(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理水内に浸漬回転し曝気処理を行う微生物付着体を内部に有する回転ドラムと、
回転ドラムを回転駆動する駆動装置と、
回転ドラムの中央部に有し、駆動装置で駆動する回転ドラム駆動部とよりなり、
回転ドラムは、微生物付着体として、回転ドラムの回転軸と平行で多数多層的に配置する撹拌棒を用いると共に、攪拌棒の外周に、長手方向に平行に波形の凹凸を設けることを特徴とする浄化装置。
【請求項２】
処理水内に浸漬回転し曝気処理を行う微生物付着体を内部に有する回転ドラムと、
回転ドラムを回転駆動する駆動装置と、
回転ドラムの中央部に有し、駆動装置で駆動する回転ドラム駆動部とよりなり、
回転ドラムは、微生物付着体として、回転ドラムの回転軸と平行で多数多層的に配置する撹拌棒を用いると共に、撹拌棒の内部に、空洞を設けると共に、該空洞から撹拌棒外部に向かって開口部を開口することを特徴とする浄化装置。
【請求項３】
回転ドラム中心位置から同一距離に配置する各撹拌棒の開口部方向を、回転ドラム中心に対し、点対称の向きに開口することを特徴とする請求項２記載の浄化装置。
【請求項４】
請求項３記載の撹拌棒を、回転ドラム中心位置から同一距離に配置する各撹拌棒群ごとに開口部方向を変更することを特徴とする浄化装置。
【請求項５】
請求項２〜４の何れか記載の撹拌棒の外周に、長手方向に平行に波形の凹凸を設けることを特徴とする浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工業廃水、農業廃水、下水道等の生活排水を効率的に処理する浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工業廃水、農畜産業廃水、生活排水を処理する浄化装置としては種々のものが提案されているが、基本的には、処理水に酸素を作用させ、微生物の働きで有機物等を分解する方式のものが多い。
この浄化装置の一例として、例えば回転ドラム式のものがある。
この回転ドラム形式のものは、周囲を碁盤の目のように形成した網で囲った枠体よりなる回転ドラム本体と、回転ドラム内に、微生物付着体として多数のピンポン玉大の球体を充填し、回転ドラムを回転ドラムの側面に設けている駆動装置により回転させる構成で、回転ドラム内の微生物付着体である球体間に処理水が侵入、排出を繰り返し、球体表面に付着した微生物の作用により、処理水を浄化するものである。そして、直径１．３ｍで幅１．３ｍの回転ドラムの例で述べると、この回転ドラムに、例えば３７ｍｍの球体をおよそ４００００個充填し、この回転ドラムを例えば、２〜１６ｒｐｍ程度回転させて使用する。
回転ドラム内では、充填した微生物付着体である球体の浮力により、回転ドラムが浮くことより、この種の浄化装置では、比較的に動力が少なくて済む利点がある。そして、処理の際に、微生物付着体の周りに処理水が浸漬、空気に曝されことが繰り返され処理が行われる。この時回転速度にもよるが、ドラム内に侵入した処理水は、ドラム表面が水面から１０〜３０ｃｍ程度の位置まで持ち上げられる。この為、処理水が滝のように落下することとなり、より酸素を含ませることが可能になる。従って、回転ドラム型の浄化装置は比較的浄化効率の良い浄化装置となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の回転ドラムは、比較的浄化効率の良い、浄化装置であるが、微生物付着体の球体を使用していることより、回転体内にこれらの球体の充填作業を行う場合に、表面積をたくさん取る必要がある点よりたくさん充填する必要があり、作業効率が必ずしも良好ではない。即ち、回転ドラム内に球体を充填するために、回転ドラム周囲に網体で覆い、この中に球体を充填する必要があり、たくさん詰め込むと、網体の強度を高める必要があり、均一に充填するには、熟練した技術が必要である。
また、充填量が少ないと、表面積が少なくなり好ましくない他、球体自体が内部が中空で出来ており、球体の浮力が回転ドラムに均等にかからなくなり回転ドラムの破損の原因にもなる。
【０００４】
回転ドラム型の浄水装置では、前述の如く内部に充填した球体の浮力により、ドラム自体に浮力が生じること、及び回転の有無或いは回転速度により、ドラム内に含まれる処理水の量が変わることより、回転ドラムの処理水の水面との相対位置が変動する点より、回転ドラムの浮き沈みの位置に関わらず駆動するために、一方の端部に駆動装置を設ける構成のものがほとんどであった。
