JPH0771673B2 - 濾材循環式汚水浄化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、浮遊性の濾材、特に数cm〜十数cmの直径を
有する大型の浮遊性濾材を用いた汚水浄化装置で、例え
ば河川水の浄化のように大規模容量の浄化を行うのに好
適な汚水浄化装置の改良に関する。

〔背景技術〕

大型の濾材を用いた汚水浄化装置というのは、浄化槽内
に浮遊性の濾材を多数個収容して濾材の集合である濾床
を形成し、この濾床に浄化処理用の好気性細菌あるいは
嫌気性細菌を繁殖させるようにしたもので、汚水が濾床
の濾材に接触しつつ浄化槽の上流から下流に向けて緩や
かに流れることにより徐々に浄化処理を受けるようにな
っている。

ところが、濾材として大型のものを用いる従来の浄化装
置では、濾床が固定的であったため、一定の処理量をこ
なすと各濾材あるいは濾材同士間に汚泥による目詰まり
が生じ、その後の浄化能力の低下を来すという問題があ
る。これに対処するには浄化装置内の全濾材を交換する
か、あるいは全濾材を洗浄して浄化装置のオーバーホー
ルを定期的に行うことになるが、この結果、浄化装置の
運転コストが大きく増大してしまう。

他方、濾材自体を工夫して目詰まりを生じ難くし、ある
いはある程度まで予備浄化して濃度を下げた汚水を処理
するようにして濾材の目詰まり自体を予防する方法もあ
る。

しかし、予備浄化の方法は、予備浄化自体が相当に面倒
なものであるし、また予備浄化しても単に目詰まりの運
行を遅らせることができるというだけで、目詰まり自体
の完全な防止は不可能であり、結局、非常に大変な作業
である濾材の洗浄乃至交換を定期的に行わざるを得な
い。

また、例えば日本国特許第1343032号（特許公告昭和61
年第2440号）に見られる、浮遊性であり且つ折互いが絡
まり難いようになっている球形の濾材のように、濾材自
体の工夫により、それ自体に相当な目詰まり抑制能力を
与えることができるものの、結局、目詰まりの完全防止
には不十分である。

このような従来の事情を背景にしてなされたのがこの発
明で、濾床を通過することにより浄化されつつある処理
水に悪影響を与えることのないようにして、つまり濾材
の動きによる濾材からの剥離汚泥が処理済水の中に広が
ることのないようにして、濾材の循環銅及び濾床の静か
な流動を与え、さらにこの循環動を利用して濾材を洗浄
することにより、濾材の目詰まりを有効に防止し、常に
効率的な浄化を可能とする汚水浄化装置の提供を目的と
している。

〔発明の開示〕

このような目的は、浄化槽内に浮遊性の濾材を多数個収
容して濾材の集合である濾床を形成し、汚水を、浄化槽
の上流側より下流側に流下させて濾床と接触させつつ、
濾床で繁殖した細菌により浄化処理する汚水浄化装置に
於いて、浄化槽の最下流部から最上流部へ濾材を移動さ
せる移動手段を備えると共に、浄化槽の最上流部に渦流
形成用の第１水流形成手段及び直射流形成用の第２水流
形成手段を備え、そして浄化槽の最下流部において濾床
中より取り出した濾材を移動手段にて浄化槽の最上流部
に移動せしめ、この最上流部に移動せしめられた濾材を
第１水流形成手段による渦流及び第２水流形成手段によ
る直射流にて濾床の底部から濾床に戻すようにした濾材
循環式汚水浄化装置より達成される。

この装置は、濾材が常に動いていれば目詰まりを有効に
防止できるが、他方濾材を単に無秩序に動かしたのでは
この無秩序な動きに連れて濾材から剥離する汚泥が浄化
槽内に拡散してしまい、浄化効率の低下を来してしまう
という知見に基づくものである。

