JP3730441B2 - 水処理用充填材 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、曝気室を有する浄化槽等の水処理に用いられる充填材に関し、詳しくは、曝気室内に充填されて流動可能な充填材に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、屎尿や雑排水等からなる汚水を浄化する一般的な浄化槽として、接触曝気方式の曝気室を有するものが知られている。この曝気室には、上方に濾材(接触材)が固定され、下方には空気等の酸素含有ガスを送り込むブロアと接続された散気管が設けられている。なお、曝気室の下方には同様のブロアに接続されて酸素含有ガスを供給する逆洗管も設けられ得る。
【0003】
この種の浄化槽では、曝気室内に汚水が上方から供給されるようになっており、この汚水は、濾材の間隙を流れるとともに、濾材の表面に住みついた好気性バクテリアによって汚れの分解を受ける。この間、散気管は好気性バクテリアに酸素を供給する。また、逆洗管を備えた浄化槽にあっては、必要の都度逆洗管が供給する酸素含有ガスにより、濾材にくっついて繁殖した余分な好気性バクテリア(固形物)を濾材から剥離させることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の一般的な浄化槽にあっては、曝気室内に濾材が固定されているため、濾材の表面の好気性バクテリアによって汚れを分解する際、濾材に余分な固形物からなる目詰まりを生じ易い。このため、その浄化槽は、そのままでは処理能力の低下を生じてしまう。また、逆洗管により余分な固形物を濾材から剥離して処理能力の回復を図らんとすれば、逆洗管の分だけ製造コスト及び維持コストの高騰化を生じてしまう。
【0005】
このため、発明者らは、曝気室内で流動可能な水処理用充填材を製作し、試験を行った。この充填材は、図11〜13に示すように、大きな表面積を確保しつつ気泡を捕捉しない外形をなすとともに、外観が略球状をなしている。
そして、この充填材は円盤状の支持部1を有しており、この支持部1は同心をなす短い筒状の第3筒部1cを有している。支持部1には、外周側で気泡を捕捉しない大きさをなし、計24個の開口1aが等角度で放射方向に形成されているとともに、これらの開口1aより内周側における第3筒部1cとの間にも気泡を捕捉しない大きさをなし、計24個の開口1bが等角度で放射方向に形成されている。これら開口1a及び開口1bは周方向で整列している。
【0006】
支持部1の上面側には支持部1と同軸をなす短い筒状の第1筒部2が設けられており、支持部1の下面側にも支持部1と同軸をなす短い筒状の第2筒部3が設けられている。第3筒部1c、第1筒部2及び第2筒部3は、第1筒部2、第3筒部1c、第2筒部3の順で内径及び外径が小さくなっている。
支持部1の上面、支持部1における第3筒部1cの周面上部及び第1筒部2の周面下部には内角が90度の略扇状をなす複数枚の第1羽根部4が支持部1の周方向で等角度で放射方向をなすように配置されている。より具体的には、各第1羽根部4は支持部1の周方向で30度で放射方向をなすように12枚が配置されている。各第1羽根部4の各1辺は支持部1の上面及び第3筒部1cの周面上部に一体に設けられており、各第1羽根部4の各他辺は第3筒部1cの周面上部及び第1筒部2の周面下部に一体に設けられている。
【0007】
また、支持部1の下面、支持部1における第3筒部1cの周面下部及び第2筒部3の周面上部にも内角が90度の略扇状をなす複数枚の第2羽根部5が支持部1の周方向で等角度で放射方向をなすように配置されている。より具体的には、各第2羽根部5は支持部1の周方向で30度で放射方向をなすように12枚が配置されている。各第2羽根部5の各1辺は支持部1の下面及び第3筒部1cの周面下部に一体に設けられており、各第2羽根部5の各他辺は第3筒部1cの周面下部及び第2筒部3の周面上部に一体に設けられている。第2羽根部5は支持部1の周方向で各第1羽根部4と15度ずれている。
【0008】
