JP4493396B2

JP4493396B2 - 汚水浄化装置および接触材ブロック

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Publication number: JP4493396B2
Application number: JP2004135436A
Authority: JP
Inventors: 淳一清; 康二郎藤井; 貴義小関
Original assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Current assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Priority date: 2004-04-30
Filing date: 2004-04-30
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2024-04-30
Also published as: JP2005313101A

Description

本発明は、微生物の生活作用を利用して汚水を浄化するための汚水浄化装置に関する。具体的には、汚水浄化装置の汚水処理槽の中に、芯材を中心として表面積を大きくした微生物担持用接触材を複数固定した汚水浄化装置またはその接触材を複数固定した接触材ブロックに関する。

微生物の生活作用を利用して汚水を浄化する汚水浄化装置の一つに、テープ状物もしくは繊維状物もしくはひも状物（以下、略してひも状物という）と一定の芯材とを用い、ひも状物の一部が芯材に固定され、その他の部分が芯材を中心として汚水中に突出するように多数のループ状突起物が配置された接触材を用いるものがある。このような接触材では、処理槽の単位体積あたりの表面積をより大きくすると共に適当な攪拌流れを生ぜしめるため、芯材を螺旋状に成型されることも行なわれている。このような接触材は、汚水に接触する表面積が大きくて微生物が住み着きやすく、比較的高い汚水浄化能力を有する。

このような接触材を汚水浄化装置に収納するには、複数本の縦横のフレームを組み合わせた枠体が用意され、その互いに略並行のフレーム間に接触材が位置するように、接触材の両端部がフレームに固定されるのが通常である。その際、処理槽の体積利用効率を上げるため、複数の接触材が互いに一定間隔をあけて並列に固定されて用いられることが多い（例えば、特許文献１参照）。

この微生物による汚水浄化作用を継続的に生ぜしめるためには、汚水に酸素を供給するとともに適当な攪拌を行い、汚水中の酸素濃度を一定以上に維持する必要がある。そのため、処理槽の下部には通常曝気手段が設けられ、これから供給される空気が汚水中を上昇して攪拌流れを生ぜしめながら微生物に酸素を供給するようにすることが多い。もし何らかの理由で運転中に汚水の攪拌等が不十分となり、接触材のうちに酸素が十分に供給されない部分が生じると、その部分およびその周辺部は嫌気性雰囲気となって腐敗が生じ、汚水浄化作用も失われてしまう。

ところが、この曝気による攪拌流れのために、接触材にはランダムな周期と強さをもった力が長期間にわたり加わり続けることになる。そのため、接触材の固定用に金属部材を用いた場合は、上下左右の振動による金属疲労と腐食により金属部材が比較的短期間に破壊されてしまい、接触材の脱落や位置ずれが生じる。また、合成樹脂で成型された断面が略Ｃ形状の支持片を用いて接触材をフレームに固定する方法も知られている（例えば、特許文献２参照）。しかし、支持片の腐食こそ生じないものの、やはり継続的な振動による応力集中のために支持片に割れが生じてしまう。その結果、接触材の本来の寿命よりも短い期間しか汚水浄化運転が行えないのが実情であった。
特開平０５−１１５８８９号公報特開平１０−２７２４８２号公報

本発明は、接触材がフレームに簡単に固定できるにも拘わらず、接触材の脱落や位置ずれが生じにくく、長期間にわたり汚水浄化能力を維持できる汚水浄化装置またはそのための接触材ブロックを提供することを課題とする。

発明の第１は、芯材と前記芯材表面に設けられた多数のループ状突起物とからなる接触材が、処理槽内に複数固定された汚水浄化装置であって、前記芯材は可撓性であり、前記接触材は、少なくとも両端が前記処理槽内に設けられた棒状の固定部材に巻き付けられて固定されており、前記棒状の固定部材は、表面に多数の凸部を備えていることを特徴とする汚水浄化装置である。

