JP2001070965A

JP2001070965A - 水処理装置

Info

Publication number: JP2001070965A
Application number: JP2000160454A
Authority: JP
Inventors: Takashi Mizumori; 隆司水守; Shiro Nakahira; 四郎仲平
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-06-29
Filing date: 2000-05-30
Publication date: 2001-03-21

Abstract

(57)【要約】【課題】水処理装置における処理槽での被処理水の流
れ状態などを改善して処理効率を高めるようにする。【解決手段】微生物の定着用のろ材が充填された生物
学的処理槽を備えた水処理装置において、生物学的処理
槽４ａ、４ｂ、４ｃにおける被処理水の流れが槽の一つ
の隅頂角部から、この一つの頂角部に対して対角位置に
ある他の隅頂角部に向けて流れる対角流となるようにし
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水処理技術に関
し、特に湖沼や池あるいは河川などの水域でその水を浄
化するのに好適な生物学的処理を主体とした水処理技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】水処理については多くの技術が知られて
おり、また水域の水質浄化のための水処理についても既
に多くの技術が知られている（例えば特開平７―１５５
７５２号、特開平７―８９７９号、特開平８―３２３３
７９号、特開平８―１７２９８０号、特開平１１―４２
４９７号などの各公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】水処理装置は、一般的
に、複数の処理槽を連結した構造とされており、その各
処理槽を被処理水が順次流下する間に様々な処理を受け
て浄化されるようになっている。そのため各処理槽への
被処理水の供給の状態や各処理槽での被処理水の流れ状
態などにより処理効率が大きな影響を受ける。つまり各
処理槽への被処理水の供給の状態や各処理槽での被処理
水の流れ状態などを改善することで処理効率をさらに高
めることが可能である。

【０００４】また水処理装置のなかでも湖沼や池などの
水域の水質浄化に用いられる水処理装置、特に浄化対象
の水域中で装置の上面が水面から若干出るような状態
で、水中に浮上設置するかまたは水底に支持させて設置
して用いられる水域内設置タイプの水処理装置に関して
は、装置のコンパクト化や高いメンテナンスフリー性が
強く要求されることから、それに特有の問題も少なくな
い。例えば装置のコンパクト化に関連しては、各処理槽
での処理効率を向上させて各処理槽をできるだけ小型化
できるようにすることが求められる。

【０００５】また例えば水域からの被処理水の取水に関
する問題もコンパクト化に関連する問題の一つである。
すなわち湖沼などの水質浄化では水面付近に発生してい
るアオコなども装置内に導いてその除去を行なうことに
なるが、その場合には水面付近に浮遊する大型浮遊物が
被処理水に混入しないように対策する必要があり、この
対策として取水系の取水端にスクリーンを設けた場合の
このスクリーンの目詰まりをどのように防止するかとい
う問題である。つまり水上浮上設置の水処理装置にあっ
ては、そのコンパクト化の要求から、スクリーンへの付
着物の除去のために掻取り装置などのような装置全体の
大型化を招く要素を設けることができ難く、これに代わ
る何らかの手段が求められるということである。

【０００６】一方、高いメンテナンスフリー性に関して
は、生物学的処理に伴って発生する汚泥をできるだけ減
らしたり、その回収をできるだけ簡易に行なえるように
することが求められるし、被処理水から沈降分離した沈
降物の回収についても同様に、回収をできるだけ簡易に
行なえるようにすることが求められる。

【０００７】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たものであり、水処理装置の改善、特に処理槽での被処
理水の流れ状態などを改善することを目的の一つとして
おり、また特に水域内設置タイプの水処理装置で求めら
れるコンパクト化やメンテナンスフリー性をより高いレ
ベルで実現することを可能とするような改善を他の目的
としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的のために本発明
では、微生物の定着用のろ材が充填された生物学的処理
槽を備えた水処理装置において、前記生物学的処理槽に
おける被処理水の流れが当該生物学的処理槽の一つの隅
頂角部から、この一つの頂角部に対して対角位置にある
他の隅頂角部に向けて流れる対角流となるようにされて
いることを特徴としている。

