(57)【要約】【課題】水槽の水深が深いことによって、水流への空気の供給量が少なくなっても、酸素の水への取込み量を十分に確保する。【解決手段】汚水処理装置１は、例えば汚水処理施設の流量調整槽内に水没状態で設置されるもので、槽内の水を吸い込んで吐出口より吐き出す水中ポンプ２と、一端の流入口３０が前記水中ポンプ２の吐出口２１に接続され他端の流出口３１は槽内に位置させる流水管３と、下端の開口は流水管３内の流路に連通させ上端の開口は水面上に位置させる吸気管４と、流水管３を流れる水を磁化処理する磁化処理具５とで構成される。吸気管４内は前記流水管３内の水流により負圧化され、これにより吸気管４より流水管３に空気が導入される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚水を導入して溜める水槽内に水没状態で設置される汚水処理装置であって、前記水槽内の水を吸い込んで吐出口より吐き出す水中ポンプと、一端の流入口が前記水中ポンプの吐出口に接続され他端の流出口は水槽内に位置させる流水管と、下端の開口は流水管内の流路に連通させ上端の開口は水面上に位置させる吸気管と、流水管を流れる水を磁化処理する磁化処理具とで構成され、前記流水管内の水流により吸気管内を負圧化して吸気管より流水管に空気を導入するようにした汚水処理装置。
【請求項２】
前記水槽は、汚水処理施設の曝気槽に送る汚水を一旦溜めて一定の流量で送り出すための流量調整槽である請求項１に記載された汚水処理装置。
【請求項３】
前記磁化処理具は、流水管に吸気管が連通する位置の下流に配置されている請求項１に記載された汚水処理装置。
【請求項４】
前記磁化処理具は、流水管に吸気管が連通する位置の上流に配置されている請求項１に記載された汚水処理装置。
【請求項５】
前記磁化処理具は、扁平な断面形状の管状体と、前記管状体の通路幅が小さい側の対向する壁面に異なる磁極が向き合うように配置される複数の永久磁石とを含み、前記管状体が流水管の途中に介装されている請求項１，３，４のいずれかに記載された汚水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば汚水処理施設において、一般家庭からの排水やレストランや病院などの施設からの排水（以下、「汚水」という。）を導入して溜める水槽や池（以下、単に「水槽」という。）内に設置される汚水処理装置に関し、特にこの発明は、水槽内の水を撹拌しつつ曝気するのに用いられる汚水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な汚水処理施設には、図５に示すように、大きなゴミや砂などが除去された後の汚水を導入して一旦貯留するための流量調整槽１０が設けられている。この流量調整槽１０に溜められた汚水はポンプ１１によって吸い上げられ、一定の流量で曝気槽１２へ送られる。曝気槽１２には槽内の汚水中に空気を導入するためのブロワー１３が接続されている。汚水には好気性の微生物が生息しており、空気の導入によって微生物に酸素を供給して水質の浄化を行わせる。曝気処理後の水は曝気槽１２から沈殿槽１４へ送られる。沈殿槽１４では泥を沈殿させ、その上澄み液を処理済水として放流槽１５へ送る。なお、沈殿槽１４で沈殿した泥はポンプ１６によって吸い出され、その泥の濃縮と脱水とを経て脱水ケーキになる。前記放流槽１５では処理済水を次亜塩素ナトリウムなどを用いて殺菌した後、川などへ放流する。
【０００３】
前記曝気槽１２での曝気処理だけでは十分でない場合が多いことから、図６に示すように、流量調整槽１０の内部に汚水処理装置１００を設置して補助的な曝気処理を行っている。
この汚水処理装置１００は、流量調整槽１０内に水没状態で設置されるもので、流量調整槽１０に溜まった汚水を撹拌しつつ曝気を行う。図示例の汚水処理装置１００は、前記流量調整槽１０内の汚水を吸い込んで吐き出す水中ポンプ２と、一端は水中ポンプ２の吐出口に接続され他端は流量調整槽１０内に開口する流水管３と、下端の開口を流水管３内の流路に連通させ上端の開口は水面上に位置させる吸気管４とで構成されている。前記吸気管４の内部は流水管３内の水流により負圧化される結果、吸気管４が外気を引き込んで流水管３内に空気を導入する。この空気の導入現象は一般に「エゼクター作用」と呼ばれている。このエゼクター作用によって流水管３を流れる水中に導入された空気は気泡となって混入し、この気液混合流が流量調整槽１０内に噴射されて撹拌と曝気とが行われる。
【０００４】
