(57)【要約】【課題】  工場排水のＢＯＤ濃度低減処理とリン除去処理を行う排水処理設備を小型にし、各種経費を低減させる。【解決手段】  外周面が透水性のフィルタ１１で形成された円筒状の回転籠１０の上部に排水２を落下させて回転籠１０を回転させるフィルタ装置で、回転籠１０の内部に水車羽根の受水板１２と、貝殻（牡蛎殻）１４を収容する貝殻収容室１３を形成し、フィルタ１１でろ過された排水中の浮遊物質３を回転籠１０の回転時にブレード４０で掻き取り、フィルタ１１に給水された排水２をフィルタ１１を通して貝殻収容室１３に流入させて貝殻１４でリン除去を行い、清浄化された排水を再びフィルタ１１を通して回転籠１３より排出する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周面が排水をろ過するフィルタで覆われ、支軸の回りに回転自在に取付けられた回転籠と、
前記回転籠内に配設され、前記フィルタを通して回転籠内に流入する排水を受けて回転籠に回転トルクを発生させる受水板と、
前記回転籠内に形成され、複数の貝殻を収容する貝殻収容室と、
先端が前記フィルタの外周面に近接し、フィルタ外周面でろ過された排水中の浮遊物質を掻き取るブレードとを備え、
前記回転籠内に流入する排水を前記貝殻とフィルタを通過させて回転籠外に排出することを特徴とする排水用フィルタ装置。
【請求項２】
前記回転籠内を前記受水板によって複数の貝殻収容室に区画したことを特徴とする請求項１記載の排水用フィルタ装置。
【請求項３】
前記回転籠が、筒状籠であることを特徴とする請求項１又は２記載の排水用フィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火力発電所や食品加工工場などの工業排水や一般の生活排水のＢ０Ｄ低減及びリン除去の排水処理に適用される排水用フィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業排水などの排水を公共水域に排出するには、排水中のＢＯＤ及びリン濃度を下水道条例又は水質汚濁防止法などに定める水質基準以下に下げる必要があり、そのための各種の排水処理設備がある。排水のＢＯＤを低減させる処理方式は、曝気槽を使用した曝気酸化法（例えば、特許文献１参照）が一般的である。また、排水のリン濃度を低減させる処理方式は、凝集沈殿法やかき殻などの貝殻を固定層フィルタに充填した吸着法（例えば、特許文献２参照）が一般的である。
【特許文献１】特開２００３−１３６０８２号公報
【特許文献２】特開２００２−０７９２８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記処理方式の排水処理設備で工場排水のような大量の排水のＢＯＤ及びリン濃度を下水道排出水質基準値以下に下げる場合、大型の曝気槽や凝集沈殿槽などを必要として処理設備全体が大掛かりとなり、設備投資費と維持管理費が高くなる問題があった。曝気酸化法の排水処理設備においては、排水のＢＯＤ負荷が高くなると曝気槽への空気の供給量が増えてエネルギー消費量が増大し、ランニングコストが高くなる。貝殻を固定層フィルタに充填した吸着法の排水処理設備の場合は、天然資源の貝殻の有効利用ができるが、排水のＢＯＤ及びリン濃度が高くなるとフィルタが短期で目詰まりを起すために頻繁に洗浄する必要があり、この洗浄の間は処理設備の稼動を停止させねばならないために稼働率が悪くなる問題がある。
【０００４】
本発明の目的とするところは、設備全体が小型にでき、省エネルギー稼動が容易な排水処理装置としてのフィルタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の上記目的を達成する技術的手段は、周面が排水をろ過するフィルタで覆われて、略水平な支軸の回りに回転自在に取付けられた回転籠と、この回転籠内に配設されて、周面のフィルタを通し回転籠内に流入する排水を受けて回転籠に回転トルクを発生させる受水板と、回転籠内に形成された複数の貝殻を収容する貝殻収容室と、先端が回転籠周面のフィルタに近接してフィルタ周面でろ過された排水中の浮遊物質を掻き取るブレードとを備え、回転籠内に流入する排水を貝殻とフィルタを通過させて回転籠外に排出するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