【０００９】また上記目的のために本発明では、上面が
水面から若干出るような状態で、水中に浮上設置するか
または水底に支持させて設置して使用されるようになっ
ている水処理装置において、前記本体部は、被処理水か
ら砂などの除去を行なうための予備処理槽、微生物の定
着を可能とするろ材を充填した複数の生物学的処理槽、
および前記各生物学的処理槽での処理を経た被処理水か
ら浮遊物の除去を行なうための仕上げ槽を含んでいるこ
とを特徴としている。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１に第１の実施形態による水処
理装置の外観を模式化して示す。本実施形態による水処
理装置は、水中に浮上設置するタイプであり、本体部１
とこの周囲を囲むように取り付けられたフロート部２と
からなる。そして、例えば発泡スチロールなどが充填さ
れているそのフロート部２の浮力により浄化対象水域
（例えば湖沼や河川など）の水上に浮上させるととも
に、周囲を係留ワイヤなどで適宜に係留固定した状態で
設置して使用される。

【００１１】本体部１は、後述するような被処理水の流
れに関して上流側から順に、予備処理槽３、複数（図の
例では３個）の生物学的処理槽４ａ、４ｂ、４ｃ、およ
び仕上げ槽５の順で設けられる各槽を備えるとともに、
予備処理槽３に隣接して設けられる貯留槽６を備え、さ
らに取水系７と放水系８および給気系９（図７）を備え
ている。ここで、本体部１における各槽は、何れも直方
体状とされ、木材を主な材料として作製されている。こ
のように各槽を木製とすることには、応急修理をしやす
いこと、それに浄化対象水域の景観的な面で好ましいこ
となどの利点がある。

【００１２】予備処理槽３は、後述のようにして取水し
て供給される被処理水から砂などの無機質の懸濁物や浮
遊物の除去を行なうための槽である。その上面部には、
図２に示すように、例えば不織布などを用いたろ過シー
ト１１がろ過手段として張られており、このろ過シート
１１による簡易なろ過で大きめの浮遊物などがまず除去
される。また予備処理槽３には、ろ材ユニット１２が主
に浮遊物を除去するための手段として充填されている。
ろ材ユニット１２は、後述の生物学的処理槽で用いられ
るのと同様に、パイプなどで形成した枠体にひも状ろ材
（ひも状接触酸化材）Ｆをすだれ状にして保持させた構
造とされており、被処理水が予備処理槽３を流下する間
にひも状ろ材Ｆと接触することで被処理水中の浮遊物を
ひも状ろ材Ｆに付着させて除去する。ろ材ユニット１２
と予備処理槽３の底面との間には少なくとも１０ｃｍ以
上の高さを与えた、沈降物堆積空隙１３が設けられてお
り、被処理水が予備処理槽３を流下する間に沈降する主
に砂などの沈降物（汚泥）をここに堆積できるようにさ
れている。

【００１３】沈降物堆積空隙１３は、図に見られるよう
に平坦な構造とされている。このように平坦な構造とし
たのは、水上浮上設置であることから槽の底部の構造を
できるだけ単純にするのが好ましいからである。ただ沈
降物堆積空隙１３が平坦であると、砂などの比重の大き
なものが主体となっている沈降物を沈降物引抜き系１４
の吸引力だけで集めることが難しい。そこで、後述する
取水系７の送水管１５に分岐管１６を接続し、この分岐
管１６により送水管１５から分流した加圧水を沈降物堆
積空隙１３に向けて噴射させるようにし、この噴射圧で
沈降物を沈降物引抜き系１４の吸入端に向けて流動させ
るようにしている。また予備処理槽３を必要に応じて好
気的条件にするために予備処理槽３に曝気を行なう場合
には、沈降物引抜き系１４の吸入端の近傍に曝気用の散
気管１７を配置し、この散気管１７から噴出させる空気
により予備処理槽３の内部で対流を生じさせ、この対流
で沈降物を沈降物引抜き系１４の吸入端に向けて流動さ
せる構造も併用するようにしてある。さらに、予備処理
槽３の下流側を仕切り壁１８で部分的に仕切ることで上
向流空間１９を設け、予備処理槽３から生物学的処理槽
４ａへの被処理水の導水に際してこの上向流空間１９で
被処理水が上向流となるようにしてあることも沈降物の
引抜き効率を高めるのに機能している。すなわち上向流
空間１９を設けてあることにより、予備処理槽３におけ
る被処理水の流れに予備処理槽３の底面に沿った流れが
生じ、これにより沈降物が沈降物引抜き系１４の吸入端
の方に流動する状態を与えることができる。

【００１４】沈降物堆積空隙１３に堆積した沈降物は、
上記のようにして沈降物引抜き系１４で引き抜かれて貯
留槽６に送られ、そこに一時的に貯留される。貯留槽６
には、予備処理槽３におけるのと同様な不織布などを用
いたろ過シート２１がろ過手段として張られており、こ
のろ過シート２１によりろ過されることで沈降物から水
が分離される。分離された水は、ろ過シート２１の下部
を貯留槽６の底面から浮かせるようにして支持している
仕切り板２２の下側から送水管２３により後述の第１の
生物学的処理槽４ａに送られて被処理水に混入させられ
る。ここで、仕切り板２２でろ過シート２１の下部を支
持させるようにしているのは、ろ過シート２１が送水管
２３の吸入端にへばり付いてそこを閉塞してしまうのを
防止するためである。

