(57)【要約】本発明は、水没昇降循環式生物膜ろ過槽の処理プロセスに関し、対称的に千鳥配置された２組のろ過スクリーン（２Ａ、２Ｂ）が使用され、２組のろ過スクリーン（２Ａ、２Ｂ）は、リフティング機構（４）の作用によって、生物ろ過槽（１）において周期的に往復昇降し、それによって、２組のろ過スクリーン（２Ａ、２Ｂ）における生物膜が大気及び汚水と順番に接触し、降下して水に没入したときに汚水中の有機物を吸着し、上昇して大気に晒されたときに酸素ガスを吸収し、さらに降下して浸入したときに汚水へ酸素ガスを放出し、タンク内の汚水を撹拌させ、溶存酸素を均一に分布させることで、汚水を浄化する。生物ろ過槽（１）、荷重フレーム（３）、２組のろ過スクリーン（２Ａ、２Ｂ）、リフティング機構（４）、プーリー群（９）及び２組の揺れ防止ガイドレール（５）を備える水没昇降循環式生物膜ろ過槽の装置をさらに開示する。【選択図】図１
2021510121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水没昇降循環式生物膜ろ過槽の処理プロセスであって、
対称的に千鳥配置された２組の等しい重量のろ過スクリーンが使用され、２組のろ過スク
リーンは、リフティング機構の作用によって、生物ろ過槽において周期的に往復昇降し、
それによって、２組のろ過スクリーンにおける生物膜が大気及び汚水と順番に接触し、降
下して水に没入したときに汚水中の有機物を吸着し、上昇して大気に晒されたときに酸素
ガスを吸収し、さらに降下して浸入したときに汚水へ酸素ガスを放出し、タンク内の汚水
を撹拌させ、溶存酸素を均一に分布させることで、汚水を浄化する、ことを特徴とする水
没昇降循環式生物膜ろ過槽の処理プロセス。
【請求項２】
水没昇降循環式生物膜ろ過槽の装置であって、
生物ろ過槽、荷重フレーム、２組の等しい重量のろ過スクリーン、リフティング機構、プ
ーリー群及び２組の揺れ防止ガイドレールを備え、
前記リフティング機構は荷重フレームの横ビームの上方の中央位置に取り付けられ、荷重
フレームは生物ろ過槽の上方を横切って地面又は生物ろ過槽本体に固定され、前記プーリ
ー群は荷重フレームの横ビームに吊られており、前記リフティング機構は、駆動機構を介
して牽引ロープユニットを経てプーリー群を貫通して、２組のろ過スクリーンに接続され
て伝動し、前記２組の揺れ防止ガイドレールはそれぞれ２組のろ過スクリーンの吊りビー
ムの両端に対応する位置に設けられる、ことを特徴とする水没昇降循環式生物膜ろ過槽の
装置。
【請求項３】
前記生物ろ過槽は、矩形構造であり、地面又は地面の下に位置し、荷重フレームに平行す
る複数の仕切り板によって複数の接触反応槽に分割され、各接触反応槽の液位が順次減少
し、各接触反応槽の給水タンク、排水タンクがそれぞれ生物ろ過槽の両辺に設けられ、且
つ荷重フレームに垂直となり、それぞれの接触反応槽の排水タンクがその次の接触反応槽
の給水タンクとは同側にあり、且つ連通しており、接触反応槽と給水タンク、排水タンク
との間の仕切り板はジグザグ状であり、それぞれの給水タンクと排水タンクの底部の最低
位置に排汚管が設けられている、ことを特徴とする請求項２に記載の水没昇降循環式生物
膜ろ過槽の装置。
【請求項４】
前記荷重フレームは、リフティング機構及びプーリー群を取り付けることに用いられ、荷
重フレームは生物ろ過槽の上方を横切ってろ過スクリーン群の重心を含む平面と重なり、
荷重フレームは地面又は槽本体に固定して接続され、
前記リフティング機構は、ろ過スクリーン群を昇降して往復移動させるための動力装置で
あり、駆動機構と牽引ロープユニットとの２つの部分から構成され、リフティング機構は
荷重フレームの横ビームの上方の中央位置に取り付けられ、牽引ロープユニットの両端は
それぞれ荷重フレームにおける２つのプーリーを貫通した後、それぞれ２組のろ過スクリ
ーンの吊りビームの重心位置でのタグに接続され、
駆動機構は、往復移動するように牽引ロープユニットを駆動し、牽引ロープが２組のろ過
スクリーン群を牽引して、一方が上動するとともに他方が下動するように往復移動させ、
２組のろ過スクリーンが同期的に逆方向に等速で上下往復移動するようにする、ことを特
徴とする請求項２に記載の水没昇降循環式生物膜ろ過槽の装置。
【請求項５】
前記ろ過スクリーンは、吊りビーム、複数の接続ブロック及び複数のろ過板を備え、吊り
ビームはろ過スクリーン全体の負荷構造であり、吊りビームにおいてろ過スクリーンの重
心位置には、リフティング機構の牽引ロープに接続されたタグが設けられ、
それぞれの接続ブロックの上下端は、それぞれ吊りビームと１つのろ過板に固定して接続
され、ろ過板が１つずつ吊りビームに吊られ、接触反応槽の接続ブロックのそれぞれの長
さが異なり、隣接する各接続ブロックの長さ差が隣接する２つ接触反応槽の液位差に相当
し、
ろ過板は最下方に位置し、すべて吊りビームに垂直であり、それぞれのろ過板の重心線が
接続ブロックの高さ方向における中心線と重なり、２組のろ過スクリーンは、構造が一致
し、重量が同じであり、２組のろ過スクリーンにおける吊りビームは、それぞれリフティ
ング機構及びプーリー群の牽引ロープの両端に接続して固定され、牽引ロープにより引き
上げられて生物ろ過槽の内部の両側の上方に水平に吊られ、２組のろ過スクリーンは対称
