(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫化水素を含んだ廃水を下向流で通過させて下方から排出するためのケーシングと、ケーシング内に設けられ、廃水中の硫化水素を生物学的に除去する好気性のイオウ酸化細菌を繁殖させた除去層と、除去層の下方に設けられ、廃水をケーシング外に流出させる水封部と、上記除去層を通過してきた空気を除去層と水封部の間の部分から排気する排気手段と、上記ケーシングの上部と水封部のケーシング外の気相との間を流通させるバイパス管とを備えたことを特徴とする硫化水素除去装置。
【請求項２】
圧送管から送られてくる廃水中から硫化水素を除去して既設コンクリート製の下水管側に流すための廃水中の硫化水素除去装置であって、硫化水素を含んだ廃水を下向流で通過させて下方から排出するためのケーシングと、ケーシング内に設けられ、廃水中の硫化水素を生物学的に除去する好気性のイオウ酸化細菌を繁殖させた除去層と、除去層の下方に設けられ、廃水をケーシング外に流出させる水封部と、上記除去層を通過してきた空気を除去層と水封部の間の部分から排気する排気手段と、上記ケーシングの上部と水封部のケーシング外の気相との間を流通させるバイパス管を備えたことを特徴とする廃水中の硫化水素除去装置。
【請求項３】
上記除去層は、上記ケーシング内を横断するように設けられた網体上に、網目状をした耐食性円筒体を多数集合させると共に、その円筒体の表面に上記イオウ酸化細菌を繁殖させてなることを特徴とする請求項１または２記載の廃水中の硫化水素除去装置。
【請求項４】
上記廃水が下水管路内の下水又はビルピット等の貯槽内の汚水であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の廃水中の硫化水素除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンクリート製の下水道管やビルピットなど汚水貯留槽の腐食を抑制することができる廃水中の硫化水素除去装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生活廃水、工場廃水、雨水等の様々な廃水を効率よく流すための下水道施設は、近代的な都市生活には欠かすことのできない存在となっているが、最近では、この下水道路を構成するコンクリート製の下水管の微生物による腐食が問題となってきている。
【０００３】
これは、廃水中に含まれた硫酸イオンが嫌気的な条件下で硫酸塩還元細菌によって硫化水素となった後（ＳＯ4 -2  ＋２Ｃ＋２Ｈ2 Ｏ→２ＨＣＯ3 - ＋Ｈ2 Ｓ）、この硫化水素が液相部から気相部に移動し、温度差等によって水蒸気等と共に気相部に露出しているコンクリート壁に結露した後、この硫化水素が好気的な条件下でイオウ酸化細菌によって高濃度の硫酸に酸化され（Ｈ2 Ｓ＋Ｏ2 →Ｈ2 ＳＯ4 ）、その高濃度の硫酸によってコンクリートが浸食されるものであり、板厚が６ｃｍある下水管内面の腐食が３ｃｍ以上にも及んでいるといった例も報告されている。特に、このような浸食は嫌気性雰囲気が好気性雰囲気になる部分、例えば、図５に示すように、下水を上向流でポンプ圧送する圧送管ａ（嫌気性雰囲気）とこの圧送管ａで圧送された下水を自然流下する下水管ｂとの境目付近（好気性雰囲気）に顕著に現れていた。
【０００４】
そこで、このような腐食を未然に防止すべく、次のような種々の対策が考えられている。先ず最初に考えられる簡単な方法としては、予めコンクリート管内壁に耐食性のライニング材を施しておき、硫化水素や硫酸が直接コンクリート内壁に接触するのを防止する方法。第二の方法としては、廃水中に鉄塩等を添加して硫化物を沈殿除去する方法。第三の方法としては過酸化水素などの添加して硫化物を嫌気性雰囲気中で化学的に酸化させて除去する方法。第四の方法としては硫化水素が発生しやすい箇所に強制的に空気を送り込む、いわゆるエアーレーションにより硫化物の発生を未然に防止する方法。第五の方法としては、発生した硫化水素を強制的に吸引排気して処理する方法等が考えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような対策方法では以下に示すような問題点がある。
