JP2008200565A - Biological treatment device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To greatly improve efficiency of biological treatment by surely generating the vertical flow of raw water in a biological reaction tank to further uniformize the distribution of suspended solids, sludge, and microorganisms. <P>SOLUTION: A biological treatment device 1 comprises the biological reaction tank 2 into which raw water 4 to be treated is introduced, and a fluidizer 5 consisting of a rotary driver 11 installed above the water surface of the biological reaction tank 2, a rotating shaft 13, and a plurality of rotary vanes 21, 22, and fluidizes the raw water 4 in the biological reaction tank 2 by rotating the fluidizer 5 to perform the biological treatment. The rotary vane 21 generating an upward flow is arranged on the middle part of the rotary shaft 13 of the fluidizer 5, and the rotary vane 22 generating a downward flow is arranged on the lower part of the rotating shaft 13. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、原水を生物反応槽に導入して生物処理する生物処理装置において、特に生物反応槽内に流動機を設置し、槽内の水を流動させて生物処理を行う生物処理装置に関するものである。   The present invention relates to a biological treatment apparatus that introduces raw water into a biological reaction tank and performs biological treatment, and particularly relates to a biological treatment apparatus that performs biological treatment by installing a fluidizer in the biological reaction tank and flowing the water in the tank. It is.

従来より、廃水等を原水として微生物によって浄化処理する窒素やリンの除去が可能な生物処理装置は、硝化菌による硝化処理やリン蓄積菌によるリン取り込みの処理を行う好気槽、リン蓄積菌からリンを吐き出させる処理を行う嫌気槽、脱窒菌による脱窒処理を行う無酸素槽等の各生物反応槽を、単独処理あるいはこれらの内から複数の処理を組み合わせて構成されている。いずれの生物反応槽の場合においても、効率的に処理を行うためには、槽内の原水の分布状況（有機物濃度分布、浮遊物質濃度分布、微生物分布等）が均一な状態に近づくことが望ましく、槽内に原水を流動させる流動機が設置されているのが一般的である。   Conventionally, biological treatment equipment capable of removing nitrogen and phosphorus, which is purified by microorganisms using wastewater as raw water, is from aerobic tanks that perform nitrification by nitrifying bacteria and phosphorus uptake by phosphorus accumulating bacteria, and phosphorus accumulating bacteria Each biological reaction tank, such as an anaerobic tank for performing a process for discharging phosphorus and an anaerobic tank for performing a denitrification process by denitrifying bacteria, is constituted by a single process or a combination of a plurality of processes. In any biological reaction tank, it is desirable that the raw water distribution in the tank (organic substance concentration distribution, suspended solids concentration distribution, microbial distribution, etc.) approaches a uniform state in order to perform the treatment efficiently. In general, a fluiding machine for allowing the raw water to flow in the tank is installed.

好気性処理を行う好気槽の場合、原水中に空気（酸素）を送って好気性状態を維持する必要があるので、槽内底部に散気管を設置し、槽外からブロワ等によって空気を送り込むことで原水中に散気するようになっている。このとき、散気管から吐出される気泡は同時に散気管直上の原水に上昇流を与えるので、槽内全体の原水を流動させることができ、散気管は流動機の役割も同時に果たしている。   In the case of an aerobic tank that performs aerobic treatment, it is necessary to send air (oxygen) into the raw water to maintain the aerobic state. Therefore, an air diffuser is installed at the bottom of the tank and air is blown from outside the tank by a blower, etc. It is designed to diffuse into the raw water. At this time, the bubbles discharged from the air diffuser simultaneously give an upward flow to the raw water immediately above the air diffuser, so that the entire raw water in the tank can flow, and the air diffuser also plays the role of a fluidizer.

また、嫌気槽や無酸素槽の場合、リン蓄積菌は、嫌気性状態では体内からリンを吐き出す特性があり、脱窒菌は酸素のない状態では、原水中のＮＯｘ等の結合酸素を使用して呼吸する特性があり、これらの特性を利用して浄化処理していることから、原水中に酸素が極力ない状態とする必要があり、前述の散気管による流動機は不適である。このため、嫌気槽や無酸素槽の場合には、原水に機械動力で流動を付与する機械式の流動機が用いられる。   In the case of anaerobic tanks and anoxic tanks, phosphorus-accumulating bacteria have the characteristic of exhaling phosphorus from the body in an anaerobic state, and denitrifying bacteria use bound oxygen such as NOx in raw water in the absence of oxygen. Since there is a characteristic of breathing and purification is performed using these characteristics, it is necessary to make the raw water contain as little oxygen as possible, and the above-described fluidizer using an air diffuser is unsuitable. For this reason, in the case of an anaerobic tank or an oxygen-free tank, a mechanical fluiding machine that imparts flow to raw water with mechanical power is used.

一方、微生物を保持する担体が槽内に投入されている担体投入型の生物反応槽を用いた生物処理装置も広く利用されている。この担体が投入されている生物処理装置の場合においても槽内の原水分布状況の均一化ももちろん重要であるが、担体の槽内分布が均一であることが処理効率の向上に繋がるので非常に重要となる。担体は、嫌気槽や無酸素槽に対しても適用可能であるが、この場合においても前記の通常の嫌気槽や無酸素槽の場合と同様に、機械式の流動機が設置されている。   On the other hand, a biological treatment apparatus using a carrier loading type biological reaction tank in which a carrier for holding microorganisms is loaded in the tank is also widely used. Even in the case of a biological treatment apparatus in which the carrier is introduced, it is of course important to make the distribution of the raw water in the tank uniform. However, since the uniform distribution of the carrier in the tank leads to an improvement in processing efficiency, it is very important. It becomes important. The carrier can also be applied to an anaerobic tank and an oxygen-free tank, but in this case as well, as in the case of the normal anaerobic tank and oxygen-free tank, a mechanical fluid machine is installed.

機械式の流動機には種々の構造のものがある。図２０に一例として、比較的優れた流動特性を有する流動機を備えた生物処理装置１の断面図を示す。この生物処理装置１は、上方が開放されており、槽側壁及び底面が地中に埋設されている上方から見て矩形の躯体水槽を生物反応槽２としている。生物処理装置１は、原水導入口３ａから原水４を導入し、生物反応槽２内で微生物による生物処理を行い、図２１に示す処理水流出口３ｂから処理水を排出するようになっており、流動機５によって生物反応槽２内の原水４を流動させるようになっている。生物処理槽２の上方の躯体床上面には断面コの字状の固定材６がアンカーボルト・ナット７によって固定されており、両固定材６に複数本の支持梁８が開放部分９を跨ぐように掛けられている。支持梁８の上面には、作業点検通路を兼ねた床板１０が取付けられ、生物処理槽２の中央部分の床板１０上に流動機５の機械動力部である回転駆動機１１が設置され、回転駆動機１１の駆動軸１２が床板１０を貫通するように設けられている。駆動軸１２には、生物反応槽２内を垂下するように配設された回転シャフト１３がその上端を駆動軸１２と連結継ぎ手１４で接続されている。そして、スリーブ状のハブ１５，１６と、そのハブ１５，１６の外周に設けられた複数の回転翼１７，１８とからなる回転羽根１９，２０が２段、回転シャフト１３にハブ１５，１６を貫通させ、間隔を設けてビス止め等で取り付けられている。   There are various types of mechanical fluid machines. As an example, FIG. 20 shows a cross-sectional view of the biological treatment apparatus 1 including a fluidizer having relatively excellent fluidity characteristics. The biological treatment apparatus 1 has a rectangular body water tank as a biological reaction tank 2 as viewed from above, with the upper side being open and the tank side wall and bottom surface being buried in the ground. The biological treatment apparatus 1 introduces raw water 4 from the raw water inlet 3a, performs biological treatment with microorganisms in the biological reaction tank 2, and discharges treated water from the treated water outlet 3b shown in FIG. The raw water 4 in the biological reaction tank 2 is caused to flow by the fluidizer 5. A fixing member 6 having a U-shaped cross section is fixed to the upper surface of the housing floor above the biological treatment tank 2 by anchor bolts and nuts 7, and a plurality of support beams 8 straddle the open portion 9 on both the fixing members 6. It is hung like so. On the upper surface of the support beam 8, a floor plate 10 also serving as a work inspection passage is attached, and on the floor plate 10 in the central part of the biological treatment tank 2, a rotary drive 11 that is a mechanical power unit of the fluidizer 5 is installed and rotated. A drive shaft 12 of the drive machine 11 is provided so as to penetrate the floor board 10. A rotary shaft 13 disposed so as to hang down in the biological reaction tank 2 is connected to the drive shaft 12 at its upper end with the drive shaft 12 by a coupling joint 14. The rotary blades 19 and 20 comprising sleeve-shaped hubs 15 and 16 and a plurality of rotary blades 17 and 18 provided on the outer periphery of the hubs 15 and 16 are arranged in two stages, and the hubs 15 and 16 are attached to the rotary shaft 13. It is penetrated and attached with screws or the like at intervals.

上方の回転羽根１９は、その回転翼１７が回転シャフト１３の回転軸と直交する仮想平面ｐ１から迎角α１だけ傾斜させて設けられている。また、下方の回転羽根２０は、その回転翼１８が、回転シャフト１３の回転軸と直交する仮想平面ｐ２から迎角α２だけ傾斜させて設けられている。上方の回転羽根１９の回転翼１７の迎角α１と下方の回転羽根２０の回転翼１８の迎角α２はほぼ等しい角度となっている。また、上方および下方の回転羽根１９，２０の回転翼１７，１８において、ハブ１５，１６との付け根の位置と先端の位置とは、回転シャフト１３の回転軸と直交する仮想平面ｐ１，ｐ２に対して概ね平行に設けられている。また、上方の回転羽根１９と下方の回転羽根２０とは、直上から見た回転翼１７，１８の位置が重なるように配置されている。なお、仮想平面ｐ１，ｐ２は互いに平行な関係にあるので、回転羽根１９と回転羽根２０とは、回転翼１７と回転翼１８とが互いに概ね平行な状態で回転シャフト１３に配置されていることはいうまでもない。また、本例では回転羽根１９，２０は、それぞれ回転翼１７，１８が４枚設けられたものを用いている。   The upper rotary blade 19 is provided such that the rotary blade 17 is inclined by an angle of attack α1 from a virtual plane p1 orthogonal to the rotation axis of the rotary shaft 13. Further, the lower rotary blade 20 is provided such that the rotary blade 18 is inclined by an angle of attack α2 from a virtual plane p2 orthogonal to the rotation axis of the rotary shaft 13. The angle of attack α1 of the rotating blade 17 of the upper rotating blade 19 and the angle of attack α2 of the rotating blade 18 of the lower rotating blade 20 are substantially equal. In addition, in the rotary blades 17 and 18 of the upper and lower rotary blades 19 and 20, the positions of the roots and the tips of the hubs 15 and 16 are on virtual planes p 1 and p 2 orthogonal to the rotation axis of the rotary shaft 13. It is provided in parallel with respect to each other. Further, the upper rotary blade 19 and the lower rotary blade 20 are arranged so that the positions of the rotary blades 17 and 18 as seen from directly above overlap. Since the virtual planes p1 and p2 are parallel to each other, the rotary blade 19 and the rotary blade 20 are disposed on the rotary shaft 13 with the rotary blade 17 and the rotary blade 18 being substantially parallel to each other. Needless to say. In this example, the rotary blades 19 and 20 are provided with four rotary blades 17 and 18, respectively.

図２１は、図２０に示した生物処理装置１について、流動機５を作動させたときにおける生物反応槽２内の原水４の流動状態を示す。図２１は、回転シャフト１３の回転軸上であり、かつ生物反応槽２の左右側壁面に対して上方から見て垂直方向の切断面で切られた断面図であり、流動機５の回転羽根１９，２０の位置は、回転翼１７，１８がその切断面上に位置する状態としている。このときの槽内の原水４の流動状態が矢印のベクトル線で示されている。流動機５は、図示の通り、回転シャフト１３が原水４の液面上方から見て時計回りに低速回転しており、上方および下方の各回転羽根１９，２０も時計回りに低速回転している。各回転羽根１９，２０の回転翼１７，１８は、それぞれ迎角α１およびα２だけ傾斜している（回転翼１７，１８ともに進行方向に対して前方側が高く、後方側が低くなる傾斜を有している）ため、回転羽根１９，２０が時計方向（図２０上で見ると回転翼１７，１８が右側から左側の方向に移動する。）に低速回転することで原水４に対して斜め下方向に押し出す力が働き、同時に回転羽根１９，２０の回転運動による遠心力によって回転翼１７，１８の先端から外側に向かう力も同時に働く。すなわち、生物反応槽２内では、図２１に示した切断面上においては、槽内の原水４に対して白矢印ｗ１で示した方向に力が働き、上方の回転羽根１９も下方の回転羽根２０も原水４に対して基本的に下降流を発生させることになる。   FIG. 21 shows the flow state of the raw water 4 in the biological reaction tank 2 when the fluidizer 5 is operated with respect to the biological treatment apparatus 1 shown in FIG. FIG. 21 is a cross-sectional view taken on a cutting plane in the vertical direction when viewed from above with respect to the left and right side wall surfaces of the biological reaction tank 2 on the rotating shaft of the rotating shaft 13. The positions 19 and 20 are such that the rotor blades 17 and 18 are located on the cut surface. The flow state of the raw water 4 in the tank at this time is indicated by an arrow vector line. In the fluidizer 5, as shown in the figure, the rotary shaft 13 rotates at a low speed clockwise as viewed from above the liquid surface of the raw water 4, and the upper and lower rotary blades 19 and 20 also rotate at a low speed clockwise. . The rotor blades 17 and 18 of the rotor blades 19 and 20 are inclined by angles of attack α1 and α2, respectively (both the rotor blades 17 and 18 have an inclination that is higher on the front side and lower on the rear side in the traveling direction. Therefore, the rotating blades 19 and 20 rotate at a low speed in the clockwise direction (when viewed in FIG. 20, the rotating blades 17 and 18 move from the right side to the left side). The pushing force works, and at the same time, the outward force from the tips of the rotating blades 17 and 18 also works due to the centrifugal force caused by the rotational movement of the rotating blades 19 and 20. That is, in the biological reaction tank 2, a force acts on the cut surface shown in FIG. 21 in the direction indicated by the white arrow w1 with respect to the raw water 4 in the tank, and the upper rotary blade 19 also has a lower rotary blade. 20 also basically generates a downward flow with respect to the raw water 4.

具体的に述べると、図２１の白矢印ｗ１で示された力によって、下方の回転羽根２０周辺では、まず、生物反応槽２の槽側壁２ｂ側の斜め下方に向かって水流ａ０が発生する。生物反応槽２の底面２ａと槽側壁２ｂとが交わる辺部に斜めにハンチ２ｃが設けられていることから、その斜め下方に向かう水流ａ０は、ハンチ２ｃにぶつかって、底面２ａに平行に向かう水流ｃ０と、槽側壁２ｂに沿って上方に向かう水流ｂ０に分かれる。このとき、水流ａ０は、ハンチ２ｃにぶつかった際、水流ｂ０側に力がより多く伝わるので、水流ｂ０の速度の方が、水流ｃ０の速度よりも流速が速くなる。   More specifically, a water flow a0 is first generated obliquely downward on the side of the tank side wall 2b of the biological reaction tank 2 around the lower rotary blade 20 by the force indicated by the white arrow w1 in FIG. Since the haunch 2c is provided obliquely at the side where the bottom surface 2a of the biological reaction tank 2 and the tank side wall 2b intersect, the water flow a0 heading diagonally downward hits the haunch 2c and goes parallel to the bottom surface 2a. It is divided into a water flow c0 and a water flow b0 directed upward along the tank side wall 2b. At this time, when the water flow a0 collides with the haunch 2c, more force is transmitted to the water flow b0 side, so that the velocity of the water flow b0 is higher than the velocity of the water flow c0.

一方、上方の回転羽根１９周辺の原水は、まず、前記の白矢印ｗ１で示された力によって、槽側壁２ｂ側の斜め下方に向かう水流ｄ０が発生する。水流ｄ０は、前記の下方の回転羽根２０からの上昇流である水流ｆ０とぶつかり、回転シャフト１３方向の上方に向かう水流ｅ０に変化し、上方の回転羽根１９の回転翼１７に取り込まれていく。また、水流ｆ０も回転シャフト１３方向の下方に向かう水流に変化し、下方の回転羽根２０の回転翼１８に取り込まれる。一方、上方の回転羽根１９周辺では、水流ｄ０のほかに、水勢は弱いが遠心力によって槽側壁２ｂに向かう水流ｇ０が発生する。この水流ｇ０は、槽側壁２ｂにぶつかって上昇流に変化するが、重力の影響を受け次第に速度が低下していき、下降流である水流ｈ０に変化し、上方の回転羽根１９の回転翼１７に取り込まれていく。   On the other hand, the raw water around the upper rotary blade 19 first generates a water flow d0 that is directed obliquely downward on the tank side wall 2b side by the force indicated by the white arrow w1. The water flow d0 collides with the water flow f0 which is the upward flow from the lower rotary blade 20 and changes to the water flow e0 in the upward direction of the rotary shaft 13 and is taken into the rotary blades 17 of the upper rotary blade 19. . Further, the water flow f0 also changes to a water flow directed downward in the direction of the rotary shaft 13, and is taken into the rotary blades 18 of the rotary blades 20 below. On the other hand, in the vicinity of the upper rotary blade 19, in addition to the water flow d0, a water flow g0 toward the tank side wall 2b is generated by centrifugal force although the water force is weak. This water flow g0 collides with the tank side wall 2b and changes to an upward flow. However, the velocity gradually decreases due to the influence of gravity, and changes to a downward flow of water flow h0. It will be taken in.

図２０および図２１に示した従来の流動機５を備えた生物処理装置１においては、上下２段の回転羽根１９，２０によって、槽内の原水４に上昇流や下降流が発生することで、原水４の分布状況にある程度の均一化が図れ、それなりの効果を得ることはできていた。   In the biological treatment apparatus 1 equipped with the conventional fluidizer 5 shown in FIGS. 20 and 21, an upflow and a downflow are generated in the raw water 4 in the tank by the upper and lower rotary blades 19 and 20. The distribution of the raw water 4 was made uniform to some extent, and an appropriate effect could be obtained.

また、この他にも例えば特許文献１では、特に担体投入型の（生物）反応槽に適用する低速担体浮遊機（流動機）が示されている。この担体浮遊機は、回転軸（回転シャフト）に上下２段で間隔を設けて羽根（回転羽根）を有しているが、上段羽根の回転外径が下段羽根の回転外径に比べて、小径としているところに特徴がある。これにより、低速担体浮遊機によって槽内に下向流を発生させ、それによって反応槽の底面の外周部から側壁に沿って上昇流を発生させた場合、上段羽根が下段羽根と回転外径が同じであると、それによって上昇流が阻害されて下向流に変えてしまうことを防止できるようになっている。さらに、これによって、上昇流を反応槽の液面付近まで発生させることができ、担体が反応槽底部に沈降して堆積しまうことを防止でき、液面付近に担体がなくなってしまう状態を回避することができるようになっている。   In addition to this, for example, Patent Document 1 discloses a low-speed carrier floating machine (fluidizer) that is particularly applied to a carrier charging type (biological) reaction tank. This carrier floating machine has blades (rotating blades) with a two-stage interval on the rotating shaft (rotating shaft), but the rotating outer diameter of the upper blade is smaller than the rotating outer diameter of the lower blade, It is characterized by its small diameter. As a result, when a downward flow is generated in the tank by the low-speed carrier floating machine and thereby an upward flow is generated along the side wall from the outer peripheral portion of the bottom surface of the reaction tank, the upper blade has a lower outer diameter than the lower blade. If it is the same, it is possible to prevent the upward flow from being obstructed and changing to a downward flow. Further, this allows an upward flow to be generated up to the vicinity of the liquid level in the reaction tank, so that the carrier can be prevented from sinking and accumulating at the bottom of the reaction tank, and a state where the carrier disappears near the liquid level is avoided. Be able to.

