JP2020081906A - 水処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 水処理部に散気装置が設けられた水処理装置において、当該水処理部における高い散気能力と清掃作業性を同時に確保するのに有効な技術を提供する。【解決手段】 本発明の水処理装置にかかる排水処理装置１００では、第１水処理領域１６１に配置される第１散気管１７１と、第２水処理領域１６２に配置される第２散気管１７２とにつき、少なくとも一方に環状形成部１７１ａを設け、更に、第１散気管１７１を経由して第２散気管１７２の終端領域へと無分岐状に延在するエア供給通路１７３を形成する。【選択図】 図４

Description

本発明は、被処理水に対し所定の水処理を行う水処理部に散気装置を有する水処理装置の構築技術に関する。

水処理装置の一例として、ブロワから吐出された高圧エアを、散気管の散気孔から水処理部に向けて供給し、これによって被処理水に好気処理を施す散気装置を備えた技術が知られている。
かかる散気装置においては、散気管内に汚泥が堆積し、あるいは散気孔に汚泥が詰まるといった事象が発生する場合がある。このような場合、水処理効率が低減することを防止するために、速やかに散気管内の清掃を行うことが要請される。
このような散気装置における散気管内の清掃手法に関する技術として、特許文献１に開示された水処理装置の構成が知られている。当該水処理装置では、エアが導入される通気管と環状に形成された散気管を連接する接続管に、内接円がＲ３５ｍｍ以上の湾曲部を設けることで、清掃用掻き取りブラシが、当該内接円に沿って変形しつつ、通気管から散気管へと円滑に通過できるよう誘導する構成が採用されている。

ところで水処理装置においては、いわゆる大型処理槽と称呼される高容量タイプのものがあるが、水処理装置の大型化に伴って、水処理部の容量も必然的に増大するため、とりわけ、かかる高容量の水処理部においては、当該水処理部に対して如何に一様にエアを供給するか、そして、これによって散気処理効率を如何に高く維持するか、が重要な問題となる。

上記特許文献１に開示された技術では、確かに通気管から散気管への清掃用掻き取りブラシの挿通容易性が工夫され、更に散気管の環状構成により、当該散気管内での清掃用掻き取りブラシの円滑通過性が確保されているが、とりわけ上記高容量の水処理部にあっては、単なる環状の散気管では散気による全域的・かつ一様のエア供給が確保されない可能性もあり、一方、高容量の水処理部に隈なくエアを供給しようとして散気管の配置を高密度化すれば、散気管の配置構成が複雑化して、上記清掃用掻き取りブラシを用いた清掃作業に支障をきたす懸念がある。
特開２００８−１２４７０号公報

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、水処理部に散気装置が設けられた水処理装置において、当該水処理部における高い散気能力と清掃作業性を同時に確保するのに有効な技術を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明が構成される。なお、本発明は、一般家庭等から排出される生活排水や、産業廃水等の被処理水を処理する水処理装置の構築技術として好適に用いられる。

本発明にかかる水処理装置は、被処理水に対し所定の水処理を行う水処理部に散気装置を有する。ここでいう「所定の水処理」には、散気装置から供給された散気エアを用いることによって行われる種々の水処理が包含され、当該水処理として、典型的には、活性汚泥処理、流動ろ材（担体）を用いた処理、固定ろ材（担体）を用いた処理などが挙げられる。

本発明にかかる水処理装置は、散気装置によって被処理水に所定の水処理を行う水処理部を有する。前記水処理部は、前記水処理部の鉛直方向に視て、第１水処理領域と、第２水処理領域を有する。「水処理部の鉛直方向に視る」とは、水処理装置を設置予定箇所に配置した状態（典型的には設置領域に埋設）で、鉛直方向、すなわち上下方向に視ることを意味する。

前記散気装置は、エアが導入される通気管と、複数の散気孔を有するとともに前記通気管に接続された状態で前記第１水処理領域に配置される第１散気管と、複数の散気孔を有するとともに前記第１散気管に接続された状態で前記第２水処理領域に配置される第２散気管とを有する。通気管へのエア導入は典型的には水処理装置に付設されたブロワを用いて遂行される。

前記第１散気管および前記第２散気管の一方は、前記水処理部の鉛直方向視において、所定の環状形成部を有し、前記第１散気管および前記第２散気管の他方は、前記環状形成部の隣接外部領域または隣接内部領域に配置された隣接配置部を有する。「環状形成部」は、文字通り環状に形成された部材であれば足り、環状部分に更に別形状の部分が付属することを妨げない。また「環状」には、円環状のみならず、ラウンドコーナー処理された多角形環状構造も包含される。また、エアの導入部と排出部が幾何学的に一致する、閉じた環状構成までを必ずしも必要とするものではなく、例えば、Ｃ字形のように、完全に閉じていない円環構造も好適に包含される。

本発明にかかる水処理装置では、前記通気管から、前記第１散気管を経由して、第２散気管終端領域へと無分岐状に延在するエア供給通路が形成される。そして前記無分岐状のエア供給通路は、前記通気管に導入されたエアを、前記第１散気管および前記第２散気管それぞれの複数の散気孔から散気して前記第１水処理領域および前記第２水処理領域に供給する経路を構成するとともに、長尺方向と交差する方向へと変形自在とされた長尺状の清掃用掻き取り部材が清掃作業時に挿通される経路として構成されている。

