(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦方向に軸線を有する筒状の槽本体内に、該槽本体の底部との間に間隔を保つように内筒を垂下配設し、外部から合流式下水を槽本体内に導入する流入管を該槽本体の外周に対して接線方向に設け、槽本体底部の中央部で低く形成された汚水沈降部を設け、該汚水沈降部に排水管が接続され、内筒上部に放流管が設けられている水処理装置において、軸線に向け漏斗状に傾斜し中央位置に開孔が形成された環板状の収集部材を内筒内に配設し、該収集部材は、外周が内筒に接続する第一部材と、外周が内筒と間隔をもって離れて位置する第二部材とから成り、第一部材と第二部材が縦方向に間隔をもって配設されていることを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
収集部材は、縦方向に間隔をもって複数段に設けられていることとする請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
内筒内に、収集部材の開孔を貫通して縦方向に延びる沈降促進筒が配置され、該沈降促進筒には窓部が形成され、この窓部の下縁が収集部材の開孔の内周縁に近接もしくは接続されていることとする請求項１に記載の水処理装置。
【請求項４】
沈降促進筒の窓部の下縁に開孔の内周縁が近接もしくは接続される収集部材は第二部材であることとする請求項３に記載の水処理装置。
【請求項５】
沈降促進筒は窓部への流入のためのガイドが設けられていることとする請求項３に記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、処理槽内で旋回流を発生させその遠心力により固液を分離する水処理技術分野に属し、特に合流式下水を処理する水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の装置としては、特開昭５７−５９６５２、特開昭６０−２５５１２２そして特表平６−５０７５７３等に開示されているものが知られている。これらの公知装置は、添付図面の図３に見られるごとく、中央部へ向かって傾斜した底面をもつ縦円筒型の槽本体５１と、流入水をこの槽本体内へ接線方向に導き入れる流入管５２と、沈降性固形物を集めるために上記底面の中央部に陥没形成された槽底部溝５３と、濃縮汚水を下水などに導く汚水管５４と、流入して旋回流をなす水を整流して槽下部へ導くとともに浮遊性固形物を槽本体との隙間で捕捉するディッププレート５５と、槽底部溝５３に溜まった沈降性固形物の巻き上げを防止しディッププレート５５の内側の流れを円滑に上方に導く下部コーン５６と、流れを制御するバッフルプレート５７と、固形物を取り除かれた水を放流する放流管５８とを有して構成されている。
【０００３】
この図３に示される公知装置では、流入汚水に含まれる沈降性固形物のうち、或る程度粒子径の大きなものは水の流れとともに槽本体５１とディッププレート５５の間の空間を下降して行き傾斜底面に沿って槽底部溝５３に集められて汚水管５４から流出する。また、浮遊性固形物のうち大粒子径（または容積が大きく比重の小さいもの）は同じ空間を上昇して行き槽本体５１とディッププレート５５の間の水面に捕捉される。粒子径が非常に小さな沈降性固形物や浮遊性固形物、比重が水に近い固形物などはこの流れに乗って上昇して行くが、一部はその間に沈降して底部に沈降し、残りは放流管から放流される。図において、水の流れは破線矢印、沈降性固形物の流れは白抜き実線矢印、浮遊性固形物の流れは細実線矢印で示した。
【０００４】
図３の公知装置は、上述のように槽内部の構造物が、下部コーン５６、ディッププレート５５およびディッププレート内側のバッフルプレート５７の単純な構造物で構成されているため水流経路も単純で短く、水中に拡散しやすく沈降速度（あるいは上昇速度）の遅い粒子径の小さな浮遊性および沈降性固形物を、ディッププレート５５および槽底面に形成される境界層内部の流速の遅い領域で沈降（あるいは浮遊）促進し分離することが困難であること、またディッププレート５５の内側の上昇流の領域で微小粒子径の沈降性固形物を固液分離することが困難であること、に起因して微小粒子の分離性能の点で改善の余地があった。
【０００５】
また、割合大きな沈降性固形物を分離する場合においても、固液分離効率を上げるためには沈降時間、すなわち滞留時間を多くとったり、水面積負荷を下げたりする必要があり、槽本体の直径が大きくならざるを得なかった。
【０００６】
本発明は、上記のような点に鑑み、これを改善し、微小粒子の固形物を高効率で分離するとともに、公知装置と同じ固液分離効率においては槽形状を小型化することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る水処理装置は、縦方向に軸線を有する筒状の槽本体内に、該槽本体の底部との間に間隔を保つように円筒を垂下配設し、外部から合流式下水を槽本体内に導入する流入管を該槽本体の外周に対して接線方向に設け、槽本体底部の中央部で低く形成された汚水沈降部を設け、該汚水沈降部に排水管が接続され、内筒上部に放流管が設けられている。
