CN104285019A - 管路内净化装置以及管路内净化装置的连接构造 - Google Patents

管路内净化装置以及管路内净化装置的连接构造 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供一种能够以低价高效地净化污水的管路内净化装置。另外，本发明的目的还在于提供能够同时实现优异的流下性能与优异的净化性能的管路内净化装置的连接构造。本发明所涉及的管路内净化装置具有：流量确保部，其确保水流量，且具有透水性；以及水净化部，其位于所述流量确保部的下部，对从所述流量确保部供给的水进行净化。

Description

管路内净化装置以及管路内净化装置的连接构造
技术领域
本发明涉及一种能够以低价高效地净化污水的管路内净化装置。另外，本发明涉及一种能够同时实现优异的流下性能与优异的净化性能的管路内净化装置的连接构造。
背景技术
以往，污水通过管路移送至下水处理设施，污水的净化处理全部由该下水处理设施进行。因此，下水处理设施需要伴随净化用设备而产生的设备费用及设备空间。
近几年，为了减少下水处理设施的负担，提出了使用微生物在管路内净化污水的方法。例如，在专利文献1中公开了一种管路用污水净化装置，该管路用污水净化装置通过在管路的内表面设置含有有用微生物群的陶瓷材料的膜而使污水与有用微生物接触，从而净化污水。在专利文献2中公开了一种管路用净水装置，该管路用净水装置在管路内具有微生物能够固着的输水性的固定床、用于向固定床供给氧的供氧机构，由此，即使在固定床浸渍于污水中的状态下，也能够向固定床供给氧，促进需氧微生物的繁殖。另外，在专利文献3中公开了一种净化污水的方法，通过在压送管的管路的内侧设置翅片并在压送管内部设置多个管道，从而使污水与微生物接触的面积扩大，高效地净化污水。
然而，在这些方法中，污水与微生物的接触面积仍然不足，由于微生物与污水的接触时间短，因此净化效率低。另外，在使用供氧机构的情况下，存在设备费用、施工费用增高等问题。此外，管路用净水装置需要充分确保污水的流下性能，防止因埋设时等产生的应力而造成破损。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8-165704号公报
专利文献2：日本特开2010-024773号公报
专利文献3：日本实开平6-24799号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于提供一种能够以低价高效地净化污水的管路内净化装置。另外，本发明的目的还在于提供一种能够同时实现优异的流下性能与优异的净化性能的管路内净化装置的连接构造。
用于解决课题的方案
本发明所涉及的管路内净化装置具有：流量确保部，其确保水流量，且具有透水性；以及水净化部，其位于所述流量确保部的下部，对从所述流量确保部供给的水进行净化。
以下，对本发明进行详细说明。
本发明的发明人们发现，根据上述构造的管路内净化装置，能够以低价高效地净化污水，从而完成了本发明。
本发明的管路内净化装置具有：流量确保部，其确保水流量，且具有透水性；以及水净化部，其位于所述流量确保部的下部，对从所述流量确保部供给的水进行净化。
作为使所述流量确保部具有透水性的方法，例如，能够列举出在流量确保部设置开口部的方法等。
开口部相对于所述流量确保部的表面积所占的比例虽不特别限定，但优选下限为5％，优选上限为80％。若所述开口部所占的比例不足5％，则存在向所述流量确保部与所述水净化部之间供给的污水的供给量不足的情况。若所述开口部所占的比例超过80％，则存在无法获得流量确保部所需的强度的情况。
所述流量确保部的开口部的空隙的大小虽不特别限定，但优选下限为1mm2，优选上限为3000mm2。若所述空隙的大小不足1mm2，则没有发现足够的透水性，存在向所述流量确保部与所述水净化部之间供给的污水的供给量不足的情况。若所述空隙的大小超过3000mm2，则存在后述的微生物载体向流量确保部流出的情况。
作为这样的管路内净化装置，例如，能够列举出：具有由外管和具有透水性的内管构成的双层管构造，且所述内管内成为流量确保部，所述外管与所述内管的间隙成为水净化部的管路内净化装置(以下，也称为具有双层管构造的管路内净化装置)；具有将管路内划分为上部区间与下部区间的透水性的分隔件，且所述上部区间成为流量确保部，所述下部区间成为水净化部的管路内净化装置(以下，也称为具有分隔件的管路内净化装置)等。
需要说明的是，在本发明中，管路是指用于输送流体等的管，不仅包括具有封闭横截面的导管，还包括明渠(无盖的水路或者能简单地卸下盖的水路)、暗渠(埋设在地下的水路)。
在具有所述双层管构造的管路内净化装置中，所述内管具有作为向管路内供给污水后的流路的作用以及向内管与外管之间供给污水的作用，在所述内管与所述外管之间，一边对从所述内管供给的污水进行净化一边使该污水流下。
作为构成所述内管的材料，只要是能够用作下水管路的材料即可，不特别限定，例如，能够列举出聚乙烯、聚氯乙烯等树脂；纤维强化塑料；钢、球墨铸铁等金属；钢筋混凝土(修姆管)等。
所述内管的管路径向的剖面形状只要是能够用作下水管路的剖面形状即可，不特别限定，例如，能够列举出矩形、圆形、蛋形等剖面闭合的管，但优选圆形。
