WIPO专利WO1990014313A1 Method and apparatus of filtering medium circulation type for purifying contaminated water

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专利摘要:

公开号:WO1990014313A1
申请号:PCT/JP1990/000659
申请日:1990-05-23
公开日:1990-11-29
发明作者:Isamu Iwai；Chikatsu Nirasawa
申请人:Isamu Iwai；Chikatsu Nirasawa；
IPC主号:C02F3-00

专利说明:
[0001] 明細書
[0002] 濾材循環式汚水浄化方法及びその装置
[0003] 〔技術分野〕
[0004] 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。
[0005] 〔背景技術〕
[0006] 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、この瀘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。
[0007] 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。
[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] また、濾材自体の工夫も、例えば日本国特許第 1 3 4 3 0 3 2 号（特許公告昭和 6 1年第 2 4 4 0号）に見られる、淳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。
[0011] 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、瀘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。
[0012] 〔発明の開示〕
[0013] 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。
[0014] 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、他方瀘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瀘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。
[0015] このような方法は、浄化槽内に、瀘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瀘材循環式汚水浄化装置により実現される。
[0016] 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瀘材から汚泥を剥離させるについて、この剝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。
[0017] 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剝離させることができ、水流の形成と汚泥の剝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瀘材循環式汚水浄化装置により実現される。
[0018] 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つ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。
[0019] 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、循環用通路を净化槽の中央部に 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剝離させると共に、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瀘材循環式汚水浄化装置を用いることができる。
[0020] 〔図面の簡単な説明〕
[0021] 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。
[0022] 第 2図は、第 1図中の矢示 Π - Π線に沿う概略断面図。
[0023] 第 3図は、第 2実施例による瀘材循環式汚水浄化装置の概略断面図。
[0024] 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。
[0025] 第 5図は、第 4実施例による瀘材循環式汚水浄化装置の概略平面図。
[0026] 第 6図は、第 5図中の矢示 VI - VI線に沿う概略断面図。
[0027] 第 7図は、第 5図中の矢示 W - A!線に沿う概略断面図。
[0028] 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。
[0029] 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。
[0030] 第 1 0図は、河川の概略断面図。
[0031] 第 1 1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。
[0032] 〔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。
[0033] 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。
[0034] 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。
[0035] 第 1実施例
[0036] この実施例の濾材循環式汚水浄化装置 D 1 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 3 を備えている。
[0037] 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. 9 5〜0. 9 8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 1 3 4 3 0 3 2号（特許公告昭和 6 1年第 2 4 4 0号）に示される球形の濾材が最適である。
[0038] このような濾材 Aは、浄化槽 1内に充塡すると、その浮遊性故に、汚水の水面 Mから下方に向けて充塡状態となり、濾材 Aの集合である濾床 A bを形成する。そして、この濾床 A b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の充塡量としては、浄化槽 1内の汚水収体積に対し 5 5〜 6 0 %となるようにするのが好ましい。
[0039] 浄化槽 1は、天井 4 1、床 4 2及び 4面の各側壁 4 3、 4 3、 -… -…で囲まれた箱状とされており、一方の側壁 4 3に汚水流入管 9力他方の側壁 4 3に浄化水排出管 1 0が各々設けられ、さらに下方には床 4 2よりやや浮かして底板 7が設けられている。この底扳 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。
[0040] 循環用通路 3 p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 3 uが一定の間隔 L aを保ち、また濾床 A bのボトムライン B Lに対し下端 3 dが一定の間隔 L b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、球状の瀘材 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 L bは瀘材 Aの径の 2倍以上であり、また間隔 L a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。
[0041] この循環用通路 3 p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 3 p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 3 pの下方においては、床 4 2に汚泥沈積用のピット 1 1が凹設され、このピット 1 1内に沈積した汚泥をポンプ P 3に接続された吸引機 1 2にて適宜に排出できるようになっている。
[0042] 浄化槽 1の両端部に設置されている散気ポンプ P は、曝気用の空気を供給する役目と共に、ピット 1 1以外の部分の床 4 2に沈積した汚泥等をピット 1 1に集める役目を負うものである。すなわち、散気ポンプ P 4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 4 2に沿った水流を生じさせて汚泥等をピット 1 1に集めるものである。
[0043] このような散気ポンプ P 4を設けるのに伴って仕切り 4 4を設け、この仕切り 4 4にて濾材 Aを排除し、散気ポンプ P 4の保守 '管理用のスペース 4 5を確保し、さらにこのスペース 4 5の上側にマンホール 4 6を設けている。
[0044] このような濾材循環式汚水浄化装置 D 1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。
[0045] すなわち、給気管 1 2で供給された空気による気泡を循環用通路 3 p内で浮上させ、この気泡の浮上力により循環用通路 3 p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瀘材 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 B Lにかけて詰まつた状態で濾床 A b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 3 dにおいてボトムライン B L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 3 pに入り込む。そして、濾材 Aは、循環用通路 3 p内を上昇し、上方において循環用通路 3 p 内から出る。そして、循環用通路 3 p内から出た瀘材 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 A b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 3 pを上昇する程度でも十分な効果があると認められた。
[0046] さらにまた、この瀘材循環式汚水浄化装置 D 1は、濾材 Aに付着した汚泥を瀘材 Aから自動的且つ恒常的に剝離させ、且つこの剝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。
[0047] 具体的には、循環用通路 3 p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、瀘材 Aより汚泥が効率よく剝離する。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 3 p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 1 1に沈積し、吸引機 1 2で排出される。
[0048] 汚泥は、循環用通路 3 p内の瀘材 Aから剥離するだけでなく、その他の瀘材 Aからも僅かながら剝離するし、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 P 4にてピット 1 1 に集められ、吸引機 1 2にて排出処理される。
[0049] 第 2実施例
[0050] 第 3図に示す瀘材循環式汚水浄化装置 D 2は、第 2実施例によるもので、循環用通路 3 p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。
[0051] 第 3実施例
[0052] 第 4図に示す瀘材循環式汚水浄化装置 D 3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 P 4に代えて、散気管 8を用いている。したがって、散気ポンプ P 4に関連する仕切り 4 4、スペース 4 5、マンホール 4 6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
[0053] この実施例の濾材循環式汚水浄化装置 D 4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。
[0054] 具体的には、この濾材循環式汚水浄化装置 D 4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 D 1が上下方向での循環用通路 3 pを備えていたのに対し、横方向での循環用通路 5 0 Pを備えている。
[0055] 循環用通路 5 0 Pは、浄化槽 5 1 に対し横方向、つまり汚水流入口 5 2から流入し浄化水排出口 5 3 (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 5 4、 5 4を平行に立設することにより区画 ·形成されている。
[0056] 隔壁 5 4は、浄化槽 5 1の床 5 5から浄化槽 5 1の天井 5 6に亙って立設されており、したがって、循環用通路 5 0 Pは、浄化槽 5 1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。
[0057] 循環用通路 5 0 Pには、浄化水排出口 5 3側に設けられた水流形成手段 5 6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、この水流に乗って瀘材 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床 A bの流動状態が得られることになる。ここで、瀘材 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。
[0058] また、循環用通路 5 0 Pの入口には回転ガイド 5 7が左右一対で設けられており、瀘材 Aが循環用通路 5 0 P内に導入され易いようになつている。
[0059] さらに、循環用通路 5 0 P内には、汚泥を剝離させるための振動を瀘材 Aに与える振動手段 5 8が適宜の間隔で設けられると共に、この振動手段 5 8に対になるようにして振動手段 5 8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 5 9が設けられている。ここで、ピット 5 9を振動手段 5 8より所定の距離だけ離したのは、振動手段 5 8で瀘材 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 5 9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。
[0060] このように、他の部位から区切られた循環用通路 5 0 P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 5 1の全体に汚泥を拡散させることなく効率よく瀘材 Aからの汚泥の剝離を行え、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。
[0061] 尚、濾材循環式汚水浄化装置 D 4の汚水入口側に設けられているのは沈澱分離槽 6 0で、先ずこの沈澱分離槽 6 0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瀘材循環式汚水浄化装置 D 4に供給されるようになっている。また、沈澱分離槽 6 0の手前に設けられているのは取水ピット 6 1で、河川 R中に設置した堰 R dで堰き止められた河川水はこの取水ピット 6 1を介して沈澱分離槽 6 0に導入される。さらに、濾材循環式汚水浄化装置 D 4の浄化水排出口 5 3側に設けられているのは排出ピット 6 2で、浄化水を河川 Rに戻してやるためのものである o 第 5実施例
[0062] この実施例の濾材循環式汚水浄化装置 D 5は、第 4実施例の変形例で、循環用通路 6 0 Pを浄化槽 5 1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。
[0063] 〔産業上の利用可能性〕
[0064] 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き体を有効に防止できると共に、秩序立つた移動により、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。

