JPH09220559A - 循環式浄化装置 - Google Patents

循環式浄化装置

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JPH09220559A
JPH09220559A JP8029343A JP2934396A JPH09220559A JP H09220559 A JPH09220559 A JP H09220559A JP 8029343 A JP8029343 A JP 8029343A JP 2934396 A JP2934396 A JP 2934396A JP H09220559 A JPH09220559 A JP H09220559A
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sludge
liquid
filter
stock solution
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Shusaku Morimoto
修作 森本
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    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Water Treatment By Sorption (AREA)
  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 腐植質アロフェン土を主成分とする濾過剤と
活性炭とを併用するとともに、両者を加圧状態で使用す
ることにより汚染液を効果的に浄化する。 【解決手段】 汚染液W1を貯溜する原液槽1と、該原
液槽1から汲み上げられた汚染液W1を濾過する濾過槽
2と、前記原液槽1と前記濾過槽2との間で汚染液W1
を循環させる液体循環手段3とを備えた循環式浄化装置
において、前記濾過槽2に、活性炭を充填した活性炭層
9と、多数の細孔を有する火山噴出物を原料とする腐植
質アロフェン土を結合剤により混合結合してなる細粒状
の濾過剤を充填した濾過剤層10とを加圧状態で内蔵し
て、活性炭および濾過剤の吸着性能を大幅に向上させる
ことにより汚染液を効果的に浄化し得るようにしてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本願発明は、トイレから発生
する汚水あるいはクリーニング用廃液等を浄化するため
の循環式浄化装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から良く知られている汚染液浄化法
としては、砂あるいは活性炭を用いて汚水を浄化するも
のがあるが、特にトイレの汚水のようにアンモニア成分
を多く含むものを浄化するものとしては不十分であっ
た。例えば、活性炭を用いたものの場合、比較的短期間
で微量の臭気物質を吸着するには有効であるが、長期に
わたり安定した脱臭性能が要求される用途には不適当で
ある。また、クリーニング用廃液のように油脂分を多量
に含む汚染液の場合、適当な浄化方法がないところか
ら、中和処理等をほどこした後廃棄処分とするよりなか
った。
【0003】ところで、多数の細孔を有する火山噴出物
を原料とする腐植質アロフェン土が優れた吸着性能およ
び脱臭性能を有するところから、この腐植質アロフェン
土が汚水浄化用の浄化剤として注目されてきつつある。
【0004】この腐植質アロフェン土は、火山噴出物か
ら草木根、砂礫等を分離除去して取り出されるものであ
り、アロフェンとフミン酸とを主成分としている。その
抽出方法としては、例えば、火山噴出物を水洗い後振動
機にかけて草木根、砂礫等の不要物質を除去し、さらに
天日に干して含有水分を除去してアロフェンとフミン酸
とを主成分とするものを選別採集する方法がある。
【0005】上記アロフェンは、電子顕微鏡で見ると、
小さな球状粒子として観察されるが、これらの粒子は、
直径約50オングストロームの中空球状を呈するととも
に変異電荷を示す粘土鉱物である。該変異電荷とは、接
する外囲溶液の濃度とPHによって、その量と符号とが
