JPH04300697A - 生物濾過方法および装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、濾過槽内に通気して、
内部の粒状媒体からなる濾層を好気的条件下に保ちなが
ら有機性排水等の原汚水を通水し、濾層の粒状媒体表面
に付着する微生物膜による生物処理作用と濾過作用とを
利用して濾過する生物濾過方法および装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、活性汚泥法に代わる下水等の有機
性排水処理法として、生物処理および清澄濾過が同時に
できる好気性の生物濾過法が注目されている。

【０００３】この生物濾過法は、濾過槽内に粒状媒体を
充填して濾層とし、この濾層を通気によって好気的条件
下に保ちながら、有機性排水等の原汚水を上向流もしく
は下向流で通水し、濾層の粒状媒体表面に付着する好気
性の微生物膜による生物処理作用と清澄濾過作用とによ
り、原汚水を濾過することを基本構成としている。

【０００４】そして、生物濾過装置は、活性汚泥法に比
較して消費エネルギーや設置面積が節約でき、しかも維
持管理が容易となるという利点を有するが、その濾過効
率を高めるには、いかに効率良く濾過槽内に通気できる
かが重要な課題となる。そこで、生物濾過装置において
は、従来より、濾過槽内への効率的な通気方法について
各方面より検討が加えられ、例えば、実公昭６０−１２
６３７号公報や実開昭６０−２１３９６号公報に開示さ
れた濾過装置等のように、種々の提案がなされている。

【０００５】〔図３〕に実公昭６０−１２６３７号公報
に開示された生物濾過装置を示す。この生物濾過装置に
おいては、濾過槽（３１）内に粒状媒体Ｐを充填して濾
層（３２）を形成すると共に、その下方に支持材層（３
３）を形成し、この支持材層（３３）内に多孔管型の散
気装置（３４）および逆流洗浄機構（３５）を設けてい
る。また、散気装置（３４）は逆流洗浄機構（３５）よ
りも上部に位置して設けると共に、これらの間の支持材
層（３３）内に多孔管型の集水装置（３６）を配置して
いる。この生物濾過装置では、散気装置（３４）から空
気を供給しながら原汚水Ｗを下向流で通水して濾過する
一方で、逆流洗浄機構（３５）および集水装置（３６）
から空気および洗浄水を噴出させて濾層（３２）を逆洗
浄する際に、その噴出空気および洗浄水によって上方の
散気装置（３４）も同時に洗浄させ、定期的に行われる
逆洗浄により散気装置（３４）の目詰まりを防止する。

【０００６】〔図４〕に実開昭６０−２１３９６号公報
に開示された生物濾過装置を示す。この生物濾過装置に
おいては、濾過槽（４１）内に粒状媒体Ｐを流動可能に
充填して濾層（４２）を形成すると共に、その下方に曝
気部（４３）を形成する一方で、濾過槽（４１）の下部
にエジェクター（４４）を設けると共に、濾過槽（４１
）底部から原汚水Ｗ’を引き抜いて循環水Ｗ”　として
エジェクター（４４）に送給する循環ポンプ（４５）を
設けている。この生物濾過装置では、濾過槽（４１）底
部から引き抜いた原汚水Ｗ’を、一旦原汚水Ｗの貯溜槽
（４６）に貯溜した後、循環水Ｗ”　としてエジェクタ
ー（４４）に送給し、この循環水Ｗ”　を用いて空気を
気液混合状態で濾過槽（４１）の曝気部（４３）内に噴
入させながら原汚水Ｗを上向流で通水して濾過する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の前者の生物濾過装置（実公昭６０−１２６３７号）
のように、単なる多孔管型の散気装置（３４）を用いる
方式では、濾過槽（３１）内に供給する空気の気泡が大
きいため酸素溶解効率が低く、また、支持材層（３３）
との衝突により分散されても上昇気泡流に偏りが生じ易
く、濾層（３２）全体へ酸素を均等に供給できず一部の
粒状媒体Ｐ表面の微生物が失活して生物処理効率を低下
させる。また、散気装置（３４）は周囲を支持材層（３
３）に取り囲まれているため、この散気装置（３４）に
設けた散気孔の全てを、下方の逆流洗浄機構（３５）お
よび集水装置（３６）からの空気および洗浄水で確実に
洗浄することが非常に難しく、濾過を継続して行くと散
気装置（３４）に部分的な目詰まりが生じて、濾層（３
２）全体へ酸素を均等に供給できなくなる。