そして、この装置は、前記のような知見が要求する濾材
の恒常的且つ秩序的な動きを効率よく達成することによ
り、濾材の目詰まりを有効に防止し、常に効率的な浄化
を可能とするものである。

すなわち、この装置では、濾材の最下流部からの取出し
と最上流部における濾床への戻しとの継続的な繰返しに
より、濾材が循環動すると共に濾床があたかも氷河の動
きのように静かに流動し、濾材の目詰まりが有効に防止
される。また、濾材が最上流部で濾床に戻る際に第１水
流形成手段による渦流に乗って回転運動を行うようにな
っているので、この回転運動により濾材の洗浄も効率よ
く行える。しかも、汚泥が剥離するような濾材の動きは
実質的に浄化槽の最上流部、つまり未だ処理を受けてい
ない原水の部位であり濾材から汚泥が剥離しても悪影響
のない部位に限られるので、剥離汚泥の拡散による浄化
効率の低下を招かずに済む。

濾材の移動手段として水流を用いると、より合理的な設
計が可能である。すなわち、浄化槽に循環路を付設し、
この循環路内に浄化槽内と連通する水流を最下流部から
最上流部に向けて形成し、この循環路内の水流に乗せて
濾材を移動させるようにすれば、濾床中からの濾材の取
出しをより有効に且つ効率的に行え、また移動手段の故
障的要素を少なくすることもできる。

循環路内の水流を用いて濾材を移動させる場合には、こ
の循環路内に剥離手段を設け、この剥離手段により濾材
から汚泥を剥離させることができる。このようにする
と、濾材から剥離する汚泥の処理水への影響をより少な
くでき、汚水の浄化効率をより一層高めることができ
る。

循環路内の剥離手段としては、そこに形成した渦流を用
いることができ、このような剥離手段は、極めて簡単な
構造でありしかも効率がよい。

浄化槽は、上流端と下流端とが相隣接する折り返し構造
とすることもできる。このような折り返し構造は、長大
な浄化槽の場合に設置空間の効率性を図れる。

移動手段としては、前記の水流を用いたものの他にも、
駆動力を備えたコンベヤを用いることもできる。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明の第１実施例による濾材循環式汚水浄
化装置の一部破断を含む概略斜視図。

第２図は、第１図中の矢示II方向から見た概略平面図。

第３図は、第１図中の矢示III−III線に沿う概略断面
図。

第４図は、第１図中の矢示IV−IV線に沿う概略断面図。

第５図は、第１図中の矢示Ｖ−Ｖ線に沿う概略断面図。

第６図は、第２実施例による濾材循環式汚水浄化装置の
第４図相当の概略断面図。

第７図は、第３実施例による濾材循環式汚水浄化装置の
概略平面図。

第８図は、第７図中の矢示VIII−VIII線に沿う概略断面
図。

〔発明を実施するための形態〕

以下、本発明の実施例を説明する。

尚、以下の各実施例の説明においては、各実施例に共通
する部分には同一符号を用い、重複する説明は適宜省略
している。

また、以下で説明する各実施例は何れも曝気式に関する
ものであるが、この発明は曝気式に限られず、嫌気式に
も用いることができる。

第１実施例 この実施例の濾材循環式汚水浄化装置１は、第１図に示
すように、濾材Ａが充填された浄化槽２と、浄化槽２中
の濾材Ａを循環させるための循環手段３とで形成されて
いる。

浄化槽２には濾材Ａが充填されているが、この濾材Ａ
は、後述の説明から判るように、浮遊性、つまり例えば
0.95〜0.95程度と汚水よりやや比重が小さく適度の浮力
で水中を浮遊可能とする性質を備え、且つお互い同士が
絡まり合わないという性質を備えている必要がある。ま
た、濾材Ａは、10cm前後で好ましくは10〜12cmの直径を
持つ球形状で、しかもより多くの表面積が得られるよう
に多数のフレームで形成されたものが好ましい。このよ
うな特製を持つ濾材Ａとしては、前述した日本国特許第
1343032号（特許公告昭和61年第2440号）に示される球
形の濾材が最適である。