変動する電荷のことであり、微生物の呼吸の結果できる
水素イオンが金属イオンと交換し、水に移行して微生物
に摂取され、その結果金属イオンが減少すると、核に吸
着されている交換性の同種イオンがこれを補うという現
象が生ずる。
【0006】水には、二酸化炭素のようなガス体のもの
から有機、無機の化合物まで、いろいろな物質が溶けた
り分散したりして含まれるが、上記アロフェンのように
粒子が小さいと単位重量当たりの粒子表面積が非常に大
きくなり、界面での反応が活発化し、核となる表面が負
に荷電されることとなり、それによっておびただしい陽
イオンが引き付けられることとなる。特に、アロフェン
には活性の遊離アルミニウム酸化物が多く存在するとこ
ろから、水中のリン酸やフッ素を良く吸着する。その結
果、所謂電気二重層ができる。該電気二重層とは、磁気
の+と−の電離と同様に吸着したものは別の物体とまた
吸着〜電離するという現象を生起する。
【0007】一方、フミン酸は、有機質の臭いのもとで
あるアンモニアと反応してフミン酸アンモニウムを生成
し、さらにカルシウムイオンやカドミウムイオン、水銀
イオン、マグネシウムイオン、ナトリウムイオン等とも
結合して硬水を軟水にしたり、重金属を沈殿させる作用
をもっている。また、メチルメルカプタン、メチルイン
ゾールをも吸着する。
【0008】つまり、アロフェン土は、汚染液浄化剤と
して極めて有効な作用を有しているのである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところが、アロフェン
土は上記したように汚染液浄化剤として極めて有効では
あるが、火山噴出物から分離選別して得られた状態では
粒子が小さすぎるため、そのままでは用途が限定され、
浄化用の濾過剤として不適当である。そのために、アロ
フェン土を適当な結合剤で結合してブロック状に成形
し、これを塊状に砕いたものを濾過剤として使用する試
みがなされているが、このような形状の濾過剤を単に濾
過槽内に充填しただけでは、濾過剤同士の間に隙間が形
成されるところから、濾過対象である汚染液が上記隙間
を通ってしまい、濾過剤内の細孔内に浸透しずらくなる
結果、汚染度が高い汚染液の場合浄化が不十分となるお
それがある。
【0010】本願発明は、上記の点に鑑みてなされたも
ので、腐植質アロフェン土を主成分とする濾過剤と活性
炭とを併用するとともに、両者を加圧状態で使用するこ
とにより汚染液を効果的に浄化することを目的とするも
のである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本願発明の基本構成で
は、上記課題を解決するための手段として、汚染液を貯
溜する原液槽と、該原液槽から汲み上げられた汚染液を
濾過する濾過槽と、前記原液槽と前記濾過槽との間で汚
染液を循環させる液体循環手段とを備えた循環式浄化装
置において、前記濾過槽に、活性炭を充填した活性炭層
と、多数の細孔を有する火山噴出物を原料とする腐植質
アロフェン土を結合剤により混合結合してなる細粒状の
濾過剤を充填した濾過剤層とを加圧状態で内蔵して、活
性炭および濾過剤の吸着性能を大幅に向上させることに
より汚染液を効果的に浄化し得るようにしている。
【0012】本願発明の基本構成において、前記濾過槽
と前記原液槽との間に、多数の細孔を有する火山噴出物
を原料とする腐植質アロフェン土を結合剤により混合結
合してなる細粒状の濾過剤のみが加圧状態で内蔵された
補助濾過槽を配設した場合、補助濾過槽においても効果
的な汚染液浄化作用が得られるところから、より完全に
浄化された清水が得られる点で好ましい。
【0013】また、前記原液槽に、汚泥槽から供給され
る汚泥液を濾過する複数の汚泥濾過槽を接続するととも
に、該汚泥濾過槽に、多数の細孔を有する火山噴出物を
原料とする腐植質アロフェン土を結合剤により混合結合
してなる細粒状の濾過剤を充填するようにした場合、汚
染度の高い汚染度(例えば、汚泥液)を予め汚泥濾過槽
で浄化できるので、トイレ等がでる汚泥液を浄化する際
に極めて有効となる点で好ましい。
【0014】また、前記各汚泥濾過槽の下方に、該各汚