【０００８】
かかる水処理装置において、本発明は、軸線に向け漏斗状に傾斜し中央位置に開孔が形成された環板状の収集部材を円筒内に配設し、該収集部材は、外周が内筒に接続する第一部材と、外周が内筒と間隔をもって離れて位置する第二部材とから成り、第一部材と第二部材が縦方向に間隔をもって配設されていることを特徴としている。
【０００９】
このような構成の本発明装置に合流式下水が流入管から導入されると、該流入管は槽本体に対して接線方向に設けられているので、流入汚水は槽内で旋回流を生ずる。この旋回流により、流入汚水中の沈降性固形物のうち大径で重いものは遠心力により槽内で半径方向外側に移動して、槽本体と内筒との間に至り、ここで自重より沈降して底面中央の汚水沈降部に集まり、しかる後、排水管から排出されて次の処理にもたらされる。また、浮遊性固形物のうち粒子径の大きいものは上記槽本体と内筒との間を上昇し、水面で捕捉される。一方、微小粒子径の沈降性固形物や浮遊性固形物は内筒内に流入し上昇する。上昇の際、これらは比較的長い経路で形成される収集部材での境界層にて捕捉収集され、該収集部材の傾斜面に沿って移動し開孔へ至る。そして、該開孔から降下して、上記汚水沈降部に集められ、ここから排水管を経て次の処理にもたらされる。かかる、浮遊性固形物が除去されて浄化された水は放流管から放流される。上昇流は第一部材と第二部材により屈曲を繰り返し行なう経路となり、その経路が長くなる。
【００１０】
本発明において、収集部材は、縦方向に間隔をもって複数段に設けられていることが好ましい。こうすることにより、汚水上昇中に内筒内を上昇する微小沈降性固形物等を捕捉収集する、収集部材に形成される境界層をさらに長い経路にわたり得ることができ、その効果が向上する。
【００１２】
本発明においては、上記内筒内に、収集部材の開孔を貫通して縦方向に延びる沈降促進筒が配置され、該沈降促進筒には窓部が形成され、この窓部の下縁が収集部材の開孔の内周縁に近接もしくは接続されている。こうすることにより、収集部材にて捕捉収集されて収集部材の中央部の開孔へ至る微小沈降性固形物等は窓部から沈降促進筒内に至り、確実に槽底部の汚水沈降部へ導かれる。収集部材が第一部材と第二部材とから成るときには、第二部材の開孔が上記沈降促進筒の窓部に近接もしくは接続される。
【００１３】
上記沈降促進筒には窓部への流入のためのガイドが設けられていることが好ましい。このガイドにより捕捉収集された微小沈降性固形物は円滑に沈降促進筒内へ流入される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面の図１にもとづき、本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１装置において、槽本体１は縦型の略円筒形に形成されており、該槽本体１の底部１Ａは中央に向け下方に傾斜した円錐状をなし、その中央部は凹状に下方に没した汚水沈降部２を形成している。この汚水沈降部２の内部には、上方に向く尖頭を有する円錐部材３が配設されており、また、該汚水沈降部２には排水管２Ａが接続されている。上記槽本体１には、その周方向で接線方向をなすように合流式下水を該槽本体１内に導入する流入管４が接続されている。
【００１６】
上記槽本体１内には、上方から内筒５が垂下して設けられている。該内筒５は、その下端縁が上記槽本体１の底部１Ａとの間に所定間隔をもって開口している。
【００１７】
上記内筒５には、環板状の収集部材６が複数段をなして配設されている。この収集部材６は、本実施形態では、第一部材７と第二部材８とから成っている。第一部材７は、外周縁で内筒５の内周面に取り付けられていて、中央部に開孔７Ａが形成されており、上記外周縁から開孔７Ａに向け下方に緩く傾斜した円錐形をなしている。第二部材８は、後述する沈降促進筒に支持されており、複数段をなす上記第一部材７同士間に位置し、外周縁は内筒５とは接続されておらず間隔を形成している。該第二部材８は、上記第一部材７とほぼ同じ傾斜の円錐形をなし、中央の開口部８Ａ近傍領域については、傾斜が大きくなっている。
【００１８】
上記内筒５内には、上部位置に集水盆９が、例えば天板１０に取り付けられた支持部材１１によって支持されている。該集水盆９は上方に開口している。該集水盆９の底板は沈降促進筒１２を支持している。該沈降促進筒１２は、上記集水盆９の底板の位置から下方に延び槽本体１の凹状の汚水沈降部２近くまで達している。該沈降促進筒１２は、複数段をなす収集部材６の第一部材７の開孔７Ａそして第二部材８の開孔８Ａを貫通し、第一部材７の開孔７Ａの内周縁とは半径方向に間隔を形成し、第二部材８を該第二部材８の開孔８Ａの内周縁で結合され支持している。さらに、上記沈降促進筒１２には、上記第二部材８の開孔８Ａの内周縁の高さ位置に下縁が位置するように窓部１２Ａが形成されている。また、上記沈降促進筒１２は、上記窓部１２Ａにガイド１２Ｂが設けられていることが好ましい。
