(57)【要約】【課題】排泥が容易で洗浄の手間が少ない汚染水浄化施設を提供する。【解決手段】汚染した水を導入して浄化した後、外部に放流する汚染水浄化施設１において、水平方向の断面がハニカム状になるように配置された複数の波板状の接触材１１の各間に汚染水を水平方向に通過させる接触沈殿槽１０と、比表面積が大きい第１の接触材２１を充填した接触酸化第１槽２０と、第１の接触材よりも比表面積が大きい第２の接触材３１を充填した接触酸化第２槽３０とを汚染水を通過させる順に設け、接触沈殿槽、接触酸化第１槽及び接触酸化第２槽にそれぞれ曝気手段３と汚泥溜８とを配設し、汚泥溜には槽の上方外部まで連通し且つ汚泥排出用ホース６を槽の上方外部から挿脱可能なように通路５を設けた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染した水を導入して浄化した後、外部に放流する汚染水浄化施設において、水平方向の断面がハニカム状になるように配置された複数の波板状の接触材の各間に汚染水を水平方向に通過させる接触沈殿槽と、比表面積が大きい第１の接触材を充填した接触酸化第１槽と、前記第１の接触材よりも比表面積が大きい第２の接触材を充填した接触酸化第２槽とを前記汚染水を通過させる順に設け、前記接触沈殿槽、接触酸化第１槽及び接触酸化第２槽にそれぞれ曝気手段と汚泥溜とを配設し、前記汚泥溜には前記槽の上方外部まで連通し且つ汚泥排出用ホースを前記槽の上方外部から挿脱可能なように通路を設けたことを特徴とする汚染水の浄化施設。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、汚染水を浄化するための浄化施設に関する。
【０００２】
【従来の技術】
河川水などの高濃度汚染水を浄化する施設として実用化されている曝気付き礫間接触酸化法は、汚染水を高水敷に埋設した礫槽に通し、水中の固形性汚濁物を礫間のろ過的作用により沈着させると共に溶解性汚濁物を礫表面に自然発生する微生物により生物酸化させて浄化した後、再び河川などに放流するものである。また、礫槽の後部には汚泥溜が設けられ、汚泥が堆積した場合には曝気して排泥するシステムになっている。
【０００３】
しかしながら、上記礫間接触酸化法の場合、汚染水と礫表面の微生物膜との接触面積を礫槽の容量を大きくして確保するため、広大な敷地が必要であり、最も適用が期待される都市河川への設置が困難である。また、浄化時間が短いため、浄化が不十分で、とりわけアンモニア性窒素の除去率が低くく、さらに、礫槽内部とりわけ流入部の汚泥を除去することが困難である等の問題がある。
【０００４】
以上の問題点を解決するために、本願出願人は既に特開平８−３１８１０６号公報（特許文献１）に記載した河川水の浄化施設を発明している。これは、河川水を導入して浄化した後、河川に放流する高濃度河川浄化施設において、水平断面あるいは上から見てハニカム状に積層する波板状の接触材の各間に河川水を水平方向に静かに通過させる接触沈殿槽と、比表面積が大きい第１のプラスチック接触材を充填した接触酸化第１槽と、前記第１の接触材よりも比表面積が大きい第２のプラスチック接触材を充填した接触酸化第２槽とを前記河川水を通過させる順に設け、接触沈殿槽、接触酸化第１槽及び接触酸化第２槽にそれぞれ曝気のための散気管や汚泥溜等を配設したものである。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３１８１０６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、更なる改良を上記浄化施設に施すことにより、排泥が容易で洗浄の手間が少ない汚染水浄化施設を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る汚染水の浄化施設は、汚染した水を導入して浄化した後、外部に放流する汚染水浄化施設において、水平方向の断面がハニカム状になるように配置された複数の波板状の接触材の各間に汚染水を水平方向に通過させる接触沈殿槽と、比表面積が大きい第１の接触材を充填した接触酸化第１槽と、前記第１の接触材よりも比表面積が大きい第２の接触材を充填した接触酸化第２槽とを前記汚染水を通過させる順に設け、前記接触沈殿槽、接触酸化第１槽及び接触酸化第２槽にそれぞれ曝気手段と汚泥溜とを配設し、前記汚泥溜には前記槽の上方外部まで連通し且つ汚泥排出用ホースを前記槽の上方外部から挿脱可能なように通路を設けたことを特徴とする。
【０００８】
汚染水中の汚濁物は主に固形性汚濁物、溶解性汚濁物及びアンモニア性窒素に分類でき、これらに対し、本発明における接触沈殿槽、接触酸化第１槽及び接触酸化第２槽が以下のように対処する。
