(57)【要約】【課題】  脱リン機能に優れ、しかも脱リン機能を長期間にわたり維持することが可能であり、結果として、浄化作用に優れ、しかもメンテナンスが容易な脱リン装置付き浄化槽を提供すること。【解決手段】  汚水が最初に導入される一次処理槽２０，２２と、一次処理槽で処理された汚水が導入される生物濾過槽２４と、生物濾過槽で処理された被処理液が一時的に貯留される最終処理水槽２６と、を有する浄化槽２である。最終処理水槽２６に貯留してある被処理液の一部を、生物濾過槽２４とは別に具備してある脱リン装置４０を介して生物濾過槽２４に戻す脱リン・ライン３４と、処理水槽２６に貯留してある被処理液の一部を、脱リン装置を介さずに一次処理槽２０，２２に戻す循環ライン３２とが、並列に具備してある。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚水が最初に導入される一次処理槽と、
前記一次処理槽で処理された汚水が導入される生物濾過槽と、
前記生物濾過槽で処理された被処理液が一時的に貯留される最終処理水槽と、を有する浄化槽であって、
前記最終処理水槽に貯留してある被処理液の一部を、前記生物濾過槽とは別に具備してある脱リン装置を介して前記生物濾過槽に戻す脱リン・ラインと、
前記最終処理水槽に貯留してある被処理液の一部を、前記脱リン装置を介さずに前記一次処理槽に戻す循環ラインとが、具備してあることを特徴とする浄化槽。
【請求項２】
前記最終処理水槽から前記脱リン・ラインへ導入される被処理液の流量と、前記最終処理水槽から前記循環ラインへ導入される被処理液の流量とが、計量装置により制御される請求項１に記載の浄化槽。
【請求項３】
前記脱リン装置の内部には、流動可能な剥離材が収容してある請求項１または２に記載の浄化槽。
【請求項４】
前記脱リン装置の内部に収容してある剥離材は、水流あるいは散気処理により流動可能に構成してある請求項３に記載の浄化槽。
【請求項５】
前記生物濾過槽が、生物処理部と、濾過槽とを有する請求項１〜４のいずれかに記載の浄化槽。
【請求項６】
前記一次処理槽が、嫌気濾床槽である請求項１〜５のいずれかに記載の浄化槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄化槽に係り、さらに詳しくは、脱リン機能に優れ、しかも脱リン機能を長期間にわたり維持することが可能であり、結果として、浄化作用に優れ、しかもメンテナンスが容易な脱リン装置付き浄化槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
汚水中に含まれるリンを、電気化学的に金属電極から金属イオンを溶出させることでリンを除去する脱リン装置を具備している浄化槽が開発されている。脱リン装置付き浄化槽としては、たとえば下記の特許文献１および特許文献２に記載の浄化槽が知られている。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載してある浄化槽では、生物濾過槽の内部に、直接に、脱リン装置のための電極を組み込んでいるために、汚泥が電極に付着しやすく、脱リン機能が低下しやすいと言う問題がある。
【０００４】
また、特許文献２に記載してある浄化槽では、接触ばっ気槽から嫌気濾床槽に被処理液を戻す循環ラインの途中に脱リン装置を具備してあるために、嫌気濾床槽へ戻す被処理液の水量が多くなると、脱リン装置での脱リン機能が低下すると言う問題を有している。また、脱リン機能を向上させるために、嫌気濾床槽へ戻す被処理液の水量を少なくすると、被処理液の嫌気処理および接触ばっ気処理が不十分になるおそれがある。
【特許文献１】特開２００１−７９５８０号公報
【特許文献２】特開平５−１０４０８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、脱リン機能に優れ、しかも脱リン機能を長期間にわたり維持することが可能であり、結果として、浄化作用に優れ、しかもメンテナンスが容易な脱リン装置付き浄化槽を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る浄化槽は、
汚水が最初に導入される一次処理槽と、
前記一次処理槽で処理された汚水が導入される生物濾過槽と、
