JPH07112193A - 生物濾過床の逆洗方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】逆洗水量の低減を図ることにより、運転の効率
化、設備の小型化および処理コストの低下を図る。 【構成】廃水供給管２からの廃水を処理水排水管４に向
けて上向流または下向流で流動可能にする廃水処理槽１
と、廃水処理槽１の内部に設けられる濾過床８と、濾過
床８内に充填される多数の粒状体からなる浮上性または
沈降性の濾材７と、濾過床８の下部に配設される空気供
給管１１と、処理水排水管４に接続される第１の逆洗水
供給管５と、濾過床８の下層部に配設される第２の逆洗
水供給管１６ａ、１６ｂ、１６ｃとを備え、該第２の逆
洗水供給管には廃水処理槽１内の廃水から汚濁物質を分
離して循環させ、濾過床８の下層部を逆洗した後、第１
の逆洗水供給管５から濾過床８全体に逆洗水を供給す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種有機化合物を含む
工場廃水、食品廃水、クリーニング廃水等の種々の産業
廃水および下水、家庭廃水等の一般廃水の処理に係わ
り、とくに、廃水中に混入している固形分等のＳＳ（Su
spended Solid:懸濁粒子）を捕捉して濾過除去すると同
時に、この濾過処理では除去できない汚濁物質を微生物
の作用で好気性処理もしくは嫌気性処理を行って分解、
濾過除去することにより、廃水を清浄化処理する生物濾
過装置において、生物濾過床の逆洗方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、通常の濾過処理では除去できない
汚濁物質を微生物の作用で好気性処理もしくは嫌気性処
理を行って分解し、増殖・遊離微生物を濾過除去するこ
とにより、廃水を清浄化処理する生物濾過装置が知られ
ている。

【０００３】この場合の廃水処理の方法としては、廃水
処理槽内に沈降性濾材もしくは浮上性濾材の濾材で構成
した単層濾過床を設け、廃水を上向流或いは下向流で流
し、濾過床で接触酸化処理させて清浄化する方法であ
り、廃水中に混入している固形分等の濾過機能と、汚濁
物質を酸化分解する際に副生する増殖微生物や微生物の
死骸等のＳＳを捕捉濾過する機能とを併せて有するた
め、処理水を常時清浄に維持できるとともに、通常の活
性汚泥装置で不可欠であった汚泥沈澱槽が不要になると
いう利点を有している。

【０００４】上記生物濾過装置においては、運転経過に
伴い濾過床に増殖微生物や微生物の死骸等のＳＳが付着
閉塞し、圧力損失が増加し継続運転が困難になる。この
圧力損失の増加に対しては、通常、廃水処理時の廃水の
流れ方向と逆方向に濾過床全体に逆洗水を流して濾材間
の閉塞物質を流出させ、圧力損失を復旧して運転を継続
するようにしている。

【０００５】また、上向流生物濾過装置においては、濾
過床低層部での圧力損失の増加が特に激しいため、先
ず、濾過床下部に設けた攪拌羽根を回転させることによ
り濾過床低層部の濾材を分散洗浄し、次いで濾過床上部
から下向流で濾過床全体に逆洗水を流して清浄化する逆
洗方法も知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一般的に、生物濾過装
置の逆洗水には多量の汚泥が含まれ、汚泥の消化減量や
脱水等の二次処理が必要となるため、逆洗水量が多くな
るほど効率的な廃水処理運転が困難となり、かつ、処理
設備も大型化するという問題を有している。しかしなが
ら、上記従来の逆洗方法においては、流出する逆洗水中
の汚濁物質の濃度が経時的に徐々に低下するため、逆洗
水の停止タイミングの決定が難しく、結果的に逆洗水量
が多くなるという問題を有している。また、上記攪拌羽
根を有する上向流生物濾過装置においては、或る程度の
逆洗水量の減少は図れるものの、後半操作の下向流で濾
過床全体を清浄化する段階での逆洗水の停止タイミング
の決定が難しく、結果的に逆洗水量が多くなるという問
題を有している。

