JP6541385B2 - 水処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、生活排水等の汚水を処理する水処理装置に関する。

特開２００８−０１２４６５号公報には、水処理装置が開示されている。この水処理装置は、外部から汚水が流入するとともに汚泥分離機能を有する固液分離槽と、固液分離槽と槽下部で連通する好気消化槽を有する。そして、好気消化槽においては、固液分離槽から槽下部を介して移流された汚水が好気処理され、好気処理された被処理水は、移送ポンプによって固液分離槽に戻される。

特開２００８−０１２４６５号公報

上記の水処理装置においては、移送ポンプによって被処理水が複数の処理領域内を循環されることで、被処理水が効率的に処理される。この移送ポンプにおいては、被処理水だけでなく汚泥も被処理水とともに移送されるため、移送管内に汚泥が堆積して移送管を閉塞しないように考慮する必要がある。本発明は、この点を鑑みてなされたものであり、水処理装置において、被処理水の合理的な移送に関する改良された技術を提供することを課題とする。

上記課題は、本発明によって解決される。本発明に係る水処理装置の好ましい形態によれば、汚泥を含む被処理水に対して処理を行う水処理領域を備えた水処理装置が構成される。この水処理装置は、水処理領域を第１処理領域と第２処理領域に区画する区画壁と、第１処理領域から第２処理領域に被処理水を移送するエアリフトポンプを備える。典型的には、区画壁は、水処理装置の流入口から流出口に至る被処理水の処理方向（概ね被処理水の移動方向に対応する）に交差するように設けられる。なお、水処理装置の流入口と流出口を結ぶ直線が延在する方向を水処理装置の前後方向とも称する。第１および第２処理領域としては、固液分離領域、嫌気処理領域、好気処理領域、消毒領域等を好適に包含する。

このエアリフトポンプは、縦管と当該縦管と連通する横管と、を備える。そして、縦管に供給されたエアによって被処理水が縦管内をエアリフト効果によって汲み上げられるとともに、横管内を水平方向に移送されるように構成されている。この横管は、縦管と連通する小径部と、小径部と連通するとともに、小径部よりも大径の大径部を備える。典型的には、縦管と小径部が略同径に設定される。エアリフト効果とは、被処理水中に供給されたエアが微細な気泡となって被処理水を上昇する際に、被処理水を汲み上げる効果をいう。また、小径部は、縦管との接続領域として設定される。すなわち、小径部は、縦管と大径部の接続に必要な長さを備えていればよい。本発明によれば、エアリフト効果を生じさせる縦管の径を小さくすることで、効率的に被処理水を汲み上げることができる。この場合において、小径部を縦管と略同径とすることで、縦管と横管（小径部）の製造コストの増加を抑制することができる。また、小径部に連通する大径部を設けることで、被処理水が水平方向の移送される際に、汚泥が滞留して横管が閉塞されることが抑制される。

さらに、区画壁は、エアリフトポンプの横管の小径部が貫通する貫通孔と、貫通孔とは異なる領域に設けられた第１係合部と、を備える。エアリフトポンプには、大径部と小径部が接続する領域において、第１係合部と係合する第２係合部が形成されている。そして、エアリフトポンプは、横管の小径部が貫通孔を貫通するように区画壁に取り付けられる。このとき、第２係合部が第１係合部に係合して、エアリフトポンプが区画壁に対して位置決めされる。なお、第１係合部と第２係合部のいずれか一方が凸部として構成され、他方が凹部として構成されることが好ましい。

本発明に係る水処理装置の更なる形態によれば、第２係合部は、大径部に設けられている。

本発明に係る水処理装置の更なる形態によれば、第２処理領域は、水処理装置の流入口から流出口に至る被処理水の流れにおいて、第１処理領域よりも上流に設定されている。さらに、エアリフトポンプは、第１処理領域から第２処理領域に被処理水を移送することで、第１処理領域と第２処理領域の間で被処理水を循環するように構成されている。

本発明に係る水処理装置の更なる形態によれば、第２係合部は、鉛直方向に関して、小径部よりも上方に設けられている。この第２係合部は、小径部と大径部を設けることで生じる段差領域に形成されることが好ましい。

本発明に係る水処理装置の更なる形態によれば、エアリフトポンプは、縦管および当該縦管に連通する第１横管を備えた第１構成部材と、第１横管に連通する第２横管および当該第２横管に連通する大径部を備えた第２構成部材が連結されて構成される。この第１横管および第２横管によって小径部が構成される。そして、第１構成部材と第２構成部材が連結されたときに、第１構成部材と第２構成部材によって区画壁が挟持される。特に、第２横管と大径部を設けることで生じる段差領域が区画壁の一方側の面に当接して、区画壁が挟持されることが好ましい。

