JPS6178498A - 生下水処理装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 生下水の処理は、どんな地方でも問題がありかつ残して
いる。生下水は、腸チフス、赤痢及びコレラを広げると
いうことはよく知られている。未処理下水が放出される
と、大量の水を汚染することにもなる。さらには、生下
水の腐敗が大量の水。

中で起こると、通常水中にある酸素を減少させ、生命維
持用の酸素減少のためにすべての海の生物を絶滅させる
ことになる。

このため生下水の処理は、破壊的な副作用なしに処理液
体は大量の水中で安全に処分され、または土中でろ過さ
れるように、生下水中の好ましくない患濁物質及び半固
形卓または固形物質を除去しまたは変質すべく典型的に
計画されている。

典型的な市販の生下水処理システムは、生下水を処理用
の公有地へ運ぶ下水管を含む水運搬システムとして知ら
れている。これらのシステムにおける生下水中の半固形
または固形物質は約０．　２容積％で、流出液の９９．
８％は水がらなっている。従来の下水処理システムにお
いては明白に、この高水含有量は、その大室（責のため
に、特にかなりの量の変動水（Ｖ　ｏｌｕｎｔｅｃｒ　
　ｗａｔｅｒ）が下水のパイピングまたは運搬システム
に入る時に処理上重要な問題を提出する。多くの建築法
は、たてとい類を一般の下水処理システムへつなげるこ
とを制限している。ＡＸ雨などによる雨水により増大す
る大量の下水を処理するのは困難なためである。

水運搬システムが採用できないいなかでは、生下水の処
理は、典型的には汚水だめまたは腐敗槽のいずれかで処
置している。汚水だめの使用期間が延びすぎると、しば
しば周囲の土中にしみこみ、時には不衛生な状況を生ザ
しぬることになる。さらには、屑状枯成の土壌はしばし
ばクランクを有しており、このクラックを通って油泥汚
水だめからの汚染した流出水は希釈や自然のろ過なしに
長い距離を動くこととなり、これによって飲料水を供給
する地下水及び／または井戸を汚染することとなる。

近米建築法によって、田園地方の住居は腐敗槽をもつこ
とが要求されている。この腐敗槽は多分水ｎ性であり、
大きな室に下水中の固形分を沈澱させ、糟の底で沈澱固
形分のバクテリア分解が行なわれるようになっているも
のである。槽の頂部近くにある出口管及び沈澱タンク内
の液体の表面は、液体を沈澱タンク内の沈澱物から傾し
ゃさせることができるようになっており、モしてろ１３
１ｉ域に配分したりまたはかわりとして川や湖に放出す
る。

処理液のろ過領域または川や湖への放出は、腐敗槽シス
テムが充分に機能しているときのみ環境的に健全である
。しかしながら、腐敗槽ではしばしば固形分は完全には
沈澱せず、そして実際には、沈澱システムに傾しゃ液を
残すであろう、これは液体がろ過のために移送される排
出領域の閉塞を生ザしぬ、液体が放出されるろ過領域及
び／又は川や湖の汚染を生ゼしぬる。

上記の議論から判るように、生下水処理上の困難の一つ
は、下水流出液における大量の水である。

出願人は、汚濁した（ｆｅｃｕ　ｌ　ｅｎ　ｔ　）半固
形分が固形物であるなら、生の未処理流入水から直接固
形物を除くことができ、そして好気性のバクテリア消化
を実施できるから、ひきつづく腐敗槽での消化の効果は
、腐敗槽からでるａ体はＴＬ′ｉ染７リーでありかつ全
懸濁有機固形分が無いという程度にまで改善される。

９　本発明における腐敗槽から出る液体の有機分フリー
という特性により、ポンプやろ過領域を傾しゃ液が通る
ときに閉塞を生じない。加えて、清澄液体は環境的に安
全でありかつ光分な純度があるから、ろ過が排水管又は
ろ１過領域中で不光分であったとしても健康上の害は生
じないであろう。

