JPH022476Y2

JPH022476Y2 -

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Publication number: JPH022476Y2
Application number: JP1985139633U
Authority: JP
Priority date: 1985-09-11
Filing date: 1985-09-11
Publication date: 1990-01-22
Also published as: JPS6248498U

Description

【考案の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕この考案は、濾材に関し、特に接触曝気法に用
いる濾材に関する。〔従来技術〕接触曝気法とは、汚水に曝気を行なうと共に、
この汚水を濾材中を通過させることによつて、濾
材に付着生成した微生物膜と汚水を接触させ、有
機汚濁物質、燐、窒素等を吸着・酸化分解させ
て、処理するものである。従来、接触曝気法に用
いる濾材としては、礫を用いることがあつた。し
かし、礫は中実体であるので、礫の体積に比べて
表面積が小さく、したがつて汚水と礫との接触面
積が小さく、処理効率が悪いという欠点があつ
た。また、礫は大きさのそろつたものが得られに
くく、そのため、汚水の流れる間隙が不均一にな
り、微生物膜の肥厚化により、目詰りを生じやす
いという問題点があつた。そこで、合成樹脂製の２つの環状体を直角に組
合せ、これらに合成樹脂製の多数の羽根を設け、
汚水との接触面積を広くすると共に、大きさのそ
ろつたものを大量に得られる濾材が提案されてい
る（実公昭56−21520号公報）。〔考案が解決しようとする問題点〕しかし、上記の合成樹脂製の濾材では、比重が
0.9程度と小さいため、汚水流または曝気による
空気の揚圧力等によつて浮動し易く、濾材同士が
衝突し、その衝突によつて、濾材の表面に付着し
た微生物膜が、剥離・脱落したりして、微生物膜
による浄化能力が一時的に低下したり、剥離微生
物膜の微細フロツクによる懸濁物質（SS）が増
加するなどの問題点があつた。また、接触曝気法では、汚水中の燐分を吸着保
有した微生物膜が時間の経過と共に肥厚化しやす
く、自然脱落したり、上述したような濾材に衝撃
が加わつたとき懸濁状微細フロツクとなつて燐分
が流出することが多い。そのため、接触曝気法による脱燐は約10〜50％
と極めて不安定であり、脱燐率を高めるために凝
集剤や石灰等を汚水に添加する方法が行なわれて
いる。凝集剤としては、硫酸バンドまたは塩化第２鉄
及び硫酸第１鉄などの凝集剤が使用されている
が、いずれも費用が高くつき、発生汚泥量も多
い。また脱燐後の汚泥には各種金属塩が含有され
ており、これらの処分にさらに多くの費用がかか
つていた。石灰を投入する場合、脱燐率を高めるためには
汚水のPHを上げる必要があり、多量の石灰を投
入しなければならず、費用が高くなつていた。ま
た大気中の二酸化炭素と反応し、炭酸カルシウム
が生じ、反応槽及び配管内に付着し、浄化装置の
管理に支障をきたすという欠陥があつた。またこのように凝集剤や石灰を投入して脱燐率
を高めようとすると、凝集費用が高くなるという
問題点があつた。この考案は鋳鉄の利用により高度の脱燐率効果
が得られると共に、微生物膜の剥離を防止して、
懸濁状微細フロツクによる燐の流出を防止できる
うえに、凝集剤や石灰等を投入しなくても高度の
脱燐効果を得ることができる濾材を提供すること