本発明に係る水処理装置の更なる形態によれば、小径部は、鉛直方向に関して、小径部の軸中心位置が大径部の軸中心位置に対して下方に偏心して配置されている。

本発明によれば、水処理装置において、被処理水の合理的な移送に関する改良された技術が提供される。

本発明の代表的な実施形態に係る水処理装置の概要を示す図である。 水処理装置における被処理水の処理フローを示す図である。 図１のIII-III線における水処理装置の平面図である。 図３のIV-IV線における断面図である。 図３のV-V線における断面図である。 図３のVI-VI線における断面図である。 第１エアリフトポンプが取り付けられた状態を示す斜視図である。 第２エアリフトポンプが取り付けられた状態を示す斜視図である。 エアリフトポンプのエアリフト部を示す斜視図である。 エアリフトポンプの移送部を示す斜視図である。 エアリフトポンプのエアリフト部と移送部が連結された状態を示す斜視図である。 エアリフトポンプの取り付けを示す断面図である。 エアリフトポンプが取り付けられた状態を示す断面図である。 変形例に係るエアリフトポンプと区画壁の係合を示す斜視図である。 変形例に係るエアリフトポンプと区画壁の係合を示す斜視図である。

以下に、本発明の代表的な実施形態における水処理装置の構成を図１〜図１３を参照して説明する。なお、本実施形態は、一般家庭、集合住宅等から排出される原水（「排水」ないし「被処理水」ともいう）を水処理領域に受け入れて処理する水処理装置について説明するものである。

図１に示すように、水処埋装置１００は、当該水処埋装置１００の躯体（外郭）を構成する槽状の処理槽本体１０１を有する。図１および図３に示すように、処理槽本体１０１は、平面視で略矩形状に形成され、互いに平行な側壁１０１ａ，１０１ｂと、互いに平行な側壁１０１ｃ，１０１ｄと、底壁１０１ｅおよび上壁１０１ｆによって構成される。この水処埋装置１００は、屎尿と併せて生活雑排水（生活系の汚水）を処理する構成の水処理装置である。この処理槽本体１０１が、本発明における「槽本体」に対応する実施構成例である。

図１に示すように、処理槽本体１０１は、流入管１０２、流出管１０３及びマンホール部１０４を備えている。流入管１０２は、被処理水（原水）を処理槽本体１０１の内部空間に導入するための開口部分として構成される。流出管１０３は、処理後の水を処理槽本体１０１の内部空間から導出するための開口部分として構成される。マンホール部１０４は、入槽用、内部点検用、清掃用のマンホールが形成された部位として構成される。

なお、処理槽本体１０１のうちのマンホール部１０４側（上壁１０１ｆ側）が槽上方または槽上部と規定され、その反対側（底壁１０１ｅ側）が槽下方、槽下部または槽底部と規定される。また、処理槽本体１０１のうちの流入管１０２側（側壁１０１ｃ側）が上流側と規定され、また流出管１０３側（側壁１０１ｄ側）が下流側と規定される。また、図１において、マンホール部１０４の延在面に沿った方向が水平方向（槽前後方向とも称す）と規定され、水平方向と交差する方向が鉛直方向（槽上下方向とも称す）と規定される。また、図１の紙面に垂直な方向（槽前後方向と槽上下方向に直交する方向、図３における上下方向）が槽左右方向と規定される。なお、図１〜図６における矢印は、被処理水の流れを示している。

図１に示すように、処理槽本体１０１の内部空間には、流入管１０２を通じて受け入れた原水を貯留しつつ所定の水処理がなされる水処理領域が形成されている。この水処理領域には、沈殿分離槽１２０、清掃孔１３０、嫌気処理槽１４０、好気処理槽１５０、処理水槽１６０及び消毒槽１７０が形成されている。図２に示すように、流入管１０２を通じて処理槽本体１０１（流入バッフル１１０）に流入した排水は、沈殿分離槽１２０、嫌気処理槽１４０、好気処理槽１５０、処理水槽１６０及び消毒槽１７０において順次処埋され、処理後の水は流出管１０３を通じて処理槽本体１０１の外部へと流出される。また、沈殿分離槽１２０と清掃孔１３０の間、および嫌気処理槽１４０と好気処理槽１５０の間では、被処理水が循環するように構成されている。なお、水処理装置１００は、処理槽本体１０１外へと流出した水をそのまま放流する浄化槽として構成されてもよいし、或いは処理槽本体１０１外へと流出した水をトイレや散水用の水として再利用する水再利用装置として構成されてもよい。なお、図１、および図４〜図６においては、被処理水の水面位置が示されているが、この水面位置は説明の便宜上図示した例示である。すなわち、処理槽本体１０１に流入する排水の量、および／または消毒槽１７０に移送される被処理水の量によって、図示された水面位置よりも上方または下方に被処理水の水面位置が変動することがある。

流入バッフル１１０は、水処理領域のうちの最上流領域を構成している。流入管１０２から流入バッフル１１０に流入した排水は、沈殿分離槽１２０に移流される。沈殿分離槽１２０に流入した被処理水は固液分離処理され、被処理水から分離された固形成分は沈殿汚泥として沈殿分離槽１２０の底部に堆積される。流入バッフル１１０に排水が流入することで、排水が間接的に沈殿分離槽１２０に流入され、沈殿分離槽１２０おける沈殿した汚泥等の撹拌が抑制される。