所述内管的管路直径虽不特别限定，但优选下限为100mm，优选上限为3000mm。若所述内管的管路直径不足100mm，则存在因污水中的固形物而导致无法进行污水的移送的情况。
需要说明的是，在本说明书中，“管路直径”是指管路的内侧剖面的外切圆的直径。
所述内管具有透水性。
作为使所述内管具有透水性的方法，例如，能够列举出在内管设置开口部的方法等。
作为构成所述外管的材料，只要是能够用作下水管路的材料即可，不特别限定，例如，能够列举出聚乙烯、聚氯乙烯等树脂；纤维强化塑料；钢、球墨铸铁等金属；钢筋混凝土(修姆管)等。
所述外管的管路径向的剖面形状只要是能够用作下水管路的剖面形状即可，不特别限定，例如，能够列举出矩形、圆形、蛋形等，由于在埋设的情况下不易发生因土压而造成的应力集中，因此优选圆形。另外，在不进行埋设的情况下，所述外管也可以是上部沿管轴线方向连续地开口的槽管。
所述外管的管路直径虽不特别限定，优选下限为所述内管的管路直径的120％，优选上限为所述内管的管路直径的300％。若所述外管的管路直径不足所述内管的管路直径的120％，则存在因无法充分填充微生物载体等而造成净化性能劣化的情况。若所述外管的管路直径超过所述内管的管路直径的300％，由于外管的管路直径相对于污水流量过大，因此，存在管材或铺设等的成本不必要地过度增大的情况。
在具有所述双层管构造的管路内净化装置中，优选所述内管设置在架台上，该架台设置于所述外管。在采用这样的双层管构造的情况下，例如，在利用螺栓等固定内管与外管的情况下，存在因埋设时的土压所造成的应力集中等而导致进行固定后的部分破损的顾虑。对此，本发明的发明人们对内管的固定方法进行了潜心研究，结果发现，通过在外管设置架台，并在该架台上设置内管，能够获得流下性能优异且能够防止因埋设时等产生的应力而造成的破损的管路内净化装置。
作为构成所述架台的材料，能够使用与所述内管、所述外管同样的材料。
作为所述架台的形状，例如，能够列举出板状、具有支承部与脚部的形状、半剖管状等。其中，从容易加工的角度考虑，优选板状。
设置在所述外管的架台的数量虽不特别限定，但优选在所述外管的两端附近至少分别设置一个架台。
优选所述架台固定在所述外管上。由于在所述外管固定有架台，因此能够稳定地设置所述内管。作为将所述架台固定于所述外管的方法，能够列举出焊接、使用粘合剂进行的粘合、使用腻子胶进行的粘合等。
优选所述架台固定于所述内管。由于架台固定于所述内管，因此能够防止所述内管与所述架台偏离，或者所述内管从所述架台脱离。作为将所述架台固定于所述内管的方法，能够使用与固定于所述外管的方法同样的方法。
优选所述架台与所述内管的接触位置位于比所述内管的中心靠下部的位置。若所述架台与所述内管的接触位置位于内管的中心以上的高度，则存在将内管设置于外管内部的作业变困难，并且因埋设时的土压等在架台、内管以及外管产生较大应力的情况。
由于在内管的上部与外管的上部相接、或者内管的上部与外管的上部利用螺栓等固定的情况下，存在因埋设时的土压等而产生较大应力的情况，有时发生在内管或外管产生裂缝或破碎等不良情况，因此，优选具有双层管构造的管路内净化装置在所述内管的上部与所述外管的上部之间具有间隙。
在具有所述分隔件的管路内净化装置中，被所述分隔件划分的管路内的上部区间具有作为向管路内供给污水后的流路的作用以及向下部区间供给污水的作用，管路内的下部区间具有一边对从上部区间供给的污水进行净化一边使污水流下的作用。
在具有所述分隔件的管路内净化装置中，作为构成成为管路的外壁的管的材料，能够列举出与具有所述双层管构造的管路内净化装置相同的材料。以下，成为具有所述分隔件的管路内净化装置中的管路的外壁的管也称为外管。
作为构成所述分隔件的材料，例如，能够列举出聚乙烯、聚氯乙烯等树脂；纤维强化塑料；钢、球墨铸铁等金属；钢筋混凝土等。
为了使上部区间在流下性能方面优异，优选所述分隔件的形状是与外管相接的部分的高度比与外管分离的部分、即中心部分的高度高的形状。另外，在所述分隔件的与外管相接的部分的高度高于中心部分的高度的情况下，通过使与外管相接的部分附近具有透水性，使中心部分不具有透水性，由此，在向成为水净化部的下部区间填充微生物载体时，该微生物载体能够与管路内的水位相应地高效地反复浸渍于污水以及曝露于空气。
作为使所述分隔件具有透水性的方法，例如，能够列举出在分隔件设置开口部的方法等。
所述分隔件的开口部的空隙的大小虽不特别限定，但优选下限为1mm2，优选上限为3000mm2。若所述空隙的大小不足1mm2，则无法获得足够的透水性，存在向下部区间供给的污水的供给量不足的情况。若所述空隙的大小超过3000mm2，则存在因向下部区间供给的污水中的固形物而造成微生物载体发生堵塞、或者微生物载体向上部区间内流出的情况。
所述分隔件能够通过嵌合、焊接、使用粘合剂进行的粘合等与所使用的材料、用途等相应的公知方法设置于所述外管。
在所述水净化部中，作为净化污水的方法，例如，能够列举出使用曝气装置的方法或使用微生物的方法等。其中，为了能够不使用动力地净化污水，优选使用微生物的方法，本发明的管路内净化装置进一步优选在所述水净化部填充有微生物载体。通过在所述水净化部填充微生物载体，能够在防止微生物载体的流出的同时保持大量的微生物，能够获得较高的BOD(Biochemical Oxygen Demand)去除量。