ここで、前記凸部は、前記固定部材の長さ方向に沿って、略周期的に設けられていることは好ましい。また、前記凸部は、高さが０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、前記固定部材の長さ方向の間隔が２ｍｍ以上２６ｍｍ以下であることは好ましい。また、前記固定部材が耐食性の異形棒鋼であることは好ましい。また、前記接触材に担持された微生物により、汚水浄化がなされることは好ましい。

発明の第２は、縦横にフレームが組み合わされた略直方体の枠体に、芯材と前記芯材表面に設けられた多数のループ状突起物とからなる接触材が、複数固定された接触材ブロックであって、前記芯材は可撓性であり、前記フレームのうち、互いに略並行の少なくとも二本が棒状の固定部材であり、前記接触材は、少なくとも両端の各々が、前記の少なくとも二本の棒状の固定部材の各々に巻き付けられて固定されており、前記棒状の固定部材は、表面に多数の凸部を備えていることを特徴とする接触材ブロックである。

接触材が処理槽やフレームに簡単に固定でき、しかも接触材の脱落や位置ずれが生じにくく、長期間にわたって安定的に運転可能な汚水浄化装置または接触材ブロックが得られる。

以下、本発明の実施の一形態について図面を参照しながら説明する。浄化処理の対象となる汚水としては、下水や工場排水のみならず、河川水や湖沼の水も含まれる。図１は、このような汚水の浄化処理を行うために、微生物を担持できる接触材の一方の端部を含む部分の外観図である。この接触材１０は、螺旋状に変形された耐食性で可撓性の芯材１１と、芯材表面に設けられた多数のループ状突起物１２とから構成されている。図１（ａ）は、接触材１０を螺旋軸１３の方向から見た模式図であり、図１（ｂ）は、接触材１０を螺旋軸１３に直交する方向から見た模式図である。接触材１０は、端部までループ状突起物が設けられている。

芯材１１は可撓性を有することを要する。この性質を利用して、処理槽または接触材フレームの固定部材に、接触材１０の両端部を巻きつけることで、接触材を汚水流れ中に固定することができる。また、接触材の制作時と使用時で接触材の形態を任意に変えることができ、しかもいったん変形すると、その形態を長期に維持し続けることが可能となる。このため、重力や汚水流れの影響で芯材が変形しにくく、接触材どうしが使用時に必要以上に近づいたりしにくくなる。ちなみに、隣接する接触材どうしが近づきすぎたり部分的に重なったりすると、すでに上記したように、その部分の汚水流れが阻害されて酸素供給が不足する結果となる。すると、酸素濃度が、微生物が生息するのに必要な溶存酸素濃度を下回りやすくなり、微生物が死滅したり、活動が低下する結果となる。

芯材に可撓性を与える材質としては、加工の容易さおよび微生物類が担持した後に、重力や汚水流れに抗する強度の点から、金属線または適当に可塑化された軟質塩ビニル等のプラスチック棒等を用いることができる。接触材へ変形した後の型戻りが生じにくい点からは、金属線を用いるのが好ましい。金属線の材質は、軟鉄、アルミニウム、銅等、比較的可撓性が大きいものを特に制限無く用いることができるが、水中における耐腐食性の観点から銅が好ましい。

芯材に金属線を用いる場合は、汚水中で長期にわたって使用することから、金属線に腐食防止のための被覆を施しておくのがよい。被覆は防水塗装等であっても良いが、取扱性および変形に対する被覆の追随性の観点から、塩化ビニルのごときプラスチックによる被覆を設けておくのが好ましい。

芯材の直径は、材質によって異なるが１ｍｍ以上７ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは２ｍｍ以上６ｍｍ以下である。さらに好ましくは３ｍｍ以上５ｍｍ以下である。芯材は複数の細線を寄り合わせたより線であってもよいし、単線であっても良いが、特に芯材が金属線である場合は、強度と可撓性を併せ持たせるために単線を用いるのがよい。

