JPS59173195A - 水性液体の浄化方法およびその装置 - 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】 この発明は水およびその池水性液体を浄化する浄化方法
及びその装置、さらに詳しくは、貯水池、川、湖あるい
はそれと類似のものからの原水を浄化して飲料水とし、
消費者に分配するのに適したものにするとともにその池
の汚濁水性液体を浄化する方法及びその装置に関する。

貯水池、川あるいはそれとＭ　ＩＬ’ｌ、のちの等の水
源からの原水は、消費者に分配する市に病原性バクテリ
ア、成る汚損物、固形物および着色物質等を除去する必
要がある。ここ数年来、重含原水処理装置の改良はほと
んど行われておらず、大抵の装置はつぎのちのを含む： （１）バースクリーン （２）凝集および沈降分離を伴った）疑固（３）重力送
り砂および／または無煙炭フィルタ床 （４））成苗（過殺菌）および弗素添加（５）上水道分
配 この種の型式の水処理装置の欠点の１つは、シ濾過効率
か一定でないことである。サンドおよび／または無煙炭
フィルタ床においては、作動する前に当該床の表面に微
生物スラッジ層を十分に形成することが要求される。究
極的にフィルタが詰まり、流動化および逆洗を行う場合
、上記スランノ層が破壊されることになる。該層が補修
されかつフィルタ床の頂部が完全に被覆されるまでに３
〜２４時間を要し、°７５ミクロン程度までのサイズの
粒子が当該床を通過し、このことは病原性バクテリア、
例えば、糞便大腸菌群およびシュウトモナス等が語法を
通過することを意味する。スラッン゛層を補修すれば、
この床は１ミクロンあるいはそれ以上のサイズの粒子を
捕捉することができる。

このフィルタ床の能率が低下したとぎでも確実に適宜な
滅菌を行うために使用塩素量を増すことが要求され、そ
の結果、当該配水系の腐食、飲料水の悪臭、味が増し、
健康に有害な塩素化された有を代物およびその池のコン
パ１ンンドの含量が増し、高価なものとなる。

さらに、砂および無煙炭床が非常に大型なものとなり、
その結果、装置全体の価格が高くなり、逆洗を行うにも
多量の洗浄水を必要としかつ無公害方法で排水しなけれ
ばならないから高価となり、汚染物質が容易に通過する
大きなチャネルを残存させないように、床の適宜な再編
成を確実に行うために種々の工程を取り入れなければな
らない。

従来、他の型式のフィルタの使用が試みられたか゛、有
効な微生物スラッジ層を迅速に形成せしめ得なかった。

活性化好気性スラッジ層は優勢的に好気性かつ一般に非
病原性のバクテリア、原生動物類および微生物を含有す
る。これ等の生物は、所定の病原性バクテリアおよびビ
ールスを捕捉および／または食いつくしかつ死Ｍ３せ、
あるいは、有効な栄養分を消費し、少なくともその上う
な微生物を犠牲にして繁殖する。また、この活性化スラ
ッジ層はコロイド粒状物、重金属類および沈澱せしめら
れるゴうな物質を含有する固形物を捕捉するとともに、
通常水中に存在する有機化学物質濃度を低減させる。こ
のように、該層の存在は水　　　。

の浄化に非常に有効なものである。

この発明の目的は、水およびその池の水性液体の浄化を
改善しかつ有効に行うための新規な方法およびその装置
を提供することにある。

この発明によれば、不要な好気性および嫌気性微生物並
びに他の汚染物質を含む水性液体を浄化引るにあたり、
（ａ）上記液体の所定量に珪藻上粒体を）程合せしめる
とともに、好気性微生物から成るスラッジ材料をその中
に形成するのに十分な期間、上記液体を曝気せしめる工
程と、（ｂ）固形フィルタ媒体に上記スラッジ材料と珪
藻土粒体とから成るｊ（４を沈着せしめるのに十分な期
間、逆洗可能な該固形フィルタ媒体を介して上記工程（
ａ）からの処理液体を循環せしめる工程と、（ｃ）上記
液体を濾過しかつ浄化するために上記層および固形フィ
ルタ媒体を介して浄化しようとする上記水性液体を供給
する工程とを含む方法が提供される。

また、この発明によれば、不要な好気性および嫌気性微
生物並びに皿の汚染物質を含む水性液体を浄化する装置
において、 逆洗可能な固形フィルタ媒体、 上記逆洗可能な固形フィルタ媒体に液体を供給するとと
もに、該フィルタ媒体から炉液を運搬するパイプ手段、 」−記逆洗可能な固形フィルタ媒体に好気性微生物を含
むスラッジ材料層形成手段であって、上記液体の所定量
を受容する容器、該容器内の液体を曝気せしめる手段、
珪藻土粒体源、上記容器に珪藻土を導入する手段、およ
び、上記容器からの液体と珪藻土粒体とを上記フィルタ
媒体を介して該容器に帰還するように循環せしめるパイ
プ手段から成る手段を具備した装置が提供される。

この発明の好ましい態様によれば、当該フィルタを通過
した水は、後述するように、更に浄化を行う活性化炭素
接触床を通過させられる。

この明細書で用いられる語゛逆洗固形フィルタ媒体”と
は、劣化することなく、繰返し逆洗に抗し得る十分な強
度および耐久性を有するあらゆる型式の固形フィルタを
意味するものである。この語は、そのようなフィルタ媒
体上に形成される生物スラッジ層を含まず、むしろ、そ
のようなスラッジ層を捕捉しカリ保持するために使用さ
れる固形支持体とされる。限定するものではないが、そ
の例として、複数の孔、細孔あるいはスロットを有する
フィルタスクリーン、逆洗後回包装可能な例えば砂の粒
末、あるいは焼結セラミック等の多孔性固体等がある。

