(57)【要約】【課題】濾過室を有する排水処理用貯水槽に対して濾過速度を低下させることなく良質の濾過水を得ることができるように改良を施す。【解決手段】排水処理装置１００が貯水槽１０２と、濾過機３２１とを有する。貯水槽１０２の内部において、濾過機３２１の濾過室３２６と腐植物質を含むペレットが収容された容器３２０とがこれらを側方から囲む周壁３２３の内側に隔壁３６４を挟んで並置される。【選択図】　　　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性排水を流入・流出させることができる貯水槽と、前記貯水槽の内部に流入させた前記排水を濾過した後に前記貯水槽の外へ流出させることができる濾過機とを備えた排水処理装置において、
前記濾過機が濾過室とこれにつながる排水ポンプとを有し、前記貯水槽の内部では、前記排水中の土壌細菌を好気的条件の下で培養し活性化する腐植物質を含んだ多量のペレットが収容されていて前記排水の入出を可能にするように形成された容器と前記濾過室とがこれら容器と濾過室との側方に位置してこれらを囲む周壁の内側に隔壁を挟んで並置されており、前記容器と前記濾過室それぞれの下方には散気管が配置されて前記貯水槽内の排水が前記周壁の下方から前記周壁の内側へ浸入可能であることを特徴とする前記処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、農業集落排水等の有機性排水の処理工程で使用される装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平９−１４１０６６号公報には、し尿等の有機性排水の処理装置で使用する浸漬型膜分離装置が開示されている。この装置は、処理槽の排水に浸漬して使用するもので、その排水が吸引ポンプの作用によって濾過膜を通過するときに、透過水と活性汚泥などの固形物質とに分離される。透過水は、ＢＯＤの値が低く、比較的水質の良いものであるから、これを水洗便所の用水等として有効利用することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記装置では、固形物質が濾過膜に付着して膜の濾過効率を低下させることがあるから、散気管から発生する気泡を濾過膜に接触させたり、処理槽の上昇水流を濾過膜に接触させたりすることによって、濾過膜の表面を洗滌する。しかし、洗滌効果を高めるために気泡を多くしたり、上昇水流の速度を高めたりすると、単位時間当りに濾過できる水量が減少し、その意味において濾過速度を低下させる場合がある。
【０００４】
そこで、この発明では、膜分離装置を使用する貯水槽において、濾過速度を低下させることなく良質の濾過水を得ることができるように改良を施すことを課題にしている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題解決のためにこの発明が対象とするのは、有機性排水を流入・流出させることができる貯水槽と、前記貯水槽の内部に流入させた前記排水を濾過した後に前記貯水槽の外へ流出させる濾過機とを備えた排水処理装置である。
【０００６】
かかる処理装置において、この発明が特徴とするところは、前記濾過機が濾過室とこれにつながる排水ポンプとを有し、前記貯水槽の内部では、前記排水中の土壌細菌を好気的条件の下で培養し活性化する腐植物質を含んだ多量のペレットが収容されていて前記排水の入出を可能にするように形成された容器と前記濾過室とがこれら容器と濾過室との側方に位置してこれらを囲む周壁の内側に隔壁を挟んで並置されており、前記容器と前記濾過室それぞれの下方には散気管が配置されて前記貯水槽内の排水が前記周壁の下方から前記周壁の内側へ浸入可能であること、にある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
添付の図面を参照して、この発明に係る排水処理装置の詳細を説明すると、以下のとおりである。
【０００８】
図１に断面図で例示された排水処理装置１は、貯水槽２と浄化ユニット３とを有する。貯水槽２は、農業集落排水等の有機性排水Ｗの流入口４ａの他に、装置１で処理した排水Ｗを必要に応じて貯水槽２の外へ取り出すことが出きる排水ポンプＰ２と流出口４ｂとを有する。排水ポンプＰ２から延びる送水管４１は、例えば排水処理の前工程へ延ばすことができる（図２参照）。流出口４ｂは、流入口４ａよりも下方に位置し、バルブ４ｃを操作して開閉する。貯水槽２の下方には、必要に応じて第１散気管５を設け、排水Ｗを攪拌したり、排水Ｗに空気を供給することができる。第１散気管５の下方には、排水Ｗや沈降した汚泥等の固形物質を取り出すことができる排出口６が必要に応じて設けられる。