「無分岐状」とは、文字通り分岐を有さない構造、すなわちエアの供給に関して「一筆書き」状に構成された通路構造がこれに該当する。かかる構成を採用することにより、エア供給通路を清掃する際、例えば清掃用ブラシ等に代表される清掃用掻き取り部材がエア供給通路に挿通される場合、当該清掃用掻き取り部材が、無分岐のエア供給通路の全てに行き渡ることができ、確実な清掃作業が担保されることになる。換言すれば、仮に、エア供給通路が一筆書き状ではなく、通路中途に分岐構造を有する場合、清掃用掻き取り部材が、当該分岐部のいずれかに進入してしまい、それ以外の分岐部に対する清掃が担保できない可能性が生じるが、本発明に係る水処理装置においては、無分岐構造を採用することにより、第１散気管および第２散気管の全ての領域に対して清掃用掻き取り部材がアクセス可能となり、当該懸念を確実に払拭することができる。

本発明にかかる水処理装置によれば、第１水処理領域および第２水処理領域に対応して、それぞれ第１散気管と第２散気管を対応させる構成を採用するとともに、少なくとも第１散気管および第２散気管の一方は、水処理部の鉛直方向視において環状形成部を有する構成とし、他方については、当該環状形成部に対する隣接配置部を有するよう構成としたことで、複数の水処理領域に対して万遍なく散気管を対応させることが可能となり、仮に水処理部が高容量化するような場合であっても、当該水処理部に対して一様に（ムラなく）エアを供給し、これによって散気処理効率を高く維持することが可能とされる。

さらに本発明にかかる水処理装置では、前記通気管から前記第１散気管を経由して第２散気管終端領域へと無分岐状に延在するエア供給通路が形成されることにより、エア供給通路を清掃する際、清掃用掻き取り部材が、無分岐のエア供給通路の全てに行き渡ることができ、確実な清掃作業が担保されることになる。

以上より、本発明にかかる水処理装置によれば、水処理部に散気装置が設けられた水処理装置において、当該水処理部における高い散気能力と清掃作業性を同時に確保するのに有効な技術が提供されることとなった。

上記した水処理装置では、前記第１水処理領域および第２水処理領域につき、前記第１散気管及び第２散気管を介して、単位時間当たりの散気量が略等しくなるように構成することが好ましい。かかる構成により、仮に水処理装置が高容量化するような場合においても、複数の水処理領域の隅々までエアを送り込んで散気処理を確実に遂行することが可能とされる。

また上記した水処理装置では、 前記水処理部に、好気性微生物を保持するための担体が、当該水処理部内を流動不能な状態で配置されるように構成することが好ましい。かかる構成により、特に、水処理装置が高容量化した条件で接触ろ床方式が採用される場合についても、本発明に係る部材構成を適用して確実に散気処理を遂行することが容易化される。なお前記担体は、前記水処理部の鉛直方向に関して、異なる充填態様の領域を有することが好ましい。充填態様を異ならせることで、散気処理効率と閉塞防止という２つの要請を最適化する構成が得られることになる。なお「異なる充填態様」とは、異なる種類ないし性状の担体を用いる態様、同種の担体を用いつつも、その充填手法が異なる態様等を広く包含することができる。更に充填態様につき、水処理部の鉛直方向に関して、上方側領域の充填密度を相対的に低く（相対的に疎の状態）、下方側領域の充填密度を高く（相対的に密の状態）なるように設定することが好ましい。かかる構成により、相対的に処理負荷が高くなり易い上方側領域については閉塞リスクを低減し、相対的に処理負荷が低くなり易い下方側領域については一層の処理効率向上を図ることが可能とされる。

また上記した水処理装置では、前記第１散気管および前記第２散気管の双方が、それぞれ環状形成部を有するよう構成することが好ましい。かかる構成により、仮に水処理装置が高容量化される等に起因して、第１水処理領域および第２水処理領域が相対的にサイズアップするような場合等についても、第１・第２散気管の各環状形成部が、それぞれ第１・第２水処理領域の隅々に至るまでエアを確実に供給することが期待され、散気処理の高効率化が図られることになる。

また上記した水処理装置では、前記第１散気管につき、一方端部が前記通気管に接続されるとともに、他方端部が前記第２散気管に接続され、前記第２散気管につき、一方端部が前記第１散気管に接続されるとともに、他方端部が前記通気管または前記第２散気管に接続され、これによって前記散気装置が一体状の剛体構造となるように構成することが好ましい。換言すれば、第１散気管の両端部および第２散気管の両端部が、いずれも他の散気装置構成部材に接続されることで、いわゆる「片持ち」レバー状の管配置構成を回避することができる。

かかる構成により、散気装置自体を、一定の強度剛性を有する構成部材化することができるため、水処理装置の組み付け時等に、散気装置配置のための特別な補強構造を省略することができ、装置構成における不要なコストアップ・構造複雑化を回避することができる。

