JPH10337585A - 浮上性濾過材の逆洗方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 浮上性濾過材を使用する生物膜濾過法におい
て、濾過材洗浄で濾過材から剥離した汚濁物による下部
支持板の目詰まりを改善して、槽内液及び汚濁物の抜き
取りを短時間で行うことができる濾過材の逆洗方法を提
供すること。 【解決手段】 浮上性濾過材を濾過槽内液の循環及び空
気吹き込みで洗浄した後に、槽内液及び汚濁物をほぼ全
量抜き取る水抜きを行い、次いで濾過槽に清澄水を張る
と同時に空気を吹き込んで残留汚濁物を浮上させ、濾過
槽上部から残留汚濁物を排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下水、屎尿、食品
排水、各種有機性産業排水、河川水等を、浮上性濾過材
を用いた生物膜濾過装置で一定期間処理した後の、浮上
性濾過材の逆洗方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、下水等の排水処理は、活性汚
泥法によって行われている。しかしながら、この方法
は、多大な設置面積と建設費を要し、また、エアレーシ
ョンのためのブロワーの運転の電力消費量も多く、活性
汚泥の管理や安定した処理を実施するために熟練した運
転者が必要であり、小規模の排水処理には適していない
という問題がある。

【０００３】このような背景から、排水を濾過槽の上部
から下向流として、あるいは濾過層の下部から上向流と
して供給し、好気性生物膜が付着したアンスラサイトや
活性炭等の濾過材を濾過槽の下部又は上部から散気管を
通して吹き込んだ気泡で上向流又は下向流として、排水
と濾過材とを接触させて排水を生物処理するとともにＳ
Ｓの濾過除去を行う好気性生物膜濾過法が開発され、実
施されている。この排水処理方法は、維持管理が容易で
あるという特徴があるが、排水中のＳＳが多い場合や、
ＳＳが少なくても溶解性ＢＯＤが高い場合には、濾過材
層の目詰りが速やかに進行して処理効率が低下するとい
う欠点があり、濾過材の洗浄を頻繁に実施することが必
要である。

【０００４】又、最近、濾過材として、水より比重が軽
い発泡プラスチック等を濾過材とし、濾過層の下部から
排水を上向流として供給して処理する生物膜濾過法が提
案されている。この浮上性濾過材を用いる生物膜濾過法
は、上記方法に比べて、濾過材表面積が大きいために微
生物の保持量が多く、処理効率が高く、又、濾過材によ
る懸濁物の保持量も大きく、圧損が増大し難く、濾過材
を洗浄するまでの時間が長く、洗浄の頻度が少なくて済
む等の利点はあるが、処理効率を維持するためには濾過
材を洗浄しなければならないことでは共通している。

【０００５】浮上性濾過材を用いる上記の生物膜濾過法
においては、例えば、特開平８−１０５２３号公報に開
示されているように、濾過槽内の上部及び下部に液体通
過性の支持板を設け、両支持板の間に浮上性濾過材を充
填した（両支持板間の槽内液中で濾過材が充分に攪拌、
流動できる量）装置を用い、濾過槽下部から吹き込む空
気によって濾過材を攪拌、流動させながら排水を生物学
的に処理するものである。

【０００６】濾過槽の運転を一定期間継続して排水の生
物学的処理を行った後、濾過槽の運転を止めて浮上性濾
過材の洗浄（通常、逆洗と称される）が実施される。上
記公報には、先ず、濾過材の攪拌、流動がスムーズに行
えるように、上部支持板と濾過材層との間に空間ができ
るように槽内液の一部を抜き取り、次いで、濾過槽下方
から空気を吹き込み、場合によっては洗浄水を濾過槽の
上部又は下部から供給して、濾過材を槽内液中で攪拌、
流動させて洗浄を行い、最後に、槽内液面が濾過材層の
厚さよりも小さい範囲で低下する量の槽内液の一部を抜
き取る逆洗法が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
浮上性濾過材の逆洗方法では、洗浄によって濾過材から
剥離したＳＳや汚泥等の汚濁物の一部は下部支持板上に
残存し、濾過槽外への排出が不十分で、かかる逆洗後に
濾過槽の運転を再開すると、濾過材の閉塞等が生じ安易
く、処理効率が低下して処理水の水質を悪化させるとと
もに濾過槽の運転時間が短くなるという問題があった。