【０００９】
（接触沈殿槽）
複数の波板状の接触材を水平方向の断面がハニカム状になるように配置して各面対向する接触材間に汚染水を水平方向に通過させると、汚染水は整流しながらゆっくり静かに通過し、固形性汚濁物のうちの粗いものを効果的に沈殿させることができる。なお、汚染水をゆっくり通すためには導入する水量も調整する必要がある。
【００１０】
（接触酸化第１槽）
接触沈殿槽によって粗い固形性汚濁物が取り除かれているため、比表面積が大きく微生物の付着量を多くできる接触材（第１の接触材）を多数充填しても、汚泥による目詰まりの心配がなくなる。かような接触材は、曝気手段によって曝気しながらも槽内における汚染水の流速を大きくしない（旋回流を生じない）ため、微細な固形性汚濁物も良好に沈降除去できる。
【００１１】
なお、第１の接触材において、比表面積が大きいとは、比表面積５０〜１５０ｍ２／ｍ３の範囲であり、それ以上であると微細な固形性汚濁物により目詰まりが生じ、それ以下であると有効な微生物量を確保できない。
【００１２】
（接触酸化第２槽）
上記二槽によって固形性汚濁物はほとんど除去され目詰まりの心配が全くなくなるため、更に比表面積の大きい接触材を用いることが可能となる。また、接触酸化第１槽における曝気による酸素は溶解性汚濁物の生物酸化に専ら供されるため、アンモニア性窒素はそのまま残る。このアンモニア性窒素を残った溶解性汚濁物と共に接触酸化第２槽にて除去する。
【００１３】
なお、第２の接触材の比表面積は第１の接触材より大きければ、特に限定されるものではない。前記汚泥溜は各槽の下部に設置される。
【００１４】
前記曝気手段は、微生物へ酸素を供給すると共に、接触材から汚泥を剥離させるために機能するものであり、例えば、空気を圧縮して送り出すための空気圧送器を槽の外側に設け、空気圧送器から送り出した空気を通過させるための主配管を空気圧送器に接続し、複数の分岐管を主配管から分岐させて各槽内に少なくとも１本を延ばし、各槽内において分岐管に複数の散気管を接続して接触材の下に配設し、散気管には空気が噴出するように複数の孔を穿設するか、あるいは複数の噴出ノズルを接続することにより構成できる。以上のように曝気手段を構成すれば、接触材に対して平面的に均等に曝気することにより気泡の浮上に伴う上向き流速の発生を可能な限り小さくすることができる。この結果、接触酸化槽の曝気部分においても微細な固形物や接触材表面から剥離した汚泥が沈降することを妨げることなく、溶解した溶存酸素を入り組んだ接触材の隙間に供給できる利点が得られる。
【００１５】
前記汚泥溜の所定のものには、槽の上方外部から汚泥溜まで連通するように通路が設けられ、該通路は汚泥排出用ホースが槽の上方外部から挿脱可能なように形成される。この通路は、浄化施設の全ての汚泥溜に設けるか、あるいは浄化施設の一部の汚泥溜だけに設ければ良く、この場合、残りの汚泥溜には汚泥排出用の管体が配設される。以上のように通路を設け、ここに槽の上方外部から汚泥排出用ホースを挿入して汚泥を排出し、その後に汚泥排出用ホースを抜き取るようにすれば、接触材が充填された層の下に堆積した汚泥を排除する際に接触材を取り出す手間が不要になるという利点が得られる。
【００１６】
また本発明の汚染水浄化施設では、各槽内の下方に支持部材を設け、この支持部材のうえに複数の波板状の接触材、第１の接触材及び第２の接触材を配置し、これらの接触材が設置された位置から汚染水や空気の流れにより移動しないように、これらの接触材をうえから固定する抑え材を設けることができる。
以上のように、接触材の下方に支持部材、上方に抑え材を設けることにより、接触材の流出による接触材補充を防ぐと共に、下部の汚泥溜内部に接触材が混入しないようにすることで、汚泥を排除する際に汚泥溜に堆積した汚泥の移動を容易にし、排泥効率を向上させるという利点が得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る汚染水浄化施設１の主要部を概略的に示した図である。汚染水浄化施設１は、天版１ｃと底版１ｄとの間に側壁１ｅが立てられ、一方に汚染水の流入口１ａ、その逆側に流出口１ｂが設けられ、これら躯体に囲まれた内部には汚染した水を通過させる順に接触沈殿槽１０とプラスチック接触酸化第１槽２０とプラスチック接触酸化第２槽３０とが配置され、各槽１０，２０，３０には、それぞれ接触材ユニット１１Ａ，２１Ａ，３１Ａが設けられている。