この充填材は、図14に示す成形型6、7を用い、この成形型6、7のキャビティ内に比重が水の比重に近いポリエチレンを射出成形することにより成形したものである。成形型6、7にはテーパ状の外周面をもつピン8が収容されており、このピン8は第1、2、3筒部1c、2、3の内周面及び各第1、2羽根部4、5の各他辺側の面と当接するようになっている。このため、支持部1は成形型6、7の型割面PLにより形成され、第1筒部2及び第1羽根部4は型割面PLと直交する成形型6、7の型割方向である上方側に延在し、第2筒部3及び第2羽根部5は型割面PLと直交する成形型6、7の型割方向である下方側に延在している。
【0009】
かかる充填材をそのような曝気室に充填して水処理を行う浄化槽では、それらの充填材が大きな表面積で多くのバクテリアを担持して効果的に汚れを分解可能であるとともに、外観が略球状の各充填材が曝気室内で個々に可動であることから、必ずしも逆洗管を設けなくとも、余分な固形物が各充填材間を移動して目詰まりを生じ難い。このため、このような浄化槽では、製造コスト及び維持コストの低廉化を実現しつつ、高い処理能力をある程度維持できた。
【0010】
しかしながら、この充填材では、未だ大きな表面積を確保できていなかった。このため、1mm程度以下の厚みで薄く均一に担持されるバクテリアが少なく、高い処理能力を発揮できない。
また、この充填材では、互いに干渉又は当接する面積が大きく、せっかく薄く均一に担持したバクテリアを削り取ってしまう。
【0011】
これらのため、この充填材では、バクテリアが好適に汚水と接触しにくく、高い処理能力を安定して発揮できない。これらの不具合は曝気室を有する浄化槽にこの充填材を用いた場合に顕著である。
本発明は、上記従来の実状に鑑みてなされたものであって、それ自身及び曝気室を有する浄化槽等の水処理装置の製造コスト及び維持コストの低廉化を実現しつつ、高い処理能力を安定して発揮可能な充填材を提供することを解決すべき課題としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の水処理用充填材は、貯留した汚水中に酸素含有ガスを供給する散気管が設けられ、該汚水を好気性バクテリアにより浄化する曝気室内に充填されて流動可能であり、
比重が0.800〜0.999の合成樹脂により射出成形され、大きな表面積を確保しつつ気泡を捕捉しない外形をなすとともに、外観が略球状をなす水処理用充填材であって、
円盤状の支持部と、
該支持部の一面側で同軸をなす短い筒状の第1筒部と、
該支持部の他面側で同軸をなす短い筒状の第2筒部と、
内角が90度の略扇状をなし、1辺が該支持部の該一面に固定され、他辺が該第1筒部の周面に固定され、該支持部の周方向で等角度で放射方向をなすように配置された複数枚の第1固定羽根部と、
内角が90度の略扇状をなし、1辺が該支持部の該一面に固定され、他辺が該第1筒部の周面から離反され、該支持部の周方向の各該第1固定羽根部間で等角度で放射方向をなすように配置された複数枚の第1離反羽根部と、
内角が90度の略扇状をなし、1辺が該支持部の該他面に固定され、他辺が該第2筒部の周面に固定され、該支持部の周方向で等角度で放射方向をなすように配置された複数枚の第2固定羽根部と、
内角が90度の略扇状をなし、1辺が該支持部の該一面に固定され、他辺が該第2筒部の周面から離反され、該支持部の周方向の各該第2固定羽根部間で等角度で放射方向をなすように配置された複数枚の第2離反羽根部と、を有し、
該第1固定羽根部と該第1離反羽根部との間には、該第1固定羽根部、該第1離反羽根部、該第2固定羽根部及び該第2離反羽根部間の干渉又は当接を防止すべく該支持部の周方向に延在し、該支持部並びに該第1固定羽根部及び該第1離反羽根部と固定された第1連結部が設けられ、
該第2固定羽根部と該第2離反羽根部との間には、該第1固定羽根部、該第1離反羽根部、該第2固定羽根部及び該第2離反羽根部間の干渉又は当接を防止すべく該支持部の周方向に延在し、該支持部並びに該第2固定羽根部及び該第2離反羽根部と固定された第2連結部が設けられ、
該支持部は同心をなす短い筒状の第3筒部を有し、該第1固定羽根部の他辺及び該第2固定羽根部の他辺は該第3筒部の周面に固定されていることを特徴とする。
【0013】
本発明の充填材は、大きな表面積で多くのバクテリアを担持して効果的に汚れを分解可能であるとともに、外観が略球状の各充填材が個々に可動であることから、必ずしも逆洗管等を設けなくとも、余分な固形物が各充填材間を移動して目詰まりを生じ難い。