【０００８】本発明者等は、上記の問題点を解決する方
法として、洗浄水として槽内液を濾過槽の下部から引き
抜き、濾過槽上部から槽内に循環させ、同時に空気を吹
き込んで濾過材の逆洗を実施した後に、槽内液とともに
洗浄により剥離して濾過槽底部に沈殿した汚泥やＳＳ等
の汚濁物のほぼ全量を濾過槽外へ排出する方法を提案し
た。

【０００９】しかしながら、この方法では上記の方法に
比べれば下部支持板上の残存汚濁物を含めた全残存汚濁
物の量は減少するが、下部支持板の目詰まりを生じ、槽
内液及び汚濁物を濾過層外に引き抜くために時間がかか
り過ぎる場合があり、更に改善の必要があった。従っ
て、本発明の目的は、浮上性濾過材を使用する生物膜濾
過法において、濾過材洗浄で濾過材から剥離した汚濁物
による下部支持板の目詰まりを改善して、槽内液及び汚
濁物の抜き取りを短時間で行うことができる濾過材の逆
洗方法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的は以下の本発
明によって達せられる。即ち、本発明は、濾過槽内上方
部及び下方部に液体通過性支持板を設け、両支持板間に
浮上性濾過材を充填し、濾過槽内に配置した処理及び逆
洗用散気管から酸素含有気体を吹き込んで排水を処理す
る生物膜濾過装置を用いた排水処理において、該濾過装
置の運転を停止した後に、下記の工程を順次実施するこ
とを特徴とする浮上性濾過材の逆洗方法である。 （１）濾過層下部支持板の下方から槽内液の一部を濾過
槽外へ抜き取り、濾過槽上部支持板と濾過材層の間に空
間を空ける水抜き工程、（２）濾過槽下部支持板の下方
から抜き取った槽内液を濾過槽上部支持板の上方又は下
方から濾過槽内に循環させながら、処理及び逆洗用散気
管から酸素含有気体を吹き込んで浮上性濾過材を槽内液
中に展開ならびに攪拌する洗浄工程、（３）濾過層下部
支持板の下方から槽内液、汚泥及びドレンを濾過槽外へ
抜き取る水抜き工程、（４）濾過層下部支持板の下方か
ら清澄水を供給して水張りするとともに前記散気管から
酸素含有気体を吹き込み、浮上した汚泥及びドレンを濾
過槽上部支持板の上方から濾過槽外へ排出する水張り及
び洗浄工程。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に発明の実施の形態を挙げて本
発明を更に詳細に説明する。本発明で処理される排水
は、生物学的に処理可能な排水であれば特に制限され
ず、例えば、下水、屎尿、食品排水、各種有機性産業排
水、河川水等が挙げられる。

【００１２】本発明における排水の処理に使用される図
１に一例を示す生物膜濾過装置に基づいて排水処理の概
要を説明する。濾過槽１０には、浮上性濾過材の濾過槽
上方部及び下方部からの流出を防止するために、水を通
過させる濾過槽上部支持板１１及び濾過槽下部支持板１
２が設置され、両支持板の間に浮上性濾過材１３が充填
される。濾過材は、濾過槽での処理中は、槽内の排水中
に浮遊し、攪拌されて槽内液中に展開し、流動状態の濾
過材槽を形成する。濾過材の好ましい充填量は、濾過材
の良好な展開、流動状態が形成されるうえから、通常、
濾過槽下部支持板と濾過材層下端との距離が、濾過材層
の高さの０．５〜１．０倍程度となる量である。

【００１３】濾過槽下部支持板１２の上方には、処理・
逆洗用散気管１４が配置される。この散気管１４は、排
水処理時には濾過材１３を槽液内に展開させて流動状態
とし、濾過材表面に付着させた活性汚泥の増殖を発達さ
せ、排水の好気性生物学的処理を行わせるために空気等
の酸素含有気体を吹き込み、濾過材１３の洗浄（逆洗）
時には洗浄効率を高めるために空気等を吹き込んで十分
な流動状態を生ぜしめるために設けられている。該散気
管１４は、濾過材１３の槽内液中の下方への展開を促進
して流動範囲を広げ、良好な流動状態を形成させるため
に、通常、濾過槽下部支持板１２の直上に配置される
が、濾過槽下部支持板１２の真下に配置することもでき
る。

