JP4581432B2 - 排水処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、微生物を固定化した流動担体（以下単に「担体」と言う。）を排水中に浮遊状態に保持した処理槽内で、前記排水を微生物によって処理する排水処理装置に関する。

微生物を固定化した担体を排水中に浮遊状態に保持した処理槽内で、排水を微生物によって処理する排水処理装置において、微生物を固定化した担体が処理水とともに処理槽から流出すると排水処理効果が低減する。したがって、処理槽から流出した量の担体を新たに補給する必要がある。

前記処理槽から処理水とともに担体が流出することを防止するためには、処理水と担体を分離し、処理水だけを処理槽から取出す必要がある。そこで、一般には、処理水の取出し口に固液分離のための多孔質部材等からなる濾過体を設けることが行われている。

しかしながら、排水処理を継続すると、前記濾過体に担体及び浮遊物が集められ、前記前記濾過体が目詰まりを起こし、同時に前記処理槽内に前記担体が偏在することになり好ましくない。

従来、前記問題を解決するため、円周面を透水性多孔性材で形成した回転ドラムを、廃水処理槽内に、１／２〜２／３が水没するように設置し、前記回転ドラム内側に、前記透水性多孔性材の外周に付着した浮遊物質脱離用の高圧水を噴射するスプレーノズルを設けることが提案されている。
特開平８―２１５６９３号公報

本発明は、回転ドラム及びその回転機構等の駆動機構を不要とし、ドラムの回転に伴う担体の巻き込みも生ぜず、さらに担体及び浮遊物質を分離するための多孔質部材等からなる濾過材の目詰まりを防止し、排水処理を継続して目詰まりが生じた場合の目詰まりの解消が容易であり、排水処理コストの低減を図った排水処理装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る排水処理装置は、微生物を固定化した流動担体を排水中に浮遊状態で保持する処理槽と、該処理槽の略中央部に縦方向に沈められた上下端が開放された筒体と、該筒体の下部に配置されたエア供給手段と、前記筒体の上部に配置され水面以上で上端が開放され且つ底部が閉塞されて該底部の下面が平滑面とされた筒状の有底濾過体と、該有底濾過体の内部から前記処理槽外に導出された処理水取出管と、を備え、前記筒体の横断面積を前記処理槽の横断面積の４０〜６０％とし、且つ、前記エア供給手段により前記筒体内部に生じる水流の速度を１０ｍ／ｓ以上とすることを特徴とする（請求項１）。

前記担体は、微生物を固定化させ排水中を流動する素材であり、好ましくは、比重が排水と同等であり、微生物が付着し易いスポンジ状の多孔質又は多くの隙間を持つ構造体であり、例えば、差し渡りが０．５ｍｍ〜２０ｃｍの大きさである。

前記処理槽の形状は任意であり、平面視で、円形、四角形、その他の多角形であってもよい。また、前記処理槽は、排水に含まれる物質によって侵されない素材、例えば、鋼板に耐食塗装を施したものなどが用いられる。さらに内部の排水を強く攪拌した場合にも強度的に耐える材質及び必要に応じて前記攪拌に耐えるように設けた補強部材で構成される。

前記処理槽の略中央部に縦方向に沈められた状態で設けられる上下端が開放された前記筒体は、上端の開放部が水面下とされ、下端の開放部が底部に接しない状態に設けられる。前記筒体の横断面積は前記処理槽の横断面積の４０〜６０％とする。これにより、前記処理槽内及び前記筒体内において、担体の好ましい流動循環が行われ、排水処理効果が高められる。

前記筒体は、前記処理槽と同様に、排水に含まれる物質によって侵されない素材で構成され、その形状も任意であるが、内部径は一定とされる。なお、前記筒体は、前記処理槽の内側面から、あるいはさらに底部から設けられた支持アームなどによって、前記処理槽の略中央部に支持される。

前記筒体の下部に配置されるエア供給手段は、前記処理槽及び筒体と同様に、排水に含まれる物質によって侵されない素材で構成される。そして、前記筒体の下端の内部あるいは直下に配置されるが、微生物への酸素供給効率を考慮して出来る限り前記処理槽の底部に近い位置に配置することが望ましい。

前記エア供給手段は、空気または酸素の気泡を排水中に送り込む機能を有すれば、その構造は問わない。すなわち、穴あきパイプ、振動ディスク式ディフューザー、細孔から気泡を出す散気装置などでよく、さらに一旦発生した気泡を物理的に破砕する構造物や破砕装置と併用してもよい。前記各エア供給手段により前記筒体内部に生じる水流の速度は、１０ｍ／ｓ以上とする。