【０００９】
浄化ユニット３は、ペレット収納容器２０と、収納容器２０の上方に位置する濾過室２６を含む濾過機２１と、収納容器２０の下方に位置する第２散気管２５とを有し、収納容器２０と濾過室２６と第２散気管２５とが、これらの側方に位置する周壁２３によって囲まれている。収納容器２０は、頂壁２０ａと底壁２０ｂと側壁２０ｃとを有し、頂壁２０ａと底壁２０ｂとには、容器２０の内外に通じる多数の通水性透孔１８が形成され、側壁２１ｃが支軸３０を介して周壁２３に固定されている。頂壁２０ａにはペレット投入口（図示せず）が形成され、ここから必要量のペレット２２が収納容器２０へ投入される。ペレット２２には、腐植物質とケイ酸塩とを含み、排水処理に有用な土壌細菌を好気的条件下で培養したり活性化したりすることが可能な周知ないし公知のものが使用される。また、このペレット２２と同時に、腐植物質を含まず無機物のみからなる第２のペレットや軽石などの粒子が収納容器２０へ投入されることもある。
【００１０】
濾過機２１は、並列配置された複数の濾過室２６と、吸引ポンプ２７と、濾過室２６からポンプ２７を経由して、貯水槽２の外へ延びる送水管２８とを有する。濾過室２６は、水平方向断面の形状が例えば矩形のもので、周囲が濾過膜２６ａで形成されている。ポンプ２７は、浄化ユニット３内の排水Ｗを濾過室２６内へ吸引濾過して貯水槽２の外へ送り出す。
【００１１】
第２散気管２５からは、貯水槽２の外から送り込まれた空気がペレット収納容器２０へ向かって噴出し、ペレット２２の周囲を好気的雰囲気にする。
【００１２】
周壁２３は、筒状のもので、上方に開口３１ａを有し、下方に通水孔３１ｂを有する。第２散気管２５からの空気の噴出によって周壁２３の内側には排水Ｗの上昇流が生じ、周壁２３の外側には下降流が生じる。排水Ｗは、通水孔３１ｂから周壁２３の内側へ流入し、開口３１ａから周壁２３の外側へ流出して浄化ユニット３の内外を循環する。
【００１３】
排水Ｗは、このように循環する過程において、ペレット収納容器２０を通過してペレット２２と好気的条件下に接触し、排水Ｗにおける土壌細菌の培養と活性化とが進行する。その結果、排水Ｗでは活性汚泥などの固形物質が消費されるとともに微細化し、排水Ｗの粘度が低下する。かかる排水Ｗは、ペレット収納容器２０を出るとポンプ２７の吸引作用下に濾過膜２６ａで濾過され、ＢＯＤおよびＳＳの値が比較的低い水と固形物質とに分離する。水はポンプ２７によって、貯水槽２の外へ、例えば排水処理体系において貯水槽２よりも前の工程へ戻されて再利用される（図２参照）。
【００１４】
かかる排水処理装置１では、貯水槽２内の排水Ｗが浄化ユニット３において土壌細菌の活発な作用を受けながら濾過される。排水Ｗは、そのような作用を受けずに濾過される場合と比べ、固形物質が少なくなり粘度も低くなるので速やかに濾過され、濾過後の水はＢＯＤやＳＳの値が低い優れた水質のものになる。例えば、両者の値は、ともに５ｐｐｍ以下になり得る。固形物質は微細で濾過膜２６ａを目詰まりさせにくく、濾過膜２６ａの表面に付着したとしても、浄化ユニット３の内側を流れる上昇水流や第２散気管２５から噴出する気泡によって、濾過膜２６ａから容易に離脱する。したがって、この処理装置１では、濾過膜２６ａの表面を洗滌する目的で上昇水流の速度を高めたり、噴出する気泡を多くしたりする必要がない。
【００１５】
図２，３は、図１に例示の処理装置１が使用された排水処理工程と、この工程と対比されるべき従来例の工程とを示している。図２の工程は、調整槽５５と反応槽５６とからなり、反応槽５６には処理装置１と排水ポンプＰ２とが含まれている。装置１のポンプ２７によって取り出された水は、再利用水として調整槽５５の前に供給される他に、処理水として工程の外へ送られて、水洗便所の用水や床洗浄の用水等になる。また、排水ポンプＰ２によって反応槽５６の汚泥が返送汚泥として前の工程へ送られる。図３に示される工程は、調整槽５５と、反応槽５６と、分離槽５７と、培養槽５８とを含み、排水Ｗは矢印に沿って移動する。分離槽５７では、排水Ｗが濾過膜を通って処理水と固形物質とに分離され、処理水は工程の外へと進む。培養槽５８では、排水Ｗが好気的条件下でペレットと接触し、土壌細菌の培養と活性化とが進む。図２，３の比較から明らかなように、処理装置１が使用されることによって、図３の処理工程で必要であった分離槽５７と培養槽５８とが不要になり、これらの槽５７，５８の役割を反応槽５６が担う。図３の処理工程を使用する排水処理施設において、分離槽５７と培養槽５８とが占める面積はおよそ２０〜３０％であるから、図２の工程であれば、処理施設の面積が２０〜３０％少なくなる。