的に均等に千鳥配置されている、ことを特徴とする請求項２に記載の水没昇降循環式生物
膜ろ過槽の装置。
【請求項６】
前記ろ過板は、２枚のダイヤフラムと１つのフレームを備え、ダイヤフラムは微生物が成
長する担体であり、２つのダイヤフラムはそれぞれ引張状態を維持しながらフレームの両
側に密着し、フレームはＣ字形構造であり、このＣ字形状の上下内側のそれぞれに斜面が
設けられ、ダイヤフラムとフレームの両方により一側が開口したＣ字形の矩形構造が構成
され、２つのダイヤフラムの間隔がフレームの厚さにより決定され、汚水の給水口に近い
接触反応槽のフレームが厚いことによって、そのダイヤフラムの間隔を大きく、汚水の排
水口に近い接触反応槽のフレームが薄いことによって、そのダイヤフラムの間隔を小さく
する、ことを特徴とする請求項５に記載の水没昇降循環式生物膜ろ過槽の装置。
【請求項７】
前記２組の揺れ防止ガイドレールは、それぞれ２組のろ過スクリーンに対応し、各組の揺
れ防止ガイドレールは、それぞれ生物ろ過槽の両端に設けられ且つ互いに平行する２つの
ガイドレールから構成され、２つのガイドレールの接続線とろ過スクリーンの吊りビーム
の上下移動の軌跡が同一平面にあり、吊りビームの両端には、それぞれガイドレールと協
働してろ過スクリーン群を案内・制限する案内ローラが取り付けられる、ことを特徴とす
る請求項２に記載の水没昇降循環式生物膜ろ過槽の装置。
【請求項８】
駆動機構は、モータ減速機、駆動機構出力軸、主動歯車、従動歯車、主動スプロケット、
従動スプロケット、正逆転電磁クラッチを備え、モータ減速機の出力軸は主動歯車と主動
スプロケットに固定して接続され、主動歯車は従動歯車と噛み合い、主動スプロケットは
チェーンを介して従動スプロケットに接続されて伝動し、従動歯車は逆転電磁クラッチの
一端に固定して接続され、逆転電磁クラッチの他端は駆動機構出力軸に固定して接続され
、従動スプロケットは正転電磁クラッチの一端に固定して接続され、正転電磁クラッチの
他端も駆動機構出力軸に固定して接続され、駆動機構出力軸は牽引ロープユニットを介し
て、一方が上動するとともに他方が下動するように往復移動するように２組のろ過スクリ
ーンを牽引する、ことを特徴とする請求項４に記載の水没昇降循環式生物膜ろ過槽の装置
。
【請求項９】
前記駆動機構はモータと減速機を備え、モータと減速機は、正転、停止、逆転、停止を周
期的に行い、牽引ロープユニットに接続して伝動することで牽引ロープユニットを往復移
動させ、牽引ロープユニットの往復移動によって、牽引ロープユニットに接続して伝動す
る２組のろ過スクリーンをそれぞれ往復して上下移動させる、ことを特徴とする請求項４
に記載の水没昇降循環式生物膜ろ過槽の装置。
【請求項１０】
複数の前記荷重フレーム及びプーリー群が増設されており、増設された複数の荷重フレー
ム及びプーリー群は、牽引ロープを介してろ過スクリーン群を引き上げ、リフティング機
構の駆動機構は同様に中央の荷重フレームに取り付けられ、増設された複数の荷重フレー
ムは異なる列として生物膜ろ過槽の両辺の上方を横切って地面又は生物膜ろ過槽本体に固
定され、増設されたプーリー群は増設された荷重フレームに吊られ、増設されたプーリー
群は牽引ロープユニットを介して２組のろ過スクリーンに接続されてそれを引き上げ、そ
れによって、２組のろ過スクリーンは牽引ロープにより引き上げられて生物ろ過槽の内部
の両側の上方に水平に吊られており、２組のろ過スクリーンは、同期的に逆方向に等速で
往復して上下移動するように駆動機構によって駆動される、ことを特徴とする請求項２に
記載の水没昇降循環式生物膜ろ過槽の装置。
【請求項１１】
前記ろ過スクリーンの昇降過程において、液面によるろ過スクリーンへの過度の衝撃や干
渉を避けるように、ろ過スクリーンが最高位置に上昇したとき、ろ過スクリーンのフレー
ムの下部の上端面を生物ろ過槽の接触反応槽の液位より低く、ろ過スクリーンが最低位置
に降下したとき、ろ過スクリーンのフレームの上部の下端面を生物ろ過槽の接触反応槽の
液位より高くする、ことを特徴とする請求項１に記載の水没昇降循環式生物膜ろ過槽の処
理プロセス。
【請求項１２】
生物膜ろ過槽の外部には、密閉空間が内部に形成された断熱ハウスが設けられており、生
物膜ろ過槽全体を外界から隔離し、断熱ハウスの外部には、吹き込み管路が断熱ハウスの
内部に連通し、吹き出し管路が脱臭装置に接続された通風ファンが設けられ、断熱ハウス
は、断熱しながら、臭気汚染を隔離するとともに、通風ファンの風量の制御により酸素供
給量を制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の水没昇降循環式生物膜ろ過槽の処理
プロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境保全・汚水処理の技術分野に属し、具体的には、水没昇降循環式生物膜ろ
過槽の処理プロセス及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固着型生物膜処理設備としての従来の回転円板処理装置には、以下の明らかな欠点がある
。
一、軸長が制限される一方、長軸のコストが高い。
長軸の加工コストが高い上に、長軸の強度に制限があり、このため、ほとんどの回転円板
処理装置の軸長が８ｍ未満であり、回転円板処理装置に取り付けられ得るブレード数が軸
