(57)【要約】【課題】全体として、円筒体又は立方体に形成したバイオブロックであり、濾過面積が大きく水処理能力および強度も高く、長期間使用しても能力低下が少なく保守管理の容易なものを市場に提供する。【解決手段】に  合成樹脂製の波板よりなる芯材１０の両面にバイオフィルターシート１５が添着して、これらの周辺はクランプ材の内面には水平な液体通路が形成し、これに浄水取出口が設けてある複合体２５と波板よりなるスペーサ２６とを交互に結合してフィルターブロック３０としてある。【選択図】  図１
2005058818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦方向に畝および谷が形成して波板としてある合成樹脂成形品よりなる芯材の両面には各畝の頂に接触させてバイオフィルターシートが貼付してあり、前記芯材とバイオフィルターシートは両側の起立縁は相互に密着して、前記芯材とバイオフィルターシートの大部分および上縁は縦方向に連通するハニカム形状に形成してあり、上下縁はコ字型クランプ材で前記芯材とバイオフィルターシートは水密に挟持してあり、かつ上縁のクランプ材の頂部内部には、前記各ハニカムと連通する流体通路が前記上縁のクランプ材の全長に亘って形成してあり、前記流体通路に連通する浄水取出口が設けてある複合体を複数枚重ね乃至筒状に巻き込み、各複合体の間に前記芯材の波板のピッチより大きいピッチの合成樹脂製の波板よりなり、前記複合体と略同大のスペーサを介在させて、このスペーサの各波の頂と複合体のバイオフィルターシートとを接触させて、これらを一体のブロックとしてあることを特徴とするフィルターブロック。
【請求項２】
前記芯材の波板の畝頂のうち，上縁と下縁及び上下の中央部においては前記バイオフィルターと平行な平坦部が形成してあり、この平坦部において前記バイオフィルターシートと芯材は接着乃至溶着してあることを特徴とする請求項１記載のフィルターブロックとする。
【請求項３】
前記複合体およびスペーサは渦巻き状に巻いて筒形状に形成してあることを特徴とする請求項１または２記載のフィルターブロックとする。
【請求項４】
前記複合体およびスペーサは平坦なまま順次交互に隣接させて，角ブロックに形成してあることを特徴とする請求項１または２記載のフィルターブロック。
【請求項５】
前記請求項１、２、３または５記載のフィルターブロックは底部全面に分布して空気噴出穴が設けてある浄水槽内にその上縁まで完全に浸漬して、前記各浄水取出口には、浄水を吸い出す送水ポンプが接続してあり、前記フィルターブロックの周りと浄化槽の内壁面間に汚水還流間隙が設けてあることを特徴とする水浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は大きな夾雑物が除去された汚水を更に濾過し、中水乃至上水として使用可能に濾過するためのフィルターブロック及びこれを備えた水浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
汚水乃至汚物液をバイオ処理し、大きな夾雑物を沈殿濾過したの後の汚水を更に、雑用水乃至上水として使用できるように、微生物ないし病原菌なども除去できるようにする公知の技術としては、バイオフィルターとしては殆どがセラミック製のフィルターを使用している。
しかし、この形態においては、それぞれ目的に合致した形状に焼成しなければならず、また大きな濾過面積を得るにはフィルター自体が大型化する。また製作が面倒で価格も高価となる。
またトイレットペーパー形状に巻いたフィルターをそのまま使用するものも知られているが、家庭用の浄水器のような小型のものには適するが、工業用やオフィスビルなどの大規模な中水を得るための浄化装置にはそれ自体機械的強度不足のため不向きである。
【特許文献１】特開平０８−１２４６０号特許公開公報、
特開平１０−２９６０２２号特許公開公報、
特開平２０００−２４５６４７号特許公開公報