【０００７】本発明は上記課題を解決するものであっ
て、逆洗水量の低減を図ることにより、運転の効率化、
設備の小型化および処理コストの低下を図ることができ
る生物濾過床の逆洗方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのために本発明の生物
濾過床の逆洗方法は、廃水供給管２からの廃水を処理水
排水管４に向けて上向流または下向流で流動可能にする
廃水処理槽１と、廃水処理槽１の内部に設けられる濾過
床８と、濾過床８内に充填される多数の粒状体からなる
浮上性または沈降性の濾材７と、濾過床８の下部に配設
される空気供給管１１と、処理水排水管４に接続される
第１の逆洗水供給管５と、濾過床８の下層部に配設され
る第２の逆洗水供給管１６ａ、１６ｂ、１６ｃとを備
え、該第２の逆洗水供給管には廃水処理槽１内の廃水か
ら汚濁物質を分離して循環させ、濾過床８の下層部を逆
洗した後、第１の逆洗水供給管５から濾過床８全体に逆
洗水を供給することを特徴とする。

【０００９】なお、濾過床８の下層部に仕切部材９によ
り形成される分割通路１０ａ、１０ｂ、１０ｃを備え、
前記分割通路に順番に前記第２の逆洗水供給管から逆洗
水を循環させるようにしてもよい。ここで、上記構成に
付加した番号は、本発明の理解を容易にするために図面
と対比させるためのもので、これにより本発明の構成が
何ら限定されるものではない。

【００１０】

【作用】本発明においては、例えば図１に示すように、
先ず、逆洗ポンプ１３により濾過床８の下部の廃水を逆
洗水取出管１２を経て液体サイクロン１４等に供給し、
ここで、廃水中に含まれる汚濁物質が相対的に分離さ
れ、低濃度の汚濁物質しか含まない排水は、第２の逆洗
水供給管１６ａ、１６ｂ、１６ｃを経て、分割通路１０
ａ、１０ｂ、１０ｃに一カ所ずつ順番に逆洗水として流
すことにより、逆洗水取出管１２における逆洗水の吸入
流速を低下させ、濾材を吸引せずに循環逆洗を行うよう
にする。次いで、第１の逆洗水供給管５を経て処理水が
濾過床８の上部から下向流で濾過床８全体に流れ、廃水
処理槽１の下部に溜まっている高濃度汚濁物質を含む逆
洗水を逆洗水排水管３から排水させ、二次処理設備に回
収する。このように、先ず濾過床の閉塞の激しい部分に
選択的に逆洗水を循環させ、次いで、濾過床全体に逆洗
水を流して洗浄するものである。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１は、本発明における生物濾過床の逆洗方法
の１実施例を示し、図１（Ａ）は生物濾過装置の模式的
断面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って矢
印方向に見た模式的断面図である。

【００１２】廃水処理槽１の下部には開閉弁２ａを介し
て廃水供給管２が接続されるとともに、開閉弁３ａを介
して逆洗水排水管３が接続されている。廃水処理槽１の
上部には、開閉弁４ａを介して処理水排水管４が接続さ
れるとともに、開閉弁５ａを介して第１の逆洗水供給管
５が接続さている。廃水処理槽１の上部には、金属また
は樹脂製のネット部材６が固定され、ネット部材６の下
方には、浮上性濾材７が充填された濾過床８が構成され
ている。

【００１３】濾過床８の下層部には、廃水処理槽１を縦
方向に区画する仕切部材９が配設され、分割通路１０
ａ、１０ｂ、１０ｃが形成されている。分割通路１０
ａ、１０ｂ、１０ｃの断面積はほぼ等しくなるように形
成されるが、分割通路の数は任意であり、また、仕切部
材９の形状は、放射状、格子状、同心円状等、種々の形
状が適用可能である。そして、分割通路１０ａ、１０
ｂ、１０ｃの下部に開閉弁１１ａを介して空気供給管１
１が配設されている。なお、図では空気供給管１１は１
本の管の例を示しているが、各分割通路１０ａ、１０
ｂ、１０ｃに対応して複数の管に分割してもよく、その
場合には、各分割通路１０ａ、１０ｂ、１０ｃの圧力増
加をより均等化できる。

【００１４】濾過床８の下部には、逆洗水取出管１２が
配設され、開閉弁１２ａ、逆洗ポンプ１３を介して液体
サイクロン１４の上部入口に接続されている。液体サイ
クロン１４の下部と廃水処理槽１の下部とは、開閉弁１
５ａを備える汚濁物質排水管１５により接続されてい
る。各分割通路１０ａ、１０ｂ、１０ｃの上部には、第
２の逆洗水供給管１６ａ、１６ｂ、１６ｃが配設され、
それぞれ開閉弁１７ａ、１７ｂ、１７ｃを介して液体サ
イクロン１４の上部出口に接続されている。