【００１９】
上記集水盆９と内筒５との間には、集水盆９に支持された上部材１３Ａと、内筒５で支持された下部材１３Ｂとから成る水平環板状のバッフルプレート１３が設けられている。上記上部材１３Ａは内筒５との間に間隔を形成し、下部材１３Ｂは集水盆９との間に間隔を保っている。
【００２０】
さらには、上記天板１０には、上記支持部材１１と内筒５との間で、上記上部材１３Ａ近傍にまで下方に延びるディッププレート１４が取り付けられている。該ディッププレート１４は、例えば短円筒で、該ディッププレートの開口下端が上記上部材１３Ａと間隔を保ちつつ水面下に位置している。
【００２１】
次に、かかる構成の本実施形態装置の作動について説明する。
（１）  合流式下水（汚水）が流入管４から槽本体１内へ流入する。この流入管４は槽本体１に対して接線方向に取り付けられているので、汚水は槽本体１と内筒５との間で旋回流を形成する。この旋回流は旋回しながらゆっくりと下方へ向かう流れとなり、ここで浮上力の大きな浮遊性固形物（比重が水より小さく或る程度大きなもの）は浮上して水位が下がるまで内筒５と槽本体１との間に浮遊し続ける。
（２）  一方、沈降性固形物のうち砂分のように比重が水より或る程度重く粒径が或る程度大きなものは内筒５の下端縁を内側へ回り込み、その際に槽本体１の底部１Ａに沈降して汚水沈降部２に集まり、濃縮された沈降性固形物がここから排水管２Ａを通して下水に送られて、大きな浮遊性固形物と粒径の大きな砂などの沈降性固形物はここまでで分離される。
（３）  さらに、流れは複数段の収集部材６の第一部材７と第二部材８との間の空間を図のように迂回しながら上昇して行き、この間に、従来分離できなかったさらに小径の沈降性固形物が沈降分離され第二部材８上に溜まる。これらの沈降性固形物は重力と旋回流れの作用で中心部の沈降促進筒１２の窓部１２Ａ付近に集められガイド１２Ｂに沿って沈降促進筒１２内に取り込まれてこのなかをゆっくり沈降する。沈降した固形物は汚水沈降部２から排水管２Ａを通じて下水道などへ送られる。
（４）  最上部にあるバッフルプレート１３の下部材１３Ｂそして上部材１３Ａを迂回して越流堰から集水盆９に入る直前に、ディッププレート１４の作用で該ディッププレート１４との間に粒子径の小さな浮遊性固形物は捕捉される。
（５）  最後に、集水盆９に集められた処理水は放流管１５を経て河川等へ放流されるか、あるいは次の処理設備へと送られる。
【００２２】
本発明は、図示の形態に限定されず、変形可能である。例えば、収集部材の形状、傾斜角、段数、部材間の間隔等は処理すべき汚水の性状、処理量等により適宜選定することが好ましい。また、部材の表面も適宜変更できる。
【００２３】
次に、本実施形態装置による処理の結果の一例を、従来装置の結果と比較しつつ図２に示す。
【００２４】
図２（Ａ）には、沈降性固形物として粒径２００μｍ以上の砂について、図２（Ｂ）には、粒径０．７ｍｍ比重１．０４の浮遊性固形物について、遮収比と分離効率との関係を、本発明と従来装置による結果を比較して示す。その結果を見ても、沈降性固形物と浮遊性固形物の両方で、本発明によると分離効率が高く、優れていることが判る。なお、分離効率、遮収比は次のように定義される。
分離効率＝（濃縮処理水に含まれる固形物量）／（全流入固形物量）
遮収比＝（濃縮処理水の流量（汚水沈降部の排出管からの流出流量）／（流入流量）
【００２５】
【発明の効果】
本発明は、以上のごとく、内筒内に収集部材を配し、汚水の上昇流を迂回経路とし、かつ境界層を広い範囲にわたり上記収集部材上に形成し、該収集部材を第一部材と第二部材とを間隔をも配することにより構成したので、上記上昇流の経路が長くなり、上記境界層で微小な浮遊性固形物および沈降性固形物をも捕捉でき、これらの除去性能に優れ、また固液分離効率の高いものが得られるという効果を得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態装置を示し、（Ａ）は流入管に平行な方向の面での縦断面図、（Ｂ）はこれに直角な面での断面図、（Ｃ）は平面図、（Ｄ）は沈降促進筒の横断面図である。
【図２】本発明の実施形態装置による水処理の結果を従来装置の結果と比較して示すもので、（Ａ）は粒径２００μｍ以上の砂について、そして（Ｂ）は粒径０．７ｍｍ比重１．０４の浮遊性固形物について、それぞれの遮収比と分離効率の関係を示す。
【図３】従来装置を示し、（Ａ）は流入管に平行な方向の面での縦断面図、（Ｂ）はこれに直角な面での断面図、（Ｃ）は平面図である。
【符号の説明】
１  槽本体
１Ａ  底部
２  汚水沈降部
２Ａ  排水管
４  流入管
５  内筒
６  収集部材
７  第一部材（収集部材）
７Ａ  開孔
８  第二部材（収集部材）
８Ａ  開孔
１２  沈降促進筒
１２Ａ  窓部
１２Ｂ  ガイド
【図１】
0003944895.tif 000002
【図２】
0003944895.tif 000003
【図３】
0003944895.tif 000004