JP5631016B2 - 排水処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、排水処理装置に関するものである。

従来から、生活排水や産業排水等の排水を処理する排水処理装置（例えば、浄化槽）が利用されている。このような排水処理装置には種々の処理槽が設けられている。例えば、下から上に向かって被処理水をゆっくり移動させることによって被処理水に含まれる固形物（例えば、汚泥）を沈降分離する処理槽（例えば、沈殿槽）が設けられている。

特開２０００−１１７２８５号公報

ところで、排水処理装置からの処理水の水質は、種々の要因によって変化し得る。例えば、処理槽からの固形物の意図しない流出が水質に影響を与える可能性がある。そのような流出は、例えば、処理槽内で生じた短絡流によって引き起こされ得る。そのような短絡流が生じる可能性を低減する方法としては、種々の方法が知られている。例えば、長い越流堰を通じて広い範囲から均等に水を越流させる方法が知られている。また、処理槽の大きさを大きくする方法も知られている。ところが、従来の方法では、処理槽の設計の自由度が大幅に制限されてしまう場合が多かった。例えば、処理槽の構成が複雑になる場合があった。また、処理槽が大型化する場合があった。

本発明の主な利点は、処理槽の設計に対する制限を緩和しつつ、短絡流が生じる可能性を低減できる技術を提供することである。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は態様として実現することが可能である。
［形態］
排水処理装置であって、
被処理水に含まれる固形物を沈降分離する分離槽を備え、
前記分離槽は、
底壁と、
前記底壁から上方に延びる第１側壁部と、前記第１側壁部とは異なる方向の側壁部であって前記分離槽における水面よりも低い位置に配置された流入部の少なくとも一部を形成する第２側壁部と、を含む側壁と、
前記流入部よりも高い位置に配置されて、前記第１側壁部から前記分離槽の内部に向かって突出する突出部と、
を有し、
前記側壁は、前記底壁に近いほど水平な断面積が小さくなるように鉛直方向に対して傾斜する傾斜部を含み、
前記排水処理装置は、さらに、前記分離槽の底部に配置された吸入部と、前記吸入部から上方に向かって延びる移流部とを含む移送部であって、分離された前記固形物を前記吸入部から吸入して前記固形物を前記分離槽外に移送する移送部を備え、
前記流入部は、前記傾斜部の上端よりも低い位置に配置されており、
前記突出部は、前記流入部よりも高く、かつ、前記傾斜部の上端よりも低い位置に配置されている、
排水処理装置。

［態様１］
排水処理装置であって、
被処理水に含まれる固形物を沈降分離する分離槽を備え、
前記分離槽は、
底壁と、
前記底壁から上方に延びる第１側壁部と、前記第１側壁部とは異なる方向の側壁部であって前記分離槽における水面よりも低い位置に配置された流入部の少なくとも一部を形成する第２側壁部と、を含む側壁と、
前記流入部よりも高い位置に配置されて、前記第１側壁部から前記分離槽の内部に向かって突出する突出部と、
を有する、排水処理装置。

この構成によれば、流入部から流入した被処理水が第１側壁部に接触して第１側壁部に沿って上方に移動しようとした場合であっても、その被処理水の上方への移動が突出部によって抑制されるので、短絡流が生じる可能性を低減できる。また、突出部を設けるという簡単な構成で短絡流の可能性を低減できるので、分離槽の設計に対する制限を緩和することができる。

［態様２］
態様１に記載の排水処理装置であって、
前記突出部は、前記第１側壁部の水平方向の一端の近傍から他端の近傍まで延びている、
排水処理装置。

この構成によれば、第１側壁部に沿って上方に移動しようとする被処理水が、突出部を避けて突出部よりも下方から上方に移動する可能性を大幅に低減できる。その結果、短絡流が生じる可能性を大幅に低減できる。また、突出部を第１側壁部の一端の近傍から他端の近傍まで延ばすという簡単な構成で短絡流の可能性を低減できるので、分離槽の設計に対する制限を緩和することができる。

［態様３］
態様２に記載の排水処理装置であって、
前記突出部は、前記第１側壁部と一体的に形成されている、
排水処理装置。

この構成によれば、突出部が第１側壁部と一体的に形成されているので、第１側壁部にかかる力を突出部に分散させることができる。これにより第１側壁部の強度を高めることができるので、分離槽の設計に対する制限を大幅に緩和することができる。

［態様４］
態様１ないし態様３のいずれかに記載の排水処理装置であって、
前記側壁は、前記底壁に近いほど水平な断面積が小さくなるように鉛直方向に対して傾斜する傾斜部を含み、
前記流入部は、前記傾斜部の上端よりも低い位置に配置されている、
排水処理装置。

この構成によれば、分離槽において分離された固形物を狭い空間（底部分）に集めることができるので、分離された固形物の分離槽からの除去（例えば、分離槽からの汚泥の引き抜き）を容易に行うことができる。また、流入部が傾斜部の上端よりも低い位置に配置されているので、分離槽の下部分（傾斜部によって形成される部分）を、固形物の分離に利用することができる。その結果、良好な水質を得るための分離槽の構成を簡素化できる。

［態様５］
態様１ないし態様４のいずれかに記載の排水処理装置であって、さらに、
前記分離槽の底部に配置された吸入部と、前記吸入部から上方に向かって延びる移流部とを含み、分離された前記固形物を前記吸入部から吸入して前記固形物を前記分離槽外に移送する移送部を備える、
排水処理装置。

この構成によれば、分離槽において分離された固形物を移送部によって容易に分離槽から除去できる。また、突出部によって短絡流が生じる可能性が低減すると、固形物の分離性能が向上して、固形物が分離（沈降）され易くなる。この構成によれば、移送部によって、そのような固形物が分離槽外に移送される。その結果、分離された固形物が浮上することで形成される浮遊物（いわゆるスカム）が生じる可能性を低減でき、また、そのような浮遊物が流出する可能性も低減できる。また、分離槽に貯まった固形物から汚濁成分が溶出する可能性も低減できる。

ここで、前記移流部は、前記突出部と接触する位置に設けられていることとしてもよい。こうすれば、移流部と突出部との間の相対的な位置ズレの可能性を容易に低減できる。ただし、前記移流部が、前記突出部と接触しない位置に設けられていてもよい。

［態様６］
態様１ないし態様５のいずれかに記載の排水処理装置であって、さらに、
前記分離槽の底部に配置された吸入部から、分離された前記固形物を吸入して、前記固形物を前記分離槽外に移送する移送部を備え、
鉛直方向の上から下に向かって見た場合に、前記吸入部は、前記側壁の前記第１側壁部以外の部分よりも、前記第１側壁部に近い位置に配置されている、
排水処理装置。

この構成によれば、分離槽において分離された固形物を移送部によって容易に分離槽から除去できる。また、吸入部が第１側壁部に近いので、移送部を第１側壁部に固定することが容易である。これらの結果、分離槽の構成を簡素化することができる。また、移送部による移送に起因して、吸入部に向かう被処理水の流れが生じる。吸入部は第１側壁部に近い位置に配置されているので、吸入部に向かう被処理水の一部は第１側壁部に向かって流れ得る。ここで、被処理水が第１側壁部に接触して第１側壁部に沿って上方に移動しようとした場合であっても、そのような水流の可能性が突出部によって低減されているので、短絡流の可能性を低減できる。

［態様７］
態様６に記載の排水処理装置であって、
前記移送部は、前記吸入部から上方に向かって延びる移流管を含み、
前記突出部は、前記移流管に固定されている、
排水処理装置。

この構成によれば、突出部を移流管に固定し、移流管を分離槽に配置することによって、突出部を分離槽に配置することができるので、突出部の配置を簡単に行うことができる。

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、排水処理のための分離槽、その分離槽を有する排水処理装置、等の形態で実現することができる。

本発明の一実施例としての排水処理装置８００の処理フローを示す説明図である。 排水処理装置８００の内部構成を模式的に表す説明図である。 図２中のＡ−Ａ断面図である。 図２中のＢ−Ｂ断面図である。 排水処理装置８００の一部分を示す斜視図である。 処理水槽８４０の一部分の断面図である（Ｙ方向と垂直な断面図）。 図５と同様の斜視図である。 阻流板８８０を有する排水処理装置の別の実施例を示す説明図である。 阻流板の別の実施例の説明図である。 阻流板の別の実施例の説明図である。 上に向かう水流を抑制する構成の他の実施例の説明図である。 モデル槽ＭＴの説明図である。 阻流板８８０の突出長ＰＬと最高流速比との関係を示す説明図である。 阻流板８８０の高さＰＨと最高流速比との関係を示すグラフである。