さらに、特許文献２では、活性汚泥法の反応槽に適用する、槽内の汚泥の沈殿を防止することができる低速撹拌機（流動機）が示されている。この低速撹拌機は、特許文献１記載の低速担体浮遊機の下段羽根の回転外径を上段羽根の回転外径と同様に小径とし、反応槽内にドラフトチューブを立設し、下段羽根部分がドラフトチューブ内に配置されるように、低速撹拌機を設けている。これにより、小径とすることで駆動部の所要動力を小さくできるメリットを有しつつ、ドラフトチューブの作用によって、槽内を満遍なく撹拌することができるようになっている。また、反応槽の深さが、１０ｍもあるような深層反応槽においても、槽内を確実に撹拌することができるようになっている。   Furthermore, Patent Document 2 discloses a low-speed stirrer (fluidizer) that can be applied to a reaction tank of an activated sludge method and can prevent sedimentation of sludge in the tank. In this low-speed stirrer, the rotational outer diameter of the lower blade of the low-speed carrier floating machine described in Patent Document 1 is set to a small diameter similar to the rotational outer diameter of the upper blade, a draft tube is erected in the reaction tank, and the lower blade portion is A low speed stirrer is provided so as to be placed in the draft tube. Thereby, the inside of the tank can be evenly stirred by the action of the draft tube while having the advantage that the required power of the drive unit can be reduced by making the diameter small. Further, even in a deep reaction tank having a depth of 10 m, the inside of the tank can be reliably stirred.

特開２０００−２３７７８０号公報JP 2000-237780 A 特開２００５−２９６８５０号公報JP 2005-296850 A

ところで、生物反応槽内を満遍なく流動させるためには、流動機で槽内の原水に下降流と上昇流を発生させる必要がある。図２０および図２１に示した従来の生物処理装置１では、流動機５の上方の回転羽根１９が下降流（水流ｄ０）を主として発生させるようになっており、上昇流（水流ｇ０）の流速が遅い。また、下方の回転羽根２０によって発生する上昇流（水流ｂ０）については、下降流（水流ｄ０）とぶつかってほとんどが下降流（水流ｆ０）に変化してしまい、上方の回転羽根１９を超えて上昇する上昇流（水流ｄ０）は非常に少ない。このため、上方の回転羽根１９の上方の原水４の上昇流（ｇ０）は、ほとんどが水面にまで到達せずに下降流（ｈ０）に変化してしまい、水面付近の原水４の流動が非常に小さい。このため、水面付近に気泡や脱窒菌が原水中のＮＯｘを使用して呼吸することで発生する窒素ガスを含んで水よりも比重が軽くなった汚泥や担体が停滞し易く、それがスカムに変化してしまうと水面下に再度沈降しなくなってしまうので大きな問題となっていた。汚泥や担体がスカムに変化してしまうと、原水を浄化処理する能力を失ってしまい、槽外に取り出して廃棄処分するしかなく、処分費用等も嵩み、問題となっていた。汚泥や担体がスカム化することによって、生物処理装置の原水浄化処理能力が低下してしまうという問題もあった。特にこの生物反応槽２で生物処理する前に、原水４を流量調整等のために貯留槽で一時貯留する場合、腐敗防止のためにばっ気されていると、原水４中の汚泥に気泡が残存し、見かけ上の比重が水よりも軽くなることがある。また、好気槽で担体が投入された原水４をばっ気して好気性処理を行った後、その原水４がこの生物反応槽２に導入された場合においても汚泥や担体に気泡が残存し、見かけ上の比重が水よりも軽くなることがある。これらのような場合、特に生物反応槽２の水面付近に汚泥や担体が滞留し易く、問題となっていた。   By the way, in order to flow uniformly in the biological reaction tank, it is necessary to generate a downward flow and an upward flow in the raw water in the tank with a fluidizer. In the conventional biological treatment apparatus 1 shown in FIG. 20 and FIG. 21, the rotating blade 19 above the fluidizer 5 mainly generates a downward flow (water flow d0), and the flow velocity of the upward flow (water flow g0). Is slow. Further, the upward flow (water flow b0) generated by the lower rotary blade 20 collides with the downward flow (water flow d0) and almost changes to the downward flow (water flow f0), and exceeds the upper rotary blade 19. There is very little ascending flow (water flow d0). For this reason, most of the upward flow (g0) of the raw water 4 above the upper rotary blade 19 changes to a downward flow (h0) without reaching the water surface, and the flow of the raw water 4 near the water surface is very Small. For this reason, sludge and carriers that have a lighter specific gravity than water and contain nitrogen gas generated by air bubbles and denitrifying bacteria breathing using NOx in raw water near the surface of the water are likely to stagnate. If it changed, it would not sink again under the surface of the water, which was a big problem. If the sludge or the carrier is changed to scum, the ability to purify the raw water is lost, and it must be taken out of the tank and disposed of, and the disposal cost increases. There has also been a problem that the raw water purification treatment capacity of the biological treatment apparatus is reduced due to sludge and carrier becoming scum. In particular, when the raw water 4 is temporarily stored in the storage tank for flow rate adjustment or the like before being biologically treated in the biological reaction tank 2, bubbles are generated in the sludge in the raw water 4 if it is aerated to prevent corruption. Residual and apparent specific gravity may be lighter than water. In addition, even after the raw water 4 into which the carrier has been introduced in the aerobic tank is aerated and subjected to the aerobic treatment, bubbles remain in the sludge and the carrier even when the raw water 4 is introduced into the biological reaction tank 2. The apparent specific gravity may be lighter than water. In such cases, sludge and carriers tend to stay particularly near the water surface of the biological reaction tank 2, which is a problem.

また、生物反応槽２内の上方と下方の回転羽根１９，２０の間の領域にある原水４においては、上方の回転羽根１９による下降流（水流ｄ０）は、重力によって加速されて流速が速くなっていくのに対して、下方の回転羽根２０による上昇流（水流ｂ０）は、重力によって減速されて流速が遅くなっていくので、上方の回転羽根１９による水流ｄ０，ｅ０による旋回流が大きな領域を占め、下方の回転羽根２０による水流ｂ０，ｆ０による旋回流は小さな領域内に留まってしまい、流動分布のバランスが悪く、原水４の分布状況（有機物濃度分布、浮遊物質濃度分布、微生物分布等）にばらつきが生じ、原水４の生物処理効率が低下するという問題があった。   Further, in the raw water 4 in the region between the upper and lower rotary blades 19 and 20 in the biological reaction tank 2, the downward flow (water flow d0) by the upper rotary blade 19 is accelerated by gravity and has a high flow velocity. On the other hand, the upward flow (water flow b0) by the lower rotary blade 20 is decelerated by gravity and the flow velocity becomes slower, so that the swirl flow by the water flow d0 and e0 by the upper rotary blade 19 is large. The swirl flow due to the water flow b0, f0 by the lower rotary blade 20 occupies the area, stays in a small area, the balance of the flow distribution is poor, the distribution state of the raw water 4 (organic substance concentration distribution, suspended matter concentration distribution, microbial distribution) Etc.) and the biological treatment efficiency of the raw water 4 is reduced.

さらに、下方の回転羽根２０の下側の生物反応槽２の底面２ａ付近の原水４については、下降流（水流ａ０）の一部が分岐した水流ｃ０によって流動させているが、その流速は遅く、底面２ａに汚泥や担体が滞留し易く、原水４の分布状況にばらつきが生じ、原水４の生物処理効率が低下するという問題があった。生物反応槽２の底面２ａに汚泥や担体が滞留することを防止するために、流動機５の回転駆動機１１の回転数を上げて回転羽根１９，２０の回転速度を上げることで槽内の原水４の流動速度を速めることは物理的に可能ではある。しかし、回転駆動機１１の消費電力が増加してしまうので、ランニングコストが増大する問題があった。また、回転羽根１９，２０の回転速度が速くなると、回転翼１７，１８で汚泥フロックを破壊してしまう場合があり、汚泥フロックの破壊は生物処理能力の低下を招くという問題もあった。さらに、生物反応槽２内に担体が投入されている場合においても、硬質樹脂等の硬質素材製の担体では、高速回転する回転翼１７，１８と衝突して破損してしまう恐れがあり、スポンジ状等の軟質素材製の担体では、回転翼１７、１８に衝突したり、速い流速で生物反応槽２内の槽側壁２ｂや底面２ａに接触したりして、短期間で磨耗してしまい、寿命が短くなってしまうという問題もあった。   Furthermore, the raw water 4 in the vicinity of the bottom surface 2a of the biological reaction tank 2 on the lower side of the lower rotating blade 20 is caused to flow by the water flow c0 in which a part of the downward flow (water flow a0) is branched, but the flow velocity is slow. The sludge and the carrier are likely to stay on the bottom surface 2a, and the distribution state of the raw water 4 varies, and the biological treatment efficiency of the raw water 4 is reduced. In order to prevent sludge and carriers from staying on the bottom surface 2a of the biological reaction tank 2, the rotational speed of the rotary blades 19 and 20 is increased by increasing the rotational speed of the rotary drive 11 of the fluidizer 5, so that It is physically possible to increase the flow rate of the raw water 4. However, since the power consumption of the rotary drive 11 increases, there is a problem that the running cost increases. Moreover, when the rotational speed of the rotary blades 19 and 20 is increased, the sludge flocs may be destroyed by the rotary blades 17 and 18, and the destruction of the sludge flocs also causes a problem of lowering the biological treatment capacity. Further, even when a carrier is put in the biological reaction tank 2, a carrier made of a hard material such as a hard resin may collide with the rotating blades 17 and 18 that rotate at high speed and may be damaged. In a carrier made of a soft material such as a shape, it collides with the rotor blades 17 and 18, or comes into contact with the tank side wall 2b or the bottom surface 2a in the biological reaction tank 2 at a high flow rate, and wears in a short period of time. There was also a problem that the lifetime was shortened.

特許文献１記載の低速担体浮遊機においては、反応槽内の水流を下段羽根で発生させた下降流が槽底面から側壁を沿って変化した上昇流によって、液面付近の担体を浮遊移動させることができる。しかし、羽根によって流れを与える力は、羽根の根元部分が最も小さく、逆に羽根の先端部分が最も大きい。つまり、回転軸からの距離が長いほど周囲の原水に与える力が大きくなる。上段羽根の長さを短くしたことによって、上段羽根が周囲の原水に与える力が大幅に小さくなってしまっており、それと同時に、上段羽根が下降流を発生させるために上段羽根の上方（液面付近）の原水を下方に引き込む力も小さくなってしまっている。下段羽根による上昇流も液面付近では、その流速は大幅に低下することから、液面付近での原水の流速は不十分である。気泡や窒素ガスを含んだ汚泥や担体は、水よりも見かけ上の比重が軽く、液面付近に浮遊し易く、槽内の流速の遅い下降流で引き込むことが難しく、問題となっていた。   In the low-speed carrier floating machine described in Patent Document 1, the carrier in the vicinity of the liquid surface is floated and moved by the upward flow in which the downward flow generated by the lower blades of the water flow in the reaction tank changes along the side wall from the bottom of the tank. Can do. However, the force imparted by the blade is the smallest at the root of the blade, and conversely the largest at the tip of the blade. In other words, the longer the distance from the rotating shaft, the greater the force applied to the surrounding raw water. By shortening the length of the upper blade, the force exerted by the upper blade on the surrounding raw water has been greatly reduced, and at the same time, the upper blade generates a downward flow above the upper blade (the liquid level). The force to draw the raw water in the vicinity) has also become smaller. Since the flow rate of the upward flow caused by the lower blades is greatly reduced near the liquid level, the flow rate of the raw water near the liquid level is insufficient. The sludge and the carrier containing bubbles and nitrogen gas have a lighter apparent specific gravity than water, are likely to float near the liquid surface, and are difficult to draw in with a descending flow having a slow flow rate in the tank.

特許文献２記載の低速撹拌機が有効に機能するためには、反応槽内にドラフトチューブを立設することが必須であるが、ドラフトチューブは重量が重く、また、ドラフトチューブの内外で発生する水流により様々な方向から力が掛かるので、ドラフトチューブは反応槽の底面と支持材等で確実に固定してやる必要がある。支持材にコストが掛かり、何よりもドラフトチューブを立設する作業は多大な労力が必要であり、設置コストが嵩んでしまうという問題があった。一般に躯体水槽は、コンクリートでは水分が浸透してしまうことから、周壁の内部に防水材が埋め込まれており、これによって、躯体水槽の防水が確保されている。躯体水槽にドラフトチューブを設置する場合、槽底面に支持材を固定するためのアンカーボルトを埋め込む必要がある。防水材料による防水機能を維持しつつ、アンカーボルトを埋め込む作業は多大な労力が必要であり、大きな問題となっていた。   In order for the low-speed stirrer described in Patent Document 2 to function effectively, it is essential to erect a draft tube in the reaction tank, but the draft tube is heavy and is generated inside and outside the draft tube. Since force is applied from various directions by the water flow, the draft tube needs to be securely fixed by the bottom surface of the reaction tank and the support material. The support material is costly, and above all, the work of erecting the draft tube requires a lot of labor, and there is a problem that the installation cost increases. In general, since the water in a skeleton body is permeated in concrete, a waterproof material is embedded in the peripheral wall, thereby ensuring the waterproofness of the skeleton water tank. When installing the draft tube in the chassis water tank, it is necessary to embed an anchor bolt for fixing the support material on the bottom of the tank. The work of embedding anchor bolts while maintaining the waterproof function of the waterproof material requires a great deal of labor and has been a big problem.

また、反応槽の深さが１０ｍを超えるような深層反応槽の場合においては、これらの問題があっても、この低速撹拌機を適用する作用・効果のほうが大きく、費用対効果は大きい。しかし、通常の反応槽に対して、この低速撹拌機を適用するには、費用対効果に欠けるという問題もあった。   Moreover, in the case of a deep reaction tank in which the depth of the reaction tank exceeds 10 m, even if there are these problems, the action and effect of applying this low-speed stirrer is greater and the cost effectiveness is greater. However, in order to apply this low-speed stirrer to an ordinary reaction tank, there is a problem that it is not cost effective.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、生物反応槽の水面付近においても、流動機によって上下方向に確実に水流を発生させることにより、槽内の原水の浮遊物質、汚泥および微生物の分布をより均一化することができ、生物処理の効率が大幅に向上した生物処理装置を提供することを目的とする。また、スカム等が水面上に滞留することのない生物処理装置を提供することを目的とする。さらに、この発明は、生物反応槽の底面においても、流動機によって上下方向に確実に水流を発生させることにより、沈降汚泥や担体が槽底面に滞留することのない生物処理装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems. Even in the vicinity of the water surface of a biological reaction tank, the floating substance of the raw water in the tank is generated by reliably generating a water flow in the vertical direction by the fluidizer. An object of the present invention is to provide a biological treatment apparatus capable of making the distribution of sludge and microorganisms more uniform and greatly improving the efficiency of biological treatment. It is another object of the present invention to provide a biological treatment apparatus in which scum or the like does not stay on the water surface. Furthermore, the present invention provides a biological treatment apparatus in which sedimentation sludge and carriers do not stay on the bottom surface of the biological reaction tank by reliably generating a water flow in the vertical direction using a fluid machine. Objective.

上記課題を解決するために、本発明の生物処理装置は、原水を生物反応槽に導入し、該生物反応槽の上方に設けられた回転駆動機、該回転駆動機に接続して前記生物反応槽内を垂下する回転シャフトおよび該回転シャフトに間隔を空けて設けられた複数の回転羽根からなる流動機により、前記生物反応槽内を流動させて生物処理を行う生物処理装置において、前記流動機の回転シャフトには、上方に上昇流を発生させる回転羽根を配設し、下方に下降流を発生させる回転羽根を配設したことを特徴とする生物処理装置としたものである。   In order to solve the above-mentioned problems, the biological treatment apparatus of the present invention introduces raw water into a biological reaction tank, and is connected to the rotational drive provided above the biological reaction tank. In the biological treatment apparatus for performing biological treatment by flowing in the biological reaction tank by a fluidizer comprising a rotary shaft depending on the inside of the tank and a plurality of rotary blades provided at intervals in the rotary shaft, the fluidizer The rotary shaft is provided with a rotating blade that generates an upward flow on the upper side and a rotating blade that generates a downward flow on the lower side.

また、本発明の請求項２の生物処理装置は、前記生物反応槽を担体投入型としたことを特徴とする。   Moreover, the biological treatment apparatus according to claim 2 of the present invention is characterized in that the biological reaction tank is a carrier input type.

また、本発明の請求項３の生物処理装置は、少なくとも１つの回転羽根は、他の回転羽根に対し、回転シャフトの軸を中心に回転位相を有していることを特徴とする。   The biological treatment apparatus according to claim 3 of the present invention is characterized in that at least one rotary blade has a rotational phase around the axis of the rotary shaft with respect to the other rotary blades.

さらに、本発明の請求項４の生物処理装置は、前記回転羽根を構成する回転翼は、上り勾配を有していることを特徴とする。   Furthermore, the biological treatment apparatus according to claim 4 of the present invention is characterized in that the rotating blades constituting the rotating blades have an upward gradient.

この発明の請求項１に係る生物処理装置は、生物反応槽内の原水を流動させる流動機の構成を回転シャフトに間隔を空けて上下に複数の回転羽根を設置し、上方の回転羽根は上昇流を発生させるように配設し、下方の回転羽根は下降流を発生させるように配設した構成としたので、上方の回転羽根から強力な上昇流が発生することにより、水面付近にも上昇流が到達し、水面付近では回転シャフトに向かう流れに変わり、さらに回転シャフト付近では下降流に変化するという旋回流が上方の回転羽根の上側と生物反応槽の水面との間の領域で発生させることができる。これにより、気泡や腐敗ガスを含んで水よりも見かけ上の比重が軽い汚泥や担体が水面上に滞留することを防止でき、汚泥や担体がスカム化してしまうことを防止できる大きな効果がある。   In the biological treatment apparatus according to claim 1 of the present invention, the configuration of the fluidizer for flowing the raw water in the biological reaction tank is provided with a plurality of upper and lower rotating blades spaced apart from the rotating shaft, and the upper rotating blade is raised. Since the lower rotating blades are arranged to generate a downward flow, a strong upward flow is generated from the upper rotating blades, so that it also rises near the water surface. A swirl flow is generated in the region between the upper side of the upper rotating blade and the water surface of the bioreactor tank, where the flow reaches, changes to a flow toward the rotating shaft near the water surface, and further changes to a downward flow near the rotating shaft. be able to. As a result, it is possible to prevent sludge and carrier containing bubbles and septic gas and having a lighter specific gravity than water from staying on the surface of the water, and to prevent the sludge and carrier from becoming scum.

この発明の請求項２に係る生物処理装置は、前記生物反応槽を担体投入型に構成したので、以下に示す効果がある。すなわち、従来の生物処理装置において、流動機の回転羽根の回転速度を速くして前記の汚泥や担体の滞留防止を図ろうとした場合、槽内に投入されている担体が硬質素材製の場合では担体自体や回転翼が損傷する恐れがあり、担体が軟質素材製の場合では速い流速で接触することで担体が短期間で磨耗して寿命を迎えてしまう恐れがあった。また、回転羽根の回転速度を上げるには、回転駆動機の回転数を上げてやる必要があり、消費電力が増大するという問題があった。しかし、この発明の請求項２に係る生物処理装置の場合では、流動機の回転羽根の回転数を従来の低速回転で作動させても、生物反応槽内の原水の分布状況を良好な状態に保つことができるという効果がある。   In the biological treatment apparatus according to claim 2 of the present invention, since the biological reaction tank is configured as a carrier input type, the following effects can be obtained. That is, in the conventional biological treatment apparatus, when the rotation speed of the rotating blades of the fluidizer is increased to prevent the sludge and the carrier from staying, the carrier put in the tank is made of a hard material. There is a risk of damage to the carrier itself or the rotor blades. When the carrier is made of a soft material, the carrier may be worn out in a short period of time due to contact at a high flow rate, and the life may be reached. Further, in order to increase the rotational speed of the rotary blade, it is necessary to increase the rotational speed of the rotary driving machine, which causes a problem that power consumption increases. However, in the case of the biological treatment apparatus according to claim 2 of the present invention, even if the rotational speed of the rotating blades of the fluidizer is operated at the conventional low speed rotation, the distribution state of the raw water in the biological reaction tank is in a good state. There is an effect that can be maintained.