特開平２００３−４７８３０号特許公開公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は製作が簡単であり、全体として円筒形にも立方体形状であってもよく、水浄化装置として組み立てたとき、濾過面積が大きく、水処理能力が高く、長期間使用してもその能力の低下は少なく、フィルターブロックとしての機械的強度も高く、保守管理の容易な水処理装置を市場に提供するためである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を達成するためにこの関連発明は縦方向に畝および谷が形成して波板としてある合成樹脂成形品よりなる芯材の両面には各畝の頂に接触させてバイオフィルターシートが貼付してあり、前記芯材とバイオフィルターシートは両側の起立縁は相互に密着して、前記芯材とバイオフィルターシートの大部分および上縁は縦方向に連通するハニカム形状に形成してあり、上下縁はコ字型クランプ材で前記芯材とバイオフィルターシートは水密に挟持してあり、かつ上縁のクランプ材の頂部内部には、前記各ハニカムと連通する流体通路が前記上縁のクランプ材の全長に亘って形成してあり、前記流体通路に連通する浄水取出口が設けてある複合体を複数枚重ね乃至筒状に巻き込み、各複合体の間に前記芯材の波板のピッチより大きいピッチの合成樹脂製の波板よりなり、前記複合体と略同大のスペーサを介在させて、このスペーサの各波の頂と複合体のバイオフィルターシートとを接触させて、これらを一体のブロックとしてあることを特徴とするフィルターブロックとする。
この明細書において、バイオフィルターとは、０．５μ（ミクロン）より大きな爽雑物特に微生物を篩別できるフイルターを意味し、通常合成樹脂繊維の不織布、連通発泡の合成樹脂製軟質発泡シートを用いる。
【０００５】
前記芯材の波板の畝頂のうち，上縁と下縁及び上下の中央部においては前記バイオフィルターと平行な平坦部が形成してあり、この平坦部において前記バイオフィルターシートと芯材は接着乃至溶着してあることを特徴とする。
【０００６】
また前記の課題を達成するためにこの発明のフィルターブロックの前記複合体およびスペーサは渦巻き状に巻いて筒形状に形成してあることを特徴とする。
また前記の課題を達成するためにこの発明のフィルターブロックの前記複合体およびスペーサは平坦なまま順次交互に隣接させて，角ブロックに形成してあることを特徴とする。
【０００７】
また前記の課題を達成するため関連発明としては前記請求項１、２、または３記載のフィルターブロックは底部全面に分布して空気噴出穴が設けてある浄水槽内にその上縁まで完全に浸漬して、前記各浄水取出口には、浄水を吸い出す送水ポンプが接続してあり、前記フィルターブロックの周りと浄化槽の内壁面間に汚水還流間隙が設けてあることを特徴とする水浄化装置とする。
【０００８】
発明の作用
請求項１乃至４記載の発明のものは、それぞれ請求項５記載の構成の組み立てて使用する。
このようにして、各空気噴出穴には空気供給ポンプを接続し、浄水槽に処理すべき汚水を順次供給し、前記空気供給ポンプ及び前記送水ポンプを運転すると、前記浄水槽底部の多数の空気噴出穴から空気が汚水中に噴出し、気泡となって各スペーサの波板とバイオフィルターシートで形成された間隙を通過して上昇し、この気泡の上昇によって汚水も共に上昇する。
他方送水ポンプが作用して、上縁のシール材の液体通路は減圧され、この中の空気と水は吸い出され、前記上昇する汚水は各バイオフィルターシートを通ってこれと芯材間に流入し、このとき病原菌，その他の有害微生物はバイオフィルターシートで除去され、浄化された水は各芯材とバイオフィルターシートの間を上昇し，液体通路に流入し，それぞれ浄水取り出し口より、浄水となって、送水ポンプにより外部に取り出される（図６参照）。