を目的とする。〔問題点を解決するための手段〕この考案は、環状体と、結合部と、上側骨格部
と、下側骨格部とを含み、鋳造されている。結合
部は、環状体の内側に同心状に配置されている。
この環状体と結合部との上側に跨つて上側骨格部
が設けられており、下側に跨つて下側骨格部が設
けられている。しかも、上側骨格部と下側骨格部
とは、交互に配置されている。上側骨格部は、環状体の上面側から結合部側に
向つて斜め上方に伸延した上側壁部を有し、これ
の先端部より水平に結合部側に向つて上側水平部
が伸延し、これの先端部から上側腕部が斜め下方
に伸延し結合部に結合されている。同様に、下側
骨格部は、環状体の下面側から結合部側に向つて
斜め下方に伸延した下側壁部を有し、これの先端
部より水平に結合部側に向つて下側水平部が伸延
し、これの先端部から下側腕部が斜め上方に伸延
し、結合部に結合されている。〔作用〕このような濾材を、浄化装置内に充填し、汚水
を導入すると共に、曝気を行なう。これによつ
て、濾材表面に付着生成した微生物が有機汚濁
物、燐、窒退等を吸着・酸化分解する。この際、
濾材は鋳造されているので、合成樹脂製のものよ
り比重が大きく、汚水流や曝気による空気の揚圧
力等によつて浮動することはない。よつて、濾材
同士が衝突して、その衝撃によつて微生物膜が剥
離して、懸濁状微細フロツクによる燐の流出する
ようなことはない。また、微生物膜内には鉄を溶出する微生物が共
生しており、これが鋳造された濾材から汚水中に
鉄イオンを溶出させる。また、汚水中の有機リン
は分解されてリン酸イオンとなつている。この鉄
イオンとリン酸イオンとがイオン結合して、難溶
性のリン酸鉄の非晶質を形成し、剥離微生物膜の
微細フロツクと共に、共沈して汚水中から脱燐を
行なうと共に、極めて清澄な処理水を分離するこ
とができる。よつて、汚水中から脱燐を行なえ
る。しかも、この濾材は、環状体と、結合部と、上
側骨格部と、下側骨格部とを含み、中空になつて
いる。よつて、汚水との接触面積が大きく、有機
汚濁物等の吸着・酸化分解が促進されると共に、
上述した脱燐も促進される。〔実施例〕この実施例の濾材は、第１図及び第２図に示す
ように円形の環状体２を有する。この環状体２内
に結合部４が同心的に配置されている。この結合
部４は、外周縁部がほぼ六角形状をなし、内孔６
が円形である環状体に形成されている。この環状体２の上面側に合計６つの上側骨格部
８が約60゜間隔に配置されている。この上側骨格部８は第３図に示すように環状体
２側から結合部４側に向つて斜め上方へ立上り角
度が約70゜で曲線的に傾斜した上側壁部１０ａを
有している。この壁部１０ａは、先端に向かうに
従つて幅寸法が小さくなるように構成されてい
る。この壁部１０ａには、平面形状がほぼ台形状
である凹所１２ａが形成されている。この凹所１
２ａは接触面積を広げるためのものである。この壁部１０ａの先端部には、結合部４側に向
つて水平に伸延した上側水平部１４ａが設けられ
ている。この水平部１４ａも先端に向かうに従つ
て幅寸法が小さくなるように構成されている。こ
の水平部１４ａにも上下方向に貫通した平面形状
がほぼ台形状である窓１６ａが穿設されている。
この窓１６ａは汚水の流通を良好にするためのも
のである。水平部１４ａの先端部と結合部４とを上側腕１
８ａがつないでいる。この腕１８ａは、水平部１
４ａの先端から徐々に結合部４側に向つて斜め下
方に傾斜している。このように各上側骨格部８は、その内部が中空
であるので、汚水との接触面積は大きい。環状体２の下面側には、合計６つの下側骨格部
２０が、各上側骨格部８の間に位置するように約
60゜間隔ごとに設けられている。従つて、上側骨
