JP3050817U

JP3050817U - 水処理装置

Info

Publication number: JP3050817U
Application number: JP1998000414U
Authority: JP
Inventors: 博文鎌田
Original assignee: 鎌田バイオ・エンジニアリング株式会社
Priority date: 1998-01-23
Filing date: 1998-01-23
Publication date: 1998-08-07
Anticipated expiration: 2004-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】小型の装置を用いて、原水中のＢＯＤ、Ｓ
Ｓ、さらにはＴＮ及びＴＰを十分に除去する。【解決手段】凝集剤が入れられたホッパー３１を外部
に有し、ホッパー３１から注入される凝集剤と原水とを
混合する凝集剤混合槽３０と、凝集剤混合槽３０内の混
合液が流入される生物ろ過器４０とを備え、生物ろ過器
４０のろ層は、支持砂利層、砂層、球状セラミックス粒
子層及びアンスラサイト層を備え、ホッパー３１から注
入される凝集剤は、Ｆｅ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 及びＣａＣ
Ｏ3 の各微粉末と、Ｆｅ3 Ｏ4 又はＮｄの磁性体微粉末
を含むものであって再凝集可能なものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、池水、湖沼水等の原水を、凝集処理及びろ過処理する水処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、池水や湖沼水等の原水中に含まれているＢＯＤ（生化学的酸素要求量）、ＳＳ（懸濁物質）、ＴＰ（全リン）、ＴＮ（全窒素）等を除去する手段として、凝集処理やろ過処理が知られている。凝集処理は、原水に凝集剤を混合し、原水の電荷を電気的に中和させて、微粒子を互いに衝突凝集させてフロックを形成し、このフロックに微粒子を吸着させて沈降させることにより、原水の清浄化を行うものである。

【０００３】この凝集処理は、例えば原水を急速混合槽で無機系凝集剤と混合し、続いてこの混合水を緩速混合槽で有機系凝集剤と混合した後、この混合水を凝集沈澱池で処理水と汚泥とに凝集分離し、処理水を凝集処理水槽に送り出すものである。ここで、無機系凝集剤としては、例えばＰＡＣ（塩基性塩化アルミニウム）が知られており、有機系凝集剤としては、例えばポリアクリルアミドのようなポリマーが知られている。

【０００４】一方、ろ過処理は、多孔質のろ層を設けたろ過器内に原水を通して、原水中の浮遊物や微細粒子を除去するものである。ろ過器内のろ層としては、例えば砂層やアンスラサイト層を積層したものがあげられる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、前述の従来の技術において、ろ過処理では、ＢＯＤ、ＳＳ及び一部のＴＮを除去できるが、ＴＮを完全に除去すること、及びＴＰを除去することができないという問題があった。また、凝集処理では、ＴＰを除去することができるが、ＴＮを除去することができないという問題があった。さらにまた、凝集処理装置では、前述した各種の槽が必要となり、設備が大型化するとともに、運転方法が複雑になるという問題があった。さらに、凝集処理では、凝集剤を常時投入しておく必要があるので、コストが高くなり、設備管理も煩雑になるという問題があった。

【０００６】したがって、本考案が解決しようとする課題は、小型の装置を用いて、原水中のＢＯＤ、ＳＳ、さらにはＴＮ及びＴＰを十分に除去することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上述の課題を解決するために、請求項１の考案は、凝集剤が入れられたホッパーを外部に有し、前記ホッパーから注入される凝集剤と原水とを混合する凝集剤混合槽と、前記凝集剤混合槽内の混合液が流入される生物ろ過器とを備え、前記生物ろ過器のろ層は、支持砂利層、砂層、球状セラミックス粒子層及びアンスラサイト層を備え、前記ホッパーから注入される凝集剤は、Ｆｅ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ 3 及びＣａＣＯ3 の各微粉末と、Ｆｅ3 Ｏ4 又はＮｄの磁性体微粉末を含むものであって再凝集可能なものであることを特徴とする。

【０００８】請求項２の考案は、請求項１に記載の水処理装置において、排水原水を貯留する排水原水槽と、前記排水原水槽から前記凝集剤混合槽に原水を送り出す送出ポンプと、前記生物ろ過器の下部集水部に空気を送り込むための逆空洗ブロワーと、前記生物ろ過器を通った処理水を貯留する処理水槽と、前記処理水槽内の処理水を前記生物ろ過器の前記下部集水部に送り出すための逆洗ポンプとを備えることを特徴とする。請求項３の考案は、請求項１又は請求項２に記載の水処理装置において、前記生物ろ過器のろ層の最上層に、発泡樹脂粒子層を備えることを特徴とする。

