JPH0141369B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、汚水中の固形物を除去するための
濾過方法および装置に関するものである。

汚水のための濾過手段として広く使用されてい
る濾過装置は、濾床上に供給された原水が、この
濾床を通過する間に固形物を捕捉する形態となつ
ているため、洗浄、特に逆洗による再生を行うこ
とが不可欠である。

従つて、かかる濾過装置を適用する際、洗浄排
水を処理するための処理施設を設ける必要がある
が、処理効率が高い洗浄排水の処理装置は知られ
ていない。

また、砂濾過装置が活性汚泥処理工程の処理水
を濾過するようなシステムに組入れられている場
合には、逆洗水を活性汚泥処理工程に返送するこ
とで処理できるが、このようなシステムの適用範
囲は限られているので、すべての砂濾過装置に適
用するわけではない。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、
濾層の洗浄排水を効率よく処理することができる
処理手段を備えた濾過方法および装置を提供する
ことを目的とする。

この発明において、洗浄排水は、遠心濃縮機等
の濃縮機に送られ、ここで固形分の除去が行われ
たのち、濾過槽に戻される。

一般に濾床の洗浄時期が近づくと、濾床の濾過
抵抗が増大するため、濾床の原水は水位が上昇す
る。

従つて、この発明では、上記原水の水位上昇状
態で濾床を適当な手段、例えば濾床中に洗浄空気
を吹込んでばつ気攪拌することにより、濾床中の
固形物を原水中に移行させ、且つ、濾床上の原水
中に円滑に浮遊させることができると共に、その
浮遊固形物を含んだ液体を上記濾床上で更にばつ
気攪拌することにより、該濾床上の液体中で浮遊
固形物を均一的に均らすことができ、しかも、そ
の混合液を濃縮機に導いて固形物を除去したのち
濾過槽に戻すことにより、洗浄排水を排出するこ
となく、濾材の洗浄を効率よく円滑に行うことが
できる。

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。

第１図に示す濾過槽１内には、その底面から所
定の高さだけ上昇した位置に、通水性を有する支
持体２が設けられ、この支持体２上には、礫など
の支持材層３およびその上方に位置する濾層とし
ての砂層４が支持されている。

この砂層４の内部には、該砂層４中に洗浄空気
を吹込んでその砂層４中に捕捉されている固形物
を該砂層４から分離して該砂層浸漬状態の液体中
に移行させる複数の空気洗浄管１３が所定の間隔
で配置されている。

また、上記砂層４の表面部には、該砂層４上の
液体をばつ気攪拌することにより、その液体中の
浮遊固形物を均らし混合させる複数の空気管５が
所定の間隔で配置されている。その上方には原水
流入用のトラフ６が設けられている。

一方、支持体２の下方には、処理水を受け入れ
るための室７が形成されている。この室７に流入
した処理水は、バルブ８を有する排水パイプ９か
ら外部に排出されるようになつている。

さらに、上記濾過槽１は遠心濃縮機１０を備え
ており、この遠心濃縮機１０は、上記濾過槽１内
から砂層４上の液体を導入するためのパイプ１１
で上記濾過槽１の上方内部に接続されている。

上記遠心濃縮機１０は、濾過槽１から導入した
液体中に含まれている固形物を遠心力利用により
分離し、この分離液をパイプ１２を経て濾過槽１
内に戻す機能を有する。なお、濾過槽１から液体
を取り出す際に、砂層４を構成している砂を取り
出してしまうのを防止するため、上記パイプ１１
の開口は高い位置に設ける。

上記遠心濃縮機１０はデカンタ形のものでもよ
いが、特に好適なものの具体的な構造の一例を第
２図に示す。

第２図において、遠心濃縮機１０のハウジング
２１内には、垂直な回転軸２２に支持されたバス
ケツト２３が収容され、このバスケツト２３の内
面に沿つて濾布２４が配置されている。

