JPH0780486A

JPH0780486A - 微少風量調節弁

Info

Publication number: JPH0780486A
Application number: JP24727493A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Takimoto; 喜彦滝本; Masahide Oya; 雅英大屋; Tsukasa Watai; 宰渡井
Original assignee: NISHIHARA NEO KOGYO KK
Current assignee: NISHIHARA NEO KOGYO KK
Priority date: 1993-09-09
Filing date: 1993-09-09
Publication date: 1995-03-28

Abstract

(57)【要約】【目的】小規模な汚水浄化槽において、エアリフト循
環用空気を曝気用空気から分岐して使用する場合、少量
の分岐用空気を長期間安定して供給可能で、流量調節が
安定して行える微少風量調節弁を提供することである。【構成】微少風量調節弁の弁体は、必要最小限の通過
断面積の円形小穴を有する。該円形小穴の数を、調節弁
の出口配管内径の間隔ごとに増加させて、弁体に設け
る。この弁体を回転またはスライドさせることにより、
空気が通過する弁体の小穴の数を変化させ、空気量をデ
ジタルに調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小規模汚水浄化装置に
関し、特に汚水浄化槽の曝気用空気から少量の空気を分
岐する弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】小規模汚水浄化槽において、圧力空気を
必要とするのは、曝気用、逆洗用、一時多量エアリフト
用、及び微少量循環エアリフト用がある。図５は、ブロ
ワ１４が１台の場合の圧力空気の系統図である。図５に
基づいて、各用途について説明する。

【０００３】曝気用空気は、汚水を好気性処理によって
浄化する場合の散気として用いる。間欠曝気法の例外は
あるものの、通常は２４時間連続曝気である。従って、
仕切弁１３Ａは、常時開である。

【０００４】逆洗用空気は、接触ろ材の下方から散気し
て、肥厚化した生物膜を強制的に剥離させる操作として
用いる。主として接触曝気法が採用される小規模汚水浄
化槽の好気性処理では、長期間運転で接触ろ材に生物膜
が肥厚化するため、数カ月に１度の頻度で必要である。
通常は曝気用の空気を切り替弁によって一次的に流用す
る。従って、逆洗時のみ仕切弁１３Ｂを開き、その他の
時は仕切弁１３Ｂを閉とする。

【０００５】一時多量エアリフト用空気は、前記、接触
ろ材の逆洗によって剥離させた生物膜をエアリフトポン
プによって汚泥貯留部に移送する操作として用いる。曝
気用の空気を切り替弁によって一次的に流用する。従っ
て、汚泥返送時のみ、仕切弁１３Ｃを開き、その他の時
は仕切弁１３Ｃを閉とする。

【０００６】微少量循環エアリフト用空気は、接触ろ材
から自然に剥離した生物膜を含む接触曝気槽水を微少流
量で常時嫌気ろ床槽に移送循環させるために用いる。接
触曝気槽から自然に剥離した生物膜を除去する目的と同
時に、汚水中に含むアンモニア態窒素を酸化して硝酸化
させた曝気槽水を嫌気ろ床槽に移送循環させることによ
って脱窒反応を起こさせることも目的とする。

【０００７】このためには微少流量で揚水し、循環させ
るために専用のエアリフト循環ポンプが用いられるが、
前記ブロワ１４からの空気を兼用することもある。この
場合、仕切弁１３Ｄが必要になる。

【０００８】しかし通常は、一時多量エアリフト用空気
を調節弁１３Ｃにて微少量に絞り分岐して用いることが
多い。

【０００９】言うまでもないが、もし、分岐弁１３Ａ、
１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄを使用しないとすると、曝気
用、逆洗用など目的用途別にブロワが必要となり、浄化
槽内部の配管構造が複雑になることや、ブロワの台数が
増える分コストが高くなること、かつ施行時にブロワの
接続を間違える危険性が生まれる。また、ブロワ台数が
増えることにより、電気代やブロワの維持費が大きくな
る。従って、従来、図５のように、ブロワ１台にて、分
岐弁を使用する場合が多い。