【０００９】

【作用】

本考案においては、原水が凝集剤混合槽内に送られると、ホッパーから凝集剤が凝集剤混合槽内に投入され、両者が混和されて、フロック形成が促進される。また、この混合水は、生物ろ過器内に送られ、生物ろ過器内において混合水のろ過処理が行われる。生物ろ過器内では、混合水中に混和していた凝集剤は、再凝集を起こして、アンスラサイト及び球状セラミックス粒子の回りに凝集剤の磁性フロック膜を形成し、バイオリアクターとなり、電気イオン的吸着力によって微粒子が吸着されるとともに生物反応ろ過が行われる。これにより、ＢＯＤ、ＳＳ、ＴＮ及びＴＰが効率良く除去される。

【００１０】

【考案の実施の形態】

以下、図面等を参照して、本考案の一実施形態について説明する。図１は、本考案の水処理装置の一実施形態を示す構成図である。図１において、水処理装置１０は、排水原水槽２０、凝集剤混合槽３０及び処理水槽５０の３槽と、生物ろ過器（凝集生物ろ過器）４０とを備えている。排水原水槽２０は、処理対象となる原水（池水、井戸水、湖水等）を貯留しておく槽である。排水原水槽２０内には送出ポンプ６１が設けられ、この送出ポンプ６１と凝集剤混合槽３０とが管７１で連結されている。また、凝集剤混合槽３０の上側外部には、凝集剤を注入するためのホッパー３１が設けられている。凝集剤混合槽３０は、原水と凝集剤とを混合するためのものであり、両者の撹拌・混合を行う。

【００１１】また、ホッパー３１から投入される凝集剤は、Ｆｅ2 Ｏ3 （三酸化二鉄）、Ａｌ2 Ｏ3 及びＣａＣＯ3 の各微粉末を主とするものに、Ｆｅ3 Ｏ4 （四酸化三鉄）、又はＮｄ（ネオジム）の磁性体微粉末を混合したものである。上述の構成よりなる凝集剤は、沈降した凝集汚泥を種汚泥として混合すれば、再凝集が期待できる磁性体凝集剤である。

【００１２】Ｆｅ2 Ｏ3 としては、含有量８０〜９０％のマグネトプランバイト型フェライトのＳｒＯ・６Ｆｅ2 Ｏ3 が好ましい。Ｆｅ2 Ｏ3 は、原水中に溶解している色度成分の凝集にも有効である。Ａｌ2 Ｏ3 としては、含有量９９％の酸化アルミニウムが好ましい。ＣａＣＯ 3 としては、その含有量の多い石灰石やフライアッシュ等を用いることができるが、ＣａＣＯ3 含有量が９７〜９８％のサンゴ化石が重金属吸着効果を有するので好ましい。また、Ｆｅ3 Ｏ4 又はＮｄは、凝集剤中で磁性体として機能する。

【００１３】生物ろ過器４０は、凝集剤と原水とを混合した混合水をろ過するためのものであり、流入弁８１を介して凝集剤混合槽３０と管７２で連結されている。生物ろ過器４０の上層部及び下層部には、生物ろ過器４０内の水を排出できるように、それぞれ排出弁８４及び洗浄弁８５を介して管７６及び７７が設けられている。さらに、生物ろ過器４０の下層部には、逆空洗ブロワー６３が空洗弁８６を介して管７３で連結されている。

【００１４】また、処理水槽５０は、送出管７４及び返送管７５で生物ろ過器４０と連結されており、送出管７４の管路には流出弁８２が、返送管７５の管路には逆洗弁８３がそれぞれ設けられている。また、処理水槽５０内の返送管７５端には、逆洗ポンプ６２が設けられている。

【００１５】図２は、図１の生物ろ過器４０内の詳細な構成を示す断面図である。生物ろ過器４０において、本体４１の上側には、上述した管７２及び７６が設けられ、さらに、その中央部には流出口４２が設けられている。また、本体４１の下側には、下部集水部４３及び排気口７３ａを有する管７３が設けられている。下部集水部４３は、上述の送出管７４、返送管７５及び管７７と連結している。