この発明の請求項３に係る生物処理装置は、少なくとも１つの回転羽根を他の回転羽根との間で回転軸を中心に回転位相を有するように配置した構成としたので、以下に示す効果がある。すなわち、全ての回転羽根が上方から見て、回転翼が重なる位置（これを同位相とする。）とした場合、上下で隣り合う各回転羽根の回転翼によって生じる水流が直接干渉し合い、その隣り合う上下の回転羽根間の領域の原水の分布状況に多少のばらつきが発生していた。しかし、この発明の請求項３に係る生物処理装置の場合、上下で隣り合う各回転羽根の回転翼から水流が発生する時期にタイムラグができるので、各水流による直接干渉を弱めることができ、原水の分布状況の一層の均一化が図れ、生物処理能力が大幅に向上するという大きな効果がある。   Since the biological treatment apparatus according to claim 3 of the present invention has a configuration in which at least one rotary blade is disposed so as to have a rotational phase around the rotational axis between the other rotary blades, the following effects can be obtained. is there. That is, when all the rotating blades are viewed from above, and the rotor blades overlap each other (this is the same phase), the water flow generated by the rotor blades of the upper and lower adjacent rotating blades directly interferes with each other. Some variation occurred in the distribution of raw water in the area between adjacent upper and lower rotary blades. However, in the case of the biological treatment apparatus according to claim 3 of the present invention, a time lag is generated at the time when the water flow is generated from the rotating blades of the rotating blades adjacent to each other in the upper and lower directions. It is possible to further uniform the distribution status of the plant and to greatly improve the biological treatment capacity.

この発明の請求項４に係る生物処理装置は、前記回転羽根を構成する回転翼が上り勾配を有している構成としたので、特に下方の下降流を発生させる回転羽根においては、この回転羽根によって発生する下降流が生物反応槽の底部やハンチでぶつかって変化した上昇流が回転翼に当たって流速が減速してしまうことを防止することができる効果がある。   In the biological treatment apparatus according to claim 4 of the present invention, the rotating blades constituting the rotating blades are configured to have an ascending slope. Therefore, particularly in the rotating blades that generate the downward flow, the rotating blades. As a result, it is possible to prevent the downflow generated by the collision between the bottom of the biological reaction tank and the hunch and hit the rotating blades and the flow velocity is reduced.

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１にかかる生物処理装置１であって、図２に示すＡ−Ａ線に沿って切断した断面図であり、本発明の主要部である流動機５の全体が図示されているものである。図２は実施の形態１の生物処理装置１を上方から見た全体の平面的構成を示す平面図、図３は回転シャフト１３に配置される複数個の回転羽根２１，２２の状態を示す平面図であり、図１のＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図である。図４は図１、図２に示される回転羽根２１，２２の斜視図、図５は実施の形態１の槽内での原水４の流動状態を示す説明図であり、図２のＣ−Ｃ線に沿って切断した断面図である。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 shows a biological treatment apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention, which is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 2, and shows the entire fluidizer 5 as the main part of the present invention. Is shown in the figure. 2 is a plan view showing an overall planar configuration of the biological treatment apparatus 1 according to the first embodiment as viewed from above, and FIG. 3 is a plan view showing a state of a plurality of rotary blades 21 and 22 arranged on the rotary shaft 13. It is a figure and is sectional drawing cut | disconnected along the BB line of FIG. 4 is a perspective view of the rotary blades 21 and 22 shown in FIGS. 1 and 2, and FIG. 5 is an explanatory view showing a flow state of the raw water 4 in the tank of the first embodiment. It is sectional drawing cut | disconnected along the line.

図１から図５に示される実施の形態１の生物処理装置１においては、流動機５の回転羽根２１，２２の迎角（ハブ１５，１６に設けられている回転翼１７，１８の仮想平面ｐ１，ｐ２からの傾斜角度）が図２０、図２１に示した従来の生物処理装置１と根本的に異なっており、回転羽根２１，２２以外の構成は、図２０、図２１の生物処理装置１と概ね同様であるので、その符号と説明を援用する。実施の形態１の生物処理装置１を概略説明すると、生物処理装置１は、図２に示すように、平面的に矩形の躯体水槽が生物反応槽２として配置されている。   In the biological treatment apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 5, the angle of attack of the rotary blades 21 and 22 of the fluidizer 5 (the virtual plane of the rotary blades 17 and 18 provided on the hubs 15 and 16). The inclination angle from p1 and p2 is fundamentally different from the conventional biological treatment apparatus 1 shown in FIGS. 20 and 21, and the configuration other than the rotary blades 21 and 22 is the biological treatment apparatus of FIGS. Since it is almost the same as 1, the reference numeral and explanation are used. Briefly explaining the biological treatment apparatus 1 of the first embodiment, as shown in FIG. 2, the biological treatment apparatus 1 includes a rectangular body water tank as a biological reaction tank 2.

生物反応槽２は、底面２ａと長手方向の各槽側壁２ｂとの頂点部分に斜めにハンチ２ｃがそれぞれ設けられており、天井側と槽側壁２ｂとの頂点部分にも同様に斜めにハンチ２ｄが設けられて内側に切れ込んでいるが、ハンチ２ｄより上方は槽側壁２ｅが開放部分９まで続いており、開放状態となっている。短手方向の槽側壁２ｆには、それぞれ原水導入口３ａおよび処理水流出口３ｂが設けられている。図２の上流側の原水導入口３ａから原水４が導入され、槽内で微生物による生物処理が行われ、図２の下流側の処理水流出口３ｂから処理水が排出される。生物反応槽２内の原水４は流動機５によって強制的に流動させられる。生物反応槽２の躯体上部には、固定材６がアンカーボルト・ナット７によって固定され、固定材６に複数本の支持梁８が掛けられている。   The biological reaction tank 2 is provided with a haunch 2c obliquely at the apex portion between the bottom surface 2a and each tank side wall 2b in the longitudinal direction, and similarly at the apex portion between the ceiling side and the tank side wall 2b as well. However, the tank side wall 2e continues to the open portion 9 above the haunch 2d, and is in an open state. A raw water inlet 3a and a treated water outlet 3b are respectively provided on the tank side wall 2f in the short direction. The raw water 4 is introduced from the raw water inlet 3a on the upstream side in FIG. 2, the biological treatment with microorganisms is performed in the tank, and the treated water is discharged from the treated water outlet 3b on the downstream side in FIG. The raw water 4 in the biological reaction tank 2 is forced to flow by the fluidizer 5. A fixing material 6 is fixed by anchor bolts and nuts 7 to the upper part of the body of the biological reaction tank 2, and a plurality of support beams 8 are hung on the fixing material 6.

なお、この実施の形態１を含む本発明では、生物反応槽２を槽内水中のリン蓄積菌からリンを吐き出させる処理を行う嫌気槽や、脱窒菌による脱窒処理を行う無酸素槽として使用している場合において、特に効果が得られるが、硝化処理やリン取り込み処理を行う好気槽等、他の処理方式の水槽に対しても適用は可能である。また、この実施の形態１では生物反応槽２としてコンクリートで形成され、上方が全面的に開放されている開放型の躯体水槽を適用しているが、天井面を有する躯体水槽であってもよく、その場合には天井面に天井の外側に回転駆動機１１を設置した際に駆動軸１２が天井面を挿通できるように開口穴を設けるとよい。さらに、生物反応槽２は、ＦＲＰ樹脂等の樹脂、耐食性を有するステンレス鋼板、接液面を樹脂等でコーティングした炭素鋼板で製作しても本発明による作用・効果に相違はない。天井面を有する水槽に流動機５を設置する場合においては、その天井面だけで流動機の重量を支持することが可能であれば、支持梁８や床板１０は必ずしも必要とはされない。   In the present invention including the first embodiment, the biological reaction tank 2 is used as an anaerobic tank for performing a process for discharging phosphorus from phosphorus accumulating bacteria in the water in the tank, and an anoxic tank for performing a denitrification process by denitrifying bacteria. In particular, the effect can be obtained, but the present invention can be applied to water tanks of other treatment methods such as an aerobic tank for performing nitrification treatment or phosphorus uptake treatment. Moreover, in this Embodiment 1, although the open type tank water tank which is formed with concrete as the biological reaction tank 2 and the upper part is open | released completely is applied, the frame water tank which has a ceiling surface may be sufficient. In that case, an opening hole may be provided in the ceiling surface so that the drive shaft 12 can be inserted through the ceiling surface when the rotary drive 11 is installed outside the ceiling. Furthermore, even if the biological reaction tank 2 is made of a resin such as FRP resin, a stainless steel plate having corrosion resistance, or a carbon steel plate whose wetted surface is coated with a resin or the like, there is no difference in operation and effect according to the present invention. In the case where the fluidizer 5 is installed in a water tank having a ceiling surface, the support beam 8 and the floor board 10 are not necessarily required if the weight of the fluidizer can be supported only by the ceiling surface.

図１に示すように、支持梁８上の床板１０の中央部分には流動機５が固定され、流動機５は、電動モーター等の駆動力発生源から発生する回転駆動力を内蔵する減速機で回転数を減速させ、駆動軸１２から低速の回転駆動力を出力する構成である回転駆動機１１と、回転シャフト１３と、回転シャフト１３に取り付けられた回転羽根２１，２２からなる。回転駆動機１１は床板１０に取り付けられ、回転シャフト１３は回転駆動機１１の駆動軸１２に連結継ぎ手１４を介して接続されている。回転シャフト１３は生物反応槽２内を鉛直方向に垂下するように配設されている。回転シャフト１３には、スリーブ状のハブ１５，１６と、そのハブ１５，１６の外周に設けられた複数の回転翼２３，２４とからなる回転羽根２１，２２が２段、回転シャフト１３にハブ１５，１６を貫通させ、間隔を設けてビス止め等で取り付けられている。   As shown in FIG. 1, a fluid machine 5 is fixed to the center portion of the floor plate 10 on the support beam 8, and the fluid machine 5 is a speed reducer incorporating a rotational driving force generated from a driving force generation source such as an electric motor. The rotational speed is reduced, and the rotational drive unit 11 is configured to output a low-speed rotational driving force from the drive shaft 12, the rotational shaft 13, and the rotating blades 21 and 22 attached to the rotational shaft 13. The rotary drive machine 11 is attached to the floor board 10, and the rotary shaft 13 is connected to the drive shaft 12 of the rotary drive machine 11 via a coupling joint 14. The rotating shaft 13 is disposed so as to hang vertically in the biological reaction tank 2. The rotary shaft 13 has two stages of rotary blades 21 and 22 each comprising a sleeve-like hub 15 and 16 and a plurality of rotary blades 23 and 24 provided on the outer periphery of the hub 15 and 16. 15 and 16 are penetrated, and are attached with screws or the like at intervals.

なお、回転駆動機１１は、回転羽根２１，２２を所定の回転速度で回転させることが可能な駆動力を回転シャフト１３に伝達できるのであれば、どのような構成のものでもよく、電動モーターに限らず、例えばガソリン、軽油、メタノール等の液体燃料、あるいは天然ガス等を使用するエンジン機関のようなものであってもよい。回転シャフトは、処理対象の原水の腐食性が高く、また回転羽根に駆動力を伝達する必要があり、高い剛性が必要であるので、ステンレスやチタン等の耐食性を有する金属材で形成することが望ましい。回転羽根についても同様の理由から耐食性を有する金属材で形成するとよい。特に回転羽根の場合には、回転翼が金属材剥き出しであると、槽内の汚泥フロックを切断してしまったり、担体が槽内に存在するとそれを傷つけてしまう恐れがあるので、炭素鋼等の剛性の高い金属で形成し、外面を樹脂等でコーティングするか、あるいはＦＲＰ樹脂等の外力に強い樹脂材で形成するとより好ましい。   The rotary drive unit 11 may have any configuration as long as it can transmit a driving force capable of rotating the rotary blades 21 and 22 to the rotary shaft 13. For example, it may be an engine engine using liquid fuel such as gasoline, light oil, methanol, or natural gas. The rotating shaft is highly corrosive to the raw water to be treated, needs to transmit driving force to the rotating blades, and requires high rigidity, so it can be made of a metal material with corrosion resistance such as stainless steel or titanium. desirable. The rotating blades may be formed of a metal material having corrosion resistance for the same reason. Especially in the case of rotating blades, if the rotating blades are bare metal, the sludge flocs in the tank may be cut or the carrier may be damaged if present in the tank. It is more preferable to use a metal having high rigidity and to coat the outer surface with a resin or the like, or to form a resin material resistant to an external force such as an FRP resin.

図１は図２のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図であり、回転羽根２１の回転翼２３にあっては、図３に示されているようにハブ１５に十字状に４枚設けられており、回転羽根２２の回転翼２４も同様に４枚設けられているが、角度の関係で、回転翼２３，２４のうちそれぞれ２枚が前面に表示され、それらに隠れて残りの２枚があり、一部のみ表示されている。また、図２の下流側の流動機５では、回転羽根２１，２２の十字型に設けられた回転翼２３，２４のうち一対しか表示されていないが、これは、床板１０の下方に一対の回転翼が隠れた状態となっているからである。なお、１つの回転羽根２１あるいは２２に設けられる回転翼２３あるいは２４の枚数は、この実施の形態１のように十字型（９０度間隔）の４枚配置が最も望ましいが、１２０度間隔の３枚配置や１８０度間隔の２枚配置であってもよく、逆に５枚配置以上であってもよい。   FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2, and four blades 23 of the rotary blade 21 are provided in a cross shape on the hub 15 as shown in FIG. In the same manner, four rotor blades 24 of the rotor blade 22 are provided. However, two of the rotor blades 23 and 24 are displayed on the front surface due to the angle, and the remaining two are hidden behind them. There are sheets and only a part is displayed. In addition, in the fluidizer 5 on the downstream side in FIG. 2, only one pair of the rotary blades 23 and 24 provided in the cross shape of the rotary blades 21 and 22 is displayed. This is because the rotor blade is hidden. The number of the rotary blades 23 or 24 provided on one rotary blade 21 or 22 is most preferably four cross-shaped (90 degree intervals) as in the first embodiment, but it is 3 at 120 degree intervals. It may be a sheet arrangement or a two-sheet arrangement with an interval of 180 degrees, and conversely five or more sheets may be arranged.

基本的に流動機５が生物反応槽２内の原水４に対して、効果的な流動を付与するには、回転翼２３，２４の先端と槽側壁２ｄ，２ｆとの間の距離が、回転羽根２１，２２の羽根径（回転羽根２１，２２の回転翼２３，２４が回転することで描かれる軌跡の直径）の０．１５倍から０．５倍までの間の範囲にあることが望ましい。槽側壁２ｄ，２ｆが回転翼２３，２４の先端から回転羽根２１，２２の羽根径の０．１５倍より近い位置にあると、回転翼２３，２４の先端付近から外側に向かって発生する水流がすぐに槽側壁２ｄ，２ｆに衝突してしまい、回転翼２３，２４に直接跳ね返ってしまい、互いの水流で流れが阻害されてしまうので好ましくない。逆に、槽側壁２ｄ，２ｆが回転翼２３，２４の先端から回転羽根２１，２２の羽根径の０．５倍より遠い位置にあると、回転翼２３，２４の先端付近から外側に向かって発生する水流の流速が槽側壁２ｄ，２ｆに到達したときには大幅に低下してしまっており、そこから方向転換して発生する上昇流や下降流では流速が遅く、生物反応槽２内の上下方向で水流が非常に弱くなってしまうので好ましくない。生物反応槽２の平面上での形状が前記の範囲を超える場合には、２台以上の流動機５を配置して対応することになる。   Basically, in order for the fluidizer 5 to impart effective flow to the raw water 4 in the biological reaction tank 2, the distance between the tips of the rotary blades 23 and 24 and the tank side walls 2d and 2f is rotated. It is desirable that the blade diameter is between 0.15 and 0.5 times the blade diameter of the blades 21 and 22 (the diameter of the locus drawn by the rotation of the rotary blades 23 and 24 of the rotary blades 21 and 22). . When the tank side walls 2d and 2f are located at a position closer than 0.15 times the blade diameter of the rotary blades 21 and 22 from the tips of the rotary blades 23 and 24, the water flow generated from the vicinity of the tips of the rotary blades 23 and 24 toward the outside However, it immediately collides with the tank side walls 2d and 2f and bounces directly to the rotary blades 23 and 24, and the flow is hindered by the mutual water flow. Conversely, when the tank side walls 2d and 2f are located at a position farther from the tip of the rotary blades 23 and 24 than 0.5 times the blade diameter of the rotary blades 21 and 22, from the vicinity of the tips of the rotary blades 23 and 24 toward the outside. When the flow velocity of the generated water flow reaches the tank side walls 2d and 2f, the flow velocity is greatly reduced. The upward flow and the downward flow generated by changing the direction from there are slow flow rates, and the vertical direction in the biological reaction tank 2 This is not preferable because the water flow becomes very weak. When the shape of the biological reaction tank 2 on the plane exceeds the above range, two or more fluidizers 5 are arranged to cope with it.

図２、図３に示されるように、この発明の実施の形態１においては、生物反応槽２の形状は長手方向が短手方向に比べて１．５倍以上長く、前記の設置方法にしたがって、生物反応槽２の内部には２台の流動機５が設置されている。生物反応槽２内に２台以上の流動機５を設置する場合には、生物反応槽２全体でバランスよく水流を発生させるために各流動機５の上方の回転羽根２１同士、下方の回転羽根２２同士は、同一の羽根径としている。さらに、各流動機５から発生する水流同士の干渉をできるだけ低減させるため、各流動機５の回転翼２３，２４の先端同士の距離は、羽根径の０．２５倍から０．７５倍の距離を確保するように配置し、かつ、その上方の回転羽根２１の回転翼２３同士、および下方の回転羽根２２の回転翼２４同士が、平面上から見て常に４５度程度ずれた状態（２台の流動機の回転翼２３同士が常に接近しない状態）となるように４５度程度の回転位相が設けられており、各流動機５の回転速度も概ね同一速度としている。   As shown in FIGS. 2 and 3, in Embodiment 1 of the present invention, the shape of the biological reaction tank 2 is 1.5 times longer in the longitudinal direction than in the lateral direction, and is according to the installation method described above. In the biological reaction tank 2, two fluidizers 5 are installed. When two or more fluidizers 5 are installed in the biological reaction tank 2, the upper rotary blades 21 of the fluidizers 5 are arranged in a balanced manner in order to generate a balanced water flow in the entire biological reaction tank 2. The two blades 22 have the same blade diameter. Furthermore, in order to reduce the interference between the water flows generated from each fluid machine 5 as much as possible, the distance between the tips of the rotary blades 23 and 24 of each fluid machine 5 is a distance of 0.25 times to 0.75 times the blade diameter. The rotating blades 23 of the upper rotating blades 21 and the rotating blades 24 of the lower rotating blades 22 are always displaced by about 45 degrees when viewed from above (two units). The rotation phase of about 45 degrees is provided so that the rotating blades 23 of the fluidizers are not always close to each other, and the rotational speeds of the fluidizers 5 are substantially the same.