また上記した水処理装置では、前記第２散気管の他方の端部に、前記清掃用掻き取り部材の通過を規制する規制部材を設けることが好ましい。かかる構成により、清掃用掻き取り部材が、必要以上に散気装置内を進み過ぎてしまい、かえって清掃作業の効率を悪化させるリスクを未然に防止することが可能とされる。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る排水処理装置について図１〜図５に基づいて説明する。なお本実施の形態は、一般家庭等から排出された生活排水（被処理水）の処理を行う排水処理装置を一例として説明する。

本発明における「水処理装置」の一実施の形態の排水処理装置１００の処理フローが図１に示される。
図１に示すように、本実施の形態の排水処理装置１００は、槽状に成形された槽本体１０１の内部に各種の浄化処理機構を収容している。大別すると、処理工程の順に対応して上流（図１中の左側）から沈殿分離槽１１０、嫌気濾床槽１３０、接触濾床槽１５０、処理水槽１９１、消毒槽１９２の各浄化処理機構が槽本体１０１に収容される。

槽本体１０１の内部に流入した排水は、沈殿分離槽１１０、嫌気濾床槽１３０、接触濾床槽１５０、処理水槽１９１、消毒槽１９２で順次浄化処理されたのち、槽本体１０１の外部へ放流される。なお、本実施の形態では、各槽において処理される汚水および当該汚水を処理する処理過程において流れる水を「被処理水」ないし「水」と記載する。

沈殿分離槽１１０は、槽本体１０１の最上流部に配置されており、流入口（図示省略）を通じて当該沈殿分離槽１１０に被処理水が流入する構成になっている。この沈殿分離槽１１０は、被処理水中に含まれる夾雑物を、流入バッフル（図示省略）などの固液分離手段を用いて被処理水から分離する処理を行う槽であり、被処理水の固液分離機能を果たす。この沈殿分離槽１１０において沈殿分離処理がなされた後の水は、その下流に配置された嫌気濾床槽１３０へと移流する。

嫌気濾床槽１３０は、被処理水中の有機汚濁物質を嫌気処理（還元）する機能を有する処理槽であり、典型的には、有機汚濁物質を嫌気処理（還元）する嫌気性微生物が付着する所定量の濾材が濾床に充填される構成を有する。この嫌気処理によってＢＯＤの低減と汚泥物の減量化が図られる。この嫌気濾床槽１３０で処理されたあとの水は、その下流に配置された接触濾床槽１５０へと移流する。

接触濾床槽１５０は、被処理水の好気処理及び濾過処理を行う機能を有する処理槽である。この接触濾床槽１５０で処理されたあとの水は、その下流に配置された処理水槽１９１へと移流する。

処理水槽１９１は、消毒槽１９２へ移流する前の水を一時的に貯留する機能を有する処理槽である。この処理水槽１９１に一時的に貯留された水は、その後消毒槽１９２へと移流する。なお、接触濾床槽１５０の水は、当該接触濾床槽１５０から処理水槽１９１へと底部移流式にて送られる（図２も併せて参照）。

消毒槽１９２は、処理水槽１９０から流入した水を消毒処理する機能を有する処理槽であり、典型的には、消毒処理を行うための消毒剤（固形塩素剤）が充填された薬剤筒（図示省略）を備えている。この消毒槽１９２において消毒処理された水は、槽本体１０１の外部へ放流される。

ここで、上記の接触濾床槽１５０の具体的な構成を図２及び図３を参照しながら説明する。図１における接触濾床槽１５０の断面構造が図２に示されている。また図２における接触濾床槽１５０の充填領域１５０ａの内部構造に係る斜視図が図３に示されている。

図２に示すように、本実施の形態の接触濾床槽１５０は、被処理水が槽上部から槽下部へと下向きに流下する流通経路に充填領域１５０ａを備え、当該充填領域１５０ａの下方に散気管１５５が配置された構成を有する。充填領域１５０ａは、第１充填部１５１及び第２充填部１５２を備えており、第１充填部１５１（充填領域上層）及び第２充填部１５２（充填領域下層）による２層構造になっている。この充填領域１５０ａは、被処理水に対し所定の水処理を行う水処理部であり、本発明における「水処理部」及び本発明における「充填部」を構成する。

本実施の形態では、さらに接触濾床槽１５０に散気装置１６３が設置されている。この散気装置１６３は、ブロワ１５３、通気管１７０、（図４以降で詳細に説明する）第１散気管１７１および第２散気管１７２を主体として構成されている。この散気装置１６３では、充填領域１５０ａの下層を構成する第２充填部１５２の下方に第１散気管１７１および第２散気管１７２が配設される構成になっている。そしてブロワ１５３から通気管１７０を通じて供給された圧縮エアが、第１散気管１７１および第２散気管１７２に順次に給送され、複数の散気孔（後述する散気孔１７１ｂ、１７２ｂ）から散気して、第２充填部１５２の下方から上方に向けてエアが供給される。また、ブロワ１５３と通気管１７０との間には着脱可能な継ぎ手１５０ｃが設けられており、第１散気管１７１および第２散気管１７２の清掃作業時には、当該継ぎ手１５０ｃが取り外されて、清掃作業アクセス路が確保される構成とされている。

