JP4312571B2 - 排水処理装置 - Google Patents
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特許文献1に開示の計量装置は、上流側処理槽から送水ポンプを介して受け入れた被処理水の一部を当該上流側処理槽へ戻すことによって被処理水の流量を調整したのち、流量調整がなされた被処理水を下流側処理槽へと流出させるように構成されている。また、上流側処理槽から計量装置へと被処理水を移送する送水ポンプの起動および停止は、上流側処理槽に設置されたフロートスイッチによる水位検出情報に基づいて制御される構成になっている。
ところで、上記従来技術に記載のような計量装置を備えた排水処理装置につき、特に上流側処理槽に流入する被処理水の流入量が少ないような場合には、送水ポンプを介して該計量装置に流入する被処理水の流量および流量変動が小さくなる。このような場合には、計量装置内の流通経路を構成する各構成部材にSSなどのスケールが付着したり夾雑物が堆積し、これにより流量調整機能が損なわれることが想定される。そこで、上記のような計量装置を備えた排水処理装置にあっては、計量装置における流量調整機能の維持、安定化に関し一層の合理化を図る要請がある。
本発明の第1発明は、請求項1に記載されたとおりの排水処理装置である。
請求項1に記載の排水処理装置は、一般家庭等から排出される生活排水や、産業廃水などの被処理水の処理経路に流量調整装置が装着された構成を有する。典型的には、所定の処理領域(第1の処理槽)とその下流の処理領域(第2の処理槽)との間に流量調整装置が装着された構成が用いられる。流量調整装置は、流入部を通じて流入した被処理水の一部を分岐させることによって流量を調整したのち、流量調整がなされた被処理水を流出部を通じて装置外へ流出させる構成を有する。すなわち、流入した被処理水の一部を分岐させることによって、流入量が変動しても流出量を一定に調整することが可能になっている。被処理水は、第1移送ポンプおよび第2移送ポンプを介して貯留領域から流量調整装置の流入部へと移送されるようになっている。具体的には、貯留領域の水位が下側基準水位よりも高い場合に第1移送ポンプが運転状態とされ、貯留領域の水位が上側基準水位よりも高い場合に第1移送ポンプに加え第2移送ポンプが運転状態とされる。すなわち、貯留領域の水位情報を検出することによって、下側基準水位を境界として第1移送ポンプの起動(運転開始)と停止が切り替えられ、また上側基準水位を境界として第2移送ポンプの起動(運転開始)と停止が切り替えられることとなる。貯留領域の水位情報を検出する手段としては、いわゆる「フロートスイッチ」を用いた機構を典型的に用いる。このように、貯留領域の水位に応じて第1移送ポンプおよび第2移送ポンプの運転制御が行われることとなる。なお、これら第1移送ポンプおよび第2移送ポンプとしては、いわゆる「エアリフトポンプ」や「水中ポンプ」と称呼されるポンプを用いることができる。
そこで、本発明では流量増加手段を設けることによって、貯留領域から流量調整装置へと移送される被処理水の移送流量を第1移送ポンプによる移送流量よりも増加させることとしている。これにより、流量調整装置内の流通経路を流れる被処理水の流量および流速を増加させることができるとともに、被処理水の流量および流速に変動を与えることができる。従って、流量調整装置内の各構成部材、例えば越流によって被処理水の移流を可能とする越流堰や、潜流によって被処理水の移流を可能とする潜り堰等に付着したSSなどのスケールや堆積物を除去し、流量調整装置外へ排出するという流量調整装置の洗浄処理を行うことが可能となる。とりわけ、流量増加手段の作動頻度を高め流量調整装置への流入量の増加タイミングの頻度を増やすことによって、越流堰や潜り堰等におけるスケールの付着や堆積物の堆積の発生自体を抑えることが可能となる。かくして、流量調整装置本来の流量調整機能の維持、安定化を図ることが可能となる。
また、本発明の流量増加手段のこのような作用効果により流量調整装置の前段に微細目スクリーンのような固形物分離手段を設ける必要がなくなり、流量調整装置の構成を簡素化することが可能となる。
一例として、貯留領域の水位が下側基準水位と上側基準水位との間にあるときには、既に運転中の状態にある第1移送ポンプに加え本来停止中の状態にある第2移送ポンプを所定時間運転することによって移送流量を増加させる形態や、既に運転中の状態にある第1移送ポンプの移送能力を一時的に上げる制御を行うことによって移送流量を増加させる形態、また第1移送ポンプや第2移送ポンプ以外の移送ポンプを所定時間運転することによって移送流量を増加させる形態などによって、本発明の流量増加手段を構成することができる。