泥濾過槽内の汚泥液に対して曝気を施すための加圧空気
を供給するエア室をそれぞれ設けた場合、汚泥濾過槽内
における汚水と濾過剤との接触効率を向上できる点で好
ましい。
【0015】また、前記各汚泥濾過槽間および汚泥濾過
槽と原液槽との間に、汚泥液に含まれる固形物を沈殿さ
せるための沈殿槽を設けた場合、汚泥液中に含まれる固
形物の沈殿除去を行い得る点で好ましい。
【0016】また、前記濾過剤を、多数の細孔を有する
火山噴出物を原料とする腐植質アロフェン土に所定量の
無機酸を加えたものを結合剤により混合結合して細粒状
となしたものとした場合、浄化後に得られた清水を中性
となすことが可能となり、河川等に放流しても水質汚染
の原因となるおそれがない点で好ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して、本
願発明の幾つかの好適な実施の形態にかかる循環式浄化
装置について詳述する。
【0018】第1の実施の形態 図1ないし図3には、本願発明の第1の実施の形態にか
かる循環式浄化装置が示されている。
【0019】この循環式浄化装置Aは、トイレ用として
使用されるものであり、図1に示すように、汚染液W1
を貯溜する原液槽1と、該原液槽1から汲み上げられた
汚染液W1を濾過する濾過槽2と、前記原液槽1と前記
濾過槽2との間で汚染液W1を循環させる液体循環手段
とを備えて構成されている。
【0020】前記原液槽1には、後に詳述する汚泥濾過
装置Bにより浄化されたものが貯溜されることとなって
いる。
【0021】また、前記濾過槽2と前記原液槽1との間
には、複数(例えば、2個)の補助濾過槽4,4が介設
されている。
【0022】さらに、前記液体循環手段は、前記原液槽
1から濾過槽2に至る入口配管5と、前記濾過槽2の上
部と第1の補助濾過槽4の下部との間、第1の補助濾過
槽4の下部と第2の補助濾過槽4との間をそれぞれ接続
する接続配管6,6および前記第2の補助濾過槽4から
前記原液槽1に至る出口配管7と、前記入口配管5に配
設された汲み上げポンプ8とによって構成されている。
【0023】そして、前記濾過槽2内には、粒状の活性
炭を充填した活性炭層9と、多数の細孔を有する火山噴
出物を原料とする腐植質アロフェン土に所定量(例え
ば、5〜10重量%)の無機酸(例えば、硫酸)を加え
たものを結合剤(例えば、セメント)により混合結合し
てなる細粒状(例えば、一片5〜20mm)の濾過剤を
充填した濾過剤層10とが加圧手段11によって加圧状
態で内蔵されている。ここで、活性炭層9の量は、濾過
剤層10の量の1〜5割程度とするのが望ましい。前記
加圧手段11としては、例えばコイルスプリングが採用
される。なお、活性炭および濾過剤は、細かな目の袋状
のフィルターに詰められた状態で内蔵されている。符号
12は目皿である。
【0024】ところで、上記したように、濾過剤生成過
程において無機酸(例えば、硫酸)を添加した理由は、
腐植質アロフェン土中に含まれる雑菌を殺すとともに、
結合剤として使用したセメントによるアルカリ性を中和
するためである。このようにすれば、雑菌の繁殖が防止
できるとともに、得られた清水W2を中性液とすること
が可能となり、たとえ河川等へ放流したとしても水質汚
染の原因となるおそれはない。なお、無機酸の添加量を
5〜10重量%としたのは、5重量%以下では殺菌作用
が不十分となり、10重量%を超えると得られた清水W
2が酸性液となるおそれがあるからである。なお、濾過
剤生成過程において無機酸を添加しない濾過剤を使用し
たとしても、浄化作用は十分に得られる。
【0025】また、前記各補助濾過槽4内には、多数の
細孔を有する火山噴出物を原料とする腐植質アロフェン
土に所定量(例えば、5〜10重量%)の無機酸(例え
ば、硫酸)を加えたものを結合剤(例えば、セメント)
により混合結合してなる細粒状(例えば、一片5〜20
mm)の濾過剤を充填した濾過剤槽10のみが加圧手段
(即ち、コイルスプリング)11によって加圧状態で内
蔵されている。
【0026】前記汚泥濾過装置Bは、トイレから出る汚
泥液W0を貯溜する汚泥槽13と、該汚泥槽13から供
