(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体の出入りが可能な容器の内部を第１充填室及び第２充填室に区画し、上記第１充填室には、端面が円形又は角形で表面が平滑であり、かつ口径が３０〜４０ｍｍ、長さが４０〜６０ｍｍである筒状体を多数個充填し、上記第２充填室には多孔性部材を多数個充填して構成した河川水の浄化施設用接触材。
【請求項２】
前記多孔性部材を、表面が多孔性の無機質焼成体であって、その直径が３０〜６０ｍｍの無機質焼成体に構成した請求項１の河川水の浄化施設用接触材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚濁河川水をバイパスして微生物による浄化処理を行う浄化施設に用いる接触材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
下水道整備が遅れている地方都市に於いては、生活排水の多くは未処理のまま、直接、河川に放流されているところが多く、このため河川水は汚染されて周辺の生活環境の悪化を招いている。
【０００３】
このような汚濁河川水の浄化には、河川に直接浄化材を投入して浄化する方法と、汚濁河川水の一部をバイパスさせて浄化施設に導入して浄化処理を行い、再び河川に戻す方法とがあって、河川の規模や汚濁度合いなどを勘案して適宜選択して採用している。この内、バイパスさせて浄化施設で浄化する浄化方法には、微生物処理や薬剤による凝集沈殿処理等があるが、微生物処理を採用しているところが多い。
【０００４】
この微生物処理の一例を説明すると、先ず、取り入れた汚濁河川水は、浄化施設の嫌気濾床槽で土砂や大きな浮遊物質を取り除き、小さな浮遊物質中の有機物を濾床に生息させた嫌気性微生物によって分解させる。次いでこの汚濁河川水は接触曝気槽に導入し、接触材に付着して生息している好気性微生物によってその中の有機物を分解させる。ここで微生物は接触曝気槽内で付着と剥離とを繰り返し、その一部は懸濁物質として処理対象の河川水と共に次工程の好気濾床槽に送られ、槽内の濾材を通過する過程で付着や凝集によって取り除かれ、処理対象の河川水は透明な処理水となって河川に戻されるものである。
【０００５】
このような汚濁河川水の微生物による浄化施設にあっては、一般に、処理水量が大きいために前記接触曝気槽内での滞留時間をできるだけ短くしたいことから、浄化を司る微生物を健全な状態で、高単位に付着させ、かつ生息させておくことのできる接触材の選定が重要なものとなっている。
【０００６】
また、河川水の水温は季節によって変化し、云うまでもなく、夏季は高温に、冬季は低温になるため、この季節の変化に伴う水温の変化にしたがって、前記接触曝気槽の中で浄化処理を司る微生物相も変わってくるものとなる。
即ち、夏季の水温が高い時には、付着力が弱く、後生動物に捕食され易い、増殖速度の速い細菌類が優先した微生物相になり、冬季の水温が低い時には、付着力が強く、後生動物に捕食され難く閉塞を起こし易い、増殖速度の遅い糸状菌類が優先した微生物相になってくる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような観察結果より、本発明者は、効率の良い微生物処理を行うには、夏季と冬季とでは、それぞれの時期に優先する微生物相に適合する異なった種類の接触材を用いて処理することが、対応する時期の微生物にとって活動条件が良好となり、それぞれの時期に最良の処理結果が得られるとの知見に至った。
【０００８】
しかして、このように季節に応じて変化する接触曝気槽内の微生物相の変化に対応すべく、前記接触曝気槽内にセットした接触材を、それぞれの季節に適合するものに入れ替えることで、年間を通じて安定した処理結果が得られることとなるものであるが、この入れ替え作業に、手間や経費が掛かり過ぎるという問題点がある。
【０００９】
そこで、本発明は、一度投入すれば、季節の変化によっても交換の必要がなく、河川水の浄化施設の接触曝気槽内に浄化を司る微生物を年間を通じて健全な状態で生息・増殖させることができる河川水の浄化施設用接触材を提供することを解決の課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の１は、液体の出入りが可能な容器の内部を第１充填室及び第２充填室に区画し、上記第１充填室には、端面が円形又は角形で表面が平滑であり、かつ口径が３０〜４０ｍｍ、長さが４０〜６０ｍｍである筒状体を多数個充填し、上記第２充填室には多孔性部材を多数個充填して構成した河川水の浄化施設用接触材である。
