JP7328034B2 - 自動洗浄装置、生物濾過処理装置及び生物濾過処理装置の自動洗浄方法 - Google Patents
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Description
本発明の一態様である生物濾過処理装置は浄化槽に含まれ、嫌気性処理等によって一次処理された汚水(一次処理水)を生物濾過方法によって二次処理する装置である。図1が示すように、生物濾過処理装置1は、汚水WMを貯留する処理槽2と、汚水WM中で浮上する複数の濾過材3を有する濾過層4と、自動洗浄装置5とを主に有する。
処理槽2は、後述する濾過層4及び自動洗浄装置5を内部に有する。処理槽2は、流入する汚水WM(一次処理水)を貯留すると共に、この汚水WMを濾過処理して処理水WC(二次処理水)とし、この処理水WCを排出する。具体的には、処理槽2は、濾過層4より下で汚水WMが流入する汚水流入口21と、濾過層4より上で処理水WCを排出する処理水排出口22を有する。汚水流入口21より流入する汚水WMは、濾過層4で濾過処理され、処理水WCとして処理水排出口22から排出される。
濾過層4は、汚水WMを濾過処理して処理水WCとする。換言すると、汚水流入口21より流入する汚水WMは、処理水排出口22から送出されるまでに濾過層4を通過することで処理水WCに浄化される。具体的には、濾過層4は、汚水WM中で浮上する複数の濾過材3で形成され、濾過材3が担持する微生物によって汚水WMを浄化して処理水WCとする。
複数の濾過材3は、汚水WM中で浮上して濾過層4を形成する。濾過材3は、汚水WMを浄化する微生物を担持する。濾過材3の形状としては、特に限定されるものではなく、球状、柱状等とすることができるが、筒状であることが好ましい。この筒状の横断面形状としては、特に限定されるものではなく、矩形、多角形、楕円形等とすることができるが、円形であることが好ましい。濾過材3の形状を円筒状とすることで、濾過材3内部及び隣接する濾過材3同士の間に形成される隙間を汚水WMが通過することができるため、濾過抵抗を比較的小さくすることができる。
自動洗浄装置5は、処理槽2内の底部に立設される有天筒状の気体貯留器51、気体貯留器51内に立設される有底筒状の水封器52、少なくとも一部が水封器52内に位置するように配設される排水管53、及び少なくとも一部が上記水封器52内に位置するように配設されるトリガー管55と、処理槽2の外部に配設される気体供給機(不図示)とを主に有する。自動洗浄装置5は、本発明の一態様である。図1において、自動洗浄装置5は、処理槽2の略中央に配設されている。
気体貯留器51は、処理槽2底部に立設される。気体貯留器51は、横断面が円形状、多角形状等とされる筒状である。気体貯留器51は、有天筒状である。具体的には、気体貯留器51は、底部が開口し、上端を閉ざす天板を有する。気体貯留器51は、底部が処理槽2底部に近接するように配設される。気体貯留器51の底部側には、気体貯留器51と気体供給機とを連通する気体供給管54が配設される。気体貯留器51は、気体供給管54から供給される気体Aを貯留する。
水封器52は、気体貯留器51内に立設される。水封器52は、有底筒状である。具体的には、水封器52は、底部が閉止しており、上端が開口している。水封器52は、横断面が円形状、多角形状等の筒状であり、底部下面(底部外面)が処理槽2の底部上面(底部内面)に接することが好ましい。
排水管53は、少なくともその一部が水封器52内に位置するように配設される。排水管53は、下端が水封器52の底部に配置され、この下端から上方に延伸して気体貯留器51の天板を貫通すると共に、上端が処理槽2外に配置される。すなわち、排水管53は、水封器52の底部近傍と処理槽2外とを連通する。排水管53は、横断面が円形状、多角形状等の管(筒状)である。排水管53は、処理槽2に貯留される汚水WMの一部を処理槽2の外に排出する。排水管53の下端近傍の周壁には、開口56が形成されている。
トリガー管55は、少なくともその一部が水封器52内に位置するように配設される。トリガー管55は、下端が排水管53の下端近傍の周壁に形成されている開口56に接続され、上端が気体貯留器51の天板近傍で開口している。すなわち、トリガー管55は、排水管53の下端近傍の内部と、気体貯留器51内の上方の領域とを連通する。
