JP3593270B2 - 回転円板式汚水処理装置及び回転円板 - Google Patents
回転円板式汚水処理装置及び回転円板 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、回転円板式汚水処理装置及び回転円板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、特開平６−９８１８４号公報等に記載されているように、複数枚の回転円板が間隔をおいて回転軸に取付けられ、各回転円板が処理槽の汚水中に部分的に浸漬して回転するように設けられ、汚水が回転円板に付着されている好気性菌と接触し汚水が処理される回転円板式汚水処理装置が知られている。
【０００３】
従来、汚水処理装置は汚水を効率的に処理でき、初期投資が少なく、運転維持コストが安く、運転管理が容易であることが要求され、回転円板式汚水処理装置は、このような汚水処理装置の所要条件を原理的には満足するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の回転円板式汚水処理装置においては、汚水処理槽内の汚水が回転円板に付着する好気性菌と接触する度合いが少なく、実際には高コストである上、処理性能も決して満足できるものではなかった。
【０００５】
本発明は、従来の回転円板式汚水処理装置における、このような問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、従来の回転円板式汚水処理装置における問題点を解消し、汚水処理性能が優れ、コストの低減化を図ることのできる回転円板式汚水処理装置及び回転円板を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の本発明の回転円板式汚水処理装置は、
複数枚の回転円板が間隔をおいて回転軸に取付けられ、各回転円板が処理槽の汚水中に部分的に浸漬して回転するように設けられ、汚水が回転円板に付着している好気性菌と接触し汚水が処理される回転円板式汚水処理装置であって、各回転円板には方向の異なる多数の細片部材が並設されて形成された網部が設けられ、細片部材同士の交差部に突起が突設され、隣り合う２枚の回転円板の一方の回転円板に突設された突起は他方の回転円板の網部の細片部材間の空間の方向に向けられていることを特徴とするものである。
【０００７】
又、請求項２記載の本発明の回転円板は、
請求項１記載の回転円板式汚水処理装置に使用する回転円板であって、各回転円板には方向の異なる多数の細片部材が並設されて形成された網部が設けられ、細片部材同士の交差部に突起が突設されていることを特徴とするものである。
【０００８】
又、請求項３記載の本発明の回転円板は、
請求項１記載の汚水処理装置に使用する回転円板であって、各回転円板には方向の異なる多数の細片部材が並設されて形成された網部が設けられ、細片部材同士の交差部に突起が突設され、多数の細片部材がほぼ放射方向及び放射方向とは直交する縦横格子状の網部と、ほぼ放射方向とは斜めの相互に直交する斜め格子状網部とが設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明において、回転円板の材質としては、従来から回転円板の材質に使用されているものが使用できるものであって、特に限定されないが、例えば、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ＦＲＰ等の合成樹脂やステンレス鋼、アルミニウム等の金属が使用できる。
【００１０】
〔作用〕
請求項１記載の本発明の回転円板式汚水処理装置においては、各回転円板には方向の異なる多数の細片部材が並設されて形成された網部が設けられ、細片部材同士の交差部に突起が突設され、隣り合う２枚の回転円板の一方の回転円板に突設された突起は他方の回転円板の網部の細片部材間の空間の方向に向けられているので、次の作用がある。
即ち、次の理由により汚水処理の効率が高い。
▲１▼回転円板の単位体積当たりの表面積が大きい。
▲２▼軸方向の水流が阻害されないため、実質処理段数が多い。
▲３▼円板上の突起による曝気効果により汚水への酸素供給量が大きい。
▲４▼マクロな輸送現象を伴う生物膜が豊富。
又、次の理由により汚水処理の安定性が高い。
▲１▼円板表面からの生物膜の一斉剥離による処理水の悪化がない。
▲２▼生物膜の間隙が均一に形成されており、生物膜の過剰付着による詰まりがない。
【００１１】
又、請求項２記載の本発明の回転円板においては、各回転円板は方向の異なる多数の細片部材が並設されて形成された網部が設けられ、細片部材同士の交差部に突起が突設されているので、使用に際しては、次の作用がある。
即ち、次の理由により汚水処理の効率が高い。
▲１▼回転円板の単位体積当たりの表面積が大きい。
▲２▼軸方向の水流が阻害されないため、実質処理段数が多い。
▲３▼円板上の突起による曝気効果により汚水への酸素供給量が大きい。
▲４▼マクロな輸送現象を伴う生物膜が豊富。
又、次の理由により汚水処理の安定性が高い。
▲１▼円板表面からの生物膜の一斉剥離による処理水の悪化がない。
▲２▼生物膜の間隙が均一に形成されており、生物膜の過剰付着による詰まりがない。
又、回転円板は同一種類のものを使用し、隣り合うものの突起を適宜に配置することにより請求項１記載の処理装置とすることができるので、単一種類の金型で成形できる。
【００１２】