【００１０】次に、微少量循環エアリフト用空気の必要
性についてさらに具体的に説明する。

【００１１】エアリフトポンプの微少量連続運転を行う
と、窒素の除去、浮遊物質の除去、接触曝気槽への負荷
変動の安定化及び嫌気ろ床槽からの臭気発生防止の効果
がある。すなわち、（イ）窒素の除去接触曝気槽で硝化された窒素（ＮＯ_x −Ｎ）を接触曝気
槽の前段（例えば、嫌気ろ床槽第一室）に少量で戻す
（連続循環）と、脱窒作用の条件である溶存酸素のない
嫌気的な条件すなわち無酸素状態、及び原水から水素供
与体として得られる有機物（炭素源）の存在により、窒
素の除去が得られる。もし、接触曝気槽にエアリフトポ
ンプが設備されていないと、あるいは設備してあっても
運転しないと、接触曝気槽で硝化された窒素はＮＯ_x −
Ｎの形態で存在し、原水の窒素は形態を変えたにすぎ
ず、浄化槽外に流失してしまうことになる。

【００１２】（ロ）浮遊物質の除去接触曝気槽内で発生した汚泥（浮遊物質）や接触材に付
着した汚泥（生物膜ともいう）が自然剥離した場合は、
これらの剥離汚泥は速やかに浄化槽の前段である嫌気ろ
床槽第一室へ移送することにより、ここに貯留すれば、
浮遊した剥離汚泥の浄化槽外への流出が防止できる。こ
のとき、剥離汚泥の移送は、嫌気ろ床槽内を乱さないよ
う少流量で行う。

【００１３】なお、接触曝気槽の接触材に付着した汚泥
を逆洗行為により強制剥離させた場合の剥離汚泥も同様
にエアリフトの連続運転で嫌気ろ床第一室へ移送でき
る。しかし、エアリフトポンプの連続運転を行わないと
接触曝気槽に沈澱した汚泥を全て取り除くのが不可能で
あり、連続運転では、エアリフト量を前述のように少流
量にしなければならない。。

【００１４】接触曝気槽にエアリフトポンプを設備して
いるが、エアリフト循環用分岐調節弁がない浄化槽の場
合は、この調整が困難である。

【００１５】（ハ）接触曝気槽への負荷変動の安定化接触曝気槽で処理された水をエアリフトポンプで少量連
続循環することにより、接触材に付着した微生物に対し
て連続的に有機物源を供給でき、微生物の活性化が高め
られ処理機能が向上する。

【００１６】また、接触曝気槽で処理された水を浄化槽
前段の嫌気ろ床槽第一室へ少量連続循環することによ
り、有機物濃度の希釈効果が得られ、接触曝気槽に与え
る負荷が削減され、排水流入ピーク時も安定する。

【００１７】すなわち、小規模汚水浄化槽は、排水があ
る場合に接触曝気槽へ有機物が供給され、その有機物量
は排水の水量の大小によって大きく変動し、接触曝気槽
への負荷変動が激しい。

【００１８】負荷変動の激しいときは接触曝気槽への有
機物負荷が不安定になり、排水量が多い時間帯は、接触
曝気槽の溶存酸素が著しく低下し、処理機能が対応でき
なくなり浄化されなくなる危険性がある。従って、少量
連続循環は、処理機能の安定化に必要である。

【００１９】（ニ）嫌気ろ床槽からの臭気発生防止溶存酸素のある接触曝気槽水を循環することにより、嫌
気ろ床槽での嫌気腐敗を妨げ、臭気発生を防ぐことがで
きる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】家庭用浄化槽などの小
規模汚水浄化装置において、エアリフト循環を行うこと
が多くなり、この場合、曝気用空気を分岐して微少量に
絞り用いているが、間欠作動のエアリフト用を兼用した
場合は、曝気用空気圧力が変動するため、必要な都度、
分岐弁で流量を調節して使用する。

【００２１】言い換えると、小規模汚水浄化槽におい
て、曝気用空気量の内から少量の空気量を分岐して逃が
して曝気量を調節したり、他の用途、例えば、エアリフ
ト循環に使用しようとするとき、分岐量の調節は、弁調
節によって行うのが通例である。

【００２２】この弁には玉形弁、仕切弁、コック（含ボ
ールコック）などが用いられるが、いずれも微少断面積
に絞り込むとき、極めて細くて狭いスリット形または三
日月形断面で調節することになる。例えば、図６、図７
の従来型調節弁では、図７の弁体６２の閉止円６３と出
口配管６０の開口円６４が重なっていない部分６７のみ
空気の通過断面となる。

【００２３】具体的に説明すると、図６は、従来形調節
弁の代表的な仕切弁の中央縦図面であり、図７は弁体閉
止作用図である。弁箱６１の中央に弁体６２を設ける。
ハンドル６５を回転させると、図６の弁体６２は、出口
配管６０の開口円６４の部分に移動する。従って、弁体
６２と開口円６４とが重なっていない部分６７のみが空
気の通過可能断面である。弁体６２と開口円６４の重な
っていない部分６７は、面積変化が大きいため、重なっ
ていない部分６７の断面積はハンドル６５のつまみ調節
が微動であっても大きく変化してしまい、微少流量調整
は困難である。さらに、細くて狭い通過面積では塵をも
詰まらせるので、長時間にわたって調節通過面積を安定
維持することは出来なかった。