【００１６】生物ろ過器４０内には複数のろ材からなるろ層４４が設けられている。ろ層４４は、下側から順に、支持砂利層４４ａ、砂層４４ｂ、球状セラミックス粒子層４４ｃ、砂層４４ｂ’、アンスラサイト層４４ｄ及び発泡樹脂粒子層４４ｅを積層したものである。支持砂利層４４ａは、その上層の砂層４４ｂ等のろ材が下部集水部４３から抜け出ないように支持するとともに、ろ過及び洗浄を均等に行うことを目的とするものであり、上部に細粒の砂利の層を、下部に大径の砂利の層をふるい分けて設けられている。

【００１７】砂層４４ｂ及び４４ｂ’は、浮遊物質を砂層４４ｂ及び４４ｂ’間に抑留させるとともに、抑留されたフロックの吸着力により、浮遊物質を吸着するものである。特に、本実施形態のようにろ層４４内の洗浄（後述）を行う場合には、砂は、硬度の高い石英質のものが好ましい。球状セラミックス粒子層４４ｃは、多孔質球状セラミックス粒子を充填した層である。

【００１８】アンスラサイト層４４ｄは、無煙炭を砕いて形成したアンスラサイトを充填した層である。アンスラサイトは、その表面積が砂よりも大きいので、抑留吸着が高くなる。また、層内空隙率が大きくなるので、ろ速を速くすることができる。さらに、比重が砂より小さいために、低速度でろ層４４の洗浄ができるようになる。

【００１９】発泡樹脂粒子層４４ｅは、発泡樹脂粒子を充填した層である。なお、発泡樹脂に代えて、発泡ゴムを用いても良い。なお、以上のアンスラサイト、球状セラミックス粒子及び発泡樹脂粒子は、従来より広く使用される活性炭より粒子径の大きいものである。下部集水部４３は、ろ過水を集めるとともに、逆洗浄水を生物ろ過器４０内に均等に分配するためのものであり、本実施形態では、空気水洗浄を行うのに好適なストレーナー型を用いたものであり、生物ろ過器４０底部に複数の枝管を配列するとともに、この枝管にストレーナーを設けたものである。

【００２０】以上の構成からなる水処理装置１０において、先ず、原水は、排水原水槽２０内に貯留されており、この原水は、送出ポンプ６１により管７１を通って凝集剤混合槽３０内に送られる。そして、ホッパー３１から凝集剤を凝集剤混合槽３０内に投入し、サイクロンスクリュー等で凝集剤と原水とを混和させ、フロック形成を促進する。

【００２１】凝集材混合槽３０内の混合水は、流入弁８１が開放されると、管７２を通って流出口４２から生物ろ過器４０内に送られる。そして、生物ろ過器４０内において混合水のろ過処理が行われる。生物ろ過器４０内に混合水が入り込むと、混合水中に混和していた凝集剤は、再凝集を起こして、発泡樹脂粒子、アンスラサイト及び球状セラミックス粒子の回りに凝集剤の磁性フロック膜を形成し、バイオリアクターとなり、電気イオン的吸着力によって微粒子を吸着させるとともに生物反応ろ過を行う。これにより、ＢＯＤ、ＳＳ、ＴＮ及びＴＰが効率良く除去される。さらに、これらのフロック膜は、一定期間維持されるので、原水を投入するごとにホッパー３１から凝集剤を注入する必要がなくなり、例えば、１週間や１月に１回程度の投入で足りるようになる。

【００２２】また、発泡樹脂粒子、アンスラサイト及び球状セラミックス粒子は、従来より用いられている活性炭と比較して粒径が大きいので、生物ろ過器のろ過圧力が小さくなる。この後、生物ろ過器４０で処理されたろ過水（処理水）は、流出弁８２が開放されて送出管７４を通って処理水槽５０内に送出される。

【００２３】なお、生物ろ過器４０内において、ろ層４４に抑留されたＳＳ等の懸濁物質や余剰汚泥が増大してろ層４４の閉塞が進行し、ろ過抵抗が増大したときは、空洗弁８６を開放するとともに、逆空洗ブロワー６３により生物ろ過器４０内の管７３の排気口７３ａから空気を噴出して、気泡の上昇及び膨張を利用して、砂層４４ｂ、４４ｂ’をゆるめる。さらにこの後に、逆洗弁８３及び排出弁８４を開放するとともに逆洗ポンプ６２により処理水槽５０内の処理水（圧力水）を返送管７５を通して生物ろ過器４０内に下部集水部４３から送り込み、生物ろ過器４０の逆洗浄を行い、ここで生じた逆洗浄排水を管７６から排出する。

