JP2001300571A - 水処理装置の流動床用濾材 - Google Patents

水処理装置の流動床用濾材

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JP2001300571A
JP2001300571A JP2000122118A JP2000122118A JP2001300571A JP 2001300571 A JP2001300571 A JP 2001300571A JP 2000122118 A JP2000122118 A JP 2000122118A JP 2000122118 A JP2000122118 A JP 2000122118A JP 2001300571 A JP2001300571 A JP 2001300571A
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Masaaki Shintani
正明 新谷
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NIPPON DEVICE KOGYO KK
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    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】浄化能力の高い流動床用濾材を提供する。 【解決手段】担体6を構成する面15同士の面交角が内
周面及び外周面ともに鈍角となるハニカム構造体とし、
その材質としてはオレフィン系樹脂の発泡押し出し成形
品とし、表面を適当に荒らして表面積をより多くし、浄
化能力を高める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、汚水や廃水などの
水を浄化処理する水処理装置の流動床用の濾材に関する
ものである。
【0002】
【従来技術】この種の水処理装置としては、微生物を付
着増殖させる採石やプラスチックなどの濾材をろ過槽に
固定する固定床方式と、微生物を付着増殖させて濾材を
浮遊状態で設置する流動床方式とがあるが、近年、BO
D(生物化学的酸素要求量)負荷に対する浄化能力の継
続的な維持が可能な流動床方式が注目されている。
【0003】流動床方式の濾材の浄化能力は、単位面積
辺りに保持し得る生物量によって決定されるため、従来
は、その表面積を大きくするために、円柱状をした軟質
スポンジ状の担体や、表面を粗面にした円筒状の担体が
提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、スポンジ状
の濾材は、その内部が連続気泡の多孔質体であるが故
に、汚水を内部にまで浸透させて有機物を捕捉可能であ
るが、内部の流動性が悪いために、時間が経つに連れて
内部の気泡部分に汚泥が堆積し嫌気的条件になり易い。
従って、微生物による有機物の分解が十分行われなくな
り、汚泥が目詰まりして悪臭を放つ難点があった。
【0005】一方、表面を粗面とした円筒状濾材の場
合、内部に中空状のセル部を有するため、その中空セル
部を汚水が流動しやすく、スポンジ状の濾材に比べて嫌
気的条件になり難い点で優れているが、さらに表面積を
大きくして浄化能力を高め得る濾材の出現が望まれてい
るところである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題に
着目し、浄化能力が高く、かつその能力の継続的な維持
が可能な濾材について鋭意研究した結果、微生物を付着
させる担体として、特に、円筒状担体に比べて複数個集
合すれば同じ断面積でも、表面積が大きく取れる六角形
状のハニカム構造体がその浄化能力も高くなり、かつ安
定した構造故に剛性も高く、耐久性も向上することを見
出し、本発明を完成するに至った。
【0007】上記の構成においては、ハニカム構造体を
構成する筒壁同士が互いに交わる面交角が鈍角形状とな
るため、その交角部分に汚泥が堆積し難く、嫌気的条件
になり難い点で、筒壁同士の面交角が鋭角となる三角筒
あるいは四角筒に比べて有利であり、かつ表面積が大き
くとれる分、その浄化能力も円筒状濾材に比べて高くで
きる。
【0008】本発明では、上述のようにハニカム構造体
が最適であるが、汚泥の堆積を防止できる点で、隣接す
る筒壁同士が交わって形成される面交角が鈍角形状とな
る他の角筒であってもよい。また、ハニカム構造体は、
複数の六角筒を集合してなるハニカム構造体が好適であ
るが、これに限らず、単一のハニカム構造体であっても
よい。
【0009】複数の六角筒の集合ハニカム構造体として
は、特に、4個以上の六角筒の筒壁を互いに面接合して
なるハニカム構造体の方が、生産性の面から好適であ
る。また、流動床用濾材として良好な浮遊状態とセル内
部への良好な流動性が得られる集合ハニカム構造体とし
ては、全体の左右前後幅及び高さが約50mm以内に抑
えるのが好ましい。さらに、ハニカム構造体のセル幅に
