JP2004113940A - Moving bed type filtration equipment and its operation method - Google Patents

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filtration
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Tatsuya Sakamoto
坂本 達哉
Yoshitaka Sugiyama
杉山 佳孝
Kiyoaki Kitamura
北村 清明
Shoji Kitabayashi
北林 庄治
Masaki Mizuno
水野 正毅
Kenji Shimizu
清水 健司
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co Ltd
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    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide moving bed type filtration equipment which can commonly perform filtration treatment of sewage and rain water by using the same tank filter either in rainy weather when a large volume of rainfall flows into sewerage and in fine weather with a combined sewerage system for commonly treating the sewage and the rain water. <P>SOLUTION: In the moving bed type filtration equipment constituted by forming a filter medium layer 14 on floating filter media 12 within the tank filter 10, a high-velocity filtration mode to filter the raw water at a large flow rate and high velocity filtration mode to filter the raw water and an ordinary filtration mode to filter the water at the flow rate smaller than that in the high-velocity filtration mode and lower flow velocity lower than that in the high high-filtration mode are changed over according to whether the sewage flow rate is the large flow rate in the rainy weather or the small flow rate in the case of the non-rainy weather and carried out by using the same tank filter 10. The arrangement is previously provided with a water level gage 78 and the change over of the high-velocity filtration mode and the ordinary filtration mode is carried out in accordance with whether the sewage flow rate detected by the water gauge 78 is the large flow rate over the set flow rate or the small flow rate below the set flow rate. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は移動床式ろ過装置及びその運転方法に関し、詳しくは雨天時及び晴天時等非雨天時の何れにも対応可能な移動床式ろ過装置及びその運転方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より都市部、特に大都市部においては下水道方式として、汚水と雨水とを共通の函渠,処理系統を通じて流す合流式下水道方式が多く採用されている。
しかしながらこの合流式下水道方式は、雨天時に降水量が増えたとき越流水を未処理で河川や海等の公共水域に放流するものであり、公共水域の水質汚濁が生じる問題が指摘されている。
【0003】
そこで雨天時における越流水をろ過処理して浄化するろ過装置の開発が近年進められている。
この種のろ過装置として、ろ過槽内に浮上ろ材のろ材層を形成し、ろ過槽内に流入させた原水をろ材層を通じて下向きに流し、ろ過後の処理水をろ過槽の外部に取り出すとともに、ろ材の循環再生装置によりろ過槽の上部からろ材を引き抜いて、付着した汚濁物質を除去し、再生したろ材をろ過槽下部に戻すようになしたものが従来公知である。
【0004】
図5はその一例を示したものである。
図示のものは下記特許文献1に開示もので、図中200はろ過槽である。
このろ過装置では、ろ過槽200内に浮上ろ材(以下単にろ材とする)204の集まったろ材層202を形成し、そして原水流入管206を通じてろ過槽200上部に流入させた原水を、ろ材層202を下向きに通過させ、その過程で原水をろ材層202により浄化するとともに、浄化処理された処理水を処理水管208にて外部に取り出すようにしている。
【0005】
この装置にあっては、ろ材還流管210を設けてろ過槽200内部のろ材204を引き抜き、そしてろ材204に付着した汚濁物質を剥離し除去した上で、再生したろ材204をろ過槽200下部へと戻すようにしている。
【0006】
詳しくは、ろ材204をろ材層202上部から引き抜き、そしてろ材還流管210における引抜管210aの管壁との衝突や接触、更にはろ材204の粒子同士の衝突や接触等によってろ材204に付着した汚濁物質をろ材204から剥離させる。
そしてろ材還流管210上に設けたろ材貯溜分離槽224で再生したろ材204と汚濁物質とを比重の相違に基づいて分離し、そしてろ材貯溜分離槽224内で沈降した汚泥を排泥管226を通じて外部に排出する一方、浮上したろ材204をろ材還流管210の戻し管210bを通じて再びろ過槽200下部に供給し、ろ材層202に向けて浮上させるようにしている。
【0007】
【特許文献1】
特開平7−51510号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで雨天時と晴天時等非雨天時とでは下水に流れ込む水量が大きく異なっており、例えば晴天時等非雨天時の水量に対して雨天時の水量は一般的に数倍以上、ときには10倍以上となり、しかも雨天時には特に初期において多量の汚濁物質が流れ込んで来る。
【0009】
従ってろ過装置に求められる能力も非雨天時と雨天時とで大きく異なって来る。例えば非雨天時にはろ過水量も少なくて済み、従ってまたろ過速度も遅くて済む。またろ材の循環再生量も少なくて済む。
これに対して雨天時においては大流量且つ高速でろ過する必要があり、更にまたろ材の汚濁の程度も高くなるため、ろ材の循環流量を多くして、ろ材に付着する汚濁物質を速やかに除去し、ろ過槽へと戻しておくといったことが必要となる。
【0010】
しかしながら従来提供されているろ過装置は非雨天時用又は雨天時用に専用に構成されたもので、その何れに対しても対応することのできるろ過装置は未だ提供されていないのが実状である。
この種ろ過装置を非雨天時及び雨天時の何れにも対応可能なものとなしておけば、下水処理及び下水処理施設を簡略化し得て望ましいが未だ実現されてはいない。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の移動床式ろ過装置及びその運転方法は、このような課題を解決するために案出されたものである。
而して請求項1は移動床式ろ過装置に関するもので、ろ過槽内に浮上ろ材のろ材層を形成し、該ろ過槽内に流入させた原水を該ろ材層を通じて下向きに流し、ろ過後の処理水を該ろ過槽の外部に取り出すとともに、ろ材の循環再生装置により該ろ過槽の上部から前記ろ材を引き抜いて付着した汚濁物質を除去し、再生したろ材を該ろ過槽下部に戻すようになし、且つ散気装置により前記ろ材層に空気供給するようになした移動床式ろ過装置において、下水流量が設定流量に対して雨天時の大流量であるか、非雨天時の小流量であるかに応じて、原水を大流量且つ高速でろ過する高速ろ過モードと、該高速ろ過モードよりも小流量且つ低速でろ過する通常ろ過モードとを同一のろ過槽を用いて切り換えて実行するようになしてあることを特徴とする。
【0012】
請求項2のものは、請求項1において、前記下水流量を検知するセンサを設けておき、該センサにより検知される該下水流量が設定流量超の大流量であるとき前記高速ろ過モードを行い、該設定流量以下の小流量であるとき前記通常ろ過モードを実行するものとなしてあることを特徴とする。
【0013】
請求項3のものは、請求項1,2の何れかにおいて、前記原水を前記ろ過槽に供給する原水ポンプとして、該原水の供給流量を大流量から小流量に若しくはその逆に切り換える原水ポンプが備えてあり、前記高速ろ過モードにおいては該原水ポンプにより大流量で原水供給を行い、前記通常ろ過モードにおいては該原水ポンプにより小流量で原水供給するようになしてあることを特徴とする。
【0014】
請求項4のものは、請求項1〜3の何れかにおいて、前記ろ材の循環再生装置が、前記ろ材から剥離された汚濁物質と再生したろ材とを分離するろ材貯溜分離槽を備えており且つ該ろ材貯溜分離槽が、再生したろ材と汚濁物質とを遠心分離により強制的に分離する液体サイクロン式のものとされていることを特徴とする。
【0015】
請求項5のものは、請求項1〜4の何れかにおいて、前記ろ材の循環再生装置が連続運転可能なものであって、前記高速ろ過モードにおいては連続運転を行ってろ材の循環再生を連続的に行い、また前記通常ろ過モードにおいては間欠運転を行ってろ材の循環再生を間欠的に行うものとなしてあることを特徴とする。
【0016】
請求項6のものは、請求項5において、前記ろ材の循環再生装置は、前記高速ろ過モードにおいて原水の濁度,原水の供給量,処理水の濁度の少なくとも何れかに応じてろ材の循環流量を変化させるものとなしてあることを特徴とする。
【0017】
請求項7のものは、請求項6において、前記ろ材の循環再生装置におけるろ材循環ポンプが回転数可変のものとなしてあり、回転数変化によって前記ろ材の循環流量を変化させるものとなしてあることを特徴とする。
【0018】
請求項8のものは、請求項1〜7の何れかにおいて、前記原水中に含まれる汚濁物質を凝集させる薬剤を該原水に対して注入する薬注装置が備えてあることを特徴とする。
【0019】
請求項9のものは、請求項8において、前記薬注装置は前記高速ろ過モードにおいて薬注を行い、前記通常ろ過モードにおいては該高速ろ過モードから該通常ろ過モードへの切換初期を除いて薬注を行わないものとなしてあることを特徴とする。
【0020】
請求項10のものは、請求項8,9の何れかにおいて、前記薬注装置は、前記高速ろ過モードにおいて原水の濁度,原水の供給量,処理水の濁度の少なくとも何れかに応じて前記薬剤の注入量を変化させるものとなしてあることを特徴とする。
【0021】
請求項11のものは、請求項1〜10の何れかにおいて、前記散気装置は前記高速ろ過モードにおいては運転停止して前記ろ材層への空気供給を行わず、前記通常ろ過モードにおいて該ろ材層への空気供給を行うものとなしてあることを特徴とする。
【0022】
請求項12は移動床式ろ過装置の運転方法に関するもので、ろ過槽内に浮上ろ材のろ材層を形成し、該ろ過槽内に流入させた原水を該ろ材層を通じて下向きに流し、ろ過後の処理水を該ろ過槽の外部に取り出すとともに、ろ材の循環再生装置により該ろ過槽の上部から前記ろ材を引き抜いて付着した汚濁物質を除去し、再生したろ材を該ろ過槽下部に戻すようになし、且つ散気装置により前記ろ材層に対して空気供給するようになした移動床式ろ過装置の運転方法であって、下水流量が設定流量に対して雨天時の大流量であるとき原水を大流量且つ高速でろ過する高速ろ過モードを実行し、その際前記散気装置を停止状態として前記ろ材層への空気供給を停止し、前記ろ材による物理ろ過を行わせ、また前記ろ材の循環再生装置を連続運転状態となして該ろ材の循環再生処理を連続的に行わせる一方、下水流量が非雨天時の小流量であるとき原水を前記高速ろ過モードよりも小流量且つ低速でろ過する通常ろ過モードを実行し、その際前記散気装置を作動状態として前記ろ材層への空気供給を行い、該ろ材による生物膜ろ過を行わせるとともに、前記ろ材の循環再生装置を間欠運転状態として該ろ材の循環再生処理を間欠的に行うことを特徴とする。
【0023】
請求項13の運転方法は、請求項12において、前記高速ろ過モードにおいては前記原水中の汚濁物質を凝集させる薬剤を該原水に供給する薬注を行う一方、前記通常ろ過モードにおいては該高速ろ過モードから該通常ろ過モードへの切換初期を除いて該薬注を行わないことを特徴とする。
【0024】
【作用及び発明の効果】
以上のように本発明の移動床式ろ過装置(以下単にろ過装置とする)は、下水流量が設定流量に対して雨天時の大流量であるか非雨天時の小流量であるかに応じて、原水を大流量且つ高速でろ過する高速ろ過モードと、高速ろ過モードよりも小流量且つ低速でろ過する通常ろ過モードとを同一のろ過槽を用いて切り換えて行うもので、本発明のろ過装置によれば、下水流量が小流量である晴天時等非雨天時,下水流量が大流量である雨天時の何れに対しても同一のろ過槽で対応することができる。
【0025】