このバスケツト２３および濾布２４は、外部か
らプーリ２５を介して回転軸２２に供給された動
力によつて高速回転する。

そして、処理すべき汚水は、上記パイプ１１に
接続された供給パイプ２６を経て濾布２４の中心
部に供給される。回転バスケツト２３および濾布
２４は上下を逆にした円錐台形をなし、高速回転
駆動されるので、その高速回転状態において、汚
水中の液分は、濾布２４およびバスケツト２３の
小孔を遠心力の作用で通過して濾液室２７内に放
射方向に放出され、固形分は濾布２４上を回転中
心から離れる方向（第２図の上方）に遠心力の作
用で移動したのち、濾液室２７から隔室２８で分
離された濃縮液室２９内に放出される。

これによつて、汚水中のSSの分離が効率よく
行われ、SSを多量に含む濃縮液と濾液とがそれ
ぞれパイプ３０および３１を経て個別に取り出さ
れる。第１図に示したパイプ１１は上述のごとく
供給パイプ２６に、またパイプ１２はパイプ３１
にそれぞれ接続されている。なお、第２図中の符
号３２は、多数のノズル３３を設けた洗浄パイプ
を示し、濾布２４等が目詰まりしたときに、洗浄
を行うために使用される。なお、上記遠心濃縮機
１０は、スクリユーコンベア型の濃縮機に置き換
えてもよいこと勿論である。

このように構成された砂濾過装置において、処
理すべき原水は、所定の流量でトラフ６に供給さ
れ、次いで砂層４上に流下し、該砂層４内を徐々
に下向通過する間に濾過作用を受けたのち、支持
材層３および支持体２を通つて室７に入り、パイ
プ９を経て排出される。

このような砂濾過サイクルの進行中には、原水
中の固形物が砂層４に捕捉されるので、該砂層４
の濾過抵抗が徐々に増大し、濾過流量が減少して
くる。

そして、この濾過流量が原水の流入量よりも少
なくなると、砂層４上に形成される原水の水位が
上昇し、この水位が所定の高さに達したとき、洗
浄が必要な状態になつた見なす。なお、濾過抵抗
の増大の検出は圧力検知等の手段によつてもよ
い。

すなわち、砂層４上の原水の水位が所定の高さ
に達したとき、原水の供給および処理水の排出を
継続したまま、空気洗浄管１３からの濾層洗浄空
気の吹込み、空気管５からのばつ気および遠心濃
縮機１０の運転を行う。

上記空気洗浄管１３から洗浄空気が吹込まれる
と、この吹込み空気により、上記砂層４中に捕捉
されている固形物が、該砂層４に浸漬している液
体中に分離移行し、次いで、上記砂層４上の液体
中に浮遊する。

そして、上記砂層４上で浮遊固形物を含んだ液
体は、上記空気管５からの吹込み空気によりばつ
気攪拌される。

これによつて、砂層４上の液体中の浮遊固形物
が均一的に均らされる。

次いで、その混合液（砂層４上で浮遊固形物を
含んだ液体）が遠心濃縮機１０に導入されること
により、該遠心濃縮機１０の固液分離機能によつ
て上記固形物が除去される。

この場合、洗浄中の濾過性能は若干低下する
が、遠心濃縮機１０も固形物の除去を行うので、
処理水の水質の低下は殆どない。なお、空気管５
からのばつ気は連続とし、空気洗浄管１３および
遠心濃縮機１０の運転のみ間欠としてもよい。

また、他の態様によれば、原水の供給および処
理水の排出を中止し、砂層４上の水位が所定高さ
の水位に達した際、空気洗浄管１３および空気管
５から空気を噴出させる。

これによつて、砂層４は水中に浸漬された状態
で上記空気洗浄管１３からの噴出空気によつて攪
拌されることになり、砂層４に捕捉されていた固
形物が濾層浸漬状態の液体中に移行した後、砂層
４上の液体中に浮遊し、その浮遊固形物が上記空
気管５からの噴出空気でばつ気攪拌されることに
より、濾層上の液体中に浮遊する固形物が均一的
に均らされた状態となる。