フィルタ媒体における各開口は、後述するように高速か
つ有効に逆洗するのに十分な大きさとされる一方、活性
化スラッジ層を捕捉しかつ支持するのに十分に小さなも
のにされる。

この発明の利点は、少なくともその好ましい態様のもの
において、濃縮された非病原性の好気性バクテリアを自
然かつ有効に利用すること（こより溶存酸素を含む原水
もしくは池の水性液体中の有磯物を低減させることかで
きる。

この発明のもう１つの利点は、少なくともその好ましい
態様のもの１こおいて、より経済的に洗浄あるいは逆洗
を迅速に行うことができる水洗フィルタを提供すること
である。

この発明の他の利点は、少なくともその好ましい態様の
ものにおい′乙公知の砂あるいは石炭フィルタと比べ物
理的に大きさを低減したフィルタ空間を提供することで
ある。

固形フィルタ媒体は、一般に微生物粒体を捕捉するには
過大の最小開口サイズを有し、よって、原水を当該フィ
ルタを通して供給する際、そうするのであれば活性化ス
ラッジ層は非常にゆっくりと形成される。この問題は、
この発明１こおいて、珪藻土粒体の存在下に微生物を生
育せしめるとともに、当該固形フィルタ媒体を介して゛
粘着性゛粒体を通過させることにより解決された。もし
、珪藻土粒体が非常に小さいと、各粒体が当該フィルタ
媒体を直接的に通過しかつ僅かな粒体のみか残留するこ
とになるが呟所望の活性化スラッジ層の形成は非常に長
い時間を要する。この問題はつぎのいずれかの方法によ
り解決される。即ち、珪藻土粒体を当該固形フィルタに
残留させるのに十分な大きさのものとするか、あるいは
、当該固形フィルタに残留せしめるのに十分な大きさの
、例えば、セルローズ微粒体から成る不活性粒状フィル
タ材料を小さな珪藻土粒体と組合わせて用いるようにす
る。後者の場合、不活性粒状フィルタ材料は当該固形フ
ィルタにより迅速に捕捉され、よって、小さな珪藻土粒
体は当該不活性粒状フィルタ材料の層に捕捉される。も
し珪藻土粒体と粒状の不活性フィルタ材料との両者が°
°粘着性゛であれば、当該期間に亘って微生物成分と実
質的に接触せしめるから、この捕捉工程が促進される。

この明細書において用いられる語“不活性粒状フィルタ
材料゛は、水性液体もしくはその東に含量ｊされるどの
ような物質とも逆反応を行わず、かつ、当該フィルタを
不要に詰まらせることなく、当該固形フィルタ媒体によ
り捕捉されるのに）又当な大きさおよび性質を有する一
方、同時に、当該フィルタの開１］サイズを有効に低減
して小さな珪藻上粒体な捕捉可能にするような粒状固体
を意味するものである。

好ましい材料として、上述したように、フィブリル状で
ありかつそれ自体を巻外込むとともに、当該フィルタ媒
体の開口を架橋することかできるセルローズがある。尚
、特にセルローズと同様（こして巻き込みが可能であれ
ば、池の粒状祠料であってもよい。

また、上記したようにスランジ層を形成する２つの方法
は実質的に組み合わせることもできる。

例えば、珪藻土粒体として種々のサイズのものが用いら
れるならば、あるものは当該固形フィルタにより直接捕
捉されるのに十分な大きさとされる一方、あるものは最
初当該フィルタを通過せしめるのに十分に小さく、究極
的に循環時により大きな粒体から成る確立された層によ
り捕捉されるものとされる。この場合、天外な珪藻土粒
体は不活性粒状フィルタ材料として作用する。

上述した実施例においても、もし固形フィルタカ４２５
ミクロン（μ）の最小孔サイズを有するものであれば、
セルローズ等の不活性粒状フィルタ材料を付加的に用い
ることなく、１〜１００μサイズ範囲を有する珪藻土粒
体が有効：こ用いられる。

最も大ぎな粒体が孔よりもまだ小さいにも拘らず、それ
等は、微生物コーティングによりおよび珪藻土粒体の外
面の不整かつ摩擦性により２つまたはそれ以上の粒体が
当該固定フィルタの孔内で互いにからみ合うことにより
当該フィルタに迅速に捕捉される。一旦、大きな粒体が
上記固形フィルタ上に層の形成を開始する。と、それ等
の大きな粒体は懸濁粒体が当該固形フィルタを介して循
環されるにつれて迅速により小さな粒体を捕捉する。

この方法におい′こ、珪藻土粒体は粒子サイズ範囲１〜
１００μとする数平均粒子サイズ１８μおよび粒子サイ
ズ範囲２〜１００μとする数平均粒子サイズ２６μを有
するものが好都合であることか分った、 少なくとも小さなサイズ、例えば１〜５０μの珪藻土粒
体が存在することは、これ等の粒体か水性成木から非常
に小さな粒体を捕捉し得る非常に小さな開口を有するス
ラッジ層を形成することになるから好ましいことである
。このようにして成るフィルタは非常に効率が良好なも
のである。

