(57)【要約】【課題】生物濾過処理の効率を一層向上するとともに、浄化槽におけるエネルギ効率を一層向上することが可能な浄化槽の構築技術を提供する。【解決手段】生物処理領域１２３と濾過処理領域１２５とが形成された生物濾過処理槽１０７を有する浄化槽１０１であって、生物処理領域１２３には、被処理水中での流動が規制された固定床１２４が形成され、さらに生物濾過処理槽１０７内には、被処理水を生物処理領域１２３から濾過処理領域１２５へ移送するとともに生物処理領域１２３へ還流するよう旋回流１５９が形成される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物処理領域と濾過処理領域とが形成された生物濾過処理槽を有する浄化槽であって、
前記生物処理領域には、被処理水中での流動が規制された固定床が形成され、
さらに前記生物濾過処理槽内には、被処理水を前記生物処理領域から濾過処理領域へ移送するとともに生物処理領域へ還流するよう旋回流が形成されることを特徴とする浄化槽。
【請求項２】
請求項１に記載の浄化槽であって、
前記生物処理領域と濾過処理領域とは並列状に配設されるとともに、前記生物処理領域の下方にはエア供給手段が配置され、
当該エア供給手段からのエア上向流により、前記生物処理領域における生物処理が遂行されるとともに、前記旋回流が形成されるよう構成されることを特徴とする浄化槽。
【請求項３】
請求項１または２に記載の浄化槽であって、
前記濾過処理領域には、被処理水中での流動が規制された固定床が形成されていることを特徴とする浄化槽。
【請求項４】
請求項３に記載の浄化槽であって、
前記旋回流の単位時間当たりの流量を増大することで、前記濾過処理領域が洗浄されることを特徴とする浄化槽。
【請求項５】
請求項１または２に記載の浄化槽であって、
前記濾過処理領域には、被処理水中での流動が許容された粒状の担体が多数充填された流動床が形成されるとともに、前記流動床の下方には、当該流動床を洗浄するためのエア供給手段が配置されていることを特徴とする浄化槽。
【請求項６】
生物処理領域と濾過処理領域とが形成された生物濾過処理槽を用いた汚水の処理方法であって、
前記生物処理領域において、被処理水中での流動が規制された固定床を用いて当該被処理水を生物処理するとともに、
前記生物濾過処理槽内に形成された旋回流により、前記被処理水を前記生物処理領域から濾過処理領域へ移送した後で生物処理領域へ還流するステップを有することを特徴とする汚水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は生物濾過処理槽を有する浄化槽の構築技術に関し、詳しくは生物濾過処理槽における被処理水処理の一層の合理化に資する浄化槽の構築技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開２００１−２４６３９２号公報では、好気処理槽を有する浄化槽の一例が開示されている。この浄化槽における好気処理槽では、上下二段の区画室が形成されている。このうち上段側区画室は、充填材を固定的に充填して固定床とした好気処理室とされ、下段側区画室は、流動性充填材を充填して半固定床とした濾過室とされている。そして通常運転時には、好気処理室で好気処理された被処理水が、下方の濾過処理室に流通して適宜濾過処理されるよう構成される。
【０００３】
かかる従来の浄化槽によれば、被処理水は好気処理された後で濾過処理され、しかる後で下流側処理槽へ移送されるよう構成される、かかる処理を一層効率化するための工夫、および浄化槽におけるエネルギ効率を一層向上するための工夫を講じた浄化槽の構築が更に望まれる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２４６３９２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、生物濾過処理の効率を一層向上するとともに、浄化槽におけるエネルギ効率を一層向上することが可能な浄化槽の構築技術を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、各請求項記載の発明が構成される。
