(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管内を流れる油脂分および排水と接触してこれら油脂分および排水を乳化水溶液にする界面活性機能を有するセラミックであって、
油脂分および排水が流入する流入開口部を軸方向一端面に有し、乳化水溶液が流出する流出開口部を軸方向他端面に有し、前記配管内に出し入れ可能に収容される筒状本体と、
この筒状本体に交換可能に設けられ、前記筒状本体の内周面から内方に向って突出する複数の突起と
を備えることを特徴とするセラミック。
【請求項２】
複数の突起は、乳化水溶液が旋回流となって流出開口部から流出するように螺旋状に配置されている
ことを特徴とする請求項１記載のセラミック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管内を流れる油脂分および排水と接触してこれら油脂分および排水を乳化水溶液にする界面活性機能を有するセラミックに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば牛等の家畜の畜舎からの尿を含む排水が流入される反応槽と、この反応槽に流入された排水を３５℃〜６５℃に加温して排水中に含まれる微生物により醗酵させて有機物を分解するための加温手段と、活性炭等の吸着剤が配置され反応槽から流入された排水中の有機物を吸着除去する吸着槽とを備える排水処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−１５２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような排水処理装置では、例えば牧場等においてミルキングパーラー等から排出される乳脂肪分等を含んだ排水の浄化処理が不十分となる場合がある。そこで、例えば貯留槽内の排水の水面に浮かんだ浮上乳脂肪分（浮上油脂分）を排水とともに吸込口部から吸い込んで界面活性機能を有するセラミックに接触させて乳化水溶液にしてこの乳化水溶液を吐出口部から吐き出す水中ポンプ手段を利用することが考えられ、その界面活性機能を有するセラミックとしては、テトラポット型のものがある。
【０００４】
しかしながら、複数個、例えば６個のテトラポット型のセラミックを配管の途中に形成された筒状部内に収容して使用した場合、セラミックがぶつかり合って壊れ、また浄化処理できない不純物がセラミックに絡みついて目詰まりが生じるおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、耐久性が良好な上、不純物の目詰まりも生じない界面活性機能を有するセラミックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載のセラミックは、配管内を流れる油脂分および排水と接触してこれら油脂分および排水を乳化水溶液にする界面活性機能を有するセラミックであって、油脂分および排水が流入する流入開口部を軸方向一端面に有し、乳化水溶液が流出する流出開口部を軸方向他端面に有し、前記配管内に出し入れ可能に収容される筒状本体と、この筒状本体に交換可能に設けられ、前記筒状本体の内周面から内方に向って突出する複数の突起とを備えるものである。
【０００７】
請求項２記載のセラミックは、請求項１記載のセラミックにおいて、複数の突起は、乳化水溶液が旋回流となって流出開口部から流出するように螺旋状に配置されているものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、耐久性が良好で、長期間にわたって使用することができるとともに、筒状本体内で不純物の目詰まりが生じるようなこともなく、しかも、消耗して小さくなった突起のみを新しいのに交換できるため、セラミック全体を交換する必要がなく、ランニングコストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１０】
図１において、１は排水処理装置で、この排水処理装置１は、例えば搾乳処理施設等から排出される乳脂肪分（油脂分）および牛糞尿を含んだ排水を浄化処理する装置である。
【００１１】
排水処理装置１は、流入管２から流入される排水を一旦貯留し、浄化処理後の排水を処理済水として流出管３から流出させる槽本体４を備えている。
【００１２】
槽本体４は、例えば２枚の仕切板５，６にて仕切られて形成された３つの槽、すなわち上流から下流に向って順に、貯留槽である第１処理槽11、第２処理槽12および第３処理槽13を有している。また、第１処理槽11と第２処理槽12とは上部連通部14にて連通され、第２処理槽12と第３処理槽13とは下部連通部15にて連通されている。
【００１３】
第１処理槽11内には、１つの圧送手段である水中ポンプ21が第１処理槽11内の排水中に配置されている。
【００１４】
