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Abstract
Description
本発明は、ろ過装置に関し、詳しくは、上水処理や下水処理等の水処理設備でろ過処理を行うろ過装置に関する。 The present invention relates to a filtration device, and more particularly to a filtration device that performs filtration treatment in water treatment facilities such as water treatment and sewage treatment.
ろ過槽内にろ材を充填してろ層を形成したろ過装置は、ろ過槽に原水を流入させて処理水を取り出すろ過処理工程と、ろ材を洗浄するための洗浄工程とを交互に行っている。ろ材の洗浄工程では、一般的に、ろ層の下方から洗浄用の水や空気を導入し、ろ過槽の上部から洗浄排水を導出するようにしている。このようなろ過装置において、洗浄工程時にろ材から洗い出された濁質(抑留物)の排出効果を向上させ、洗浄時間の短縮や洗浄水量の削減を図るため、洗浄排水の流出部に、ろ材の流出を防止するスクリーンを設けることが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、洗浄排水の流出部に単にスクリーンを設けただけでは、ろ過面全体から均一に洗浄排水を流出させることはできず、ろ過面積の大きなろ過装置に対しては十分な効果を発揮することができなかった。 However, simply providing a screen at the outflow part of the cleaning wastewater does not allow the cleaning wastewater to flow out uniformly from the entire filtration surface, and it can exert a sufficient effect on a filtration device with a large filtration area. could not.
そこで本発明は、ろ過面積が大きくても洗浄排水を効率よく均一に流出させることができ、洗浄効果を大幅に向上させることができ、ろ過処理の効率を大幅に向上させることができるろ過装置を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention provides a filtration device that can efficiently and uniformly discharge washing wastewater even if the filtration area is large, greatly improve the washing effect, and greatly improve the efficiency of the filtration treatment. It is intended to provide.
上記目的を達成するため、本発明のろ過装置は、ろ過槽の上部に原水流入部と排水トラフとを有し、ろ過槽の下部に処理水流出部と洗浄水導入部と洗浄用空気導入部とを有するろ過装置において、前記ろ過槽の下方部分に比重が1以上のろ材を充填したろ層を形成するとともに、ろ過槽の中段部分で前記ろ層の直上部に、複数の排水用開口部を備えた中間排水手段を設けたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the filtration device of the present invention has a raw water inflow portion and a drain trough in the upper part of the filtration tank, and a treated water outflow part, a washing water introduction part, and a cleaning air introduction part in the lower part of the filtration tank. A filter layer filled with a filter medium having a specific gravity of 1 or more in the lower part of the filtration tank, and a plurality of drainage openings directly above the filter layer in the middle part of the filter tank An intermediate drainage means provided with
特に、本発明のろ過装置は、前記排水用開口部が、前記ろ層のろ過面に対して均等に分布していること、該排水用開口部を開閉する開閉手段を備えていること、前記中間排水手段と前記排水トラフとの間にろ材流出防止板を設けたことを特徴としている。 In particular, the filtration device of the present invention is such that the drain openings are evenly distributed with respect to the filtration surface of the filter layer, and include opening / closing means for opening and closing the drain openings, A filter medium outflow prevention plate is provided between the intermediate drainage means and the drainage trough.
前記開閉手段は、前記排水用開口部を設けた中間排水管の外周又は内周に移動可能に嵌合するとともに、前記排水用開口部に対応する位置に開口部を設けた可動管と、該可動管を中間排水管に対して周方向又は軸方向に移動させる可動管移動手段とを有し、該可動管移動手段は、前記排水用開口部に前記開口部を合致させた開位置と、前記排水用開口部を可動管の管壁で閉塞する閉位置とに前記可動管を移動させることを特徴としている。 The open / close means is movably fitted to an outer periphery or an inner periphery of the intermediate drain pipe provided with the drainage opening, and a movable pipe provided with an opening at a position corresponding to the drainage opening, Movable pipe moving means for moving the movable pipe in the circumferential direction or the axial direction with respect to the intermediate drain pipe, the movable pipe moving means, the open position that matches the opening to the drain opening, The movable pipe is moved to a closed position where the drainage opening is closed by a pipe wall of the movable pipe.
