JPH0720587B2 - 濾材循環式汚水浄化方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、濾材を用いる汚水浄化方法及びその装置の
改良に関する。

〔背景技術〕

濾材を用いる汚水浄化方法とは、浄化槽内に濾材を多数
個収容して濾材の集合である濾床を形成し、この濾床で
繁殖させた好気性細菌あるいは嫌気性細菌により汚水を
浄化するようにしたもので、曝気式と嫌気式とがある。

ところが、この汚水浄化方法には、浄化能力の低下を来
すことになる濾材乃至濾床の汚泥による目詰まりという
問題がある。尚、この明細書において「汚泥」とは、汚
水中から分離される種々の固形物を意味するものとす
る。

この目詰まり対策として従来より採られていた方法とし
ては、濾材自体を工夫して目詰まりを生じ難くする方
法、またはある程度まで予備浄化して濃度を下げた汚水
を処理するようにする方法等がある。

しかし、予備浄化の方法は、予備浄化自体が相当に面倒
なものであるし、また予備浄化しても単に目詰まりの進
行を遅らせることができるというだけで、目詰まり自体
の防止は不可能であり、結局、非常に大変な作業である
濾材の洗浄乃至交換を定期的に行わざるを得ない。

また、濾材自体の工夫も、例えば日本国特許第1343032
号（特許公告昭和61年第2440号）に見られる、浮遊性で
あり且つお互いが絡まり難いようになっている球形の濾
材のように、相当に目詰まり抑制効果の高いものを得ら
れるものの、結局、目詰まり自体の防止は不十分であ
る。

このような従来の事情を背景にしてなされたのがこの発
明で、濾材の目詰まり自体を有効に防止し得て、常に効
率的な浄化を可能とする汚水浄化方法及び装置の提供を
目的としている。

〔発明の開示〕

このような目的は、浄化槽内に濾材の循環用通路を区画
・形成し、この循環用通路内に水流形成手段にて水流を
形成し、この水流にて濾材を循環的に移動させるように
してなる濾材循環式汚水浄化方法により達成される。

この方法は、濾材が常に動いていれば目詰まりを有効に
防止できるが、他方濾材を単に無秩序に動かしたのでは
この無秩序な動きに連れて濾材から剥離する汚泥が浄化
槽内に拡散してしまい、浄化効率の低下を来してしまう
という知見に基づくものである。すなわち、この発明に
よる前記の如き方法は、前記のような知見が要求する濾
材の恒常的且つ秩序的な動きを効率よく達成することに
より、濾材の目詰まりを有効に防止し、常に効率的な浄
化を可能とするものである。

このような方法は、浄化槽内に、濾材の循環用通路を区
画・形成すると共に、この循環用通路の一端部に水流形
成手段を臨ませてなる濾材循環式汚水浄化装置により実
現される。

上記の方法を実施する上では、上下開放の筒体にて上下
方向で循環用通路を区画・形成するようにすることが可
能である。このような方法は、移動に際して循環用通路
内で濾材から汚泥を剥離させるについて、この剥離した
汚泥の処理が容易であという利点を持つ。この方法は、
上下開放の筒体にて上下方向で循環用通路を区画・形成
するようにした濾材循環式汚水浄化装置により実現さ
れ、また循環用通路の下方に汚泥沈積用のピットを設け
た濾材循環式汚水浄化装置により実現される。

また、この上下方向で形成した循環用通路を用いる方法
については、循環用通路内に下方から供給した空気を気
泡として循環用通路内で浮上させ、この気泡の浮上力に
て水流を形成することが可能である。このようにする利
点は、気泡により与えられる振動にて効率よく汚泥を濾
材から剥離させることができ、水流の形成と汚泥の剥離
とを一石二鳥で行えるということである。この方法は、
循環用通路内に下方から供給した空気を気泡として循環
用通路内で浮上させ、この気泡の浮上力にて水流を形成
するようにした濾材循環式汚水浄化装置により実現され
る。