格部８と下側骨格部２０とは常に交互に位置して
いる。これら下側骨格部２０は、第４図に示すよ
うに上側骨格部８の上下を逆さまにした形状に構
成されているので、上側骨格部８の各構成要素で
ある壁部１０ａ、凹部１２ａ、水平部１４ａ、窓
１６ａ及び腕１８ａと対応する部分にそれぞれ１
０ｂ，１２ｂ，１４ｂ，１６ｂ及び１８ｂの符号
を付して説明を省略する。隣接している上側骨格部８と下側骨格部２０と
は、直線状の支持脚２１，２２によつて結合され
ている。隣接する上側骨格部８と下側骨格部２０
との間には若干の間隙があるので、支持脚２１，
２２は幾分傾斜している。この実施例の濾材は鋳造によつて製造される
が、この鋳造の際に用いる型は、この濾材の内部
が中空であるにもかかわらず、中子や芯型が不要
で、ほぼ同型の上型と下型とによつて製造され
る。また、図には示していないが、この濾材の外表
面には多数の微小なくぼみが形成されている。こ
のくぼみは、接触面積を増加させるためのもので
ある。この濾材は、上述したような型内に注湯し、冷
却した後に、型を外すことによつて製造される
が、鋳造された濾材に付着した鋳物砂を除去する
ために、シヨツトピーニングを行なう。その後、
グラインダによつて仕上げる。しかし、濾材の表
面には、型材料に混合していた耐火物や粘結剤や
型表面に塗布した黒鉛系物質が局部的に付着して
おり、鉄の汚水中への溶出を妨げ、微生物の生存
条件に化学的な悪影響を与える。また、濾材の表
面には冷却期間に酸化膜が形成されており、やは
り鉄の汚水中への溶出を妨げる。よつて、これら
を除去するため、再びシヨツトピーニングを行な
い、生地を露出させるが、その後もシヨツトピー
ニングを行ない、微小なくぼみを例えば最大深さ
が約0.3mmのくぼみを多数形成する。その後、97
％濃度の硫酸を10％に希釈したものに、この濾材
を５〜10分間にわたつて浸漬し、濾材表面に水溶
性のよい複雑硫酸鉄塩及び硫化鉄塩を微量発生さ
せ、その後に水洗いし、化学的中性とする。これ
によつて、鉄の汚水中への初期溶出性及び微生物
の初期付着性が向上する。この濾材は、例えば浄化槽内に多数充填される
が、その際、上部水平部１４ａ上に他の濾材の下
部水平部１４ｂが位置するように積み重ねて収容
される。これによつて、収容が容易となる。収容
した状態で汚水を導入し、下方から曝気する。こ
の際空気粒の一部は壁部１０ａ，１０ｂの外表面
にあたり、細かい粒子となり、汚水に溶け込む。
残りの空気粒は濾材の内部に入り、壁部１０ａ，
１０ｂの内表面に接触しながら汚水に溶ける。溶
けなかつた空気は上方の濾材に同様に接触し、汚
水中に溶ける。一方、汚水は積み重ねている濾材
の内外を乱流として流れ、しかも汚水中には充分
に空気を溶け込ませているので、微生物と効率よ
く接触する。また、濾材の表面には多数の微小な
くぼみがあり、接触面積が大きく、益々微生物と
効率よく接触する。次に本濾材を使用した実験結果を以下に示す。この実験は容量が90の接触曝気槽にて連続曝
気しながら行なわれた。上述した形状の直径が14cmで高さが５cmである
鋳鉄濾材と同一形状同一大きさの合成樹脂製濾材
を曝気槽内に充填し、鋳鉄濾材の脱燐に対する効
果を試したものである。実験１と実験２とは濾材の数以外の条件は同一
にした。実験１では鋳鉄濾材15個と合成樹脂濾材27個合
計42個を曝気槽内に充填したものであり、実験結
果を表１に示す。実験２では鋳鉄濾材５個と合成樹脂濾材37個合
計42個を充填したものであり、実験結果を表２に
示す。第５図ａ，ｂには実験１及び実験２の結果をグ
ラフにて示す。