【０００６】
先ず、最初の方法では、ライニング材を設けるために下水管自体の製造コストが大幅に上昇してしまう上に、既に大量に敷設されている下水管には適用することは技術的に極めて困難である。次に、第二、第三の方法ではこれら添加剤を廃水中に添加、攪拌するための施設や沈殿物等を除去する施設が必要となる上に、廃水中の硫化物濃度は常時変化しているため、それに応じた最適な量の添加剤を効果的に添加するのは困難であり、コスト的にも負担が大きい。第四の方法は上述した方法に比較してやや現実性があるが、大量の空気を送り込むための大型のブロワ及び配管類が必要となり、しかも動力費が嵩むといった欠点がある。さらに第五の方法では強制的に吸引した硫化水素をそのまま大気中に放出すると大気汚染及び悪臭の原因となって地域環境に悪影響を及ぼすことから、吸引した後脱臭脱硫処理等を行わなければならず、そのための装置が必要となる。しかも、この方法では水分に溶け込んでいる部分の硫化水素は除去することはできないことから期待するほどの大きな効果が得られないといった欠点がある。
【０００７】
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的はコンクリート製下水管の腐食の原因となる硫化物含有廃水中の硫化水素を効果的にかつ経済的に除去することができる新規な廃水中の硫化水素除去装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、硫化水素を含んだ廃水を下向流で通過させて下方から排出するためのケーシングと、ケーシング内に設けられ、廃水中の硫化水素を生物学的に除去する好気性のイオウ酸化細菌が繁殖させた除去層と、除去層の下方に設けられ、廃水をケーシング外に流出させる水封部と、上記除去層を通過してきた空気を除去層と水封部の間の部分から排気する排気手段と、上記ケーシングの上部と水封部のケーシング外の気相との間を流通させるバイパス管とを備えてなるものであり、また圧送管から送られてくる廃水中から硫化水素を除去して既設コンクリート製の下水管側に流すための廃水中の硫化水素除去装置であって、硫化水素を含んだ廃水を下向流で通過させて下方から排出するためのケーシングと、ケーシング内に設けられ、廃水中の硫化水素を生物学的に除去する好気性のイオウ酸化細菌を繁殖させた除去層と、除去層の下方に設けられ、廃水をケーシング外に流出させる水封部と、上記除去層を通過してきた空気を除去層と水封部の間の部分から排気する排気手段と、上記ケーシングの上部と水封部のケーシング外の気相との間を流通させるバイパス管を備えてなるものである。
【０００９】
本発明は上述したように、硫化水素が溶存している廃水を流すためのケーシング内に、好気性のイオウ酸化細菌を繁殖させた除去層を設けることにより、この除去層を廃水が通過する際に廃水中の硫化水素が、除去層のイオウ酸化細菌によって生物学的反応により、単体イオウや硫酸イオンに酸化されてからケーシング外へ排水されることになる。従って、この廃水中の硫化水素による、下水管気相部での硫酸の発生が大幅に抑制されることになり、コンクリート製下水管の腐食が未然に防止される。また、この除去層の下方に水封部を形成すると共に、この水封部に排気手段を接続することにより、常に除去層内には、廃水と共にイオウ酸化細菌にとって必要な空気が十分に流れ込み、かつ、気液接触面積が大きいため廃水に溶け込み微生物に利用されやすくなるため、好気性のイオウ酸化細菌が活発に活動して硫化水素の酸化が良好に行われることになる。また、これと同時に、これら廃水と空気とを下向流でケーシング内を通過させるようにしたことから、廃水混入部で空気中に揮発した硫化水素もよく除去されることになる。
【００１０】
尚、本発明でいう廃水中の硫化水素とは溶存硫化物も含むものとする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を実施する好適一形態を説明する。
【００１２】