バイオフィルターシートは上昇する気泡と残余の汚水で振動し、篩別されバイオフィルターシート面の微生物は押し流され、フィルターブロックの上端よりその周辺に押し流されて、バイオブロックと浄化槽内壁面間の還流間隙を通り、下方に戻る。浮遊する微生物などの爽雑物は浄化槽底部に次第に堆積する。この堆積した爽雑物はドレーンとして適宜の手段で浄化槽外に排出する。
【０００９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明においては、フィルターブロックを構成している各波板の畝で区画された中をそれぞれ流れ、それぞれバイオフィルターシートを通ってこれと芯材間に微生物などが除去された浄水（中水）となって、バイオフィルターシートと芯材間を流れ、液体通路で集められて、浄水となって外部に取り出せる効果を奏する。
また構造が簡単であり、濾過面は各複合体の両面で全体として充分に広く垂直方向の各流路は細かく分割されているから、偏流や渦流を起こすおそれは少ない。
請求項２記載の発明においては、前述の効果に加え、芯材とバイオフィルターシートとの結合位置が芯材の極一部であるから、芯材とバイオフィルターシートとの結合に融通性があり、濾過された浄水が隣のハニカム通路にも流れ、一部の流路に偏流が起こらず、また一部に機械的ストレスが集中しない。
請求項３記載の発明においては渦巻形状に巻いて円筒形に形成してあるから、フィルターブロックとして、ハニカム型となり機械的強度は向上し、組立て解体、交換作業が容易となる。また円筒形の浄化槽においては、その充填効率の高いものが得られ、また濾過の前後の流体は垂直方向の通路内を上昇し、フィルター面に篩別された細菌などの微生物が長期間残留することは稀となる。
【００１０】
請求項４記載の発明においては、前記複合体およびスペーサは平坦なまま順次交互に隣接させて，角ブロックに形成してあるから、浄化槽が平面に見て方形乃至長方形の場合に適し、浄化槽が角型のものに適する。その他の効果は請求項１記載の発明の効果を合わせて奏し、角型に組み合わせたものはハニカム型となり、充分な機械的強度を有し、組立て、解体及び交換などが容易である。
【００１１】
請求項５記載の発明においては、前述の通りの構成であり、作用をなすから、各スペーサの波板で形成される汚水起立流路からバイオフィルターシートを通過して、微生物が篩別されて浄化水となり、バイオフィルターシートと芯材の間の浄水起立流路を通って、上縁のクランプ材の水平な流体通路によって集められ、浄水吸出し口より外部に取り出される効果を奏する。
また篩別された微生物若しくはこれと同程度の以上の大きさの夾雑物は上昇する空気と未篩別液とによって、振動を受けバイオフィルターシート面から剥離して上昇し、フィルターブロックの上部より周辺部に流れ、フィルターブロックと浄化槽内平面との間の還流間隙を通って、下方に流れ、浄化槽底部に沈澱する効果を奏する。
また前述の通り各バイオフィルターシートは芯材に張付けられ、スペーサと交互に接触して一塊になっているから、機械的強度も大きく、フィルターブロックの装填，交換などが容易である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
請求項１乃至４の発明を含む実施の形態であり、図１乃至図４に示すものである。
図において、１０は芯材であり、合成樹脂製の波板よりなり、畝１１の方向が垂直方向であり、上下縁近傍と中断部の各畝の頂は平坦な平坦部１３としてあり、この芯材に両面にこれと同大のバイオフィルターシート１５が前記平坦１３の部分に接着剤により貼付してある。その他の部分は芯材１０とバイオフィルターシート１５とは接着してない。
前記芯材の上縁近傍においては波板の形状は角波形状１４としてある。