また、同時に遠心濃縮機１０が運転され、これ
に濾過槽１内の液体がパイプ１１を通して供給さ
れる。この遠心濃縮機１０は、例えば上記のよう
な動作で固形物を除去するように作用するので、
パイプ１２を通して濾過槽１に戻される液体は実
質的に固形物を含まないものとする。

従つて、この操作を適当な時間にわたつて続け
ることにより、洗浄排水を外部に放出することな
く、砂層４の洗浄を効果的に行うことができる。

そして、洗浄が完了したならば、空気洗浄管１
３からの洗浄空気を止め、遠心濃縮機１０の運転
を停止し、原水の供給と処理水の排出を再開する
ことにより、濾過操作が再び行われる。

この実施例では、前述のように砂層４上の原水
の水位が所定高さの水位まで上昇した際、処理水
の排水を中止し、必要ならば原水の供給も中止し
たのち、空気洗浄管１３から洗浄空気を噴出させ
て砂層４の空気洗浄を所定時間だけ行い、つぎ
に、空気洗浄管１３からの空気の噴出を中止して
砂層４を落ちつかせ、空気管５から噴出する空気
によつてばつ気を行いながら、遠心濃縮機１０を
運転して固形物の除去を行い、この操作を所定時
間にわたつて続けたのち、定常運転に戻すことが
できる。

この洗浄にあたつては、砂層４上の水位が所定
高さに達するまでの処理水による逆洗を組み合わ
せれば更に効果的である。

第３図にはこの発明の更に別の実施例を示す。
この実施例では、第１図に示したような濾過槽１
に、公知構造を有する生物濾過槽１４を組合せて
濾過装置を構成している。生物濾過槽１４は、粒
径の大きい粒状濾材に付着した微生物により生物
的処理を行う生物濾床１５を設けたもので、液体
をポンプ１６の作用で循環させながら所定の処理
を行う。処理すべき原水は、汚水ピツト１７から
先ず生物濾過槽１４に送られ、ここで所定の生物
処理を受け、更に濾過槽１で砂濾過される。ま
た、生物濾床１５または砂層４の洗浄が必要にな
つた場合には、前記の場合と同様にして洗浄を行
い、固形物を含む液体を遠心濃縮機１０に供給す
る。この実施例では、遠心濃縮機１０で分離され
た分離液を汚水ピツト１７に戻される。

第４図ａ〜ｃはこの発明の濾過装置を汚水処理
システムに適用した場合の実施例を示す。

すなわち、第４図ａに示すシステムでは、汚水
は、ばつ気槽４１、混合槽４２、沈殿槽４３、濾
過槽４４（前実施例濾過槽１に相当）を順次に通
過する間に処理され、濾過槽４４の洗浄排水は遠
心濃縮機１０で処理された後、濾過槽４４に戻さ
れるようになつている。ここで、混合槽４２は、
ばつ気槽４１でばつ気された液体に凝集剤を混合
するためのもので、ここで生じたフロツクは次の
沈殿槽４３で除去されるが、濾過槽４４でも前実
施例の場合と同様に固形物の除去が行われるの
で、沈殿槽４３を省略する場合もある。

第４図ｂに示すシステムでは、汚水は、ばつ気
槽４５、遠心濃縮機４６（前実施例の遠心濃縮機
１０に相当）、濾過槽４７（前実施例の濾過槽１，
４４に相当）の順で処理され、濾過槽４７からの
洗浄排水は、その前後の遠心濃縮機４６に導か
れ、ここで、固形物を排除するようになつてい
る。

第４図ｃに示すシステムでは、汚水は、消化槽
４８、濾過槽４９（前実施例の濾過槽１，４４，
４７に相当）の順で処理され、洗浄排水は遠心濃
縮機１０で処理されるが、ここで濃縮された汚泥
は、消化槽４８に返送され、ここで消化処理を受
けるようになつている。