また、本発明の充填材では、各第1固定羽根部、各第1離反羽根部、各第2固定羽根部及び各第2離反羽根部が水の流れを安定して受け、流動性が向上する。このため、曝気室の容積当たりの充填材の充填量を多くできる。また、充填材が余分な固形物をもちにくいことから、固形物が浄化中の汚水中に混入したり、腐敗したりしにくい。
さらに、本発明の充填材においては、支持部が同心をなす短い筒状の第3筒部を有し、第1固定羽根部の他辺及び第2固定羽根部の他辺が第3筒部の周面に固定されている。こうであれば、第1固定羽根部及び第2固定羽根部が変形しにくく、高い耐久性を発揮できる。
また、本発明の充填材では、各第1連結部及び各第2連結部がさらに大きな表面積を確保することができる。また、かかる第1連結部及び第2連結部は第1、2羽根部間の干渉又は当接を防止し、せっかく薄く均一に担持したバクテリアを削り取り難い。
【0015】
これらのため、本発明の充填材では、バクテリアが好適に汚水と接触しやすく、高い処理能力を安定して発揮できる。
【0016】
本発明の充填材においては、支持部は成形型の型割面により形成され、第1筒部、第1固定羽根部及び第1離反羽根部がその成形型の型割方向の一方側に延在し、第2筒部、第2固定羽根部及び第2離反羽根部がその成形型の型割方向の他方側に延在していることが好ましい。こうであれば、成形型のキャビティの加工が容易であることから、製造が容易となり、製造コストのさらなる低廉化を実現できる。
【0020】
各第1固定羽根部及び各第2固定羽根部は少なくとも一面側に凸部又は凸条を有することが好ましい。各第1離反羽根部及び各第2離反羽根部も少なくとも一面側に凸部又は凸条を有することが好ましい。この場合、本発明の充填材では、凸部又は凸条により大きな表面積を確保できる。また、かかる凸部又は凸条は互いの干渉又は当接を防止し、せっかく薄く均一に担持したバクテリアを削り取り難い。
【0027】
本発明の充填材においては、第1連結部及び第2連結部は一つおきに設けられていることが好ましい。こうであれば、第1連結部及び第2連結部は第1、2羽根部等の間の干渉又は当接を防止しやすく、せっかく薄く均一に担持したバクテリアを削り取り難い。
【0028】
本発明の充填材においては、支持部に気泡を捕捉しない大きさの開口が等角度で放射方向に形成することができる。こうであれば、合成樹脂量を減らし、さらなる製造コストの低廉化を実現可能である。
【0029】
したがって、本発明の充填材によれば、それ自身及び曝気室を有する浄化槽等の水処理装置の製造コスト及び維持コストの低廉化を実現しつつ、高い処理能力を安定して発揮可能である。
充填材は、水の比重と同等又は水の比重より僅かに小さい比重の合成樹脂、すなわち、比重が0.800〜0.999の合成樹脂により形成されている。こうであれば、汚水中で各充填材が酸素含有ガスによって発生させられる水流がなくても浮遊状態となり、酸素含有ガスによって汚水とともに上下に確実に対流しやすいからである。比重が0.800〜0.999の合成樹脂としては、独立気泡を有さないポリプロピレンやポリエチレン等を採用することができる。
【0030】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態1、2を比較形態1、2とともに図面を参照しつつ説明する。
(比較形態1)
比較形態1の充填材は、図1〜3に示すように、等曲率で湾曲した各第1羽根部9及び各第2羽根部10を採用している。上方から見て、各第1羽根部9は右回りの方向に湾曲し、各第2羽根部10は左回りの方向に湾曲している。他の構成は図11〜14に示した試験に供した充填材と同一である。
【0031】
これらの充填材を曝気室を有する浄化槽に用いれば、充填材が大きな表面積で多くの好気性バクテリアを担持して効果的に汚れを分解可能であるとともに、外観が略球状の各充填材が個々に可動であることから、必ずしも逆洗管を設けなくとも、余分な固形物が各充填材間を移動して目詰まりを生じ難い。
また、この充填材では、等曲率で湾曲した各第1羽根部9及び各第2羽根部10が水の流れを安定して受け、流動性が向上する。特に、各第1羽根部9が同方向に湾曲し、各第2羽根部10が各第1羽根部9とは逆の同方向に湾曲しているため、この傾向が大きい。このため、充填材には余分な好気性バクテリア(固形物)が厚く付かず、余分な固形物によって曝気室の容積が割かれにくいことから、曝気室の容積当たりの充填材の充填量を85%程度まで多くできる。また、充填材が余分な固形物をもちにくいことから、固形物が浄化中の汚水中に混入したり、腐敗したりしにくい。