接触材１０は、このような芯材１１の表面に、多数のループ状突起物１２が固定されることで構成される。ループ状突起物１２は、テープ、ひも、繊維などを用いて、それらの一部が芯材表面に固定され、他の部分が、芯材表面から汚水中にループ形状で突出した状態で芯材表面に固定されて構成される。ループ形状としているのは、微生物が接触材から脱落しにくくなるからである。また、接触材の表面積を大きくするためには、繊維を用いて突起物を構成するのが好ましい。

ループ状突起物１２の材質としては、水中での強度維持と寸法安定性を確保でき、微生物により分解されにくく、かつ繊維状に容易に成型できることから合成樹脂製であることが好ましい。中でも、製造の容易さから熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンやポリフッ化ビニリデン等が挙げられる。比重が大きく、かつ突起物がある程度の剛性を保持できループの形状を保ちやすいことから、特にポリ塩化ビニリデンを用いることが好ましい。ループ状突起物の製法は、発明の効果が発揮する範囲で常法に従って紡糸等すればよく特に制限されない。なお、突起物を繊維により構成する場合、繊維の太さは、５０ｄｔｅｘ以上１５０ｄｔｅｘ以下が好ましい。５０ｄｔｅｘ以上で、増殖した微生物が重力や攪拌流れにより接触材から脱落しにくくなり、１５０ｄｔｅｘ以下で、接触材の単位体積あたりの表面積が大きくなる。

また、ループ状突起物には、その表面がｐＨが５以上９以下の水中において正に帯電するものを用いるのが好ましい。このようにすることにより、微生物が接触材から脱落しにくくなる。表面を帯電させるためには、ｐＨが５以上９以下の水中において正に帯電する第四級アンモニウム塩等の帯電剤を、突起物の材料物質に混練りしてから成型したり、突起物の表面に塗布または含浸したり、または、表面にグラフト重合したりするなどの方法により得ることができる。

ループ状突起物の高さ（外力を加えない状態のループがなす形状において、ループの両端が固定されている芯材表面から最も離れたループの先端部分までの距離）は、４ｍｍ以上１６ｍｍ以下であることが望ましい。ループの高さが１６ｍｍ以下では、ループの根元付近でも酸素が十分供給されやすく、嫌気性雰囲気になりにくい。また、できるだけ接触材の表面積を大きくするためには高さが４ｍｍ以上であることが望ましい。さらに、図２に記載したごとく、ループ状突起物の高さが４ｍｍ以上１０ｍｍ未満（ｈ_２）のものと、１０ｍｍ以上１６ｍｍ以下の高さ（ｈ_１）のものとの２種類を用い、これらを交互に配列するようにしたり、３種類以上を用いたりしてもよい。これにより、攪拌流が流れやすくなり、嫌気性雰囲気が生じにくくなる。

ループ状突起物は、３本以上２０本以下の繊維を束ねた繊維束とし、この繊維束を単位として芯材表面に設けることが好ましい。これにより、汚水流れが確保しやすく、微生物も補足しやすくなる。より好ましくは５本以上１５本以下であり、さらに好ましくは７本以上１２本以下である。芯材表面に、このような繊維束を設ける密度は、芯材表面１ｃｍ^２あたり２５束以上８１束以下となるようにするのが好ましい。８１束以下で嫌気雰囲気が生じにくく、２５束以上で曝気に伴う汚水流れによる攪拌に抗して、微生物をしっかり捕捉できる。さらに好ましくは３６束以上６４束以下である。

芯材１１の表面にループ状突起物１２を固定して接触材１０を製造する方法としては、以下のような方法が例示される。まずテープ状の基布２を用意し、これに、あらかじめひもやテープまたは繊維をループ状に織り込んで、図２に記載したごときパイル織物１を作成する。基布の材質は、水中での強度維持と寸法安定性、微生物により分解されにくいことから合成繊維製であることが好ましい。合成繊維としては、ポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、ポリウレタン系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリ塩化ビニリデン系繊維、ポリアクリル系繊維等のいずれも用いることができる。基布の厚みは０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下程度が好ましい。