本発明の一態様である生物濾過処理装置の自動洗浄方法は、気体供給機から供給される気体Aを気体貯留器51に貯留する工程と、貯留される気体Aの圧力で、少なくとも排出管53内及び水封器52内の汚水WMが排出管53の上端から流出する工程と、気体Aが、排水管53の下端近傍の周壁に形成されている開口56に到達すると共に、少なくとも排水管53に残存する汚水WM及び気体Aが排出管53の上端から噴出する工程とを有し、上記噴出工程が、処理槽2の汚水WM及び汚泥Mを、気体貯留器内51、水封器52内、及び排出管53内に導入する工程と、上記導入によって処理槽2の水位を急低下させ、この急低下による水位落差によって複数の濾過材3が水中で展開及び撹拌する工程と、上記展開及び撹拌によって、濾過材3に付着している余剰付着物を洗浄する工程とを含む。
自動洗浄がされない時、すなわち濾過処理が行われている時は、処理槽2には汚水WMが汚水流入口21から供給される。この供給される汚水WMは、濾過層4で濾過処理されて処理水WCとして処理水排出口22から排出される。任意に定めた自動洗浄の時期になると、処理槽2の外部に配設される気体供給機から気体Aが気体供給管54を通じて気体貯留器51内に供給される。この気体Aの供給は、処理槽2への汚水WMの供給を停止してから開始してもよいし、気体Aの供給を開始してから所定の時間が経過した後に、処理槽2への汚水WMの供給を停止してもよい。
図2に示すように、気体Aは、その体積を気体貯留器51の天板から処理槽2の底部に向けて増加し、気体貯留器51内の水位を低下させる。気体貯留器51内の水位低下により、水封器52内及び排出管53内に貯留されていた汚水WMと、水封器52底部で沈殿する汚泥Mとが処理槽2外に配置される排出管53の上端から流出する。
図3に示すように、気体Aは、処理槽2内の汚水WM及び処理水WCの水圧を受けつつ、さらにその体積を増加する。気体Aが排水管53の下端近傍に形成されている開口56に到達すると、気体貯留器51内の気体Aの全部が瞬間的に排水管53内に流入し、排水管53の上端から放出される。気体Aは、排水管53から放出されると同時に、排水管53に残存する汚水WMを排水管53の上端から噴出させる。また、水封器52の底部に残存する少なくとも一部の汚水WM及び汚泥Mが吸引されて、排水管53の上端から噴出される。
気体Aの放出によって気体貯留器51内及び排出管53内が略真空の状態になり、処理槽2内に貯留されている気体貯留器51外の汚水WMが、気体貯留器51内、水封器52内、及び排出管53内に奔流となって導入される。この汚水WMの奔流と共に、処理槽2底部に沈殿されている汚泥Mの少なくとも一部が、水封器52底部に移動する。水封器52底部に移動された汚泥Mは、次回の自動洗浄で排出管53から排出される。
放出される気体Aの体積と略同一の体積の汚水WMが上記奔流となって導入されるのと同時に、処理槽2の水位が急低下する。この急低下する水位落差による衝撃で、濾過層4を形成している複数の濾過材3が汚水WM及び処理水WC中で展開及び撹拌する。
上記水位落差による衝撃で、水中で展開及び撹拌する濾過材3は、上記衝撃、濾過材3同士の接触等により、濾過材3表面の余剰付着物を剥離する等によって洗浄を行う。剥離された余剰付着物は沈降して、処理槽2底部に沈殿する汚泥Mの一部になる。なお、「余剰付着物」とは、汚水WMに含まれる汚泥、濾過材3表面で繁殖した硝化菌、雑菌等を意味する。
自動洗浄装置5は、処理槽2内に配置される気体貯留器51、水封器52、排水管53及びトリガー管55と、処理槽2の外部に配設される気体供給機とを有する簡易な構成であるため、低コストで生産できると共に、処理槽2への配設が比較的容易である。
上記開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
2 処理槽
3 濾過材
4 濾過層
5 自動洗浄装置
21 汚水流入口
22 処理水排出口
31,32,33 板壁
41 上面スクリーン
42 下面スクリーン
51 気体貯留器
52 水封器
53 排水管
54 気体供給管
55 トリガー管
56 開口
M 汚泥
WM 汚水
WC 処理水
Claims (6)
- 汚水を貯留する処理槽及び上記汚水中で浮上する複数の濾過材を有する濾過層を備える生物濾過処理装置の自動洗浄装置であって、
上記処理槽内底部に立設される有天筒状の気体貯留器と、
上記気体貯留器内に立設される有底筒状の水封器と、
一部が上記水封器内に配設される排水管と、
一部が上記水封器内に配設されるトリガー管と、
上記処理槽の外部に配設され、上記気体貯留器内に気体を供給する気体供給機と
を備え、