また、排水用開口部にろ材流出防止手段を設けてもよく、排水用開口部は下方向に開口していることが好ましい。さらに、前記ろ材は、粒径が0.4〜2.0mmの珪砂、粒径が0.8〜5.0mmのアンスラサイト、外寸法が0.4〜10mmのセラミックス、外寸法が2.0〜20mmのプラスチック、外寸法が3.0〜20mmの不織布又はスポンジの少なくとも一種であり、比重が1〜3の範囲のものが好ましく、前記ろ層は、前記ろ材の一種を充填した単床式固定床又は前記ろ材の複数種を充填した複床式固定床であることが好ましい。 Further, a filter medium outflow prevention means may be provided in the drainage opening, and the drainage opening is preferably opened downward. Further, the filter medium is silica sand having a particle size of 0.4 to 2.0 mm, anthracite having a particle size of 0.8 to 5.0 mm, ceramics having an outer size of 0.4 to 10 mm, and an outer size of 2.0. ~ 20mm plastic, non-woven fabric or sponge having outer dimensions of 3.0 to 20mm, preferably having a specific gravity in the range of 1-3, and the filter layer is a single bed type filled with one of the filter media It is preferably a fixed bed or a multi-bed fixed bed filled with a plurality of kinds of the filter media.
また、本発明のろ過装置は、前記中間排水手段と前記排水トラフとの間に上下一対のろ材支持板を設け、両ろ材支持板間にろ材を充填した上部ろ層を設けるとともに、下部のろ材支持板の下方に上部ろ材洗浄用空気を導入する上部洗浄空気導入手段を設けることができ、このとき、前記ろ層に充填するろ材は、粒径が0.4〜2.0mmの珪砂、粒径が0.8〜5.0mmのアンスラサイト、外寸法が0.4〜10mmのセラミックス、外寸法が2.0〜20mmのプラスチックの少なくとも一種であり、前記上部ろ層に充填されるろ材は、外寸法が3.0〜20mmの不織布又はスポンジの少なくとも一種であることが好ましい。 Further, the filtration device of the present invention is provided with a pair of upper and lower filter medium support plates between the intermediate drainage means and the drainage trough, and an upper filter layer filled with a filter medium between both filter medium support plates, and a lower filter medium Upper cleaning air introducing means for introducing upper filter medium cleaning air can be provided below the support plate. At this time, the filter medium filled in the filter layer is composed of silica sand and particles having a particle diameter of 0.4 to 2.0 mm. An anthracite having a diameter of 0.8 to 5.0 mm, a ceramic having an outer dimension of 0.4 to 10 mm, and a plastic having an outer dimension of 2.0 to 20 mm, and the filter medium filled in the upper filter layer is The outer dimension is preferably at least one of a nonwoven fabric or a sponge having a size of 3.0 to 20 mm.
さらに、本発明のろ過装置は、前記ろ層の上部に、浮遊担体を投入した担体浮遊部を設けるとともに、該担体浮遊部の下部に該担体浮遊部に散気を行う散気手段を設け、該担体浮遊部上方の排水トラフの下方に浮遊担体流出防止板を設けることもできる。この場合、前記浮遊担体は、外寸法が2〜20mm、比重が0.9〜1.1の範囲の不織布、スポンジ、プラスチック発泡体の少なくとも一種であることが好ましく、前記担体浮遊部の下方に浮遊担体支持板を設け、該浮遊担体支持板の下方に前記散気手段と前記中間排水手段とを設けることが好ましい。 Furthermore, the filtration device of the present invention is provided with a carrier floating part into which a floating carrier is introduced at the upper part of the filter layer, and provided with a diffuser for aerating the carrier floating part at a lower part of the carrier floating part, A floating carrier outflow prevention plate may be provided below the drainage trough above the carrier floating portion. In this case, the floating carrier is preferably at least one of a nonwoven fabric, a sponge, and a plastic foam having an outer dimension of 2 to 20 mm and a specific gravity of 0.9 to 1.1, and is below the carrier floating part. It is preferable to provide a floating carrier support plate and to provide the air diffusion means and the intermediate drainage means below the floating carrier support plate.
加えて、前記ろ過槽に流入する原水に凝集剤を投入する凝集剤投入手段を設けることができ、特に、前記凝集剤としては、リン除去が可能な金属系凝集剤を使用することが好ましい。 In addition, a flocculant charging means for charging the flocculant into the raw water flowing into the filtration tank can be provided. In particular, it is preferable to use a metal flocculant capable of removing phosphorus as the flocculant.
本発明のろ過装置によれば、ろ層の直上部から均一に洗浄排水を流出させることができるので、ろ層の洗浄を効率よく行うことができる。これにより、洗浄水量の削減、処理水質の高度化、ろ過速度の高速化及びろ過装置の小型化を図ることができ、設置費用や維持費用の低減を図ることができる。 According to the filtration device of the present invention, since the washing waste water can be made to flow uniformly from directly above the filtration layer, the filtration layer can be efficiently washed. Thereby, the amount of washing water can be reduced, the quality of treated water can be improved, the filtration speed can be increased, and the filtration device can be reduced in size, and the installation cost and the maintenance cost can be reduced.
