JPH0352607A

JPH0352607A - 水処理装置

Info

Publication number: JPH0352607A
Application number: JP1189742A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Mori; 光男毛利
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 1989-07-21
Filing date: 1989-07-21
Publication date: 1991-03-06
Anticipated expiration: 2013-06-18
Also published as: JP2766881B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、下水処理施設、排水処理施設等において、最
初沈殿池に代る一次処理装置、再利用水を作る３次処理
装置或いは雨水の再利用や河川水、湖沼水等の浄化等に
好適な、固液分離および生物処理を行なう水処理装置に
関する。

〔従来の技術〕

水処理における固液分離には、沈殿処理、浮上処理、枦
過等があり特に戸過は、一次処理から三次処理に至るま
で広く用いられている。

枦過装置としては、例えば周知の重力式急速成は緩速戸
過装置、上向流戸過装置、自動バルブレス戸過装置等が
あげられ、これらの装置において、戸材として砂、砂利
を積層したものが用いられている。

また生物処理は、好気性の活性汚泥法が最も多く用いら
れており、生物処理のみを行なうものとしては、周知の
活性汚泥による方法、回転円板による方法等がある。

また戸過と生物処理を行なうものとしては、下部に支持
砂利層、上部に砂層を設け、彼処理水を上部から流入さ
せるとともに戸床下部から散気装置を通して常時空気を
吹込み、下部より処理水を得る方法がある。被処理水は
、戸村内部を通過する間に、戸材表面に付着した生物膜
による有機物の分解と固形物の分離が並行して行なわれ
る。

また、いずれの戸過装置及び上記の生物処理を伴う枦過
装置においても処理時間の経過に伴なって捕捉された固
形物や増殖した微生物により、戸層が閉塞するので、逆
洗を行なうことが必要である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記枦過装置、および生物処理を伴なう戸過装
置は、いずれも枦過層の局所的閉塞が発生し易く、長時
間の戸過作業を継続して行なうことが出来ない。

上記閉塞は、逆洗によって解除することは出来るが、そ
の逆洗間隔が短かく、自動バルブレス戸過装置を除いて
は、逆洗に動力を必要とする。また、生物処理を伴なう
戸過装置においては、生物膜による有機物の分解を重視
しているため、被処理水は生物膜と長時間接触させる必
要があり、大きな枦過速度が得られない等の不都合があ
った。

本発明は上記の事情に鑑みなされたもので、懸濁物の除
去および必要に応じてこれと生物処理が出来、運転に人
手を要さない水処理装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明の装置は、塔体内に
、下方から上方に向けて傾斜坂部、散気部材、浮上性戸
過部が配置されるとともに、浮上性戸過部上方に処理水
貯留部が形戊され、塔底部に被処理水導入部が、塔頂部
に処理水導出部が設けられた装置本体と、この装置本体下部の側部に並列して設置された逆洗浄排
出管切換え槽と、この逆洗浄排出管切換え槽の水位の上昇によって開栓し
、降下によって閉栓する栓を有する逆洗浄排出管切換え
装置と、装置本体の塔底部に一端が接続され、装置本体の満水位
よりも高い位置を経て、他端が前記逆洗浄排出管切換え
槽に開口する逆洗開始管と、この逆洗開始管の最高部近
傍に一端が接続され、他端が装置本体の満水位よりも低
い位置で開口するサイフォンプレイカーと、前記逆洗開始管の塔底部側に一端が接続され、他端が前
記逆洗浄排出管切換え装置の栓に接続される逆洗浄排出
管を有する。

また、前記装置本体の処理水貯留部に接触曝気材を設け
てもよい。

〔作用〕

本発明の水処理装置は上記の構成となっているので、装
置本体に導入された被処理水は、浮遊する戸材よりなる
戸過層によって固形分が除去される。また、散気部材が
噴出する空気によって、前記戸過された固形分が戸過層
内に分散され、局所的な閉塞が解消される。

また、浮上性戸過部が固形分で閉塞すると自動的に逆洗
が行われ、逆洗後は自動的に定常運転に復帰する。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る水処理装置の一実施例を示すもの
で、図中符号ｌは、各操作ユニノトよりなる水処理機構
が塔体内に上下方向に配置収納されている装置本体であ
る。