上方の回転羽根２１の回転翼２３の仰角α１と下方の回転羽根２２の回転翼２４の仰角α２は、回転シャフト１３の回転軸に直交する仮想平面ｐ１，ｐ２（回転羽根２１，２２が回転する面であり、仮想平面ｐ１，ｐ２は互いに平行の関係にある。）から見てほぼ逆向きの傾斜角度とされている。すなわち、上方の回転羽根２１は、回転翼２３が前記仮想平面ｐ１に対して迎角α１だけ傾斜している。この実施の形態１では、流動機５は駆動軸１２および回転シャフト１３を通じて回転羽根２１，２２を上方（図２および図３）から見て時計回り（図１で見て回転翼２３，２４が右から左へ向かう方向に）に低速回転させるが、迎角α１は回転翼２３が回転するときの進行方向に対して長手方向の前方側が低い位置となり、後方側が高い位置に位置するように設定され、原水４に下から上に上昇させる上昇流を発生させる。   The elevation angle α1 of the rotary blade 23 of the upper rotary blade 21 and the elevation angle α2 of the rotary blade 24 of the lower rotary blade 22 are virtual planes p1 and p2 orthogonal to the rotation axis of the rotary shaft 13 (the rotary blades 21 and 22 rotate). And the virtual planes p1 and p2 are parallel to each other). That is, in the upper rotary blade 21, the rotary blade 23 is inclined by the angle of attack α1 with respect to the virtual plane p1. In the first embodiment, the fluid machine 5 is configured such that the rotating blades 21 and 22 are rotated clockwise through the drive shaft 12 and the rotating shaft 13 (see FIG. 2 and FIG. 3) from the upper side (see FIG. 1). The angle of attack α1 is set so that the front side in the longitudinal direction is at a low position and the rear side is at a high position with respect to the traveling direction when the rotor blades 23 rotate. Then, an upward flow is generated in the raw water 4 to rise from the bottom to the top.

下方の回転羽根２２は、その回転翼２４が、回転シャフト１３の回転軸と直交する仮想平面ｐ２に対して迎角α２だけ傾斜している。迎角α２は回転翼２４が回転する際の進行方向に対して長手方向の前方側が高い位置に位置し、後方側が低い位置に位置するように設定され、原水４に上から下に下降させる下降流を発生させる。上方の回転羽根２１の回転翼２３の迎角α１と下段の回転羽根２２の回転翼２４の迎角α２は、正負方向は逆ではあるがほぼ等しい角度となっている（例えば図１の場合、仮想平面ｐ１，ｐ２と平行な状態の仰角を０°とし、右肩上がりの仰角を正の角度数値、左肩上がりの仰角を負の角度数値として、仰角α１＝４５°としたとき、仰角α２＝−４５°とする状態をいう。）。回転翼２４の迎角α１は約１５°から７５°の範囲、回転翼２５の仰角α２は約−１５°から−７５°の範囲の範囲で概ね機能を発揮できるが、迎角α１＝４５°，α２＝−４５°のときが最も効率がよく上昇流および下降流を発生させることができ、最適である。   The lower rotary blade 22 has its rotary blade 24 inclined at an angle of attack α2 with respect to a virtual plane p2 orthogonal to the rotation axis of the rotary shaft 13. The angle of attack α2 is set so that the front side in the longitudinal direction is located at a high position and the rear side is located at a low position with respect to the traveling direction when the rotor blades 24 are rotated, and the descent to lower the raw water 4 from above to below. Generate a flow. The angle of attack α1 of the rotor blade 23 of the upper rotor blade 21 and the angle of attack α2 of the rotor blade 24 of the lower rotor blade 22 are substantially equal, although the positive and negative directions are opposite (for example, in the case of FIG. When the elevation angle in the state parallel to the virtual planes p1 and p2 is 0 °, the elevation angle of the right shoulder rises as a positive angle value, the elevation angle of the left shoulder rise as a negative angle value, and the elevation angle α1 = 45 °, the elevation angle α2 = It means a state of −45 °). The angle of attack α1 of the rotor blade 24 can function substantially within the range of about 15 ° to 75 °, and the angle of elevation α2 of the rotor blade 25 can range from about −15 ° to −75 °, but the angle of attack α1 = 45 °. , Α2 = −45 ° is optimal because it can generate the upward flow and the downward flow most efficiently.

上方および下方の回転羽根２１，２２の回転翼２３，２４は、ハブ１５，１６との付け根の位置と先端の位置とは、回転シャフト１３の回転中心軸線と直交する仮想平面ｐ１，ｐ２に対して概ね平行に設けられている。回転羽根２１，２２の回転シャフト１３への取り付け位置は、生物反応槽２の水深と密接に関係しており、槽水面から底面２ａまでの水深に対して、槽水面から２／５の深さの位置に上方の回転羽根２１を設置し、上方の回転羽根２１の取り付け位置からさら２／５の深さに下方の回転羽根２２を設置し、下方の回転羽根２２から底面２ａまで１／５の深さと概ねなるようにすることが最も望ましい。この実施の形態１では、上方の回転羽根２１と下方の回転羽根２２とは、上方から見た回転翼２３，２４の平面的な位置が重なるように配置（これを同位相の状態、あるいは回転位相がない状態という。）されている。なお、この実施の形態１における流動機５の回転羽根２１，２２の回転数は、５ｒｐｍから１２ｒｐｍ（１分間に５回転から１２回転）の間の低速回転であることが望ましく、６ｒｐｍ（１分間に６回転）程度が最適である。また、回転翼２３，２４の先端部分における回転速度（周速）が２ｍ／ｓｅｃ以下となることが望ましい。   The rotary blades 23 and 24 of the upper and lower rotary blades 21 and 22 have a base position and a tip position with respect to the hubs 15 and 16 with respect to virtual planes p1 and p2 orthogonal to the rotation center axis of the rotary shaft 13. Are generally parallel. The attachment position of the rotary blades 21 and 22 to the rotary shaft 13 is closely related to the water depth of the biological reaction tank 2, and is 2/5 depth from the tank water surface to the water depth from the tank water surface to the bottom surface 2a. The upper rotary blade 21 is installed at the position, the lower rotary blade 22 is installed at a depth of 2/5 from the mounting position of the upper rotary blade 21, and the lower rotary blade 22 to the bottom surface 2a is 1/5. It is most desirable to be approximately the same depth. In the first embodiment, the upper rotary vane 21 and the lower rotary vane 22 are arranged so that the planar positions of the rotary vanes 23 and 24 viewed from above overlap (this is in the same phase or rotated) It is said that there is no phase.) The rotational speed of the rotary blades 21 and 22 of the fluidizer 5 in the first embodiment is preferably a low speed rotation between 5 rpm and 12 rpm (5 to 12 rotations per minute), and 6 rpm (1 minute). 6 rotations) is optimal. Moreover, it is desirable that the rotational speed (circumferential speed) at the tip portions of the rotary blades 23 and 24 be 2 m / sec or less.

図５は、生物処理装置１について、流動機５を作動させたときの生物反応槽２内部の原水４の流動状態を示している。図５は回転シャフト１３の回転軸上であり、上方から見て生物反応槽２の左右の槽側壁２ｂに対して直交方向である図２に示すＣ−Ｃ線で示す切断面で得た断面図である。図５において、流動機５の回転羽根２１，２２の位置は、回転翼２３，２４が図２でＣ−Ｃ線で示された切断面上に位置する状態である。このときの槽内における原水４の流動状態が矢印のベクトル線で示されている。   FIG. 5 shows the flow state of the raw water 4 inside the biological reaction tank 2 when the fluidizer 5 is operated for the biological treatment apparatus 1. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line CC shown in FIG. 2 which is on the rotational axis of the rotating shaft 13 and is orthogonal to the left and right tank side walls 2b of the biological reaction tank 2 as viewed from above. FIG. In FIG. 5, the rotary blades 21 and 22 of the fluidizer 5 are in a state where the rotary blades 23 and 24 are located on the cut surface indicated by the line CC in FIG. 2. The flow state of the raw water 4 in the tank at this time is indicated by an arrow vector line.

流動機５の回転シャフト１３は、上方及び下方の各回転羽根２１，２２が原水４の水面上方から見て時計回りに回転するように回転している。上方の回転羽根２１の回転翼２３は、上述のように前記仮想平面ｐ１に対して回転進行方向であり翼長手方向前方側が下向きの仰角α１をもって傾斜している。このため、図５において回転羽根２１が時計方向に回転することによって原水４を斜め上方向に押し出す力が作用し、同時に回転羽根２１の遠心力によって回転翼２３の長手方向の先端から外側に向かう力も同時に発生する。すなわち、生物反応槽２内部では、槽内の原水４に対して、図５中の白矢印ｗ２で示した方向に力が働き、上方の回転羽根２１は原水４に対して基本的に上昇流を発生させる。   The rotary shaft 13 of the fluidizer 5 rotates so that the upper and lower rotary blades 21 and 22 rotate clockwise as viewed from above the water surface of the raw water 4. As described above, the rotary blade 23 of the upper rotary blade 21 is inclined with an elevation angle α1 that is in the rotational advance direction with respect to the virtual plane p1 and that the front side in the longitudinal direction of the blade is downward. For this reason, in FIG. 5, the rotating blade 21 rotates clockwise to push the raw water 4 diagonally upward, and at the same time, the centrifugal force of the rotating blade 21 moves outward from the longitudinal tip of the rotating blade 23. Force is also generated at the same time. That is, in the biological reaction tank 2, force acts on the raw water 4 in the tank in the direction indicated by the white arrow w <b> 2 in FIG. 5, and the upper rotating blade 21 basically rises against the raw water 4. Is generated.

下方の回転羽根２２の回転翼２４は、上述のように前記仮想平面ｐ２に対して回転進行方向であり翼長手方向前方側が上向きの仰角α２をもって傾斜している。このため、図５において回転羽根２２が原水４の水面上方から見て時計方向に回転すると、原水４を回転羽根２２の斜め下方向に押し出す力が発生すると共に、回転羽根２２の遠心力によって回転翼２４の長手方向の先端から外側に向かう力も同時に発生する。すなわち、生物反応槽２内部では、槽内の原水４に対して、図５中の白矢印ｗ１で示した方向に力が働き、下方の回転羽根２２は原水４に対して基本的に下降流を発生させる。図５において水流を示す曲線の太さは水流の強さを示している。   As described above, the rotor blade 24 of the lower rotor blade 22 is inclined with an elevation angle α2 in the direction of rotation relative to the virtual plane p2 and the front side in the blade longitudinal direction is upward. Therefore, in FIG. 5, when the rotary blade 22 rotates clockwise as viewed from above the water surface of the raw water 4, a force for pushing the raw water 4 diagonally downward of the rotary blade 22 is generated and rotated by the centrifugal force of the rotary blade 22. A force directed outward from the longitudinal tip of the wing 24 is also generated. That is, in the biological reaction tank 2, force acts on the raw water 4 in the tank in the direction indicated by the white arrow w <b> 1 in FIG. 5, and the lower rotary blade 22 basically flows downward with respect to the raw water 4. Is generated. In FIG. 5, the thickness of the curve indicating the water flow indicates the strength of the water flow.

図５によって、槽内の流れをより詳しく説明すると、下方の回転羽根２２周辺では、白矢印ｗ１で示された力によって、まず、生物反応槽２の側壁部２ｂの斜め下方に向かって水流ａ１が発生する。生物反応槽２の底面２ａと側壁部２ｂとが交わる部分に斜めのハンチ２ｃが設けられているので、斜め下方に向かう水流ａ１はハンチ２ｃに当たって、槽２の底面２ａに平行に向かう水流ｃ１と、槽２の側壁部２ｂに沿って上方に向かう水流ｂ１に分かれる。このとき、水流ａ１は、ハンチ２ｃに当たった際に、水流ｂ１側に力がより多く伝わるので、水流ｂ１の速度の方が水流ｃ１の速度よりも流速が速くなる。   The flow in the tank will be described in more detail with reference to FIG. 5. In the vicinity of the lower rotating blade 22, first, the water flow a 1 toward the diagonally lower side of the side wall 2 b of the biological reaction tank 2 by the force indicated by the white arrow w 1. Occurs. Since the slanted haunch 2c is provided in the part where the bottom surface 2a and the side wall 2b of the biological reaction tank 2 intersect, the water flow a1 that goes diagonally downward hits the hunch 2c, and the water flow c1 that goes parallel to the bottom surface 2a of the tank 2 The water flow b <b> 1 is directed upward along the side wall 2 b of the tank 2. At this time, when the water flow a1 hits the haunch 2c, more force is transmitted to the water flow b1 side, so that the velocity of the water flow b1 is higher than the velocity of the water flow c1.

一方、上方の回転羽根２１周辺の原水は、まず、前記の白矢印ｗ２で示された力によって、槽の側壁部２ｂ側の斜め上方に向かう水流ｇ１と水平方向に向かう流れｄ１が発生する。水流ｇ１は白矢印ｗ２の力を受けているので、流速が早く、生物反応槽２の水面付近にまで到達し、水面付近で下降流ｈ１に転じ、上方の回転羽根２１に取り込まれる。この上下方向の旋回流によって、上方の回転羽根２１の上方の原水４の分布状況が均一化できる。また、槽の側壁部２ｂに当たって下方に流れる水流ｄ１の流速は遅く、前記の下方の回転羽根２２からの上昇流である流速の早い水流ｂ１は、下降流ｄ１とぶつかり、水平に回転シャフト１３の回転面方向へ向かう水流ｆ１に変化し、さらに重力の影響によって、下降流ｊ１に変化して下方の回転羽根２２の回転翼２４に取り込まれてゆく。一方、水流ｄ１も水流ｆ１とぶつかったときに水平に回転シャフト１３に向かう方向に変化し、さらに上方の回転羽根２１の回転翼２３の周囲の水を掻き込む力の影響を強く受け、水流ｅ１に変化して取り込まれてゆく。   On the other hand, the raw water around the upper rotating blade 21 first generates a water flow g1 directed obliquely upward on the side wall 2b side of the tank and a flow d1 directed in the horizontal direction by the force indicated by the white arrow w2. Since the water flow g1 receives the force indicated by the white arrow w2, the flow velocity is high, the water flow g1 reaches the vicinity of the water surface of the biological reaction tank 2, turns into the downward flow h1 near the water surface, and is taken into the upper rotating blade 21. With this swirling flow in the vertical direction, the distribution of the raw water 4 above the upper rotating blades 21 can be made uniform. Further, the flow velocity d1 of the water flow d1 flowing downward and hitting the side wall 2b of the tank is slow, and the water flow b1 having a high flow velocity that is the upward flow from the lower rotary blade 22 collides with the downward flow d1 and horizontally of the rotary shaft 13. It changes to the water flow f1 toward the rotation surface, and further changes to the downward flow j1 due to the influence of gravity, and is taken into the rotary blades 24 of the lower rotary blades 22. On the other hand, when the water flow d1 collides with the water flow f1, the water flow d1 changes horizontally toward the rotary shaft 13, and is further strongly influenced by the force of scrambling the water around the rotary blades 23 of the upper rotary blade 21, and the water flow e1. It is changed and taken in.

このように、上方の回転羽根２１では上昇流を形成するために、生物反応槽２の液面付近に中間部の原水４が上昇してくるため、原水４の水面付近に滞留部分が生ずることが防止される。また、下方の回転羽根２１では槽の底面２ａに向かって下降流が形成されるために、底面２ａに汚泥等が堆積することが防止され、原水４の均一化が促進され、生物反応槽２において滞留物が生じることなく原水の浄化処理ができる。   In this way, since the upper rotary blade 21 forms an upward flow, the intermediate raw water 4 rises in the vicinity of the liquid surface of the biological reaction tank 2, so that a staying portion is generated in the vicinity of the water surface of the raw water 4. Is prevented. Further, since a downward flow is formed in the lower rotary blade 21 toward the bottom surface 2a of the tank, it is possible to prevent sludge and the like from accumulating on the bottom surface 2a, to promote the homogenization of the raw water 4, and the biological reaction tank 2 In this case, it is possible to purify the raw water without producing any accumulated matter.

以上説明したように、実施の形態１の生物処理装置１は、処理対象の原水４を導入する生物反応槽２と、生物反応槽２の水面の上方に設けられた回転駆動機１１、回転シャフト１３および複数の回転羽根２１，２２からなる流動機５とを備え、流動機５を回転させて生物反応槽２内の原水４を流動させて生物処理を行う生物処理装置であり、流動機５の回転シャフト１３の中間部には、上方に上昇流を発生させる回転羽根２１を配設し、回転シャフト１３の下部には、下方に下降流を発生させる回転羽根２２を配設した構成を有している。   As described above, the biological treatment apparatus 1 according to the first embodiment includes the biological reaction tank 2 for introducing the raw water 4 to be treated, the rotary drive 11 provided above the water surface of the biological reaction tank 2, and the rotary shaft. 13 and a fluidizer 5 composed of a plurality of rotary blades 21 and 22, and a biological treatment device that performs biological treatment by rotating the fluidizer 5 to flow the raw water 4 in the biological reaction tank 2. A rotary blade 21 that generates upward flow is disposed in the middle portion of the rotary shaft 13, and a rotary blade 22 that generates downward flow is disposed in the lower portion of the rotary shaft 13. is doing.

以上のように、この実施の形態１の生物処理装置１によれば、上方の回転羽根２１から強力な上昇流が発生することにより、水面付近にも上昇流が到達し、水面付近では回転シャフト１３に向かう流れに変わり、さらに回転シャフト１３付近では下降流に変化するという旋回流が上方の回転羽根２１の上側と生物反応槽２の水面との間の領域において発生させることができる。これにより、気泡や腐敗ガスを含んで水よりも見かけ上の比重が軽い汚泥や担体が水面上に滞留することを防止でき、汚泥や担体がスカム化してしまうことを防止できる大きな効果がある。また、回転シャフト１３の下部では、回転羽根２２が回転羽根２１，２２の間の原水４を底面２ａ側に下降させる下降流を発生させるので、槽の底面２ａに汚泥等が堆積することを防止でき、原水４の濃度を均一にして処理水流出口３ｂから原水４を排出できる。   As described above, according to the biological treatment apparatus 1 of the first embodiment, a strong upward flow is generated from the upper rotary blade 21 so that the upward flow reaches the vicinity of the water surface. A swirling flow that changes to a flow toward 13 and changes to a downward flow near the rotary shaft 13 can be generated in the region between the upper side of the upper rotary blade 21 and the water surface of the biological reaction tank 2. As a result, it is possible to prevent sludge and carrier containing bubbles and septic gas and having a lighter specific gravity than water from staying on the surface of the water, and to prevent the sludge and carrier from becoming scum. Further, in the lower part of the rotating shaft 13, the rotating blade 22 generates a downward flow that lowers the raw water 4 between the rotating blades 21 and 22 to the bottom surface 2a side, thereby preventing sludge and the like from accumulating on the bottom surface 2a of the tank. The raw water 4 can be discharged from the treated water outlet 3b by making the concentration of the raw water 4 uniform.

従来の生物処理装置の流動機５は、上方の回転羽根１９による流速の速い下降流の水流ｄ０が影響して、下方の回転羽根２０によって発生する上昇流の水流ｂ０の上昇力が抑制されてしまい、流速が遅くかつ水量も少ない下降流の水流ｆ０に変化し、少ない水量しか下方の回転羽根２０が掻き込むことができなかった。そして、上方の回転羽根１９は、上昇流の水流ｂ０とぶつかった後、流速が速くかつ水量も多い上昇流の水流ｅ０に変化し、多くの水量を上方の回転羽根１９に掻き込むことができていた。このため、上方の回転羽根１９と下方の回転羽根２０との間の原水４の流動が上方側に偏ったアンバランスな状態となってしまい、しかも下方の回転羽根２０の下方の水流ｃ０の流速および水量も少なくなってしまい問題となっていた。   In the fluidizer 5 of the conventional biological treatment apparatus, the upward flow force b0 generated by the lower rotary blade 20 is suppressed by the downward flow of the water flow d0 having a high flow velocity due to the upper rotary blade 19. As a result, the flow velocity changed to a downward flow f0 with a low flow rate and a small amount of water, and the lower rotary blade 20 could only be scraped by a small amount of water. Then, after the upper rotating blade 19 collides with the rising water flow b0, the upper rotating blade 19 changes to an upward flowing water flow e0 having a high flow rate and a large amount of water, and a large amount of water can be swept into the upper rotating blade 19. It was. For this reason, the flow of the raw water 4 between the upper rotating blade 19 and the lower rotating blade 20 becomes an unbalanced state in which the flow is biased upward, and the flow velocity of the water flow c0 below the lower rotating blade 20 is increased. Also, the amount of water was reduced, which was a problem.