図1は本発明のろ過装置の第1形態例を示すもので、下降流式二層ろ過装置に本発明を適用した説明図である。また、図2は中間排水手段の一形態例を示す概略正面図である。 FIG. 1 shows a first embodiment of the filtration device of the present invention, and is an explanatory view in which the present invention is applied to a downflow type two-layer filtration device. FIG. 2 is a schematic front view showing one embodiment of the intermediate drainage means.
本形態例に示すろ過装置は、上部に原水流入部11と排水トラフ12とを有し、下部に処理水流出部13と洗浄水導入部14と洗浄用空気導入部15とを有するろ過槽16の内部に上下二層にろ層21,22を形成するとともに、上下のろ層21,22間に、中間排水手段17と上部洗浄空気導入手段18とを設けている。さらに、本形態例では、原水流入部11からろ過槽16に流入する原水に凝集剤を添加する凝集剤添加手段19を設けている。
The filtration apparatus shown in the present embodiment has a raw
各ろ層21,22のろ材には、比重が1以上、好ましくは比重が1〜3の範囲のろ材の中から適当に選択して使用することができる。具体的には、粒径が0.4〜2.0mmの珪砂、粒径が0.8〜5.0mmのアンスラサイト、外寸法(最小寸法)が0.4〜10mmのセラミックス、外寸法が2.0〜20mmのプラスチック、外寸法が3.0〜20mmの不織布又はスポンジを使用することができる。これらのろ材は、処理目的に応じて単独あるいは複数を組み合わせて用いることができる。
For the filter medium of each
本形態例では、主たるろ層となる下部のろ層(以下、下部ろ層という)21は、複数の集水ノズル23を備えた仕切板24の上に粒径が2〜12mmの砂利を0.3m程度の高さに充填した支持層25を介して約1mの高さに形成されている。この下部ろ層21に使用するろ材は、洗浄時に砂利と上下が逆転しないように、比重が砂利の比重より小さいか、沈降速度が遅いろ材を選択する必要がある。また、処理水質を考慮すると、精密ろ過が可能な小粒径のろ材を使用することが好ましく、例えば、粒径又は外寸法が1mm以下のろ材、具体的には、粒径(有効径)が0.6mmで、均等係数が1.3の珪砂を好適に用いることができる。
In the present embodiment, a lower filter layer (hereinafter referred to as a lower filter layer) 21 which is a main filter layer is formed of gravel having a particle diameter of 2 to 12 mm on a
なお、支持層25を構成する砂利は、下から順に、粒径8〜12mm程度の砂利を約100mm、粒径4〜8mm程度の砂利を約100mm、粒径2〜4mm程度の砂利を約100mm充填し、合計で約300mmの充填高さとしている。
The gravel constituting the
上部のろ層(上部ろ層)22は、約2mの間隔で配置した上下一対のろ材支持板26,26の間にろ材を約1mの高さ(容積比50%)となるように投入して形成されている。この上部ろ層22に使用するろ材は、SS捕捉量が大きいろ材を選択することが好ましく、例えば、外寸法が比較的大きな不織布やスポンジを用いることとが好ましい。具体的には、4〜25デニールのポリエステル繊維を熱融着した空隙率が90%程度の不織布であって、10mm×10mm×5mmのサイズとしたものを好適に用いることができる。上下のろ材支持板26は、このようなろ材を通過させない範囲で、できるだけ大きな通孔を有するものが使用され、例えば前記ポリエステル繊維製不織布の場合には、孔径6mm程度のパンチングメタルを使用することができる。なお、上下のろ材支持板26は同一であってもよく、異なっていてもよい。
In the upper filter layer (upper filter layer) 22, the filter medium is thrown between the pair of upper and lower filter
図2に示すように、中間排水手段17は、排水用開口部31を設けた中間排水管32の外周に、該中間排水管32の外径に対応した内径を有する可動管33を周方向に移動可能に嵌合した二重管構造を有するものであって、可動管33の周壁には、前記排水用開口部31に対応する位置に開口部34が設けられている。中間排水管32の両端部は、ろ過槽16の槽壁16aにそれぞれ固定されており、一端側は外部に貫通して洗浄水排出管17Pに接続され、他端部にはウォームギア等を内蔵したギアボックス35が設けられている。可動管33の一端は、ギアボックス35内の回動部材に接続されており、ろ過槽16の上方に設置したモーター等の駆動装置36を作動させて駆動軸37を回転させることにより、ギアボックス35を介して可動管33を開位置と閉位置とに回動できるように形成されている。
As shown in FIG. 2, the intermediate drainage means 17 includes a
