JP2013202453A - 移動床式濾過槽及び移動床式濾過槽を備える浄化槽 - Google Patents

Abstract

【課題】揚水路と槽底部との距離や担体の比重などの厳格な設定を要することなく、担体が揚水路に確実に吸入されて槽底部において滞留し難い移動床式濾過槽を提供すること。
【解決手段】被処理水と担体とが移動可能な揚水路２５を形成する水路壁２６と、揚水路２５に空気を供給する空気供給管２７とを有し、被処理水及び担体２３を槽底部５０から揚水路２５に吸入して槽上部に還流させるエアリフトポンプＰを備える移動床式濾過槽において、空気供給管２７からの空気を吹き出す空気吹き出し部２７ａを揚水路２５の下方に設ける。
【選択図】図８

Description

本発明は、被処理水と担体とが移動可能な揚水路を形成する水路壁と、前記揚水路に空気を供給する空気供給管とを有し、前記被処理水及び担体を槽底部から揚水路に吸入して槽上部に還流させるエアリフトポンプを備える移動床式濾過槽及び当該移動床式濾過槽を備える浄化槽に関する。

従来の移動床式濾過槽としては、例えば、特許文献１に示すものが知られている。ここでは、槽内に充填した担体に、被処理水中に含まれる浮遊物質（汚泥）を捕捉（濾過）させると共に、水路壁の下方側面に設けられている空気吹き出し部から空気を揚水路に直接吹き出すことによってエアリフトポンプを作動させ、担体を槽底部から揚水路に吸入して槽上部に還流させて、担体に付着した浮遊物質を剥離させて槽外に排出するように構成されている。

特開２００３−５３１１０号公報（図１）

しかしながら、従来の移動床式濾過槽では、揚水路と槽底部との距離や担体の比重などを厳格に設定する必要があったり、あるいは過大な空気量を必要とし、これらの条件が満たされないと、担体が揚水路に吸入され難くなり槽底部に滞留してしまう場合がある。

本発明の目的は、揚水路と槽底部との距離や担体の比重などの厳格な設定を要することなく、また過大な空気量を必要としなくても、担体が揚水路に確実に吸入されて槽底部において滞留し難い移動床式濾過槽を提供することにある。

本発明の移動床式濾過槽に係る第１特徴構成は、被処理水と担体とが移動可能な揚水路を形成する水路壁と、前記揚水路に空気を供給する空気供給管とを有し、前記被処理水及び担体を槽底部から揚水路に吸入して槽上部に還流させるエアリフトポンプを備える移動床式濾過槽において、前記空気供給管からの空気を吹き出す空気吹き出し部が、前記槽底部で且つ前記揚水路の下方に設けてある点にある。

〔作用及び効果〕
本構成によれば、空気供給管からの空気を吹き出す空気吹き出し部を、槽底部で且つ揚水路の下方に設けてあるため、移動床式濾過槽の槽底部に滞留する担体を空気吹き出し部から供給される空気によって舞上げて、揚水路に導くことができ、その結果、担体が揚水路に確実に吸入されて槽底部に滞留し難くなる。
従って、本構成によれば、水路壁の下方側面に空気供給管を接続する従来の移動床式濾過槽とは異なり、揚水路と槽底部との距離や担体の比重などを厳格に設定する必要もなく、また過大な空気量も必要としない。

第２特徴構成は、前記水路壁の外周側下方に、下端側ほど前記揚水路の側から離れる水路側傾斜面を有するスカート部を設け、当該スカート部の底面に、前記担体の通過を防止しつつ空気が通過可能な開口部を設けてある点にある。

〔作用及び効果〕
本構成によれば、揚水路に入り込まなかった空気を、スカート部の底面に設けた開口部に流入させることができるため、複数の担体がスカート部の水路側傾斜面の上部に滞留して形成された濾過層が、揚水路に入り込まなかった空気によって乱されるのを防止することができる。

第３特徴構成は、前記水路壁の壁面に、前記スカート部の内側空間と前記揚水路とを連通し、且つ前記揚水路を移動する担体の通過を防止しつつ空気が通過可能な連通部を設けてある点にある。

〔作用及び効果〕
本構成によれば、揚水路に入り込まなかった空気を、連通部を介して揚水路に合流させることができるため、エアリフトポンプを作動させるために供給される空気の損失を最小限に抑えることができる。

本発明の浄化槽に係る特徴構成は、少なくとも、上記第１〜第３特徴構成のいずれかに記載の移動床式濾過槽と、流入した被処理水を生物処理する生物処理槽とを備え、前記生物処理槽で処理された被処理水を前記移動床式濾過槽で濾過処理を行う点にある。

