JP3471619B2 - 生物濾過槽における濾材の閉塞防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機性汚水を処理
する汚水浄化槽の生物濾過槽における濾材の閉塞防止装
置とその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、生物濾過槽を用いる汚水浄化槽と
して、特開平５−３０９３８２号公報に記載の「粒状担
体を用いた生物濾過方法及び汚水浄化槽」や、特開平９
−２４８５８４号公報に記載の「汚水浄化槽」が提案さ
れている。

【０００３】先ず、前者の汚水浄化槽における生物濾過
槽の場合には、当該生物濾過槽の上部室に粒状担体を収
容し、一次処理水に対する好気的生物分解を行う好気処
理室を区画形成し、その下部室に粒状担体を収容し、好
気処理水の物理的濾過を行う濾過処理室を区画形成して
いる。より具体的には、好気処理室の下部に散気装置を
配管し、その底部を多孔部材で閉成し、また、濾過処理
室の上下部を多孔部材で閉成し、その槽底部に逆洗装置
を配管し、前記上部室と下部室との中間境界室に逆洗処
理水の排出管を配管している。

【０００４】次に、後者の汚水浄化槽における好気濾床
槽、即ち、生物濾過槽の場合には、前者に開示した中間
境界室をなくし、上部室と下部室を直接多孔部材で区画
形成し、また、上部室の上部を多孔部材で閉成し、ま
た、生物濾過槽の底部室に逆洗水の排出管を配管してい
る。この場合は、上方部と中間部と下方部に多孔部材が
配設されることで、上部室と下部室の２室に区画され、
当該上下両室に粒状担体が投入されている。

【０００５】前記の生物濾過槽においては、いずれも、
通常、上部室に流入した一次処理水が、散気装置からの
散気により、上部室に入れた粒状担体に付着した好気性
微生物の活動を促進し、一次処理された嫌気処理水に対
する好気処理がなされ、粒状担体からの剥離汚泥やＳＳ
等を含む好気処理水は、下部室に収容した粒状担体を通
過させることで濾過処理がなされる。また、逆洗時に
は、底部室に設けた逆洗装置からの曝気により、下部室
に入れた粒状担体と、上部室に収容した粒状担体をバブ
リング洗浄することで、粒状担体に付着した生物膜の余
剰分を剥離除去したり、粒状担体の間に溜まったＳＳや
汚泥分等の除去に対処している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、粒状担体
は、その接触面積を可能な限り大きくして処理効率を高
めるべく、その内部に凹部や中空孔等を多孔に形成して
いる。従って、下部室に入れた粒状担体による濾過処理
の場合には、当該凹部や中空孔等の多孔部分に詰まった
ＳＳや汚泥分等が、通常、１日当たり１回程度で数分間
に亘る逆洗時の曝気程度のことでは、担体内部までの洗
浄性能には限界があり、それが為、逆洗時の洗浄効果が
徐々に低下し、その結果、下部室に入れた粒状担体によ
る濾過処理性能が低下し、やがてその閉塞を招来して嫌
気化したり、短絡流を発生させる事態となる。

【０００７】この点、上部室に入れた粒状担体による好
気処理は、その下部から散気装置により常時散気が行わ
れることで、上部室に入れた粒状担体が流動し、その旋
回流により担体相互が接触する等のことで、付着物の余
剰分が剥離除去され、また、担体内部の多孔部分への必
要以上の付着による目詰まり等を防止され、これが一種
の洗浄効果を伴っている。その為、逆洗時に、前記散気
に比して強力な曝気作用が働くと、下部室に入れた粒状
担体の場合に比して、当該粒状担体の多孔部分等への付
着物に対する逆洗効果に大幅な落ち込みがない。

【０００８】前記の現象を考察すると、従来装置の場合
には、上部室と下部室とが多孔部材で間仕切られ、上部
室に入れた粒状担体は、好気処理のためにのみ機能し、
また、下部室に入れた粒状担体は、濾過処理のためにの
み機能するように構成されており、このことが濾過処理
時における閉塞を招き易い原因として考えられる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、前
記のような課題を解決するために、生物濾過層の上方部
に配設される濾材浮上防止用多孔部材と生物濾過層の下
方部に配設される濾材沈降防止用多孔部材とで区画され
た処理室に合成樹脂製中空濾材が流動可能に充填された
汚水浄化槽における生物濾過槽において、前記合成樹脂
製中空濾材の閉塞を防止する濾材の閉塞防止装置であっ
て、前記処理室内の濾材沈降防止用多孔部材寄りの位置
に設けられた散気装置と、この処理室において前記散気
装置の上部側に形成される好気処理ゾーンと、この処理
室において前記散気装置の下部側に形成される濾過処理
ゾーンと、前記処理室の下方に設けられた逆洗装置とを
備え、散気時に前記散気装置の散気作用によって前記好
気処理ゾーンに充填された合成樹脂製中空濾材が流動
し、逆洗時に前記逆洗装置の逆洗作用によって前記好気
処理ゾーンおよび濾過処理ゾーンに充填された合成樹脂
製中空濾材が混在して流動するように構成された濾材の
閉塞防止装置を提供したのである。