次に、このようなパイル織物１の基布２を、直線状で可撓性の芯材１１に螺旋状に巻きつけていく。ここで、パイル織物を芯材に被せる方法は、基布を袋状にして芯材に被せたり、基布を（芯材長さ×芯材の周長）の長方形として芯材に沿って合わせ、合わせ目を接合するようにしてもよく特に限定されない。また、基布を芯材に固定する方法も特に限定されず、熔着したり接着剤を用いたりして芯材に直接接着してもよいし、基布の合わせ目を縫製したり接着する等の方法により固定しても良い。また、芯材に巻き付けた基布の上から糸等で縛る等の方法により固定しても良い。ラセン状に基布を巻き付けた場合は、芯材の両端部分の基布だけを固定するようにしても良い。なお、基布も含めた芯材の直径は、３ｍｍ以上８ｍｍ以下であることが好ましい。このような直径とすることにより、ループ状突起物を植え込む基布の面積をかせぐことも可能となる。

このようにして作成された直線状の接触材５の断面図を図３に示す。ここでは、金属単線６がポリ塩化ビニル樹脂層７で被覆されて芯材１１が構成されており、この上に基布２が巻きつけられている。基布２には高さの異なる二種類のループ状突起物３と４とが織り込まれており、芯材周辺に突出するように固定されている。

このようにして構成された直線状の接触材５は、処理槽内で微生物類と溶存酸素との接触効率を稼ぐため、図１に記載のようにコイルバネに似た螺旋形に整形するのが好ましい。この接触材を直線のまま汚水浄化に用い、これに旋回流が生じるように案内羽根等を処理槽内に設けることもできるが、構造が複雑になるため接触材自身をラセン形に加工するのが単純で好ましい。

ラセン形の中心軸１３方向からみた回転円の外径ｒ_１は、６０ｍｍ以上９０ｍｍ以下とするのが好ましい。また、回転円を一周するに伴い回転軸方向に進む距離であるラセンのピッチｄとしては、５ｃｍ以上２０ｃｍ以下であることが好ましい。この範囲で、水処理槽の空間の利用効率を高く維持しながら、嫌気性雰囲気が生じにくい状態にすることができる。より好ましくは７ｃｍ以上１３ｃｍ以下である。また、ラセンの内径ｒ_２はできるだけ小さくするのが体積利用効率の点からは望ましいものの、嫌気性雰囲気を生じにくくするためには１５ｍｍ以上にすることが望ましい。この範囲で、ラセン形の内部部分が攪拌されやすくなる。

次に、このような接触材を汚水浄化装置の処理槽内に固定するための接触材ブロックについて説明する。接触材ブロックは縦横のフレームを組み合わせて構成され、それらのうちの互いに略並行な少なくとも二本が、接触材の両端がそれぞれ固定される固定部材となっている。なお、フレームの材質としては、耐食性プラスチックや金属を用いることができるが、強度的には金属を用いるのが好ましい。金属を用いる場合は、処理槽内での腐食に耐えうる材質であることを要するから、耐食性のあるステンレスが汎用的に使用でき好ましい。耐食表面処理を施した鋼材を用いても良い。

まず、このような接触材ブロックに用いる枠体の例について、図４を用いて説明する。図４は、（ａ）、（ｂ）いずれも縦横のフレームを組み合わせて、接触材１０を固定するために略直方体に構成された枠体例の斜視図である。これらの枠体は、図中矢印方向を鉛直方向として、処理槽内に設置されて用いられる。

図４（ａ）の枠体２０は、４本の縦方向フレーム２１〜２４、上部の６本の横方向フレーム２５〜３０、下部の６本の横方向フレーム３１〜３６とからなり、それぞれが略並行もしくは略直交するように熔接もしくは折り曲げによって接続され、略直方体をなしている。なお、縦方向フレーム２１〜２４の下部は、この直方体から下に突出して脚部３７〜４０となる。