このような濾材Ａは、浄化槽２内に充填すると、その浮
遊性故に、汚水の水面Ｍから下方に向けて充填状態とな
り、濾材Ａの集合である濾床Ｂを形成する。そして、こ
の濾床Ｂで繁殖する好気性細菌により汚水の浄化が行わ
れる。濾材Ａの充填量としては、浄化槽２内の汚水収体
積に対し55〜60％となるようにするのが好ましい。

浄化槽２は、例えば楯が60mで横が30mというようなサイ
ズの細長い直方体状で、上流側の側壁2aの上部に汚水流
入口５が設けられ、また下流側には仕切り板６で角部を
仕切ることにより形成された浄水排出ピット７が設けら
れている。そして、汚水流入口５から流入した汚水は、
濾床Ｂに接触しつつ下流側に向かって緩やかに流れて行
き、その間に濾床Ｂによる浄化処理を受け、下流側にお
いては処理済水となり、仕切り板６に設けられている多
数の通孔８、８、……から浄水排出ピット７に入り、そ
こからポンプアップして排出される。尚、浄水排出ピッ
ト７用の仕切板６は濾材Ａ乃至濾床Ｂの後述する“動
き”についての死角を無くすための役目を負っている。

循環手段３は、浄化槽２の最下流部で濾床Ｂから取り出
した濾材Ａを最上流部で濾床Ｂに戻すという作業を継続
的に行って濾材Ａを循環的に動かすことにより、濾床Ｂ
を全体的に上流側から下流側に向けてあたかも氷河の動
きのような静かに流動させるためのもので、これにより
得られる濾床Ｂの流動により濾材Ａの目詰まりが有効に
防止される。そのために循環手段３は、循環路９、移動
用水流形成手段10、第１水流形成手段11及び第２水流形
成手段12より構成されている。

循環路９は、濾材Ａを下流側より上流側に移動させるた
めの移動手段の一つで、濾材Ａの直径よりやや広い程度
の幅Ｗと浄化槽２の深さと略同じ深さを持つものとして
浄化槽２の側面に付設されており、一端が最下流部にお
いて取り込み口13を介して浄化槽２内に連通し、また他
端が最上流部において放出口14を介して浄化槽２内に連
通している。取り込み口13は、浄化槽２の側壁2bの上部
を一部切り取ったような状態で形成されたもので、その
水面からの深さＤは濾材Ａの直径の２〜３倍程度とされ
ている。つまり、この取り込み口13のサイズと前述の循
環路９の幅サイズとの組合せにより、濾床Ｂの上部から
濾材Ａを１〜数個ずつ循環路９に取り込めるようになっ
ている。他方、放出口14は、濾材Ａの浄化槽２内への戻
りに必要最小限の範囲で浄化槽２内に連通するようにし
て循環路９の下流側端に設けられている。具体的には、
循環路９の下流側端に設けた仕切り壁14wの上方に濾材
Ａの直径の２〜３倍程度の高さで設けられている。ま
た、放出口14には、濾材Ａ乃至濾床Ｂの動きについての
死角を無くすために、三角柱状のガイド板15が隣接させ
て設けられている。

移動用水流形成手段10は、浄化槽２の下流側から上流側
に向けて流れる水流を循環路９に形成するためのもの
で、浄水排出ピット６から処理済水を図示せぬポンプに
て循環路９に噴出させるようにしてなるものである。そ
して、この移動用水流形成手段10にて形成さえた水流に
取り込み口13から取り込まれた濾材Ａが乗ることにより
浄化槽２の最下流部から最上流部へ移動せしめられる。
尚、浄化槽２に連通する取り込み口13にも水流の影響が
およぶので濾材Ａは自然でも循環路９内に入って来る
が、条件によっては取り込み口13近辺でブリジを形成す
る場合があるので、例えば緩やかに回転する羽根車のよ
うな適宜の手段を取り込み口13に設け、これにより強制
的に濾材Ａを循環路９内に送り込むようにすることが好
ましい。

