JP3903510B2 - 移動ろ床式ろ過装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、上水、下水、産業廃水等のろ過装置の改良に関し、特に、この発明は、比重１以上の粒状のろ材を用いて汚染したろ材を循環させて洗浄再生して使用する方式のいわゆる移動ろ床式のろ過装置の改良に係るもので、ろ材の洗浄再生が容易で且つ、洗浄分離した汚染物がろ液に混入せず汚染物の回収率が高いろ過装置を提供せんとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ろ床を構成するろ材が移動し、このろ材を取り出して洗浄してろ床の上部へ戻す上向流移動床式ろ過装置に関する技術は数多く知られている。例えば、特公昭５６−５１８０８号公報には、汚れた砂を輸送するのに圧縮空気で作動するエアリフトポンプの輸送管を、ろ過槽内の中心軸線上に垂直に取り付け、洗浄装置を前記輸送管の周囲に設けている。この洗浄装置は、ろ過槽上部の処理水ゾーンに浸漬され、洗浄水の入り口は前記処理水ゾーンに連通している。
【０００３】
また、特公昭６４−１０２４６号公報には、汚れた砂を水エジェクターで輸送する移動床式ろ過装置において、輸送管に連結された輸送水入り口と洗浄排水排出口とを上部に有する分離装置をろ過槽の上方に設け、下方から流入されて対向流となるろ液（洗浄水）により前記分離装置で分離したろ材を二次洗浄する洗浄装置を処理水ゾーンに浸漬して設け、該二次洗浄装置の上部と、前記分離装置下部とを調節弁を介して連結した装置が図示されている。また、ろ材の輸送水を洗浄室の上部から取り出すようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような従来の移動床式ろ過装置のうち、特公昭５６−５１８０８号公報に記載されたエアリフトポンプを用いるものでは、輸送管内を上昇した輸送排水は、対向流で上がってきた洗浄排水と一緒になり同一の排水調整装置を越えてろ過槽外に排出される。このため、砂輸送量が多くなれば、洗浄槽内の水位が上がり、ろ過水水位との差がなくなり洗浄用の対向流が少なくなり、汚染物がろ過水に混入してしまう恐れが生じる。従って、揚砂量を多くする場合は、その都度洗浄排水調整装置（堰、オリフィス等）を調節しなければならない。このためには、洗浄排水調節装置を常に最大負荷時にしておく必要があり、通常時には必要以上の洗浄排水を排出しなければならず、洗浄排水を多く使用し、ろ過効率が悪かった。
【０００５】
また、特公昭６４−１０２４６号公報に記載されたものでは、ろ材の洗浄部を二段階に設けて二次洗浄部から汚染したろ材の輸送水を抜き取り、汚染したろ材を一次洗浄部に輸送している。そして、一次洗浄部で洗ったろ材を二次洗浄部に戻して二次洗浄部内の上向流（洗浄水）ですすいでろ材槽の上面に戻し、一次洗浄部の洗浄汚濁水は系外に排出している。この場合、一次洗浄部から二次洗浄部に至るまでの間において、汚染物を剥離したろ材をすすぐために洗浄水に上向流を生じさせるには、二次洗浄部から抜きとる輸送水を系外に排出する汚濁水よりも多くしなければならず、多量の輸送水が必要となり、運転効率が悪かった。また、上向流が弱いと洗浄分離した汚染物がろ材とともに沈降してろ液中に混入する恐れがあるという難点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上述のような課題を解決し得るものであって、ろ過槽内のろ床上方のろ液中に洗浄塔を没入状態で設け、洗浄塔の内外におけるろ液のヘッド差を利用して洗浄塔中の汚濁した洗浄水を系外に排出するようにして、処理水として排出される洗浄塔外のろ液中に汚染物が混入するのを完全に防止するとともに、仮に汚染物が洗浄塔内を流下した場合であっても、洗浄塔内に流入するろ液中に誘導して原水内に返送し、原水とともに再循環させるもので、高い効率で汚染物を回収することができるようにしたものである。
【０００７】
すなわち、この発明に係る移動ろ床式ろ過装置は、ろ床を形成する比重１以上の粒状のろ材が内部下方に積層され、前記ろ床上方のろ液室上部に設けられた処理水溢流堰と、原水供給源に接続された下方の原水供給部とを有し、該原水供給部から供給された原水を、前記ろ床中を上昇させることによってろ過し、前記処理水溢流堰から溢流させて処理水として排出するろ過槽と、下端が前記ろ床の下層部で開口し、下部及び中間部が圧力空気の供給源に接続され、前記ろ材を、前記圧力空気によって前記ろ床の底部から引き抜いて上方へ移送すると共に洗浄再生するエアリフト管と、前記ろ液室のろ液中に没入状態で設けられ、前記エアリフト管の上端が開口する上方の分離室と、該分離室に設けられ上下に調節自在で且つ前記処理水の溢流縁よりも下位の溢流縁を形成する堰板と、該堰板から溢流する洗浄水を前記ろ過槽外へ排出する洗浄水排出部と、前記分離室の下側に設けられ前記分離室と前記ろ液室とを連通し該ろ液室のろ液が流入する下方の連通部と、該連通部の外周に該連通部と略同心状に配設されて前記分離室の下側において当該分離室と連通する取出室とを有し、前記エアリフト管の上端から前記分離室へ流入する前記洗浄再生されたろ材と該ろ材から分離した汚染物のうち、前記汚染物を、前記エアリフト管によって移送された洗浄水と共に前記堰板から溢流して前記洗浄水排出部から排出し、前記洗浄再生されて沈降するろ材を、前記連通部から前記ろ床の上面へ供給する洗浄塔と、前記洗浄塔の取出室の下部に接続された一端と、前記原水供給源に接続された他端とを有し、前記連通部に流入したろ液を前記原水供給源へ循環供給する取出管とを備え、この取出管に、流量を調節するためのバルブを備えていることを特徴とするものであある。
【０００８】
また、取出管の他端は、原水槽が近傍に設けてあるときには、原水槽に直接接続すれば良く、原水槽がろ過槽よりも離れた位置にあるときは、原水の供給管に接続すれば良い。取出管の他端を供給管に接続する場合は、原水の供給ポンプの供給圧を利用して、前述のエアリフト管への圧縮空気に対抗して連通部に流入したろ液を引き抜くため、ろ過槽への原水の供給ポンプの下流側にエジェクターを介して接続する。
【０００９】
また、ろ過槽への原水供給部は、ろ材を撹乱することなく原水を自然且つ均等に流入させるため、ループ状のヘッダー管に数本の流入管を立設し、その上端開口の上方にループ状の分配傘を設け、前記ろ過抵抗測定管の先端部は前記分配傘の上部に達するように設けられている。
【００１０】
この発明に係る装置は、上述のように構成してあるので、上記ろ床の下部に供給された原水は、ろ床中を上昇する間に夾雑物（汚染物）がろ材に捕捉され、そのろ液（処理水）は、ろ液室上部の処理水溢流堰から溢流して槽外へ排出される。これと同時に、エアリフト管に圧力空気を送ることによって、ろ床の底部の汚染したろ材が引き抜かれ、積層状のろ材が徐々に上方から下方に移動する。そして、ろ床から引抜かれたろ材は、ろ過槽下部の原水（洗浄水）と共にエアリフト管内を撹拌されながら上方の洗浄塔の分離室まで移送される。
【００１１】