図１および図３に示すように、沈殿分離槽１２０とその下流側の嫌気処理槽１４０の間には槽上下方向に延在する隔壁１０５が設けられている。この隔壁１０５は、側壁１０１ａ，１０１ｂおよび底壁１０１ｅに取り付けられる。図４に示すように、隔壁１０５における上方領域には、沈殿分離槽１２０と嫌気処理槽１４０を連通する左右の開口部１０５ａ，１０５ｂが形成されている。図３および図４に示すように、隔壁１０５には、沈殿分離槽１２０と清掃孔１３０を区画するための区画壁１３１が取り付けられている。この区画壁１３１は、槽左右方向に関して、側壁１０１ａ，１０１ｂから離間して設けられ、槽前後方向に関して、側壁１０１ｃ，１０１ｄから離間して設けられている。この区画壁１３１によって、清掃孔１３０が、槽左右方向に関する隔壁１０５の中央領域に対応して設定される。すなわち、清掃孔１３０は、処理槽本体１０１の槽左右方向に関する中心部を含み、図３に示すように当該中心部に対して対称な形状を有する。換言すると、清掃孔１３０は、処理槽本体１０１の槽左右方向に関する中心と通過し、槽前後方向に延在する仮想平面に対して対称に形成されている。この清掃孔１３０に対して、開口部１０５ａ，１０５ｂは、清掃孔１３０の左右にそれぞれ設けられている。

図１および図４に示すように、区画壁１３１の下端部は、処理槽本体１０１の底部（底壁１０１ｅ）から離間するように配置されており、これにより沈殿分離槽１２０の下方領域は、清掃孔１３０に連通している。すなわち、区画壁１３１の下端部は、清掃孔１３０の下端開口１３０ａとして形成されており、下端開口１３０ａは、底壁１０１ｅから上方に離間するように形成される。なお、区画壁１３１の上端部の清掃孔１３０の上端開口１３０ｂは、上壁１０１ｆから下方に離間するように形成される。清掃孔１３０には、ドラフトチューブとして形成された長尺状かつ網目状の濾材１３２および濾材１３２を貫通する第１散気管１９０が設けられている。具体的には、濾材１３２は、ポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂からなる線材が立体的に絡まる網様体であり、全体として長尺状の円筒形状に形成され、中心部に第１散気管１９０が貫通する貫通孔が設けられている。図４に示すように、濾材１３２は、区画壁１３１から清掃孔１３０の内側に向かって突出するリブ１３１ａによって槽上下方向および槽左右方向の移動が規制されている。なお、濾材１３２は、区画壁１３１と隔壁１０５によって槽前後方向の移動が規制されている。第１散気管１９０は、図４に示すように、清掃孔１３０において濾材１３２が配置されている側（図４の右側）の領域に配置されている。第１散気管１９０の下端部から下端開口１３０ａを介して清掃孔１３０内に空気が供給されると、清掃孔１３０の右側の領域には上向流が発生し、清掃孔１３０の左側の領域には下向流が発生する。これにより、清掃孔１３０内に旋回流が発生し、清掃孔１３０内の被処理水が撹拌される。

第１散気管１９０から散気された空気は、濾材１３２を通過して細分化される。沈殿分離槽１２０の底部に堆積した汚泥は、旋回流（上向流および下向流）によって被処理水とともに清掃孔１３０内を循環する。清掃孔１３０において、汚泥は、細分化された空気によって効率的に好気処理される。水処理領域における水位の変動により、清掃孔１３０内の汚泥と沈殿分離槽１２０の底部の汚泥は往来し、これにより沈殿分離槽１２０内に気泡を含む汚泥が供給される。その結果、沈殿分離槽１２０においては、気泡を含む汚泥が浮上してスカム化し、高濃度に汚泥が貯留される。

図３に示すように、沈殿分離槽１２０内の被処理水は、左右の開口部１０５ａ，１０５ｂを通じて、下流側の嫌気処理槽１４０に移送される。

図１、図３および図５に示すように、嫌気処理槽１４０は、第１嫌気室１４１、第２嫌気室１４２を備えている。嫌気処理槽１４０とその下流側の好気処理槽１５０の間には槽上下方向および槽左右方向に延在する隔壁１０６が設けられている。この隔壁１０６は、側壁１０１ａ，１０１ｂおよび底壁１０１ｅに取り付けられる。これにより、隔壁１０６は、水処理装置１００の水処理領域における槽前後方向（図１、図３の左右方向）に関して、前側（図１、図３の左側）の嫌気処理槽１４０等の上流側処理領域と後側（図１、図３の右側）の好気処理槽１５０等の下流側処理領域の複数の処理領域に区画する。この隔壁１０６の前側（上流側）には、図３に示すように、嫌気処理槽１４０をさらに第１嫌気室１４１と第２嫌気室１４２とを区画するための区画壁１４３が取り付けられている。この区画壁１４３によって、第２嫌気室１４２が、槽左右方向に関する隔壁１０６の中央領域に対応して設定される。図５に示すように、区画壁１４３の下端部は、処理槽本体１０１の底部から離間するように配置されており、これにより第１嫌気室１４１の下方領域は、第２嫌気室１４２に連通している。

