(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器と導水盤と濾過材とを備えていること、および、処理容器が上面開放型の容器からなるとともに該容器の立面壁に通水孔が形成されていること、および、導水盤が漏斗形状を有するものからなるとともにその下部に出水口を有していること、および、濾過材が処理容器内に収容されていること、および、処理容器の上面が導水盤で覆われていて導水盤の下部が処理容器内の濾過材層に挿入されていること、および、処理容器の通水孔と導水盤下部との相対関係において、導水盤の下部側にある出水口が処理容器の通水孔よりも低い位置にあることを特徴とする汚水浄化ユニット。
【請求項２】
導水盤が下向きに伸びた導水管を有するものからなる請求項１記載の汚水浄化ユニット。
【請求項３】
汚水浄化ユニットと集水槽とを備えていること、および、汚水浄化ユニットが請求項１記載のものからなること、および、集水槽が排水管系を有するものからなるとともに積層配列された汚水浄化ユニットを収納できる大きさを有していること、および、汚水浄化ユニットが集水槽内で上下二段以上に積層されていること、および、上下に隣接する汚水浄化ユニットの相対関係において上位側汚水浄化ユニットの通水孔が下位側水浄化ユニットの導水盤上にあることを特徴とする汚水浄化装置。
【請求項４】
各段の汚水浄化ユニットが前後および／または左右に並んでいる請求項３記載の汚水浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は公害防止の技術分野に属するものであって汚水浄化ユニットと汚水浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
汚水（排水）の処理を活性汚泥法で行うものは多い。しかしこれは、ＢＯＤ値の低下を目標にしたものであるため、汚水中の燐や窒素を十分に除去することができない。一方で、自然の土壌（大地）を利用して汚水処理する提案がなされている。土壌は地表から深さ８０cmぐらいが好気性雰囲気で、地下１ｍ程度にもなると嫌気性雰囲気を呈する。既述の燐や窒素などは好気性微生物層や嫌気性微生物層を交互通過するときに効率よく除去できるといわれているから、土壌を利用する汚水浄化法は燐や窒素を除去する上で好都合である。しかも大地は広大であるので、経済性を踏まえた上で処理規模も大型化できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
土壌を利用する汚水処理技術は上記の点で望ましいかのごとくである。しかし現実には課題がある。一つは土壌の質が均一でないため期待したほど処理効果が上がらないことである。他の一つは好気性地層のみとか嫌気性地層のみとかように地域によって偏在がみられることである。そのような場所（地域）では既存の手段に頼らざるを得ない。仮に好気性地層や嫌気性地層とが併存する土壌があっても、それらが交互に繰り返しているわけでないから、高度の汚水処理が困難になる。
【０００４】
【発明の目的】
本発明はこのような技術的課題に鑑み、高度の汚水処理（排水処理）が簡潔な構成で行え、しかも処理規模の設定が状況に応じて自在に行える汚水浄化ユニットと汚水浄化装置を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る汚水浄化ユニットは所期の目的を達成するために下記の課題解決手段を特徴とする。すなわち請求項１記載の汚水浄化ユニットは、処理容器と導水盤と濾過材とを備えていること、および、処理容器が上面開放型の容器からなるとともに該容器の立面壁に通水孔が形成されていること、および、導水盤が漏斗形状を有するものからなるとともにその下部に出水口を有していること、および、濾過材が処理容器内に収容されていること、および、処理容器の上面が導水盤で覆われていて導水盤の下部が処理容器内の濾過材層に挿入されていること、および、処理容器の通水孔と導水盤下部との相対関係において、導水盤の下部側にある出水口が処理容器の通水孔よりも低い位置にあることを特徴とする。
【０００６】
本発明の請求項２に係る汚水浄化ユニットは、請求項１記載のものにおいて、導水盤が下向きに伸びた導水管を有するものからなることを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項３に係る汚水浄化装置は所期の目的を達成するために下記の課題解決手段を特徴とする。すなわち請求項２記載の汚水浄化装置は、汚水浄化ユニットと集水槽とを備えていること、および、汚水浄化ユニットが請求項１記載のものからなること、および、集水槽が排水管系を有するものからなるとともに積層配列された汚水浄化ユニットを収納できる大きさを有していること、および、汚水浄化ユニットが集水槽内で上下二段以上に積層されていること、および、上下に隣接する汚水浄化ユニットの相対関係において上位側汚水浄化ユニットの通水孔が下位側水浄化ユニットの導水盤上にあることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項４に係る汚水浄化装置は、請求項３記載のものにおいて、各段の汚水浄化ユニットが前後および／または左右に並んでいることを特徴とする。