請求項１に記載の発明によれば、生物処理領域と濾過処理領域とが形成された生物濾過処理槽を有する浄化槽が構成される。「浄化槽」としては、被処理水の汚濁物質濃度の高低を問わず各種の浄化槽が包含され得る。また本発明における「生物処理」の典型としては、槽内の好気性微生物に酸素を供給することで被処理水に対する好気処理（酸化処理の一種であり、散気処理とも称呼される）がこれに該当する。
【０００７】
本発明における生物濾過処理槽の生物処理領域には、被処理水中での流動が規制された固定床が形成される。生物処理領域を固定床で構成することにより、流動床の場合と比較して、濾材表面に生物膜を早く形成することが可能であり、生物処理の立ち上げを早めることが可能となる。「固定床」の形成態様としては、例えば一体型の固定床を槽内に配置して処理領域を形成する態様のみならず、多数の担体を稠密状に充填して固定床を形成する態様が可能であるが、特に前者による場合、被処理水の流動を許容しつつ担体の流動を防止するための多孔板を生物処理領域上端領域および下端領域に配置する必要がないため、浄化槽構造の一層の合理化に資することとなる。
【０００８】
なお、当該生物処理領域の固定床の比表面積の設定についは、生物処理を遂行するための微生物の有効付着面積の確保およびコストのバランスを図る見地より、４０〜４００ｍ２／ｍ３程度とするのが好ましく、特にコストパフォーマンスを最大限に奏する見地からすれば１００〜３００ｍ２／ｍ３程度に設定するのが更に好ましい。
【０００９】
さらに本発明に係る浄化槽では、生物濾過処理槽内に、被処理水を前記生物処理領域から濾過処理領域へ移送するとともに生物処理領域へ還流するよう旋回流が形成される。かかる旋回流を介して被処理水の流動を円滑に行なうことが可能となるため、浄化槽駆動のためのエネルギ効率を大幅に向上することができるとともに、旋回流によって濾過処理に供された被処理水を、さらに生物処理領域に還流することで生物処理を重畳的に行なうことが可能であり、被処理水の処理効率に優れることとなる。
【００１０】
（請求項２に記載の発明）
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の浄化槽における生物処理領域と濾過処理領域とは並列状に配設される。また生物処理領域の下方にはエア供給手段が配置される。エア供給手段からのエア上向流は、生物処理領域における生物処理を遂行するとともに、生物濾過処理槽内に旋回流を形成する。エア供給手段がエア上向流を供給することで、生物処理領域において被処理水に好気処理が施されることとなる。しかも当該エア上向流によって生物濾過処理槽内に旋回流が形成されるので、好気処理を行うためのエア流を旋回流形成の駆動源と兼務させることで、浄化槽のエネルギ効率を一層向上することが可能となる。なお生物処理領域および濾過処理領域は並列して配置されれば足り、互いに隣接する形態、並列するものの離間して配置される形態のいずれをも包含する。
【００１１】
（請求項３に記載の発明）
請求項３に記載の発明によれば、請求項１ないし２に記載の浄化槽における濾過処理領域には、被処理水中での流動が規制された固定床が形成される。濾過処理領域を固定床によって構成することにより、当該濾過処理領域が閉塞され難くなり、濾過処理領域の洗浄頻度を低減することができる。「固定床」の形成態様としては、例えば一体型の固定床を槽内に配置して処理領域を形成する態様のみならず、多数の担体を稠密状に充填して固定床を形成する態様が可能であるが、特に前者による場合、被処理水の流動を許容しつつ担体の流動を防止するための多孔板を生物処理領域上端領域および下端領域に配置する必要がないため、浄化槽構造の一層の合理化に資することとなる。なお、当該濾過処理領域の濾材比表面積の設定についは、濾過処理能力を高水準で保持する見地より、４０〜４００ｍ２／ｍ３程度とするのが好ましく、特に閉塞回避との均衡を考慮すれば、１００〜３００ｍ２／ｍ３程度に設定するのが更に好ましい。
【００１２】
（請求項４に記載の発明）
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の浄化槽において、旋回流の単位時間当たりの流量を増大することで濾過処理領域が洗浄されるように構成される。上記のように濾過処理領域を固定床で構成した場合であっても、当該濾過処理領域の洗浄頻度が低減されるとはいえ、洗浄の必要性を完全に払拭することは困難である。本発明によれば、旋回流の容量を適宜コントロールすることで濾過処理領域の洗浄作用を兼務させることが可能となり、浄化槽構造の一層の合理化に資することとなる。