この移動用水流形成手段10は、その噴出力及びその噴出
口10nの高さを所定の条件で設定することにより、循環
路９の長さ方向及び深さ方向の両方向に対し平行する向
きの渦流16を形成することができる。そして、この渦流
16は、濾材Ａから汚泥を剥離させるための剥離手段とな
る。すなわち、水流に乗って循環路９を移動して行く濾
材Ａは、この渦流16に乗って回転運動をすることによ
り、付着汚泥が剥離されて洗浄がなされる。濾材Ａから
剥離した汚泥は、傾斜させられた循環路９の床に沿って
汚泥ピット17に集まり、そこから図示せぬポンプにより
回収される。

移動手段としてこのような水流式の循環路９を用いる
と、濾床Ｂ中から濾材Ａの取出しをより有効に且つ効率
的に行え、また移動手段の故障的要素を少なくすること
ができる。しかし、移動手段としてはこのようなものに
限られず、例えば、駆動力付のコンベヤを用い、また必
要に応じてコンベヤの途中に適宜な剥離手段を設けるよ
うにしてもよい。また、水流式とする場合でも、濾材Ａ
が一列で移動できる深さの循環路だけで目的を十分に達
成可能であり、このような循環路を設ける場合には例え
ば予め形成されているコンクリート製のパイプ等を浄化
槽に取り付けるようにしてもよい。

また、循環路９に剥離手段を設けると、濾材から剥離す
る汚泥の悪影響を処理済水へ与えずに済み、浄化効率を
より一層高めることができる。さらに、このように渦流
16を用いることにより、極めて簡単な構造でしかも効率
のよい剥離手段とすることができる。もっとも、基本的
には前述のように濾床Ｂの流動により濾材Ａの目詰まり
を十分に防止し得るので、このような剥離手段を設ける
必要性は必ずしもなく、また剥離手段を設けるにしても
渦流16によらず、他の適宜な手段を採用し得る。

第１水流形成手段11は、循環路９により移動して来た濾
材Ａを濾床Ｂに戻してやるための手段の一部で、浄化槽
２の最上流部、具体的には循環路９の放出口14に近接さ
せて設けられている。この第１水流形成手段11は、移動
用水流形成手段10と同様に浄水排出ピット６から引いた
処理済水を水面Ｍに比較的近い部位から噴出させること
により、浄化槽２の流さ方向に対して交差する向きで且
つ浄化槽２の深さ方向に平行する向きの渦流18を形成し
ている。そして、この渦流18に循環路９の放出口14から
濾材Ａが取り込まれて回転運動を行うことにより、濾床
Ｂへ戻すための前段状態が形成される。また、同時にこ
の渦流18に乗っての回転運動により、前述した循環路９
におけると同様に濾材Ａの洗浄が行われ、濾材Ａの目詰
まりがより有効に防止される。ここで濾材Ａから剥離し
た汚泥は、循環路９の場合と同様に傾斜させられた床に
沿って汚泥ピット19に集まり、そこから図示せぬポンプ
により回収される。

第２水流形成手段12は、第１水流形成手段11による渦流
18に乗って回転運動を行っている濾材Ａを濾床Ｂに戻し
てやるためのもので、ガイド板15と同様に死角を無くす
ためのガイド板21で区画された角部に第１水流形成手段
11に斜めに向かい合う状態にして設けられている。この
第２水流形成手段12は、同様に浄水排出ピット６から引
いた処理済水を噴出させることにより、浄化槽２の最上
流部の角部から浄化槽２の下流側に向けて斜めに噴射さ
れる直線状の直射流20を形成する。そして、この直射流
20により弾き飛ばされるようにして渦流18中の濾材Ａが
濾床Ｂの底部に戻される。