珪藻上およびセルローズの存在する液体島エアレーショ
ンを行えば、好気性バクテリアか低減あるいは除去され
、非病原性の好気性バクテリアが非常に増大する。これ
等の好気性バクテリアは原水中の栄養素により増殖する
とともに、このようにして一般に汚染物であるこれ等の
栄養素を有効に除去する。

水性液体が当該フィルタを通過する場合、好ましは初め
に塩素等により消毒することなく活性化炭素接触床に供
給するようにする。このようにすれば、また、当該フィ
ルタからの非病原性微生物が該炭素床に入植できる。水
がその炭素床を適宜に制御された速度で通過させられる
と、微生物は当該水性液体に含有される有機物を、就中
、炭酸ガスおよび水に変換させることにより生物学的に
完全に分解せしめる。この活性化炭素床の吸着物は当該
炭素によって保留せしめられる有害かつ発癌性有機物と
され、このようにして、微生物および消毒工程において
酸化を行うことによってそれ等の有機物を消失させる。

活性化炭素接触床により濾過された水性液体は、有害か
つ疾病を生じせしめる有機化合物含量を絶対最小量のも
のにされる。そして、該液体の消毒は当該炭素床から逃
げるあらゆる非病原性微生物を殺生する。

以下、この発明を、実施例を示す添付図面とともに説明
する。

第１図はこの発明の一実施例の流れ図を示す。

この実施例の動作は以下のとおりである。

原水、例えば、貯水池、川、湖または他の水源からの水
がパイプ］　０を介して当該水系統に引き込まれるとと
もに、その流量がメータ］１により監視される。後記す
るように、水はエアレータ１２により曝気され、そして
、原水に含まれる砂、泥およびその池の比較的大ぎな粒
体、例えば、１２５ミクロンおよびそれ以上のサイズの
粒体を捕捉するように設計された粗い可逆洗フィルタ１
３を通過せしめられる。

そして、水はパイブトｔを介して水中に残留する多くの
不純物除去用の好気性活性化スラッジフィルタ１５（こ
送られる。このフィルタの性能は詳細に後記する。

さらに、水はフィルタ１５からパイプ１７を介して活性
化炭素接触床１８に流ｋ、そして該水は塩素源１９によ
りパイプ２０．２１を介して塩素化される。この活性化
炭素接触床１８は悪臭、色、昧および汚染物質を除去し
、塩素化成分は水中に残留するあらゆる微生物を破滅さ
せる。とのようレニして１月だ水は飲料水として屯営上
水道配水系に供給される。

上記装置における重要構成部分は微生物フィルタ１５で
あり、このフィルタ１５を第２図および第３図に詳細に
示す。このフィルタは、第３図に示すように、ステンレ
ススチール、防腐食性合金あるいはプラスチック等の比
較的不活性材料から形成した螺旋状スクリーン２４内に
粗い固形フィルタ媒体２３を封入した金属またはプラス
チック製のケース２２から構成される。この螺旋状スク
リーン２４はその各コイル開１こ狭小なギャップ２５を
備えている。各ギャップ２・５は最大約２５０ミクロン
程度に出来る限り狭くされ、好ましくは、約１２５ミク
ロン程度とされる。また、螺旋状スクリーン２４は好ま
しくはその螺旋状コイルの内面に取り付けられた図示し
ない垂直状口、ドにより支承されるとともに、狭小なギ
ャップ２５を介してのみ当該スクリーンの一方の側から
池方の側に水を通過せしめるように孔の無いエンドキャ
ップ２６が取り付けられている。

パイプ１４からの原水は、下ボート２８を介してフィル
タ１５内に入り、螺旋状スクリーン？４とケース２２と
の間の空間２９内に移動し、そして、第３図中矢印で示
すように、狭小なギャップ２５を介し′Ｃ当該螺旋状ス
クリーン２４内部へと流通し、上ボート３０を介して当
該フィルタ１５を出る。

濾過動作時、フィルタ媒体２３の最外面は所定の好気性
活性化スラッノ相料から成る層３２を有しく第１３図参
照）、該層３２は微粒体を捕捉する精密フィルタとして
機能する。このように、微生物構成部分を存在させるこ
とにより、病原性バクテリア、バクテリアスライム、有
機物質およびその池の汚染物質を捕捉することがでとる
。この層３２は、概略的に後述する特殊な方法によりフ
ィルタ媒体２３に沈Ｎされる。そして、この層３２は不
活性かつ生物学的に不分解性の微粒状フィルタ材料（好
ましくは粉状セルローズ）と、微生物成分に付加した珪
藻土とから形成される。このフィルタ材料の粉体は、好
ましくは、約３００μの平均直径寸法を有し、珪藻土粉
本は好ましくは約７゜５μのメジアンサイスを有するも
のとされる。

粒子サイズは特に重要ではないが、下記する機能が備わ
るようにする。粉状セルローズは、サイズが小さいため
に直接的に当該スクリーンを通過するであろう珪藻土粒
体用の支持体を形成するのに十分な大きさとされる。一
方、珪藻土粒体は非常に精密なぎざぎざ状のフィルタを
形成するとともに、微生物およびスライムのデポジット
、捕捉および増殖並びに好気性の活性化スラッジ層の微
生物活動【こ必要な有機物の捕捉のために適した環境を
形成する。