【００１５】予備処理槽３における沈降物の引抜きは、
堆積した沈降物が圧密されるような状態を避けるため
に、一定時間ごとに行なうようにしてある。その制御に
は２個のタイマーを用い、一方のタイマーで引抜き開始
時間を制御し、他方のタイマーで引抜き継続時間を制御
するようにしている。また貯留槽６から分離水を第１の
生物学的処理槽４ａに送るための制御は貯留槽６に水位
センサーを設け、一定の水位になったら送水するように
している。

【００１６】３個の生物学的処理槽つまり第１の生物学
的処理槽４ａ、第２の生物学的処理槽４ｂ、それに第３
の生物学的処理槽４ｃは、基本的には同じ構造とされて
おり、何れも基本的には好気的条件で生物学的な処理で
被処理水に浄化を施すようにされている。そのために各
生物学的処理槽には曝気のための給気用として散気管１
７が設けられている（図３）。散気管１７は、槽の底部
側端部で被処理水の流下方向に沿う状態にして設置さ
れ、またそこから上向きで空気を放出するようにされて
いる。このようにすることで、図４に示すように、槽内
の被処理水に矢印で示すような対流を生じさせることが
できる。つまりこのような対流を生じさせることで、外
気との接触により溶存酸素濃度の高くなっている水面近
傍の被処理水を槽の底部に送り込むことができ、それだ
け槽内全体の溶存酸素濃度やその均一性を高めることが
でき、したがって好気性処理の効率を高めることができ
る。ここで、上記のように水面近傍の水塊と底部の水塊
との交流を与えるような対流を効果的に生じさせるため
には、ある条件を満足させる必要がある。その条件とは
槽の深さＤと幅Ｗの比率が１／２〜２の範囲にあるとい
うことである。

【００１７】また各生物学的処理槽には、図２に第１の
生物学的処理槽４ａについて示すように、ろ材ユニット
２４が充填されている。ろ材ユニット２４は、パイプな
どで形成した枠体にひも状ろ材Ｆをすだれ状にして保持
させた構造とされている。ひも状ろ材Ｆには、図５にそ
の一例を示すような構造のもの、つまり例えば合成繊維
などを用いた軸ひもＡに同じく合成繊維などを用いたパ
イルひもＰを絡め付けた構造のものを用いるのが好まし
い。このようなひも状ろ材Ｆは、互いのパイルひもＰ同
士の間に僅かな隙間（例えば１ｃｍ前後）ができる程度
の間隔で配列するのが好ましく、例えばパイルひもＰの
幅が４ｃｍであるとすれば、配列間隔は５ｃｍ程度とな
る。

【００１８】上記のようなひも状ろ材Ｆは、その有効表
面積が広く、種々の微生物の定着による生物膜の形成を
効率的に行なわせることができる。したがってこのひも
状ろ材Ｆが密生的に充填された各生物学的処理槽では微
生物による被処理水対する浄化が高い効率で作用し、優
れた浄化機能が得られる。具体的には第１〜第３の３個
の生物学的処理槽を組み合わせている本実施形態の構成
であれば、これら３個の生物学的処理槽の合計滞留時間
が例えば２時間程度で、ＢＯＤが数十ｐｐｍレベルの汚
濁水を数ｐｐｍレベルまで浄化することができる。この
ように高い浄化効率を可能とするひも状ろ材Ｆを用いる
構成は、生物学的処理槽のサイズをより小さくすること
ができるという点で、コンパクト化が強く求められる水
上浮上式の水処理装置には特に有効である。ここで、上
記したように各生物学的処理槽における処理は好気的条
件で行なうのを基本としているが、必要に応じて嫌気的
条件での処理とするようにしてもよい。その場合には嫌
気的条件とする槽の散気管への給気を停止するようにす
る。