【００１０】要するに、従来装置における上部室と下部
室を間仕切る多孔部材を排除すると共に、合成樹脂製中
空濾材が流動可能に充填された処理室において、散気時
には、生物濾過槽に流入した一次処理水を、散気装置か
らの散気作用により、当該散気装置の上部側の好気処理
ゾーンにある合成樹脂製中空濾材を流動させることで、
当該合成樹脂製中空濾材に付着した好気性微生物により
好気処理すると共に、その好気処理水を散気装置の下部
側に沈降して滞留する合成樹脂製中空濾材により濾過処
理し、逆洗時には、逆洗装置の逆洗作用により、処理室
内に収容した合成樹脂製中空濾材の全量が流動して撹拌
洗浄されるようにしている。

【００１１】特に、請求項２では、前記構成に加える
に、生物濾過槽の逆洗時には、逆洗装置からの曝気作用
により、濾過処理ゾーンの合成樹脂製中空濾材と好気処
理ゾーンの合成樹脂製中空濾材を流動接触させて曝気撹
拌することで洗浄処理するようにしている。更に、請求
項３では、前記構成に加えるに、濾過処理ゾーンの合成
樹脂製中空濾材の一部を散気装置の上部側へ浮上させ、
好気処理ゾーンの合成樹脂製中空濾材の一部を散気装置
の下部側へ沈降させることで撹拌混合させ、これを繰り
返すことにより、処理室内の合成樹脂製中空濾材が上下
にほど良く入れ替えることで、その処理機能を変換自在
となし、これにより生物濾過槽における濾材の閉塞防止
に対処している。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
１と図２に示す汚水浄化槽Ｔの概要図に基づいて説明す
る。汚水浄化槽Ｔの内部は、汚水が流入する流入管１側
から、処理水の放流管２側にかけて、汚水処理の工程順
に応じて複数の処理槽に区画形成され、具体的には、夾
雑物除去槽Ａと嫌気濾床槽Ｂと生物濾過槽Ｃと処理水槽
Ｄと消毒槽Ｅの各処理槽を備えている。

【００１３】夾雑物除去槽Ａでは、流入管１からの流入
汚水を流入バッフル３を介して槽内へ降流させ、流入汚
水に混入する夾雑物や油脂分などを嫌気状態下で固液分
離し、その内、夾雑物を槽底部に沈澱処理すると共に、
その嫌気処理水を移流バッフル４を昇流させ、次の嫌気
濾床槽Ｂとの隔壁５の上方部の移流開口６から、当該嫌
気濾床槽Ｂへ移流するようにしている。

【００１４】嫌気濾床槽Ｂの槽内中央部付近には、上下
に多孔ネット７を配設し、その内部に球状濾材８を収容
した嫌気濾床Ｒが浸漬状態に設置され、当該嫌気濾床Ｒ
には嫌気性微生物が生息して活動するようにしている。
そこで、移流開口６から嫌気濾床槽Ｂの槽内へ流入した
嫌気処理水は、前記嫌気濾床Ｒを通過することにより嫌
気性微生物により嫌気処理された上で底部室９へと降流
する。この嫌気処理水は、清掃口を兼ねる移流バッフル
１０を昇流し、生物濾過槽Ｃとの隔壁１１の上方部の移
流開口１２から次の生物濾過槽Ｃへと移流する。

【００１５】ここで、本発明の要部を構成する生物濾過
槽Ｃの構造を説明する。１３は生物濾過槽Ｃの上方部に
配設した濾材浮上防止用多孔部材、１４は生物濾過槽Ｃ
の下方部に配設した濾材沈降防止用多孔部材であって、
生物濾過槽Ｃの上下位置の内壁面に突設した係合段部１
５に取り付けられ、これにて上下の多孔部材１３、１４
の間には処理室Ｆが区画形成される。

【００１６】Ｓは散気装置であって、上下位置の多孔部
材１３、１４の間で濾材沈降防止用多孔部材１４寄りの
位置に平格子状に横設配管され、その散気用送気管１６
を一方の隔壁１１寄りの位置に沿って鉛直上方へ立ち上
げ配管し、その上端部を散気用送気本管１７に配管し、
その基端部の送気口１８に散気用ブロア（図示せず）と
の連結管が配管され、常時、送気している。

