(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌中に埋設され、汚水を土壌中に浸透浸潤させて土壌中の微生物によって汚水を浄化処理する土壌処理装置において、
流入される汚水の一部を排水して土壌中に浸透浸潤させるための有穴の汚水管と、
該有穴汚水管の下方に延びて設けられ、長手方向の随所で上記有穴汚水管と連通接続され、上記有穴汚水管中の難分解性有機物及びＢＯＤ汚泥転換物を含む残留汚泥を外部に引き抜くための汚泥引抜き管と、
を備えたことを特徴とする汚水の土壌処理装置。
【請求項２】
上記土壌に空気を供給して土壌を好気的環境に保持する手段を更に備えた請求項１記載の汚水の土壌処理装置。
【請求項３】
上記好気的環境の保持手段が濾材及び不織布よって構成され、上記濾材は上記有穴汚水管の少なくとも側方に上記排水された一部の汚水を受けるように配置されて上記濾材に生物膜が生成される一方、上記不織布は上記濾材の周囲を覆って設けられ、上記排水された一部の汚水を土壌に浸透浸潤させるようになした請求項２記載の汚水の土壌処理装置。
【請求項４】
上記有穴汚水管には空気の導入パイプが接続されている請求項１記載の汚水の土壌処理装置。
【請求項５】
上記有穴汚水管に導入される空気が温風である請求項４記載の汚水の土壌処理装置。
【請求項６】
上記有穴汚水管の始端側が前処理装置に接続されて前処理済みの汚水を上記汚水管に供給するようになした請求項１記載の汚水の浄化処理装置。
【請求項７】
上記引き抜かれた残留汚泥が上記前処理槽に返送されるようになした請求項６記載の汚水の土壌処理装置。
【請求項８】
上記土壌、上記有穴汚水管、上記汚泥引抜き管、上記濾材及び上記不織布がユニットハウジング内に収容されて地上設置型に構成された請求項３記載の汚水の土壌処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は汚水の土壌処理装置に関し、特に処理能力の経時的低下を防止できるようにした装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、糞尿等を含む水洗トイレからの汚水は浄化槽で浄化処理し、あるいは下水設備によって浄化設備に集められて浄化処理されるのが一般的であるが、生活雑排水はそのまま下水にたれ流すことが多い。しかし、生活雑排水といえどもそのまま排水するのは環境上好ましくない。
【０００３】
そこで、汚水を土壌中に浸透浸潤させ、土壌中の微生物によって汚水を浄化処理する方法が実用化されている。例えば、汚水の導入パイプの周囲に濾材を配置して濾材を不織布で包囲し、汚水を濾材に生成された好気性微生物の生物膜と接触させて浄化処理するとともに、不織布を介して地中に浸透浸潤させて自然の浄化作用にて浄化する方法が知られている（実開昭５２ー１７７６４５号公報、実開昭５６ー２８７９５号公報、等参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の浄化方式では処理を開始してから１〜３年も経過すると、処理能力が大幅に低下するという問題があった。
【０００６】
本件発明者らは上述の問題を解決すべく鋭意研究した結果、汚水中に含まれる難分解性有機物やＢＯＤ汚泥転換物を含む残留汚泥が土壌隙間を閉塞し、上記従来公報の改良された方式では残留汚泥が土壌隙間や濾材、不織布に強固に付着して目詰まり現象が発生し、これが汚水の移動を阻害し、処理能力が経時的に低下する現象を知見するに至った。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑み、難分解性有機物やＢＯＤ汚泥転換物を含む残留汚泥に起因する処理能力の低下を防止できるようにした汚水の土壌処理装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明に係る汚水の土壌処理装置は、土壌中に埋設され、汚水を土壌中に浸透浸潤させて土壌中の微生物によって汚水を浄化処理する土壌処理装置において、流入される汚水の一部を排水して土壌中に浸透浸潤させるための有穴汚水管と、有穴汚水管の下方に延びて設けられ、長手方向の随所で有穴汚水管と連通接続され、有穴汚水管中の難分解性有機物及びＢＯＤ汚泥転換物を含む残留汚泥を外部に引き抜くための汚泥引抜き管と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の特徴の１つは有穴汚水管の下方に汚泥の引抜き管を配置し、有穴汚水管内の残留汚泥を外部に引き抜くことができるようにした点にある。これにより、有穴汚水管中の残留汚泥を汚泥引抜き管を介して定期又は不定期に引き抜くことができ、残留汚泥が土壌隙間を閉塞しあるいは濾材や不織布に付着するのを阻止して浄化能力の低下を未然に防止できる。残留汚泥の引抜きは手動で行ってもよく、ポンプ等を用いて自動的に行ってもよい。