エアリフト管内において、ろ材に付着した汚染物は、移送中に撹拌されることによってろ材から剥離する。洗浄塔の分離室では、剥離した軽い汚染物が浮上し、重いろ材が沈降する。そして、浮上した汚染物は、分離室の上部の堰板から洗浄水の一部と共に溢流し、洗浄水排出部から系外に排出される。一方、洗浄されたろ材は、沈降して連通部を通りろ床の上面に供給される。連通部を沈降するろ材は、ろ床上方から流入して上昇するろ液内を潜ってすすがれる。
【００１２】
この洗浄塔内におけるろ液の上昇流は、ろ液室上部から溢流する処理水のの上面と、分離室の堰板から溢流する洗浄水の上面とのヘッド差により発生するものであり、洗浄水の溢流縁が処理水の溢流縁よりも下位になるように堰板が設けられているので、この上昇流によって汚染物が連通部から流出してろ液に混入することを完全に防止できる。また、この両者のヘッド差は、分離室上部の堰板を上下することによって簡単に調節でき、これにより、洗浄塔内の上昇流の流量を調節できる。従って、堰板のみを上下するという簡単な操作によって、ろ材の汚染の度合い（汚染負荷）に応じた十分なすすぎ具合を得ることができる。
【００１３】
一方、洗浄塔内を上昇するろ液の一部は、洗浄塔の下部に設けられた取出室に流入し、取出管を介して循環水として原水へと戻されるが、この取出管は、取出室の下部に接続されているので、軽い汚染物が循環水へ混入するのを最小限に抑えることができる。また、仮に、汚染物が混入したとしても、この循環水は原水と合流して再度ろ過されるので、原水から固形物（汚染物）を回収する面からみれば、その回収度を高めることが可能となる。
【００１４】
また、洗浄塔内を上昇するろ液の流量、エアリフト管に流入する原水の流量、及び循環水の流量は、ろ液室上部から溢流する処理水と分離室の堰板から溢流する洗浄水とのヘッド差に起因して変動し、この両者のヘッド差は、分離室上部の堰板を上下することによって簡単に変更させることができる。従って、ろ材の汚染の度合い（汚染負荷）が変動した場合には、堰板を上下することによってエアリフト管に流入する原水の流量を増減し、ろ材の引き抜き量を増減させて、ろ材の洗浄の頻度を増減させればよいので、係る制御を容易に行うことができる。
【００１５】
また、ろ材を循環させるに当って、エアリフト管には下部及び中間部の双方から高圧空気が流入するので、ろ床が厚い場合であっても円滑にろ材を揚送することができる。例えば、運転を休止していて始動する場合には、エアリフト管内の下部から上部までろ材が詰っていて、これを下部からかつ一挙に揚送することは困難であるが、これを中間部と下部とから二段階に揚送すれば円滑に揚送することができる。
【００１６】
さらに、取出室からの循環水を循環させるに当って、原水槽がろ過槽の近傍にある場合には、循環水の取出管をろ過槽直結すれば良いが、原水槽がろ過槽から離れた場所にある場合には、循環水の取出管をろ過槽への原水の供給管に設けたエジェクター（引込器）に接続すれば至便である。すなわち、原水槽がろ過槽から離れた位置にある場合、その距離や地形によって複雑な長い配管を必要とするが、原水供給管にエジェクターを設けて、このエジェクター取出管を接続することによって、原水槽の近傍の原水供給管に容易に循環路を形成することができる。
【００１７】
また、ろ床の下部に供給される原水を、ループ状のヘッダー管から数本の流入管からループ状の分配傘を介して供給するようにすれば、ろ床を撹乱させることなく原水を均等に供給することができ、清澄なろ液を得ることができる。また、ループ状の分配傘の上面は、流下方向が分散するように洗浄再生されたろ材を案内するので、ろ材が部分的に停滞するのを防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいてこの発明の一実施の形態に係る移動ろ床式ろ過装置を具体的に説明する。
【００１９】
図１は一実施の形態に係る移動ろ床式ろ過装置を模式的に表した縦断面図、図２は図１の一部を破断して示す斜面図、図３は図１のろ過装置を用いた汚水処理のフローシートである。
【００２０】
図１及び図２に示すように、このろ過装置３０は、ろ過槽１とエアリフト管１５と洗浄塔３１と取出管１０とを備えている。
【００２１】
ろ過槽１は下部が先細りする中空円筒状に形成され、ろ過槽１の内部下方には、ろ床３２を形成する比重１以上の粒状のろ材２が積層されている。ろ床３２上方のろ過槽１の内部空間はろ液室９を構成し、ろ液室９の上部には、ろ液（処理水）が溢流する処理水溢流堰３８と、溢流した処理水をろ過槽１外へ排出する処理水排出部４が設けられている。ろ過槽１の下方には、原水供給源３３（図３参照）に接続された原水供給部３４が設けられ、この原水供給部３４から処理すべき原水がろ過槽１内に供給される。汚染物を含有する原水は、原水供給部３４から供給されてろ床３２中を上昇し、ろ材１が汚染物を捕捉することによってろ過されて、処理水として処理水溢流堰３８から溢流し、処理水排出部４から排出される。
【００２２】
原水供給部３４は、ループ状のヘッダー管３と、複数本の流入管３５と、ループ状の分配傘３６とを備えている。ヘッダー管３は、ろ過槽１の下方外部に設けられ、原水供給源３３（図３参照）に接続されている。各流入管３５は、ヘッダー管３に立設され、ろ過槽１内に挿入されてろ床３２の下部に延びている。分配傘３６は、流入管３５の上端開口の上方を覆うように設けられ、流入管３５から上方へ流出する原水は、分配傘３６に当接し、ろ床３２内へ均等に配分される。
【００２３】
ろ過槽１の内部には、先端部が分配傘３６の上部に達するように、ろ過抵抗測定管２２が挿入されている。このろ過抵抗測定管２２は、ろ材２が汚染物を捕捉することによって生じるろ床３２のろ過圧損を検出するもので、係るろ過圧損を検出することによって、ろ材２の洗浄状態（汚染状態）を確認することができる。
【００２４】
エアリフト管１５は、ろ過槽１内のほぼ中央に立設された案内管３７の内部を挿通するように設けられている。エアリフト管１５の下端は、ろ床３２の下層部となるろ過槽１の底部のピット１６内に臨んで開口している。エアリフト管１５の下部及び中間部は、エア供給管１７を介して圧力空気の供給源としてのエアコンプレッサ３８に接続され（図３参照）、エアリフト管１５の内部を圧力空気が上昇する。図１では、構造を分り易くするため、ろ過槽１の外側にエア供給管１７を示してあるが、実際には、図２に示すように、エアリフト管１５と案内管３７との間に形成される間隙に、２本のエア供給管１７が上部から挿入されており、その一方はエアリフト管１５の下部で、他方はエアリフト管１５の中間部でそれぞれ開口している。係る圧力空気によって、ろ床３２底部の汚染したろ材２が引き抜かれ、積層状のろ材２が徐々に上方から下方に移動する。そして、ろ床３２から引抜かれたろ材２は、ろ過槽１下部の原水（洗浄水）と共にエアリフト管１５内を撹拌されながら上方に移送される。
【００２５】
洗浄塔３１は、分離室７と堰板１８と洗浄水排出部５と連通部１９と取出室８とを備え、ろ液室９のろ液中に没入状態で設けられている。
【００２６】