この場合において下水流量を検知するセンサを設けておき、そのセンサによる検知に基づいて高速ろ過モード,通常ろ過モードの切換を自動的に行うようになすことができる(請求項2)。
ここで下水流量を検知するセンサとして流量計を用いることもできるし、或いは下水道の水位を検知しこれによって下水流量を検出する水位センサを用いることもできる。
【0026】
本発明においては、原水をろ過槽に供給する原水ポンプとして、原水の供給流量を大流量から小流量に若しくはその逆に切り換える原水ポンプを備えておき、高速ろ過モードにおいては大流量で原水供給を行い、通常ろ過モードにおいては小流量で原水供給を行うようになすことができる(請求項3)。
【0027】
而して原水を大流量でろ過槽に供給したとき、ろ過槽内に流入した原水は大流量且つ高速でろ材層を通過し、ろ過処理される。
一方小流量で原水をろ過槽に供給したとき、原水はその供給量に応じてろ材層を小流量且つ低速でろ材層を下向きに流れ、ろ過処理される。
【0028】
この場合の原水ポンプとして、原水の供給量を連続的に変化させる可変式のものとして構成しておくこともできる。
但し非雨天時と雨天時とでは上記のように下水に流れ込む水量が大きく異なっていることから、原水ポンプを可変式としておくのでなく、かかる原水ポンプとして、大流量で原水を供給する大流量ポンプとそれよりも小流量で原水を供給する小流量ポンプとをそれぞれ備えておき、高速ろ過モード時には大流量ポンプによる原水供給を行うようになす一方、通常ろ過モード時には小流量ポンプにより原水供給を行うようになすことが望ましい。
【0029】
本発明においては、ろ材の循環再生装置におけるろ材貯溜分離槽を、再生したろ材と汚濁物質とを遠心分離により強制的に分離する液体サイクロン式のものとして構成しておくことができる(請求項4)。
例えば図5に示すろ過装置におけるろ材貯溜分離槽224は、その内部で再生したろ材と汚濁物質とを重力の作用で分離する方式、即ち比重の重い汚濁物質を自然沈降させる一方、比重の軽いろ材を浮上させることによって分離するものであり、このような自然沈降方式のろ材貯溜分離槽224の場合、ろ材と汚濁物質との分離能力が低く、ろ材の循環流量(再生量)を増加させたときにろ材貯溜分離槽内で汚濁物質が沈降するための十分な時間が得られず、一部の汚濁物質が舞い上がって再生したろ材とともにそのままろ過槽へと再び返送されてしまい、ろ過槽内において処理水がその汚濁物質により汚染されてしまう問題を生ずる。
【0030】
即ち図5に示すろ過装置の場合、非雨天時には再生したろ材と汚濁物質とをろ材貯溜分離槽で良好に分離できるものの、雨天時において原水を大流量且つ高速でろ過し、これに伴ってろ材の循環流量を多くしたとき、再生したろ材と汚濁物質とを良好に分離することが難しい問題がある。換言すれば図5に示すろ過装置の場合、晴天時における処理と雨天時における処理とを同一のろ過装置にて行うことが難しく、或いは分離を適正に行うためにはろ材貯溜分離槽を大型化しなければならない問題がある。
【0031】
然るに請求項4に従ってろ材貯溜分離槽を液体サイクロン式のものとなした場合、ろ材貯溜分離槽のろ材と汚濁物質との分離能力を高くすることができる。
従ってろ過槽内に多量の原水が流入するのに伴ってろ材の循環流量を容易に多くすることができる。
即ちろ材貯溜分離槽をこのような液体サイクロン式のものとなすことによって、高速ろ過モードの実行を容易ならしめることができる。
【0032】
次に請求項5のものは、ろ材の循環再生装置を連続運転可能なものとなし、高速ろ過モードにおいては連続運転を行ってろ材の循環再生を連続的に行い、通常ろ過モードにおいては間欠運転を行ってろ材の循環再生を間欠的に行うようになしたものである。
【0033】
高速ろ過モードにおいてはろ過槽内に原水が多量に流入し、これに伴ってろ過槽内において大流量且つ高速でろ過を行う。従ってこの場合ろ材への汚濁物質の付着も多くなる。
そこでこの請求項5では、高速ろ過モードにおいてはろ材の循環再生を連続的に行う。これにより高速ろ過モードの下においても、ろ過槽内のろ材を常に清浄に保つことができる。
【0034】
一方通常ろ過モードにおいてはろ過槽に流入する原水も相対的に少なく、従ってまたろ過槽におけるろ過水量も小流量且つ低速となる。
この場合ろ材への汚濁物質の付着量も少なく、従ってろ材を連続的に循環再生しなくてもろ材の清浄度を一定以上に保つことができる。
またろ材の循環再生を間欠的とすることで、その循環再生の際にろ材が摩滅して寿命が短くなるのを抑制でき、またろ材の引抜きに際してろ過槽中の原水の一部がともに引き抜かれてそのままろ過槽へと戻され、これによってろ過槽内での原水の浄化効率が低下する現象も抑制することができる。
【0035】
また通常ろ過モードにおいてろ材の循環再生を連続的に行う必要がないにも拘わらずこれを行うことによって、ろ材表面の生物膜を汚濁物質とともに剥離させてしまい、ろ過槽内での生物膜ろ過作用が低下し又は失われる問題を回避することができる。
即ちろ材の循環再生を間欠的に行うことによって、ろ過槽内での生物膜ろ過を十分に行わせ得、原水に対する浄化をより効率高く行うことができる。
【0036】
上記高速ろ過モードにおいて、ろ材の循環再生装置によるろ材の循環流量を原水の濁度,原水の供給量,処理水の濁度の少なくとも何れかに応じて変化させることができる(請求項6)。
このようにすることで必要且つ適正な量でろ材の循環再生を行うことができ、ろ材を過剰に循環再生してしまうことによってその寿命を低下させ、また生物膜を剥離してしまったり、ろ過槽内の原水を過剰に引き抜いてろ過槽に戻してしまうといったことを抑制することができる。
【0037】
この場合においてろ材の循環再生装置におけるろ材循環ポンプを回転数可変のものとなしておき、その回転数変化によってろ材の循環流量を変化させるようになすことができる(請求項7)。
このようにすることで簡単にろ材の循環流量を調整することが可能となる。
【0038】
本発明においては、原水中の汚濁物質を凝集させる薬剤を原水に注入する薬注装置を備えておくことができる(請求項8)。
このような薬注装置を備えておいて、雨天時にろ過槽に流入する原水に薬注を行って原水中の汚濁物質を凝集させることで、汚濁物質を多量に含んだ原水がろ過槽に多量に流入した場合においても、即ち原水を高速ろ過モードでろ過処理する場合においても、良好に原水中の汚濁物質を除去して原水を浄化することが可能となる。
【0039】
この場合においてその薬注装置は、高速ろ過モードにおいて薬注を行い、通常ろ過モードにおいては高速ろ過モードから通常ろ過モードへの切換初期を除いて薬注を行わないようになすことができる(請求項9)。
通常ろ過モードにおいてはろ過水量が少なく且つ相対的に低速でろ過を行うため、薬注を行わなくても十分に原水をろ過処理することができる。
【0040】
但し高速ろ過モードから通常ろ過モードへの切換初期においては、高速ろ過モードの際にろ材の循環再生を連続的且つ高速で行うことによってろ材表面に成長した生物膜が除去されてしまい、通常ろ過モード初期において生物膜ろ過が十分に行われないことがあることから、そのような切換初期において薬注を行うようになすことができる。
そしてこの薬注によって生物膜ろ過が十分に行われない分を補うことができる。
【0041】
この薬注装置による薬剤の注入は、上記高速ろ過モードにおいて原水の濁度,原水の供給量,処理水の濁度の少なくとも何れかに応じて変化させるようになすことができる(請求項10)。
【0042】
本発明においては、高速ろ過モードにおいては散気装置を運転停止してろ材層への空気供給を行わず、通常ろ過モードにおいてろ材層への空気供給を行うようになすことができる(請求項11)。
高速ろ過モードにおいては、原水が大流量且つ高速でろ過される。
この場合主としてろ材層による物理ろ過となるため、即ち生物膜ろ過を行うのに十分な時間が与えられないため、ろ材表面の生物膜のための空気供給を特に行う必要がない。
【0043】
一方で通常ろ過モードにおいては原水が小流量且つ低速でろ材によりろ過される。この場合生物膜ろ過を行うに十分な時間が与えられる。従ってこの場合にはろ材層に対し散気装置による空気供給を行って生物膜の維持成長を促進する。
【0044】
次に請求項12はろ過装置の運転方法に関するものであって、下水流量が設定流量に対し雨天時の大流量であるとき高速ろ過モードを実行してその際散気装置を停止状態とし、ろ材による物理ろ過を行わせ、またろ材の循環再生装置によってろ材の循環再生を連続的に行わせる一方、下水流量が非雨天時の小流量であるとき高速ろ過モードよりも小流量且つ低速の通常ろ過モードを実行し、その際散気装置を作動状態としてろ材層への空気供給を行い、ろ材層による生物膜ろ過を行わせるとともに、ろ材の循環再生を間欠的に行うもので、この運転方法によって晴天時等非雨天時及び降雨によって大量に下水に水が流入する雨天時の何れに対しても同一のろ過装置にて対応することができる。
【0045】
この場合において、高速ろ過モードの実行時には薬注装置によって薬注を行う一方、通常ろ過モードの実行時には高速ろ過モードから通常ろ過モードへの切換初期を除いて薬注を停止することができる(請求項13)。
【0046】
【実施例】
次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。
図2は本例の移動床式ろ過装置の要部を示した図で、図中10はろ過槽であり、内部に微粒状の浮上ろ材(以下単にろ材とする)12の集合体から成るろ材層14が所定の高さ範囲(ここでは3m程度)に亘って形成されている。
【0047】
ここでろ材12は大きさが数mm程度の微粒状のもので多孔質の発泡ポリスチレンから成っており、その比重は0.1以下程度で大きな浮上力を有している。但しろ材12は図3に示す多数のウェッジワイヤ16から成るウェッジワイヤスクリーン18にて水面への浮上が阻止されている。
通常ろ過モードでは、このろ材12の表面には微生物が付着し、その状態において原水に対し生物膜ろ過を行う。
【0048】
20は原水流入管で、この原水流入管20を通じて原水(汚水)がろ過槽10上部に流入させられる。
流入した原水は後に述べる処理水の排出を伴ってろ材層14内部を下向きに流れ、その過程でろ材12によって汚れが除去されて浄化される。
【0049】
22は浄化後の処理水をろ過槽10外に取り出す処理水管で、ろ過槽10内部において集水管24が接続されている。
この集水管24には所定間隔で集水口26が設けられており、それら集水口26を通じて浄化後の処理水が集水される。
尚各集水口26にはストレーナが設けてある。
【0050】
28は散気装置27における散気管で、ブロアにて送られた空気がその散気管28からろ材層14内部に供給される。
尚散気管28には空気管29が接続されており、その空気管29上に、電動モータにより駆動されるバルブ31が設けられている。ここでバルブ31は、散気管28からの散気の量(空気供給量)を調節するものである。
【0051】
33はろ材12の循環再生装置で、30はろ過槽10の上部からろ材12を引き抜いて再びろ過槽10下部へと戻すためのろ材還流管である。
このろ材還流管30上にはろ材循環ポンプ32が設けられており、ろ材循環ポンプ32の作動により、ろ材還流管30における引抜管30aを通じてろ過槽10の上部からろ材12が引き抜かれる。
【0052】
このろ材循環ポンプ32は、引き抜いたろ材12から汚濁物質を剥離させる働きを併せ有するもので、ここではろ材循環ポンプ32としてインペラーを含む接液部がゴムライニングされたスラリーポンプ(又はモーノポンプ)が用いられている。
【0053】
この例では、ろ材循環ポンプ32に流入したろ材12がろ材循環ポンプ32のインペラーに当るなどして、そのろ材循環ポンプ32による撹拌効果でろ材12に付着した汚濁物質がろ材12から剥離される。
その後汚濁物質の剥離によって再生したろ材12と汚濁物質とが、同じくろ材還流管30上に設けられたろ材貯溜分離槽34へと流入し、そこで再生されたろ材12と汚濁物質とが分離される。
再生されたろ材12は、その後ろ材還流管30における戻し管30bを通じてろ過槽10下部、詳しくはろ過槽10下部に設けた案内部材36の下側に戻される。
【0054】
案内部材36は全体として略傘状をなしており、またその中央部には開口が形成されている。
案内部材36の下側に戻されたろ材12は、案内部材36による案内の下にその中央部の開口からろ材層14へ向けてろ過槽10内を浮上する。
【0055】
尚、ろ材貯溜分離槽34の底部には排泥管40が接続されており、ろ材貯溜分離槽34の底部に沈降した汚泥が、この排泥管40を通じて外部に排泥される。
ここで排泥管40上にはバルブ41が設けられている。
また上記ろ材循環ポンプ32は回転数可変式のものであって、ろ材還流管30を通じて外部循環させられるろ材12の流量が調整可能とされている。
【0056】
上記ろ材貯溜分離槽34は、図4にも示しているように液体サイクロン式のものとして構成されている。
同図に示しているようにこのろ材貯溜分離槽34は、槽本体42が円筒形状の上部42aと、略円錐形状の下部42bとを有しており、そしてその上部42aに対し引抜管30aが接続されている。
ここで引抜管30aは、図4(A)に示しているように上部42aの周壁に対し略その接線方向に向けて接続されている。
【0057】
従ってこのろ材貯溜分離槽34においては、槽本体42の上部42aに対し、引抜管30aを通じて引き抜かれたろ材12が後に述べるようにろ過槽10から引き抜かれた水とともに流入し、その際の流入の勢いでろ材貯溜分離槽34内に旋回流Sを生ぜしめる。
そしてその旋回流Sによって比重の重い汚濁物質が外周側に、また比重の軽いろ材12が中心部に集まる。
旋回流Sによる遠心力で外周側に集まった汚濁物質は、略円錐形状の下部42bの周壁に沿って下向きに沈降し、更に排泥管40を通じて排泥ポンプ等により外部に強制排出される。
一方中心部に集まったろ材12は、上部42aの中心部から上向きに突き出した戻し管30bを通じ、ろ過槽10の下部へと返送される。
【0058】
図2において、44はろ過槽10の下部、具体的にはろ材層14より下側の取出部46からろ過槽10内の水を取り出して、ろ材還流管30へと供給する水供給管で、その先端部がろ材還流管30における引抜管30a上のエルボ48に接続されている。