【００１４】濾過槽下部支持板１２の下方には、処理原
水を槽内に供給する原水供給管１５、清澄水供給管１６
及び濾過材の逆洗時あるいは排水処理及び濾過材の逆洗
時に槽内液を濾過槽下部支持板１２の下方から抜き取
り、槽内へ循環させるための槽内液抜き取り管１７が設
けられ、循環ポンプ１８、循環配管１９を経て、抜き取
り液を槽内に循環する槽内液噴出管２０が濾過槽上部支
持板１１の下方又は上方に設置される。図１の濾過槽１
０は、槽内液噴出管２０が濾過槽上部支持板１１の下方
に設置されている例である。槽内液循環による濾過槽上
部支持板１２の目詰まりの心配がない場合には、槽内液
噴出管２０は濾過槽上部支持板１２の上方に配置するこ
とができる。濾過槽１０の底部には、ドレン、余剰汚泥
等の汚濁物及び槽内液を槽外へ排出するためのドレン配
管２１及びドレン配管バルブ２１Ｖが設置されている。

【００１５】濾過槽上部支持板１１の上方部には、処理
された排水（処理水）を槽外へ排出する処理水流出管２
２及び濾過材逆洗浄時の残存剥離ＳＳ、汚泥等の汚濁物
を排出する逆洗ドレン流出管２３が、又濾過槽頂部には
散気用気体及び原水から除去されたガス分を排出するた
めのガス排出口２４が設けてある。

【００１６】上記の濾過装置の上部及び下部支持板は、
例えば、目開きが２ｍｍ程度の金網、孔開板、バースク
リーン等の水を通過させる材料で形成される。

【００１７】浮上性濾過材としては、比重が１より小さ
い物質、例えば、バーライト、木片、発泡プラスチック
（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレ
ン等の発泡体）粒子等が用いられる。浮上性濾過材の形
状は任意であり、例えば、粒状、球状、円柱状、小片
状、中空円筒状等が好ましい。これらの平均径は、通
常、５〜２０ｍｍ程度である。

【００１８】散気管から吹き込まれる気体としては、例
えば、空気、酸素、酸素富化ガス等の酸素含有気体が用
いられる。

【００１９】上記の濾過装置による排水の処理は次のよ
うにして行われる。先ず、濾過槽１０内で処理対象の排
水中で浮上性濾過材１３表面に付着させた汚泥の馴養を
散気管１４から空気等を吹き込みながら実施した後、濾
過槽下部支持板１２の下方に設けた原水流入管１５から
処理原水を槽内へ供給する。供給された原水中の比較的
粗大な沈降性ＳＳは濾過槽底部の沈澱ゾーンに沈殿し、
分離される。

【００２０】濾過槽下部支持板１２を通過した上向流の
原水は、濾過材１３の表面に形成された好気性生物膜に
よってＢＯＤが除去されると同時に、比較的微細なＳＳ
が濾過材１３の濾過作用によって除去される。処理され
た原水は濾過材層を通過し、濾過槽上部支持体１１を通
過して該支持体の上方部に上昇し、処理水流出管２２よ
り濾過槽外へ排出される。濾過槽１０の運転中は逆洗ド
レン排出管２３は閉じておく。

【００２１】原水の処理を継続し、濾過抵抗が所定値に
達したら、あるいは所定の時間処理を継続した後、処理
原水の供給及び散気管からの空気等の吹き込みを停止
し、処理水流出管２２を閉じて濾過槽の運転を停止し、
しばらく静置して剥離汚泥やＳＳ等を十分に沈澱させて
から濾過材１３の逆洗を実施する。本発明における濾過
材１３の逆洗は、下記の工程を順次実施することで行わ
れる。

【００２２】（１）濾過槽上部支持板と濾過材との干渉
をなくし、濾過材の槽液内の展開、流動化を良好な状態
として逆洗効率を高めるために、濾過槽上部支持板と濾
過材層との間に空間を設けるため及び濾過槽底部に沈殿
した濾過材から剥離した汚泥、余剰汚泥等やＳＳ等のド
レンの一部を槽外へ排出するためにドレン配管２１のド
レンバルブ２１Ｖを開ける。水位が上部支持板よりも低
くなったらドレンバルブ２１を閉める。〔本発明の液面
低下工程〕