また、図３に示すように、隔壁１０６の後側（下流側）には、隔壁１０６の下流側の領域を好気処理槽１５０と処理水槽１６０に区画するための区画壁１６１が取り付けられている。区画壁１４３で区画される第２嫌気室１４２の槽左右方向の長さは、区画壁１６１で区画される処理水槽１６０の槽左右方向の長さより長くなるように設定される。これにより、図３、図５および図６に示すように、隔壁１０６のうち、槽左右方向に関して、区画壁１６１の外側（処理水槽１６０の外側）であって、区画壁１４３の内側（第２嫌気室１４２の内側）において、第２嫌気室１４２と好気処理槽１５０を連通する左右の開口部１０６ａ，１０６ｂが設けられる。

隔壁１０６は、区画壁１４３および区画壁１６１が隔壁１０６に予め取り付けられた状態で、処理槽本体１０１に組み付けられる。具体的には、隔壁１０６のそれぞれの面に対して区画壁１６１および区画壁１４３が取り付けられたアセンブリ体が構成される。その後、アセンブリ体を処理槽本体１０１に取り付けることで、隔壁１０６、区画壁１４３および区画壁１６１が組み付けられる。これにより、水処理装置１００の製造工程において、第２嫌気室１４２、好気処理槽１５０および処理水槽１６０が効率的かつ簡易的に設置される。

図１および図３に示すように、第１嫌気室１４１のうち槽上下方向における中間領域には、有機汚濁物質を嫌気処理する嫌気性微生物が付着する所定量の嫌気濾材が充填された嫌気濾床１４４が処理槽本体１０１に支持されるように設けられている。嫌気濾材としては、平板状の濾材や骨格様球状の濾材を好適に用いることができる。この嫌気濾床１４４では、被処理水が嫌気処理及び濾過処理され、これによりＢＯＤの低減と汚泥物の除去が行なわれる。

第１嫌気室１４１で嫌気処理された被処理水は、第１嫌気室１４１の下方領域から第２嫌気室１４２の下方領域に移送され、第２嫌気室１４２内を上昇する。その後、被処理水は、開口部１０６ａおよび開口部１０６ｂを通過して好気処理槽１５０に移流される。

この第２嫌気室１４２には、第１エアリフトポンプ１８０が設置されている。この第１エアリフトポンプ１８０は、嫌気処理槽１４０内に沈殿した汚泥を被処理水とともに、流入バッフル１１０に返送する。この第１エアリフトポンプ１８０は、嫌気濾床が設けられていない第２嫌気室１４２に設けられている。そのため、第１エアリフトポンプ１８０と嫌気濾床１４４との干渉が回避される。すなわち、第２嫌気室１４２は、嫌気処理槽１４０に流入した被処理水を第１嫌気室１４１内において下向流として流通させて嫌気処理する機能と、第１エアリフトポンプ１８０を嫌気濾床１４４から隔離する機能を有する。この第１エアリフトポンプ１８０が、本発明における「エアリフトポンプ」に対応する実施構成例である。

図３に示すように、隔壁１０６の下流側には、槽左右方向に関する中央領域に処理水槽１６０が設定されている。具体的には、区画壁１６１で囲まれた領域が処理水槽１６０として設定されている。また、図６に示すように、好気処理槽１５０は、処理槽本体１０１内において、処理水槽１６０を挟んで左側領域と右側領域が下部領域で連通するように形成される。この好気処理槽１５０の下部領域は、処理水槽１６０に連通している。

図６に示すように、好気処理槽１５０内には、被処理水中の有機汚濁物質を好気分解（好気処理）する好気性微生物が付着する好気濾床１５１ａ，１５１ｂが設けられている。好気濾床１５１ａは、好気濾床１５１ｂより下方の領域に設けられている。好気濾床１５１ａは、網様ロール状の濾材によって構成されている。具体的には、網様ロール状の濾材は、ポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂からなる線材が立体的に絡まる網状体であり、直径約１００ｍｍ、長さ約１００ｍｍの円筒形に成形されている。したがって、好気濾床１５１ａは、複数の網様ロール状の濾材が所定の領域に充填されて構成されている。なお、好気濾床１５１ａの好気濾材は、網状体、球状体、板状体の濾材や、多孔質材料で成形された濾材を用いてもよい。一方、好気濾床１５１ｂは、ブロック状の（単一の）濾材によって構成されている。具体的には、ブロック状の濾材は、ポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂からなる線材が立体的に絡まる網状体であり、ブロック状に一体に成形されている。したがって、上側の好気濾床１５１ｂは、下側の好気濾床１５１ａの複数の濾材が流出を防止する蓋の機能を有する。この好気濾床１５１ｂは、処理槽本体１０１に支持されたネットや板状部材等の保持部材によって保持されている。なお、好気濾床１５１ｂの好気濾材は、一体に成形された濾材であれば、板状等の他の形状に成形されていてもよい。

図６に示すように、好気処理槽１５０には、第２散気管１９１が設けられている。これにより、好気濾床１５１を通過する被処理水は、第２散気管１９１から供給される空気によって好気処理される。好気濾床１５１ａ，１５１ｂによって好気処理された被処理水は、好気処理槽１５０の下部領域に移送される。