【００１９】仕上げ槽５は、上記のようにして生物学的
処理槽で浄化処理を受けた被処理水から剥離生物膜など
の浮遊物を除去する最終処理に機能する。そのために仕
上げ槽５には、図６に示すように、多数の傾斜板２５が
組み込まれており、この傾斜板２５により形成される入
り組んだ流路を被処理水が流下する間に浮遊物が沈降除
去される。ここで、傾斜板２５を用いた仕上げ槽５での
被処理水の流下形態は図中に矢印で示すような上向流、
つまり被処理水が槽の底部側から流入して槽の上部側に
向けて流れる形態とするのが好ましく、そうすること
で、沈降除去をより効率的に生じさせることができる。
仕上げ槽５で浮遊物が沈降することで堆積する汚泥は、
図３に示す汚泥返送系２６で第１の生物学的処理槽４ａ
に返送され、微生物による再分解を受ける。このように
することで汚泥の減量化を図ることができる。

【００２０】取水系７は、図１に見られるように、取水
ポンプ２７とこれに接続された送水管１５、それに送水
管１５の取水側端に取り付けられたスクリーン２８から
なっている。取水系７による取水は、水面付近に発生し
ているアオコなども装置内に導いてその除去を行なう必
要があることから、浄化対象水域の水面付近から行なう
ようにしてある。このため水面付近に浮遊している大型
の浮遊物も取水系７に取り込まれて取水ポンプ２７に悪
影響をおよぼすおそれがあるが、これを防ぐのに機能す
るのがスクリーン２８である。すなわちスクリーン２８
は、浄化対象水域から取水する被処理水に混入してい
て、そのまま送ると取水ポンプ２７に悪影響をおよぼす
ような大型の浮遊物をろ過するためのもので、本実施形
態では適宜なメッシュのかご状に形成してある。

【００２１】このスクリーン２８には取水に伴って浮遊
物が付着する。したがってそのまま放置すると目詰まり
を生じて取水が阻害される状態となってしまう。これを
防ぐにはスクリーン２８に付着した浮遊物をスクリーン
２８から除去してやればよい。しかし水上浮上設置式の
水処理装置において強く求められる装置全体のコンパク
ト化ということから、スクリーン２８への付着物の除去
のために掻取り装置などのような装置の大型化を招く要
素を設けることができない。この問題に対処するために
本発明では、放水によりスクリーン２８の目詰まり防止
を図るようにしている。具体的には、送水管１５に分岐
管２９を接続し、この分岐管２９により取水ポンプ２７
による送水圧を受けた水を分流するとともに、この加圧
分流水をスクリーン２８に向けてジェット流的に放水
し、このジェット流的な放水によりスクリーン２８の付
着物を剥がし取るようにしている。またこれに加えて、
ジェット流的な放水の一部をスクリーン２８の周囲に放
水することで水域に浮遊している大型の浮遊物がスクリ
ーン２８の方に寄って来るのを防ぐようにもしている。

【００２２】分岐管２９による放水用水の分流量は、送
水管１５と分岐管２９の管径の関係で設定してある。実
際には放水用水の量は被処理水の量よりも少なくて済む
ので、分岐管２９を送水管１５よりも細くしてある。た
だ水処理関係における経験則からすると管径が１０ｍｍ
以下の場合には管詰りを生じやすくなる。そのため分岐
管２９はその管径を１０ｍｍ以上とするのが好ましい。

【００２３】取水系７により水域から取り込まれた被処
理水の本体部１における流下のようすについて以下に説
明する。取水系７で取り込まれた被処理水は予備処理槽
３に供給され、それ以降、第１の生物学的処理槽４ａ、
第２の生物学的処理槽４ｂ、第３の生物学的処理槽４
ｃ、および仕上げ槽５を順次流下し、その間に各槽での
処理を受け、最終的に処理済水となって水域に返され
る。

【００２４】予備処理槽３への被処理水の供給は、砂な
どの沈降効率を高めるために、予備処理槽３の内部での
被処理水の流れができるだけ均一でゆるやかになるよう
に行なう。そのためには、例えば図２に示すようなロン
ダー３１を用いたり、あるいは取水系７の送水管１５の
放水端に多数の分岐管などを設けて散水的に供給するよ
うにするのが好ましい。