この枠体２０を構成するフレームのうち、互いに略並行の２５、２７、２９、３０、３１、３３、３５、３６を、接触材の両端を固定するための固定部材として用いている。接触材１０は、処理槽下部からの曝気による攪拌効果が大きくなるように、接触材１０の螺旋軸１３が略鉛直方向になるように処理槽内に固定されることが好ましい。そのため、枠体２０の横方向フレームのうち、互いに略並行で鉛直方向に重なる位置にある２５と３１、２９と３５、３０と３６、２７と３３の、合計８本４組のフレームが固定部材となっている。そして、固定部材の組ごとに、接触材の両端の各々が固定部材の各々に固定される。これにより、接触材も螺旋軸が略鉛直方向になるように固定される。枠体の固定部材の本数や枠体の形状は、図４の例に限定されず、処理すべき汚水の容量や、設置場所の条件などに従って適宜設定すればよい。

枠体２０の固定部材では、その表面に多数の凸部４１を備えることを要する。凸部４１を多数備えることにより、接触材の端部を固定部材に巻きつけて固定した場合に、長期間にわたって接触材が曝気に起因する振動や力を受けても、接触材が固定部材の長さ方向に位置ずれしにくい。その結果、接触材どうしが接触したり重なったりしにくく、位置ずれに起因する嫌気性雰囲気の発生や、微生物が死滅する等のトラブルが生じにくくなる。巻きつけられた接触材の端部が、凸部に引っかかって移動しにくくなるためである。なお、固定部材表面の凸部でない部分を凹部と呼ぶのは任意であるし、凸部を設けると表現せずに、凹部を設けると表現することもできる。要は、固定部材の表面に、接触材の固定部材長さ方向への移動に対して抵抗となる形状が存在し、かつその形状が汚水の循環不良等を引き起こしにくい形状であればよい。

凸部は、固定部材のうち接触材を固定する部位だけに設けても良いが、固定部材の任意の位置に接触材の位置を調整できるようにするには、固定部材ほぼ全長にわたって設けられているのが望ましい。凸部の突出する高さは０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましい。この範囲で、接触材の位置ずれが生じにくく、かつ汚水の循環不良による嫌気化が生じにくい。より好ましくは０．５〜２．０ｍｍである。

また、凸部は固定部材の長さ方向に沿って、略周期的に設けられているのが望ましい。ここで、略周期的なる用語は、凸部が長さ方向にわたって必ずしも正確な一定の周期で備えられていなくとも良く、凸部間の間隔に多少のばらつきがあっても良いことを意味する。バラツキがあっても接触材の固定には支障ないからである。このようにすることで、固定部材の長さ方向のいずれの位置に接触材を固定しても、いずれかの凸部が固定位置の近傍に存在することになり、位置ずれが生じにくくなる。凸部間の間隔は、２．０ｍｍ以上２６．０ｍｍ以下であることが好ましい。この範囲で接触材の位置ずれが生じにくく、かつ汚水の循環不良による嫌気化が生じにくい。より好ましくは４．０ｍｍ以上１２．０ｍｍ以下である。

図４（ａ）の枠体例２０では、８本の固定部材２５等およびその他のフレームの全部について、フレームの長さ方向に沿って、フレーム表面に略周期的に一定の凸部４１が設けられている。このようなフレームの先端部の部分拡大図を図５に示す。これは凸部を備える固定部材の一例である。図５（ａ）は、固定部材の端部の側面図であり、（ｂ）は、固定部材を先端方向から見た正面図である。この固定部材は、断面円形の棒状であり、その表面には、長さ方向に沿って略一定間隔Ｐで、輪状で高さがｈの凸部４１が多数設けられている。このような形状を、以下竹ふし型と言う。

固定部材の表面形状は、この竹ふし型に限られるものではなく、他の様々なバリエーションが可能である。例えば、図６に示したネジ型、図７に示した段違い竹ふし形等でもよいし、その他の形状であっても良い。例えば、丸棒ではなく四角棒やアングルに、凸部や凹部を略周期的に備えていてもよい。要は、長さ方向への接触材端部の移動に対する抵抗となる形状が固定部材の表面に備えられており、かつその形状が、微生物等が詰まったりして腐敗や汚水の循環不良を引き起こすような形状でなければよい。