上下縁はコ字型クランプ材２０で前記芯材１０とバイオフィルターシート１５は水密に挟持してあり、かつ上下縁のクランプ材２１、２２のうち上縁のクランプ材２１の頂部内部には、前記各ハニカムと連通する流体通路２３が前記上縁のクランプ材２１の全長に渡って形成してあり、前記流体通路２３に連通する浄水取出口２４が設けてある複合体２５を複数枚重ね乃至筒状に巻き込み、各複合体２５の間に前記芯材の波板のピッチより大きいピッチの合成樹脂製の波板よりなり、前記複合体２５と略同大のスペーサ２６介在させて、このスペーサの各波の頂と複合体のバイオフィルターシートとを接触させて、これらをロール状に巻いた一体のフィルターブロック３０としてある。このロール状フィルターブロック３０の外側は小包結束用のバンド（図示してない）で結束してある。
更に実施の形態１においては各複合体の起立した起立縁も下縁のクランプ材同様の起立クランプ材２７，２８によって、水蜜にシールしてある。これらの水密構造は、接着剤によって固めても、あるいは弾性パッキング（図示してない）を前記のクランプ材２０（２１、及び２２）２７、２８の内面に沿って挟みこんでもこの発明としては同一である。
前記複合体２５は縦寸法が５０乃至１００ｃｍで長さが長尺のものを渦巻き状に巻き込んで形成したものでも、長さが例えば２００ｃｍのものを順次巻き込んで筒状に形成したものでも、この実施の形態の範囲である。
【００１３】
実施の形態２
図６Ｂに示すものであって、前記複合体２５及びスペーサ２６を板状のまま交互に隣接させて、フィルターブロック３０の形状が長方形体乃至直立方体３０ａとしてある。その他は実施の形態１と全く同一である。
【００１４】
前記実施に形態１若しくは２を浄化槽４０の中に設置する。浄化槽４０はその底部に空気パイプ４１が沈設してあり、その上側外周面には空気吐出穴４２が多数を穿孔してあり、この吐出穴４２は前記浄化槽４０の底全面に分布されている。この空気パイプ４１の外端には空気ポンプ４５が接続してあり、この空気パイプ４１の上には前記実施の形態１又は２のフィルターブロック３０を設置し、フィルターブロック３０の各浄水取り出し口２４にはそれぞれホースを接続し、適当なヘッダーを介して、送水ポンプ１７を接続する。
【００１５】
而して、浄化槽４０内に処理すべき汚水を水張りし、その水位が前記クランプ材２１の肩よりも上位にし、送水ポンプ１７及び空気ポンプ４５を運転すると、空気パイプ４１に送られた空気は空気吐出穴４２より気泡となって各スペーサ２６で形成された、縦方向の水路を上昇し、この間に未処理汚水は前記気泡群によって上昇する。
スペーサ２６とバイオフィルターシート１５の間の汚水はバイオフィルターシート１５で細菌などの微生物が濾過され、芯材１０とバイオフィルターシート１５の間を上昇し、流体通路を通って順次送水ポンプ１７により、外部に浄化水となって外部に取り出される（図３、図６参照）。
【図面の簡単な説明】
【図１】複合体の一部破断正面図である。
【図２】図１の２−２線横断端平面図である。
【図３】図１の３−３線横断端平面図である。
【図４】Ａ及びＢはフィルターブロックとして組み立てた状態のそれぞれの平面図である。
【図５】図４のＡ又はＢを組み込んだ浄化槽の一部縦断側面図である。
【図６】フィルターブロックを浄化槽に組み込んだ状態の一部省略縦断側面図である。
【符号の説明】
１０    芯材
１１    畝
１３    平坦部
１５    バイオフィルターシート
１６    パイプ
１７    送水ポンプ
２０    クランプ材
２１    上縁クランプ材
２２    下縁クランプ材
２３    流体通路
２４    浄水取出口
２５    複合体
２６    スペーサ
３０    フィルターブロック
２７、２８    起立クランク材
４０    浄化槽
４１    空気ポンプ
４２    空気吐出穴
４３    汚水供給口
４４    空気接続パイプライン
４５    空気ポンプ
【図１】
2005058818.tif 000003
【図２】
2005058818.tif 000004
【図３】
2005058818.tif 000005
【図４】
2005058818.tif 000006
【図５】
2005058818.tif 000007
【図６】
2005058818.tif 000008