所述“微生物载体”是指，为了使需氧微生物或厌氧微生物等附着而使用的粒状或小片的材料，在从污水的输水开始经过1～4周左右之后，需氧微生物或厌氧微生物等自然地附着在微生物载体上并进行繁殖。
构成所述微生物载体的材料不特别限定，例如，能够列举出聚乙烯、聚丙烯、聚氨基甲酸乙酯等树脂或陶瓷等。由于微生物载体需要透水性，因此在采用聚乙烯、聚丙烯等疏水性材料的情况下，优选实施亲水化处理。
由于所述微生物载体需要高效地使氧与微生物接触，因此优选使用比表面积大并且难以堵塞的纤维状体、发泡体、多孔质体、网状体等。
在所述微生物载体使用发泡体的情况下，由于优选污水渗透至微生物载体内部，因此与独立气泡型的发泡体相比，优选使用连续气泡型的发泡体。
所述微生物载体的形状不特别限定，例如，能够列举出球状、长方体状、立方体状、片状、纤维状、网状等。另外，为了微生物载体的流出防止及内管的固定化，也可以将所述微生物载体封入例如网状体、有孔管(后述的载体保持管)等透水性更高的容器等。
优选单个所述微生物载体的体积为25mm3以上。若单个微生物载体的体积小于25mm3，则存在微生物载体与污水一起流出的情况。
在所述微生物载体是纤维状体或发泡体的情况下，为了增大比表面积，优选空隙率高的材料。具体而言，优选空隙率超过50％的材料，更优选超过80％的材料。
需要说明的是，在本说明书中，所述“空隙率”表示以百分比表示单位体积中的缝隙的比例。
优选所述微生物载体与管路内的水位相应地反复浸渍于污水以及曝露于空气。因此，优选调节本发明的管路内净化装置的填充所述微生物载体的高度、填充率，以便使所述微生物载体能够适度地反复浸渍于污水以及曝露于空气。
在具有双层管构造的管路内净化装置中，填充所述微生物载体的高度的优选下限是所述外管的管路直径的20％。若填充所述微生物载体的高度不足所述外管的管路直径的20％，则存在无法获得高净化性能的情况。
所述微生物载体的填充率定义为微生物载体的体积相对于被所述外管与所述内管包围的体积的比例，所述填充率的优选下限为10％，优选上限为100％。若所述填充率不足10％，则存在无法获得高净化性能的情况。
出于防止所述微生物载体的流出等目的，优选所述微生物载体通过具有透水性的载体保持件固定于水净化部。
作为所述载体保持件的材料，例如，能够列举出聚乙烯、聚丙烯等。优选所述载体保持件是管状的载体保持管，具有调节并且保持水净化部的容积的功能。
所述载体保持管的管路径向的剖面形状既可以是矩形，也可以是圆形，但优选圆形。
所述载体保持管的管路直径的优选下限是所述微生物载体的大小的2倍，所述载体保持管的管路直径的优选上限是所述微生物载体的大小的30倍。若所述载体保持管的管路直径不足所述微生物载体的大小的2倍，则难以向载体保持管填充微生物载体。若所述载体保持管的管路直径超过所述微生物载体的大小的30倍，则存在载体保持管彼此的间隔过宽，污水不穿过微生物载体就通过的情况。
所述载体保持管具有透水性。
作为使所述载体保持管具有透水性的方法，例如，能够列举出在载体保持管设置开口部的方法等。
开口部相对于所述载体保持管的表面积所占的比例虽不特别限定，但优选下限是20％，优选上限是95％。若所述开口部所占的比例不足20％，则存在向所述微生物载体供给的污水的供给量不足的情况。若所述开口部所占的比例超过95％，则存在载体保持管在强度方面劣化的情况。
所述载体保持管的开口部的空隙的大小虽不特别限定，但优选下限是5mm2，优选上限是400mm2。若所述空隙的大小不足5mm2，则存在向载体保持管流入的污水不足的情况。若所述空隙的大小超过400mm2，则存在微生物载体从载体保持管流出的情况。
本发明的管路内净化装置优选具有多个载体保持件，并且在各载体保持件之间具有成为流路的间隙。通过在各载体保持件之间形成成为流路的间隙，由此，与不使用所述载体保持件地直接填充微生物载体的情况相比，不易发生因污水中的固形物等造成的微生物载体的堵塞。
优选本发明的管路内净化装置在底部具有底部连续间隙，该底部连续间隙成为沿着管轴线方向连续地形成的流路。由于具有所述底部连续间隙，能够确保所述水净化部中的污水的流下性能。需要说明的是，在具有所述双层管构造的管路内净化装置中，在设置所述的架台的情况下，优选在外管的底部与架台之间具有底部连续间隙，该底部连续间隙成为沿着管轴线方向连续的流路。
为了能够充分确保所述水净化部的流下性能，并且能够容易进行管路内清扫等维护作业，优选所述底部连续间隙的管路径向剖面积在7cm2以上。作为设置所述底部连续间隙的方法，能够列举出在所述外管与所述内管之间设置透水性的分隔件，且该分隔件以使微生物载体成为大致上侧且底部连续间隙成为大致下侧的方式进行划分的方法、或者在所述外管与所述内管之间设置具有透水性的底部连续间隙保持件，且该底部连续间隙保持件以使微生物载体成为大致上侧且底部连续间隙成为大致下侧的方式进行划分的方法等。由于所述底部连续间隙保持件与所述载体保持件同样具有透水性，因此，也可以将微生物载体封入所述载体保持件，直接用作所述底部连续间隙保持件。