【００１３】
本発明の２は、本発明の１の河川水の浄化施設用接触材に於いて、前記多孔性部材を、表面が多孔性の無機質焼成体であって、その直径が３０〜６０ｍｍの無機質焼成体に構成したものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、汚濁河川水をバイパスさせて微生物によって浄化処理を行う浄化施設の接触曝気槽に用いる河川水の浄化施設用接触材である。
これは、その内部に液体の出入りが自由にできるような容器の内部を仕切って第１充填室及び第２充填室の２室を設け、第１充填室及び第２充填室にそれぞれ対応する部材を充填して接触材としたものである。上記第１充填室には、河川水が低温の時に優先する微生物が好ましく生息・増殖できるように、端面が円形又は多角形の筒状体で、かつその口径が３０〜４０ｍｍ、長さが４０〜６０ｍｍ程度に形成された筒状体を多数ランダムに充填して冬季用の接触材とする。また第２充填室には、河川水が高温の時に優先する微生物が好ましく生息・増殖できるように、微細な多数の孔を備えた多孔性部材を多数個充填して夏季用の接触材とする。
【００１５】
前記容器としては、液体の出入りが自由にできる種々の容器を採用することができる。たとえば、網状の袋、多数の小孔を開口した管状体又は多数の小孔を空けた楕円球状体等で、その長さ又は長径を２００〜４００mm、太さ又は短径を１００〜３００mm程度に形成したもの、あるいは多数の小孔を空けた球状体であって、その径を１００〜４００mmに形成したもの等である。
このような液体の出入りが自由な容器を採用することによって、汚濁河川水と容器の中に入れて使用する接触材との接触が良好になって、効率のよい微生物処理ができるようになると共に、汚濁河川水が淀みを作って部分的に嫌気状態となることが無く悪臭を発生することがないものとなる。
【００１６】
前記容器として採用する網状の袋は、ナイロン、ポリエステル又はポリプロピレンなどの合成繊維を用いてその目開きを３０ｍｍ前後程度以上に編み上げたもの、また前記管状体、前記球状体及び前記楕円球状体は、ポリ塩化ビニルやポリエステル又はポリウレタン等のプラスチックによって成形し、その表面に３０ｍｍ前後程度以上の孔を多数開口したものが好ましく用いられる。なお上記目開き又は径は閉塞を生じさせないために、できるだけ大寸法であるのが良いが、云うまでもなく、容器に充填する部材が上記網の目又は上記孔から出てしまわないサイズである必要もあり、それ故、充填する部材のサイズより僅かに小さい程度とするのがよい。もし充填する部材のサイズが３０ｍｍ径程度である場合には、これより僅かに小さい、たとえば、２９ｍｍに定めれば良い。
【００１７】
そしてその容器の中央部付近には仕切りを設けて２室に区画し、第１充填室及び第２充填室を形成する。その仕切り材は容器に採用した材料と同じ材料を用いて形成するのが良い。
【００１８】
前記第１充填室には、河川水が低温の時に優先して増殖してくる微生物が好ましく生息・増殖できるように、端面が円形又は多角形の筒状体で、かつその口径が３０〜４０ｍｍ、長さが４０〜６０ｍｍ程度に形成された筒状体をランダムに多数個充填し、内部に多数の空間を発生させる。
【００１９】
前記筒状体は、その材質としては表面を平滑に構成し得るポリ塩化ビニルやポリエステル又はポリウレタン等のプラスチックが好ましく用いられる。
【００２０】
前記第１充填室をこのように構成することによって、本発明の河川水の浄化施設用接触材を前記接触曝気槽の中に投入して用いた場合には、該第一充填室に空間が大きく確保されて閉塞を起し難くなるので、冬季の水温が低い時に優先して増殖してくる糸状菌類の生息に好ましいものとなる。また、その結果、冬季の処理水質が安定したものとなる。
【００２１】
他方、前記第２充填室には、河川水が高温の時に優先して増殖してくる微生物が、好ましく生息・増殖できるように、たとえば、微細な多数の孔を備えた多孔性部材を多数個充填する。上記多孔性部材としては、多孔性の無機質焼成体が適当であり、多孔性のセラミック球体又は楕円球体等であって、その直径（短径）を３０〜６０mm程度に設定したもの等を採用することができる。
【００２２】
前記第２充填室をこのように構成することによって、本発明の河川水の浄化施設用接触材を前記接触曝気槽の中に投入して用いた場合には、充填した多孔性部材が文字通り多孔性であるので、夏季の水温が高い時に優先して増殖してくる細菌類が、その微細小孔に進入して付着し易くなり、ミジンコや巻き貝等の後生動物に捕食され難くなり、コロニーの分散が防止されて、細菌類の生息に好ましいものとなる。
