(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物反応層と濾過層の２つの濾床を有し、各濾床の下にそれぞれ散気管を有する好気濾床槽であって、前記濾過層の下方の散気管の下方であって、前記濾過層と前記好気濾床槽の底面との間の部分に更に空気噴射管が配置され、この空気噴射管は、噴射される空気流が水平流を形成する空気噴射口をもつ管である好気濾床槽。
【請求項２】
生物反応層と濾過層の２つの濾床は、生物反応層を上濾床とし濾過層を下濾床とする二重床を形成するように縦に配置されている、請求項１の好気濾床槽。
【請求項３】
濾過層の下方か、あるいは濾過層の上方もしくは生物反応層の下方のいずれかには、更に移送ポンプの液吸込口となる洗浄排水引抜口が配置されている、請求項１又は２の好気濾床槽。
【請求項４】
嫌気処理槽、請求項１〜３のいずれかの好気濾床槽、処理水槽、及び消毒槽を備える汚水浄化槽。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、好気濾床槽及び汚水浄化槽並びに好気濾床槽の濾過層の洗浄方法に関し、更に詳しくは、屎尿や雑排水等の汚水処理に好適に用いられる好気濾床槽、及びその好気濾床槽を備える汚水浄化槽、並びにその好気濾床槽の濾過層の洗浄方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般によく知られた汚水浄化槽は、通常、仕切壁で仕切られた嫌気処理槽（第一室及び第二室）、好気処理槽（好気濾床槽）、沈殿槽（又は処理水槽）及び消毒槽等からなる。流入口から供給された汚水は、嫌気処理槽第一室から下流へ順次移流され、最後に消毒槽で消毒されて、流出口から外部へ放流される。
【０００３】
汚水浄化槽における好気濾床槽の構造は、従来、いくつか知られているが、出願人は先に、図６に示すように、多孔性板材（図示せず）を間に挟んで好気濾床槽を上濾床（生物反応層、又はＲゾーン）１と下濾床（濾過層、又はＦゾーン）２とに分け、濾床層に粒状担体を充填し、それぞれの濾床の下に散気管４ａ，４ｂを設置するとともに、好気濾床槽Ｃの下部に移送ポンプ（エアリフトポンプ）５の液吸込口となる洗浄排水引抜口５ａを設置する構造を提案した（特開平９−２４８５８４号公報）。この汚水浄化槽における好気濾床槽Ｃの洗浄時には、２つの濾床の下の散気管４ａ，４ｂから曝気した後に、移送ポンプ（エアリフトポンプ）５を介して好気濾床槽下部の洗浄排水引抜口５ａから洗浄排水を引き抜き、嫌気処理槽（第一室）の上部へ移送させると共に、その移送に伴って押し出された嫌気処理槽（第二室）からの移流水を好気濾床槽Ｃの上濾床へ導入している。
【０００４】
そして、その洗浄の際に曝気によって下濾床を均一に流動させるとともに、下濾床に捕捉されていた浮遊性懸濁物（生物膜剥離汚泥ともいう。以下、ＳＳと略す。）を剥離させ、移送ポンプ（エアリフトポンプ）５を介して洗浄排水引抜口５ａから嫌気処理槽（第一室）へ洗浄排水として返送している。このとき、引抜かれる洗浄排水の量は、好気濾床槽Ｃ底面の面積とその底面を通過する洗浄排水の速度によって決まるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、好気濾床槽Ｃにおける下濾床２の下端とその底面との距離が離れている場合、洗浄排水引抜口５ａから遠いＳＳは洗浄排水引抜口５ａへ吸引される力よりも沈降力が勝って、底面上に沈降する傾向となる。また、沈降したＳＳは、その場所に留まって嫌気化し、汚水処理の性能に悪い影響を及ぼす。本発明は、このような問題を解消しようとするものであり、その目的とするところは、下濾床２の下端と濾床底面との距離が離れている場合であっても、好気濾床槽Ｃの底にＳＳが留まらず、汚水処理の性能を良好に維持できる好気濾床槽及び汚水浄化槽、あるいは好気濾床槽の下濾床（濾過層）の洗浄方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の好気濾床槽では次の構成をとった。すなわち、本発明は、第１に、生物反応層１と濾過層２の２つの濾床を有し、各濾床の下（下部又は下方を意味する。以下、同じ。）にそれぞれ散気管４ａ，４ｂを有する好気濾床槽Ｃであって、前記濾過層２の下方の散気管４ｂの下方であって、前記濾過層と前記好気濾床槽の底面との間に更に空気噴射管６が配置されていることを特徴とする、好気濾床槽Ｃである。
【０００７】