エアリフト管１５は、洗浄塔３１の内部を挿通して設けられ、エアリフト管１５の上端は、分離室７の上部で開口している。堰板１８及び洗浄水排出部５は、分離室７の上部に設けられている。堰板１８は、上下移動自在で、且つ処理水溢流堰３８からの処理水の溢流縁よりも下位の溢流縁を形成する高さに配設されている。すなわち、洗浄水の上面Ｈ１は、処理水の上面Ｈよりも常時低位となるように設定され、両溢流縁間には常にヘッド差（Ｈ−Ｈ１）が生じている。また、係るヘッド差の大きさは、堰板１８を上下させることによって調節可能となっている。
【００２７】
分離室７では、エアリフト管１５の上端からろ材２を含む洗浄水が流下し、係る洗浄水中において、剥離した軽い汚染物が浮上し、重いろ材２が沈降する。そして、浮上した汚染物は、分離室７の上部の堰板１８から洗浄水の一部と共に溢流し、洗浄水排出部５から系外に排出される。
【００２８】
連通部１９は、ドーナツ状断面を有する筒状に形成され、案内管３７と略同心状に分離室７の下方に配設されて、分離室７とろ液室９とを連通する。連通部１９では、分離室７を沈降したろ材２が下方へ移動すると共に、ろ液室９のろ液が流入して上昇する。連通部１９を沈降したろ材２は、ろ液室９内に流下してろ床３２の上面に供給される。分離室７の下端部と連通部１９の上端部及び中間部とには、ろ材２の流下方向を案内する流下案内板２０が設けられ、連通部１９の下方のろ液室９内には、流下するろ材２を均等に分配するための傘状の分配板２１が設けられている。
【００２９】
取出室８は、ドーナツ状断面を有する有底筒状に形成され、連通部１９の外周に連通部１９と略同心状に配設されてている。取出室８の上部は、分離室７の下端部及び連通部１９の上端部と連通している。
【００３０】
取出管１０の一端は、取出室８の下部に接続され、他端は、原水供給源３３（図３参照）に接続されている。ろ液室９から連通部１９に流入したろ液の一部（連通部１９に流入したろ液のうち堰板１８からの溢流分を除いた分）は、取出管１０を介して原水供給源３３へ循環供給される。取出管１０の中間部には、ろ液の循環流量を検出するための流量計１３と、ろ液の循環流量を調節するためのバルブ４１とが設けられている。
【００３１】
図３に示すように、原水供給源３３は、原水槽３９と、原水槽３９と原水供給部３４のヘッダー管３とを接続する供給管１１と、供給管１１の途中に設けられた供給ポンプ４０とを備えている。原水供給部３４のヘッダー管３との接続端部には、原水の供給圧を検出する圧力計１４が設けられている。
【００３２】
取出管１０の他端は、供給管１１の供給ポンプ４０よりも下流側に、図４に示すようなエジェクター１２を介して接続されている。エジェクター１２は、通過原水の引き込み負圧を利用して、取出室８の下部から輸送水をエアリフト管１５の空気圧の逆圧に抗して引抜くためのものである。
【００３３】
また、原水槽３９がろ過槽１の近傍に設けられている場合には、取出管１０の他端を、原水槽３９に直接接続することもできる（図３中の配管４４参照）。
【００３４】
このように構成されたろ過装置３０によれば、夾雑物（汚染物）を含む原水は、原水供給部３４の流入管３５からろ過槽１内に供給され、ろ床３２中（積層されたろ材２の間）を上昇する。汚染物は、原水がろ床３２中を上昇する間にろ材２に捕捉され、そのろ液（処理水）は、ろ過槽１上部のろ液室９に溜り、ろ液室９上部の処理水溢流堰３８から溢流して処理水排出部４から系外に取出される。
【００３５】
一方、エアリフト管１５に圧力空気を送ることによって、ろ床３２底部の汚染したろ材２は、エアリフト管１５内に引き抜かれ、積層状のろ材２が徐々に上方から下方に移動する。そして、ろ床３２から引き抜かれたろ材２は、ろ過槽１底部の原水（洗浄水）と共にエアリフト管１５内を攪拌されながら上方の洗浄塔３１の分離室７まで移送される。
【００３６】
ここで、ろ床３２の底部から引抜いたろ材２には原液中の夾雑物が付着しているが、この夾雑物は、ろ材２が移送中に攪拌されることによって剥離する。そして、エアリフト管１５の上端から分離室７内に吐出した後、軽い夾雑物は浮上して堰板１８から溢流し、洗浄水排出部５から洗浄水とともに系外に取出される。また、汚染物が剥離された洗浄済みの重いろ材２は、沈降して連通部１９を通り、分配板２１を経てろ床３２の上面に供給される。
【００３７】
分離室７内の水量は、洗浄水排出部５から洗浄水として排出した分だけ減少するが、この減少分に対しては、ろ液室９のろ床３２上方のろ液が連通部１９の下部から流入し補充される。このため、分離室７内には、ろ液の上昇流が発生するが、夾雑物が剥離されて比重が重くなった洗浄済みのろ材２は、この上昇流中を沈降し、このろ液内を潜ってすすがれる。一方、剥離された汚染物は、比重が軽いため、上昇流に逆らって連通部１９を沈降することがなく、ろ液室９内に入ることはない。
【００３８】
また、洗浄塔３１内におけるろ液の上昇流は、ろ液室９上部の処理水溢流堰３８から溢流する処理水の上面Ｈと、分離室７上部の堰板１８から溢流する洗浄水の上面Ｈ１とのヘッド差（Ｈ−Ｈ１）により発生するものであり、洗浄水の溢流縁Ｈ１が処理水の溢流縁Ｈよりも下位になるように堰板１８が設けられているので、この上昇流によって汚染物が連通部１９から流出してろ液に混入することを完全に防止できる。
【００３９】
また、この両者のヘッド差は、分離室７上部の堰板１８を上下することによって簡単に変更でき、係るヘッド差の変更により、洗浄塔３１内を上昇するろ液の流量、エアリフト管１５に流入する原水の流量、及び循環水の流量を増減することができる。すなわち、エアリフト管１５に流入する原水の流量を増減させれば、これに伴って洗浄塔３１内を上昇するろ液の流量も増減するため、ろ材２の汚染の度合い（汚染負荷）が変動した場合の制御を容易に行うことができる。例えば、ろ材２の汚染負荷が上昇し、ろ床３２中のろ材２が目詰りを生じて、圧損計２２によってろ床３２内の圧力上昇が検出されたときには、堰板１８を下げることによってヘッド差を増大させる。これにより、堰板１８から溢流する洗浄水の流量が増大すると共に、エアリフト管１５に流入する原水の流量が増大し、ろ材２の引抜き量が増加するので、ろ材２の洗浄の頻度が高くなり、ろ床３２におけるろ材２の目詰まりを快復させて、安定したろ過運転を行うことができる。また、ろ材２の汚染負荷が上昇し、ろ材２の引き抜き量を増大させた場合には、洗浄塔３１内を上昇するろ液の流量も同時に増大するので、ろ材２の汚染負荷の上昇及び引き抜き量の増大に応じた十分な強さの上昇流が得られ、汚染負荷に応じた十分なすすぎ具合を得ることができる。なお、他の調整例として、取出管１０に設けたバルブ４１の開度を調節し、循環水の流量を調節することも可能であり、係る調整によっても同様の安定したろ過運転を行うことができる。
【００４０】
一方、洗浄塔３１内を上昇するろ液の一部は、取出室８に流入する。取出室８に流入したろ液は、エジェクター１２の作用によって、下方の循環水取出部６から引き抜かれ、取出管１０を介して循環水として原水へと戻される。このため、取出室８では下降流が生じるが、この取出室８が分離室７下端の下方外側に設けられていること、及び循環水取出部６が取出室８の下部に設けられていることから、軽い汚染物が循環水へ混入するのを最小限に抑えることができる。また、仮に、循環水へ汚染物が混入したとしても、この循環水は原水と合流して再度ろ過されるので、原水から固形物（汚染物）を回収する面からみれば、その回収度を高めることが可能となる。