なお、この発明は、先行技術調査を行うことなく、上記した公知または公用の技術をもとに開発されたものである。そのために、記載すべき先行技術文献情報は存在しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した構成の汚水処理装置では、流量調整槽１０の容量が大きく、水深が深い場合には、吸気管４より流水管３内の水流へ導入される空気の量が少なくなり、水流に混入する気泡の大きさも大きくなる。その結果、水と空気との接触面積が小さくなり、水への酸素の取込み量が少なくなる。そのため、曝気による浄化機能が十分に発揮されず、曝気槽における曝気処理を補うことができない。
【０００６】
この発明は、上記した問題に着目してなされたもので、水槽の水深が深いことによって、水流への空気の導入量が少なくなっても、水への酸素の取込み量を十分に確保し得る汚水処理装置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】
【０００７】
この発明による汚水処理装置は、汚水を導入して溜める水槽内に水没状態で設置されるもので、前記水槽内の水を吸い込んで吐出口より吐き出す水中ポンプと、一端の流入口が前記水中ポンプの吐出口に接続され他端の流出口は水槽内に位置させる流水管と、下端の開口は流水管内の流路に連通させ上端の開口は水面上に位置させる吸気管と、流水管を流れる水を磁化処理する磁化処理具とで構成され、前記流水管内の水流により吸気管内を負圧化して吸気管より流水管に空気を導入するようにしている。
【０００８】
この発明による汚水処理装置は、例えば、汚水処理施設の曝気槽に送る汚水を一旦溜めて一定の流量で送り出すための流量調整槽に設置されるが、これに限らず、流量調整槽以外の水槽や池にも用いることができる。
【０００９】
この発明の一実施態様においては、前記磁化処理具は流水管に吸気管が連通する位置の下流に配置されているが、他の実施態様においては、前記磁化処理具は流水管に吸気管が連通する位置の上流に配置されている。磁化処理具を吸気管との連通位置の下流に配置すれば、汚水と汚水中の気泡とに磁界を作用させることができる、という利点がある。
【００１０】
上記した構成の汚水処理装置を水槽内に設置して水中ポンプを駆動すると、水中ポンプにより吸い込まれた水槽内の汚水は吐出口から流水管の流入口へ送り込まれる。流水管に送り込まれた汚水は流水管内の流路を流れて流出口より水槽内へ流出する。この流路の途中において、吸気管から流水管に空気が導入され、水流に気泡となって混入するので、前記流水管の流出口からは気液混合流が噴射されることになり、これにより槽内の撹拌と曝気とが行われる。
流水管を流れる汚水は磁化処理具によって磁化処理される。磁化処理具が吸気管との連通位置の下流に配置されている場合は水と気泡とに磁界が作用する。吸気管との連通位置の上流に配置されている場合は水に磁界が作用する。水が磁界の作用を受けて磁化されると、水のクラスタが細分化されるので、水が周囲から酸素を奪う作用（還元作用）が高められて酸素の水への取込み量が増す。このため、たとえ水槽の容量が大きく水深が深くても、曝気による浄化機能が十分に発揮される。さらに、気泡が磁界の作用を受けると、気泡の細分化も促進され、水と空気との接触面積が増す結果、酸素の水への取込み量が増し、曝気による浄化機能が一層促進される。
【００１１】
この発明の好ましい実施態様においては、前記磁化処理具は、扁平な断面形状の管状体と、前記管状体の通路幅が小さい側の対向する壁面に異なる磁極が向き合うように配置される複数の永久磁石とを含むものであり、前記管状体が流水管の途中に介装されて成る。この実施態様によると、管状体を流れる水に強い磁界を作用させることができ、磁化処理の効果が高められる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によると、水のクラスターや気泡が細分化されるので、たとえ水流への空気の供給量が少なくても、水への酸素の取込み量を十分に確保でき、容量が大きく水深が深い水槽についても曝気による浄化機能を十分に発揮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、この発明の一実施例である汚水処理装置１の構成を示す。
図示例の汚水処理装置１は、汚水処理施設における流量調整槽内に水没状態で設置されるもので、底面ｆ上に設置された基板９上に支持されている。前記流量調整槽は、曝気槽に送る汚水を一旦溜めて一定の流量で曝気槽へ送り出すためのものである。
【００１４】
