JP2000051843A

JP2000051843A - 汚水処理装置、汚泥処理システム、水の浄化システム及び汚泥脱水システム

Info

Publication number: JP2000051843A
Application number: JP30838698A
Authority: JP
Inventors: Koichi Tsuzuki; 浩一都築; Noritsugu Nishijima; 規世西嶋; Fumitaka Handa; 文隆半田; Shiro Nakahira; 四郎仲平
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-06-05
Filing date: 1998-10-29
Publication date: 2000-02-22

Abstract

(57)【要約】【課題】汚泥脱水に伴って発生する余剰水を太陽光によ
って効率良く蒸発減容化する。【解決手段】汚濁物質あるいは水質汚濁原因物質を一定
濃度以上含有する水を貯留する容器１ａ内には太陽光が
入射できるように、容器上面を透明ふた２で構成し、容
器外空気をブロワ９で容器内に供給し、容器内の汚水の
蒸発蒸気を含む空気をフィルタ１１の部分を介して外部
に放出する。このようにして、貯留している汚水を蒸発
減少化させる。また、水中に存在していた汚濁物質など
は水の気化後フィルタ１１で捕捉され外部を汚染しな
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水の浄化装置等で
発生した汚泥を脱水したときに発生する余剰水の処理に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】水の浄化装置で発生した汚泥は通常含水
率が高いためにその容積が大きく、できるだけその場で
脱水して減容化する。脱水の際には当然のことながら余
剰水が発生する。余剰水中にはリンや窒素などの水の富
栄養化原因となる栄養塩や各種有機物等が高濃度で溶存
していることが多いので、上記浄化装置の被処理水に混
入させて再度浄化処理を施すことが多い。ただし各種汚
濁物質や水質汚濁原因物質が上記のように水に溶存して
いると浄化装置によっては除去し難い場合がある。その
場合、水に溶存している各種汚濁物質や水質汚濁原因物
質を除去するためには高度な水処理装置が必要となる。
しかし、汚泥脱水の余剰水の処理のみを目的に高度な水
処理装置を用意するのは経済的でない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、汚泥
脱水に伴って発生する余剰水を小さなエネルギーで簡便
に処理することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、太陽エネルギーを利用して上記余剰水を
蒸発させるようにしたもので、余剰水を上部が光を透過
する材料で構成された容器に貯留するのと同時に、容器
内部で余剰水を噴霧させるポンプとノズルを設置し、更
に容器内外の空気を交換させる手段を設け、容器内の空
気が流出する箇所には固体粒子や有害気体等を捕捉する
フィルタを設置したことに特徴がある。

【０００５】本発明の他の特徴は、余剰水中に溶存して
いる、特にリンや窒素などの栄養塩を小さなエネルギー
で簡便に除去するために、余剰水を、流出側に流出升が
設けられた土壌構造部内を通過させるようにしたもので
ある。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
例を説明する。

【０００７】図１は本発明の汚水処理装置の一実施例を
示す。汚水あるいは汚泥脱水余剰水は汚水蒸発装置１に
貯留される。汚水蒸発装置１の上部は透明ふた２になっ
ていて内部に太陽光が入射できるようになっている。更
に、汚水蒸発装置１の上部の一部には別途気化チャンバ
３が設けられており、ポンプ５で昇圧された汚水はノズ
ル４により気化チャンバ３の内部に噴霧される。

【０００８】このようになっているので、汚水の噴霧は
透明ふた２に直接当たらず、透明ふた２が曇るのを防止
できる。更に、気化チャンバ３内には外部空気が、ブロ
ワ９により空気パイプ１０を介して送り込まれ、この空
気と同容量の容器１ａ内部の空気がフィルタ１１を経て
外部に流出する。

【０００９】内部容器の空気中には蒸発した余剰水の蒸
気の他に余剰水中に含まれていた汚濁物やあるいはリン
・窒素などの栄養塩が析出して微粒子となって混入され
ている。それらの微粒子はフィルタ１１で捕捉されるの
で、外部を汚染することがない。

【００１０】気化チャンバ３で気化しきらなかった水滴
の大きなものや気化チャンバ３の壁面で凝縮した水など
は水受け７内に滴下する。水受け７は周囲が壁になって
いる薄いパレット状の形で、水でいっぱいになればオー
バーフローして汚水蒸発装置１下部にこぼれる。

【００１１】水受け７中の溜り水は、厚みが薄いので太
陽光で温まり易く、蒸発し易い。また、水受け７内には
付着性藻類が繁茂しやすく、溜まった水から栄養塩を除
去してくれるという利点がある。

【００１２】また、汚水蒸発装置１の下部に付着性藻類
が繁茂し易い場合、ポンプ５が藻類を吸い込んでしまい
トラブルの原因になることがあるが、そのような時、水
受け７は遮光の役割を担い、汚水蒸発装置１の下部に付
着性藻類が繁茂することを防止する。