【０００８】加えて、濾層（３２）下方の支持材層（３
３）内に散気装置（３４）、集水装置（３６）および逆
流洗浄機構（３５）等を配置するため、濾過槽（３１）
内の構造が複雑になり、それに伴い製造および維持管理
が難しくなる。

【０００９】一方、上記従来の後者の生物濾過装置（実
開昭６０−２１３９６号）においては、エジェクター（
４４）によって空気を気液混合状態の噴流として濾過槽
（４１）内に噴入させるので、上記の多孔管型の散気装
置を用いる場合に比べて、空気の気泡を小さくして酸素
溶解効率を高めることができ、かつ水平方向への分散も
容易で濾層（４２）全体へ酸素を均等に供給でき、しか
も濾過槽（４１）内の構造も簡単にすることができるも
のの、そのエジェクター（４４）に用いる循環水Ｗ”が
、濾過槽（４１）底部から引き抜いた原汚水Ｗ’と貯溜
槽（４６）内の原汚水Ｗとの混合水であるため、濾過槽
（４１）底部に蓄積される固形物や原汚水Ｗに含まれる
粘性物等が原因する予測外の目詰まりがエジェクター（
４４）に生じ易く、安定した濾過運転が継続し難いとい
う問題点を内在している。

【００１０】本発明は上記従来技術の問題点を解消する
ためになされたものであって、エジェクターによって空
気を気液混合状態で濾過槽内に噴入し、高い酸素溶解効
率をもって濾層全体へ酸素を均等に供給できてなお、エ
ジェクターの目詰まりを抑制でき、高い濾過効率のもと
で安定した濾過を長期に継続できる生物濾過方法および
装置の提供を目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は以下の構成とされている。すなわち、本
発明に係る生物濾過方法は、濾過槽内に粒状媒体を充填
して濾層とし、該濾過槽の下部に設けたエジェクターを
介して濾層の下方から空気を濾過槽内に噴入させながら
、原汚水を上向流ないしは下向流で通水する生物濾過方
法において、通水濾過時には、濾層を通過した処理水を
引き抜いて前記エジェクター側に送給すると共に、該処
理水ないしは該処理水と原汚水との混合水を用いて前記
空気を気液混合状態で濾過槽内に噴入させる一方、濾層
の洗浄時には、前記エジェクターを介して、空気のみを
濾過槽内に噴入させ、次いで前記処理水のみを濾過槽内
に送給して濾層の洗浄を行うことを特徴とする。

【００１２】また、本発明に係る生物濾過装置は、内部
に粒状媒体からなる濾層を形成した濾過槽の下部にエジ
ェクターを設け、該エジェクターを介して濾層の下方か
ら空気を濾過槽内に噴入させながら、原汚水を上向流な
いしは下向流で通水する生物濾過装置において、前記濾
層を通過した処理水を引き抜いて前記エジェクターに送
給する送給手段を設ける一方、前記濾層の下方の濾過槽
内底部に位置して水平方向に配され、周壁に所定ピッチ
の開孔を有する分散管を前記エジェクターの先端部に取
り付けられてなることを特徴する。