ブロワ１５３は、通常運転時（散気運転時）及び逆洗運転時に運転され、逆洗運転時には通常運転時よりも風量が増加されたエアが、第１散気管１７１および第２散気管１７２から第２充填部１５２の各領域のうち逆洗領域の下方に供給される設定になっている。なお、本実施の形態の接触濾床槽１５０では、第２充填部１５２の下方に設置された第１散気管１７１および第２散気管１７２から供給されたエアは、第２充填部１５２及び第１充填部１５１において順次分散されて、充填領域１５０ａの全面に供給される構成になっている。本構成からこの接触濾床槽１５０は、「全面ばっ気式の接触濾床槽」ないし「全体ばっ気式の接触濾床槽」とも称呼される。

図３に示すように、第１充填部１５１は、ブロック状のへちま集合体１５１ａを充填する領域として構成される。具体的には、この第１充填部１５１では、水平方向に延在するへちまが互いに繋ぎ止められ（連結され）、１つの塊状の部材としてブロック化されている。このブロック状のへちま集合体１５１ａには、好気性微生物の生物膜が付着する。被処理水が第１充填部１５１を下向きに流下する際、へちま集合体１５１ａに付着した好気性微生物が被処理水と接触することによって、主に被処理水中の有機汚濁物質が好気処理（酸化）される。規則的に充填されたこのようなへちま集合体１５１ａは、「規則充填物」とも称呼される。

また、図３に示すように、第２充填部１５２は、多数の濾材１５２ａを不規則的にランダム充填する領域として構成される。濾材１５２ａは、中板状のへちま（外径ｄ２）で構成される。このような構成の濾材１５２ａが多数充填されたこの第２充填部１５２を、通常運転時（散気運転時）に被処理水が下向きに流下する際、主にこの濾材１５２ａによって被処理水中のＳＳ（浮遊物質）が濾過処理される。不規則的に充填されたこのような濾材１５２ａは、「不規則充填物」とも称呼される。

ここで、本実施の形態では、第１充填部１５１にブロック化された状態で充填されたへちま集合体１５１ａが、第２充填部１５２に不規則的に充填された多数の濾材１５２ａを上方から直に押さえ込むことで、濾材１５２ａの第１充填部１５１側への移動を規制する機能を有する。具体的には、へちま集合体１５１ａは、多数の濾材１５２ａの上部に直に配置（載置）されるとともに、槽本体１０１側に固定された係止部材（図２中に示す係止部材１５０ｂ）に係止されている。

かかる充填領域１５０ａの構成により、多数の濾材１５２ａは、へちま集合体１５１ａの自重及び係止部材１５０ｂによる固定化作用によって、第２充填部１５２において固定化されるとともに、当該多数の濾材１５２ａがへちま集合体１５１ａの間を通り抜けて第１充填部１５１側へ移動するのが規制されることとなる。かかる、ブロック化された状態のへちま集合体１５１ａが多数の濾材１５２ａを直に押さえ込む構成によれば、多数の濾材１５２ａをブロック化された状態のへちま集合体１５１ａを用いて第２充填部１５２に一度に固定化することができるため、多数の濾材１５２ａを固定化する機能を有する専用の部材などを用いる必要がなく、充填領域１５０ａの構造が簡素化される。

また、本実施の形態では、ブロック化された状態のへちま集合体１５１ａが充填された第１充填部１５１の第１の空隙率が、多数の濾材（中板状のへちま）１５２ａが不規則的に充填された第２充填部１５２の第２の空隙率よりも大きくなるように構成されている。第１の空隙率は、第１充填部１５１において、へちま集合体１５１ａ充填前の全体積に対する当該へちま集合体１５１ａ充填後の空隙部分の体積の比率として規定される。同様に、第２の空隙率は、第２充填部１５２において、濾材１５２ａ充填前の全体積に対する当該濾材１５２ａ充填後の空隙部分の体積の比率として規定される。このような構成によれば、充填領域１５０ａの上層である第１充填部１５１の空隙率を、下層である第２充填部１５２の空隙率よりも相対的に大きくすることによって、第１充填部１５１における生物処理性能（好気処理性能）は維持しつつ、当該第１充填部１５１のへちま集合体１５１ａに生物膜による閉塞が起こるのを防止することが可能となる。このとき、散気管１５５から供給されたエアを第２充填部１５２において微細化する構成によって、被処理水に対する酸素溶解効率を高めることができ、第１充填部１５１における生物処理性能が向上することとなる。

一方、第２充填部１５２においては、通常運転時において所望の濾過機能が果たされるとともに、第２充填部１５２の各領域のうち逆洗領域の濾材１５２ａに付着した被濾過物は、逆洗運転時に通常運転時よりも風量が増加されたエアの散気による剥離作用によって洗浄（逆洗）されることとなる。従って、充填領域１５０ａにおいて生物処理性能と濾過性能を両立するとともに、当該充填領域１５０ａの閉塞防止を図ることが可能となる。

