(57)【要約】【課題】浄化槽の浄化能力を高く確保すること。【解決手段】浄化槽１及び前記浄化槽１内に収容され且つ微生物を担持した担持体１１を備え、汚水が前記担持体１１を通過せられることにより前記汚水を前記微生物の分解能により浄化するようにしてなる汚水浄化装置において、前記浄化槽１に外部から燃料電池３００の廃熱で適宜加温するようにした。【選択図】  図４
2004216358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浄化槽及び前記浄化槽内に収容され且つ微生物を担持した担持体を備え、汚水が前記担持体を通過することにより前記汚水を前記微生物の分解能により浄化するようにしてなる汚水浄化装置において、前記浄化槽を機器の排熱で外部から適宜加温するようにした汚水浄化装置。
【請求項２】
前記機器は前記浄化槽を運搬する車両に搭載されている、請求項１記載の汚水浄化装置。
【請求項３】
前記機器は、前記車両の駆動源たるモータを駆動させる、請求項２記載の汚水浄化装置。
【請求項４】
前記機器は、燃料電池、コージェネ装置その他の機器である、請求項１記載の汚水浄化装置。
【請求項５】
前記廃熱の前記浄化槽への加温を適宜制御して、前記浄化槽内の温度を調整するようにしてなる、請求項１記載の汚水浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚水浄化装置に関し、特に微生物の分解能により汚水を浄化する汚水浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
微生物の分解能により汚水を浄化する汚水浄化装置においては、微生物は浄化槽内においては、活性炭その他の担持体に担持されており、汚水が担持体を通過する際に、汚水に含まれている有機成分が先ず担持体に吸着・付着し、その成分が次に微生物の分解能により分解されて、汚水が除去されるようになっている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２８６７８号公報（第２〜４頁、図１〜２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かような汚水浄化装置においては、浄化槽の浄化能力は、微生物の分解能に依拠するが、この分解能は、微生物の繁殖温度に依拠することが最近判明し、このことを考慮した浄化槽を備える汚水浄化装置が要請されるようになっている。
【０００５】
それ故に、本発明は、かような要請に応えることが出来る汚水浄化装置を提供せんことを、その技術的課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した技術的課題を解決するために講じた第１の技術的手段は、特徴事項１に示すように、
「浄化槽及び前記浄化槽内に収容され且つ微生物を担持した担持体を備え、汚水が前記担持体を通過することにより前記汚水を前記微生物の分解能により浄化するようにしてなる汚水浄化装置において、前記浄化槽を機器の排熱で外部から適宜加温するようにした汚水浄化装置。」
を構成したことである。
【０００７】
上記した特徴事項１記載の汚水浄化装置においては、浄化槽には外部から熱が加えられ、この加えられた熱により、微生物の最適繁殖温度が得られ、微生物の分解能が向上して、浄化槽の浄化能力が向上する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る汚水浄化装置の具体例を、添付図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１において、汚水浄化装置は、浄化槽１を備える。しかして、浄化槽１の内部には微生物を担持した担持体１１が収容されており、浄化槽１は、担持体１１による吸着・微生物の分解能を利用して汚水を継続的に浄化するようになっている。
【００１０】
浄化槽１の下側及び上側には、夫々、流入管３２及び流出管３３が接続されており、流入管３２を介して浄化槽１内に流入した汚水は、担持体１１を下方から上方に通過する間に、汚水中の有機成分が担持体１１に付着し、分解されるため継続的に浄化されることになる。有機成分が浄化された汚水は、流量計３３１が介装された流出管３３を介して排出される。なお、流入管３２には、浄化槽１の下側近傍に位置する三方弁３２０が介装されている。尚、浄化槽１の下側には、また、開閉弁３６０が介装された排出管３６が連結されている。
【００１１】
