JP2013154298A - 水処理用濾材及び浄化槽 - Google Patents

Abstract

【課題】内部に設けられた空洞部と、その空洞部に対する液体の進入を許す複数の開口部を備えた水処理用濾材をより簡単な操作で獲得可能とすること、及び同水処理用濾材を槽内に備えた浄化槽を提供することにある。
【解決手段】筒状の濾材本体４と、濾材本体４の一対の開口部の縁部から濾材本体の径方向内側に向かって延設されている遮蔽体部６Ａ，６Ｂとが一体成形されており、一方の開口部に延設された第１遮蔽体部６Ａと他方の開口部に延設された第２遮蔽体部６Ｂとが、濾材本体の軸芯Ｘに沿った投影面上で互いに補完し合うように配置されている水処理用濾材１とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、内部に設けられた空洞部と、その空洞部に対する液体の進入を許す複数の開口部を備えた水処理用濾材、及び同水処理用濾材を槽内に備えた浄化槽に関する。

この種の水処理用濾材に関連する先行技術文献情報として下記に示す特許文献１がある。この特許文献１に記された水処理用濾材は、通水穴を備えた容器状の保持体に繊維塊などの担体が充填された構成を有するので、保形性の低い担体を単独で使用する場合よりも全体形状が大きくなるため、例えば流動床式の浄化槽で用いる場合に粗いスクリーンでも流出を防止、担体の追加や回収も容易に行うことが可能となっている。

さらに、固形有機物が内部の空洞部に進入し易く、また、空洞部に収納された担体の表面や内部において微生物によって液状に分解された有機物が外部に流出し易いように、保持体を多数の線状骨格で構成された球状体とすることで、保持体の表面における空隙率が高められている。

保持体はいずれも半球状の上半体と下半体とを接合することで球状に形成されており、そのために、上半体と下半体の一方に接合用突出部を設け、他方に接合用穴を設けられた構成とされている。

実用新案登録第３１４９１７３号公報（０００８段落、図１）

しかし、特許文献１では、水処理用濾材としての保持体を完成させるために上半体と下半体とを所定の向きで対向させて接合するという面倒な工程が必要であった。しかも、その工程の途中で内部に担体を収納する工程を加える必要があるため、実際には、下半体を頂点が下になるように配置しておいて繊維塊などの担体を入れ、そこに頂点が上とされた上半体を被せて、両半体の各環状端面どうしを接合用穴に対して接合用突出部を係入させることで接合するといった、一連の煩雑な操作が必要であった。また、両半体の接合不良などがあると、流動床などで使用の際に水流や壁体との衝突などにより保持体が接合面で分解してしまう虞もあった。

そこで、本発明の目的は、上に例示した従来技術による水処理用濾材が与える課題に鑑み、内部に設けられた空洞部と、その空洞部に対する液体の進入を許す複数の開口部を備えた水処理用濾材をより簡単な操作で獲得可能とすること、及び同水処理用濾材を槽内に備えた浄化槽を提供することにある。

本発明による水処理用濾材の特徴構成は、
筒状の濾材本体と、前記濾材本体の一対の開口部の縁部から前記濾材本体の径方向内側に向かって延設されている遮蔽体部とが一体成形されており、
一方の前記開口部に延設された第１遮蔽体部と他方の前記開口部に延設された第２遮蔽体部とが、前記濾材本体の軸芯に沿った投影面上で互いに補完し合うように配置されている点にある。

上記の特徴構成を備えた水処理用濾材では、筒状の濾材本体の一対の開口部の縁部から遮蔽体部が濾材本体の径方向内側に向かって延設されているので、濾材本体の内部の空洞部にスポンジ状などの微生物繁殖用の担体を収納すれば、担体の流出が遮蔽体部によって防がれ、しかも、遮蔽体部に隣接配置された開口部を介して液体が空洞部に対して出入りできるので、浄化槽などの水処理設備中で長期間に亙って水処理用濾材としての能力を保持できる。