又、請求項３記載の本発明の回転円板においては、各回転円板には方向の異なる多数の細片部材が並設されて形成された網部が設けられ、細片部材同士の交差部に突起が突設され、多数の細片部材がほぼ放射方向及び放射方向とは直交する縦横格子状の網部と、ほぼ放射方向とは斜めの相互に直交する斜め格子状網部とが設けられているので、使用に際しては、隣り合う２枚の回転円板の一方の回転円板の網部を縦横格子状の網部とし、他方の回転円板の網部を斜め格子状の網部とすることにより一方の回転円板の網部に突設された突起は他方の回転円板の網部の細片部材間の空間の方向に向けられることになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の回転円板式汚水処理装置の一例を示す一部切欠正面図、図２は図１に示す本発明の回転円板式汚水処理装置の平面図、図３は図１に示す本発明の回転円板式汚水処理装置の一部切欠側面図である。
図１〜３において、１０、１０は複数枚の回転円板１、１・・が間隔をおいて設けられた回転円板ブロックであり、回転円板ブロック１０、１０は軸受け２に軸受けされた回転軸３の断面四角形の取付軸３１に取付けられ、軸受け２は半円筒状処理槽４の側壁に取付けられている。１０１は回転円板ブロック１の両側に設けられた支持板である。
【００１４】
回転軸３にはスプロケットホイール３２が取付けられ、スプロケットホイール３２はモーター５と直結する可変減速機６の駆動軸６１に取付けられたスプロケットホイール６２とチェイン６３により連結され、モーター４の回転が可変減速機５により減速され、減速された駆動軸５１の回転がスプロケットホイール５２、チェイン５４及びスプロケットホイール３２により回転軸３に伝達され、回転軸３と共に各回転円板１、１・・が回転されるようになっている。
【００１５】
図４は回転円板１を構成する扇形部材１１の一例を示す正面図、図５は図４のＶ−Ｖ線における断面図、図６は図４のＶＩ−ＶＩ線における端面図である。回転円板１は図４に示す４枚の扇形部材１１を接続することにより構成されている。
【００１６】
図４に示すように、扇形部材１１には両側のほぼ放射状方向の線状部１２、１２とその間の３本のほぼ放射状方向の線状部１３、１４、１５と外周の円弧部１６と内縁のＶ形部１７とその間の２本の円弧部１８、１８により区分された１２か所の網部１９ａ、１９ｂ・・が設けられている。
各網部１９ａ、１９ｂには多数の直交する細片部１９１、１９１・・により格子状網が設けられている。各細片部１９１、１９１・・の交差部には、図５に示すように、各細片部１９１、１９１・・の長手方向とは直角な方向に突起１９２が突設されている。
【００１７】
線状部１２と線状部１３との間の各網部１９ｂにおいては、細片部１９１、１９１・・は線状部１２に対して斜めの方向に向けられている。同様に線状部１４と線状部１５との間の各網部１９ｂにおいては、細片部１９１、１９１・・は線状部１４に対して斜めの方向に向けられている。即ち、線状部１２と線状部１３との間の各網部１９ｂ及び線状部１４と線状部１５との間の各網部１９ｂには細片部１９１が斜めの斜め格子状網が設けられている。
【００１８】
又、線状部１３と線状部１４との間の各網部１９ａにおいては、直交する２方向の細片部１９１、１９１のうち一方の細片部１９１は線状部１４の長手方向と平行に向けられ、他方の細片部１９１は一方の細片部１９１に対して直交する方向に向けられている。同様に線状部１２と線状部１５との間の各網部１９ａにおいては、直交する２方向の細片部１９１、１９１のうち一方の細片部１９１は線状部１２の長手方向と平行に向けられ、他方の細片部１９１は一方の細片部１９１に対して直交する方向に向けられている。即ち、線状部１３と線状部１４との間の各網部１９ａ及び線状部１２と線状部１５との間の各網部１９ａには細片部１９１が線状部１２、１４の長手方向と平行もしくは直交する縦横格子状網が設けられている。
【００１９】
１８１は線状部１３及び線状部１５と円弧部１８との交差部に設けられた連結棒挿通用透孔である。
【００２０】
図４〜６に示す扇形部材１１を接続することにより回転円板１が構成され、回転円板１の中心部は図７、８に示すように、回転軸３に取付けられた取付軸３１及び支持板１０１に取付金具３２及びボルト・ナット３３により取付けられている。
【００２１】
図９に示すように、各回転円板１、１・・の連結棒挿通用透孔１８１に連結棒１８２が挿通され、連結棒１８２の端部においてボルト・ナット１８３により支持板１０１に取付けられている。
【００２２】
隣り合う２枚の回転円板１、１においては、一方の回転円板１の縦横格子状網を形成する網部１９ａと他方の回転円板１の斜め格子状網を形成する網部１９ｂとが隣り合うように配設され、図８に示すように、一方の回転円板１の縦横格子状網を形成する網部１９ａの突起１９２が他方の回転円板１の斜め格子状網を形成する網部１９ｂの細片部１９１で囲まれた空間に向くように配設され、他方の回転円板１の斜め格子状網を形成する網部１９ｂの突起１９２が一方の回転円板１の縦横格子状網を形成する網部１９ａの細片部１９１で囲まれた空間に向くように配設されている。
【００２３】
図１〜９に示す本発明の汚水処理装置においては、叙上のように、各回転円板１、１・・には方向の異なる多数の細片部材１９１が並設されて形成された網部１９ａ、１９ｂが設けられ、細片部材１９１同士の交差部に突起１９２が突設され、隣り合う２枚の回転円板１、１の一方の回転円板１に突設された突起１９２は他方の回転円板１の網部１９ａ、１９ｂの細片部材１９１、１９１間の空間の方向に向けられているので、次の作用効果がある。
即ち、単位体積当たりの表面積が大きく、突起１９２による曝気効果による汚水への酸素供給力が大きいので、廃水処理効率が高い。