出願人は、汚濁排水処理に関する多数の特許を知ってい
る。これらの特許中膜も適切であると思われる特許は下
記のものである。マツククレランの米国特許第４０８，
５０６号、ノヨーノの米国特許第１，５３９，２５５号
、ミニツチーの米国特許第３，５４６，７１８号である
。また出願人は、排水処理に関する幾つかの英国特許を
知っている。

英国特許ＰＩＳ２２，２７６号及び第２５，８４４号で
ある。

本発明において、出願人は田園地方で腐敗槽の操作中一
般に経験する通常の維持を必要としない、かつトラブル
フリーな下水処理システムを提供する。

本発明のさらに他の利益は、腐敗４ｆ１部分から出る液
体は全有機分７１７−であるから、従来の腐敗槽を使用
するときよりもずっと低いろ過バリューでろ過するだろ
う。

また他の利益は、向流システムの腐敗４１１！１部分か
ら出る傾しゃ液体は微生物学的に不活性であるから、汚
染７リーでありかつ環境的に安全である。

住居などからの汚濁排水処理用の自己内点型下水処理シ
ステムは、生下水流入液から同伴している半固形物及び
固形物を分離するための吊された篩を有する水無し槽を
含み、鉄槽は入り口を通って入る汚濁固形物がマット状
となるように吊されている篩手段とともに入り口を有し
、該固形物が循環する空気流にさら？８＃する篩は該固
形物に好気性バクテリア消化を行わしめ、該水無し糟の
底部にある出口はそこから水無し梢の該出口へ入り口が
連通している管手段を有する水ｆｆ性腐敗桁へ液体を排
出し、該腐敗槽は少なくとも一つの沈ＷＱ室及びそこか
ら清澄液体を領しゃする手段を有しそれによって腐敗槽
中で沈澱した固形物質は嫌気性消化を行うことができ、
かつ該腐敗槽からの傾しゃ液体は全有機固形物７！７−
’ｔ’ある。

第１図かられかる通り、システムＩＦｉ２つの基本的槽
構造体から成り、その第１は水なし槽２であり、その出
口は腐敗Ｗｉ２３に接続されている。

更罠特定的には、水なし槽２は本発明の目的を達成する
ようになっている特定の構造を有する。

添付図面に示された通り、水なし檜はシリンダ状壁３と
好ましくはその頂部に閉開口５を有する傾斜した底部４
とを含む。この開口は変動水の進入から槽の頂部をシー
ルする天候キャップ（ｗｅαｔｈｅｒｃａｐ）　６によ
り覆われる。排気６Ａは第１図に１点鎖線で示されてい
る槽の頂部に組み込むことができる。しかしながら、こ
の排気は不必要である。

何故ならば水なし楢への流れは非常に間欠性であること
により、好ましい排気は住居の汚水管排気システムによ
り普通は行なわれるからである。この水なし槽内の生物
学的活性からの加熱された空気及びガスは槽の汚水管開
口の頂部で排気され、そして住居の頂部で慣用の排気シ
ステムを通して排気される。同じ汚水管排気システムを
通る冷い空気の向流はこの加熱された空気を置換する。

更に重要なことであるが、この槽は、どの排気装置が使
用されるとしても、該槽内に対流流れを形成するバイオ
マスの加熱効果によりその排気システムを通る連続的な
空気の循環を有するということは認識されるべきである
。

水なし槽２内には、篩又はかご１２が槽の内部周辺のま
わりに配置されたブラケット１１によって吊り下げられ
ている。この篩又けかごは第２図の斜視図においてより
良く示されており、そしてその頂部１５に外方に延びて
いる７ランジ１３を有する略シリンダ状鉛直方向壁と端
部グレーｌ・１４で閉じられたその底部とを含む。この
篩又はかごは鉛直方向壁及びその底部の両方に複数の長
円形の（ｏｂｌｏｎｇ）の穴１６を含む。所望ならば、
それは、Ｋｔ図に示された如き水なし楢に設置されると
きかごのまわりの空気マ盾環を高めるために、その頂部
付近により大きい穴１７（一点鎖線で示されている）を
含んでいてもよい。

