(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性粉を添加した活性汚泥液が流れる流路に磁石を用いて、活性汚泥と処理水を強制的に分離する磁性粉添加活性汚泥の磁気分離機において、横断面が略円形を呈する処理槽と、該処理槽内の軸芯部に起立して回転自在に設けられ、その外周部にドーナツ状の流路を形成するための回転ドラムと、該回転ドラムの下部に径方向外方に延出されて上記ドーナツ状の流路の底部を区画する磁石板と、上記ドーナツ状の流路に設けられ、該流路の上流側と下流側とに仕切ると共に下端部が上記磁石板の表面に接して該磁石板に付着する活性汚泥を掻き取るための掻取板と、上記ドーナツ状の流路の上流側に被処理水である活性汚泥液を導入するための活性汚泥液導入手段と、上記ドーナツ状の流路の最下流側に設けられた上記掻取板により掻き取られた活性汚泥を系外に排出するための活性汚泥排出手段と、該活性汚泥排出手段より上流側に設けられた処理水排出手段を備え、上記回転ドラムを回転駆動させて磁石板を回転させ、上記ドーナツ状の流路下に沈降する活性汚泥を上記活性汚泥排出手段により掻き取り排出するように構成した磁性粉添加活性汚泥の磁気分離機。
【請求項２】
上記処理水排出手段と上記活性汚泥排出手段との間に、活性汚泥の逆流防止板が設けられた請求項１記載の磁性粉添加活性汚泥の磁気分離機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁力を利用して活性汚泥液から活性汚泥を分離回収するための磁性粉添加活性汚泥の磁気分離機に係り、特に活性汚泥液中で連続的に活性汚泥の分離回収を行う磁性粉添加活性汚泥の磁気分離機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
下水処理のプロセスとしては、図４に示すように、各所から集められた下水は下水処理場２９に導かれると、先ず沈砂池３０に入り、大きな土砂が除去され、次いでスクリーン（図示せず）に送られて下水中の遺物が除去され、ポンプ（図示せず）により第１沈澱地３１へ送られる。ここで細かい沈澱物が除去されて、上澄水は深さ３〜５ｍの散気式曝気槽３２へ送られる。
【０００３】
曝気槽３２では、下水処理量の２５〜３５％程度（容積比）の活性汚泥を混和した下水に、処理下水量の３〜７倍の空気を槽の上部に設けた散気板３４から噴出させると、下水は活性汚泥で分解される。
【０００４】
この状態になった曝気液３５を第２沈澱地３３に流入させて活性汚泥を沈澱させると、その上澄液は非常にきれいなものとなるから、更に塩素を加えて殺菌し、最後にｐｈを調節すれば無害なものとなる。これを河川または海へ排出するか、場合によっては工業用水として回収再使用するのである。
【０００５】
上記方式は、水中の浮游物質を重力の作用によって自然に沈降させることから普通沈澱法（自然沈澱法）と呼ばれる。特に自然沈澱法の第２沈澱地３３においては、自然沈降の代わりに、特開昭４８−４２５７０号公報に開示されるように、活性汚泥液中に磁性粉を添加混入し、これを磁界に通過させることにより、活性汚泥を凝集させて、活性汚泥液の固液分離を促進させる方法が提案されている。
【０００６】
具体的には、特開昭６３−５９７５９号公報に開示されているように、磁石を持つ回転体の一部を活性汚泥液が流れる流路に沈めて、直接または間接に活性汚泥を磁着し、強制的に活性汚泥と処理水を分離した後、この回転体を垂直方向に回転させて、回転体に磁着した活性汚泥を液面上に引き上げ、この活性汚泥を連続的に掻き取る方法が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記方式であると、活性汚泥を液面上に引き上げるとき、磁石に磁着した活性汚泥は浮力を失うために、その一部は液面下にこぼれ落ちてしまい、回収効率が低下してしまうという問題が生じた。
【０００８】
そこで本発明の目的は、上記課題を解決するために、活性汚泥液中で活性汚泥と処理水の分離及び活性汚泥の回収を連続的に行い、磁石に磁着された活性汚泥を液中で回収することができる磁性粉添加活性汚泥の磁気分離機を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、横断面が略円形を呈する処理槽と、該処理槽内の軸芯部に起立して回転自在に設けられ、その外周部にドーナツ状の流路を形成するための回転ドラムと、該回転ドラムの下部に径方向外方に延出されて上記ドーナツ状の流路の底部を区画する磁石板と、上記ドーナツ状の流路に設けられ、該流路の上流側と下流側とに仕切ると共に下端部が上記磁石板の表面に接して該磁石板に付着する活性汚泥を掻き取るための掻取板と、上記ドーナツ状の流路の上流側に被処理水である活性汚泥液を導入するための活性汚泥液導入手段と、上記ドーナツ状の流路の最下流側に設けられた上記掻取板により掻き取られた活性汚泥を系外に排出するための活性汚泥排出手段と、該活性汚泥排出手段より上流側に設けられた処理水排出手段を備え、上記回転ドラムを回転駆動させて磁石板を回転させ、上記ドーナツ状の流路下に沈降する活性汚泥を上記活性汚泥排出手段により掻き取り排出するように構成した磁性粉添加活性汚泥の磁気分離機である。
