(57)【要約】      （修正有）【課題】下水道が完備されておらず河川に放流する一般家庭の生活廃水の簡便な浄化方法を提供する。【解決手段】廃水の浄化に用いる装置として、廃水導入部１、内部に微生物膜を有する粒状体を充填した複数個の回転可能に設置された浄化部円筒体２および該浄化部円筒体の下側に水受け部３からなり、該浄化部円筒体２は、中心部に回転可能に保持する保持部４および該円筒体の内部は断面が扇型の３〜６個の扇形室に仕切られ、各扇形室の外周円弧部に廃水案内板７および網状に構成された廃水導入用導入口６が設けられ、該装置の円筒体の上方より廃水を流下させて円筒体を回転させながら粒状体上の微生物膜と接触させることを特徴とする生活廃水等の浄化方法。【選択図】図１
2007160294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浄化装置は、廃水導入部１、内部に微生物膜を有する粒状体を充填した複数個の回転可能に設置された浄化部円筒体２および該浄化部円筒体の下側に水受け部３からなり、該円筒体２は、中心部に回転可能に保持する保持部４および該円筒体の内部は断面が扇型の３〜６個の扇形室に仕切られ、各扇形室の外周円弧部に廃水案内板および網状に構成された廃水導入用導入口６が設けられ、該装置の円筒体の上方より廃水を流下させて円筒体を回転させながら粒状体上の微生物膜と接触させることを特徴とする生活廃水等の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、一般家庭または集合住宅もしくは小集落における生活廃水等の浄化法および浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】生活廃水等については、人口密集地では下水道設備が完備されており、大容量の廃水については種々の浄化方法および浄化装置が実施されている。しかし、下水道設備がいまだ完備されていない地、とくに過疎地の一戸建ての一般家庭、または集合住宅もしくは小集落の生活廃水等はそのままに近い状態で河川に垂れ流されているのが現状であって、有効な解決方法の提案はほとんどみられない。特に微生物膜を有する粒状体を一定の空間を流動させながら微生物膜を廃水と空気を交互に接触させた廃水のＣＯＤを低減する簡便な小型装置による少量の廃水の浄化の技術は見出せなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  したがって、本発明は、下水道設備がいまだ完備されていない地、とくに過疎地の一戸建ての一般家庭、または集合住宅もしくは小集落の生活廃水等を家庭毎または、集合住宅単位でもしくは小集落単位にも設置可能な簡便な装置を用いて生活廃水の浄化を行い、生活環境および河川の水質汚染を防止ないし低減する浄化方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  上記課題を解決するために、本発明者は、横型円筒体内の一定の空間で微生物膜を有する粒状体を流動回転させながら微生物膜を廃水と空気とを交互に接触させることによって、廃水のＣＯＤを低減させ得るとともに微生物膜の維持を図れることを見出し、表面に微生物膜を有する粒状体を利用する簡便にして有用な廃水の装置を開発し、簡便な廃水の浄化方法を発明した。
本発明装置は微生物膜を表面に有する粒状体を円筒体の内部で断面が扇型である分割された各扇形室に充填し、円筒体を回転させながら廃水をこの微生物膜と接触させて浄化し、さらに微生物膜を有する粒状体が廃水との接触と空気との接触を交互に繰り返し接触させることによって、廃水のＣＯＤを低下させ得、また微生物膜の維持が可能で長期間の廃水処理ができることを見出したことに基づくものである。
すなわち、回転可能に設置された横型円筒体に微生物膜を付着した粒状体を充填し、廃水の流れ自体を動力として横型円筒体を回転させることにより、扇形室内の水面の変化に伴って粒状体は流動移動し凝集することなく微生物膜の活性が維持でき長期間の運転が可能な簡便な生活廃水等の浄化方法を提案する。
【発明の効果】
【０００５】  本発明で用いる装置は小型簡便な装置であり、廃水自体の位置エネルギーで横型円筒体を回転運転でき廃水の浄化処理をすることができる。本発明によれば、廃水のＣＯＤを簡単な装置で特別な薬品を用いることなく低下させることが可能である。したがって、下水道設備の完備していない地方における一戸建て住宅や小集落における生活廃水による汚臭の発生その他の生活環境の汚染、河川の汚染を低減防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】  本発明で用いる装置は、基本的には、図１に一部断面斜視図示すように、廃水導入部１、微生物膜を表面に有する粒状体を充填した断面が扇型の扇形室に分割された浄化部である横型円筒体２、および該浄化部円筒体の下側に設けた水受け部３よりなる。微生物膜を有する粒状体を充填した横型円筒体の上方から被処理廃水を扇形室に導入して円筒体を回転させながら廃水を微生物膜と接触させて浄化し、浄化された処理水を下部の水受け部に集め排水路に取り出すことによって行われる。