この実施の形態１における生物処理装置１の流動機５では、上方の回転羽根２１によって発生する下降流の水流ｄ１は、従来の下降流の水流ｄ０に比べて、大幅に流速が遅くなり、下方の回転羽根２２によって発生する上昇流ｂ１の上昇力を抑制する力が少なくなる。このため、速い流速でかつ水量の多い水流ｆ１になり、多くの水量が水流ｊ１によって下方の回転羽根２２に掻き込むことができ、上方の回転羽根２１と下方の回転羽根２２との間の原水４の流動バランスが大幅に改善され、原水４の分布状況がより均一化されるという効果がある。さらに、下方の回転羽根２２が掻き込む水量が増加することから、水流ａ１の水量も増加し、その結果、底面２ａを流れる水流ｃ１の流速や水量が増加するので、底面２ａに汚泥等が堆積することを防止することができる効果もある。   In the fluidizer 5 of the biological treatment apparatus 1 according to the first embodiment, the downward flow water flow d1 generated by the upper rotating blade 21 has a significantly lower flow velocity than the conventional downward flow water flow d0. The force which suppresses the ascending force of the ascending flow b1 generated by the rotating blades 22 is reduced. Therefore, the water flow f1 has a high flow rate and a large amount of water, and a large amount of water can be scraped into the lower rotary blade 22 by the water flow j1, and the raw water between the upper rotary blade 21 and the lower rotary blade 22 4 is greatly improved, and the distribution of the raw water 4 is more uniform. Furthermore, since the amount of water swept by the lower rotary blade 22 increases, the amount of water a1 also increases, and as a result, the flow velocity and the amount of water c1 flowing through the bottom surface 2a increase, so that sludge and the like accumulate on the bottom surface 2a. There is also an effect that can be prevented.

実施の形態２．
図６は本発明の実施の形態２にかかる生物処理装置１であって、図２に示すＡ−Ａ線に沿って切断された断面図であり、本発明の主要部である流動機５の全体が図示されているものである。生物処理装置１を上方から見た全体の平面的構成を示す平面図については図２と概ね同様であり、回転シャフト１３に形成される複数個の回転羽根２１，２２の配置状態を示す平面図については図３と概ね同様であり、回転羽根２１，２２の斜視図については図４と概ね同様である。また、槽内での原水４の流動状態を示す説明図についても、槽内に担体２５が存在する以外は概ね同様である。この実施の形態２の生物処理装置１は、実施の形態１の生物反応槽２に担体２５を投入した担体投入型としたものであり、その他の構成は実施の形態１の生物処理装置１と同様であるので、その説明を用いる。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 6 is a biological treatment apparatus 1 according to the second embodiment of the present invention, which is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 2, and shows the fluidizer 5 that is a main part of the present invention. The whole is illustrated. A plan view showing the entire planar configuration of the biological treatment apparatus 1 as viewed from above is substantially the same as FIG. 2 and is a plan view showing an arrangement state of a plurality of rotary blades 21 and 22 formed on the rotary shaft 13. Is substantially the same as FIG. 3, and the perspective view of the rotary blades 21 and 22 is substantially the same as FIG. Moreover, it is substantially the same also about the explanatory view which shows the flow state of the raw | natural water 4 in a tank except the support | carrier 25 in a tank. The biological treatment apparatus 1 according to the second embodiment is a carrier input type in which the carrier 25 is charged into the biological reaction tank 2 according to the first embodiment, and other configurations are the same as those of the biological treatment apparatus 1 according to the first embodiment. Since it is similar, the description is used.

従来、特に担体２５を投入して原水を浄化処理する担体投入型の生物反応槽２を用いる生物処理装置においては、流動機５の回転数を上げて原水４の流動速度を速くすることで、槽内の原水４の分布状況の改善や槽内水面付近に担体２５等が滞留する状況を改善することは、塩化ビニル樹脂等の硬質素材の担体では、高速回転する回転翼１７，１８で破損してしまう恐れがあり、またスポンジ状等の軟質素材の担体では磨耗し易く寿命が短くなってしまう問題があり、デメリットの方が大きく問題となっていた。実施の形態２に係る生物処理装置１によれば、実施の形態１に示した流動機５の構成を用いることで、流動機５の回転数を上げることなく、生物反応槽２内の原水４の流動状態のバランスを改善できるので、槽内を浮遊している担体２５に関しても同様に流動状態のバランスを改善できる。   Conventionally, in the biological treatment apparatus using the biological reaction tank 2 of the carrier input type, in which the carrier 25 is introduced to purify the raw water, the flow rate of the raw water 4 is increased by increasing the rotational speed of the fluidizer 5, Improvement of the distribution of raw water 4 in the tank and improvement of the situation where the carrier 25 and the like stay in the vicinity of the water surface in the tank are damaged by the rotating blades 17 and 18 rotating at a high speed in the case of a hard material carrier such as vinyl chloride resin. In addition, there is a problem that a carrier made of a soft material such as a sponge is likely to be worn out and the life is shortened. According to the biological treatment apparatus 1 according to the second embodiment, the raw water 4 in the biological reaction tank 2 is used without increasing the rotational speed of the fluidizer 5 by using the configuration of the fluidizer 5 shown in the first embodiment. Since the balance of the fluid state can be improved, the balance of the fluid state can be similarly improved with respect to the carrier 25 floating in the tank.

この実施の形態２における本発明は、生物反応槽２を槽内水中のリン蓄積菌からリンを吐き出させる処理を行う嫌気槽や、脱窒菌による脱窒処理を行う無酸素槽において、担体２５が投入されている場合に特に効果が得られるが、硝化処理やリン取り込み処理を行う好気槽に担体２５が投入されている場合等、他の処理方式の水槽に対しても適用は可能である。また、原水を無酸素槽によって脱窒処理を行い、さらに担体２５が投入されている好気槽による硝化処理やリン取り込み処理を行う生物処理システムであり、好気槽内の硝化処理水と担体２５を返送手段によって無酸素槽に返送する生物処理システムにおいて、その無酸素槽に本発明の生物処理装置を適用すると、特に優れた効果が得られる。さらに、原水を嫌気槽でリン蓄積菌からリンを吐き出させる処理を行い、その処理水を前記の生物処理システムで生物処理を行う生物処理システムにおいて、嫌気槽に実施の形態１の生物処理装置を適用し、無酸素槽に実施の形態２の生物処理装置をそれぞれ適用すると、特に優れた効果が得られる。   In the second embodiment, the present invention relates to an anaerobic tank in which the biological reaction tank 2 performs a process of discharging phosphorus from phosphorus-accumulating bacteria in the water in the tank, and an anaerobic tank in which a denitrification process using denitrifying bacteria is performed. The effect is particularly obtained when it is charged, but it can also be applied to water tanks of other processing methods, such as when the carrier 25 is charged into an aerobic tank that performs nitrification treatment or phosphorus uptake treatment. . In addition, this is a biological treatment system that performs denitrification treatment of raw water in an anaerobic tank, and further performs nitrification treatment and phosphorus uptake treatment in an aerobic tank in which a carrier 25 is introduced. In the biological treatment system in which 25 is returned to the oxygen-free tank by the return means, when the biological treatment apparatus of the present invention is applied to the oxygen-free tank, a particularly excellent effect is obtained. Furthermore, in the biological treatment system in which the raw water is treated to discharge phosphorus from the phosphorus accumulating bacteria in the anaerobic tank, and the treated water is biologically treated by the biological treatment system, the biological treatment apparatus of the first embodiment is applied to the anaerobic tank. When applied and the biological treatment apparatus of Embodiment 2 is applied to an oxygen-free tank, particularly excellent effects can be obtained.

以上のように、この実施の形態２に係る生物処理装置１によれば、担体２５が投入されている担体投入型の生物反応槽２においても、流動機５の回転数を上げることなく、生物反応槽２内の原水４および流動している担体２５の流動状態のバランスを改善できることから、担体２５が微生物を保持する機能を有することによる生物反応槽２における原水４の浄化処理能力が大幅に上昇する効果に加えて、生物反応槽２内の流動状態のバランスを改善できる等の実施の形態１に示した各効果を実現可能としながらも硬質素材の担体２５が破損されるのを防止し、スポンジ状の軟質素材の担体２５における担体の磨耗を抑制することができるという大きな効果がある。   As described above, according to the biological treatment apparatus 1 of the second embodiment, the biological reaction tank 2 in which the carrier 25 is charged can also be used without increasing the rotational speed of the fluidizer 5. Since the balance of the flow state of the raw water 4 in the reaction tank 2 and the flowing carrier 25 can be improved, the purification capacity of the raw water 4 in the biological reaction tank 2 due to the carrier 25 having a function of holding microorganisms is greatly increased. In addition to the rising effect, it is possible to achieve the effects shown in the first embodiment, such as improving the balance of the flow state in the biological reaction tank 2, while preventing the hard material carrier 25 from being damaged. There is a great effect that the wear of the carrier in the sponge-like soft material carrier 25 can be suppressed.

なお、実施の形態２の生物処理装置１の担体投入型の生物反応槽２は後述する実施の形態３から実施の形態６に示す生物処理装置１、および実施の形態８から実施の形態１０に示す生物処理装置１と組み合わせて用いることができる。   The biological reaction tank 2 of the carrier input type of the biological treatment apparatus 1 of the second embodiment includes the biological treatment apparatus 1 shown in the third to sixth embodiments described later, and the eighth to tenth embodiments. It can be used in combination with the biological treatment apparatus 1 shown.

実施の形態３．
図７は実施の形態３にかかる生物処理装置１の上方および下方の各回転羽根２６，２７を示したものである。この実施の形態３の生物処理装置１では実施の形態１の生物処理装置１とは、回転羽根２６，２７の構成が異なっている。その他の構成は実施の形態１の生物処理装置１と同様に構成されているので、回転羽根２６，２７以外の同一部分または相当部分の説明は上記実施の形態１のものを用いる。また、回転羽根２６，２７以外の構成については、生物処理装置１を上方から見た全体の平面的構成を示す平面図については図２と概ね同様であり、生物処理装置１を図２に示すＡ−Ａ線に沿って切断された断面図については、図１と概ね同様であり、生物処理装置１を図１に示すＢ−Ｂ線に沿って切断された平面図については図３と概ね同様であり、また、槽内での原水４の流動状態を示す説明図については図５と概ね同様であるのでそれらを援用する。 Embodiment 3 FIG.
FIG. 7 shows the upper and lower rotary blades 26 and 27 of the biological treatment apparatus 1 according to the third embodiment. The biological treatment apparatus 1 according to the third embodiment is different from the biological treatment apparatus 1 according to the first embodiment in the configuration of the rotary blades 26 and 27. Since other configurations are the same as those of the biological treatment apparatus 1 of the first embodiment, the same or corresponding parts other than the rotary blades 26 and 27 are described in the first embodiment. The configuration other than the rotary blades 26 and 27 is substantially the same as FIG. 2 in the plan view showing the overall planar configuration of the biological treatment apparatus 1 as viewed from above, and the biological treatment apparatus 1 is shown in FIG. The cross-sectional view taken along the line AA is substantially the same as FIG. 1, and the plan view of the biological treatment apparatus 1 taken along the line BB shown in FIG. Since it is the same and it is substantially the same as FIG. 5 about the explanatory view which shows the flow state of the raw | natural water 4 in a tank, they are used.

生物処理槽内２では、微生物を多く含んでいる汚泥が底面２ａに沈降して滞留する等、槽内に片寄って存在することは、処理能力の低下を招く。しかし、汚泥は、他の水槽（沈殿池等）での最終処理段階で処理水と汚泥に分離する必要があるので、分離時のことを考慮すると、汚泥は、微粒子状態で水中に浮遊するよりもある程度の大きさの集合体（汚泥フロック）として浮遊していることが望ましい。しかし、実施の形態１および２に示した流動機５の場合、回転羽根２１，２２の回転翼２３，２４の頂点部が鋭角になっているが、その部分が水中に最も大きな力を付与する。その部分に汚泥フロックが接触すると、少ない接触点で大きな力が汚泥フロックに掛かってしまい、汚泥フロックの解体を招いてしまう問題があった。特に、生物処理槽２内に担体２５が投入されている場合においては、回転翼２３，２４の頂点部に担体２５が接触することで、硬質素材で形成されている場合では損傷させてしまう恐れがあり、スポンジ状等の軟質素材で形成されている場合では、損傷の恐れの他に、磨耗を促進されてしまう恐れもあった。   In the biological treatment tank 2, the sludge that contains a large amount of microorganisms sinks and stays on the bottom surface 2 a, for example, and is offset in the tank, resulting in a decrease in processing capacity. However, since it is necessary to separate sludge into treated water and sludge at the final treatment stage in other water tanks (sedimentation basins, etc.), considering the time of separation, sludge is more likely to float in water in the form of fine particles. However, it is desirable to float as a certain size aggregate (sludge floc). However, in the case of the fluidizer 5 shown in the first and second embodiments, the apex portions of the rotary blades 23 and 24 of the rotary blades 21 and 22 have an acute angle, but that portion gives the greatest force to the water. . When the sludge floc comes into contact with that portion, there is a problem that a large force is applied to the sludge floc at a small contact point, leading to the dismantling of the sludge floc. In particular, when the carrier 25 is put in the biological treatment tank 2, the carrier 25 comes into contact with the apex portions of the rotary blades 23 and 24, and may be damaged if the carrier 25 is formed of a hard material. In the case where it is made of a soft material such as a sponge, there is a risk of wear being promoted in addition to the risk of damage.

この実施の形態３の回転羽根２６，２７では、回転翼２８，２９の回転半径方向の先端部２８ａ，２９ａは面取りされて丸く形成されている。これにより、汚泥フロックが回転翼２８，２９の先端部２８ａ，２９ａに接触しても、力が面で汚泥フロックに掛かるので汚泥フロックの解体度合いが軽減される。同様に、担体２５を投入した場合でも、回転翼２８，２９からの力が面で担体２５に掛かるので担体２５の損傷を防止できる。スポンジ状の担体の場合においては、磨耗を遅らせることができる。   In the rotary blades 26 and 27 of the third embodiment, the distal end portions 28a and 29a in the rotational radius direction of the rotary blades 28 and 29 are chamfered and rounded. As a result, even if the sludge floc comes into contact with the tip portions 28a and 29a of the rotor blades 28 and 29, the force is applied to the sludge floc on the surface, so that the degree of disassembly of the sludge floc is reduced. Similarly, even when the carrier 25 is inserted, the force from the rotor blades 28 and 29 is applied to the carrier 25 by the surface, so that the carrier 25 can be prevented from being damaged. In the case of a sponge-like carrier, wear can be delayed.

以上のように、この実施の形態３の生物処理装置１では、実施の形態１、２の生物処理装置１のように回転シャフト１３が時計方向に回転するときに、上方の回転羽根２１によって原水４の上昇流が形成され、下方の回転羽根２２によって原水４の下降流が形成されるので、原水４の撹拌効果が向上し、液面近傍に気泡等を含んで浮かんだ汚泥や担体が滞留することが防止されると共に、底面２ａ近傍で汚泥が滞留することも防止できるのみならず、汚泥フロックの解体度合いを軽減することができる効果がある。また、担体２５を損傷させないという効果や、特にスポンジ状の担体においては、磨耗を遅らせることができ、寿命を延ばす効果を得ることができる。なお、回転翼２８，２９の長手方向の長辺部についても面取りすると、汚泥フロックの解体の抑制、担体の損傷防止・長寿命化の効果をさらに向上させることができる。また、実施の形態３の生物処理装置１の構成は、実施の形態１、２及び後述する実施の形態４から実施の形態１０と組み合わせて用いることができる。   As described above, in the biological treatment apparatus 1 according to the third embodiment, when the rotary shaft 13 rotates clockwise as in the biological treatment apparatus 1 according to the first and second embodiments, the raw water is discharged by the upper rotary blade 21. 4 is formed, and the downward flow of the raw water 4 is formed by the lower rotary blades 22, so that the stirring effect of the raw water 4 is improved, and sludge and carrier floating with bubbles etc. are retained near the liquid surface. In addition to preventing sludge from staying in the vicinity of the bottom surface 2a, there is an effect that the degree of dismantling of the sludge floc can be reduced. In addition, the effect of not damaging the carrier 25, particularly the sponge-like carrier, can delay the wear, and the effect of extending the life can be obtained. If the long side portions in the longitudinal direction of the rotary blades 28 and 29 are also chamfered, it is possible to further improve the effects of suppressing the dismantling of the sludge floc, preventing damage to the carrier, and extending the service life. Moreover, the configuration of the biological treatment apparatus 1 according to Embodiment 3 can be used in combination with Embodiments 1 and 2 and Embodiments 4 to 10 described later.

実施の形態４．
図８は、実施の形態４にかかる生物処理装置１であって、図２に示すＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。この実施の形態４の生物処理装置１においては、流動機５の回転シャフト１３の回転方向が上方から見て反時計方向に回転するように設定されている。回転シャフト１３の中間部に設けられた回転羽根３０においてハブ３２１に設けられた回転翼３２の仰角α１と回転シャフト１３の下段に設けられた回転羽根３１においてハブ３３１に設けられた回転翼３３の仰角α２は、実施の形態１から実施の形態３の生物処理装置１の回転羽根２１，２２における回転翼２３，２４の仰角α１，α２とは逆の角度に設定されている（例えば、実施の形態１の回転翼２３の迎角α１＝４５°、回転翼２４の迎角α２＝−４５°であれば、この実施の形態４の回転翼３２の迎角α１＝−４５°、回転翼３３の迎角α２＝４５°。）が、上方の回転羽根３０が原水４の上昇流を作り、下方の回転羽根３１が原水４の下降流を作る点において実施の形態１から実施の形態３の生物処理装置１と同じである。 Embodiment 4 FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view of the biological treatment apparatus 1 according to the fourth embodiment, taken along the line AA shown in FIG. In the biological treatment apparatus 1 according to the fourth embodiment, the rotation direction of the rotary shaft 13 of the fluidizer 5 is set to rotate counterclockwise when viewed from above. The elevation angle α1 of the rotary blade 32 provided on the hub 321 in the rotary blade 30 provided in the intermediate part of the rotary shaft 13 and the rotary blade 33 provided on the hub 331 in the rotary blade 31 provided on the lower stage of the rotary shaft 13. The elevation angle α2 is set to be opposite to the elevation angles α1 and α2 of the rotary blades 23 and 24 in the rotary blades 21 and 22 of the biological treatment apparatus 1 of the first to third embodiments (for example, If the angle of attack α1 = 45 ° of the rotor blade 23 of Embodiment 1 and the angle of attack α2 = −45 ° of the rotor blade 24, then the angle of attack α1 = −45 ° of the rotor blade 32 of Embodiment 4 and the rotor blade 33 Of the first embodiment to the third embodiment in that the upper rotary blade 30 creates an upward flow of the raw water 4 and the lower rotary blade 31 creates a downward flow of the raw water 4. This is the same as the biological treatment apparatus 1.

即ち、実施の形態４の生物処理装置１では、流動機５の駆動軸１２の回転方向が実施の形態１乃至実施の形態３の流動機５の回転方向と逆に設定されているが、回転羽根３０，３１の仰角α１，α２もそれに併せて逆に設定されている。従って、上方の回転羽根３０の回転翼３２は、回転する進行方向の翼長手方向前方側の位置が後方側の位置より低く、下方の回転羽根３１の回転翼３３は、回転する進行方向の翼長手方向前方側の位置が後方側の位置より高く設定されている。これによって、上方の回転羽根３０が主として上昇流を作り、下方の回転羽根３１が主として下降流を作ることができる。   That is, in the biological treatment apparatus 1 according to the fourth embodiment, the rotation direction of the drive shaft 12 of the fluidizer 5 is set to be opposite to the rotation direction of the fluidizer 5 according to the first to third embodiments. The elevation angles α1 and α2 of the blades 30 and 31 are also set in reverse. Accordingly, the rotating blade 32 of the upper rotating blade 30 has a lower position in the longitudinal direction of the rotating blade in the longitudinal direction of the rotating blade than the rear position, and the rotating blade 33 of the lower rotating blade 31 has a rotating blade in the moving direction of rotation. The position on the front side in the longitudinal direction is set higher than the position on the rear side. As a result, the upper rotary blade 30 can mainly generate an upward flow, and the lower rotary blade 31 can mainly generate a downward flow.