本実施の形態に用いられる排水処理装置１００は、水処理装置の一例として、いわゆる大型処理槽と称呼される高容量タイプであり、水処理部たる接触濾床層１５０は、相対的に大容量サイズのものが用いられている。かかる装置構成の大型化に鑑み、本実施形態では、図３に示すように、充填領域１５０ａにつき、鉛直方向視において、第１水処理領域１６１および第２水処理領域１６２に区画して取り扱われる。第１水処理領域１６１および第２水処理領域１６２それぞれの具体的な処理手法については後述する。

次に、散気装置１６３の詳細な構造及びその周辺構造につき、図４及び図５を参照して説明する。ここで図４は 散気装置１６３の具体的構造について、鉛直方向上方から視て模式的に示した平面図であり、図５は、当該散気装置１６３を主体として構築されるエア供給通路１７３の概要を示した模式図である。

図４に示すように、散気装置１６３は、それぞれ中空パイプ状に形成された通気管１７０、第１散気管１７１および第２散気管１７２を主体として構成される。通気管１７０と第１散気管１７１は中空かつ湾曲状の継手１７５ａを介してエア流通可能に連接される。第１散気管１７１は、長尺状に形成された直管部１７６と、中空かつ湾曲状に形成された継手１７５とを相互に連結することにより、鉛直方向平面視において（図４において紙面方向に視て）略環状に構成されている。また直管部１７６には、鉛直方向下方側（すなわち、第１水処理領域１６１および第２水処理領域１６２と対向する側）において、多数の散気孔１７１ｂが形成されている。

また図４に示すように、第２散気管１７２は、第１散気管１７１と同様に、長尺状に形成された直管部１７６と、中空かつ湾曲状に形成された継手１７５とを相互に連結することにより、鉛直方向平面視において（図４において紙面方向に視て）略半環状に構成されている。また直管部１７６には、多数の散気孔１７２ｂが形成されている。
さらに第２散気管１７２の一方の端部領域１７２ｃは、継手１７５ｂを介して、第１散気管１７１の端部領域である隣接外部領域１７１ｃとエア流通可能に接続される。

更に図４に示すように、第２散気管１７２の他方側の端部領域は、交差継手１７７を介して、第１散気管１７１の直管部１７６の略中央領域近傍に固定される。なお第２散気管１７２から第１散気管１７１へのエアの再還流は行われない。第２散気管１７２は、両端部領域がそれぞれ継手１７５ｂおよび交差継手１７７を介して第１散気管１７１に接続されることで「両持ち状」構成とされ、この結果、環状に形成された第１散気管１７１および半環状に形成された第２散気管１７２が一体状の剛体構造とされ、これによって散気装置１６３の強度剛性が相対的に高く確保されることになる。

また図４に示すように、散気装置１６３は、固定ブラケット１７８を介して接触濾床層１５０に対し、固定状に接続されている。上記第１散気管１７１及び第２散気管１７２の一体状剛体構造と相まって、散気装置１６３の強度剛性が担保される。なお固定ブラケット１７８は、接触濾床槽１５０に設けられた取付架台（接触濾床槽１６０と一体化される部材であり、便宜上図示説明を省略する）に形成されて、散気装置１６３に係合する片持ち梁状の係合爪として定義される。

通気管１７０、継手１７５ａ、第１散気管１７１および第２散気管１７２を形成する直管部１７６と継手１７５、更に交差継手１７７は、それぞれ別体の部材として構成されるとともに、互いに嵌合状に接合されることで管路が形成される。これら通気管１７０、継手１７５ａ、直管部１７６，継手１７５、交差継手１７５としては、典型的にはパイプ内径がφ１３〜２５で塩化ビニル製のものが用いられる。なお、これらの各部材をそれぞれ別体成形する構成以外に、各部材の少なくとも２つを一体成形として構成することもできる。

図５に示すように、散気装置１６３は、上記構成を介することにより、分岐構造を持たない一筆書き状の（すなわち非分岐状の）エア供給通路１７３を形成することとなる。すなわち、図２に示すブロア１５３から通気管１７０を介して供給されたエアは、第１散気管１７１および第２散気管１７２が形成する一本の（無分岐の）エア流路としてのエア供給通路１７３を流通しつつ、各散気孔１７１ｂ、１７２ｂ（図４参照）を経て、第１水処理領域１６１および第２水処理領域１６２（図３も併せて参照）へと給送されることになる。なお、当該第１散気管および第２散気管１７２が一本のエア流路としてエア供給通路１７３を形成する構成により、第１水処理領域１６１および第２水処理領域１６２において、散気孔１７１ｂ、１７２ｂの１孔当たりの単位エア供給量が定常化される。かかる定常化は、更に各散気孔１７１ｂ、１７２ｂの形成位置を適宜に調整することで更に最適制御することが可能である。

上記のように構成される散気装置１６３においては、第１散気管１７１および第２散気管１７２による、第１水処理領域１６１および第２水処理領域１６２に対する単位時間当たりの散気量、すなわち単位時間当たりのエア供給量が略等しくなるように設定されている。散気孔の総面積（のべ面積）は、第１散気管１７１および第２散気管１７２の管断面積よりも小さくなるように設定されている。この構成により、エア供給に際しての圧力損失によるばっ気の偏りを効果的に防止することが可能とされる。