水供給管44上にはポンプ50が設けられており、このポンプ50の作動により、ろ過槽10内の水が引抜管30aへと供給される。即ち引抜管30aから引き抜かれたろ材12が、水供給管44を通じて送られて来た水とともにろ材循環ポンプ32に流入するようになっている。
【0059】
本例では、ろ材12が水供給管44を通じて供給された水とともにろ材循環ポンプ32に流入することから、ろ材12が円滑にろ材循環ポンプ32を通過して流動し、またその際にろ材12の摩滅が効果的に抑制される。
尚水供給管44上には、電動モータにより駆動されるバルブ52が設けられている。このバルブ52は、水供給管44を通じての水の供給量を調節するものである。
【0060】
本例のろ過装置の場合、原水流入管20を通じてろ過槽10の上部に流入した原水はろ材層14を通じて下向きに流れる。
ろ過後の処理水は処理水管22を通じて外部に取り出される。
【0061】
本例のろ過装置ではまた、ろ過槽10内のろ材12が循環再生装置33により外部循環させられ、その過程で汚濁物質がろ材12から剥離される。
そして再生されたろ材12がろ過槽10下部へと戻される。
具体的には、ろ過槽10内のろ材12がその上部からろ材還流管30における引抜管30aを通じて外部へ引き抜かれ、そして水供給管44を通じて供給された水とともにろ材循環ポンプ32へと流入する。
【0062】
更にそのろ材循環ポンプ32を通過して液体サイクロン式のろ材貯溜分離槽34へと流入し、そこで再生したろ材12と汚濁物質とが分離される。
ろ材貯溜分離槽34で分離された再生ろ材12は、続いて戻し管30bを通じろ過槽10下部へと戻される。
【0063】
図1に本例のろ過装置の全体的な構成が示してある。
同図において54は下水道函渠で、内部を流通する原水が原水ポンプ56により上記の原水流入管20を通じてろ過槽10内へと流入させられる。
本例では原水ポンプ56として、雨天時に大流量で原水を供給する高速ろ過モード用の第1ポンプ58と、晴天時等の非雨天時において小流量で原水を供給する通常ろ過モード用の第2ポンプ60とを備えている。
下水道函渠54内の原水は、これら第1ポンプ58,第2ポンプ60の何れかにより供給され、ろ過槽10内に流入させられる。
【0064】
62は原水中に含まれている汚濁物質を凝集させる凝集剤(薬剤)を原水中に注入する薬注装置であって凝集剤タンク64と、注入管66を通じて凝集剤タンク64内の凝集剤を原水流入管20に供給する薬注ポンプ68と、注入された凝集剤と原水とを混合させるミキサ70及びそれらを反応させる凝集反応槽72とを有している。
ここでミキサ70と凝集反応槽72とは、原水流入管20上に設けられている。
【0065】
74,76は供給される原水の流量及び濁度を測定する流量計及び濁度計であって、それぞれ薬注装置62の上流部において原水流入管20に設けられている。
78は下水道函渠54内の原水の水位を測定する水位計(水位センサ)で、80は本例のろ過装置の作動制御を行う制御装置である。
【0066】
制御装置80は水位計78による水位検知に基づいて全体の作動制御を行う。
ここで制御装置80は運転モード制御部82を有し、その運転モード制御部82において原水を大流量且つ高速でろ過する高速ろ過モードと、その高速ろ過モードよりも小流量且つ低速でろ過する通常ろ過モードとの間で運転モードを切換制御する。
【0067】
その切換は水位計78による水位検知に基づいて行う。
具体的には、水位計78により検知される水位、即ち下水道函渠54を流通する下水流量が設定流量に対して雨天時の大流量であるときには高速ろ過モードを実行させ、また非雨天時の小流量であるときには通常ろ過モードを実行させる。
【0068】
制御装置80はまた、原水ポンプ56を作動制御するポンプ制御部84,薬注装置62の薬注ポンプ68を作動制御する薬注ポンプ制御部86,ろ材12の循環再生装置33におけるろ材循環ポンプ32を作動制御するろ材循環ポンプ制御部88及び散気装置27を作動制御する散気制御部90とを有している。
【0069】
ポンプ制御部84は、運転モード制御部82による判定が高速ろ過モードであるときには、その信号を受けて第1ポンプ58を作動させ、第2ポンプ60を停止状態とする。
従ってこの場合には下水道函渠54内の原水は第1ポンプ58によって大流量でろ過槽10へと供給される。
一方判定が通常ろ過モードであるときには、第1ポンプ58を停止させて第2ポンプ60を作動状態とし、下水道函渠54内の原水を第2ポンプ60により小流量でろ過槽10へと供給させる。
【0070】
而して第1ポンプ58によって原水がろ過槽10に大流量で供給されたとき、ろ過槽10内においてその供給流量に応じて原水がろ材層14を大流量且つ高速で流下する。
即ちろ過槽10内において原水が大流量且つ高速でろ材層14によってろ過処理される。
【0071】
また一方第2ポンプ60によって原水の供給がされるときには、ろ過槽10内において小流量且つ低速で原水がろ材層14によってろ過処理される。
尚処理水管22を通じて取り出される処理水の量は、ろ過槽10への原水の供給流量に応じて定まる。
【0072】
ここで第1ポンプ58は吐出流量可変のものであって、高速ろ過モード実行時において水位計78により検知された水位に基づいて、即ち下水道函渠54内を流通する原水の流量の大小に応じてポンプ制御部84の制御の下に吐出流量を変化させる。
【0073】
上記薬注装置62は、薬注ポンプ制御部86の制御の下に原則として雨天時の高速ろ過モード実行時において、凝集剤を原水中に注入するもので、運転モード制御部82から高速ろ過モード信号を受けた薬注ポンプ制御部86からの運転信号により、薬注ポンプ68を作動させて凝集剤タンク64内の凝集剤を原水中に注入させる。
注入された凝集剤はミキサ70により原水とともに混合され、更にその下流側の凝集反応槽72において凝集剤と原水との反応が行われ、汚濁物質の凝集が促進される。
【0074】
薬注ポンプ68はまた、高速ろ過モード実行時において濁度計76により検知される原水の濁度及び流量計74により検知される原水の流量に基づいて、或いは処理水の濁度に基づいて薬注ポンプ制御部86の制御の下に凝集剤の原水への注入量を調節する。
一方運転モード制御部82から通常ろ過モード信号が薬注ポンプ制御部86に送られたときには、その薬注ポンプ制御部86からの信号に基づいて薬注ポンプ68が停止状態となり、原水への凝集剤の注入は停止される。
【0075】
尚、薬注装置62は原則として通常ろ過モード実行時においては凝集剤の注入を行わないが、高速ろ過モードから通常ろ過モードへの切換初期においては、ろ過槽10内のろ材12表面の生物膜が洗い流されていて処理能力が低下していることから、その切換初期においては凝集剤の注入を行って生物膜ろ過の能力の低下を補う。
【0076】
ろ材循環ポンプ制御部88は、ろ材12の循環再生装置33におけるろ材循環ポンプ32の作動を制御するもので、ろ材循環ポンプ32は、このろ材循環ポンプ制御部88の制御の下に高速ろ過モードにおいては連続運転を行って、ろ過槽10内のろ材12を連続的に循環させ且つ再生させる。
また一方通常ろ過モードにおいては、ろ材循環ポンプ32が間欠運転となって、ろ材12の循環再生を間欠的に行う。
【0077】
ろ材循環ポンプ32はまた、高速ろ過モード実行時において濁度計76により検知される原水の濁度、また流量計74にて検知される原水の流量或いは処理水の濁度に応じて回転数変化させ、ろ材12の循環流量を調節する。
即ち原水の濁度或いは処理水の濁度が高くまた原水の流量が多いときには、ろ材12の循環流量を多くし、また濁度が低く流量が少ないときにはろ材12の循環流量を小流量とする。
【0078】
尚ろ材の循環再生装置33は、具体的にはろ材循環ポンプ32は、ろ材循環ポンプ制御部88の制御に基づいて通常ろ過モード、即ちろ材循環の間欠運転時には、ろ過槽10内のろ材12が少なくとも24時間かけて一通り循環するようにろ材12の循環再生を行う。
一方高速ろ過モード実行時においては、ろ過槽10内のろ材12を例えば1時間程度で一通り循環させる速度でろ材循環を行う。
【0079】
上記の散気制御部90は、散気装置27によるろ材層14への散気を制御するもので、この散気制御部90に対し高速ろ過モード信号が送られたときには、散気装置27は散気制御部90の制御の下にろ材層14への散気、即ち空気供給を停止する。
また一方通常ろ過モード信号が散気制御部90に送られたときには、その散気制御部90の制御の下にろ材層14に対し空気供給を行い、ろ材12表面の生物膜の維持ないし成長を促進させる。
【0080】
以上のように本例のろ過装置では、下水道函渠54内を流通する原水の流量が設定流量よりも大流量であるときには高速ろ過モードを実行して、ろ過槽10内で原水を大流量且つ高速でろ過し、合わせて循環再生装置33によるろ材12の循環再生を連続的に行う。
更にこの高速ろ過モードの実行時においては薬注装置62によって凝集剤を原水に注入し、原水中の汚濁物質を凝集剤の作用で凝集させる。
【0081】
また一方下水道函渠54内の原水の流量が設定流量以下であるときには通常ろ過モードを実行し、ろ過槽10内において原水を小流量且つ低速でろ過処理する。
その際循環再生装置33によるろ材12の循環再生を間欠的に行う。
【0082】
このように本例のろ過装置では、同一のろ過槽10を用いて高速ろ過モードの実行,通常ろ過モードの実行を切り換えて行う。
従って本例のろ過装置によれば、晴天時等非雨天時及び雨天時の何れも同一のろ過槽10で対応することができる。
しかもその高速ろ過モード,通常ろ過モードの実行及びその切換を水位計78による水位検知及びその検知信号を受けた制御装置80の制御の下に自動的に行うことができる。
【0083】
また本例のろ過装置では、ろ材貯溜分離槽34として再生したろ材12と汚濁物質とを遠心分離により強制的に分離する液体サイクロン式のものを用いているため、ろ材貯溜分離槽34内でのろ材12と汚濁物質の分離能力を高くすることができる。
即ちこのようなろ材分離貯溜槽34を用いることで、高速ろ過モードを容易に実行することができる。
但し場合によってろ材貯溜分離槽34を大型化することによって、再生したろ材12と汚濁物資とを重力によって分離する自然沈降式のものを採用することも可能である。
【0084】
上記高速ろ過モードにおいては、ろ過槽10内に原水が多量に流入し、またこれに伴って原水を大流量且つ高速でろ過処理する。
この場合ろ材12への汚濁物質の付着が多くなるが、この高速ろ過モードにおいてはろ材12の循環再生を連続的に行うため、ろ過槽10内のろ材12を常に清浄に保つことができる。
また通常ろ過モードにおいては、ろ材12の循環再生を間欠的に行い、単位時間当りのろ材12の循環再生量を少なくするため、ろ材12表面の生物膜を不必要に剥離してしまうのを防止でき、従ってろ材12表面の微生物によって原水を良好に生物膜ろ過し得て原水の浄化効率を高めることができる。
またその通常ろ過モードにおいてはろ材12の循環再生量が少ないため、ろ材12の循環再生によるろ材12の摩滅,ろ材12の寿命低下を可及的に低く抑えることができる。
【0085】
本例ではまた薬注装置62を備え、高速ろ過モード実行時において凝集剤を原水に注入して汚濁物質を凝集させるようにしているため、大流量且つ高速でろ過処理を行った場合でも良好に原水をろ過処理することができる。
【0086】
尚この高速ろ過モードにおいては原水が大流量且つ高速でろ材層14を通過することから、ろ材12によるろ過処理は主として物理ろ過になる。
一方通常ろ過モードの実行時においては、原水が小流量且つ低速でろ過処理され、その際に生物膜ろ過が施される。
この場合単なる物理ろ過に比べて処理水の水質を高めることができる。
【0087】
以上本発明の実施例を詳述したがこれはあくまで一例示である。
例えば上記実施例では下水道函渠54内の原水の水位を検知することによってその流量が設定流量に対して大流量であるか小流量であるかを判断するようにしているが、下水道函渠54に流量計を設けて、その流量計により直接原水の流量を検知するようになすことも可能である。
また本発明においては、雨天時においても降雨量が極僅かであって下水道の原水流量がそれ程多くない場合には通常ろ過モードを実行するようにしても良いし、またろ過装置の構成を上例以外の他の様々な形態で構成することも可能であるなど、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態,態様で構成実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である移動床式ろ過装置の全体的な構成を示す図である。
【図2】同実施例の要部を示す図である。
【図3】同実施例におけるウェッジワイヤスクリーンの要部を示す図である。
【図4】同実施例におけるろ材貯溜分離槽の説明図である。
【図5】従来公知の移動床式ろ過装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
10 ろ過槽
12 浮上ろ材
14 ろ材層
27 散気装置
32 ろ材循環ポンプ
33 循環再生装置
34 ろ材貯溜分離槽
56 原水ポンプ
58 第1ポンプ(原水ポンプ)
60 第2ポンプ(原水ポンプ)
62 薬注装置
78 水位計
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a moving bed type filtering apparatus and a method of operating the same, and more particularly to a moving bed type filtering apparatus capable of coping with both non-rainy weather such as rainy weather and fine weather, and a method of operating the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in urban areas, particularly in large urban areas, a combined sewer system in which sewage and rainwater flow through a common culvert and a treatment system has been often used.