【００１３】図２は図１の汚水処理装置と汚泥脱水機１
５とを連結して汚泥脱水システムとした実施例を示す。
汚水処理装置のポンプ５やブロワ９には、ソーラーパネ
ル１６によって太陽光で発電された電力が電源ユニット
１７を通して供給される。汚水蒸発装置１は基本的に太
陽熱を利用して汚水あるいは汚泥脱水余剰水を蒸発せし
めるものである。従って、太陽光が充分にある時に作動
されれば良いので、図２のように構成することにより、
太陽光が充分に確保される時だけの作動を簡単に実現で
きる。

【００１４】図３は本発明の汚水処理装置の他の実施例
を示すものである。本実施例では気化チャンバ３で蒸発
しきれなかった水滴を更に蒸発促進させる構成とするた
め、気化チャンバ３の出口にメッシュ１８を設置してい
る。メッシュ１８は金属など、透明ふた２を通して入射
する太陽光で加熱され易い材質で構成され、ステンレス
たわし状の構造になっている。気化チャンバ３内で気化
しきらなかった水滴はメッシュ１８内を通過するうちに
メッシュ線上にトラップされて蒸発し、蒸発しきらなか
ったものは水受け７上に滴下する。

【００１５】図４は図１の実施例をより簡素化した本発
明の更に他の実施例で、水受け７を省略し、ポンプ５は
付着藻類の破片などの異物混入に強いものとしたもので
ある。

【００１６】図５は本発明の汚水処理装置の更に他の実
施例を示すもので、容器内には汚水あるいは汚泥脱水余
剰水が貯められ、容器１ａ内部の空気を入れ替えること
によりて蒸発させるだけの簡単な構造としたものであ
る。

【００１７】図６は本発明の水の浄化システムを示す一
実施例である。この実施例は汚泥脱水余剰水を上部に植
生のある土壌構造部内に流し、植生の植物により余剰水
中のリンや窒素などの栄養塩を吸収して、水中より除去
するものである。湖沼などの水域２０の水を浄化する目
的で設置された浄化装置１９は、取水部２７から取水し
た水を浄化して放水部２８より水域２０に返流する。浄
化装置１９で発生した汚泥は汚泥脱水機１５で脱水され
るが、その際生じる汚泥脱水余剰水は水槽３３に貯留さ
れる。水槽３３に貯留された汚泥脱水余剰水はポンプ２
５で汲み上げられて、受水ます２３に圧送され、受水ま
す２３から、土手２１上に設置された浄化土壌２２内を
通過し、浄化された後に排水ます２４を経て返流管２６
より水域２０に返流される。浄化土壌２２の上部は植生
となっていて、浄化土壌２２の内部を流れる水から栄養
塩を吸収して水中から除去する。

【００１８】浄化土壌２２を通過した汚泥脱水余剰水中
の汚濁物や栄養塩は、上記植生による吸収の他、浄化土
壌２２中における吸着や生物的作用によっても除去され
る。例えば、リンや窒素などの栄養塩で、上記汚泥脱水
余剰水中に溶存しているものは土壌表面に吸着すること
でも水中から除去される。更に、微生物体内にリンが取
り込まれたり、或いは微生物作用によって溶存している
硝酸態窒素が窒素ガスに変換されて水中から除去された
り、有機汚濁物が微生物により分解・除去されることも
浄化土壌２２中で起こる現象である。

【００１９】また、汚泥脱水余剰水中の栄養塩は、浄化
土壌２２上部の植生で吸収・除去されるので、小さなエ
ネルギーで汚泥脱水余剰水が浄化される。

【００２０】図７は、図６に示す浄化土壌２２の構造を
説明するもので、浄化土壌２２の上部は植生２９になっ
ている。受水ます２３に入った水は土壌部３２に浸透
し、植生２９の植物で水中栄養塩が吸収・除去されなが
ら、給水パイプ３０で図７の紙面に垂直方向に送られ、
給水パイプ３０の所々設けられた孔より浸出して集水パ
イプ３１で集水され、排水ます２４に排水される。

【００２１】水槽３３より受水ます２３に水を送るポン
プ２５の動力はソーラーパネル１６で太陽光発電された
電力が電源ユニット１７17を経て供給される。従って、
天候が良く、太陽光が充分ある時だけ、水が浄化土壌２
２に送られることになる。これは、雨が降った時に、当
該浄化土壌部が降雨の排水を妨げないようにするためで
ある。