本実施形態においては、３５人槽、４２人槽、５０人槽と、対応人数の異なる高容量槽を例として、上記散気装置１６３を設定の上で、接触濾床槽１５０内の複数個所における処理水の溶存酸素量（ＤＯとも称呼）を測定した。具体的には、槽内ろ床上の中央部および左右各側部の三か所において、処理水のＤＯ値を計測した。この結果、３５人槽では、平均ＤＯ値が７．７９（ミリグラム／リットル）、標準偏差が０．０５（ミリグラム／リットル）、４２人槽では、平均ＤＯ値が７．７２（ミリグラム／リットル）、標準偏差が０．１０（ミリグラム／リットル）、５０人槽では、平均ＤＯ値が７．４４（ミリグラム／リットル）、標準偏差が０．０７（ミリグラム／リットル）であり、いずれの槽においても、本実施形態に係る散気装置１６３を介して、むらのない一様なばっ気が遂行されていることが明確化された。

さらに、第１散気管１７１は環状形成部１７１ａを有するとともに、第２散気管１７２は半環状形成部１７２ａを有し、これにより第１水処理領域１６１および第２水処理領域１６２双方の被処理水に対し、エアをムラなく全体的かつ一様に供給することが可能とされる。かくして、相対的に高容量の排水処理装置１００における接触濾床槽１５０においても被処理水の散気処理能力を高く維持することが可能とされる。

本実施の形態におけるエア供給通路は、更に、散気管１７０の清掃作業時において、長尺方向と交差する方向への変形が許容された長尺状の清掃用掻き取り部材（典型的には可撓性を有する長尺延在ブラシ）が挿入される経路として構成される。具体的には、散気装置１６３における定期的な清掃ないし閉塞対処処理を行う際に、ブロワ１５３と通気管１７０との間の継ぎ手１５０ｃが取り外され（図２参照）、この取り外し部分から長尺状の清掃用ブラシ１８０（清掃用掻き取り部材）が挿入され、当該清掃用ブラシ１８０を用いて散気装置１６３内に堆積した汚泥等に対し、清掃用ブラシ１８０を直接当接作用させることにより、汚泥除去を確実に遂行することが可能となる。図５では、当該清掃用ブラシ１８０が第１散気管１７１および第２散気管１７２内に挿通される状態が模式的に示されている。なお、本実施の形態における清掃用ブラシ１８０は、図５に示すように、可撓性長尺体であるシャフト１８０ａと、当該シャフト１８０ａの先端領域に設けられたブラシ１８０ｂを主体として構成されており、当該ブラシ１８０ｂの長尺方向と交差する方向に自在に変形することが可能であり、これによって曲折状に延びる管内の効率的清掃作業に最適化されている。

図５に示すように、本実施形態における散気装置１６３は、第１水処理領域１６１に対応して配置された第１散気管１７１が環状形成部１７１ａをなすとともに、第２散気管１７２が、当該環状形成部１７１ａの隣接外部領域１７１ｃにおいて第１散気管１７１に接続されるように構成されている。更に第２散気管１７２は、半環状形成部１７２ａをなすように構成されている。この構成により、上記清掃用ブラシ１８０は、清掃作業時において管内で通過阻害されることなく、円滑に管内挿通が確保されることになる。

さらに本実施形態では、散気装置１６３におけるエア供給通路１７３は、分岐を有さない一本の曲線通路として構成されている。換言すれば、エア供給通路１７３は、一筆書き状の無分岐通路として定義される。すなわち、清掃用ブラシ１８０が散気装置１６３内に挿通された場合、当該清掃用ブラシ１８０は、かかる無分岐・一筆書き状の一本の曲線通路として構成されるエア供給通路１７３内を、作業者による押し込み動作のみで、通気管１７０から第１散気管１７１を経て第２散気管１７２の終端側へと、通過阻害されることなく円滑に挿通・進行することが可能とともに、散気装置１６３内の全ての領域に対し、清掃用ブラシ１８０を行き渡らせて清掃することが可能にとなる。

なお上述のように、散気装置１６３を構成する通気管１７０、第１散気管１７１、第２散気管１７２につき、それぞれ湾曲状の継手１７５、１７５ａにより、可撓状の清掃用ブラシ１８０が長尺方向と交差する方向に変形を促されることになるため、清掃用ブラシ１８０の方向転換が確実に遂行される。

また本実施形態では、図５に示すように、第２散気管１７２の終端領域において、蓋状の清掃用ブラシ通過規制部材１７４が配置されており、清掃用ブラシ１８０の挿通終端位置が当該清掃用ブラシ通過規制部材１７４によって定められている。また当該清掃用ブラシ通過規制部材が第２散気管１７２の終端領域をシールすることにより、第１散気管１７１から第２散気管１７２へと送られたエアが、第２散気管１７２の終端領域から無駄に漏出することが規制されるように設定されている。

本実施形態によれば、清掃作業時に散気装置１６３を取外し・分解することなく、汚泥を確実に除去することが可能な合理的な構造が実現される。本実施形態のように、規則充填物及び不規則充填物が充填された充填領域１５０ａの下方に散気装置１６３が配設された構成において、散気装置１６３を取外し・分解して清掃作業を行う方法を採用する場合には、予め規制充填物及び不規則充填物を抜き出す作業が必要となり作業量が増えるという問題が生じるが、本実施形態では、そのような問題が未然回避可能とされる。