【００１０】
請求項２の発明は、上記処理水排出手段と上記活性汚泥排出手段との間に、活性汚泥の逆流防止板が設けられた請求項１記載の磁性粉添加活性汚泥の磁気分離機である。
【００１１】
上記構成によれば、活性汚泥液導入手段を経て流入した、磁性粉の混入された活性汚泥液は、回転ドラムによって形成されたドーナツ状の流路を回転ドラムに巻き付くように流れて行き、その間に活性汚泥は磁石板に磁着され、上澄液は処理水排出手段より排出される。また、磁石板に磁着した活性汚泥は、掻取板で掻き取られて、活性汚泥排出手段より排出される。一方、活性汚泥が掻き取られて再生された磁石板は、再び上流端から回転する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１３】
図１は本発明の磁気分離機の概略斜視図を示したもので、図２は図１の回転軸を含むＡ−Ａ線断面図である。更に、図３は図１に示す逆流防止板の詳細を示す図である。図４は図１に示す汚泥排出手段の詳細を示す図である。
【００１４】
図１、図２に示すように、処理槽１はその横断面が略円形を呈する有底筒体状に形成され、その処理槽１内の軸芯部ないし中央部には所定の断面積を有する回転ドラム２が起立して回転自在に設けられている。この回転ドラム２はその頂部に回転駆動軸５が連設されていると共に、下部には軸受６が設けられて、処理槽１の底板７に回転自在に支持されている。この回転ドラム２の外周部には処理槽１の内周壁１ａによって区画形成されたドーナツ状の流路３が形成されている。
【００１５】
また、回転ドラム２の下部には径方向外方に拡径されて延出された磁石板４が設けられ、この磁石板４は上記ドーナツ状の流路３の底部を区画するように構成されている。
【００１６】
また、この磁石板４は回転ドラム２に取り付けられると共に処理槽１の底板７より所定の間隙を隔てて取り付けられており、上記ドーナツ状の流路３の底部を一方向に回転するように構成されている。上記ドーナツ状の流路３には上流側と下流側とに仕切るとともに磁石板４に付着する活性汚泥ｃを掻き取るための掻取板８が設けられている。この掻取板８はその一端部９が処理槽１の内周壁１ａに固定され、他端１０が回転ドラム２の外周部に摺接され、かつ下端部１１が磁石板４の表面に摺接するように取り付けられている。また、掻取板８の上端部１２はドーナツ状の流路３に形成される処理水位より所定の高さ位置に形成され、ドーナツ状の流路３の上流側と下流側とを的確に仕切るように構成されている。
【００１７】
処理槽１にはドーナツ状の流路３の最上流側となる掻取板８の一側面に近接させて被処理水である活性汚泥液ｓを導入するための活性汚泥導入手段１３が設けられている。この活性汚泥導入手段１３は図示例にあっては処理槽１に挿通された導入管１４によって構成されている。
【００１８】
ドーナツ状の流路３の最下流側には掻取板８によって掻き取られた活性汚泥を系外すなわち処理槽１外に排出するための活性汚泥排出手段１５が設けられている。この活性汚泥排出手段１５は図１、図４に示すようにドーナツ状の流路３の最下流側を形成する掻取板８に近接されて設けられ、処理槽１の側壁１ｂにこれを貫通して取り付けられた排出管１６とこの排出管１６の内部に設けられたスクリューコンベア１７とによって構成されている。このスクリューコンベア１７は図示されないが、駆動源が設けられており、このスクリューコンベア１７が回転されることによって掻き取られた活性汚泥ｃが処理槽１外に排出されるように構成されている。
【００１９】
処理槽１には活性汚泥排出手段１５より上流側に位置されて活性汚泥ｃが取り除かれた上澄の処理水を系外に排出する処理水排出手段１８が設けられている。この処理水排出手段１８は図１、図２に示すように処理槽１の側壁１ｂに取り付けられた排水管１９によって構成されている。特に、この処理水排出手段１８は上記活性汚泥排出手段１５より所定の距離を隔ててその上流側に設けられ、処理水排出手段１８と活性汚泥排出手段１５との間には掻取板８によって磁石板４より掻き取られた活性汚泥ｃを系外に排出すべく沈降滞留させておくゾーン３ａを形成する。