好気性活性化スラッノ層３２は、フィルタ１５が最初原
水を濾過するために使用される前に、以下のような方法
でフィルタ媒体２３上（こ沈着させられる。第１図にお
いて、パイプ３５におけるバルブ３４を開くことにより
所定量の原水がタンク３３内に集められる。そして、給
気ライン（管路）３６からタンク３３内の水に空気があ
わ立てられあるいは射出される。最初、予め定められた
量のセルローズ粉体（もしくは他の不活性の好ましくは
フィブリル状の微粒フィルタ材料）、次に珪藻１１．力
佳記タンクに導入され、そして濃縮された所定の非病原
性微生物スラッジを形成するのに十分なＨＪ　ｎｉｌ　
、空Ｖ）泡立てが続行される。タンク３３内に好気性ス
ラッジ′を形成するには通学生なくと＃Ｊ２４時間必要
とされる。しｈ化なが呟非病原性かつ好気性の微生物は
実質的にあるいは完全に消化される病原性微生物の犠牲
によって増殖□し、かつこのようにして所望の所定の微
生物スラッジ材料を形成するのであるから、特に、少な
くとも５１１間の期間が有効である。好気性スラッジの
形成に必要である理想的な時間は、エアレーション処理
としてタンク３３がら水をサンプリングすることにより
見い出すことができる。エアレーションは、病原性微生
物か最早存在しないがあるいは徐少量のみ存在する状態
となったときに終了する。

水、セルローズ、珪藻上の相対量および絶対量は特に重
要ではなく、適宜なフィルタ層を形成し得るのに十分で
あればよい。一方、混合物をパイプを介してポンプ輸送
が困難とならない程度のセルローズおよび珪藻土が存在
すればよい。適当な供給源から好気性混合タンク３３へ
所定の計量された量のセルローズおよび珪藻土を導入す
るために図示しない自動化手段を用いるようにしてもよ
い。

好気性スラッジを形成する好気性バクテリアおよび原生
動物類が原水源に常に存在するとともに酸素および有機
物の存在がそれ等の生長を促進するので、原水にそれ等
の好気性バクテリアおよび原生動物類を種付ける必要は
ない。−力、後述するこの発明の好ましい実施例におい
て種１寸け（Ｓｅｅｄｉｎｇ）か行われる。スラッジは
、好ましくは、エアレーションあるいは機械的攪拌眠（
図示しない）のいずれかによりタンク３３内で攪拌状態
に維持される。また、更に微生物生育を促進するため【
こ図示しない加熱器具により、タンク３３を加熱するよ
うにしてもよい。

スラッジがタンク３３内で十分１こ生長したとき、バ・
ルブ３８，３９および４０を開ト、バルブ４１および４
２を閉じて操作ポンプ・１４により該スラッジはフィル
タ媒体２３を通過させられる。これは、タンクからのス
ラッジを、パイプ４５、フィルタ１５、パイプ４６を介
して循環せしめるとともに、タンク３３に帰還せしめる
ようになっている。流速はタンク３３およびフィルタ１
５開で好気性スラッジ粒体の懸濁を維持するのに十分な
速さとされる。フィルタ媒体２３におけるギャップ２５
は、通常、珪藻土杭木および微生物状物質を捕捉するに
は過大にされ、かつ最初にフィルタベースを形成するセ
ルローズ材料を捕捉するようにされる。

活性化スラッ′）桐材を繰り返し循環せしめることによ
り、珪藻土がフィルタベースに捕捉され、最終的（こ微
生物状スラッジが捕捉されて所要の活性化された好気性
スラッジ層３２が形成せしめられる。タンク３３内にセ
ルローズおよび珪藻土か存在すれば、微生物のスラッジ
材料が生育した際、これ等の材料の粒１本は微生物で被
覆されるようになり、よって、これ等の枝木は“粘着性
゛のものにし、これにより層の形成が促進され、また、
更に好気性微生物が生長する全期間に亘って活性化層の
種１招士を行う。層３２が所望の肉厚に形成されると（
これには通常約１／４時間あるいはそれ以下の時間を要
するとともにフィルタ１５における圧力降下を増大せし
めることがら明らかとなる）、タンク３３からの活性化
スラッジの循環は停止し、フィルタ１５がパイプ１４か
らの原水のシ濾過を行う。むし、原水の濾過時、スラッ
ジ屑３２に僅かな損傷が現われたとぎには、タンク３３
がらの混合物が原水パイプ１０に導入される。

もう１つの方法として、タンク３３内で原水とセルロー
ズとの潰合体の急速エアレーションを行い力りこれをフ
ィルタ１５を介して循環し、その後、タンク３３に珪藻
土を加えて再びエアレーシミンを行い、この混合物をフ
ィルタ１５を介して循環せしめるようにしたものとして
もよ゛い。

所望であれば、セルローズと珪藻上とは個別のタンクに
おいて原水と一緒に曝気しその後、最初にセルローズが
循環するようにしてそれぞれ循環させる。とにかく、ス
ラン：）層３２はセルローズ、珪藻土および微生物成分
から構成するようにする。

好気性活性化スラッンの循環の終了および濾過する原水
の流通開始は、フィルタ媒体（フィルタユニット　）の
前方で圧力が一定に保持される、即ち、微生物スラッジ
ＷＪ３２Ｌこおいて第３図中矢印で・示す方向にｊ主力
を維持するようにされる。これにより、層３２か部分的
にはがれるのを防止しかつ活性化スラッジ層への圧力が
所定値に維持される。これは、バルブ３８．３９および
４０を閉じる前にバルブ４１を部分的にあるいは完全に
開くことにより行うことができる。