したがって、中間排水管32に対して可動管33を周方向に移動(回動)させて開位置とすることにより、中間排水手段17から排水操作を行うときのみ排水用開口部31に前記開口部34を合致させた開状態としてろ過槽中間部のろ層21の直上部からの排水を行い、それ以外のときには、可動管33を閉位置に回動させて排水用開口部31を可動管33の管壁で閉塞した閉状態とすることにより、中間排水手段17からのろ材の流出を防止することができる。
Therefore, the
なお、排水用開口部31の形状や開口面積、ギアボックス35の位置や洗浄水排出管17Pへの接続方向は、中間排水手段17の大きさ、ろ過面積等の条件に応じて任意に設定することができる。
The shape and opening area of the drainage opening 31, the position of the
前記排水トラフ12は、上方が開口した従来と同様のU字型トラフであって、洗浄工程中にろ過槽上部から洗浄排水を流出させる。また、上部洗浄空気導入手段18は、ループ状に設置したパイプに多数の散気孔を設けたものであって、散気孔は、上部ろ層22に均一に洗浄用空気を供給できるように配置している。
The
前記凝集剤添加手段19から添加される凝集剤は、各種高分子ポリマー、あるいは、アルミニウムや鉄等を主成分とする金属系凝集剤を使用することができ、このような凝集剤を添加することによってろ過性能の向上を図ることができる。特に金属系凝集剤、例えばポリ塩化アルミニウム(PAC)やポリ硫酸第二鉄(ポリ鉄)を使用することにより、ろ過処理と同時にリン除去も行うことができる。
As the flocculant added from the flocculant adding
このように形成したろ過装置において、ろ過処理工程は、原水流入部11及び処理水流出部13の弁11V,13Vをそれぞれ開き、凝集剤添加手段19から所定量の凝集剤を添加した状態で行われる。工程当初は上部ろ層22の僅かに上方に液面(WL)が位置しており、ろ過処理工程の進行に伴って液面が上昇する。排水トラフ12の上方の所定高さまで液面(WH)が上昇したとき、あるいは、タイマー、処理水濁度等の条件に応じてろ過処理工程が終了し、弁11V,13Vが閉じられて洗浄工程に入る。
In the filtration device thus formed, the filtration process is performed with the
洗浄工程では、最初に第1水抜き工程が行われる。この第1水抜き工程は、排水トラフ12の上部排水弁12Vを開き、駆動装置36を作動させて排水用開口部31に前記開口部34が合致する開位置に可動管33を回動させるとともに、中間排水手段17の中間排水弁17Vを開くことにより行われ、上部ろ層22より所定高さ上の位置まで水位を下降させる。
In the cleaning process, a first draining process is first performed. In the first draining step, the
次に、中間排水手段17を閉位置として中間排水弁17Vを閉じた後、上部洗浄空気導入手段18の弁18Vを開いて上部ろ層22の空洗工程を、例えば空洗速度を約1m/minとして約5分間行う。空洗工程終了後、次の第2水抜き工程でのろ材の流出を防止するため、約1分間静置させてろ材を落ち着かせる静置工程を行う。
Next, after the intermediate drainage means 17 is closed and the
静置工程後の第2水抜き工程は、中間排水手段17を開位置として中間排水弁17Vを開いた状態で、上部洗浄空気導入手段18からの空洗を行いながら、中間排水手段17の排水限界まで水位を下降させる。このように上部ろ層22の空洗を行いながら中間排水手段17からの水抜きを行うことにより、上部ろ層22内の抑留物を効率よく排除することができる。
In the second draining step after the stationary step, the drainage of the intermediate drainage means 17 is performed while performing the air washing from the upper cleaning air introduction means 18 while the
所定位置まで水位が下降したら、中間排水手段17を閉位置として中間排水弁17Vを閉じ、中間排水手段17からのろ材の流出を防止した後、洗浄水導入部14及び洗浄用空気導入部15の弁14V,15Vを開き、下部ろ層21の空洗・水洗工程を行う。この空洗・水洗工程は、空洗速度を約1m/min、水洗速度を0.6m/minとして行われ、ろ過槽16内の水位が前記第1水抜き工程終了時の水位に上昇するまで、約5分間行われる。所定位置まで水位が上昇したら、前記同様の静置工程を行った後、前記同様の第2水抜き工程を行う。
When the water level drops to a predetermined position, the intermediate drainage means 17 is closed and the
前記静置工程、第2水抜き工程及び空洗・水洗工程を所定回数、例えば1〜3回程度行った後、空洗・水洗工程から水洗工程に入る。この水洗工程は、洗浄用空気導入部15の弁15Vを閉じて洗浄水のみを導入し、下部ろ層21を整層させるとともに、排水トラフ12から排水することにより、上部のろ材支持板26に捕捉された粗大な夾雑物を排除する。
After the stationary step, the second draining step and the air washing / water washing step are performed a predetermined number of times, for example, about 1 to 3 times, the water washing step is started from the air washing / water washing step. In this water washing step, the