本发明的方案之一还涉及管路内净化装置的连接构造，所述管路内净化装置的连接构造经由具有水路的人孔将上游侧的管路内净化装置A与下游侧的管路内净化装置B连接，所述管路内净化装置A与所述管路内净化装置B在所述人孔中连接，以使得流过所述管路内净化装置A的水净化部后的水向所述管路内净化装置B的流量确保部流入。
在本发明的管路内净化装置中，从流量确保部供给并利用水净化部净化后的水直接在水净化部流动。因此，在这样的管路内净化装置中，越是靠下游侧，在流量确保部流动的水越少，逐渐无法获得足够的流下性能。对此，本发明的发明人们进行了潜心研究，结果发现，通过在人孔中以使流过上游侧的管路内净化装置的水净化部的水向下游侧的管路内净化装置的流量确保部流入的方式进行连接，由此，使暂时供给至水净化部的水再次返回到流量确保部，从而能够同时实现优异的流下性能与优异的净化性能。
本发明的管路内净化装置的连接构造具有经由具有水路的人孔将上游侧的管路内净化装置A与下游侧的管路内净化装置B连接的构造。
在本发明的管路内净化装置的连接构造中，所述管路内净化装置A与所述管路内净化装置B在所述人孔中连接，以使得流过所述管路内净化装置A的水净化部后的水向所述管路内净化装置B的流量确保部流入。利用这样的人孔使从管路内净化装置A的流量确保部向水净化部供给并直接流过管路内净化装置A的水净化部后的水向管路内净化装置B的流量确保部供给，能够不降低流下性能地发挥优异的净化性能。
优选流过管路内净化装置A的水净化部后的水全部供给至管路内净化装置B的流量确保部，但为了确保流下性能，也可以使流过管路内净化装置A的水净化部后的水的至少50％以上供给至管路内净化装置B的流量确保部。
所述人孔的除所述管路内净化装置A与所述管路内净化装置B的连接部以外的部分能够使用与在下水管路的连接中使用的公知的人孔相同的人孔。
作为在所述人孔中使流过所述管路内净化装置A的水净化部后的水向所述管路内净化装置B的流量确保部流入的方法，能够列举出对与所述人孔连接的所述管路内净化装置A和所述管路内净化装置B的高度设置高度差的方法、或者使用泵等装置的方法等。其中，为了不需要动力，优选对所述管路内净化装置A与所述管路内净化装置B的高度设置高度差的方法。
作为对所述管路内净化装置A与所述管路内净化装置B的高度设置高度差的方法，例如，能够列举出在所述人孔设置高度在所述管路内净化装置A的水净化部以下并且在所述管路内净化装置B的流量确保部以上的水路的方法等。优选所述人孔的水路以与管路内净化装置A的水净化部以及所述管路内净化装置B的流量确保部相同的高度与各个管路内净化装置连接。
发明效果
根据本发明，提供一种能够以低价高效地净化污水的管路内净化装置。另外，根据本发明，提供一种能够同时实现优异的流下性能与优异的净化性能的管路内净化装置的连接构造。
附图说明
图1是示出本发明的管路内净化装置的一例的管路径向剖视图，(a)示出水位高的情况，(b)示出水位低的情况。
图2是示出本发明的管路内净化装置的另一例的管路径向剖视图。
图3是示出本发明的管路内净化装置的另一例的管路径向剖视图。
图4是示出本发明的管路内净化装置的另一例的管路径向剖视图。
图5是载体保持管的管路径向剖视图。
图6是示出本发明的管路内净化装置的另一例的管路径向剖视图。
图7是示出本发明的管路内净化装置的另一例的管路径向剖视图。
图8是示出本发明的管路内净化装置的另一例的管路径向剖视图，(a)示出管路内的水量多的情况，(b)示出管路内的水量少的情况。
图9是示出本发明的管路内净化装置的另一例的管路径向剖视图。
图10是示出本发明的管路内净化装置的另一例的管路径向剖视图。
图11是示出本发明的管路内净化装置的另一例的管路径向剖视图。
图12是示出以往的管路内净化装置的一例的管路径向剖视图。
图13是示出本发明的管路内净化装置中的架台的设置方法的一例的图，(a)是立体图，(b)是管路径向剖视图。
图14是示出本发明的管路内净化装置中的架台的设置方法的另一例的图，(a)是立体图，(b)是管路径向剖视图。
图15是示出本发明的管路内净化装置中的架台的设置方法的另一例的图，(a)是立体图，(b)是管路径向剖视图。
图16是示出本发明的管路内净化装置的连接构造的一例的管路轴向剖视图。
图17是示出本发明的管路内净化装置的连接构造的一例的立体图。
图18是示出本发明的管路内净化装置的连接构造的另一例的管路轴向剖视图。
具体实施方式
以下，使用附图更详细地说明本发明的管路内净化装置，本发明不仅仅限定于以上附图所示的实施方式。
图1是示出本发明的管路内净化装置的一例的管路径向剖视图。
如图1所示，本发明的管路内净化装置具备由外管1和具有开口部4的内管3构成的双层管构造，并且，通过在所述双层管构造的间隙填充微生物载体5而构成。
内管3通过设置开口部4而具有透水性。由于在外管1的内部具备这种有透水性的内管3，从而利用内管3移送微生物难以分解的污水中的大部分固形物，向具有微生物载体5的内管3与外管1之间供给微生物容易分解的污水，因此，能够稳定地进行污水的净化处理。