又、回転円板１からの生物膜の一斉剥離による処理水の悪化がなく、生物膜の間隙が均一に形成されており、生物膜の過剰付着による詰まりがない。
【００２４】
従って、汚水は回転円板１に付着した好気性菌と充分に接触し、好気性菌により充分に処理され、運転維持コストが安価となる。
【００２５】
〔実施例１〕
図１〜９に示す汚水処理装置を使用して汚水を処理した。
回転軸３の長さＬ＝約１ｍ。
汚水処理槽４の容量：約１００リットル。
回転円板１の直径Ｄ＝５００ｍｍ。
回転円板１の回転速度：１３ｒｐｍ
回転円板１の周速度：２０ｍ／分。
回転円板１の汚水への浸漬率：約４０％。
回転円板１の細片部材１９１の厚さＴ＝４ｍｍ（図５）。
回転円板１の細片部材１９１の長さＬ５＝１０ｍｍ（図５）。
回転円板１の突起１９２の長さＬ３＝７ｍｍ（図５）。
回転円板１、１間の間隔Ｌ４＝１０ｍｍ（図９）。
回転円板ブロック１における回転円板１の枚数は２０枚。回転円板１の合計枚数は４０枚。
回転円板１を構成する扇形部材１９はポリプロピレン製であり、射出成形により成形されている。
【００２６】
〔比較例１〕
実公昭５８−６５５９号公報記載のように、円周方向に沿って山部及び谷部が設けられた波形の凹凸が設けられた回転円板を備えた汚水処理装置を使用した。回転円板は厚さ２ｍｍのポリエチレンシートを真空成形方法により面積拡張率が投影面積比で約２５％の波形の回転円板を成形し、これを２０ｍｍ間隔に融着して２ブロック、合計４０枚を回転軸にセットした。
【００２７】
〔評価〕
溶存酸素の測定はポーラログラフ式ＤＯメーターを使用し、水槽中に予め触媒として硫酸銅を微量加え、脱酸素剤として、無水亜硫酸ナトリウムを約１０グラム加えて溶存酸素（ＤＯ）を完全に消費した後、回転を開始し、常法に従い、溶存酸素の増加速度を求めた。これを片対数グラフにプロットし、その直線性を確認した上、次の（１）式によりＫＬａ（総括酸素移動容量係数）を算出した。
ＫＬａ＝２．３０３／（ｔ２ −ｔ１ ）〔ｌｏｇ（ＣＳ −Ｃｔ１ ）／（ＣＳ −Ｃｔ２ ）・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
尚、ＣＳ はその温度における酸素の飽和濃度（ｍｇ／リットル）であり、Ｃｔ１ 、Ｃｔ２ はそれぞれ測定時刻ｔ１ 、ｔ２ における溶存酸素濃度である。
因みに、係数ＫＬａは活性汚泥法散気式酸素供給における物質移動係数であり、試験に供する汚水処理槽の大きさ、形状、散気装置の形状、空気量等、又、円板法であれば、円板形状、枚数、回転速度等の全ての条件を含む係数である。温度は２２℃であった。
実施例１による本発明汚水処理装置によれば、ＫＬａ＝１２．０ｈｒ−１
比較例１による汚水処理装置によれば、ＫＬａ＝８．５ｈｒ−１
即ち、実施例１による本発明汚水処理装置が比較例１による汚水処理装置よりも酸素供給量が４０％程度優れていた。
尚、実施例１による本発明汚水処理装置の回転円板の有効表面積は４０枚で約２１ｍ２ であり、比較例１の回転円板の有効表面積は４０枚で約２０ｍ２ である。
【００２８】
〔実施例２〕
汚水は製麺工場の廃水であり、性状は次の通りである。
水量：８００ｍ３ ／日。
ＢＯＤ：７００ｍｇ／リットル。
ＣＯＤ：５２０ｍｇ／リットル。
Ｔ−Ｎ：６０ｍｇ／リットル。
栄養分として燐が不足しているため、燐酸２ナトリウム（ＮａＨＰＯ４ ・１２Ｈ２ Ｏ）を立ち上がり当初３０ｋｇ／日加え、以後は１０ｋｇ／日に減量した。
回転軸３の長さＬ＝約３．８ｍ。
汚水処理槽４の容量：約１５ｍ３ 。
回転円板１の直径Ｄ＝１２００ｍｍ。
回転円板１の回転速度：１０ｒｐｍ
回転円板１の周速度：４０ｍ／分。
回転円板１の汚水への浸漬率：約４０％。
回転円板ブロック１の幅Ｌ２＝６００ｍｍ。
回転円板ブロック１の数：５ユニット。
その他は実施例１と同様である。
このような汚水処理装置を２台直列×２系列、即ち４台使用して汚水を処理した。
【００２９】
〔比較例２〕
比較例１と同一形状の回転円板を備えた汚水処理装置を使用した。
但し、回転円板の直径は３．６ｍ、回転軸の長さは７．５ｍのものを６台使用した。
【００３０】
〔評価〕
実施例２及び比較例２の汚水処理装置によって汚水を処理した結果、沈殿後の上澄み液の水質は次の通りであった。
ＢＯＤ：２５ｍｇ／リットル。
ＣＯＤ：４３ｍｇ／リットル。
窒素分は一部、硝化されていた。ＢＯＤ除去率は９５％を越えていた。
即ち、実施例２の汚水処理装置は比較例２の汚水処理装置の１／４の設置面積で同様な効果を奏することができた。
【００３１】
〔実施例３〕
汚水は水産加工廃水（「かまぼこ」製造工場の廃水）である。
濃厚汚水の平均的性状は次の通りである。
水量：６０ｍ３ ／日。
ＢＯＤ：２５００ｍｇ／リットル。
ＣＯＤ（Ｃｒ）：３２００ｍｇ／リットル。
ＳＳ：６４０ｍｇ／リットル。
Ｈｅｘａｎｅ抽出物：２８０ｍｇ／リットル。
Ｔ−Ｎ：１８０ｍｇ／リットル。
Ｔ−Ｐ：６５ｍｇ／リットル。
本発明の汚水処理装置は次の通りである。
回転軸３の長さＬ＝約２．４ｍ。
回転円板１の直径Ｄ＝１２００ｍｍ。
回転円板１の回転速度：１０ｒｐｍ
回転円板ブロック１の幅Ｌ２＝６００ｍｍ。
回転円板ブロック１の数：３ユニット。
このような汚水処理装置を３台直列に配置して使用し、汚水を処理した。
【００３２】
〔比較例３〕
比較例２と同様な回転円板を備え、直径２．４ｍ、軸長５ｍの回転円板装置を５台使用した。
【００３３】
〔評価〕
実施例３及び比較例３による回転円板装置により処理の結果、次の数値を得た。
ＢＯＤ：８０ｍｇ／リットル。
ＣＯＤ（Ｃｒ）：１２０ｍｇ／リットル。
Ｔ−Ｎ：１１０ｍｇ／リットル。
