(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に変形可能な液体収納部、開口部、前記開口部に設けた通水抵抗部、及び前記開口部に取り付けた誘導管付きキャップを備える容器の上部に、加重体を載置した反応液供給装置。
【請求項２】
請求項１の反応液供給装置であって、開口部を容器下部に設けた反応液供給装置。
【請求項３】
反応液がリン除去用溶液又は消毒液である、請求項１又は請求項２の反応液供給装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの反応液供給装置を備える汚水浄化槽。
【請求項５】
請求項４の汚水浄化槽であって、浄化槽は上流側から嫌気濾床槽、好気濾床槽、処理水槽及び消毒槽を有し、前記処理水槽から前記嫌気濾床槽へは液を返流させる循環水移行管が配されている汚水浄化槽。
【請求項６】
請求項４の汚水浄化槽であって、浄化槽は上流側から沈殿分離槽、好気膜分離槽及び消毒槽を有する汚水浄化槽。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反応液供給装置及び汚水浄化槽に関し、更に詳しくは、し尿排水、合併排水、工場廃水等の排水（廃水）処理用浄化槽の槽内にリン除去用溶液等の反応液を定量的に供給する反応液供給装置、及びこの反応液供給装置を付設した汚水浄化槽に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、排水のリンを除去する方法としては、生物摂取法、反応凝集法、晶析法、イオン交換法等が広く知られている。中でも反応凝集法は、除去時間が短く比較的容易にリン成分の除去が可能であるため、適用されることが多い。
反応凝集法は具体的には、例えば、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、消石灰、塩化カルシウム等の多価塩の水溶液もしくは固形のリン除去剤（リン酸イオンと反応して不溶性または難溶性の塩を形成する薬剤）を排水中に添加することにより、リン成分をリン酸アルミニウム、リン酸第二鉄、リン酸カルシウム等として沈殿又は浮上させ固液分離を行うものである。
【０００３】
反応凝集法に用いられるリン除去剤が水溶液である場合、リン除去剤は通常、貯留タンクに保存され、貯留タンクから定量ポンプにより排水中に供給される。
リン除去剤が固体である場合には、固体の鉄材、アルミニウム材等を処理槽に浸漬することにより、鉄やアルミニウムのイオンを溶出させて、リン酸イオンとあいだで不溶性塩を形成させるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
リン除去剤が水溶液である場合には、貯留タンクが必要となり、また定量ポンプや空運転防止等の電気的付帯機器も必要となる。そのため、技術的にはリン成分の除去が可能でありながら、戸建住宅を始めとする小規模汚水浄化槽等のような設置面積や経費面、維持管理面を重視する浄化槽に適用されることは少ない。
一方、リン除去剤が固体である場合は、貯留タンクや電気的付帯機器を要しないが、溶存酸素と微生物付着後の硫酸塩還元菌の腐食作用又は電解作用によりイオンを溶出させるので、イオン溶出速度が不安定なものとなる。また、多量のイオンを溶出させるため、鉄材やアルミニウム材を多量に浸漬させる必要があり、処理装置自体が重くなるという問題がある。
【０００５】
本発明は、リン除去用溶液を少量ずつ一定流量で供給できる装置であって、定量ポンプや空運転防止等の電気的付帯機器も不要であり、また小規模汚水浄化槽のような設置面積や経費面、維持管理面を重視する浄化槽にも好適に使用できる反応液供給装置を種々検討してなされた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は第１に、上下方向に変形可能な液体収納部、開口部、前記開口部に設けた通水抵抗部、及び前記開口部に取り付けた誘導管付きキャップを備える容器の上部に、加重体を載置した反応液供給装置である。
本発明の第２は、上記反応液供給装置を備える汚水浄化槽である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の反応液供給装置において、上下方向に変形可能な液体収納部とは、外力によって上下方向（重力方向）に容易にその形を変えうる容器本体を意味し、好ましくは、上下方向（重力方向）に伸縮自在で横方向には伸縮しにくい容器本体である。そのようなものとしてジャバラ状（又はアコーデオン状）円柱形もしくは角柱形容器本体がある。
容器の材質としては、上下方向に変形可能な特性を考慮するとプラスチックが好ましく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン等の耐薬品性のあるプラスチックが用いられる。
容器の大きさは、特に限定するものではないが、反応液供給装置がリン除去用溶液供給装置である場合は、通常、１０Ｌ〜３０Ｌの大きさである。
【０００８】