また、上記の方法は、浄化槽内に立設した複数の隔壁に
て横方向で循環用通路を区画・形成し、汚水の移動方向
と逆方向に流れる水流を循環用通路内に形成することに
よっても実施可能である。このような方法は、特に河川
の浄化のように大規模な浄化処理に適している。この方
法は、浄化槽内に立設した複数の隔壁にて横方向で循環
用通路を区画・形成すると共に、汚水の移動方向と逆方
向に流れる水流を循環用通路内に形成するようにした濾
材循環式汚水浄化装置により実現される。

この横方向で形成した循環用通路を用いる方法について
は、循環用通路を浄化槽の中央部に１路形成するように
してもよいし、また循環用通路を浄化槽の側壁に沿って
左右一対に形成するようにしてもよい。この方法は、循
環用通路を浄化槽の中央部に１路形成するようにした濾
材循環式汚水浄化装置、乃至循環用通路を浄化槽の側壁
に沿って左右一対に形成するようにした濾材循環式汚水
浄化装置により実現される。さらに、濾材から汚泥を効
率よく剥離させると共に、この汚泥を効率よく処理する
ために、循環用通路中に濾材を振動させるための振動手
段を設けると共に、この振動手段より所定の距離だけ水
流の下流側に汚泥沈積用のピットを設けた濾材循環式汚
水浄化装置を用いることができる。

〔図面の簡単な説明〕

第１図は、本発明の第１実施例による濾材循環式汚水浄
化装置の概略断面図。

第２図は、第１図中の矢示II−II線に沿う概略断面図。

第３図は、第２実施例による濾材循環式汚水浄化装置の
概略断面図。

第４図は、第３実施例による濾材循環式汚水浄化装置の
概略断面図。

第５図は、第４実施例による濾材循環式汚水浄化装置の
概略平面図。

第６図は、第５図中の矢示VI−VI線に沿う概略断面図。

第７図は、第５図中の矢示VII−VII線に沿う概略断面
図。

第８図は、第４実施例による濾材循環式汚水浄化装置の
概略斜視図。

第９図は、第４実施例による濾材循環式汚水浄化装置の
配置状態を示す概略平面図。

第10図は、河川の概略断面図。

第11図は、第５実施例による濾材循環式汚水浄化装置の
概略平面図。

〔発明を実施するための形態〕

以下、本発明の実施例を説明する。

尚、以下の各実施例の説明においては、各実施例に共通
する部分には同一符号を用い、重複する説明は適宜省略
している。

また、以下で説明する各実施例は何れも曝気式に関する
ものであるが、この発明は曝気式に限られず、嫌気式に
も用いることができる。

第１実施例 この実施例の濾材循環式汚水浄化装置D1は、第１図及び
第２図に示すように、浄化槽１内に濾材Ａの循環用通路
3pを備えている。

濾材Ａは、後述の説明から判るように、浮遊性、つまり
例えば0.95〜0.98程度と汚水よりやや比重が小さく適度
の浮力で水中を浮遊可能とする性質を備え、且つお互い
同士が絡まり合わないという性質を備えている必要があ
る。このような特性を持つ濾材Ａとしては、前述した日
本国特許第1343032号（特許公告昭和61年第2440号）に
示される球形の濾材が最適である。

このような濾材Ａは、浄化槽１内に充填すると、その浮
遊性故に、汚水の水面Ｍから下方に向けて充填状態とな
り、濾材Ａの集合である濾床Abを形成する。そして、こ
の濾床Abで繁殖する好気性細菌により汚水の浄化が行わ
れる。濾材Ａの充填量としては、浄化槽１内の汚水収体
積に対し55〜60％となるようにするのが好ましい。

浄化槽１は、天井41、床42及び４面の各側壁43、43、…
…で囲まれた箱状とされており、一方の側壁43に汚水流
入管９が、他方の側壁43に浄化水排出管10が各々設けら
れ、さらに下方には床42よりやや浮かして底板７が設け
られている。この底板７は、浄化槽１内の汚水を抜いた
時に後述の濾材Ａが浄化槽１の底に行かないようにする
ためのもので、ロストル状に形成し、あるいは網状に形
成することができる。