しかし、回転ドラムの一方に駆動源を設ける構成とすると、駆動軸側に大きな駆動源の自重がかかり、処理水内に沈みがちになりやすく、回転ドラムに作用する浮力で、回転ドラム自体が捻れた方向に応力が加わり、回転ドラムが破損しやすかった。また、この捻れた方向に応力が加わることと相まって、回転ドラムの軸受部分が、水中、大気中の双方で使用するため、軸受の寿命が短かった。
本発明は、製作が容易で、かつ長期間使用時に安定した浄化処理が行える回転ドラム型の浄化装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る請求項１記載の発明は、処理水内に浸漬回転し曝気処理を行う微生物付着体を内部に有する回転ドラムと、回転ドラムを回転駆動する駆動装置と、回転ドラムの中央部に有し、駆動装置で駆動する回転ドラム駆動部とよりなり、回転ドラムは、微生物付着体として、回転ドラムの回転軸と平行で多数多層的に配置する撹拌棒を用いると共に、攪拌棒の外周に、長手方向に平行に波形の凹凸を設けることを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る請求項２記載の発明は、処理水内に浸漬回転し曝気処理を行う微生物付着体を内部に有する回転ドラムと、回転ドラムを回転駆動する駆動装置と、回転ドラムの中央部に有し、駆動装置で駆動する回転ドラム駆動部とよりなり、回転ドラムは、微生物付着体として、回転ドラムの回転軸と平行で多数多層的に配置する撹拌棒を用いると共に、撹拌棒の内部に、空洞を設けると共に、該空洞から撹拌棒外部に向かって開口部を開口することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る請求項３記載の発明は、回転ドラム中心位置から同一距離に配置する各撹拌棒の開口部方向を、回転ドラム中心に対し、点対称の向きに開口することを特徴とすることを特徴とする。また、請求項４記載の発明は、前記撹拌棒を、回転ドラム中心位置から同一距離に配置する各撹拌棒群ごとに開口部方向を変更することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る請求項５記載の発明は、前記請求項２〜４の何れか記載の撹拌棒の外周に、長手方向に平行に波形の凹凸を設けることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明を説明する。
図１、本発明に係る概略斜視図、図２は撹拌棒支持パンチプレート２０を示す斜視説明図、図３は、回転ドラム本体１の一部切り欠き断面図である。
本発明の概略は、処理水内に浸漬回転し曝気処理を行う回転ドラム本体１と、回転ドラム本体１を回転駆動する駆動装置５とよりなる。
【００１０】
回転ドラム本体１は、３枚の撹拌棒支持パンチプレート２０と、撹拌棒支持パンチプレート２０間に設けている撹拌棒３、及び回転ドラム補強棒４０とよりなる。
また図示しないが回転ドラム本体１は撹拌棒支持パンチプレート２０を補強するため、アングル等適宜部材で製作した枠等の補強部材を設けても良い。
撹拌棒支持パンチプレート２０は、図２に示す如く、ステンレス板等強度のある適宜材料よりなり、後述する撹拌棒３の両端或いは中央を固定する撹拌棒固定孔２１を多数設けている。
具体的には、１ｍｍ厚のステンレス板に、２５．２ｍｍφの孔を間隔２．８ｍｍで多数穿設し、撹拌棒支持パンチプレート２０を形成する。上述の例では、直径１３００ｍｍの撹拌棒支持パンチプレート２０に、約１６００強の撹拌棒固定孔２１を設けることが出来る。そして、この撹拌棒支持パンチプレート２０の中心に軸受取付孔２２を設け、外周付近に回転ドラム補強棒４０を取り付ける補強棒取付孔２３を設けている。
【００１１】
次に、曝気処理を行う微生物付着体となる撹拌棒３について述べる。
撹拌棒３は、例えばポリエチレン、塩化ビニル、発泡性のポリスチレンの材料で円筒形に成形し、或いは市販の塩化ビニル製のパイプを用いても良い。この撹拌棒３の端部を前記撹拌棒固定孔２１に挿入し固定することで、曝気処理を行う微生物付着体となる。
図２の前述の撹拌棒支持パンチプレート２０を用いる実施の形態例では、撹拌棒３の端部に栓体３０を接着剤等で栓をする構成とし、この栓体３０の両端を前記撹拌棒固定孔２１に挿入する構成としている。
例えば２６ｍｍφの撹拌棒３を図４に示す如く配置し、前述した２５．２ｍｍφの撹拌棒固定孔２１に、撹拌棒３を装着すると撹拌棒３の間の間隔ｈは２ｍｍの間隔となり、この空間が長手方向に存在させることが出来、この空間を処理水が移動して、曝気処理が行われる。