ここで、処理対象となる排水は、大形の固形物や汚濁物を沈殿浄化槽などで排除した工業排水や家庭排水である。回転籠は、円筒籠や多角筒籠、球形籠などで、周面を排水ろ過用フィルタで形成し、籠の中心線を略水平にして中心線と同軸の支軸に回転自在に取付ける。回転籠外周のフィルタは、内側を部分的に針金などの補強枠で補強した状態で回転籠周面を形成する。このフィルタは、円筒形や多角筒形など所定形状に成形した一枚構造のものや、複数枚で回転籠全周面を形成する分割タイプのものが適用できる。また、フィルタは、外周面に供給された排水をろ過して排水中の浮遊物質（水に溶けない小粒径の懸濁物、ＢＯＤ濃度成分）をフィルタ外周面に残すろ過機能のものを使用する。フィルタを透過する排水は、浮遊物質を除くＢＯＤ濃度が低下した水成分で、回転籠内の貝殻収容室に流入する。フィルタは、排水をろ過する際に変形せず、外周面に付着した浮遊物質をブレードで掻き取る際にも変形しない強度の金属メッシュ、パンチングメタルなどの硬質薄板状フィルタが望ましい。回転籠内の貝殻収容室は、回転籠の内部空間を室内空間とした一室形態のもの、或いは、回転籠の内部空間を複数に区画した複数室形態のものが適用できる。回転籠外周の浮遊物質を掻き取るブレードは、先端が回転籠外周面に近接（接触を含む）するゴム板、樹脂板、金属板で、ブレードで掻き取られた浮遊物質は回収容器に回収するなどして別の処理工程に送られ、肥料に有効利用するなどの処理が行われる。
【０００７】
また、回転籠内に形成する受水板は、排水を受けることで回転籠自体を回転（自転）させる水車羽根構造のもので、回転籠の内周面に沿って少なくとも３枚以上の複数枚を設置する。フィルタ外周面に給水された排水がフィルタを通って回転籠内に流入すると、その流入先にある受水板に受けられ、受水板を介して回転籠に所定方向の回転トルクが与えられ、回転籠が回転する。回転籠内に流入した排水は、貝殻収容室に収容された複数の貝殻間に入り、回転籠の回転で貝殻間を流動して、貝殻特有のリン除去の処理が行われる。回転籠の回転は、回転籠の上部に排水を落下させて給水するときの水落下エネルギーを利用する以外に、排水をポンプで回転籠に給水するときのポンプ給水エネルギーを利用することもできる。水落下エネルギーを利用して回転籠を回転させることが、省エネルギー運転を実行する上で望ましい。
【０００８】
本発明においては、回転籠内を複数の受水板によって複数の貝殻収容室に区画することができる。複数に区画された貝殻収容室の各々に複数の貝殻を収容させて、各貝殻収容室の貝殻で排水のリン除去を行う。貝殻はリン除去性能に優れた牡蠣殻が有効であるが、他の種類の貝の殻や、複数種類の貝の殻を混合させて使用することもできる。１つの貝殻収容室に貝殻を回転籠の回転で自由に転動するように収容することで、回転籠の回転時に貝殻同士が互いに接触し合い、互いに付着した汚れを除去し合うことで、貝殻のリン除去機能低下を抑制することができる。また、１つの貝殻収容室に貝殻を詰め込んで、大量の貝殻でリン除去を効率よく行うこともできる。
【０００９】
また、本発明においては、回転籠に円筒や多角筒の筒状籠を使用することができる。この筒状回転籠は、軸方向長さが任意に設定できて、フィルタ外周面である浮遊物質ろ過面積と貝殻の収容量を決める籠容積、さらには、回転籠に与える排水による回転トルクを大きく設計することが容易で、大量の排水を連続して処理する場合にも安定した排水処理動作を行う。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、排水の供給で回転籠を回転させながら、回転籠周面のフィルタで排水中の浮遊物質をろ過してブレードで掻き取り、フィルタを通って回転籠内に流入したＢＯＤ濃度低下の排水を貝殻に通してリン除去をし、ＢＯＤ及びリン濃度が低下した清浄化された水を再び回転籠のフィルタを通して排出するので、排水中のＢＯＤ及びリン濃度の低減が段階的に連続して能率よく行える廃水処理能力に優れ、回転籠を特別な動力を使用しないで排水供給だけで連続回転させることのできる省エネルギーでランニングコストの安いフィルタ装置が提供できる。また、回転籠は曝気槽などの排水処理槽よりも十分に小型化できて、小型で設備投資費の安いフィルタ装置が提供できる。さらに、回転籠から排出される排水はＢＯＤ及びリン濃度を十分い低減させた清浄化された処理済み水であるので、フィルタ装置の後段に設置されてフィルタ装置から給送される排水をさらに浄化等の処理をする排水処理設備のＢＯＤ及びリン負荷を軽減させる効果がある。
【００１１】
