(57)【要約】  【課題】  安定した移流水量を維持できるエアロフトポンプ及びこのエアリフトポンプを備えた浄化槽を提供することを目的とする。  【解決手段】  流入口及び流出口を有する揚水管と、この揚水管内に空気を送り込む空気供給管と、前記揚水管の流出口から流出する液体が貯留される第１の貯留升と、この第１の貯留升に貯留された液体が移流する第２の貯留升とを備え、前記第１の貯留升が、前記第２の貯留升に接する壁面の底部に位置する移流開口と、この移流開口を設けた壁面以外の壁面に設けられ、前記揚水管の流入口が設けられた槽へと液体を返送する返送開口とを有し、この返送開口の底部高さを前記移流開口の底部高さよりも高くしたエアリフトポンプ。  【選択図】  図２
2005180319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入口及び流出口を有する揚水管と、この揚水管内に空気を送り込む空気供給管と、前記揚水管の流出口から流出する液体が貯留される第１の貯留升と、この第１の貯留升に貯留された液体が移流する第２の貯留升とを備え、前記第１の貯留升が、前記第２の貯留升に接する壁面の底部に位置する移流開口と、この移流開口を設けた壁面以外の壁面に設けられ、前記揚水管の流入口が設けられた槽へと液体を返送する返送開口とを有し、この返送開口の底部高さを前記移流開口の底部高さよりも高くしたエアリフトポンプ。
【請求項２】
請求項１において、空気供給管が、揚水管の外周側面に接続されるエアリフトポンプ。
【請求項３】
請求項１又は２のエアリフトポンプを備えた浄化槽。
【請求項４】
請求項３において、揚水管の流入口を挿入する槽が濾床部を備え、前記揚水管の流入口高さを前記濾床部の上面高さ以上とする浄化槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一方の槽から他方の槽へと液体を移流させるエアリフトポンプに関し、また、このエアリフトポンプを備え汚水を浄化する浄化槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のエアリフトポンプ及びエアリフトポンプを備えた浄化槽に関し、図５及び図６を用いて説明する。
従来のエアリフトポンプは、揚水部と調整部とから構成されている。揚水部は、流入口１と流出口２を有する揚水管３と、揚水管３に空気を供給するための空気供給管４とを設けられている。調整部は、揚水管３の流出口２に接続され、移流水が通過する計量堰５（三角堰）と、その移流水量を調整するための水量調整堰６（四角堰）を配してある。
また、安定した移流水量を確保するために、エアリフトポンプからの揚水による液面の乱れを緩和することを目的として、計量堰５と水量調整堰６の上流側に潜り堰７が設けられている。
【０００３】
エアリフトポンプは、容器８内の液体を容器９へと移流することに用いられ、水量調整堰６の堰高を上下に調整することで、揚水した液体の一部を容器８に返送し、容器９へと移流する水量を調整している。
【特許文献１】実公平０７−５３７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のエアリフトポンプは、汲み上げようとする液体が入った容器８内の水位により、揚水量が変化する。具体的には、容器８内の水位が低くなると（Ｌ．Ｗ．Ｌに近づく程）、エアリフトポンプの揚程が大きくなるため、揚水量が少なくなり、逆に、容器８内の水位が高くなると（Ｈ．Ｗ．Ｌに近づく程）、エアリフトポンプの揚程が小さくなるため、揚水量が多くなる。
【０００５】
そこで、従来のエアリフトポンプでは、計量堰５、水量調整堰６、潜り堰７を設けて、容器８内の水位にかかわらず、安定した移流水量を確保するために、エアリフトポンプから揚水された液の水頭を概ね一定にしようと試みている。
【０００６】
しかしながら、揚水管３の流出口２から押し出された液体は、その勢い（液面の乱れとして表れる）を潜り堰７に衝突させることで、潜り堰７より下流の液面乱れを緩和させようとしているが、潜り堰７のみでは、液面の乱れを緩衝することができず、液面の乱れを潜り堰７より下流にある計量堰５や水量調整堰６にまで伝えてしまい、エアリフトポンプの揚程によって、容器９に移送する水量の増減が大きくなってしまう。その結果、従来のエアリフトポンプを浄化槽に設置した場合、汚水の処理性能が不安定になることがあった。
【０００７】