【００４１】
また、ろ材２を循環させるに当って、エアリフト管１５には下部及び中間部の双方から高圧空気が流入するので、ろ床３２が厚い場合であっても円滑にろ材２を揚送することができる。例えば、運転を休止していて始動する場合には、エアリフト管１５内の下部から上部までろ材２が詰っているため、係るろ材２を、下部からの加圧空気のみによって一挙に揚送することは困難であるが、これに対し、中間部と下部とから二段階に加圧空気を流入すれば、詰まったろ材２であっても円滑に揚送することができる。
【００４２】
さらに、取出管１０を、原水槽３９に直結せず、原水供給管１１に設けたエジェクター１２に接続したので、原水槽３９がろ過槽１から離れた位置にある場合、取出管１０を、原水槽３９とろ過槽１との間の距離や周囲の地形に応じた複雑で長い配管とする必要がなく、原水槽１の近傍の原水供給管１１に容易に循環水の循環路を形成することができる。
【００４３】
また、ろ床３２の下部に供給される原水を、ループ状のヘッダー管３に立設された複数本の流入管３５からループ状の分配傘３６を介して供給するようにしたので、ろ床３２を撹乱させることなく原水を均等に供給することができ、清澄なろ液を得ることができる。また、ループ状の分配傘３６の上面は、洗浄再生されたろ材２の流下方向が分散するように案内するので、ろ材２が部分的に停滞するのを防止することができる。
【００４４】
以上の説明で明らかなように、本実施の形態に係るろ過装置３０は、汚染したろ材２はエアリフト管１５を上昇する間に撹拌されて汚染物が剥離し、その汚染物を含む洗浄水が系外に排出され、この洗浄水とは別にろ液を連通部１９に流入させ、このろ液の上昇流により沈降するろ材２をすすぎ、すすぎ後のろ液の一部を取出室８から取出して循環させるようにしたもので、特に、分離室７に上下に調節自在で且つ処理水の溢流縁よりも下位の溢流縁を形成する堰板１８を設けたので、処理水と洗浄水とのヘッド差を、堰板１８の上下によって変更することにより、洗浄塔３１内を上昇するろ液の流量、エアリフト管１５に流入する原水の流量、及び循環水の流量を、簡単に増減することができる。
【００４５】
従って、洗浄塔３１内には常にろ液の上昇流が生じるので、汚染した洗浄水及び汚染物がろ液室９中に混入することがない。また、原水の汚濁負荷等が変動した場合には、堰板１８の上下位置を調整し、溢流する洗浄水の流量を増減させるだけで、エアリフト管１５に流入する原水の流量が増減されて、移送洗浄されるろ材２の量が増減されると共に、洗浄塔３１内を上昇するろ液の流量も増減されるので、簡単な運転制御によって安定したろ過運転を行うことができる。さらに、汚染したろ材を移送洗浄するために用られた汚染物を多く含む洗浄水のみを系外に排出し、且つ汚染物を含む可能性のある分離室の水については再循環によって汚染物を捕捉するので、系外に捨てる洗浄水の量を最小限に抑え、高い回収率で汚染物を回収することができる。
【００４６】
【発明の効果】
このように、この発明に係る移動床式ろ過装置によれば、ろ過抵抗測定管によってろ床のろ過圧損を検出することができる。そして、分離室に上下に調節自在で且つ処理水の溢流縁よりも下位の溢流縁を形成する堰板を設けたので、処理水と洗浄水とのヘッド差を、堰板の上下によって変更することにより、洗浄塔内を上昇するろ液の流量、エアリフト管に流入する原水の流量、及び循環水の流量を、簡単に増減することができる。
【００４７】
従って、洗浄塔内には常にろ液の上昇流が発生するので、汚染した洗浄水及び汚染物がろ液室中に混入することがない。また、原水の汚濁負荷等が変動した場合には、堰板の上下位置を調整し、溢流する洗浄水の流量を増減させるだけで、エアリフト管に流入する原水の流量が増減されて、移送洗浄されるろ材の量が増減されると共に、洗浄塔内を上昇するろ液の流量も増減されるので、簡単な運転制御によって安定したろ過運転を行うことができる。さらに、汚染したろ材を移送洗浄するために用られた汚染物を多く含む洗浄水のみを系外に排出し、且つ汚染物を含む可能性のある分離室の水については再循環によって汚染物を捕捉するので、系外に捨てる洗浄水の量を最小限に抑え、高い回収率で汚染物を回収することができる。
【００４８】
また、取出室からの循環水を循環させるに当って、原水槽がろ過槽の近傍にある場合には、循環水の取出管をろ過槽直結すれば良いが、原水槽がろ過槽から離れた場所にある場合には、循環水の取出管をろ過槽への原水の供給管に設けたエジェクター（引込器）に接続すれば至便である。
【００４９】
さらに、ろ床の下部に供給される原水を、ループ状のヘッダー管から数本の流入管からループ状の分配傘を介して供給するようにすれば、ろ床を撹乱させることなく原水を均等に供給することができ、清澄なろ液を得ることができる。また、ループ状の分配傘の上面は、流下方向が分散するように洗浄再生されたろ材を案内するので、ろ材が部分的に停滞するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係る移動ろ床式ろ過装置を模式的に表した縦断面図である。
【図２】図１の一部を破断して示す斜面図である。
【図３】図１のろ過装置を用いてた汚水処理のフローシートである。
【図４】図１のろ過装置に用いるエジェクターの一部を破断して示す正面図である。
【符号の説明】
１ ろ過槽
２ ろ材
３ ヘッダー管
４ 処理水の取出管
５ 洗浄水排出部
７ 分離室
８ 取出室
９ ろ液室
１０ 取出管
１１ 供給管
１２ エジェクター
１５ エアリフト管
１８ 堰板
１９ 連通部
３０ 移動ろ床式ろ過装置
３１ 洗浄塔
３２ ろ床
３３ 原水供給源
３４ 原水供給部
３５ 流入管
３６ 分配傘
３８ 処理水溢流堰
３９ 原水槽
４０ 供給ポンプ
Ｈ 処理水の上面
Ｈ１ 洗浄水の上面
【発明の属する技術分野】
この発明は、上水、下水、産業廃水等のろ過装置の改良に関し、特に、この発明は、比重１以上の粒状のろ材を用いて汚染したろ材を循環させて洗浄再生して使用する方式のいわゆる移動ろ床式のろ過装置の改良に係るもので、ろ材の洗浄再生が容易で且つ、洗浄分離した汚染物がろ液に混入せず汚染物の回収率が高いろ過装置を提供せんとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ろ床を構成するろ材が移動し、このろ材を取り出して洗浄してろ床の上部へ戻す上向流移動床式ろ過装置に関する技術は数多く知られている。例えば、特公昭５６−５１８０８号公報には、汚れた砂を輸送するのに圧縮空気で作動するエアリフトポンプの輸送管を、ろ過槽内の中心軸線上に垂直に取り付け、洗浄装置を前記輸送管の周囲に設けている。この洗浄装置は、ろ過槽上部の処理水ゾーンに浸漬され、洗浄水の入り口は前記処理水ゾーンに連通している。
【０００３】
