JPH0871532A - 液体の循環浄化装置及び液体の循環浄化システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】濾過材目詰まり後の循環流量の低下防止。 【構成】循環浄化装置に液体が濾過材に透過しないよう
に流れるバイパス部を設け、バイパス部の孔部３が生分
解性物質５で覆われており、生分解性物質５が分解され
た後に液体がバイパス部を流れるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、生分解性物質を利用し
た液体の循環浄化装置及び液体の循環浄化システムに関
する。

【０００２】

【従来の技術】取扱いが簡便であること、装置が簡略化
できること、特殊な薬剤を必要としないこと等から、微
生物の有機物質分解作用を利用した水の循環浄化装置が
広く実用に供されており、浴水循環浄化装置、排水処理
装置等はその一例である。

【０００３】かかる装置は一般に水を循環する配管系に
濾過部及び微生物浄化槽を設けており、循環水中の比較
的大きな不溶性成分を濾過部で濾過、除去し、微生物浄
化槽で不溶有機成分の一部及び可溶有機成分を生分解及
び除去している。

【０００４】かかる装置では、浄化を行う浄化微生物
は、通常、水の循環系内で自然発生的に増殖する。すな
わち、循環水中の浄化微生物は、通常、循環水中に存在
する基質及び溶存酸素等を利用しながら徐々に増殖する
とともに、循環する過程で集合体を形成したり、浄化槽
内部の固定床に固定化され、さらに増殖を続ける。

【０００５】しかし、浄化微生物の増殖初期の段階にお
いては浄化微生物の絶対量が不足しているため、水の循
環浄化装置の浄化能力が所定のレベルに達しておらず、
不溶性及び可溶性の汚濁成分は循環水中に懸濁・溶存し
て系内を循環している。

【０００６】また、循環系内で増殖途上の浄化微生物の
一部は固定床に固定化されることなく系内を循環してい
るため、浄化微生物自身も汚濁成分の一部となってい
る。したがって、従来の水の循環浄化装置の運転開始当
初は、しばしば、循環水中にこれら不溶成分等に起因す
る濁りが発生するという問題があった。特に、浴水循環
浄化装置においては、汚濁成分は入浴者に不快感を与え
るため、長期間その解決が望まれていた。

【０００７】かかる問題を解決するために、微小な小径
孔を有する濾過材を循環系に使用して汚濁成分を除去す
ることが提案され一部実用に供されているが、使用の過
程で濾過材に不溶性成分が次第に蓄積し、最終的には濾
過材に目詰まりが発生して浄化能の低下、循環流量の低
下、さらには装置の運転停止といったトラブルを招くた
め、日常の維持、管理に多大な労力等を要していた。

【０００８】また、かかる目詰まりを低減させるために
濾過面積を大きくしたり、濾過材の構造及び形状を工夫
する試みがなされているが、いずれも目詰まりをなくす
までには至っておらず、目詰まり前に濾過材を人手等に
より交換ないし撤去しなければならなかった。

【０００９】特に、浴水循環浄化装置の場合、その使用
者は、通常、装置の適切な操作に不慣れなため適切な措
置を講ずることが困難なことが多く、浴水循環浄化装置
の浄化能力を再生させるに至らない場合が多かった。ま
た、濾過材交換の必要性のため、生産性が悪かった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術が有
していた上記問題を解決し、新規な液体の循環浄化装置
等の提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、被濾過液体を
濾過材により濾過する液体の循環浄化装置において、循
環浄化装置に液体が濾過材を透過しないように流れるバ
イパス部を設け、バイパス部の一部または全部に生分解
性物質が設けられており、生分解性物質の一部または全
部が分解された後に被濾過液体がバイパス部を流れるよ
うにしたことを特徴とする液体の循環浄化装置を提供す
る。

【００１２】また、本発明は、被濾過液体を濾過材によ
り濾過する液体の循環浄化装置において、循環浄化装置
に液体が濾過材を透過しないように流れるバイパス部で
ある孔部を設け、孔部の入口部または出口部に生分解性
物質が設けられており、生分解性物質の一部または全部
が分解された後に被濾過液体が孔部を流れるようにした
ことを特徴とする液体の循環浄化装置を提供する。