このように、第1水抜き工程、空洗工程、静置工程、第2水抜き工程、空洗・水洗工程、水洗工程を所定の順序で実施することにより、各ろ層21,22を洗浄することができる。この後、洗浄水導入部14の弁14Vを閉じて原水流入部11及び処理水流出部13の弁11V,13Vをそれぞれ開き、所定の捨水操作を行った後にろ過処理工程が再開される。
Thus, each
このような下降流式二層ろ過装置の洗浄工程における水抜き工程で、ろ過槽16の中段部分で下部ろ層21の直上部に設けた中間排水手段17から洗浄排水を流出させることにより、下部ろ層21の表層近くまで排水することができ、洗浄排水を効果的に排出することができる。また、中間排水管32の排水用開口部31を可動管33の移動によって開閉する開閉手段を設け、水抜き工程でのみ排水用開口部31を開くようにしたことにより、中間排水管32内へのろ材の侵入を防止でき、ろ過槽16内からのろ材の流出を防止できる。特に、中間排水管32の排水用開口部31を水平方向よりも下方に向けて開口させることにより、開口部34の部分にろ材が堆積して可動管33の作動に支障を来したり、堆積したろ材が可動管33の作動時に排水用開口部31から中間排水管32内に入り込んで排出されることを防止できる。
In the draining process in the washing process of such a downflow type two-layer filtration device, the washing drainage is caused to flow out from the middle drainage means 17 provided in the middle part of the
さらに、中間排水手段17に設ける複数の排水用開口部をろ層21,22のろ過面に対して均等に分布させることにより、ろ過面全体から洗浄排水を均一に流出させることができ、濁質を効率よく排出することができる。これにより、ろ材洗浄効果を向上させることができ、洗浄水量の削減、処理水質の高度化、ろ過速度の高速化及びろ過装置の小型化等を図ることができる。特に、第2水抜き工程において、中間排水手段17から洗浄排水を流出させながら上部ろ層22の空洗を行うことにより、上部ろ層22内の抑留物を効率よく排除できるので、上部ろ層22の洗浄効果を更に向上させることができる。加えて、排水トラフ12の下部にろ材支持板26を設けてろ材の流出を防止することにより、排水トラフ12を上部のろ材支持板26に近い位置まで下げることができるので、ろ過槽16の高さを低くすることができる。
Further, by uniformly distributing the plurality of drain openings provided in the intermediate drain means 17 with respect to the filtration surfaces of the filter layers 21 and 22, the washing waste water can be uniformly discharged from the entire filtration surface. Can be discharged efficiently. Thereby, the filter medium washing | cleaning effect can be improved, reduction of the amount of washing water, advancement of the quality of treated water, increase in the filtration speed, size reduction of a filtration apparatus, etc. can be achieved. In particular, in the second draining step, the detained material in the
図3乃至図8は、中間排水手段17の他の形態例をそれぞれ示すもので、図3の底面図及び図4の断面図は、中間排水管32の下方に向けて排水用開口部31を設けた例を示している。このように、排水用開口部31を下方に向けて設けることにより、ろ層の表層近くまで排水することができる。また、中間排水管32及び可動管33が長い場合や大径の場合には、排水用開口部31及び開口部34をスリット状ではなく、複数に分割形成して排水用開口部31間に補強部38を設けておくことが好ましい。
FIGS. 3 to 8 show other embodiments of the intermediate drainage means 17 respectively. The bottom view of FIG. 3 and the sectional view of FIG. 4 show the
図5の正面図及び図6の断面図は、排水用開口部31を中間排水管32の斜め下方に向けて二列に設けた例を示している。また、可動管33の開口部34には、ろ材の侵入を防止するためのスクリーン39を装着している。このように、排水用開口部31を斜め下方に向けて二列に設けることにより、排水速度を向上できるとともに、より均一にろ過面全体から排水することができる。
The front view of FIG. 5 and the cross-sectional view of FIG. 6 show an example in which drain
