(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯留した汚水中に酸素含有ガスを供給する散気管が設けられ、該汚水を好気性バクテリアにより浄化する曝気室内に充填されて流動可能であり、
比重が０．８００〜０．９９９の合成樹脂により射出成形され、大きな表面積を確保しつつ気泡を捕捉しない外形をなすとともに、外観が略球状をなす水処理用充填材であって、
円盤状の支持部と、
該支持部の一面側で同軸をなす短い筒状の第１筒部と、
該支持部の他面側で同軸をなす短い筒状の第２筒部と、
内角が９０度の略扇状をなし、１辺が該支持部の該一面に固定され、他辺が該第１筒部の周面に固定され、該支持部の周方向で等角度で放射方向をなすように配置された複数枚の第１固定羽根部と、
内角が９０度の略扇状をなし、１辺が該支持部の該一面に固定され、他辺が該第１筒部の周面から離反され、該支持部の周方向の各該第１固定羽根部間で等角度で放射方向をなすように配置された複数枚の第１離反羽根部と、
内角が９０度の略扇状をなし、１辺が該支持部の該他面に固定され、他辺が該第２筒部の周面に固定され、該支持部の周方向で等角度で放射方向をなすように配置された複数枚の第２固定羽根部と、
内角が９０度の略扇状をなし、１辺が該支持部の該一面に固定され、他辺が該第２筒部の周面から離反され、該支持部の周方向の各該第２固定羽根部間で等角度で放射方向をなすように配置された複数枚の第２離反羽根部と、を有し、
該第１固定羽根部と該第１離反羽根部との間には、該第１固定羽根部、該第１離反羽根部、該第２固定羽根部及び該第２離反羽根部間の干渉又は当接を防止すべく該支持部の周方向に延在し、該支持部並びに該第１固定羽根部及び該第１離反羽根部と固定された第１連結部が設けられ、
該第２固定羽根部と該第２離反羽根部との間には、該第１固定羽根部、該第１離反羽根部、該第２固定羽根部及び該第２離反羽根部間の干渉又は当接を防止すべく該支持部の周方向に延在し、該支持部並びに該第２固定羽根部及び該第２離反羽根部と固定された第２連結部が設けられ、
該支持部は同心をなす短い筒状の第３筒部を有し、該第１固定羽根部の他辺及び該第２固定羽根部の他辺は該第３筒部の周面に固定されていることを特徴とする水処理用充填材。
【請求項２】
第１連結部及び第２連結部は一つおきに設けられていることを特徴とする請求項１記載の水処理用充填材。
【請求項３】
支持部には気泡を捕捉しない大きさの開口が等角度で放射方向に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の水処理用充填材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、曝気室を有する浄化槽等の水処理に用いられる充填材に関し、詳しくは、曝気室内に充填されて流動可能な充填材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、屎尿や雑排水等からなる汚水を浄化する一般的な浄化槽として、接触曝気方式の曝気室を有するものが知られている。この曝気室には、上方に濾材（接触材）が固定され、下方には空気等の酸素含有ガスを送り込むブロアと接続された散気管が設けられている。なお、曝気室の下方には同様のブロアに接続されて酸素含有ガスを供給する逆洗管も設けられ得る。
【０００３】
この種の浄化槽では、曝気室内に汚水が上方から供給されるようになっており、この汚水は、濾材の間隙を流れるとともに、濾材の表面に住みついた好気性バクテリアによって汚れの分解を受ける。この間、散気管は好気性バクテリアに酸素を供給する。また、逆洗管を備えた浄化槽にあっては、必要の都度逆洗管が供給する酸素含有ガスにより、濾材にくっついて繁殖した余分な好気性バクテリア（固形物）を濾材から剥離させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の一般的な浄化槽にあっては、曝気室内に濾材が固定されているため、濾材の表面の好気性バクテリアによって汚れを分解する際、濾材に余分な固形物からなる目詰まりを生じ易い。このため、その浄化槽は、そのままでは処理能力の低下を生じてしまう。また、逆洗管により余分な固形物を濾材から剥離して処理能力の回復を図らんとすれば、逆洗管の分だけ製造コスト及び維持コストの高騰化を生じてしまう。
【０００５】