【００２４】以上、図６、図７で説明したように、従来
の分岐弁は、エアリフトポンプの連続運転に使用する場
合、エアリフト循環用に送る空気量が短い間に減少した
り、停止する傾向にあり安定性が悪く、機能に与える影
響が大きかった。

【００２５】また、エアリフト循環用に要する空気量は
微少量範囲であることから、従来の分岐弁は、必要とさ
れる空気量を設定、調整することが困難であり、大まか
な空気量の設定となり機能に与える影響が大きかった。

【００２６】本発明は、小規模な汚水浄化槽において、
弁体を改良することにより、曝気用空気から少量の空気
をエアリフト循環用等の空気として安定して長期間分岐
することができ、流量調節が安定して可能な調節弁を提
供することを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る微少風量調節弁は、小規模汚水浄化槽
の曝気用空気から少量の空気を出口配管へ分岐するため
に、出口配管に連通するように弁体に設ける開口を円形
小穴で構成する。一つの円形小穴は、必要最小限の開口
面積とする。該円形の小穴の数を、出口配管開口の内径
に相当する間隔ごとに順次１から整数倍増加させる。開
口面積の調節は、出口配管の開口に現れる円形小穴の数
を回転またはスライドによって変更することにより行
う。この開口面積の調節により、本発明は前記分岐する
空気の微少量を調節する弁を提供する。

【００２８】なお、弁体に設ける小穴は、円形が望まし
いが、円形でなくてもよい。

【００２９】

【作用】合併処理浄化槽の代表的な処理法である嫌気ろ
床接触曝気法に、後段の接触曝気槽から硝化窒素（ＮＯ
_x −Ｎ）を循環させる。これにより、一度硝化した硝酸
性窒素が嫌気槽で脱窒され、脱窒が進むと、アルカリ度
が高められ、これが好気槽に補給されるので、好気槽の
ｐＨが中性化し、より硝化細菌の活性が高まる。さら
に、エアリフト循環水量の増加分による生物膜と基質の
接触頻度の増大によって硝化率が向上する。

【００３０】上記のように、生物学的な硝化・脱窒の効
率化を図る上では流量が一定していることが重要である
から、エアリフト循環に使用する微少な空気量も、一定
して絞り分岐する必要がある。このことが、本発明で可
能となったのであり、従来の玉形弁、仕切弁、コック等
では、微少な空気量を一定して絞り分岐することは困難
であったことから、本発明は顕著な作用効果をもたらす
といえる。

【００３１】必要最小限の開口円形小穴の形を、塵など
で詰まることがない安全径１．０ｍ／ｍφとすれば、最
小規模の曝気配管１３ｍ／ｍφの場合、分岐比は１／１
６９になり、微少量の空気が分岐可能となる。

【００３２】空気分岐量の調節は、ハンドル操作で、目
盛り位置を変えて円形小穴の数を増減させることによっ
て行い、その調節量は、一つの小穴の流量の整数倍とな
る。

【００３３】曝気用空気圧が一定であれば、空気分岐量
は、円形小穴の数により把握できる。

【００３４】本発明の風量調節弁により、エアリフト循
環などが円滑に行われると、溶存酸素のある接触曝気槽
水が循環され、嫌気ろ床槽の臭気発生防止をも期待でき
る。

【００３５】

【実施例】本発明の実施例について図に基づいて説明す
る。

【００３６】図１は、本発明の実施例に係る微少風量調
節弁の中央縦断面図である。図２は、図１の実施例に係
る風量調節弁の平面図である。

【００３７】風量調節弁は、弁箱２１、弁体２２、ハン
ドル２５、及び弁棒２７からなり、弁体２２には、円形
小穴２３がある。風量調節弁２０は、入口配管２８と出
口配管２９の間に配置される。

【００３８】図３は、弁体２２を展開し、円形小穴２３
の開孔状態を示す図である。円形小穴２３が出口配管２
９の開口部２９ａに重なると、円形小穴２３の数に応じ
た風量が流出する。円形小穴２３以外では、シートパッ
キン３０により出口配管２９と入口配管２８は遮断され
る。