実施の形態４の生物処理装置１によれば、実施の形態１から実施の形態３までの生物処理装置１と同様に、上の回転羽根３０で原水４の上昇流を主に発生させ、下の回転羽根３１で原水４の下降流を主に発生させるので、原水４の液面付近や底面２ａに汚泥や担体等の滞留が生じることを防止でき、槽内の原水の分布状況を均一化することで効率的に生物処理を行うことができる。流動機５の回転方向及び回転羽根３０，３１の仰角が実施の形態１から実施の形態３のものと異なる他は同様な構成であるので、その説明を用いる。また、説明図についても図２から図５を援用する。   According to the biological treatment apparatus 1 of the fourth embodiment, as in the biological treatment apparatuses 1 from the first embodiment to the third embodiment, the upward flow of the raw water 4 is mainly generated by the upper rotary blade 30 and the lower Since the rotating blade 31 mainly generates the downward flow of the raw water 4, it is possible to prevent the sludge and the carrier from staying near the liquid surface of the raw water 4 and the bottom surface 2 a, and the distribution of the raw water in the tank is made uniform. By doing so, biological treatment can be performed efficiently. Since the rotation direction of the flow machine 5 and the elevation angles of the rotary blades 30 and 31 are the same as those of the first to third embodiments, the description thereof will be used. Moreover, FIG. 2 to FIG.

実施の形態５．
図９は実施の形態５にかかる生物処理装置１であって、図２に示すＡ−Ａ線に沿って切断された断面図を示す。この実施の形態５の生物処理装置１では、生物反応槽２が実施の形態１から４の生物反応槽２より水深の深いタイプのものとされており、このため、回転シャフト３４も回転シャフト１３より長いものとされている。さらに、回転シャフト３４には、ハブ３８１，３９１，４０１に十字型に回転翼３８，３９，４０が設けられた３個（上方、中央、下方）の回転羽根３５，３６，３７が取り付けられている。回転羽根３５，３６，３７は平面的な位置が重なるよう（回転位相がない状態）に回転シャフト３４に取り付けられている。回転シャフト３４は、実施の形態１から実施の形態３の場合と同様、上方から見て時計回りに回転するように設定されている。回転翼３８，３９は回転時に原水４の上昇流を主に発生させるように、仮想平面ｐ１，ｐ３（仮想平面ｐ３は、仮想平面ｐ１，ｐ３と平行）に対して仰角α１，α３をもってハブ３８１，３９１に設けられている。回転翼４０は回転時に原水の下降流を主に発生させるように、仮想平面ｐ２に対して仰角α２をもってハブ４０１に設けられている。即ち、上方および中央の回転羽根３５，３６の回転翼３８，３９は、回転する進行方向の翼長手方向前方側が翼長手方向後方側より低く、下方の回転羽根３７の回転翼４０は、回転する進行方向の翼長手方向前方側が翼長手方向後方側より高く設定されている。これによって、上方および中央の回転羽根３５，３６が主として上昇流を作り、下方の回転羽根３７が主として下降流を作ることができる。 Embodiment 5. FIG.
FIG. 9 shows a biological treatment apparatus 1 according to the fifth embodiment, which is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. In the biological treatment apparatus 1 according to the fifth embodiment, the biological reaction tank 2 is of a deeper type than the biological reaction tank 2 according to the first to fourth embodiments. For this reason, the rotating shaft 34 is also the rotating shaft 13. It is supposed to be longer. Further, three rotary blades 35, 36, 37 (upper, central, lower) provided with cross blades 38, 39, 40 on hubs 381, 391, 401 are attached to the rotary shaft 34. Yes. The rotary blades 35, 36, and 37 are attached to the rotary shaft 34 so that their planar positions overlap (no rotational phase). As in the case of the first to third embodiments, the rotation shaft 34 is set to rotate clockwise as viewed from above. The rotor blades 38 and 39 have the elevation angles α1 and α3 with respect to the virtual planes p1 and p3 (the virtual plane p3 is parallel to the virtual planes p1 and p3) so that the upward flow of the raw water 4 is mainly generated when rotating. 391. The rotor blade 40 is provided on the hub 401 with an elevation angle α2 with respect to the virtual plane p2 so as to mainly generate a downward flow of raw water during rotation. That is, the rotating blades 38 and 39 of the upper and central rotating blades 35 and 36 are lower in the longitudinal direction of the rotating blade in the moving direction than the rear side in the longitudinal direction of the blade, and the rotating blade 40 of the lower rotating blade 37 rotates. The blade longitudinal direction front side in the traveling direction is set higher than the blade longitudinal direction rear side. Thus, the upper and central rotary blades 35 and 36 can mainly generate an upward flow, and the lower rotary blade 37 can mainly generate a downward flow.

以上のように、実施の形態５の生物処理装置１によれば、上方および中央の回転羽根３５，３６が原水４の上昇流を形成するので、生物反応槽２が水深の深いタイプのものであっても、原水濃度の分布を均一にすることができる。実施の形態１から３で示したような２個の回転羽根の流動機５を適用する場合、この実施の形態５のような水深が深い生物反応槽２では、槽内の底面２ａでの汚泥や担体２５の滞留防止や、水面付近の汚泥や担体２５の滞留防止を考慮すると、例えば、回転シャフト３４に上方と下方の回転羽根３５，３７のみを取り付けた構成とする必要がある。しかし、この場合、上方の回転羽根３５と下方の回転羽根３７だけでは間が空くため、その間の原水４に水流がほとんど発生しない部分が発生してしまい、原水４の分布状況が不均一になってしまう。回転シャフト３４の中央に回転羽根３６を取り付けることにより、回転羽根３６から強い上昇流が発生し、上方の回転羽根３５から発生する下降流とぶつかって下降流に変化して回転羽根３６に取り込まれる旋回流が発生し、また回転羽根３６から弱い下降流が発生し、下方の回転羽根３７から発生する上昇流とぶつかって上昇流に変化して回転羽根３６に取り込まれる旋回流も同時に発生して、上方の回転羽根３５と下方の回転羽根３７との間の原水の均一化を図ることができる。   As described above, according to the biological treatment apparatus 1 of the fifth embodiment, since the upper and central rotary blades 35 and 36 form an upward flow of the raw water 4, the biological reaction tank 2 is of a deep type. Even so, the distribution of the raw water concentration can be made uniform. When the two rotary blade fluidizer 5 as shown in the first to third embodiments is applied, in the biological reaction tank 2 having a deep water depth as in the fifth embodiment, sludge on the bottom surface 2a in the tank. In consideration of prevention of stagnation of the carrier 25 and sludge near the water surface and prevention of stagnation of the carrier 25, for example, it is necessary to have a configuration in which only the upper and lower rotary blades 35 and 37 are attached to the rotary shaft 34. However, in this case, there is a gap between the upper rotary blade 35 and the lower rotary blade 37 alone, so that a portion of the raw water 4 between which the water flow hardly occurs occurs, and the distribution state of the raw water 4 becomes uneven. End up. By attaching the rotary blade 36 to the center of the rotary shaft 34, a strong upward flow is generated from the rotary blade 36, collides with the downward flow generated from the upper rotary blade 35, changes to a downward flow, and is taken into the rotary blade 36. A swirling flow is generated, a weak downward flow is generated from the rotating blades 36, a rising flow generated from the lower rotating blades 37 collides with the rising flow, and a swirling flow that is taken into the rotating blades 36 is also generated at the same time. The raw water between the upper rotary blade 35 and the lower rotary blade 37 can be made uniform.

なお、実施の形態１から３で示した水深の生物反応槽２に実施の形態５の回転シャフト３４及び回転羽根３５，３６，３７を適用すると、原水４に流動を付与する力が加わるポイントが増えるので、さらに低速回転して汚泥フロックや担体２５の損傷防止や運転コストを低減化することも可能である。実施の形態５の生物処理装置１のその他の構成は、実施の形態１のものと同様であるのでその説明を用いる。また、説明図についても図２から図５を援用する。さらに、この実施の形態５の上方、中央および下方の回転羽根３５，３６，３７の構成及び上方および中央の回転羽根３５，３６を上昇流形成用の羽根構造とすることは、実施の形態２から後述する実施の形態１０までの生物処理装置１と組み合わせることが可能である。   In addition, when the rotary shaft 34 and the rotary blades 35, 36, and 37 of the fifth embodiment are applied to the biological reaction tank 2 having the water depth shown in the first to third embodiments, a point to which a force for imparting a flow to the raw water 4 is applied. Therefore, it is possible to further rotate at a lower speed to prevent the sludge floc and carrier 25 from being damaged and to reduce the operation cost. Since the other structure of the biological treatment apparatus 1 of Embodiment 5 is the same as that of Embodiment 1, the description is used. Moreover, FIG. 2 to FIG. Furthermore, the configuration of the upper, central and lower rotary blades 35, 36, and 37 of the fifth embodiment and the upper and central rotary blades 35 and 36 are configured as an upward flow forming blade structure according to the second embodiment. Can be combined with the biological treatment apparatus 1 up to Embodiment 10 described later.

実施の形態６．
図１０から図１５は実施の形態６の生物処理装置１を示したものであり、図１０は実施の形態６の生物処理装置１を図１１に示すＡ−Ａ線に沿って切断した断面図、図１１は実施の形態６の生物処理装置１を上方から見た全体の平面的構成を示す平面図、図１２は回転シャフト１３に配置される各回転羽根の回転位相の違いを示す平面図であり、図１０のＢ―Ｂ線に沿って切断した断面図、図１３は実施の形態６の回転羽根の斜視図である。また、図１４は図１１のＣ−Ｃ線に沿って切断した断面図であり、下方の回転羽根４２の回転翼４４の位置が切断面にある状態での槽内における原水４の流動状態を示す説明図、図１５は図１１のＣ−Ｃ線に沿って切断した断面図であり、上方の回転羽根４１の回転翼４３の位置が切断面にある状態での槽内における原水４の流動状態を示す説明図である。 Embodiment 6 FIG.
10 to 15 show the biological treatment apparatus 1 according to the sixth embodiment. FIG. 10 is a cross-sectional view of the biological treatment apparatus 1 according to the sixth embodiment cut along the line AA shown in FIG. FIG. 11 is a plan view showing the overall planar configuration of the biological treatment apparatus 1 according to the sixth embodiment as viewed from above, and FIG. 12 is a plan view showing the difference in rotational phase between the rotary blades arranged on the rotary shaft 13. FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 10, and FIG. 13 is a perspective view of a rotary blade of the sixth embodiment. Moreover, FIG. 14 is sectional drawing cut | disconnected along CC line of FIG. 11, and the flow state of the raw | natural water 4 in the tank in the state in which the position of the rotary blade 44 of the lower rotary blade 42 exists in a cut surface. FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line C-C in FIG. 11, and the flow of the raw water 4 in the tank with the position of the rotary blade 43 of the upper rotary blade 41 on the cut surface. It is explanatory drawing which shows a state.

この実施の形態６の生物処理装置１では、図１１、図１２、図１３に示すように、回転シャフト１３に取り付けた回転羽根４１，４２の上方から見た回転翼４３，４４の位置が異なっている状態、換言すると回転羽根４１，４２間で回転位相を有する構成となっており、図１３に示すように、回転翼４３と回転翼４４との間には回転シャフト１３の回転軸を中心に位相角θの回転位相が生じるように構成されている。これによって、図１４、図１５に示すように、生物反応槽２の回転羽根４１，４２に挟まれた領域内の決められた位置において、原水４の上昇流と下降流とが交互に発生し、原水４が撹拌される。回転シャフト１３に取り付けられる回転羽根４１の仮想平面ｐ１対する仰角α１及び回転羽根４２の仮想平面ｐ２に対する仰角α２は実施の形態１の生物処理装置１の回転羽根２１，２２と同様である。また、生物処理装置１の生物反応槽２や流動機５の構成も実施の形態１と同様であるのでその説明を用いる。   In the biological treatment apparatus 1 according to the sixth embodiment, as shown in FIGS. 11, 12, and 13, the positions of the rotary blades 43 and 44 as viewed from above the rotary blades 41 and 42 attached to the rotary shaft 13 are different. In other words, the rotating blades 41 and 42 have a rotational phase, and the rotating shaft of the rotating shaft 13 is centered between the rotating blades 43 and 44 as shown in FIG. Is configured to generate a rotational phase with a phase angle θ. As a result, as shown in FIGS. 14 and 15, an upward flow and a downward flow of the raw water 4 are alternately generated at a predetermined position in the region sandwiched between the rotary blades 41 and 42 of the biological reaction tank 2. The raw water 4 is stirred. The elevation angle α1 of the rotary blade 41 attached to the rotary shaft 13 with respect to the virtual plane p1 and the elevation angle α2 of the rotary blade 42 with respect to the virtual plane p2 are the same as those of the rotary blades 21 and 22 of the biological treatment apparatus 1 of the first embodiment. Moreover, since the structure of the biological reaction tank 2 and the fluidizer 5 of the biological treatment apparatus 1 is the same as that of the first embodiment, the description thereof will be used.

この実施の形態６の生物処理装置１では、図１１、図１２の平面図及び図１３の斜視図に示すように、回転羽根４１の回転翼４３と回転羽根４２の回転翼４４の平面上の取付位置は４５°離れている。すなわち、回転翼４３，４４の間には、位相角θ＝４５°が設定されている。このため、この実施の形態６に示す生物処理装置１では、流動機５の回転シャフトが時計回りに４５°回転する度に、槽内の原水４が図１４に示す流動状態と図１５に示す流動状態に交互に変化するようになっている。   In the biological treatment apparatus 1 according to the sixth embodiment, as shown in the plan views of FIGS. 11 and 12 and the perspective view of FIG. 13, the rotor blades 43 of the rotating blades 41 and the rotor blades 44 of the rotating blades 42 are on the plane. The mounting position is 45 ° apart. That is, the phase angle θ = 45 ° is set between the rotary blades 43 and 44. For this reason, in the biological treatment apparatus 1 shown in the sixth embodiment, every time the rotation shaft of the fluidizer 5 rotates 45 ° clockwise, the raw water 4 in the tank is in a flow state shown in FIG. 14 and shown in FIG. It changes alternately to the fluid state.

図１４は、下方の回転羽根４２の回転翼４４がＣ−Ｃ線の断面上にあり、付近の原水４に対して流動する力を付与しているときにおける槽内の原水４の流動状態を示すものである。図１４の状態でのＣ−Ｃ線の断面上では、上方の回転羽根４１による回転翼４３の下方から水を掻き込む力はなく、下方の回転羽根４２による回転翼４４の上方からの水を掻き込む力のみになる。このため、回転翼４２の直上では実施の形態１における水流ｊ１よりも速い水流ｋ２が発生する。そして、回転翼４４による白矢印ｗ１で示された力と遠心力によって、斜め下方の水流ａ２が発生するが、これも実施の形態１における水流ａ１よりも速い流速になる。水流ａ２は、ハンチ２ｃに当たって速い上昇流ｂ２と底面２ａに沿った速い水流ｃ２に分かれる。水流ｃ２は水流ａ２から分岐した水流であるので、当然実施の形態１の水流ｃ１よりも速い流れになり、より底面２ａに汚泥が滞留しにくくなる。また、上昇流ｂ２は、回転翼４４の水を掻き込む力によって引っ張られ、さほど上昇せずに水流ｆ２から水流ｊ２に変化し、水流ｋ２となり、回転翼４４に掻き込まれていく旋回流を形成する。   FIG. 14 shows the flow state of the raw water 4 in the tank when the rotary blades 44 of the lower rotary blades 42 are on the cross section of the line C-C and imparting a force to flow to the raw water 4 in the vicinity. It is shown. In the cross section taken along the line CC in the state of FIG. 14, there is no force for scrambling water from below the rotating blades 43 by the upper rotating blades 41, and water from above the rotating blades 44 by the lower rotating blades 42. Only the power to stir up. For this reason, a water flow k2 that is faster than the water flow j1 in the first embodiment is generated immediately above the rotor blade 42. The water flow a2 obliquely below is generated by the force indicated by the white arrow w1 by the rotating blade 44 and the centrifugal force, and this also has a faster flow rate than the water flow a1 in the first embodiment. The water flow a2 hits the haunch 2c and is divided into a fast upward flow b2 and a fast water flow c2 along the bottom surface 2a. Since the water flow c2 is a water flow branched from the water flow a2, it naturally becomes a flow faster than the water flow c1 of Embodiment 1, and sludge is less likely to stay on the bottom surface 2a. Further, the upward flow b2 is pulled by the force of the rotary blades 44 to scoop the water, and does not rise so much, but changes from the water flow f2 to the water flow j2 to become the water flow k2, and the swirl flow that is swept into the rotary blades 44. Form.

一方、回転シャフト１３の回転位相が４５°前のときに上方の回転羽根４１の回転翼４３が発生させた水流（上方の回転羽根４１の回転翼４３がＣ−Ｃ線の断面上にあったときに付近の原水４に発生させた水流）の余韻が水流ｅ２，ｄ２,ｍ２,ｎ２からなる旋回流として残っているが、上昇流ｂ２や水流ｊ２が回転翼４４の水を掻き込む力によって引っ張られる影響から、水流ｍ２，ｎ２も実施の形態１の場合の水流ｄ１に比べ下の水位まで下がっている。その結果、回転羽根４１周辺から回転羽根４１と回転羽根４２の中間水位よりも下方の水位までの広い範囲で旋回流が発生する。また、回転羽根４１の上方では、回転シャフト１３の回転位相が４５°前のときに回転翼４３が発生させた水流の余韻が、水流ｇ２，ｐ２，ｈ２，ｑ２からなる旋回流として残っており、回転羽根４１の上方の原水４の分布状況の均一化を促進している。   On the other hand, the water flow generated by the rotating blades 43 of the upper rotating blades 41 when the rotating phase of the rotating shaft 13 is 45 ° (the rotating blades 43 of the upper rotating blades 41 were on the cross section of the line CC. Sometimes the remnant of the water flow generated in the nearby raw water 4 remains as a swirl flow consisting of the water flows e2, d2, m2, and n2, but the upward flow b2 and the water flow j2 are caused by the force of the rotor blades 44 to scrape the water. From the influence of being pulled, the water flows m2 and n2 are also lowered to a lower water level than the water flow d1 in the first embodiment. As a result, a swirling flow is generated in a wide range from the periphery of the rotary blade 41 to a water level below the intermediate water level between the rotary blade 41 and the rotary blade 42. In addition, above the rotary blade 41, the remnant of the water flow generated by the rotary blade 43 when the rotation phase of the rotary shaft 13 is 45 ° before remains as a swirl flow consisting of the water flow g2, p2, h2, q2. The uniform distribution of the raw water 4 above the rotary blade 41 is promoted.