このため、発明者らは、曝気室内で流動可能な水処理用充填材を製作し、試験を行った。この充填材は、図１１〜１３に示すように、大きな表面積を確保しつつ気泡を捕捉しない外形をなすとともに、外観が略球状をなしている。
そして、この充填材は円盤状の支持部１を有しており、この支持部１は同心をなす短い筒状の第３筒部１ｃを有している。支持部１には、外周側で気泡を捕捉しない大きさをなし、計２４個の開口１ａが等角度で放射方向に形成されているとともに、これらの開口１ａより内周側における第３筒部１ｃとの間にも気泡を捕捉しない大きさをなし、計２４個の開口１ｂが等角度で放射方向に形成されている。これら開口１ａ及び開口１ｂは周方向で整列している。
【０００６】
支持部１の上面側には支持部１と同軸をなす短い筒状の第１筒部２が設けられており、支持部１の下面側にも支持部１と同軸をなす短い筒状の第２筒部３が設けられている。第３筒部１ｃ、第１筒部２及び第２筒部３は、第１筒部２、第３筒部１ｃ、第２筒部３の順で内径及び外径が小さくなっている。
支持部１の上面、支持部１における第３筒部１ｃの周面上部及び第１筒部２の周面下部には内角が９０度の略扇状をなす複数枚の第１羽根部４が支持部１の周方向で等角度で放射方向をなすように配置されている。より具体的には、各第１羽根部４は支持部１の周方向で３０度で放射方向をなすように１２枚が配置されている。各第１羽根部４の各１辺は支持部１の上面及び第３筒部１ｃの周面上部に一体に設けられており、各第１羽根部４の各他辺は第３筒部１ｃの周面上部及び第１筒部２の周面下部に一体に設けられている。
【０００７】
また、支持部１の下面、支持部１における第３筒部１ｃの周面下部及び第２筒部３の周面上部にも内角が９０度の略扇状をなす複数枚の第２羽根部５が支持部１の周方向で等角度で放射方向をなすように配置されている。より具体的には、各第２羽根部５は支持部１の周方向で３０度で放射方向をなすように１２枚が配置されている。各第２羽根部５の各１辺は支持部１の下面及び第３筒部１ｃの周面下部に一体に設けられており、各第２羽根部５の各他辺は第３筒部１ｃの周面下部及び第２筒部３の周面上部に一体に設けられている。第２羽根部５は支持部１の周方向で各第１羽根部４と１５度ずれている。
【０００８】
この充填材は、図１４に示す成形型６、７を用い、この成形型６、７のキャビティ内に比重が水の比重に近いポリエチレンを射出成形することにより成形したものである。成形型６、７にはテーパ状の外周面をもつピン８が収容されており、このピン８は第１、２、３筒部１ｃ、２、３の内周面及び各第１、２羽根部４、５の各他辺側の面と当接するようになっている。このため、支持部１は成形型６、７の型割面ＰＬにより形成され、第１筒部２及び第１羽根部４は型割面ＰＬと直交する成形型６、７の型割方向である上方側に延在し、第２筒部３及び第２羽根部５は型割面ＰＬと直交する成形型６、７の型割方向である下方側に延在している。
【０００９】
かかる充填材をそのような曝気室に充填して水処理を行う浄化槽では、それらの充填材が大きな表面積で多くのバクテリアを担持して効果的に汚れを分解可能であるとともに、外観が略球状の各充填材が曝気室内で個々に可動であることから、必ずしも逆洗管を設けなくとも、余分な固形物が各充填材間を移動して目詰まりを生じ難い。このため、このような浄化槽では、製造コスト及び維持コストの低廉化を実現しつつ、高い処理能力をある程度維持できた。
【００１０】
しかしながら、この充填材では、未だ大きな表面積を確保できていなかった。このため、１ｍｍ程度以下の厚みで薄く均一に担持されるバクテリアが少なく、高い処理能力を発揮できない。
また、この充填材では、互いに干渉又は当接する面積が大きく、せっかく薄く均一に担持したバクテリアを削り取ってしまう。
【００１１】
これらのため、この充填材では、バクテリアが好適に汚水と接触しにくく、高い処理能力を安定して発揮できない。これらの不具合は曝気室を有する浄化槽にこの充填材を用いた場合に顕著である。
本発明は、上記従来の実状に鑑みてなされたものであって、それ自身及び曝気室を有する浄化槽等の水処理装置の製造コスト及び維持コストの低廉化を実現しつつ、高い処理能力を安定して発揮可能な充填材を提供することを解決すべき課題としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の水処理用充填材は、貯留した汚水中に酸素含有ガスを供給する散気管が設けられ、該汚水を好気性バクテリアにより浄化する曝気室内に充填されて流動可能であり、