【００１１】
汚水を土壌に導入して浄化処理する上で要求されることは、土壌環境を好気的雰囲気にすることである。そこで、土壌を好気的環境に保持する手段を更に備えるのがよい。この土壌を好気的環境に保持する手段はどのようなものでもよく、例えば上述の濾材と不織布とを設けると、土壌に空気を供給して土壌を好気的雰囲気に保持でき、たとえ濾材や不織布が残留汚泥によって閉塞されても汚泥引抜き管を利用した残留汚泥の引抜きによって直に好気的環境を再現できる。さらに、濾材に生成した生物膜によって有機物を分解することができ、処理能力をアップできる。
【００１２】
即ち、好気的環境の保持手段を濾材及び不織布によって構成し、濾材は有穴汚水管の少なくとも側方に、排水された一部の汚水を受けるように配置して濾材に生物膜を生成させる一方、不織布は濾材の周囲を覆って設け、排水された一部の汚水を土壌に浸透浸潤させるようになすのが好ましい。
【００１３】
濾材は土中において腐蝕・腐敗し難いものが好ましく、例えば花崗岩や安山岩等の石塊やプラスチック濾材を用いることができる。
【００１４】
また、土壌を好気的雰囲気にするために、有穴汚水管に空気を強制的に供給するのがよい。そこで、有穴汚水管には空気の導入パイプを接続するのが好ましい。また、寒冷地における汚水の浄化を考慮すると、有穴汚水管に導入される空気を温風とするようにしてもよい。
【００１５】
有穴汚水管には難分解性有機物を含まない又は難分解性有機物の少ない汚水を受けるようにするのがよい。そこで、有穴汚水管の始端側を前処理装置に接続して前処理済みの汚水を有穴汚水管に供給するようにするのがよい。この場合の前処理は生物化学的前処理、物理化学的凝集沈澱前処理、物理化学的凝集浮上前処理等を採用できる。生物化学的前処理とは好気性や嫌気性の微生物を生息させて微生物に有機物を分解させ、炭酸ガスと水に分解させる処理をいう。物理化学的凝集沈澱前処理とは汚水中にあって自然沈降では分離できない微細な懸濁物質を対象に凝集剤を用いて粒子を粗大化して沈降する操作処理をいう。物理化学的凝集浮上前処理とは汚水中にあって自然浮上では分離できない微細な懸濁物質を対象に凝集剤を用いて粒子を粗大化し、微細気泡を粗大化した粒子にあてて浮上する操作処理をいう。
【００１６】
上述のように前処理を行う場合、引抜いた残留汚泥は前処理装置に循環させるのがよい。汚泥中には各種の土壌微生物が含まれており、土壌微生物を有効に利用できるからである。特に、生物化学的前処理の場合、前処理槽内における処理が添加される土中微生物によって安定に維持できる。
【００１７】
また、単に汚水を土壌に浸透浸潤させて浄化処理する場合には設備が大型化し、現地施工する必要があるが、濾材及び不織布を付加すると処理能力をアップできる結果、浄化処理に必要て土量が少なくて済む結果、ユニットとして工場生産品とすることが可能となる。
【００１８】
即ち、土壌、有穴汚水管、汚泥引抜き管、濾材及び不織布をユニットハウジング内に収容して地上設置型に構成することができる。
【００１９】
【作用及び発明の効果】
本発明によれば、有穴汚水管の下方に汚泥引抜き管を配置し、有穴汚水管内の残留汚泥を外部に引き抜くことができるようにしたので、残留汚泥が土壌隙間を閉塞しあるいは濾材や不織布に付着するのを阻止して浄化能力が低下するのを未然に防止できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す具体例に基づいて説明する。図１は本発明に係る汚水の浄化処理装置の好ましい実施形態を示す。本例のシステムは生物化学的前処理槽（前処理装置）１０、貯留槽２０及び土壌処理装置３０から構成されている。
【００２１】
生物化学的前処理槽１０は汚水導入パイプ１１によって処理すべき汚水が導入され、汚水に含まれる酸素、炭化水素及び窒素を含む有機物を好気性及び嫌気性の微生物によって概ね分解処理し、接続パイプ１２によって貯留槽２０に送り出すようになっている。貯留槽２０は導入された汚水を土壌処理装置３０に送給するまでの間、一時調整貯留するためにある。
【００２２】
土壌処理装置３０はユニット化されて地上に設置され、ユニットハウジング３１０内には土壌３９が収容され、該土壌３９内には断面円形の汚水管３１がほぼ水平に延びて埋設されている。この汚水管３１には貯留槽２０内の汚水が供給パイプ２１及びポンプ２２によって供給されて流入されるようになっている。
【００２３】
また、図１の(b) に示されるように、汚水管３１には両側方にはプラスチック製濾材３２が長手方向のほぼ全長にわたって配置される一方、汚水管３１の両側面に穴が長手方向に適宜間隔をあけて穿設され、流通する汚水の一部が側方に排水されて濾材３２によって受けられ、濾材３２に生成された好気性微生物の生物膜によって汚水を浄化処理するようになっている。
