(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浄化槽の原水貯留槽又は畜舎の排尿集容槽の流出側に、微生物の作用で有機物を分解消滅させる第１の反応槽から最終反応槽までの複数の反応槽を直列に接続して設けた汚水処理装置であって、前記各反応槽内には、前記処理水の水面下に位置するように水中式エゼクターポンプを配置し、このエゼクターポンプにつながる吸入管の吸水口を前記処理水の水面下の上方に配置して反応槽内に上向き流を発生させるようにし、前記エゼクターポンプにつながる吐出管は立ち上げて前記処理水の水面上へ突出させ、水面上方で屈曲させて再度処理水中に導き、下端を前記反応槽の底部付近に配置し、この吐出管の上部に吸気エゼクターを介在させてその吸気口を水面の上方に配置し、前記吐出管の下端を噴出管の中央に接続し、この噴出管を前記吐出管の下端からほぼ水平に反対方向へ伸ばし、両端を互いに反対方向へ水平に屈曲させることによって反応槽内に旋回流を発生させるようにし、前記第１の反応槽から最終反応槽まで、順次処理水をバッチ式に隣接する他の反応槽へ移送し、最終反応槽において活性水を得るようにし、さらに前記反応槽とは別に糞を受け入れる溶解槽を設け、この溶解槽を前記最終反応槽に接続して前記活性水を溶解槽へ導入可能とすると共に、前記第１の反応槽に接続して前記活性水によって溶解された糞を前記第１の反応槽に移送可能としたことを特徴とする汚水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反応槽内に沈めた水中式エゼクターポンプで汚水を循環させることにより、微生物の増殖率を高める汚水処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来一般的に行われている活性汚泥法による処理装置は、例えば貯留槽、沈降槽、曝気槽、汚泥槽等々の複数の個別の槽を有する複雑な機構になっている。そして、処理量によっては各槽をそれぞれ複数配置しなければならないので、これに必要なスペース及び施設費は莫大なものになる。それにもかかわらずその効率は極めて低い。これは、この方法が曝気を中心として展開されていることに原因がある。曝気に使用されるブロワー等の容積式空気ポンプによって吐出される空気は、流体摩擦や圧縮力等によって吸い込み初温度と吐出温度との間に差が生ずる。これによって空気中に含まれる物質（諸元素）の特質が失われ或は低減する。したがって、１００％活性ある酸素が補給されることにならないものと考察される。空気ポンプによって吐出される気泡の粒子は大きく、しかも水底から水面に向かって上昇飛散し、更には槽内の液体の流動性も得られないために酸素の容存効率が低く微生物の増殖の急速化は図れない。このため、畜舎や処理場の悪臭は容易に除去されず、ハエ等の飛来を招くことになる。沈降剤や凝集剤の使用による薬剤経費、残留汚泥の処理に関する労力、廃棄経費、希釈水の確保に要する経費等々ランニングコストも集積すれば莫大なものとなる。しかもこの方法では、鶏糞、豚糞、粘性係数の高い牛糞等の消滅処理は不可能で、まして活性水の精製は困難な現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、処理速度の問題を解決し、雑排水のみならず、家畜の糞尿をも分解消滅させ、更にはこれを活性水に変え、イニシャルコスト、ランニングコストを低減させ得る汚水処理装置を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明においては、上記課題を解決するため、生活排水、家畜の糞尿等の汚水を受け入れて、微生物の作用で消滅させる反応槽４を設けて汚水処理装置を構成する。反応槽４内には、汚水の水面下に位置するように水中式エゼクターポンプ１１を配置する。このエゼクターポンプ１１につながる吸入管１２の吸水口１３は、汚水の水面下の上方に配置し、反応槽４内に上向き流を発生させる。エゼクターポンプ１１につながる吐出管１４は、立ち上げて汚水の水面上へ突出させ、水面上方で屈曲させて再度汚水中に導き、下端を反応槽４の底部付近に配置する。吐出管１４の上部に吸気エゼクター１５を介在させてその吸気口１６を水面の上方に配置し、吐出管１４内に空気を吸引する。吐出管１４の下端は噴出管１７の中央に接続する。噴出管１７は、吐出管１４の下端からほぼ水平に反対方向へ伸ばし、両端を互いに反対方向へ水平に屈曲させる。噴出管１７の先端から気泡を含んだ処理水が噴出されることによって反応槽内に旋回流を発生させる。
例えば、４基の反応槽４，５，６，７を直列に接続して設け、一日ごとに順次処理水をバッチ式に隣接する反応槽へ移送し、最終反応槽７に至るまでに有機物分解を消滅させて活性水を得るようにする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１に示す実施形態の汚水処理装置においては、原水槽１に貯留された家畜の糞尿やその洗浄水のような処理水が、スクリーンボックス２に送られ、大きな夾雑物が除去される。スクリーンボックス２から計量ボックス３へ移されて計量され、所定量が第１反応槽４に収容される。第１反応槽４から第４反応槽まで、４つの反応槽４，５，６，７が隣接して設けられ、順次直列に接続されている。各反応槽は同一構成である。
【０００６】