本発明の反応液供給装置において、通水抵抗部とは、容器内に収容された液体を少量ずつ透過できる透水抵抗を有する部分のことで、液体を連続的又は間欠的に一定流速で供給できるものが好ましい。液体中の異物や微粒子の除去能は必ずしも要されない。前記通水抵抗部には通水抵抗部材が含まれていて、通水抵抗部材は収容された液体を少量ずつ、好ましくは０．１〜１．０ｍｌ／ｍｉｎの範囲の一定量ずつを通す透水性部材であり、具体的には、精密濾過膜、限外濾過膜、微粒子の結合濾過体、及び連通性発泡体等からなるフィルムもしくはシート等である。通水抵抗部材を透過させる推進力としては、加重体を用いる。加重体は特に限定されるものではないが、金属（鉄、アルミニウム等）や石でつくられた重し等で容器上部に安定に載置できる形状のものが好ましく用いられる。また、一定圧の圧縮気体（空気）であってもよい。
開口部は、容器内に収容される液体の出し入れ用の口で、容器の下部、側部のほか、上部に設けることもできる。
【０００９】
本発明の反応液供給装置に収容される反応液としては、排水のリン成分を除去するリン除去用溶液や排水処理の最終工程で行なう殺菌のための消毒液等がある。リン除去剤としては水に溶かすことができ、かつリン酸イオンと反応して不溶性又は難溶性の塩を形成できるもので、例えば、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、塩化カルシウム等の多価塩の水溶液がある。また消毒液としては、次亜塩素酸ナトリウム水溶液等がある。
【００１０】
図により説明する。図１は、本発明の一実施例の反応液供給装置（断面図）で、開口部は反応液容器の下部の配置されている。この反応液供給装置は、容器本体１と、開口部２と、前記開口部２に設けた通水抵抗部（通水抵抗部材３を有する）と、開口部２を覆う誘導管付きキャップ６と、濾過推進力（通水抵抗部材３を通過させて誘導管の他端から反応液を供給する力）を確保するために容器上面に加重体９とを備えている。図１のように、開口部２を反応液供給装置の下部に配置する場合は、開口部２及び誘導管付きキャップ６を保護するため、外枠（又は箱体）１４を設けることが好ましい。
【００１１】
図２は、図１のように加重をかけながら反応液を供給する場合で、一定の日時が経過した後の反応液供給装置の様子（断面図）である。誘導管の他端（液出口）付近は反応液供給装置の上部に固定されているので、反応液供給装置の上面又は容器内の反応液の液面と同調して下降する。
【００１２】
図３は、図１の本発明の反応液供給装置の開口部を拡大した断面図である。通水抵抗部材３は格子状支持板１０に接して支えられ、この格子状支持板１０はネジ構造をもつ押え部材１２によって押さえ付けられるようになっている。通水抵抗部材３の上には開口部壁面に沿ってＯリング１１が配されていて、押え付けによってＯリング１１が開口部壁面及び通水抵抗部材に密着するようになっている。
【００１３】
図４は、反応液供給装置の開口部を容器の上部に配置した例（断面図）で、Ａは供給初期の様子、Ｂは一定の日時が経過した後の様子である。また、図５（Ａ）は本発明の反応液供給装置の開口部を容器の側面に配置した例（断面図）であり、図５（Ｂ）は一定の日時が経過した後の様子（断面図）を示す。反応液供給装置の開口部を容器の上部に配置する場合（図４（Ａ）、（Ｂ））や、容器の側面に配置する場合（図５（Ａ）、（Ｂ））は、反応液供給装置を囲う外枠は必ずしも必要ではない。
【００１４】
図１と図２、図４（Ａ）と図４（Ｂ）、及び図５（Ａ）と図５（Ｂ）において、通水抵抗部材３を透過した反応液は、開口部２を通って誘導管付きキャップ６の誘導管７に導かれ、その他端の出口８から出る。このとき、容器本体１は、反応液の減少と容器本体にかけた加重体９により下方に縮むように少しずつ変形するが、誘導管７の他端も容器本体の上面と同調して下方に動くので、反応液の供給は容器内の反応液のレベルに関係なく、最後まで一定圧（定量供給）で行うことができる。
【００１５】
本発明の反応液供給装置は、先に述べたように汚水浄化槽におけるリン除去用溶液供給装置又は消毒液供給装置として利用できる。以下に、本発明の反応液供給装置を汚水浄化槽のリン除去用溶液供給装置に利用した場合を説明する。
【００１６】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、本発明のリン除去用溶液供給装置を備えた汚水浄化槽の一実施例で、それぞれ平面図と断面図である。この汚水浄化槽は、上流側から嫌気濾床槽（第１嫌気濾床槽１６及び第２嫌気濾床槽１７）、好気濾床槽１８、沈殿槽（又は処理水槽）１９、消毒槽２０に区切られ、前記沈殿槽（又は処理水槽）１９から返流させる循環水移行管２１を有している。排水の嫌気処理を促進させるために嫌気槽内には濾床が設置されており、また好気槽内にも好気処理を促進させるための濾床と散気管（濾床下方に配置）が設けられている。
【００１７】
嫌気処理及び好気処理をされた処理水は、沈殿槽１９にて消毒槽２０へ越流するものと、循環水移行管２１により第１嫌気濾床槽１６へ返流されるものとに分かれる。処理水の返流は窒素成分を除去するためである。一方、越流した処理水は消毒槽２０を経て系外に排出される。
ここで、リン除去用溶液供給装置は、リン除去用溶液が第１嫌気濾床槽１６、第２嫌気濾床槽１７又は好気濾床槽１８のいずれかの槽に供給されればよいが、好ましくは処理水と最もよく混合されるように循環水移行管２１に入るように循環水移行管にリン除去用溶液供給口２２を設け、ここから供給する。
リン除去用溶液とリン成分が反応して生成する不溶性もしくは難溶性の塩は、汚泥と共に汚水浄化槽の底部に貯留するため、年に１回程度の汲み取りを行う。