本発明の第2発明は、請求項2に記載されたとおりの排水処理装置である。
請求項2に記載の排水処理装置では、請求項1に記載の流量増加手段が、貯留領域の水位が下側基準水位と上側基準水位との間にある場合において、第2移送ポンプを所定時間運転させるようになっている。すなわち、第1移送ポンプおよび第2移送ポンプが一時的に2台同時運転となる設定とされている。第1移送ポンプおよび第2移送ポンプを2台同時運転とするように制御することによって、貯留領域から流量調整装置へと移送される被処理水の移送流量を所望の流量へと増加させ、流量調整装置への流入量を増加させることが可能となる。
なお、第2移送ポンプを起動する起動タイミングに関しては、第1移送ポンプの起動時(運転開始時)ないし当該起動時から所定時間後、また、貯留領域の水位が下側基準水位と上側基準水位との間の予め定められた水位に達したとき等を当該起動タイミングとして適宜設定することができる。
本発明に記載の排水処理装置のこのような構成によれば、流量調整装置本来の流量調整機能の維持、安定化を図ることが可能となるうえに、本来貯留領域の水位が上側基準水位に達しないと運転されない第2移送ポンプを用いて流量増加手段を構成するため合理的である。
本発明の第3発明は、請求項3に記載されたとおりの排水処理装置である。
請求項3に記載の排水処理装置では、請求項1に記載の第1移送ポンプによる被処理水の移送流量が可変とされており、当該第1移送ポンプを用いて流量増加手段が構成されるようになっている。そして、本発明では、貯留領域の水位が下側基準水位と上側基準水位との間にある場合において、第1移送ポンプによる移送流量を当該第1移送ポンプの起動時(運転開始時)よりも増加させた状態が所定時間継続される設定になっている。この第1移送ポンプとしては、流量可変タイプのポンプを用いることができる。第1移送ポンプによる移送流量を制御することによって、貯留領域から流量調整装置へと移送される被処理水の移送流量を所望の流量へと増加させ、流量調整装置への流入量を増加させることが可能となる。
なお、第1移送ポンプの移送流量を増加させるタイミングに関しては、第1移送ポンプの起動時(運転開始時)ないし当該起動時から所定時間後、また、貯留領域の水位が下側基準水位と上側基準水位との間の予め定められた水位に達したとき等を当該タイミングとして適宜設定することができる。
本発明に記載の排水処理装置のこのような構成によれば、第1移送ポンプとして流量可変タイプのポンプを用いることによって、流量調整装置本来の流量調整機能の維持、安定化を図ることが可能となる。
本発明の第4発明は、請求項4に記載されたとおりの排水処理装置である。
請求項4に記載の排水処理装置は、請求項2または3に記載の構成において、さらに第1移送ポンプ情報検出手段を備えている。この第1移送ポンプ情報検出手段は、第1移送ポンプが起動したことを検出可能な機能を有する手段である。そして、本発明では、第1移送ポンプ情報検出手段により検出された情報に基づいて流量増加手段が作動する、すなわち流量増加手段により流量調整装置への移送流量が増加され、流量調整装置への流入量が増加されるようになっている。
なお、ここでいう「第1移送ポンプ情報検出手段により検出された情報に基づいて流量増加手段が作動する。」との態様には、第1移送ポンプが起動したあと遅滞なく流量増加手段の作動が開始される態様や、第1移送ポンプが起動したあと一定時間経過後に流量増加手段の作動が開始される態様が含まれる。
本発明に記載の排水処理装置のこのような構成によれば、第1移送ポンプの起動時のように発生頻度が高いタイミングに対応して流量増加手段が作動することとなるため、流量調整装置へと移送される被処理水の移送流量を増加させる操作の頻度を高めることが可能となる。これにより、越流堰や潜り堰等、流量調整装置内の各構成部材に一旦付着したスケールや堆積した堆積物の除去を行うことのみならず、スケールの付着や堆積物の堆積の発生自体を抑えることが可能となる。
図1に示すように、本実施の形態の排水処理槽100は、処理槽本体101に、ばっ気型スクリーン110、流量調整槽120、計量調整装置130、夾雑物除去槽140、担体流動槽150、担体濾過槽160、消毒槽170、放流ポンプ槽180、汚泥濃縮貯留槽190等が搭載されている。また、処理槽本体101の外部には、排水処理槽100の関与する各種の制御を行う制御部200(制御盤)が設置されている。