しかも、エア供給通路１７３が無分岐状・一筆書き状に延在することにより、清掃作業時に清掃用ブラシ１７４での清掃不可能な領域が発生することがなく、確実に清掃作業遂行が可能とされる。また、第１通気管１７１の環状形成部１７１ａおよび第２散気管１７２の半環状形成部１７２ａにより、清掃作業時において清掃用ブラシ１７４が散気装置１６３内を進行しながら方向転換する場合に、当該清掃用ブラシ１７４の可撓性変形が容易に促進化され、清掃用ブラシ１７４の通過阻害が確実に回避される。

（他の実施形態）
本発明の他の実施形態が図６〜図８に示される。各実施形態は、上記第１実施形態における散気装置１６３の第１散気管１７１、第２散気管１７２の配置態様に適宜変更を加えたものであり、便宜上、第１実施形態と構成を異にする部分についてのみ説明するものとする。このうち、図６は本発明の第２実施形態の構成を、図７は本発明の第３実施形態の構成を、そして図８は本発明の第４実施形態の構成をそれぞれ占めす。

第２実施形態における散気装置２６３は、第１水処理領域２６１に対応して配置された第１散気管２７１、および第２水処理領域２６２に対応して配置された第２散気管２７２を有する。第２実施形態では、第１水処理領域２６１は、その内側に第２水処理領域２６２を内包する構成とされている。第１散気管２７１は、環状形成部２７１ａを有するとともに、当該第１散気管２７１の隣接領域２７１ｃに第２散気管２７２が接続される。第２散気管２７２は、略直線状に延在して構成されるとともに、第１散気管２７１の環状形成部２７１ａの内側に設定された第２水処理領域２６２におけるエア供給を受け持つことになる。以上により、ひらがなの「の」字状であって、一筆書き状・無分岐状のエア供給通路２７３が形成されることになる。

この結果、上記した第１実施形態と同様に、散気装置２６３の清掃時において、清掃用ブラシ２８０は、一筆書き状・無分岐状のエア供給通路２７３を円滑に挿通されて、散気装置２６３内をもれなく清掃することが可能とされる。なお第１実施形態と同様に、第２散気管２７２の終端領域には清掃用ブラシ通過規制部材２７４が設けられ、清掃用ブラシ２８０の位置規制が行われる。

第３実施形態における散気装置３６３は、第１水処理領域３６１に対応して配置された第１散気管３７１、および第２水処理領域３６２に対応して配置された第２散気管３７２を有する。第３実施形態では、第１水処理領域３６１と第２水処理領域３６２とは互いに隣接し合う構成とされている。第１散気管３７１は、環状形成部３７１ａを有するとともに、当該第１散気管３７１の隣接領域３７１ｃに第２散気管３７２が接続される。第２散気管３７２は、略直線状に延在して構成されるとともに、第１散気管３７１の環状形成部２７１ａの隣接外側に設定された第２水処理領域３６２におけるエア供給を受け持つことになる。

以上により、クエスチョンマーク型の、一筆書き状・無分岐状のエア供給通路３７３が形成されることになる。この結果、上記した第１、第２実施形態と同様に、散気装置３６３の清掃時において、清掃用ブラシ３８０は、一筆書き状・無分岐状のエア供給通路３７３を円滑に挿通されて、散気装置３６３内をもれなく清掃することが可能とされる。
なお、第３散気管３７２の終端領域には清掃用ブラシ通過規制部材３７４が設けられ、清掃用ブラシ３８０の位置規制が行われる。

第４実施形態における散気装置４６３は、第１水処理領域４６１に対応して配置された第１散気管４７１、および第２水処理領域４６２に対応して配置された第２散気管４７２を有する。第４実施形態では、第１水処理領域４６１は、その内側に第２水処理領域４６２を内包する構成とされている。第１散気管４７１は、環状形成部４７１ａを有するとともに、当該第１散気管４７１の隣接領域４７１ｃに第２散気管４７２が接続される。第２散気管４７２は、半環状形成部４７２ａを有するとともに、第１散気管４７１の環状形成部４７１ａの内側に設定された第２水処理領域４６２におけるエア供給を受け持つことになる。

以上により、複数環状であって、一筆書き状・無分岐状のエア供給通路４７３が形成されることになる。この結果、散気装置４６３の清掃時において、清掃用ブラシ４８０は、一筆書き状・無分岐状のエア供給通路４７３を円滑に挿通されて、散気装置４６３内をもれなく清掃することが可能とされる。なお第２散気管４７２の終端領域には清掃用ブラシ通過規制部材４７４が設けられ、清掃用ブラシ４８０の位置規制が行われる。

上記各実施形態では、接触濾床槽１５０に対し散気装置が設置される場合について記載したが、好気処理、ばっ気処理、流動化処理などを行う水処理部に対して設置される散気装置に本発明の散気装置を適用することが可能である。

また、通気管、第１散気管、第２散気管を主体とする散気装置につき、さらに第２通気管の下流側に第３散気管を接続する構成、あるいは散気装置を槽内に複数配置する構成等も好適に採用することができる。