実施例３の回転円板装置においては比較例３の回転円板装置の１／３の設置面積で同様な効果を奏することができた。
【００３４】
〔実施例４〕
集合住宅の生活廃水を処理した。
廃水の平均的性状は次の通りである。
水量：１００ｍ３ ／日（４００人）。
廃水の平均的性状は次の通りである。
ＢＯＤ：２２０ｍｇ／リットル。
ＣＯＤ：１８０ｍｇ／リットル。
Ｔ−Ｎ：３８ｍｇ／リットル。
Ｔ−Ｐ：１２ｍｇ／リットル。
本発明の汚水処理装置は次の通りである。
回転軸３の長さＬ＝１．８ｍ。
回転円板１の直径Ｄ＝１２００ｍｍ。
回転円板１の回転速度：１０ｒｐｍ
回転円板ブロック１の幅Ｌ２＝６００ｍｍ。
回転円板ブロック１の数：２ユニット。
【００３５】
〔比較例４〕
比較例２と同様な回転円板を備え、直径２．４ｍ、軸長４．５ｍの回転円板装置を２台使用した。
【００３６】
〔評価〕
実施例４の回転円板装置においては、１台のみで硝化が進んだので、その後に全水没の脱窒素円板（直径６００ｍｍ、軸長１．８ｍ）で処理し、Ｔ−Ｎ：８０％の除去率を得た。
比較例４の回転円板装置においては、１台のみではアンモニア態窒素を硝酸態窒素までの酸化は不可能であった。
【００３７】
〔実施例５〕
フェノールを含む工場廃水本管から６ｍ３ ／Ｈｒ（最大）の流量を分岐し、処理した。処理目標はＣＯＤ除去率７０％、フェノール除去率９５％である。
廃水の性状は次の通りである。
ＢＯＤ：１１０ｍｇ／リットル。
ＣＯＤ：１１０ｍｇ／リットル。
フェノール：１０ｍｇ／リットル。
Ｈｅｘａｎｅ抽出物：５０ｍｇ／リットル。
本発明の汚水処理装置は次の通りである。
回転軸３の長さＬ＝２．１ｍ。
回転円板１の直径Ｄ＝１２００ｍｍ。
回転円板ブロック１の幅Ｌ２＝５００ｍｍ。
回転円板ブロック１の数：３ユニット。
【００３８】
〔比較例５〕
剛毛合成繊維をネット状に加工して円板状支持体と一体としたものを多数回転軸に固定した回転円板式汚水処理装置を使用した。
汚水処理槽の長さ：２．７ｍ
円板直径：２ｍ
円板枚数：２４枚（表面積１９００ｍ２ ）
回転数：６ｒｐｍ
【００３９】
〔評価〕
実施例５及び比較例５の汚水処理装置により汚水を処理した結果は次の通りであった。
ＣＯＤ：２０〜４０ｍｇ／リットル。
フェノール：２ｍｇ／リットル以下。
実施例５の汚水処理装置は比較例５の汚水処理装置に比較して遙かに小型の装置で同様の成果を上げることができた。
又、比較例５の汚水処理装置においては、肥厚汚泥を剥離するため汚水処理槽底部に設けた配管から常時空気を吹き出す必要があったが、実施例５の汚水処理装置においては、余剰の生物膜が自然に剥離するため空気噴出の必要はなかった。
【００４０】
以上、本発明の実施の形態を図により説明したが、本発明の具体的な構成は図示の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲の設計変更は本発明に含まれる。
【００４１】
例えば、回転円板１を図示の実施の形態のように４枚の扇形部材１９を接続することにより構成する代わりに、２枚とか８枚の扇形部材を接続することにより構成してもよく、複数枚の扇形部材を接続することなく、最初から円板形に一体化されたものを使用してもよい。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明の回転円板式汚水処理装置においては、汚水処理の効率が高いので、汚水の汚染物質を効率的に除去し得る。
又、汚水処理の安定性が高いので、運転維持コストが安い。
【００４３】
又、請求項２記載の本発明の回転円板においては、使用に際しては、汚水処理の効率及び汚水処理の安定性が高く、汚水処理性能に優れ、運転維持コストが安い。又、回転円板が単一種類の金型で成形できるので、製造コストの低減化を図ることができる。
【００４４】
又、請求項３記載の本発明の回転円板においては、使用に際しては、隣り合う２枚の回転円板の一方の回転円板の網部を縦横格子状の網部とし、他方の回転円板の網部を斜め格子状の網部とすることにより一方の回転円板の網部に突設された突起は他方の回転円板の網部の細片部材間の空間の方向に向けられることになるので、請求項１記載の汚水処理装置を容易に組み立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回転汚水処理装置の一例を示す一部切欠正面図。
【図２】図１に示す本発明の回転汚水処理装置の平面図。
【図３】図１に示す本発明の回転汚水処理装置の一部切欠側面図。
【図４】扇形部材の一例を示す正面図。
【図５】図４のＶ−Ｖ線における端面図。
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ線における断面図。
【図７】図１に示す本発明の回転汚水処理装置の回転軸の端部付近を示す断面図。
【図８】図７に示す回転軸の端部付近を側面図。
【図９】図１に示す本発明の回転汚水処理装置の回転円板の連結部の拡大断面図。
【符号の説明】
１ 回転円板
１９ａ、１９ｂ 網部
１９１ 細片部材
１９２ 突起
２ 軸受け
３ 回転軸
４ 汚水処理槽
５ モーター
６ 可変減速機
【発明が属する技術分野】
本発明は、回転円板式汚水処理装置及び回転円板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、特開平６−９８１８４号公報等に記載されているように、複数枚の回転円板が間隔をおいて回転軸に取付けられ、各回転円板が処理槽の汚水中に部分的に浸漬して回転するように設けられ、汚水が回転円板に付着されている好気性菌と接触し汚水が処理される回転円板式汚水処理装置が知られている。
【０００３】