次に、この発明の実施の形態を第１〜第５実施例と変形例とに基づいて説明する。

Ａ．第１実施例：
図１は、本発明の一実施例としての排水処理装置８００の処理フローを示す説明図である。本実施例の排水処理装置８００は、一般家庭等からの排水の浄化処理を行う装置である（このような装置は「浄化槽」とも呼ばれる）。排水処理装置８００は、複数のステップを経て浄化処理を行うために、複数の水処理槽（「水処理機構」とも呼ぶ）を有している。図１の実施例では、排水処理装置８００は、上流（図１の左側）から順番に、夾雑物除去槽８１０、嫌気濾床槽８２０、接触曝気槽８３０、処理水槽８４０、消毒槽８５０の各水処理槽を、収容している。排水処理装置８００に流入した排水は、夾雑物除去槽８１０、嫌気濾床槽８２０、接触曝気槽８３０、処理水槽８４０、消毒槽８５０で順次処理された後に、排水処理装置８００の外部に放流される。以下、各水処理槽を流れる水を「被処理水」あるいは、単に「水」と呼ぶ。

図２は、排水処理装置８００の内部構成を模式的に表す説明図である。図２は、排水処理装置８００を横から見た概略構成を示している。図３は、図２中のＡ−Ａ断面図であり、排水処理装置８００を鉛直方向の上方から下方に向かって見た図を示している。図３の下部には、接触曝気槽８３０と処理水槽８４０とのそれぞれの壁を表す説明図が示されている。図４は、図２中のＢ−Ｂ断面図である。これらの図中において、Ｚ方向は、鉛直方向の下方から上方へ向かう方向を示し、Ｘ方向は、排水処理装置８００の長手方向（水平な方向）を示し、Ｙ方向は、Ｘ方向とＺ方向とのそれぞれと直交する方向（水平な方向）を示している。

夾雑物除去槽８１０は、排水中の夾雑物を分離する水処理槽である。図２、図３に示すように、夾雑物除去槽８１０は、排水処理装置８００の外壁を成す槽本体８０１の最上流部に配置されている。流入口８０２からの排水（汚水とも呼ばれる）は、まず、夾雑物除去槽８１０に流入する。夾雑物除去槽８１０は、流入バッフル８１２等の固液分離手段を有しており、排水中の夾雑物を被処理水から分離する。夾雑物が分離（除去）されたあとの水は、移流開口８１４を通じて、嫌気濾床槽８２０に移流する。

嫌気濾床槽８２０は、嫌気性微生物による嫌気処理を行う水処理槽である。嫌気濾床槽８２０は、嫌気性微生物が付着するための濾材８２２を有している。嫌気処理によって、被処理水中の有機物が分解される。また、濾材８２２は、被処理水中の浮遊物を捕捉し得る。

図２、図３に示すように、嫌気濾床槽８２０の下流側（＋Ｘ側）の側壁８０３は、槽本体８０１を、Ｘ方向に対して垂直に、２つに仕切る壁である（以下、この壁を「仕切板８０３」とも呼ぶ）。仕切板８０３の反対側（＋Ｘ側）には、上から見て略Ｕ字状に配置された側壁部８４３、８４２、８４４が、固定されている。仕切板８０３と側壁部８４３、８４２、８４４で囲まれる空間が、処理水槽８４０に相当する。仕切板８０３と槽本体８０１とで囲まれる空間のうちの、側壁部８４３、８４２、８４４の外側の空間は、接触曝気槽８３０に相当する。側壁部８４３、８４２、８４４の構成については、後述する。

仕切板８０３における嫌気濾床槽８２０と接触曝気槽８３０との境界を成す部分には、移流開口８２４が形成されている（図２、図３）。移流開口８２４は、仕切板８０３の上部に配置されており、通常時には、水面ＷＬは、この移流開口８２４の途中に位置する。嫌気濾床槽８２０で処理された水は、移流開口８２４を通じて、接触曝気槽８３０に移流する。

接触曝気槽８３０は、好気性微生物による好気処理を行う水処理槽である。図３に示すように、接触曝気槽８３０は、処理水槽８４０の三方（＋Ｙ方向、＋Ｘ方向、−Ｙ方向）を囲むように形成されている。図４に示すように、接触曝気槽８３０は、好気性微生物が付着するための接触材８３２、８３３を有している。第２接触材８３３は、第１接触材８３２の下に配置されている。これらの接触材８３２、８３３のそれぞれは、処理水槽８４０の両側（＋Ｙ側と−Ｙ側）に配置されている（図３、図４）。また、接触曝気槽８３０は、接触材８３２、８３３よりも下に配置された散気装置８３４を有している。散気装置８３４には、図示しないブロワー（送風機）が接続される。散気装置８３４は、ブロワーによって供給された空気を、接触曝気槽８３０内に供給する。好気性微生物は、空気に含まれる酸素を利用して、被処理水中の有機物を分解する。接触曝気槽８３０で処理された水は、接触曝気槽８３０の底部と処理水槽８４０の底部とを連通する移流開口８３６を通じて、処理水槽８４０に移流する。

処理水槽８４０は、接触曝気槽８３０から移流した水を一時的に滞留して、水中の固形物（例えば、汚泥や浮遊物質等）を沈降・分離する水処理槽である。この処理水槽８４０は、特許請求の範囲における「分離槽」に相当する。後述するように、処理水槽８４０は、底部から水が流入する上向流の水処理槽である。

図３に示すように、鉛直方向の上から下に向かって見たときに、第２側壁部８４２は仕切板８０３と対向し、第３側壁部８４３は第４側壁部８４４と対向する。第３側壁部８４３は、第２側壁部８４２の一方の端部８４２ｅ１と仕切板８０３とを接続する。第４側壁部８４４は、第２側壁部８４２の他方の端部８４２ｅ２と仕切板８０３とを接続する。第３側壁部８４３と仕切板８０３との接続部分８４３ｅと、第４側壁部８４４と仕切板８０３との接続部分８４４ｅとのそれぞれは、仕切板８０３の両端８０３ｅ１、８０３ｅ２よりも内側に配置されている。以下、仕切板８０３のうちの第３側壁部８４３と第４側壁部８４４との間の部分（処理水槽８４０の側壁として機能する部分）を、「第１側壁部８４１」とも呼ぶ。また、これらの側壁部８４１、８４２、８４３、８４４の全体が、処理水槽８４０の「側壁」に相当する。

図２に示すように、処理水槽８４０の下部分８４９は、いわゆるホッパー構造を有している（以下、この下部分８４９を「ホッパー部分８４９」とも呼ぶ）。ホッパー部分８４９では、第２側壁部８４２が鉛直方向に対して傾斜しており、処理水槽８４０の断面積（水平な断面積）は、底壁８４５に近いほど小さい（第２側壁部８４２のうちの傾斜した部分８４２ｄを「傾斜部８４２ｄ」とも呼ぶ）。また、図４に示すように、ホッパー部分８４９の下部分８４９Ｌにおいては、さらに、第３側壁部８４３と第４側壁部８４４とのそれぞれも、鉛直方向に対して傾斜している（側壁部８４３、８４４のそれぞれの傾斜した部分も「傾斜部」と呼ぶことができる）。この下部分８４９Ｌは、いわゆる３面ホッパー構造を有している。処理水槽８４０において分離された固形物は、側壁部８４２、８４３、８４４によって、処理水槽８４０の底部（処理水槽８４０の上部よりも狭い空間）に集められる。

図２に示すように、仕切板８０３（第１側壁部８４１）の下端は、槽本体８０１の底面に接続されている（第１側壁部８４１は、底面から上方に延びている）。一方、図２、図４に示すように、側壁部８４２、８４３、８４４の下端は、槽本体８０１の底面から離れている。側壁部８４２、８４３、８４４の下端と、槽本体８０１の底面との間の隙間は、移流開口８３６に相当する（側壁部８４２、８４３、８４４と底壁８４５とは、移流開口８３６を形成している、ということもできる。すなわち、第２側壁部８４２は移流開口８３６の一部を形成しているということもできる）。このように、移流開口８３６がホッパー部分８４９の上端８４９ｕよりも低い位置に配置されているので、ホッパー部分８４９も、固形物の分離に利用することができる。その結果、水質を向上させることができる。従って、処理水槽８４０の小型化が可能であり、また、処理水槽８４０の構成の簡素化が可能である。

なお、鉛直方向の上から下に向かって見たときに（図３）、槽本体８０１の底面（底壁）のうちの、側壁部８４２、８４３、８４４のそれぞれの下端と仕切板８０３（第１側壁部８４１）とに囲まれる部分が、処理水槽８４０の底壁８４５に相当する（図３の下部分図では、底壁８４５にハッチングが付されている）。