好気性活性化スラッジ層３２は直径１／２〜１ミクロン
を有する微粒体を捕捉することかできる。

さらに、微生物の死活サイクルから解放された酵素が有
機物、病原性微生物、重金属およびその辿の有毒物質を
捕捉し得るものと確信される。さらに、非病原性微生物
は糞便大腸菌群等の病原性バクチリアを犠牲にして増殖
する。

精密フィルタ１５を通過せしめると、原水から大抵の懸
濁されたコロイド丙形物および多くの有毒１！Ｉ（例え
は、重金属等の生物学的かつ化学的な有毒物）が除去さ
れる。その後該水は、好ましぐは更に“浄化を行う活性
化炭素接触床１８を通過させられる。

床１８に流入する水には、原水に存在しかつフィルタ１
５によっては完全に除去し得ない溶存有機化学物質が含
まれる。また、該水はフィルタ１５においてスラッジ層
から逃げ出した可成り高い濃度の好気性の非病原性微生
物を含んでいる（標準プレートカウント　）。究極的に
微生物を床に入り込ませかつ入植せしめることは有益で
あることか見い出された。したがって、溶存有機化合物
、特に特殊な長い連鎖コンパウンドを捕捉するように活
性化炭素接触床１８が設置され、そこで微生物かその中
でも炭酸ガスおよび水に変換されかつ消化される。この
付加的な浄化工程により美味な水を提供し、残存するあ
らゆる病原性微生物を殺して完全に安全な飲料水とする
ためには、単にバイブ２０および２１を経由して床１ン
５の下流に非常に少量の塩素あるいは池の消毒剤（例え
ば、二酸化塩素）を付加すればよい。

上記化合物と塩素の反応により、）１ル八〇メタン等の
ような有害な発癌性物質が度々生成されることになるか
呟塩素化を行う前に有機化合物を除去することは特に有
益である。

もし、接触床１８に病原性バクテリアが入植すると、時
々、語法１８における非病原性微生物を絶滅もしくはそ
の数を低減せしめ、あるいは、語法１８を消毒しかつ洗
浄することが望ましい。これは、当該床１８の前段部で
パイプ２０と２７を介してフィルタ１５からの水を塩素
化することにより行われる。

フィルタ１５は、懸濁された固形物、コロイド粒状体お
よびバクテリアスライムを捕捉すること（こより床１８
の可成りの長い時間閉鎖状態とされ゛るのを防止し、よ
って語法は効率よくかつ不要な保守を要することなく作
用することがでとる。

図示するように、−り記法１８を通して水を下方に送給
すること【こより、その水流か活性化された炭素粒体を
稠密に包囲するようにされる。この結果、炭素と水流と
の接触が改善され、当該床から多量の非病原性微生物あ
るいは汚染物が放出されるような炭素床の騒乱を防止す
ることかで・ぎる。

上記床１８に繁殖Ｔる選択された非病原性微生物は、原
水内に見い出された栄養分により選択的に残存するよう
にされ、このようにして、水から化学物質および池の成
分を非常に効率よく除去せしめるようにされる。床１８
から時々微生物のサンプルか摘出されて、フィルタ１５
内の好気性活性化スラッジ層の形成用に混合タンク３３
または原水パイプ１０に加えられる。これにより７ｈル
タ層３２が確実に適宜に所定の非病原性微生物を含有す
るようにして原水から不純物の除去を行うフィルタ１５
の性能が改善される。

更に、炭素床１８の容量は好ましくは原水の流量に応し
て十分に大トなものに腰非病原性バクテリアを原水に十
分に長い蒔間接触させるようにして有機化学物質の濃度
を有効に低減せしめることが確実に行われるようにする
。これは、任意の原水処理装置に対する試運転および実
験によって定めることができる。

所望であれば、原水が活性化炭素接触床１８に入る前に
フィルタ］５からの水にオゾンあるいは他の酸化剤を添
加することができる。これにより、非病原性の好気性微
生物を損傷することなく、好気性の病原性微生物を殺す
ことができる。

また、所望であれば、活性化炭素接触床１８の下流の給
水に、弗素等の公知の添加剤を導入するようにしてもよ
い。

原水には既に十分な溶存酸素が含有され、活性化された
スラッジ層３２における好気性微生物を支持するように
されているから、供給原水への空気の射出は、たとえ必
要であってもエアレータ１２によってのみ行われる。エ
アレーションが必要であれば、コンプレッサからの空気
により簡単に原水中に泡立たせることがでと、したがっ
て、′ｖｊ、雑かつ高価な機器を必要としない。空気が
導入される場所の下流に粗い砂および汚泥フィルタ１３
を設けることにより、フィルタ１５における微生物層３
２を損傷する慮れのある大きな気泡を破裂させる助けを
なすことができる。原水のエアレーションを行う際、好
ましくは、フィルタ１５から出来る限り上流へ離間した
所で気泡を分散させがっ該水がフィルタ１５を通過する
前に水中に微生物類を生長させるようにする。゛ この発明の特に優れた利点は、フィルタ１５を迅速に使
用し得るよう］とすることかで外るとともに、非常に短
時間で洗浄しかつ機能を回復できることである。洗浄は
、例えば、バルブ４１および４２を閉じるとともに洗浄
水源に接続されたバルブ４７とドレンバ′ルブ４８を開
いて、約３０秒問、フィルタ媒体２３を逆洗し、これに
より固形フィルタ媒体の活性化スラッジ層３２か迅速に
洗浄される。その後、上述した手順、即ち、活性化スラ
ッジをタンク３３からフィルタ１５を介して該タンク３
３に戻るように循環することにより、スクリーン２３上
に新しい活性化スラッジ層が形成される。