前記生物濾過槽で処理された被処理液が一時的に貯留される最終処理水槽と、を有する浄化槽であって、
前記最終処理水槽に貯留してある被処理液の一部を、前記生物濾過槽とは別に具備してある脱リン装置を介して前記生物濾過槽に戻す脱リン・ラインと、
前記最終処理水槽に貯留してある被処理液の一部を、前記脱リン装置を介さずに前記一次処理槽に戻す循環ラインとが、具備してあることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る浄化槽では、生物濾過槽により処理された後の被処理液が貯留してある最終処理水槽中の被処理液の一部を、脱リン装置に導き、脱リン処理した後に、生物濾過槽に戻すようにしている。このため、余分な浮遊物が無い状態の被処理液を脱リン装置に通すために、脱リン装置の内部の電極に汚泥などが付着しにくく、しかも錆びが発生しにくく、脱リン機能が長持ちする。脱リン装置の脱リン機能が長持ちすれば、脱リン装置のメンテナンスも容易になる。
【０００８】
しかも、本発明では、最終処理水槽から一次処理槽に戻す循環ラインとは別に、脱リン・ラインを設けているために、脱リン装置における脱リン機能が最大限に発揮される水量を、脱リン装置に導くことが可能になり、脱リン装置における脱リン機能が向上する。また、循環ラインでは、最適な流量で、被処理液を最終処理水槽から一次処理槽に戻すことが可能になり、全体としての浄化機能も向上する。
【０００９】
好ましくは、脱リン装置は、浄化槽のマンホールの位置に装着する。このような位置に装着することで、脱リン装置のメンテナンスがさらに向上する。
【００１０】
好ましくは、前記最終処理水槽から前記脱リン・ラインへ導入される被処理液の流量と、前記最終処理水槽から前記循環ラインへ導入される被処理液の流量とが、計量装置により制御される。このように計量装置により制御することで、脱リン装置での脱リン機能に最適な水量の最適化と、一次処理槽へ戻す循環水の水量の最適化とを同時に達成することができる。
【００１１】
好ましくは、前記脱リン装置の内部には、流動可能な剥離材が収容してある。この脱リン装置の内部に収容してある剥離材は、生物濾過槽の内部に収容してある担体と同じでも異なっても良い。
【００１２】
好ましくは、前記脱リン装置の内部に収容してある剥離材は、水流あるいは散気処理により流動可能に構成してある。剥離材を流動させることで、脱リン装置の内部に装着してある電極の表面に付着する不動態皮膜や生物膜を容易に剥離することが可能になり、さらに脱リン機能が長持ちする。
【００１３】
好ましくは、前記生物濾過槽が、生物処理部と、濾過槽とを有する。
【００１４】
好ましくは、一次処理槽が、嫌気濾床槽である。嫌気濾床槽は、単一槽でも良いが、直列に配列してある二槽以上の槽でも良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る浄化槽における被処理液の流れを示すブロック図、
図２は図１に示すブロック図を具体化した浄化槽の概略縦断面図、
図３は図２に示す浄化槽の内部を上から見た概略図、
図４は脱リン装置の概略図、
図５は計量装置の概略図である。
【００１６】
図２に示すように、本実施形態に係る浄化槽２は、たとえばジシクロペンタジエンの反応射出成形体で構成してある浄化槽本体４を有し、浄化槽本体４は、たとえば上部槽体と下部槽体とを組み合わせることにより組み立てられる。
【００１７】
浄化槽２には、浄化槽のメンテナンスなどのために必要となるマンホール６が浄化槽本体４の長手方向Ｘに沿って３つ形成してある。各マンホール６には、マンホール蓋がそれぞれ取り付けられる。また、浄化槽本体４の長手方向の両端には、汚水（被処理液）を導入するための流入口８と、処理を終えた浄化水を放流するための放流口１０がそれぞれ形成してある。
【００１８】
本実施形態に係る浄化槽２は、生物濾過方式に基づく浄化槽であり、浄化槽本体４の内部は、長手方向に沿って複数の仕切板１２，１４，１６および隔壁１８などにより複数の処理槽２０，２２，２４，２６，２８に区切られている。すなわち、本実施形態では汚水が導入される上流側から、嫌気濾床槽第１室２０、嫌気濾床槽第２室２２、生物濾過槽２４、処理水槽（最終処理水槽）２６および消毒槽２８の処理槽が順次形成してある。