排水処理槽100へ流入した汚水(被処理水)は、被処理水の処理経路において上記の構成要素によって処理され、処理後の水は放流ポンプ槽180の下流から排水処理槽100外へ放流される一方、夾雑物除去槽140や担体濾過槽160の処理過程で分離・除去された汚泥は、一旦汚泥濃縮貯留槽190に貯留されたのちに排水処理槽100外へ搬出される構成になっている。なお、本実施の形態では、各槽において処理される汚水(被処理排水)および当該汚水の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。
図2に示すように、本実施の形態の計量調整装置130は、装置本体130aの内部が仕切り壁136〜139によって複数の領域に区画される構成になっている。図2に示す形態では、装置本体130aの内部が大別して5つの領域、すなわち第1室131、第2室132、第3室133、第4室134、オーバーフロー室(第5室)135に区画されるようになっている。流量調整槽120から第1移送ポンプ121ないし第2移送ポンプ122を介して移送される被処理水は、流入管130bを通じてまず第1室131へと流入するようになっている。第1室131には、越流によって被処理水が移流する越流堰131aと、潜流によって被処理水が移流する潜り堰131bが設けられている。
汚泥引き抜き手段162は、固液分離によって担体濾過槽160の槽底部に堆積した汚泥等の堆積物を引き抜いて汚泥濃縮貯留槽190へと移送する機能を有する手段である。
返還手段164は、被濾過物が濾過されたあとの水を定期的に流量調整槽120へ返還する機能を有する手段である。これら汚泥引き抜き手段162および返還手段164としては、前記の汚泥引き抜き手段142と同様に、移送管内へエアが供給されることでそのエア流によって被処理水を吸入し吐出する既知の構成のエアリフトポンプを用いることができる。
図3に示すように、流量調整槽120に設けられた第1移送ポンプ121および第2移送ポンプ122は、槽内に貯留された被処理水中に水没して設置されるよう設定された、いわゆる「水中ポンプ」として構成される。これら第1移送ポンプ121および第2移送ポンプ122は、各々被処理水を一定流量で移送する定流量タイプのポンプである。なお、これら第1移送ポンプ121および第2移送ポンプ122を、水中ポンプではなくエアリフトポンプによって構成することもできる。
撹拌装置125は、流量調整槽120内の水を撹拌する機能を有する装置である。この撹拌装置125として、典型的には供給エアのエア流によって水を撹拌する手段を用いることができる。
第1フロートスイッチ123は第1フロートF1および第2フロートF2を有し、これら第1フロートF1および第2フロートF2によって検出された水位情報を制御部200へ送るように構成されている。一方、第2フロートスイッチ124は第3フロートF3および第4フロートF4を有し、これら第3フロートF3および第4フロートF4によって検出された水位情報を制御部200へ送るように構成されている。
図4に示すように、第1フロートF1は、流量調整槽120の水位が上昇して下側基準水位(LWL)に達したことを条件として第1移送ポンプ121を起動させる(運転開始させる)ポンプ起動用のフロートである。すなわち、流量調整槽120の水位が下側基準水位(LWL)に達したことが第1フロートF1によって検出されると、当該第1フロートF1はその検出情報を制御部200へと送り、これに伴い制御部200は第1移送ポンプ121に対し起動制御信号を出力する。
この第1フロートF1は、第1移送ポンプ121が起動したことを検出可能な構成の手段であり、本発明における「第1移送ポンプ情報検出手段」を構成している。
なお、本実施の形態では、第2の運転モードにおいて第2移送ポンプ122が一時的に運転される運転時間(所定時間T)は、計量調整装置130への被処理水の移送流量を増加させることによって夾雑物除去槽140以降における処理流量(処理負荷)を増加させ過ぎないような短時間、一例としては30秒から1分の間の時間に設定されるのが好ましい。
第2の運転モードが設定された上記構成の第2移送ポンプ122は、第1移送ポンプ121を介して計量調整装置130へと移送される被処理水の移送流量を増加させる機能を有する手段であり、本発明における「流量増加手段」を構成する。また、第2移送ポンプ122のこの第2の運転モードは、計量調整装置130への被処理水の流入量を増やすことによって計量調整装置130の洗浄処理を行うモードであり、後述する態様2〜態様6における「洗浄処理モード」に対応している。
また、このような計量調整装置130の洗浄効果により、計量調整装置130の前段に微細目スクリーンのような固形物分離手段を設ける必要がなくなり、計量調整装置130の構成を簡素化することが可能となる。