【００２０】
また、処理水排出手段１８の下流側に位置されるドーナツ状の流路３には上記ゾーン３ａから掻き取られた活性汚泥ｃが逆流することを防止するための逆流防止板２０が設けられている。この逆流防止板２０はその一端が処理槽１の内壁に固定支持され、他端が回転ドラム２に摺接して回転ドラム２の回転を許容し、上端が処理水の水位より所定の高さ露出し、かつ下端が処理水の上部から半分までの深さに延出されて構成されている。
【００２１】
次に実施の形態の作用について説明する。
【００２２】
図１、図２に示すように、処理槽１内に活性汚泥導入手段１３を構成する導入管１４を介して被処理水としての磁性粉が混入された活性汚泥液ｓを導入する。処理槽１内に被処理水としての磁性粉が混入された活性汚泥液ｓは回転ドラム２と処理槽１の内周壁に区画されたドーナツ状の流路３に沿って流れ、ドーナツ状の流路３の上流側から下流側に（矢印ｔ方向に）流れる間に、活性汚泥液ｓ中の活性汚泥ｃは凝集し、その凝集体ｋは流路３を進むに従って磁石板４に、その磁力によって引き付けられながら矢印ｄ方向に沈降することになる。活性汚泥ｃが沈降除去された上澄水としての処理水は下流側となる処理水排出手段１８を構成する排水管１９より系外に取り出されることになる。
【００２３】
沈降した凝集体ｋは磁石板４に磁着され、磁石板４は回転駆動軸５が図示されない駆動源により回転駆動されると、回転ドラム２が回転されることにより、活性汚泥液ｓの流れと同一方向の矢印ｒ方向に回転されることにより、磁石板４上に磁着された活性汚泥ｃが磁石板４に搬送されて下流側に移動する。
【００２４】
その後、磁石板４の回転駆動により、磁石板４上に磁着された活性汚泥ｃはドーナツ状の流路３最下流側に位置される掻取板８に当たり、その掻取板８によって掻き取られ、活性汚泥排出手段１５によって系外に排出されることになる。
【００２５】
掻取板８によって回転駆動する磁石板４より掻き取られた活性汚泥ｃは掻取板８近傍のゾーン３ａの処理水中に掻き寄せられることになり、掻き寄せられた活性汚泥ｃは活性汚泥排出手段１５を構成するスクリューコンベア１７により強制的に排出管１６を通して系外に排出されることになる。
【００２６】
特に、本実施の形態にあってはドーナツ状の流路３の最下流側を形成する掻取板８より所定の距離を隔てて処理水排出手段１８を設けると共にこの処理水排出手段１８と掻取板８との間に逆流防止板２０が設けられていることから、掻き取られた活性汚泥ｃが上記処理水排出手段１８側に逆流し、系外に流出することを未然に防止することができ、上澄液のみが処理水排出手段１８から系外に取り出せる。
【００２７】
尚、本実施の形態にあっては処理槽１は上部が開放された有底筒体状の槽体によって構成されているが、上部にこれを覆って閉じるための蓋体を設けても良いことは勿論である。
【００２８】
また、処理槽１を上下方向に多段に重ね合わせて、例えば上部の処理槽の排水管１９と下部の処理槽の導入管１４を繋いだ多段式磁気分離機を形成すると、活性汚泥ｃと処理水への分離効率が格段に向上する。
【００２９】
特に、活性汚泥ｃを活性汚泥液ｓ中で回収することにより、活性汚泥ｃを液面上に引き上げることがないので、従来のように磁石に磁着した活性汚泥ｃをこぼして回収効率を低下させてしまうという問題が解消される。
【００３０】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、濃縮された磁性汚泥を液面上に引き上げないで分離することから、磁石に磁着した活性汚泥を完全に回収できるので、分解効率が高い磁性粉添加活性汚泥の磁気分離機を提供できる。このため、比較的下水処理設備の占有面積を確保できない場所にも下水処理システムを普及させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示した概略斜視図である。
【図２】図１の回転軸を含むＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に示す逆流防止板の詳細を示す図である。
【図４】図１に示す活性汚泥排出手段の詳細を示す図である。
【図５】従来の下水処理のプロセスを示した概略図である。
【符号の説明】
１  処理槽
２  回転ドラム
３  流路
４  磁石板
５  回転駆動軸
８  掻取板
１３  活性汚泥液導入手段
１５  活性汚泥排出手段
１８  処理水排出手段
２０  逆流防止板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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