【００１３】
（請求項５に記載の発明）
請求項５に記載の発明によれば、請求項１ないし２に記載の浄化槽における濾過処理領域には、被処理水中での流動が許容される粒状の担体が多数充填された流動床が形成される。濾過処理領域を多数の粒状担体が充填された流動床で構成することにより、固定床で構成する場合に比べて濾材比表面積を大幅に増大し、濾過処理能力を向上することが可能である。その一方、濾材比表面積の増大により濾過処理領域による濾過処理量が増大するため、本発明では、濾過処理領域を洗浄するためのエア供給手段が設定されることとなる。
【００１４】
（請求項６に記載の発明）
請求項６に記載の発明によれば、請求項１と実質的に同等の構成を有する浄化槽を用いた合理的な汚水の処理方法が構成される。もちろん請求項２から５までに記載された各浄化槽の構成要素と実質的に同等の構成要素を付加し、一層合理的な汚水の処理方法を提供することも可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態である浄化槽、および当該浄化槽に設けられる生物濾過処理槽の詳細につき、図面を参照しつつ説明する。
図１に模式的に示すように、本実施の形態に係る浄化槽１０１は、浄化槽ハウジング１０２内に各種の機能を奏する処理槽が配置されてなる。処理槽は、浄化槽ハウジング１０２に流入する被処理水の処理流路１１７の上流側から順に、夾雑物除去槽１０３、嫌気濾床槽１０５、好気処理槽１０７、処理水槽１０９、消毒槽１１１という順で配置される。図１において流入部１１３から浄化槽１０１に流入した被処理水については、まず夾雑物除去槽１０３において、被処理水中の比較的大きめの固形物あるいは油脂等が固液分離されて当該被処理水から除去される。
【００１６】
夾雑物除去槽１０３で処理された被処理水は、次に嫌気濾床槽１０５へ移流される。嫌気濾床槽１０５内の濾床には、特に図示しないものの、有機汚濁物を嫌気処理（還元処理）する嫌気性微生物が付着した濾材が設けられており、被処理水中の有機汚濁物が当該嫌気濾床槽１０５内の嫌気性微生物によって適宜嫌気処理されることになる。嫌気濾床槽１０５において嫌気処理された被処理水は、次に好気処理槽１０７に移流される。さらに好気処理槽１０７から処理水槽１０９へ移送された被処理水は、消毒槽１１１において消毒処理を受けた後、浄化槽ハウジング１０２に付設された放流ポンプ槽１１５に送られ、当該放流ポンプ槽１１５から浄化槽１０１外部に放流される。
【００１７】
本発明の特徴的構成要素である好気処理槽１０７の詳細な構成が図２に示される。好気処理槽１０７は、本発明における「生物濾過処理槽」の一例に対応している。好気処理槽１０７は、仕切壁１２１を介して区画され、相互に並列状に配置された好気処理領域１２３および濾過処理領域１２５を有する。そして好気処理槽１０７内の被処理水は、仕切壁１２１よりも上方に水位境界線ＷＬを形成する。好気処理領域１２３内の被処理水の水位と、濾過処理領域１２５内の被処理水の水位、および処理水槽１０９内の被処理水の水位はいずれも等しくなるように構成される。
【００１８】
好気処理領域１２３内および濾過処理領域１２５内には、それぞれ固定床１２４，１２６が配置されている。固定床１２４，１２６は、槽内の被処理水に対する流動が規制された多孔性のプレート部材の集合体として構成されるとともに、特に図示しない取付ブラケットを介して好気処理槽１０７本体部に止着される。本実施の形態では、各固定床１２４，１２６は、それぞれポリエチレンを多孔プレート状に成形して構成されるととともに、比表面積については概ね４０〜４００ｍ２／ｍ３程度の範囲から適宜選択して採用される。なおコストパフォーマンスおよび処理効率の均衡を特に重視するならば、１００〜３００ｍ２／ｍ３程度の範囲から選択することが望ましい。
【００１９】