【００２５】予備処理槽３で懸濁物や浮遊物の除去を受
けた被処理水は第１〜第３の各生物学的処理槽４ａ、４
ｂ、４ｃを順次流下しつつ生物学的な処理を受ける。各
生物学的処理槽においては被処理水が槽の一つの隅頂角
部から、この一つの頂角部に対して対角位置にある他の
隅頂角部に向けて対角的に流れるようにする。そのため
には図３に示すように、第１の生物学的処理槽４ａにお
いては、予備処理槽３からの導水を第１の生物学的処理
槽４ａの上側頂角部に越流堰的な構造で設けた通水部３
２ｕから行ない、その一方でそこからの流出は通水部３
２ｕの位置の上側頂角部と対向する下側頂角部に設けて
ある通水部３２ｄから行なうようにする。同様にして、
第２の生物学的処理槽４ｂにおいては、第１の生物学的
処理槽４ａの下側頂角部における通水部３２ｕから流出
して導水される被処理水をこの下側頂角部と対向する上
側頂角部に設けてある通水部３２ｕから流出させるよう
にし、第３の生物学的処理槽４ｃにおいては、第２の生
物学的処理槽４ｂの上側頂角部における通水部３２ｕか
ら流出して導水される被処理水をこの上側頂角部と対向
する下側頂角部に設けてある通水部３２ｄから流出させ
るようにする。各槽における通水部は、各槽の仕切り壁
の一部を切り欠くようにして形成してある。そして越流
堰的な通水部３２ｕについてはバッフル３３を設けてあ
る。このバッフル３３は、槽を満たしている被処理水か
らその表面よりやや下側の部分で導水できるように機能
するものであり、これを設けることにより被処理水の表
面に浮遊しているゴミなどが下流側の槽に流れ込むのを
防止することができる。

【００２６】被処理水の流れを以上のような対角流とす
ることにより、槽内における被処理水とろ材との接触や
その均一性を高めることができ、生物学的な処理の効率
を向上させることができる。このような効果は、処理効
率の向上により槽の小型化を図れるなどの点から、装置
のコンパクト化が強く求められる水域内設置タイプの水
処理装置において特に有用であるが、一般的な水処理装
置に関しても有用である。

【００２７】仕上げ槽５への導水は第３の生物学的処理
槽４ｃの下側頂角部における流出用の通水部３２ｄから
なされ、これにより被処理水は上向流となって仕上げ槽
５を流下することになる。このような仕上げ槽５におけ
る上向流が効率的な沈降除去に好ましいことは上記の通
りである。仕上げ槽５で最終的な処理を受けた被処理水
は処理済み水となり、放水系８により水域に返される。
放水系８は、放水ポンプ３４を備えており、処理済み水
を水処理装置から十分に離れた位置で放水できるように
されている。このようにすることで、既に浄化を受けた
水が短絡的に水処理装置に取水されることを防止するこ
とができる。

【００２８】なお図示は省略してあるが、各槽に適宜な
返送手段を設け、この返送手段で被処理水の一部を上流
側の槽に返送するように構成することで、本体部におけ
る滞留時間を実質的に長くすることができる。このよう
な処理は、例えば被処理水の汚濁レベルが当該水処理装
置で標準的に想定しているそれよりも高い場合に特に有
効である。

【００２９】給気系９は、図７に示すように、給気源３
５で発生させた加圧空気を給気用配管３６で各散気管１
７に供給するようになっている。その給気源３５には一
般にブロアーが用いられるが、このブロアーに市販の標
準品を利用する場合には、その標準品としての送風容量
と各生物学的処理槽で必要な給気容量とにギャップがあ
るのが通常である。つまり必要な給気容量よりも大きな
送風能力を有するブロアーを給気源３５に選択すること
で、より安定的な給気を行なえるようにするのが一般で
ある。そこでこの給気源３５の余剰能力を利用したエア
リフトポンプ３６を給気系９に組み込み、これを例えば
上記した仕上げ槽５からの汚泥の返送用などとして用い
るようにする。なお散気管１７やエアリフトポンプ３６
への給気量はバルブ３７やバルブ３８の開度で調整し、
最終的に余った空気はバルブ３８を通して大気中に放出
される。

【００３０】エアリフトポンプ３６は、図８に示すよう
に、内側管３９の下端から放出される空気の上昇力を受
けて内側管３９と外側管４０の間の揚水間隙を水が上昇
し、そして外側管４０に設けてある出口部４１から送り
出されるという一般的な構造に加えて、その上部に外側
管４０の径よりも大きな径で形成した貯水部４２が設け
られている。この貯水部４２は、揚水がその水面でバチ
ャバチャ跳ねて周囲に飛散するのを防止するのに機能す
る。すなわち揚水力を与える空気が揚水の水面から大気
中に放出されるのに伴って水面がバチャバチャ跳ねるこ
とになるが、外側管４０の径よりも大きな径の貯水部４
２があることにより、空気を放出するための水面の面積
が大きくなり、したがってバチャバチャ跳の程度を小さ
くすることができる。

【００３１】以上の説明から分かるように、水処理装置
はポンプやブロアーなどとして電力を利用する要素を含
んでいるが、これらの電力利用要素のための電源につい
てはその一部を太陽光発電で補うようにすることも可能
である。また水処理装置はその運転状態を監視する必要
があるが、この監視は水処理装置から離れた場所に設け
てある管理所に運転状態データを例えばテレメータなど
で送信して行なうようにすることも可能である。