流入管３２の上流には、三方弁３４を介して、微生物投入管３１が連結されている。この微生物投入管３１は、微生物を浄化槽１に投入するのみならず、酸素供給管及び微生物活性化剤投入管としても使用される。また、流入管３２には、三方弁３２０と三方弁３４との間には可逆ポンプ１１０が介設されている。
【００１２】
微生物が担持される担持体１１は、大きさ（メッシュサイズ）が数ミリメートル程度の活性炭粒子であって、図２及び図３に詳細且つ明瞭に示されるように、内籠９０内に充填されている。すなわち、内籠９０はステンレス製の有底容器であって、その軸方向の下端部の底壁には、４つの扇型の開口部９１が形成されている。内籠９０の内部の下端部側にはメッシュ１２が置かれており、この上に活性炭粒子が、所定量、堆積・充填されて、担持体１１が構成される。堆積・充填された活性炭粒子たる担持体１１上には、内籠９０の上端開口部内に嵌着されたメッシュ１２が配設される。かくして、担持体１１が内籠９０内に充填されることになる。
【００１３】
前記したような態様で内部に活性炭粒子たる担持体１１が充填された内籠９０は、浄化槽１の内壁下部に形成された内方フランジたる支持台１９上に、シール部材ないしはパッキン９９を介して載置される。結果、内籠９０の下端部と浄化槽１の底面部との間には空間が画成され、この空間が流入管３２及び排出管３６と連通することになる。また、内籠９０の上端部と浄化槽１の天部たる蓋１８との間にも空間部が画成され、この空間が排出管３３と連通することになる。
【００１４】
しかして蓋１８は、浄化槽１の上端部を開閉自在に装架されている。すなわち、蓋１８の左端部が浄化槽１の上端部の左側縁部に図示されない蝶番でヒンジ係合されており、蓋１８が開かれて浄化槽１の上端部が開放されたとき、内籠９０が浄化槽１に対して挿脱可能となる。内籠９０の浄化槽１に対する挿脱は、活性炭粒子たる担持体１１の目詰りのために新らたな担持体と交換するときになされるようになっているが、その時期は、蓋１８に形成された覗き窓１８１から垣間見た担持体１１が浮上していることが発見されたときである。これは、汚水に含有されている油成分が、時の経過に伴い、担持体１１を目詰まりさせると共に担持体１１の下端面に膜を形成し、汚水が担持体１１を通過するのを阻害し、結果、汚水の水圧が担持体１１全体及び上側のメッシュ１２を浮上させるからである。
【００１５】
内籠９０の上端部側の縁部には、先端部が鳩目状の１対以上の釣り上げ具９３が形成されている。すなわち、内籠９０の上端部側の縁部の同一直径上に位置する２つの位置から１対の釣り上げ具９３が上方向に延在している。この１対以上の釣り上げ具９３は、内籠９０が浄化槽１内に配設されているときは、浄化槽１の内壁に設けられたストッパー９６に押圧されており、浮力により内籠９０が支持台１９から浮き上がらないようになっている。これは浮力により内籠９０が支持台１９から離脱して両者間の液密係合が解除されると、汚水が担持体１１を通過せずに（つまり汚水が内籠９０の外壁を軸方向に沿って上昇して）排出管３３から排出しないようにするためである。
【００１６】
ストッパー９６は図示されない蝶番により浄化槽１の内壁にヒンジ結合されており、図示の状態においては浄化槽１の内壁に対して略直交するように位置するも、蓋を開けて手動でストッパー９６を浄化槽１の内壁に対して寝かせることにより、内籠９０の浄化槽１内部への挿脱が可能となる（後述）。具体的には、ストッパー９６を浄化槽１の内壁に対して寝かせ状態にしておけば、クレーンないしはウインチで釣り上げ具を釣り上げて、内籠９０を浄化槽１内部への挿脱を行なえる。
【００１７】
尚、蓋１８には、ガス抜き用の空気口１０が設けられており、また、浄化槽１の内部容積は約２立法メートルであり、したがって内籠９０の体積ひいては内籠９０内に収容される担持体１１の量は、これよりも若干少なくなっている。
【００１８】
内籠９０の下端部と浄化槽１の底面部との間には画成される空間には、多数の細孔が形成された散気管９７が配設されている。しかして、この散気管９７は配管を介して浄化槽１の外部に位置するファン９８に連結されており、ファン９８が駆動されると空気が気泡の態様で散気管９から射出され、担持体１１に担持されている微生物を活性化するようになっている。ファン９８の駆動は、常時行なってもよいし、間欠的に、あるいは図示されないセンサを用いて検出される酸素の量が低下した場合に自動的に行なうようにしても良い。
【００１９】