第１図において明らかな通り、かご１２はそのフランジ
ＩＩＣよって水なし槽２にωり下げられており、フラン
ジ１３は、篩又はかごが示された如く水なし槽において
中間に吊り下げられるようにブラケット１１の頂部に載
っている。しかしながら、篩又はかご１２は示された如
く円錐（ｃｏｎｅ）の如き形状であるが、他の態様にお
いては、それは円錐形と違って全くシリンダ状であるこ
とに留意されたい。

第１図に最善に示された通り、水なし槽２は部分的に大
地下に埋められており、そして好ましくは２本の入り管
を含み、その大きい方の汚水管８は汚濁した流入水（ｆ
ｅｃｕｌｇｎｔ　１ｎｆｌｕｔｔｎｔ）又は場合により
各付けられた通りの黒水（ｂｌａｃｋ　ｗａｔｅｒ）を
運ぶ。小さい方の管９は流しく５ｉｎｋｓ）　、洗面所
（ｌａταｔｏｒｉｇｓ）等からの排出物を運ぶように
設計されており、この排出物は汚濁した廃棄物を含んで
いないので灰色水（ｒｔｒαｙ　ｗａｔｇｒ）としばし
ば呼ばれている。

更に重要なことであるが、汚水管８の端部は住居の水洗
便所（Ｗαｔａｒ　ｃｌｏｓｅｔｓ）又は水洗トイレか
ら直接篩又はかご１２の内側に流入する廃棄物の堆積物
を分配するように設計されたせき８Ａを形成する様式で
ある。示された如きせき８Ａは入ってくる生下水の流速
を遅くするための短いトラフ（邪魔板）であり、これは
、汚濁した物質を同伴したトイレからの汚濁した廃棄物
が、先に堆積した汚濁した物質（バイオマスＡ）を、各
折しい層がかご内［−ｒット状になるにつれて、かごか
ら流体力により洗い落とさないように流速を減じるよう
に修正されていてもよい。

汚濁した固体の何れかが篩を通って流されるならば、該
固体は水なし槽の傾斜した底部４に堆積され、そこでそ
れらは管９を通って入って来る灰色水により槽２の出口
１０へ流され、そしてただちに接続管２１を介してチェ
ック弁２ｏを通って腐敗槽２３に運ばれる。しかしなが
ら、篩又はかごを通過する固体を腐敗槽に洗い流すのに
灰色水が使用されることは必らずしも必要ではない。何
故ならば、消化しているバイオマスから排出する液体が
同様な洗浄作用を与えるからである。別の態様において
は、住居からの灰色水は、固体を含まない水なし槽の底
部を洗浄するのにそれを使用することなく腐敗槽に直接
にバイパスされる。この後者の装置は第３図の略図に示
されている。

住居からの灰色水及び黒水の両方が汚水管８を通って水
なし槽２に入ることを許容することは望ましくはないけ
れども実行は可能である。これがなされる場合には、篩
又はバスケット１２に集められたバイオマス、４に対す
る洗浄作用を減じるために改良されたせき８Ａが使用さ
れる。

理解される通り、本発明は、水なし槽に入って来る黒水
中の固形物を篩又はかご１２における活性バイオマスＡ
に捕捉することＫよってその固形物の大部分を分離する
ように設計されている。更に、このかごは、槽に入るよ
り冷たい空気が穴１６を通って水なし槽において循環す
ることができそして効果的な好気性バクテリアの消化が
集められたバイオマスＡにおいて起こり得るようにバス
ケット１２を取囲むように吊り下げられている。

矢印Ｃは第１図における冷い空気の循環を表わす。

もちろん、好気性消化が起こるにつれて熱が発生し、そ
して暖い空気がバイオマスＡから生じ、これは水なし構
内に対流を生じさせ、それにより篩又はかごのまわりの
空気の絶え間ない循環を与える。これは必要な酸素が効
果的な好気性消化に利用可能であることを確実にする。

これらの自然の対流は下水処理プラントにおいて活性ス
ラッジを処理するのに使用されるエアレーションプロセ
スに似ているが、圧縮機等の必要はないのである。

理解される通り、空気流は、より大きい穴１７（一点釦
線で示された）がかご内に含まれている場合には、穴１
７を通過してかと又は篩１２の支持７ランジ１３の下の
水なし槽の部分に行くことができる。