図２に示すように、処理水槽８４０には、循環エアリフトポンプ８６０が設けられている。循環エアリフトポンプ８６０は、処理水槽８４０の底部から水面ＷＬよりも上まで上方に向かって延びる第１移流管８６１と、第１移流管８６１の上部に接続されて、夾雑物除去槽８１０の水面ＷＬの上方まで、緩い下り勾配で延びる第２移流管８６３と、を有している。第１移流管８６１の底部側の端は吸入口８６２を形成している。第２移流管８６３の夾雑物除去槽８１０側の端は排出口８６４を形成している。循環エアリフトポンプ８６０は、処理水槽８４０の底部から夾雑物除去槽８１０へ、固形物や水を移送（返送）する。上述したように、処理水槽８４０の下部分８４９はホッパー構造を有しているので、処理水槽８４０で分離された固形物は、底部（吸入口８６２の近傍）の狭い空間に集められる。その結果、分離された固形物の処理水槽８４０からの除去を容易に行うことができる。なお、循環エアリフトポンプ８６０は、上述した図示しないブロワーからの空気によって、駆動される。ブロワーからの空気の分配量は、図示しないバルブによって調整される。循環エアリフトポンプ８６０は定常的に駆動されてよい。また、循環エアリフトポンプ８６０を間欠駆動してもよい。

消毒槽８５０は、被処理水を消毒する水処理槽である。消毒槽８５０は、処理水槽８４０の上部に配置されている（図２）。本実施例では、消毒槽８５０は、放流エアリフトポンプ８７０を有している。放流エアリフトポンプ８７０の吸入口８７２は、処理水槽８４０の水面ＷＬの近傍に配置されており、放流エアリフトポンプ８７０の排出口８７４は、消毒槽８５０の上流側に配置されている。なお、吸入口８７２は、処理水槽８４０のホッパー部分８４９の上端８４９ｕよりも上に配置されている。処理水槽８４０の水面ＷＬ近傍の水（固形物が分離された水）は、吸入口８７２から放流エアリフトポンプ８７０に流入する。放流エアリフトポンプ８７０に流入した水は、放流エアリフトポンプ８７０の駆動によって、消毒槽８５０に少しずつ移送される。放流エアリフトポンプ８７０は、上述した図示しないブロワーからの空気によって、駆動される。ブロワーからの空気の分配量は、図示しないバルブによって調整される。また、消毒槽８５０は、消毒剤（例えば、固形塩素剤）が充填された薬剤筒８５４を有している。消毒槽８５０において、被処理水は消毒剤と接触し、消毒剤によって被処理水が消毒される。消毒された水は、流出口８０４を通じて、排水処理装置８００の外部へ放流される。

図５は、排水処理装置８００における、仕切板８０３の下流側（＋Ｘ側）を示す斜視図である。図中には、接触曝気槽８３０、処理水槽８４０、消毒槽８５０が示されており、槽本体８０１の図示が省略されている。図中では、水の流れが矢印によって、表されている。図示するように、処理水槽８４０の底部において、３方向（第２側壁部８４２側と第３側壁部８４３側と第４側壁部８４４側）から、水が処理水槽８４０に流入する。特に、第２側壁部８４２側から流入する水は、第１側壁部８４１（仕切板８０３）に向かって流れる。

図６は、処理水槽８４０の一部分の断面図である（Ｙ方向と垂直な断面図）。図示するように、第２側壁部８４２側から流入した水は、第１側壁部８４１（仕切板８０３）に向かって流れる。そして、水が第１側壁部８４１に接触すると、第１側壁部８４１によって水の流れる方向が変えられる。具体的には、水は、第１側壁部８４１に沿って移動しようとする。そのような水の一部は、第１側壁部８４１に沿って上方へ移動する（水流ＷＦ１）。この水流ＷＦ１は局所的に速い流れである。このように局所的に速い水流ＷＦ１（側壁に沿って上方に向かう水流）が、短絡流を引き起こし得る（例えば、この水流ＷＦ１が、放流エアリフトポンプ８７０（図２）の吸入口８７２に到達する）。

このような短絡流が生じる可能性を低減するために、本実施例では、第１側壁部８４１に阻流板８８０が設けられている。阻流板８８０は、第１側壁部８４１から処理水槽８４０の内部に向かって突出して端Ｐ（阻流板８８０の端）に至る部材である。阻流板８８０は、特許請求の範囲における「突出部」に相当する。本実施例では、阻流板８８０は、第１側壁部８４１からほぼ水平に延びて端Ｐへ至る第１板８８１と、第１板８８１よりも上方の第１側壁部８４１から斜め下に向かって延びて同じ端Ｐへ至る第２板８８２と、を有している。また、図４、図５に示すように、阻流板８８０（板８８１、８８２）は、第３側壁部８４３から第４側壁部８４４までほぼ水平に延びている（図３、図４では、阻流板８８０にハッチングが付されている）。このような阻流板８８０は、例えば、断面形状が略Ｖ字状の棒を、第１側壁部８４１に押し当てて、第３側壁部８４３から第４側壁部８４４まで渡す（延ばす）ことによって、形成可能である。なお、図３に示すように、鉛直方向の上から下に向かって見た場合に、循環エアリフトポンプ８６０（第１移流管８６１）の一部が阻流板８８０と重なっている。本実施例では、阻流板８８０に、第１移流管８６１を納めるための切り欠きを設けることによって、阻流板８８０と第１移流管８６１との干渉を回避している。

図６に示すように、第１側壁部８４１に沿って上方に移動する水は、阻流板８８０に接触する。その結果、阻流板８８０よりも上へ水が移動することが阻流板８８０によって阻まれ、そして、水の流れが分散される（水流ＷＦ２）。その結果、局所的に速い水流が阻流板８８０よりも上に到達する可能性が低減される。これにより、処理水槽８４０内の短絡流（例えば、処理水槽８４０の流入部（移流開口８３６）から流出部（放流エアリフトポンプ８７０の吸入口８７２）の近傍へ至る短絡流）が生じる可能性が低減される。また、阻流板８８０を設けるという簡単な構成で短絡流の可能性を低減できるので、処理水槽８４０の設計に対する制限を緩和できる。例えば、阻流板８８０が無い場合と比べて、本実施例では短絡流の可能性が小さいので、処理水槽８４０を小型化することができる。また、長い越流堰を設けなくても、良い水質を維持することができる。

図６中の第１角度θ１は、阻流板８８０の下面と鉛直方向の下方向（ここでは、第１側壁部８４１の表面）とが成す角度を示している。「０度＜第１角度θ１＜９０度」は、阻流板８８０の下面が、第１側壁部８４１から斜め下に向かって突出していることを示している。第１角度θ１＝９０度は、阻流板８８０の下面が水平であることを示している。「９０度＜第１角度θ１＜１８０度」は、阻流板８８０の下面が、第１側壁部８４１から斜め上に向かって突出していることを示している。第１側壁部８４１に沿って下方から上方に向かう水流を抑制するためには、「０度＜第１角度θ１≦１２０度」が好ましい。こうすれば、水流を、水平方向あるいは斜め下方向に向かって分散させることができる。また、「９０度＜第１角度θ１≦１２０度」であれば、阻流板８８０の形状を含む成形型を用いて、阻流板８８０の形状を含む第１側壁部８４１を一体的に成形する場合に、成形型から第１側壁部８４１（阻流板８８０）を引き抜く作業を容易に行うことができる。

図６中の第２角度θ２は、阻流板８８０の上面と鉛直方向の下方向（ここでは、第１側壁部８４１の表面）とが成す角度を示している。第１角度θ１と同様に、「０度＜第２角度θ２＜９０度」は、阻流板８８０の上面が第１側壁部８４１から斜め下に向かって延びていることを示している。阻流板８８０の上面に固形物が堆積することを抑制するためには、「０度＜第２角度θ２＜９０度」が好ましい。ここで、阻流板８８０の上面の固形物をスムーズに下に流すためには、「第２角度θ２＜８０度」が好ましく、「第２角度θ２＜４５度」が特に好ましく、「第２角度θ２＜３０度」が最も好ましい。

また、図４に示すように、阻流板８８０は、第１側壁部８４１の水平方向の一端８４１ｅ１（第３側壁部８４３との接続位置）から他端８４１ｅ２（第４側壁部８４４との接続位置）まで延びている。すなわち、阻流板８８０と接触せずに、第１側壁部８４１の表面上を阻流板８８０の下から上へ移動することができない。その結果、第１側壁部８４１に沿って上方に移動しようとする水が、阻流板８８０を避けて阻流板８８０の下方から上方へ移動する可能性を大幅に低減できる。その結果、短絡流が生じる可能性を大幅に低減できる。また、阻流板８８０を第１側壁部８４１の一端８４１ｅ１から他端８４１ｅ２まで延ばすという簡単な構成で短絡流の可能性を低減できるので、処理水槽８４０の設計に対する制限を緩和することができる。なお、阻流板８８０と第３側壁部８４３との間と、阻流板８８０と第４側壁部８４４との間との少なくとも一方に隙間が空いていてもよい。この場合も、上方に向かう水流を、阻流板８８０によって阻むことができる。