【００２４】この逆洗時に、ろ層４４の発泡樹脂粒子は、余剰汚泥を生物ろ過器４０外に搬出しやすくする作用がある。また、凝集剤にＣａＣＯ3 及びＦｅ3 Ｏ4 を含有しているので、フロックが大きくかつ硬いものになり、従来のＰＡＣやポリマーを用いた凝集フロックと比較して、逆洗回数が少なくて済むようになる。なお、逆洗弁８３を閉じて、逆洗ポンプ６２により処理水槽５０内の処理水を再利用水として排水する場合もある。

【００２５】以上の水処理装置１０を用いて、原水を処理したときの水質分析結果を、表１、表２及び表３に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【表２】

【００２８】

【表３】

【００２９】表１は、ゴルフ場におけるコース中の池水及び井戸水を分析した結果を示すものである。また、表２は、公園の池水を分析した結果を示すものである。表２において、ＢＯＤは、ＪＩＳＫ０１０２１７酸性法により、ＴＮは、ＪＩＳＫ０１０２４５．２により、ＴＰは、ＪＩＳＫ０１０２４６．３により、色度は、ＪＩＳＫ０１０１１０．１による。

【００３０】さらにまた、表３は、湖水を分析した結果を示すものである。表３において、水素イオン濃度は、ＪＩＳＫ０１０２１２．１による。また、ＢＯＤ、ＴＮ及びＴＰは、上記表２の場合と同様である。以上の結果より、本考案の水処理装置１０を用いれば、ＢＯＤ、ＳＳの除去とともに、ＴＮやＴＰを７０％内外の範囲で除去することができた。

【００３１】

【考案の効果】

本考案によれば、従来のろ過では十分に除去できなかったＴＮ、及び除去不可能であったＴＰを７０％内外の範囲で除去することができる。また、凝集剤を常時注入する必要がないので、経済性を高めることができる。さらにまた、従来のＰＡＣやポリマーを用いた凝集フロックと異なり、大きくかつ硬いフロックを形成するので、逆洗回数を少なくすることができる。さらには、水処理装置の小型化を図るとともに、１つの装置で砂ろ過凝集処理、生物処理及び膜処理を一時に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の水処理装置の一実施形態を示す構成図
である。

【図２】図１の生物ろ過器内の詳細な構成を示す断面図
である。

【符号の説明】

１０水処理装置２０排水原水槽３０凝集剤混合槽３１ホッパー４０生物ろ過器４４ろ層４４ａ支持砂利層４４ｂ、４４ｂ’ 砂層４４ｃ球状セラミックス粒子層４４ｄアンスラサイト層４４ｅ発泡樹脂粒子層５０処理水槽６１送出ポンプ６２逆洗ポンプ６３逆空洗ブロワー

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ０１Ｄ 29/08 ５３０Ｄ５４０Ａ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】凝集剤が入れられたホッパーを外部に有
し、前記ホッパーから注入される凝集剤と原水とを混合
する凝集剤混合槽と、前記凝集剤混合槽内の混合液が流
入される生物ろ過器とを備え、前記生物ろ過器のろ層は、支持砂利層、砂層、球状セラ
ミックス粒子層及びアンスラサイト層を備え、前記ホッパーから注入される凝集剤は、Ｆｅ2 Ｏ3 、Ａ
ｌ2 Ｏ3 及びＣａＣＯ3 の各微粉末と、Ｆｅ3 Ｏ4 又は
Ｎｄの磁性体微粉末を含むものであって再凝集可能なも
のであることを特徴とする水処理装置。
【請求項２】請求項１に記載の水処理装置において、排水原水を貯留する排水原水槽と、前記排水原水槽から
前記凝集剤混合槽に原水を送り出す送出ポンプと、前記
生物ろ過器の下部集水部に空気を送り込むための逆空洗
ブロワーと、前記生物ろ過器を通った処理水を貯留する
処理水槽と、前記処理水槽内の処理水を前記生物ろ過器
の前記下部集水部に送り出すための逆洗ポンプとを備え
ることを特徴とする水処理装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の水処理装
置において、前記生物ろ過器のろ層の最上層に、発泡樹脂粒子層を備
えることを特徴とする水処理装置。