【００１３】

【作用】本発明方法では、通水濾過時に、粒状媒体から
なる濾層を通過した処理水を引き抜いてエジェクター側
に送給すると共に、該処理水ないしは該処理水と原汚水
との混合水を用いて、空気を気液混合状態で濾層の下方
から濾過槽内に噴入させるので、すなわち、エジェクタ
ーによる噴流に空気を分散・含有させて濾過槽内に噴入
するので、この噴流に空気を十分に溶解して含ませると
共に、その流れに余剰の空気を小さな気泡として乗せて
水平方向に広く分散させることができる。そして、この
空気を溶解して含む噴流と、その流れに乗せて水平方向
に広く分散させた小さな気泡との上昇により、高い酸素
溶解効率のもとで濾層全体へ酸素を均等に供給すること
ができ、安定かつ効率の良い濾過を行うことができる。

【００１４】また、エジェクターに、濾層を通過して清
澄化された処理水ないしは、この処理水と混合されて汚
濁度の低下した原汚水との混合水を用いるので、当該エ
ジェクターに目詰まりが生じることを抑制でき、長期に
安定かつ効率の良い濾過を継続することができる。

【００１５】一方、濾層の洗浄時には、エジェクターを
介して空気のみを濾過槽内に噴入させ、次いで前記処理
水のみを濾過槽内に送給するので、噴入させた空気の気
泡によって濾層の粒状媒体表面に付着した固形汚濁物を
剥離させ、次いで送給される処理水中に懸濁させて濾過
槽外に排出させることで、濾層の洗浄を効率良く行うこ
とができ、またエジェクターの洗浄も同時に達成できる
。

【００１６】また、通水濾過時における気液混合状態の
空気の噴入と、濾層洗浄時における洗浄用の空気と処理
水の噴入・送給とは、同一のエジェクターを介して行う
ことができるので、濾過槽および管路系の構成を簡易な
ものとすることができる。

【００１７】ところで、濾過槽の下部に設けたエジェク
ターをを介して濾層の下方から空気を気液混合状態で濾
過槽内に噴入させる場合、上述したように空気を十分に
溶解させて含む噴流に、余剰空気の気泡を乗せて水平方
向へ広く分散できるものの、この噴流も距離とともに減
衰するためその分散にも限度があり、これが装置の大型
化の阻害要因となるが、本発明装置では、エジェクター
の先端部に、濾層の下方の濾過槽内底部に位置して水平
方向に配され、周壁に所定ピッチの開孔を有する分散管
を取り付けるので、エジェクターからの気液混合状態の
噴流の減衰を抑制して、より広い範囲まで到達させるこ
とができ、装置の大型化に容易に対応することができる
。

【００１８】また、濾層を通過した処理水を引き抜いて
エジェクターに送給する送給手段を設けるので、この処
理水ないしは、この処理水と原汚水との混合水を用いて
空気を気液混合状態で濾層の下方から濾過槽内に噴入さ
せ、上述した安定かつ効率の良い濾過を達成でき、また
、上述方法に則る濾層の洗浄とエジェクターおよび分散
管の洗浄を行うことができる。

【００１９】なお、本発明方法および装置は、上向流お
よび下向流それぞれによる通水濾過に適用されるが、原
汚水を上向流で通水する生物濾過においては、濾層を上
方に向けて通過した処理液を濾過槽の上部から引き抜い
てエジェクター側に送給すると共に、この処理水と原汚
水との混合水を用いて空気を気液混合状態で濾層の下方
から濾過槽内に噴入させ、一方、原汚水を下向流で通水
する生物濾過においては、濾層を下方に向けて通過した
処理液を濾過槽の下部から引き抜いてエジェクター側に
送給し、この処理液のみを用いて空気を気液混合状態で
濾層の下方から濾過槽内に噴入させる。

【００２０】

【実施例】以下に本発明の実施を図面を参照して説明す
る。

【００２１】〔図１〕は本発明の１実施例の上向流式の
生物濾過装置の概要構成を示す断面図である。同図にお
いて、（１）　は濾過槽であって、この濾過槽（１）　
は、　２〜３０ｍｍの粒径の粒状媒体Ｐを充填してなる
濾層（２）　と、その下部の粒状媒体Ｐより大きな径の
砂利を充填してなる支持層（３）　と、この支持層（３
）　の下方に形成された分散室（４）　とを備えている
。