【００２４】
この濾材３２は周囲を不織布３３で包囲され、該不織布３３は汚水管３１に支持さられており、上記排水された汚水を土壌３９中に浸透浸潤させるようになっている。
【００２５】
汚水管３１の下方には断面円形の汚泥引抜き管３５がほぼ平行に配置され、該汚泥引抜き管３５は複数（図では３本）の接続管３６・・・によって汚水管３１に長手方向に適宜の間隔をあけて接続されている。この汚泥引抜き管３５には汚泥返送パイプ３７の一端が、該汚泥返送パイプ３７の他端は生物化学的前処理槽１０に接続され、汚泥返送パイプ３７の途中にはポンプ３８が介在されて汚泥引抜き管３５から残留汚泥を引き抜いて生物化学的前処理槽１０に戻すようになっている。
【００２６】
さらに、汚水管３１にはエアー導入パイプ３４が適宜の間隔をあけて接続され、該エアー導入パイプ３４は外部ブロア（図示せず）からのエアーが導入されるようになっている。なお、寒冷地等においては外部ブロアにヒータ設備等を付加して温風を導入するのが好ましい。また、現場の状況によっては浄化処理装置３０はユニット化せず、地面中に直接埋設するようにしてもよい。
【００２７】
汚水導入パイプ１１から前処理槽１０内に汚水が導入されると、微生物によって概ねの浄化処理がなされた後、接続パイプ１２によって貯留槽２０に送られ、一時調整貯留される。この貯留槽２０内の汚水は土壌処理装置３０の汚水管３１に送られ、汚水管３１から両側方の濾材３２に送り出されるが、濾材３２には微生物の生物膜が生成されており、送り込まれた汚水は生物膜と接触し、酸化又は還元されて浄化処理されるとともに、分解処理済みの汚水は不織布３３によって土壌中に浸透浸潤され、土中微生物によって更に浄化処理される。
【００２８】
こうして汚水の浄化処理が行われていると、汚水に含まれる難分解性有機物やＢＯＤ汚泥転換物が残留汚泥として汚水管３１及び汚泥引抜き管３５に残留し、濾材３２や不織布３３に付着して汚水の流入を阻害するようになる。しかし、本例のシステムではポンプ３８が適宜作動して汚泥引抜き管３５から該汚泥引抜き管及３５及び汚水管３１内の残留汚泥を引抜くので、汚水の流入はあまり阻害されることはなく、浄化能力を長期間にわたって保証できる。
【００２９】
しかも、残留汚泥中には土中微生物が含まれており、これが前処理槽１０に戻されることによって前処理槽１０の前処理能力は常に維持される。
【００３０】
図２は上記実施形態の変形例を示す。本例では有穴汚水管３１及び汚泥引抜き管３５に断面四角形状の管を採用している。
【００３１】
図３は第２の実施形態を示す。図において図１と同一符号は同一又は相当部分を示す。本例では前処理装置として物理化学的凝集沈澱装置４０を採用している。即ち、物理化学的凝集沈澱装置４０では汚水導入パイプ１１からの汚水を汚水受け槽４１で受け、移送パイプ４２及びポンプ４３によって本体４４に送って凝集沈澱させた後、接続パイプ４５によって貯留槽２０に送られ、一時貯留されるようになっている。
【００３２】
図４は第３の実施形態を示す。図において図１と同一符号は同一又は相当部分を示す。本例では前処理装置として物理化学的凝集浮上装置５０を採用している。即ち、物理化学的凝集浮上装置５０では汚水導入パイプ１１からの汚水を汚水受け槽５１で受け、移送パイプ５２及びポンプ５３によって本体５４に送って凝集浮上させて分離した後、接続パイプ５５によって貯留槽２０に送られ、一時貯留されるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る汚水の浄化処理装置の好ましいし実施形態を備えた処理処理システムの全体構成及び要部構成を示す図である。
【図２】  上記実施形態の変形例を示す要部構成図である。
【図３】  第２の実施形態を示す図である。
【図４】  第３の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１０    生物化学的前処理槽（前処理装置）
２０    貯留槽
３０    浄化処理装置
３１    有穴汚水管
３２    濾材
３３    不織布
３４    エアー導入パイプ
３５    汚泥引抜き管
３６    接続管
３７    移送パイプ
３８    ポンプ
３９    土壌
３１０    ユニットハウジング
４０    物理化学的凝集沈澱装置（前処理装置）
５０    物理化学式凝集浮上装置（前処理装置）
【図１】
0003697598.tif 000002
【図２】
0003697598.tif 000003
【図３】
0003697598.tif 000004
【図４】
0003697598.tif 000005