図１５は、上方の回転羽根４１の回転翼４３がＣ−Ｃ線の断面上にあり、付近の原水４に対して流動する力を付与しているときにおける槽内の原水４の流動状態を示すものである。図１５の状態でのＣ−Ｃ線の断面上では、下方の回転羽根４２による回転翼４４の上方から水を掻き込む力はなく、上方の回転羽根４１による回転翼４３の下方からの水の掻き込む力のみになる。このため、回転翼４３の直下では実施の形態１における水流ｅ１よりも速い水流ｔ３が発生する。そして、回転翼４３による白矢印ｗ２で示された力によって、上昇流ｇ３および水流ｄ３が発生するが、これも実施の形態１における上昇流ｇ１および水流ｄ１よりも速い流速になる。強い上昇流ｇ３は、生物反応槽２の槽側壁２ｂに沿って上昇した後、水面付近を回転シャフト１３の方へ水平に流れ、重力等の影響によって下降流ｈ３に変化する旋回流を形成するが、この旋回流の全体の流速が実施の形態１の場合よりも速い流れであるので、回転羽根４１の上方の原水４の分布状況の均一化がより促進される。また、水流ｂ３は、回転翼４３の水を掻き込む力によって引っ張られ、さほど下降せずに水平方向の水流ｅ３に変化し、水流ｔ３となり、回転翼４４に掻き込まれていく旋回流を形成する。   FIG. 15 shows the flow state of the raw water 4 in the tank when the rotary blade 43 of the upper rotary blade 41 is on the cross section of the line C-C and imparts a force to flow to the nearby raw water 4. It is shown. On the cross section taken along the line CC in the state of FIG. 15, there is no force for scrambling water from above the rotating blade 44 by the lower rotating blade 42, and water from below the rotating blade 43 by the upper rotating blade 41. Only the power to stir up. For this reason, a water flow t3 that is faster than the water flow e1 in the first embodiment is generated immediately below the rotary blade 43. Then, the upward flow g3 and the water flow d3 are generated by the force indicated by the white arrow w2 by the rotary blade 43, and this also has a faster flow rate than the upward flow g1 and the water flow d1 in the first embodiment. The strong upward flow g3 rises along the tank side wall 2b of the biological reaction tank 2 and then flows horizontally around the water surface toward the rotary shaft 13 to form a swirling flow that changes to a downward flow h3 due to the influence of gravity or the like. However, since the entire flow velocity of the swirl flow is faster than that in the first embodiment, the distribution of the raw water 4 above the rotary blades 41 is further promoted to be uniform. Further, the water flow b3 is pulled by the force of the rotary blades 43 to scoop the water, changes to the horizontal water flow e3 without descending so much, and becomes a water flow t3, forming a swirl flow that is stirred into the rotary blades 44. To do.

一方、回転シャフトの回転位相が４５°前のときに下方の回転羽根４２の回転翼４４が発生させた水流（上方の回転羽根４２の回転翼４４がＣ−Ｃ線の断面上にあったときに付近の原水４に発生させた水流）の余韻が水流ｂ３，ｆ３,ｊ３,ｋ３からなる旋回流として残っているが、水流ｄ３や水流ｅ３が回転翼４４の水を掻き込む力によって上方に引っ張られる影響から、水流ｆ３，ｊ３も実施の形態１の場合の水流ｆ１，ｊ１に比べ上の水位まで上がっている。その結果、回転羽根４２周辺から回転羽根４１と回転羽根４２の中間水位よりも上方の水位までの広い範囲で旋回流が発生する。また、回転羽根４２の下方では、回転シャフトの回転位相が４５°前のときに回転翼４４が発生させた水流の余韻が、水流ａ３，ｃ３，ｒ３，ｓ３からなる旋回流として残っており、回転羽根４２の下方の原水４の分布状況の均一化を促進している。   On the other hand, the water flow generated by the rotating blades 44 of the lower rotating blades 42 when the rotating phase of the rotating shaft is 45 ° (when the rotating blades 44 of the upper rotating blades 42 are on the cross section of the line CC). The remnant of the water flow generated in the nearby raw water 4 remains as a swirl flow consisting of the water flows b3, f3, j3, and k3, but the water flow d3 and the water flow e3 move upward due to the force of the rotor blades 44 scrambling the water. Due to the effect of being pulled, the water flows f3 and j3 are also raised to a higher water level than the water flows f1 and j1 in the first embodiment. As a result, a swirl flow is generated in a wide range from the periphery of the rotary blade 42 to a water level above the intermediate water level between the rotary blade 41 and the rotary blade 42. Further, below the rotary blade 42, the remnant of the water flow generated by the rotary blade 44 when the rotational phase of the rotary shaft is 45 ° before remains as a swirling flow composed of the water flows a3, c3, r3, and s3. The uniform distribution of the raw water 4 below the rotary blades 42 is promoted.

以上のように、実施の形態６の生物処理装置１によれば、上方の回転羽根４１と下方の回転羽根４２の間に位相角４５°の回転位相を設けたことによって、回転シャフト１３が４５°回転する度に図１４に示した槽内の流動状態と図１５に示した槽内の流動状態が交互に繰り返される。図１４の槽内流動状態で実施の形態１の水流ｃ１よりも流速の速い水流ｃ２が発生することにより、より底面２ａに汚泥が滞留しにくくすることができる効果がある。また、図１５の槽内流動状態で実施の形態１おける上昇流ｇ１および下降流ｈ１により形成される旋回流よりも流速の速い上昇流ｇ３および下降流ｈ３により形成される旋回流が発生することにより、水面付近に汚泥や担体がより滞留しにくくすることができる効果や、回転羽根４１の上方の原水４の分布状況の均一化をより促進できる効果がある。さらに、図１４の槽内流動状態では、上方の回転羽根４１の水位から上方の回転羽根４１と下方の回転羽根４２との中間水位よりも低い水位までの間で水流ｅ２，ｄ２,ｍ２,ｎ２からなる旋回流が発生し、図１５の槽内流動状態では、下方の回転羽根４２の水位から前記の中間位置よりも高い水位までの間で水流ｂ３，ｆ３,ｊ３,ｋ３からなる旋回流が発生し、この２つの旋回流が交互に発生するので、上方の回転羽根４１と下方の回転羽根４２の間の領域の原水４の分布状況の均一化がより促進されるという効果がある。   As described above, according to the biological treatment apparatus 1 of the sixth embodiment, the rotational shaft 13 is rotated 45 by providing a rotational phase with a phase angle of 45 ° between the upper rotating blade 41 and the lower rotating blade 42. Each time it rotates, the flow state in the tank shown in FIG. 14 and the flow state in the tank shown in FIG. 15 are alternately repeated. When the water flow c2 having a higher flow velocity than the water flow c1 of the first embodiment is generated in the state of flow in the tank of FIG. 14, there is an effect that sludge can be more unlikely to stay on the bottom surface 2a. Further, the swirl flow formed by the upflow g3 and the downflow h3 having a higher flow velocity than the swirl flow formed by the upflow g1 and the downflow h1 in the first embodiment in the state of flow in the tank of FIG. 15 is generated. Thus, there is an effect that sludge and a carrier are less likely to stay in the vicinity of the water surface, and an effect that the distribution of the raw water 4 above the rotating blades 41 can be more uniform. Furthermore, in the flow state in the tank of FIG. 14, the water flow e2, d2, m2, n2 between the water level of the upper rotating blade 41 and the water level lower than the intermediate water level between the upper rotating blade 41 and the lower rotating blade 42. 15 is generated, and in the state of flow in the tank of FIG. 15, a swirl flow composed of water flows b3, f3, j3, k3 is formed between the water level of the lower rotating blade 42 and a water level higher than the intermediate position. Since these two swirl flows are generated alternately, there is an effect that the uniform distribution of the raw water 4 in the region between the upper rotary blade 41 and the lower rotary blade 42 is further promoted.

なお、この実施の形態６では、回転位相の位相角θを４５°とし、図１４の槽内流動状態と図１５の槽内流動状態が同じ時間ずつ交互に発生する通常最大の効果が期待できる構成としたが、これに限定されるわけではない。生物反応槽２の形状、流動機５の平面上の設置位置、処理対象の原水４の種類等、状況に応じて、位相角θを変えて、図１４と図１５の槽内流動状態の発生時間の比率を変えてもよい。実施の形態６の生物処理装置１の構成は、他の実施の形態２から実施の形態５あるいは実施の形態７から実施の形態１０のものと組み合わせることが可能である。   In the sixth embodiment, the phase angle θ of the rotational phase is set to 45 °, and the normal maximum effect that the in-tank flow state in FIG. 14 and the in-tank flow state in FIG. 15 occur alternately for the same time can be expected. Although configured, it is not limited to this. Depending on the situation, such as the shape of the biological reaction tank 2, the installation position on the plane of the fluidizer 5, the type of raw water 4 to be treated, etc., the generation of the flow state in the tank of FIG. 14 and FIG. You may change the time ratio. The configuration of the biological treatment apparatus 1 of the sixth embodiment can be combined with those of other second to fifth embodiments or the seventh to tenth embodiments.

実施の形態７．
図１６は実施の形態７にかかる生物処理装置１であって、図１１に示すＡ−Ａ線に沿って切断された断面図を示している。実施の形態７の生物処理装置１は、実施の形態６の生物処理装置１の生物反応槽２に担体２５を投入するタイプのものとしたものである。その他の構成は実施の形態６のものと同様であるので、その説明を用いる。また、説明図についても図１１から図１５を援用する。実施の形態７の生物処理装置１によれば、実施の形態６の生物処理装置１と同様に上下の回転羽根４１，４２に取付位置の位相が設けられているので、実施の形態１に比べて原水の分布状況のさらなる均一化が図れるが、実施の形態２に比べて生物反応槽２内の担体２５の分布状況のさらなる均一化も同時に図ることができる。これにより、生物処理装置１の原水４を浄化する処理能力が向上する。実施の形態７の生物処理装置１の担体投入型の生物反応槽２は実施の形態３から実施の形態５および後述する実施の形態８から実施の形態１０の生物処理装置１と組み合わせることが可能である。 Embodiment 7 FIG.
FIG. 16 shows a biological treatment apparatus 1 according to the seventh embodiment, which is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. The biological treatment apparatus 1 according to the seventh embodiment is of a type in which a carrier 25 is introduced into the biological reaction tank 2 of the biological treatment apparatus 1 according to the sixth embodiment. Since other configurations are the same as those of the sixth embodiment, description thereof is used. In addition, FIGS. 11 to 15 are also used as explanatory diagrams. According to the biological treatment apparatus 1 of the seventh embodiment, since the upper and lower rotary blades 41 and 42 are provided with the mounting position phase as in the biological treatment apparatus 1 of the sixth embodiment, compared to the first embodiment. Thus, the distribution state of the raw water can be further homogenized, but the distribution state of the carrier 25 in the biological reaction tank 2 can be further uniformed as compared with the second embodiment. Thereby, the processing capability which purifies the raw water 4 of the biological treatment apparatus 1 is improved. The bioreactor 2 of the biological treatment apparatus 1 according to the seventh embodiment can be combined with the biological treatment apparatus 1 according to the third to fifth embodiments and the eighth to tenth embodiments described later. It is.

実施の形態８．
図１７は実施の形態８の生物処理装置１であって、図２に示すＡ−Ａ線に沿って切断された断面図を示したものである。この実施の形態８の生物処理装置１では、回転シャフト１３の下方に設けられた回転羽根４５の構成が、実施の形態１の生物処理装置１と異なっており、その他の構成は実施の形態１の生物処理装置１と同様である。説明図についても図２から図５と概ね同様であるのでこれを援用する。すなわち、回転シャフト１３の下方に取り付けられて固定されたハブ４６の外周側面には、回転羽根４５の回転翼４７が４枚突出して設けられている。回転翼４７は、回転シャフト１３の軸方向に対して直交方向に延びる仮想平面ｐ２に対し、角度β２の勾配を持つ仮想平面ｐ２２に概ね平行に設けられており、ハブ４６との付け根位置から先端に向かって上り勾配になっている。また、同時に回転翼４７は、仮想平面ｐ２２から仰角α２だけ傾斜している。すなわち、回転翼４７は、回転の進行方向であり長手方向の前方側が後方側よりも高い位置となるように、仮想平面ｐ２２に対してα２の仰角をもって設けられている。なお、上方の回転羽根２１については、実施の形態１の場合と同様に回転翼２３がハブ１５に仮想平面ｐ１から仰角α１の傾斜角度で設けられている。 Embodiment 8 FIG.
FIG. 17 shows a biological treatment apparatus 1 according to the eighth embodiment, and shows a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. In the biological treatment apparatus 1 of the eighth embodiment, the configuration of the rotary blade 45 provided below the rotary shaft 13 is different from that of the biological treatment apparatus 1 of the first embodiment, and other configurations are the first embodiment. This is the same as the biological treatment apparatus 1. Since the explanatory diagrams are generally the same as those shown in FIGS. That is, four rotating blades 47 of the rotating blade 45 protrude from the outer peripheral side surface of the hub 46 attached and fixed below the rotating shaft 13. The rotary blade 47 is provided substantially in parallel to a virtual plane p22 having a gradient of an angle β2 with respect to a virtual plane p2 extending in a direction orthogonal to the axial direction of the rotary shaft 13, and the tip of the rotary blade 47 extends from the base position with the hub 46. The slope is going up. At the same time, the rotary blade 47 is inclined by the elevation angle α2 from the virtual plane p22. That is, the rotary blade 47 is provided with an elevation angle of α2 with respect to the virtual plane p22 so that the front side in the longitudinal direction is higher than the rear side in the direction of rotation. As for the upper rotating blade 21, the rotating blade 23 is provided on the hub 15 at an inclination angle of the elevation angle α1 from the virtual plane p1 as in the case of the first embodiment.

回転シャフト１３が上方から見て時計回りに回転すると、上方の回転羽根２１は、原水４に上昇流を発生させ、下方の回転羽根４９は、原水４に下降流を発生させる。しかし、下方の回転羽根４５は、回転翼４７が付け根から先端までβ２の上り勾配が設けられているので、回転翼４７の先端から発生する下降流は、実施の形態１の下降流ａ１に比べて、水平方向側に近い傾斜角で下降流が発生し、概ね４５°の斜面のハンチ２ｃに対してより斜めの方向から当たる。このため、実施の形態１の場合よりも、下降流がハンチ２ｃで反射して回転翼４７に戻ってきてしまうことで水流量が低減され、下降流ａ１を阻害して速度を低下させてしまう要因を低減できる。   When the rotary shaft 13 rotates clockwise as viewed from above, the upper rotary blade 21 generates an upward flow in the raw water 4, and the lower rotary blade 49 generates a downward flow in the raw water 4. However, since the lower rotary blade 45 is provided with an upward gradient of β2 from the root to the tip of the rotary blade 47, the downward flow generated from the tip of the rotary blade 47 is lower than the downward flow a1 of the first embodiment. Thus, a downward flow is generated at an inclination angle close to the horizontal direction, and hits the haunch 2c having a slope of approximately 45 ° from a more oblique direction. For this reason, as compared with the case of the first embodiment, the downward flow is reflected by the haunch 2c and returned to the rotary blade 47, whereby the water flow rate is reduced, and the downward flow a1 is inhibited and the speed is reduced. Factors can be reduced.

以上のように、実施の形態８の生物処理装置１によれば、下方の回転羽根４５の回転翼４９が仰角α２の他に付け根側から先端側に向かって上り勾配β２を有していることにより、回転シャフト１３が時計回りに回転して回転翼４９から下降流を発生させ、その下降流がハンチ２ｃに当たって複数の方向の水流に向きを変える際、下降流ａ１側に跳ね返ってくる水流量を低減させることができ、下降流ａ１の速度をより速くすることができる効果がある。これにより、下降流ａ１がハンチ２ｃに当たって分かれてできる上昇流ｂ１や底面２ａに沿って流れる水流ｃ１の速度も上昇させる効果もある。   As described above, according to the biological treatment apparatus 1 of the eighth embodiment, the rotating blades 49 of the lower rotating blade 45 have the upward gradient β2 from the root side to the tip side in addition to the elevation angle α2. Thus, the rotating shaft 13 rotates clockwise to generate a downward flow from the rotor blade 49, and when the downward flow hits the hunch 2c and changes its direction into a plurality of directions of water flow, the water flow rate rebounds to the downward flow a1 side. And the speed of the downward flow a1 can be further increased. This also has the effect of increasing the speed of the upward flow b1 formed by the downward flow a1 hitting the haunch 2c and the water flow c1 flowing along the bottom surface 2a.

実施の形態８の生物処理装置１のように、下方の回転羽根４５が仰角α２の他に勾配β２を与える構成は、実施の形態２から実施の形態７の生物処理装置１の構成と組み合わせることができる。   Like the biological treatment apparatus 1 of the eighth embodiment, the configuration in which the lower rotating blade 45 gives the gradient β2 in addition to the elevation angle α2 is combined with the configuration of the biological treatment apparatus 1 of the second to seventh embodiments. Can do.

実施の形態９.
図１８は実施の形態９にかかる生物処理装置１であって、図２に示すＡ−Ａ線に沿って切断された断面図を示している。この生物処理装置１では、回転シャフト１３の中間部に取り付けられる上方の回転羽根４８の回転翼４９にハブ４９１との付け根から先端に向かって下向きの勾配β１が設けられている点において、実施の形態７の生物処理装置１と異なっており、その他の構成は、実施の形態７の生物処理装置１と同様である。説明図についても図２から図５と概ね同様であるのでこれを援用する。上方の回転羽根４８には、回転翼４９が４枚設けられている。回転翼４９は、回転シャフト１３の軸方向に対して直交する仮想平面ｐ１に対し、角度β１の勾配を持つ仮想平面ｐ１２に概ね平行に設けられており、ハブ４９１との付け根位置から先端に向かって下り勾配となっている。また、同時に回転翼４９は、仮想平面ｐ１２から迎角α１だけ傾斜している。すなわち、回転翼４９は、回転の進行方向であり長手方向の前方側が後方側よりも低い位置となるように、仮想平面ｐ１２に対してα１の迎角をもって設けられている。 Embodiment 9.
FIG. 18 shows a biological treatment apparatus 1 according to the ninth embodiment, which is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. In this biological treatment apparatus 1, the rotary blade 49 of the upper rotary blade 48 attached to the intermediate portion of the rotary shaft 13 is provided with a downward gradient β1 from the root of the hub 491 toward the tip. It is different from the biological treatment apparatus 1 of the seventh embodiment, and other configurations are the same as those of the biological treatment apparatus 1 of the seventh embodiment. Since the explanatory diagrams are generally the same as those shown in FIGS. The upper rotating blade 48 is provided with four rotating blades 49. The rotary blade 49 is provided substantially parallel to a virtual plane p12 having a gradient of an angle β1 with respect to a virtual plane p1 orthogonal to the axial direction of the rotary shaft 13, and extends from the base position with the hub 491 toward the tip. The slope is descending. At the same time, the rotary blade 49 is inclined by the angle of attack α1 from the virtual plane p12. That is, the rotary blade 49 is provided with an angle of attack of α1 with respect to the virtual plane p12 so that the front side in the longitudinal direction is lower than the rear side in the direction of rotation.

以上のように、実施の形態９の生物処理装置１によれば、上方の回転羽根４８の回転翼４９が仰角α１の他に付け根側から先端側に向かって下り勾配β１を有していることにより、回転シャフト１３が時計回りに回転して回転翼４８から上昇流を発生させた際には、下り勾配を有さない回転翼２１等の場合と比べて、槽側壁２ｂよりの水流ｇ１となる。これにより、実施の形態１の場合よりも水流ｇ１が槽側壁２ｂに沿った流れとなり、上方の回転羽根４８の上方の原水４の分布状況がより改善できる効果がある。なお、実施の形態９の生物処理装置１の構成は、他の実施の形態２から実施の形態６の生物処理装置１の構成と組み合わせることができる。   As described above, according to the biological treatment apparatus 1 of the ninth embodiment, the rotating blades 49 of the upper rotating blade 48 have the downward gradient β1 from the root side to the tip side in addition to the elevation angle α1. Thus, when the rotating shaft 13 rotates clockwise to generate an upward flow from the rotary blade 48, the water flow g1 from the tank side wall 2b and the water flow g1 are compared with the case of the rotary blade 21 having no downward gradient. Become. Thereby, compared with the case of Embodiment 1, the water flow g1 turns into the flow along the tank side wall 2b, and there exists an effect which can improve the distribution condition of the raw | natural water 4 above the upper rotary blade 48 more. The configuration of the biological treatment apparatus 1 according to the ninth embodiment can be combined with the configuration of the biological treatment apparatus 1 according to any of the second to sixth embodiments.