【００２２】（５）　はエジェクターであって、このエ
ジェクター（５）は、濾過槽（１）　の下部に配され、
その先端を分散室（４）　内に臨ませて設けられている
。

【００２３】翻って、濾過槽（１）　の上部には、処理
水槽（１０）に連通する処理水管（１１）およびバルブ
（１７ａ）　を備えた洗浄排水管（１７）が取り付けら
れている。そして、処理水管（１１）には、バルブ（１
２ａ）　および循環ポンプ（６）　を備えてエジェクタ
ー（５）　に接続された処理水供給管（１２）が分岐接
続されている。また、処理水供給管（１２）のバルブ（
１２ａ）　と循環ポンプ（６）　の間には、バルブ（１
３ａ）　を備えて処理水槽（１０）に接続された連通管
（１３）が分岐接続されている。

【００２４】一方、エジェクター（５）　は、バルブ（
１４ａ）　および原汚水ポンプ（７）　を備える原汚水
管（１４）を介して原汚水槽（１５）に接続されると共
に、空気管（１６）を介して散気ブロアー（８）　およ
び洗浄空気ブロアー（９）　に接続されている。

【００２５】上記の構成を具備する本実施例の生物濾過
装置による濾過方法を説明すると、循環ポンプ（６）　
により濾過槽（１）　上部から引き抜かれた処理水Ｆは
、原汚水ポンプ（７）　により原汚水槽（１５）から送
給された原汚水Ｗとエジェクター（５）　の手前で合流
・混合させられてエジェクター（５）　に導入され、さ
らに散気ブロアー（８）　により供給された空気と混合
させられて、図中に矢印で示すように、気液混合状態で
分散室（４）　内に噴入させられる。

【００２６】ここで、エジェクター（５）　により分散
室（４）　内に噴入させられた気液混合の噴流は、酸素
が十分に溶解された状態にあり、濾層（２）　内を上昇
する間に当該濾層（２）　の粒状媒体Ｐ表面に付着した
微生物によって消費される。また、余剰空気は微細な気
泡となると共に、噴流に乗って水平方向に広く分散させ
られて濾層（２）内を上昇し、上昇する間に液中に再溶
解されると共に、再溶解された空気中の酸素は同様に微
生物によって消費される。

【００２７】そして、この濾層（２）　に上向流で通水
される原汚水Ｗは、その中に含んだ有機物が酸素の供給
を受けて活性化した粒状媒体Ｐ表面の微生物より好気性
処理されると同時に、固形懸濁物が粒状媒体Ｐ表面に捕
捉されて清澄濾過される。また、濾層（２）　を通過し
た処理水Ｆは、濾過槽（１）　上部から引き抜かれ、そ
の大部分は処理水供給管（１２）を介してエジェクター
（５）　に送られて循環し、その一部が処理水管（１１
）を介して処理水槽（１０）に回収される。

【００２８】一方、原汚水Ｗに含まれる有機物の好気性
処理と固形懸濁物の濾過が継続されると、濾層（２）　
が閉塞し洗浄が必要となる。本実施例の濾過装置におけ
る洗浄工程では、まず、循環ポンプ（６）　と原汚水ポ
ンプ（７）　の運転を停止すると共に、処理水供給管（
１２）のバルブ（１２ａ）　と原汚水管（１４）のバル
ブ（１４ａ）　を閉塞して、エジェクター（５）　への
処理水Ｆおよび原汚水Ｗの送給を停止する。

【００２９】続いて、洗浄空気ブロアー（９）　の運転
を開始し、この洗浄空気ブロアー（９）　と散気ブロア
ー（８）　との双方からエジェクター（５）　に空気を
送給して分散室（４）　内に噴入させ、この噴入された
洗浄空気の気泡により濾層（２）　の粒状媒体Ｐを流動
させて、その表面に捕捉された余剰の固形物を剥離させ
る。