なお、本発明は上記の実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。
具体的には、流量調整槽120の水位が下側基準水位(LWL)と上側基準水位(HWL)との間にある場合において、第1移送ポンプ121による移送流量を当該第1移送ポンプ121の起動時よりも増加させた状態を所定時間、例えば本実施の形態における所定時間Tだけ継続する構成とする。なお、第1移送ポンプ121の移送流量を増加させるタイミングに関しては、第1移送ポンプ121の起動時ないし当該起動時から所定時間後、また、流量調整槽120の水位が下側基準水位(LWL)と上側基準水位(HWL)との間の予め定められた水位に達したとき等を当該タイミングとして適宜設定することができる。
その他の形態として、第1移送ポンプ121や第2移送ポンプ122以外の移送ポンプを所定時間運転する構成によって、流量調整槽120から計量調整装置130へと移送される被処理水の移送流量を増加させる流量増加手段を構成することもできる。
本発明では、「請求項2または請求項3に記載の排水処理装置であって、
前記貯留領域の水位が下側基準水位と上側基準水位との間の特定の水位に達したことを検出可能な水位情報検出手段を備え、
前記流量増加手段は、前記水位情報検出手段により検出された情報に基づいて作動する構成であることを特徴とする排水処理装置。」という構成(態様1)を採り得る。
なお、ここでいう「水位情報検出手段により検出された情報に基づいて流量増加手段が作動する。」との態様には、水位情報検出手段によって貯留領域の水位が特定の水位に達したあと遅滞なく流量増加手段の作動が開始される態様や、水位情報検出手段によって貯留領域の水位が特定の水位に達したあと一定時間経過後に流量増加手段の作動が開始される態様が含まれる。
本態様1に記載の排水処理装置のこのような構成によれば、貯留領域の水位が出現頻度の高い特定の水位に達したときに水位情報検出手段が作動するように設定することにより、流量調整装置へと移送される被処理水の移送流量を増加させる操作の頻度を高めることが可能となる。これにより、越流堰や潜り堰等、流量調整装置内の各構成部材に一旦付着したスケールや堆積した堆積物の除去を行うことのみならず、スケールの付着や堆積物の堆積の発生自体を抑えることが可能となる。
本発明では、「被処理水の処理経路に、被処理水の一部を分岐させることによって流量調整を行う流量調整装置と、貯留領域から前記流量調整装置へと被処理水を移送可能な第1移送ポンプおよび第2移送ポンプとを備え、前記貯留領域の水位が下側基準水位よりも高い場合に前記第1移送ポンプが運転状態とされ、前記貯留領域の水位が上側基準水位よりも高い場合に前記第1移送ポンプに加え前記第2移送ポンプが運転状態とされる構成の排水処理装置において、前記流量調整装置の洗浄を行う方法であって、
前記貯留領域の水位が下側基準水位と上側基準水位との間にある場合において、前記第1移送ポンプを介して前記流量調整装置への被処理水の移送流量を増加させ、これにより当該流量調整装置の洗浄を行う洗浄処理モードを有することを特徴とする、流量調整装置の洗浄方法。」という構成(態様2)を採り得る。
本態様2に記載の流量調整装置の洗浄方法によれば、請求項1において記載の作用効果と実質的に同様に、流量調整装置内の流通経路を流れる被処理水の流量および流速を増加させることができるとともに、被処理水の流量および流速に変動を与えることができるため、流量調整装置内の各構成部材、例えば越流によって被処理水の移流を可能とする越流堰や、潜流によって被処理水の移流を可能とする潜り堰等に付着したSSなどのスケールや堆積物を除去し、流量調整装置外へ排出するという洗浄操作が可能となる。とりわけ、洗浄処理モードの処理頻度を高めることによって、越流堰や潜り堰等におけるスケールの付着や堆積物の堆積の発生自体を抑えることが可能となる。かくして、流量調整装置本来の流量調整機能の維持、安定化を図ることが可能となる。
また、本発明では、「態様2に記載の流量調整装置の洗浄方法であって、
前記洗浄処理モードにおいて、前記第2移送ポンプを所定時間運転させ前記流量調整装置への被処理水の移送流量を増加させることによって当該流量調整装置の洗浄を行うことを特徴とする、流量調整装置の洗浄方法。」という構成(態様3)を採り得る。
本態様3に記載の流量調整装置の洗浄方法によれば、請求項2において記載の作用効果と実質的に同様に、流量調整装置本来の流量調整機能の維持、安定化を図ることが可能となるうえに、本来貯留領域の水位が上側基準水位に達しないと運転されない第2移送ポンプを用いて流量調整装置の洗浄処理を行うため合理的である。