そして、水中ポンプ21には、この水中ポンプ21の作動時に、第１処理槽11内の排水の水面に浮かんだ浮上油脂分である浮上乳脂肪分を吸込口部22から排水とともに吸い込む第１吸込管23が接続されている。この第１吸込管23の吸込口部22は、第１処理槽11内の排水の水面付近で上方に向って開口している。また、水中ポンプ21には、この水中ポンプ21の作動時に、第１処理槽11の底部に沈んだ沈殿油脂分である沈殿乳脂肪分を吸込口部24から排水とともに吸い込む第２吸込管25が接続されている。この第２吸込管25の吸込口部24は、第１処理槽11の底部付近で下方に向って開口している。また、第２吸込管25の途中には、この第２吸込管25内を流れる排水に空気を供給する空気供給管26の下流端部が接続され、この空気供給管26の上流端部は第１処理槽11内の排水の水面上の位置で開口している。空気供給管26の途中には、この空気供給管26を流れる空気量を調整する流量調整用バルブ27が設けられている。
【００１５】
なお、水中ポンプ21には、流路切換手段（図示せず）が設けられ、この流路切換手段は、タイマ機能を有する制御手段（図示せず）によって制御される。そして、この制御手段による制御により、予め設定された設定時間に基づいて、第１吸込管23から浮上乳脂肪分および排水が吸い込まれる浮上油吸込状態と、第２吸込管25から沈殿乳脂肪分および排水が吸い込まれる沈殿油吸込状態との切換が行われる。
【００１６】
また、水中ポンプ21には、この水中ポンプ21の作動時に、乳化した油脂分を含む乳化水溶液（乳濁液）を吐出口部28から第１処理槽11内に排水の水面に向って吐き出す配管である吐出管29が接続されている。この吐出管29の吐出口部28は、第１処理槽11内の排水の水面上の位置で、斜め下方に向って開口している。
【００１７】
そして、この吐出管29の途中、すなわち例えば吐出管29の水中ポンプ21側の部分に形成された脱着可能な収容部30内に、第１吸込管23にて吸い込まれた浮上乳脂肪分および排水を乳化水溶液にするとともに第２吸込管25にて吸い込まれた沈殿乳脂肪分および排水を乳化水溶液にする乳化手段、すなわち例えば界面活性機能を有する略筒状のセラミック31が出し入れ可能に収容されている。
【００１８】
このセラミック31は、例えば鉱石および活性化石炭等を利用してつくったもので、流路切換手段の浮上油吸込状態時には第１吸込管23にて吸い込まれ吐出管29を流れる浮上乳脂肪分および排水と接触してこれら浮上乳脂肪分および排水を乳化水溶液にし、流路切換手段の沈殿油吸込状態時には第２吸込管25にて吸い込まれ吐出管29を流れる沈殿乳脂肪分および排水と接触してこれら沈殿乳脂肪分および排水を乳化水溶液にする。そして、このセラミック31との接触により、触媒作用、物理的現象および界面活性機能等に基づいて生成された乳化水溶液は、２つの吸込管23，25に対して共通の吐出管29内を流れて吐出口部28から吐き出される。
【００１９】
なお、吐出管29には、この吐出管29を流れる乳化水溶液に空気を供給する空気供給管26aの下流端部が接続され、この空気供給管26aの上流端部は第１処理槽11内の排水の水面上の位置で開口している。空気供給管26aは、例えば吐出管29の管部29aおよび収容部30の２箇所にオリフィス等を介して接続されている。なお、吐出管29の管部29aおよび収容部30のいずれか一方にのみ空気供給管26aを接続した構成でもよい。
【００２０】
ここで、セラミック31を出し入れ可能に収容する筒状の収容部30は、吐出管29の途中部位に対して脱着可能で、図３および図４に示すように、ステンレス等の金属製の３つの部材、つまり第１部材30a、第２部材30bおよび第３部材30cにて構成されている。
【００２１】
第１部材30aおよび第３部材30cは、同一形状で、円筒状の管状部32と、この管状部32の端部に設けられた截頭円錐状部33と、この截頭円錐状部33の拡径端部に設けられた円筒状の取付部34とを有している。第１部材30aの取付部34が円筒状の第２部材30bの一端部外周側に螺合され、第３部材30cの取付部34が第２部材30bの他端部外周側に螺合されている。すなわち、第１部材30aが第２部材30bの一端部に脱着可能に取り付けられ、第３部材30cが第２部材30bの他端部に脱着可能に取り付けられている。
【００２２】
また、セラミック31は、図３ないし図６に示すように、両端面開口状で円筒状をなす筒状本体35と、この筒状本体35に交換可能に設けられ筒状本体35の内周面から内方に向って突出する複数の突起36とにて構成されている。
【００２３】
筒状本体35の軸方向一端面には、水中ポンプ21側から流れてきた乳脂肪分および排水が流入する流入開口部37が開口形成されている。筒状本体35の軸方向他端面には、乳化水溶液が流出する流出開口部38が開口形成されている。また、筒状本体35には、螺旋状に位置する複数の取付用孔部39が筒状本体35の内外周面に貫通して形成されている。この各取付用孔部39は、内周面側の小径孔39aと外周面側の大径孔39bとにて構成されている。そして、筒状本体35は、吐出管29の収容部30の第２部材30bの内周側に出し入れ可能に嵌合収容されている。第１部材30aまたは第３部材30cを第２部材30bから取り外した後、筒状本体35を突起36とともに第２部材30b内から取り出すことが可能である。