在图1的管路内净化装置中，管路内水位随时间经过而上下移动，从而微生物载体5反复浸渍于污水以及曝露于空气。在图1中，内管3配置在外管1的中央部，微生物载体5填充至外管1的管路直径1/2的高度。在内管3的水位是水面2的情况下(图1(a))，外管1的水位略低于内管3的水位。在流通于内管3中的水量降低，内管3的水位成为内管的水面6的情况下(图1(b))，污水基本无法浸透外管1，外管1的水位降低至外管1的水面7。此时，微生物载体5能够与空气接触。由于外管1的水位随着时间经过而反复上下移动，因此，微生物载体5也以与水位的上下移动对应的间隔曝露在空气中，能够供给基于需氧微生物的好气分解所需的氧。另外，在微生物载体5浸渍于污水中的状态下，厌氧微生物繁殖，能够对污水进行嫌气分解。
图2、图3是示出本发明的管路内净化装置的另一例的管路径向剖视图。
本发明的管路内净化装置也可以是如图2、图3那样改变了外管1与内管3的配置的管路内净化装置。在如图2所示那样改变外管1与内管3的配置的情况下，微生物载体5与空气接触的时间增长，但其填充量减少。对此，在如图3所示那样改变外管1与内管3的配置的情况下，所述微生物载体5的填充量增多，且所述微生物载体5浸渍于污水中的时间增长。这样，能够通过改变外管1与内管3的配置来进行与污水的流量、性状相对应的处理。
图4是示出本发明的管路内净化装置的另一例的管路径向剖视图。
优选本发明的管路内净化装置设置有载体保持管8，以便如图4所示那样保持外管1与内管3的间隔。载体保持管8保持对于支承内管3的重量来说足够的强度，并且设置有开口部，以使得污水容易从外周浸透。通过在载体保持管8的内部填充承受负荷小且而比表面积大的微生物载体5，从而起到防止内管3所带来的负载施加于所述微生物载体5自身而导致所述微生物载体5被压紧的作用。对于所述载体保持管8，通过在邻接的载体保持管彼此之间设置间隙9，与直接填充微生物载体5的情况相比，不易引发因污水中的固形物等造成的堵塞。
图5是载体保持管的管路径向剖视图。图5示出在内部填充有微生物载体5的载体保持管8。载体保持管8通过设置开口部10而具有透水性。
图6是示出本发明的管路内净化装置的另一例的管路径向剖视图。在图6的管路内净化装置中，在外管1的底部设置有透水性的底部连续间隙保持件11，该底部连续间隙保持件11将外管1与内管3之间划分为上下两部分。形成于设置在外管1的底部的底部连续间隙保持件11与外管1的底部之间的底部连续间隙12成为流路，由此能够充分确保外管1与内管3之间的流下性能。
图7是示出本发明的管路内净化装置的另一例的管路径向剖视图。
如图1所示，本发明的管路内净化装置具有外管1被分隔件13划分为上部区间15与下部区间16的构造。
分隔件13通过设置有开口部14而具有透水性。由于具有这种有透水性的分隔件13，从而利用上部区间15移送污水中的大部分固形物，向下部区间16供给固形物的含有比例较少的污水，因此能够稳定地进行污水的净化处理。
图8是示出本发明的管路内净化装置的另一例的管路径向剖视图，(a)示出管路内的水量多的情况，(b)示出管路内的水量少的情况。如图8所示，在通过向下部区间16填充微生物载体5来净化污水的情况下，如上所述，利用上部区间15移送微生物难以分解的大部分固形物，向下部区间16供给该固形物的含有比例较少且容易利用微生物进行分解的污水，由此可获得稳定的净化性能。
在图8的管路内净化装置中，管路内水位随时间经过而上下移动，从而微生物载体5反复浸渍于污水以及曝露于空气。在图8中，分隔件13的与外管1相接的部分的高度比与外管1分离的部分、即中心部分的高度高，上部区间15的流下性能优异。此外，分隔件13在与外管1相接的部分附近具有开口部，在中心部分不具有开口部，能够根据管路内的水位高效地微生物载体5反复浸渍于污水浸渍以及曝露于空气。
在图8的管路内净化装置中，在流通于管路内的水量多的情况下(图8(a))，下部区间16的水面18略低于上部区间15的水面17。在流通于管路内的水量少的情况(图8(b))下，污水基本不会向下部区间16供给，下部区间16的水位降低。此时，微生物载体5与空气接触。由于下部区间16的水位随着时间经过而反复升降，因此，微生物载体5也与水位的升降对应地曝露在空气中，供给基于需氧微生物的好气分解所需的氧。另外，在微生物载体5浸渍于污水中的状态下，厌氧微生物繁殖，能够对污水进行嫌气分解。
图9是示出本发明的管路内净化装置的另一例的管路径向剖视图。在图9的管路内净化装置中，由于分隔件13的高度是恒定的，因此与图8的管路内净化装置相比，流下性能以及基于微生物的净化性能差。
图10是示出本发明的管路内净化装置的另一例的管路径向剖视图。
在图10的管路内净化装置中，利用载体保持管8固定微生物载体5。通过在载体保持管8的内部填充微生物载体5，能够防止微生物载体5的流出。另外，载体保持管8设置为，在各载体保持管8之间形成成为流路的间隙9，由于该间隙9成为流路，与直接填充微生物载体5的情况(图8)相比，不易引发因污水中的固形物等造成的堵塞。
图11是示出本发明的管路内净化装置的另一例的管路径向剖视图。在图11的管路内净化装置中，设置有将下部区间16进一步上下划分的透水性的底部连续间隙保持件11。形成于设置在下部区间16内的底部连续间隙保持件11与外管1的底部之间的底部连续间隙12成为流路，由此，与图8的管路内净化装置相比，能够充分确保下部区间16的流下性能。