However, this combined sewer system discharges untreated overflow water into public waters such as rivers and the sea when rainfall increases in rainy weather, and it has been pointed out that water pollution in public waters occurs.
[0003]
Therefore, in recent years, the development of a filtration device for filtering and purifying overflow water in rainy weather has been advanced.
As a filter of this type, a filter medium layer of a floating filter medium is formed in a filter tank, raw water flowing into the filter tank is caused to flow downward through the filter medium layer, and treated water after filtration is taken out of the filter tank. 2. Description of the Related Art There has been conventionally known a device in which a filter medium is withdrawn from an upper part of a filter tank by a filter medium circulating / regenerating apparatus to remove adhered pollutants and return the regenerated filter medium to a lower part of the filter tank.
[0004]
FIG. 5 shows an example.
The illustrated one is disclosed in Patent Literature 1 below, and 200 in the figure is a filtration tank.
In this filtration apparatus, a filter medium layer 202 in which floating filter media (hereinafter simply referred to as a filter medium) 204 is formed is formed in a filter tank 200, and raw water flowing into the upper part of the filter tank 200 through a raw water inflow pipe 206 is filtered. Is passed downward, and in the process, the raw water is purified by the filter medium layer 202, and the treated water that has been purified is taken out to the outside by the treated water pipe 208.
[0005]
In this apparatus, a filter medium recirculation pipe 210 is provided, the filter medium 204 inside the filter tank 200 is pulled out, and the contaminants adhering to the filter medium 204 are separated and removed. And back.
[0006]
More specifically, the filter medium 204 is pulled out from the upper part of the filter medium layer 202, and the filter medium recirculation pipe 210 collides with or contacts the pipe wall of the extraction pipe 210a, and furthermore, the pollution attached to the filter medium 204 due to the collision or contact between the particles of the filter medium 204. The substance is exfoliated from the filter medium 204.
Then, the regenerated filter medium 204 and the pollutant are separated based on the difference in specific gravity in the filter medium storage / separation tank 224 provided on the filter medium recirculation pipe 210, and the sludge settled in the filter medium storage / separation tank 224 is discharged through the sludge pipe 226. While being discharged to the outside, the floated filter medium 204 is supplied again to the lower portion of the filtration tank 200 through the return pipe 210b of the filter medium return pipe 210 so as to float toward the filter medium layer 202.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-7-51510
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the amount of water flowing into the sewage greatly differs between rainy weather and non-rainy weather such as fine weather. For example, the amount of water in rainy weather is generally several times or more, sometimes 10 times or more that in non-rainy weather such as fine weather. In addition, a large amount of pollutants flows in the rainy weather, especially in the early stage.
[0009]
Therefore, the required performance of the filtration device greatly differs between non-rainy weather and rainy weather. For example, during non-rainy weather, the amount of filtered water may be small, and thus the filtration speed may be slow. In addition, the amount of circulating regeneration of the filter medium can be reduced.
On the other hand, in rainy weather, it is necessary to filter at a large flow rate and at a high speed, and the degree of contamination of the filter medium also increases. Therefore, the circulating flow rate of the filter medium is increased to quickly remove pollutants adhering to the filter medium. Then, it is necessary to return to the filtration tank.
[0010]
However, conventionally provided filtration devices are configured exclusively for non-rainy weather or for rainy weather, and there is no filtration device capable of coping with any of them. .
If this seed filtration device is designed to be able to handle both non-rainy weather and rainy weather, sewage treatment and sewage treatment facilities can be simplified, which is desirable, but not yet realized.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The moving bed type filtration device and the method of operating the same according to the present invention have been devised to solve such problems.
Claim 1 relates to a moving bed type filtration device, in which a filter medium layer of a floating filter medium is formed in a filtration tank, raw water flowing into the filtration tank is caused to flow downward through the filter medium layer, and after filtration, The treated water is taken out of the filter tank, and the filter medium is pulled out from the upper part of the filter tank by a filter medium recycling apparatus to remove the adhered pollutants, and the regenerated filter medium is returned to the lower part of the filter tank. And in a moving bed type filtration device in which air is supplied to the filter medium layer by an air diffuser, whether the sewage flow rate is a large flow rate in rainy weather or a small flow rate in non-rainy weather with respect to a set flow rate In accordance with the above, a high-speed filtration mode for filtering raw water at a high flow rate and a high speed and a normal filtration mode for filtering a raw water at a low flow rate and a low speed than the high-speed filtration mode are switched and executed using the same filtration tank. Is characterized by That.
[0012]
According to claim 2, a sensor for detecting the sewage flow rate is provided in claim 1, and the high-speed filtration mode is performed when the sewage flow rate detected by the sensor is a large flow rate exceeding a set flow rate, When the flow rate is smaller than the set flow rate, the normal filtration mode is executed.