【００３２】図９に示すのは上記のような水処理装置を
多段に連結した水処理システムの例である。このような
多段システムとする場合には、先頭の水処理装置Ｍａで
取水した被処理水を各水処理装置Ｍｂ以下に順次流して
連続処理することになる。そのため、取水系は先頭の水
処理装置Ｍａにおけるそれだけで足り、一方放水系は最
後尾の水処理装置Ｍｘにおけるそれだけで足りる。また
予備処理槽も先頭の水処理装置Ｍａにおけるそれだけで
足り、したがってそれ以外の水処理装置における予備処
理槽は生物学的処理槽として使用することができる。

【００３３】図１０と図１１に第２の実施形態による水
処理装置を示す。図１０は内部構造を上から見た状態を
示し、図１１は内部構造を側面から見た状態を示してい
る。図１１では例えば１〜１．５ｍ程度の比較的水深の
浅い水域において水処理装置を水底に支持させて設置す
る状態を示しており、このような設置形態とする場合に
は第１の実施形態におけるフロート部に相当するものは
不要である。本実施形態の水処理装置は、予備処理槽５
１の上流に取水ピット５２を備え、この取水ピット５２
の内部に取水系５３の取水ポンプ５４が設置されてい
る。一方、取水系５３における大型浮遊物ろ過用のスク
リーン５５は、取水ピット５２の上流側を遮るようにし
て設けられており、送水管５６に接続の分岐管５７によ
り付着物剥がし用のジェット流的放水をその前面に沿っ
てなすようにされている（なお図１１ではスクリーン５
５などの図示を省略してある）。また本実施形態の水処
理装置は、仕上げ槽５８の下流に放水ピット５９を備
え、この放水ピット５９の内部に放水ポンプ６１を設置
している。放水ピット５９は周囲から水域水が矢印で示
すように流入するのを許容するように形成されており、
放水ポンプ６１による放水に応じて放水ピット５９の水
位が低下した場合にその分を補うようにされている。こ
のようにしたのは処理済み水を水処理装置からより遠く
に放出することで処理済み水が短絡的に水処理装置に取
水されるのを防止することと関連している。つまり処理
済み水の遠方への放出を行なうためには放水ポンプ６１
の放水容量を大きくする必要があるが、その場合に放水
ポンプ６１の放水容量が取水ポンプ５４の取水容量より
も大きいと、放水ポンプ６１による放水に伴って放水ピ
ット５９の水位が低下し、放水ポンプ６１に悪影響を及
ぼすおそれがあるので、これを避けるために水域水の流
入で放水ピット５９の水位を一定に保てるようにしてい
るものである。ここで、図では取水ポンプ５４や放水ポ
ンプ６１を１台としてあるが、これらは必要に応じて複
数台設けるようにしてもよい。

【００３４】予備処理槽５１、生物学的処理槽６２ａ〜
６２ｅ、それに仕上げ槽５８のそれぞれには、中央に隙
間６３を空けるようにしてろ材ユニット６４が充填され
ている。つまり第１の実施形態との比較でいえばろ材ユ
ニット６４は左右に分割され両者の間に隙間６３が設け
られている。隙間６３は曝気用であり、この隙間６３に
おいて槽底から曝気を行うようにしている。このような
曝気構造とすることで、図４のような対流が中央部から
左右に広がるように生じ、対流による攪拌をより効率的
に行なわせることができる。各槽の曝気に用いる給気系
６５は、図１１に示すように、ブロアー（給気源）６６
から給気配管６７で各槽の散気管６８に給気するように
構成されている（なお図１１ではろ材ユニット６４の図
示を省略してある）。図１１における給気配管６７はそ
の一部が水処理装置のフレーム（その具体的図示は省略
してある）を利用して形成されている。具体的には水処
理装置における各槽などの上端フレームを例えば角パイ
プで形成し、この角パイプを給気配管６７の一部に利用
するようにしている。このようにすることで部材点数を
減らすことができる。ここで、図１１の例では被処理水
の流れ方向に平行に配置した筒状の散気管６８で各槽に
おける散気を行なうようにしているが、これに代えて、
散気管６８を被処理水の流れ方向に直角に配置してもよ
く、また筒状の散気管６８の代わりに平板な散気板を用
いるようにしてもよい。なお図１０中において黒三角は
被処理水の流れを示しており、第１の実施形態に関して
説明しのと同様な対角流で被処理水が流下することを示
している。