前記筒体の上部に配置され水面以上で上端が開放された有底濾過体は、前記処理槽、筒体及びエア供給手段と同様に、排水に含まれる物質によって侵されない多孔質部材で外周面が構成され、前記筒体の上部に配置される。すなわち、前記筒体の上端の内部中央あるいは直上に配置され、上端の開放部が水面以上に位置させられる。好ましくは、前記上端の開放部が水面より上方に適宜突出させられ、内部をブラシなどで容易に掃除できるように構成される。前記有底濾過体は、底部が閉塞されて該底部の下面が平滑面とされる。すなわち、前記有底濾過体の底部は、前記外周面のような多孔質とはせず、下面が平滑面とされた板材などで完全閉塞される。このため、前記エア供給手段によって排水とともに上昇させられる担体及び浮遊物質が、前記有底濾過体の底部の下面に滞留したり付着したりすることがない。前記有底濾過体の平坦な下面に至った担体等は、前記有底濾過体の水の透過方向と直交あるいは交差する外周面に沿って上昇させられて前記有底濾過体の外周面の目詰まりが防止され、該有底濾過体による固液分離が効果的に行われる。

また、前記有底濾過体は、排水に含まれる物質によって侵されない棒または細い板を並べて縦方向の格子を形成することが好ましい。なお、前記有底濾過体は、円又は角の筒状とされるが、その内径形状や上下長さは特に規定されない。

しかし、処理水量と前記担体の量に対して該担体が集中し過ぎないだけの接液面積を確保することが必要であり、例えば、処理水量１ｍ^３／ｈｒ当たりの接液面積が概ね１０ｃｍ^２以上となるように径と高さを決める。また、目開きは、前記担体の最少差し渡りよりも小さくする。例えば、差し渡り０．５ｍｍのとき目開きは０．３ｍｍとする。

前記有底濾過体の内部から前記処理槽外に導出された処理水取出管による処理水の取出しは、自然に流下させて行うことのほか、ポンプを使用して行ってもよい。

本発明の実施の一形態は、前記有底濾過体の底部が、下面を前記平滑面とした水平な板材で閉塞され、前記有底濾過体の外周面が多孔質面とされることを特徴とする（請求項２）。すなわち、前記有底濾過体の底部を、外周面のような多孔質とはせず、下面が平滑面とされた板材などで完全閉塞するものである。

本発明のさらに他の実施の一形態は、前記発明において、前記有底濾過体が着脱自在であることを特徴とする（請求項３）。この実施の一形態によれば、前記有底濾過体の清掃あるいは交換、その他、装置のメンテナンスが容易である。着脱自在な構成の一例として、前記処理水取出管の内端部が上向き垂直に折り曲げられ、前記有底濾過体の底面に前記処理水取出管の前記内端部が挿通される貫通孔が形成され、前記有底濾過体が上方へ抜脱自在に支持される態様を例示する（請求項４）。

本発明のさらに他の実施の一形態は、前記有底濾過体の上端の開放部に水噴射手段を設けたことを特徴とする（請求項５）。この実施の一形態によれば、排水処理を継続し、担体及び浮遊物質による前記有底濾過体の目詰まりが確認された場合に、前記有底濾過体を取り外して清掃することなく、前記水噴射手段により前記有底濾過体の内部に水を噴射して該有底濾過体の外周面に集められ、あるいは付着した担体及び浮遊物質を分離させて目詰まりを容易に解消することができる。なお、前記水噴射手段は、固定された噴射構造のほか、人手による水噴射を含む。

本発明によれば、回転ドラム及びその回転機構等の駆動機構を不要としたため、ドラムの回転に伴う担体の巻き込みも生ぜず、さらに担体及び浮遊物質を分離するための多孔質部材等からなる濾過体の目詰まりが防止され、また、排水処理を継続して目詰まりが生じた場合の目詰まり解消が容易であり、さらに排水処理コストの低減を図ることができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の一形態を説明する。図１は、本発明の概略縦断面図である。同図において、１は、処理槽であり、その形状は任意であり、図面実施の一形態では、底部２は平面状に形成されているが、中央部を低くしたすり鉢状としてもよい。

図中、３は、微生物を固定化した担体であり、前記処理槽１内の前記排水Ｗに浮遊状態に保持されている。また、図中、４は、前記処理槽１の上方から、前記排水Ｗを供給する排水供給管である。

本発明では、前記処理槽１の略中央部に、上下端が開放された筒体５が、沈められた状態で縦方向に設けられる。前記筒体５の形状も任意であるが、内部径は一定とされ、好ましくは、その横断面積が前記処理槽１の横断面積の４０〜６０％とされる。

また、前記筒体５は、上端５ａが水面Ｌより下方に位置させられ、下端５ｂが前記処理槽１の底部２に接しない状態に設けられる。前記筒体５は、前記処理槽１の内側面から、あるいはさらに底部２から設けられた支持アーム（図示せず）等によって、前記処理槽１の略中央に支持される。

つぎに、前記筒体５の下部には、前記排水Ｗ中及び前記筒体５の内部に空気または酸素の気泡を送りこむエア供給手段６が設けられる。

さらに、前記筒体５の上部には、底部７ｂが閉塞され、上端７ａが前記水面Ｌ以上で開放された筒状の有底濾過体７が設けられる。該有底濾過体７は、前記筒体５から、あるいはさらに前記処理槽１の内側面から設けられた支持アーム（図示せず）等によって、前記筒体５の上部中央に支持される。