従来、汚水処理装置は汚水を効率的に処理でき、初期投資が少なく、運転維持コストが安く、運転管理が容易であることが要求され、回転円板式汚水処理装置は、このような汚水処理装置の所要条件を原理的には満足するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の回転円板式汚水処理装置においては、汚水処理槽内の汚水が回転円板に付着する好気性菌と接触する度合いが少なく、実際には高コストである上、処理性能も決して満足できるものではなかった。
【０００５】
本発明は、従来の回転円板式汚水処理装置における、このような問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、従来の回転円板式汚水処理装置における問題点を解消し、汚水処理性能が優れ、コストの低減化を図ることのできる回転円板式汚水処理装置及び回転円板を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の本発明の回転円板式汚水処理装置は、
複数枚の回転円板が間隔をおいて回転軸に取付けられ、各回転円板が処理槽の汚水中に部分的に浸漬して回転するように設けられ、汚水が回転円板に付着している好気性菌と接触し汚水が処理される回転円板式汚水処理装置であって、各回転円板には方向の異なる多数の細片部材が並設されて形成された網部が設けられ、細片部材同士の交差部に突起が突設され、隣り合う２枚の回転円板の一方の回転円板に突設された突起は他方の回転円板の網部の細片部材間の空間の方向に向けられていることを特徴とするものである。
【０００７】
又、請求項２記載の本発明の回転円板は、
請求項１記載の回転円板式汚水処理装置に使用する回転円板であって、各回転円板には方向の異なる多数の細片部材が並設されて形成された網部が設けられ、細片部材同士の交差部に突起が突設されていることを特徴とするものである。
【０００８】
又、請求項３記載の本発明の回転円板は、
請求項１記載の汚水処理装置に使用する回転円板であって、各回転円板には方向の異なる多数の細片部材が並設されて形成された網部が設けられ、細片部材同士の交差部に突起が突設され、多数の細片部材がほぼ放射方向及び放射方向とは直交する縦横格子状の網部と、ほぼ放射方向とは斜めの相互に直交する斜め格子状網部とが設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明において、回転円板の材質としては、従来から回転円板の材質に使用されているものが使用できるものであって、特に限定されないが、例えば、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ＦＲＰ等の合成樹脂やステンレス鋼、アルミニウム等の金属が使用できる。
【００１０】
〔作用〕
請求項１記載の本発明の回転円板式汚水処理装置においては、各回転円板には方向の異なる多数の細片部材が並設されて形成された網部が設けられ、細片部材同士の交差部に突起が突設され、隣り合う２枚の回転円板の一方の回転円板に突設された突起は他方の回転円板の網部の細片部材間の空間の方向に向けられているので、次の作用がある。
即ち、次の理由により汚水処理の効率が高い。
▲１▼回転円板の単位体積当たりの表面積が大きい。
▲２▼軸方向の水流が阻害されないため、実質処理段数が多い。
▲３▼円板上の突起による曝気効果により汚水への酸素供給量が大きい。
▲４▼マクロな輸送現象を伴う生物膜が豊富。
又、次の理由により汚水処理の安定性が高い。
▲１▼円板表面からの生物膜の一斉剥離による処理水の悪化がない。
▲２▼生物膜の間隙が均一に形成されており、生物膜の過剰付着による詰まりがない。
【００１１】
又、請求項２記載の本発明の回転円板においては、各回転円板は方向の異なる多数の細片部材が並設されて形成された網部が設けられ、細片部材同士の交差部に突起が突設されているので、使用に際しては、次の作用がある。
即ち、次の理由により汚水処理の効率が高い。
▲１▼回転円板の単位体積当たりの表面積が大きい。
▲２▼軸方向の水流が阻害されないため、実質処理段数が多い。
▲３▼円板上の突起による曝気効果により汚水への酸素供給量が大きい。
▲４▼マクロな輸送現象を伴う生物膜が豊富。
又、次の理由により汚水処理の安定性が高い。
▲１▼円板表面からの生物膜の一斉剥離による処理水の悪化がない。
▲２▼生物膜の間隙が均一に形成されており、生物膜の過剰付着による詰まりがない。
又、回転円板は同一種類のものを使用し、隣り合うものの突起を適宜に配置することにより請求項１記載の処理装置とすることができるので、単一種類の金型で成形できる。
【００１２】
又、請求項３記載の本発明の回転円板においては、各回転円板には方向の異なる多数の細片部材が並設されて形成された網部が設けられ、細片部材同士の交差部に突起が突設され、多数の細片部材がほぼ放射方向及び放射方向とは直交する縦横格子状の網部と、ほぼ放射方向とは斜めの相互に直交する斜め格子状網部とが設けられているので、使用に際しては、隣り合う２枚の回転円板の一方の回転円板の網部を縦横格子状の網部とし、他方の回転円板の網部を斜め格子状の網部とすることにより一方の回転円板の網部に突設された突起は他方の回転円板の網部の細片部材間の空間の方向に向けられることになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の回転円板式汚水処理装置の一例を示す一部切欠正面図、図２は図１に示す本発明の回転円板式汚水処理装置の平面図、図３は図１に示す本発明の回転円板式汚水処理装置の一部切欠側面図である。