【００３５】本実施形態では５槽の生物学的処理槽６２
ａ〜６２ｅを設けている。このように生物学的処理槽の
数が多い場合には、例えば交互にというようにその一部
を嫌気条件とする処理方式を採用しやすく、嫌気条件を
併用することで、嫌気処理が特に有効である脱窒も併せ
て行なうことが可能となる。槽の一部を嫌気条件にする
には、給気配管６７の途中に設けられているバルブ６９
を絞って嫌気条件槽への給気を止めるようにする。

【００３６】図１２に、第３の実施形態による水処理装
置の側面から見た内部構造を示す。本実施形態の水処理
装置は、基本的には第２の実施形態のそれと同様で、散
気管６８の長さを短くしてある点に特徴がある。つまり
散気管６８を短くすることで散気管６８から放出される
空気が槽内を上昇する範囲を例えば槽の半分に制限する
ようにしている。このようにすることで、散気管６８か
らの給気により槽内に図中に矢印で示すような循環流を
生じさせることができ、生物学的処理の効率を向上させ
ることができる。

【００３７】図１３に、第４の実施形態による水処理装
置の上から見た内部構造を示す。本実施形態の水処理装
置も基本的には第２の実施形態のそれと同様で、第２の
実施形態との相違は、第２の実施形態ではろ材ユニット
を左右に分割していたのに代えて、一体のろ材ユニット
７１を用いており、このろ材ユニット７１の左右両側部
に曝気用の隙間６３を設けるようにしている。このよう
な構成は、ろ材ユニット７１の内部における被処理水の
流れをよりスムーズにできるという長所がある。

【００３８】図１４に、第５の実施形態による水処理装
置の上から見た内部構造を示す。本実施形態は、第４の
実施形態の変形例で、ろ材ユニット７１の左右何れか一
方の側部にだけ曝気用の隙間６３を設けるようにすると
ともに、各槽間で曝気用の隙間６３を設ける左右何れか
一方の側部を交互に変えている。つまり各槽間に関して
ろ材ユニット７１の平面内配置が千鳥状になるようにし
ている。このようにすることで各槽内における被処理水
の対角流的流下をより確実なものとすることができ、し
たがって被処理水とろ材との接触やその均一性をより一
層高めることができる。

【００３９】図１５に、第６の実施形態による水処理装
置の側面から見た内部構造を示す。本実施形態の水処理
装置も基本的には第２の実施形態のそれと同様で、第２
の実施形態との相違は、取水ポンプ５４と放水ポンプ６
１の設置形態を若干変更していることにある。具体的に
は取水ピット５２と放水ピット５９それぞれの底部を各
槽の底部より高く位置させ、取水ポンプ５４や放水ポン
プ６１が水面に近くなるようにしている。このようにす
ることで、ポンプ（取水ポンプや放水ポンプ）の交換や
修理の際に、ポンプを水中から引き上げる高さが低くな
り作業性がよくなる。このようにポンプの設置高さを水
面近くにするには、図１５の例のように取水ピット５２
や放水ピット５９の底部を各槽の底部より高くする方式
の他に、底部の高さは各槽の底部と同じにし、適度な高
さのポンプ台をピット内に設け、このポンプ台の上にポ
ンプを設置する方式が可能である。このポンプ台を用い
る方式とすれば、ピット内に汚泥などが溜まった場合で
もこれを巻き込んでポンプが閉塞状態となるようなトラ
ブルを有効に防止することができる。

【００４０】ここで、処理済み水の遠方への放水のため
に放水ポンプにより強い流速で放水すると、放水に伴っ
て水域に生じる表面流が指向性の強いものとなってしま
う。このことは、表面流の効用を水域のできるだけ広い
範囲に及ぼせるようにするのが望ましいということに対
してマイナスとなる。そこで上記各実施形態における放
水ポンプについてはその放水方向を経時的に変えること
ができるようにするのが好ましい。放水ポンプにおける
放水方向を経時的に可変とするにはさまざまな機構が可
能である。一般的にそのような機構には動力源を必要と
するが、できるだけ動力源を増やさないようにするため
に、例えば簡易なクランク機構などを用い、その動力源
に放水ポンプ自体の放水圧を利用する構成などを好まし
いものの例として挙げることができる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、水
処理装置についてその処理効率などの改善を図ることが
でき、特に水域内設置タイプの水処理装置で求められる
コンパクト化やメンテナンスフリー性をより高いレベル
で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態による水処理装置の模式化した
外観図である。