逆洗時にタンク３３内のスラッジ材料を通して空気の泡
立てを開始することにより、活性化スラッジを即座に使
用可能にし、所望であれば、新しいフィルタ層３２を形
成することができる。複数のフィルタユニット１５を設
けることにより、あるフィルタユニットを洗浄しようと
するときにその他のフィルタユニットを使用状態にする
ことがでた、よって、シ濾過力爛断なく連続して行うこ
とかで゛きる。フィルタ１５の逆洗は、洗浄水により行
う場合、公知の砂および石炭フィルタにおいて必要な洗
浄水量の約３％をもって実行できる。これは、含量力、
ζ比較的少量であるから公知の汚水処理装置において使
用スラッジを排出かつ処理することを可能にする。一方
、廃棄しようとする汚濁スラッノ敞を減らすために圧縮
空気を用いてフィルタを逆洗するようにしてもよい。こ
の場合、バルブ４７は圧縮空気源に接続される。

フィルタ１５は誉知の砂および石炭フィルタ床より優れ
た利点を有し、常時シ濾過を効率よく行えかつ洗浄を簡
単に行うことがで捲る。さらに、このフィルタは公知の
フィルタ床よりも小型である。

さらに、公知のｉ疑集、凝固および沈降工程を省略する
ことができ、実質的に装置の小型化並びにその操作およ
び保守の費用の低廉化を図ることができる。公知の装置
における凝集、凝固および沈降用材料は微生物層を詰ま
らせる傾向かあり、したがって、該公知の装置は頻繁に
洗浄しなけれはならないことが分った。

固形シート材料を形成するフィルタ媒体２３は、少量の
液体により逆洗することかできる。そのように洗浄液量
を減らし力りスラッジを公知の汚水処理系に廃棄で５、
ごみ処理上何ら問題を生しない。さらに、逆洗復姓ある
いは石炭校本を慎重に再包装しなけれは゛ならない公知
のフィルタ床と比べ、逆洗によりフィルタ媒体を騒乱せ
しめることらなく、僅かに微生物フィルタ層を除去せし
めるにすぎないものである。また、公知のフィルタ床に
おける場合よりも、フィルタをｄこ通する流量をより簡
単に制御することができる。

ある条件下、例えは、比較的清浄な原水の濾過を行う場
合、生訂が促進される好気性バクテリアの自己浄化能力
によって活性化好気性層は公知のフィルタ床よりも詰ま
りがより少なくなることか分った。したがって、当該フ
ィルタは全く逆洗する必要もなくあるいは非常に長い期
間逆洗する必要かない。

第２図および第３図に、好ましいフィルタスクリーンの
例を示すが、池の型式の固形フィルタスクリーン、例え
ば、多数の孔またはスロットを有するものを使用するよ
うにしてもよい。好ましくは、このスクリーンは使用時
に耐可撓性の高い固いものとし、このようにして、好気
性活性化スラッン゛層か部分的に取り外されるようにす
る。

不活性粒状フィルタ材料がフィルタスクリーンにおける
ギャップを詰まらせることなく架橋するために用いられ
る。これには、セルローズあるいは池のフィブリル状材
料が適している。それ等の同等の（廁ｉヒを有する比較
的不活性かつ生物学的に非分解性の材料から成る池の粒
状体を用いることもできる。これにより、当該スクリー
ンにおいて、サイズが１ミクロンあるいはそれ以上の小
さな珪藻上、微生物および懸濁粒体を捕捉することかで
きる。

１１１ｊ述したように、不活性粒状フィルタ材料として
、大きい珪藻土粒体あるいは大粒および小粒の珪藻上混
合体を用いるようにしてもよい。

公知の工程におけるよりもより低い塩素化状態が要求さ
れることは重要なことである。何故ならば、塩素が残留
有機物と反応して、例えばトリハロメタン等の健康に害
のある塩素化有機物および窒化コンパウンドを形成する
からで・ある。塩素濃度をより低めれば、そのようなフ
ンパウンドの形成は着るしく減る。また、この発明によ
り生成された浄化水のｐＨを制御する必要性は余りない
。

このＩ）Ｈを若干酸性にせしめるようにして、塩素がよ
り有効にバクテリアを殺すようにする。このことは、も
し有機物および汚染物か）威らされかつ活性化炭素接触
床が清潔に保持されるならば必要のないことである。

接触床１８に用いられる活性炭は、好ましくは、当該床
から炭素粒か逃げて行く危険性を低くするために、粉状
とするよりもむしろ粒状とされる。

炭素はある時間の経過後、脱着あるいは再生される。た
まには、炭素は焼却あるいはその汚れか非常にきつい場
合１こは廃棄される。

当該装置に用いられる全ての材料は、好ましくは、実質
的に非腐食性および生物学的に非分解性のものとされる
。

上述した好ましい実施例を、公知の砂あるいはイ１炭床
で置換する一方、そのような公知の床に即座に好気性の
活性化層を設けたものを用（・て同様の方式のものとす
ることができる。このようにし・ζ、砂あるいは石炭床
上にそのような層を自然に生長させる代りに、エアレー
ションを行いかつ珪藻土を用い、もし必要であれば上述
したようにセルローズを用いた別個のタンク内で好気性
スラ・Ｚ）を生長させ、そして、固形フィルタ媒体の如
く作用する砂あるいは石炭を介してスラッジ混合本を循
環させることにより、該フィルタ床上にスラ・ンノ層を
迅速（こ形成することかでｂる。

