １８ エア管 ２０ 分離装
置 ２１ 洗浄排水受け皿 ２２ 集合受
皿用ブラケット ２３ 担体分散傘 ２４ スクリ
ーン ２５ 拡散傘付保護管 ２６ 拡散傘 ２７ 吊り金具 ２８ 洗浄水流出防
止用バッフル管 ２９ エアリフト管 ３０ 集水機
構 ３１ 集水箱 ３２ リング
体（下面開口形） ３３ 放射管 ３５ 散気装
置 ３６ エアヘッダー管 ３７ 散気管 ３８ エア管サポート ３９ プロセ
スエアー供給管 ４２ テレスコープ弁 ４３ 手動昇
降弁 ４４ ブラケット ４５ 処理水
ドレン管 ４６ エアヘッダードレン管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 芳幸 東京都千代田区有楽町一丁目４番１号 三 機工業株式会社内 (72)発明者 有川 悦朗 東京都千代田区有楽町一丁目４番１号 三 機工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4D003 AA08 AB02 DA07 DA11 DA15 DA22 DA30 EA01 EA22 EA23 EA25

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 担体を充填した好気性ろ床槽の下部から
   空気を吹き込み、汚水を上部から流入させ、ろ床槽内を
   下降する間に汚水中の微細な固形物を捕捉し、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、ろ床槽下部の集水機構から処理水を流出させると共
   に、ろ床槽の中央に設けたエアリフト管により生物処理
   によって固形物が付着した担体を吸い込んで担体と固形
   物を分離して担体をろ床槽内へ循環させるようにした下
   降流式水処理装置において、 前記ろ床槽の下部ホッパーで形成される集水域内に延び
   るエアリフト管の保護管外周に設けた集水箱と、集水箱
   の外壁から突出させた放射管と、放射管の先端に固着さ
   れ、集水域の処理水を低流速で均一に集水するため集水
   面積を大きくとった下部開口形リング体と、集水箱の上
   壁からろ床槽外に導出した処理水流出管とを備えている
   ことを特徴とする下降流式水処理装置の集水機構。
2. 【請求項２】 前記好気性ろ床槽は、鋼板又は鉄筋コン
   クリート造りの単一槽式もしくは多槽式であることを特
   徴とする請求項１に記載の下降流式水処理装置の集水機
   構。