図7の正面図及び図8の断面図は、排水用開口部31を中間排水管32の側方に設けるとともに、開口部34を設けた可動管33を軸方向に移動させて排水用開口部31を開閉させるようにした例を示している。このように、可動管33を軸方向に移動させることにより、可動管33の移動を、ギアボックスよりも簡単な機構、例えばレバー、リンク等を利用して行うことができる。
The front view of FIG. 7 and the cross-sectional view of FIG. 8 show that the
なお、中間排水手段17の各構造において、可動管33は中間排水管32の内周側に挿入することも可能であり、中間排水管32に対して可動管33を回動させない図7及び図8に示す構造の場合は、中間排水管32として角パイプを使用することが可能であり、この場合は可動管33に代えて板状のスライド部材を使用することも可能である。
In each structure of the intermediate drainage means 17, the
図9は、円形等の通孔で形成した排水用開口部31の配置例を示す平面図であって、複数の中間排水管32を等間隔で平行に設けるとともに、各中間排水管32に設ける複数の排水用開口部31も等間隔とし、各排水用開口部31がカバーするエリアが略同面積になるようにしている。このように排水用開口部31をろ過面に対して均等に分布するように配置することにより、洗浄排水をろ過面全体から均一に流出させることができる。
FIG. 9 is a plan view showing an arrangement example of the
図10は、本発明のろ過装置の第2形態例を示す説明図である。なお、以下の説明において、前記第1形態例で示したろ過装置における構成要素と同一の主要な構成要素には、それぞれ同一符号を付して詳細な説明は省略する。 FIG. 10 is an explanatory view showing a second embodiment of the filtration device of the present invention. In the following description, the same components as those in the filtration device shown in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本形態例に示すろ過装置は、ろ過槽16の下部に、集水ノズル23を備えた仕切板24の上に砂利を使用した支持層25を設け、この支持層25の上に二種類のろ材を充填して上部側の第1ろ層41と下部側の第2ろ層42とを形成した複床式固定床としている。
The filtration apparatus shown in this embodiment is provided with a
第1ろ層41は、前記第1形態例における上部ろ層22と同様に、SS捕捉量の大きなろ材が用いられ、前記同様に、外寸法が比較的大きな不織布やスポンジを用いることとが好ましく、具体的には、4〜25デニールのポリエステル繊維を熱融着した空隙率が90%程度の不織布であって、10mm×10mm×5mmのサイズとしたものを好適に用いることができる。このポリエステル繊維製不織布は、ポリエステルの真比重が1.38であることから、見かけの比重は1.04程度となる。
As with the
また、第2ろ層42も、前記第1形態例の下部ろ床21と同様に、精密ろ過が可能な小粒径のろ材を使用することが好ましく、例えば、粒径又は外寸法が1mm以下のろ材、具体的には、粒径が0.6mmで、均等係数が1.3の珪砂を好適に用いることができる。第1ろ層41及び第2ろ層42の高さは任意であるが、通常は1m程度である。
Further, the
第1ろ層41の直上部には、前記同様の中間排水手段17が設けられ、ろ過槽16の上部に設けられた排水トラフ12の下方、例えば0.8m下方には適当な孔径のパンチングメタルからなるろ材流出防止板43が設けられており、第1ろ層41に使用したろ材が排水トラフ12から流出することを防止している。
An intermediate drainage means 17 similar to the above is provided immediately above the
このように、流れ方向上流側の第1ろ層41に、サイズが大きく、空隙率が大きなろ材を使用することにより、表部閉塞を起こしにくくし、SS捕捉量を大きくできるとともに、見かけの比重が水より僅かに大きい程度であるから洗浄が容易であり、また、第2ろ層42に使用する小粒径の珪砂等のろ材と混ざり合うこともない。さらに、第1ろ層41でSS成分の相当量が除去されることから、下流側の第2ろ層42の負荷が軽減され、第2ろ層42に粒径が1mm以下の小さなサイズのろ材を使用することができる。これにより、粒径が1〜2mmの珪砂やアンスラサイトを単独で使用した従来のろ過処理では困難であった精密ろ過が、上水処理だけではなく排水処理においても可能となる。
Thus, by using a filter medium having a large size and a large porosity for the
図11は、本発明のろ過装置の第3形態例を示す説明図である。本形態例は、図10に示したろ過装置におけるろ層の上部に、浮遊担体を投入した担体浮遊部51を設けるとともに、該担体浮遊部51の下部に散気手段52を設けた例を示している。担体浮遊部51は、上下一対の浮遊担体支持板53間に設けられており、上部の浮遊担体支持板53の直上には排水トラフ12が位置し、下部の浮遊担体支持板53の直下には前記散気手段52と前記同様の二重管構造を有する中間排水手段17とが設けられている。