图12是示出以往的管路内净化装置的一例的管路径向剖视图。图12的管路内净化装置不具有内管、分隔件，而在外管1的内表面具有微生物膜19。在表1、表2、表3中分别示出图12那样的使用微生物膜的以往的管路内净化装置、图1那样的使用微生物载体的管路、图8那样的使用微生物载体的管路内净化装置的表面积、BOD负荷量、BOD去除量。
[表1]
配管直径 mm 350
生物膜附着高度 mm 175
表面积 m2/m 0.55
BOD表面积负荷 g/m2·d 5
BOD去除率 ％ 90
BOD去除量 g/m·d 25
[表2]
外管的管路直径 mm 350
内管的管路直径 mm 200
载体填充高度 mm 175
载体填充量 m3/m 0.032
比表面积 m2/m3 3000
载体表面积 m2/m 96
BOD容积负荷量 kg/m3·d 1
BOD去除率 ％ 90
BOD去除量 g/m·d 29
[表3]
如表1所示，在图12所示的使用微生物膜的管路内净化装置中，在微生物膜附着于管路直径350mm的配管内表面的1/2的情况下，每一米外管的微生物膜表面积为0.55m2/m。
另一方面，如表2所示，在图1所示的使用微生物载体的管路内净化装置中，使用管路直径350mm的外管与管路直径200mm的内管，在将比表面积3000m2/m3的海绵状载体作为微生物载体填充至该外管与内管的间隙的1/2的情况下，管路轴向每一米外管的载体表面积为96m2/m。这样，通过在双层管构造的间隙填充比表面积大的微生物载体，与使用管路内表面的生物膜的情况相比，能够保持100倍以上的表面积。
另外，如表3所示，在图8所示的使用微生物载体的管路内净化装置中，利用分隔件以上部区间与下部区间的容积比为1∶1的方式划分管路直径350mm的外管的管路内，以填充量达到40L/m的方式填充微生物载体，在微生物载体使用比表面积3000m2/m3的海绵状载体的情况下，每一米下部区间的载体表面积为120m2/m。这样，通过在下部区间填充比表面积大的微生物载体，与使用管路内表面的生物膜的情况相比，能够保持100倍以上的表面积。
如表1所示，若将利用微生物膜的BOD表面积负荷量设为5g/m2·d，将BOD去除率设为90％，图12的利用微生物膜的管路内净化装置的管路轴向每一米的每日BOD去除量估算为2.5g/m·d。另一方面，如表2、3所示，若将微生物载体的BOD容积负荷量设为1kg/m3·d，将BOD去除率设为90％，则图1以及图8的利用海绵状载体的管路内净化装置的管路轴向每一米的每日BOD去除量估算为29g/m·d。这样，通过使用双层管构造与微生物载体，能够实现甚至微生物膜的10倍以上的BOD去除量。
图13是示出本发明的管路内净化装置的架台的设置方法的一例的图，(a)是立体图，(b)是管路径向剖视图。
在图13的管路内净化装置中，在外管1设置有板状的架台20，该架台20形成有沿着内管3的底部的形状的缺口，内管3设置在架台20上。在板状的架台20与外管1的底部之间形成有底部连续间隙12，该底部连续间隙12成为沿着管轴线方向连续的流路，确保了外管1与内管3之间的污水的流下性能。
图14是示出本发明的管路内净化装置的架台的设置方法的另一例的图，(a)是立体图，(b)是管路径向剖视图。
在图14的管路内净化装置中，在外管1设置有架台20，该架台20具有脚部与沿着内管3的底部的形状的支承部，内管3设置在架台20上。在使用这样的架台20的情况下，为了稳定地设置内管3，并且防止内管3与架台20偏离、或者内管3脱离架台20，优选架台20与外管1以及内管3固定。在架台20与外管1的底部之间形成有底部连续间隙12，该底部连续间隙12成为沿着管轴线方向连续的流路，确保了外管1与内管3之间的污水的流下性能。
图15是示出本发明的管路内净化装置的架台的设置方法的另一例的图，(a)是立体图，(b)管路径向剖视图。
在图15的管路内净化装置中，在外管1设置有三个半剖管相连而成的架台20，内管3设置在架台20上。在图15的管路内净化装置中，利用架台20的三个半管在三个点支承内管3。在架台20与外管1的底部之间，利用各半剖管形成有成为沿着管轴线方向连续的流路的底部连续间隙12，确保了外管1与内管3之间的污水的流下性能。
在图13～15所示的管路内净化装置中，架台20的与内管接触的位置位于比内管3的中心靠下部的位置，因此，不需要用于支承内管的重量的粘合力，在外管内部设置内管的作业也变容易。另外，在内管3的上部与外管1的上部之间形成有间隙。因此，能够防止因埋设时的土压等造成的应力集中所导致的龟裂或破裂等不良情况。
由于图13～15所示的管路内净化装置在外管1的底部与内管3之间具有较宽的间隙，因此，能够向该间隙填充大量的微生物载体。在利用填充到外管1与内管3之间的微生物载体净化污水的情况下，如上所述，利用内管3移送微生物难以分解的大部分固形物，向外管1与内管3之间供给该固形物的含有比例较少且容易利用微生物进行分解的污水，由此，能够获得稳定的净化性能。
图16是示出本发明的管路内净化装置的连接构造的一例的管路轴向剖视图，图17是示出本发明的管路内净化装置的连接构造的一例的立体图。