[0013]
The raw water pump for supplying the raw water to the filtration tank according to any one of claims 1 and 2 is a raw water pump that switches a supply flow rate of the raw water from a large flow rate to a small flow rate or vice versa. In the high-speed filtration mode, raw water is supplied at a large flow rate by the raw water pump, and in the normal filtration mode, raw water is supplied at a small flow rate by the raw water pump.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the apparatus for circulating and regenerating the filter medium includes a filter medium storage / separation tank that separates a contaminated substance separated from the filter medium and a regenerated filter medium. The filter medium storage / separation tank is of a liquid cyclone type which forcibly separates the regenerated filter medium and pollutants by centrifugation.
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the apparatus for circulating and regenerating the filter medium can be continuously operated. And in the normal filtration mode, intermittent operation is performed to intermittently recirculate and regenerate the filter medium.
[0016]
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, the filter medium circulating / regenerating apparatus circulates the filter medium in the high-speed filtration mode according to at least one of the turbidity of the raw water, the supply amount of the raw water, and the turbidity of the treated water. It is characterized in that the flow rate is changed.
[0017]
According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect, the filter medium circulating pump in the filter medium regenerating apparatus has a variable rotation speed, and changes the circulation flow rate of the filter medium by changing the rotation speed. It is characterized by the following.
[0018]
An eighth aspect of the present invention is characterized in that, in any one of the first to seventh aspects, there is provided a chemical injection device for injecting a chemical for coagulating pollutants contained in the raw water into the raw water.
[0019]
According to a ninth aspect of the present invention, in the eighth aspect, the chemical injection device performs the chemical injection in the high-speed filtration mode, and in the normal filtration mode, the chemical injection is performed except for an initial stage of switching from the high-speed filtration mode to the normal filtration mode. It is characterized in that no note is given.
[0020]
According to a tenth aspect, in any one of the eighth and ninth aspects, the chemical infusion device according to at least one of the turbidity of raw water, the supply amount of raw water, and the turbidity of treated water in the high-speed filtration mode. The injection amount of the medicine is changed.
[0021]
According to the eleventh aspect, in any one of the first to tenth aspects, the air diffuser is stopped in the high-speed filtration mode and does not supply air to the filter medium layer. It is characterized in that air is supplied to the layer.
[0022]
Claim 12 relates to an operation method of a moving bed type filtration device, in which a filter medium layer of a floating filter medium is formed in a filter tank, raw water flowing into the filter tank is caused to flow downward through the filter medium layer, and after filtration, The treated water is taken out of the filter tank, and the filter medium is pulled out from the upper part of the filter tank by a filter medium recycling apparatus to remove the adhered pollutants, and the regenerated filter medium is returned to the lower part of the filter tank. And a method for operating a moving bed type filtration device in which air is supplied to the filter medium layer by an air diffuser, wherein when the sewage flow rate is a large flow rate in rainy weather with respect to a set flow rate, raw water is increased. Executing a high-speed filtration mode for filtering at a high flow rate and high speed, at which time the air diffuser is stopped to stop the air supply to the filter medium layer, to perform physical filtration by the filter medium, and to circulate and regenerate the filter medium The continuous operation In the meantime, while continuously performing the circulation regeneration process of the filter medium, when the sewage flow rate is a small flow rate in non-rainy weather, the normal filtration mode of filtering the raw water at a lower flow rate and lower speed than the high-speed filtration mode is performed. At that time, the air diffuser is operated to supply air to the filter medium layer, and the biofilm is filtered by the filter medium, and the filter medium circulation and regeneration apparatus is set to an intermittent operation state to perform the filter medium circulation regeneration processing. It is characterized in that it is performed intermittently.
[0023]
The operating method according to claim 13 is the method according to claim 12, wherein in the high-speed filtration mode, a chemical injecting a chemical for coagulating pollutants in the raw water to the raw water is performed, while in the normal filtration mode, the high-speed filtration is performed. The injection is not performed except in the initial stage of switching from the mode to the normal filtration mode.
[0024]
[Action and effect of the invention]
As described above, the moving bed type filtration device of the present invention (hereinafter simply referred to as a filtration device) depends on whether the sewage flow rate is a large flow rate in rainy weather or a small flow rate in non-rainy weather with respect to a set flow rate. The filtration apparatus according to the present invention, wherein a high-speed filtration mode for filtering raw water at a high flow rate and a high speed and a normal filtration mode for filtering the raw water at a low flow rate and a low speed than the high-speed filtration mode are switched by using the same filtration tank. According to this, the same filtration tank can cope with both non-rainy weather such as fine weather when the sewage flow rate is small and rainy weather when the sewage flow rate is large.
[0025]
In this case, a sensor for detecting the sewage flow rate is provided, and the high-speed filtration mode and the normal filtration mode can be automatically switched based on the detection by the sensor (claim 2).
Here, a flow meter can be used as a sensor for detecting the sewage flow rate, or a water level sensor that detects the sewage water level and thereby detects the sewage flow rate can be used.
[0026]
In the present invention, as a raw water pump for supplying raw water to the filtration tank, a raw water pump for switching the supply flow rate of the raw water from a large flow rate to a small flow rate or vice versa is provided, and in the high-speed filtration mode, the raw water supply is performed at a large flow rate. In the normal filtration mode, raw water can be supplied at a small flow rate (claim 3).
[0027]
When the raw water is supplied to the filtration tank at a large flow rate, the raw water flowing into the filtration tank passes through the filter medium layer at a large flow rate and at a high speed, and is filtered.
On the other hand, when the raw water is supplied to the filtration tank at a small flow rate, the raw water flows downward through the filter medium layer at a low flow rate and at a low speed in accordance with the supply amount, and is subjected to a filtration treatment.
[0028]
In this case, the raw water pump may be configured as a variable pump that continuously changes the supply amount of raw water.
However, since the amount of water flowing into the sewage greatly differs between non-rainy weather and rainy weather as described above, the raw water pump is not a variable type. And a small flow pump for supplying raw water at a smaller flow rate than that, and the raw water is supplied by the large flow pump in the high-speed filtration mode, while the raw water is supplied by the small flow pump in the normal filtration mode. It is desirable to do so.
[0029]
In the present invention, the filter medium storage / separation tank in the filter medium recycling apparatus may be configured as a liquid cyclone type forcibly separating the regenerated filter medium and the pollutant by centrifugal separation. ).
For example, the filter medium storage / separation tank 224 in the filter device shown in FIG. 5 is a system in which the regenerated filter medium and the pollutant are separated by the action of gravity, that is, while the heavy pollutant is naturally settled, the light filter medium having a low specific gravity is used. In the case of such a natural sedimentation type filter medium storage / separation tank 224, the separation capacity between the filter medium and the pollutants is low, and the circulation flow rate (regeneration amount) of the filter medium is increased. Sufficient time for sedimentation of the pollutants in the filter medium storage / separation tank was not obtained, and some of the pollutants sowed up and were returned to the filter tank as they were with the regenerated filter media, and were processed in the filter tank. A problem arises in that the water is contaminated by the pollutants.
[0030]
That is, in the case of the filtration device shown in FIG. 5, although the regenerated filter medium and the pollutant can be satisfactorily separated in the filter medium storage / separation tank in the non-rainy weather, the raw water is filtered at a large flow rate and at a high speed in the rainy weather. When the circulation flow rate is increased, there is a problem that it is difficult to satisfactorily separate the regenerated filter medium and the pollutants. In other words, in the case of the filtering apparatus shown in FIG. 5, it is difficult to perform the processing in fine weather and the processing in rainy weather with the same filtering apparatus, or in order to perform the separation properly, the size of the filter medium storage / separation tank is increased. There are issues that must be addressed.
[0031]
However, when the filter medium storage / separation tank is of a hydrocyclone type according to the fourth aspect, the ability of the filter medium storage / separation tank to separate the filter medium from the pollutants can be increased.
Therefore, the circulation flow rate of the filter medium can be easily increased as a large amount of raw water flows into the filtration tank.
That is, by using a filter medium storage / separation tank of such a hydrocyclone type, the execution of the high-speed filtration mode can be facilitated.
[0032]
Next, the apparatus according to the fifth aspect of the present invention is configured such that the apparatus for circulating and regenerating the filter medium can be continuously operated. In the high-speed filtration mode, the apparatus is continuously operated to continuously circulate and regenerate the filter medium. To recirculate the filter medium intermittently.
[0033]
In the high-speed filtration mode, a large amount of raw water flows into the filtration tank, and accordingly, filtration is performed at a large flow rate and at a high speed in the filtration tank. Therefore, in this case, adhesion of the pollutant to the filter medium also increases.
Therefore, in the fifth aspect, in the high-speed filtration mode, the circulation regeneration of the filter medium is continuously performed. Thereby, even under the high-speed filtration mode, the filter medium in the filtration tank can always be kept clean.
[0034]
On the other hand, in the normal filtration mode, the amount of raw water flowing into the filtration tank is relatively small, and the amount of filtered water in the filtration tank is also small and low.
In this case, the amount of contaminants adhering to the filter medium is small, and thus the cleanness of the filter medium can be maintained at a certain level or more without continuously circulating and recycling the filter medium.
In addition, by intermittently recirculating the filter media, it is possible to prevent the filter media from being worn out and shortening the service life during the recycle process.Also, when the filter media is withdrawn, a part of the raw water in the filtration tank is also extracted. Thus, the phenomenon that the purification efficiency of the raw water in the filtration tank is reduced can be suppressed.
[0035]
In addition, although it is not necessary to continuously circulate and regenerate the filter medium in the normal filtration mode, by performing this, the biofilm on the surface of the filter medium is separated together with the pollutants, and the biofilm filtration action in the filtration tank is performed. Can be avoided.
That is, by intermittently regenerating the filter medium, biofilm filtration in the filter tank can be sufficiently performed, and purification of raw water can be performed more efficiently.
[0036]
In the high-speed filtration mode, the circulating flow rate of the filter medium by the filter medium recycling apparatus can be changed according to at least one of the turbidity of the raw water, the supply amount of the raw water, and the turbidity of the treated water.
This makes it possible to recycle and recycle the filter medium in a necessary and appropriate amount, thereby reducing the life of the filter medium by excessively recirculating the filter medium, exfoliating the biofilm, and performing filtration. Excessive extraction of the raw water in the tank and return to the filtration tank can be suppressed.
[0037]
In this case, the filter medium circulating pump in the filter medium circulating and regenerating apparatus may be configured to have a variable number of revolutions, and the circulating flow rate of the filter medium may be changed by changing the number of revolutions.
This makes it possible to easily adjust the circulation flow rate of the filter medium.
[0038]
In the present invention, it is possible to provide a chemical injecting device for injecting into the raw water an agent for coagulating pollutants in the raw water (claim 8).
With such a chemical injection device, the raw water flowing into the filtration tank during rainy weather is injected with chemicals to agglutinate the pollutants in the raw water, so that the raw water containing a large amount of the pollutants flows into the filtration tank. Even when the raw water flows into the raw water, that is, when the raw water is filtered in the high-speed filtration mode, the raw water can be purified by removing pollutants in the raw water.
[0039]
In this case, the drug injection device can perform the drug injection in the high-speed filtration mode, and do not perform the drug injection in the normal filtration mode except at the initial stage of switching from the high-speed filtration mode to the normal filtration mode. Item 9).