また、その結果、夏季の処理水質が安定したものになると共に、微細な懸濁物質が多数の微細小孔に吸着されて処理水の濁りも無くなる。
【００２３】
このように本発明の河川水の浄化施設用接触材は、一つの容器の中を二つの部屋に分けて、それぞれに全く異なった特性を保持した部材を配して構成したものである。そしてこの河川水の浄化施設用接触材を前記接触曝気槽の中にランダムに多数個を投入しておくことによって、水温に応じて生息・増殖してくる浄化を司る各種微生物は、微生物自らが判断して第１又は第２充填室に移動し、いずれか生息しやすい接触材に付着して健全なコロニーを作るようになるものである。
【００２４】
このようにして前記接触曝気槽内には、夏季に活躍する微生物と冬季に活躍する微生物とを、それぞれ別個の充填室に健全な状態で生息させておくことができるものとなり、それ故、季節の変動にかかわらず、汚濁河川水を一年を通じて安定した状態で効率よく浄化処理することができるものとなる。
また、本発明の河川水の浄化施設用接触材は、夏季に適する接触材と冬季に適する接触材とを共存させてあるので、季節の合間に接触材の入替えをする等の必要は全く無く、その手間や経費も掛からないものとなる。
【００２５】
更に、本発明の河川水の浄化施設用接触材はその構造が簡単であり、容易に入手できる材料によって構成したので、安価に製造することができる。
【００２６】
なお、本発明の河川水の浄化施設用接触材は、通常は、なかなか目詰まりを起こすようなことにはならないが、台風や大雨で濁った河川水が前記接触曝気槽の中に多量に導入されるようなことがあれば、若干の目詰まりを起こす場合もあり得る。しかしこのような場合は、逆洗によってこれを洗浄することで接触材の能力を回復させることが容易にできる。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明の二つの実施例を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、実施例１の河川水の浄化施設用接触材の概略斜視図、図２は、実施例１の河川水の浄化施設用接触材に用いる筒状充填材の概略斜視図、図３は、実施例１の河川水の浄化施設用接触材に用いる球状充填材の概略斜視図、図４は、実施例２の河川水の浄化施設用接触材の一部切欠概略斜視図である。
【００２８】
＜実施例１＞
図１に示すように、長さ３２０mm、幅２００mmのポリプロピレン製の網状の袋（容器）１の長さ方向中央部に同様のポリプロピレン製の網状の材料で仕切り２を設け、その両側に第１充填室３と第２充填室４とを形成する。なお上記網状の袋１の網目の目開きは３０mm×３０mmに設定した。上記第１充填室３には、図２に示したような表面が平滑なポリ塩化ビニル製の筒状充填材５を多数個ランダムに充填し、上記第２充填室４には、図３に示すような多孔性セラミックス製の球状充填材６を多数個充填して、実施例１の河川水の浄化施設用接触材を作成した。
【００２９】
なお前記筒状充填材５は口径を３５mm、長さを５５mmに設定したものを採用し、前記球状充填材６は径を３５mmに設定したものを採用した。
【００３０】
このように作成した実施例１の河川水の浄化施設用接触材を、某河川をバイパスさせて設置した河川水の浄化施設の接触曝気槽の中に通常用いられる接触材量と同程度に投入して使用に供した。これらの投入は特に向きを定めず、ランダムに行った。
【００３１】
＜実施例２＞
図４に示すように、長さ３２０mm、太さ１６０mmの両端及び周側に口径３２mmの多数の貫通孔７を開口したポリ塩化ビニル製の管状体（容器）１１を用い、その長さ方向の中央部付近に同じポリ塩化ビニル製のプラスチック材料で仕切り２２を構成し、その両側に第１充填室３３と第２充填室４４とを形成する。上記第１充填室３３には、図２に示すような表面が平滑なポリ塩化ビニル製の筒状充填材５を多数個ランダムに充填し、上記第２充填室４４には、図３に示すような球状充填材６を多数個充填して、実施例２の河川水の浄化施設用接触材を作成した。
【００３２】
このように作成した実施例２の河川水の浄化施設用接触材を、別の某河川をバイパスさせて設置した河川水の浄化施設の接触曝気槽の中に、通常用いられる接触材量と同程度を投入して使用に供した。これらの投入は特に向きを定めずランダムに行った。
【００３３】
次に、前記実施例１及び前記実施例２による河川水の浄化施設用接触材を１年６ケ月間に渡ってテスト使用した結果を表１に示す。その間に観察した試験項目は次の通りで、視覚及び顕微鏡により観察してその記録をまとめた。
＜試験項目＞