【００３０】この後、洗浄空気ブロアー（９）　と散気
ブロアー（８）　の運転を停止すると共に、洗浄排水管
（１７）のバルブ（１７ａ）と連通管（１３）のバルブ
（１３ａ）　とを開放する一方で、循環ポンプ（６）　
の運転を再開して、処理水槽（１０）内の処理水Ｆを洗
浄水としてエジェクター（５）　に送給して分散室（４
）　内に噴入させる。そして、洗浄空気により濾層（２
）　の粒状媒体Ｐ表面から剥離させた余剰の固形物を、
この洗浄水に懸濁させて、濾過槽（１）　上部の洗浄排
水管（１７）を介して系外に排出する。この時の洗浄水
量は、通水濾過時にエジェクター（５）　に送る処理水
Ｆの循環水量と同水量で良好な洗浄効果が得られる。

【００３１】以上に述べたようにして原汚水の生物処理
および濾過と、濾層の洗浄とを行う本実施例の生物濾過
装置では、高い酸素溶解効率のもとで濾層全体へ酸素を
均等に供給することができ、また、濾層を通過して清澄
化された処理水と混合されて汚濁度の低下した原汚水と
の混合水を用いることで、エジェクターの目詰まりを抑
制でき、長期に安定かつ効率の良い濾過を継続すること
ができる。しかも、通水濾過時における気液混合状態の
空気の噴入と、濾層洗浄時における洗浄用の空気および
処理水の送給とを同一のエジェクターを介して行うので
、濾過槽および管路系の構成を簡易なものとすることが
できる。

【００３２】ところで、上記の実施例のようにエジェク
ターをを介して空気を気液混合状態で濾過槽内に噴入さ
せる場合、空気を十分に溶解して含む噴流に余剰空気の
気泡を乗せて水平方向へ広く分散できるものの、この噴
流も距離とともに減衰するためその分散にも限度があり
、これが装置の大型化の阻害要因となる。これに対応さ
せるものが〔図２〕に示す他の１実施例の生物濾過装置
である。

【００３３】〔図２〕は本発明の他の１実施例の上向流
式の生物濾過装置の概要構成を示す断面図である。なお
、本実施例の濾過装置は、エジェクターの先端部に、次
に述べる分散管を取り付けた点を異とする以外は、〔図
１〕に示したものと同一であり、ここでは〔図１〕と等
価の各部に同符号を付して説明を省略し、その差異点の
み要約説明するものとする。

【００３４】本実施例の濾過装置では、分散室（４）　
内に位置して水平方向に配され、周壁に所定ピッチの複
数の開孔（１８ａ）　を有する分散管（１８）が、エジ
ェクター（５）　の先端に取り付けられてあり、エジェ
クター（５）　から分散室（４）　内に噴入させられる
気液混合状態の噴流は、この分散管（１８）内を流れる
ことで分散室（４）　内の滞留水と衝突することを防止
され、より広い範囲まで減衰することなく到達できる。 また、分散管（１８）の開孔（１８ａ）　は、下面側に
位置する周壁に下方に向けて開口して設けられ、この分
散管（１８）内を噴流に乗って流れる気泡が、早期かつ
偏って流出することなく、その全長にわたり均等に流出
するようにされている。

【００３５】上記の構成を具備する本実施例の生物濾過
装置では、エジェクターからの気液混合状態の噴流を、
このエジェクターの先端に取り付けた分散管（１８）に
よって、分散室内における減衰を抑制して、水平方向へ
の奥行きをより広く取れて、装置が大型化されても空気
を均等に分散させて濾層に供給することができる。