図１および図６に示すように、処理水槽１６０には、第２エアリフトポンプ１８１が設けられている。第２エアリフトポンプ１８１は、処理水槽１６０の下部領域まで延在している。これにより、好気処理槽１５０から処理水槽１６０に移送される被処理水の一部は、処理水槽１６０に移送される前に、第２エアリフトポンプ１８１によって流入バッフル１１０に返送される。これにより、水処理装置１００内の被処理水は、流入バッフル１１０、沈殿分離槽１２０、嫌気処理槽１４０および好気処理槽１５０を循環する。この第２エアリフトポンプ１８１が、本発明における「エアリフトポンプ」に対応する実施構成例である。

図１および図３に示すように、処理水槽１６０を形成する区画壁１６１の内側には、区画壁１７１によってさらに区画された消毒槽１７０が設けられている。この消毒槽１７０を形成する区画壁１７１は、区画壁１６１に取り付けられている。この区画壁１７１は、予め区画壁１６１に取り付けられており、隔壁１０６および区画壁１４３，１６１により形成するアセンブリ体の一部を構成する。また、処理水槽１６０には、処理水槽１６０内の被処理水を消毒槽１７０に移送するための第３エアリフトポンプ１８２が設けられている。

消毒槽１７０には、消毒処理を行うための固形消毒剤が充填された薬剤筒（図示省略）が設けられている。この薬剤筒から溶出した消毒剤によって消毒処理がなされた後の水は、流出管１０３を通じて処理槽本体１０１の外部へと排出される。なお、消毒槽１７０の下流には、更に別の槽、例えば放流用のポンプが設置された放流ポンプ槽などを設けてもよい。

これら第１〜第３エアリフトポンプ１８０〜１８２および第１、第２散気管１９０，１９１は、空気供給装置（図示省略）に接続されており、エアバルブによって空気の供給および遮断が切り替えられる。

次に、図７〜図１３を参照して、第１および第２エアリフトポンプ１８０，１８１の詳細な構成および区画壁１４３，隔壁１０６に対する取り付けについて説明する。

図７に示すように、第１エアリフトポンプ１８０は、区画壁１４３に形成された貫通穴１４３Ａを貫通するよう区画壁１４３に取り付けられる。なお、区画壁１４３に形成された貫通穴１４３Ｂは、第２エアリフトポンプ１８１の移送部２１０（図１０参照）が貫通する。また、図８に示すように、第２エアリフトポンプ１８１は、隔壁１０６に形成された貫通穴１０６Ａを貫通するように隔壁１０６に取り付けられる。この隔壁１０６および区画壁１４３が、本発明における「区画壁」に対応する実施構成例である。また、貫通穴１０６Ａ，１４３Ａが、本発明における「貫通孔」に対応する実施構成例である。

図９〜図１１に示すように、第１および第２エアリフトポンプ１８０，１８１は、エアリフト効果によって汚泥とともに被処理水を汲み上げるエアリフト部２００と、汲み上げられた被処理水を流入バッフル１１０に移送するための移送部２１０を主体として構成されている。

図９に示すように、エアリフト部２００は、縦管２０１と、縦管２０１と移送部２１０を連通させる横管２０２と、縦管２１０にエアリフト効果を生じさせるための空気を供給する空気供給口２０５を備える。縦管２０１と横管２０２は、継手を介して一体状に形成されている。横管２０２は、先端部に当該横管２０２と移送部２１０を連結する環状の連結部２０３を備えている。なお、横管２０２は、一体的に成形されて連結部２０３が設けられることが好ましいが、別部材として形成された連結部２０３を接合することで横管２０２が形成されてもよい。連結部２０３の端部２０４は、移送部２１０が挿入されるように開口されている。この縦管２０１および横管２０２がそれぞれ、本発明における「縦管」および「横管」に対応する実施構成例である。また、横管２０２が、本発明における「小径部」に対応する実施構成例である。また、エアリフト部２００が、本発明における「第１構成部材」に対応する実施構成例である。

図１０に示すように、移送部２１０は、小径管２１１と大径管２１２を備える。小径管２１１と大径管２１２は、一体状に成形されている。小径管２１１は、エアリフト部２００の横管２０２の連結部２０３に挿入されて、横管２０２に接続される。大径管２１２は、小径管２１１に接続されている。この小径管２１１および大径管２１２が、本発明における「横管」に対応する実施構成例である。また、小径管２１１および大径管２１２がそれぞれ、本発明における「小径部」および「大径部」に対応する実施構成例である。また、移送部２１０が、本発明における「第２構成部材」に対応する実施構成例である。なお、移送部２１０としては、大径管２１２に接続される移送管がさらに設けられていてもよい。この移送管は、典型的には、大径管２１２に挿入されて固定される。一方で、移送管に大径管２１２が挿入されて固定されるように構成されていてもよい。

小径管２１１は、大径管２１２の中心に対して偏心するように設けられている。具体的には、小径管２１１の軸中心が、大径管２１２の軸中心より下方に位置するように設定される。小径管２１１と大径管２１２の接続領域は段付き状に形成されており、これにより大径管２１２の端面２１３が構成される。端面２１３には、大径管２１２の軸方向に関して、小径管２１１側に突出する係合凸部２１４が形成されている。