対する高さの比率は特に限定されるものではないが、水
の良好な流動性を得る上においては、セル幅(集合ハニ
カム構造の場合は全体の左右前後幅)と高さを略同一
か、又は高さをセル幅よりも小さく設定するのが好適で
ある。
【0010】また、担体の表面(外周面のみならず、内
周面も含む)は平滑であってもよいが、浄化能力をさら
に高めるには筒壁の表面積を大きくできる粗面構造とす
るのが好適である。この粗面形成手法としては、ハニカ
ム構造体の製造後に物理的あるいは化学的に粗面処理を
行う手法も採用可能であるが、薄肉形状のハニカム構造
体を樹脂成形する場合には、成形時に発泡剤を混入して
発泡成形すれば、成形品の表面に開放した気泡部分が現
われ、表面積の大きい粗面構造となる。この場合の成形
品の内部は、汚泥の浸透を防止するため、独立気泡の発
泡樹脂とするのが好適である。
【0011】担体の素材としては、特に限定されるもの
ではないが、量産性や流動床用濾材の特性を考慮すれば
合成樹脂、中でも、押出し成形時の流動性がよく、耐水
性の面でも優れ、かつ成形品として良好な浮遊状態が得
られる比重の小さいポリプロピレン等のオレフィン系樹
脂により成形するのが好ましい。
【0012】さらに、これらの担体の成形方法として
は、インジェクション、注型成形など各種成形方法が採
用可能であるが、同一断面のハニカム構造体の成形法と
して押出し成形法が最適である。
【0013】従って、本発明において、4個以上の集合
体からなるハニカム構造体であって、オレフィン系樹脂
による薄肉形状の発泡押出し成形体が最適な実施形態と
いえる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は水処理装置の概略斜視図、図
2は曝気装置における散気管の斜視図、図3は流動床用
濾材の斜視図、図4は同じくその平面図である。
【0015】図1のごとく、水処理装置1は、汚水を流
入ろ過するろ過槽2と、このろ過槽2に汚水を流入する
流入管3と、浄化された水を排出する排水管4と、濾材
5等の担体を強制的に水に浮遊させ、汚水などを循環さ
せて担体6の表面に形成された生物膜と汚水中の有機物
との接触機会を多くする曝気装置7と、ろ過槽2内に投
入され水に浮遊して汚水の有機物を分解する流動床用濾
材5とを備えたものである。
【0016】本実施形態における水処理装置1は、濾材
5の構成以外は、通常の水処理装置に使用される周知構
造のものであるので、その構成を簡単に説明すると、ろ
過槽2は、汚水を貯溜可能な容積を有するもので、流入
管3及び排水管4が接続されている。曝気装置7は、ろ
過層2の下部に設置された複数の散気管10と、この散
気管10に空気を送り込むブロア−11とを備えてい
る。散気管10は、図2のごとく、下部に直径3mm程
度の複数の散気孔13が周方向に45°間隔で、かつ管
長さ方向に40mmピッチ程度で千鳥状に形成されてい
る。
【0017】次に、本発明の特徴的構成である流動床用
の濾材5は、図3のごとく、担体6として、隣接する筒
壁15同士が交わる面交角(内周面15aの面交角Θ
1、外周面15bの面交角Θ2)が共に鈍角となる六角
筒の単一ハニカム構造体が採用されている。
【0018】このハニカム構造体は、ポリエチレンまた
はポリプロピレン等のオレフィン系樹脂による独立気泡
の発泡押出し成形品であって、その密度が0.9〜0.
98g/cm3に設定されたもので、筒壁15の肉厚が
0.4〜4mm程度の薄肉形状とされているが故に、独
立気泡が表面に現われた部分では気泡部分が開放された
形態となり、筒壁15の内外周面15a,15bが粗面
化して表面積が大きく取れるようになっている。
【0019】また、ハニカム構造体は、水の流動性を良
好にするため、そのセル幅Dと高さHは略同一に設定さ
れている。具体的には、セルサイズと高さが共に4mm
のものから、40mm×40mmのものまで各種サイズ
のものが例示できる。
【0020】上記濾材6の成形方法は、ポリエチレンま
たはポリプロピレン等のオレフィン系樹脂に発泡剤を混
入し、図示しない押し出し成形機により押し出し成形
し、断面六角形のハニカム構造のチューブを成形し、こ
れを所定寸法Hに切断して流動床用濾材5を形成するこ
とができる。
【0021】この濾材6をろ過槽2に投入すると、担体
6がハニカム形状であり、その面交角が鈍角であること
から、その交角部に汚泥が堆積し難く、その部分が嫌気
化するおそれもなく、良好な好気的条件下で微生物によ
る有機物分解処理が可能となる。また、ハニカム構造体
は発泡構造となっているため、その表面が粗面状態にな
って表面積が大きくなり、より浄化能力を高めることが
できる。また、担体6のセルサイズDと高さHが略同一
であるため、長尺筒体に比べてセル内部への水の流動性
も良好なものとなる。
【0022】この濾材5は、上記の実施形態のように単
一ハニカム構造体とする場合に限らず、図5及び図6の
ごとく、複数個集合させた集合ハニカム構造体としても
よい。 図5は4個の六角筒6をその筒壁15の2面又
