JP3069037U

JP3069037U - 水処理用生物固定化材及びこれを用いた水処理装置

Info

Publication number: JP3069037U
Application number: JP1999008704U
Authority: JP
Inventors: 博文鎌田
Original assignee: 鎌田バイオ・エンジニアリング株式会社; 株式会社ライトブラック
Priority date: 1999-11-15
Filing date: 1999-11-15
Publication date: 2000-05-30
Anticipated expiration: 2005-11-15

Abstract

(57)【要約】【課題】原水中のＢＯＤ、ＣＯＤ、ＴＮ、ＴＰ、重金
属、有機塩素化合物、ＳＳ成分などを十分に除去するこ
とができるとともに、反復して再利用することができ、
初期費用がかからず、小型でメンテナンスも簡単な水処
理用生物固定化材と、これを用いて構成した水処理装置
を提供すること。【解決手段】活性炭及び／又は炭を主成分とする不織
布１２を金網１３の外側に貼り付けあるいは金網の両面
を活性炭及び／又は炭を主成分とする不織布で挟み込ん
で一体化し、この金網と一体化した不織布をローラ状に
巻き込んで円筒形に形成し、水処理用生物固定化材１１
を構成した。また、この水処理用生物固定化材１１を芯
ロープ１４で数珠つなぎし、これを直接あるいは架台１
８、フロート２３、金網２４などにつないで水中に設置
し、あるいはフロート６３の下面に吊り下げ、水中に垂
らすようにした。また、マグネタイト凝集剤を注入する
凝集剤注入装置５５，６８を設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、河川水、湖沼水、３次処理水などの原水を接触生物処理あるいは凝集生物処理によって浄化する水処理用生物固定化材と、これを用いて構成した水処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、河川水、池水、湖沼水、３次処理水などの原水中に含まれるＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ（浮遊固形物）、ＴＮ（全窒素）、ＴＰ（全リン）などを接触生物処理によって除去するための生物固定化材として、ひも状接触材を利用したもの、プラスチック製ハニカム状接触材によるもの、更には、礫を利用した礫間接触法によるものなどが知られている。又、凝集沈降処理法としては、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）、ポリマーなどを常時点滴注入する凝集沈殿処理法が知られている。

【０００３】ひも状接触材を用いた生物固定化材、プラスチック製ハニカム状接触材を用いた生物固定化材は、糸表面あるいはプラスチック表面に微生物が付着することによってバイオリカクターとしての機能を持たせ、好気性微生物又は嫌気性微生物によって生物処理するものである。

【０００４】又、礫間接触法は、礫の表面に微生物を繁殖させることにより接触活性汚泥処理を行なうものであり、凝集沈殿処理法は、原水にＰＡＣ、ポリマーなどの凝集剤を混合し、原水の電荷を電気的に中和させ、微粒子を吸着させて沈降させることにより、河川水などの原水の浄化を行なうものである。

【０００５】凝集沈降処理法を利用した水処理システムにおいては、例えば原水を急速混合槽で無機系凝集剤と混合し、続いてこの混合水を緩速混合槽で有機系凝集剤と混合した後、この混合水を河川流水に返し、河川の流れを利用して自然沈降させている。ここで、無機系凝集剤としては、例えば、ＰＡＣ、硫酸ばん土（硫酸アルミニウム）が知られており、有機系凝集剤としては、ポリアクリルアミドのようなポリマー凝集剤が知られているが、魚類及び水性植物に対する影響が懸念される。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

前述した従来技術の場合、接触活性汚泥生物処理法では、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ及び一部のＴＮは除去できるが、ＴＮを９０％以上、ＴＰあるいは重金属類、有機塩素化合物などを７０％以上除去することができないという問題あった。

【０００７】又、使用を続けるうちに粘着性有機物、無機質及びＳＳ成分などが接触剤表面に付着して固着することにより、バイオリアクターとしての機能を果たせなくなったり、あるいは、洪水などの災害発生時に大量の土砂が流入して接触材表面に付着して閉塞し、生物処理ができなくなった場合などにおいては、これらの接触材は撤去後に産業廃棄物として処分する必要があるなどの問題があった。

【０００８】更に、凝集沈殿処理システムにおいては、前述した各種の薬液槽、注入ポンプ、攪拌機などを必要とするため、専用の機械室を設ける必要があり、初期費用が高くなるとともに、メンテナンスが複雑になるという問題があった。