図１１に示すように、移送部２１０の小径管２１１がエアリフト部２００の連結部２０３に挿入されて、エアリフト部２００と移送部２１０が連結される。被処理水を移送するエアリフトポンプ１８０，１８１において、縦管２０１の管径は、エアリフト効果によって被処理水を汲み上げる際に、供給される空気量に対応して設定される。すなわち、縦管２０１の管径が小さい場合には、少ない空気量で被処理水を汲み上げることができるが、縦管２０１の管径が大きい場合には、被処理水を汲み上げるために多くの空気を供給する必要がある。そのため、縦管２０１は、被処理水の汲み上げ量を考慮して、比較的小さい径の管が用いられる。

一方で、移送部２１０は多少の勾配が設定されて略水平方向を延在している。この位相部２１０は、エアリフト部２００において汲み上げられた被処理水とともに汚泥を移送するため、特に汚泥の滞留を抑制するべく移送部２１０の管径は大きい方が好ましい。同様に、汚泥の滞留を抑制するべく、エアリフト部２００の横管２０２の管径も大きい方が好ましいが、エアリフト部２００の縦管２０１と横管２０２の管径が異なる場合には、縦管２０１と横管２０２の径が異なる特注品を用いる必要があり、エアリフト部２００の製造コストアップにつながる。そのため、エアリフト部２００の縦管２０１と横管２０２は、同径に設定されている。この縦管２０１と横管２０２の管径は、例えば直径３０ｍｍが設定される。したがって、移送部２１０では、汚泥の滞留を抑制するべく、エアリフト部の横管２０２と接続される小径管２１１に対して、管径が大きい大径管２１２を設けている。小径管２１１の管径は、エアリフト部２００の横管２０２と同径の３０ｍｍが設定される。一方、大径管２１２の管径は、例えば直径５０ｍｍが設定される。

以上のエアリフトポンプ１８０，１８１は、図１２および図１３に示すように、エアリフト部２００と移送部２１０が区画壁１４３，隔壁１０６をそれぞれ挟持するように取り付けられる。具体的には、隔壁１０６，区画壁１４３の一方の面側から隔壁１０６，区画壁１４３に形成された貫通穴１０６Ａ，１４３Ａに対して移流部２１０の小径管２１１が挿入されるとともに、隔壁１０６，区画壁１４３の他方の面側に配置されたエアリフト部２００の連結部２０３に挿入される。これにより、連結部２０３の端部２０４と大径管２１２の端面２１３によって隔壁１０６，区画壁１４３がそれぞれ挟持される。

このとき、隔壁１０６，区画壁１４３に形成された位置合わせ用の係合穴２５０に移送部２１０の係合凸部２１４が挿通される。これにより、第１および第２エアリフトポンプ１８０，１８１が区画壁１４３，隔壁１０６の所定の位置に位置合わせされた状態で取り付けられる。係合穴２５０と係合凸部２１４の係合によって、エアリフトポンプ１８０，１８１の位置合わせが行われるため、貫通穴１０６Ａ，１４３Ａの位置や大きさ等に関する製造上の許容公差を緩やかに設定することが可能となる。この係合穴２５０および係合凸部２１４がそれぞれ、本発明における「第１係合部」および「第２係合部」に対応する実施構成例である。

また、移送部２１０の端面２１３とエアリフト部２００の端部２０４が隔壁１０６，区画壁１４３を挟持するため、エアリフトポンプ１８０，１８１が隔壁１０６，区画壁１４３によって固定状に支持される。すなわち、大径管２１２の端面２１３は、エアリフトポンプ１８０，１８１を位置合わせするための係合凸部２１４を設けるスペースを提供する機能を備えるとともに、隔壁１０６，区画壁１４３を挟持する機能を備える。

水処理領域における水位の変動に伴って、第１〜第３エアリフトポンプ１８０〜１８２の揚程が変動する。すなわち、水処理領域における被処理水の水位が高くなると、揚程が短くなり、エアリフトポンプによる被処理水の移送量が多くなる。一方、水処理領域における被処理水の水位が低くなると、揚程が長くなり、エアリフトポンプによる被処理水の移送量が少なくなる。そのため、エアリフトポンプを利用することにより、水処理装置１００に流入する排水が多くなり水処理領域の水位が上昇した場合であっても、水位の上昇に応じてエアリフトポンプの能力を上げることができる。

以上の実施形態によれば、エアリフトポンプ１８０，１８１においては、被処理水の汲み上げ能力によってエアリフト部２００の縦管２０１の管径が設定される。このとき、エアリフト部２００の横管２０２は、製造コストを考慮して、縦管２０１と同径に設定される。一方で、移送部２１０は、エアリフト部２００の横管２０２に接続される小径管２１１と小径管２１１に連通する大径管２１２を備えている。そのため、移送部２１０において、被処理水とともに水平方向に移送される汚泥が滞留して汚泥が移送部２１０を閉塞することが抑制される。

また、移送部２１０における汚泥の滞留を抑制するために、エアリフト部２００側に対して流入バッフル１１０側が下方に位置するように移送部２１０（特に、大径管２１２）の勾配が設定される。鉛直方向における流入バッフル１１０側の大径管２１２の位置は、貯留される被処理水の水面よりも高い位置に設定される。この流入バッフル１１０側の大径部２１２の鉛直方向の位置および移送部２１０の勾配によって、鉛直方向におけるエアリフト部２００側の移流部２１０の位置が決定される。この移送部２１０においては、小径管２１１の軸中心が大径管２１２の軸中心に対して下方に偏心するように設けられているため、小径管２１１軸中心を大径管２１２の軸中心に対して上方に偏心するように設けられる構成に比べて、エアリフト部２００における揚程を短くすることができ、合理的である。その結果、エアリフト部２００に供給される空気量を少なくすることができる。