図中、８は、内部端８ａが前記有底濾過体７内に位置させられ、前記処理槽１外に導出された処理水取出管、９は、前記有底濾過体７の上端７ａの開放部に設けられた水噴射手段、Ｂは気泡である。

図２は、前記有底濾過体７を着脱自在に構成した実施の一形態である。すなわち、前記処理水取出管８の内部端８ａが、前記筒体５を貫通等させられて該筒体５の内部に延長され、さらに該筒体５の内部において前記内部端８ａが上向き垂直に折り曲げ形成され、その適位置にフランジ１０及びシール部材１１が設けられる。

一方、前記有底濾過体７の底部７ｂの底面にも必要に応じてシール材１２が設けられる。さらに前記有底濾過体７の底部７ｂに、前記処理水取出管８の前記内部端８ａが挿通する貫通孔１３が形成され、前記有底濾過体７を上方から下降させて、その底部７ｂに形成された前記貫通孔１３を、前記上向き垂直に折り曲げられた処理水取出管８の内部端８ａに適合させて支持するものである。

さらに、前記有底濾過体７は、前記筒体５から、あるいはさらに前記処理槽１の内側面から設けられた支持アーム（図示せず）により、上方へ抜脱可能な状態に支持されるものである。前記構成によれば、前記有底濾過体７が着脱自在であり、目詰まりの進行が著しい場合には取り外して清掃あるいは交換することができ、その他、装置のメンテナンスが容易である。なお、前記有底濾過体７の着脱自在構成は前記に限定されるものではない。

前記構成の本発明では、前記排水供給管４から排水Ｗが前記処理槽１に供給され、所定量のとなった排水Ｗ中に担体３が浮遊状態に保持される。同時に、エア供給手段６から、前記排水Ｗ中に空気または酸素が供給され、該空気または酸素の気泡Ｂが前記筒体５内を上昇させられる。

その結果、担体３及び浮遊物質が前記排水Ｗとともに、前記筒体５内を上昇させられ、前記有底濾過体７に至ると、前記排水Ｗ中の担体３及び浮遊物質は、前記有底濾過体７の水の透過方向と直交あるいは交差する外周面に沿って上昇させられて目詰まりを起こすことがない。

そして、前記排水Ｗ、担体３及び浮遊物質は、筒体５の上端５ａから前記処理槽１の内周壁面方向に放射状に流出させられ、さらに処理槽１の底部へ循環させられ、前記筒体５の下方に至り、再び前記筒体５内を上昇させられて、前記循環が繰り返されて前記担体３に固定化した微生物によって排水の処理が行われるものである。

前記循環の繰り返しによって排水の処理が行われ、固液分離された前記有底濾過体７の内部の処理水が、前記処理水取出管８を介して前記処理槽１外に導出される。

前記のごとくして、排水の処理が継続され、前記有底濾過体７に目詰まりが確認された場合には、前記有底濾過体７の上端の開放部に設けられた水噴射手段９から水を噴射して前記目詰まりを容易に解消することができる。また、必要に応じて、前記有底濾過体７を取り外して、清掃あるいは交換することができる。さらに、本発明は、特別の駆動機構もなく排水処理コストの低減が可能である。

本発明に係る排水処理装置の概略断面図である。 有底濾過体の着脱構成の一形態を示す概略断面図である。

符号の説明

１ 処理槽
３ 流動担体
５ 筒体
６ エア供給手段
７ 有底濾過体
８ 処理水取出管

Claims (5)

1. 微生物を固定化した流動担体を排水中に浮遊状態で保持する処理槽と、該処理槽の略中央部に縦方向に沈められた上下端が開放された筒体と、該筒体の下部に配置されたエア供給手段と、前記筒体の上部に配置され水面以上で上端が開放され且つ底部が閉塞されて該底部の下面が平滑面とされた筒状の有底濾過体と、該有底濾過体の内部から前記処理槽外に導出された処理水取出管と、を備え、前記筒体の横断面積を前記処理槽の横断面積の４０〜６０％とし、且つ、前記エア供給手段により前記筒体内部に生じる水流の速度を１０ｍ／ｓ以上とすることを特徴とする排水処理装置。
2. 前記有底濾過体の底部が、下面を前記平滑面とした水平な板材で閉塞され、前記有底濾過体の外周面が多孔質面とされている、請求項１に記載の排水処理装置。
3. 前記有底濾過体が着脱自在であることを特徴とする請求項１又は２に記載の排水処理装置。
4. 前記処理水取出管の内端部が上向き垂直に折り曲げられ、前記有底濾過体の底面に前記処理水取出管の前記内端部が挿通される貫通孔が形成され、前記有底濾過体が上方へ抜脱自在に支持されることを特徴とする、請求項３に記載の排水処理装置。
5. 前記有底濾過体の上端の開放部に水噴射手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の排水処理装置。

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