【００２３】（２）槽内液循環ポンプ１８を作動させ、
槽内液抜き取り管１７から抜き取った槽内液を槽内液噴
出口２０より槽内に循環させて濾過槽内に下向流を形成
させて濾過材１３を下方へ展開させる。一方、散気管１
４からは空気等の吹き込みを行い、濾過材を激しく攪拌
し流動させる。濾過材の逆洗は、上記の下向流の発生及
び散気による濾過材の激しい攪拌、流動化によって行わ
れ、濾過材表面に付着したＳＳ、余剰汚泥等が剥離され
る。槽内液の循環及び散気を数分間継続する。〔本発明
の洗浄工程〕

【００２４】（３）逆洗後、槽内液の循環及び散気を停
止し、しばらく静置して濾過材表面から剥離された汚
泥、ＳＳ等の汚濁物を十分に沈殿させた後、ドレンバル
ブ２１Ｖを開いて、槽内液及び汚濁物のほぼ全量を濾過
槽から排出する。排出終了後、ドレンバルブを閉める。
〔本発明の水抜き工程〕

【００２５】（４）濾過槽の処理水排出口２１は閉じ、
逆洗ドレン排出口２２を開けて、清澄水供給管１６より
清澄水を濾過槽下部支持板１２の下方から濾過槽に供給
し、一方、散気管１４からの空気等の吹き込みを行い、
工程（２）で剥離せずに濾過材等に付着している余剰汚
泥やＳＳ等の汚濁物を再度剥離させる。濾過槽上部支持
板１１の上方部に浮上したこれらの汚濁物及び工程
（３）における濾過槽下部支持板上の残留汚濁物等を逆
洗ドレン排出口２２から濾過槽外へ、例えば５〜１０分
間排出させる。必要に応じ、散気と同時に槽内液の循環
も行うことができる。〔本発明の水張り及び洗浄工程〕

【００２６】所定時間浮上汚泥等を槽外へ排出した後、
清澄水の供給及び散気を止め、逆洗ドレン排出口２２を
閉め、処理水排出口２１を開け、処理原水を濾過槽に供
給し、散気を行いながら排水処理を再開する。

【００２７】尚、上記の工程（１）〜工程（４）を１度
行うだけでは濾過材の所望の逆洗効果が不十分な場合に
は、工程（４）終了後に槽内液やドレン等をドレンバル
ブ２１Ｖを開けて濾過槽外へ排出する工程（３）及び清
澄水による洗浄を行う工程（４）を複数回繰り返すこと
ができる。

【００２８】図２に本発明の浮上性濾過材の逆洗の主工
程を示し、以下に各工程について簡単に説明する。 運転停止 静置 静置により荒いゴミ等を沈降させる。 水面低下工程（図２（ａ））濾過槽水位を濾過槽上部
支持板１１の下方まで低下させる。 洗浄工程（図２（ｂ）） 槽内液の循環により下向流を発生させて濾過材を槽内液
の下方へ膨脹させ、処理・逆洗用散気管１４からの空気
吹き込み（空気洗浄）による濾過材の展開、攪拌、流動
化により濾過材に補足されたＳＳ、汚濁物等を剥離す
る。 静置 剥離された汚濁物質を沈降させる。 水抜き工程（図２（ｃ）） ドレンバルブ２１Ｖを開け、槽内液を洗浄により剥離し
た汚濁物とともに濾過槽外に排出する。 水張り及び空気洗浄工程（図２（ｄ）） 清澄水流入管１６から濾過槽に清澄水を入れると共に処
理・逆洗用散気管１４からの空気吹き込み（空気洗
浄）、で未剥離の汚濁物を剥離させ、濾過槽上部のド
レン排出口２２より排出する。 通常運転 濾過槽に処理原水を原水流入管１５より供給し、生物膜
処理を再開する。

【００２９】

【実施例】次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明す
る。排水の処理は図１に示す濾過装置（直径３５０ｍ
ｍ、高さ３５００ｍｍ）を用い、浮上性濾過材として発
泡ポリプロピレン粒子（平均粒径８ｍｍ）を、濾過材槽
の厚さが１５００ｍｍとなるように充填して行った。