In the normal filtration mode, since the amount of filtered water is small and the filtration is performed at a relatively low speed, the raw water can be sufficiently filtered without performing chemical injection.
[0040]
However, in the initial stage of switching from the high-speed filtration mode to the normal filtration mode, the biofilm grown on the surface of the filter medium is removed by performing continuous and high-speed circulation and regeneration of the filter medium in the high-speed filtration mode. Since biofilm filtration may not be sufficiently performed at an early stage, it is possible to perform a chemical injection at an early stage of such switching.
This chemical injection can compensate for insufficient biofilm filtration.
[0041]
The injection of the chemical by the chemical injection device can be changed in the high-speed filtration mode according to at least one of the turbidity of the raw water, the supply amount of the raw water, and the turbidity of the treated water. .
[0042]
In the present invention, in the high-speed filtration mode, the operation of the air diffuser is stopped and the air supply to the filter medium layer is not performed, and the air supply to the filter medium layer is performed in the normal filtration mode. ).
In the high-speed filtration mode, raw water is filtered at a large flow rate and at a high speed.
In this case, physical filtration is mainly performed by the filter medium layer, that is, since sufficient time is not given for performing biofilm filtration, it is not necessary to particularly supply air for the biofilm on the surface of the filter medium.
[0043]
On the other hand, in the normal filtration mode, the raw water is filtered by the filter medium at a small flow rate and at a low speed. In this case, sufficient time is provided for performing biofilm filtration. Therefore, in this case, air is supplied to the filter medium layer by the air diffuser to promote the maintenance and growth of the biofilm.
[0044]
Next, a twelfth aspect of the present invention relates to a method of operating a filtration device, wherein when a sewage flow rate is a large flow rate in rainy weather with respect to a set flow rate, a high-speed filtration mode is executed, and at that time, the air diffusion device is stopped, and And the continuous filtration and regeneration of the filter media by the filter media recirculation device, but when the sewage flow rate is a small flow rate in non-rainy weather, the flow rate is lower than in the high-speed filtration mode and the normal filtration rate is lower. In this mode, the air diffuser is operated to supply air to the filter medium layer, and the biofilm filtration is performed by the filter medium layer, and the filter medium is circulated and regenerated intermittently. The same filtration device can cope with both non-rainy weather such as fine weather and rainy weather when a large amount of water flows into the sewage due to rainfall.
[0045]
In this case, while the high-speed filtration mode is performed, the chemical injection is performed by the chemical injection device, while the normal filtration mode is performed, and the chemical injection can be stopped except for the initial stage of switching from the high-speed filtration mode to the normal filtration mode. Item 13).
[0046]
【Example】
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 2 is a view showing a main part of the moving bed type filtration apparatus of the present embodiment. In the figure, reference numeral 10 denotes a filtration tank, in which a filter medium composed of an aggregate of fine-grained floating filter medium (hereinafter simply referred to as filter medium) 12 is provided. The layer 14 is formed over a predetermined height range (here, about 3 m).
[0047]
Here, the filter medium 12 is a fine-grained material having a size of about several mm and is made of porous expanded polystyrene, and has a specific gravity of about 0.1 or less and has a large floating force. However, the filter medium 12 is prevented from floating on the water surface by a wedge wire screen 18 composed of a number of wedge wires 16 shown in FIG.
In the normal filtration mode, microorganisms adhere to the surface of the filter medium 12, and in this state, biofilm filtration is performed on raw water.
[0048]
Reference numeral 20 denotes a raw water inflow pipe through which raw water (sewage) flows into the upper portion of the filtration tank 10.
The inflowing raw water flows downward inside the filter medium layer 14 with the discharge of the treated water described later, and in that process, the filter medium 12 removes dirt and purifies the same.
[0049]
Reference numeral 22 denotes a treated water pipe for taking out treated water after purification outside the filtration tank 10, and a water collecting pipe 24 is connected inside the filtration tank 10.
The water collecting pipes 24 are provided with water collecting ports 26 at predetermined intervals, and the treated water after purification is collected through the water collecting ports 26.
Each water collecting port 26 is provided with a strainer.
[0050]
Reference numeral 28 denotes an air diffuser in the air diffuser 27, and the air sent by the blower is supplied from the air diffuser 28 into the filter medium layer 14.
An air pipe 29 is connected to the diffuser pipe 28, and a valve 31 driven by an electric motor is provided on the air pipe 29. Here, the valve 31 adjusts the amount of air diffused from the air diffuser 28 (air supply amount).
[0051]
Reference numeral 33 denotes a filter medium recycling apparatus, and reference numeral 30 denotes a filter medium recirculation pipe for pulling out the filter medium 12 from the upper part of the filter tank 10 and returning it to the lower part of the filter tank 10 again.
A filter medium circulating pump 32 is provided on the filter medium recirculation pipe 30. By the operation of the filter medium recirculation pump 32, the filter medium 12 is pulled out from the upper part of the filtration tank 10 through a drawing pipe 30 a of the filter medium recirculation pipe 30.
[0052]
The filter media circulating pump 32 also has a function of separating contaminants from the extracted filter medium 12, and here, a slurry pump (or a mono pump) in which a liquid contact part including an impeller is rubber-lined is used as the filter material circulating pump 32. Have been.
[0053]
In this example, the filter medium 12 flowing into the filter medium circulating pump 32 hits the impeller of the filter medium circulating pump 32, and contaminants attached to the filter medium 12 are separated from the filter medium 12 by the stirring effect of the filter medium circulating pump 32.
Thereafter, the filter medium 12 and the polluted substance regenerated by the separation of the polluted substance flow into the filter medium storage / separation tank 34 also provided on the filter medium recirculation pipe 30, where the regenerated filter medium 12 and the polluted substance are separated. .
The regenerated filter medium 12 is returned to the lower part of the filter tank 10, specifically, to the lower side of the guide member 36 provided in the lower part of the filter tank 10, through the return pipe 30 b of the rear material return pipe 30.
[0054]
The guide member 36 has a substantially umbrella shape as a whole, and has an opening formed in the center thereof.
The filter medium 12 returned to the lower side of the guide member 36 floats in the filter tank 10 toward the filter medium layer 14 from the opening at the center thereof under the guidance of the guide member 36.
[0055]
A sludge pipe 40 is connected to the bottom of the filter medium storage / separation tank 34, and the sludge settled at the bottom of the filter medium storage / separation tank 34 is discharged to the outside through the sludge pipe 40.
Here, a valve 41 is provided on the exhaust pipe 40.
The filter medium circulating pump 32 is of a variable rotational speed type, and the flow rate of the filter medium 12 circulated externally through the filter medium recirculation pipe 30 is adjustable.
[0056]
The filter medium storage / separation tank 34 is configured as a liquid cyclone type as shown in FIG.
As shown in the drawing, the filter medium storage / separation tank 34 has a tank main body 42 having a cylindrical upper part 42a and a substantially conical lower part 42b, and a drawing tube 30a is provided for the upper part 42a. It is connected.
Here, as shown in FIG. 4A, the drawing tube 30a is connected to the peripheral wall of the upper portion 42a substantially in the tangential direction.
[0057]
Therefore, in the filter medium storage / separation tank 34, the filter medium 12 drawn through the drawing pipe 30a flows into the upper part 42a of the tank body 42 together with the water drawn from the filter tank 10 as described later. The swirling flow S is generated in the filter medium storage / separation tank 34 with force.
Due to the swirling flow S, pollutants having a high specific gravity are collected on the outer peripheral side, and a filter medium 12 having a low specific gravity is collected at the center.
The contaminants collected on the outer peripheral side by the centrifugal force due to the swirling flow S settle downward along the peripheral wall of the substantially conical lower portion 42b, and are forcibly discharged to the outside by a sludge pump or the like through the sludge pipe 40.
On the other hand, the filter medium 12 gathered at the center is returned to the lower part of the filtration tank 10 through the return pipe 30b protruding upward from the center of the upper part 42a.
[0058]
In FIG. 2, reference numeral 44 denotes a water supply pipe that takes out water in the filtration tank 10 from a lower part of the filtration tank 10, specifically, an extraction part 46 below the filter medium layer 14, and supplies the water to the filtration medium reflux pipe 30. The tip is connected to the elbow 48 on the extraction tube 30a in the filter medium recirculation tube 30.
A pump 50 is provided on the water supply pipe 44, and the operation of the pump 50 supplies water in the filtration tank 10 to the drawing pipe 30a. That is, the filter medium 12 pulled out from the drawing pipe 30a flows into the filter medium circulation pump 32 together with the water sent through the water supply pipe 44.
[0059]
In this example, since the filter medium 12 flows into the filter medium circulation pump 32 together with the water supplied through the water supply pipe 44, the filter medium 12 smoothly flows through the filter medium circulation pump 32, and at that time, the filter medium 12 Attrition is effectively suppressed.
A valve 52 driven by an electric motor is provided on the water supply pipe 44. The valve 52 controls the amount of water supplied through the water supply pipe 44.
[0060]
In the case of the filtration device of this example, the raw water flowing into the upper part of the filtration tank 10 through the raw water inflow pipe 20 flows downward through the filter medium layer 14.
The treated water after filtration is taken out through the treated water pipe 22.
[0061]
In the filtration device of the present example, the filter medium 12 in the filtration tank 10 is circulated externally by the circulation / regeneration device 33, and contaminants are separated from the filter medium 12 in the process.
Then, the regenerated filter medium 12 is returned to the lower part of the filtration tank 10.
Specifically, the filter medium 12 in the filtration tank 10 is pulled out from the upper part through the extraction pipe 30 a of the filter medium return pipe 30, and flows into the filter medium circulation pump 32 together with the water supplied through the water supply pipe 44.
[0062]
Further, it passes through the filter medium circulation pump 32 and flows into a liquid cyclone type filter medium storage / separation tank 34, where the regenerated filter medium 12 and the pollutants are separated.
The regenerated filter medium 12 separated in the filter medium storage / separation tank 34 is subsequently returned to the lower part of the filtration tank 10 through the return pipe 30b.
[0063]
FIG. 1 shows the overall configuration of the filtration device of the present embodiment.
In the figure, reference numeral 54 denotes a sewer box, and raw water flowing through the sewer is fed into the filtration tank 10 through the raw water inflow pipe 20 by the raw water pump 56.
In this example, as the raw water pump 56, a first pump 58 for a high-speed filtration mode for supplying raw water with a large flow rate in rainy weather and a second pump for a normal filtration mode for supplying raw water with a small flow rate in non-rainy weather such as fine weather. And a pump 60.
The raw water in the sewer box 54 is supplied by either the first pump 58 or the second pump 60 and flows into the filtration tank 10.
[0064]
Reference numeral 62 denotes a chemical injection device for injecting a flocculant (drug) for aggregating pollutants contained in the raw water into the raw water, and a coagulant tank 64 and a coagulant in the coagulant tank 64 through an injection pipe 66. A chemical injection pump 68 for supplying the raw water inflow pipe 20, a mixer 70 for mixing the injected coagulant and the raw water, and a coagulation reaction tank 72 for reacting them are provided.