【００１５】なお、上記実施例においては、廃水を上向
流としているが、下向流にするようにしてもよいし、ま
た、浮上性濾材７の代わりに沈降性濾材を充填するよう
にしてもよい。さらに、液体サイクロン１４の代わりに
濾過器、遠心分離機等の汚濁物質分離装置を採用するよ
うにしてもよい。

【００１６】前記浮上性濾材および沈降性濾材は、微生
物を増殖可能にさせる多数の多孔性粒状体からなり、ネ
ット部材により浮上性濾材の場合には上部に、また、沈
降性濾材の場合には下部に流出しないようにされてい
る。浮上性濾材は、多孔性発泡高分子、繊維状高分子、
発泡スチロールを球形、ペレット型、星型等に成形した
ものを用い、沈降性濾材としては、粒状活性炭、多孔性
高分子濾材、砂、アンスラサイト、セラミックボール等
を球形、ペレット型、星型等に成形したものを用いる。
これらの濾材は、濾材径（０．５〜２０ｍｍ程度）、細
孔含有率、比重を変えることにより、濾過床の濾過性能
を調整し、また、増殖微生物や微生物の死骸等のＳＳに
よる濾過床の閉塞状況を制御可能にしている。小径濾材
で構成する濾過床は、微生物保持量が多くなり、接触酸
化能力が高いが圧力損失の増加が大きく、閉塞しやす
い。このため濾材径の大小を組み合わせることで分解能
力、圧力損失を調整する。また、脱燐効率改善のため
に、各濾過床に炭酸カルシウム粉末もしくは炭酸カルシ
ウムを含むサンゴ砂、貝殻等を混入してもよいし、浮上
性濾材および沈降性濾材中に炭酸カルシウム成分を混入
して成形してもよい。これらの炭酸カルシウム類は、化
学反応で脱燐するため槽内に存在させるだけでよい。

【００１７】上記構成からなる生物濾過装置の廃水処理
方法について説明する。廃水は廃水供給管２から廃水処
理槽１の下部に供給され、上向流となって濾過床８を通
って処理水排水管４に向けて流れ、処理水はそのまま放
流される。濾過床８において、廃水中の汚濁物質が微生
物による好気性処理により分解除去され、清浄な処理水
は処理水排水管４から排水される。この際、廃水処理槽
１内での縦方向の気液流は、仕切部材９により形成され
た分割通路１０ａ、１０ｂ、１０ｃに沿って均一に流れ
るため、経時的に濾過床８の特定部分での圧力損失が増
加することなく、従って、廃水処理運転に伴う圧力損失
の増加を均一にかつ低減させることにより、長時間の安
定運転、逆洗間隔の延長および逆洗水量の低減を図るこ
とができる。

【００１８】そして、濾過床８の圧力損失が上限に達す
ると、これを図示しない圧力センサが検知し、廃水処理
を停止し逆洗処理を行う。先ず、逆洗ポンプ１３により
濾過床８の下部の廃水を逆洗水取出管１２を経て液体サ
イクロン１４に供給し、液体サイクロン１４において
は、廃水中に含まれる汚濁物質を分離し、高濃度の汚濁
物質を含む排水は、廃水処理槽１内低所に溜めるか、も
しくは汚濁物質排水管１５を経て逆洗水排水管３から排
水され二次処理設備に回収する。

【００１９】液体サイクロン１４において分離された低
濃度の汚濁物質しか含まない排水は、第２の逆洗水供給
管１６ａ、１６ｂ、１６ｃを経て、濾過床８の下層部で
ある分割通路１０ａ、１０ｂ、１０ｃに供給され、濾過
床８に付着した増殖微生物や微生物の死骸等を除去し、
この汚濁した逆洗水は、再び液体サイクロン１４へと循
環される。この際、開閉弁１７ａ、１７ｂ、１７ｃを切
換制御して、分割通路１０ａ、１０ｂ、１０ｃに順番に
逆洗水を流すことにより、逆洗水取出管１２における逆
洗水の吸入流速を低下させ、濾材を吸引せずに循環逆洗
を行うようにする。