循環用通路3pは、上下開放の筒体３にて区画・形成され
るもので、筒体３は、ブラケット５にて浄化槽１内に宙
吊り状態、つまり汚水の水面Ｍに対し上端3uが一定の間
隔Laを保ち、また濾床AbのボトムラインBLに対し下端3d
が一定の間隔Lbを保つ状態で設置されている。ここで、
後の説明から理解されるように、球状の濾材Ａの循環を
よりスムースに行わせるために、筒体３の内径及び間隔
Lbと濾材Ａの径の２倍以上であり、また間隔Laは濾材Ａ
の径と同等かあるいはそれ以上であることが好ましい。
尚、筒体３としては円筒、角筒何れをも採用することが
できる。

この循環用通路3p内には空気供給用の給気管４がその給
気口４を循環用通路3pの下方部に臨ませる状態で配され
ている。

さらに、循環用通路3pの下方においては、床42に汚泥沈
積用のピット11が凹設され、このピット11内に沈積した
汚泥をポンプP3に接続された吸引機12にて適宜に排出で
きるようになっている。

浄化槽１の両端部に設置されている散気ポンプP4は、曝
気用の空気を供給する役目と共に、ピット11以外の部分
の床42に沈積した汚泥等をピット11に集める役目を負う
ものである。すなわち、散気ポンプP4は、空気を矢示Ｘ
の如くして浄化槽１の全体に供給すると共に、供給され
る空気の圧力で床42に沿った水流を生じさせて汚泥等を
ピット11に集めるものである。

このような散気ポンプP4を設けるのに伴って仕切り44を
設け、この仕切り44にて濾材Ａを排除し、散気ポンプP4
の保守・管理用のスペース45を確保し、さらにこのスペ
ース45の上側にマンホール46を設けている。

このような濾材循環式汚水浄化装置D1は、濾材Ａを絶え
間無く循環的に流動させることにより、汚泥等による濾
材Ａの目詰まりを有効に防止できる。

すなわち、給気管12で供給された空気による気泡を循環
用通路3p内で浮上させ、この気泡の浮上力により循環用
通路3pを源流とする汚水の水流を形成し、この水流にて
浄化槽内の濾材Ａを循環的に流動させ、絶え間無い循環
流Ｓを形成させている。より具体的には、前述のように
浮遊性を持つ濾材Ａは、水面ＭからボトムラインBLにか
けて詰まった状態で濾床Abを形成しているが、前述の水
流の形成に伴って、筒体３の下端3dにおいてボトムライ
ンBLがロート状になり、このロート状の傾斜面に配列し
ている濾材Ａが順次循環用通路3pに入り込む。そして、
濾材Ａは、循環用通路3p内を上昇し、上方において循環
用通路3p内から出る。そして、循環用通路3p内から出た
濾材Ａは、気泡が水面Ｍで破裂する際に生じる衝撃力に
より周囲に拡散しつつ下方に沈降して行き、再びロート
状の傾斜面に戻る。かくして濾材Ａが循環流Ｓとして順
次移動し、この結果、濾床Abが全体として言わば氷河の
移動の如き緩やか流動を行う状態を得られることにな
る。循環流Ｓの強さは供給する空気の量を調整すること
により任意に調節でき、汚水の濃度や浄化程度等の条件
に合わせて“強く”から“弱く”まで適宜に調整するこ
とが可能である。一般的濃度の汚水についての実験によ
れば、１分間に数個の濾材Ａが循環用通路3pを上昇する
程度でも十分な効果があると認められた。

さらにまた、この濾材循環式汚水浄化装置D1は、濾材Ａ
に付着した汚泥を濾材Ａから自動的且つ恒常的に剥離さ
せ、且つこの剥離した汚泥を浄化槽１全体に拡散させる
ことなく効率よく回収することができる。