長さによって限制され、さらに回転円板処理装置の処理能力が限制され、また、回転円板
処理装置の製造コストが大きな影響を受ける。
二、回転円板の直径が制限される。
理論的には、回転円板の比表面積が大きいほど好ましいため、回転円板の直径が大きいほ
ど好ましいが、回転円板の強度の制限のため、回転円板には湾曲して変形し得る強度がな
いので故障してしまい、したがって、回転円板の直径を通常６ｍ未満にし、それによって
、回転円板の直径が回転円板処理装置の処理能力を限制するとともに、回転円板処理装置
の製造コストへ悪影響を及ぼす。
三、半円形の接触反応槽の製造コストが高い。
接触反応槽に死角がないように、接触反応槽の内部の形状を回転円板の外形にほぼ合わせ
た半円形又は台形にすべきであるが、半円形又は台形底部の製造コストが高く、その結果
、回転円板処理装置の価格が高く、その普及が制限される。
【０００３】
回転円板処理装置のコストが接触反応槽の給排水方式によって高くなり、処理効率が低下
する。給排水の方向が回転円板の回転方向により制限され、各段の排水を次の段の給水に
変更するあめの導流管路の構造が複雑であり、回転円板の水没面積が段階的に低下し、こ
の結果、回転円板処理装置の処理能力が段階的に低下する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、構造が複雑であり、製造しにくく、製造コストが高く、構造が大幅に制
限されるなどの回転円板処理装置の問題を解決するための水没昇降循環式生物膜ろ過槽の
処理プロセス及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に使用される技術案は以下のとおりである。
【０００６】
水没昇降循環式生物膜ろ過槽の処理プロセスであって、
対称的に千鳥配置された２組の等しい重量のろ過スクリーンが使用され、２組のろ過スク
リーンは、リフティング機構の作用によって、生物ろ過槽において周期的に往復昇降し、
それによって、２組のろ過スクリーンにおける生物膜が大気及び汚水と順番に接触し、降
下して水に没入したときに汚水中の有機物を吸着し、上昇して大気に晒されたときに酸素
ガスを吸収し、さらに降下して浸入したときに汚水へ酸素ガスを放出し、タンク内の汚水
を撹拌させ、溶存酸素を均一に分布させることで、汚水を浄化する。
【０００７】
上記技術案では、前記ろ過スクリーンの昇降過程において、液面によるろ過スクリーンへ
の過度の衝撃や干渉を避けるように、ろ過スクリーンが最高位置に上昇したとき、ろ過ス
クリーンのフレームの下部の上端面を生物ろ過槽の接触反応槽の液位より低く、ろ過スク
リーンが最低位置に降下したとき、ろ過スクリーンのフレームの上部の下端面を生物ろ過
槽の接触反応槽の液位より高くする。
【０００８】
上記技術案では、生物膜ろ過槽の外部には、密閉空間が内部に形成された断熱ハウスが設
けられており、生物膜ろ過槽全体を外界から隔離し、断熱ハウスの外部には、吹き込み管
路が断熱ハウスの内部に連通し、吹き出し管路が脱臭装置に接続された通風ファンが設け
られ、断熱ハウスは、断熱しながら、臭気汚染を隔離するとともに、通風ファンの風量の
制御により酸素供給量を制御する。
【０００９】
水没昇降循環式生物膜ろ過槽の装置であって、
生物ろ過槽、荷重フレーム、２組の等しい重量のろ過スクリーン、リフティング機構、プ
ーリー群及び２組の揺れ防止ガイドレールを備え、
前記リフティング機構は荷重フレームの横ビームの上方の中央位置に取り付けられ、荷重
フレームは生物ろ過槽の上方を横切って地面又は生物ろ過槽本体に固定され、前記プーリ
ー群は荷重フレームの横ビームに吊られており、前記リフティング機構は、駆動機構を介
して牽引ロープユニットを経てプーリー群を貫通して、２組のろ過スクリーンに接続され
て伝動し、前記２組の揺れ防止ガイドレールはそれぞれ２組のろ過スクリーンの吊りビー
ムの両端に対応する位置に設けられる。
【００１０】
上記技術案では、前記生物ろ過槽は、矩形構造であり、地面又は地面の下に位置し、荷重
フレームに平行する複数の仕切り板によって複数の接触反応槽に分割され、各接触反応槽
の液位が順次減少し、各接触反応槽の給水タンク、排水タンクがそれぞれ生物ろ過槽の両
辺に設けられ、且つ荷重フレームに垂直となり、それぞれの接触反応槽の排水タンクがそ
の次の接触反応槽の給水タンクとは同側にあり、且つ連通しており、接触反応槽と給水タ
ンク、排水タンクとの間の仕切り板はジグザグ状であり、それぞれの給水タンクと排水タ
ンクの底部の最低位置に排汚管が設けられている。
【００１１】
上記技術案では、前記荷重フレームは、リフティング機構及びプーリー群を取り付けるこ
とに用いられ、荷重フレームは生物ろ過槽の上方を横切ってろ過スクリーン群の重心を含
む平面と重なり、荷重フレームは地面又は槽本体に固定して接続され、
前記リフティング機構は、ろ過スクリーン群を昇降して往復移動させるための動力装置で
あり、駆動機構と牽引ロープユニットとの２つの部分から構成され、リフティング機構は
荷重フレームの横ビームの上方の中央位置に取り付けられ、牽引ロープユニットの両端は
それぞれ荷重フレームにおける２つのプーリーを貫通した後、それぞれ２組のろ過スクリ
ーンの吊りビームの重心位置でのタグに接続され、