また、一方の前記開口部に延設された第１遮蔽体部と他方の前記開口部に延設された第２遮蔽体部とが、前記濾材本体の軸芯に沿った投影面上で互いに補完し合うように配置されている点を利用して、このような形状に対応した中子を有する金型セットを組み合わせることで、水処理用濾材を樹脂の射出成形などによって簡単に製造することが可能となる。

このような金型セットとしては、例えば、固定式の第１型と、第１型に対して筒状の濾材本体の軸芯に沿って上方から近接移動可能な可動式の第２型とを設け、第１型の上面には、第１遮蔽体部に隣接して形成される開口部と合致した断面形状と位置を持ちつつ筒状の濾材本体の軸芯に沿って延びた第１中子部を立設し、第２型の下面には、第２遮蔽体部に隣接して形成される開口部と合致した断面形状と位置を持ちつつ前記軸芯に沿って延びた第２中子部を立設すればよい。

第２型を第１型に対して所定の位置まで下降させると、第２中子部と第１中子部の大半が互いに重ね合わされることで、水処理用濾材の中央の空洞部に相当する領域には樹脂の流入可能な空間が全く形成されず、第１中子部の上端と第２型の下面との間には濾材本体の上面に対応する所定の厚さの上部空間が得られ、第２中子部の下端と第１型の上面との間には濾材本体の下面に対応する所定の厚さの下部空間が得られる。

尚、互いに重ね合わされた第１中子部と第２中子部に対して、所定の間隔を空けつつ４つの側部可動型を前後左右の横向きから近接させると、筒状の濾材本体を形成するための縦向き空間が、下部空間及び上部空間と連通した状態で得られる。
そこで、第１型の上面に開口した注入路から例えば縦向き空間に溶融樹脂を注入すると、樹脂が縦向き空間と、縦向き空間と連通した下部空間及び上部空間とに充填され、樹脂の固化後に第２型を引き上げれば、前述の水処理用濾材が得られることとなる。

本発明の他の特徴構成は、前記濾材本体の側面に前記濾材本体の内部空間を介して前記開口部と連通する補助開口部が形成されている点にある。

本構成であれば、遮蔽体部に隣接配置された開口部のみでなく、側面の補助開口部をも介して液体が空洞部に対して出入りでき、水処理用濾材に収納されたスポンジ状などの担体や水処理用濾材の内面に担体として配置された表面と被処理液体との接触機会が増大することで、水処理用濾材としての能力が高められる。

本発明による浄化槽の特徴構成は、請求項１または２に記載の水処理用濾材を槽内に備えている点にある。

上記の特徴構成を備えた浄化槽では、槽内に備えた水処理用濾材において、筒状の濾材本体と、濾材本体の一対の開口部の遮蔽体部が一体形成されているので外力に強く、したがって、長期的に安定した処理が行える。

本発明に係る水処理用濾材を示す斜視図である。 容器状担体にスポンジ状担体を収納する過程を示す斜視図である。 容器状担体のための金型セットを示す斜視図である。 金型セットによる容器状担体の成形過程を示す一部破断斜視図である。 別実施形態による容器状担体を示す斜視図である。 図５の容器状担体の変形例を示す斜視図である。 図５の容器状担体の別の変形例を示す斜視図である。 別実施形態による容器状担体を示す斜視図である。 図８の容器状担体の変形例を示す斜視図である。 図８の容器状担体の別の変形例を示す斜視図である。 別実施形態による金型セット及び対応する容器状担体を示す略図である。 図１１に示す金型セットによって得られる容器状担体の平面図である。 図１１に示す金型セットを示す斜視図である。

以下に本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、樹脂製の容器状担体１（本発明に係る水処理用濾材の一例）と、容器状担体１の内部に収納されたポリウレタン製などのスポンジ状担体２０とからなる複合型の水処理用濾材を示す。この場合、容器状担体１の内面と、スポンジ状担体２０の表面及び内部に設けられた無数の不規則形状の流路とが、微生物繁殖用の担体部として機能できる。