【００２４】
また、複数の突起36は、乳化水溶液が旋回流となって流出開口部38から流出するように螺旋状に配置されている。すなわち、各突起36は螺旋を描くように筒状本体35の取付用孔部39にそれぞれ個別に脱着可能に取り付けられている。各突起36は、例えば取付用孔部39の大径孔39bに嵌脱可能に嵌合する円板部36aと、円板部36aの中央部に一体に設けられ取付用孔部39の小径孔39aを通って筒状本体35の内周面から内方に向って突出する軸状部36bと、この軸状部36bの先端に一体に設けられた球状部36cとにて構成されている。そして、消耗して小さくなった突起36を新しいのに交換する場合は、収容部30内から取り出した筒状本体35の内側から工具等で古い突起36を叩き出すようにして取り外し、その代わりに、新しい突起36を筒状本体35の外側から取付用孔部39に差し込んで取り付ける。
【００２５】
なお、図４では、螺旋状に位置する複数の突起36のうちの一部のみが記載され、残りの突起36の記載は省略されている。
【００２６】
また一方、第１処理槽11内には、この第１処理槽11内の排水に空気を供給する曝気手段41が配置されている。この曝気手段41は、例えば第１処理槽11内の下部に水平状に配設され多数の孔42が形成された散気管43にて構成され、この散気管43には配管（図示せず）を介してエアーポンプ44が接続されている。配管の途中にはこの配管を流れる空気量を調整する流量調整用バルブ（図示せず）が設けられている。
【００２７】
さらに、第１処理槽11内には、この第１処理槽11内の排水を浄化処理する好気性微生物の棲家となる多孔質性の活性化石炭46が第１処理槽11内の排水中で散気管43の上方に位置するように配置されている。この活性化石炭46は、例えば石炭を希塩酸で処理して微細な孔を形成したもので、この微細な孔に好気性微生物が定着し、この定着した好気性微生物等によって乳化水溶液状態にある排水中の乳化した乳脂肪分等が分解処理される。
【００２８】
第２処理槽12は、第１処理槽11からの排水を受け入れて貯留し、この第２処理槽12内に貯留された排水は好気性微生物によって浄化処理される。この第２処理槽12内には、第１処理槽11と同様、この第２処理槽12内の排水に空気を供給する曝気手段51が配置されている。この曝気手段51は、例えば第２処理槽12内の下部に水平状に配設され多数の孔52が形成された散気管53にて構成され、この散気管53には配管54を介してエアーポンプ44が接続されている。配管54の途中にはこの配管55を流れる空気量を調整する流量調整用バルブ55が設けられている。
【００２９】
また、第２処理槽12内には、この第２処理槽12内の排水を浄化処理する好気性微生物の棲家となる多孔質性の活性化石炭56，57が第２処理槽12内の排水中で散気管53の上方に位置するように上下２段に配置されている。この活性化石炭56，57は、第１処理槽11内の活性化石炭46と同様、例えば石炭を希塩酸で処理して微細な孔を形成したもので、この微細な孔に好気性微生物が定着し、この定着した好気性微生物等によって第１処理槽11で処理しきれなかった乳脂肪分等が分解処理される。
【００３０】
第３処理槽13は、第２処理槽12からの排水を受け入れて貯留し、この第３処理槽13内に貯留された排水はこの排水の水面で繁殖する藍藻類にて浄化処理され、流出管３から処理済水として流出する。
【００３１】
なお、図１において２点鎖線で示すように、排水を消毒する消毒器50を第３処理槽13内に配置してもよく、また例えば第３処理槽13の下流に、排水を消毒する第５処理槽（消毒槽）を設けてもよい。また、藍藻類の代わりに、キャベツ等の植物を水耕栽培して排水の浄化処理を行うようにしてもよい。
【００３２】
また一方、排水処理装置１は、図２に示すように、少なくとも第３処理槽13を覆う透明ハウス、すなわち例えば槽本体４全体を覆う透明ハウス60を備えている。このため、第３処理槽13では、四季の変化に拘わらず、この第３処理槽13内が水温調整および太陽光により藍藻類の成育に適した状態に設定され、その藍藻類によって前工程の処理槽11，12で処理しきれなかった乳脂肪分等が分解処理される。なお、図示しないが、上面開口状の第３処理槽13のみを透明ハウスで覆うようにしてもよい。
【００３３】
次に、上記排水処理装置１の作用等を説明する。
【００３４】
乳脂肪分および牛糞尿を含んだ排水が流入管２を流れて第１処理槽11に流入すると、この第１処理槽11では、排水中の乳脂肪分が水面に浮上して分離される。また、第１処理槽11の底部付近には、沈殿乳脂肪分が停留する。
【００３５】
そして、水中ポンプ21が作動すると、流路切換手段の浮上油吸込状態時には、浮上乳脂肪分（浮上油脂分）が排水とともに第１吸込管23の吸込口部22から吸い込まれ、吐出管29の収容部30内のセラミック31と接触して乳化水溶液が生成され、この乳化水溶液が吐出管29の吐出口部19から吐き出される。また、制御手段の制御により流路切換手段が沈殿油吸込状態になると、沈殿乳脂肪分（沈殿油脂分）が排水とともに第２吸込管25の吸込口部24から吸い込まれ、吐出管29の収容部30内のセラミック31と接触して乳化水溶液が生成され、この乳化水溶液が吐出管29の吐出口部19から吐き出される。