【図２】図１の水処理装置の一部について内部構造を模
式化して示す図である。

【図３】図１の水処理装置の一部について細部の構造要
素を模式化して示す図である。

【図４】生物学的処理槽における曝気による被処理水の
対流状態を模式化して示す図である。

【図５】ひも状ろ材を模式化して示す図である。

【図６】仕上げ槽の内部構造を模式化して示す図であ
る。

【図７】給気系の構成を模式化して示す図である。

【図８】エアリフトポンプの構成を模式化して示す図で
ある。

【図９】多段式の水処理システムの構成を模式化して示
す図である。

【図１０】第２の実施形態による水処理装置の上から見
た内部構造を示す図である。

【図１１】図１０の水処理装置の側面から見た内部構造
を示す図である。

【図１２】第３の実施形態による水処理装置の側面から
見た内部構造を示す図である。

【図１３】第４の実施形態による水処理装置の上から見
た内部構造を示す図である。

【図１４】第５の実施形態による水処理装置の上から見
た内部構造を示す図である。

【図１５】第６の実施形態による水処理装置の側面から
見た内部構造を示す図である。

【符号の説明】

１本体部２フロート部３予備処理槽４ａ生物学的処理槽４ｂ生物学的処理槽４ｃ生物学的処理槽５仕上げ槽６貯留槽７取水系１２ろ材ユニット１５送水管２７取水ポンプ２８スクリーン２９分岐管５１予備処理槽５３取水系５４取水ポンプ５５スクリーン５６送水管５７分岐管６２ａ生物学的処理槽６２ｂ生物学的処理槽６２ｃ生物学的処理槽６２ｄ生物学的処理槽６２ｅ生物学的処理槽６３曝気用の隙間６４ろ材ユニット７１ろ材ユニットＦひも状ろ材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】微生物の定着用のろ材が充填された生物
学的処理槽を備えた水処理装置において、前記生物学的
処理槽における被処理水の流れが当該生物学的処理槽の
一つの隅頂角部から、この一つの頂角部に対して対角位
置にある他の隅頂角部に向けて流れる対角流となるよう
にされていることを特徴とする水処理装置。
【請求項２】上面が水面から若干出るような状態で、
水中に浮上設置するかまたは水底に支持させて設置して
使用されるようになっている水処理装置において、前記
本体部は、被処理水から砂などの除去を行なうための予
備処理槽、微生物の定着を可能とするろ材を充填した複
数の生物学的処理槽、および前記各生物学的処理槽での
処理を経た被処理水から浮遊物の除去を行なうための仕
上げ槽を含んでいることを特徴とする水処理装置。
【請求項３】取水ポンプ、この取水ポンプに接続され
た送水管、および前記取水ポンプへの大型浮遊物の侵入
を防止するために被処理水中の大型浮遊物ろ過用として
配されたスクリーンを含んでなる取水系を備えており、
そしてこの取水系にあって前記送水管に分岐管が接続さ
れており、この分岐管により前記取水ポンプによる送水
圧を受けた水を分流するとともに、この分流水を前記ス
クリーンに向けて放水することで前記スクリーンの目詰
まりを防止できるようにしてある請求項２に記載の水処
理装置。
【請求項４】取水系における取水端が浄化対象水域の
水面に近接するようにしてある請求項２または請求項３
に記載の水処理装置。
【請求項５】仕上げ槽における沈降物を生物学的処理
槽に返送するようにしてある請求項２〜請求項４の何れ
か１項に記載の水処理装置。
【請求項６】生物学的処理槽におけるろ材がひも状ろ
材であり、このひも状ろ材がすだれ状にして充填されて
いる請求項２〜請求項５の何れか１項に記載の水処理装
置。
【請求項７】予備処理槽に浮遊物付着用のろ材が充填
されている請求項２〜請求項６の何れか１項に記載の水
処理装置。
【請求項８】予備処理槽で生じる沈降物を当該予備処
理槽から抜き取って貯留する貯留槽をさらに備えている
請求項２〜請求項７の何れか１項に記載の水処理装置。
【請求項９】貯留槽で沈降物から分離した水を生物学
的処理槽に供給するようにてある請求項８に記載の水処
理装置。
【請求項１０】枠体にひも状ろ材をすだれ状にして保
持させることでろ材ユニット化を形成し、このろ材ユニ
ットの左右両側部または左右何れかの側部に曝気用の隙
間を設けるか、または前記ろ材ユニットを左右で分割配
置し、この左右分割配置の両ろ材ユニットの間に曝気用
の隙間を設けてある請求項１〜請求項９の何れか１項に
記載の水処理装置。