【００２０】タイマーの制御により所定時間後、第１の
逆洗水供給管５を経て処理水を濾過床８の上部から下向
流で濾過床８全体に流し、廃水処理槽１の下部に溜まっ
ている高濃度汚濁物質を含む逆洗水を逆洗水排水管３か
ら排水させ、二次処理設備に回収し、その後、汚濁濃度
の低い逆洗水は廃水供給管２に戻して再処理する。ま
た、逆洗が終了し廃水処理再開時には、通水当初の処理
水を廃水貯槽に戻して再処理を行い、処理水性状が清浄
になってから通常の廃水処理を行う。

【００２１】なお、上記した逆洗処理は、手動操作のみ
ならず、自動弁およびシーケンサにより自動制御する。
また、第２の逆洗水供給管１６ａ、１６ｂ、１６ｃに処
理水を混合供給し、洗浄推量を調整して洗浄するように
してもよい。

【００２２】図２は、本発明における生物濾過床の逆洗
方法の他の実施例を示し、図２（Ａ）は生物濾過装置の
模式的断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の吸入部材の斜
視図である。なお、図１の実施例と同一の構成について
は、同一番号を付けて説明を省略する。

【００２３】廃水処理槽１内には、ネット部材６、２１
が固定され、上部のネット部材６の下方には、浮上性濾
材が充填された濾過床８が構成され、下部のネット部材
２１の上方には、沈降性濾材が充填された濾過床２２が
構成され、下部のネット部材２１の下方に浮上性濾材が
充填された濾過床２３が構成され、合計３段の濾過床が
構成されている。そして、中段の濾過床２２の下部に空
気供給管１１が配設されている。

【００２４】各濾過床８、２２、２３内には、図１と同
様に廃水処理槽１を縦方向に区画する仕切部材９、２
４、２５が配設され、図１と同様の分割通路（１０ａ、
１０ｂ、１０ｃ）が形成されるとともに、濾過床８と濾
過床２２の下部には、逆洗水取出管１２、２６が配設さ
れ、開閉弁１２ａ、２６ａ、逆洗ポンプ１３を介して濾
過器２７に接続されている。濾過器２７は、汚濁物質排
水管１５により汚濁水保持槽２８に接続されている。濾
過床８の各分割通路の上部には、第２の逆洗水供給管１
６ａ、１６ｂ、１６ｃが配設され、また、濾過床２２の
各分割通路の下部には、第２の逆洗水供給管２９ａ、２
９ｂ、２９ｃが配設され、それぞれ開閉弁を介して濾過
器２７の上部に接続されている。

【００２５】濾過床８の下部に設けられる逆洗水取出管
１２の先端には、図２（Ｂ）に示すように２枚の円板３
０を平行に配設した吸入部材３１が取り付けられ、逆洗
水の吸入流速を低下させ、濾材を吸引せずに循環逆洗を
行うようにしている。この吸入部材３１は、円板の代わ
りに逆洗水取出管１２の吸入部を多数の開口を有する配
管でリング状にしてもよいし、テレビアンテナ状等にし
てもよい。さらに、逆洗水取出管１２、２６の先端を金
網で覆って濾材の吸入を防止するようにしてもよいし、
断面三角形の針金等を使用した目詰まりしにくい部材で
構成してもよい。なお、上記実施例においては、濾過床
を三段に構成しているが、さらに多段とすることによ
り、嫌気性濾過床を組み込んで処理能力を増大させるこ
とも可能であり、また、廃水を上向流としているが、下
向流にするようにしてもよい。また、逆洗水中のＳＳ除
去は液体サイクロンや濾過器の他に浮上分離法等を採用
してもよい。

【００２６】上記構成からなる生物濾過装置の廃水処理
方法について説明する。廃水は廃水供給管２から廃水処
理槽１の下部に供給され、上向流となって各濾過床２
３、２２、８を通って処理水排水管４に向けて流れる。
先ず、廃水は、上流側の浮上性濾過床２３において通常
の濾過処理が行われた後、中央部の沈降性濾過床２２お
よび下流側の浮上性濾過床８において、廃水中の汚濁物
質が微生物による好気性処理により分解除去され、清浄
な処理水は処理水排水管４から排水される。