【００３６】
このため、第１処理槽11内の排水の水面上の浮上乳脂肪分の腐敗が防止されるとともに、第１処理槽11の底部に沈殿乳脂肪分が停留することもなく、第１処理槽11内の排水全体が攪拌され、この攪拌により細かくなった乳化状態の乳脂肪分等が、活性化石炭46に棲みついた好気性微生物によって効果的に分解処理される。
【００３７】
なお、空気供給管26，26aによる空気供給と曝気手段41である散気管43による空気供給とによって、好気性微生物にとって必要な酸素が十分供給されるため、好気性微生物の活性化を促進できる。また、散気管43による空気供給によって排水中の塩素系殺菌剤や洗浄剤等を飛散させることができる。
【００３８】
そして、排水が上部連通部14を流れて第２処理槽12に流入すると、この第２処理槽12では、前工程の第１処理槽11で処理しきれなかった乳脂肪分等が、活性化石炭56，57に棲みついた好気性微生物によって分解処理される。なお、散気管53による空気供給により好気性微生物の活性化が促進される。
【００３９】
次いで、排水が下部連通部15から第３処理槽13に流入すると、この第３処理槽13では、排水中に残っている乳脂肪分等が藍藻類にて分解処理され、処理済水となって流出管３から流出する。
【００４０】
このように、排水処理装置１では、界面活性機能を有するセラミック31によって、第１吸込管23からの浮上乳脂肪分および排水を乳化水溶液にできるとともに第２吸込管25からの沈殿乳脂肪分および排水を乳化水溶液にできるため、浮上乳脂肪分の腐敗を防止できるばかりでなく、沈殿乳脂肪分をなくすことができ、乳脂肪分を多く含んだ排水を適切にかつ効率よく浄化処理でき、よって例えば槽本体４を小型化でき、製造コストの低減等を図ることができる。
【００４１】
また、排水処理装置１のセラミック31は、両端面開口状で円筒状をなす筒状本体35とこの筒状本体35に交換可能に設けられ筒状本体35の内周面から内方に向って突出する複数の突起36とにて構成されているため、耐久性が良好で、長期間にわたって使用することができるとともに、筒状本体35内で不純物の目詰まりが生じるようなこともなく、排水処理装置１の浄化処理能力を向上でき、しかも、消耗して小さくなった突起36のみを新しいのに交換できるため、セラミック31全体を交換する必要がなく、ランニングコストの低減を図ることができる。
【００４２】
なお、セラミック31の突起36は、図７に示す形状でもよく、この図７に示す突起36は、取付用孔部39に嵌脱可能に嵌合する截頭円錐状部36aと、この截頭円錐状部36aの縮径端部に一体に設けられ筒状本体35の内周面から内方に向って突出する軸状部36bとにて構成されている。
【００４３】
また、乳化水溶液が旋回流となって流出開口部38から流出するように複数の突起36を螺旋状に配置した構成には限定されず、突起36の配置は任意であり、例えば複数の突起36を筒状本体35の軸方向に沿って並べた構成等でもよい。
【００４４】
また一方、排水処理装置１は、搾乳処理施設等から排出される乳脂肪分を多く含むパーラー排水の他、飲食店或いは工場等から排出される油脂分を多く含んだ排水等の浄化処理にも適用できる。
【００４５】
さらに、空気供給管26，26aを第２吸込管25および吐出管29の両方に接続した構成には限定されず、空気供給管26を第２吸込管25のみに接続した構成や、空気供給管26aを吐出管29の収容部30のみに接続した構成等でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施の形態に係るセラミックを備えた排水処理装置の概略断面図である。
【図２】同上排水処理装置の概略斜視図である。
【図３】同上セラミックを示す斜視図である。
【図４】同上セラミックを示す断面図である。
【図５】同上セラミックを示す断面図である。
【図６】同上セラミックの突起を示す断面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態に係るセラミックの突起を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
29    配管である吐出管
31    セラミック
35    筒状本体
36    突起
37    流入開口部
38    流出開口部
【図１】
0004960784.tif 000002
【図２】
0004960784.tif 000003
【図３】
0004960784.tif 000004
【図４】
0004960784.tif 000005
【図５】
0004960784.tif 000006
【図６】
0004960784.tif 000007
【図７】
0004960784.tif 000008