駆動機構は、往復移動するように牽引ロープユニットを駆動し、牽引ロープが２組のろ過
スクリーン群を牽引して、一方が上動するとともに他方が下動するように往復移動させ、
２組のろ過スクリーンが同期的に逆方向に等速で上下往復移動するようにする。
【００１２】
上記技術案では、前記ろ過スクリーンは、吊りビーム、複数の接続ブロック及び複数のろ
過板を備え、吊りビームはろ過スクリーン全体の負荷構造であり、通常型材で製造され、
吊りビームにおいてろ過スクリーンの重心位置には、リフティング機構の牽引ロープに接
続されたタグが設けられ、
それぞれの接続ブロックの上下端は、それぞれ吊りビームと１つのろ過板に固定して接続
され、ろ過板が１つずつ吊りビームに吊られ、各接触反応槽の液位高さが異なることに対
応して、接続ブロックの長さにも複数の規格があり、隣接する各規格のものの長さ差が隣
接する２つの接触反応槽の液位差に相当し、
ろ過板は最下方に位置し、すべて吊りビームに垂直であり、それぞれのろ過板の重心線が
接続ブロックの高さ方向における中心線と重なり、２組のろ過スクリーンは、構造が一致
し、重量が同じであり、２組のろ過スクリーンにおける吊りビームは、それぞれリフティ
ング機構及びプーリー群の牽引ロープの両端に接続して固定され、牽引ロープにより引き
上げられて生物ろ過槽の内部の両側の上方に水平に吊られ、２組のろ過スクリーンは対称
的に均等に千鳥配置されている。
【００１３】
上記技術案では、前記ろ過板は、２枚のダイヤフラムと１つのフレームから構成され、ダ
イヤフラムは微生物が成長する担体であり、その材料には、プラスチック板、波状板、２
布１膜の土木シートなどが含まれるが、これらに制限されず、２つのダイヤフラムはそれ
ぞれ引張状態を維持しながらフレームの両側に密着し、フレームはＣ字形構造であり、そ
の作製材料には、型材、硬質プラスチックが含まれるが、これらに制限されず、このＣ字
形状の上下内側のそれぞれには、フレームの安定性及び強度を効果的に確保できるととも
に２枚のダイヤフラムの中央にある汚泥の排出を促進し、ろ過ダイヤフラムの内部への汚
泥の蓄積を防止する斜面が設けられ、ダイヤフラムとフレームの両方により一側が開口し
たＣ字形の矩形構造が構成され、２つのダイヤフラムの間隔がフレームの厚さにより決定
され、詰まりを避けるために、汚水の給水口に近い接触反応槽のフレームが厚いことによ
って、そのダイヤフラムの間隔を３ｃｍ以上と大きくし、汚水の排水口に近い接触反応槽
のフレームが薄いことによって、そのダイヤフラムの間隔を２ｃｍ以下と小さくする。
【００１４】
上記技術案では、前記２組の揺れ防止ガイドレールは、それぞれ２組のろ過スクリーンに
対応し、各組の揺れ防止ガイドレールは、それぞれ生物ろ過槽の両端に設けられ且つ互い
に平行する２つのガイドレールから構成され、２つのガイドレールの接続線とろ過スクリ
ーンの吊りビームの上下移動の軌跡が同一平面にあり、吊りビームの両端には、それぞれ
ガイドレールと協働してろ過スクリーン群を案内・制限する案内ローラが取り付けられ、
それによって、移動過程に亘ってろ過スクリーン群が常に垂直に上下移動することを確保
する。
【００１５】
上記技術案では、前記駆動機構はモータと減速機を備え、モータと減速機は、正転、停止
、逆転、停止を周期的に行い、牽引ロープユニットに接続して伝動することで牽引ロープ
ユニットを往復移動させ、牽引ロープユニットの往復移動によって、牽引ロープユニット
に接続して伝動する２組のろ過スクリーンをそれぞれ往復して上下移動させる。
【００１６】
さらに、モータの繰り返した起動・停止や電流に衝撃を低減させるために、駆動機構は、
モータ減速機、駆動機構出力軸、主動歯車、従動歯車、主動スプロケット、従動スプロケ
ット、正逆転電磁クラッチなどの部分から構成され、モータ減速機は動力源であり、モー
タ減速機の出力軸は主動歯車と主動スプロケットに固定して接続され、主動歯車は従動歯
車と噛み合い、主動スプロケットはチェーンを介して従動スプロケットに接続されて伝動
し、従動歯車は逆転電磁クラッチの一端に固定して接続され、逆転電磁クラッチの他端は
駆動機構出力軸に固定して接続され、従動スプロケットは正転電磁クラッチの一端に固定
して接続され、正転電磁クラッチの他端も駆動機構出力軸に固定して接続され、駆動機構
出力軸は牽引ロープユニットを介して、一方が上動するとともに他方が下動するように往
復移動するように２組のろ過スクリーンを牽引する。正転電磁クラッチが従動スプロケッ
トに接合されたとき、出力軸は従動スプロケットに連動して回動し、それによって出力軸
の正転出力が実現され、終点まで移動すると、ろ過スクリーンにおける吊りビームによっ
て制限のためのセンサがトリガーされて、正転電磁クラッチが従動スプロケットから離脱
し、動力入力がないので、出力軸も回動を停止し、Ｔ秒間経過後、逆転電磁クラッチが従
動歯車に接合されて、出力軸が従動歯車に連動して回動し、それによって出力軸の逆転出
力が実現され、終点まで移動すると、ろ過スクリーンにおける吊りビームによって制限の
ためのセンサがトリガーされて、逆転電磁クラッチが従動歯車から離脱すると、動力入力
が停止し、出力軸も回動を停止し、Ｔ秒間経過後、新しいサイクルを開始させ、このよう
な操作を繰り返し、正逆転電磁クラッチの切り替えを周期的に制御することによって、駆