なお、阻流板８８０は、第１側壁部８４１の一端８４１ｅ１（第３側壁部８４３）と接している必要はなく、阻流板８８０と一端８４１ｅ１（第３側壁部８４３）との間に隙間が空いていてもよい。同様に、阻流板８８０と他端８４１ｅ２（第４側壁部８４４）との間に隙間が空いていても良い。そのような隙間を設ければ、阻流板８８０や処理水槽８４０の製造誤差が許容されるので、排水処理装置８００（特に、処理水槽８４０）の製造をスムーズに行うことができる。なお、そのような隙間（第１側壁部８４１の水平方向の端（第３側壁部８４３や第４側壁部８４４）と阻流板８８０の端との間の水平方向の距離）は、３０ｍｍ以下であることが好ましく、２５ｍｍ以下であることが特に好ましく、２０ｍｍ以下であることが最も好ましい。なお、そのような隙間（水平方向の距離）が３０ｍｍ以下であれば（第１側壁部８４１の端（側壁部８４３、８４４）と阻流板８８０の端が接している場合を含む）、「阻流板８８０は、第１側壁部８４１の端の近傍まで（あるいは、近傍から）延びている」ということができる。

また、本実施例では、処理水槽８４０の下部分８４９がホッパー構造を有しているので、処理水槽８４０の底部で局所的に速い水流（上方に向かう水流）が生じると、固形物が巻き上げられる可能性がある。しかし、そのような水流の可能性が阻流板８８０という簡単な構成によって低減されているので、良好な水質を得るための処理水槽８４０の構成を簡素化できる。また、図２に示すように、本実施例では、阻流板８８０は、処理水槽８４０のホッパー部分８４９の上端８４９ｕよりも低い位置に配置されている。従って、局所的に速い水流がホッパー部分８４９よりも上に到達する可能性を低減できるので、ホッパー部分８４９の底部に貯まった固形物が、ホッパー部分８４９の上まで巻き上がる可能性を低減できる。

また、図３に示すように、本実施例では、鉛直方向の上から下に向かって見た場合に、第１移流管８６１（吸入口８６２）は、側壁部８４２、８４３、８４４よりも、第１側壁部８４１に近い位置に配置されている。従って、第１移流管８６１を第１側壁部８４１に固定することが容易である。例えば、アームや結束バンド（「ケーブルタイ」とも呼ばれる）やＵ字状のボルトを用いて第１移流管８６１を第１側壁部８４１に固定してもよい。特に、本実施例では、第１側壁部８４１に大きな屈曲部が無く、第１側壁部８４１が略平板状の壁であるので、直線状のパイプを用いて第１移流管８６１を形成し、そして、そのような第１移流管８６１を、容易に、第１側壁部８４１に固定することができる。また、循環エアリフトポンプ８６０による固形物や水の移送に起因して、吸入口８６２に向かう水流が生じる。吸入口８６２は、第１側壁部８４１に近いので、吸入口８６２に向かう水の一部は、第１側壁部８４１に向かって流れ得る。ここで、水が第１側壁部８４１に接触して上方に向かって流れようとした場合であっても、阻流板８８０によってそのような水流が阻まれるので、短絡流の可能性を低減できる。

なお、本実施例において、阻流板８８０を第１移流管８６１に固定してもよい。例えば、接着剤によって阻流板８８０を第１移流管８６１に固定してもよい。こうすれば、第１移流管８６１を配置することによって阻流板８８０も配置されるので、阻流板８８０の配置を簡単に行うことができる。また、阻流板８８０と第１移流管８６１との間に隙間が生じる可能性を容易に低減できる（例えば、隙間が小さくなるように、阻流板８８０を加工してもよい。また、阻流板８８０を第１移流管８６１に固定する際に、隙間を接着剤等で埋めても良い）。その結果、阻流板８８０と第１移流管８６１との間の隙間を通じて短絡流が生じる可能性を低減できる。

この代わりに、阻流板８８０を第１側壁部８４１と一体的に形成してもよい。例えば、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）を用いたオーバーレイによって、第１側壁部８４１の表面に、阻流板８８０を形作る部材を一体的に固定してもよい。また、阻流板８８０の形状を含む成形型を用いて、阻流板８８０の形状を含む第１側壁部８４１を一体的に成形してもよい。これらのように阻流板８８０を第１側壁部８４１と一体的に形成すれば、第１側壁部８４１にかかる力を阻流板８８０に分散させることができるので、第１側壁部８４１の強度を高めることができる。

いずれの場合も、循環エアリフトポンプ８６０における吸入口８６２から上方に向かって延びる移流部（例えば、第１移流管８６１や、第１移流管８６１に固定された部材（例えば、継手等）を含む）を、阻流板８８０と接触する位置に設ければ、移流部（例えば、第１移流管８６１）と阻流板８８０との間の相対的な位置ズレの可能性を容易に低減できる。例えば、排水処理装置８００の製造時や運搬時に、第１移流管８６１の位置がズレてしまう可能性を低減できる。ここで、移流部が阻流板８８０に固定されていなくてもよい。ただし、移流部が阻流板８８０に固定されていれば、相対的な位置ズレの可能性を大幅に低減できる。

また、図２、図６に示すように、本実施例では、第１側壁部８４１が底壁８４５（槽本体８０１の底面）に接続されている。また、第１側壁部８４１には、処理水槽８４０に連通する連通孔は設けられていない。従って、第１側壁部８４１を、処理水槽８４０と他の任意の処理槽との間を仕切る仕切板として利用することができるので、処理水槽８４０の隣に他の任意の処理槽を配置することができる（本実施例では、第１側壁部８４１は、嫌気濾床槽８２０と処理水槽８４０との間を仕切る仕切板８０３の一部である）。このように、処理槽の設計に対する制限を大幅に緩和することができる。

また、図２、図６に示すように、本実施例では、槽本体８０１に、内側に向かって凹んだ複数の波型形状部分が形成されている（例えば、図６の部分８９０）。このような複数の波型形状部分を有する形状は、コルゲート形状とも呼ばれている。コルゲート形状は、強度を高めるために利用されている。図６の部分８９０は、槽本体８０１の底部に形成されており、Ｙ方向に向かって延びる溝状のくぼみである（以下、この部分８９０を「コルゲート部８９０」とも呼ぶ）。コルゲート部８９０の断面形状（Ｙ方向と垂直な断面形状）は、台形から下底を省略した形状と、同様である。コルゲート部８９０は、水平方向（Ｘ方向）に対して傾斜した傾斜部８９２を有している。この傾斜部８９２は、移流開口８３６の近傍に配置されており、斜め上方（＋Ｚ方向）に向かって延びて仕切板８０３に近づく。図６中のライン８９２Ｌは、傾斜部８９２を含む平面を示している。交点ＣＰは、ライン８９２Ｌと第１側壁部８４１との交点を示している。

移流開口８３６を通じて第２側壁部８４２側から処理水槽８４０へ流入する水の流れる方向は、傾斜部８９２によって、斜め上方に向けられる（図６）。斜め上方に進む水流は、第１側壁部８４１に接触した後、第１側壁部８４１に沿って上方に進む（水流ＷＦ１）。ここで、水流が第１側壁部８４１と接触する位置は、交点ＣＰとほぼ同じである。従って、上方へ向かう水流を阻流板８８０で阻むためには、阻流板８８０の位置が、交点ＣＰよりも上方であることが好ましい。なお、このような波型形状部分を、槽本体８０１から省略してもよい。

Ｂ．第２実施例：
図７、図８は、阻流板８８０を有する排水処理装置の別の実施例を示す説明図である。図７は、図５と同様の斜視図を示し、図８は、図４と同様の断面図を示している（図８では一部のみ示されている）。図示するように、第２実施例では、阻流板８８０が仕切板８０３の水平方向の一端から他端まで横断するように延びている（本実施例における排水処理装置の他の構成は、上述の排水処理装置８００の構成と同じである）。この阻流板の全体を「補強部材４００」とも呼ぶ。本実施例では、補強部材４００は、仕切板８０３と一体的に形成されている。そして、補強部材４００は、槽本体８０１と仕切板８０３との一方の接続位置４００ｅ１から他方の接続位置４００ｅ２まで補強部材４００が延びている。このような補強部材４００を採用すれば、仕切板８０３の強度を更に向上させることができる。なお、本実施例では、補強部材４００のうちの処理水槽８４０内に存在する部分が、阻流板８８０に相当する。

Ｃ．第３実施例：
図９（Ａ）、９（Ｂ）は、阻流板の別の実施例（阻流板８８０Ａ）の側面図（図６と同様の断面図）、上面図（図３と同様の断面図）をそれぞれ示している（図には、排水処理装置の一部（阻流板８８０Ａを含む）が示されている）。図６に示す阻流板８８０との差異は、第１板８８１が省略されている点だけである。このように、１枚の板（第２板８８２）を用いて阻流板を形成してもよい。また、本実施例では、阻流板８８０Ａは継手８８４Ａ（ソケットとも呼ばれる）に固定されており、その継手８８４Ａは、第１移流管８６１の途中に挿入（固定）されている。なお、阻流板８８０Ａを直接に第１移流管８６１に固定してもよい。ただし、第３実施例のように、小さい部材（継手８８４Ａ）に阻流板８８０Ａを固定し、その継手８８４Ａを第１移流管８６１に固定すれば、大きい部材（第１移流管８６１）に阻流板８８０Ａを固定する場合と比べて、固定位置の精度を容易に高めることができる（本実施例のように継手８８４Ａを介して阻流板８８０Ａを第１移流管８６１に固定すれば、阻流板８８０Ａと第１移流管８６１との間の位置の精度を容易に高めることができる）。また、仕切板８０３に阻流板８８０Ａを一体的に固定する場合と比べて、大がかりな設備（例えば、ＦＲＰのオーバーレイのための道具や、阻流板の形状を一体的に含む仕切板のための成形型等）を用いずに、阻流板８８０Ａを配置できる。