如图16、17所示，本发明的管路内净化装置的连接构造具备经由具有水路301的人孔300将上游侧的管路内净化装置A100与下游侧的管路内净化装置B200连接起来的构造。
利用图16、17的管路内净化装置的连接构造连接的管路内净化装置A100以及管路内净化装置B200分别具有由外管101与内管102、外管201与内管202构成的双层管构造。在图16、17所示的管路内净化装置A100以及管路内净化装置B200中，内管102、202内分别成为流量确保部103、203，外管101与内管102的间隙、外管21与内管22的间隙分别成为水净化部104、204。
图18是示出本发明的管路内净化装置的连接构造的另一例的管路轴向剖视图。
利用图18的管路内净化装置的连接构造连接的管路内净化装置A100以及管路内净化装置B200具有外管101、201分别被分隔件105、205划分为上部区间与下部区间的构造。在图18所示的管路内净化装置A100以及管路内净化装置B200中，上部区间分别成为流量确保部103、203，下部区间分别成为水净化部104、204。
在图18中，通过在分隔件105、205设置开口部等而赋予分隔件105、205透水性。由于具有这种有透水性的分隔件105、205，从而利用流量确保部103、203移送水中的大部分固形物，向水净化部104、204供给固形物的含有比例较少的水，因此，与图16、17所示的管路内净化装置A100、B200相同，图18所示的管路内净化装置A100、B200也能够在水净化部104、204中稳定地进行水的净化处理。
由于图16、17中的管路内净化装置A100以及管路内净化装置B200在外管101的底部与内管102之间以及外管201的底部与内管202之间具有较宽的间隙，因此，能够分别以该间隙作为水净化部104、204，填充大量的微生物载体。在利用填充于水净化部104、204的微生物载体净化污水的情况下，如上所述，利用流量确保部103、203移送微生物难以分解的大部分固形物，向水净化部104、204供给该固形物的含有比例较少且容易利用微生物进行分解的污水，由此能够获得稳定的净化性能。
在图16～18的管路内净化装置的连接构造中，上游侧的管路内净化装置A100的外管101的底部与下游侧的管路内净化装置B200的内管202的底部利用人孔300的水路301连接起来。由于具有这样的构造，暂时从管路内净化装置A100的流量确保部103向水净化部104供给的水通过人孔300的水路301向管路内净化装置B200的流量确保部203供给，能够不降低流下性能地发挥优异的净化性能。
工业实用性
根据本发明，提供能够以低价高效地净化污水的管路内净化装置。另外，根据本发明，提供能够同时实现优异的流下性能与优异的净化性能的管路内净化装置的连接构造。
附图标记说明
1   外管
2   内管的水面
3   内管
4   内管的开口部
5   微生物载体
6   内管的水面
7   外管的水面
8   载体保持管
9   间隙(流路)
10  载体保持管的开口部
11  底部连续间隙保持件
12  底部连续间隙(流路)
13  分隔件
14  分隔件的开口部
15  上部区间
16  下部区间
17  上部区间的水面
18  下部区间的水面
19  微生物膜
20  架台
100 管路内净化装置A
101 管路内净化装置A的外管
102 管路内净化装置A的内管
103 管路内净化装置A的流量确保部
104 管路内净化装置A的水净化部
105 管路内净化装置A的分隔件
200 管路内净化装置B
201 管路内净化装置B的外管
202 管路内净化装置B的内管
203 管路内净化装置B的流量确保部
204 管路内净化装置B的水净化部
205 管路内净化装置B的分隔件
300 人孔
301 人孔的水路
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种管路内净化装置，其特征在于，
该管路内净化装置具有：流量确保部，其确保水流量，且具有透水性；以及水净化部，其位于所述流量确保部的下部，对从所述流量确保部供给的水进行净化，在所述流量确保部设置有开口部，经由该开口部从所述流量确保部向所述水净化部供给水。
2.根据权利要求1所述的管路内净化装置，其特征在于，
该管路内净化装置具有由外管与具有透水性的内管构成的双层管构造，所述内管内成为流量确保部，所述外管与所述内管的间隙成为水净化部。
3.根据权利要求2所述的管路内净化装置，其特征在于，
内管设置在架台上，该架台设置于外管。
4.根据权利要求3所述的管路内净化装置，其特征在于，
架台固定于外管。
5.根据权利要求3或4所述的管路内净化装置，其特征在于，
架台固定于内管。
6.根据权利要求3、4或5所述的管路内净化装置，其特征在于，
架台与内管的接触位置位于比内管的中心靠下部的位置。
7.根据权利要求2、3、4、5或6所述的管路内净化装置，其特征在于，
在内管的上部与外管的上部之间具有间隙。
8.根据权利要求1所述的管路内净化装置，其特征在于，
该管路内净化装置具有将管路内划分为上部区间与下部区间的透水性的分隔件，所述上部区间成为流量确保部，所述下部区间成为水净化部。