【００２７】上流側の浮上性濾過床２３においては、空
気が供給されず微生物の発生が少ないため、運転経過に
伴う圧力損失の増加は少ない。運転経過に伴い、沈降性
濾過床２２の空気供給位置に増殖微生物や微生物の死骸
等のＳＳが付着し、圧力損失が増加すると、これにより
一部のＳＳが浮上するため、圧力損失は殆ど増加せず、
浮上したＳＳは、下流側の浮上性濾過床８で捕捉でき、
浮上性濾過床８の圧力損失が上限に達するまで運転継続
が可能となる。

【００２８】そして、濾過床８の圧力損失が上限に達す
ると、これを図示しない圧力センサが検知し、廃水処理
を停止し逆洗処理を行う。先ず、逆洗ポンプ１３および
濾過器２７により、逆洗水取出管１２から第２の逆洗水
供給管１６ａ、１６ｂ、１６ｃを経て、下向流で最上部
の濾過床８の下層部を逆洗し、次いで、逆洗水取出管１
２から第２の逆洗水供給管２９ａ、２９ｂ、２９ｃを経
て、上向流で中央部の濾過床２２を逆洗して、最後に逆
洗水取出管２６から第２の逆洗水供給管２９ａ、２９
ｂ、２９ｃを経て、下向流で最下部の濾過床２３を逆洗
する。各濾過床での逆洗方法は、図１の実施例と同様で
あるので説明を省略する。

【００２９】タイマー制御により各濾過床の所定時間づ
つの逆洗が終了すれば、第１の逆洗水供給管５を経て処
理水が濾過床８の上部から下向流で濾過床８、２２、２
３の全体に流れ、廃水処理槽１の下部に溜まっている高
濃度汚濁物質を含む逆洗水を逆洗水排水管３から汚濁水
保持槽２８に排水、貯留させ、その後、二次処理設備に
回収し、その後、汚濁濃度の低い逆洗水は廃水供給管２
に戻して再処理する。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、先ず、濾過床の閉塞の激しい部分に逆洗水を循
環させ、次いで、濾過床全体に逆洗水を流して洗浄可能
にするため、逆洗水量の低減を図ることにより、運転の
効率化、設備の小型化および処理コストの低下を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における生物濾過床の逆洗方法の１実施
例を示し、図１（Ａ）は生物濾過装置の模式的断面図、
図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って矢印方向に
見た模式的断面図である。

【図２】本発明における生物濾過床の逆洗方法の他の実
施例を示し、図２（Ａ）は生物濾過装置の模式的断面
図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の吸入部材の斜視図であ
る。

【符号の説明】

１…廃水処理槽、２…廃水供給管、３…逆洗水排水管、
４…処理水排水管 ５…第１の逆洗水供給管、８、２２、２３…濾過床 ９、２４、２５…仕切部材、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…
分割通路 １１…空気供給管、１２、２６…逆洗水取出管、１３…
逆洗ポンプ １４、２７…汚濁物質分離装置、１５…汚濁物質排水管 １６ａ、１６ｂ、１６ｃ、２９ａ、２９ｂ、２９ｃ…第
２の逆洗水供給管 ２８…汚濁水保持槽、３１…吸入部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】廃水供給管からの廃水を処理水排水管に向
   けて上向流または下向流で流動可能にする廃水処理槽
   と、該廃水処理槽の内部に設けられる濾過床と、該濾過
   床内に充填される多数の粒状体からなる浮上性または沈
   降性の濾材と、前記濾過床の下部に配設される空気供給
   管と、前記処理水排水管に接続される第１の逆洗水供給
   管と、前記濾過床の下層部に配設される第２の逆洗水供
   給管とを備え、該第２の逆洗水供給管には廃水処理槽内
   の廃水から汚濁物質を分離して循環させ、前記濾過床の
   下層部を逆洗した後、前記第１の逆洗水供給管から濾過
   床全体に逆洗水を供給することを特徴とする生物濾過床
   の逆洗方法。
2. 【請求項２】前記濾過床の下層部に仕切部材により形成
   される分割通路を備え、前記分割通路に順番に前記第２
   の逆洗水供給管から逆洗水を循環させることを特徴とす
   る請求項１に記載の生物濾過床の逆洗方法。