（容器状担体の構成）
容器状担体１は、全体として概して立方体状を呈し、容器状担体１の内面形状も概して立方体状である。この立方体の４つの側壁部４は筒状の濾材本体を構成し、その濾材本体の上下一対の開口部の縁部からは、区切り部６Ａ，６Ｂが濾材本体の径方向内側に向かって一体的に延設されて、複数の小開口部５Ａを備えた上壁部２と下壁部３を形成している。

この実施形態では、区切り部６Ａ、６Ｂが開口部の縁部から棒状に延設され複数の小開口部５Ａを形成しているが、区切り部６Ａ、６Ｂは開口部の縁部から面状に延設されるものであってもよく、例えば区切り部６Ａは小開口部５Ａを形成せずに面状に延設されて上壁部２を形成してあってもよい。また、４つの側壁部４の各々にも矩形窓状の補助開口部５Ｂが形成されることで、容器状担体１の内部の空洞部に対する液体の出入りが更に容易化されているが、側壁部４の補助開口部５Ｂは必須ではない。

容器状担体１の角部が隣接した容器状担体１の小開口部５Ａや補助開口部５Ｂに引っ掛かった状態になり難いように、容器状担体１の８つの角部は丸みを帯びた形状を備えている。

側壁部４に設けられた複数の補助開口部５Ｂどうしを区切る区切り部６Ｃの形状は概して十字状であるが、上壁部２と下壁部３に設けられた複数の小開口部５Ａどうしを区切る区切り部６Ａ,６Ｂの形状は単なる十字状とは異なる特殊な形状を呈している。

具体的には、上方の開口部５Ａに延設された区切り部６Ａ（第１遮蔽体部の一例）と下方の開口部５Ａに延設された区切り部６Ｂ（第２遮蔽体部の一例）とは、容器状担体１の中心を上下に延びる軸芯Ｘに沿った投影面上で互いに補完し合うように配置されている。

言い換えれば、例えば、下壁部３に設けられた区切り部６Ｂと、上壁部２に設けられた４つの区切り部６Ａの間に形成された平面視で十字状の開口部５Ａとは、平面視で概して十字状の略一致した形状を備えている。

（成形装置の構成）
容器状担体１は、このような特殊な形状を備えるので、以下に示す金型セットを有する射出成形装置を用いて成形することが可能である。
図３に示す金型セットは、主に容器状担体１の下面３を成形するための下部固定型８と、主に容器状担体１の上面２を成形するための上部可動型９と、主に容器状担体１の４つの側面４を成形するための４つの側部可動型１０とを有する。４つの側部可動型１０は、互いに対向配置される一対の第１側部可動型１０Ａ，１０Ｂと、互いに対向配置される一対の第２側部可動型１０Ｃ，１０Ｄとからなる。

下部固定型８の上面には、容器状担体１の上壁部２に形成すべき４つの区切り部６Ａとそれに隣接する４つの開口部５Ａとの形状に対応する断面形状の４つの第１形中子８Ａが上向きに立設されている。
上部可動型９の下面には、容器状担体１の下壁部３に形成すべき１つの区切り部６Ｂの形状に対応する断面形状の１つの第２形中子９Ａが下向きに立設されている。

４つの側部可動型１０の各側面には、容器状担体１の４つの側面に十字状の区切り部６Ｃによって区切られた状態で形成すべき４つの矩形の開口部５Ｂの形状に対応する断面形状の４つの第４形中子１１が横向きに立設されている。

そこで、上部可動型９の中子９Ａが下部固定型８の４つの中子８Ａの間に挿入されるように、下部固定型８の４つの中子８Ａの各上端面が上部可動型９の平坦な下面に当接するまで上部可動型９を下部固定型８に近接移動すると、上部可動型９の下面付近と下部固定型８の上面付近のみに区切り部６Ａ，６Ｂの厚さと対応する上下に薄い間隙空間が得られ、残りの領域には中央部も含めて実質的に間隙が全くない状態が得られる。