【0032】
また、この充填材では、各第1羽根部9及び各第2羽根部10が湾曲していることから、同一径であっても、湾曲による周方向への延在により、大きな表面積を確保できる。このため、同一充填量であっても、1mm程度以下の厚みで薄く均一に担持される好気性バクテリアが多くなり、高い処理能力を発揮できる。
さらに、この充填材では、各第1羽根部9及び各第2羽根部10が湾曲していることから、互いに干渉又は当接する面積が小さく、せっかく薄く均一に担持した好気性バクテリアを削り取り難い。
【0033】
また、この充填材においては、各第1羽根部9が同方向に湾曲し、各第2羽根部10が各第1羽根部9とは逆の同方向に湾曲しているため、各第1羽根部9を成形する成形型と各第2羽根部10を成形する成形型とに同一の加工を施して各第1、2羽根部9、10を形成するキャビティが得られ、これらの成形型6、7を組み合わせて射出成形すればその充填材が得られる。そして、この充填材においては、支持部1が成形型の型割面により形成され、第1筒部2及び第1羽根部9がその成形型の型割方向の一方側に延在し、第2筒部3及び第2羽根部10がその成形型の型割方向の他方側に延在している。こうして、これらの充填材は、支持部1が開口1a、1bをもつ円盤状をなし、各第1、2羽根部9、10が略扇状をなしているため、実用的に大量に製造する場合の成形型のキャビティがさほど複雑とならず、製造コストの低廉化を実現可能である。
【0034】
さらに、この充填材は、支持部1が第3筒部1cを有し、第1羽根部9の他辺及び第2羽根部10の他辺はこの第3筒部1cの周面に固定されているため、第1羽根部9及び第2羽根部10が変形しにくく、高い耐久性を発揮できる。
これらのため、この充填材では、好気性バクテリアが好適に汚水と接触しやすく、かつ各充填材上の好気性バクテリアに安定して酸素が供給され、高い処理能力を安定して発揮できる。
(比較形態2)
比較形態2の充填材では、図4〜6に示すように、軸方向に延在する3条の凸条11、12を両面に有する各第1羽根部4及び各第2羽根部5を採用している。各第1羽根部4及び各第2羽根部5は、これら凸条11、12により互いの干渉又は当接が防止されている。他の構成は比較形態1の充填材と同一である。
【0035】
この充填材では、凸条11、12によりさらに大きな表面積を確保できる。また、かかる凸条11、12は互いの干渉又は当接を防止し、せっかく薄く均一に担持した好気性バクテリアを削り取り難い。他の作用効果は比較形態1の充填材と同一である。
(実施形態1)
実施形態1の充填材では、図7〜9に示すように、他辺が第1筒部2の周面下部に固定された第1固定羽根部13と、各第1固定羽根部13間で他辺が第1筒部2の周面から離反された第1離反羽根部14とを採用している。
【0036】
また、他辺が第2筒部3の周面上部に固定された第2固定羽根部16と、各第2固定羽根部16間で他辺が第2筒部3の周面から離反された第2離反羽根部17とを採用している。
第1固定羽根部13と第1離反羽根部14との間には、支持部1の周方向に延在して、一つおきに支持部1並びに第1固定羽根部13及び第1離反羽根部14と固定された第1連結部19が設けられている。各第1連結部19は第1固定羽根部13及び第1離反羽根部14間の干渉又は当接を防止している。また、第1連結部19も成形型の型割方向である上方側に延在している。なお、各第1連結部19には軸方向に延在するリブ20が形成されている。これらリブ20は、成形型からの型抜きの際にピンと当接して変形を防止するとともに、表面積拡大の作用も果たしている。
【0037】
第2固定羽根部16と第2離反羽根部17との間にも、支持部1の周方向に延在して、一つおきに支持部1並びに第2固定羽根部16及び第2離反羽根部17と固定された第2連結部21が設けられている。各第2連結部21も第2固定羽根部16及び第2離反羽根部17間の干渉又は当接を防止している。また、第2連結部21も成形型の型割方向である上方側に延在している。
【0038】
また、第1固定羽根部13及び第2固定羽根部16には、第1固定羽根部13と第2固定羽根部16とが対面する側に軸方向に延在する3条の凸条22、23が形成されている。他の構成は比較形態1、2の充填材と同一である。