【００１３】また、本発明は、被濾過液体を濾過材によ
り濾過する液体の循環浄化装置において、循環浄化装置
に液体が濾過材を透過しないように流れるバイパス部を
設け、バイパス部全部が閉塞せず液体がバイパス部を流
れるように、バイパス部の一部または全部に生分解性物
質が設けられており、生分解性物質の一部または全部が
分解された後にバイパス部を流れる液体の流量が増加す
るようにしたことを特徴とする液体の循環浄化装置を提
供する。

【００１４】また、本発明は、生分解性物質の厚み、個
数または枚数を変更することにより、液体がバイパス部
を流れる始める時期を調整することを特徴とする上記液
体の循環浄化装置を提供する。

【００１５】また、本発明は、被濾過液体が水であるこ
とを特徴とする上記液体の循環浄化装置を提供する。

【００１６】また、本発明は、上記液体の循環浄化装置
を使用した液体の循環浄化システムを提供する。

【００１７】以下、本発明を図面に従って詳細に説明す
る。図１は本発明の液体の循環浄化装置の代表例の基本
的構成図であり、図１（ａ）は生分解性物質が分解され
る前の液体の循環浄化装置、図１（ｂ）は生分解性物質
が分解された後の液体の循環浄化装置である。

【００１８】図１において、１は本発明の液体の循環浄
化装置のケース、２はケース１の内部に設けられた濾過
材、３はケース１の上部に設けられたバイパス部である
孔部、４は液体の循環浄化装置の液体の出口部、５は生
分解性物質、６は入口部、７は液体の流れである。

【００１９】ケース１の形状・寸法等は図１に示すもの
に限定されないが、構造を単純化するには円筒状が望ま
しい。また、濾過材２の材質については、被濾過液体に
合わせて種々の濾過材を使用する。例えば、多孔質状、
粒状、フェルト状、織布、ブロック状等が挙げられ、被
濾過液体が水であれば、濾過材２の材質として、活性
炭、グラファイト、炭素繊維、ガラスウール等が使用で
きる。

【００２０】被濾過液体としては、水、アルコール、種
々の油、石油類等が挙げられ、他にも液体であれば特に
限定されない。濾過材２の構造については、円筒状、円
柱状多角形柱状等特に限定されない。被濾過液体が、水
の場合には、浴用水、飲料水、食用魚または鑑賞用魚の
水、プール水、熱交換機等の各種機械類の冷却水、製紙
洗浄水、製糸洗浄水、写真処理水等の水に本発明は利用
できる。

【００２１】孔部３は被濾過液体のバイパス部の一部で
あり、孔部３は略円形、略楕円形、略多角形等特に限定
されず、ケース１の形状・寸法等に合わせて定められ
る。また、孔部３はケース１の内部に入って行くほど内
径が小さくまたは大きくなるような構造であってもよ
い。

【００２２】また、バイパス部の体積、形状等は被濾過
液体の流量等を考慮して最適なものを選択する。バイパ
ス部に液体が流れないように、孔部３には当初、生分解
性物質５が設けられている。ここで、孔部３に生分解性
物質５を設けるとは、孔部３を生分解性物質５が覆うこ
と、孔部３内部に生分解性物質５を充填すること等、バ
イパス部に液体が流れないようにするすべての形態をい
う。

【００２３】生分解性物質とは、通常、本質的に物質そ
のものが生分解を受ける物質をいうが、生分解性物質と
非生分解性物質を混合したいわゆる生崩壊性物質も含む
ものとする。生分解性物質は、微生物の作用により主と
して外表面から分解を始め、重量および機械的強度が徐
々に失われる。生分解性物質のこうした特性を利用し
て、本発明の液体の循環浄化装置の被濾過液体中に存在
する不溶性物質等の除去に使用できる。