ここで、図５〜７に示した固定部材の具体例は、いわゆる異形棒鋼として知られている材料である。このような異型棒鋼を固定部材やその他のフレームとして用いる場合、その太さは、処理槽内の曝気により生じた水流により振動しない程度の剛性を有し、かつ処理槽内の水流の妨げにならない程度の太さのものとする。接触材フレームの大きさは、一つの接触材の大きさと、一つの枠体に収納される接触材の個数から自ずと定まる。従って、固定部材やフレームは、そのような大きさで必要な剛性を有し、かつ汚水流れを阻害しないように定めればよい。例えば、本形態で説明する例では、凸部で４．０ｍｍ以上３８ｍｍ以下、凹部分で３．０ｍｍ以上３６ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは、凸部で９．０ｍｍ以上１８ｍｍ以下、凹部分で７ｍｍ以上１６ｍｍ以下である。

図４（ｂ）は、（ａ）と同様な枠体５０を示した図であるが、接触材１０の両端を固定するための固定部材５７〜６０、６３〜６６を除く部分が、図５の異形棒鋼ではなく、通常の耐食性のアングルを用いて構成されている点が異なる。このようにしても接触材ブロックの枠体を構成することができる。

接触材ブロックは、このような枠体の固定部材に接触材を固定して構成される。図４のいずれかの枠体に接触材を固定して接触材ブロックを構成した例を図８に示す。図８（ａ）は接触材ブロックの上面図であり、（ｂ）は斜視図である。この例では、接触材は４×４＝１６本が、螺旋軸が鉛直方向になるように、互いに略並行で鉛直方向に位置が重なる固定部材間に固定されている。ブロックあたりの接触材の本数は、汚水処理の容量と接触材ブロックの取り扱い性を考慮して定めればよい。

接触材を固定するにあたっては、少なくとも接触材の両端を固定することを要するが、接触材の中間部を１カ所もしくは複数箇所固定できるように、中間位置に固定部材を設けて固定しても良い。また、処理槽の推進が深い場合に、複数の接触材を鉛直方向に直列になるように固定しても良い。接触材１０の外周面間の間隔Ｓは、できるだけ小さくすることが処理槽の体積利用効率の観点から好ましいが、一方で小さすぎると接触材の外周間の攪拌が不十分となり、嫌気性雰囲気が生じやすくなる。そのため、接触材の外周間の距離Ｓは１５ｍｍ以上とするのが望ましい。処理槽の内壁等と接触材の外周面との間隔に関しても同様である。

固定部材への接触材の固定の仕方を図９を用いて説明する。上下の固定部材２５と３１は、それぞれ図５に示した異形棒鋼が用いられており、それぞれの異形棒鋼には、凸部４１が多数設けられている。接触材１０は、その上下端が固定部材に巻きつけられて固定されている。巻きつけに際しては、異形棒鋼の凸部４１以外の凹部に接触材１０が嵌るようにして巻きつけるのが好ましい。また、図９に示したように凸部４１を接触材が跨るようにして巻きつけても良い。さらに異形棒鋼と接触材ができるだけ密着するように巻き付ける。接触材を固定部材に巻き付ける長さは、確実に固定できる最小長さにすることが望ましい。巻きつけ長さが長すぎると、接触材１０における微生物が担持される面積が少なくなり、汚水浄化能力が低下する。好ましくは１周以上２周以下である。このようにして接触材を固定部材に固定すると、意外にも接触材の脱落や位置ずれが生じにくく、長期間にわたって汚水浄化運転が可能となる。また、接触材の固定部材への固定作業も、簡単な工具を用いるだけで比較的簡単に行うことができ、固定部材の長さ方向に対する接触材の位置調整も容易である。