次に、このようにして全部で５個の中子８Ａ，９Ａによって得られた立方体状の塊の互いに対向する２つの側面に対して合計８つの中子１１が押付けられるように、一対の第１側部可動型１０Ａ，１０Ｂを横移動し、さらに、同塊の別の２つの側面に対して合計８つの中子１１が押付けられるように、一対の第２側部可動型１０Ｃ，１０Ｄを横移動する。

このようにして図４に示す状態で、上部可動型９と第１側部可動型１０Ａ，１０Ｂと第２側部可動型１０Ｃ，１０Ｄとを下部固定型８に対して固定し、下部固定型８に設けられた注入路８Ｃを介して外部から溶融状態の樹脂を射出し、樹脂の固化後に各可動型を取り外せば、図２に示す形状の容器状担体１が得られる。上記の射出成形に適用する樹脂としては、例えば、ＰＰ樹脂、ＰＥ樹脂、ＰＶＣ樹脂、ＡＢＳ樹脂などから選択すればよい。

尚、図３、４に示す成形装置の金型セットは、下部に固定型８を有し、上部に可動型９を有するが、これに限られるものではなく、上部の金型９を固定型とし、下部の金型８を可動型とした構成で実施してもよい。或いは、例えば、図３、４に示す側部可動型１０Ａを固定型とし、残りの全ての金型を可動型とする構成で実施してもよい。

（浄化槽の構成）
上記の水処理用濾材を浄化槽に適用する場合、浄化槽内部の固定床あるいは流動床の槽内に水処理用濾材を備えた浄化槽の構成が挙げられる。水処理用濾材は固定床の槽内に静置させてあっても流動床の槽内で被処理水と共に流動させてあってもよい。槽内に備えられた水処理用濾材は一体的に成形されているので外力に強く、水処理用濾材を槽内に投入する際や、水処理中の処理水流れによって、水処理用濾材が槽内あるいは他の担体に衝突しても破損したり摩耗する虞を低減できる。よって、浄化槽内における生物処理を長期的に安定して行うことができる。

〔別実施形態〕
〈１〉図１の複合型の水処理用濾材は、図２に示すように、樹脂の射出成形によって一体成形された容器状担体１の空洞部に対して、スポンジ状担体２０を収納することで得られるが、スポンジ状担体２０を収納する前の容器状担体１のみを非複合型の水処理用濾材として用いることも可能である。この場合、容器状担体１の内面のみが微生物繁殖用の担体部として機能するが、開口部に設けた遮蔽体部が、筒状の濾材本体の内部を流通する液体の流れを遮り、流通速度を緩和するので、開口部に遮蔽体部を設けていない筒状濾材に比べて、効果的に微生物を繁殖保持することができる。

〈２〉容器状担体１のみを非複合型の水処理用濾材として用いる場合は、容器状担体１の内面の比表面積を大きくすることで、より効果的に微生物を繁殖保持することができる。比表面積を大きくするための具体的な手段としては、例えば、容器状担体１を樹脂の射出成形によって成形する際に用いる４つの第１形中子８Ａの外側面に平面視で波状の輪郭を備えた微細な凹凸形状を与えておく方法などがある。

〈３〉容器状の第１担体は必ずしも上記実施形態に示した容器状担体１のように立方体である必要はなく、図５に例示するような平面視で六角形の外形を備えた筒状の容器状担体としてもよい。
図５に例示する容器状担体１では、上面２の中心から径方向外向きに３本の棒状の区切り部６Ａ（第１遮蔽体部の一例）が放射状に延設され、下面３には上下の軸芯Ｘに沿った投影面上で区切り部６Ａと補完し合う３本の鈎型の区切り部６Ｂ（第２遮蔽体部の一例）が延設されている。全ての側面には２つ以上の補助開口部５Ｂが形成されている。

ここでは平面視で六角形の筒状の容器状担体１は、軸芯方向の向きを一定に揃えるという条件の下で、空間充填立体すなわち一定の空間内に同じ形状の立体を間隙なく充填可能な立体の立方体以外の例として採用されている。空間充填立体であれば、球状や円筒状の場合に比べて、一定の空間内により多量の容器状担体１を詰め込むことが可能となり、輸送や貯蔵に要するコストを削減できる。