本発明は、前述した問題点を解決しようとするものであり、安定した移流水量を維持できるエアリフトポンプ及びこのエアリフトポンプを備えた浄化槽を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明は、流入口及び流出口を有する揚水管と、この揚水管内に空気を送り込む空気供給管と、前記揚水管の流出口から流出する液体が貯留される第１の貯留升と、この第１の貯留升に貯留された液体が移流する第２の貯留升とを備え、前記第１の貯留升が、前記第２の貯留升に接する壁面の底部に位置する移流開口と、この移流開口を設けた壁面以外の壁面に設けられ、前記揚水管の流入口が設けられた槽へと液体を返送する返送開口とを有し、この返送開口の底部高さを前記移流開口の底部高さよりも高くしたエアリフトポンプである。
【０００９】
（２）項（１）において、空気供給管が、揚水管の外周側面に接続されるエアリフトポンプ。
【００１０】
（３）項（１）又は（２）のエアリフトポンプを備えた浄化槽。
【００１１】
（４）項（３）において、揚水管の流入口を挿入する槽が濾床部を備え、前記揚水管の流入口高さを前記濾床部の上面高さ以上とする浄化槽。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のエアリフトポンプによれば、安定した移流水量を維持することができ、このエアリフトポンプを備えた浄化槽では、安定した処理性能を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明で述べる揚水管は、流入口及び流出口を有している。
揚水管は、設置したときの水平断面が、円形、楕円形、四角形、三角形又は多角形である筒状のものを用いることができ、特に水平断面形状が限定されるものではないが、付着物の付きにくさ、コストの安さから円形であることが好ましい。
また、揚水管は、水平断面が円形であり、浄化槽に用いる場合、移流水量から断面の直径が２５〜１００ｍｍであることが好ましい。
揚水管の材質は、合成樹脂又は金属を用いることができ、取り付け性や腐食性などの観点から合成樹脂であることが好ましく、金属を用いるのであれば、防錆処理を行うことが好ましい。
揚水管の外観形状は、略Ｕ字であり流入口が上方で開口しているもの、直管であり下方で開口しているもの、略Ｌ字であり横向きで開口しているもの、いずれの形状でも用いることができる。揚水管の上部には、揚水管内を保守点検できるように、点検口を設けても良い。
【００１４】
本発明で述べる空気供給管は、揚水管に空気を送り込めるものであれば、特に限定されるものではない。具体的には、設置時の水平断面が、円形、楕円形、四角形、三角形又は多角形の筒状のものを用いることができ、付着物の付きにくさ、コストの安さから円形であることが好ましい。
また、空気供給管は、水平断面が円形であり、浄化槽に用いる場合、移流水量から断面の直径が５〜５０ｍｍであることが好ましい。
空気供給管の材質は、合成樹脂又は金属を用いることができ、取り付け性や腐食性などの観点から合成樹脂であることが好ましく、金属を用いるのであれば、防錆処理を行うことが好ましい。
空気供給管は、揚水管の外周側面に接続させても、揚水管内に挿入させても良く、揚水管の外周側面に接続させた場合、揚水管の内側に２重管になるように空気供給管を設けたときよりもより多く液体を揚水することができる。一方、揚水管内に挿入した場合、空気供給管は揚水管に直接接続されないので、施工現場において容易に空気供給管の長さを調整することができる。
空気供給管への空気供給は、連続であっても、断続的に行うものであっても良く、特に限定されない。
【００１５】
本発明にて述べる第１の貯留升は、揚水管の流出口から直接液体が流入する升であり、その水平断面形状は特に限定されない。
また、本発明にて述べる第２の貯留升は、第１の貯留升に貯留された液体を、後述する移流開口より流入させる升であり、第１の貯留升と同様にその水平断面形状は特に限定されない。
【００１６】
前述した移流開口は、第１の貯留升から第２の貯留升へと、液体を流入させる開口であり、第１の貯留升が第２の貯留升に接する壁面の底部に設けられる。壁面の底部に設けるのは、液面からの距離が最も遠い箇所に設けることにより、液面の乱れの影響を最小限に抑えるためである。
また、第１の貯留升と第２の貯留升との壁面が、共通の壁面を使用している場合には、この共通の壁面に移流開口を設ける。尚、移流開口の形状は特に限定されるものではない。
【００１７】
前述した第１の貯留升は、移流開口を有すると共に、返送開口を備える。返送開口は、第１の貯留升が第２の貯留升と接する壁面以外の壁面に設けられるものであり、返送開口を設ける場所は移流開口を設けた壁面以外であれば特に限定されるものではない。具体的には、第１の貯留升を方形とするならば、移流開口を設けた壁面に直交する両側面及び対向する面に設けることができる。返送開口の底部は、移流開口の底部よりも高い位置に形成する必要があり、これを同じ高さにすると、水流の状態により返送開口と移流開口とに変則的に液体が振り分けられてしまい、安定した定量移流を行えない。