浄化槽１の上流側たる流入管３２は、三方弁３２０、可逆ポンプ１１０及び三方弁３４を介して油水分離槽５（容積：約３立方メートル）に連結されている。油水分離槽５内には汚水上を浮遊するフロート漏斗５１が設けられている。フロート漏斗５１は、連結ホース５２及び開閉弁５３ａが介設された排油管５３を介して油分貯溜槽５４（容積：約０．２立方メートル）と連結されている。油水分離槽５内には、フロートスイッチ５６が設けられており、このフロートスイッチ５６は、制御回路５７と電気的に接続されている。しかして、油水分離槽５内に貯溜する汚水の量が所定値に達し、これに伴う水面が所定値を超えたときにフロートスイッチ５６から制御回路５７へ信号を送り、制御回路５７が揚水ポンプ５８の駆動を停止して汚水が油水分離槽５内へ流入するのを中断するようになっている。
【００２０】
浄化槽１及び浄化槽１に隣接する油分貯溜槽５４は、共通のコンテナ１００内に配設されており、コンテナ１００の上には油水分離槽５が載置されている。しかして、コンテナ１００の上側の駆体に設けられた釣り上げ具１０２（２つのみ図示）を通過するロープ（図示略）をクレーンで引き上げれば、装置全体を移動することが出来る。具体的には、装置を大型トラックに載せて、設置場所を移動させることができる。このとき、ホース３０ａが揚水管３０から外される。
【００２１】
また、コンテナ１００の側面は開放可能となっており、この開放時、浄化槽１のみを、関連する配管を外した後、フォークリフトで、コンテナ１００から取り出すことが出来るようになっている。浄化槽１のコンテナ１００からの取り出しの後、蓋を開ければ、内籠９０を取り出せるようになっている。すなわち、ストッパー９６を浄化槽１の内壁に対して寝かせ状態にし、クレーンないしはウインチを用いてロープで釣り上げ具を釣り上げれば、内籠９０を浄化槽１から取り出すことができる。新たな担持体１１が充填された内籠９０を浄化槽１内への装填は、これとは逆の手順で行なうことができる。
【００２２】
浄化槽１への微生物の固定は、次のようにしてなされる。まず、三方弁３４をして微生物投入管３１と流入管３２とを連通せしめると共に流入管３２と油水分離槽５とを遮断する。このとき、空気口１０は開かれており、この空気口１０を介して浄化槽１内に導入される空気により微生物増殖に快適な環境が形成されるようになっている。次いで、微生物培養液が微生物投入管３１に投入され、この微生物が流入管３２を介して浄化槽１の下部に至る。そして、微生物培養液が毛細管現象により担持体１１を下から上に上昇し、この過程において、担持体１１に付着した微生物は、種菌として増殖する。しかして、この微生物は液体培養により調製したもので、約１０リッターが投入される。また、微生物の投入後に、微生物投入管３１に微生物培養液その他の微生物活性化剤を投入すると共に酸素を含有する空気を散気管９７から微生物に供給することにより、浄化槽１の内部に微生物が増殖しやすい環境が形成され、微生物の増殖が活性化し、高い分解能力を持たせることができる。浄化槽１の中は、必要に応じて微生物の活性化温度ないしは最適繁殖温度に保温される（この点については、後述する）。なお、微生物の付着量が少ないときには、微生物培養液の投入量を増加させるか所望時間放置して増殖させることが好ましい。
【００２３】
三方弁３４をして流入管３２と油水分離槽５とを連通すると共に流入管３２と微生物投入管３１とを遮断せしめた後、揚水ポンプ５８を駆動させると、地中の汚水がホース３０ａ及び揚水管３０を通過して油水分離槽５に導入される。揚水ポンプ５８が駆動している間は、油水分離槽５内においては、汚水の水位は上昇しつづける。しかして比重差に起因して汚水の水面に浮遊する油分８１と水分８２とが上下に分かれ、この油分８１がフロート漏斗５１により回収されて、ホース５２及び排油管５３を介して油分貯留槽５４に排出される。一方、水分８２は、流入管３２を介して、順方向に駆動されるポンプ１１０により、浄化槽１の下部に導入される。揚水ポンプ５８により汲み上げられる地下水は、およそ一日当たり１０立方メートルである。尚、ポンプ１１０を逆方向に駆動するのは、配管１２０、三方向弁３２０、流入管３２及び三方向弁３４を介して、真水を、洗浄のために、油分貯留槽５４に供給する場合である。
【００２４】
浄化槽１内においては水分８２が下から上に向かって内籠９０内に充填された担持体１１を通過し、その過程において、水分８２は均一に行き亘ると共に、その中に含まれている有機成分は担持体１１に吸着され、その後担持されている微生物により分解され、これにより水分８２の浄化がなされる。しかしてこの分解の際に必然的に発生するガス（ＣＯ２等）は、空気口１０から排出される。すなわち、浄化槽１内で発生したガスは直接空気穴１０から排出される。水分８２は浄化され、浄水８３として排出管３３を介して排出される。具体的には、この浄水８３は、中水道として使用されたり、地下水脈に帰還される。