また、特公昭６４−１０２４６号公報には、汚れた砂を水エジェクターで輸送する移動床式ろ過装置において、輸送管に連結された輸送水入り口と洗浄排水排出口とを上部に有する分離装置をろ過槽の上方に設け、下方から流入されて対向流となるろ液（洗浄水）により前記分離装置で分離したろ材を二次洗浄する洗浄装置を処理水ゾーンに浸漬して設け、該二次洗浄装置の上部と、前記分離装置下部とを調節弁を介して連結した装置が図示されている。また、ろ材の輸送水を洗浄室の上部から取り出すようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような従来の移動床式ろ過装置のうち、特公昭５６−５１８０８号公報に記載されたエアリフトポンプを用いるものでは、輸送管内を上昇した輸送排水は、対向流で上がってきた洗浄排水と一緒になり同一の排水調整装置を越えてろ過槽外に排出される。このため、砂輸送量が多くなれば、洗浄槽内の水位が上がり、ろ過水水位との差がなくなり洗浄用の対向流が少なくなり、汚染物がろ過水に混入してしまう恐れが生じる。従って、揚砂量を多くする場合は、その都度洗浄排水調整装置（堰、オリフィス等）を調節しなければならない。このためには、洗浄排水調節装置を常に最大負荷時にしておく必要があり、通常時には必要以上の洗浄排水を排出しなければならず、洗浄排水を多く使用し、ろ過効率が悪かった。
【０００５】
また、特公昭６４−１０２４６号公報に記載されたものでは、ろ材の洗浄部を二段階に設けて二次洗浄部から汚染したろ材の輸送水を抜き取り、汚染したろ材を一次洗浄部に輸送している。そして、一次洗浄部で洗ったろ材を二次洗浄部に戻して二次洗浄部内の上向流（洗浄水）ですすいでろ材槽の上面に戻し、一次洗浄部の洗浄汚濁水は系外に排出している。この場合、一次洗浄部から二次洗浄部に至るまでの間において、汚染物を剥離したろ材をすすぐために洗浄水に上向流を生じさせるには、二次洗浄部から抜きとる輸送水を系外に排出する汚濁水よりも多くしなければならず、多量の輸送水が必要となり、運転効率が悪かった。また、上向流が弱いと洗浄分離した汚染物がろ材とともに沈降してろ液中に混入する恐れがあるという難点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上述のような課題を解決し得るものであって、ろ過槽内のろ床上方のろ液中に洗浄塔を没入状態で設け、洗浄塔の内外におけるろ液のヘッド差を利用して洗浄塔中の汚濁した洗浄水を系外に排出するようにして、処理水として排出される洗浄塔外のろ液中に汚染物が混入するのを完全に防止するとともに、仮に汚染物が洗浄塔内を流下した場合であっても、洗浄塔内に流入するろ液中に誘導して原水内に返送し、原水とともに再循環させるもので、高い効率で汚染物を回収することができるようにしたものである。
【０００７】
すなわち、この発明に係る移動ろ床式ろ過装置は、ろ床を形成する比重１以上の粒状のろ材が内部下方に積層され、前記ろ床上方のろ液室上部に設けられた処理水溢流堰と、原水供給源に接続された下方の原水供給部とを有し、該原水供給部から供給された原水を、前記ろ床中を上昇させることによってろ過し、前記処理水溢流堰から溢流させて処理水として排出するろ過槽と、下端が前記ろ床の下層部で開口し、下部及び中間部が圧力空気の供給源に接続され、前記ろ材を、前記圧力空気によって前記ろ床の底部から引き抜いて上方へ移送すると共に洗浄再生するエアリフト管と、前記ろ液室のろ液中に没入状態で設けられ、前記エアリフト管の上端が開口する上方の分離室と、該分離室に設けられ上下に調節自在で且つ前記処理水の溢流縁よりも下位の溢流縁を形成する堰板と、該堰板から溢流する洗浄水を前記ろ過槽外へ排出する洗浄水排出部と、前記分離室の下側に設けられ前記分離室と前記ろ液室とを連通し該ろ液室のろ液が流入する下方の連通部と、該連通部の外周に該連通部と略同心状に配設されて前記分離室の下側において当該分離室と連通する取出室とを有し、前記エアリフト管の上端から前記分離室へ流入する前記洗浄再生されたろ材と該ろ材から分離した汚染物のうち、前記汚染物を、前記エアリフト管によって移送された洗浄水と共に前記堰板から溢流して前記洗浄水排出部から排出し、前記洗浄再生されて沈降するろ材を、前記連通部から前記ろ床の上面へ供給する洗浄塔と、前記洗浄塔の取出室の下部に接続された一端と、前記原水供給源に接続された他端とを有し、前記連通部に流入したろ液を前記原水供給源へ循環供給する取出管とを備え、この取出管に、流量を調節するためのバルブを備えていることを特徴とするものであある。
【０００８】
また、取出管の他端は、原水槽が近傍に設けてあるときには、原水槽に直接接続すれば良く、原水槽がろ過槽よりも離れた位置にあるときは、原水の供給管に接続すれば良い。取出管の他端を供給管に接続する場合は、原水の供給ポンプの供給圧を利用して、前述のエアリフト管への圧縮空気に対抗して連通部に流入したろ液を引き抜くため、ろ過槽への原水の供給ポンプの下流側にエジェクターを介して接続する。
【０００９】
また、ろ過槽への原水供給部は、ろ材を撹乱することなく原水を自然且つ均等に流入させるため、ループ状のヘッダー管に数本の流入管を立設し、その上端開口の上方にループ状の分配傘を設け、前記ろ過抵抗測定管の先端部は前記分配傘の上部に達するように設けられている。
【００１０】
この発明に係る装置は、上述のように構成してあるので、上記ろ床の下部に供給された原水は、ろ床中を上昇する間に夾雑物（汚染物）がろ材に捕捉され、そのろ液（処理水）は、ろ液室上部の処理水溢流堰から溢流して槽外へ排出される。これと同時に、エアリフト管に圧力空気を送ることによって、ろ床の底部の汚染したろ材が引き抜かれ、積層状のろ材が徐々に上方から下方に移動する。そして、ろ床から引抜かれたろ材は、ろ過槽下部の原水（洗浄水）と共にエアリフト管内を撹拌されながら上方の洗浄塔の分離室まで移送される。
【００１１】
エアリフト管内において、ろ材に付着した汚染物は、移送中に撹拌されることによってろ材から剥離する。洗浄塔の分離室では、剥離した軽い汚染物が浮上し、重いろ材が沈降する。そして、浮上した汚染物は、分離室の上部の堰板から洗浄水の一部と共に溢流し、洗浄水排出部から系外に排出される。一方、洗浄されたろ材は、沈降して連通部を通りろ床の上面に供給される。連通部を沈降するろ材は、ろ床上方から流入して上昇するろ液内を潜ってすすがれる。
【００１２】
この洗浄塔内におけるろ液の上昇流は、ろ液室上部から溢流する処理水のの上面と、分離室の堰板から溢流する洗浄水の上面とのヘッド差により発生するものであり、洗浄水の溢流縁が処理水の溢流縁よりも下位になるように堰板が設けられているので、この上昇流によって汚染物が連通部から流出してろ液に混入することを完全に防止できる。また、この両者のヘッド差は、分離室上部の堰板を上下することによって簡単に調節でき、これにより、洗浄塔内の上昇流の流量を調節できる。従って、堰板のみを上下するという簡単な操作によって、ろ材の汚染の度合い（汚染負荷）に応じた十分なすすぎ具合を得ることができる。
【００１３】
一方、洗浄塔内を上昇するろ液の一部は、洗浄塔の下部に設けられた取出室に流入し、取出管を介して循環水として原水へと戻されるが、この取出管は、取出室の下部に接続されているので、軽い汚染物が循環水へ混入するのを最小限に抑えることができる。また、仮に、汚染物が混入したとしても、この循環水は原水と合流して再度ろ過されるので、原水から固形物（汚染物）を回収する面からみれば、その回収度を高めることが可能となる。