これらの場合でも、濾過槽４４，４７，４９の
洗浄時において、洗浄排水は系外に排出されな
い。

なお、上記各実施例では、各濾過槽ごとに遠心
濃縮機を設けたが、相互に並列運転される複数の
濾過槽に対して１基の遠心濃縮機を設け、各濾過
槽の逆洗期間が重ならないように運転すれば、遠
心濃縮機の利用効率が向上する。また、汚泥処理
系に配置された遠心濃縮機など他目的のものを濾
過槽一定時間のみの処理用として用いてもよい。

以上のように、この発明によれば、濾過槽内の
濾層上に液体が貯つた状態で、該濾層中に洗浄空
気を吹込むので、その吹込み空気によるばつ気攪
拌作用により、上記濾層に捕捉されている固形物
を該濾層浸漬状態の液体中に分離移行させること
ができる。このため、上記濾層から分離した固形
物が該濾層上の液体中に円滑に浮遊し、しかも、
その浮遊固形物を含んだ液体が濾層上で更にばつ
気攪拌されることにより、該濾層上の液体中に浮
遊した固形物を均一的に均らすことができる。そ
して、その浮遊固形物を含んだ液体が濃縮時に導
入され、該濃縮機で固液分離された後、その分離
液が濾層上に返送されるので、上記濾層上の液体
中に浮遊した固形物を確実に除去することができ
る。

従つて、この発明では、濾層による液体の濾過
サイクルを継続しながら、上記濾層を効率よく洗
浄することができ、その洗浄排水のために特別の
処理施設を必要とせず、常時円滑な濾過処理効果
が得られ、しかも、その濾過処理を続けながら濃
縮機による上記固形物の円滑な除去が行えるなど
の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による濾過装置の
概略的縦断面図、第２図は同装置に用いられる遠
心濃縮機の概略的縦断面図、第３図はこの発明の
濾過装置を汚水処理システムに適用した場合のフ
ローシート、第４図ａ〜ｃはこの発明の濾過装置
を更に別の汚水処理システムに適用した場合のフ
ローシートである。 １……濾過槽、４……濾層、５……空気管、６
……トラフ（原水供給手段）、９……排水パイプ
（排水手段）、１０……遠心濃縮機（濃縮機）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 濾過槽内に形成された濾層を通して原水を下
   向きに流すことによつて原水を濾過する工程と、
   上記濾層に捕捉された固形物を除去するための洗
   浄工程とを有する原水を濾過する方法において、
   上記洗浄工程では、上記濾層上に液体を貯め、該
   液体で浸漬された上記濾層内に洗浄空気を吹込ん
   でばつ気攪拌することにより、該濾層中に捕捉さ
   れた固形物を濾層浸漬状態の液体中に移行させる
   と共に、上記濾層上の液体中に浮遊させ、且つ、
   その浮遊固形物を含んだ上記濾層上の液体中に更
   に空気を吹込んで該液体をばつ気攪拌し、その混
   合液を濃縮機に導いて固形物を除去し、固形物が
   除去された分離液を上記濃縮機から上記濾層上に
   返送することを特徴とする濾過方法。 ２ 濾材としての濾層を収容した濾過槽と、上記
   濾層に原水を供給する供給手段と、上記濾層を下
   向流で通過した濾液を処理水として排出する排出
   手段と、上記濾層の内部に配置され、該濾層の濾
   過抵抗が所定以上になつたとき、該濾層中に洗浄
   空気を吹込んで該濾層中に捕捉されている固形物
   を濾層浸漬状態の液体中に移行させると共に、該
   濾層上の液体中に浮遊させるためのばつ気攪拌を
   行う空気洗浄管と、上記濾層上の上側部に配置さ
   れ、該濾層上の液体をばつ気攪拌する空気管と、
   そのばつ気攪拌状態で上記濾層上の液体を上記濾
   過槽から導入して固液分離し、固形物分離後の分
   離液を上記濾層上に返送するための濃縮機とを備
   えた濾過装置。