動ユニットがモータ減速機の作動を変えずに、その出力の正転、停止、逆転、停止を周期
的に自在に切り替えることを可能にする。
【００１７】
さらに、大型汚水処理システムの場合、多くの生物ろ過スクリーンが必要であり、重量が
大きく、吊りビームの長さが大きくなり、このため、牽引ロープを介してろ過スクリーン
群を引き上げるために複数の荷重フレーム及びプーリー群が必要とされ、荷重フレーム及
びプーリー群を増設することによって、駆動機構の負荷する重量の増大を回避し、負荷と
駆動を個別にし、荷重フレーム及びプーリー群が増設されると、リフティング機構の駆動
機構は中央の荷重フレームに取り付けられ、残りの荷重フレームには、ろ過スクリーンの
重量を分担するプーリー群が取り付けられ、２組のろ過スクリーンは、プーリー群の牽引
ロープユニットにより引き上げられながら、駆動機構の作用によって水平に昇降する
【００１８】
上記技術案では、複数の前記荷重フレーム及びプーリー群が増設されており、増設された
複数の荷重フレーム及びプーリー群は、牽引ロープを介してろ過スクリーン群を引き上げ
、リフティング機構の駆動機構は同様に中央の荷重フレームに取り付けられ、増設された
複数の荷重フレームは異なる列として生物膜ろ過槽の両辺の上方を横切って地面又は生物
膜ろ過槽本体に固定され、増設されたプーリー群は増設された荷重フレームに吊られ、且
つ増設されたプーリー群は牽引ロープユニットを介して２組のろ過スクリーンに接続され
てそれを引き上げ、それによって、２組のろ過スクリーンは、牽引ロープによって引き上
げられて、生物ろ過槽の内部の両側の上方に水平に吊られ、２組のろ過スクリーンは、同
期的に逆方向に等速で往復して上下移動するように駆動機構によって駆動される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の顕著な効果は以下のとおりである。
一、本発明では、微生物を用いて汚水中の有機物を好気性分解するため、反応槽には曝気
を行う必要がなくなり、汚泥の還流が不要であり、このため、作動に消費されるエネルギ
ー消費量が低い。
二、本発明では、混合液に懸濁した固体の濃度及び曝気量を調整する必要がないため、活
性汚泥の汚泥膨張の問題がなく、複雑な機械装置を必要としないため、難しい操作テクニ
ックは不要であり、簡便に管理できる。
三、微生物はろ過スクリーンに固着しているので、ＢＯＤ濃度や水質の変化に対する適応
性が高い。
四、生物膜における微生物のフードチェーンが長いため、発生した汚泥量が少なく、活性
汚泥プロセスによる汚泥量の約半分しかない。
五、汚泥の還流が不要であることから、二次沈殿槽が不要である。
六、ターニング加工を必要とする高価な長軸がないため、生物ろ過槽の長さや段数が軸長
により限制されない。
七、ろ過板は、濾過シートとフレームから構成された一側が開口した半密閉式の矩形構造
であり、ろ過スクリーンが円形ではないため、材料の利用率が円形の場合よりも大幅に高
く、このため、コストがより低くなる。
八、ろ過スクリーンが完全に汚水に浸入できるので、濾過シートの水没率が高く、有効処
理面積が大きくなる。
九、２組のろ過スクリーンの重量が完全に同じであるため、重量のバランスが取られ、し
たがって、２組のろ過スクリーンを昇降駆動するための負荷が極めて小さい。作動に消費
されるエネルギー消費量が回転円板処理装置の場合に相当する。
十、接触反応槽の底部を半円形又は多角形にする必要がないため、構造がより簡素化され
、コストがより低くなる。
十一、接触反応槽の給排水の方向について限制がなく、各段の排水はそのまま次の段の給
水となり、回転円板処理装置には導流管が必要ではなく、各段の水位の差がより小さくな
り、接触反応槽の槽深さの利用率が高まる。
十二、各段のろ過シートの水没率が１００％であり、各段のろ過シートの処理能力が完全
に同じであり、このため、回転円板処理装置のように処理面積が段階的に低下するような
問題がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】水没昇降循環式生物膜ろ過槽の構造の模式的斜視図である。
【図２】水没昇降循環式生物膜ろ過槽の構造の上面模式図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ矢視図である。
【図５】生物膜ろ過槽の構造の上面模式図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ矢視図である。
【図７】図５のＤ−Ｄ矢視図である。
【図８】ろ過スクリーンの構造の模式図である。
【図９】図８の側面図である。
【図１０】ろ過板の構造模式図である。
【図１１】図１０のＧ−Ｇ矢視図である。
【図１２】図１０のＩ部分拡大図である。
【図１３】ろ過スクリーンが限界位置にある場合のろ過板と液位との相対位置の模式図である。
【図１４】荷重フレーム及びリフティング機構の構造模式図である。
【図１５】図１５のＥ−Ｅ矢視図である。
【図１６】駆動ユニットの構造模式図である。
【図１７】マルチ荷重フレーム付き生物膜ろ過槽の構造の模式的斜視図である。
【図１８】本発明に係るマルチ荷重フレームを必要とした大型生物ろ過槽の構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