さらに説明すれば、底版１ｄから立設し天版１ｃとの間に開口ができるように隔壁９ｂ，９ｄが設けられ、この隔壁９ｂにより槽１０と槽２０とが仕切られ、また隔壁９ｄにより槽２０と槽３０とが仕切られ、各槽１０，２０，３０には、それぞれ天版１ｃから下方に延びる垂れ壁９ａ，９ｃ，９ｅが下端に開口ができるように設けられている。槽１０に流入した汚染水は、槽１０において上方から下方に流下し、垂れ壁９ａの下端と底版１ｄとの間を通過した後に上昇し、隔壁９ｂの上端を越えて槽１０から槽２０へと流れ込み、槽２０においても同様に流れて隔壁９ｄの上端を越えて槽２０から槽３０へと流入する。
底版１ｄには、各槽１０，２０，３０において、中央に傾斜するようにホッパー状に汚泥溜８が設けられている。
また天版１ｃには、各汚泥溜８付近まで延びるように中空管５がそれぞれ取り付けられ、中空管５は、天版１ｃ上方外部から汚泥排出用ホース６を挿脱可能なように形成されている。つまり、中空管５は、汚染水の水圧、接触材からの圧力、汚泥排出用ホース６の出し入れ時の接触により変形・破損することがないような強度や直径の管体により構成される。
なお、図１において符号７で図示したように、必要に応じて、天版１ｃ上方外部から汚泥溜８付近まで延びる配管７ｂを設け、配管７ｂの上端に汚泥吸引管（図示せず）を接続するための接続口７ａを設けても良い。この配管７ｂにより汚泥溜８から直接的に汚泥を吸引・排出することができる。配管７ｂは前記中空管５と混在させるように配置することが可能である。
【００１９】
各槽１０，２０，３０の底版１ｄ上には、それぞれ波板状の接触材ユニット１１Ａ、第１の接触材ユニット２１Ａ及び第２の接触材ユニット３１Ａを下方から支持するための支持部材４が設けられる。この支持部材４は、沈降する汚泥の流れや、汚染水の流れを妨げることが無いように構成されるものであり、水平方向に設けられる受け部材４ａと、これに直交するように取り付けられた支柱４ｂとからなり、さらに、受け部材４ａのうえには例えば１５００×３２０ｍｍ程度の床材（図示せず）の複数を敷設しても良い。したがって、受け部材４ａまたは複数の床材は、そのうえに接触材、第１の接触材及び第２の接触材を直接的に載置し得るように形成される。
【００２０】
波板状の接触材、第１の接触材、第２の接触材の下には曝気手段として所定間隔で複数の散気管３が配設されている。また図示はしないが、散気管３には、複数の空気噴出し孔が穿設されており、これらの散気管３は分岐管、主配管を介して空気圧送器に接続されている。例えば、各槽１０，２０，３０の外側に配置した空気圧送器と主配管とを接続し、この主配管から各槽１０，２０，３０内に延びるように分岐管をそれぞれ分岐させ、この分岐管に各散気管３は接続される。
【００２１】
また波板状の接触材、第１の接触材、第２の接触材のうえには、これらを固定するための抑え材として網２がそれぞれ設けられる。これは、各接触材が設置された位置から汚染水や空気の流れにより移動しないように、これらの接触材をうえから抑えて固定するものである。
【００２２】
次に、接触材ユニット１１Ａ，２１Ａ，３１Ａをそれぞれ構成する各接触材１１，２１，３１の性状を次表に表す。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
接触沈殿槽１０には波板状の接触材１１（図２及び図３参照）が充填される。この接触材１１は、図２に破断して示すように、一方の面における波形頂部１１’に凸部１２が所定間隔ごとに設けられ、他方の面における波形頂部１１”に凸状凹部１３が凸部１２と同様に配置されている。かような接触材１１を、図３の平面図に示すように、一の接触材１１の凸部１２を面対向して合隣接する他の接触材１１の凸状凹部１３が受け入れて係合するよう積層し、これを上から見るとハニカム状となるよう接触沈殿槽１０に充填する。よって、水平断面もハニカム状となる。なお、接触材１１を波溝が鉛直方向に沿うよう立設することにより、散気管２からの曝気で接触材１１に沈着した汚泥の剥離が容易となる。
【００２５】
プラスチック接触酸化第１槽２０には比表面積の大きい第１の接触材２１（図４参照）が充填される。なお、接触材２１の充填個数は２１５個／ｍ３である。
【００２６】
プラスチック接触酸化第２槽３０には第２の接触材３１（図５参照）が充填される。接触材３１の充填個数は１７，５００個／ｍ３である。
【００２７】
以上の河川浄化施設Ｉの浄化フローを次表にて表す。
【００２８】
【表２】
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【００２９】
汚染水の流入は配管１ａを介し接触沈殿槽１０の前部に対し上方から導入され、槽１０内部を流速が概ね１０ｃｍ／ｍｉｎ程度となるよう汚染水を水平方向に静かに通水させ（図３の矢印参照）、水中に浮遊する固形性汚濁物のうち主に粗いものの沈殿を促す。この際、ハニカム状に積層した接触材１１は汚染水の整流に寄与する。