【００１７】Ｘは合成樹脂製で中空円筒状の濾材（以
下、中空濾材という）であって、詳しくは、図６に示す
ように、その内外径が１２〜１４mmφ程度の円筒形状
で、その高さが１４〜１５mm程度、肉厚が１mm程度に成
形され、その比重が水より若干大きい程度の「１．０８
±０．０７」に調整されている。これは、中空濾材Ｘに
対して処理水中を緩やかに沈降する性質を付与すること
で、比較的少量の散気量で、処理室Ｆ内での中空濾材Ｘ
の円滑で緩やかな流動化に対処する観点からの比重調整
としている。

【００１８】また、中空濾材Ｘは、図３に示すように、
前記処理室Ｆの深さの７５〜８５％程度の位置まで収容
している。これは、中空濾材Ｘの充填割合を、前記以上
の割合とすると、逆洗時における円滑な流動化を妨げ、
その逆洗効率を低下させるし、逆に、その充填割合が前
記範囲より低くなると、投入した中空濾材Ｘへの微生物
の保持量が減少し、処理効率が低下することから、前記
程度の充填割合を維持することが好ましい。

【００１９】Ｇは生物濾過槽Ｃの底部室２０に平格子状
に横設配管した逆洗装置であって、その逆洗用送気管２
１を他方の処理水槽Ｄと区画するコ字状の隔壁２２の内
壁面に沿って鉛直上方へ立ち上げ配管され、その上端部
を逆洗用送気本管２３に配管し、その基端部の送気口２
４に逆洗用ブロア（図示せず）との連結管が配管され
る。この逆洗用ブロアは、タイマーなどにより駆動制御
され、通常、汚水流入の少ない真夜中の時間帯に、通
常、数分間から十数分間程度に亘って駆動するようにし
ている。

【００２０】２５は逆洗処理された汚泥水の返送用エア
リフト管であって、隔壁２２の背面部の一側位置に立設
され、その下端部の流入口２６を底部室２０に臨ませ、
返送用エアリフト管２５の隣接位置にエアリフト用送気
管２７が配管され、その下端部を返送用エアリフト管２
５の下端位置に接続し、その上端部を逆洗用送気本管２
３に配管している。これは、逆洗時に、底部室２０に沈
降する逆洗処理水を、エアリフト用送気管２７から返送
用エアリフト管２５への送気によるエアリフトポンプ作
用により、流入口２６から吸い込んで返送用エアリフト
管２５を昇流させて汲み上げるようにしている。

【００２１】２８は生物濾過槽Ｃで二次処理された処理
水の循環用エアリフト管であって、隔壁２２の背面部の
他側位置に立設され、その下端部の流入口２９を隔壁２
２の下端部に形成した移流開口３０の付近に臨ませ、更
には、当該循環用エアリフト管２８に隣接させてエアリ
フト送気管３１を配管し、その下端部を循環用エアリフ
ト管２８の下部寄りの位置に接続し、その上端部を散気
用送気本管１７に配管している。これは、散気時、逆洗
時を問わず、常時、底部室２０に降流する濾過処理水の
少量を、エアリフト用送気管３１から循環用エアリフト
管２８への送気によるエアリフトポンプ作用により、流
入口２９から吸い込んで返送用エアリフト管２８を昇流
させて汲み上げる。

【００２２】３２は返送用エアリフト管２５の上端部に
横設配管した逆洗処理水の汚水返送管、３３、３４は循
環用エアリフト管２８の上端部に横設配管した循環量計
量装置と循環返送管であって、槽上方部の左右両側位置
に間隔を隔てて配管され、その先端部を夾雑物除去槽Ａ
の流入バッフル３に各々臨ませており、逆洗時に返送用
エアリフト管２５から汲み上げた汚泥処理水を、また、
常時、循環用エアリフト管２８から汲み上げた処理水を
夾雑物除去槽Ａへ返送させる。

【００２３】而して、通常、生物濾過槽Ｃに流入した一
次処理水は、図７に示すように散気装置Ｓからの散気撹
拌作用により、当該散気装置Ｓの上部側の好気処理ゾー
ンＭにある中空濾材Ｘを常時、緩やかに流動させ、当該
中空濾材Ｘの表面や濾材内部に付着した好気性微生物に
より好気処理され、有機物の酸化分解がされることで、
生物処理されると共に、流動する中空濾材Ｘ同士が互い
に接触して、中空濾材Ｘの表面に付着し、微生物によっ
て形成される生物膜が適度に剥離することで、適正量に
保持される。このとき、散気装置Ｓの深さ位置より下部
側の濾過処理ゾーンＮにある中空濾材Ｘは、散気作用の
影響を受けないため、流動化せず、下部側の多孔部材１
４と散気装置Ｓとの間に充填状態で沈降静置状態にあ
る。