また、本発明では、「態様2に記載の流量調整装置の洗浄方法であって、
前記洗浄処理モードにおいて、前記第1移送ポンプによる移送流量を当該第1移送ポンプの起動時よりも増加させた状態を所定時間継続し前記流量調整装置への被処理水の移送流量を増加させることによって当該流量調整装置の洗浄を行うことを特徴とする、流量調整装置の洗浄方法。」という構成(態様4)を採り得る。
本態様4に記載の流量調整装置の洗浄方法によれば、請求項3において記載の作用効果と実質的に同様に、第1移送ポンプの移送能力を制御することによって、流量調整装置本来の流量調整機能の維持、安定化を図ることが可能となる。
また、本発明では、「態様3または態様4に記載の流量調整装置の洗浄方法であって、
前記洗浄処理モードでは、前記第1移送ポンプが起動したことを条件として前記第2移送ポンプを所定時間運転させる処理、ないし前記第1移送ポンプによる移送流量の増加継続処理を行うことを特徴とする、流量調整装置の洗浄方法。」という構成(態様5)を採り得る。
本態様5に記載の流量調整装置の洗浄方法によれば、請求項4において記載の作用効果と実質的に同様に、第1移送ポンプの起動時のように発生頻度が高いタイミングに対応して洗浄処理モードを設けるため、流量調整装置へと移送される被処理水の移送流量を増加させる処理の頻度を高めることが可能となる。これにより、越流堰や潜り堰等、流量調整装置内の各構成部材に一旦付着したスケールや堆積した堆積物の除去を行うことのみならず、スケールの付着や堆積物の堆積の発生自体を抑えることが可能となる。
また、本発明では、「態様3または態様4に記載の流量調整装置の洗浄方法であって、
前記洗浄処理モードでは、前記貯留領域の水位が下側基準水位と上側基準水位との間の特定の水位に達したことを条件として前記第2移送ポンプを所定時間運転させる処理、ないし前記第1移送ポンプによる移送流量の増加継続処理を行うことを特徴とする、流量調整装置の洗浄方法。」という構成(態様6)を採り得る。
本態様6に記載の流量調整装置の洗浄方法によれば、流量調整装置へと移送される被処理水の移送流量を増加させる処理の頻度を高めることが可能となり、これにより、越流堰や潜り堰等、流量調整装置内の各構成部材に一旦付着したスケールや堆積した堆積物の除去を行うことのみならず、スケールの付着や堆積物の堆積の発生自体を抑えることが可能となる。
110…ばっ気型スクリーン
120…流量調整槽
121…第1移送ポンプ
122…第2移送ポンプ
123…第1フロートスイッチ
124…第2フロートスイッチ
125…撹拌装置
130…計量調整装置
140…夾雑物除去槽
142,162…汚泥引き抜き手段
150…担体流動槽
160…担体濾過槽
164…返還手段
170…消毒槽
180…放流ポンプ槽
190…汚泥濃縮貯留槽
200…制御部
Claims (4)
- 被処理水の処理経路に、被処理水の一部を分岐させることによって流量調整を行う流量調整装置と、貯留領域から前記流量調整装置へと被処理水を移送可能な第1移送ポンプおよび第2移送ポンプとを備え、
前記貯留領域の水位が下側基準水位よりも高い場合に前記第1移送ポンプが運転状態とされ、前記貯留領域の水位が上側基準水位よりも高い場合に前記第1移送ポンプに加え前記第2移送ポンプが運転状態とされる構成の排水処理装置であって、
前記貯留領域の水位が下側基準水位と上側基準水位との間にある場合において、前記流量調整装置へと移送される被処理水の移送流量を、前記第1移送ポンプによる起動時の移送流量よりも増加させる流量増加手段を備えていることを特徴とする排水処理装置。 - 請求項1に記載の排水処理装置であって、
前記流量増加手段は、前記貯留領域の水位が下側基準水位と上側基準水位との間にある場合において、前記第2移送ポンプを所定時間運転させる構成であることを特徴とする排水処理装置。 - 請求項1に記載の排水処理装置であって、
前記第1移送ポンプは、被処理水の移送流量が可変とされた構成であり、
前記流量増加手段は、前記貯留領域の水位が下側基準水位と上側基準水位との間にある場合において、前記第1移送ポンプによる移送流量を当該第1移送ポンプの起動時よりも増加させた状態を所定時間継続する構成であることを特徴とする排水処理装置。 - 請求項2または3に記載の排水処理装置であって、
前記第1移送ポンプが起動したことを検出可能な第1移送ポンプ情報検出手段を備え、
前記流量増加手段は、前記第1移送ポンプ情報検出手段により検出された情報に基づいて作動する構成であることを特徴とする排水処理装置。
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