また、小径管２１１と大径管２１２を設けたことにより、小径管２１１と大径管２１２の接続部には、大径管２１２の端面２１３が形成される。この端面２１３を利用して、エアリフトポンプ１８０，１８１の位置合わせに利用される係合凸部２１４を設けることができる。さらに、移送部２１０の端面２１３とエアリフト部２００の端部２０４によって区画壁１４３，隔壁１０６が挟持されるため、エアリフトポンプ１８０，１８１が区画壁１４３，隔壁１０６に強固に固定される。すなわち、複数の機能を備える端面２１３を構成することができる。

また、以上の実施形態によれば、隔壁１０６のそれぞれの面に対して区画壁１６１および区画壁１４３が取り付けられたアセンブリ体が処理槽本体１０１に取り付けられる。これにより、処理槽本体１０１に対する隔壁１０６、区画壁１４３および区画壁１６１の組み付け作業が簡略化される。

また、以上の実施形態によれば、水処理装置１００において、平面視で清掃孔１３０が沈殿分離槽１２０に囲まれるように配置されている。そのため、複数の方向において沈殿分離槽１２０と清掃孔１３０の連通が図られる。すなわち、処理槽本体１０１の左右方向および前後方向において、沈殿分離槽１２０と清掃孔１３０が連通する。これにより、沈殿分離槽１２０と清掃孔１３０の間において被処理水が効率的に流通される。

また、以上の実施形態によれば、第１散気管１９０から供給される空気によって、清掃孔１３０内の被処理水に旋回流を発生させるとともに、旋回流による被処理水の流れによって沈殿分離槽１２０と清掃孔１３０の間において被処理水が効率的に流通される。また、第１散気管１９０から供給される空気が濾材１３２によって細分化されるため、清掃孔１３０内を旋回する被処理水に含まれる汚泥を細かい気泡によって効果的に好気処理することができる。

以上の実施形態においては、隔壁１０６，区画壁１４３に円形の係合穴２５０が設けられていたが、これには限られない。例えば、図１４に示すように、区画壁１４３に係合凹部２６０が設けられており、係合凹部２６０と係合凸部２１４の係合によってエアリフトポンプ１８０が位置決めされるように構成されていてもよい。また、図１５に示すように、区画壁１４３に鉛直方向に延在する係合溝２７０が設けられていてもよい。この場合、鉛直方向に関するエアリフトポンプ１８０の位置調整がなされる。なお、図１４および図１５においては、区画壁１４３と第１エアリフトポンプ１８０の関係について説明したが、隔壁１０６と第２エアリフトポンプ１８１の関係も同様である。また、隔壁１０６，区画壁１４３に凹状の係合穴２５０、係合凹部２６０、係合溝２７０が形成されていたが、これには限られない。例えば、大径管２１２の端部２１３に凹部が形成されており、隔壁１０６、区画壁１４３に凸部が形成されていてもよい。

また、以上の実施形態においては、隔壁１０６と区画壁１４３，１６１が予め一体となったアセンブリ体を構成していたが、これには限られない。例えば、隔壁１０６と区画壁１６１のみが一体となったアセンブリ体を構成してもよい。

また、以上の実施形態においては、水処理装置１００は、流入バッフル１１０、沈殿分離槽１２０、清掃孔１３０、嫌気処理槽１４０、好気処理槽１５０、処理水槽１６０及び消毒槽１７０の各処理要素によって構成される場合について説明したが、処理要素の数や種類に関しては必要に応じて種々選択が可能である。したがって、区画壁１６１で囲まれる領域に、処理水槽１６０のみを形成してもよく、処理水槽１６０と消毒槽１７０に加えて好気処理槽等を形成してもよい。

また、以上の実施形態においては、一般家庭、集合住宅等から排出される原水を処理する水処理装置１００について記載したが、本発明は、一般家庭、集合住宅以外に、商業施設、公共施設、工場等の設備から排出される原水を処理する水処理装置に対しても適用することが可能である。

（実施形態の各構成要素と本発明の各構成要素の対応関係）
以上の実施形態は、本発明を実施するための形態の一例を示すものである。したがって、本発明は、実施形態の構成に限定されるものではない。なお、実施形態の各構成要素と本発明の各構成要素の対応関係を以下に示す。
水処理装置１００は、本発明の「水処理装置」に対応する構成の一例である。
第１エアリフトポンプ１８０は、本発明の「エアリフトポンプ」に対応する構成の一例である。
第２エアリフトポンプ１８１は、本発明の「エアリフトポンプ」に対応する構成の一例である。
縦管２０１は、本発明の「縦管」に対応する構成の一例である。
横管２０２は、本発明の「横管」に対応する構成の一例である。
小径管２１１は、本発明の「横管」に対応する構成の一例である。
大径管２１２は、本発明の「横管」に対応する構成の一例である。
小径管２１１は、本発明の「小径部」に対応する構成の一例である。
大径管２１２は、本発明の「大径部」に対応する構成の一例である。
エアリフト部２００は、本発明の「第１構成部材」に対応する構成の一例である。
移送部２１０は、本発明の「第２構成部材」に対応する構成の一例である。
隔壁１０６は、本発明の「区画壁」に対応する構成の一例である。
区画壁１４３は、本発明の「区画壁」に対応する構成の一例である。
貫通穴１０６Ａは、本発明の「貫通孔」に対応する構成の一例である。
貫通穴１４３Ａは、本発明の「貫通孔」に対応する構成の一例である。
貫通穴１０６Ａは、本発明の「第１係合部」に対応する構成の一例である。
係合凸部２１４は、本発明の「第２係合部」に対応する構成の一例である。