【００３９】目盛板２６が、弁箱２１の蓋２４の上に設
けられている。ハンドル位置０では、全閉である。ハン
ドル位置１では円形小穴２３ａが１個開通する。ハンド
ル位置２では円形小穴２３ａと２３ｂが２個開通する。
順次、ハンドル位置の変化により、円形小穴の開通数が
多くなる。なお、ハンドル２５の回転は、Ｏリング３１
によってシールされると同時に、振動によって位置ずれ
を起こすこともない。

【００４０】次に、調節弁の操作について説明する。

【００４１】図２の目盛板０の位置にハンドル２５を合
わせると弁体は全閉であり、図３の展開図のハンドル０
の位置となる。

【００４２】エアリフト循環を行うために、図２のハン
ドル２５を目盛板１に合わせると、図３の弁体の展開図
でハンドル位置１の位置になり、弁体２２の円形小穴２
３ａが一つ出口配管２９の開口部２９ａに現れる状態に
なる。

【００４３】この弁体２２の円形小穴２３ａが１つ開通
された状態の調節弁２０の中央縦断面図を表したのが図
１である。

【００４４】曝気用空気より分岐した空気は、図１の調
節弁２２の下部の入口配管２８より、調節弁２２に入
り、弁体２２の円形小穴２３ａを通過して、エアリフト
循環用出口配管２９に入り、循環する。

【００４５】本発明の実施例では、入口及び出口配管の
径は１３ｍ／ｍφであり、円形小穴の径は１ｍ／ｍφで
あった。

【００４６】分岐した空気量は、少量であるが流量が一
定し、長期間安定したエアリフト循環を行うことができ
た。

【００４７】また、従来型の三日月形断面の弁体の開き
状態と異なり、直径０．７ｍｍの円形小穴でも塵が詰ま
ることもなかった。

【００４８】なお、直管の途中に分岐調節弁を取り付け
る場合は、図４の調節弁を用いて同様の目的を達成でき
た。主構成材を図１と同じ番号で示し、説明を省略し、
風の流れを矢印で示す。

【００４９】なお、前記実施例は、弁体が回転するが、
スライド式に小穴を移動させてもよい。

【００５０】

【発明の効果】本発明は、以上説明した構成を採用する
ため、以下の効果を生じる。

【００５１】（１）該調節弁は、円形小穴を、塵などで
詰まりを生じさせない安全寸法を最小径とするので、長
期にわたって安定的に空気量を分岐することができる。

【００５２】（２）円形小穴の形を小さくできるので、
微少量の空気を安定して分岐できる。

【００５３】（３）分岐空気量の調節は、円形小穴の数
の増減によって行い、その調節量は、一つの小穴の流量
の整数倍となる。また、弁のハンドル操作は、目盛り位
置に合わせるだけで容易にできる。

【００５４】（４）曝気空気の圧力が一定であれば、円
形小穴の使用数によって、分岐空気量が把握できる。

【００５５】（５）オリフィス式風量調節弁により、エ
アリフト循環が長期に安定して行える。

【００５６】（６）小規模汚水浄化槽において、汚水処
理の効率化が図られ、高度の水質を長期に安定して得ら
れる。

【００５７】（７）溶存酸素のある接触曝気槽水を循環
することにより、嫌気ろ床槽での嫌気腐敗を妨げ、臭気
発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る微少風量調節弁の中央縦
断面図である。

【図２】図１の実施例に係る微少風量調節弁の平面図で
ある。

【図３】弁体の円筒部展開図である。

【図４】直管部に取り付けた微少風量調節弁の本発明実
施例の中央縦断面図である。

【図５】曝気用空気から空気を分岐する弁の系統図であ
る。

【図６】従来型の弁の中央縦断面図である。

【図７】従来型の弁体開孔調節作用図である。

【符号の説明】２０微少風量調節弁２１弁箱２２弁体２３、２３ａ、２３ｂ円形小穴２４弁蓋２５ハンドル２６目盛板２７弁棒２８入口配管２９出口配管２９ａ出口配管開口部３０シートパーキング３１Ｏリング１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ仕切弁６３弁体６４出口配管開口部６７２つの円の重なっていない開孔部分

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】小規模汚水浄化槽の曝気用空気から少量
の空気を出口配管へ分岐する風量調節弁装置において、
必要最小限の通過断面積を有する円形小穴を設けた弁体
であって、前記円形小穴の数を、出口配管開口の内径に
相当する間隔ごとに、順次１から整数倍増加させて弁体
に設け、出口配管の開口に現れる前記円形小穴の数を回
転またはスライドによって変更することにより流量を調
節し、かつ弁体は、全閉及び全開の調節をも含む微少風
量調節弁。