図１は本発明に係る、廃水中の硫化水素除去装置の一形態を示したものである。図示するように、この硫化水素除去装置は、既に地下に埋設されている圧送管ａとコンクリート製下水管ｂとの接続部付近、すなわち、上述したように、コンクリート製下水管の腐食が発生しやすい嫌気性雰囲気と好気性雰囲気との境目付近に設けられており、圧送管ａから送られてくる廃水中から硫化水素を除去してから既存のコンクリート製下水管ｂ側に流すようになっている。
【００１３】
この硫化水素除去装置は、垂直に立設された筒状ケーシング１の上端部側にポンプ圧送によって上記圧送管ａから送られてきた廃水を取り込む導入管２が接続されると共に、その下端部に上記コンクリート製下水管ｂに連通されたＵ字状の配管３が接続されており、圧送管ａから送られてきた廃水を導入管２からケーシング１内に導入し、これを下向流で通過、すなわちケーシング１の底部側に落下させるように通過させた後、Ｕ字状の配管３を介してコンクリート製下水管ｂ側に流すようになっている。
【００１４】
また、このケーシング１には好気性のイオウ酸化細菌が繁殖した除去層４が設けられている。この除去層４はケーシング１を横断するように設けられた網状体５の上に、例えば、図２に示すような、合成樹脂やステンレス等の耐食性の材料からなる網目状の円筒体６を多数、所定の高さになるように積み上げるとと共に、これら円筒体６の表面に上述したイオウ酸化細菌を繁殖させたものであり、ケーシング１内を通過する廃水を良好に通過させると共に、その通過中に廃水中の硫化水素をイオウ酸化細菌によって単体イオウや硫酸イオン等に酸化させるようになっている。従って、従来のように、この廃水がコンクリート製下水管ｂに流れ、好気性雰囲気となっても硫化水素が気相中に排出しなくなるため、気相中に露出した下水管表面に高濃度の硫酸が生成されることがなくなり、コンクリート製下水管の腐食が未然に防止される。
【００１５】
また、このケーシング１の底部にはＵ字状の配管３が接続されているため、廃水がこの配管３に流れ込むことにより、除去層４の下部には水封部７が形成されている。そして、この除去層４と水封部７の間の部分には、ファン等からなる排気手段８が接続されると共に、上記ケーシング１の上端部には一端部が大気開放された吸気管９が接続されており、この排気手段８を駆動することによって大気中の空気が吸気管９からケーシング１内に流れ込み、廃水と共に除去層４を通過した後、水封部７から排気されるようになっている。従って、この除去層４内には充分な空気が流れ込んで、これに繁殖しているイオウ酸化細菌にも充分な酸素が供給されることになるため、イオウ酸化細菌の活動がより活発となり、硫化水素の酸化がより良好に行われることになる。また、このように、円筒体が空気中に設けられているため空気との接触面積を増大することが可能となり、空気が廃水に溶け込み易くより効率的な硫化水素の酸化作用を得ることができる。さらに、このケーシング１内で溶液中から硫化水素が揮発しても、これが排気手段８によって取り込まれた空気と共に除去層４側に流れ込んで再度溶液中に溶解して処理されることになるため、排気手段８によってそのまま排気ガスとして大気に放出される量は殆どなくなる。
【００１６】
また、このケーシング１の上部で導入管２の上方部とＵ字状の配管３の外側、すなわち水封部７のケーシング１外の気相との間にはバイパス管１０が接続されており、万一、廃水中のゴミなどにより、除去層４が目詰まりして廃水がこれを通過し難くなった場合や下水渣量が異常に増加した場合に直接下水管ｂ側に流すようになっている。尚、上述したように、排気手段８によって外気を除去層４内に取り込むようにすることは、このような目詰まりを抑制する働きもある。また、このケーシング１に開閉自在な扉を形成し、この除去層４を必要に応じて取り替えることができるように構成しても良い。
【００１７】
本発明はこのように構成したことから、従来深刻な問題であったコンクリート製下水管の微生物による腐食を容易かつ効果的に抑制することができる。しかも、動力といっても排気手段８を構成するファン等を駆動する程度の電力しか必要としないため、運転費用も安価なものとなり、極めて経済的である。また、イオウ酸化細菌は硫化物と空気（酸素）があれば、自然繁殖していくため、時間の経過と共にイオウ酸化細菌の層が厚くなっていくが、ある程度の厚さになると、これが除去層４から自然に剥がれ落ちて廃水と共に流されてしまうことになるため、繁殖したイオウ酸化細菌の除去作業等を要せず、保守メンテナンスなどの手間は殆ど必要ない。