【００１４】
また、洗浄塔内を上昇するろ液の流量、エアリフト管に流入する原水の流量、及び循環水の流量は、ろ液室上部から溢流する処理水と分離室の堰板から溢流する洗浄水とのヘッド差に起因して変動し、この両者のヘッド差は、分離室上部の堰板を上下することによって簡単に変更させることができる。従って、ろ材の汚染の度合い（汚染負荷）が変動した場合には、堰板を上下することによってエアリフト管に流入する原水の流量を増減し、ろ材の引き抜き量を増減させて、ろ材の洗浄の頻度を増減させればよいので、係る制御を容易に行うことができる。
【００１５】
また、ろ材を循環させるに当って、エアリフト管には下部及び中間部の双方から高圧空気が流入するので、ろ床が厚い場合であっても円滑にろ材を揚送することができる。例えば、運転を休止していて始動する場合には、エアリフト管内の下部から上部までろ材が詰っていて、これを下部からかつ一挙に揚送することは困難であるが、これを中間部と下部とから二段階に揚送すれば円滑に揚送することができる。
【００１６】
さらに、取出室からの循環水を循環させるに当って、原水槽がろ過槽の近傍にある場合には、循環水の取出管をろ過槽直結すれば良いが、原水槽がろ過槽から離れた場所にある場合には、循環水の取出管をろ過槽への原水の供給管に設けたエジェクター（引込器）に接続すれば至便である。すなわち、原水槽がろ過槽から離れた位置にある場合、その距離や地形によって複雑な長い配管を必要とするが、原水供給管にエジェクターを設けて、このエジェクター取出管を接続することによって、原水槽の近傍の原水供給管に容易に循環路を形成することができる。
【００１７】
また、ろ床の下部に供給される原水を、ループ状のヘッダー管から数本の流入管からループ状の分配傘を介して供給するようにすれば、ろ床を撹乱させることなく原水を均等に供給することができ、清澄なろ液を得ることができる。また、ループ状の分配傘の上面は、流下方向が分散するように洗浄再生されたろ材を案内するので、ろ材が部分的に停滞するのを防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいてこの発明の一実施の形態に係る移動ろ床式ろ過装置を具体的に説明する。
【００１９】
図１は一実施の形態に係る移動ろ床式ろ過装置を模式的に表した縦断面図、図２は図１の一部を破断して示す斜面図、図３は図１のろ過装置を用いた汚水処理のフローシートである。
【００２０】
図１及び図２に示すように、このろ過装置３０は、ろ過槽１とエアリフト管１５と洗浄塔３１と取出管１０とを備えている。
【００２１】
ろ過槽１は下部が先細りする中空円筒状に形成され、ろ過槽１の内部下方には、ろ床３２を形成する比重１以上の粒状のろ材２が積層されている。ろ床３２上方のろ過槽１の内部空間はろ液室９を構成し、ろ液室９の上部には、ろ液（処理水）が溢流する処理水溢流堰３８と、溢流した処理水をろ過槽１外へ排出する処理水排出部４が設けられている。ろ過槽１の下方には、原水供給源３３（図３参照）に接続された原水供給部３４が設けられ、この原水供給部３４から処理すべき原水がろ過槽１内に供給される。汚染物を含有する原水は、原水供給部３４から供給されてろ床３２中を上昇し、ろ材１が汚染物を捕捉することによってろ過されて、処理水として処理水溢流堰３８から溢流し、処理水排出部４から排出される。
【００２２】
原水供給部３４は、ループ状のヘッダー管３と、複数本の流入管３５と、ループ状の分配傘３６とを備えている。ヘッダー管３は、ろ過槽１の下方外部に設けられ、原水供給源３３（図３参照）に接続されている。各流入管３５は、ヘッダー管３に立設され、ろ過槽１内に挿入されてろ床３２の下部に延びている。分配傘３６は、流入管３５の上端開口の上方を覆うように設けられ、流入管３５から上方へ流出する原水は、分配傘３６に当接し、ろ床３２内へ均等に配分される。
【００２３】
ろ過槽１の内部には、先端部が分配傘３６の上部に達するように、ろ過抵抗測定管２２が挿入されている。このろ過抵抗測定管２２は、ろ材２が汚染物を捕捉することによって生じるろ床３２のろ過圧損を検出するもので、係るろ過圧損を検出することによって、ろ材２の洗浄状態（汚染状態）を確認することができる。
【００２４】
エアリフト管１５は、ろ過槽１内のほぼ中央に立設された案内管３７の内部を挿通するように設けられている。エアリフト管１５の下端は、ろ床３２の下層部となるろ過槽１の底部のピット１６内に臨んで開口している。エアリフト管１５の下部及び中間部は、エア供給管１７を介して圧力空気の供給源としてのエアコンプレッサ３８に接続され（図３参照）、エアリフト管１５の内部を圧力空気が上昇する。図１では、構造を分り易くするため、ろ過槽１の外側にエア供給管１７を示してあるが、実際には、図２に示すように、エアリフト管１５と案内管３７との間に形成される間隙に、２本のエア供給管１７が上部から挿入されており、その一方はエアリフト管１５の下部で、他方はエアリフト管１５の中間部でそれぞれ開口している。係る圧力空気によって、ろ床３２底部の汚染したろ材２が引き抜かれ、積層状のろ材２が徐々に上方から下方に移動する。そして、ろ床３２から引抜かれたろ材２は、ろ過槽１下部の原水（洗浄水）と共にエアリフト管１５内を撹拌されながら上方に移送される。
【００２５】
洗浄塔３１は、分離室７と堰板１８と洗浄水排出部５と連通部１９と取出室８とを備え、ろ液室９のろ液中に没入状態で設けられている。
【００２６】
エアリフト管１５は、洗浄塔３１の内部を挿通して設けられ、エアリフト管１５の上端は、分離室７の上部で開口している。堰板１８及び洗浄水排出部５は、分離室７の上部に設けられている。堰板１８は、上下移動自在で、且つ処理水溢流堰３８からの処理水の溢流縁よりも下位の溢流縁を形成する高さに配設されている。すなわち、洗浄水の上面Ｈ１は、処理水の上面Ｈよりも常時低位となるように設定され、両溢流縁間には常にヘッド差（Ｈ−Ｈ１）が生じている。また、係るヘッド差の大きさは、堰板１８を上下させることによって調節可能となっている。
【００２７】
分離室７では、エアリフト管１５の上端からろ材２を含む洗浄水が流下し、係る洗浄水中において、剥離した軽い汚染物が浮上し、重いろ材２が沈降する。そして、浮上した汚染物は、分離室７の上部の堰板１８から洗浄水の一部と共に溢流し、洗浄水排出部５から系外に排出される。
【００２８】
連通部１９は、ドーナツ状断面を有する筒状に形成され、案内管３７と略同心状に分離室７の下方に配設されて、分離室７とろ液室９とを連通する。連通部１９では、分離室７を沈降したろ材２が下方へ移動すると共に、ろ液室９のろ液が流入して上昇する。連通部１９を沈降したろ材２は、ろ液室９内に流下してろ床３２の上面に供給される。分離室７の下端部と連通部１９の上端部及び中間部とには、ろ材２の流下方向を案内する流下案内板２０が設けられ、連通部１９の下方のろ液室９内には、流下するろ材２を均等に分配するための傘状の分配板２１が設けられている。
【００２９】
取出室８は、ドーナツ状断面を有する有底筒状に形成され、連通部１９の外周に連通部１９と略同心状に配設されてている。取出室８の上部は、分離室７の下端部及び連通部１９の上端部と連通している。