そして、撹拌棒支持パンチプレート２０の各撹拌棒固定孔２１内に撹拌棒３を挿入し、撹拌棒支持パンチプレート２０の補強棒取付孔２３に回転ドラム補強棒４０の両端を挿入した後、メクラ板１０を撹拌棒支持パンチプレート２０の外側に当て、固定具ボルト１２でこれらを固定し、回転ドラム本体１を完成する。
【００１２】
なお、上述の栓体３０を設ける構成の他、撹拌棒３の端部を小径として、撹拌棒固定孔２１に挿入固定する場合には、回転ドラム補強棒４０を撹拌棒支持パンチプレート２０に固定できる構成であれば、特にメクラ板１０を設ける必要がないが、撹拌棒固定孔２１と同径以下の撹拌棒３を用いる場合には、撹拌棒３が抜け出ることを防止するために、撹拌棒支持パンチプレート２０の外側にメクラ板１０は必須の構成となる。
また、撹拌棒３の重量を軽減するため中空のパイプ形状を用い、これに栓を設ける構成としているが、例えばポリスチレン等の発泡性の材料を用い軽量化することも出来る。この場合、ある程度軽量であり、必ずしも中空の形状とする必要はないが、もちろん中空の形状としても良いことは言うまでもない。
【００１３】
次に、回転ドラム本体１を回転支持する構成について述べると
撹拌棒支持パンチプレート２０及びメクラ板１０の中心の軸受取付孔２２に軸受４１が挿入固定されている。この軸受４１は、例えばエムシーナイロン樹脂、デルリン等すべりの良い合成樹脂等の材質でごく単純な構成の筒状体で、取り付け状態を良好とするため、例えば一方に鍔部を有する構成し、撹拌棒支持パンチプレート２０の外側から挿入し固定している。この軸受の中央の孔に固定中心軸４２を通す構成となっている。そして、軸受４１は、少なくとも回転ドラム本体１の両端の撹拌棒支持パンチプレート２０に設ける。なお、回転応力の分散等の観点から中央の撹拌棒支持パンチプレート２０にも軸受４１を設けても良いことは言うまでもない。
【００１４】
この軸受４１に通す固定中心軸４２は、回転ドラム本体１の幅より広い長さで、先端部を固定軸受４３で脚部４４に固定している。
この固定軸受４３，および脚部４４は、支持杆４５、接続体４６を介し基部４７の支持軸４８に枢支している。
なお、脚部４４は、保守点検等に処理水６０を抜く際に、回転ドラム本体１を処理水６０槽の底面から浮かせ作業する必要等があることを考慮したものである。従って、このような場合にのみ、脚立等の台を固定中心軸４２の下部に置いて作業できる環境である場合には、脚部４４を省略して構成しても良い。
【００１５】
次に、回転ドラム本体１を回転駆動する駆動装置５について述べる。
回転ドラム本体１の幅方向の中央部の外周に駆動プーリー５０を固定している。
この駆動プーリー５０は、例えば２列の駆動用ベルト５１の装着溝が設けられている。駆動用ベルト５１は、一般的に市販されているＶベルト等適宜ベルトで、駆動モータ５２のモータプーリー５３を介し、動力の伝達が行われている。
なお、５４は、駆動用ベルト５１の弛みを防止するためのテンションロールである。また、駆動モータ５２は、前記支持軸４８を中心として揺動する接続体４６の下端に設けている載置板４９上に載置している。これは回転ドラム本体１が回転数によって、水中への沈む量が変化するため、駆動モータ５２と回転ドラム本体１の関係を一定に保つためである。
また、基部４７は、処理水槽等の中心に回転ドラム本体１を設ける際に使用するが、処理水槽の端部から回転ドラム本体１を水槽内に設置するような場合等、設置場所に応じた形状、構造とすることは言うまでもない。
【００１６】
本発明の回転ドラム本体１を浄水槽等に配置し、処理水６０を満たすと、回転ドラム本体１は、内部の撹拌棒３内部が空洞となっていることより、浮力が生じ処理水６０内に浮いた状態となる。この状態で、駆動モータ５２を駆動させると、駆動力はモータプーリー５３、駆動用ベルト５１及び駆動プーリー５０を介し回転ドラム本体１に伝達される。
回転ドラム本体１は、この駆動力に対し、筒状体よりなる軸受４１が固定中心軸４２を中心として回動する。回転ドラム本体１が回動すると、回転ドラム本体１内部に撹拌棒３の周りを通って処理水が侵入する。逆に、処理水面から上にでる部分の、回転ドラム本体１では、撹拌棒３の隙間から処理水が流れ出るが、瞬間的に排出することが出来ないため、処理水面より上まで処理水が持ち上げられ回転ドラム本体１から外へ排出されることになる。
上述の、処理水が回転ドラム本体１に侵入し、多数の撹拌棒３の周りを通りながら流れ排出するとき、効率よく曝気処理を行うことことになる。
【００１７】