【０００９】
【作用】
本発明の汚水浄化ユニットにおいて導水盤を流下する汚水は、その下部の出水口より処理容器内の濾過材層へと浸透していく。濾過材層は濾過機能を有するだけでなく微生物（バクテリアなど）のコロニーでもあるから、ここに浸透した汚水中の汚濁物質を分解したり濾過したりして汚水を処理する。こうした処理水の量が処理容器の通水孔レベルにまで達すると、処理水は通水孔より処理容器外へ出る。
【００１０】
本発明の汚水浄化ユニットについては以下のようなことがいえる。濾過材を種類を選定することで汚水浄化ユニットを好気性タイプにも嫌気性タイプにもつくることができる。導水盤下部側の出水口が処理容器の通水孔よりも低い位置にあるから、汚水を濾過材層中に長く滞在させて十分に処理することができる。導水盤は複数の汚水浄化ユニットを上下に並べた場合に都合よい。すなわち、上位側汚水浄化ユニットを経由して流出した汚水を下位側汚水浄化ユニットへ導入するというとき、その汚水を導水盤の漏斗形状で逃がすことなく受けることができる。
【００１１】
本発明の汚水浄化装置は、集水槽内において既述の汚水浄化ユニットが上下二段以上に積層されたものである。しかも上位側汚水浄化ユニットの通水孔が下位側水浄化ユニットの導水盤上にある。これは自然流下するときの汚水が上位側汚水浄化ユニットで処理された後、下位側水浄化ユニットでも処理されるということであるから、これら多くの水浄化ユニットを通過する汚水の処理がより高度化する。その場合に水浄化ユニットをたとえば段単位で好気性タイプや嫌気性タイプにしておけばよく、こうすることで汚水中の燐や窒素なども効率よく除去できる。また、水浄化ユニットの組み合わせ数で装置の処理規模が定まるから、ユニット数の増減で無駄なく適切に装置を構成できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
はじめは本発明に係る汚水浄化ユニットの実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１〜図３に例示された汚水浄化ユニット１１は、処理容器２１と導水盤３１と濾過材４１とが組み合わされたものである。
【００１４】
処理容器２１は上面が開放された四角形の容器からなる。処理容器２１の立面壁たとえば両側壁には通水孔２２が形成されている。かかる処理容器２１は、合成樹脂製（ＦＲＰ含む）・コンクリート製・陶製（セラミックを含む）・金属製（不銹性）であったりするほか、これらの複合材でつくられたりもする。処理容器２１については、また、平面からみたときの胴部形状が三角形や五角形以上の多角形をしたものもある。
【００１５】
導水盤３１は図１〜図３の例において屈曲型をした二つ（一対）の漏斗部材３２ａ・３２ｂからなる。これら漏斗部材３２ａ・３２ｂは互いに対称形をなすもので、傾斜面部と垂直面部とが一体に連続している。かかる導水盤３１も処理容器２１と同様の材料でつくられる。
【００１６】
濾過材４１については、土・砂（例：山砂）・小石・砕石・破砕セラミック（例：素焼煉瓦や素焼瓦を砕いたもの）・活性炭・石炭・炭・ゼオライト・シリカ・貝殻（例：牡蠣殻）・鉄屑（例：錆びた鉄）・植物繊維・合成繊維・木屑（木片）・カテキン含有材などをあげることができる。これらのうちの一種以上が濾過材４１として選択されるが、通常は土や砂が濾過材４１として用いられる。なかでも好気性微生物や嫌気性微生物のコロニーをつくりやすいものは濾過材４１としてよく用いられる。
【００１７】
図１〜図３の汚水浄化ユニット１１においては、濾過材４１が処理容器２１内に所定量だけ充填され、処理容器２１の上面が導水盤３１で覆われている。この場合の導水盤３１すなわち一対の漏斗部材３２ａ・３２ｂは、これらの垂直面部が互いに対面する間隔を保持して処理容器２１内の濾過材層に挿入され、その対面部間に導水路３３を介在している。この導水路３３の下端が導水盤３１の出水口３４となる。通水孔２２と出水口３４との相対関係では、出水口３４が通水孔２２よりも低い位置にある。一対の漏斗部材３２ａ・３２ｂからなる導水盤３１については、これが処理容器２１から離脱しないように保持される。その一態様として導水盤３１は処理容器２１に完全固定され、他の一態様として、導水盤３１は処理容器２１に対し取り外し可能に固定される。