また、阻流板８８０Ａは、継手８８４Ａに限らず、第１移流管８６１に設けられる種々の部材に固定してよい。例えば、第１移流管８６１の途中には、ブロワーからの空気を供給するパイプを接続するために、Ｔ字管継手（チーズとも呼ばれる）が設けられ得る。このように、阻流板８８０Ａの固定とは異なる目的のために第１移流管８６１に設けられている部材（例えば、Ｔ字管継手）に阻流板８８０Ａを固定すれば、阻流板８８０Ａの固定に要する部品数を増やさずに済むので、処理水槽８４０の構成を合理化できる。また、図９に示す阻流板８８０Ａに限らず、他の構成を有する阻流板（例えば、図６に示す阻流板８８０）を、第１移流管８６１（あるいは、第１移流管８６１に設けられる部材）に固定してもよい。

また、図中の角度θ１、θ２の意味は、図６の角度θ１、θ２の意味とそれぞれ同じである。本実施例では、第１角度θ１が、０度より大きく９０度よりも小さいので、上方に向かう水流を効果的に抑制できる。また、第２角度θ２が、０度よりも大きく９０度よりも小さいので、阻流板８８０Ａの上面に固形物が堆積することを抑制できる。

Ｄ．第４実施例：
図１０（Ａ）、１０（Ｂ）、１０（Ｃ）は、阻流板の別の実施例（阻流板８８０Ｂ）の側面図（図６と同様の断面図）、上面図（図３と同様の断面図）、正面図（図４と同様の断面図）をそれぞれ示している（図には、排水処理装置の一部（阻流板８８０Ａを含む）が示されている）。図９の阻流板８８０Ａとの差異は、２点ある。
第１の差異は、図１０（Ｃ）に示すように、阻流板８８０Ｂの幅（Ｙ方向の長さ）が、第１側壁部８４１の幅よりも短く、阻流板８８０Ｂと第３側壁部８４３との間と、阻流板８８０Ｂと第４側壁部８４４との間とのそれぞれに、隙間が空いている点である。この場合も、阻流板８８０Ｂによって、上方に向かう水流を抑制できる。
第２の差異は、図１０（Ｂ）に示すように、鉛直方向の上から下に向かって見たときに、阻流板８８０Ｂが、第１移流管８６１の全周をカバーしている点である。この構成によれば、第１側壁部８４１に沿った水流に加えて、第１移流管８６１に沿って上方に向かう水流を抑制することができる。第１移流管８６１に沿って上方に向かう水流は、処理水槽８４０に流入した水が第１移流管８６１に接触することによって生じ得る。
なお、本実施例では、阻流板８８０Ｂは、継手８８４Ｂに固定されており、この継手８８４Ｂが第１移流管８６１の途中に挿入（固定）されている。また、本実施例において、阻流板８８０Ｂが、第１側壁部８４１の水平方向の一端の近傍から他端の近傍まで延びていても良い。すなわち、阻流板８８０Ｂが、第３側壁部８４３の近傍から第４側壁部８４４の近傍まで延びていても良い。

Ｅ．第５実施例：
図１１は、上に向かう水流を抑制する構成の他の実施例の説明図である。本実施例では、阻流板８８０に加えて、第１移流管８６１に傘状の部材３００（「阻流壁３００」と呼ぶ）が固定されている（本実施例における排水処理装置の他の構成は、上述の排水処理装置８００の構成と同じである）。図１１（Ａ）、１１（Ｂ）、１１（Ｃ）は、阻流壁３００の側面図（図６と同様の断面図）、阻流壁３００の断面図、阻流壁３００の上面図（図３と同様の断面図）をそれぞれ示している（図には、排水処理装置の一部（阻流壁３００を含む）が示されている）。阻流壁３００は、第１移流管８６１から、鉛直方向の斜め下に向かって延びる壁であり、第１移流管８６１の全周に亘って形成されている。阻流壁３００の形状は、第１移流管８６１を中心軸とする略円錐形状である。このような阻流壁３００を第１移流管８６１に固定すれば、第１移流管８６１に沿って上方に移動する水流ＷＦ３を阻むことができる。このように阻流板８８０と阻流壁３００との両方を利用すれば、より効果的に上方に向かう水流を抑制できる。なお、本実施例では、部材３００が継手３０２に固定され、継手３０２が第１移流管８６１の途中に挿入（固定）されている。

図１１（Ｂ）の第１角度θａは、阻流壁３００の下面と鉛直方向の下方向（ここでは、第１移流管８６１の表面）とが成す角度を示している。「０度＜第１角度θａ＜９０度」は、阻流壁３００の下面が、第１移流管８６１から斜め下に向かって突出していることを意味している。「第１角度θａ＝９０度」は、阻流壁３００の下面が水平であることを示している。下方から上方に向かう水流を抑制するためには、「０度＜第１角度θａ≦９０度」が好ましく、「０度＜第１角度θａ＜９０度」が特に好ましい。また、図１１（Ｂ）の第２角度θｂは、阻流壁３００の上面と鉛直方向の下方向（第１移流管８６１の表面）とが成す角度を示している。第１角度θａと同様に、「０度＜第２角度θｂ≦９０度」は、阻流壁３００の上面が第１移流管８６１から水平あるいは斜め下に向かって延びていることを示している。阻流壁３００の上面に固形物が堆積することを抑制するためには、「０度＜第２角度θｂ＜９０度」が好ましい。

なお、阻流壁３００の形状は、円錐形状に限らず、種々の形状を採用可能である。例えば、複数の平板を組み合わせて得られる多面体を採用してもよい。いずれの場合も、鉛直方向の上から下に向かって見たときに、第１移流管８６１の全周に亘って壁が配置されていることが好ましい。こうすれば、第１移流管８６１の表面の種々の位置に沿って上方に向かう水流を、阻流壁３００で阻むことができる。ただし、第１移流管８６１の周囲の一部にのみ壁が配置されていてもよい。

Ｆ．阻流板の効果（位置と大きさ）について：
本願の発明者らは、シミュレーションと、実験槽を用いた実験とを用いて阻流板の効果（好ましい大きさと好ましい位置）を検討した。まず、シミュレーション結果について説明し、その後に、実験結果について説明する。図１２、図１３、図１４は、このシミュレーションの説明図である。このシミュレーションでは、図１〜図５に示す処理槽８３０、８４０に相当するモデル槽ＭＴを準備し、そのモデル槽ＭＴを用いて、処理水槽８４０における水の流速を計算している。具体的には、接触曝気槽８３０から処理水槽８４０に水が流入して、処理水槽８４０内を水が上昇する際の、その上昇速度を計算している。このシミュレーションは、数値流体力学解析ソフト「FLUENTバージョン6.3（FLUENTは、アンシス社の商標）」を用いて行われている。水の物性としては、FLUENTで予め準備されている標準的な水の物性を採用している。

図１２は、モデル槽ＭＴの説明図である。図１２（Ａ）は、モデル槽ＭＴを＋Ｚから−Ｚに向かって見た図を示し、図１２（Ｂ）は、モデル槽ＭＴを＋Ｘから−Ｘに向かって見た図を示し、図１２（Ｃ）は、モデル槽ＭＴを−Ｙから＋Ｙに向かって見た図を示している。図中の、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は、図１〜図５に示す同じ名前の方向と、それぞれ同じである。

このモデル槽ＭＴは、直方体の水槽を用いて形成されており、その内部を境界面で仕切ることによって、接触曝気槽と処理水槽が形成されている。このモデル槽ＭＴでは、図１〜図５の実施例の接触曝気槽８３０と処理水槽８４０とが、簡略化して再現されている。以下、図１〜図５に示す要素に相当する要素が図１２に示されている場合には、図１２でも同じ符号を用いることとする。なお、このモデル槽ＭＴは、実験槽をモデル化したものである。実験槽では、図２〜図４に示すような丸みを帯び、波型形状部分（コルゲート形状）を有する槽本体８０１の内部に処理水槽８４０が形成されている。モデル槽ＭＴでは、そのような槽本体８０１の代わりに、直方体の水槽を採用しているが、モデル槽ＭＴにおける処理水槽８４０の構成と寸法とは、実験槽の処理水槽８４０の構成と寸法とほぼ同じである。なお、モデル槽ＭＴでは省略されているが、実験槽には、図２〜図４に示すように循環エアリフトポンプ８６０が設けられている。