装置本体１の底部には、ポンブ２によって彼処理水が導
入される導入管３が接続され、上部には、水位を保持し
て処理水４を抜き出す溢流管５が接続されている。

上記装置本体１の下部の側方には、これに並列して逆洗
浄排出管切換え槽６が設けられている。

この切換え槽６の下端には、溢流によって切換え槽６内
の水を抜゜き出し、汚泥濃縮槽７へ送る水位調節用排出
管８の一端が接続されている。

また上記装置本体ｌの下端には、逆洗開始管（サイフォ
ン管）９の一端が接続され、この逆洗開始管９は、装置
本体１に沿って立上り、頂部よりやや高い位置で下方に
曲げられ、下方に下り、上記切換え槽６内の上部に他端
が開口している。

この逆洗開始管９の最高部９ａの近傍には、サイフォン
ブレーカｌＯの一端が接続され、その他端は、上記装置
本体１の上部で本体ｌの満水位よりも下方に開口してい
る。

また、上記逆洗開始管９の立上り部分の下部には逆洗浄
排出管１ｌの一端が接続され、その他端には第２図に示
すように、切換え槽６の水位によって上下するボールタ
ツブ１２で開閉する切換え装置の栓ｌ３が取付けられ、
上記切換え槽６の内部に開口している。この栓１３は、
切換え槽６の水位の上昇によって開き、降下によって閉
じるようになっている。上記栓ｌ３は、ストツパｌ４に
よってその上昇が制限されている。

また上記装置本体ｌ内に収納されている水処理機構は次
のようなユニノトプロセスによって構成されている。

すなわち、装置本体１の底部には、固形分を衝突・接触
により除去し沈降分離の効率を高める傾斜板２１が設け
られている。この傾斜板２ｌの上方には、ブロワー２２
によって圧入された空気を分散供給する散気部材２３が
設けられている。この散気部材２３の上方には、所定の
間隔をおいて、網状の下グリッド２４、および上グリソ
ド２５が設けられ、これらの間には比重が０．８〜０．
９５で、上記グリッド２４、２５の目を通らない球形材
料よりなる浮上性戸過材２６が、移動自在に粗に充填さ
れて浮上性戸過層が形或されている。上記枦過材２６の
量は、上下のグリソドの間の容積の１／３〜３／４の範
囲が適当である。

上記上グリッド２５の上部には、散気部材２３より噴出
される気泡および上向水流を集めて、上記装置本体ｌの
水平方向所定の位置に導くロート状の集気部２７が設け
られている。この集気部２７の放出口２７゜ａの上部に
は、装置本体１の水平断面より格段に小さい断面のエア
ーリフト２８ａが設けられている。このエアーリフト２
８ａの上端は、上記溢流管５の位置より低くなっている
。

上記エアーリフトの側方の装置本体ｌ内には、接触材２
８ｂが設けられ接触曝気部２８が構成されている。

次に本発明の装置の使用方法を説明する。

本発明の装置に導入される被処理水は、スクリーンを通
した生下水、２次処理水、或いは雨水、河川、湖沼の水
等である。

上記装置に所定の速度で導入された被処理水は、傾斜板
２ｌに通される。傾斜板２ｌにおいては衝突・接触によ
って、沈降固形分が傾斜板２ｌ下方に沈殿していき、効
率よく固形分の除去が行なわれる。

傾斜板２ｌを通過した被処理水は、下部グリノド２４を
通過し戸過材２６の層に達して戸過される。

上記戸過材２６は、上下のグリッド２５、２４の目を通
らず比重が０．８〜０．９５となっているので、上グリ
ッド下面に戸過層が形成される。被処理水は、上向流で
これを通過する間に、小さな懸濁物までが、上記戸過材
２６によって捕捉される。しかも散気管２３からは空気
が常時送られているので、戸過層の下面表層部で局所的
な閉塞が発生しても、懸濁物が揺れ動かされ局所的な閉
塞が解消される。これによりＦ過層全体が有効に利用さ
れ、閉塞に到るまでの時間が大幅に延長される。ざらに
戸過材２６は球形となっているので、生物膜の付着増殖
は少なく戸過可能時間の延長を助長する。しかし、少量
の生物膜は存在するので、僅かの有機物除去が副次的に
行なわれる。