Here, the mixer 70 and the coagulation reaction tank 72 are provided on the raw water inflow pipe 20.
[0065]
Reference numerals 74 and 76 denote flow meters and turbidity meters for measuring the flow rate and turbidity of the supplied raw water, respectively, and are provided in the raw water inflow pipe 20 at an upstream portion of the chemical infusion device 62.
Reference numeral 78 denotes a water level meter (water level sensor) for measuring the level of raw water in the sewer box 54, and reference numeral 80 denotes a control device for controlling the operation of the filtration device of the present embodiment.
[0066]
The control device 80 controls the entire operation based on the water level detection by the water level gauge 78.
Here, the control device 80 has an operation mode control unit 82, and in the operation mode control unit 82, a high-speed filtration mode in which raw water is filtered at a large flow rate and at a high speed, and a normal filtration mode in which the raw water is filtered at a smaller flow rate and a lower speed than the high-speed filtration mode. The operation mode is switched between the filtration mode and the filtration mode.
[0067]
The switching is performed based on water level detection by the water level gauge 78.
Specifically, when the water level detected by the water level gauge 78, that is, the sewage flow rate flowing through the sewer box 54 is a large flow rate in rainy weather with respect to the set flow rate, the high-speed filtration mode is executed. When the flow rate is small, the normal filtration mode is executed.
[0068]
The control device 80 also includes a pump control unit 84 that controls the operation of the raw water pump 56, a drug injection pump control unit 86 that controls the operation of the drug injection pump 68 of the drug injection device 62, and the filter medium circulating pump 32 in the filter medium circulation / regeneration device 33. And a diffuser controller 90 that controls the operation of the air diffuser 27.
[0069]
When the operation mode control unit 82 determines that the operation mode control unit 82 is in the high-speed filtration mode, the pump control unit 84 activates the first pump 58 and stops the second pump 60 in response to the signal.
Accordingly, in this case, the raw water in the sewer box 54 is supplied to the filtration tank 10 by the first pump 58 at a large flow rate.
On the other hand, when the determination is in the normal filtration mode, the first pump 58 is stopped and the second pump 60 is operated, and the raw water in the sewer box culvert 54 is supplied to the filtration tank 10 by the second pump 60 at a small flow rate. .
[0070]
When the raw water is supplied to the filtration tank 10 at a large flow rate by the first pump 58, the raw water flows down the filter medium layer 14 at a large flow rate and at a high speed in the filtration tank 10 according to the supply flow rate.
That is, the raw water is filtered by the filter medium layer 14 at a large flow rate and at a high speed in the filtration tank 10.
[0071]
On the other hand, when the raw water is supplied by the second pump 60, the raw water is filtered by the filter medium layer 14 at a low flow rate and at a low speed in the filtration tank 10.
The amount of treated water taken out through the treated water pipe 22 is determined according to the flow rate of raw water supplied to the filtration tank 10.
[0072]
Here, the first pump 58 is of a variable discharge flow rate, and according to the water level detected by the water level meter 78 during execution of the high-speed filtration mode, that is, according to the flow rate of the raw water flowing through the sewer box 54. The discharge flow rate is changed under the control of the pump control unit 84.
[0073]
The chemical injection device 62 injects the flocculant into the raw water under the control of the chemical injection pump control unit 86 in principle during the high-speed filtration mode in rainy weather. The chemical injection pump 68 is operated by the operation signal from the chemical injection pump control unit 86 having received the signal to inject the coagulant in the coagulant tank 64 into the raw water.
The injected coagulant is mixed with the raw water by the mixer 70, and further the coagulant reacts with the raw water in the coagulation reaction tank 72 on the downstream side to promote the coagulation of the pollutants.
[0074]
The chemical injection pump 68 also controls the chemical based on the turbidity of the raw water detected by the turbidity meter 76 and the flow rate of the raw water detected by the flow meter 74 during the high-speed filtration mode, or based on the turbidity of the treated water. The injection amount of the flocculant into the raw water is adjusted under the control of the injection pump controller 86.
On the other hand, when the normal filtration mode signal is sent from the operation mode control unit 82 to the chemical injection pump control unit 86, the chemical injection pump 68 is stopped based on the signal from the chemical injection pump control unit 86, and condensed to the raw water. The injection of the agent is stopped.
[0075]
Note that the chemical injecting device 62 does not inject coagulant during the normal filtration mode in principle, but at the initial stage of switching from the high-speed filtration mode to the normal filtration mode, the biofilm on the surface of the filter medium 12 in the filtration tank 10 is formed. Since the water is washed away and the processing capacity has been reduced, a flocculant is injected in the initial stage of the switching to compensate for the reduction in the biofilm filtration capacity.
[0076]
The filter medium circulating pump control unit 88 controls the operation of the filter medium circulating pump 32 in the circulating and regenerating device 33 of the filter medium 12, and the filter medium circulating pump 32 operates in the high-speed filtration mode under the control of the filter medium circulating pump control unit 88. Performs a continuous operation to continuously circulate and regenerate the filter medium 12 in the filter tank 10.
On the other hand, in the normal filtration mode, the filter medium circulation pump 32 is operated intermittently, and the circulation and regeneration of the filter medium 12 are performed intermittently.
[0077]
The rotation speed of the filter medium circulation pump 32 changes according to the turbidity of the raw water detected by the turbidity meter 76 and the flow rate of the raw water detected by the flow meter 74 or the turbidity of the treated water during the high-speed filtration mode. Then, the circulation flow rate of the filter medium 12 is adjusted.
That is, when the turbidity of the raw water or the treated water is high and the flow rate of the raw water is large, the circulating flow rate of the filter medium 12 is increased, and when the turbidity is low and the flow rate is small, the circulating flow rate of the filter medium 12 is reduced.
[0078]
In addition, in the filter medium circulation / regeneration device 33, specifically, the filter medium circulation pump 32 controls the filter medium 12 in the filtration tank 10 in the normal filtration mode, that is, during the intermittent operation of the filter medium circulation based on the control of the filter medium circulation pump control unit 88. The circulation and regeneration of the filter medium 12 is performed so as to circulate the filter medium at least for 24 hours.
On the other hand, when the high-speed filtration mode is executed, the filter medium is circulated at a speed at which the filter medium 12 in the filtration tank 10 is circulated once in about one hour, for example.
[0079]
The air diffusion control unit 90 controls air diffusion to the filter medium layer 14 by the air diffusion device 27. When a high-speed filtration mode signal is sent to the air diffusion control unit 90, the air diffusion device 27 Under the control of the air diffusion control unit 90, the air diffusion to the filter medium layer 14, that is, the supply of air, is stopped.
On the other hand, when the normal filtration mode signal is sent to the air diffusion control unit 90, air is supplied to the filter medium layer 14 under the control of the air diffusion control unit 90 to maintain or grow the biofilm on the surface of the filter medium 12. Promote.
[0080]
As described above, in the filtration device of the present example, when the flow rate of the raw water flowing through the sewer box 54 is larger than the set flow rate, the high-speed filtration mode is executed, and the raw water flows in the filtration tank 10 at a large flow rate. Filtration is performed at high speed, and circulating regeneration of the filter medium 12 is continuously performed by the circulating regeneration device 33.
Further, during execution of the high-speed filtration mode, the coagulant is injected into the raw water by the chemical injection device 62, and the pollutants in the raw water are coagulated by the action of the coagulant.
[0081]
On the other hand, when the flow rate of the raw water in the sewer box 54 is equal to or less than the set flow rate, the normal filtration mode is executed, and the raw water is filtered in the filtration tank 10 at a small flow rate and at a low speed.
At that time, the circulation regeneration of the filter medium 12 by the circulation regeneration device 33 is performed intermittently.
[0082]
As described above, in the filtration apparatus of the present embodiment, the execution of the high-speed filtration mode and the execution of the normal filtration mode are switched by using the same filtration tank 10.
Therefore, according to the filtering device of this example, the same filtration tank 10 can cope with both non-rainy weather such as fine weather and rainy weather.
In addition, the execution of the high-speed filtration mode and the normal filtration mode and the switching thereof can be automatically performed under the control of the control device 80 which receives the water level detection by the water level meter 78 and the detection signal.
[0083]
Further, in the filtration device of this embodiment, since the filter medium storage / separation tank 34 is of a liquid cyclone type that forcibly separates the regenerated filter medium 12 and pollutants by centrifugation, the filter medium storage / separation tank 34 The separation ability between the filter medium 12 and the pollutant can be increased.
That is, by using such a filter medium separation storage tank 34, the high-speed filtration mode can be easily executed.
However, in some cases, by increasing the size of the filter medium storage / separation tank 34, it is also possible to adopt a natural sedimentation type in which the regenerated filter medium 12 and the contaminated material are separated by gravity.
[0084]
In the high-speed filtration mode, a large amount of raw water flows into the filtration tank 10, and accordingly, the raw water is filtered at a large flow rate and at a high speed.
In this case, the amount of contaminants attached to the filter medium 12 increases. However, in this high-speed filtration mode, the filter medium 12 in the filter tank 10 can be kept clean at all times because the filter medium 12 is continuously circulated and regenerated.
In addition, in the normal filtration mode, the recycle of the filter medium 12 is intermittently performed to reduce the amount of recycle of the filter medium 12 per unit time, thereby preventing unnecessary removal of the biofilm on the surface of the filter medium 12. Therefore, the raw water can be satisfactorily biofilm-filtered by the microorganisms on the surface of the filter medium 12, and the purification efficiency of the raw water can be increased.
In addition, in the normal filtration mode, the amount of circulating and regenerating the filter medium 12 is small, so that abrasion of the filter medium 12 and a reduction in the life of the filter medium 12 due to the circulating regeneration of the filter medium 12 can be suppressed as low as possible.
[0085]
In this example, the system is also provided with the chemical injecting device 62, and when the high-speed filtration mode is executed, the flocculant is injected into the raw water to aggregate the pollutants. Raw water can be filtered.
[0086]
In this high-speed filtration mode, since the raw water passes through the filter medium layer 14 at a large flow rate and at a high speed, the filtration processing by the filter medium 12 is mainly physical filtration.
On the other hand, when the normal filtration mode is executed, the raw water is filtered at a low flow rate and at a low speed, and at that time, biofilm filtration is performed.
In this case, the quality of the treated water can be improved as compared with the mere physical filtration.
[0087]
The embodiment of the present invention has been described in detail above, but this is merely an example.
For example, in the above-described embodiment, whether the flow rate is a large flow rate or a small flow rate with respect to a set flow rate is determined by detecting the level of the raw water in the sewer box 54. It is also possible to provide a flow meter in the apparatus and directly detect the flow rate of raw water by the flow meter.
Further, in the present invention, even in rainy weather, when the amount of rainfall is extremely small and the raw water flow rate of the sewer is not so large, the normal filtration mode may be executed, and the configuration of the filtration device is described above. The present invention can be implemented in various modified forms and modes without departing from the gist of the present invention, for example, the present invention can be configured in various other forms.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a moving bed type filtration device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a main part of the embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a main part of a wedge wire screen in the embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a filter medium storage / separation tank in the embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing an example of a conventionally known moving bed type filtration device.