次に、モデル槽ＭＴの構成について説明する。以下、Ｘ方向の長さを「奥行き」とも呼び、Ｙ方向の長さを「幅」とも呼び、Ｚ方向の長さを「高さ」とも呼ぶ。

モデル槽ＭＴの高さＴｚは１３２０ｍｍであり、モデル槽ＭＴの奥行きＴｘは５８５ｍｍであり、モデル槽ＭＴの幅Ｔｙは８００ｍｍである。処理水槽８４０の底部の奥行きＢｘは１６０ｍｍであり、底部の幅Ｂｙは１６０ｍｍである。第２側壁部８４２の下端とモデル槽ＭＴの底面との間の距離Ｂｚ２は、５０ｍｍである。第２側壁部８４２のホッパー角度Ｈａ２は、６０度である（ここで、ホッパー角度は、側壁と水平面とが成す角度を意味しており、９０度は、側壁が鉛直方向と平行であることを示し、０度は、側壁が水平方向と平行であることを示している）。図１２（Ｃ）に示すように、側壁部８４３、８４４の下端は、第２側壁部８４２の下端から、斜め下に向かって延びて、第１側壁部８４１に至る。側壁部８４３、８４４の下端の高低差Ｂｚ１は、３５ｍｍである。側壁部８４３、８４４のホッパー角度Ｈａ１は、７０度である。処理水槽８４０の上部では、幅がステップ状に狭くなっている。モデル槽ＭＴの上端から、この段差までの距離Ｐｚは、１３０ｍｍである。なお、図中には、水深ＢＨの代表的な値が、水平面を示す破線とともに、示されている。水深ＢＨは、モデル槽ＭＴの底面からの高さを示している。

消毒槽８５０の幅Ｓｙは３６０ｍｍである。消毒槽８５０の底面８５０ｂの奥行きＳｘは１６５ｍｍである。モデル槽ＭＴの上端から消毒槽８５０の底面８５０ｂまでの距離Ｓｚは、３５２ｍｍである。消毒槽８５０の底面８５０ｂの−Ｘ側の端部からは、側壁８５０ｓが斜め上方に向かって延びている。底面８５０ｂと側壁８５０ｓとの成す角度Ｓａは、９６度である。消毒槽８５０の側壁８５０ｓの−Ｘ側には、放流エアリフトポンプ８７０（図２）を収容するバッフルに相当する直方体（以下、「バッフル８７０ｂ」と呼ぶ）が配置されている。このバッフル８７０ｂは、モデル槽ＭＴの上面から下に向かって延びている。バッフル８７０ｂの幅Ａｙは１５０ｍｍであり、高さＡｚは１５０ｍｍであり、奥行きＡｘは１００ｍｍである。このバッフル８７０ｂの側壁は、水が通れない壁を形成し、バッフル８７０ｂの下面は水が通ることが可能な開口を形成している。モデル槽ＭＴの−Ｘ側の壁（第１側壁部８４１）から、バッフル８７０ｂまでの距離Ａｘｓは、２６２ｍｍである。

第１側壁部８４１には、阻流板８８０が設けられている。阻流板８８０の高さＰＨは、モデル槽ＭＴの底面（すなわち、処理水槽８４０の底面）から、阻流板８８０の下面まで距離を示し、突出長ＰＬは、阻流板８８０のＸ方向の長さ（第１側壁部８４１から阻流板８８０の端までの距離）を示している。後述するように、シミュレーションでは、突出長ＰＬと高さＰＨとを変化させて、計算を行っている。

シミュレーションでは、処理水槽８４０内での水の流れを検討している。従って、処理水槽８４０の下流側の消毒槽８５０の内部の詳細な構成が、シミュレーション結果に与える影響は十分に小さいと考えられる。また、接触曝気槽８３０と処理水槽８４０とは、底部の移流開口８３６で連通しているので、接触曝気槽８３０と処理水槽８４０との上部の詳細な構成が、シミュレーション結果に与える影響は十分に小さいと考えられる。そこで、このシミュレーションでは、消毒槽８５０の構成を省略している。そして、水の流入は、モデル槽ＭＴの上面における処理水槽８４０以外の部分の全体（図１２（Ａ）中の太線ＢＬで囲まれた領域）から均等に行われることとしている。なお、処理水槽８４０の上部の形状は、図１２に示すように、消毒槽８５０を考慮した形状に形成されている。

このシミュレーションでは、モデル槽ＭＴの全体に水が満たされていることと仮定している。各処理槽８３０、８４０、阻流板８８０、バッフル８７０ｂの境界面では、境界面を通り抜けるような水の移動が無いことと仮定している。上述したように、水の流入は、モデル槽ＭＴの上面（処理水槽８４０部分を除く）から均等に行われる。水の流出は、モデル槽ＭＴの上面における流出領域ＷＥから均等に行われる（図１２（Ａ）では、流出領域ＷＥがハッチングで示されている）。流出領域ＷＥは、バッフル８７０ｂの上面の＋Ｘ方向の端部に配置されている。この流出領域ＷＥの幅Ｗｙは５０ｍｍであり、奥行きはバッフル８７０ｂの奥行きＡｘと同じ１００ｍｍである。

シミュレーションでの水の移動態様は、以下の通りである。まず、接触曝気槽８３０の上部から流入した水は、接触曝気槽８３０を下に向かって移動する。接触曝気槽８３０の底部に移動した水は、移流開口８３６を通じて、処理水槽８４０に流入する。処理水槽８４０に流入した水は、処理水槽８４０を上に向かって移動する。そして、流出領域ＷＥから水が流出する。水の流量は、１３Ｌ／ｍｉｎとする。この水量は、浄化槽（例えば、５人槽〜１０人槽相当の浄化槽）の性能評価試験で用いられている移送水量と同じである。シミュレーションでは、水が、１３Ｌ／ｍｉｎで定常的に流入することとしている。

図１３（Ａ）は、阻流板８８０の突出長ＰＬと最高流速比との関係を示すグラフである。このグラフはシミュレーションによって得られた結果を示している。突出長ＰＬは、第１側壁部８４１からの、水平方向（Ｘ方向）に沿って測った、阻流板８８０の長さである（図１２（Ｃ））。換言すれば、突出長ＰＬは、阻流板８８０が水平方向に沿って第１側壁部８４１からどのくらい突出しているかを示している。

図１３（Ｂ）〜図１３（Ｄ）は、シミュレーションに用いた阻流板８８０の形状と突出長との説明図である。図１３（Ｂ）〜図１３（Ｄ）は、−Ｙから＋Ｙに向かって見た、阻流板８８０の断面図を示している。

図１３（Ｂ）は、突出長が５０ｍｍの場合を示している。阻流板８８０の断面は、台形である。後面ＢＷ１は、第１側壁部８４１と同じ平面上にあり、後面ＢＷ１と対向する前面ＦＷ１は、後面ＢＷ１と平行である。底面ＵＷ１は、Ｚ方向と垂直な面であり、後面ＢＷ１の下端と前面ＦＷ１の下端とを接続する。後面ＢＷ１の上端と前面ＦＷ１の上端とは、傾斜面ＤＷ１によって接続されている。後面ＢＷ１の高さＢＨ１は、１１０ｍｍであり、前面ＦＷ１の高さＦＨ１は３０ｍｍである。また、底面ＵＷ１の長さＰＬ１（突出長ＰＬに相当する）は、５０ｍｍである。

図１３（Ｃ）は、突出長が２０ｍｍの場合を示している。この阻流板８８０の形状は、図１３（Ｂ）の阻流板８８０における前面ＦＷ１と傾斜面ＤＷ１とを、３０ｍｍだけ、−Ｘ方向にシフトして得られる形状と同じである。傾斜面ＤＷ１が第１側壁部８４１に近づくことによって、図１３（Ｃ）での傾斜面ＤＷ２と後面ＢＷ２とは、それぞれ、小さくなる。また、底面ＵＷ２の長さＰＬ２（突出長ＰＬに相当する）は、２０ｍｍである。

図１３（Ｄ）は、突出長が５０ｍｍ以上の場合を示している。この阻流板８８０の形状は、図１３（Ｂ）の阻流板８８０における前面ＦＷ１と傾斜面ＤＷ１とを、突出長に合わせて＋Ｘ方向にシフトして得られる形状と同じである。傾斜面ＤＷ１が第１側壁部８４１から離れるので、傾斜面ＤＷ１の上端から水平に（−Ｘ方向に）延びて第１側壁部８４１へ至る上壁ＴＷ３が追加される。底面ＵＷ３の長さＰＬ３は、突出長ＰＬと同じである。