FIG. 11 is an explanatory view showing a third embodiment of the filtration device of the present invention. This embodiment shows an example in which a
担体浮遊部51に投入される浮遊担体は、硝化細菌の生育に適したものが用いられており、散気手段52からの散気によって生物学的な酸化、特に硝化を効率よく行えるようにしている。浮遊担体としては、適当なものを選択することができるが、外寸法が2〜20mm、比重が0.9〜1.1の範囲の不織布、スポンジ、プラスチック発泡体を単独で、あるいは適宜組み合わせて使用することが好ましい。具体的には、中空円筒状の発泡ポリプロピレンで、外径10mm×長さ10mm、比表面積が800m2/m3で、比重を0.98程度に調整し、生物膜付着後の比重が約1となるようにした担体を好適に使用することができる。
The floating carrier introduced into the
また、浮遊担体の充填率は、浮遊担体支持板53間の容積に対して70〜80%の範囲とすることにより、散気手段52からの散気によって容易に流動状態とすることができるとともに、担体同士が擦れ合うことによる生物膜の剥離効果によって必要以上に生物膜が肥大化することを防止できる。このとき、浮遊担体支持板53として孔径8mm程度のパンチングメタルを用いると、流動化した浮遊担体が、常時、このパンチングメタルと擦れ合うことで、パンチングメタルの孔の閉塞を防止できる。
Further, by setting the filling rate of the floating carrier in the range of 70 to 80% with respect to the volume between the floating
このように、ろ層として第1ろ層41と第2ろ層42とからなる二層を設けるとともに、その上方に硝化細菌の生育に適した浮遊担体を投入した担体浮遊部51を設け、この担体浮遊部51に散気手段52から散気を行うことにより、担体浮遊部51で硝化反応を含む生物学的な酸化を十分に行うことができ、さらに、SS捕捉量の大きなろ材を使用した第1ろ層41でSS成分を十分に除去できることから、第2ろ層42に粒径の小さなろ材を使用して精密ろ過を行うことが可能となる。
In this way, two layers consisting of the
図12は、本発明のろ過装置の第4形態例を示す説明図である。本形態例は、前記同様の凝集剤添加手段19を設けて流入原水に凝集剤を添加することにより、ろ過槽16の下部に設けるろ層61を、SS捕捉量が大きいろ材のみを使用した単床式固定床としている。ろ材としては、例えば前述のように、外寸法が比較的大きな不織布やスポンジ、具体的には、4〜25デニールのポリエステル繊維を熱融着した空隙率が90%程度の不織布であって、10mm×10mm×5mmのサイズとしたものを好適に用いることができる。すなわち、原水中の濁質を凝集剤によって凝集させることにより、不織布のようなろ材を使用しても十分なろ過性能が得られるようにしている。
FIG. 12 is an explanatory view showing a fourth embodiment of the filtration device of the present invention. In this embodiment, the same flocculant addition means 19 as described above is provided to add the flocculant to the inflow raw water, so that the
さらに、担体浮遊部51に投入される浮遊担体は、前記第3形態例と同じものを使用可能であるが、中空円筒状の発泡ポリプロピレンで、外径8mm×長さ8mm、比表面積が1000m2/m3で、比重を0.98程度に調整したものを使用し、充填量を増加することにより、硝化能力をより高くすることができる。
Further, the same floating carrier as that in the third embodiment can be used as the floating carrier to be introduced into the
また、ろ層61に外寸法が大きなろ材を使用することにより、砂利を使用した支持層25を省略して仕切板24に設けた集水ノズル23で直接ろ材を受けることができるようになる。さらに、中間排水手段17についても、中間排水管32の排水用開口部31にろ材の侵入を防止するスクリーン39、例えば孔径6mmのパンチングメタルを装着するだけでろ材が流出する危険がなくなることから、前述のような可動管33や駆動装置36を省略して単管構造とすることができる。
Further, by using a filter medium having a large outer dimension for the
添加する凝集剤には適当なものを使用することができるが、硝化反応への阻害が少ないことや、汚泥処理への悪影響を考慮すると、鉄系の凝集剤を用いることが好ましく、鉄系の凝集剤を用いることによってリンの除去も可能となる。 An appropriate flocculant can be used as the flocculant to be added, but it is preferable to use an iron-based flocculant in view of little inhibition on the nitrification reaction and adverse effects on sludge treatment. By using a flocculant, phosphorus can be removed.