【００３６】なお、以上に述べた２実施例では、いずれ
も上向流式生物濾過装置を例としたが、本発明は下向流
式生物濾過方法にも適用できることは言うまでもない。 すなわち、原汚水を下向流で通水する生物濾過において
は、濾層の上方から原汚水を濾過槽内に導入し、濾層を
下方に向けて通過した処理液を濾過槽の下部から引き抜
いてエジェクター側に送給し、この処理液のみを用いて
空気を気液混合状態で濾層の下方から濾過槽内に噴入さ
せることで、上述した２実施例の上向流式生物濾過装置
と同様に、簡易な構成の濾過槽および管路系のもとで、
長期に安定かつ効率の良い濾過を継続することができる
。

【００３７】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明に係る生物
濾過方法によれば、高い酸素溶解効率をもって濾層全体
へ酸素を均等に供給できてなお、散気装置であるエジェ
クターの目詰まりを抑制できて、高い濾過効率のもとで
安定した濾過を長期に継続でき、また、同一配管系でも
って散気と洗浄を行うことができて、濾過槽および配管
系の構造を簡易なものとすることができる。そしてまた
、本発明に係る生物濾過装置によれば、エジェクターか
らの気液混合状態の噴流を、より広い範囲まで減衰する
ことなく到達させて、装置が大型化されても空気を均等
に分散させて濾層に供給することができ、装置の大型化
に容易に対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例の上向流式の生物濾過装置の
概要構成を示す断面図である。

【図２】本発明の他の１実施例の上向流式の生物濾過装
置の概要構成を示す断面図である。

【図３】従来の生物濾過装置の概要構成を示す断面図で
ある。

【図４】従来の生物濾過装置の概要構成を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

（１）　−−濾過槽　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　（２）　−−濾層（３）　−−支持層　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　（４）　−−分散室
（５）　−−エジェクター　　　　　　　　　　　　　
　（６）　−−循環ポンプ（７）　−−原汚水ポンプ　
　　　　　　　　　　　　　（８）　−−散気ブロアー
（９）　−−洗浄空気ブロアー　　　　　　　　　　（
１０）−−処理水槽（１１）−−処理水管　　　　　　
　　　　　　　　　　　　（１２）−−処理水供給管（
１３）−−連通管　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　（１４）−−原汚水管（１５）−−原汚水槽　　
　　　　　　　　　　　　　　　　（１６）−−空気管
（１７）−−洗浄排水管　　　　　　　　　　　　　　
　　（１８）−−分散管Ｆ−−処理水　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　Ｐ−−粒状媒体Ｗ−−原
汚水

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　濾過槽内に粒状媒体を充填して濾層と
   し、該濾過槽の下部に設けたエジェクターを介して濾層
   の下方から空気を濾過槽内に噴入させながら、原汚水を
   上向流ないしは下向流で通水する生物濾過方法において
   、通水濾過時には、濾層を通過した処理水を引き抜いて
   前記エジェクター側に送給すると共に、該処理水ないし
   は該処理水と原汚水との混合水を用いて前記空気を気液
   混合状態で濾過槽内に噴入させる一方、濾層の洗浄時に
   は、前記エジェクターを介して、空気のみを濾過槽内に
   噴入させ、次いで前記処理水のみを濾過槽内に送給して
   濾層の洗浄を行うことを特徴とする生物濾過方法。
2. 【請求項２】　　内部に粒状媒体からなる濾層を形成し
   た濾過槽の下部にエジェクターを設け、該エジェクター
   を介して濾層の下方から空気を濾過槽内に噴入させなが
   ら、原汚水を上向流ないしは下向流で通水する生物濾過
   装置において、前記濾層を通過した処理水を引き抜いて
   前記エジェクターに送給する送給手段を設ける一方、前
   記濾層の下方の濾過槽内底部に位置して水平方向に配さ
   れ、周壁に所定ピッチの開孔を有する分散管を前記エジ
   ェクターの先端部に取り付けられてなることを特徴とす
   る生物濾過装置。