実施形態１（シングル荷重フレームの場合）
本発明に係る水没昇降循環式生物膜ろ過槽の構造は、図１〜４に示すように、主に生物ろ
過槽１、２組の等しい重量のろ過スクリーン２Ａ、２Ｂ、荷重フレーム３、リフティング
機構４、揺れ防止ガイドレール群５及びプーリー群９などから構成される。生物ろ過槽１
は、複数組の矩形容器であり、地面又は地面の下に位置し、荷重フレーム３は生物ろ過槽
１の上方を横切って、ろ過スクリーン２Ａ、２Ｂの重心を含む平面と重なり、荷重フレー
ム３は地面又は生物ろ過槽１の槽本体に固定して接続され、プーリー群９は荷重フレーム
の横ビームの下方に吊られており、それぞれ両側に位置し、リフティング機構４は荷重フ
レームの横ビームの上方の中央位置に取り付けられ、その牽引ロープの両端がそれぞれ両
側のプーリー群を貫通して２組のろ過スクリーン２Ａ、２Ｂに連結され、２組のろ過スク
リーン２Ａ、２Ｂは、構造が一致し、重量が同じであり、その吊りビームがそれぞれリフ
ティング機構４の牽引ロープの両端に接続して固定され、引き上げられて生物ろ過槽の内
部の両側の上方に水平に吊られ、２組のろ過スクリーン２Ａ、２Ｂは対称的に均等に千鳥
配置され、２組のろ過スクリーン２Ａ、２Ｂは、リフティング機構４の牽引ロープに連動
して、一方が上動するとともに他方が下動するように周期的に昇降し、それによって、ろ
過スクリーンにおける生物膜は大気及び汚水と順番に接触し、降下して水に没入したとき
に汚水中の有機物を吸着し、上昇して大気に晒されたときに酸素ガスを吸収し、さらに降
下して浸入したときに汚水へ酸素ガスを放出し，タンク内の汚水を撹拌させ、溶存酸素を
均一に分布させ、揺れ防止ガイドレール５は生物ろ過槽の両端に垂直に取り付けられ、そ
れぞれろ過スクリーン２Ａ、２Ｂの吊りビームの両端における案内ローラと協働して、ろ
過スクリーン群に対して案内及び制限の作用を果たし、移動過程に亘ってろ過スクリーン
が常に垂直に上下移動することを確保する。
【００２２】
生物膜ろ過槽の外部には、必要に応じて、密閉空間が内部に形成された断熱ハウス６が設
けられており、生物膜ろ過槽全体を外界から隔離し、断熱ハウス６の外部には、吹き込み
管路が断熱ハウス６の内部に連通し、吹き出し管路が脱臭装置に接続された通風ファン７
が設けられ、断熱ハウスは、断熱しながら、臭気汚染を隔離するとともに、通風ファンの
風量の制御により酸素供給量を制御する。
【００２３】
本発明に係る生物膜ろ過槽１の構造は、図５〜７に示すように、矩形構造であり、通常そ
れを製造する材料には、コンクリート、鋼材や硬質プラスチックなどが含まれるが、これ
らに制限されず、生物膜ろ過槽の内部には、生物ろ過槽全体を長手方向に沿って複数の接
触反応槽１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、……１０１ｓに分割する複数の仕切り板１０５
が設けられ、各接触反応槽１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、……１０１ｓにおける液位の
高さが順次に低減し、接触反応槽１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、……１０１ｓの給水タ
ンク１０２及び排水タンク１０３はそれぞれ生物ろ過槽１の両辺に設けられ、それぞれの
接触反応槽１０１ａの排水タンクがその次の接触反応槽１０１ｂの給水タンクとは同側に
あり、且つ連通しており、水は一番目の接触反応槽１０１ａの給水タンクから供給され、
給水タンク１０２の上清はオーバフローによって接触反応槽１０１ａ、１０１ｂ、１０１
ｃ、……１０１ｓに入り、接触反応槽１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、……１０１ｓの上
清はオーバフローによって排水タンクに入り、最終的に、最後の接触反応槽１０１ｓの排
水タンクから排出され、接触反応槽１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、……１０１ｓと給水
タンク１０２及び排水タンク１０３との間の仕切り板はジグザグ状であり、それにより、
水流の安定性をより効果的に確保し、衝撃を避けることができ、それぞれの給水タンク１
０２と排水タンク１０３の底部の最低位置には、蓄積した汚泥を排出するための排汚管１
０４が設けられている。
【００２４】
本発明に係るろ過スクリーン２Ａ、２Ｂの構造は、図８、９に示すように、主に吊りビー
ム２０１、複数の接続ブロック２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、……２０２ｍ、複数のろ
過板２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、……２０３ｎ及び案内ローラ２０４から構成され、
且つ接続ブロックの数がろ過板の数と同じである。吊りビーム２０１は、ろ過スクリーン
全体の負荷構造であり、通常型材を用いて製造され、吊りビーム２０１には、リフティン
グ機構４の牽引ロープに接続されたタグが設けられ、それぞれの接続ブロック２０２ａ、
２０２ｂ、２０２ｃ、……２０２ｍの上下端は、それぞれ吊りビーム２０１と１つのろ過