なお、第2形態例乃至第4形態例における洗浄工程は、基本的に第1形態例で説明した手順と同様の手順で行うことができる。但し、第4形態例では、排水用開口部31からろ材が流出するおそれがないので、静置工程も省略することができる。
The cleaning process in the second to fourth embodiment examples can be basically performed in the same procedure as that described in the first embodiment. However, in the fourth embodiment, there is no possibility that the filter medium flows out from the
ここで、第3,第4形態例に示す浮遊担体を併用したろ過装置におけるろ過速度は、好気性ろ床部である担体浮遊部51での硝化速度、あるいは、ろ層(第1ろ層41及び第2ろ層42又はろ層61)でのろ過継続時間によって決められる。下水高度処理においては、標準活性汚泥法等によって処理された二次処理水を原水とし、さらに処理する場合が多い。この原水中には、アンモニア性窒素として10〜30mg/L、SSとして2〜20mg/L程度が含まれていることが多い。前記第3,第4形態例で示したろ過装置では担体浮遊部51において、約1kg・N/m3・浮遊担体/日の高い硝化能力を得ることが可能である。浮遊担体の充填高さを2.5m、原水のアンモニア性窒素を20mg/Lとすれば、略100%の消化率が得られるろ過速度は125m/日となる。
Here, the filtration rate in the filtration apparatus using the floating carrier shown in the third and fourth embodiments is the nitrification rate in the
また、有効なSS捕捉量を5kg/m3・ろ材充填部として、ろ過継続時間が1日以上となるろ過速度は、原水SS20mg/L、ろ材充填高さ1mの場合で、250m/日となる。したがって、この場合は、硝化能力を考慮して125m/日以下のろ過速度を設定することになる。 In addition, when the effective SS trapping amount is 5 kg / m 3 · filter material filling part, the filtration speed at which the filtration continuation time is 1 day or more is 250 m / day when the raw water SS is 20 mg / L and the filter material filling height is 1 m. . Therefore, in this case, a filtration rate of 125 m / day or less is set in consideration of the nitrification ability.
一方、従来の好気性ろ床で高い硝化率を得るためには、ろ過速度は70m/日程度とするのが一般的であり、また、ろ材の粒径が大きいことから、精密ろ過は期待できない。 On the other hand, in order to obtain a high nitrification rate with a conventional aerobic filter bed, the filtration rate is generally about 70 m / day, and since the particle size of the filter medium is large, microfiltration cannot be expected. .
好気性ろ床の建設費を考慮した場合、ろ過速度が大きく取れるほど、装置がコンパクトになって経済的となる。さらに、ろ床の洗浄設備は、空洗速度、水洗速度等が同じ場合、ろ過面積に応じて空洗ブロワーや水洗ポンプの容量が決まることから、ろ過速度が大きいほど経済的となる。また、ランニングコストについては、散気動力が大きな割合を占めるが、硝化能力を高く維持するためには、散気速度として150〜300m/日とするのが望ましく、ろ過面積が小さいほど、言い換えればろ過速度が大きいほど、散気動力費を少なくすることができる。 Considering the construction cost of the aerobic filter bed, the larger the filtration speed, the more compact the apparatus and the more economical. Furthermore, when the washing speed of the filter bed is the same as the washing speed, the washing speed, etc., the capacity of the washing blower and washing pump is determined according to the filtration area, so the larger the filtration speed, the more economical. As for the running cost, the aeration power occupies a large proportion, but in order to keep the nitrification capacity high, it is desirable that the aeration rate is 150 to 300 m / day. In other words, the smaller the filtration area, The greater the filtration rate, the less the power for aeration.
すなわち、第3,第4形態例に示すろ過装置は、硝化反応を含む生物学的な酸化能力が高く、かつ、精密ろ過が可能であり、特に、下水の高度処理に適用した場合、従来のこの種のろ過装置と比較してコンパクトであり、高度な処理水質が得られ、設置費用及び維持管理費用の面でも有利なろ過装置となる。 That is, the filtration apparatus shown in the third and fourth embodiments has a high biological oxidation ability including a nitrification reaction and is capable of microfiltration. In particular, when applied to advanced treatment of sewage, Compared with this type of filtration device, it is compact, provides high quality treated water, and is an advantageous filtration device in terms of installation costs and maintenance costs.
11…原水流入部、12…排水トラフ、13…処理水流出部、14…洗浄水導入部、15…洗浄用空気導入部、16…ろ過槽、17…中間排水手段、18…上部洗浄空気導入手段、19…凝集剤添加手段、21…下部ろ層、22…上部ろ層、23…集水ノズル、24…仕切板、25…支持層、26…ろ材支持板、31…排水用開口部、32…中間排水管、33…可動管、34…開口部、35…ギアボックス、36…駆動装置、37…駆動軸、38…補強部、39…スクリーン、41…第1ろ層、42…第2ろ層、43…ろ材流出防止板、51…該担体浮遊部、52…散気手段、53…浮遊担体支持板、61…ろ層
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