ここで、生物反応層１と濾過層２の２つの濾床は、生物反応層１を前濾床とし濾過層２を後濾床として横に並べて配置することも可能であるが、好ましくは、生物反応層１を上濾床とし濾過層２を下濾床として縦に配置された（すなわち、二重床を形成する。）好気濾床槽Ｃである。
【０００８】
また、散気管４ｂの下方に配置される空気噴射管６は、底面に沈降したＳＳを十分舞い上げるよう、噴射される空気流が水平流（すなわち、底面と並行な流れ）を形成する空気噴射口６ａをもつ管とする。また、空気噴射口６ａの所在部位は、好気濾床槽Ｃの底面の中心部もしくは中心部近辺で、底面に接するように（あるいは、底面から５０ｍｍ以上を離さない位置に）することが好ましい。
【０００９】
また、上記好気濾床槽Ｃにおいて、濾過層２の下方か、あるいは濾過層２の上方もしくは生物反応層１の下方のいずれかには、更に移送ポンプ（通常は、エアリフトポンプ）５の液吸込口となる洗浄排水引抜口５ａが配置されていることが好ましい。
【００１０】
本発明は、第２に、上記した好気濾床槽を備える汚水浄化槽、すなわち、上流から順に、嫌気濾床槽（第一室Ａ及び第二室Ｂ）、上記した好気処理槽Ｃ、沈殿槽（又は処理水槽）Ｄ及び消毒槽Ｅを備えることを特徴とする汚水浄化槽である。
【００１３】
【作用】
好気濾床槽の下濾床の洗浄時、その下濾床の液は散気管からの上下方向の曝気流とともに、空気噴射管（その空気噴射口）からの水平方向の噴射流によって効率よく撹拌される。そして、液中に存在するＳＳは底面に沈降することなく洗浄排水引抜口から引き抜かれ、移送ポンプ（エアリフトポンプ）を介して嫌気濾床槽第一室へ返送される（図１参照）。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を図面により更に具体的に説明する。
図１は本発明に係る一例の好気濾床槽の概略構成図であり、図２は図１の好気濾床槽を底面下方から見上げた図である。これらの図には、洗浄時の曝気流（矢印）も付記した。
好気濾床槽Ｃには生物担体（生物の棲み家となる。接触材、濾材とも呼ばれる）を充填して濾床を形成させる。この濾床は、上濾床（生物反応層）１と下濾床（濾過層）２とに分けられ、上濾床１と下濾床２との間に通水性の多孔性板材（生物担体を通さないが水や空気を自由に通すもの）を挟んで区画する。また、上濾床１の上にも下濾床２の下にも、それぞれ通水性の多孔性板材を配置し、生物担体が流出しないように保持している。
【００１５】
上濾床１の下に散気管４ａを設け、下濾床２の下にも散気管４ｂを設け、また、好気濾床槽Ｃの下部には移送ポンプ（エアリフトポンプ）５の液吸込口となる洗浄排水引抜口５ａが設けられている。
更に、散気管４ｂの下方には空気噴射口６ａを有する空気噴射管６（空気噴射用横管６ｂ）が配置され、底面と並行な空気噴射流をつくることができる。なお、先の散気管４ａ，４ｂに穿けられる散気孔は、通常、ＳＳ等の沈降物による詰まりを防止するため、管の下部に設けるのが普通である。
【００１６】
好気濾床槽Ｃにおける水処理は、上濾床（生物反応層）１においては、被処理水は、散気管４ａから曝気・導入される空気（溶存酸素）の存在下に、生物担体中に生息する好気性微生物によって好気処理される。すなわち、ここでは主として、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）の酸化・分解と、アンモニアの硝化が進行する。
また、下濾床２においては、通常の運転（洗浄時以外の運転）では散気管４ｂからは曝気しない。上濾床１からの流下液の持ち越み酸素（溶存酸素）を消費しつつ引き続き好気処理すると共に、静止状態の生物担体を利用してＳＳを効率よく捕捉（濾過）する機能がある。それゆえ、下濾床２は、捕捉されたＳＳによって徐々に詰まってくる。この詰まりを解除するため、好気濾床槽Ｃ（特に、下濾床２）を定期的に（通常は、１日に１回で、１〜３０分間程度、夜間）洗浄する。この洗浄の際は、下濾床２の下に設けている散気管４ｂから曝気すると共に、それと同時に、その空気噴射口６ａからも曝気し、生物担体からＳＳを遊離させる。前記曝気と同時に、又はその曝気の後に、ＳＳを含んだ洗浄排水を洗浄排水引抜口５ａから引き抜く。この引き抜きには、エアリフトポンプが好ましく用いられる。
【００１７】
空気噴射管６の空気噴射口６ａからの曝気は、通常、散気管４ｂからの曝気（すなわち、洗浄・吸引）と同時に行うが、散気管４ｂからの曝気に先立って行ってもよい。その場合、前日の洗浄時に排出されずに底面に沈降していたＳＳを、予め舞き上げ、これを散気管４ｂからの曝気（すなわち、洗浄・吸引）と共に引き抜くわけである。