【００２２】図８は本発明の水の浄化システムの他の実
施例を示すもので、この実施例では、降雨を気にする必
要のないように、浄化土壌２２部分の上部に雨よけの屋
根３５を設置したものである。また、水槽３３に汚泥脱
水余剰水が貯留されていないときには、バルブ３６とバ
ルブ３７を切り替えて、水域２０の水を直接浄化土壌２
２に送り、浄化土壌２２の上部の植生２９が枯れないよ
うにしている。

【００２３】図９は本発明の汚水処理装置の更に他の実
施例を示すものである。この実施例では汚水蒸発装置１
の上部に空気加温部３８を設置している。空気加温部３
８には、黒色の金属等で構成され、透明ふた３９を通し
て入射する太陽光を効率的に熱に変換する集熱部４０が
設けられている。ブロワ９により空気加温部３８に送ら
れ集熱部４０により昇温した空気は空気パイプ４１で汚
水蒸発装置１に導入され、汚水の蒸発を促進する。

【００２４】図１０は図９の汚水処理装置の他の実施例
を示すものである。この実施例では汚水を蒸発させる蒸
発部４２を汚水蒸発装置１の上部に別に設けている。ノ
ズル４で噴霧された汚水は、ブロワ９により導入される
空気流により蒸発部連結４３を経て蒸発部４２に導入さ
れる。蒸発部４２内は透明フタ３９を通して入射した太
陽光が集熱部４０で熱に変換されて高温になっているの
で、霧状で導入された汚水は効率的に蒸発して蒸気とな
り、フィルタ１１を経て外部に放出される。

【００２５】図１１は、本発明の汚泥脱水システムの他
の実施例を示す。この実施例は、水の浄化装置１９で発
生した汚泥を汚泥脱水機１５で脱水した際に生じる脱水
余剰水を吸着除去部４７を通すことで脱水余剰水中の栄
養塩を吸着除去してから放流するものである。

【００２６】図１２は、図１１の吸着除去部２７として
土壌を用いるもので、図７等で説明した植生土壌による
浄化と共に、土壌吸着部４８として、土壌にリンの吸着
能力が高い黒ボク土やアンモニア性窒素の吸着能力が高
いゼオライト等を用いてそれらの栄養塩を吸着除去す
る。また、図１３は、吸着除去部４７として、リンや窒
素の吸着剤を充填したカラムを用いるものであり、下部
空間５０より導入された脱水余剰水は支持部５１上に支
持された吸着剤濾過部４９中を通過して浄化された後、
上部空間５２を経て浄化余剰水として放流される。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、余剰水を貯留する容器
内は上部から太陽光が入射するようにして、容器内部の
温度を上昇させ、その雰囲気中に貯留余剰水をを噴霧す
るようにしているので、容器内での気化を促進すること
ができる。容器内部の湿度が上昇すると気化し難くなる
が、本発明では外気を取り入れて内部空気を外部に放出
できるようにしているので、気化を継続的に促進でき
る。その際、内部空気が流出する部分にはフィルタを取
り付けることにより、余剰水に溶存していた汚濁物等の
析出物などを捕捉して外部に漏らさないようにすること
ができる。

【００２８】また、余剰水を土壌構造物内部に圧送し、
土壌構造物内部を通過した後に流出升に流出させるよう
にしたものでは、余剰水が土壌構造物内部を通過する間
に、上部に植生を有する場合は上部植生の植物,あるい
は吸着能力のある土壌により余剰水中のリンや窒素を吸
収することができ、余剰水中から除去することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の汚水処理装置の一実施例を示す正面概
略構成図。