【００１８】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、本発明のリン除去用溶液供給装置を備えた汚水浄化槽の別の実施例で、それぞれ平面図と断面図である。この汚水浄化槽は、上流側から沈殿分離槽２４、好気膜分離槽２５、消毒槽２６に区画されている。沈殿分離槽２４には、粗大異物の除去と嫌気処理を兼ねた濾床２７が設置されている。また、好気膜分離槽２５は、活性汚泥による好気処理の促進及び膜の目詰まり防止のために散気管が膜ユニット２８の下方に配置されている。
【００１９】
嫌気処理及び好気処理をされた処理水は、好気膜分離槽２５内の膜ユニット２８に接続されたポンプ２９により吸引されて活性汚泥から分離され、消毒槽２６を経て系外に排出される。なお、膜ユニット２８による処理水の取り出しはポンプ以外に、水位差でも可能である。
汚水浄化槽の内部には、好気膜分離槽２５における余剰汚泥を取り出し濃縮する汚泥貯留槽３０を設けてもよい。この場合、汚泥貯留槽の上澄水は移送管３１を介して沈殿分離槽２４へ返流される。
本発明のリン除去用溶液供給装置は、リン除去用溶液が沈殿分離槽２４又は好気膜分離槽２７のどちらかに入るように付設すればよいが、好ましくは、槽内で液が最もよく混合される好気膜分離槽２５に入るように付設する。リン除去用溶液とリン成分が反応して生成する不溶性もしくは難溶性の塩は、汚泥と共に沈殿分離槽２４又は汚泥貯留槽３０に貯留するので、年に１回程度の汲み取りを行う。
【００２０】
【実施例】
実施例１
通水抵抗部材としては、ＭＦ膜（ユアサコーポレーション製、品番ＭＦ−４０Ｂ、公称孔径０．４μｍ、直径：３０ｍｍ）を用い、図１及び図３で示される形状のポリウレタン製容器（容量：５Ｌ）を作製し、これにポリ塩化アルミニウム水溶液（Ａｌ2Ｏ3として１０重量％；粘度３〜６ｃｐ）を充填し、誘導管７の出口端８を反応液供給装置の上面と同位置になるように固定した。これを図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、循環水移行管２１の上に設置し、反応液供給装置の上面には圧力差を確保するために１．７ｋｇ加重し、反応液（ポリ塩化アルミニウム水溶液）をリン除去用溶液供給口２２から供給した。上記液体供給装置からのポリ塩化アルミニウム水溶液の供給は、７日間安定して続き、平均流速は０．１５ｍｌ／ｍｉｎであった。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１〜３の反応液供給装置は、リン除去用溶液や消毒液等の反応液を少量ずつ一定流量で供給でき、定量ポンプや空運転防止等の電気的付帯機器が不要である。
請求項４〜６の汚水浄化槽は、定量ポンプや空運転防止等の電気的付帯機器を要せず、リン除去用溶液や消毒液を微少流量で安定して供給することが可能である。そのため、戸建て住宅レベルの小規模汚水浄化槽にも使用でき、リンの除去等に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の反応液供給装置の断面図である。
【図２】図１の反応液供給装置を用い液を供給する場合で、一定の日時が経過した後のその装置の様子を示す断面図である。
【図３】本発明の図１の反応液供給装置の開口部を拡大した断面図である。
【図４】本発明の他の実施例の反応液供給装置の断面図で、Ａは供給初期の様子、Ｂは一定の日時が経過した後の様子である。
【図５】本発明の別の実施例の反応液供給装置の断面図で、Ａは供給初期の様子、Ｂは一定の日時が経過した後の様子である。
【図６】本発明の一実施例の汚水浄化槽を示し、Ａは平面図、Ｂは断面図である。
【図７】本発明の他の実施例の汚水浄化槽を示し、Ａは平面図、Ｂは断面図である。
【符号の説明】
１．上下方向に伸縮自在な容器本体    ２．開口部
３．通水抵抗部材                    ４．キャップ
５．反応液（リン除去用溶液）        ６．誘導管付きキャップ
７．誘導管                          ８．液出口（誘導管の他端）
９．加重体                        １０．格子状支持板
１１．Ｏリング                      １２．押え部材
１３．導水口                        １４．外枠
１５．汚水浄化槽                    １６．第１嫌気濾床槽
１７．第２嫌気濾床槽                １８．好気濾床槽
１９．沈殿槽（処理水槽）            ２０．消毒槽
２１．循環水移行管                  ２２．リン除去用溶液供給口
２３．汚水浄化槽                    ２４．沈殿分離槽
２５．好気膜分離槽                  ２６．消毒槽
２７．濾床                          ２８．膜ユニット
２９．ポンプ                        ３０．汚泥貯留槽
３１．移送管
【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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