【００２４】生分解性物質５の構造については、フィル
ム状、板状、球状、回転楕円状（楕円体状）、多角形
状、リング状等であってもよく、孔部３の形状等に合わ
せて生分解性物質５の構造は決定される。また、生分解
性物質５の構造は、フィルム状、板状またはリング状等
の生分解性物質を複数枚重ねたものや球状、多角形状の
生分解性物質を複数個並べたり、重ねたりしたようなも
のであってもよい。このように生分解性物質を複数使用
した場合には、使用数によって分解される時間を調整で
きる。また、分解される時間がそれぞれ異なる生分解性
物質を複数使用して分解される時間を調整してもよい。

【００２５】なお、生分解性物質５をフィルム状とした
場合、かかる生分解性フィルムは破れ易いため、生分解
性フィルムに支持体を密着させることにより、液体流の
非定常状態等に起因する生分解性フィルムの突発的な破
壊を防止できる。支持体は網状または繊維状のものであ
ってもよく、また、１つまたは複数の孔部を有する板状
のもの等であってもよい。

【００２６】上記のごとく、孔部３には当初、生分解性
物質５が設けられているので、バイパス部を流れる液体
のバイパス流は遮断させられる。また、生分解性物質５
をフィルム状とした場合、生分解性フィルムは必要に応
じてその厚み及び枚数を選択し、生分解期間を調整でき
る。

【００２７】本発明の液体の循環浄化装置を液体の循環
浄化システム内に設け、液体の循環を開始（運転開始）
すると、液体が入口部６からかかる循環浄化装置内部に
導入され、濾過材２外周に導入された液体が濾過材２を
通過して出口部４から排出される。かかる状態において
は液体中の不溶性物質は濾過材２により効果的に捕捉さ
れる。

【００２８】孔部３に設けられた生分解性物質５はかか
る循環浄化装置の運転時間経過とともに系内に存在する
微生物の働きにより徐々に分解され、その分解の程度に
応じて孔部３で徐々にバイパス流が発生し、最終的には
生分解性物質５は分解消失する。かかる状態に達する
と、循環浄化装置に導入された液体はそのほとんどが濾
過材２を通過せずに孔部３を通過するため濾過材２の目
詰まりに起因する循環浄化装置及び循環浄化装置を使用
したシステムの停止といったトラブルを未然に防止でき
る。

【００２９】液体の循環浄化装置の中で本発明の液体の
循環浄化装置が特に効果を発揮するのは微生物浄化法を
採用した浴水循環浄化装置である。微生物浄化法は維持
・管理の簡便さ故に各種の水質浄化に応用されている
が、微生物浄化法を採用した浴水循環浄化装置も特別な
維持管理を必要とせず、誰もが使用できる装置として一
般家庭を中心に近年多用されている。

【００３０】一般的に微生物浄化法を採用した浴水循環
浄化装置が、所定の微生物浄化能を獲得するためには該
装置内の微生物浄化槽に充填されている担持材料に浄化
能を有する浄化微生物が固定化、増殖する必要がある
が、該装置立ち上げ時は浄化微生物の絶対量が不足して
おり、かつ浄化微生物は浴水中に懸濁した状態で系内を
循環している。

【００３１】したがって、該装置立ち上げ当初から浴水
の水質を維持するためには、微生物の浄化能が充分に高
まるまで他の浄化方法で浴水中の汚れ成分を除去する必
要がある。さらに、浄化微生物が浄化槽に充填された担
持材料に固定化されるまでは、浴水中に懸濁している浄
化微生物自身も水質混濁の原因となるため、同じく他の
浄化機能で除去する必要がある。また、微生物浄化能が
所定のレベルに達した後でも、微生物浄化が困難な不溶
性物質を除去するためには同様に他の何らかの浄化機能
を必要とする場合もある。

【００３２】このような浴水中の不溶性物質を除去する
ための従来の方法としては濾過材の使用が最も簡便であ
り、実際に各種濾過材が使用されている。しかしなが
ら、濾過材は、使用時間の経過とともに次第に目詰まり
が発生し、その結果、濾過材の透過性が徐々に低下して
いくため、浴水循環浄化装置内での浴水循環量が低下し
て浴水循環浄化装置及び循環浄化装置を使用したシステ
ムに悪影響を及ぼす。例えば、浴水循環量が低下すると
浴水中の溶存酸素が減少し、所定の生物浄化能を維持で
きなくなることがある。また、最終的には流量低下によ
る浴水循環浄化装置及び循環浄化装置を使用したシステ
ムの停止という事態を引き起こす。