[Explanation of symbols]
10 Filtration tank
12 Floating media
14 Filter media layer
27 Air diffuser
32 Filter media circulation pump
33 Recycling equipment
34 Filter media storage / separation tank
56 Raw water pump
58 1st pump (raw water pump)
60 2nd pump (raw water pump)
62 Chemical injection device
78 Water level gauge

Claims (13)

ろ過槽内に浮上ろ材のろ材層を形成し、該ろ過槽内に流入させた原水を該ろ材層を通じて下向きに流し、ろ過後の処理水を該ろ過槽の外部に取り出すとともに、ろ材の循環再生装置により該ろ過槽の上部から前記ろ材を引き抜いて付着した汚濁物質を除去し、再生したろ材を該ろ過槽下部に戻すようになし、且つ散気装置により前記ろ材層に空気供給するようになした移動床式ろ過装置において、
下水流量が設定流量に対して雨天時の大流量であるか、非雨天時の小流量であるかに応じて、原水を大流量且つ高速でろ過する高速ろ過モードと、該高速ろ過モードよりも小流量且つ低速でろ過する通常ろ過モードとを同一のろ過槽を用いて切り換えて実行するようになしてあることを特徴とする移動床式ろ過装置。
A filter medium layer of a floating filter medium is formed in the filter tank, the raw water flowing into the filter tank is caused to flow downward through the filter medium layer, the treated water after filtration is taken out of the filter tank, and the filter medium is recycled. The filter medium is pulled out from the upper part of the filter tank by an apparatus to remove the attached pollutants, the regenerated filter medium is returned to the lower part of the filter tank, and air is supplied to the filter medium layer by a diffuser. Moving bed type filtration device
Depending on whether the sewage flow rate is a large flow rate in rainy weather or a small flow rate in non-rainy weather with respect to the set flow rate, a high-speed filtration mode for filtering raw water at a high flow rate and high speed, A moving bed type filtration apparatus characterized in that the filtration mode is switched between a normal filtration mode for filtering at a low flow rate and a low speed by using the same filtration tank and executed.
請求項1において、前記下水流量を検知するセンサを設けておき、該センサにより検知される該下水流量が設定流量超の大流量であるとき前記高速ろ過モードを行い、該設定流量以下の小流量であるとき前記通常ろ過モードを実行するものとなしてあることを特徴とする移動床式ろ過装置。The sensor according to claim 1, wherein a sensor for detecting the sewage flow rate is provided, and the high-speed filtration mode is performed when the sewage flow rate detected by the sensor is a large flow rate exceeding a set flow rate. The moving bed type filtration device is characterized in that the normal filtration mode is executed when. 請求項1,2の何れかにおいて、前記原水を前記ろ過槽に供給する原水ポンプとして、該原水の供給流量を大流量から小流量に若しくはその逆に切り換える原水ポンプが備えてあり、前記高速ろ過モードにおいては該原水ポンプにより大流量で原水供給を行い、前記通常ろ過モードにおいては該原水ポンプにより小流量で原水供給するようになしてあることを特徴とする移動床式ろ過装置。The raw water pump according to any one of claims 1 and 2, wherein the raw water pump that supplies the raw water to the filtration tank is provided with a raw water pump that switches a supply flow rate of the raw water from a large flow rate to a small flow rate or vice versa. A moving bed type filtration apparatus characterized in that raw water is supplied at a large flow rate by the raw water pump in the mode, and raw water is supplied by the raw water pump at a small flow rate in the normal filtration mode. 請求項1〜3の何れかにおいて、前記ろ材の循環再生装置が、前記ろ材から剥離された汚濁物質と再生したろ材とを分離するろ材貯溜分離槽を備えており且つ該ろ材貯溜分離槽が、再生したろ材と汚濁物質とを遠心分離により強制的に分離する液体サイクロン式のものとされていることを特徴とする移動床式ろ過装置。In any one of claims 1 to 3, the filter medium circulation / regeneration apparatus includes a filter medium storage / separation tank that separates a contaminated substance separated from the filter medium and a regenerated filter medium, and the filter medium storage / separation tank includes: A moving bed type filtration apparatus characterized in that it is of a hydrocyclone type in which regenerated filter media and pollutants are forcibly separated by centrifugation. 請求項1〜4の何れかにおいて、前記ろ材の循環再生装置が連続運転可能なものであって、前記高速ろ過モードにおいては連続運転を行ってろ材の循環再生を連続的に行い、また前記通常ろ過モードにおいては間欠運転を行ってろ材の循環再生を間欠的に行うものとなしてあることを特徴とする移動床式ろ過装置。5. The device according to claim 1, wherein the device for circulating and regenerating the filter medium is capable of continuous operation. In the high-speed filtration mode, the device performs continuous operation to continuously circulate and regenerate the filter medium. A moving bed type filtration apparatus characterized in that intermittent operation is performed in a filtration mode to intermittently perform recirculation and regeneration of a filter medium. 請求項5において、前記ろ材の循環再生装置は、前記高速ろ過モードにおいて原水の濁度,原水の供給量,処理水の濁度の少なくとも何れかに応じてろ材の循環流量を変化させるものとなしてあることを特徴とする移動床式ろ過装置。6. The circulating and regenerating apparatus of the filter medium according to claim 5, wherein the circulating flow rate of the filter medium is changed in the high-speed filtration mode according to at least one of turbidity of raw water, supply amount of raw water, and turbidity of treated water. A moving bed type filtration device, characterized in that: 請求項6において、前記ろ材の循環再生装置におけるろ材循環ポンプが回転数可変のものとなしてあり、回転数変化によって前記ろ材の循環流量を変化させるものとなしてあることを特徴とする移動床式ろ過装置。7. The moving bed according to claim 6, wherein a filter medium circulation pump in the filter medium circulation regeneration device has a variable rotation speed, and changes a circulation flow rate of the filter medium by changing the rotation speed. Type filtration device. 請求項1〜7の何れかにおいて、前記原水中に含まれる汚濁物質を凝集させる薬剤を該原水に対して注入する薬注装置が備えてあることを特徴とする移動床式ろ過装置。The moving bed type filtration device according to any one of claims 1 to 7, further comprising a chemical injecting device for injecting the raw water with an agent for coagulating pollutants contained in the raw water. 請求項8において、前記薬注装置は前記高速ろ過モードにおいて薬注を行い、前記通常ろ過モードにおいては該高速ろ過モードから該通常ろ過モードへの切換初期を除いて薬注を行わないものとなしてあることを特徴とする移動床式ろ過装置。9. The chemical injection device according to claim 8, wherein the chemical injection device performs the chemical injection in the high-speed filtration mode, and does not perform the chemical injection in the normal filtration mode except for an initial stage of switching from the high-speed filtration mode to the normal filtration mode. A moving bed type filtration device, characterized in that: 請求項8,9の何れかにおいて、前記薬注装置は、前記高速ろ過モードにおいて原水の濁度,原水の供給量,処理水の濁度の少なくとも何れかに応じて前記薬剤の注入量を変化させるものとなしてあることを特徴とする移動床式ろ過装置。10. The chemical injection device according to claim 8, wherein the chemical injection device changes the injection amount of the chemical in the high-speed filtration mode according to at least one of turbidity of raw water, supply amount of raw water, and turbidity of treated water. A moving bed type filtration device characterized in that the filtration is carried out. 請求項1〜10の何れかにおいて、前記散気装置は前記高速ろ過モードにおいては運転停止して前記ろ材層への空気供給を行わず、前記通常ろ過モードにおいて該ろ材層への空気供給を行うものとなしてあることを特徴とする移動床式ろ過装置。The air diffusion device according to any one of claims 1 to 10, wherein the air diffusion device stops operating in the high-speed filtration mode and does not supply air to the filter medium layer, but supplies air to the filter medium layer in the normal filtration mode. A moving bed type filtration apparatus characterized in that: ろ過槽内に浮上ろ材のろ材層を形成し、該ろ過槽内に流入させた原水を該ろ材層を通じて下向きに流し、ろ過後の処理水を該ろ過槽の外部に取り出すとともに、ろ材の循環再生装置により該ろ過槽の上部から前記ろ材を引き抜いて付着した汚濁物質を除去し、再生したろ材を該ろ過槽下部に戻すようになし、且つ散気装置により前記ろ材層に対して空気供給するようになした移動床式ろ過装置の運転方法であって、
下水流量が設定流量に対して雨天時の大流量であるとき原水を大流量且つ高速でろ過する高速ろ過モードを実行し、その際前記散気装置を停止状態として前記ろ材層への空気供給を停止し、前記ろ材による物理ろ過を行わせ、また前記ろ材の循環再生装置を連続運転状態となして該ろ材の循環再生処理を連続的に行わせる一方、下水流量が非雨天時の小流量であるとき原水を前記高速ろ過モードよりも小流量且つ低速でろ過する通常ろ過モードを実行し、その際前記散気装置を作動状態として前記ろ材層への空気供給を行い、該ろ材による生物膜ろ過を行わせるとともに、前記ろ材の循環再生装置を間欠運転状態として該ろ材の循環再生処理を間欠的に行うことを特徴とする移動床式ろ過装置の運転方法。
A filter medium layer of a floating filter medium is formed in the filter tank, the raw water flowing into the filter tank is caused to flow downward through the filter medium layer, the treated water after filtration is taken out of the filter tank, and the filter medium is recycled. The filter medium is pulled out from the upper part of the filter tank by an apparatus to remove adhered pollutants, the regenerated filter medium is returned to the lower part of the filter tank, and air is supplied to the filter medium layer by a diffuser. A method for operating a moving bed type filtration device, comprising:
When the sewage flow rate is a large flow rate in rainy weather with respect to the set flow rate, a high-speed filtration mode for filtering raw water at a large flow rate and at a high speed is executed, and at that time, the air diffuser is stopped to supply air to the filter medium layer. Stop and let the filter media perform physical filtration, and also make the filter media circulating and regenerating device in a continuous operation state to continuously perform the circulating regeneration process of the filter media, while the sewage flow rate is a small flow rate in non-rainy weather At one time, a normal filtration mode in which raw water is filtered at a lower flow rate and at a lower speed than in the high-speed filtration mode is executed, and at this time, the air diffuser is operated to supply air to the filter medium layer, and biofilm filtration by the filter medium is performed. The method of operating a moving bed type filtration device, wherein the filter medium circulation regeneration device is intermittently operated and the filter material circulation regeneration process is performed intermittently.
請求項12において、前記高速ろ過モードにおいては前記原水中の汚濁物質を凝集させる薬剤を該原水に供給する薬注を行う一方、前記通常ろ過モードにおいては該高速ろ過モードから該通常ろ過モードへの切換初期を除いて該薬注を行わないことを特徴とする移動床式ろ過装置の運転方法。According to claim 12, in the high-speed filtration mode, while performing chemical injection for supplying an agent for aggregating pollutants in the raw water to the raw water, the normal filtration mode switches from the high-speed filtration mode to the normal filtration mode. A method of operating a moving bed type filtration device, wherein the chemical injection is not performed except at the initial stage of switching.
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