戸過層を通過した被処理水および空気は、集気部２７に
よって集められ、放出口２７ａより気液混合流となって
エアーリフト２８ａ、接触材２８ｂよりなる接触曝気部
２８のエアーリフト２８Ｈに導入される。エアーリフト
２８ａは横断面が小さく、ここを気液混層で上昇するの
で外部との比重差は大きく、さらにエアーリフトの上端
は水面下にあり、ヘッドがないので、そのエアーリフト
効果は大きく、エアーリフト２８ａの下部周辺の水を吸
引して、高速で上昇する。これにより接触曝気部２８の
水全体が、循環される。この循環により、死水域がなく
なり、溶存酸素が均一化され、エアーリフト２８ａの側
部に配置されている接触材２８ｂは、酸素を溶解する水
の流れに接触し、生物膜が成長し、−接触曝気部中の水
に含有される、有機物が生物的に分解除去される。

この接触曝気部２８中の水の一部は処理水４として溢流
管５から抜き出される。

上記のようにして水処理が行なわれるが、戸過層が次第
に固形分でつまって来ると、装置本体ｌの下部の水圧が
上昇し、逆洗開始管９内の水位は、上記装置本体１の水
面（満水位）以上に押上げられる。この水位が逆洗開始
管９の最高部を越えると、サイフォンが作用して、装置
本体ｌ内の水はまず逆洗開始管９を経て切換え槽６内に
流入し、逆洗が開始される。これにより切換え槽６の水
位が上昇し、ボールタツプｌ２が上昇して栓１３が開き
、ついで逆洗浄排水管ｌ１からも水が切換え槽６内に導
びかれる。これにより装置本体ｌの水位カ下り、サイフ
ォンプレーカ１０の先端より下となると、逆洗開始管９
に空気が吸引されサイフォンが作動しなくなる。しかし
、栓ｌ３は開放された状態となっているので、逆洗浄排
水管１１による排水は継続され、装置本体１の水位は次
第に低下する。この間、装置本体１の水位の低下と、散
気部材より吹込まれる空気によって、戸過材２６の層は
撹拌されながら降下し、戸過材が球形で付着物が分離し
易いことと相俟って、付着した懸濁物が除去される。こ
れらの懸濁物は水とともに切換え槽６に移送される。　
装置本体ｌの水位が低下すると、逆洗浄排水管ｌ１によ
る排水量は次第に減少し、水位調節用排水管８より汚泥
濃縮槽７に送られる水量より少なくなると、切換え槽６
の水位が低下し、ボールタンプｌ２が降下して栓ｌ３が
閉じられる。

このようにして逆洗が終了すると、再び装置本体１には
被処理水がたまり、処理が開始される。

上記逆洗操作において、装置本体ｌに対する被処理水、
空気は定状常態で供給されており、切換え槽６から水調
節用排水管８を介して流出する水の受槽があれば、全く
人手を要さずに水処理が行なわれる。

この装置によって水処理を行なった場合の懸濁物と溶解
成分（有機物）の除去はほぼ第１表のようになる。

第　　　１　　表なお、戸過速度を早くした場合には、接触曝気部２８で
の生物処理が十分に行えなくなるが、この場合処理水を
活性汚泥槽等に送り、生物処理を行ってもよい。

実施例ｌ生下水をスクリーン処理した水を被処理水として、第ｌ
図に示す装置を用いて水処理を行なった。

装置各部の寸法、容量を第２表に示す。

また下水の戸過を行なうため、戸過材２６の粒径は大き
くする必要があり、５．５１径のものを用いた。

彼処理水の供給量を変え、戸過層を通過した水（以下、
戸過処理水という）および処理水４中の各種成分の経時
変化を、第３表、第４表および、第３図〜第８図に示し
た。なおＣＯＤはＭｎによる測定値（以下同じ）で示し
た。

また、逆洗水量は５ｆｆｌ３／回で、被処理水の導入速
度にかかわらずほぼ一定とした。

第　　３　　表（以下余白）第４表第４表より明らかなように、戸過処理能力は、通水速度
を変えてもほぼ安定している。

但し、接触曝気部の処理能力は、通水速度により大きく
左右される。通水速度が小さいと、接触曝気槽における
滞留時間が長くなるので溶解成分の除去率は大きくなる
。しかし通水速度が大きいと戸過層を通過した水の水質
と比べて、大幅な生物処理効果は得られない。

また、本発明の装置による、戸過材２６の逆洗による洗
浄効果を第９図に示す。図より、逆洗回数が増加しても
、戸過材の初期透水係数が減少していないことから、逆
洗による戸過材の洗浄が充分に行なわれていることがわ
かる。