【００１９】
嫌気濾床槽第１室２０および嫌気濾床槽第２室２２は、それらの上部に、流量調整部１９を有する。流量調整部１９では、浄化槽２の内部に貯留される被処理液が、最小水位ｍｉｎから最大水位ｍａｘの間で上下するように水位を調節する。嫌気濾床槽第１室２０、嫌気濾床槽第２室２２および流量調整部１９が、本発明の一次処理槽に相当する。
【００２０】
嫌気濾床槽第１室２０は、流入口８から汚水が導入される処理槽であり、隣接する嫌気濾床槽第２室２２とは仕切板１２で仕切られているが、当該仕切板１２の上部に開設された連通孔によって両室２０，２２は連通している。この嫌気濾床槽第１室２０には、合成樹脂などの濾材に嫌気性菌が付着した嫌気性濾床２０ａが支持されて設けてあり、流入口８から流入した汚水（被処理液）は、下向流により嫌気性濾床２０ａを通過する際に嫌気性処理が施され、仕切板１２の連通孔を通って嫌気濾床槽第２室２２へ、堰の自然越流によって流下することになる。
【００２１】
上記嫌気濾床槽第１室に隣接する嫌気濾床槽第２室２２は、嫌気濾床槽第１室２０で嫌気性処理された被処理液が導入される第２の嫌気濾床槽であり、隣接する生物濾過槽２４とは仕切板１４で仕切られている。この嫌気濾床槽第２室２２にも、嫌気濾床槽第１室２０と同様に、合成樹脂などの濾材に嫌気性菌が付着した嫌気性濾床２２ａが保持してあり、嫌気濾床槽第１室２０から流入した被処理液は、上向流により嫌気性濾床２２ａを通過する際に、さらなる嫌気性処理が施される。
【００２２】
嫌気性濾床２２ａで処理された被処理液は、間欠定量ポンプ２３の吐出配管２３ａにより生物濾過槽２４の生物処理部２４ａ（図３参照）に送られる。なお、嫌気濾床槽第２室２２中の被処理液の流れは、本実施形態では上向流であるが、これに限定されず、下向流であってもよい。また、ポンプ２３を用いることなく、自然越流により嫌気性濾床２２ａで処理された被処理液を生物濾過槽２４の生物処理部２４ａ（図３参照）に送っても良い。
【００２３】
上記嫌気濾床槽第２室２２に隣接する生物濾過槽２４は、嫌気濾床槽第２室２２でさらなる嫌気性処理が施された被処理液が導入される処理槽であり、隣接する処理水槽２６とは仕切板１６で仕切られているが、当該仕切板１６の濾過部２４ｂ（図３参照）側の下部に形成されたスロット（狭小通路）によって両槽２４，２６は連通している。
【００２４】
図３に示すように、本実施形態に係る生物濾過槽２４は、生物処理部２４ａおよび濾過部２４ｂを有する。これら生物処理部２４ａと濾過部２４ｂとは、本実施形態では、浄化槽２の長手方向Ｘ（図２参照）に対して略垂直な水平方向左右に配置してあるが、本発明では特に限定されず、浄化槽の長手方向Ｘ（図２参照）に沿って配置してあってもよい。
【００２５】
生物処理部２４ａおよび濾過部２４ｂは、それらを仕切る仕切壁に形成してある流路または移流管により接続してあり、生物処理部２４ａからの被処理液は、移流管を通して濾過部２４ｂへ流入されるようになっている。生物処理部２４ａには、合成樹脂などの担体を充填した担体層２４２ａが設けてある。
【００２６】
嫌気濾床槽第２室２２から流入した被処理液は、下向流により生物処理部２４ａの担体層を通過する際に好気性処理が施され、その後、濾過部２４ｂの上部へ流れることになる。生物処理部２４ａに用いられる担体としては、被処理液が通過する際に十分に流動し、しかも耐薬品性および耐摩耗性に優れ、交換の必要がない材質を採用することが好ましい。こうした材質としては、たとえばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ＡＢＳ、ＰＶＣなどを挙げることができる。
【００２７】
また、担体の真比重は、好ましくは１．０５〜１．２０である。このような諸性能を有する担体としては、たとえば、直径１０〜１５ｍｍ×高さ１０〜１５ｍｍ程度の円筒形状のポリプロピレン製担体などが挙げられる。担体には、生物膜の付着をよくするために発泡剤で表面をざらつかせたものを用いてもよい。
【００２８】
また、生物処理部２４ａには、送風機が接続してある送気口からの空気を吐出する曝気用散気管２５が配置してあり、この曝気用散気管２５から生物処理部２４ａ内部に排出される散気泡により、担体の流動状態を確保して、各担体間の閉塞を防ぐことができるようになっている。浄化槽稼働時には、通常、曝気用散気管２５により、常時、曝気する。ただし、後述する逆洗を行う際には、曝気は停止してもよい。