【０００９】本考案は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、原水中のＢＯＤ、ＣＯＤ、ＴＮ、ＴＰ、重金属、有機塩素化合物、ＳＳ成分などを十分に除去することができるとともに、反復して再利用することができ、初期費用がかからず、小型でメンテナンスも簡単な水処理用生物固定化材と、これを用いて構成した水処理装置を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するため、請求項１記載の水処理用生物固定化材は、活性炭及び／又は炭を主成分とする不織布を金網の外側に貼り付けあるいは金網の両面を活性炭及び／又は炭を主成分とする不織布で挟み込んで一体化し、この金網と一体化した不織布をローラ状に巻き込んで円筒形に形成したものである。

【００１１】請求項２記載の水処理装置は、請求項１記載の水処理用生物固定化材を芯ロープによって複数個数珠つなぎし、該数珠つなぎした水処理用生物固定化材を水の流れに沿って一本又は複数本並べて水中に配置したものである。

【００１２】請求項３記載の水処理装置は、請求項１記載の水処理用生物固定化材を芯ロープによって複数個数珠つなぎし、該数珠つなぎした水処理用生物固定化材の芯ロープを立方形をした架台に一定間隔をおいて平行に複数本掛け渡して取り付け、該水処理用生物固定化材を取り付けた架台を数珠つなぎした水処理用生物固定化材が水の流れに対して直角となるように水中に沈降設置したものである。

【００１３】請求項４記載の水処理装置は、請求項１記載の水処理用生物固定化材を芯ロープによって複数個数珠つなぎし、該数珠つなぎした水処理用生物固定化材の芯ロープの基端部を碁盤目状に張られた金網に一定間隔で結び付けるとともに、芯ロープの先端部にはフロートを取り付け、該水処理用生物固定化材を結び付けた金網を水底に敷設し、芯ロープで数珠つなぎされた水処理用生物固定化材をフロートによって浮遊させるようにしたものである。

【００１４】請求項５記載の水処理装置は、請求項２、３又は４記載の水処理装置において、水処理用生物固定化材の上流側に位置して、磁性体を主成分とするマグネタイト凝集剤を水中に注入する凝集剤注入装置を付設したものである。

【００１５】請求項６記載の水処理装置は、水面にフロートを半拘束状態に浮かべ、該フロートの下面部に請求項１記載の水処理用生物固定化材を所定の間隔を置いて複数個垂直に吊り下げ、該吊り下げられた水処理用生物固定化材に向けてマグネタイト凝集剤を注入するマグネタイト凝集剤注入装置と、フロートを浮かべた場所の水を攪拌する攪拌機を付設したものである。

【００１６】

【考案の実施の形態】

以下、本考案の実施の形態について図面を参照して説明する。図１に、本考案になる水処理用生物固定化材の第１及び第２の実施の形態を示す。（ａ）は第１の実施の形態を、（ｂ）は第２の実施の形態をそれぞれ示すものである。なお、この第１及び第２の実施の形態は、それぞれ請求項１記載の水処理用生物固定化材の具体例に相当するものである。

【００１７】図１（ａ）に示した第１の実施の形態に係る水処理用生物固定化材１１は、活性炭や炭を主原料とする不織布（以下、「炭不織布」という）１２の内側にステンレス（ＳＵＳ）製金網１３などをネット材として張り付けて一体化し、これをローラ状に２〜３回巻き付けて円筒形としたものである。

【００１８】又、図１（ｂ）に示した第２の実施の形態に係る水処理用生物固定化材１１は、ステンレス製金網１３の両面を炭不織布１２で挟み込んで一体化し、これをローラ状に２〜３回巻き付けて円筒形としたものである。

【００１９】炭不織布１２としては、竹材、木材などの間伐材、廃棄材をリサイクル原料として作りだすことができる。この炭不織布１２は、活性炭や炭が主原料であるため、腐植することがなく、長期間にわたって使用することができる。又、長期間の使用によって、その表面に粘着性有機物、無機物、ＳＳ成分などが付着し、バイオリアクターとしての機能を十分に発揮できなくなった場合には、水中から引き上げて水洗浄した後、４００〜５００℃程度の温度で付着物を焼却消去することにより、活性炭や炭の機能とバイオリアクター材としての機能を回復させることができ、４〜５回にわたって再使用することができる。