１００ 水処理装置
１０１ 処理槽本体
１０１ａ 側壁
１０１ｂ 側壁
１０１ｃ 側壁
１０１ｄ 側壁
１０１ｅ 底壁
１０１ｆ 上壁
１０２ 流入管
１０３ 流出管
１０４ マンホール部
１０５ 隔壁
１０５ａ 開口部
１０５ｂ 開口部
１０６ 隔壁
１０６Ａ 貫通穴
１０６ａ 開口部
１０６ｂ 開口部
１１０ 流入バッフル
１２０ 沈殿分離槽
１３０ 清掃孔
１３０ａ 下端開口
１３０ｂ 上端開口
１３１ 区画壁
１３１ａ リブ
１３２ 濾材
１４０ 嫌気処理槽
１４１ 第１嫌気室
１４２ 第２嫌気室
１４３ 区画壁
１４３Ａ 貫通穴
１４３Ｂ 貫通穴
１４４ 嫌気濾床
１５０ 好気処理槽
１５１ 好気濾床
１６０ 処理水槽
１６１ 区画壁
１７０ 消毒槽
１７１ 区画壁
１８０ 第１エアリフトポンプ
１８１ 第２エアリフトポンプ
１８２ 第３エアリフトポンプ
１９０ 第１散気管
１９１ 第２散気管
２００ エアリフト部
２０１ 縦管
２０２ 横管
２０３ 連結部
２０４ 端部
２０５ 空気供給口
２１０ 移送部
２１１ 小径管
２１２ 大径管
２１３ 端面
２１４ 係合凸部
２５０ 係合穴
２６０ 係合凹部
２７０ 係合溝

Claims (6)

1. 汚泥を含む被処理水に対して処理を行う水処理領域を備えた水処理装置であって、
   前記水処理領域を第１処理領域と第２処理領域に区画する区画壁と、
   前記第１処理領域から前記第２処理領域に被処理水を移送するエアリフトポンプと、を備え、
   前記エアリフトポンプは、縦管と前記縦管と連通する横管と、を備え、前記縦管に供給されたエアによって被処理水が前記縦管内をエアリフト効果によって汲み上げられるとともに、前記横管内を水平方向に移送されるように構成されており、
   前記横管は、前記縦管と連通する小径部と、前記小径部と連通するとともに、前記小径部よりも大径の大径部を備え、
   前記区画壁は、前記エアリフトポンプの前記横管の前記小径部が貫通する貫通孔と、前記貫通孔とは異なる領域に設けられた第１係合部と、を備え、
   前記エアリフトポンプには、前記大径部と前記小径部が接続する領域において、前記第１係合部と係合する第２係合部が形成されており、
   前記エアリフトポンプは、前記横管の前記小径部が前記貫通孔を貫通するように前記区画壁に取り付けられるとともに、前記第２係合部が前記第１係合部に係合して、前記区画壁に対して位置決めされるように構成されていることを特徴とする水処理装置。
2. 請求項１に記載の水処理装置であって、
   前記第２係合部は、前記大径部に設けられていることを特徴とする水処理装置。
3. 請求項１または２に記載の水処理装置であって、
   前記第２処理領域は、前記水処理装置の流入口から流出口に至る被処理水の流れにおいて、前記第１処理領域よりも上流に設定されており、
   前記エアリフトポンプは、前記第１処理領域から前記第２処理領域に被処理水を移送することで、前記第１処理領域と前記第２処理領域の間で被処理水を循環するように構成されていることを特徴とする水処理装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の水処理装置であって、
   前記第２係合部は、鉛直方向に関して、前記小径部よりも上方に設けられていることを特徴とする水処理装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の水処理装置であって、
   前記エアリフトポンプは、前記縦管および当該縦管に連通する第１横管を備えた第１構成部材と、前記第１横管に連通する第２横管および当該第２横管に連通する前記大径部を備えた第２構成部材が連結されて構成されており、
   前記第１横管および前記第２横管によって前記小径部が構成され、
   前記第１構成部材と前記第２構成部材が連結されたときに、前記第１構成部材と前記第２構成部材によって前記区画壁が挟持されるように構成されていることを特徴とする水処理装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の水処理装置であって、
   前記小径部は、鉛直方向に関して、前記小径部の軸中心位置が前記大径部の軸中心位置に対して下方に偏心して配置されていることを特徴とする水処理装置。
   

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