図１〜３において、１０、１０は複数枚の回転円板１、１・・が間隔をおいて設けられた回転円板ブロックであり、回転円板ブロック１０、１０は軸受け２に軸受けされた回転軸３の断面四角形の取付軸３１に取付けられ、軸受け２は半円筒状処理槽４の側壁に取付けられている。１０１は回転円板ブロック１の両側に設けられた支持板である。
【００１４】
回転軸３にはスプロケットホイール３２が取付けられ、スプロケットホイール３２はモーター５と直結する可変減速機６の駆動軸６１に取付けられたスプロケットホイール６２とチェイン６３により連結され、モーター４の回転が可変減速機５により減速され、減速された駆動軸５１の回転がスプロケットホイール５２、チェイン５４及びスプロケットホイール３２により回転軸３に伝達され、回転軸３と共に各回転円板１、１・・が回転されるようになっている。
【００１５】
図４は回転円板１を構成する扇形部材１１の一例を示す正面図、図５は図４のＶ−Ｖ線における断面図、図６は図４のＶＩ−ＶＩ線における端面図である。回転円板１は図４に示す４枚の扇形部材１１を接続することにより構成されている。
【００１６】
図４に示すように、扇形部材１１には両側のほぼ放射状方向の線状部１２、１２とその間の３本のほぼ放射状方向の線状部１３、１４、１５と外周の円弧部１６と内縁のＶ形部１７とその間の２本の円弧部１８、１８により区分された１２か所の網部１９ａ、１９ｂ・・が設けられている。
各網部１９ａ、１９ｂには多数の直交する細片部１９１、１９１・・により格子状網が設けられている。各細片部１９１、１９１・・の交差部には、図５に示すように、各細片部１９１、１９１・・の長手方向とは直角な方向に突起１９２が突設されている。
【００１７】
線状部１２と線状部１３との間の各網部１９ｂにおいては、細片部１９１、１９１・・は線状部１２に対して斜めの方向に向けられている。同様に線状部１４と線状部１５との間の各網部１９ｂにおいては、細片部１９１、１９１・・は線状部１４に対して斜めの方向に向けられている。即ち、線状部１２と線状部１３との間の各網部１９ｂ及び線状部１４と線状部１５との間の各網部１９ｂには細片部１９１が斜めの斜め格子状網が設けられている。
【００１８】
又、線状部１３と線状部１４との間の各網部１９ａにおいては、直交する２方向の細片部１９１、１９１のうち一方の細片部１９１は線状部１４の長手方向と平行に向けられ、他方の細片部１９１は一方の細片部１９１に対して直交する方向に向けられている。同様に線状部１２と線状部１５との間の各網部１９ａにおいては、直交する２方向の細片部１９１、１９１のうち一方の細片部１９１は線状部１２の長手方向と平行に向けられ、他方の細片部１９１は一方の細片部１９１に対して直交する方向に向けられている。即ち、線状部１３と線状部１４との間の各網部１９ａ及び線状部１２と線状部１５との間の各網部１９ａには細片部１９１が線状部１２、１４の長手方向と平行もしくは直交する縦横格子状網が設けられている。
【００１９】
１８１は線状部１３及び線状部１５と円弧部１８との交差部に設けられた連結棒挿通用透孔である。
【００２０】
図４〜６に示す扇形部材１１を接続することにより回転円板１が構成され、回転円板１の中心部は図７、８に示すように、回転軸３に取付けられた取付軸３１及び支持板１０１に取付金具３２及びボルト・ナット３３により取付けられている。
【００２１】
図９に示すように、各回転円板１、１・・の連結棒挿通用透孔１８１に連結棒１８２が挿通され、連結棒１８２の端部においてボルト・ナット１８３により支持板１０１に取付けられている。
【００２２】
隣り合う２枚の回転円板１、１においては、一方の回転円板１の縦横格子状網を形成する網部１９ａと他方の回転円板１の斜め格子状網を形成する網部１９ｂとが隣り合うように配設され、図８に示すように、一方の回転円板１の縦横格子状網を形成する網部１９ａの突起１９２が他方の回転円板１の斜め格子状網を形成する網部１９ｂの細片部１９１で囲まれた空間に向くように配設され、他方の回転円板１の斜め格子状網を形成する網部１９ｂの突起１９２が一方の回転円板１の縦横格子状網を形成する網部１９ａの細片部１９１で囲まれた空間に向くように配設されている。
【００２３】
図１〜９に示す本発明の汚水処理装置においては、叙上のように、各回転円板１、１・・には方向の異なる多数の細片部材１９１が並設されて形成された網部１９ａ、１９ｂが設けられ、細片部材１９１同士の交差部に突起１９２が突設され、隣り合う２枚の回転円板１、１の一方の回転円板１に突設された突起１９２は他方の回転円板１の網部１９ａ、１９ｂの細片部材１９１、１９１間の空間の方向に向けられているので、次の作用効果がある。
即ち、単位体積当たりの表面積が大きく、突起１９２による曝気効果による汚水への酸素供給力が大きいので、廃水処理効率が高い。
又、回転円板１からの生物膜の一斉剥離による処理水の悪化がなく、生物膜の間隙が均一に形成されており、生物膜の過剰付着による詰まりがない。
【００２４】
従って、汚水は回転円板１に付着した好気性菌と充分に接触し、好気性菌により充分に処理され、運転維持コストが安価となる。
【００２５】
〔実施例１〕
図１〜９に示す汚水処理装置を使用して汚水を処理した。
回転軸３の長さＬ＝約１ｍ。
汚水処理槽４の容量：約１００リットル。
回転円板１の直径Ｄ＝５００ｍｍ。
回転円板１の回転速度：１３ｒｐｍ
回転円板１の周速度：２０ｍ／分。
回転円板１の汚水への浸漬率：約４０％。
回転円板１の細片部材１９１の厚さＴ＝４ｍｍ（図５）。
回転円板１の細片部材１９１の長さＬ５＝１０ｍｍ（図５）。
回転円板１の突起１９２の長さＬ３＝７ｍｍ（図５）。