給される汚泥液W0を濾過する複数(例えば4個)の汚
泥濾過槽14A,14B,14C,14Dと、該各汚泥
濾過槽14A,14B,14C,14Dの下方にあって
各汚泥濾過槽14A,14B,14C,14D内の汚泥
液W0に対して曝気を施すための加圧空気Qを供給する
エア室15A,15B,15C,15Dと、前記各汚泥
濾過槽14A,14B,14C,14D間および汚泥濾
過槽14Dの出口側に位置して汚泥液W0中に含まれる
固形物を沈殿させるための沈殿槽16A,16B,16
C,16Dとを備えて構成されている。
【0027】前記汚泥濾過槽14A〜14Dと沈殿槽1
6A〜16Dとはそれぞれ対をなしており、汚泥濾過槽
14A〜14Dから沈殿槽16A〜16Dへの液送はオ
ーバーフローにより行われ、汚泥槽13から第1の汚泥
濾過槽14Aへの液送、第1の沈殿槽16Aから第2の
汚泥濾過槽14Bへの液送、第2の沈殿槽16Bから第
3の汚泥濾過槽14Cへの液送、第3の沈殿槽16Cか
ら第4の汚泥濾過槽14Dへの液送、第4の沈殿槽16
Dから前記原液槽1への液送は、液送管17A〜17E
によりそれぞれ行われることとなっている。
【0028】また、前記エア室15A〜15Dには、エ
アーポンプ(図示省略)から圧送される加圧空気Qを上
向きに噴出させるためのエアノズル18,18・・がそ
れぞれ配設されている。
【0029】さらに、循環式浄化装置により浄化され、
前記原液槽1に貯溜された清水W2は、循環ポンプ19
を介してトイレ洗浄用のロータンク(図示省略)に還流
されることとなっている。
【0030】前記汚泥濾過槽14A〜14Dにそれぞれ
収納される濾過剤としては、前記濾過槽2および補助濾
過槽4に充填されたものと同様なものが採用される。
【0031】上記のように構成された循環式浄化装置に
おいては、次のような作用が得られる。
【0032】汚泥槽13に汚泥液W0が貯溜され、液送
管17Aを介して第1の汚泥濾過槽14Aに送液される
と、エア室15Aに圧送された加圧空気Qにより曝気さ
れつつ、汚泥液W0と濾過剤とが接触し、濾過剤に汚泥
液W0中に含まれる汚染物質の一部が吸着あるいは化学
反応により除去される。そして、第1の汚泥濾過槽14
Aからの汚泥液W0は、加圧空気Qによる曝気によりオ
ーバーフローして第1の沈殿槽16Aへ送られ、ここで
汚泥液W0中に含まれる固形物が沈殿除去される。
【0033】ついで、第1の沈殿槽15Aに所定量の汚
泥液W0(ややきれいになった汚泥液)が溜まると、当
該汚泥液W0は液送管17Bを介して第2の汚泥濾過槽
14Bへ送られ、該第2の汚泥濾過槽14Bにおいて前
記第1の汚泥濾過槽14Aにおけると同様に汚染源の吸
着・化学反応除去が行われる。その後、第2の沈殿槽1
6B、第3の汚泥濾過槽14C、第3の沈殿槽16C、
第4の汚泥濾過槽14Dおよび第4の沈殿槽16Dにお
いて汚染源の吸着・化学反応除去および固形物の沈殿除
去が行われ、汚染源がほぼ完全に除去された液W1とな
り、液送管17Eを介して原液槽1へ送られる。該原液
槽1に送られた液W1は、臭いのない、きれいな水とな
っているが、透視度において水道水より若干劣っている
(即ち、透視度8程度)。
【0034】そこで、原液槽1に貯溜された液(以下、
汚染液という)を、循環式浄化装置Aによりさらに浄化
する。
【0035】即ち、汲み上げポンプ8を駆動させて、原
液槽1内の汚染液W1を濾過槽2に送り、濾過槽2およ
び補助濾過槽4,4を経て原液槽1へ循環させる循環浄
化が実行される。すると、汚染液W1は、活性炭層9に
より色素除去がなされるとともに、濾過層10による吸
着・化学反応除去作用により完全に浄化されることとな
る。このようにして得られた浄化液W2は、透視度30
以上となり、水道水と同様なきれいな水となる。
【0036】上記のようにして得られた浄化液W2は、
これを循環ポンプ19を介してトイレ洗浄用のロータン
ク(図示省略)に還流すれば、再利用可能である。しか
も、上記清水W2は、消臭作用をも有しており、トイレ
洗浄用として最適である。
【0037】ところで、上記浄化作用は、アロフェン土
中に含まれるアロフェンによる汚染物質吸着作用(即
ち、水中のリン酸やフッ素の吸着)と、フミン酸とアン