第１図に示された装置の場合は、篩又はかと１２を通っ
て流れる液体又は他の物質は篩又はかごを通過した後腐
敗槽２３に重力により送られるので、水なし槽２におい
ては液体は保持されないことを昭識することができる。

これらの液体は配管２１を経由し、そして入口２９を通
って腐敗槽２３に入り、入口２９からこれらの液体は直
接、腐敗槽の内部室２５へと進む。これらの室は好まし
くは、この腐敗槽を２つの部分に分離する少なくとも２
つの仕切２６及び２６αを含む。第一部分又は第−室は
沈降室７でちり、沈降室２７において水なし槽２からの
すべての液体及び物質が集められる。ここではいかなる
同伴有機物もスラッジＢとして腐敗槽の底部に沈降せし
められる。腐敗槽の底部においては蓄積したスラッジは
嫌気性バクテリアの消化を受ける。仕切２６は邪魔板と
して作用し、そして浮遊物質がこの室から出るのを防止
する。

スラッジＢＯ上の液体りを更に精製する沈降が腐敗槽２
３において行なわれた後、この相対的に清澄な液体は仕
切２６αの頂部を越えて腐敗槽の貯蔵又はポンプ寅２８
へと流れる。この液体Ｅは清澄でおりそして出口３０及
びチェック弁３１を通ッテ濾過領域（ｒｅａｃｈ　ｆｉ
ｅｌｄ）　Ｉｃ直接に重力により供給することができる
。明らかに、チェック弁は液体のいかなる逆流も防止し
そして腐敗システムへの地下水又は変動水の進入も防止
する。かかる余分の水は腐敗システムに過負荷をかけ及
び／又はその消化作用を減少させ又は破壊する。同様に
チェック弁２０はガス又は液体が再入すること（ｒｔｔ
−ｅｎｔｅｒｉｎｇ）及び水なし槽２の７ラツデイング
をも防止する。

本発明のいくつかの態様（第３図参照）においベルを降
下すべきことを感知するとき該室が清澄な液Ｅを排出す
るためのポンプ４２を含む。ポンプ及び感知装置の両者
とも慣用のものでおり、ここでは詳細は説明しない。何
故ならば、それらは第１図に示された本発明に対する選
択の自由を単に表わしているからである。

第１図に示された態様を参照すると、腐敗槽２３は２つ
の検量の重力供給が使用される場合には水なし槽２より
低いレベルになければならないことが認識され得る。一
般に、水なし槽の底部から液体を取り除き（ｓｃαυｇ
ｓｇｇ）そしてそれを腐敗槽に移送するのにポンプが使
用されない場合にはこれらのいくつかの槽のレベル間で
は３フイートの落差が本発明の有効な操作に対しては必
要でおる。コンクリート又はガラス繊維から構成されて
もよいこれらの槽は好ましくは核種を安定化させるため
Ｋそれらの基部に外方に延びている７２ンジを有しそし
てそれらが地上から浮き上がる（ｆｌｏαｔ　ｉｎｇ）
のを防止する（第１図の７ランジ２Ａ及び２３Ａ参照）
。

腐敗槽２３への水の進入を防止するために、それは典型
的には排気管２４Ａを含むカバー２４で通常はシフルさ
れている。この管は有機物の分野の期間中に生成した種
々のガスが逃げるようにこの槽を直接大気に排気する。

第１図において、この排気は別々の排気として示されて
いるが、別法として、それは所望により該管８を通る住
居の排気システムに直接に配管を介して接続されていて
もよい。

第３図の略図においては、システムの全体のレイアウト
が示されている。この略図においては、住居からの灰色
水配管の別の接続が腐敗槽２３に直接行く別の配管４０
として示されている。所望により両方の接続をなすこと
ができそして弁４１は灰色水が腐敗槽に直接送られるか
又は破線９Ａにより示された如く有機物の汚れがないよ
うに水なしＭ２つの底部を洗浄するのに使用されるかど
うかを制御するのに使用される。