本発明における「水処理装置」の一実施の形態の排水処理装置１００の処理フローを示す模式図である。 図１中の接触濾床槽１５０の断面構造を示す図である。 図２中の接触濾床槽１５０における充填領域１５０ａの内部構造をあらわす斜視図である。 本実施の形態に係る散気装置の構造を鉛直方向上方から視て模式的に示す平面図である。 本実施の形態におけるエア供給通路の概要を示す模式図である。 本実施の形態の第２実施形態に係るエア供給通路の概要を示す模式図である。 本実施の形態の第３実施形態に係るエア供給通路の概要を示す模式図である。 本実施の形態の第４実施形態に係るエア供給通路の概要を示す模式図である。

１００ 排水処理装置（水処理装置）
１０１ 槽本体
１１０ 沈殿分離槽
１３０ 嫌気濾床槽
１５０ 接触濾床槽（水処理部）
１５０ａ 充填領域
１５０ｂ 係止部材
１５０ｃ 継ぎ手
１５１ 第１充填部
１５１ａ へちま集合体
１５２ 第２充填部
１５２ａ 濾材
１５３ ブロワ
１６１ 第１水処理領域（第１水処理領域）
１６２ 第２水処理領域（第２水処理領域）
１６３ 散気装置（散気装置）
１７０ 通気管（通気管）
１７１ 第１散気管（第１散気管）
１７１ａ 環状形成部
１７１ｂ 散気孔
１７１ｃ 隣接外部領域
１７２ 第２散気管（第２散気管）
１７２ａ 半環状形成部
１７２ｂ 散気孔（散気孔）
１７２ｃ 隣接配置部
１７３ エア供給通路（エア供給通路）
１７４ 清掃用ブラシ通過規制部材
１７５ 継手（接続管、誘導部材））
１７６ 直管部
１７７ 継手
１７８ 固定ブラケット
１８０ 清掃用ブラシ
１８０ａ シャフト
１８０ｂ ブラシ
１８１ 剛体構造物
１９１ 処理水槽
１９２ 消毒槽
２６１，３６２，４６２ 第１水処理領域
２６２，３６２，４６２ 第２水処理領域
２６３，３６３，４６３ 散気装置
２７１，３７１，４７１ 第１散気管
２７１ａ，３７１ａ，４７１ａ 環状形成部
２７１ｃ、３７１ｃ、４７１ｃ 隣接領域
２７２，３７２，４７２ 第２散気管
４７２ａ 半環状領域
２７３，３７３，４７３ エア供給通路

Claims (7)

1. 散気装置によって被処理水に所定の水処理を行う水処理部を有する水処理装置であって、
   前記水処理部は、前記水処理部の鉛直方向に視て、第１水処理領域と、第２水処理領域を有し、
   前記散気装置は、エアが導入される通気管と、複数の散気孔を有するとともに前記通気管に接続された状態で前記第１水処理領域に配置される第１散気管と、複数の散気孔を有するとともに前記第１散気管に接続された状態で前記第２水処理領域に配置される第２散気管とを有し、前記第１散気管および前記第２散気管の一方は、前記水処理部の鉛直方向視において、所定の環状形成部を有し、前記第１散気管および前記第２散気管の他方は、前記環状形成部の隣接外部領域または隣接内部領域に配置された隣接配置部を有し、
   前記通気管から、前記第１散気管を経由して、第２散気管終端領域へと無分岐状に延在するエア供給通路が形成され、
   前記無分岐状のエア供給通路は、前記通気管に導入されたエアを、前記第１散気管および前記第２散気管それぞれの複数の散気孔から散気して前記第１水処理領域および前記第２水処理領域に供給する経路を構成するとともに、長尺方向と交差する方向へと変形自在とされた長尺状の清掃用掻き取り部材が清掃作業時に挿通される経路として構成されていることを特徴とする水処理装置。
2. 請求項１に記載の水処理装置であって、前記第１水処理領域および第２水処理領域においては、前記第１散気管及び第２散気管を介して、単位時間当たりの散気量が略等しくなるように構成されていることを特徴とする水処理装置。
3. 請求項１または２に記載の水処理装置であって、前記水処理部には、好気性微生物を保持するための担体が、当該水処理部内を流動不能な状態で配置されていることを特徴とする水処理装置。
4. 請求項３に記載の水処理装置であって、前記担体は、前記水処理部の鉛直方向に関して、異なる充填態様の領域を有することを特徴とする水処理装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の水処理装置であって、
   前記第１散気管および前記第２散気管の双方が、それぞれ環状形成部を有することを特徴とする水処理装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の水処理装置であって、
   前記第１散気管は、一方端部が前記通気管に接続されるとともに、他方端部が前記第２散気管に接続され、
   前記第２散気管は、一方端部が前記第１散気管に接続されるとともに、他方端部が前記通気管または前記第２散気管に接続され、これによって前記散気装置が一体状の剛体構造とされることを特徴とする水処理装置。
7. 請求項６に記載の水処理装置であって、前記第２散気管の他方の端部には、前記清掃用掻き取り部材の通過を規制する規制部材が設けられていることを特徴とする水処理装置。

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