この発明は、特に、原水を処理して飲料水とするのに適
したものではあるが、他の水性液体を処１１！すること
もでとる。例えば、工業プラントからの汚水を浄化して
、該水を環境に安全に廃棄せしめることがで外る。他の
水性成木、例えば、ワインあるいはビール等を、同様な
方法で浄化することがで外る。

以下に、この発明により原水を濾過する典型的な具体例
を説明する。

県体掴 オンタリオ州のオタワにおいてオタワ（ｏｔＬａｕ＋ａ
）川から直接採取した原水を、第１図に示す処理装置に
より浄化を行った。第１図にぢける採取点Ａ、Ｂ、Ｃお
よびＤでサンプル水か採られ、これ等の水をそれぞれ分
析した。その結果を下記の表１に示す。

表１ 特に、サンプル水Ｃ（床１８から出た水）における溶存
有機炭素濃度が低下させられ、塩素化以前の各工程にお
ける非病原性微生物が増大（標準プレートカウントによ
る）させられた。

また、この表は、フィルタ〕５および活性化炭素接触床
１８における溶存有機物および、コリフォームバクテリ
アの）對度、着色度の低減化効果を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の水処理装置の流れ図、第
２図は一部切欠した外部ケースを備え、第１図の装置に
用いられるフィルタユニットの立面図、第３図は第２図
の一部拡大図である。 １０．１４，２０，２１，３５，４５．４６・・・・・
パイプ、１１・・・・・・メータ（流量計）、１２・・
・・・・エアレータ、１３・・・・・・可逆洗フィルタ
、１５・・・・・・フィルタ、１８・・・・・・活性化
炭素接触床、１９・・・・・・塩素源、２３・・・・・
・フィルタ媒体、２４・・・・・・螺旋状スクリーン、
２５・・・・・・ギャップ、２８・・・・・・下ボート
、２９・・・・・・空間、３０・・・・・・上ボート、
３２・・・・・・活性化スラッン゛層、３３・・・・・
・タンク（好気性混合タンク）、３□４，３８，３９，
４（’）、４１．４２・・・・・・バルブ、：）６・・
・・・・給気う・イン。 特訂出ＩＭｉ人　サミュエル・エッチ・フレイン代理　
入　弁理士肯　山　葆　　外１名１ ♀２図 手続補正書（鮭。 昭和５９年４月２０日◆ 特許庁長官　殿 １事件の表示 昭和５９年特許願第　３５１０４　　　　　　号２発明
の名称 水性液体の浄化方法およびその装置 ３補正をする者 事件との関係　特許出願人 ４代理人 ５補正命令の日付：自発