【００３０】
取出管１０の一端は、取出室８の下部に接続され、他端は、原水供給源３３（図３参照）に接続されている。ろ液室９から連通部１９に流入したろ液の一部（連通部１９に流入したろ液のうち堰板１８からの溢流分を除いた分）は、取出管１０を介して原水供給源３３へ循環供給される。取出管１０の中間部には、ろ液の循環流量を検出するための流量計１３と、ろ液の循環流量を調節するためのバルブ４１とが設けられている。
【００３１】
図３に示すように、原水供給源３３は、原水槽３９と、原水槽３９と原水供給部３４のヘッダー管３とを接続する供給管１１と、供給管１１の途中に設けられた供給ポンプ４０とを備えている。原水供給部３４のヘッダー管３との接続端部には、原水の供給圧を検出する圧力計１４が設けられている。
【００３２】
取出管１０の他端は、供給管１１の供給ポンプ４０よりも下流側に、図４に示すようなエジェクター１２を介して接続されている。エジェクター１２は、通過原水の引き込み負圧を利用して、取出室８の下部から輸送水をエアリフト管１５の空気圧の逆圧に抗して引抜くためのものである。
【００３３】
また、原水槽３９がろ過槽１の近傍に設けられている場合には、取出管１０の他端を、原水槽３９に直接接続することもできる（図３中の配管４４参照）。
【００３４】
このように構成されたろ過装置３０によれば、夾雑物（汚染物）を含む原水は、原水供給部３４の流入管３５からろ過槽１内に供給され、ろ床３２中（積層されたろ材２の間）を上昇する。汚染物は、原水がろ床３２中を上昇する間にろ材２に捕捉され、そのろ液（処理水）は、ろ過槽１上部のろ液室９に溜り、ろ液室９上部の処理水溢流堰３８から溢流して処理水排出部４から系外に取出される。
【００３５】
一方、エアリフト管１５に圧力空気を送ることによって、ろ床３２底部の汚染したろ材２は、エアリフト管１５内に引き抜かれ、積層状のろ材２が徐々に上方から下方に移動する。そして、ろ床３２から引き抜かれたろ材２は、ろ過槽１底部の原水（洗浄水）と共にエアリフト管１５内を攪拌されながら上方の洗浄塔３１の分離室７まで移送される。
【００３６】
ここで、ろ床３２の底部から引抜いたろ材２には原液中の夾雑物が付着しているが、この夾雑物は、ろ材２が移送中に攪拌されることによって剥離する。そして、エアリフト管１５の上端から分離室７内に吐出した後、軽い夾雑物は浮上して堰板１８から溢流し、洗浄水排出部５から洗浄水とともに系外に取出される。また、汚染物が剥離された洗浄済みの重いろ材２は、沈降して連通部１９を通り、分配板２１を経てろ床３２の上面に供給される。
【００３７】
分離室７内の水量は、洗浄水排出部５から洗浄水として排出した分だけ減少するが、この減少分に対しては、ろ液室９のろ床３２上方のろ液が連通部１９の下部から流入し補充される。このため、分離室７内には、ろ液の上昇流が発生するが、夾雑物が剥離されて比重が重くなった洗浄済みのろ材２は、この上昇流中を沈降し、このろ液内を潜ってすすがれる。一方、剥離された汚染物は、比重が軽いため、上昇流に逆らって連通部１９を沈降することがなく、ろ液室９内に入ることはない。
【００３８】
また、洗浄塔３１内におけるろ液の上昇流は、ろ液室９上部の処理水溢流堰３８から溢流する処理水の上面Ｈと、分離室７上部の堰板１８から溢流する洗浄水の上面Ｈ１とのヘッド差（Ｈ−Ｈ１）により発生するものであり、洗浄水の溢流縁Ｈ１が処理水の溢流縁Ｈよりも下位になるように堰板１８が設けられているので、この上昇流によって汚染物が連通部１９から流出してろ液に混入することを完全に防止できる。
【００３９】
また、この両者のヘッド差は、分離室７上部の堰板１８を上下することによって簡単に変更でき、係るヘッド差の変更により、洗浄塔３１内を上昇するろ液の流量、エアリフト管１５に流入する原水の流量、及び循環水の流量を増減することができる。すなわち、エアリフト管１５に流入する原水の流量を増減させれば、これに伴って洗浄塔３１内を上昇するろ液の流量も増減するため、ろ材２の汚染の度合い（汚染負荷）が変動した場合の制御を容易に行うことができる。例えば、ろ材２の汚染負荷が上昇し、ろ床３２中のろ材２が目詰りを生じて、圧損計２２によってろ床３２内の圧力上昇が検出されたときには、堰板１８を下げることによってヘッド差を増大させる。これにより、堰板１８から溢流する洗浄水の流量が増大すると共に、エアリフト管１５に流入する原水の流量が増大し、ろ材２の引抜き量が増加するので、ろ材２の洗浄の頻度が高くなり、ろ床３２におけるろ材２の目詰まりを快復させて、安定したろ過運転を行うことができる。また、ろ材２の汚染負荷が上昇し、ろ材２の引き抜き量を増大させた場合には、洗浄塔３１内を上昇するろ液の流量も同時に増大するので、ろ材２の汚染負荷の上昇及び引き抜き量の増大に応じた十分な強さの上昇流が得られ、汚染負荷に応じた十分なすすぎ具合を得ることができる。なお、他の調整例として、取出管１０に設けたバルブ４１の開度を調節し、循環水の流量を調節することも可能であり、係る調整によっても同様の安定したろ過運転を行うことができる。
【００４０】
一方、洗浄塔３１内を上昇するろ液の一部は、取出室８に流入する。取出室８に流入したろ液は、エジェクター１２の作用によって、下方の循環水取出部６から引き抜かれ、取出管１０を介して循環水として原水へと戻される。このため、取出室８では下降流が生じるが、この取出室８が分離室７下端の下方外側に設けられていること、及び循環水取出部６が取出室８の下部に設けられていることから、軽い汚染物が循環水へ混入するのを最小限に抑えることができる。また、仮に、循環水へ汚染物が混入したとしても、この循環水は原水と合流して再度ろ過されるので、原水から固形物（汚染物）を回収する面からみれば、その回収度を高めることが可能となる。
【００４１】
また、ろ材２を循環させるに当って、エアリフト管１５には下部及び中間部の双方から高圧空気が流入するので、ろ床３２が厚い場合であっても円滑にろ材２を揚送することができる。例えば、運転を休止していて始動する場合には、エアリフト管１５内の下部から上部までろ材２が詰っているため、係るろ材２を、下部からの加圧空気のみによって一挙に揚送することは困難であるが、これに対し、中間部と下部とから二段階に加圧空気を流入すれば、詰まったろ材２であっても円滑に揚送することができる。
【００４２】
さらに、取出管１０を、原水槽３９に直結せず、原水供給管１１に設けたエジェクター１２に接続したので、原水槽３９がろ過槽１から離れた位置にある場合、取出管１０を、原水槽３９とろ過槽１との間の距離や周囲の地形に応じた複雑で長い配管とする必要がなく、原水槽１の近傍の原水供給管１１に容易に循環水の循環路を形成することができる。
【００４３】
また、ろ床３２の下部に供給される原水を、ループ状のヘッダー管３に立設された複数本の流入管３５からループ状の分配傘３６を介して供給するようにしたので、ろ床３２を撹乱させることなく原水を均等に供給することができ、清澄なろ液を得ることができる。また、ループ状の分配傘３６の上面は、洗浄再生されたろ材２の流下方向が分散するように案内するので、ろ材２が部分的に停滞するのを防止することができる。