【００３０】
次いで、汚染水は槽１０からオーバーフローしてプラスチック接触酸化第１槽２０に浸入する。槽２０では、高濃度の溶解性汚濁物に対処するため槽１０に比べ曝気量や滞留時間が多めに設定され、溶解性汚濁物の大部分が接触材２１の表面に付着する微生物により分解される。また、微細な固形性汚濁物もここで沈降除去される。なお、槽２０の後部は汚泥を沈降させるため曝気が止められており、従って、配管１ｂを介してプラスチック接触酸化第２槽３０に浸入する汚染水は一層汚濁濃度が低下している。
【００３１】
槽３０では、槽２０では酸素が溶解性汚濁物の分解に専ら用いられそのまま残るアンモニア性窒素及び残りの溶解性汚濁物を散気管３を介する酸素供給によって効率良く生物分解でき、この際、溶存酸素の消費量が少なく澄むため、配管１ｃからの放流水の溶存酸素濃度が高い。また、冬季においても十分な酸素を供給できるため、生物活動が低下せず、アンモニア性窒素を有効に除去できる。
【００３２】
浄化施設１における排泥時には、汚染水の導入を止め、散気管３からの曝気により接触材表面の汚泥を水中に浮遊させ、この水を汚泥溜８に集め、沈降濃縮する汚泥を中空管５から挿入した汚泥排出用ホース６で吸引して排出する。
【００３３】
なお、上述の実施例では、汚染水浄化施設１が接触沈殿槽１０とプラスチック接触酸化第１槽２０とプラスチック接触酸化第２槽３０との三種類の槽を備えるものであったが、例えば、ＳＳ（固形物）が比較的少ない汚染水を浄化する施設においては、ＳＳ除去を主目的とする接触沈殿槽１０を省略して、プラスチック接触酸化第１槽２０とプラスチック接触酸化第２槽３０との二種類の槽を備える汚染水浄化施設１として構成することも可能である。
また他の可能性として、例えば、アンモニア性窒素除去の必要性が比較的少ない汚染水を浄化する施設においては、接触沈殿槽１０とプラスチック接触酸化第１槽２０との二種類の槽を備える汚染水浄化施設１として構成することも可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明に係る汚染水の浄化施設では、槽の上方外部から汚泥溜まで連通するように通路が設けられ、通路は汚泥排出用ホースが槽の上方外部から挿脱可能なように形成されているので、接触材に手を加えることなく汚泥溜に堆積した汚泥を排除することが可能となり、浄化施設を完全に覆蓋化し上部を公園等に活用することができる。つまり、従来においては、維持管理のために水槽上部を一部または全面開放とする必要があったが、上記のように構成することにより、挿脱可能なホース口のみを、小さなマンホールに収めて地上におくことが可能になり、上部を公園等に有効利用することができる。
【００３５】
本発明では、単位容積当りの汚染水と微生物との接触面積を主として第１及び第２の比表面積の大きい接触材により格段に大きくすることができるので、敷地面積が従来の礫間接触酸化法の礫槽に比べ１／２程度に小さくすることができ、最も適用が期待される都市河川に対する適用が可能となる。
【００３６】
さらに、汚染水中における主な汚濁物である固形性汚濁物、溶解性汚濁物及びアンモニア性窒素をそれぞれ機能別に設けた酸化沈殿槽、接触酸化第１槽及び第２槽により効率良く対処できるため、浄化能力を向上させることができ、特に接触酸化第２槽によって従来ほとんど除去できなかったアンモニア性窒素を有効に除去できる。
更に、各槽全体の容量の縮小に伴い曝気量も低減できるため経済的である。
【００３７】
また、各槽に曝気手段及び汚泥溜を設けたことにより、排泥や洗浄の手間を大幅に省くことができる等の諸効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の汚染水の浄化施設を示す概略断面図である。
【図２】波板状の接触材を示す破断斜視図である。
【図３】波板状の接触材の積層状態を示す平面図である。
【図４】比表面積の大きい第１のプラスチック接触材を示す斜視図である。
【図５】比表面積の大きい第２のプラスチック接触材を示す平面図である。
【符号の説明】
１  汚染水浄化施設
２  網
３  散気管
４  支持部材
５  中空管（通路）
６  汚泥排出用ホース
８  汚泥溜
１０  接触沈殿槽
１１  波板状の接触材
２０  プラスチック接触酸化第１槽
２１  第１のプラスチック接触材
３０  プラスチック接触酸化第１槽
３１  第２のプラスチック接触材
【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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