【実施例１】
【００１８】
以下、図面に従い本発明の実施例を説明する。図１に示すものは、エアリフトポンプの概略断面図であり、図２に示すものは、図１に示す図１のエアリフトポンプの斜視図である。尚、図２の（ａ）及び（ｂ）は、正面から見て９０度回転させた状態を示す。
【００１９】
容器１８内の液体は、空気供給管１１より揚水管１０に空気を送り込むことにより揚水される。詳細に述べると、容器１８内の液体は、空気供給管１１より揚水管１０に空気を送り込むことにより、流入口１７より流入し、流出口１２より第１の貯留升１４へと流出する。
【００２０】
第１の貯留升１４は、水平断面形状が長方形の升であり、第２の貯留升３８と隣接する壁面１３の底部に移流開口３９を設けている。また、第１の貯留升１４には、移流開口３９を設けた壁面１３と対向する壁面に返送開口４０を設けている。
【００２１】
第１の貯留升１４では、押し上げられた液体が、押し上げられた勢い（液面の乱れとして表れる）を移流開口３９によって緩和し、更に、緩衝された勢いを含めた液面の乱れを返送開口４０から容器１８に戻して逃がすことにより、移流開口３９より下流にある計量堰１５や水量調整堰１６まで液面の乱れを極力伝えないようにさせており、最終的には、水量調整堰１６の堰高により、一部の液体が容器１８に返送されることにより、容器１９へ移流する水量が調整され、容器１８から容器１９へ安定した水量の液体を供給することができる。
【００２２】
尚、図１に示す揚水管１０は、外形形状がＵ字であり、流入口１７が上方開口となっているので、容器１８の水位はＬ．Ｗ．Ｌより低下することがない。
【実施例２】
【００２３】
図３は、本発明の別の実施例を示すエアリフトポンプの概略断面図である。本実施例では、図１に示すエアリフトポンプと異なり、空気供給管２１を揚水管２０の外周側面に接続している。このようなエアリフトポンプでは、揚水管２０内に空気供給管２１が挿入されないので、揚水を行える揚水管２０の水平断面積が多くなり、より多くの液体を揚水することができる。
【実施例３】
【００２４】
図４は、本発明の更に別の実施例を示す浄化槽の垂直断面図である。
浄化槽２２は、上流側から、第１嫌気濾床槽２３、第２嫌気濾床槽２４、好気濾床槽２５、処理水槽２６及び消毒槽２７の順で配列されている。
第２嫌気濾床槽２４は、移流部にエアリフトポンプ２８が備えられ、第１及び第２嫌気濾床槽２３、２４にて処理された汚水が、好気濾床槽２５へ定量的に移行される。
また、担体を充填した濾床２９、３０の上部には、流量調整部３１が設けられ、汚水がエアリフトポンプ２８の移行水量より多く流入した場合に、汚水を一時的に貯留させることができる。
【００２５】
エアリフトポンプ２８の空気供給管３２には、図示を省略する空気導入管が接続され、この空気導入管にブロワが接続されている。エアリフトポンプ２８は、空気供給源として専用ブロワを独立に使用しているが、好気濾床槽２５にある散気部材３３等のように、空気の供給を必要とする別装置用のブロワと共有することもできる。尚、エアリフトポンプ２８には、図１に示すエアリフトポンプを使用しているが、これに代えて、図３に示すエアリフトポンプを用いることもできる。
また、図４の実施例においては、第２の嫌気濾床槽２４から好気濾床槽２５への汚水移流にエアリフトポンプ２８を使用しているが、第１嫌気濾床槽２３から第２の嫌気濾床槽２４への汚水移流にエアリフトポンプを使用することもできる。なお、このような場所にエアリフトポンプを設けた場合は、第２の嫌気濾床槽２４よりも下流となる槽に対して汚水が定量移流するので、第２の嫌気濾床槽２４よりも下流側に本発明にて述べるエアリフトポンプを必ずしも設ける必要はない。
【００２６】
エアリフトポンプ２８の流入口１７は、その高さが、担体を充填した濾床３０の上面以上の高さに設定されており、継続的にエアリフトポンプ２８を稼働させても、濾床３０が汚水中から突出することはなく、濾床３０に生息する嫌気性微生物を死滅させることがない。
【００２７】
図４に示す浄化槽２２は、浄化槽２２内に第１嫌気濾床槽２３及び第２嫌気濾床槽２４を備える実施例であるが、これは浄化槽２２内に沈殿分離槽だけを備えても良く、沈殿分離槽と嫌気濾床槽の両方を備えても良い。
【００２８】
好気濾床槽２５には、接触ばっ気槽、生物濾過槽（生物膜濾過槽）、担体流動槽等の好気処理槽を備えることができ、処理水槽２６には、処理水槽の代わりに沈殿槽を備えることができる。尚、浄化槽２２は、各槽内を上側から点検できるようにマンホールとそれを塞ぐマンホールカバーが通常設けられる。
【００２９】
