JP2003311287A

JP2003311287A - 水処理装置

Info

Publication number: JP2003311287A
Application number: JP2002120172A
Authority: JP
Inventors: Mikio Kitagawa; 幹夫北川; Tokuaki Ono; 徳昭小野
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2002-04-23
Filing date: 2002-04-23
Publication date: 2003-11-05

Abstract

(57)【要約】【課題】微生物と処理水との効率的な分離を実現する
とともに、単純な構造の水処理装置を提供することであ
る。【解決手段】微生物を固定化した担体を浮遊状態で保
持する処理槽と、上記微生物によって処理された処理水
を処理槽から排出する排水管と、上記処理槽内にエアを
供給するエア供給手段と、上記排水管のうち処理水流入
口を形成した流入部分の周囲を囲み、上記担体と処理水
とを分離するための濾過ドラムとを備えた水処理装置に
おいて、上記濾過ドラムを排水管の流入部分の周りで回
転可能に支持するとともに、上記濾過ドラムの側面に
は、１または複数のブレードを設け、このブレードに上
記エア供給手段から供給されるエアを衝突させて、上記
濾過ドラムを回転させる構成にした。

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、微生物を固定し
た流動担体を充填した処理槽内で、微生物によって原水
を処理する水処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】微生物を利用する水処理装置において、
処理水と一緒に微生物を排水してしまったのでは、処理
槽に新たに微生物を供給し続けなければならないので、
処理水と微生物とを分離するようにしている。微生物を
分離する１つの方法として、微生物をスポンジ状の流動
担体に固定して用い、この担体と処理水をメッシュ等で
分離することによって、微生物の処理槽からの流出を防
ぐものがある。ただし、単に、処理水の排出口付近に固
液分離のためのメッシュを固定したのでは、担体がメッ
シュ部分に集中してしまって、微生物が偏在したり、メ
ッシュが目詰まりを起こしたりすることがあった。な
お、このように、メッシュを処理水の排出口付近に固定
する方式を固定式メッシュ方式ということにする。

【０００３】このような、固定式メッシュ方式の問題を
防止して、効率よく、水処理を行い、さらに、担体と処
理水とを分離できるものとして、特開平９−２２０５８
６号公報に示す装置が考えられている。この装置は、図
４のように処理槽１内に、スポンジ状の粒子からなる担
体２を充填している。この担体２には、微生物を固定し
ている。また、処理槽１には、水中エアレータ３からエ
アを供給するとともに、給水管４から原水を供給し、処
理水を排水管５から排出する。

【０００４】上記排水管５に接続したパイプ６はその端
部が閉鎖されているが、管壁には、図５に示すように、
複数の集水口７を形成し、これら集水口７の周囲を濾過
ドラム８で囲んでいる。また、この濾過ドラム８は、図
示しない支持機構によって支持され、モーターによって
上記パイプ６の周りを回転するようにしている。さら
に、濾過ドラム８の上部には、ドラム８表面に接触する
ブラシ９を設けている。これにより、濾過ドラム８は回
転しながら、その表面がブラシ９で擦られることになる
ので、担体２が濾過ドラム８表面に集中して、メッシュ
が目詰まりを起こすことを防止できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記図４、図５に示す
水処理装置は、処理水と担体とを分離するために設けた
濾過ドラム８を駆動するモーターと、濾過ドラム８の表
面を擦るためのブラシ９とを必要とする。その分、部品
点数が増えるとともに、装置全体の構造が複雑になると
いう問題があった。この発明の目的は、微生物と処理水
との効率的な分離を実現するとともに、単純な構造の水
処理装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、微生物を
固定化した担体を浮遊状態で保持する処理槽と、上記微
生物によって処理された処理水を処理槽から排出する排
水管と、上記処理槽内にエアを供給するエア供給手段
と、上記排水管のうち処理水流入口を形成した流入部分
の周囲を囲み、上記担体と処理水とを分離するための濾
過ドラムとを備えた水処理装置において、上記濾過ドラ
ムを排水管の流入部分の周りで回転可能に支持するとと
もに、上記濾過ドラムの側面には、１または複数のブレ
ードを設け、このブレードに上記エア供給手段から供給
されるエアを衝突させて、上記濾過ドラムを回転させる
構成にした点に特徴を有する。