【００２４】次いで、散気撹拌により生物学的に酸化分
解がされた好気処理水は、前記散気装置Ｓから下部側に
充填された中空濾材Ｘによる濾過処理ゾーンＮにおい
て、好気処理水に含まれる浮遊物質や、中空濾材Ｘから
剥離した過剰な生物膜や、その他のＳＳ分が捕捉される
ことで、物理的な濾過処理がなされる。この濾過処理ゾ
ーンＮを通過した処理水は、生物濾過槽Ｃの底部室２０
へ降流した上で、隔壁２２の下端部の左右両側位置に形
成した移流開口３０を潜流して、次の処理水槽Ｄへ送り
出される。

【００２５】汚水流入のない真夜中になると、逆洗用ブ
ロアが駆動して底部室２０の逆洗装置Ｇからの曝気が噴
出する。すると、図８に示すように、先ず、濾過処理ゾ
ーンＮの中空濾材Ｘが、逆洗装置Ｇからの曝気作用によ
り一気に流動を開始し、濾過処理ゾーンＮの中空濾材Ｘ
の間や濾材内部に蓄積された汚泥分やＳＳ分が流動化
し、しかも、それが通常の散気撹拌作用に比して強力な
曝気撹拌作用を受けて流動接触が行われることで、濾過
処理ゾーンＮの中空濾材Ｘに対する逆洗処理がなされ
る。

【００２６】逆洗処理によって剥離した余剰の生物膜や
汚泥分やＳＳ分等を含む逆洗処理水は、返送用エアリフ
ト管２５の流入口２６から汲み上げられると共に、循環
用エアリフト管２８の流入口２９からも汲み上げられ、
それぞれ汚水返送管３２と循環返送管３４から夾雑物除
去層Ａへと返送されて再処理に供される。

【００２７】その際、濾過処理ゾーンＮの中空濾材Ｘの
一部は、散気装置Ｓの上部側へ浮上して旋回流動し、ま
た、好気処理ゾーンＭの中空濾材Ｘの一部が散気装置Ｓ
の下部側へ沈降流動することで、濾過処理ゾーンＮと好
気処理ゾーンＭの中空濾材Ｘが適度に混じり合って混在
状態となり、再び、散気装置Ｓによる散気撹拌が好気処
理ゾーンＮにおいて行われ、濾過処理ゾーンＮでの濾過
処理がなされる。従って、逆洗装置Ｇによる曝気撹拌が
繰り返されることにより、濾過処理ゾーンＮと好気処理
ゾーンＭの中空濾材Ｘが上下に適度に入れ替えられ、こ
れにより中空濾材Ｘに対する処理機能の役割交換がされ
ることで、生物濾過槽Ｃの処理室Ｆにおける濾材の閉塞
防止や濾過処理ゾーンＮの嫌気性化を効果的に阻止す
る。

【００２８】尚、生物濾過槽Ｃの底部室２０に降流した
生物処理水（二次処理水）は、次の処理水槽Ｄとの移流
開口３０を潜流した上で処理水槽Ｄへ流入し、その上澄
み液を消毒槽Ｅで消毒処理した上で、放流管２から放流
する。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、前記のような生物濾過槽にお
ける濾材の閉塞防止装置とその方法を提供したので、以
下に列挙するような諸効果をもたらす。 (1)、生物濾過槽Ｃの処理室Ｆの内部に収容された中空
濾材Ｘの内、好気処理ゾーンＮの中空濾在Ｘが散気装置
Ｓの上部側でゆっくりと流動するため、槽内へ流入した
一次処理水との均一な接触が行なわれ、その際、中空濾
材Ｘの内外面と濾材内部に多数の微生物を生息させ、汚
水中の有機物の好気的分解が円滑に行われる。 (2)、また、好気処理ゾーンＭを中空濾材Ｘが流動する
ことにより、中空濾材Ｘが互いに接触して余剰分の剥離
処理がなされ、また、中空濾材Ｘに付着した微生物の保
持が良好であることから、好気的処理が常に安定して行
われる。 (3)、また、流入した一次処理水が散気攪拌されること
により、一次処理段階で除去されなかった浮遊物質が、
中空濾材Ｘと一緒に流動することにより、均一に分解化
され、これが濾過処理ゾーンＮの閉塞防止に貢献する。 (4)、更に、散気装置Ｓより下部位置の濾過処理ゾーン
Ｎに充填されている中空濾材Ｘによって濾過処理がなさ
れることにより、浮遊物質や散気撹拌により好気処理ゾ
ーンＭの中空濾材Ｘから剥離した生物膜等が除去され、
非常に清澄な処理水が得られる。 (5)、また、散気装置Ｓより下部位置の濾過処理ゾーン
Ｎでは、捕捉した浮遊物質等を逆洗装置Ｇによる曝気撹
拌作用により、極めて効率良く洗浄除去される。 (6)、特に、逆洗時には、濾過処理ゾーンＮの中空濾材
Ｘと、散気装置Ｓより上部側の好気処理ゾーンＭの中空
濾材Ｘとが、程良い割合で入れ替えられて置換されるこ
とで、濾過処理ゾーンＮにおける濾材閉塞防止と、その
嫌気性化の阻止に極めて優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】汚水浄化槽の全体概要を示す側面図である。