比重が０．８００〜０．９９９の合成樹脂により射出成形され、大きな表面積を確保しつつ気泡を捕捉しない外形をなすとともに、外観が略球状をなす水処理用充填材であって、
円盤状の支持部と、
該支持部の一面側で同軸をなす短い筒状の第１筒部と、
該支持部の他面側で同軸をなす短い筒状の第２筒部と、
内角が９０度の略扇状をなし、１辺が該支持部の該一面に固定され、他辺が該第１筒部の周面に固定され、該支持部の周方向で等角度で放射方向をなすように配置された複数枚の第１固定羽根部と、
内角が９０度の略扇状をなし、１辺が該支持部の該一面に固定され、他辺が該第１筒部の周面から離反され、該支持部の周方向の各該第１固定羽根部間で等角度で放射方向をなすように配置された複数枚の第１離反羽根部と、
内角が９０度の略扇状をなし、１辺が該支持部の該他面に固定され、他辺が該第２筒部の周面に固定され、該支持部の周方向で等角度で放射方向をなすように配置された複数枚の第２固定羽根部と、
内角が９０度の略扇状をなし、１辺が該支持部の該一面に固定され、他辺が該第２筒部の周面から離反され、該支持部の周方向の各該第２固定羽根部間で等角度で放射方向をなすように配置された複数枚の第２離反羽根部と、を有し、
該第１固定羽根部と該第１離反羽根部との間には、該第１固定羽根部、該第１離反羽根部、該第２固定羽根部及び該第２離反羽根部間の干渉又は当接を防止すべく該支持部の周方向に延在し、該支持部並びに該第１固定羽根部及び該第１離反羽根部と固定された第１連結部が設けられ、
該第２固定羽根部と該第２離反羽根部との間には、該第１固定羽根部、該第１離反羽根部、該第２固定羽根部及び該第２離反羽根部間の干渉又は当接を防止すべく該支持部の周方向に延在し、該支持部並びに該第２固定羽根部及び該第２離反羽根部と固定された第２連結部が設けられ、
該支持部は同心をなす短い筒状の第３筒部を有し、該第１固定羽根部の他辺及び該第２固定羽根部の他辺は該第３筒部の周面に固定されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の充填材は、大きな表面積で多くのバクテリアを担持して効果的に汚れを分解可能であるとともに、外観が略球状の各充填材が個々に可動であることから、必ずしも逆洗管等を設けなくとも、余分な固形物が各充填材間を移動して目詰まりを生じ難い。
また、本発明の充填材では、各第１固定羽根部、各第１離反羽根部、各第２固定羽根部及び各第２離反羽根部が水の流れを安定して受け、流動性が向上する。このため、曝気室の容積当たりの充填材の充填量を多くできる。また、充填材が余分な固形物をもちにくいことから、固形物が浄化中の汚水中に混入したり、腐敗したりしにくい。
さらに、本発明の充填材においては、支持部が同心をなす短い筒状の第３筒部を有し、第１固定羽根部の他辺及び第２固定羽根部の他辺が第３筒部の周面に固定されている。こうであれば、第１固定羽根部及び第２固定羽根部が変形しにくく、高い耐久性を発揮できる。
また、本発明の充填材では、各第１連結部及び各第２連結部がさらに大きな表面積を確保することができる。また、かかる第１連結部及び第２連結部は第１、２羽根部間の干渉又は当接を防止し、せっかく薄く均一に担持したバクテリアを削り取り難い。
【００１５】
これらのため、本発明の充填材では、バクテリアが好適に汚水と接触しやすく、高い処理能力を安定して発揮できる。
【００１６】
本発明の充填材においては、支持部は成形型の型割面により形成され、第１筒部、第１固定羽根部及び第１離反羽根部がその成形型の型割方向の一方側に延在し、第２筒部、第２固定羽根部及び第２離反羽根部がその成形型の型割方向の他方側に延在していることが好ましい。こうであれば、成形型のキャビティの加工が容易であることから、製造が容易となり、製造コストのさらなる低廉化を実現できる。
【００２０】
各第１固定羽根部及び各第２固定羽根部は少なくとも一面側に凸部又は凸条を有することが好ましい。各第１離反羽根部及び各第２離反羽根部も少なくとも一面側に凸部又は凸条を有することが好ましい。この場合、本発明の充填材では、凸部又は凸条により大きな表面積を確保できる。また、かかる凸部又は凸条は互いの干渉又は当接を防止し、せっかく薄く均一に担持したバクテリアを削り取り難い。
【００２７】