【００２０】図２及び図３に、本考案になる水処理装置の第１の実施の形態を示す。この第１の実施の形態は、請求項２記載の水処理装置の具体例に相当するもので、図２に示すように、前述した水処理用生物固定化材１１を、所定の間隔を置きながら１０ｍ程度の長さからなる芯ロープ１４に複数個（図示例では４個）数珠つなぎし、この数珠つなぎした水処理用生物固定化材１１を、図３（ａ）（ｂ）に示すように、例えば水深２０ｃｍ以下のせせらぎ水路、修景（親水）水路などの河川１５中に、その水の流れに沿って約２０ｃｍ間隔で並列に並べ、芯ロープ１４の両端部の係留用ループ１６を川底に打ち込んだ杭１７などに掛け止めることにより固定配置したものである。

【００２１】このような構成の水処理装置とすることにより、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＴＮ、重金属、ＳＳ成分などを活性汚泥生物処理機能と活性炭や炭の有する吸着機能の両機能で除去することができる。

【００２２】図４及び図５に、本考案になる水処理装置の第２の実施の形態を示す。この第２の実施の形態は、請求項３記載の水処理装置の具体例に相当するもので、図４（ａ）に示すように、前述した水処理用生物固定化材１１を、所定の間隔を置きながらビニール製の芯ロープ１４によって複数個（図示例では２個）数珠つなぎし、この数珠つなぎした水処理用生物固定化材１１の芯ロープ１４の両端部の係留用ループ１６を、図４（ｂ）に示すように、立方形をしたステンレス製架台１８の上縁部と下縁部それぞれ張り渡した振れ止め用ワイヤーロープ１９，２０に挿し通して約２０ｃｍ間隔で２０〜１００個程度取り付けたもので、このステンレス製架台１８を、図５（ａ）（ｂ）に示すように、芯ロープ１４によって数珠つなぎされた水処理用生物固定化材１１が水の流れと直角になるように、水深約２．５ｍ前後の河川２２中に沈降設置したものである。

【００２３】このような構成の水処理装置とすることにより、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＴＮ、重金属、ＳＳ成分を活性汚泥生物処理機能と活性炭や炭の有する吸着機能の両機能で除去することができる。

【００２４】図６及び図７に、本考案になる水処理装置の第３の実施の形態を示す。この第３の実施の形態は、請求項４記載の水処理装置の具体例に相当するもので、図６（ａ）に示すように、前述した水処理用生物固定化材１１にビニール製の芯ロープ１４を通し、芯ロープ１４の先端側に発泡樹脂製のフロート２３を取り付けるとともに、芯ロープ１４の基端側を図６（ｂ）に示すような約２０ｃｍ間隔の碁盤目状に編み上げたステンレス製金網２４の結び目２５に結び付け、このステンレス製金網２４を、図７（ａ）（ｂ）に示すように、河川２６などの水底に杭２７などを用いて固定配ししたものである。

【００２５】このような構成の水処理装置とすることにより、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＴＮ、重金属、ＳＳ成分を活性汚泥生物処理機能と活性炭や炭の有する吸着機能の両機能で除去することができる。

【００２６】図８に、本考案になる水処理装置の第４の実施の形態を示す。この第４の実施の形態は、請求項５記載の水処理装置の具体例に相当するもので、図８（ａ）（ｂ）に示すように、河川５１の川岸に沿って水路５２を構築し、この水路５２内に前述した第１、第２又は第３の実施の形態に係る水処理装置５３を設置し、該水処理装置５３の上流側に、磁性体を主成分とするマグネタイト凝集剤を水処理装置５３の上流側に注入する凝集剤注入装置５４を付設するとともに、水処理装置５３の下流側に位置して沈殿槽５４を設け、更に、沈殿槽５４の下流側に、沈殿槽５４から流れ出る浄化後の水を流すためのせせらぎ水路５６などを造り、親水広場、河岸公園などの水場として利用したものである。なお、５７は水路５２へ河川水を導入するためのバイパス引き込み管、５８はせせらぎ水路５６を流れた水を再び河川５１へ返すためのバイパス複流管である。

【００２７】前記凝集剤注入装置５４から注入するマグネタイト凝集剤としては、例えば、本出願人が所有している特許第２７９７２３４号の凝集剤を挙げることができる。この特許発明に係るマグネタイト凝集剤は、ＳｒＯ・６Ｆｅ₂Ｏ₃、Ａｌ₂Ｏ ₃ 及びサンゴ化石の微粉末をを主成分とし、ＳｒＯ・６Ｆｅ₂Ｏ₃が３５％以上、Ａｌ₂Ｏ₃が３０％以上、サンゴ化石が２０％の組成比になるもので、水中のＳＳ成分、ＴＮ、ＴＰ、重金属、有機塩素化合物などを効率よく凝集沈殿させることができるものである。