具体的には、循環用通路3pに供給された空気による気泡
は前述のように水流を形成すると同時に、この水流に乗
って移動する濾材Ａに激しい振動を与える。この結果、
濾材Ａより汚泥が効率よく剥離する。そして、この剥離
した汚泥は、筒体３にて区画・形成された循環用通路3p
により浄化槽１全体への拡散を防止されつつその下方に
設けられているピット11に沈積し、吸引機12で排出され
る。

汚泥は、循環用通路3p内の濾材Ａから剥離するだけでな
く、その他の濾材Ａからも僅かながら剥離するし、また
汚水からも直接的に分離・沈降する。これらの汚泥は、
散気ポンプP4にてピット11に集められ、吸引機12に排出
処理される。

第２実施例 第３図に示す濾材循環式汚水浄化装置D2は、第２実施例
によるもので、循環用通路3pを複数設けた例である。そ
の他の点は前述の第１実施例と同様である。

第３実施例 第４図に示す濾材循環式汚水浄化装置D3は、第３実施例
によるもので、第１実施例における散気ポンプP4に代え
て、散気管８を用いている。したがって、散気ポンプP4
に関連する仕切り44、スペース45、マンホール46等はこ
の例では設けられていない。その他の点は第１実施例と
同様である。

第４実施例 この実施例の濾材循環式汚水浄化装置D4は、例えば、第
９図に示すように、河川Ｒの近くに設置し、河川Ｒの浄
化を行う場合のような大規模な浄化処理に適するもので
ある。

具体的には、この濾材循環式汚水浄化装置D4は、第５図
〜第８図に示すように、第１実施例の濾材循環式汚水浄
化装置D1が上下方向での循環用通路3pを備えていたのに
対し、横方向での循環用通路50Pを備えている。

循環用通路50Pは、浄化槽51に対し横方向、つまり汚水
流入口52から流入し浄化水排出口53（第６図）へ向けて
移動する汚水の移動方向に沿う方向で一対の隔壁54、54
を平行に立設することにより区画・形成されている。

隔壁54は、浄化槽51の床55から浄化槽51の天井56に亙っ
て立設されており、したがって、循環用通路50Pは、浄
化槽51の中央部を他の部分から略完全に区画する状態で
形成されている。

循環用通路50Pには、浄化水排出口53側に設けられた水
流形成手段56にて前述の汚水移動方向とは逆方向に流れ
る水流が形成され、この水流に乗って濾材Ａの循環流Ｓ
が形成されるようになっている。そして、濾材Ａが循環
流Ｓとして順次的に循環的な移動を行うことにより、第
１実施例について前述したのと同様な濾材Abの流動状態
が得られることになる。ここで、濾材Ａの循環速度は、
汚水の状態や処理条件に応じて定められることになる
が、通常、周単位乃至月単位で１回の循環が達成される
程度のものでよい。

また、循環用通路50Pの入口には回転ガイド57が左右一
対で設けられており、濾材Ａが循環用通路50P内に導入
され易いようになっている。

さらに、循環用通路50P内には、汚泥を剥離させるため
の振動を濾材Ａに与える振動手段58が適宜の間隔で設け
られると共に、この振動手段58に対になるようにして振
動手段58より所定の距離だけ水流の下流側に離して汚泥
沈積用のピット59が設けられている。ここで、ピット59
を振動手段58より所定の距離だけ離したのは、振動手段
58で濾材Ａより剥離させられた汚泥が水流に乗って下流
側に流され、第６図中の矢示Ｙの如き軌跡で沈積するか
らである。ピット59に沈積した汚泥は第１実施例の場合
と同様にして排出されることになる。

このように、他の部位から区切られた循環用通路50P内
の特定の部位で濾材Ａから汚泥を剥離させるようにした
ことにより、浄化槽51の全体に汚泥を拡散させることな
く効率よく濾材Ａからの汚泥の剥離を行え、目詰まりの
防止の効率化ひいては浄化効率をより一層高めることが
できる。