は3面同士を互いに面接合して密集させた集合ハニカム
構造体の平面図である。
【0023】この集合ハニカム構造の濾材5は、上記実
施形態と同様に、ポリプロピレンの発泡押出し成形品と
して得られ、4個の六角筒の筒壁を面接合して同時に押
出し成形したものであるため、単一又は2個あるいは3
個の角筒を成形する場合に比べて、成形時間の短縮と生
産コストの低減が図れる。
【0024】図6は合計16個の六角筒を密集させて集
合ハニカム構造体とした濾材の平面図である。この場合
も上述と同様にオレフィン系の発泡合成樹脂による押出
し成形品として製造することができる。
【0025】図5及び図6に示すいずれの実施形態にお
いても、同一断面のセルを得る上においては、円筒状の
担体に比べてより大きな表面積を確保でき、汚水との接
触面積が多くなり、浄化能力が高いものとなる。
【0026】なお、図5及び図6のいずれの実施形態に
おいても、良好な浮遊状態と水の流動性を考慮して、集
合体全体の前後左右幅及び高さが最大でも約50mm以
内、好ましくは40mm以内に設定されている。図5及
び図6において、その他の構成及び作用は図1〜図4に
示す実施形態と同様である。
【0027】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の範囲内で多くの修正、変更を
加えることができるのは勿論である。例えば、上記実施
形態においては、ハニカム構造体の濾材を例示したが、
これに限らず、面交角が鈍角である他の角筒形状を採用
してもよいことは勿論である。また、集合ハニカム構造
体として、4個及び16個の集合体を例示したが、その
他複数の六角筒を互いに密接させた集合体であってもよ
いことは勿論である。
【0028】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、流動床用の濾材として面交角が鈍角となる角筒
形状、特に、ハニカム構造体としているので、交角部分
に汚泥が堆積することがなく、好気的条件下で、汚水中
の有機物を効果的に分解させることができる。また、こ
の濾材として、発泡成形品を採用した場合、その表面が
適当に荒れて表面積を多くすることができ、浄化能力を
高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態の水処理装置の斜視図
【図2】その曝気装置の散水管を示す斜視図
【図3】本実施形態の濾材の斜視図
【図4】その平面図
【図5】4個の六角筒を集合させた集合ハニカム構造体
の平面図
【図6】16個の六角筒を集合させた集合ハニカム構造
体の平面図
【符号の説明】
1 水処理装置 2 ろ過槽 3 流入管 4 排水管 5 濾材 6 担体 7 曝気装置 15 筒壁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4B029 AA02 AA21 BB02 BB04 BB06 CC02 CC08 CC13 DA03 DB11 DG10 4B033 NA02 NA11 NA12 NA13 NA19 NB02 NB12 NB37 NB66 NC04 ND04 ND20 4D003 AA12 AB02 EA03 EA28 EA30 EA38

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】微生物を付着させる担体が、その筒壁の面
    交角を鈍角となる角筒形状に形成されたことを特徴とす
    る水処理装置の流動床用濾材。
  2. 【請求項2】前記担体が六角形状の単一ハニカム構造体
    とされた請求項1記載の濾材。
  3. 【請求項3】前記担体が、複数の六角筒を集合してなる
    集合ハニカム構造体とされた請求項1記載の濾材。
  4. 【請求項4】前記担体が、4個以上の六角筒を互いに面
    接合してなるハニカム構造体とされた請求項1記載の濾
    材。
  5. 【請求項5】前記担体は、そのセル幅と高さが略同一に
    設定された請求項1〜4のいずれかに記載の濾材。
  6. 【請求項6】前記担体が発泡樹脂で成形されてなる請求
    項1〜5のいずれかに記載の濾材。
  7. 【請求項7】前記担体がオレフィン系樹脂の発泡押し出
    し成形品である1〜6のいずれかに記載の濾材。
  8. 【請求項8】請求項1〜7のいずれかに記載の流動床用
    濾材をろ過槽に流動可能に浮遊させてなる水処理装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103755008A (zh) * 2013-12-25 2014-04-30 北京鑫大禹环保工程有限责任公司 一种新型流化床生物膜载体
CN104193014A (zh) * 2014-09-19 2014-12-10 南京大学 一种用于去除水中戊唑醇复式反应器及其系统和方法

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