【００３３】浴水循環浄化装置のかかる問題点を解決す
べく、鋭意検討した結果、液体の循環浄化装置である浴
水循環浄化装置の一部にバイパス流を通すためのバイパ
ス部を設け、バイパス部の一部または全てを生分解性物
質で一定期間閉塞させることにより、濾過材の効果を一
定期間維持し浴水の水質を向上させると共に、しかる後
は濾過材の目詰まりによるトラブルを低減させることが
できる。

【００３４】このように、浄化微生物の分解機能がまだ
所定のレベルに到達していない浴水循環浄化装置の立ち
上げ時には、バイパス部は生分解性物質で閉塞されてお
り、循環浴水は濾過材中に充分に浸透していくため、濾
過材はその本来の機能を発揮する。したがって、バイパ
ス部が閉塞されている期間は循環浴水中に存在する不溶
性成分をきわめて効果的に除去できる。

【００３５】一方、その間に微生物は浄化槽内の担持材
料等に固定化され増殖を繰り返すことで該装置に所定の
浄化能が付与される。所定の微生物浄化能が得られた該
装置内においては、生分解性物質は徐々にその質量、体
積、機械的強度が減少するため、それに伴いバイパス部
の閉塞程度が徐々に低減していき、濾過材の目詰まりの
程度を軽減させるとともに循環浴水流量を所定のレベル
に維持できる。したがって、生分解性物質を、従来から
用いられている濾過材と組み合わせることにより、これ
まで解決することが困難であった濾過材の目詰まりとい
う問題を大幅に改善できる。

【００３６】なお、バイパス部を生分解性物質により完
全に閉塞させず、バイパス部を流れる初期的な浴水の流
れがあり、生分解性物質の一部または全部が分解された
後にバイパス部を流れる浴水の流量が増加するようにし
てもよい。

【００３７】本発明にかかる生分解性物質は例えば既に
実用に供されている各種生分解性プラスチック、生崩壊
性プラスチック、天然高分子材料等を用いることができ
る。具体的には、ゼネカ社の生分解性プラスチック（商
品名Ｂｉｏ−ｐｏｌ）、昭和高分子社の生分解性プラス
チック（商品名Ｂｉｏｎｏｒｅ）、あるいは天然高分子
材料の一種であるキトサン等が挙げられる。

【００３８】本発明の液体の循環浄化装置が浴水循環浄
化装置等の水の循環浄化装置である場合、常用されてい
る濾過材を用いると、早いものではおよそ２〜４週間で
目詰まりが顕著となる。一方、水の循環浄化装置内の微
生物はおよそ１〜２週間で徐々に増殖しながら浄化槽内
の担持材料等に固定化され、浄化能力が生じる。

【００３９】したがって、この場合に用いる生分解性物
質はおよそ２〜３週間程度の短期間で所定レベルの生分
解しやすいフィルム状のものが望ましく、生分解性フィ
ルムの厚みとしては１０〜８００μｍが好ましい。１０
μｍ未満であると機械的強度が弱く破れやすく、８００
μｍ超であると短期間で生分解しにくくなるからであ
る。より好ましくは２０〜２００μｍの範囲である。

【００４０】生分解するまでの時間を更に厳密に調整し
たい場合には、厚みが２０〜１００μｍ程度の比較的薄
いフィルムを複数枚重ねて使用することが効果的であ
る。

【００４１】一方、より目開きの大きい濾過材を水の循
環浄化装置等に用いる場合には、目詰まりが発生する期
間が数カ月に及ぶものもあり、この場合には、被濾過液
体が水であるかに限らず、生分解所要期間が比較的長い
繊維状または繊維の織物状のものが適している。その場
合の繊維の直径は１〜１，０００μｍ、好ましくは５０
〜６００μｍが望ましい。