【０００７】第２の発明は、エア供給手段のエア噴出口
と濾過ドラムとの間であって、エアを上記濾過ドラムの
ブレードに導く位置にガイド板を備えた点に特徴を有す
る。第３の発明は、濾過ドラムを排水管の外周に回転自
在に取り付けた点に特徴を有する。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１から図３に、この発明の実施
例の水処理装置を示す。処理槽１内には、従来例と同様
の担体２を充填し、原水を供給する給水管４と、処理水
を排出する排水管５とを設けている。さらに、処理槽１
の底部には、エア噴出口９を備えたパイプ１０が設置さ
れ、図示しないエア供給装置から処理槽１内にエアを噴
出させている。このエアは、担体２に保持された微生物
を曝気するとともに、担体２を処理槽１内で流動させる
ためのエアである。

【０００９】この実施例では、排水管５の高さを処理槽
１内の水面高さに合わせて、給水管４から供給される原
水量に対応する分の処理水が、自然に排水管５から流出
するようにしている。ただし、ポンプなどを用いて、処
理水を排出させるようにしても良い。また、この実施例
では、給水管４の開口を処理槽１の底部に設けている
が、これは、上方から排水される処理水に、未処理の原
水が混ざりにくくするためであるが、必ずしも、原水の
供給管４を処理槽１の底部に設けなくてもよい。

【００１０】上記排水管５に接続したパイプ６には、複
数の集水口７を形成している。なお、この集水口７は、
図２の断面図では、一断面に形成されたものしか表して
いないが、実際には、パイプ６の長さ方向に連続的に多
数形成されている。そして、上記集水口７が、この発明
の処理水流入口であり、この集水口７が形成されている
部分が流入部分である。また、パイプ６は、排水管４と
一体でも別体でもかまわないが、この実施例では、パイ
プ６と排水管４とを合わせたものを、この発明の排水管
とする。

【００１１】そして、パイプ６の集水口７を囲むよう
に、濾過ドラム１１を設けている。この濾過ドラム１１
は、図３に示すように、円筒側面と底面とをメッシュで
構成し、両底面には軸受け孔１２を形成している。この
軸受け孔１２に、パイプ６を挿入することによって、濾
過ドラム１１をパイプ６の周囲に回転可能に支持する。
また、上記パイプ６の、濾過ドラム１１の両底面から突
出した部分を、支持手段１４、１４で支持するようにし
ている。なお、上記濾過ドラム１１はその全体を処理槽
１の水に水没させることが好ましい。もしも、濾過ドラ
ム１１の一部が、水面上に出ていると、ドラムの回転時
に、異常振動を生じることになる。

【００１２】また、上記メッシュの目開きは、担体２を
通過させない大きさである。例えば、粒径３〜５（ｍ
ｍ）のポリウレタン製の担体を用い、目開き２（ｍｍ）
のポリエチレン製のメッシュを円筒状にしたドラム１１
を用いる。この実施例では、メッシュによって濾過ドラ
ム１１を形成しているが、濾過ドラムは、メッシュ状に
限らない。例えば、上記担体２を通過させない大きさの
通孔や、スリットなどを形成したドラムでも良い。さら
に、上記濾過ドラム１１側面には、複数の湾曲したブレ
ード１３を設けている。そして、このブレード１３にエ
ア噴出口９から噴出されるエアを衝突させ、その力で、
上記濾過ドラム１１を回転させる。なお、上記ブレード
１３の形状はどのようなものでもかまわないし、設置数
も、いくらでも良い。

【００１３】このように、濾過ドラム１１が回転し、し
かも、曝気エアによって、その表面を振動させるので、
濾過ドラム１１の表面に集まった担体２を振り落とすこ
とができる。そのため、従来例のように、メッシュ表面
を擦るためのブラシが無くても、濾過ドラム１１が目詰
まりして処理水の排出が妨げられたり、微生物が、偏在
したりすることを防止できる。

【００１４】なお、図１，図２に示すように、処理槽１
の底部に設けた曝気エアのエアパイプ１０と濾過ドラム
１１との間に、ガイド板１５を設けて、曝気エアを濾過
ドラム１１のブレード１３に、より効率的に導くことが
できる。上記ガイド板１５の傾きθや、エアパイプ１０
の位置などを調整することによって、濾過ドラム１１の
片側に、エアの衝突を集中させることができる。

【００１５】また、曝気エアの流出速度を、濾過ドラム
１１の大きさに応じて調整することによって、濾過ドラ
ム１１の回転数を制御することもできる。濾過ドラム１
１の回転数は、ドラムの強度や、回転時の振動などを考
慮すると、１〜１０（ｒｐｍ）程度が適当である。例え
ば、直径０．５〜１（ｍ）、長さが１〜３（ｍ）の濾過
ドラムの場合、５０（ｍ^３／ｍ^２／ｈｒ）程度のエア噴
出量とすると、適度な回転数にすることができる。そし
て、ドラムの回転数を調整することにより、上記濾過ド
ラム１１を通過する単位面積当たりの処理水量は、１０
０〜２００（ｍ^３／ｍ^２／ｄａｙ）程度である。例え
ば、直径を０．５（ｍ）、長さを１（ｍ）とした濾過ド
ラム１１を１台設置した水処理装置では、約３００（ｍ
^３／ｄａｙ）の処理水を排出することが可能である。