【００２９】
濾過部２４ｂにも、生物処理部２４ａと同様に合成樹脂などの担体を充填した濾過層が設けてある。したがって、下向流により濾過部２４ｂの濾過層を通過する際に浮遊物質（ＳＳ）が除去され、仕切板１６の濾過部２４ｂ側下部に形成されたスロットを通って処理水槽２６へ流れることになる。濾過部２４ｂに用いられる担体としては、被処理液が通過する際には沈み、後述する逆洗時には十分に流動し、しかも耐薬品性および耐摩耗性に優れ、交換の必要がない材質を採用することが好ましい。また、担体の真比重は、好ましくは１．０５〜１．３である。さらに用いる担体の形状は、たとえば円筒状などの如き水流を閉塞しない形状が好ましい。このような諸性能を有する材料としては、たとえば、直径１０〜１５ｍｍ×高さ１０〜１５ｍｍ程度の円筒形状のポリプロピレン製担体などが挙げられる。
【００３０】
また、濾過部２４ｂには、送気口からの空気を吐出する逆洗用散気管が配置してあり、この逆洗用散気管から濾過部２４ｂの内部に排出される散気泡により、濾過層の担体に付着・堆積した余剰汚泥を剥離できるようになっている。こうした逆洗工程は、通常１日１回以上５〜１５分間程度行われ、また、行う時間帯は、汚水流入がない深夜に行うことが好ましい。なお、生物処理部２４ａおよび濾過部２４ｂ中の被処理液の流れは、本実施形態ではいずれも下向き流であるが、これに限定されず、上向流であってもよい。
【００３１】
生物濾過槽２４に隣接する処理水槽２６は、生物濾過槽２４で好気性処理が施された被処理液が導入される槽であり、隣接する消毒槽２８とは隔壁１８によって仕切られているが、当該隔壁１８の上部を通じて両室２６，２８は連通している。スロットから流入した被処理液は、処理水槽２６を通過し、隔壁１８を超える上澄み液が堰の自然越流によって消毒槽２８に移流することになる。
【００３２】
また、処理水槽２６には、移送管３１が配置してあり、常時稼動してあるエアリフトポンプ（図示省略）によって処理水槽２６の底部に存在する被処理液を、計量装置３０に送るようになっている。計量装置３０では、移送管３１により吸い上げた被処理液を、図１、図３および図４に示すように、循環ライン移送管３２と、脱リン・ライン移送管３４とに、それぞれ適切な流量に制御して振り分ける。
【００３３】
循環ライン移送管３２では、処理水槽２６から吸い上げた被処理液を、そのままの状態で、嫌気濾床槽第１室２０へ戻すようになっている。その水量は、特に限定されないが、たとえば、１日平均汚水量の３〜４倍量である。ただし、逆洗を行う場合には、図１および図３に示す逆洗水ライン移送管３６を用いて行い、循環ライン移送管３２は停止する。
【００３４】
脱リン・ライン移送管３４には、脱リン装置４０が装着してあり、計量装置３０により計量された被処理液は、脱リン装置４０に入り込むようになっている。脱リン装置４０は、図４に示すように、上方開口部を有するケーシング４１の内部に、一対の電極ユニット４２，４４が配置してある。各電極ユニット４２，４４は、それぞれ、たとえば複数の電極板で構成してある。ボルトなどで交換可能に取り付けてある電極板は、たとえば鉄板で構成してある。
【００３５】
一対の電極ユニット４２，４４には、制御ボックス４６から中継ボックス４８を通して、直流電圧が印加され、陽極の電極ユニットを構成する電極板から鉄イオンが生成して被処理液中に溶解するようになっている。そして生成した鉄イオンがリン成分と結合してリン酸鉄となって析出することで、被処理液中からリン成分を除去するようになっている。リン成分が除去された被処理液は、生成したリン酸鉄と共にケーシング４１の上側の側壁に設けられた側部開口部４５を通して、生物処理部２４ａに戻されるようになっている。直流電圧を印加する向きを、例えば１日毎に切りかえ、陽極と陰極を逆転させ、一対の電極ユニット４２，４４を均一に消費させる。
【００３６】