〔作用及び効果〕
本構成に係る浄化槽によれば、移動床式濾過槽の揚水路と槽底部との距離や担体の比重などを厳格に設定する必要がないため、移動床式濾過槽の設計自由度が高い。さらに、移動床式濾過槽において過大な空気量も必要としないため、ランニングコストを低減することができる。

浄化槽の内部を示す平面図である。 浄化槽の内部を示す側面図である。 図１のIII−III線矢視図である。 図１のIV−IV線矢視図である。 図１のＶ−Ｖ線矢視図である。 担体流動槽及び担体濾過槽の内部を示す斜視図であって、（ａ）は担体濾過槽に担体を収容してある状態を示し、（ｂ）は担体濾過槽の内部が理解し易いように担体を省略してある状態を示す。 担体濾過槽の内部を示す側面図である。 担体濾過槽の内部の一部を拡大した側面図である。 移送量制限部を示す斜視図である。 連通部の別形態を示す概略図である。 水路壁とスカート部の別形態を示す概略図である。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔実施形態〕
図１〜図５は、生活排水（汚水）を被処理水として浄化処理する浄化槽を示す。当該浄化槽は、本発明の移動床式濾過槽の一例としての担体濾過槽を備える。

浄化槽の槽内は、図１及び図２に示すように、被処理水を生物処理する生物処理槽Ａと、生物処理槽Ａで処理された被処理水を濾過する移動床式の担体濾過槽Ｂと、担体濾過槽Ｂで濾過された被処理水を一時貯留する処理水槽Ｃと、処理水槽Ｃに貯留された被処理水を消毒する消毒槽Ｄとに区画されている。

生物処理槽Ａは、外部から流入する被処理水（原水）を受け入れて嫌気処理する一次処理槽Ａ１と、被処理水を好気処理する好気処理槽としての担体流動槽Ａ２とに区画されている。一次処理槽Ａ１は、沈澱分離槽Ｅ１と嫌気濾床槽Ｅ２とに区画されている。

外部からの被処理水（原水）は流入部１から沈澱分離槽Ｅ１に流入し、消毒槽Ｄで消毒された被処理水が放流部２から外部に放流される。

沈澱分離槽Ｅ１と嫌気濾床槽Ｅ２とが第１横隔壁４で前後に区画され、嫌気濾床槽Ｅ２と、担体流動槽Ａ２及び担体濾過槽Ｂとが第２横隔壁５で前後に区画されている。

担体流動槽Ａ２と、担体濾過槽Ｂ及び処理水槽Ｃとが縦隔壁７で左右に区画され、担体濾過槽Ｂと処理水槽Ｃとが区画壁８で前後に区画され、消毒槽Ｄが担体流動槽Ａ２の内側上部に区画されている。

第１横隔壁４には、図３及び図４に示すように、沈澱分離槽Ｅ１から嫌気濾床槽Ｅ２に被処理水を移流させる第１移流口１１が水面部に開口するように設けられており、移流管１７と移流管１９とが取り付けられている。

第２横隔壁５には、図５に示すように、嫌気濾床槽Ｅ２から担体流動槽Ａ２に被処理水を移流させる第２移流口１２が設けられている。
図６にも示すように、縦隔壁７のうちの被処理水の水面近くの隔壁部分には、担体流動槽Ａ２から担体濾過槽Ｂに被処理水を流入させる第３移流口１３が水面ＷＬよりも高い位置と低い位置とに亘って設けられている。

担体濾過槽Ｂと処理水槽Ｃとの区画壁８の下端部には、担体濾過槽Ｂから処理水槽Ｃに被処理水を移流させる第４移流口１４が設けられている。
第３移流口１３と第４移流口１４は、担体流動槽Ａ２や担体濾過槽Ｂに収容してある流動担体２１及び濾過担体２３が流出しないように多数のスリット孔で形成されている。
沈澱分離槽Ｅ１，嫌気濾床槽Ｅ２は、朝夕などの時間帯におけるピーク流入時の被処理水を一次的に貯留する流量調整部としての機能を備えていてもよい。

したがって、流入部１から流入した被処理水は、沈澱分離槽Ｅ１、嫌気濾床槽Ｅ２、担体流動槽Ａ２、担体濾過槽Ｂ、処理水槽Ｃ、消毒槽Ｄの順に移流して、放流部２から外部に放流される。