好気処理槽１０７内の被処理水は、好気処理領域１２３と濾過処理領域１２５との間で、上方移流部１３３および下方移流部１３５を通じて移流可能とされている。また好気処理槽１０７と、その下流側に設定される処理水槽１０９とは、処理水槽移流部１４１で連接されている。処理水槽移流部１４１は、図１に示す処理流路１１７の一部をなす。具体的には濾過処理領域１２５内の固定床１２６の下部領域と、処理水槽１０９の下部領域とが処理水槽移流部１４１で連接され、好気処理槽１０７内の被処理水は、この処理水槽移流部１４１を経由して処理水槽１０９に移流し、さらに処理水槽１０９内を上向していく構成とされている。
【００２０】
好気処理槽１０７の処理水槽移流部１４１近傍には、被処理水移送用エアリフトポンプ１４３が設置されている。被処理水移送用エアリフトポンプ１４３は、移送管１４５を介して夾雑物除去槽１０３（図１参照）に接続される。これにより、濾過処理領域１２５から処理水槽１０９側へと移流されようとする被処理水の一部は、当該被処理水移送用エアリフトポンプ１４３および移送管１４５を介して夾雑物除去槽１０３（図１参照）へ還流され、浄化槽１０１の各処理槽における処理を重畳的に受けることになる。
【００２１】
好気処理領域１２３内の固定床１２４の下方には、ブロワ１５１に連接されたエア供給手段１５３が設けられている。エア供給手段１５３は、特に図示しないものの多数の細孔が穿設された管状部材として構成されるとともに、ブロワ１５１から供給されたエアをエア流１５５として好気処理領域１２３内に吐出する。本実施の形態では、エア供給手段１５３からのエア供給量として１分あたり概ね４０リットルの流量設定とされている。
【００２２】
次に本実施の形態に係る浄化槽１０１の作用および使用方法について詳細に説明する。図１に示すように、流入部１１３を通じて浄化槽ハウジング１０２内の夾雑物除去槽１０３に流入した汚水等の被処理水に対し、当該夾雑物除去１０３内にて比較的大きめの固形物あるいは油脂等の固液分離処理がなされる。
【００２３】
夾雑物除去槽１０３で固液分離処理された被処理水は、嫌気濾床槽１０５へ移流され、当該被処理水中の有機汚濁物が当該嫌気濾床槽１０５内の嫌気性微生物によって嫌気処理される。嫌気濾床槽１０５において嫌気処理された被処理水は、処理流路１１７を通じて好気処理槽１０７に移流される。
【００２４】
次に、本実施の形態の好気処理槽１０７における各要素の作用について説明する。なお図２は、好気処理槽１０７にて好気処理が遂行される際の状態を示すものであり、さらに図２において被処理水の流れは白抜きの矢印で適宜示されている。図２から理解されるように、好気処理領域１２３において好気処理を行うには、当該好気処理領域１２３内の固定床１２４に付着した好気性微生物に酸素を供給するべく、好気処理領域１２３へとエア供給手段１５３からエア流１５５が吐出される。このエア流１５５は好気処理領域１２３内を上昇する上向流１５５ａを規定することとなる。
【００２５】
好気処理領域１２３内の固定床１２４には多数の好気性微生物が付着しており、当該好気性微生物は、上向流１５５ａによる酸素の供給を受けて好気処理領域１２３内の被処理水に対し好気性処理（酸化処理）を行う。
【００２６】
好気処理領域１２３における好気性処理で生じたＳＳ（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  Ｓｏｌｉｄ）等の固形生成物は、好気処理領域１２３内に生じた上向流１５５ａにより、好気処理領域１２３内の被処理水とともに、上方移流部１３３を経由して濾過処理領域１２５に移送される。このとき好気処理槽１０７内の被処理水の水位線ＷＬは、仕切壁１２１よりも上位に位置し、被処理水が上方移流部１３３を通過するのを許容する。
【００２７】
好気処理領域１２３における上向流１５５ａが上方移流部１３３を通じて濾過処理領域１２５に流れ込むことにより、濾過処理領域１２５内には下向流１５５ｂが形成される。そして好気処理領域１２３における好気処理で生じた固形生成物ならびに被処理水に含有される他の固形成分は、この下向流１５５ｂに従って濾過処理領域１２５内を下方に移動しつつ、濾過処理領域１２５内の固定床１２６に適宜捕捉されることとなる。
【００２８】
下向流１５５ｂによって濾過処理領域１２５を下方に移動した被処理水は、一部が下方移流部１３５を経由して好気処理領域１２３に還流し、残りの部分は処理水槽移流部１４１を経由して濾過処理領域１２５下部から処理水槽１０９へ移流される。