尚、濾材循環式汚水浄化装置D4の汚水入口側に設けられ
ているのは沈澱分離槽60で、先ずこの沈澱分離槽60で濾
材処理に適しないような大きさの浮遊物を沈澱分離処理
した汚水が濾材循環式汚水浄化装置D4に供給されるよう
になっている。また、沈澱分離槽60の手前に設けられて
いるのは取水ピット61で、河川Ｒ中に設置した堰Rdで堰
き止められた河川水はこの取水ピット61を介して沈澱分
離槽60に導入される。さらに、濾材循環式汚水浄化装置
D4の浄化水排出口53側に設けられているのは排出ピット
62で、浄化水を河川Ｒに戻してやるためのものである。

第５実施例 この実施例の濾材循環式汚水浄化装置D5は、第４実施例
の変形例で、循環用通路60Pを浄化槽51の側壁に沿って
左右一対に形成するようにしている。その他の構成につ
いては第４実施例と略同様である。

〔産業上の利用可能性〕

この発明による濾材循環式汚水浄化方法及び装置は、浄
化槽内に区画・形成した循環用通路内に水流形成手段に
て水流を形成し、この水流にて浄化槽内の濾材を循環的
に移動させるようにしているので、濾材が恒常的に且つ
秩序立って移動し、この恒常的な移動により濾材の目詰
まり自体を有効に防止できると共に、秩序立った移動に
より、浄化槽内全体への拡散を生じることなく恒常的に
汚泥を濾材より剥離させられる。したがって、濾材式汚
水浄化の効率性の向上に大きく寄与できる。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】浄化槽内に浮遊性の濾材を多数個収容して
   濾材の集合である濾床を形成し、この濾床で繁殖させた
   細菌を利用する汚水浄化方法に於いて、 浄化槽内に立設した隔壁にて汚水の移動方向と平行な方
   向で循環用通路を区画・形成すると共に、この循環用通
   路内に水流形成手段にて汚水の移動方向と逆方向に流れ
   る水流を形成し、この水流に載せて濾床の一端側から取
   り出した濾材を同じく水流に載せて循環用通路を移動さ
   せた後に濾床の他端側で濾床に戻すようにしたことを特
   徴とする濾材循環式汚水浄化方法。
2. 【請求項２】循環用通路を浄化槽の中央部に１路形成す
   るようにした請求の範囲１項記載の濾材循環式汚水浄化
   方法。
3. 【請求項３】循環用通路を浄化槽の側壁に沿って左右一
   対に形成するようにした請求の範囲１項記載の濾材循環
   式汚水浄化方法。
4. 【請求項４】浄化槽内に浮遊性の濾材を多数個収容して
   濾材の集合である濾床を形成した汚水浄化装置に於い
   て、 浄化槽内に立設した隔壁にて汚水の移動方向と平行な方
   向で区画・形成した循環用通路と、この循環用通路内に
   汚水の移動方向と逆方向に流れる水流を形成する水流形
   成手段とを備え、循環用通路における上記水流に載せて
   濾床の一端側から取り出した濾材を同じく水流に載せて
   循環用通路を移動させた後に濾床の他端側で濾床に戻す
   ようになっていることを特徴とする濾材循環式汚水浄化
   装置。
5. 【請求項５】循環用通路を浄化槽の中央部に１路形成し
   た請求の範囲４項記載の濾材循環式汚水浄化装置。
6. 【請求項６】循環用通路を浄化槽の側壁に沿って左右一
   対に形成した請求の範囲４項記載の濾材循環式汚水浄化
   装置。
7. 【請求項７】循環用通路中に濾材を振動させるための振
   動手段を設けると共に、この振動手段より所定の距離だ
   け水流の下流側に汚泥沈積用のピットを設けた請求の範
   囲４項〜請求の範囲６項の何れか１項に記載の濾材循環
   式汚水浄化装置。