また、本発明方法の実施のための浄化装置の設置図の一例を図２に示す。【０００７】  浄化部である横型円筒体２は、図１に一部断面斜視図を示すように、中心部に回転可能に保持する保持具取り付け部４および横型円筒体の内部断面を円筒体２表面には廃水導入口６設けられる。円筒体２表面の廃水導入口６は中の粒状体が脱落しないように例えば網目状もしくは多孔状に構成される。網目状部は廃水導入部１から供給される廃水のすべてが円筒体内に導入されるように、横型円筒体２の外周にはこの円筒体表面を流下する廃水を各扇形室５に導入する廃水案内板７を有する。
横型円筒体２は回転可能に設置されていればよく、好ましくは導入する廃水の位置エネルギーで回転可能に設置する。【０００８】  また、受水部３は、浄化部円筒体の下側に設ける。好ましくはある程度の深さのある槽（受水槽）とする。浄化装置である横型円筒体を通過した水は受水部３からそのまま排水路に排出することができるが、受水部３の水をさらに浄化装置に循環することによって浄化率を向上させることができる。【０００９】  円筒体内部の扇形室５は、中心部から外周に向かって内部を扇型に仕切る３〜６枚、好ましくは５枚の仕切り板と円筒外周円弧によって形成される。円筒体への廃水導入口６である網目部はこの扇形室５の外周円弧の回転方向の円弧後端部から約４０％以上、好ましくは約４５〜７０％になるように設ける。網目でない部分があることにより、廃水と微生物膜の接触時間を大きくすることができる。
また円筒体の外周には、網目部から円筒体内に外周円弧の中間部で廃水導入口６の回転方向後端位置に取り付ける。【００１０】  微生物膜を保持させる粒状体は、直径２〜１２ｍｍ、好ましくは３〜８ｍｍ、特に好ましくは３〜５ｍｍの粒状体であり、例えばポリエチレンやポリプロピレンなどの成形用ペレットを利用することができる。その他の粒状体も用いることができるが比重が水より小さい材質のものが好ましい。粒状体の表面は微生物膜を保持させるため微生物膜の付着しやすい凹凸があることが好ましく、例えば、合成樹脂粒体の表面に変性エチレン酢酸ビニル樹脂のようなのり剤と懸濁重合の塩ビパウダーのような微粒子を用いて表面を処理しておく。このようにして凹凸のある表面としておくことにより、運転初期において微生物膜が形成され易く、また微生物膜を好ましく維持することができる。
なお、粒状体の回転円筒体への充填量は円筒体の回転に伴って粒状体が扇形室内を動きうる範囲で、かつ、微生物膜を多く保持できるようにできるだけ多く、充填率として８５％以上、好ましくは９０％以上、特に好ましくは約９５％あるように充填するのが好ましい。【００１１】  この扇型室５に上部より供給される水がある程度の量が溜まったとき、その扇形室は下方に移動して次の扇形室に水が溜まり順次扇形室が移動する。この扇形室の連続的な移動により円筒体が回転し連続的に水の浄化が行われる。即ち、円筒体の廃水導入口（網目部）６が上向きにあるときに廃水が導入され内部の粒状体は廃水と接触し、下向きになったとき水が排出され、このとき粒状体が扇形室内の空間を流動しながら微生物膜の作用によって廃水を浄化する。水を排出した後粒状体は空気と接触する。この接触を繰り返すとき、粒状体表面の微生物膜が自然に粒状体表面に付着形成され成長する。微生物膜は粒状体同士の接触によって部分的に剥離されるが、剥離された部分には廃水との接触により再び微生物膜が形成され、剥離と形成を繰り返しながら活性を維持し廃水の浄化を長期間にわたって継続して行うことができる。継続的な廃水の浄化を行うためには、微生物膜の厚みが０．０１ｍｍ〜０．７ｍｍ、好ましくは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍに維持されるのが好ましい。
上記のような浄化部である横型回転円筒体２は、廃水の量、状態によって多数個設置してもよい。【００１２】  廃水浄化の実施にあたっては、浄化部の横型円筒体上側から廃水が各扇形室に順次導入されるように円筒体を回転可能に、好ましくは導入廃水の位置エネルギーによって円筒体が回転するように設置する。横型円筒体は処理する廃水の量に応じて円筒体のサイズを選択する。回転速度は微生物膜と水の接触時間が少なくとも約１秒以上好ましくは２〜１０秒である速度であることが望ましい。横型円筒体の回転は、処理する廃水の位置エネルギーを利用するのが好ましいが、他の動力を用いてもよい。