モニア、カルシウムイオン、カドミウムイオン、水銀イ
オン、マグネシウムイオン、ナトリウムイオン等との結
合作用およびメチルメルカプタン、メチルインゾールの
吸着作用とによる。しかも、アロフェン土による浄化作
用は、前述したように電気二重層の生成により長期間に
わたって有効なものである。
【0038】次に、上記循環式浄化装置における浄化作
用を確認するために実験を行った結果について述べる。
【0039】腐植質アロフェン土と硫酸(7重量%)と
を有効成分とし、セメントを結合剤として混合結合さ
せ、厚さ3cm、幅30cm×30cmの板状材を作製
し、これを金づちで砕いて一片10mm以下の濾過剤を
得た。直径200mm、高さ600mmのパイプにより
濾過槽2および補助濾過槽4,4を構成した。
【0040】そして、原液槽1に臭気の有る透視度8の
汚水W1を100l貯溜し、汲み上げポンプ8を駆動さ
せて18l/minの流量で汚水W1を循環させたとこ
ろ、30分後において臭気のない透視度30以上の水が
得られた。
【0041】上記試験の結果からも、本願発明が極めて
高い浄化作用(特に、脱臭・脱色作用)を有しているこ
とが明らかである。
【0042】次に、本願発明において用いられた濾過剤
(即ち、アロフェン土+7重量%硫酸の本発明品)と腐
植質アロフェン土のみ(従来品)とを用いた場合の水質
試験結果を表1に示す。
【0043】
【表1】
【0044】上記結果によれば、本発明において用いら
れた濾過剤が従来品に比べて全ての試験項目において優
れていることが分かる。特に、一般細菌の少ないこと、
塩素イオンが低減していること、PH値が中性であるこ
と等において特に優れていることが分かる。
【0045】なお、上記説明においては、循環式浄化装
置Aと汚泥濾過装置Bとを併用しているが、汚泥等を含
まない汚染液を浄化する場合、汚泥濾過装置Bは必ずし
も必要ではない。また、2個の補助濾過槽と4個の汚泥
濾過槽とを有するものを例としているが、補助濾過槽お
よび汚泥濾過槽の個数は適宜個数とすることができる。
【0046】さらに、上記実施の形態においては、アロ
フェン土に添加する無機酸として硫酸を用いているが、
他の無機酸(例えば、塩酸等)を用いてもよい。さら
に、結合剤としてセメント以外のものを用いる場合もあ
る。
【0047】第2の実施の形態 図4には、本願発明の第2の実施の形態にかかる循環式
浄化装置が示されている。
【0048】この循環式浄化装置Aは、原液槽1と濾過
槽2とからなっており、クリーニング用廃液をリサイク
ルするために用いられる。つまり、原液槽1には、クリ
ーニング廃液W1が貯溜されることとなっているのであ
る。その他の構成および作用効果は第1の実施の形態に
おけると同様なので説明を省略する。
【0049】本実施の形態にかかる循環式浄化装置Aの
効果を確かめるために、クリーニング廃液を浄化する試
験を行ったところ表2の結果が得られた。
【0050】
【表2】
【0051】上記結果によれば、クリーニング廃液の汚
染度が高くなると、循環回数を増やさなければならない
が、最大350回の循環を行えば、正常値である0.2
〜0.3ppmより低くなることが分かる。つまり、循
環式浄化装置Aによる吸着・化学反応除去作用の結果に
ほかならないのである。
【0052】
【発明の効果】本願発明によれば、汚染液を貯溜する原
液槽と、該原液槽から汲み上げられた汚染液を濾過する
濾過槽と、前記原液槽と前記濾過槽との間で汚染液を循
環させる液体循環手段とを備えた循環式浄化装置におい
て、前記濾過槽に、活性炭を充填した活性炭層と、多数
の細孔を有する火山噴出物を原料とする腐植質アロフェ
ン土を結合剤により混合結合してなる細粒状の濾過剤を
充填した濾過剤層とを加圧状態で内蔵して、活性炭およ
び濾過剤の吸着性能を大幅に向上させるようにしたの
で、汚染液を効果的に浄化することができるという優れ
た効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の第1の実施の形態にかかる循環式浄
化装置の縦断面図である。
【図2】本願発明の第1の実施の形態にかかる循環式浄