実施の形態１０．
図１９は、実施の形態１０の生物処理装置１であって、図２に示すＡ−Ａ線に沿って切断された断面図を示したものである。この生物処理装置１は、回転シャフト１３の下端部に取り付けられる回転羽根５０の構成が、図１７のものと異なっており、その他の構成は、実施の形態７の生物処理装置１と同様であるので、その説明を用いて詳細な説明を省略する。説明図についても図２から図５と概ね同様であるのでこれを援用する。実施の形態１０の回転シャフト１３の下端部に取り付けられて固定されたハブ５１の外周側面には、回転羽根５０の回転翼５２が４枚突出している。回転翼５２のハブ５１の付け根から中間部までは、回転シャフト１３の直交方向に延びる仮想平面ｐ２に沿って概ね平行に延びており、回転翼５２の中間部から先端にかける部分は、中間部から角度β２１の勾配を持つ仮想平面ｐ２３に沿った、上方に向かって反り上がるような形状となっている。また同時に、回転翼５２は、ハブ５１との付け根部分において仮想平面ｐ２から仰角α２の傾斜角度を有するように設けられている。 Embodiment 10 FIG.
FIG. 19 is a biological treatment apparatus 1 according to the tenth embodiment, and shows a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. In this biological treatment apparatus 1, the configuration of the rotary blade 50 attached to the lower end portion of the rotary shaft 13 is different from that of FIG. 17, and the other configuration is the same as that of the biological treatment apparatus 1 of the seventh embodiment. Therefore, detailed description is omitted using the description. Since the explanatory diagrams are generally the same as those shown in FIGS. Four rotary blades 52 of the rotary blade 50 protrude from the outer peripheral side surface of the hub 51 attached and fixed to the lower end portion of the rotary shaft 13 of the tenth embodiment. From the base of the hub 51 of the rotor blade 52 to the middle portion, the rotor blade 52 extends substantially in parallel along a virtual plane p2 extending in the orthogonal direction of the rotating shaft 13, and a portion from the middle portion of the rotor blade 52 to the tip is an intermediate portion. And a shape that warps upward along the virtual plane p23 having a gradient of angle β21. At the same time, the rotary blade 52 is provided so as to have an inclination angle of an elevation angle α2 from the virtual plane p2 at the base portion with the hub 51.

以上のように、実施の形態１０の生物処理装置１によれば、回転翼５２の付け根から中間部までの部位は勾配なく回転シャフト１３の直交方向に延びており、回転翼５２の中間部から先端部までの部位は、勾配β２が設けられているので、以下の効果がある。通常、回転運動する回転羽根の回転翼が槽内の原水４に与える力は、回転翼の先端部が最も大きく、回転シャフトに近づくにつれて徐々に小さくなっていく。本来、下降流を発生させるための力を回転翼の下方の原水４に最も効率よく力を与えるには、実施の形態１の回転羽根２２のような回転羽根２２の回転運動の中心である回転シャフトに直交する仮想平面ｐ２に対して平行に設けられるのが最適である。しかし、実施の形態８において記載した通り、回転羽根２２の先端部分付近は、ハンチ２ｃで跳ね返った水流の影響を受け易いので、先端部分は、上り勾配β２を設ける方がよい。この実施の形態１０の生物処理装置の回転翼５２は、ハンチ２ｃによる影響を受けにくいハブ５１との付け根から中間部までは仮想平面ｐ２と平行に設けることで、最も効率よく下方の原水に下降流の基となる力を付与でき、ハンチ２ｃの影響を受け易い回転翼５２中間部から先端部までを角度β２の上り勾配とすることにより影響を軽減して、下降流の流速をより速い状態に維持することができる効果がある。
なお、実施の形態１０のように、回転羽根５０の中間部から先端部の部位にかけて、仰角α２の他に勾配β２を与えられる構成は、実施の形態２から実施の形態６までの他の実施の形態の生物処理装置１の構成と組み合わせることができる。 As described above, according to the biological treatment apparatus 1 of the tenth embodiment, the portion from the root of the rotary blade 52 to the intermediate portion extends in the orthogonal direction of the rotary shaft 13 without a gradient, and from the intermediate portion of the rotary blade 52 Since the portion up to the tip is provided with the gradient β2, the following effects are obtained. Normally, the force applied to the raw water 4 in the tank by the rotating blades of the rotating blades that rotate is greatest at the tip of the rotating blades and gradually decreases as the rotating shaft approaches. Originally, in order to apply the force for generating the downward flow to the raw water 4 below the rotor blade most efficiently, the rotation that is the center of the rotational motion of the rotor blade 22 such as the rotor blade 22 of the first embodiment is used. It is optimal to be provided parallel to the virtual plane p2 orthogonal to the shaft. However, as described in the eighth embodiment, the vicinity of the tip portion of the rotary blade 22 is likely to be affected by the water flow bounced off by the haunch 2c. The rotor blade 52 of the biological treatment apparatus according to the tenth embodiment descends to the raw water below most efficiently by providing the base 51 to the middle part of the hub 51 that is not easily affected by the haunch 2c in parallel with the virtual plane p2. It is possible to apply a force that is the basis of the flow, and the influence is reduced by making the upward slope of the angle β2 from the intermediate part to the tip part of the rotor blade 52 that is easily affected by the haunch 2c, and the flow velocity of the downward flow is faster. There is an effect that can be maintained.
Note that, as in the tenth embodiment, the configuration in which the gradient β2 is given in addition to the elevation angle α2 from the intermediate portion to the tip portion of the rotary blade 50 is another implementation from the second embodiment to the sixth embodiment. It can combine with the structure of the biological treatment apparatus 1 of the form.

上記の実施の形態１０の生物処理装置１において、途中から「く」の字型に反る回転羽根５０を下方に設けたが、これを上下逆（回転翼５２の中間部から先端までを角度β２の上り勾配とする。）にして上方の回転羽根２１に代えて設置しても良い。   In the biological treatment apparatus 1 according to the tenth embodiment described above, the rotary blade 50 that warps in the shape of “<” is provided on the lower side, but this is reversed upside down (the angle from the middle portion to the tip of the rotary blade 52 is angled). may be installed instead of the upper rotating blade 21.

以上、実施の形態１から実施の形態１０の生物処理装置１について説明したが、この発明の生物処理装置１は、上方に配設される回転羽根が上昇流を形成するものであり、下方に配設される回転羽根が下降流を形成する構成を有するものであれば、上述の生物処理装置１に限定されるものではなく、回転シャフト１３に設けられる回転羽根の形状、段数、枚数等についても様々な変形例を考慮することが可能である。実施の形態８から１０の回転羽根の勾配についても、適宜選択可能であり、回転翼が根元から先端に向かってカーブするものでも良い。   As described above, the biological treatment apparatus 1 according to the first to tenth embodiments has been described. However, the biological treatment apparatus 1 according to the present invention is such that the rotating blades disposed on the upper side form an upward flow, and the lower side. As long as the arranged rotary blades have a configuration that forms a downward flow, the configuration is not limited to the biological treatment apparatus 1 described above, and the shape, the number of stages, the number of sheets, etc. of the rotary blades provided on the rotary shaft 13 are not limited. It is possible to consider various modifications. The gradient of the rotary blades in the eighth to tenth embodiments can be selected as appropriate, and the rotary blade may be curved from the root toward the tip.

実施の形態１（図１〜図５参照）および実施の形態６（図１０〜図１５参照）に示した生物処理装置１の構成を用いて、実際に原水４を浄化処理したときの槽内流動状態について、以下の実施条件で従来の生物処理装置（図２０，図２１参照）と比較を行った。その結果を表１に示す。

〔共通の実施条件〕
（１）生物反応槽
・幅２０００ｍｍ×奥行き２０００ｍｍ×高さ３０００ｍｍ
・ハンチ２ｃは、３００ｍｍで面取り
・ハンチ２ａは、槽頂部から１０００ｍｍ下の位置で３００ｍｍ面取り
・生物反応槽内の水位は、２０００ｍｍ
（２）流動機
・生物反応槽２の平面上で中央に配置
・回転駆動機１１：電動モーター ０．２ｋＷ
・回転方向：上方から見て時計回り
・回転数：１０ｒｐｍ（１分間に１０回転）
・回転翼形状：直方体：幅１２０ｍｍ×長さ７００ｍｍ×厚さ１０ｍｍ
・下方回転羽根の高さ位置：底面２ａから４００ｍｍ上方
・上方回転羽根の高さ位置：底面２ａから１２００ｍｍ上方
In the tank when the raw water 4 is actually purified using the configuration of the biological treatment apparatus 1 shown in the first embodiment (see FIGS. 1 to 5) and the sixth embodiment (see FIGS. 10 to 15). The flow state was compared with a conventional biological treatment apparatus (see FIGS. 20 and 21) under the following conditions. The results are shown in Table 1.

[Common implementation conditions]
(1) Biological reaction tank, width 2000mm x depth 2000mm x height 3000mm
・ Haunch 2c is chamfered at 300mm ・ Haunch 2a is chamfered at 300mm below the top of the tank ・ Water level in the biological reaction tank is 2000mm
(2) Fluid machine-Arranged in the center on the plane of the biological reaction tank 2-Rotation drive 11: Electric motor 0.2 kW
・ Rotation direction: clockwise when viewed from above ・ Rotation speed: 10 rpm (10 rotations per minute)
・ Rotary blade shape: rectangular parallelepiped: width 120 mm x length 700 mm x thickness 10 mm
-Height position of the lower rotary blade: 400 mm above the bottom surface 2a-Height position of the upper rotary blade: 1200 mm above the bottom surface 2a

Figure 2008200565
Figure 2008200565

槽内平均流速Ｖａは、生物反応槽２内の各地点の流速の平均値であり、これが速いほど、槽内全体の原水４の流動が活発であるといえる。底部平均流速Ｖｂは、底面２ａ付近一面の平均流速であり、これが速いほど槽底部の原水４の流動が活発であるといえる。水面平均流速Ｖｕは、原水４の水面付近一面の平均流速であり、これが速いほど水面付近の原水４の流動が活発であるといえる。表１の各流速値を比較すると明らかであるが、実施の形態６の水処理装置１が槽内平均流速Ｖａ、底部平均流速Ｖｂ、水面平均流速Ｖｕのいずれも最も速い流速となっており、最も原水４の分布状況を均一化するのに適した構成といえる。この実施の形態６には及ばないが、実施の形態１の水処理装置１についても、従来の水処理装置１と比較すると、いずれの流速も大幅に優れた数値であり、原水４の分布状況は大幅に改善することができることが実証できた。   The tank average flow velocity Va is an average value of the flow velocity at each point in the biological reaction tank 2, and the faster this is, the more the flow of the raw water 4 in the entire tank is more active. The bottom average flow velocity Vb is an average flow velocity in the vicinity of the bottom surface 2a, and it can be said that the faster this is, the more active the raw water 4 at the bottom of the tank is. The water surface average flow velocity Vu is an average flow velocity in the vicinity of the water surface of the raw water 4, and it can be said that the flow of the raw water 4 near the water surface is more active as this is faster. As apparent from comparison of the flow velocity values in Table 1, the water treatment device 1 of the sixth embodiment has the fastest flow velocity of the tank average flow velocity Va, the bottom average flow velocity Vb, and the water surface average flow velocity Vu. It can be said that this configuration is most suitable for making the distribution of the raw water 4 uniform. Although it does not reach this Embodiment 6, also about the water treatment apparatus 1 of Embodiment 1, compared with the conventional water treatment apparatus 1, all the flow velocities are the numerical values which were significantly excellent, and the distribution condition of the raw | natural water 4 It was proved that it can be improved significantly.

図１は本発明の実施の形態１にかかる生物処理装置の主要部である回転羽根の全体が示されている断面図であり、図２のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing the entirety of a rotary blade that is a main part of a biological treatment apparatus according to a first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view cut along line AA in FIG. . 図２は実施の形態１の生物処理装置を上方から見た全体の平面的構成を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an overall planar configuration of the biological treatment apparatus according to Embodiment 1 as viewed from above. 図３は実施の形態１の回転シャフトに形成される複数個の回転羽根の配置状態を示す平面図であり、図１のＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図である。FIG. 3 is a plan view showing an arrangement state of a plurality of rotary blades formed on the rotary shaft of the first embodiment, and is a cross-sectional view cut along the line BB of FIG. 図４は図１、図２に示される回転羽根の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of the rotary blade shown in FIGS. 図５は実施の形態１の槽内での原水の流動状態を示す説明図であり、図２のＣ−Ｃ線に沿って切断した断面図である。FIG. 5 is an explanatory view showing the flow state of raw water in the tank of Embodiment 1, and is a cross-sectional view cut along the line CC in FIG. 図６は実施の形態２の生物処理装置における図２のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。6 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2 in the biological treatment apparatus of the second embodiment. 図７は実施の形態３の生物処理装置における回転羽根部分の斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of a rotary blade portion in the biological treatment apparatus of the third embodiment. 図８は実施の形態４の生物処理装置における図２のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。8 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2 in the biological treatment apparatus of the fourth embodiment. 図９は実施の形態５の生物処理装置における図２のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。9 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2 in the biological treatment apparatus of the fifth embodiment. 図１０は実施の形態６の生物処理装置における図１１のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 11 in the biological treatment apparatus of the sixth embodiment. 図１１は実施の形態６の生物処理装置を上方から見た全体の平面的構成を示す平面図である。FIG. 11 is a plan view showing an overall planar configuration of the biological treatment apparatus according to the sixth embodiment as viewed from above. 図１２は図１０の生物処理装置をＢ―Ｂ線に沿って切断した断面図である。12 is a cross-sectional view of the biological treatment apparatus of FIG. 10 cut along the line BB. 図１３は実施の形態６の生物処理装置の回転羽根部分の斜視図である。FIG. 13 is a perspective view of a rotary blade portion of the biological treatment apparatus according to the sixth embodiment. 図１４は実施の形態６の生物処理装置にかかる図１１のＣ−Ｃ線に沿って切断した断面図であり、下方の回転羽根４２の回転翼４４の位置が切断面にある状態での槽内流動状態の説明図である。FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 11 according to the biological treatment apparatus of the sixth embodiment. It is explanatory drawing of an internal flow state. 図１５は実施の形態６の生物処理装置にかかる図１１のＣ−Ｃ線に沿って切断した断面図であり、上方の回転羽根４１の回転翼４３の位置が切断面にある状態での槽内流動状態の説明図である。FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 11 according to the biological treatment apparatus of the sixth embodiment, and the tank in a state where the position of the rotary blade 43 of the upper rotary blade 41 is on the cut surface. It is explanatory drawing of an internal flow state. 図１６は実施の形態７にかかる生物処理装置の図２のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。16 is a cross-sectional view of the biological treatment apparatus according to the seventh embodiment, cut along line AA in FIG. 図１７は実施の形態８にかかる生物処理装置の図２のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。17 is a cross-sectional view of the biological treatment apparatus according to the eighth embodiment, taken along line AA in FIG. 図１８は実施の形態９にかかる生物処理装置の図２のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。18 is a cross-sectional view of the biological treatment apparatus according to the ninth embodiment, taken along line AA in FIG. 図１９は実施の形態１０にかかる生物処理装置の図２のＡ−Ａ線に沿って切断した線断面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2 of the biological treatment apparatus according to the tenth embodiment. 従来の生物処理装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the conventional biological treatment apparatus. 従来の生物処理装置の回転羽根により生じる原水の流動状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow state of raw | natural water produced with the rotary blade of the conventional biological treatment apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１ 生物処理装置
２ 生物反応槽
２ａ 底面
２ｂ，２ｅ，２ｆ 槽側壁
２ｃ，２ｄ ハンチ
３ａ 原水導入口
３ｂ 処理水流出口
４ 原水
５ 流動機
１１ 回転駆動機
１２ 駆動軸
１３ 回転シャフト
１４ 連結継ぎ手
１５，３２１ ハブ
１６，３３１ ハブ
２１，２６，３０ 上昇流を形成する上方の回転羽根
２２，２７，３１ 下降流を形成する下方の回転羽根
２３，２８，３２ 上方の回転翼
２４，２９，３３ 下方の回転翼
２５ 担体
３５ 上昇流を形成する上方の回転羽根
３６ 上昇流を形成する中央の回転羽根
３７ 下降流を形成する下方の回転羽根
３８ 上方の回転翼
３９ 中央の回転翼
４０ 下方の回転翼
３８１，３９１，４０１ ハブ
４１ 上昇流を形成する上方の回転羽根
４２ 下降流を形成する下方の回転羽根
４３ 上方の回転翼
４４ 下方の回転翼
４３１，４４１ ハブ
４５ 下降流を形成する下方の回転羽根
４６ ハブ
４７ 下方の回転翼
４８ 上昇流を形成する上方の回転羽根
４９ 上方の回転翼
４９１ ハブ
５０ 下降流を形成する下方の回転羽根
５１ ハブ
５２ 下方の回転翼
ｐ１ 仮想平面
ｐ２ 仮想平面
ｐ１２ 仮想平面
α１ 上方の回転翼の仰角
α２ 下方の回転翼の仰角
α３ 中央の回転翼の仰角
β１ 上方の回転翼の勾配
β２，β２１ 下方の回転翼の勾配
θ 回転位相の位相角 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Biological treatment apparatus 2 Biological reaction tank 2a Bottom face 2b, 2e, 2f Tank side wall 2c, 2d Haunch 3a Raw water inlet 3b Treated water outlet 4 Raw water 5 Fluidizer 11 Rotating drive 12 Drive shaft 13 Rotating shaft 14 Connection joint 15,321 Hubs 16, 331 Hubs 21, 26, 30 Upper rotating blades forming upward flow 22, 27, 31 Lower rotating blades forming downward flow 23, 28, 32 Upper rotating blades 24, 29, 33 Down rotation Blade 25 Carrier 35 Upper rotary blade forming upward flow 36 Central rotary blade forming upward flow 37 Lower rotary blade forming downward flow 38 Upper rotary blade 39 Central rotary blade 40 Lower rotary blade 381, 391, 401 Hub 41 Upper rotary blade forming upward flow 42 Lower rotary blade forming downward flow 43 Upper rotary blade 44 Lower Rotating blades 431, 441 Hub 45 Lower rotating blades forming a downward flow 46 Hub 47 Lower rotating blades 48 Upper rotating blades forming an upward flow 49 Upper rotating blades 491 Hub 50 Lower rotation forming a downward flow Blade 51 Hub 52 Lower rotary blade p1 Virtual plane p2 Virtual plane p12 Virtual plane α1 Elevation angle of upper rotary blade α2 Elevation angle of lower rotary blade α3 Elevation angle of central rotary blade β1 Gradient of upper rotary blade β2, β21 Lower Rotor blade gradient θ Rotational phase angle

Claims (4)

原水を生物反応槽に導入し、
該生物反応槽の上方に設けられた回転駆動機、該回転駆動機に接続して前記生物反応槽内を垂下する回転シャフトおよび該回転シャフトに間隔を空けて設けられた複数の回転羽根からなる流動機により、
前記生物反応槽内を流動させて生物処理を行う生物処理装置において、
前記流動機の回転シャフトには、上方に上昇流を発生させる回転羽根を配設し、下方に下降流を発生させる回転羽根を配設したことを特徴とする生物処理装置。 Raw water is introduced into the biological reaction tank,
A rotation drive provided above the biological reaction tank, a rotation shaft that is connected to the rotation drive and hangs down in the biological reaction tank, and a plurality of rotary blades that are spaced from the rotation shaft. By fluid machine
In the biological treatment apparatus for performing biological treatment by flowing in the biological reaction tank,
A biological treatment apparatus in which a rotating blade for generating an upward flow is disposed on an upper portion of a rotating shaft of the fluid machine, and a rotating blade for generating a downward flow is disposed on a lower portion. 前記生物反応槽は、担体投入型であることを特徴とする請求項１記載の生物処理装置。 The biological treatment apparatus according to claim 1, wherein the biological reaction tank is a carrier input type. 少なくとも１つの回転羽根は、他の回転羽根に対し、回転シャフトの軸を中心に回転位相を有していることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の生物処理装置。 The biological treatment apparatus according to claim 1, wherein at least one rotary blade has a rotational phase around the axis of the rotary shaft with respect to the other rotary blades. 前記回転羽根を構成する回転翼は、上り勾配を有していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の生物処理装置。 The biological treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the rotary blades constituting the rotary blades have an upward gradient.
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