浄化槽２２では、汚水は次のようにして処理する。汚水は、流入口３４から第１嫌気濾床槽２３の上部にある流量調整部３１に入る。第２嫌気濾床槽２４の移流部にエアリフトポンプ２８が備えられているため、エアリフトポンプ２８の移流水量と同量の汚水のみが第１及び第２嫌気濾床槽２３、２４の濾床部２９、３０を下向流で通過する。この際、濾床部２９、３０では、固形物の捕捉と、濾床部２９、３０に付着している嫌気性微生物により有機物の分解や硝酸性窒素及び亜硝酸性窒素の脱窒が行われ、さらに濾床部２９、３０の下部では、固形物が沈殿する。
【００３０】
第１及び第２嫌気濾床槽２３、２４で処理された液は、移流部に移り、エアリフトポンプ２８を介して、好気濾床槽２５の上部に定量的に移行される。一方、流入した汚水がエアリフトポンプ２８の移行水量より多く、濾床２９、３０を通過しないものは、一時的に流量調整部３１に貯留される。このとき流量調整部３１の水位が上昇する。
【００３１】
貯留された汚水は、汚水の流入がエアリフトポンプ２８の移行水量より少なくなったときに、徐々に濾床部２９、３０を通過し、移流部に移り、エアリフトポンプ２８によって好気濾床槽２５へ移流される。このときに水位が下降する。
【００３２】
好気濾床槽２５では、好気状態を保つようにブロワから送気される空気が散気部材３３から吐出される。液は下向流で槽下部に向かうが、このとき濾床部３５を通過する間に固形物の捕捉と、濾床部３５に付着している好気性微生物により、有機物の分解やアンモニア性窒素の硝化が行われる。
【００３３】
好気濾床槽２５で処理された液は、処理水として処理水槽２６に移行し、最終的に消毒槽２７で消毒された後に浄化槽２２外に放流される。また、処理水槽２２には、当該発明で示した堰高方式の調整部が無く、供給する空気量のみで移行水量を調整するエアリフトポンプ３６が備えられてあり、処理水の一部を揚水して、移行管３７を介して、第１嫌気濾床槽２３へ循環させている。このエアリフトポンプ３６は、処理水槽２６が水位変動しないため、堰高方式の調整部が無くとも、移行水量が安定している。
【実施例４】
【００３４】
本発明の一実施例として、図１乃至図３に基づくエアリフトポンプを作成して、移流水量と水位の関係を調べた。エアリフトポンプは、揚水管の管径３０ｍｍ、空気供給管の管径１３ｍｍ、空気供給管の浸漬深さ１，２７０ｍｍ（Ｈ．Ｗ．Ｌ時）、流入口の高さ（水位）１，１５０ｍｍ、流出口の高さ１，４３０、返送開口の高さ１，４９５ｍｍに設定し、さらに比較対照として、返送開口の無い従来のエアリフトポンプも作成してから試験を実施した。その結果、移行水量と水位の関係は、図７示す通りであり、１，１５０ｍｍから１，４００ｍｍの水位変動に対して、移送水量の変動は、従来が４４％、本実施例が１２％であった。このことから、本発明によれば、従来のエアリフトポンプよりも、水位変動の影響を受けずに安定した移行水量を提供することができることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施例を示すエアリフトポンプの概略断面図である。
【図２】図１に示すエアリフトポンプの斜視図であり、（ａ）と（ｂ）とは、エアリフトポンプの揚水管中心軸を９０度回転させた状態を示す。
【図３】本発明の別の実施例を示す、エアリフトポンプの概略断面図である。
【図４】本発明の更に別の実施例を示す浄化槽の垂直断面図である。
【図５】従来例を示すエアリフトポンプの概略断面図である。
【図６】図５に示すエアリフトポンプの斜視図であり、（ａ）と（ｂ）とは、エアリフトポンプの揚水管中心軸を９０度回転させた状態を示す。
【図７】水量と水位との関係図を示す。
【符号の説明】
【００３６】
１．流入口、２．流出口、３．揚水管、４．空気供給管、５．計量堰、６．水量調整堰、７．潜り堰、８．容器、９．容器、１０．揚水管、１１．空気供給管、１２．流出口、１３．壁面、１４．第１の貯留升、１５．計量堰、１６．水量調整堰、１７．流入口、１８．容器、１９．容器、２０．揚水管、２１．空気供給管、２２．浄化槽、２３．第１嫌気濾床槽、２４．第２嫌気濾床槽、２５．好気濾床槽、２６．処理水槽、２７．消毒槽、２８．エアリフトポンプ、２９．濾床部、３０．濾床部、３１．流量調整部、３２．空気供給管、３３．散気部材、３４．流入口、３５．濾床部、３６．エアリフトポンプ、３７．移行管、３８．第２の貯留升、３９．移流開口、４０．返送開口
【図１】
2005180319.tif 000003
【図２】
2005180319.tif 000004
【図３】
2005180319.tif 000005
【図４】
2005180319.tif 000006
【図５】
2005180319.tif 000007
【図６】
2005180319.tif 000008
【図７】
2005180319.tif 000009