また、回転籠のフィルタを透過した排水が再度フィルタを透過して排出される際に、フィルタの目に詰まった浮遊物質を排除してフィルタの目詰まりを抑制することができ、長期に亘り連続的に効果的な排水処理ができると共に、フィルタの洗浄頻度が少なくできて稼働率を上げることが容易になる。さらに、回転籠内で貝殻を回転籠の回転により転動させるようにすることで、貝殻同士が接触して互いに相手の汚れを落とし、落とされた汚れが排水と共にフィルタを通って排出されるので、貝殻のリン除去性能の低下が抑制されて、貝殻で長期に亘り連続的に排水処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００１３】
図１及び図２に示されるフィルタ装置は、周面が透水性のフィルタ１１で形成された円筒状の回転籠１０と、回転籠１０の上部に排水２を落下させる給水系２０と、回転籠１０の下部から処理済み水を集水する集水系３０と、回転籠１０のフィルタ１１上に付着した浮遊物質３を掻き取るブレード４０を備える。回転籠１０は、内部に複数の受水板１２と貝殻収容室１３を有する水車構造で、上部から落下する排水２の落下エネルギーを受けて定方向に自転する。このフィルタ装置の全体が、図１の鎖線で示すハウジング５に格納される。
【００１４】
回転籠１０は、略水平な中心線を中心に回転自在な円筒体で、外周面がフィルタ１１で形成され、両端開口が円形の側板１５で閉塞される。両端の側板１５の中心部が水平な支軸１６で支持され、支軸１６が軸受１７で定位置に保持される。フィルタ１１は、外周面に向けて排水２が給水されると、排水中の浮遊物質３をろ過して外周面に残し、浮遊物質を除くＢＯＤ濃度の低下した排水を透過させる。図２に示されるフィルタ１１は金属メッシュであるが、パンチングメタルなどでもよい。
【００１５】
回転籠１０内の受水板１２は、円筒状フィルタ１１の内周面に周方向等間隔で放射状に形成された複数枚の水車羽根で、フィルタ１１を透過して回転籠１０内に流入した流水を受けて回転籠１０自体に回転トルクを発生させる。隣接する２枚の受水板１２の間に１つの貝殻収容室１３が形成される。複数の受水板１２で区画された複数の貝殻収容室１３は同一断面形状の空間で、円筒状フィルタ１１の内周に沿って連続して形成される。複数の各貝殻収容室１３の中に平均した量で貝殻１４が収容される。貝殻１４は、リン除去能力に優れた牡蛎殻で、各貝殻収容室１３に適量の貝殻１４が回転籠１０の回転に伴って転動するように収容される。
【００１６】
水平に横置き設置された回転籠１０の上方に給水系２０が設置される。給水系２０は、ハウジング５の外にある沈殿浄化槽などから排水２をハウジング５上へと給送する給送管２１と、給送管２１の先端に連結した垂直なダクト形状の給水筒２２を備える。給水筒２２の下端開口は、回転籠１０の長さ方向に長尺な長方形を成し、回転籠１０の上部中心線から図１で右側に偏る定位置に配置される。給水筒２２の下端開口と回転籠１０の外周面とは回転籠１０の自転を妨げない一定の隙間が形成される。給送管２１から給水筒２２に給送された排水２は、給水筒２２の全長に亘り平均した量で回転籠１０の上部に自然落下する。
【００１７】
回転籠１０の外周の給水筒２２が在る図１で右側の側面に、１枚のブレード４０が設置される。ブレード４０は、下端が水平台４１上に固定された縦断面楔形の横長平板で、水平台４１から上向きに傾斜して、先端が回転籠１０の側面に近接する。回転籠１０が図１で右回りに回転すると、回転籠外周面を形成するフィルタ１１の外周がブレード４０の先端（上端）に向けて移動して、フィルタ１１の外周に付着した浮遊物質３がブレード４０で掻き取られる。ブレード４０の下方に沿って回収容器４２が出し入れ可能に配置され、ブレード４０で掻き取られた浮遊物質３がブレード４０の前面を自重で流下して回収容器４２内に落下する。
【００１８】
回転籠１０の下方に集水系３０が設置される。集水系３０は、回転籠１０の下部が入る樋状の集水容器３１と、集水容器３１の底部中央に連通する排出管３２を備え、回転籠１０の下部のフィルタ１１から流下した清浄な排水が集水容器３１に落下して排出管３２に流入し、排出管３２で後段の排水処理設備３３へと給送される。排水処理設備３３は必要に応じて設けられた最終の排水処理槽である。
【００１９】
次に、上記実施の形態のフィルタ装置１の動作を説明する。
【００２０】