上記排水管の下端が上記水封器の底部に配置され、この下端から上方に延伸して上記気体貯留器の天板を貫通すると共に、少なくとも一部が上記処理槽の汚水の水面を超えて位置し、上端が上記処理槽外に配置され、
上記トリガー管は、その下端が上記水封器内における上記排水管の下端近傍の周壁に形成されている開口孔に接続され、上端が上記開口孔より上方の位置で上記気体貯留器の天板近傍で開口し、
上記トリガー管が、上記上端の開口と上記開口孔とを接続するように直線状もしくはL字状の筒状部材で形成され、または上記周壁と、この周壁との間に中空の内部空間を形成するように上記開口孔および上記周壁の外面の一部を覆う側板と、上記開口孔の下方で上記内部空間を封止する底板とで形成されている自動洗浄装置。 - 汚水を貯留する処理槽、上記汚水中で浮上する複数の濾過材を有する濾過層、及び自動洗浄装置を有し、
上記自動洗浄装置が、
上記処理槽内底部に立設される有天筒状の気体貯留器と、
上記気体貯留器内に立設される有底筒状の水封器と、
一部が上記水封器内に配設される排水管と、
一部が上記水封器内に配設されるトリガー管と、
上記処理槽の外部に配設され、上記気体貯留器内に気体を供給する気体供給機と
を備え、
上記排水管の下端が上記水封器の底部に配置され、この下端から上方に延伸して上記気体貯留器の天板を貫通すると共に、少なくとも一部が上記処理槽の汚水の水面を超えて位置し、上端が上記処理槽外に配置され、
上記トリガー管は、その下端が上記水封器内における上記排水管の下端近傍の周壁に形成されている開口孔に接続され、上端が上記開口孔より上方の位置で上記気体貯留器の天板近傍で開口し、
上記トリガー管が、上記上端の開口と上記開口孔とを接続するように直線状もしくはL字状の筒状部材で形成され、または上記周壁と、この周壁との間に中空の内部空間を形成するように上記開口孔および上記周壁の外面の一部を覆う側板と、上記開口孔の下方で上記内部空間を封止する底板とで形成されている生物濾過処理装置。 - 上記濾過材が、円筒状であり、外径が18mm以下、長さが18mm以下、及び比重が0.98以下である請求項2に記載の生物濾過処理装置。
- 上記濾過材の内周面に少なくとも一つの壁板が配設されている請求項3に記載の生物濾過処理装置。
- 上記壁板が、上記濾過材の径方向の中心軸を含んで配設されている請求項4に記載の生物濾過処理装置。
- 汚水を貯留する処理槽、上記汚水中で浮上する複数の濾過材を有する濾過層、及び自動洗浄装置を備える生物濾過処理装置を、上記自動洗浄装置で自動洗浄する方法であって、
上記自動洗浄装置が、
上記処理槽内底部に立設される有天筒状の気体貯留器と、
上記気体貯留器内に立設される有底筒状の水封器と、
一部が上記水封器内に配設される排水管と、
一部が上記水封器内に配設されるトリガー管と、
上記処理槽の外部に配設され、上記気体貯留器内に気体を供給する気体供給機と
を備え、
上記排水管の下端が上記水封器の底部に配置され、この下端から上方に延伸して上記気体貯留器の天板を貫通すると共に、少なくとも一部が上記処理槽の汚水の水面を超えて位置し、上端が上記処理槽外に配置され、
上記トリガー管は、その下端が上記水封器内における上記排水管の下端近傍の周壁に形成されている開口孔に接続され、上端が上記開口孔より上方の位置で上記気体貯留器の天板近傍で開口し、
上記トリガー管が、上記上端の開口と上記開口孔とを接続するように直線状もしくはL字状の筒状部材で形成され、または上記周壁と、この周壁との間に中空の内部空間を形成するように上記開口孔および上記周壁の外面の一部を覆う側板と、上記開口孔の下方で上記内部空間を封止する底板とで形成され、
上記気体供給機から供給される上記気体を上記気体貯留器に貯留する工程と、
上記貯留される気体の圧力で、少なくとも上記排水管内及び上記水封器内の汚水が上記排水管の上端から流出する工程と、
上記気体が、上記排水管の下端近傍の周壁に形成されている開口孔に到達すると共に、少なくとも上記排水管に残存する汚水及び上記気体が上記排水管の上端から噴出する工程と
を備え、
上記噴出工程が、
上記処理槽の汚水及び汚泥を、上記気体貯留器内、上記水封器内、及び上記排水管内に導入する工程と、
上記導入によって上記処理槽の水位を急低下させ、この急低下による水位落差によって上記複数の濾過材が水中で展開及び撹拌する工程と、
上記展開及び撹拌によって、上記濾過材に付着している余剰付着物を洗浄する工程と
を含む生物濾過処理装置の自動洗浄方法。
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