权利要求:
Claims請求の範囲
(1) . 浄化槽内に浮遊性の瀘材を多数個収容して濾材の集合である濾床を形成し、この瀘床で繁殖させた細菌を利用する汚水浄化方法に於いて、
浄化槽内に瀘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、この水流にて瀘材を循環的に移動させるようにしたことを特徴とする瀘材循環式汚水浄化方法。
(2) . 循環用通路を上下開放の筒体にて上下方向で区画 ·形成する請求の範囲 1項記載の濾材循環式汚水浄化方法。
(3) . 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請求の範囲 2項記載の瀘材循環式汚水浄化方法。
(4) . 循環用通路を浄化槽内に立設した複数の隔壁にて横方向で区画 ·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請求の範囲 1項記載の濾材循環式汚水浄化方法。
(5) . 循環用通路を浄化槽の中央部に 1路形成する請求の範囲 4項記載の濾材循環式汚水浄化方法。
(6) . 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請求の範囲 4項記載の濾材循環式汚水浄化方法。
(7) . 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たことを特徴とする濾材循環式汚水浄化装置。
(8) . 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請求の範囲 7項記載の濾材循環式汚水浄化装置。
(9) . 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請求の範囲 8項記載の瀘材循環式汚水浄化装置。
(10) . 循環用通路の下方に汚泥沈積用のピットを設けた請求の範囲 8項又は請求の範囲 9項の何れかに記載の濾材循環式汚水浄化装
(11) . 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請求の範囲 7項記載の濾材循環式汚水浄化装置。
(12) . 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 1項記載の瀘材循環式汚水浄化装置。
(13) . 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 0項記載の濾材循環式汚水浄化装置。
(14) . 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 1 2項又は請求の範囲 1 3項の何れかに記載の濾材循環式汚水浄化装置。

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