【００２９】
本実施の形態では、好気処理領域１２３に固定床１２４を用いているため、流動床の場合と比較して、当該固定床１２４の表面に好気性微生物の生物膜を早く形成することが可能であり、好気処理の立ち上げを早めることが可能である。しかも固定床１２４の比表面積を適宜選定することにより、好気処理能力の向上および目詰まりによる好気処理領域１２３の閉塞回避という背反することになり易い要請を、最適状態にてバランスさせることが容易に行なえる。
【００３０】
さらに本実施の形態では、エア供給手段１５３から吐出されたエア流１５５により、好気処理領域１２３内の上向流１５５ａ、上方移流部１３３における好気処理領域１２３から濾過処理領域１２５方向への流れ（図中右方向への流れ）、濾過処理領域１２５内の下向流１５５ｂ、下方移流部１３５における濾過処理領域１２５から好気処理領域１２３方向への流れ（図中左方向への流れ）が形成され、これにより好気処理領域１２３から濾過処理領域１２５へ、そして濾過処理領域１２５から好気処理領域１２３へと被処理水が循環する旋回流１５９を形成されることなる。
【００３１】
かくして浄化槽１０１の散気運転時（通常運転時）には、エア供給手段１５３からエア流１５５が好気処理領域１２３に供給され、当該エア流１５５によって好気処理領域１２３内に上向流１５５ａが形成されるとともに、当該上向流１５５ａによって好気処理領域１２３および濾過処理領域１２５間に被処理水の旋回流１５７が形成されることとなる。これにより、本来は好気処理領域１２３における好気性微生物への酸素の供給のために用いられるべきエア流につき、好気処理領域１２３から濾過処理領域１２５への被処理水移送手段を兼務させることが可能となり、浄化槽１０１におけるエネルギ効率の向上を図ることが可能となる。
【００３２】
しかも当該旋回流１５９により、濾過処理領域１２５において濾過処理を受けた被処理水の一部は、再び好気処理領域１２３に還流されて好気性処理を受けることになる。すなわち旋回流１５９の形成により、被処理水に対する生物処理および濾過処理を重畳的に繰り返すことによって、生物処理および濾過処理の効果を高めることが可能となる。
【００３３】
ところで上記散気運転による生物処理が進行した場合、濾過処理領域１２５内の固定床１２６によるＳＳ等の固形成分の捕捉量が増大することに起因して、当該固定床１２６の目詰まりが生じる可能性がある。この対策として、本実施の形態に係る浄化槽１０１では、エア供給手段１５３によるエア流１５５の単位時間当たりの流量を増大し、旋回流１５９の流量を強くすることでこれに対処している。すなわち通常の好気処理時に比べて大容量の旋回流を好気処理槽１０７内に循環させることで濾過処理領域１２５における下向流の単位時間当たりの流量を大きくし、これによって濾過処理領域１２５内の固定床１２６に捕捉された固形生成物を除去する。本実施の形態では濾過処理領域１２５洗浄の際に、ブロワ１５１からの単位時間当たりのエア供給量が好気処理時の概ね二倍となるように設定されている。
【００３４】
濾過処理領域１２５を洗浄した洗浄水は、当該濾過処理領域１２５の下部領域、すなわち旋回流１５９の下流側から被処理水移送用エアリフトポンプ１４３および移送管１４５を介して夾雑物除去槽１０３（図１参照）へ還流され、浄化槽１０１の各処理槽における処理を受けることになる。なお、濾過処理領域１２５を洗浄する際も、被処理水は処理流路１１７から好気処理槽１０７へと規制を受けることなく流入するため、洗浄水の引き抜きによって好気処理槽１０７内の水位が急減するといった事態は生じない。
【００３５】
本実施の形態では、濾過処理領域１２５を洗浄するのに旋回流１５９の流量を増大するのみで対処可能であり、浄化槽１０１の構造の一層の合理化に資することとなる。また旋回流１５９を介して、単に濾過処理領域１２５のみならず更に好気処理領域１２３の洗浄効果も得ることが可能となる。さらに濾過処理領域１２５（および好気処理領域１２３）を洗浄した洗浄水を旋回流１５９の下流領域である濾過処理領域１２３の下部領域から被処理水移送用エアリフトポンプ１４３で引き抜くため、固形成分を多量に包含した洗浄水が好気処理槽１０７内に徒に拡散するのを極力抑制することが可能となる。
【００３６】
（第２の実施形態）