住居からの黒水配管３８は汚濁した物質が前記した如く
篩又はかと１２に直接堆積されるように入口汚水管８及
びせき８，４に直接供給する。上記略図においては腐敗
槽２３の液体室２８に位置づけられているポンプ４２が
示されている。それはチェック弁３１の上流にありそし
て配管システム（ｐｌｕｍｂｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ）は
典型的には、第３図に略図で示された濾過領域４４への
清澄な液体の流れを制御するための弁４３を含む。二重
排出領域（ｄｕａｌ　ｄｒａｉｎ　ｆｉｅｌｄｓ）が試
ｆ’Ａにおいては使用されだが、普通は典型的な設備に
おいては必要とされない。

本発明を試験しそして濾過バリュー（ｐｇｒｃｏτα−
ｔｉｏｔＬυα１ｕｅｓ）が非常に低い区域及び／又は
腐敗槽からの液体が適当な一過領域までの相当な距離ポ
ンプで送られなければならない区域において非常に有効
であることが証明された。本発明は正しく設置される場
合には処理手順における進歩的な重要なステップを表わ
すと考えられる。何故ならば、それは保守が少なくて良
いこと及び十分に環境と適合性である有効な処理システ
ムであることにより慣用の下水配管設備（８−ｗαｇ−
んｏｏｋ−ｘｐｓ）を水運搬下水システＡ　（ｒａａｔ
ｇｒ　ｃａｒｒｉａｇｅ　ｓｅｗａｇｅａｙｓｔａｔｎ
）に代替することができるからでちる。