【００１８】
図１〜図３に例示された汚水浄化ユニット１１に対しては汚水が低速で送られたり間欠的に送られたりする。それで汚水は図３の矢印方向に流動する。この場合の流動性はつぎのとおりである。導水盤３１からの汚水はその漏斗形上部より導水路３３を流下し、出水口３４を通過して濾過材４１の層へと浸透していく。濾過材層での汚水は、これに含まれる汚濁物質を微生物で分解処理される。処理容器２１内への汚水導入量が増え、その処理量が増すと、処理容器２１内の水位が上昇し、やがては通水孔２２のレベルに達する。こうして上昇する処理水は濾過材４１の層で濾過される。したがって汚濁物質の分解処理や濾過を終えた処理水が通水孔２２より処理容器２１外へ出る。
【００１９】
図４・図５は導水盤３１の他の例を示したものである。これらの導水盤３１は単一部材からなり、その漏斗形上部より下向きに伸びた導水管３５を有する。導水管３５の内部は既述の導水路３３となり、導水管３５の下端は既述の出水口３４となる。このような導水盤３１において導水管３５の下端が閉塞されているというとき、導水管３５の下部側面に単数または複数の孔を開けてそれを出水口３４にする。
【００２０】
つぎに本発明に係る汚水浄化装置の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２１】
図６に例示された汚水浄化装置５１は、前記汚水浄化ユニット１１のほかに集水槽６１を備えている。これには、また、汚水用の送水管７１も付帯している。
【００２２】
図６の集水槽６１は多数の汚水浄化ユニット１１が収容できる大型のものである。集水槽６１の底壁にはバルブを有する排水管系６２が接続されている。排水管系６２としては、ポンプを有する管を集水槽６１外から集水槽６１内の底部側まで配管したものでもよい。集水槽６１の底壁内面には、後述する横間隙６３を確保するため、多数のスペーサ６４が設置されている。
【００２３】
送水管７１は先端側が分岐した多岐管構造をしており、それぞれの分岐管にバルブが設けられている。
【００２４】
図６の汚水浄化装置５１においては、左右または前後あるいは左右と前後に並んだ多数の汚水浄化ユニット１１が上下複数段の積層構造をしている。これらのうちで、下段側の各汚水浄化ユニット１１は集水槽６１内のスペーサ６４上に設置され、その槽６１の底壁内面との間に横間隙６３を介在させている。上段側の各汚水浄化ユニット１１は下段側の各汚水浄化ユニット１１上に設置されている。こうして積層された各段ごとのユニット隣接部間には縦間隙６５が介在している。縦間隙６５はここを水が流れるだけよいから、微小間隙でも数cm以上の大きな間隙でもよい。上段側の各汚水浄化ユニット１１についてさらにいうと、下記のように細工する一部の通水孔２２を除き、各処理容器２１の通水孔２２が下段側汚水浄化ユニット１１の導水盤３１上にある。上段側の汚水浄化ユニット１１で通水孔２２に細工が施されるものは、図６の最左側と最右側にある。すなわち上段最左側の汚水浄化ユニット１１においては、処理容器２１の左側面にある通水孔２２に栓２３を施してここから処理水が出ないようにしてあり、上段最右側の汚水浄化ユニット１１においても、処理容器２１の右側面にある通水孔２２に栓２３を施してここから処理水が出ないようにしてある。ただし上段最右側の通水孔２２は、これがその下側の導水盤３１上にあるので、ここの栓２３を省略することがある。最下段を除く各段の汚水浄化ユニット１１については、最左側・最右側・最前側・最後側の各汚水浄化ユニット１１もこのようにする。これら以外の汚水浄化ユニット１１であっても、汚水や処理水の流動方向を制御するために通水孔２２をところどころ塞ぐことがある。
【００２５】
図６で送水管７１は集水槽６１の上位に配管され、その各分岐管が、上段側にある各汚水浄化ユニット１１の導水盤３１と対応している。
【００２６】
図６の汚水浄化装置５１についてはこのほか、たとえば上段側汚水浄化ユニット１１の濾過材４１を好気性微生物の増殖する好気性タイプ、下段側汚水浄化ユニット１１の濾過材４１を嫌気性微生物の増殖する嫌気性タイプといったように、上段側濾過材４１と下段側濾過材４１とを互いに異質のものにする。汚水浄化ユニット１１については、また、上記に準じて三段以上に積層することができるから、このような場合も、上下に隣接する汚水浄化ユニットの濾過材４１を交互に異質としたり、あるいは、特定の一段または複数段にある濾過材４１をこれ以外の段の濾過材４１に対して異質としたりする。さらに、汚水浄化ユニット１１の段が三段以上ある場合に、最下段の汚水浄化ユニット１１に殺菌力のある濾過材４１たとえばゼオライトを充填することもある。上下に隣接する汚水浄化ユニット間には横間隙６３は不要である。
【００２７】