次に本発明に第２の実施形態につき、図３および図４を参照しつつ説明する。第２の実施形態は、上記第１の実施形態における濾過処理領域１２５の構造変更に関する。従って、第１の実施形態と実質的に同等の要素については、便宜上、同等の符号を用いるとともに、詳細な説明を省略することとする。第２の実施形態に係る浄化槽２０１では、好気処理槽２０７中の濾過処理領域１２５につき、上記固定床１２６に代えて、流動式担体床が採用されている（すなわち第２の実施形態では、好気処理領域１２３には固定床１２６が設定される一方、濾過処理領域１２５には流動式担体床が設定される）。具体的には、図３に示すように、濾過処理領域１２５の上端部および下端部にそれぞれ上方多孔板２２７および下方多孔板２２９が配置されるとともに、当該上方多孔板２２７と下方多孔板２２９間に形成される空間領域に粒状の担体２２６が多数充填されて流動式担体床が構成される。各多孔板２２７，２２９には被処理水の流通を許容するとともに、担体２２６の流通を規制するように適宜設定された孔部が多数穿設されている。
【００３７】
また好気処理領域１２３の下方側にはブロワ１５１に連接されたエア供給手段２５３ａが配設される一方、濾過処理領域１２５における下方多孔板２２９の下方側にはブロワ１５１に連接された第２のエア供給手段２５３ｂが配設される。第１および第２のエア供給手段２５３ａ，２５３ｂの構成については上記第１の実施形態におけるエア供給手段１５３と実質的に同等ゆえに詳細な説明を省略する。また第２の実施形態の他の構成についても、上記第１の実施形態における構成と同等の内容を有するため、詳細な説明を省略する。
【００３８】
上記のように構成される第２の実施形態に係る浄化槽２０１において好気処理を行なう際には、図３に示すように、好気処理領域１２３の下部に配された第１のエア供給手段２５３ａから当該好気処理領域１２３にエア流１５５を供給する。このエア流１５５により、好気処理槽２０７内では、好気処理領域１２３に上向流１５５ａ、濾過処理領域１２５に下向流１５５ｂがそれぞれ作用する旋回流１５９が形成される。このとき濾過処理領域１２５の各担体２２６は、下向流１５５ｂによって濾過処理領域１２５下方側への流動圧力を受けることで下方多孔板２２９に支承されて濾床を形成し、これによって被処理水中の固形成分を捕捉して濾過処理を遂行する。
【００３９】
第２の実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様に、旋回流１５９による効果および固定床１２６を用いた好気処理領域１２３の効果が得られることの他に、濾過処理領域１２５を流動式担体床で構成したことにより、当該濾過処理領域１２５の実質的な濾過面積を大幅に向上することが可能となり、濾過処理能力に優れた浄化槽２０１が得られる。
【００４０】
一方、濾過処理能力の向上に伴い、濾過処理が経時的に進行するにつれて、濾過処理領域１２５内の充填担体２２６が大量の濾過物を補足することに起因して目詰まりを生じ得る。そこで第２の実施形態では、図４に示すように、定期的に第２のエア供給手段２５３ｂから強いエア流２５６を濾過処理領域１２５に吐出する。このエア流２５６により、濾過処理領域１２５内には強い上向流２５６ｂが形成されるとともに、上方移流部１３３を通じて好気処理領域１２３に強い下向流２５６ａを生じさせつつ、下方移流部１３５を経由して循環することで、好気処理槽２０７内に強い旋回流２６０が形成される。
【００４１】
この旋回流２６０は、上向流２５６ｂによって濾過処理領域１２５内の各担体２２６を当該濾過処理領域１２５内（上方多孔板２２７と下方多孔板２２９間の空間領域内）で流動させつつ洗浄し、上記した好気処理時の旋回流１５９とは逆方向（図中反時計回り）に好気処理槽２０７内を流動していく。これにより担体２２６の洗浄水は、さらに好気処理領域１２３内の固定床１２６に対する洗浄作用も奏しつつ下方移流部１３５を経由して濾過処理領域１２５の下方、すなわち逆方向旋回流２６０の下流側領域に至り、そこから被処理水移送用エアリフトポンプ１４３及び移送管１４５を介して上流側処理槽に還流されることとなる。
【００４２】
（第３の実施形態）