【００３０】処理条件 処理原水：生活排水 原水水質：ＢＯＤ ２０ｍｇ／ｌ 濾過速度：１．５ｍ／ｈｒ 運転期間：２４時間運転−運転停止−逆洗を１サイクル
として連続運転

【００３１】逆洗条件 １．液面低下工程：濾過槽底部より槽内液及びドレンの
一部を抜き取り、液面を上部支持板より３０ｃｍ低下さ
せる。所要時間Ａ（秒）。 ２．洗浄工程：５分間。槽内液の循環及び散気管からの
空気の吹き込み。 ３．水抜き工程：濾過槽底部からの槽内液及びドレン等
のほぼ全量の抜き取り。所要時間Ｂ（分）。 ４．水張り及び洗浄工程：５分間。濾過槽底部から処理
水を槽内に供給、散気管からの空気の吹き込み。 以上の条件で逆洗浄した結果及び上記の水張り及び洗浄
工程を省略した場合（比較例）の結果を表１に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１から、本発明法では、濾過槽の運転１
サイクル目では比較例と結果は変わらないが、２サイク
ル目以降は下部支持板の目詰りは改善され、液面低下工
程及び水抜き工程の所要時間は短縮されると同時に安定
するが、比較例では各所要時間が長いだけでなく一定せ
ずに不安定であることがわかる。

【００３４】

【発明の効果】以上の本発明によれば、生物膜濾過装置
を用いた排水処理における濾過槽下部支持板の目詰まり
が解消され、短時間且つ安定した所要時間で濾過材の逆
洗が達せられ、安定した排水処理−濾過材の逆洗を実施
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明で使用する生物膜濾過装置の一例の断
面図である。

【図２】 本発明の工程を示す概略図である。

【符号の簡単な説明】 １０：濾過槽 １１：濾過槽上部支持板 １２：濾過槽下部支持板 １３：浮上性濾過材 １４：処理及び洗浄散気管 １５：原水供給管 １６：清澄水供給管 １７：槽内液抜き取り管 １８：循環ポンプ １９：循環配管 ２０：槽内液噴出管 ２１：ドレン配管 ２１Ｖ：ドレンバルブ ２２：処理水流出管 ２３：逆洗ドレン流出管 ２４：ガス排出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ０１Ｄ 29/38 ５２０Ｃ (72)発明者 坂田 守生 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本 製鐵株式会社内 (72)発明者 今井 宏海 東京都千代田区東神田１−９−８ 環境エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 藍沢 正樹 東京都千代田区東神田１−９−８ 環境エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 栗原 清 東京都千代田区東神田１−９−８ 環境エ ンジニアリング株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 濾過槽内上方部及び下方部に液体通過性
   支持板を設け、両支持板間に浮上性濾過材を充填し、濾
   過槽内に配置した処理及び逆洗用散気管から酸素含有気
   体を吹き込んで排水を処理する生物膜濾過装置を用いた
   排水処理において、該装置の運転を停止した後に下記の
   工程を順次実施することを特徴とする浮上性濾過材の逆
   洗方法。 （１）濾過層下部支持板の下方から槽内液の一部を濾過
   槽外へ抜き取り、濾過槽上部支持板と濾過材層との間に
   空間を空ける水位低下工程、（２）濾過槽下部支持板の
   下方から抜き取った槽内液を濾過槽上部支持板の上方又
   は下方から濾過槽内に循環させながら、処理及び逆洗用
   散気管から酸素含有気体を吹き込んで浮上性濾過材を展
   開ならびに攪拌する洗浄工程、（３）濾過層下部支持板
   の下方から槽内液、汚泥及びドレンを濾過槽外へ抜き取
   る水抜き工程、（４）濾過層下部支持板の下方から清澄
   水を供給して水張りするとともに前記散気管から酸素含
   有気体を吹き込み、濾過槽上部に浮上した汚濁物を濾過
   槽上部支持板の上方から濾過槽外へ排出する水張り及び
   洗浄工程。
2. 【請求項２】 上記水張り及び洗浄工程（４）におい
   て、槽内液を循環させる請求項１に記載の浮上性濾過材
   の逆洗方法。