このようにして構成された接触材ブロックを、汚水浄化装置の処理槽内に設置して汚水処理を行う。汚水浄化装置の概略構成の例を図１０に示す。汚水浄化装置２００は、処理槽２１０と沈殿槽２２０とからなり、処理槽２１０は内部が隔壁２１１等で４つの部分に分割されており、各部分に接触材ブロック１１０が設置されている。処理槽が分割されているのは汚水浄化を行う微生物相が浄化の段階によって異なるためである。各接触材ブロック１１０の下部には、微生物に酸素を供給すると共に、接触材周辺を攪拌するため曝気手段２１２等が設けられている。処理槽２１０で浄化処理された処理水３１０は、沈殿槽２２０に移され、処理水中の微生物などの不溶成分３４０が沈降除去された後、処理済み水３２０として装置外部に放出される。不溶成分３４０は、沈降槽下部から随時抜き出され、ポンプ２３０により処理槽に戻される。不溶成分３４０を処理槽２１０に戻すことにより、汚泥処理の負担を軽減することができる。

接触材の寿命が来たり、何らかの予期せぬトラブルが生じた場合は、接触材ブロックごと交換するなどしてメンテナンスを行う。接触材ブロックは、複数個を処理槽に収納して、接触材ブロックごとに交換などができるため、メンテナンスも容易である。このような接触材ブロックは、比較的大規模な汚水浄化装置に適する。一方、比較的小規模な汚水浄化装置では、このような接触材ブロックを用いず、処理槽内に直接に図５等に示したごとき固定部材を設置して、接触材の交換が必要な場合には処理槽ごと交換するようにしても良い。また、接触材ブロックは、当初大きなものを作成し、処理槽の大きさに応じて適宜分割して用いるようにしても良い。また、汚水浄化装置の構成は、上記具体例に限定されるものではなく、処理槽の分割数も含め、汚水の内容と規模により各種の変化形を取ることができ、特に制限されるものではない。以下、実施例を示して本発明をより具体的に説明する。

汚水浄化装置として、図１０に記載したものと同様の装置を用意した。この汚水浄化装置の処理槽内に設置できる接触材の枠体として、図４（ｂ）に記載のものと類似の枠体を、ステンレス製の数種類の鋼材を組み合わせて、枠体を組み上げた。縦棒にはＬ形鋼材を使用し、ひも状接触材を取り付ける横棒（固定部材）には、ステンレス製の異形棒鋼（大同特殊鋼社製、ステンレス鉄筋（異形棒鋼）、ＪＩＳＧ４３０３（ステンレス棒鋼）に準じたもの）のうち、寸法Ｄ１３のものを使用した。この異形棒鋼の凸部の太さは１３．８ｍｍで凹部分の太さは１２．１ｍｍ、凸部の高さは０．６５ｍｍ、凸部の間隔は８．６ｍｍであった。枠体の高さは、汚水浄化装置の処理水槽の水深で水没する高さである。

別途、図１に記載のごとき螺旋形の接触材を用意した。接触材の芯材としては、可撓性の単線である銅線にポリ塩化ビニルが被覆された直径４．３ｍｍのものを用意した。また、２−（２’−ヒドロキシ−３’−ｔ−ブチル−５’−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、ＳＦグリーン、クエン酸の各々を、ポリ塩化ビニリデン樹脂に対して０．３ｗｔ％、０．５ｗｔ％、０．５ｗｔ％となるようにポリ塩化ビニリデン樹脂と混合してから混錬し、しかるのち紡糸して太さが１０５ｄｔｅｘの繊維を得た。また、幅５ｍｍで長尺のポリエステル織布のリボンを基布として用意した。上記で得た繊維１０本を一束とし、高さがおよそ１４ｍｍのループ状突起物の束が、１ｃｍ^２あたり３６束となるように基布に織り込んで、パイル織物を作成した。ループ状突起物が外側に出るようにして、上記の芯材を中心にしてリボンがラセンを構成するようにすきまなく巻きつけ、金属線の両端部分でリボンが解けないように固定した。これを、外周部の直径がおよそ８５ｍｍで内直径がおよそ２１ｍｍであり、さらにラセンの回転軸回りのピッチがおよそ１１ｃｍとなるラセン形に加工して接触材を得た。