なお筒状体の軸受４１は、固定中心軸４２を中心に回動させる構成であり、硬質プラスチック等の筒状体の軸受４１と固定中心軸４２の間に処理水が介在し、回転ドラムの浮力の力が固定中心軸４２に加わるが、軸受４１は常に回動する為、軸受４１は殆ど摩耗することはない。そして、固定中心軸４２の下面のみが常に軸受４１と接しているため、堅い固定中心軸４２の下面側ののみが多く摩耗するが、摩耗の度合いは少なく、１年に一度程度、摩耗した固定中心軸の下面をずらすように９０度程度回転させることで、或いは、固定中心軸を交換を行うことで連続操業が行え、保守点検上有利である。
【００１８】
図６は、撹拌棒の第２の実施の形態を示すもので、撹拌棒３の表面形状に凹凸形状を設けた凹凸形状付撹拌棒３１の例を示す。
例えば、図６に示すように、直径２３ｍｍφの円を中心として半径２ｍｍの半円の連続模様を形成した場合、直径２３ｍｍφの円周は、２２×π＝７２２２ｍｍであり、直径４ｍｍの半円が全部で１８個の連続形状となり、波形状の表面の周方向の長さは、４×π×１／２×１８＝１１３．０４ｍｍとなる、これに対し、直径２５ｍｍφの円周の長さは７８．５ｍｍとなり、周の長さは１．４４倍となる。
このように第２の実施の形態によれば、同じ長さの撹拌棒３を使用しても大幅に表面積を増大させることが出来、より効率的な汚水処理を行うことが出来る。また、表面に凹凸があることより、処理水の流れがより複雑となり、曝気処理上有利である。
なお上記凹凸形状付撹拌棒３１の形状は、例えば前記合成樹脂材料を、公知の押し出し成形により製作するが、図面では棒材としているがこれに限らず、パイプ形状としても良いことは言うまでもない。
【００１９】
図７，図８は、撹拌棒の第３の実施の形態を示すもので、内部に空洞３１を設け、この空洞３２から撹拌棒３の外周に開口部３３を開口する構成の開口容体撹拌棒３４の構成である。
また、図７に示す実施の形態では、表面に凹凸を設けた実施の形態を示したがこれに限るものではなく、通常のパイプ形状に開口部を設ける構成、或いは単純な樋形状のものを用いても良い。更に、開口容体撹拌棒３４は、内部の空洞３２に処理水６０が入ると強度が弱くなることより、空洞を設ける位置を間欠的に設けたり、或いは図７に示す如く、開口容体撹拌棒３４の途中に補強部材３５を設ける構成とすると良い。また、図示はしないが、パイプ状の材料を用い、ドリル等で穿設し例えば１０ｍｍ程度の丸又は楕円形の開口部を多数形成し、開口容体撹拌棒３４を製作しても良い。更に開口容体撹拌棒３４の内部に空洞３１を設ける代わり、或いはこれと併せて補強棒４０内部の空間を利用して開口容体撹拌棒３４の内部に空洞３１と同様の作用をさせても良い。
【００２０】
このように構成する開口容体撹拌棒３４を、回転ドラム本体１に使用する。この時回転ドラム中心位置から同一距離に配置する開口容体撹拌棒３４の開口部３３の向きを、回転ドラム中心に対し、同一角度に開口させる。このような構成とすることで、開口容体撹拌棒３３の内部の空洞３２に入った処理水６０が、回転ドラム本体１の回動に伴って、開口部３３位置が変化し空洞３２の内部の処理水６０をこぼすように排出する。排出した処理水６０は他の開口容体撹拌棒３４を伝わって下方に落下し、より効率的に曝気処理を行うことが出来る。
また、この開口容体撹拌棒３４の内部の空洞３２は、処理水面の下方に位置するときは、空気６１によって満たされていることになり、回転ドラム本体１の回動に伴って、開口部３３位置が変化し空洞３２の内部の空気６１を排気し処理水内に空気６１を供給するように作用する。
更に、図示はしてないが、ドリル等により丸又は楕円形等を多数形成した開口部の形状としたものにあっては、特に、回転ドラムが、処理水面の下方に位置するときは、内部の空気６１が泡となり易くなるように作用する。
【００２１】
更に、図８では、開口容体撹拌棒３４の開口部３３の向きを、回転ドラム中心位置から同一距離に配置する各回転ドラム本体１ごとに開口部方向を変更させる構成としている。これは、回転ドラム本体１の開口部３３の向を全て一定とすると、一定の回転角度で内部の処理水６０（処理水内部では空気６１）が排出してしまうことになる。従って、回転ドラム中心位置から同一距離に配置する各回転ドラム本体１ごとに開口部方向を変更させることによって、回転ドラム本体１内部で処理水６０（又は空気６１）の排出位置を、回転角度に対し広範囲にとることが出来、効率的な曝気処理を行うことが出来る。