回転円板１、１間の間隔Ｌ４＝１０ｍｍ（図９）。
回転円板ブロック１における回転円板１の枚数は２０枚。回転円板１の合計枚数は４０枚。
回転円板１を構成する扇形部材１９はポリプロピレン製であり、射出成形により成形されている。
【００２６】
〔比較例１〕
実公昭５８−６５５９号公報記載のように、円周方向に沿って山部及び谷部が設けられた波形の凹凸が設けられた回転円板を備えた汚水処理装置を使用した。回転円板は厚さ２ｍｍのポリエチレンシートを真空成形方法により面積拡張率が投影面積比で約２５％の波形の回転円板を成形し、これを２０ｍｍ間隔に融着して２ブロック、合計４０枚を回転軸にセットした。
【００２７】
〔評価〕
溶存酸素の測定はポーラログラフ式ＤＯメーターを使用し、水槽中に予め触媒として硫酸銅を微量加え、脱酸素剤として、無水亜硫酸ナトリウムを約１０グラム加えて溶存酸素（ＤＯ）を完全に消費した後、回転を開始し、常法に従い、溶存酸素の増加速度を求めた。これを片対数グラフにプロットし、その直線性を確認した上、次の（１）式によりＫＬａ（総括酸素移動容量係数）を算出した。
ＫＬａ＝２．３０３／（ｔ２ −ｔ１ ）〔ｌｏｇ（ＣＳ −Ｃｔ１ ）／（ＣＳ −Ｃｔ２ ）・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
尚、ＣＳ はその温度における酸素の飽和濃度（ｍｇ／リットル）であり、Ｃｔ１ 、Ｃｔ２ はそれぞれ測定時刻ｔ１ 、ｔ２ における溶存酸素濃度である。
因みに、係数ＫＬａは活性汚泥法散気式酸素供給における物質移動係数であり、試験に供する汚水処理槽の大きさ、形状、散気装置の形状、空気量等、又、円板法であれば、円板形状、枚数、回転速度等の全ての条件を含む係数である。温度は２２℃であった。
実施例１による本発明汚水処理装置によれば、ＫＬａ＝１２．０ｈｒ−１
比較例１による汚水処理装置によれば、ＫＬａ＝８．５ｈｒ−１
即ち、実施例１による本発明汚水処理装置が比較例１による汚水処理装置よりも酸素供給量が４０％程度優れていた。
尚、実施例１による本発明汚水処理装置の回転円板の有効表面積は４０枚で約２１ｍ２ であり、比較例１の回転円板の有効表面積は４０枚で約２０ｍ２ である。
【００２８】
〔実施例２〕
汚水は製麺工場の廃水であり、性状は次の通りである。
水量：８００ｍ３ ／日。
ＢＯＤ：７００ｍｇ／リットル。
ＣＯＤ：５２０ｍｇ／リットル。
Ｔ−Ｎ：６０ｍｇ／リットル。
栄養分として燐が不足しているため、燐酸２ナトリウム（ＮａＨＰＯ４ ・１２Ｈ２ Ｏ）を立ち上がり当初３０ｋｇ／日加え、以後は１０ｋｇ／日に減量した。
回転軸３の長さＬ＝約３．８ｍ。
汚水処理槽４の容量：約１５ｍ３ 。
回転円板１の直径Ｄ＝１２００ｍｍ。
回転円板１の回転速度：１０ｒｐｍ
回転円板１の周速度：４０ｍ／分。
回転円板１の汚水への浸漬率：約４０％。
回転円板ブロック１の幅Ｌ２＝６００ｍｍ。
回転円板ブロック１の数：５ユニット。
その他は実施例１と同様である。
このような汚水処理装置を２台直列×２系列、即ち４台使用して汚水を処理した。
【００２９】
〔比較例２〕
比較例１と同一形状の回転円板を備えた汚水処理装置を使用した。
但し、回転円板の直径は３．６ｍ、回転軸の長さは７．５ｍのものを６台使用した。
【００３０】
〔評価〕
実施例２及び比較例２の汚水処理装置によって汚水を処理した結果、沈殿後の上澄み液の水質は次の通りであった。
ＢＯＤ：２５ｍｇ／リットル。
ＣＯＤ：４３ｍｇ／リットル。
窒素分は一部、硝化されていた。ＢＯＤ除去率は９５％を越えていた。
即ち、実施例２の汚水処理装置は比較例２の汚水処理装置の１／４の設置面積で同様な効果を奏することができた。
【００３１】
〔実施例３〕
汚水は水産加工廃水（「かまぼこ」製造工場の廃水）である。
濃厚汚水の平均的性状は次の通りである。
水量：６０ｍ３ ／日。
ＢＯＤ：２５００ｍｇ／リットル。
ＣＯＤ（Ｃｒ）：３２００ｍｇ／リットル。
ＳＳ：６４０ｍｇ／リットル。
Ｈｅｘａｎｅ抽出物：２８０ｍｇ／リットル。
Ｔ−Ｎ：１８０ｍｇ／リットル。
Ｔ−Ｐ：６５ｍｇ／リットル。
本発明の汚水処理装置は次の通りである。
回転軸３の長さＬ＝約２．４ｍ。
回転円板１の直径Ｄ＝１２００ｍｍ。
回転円板１の回転速度：１０ｒｐｍ
回転円板ブロック１の幅Ｌ２＝６００ｍｍ。
回転円板ブロック１の数：３ユニット。
このような汚水処理装置を３台直列に配置して使用し、汚水を処理した。
【００３２】
〔比較例３〕
比較例２と同様な回転円板を備え、直径２．４ｍ、軸長５ｍの回転円板装置を５台使用した。
【００３３】
〔評価〕
実施例３及び比較例３による回転円板装置により処理の結果、次の数値を得た。
ＢＯＤ：８０ｍｇ／リットル。
ＣＯＤ（Ｃｒ）：１２０ｍｇ／リットル。
Ｔ−Ｎ：１１０ｍｇ／リットル。
実施例３の回転円板装置においては比較例３の回転円板装置の１／３の設置面積で同様な効果を奏することができた。
【００３４】
〔実施例４〕
集合住宅の生活廃水を処理した。
廃水の平均的性状は次の通りである。
水量：１００ｍ３ ／日（４００人）。
廃水の平均的性状は次の通りである。
ＢＯＤ：２２０ｍｇ／リットル。
ＣＯＤ：１８０ｍｇ／リットル。
Ｔ−Ｎ：３８ｍｇ／リットル。
Ｔ−Ｐ：１２ｍｇ／リットル。
本発明の汚水処理装置は次の通りである。
回転軸３の長さＬ＝１．８ｍ。
回転円板１の直径Ｄ＝１２００ｍｍ。
回転円板１の回転速度：１０ｒｐｍ
回転円板ブロック１の幅Ｌ２＝６００ｍｍ。
回転円板ブロック１の数：２ユニット。
【００３５】
〔比較例４〕
比較例２と同様な回転円板を備え、直径２．４ｍ、軸長４．５ｍの回転円板装置を２台使用した。