円筒体への廃水の導入は、円筒体内の微生物膜がすべて利用されるように長さ方向にできるだけ均等に注入する。【００１３】  本発明方法で用いる浄化装置を複数個連続して設置して、最初の浄化装置を出た水を続いて第２、第３の浄化装置へと順次導入することによって浄化の程度を向上させることができる。浄化装置の設置数は処理前の廃水のＣＯＤ、放流する水の所望のＣＯＤなどによって決めればよい。【００１４】  また、本発明方法を実施するにあたっては、第２図に示すように、浄化装置の上流側に好ましくは密封された貯槽８を設置し、生活廃水を一旦貯槽８に貯め、浄化装置の導入部１からそのサイホン、アンダーブロー若しくはポンプ等で浄化装置に導入する。貯槽８を設けることによって一時的に多量の廃水がでるときにも浄化装置への水の導入を平均化することができる。
さらに、微生物膜と接触処理された水は排水路９に放流するが、受水槽３にある程度溜め、循環ポンプ１０を設けて受水槽の水を浄化装置に循環させることにより浄化効率を上げることができる。
【実施例１】
【００１５】  内部を仕切り板で５個の扇形室に分割した図１に示すような浄化部円筒体（直径１０ｃｍ、長さ３０ｃｍ）を上下に２連設置し用いた図２に示すような装置を作成した。この浄化装置の上段で処理した水をさらに下段で処理し、一般家庭の生活廃水の処理を行った。浄化する廃水として、台所の廃水を一日の流量として約９０リットルが間歇的に流れる生活廃水を処理した
円筒体に充填した微生物膜を表面に形成保持させる粒状体には、表面を変性エチレン酢酸ビニル樹脂と塩ビ微粒子で処理して凹凸を持たせた平均径約３，５ｍｍのポリエチレンビーズを充填率約９５％に充填して用いた。
廃水は密封貯槽（３５リットル）に一旦貯め、新たな廃水が出るたびに間歇的にアンダーブローして浄化装置に導入されるようにした。
実験開始４週間後には粒状体表面に微生物膜の形成が見られた。さらに２週間後に導入する廃水および浄化装置出口水のＣＯＤを測定したところ、浄化装置に導入する廃水のＣＯＤは２５０〜４００ｐｐｍであったが、浄化装置出口水のＣＯＤは１７０〜２８０ｐｐｍであった。また水の透視度は１０〜２５ｍｍであった水が１５〜４０ｍｍであった。
この処理を続行して、２ヶ月後および４ヶ月後の導入廃水と出口水のＣＯＤ濃度を測定したところ、２ヶ月後における導入廃水ＣＯＤ濃度約２５０〜４００ｐｐｍの水がＣＯＤ濃度約１７０〜２８０ｐｐｍに、４ヶ月後においてもでは導入廃水ＣＯＤ濃度約２５０〜４００ｐｐｍの水がＣＯＤ濃度約１７０〜２８０ｐｐｍにまで浄化された。いずれもＣＯＤ濃度は約３０％低下していた。なお、ＣＯＤの測定は、市販のＣＯＤ試験紙（商品名  パックテスト  株式会社共立理化学研究所製）により行った。
浄化処理水は汚臭も著しく減少し、また浄化装置周辺に汚臭も軽減していた。
【実施例２】
【００１６】  実施例１では、受水槽の水を循環処理しなかったが、廃水の供給のない時も含め受水槽の水を約７リッター／分で循環させ常時円筒体が回転し水と微生物膜の接触を繰り返すようにした以外は実施例１と同様に行った。
実験開始２ヶ月後の導入廃水と出口水のＣＯＤ濃度を測定したところ、導入廃水ＣＯＤ濃度約２５０〜４００ｐｐｍの水がＣＯＤ濃度約１８〜３０ｐｐｍにまで浄化された。いずれもＣＯＤ濃度は約９０％以上低下していた。
家庭排水のように廃水の流れが間歇的である廃水の処理には、このように廃水の出ない時間帯に浄化済み水槽の水を循環処理することにより浄化効率をあげることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】  本発明の廃水浄化装置は簡易な小型の構造体であり、生活廃水の戸々の一般家庭に容易に設置することができ、本発明装置を用いる廃水浄化方法によれば、生活廃水のＣＯＤを低下させることができ、下水道設備の完備していない地方における生活廃水の浄化に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明実施に用いる浄化装置の一部断面斜視図
【図２】  本発明実施の浄化装置の設置の一例を示す図
【記号の説明】
１  廃水導入部
２  浄化部である横型円筒体
３  受水部（槽）
４  保持具取り付け部
５  扇形室
６  廃水導入口
７  廃水案内板
８  貯槽
９  排水路
１０  循環ポンプ
【図１】
2007160294.tif 000003
【図２】
2007160294.tif 000004