【００１６】
図４は、浄化ユニット３の一例を示す図１と同様の図面である。ただし、この装置１における浄化ユニット３では、ペレット収納容器２０と濾過室２６との間に第３散気管６３が設けられている。第３散気管６３から噴出する空気は、排水Ｗの上昇流の速度を高めることによって、濾過膜２６ａの表面から固形物質を落とし、濾過膜２６ａの目詰まりを防ぐことができる。また、噴出する空気は、濾過膜２６ａに衝接することによっても固形物質を落とすことができる。ただし、上昇流の速度と空気の量とは、濾過膜２６ａにおける濾過速度を低下させることがない範囲で調整する。この装置１の貯水槽２では、図の左方において前工程の貯水槽６６、例えば図２の調整槽５５が、隣接しており、この貯水槽６６の排水Ｗが流入口４ａから貯水槽２へ浸入する。この場合の貯水槽２は、底部が平坦で、底部と側壁とには排出口６と流出口４ｂ（図１参照）とが形成されていない。
【００１７】
図５は、図１と同様の図面によって、この発明に係る排水処理装置１００と、この装置１００における貯水槽１０２の中で使用される浄化ユニット３００とを示している。この装置１００における浄化ユニット３００では、ペレット収納容器３２０と、濾過室３２６とが隔壁３６４を挟んで横並びになり、それぞれの下方に第２散気管３２５が設けられている。
【００１８】
図６は、図５の貯水槽１０２の中で使用される浄化ユニット３００の一例を示す図面である。このユニット３００では、ペレット収納容器３２０と濾過機３２１のうちの濾過室３２６とを側方から囲む周壁３２３の内側にそれらペレット収納容器３２０と濾過室３２６とが隔壁３６４を挟んで並置されている。周壁３２３からは、第２散気管３２５（図５参照）へつながる送気管３２５ａが延びている。濾過室３２６からは、吸引ポンプ３２７（図５参照）へつながる送水管３２８が延びている。ユニット３００が図５の如く使用されると、排水Ｗは、矢印Ｘで示されるように周壁３２３の下方から周壁３２３の内側へと浸入する。浸入した排水Ｗは、図１の排水Ｗと同様に周壁３２３の頂部から周壁３２３の外側へ流出してユニット３００の内外を循環する。このユニット３００と貯水槽１０２とを含む図５の処理装置１００は、それが図１の処理装置１と同様に排水処理工程の反応槽として使用されると、従来排水処理に必要とされていた分離槽と培養槽とが不要になる。容器３２０と濾過室３２６とは周壁３２３の外へ取り出すことができる。
【００１９】
【発明の効果】
この発明に係る排水処理装置は、貯水槽の中で土壌細菌を培養し活性化させながら排水を濾過するから、濾過膜は目詰まりしにくく、高い濾過速度を維持することができる。濾過後の水は水質がよく、様々な用途に再利用できる。また、この処理装置を使用すると、従来の排水処理施設で必要とされた分離槽と培養槽との役割を反応槽で担うことができるから、処理施設の面積を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】排水処理装置の断面図。
【図２】排水処理装置が使用された工程を示す図面。
【図３】排水処理の従来例の工程を示す図面。
【図４】排水処理装置の一例を示す図１と同様の図面。
【図５】この発明に係る排水処理装置の一例を示す図１と同様の図面。
【図６】浄化ユニットの一例を示す図面。
【符号の説明】
１００　　　排水処理装置
１０２　　　貯水槽
３２０　　　容器
３２１　　　濾過機
３２３　　　周壁
３２５　　　散気管
３２６　　　濾過室
Ｐ　　　排水ポンプ
【図１】
2004000983.tif 000003
【図２】
2004000983.tif 000004
【図３】
2004000983.tif 000005
【図４】
2004000983.tif 000006
【図５】
2004000983.tif 000007
【図６】
2004000983.tif 000008