【００２８】このような構成とすることにより、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ成分の除去に加え、凝集剤注入装置５５からマグネタイト凝集剤を不定期的に粉体のまま水処理装置５３の上流側に注入することにより、ＴＮ、ＴＰ、重金属、有機塩素化合物なども効果的に除去吸着あるいは沈降させることができ、より一層除去率を高めることができる。

【００２９】図９に、本考案になる水処理装置の第５の実施の形態を示す。この第５の実施の形態は、請求項６記載の水処理装置の具体例に相当するもので、図９（ａ）（ｂ）に示すように、池６１内に、その表面をビニール製網６２で覆った発泡樹脂製になる大規模なフロート６３を浮かべ、このフロート６３をロープ６４や固定アンカー６５などで半拘束状態に係留し、該フロート６３の下面部において、ビニール製網６２に前述した水処理用生物固定化材１１を所定の間隔を置きながら多数個個吊り下げるとともに、フロートの上面部には人工土を盛って人工地６６とし、この人工地６６に草木などの植物６７を植栽したものである。

【００３０】そして、池畔には、磁性体を主成分とするマグネタイト凝集剤を注入する凝集剤注入装置６８を付設し、フロート６３内に設けた注入ノズル６９と凝集剤注入装置６８との間を注入管７０で結び、注入ノズル６９から水処理用生物固定化材１１に向けて、マグネタイト凝集剤を必要に応じて不定期的に注入するように構成し、更に、池内には、池水を攪拌するための水中攪拌機７１を設けたものである。

【００３１】このような構成の水処理装置とすることにより、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＴＮ、ＴＰ、重金属、有機塩素化合物、ＳＳ成分などを除去することができる。又、水中攪拌機７１にて強制的に攪拌して水流を起こすことにより、処理効率を高めることができる。

【００３２】なお、前記実施の形態においては、処理装置の長寿命化を図るために水処理用固定化材１１をつなぐための金網２４や架台１８などをステンレス製としたが、ステンレスに限られるものではなく、設置個所の水質や設計仕様に応じて他の材質の金属を用いることができるものである。又、フロート類やロープ類も設置個所の水質や設計仕様に応じて種々の材質のものを用いることができるものである。

【００３３】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の水処理用生物固定化材によるときは、活性炭や炭を主成分とする不織布を用いて生物固定化材を構成しているので、腐植することがなく、長期間にわたって安定に使用することができる。

【００３４】又、全体を不燃物の活性炭や炭、金網によって構成しているので、バイオリアクター材としての機能及び活性炭や炭としての吸着機能が低下した場合でも、水洗いして所定温度で付着物を焼却消去することにより、その機能を回復させることができ、再利用することができる。このため、従来の水処理用生物固定化材に比べて製品寿命を格段に延ばすことができる。更に、容積に比べて軽量であり、取り扱いにも便ならしめることができる。

【００３５】本考案の水処理装置によるときは、従来の浄化システムでは十分に除去することができなかった原水中のＢＯＤ、ＣＯＤ、ＴＮ、ＴＰ、重金属、有機塩素化合物、ＳＳ成分などを十分に除去することができ、富栄養化によるアオコ、藻類及び臭気の発生を防止することができる。

【００３６】又、マグネタイト凝集剤を注入した場合、金属類、有機塩素化合物などがマグネタイト凝集剤に含有されるＦｅ⁺、Ｃａ⁺、Ｎａ⁺、Ｍｇ⁺などのミネラル成分、金属成分と化合物をつくり、安定化合物として河川底などの水底に沈降して安全な汚泥となり、公害を発生することがない。

【００３７】又、凝集沈殿生物処理機能を実現するために、従来の凝集沈殿システムのようにＰＡＣ、ポリマーなどを常時点滴する必要がなく、マグネタイト凝集剤を１ケ月に１回、あるいは河川水の濁り時に、１日の河川の流下水量に対して約５０pp ｍ程度を一度注入することで済むので、大型の薬品注入設備を必要とせず、薬品費及び電気使用量料金を低減することができ、経済的な効果も大きいものとなる。

【００３８】更に、装置全体を軽量化することができ、組み立て・分解も容易であるので、非常時には作業員２人程度で簡単に撤去及び再設置することができ、取り扱いが極めて簡単である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る水処理用生物固定化材の構造例を
示すもので、（ａ）は第１の実施の形態の構造図、
（ｂ）は第２の実施の形態の構造図である。