【００１８】
次に、図３は本発明に係る硫化水素除去装置の他の形態を示したものであり、ビルやマンション等の高層、集合住宅の地下に設けられたビルピット等の汚水槽１１内の汚水を下水に流す前に、汚水中の硫化水素を予め除去するようにしたものである。すなわち、このような汚水中にもコンクリート製下水管の腐食を招くような硫化水素が含まれている場合があることから、本形態は、この汚水槽１１内に本発明装置を設け、ポンプ１２で汲み上げられた汚水を処理してから下水管に通じた排水管１３側に流すようにしたものであり、これによって下水中の硫化水素含量を効果的に減らすことができる。
【００１９】
また、図４は本発明に係る水封部の他の形態を示したものであり、図中（Ａ）に示す水封部７ａは、上述したようなＵ字状の配管の代わりに、ケーシング１の下部に貯槽部１４を設け、この貯槽部１４に直接下水管ｂを接続したものであり、また、図４（Ｂ）に示した水封部はケーシング底部をそのまま貯水槽１５とし、この貯水槽１５の水面下に、下方に屈曲した下水管ｂの端部を水没させて接続したものである。そして、これらの水封部はいずれも上記Ｕ字状配管と同様な水封効果を得ることが可能となり、排気手段８による排気を効果的に行うことができる。
【００２０】
【実施例】
次に、本発明の具体的実施例を説明する。
【００２１】
直径４ｃｍ、長さ１ｍのガラス管内にイオウ酸化細菌が繁殖したカラムを形成し、このガラス管内に、硫化物を含んだ溶液（溶存硫化物：４０ｍｇ／ｌ）を空気と共に滞留時間（空塔容積／流量）１１．５分の条件で流し込み、これを流出してきた溶液中の溶存硫化物の量と、排気ファンの吐出口の硫化水素の濃度を測定したところ、流出溶液中の残存硫化物の量は７ｍｇ／ｌであり、流入前の溶存硫化物のうち、８０％以上が除去され、排気ファンの吐出口からは２５ｐｐｍ（流入水量当りにすると０．０２ｍｇ／ｌ）の硫化水素が検出された。
【００２２】
この実験例からも明らかなように、本発明は廃水などに含まれている溶存硫化物をイオウ酸化細菌を用いることによって効果的に除去することが分かる。
【００２３】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、以下に示すような優れた効果を発揮することができる。
【００２４】
１．硫酸の発生原因となる廃水中の硫化水素を効果的に除去することができるため、コンクリート製下水管の腐食を未然に防止することができる。
【００２５】
２．イオウ酸化細菌を用いて硫化水素を酸化するため、従来のような添加剤を用いた場合に比較して大幅にコストを低減することができる上に、後処理が困難な沈殿物も発生しない。
【００２６】
３．廃水をエアーレーションする方法に比べ、大きな圧損のブロアを必要とせず、動力運転費が安価となり、騒音も少ない。
【００２７】
４．空中に揮発した硫化水素も再度溶解して処理されるため、排気ガスへの硫化水素漏洩が極めて小さくなるため、悪臭などによる地域環境の悪化を招くことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の一形態を示す全体図である。
【図２】除去層を構成する円筒体の一形態を示す斜視図である。
【図３】本発明装置の他の形態を示す全体図である。
【図４】（Ａ）は水封部の第二の形態を示す縦断面図である。
（Ｂ）は水封部の第三の形態を示す縦断面図である。
【図５】従来の下水管構造の一形態を示す概念図である。
【符号の説明】
１  ケーシング
２  導入管
３  Ｕ字状の配管
４  除去層
６  円筒体
７  水封部
８  排気手段
９  吸気管
１０  バイパス管
ａ  圧送管
ｂ  下水管
【図１】
0003858287.tif 000002
【図２】
0003858287.tif 000003
【図３】
0003858287.tif 000004
【図４】
0003858287.tif 000005
【図５】
0003858287.tif 000006