１．夏季の微生物相の状態    ２．夏季の処理水の状態
３．夏季の接触材の状態
４．冬季の微生物相の状態    ５．冬季の処理水の状態
６．冬季の接触材の状態
【００３４】
【表１】
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【００３５】
前記表１に示した実施例１及び実施例２の結果から判るように、実施例の河川水の浄化施設用接触材は、夏季、冬季のいずれに於いても微生物の生息に非常に良好なものであることが確認されたと共に、その処理水は濁りが無く透明なものが得られるものであった。また実施例１の網状の袋１にも実施例２の管状体１１にも閉塞が生じるような事情がなく、常時、良好な状態を保持していた。
【００３６】
【発明の効果】
従って、本発明の１の河川水の浄化施設用接触材によれば、容器として液体の出入りが行われ得るものを採用したので、この中に充填する各充填材（接触材）と汚濁河川水との接触が良好になり、効率のよい微生物処理ができるとともに、汚濁河川水がこの中に淀みを作ることもない。それ故、そのような部位に生じる嫌気状態の発生もなく、これに起因する悪臭の発生もない。
【００３７】
また、一つの容器の中を二つの充填室に分けて、それぞれに全く異なった特性を保持した充填材（接触材）、即ち、各充填室に充填して多数の大きな空間を生じさせる充填材（接触材）と多数の微細孔を備えた充填材（接触材）とを配したので、河川水の水温に応じて、それぞれの季節に優先して増殖してくる微生物は、微生物自らが判断してそれぞれ生息しやすい充填材（接触材）に付着して健全なコロニーを作るようになる。より具体的には、各充填室に充填して多数の大きな空間を生じさせる充填材（接触材）には、冬季に優先して増殖する糸状菌類が付着してコロニーを作り、多数の微細孔を備えた充填材（接触材）には夏季に優先して増殖する細菌類が付着してコロニーを作るようになる。したがって本発明の１の河川水の浄化施設用接触材によれば、それぞれの季節にそれぞれ優先して増殖する微生物が付着してコロニーを作り得る要素を持っているため、汚濁河川水は年間を通じて安定した状態で、効率よく微生物処理をすることができるものとなる。
【００３８】
また、以上のように、夏季に優先して増殖する微生物に適した充填材（接触材）と、冬季に優先して増殖する微生物に適した充填材（接触材）とを共存させたので、たとえば、季節の合間に、充填材（接触材）を、次の季節に適合する充填材（接触材）に入替えるような作業は全く必要なく、それ故、その手間や経費も掛からないものとなった。
【００３９】
更に、その構造が簡単であり、容易に入手できる材料によって構成したので、安価に製造することができるものである。
【００４０】
また本発明の１の河川水の浄化施設用接触材によれば、口径が３０〜４０ｍｍ、長さが４０〜６０ｍｍで、端面が円形又は多角形であり、かつ表面が平滑である筒状体を採用し、前記容器の第１充填室には、その多数個をランダムに充填したものであり、それ故、その表面は閉塞を起こし難いものとなり、冬季に優先して増殖してくる糸状菌類を健全に生息させることができるような接触材になる。また、その結果、冬季の処理水質が安定したものとなる。
【００４２】
本発明の２の河川水の浄化施設用接触材によれば、前記多孔性部材を、表面に多数の微細孔を有する無機質焼成体に構成し、その径を３０〜６０ｍｍに成形し、前記容器の第２充填室には、その多数個を充填したので、夏季に優先して増殖してくる細菌類を付着させ、健全に生息させることができるような接触材になる。その結果、夏季の処理水質が安定したものとなると共に、微細な懸濁物質が多数の微細孔に吸着されて処理水の濁りも無くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の河川水の浄化施設用接触材の概略斜視図。
【図２】実施例１の河川水の浄化施設用接触材に用いる筒状充填材の概略斜視図。
【図３】実施例１の河川水の浄化施設用接触材に用いる球状充填材の概略斜視図。
【図４】実施例２の河川水の浄化施設用接触材の一部切欠概略斜視図。
【符号の説明】
１        網状の袋（容器）
２、２２  仕切り
３、３３  第１充填室
４、４４  第２充填室
５        筒状充填材
６        球状充填材
７        貫通孔
１１      管状体（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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