次に本発明に第３の実施形態につき、図５および図６を参照しつつ説明する。第３の実施形態は、上記第１および第２の実施形態における好気処理領域１２３の構造変更に関する。従って、第１および第２の実施形態と実質的に同等の要素については、便宜上、詳細な説明を省略することとする。
【００４３】
第３の実施形態に係る浄化槽３０１に関し、図５では、好気処理槽３０７を用いて被処理水の好気処理を遂行する際の状態が示され、図６では濾過処理領域３２５の洗浄が遂行される際の状態が示される。
【００４４】
第３の実施形態では、浄化槽３０１内の好気処理槽３０７における好気処理領域３２３につき、多数の担体３２６を当該好気処理領域３２３中に流動不能に充填することで固定床を形成している。具体的には、図５に示すように、好気処理領域３２３の上端部・下端部、あるいはそれらの近傍に、それぞれ上方多孔板３２７および下方多孔板３２９を配設することで、当該上方多孔板３２７と下方多孔板３２９間に形成される空間領域に粒状の担体３２６を稠密状に充填する。この結果、各担体３２６は互いに当接し合うことで被処理水内での自由な流動が規制された状態とされる。すなわち第３の実施形態では、粒状の担体３２６を多数充填することで、好気性微生物が付着するための実質的な表面積を大幅に増大しつつも、担体３２６が被処理水に対して流動するのを規制して生物膜の生成速度を速めることが可能とされる。また好気処理領域３２３および濾過処理領域３２５の下方にはそれぞれエア供給手段３５３ａ，３５３ｂが配設されている。
【００４５】
上記のように構成される第３の実施形態に係る浄化槽３０１を用いて好気処理を行なう場合、図５に示すように、好気処理領域３２３の下部に配置されたエア供給手段３５３ａから当該好気処理領域３２３にエア流３５５を供給し、これによって好気処理槽３０７内には、好気処理領域１２３に上向流１５５ａ、濾過処理領域１２５に下向流１５５ｂがそれぞれ作用する旋回流１５９が形成される。このとき、好気処理領域３２３内の各担体３２６は被処理水に対する自由な流動が規制された状態とされているため、当該好気処理領域３２３を上昇する上向流３５５ａに対しては固定床状に作用しつつ好気処理を遂行する。また濾過処理領域３２５では、下向流１５５ｂにより各担体２２６は濾過処理領域３２５下方に押圧されつつ下方多孔板２２９に支承されて濾床を形成し、これによって被処理水中の固形成分を捕捉して濾過処理を遂行する。
【００４６】
第３の実施形態によれば、上記第１および第２に実施形態における固定床１２４による好気処理領域１２３の構成とは異なり、被処理水に対する流動が規制された多数の担体を固定状に充填して好気処理領域３２３を形成する構成により、当該好気処理領域３２３の実質的な比表面積の大幅向上を図ることが可能となり、好気処理能力に優れた構成が得られる。
【００４７】
なお第３の実施形態では、上記第２の実施形態と同様に、濾過処理領域３２５を流動式担体床で形成することに起因して、濾過処理の経時的進行とともに濾過処理領域３２５における担体３２６に濾過物による目詰まりの問題が生じ得る。従って第３の実施形態では、図６に示すように、定期的に第２のエア供給手段３５３ｂから強いエア流３５６を濾過処理領域３２５に吐出する。このエア流３５６により、濾過処理領域３２５内には強い上向流３５６ｂが形成されるとともに、当該上向流３５６ｂが上方移流部１３３を通じて好気処理領域３２３に強い下向流３５６ａを生じさせつつ、下方移流部１３５を経由して循環することで、好気処理槽３０７内に強い旋回流３６０が形成される。
【００４８】
この旋回流３６０は、上向流３５６ｂによって濾過処理領域３２５内の各担体３２６を当該濾過処理領域３２５内で流動させつつ洗浄し、上記した好気処理時の旋回流３５９とは逆方向（図中反時計回り）に好気処理槽３０７内を流動していく。これにより担体３２６の洗浄水は、さらに好気処理領域３２３内の各担体３２６に対する洗浄作用も奏しつつ下方移流部１３５を経由して濾過処理領域３２５の下方、すなわち逆方向旋回流３６０の下流側領域に至り、そこから被処理水移送用エアリフトポンプ１４３及び移送管１４５を介して上流側処理槽に還流されることとなる。なお当該逆方向旋回流３６０に対しても好気処理領域３２３内の担体３２６は流動が規制された状態を維持するため、担体３２６表面に形成された生物膜が必要以上に剥離するといった事態が未然に防止可能である。
【００４９】