脱リン装置４０のケーシング４１の内部には、剥離材５０が流動可能に収容してある。この脱リン装置４０の内部に収容してある剥離材５０は、生物濾過槽２４の内部に収容してある担体と同じものを用いることができるが異なっても良い。脱リン装置の内部に収容してある剥離材は、水流あるいは散気処理により流動可能、すなわち液の流れや気泡の流れによって液中を移動したり元の位置に戻ったりできるように構成してある。剥離材を流動させることで、脱リン装置４０の内部に装着してある電極板の表面に付着する不動態皮膜や生物膜を容易に剥離することが可能になり、さらに脱リン機能が長持ちする。
【００３７】
計量装置３０により計量されて脱リン・ライン移送管３４を通して、脱リン装置４０の内部に流入する被処理液の流量は、脱リン装置４０の大きさにもよるが、好ましくは、循環ライン移送管３２に分配される流量の０．２〜１倍程度である。図５に示すように、計量装置３０は、移送管３１により吸い上げられた被処理液を、堰などを利用して、循環ライン移送管３２と脱リン・ライン移送管３４とに、それぞれ所定流量に分配するようになっている。
【００３８】
また、脱リン装置４０は、図２に示すように、マンホール６の直下に位置し、そのマンホールを通して着脱が容易であり、そのメンテナンスの容易化が図られている。
【００３９】
図１〜図３に示す消毒槽２８は、一体成形された小室であり、当該消毒槽２８には、処理水槽２６の上澄み液が堰の自然越流によって移流し、薬剤筒によって供給された消毒剤で塩素消毒された後、放流口１０を通って放流水として外部に放流される。
【００４０】
本実施形態に係る浄化槽２によれば、生物処理部２４ａと濾過部２４ｂとを、浄化槽２の長手方向に対して略垂直な水平方向左右に配置してあり、これらを移流管１９により接続してあるため、浄化槽２のコンパクト化に寄与することができる。
【００４１】
また、本実施形態に係る浄化槽２によれば、生物処理部２４ａと濾過部２４ｂとを鉛直方向に直列に配置しないので、この点からも生物処理部２４ａおよび濾過部２４ｂのメンテナンスを容易にしている。
【００４２】
さらに、本実施形態に係る浄化槽２では、生物濾過槽２４により処理された後の被処理液が貯留してある処理水槽２６の一部を、脱リン装置４０に導き、脱リン処理した後に、生物濾過槽２４に戻すようにしている。このため、浮遊物が無い状態の被処理液を脱リン装置４０に通すために、脱リン装置４０の内部の電極に汚泥などが付着しにくく、脱リン機能が長持ちする。脱リン装置４０の脱リン機能が長持ちすれば、脱リン装置４０のメンテナンスも容易になる。
【００４３】
しかも、本実施形態では、処理水槽２６から嫌気濾床槽第１室２０に戻す循環ライン移送管３２とは別に、脱リン・ライン移送管３４を設けているために、脱リン装置４０における脱リン機能が最大限に発揮される水量を、脱リン装置４０に導くことが可能になり、脱リン装置４０における脱リン機能が向上する。また、循環ライン移送管３２により、最適な流量で、被処理液を処理水槽２６から嫌気濾床槽第１室２０に戻すことが可能になり、全体としての浄化機能も向上する。
【００４４】
本実施形態に係る浄化槽は、たとえば、処理対象人員５〜１０人の家庭用浄化槽などに好ましく用いることができる。
【００４５】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る浄化槽における被処理液の流れを示すブロック図である。
【図２】図２は図１に示すブロック図を具体化した浄化槽の概略縦断面図である。
【図３】図３は図２に示す浄化槽の内部を上から見た概略図である。
【図４】図４は脱リン装置の概略図である。
【図５】図５は計量装置の概略図である。
【符号の説明】
【００４７】
２…  浄化槽
４…  浄化槽本体
６…  マンホール
８…  流入口
１０…  放流口
１２，１４，１６…  仕切板
１８…  隔壁
２０…  嫌気濾床槽第１室
２０ａ…  嫌気性濾床
２２…  嫌気濾床槽第２室
２２ａ…  嫌気性濾床
２４…  生物濾過槽
２４ａ…  生物処理部
２４ｂ…  濾過部
２６…  処理水槽
２８…  消毒槽
３０…  計量装置
３２…  循環ライン移送管
３４…  脱リン・ライン移送管
４０…  脱リン装置
【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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