流入部１から流入した被処理水は、沈澱分離槽Ｅ１で固形分が沈澱分離され、移流管１７に案内されて第１横隔壁４に沿って上昇し、第１横隔壁４に設けた第１移流口１１から嫌気濾床槽Ｅ２に流入する。嫌気濾床槽Ｅ２は、嫌気性微生物を保持させた嫌気濾床１８を備えている。

第１移流口１１から嫌気濾床槽Ｅ２に流入した被処理水は、移流管１９に案内されて第１横隔壁４に沿って下降し、嫌気濾床１８を上向きに通過して嫌気処理されると共に浮遊物質が捕捉され、固形物がほとんど分解された被処理水が移流バッフル２０に案内されて、第２横隔壁５に設けた第２移流口１２から担体流動槽Ａ２の槽上部に流入する。

図６にも示すように、担体流動槽Ａ２には、好気性微生物を担持させた多数の流動担体２１が被処理水と共に流動できるように収容され、ばっ気用散気部２２が槽底部に設けられている。

担体流動槽Ａ２に流入した被処理水は、散気部２２からの気泡供給により酸素の供給を受けながら流動担体２１と共に流動されて好気処理された後、浮遊物質（汚泥）と共に、縦隔壁７に設けた第３移流口１３から担体濾過槽Ｂに常時流入し、担体流動槽Ａ２の浮遊物質（汚泥）は減少する。

図６及び図７に示すように、担体濾過槽Ｂの下部には、比重が水よりも大きい多数の略球形の濾過担体２３が自重で沈み込んで積み重なる状態で滞留するように充填されている。

図７に示すように、担体濾過槽Ｂは、被処理水と濾過担体２３とが移動可能な揚水路２５を形成する水路壁２６と、揚水路２５に空気を供給する空気供給管２７とを有するエアリフトポンプＰを備える。エアリフトポンプＰは、被処理水及び濾過担体２３を槽底部５０から揚水路２５に吸入して槽上部に還流させることにより濾過担体２３を常時洗浄する。

水路壁２６は、第２横隔壁５と縦隔壁７とが交差する隅部に上下方向に沿わせて固定した円筒体であり（図１参照）、その吐出口２８（揚水路２５の上端部）が担体濾過槽Ｂにおける被処理水の液面よりも高くなるように設けられている

揚水路２５は、円筒状の水路壁２６の内側に形成されており、その横断面形状は、長手方向全体に亘って均一（同径）な円形を有する。

担体濾過槽Ｂの底部分には、下端側ほど揚水路２５の吸入口３２の下方に近づく二つの扁平な槽側傾斜面３１が形成され、これらの槽側傾斜面３１の下端部分を揚水路２５の吸入口３２の下方に入り込ませて、槽底部５０に連設させてある。尚、図６（ａ）に示すように、槽側傾斜面３１は、担体濾過槽Ｂの底部分を下向きの角錐台状に形成して、その上向き面で形成されている。

また水路壁２６の外周側下方には、下端側ほど揚水路２５の側から離れる二つの扁平な水路側傾斜面２９を有するスカート部３０を設けてある。

図８に示すように、スカート部３０の水路側傾斜面２９は、その下端３４が水路壁２６の下端４２よりも高い位置で、かつ、槽側傾斜面３１の上端３５よりも高い位置に配設されるように設けられている。また、スカート部３０の底面４５は、水路壁２６の下端４２から水路側傾斜面２９の下端３４に向かって斜め上に延設されている。

本実施形態における担体濾過槽Ｂでは、水路側傾斜面２９の下端３４に向かって担体濾過槽Ｂの内壁の水平断面積は狭くなるため、槽内を沈降してくる濾過担体２３が、水路側傾斜面２９の上部で滞留して滞留部分を形成し、水路側傾斜面２９に沿って槽内面３６の側へ向けて徐々に沈降移動する。この水路側傾斜面２９の上部の濾過担体２３の滞留部分が被処理水を濾過する濾過層を形成する。

水路側傾斜面２９の下端３４と、槽側傾斜面３１の上端３５よりも高い位置の槽内面３６との間を沈降した濾過担体２３が、槽側傾斜面３１に沿って吸入口３２の下方に移動して、吸入口３２から被処理水と共に揚水路２５に吸入される。

本実施形態では、空気供給管２７からの空気を吹き出す空気吹き出し部２７ａを、槽側傾斜面３１の下端縁に囲まれた槽底部５０に開口させてある。即ち、空気吹き出し部２７ａを揚水路２５の吸入口３２の真下に設けてある。尚、図７に示すように、空気供給管２７は、区画壁８の処理水槽Ｃの側に沿って配設してある。