回転籠１０が稼動前の回転停止状態にあるときに給水系２０を作動させて、給水筒２２から回転籠１０の上部のフィルタ１１に向けて排水２を連続的に落下させる。フィルタ１１上に落下した排水２はフィルタ１１でろ過されて排水中の浮遊物質３がフィルタ外周面に残り、ＢＯＤ濃度の低下した排水がフィルタ１１を通過して貝殻収容室１３に流入する。貝殻収容室１３の貝殻１４間を流下した排水の一部は受水板１２で受け止められ、このときの水の重力と水落下エネルギーで回転籠１０を図１で右方向に回転させる。貝殻収容室１３の貝殻間を流動する排水のリン濃度に応じ貝殻１４から貝殻の主要成分である石灰が溶出して、リン除去作用が行われる。
【００２１】
回転籠１０への排水２の供給を連続させることで回転籠１０が定方向に連続して回転し、この回転で回転籠１０の右側部分で排水が流入した貝殻収容室１３が回転下降し、貝殻収容室１３内の排水がフィルタ１１の内周面から外周面へと透過して、集水容器３１に落下する。回転籠１０の回転でフィルタ外周面の浮遊物質３がブレード４０の位置に達するとブレード４０で掻き取られ、ブレード４０を流下して回収容器４２に回収される。ブレード４０で浮遊物質３が掻き取られたフィルタ１１の外周面は比較的清浄であり、貝殻収容室１３からフィルタ外への排水の透過が支障なく行われる。貝殻収容室１３から外側に向けてフィルタ１１を透過する排水は、フィルタ１１の目に詰まった汚れを除去する作用をして、フィルタ機能の低下を抑制する。さらに、回転籠１０の回転による貝殻収容室１３の回転で、収容された複数の貝殻１４が転動して互いに衝突することで、互いに相手の汚れを落とし合い、貝殻のリン除去機能の低下を抑制する。さらに、転動する貝殻１４がフィルタ１１の内周面に接触してフィルタ内周面の汚れも落とすことで、フィルタ機能の低下を抑制する。このような貝殻１４の汚れやフィルタ内面の汚れは、排水と共にフィルタ１１を透過して集水容器３１へと排除される。
【００２２】
以上の浮遊物質掻き取りによるＢＯＤ濃度低減作用と貝殻１４によるリン除去作用が回転籠１０の回転する間に連続して行われる。回転籠１０への排水２の供給量を調整して回転籠１０の回転速度を適度に調整することで、浮遊物質掻き取りによるＢＯＤ濃度低減性能とリン濃度低減性能を良好に維持させることができる。
【００２３】
次に、図３及び図４に示す他の実施の形態を説明する。
【００２４】
図３に示される回転籠１０は円筒籠で、内周面に等間隔で放射状に配設した複数の受水板１２で複数の貝殻収容室１３を区画すると共に、連続する貝殻収容室１３の内側壁を円筒状のフィルタ１１’で形成し、この内側壁フィルタ１１’の内部を１つの貝殻収容室１３’として、ここにも複数の貝殻１４を収容する。この回転籠１０の場合は、外側の貝殻収容室１３に流入した排水２が回転籠１０に回転トルクを与え、排水２の一部が内側フィルタ１１’から内側貝殻収容室１３’へと流下し、さらに、内側貝殻収容室１３’から外側の貝殻収容室１３を流下する。このように回転籠１０内で排水２を複雑な経路で流下させることで、貝殻１４との接触時間を長くしてリン除去性能を高めることができる。
【００２５】
図４に示される回転籠１０は正八角形の多角筒籠で、外周面を形成する横長長方形の８面毎に１つの貝殻収容室１３を形成している。この回転籠１０の場合は、ブレード４０の下端部を枢軸４２に回動可能に連結して、ブレード４０の先端が多角筒籠の８面に順に摺動しながら図４の矢印で示す前後方向に往復揺動する。また、正八角形の回転籠１０の外周８面を形成するフィルタ１１は、８面毎に分割された８枚の平坦なフィルタで構成することができ、このような平坦なフィルタは、変形しにくい品質的に安定した硬質なフィルタが適用できる。
【００２６】
尚、本発明のフィルタ装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る排水用フィルタ装置の実施の形態を示す一部省略部分を含む側面図である。
【図２】図１のフィルタ装置の斜視図である。
【図３】他の実施の形態を示すフィルタ装置における回転籠の一部省略部分を含む側面図である。
【図４】他の実施の形態を示すフィルタ装置における回転籠の一部省略部分を含む側面図である。
【符号の説明】
【００２８】
２    排水
３    浮遊物質
５    ハウジング
１０    回転籠
１１    フィルタ
１２    受水板
１３    貝殻収容室
１４    貝殻
１５    側板
１６    支軸
１７    軸受
２０    給水系
３０    集水系
４０    ブレード
４２    回収容器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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