【図２】本考案に係る水処理装置の第１の実施の形態で
用いられる水処理用生物固定化材の接続状態を示す斜視
図である。

【図３】本考案に係る水処理装置の第１の実施の形態を
示すもので、（ａ）は略示平面図、（ｂ）は略示側面図
である。

【図４】本考案に係る水処理装置の第２の実施の形態を
示すもので、（ａ）は水処理用生物固定化材の接続状態
を示す斜視図、（ｂ）は装置全体の略示斜視図である。

【図５】第２の実施の形態に係る水処理装置の設置状態
例を示すもので、（ａ）は設置河川の略示平面図、
（ｂ）は設置河川の略示側面図である。

【図６】本考案に係る水処理装置の第３の実施の形態を
示すもので、（ａ）は水処理用生物固定化材の接続状態
を示す斜視図、（ｂ）は水処理装置のつながれる金網の
平面図である。

【図７】第３の実施の形態に係る水処理装置の設置状態
例を示すもので、（ａ）は設置河川の略示平面図、
（ｂ）は設置河川の略示側面図である。

【図８】本考案に係る水処理装置の第５の実施の形態を
示すもので、（ａ）は設置河川の略示平面図、（ｂ）は
設置河川の略示縦断面図である。

【図９】本考案に係る水処理装置の第６の実施の形態を
示すもので、（ａ）は設置池の略示平面図、（ｂ）は設
置池の略示縦断面図である。

【符号の説明】

１１水処理用生物固定化材１２炭不織布１３ステンレス製金網１４芯ロープ１６係留用ループ１８ステンレス製架台１９，２０振れ止め用ワイヤーロープ２３フロート２４ステンレス製金網２５結び目５２水路５３水処理装置５４凝集剤注入装置５５沈殿槽５６せせらぎ水路５７バイパス引き込み管５８バイパス複流管６２ビニール製網６３フロート６４ロープ６６人工地６７植物６８凝集剤注入装置６９注入ノズル７０注入管７１水中攪拌機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＣ０２Ｆ 3/06 Ｃ０２Ｆ 3/06

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】活性炭及び／又は炭を主成分とする不織
布を金網の外側に貼り付けあるいは金網の両面を活性炭
及び／又は炭を主成分とする不織布で挟み込んで一体化
し、この金網と一体化した不織布をローラ状に巻き込ん
で円筒形に形成したことを特徴とする水処理用生物固定
化材。
【請求項２】請求項１記載の水処理用生物固定化材を
芯ロープによって複数個数珠つなぎし、該数珠つなぎし
た水処理用生物固定化材を水の流れに沿って一本又は複
数本並べて水中に配置したことを特徴とする水処理装
置。
【請求項３】請求項１記載の水処理用生物固定化材を
芯ロープによって複数個数珠つなぎし、該数珠つなぎし
た水処理用生物固定化材の芯ロープを立方形をした架台
に一定間隔をおいて平行に複数本掛け渡して取り付け、
該水処理用生物固定化材を取り付けた架台を数珠つなぎ
した水処理用生物固定化材が水の流れに対して直角とな
るように水中に沈降設置したことを特徴とする水処理装
置。
【請求項４】請求項１記載の水処理用生物固定化材を
芯ロープによって複数個数珠つなぎし、該数珠つなぎし
た水処理用生物固定化材の芯ロープの基端部を碁盤目状
に張られた金網に一定間隔で結び付けるとともに、芯ロ
ープの先端部にはフロートを取り付け、該水処理用生物
固定化材を結び付けた金網を水底に敷設し、芯ロープで
数珠つなぎされた水処理用生物固定化材をフロートによ
って浮遊させたことを特徴とする水処理装置。
【請求項５】請求項２、３又は４記載の水処理装置に
おいて、水処理用生物固定化材の上流側に位置して、磁性体を主
成分とするマグネタイト凝集剤を水中に注入する凝集剤
注入装置を付設したことを特徴とする水処理装置。
【請求項６】水面にフロートを半拘束状態に浮かべ、
該フロートの下面部に請求項１記載の水処理用生物固定
化材を所定の間隔を置いて複数個垂直に吊り下げ、該吊
り下げられた水処理用生物固定化材に向けてマグネタイ
ト凝集剤を注入するマグネタイト凝集剤注入装置と、フ
ロートを浮かべた場所の水を攪拌する攪拌機を付設した
ことを特徴とする水処理装置。