上記構成によれば、担体濾過槽Ｂの槽底部５０に滞留する濾過担体２３や沈降汚泥を空気吹き出し部２７ａから供給される空気によって舞上げて、揚水路２５の吸入口３２に導くことができ、水路壁２６の下方側面に空気供給管２７を接続する従来の場合に比べ、槽底部５０に濾過担体２３や汚泥が滞留することを防ぎ易くなる。

また、本実施形態においては、スカート部３０の底面４５に、濾過担体２３の通過を防止しつつ空気が通過可能な開口部４６を設けてある。

開口部４６は、スカート部３０の内側の空間に通じる貫通孔であって、底面４５の上端部分に形成されている。開口部４６の内径は、空気吹き出し部２７ａから供給された空気や被処理水を通過させるが、濾過担体２３を通過させないように設定されている。尚、開口部４６の構成については、空気吹き出し部２７ａから供給された空気や被処理水を通過させるが、濾過担体２３を通過させないようにすれば特に制限はなく、他にも例えば、スリット孔や網目を底面４５に設けて構成しても良く、また、底面４５と水路側傾斜面２９との隙間で構成しても良い。

さらに、スカート部３０の上端部付近の水路壁２６の壁面には、連通部４７が形成されている。連通部４７は、スカート部３０の内側の空間から揚水路２５に通じる貫通孔であって、連通部４７の内径は、空気吹き出し部２７ａから供給された空気や被処理水を通過させるが、揚水路２５を移動する濾過担体２３を通過させないように設定されている。

空気吹き出し部２７ａから供給された空気の中で、揚水路２５の吸入口３２に入り込まなかった空気は、底面４５に沿って案内されて、開口部４６から、スカート部３０の内側の空間に流入する。そして、流入した空気は、スカート部３０の水路側傾斜面２９の裏面に沿って案内されて、連通部４７を通って、揚水路２５に合流するように構成されている。

上記構成によれば、複数の濾過担体２３が水路側傾斜面２９の上部に滞留して形成された濾過層が、揚水路２５の吸入口３２に入り込まなかった空気によって乱されることもない。さらに、揚水路２５の吸入口３２に入り込まなかった空気を、揚水路２５に合流させることができるため、エアリフトポンプＰを作動させるために供給される空気の損失を最小限に抑えることもできる。

図９に示すように、揚水路２５の吐出口側には、吐出口２８から吐出された被処理水の一部を、浮遊物質（汚泥）と共に、担体流動槽Ａ２以外の槽であって且つ担体濾過槽Ｂ以外の槽に常時移送する移送部３７を設けてある。

エアリフトポンプＰ及び移送部３７は被処理水循環手段Ｆを構成し、担体流動槽Ａ２で処理された後に担体濾過槽Ｂを通ってきた被処理水を担体濾過槽Ｂに配置したエアリフトポンプＰ及び移送部３７を通じて沈澱分離槽Ｅ１に移送する。
被処理水を担体流動槽Ａ２から一次処理槽Ａ１に移送循環させることにより、被処理水の硝化脱窒処理が促進される。

図９に示すように、移送部３７は、被処理水の一部を生物処理槽Ａに配設された処理槽のうちの担体流動槽Ａ２よりも上流側に配設された沈澱分離槽Ｅ１に移送（返送）する移送樋を設けて構成してある。

移送樋（移送部）３７は、移送始端部が揚水路２５の吐出口２８の近傍に臨むように配置して第２横隔壁５に支持され、吐出口２８から吐出された被処理水の一部を流入させて沈澱分離槽Ｅ１に移送する。

移送樋３７の移送開始部には、沈澱分離槽Ｅ１に移送可能な被処理水の移送量を制限する移送量制限部３８を設けてある。
移送量制限部３８は、被処理水が汚泥と共に通過可能で、かつ、濾過担体２３の通過を阻止する多数のスリット孔３８ａをスリット幅方向に並べて形成してある堰板を設けて構成してある。

堰板（移送量制限部）３８は、移送樋３７の移送始側端部で第２横隔壁５に設けられるガイド枠３９に上下方向にスライド移動可能に支持されて、堰板３８のスライド移動により被処理水の沈澱分離槽Ｅ１への移送量を調整可能に設けられている。

図６に示すように、担体流動槽Ａ２と担体濾過槽Ｂとを区画する縦隔壁７には、担体流動槽Ａ２と担体濾過槽Ｂとに亘って被処理水が循環可能な循環路４０を設けてある。
循環路４０は、縦隔壁７に形成した上部移流口としての第３移流口１３と、縦隔壁７のうちの第３移流口１３よりも低い位置の隔壁部分に形成した下部移流口としての第５移流口４１とを設けてある。
第５移流口４１は、濾過担体２３の通過を阻止する多数のスリット孔を設けて構成してある。