図１３（Ａ）の最高流速比は、阻流板８８０を設けることによって、＋Ｚ方向の水の流速がどのくらい低減したかを示している。この最高流速比が小さいほど＋Ｚ方向の流速が小さいので、阻流板８８０による上向流の抑制の効果が高いということができる。最高流速比は、阻流板８８０が無い場合（突出長ＰＬ＝０ｍｍ）の＋Ｚ方向の最高流速に対する、阻流板８８０を設けた場合（突出長ＰＬ＞０ｍｍ）の＋Ｚ方向の最高流速の割合をパーセントで示している。最高流速としては、水深ＢＨ＝１０２０ｍｍ（図１２：モデル槽ＭＴの上面から３００ｍｍ下）の断面における最も速い流速を用いている。この水深ＢＨ（１０２０ｍｍ）は、処理水槽８４０のホッパー部分８４９よりも上であり、流出領域ＷＥに十分に近い水深である。従って、この水深ＢＨ（１０２０ｍｍ）で＋Ｚ方向の流速を低減できれば、処理水槽８４０の底部から流出領域ＷＥへ通じる短絡流が抑制される、ということができる。さらに、この水深ＢＨ（１０２０ｍｍ）は、消毒槽８５０によって処理水槽８４０の断面積が小さくなった部分に含まれている。すなわち、この水深ＢＨ（１０２０ｍｍ）では、＋Ｚ方向の流速が速くなりやすい。そのような水深で流速を低減できれば、短絡流抑制の効果を適切に確認することができる。

図１３（Ａ）のグラフには、阻流板８８０の高さＰＨ（図１２（Ｃ））を７００ｍｍに設定した場合と、３００ｍｍに設定した場合との結果が示されている。阻流板８８０の高さＰＨは、モデル槽ＭＴの底面（すなわち、処理水槽８４０の底面）から阻流板８８０の底面（例えば、図１３（Ｂ）の底面ＵＷ１）までの距離を示している。

グラフに示すように、阻流板８８０を設けることによって、流速が低減する（最高流速比がおおよそ８０％以下である）。特に、突出長ＰＬが２０ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍの場合に良好な結果が得られている。従って、突出長ＰＬの範囲としては、良好な突出長ＰＬ（２０ｍｍおよび１００ｍｍ）と、その隣の突出長ＰＬ（０ｍｍおよび１５０ｍｍ）との間を境界とする「１０ｍｍ以上１２５ｍｍ以下」の第１範囲Ｒ１が好ましい。また、それらの良好な突出長ＰＬで占められる「２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下」の第２範囲Ｒ２が特に好ましい。また、最も良好な、おおよそ５０ｍｍが最も好ましい。

図１４は、阻流板８８０の高さＰＨと最高流速比との関係を示すグラフである。最高流速比は、図１３（Ａ）のグラフで説明した最高流速比と同じである。阻流板８８０の高さＰＨ（図１２（Ｃ））も、図１３（Ａ）のグラフで説明したものと同じである。なお、このグラフの結果は、突出長ＰＬが５０ｍｍの阻流板８８０を用いて得られている。

グラフに示すように、阻流板８８０を設けることによって、流速が低減している。特に、高さＰＨが２００ｍｍ、３００ｍｍ、５００ｍｍ、７００ｍｍの場合に良好な結果が得られている。従って、阻流板８８０の高さＰＨの範囲としては、良好な高さＰＨ（２００ｍｍおよび７００ｍｍ）と、その隣の高さＰＨ（１００ｍｍおよび９００ｍｍ）との間を境界とする「１５０ｍｍ以上８００ｍｍ以下」の第１範囲Ｒ１１が好ましい。またそれらの良好な高さＰＨで占められる「２００ｍｍ以上７００ｍｍ以下」の第２範囲Ｒ１２が特に好ましい。また、最も良好な、おおよそ２００ｍｍが最も好ましい。また、図１２に示すように水深ＢＨが７００ｍｍ以下の範囲は、ホッパー部分８４９に含まれている。これから、図１４の結果は、阻流板８８０をホッパー部分に設けると良いことを示していると考えることもできる。

なお、高さＰＨが２００ｍｍの場合には、特に良好な結果が得られている（最高流速比が４０％）。この理由は、移流開口８３６（図１２（Ｃ））から流入した水が、丁度、阻流板８８０にぶつかって拡散され易いからだと推定される。なお、処理水槽８４０への流入部分（移流開口８３６）の高さＢｚ２は、５０ｍｍである。従って、阻流板８８０の底面は、流入部分の上端よりも１５０ｍｍ上方に配置されている。このような構成を採用すれば、短絡流の可能性を大幅に低減できる。

また、高さＰＨが１００ｍｍの場合には、最高流速比は、ほとんど１００％である。このように結果が芳しくない理由は、阻流板８８０が低すぎて移流開口８３６（図１２（Ｃ））から流入した水が阻流板８８０の上部に流れ込んでしまうからだと推定される。また、高さＰＨが９００ｍｍの場合に、最高流速比が若干高くなる。この理由は、９００ｍｍという高さＰＨが、最高流速を求める水深ＢＨ（１０２０ｍｍ）に近く、阻流板８８０によって水流が分散されたとしても、分散後の水流が水深ＢＨ（１０２０ｍｍ）に到達してしまうからだと推定される。

また、９００ｍｍという高さＰＨは、流出領域ＷＥから４２０ｍｍ下の位置である。少なくとも、阻流板８８０を、流出部から４２０ｍｍだけ下の位置（高さＰＨ＝９００ｍｍ）よりも低い位置に配置すれば、阻流板８８０を設けることによって、短絡流が生じる可能性を低減できると考えられる。

なお、図１２に示すように、処理水槽８４０の水平な断面積は、水深ＢＨに応じて大きく変化し得る。以下に、水深ＢＨと断面積との関係を示す。
水深ＢＨ（ｍｍ）：断面積（ｃｍ^２）
１００ｍｍ：３７１ｃｍ^２
２００ｍｍ：６６４ｃｍ^２
３００ｍｍ：１０４１ｃｍ^２
４００ｍｍ：１５０２ｃｍ^２
５００ｍｍ：２０４７ｃｍ^２
６００ｍｍ：２６２６ｃｍ^２
７００ｍｍ：２９４４ｃｍ^２
８００ｍｍ：３２１８ｃｍ^２
９００ｍｍ：３２１８ｃｍ^２
１０００ｍｍ：２６１１ｃｍ^２

図１４のグラフでは高さＰＨが２００ｍｍ、３００ｍｍ、５００ｍｍ、７００ｍｍ、９００ｍｍである場合に、良好な結果が得られている。高さＰＨを断面積に置き換えると、断面積が６６４ｃｍ^２、１０４１ｃｍ^２、２０４７ｃｍ^２、２９４４ｃｍ^２、３２１８ｃｍ^２である場合に、良好な結果が得られている。このように、阻流板８８０は、様々な断面積の部分において、有効に機能する。これらから、処理水槽８４０の各高さＰＨにおける断面積を変更した場合にも、阻流板８８０は有効に機能すると推定できる。すなわち、図１２に示す形状を有する処理水槽８４０に限らず、他の形状を有する処理水槽（例えば、ホッパー構造の無い処理水槽）を採用する場合にも、阻流板８８０を設けることによって、短絡流が生じる可能性を低減できると推定できる。

次に、実験槽を用いた実験結果について説明する。上述したように、実験槽における処理水槽８４０は、図１２のモデル槽ＭＴにおける処理水槽８４０と同様である。この実験では、シミュレーションと同じ１３Ｌ／ｍｉｎで定常的に水を接触曝気槽８３０に流入させて、処理水槽８４０の内部における水の流速（＋Ｚ方向の速度）を測定した。流速の測定には、超音波ドップラー流速計を用いた。測定位置は、図１２のモデル槽ＭＴを参照して説明すると、槽底部（処理水槽８４０の底面（図６のコルゲート部８９０の水平な面））から＋Ｚ方向に７２０ｍｍ、第１側壁部８４１から＋Ｘ方向に６０ｍｍ、処理水槽８４０の中心面Ｃｎｙ（図１２（Ｂ））から＋Ｙ方向に８０ｍｍの位置である。中心面Ｃｎｙは、Ｙ方向と垂直な面であり、処理水槽８４０の外形（消毒槽８５０との境界を除く）は、おおよそ、中心面Ｃｎｙを対称面とする面対称である。このように、実験では、第１側壁部８４１に近い位置での流速を測定している。なお、実験槽およびモデル槽ＭＴのそれぞれにおいて、接触曝気槽８３０の外形（消毒槽８５０との境界を除く）も、おおよそ、中心面Ｃｎｙを対称面とする面対称である。

また、実験では、図６に示すような阻流板８８０が用いられている。阻流板８８０の高さＰＨ（図１２（Ｃ））は、３００ｍｍである。阻流板８８０の外形は、図１３（Ｂ）に示す外形と同じである。ここで、突出長ＰＬ１は、５０ｍｍであり、高さＦＨ１は１０ｍｍであり、高さＢＨ１は９５ｍｍである。