板２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、……２０３ｎに固定して接続され、それによって、ろ
過板２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、……２０３ｎは１つずつ吊りビーム２０１に吊られ
、接触反応槽１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、……１０１ｓのそれぞれの液位の高さが異
なるため、接続ブロック２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、……２０３ｎの長さにも複数の
規格があり、隣接する各規格のものの長さの差が隣接する２つの接触反応槽１０１ａ、１
０１ｂ、１０１ｃ、……１０１ｓの液位差に相当し、ろ過板２０３ａ、２０３ｂ、２０３
ｃ、……２０３ｎはろ過スクリーン２Ａ、２Ｂの最下方に位置し、すべてのろ過板２０３
ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、……２０３ｎは吊りビーム２０１に垂直であり、それぞれのろ
過板２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、……２０３ｎの重心線はそれに接続された接続ブロ
ック２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、……２０２ｍの高さ方向における中心線と重なり、
案内ローラは吊りビームの両端に固定して取り付けられ、それぞれ揺れ防止ガイドレール
５と協働して、ろ過スクリーン２Ａ、２Ｂに対して案内及び制限の作用を果たす。
【００２５】
本発明に係るろ過板２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、……２０３ｎの構造は、図１０〜１
３に示すように、２枚のダイヤフラム２０３１ａ、２０３１ｂと１つのフレーム２０３２
から構成される。ダイヤフラム２０３１ａ、２０３１ｂは、生物ろ過槽全体の作動部位で
あり、微生物が成長する担体であり、その材料には、プラスチック、薄膜及び土木シート
などが含まれるが、これらに制限されない。２つのダイヤフラム２０３１ａ、２０３１ｂ
は、それぞれ引張状態を維持しながらフレーム２０３２の両側に密着し、フレーム２０３
２はＣ字形構造であり、それを製造する材料には、型材、硬質プラスチックが含まれ、こ
のＣ字形状の上下内側のそれぞれには、構造の安定性及び強度を効果的に確保できるとと
もに汚泥の排出を促進し、ろ過板２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、……２０３ｎの内部へ
の汚泥の蓄積を防止する斜面が設けられる。２枚のダイヤフラム２０３１ａ、２０３１ｂ
とフレーム２０３２の両方により一側が開口したＣ字形矩形構造が構成され、２つのダイ
ヤフラム２０３１ａ、２０３１ｂの間隔がフレーム２０３２の厚さにより決定され、詰ま
りを避けるために、汚水の給水口における生物ろ過槽のフレームが厚いことによって、そ
のダイヤフラムの間隔を大きくし（３ｃｍ以上）、汚水の排水口における生物ろ過槽のフ
レームが薄いことによって、そのダイヤフラムの間隔を小さくする（２ｃｍ以下）。
【００２６】
図１４に示すように、ろ過スクリーン２Ａ、２Ｂの昇降過程において、液面によるろ過ス
クリーンへの過度の衝撃や干渉を避けるように、ろ過スクリーン２Ａが最高位置に上昇し
たとき、そのフレーム２０３２の下部の上端面を接触反応槽の液位より低く、ろ過スクリ
ーン２Ｂが最低位置に降下したとき、そのフレーム２０３２の上部の下端面の位置を接触
反応槽の液位より低くし、逆の場合も同様に、ろ過スクリーン２Ａが最低位置に降下した
とき、そのフレーム２０３２の上部の下端面の位置を接触反応槽の液位より高く、ろ過ス
クリーン２Ｂが最高位置に上昇したとき、そのフレーム２０３２の下部の上端面を接触反
応槽の液位より低くする。
【００２７】
本発明に係る荷重フレーム３、リフティング機構４及びプーリー群９の構造は図１５、１
６に示される。プーリー群９の２つのプーリー９ａ、９ｂは、それぞれガントリー３０１
の横ビームの下方の両辺に取り付けられ、リフティング機構４はろ過スクリーン２Ａ、２
Ｂが昇降して往復移動するための動力装置であり、駆動ユニット４０１と牽引ロープユニ
ット４０２の２つの部分を備える。駆動ユニット４０１及び牽引ロープユニット４０２は
、一体に接続され、いずれも荷重フレーム３の横ビームの中央に固定され、牽引ロープユ
ニット４０２の両端はそれぞれ２つのプーリー９ａ、９ｂを貫通して２組のろ過スクリー
ン２Ａ、２Ｂのそれぞれの吊りビーム２０１における重心位置でのタグに接続され、駆動
ユニット４０１は、駆動モータと減速機の２つの部分を備え、モータの正転、停止、逆転
、停止を繰り返すように制御することで、牽引ロープユニットを往復して駆動し、そして
、２組のろ過スクリーン２Ａ、２Ｂは、同期的に逆方向に等速で往復して上下移動するよ
うに駆動ユニット４０１によって駆動される。
【００２８】
駆動ユニット４０１の構造は、図１７に示すように、モータ減速機４０１ａ、出力軸４０
１ｂ、主動歯車４０１ｃ１、従動歯車４０１ｃ２、主動スプロケット４０１ｄ１、従動ス