【００４４】
以上の説明で明らかなように、本実施の形態に係るろ過装置３０は、汚染したろ材２はエアリフト管１５を上昇する間に撹拌されて汚染物が剥離し、その汚染物を含む洗浄水が系外に排出され、この洗浄水とは別にろ液を連通部１９に流入させ、このろ液の上昇流により沈降するろ材２をすすぎ、すすぎ後のろ液の一部を取出室８から取出して循環させるようにしたもので、特に、分離室７に上下に調節自在で且つ処理水の溢流縁よりも下位の溢流縁を形成する堰板１８を設けたので、処理水と洗浄水とのヘッド差を、堰板１８の上下によって変更することにより、洗浄塔３１内を上昇するろ液の流量、エアリフト管１５に流入する原水の流量、及び循環水の流量を、簡単に増減することができる。
【００４５】
従って、洗浄塔３１内には常にろ液の上昇流が生じるので、汚染した洗浄水及び汚染物がろ液室９中に混入することがない。また、原水の汚濁負荷等が変動した場合には、堰板１８の上下位置を調整し、溢流する洗浄水の流量を増減させるだけで、エアリフト管１５に流入する原水の流量が増減されて、移送洗浄されるろ材２の量が増減されると共に、洗浄塔３１内を上昇するろ液の流量も増減されるので、簡単な運転制御によって安定したろ過運転を行うことができる。さらに、汚染したろ材を移送洗浄するために用られた汚染物を多く含む洗浄水のみを系外に排出し、且つ汚染物を含む可能性のある分離室の水については再循環によって汚染物を捕捉するので、系外に捨てる洗浄水の量を最小限に抑え、高い回収率で汚染物を回収することができる。
【００４６】
【発明の効果】
このように、この発明に係る移動床式ろ過装置によれば、ろ過抵抗測定管によってろ床のろ過圧損を検出することができる。そして、分離室に上下に調節自在で且つ処理水の溢流縁よりも下位の溢流縁を形成する堰板を設けたので、処理水と洗浄水とのヘッド差を、堰板の上下によって変更することにより、洗浄塔内を上昇するろ液の流量、エアリフト管に流入する原水の流量、及び循環水の流量を、簡単に増減することができる。
【００４７】
従って、洗浄塔内には常にろ液の上昇流が発生するので、汚染した洗浄水及び汚染物がろ液室中に混入することがない。また、原水の汚濁負荷等が変動した場合には、堰板の上下位置を調整し、溢流する洗浄水の流量を増減させるだけで、エアリフト管に流入する原水の流量が増減されて、移送洗浄されるろ材の量が増減されると共に、洗浄塔内を上昇するろ液の流量も増減されるので、簡単な運転制御によって安定したろ過運転を行うことができる。さらに、汚染したろ材を移送洗浄するために用られた汚染物を多く含む洗浄水のみを系外に排出し、且つ汚染物を含む可能性のある分離室の水については再循環によって汚染物を捕捉するので、系外に捨てる洗浄水の量を最小限に抑え、高い回収率で汚染物を回収することができる。
【００４８】
また、取出室からの循環水を循環させるに当って、原水槽がろ過槽の近傍にある場合には、循環水の取出管をろ過槽直結すれば良いが、原水槽がろ過槽から離れた場所にある場合には、循環水の取出管をろ過槽への原水の供給管に設けたエジェクター（引込器）に接続すれば至便である。
【００４９】
さらに、ろ床の下部に供給される原水を、ループ状のヘッダー管から数本の流入管からループ状の分配傘を介して供給するようにすれば、ろ床を撹乱させることなく原水を均等に供給することができ、清澄なろ液を得ることができる。また、ループ状の分配傘の上面は、流下方向が分散するように洗浄再生されたろ材を案内するので、ろ材が部分的に停滞するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係る移動ろ床式ろ過装置を模式的に表した縦断面図である。
【図２】図１の一部を破断して示す斜面図である。
【図３】図１のろ過装置を用いてた汚水処理のフローシートである。
【図４】図１のろ過装置に用いるエジェクターの一部を破断して示す正面図である。
【符号の説明】
１ ろ過槽
２ ろ材
３ ヘッダー管
４ 処理水の取出管
５ 洗浄水排出部
７ 分離室
８ 取出室
９ ろ液室
１０ 取出管
１１ 供給管
１２ エジェクター
１５ エアリフト管
１８ 堰板
１９ 連通部
３０ 移動ろ床式ろ過装置
３１ 洗浄塔
３２ ろ床
３３ 原水供給源
３４ 原水供給部
３５ 流入管
３６ 分配傘
３８ 処理水溢流堰
３９ 原水槽
４０ 供給ポンプ
Ｈ 処理水の上面
Ｈ１ 洗浄水の上面
Claims (4)
- ろ床を形成する比重１以上の粒状のろ材が内部下方に積層され、前記ろ床上方のろ液室上部に設けられた処理水溢流堰と、原水供給源に接続された下方の原水供給部とを有し、該原水供給部から供給された原水を、前記ろ床中を上昇させることによってろ過し、前記処理水溢流堰から溢流させて処理水として排出するろ過槽と、
下端が前記ろ床の下層部で開口し、下部及び中間部が圧力空気の供給源に接続され、前記ろ材を、前記圧力空気によって前記ろ床の底部から引き抜いて上方へ移送すると共に洗浄再生するエアリフト管と、
前記ろ液室のろ液中に没入状態で設けられ、前記エアリフト管の上端が開口する上方の分離室と、該分離室に設けられ上下に調節自在で且つ前記処理水の溢流縁よりも下位の溢流縁を形成する堰板と、該堰板から溢流する洗浄水を前記ろ過槽外へ排出する洗浄水排出部と、前記分離室の下側に設けられ前記分離室と前記ろ液室とを連通し該ろ液室のろ液が流入する下方の連通部と、該連通部の外周に該連通部と略同心状に配設されて前記分離室の下側において当該分離室と連通する取出室とを有し、前記エアリフト管の上端から前記分離室へ流入する前記洗浄再生されたろ材と該ろ材から分離した汚染物のうち、前記汚染物を、前記エアリフト管によって移送された洗浄水と共に前記堰板から溢流して前記洗浄水排出部から排出し、前記洗浄再生されて沈降するろ材を、前記連通部から前記ろ床の上面へ供給する洗浄塔と、
前記洗浄塔の取出室の下部に接続された一端と、前記原水供給源に接続された他端とを有し、前記連通部に流入したろ液を前記原水供給源へ循環供給する取出管とを備え、この取出管に、流量を調節するためのバルブを備えていることを特徴とする移動ろ床式ろ過装置。 - 請求項１に記載の移動ろ床式ろ過装置であって、
前記原水供給源は、原水槽と、該原水槽と前記原水供給部とを供給ポンプを介して接続する供給管とを備え、
前記取出管の他端は、前記供給管の前記供給ポンプよりも下流側にエジェクターを介して接続されていることを特徴とする移動ろ床式ろ過装置。 - 請求項１に記載の移動ろ床式ろ過装置であって、
前記取出管の他端は、前記原水供給源を構成する原水槽に接続されていることを特徴とする移動ろ床式ろ過装置。 - 請求項１に記載の移動ろ床式ろ過装置であって、
前記原水供給部は、前記ろ過槽の下方に設けられ前記原水供給源に接続されているループ状のヘッダー管と、該ヘッダー管に立設された複数本の流入管と、該流入管の上端開口の上方に設けられ該流入管から流出する原水を均等に配分するループ状の分配傘とを備えたことを特徴とする移動ろ床式ろ過装置。
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