この充填材では、各第1、2連結部19、21がさらに大きな表面積を確保している。また、かかる第1、2連結部19、21も第1、2固定羽根部13、16及び第1、2離反羽根部14、17間の干渉又は当接を防止し、せっかく薄く均一に担持した好気性バクテリアを削り取り難い。さらに、第1、2連結部19、21は一つおきに設けられているため、第1、2固定羽根部13、16及び第1、2離反羽根部14、17間の干渉又は当接を防止しやすく、せっかく薄く均一に担持した好気性バクテリアを削り取り難い。他の作用効果は比較形態1、2の充填材と同一である。
(実施形態2)
実施形態2の充填材では、図10に示すように、開口を有さない円盤状の支持部24を採用している。他の構成は実施形態1の充填材と同一である。
【0039】
この充填材では支持部24により表面積の拡大を図っている。他の作用効果は実施形態1の充填材と同一である。
【図面の簡単な説明】
【図1】比較形態1の水処理用充填材の斜視図である。
【図2】比較形態1の水処理用充填材の一部断面正面図である。
【図3】比較形態1の水処理用充填材の平面図である。
【図4】比較形態2の水処理用充填材の斜視図である。
【図5】比較形態2の水処理用充填材の一部断面正面図である。
【図6】比較形態2の水処理用充填材の平面図である。
【図7】実施形態1の水処理用充填材の斜視図である。
【図8】実施形態1の水処理用充填材の一部断面正面図である。
【図9】実施形態1の水処理用充填材の平面図である。
【図10】実施形態2の水処理用充填材の斜視図である。
【図11】試験に供した水処理用充填材の斜視図である。
【図12】試験に供した水処理用充填材の一部断面正面図である。
【図13】試験に供した水処理用充填材の平面図である。
【図14】試験に供した水処理用充填材を製造する成形型等の断面図である。
Claims (3)
- 貯留した汚水中に酸素含有ガスを供給する散気管が設けられ、該汚水を好気性バクテリアにより浄化する曝気室内に充填されて流動可能であり、
比重が0.800〜0.999の合成樹脂により射出成形され、大きな表面積を確保しつつ気泡を捕捉しない外形をなすとともに、外観が略球状をなす水処理用充填材であって、
円盤状の支持部と、
該支持部の一面側で同軸をなす短い筒状の第1筒部と、
該支持部の他面側で同軸をなす短い筒状の第2筒部と、
内角が90度の略扇状をなし、1辺が該支持部の該一面に固定され、他辺が該第1筒部の周面に固定され、該支持部の周方向で等角度で放射方向をなすように配置された複数枚の第1固定羽根部と、
内角が90度の略扇状をなし、1辺が該支持部の該一面に固定され、他辺が該第1筒部の周面から離反され、該支持部の周方向の各該第1固定羽根部間で等角度で放射方向をなすように配置された複数枚の第1離反羽根部と、
内角が90度の略扇状をなし、1辺が該支持部の該他面に固定され、他辺が該第2筒部の周面に固定され、該支持部の周方向で等角度で放射方向をなすように配置された複数枚の第2固定羽根部と、
内角が90度の略扇状をなし、1辺が該支持部の該一面に固定され、他辺が該第2筒部の周面から離反され、該支持部の周方向の各該第2固定羽根部間で等角度で放射方向をなすように配置された複数枚の第2離反羽根部と、を有し、
該第1固定羽根部と該第1離反羽根部との間には、該第1固定羽根部、該第1離反羽根部、該第2固定羽根部及び該第2離反羽根部間の干渉又は当接を防止すべく該支持部の周方向に延在し、該支持部並びに該第1固定羽根部及び該第1離反羽根部と固定された第1連結部が設けられ、
該第2固定羽根部と該第2離反羽根部との間には、該第1固定羽根部、該第1離反羽根部、該第2固定羽根部及び該第2離反羽根部間の干渉又は当接を防止すべく該支持部の周方向に延在し、該支持部並びに該第2固定羽根部及び該第2離反羽根部と固定された第2連結部が設けられ、
該支持部は同心をなす短い筒状の第3筒部を有し、該第1固定羽根部の他辺及び該第2固定羽根部の他辺は該第3筒部の周面に固定されていることを特徴とする水処理用充填材。 - 第1連結部及び第2連結部は一つおきに設けられていることを特徴とする請求項1記載の水処理用充填材。
- 支持部には気泡を捕捉しない大きさの開口が等角度で放射方向に形成されていることを特徴とする請求項1又は2記載の水処理用充填材。
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