プロケット４０１ｄ２、チェーン４０１ｅ、正転電磁クラッチ４０１ｆ１、逆転電磁クラ
ッチ４０１ｆ２及び出力軸４０１ｇの複数の部分から構成される。モータ減速機４０１ａ
は、動力源であり、出力軸を介して主動歯車４０１ｃ１と主動スプロケット４０１ｄ１を
回動駆動し、主動歯車４０１ｃ１及び主動スプロケット４０１ｄ１は、回動することによ
り、従動歯車４０１ｃ２及び従動スプロケット４０１ｄ２をそれぞれ回動駆動し、正転電
磁クラッチ４０１ｆ１及び逆転電磁クラッチ４０１ｆ２はそれぞれ出力軸４０１ｇに固定
して接続され、正転電磁クラッチ４０１ｆ１が右へ移動して従動スプロケット４０１ｄ２
に接合されたとき、出力軸４０１ｇは、従動スプロケット４０１ｄ２によって回動駆動さ
れ、それによって、出力軸４０１ｇの正転出力が実現され、正転電磁クラッチ４０１ｆ１
が左へ移動して従動スプロケット４０１ｄ２から離脱して中央位置に戻ると、動力入力を
停止し、出力軸４０１ｇも回動を停止し、逆転電磁クラッチ４０１ｆ２が左へ移動して従
動歯車４０１ｃ２に接合されたとき、出力軸４０１ｇは従動歯車４０１ｃ２によって回動
駆動され、それによって、出力軸４０１ｇの逆転出力が実現され、逆転電磁クラッチ４０
１ｆ２が右へ移動して従動歯車４０１ｃ２から離脱して中央位置に戻ると、動力入力も停
止し、出力軸４０１ｇも回動を停止し、このような操作を繰り返し、正逆転電磁クラッチ
４０１ｆ２と逆転電磁クラッチ４０１ｆ２の切り替えを周期的に制御することによって、
駆動ユニットがモータ減速機の作動を変えずに、その出力の正転、停止、逆転、停止を周
期的に自在に切り替えることを可能にする。
【００２９】
実施形態２（マルチ荷重フレームの場合）
本発明に係るマルチ荷重フレームを必要とした大型生物ろ過槽の構造については、図１８
に示すように、生物ろ過槽１の長手方向に複数の荷重フレーム３Ｂ、……３Ｘが増設され
、且つ増設された荷重フレーム３Ｂ、……３Ｘが中央荷重フレーム３Ａを中心として対称
的に分布しており、荷重フレーム３Ａ、３Ｂ、……３Ｘごとに、牽引ロープがろ過スクリ
ーン２Ａ、２Ｂの吊りビーム２０１におけるタグに接続され、両方ともにろ過スクリーン
２Ａ、２Ｂの重量を負荷し、それによって、２組のろ過スクリーンが牽引ロープにより引
き上げられて生物ろ過槽の内部の両側の上方に水平に吊られ、２組のろ過スクリーンが、
同期的に逆方向に等速で往復して上下移動するように駆動機構によって駆動される以外、
その本体構造は、シングル荷重フレーム付き生物ろ過槽と同様である。
【符号の説明】
【００３０】
１−生物膜ろ過槽、２Ａ−ろ過スクリーンＡ、２Ｂ−ろ過スクリーンＢ、３−荷重フレー
ム、４−リフティング機構、５−揺れ防止ガイドレール、６−断熱ハウス、７−通風ファ
ン、８−液位線、９−プーリー群；１０１−接触反応槽；１０１ａ−接触反応槽ａ、１０
１ｂ−接触反応槽ｂ、１０１ｃ−接触反応槽ｃ、１０１ｓ−接触反応槽ｓ、１０２−給水
タンク、１０３−排水タンク、１０４−排汚管、１０５−仕切り板；
２０２−接続ブロック、２０３−ろ過板；２０１−吊りビーム、２０２ａ−接続ブロック
ａ、２０２ｂ−接続ブロックｂ、２０２ｃ−接続ブロックｃ、２０２ｍ−接続ブロックｍ
、２０３ａ−ろ過板ａ、２０３ｂ−ろ過板ｂ、２０３ｃ−ろ過板ｃ、２０３ｎ−ろ過板ｎ
、２０４−案内ローラ；２０３１−ダイヤフラム、２０３２−フレーム；２０３１ａ−左
ダイヤフラム、２０３１ｂ−右ダイヤフラム；３０１−ガントリー、９ａ−プーリーａ、
９ｂ−プーリーｂ；４０１−駆動機構；４０２牽引ロープユニット；４０１ａ−モータ減
速機、４０１ｂ−モータ減速機の出力軸、４０１ｃ１−主動歯車、４０１ｃ２−従動歯車
、４０１ｄ１−主動スプロケット、４０１ｄ２−従動スプロケット、４０１ｅ−チェーン
、４０１ｆ１−正転電磁クラッチ、４０１ｆ２−逆転電磁クラッチ、４０１ｇ−駆動機構
出力軸；３Ａ−荷重フレームＡ、３Ｂ−荷重フレームＢ、３Ｘ−荷重フレームＸ。
【図１】
2021510121.tif 000003
【図２】
2021510121.tif 000004
【図３】
2021510121.tif 000005
【図４】
2021510121.tif 000006
【図５】
2021510121.tif 000007
【図６】
2021510121.tif 000008
【図７】
2021510121.tif 000009
【図８】
2021510121.tif 000010
【図９】
2021510121.tif 000011
【図１０】
2021510121.tif 000012
【図１１】
2021510121.tif 000013
【図１２】
2021510121.tif 000014
【図１３】
2021510121.tif 000015
【図１４】
2021510121.tif 000016
【図１５】
2021510121.tif 000017
【図１６】
2021510121.tif 000018
【図１７】
2021510121.tif 000019
【図１８】
2021510121.tif 000020
【国際調査報告】
2021510121.tif 000021
2021510121.tif 000022
2021510121.tif 000023
2021510121.tif 000024