尚、浄化槽２の底には水を抜いた場合等に濾材Ａが底に
沈むのを防止するためのロストルが設けられ、また曝気
用の空気を供給する曝気管が設けられるが、これらはよ
く知られたものなのでその図示は省略している。また、
図中では分かり易くするために、浄化槽２と濾材Ａやそ
の他の部材とのサイズ比率を適宜に変えて表現してい
る。

第２実施例 この実施例は、第６図に示すように、循環路９内に渦流
16による剥離手段を複数カ所で設けた例で、浄化槽が長
大になる場合に好適である。

第３実施例 この実施例は、第７図及び第８図に示すように、浄化槽
32が折り返し式になっている。つまり、中央に仕切り壁
33を設けてＵ字状の通路を形成することにより、上流端
と下流端とが相隣接する構造とされている。このような
構造は、浄化槽が長大になる場合に好適で、その設置空
間を効率的に利用できる。

このような折り返し式の場合には、相隣接する上流端と
下流端に跨がるコンベア34を移動手段として設ければよ
い。そして、このコンベア34により下流端から上流端へ
濾材Ａを移し、前述の第１実施例の場合と同様の第１水
流形成手段11及び第２水流形成手段12により濾材Ａを濾
床Ｂの底部に戻すことにより、第１実施例と同様な効果
が得られる。

〔産業上の利用可能性〕

この発明による濾材循環式汚水浄化装置は、循環手段に
より濾材を循環的に動かして濾床に静かな流動を与える
ようにしているので、濾材の目詰まりを有効に防止でき
る。また、このような濾材の循環動を利用して濾材から
汚泥を剥離するようにしているので、濾材の目詰まりを
さらに一層有効に防止できる。しかも、これらの目詰ま
り防止は浄化されるつつある処理水に悪影響を与えるこ
となくされるので、濾材式汚水浄化の効率性の向上に大
きく寄与できる。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】浄化槽内に多数個収容した浮遊性の濾材に
   より、これらの濾材が浄化槽内全体にわたって充填する
   状態で集合する濾床を形成し、汚水を、浄化槽の上流側
   より下流側に流下させて濾床と接触させつつ、濾床で繁
   殖した細菌により浄化処理する汚水浄化装置に於いて、 浄化槽の最下流部から最上流部へ濾材を移動させる移動
   手段を備えると共に、浄化槽の最上流部に渦流形成用の
   第１水流形成手段及び直射流形成用の第２水流形成手段
   を備え、そして浄化槽の最下流部において濾床の上部か
   ら取り出した濾材を順次移動手段にて浄化槽の最上流部
   に移動させ、この最上流部に移動させた濾材に第１水流
   形成手段による渦流にて濾床の最上流部の端面に沿った
   回転運動を行なわせ、この回転運動中に濾床の底部に対
   応する位置を取った濾材を第２水流形成手段による直射
   流にて濾床の底部から濾床に戻すことを繰り返し、この
   繰り返しによる濾床外での瀘材の循環動により、濾床全
   体に秩序立った静かな動きを恒常的に与えるようにした
   ことを特徴とする濾材循環式汚水浄化装置。
2. 【請求項２】一端を最下流部において、また他端を最上
   流部においてそれぞれ浄化槽内に連通する循環路を付設
   し、この循環路内に形成した下流側から上流側に向けて
   流れる水流にて移動手段を形成した請求の範囲１項記載
   の濾材循環式汚水浄化装置。
3. 【請求項３】循環路内に濾材から汚泥を剥離させる剥離
   手段を設けた請求の範囲２項記載の濾材循環式汚水浄化
   装置。
4. 【請求項４】剥離手段が循環路内に形成した渦流である
   請求の範囲３項記載の濾材循環式汚水浄化装置。
5. 【請求項５】浄化槽を上流端と下流端とが相隣接する折
   り返し構造とした請求の範囲１項記載の濾材循環式汚水
   浄化装置。
6. 【請求項６】移動手段が駆動力を備えたコンベヤである
   請求の範囲１項または範囲５項何れか記載の濾材循環式
   汚水浄化装置。