本発明の充填材においては、第１連結部及び第２連結部は一つおきに設けられていることが好ましい。こうであれば、第１連結部及び第２連結部は第１、２羽根部等の間の干渉又は当接を防止しやすく、せっかく薄く均一に担持したバクテリアを削り取り難い。
【００２８】
本発明の充填材においては、支持部に気泡を捕捉しない大きさの開口が等角度で放射方向に形成することができる。こうであれば、合成樹脂量を減らし、さらなる製造コストの低廉化を実現可能である。
【００２９】
したがって、本発明の充填材によれば、それ自身及び曝気室を有する浄化槽等の水処理装置の製造コスト及び維持コストの低廉化を実現しつつ、高い処理能力を安定して発揮可能である。
充填材は、水の比重と同等又は水の比重より僅かに小さい比重の合成樹脂、すなわち、比重が０．８００〜０．９９９の合成樹脂により形成されている。こうであれば、汚水中で各充填材が酸素含有ガスによって発生させられる水流がなくても浮遊状態となり、酸素含有ガスによって汚水とともに上下に確実に対流しやすいからである。比重が０．８００〜０．９９９の合成樹脂としては、独立気泡を有さないポリプロピレンやポリエチレン等を採用することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態１、２を比較形態１、２とともに図面を参照しつつ説明する。
（比較形態１）
比較形態１の充填材は、図１〜３に示すように、等曲率で湾曲した各第１羽根部９及び各第２羽根部１０を採用している。上方から見て、各第１羽根部９は右回りの方向に湾曲し、各第２羽根部１０は左回りの方向に湾曲している。他の構成は図１１〜１４に示した試験に供した充填材と同一である。
【００３１】
これらの充填材を曝気室を有する浄化槽に用いれば、充填材が大きな表面積で多くの好気性バクテリアを担持して効果的に汚れを分解可能であるとともに、外観が略球状の各充填材が個々に可動であることから、必ずしも逆洗管を設けなくとも、余分な固形物が各充填材間を移動して目詰まりを生じ難い。
また、この充填材では、等曲率で湾曲した各第１羽根部９及び各第２羽根部１０が水の流れを安定して受け、流動性が向上する。特に、各第１羽根部９が同方向に湾曲し、各第２羽根部１０が各第１羽根部９とは逆の同方向に湾曲しているため、この傾向が大きい。このため、充填材には余分な好気性バクテリア（固形物）が厚く付かず、余分な固形物によって曝気室の容積が割かれにくいことから、曝気室の容積当たりの充填材の充填量を８５％程度まで多くできる。また、充填材が余分な固形物をもちにくいことから、固形物が浄化中の汚水中に混入したり、腐敗したりしにくい。
【００３２】
また、この充填材では、各第１羽根部９及び各第２羽根部１０が湾曲していることから、同一径であっても、湾曲による周方向への延在により、大きな表面積を確保できる。このため、同一充填量であっても、１ｍｍ程度以下の厚みで薄く均一に担持される好気性バクテリアが多くなり、高い処理能力を発揮できる。
さらに、この充填材では、各第１羽根部９及び各第２羽根部１０が湾曲していることから、互いに干渉又は当接する面積が小さく、せっかく薄く均一に担持した好気性バクテリアを削り取り難い。
【００３３】
また、この充填材においては、各第１羽根部９が同方向に湾曲し、各第２羽根部１０が各第１羽根部９とは逆の同方向に湾曲しているため、各第１羽根部９を成形する成形型と各第２羽根部１０を成形する成形型とに同一の加工を施して各第１、２羽根部９、１０を形成するキャビティが得られ、これらの成形型６、７を組み合わせて射出成形すればその充填材が得られる。そして、この充填材においては、支持部１が成形型の型割面により形成され、第１筒部２及び第１羽根部９がその成形型の型割方向の一方側に延在し、第２筒部３及び第２羽根部１０がその成形型の型割方向の他方側に延在している。こうして、これらの充填材は、支持部１が開口１ａ、１ｂをもつ円盤状をなし、各第１、２羽根部９、１０が略扇状をなしているため、実用的に大量に製造する場合の成形型のキャビティがさほど複雑とならず、製造コストの低廉化を実現可能である。
【００３４】
さらに、この充填材は、支持部１が第３筒部１ｃを有し、第１羽根部９の他辺及び第２羽根部１０の他辺はこの第３筒部１ｃの周面に固定されているため、第１羽根部９及び第２羽根部１０が変形しにくく、高い耐久性を発揮できる。
これらのため、この充填材では、好気性バクテリアが好適に汚水と接触しやすく、かつ各充填材上の好気性バクテリアに安定して酸素が供給され、高い処理能力を安定して発揮できる。