循環路４０は、担体濾過槽Ｂの被処理水が第５移流口（下部移流口）４１から担体流動槽Ａ２に流入し、担体流動槽Ａ２の被処理水が第３移流口（上部移流口）１３から担体濾過槽Ｂに流入する状態で被処理水を循環させるように設けてある。

第５移流口４１は、担体濾過槽Ｂにおける濾過担体２３の滞留部分に臨ませて形成してあり、第３移流口１３と第５移流口４１とが、担体流動槽Ａ２のばっ気用散気部２２に対面する隔壁部分に、上下方向に位置をずらせて形成されている。

担体濾過槽Ｂで濾過された被処理水は、区画壁８に形成された第４移流口１４を通して処理水槽Ｃに移流して一時貯留された後、消毒槽Ｄに移流し、消毒されて外部に放流される。

〔その他の実施形態〕
１．連通部の形態としては、図８に示すような丸穴に限らず、図１０に示すように、（ａ）縦長の孔、（ｂ）四角形状の孔、（ｃ）横長の孔などで構成しても良い。

２．水路壁とスカート部の形態としては、上述の実施形態に限らず、例えば、図１１に示すように、水路壁２６に連通部４７を設けずに、スカート部３０の水路側傾斜面２９の上端に、水路壁２６に沿って上方に延びる延設部５１を設けて、水路壁２６とスカート部３０との間に、開口部４６から流入した空気を上方に逃がすための、空気逃げ空間５２を形成するようにしても良い。この構成によっても、空気吹き出し部２７ａから供給された空気の中で、揚水路２５の吸入口３２に入り込まなかった空気は、底面４５に沿って案内されて、開口部４６から、空気逃げ空間５２に流入して上方に移動する。そのため、複数の濾過担体２３が水路側傾斜面２９の上部に滞留して形成された濾過層が、揚水路２５の吸入口３２に入り込まなかった空気によって乱されることもない。

３．前述の実施形態では、水路側傾斜面２９は、水路壁２６を囲む二枚の平板状の傾斜板で形成されているが、これに限定されるものではなく、三枚以上の板で水路壁２６を取り囲むように形成する、或いは、円錐面状のものであってもよい。
また、槽側傾斜面３１は扁平な傾斜面で形成されているが、これに限定されるものではなく、円弧状の面の組合せ、或いは、円錐面状に形成してあってもよい。

本発明に係る移動床式濾過槽は、浄化槽における担体濾過槽に限らず、汚水処理場にて使用される濾過層に対しても適用することができる。

２３ 濾過担体
２５ 揚水路
２６ 水路壁
２７ 空気供給管
２７ａ 空気吹き出し部
２９ 水路側傾斜面
３０ スカート部
３１ 槽側傾斜面
３２ 吸入口
３４ 水路側傾斜面の下端
３５ 槽側傾斜面の上端
３６ 槽内面
４５ スカート部の底面
４６ 開口部
４７ 連通部
５０ 槽底部
Ａ 生物処理部
Ｂ 担体濾過槽
Ｐ エアリフトポンプ

Claims (4)

1. 被処理水と担体とが移動可能な揚水路を形成する水路壁と、前記揚水路に空気を供給する空気供給管とを有し、前記被処理水及び担体を槽底部から揚水路に吸入して槽上部に還流させるエアリフトポンプを備える移動床式濾過槽において、
   前記空気供給管からの空気を吹き出す空気吹き出し部が、前記槽底部で且つ前記揚水路の下方に設けてある移動床式濾過槽。
2. 前記水路壁の外周側下方に、下端側ほど前記揚水路の側から離れる水路側傾斜面を有するスカート部を設け、当該スカート部の底面に、前記担体の通過を防止しつつ空気が通過可能な開口部を設けてある請求項１に記載の移動床式濾過槽。
3. 前記水路壁の壁面に、前記スカート部の内側空間と前記揚水路とを連通し、且つ前記揚水路を移動する担体の通過を防止しつつ空気が通過可能な連通部を設けてある請求項２に記載の移動床式濾過槽。
4. 少なくとも、請求項１から３のいずれか一項に記載の移動床式濾過槽と、流入した被処理水を生物処理する生物処理槽とを備え、前記生物処理槽で処理された被処理水を前記移動床式濾過槽で濾過処理を行う浄化槽。

Images