【００４２】以下、本発明の液体の循環浄化装置を利用
した浴水循環浄化システムに関し、図面にしたがって説
明する。図２は本発明にかかる浴水循環浄化システムの
代表例を示す構成図である。図２において、１１は浴
槽、１２は第１の送水管、１３は浴水、１４は浴水の吸
入口、１５はポンプ、１６は本発明の液体（浴水）の循
環浄化装置、１７は浄化部、１８は一次フィルター、１
９は空気導入口、２０は担持材料、２１は第２の送水
管、２２は吹出口、２３はヒーターである。

【００４３】浴槽１１は、金属、ホーロー、プラスチッ
ク、コンクリート、木材等で構成された通常家庭等で使
用されるタイプのものである。外釜、内釜等の加熱手段
を具有するものも、もちろん使用される。

【００４４】第１の送水管１２の一端は浴槽内の浴水１
３に浸漬し、浴水の吸入口１４、ポンプ１５、循環浄化
装置１６を介して他端は浄化部１７に接続され、浴水１
３を吸引し循環浄化装置１６及び浄化部１７に供給す
る。浴水の吸入口１４には吸入抵抗を生じない適度の開
口部が設けられ、浴水の吸入口１４の先端には一次フィ
ルター１８が設けられている。

【００４５】一次フィルター１８は砂、毛、不溶性有機
物の一部といった比較的大きめの不溶性物質を循環系内
へ入り込ませないためのものであり、例えば、スポンジ
であったり不織布であったりしてもよく、特に浴水に不
適なものでなければ材質を問わない。また、送水管１２
の材質は、浴室中の雰囲気に耐える材質であればステン
レスや真鍮、プラスチック等、特に限定されない。

【００４６】空気導入口１９は、空気を浴水内に取り込
み、担持材料２０に固定化される浄化微生物の増殖を促
進させる。

【００４７】浄化部１７の形状は容器状であり、内部に
は微生物を担持する担持材料２０が充填されている。浄
化部１７の材質は錆発生を防ぐ処理を施した金属である
かプラスチック成形品であってもよい。担持材料２０に
ついては、親水性があり、物理的吸着能を有し、浴水浄
化作用を有する微生物を固定化させる性質を持ったもの
が望ましく、例えば麦飯石のような天然鉱物やクリスト
バライトの天然または人工鉱石はこの目的に適合する。
また、鉱石に替えて活性炭や各種繊維であってもよい。
特に麦飯石のような水中にミネラル分を溶出する鉱物を
用いる場合は、浴水の浄化に相乗してより快適な入浴環
境が得られ好ましい。

【００４８】浄化部１７の出口には第２の送水管２１の
一端が接続され、第２の送水管２１の他端は浴槽内に設
けられた吹出口２２に接続され、浄化した浴水を浴槽１
１に送水する。ヒーター２３は、第２の送水管２１に設
けられ、循環によって降下する浴水の温度を上昇、保持
するための機能を有する。なお、ヒーター２３の熱源は
電力、ガス、灯油、熱交換器等が使用できる。

【００４９】吹出口２２については、浄化部１７を経て
ポンプから圧送された循環浴水を勢いよく浴槽１１内へ
吹出させる。吹出口２２は噴出する浴水の力で浴水を適
度に撹拌する。また、吹出口２２はエジェクター構造を
採ることにより空気を巻き込み泡を発生させることによ
り入浴の快適性を向上させることができる。

【００５０】浴水循環浄化システムの立ち上げ当初、浴
水循環浄化システムの運転を開始すると、担持材料２０
には未だ浄化能を有する浄化微生物が固定化・増殖して
いない場合には、浄化微生物の絶対量が不足しており、
かつ、浄化微生物は浴水中に懸濁した状態で系内を循環
している。したがって、浴水循環浄化システムの立ち上
げ当初から浴水の水質を維持するためには、微生物の浄
化能が充分に高まるまで本発明の液体（浴水）の循環浄
化装置１６で浴水中の汚れ成分を除去する。