なお、上記開口容体撹拌棒３４を設ける位置は、全ての撹拌棒の位置に設ける必要はない、即ち、中心部については、上部から処理水の落下があること、相対的に移動距離が少ないこと等より、回転ドラムの外周側から数周に設ける構成とすることが出来る。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は上述のように比較的簡易な構成であり安価に製造することが出来ると優れた効果を有する他、以下のような効果を有する。
本発明によれば、回転ドラムの駆動を回転ドラムの中央としていることより、回転ドラムの浮き沈みに関わらず、回転中心軸を中心として駆動することが出来、回転ドラムにねじれの力が加わらないため、長時間にわたって安定した水処理を行うことが出来る。
【００２３】
また、微生物付着体として、回転ドラムの回転軸と平行に多数配置する撹拌棒を用いるにより、従来の、微生物付着体として、球体を充填する作業では、球体の充填作業に熟練を要していたのに比べ、比較的簡易に回転ドラムを製作でき、作業効率が大幅に向上することが出来る。
【００２４】
請求項２記載の発明では、撹拌棒の内部に設けている空洞から撹拌棒外部に向かって開口部を回転ドラム内方に向かって開口することで、処理水をこの部分に入れることが出来、より表面積を増加させることが出来るほか、回転ドラムの回転に伴って、開口位置が変化することで、回転ドラムが処理水より上に位置する部分では、空洞内部の水を排出することが出来、回転ドラムが処理水内に位置する部分では、空洞内部の空気の排出することが出来、より曝気処理効率を高めることが出来る。
【００２５】
請求項３記載の発明では、この処理水及び空気の排出を、回転ドラム中心位置から同一距離に配置する各撹拌棒の開口部方向を、回転ドラム中心に対し、同一角度に開口させることで、一定の処理水（空気）を回転ドラム内に排出することが出来、効率の良い処理を行うことができる。
請求項４記載の発明では、前記請求項３の記載の発明に加え、回転ドラム中心位置から同一距離に配置する各撹拌棒群ごとに開口部方向を変更させることで、より、処理水、或いは空気を回転ドラムの各部位に排出することが出来る等の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る概略構成図である。図１、本発明に係る概略斜視図、図２は撹拌棒支持パンチプレート２０を示す斜視説明図、図３は、回転ドラム本体１の一部切り欠き断面図である。
【図２】本発明に用いる撹拌棒支持パンチプレート２０を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る回転ドラム本体１の一部切り欠き断面図である。
【図４】撹拌棒３の配置に関する説明図である。
【図５】本発明の使用状態を示す説明図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態を示す斜視図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態を示す斜視図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態を用いた使用状態を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１      回転ドラム本体
１０    メクラ板
２０    撹拌棒支持パンチプレート
２１    撹拌棒固定孔
２２    軸受取付孔
２３    補強棒取付孔
３      撹拌棒
３０    栓体
３１    凹凸形状付撹拌棒
３２    空洞
３３    開口部
３４    開口容体撹拌棒
３５    補強部材
４０    回転ドラム補強棒
４１    軸受
４２    固定中心軸
４３    固定軸受
４４    脚部
４５    支持杆
４６    接続体
４７    基部
４８    支持軸
４９    載置板
５０    駆動プーリー
５１    駆動用ベルト
５２    駆動モータ
５３    モータプーリー
５４    テンションロール
６０    処理水
６１    空気
【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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【図７】
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【図８】
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