化装置における汚泥濾過装置の平面図である。
【図3】本願発明の第1の実施の形態にかかる循環式浄
化装置における循環濾過部分の拡大断面図である。
【図4】本願発明の第2の実施の形態にかかる循環式浄
化装置の縦断面図である。
【符号の説明】
1は原液槽、2は濾過槽、3は液体供給手段、4は補助
濾過槽、8は汲み上げポンプ、9は活性炭層、10は濾
過剤層、11は加圧手段(コイルスプリング)、13は
汚泥槽、14A〜14Dは汚泥濾過槽、15A〜15D
はエア室、16A〜16Dは沈殿槽、Aは循環式浄化装
置、Bは汚泥濾過装置、W0は汚泥液、W1は汚染液、W
2は清水、Qは加圧エア。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C02F 3/10 C02F 3/10 Z (71)出願人 596021632 山本 秀樹 広島県福山市南蔵王町3丁目9番34号 (72)発明者 森本 修作 高知県高知市五台山28番地15

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 汚染液を貯溜する原液槽と、該原液槽か
    ら汲み上げられた汚染液を濾過する濾過槽と、前記原液
    槽と前記濾過槽との間で汚染液を循環させる液体循環手
    段とを備えた循環式浄化装置であって、前記濾過槽に
    は、活性炭を充填した活性炭層と、多数の細孔を有する
    火山噴出物を原料とする腐植質アロフェン土を結合剤に
    より混合結合してなる細粒状の濾過剤を充填した濾過剤
    層とが加圧状態で内蔵されていることを特徴とする循環
    式浄化装置。
  2. 【請求項2】 前記濾過槽と前記原液槽との間には、多
    数の細孔を有する火山噴出物を原料とする腐植質アロフ
    ェン土を結合剤により混合結合してなる細粒状の濾過剤
    のみが加圧状態で内蔵された補助濾過槽が配設されてい
    ることを特徴とする前記請求項1記載の循環式浄化装
    置。
  3. 【請求項3】 前記原液槽には、汚泥槽から供給される
    汚泥液を濾過する複数の汚泥濾過槽が接続されており、
    該汚泥濾過槽には、多数の細孔を有する火山噴出物を原
    料とする腐植質アロフェン土を結合剤により混合結合し
    てなる細粒状の濾過剤が充填されていることを特徴とす
    る前記請求項1および請求項2のいずれか一項記載の循
    環式浄化装置。
  4. 【請求項4】 前記各汚泥濾過槽の下方には、該各汚泥
    濾過槽内の汚泥液に対して曝気を施すための加圧空気を
    供給するエア室がそれぞれ設けられていることを特徴と
    する前記請求項3記載の循環式浄化装置。
  5. 【請求項5】 前記各汚泥濾過槽間および汚泥濾過槽と
    原液槽との間には、汚泥液に含まれる固形物を沈殿させ
    るための沈殿槽が設けられていることを特徴とする前記
    請求項3および請求項4のいずれか一項記載の循環式浄
    化装置。
  6. 【請求項6】 前記濾過剤は、多数の細孔を有する火山
    噴出物を原料とする腐植質アロフェン土に所定量の無機
    酸を加えたものを結合剤により混合結合して細粒状とな
    したものとされていることを特徴とする前記請求項1な
    いし請求項5のいずれか一項記載の汚水浄化装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105174571A (zh) * 2015-08-29 2015-12-23 魏巍 一种应用于城镇污水处理的全自动化清洁设备

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105174571A (zh) * 2015-08-29 2015-12-23 魏巍 一种应用于城镇污水处理的全自动化清洁设备
CN105174571B (zh) * 2015-08-29 2018-01-02 魏巍 一种应用于城镇污水处理的全自动化清洁设备

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