【００３６】
〔評価〕
実施例４の回転円板装置においては、１台のみで硝化が進んだので、その後に全水没の脱窒素円板（直径６００ｍｍ、軸長１．８ｍ）で処理し、Ｔ−Ｎ：８０％の除去率を得た。
比較例４の回転円板装置においては、１台のみではアンモニア態窒素を硝酸態窒素までの酸化は不可能であった。
【００３７】
〔実施例５〕
フェノールを含む工場廃水本管から６ｍ３ ／Ｈｒ（最大）の流量を分岐し、処理した。処理目標はＣＯＤ除去率７０％、フェノール除去率９５％である。
廃水の性状は次の通りである。
ＢＯＤ：１１０ｍｇ／リットル。
ＣＯＤ：１１０ｍｇ／リットル。
フェノール：１０ｍｇ／リットル。
Ｈｅｘａｎｅ抽出物：５０ｍｇ／リットル。
本発明の汚水処理装置は次の通りである。
回転軸３の長さＬ＝２．１ｍ。
回転円板１の直径Ｄ＝１２００ｍｍ。
回転円板ブロック１の幅Ｌ２＝５００ｍｍ。
回転円板ブロック１の数：３ユニット。
【００３８】
〔比較例５〕
剛毛合成繊維をネット状に加工して円板状支持体と一体としたものを多数回転軸に固定した回転円板式汚水処理装置を使用した。
汚水処理槽の長さ：２．７ｍ
円板直径：２ｍ
円板枚数：２４枚（表面積１９００ｍ２ ）
回転数：６ｒｐｍ
【００３９】
〔評価〕
実施例５及び比較例５の汚水処理装置により汚水を処理した結果は次の通りであった。
ＣＯＤ：２０〜４０ｍｇ／リットル。
フェノール：２ｍｇ／リットル以下。
実施例５の汚水処理装置は比較例５の汚水処理装置に比較して遙かに小型の装置で同様の成果を上げることができた。
又、比較例５の汚水処理装置においては、肥厚汚泥を剥離するため汚水処理槽底部に設けた配管から常時空気を吹き出す必要があったが、実施例５の汚水処理装置においては、余剰の生物膜が自然に剥離するため空気噴出の必要はなかった。
【００４０】
以上、本発明の実施の形態を図により説明したが、本発明の具体的な構成は図示の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲の設計変更は本発明に含まれる。
【００４１】
例えば、回転円板１を図示の実施の形態のように４枚の扇形部材１９を接続することにより構成する代わりに、２枚とか８枚の扇形部材を接続することにより構成してもよく、複数枚の扇形部材を接続することなく、最初から円板形に一体化されたものを使用してもよい。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明の回転円板式汚水処理装置においては、汚水処理の効率が高いので、汚水の汚染物質を効率的に除去し得る。
又、汚水処理の安定性が高いので、運転維持コストが安い。
【００４３】
又、請求項２記載の本発明の回転円板においては、使用に際しては、汚水処理の効率及び汚水処理の安定性が高く、汚水処理性能に優れ、運転維持コストが安い。又、回転円板が単一種類の金型で成形できるので、製造コストの低減化を図ることができる。
【００４４】
又、請求項３記載の本発明の回転円板においては、使用に際しては、隣り合う２枚の回転円板の一方の回転円板の網部を縦横格子状の網部とし、他方の回転円板の網部を斜め格子状の網部とすることにより一方の回転円板の網部に突設された突起は他方の回転円板の網部の細片部材間の空間の方向に向けられることになるので、請求項１記載の汚水処理装置を容易に組み立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回転汚水処理装置の一例を示す一部切欠正面図。
【図２】図１に示す本発明の回転汚水処理装置の平面図。
【図３】図１に示す本発明の回転汚水処理装置の一部切欠側面図。
【図４】扇形部材の一例を示す正面図。
【図５】図４のＶ−Ｖ線における端面図。
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ線における断面図。
【図７】図１に示す本発明の回転汚水処理装置の回転軸の端部付近を示す断面図。
【図８】図７に示す回転軸の端部付近を側面図。
【図９】図１に示す本発明の回転汚水処理装置の回転円板の連結部の拡大断面図。
【符号の説明】
１ 回転円板
１９ａ、１９ｂ 網部
１９１ 細片部材
１９２ 突起
２ 軸受け
３ 回転軸
４ 汚水処理槽
５ モーター
６ 可変減速機
Claims (3)
- 複数枚の回転円板が間隔をおいて回転軸に取付けられ、各回転円板が処理槽の汚水中に部分的に浸漬して回転するように設けられ、汚水が回転円板に付着している好気性菌と接触し汚水が処理される回転円板式汚水処理装置であって、各回転円板には方向の異なる多数の細片部材が並設されて形成された網部が設けられ、細片部材同士の交差部に突起が突設され、隣り合う２枚の回転円板の一方の回転円板に突設された突起は他方の回転円板の網部の細片部材間の空間の方向に向けられていることを特徴とする回転円板式汚水処理装置。
- 請求項１記載の回転円板式汚水処理装置に使用する回転円板であって、各回転円板には方向の異なる多数の細片部材が並設されて形成された網部が設けられ、細片部材同士の交差部に突起が突設されていることを特徴とする回転円板。
- 請求項１記載の回転円板式汚水処理装置に使用する回転円板であって、各回転円板には方向の異なる多数の細片部材が並設されて形成された網部が設けられ、細片部材同士の交差部に突起が突設され、多数の細片部材がほぼ放射方向及び放射方向とは直交する縦横格子状の網部と、ほぼ放射方向とは斜めの相互に直交する斜め格子状網部とが設けられていることを特徴とする回転円板。
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