【００５１】

【実施例】図１に示す循環浄化装置を利用した図２に示
すような浴水循環浄化システムを作った。循環浄化装置
の孔部３には厚みが４０μｍの生分解性物質である商品
名Ｂｉｏ−ｐｏｌからなるフィルムを６枚重ねて設け、
さらに該フィルムを目開きの大きい網で補強することで
循環流の突発的な流量変化に起因する破壊を防止した。
また、浴水の量は約２００リットルで、ヒーターにより
約４２℃に温度調節した。この状態で浴水にペプトンを
毎日２ｇ投入し、浴水の浄化機能を観察した。その結果
を図３に示す。比較例として、図１に示す循環浄化装置
を使用しなかった場合の浄化機能も併せて観察し、図３
に示した。

【００５２】図３の比較例においては、不溶性物質の指
標である濁度が４日目をピークとしているが、生分解性
フィルムを用いた循環浄化装置を併用した場合には、濁
度が顕著に低下し、該生分解性フィルムは運転開始後７
日目にそのほとんどが分解消失していた。

【００５３】

【発明の効果】本発明の液体の循環浄化装置では、使用
の過程で濾過材に不溶性成分が次第に蓄積し、最終的に
は濾過材に目詰まりが発生しても、バイパス部を遮断し
ていた生分解性物質が分解後に、バイパス部を通じて液
体が流れるため、循環流量の低下、更には循環流量の停
止による液体の循環浄化装置の運転停止といったトラブ
ルはない。

【００５４】バイパス部の一部または全部を覆っている
生分解性物質の厚み、個数または枚数を変更する場合に
は、液体がバイパス部を流れる始める時期を調整できる
という効果も認められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液体の循環浄化装置の代表例の基本的
構成図であり、（ａ）は生分解性物質が分解される前の
液体の循環浄化装置、（ｂ）は生分解性物質が分解され
た後の液体の循環浄化装置。

【図２】本発明にかかる浴水循環浄化システムの代表例
の構成図。

【図３】実施例及び比較例の濁度−時間の特性図。

【符号の説明】

１：本発明の液体の循環浄化装置のケース ２：ケース１の内部に設けられた濾過材 ３：ケース１の上部に設けられたバイパス部である孔部 ４：液体の循環浄化装置の液体の出口部 ５：生分解性物質 ６：入口部 ７：液体の流れ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被濾過液体を濾過材により濾過する液体の
   循環浄化装置において、循環浄化装置に液体が濾過材を
   透過しないように流れるバイパス部を設け、バイパス部
   の一部または全部に生分解性物質が設けられており、生
   分解性物質の一部または全部が分解された後に被濾過液
   体がバイパス部を流れるようにしたことを特徴とする液
   体の循環浄化装置。
2. 【請求項２】被濾過液体を濾過材により濾過する液体の
   循環浄化装置において、循環浄化装置に液体が濾過材を
   透過しないように流れるバイパス部である孔部を設け、
   孔部の入口部または出口部に生分解性物質が設けられて
   おり、生分解性物質の一部または全部が分解された後に
   被濾過液体が孔部を流れるようにしたことを特徴とする
   液体の循環浄化装置。
3. 【請求項３】被濾過液体を濾過材により濾過する液体の
   循環浄化装置において、循環浄化装置に液体が濾過材を
   透過しないように流れるバイパス部を設け、バイパス部
   全部が完全に閉塞せず液体がバイパス部を流れるよう
   に、バイパス部の一部または全部に生分解性物質が設け
   られており、生分解性物質の一部または全部が分解され
   た後にバイパス部を流れる液体の流量が増加するように
   したことを特徴とする液体の循環浄化装置。
4. 【請求項４】生分解性物質の厚み、個数または枚数を変
   更することにより、液体がバイパス部を流れる始める時
   期を調整することを特徴とする請求項１、２または３の
   液体の循環浄化装置。
5. 【請求項５】被濾過液体が水であることを特徴とする請
   求項１、２、３または４の液体の循環浄化装置。
6. 【請求項６】請求項１、２、３、４または５の液体の循
   環浄化装置を使用した液体の循環浄化システム。