反応槽４を例にとって、その構造を図２，図３に示す。反応槽４内の底部には、水中式エゼクターポンプ１１が設置される。エゼクターポンプ１１につながる吸入管１２は、上方へ立ち上がって、上端の吸入口１３が大気を吸い込まない上限の水面下に配置される。エゼクターポンプ１１の回転によって上層部の処理水をスカム等と共に吸入管１２へ吸い込み、ゼクターポンプ１１を経て吐出管１４へ送る。吐出管１４は、上方向に伸び、水面上方でコの字形に１８０°曲折して下向きとなり、再び反応槽４内に導入される。吐出管１４の水面上方部位に、吸気用エゼクター１５が介設される。吸気用エゼクター１５の吸気口１６から吐出管１４内に空気を吸い込み、混気噴流を形成し、これを反応槽４の底部へ送る。
【０００７】
吐出管１４の下端は噴出管１７の中央に接続されている。噴出管１７は、反応槽４の底部付近で水平に伸び、両端部は互いに反対方向に水平に屈曲して開口している。噴出管１７は、両端の開口から超微細な気泡が混入された処理水を噴出する。これによって槽内の処理水は右方向に旋回する。
【０００８】
槽内の上部の処理水は、吸入口１３から吸入されていったん下降した後上昇し、吸気用エゼクター１５によって混気噴流となって再下降し、噴出管１７から噴出され、水平方向に旋回しつつ上昇し、再び吸入口１３から吸入されるという循環経路をたどる。したがって、槽内に水平方向の旋回流と垂直方向の旋回流が形成されることになる。このため、処理水は上・下、横方向に流動しながら撹拌される。かくして、処理水中に酸素が普遍的に容存され微生物の増殖を促す。処理水は一定の時間（例えば約２４時間）後、第２反応槽５に移送されて第１反応槽４と同様の作用を繰返し、さらに一定の時間後に第３反応槽６に移される。ここまでで、処理水のBOD値は原水の約１／２０から１／３０に低下し、悪臭は完全に消滅する。したがって、第３反応槽６及び第４反応槽７は活性水精製タンクとなる。
【０００９】
反応槽内４，５，６，７に、例えば土壌菌を担持させた多孔質天然石等の媒体を収容した反応篭１８を装入し、吐出管１４の混気噴流を分岐管１９により篭１８内に噴出させることにより酸素を補給し、微生物の増殖を促進すると共に、処理水と微生物との接触を促進する。処理水は篭１８の中心部から媒体を通過して微生物を伴って反応槽４内に拡散する。水温は、エゼクターポンプ１１のモーターの余熱を利用して保持する。寒冷地など立地条件によっては加温ヒーター２０及びサーミスター２１をセットし調節する。第３、第４反応槽６，７における反応作動時間は、第１、第２反応槽４，５と同じく例えば、各約２４時間とする。
【００１０】
各反応槽４，５，６，７の形状は円形又は楕円形のものを理想とするが、牛・豚の牧場において既存の方形の槽（地下埋設の土木槽等）を活用して、施設費の軽減を図ることも大切である。この場合若干の改造費をかけて図５に示すように、槽４の内壁の４つのコーナー２３を埋めて異八角形とし、処理水の流動を妨げる死角、いわゆる嫌気エリアを最小限として流動を円滑化し、酸素の容存と微生物の活動の普遍性を図ることが肝要である。第１反応槽４から第４反応槽７までの間に処理された処理水は貴重な活性水に変化する。この活性水は、家畜の飲料水に添加して生育を促すために、畜舎２２内の飲用タンク９に貯留し、また畜舎に散布して悪臭を消し、農地に散布して土壌の活性化を図る等、種々の用途のために、散布用タンク１０に貯留する。上記用途の余剰水のみを放流する。
【００１１】
家畜の糞類だけを別途処理する場合には、図１に仮想線で示すように、これを反応槽４に入れる前に、別途設けた溶解槽８に貯留し、これに処理済みの活性水を投入して希釈攪拌し糞類を溶解させる。ここで夾雑物を除去した後、反応槽４に投入する。
【００１２】
【発明の効果】
本発明においては、水中式エゼクターポンプ１１によって処理水を吸入し、これに吸気エゼクター１５で空気を混入させ、酸素容存率の高い極微細な気泡を独特な流動によって槽内に遍満させさせる。また余熱を利用して水温を保持し、ＰＨを適正化する。このようにして、有機物を分解する微生物の増殖に対する環境因子を整え、少ない工程で短時間に糞尿等の処理水を活性水とすることができ、廃棄物を零に近づける効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の汚水処理装置の実施例を示すフロー概略図である。
【図２】本発明の汚水処理装置における反応槽の断面図である。
【図３】本発明の汚水処理装置における反応篭の断面図である。
【図４】本発明の汚水処理装置の概略的平面図である。
【図５】方形の反応槽の改良を示す参考平面図である。
【符号の説明】
１  原水槽
２  スクリーンボックス
３  計量ボックス
４  第１反応槽
５  第２反応槽
６  第３反応槽
７  第４反応槽
８  溶解槽
９  飲用タンク
１０  散布用タンク
１１  エゼクターポンプ
１２  吸入管
１３  吸入口
１４  吐出管
１５  吸気用エゼクター
１６  吸気口
１７  噴出管
１８  反応篭
１９  分岐管
２０  加温ヒーター
２１サーミスター
２２  畜舎
２３  コーナー
【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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