〈４〉また、必ずしも上下面と側面との全てに開口部５Ａ，５Ｂが形成されている必要はなく、例えば、図６に例示するように、側面に補助開口部５Ｂがなく、上下面のみに小開口部５Ａが形成されている形態で実施してもよい。

〈５〉或いは、図７に例示するように、容器状担体１の内面に中心向きに突出したフィン状突起３０を一体的に設けることが可能である。これらの突起３０は中にスポンジ状担体２０Ａを収納して用いる場合に、そのスポンジ状担体２０Ａの移動や抜け落ちを抑制する効果を有する。当然ながらフィン状突起３０は図１〜図４に示した立方体状の容器状担体１に対しても適用可能である。

〈６〉容器状担体１は必ずしも空間充填立体である必要はなく、図８〜図１０に例示するような円筒状の容器状担体１としてもよい。図８に示す例では、上面２に４本の棒状の区切り部６Ａ（第１遮蔽体部の一例）が互いに平行に延設され、下面１３には上下の軸芯Ｘに沿った投影面上で区切り部６Ａと補完し合う４本の区切り部６Ｂ（第２遮蔽体部の一例）がやはり互いに平行に延設されている。

図８は上下面と側面との全てに開口部（小開口部５Ａ及び補助開口部５Ｂ）が形成されている例、図９は側面に補助開口部５Ｂがなく、上下面のみに小開口部５Ａが形成されている例、図１０は図８に基づく容器状担体１の内面に中心向きに突出したフィン状の突起３０を一体的に設けた例である。

〈７〉図１１は、図３に例示された金型セットの別実施形態と、同金型セットによって得られる容器状担体１の外観斜視図を示す。この金型セットでは、上部可動型９から下方に延びている中子９Ａと下部固定型８から上方に延びている中子８Ａとを同一形状とすることで、金型製作に要するコストが低減化されている。尚、図１１からは４つの側部可動型１０が省略されている。図１３は下部固定型８及び中子８Ａの斜視図であるが、上部固定型９及び中子９Ａも全く同じ形状を有する。図１１の金型セットによって得られる容器状担体１の平面図である図１２からも理解されるように、ここでも、この金型セットを用いて形成される容器状担体１は、上方の開口部５Ａに延設された区切り部６Ａ（第１遮蔽体部）と下方の開口部５Ａに延設された区切り部６Ｂ（第２遮蔽体部）とが、濾材本体の軸芯Ｘに沿った投影面上で互いに補完し合うように配置された形態となっている。

〈８〉容器状担体１の中に収納するスポンジ状担体２０としては、水中に浸漬させることで数倍から数十倍に膨潤する水膨潤性スポンジ担体などを用いることも可能である。

内部に設けられた空洞部と、その空洞部に対する液体の進入を許す複数の開口部を備えた水処理用濾材に従来見られた課題を解決するための技術として利用可能な発明である。

１ 容器状担体（水処理用濾材）
４ 側壁部（筒状の濾材本体）
５Ａ 小開口部
５Ｂ 補助開口部
６Ａ 区切り部（第１遮蔽体部）
６Ｂ 区切り部（第２遮蔽体部）

Claims (3)

1. 筒状の濾材本体と、前記濾材本体の一対の開口部の縁部から前記濾材本体の径方向内側に向かって延設されている遮蔽体部とが一体成形されており、
   一方の前記開口部に延設された第１遮蔽体部と他方の前記開口部に延設された第２遮蔽体部とが、前記濾材本体の軸芯に沿った投影面上で互いに補完し合うように配置されている水処理用濾材。
2. 前記濾材本体の側面に前記濾材本体の内部空間を介して前記開口部と連通する補助開口部が形成されている請求項１に記載の水処理用濾材。
3. 請求項１または２に記載の水処理用濾材を槽内に備えた浄化槽。

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