実験では、阻流板８８０が無い場合の流速に対する阻流板８８０が有る場合の流速の比率が得られており、その比率は５１％であった。このように、実験からも、阻流板８８０による上向流の抑制を確認することができた。また、実験では、上向流が生じやすいと考えられる第１側壁部８４１に近い位置で、上向流の抑制が確認されている。これにより、阻流板８８０によって上向流の勢いが処理水槽８４０内の他の領域に分散されて、処理水槽８４０内の広い領域を有効に活用して、処理水槽８４０内における局所的な上向きの流速が均されると推定できる。

Ｆ．変形例：
なお、上記各実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

変形例１：
固形物を沈降分離する分離槽の構成としては、上記各実施例における処理水槽８４０の構成に限らず、種々の構成を採用可能である。例えば、いわゆるホッパー構造の無い構成を採用してもよい。また、循環エアリフトポンプ８６０の吸入口８６２が、第１側壁部８４１よりも他の側壁部８４２、８４３、８４４に近い位置に配置されてもよい。また、循環エアリフトポンプ８６０を省略してもよい。また、分離槽の流入部が、底壁から上方に離れた位置に設けられていても良い。また、上述の実施例では、流入部（図２、図４の移流開口８３６）は、３方向の側壁部８４２、８４３、８４４によって形成されているが、流入部は、１方向の側壁部あるいは２方向の側壁部のみによって形成されていてもよい。いずれの場合も、突出部を、流入部よりも高い位置に配置することが好ましい。また、鉛直方向と垂直な断面（水平な断面）は、矩形に限らず任意の形状であってよい。いずれの場合も、鉛直方向の上から下に向かって見たときに、分離槽への水の流入が非等方的に行われる場合には、水の流入の無い方向（流入部の無い方向）の側壁部に突出部（例えば、図２の阻流板８８０）を設けることによって、短絡流を阻むことができる。ここで、水の流入が有る方向（流入部の有る方向）の側壁部には、突出部を設けないことが好ましい。こうすれば、突出部によって水面積が過剰に小さくなって流速が速くなることを抑制できる。すなわち、固形物の沈降分離が阻害されることを抑制できる。

また、突出部の構成としては、上述の各実施例のような板状の突出部に限らず、側壁部から延びて端に至る種々の構成を採用可能である。例えば、断面が矩形のパイプを、側壁部に沿って水平に延びるように配置してもよい。また、鉛直方向の上から下に向かって見た場合の突出部の形状としても、矩形や台形に限らず、他の任意の形状を採用可能である。例えば、扇形状や円形状を採用してもよく、凹部と凸部が交互に並んだ凹凸形状を採用してもよい。凹部の形状と凸部の形状とのそれぞれとしては、任意の形状を採用可能である。例えば、１つの凹部の形状が四角形状であってもよく三角形状であってもよい。同様に、１つの凸部の形状が四角形状であってもよく三角形状であってもよい。また、互いに分離した複数の突出部が分離槽の第１側壁部に設けられていても良い。ここで、複数の突出部のそれぞれが互いに異なる高さに配置されていてもよい。いずれの場合も、鉛直方向の上から下に向かって見た場合に、複数の突出部の全体によって、第１側壁部の一端の近傍から他端の近傍までカバーされていることが好ましい。

また、分離槽からの水の流出部の構成としても、放流エアリフトポンプ８７０（図２）を用いる構成に限らず、任意の構成を採用可能である。例えば、分離槽の上部に越流堰を設けて、処理済みの水を越流させてもよい。いずれの場合も、流出部が、流入部よりも高い位置に配置されていれば、固形物を沈降分離することができる。また、流出部が突出部よりも上に配置されていれば、短絡流の可能性を突出部によって低減できる。

また、局所的に特に速い水流（上方に向かう水流）は、分離槽の側壁の近傍に限らず、分離槽内の他の種々の位置に生じ得る。例えば、分離槽の流入部と流出部とを結ぶ直線上に、速い上向流が生じる場合がある。上述の突出部は、そのように種々の位置に生じ得る上向流を抑制するために用いることができる。ここで、突出部を分離槽内に配置する方法として、エアリフトポンプ等の移送部に突出部を固定する方法を採用してもよい。移送部（例えば、分離槽の底部に配置された吸入部から上方に向かって延びる移流部）に突出部を固定すれば、分離槽内に突出部を容易に配置することができ、そして、速い上向流を容易に抑制できる。なお、移送部は、分離槽内の種々の位置に配置され得る。従って、移送部に突出部を固定すれば、突出部を分離槽内の種々の位置に配置することができる。その結果、速い上向流の生じ得る位置に突出部を容易に配置することができる。以上の説明は、分離槽の側壁に突出部を設ける場合（側壁の近くに突出部を配置する場合）にも、同様に適用できる。

変形例２：
排水処理装置の構成としては、上記各実施例における構成に限らず、他の種々の構成を採用可能である。例えば、接触曝気槽８３０に設けられる接触材が２段構成ではなく１段構成であってもよい。また、各処理槽の配置としては、図２〜図５に示す配置に限らず、他の種々の配置を採用してもよい。例えば、１枚のほぼフラットな仕切板を介して処理水槽８４０が接触曝気槽８３０に隣接していてもよい。また、処理フローとしても、図１に示すフローに限らず、他の種々のフローを採用可能である。例えば、接触曝気槽８３０の代わりに、微生物が付着した担体が流動する担体流動槽を採用してもよい。また、接触曝気槽や担体流動槽に限らず、任意の好気性処理槽を採用してもよい。そして、固形物を沈降分離する分離槽（例えば、処理水槽８４０）が、その三方が好気性処理槽に囲まれるように形成されてもよい。また、夾雑物除去槽８１０の代わりに嫌気濾床槽を採用してもよい。いずれの場合も、固形物を沈降分離する分離槽を有する任意の排水処理装置に、突出部を適用可能である。

３００...阻流壁
３０２...継手
４００...補強部材
８００...排水処理装置
８０１...槽本体
８０２...流入口
８０３...仕切板
８０４...流出口
８１０...夾雑物除去槽
８１２...流入バッフル
８１４...移流開口
８２０...嫌気濾床槽
８２２...濾材
８２４...移流開口
８３０...接触曝気槽
８３２...接触材
８３２...第１接触材
８３３...第２接触材
８３４...散気装置
８３６...移流開口
８４０...処理水槽
８４１...第１側壁部
８４２...第２側壁部
８４２ｄ...傾斜部
８４３...第３側壁部
８４３ｅ...接続部分
８４４...第４側壁部
８４４ｅ...接続部分
８４５...底壁
８４９...下部分
８４９...ホッパー部分
８４９Ｌ...下部分
８４９ｕ...上端
８５０...消毒槽
８５４...薬剤筒
８６０...循環エアリフトポンプ
８６１...第１移流管
８６２...吸入口
８６３...第２移流管
８６４...排出口
８７０...放流エアリフトポンプ
８７２...吸入口
８７４...排出口
８８０...阻流板
８８１...第１板
８８２...第２板
８８０Ａ...阻流板
８８０Ｂ...阻流板
８８４Ａ...継手
８８４Ｂ...継手
８９０...コルゲート部
８９２...傾斜部
８９２Ｌ...ライン
ＷＬ...水面

Claims (5)

1. 排水処理装置であって、
   被処理水に含まれる固形物を沈降分離する分離槽を備え、
   前記分離槽は、
   底壁と、
   前記底壁から上方に延びる第１側壁部と、前記第１側壁部とは異なる方向の側壁部であって前記分離槽における水面よりも低い位置に配置された流入部の少なくとも一部を形成する第２側壁部と、を含む側壁と、
   前記流入部よりも高い位置に配置されて、前記第１側壁部から前記分離槽の内部に向かって突出する突出部と、
   を有し、
   前記側壁は、前記底壁に近いほど水平な断面積が小さくなるように鉛直方向に対して傾斜する傾斜部を含み、
   前記排水処理装置は、さらに、前記分離槽の底部に配置された吸入部と、前記吸入部から上方に向かって延びる移流部とを含む移送部であって、分離された前記固形物を前記吸入部から吸入して前記固形物を前記分離槽外に移送する移送部を備え、
   前記流入部は、前記傾斜部の上端よりも低い位置に配置されており、
   前記突出部は、前記流入部よりも高く、かつ、前記傾斜部の上端よりも低い位置に配置されている、
   排水処理装置。
2. 請求項１に記載の排水処理装置であって、
   前記第１側壁部は、前記傾斜部を含まずに、
   前記第２側壁部は、前記傾斜部を含む、
   排水処理装置。
3. 請求項１または２に記載の排水処理装置であって、
   前記突出部は、前記傾斜部の上端よりも低く、かつ、前記流入部の上端よりも１５０ｍｍ以上高い位置に配置されている、
   排水処理装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の排水処理装置であって、
   前記突出部は、前記第１側壁部の水平方向の一端の近傍から他端の近傍まで延びている、
   排水処理装置。
5. 請求項４に記載の排水処理装置であって、
   前記突出部は、前記第１側壁部と一体的に形成されている、
   排水処理装置。