比較例１実施例ｌと比較するため、実施例１の戸過材の寸法と同
じ５．５１径の砂を戸過材として、スクリーンを通した
生下水を被処理水とし７５Ｉｌｌ３／ｄの速度で下向流
で戸過を行なった。結果を第５表に示す。なお比較のた
め、本発明の装置におけるｌ過材を用いて戸過した値（
第４表、通水速度７５　ｍ’／ｄ）を併記した。

（以下余白）第５表但し　　◎；本装置の方がかなり優れてぃる○；本装置
の方がやや優れている △；優劣なしを示す。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明に係る水処理装置は、水処理用
ユニットを縦方向に配置することによって、装置を設置
する敷地が狭くてすみ、また、逆洗開始管、切換え槽、
逆洗浄排水管等の設置により、自動的な水処理が可能と
なる。

また、浮力のある戸過材を用い、戸過層下部より連続曝
気を行なっているので、戸過層の局所的な閉塞が解消さ
れ、内部戸過を促進し、戸過層全体が有効に使用され、
懸濁物の捕捉総量が増大し、一回の戸過時間が長くなり
、さらに逆洗による戸過材の洗浄が行なわれ易くなる。

本発明の装置は、生下水の処理では一次処理に使われ、
処理水はさらに活性汚泥法などで処理される。また、２
次処理水の戸過に使用すれば、清澄な３次処理水として
トイレ洗浄水等に再利用可能である。雨水、河川水等は
本発明の装置で処理すれば格段に浄化され、冷却水その
他に利用可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）および第２図は、本発明に係る水処
理装置の一実施例を示すもので、第１図（ａ）は全体を
示す図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）の１−１線矢視断
面図、第２図は、切換え槽に設けられた切換装置のポー
ルタップ、および栓の作動を説明する図、第３図ないし
第８図は、実施例ｌの運転による各測定値の経時変化を
それぞれ示すもので、第３図はＳＳ濃度、第４図はＣＯ
Ｄ、第５図はＳＳ、ＣＯＤの除去率、第６図は通水速度
、第７図は戸過層内の損失水頭、第８図はＳＳとＣＯＤ
成分の捕捉量を示す図、第９図は逆洗浄回数と、逆洗浄
を終了し、定常運転に入った直後における枦過層の透水
係数との関係を示す図である。１・・・・・・装置本体、２・・・・・・ポンプ、３・
・・・・・導入管、４・・・・・・処理水、５・・・・
・・溢流管、６・・・・・・逆洗浄排出管切換え槽（切
換え槽）、７・・・・・・汚泥濃縮槽、８・・・・・・
水位調節用排出管、９・・・・・・逆洗開始管（サイフ
ォン管）、９ａ・・・・・・最高部、１０・・・・・・
サイフォンブレーカ、１１・・・・・・逆洗浄排水管、
ｌ２・・・・・・ボールタノブ、１３・・・・・・栓、
１４・・・・・・ストッパ　２ｌ・・・・・・傾斜板、
２２・・・・・・ブロワー　２３・・・・・・散気部材
、２４・・・・・・下グリッド、２５・・・・・・上グ
リッド、２６・・・・・・浮上性戸過材（戸過材）、２
７・・・・・・集気部、２７ａ・・・・・・放出口、２
８・・・・・・接触曝気部、２８ａ・・・・・・エアー
リフト、２８ｂ・・・・・・接触材。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）塔体内に、下方から上方に向けて傾斜板部、散気
部材、浮上性ろ過部が配置されるとともに、浮上性ろ過
部上方に処理水貯留部が形成され、塔底部に被処理水導
入部が、塔頂部に処理水導出部が設けられた装置本体と
、この装置本体の下部の側方に並列して設置された逆洗浄
排出管切換え槽と、この逆洗浄排出管切換え槽の水位の上昇によって開栓し
、降下によって閉栓する栓を有する逆洗浄排出管切換え
装置と、装置本体の塔底部に一端が接続され、装置本体の満水位
よりも高い位置を経て、他端が上記逆洗浄排出管切換え
槽に開口する逆洗開始管と、この逆洗開始管の最高部近
傍に一端が接続され、他端が装置本体の満水位よりも低
い位置で開口するサイフォンブレーカと、上記逆洗開始管の塔底部側に一端が接続され、他端が前
記逆洗浄排出管切換え装置の栓に接続される逆洗浄排出
管を有することを特徴とする水処理装置。
（２）装置本体の処理水貯留部に接触曝気部材を配置し
たことを特徴とする請求項（１）記載の水処理装置。