（比較形態２）
比較形態２の充填材では、図４〜６に示すように、軸方向に延在する３条の凸条１１、１２を両面に有する各第１羽根部４及び各第２羽根部５を採用している。各第１羽根部４及び各第２羽根部５は、これら凸条１１、１２により互いの干渉又は当接が防止されている。他の構成は比較形態１の充填材と同一である。
【００３５】
この充填材では、凸条１１、１２によりさらに大きな表面積を確保できる。また、かかる凸条１１、１２は互いの干渉又は当接を防止し、せっかく薄く均一に担持した好気性バクテリアを削り取り難い。他の作用効果は比較形態１の充填材と同一である。
（実施形態１）
実施形態１の充填材では、図７〜９に示すように、他辺が第１筒部２の周面下部に固定された第１固定羽根部１３と、各第１固定羽根部１３間で他辺が第１筒部２の周面から離反された第１離反羽根部１４とを採用している。
【００３６】
また、他辺が第２筒部３の周面上部に固定された第２固定羽根部１６と、各第２固定羽根部１６間で他辺が第２筒部３の周面から離反された第２離反羽根部１７とを採用している。
第１固定羽根部１３と第１離反羽根部１４との間には、支持部１の周方向に延在して、一つおきに支持部１並びに第１固定羽根部１３及び第１離反羽根部１４と固定された第１連結部１９が設けられている。各第１連結部１９は第１固定羽根部１３及び第１離反羽根部１４間の干渉又は当接を防止している。また、第１連結部１９も成形型の型割方向である上方側に延在している。なお、各第１連結部１９には軸方向に延在するリブ２０が形成されている。これらリブ２０は、成形型からの型抜きの際にピンと当接して変形を防止するとともに、表面積拡大の作用も果たしている。
【００３７】
第２固定羽根部１６と第２離反羽根部１７との間にも、支持部１の周方向に延在して、一つおきに支持部１並びに第２固定羽根部１６及び第２離反羽根部１７と固定された第２連結部２１が設けられている。各第２連結部２１も第２固定羽根部１６及び第２離反羽根部１７間の干渉又は当接を防止している。また、第２連結部２１も成形型の型割方向である上方側に延在している。
【００３８】
また、第１固定羽根部１３及び第２固定羽根部１６には、第１固定羽根部１３と第２固定羽根部１６とが対面する側に軸方向に延在する３条の凸条２２、２３が形成されている。他の構成は比較形態１、２の充填材と同一である。
この充填材では、各第１、２連結部１９、２１がさらに大きな表面積を確保している。また、かかる第１、２連結部１９、２１も第１、２固定羽根部１３、１６及び第１、２離反羽根部１４、１７間の干渉又は当接を防止し、せっかく薄く均一に担持した好気性バクテリアを削り取り難い。さらに、第１、２連結部１９、２１は一つおきに設けられているため、第１、２固定羽根部１３、１６及び第１、２離反羽根部１４、１７間の干渉又は当接を防止しやすく、せっかく薄く均一に担持した好気性バクテリアを削り取り難い。他の作用効果は比較形態１、２の充填材と同一である。
（実施形態２）
実施形態２の充填材では、図１０に示すように、開口を有さない円盤状の支持部２４を採用している。他の構成は実施形態１の充填材と同一である。
【００３９】
この充填材では支持部２４により表面積の拡大を図っている。他の作用効果は実施形態１の充填材と同一である。
【図面の簡単な説明】
【図１】比較形態１の水処理用充填材の斜視図である。
【図２】比較形態１の水処理用充填材の一部断面正面図である。
【図３】比較形態１の水処理用充填材の平面図である。
【図４】比較形態２の水処理用充填材の斜視図である。
【図５】比較形態２の水処理用充填材の一部断面正面図である。
【図６】比較形態２の水処理用充填材の平面図である。
【図７】実施形態１の水処理用充填材の斜視図である。
【図８】実施形態１の水処理用充填材の一部断面正面図である。
【図９】実施形態１の水処理用充填材の平面図である。
【図１０】実施形態２の水処理用充填材の斜視図である。
【図１１】試験に供した水処理用充填材の斜視図である。
【図１２】試験に供した水処理用充填材の一部断面正面図である。
【図１３】試験に供した水処理用充填材の平面図である。
【図１４】試験に供した水処理用充填材を製造する成形型等の断面図である。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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