【表】

〔効果〕

以上述べたように、この考案による濾材によれ
ば、内部が中空であるので、汚水との接触面積が
大きくなる。例えば実施例で示したのと同じ外形
形状の直径18cm、高さ７cmの中実濾材では表面積
は697cm²であるのに、同一形状の本考案の中空濾
材の表面積は1140cm²であり、1.64倍となり、はる
かに表面積が大きくなる。従つて、微生物膜が形
成される面積も1.64倍となる。また、内部が中空であるので、空隙率も大きく
なる。例えば100cm×100cm×100cmの容器内に、
直径18cm、高さ７cmの上記の中空の濾材及び同じ
大きさの中実濾材を充填すると、縦に５個、横に
５個、高さ方向に14個つめることができ、合計
350個つめることができ、残りの隙間に25個つめ
られ、これらをあわせると、どちらも375個つめ
ることができる。この直径18cmの中空濾材は、１
個の体積が236cm³であるから、空隙は、 1000000cm³−（236cm²×375）＝911500cm³ となり、礫のような中実濾材の場合、１個の体積
が1524cm³であるから、空隙は、 1000000cm³−（1524cm³×375）＝428500cm³ となる。空隙率で表すと、この中空濾材では91.2
％、中実濾材では42.8％である。よつて、この中
空濾材の方が約2.1倍の空隙率を有している。空
隙率が大きいと、水質が同じで、同一容量の汚水
を浄化しようとする場合、中実濾材を使う場合よ
りもこの中空濾材の濾材を使う場合には約1/2の
大きさの曝気槽でよいことになり、装置の設備
費、運転費等も安価にできる。また、空隙率が大
きいと、微生物膜が肥厚化しても、目づまりしに
くく、撹拌に対する抵抗も少なく、エネルギーの
消耗も少なくなる。また、鋳造されているので、比重が合成樹脂製
のものと比較して大きく、汚水流または曝気によ
る空気の揚圧力等によつて浮動することはなく、
剥離・脱落による懸濁状微細フロツクとなつて燐
分が流出することはない。また、流水路を利用し
た狭く浅い接触汚水浄化路の中に配置しても、流
出したり、浮上したりすることもなく、微生物が
良好に付着し、安定した接触濾材として機能す
る。さらに、実験結果１，２のように合成樹脂製
濾材と併用する場合には、錘りとしても作用し、
合成樹脂製濾材の浮上を妨げる。また、鋳造されているので、その鉄が汚水中に
溶出し、汚水中の燐分と結合して沈澱するので、
凝集剤や石灰を用いなくても、脱燐率を高めるこ
とができる。この沈澱物は非晶質の燐酸鉄アンモ
ニウム塩であり、このまま自家肥料として再利用
でき、沈澱物の処分費用は不要である。しかも、この発明による濾材は、上側及び下側
それぞれに水平部を有しているので、浄化槽に収
容する場合、積み重ねが容易に行なえる。また、
上側骨格部と下側骨格部とが交互に位置してお
り、これらの内部は共に空胴であるので、鋳造す
る際に中子や芯型が不要で、鋳造が容易にでき
る。しかも、鋳型は連続造型機によつて簡単に製
造でき、大量生産に適している。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案による濾材の１実施例の斜視
図、第２図は同実施例の平面図、第３図は同実施
例の上側骨格部の縦断面図、第４図は同実施例の
下側骨格部の縦断面図、第５図ａは実験１の結果
を、同図ｂは実験２の結果をそれぞれ示す図であ
る。２……環状体、４……結合部、８……上側骨格
部、１０ａ……上側壁部、１０ｂ……下側壁部、
１４ａ……上側水平部、１４ｂ……下側水平部、
１８ａ……上側腕部、１８ｂ……下側腕部、２０
……下側骨格部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

環状体と；この環状体の内側に同心状に配置さ
れた結合部と；上記環状体の上面側から上記結合
部側に向つて斜め上方に伸延した上側壁部と、こ
の壁部の先端部より水平に上記結合部側に向つて
伸延した上側水平部と、この上側水平部の先端部
から上記結合部まで斜め下方に伸延した上側腕部
とを含む上側骨格部と；上記環状体の下面側から
上記結合部側に向つて斜め下方に伸延した下側壁
部と、この壁部の先端部より水平に上記結合部側
に向つて伸延した下側水平部と、；この下側水平
部の先端部から上記結合部まで斜め上方に伸延し
た下側腕部とを含む下側骨格部とを；含み、上記
上側骨格部と下側骨格部とが交互に位置するよう
に、鋳造してなる汚水処理用濾材。