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）不要な好気性および嫌気性微生物並びに他の汚染
   物質を含む水性液体を浄化するにあたり、（ａ）」−記
   液体の所定量に珪藻土粒体を混合せしめるとともに、好
   気性微生物から、成るスラッジ材料をその中に形成する
   のに十分な期間、上記液体を嘔気せしめるユニ程と、 （１］ン固形フィルタ媒本に上記スラ７′）材料と珪藻
   上枝体とから成る層を沈着せしめるのに十分な期間、逆
   洗可能な該固形フィルタ媒体を介して上記−１−程（ａ
   ）からの処理液体を循環せしめる工程と、（ｃ）］二記
   液体を）濾過しかつ浄化するために上記層および固形フ
   ィルタ媒体を介して浄化しようとするーに配水性液体を
   供給する工程とを含むことを特徴とする方法。 （２）珪藻上枝体の少なくとも一部が、工程（１〕）の
   実行時に上記固形フィルタ媒体に捕捉されるのし二十分
   な大静さとされた特許請求の範囲第１項に記載の方法。 （３）珪藻土粒体の全てが、工程（１〕）の実行時に上
   記固形フィルタ媒体に捕捉されるの（こ十分な大きさと
   された特許請求の範囲第１項に記載の方法。 （４）珪藻土粒体を工程（ｂ）の実行時に上記固形フィ
   ルタ媒体に捕捉されるのに過小にせしめる一方、更に上
   記液体の所定量に、固体不活性フィルタ媒体により捕捉
   されるのに十分な犬δさの粒体を有する不活性粒状フィ
   ルタ材料を混合せしめ、上記液体内に好気性微生物を含
   むスラッジ材料を形成するように該液体を曝気せしめ、
   工程（ｂ）の実行前あるいはその実行時のいずれかに上
   記固形フィルタ媒体を介して処理された液体を循環せし
   める特許請求の範囲第１項に記載の方法。 （５）上記不活性粒状フィルタ材料を」−程（ａ）の実
   行時に上記珪藻土粒体と同量の液体に混合せしめる特許
   請求の範囲第１項に記載の方法。 （６）不活性粒状フイノｔり材料としてセルローズ粒状
   体を用いる特許請求の範囲第４項又は第Ｓ項に記載の方
   法。 （°７）更に、上記層および固形フィルタ媒体を通過す
   るように液体を供給する前に、工程（ｃ）で用いる液体
   を曝気せしめる特許請求の範囲第１項乃至第６項のいず
   れかに記載の方法。 （８）更に、活性化炭素床を通過するように工程（ｃ）
   からの液体を供給し、その後該液体を消毒せしめる特許
   請求の範囲第１項乃至第７項のいずれかに記載の方法。 （１〕）更に、工程（ｃ）からの液体を酸化せしめ、そ
   の後活性化炭素床を通過するように該液体を供給する特
   許請求の範囲第１項乃至第８項のいずれかに記載の方法
   。 （１０）」−記固形フィルタ媒体が最小的１２５μの゛
   開ロサイズを有する一一方、上記珪藻土粒体が約１゛〜
   １００μのサイズ範囲を有するものとした特許請求の範
   囲第２項に記載の方法。 （１１）工程（ｃ）の予め定められた操作期間の経過後
   、工程（ａ）を再開し、工程（ｃ）における液体の供給
   を停止し、上記固形フィルタ媒体を逆洗せしめてそこか
   ら活性化されたスラッジ材料を除去するとともに、該流
   出液を廃棄し、その後工程（ｂ）を再開し、その後工程
   （ｃ）を再開する特許請求の範囲第１項乃至第１０項の
   いずれかに記載の方法。 （１２）所定の時間の経過後、上記炭素床に集まる好気
   性微生物の試料を採取するとともに、該採取試料を工程
   （、）において使用される所定量の液体あるいは工程（
   ｃ）における浄化前の水性液体に添加せしめる特許請求
   の範囲第８項に記載の方法。 （１３）水性液体が川、湖、貯水池あるいはその池の水
   源から原水である特許請求の範囲第１項乃至第１２項の
   いずれかに記載の方法。 （１４）工程（ａ）の実行時に上記液体の試料か微生物
   の型式−二関して分析せしめられる一方、全ての嫌気性
   微生物および病原性好気性微生物が実質的に排除される
   までエアレーションを続行する特許請求の範囲第１項乃
   至第１３項のいずれかに記載の方法。 （１５）工程（、）におけるエアレーションを少なくと
   も５日間続行する特許請求の範囲第１項乃至第１３項の
   いずれかに記載の方法。 （１６）　　’Ｆ要な好気性および嫌気性微生物並びに
   他の汚染物質を含む水性液体を浄化する装置において、 逆洗可能な固形フィルタ媒体、 上記逆洗可能な固形フィルタ媒体に液体を供給す′ると
   ともに、該フィルタ媒体からが液を運搬するパイプ手段
   、 Ｌ記逆洗可能な固形フィルタ媒体に好気性微生物を含む
   スラッジ゛祠料層形成手段であって、上記液体の所定量
   を受容する容器、該容器内の液体を曝気せしめる手段、
   珪藻上粒体源、上記容器に珪藻土を導入する手段、およ
   び、上記容器からの液体と珪藻」―粒体とを上記フィル
   タ媒体を介して該容器に帰還するように循環せしめるパ
   イプ手段から成る手段を具（１ｉｉｉ　シたことを特徴
   とする装置。 （１７）不活性粒状フィルタ材料と、該不活性粒状フィ
   ルタ材料を−に記容器に導入する手段とを具備した特許
   請求の範囲第１６項に記載の装置。 （１８）上記スラッジ゛材料層の形成手段が、上記液体
   の所定量を受容するもう１つのｆ」加容器と、該付加容
   器における液体を曝気せしめる手段と、不活性粒状フィ
   ルタ材料源と、該不活性粒状フィルタ材料を上記付加容
   器に導入する手段と、上記旬加容器からの液体と不活性
   粒状材料とを固形フィルタ媒体を介して該付加容器へ帰
   還するように循環せしめるパイプ手段とを具備した特許
   請求の範囲第１６項に記載の装置。 （１９）不活性粒状フィルタ材料源が上記固形フィルタ
   媒体により捕捉されるのに十分な粒子サイズのセルロー
   ズ粉状源とされた特許請求の範囲第１°７項又は第１８
   項に記載の装置。 （２０）珪藻土源は少なくともその一部が上記固形フィ
   ルタ媒体により捕捉されるのに十分な大きさを有する珪
   藻土粒体源とされた特許請求の範囲第１６項に記載の装
   置。 （２１）更に、洗浄する必要性が生じた際、上記フィル
   タ媒体を逆洗せしめて該フィルタ媒体からスラッジ材料
   を除去するようにしたパイプおよびバルブ手段を含んだ
   特許請求の範囲第１６項乃至第２０項のいずれかに記載
   の装置。 （２；ｇ　　活性炭床の容器と、上記フィルタ媒体から
   に記活性炭床を通過するように運搬される液体を供給す
   るパイプ手段と、上記活性炭床の容器の下流において液
   体に消毒剤を導入する手段とを含んだ特許ｈ１１求の範
   囲第１６項乃至第２１項のいずれかに記載の装置。 （２３）　　Ｊｚ記容器か垂直状に設けられ、上記パイ
   プ手段か該容器のＬＨ部に上記液体を供給して該液体を
   １Ｓ力の下流に流通せしめるようにした特許請求の範囲
   第２２項に記載の装置。 （２４）上記活性炭床から液体試料を採取するとともに
   、該液体試料をＬ記液体の所定量を受容する容器に運搬
   する手段を含んだ特許請求の範囲第２２項又は第２３項
   に記載の装置。