図６の汚水浄化装置５１による汚水処理は以下のとおりである。送水管７１から低速送水されたり間欠送水されたりする汚水は、送水管７１の各分岐管から、各上段側汚水浄化ユニット１１の導水盤３１上に流れ込む。上段側の各汚水浄化ユニット１１で、導水盤３１の漏斗形上部→漏斗４１の導水路３３→導水盤３１の出水口３４→処理容器２１内の濾過材４１層→処理容器２１の通水孔２２といった経路を流れる汚水は、これに含まれる汚濁物質を既述のように分解処理されたり濾過されたりする。上段側の各汚水浄化ユニット１１で分解処理や濾過を終えた処理水は、通水孔２２からそれぞれの処理容器２１外へ出る。上段側の各汚水浄化ユニット１１間には縦間隙６５がある。したがって処理容器２１外に出た後の処理水（一次処理水）は、それらの縦間隙６５から各下段側汚水浄化ユニット１１の導水盤３１上に流れ込む。下段側の各汚水浄化ユニット１１でも一次処理水が上記と同様に再処理されて二次処理水となり、これが各下段側処理容器２１の通水孔２２を通じてそれぞれの容器２１外へ出る。こうした二次処理水は集水槽５１内の底部に集まり、横間隙６３を流れ、排水管系６２より集水槽５１外に出る。
【００２８】
図６の汚水浄化装置５１においては、たとえば上段側汚水浄化ユニット１１の濾過材４１が好気性タイプで、下段側汚水浄化ユニット１１の濾過材４１が嫌気性タイプというものである。したがって汚水は、上段側汚水浄化ユニット１１で好気性微生物による一次処理を受け、下段側汚水浄化ユニット１１で嫌気性微生物による二次処理を受けることとなる。このようにして異種の微生物で汚水処理するときは、各種の有機物はもちろんのこと、燐や窒素なども効率よく除去することができる。
【００２９】
上記のような処理水は、さらなる処理を受けるかまたは受けないで、地中・河川・その他へ放流される。
【００３０】
【発明の効果】
本発明に係る汚水浄化ユニットは所定の処理容器・導水盤・濾過材が所定の相対関係を保持して組み合わされたものである。これは少品種少数部材という点で簡潔構成かつ安価というばかりか、下記▲１▼〜▲４▼のような効果も有する。▲１▼濾過材を種類を選定することで汚水浄化ユニットが好気性タイプにも嫌気性タイプにもなる。▲２▼汚水浄化ユニットを集合するだけで小型から大型までの汚水処理装置を簡単につくることができ、好気性と嫌気性とを併せもつ汚水処理装置も簡単につくることができる。したがって処理対象となる汚水に応じた処理装置の作製が容易に行える。▲３▼汚水浄化ユニットが導水盤を有するので、これを積層して利用するときに都合がよい。すなわち上位側汚水浄化ユニットを経由して流出する汚水を下位側汚水浄化ユニットへ導入するとき、汚水を他所へ逃がすという事態が起こりがたい。▲４▼導水盤下部の出水口が処理容器の通水孔よりも低い位置にあるから、汚水を濾過材層中に長く滞在させて十分に処理することができる。
【００３１】
本発明に係る汚水浄化装置は集水槽内において既述の汚水浄化ユニットが上下二段以上に積層されたものであるから、下記▲５▼〜▲７▼のような効果を有する。▲５▼上位側汚水浄化ユニットの通水孔が下位側水浄化ユニットの漏斗上にある。これは自然流下するときの汚水が上位側汚水浄化ユニットで処理された後、下位側水浄化ユニットでも処理されるということであるから、これら多くの水浄化ユニットを通過する汚水の処理がより高度化する。▲６▼水浄化ユニットをたとえば段単位で好気性タイプや嫌気性タイプにすることで、汚水中の燐や窒素なども効率よく除去できる。▲７▼水浄化ユニットの組み合わせ数で装置の処理規模が定まるから、ユニット数の増減で無駄なく適切に装置を構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明汚水浄化ユニットの一実施形態を略示した平面図
【図２】本発明汚水浄化ユニットの一実施形態を略示した側面図
【図３】本発明汚水浄化ユニットの一実施形態を略示した縦断面図
【図４】本発明汚水浄化ユニットの他の一実施形態を略示した斜視図
【図５】本発明汚水浄化ユニットの別の一実施形態を略示した斜視図
【図６】本発明汚水浄化装置の一実施形態を略示した縦断面図
【符号の説明】
１１    汚水浄化ユニット
２１    処理容器
２２    通水孔
３１    導水盤
３２ａ  漏斗部材
３２ｂ  漏斗部材
３３    導水路
３４    出水口
４１    濾過材
５１    汚水浄化装置
６１    集水槽
６２    排水管系
【図１】
0003660883.tif 000002
【図２】
0003660883.tif 000003
【図３】
0003660883.tif 000004
【図４】
0003660883.tif 000005
【図５】
0003660883.tif 000006
【図６】
0003660883.tif 000007