この汚水処理装置１は、水中ポンプ２、流水管３、吸気管４、および磁化処理具５により構成される。前記水中ポンプ２は槽内の水を吸込口２０より吸い込んで吐出口２１より吐き出す。前記流水管３は、一端に流入口３０、他端に流出口３１を備え、一端の流入口３０は前記水中ポンプ２の吐出口２１に接続され、他端の流出口３１は槽内に位置させる。
【００１５】
この流水管３には流入口３０に近い位置に上向きの連結部３２が形成されている。この連結部３２には前記吸気管４の下端の開口が連結され、吸気管４を流水管３の流路に連通させる。この吸気管４は、上端を水面上より突出させることができる長さに形成されている。吸気管４の下端の開口は前記連結部３２を介して流水管３内の流路に臨ませるとともに、上端の外周の開口４１は水面ｗ上に位置させているので、流水管３内の水流により吸気管４内が負圧化され、吸気管４より流水管３に空気が導入される。
【００１６】
前記磁化処理具５は、この実施例では、流水管３に吸気管４が連通する位置の下流に配置されている。磁化処理具５を構成する管状体６は流水管３の中間に介装されている。このため、流水管３は上流管３Ａと下流管３Ｂとに分離され、上流管３Ａの出口３３に管状体６の流入口６０が、下流管３Ｂの入口３４に管状体６の流出口６１が、それぞれ連結される。
【００１７】
前記磁化処理具５は、図３および図４に示すように、一端に流入口６０、他端に流出口６１を有する管状体６と、この管状体６に外付けされる複数個の磁界発生器７とから成るものである。前記管状体６は、長さ中央部が磁化処理領域となっており、通路６３の縦方向の通路幅ｙが横方向の通路幅ｘより十分に大きな扁平な断面矩形状に形成されている。前記管状体６の側壁面６２Ｒ，６２Ｌは、狭い通路幅ｘを隔てて対向しており、この対向する側壁面６２Ｒ，６２Ｌに複数個の磁界発生器７が取り付けられる。
【００１８】
各磁界発生器７は、ケース体７０の内部に磁極の向きを揃えて複数の永久磁石７１が積層状態で装填されたものであり、異なる磁極Ｎ，Ｓが互いに向き合うように各磁界発生器７が管状体６の外周面にそれぞれ取り付け固定される。
【００１９】
なお、この実施例の磁化処理具５は流水管３に吸気管４が連通する位置の下流に配置しているが、図２に示すように、磁化処理具５を流水管３に吸気管４が連通する位置の上流に配置してもよい。なお、図１の実施態様は水深が比較的に浅い場合に適用し、図２の実施態様は水深が比較的深い場合に適用するとよい。
【００２０】
上記した構成の汚水処理装置１を流量調整槽内に設置して水中ポンプ２を駆動すると、水中ポンプ２の吸込口２０より吸い込まれた槽内の汚水は水中ポンプ２の吐出口２１から流水管３の流入口３０へ送り込まれる。流水管３に送り込まれた汚水は流水管３内の流路を流れて流出口３１より槽内へ流出されるが、流路の途中で吸気管４から流水管３に導入された空気が気泡となって水流に混入する。その結果、流出口３１より槽内へ気液混合流として噴射され、これにより撹拌と曝気とが行われる。
【００２１】
流水管３を流れる汚水は磁化処理具５によって磁化処理される。図１の実施例では水と気泡とに直接磁界が作用するが、図２の実施例では水にのみ磁界が直接作用する。水が磁界の作用を受けて磁化されると、水のクラスタが細分化されるので、水が周囲から酸素を奪う作用（還元作用）が強くなって酸素の取込み量が増し、流量調整槽の容量が大きく水深が深くても、曝気による浄化機能が十分に発揮される。さらに、気泡が磁界の作用を受けると、気泡の細分化も促進され、水と空気との接触面積が増す結果、水への酸素の取込み量が増し、曝気による浄化機能が一層促進される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の一実施例である汚水処理装置の側面図である。
【図２】他の実施例の側面図である。
【図３】磁化処理具の側面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図５】汚水処理施設の構成を示す説明図である。
【図６】流量調整槽に従来の汚水処理装置を設置した状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
１    汚水処理装置
２    水中ポンプ
３    流水管
４    吸気管
５    磁化処理具
６    管状体
１０  流量調整槽
２１  吐出口
３０  流入口
３１  流出口
７１  永久磁石
【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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