【００２５】
水分８２に含まれている有機成分は担持体１１に吸着され、その後担持体１１に担持されている微生物により分解されるが、この吸着・分解が所定時間継続してなされると、不可避的に、担持体１１の目詰り及び担持体１１の下端面への油膜の形成が惹起され、担持体１１及び上側のメッシュ１２が、内籠９０に対して浮上するようになる。この状態が覗き窓１８１から確認されると、担持体１１の交換がなされる。すなわち、前述したように、浄化槽１から内籠９０が取り出され、新たな担持体１１が充填された内籠９０を浄化槽１内に装填することにより、担持体１１の交換がなされる。
【００２６】
尚、内籠９０の材質はステンレスに限られず、他の金属、樹脂または防水処理がなされた紙でも良い。
【００２７】
図４に模式的に示すように、浄化槽１の外周には金属パイプ２００が巻回されている。このパイプ２００内には、トラックに搭載された燃料電池３００の排熱で所定温度にまで昇温された水が循環的に流れるようになっており、浄化槽１には外部から熱が加えられるようになっている。この加えられた熱により、微生物の分解能が向上して、浄化槽１の浄化能力が最大限にまで増加する。
【００２８】
すなわち、燃料電池３００は、周知のように、空気と水素との化学反応により、電気を生成する。この電気は、トラックの走行用モータ（図示略）を駆動するために費消される他、トラックの停止中に汚水浄化装置を稼動させるとき、ポンプ５８を駆動させることにも用いられる。燃料電池３００には、化学反応に伴う発熱の周囲への伝播を防ぐために、ポンプ３０２で配管３０４を循環する冷却水により、冷却されるようになっている。燃料電池３００の発熱と熱交換した冷却水は、金属パイプ２００を通過して浄化槽１を加温し、放熱器３１０にて空冷され、ポンプ３０２に吸引され、再度、吐出される。燃料電池３００の発熱と熱交換した冷却水は、所定温度（摂氏７０〜８０度）にまで昇温されているので、この熱により、浄化槽１内の温度が、微生物の最適繁殖温度に保たれ、微生物が活性化（つまり繁殖増大）して、浄化能力が向上する。しかして、燃料電池３００を稼動させることにより排熱は不可避的に生成されるが、かような排熱を浄化槽１内の微生物の活性化に利用することで、浄化槽１内の微生物の活性化のために特別の加熱装置を設ける必要がなく、実用上、顕著な効果を奏する。
【００２９】
尚、浄化槽１内には温度センサ３４０が装着されており、この温度センサ３４０が検知した温度が摂氏８０度を越えたとき、マイクロプロセッサを主体とする制御装置３２０は、切換弁３３０を操作して、温水（燃料電池３００の発熱と熱交換した冷却水）を、金属パイプ２００に供給せず（つまり浄化槽１を加温させず）、放熱器３１０に直接供給する。かように、廃熱で生成された温水を、浄化槽１に巻回された金属パイプ２００をバイパスさせることにより、浄化槽１内の水温が高くなりすぎることにより微生物が死滅するのを予防することが出来る。
【００３０】
以上、本発明の具体例について説明したが、本発明は上述した具体例に限定される意図はなく、本発明の趣旨に沿った形態の汚水浄化装置であれば、どのようなものでもよい。例えば、燃料電池３００の廃熱に代えて、コージェネ発電装置の廃熱を用いて良いことは、勿論である。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の汚水浄化装置では、浄化槽には外部から熱が加えられ、この加えられた熱により、微生物の分解能が向上して、浄化槽の高い浄化能力を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される汚水浄化装置のシステム図である。
【図２】図１に示される汚水浄化装置の浄化槽の詳細断面図である。
【図３】担持体たる活性炭粒子を収容する内籠の下方向斜視図である。
【図４】図１に示される汚水浄化装置の浄化槽と燃料電池との関係を示すダイグラムである。
【符号の説明】
１    浄化槽
１１  担持体
５８  ポンプ（揚水ポンプ）
９０  内籠
３００  燃料電池
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004216358.tif 000006