また、洗浄中の上濾床１の散気管４ａからの曝気（すなわち、連続曝気）は、その間、一時停止させてもよい。
【００１８】
洗浄は、タイマー等の使用によって自動的に行うことができる。時刻、時間及び頻度は、任意に設定できることが好ましい。
【００１９】
また、図１及び図２に示したような空気噴射管に限らず、種々の形状の空気噴射管を使用できる。図３及び図４に、他の例の空気噴射管及び好気濾床槽を示した。いずれの図も好気濾床槽を底面下方から見上げた図で、図３は空気噴射管が途中で分枝している例、図４は先端が開放されているほかに管の途中で小穴があけられている例である。
【００２０】
なお、図１〜図４の例は、上濾床と下濾床との上下の２層構造の例としたが、上下ではなく横２列の直列構造とすることも可能である。
【００２１】
図５は、本発明の好気濾床槽を利用した汚水浄化槽（概略構成図）の例である。
この汚水浄化槽は、上流側から、嫌気濾床槽第一室Ａ、嫌気濾床槽第二室Ｂ、好気濾床槽Ｃ（上濾床１及び下濾床２を有する）、処理水槽Ｄ、消毒槽Ｅの各槽に分画されている。
嫌気濾床槽第一室Ａ及び嫌気濾床槽第二室Ｂには、網様円筒状濾材等の生物担体を充填することができ、好気濾床槽Ｃの上濾床１及び下濾床２には、スポンジ担体等の生物担体を充填することができる。
処理水槽Ｄには、好気濾床槽Ｃの下濾床２を洗浄する際に必要なエアリフトポンプ５が設けられ、エアリフトポンプの液吸込口は好気濾床槽Ｃ下部に設けられている。ここから引き抜かれた洗浄排水は、嫌気濾床槽第一室Ａへ返送される構造である。また、処理水槽Ｄには、空気噴射用縦管６ｃも配置されている。
【００２２】
洗浄の動作の例は、次の通り。汚水浄化槽の通常運転時には、上濾床１の下方の散気管４ａに空気を供給し、下濾床２の下方の散気管４ｂ及びエアリフトポンプ５には空気を供給しない。洗浄時には、下濾床２の下方の散気管４ｂ、エアリフトポンプ５及び空気噴射管６に空気を供給する。
【００２３】
下濾床２の下部の空気噴射管６は次のように設置する。好気濾床槽Ｃの下部で処理水槽Ｄ寄りの好気濾床槽側壁面に移流口７を設け、この移流口の上部には洗浄排水引抜口５ａを配置し、この洗浄排水引抜口５ａの下方に処理水槽Ｄ側から底面を這わせるように空気噴射用横管６ｂを差し込む。その際、好気濾床槽Ｃ底面の中心部に空気噴射口６ａがくるようにする。空気噴射管６に空気を供給し、その空気噴射口６ａから空気を吐出させると、下濾床２の下方及び好気濾床槽Ｃの底面付近が撹拌され、ＳＳは底に留まることなく洗浄排水と共に洗浄排水引抜口５ａから引き抜かれる。
【００２４】
本発明の好気濾床槽又は汚水浄化槽によれば、下濾床の下端と好気濾床槽底面との距離が離れている場合であっても、好気濾床槽の底にＳＳが留まることが少ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る好気濾床槽の概略構成図。洗浄時の曝気流も矢印で付記した。
【図２】図１の好気濾床槽を底面下方から見上げた図。矢印は、空気噴射口からの噴射流を示す。
【図３】本発明に係る他の例の好気濾床槽を底面下方から見上げた図。空気噴射管は途中で分枝している例。
【図４】本発明に係る別の例の好気濾床槽を底面下方から見上げた図。空気噴射管の先端が開放されているほかに管の途中で小穴があけられている。
【図５】本発明に係る汚水浄化槽の概略構成図。
【図６】従来例の好気濾床槽の概略構成図。
【符号の説明】
１：上濾床（生物反応層）    ２：下濾床（濾過層）
３： 仕切壁
４ａ：散気管              ４ｂ：散気管
５：エアリフトポンプ
５ａ：洗浄排水引抜口（エアリフトポンプ吸込口）
５ｂ：エアリフトポンプ揚水管
６：空気噴射管            ６ａ：空気噴射口
６ｂ：空気噴射用横管      ６ｃ：空気噴射用縦管
７：移流口
Ａ：嫌気濾床槽第一室
Ｂ：嫌気濾床槽第二室
Ｃ：好気濾床槽
Ｄ：処理水槽
Ｅ：消毒槽
【図１】
0004187889.tif 000002
【図２】
0004187889.tif 000003
【図３】
0004187889.tif 000004
【図４】
0004187889.tif 000005
【図５】
0004187889.tif 000006
【図６】
0004187889.tif 000007