この接触材を、上記の枠体の上下の固定部材間に渡して、上端と下端とを固定部材に図９に記載のように巻きつけて固定した。続いて、ラセン状繊維接触材の設置間隔が、ループ状突起物の先端間の間隔が３０ｍｍとなるように調整して、複数の接触材を同様に固定し、接触材ブロックを得た。同様にして接触材ブロックを４台用意した。

この接触材ブロックを汚水浄化装置の処理槽の各々に設置して、汚水と曝気空気を適宜供給して、３年間汚水浄化の連続運転を行った。その後、処理槽を開けて接触材を観察したところ、いずれの接触材についても元の固定位置のままであり、位置ずれは生じていなかった。また、嫌気性雰囲気の発生に伴う黒化現象も生じていなかった。

接触材例を、（ａ）螺旋軸方向から見た模式図、（ｂ）螺旋軸に直交する方向から見た模式図である。接触材に用いるパイル織物の一例の模式図である。接触材の一例の断面図の模式図である。枠体の二例の概要構成を示した斜視図である。固定部材の一例の構造を示した図である。固定部材の他の例の構造を示した図である。固定部材のさらに他の例の構造を示した図である。接触材ブロックの一例の概略構成を模式的に示した（ａ）上面図、（ｂ）斜視図である。接触材の固定構造の一例を示した図である。汚水浄化装置の一例の概略構成を示した概念図である。

符号の説明

１パイル織物
２基布
３、４ループ状突起物
５直線状の接触材
６金属単線
７ポリ塩化ビニル樹脂層
１０接触材
１１芯材
１２ループ状突起物
１３中心軸（螺旋軸）
２０枠体
２１-２４縦方向フレーム
２５-３０横方向フレーム（うち４本は固定部材）
３１-３６横方向フレーム（うち４本は固定部材）
３７-４０脚部
４１凸部
５０枠体
５７-６０上側の固定部材
６３-６６下側の固定部材
６７-７０脚部
８０、９０、１００固定部材
９１、１０１、１０２凸部
１１０接触材ブロック
１２０接触材の固定構造
２００汚水浄化装置
２１０処理槽
２１１、２１３、２１４隔壁
２１２、２１５曝気手段
２２０沈殿槽
２３０ポンプ
２３１返送ライン
３００、３０１汚水
３１０、３３０処理水
３２０処理済み水
３４０不溶成分

Claims

芯材と前記芯材表面に設けられた多数のループ状突起物とからなる接触材が、処理槽内に複数固定された汚水浄化装置であって、前記芯材は可撓性であり、前記接触材は、少なくとも両端が前記処理槽内に設けられた棒状の固定部材に巻き付けられて固定されており、前記棒状の固定部材は、表面に多数の凸部を備えた耐食性の異形棒鋼であることを特徴とする汚水浄化装置。
前記凸部は、前記固定部材の長さ方向に沿って、略周期的に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の汚水浄化装置。
前記凸部は、高さが０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、前記固定部材の長さ方向の間隔が２ｍｍ以上２６ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の汚水浄化装置。
前記接触材に担持された微生物により、汚水浄化がなされることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の汚水浄化装置。
縦横にフレームが組み合わされた略直方体の枠体に、芯材と前記芯材表面に設けられた多数のループ状突起物とからなる接触材が、複数固定された接触材ブロックであって、前記芯材は可撓性であり、前記フレームのうち、互いに略並行の少なくとも二本が棒状の固定部材であり、前記接触材は、少なくとも両端の各々が、前記の少なくとも二本の棒状の固定部材の各々に巻き付けられて固定されており、前記棒状の固定部材は、表面に多数の凸部を備えた耐食性の異形棒鋼であることを特徴とする接触材ブロック。