【図２】本発明の汚泥脱水システムの一実施例を示す系
統図。

【図３】本発明の汚水処理装置の他の実施例を示す正面
概略構成図。

【図４】本発明の汚水処理装置の更に他の実施例を示す
正面概略構成図。

【図５】本発明の汚水処理装置の更に他の実施例を示す
正面概略構成図。

【図６】本発明の水の浄化システムの一実施例を示す概
略構成図。

【図７】図６に示すシステムの系統を説明する系統図。

【図８】本発明の水の浄化システムの他の実施例を示す
概略構成図。

【図９】本発明の汚水処理装置の更に他の実施例を示す
正面概略構成図。

【図１０】図９の汚水処理装置の他の実施例を示す正面
概略構成図。

【図１１】本発明の汚泥脱水システムの他の実施例を示
す系統図。

【図１２】図１１の吸着除去部の実施例を示す概略構成
図。

【図１３】図１１の吸着除去部の他の実施例を示す概略
構成図。

【符号の説明】

１…汚水蒸発装置、２…透明ふた、３…気化チャンバ、
４…ノズル、５…ポンプ、７…水受け、９…ブロワ、１
５…汚泥脱水機、１６…ソーラーパネル、１７…電源ユ
ニット、１８…メッシュ、１９…浄化装置、２２…浄化
土壌（土壌構造物）、２３…受水ます、２４…排水ま
す、２５…ポンプ、２９…植生、３８…空気加温部、４
２…蒸発部、４７…吸着除去部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者半田文隆茨城県土浦市神立町603番地株式会社日立製作所土浦工場内 (72)発明者仲平四郎茨城県土浦市神立町603番地株式会社日立製作所土浦工場内Ｆターム(参考） 4D034 AA26 BA01 CA12 CA19 DA01 4D059 BD05 BD18 CA03 CA21 CA23 CA28 CA30 CB30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】汚濁物質あるいは水質汚濁原因物質を一定
濃度以上含有する水を貯留する容器を備えた汚水処理装
置において、前記容器内に太陽光が入射できるように、容器上面を光
が透過可能な構成とし、前記容器内の汚水の蒸発蒸気を
含む空気と容器外空気とを互いに交換できる構成とし
て、貯留している前記汚水を蒸発減少化させることを特
徴とする汚水処理装置。
【請求項２】汚濁物質あるいは水質汚濁原因物質を一定
濃度以上含有する水を貯留する容器を備えた汚水処理装
置において、前記容器上面を閉じた構成とし、かつ前記容器の少なく
とも一部を太陽光エネルギーを吸収して少なくとも外気
温度よりも温度が上昇する材質で構成し、更に前記容器
内の汚水の蒸発蒸気を含む空気と容器外空気とを互いに
交換できる構成として、貯留している前記汚水を蒸発減
少化させることを特徴とする汚水処理装置。
【請求項３】請求項１において、容器内部に貯留した汚
水を汲み上げるポンプと、該ポンプに連なり汚水を容器
内部で噴霧するノズルとを有し、前記噴霧により、汚水
の気化蒸発を促進する構成としたことを特徴とする汚水
処理装置。
【請求項４】請求項３において、前記ノズルにより前記
容器内部に汚水を噴霧する部分と、容器上面の光が透過
可能な光透過面との間に遮蔽物を設けたことを特徴とす
る汚水処理装置。
【請求項５】請求項１〜４の何れかにおいて、前記容器
内部の空気が容器外に流出する際に、汚水が蒸発気化し
た後に残った、元々汚水中に含有されていた汚濁物質や
水質汚濁原因物質を捕集する手段を設けたことを特徴と
する汚水処理装置。
【請求項６】汚泥を脱水する脱水装置と、上記請求項１
〜５の何れかに記載の汚水処理装置で構成される汚泥処
理システムにおいて、前記脱水装置で脱水に伴って発生した余剰水を前記汚水
処理装置で蒸発減容化することを特徴とする汚泥処理シ
ステム。
【請求項７】水の浄化装置と、上記請求項６記載の汚泥
処理システムとで構成され、前記浄化装置で発生した汚
泥を前記汚泥処理システムで処理することを特徴とする
水の浄化システム。
【請求項８】請求項１〜５の何れかにおいて、容器内外
の空気を交換するための手段、あるいは容器内に汚水を
噴霧するためのポンプの動力源を太陽光発電とし、動力
に充分な太陽光が得られる時だけ上記各部を作動させる
ことを特徴とした汚水処理装置。
【請求項９】汚泥を脱水する脱水装置と、脱水に伴って
発生する余剰水を貯留する容器と、該容器内部に貯留し
た脱水余剰水を圧送する手段と、この圧送された脱水余
剰水を上部に植生を有する土壌構造部内部に送水する手
段と、この土壌構造部内を流れる脱水余剰水を受水する
手段とを有し、前記脱水余剰水中の栄養塩を前記土壌構
造部上部の植生で吸収させるようにしたことを特徴とす
る汚泥脱水システム。
【請求項１０】汚泥を脱水する脱水装置と、脱水に伴っ
て発生する余剰水を貯留する容器と、該容器内部に貯留
した脱水余剰水を圧送する手段と、この圧送された脱水
余剰水を、脱水余剰水中の栄養塩を吸着する能力を有す
る土壌で構成される土壌構造部内部に送水する手段と、
上記土壌構造部内を流れてきた脱水余剰水を受水する手
段とを有し、前記脱水余剰水中の栄養塩を前記土壌中で
吸収させるようにしたことを特徴とする汚泥脱水システ
ム。
【請求項１１】請求項９または請求項１０において、前
記脱水余剰水を圧送する手段または前記土壌構造部内部
に送水する手段の動力源を太陽光発電とし、動力に充分
な太陽光が得られる時だけ上記手段を作動させることを
特徴とした汚泥脱水システム。
【請求項１２】水の浄化装置と、請求項９〜１１の何れ
かの汚泥脱水システムとで構成され、前記浄化装置で発
生した汚泥を前記汚泥脱水システムで処理することを特
徴とする水の浄化システム。