上記した各実施の形態については、本発明の要旨の範囲内において下記のように様々な変更を行うことができる。例えば、好気処理領域１２３については担体を流動規制しつつ稠密状に充填して固定床を形成する一方、濾過処理領域１２５については槽本体に止着可能なプレート状の固定床を用いて形成するといった構成を採用してもよい。あるいは濾過処理領域１２５について、担体を流動規制しつつ稠密状に充填して固定床を形成する構成を採用してもよい。
【００５０】
また第２および第３の実施形態に係るブロワ１５１につき、それぞれ好気処理領域用及び濾過処理領域用と、独立して配置する構成を採用してもよいし、タイマーおよび位相制御手段を適宜利用して、単一のブロワを時間制御および風量制御して対応してもよい。また、被処理水移送用エアリフトポンプ１４３の駆動を兼務可能なブロワを用いて構成してもよい。
【００５１】
また被処理水の移送に関し、本実施の形態では一の被処理水移送用エアリフトポンプ１４３によって散気運転時および濾過処理領域洗浄時の双方における引き抜き・移送を行ったが、これを別々に設置してもよい。
【００５２】
なお処理水移送用エアリフトポンプ１４３によって、被処理水を好気処理槽１０７よりも上流側の処理槽であって、夾雑物除去槽１０３以外の処理槽、例えば嫌気濾床槽１０５に還流する構成も採用可能である。また好気処理槽１０７（および２０７，３０７）において仕切壁１２１を省略する構成も採用可能である。
【００５３】
さらに上記第２および第３の実施形態では、濾過処理領域１２５，３２５を洗浄する際に逆方向旋回流を利用する形態を採用したが、例えば濾過処理領域１２５，３２５における洗浄水が好気処理槽２０７，３０７に拡散するのを極力抑制する見地からは、旋回流を利用せず、濾過処理領域１２５，３２５の洗浄水が好気処理領域１２３，３２３側に流出しないように規制する構成を採用することも可能である。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、生物濾過処理槽を有する浄化槽において、生物濾過処理の効率を一層向上するとともに、浄化槽におけるエネルギ効率を一層向上することが可能な浄化槽の構築技術が提供されることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る浄化槽の全体構成を示す。
【図２】本発明の実施の形態に係る生物濾過処理槽につき、散気運転時の状態を示す。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る生物濾過処理槽につき、散気運転時の状態を示す。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る生物濾過処理槽につき、濾過処理領域洗浄時の状態を示す。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る生物濾過処理槽につき、散気運転時の状態を示す。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る生物濾過処理槽につき、濾過処理領域洗浄時の状態を示す。
【符号の説明】
１０１  浄化槽
１０２  浄化槽ハウジング
１０３  夾雑物除去槽
１０５  嫌気濾床槽
１０７  生物濾過処理槽
１０９  処理水槽
１１１  消毒槽
１１３  流入部
１１５  放流ポンプ
１１７  処理流路
１１９  被処理水
１２１  仕切壁
１２３  生物処理領域
１２４  固定床
１２５  濾過処理領域
１２６  固定床
１３３  上方移流部
１３５  下方移流部
１４１  処理水槽移流部
１４３  被処理水移送用エアリフトポンプ
１４５  移送管
１５１  ブロワ
１５３  エア供給手段
１５５  上向流
１５７  下降流
１５９  旋回流
２２６  粒状担体
２２７  上方多孔板
２２９  下方多孔板
【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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【図６】
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