9.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的管路内净化装置，其特征在于，
在水净化部填充有微生物载体。
10.根据权利要求9所述的管路内净化装置，其特征在于，
微生物载体与管路内的水位相应地反复浸渍于污水以及暴露于空气。
11.根据权利要求9或10所述的管路内净化装置，其特征在于，
微生物载体利用具有透水性的载体保持件固定于水净化部。
12.根据权利要求11所述的管路内净化装置，其特征在于，
载体保持件是管状的载体保持管，具有调节并且保持水净化部的容积的功能。
13.根据权利要求11或12所述的管路内净化装置，其特征在于，
该管路内净化装置具有多个载体保持件，并且在各载体保持件之间具有成为流路的间隙。
14.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12或13所述的管路内净化装置，其特征在于，
该管路内净化装置在底部具有底部连续间隙，该底部连续间隙成为沿着管轴线方向连续的流路。
15.一种管路内净化装置的连接构造，其是权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14所述的管路内净化装置的连接构造，其特征在于，
该管路内净化装置的连接构造经由具有水路的人孔将上游侧的管路内净化装置A与下游侧的管路内净化装置B连接，
所述管路内净化装置A与所述管路内净化装置B在所述人孔中连接，以使得流过所述管路内净化装置A的水净化部的水向所述管路内净化装置B的流量确保部流入。
说明或声明(按照条约第19条的修改)
               
                         
申请人在原权利要求1中加入了“在所述流量确保部设置有开口部，经由该开口部从所述流量确保部向所述水净化部供给水”这一限定。
在原说明书第2页16～20行记载有“本发明的管路内净化装置具有：流量确保部，其确保水流量，且具有透水性；以及水净化部，其位于所述流量确保部的下部，对从所述流量确保部供给的水进行净化。作为使所述流量确保部具有透水性的方法，例如，能够列举出在流量确保部设置开口部的方法等。”。
因此，本修改并没有超出原申请文件记载的范围。

Claims (15)

1.一种管路内净化装置，其特征在于，
该管路内净化装置具有：流量确保部，其确保水流量，且具有透水性；以及水净化部，其位于所述流量确保部的下部，对从所述流量确保部供给的水进行净化。
2.根据权利要求1所述的管路内净化装置，其特征在于，
该管路内净化装置具有由外管与具有透水性的内管构成的双层管构造，所述内管内成为流量确保部，所述外管与所述内管的间隙成为水净化部。
3.根据权利要求2所述的管路内净化装置，其特征在于，
内管设置在架台上，该架台设置于外管。
4.根据权利要求3所述的管路内净化装置，其特征在于，
架台固定于外管。
5.根据权利要求3或4所述的管路内净化装置，其特征在于，
架台固定于内管。
6.根据权利要求3、4或5所述的管路内净化装置，其特征在于，
架台与内管的接触位置位于比内管的中心靠下部的位置。
7.根据权利要求2、3、4、5或6所述的管路内净化装置，其特征在于，
在内管的上部与外管的上部之间具有间隙。
8.根据权利要求1所述的管路内净化装置，其特征在于，
该管路内净化装置具有将管路内划分为上部区间与下部区间的透水性的分隔件，所述上部区间成为流量确保部，所述下部区间成为水净化部。
9.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的管路内净化装置，其特征在于，
在水净化部填充有微生物载体。
10.根据权利要求9所述的管路内净化装置，其特征在于，
微生物载体与管路内的水位相应地反复浸渍于污水以及暴露于空气。
11.根据权利要求9或10所述的管路内净化装置，其特征在于，
微生物载体利用具有透水性的载体保持件固定于水净化部。
12.根据权利要求11所述的管路内净化装置，其特征在于，
载体保持件是管状的载体保持管，具有调节并且保持水净化部的容积的功能。
13.根据权利要求11或12所述的管路内净化装置，其特征在于，
该管路内净化装置具有多个载体保持件，并且在各载体保持件之间具有成为流路的间隙。
14.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12或13所述的管路内净化装置，其特征在于，
该管路内净化装置在底部具有底部连续间隙，该底部连续间隙成为沿着管轴线方向连续的流路。
15.一种管路内净化装置的连接构造，其是权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14所述的管路内净化装置的连接构造，其特征在于，
该管路内净化装置的连接构造经由具有水路的人孔将上游侧的管路内净化装置A与下游侧的管路内净化装置B连接，
所述管路内净化装置A与所述管路内净化装置B在所述人孔中连接，以使得流过所述管路内净化装置A的水净化部的水向所述管路内净化装置B的流量确保部流入。
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