包含されるシステム及び装置の上記説明から、この方法
は下水流入液からの固形の汚濁した物質を、それを篩装
置に集めることにより分離し、好気性バクテリアによる
消化のための集められた固形物のまわシの空気循環を与
え、分離した固形物の区域において流入液からの液体を
回収しそしてそれを沈降及び更に嫌気性消化のため別の
腐敗槽に流す工程と腐敗槽から清澄な液体を傾斜しそし
てそれを一過領域及び／又は水域を通して環境に放出す
る工程を含むことを認めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は商業的下水ラインへの出入りを持たない田舎の
住居に典型的な地上に設置された本発明のシステムの断
面図である。 第２図は住居からの下水流入液からの汚濁した有機固形
物及び／又は半固形物を分離するために使用される第１
図に示された篩又はかごの斜視図である。 第３図は本発明の新規なシステムの典型的な設置を示す
略図でおる。 第１図において、１・・・本発明のシステム、２・・・
水なし槽、４・・・傾斜した底部、６Ａ・・・排気、８
Ａ・・・せき、８・・・汚水管、９・・・小さい管、１
０・・・槽２の出口、１２・・・篩又はかご、１３・・
・フランジ、１４・・・端部プレート、１６・・・長円
形穴、１７・・・より大きい穴、２０・・・チェック弁
、２１・・・接続管、２３・・・腐敗槽、２５・・・内
部室、２６．２６Ａ・・・仕切、２７・・・沈降室、２
９・・・入口、２８・・・貯蔵又はポンプ室、３０・・
・出口、３１・・・チェック弁、４２・・・ポンプ、４
１．４３・・・弁、４４・・・濾過領域でらる。 特許出願人　　トマス・ジエイ・ウィルヘルムソロ万の
１）書内容に変更なし） ＦＩＧ、　３ 手続補正書は式） 昭和６０年９月２４日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、統合した生下水処理システムであつて、穴つき手段
   がその中に吊り下げられている第１水なし槽手段を具備
   し、該槽手段は該水なし槽に入る流入液を該穴つきかご
   手段に堆積させるように操作可能な入口と、該水なし槽
   の底部に位置づけられていてその出口手段へと流す排出
   手段とを有し、 該システムは更に、腐敗槽手段であつて入口と、出口と
   、該腐敗槽を移動する流出液中粒状物質がその底部に沈
   殿することを許容するように操作可能である少なくとも
   １つの室を有する腐敗槽手段と、 該腐敗槽手段の該入口と該水なし槽手段の該出口を接続
   する管手段とを具備し、 該水なし槽手段に入る生下水流出、夜中の固形物及び半
   固形物粒状物質が該かご手段に捕捉され、該かご手段に
   おいて、該物質は好気性消化を受け、そして該水なし槽
   から出て来る流出液が該腐敗槽手段に入りそして粒状物
   質は該腐敗槽手段の底部に沈殿するときその中で嫌気性
   消化を受けるそうになつている生下水処理システム。 ２、該管手段は、該腐敗槽手段から水なし槽手段への該
   槽を接続する該管手段を介しての逆流を防止するように
   操作可能である一方向チェック弁を含む特許請求の範囲
   第１項記載の統合した生下水処理システム。 ３、該腐敗槽手段の出口がろ過領域手段に接続されてお
   り、該Ｐ過領域手段は該腐敗槽手段を出て該ろ過領域手
   段が埋め込まれている土壌中に行く流出液をろ過するよ
   うに操作可能である特許請求の範囲第１項記載の統合し
   た生下水処理システム。 ４、該腐敗槽手段がシールされておりそして少なくとも
   ２つの室をその中に含む特許請求の範囲第１項記載の統
   合した生下水処理システム。 ５、該水なし槽手段の入口手段がせき手段を含み、該せ
   き手段は該入口手段を通つて該水なし槽に入る流出液を
   、該かご手段中に集められた粒状物質の流体力による排
   除が最小になるようにして、該かご手段に分配するよう
   に操作可能である特許請求の範囲第１項記載の統合した
   生下水処理システム。 ６、該水なし槽手段は２つの入口を有し、該第１の入口
   は汚濁した廃棄物を含有する生下水流出液を該かご手段
   に堆積させるように操作可能であり、そして該第２の入
   口は該水なし槽の底部を汚濁した廃棄物を含有しない生
   下水流出液でその出口の方へ及び該腐敗槽手段に接続さ
   れた管手段の方へフラッシュするように操作可能である
   特許請求の範囲第１項記載の統合した生下水処理システ
   ム。 ７、該水なし槽はその中のすべての流体を該水なし槽手
   段の出口に重力排出させるように操作可能な傾斜した底
   部を有する特許請求の範囲第１項記載の統合した生下水
   処理システム。 ８、該水なし槽はシールされておりそして大気への連通
   を与える該水なし槽の入口手段を通る空気循環が与えら
   れる特許請求の範囲第１項記載の統合した生下水処理シ
   ステム。 ９、該腐敗槽手段がシールされており、そして大気と連
   通する別の排気手段を含む特許請求の範囲第１項記載の
   統合した生下水処理システム。 １０、該水なし槽が該腐敗手段のレベルより上に位置づ
   けられていて、該水なし槽の底部から排出しそしてその
   出口を通つて出て行く流体流出液は該管手段により該腐
   敗槽に重力により排出されるようになつている特許請求
   の範囲第１項記載の統合した生下水処理システム。 １１、該水なし槽手段がガラス繊維から構成され、そし
   て該水なし槽が地上に埋め込まれている場合に、使用中
   該水なし槽が地上から浮き上がるのを防止するように操
   作可能であるその底部の外方に延びているフランジを含
   む特許請求の範囲第１項記載の統合した生下水処理手段
   。 １２、該腐敗槽手段の出口が、ろ過領域手段が該腐敗槽
   手段に接続されている場合に該腐敗槽手段を出てろ過領
   域手段に行く液体を強制的に流すように操作可能なポン
   プ手段を含む特許請求の範囲第１項記載の統合した生下
   水処理システム。 １３、固形物及び半固形物廃棄物を含有する生下水流出
   液を処理する方法であつて、 該廃棄物を流出液中の液体から分離するように操作可能
   な穴つきかご手段に該流出液を流し込み、該穴つきかご
   手段のまわりの空気循環を与えて該廃棄物を好気性消化
   を受けさせ、 該好気性消化作用により放出された液体を含めて、該廃
   棄物のすべての液体及び小さい粒子を該かご手段の下に
   集め、 得られる集められた物質のすべてを、沈殿室においてか
   かる物質中の有機物質が更に嫌気性消化を受けるように
   なつているところの沈殿室を有する腐敗システム内に入
   れ、そして 得られる液体をろ過領域における腐敗システムから廃棄
   する工程を含む方法。