【００１６】以下に、図１から図３に示す、この実施例
に示した水処理装置を用いた実証試験について説明す
る。深さ５（ｍ）、長さ１０（ｍ）、幅５（ｍ）の処理
槽１を用い、平均粒径４（ｍｍ）のポリウレタン製の担
体２を、処理槽１の有効容量の３０（％）に充填する。
そして、目開き２（ｍｍ）のポリエチレン製のメッシュ
で形成した直径０．５（ｍ）、長さ１（ｍ）の濾過ドラ
ム１１を、直径２（ｍｍの）集水口７を多数形成した直
径２５（ｍｍ）のパイプ６に取り付ける。上記濾過ドラ
ム１１を、処理槽１内の水面から１（ｍ）の深さに浸漬
させ、濾過ドラム１１の下方から７５（ｍ^３／ｈｒ）の
エア量で曝気し、濾過ドラム１１を２（ｒｐｍで）回転
させる。

【００１７】そして、濾過ドラム１１の透過水量を、排
水量から測定した結果、透過流速として２００（ｍ^３／
ｍ^２／ｄａｙ）に相当する３００（ｍ^３／ｄａｙ）の処
理水を排出することができた。さらに、曝気エア流量を
調整して、濾過ドラム１１の回転数を４（ｒｐｍ）に高
めたところ、透過流速は、３００（ｍ^３／ｍ^２／ｄａ
ｙ）以上になる見通しが得られた。なお、従来の固定式
メッシュ方式の装置での、メッシュ透過流速は５０〜６
０（ｍ^３／ｍ^２／ｄａｙ）であった。つまり、この発明
の水処理装置によれば、固定式メッシュ方式の装置に比
べて、圧倒的に透過流速が大きい、つまり、処理水の排
出流量が大きいということである。

【００１８】しかも、この実施例の装置では、濾過ドラ
ム１１の回転力に、曝気エアの噴出力を利用しているた
め、駆動モーターを設ける必要がない。つまり、図４，
図５に示す、回転式メッシュドラムを用いた従来例の装
置と比べて、モーターやブラシを必要としない分、部品
を減らすことができるとともに、構造を単純化できる。

【００１９】

【発明の効果】第１〜第３の発明によれば、駆動モータ
ーや、ブラシなどを用いないで、濾過ドラムを回転さ
せ、処理水と微生物を固定した担体とを効率よく分離す
ることができる。その結果、処理水の透過流速を大きく
し、処理量を上げることができる。また、濾過ドラムの
駆動モーターや、ブラシを必要としない分、装置構造を
単純にできるとともに、部品数を減らすことができ、製
造も簡単になる。

【００２０】第２の発明によれば、エア噴出口から噴出
したエアを、濾過ドラムの回転に効率よく利用できるよ
うになる。第３の発明によれば、排水管と、濾過ドラム
の回転軸とを、兼ねることによって、部材数を最小限に
抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の装置の全体構成図である。

【図２】図１のII-II線断面図である。

【図３】実施例の濾過ドラムの斜視図である。

【図４】従来例の水処理装置の全体断面図である。

【図５】従来例の装置の、部分断面図である。

【符号の説明】

１処理槽２担体５排水管６パイプ７集水口１１濾過ドラム１３ブレード１４ガイド板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】微生物を固定化した担体を浮遊状態で保
持する処理槽と、上記微生物によって処理された処理水
を処理槽から排出する排水管と、上記処理槽内にエアを
供給するエア供給手段と、上記排水管のうち処理水流入
口を形成した流入部分の周囲を囲み、上記担体と処理水
とを分離するための濾過ドラムとを備えた水処理装置に
おいて、上記濾過ドラムを排水管の流入部分の周りで回
転可能に支持するとともに、上記濾過ドラムの側面に
は、１または複数のブレードを設け、このブレードに上
記エア供給手段から供給されるエアを衝突させて、上記
濾過ドラムを回転させる構成にした水処理装置。
【請求項２】エア供給手段のエア噴出口と濾過ドラム
との間であって、エアを上記濾過ドラムのブレードに導
く位置にガイド板を備えた請求項１に記載の水処理装
置。
【請求項３】濾過ドラムを排水管の外周に回転自在に
取り付けた請求項１または２に記載の水処理装置。