【図２】汚水浄化槽の平面図である。

【図３】生物濾過槽の配管系を示す側面図であって、そ
の内、返送用エアリフト管と循環用エアリフト管を、図
面上、左右に齟齬した状態で示している。

【図４】生物濾過槽を示す斜視図である。

【図５】生物濾過槽の上部配管を示す平面図である

【図６】中空濾材の斜視図である。

【図７】生物濾過槽における散気時の旋回流動状況を示
す図である。

【図８】逆洗時の旋回流動状況を示す図である。

【符号の説明】

Ｔ 汚水浄化槽 Ａ 夾雑物除去槽 Ｂ 嫌気濾床槽 Ｃ 生物濾過槽 Ｄ 処理水槽 Ｅ 消毒槽 Ｆ 処理室 Ｓ 散気装置 Ｘ 中空濾材 Ｇ 逆洗装置 Ｒ 嫌気濾床 Ｍ 好気処理ゾーン Ｎ 濾過処理ゾーン １ 流入管 ２ 放流管 ３ 流入バッフル ４、１０ 移流バッフル ５、１１、２２ 隔壁 ６、１２、３０ 移流開口 ７ 多孔ネット ８ 球状濾材 ９、２０ 底部室 １３、１４ 多孔部材 １５ 係合段部 １６、２１、２７、３１ 送気管 １７、２３ 送気本管 １８、２４ 送気口 ２５、２８ エアリフト管 ２６、２９ 流入口 ３２ 汚水返送管 ３３ 計量装置 ３４ 循環返送管

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−191594（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−248584（ＪＰ，Ａ) 特許2565429（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 3/00 - 3/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生物濾過層の上方部に配設される濾材浮
   上防止用多孔部材と生物濾過層の下方部に配設される濾
   材沈降防止用多孔部材とで区画された処理室に合成樹脂
   製中空濾材が流動可能に充填された汚水浄化槽における
   生物濾過槽において、前記合成樹脂製中空濾材の閉塞を
   防止する濾材の閉塞防止装置であって、 前記処理室内の濾材沈降防止用多孔部材寄りの位置に設
   けられた散気装置と、この処理室において前記散気装置
   の上部側に形成される好気処理ゾーンと、この処理室に
   おいて前記散気装置の下部側に形成される濾過処理ゾー
   ンと、前記処理室の下方に設けられた逆洗装置とを備
   え、 散気時に前記散気装置の散気作用によって前記好気処理
   ゾーンに充填された合成樹脂製中空濾材が流動し、逆洗
   時に前記逆洗装置の逆洗作用によって前記好気処理ゾー
   ンおよび濾過処理ゾーンに充填された合成樹脂製中空濾
   材が混在して流動するように構成されていることを特徴
   とする濾材の閉塞防止装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載した生物濾過槽における
   濾材の閉塞防止装置であって、 前記逆洗装置は、前記濾過処理ゾーンの下方から曝気を
   行う構成であり、その曝気作用を用いて前記好気処理ゾ
   ーンおよび濾過処理ゾーンの合成樹脂製中空濾材を流動
   化させるように構成されていることを特徴とする濾材の
   閉塞防止装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載した生物濾過槽
   における濾材の閉塞防止装置であって、 前記逆洗装置による曝気を繰り返すことで、前記好気処
   理ゾーンの合成樹脂製中空濾材と前記濾過処理ゾーンの
   合成樹脂製中空濾材とが入れ替わるように構成されてい
   ることを特徴とする濾材の閉塞防止装置。