JPH0321395A - 汚水処理装置と該装置に用いる気泡発生手段 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は汚水中の溶存酸素量を増大させることにより、
バクテリアを活性化させることのできる汚水処理装置に
係わり、特に、オゾン発生手段を備えて殺菌を行うこと
のできる汚水処理装置に関するものである．更に本発明
は、本汚水処理装置に最適な気泡発生手段に関するもの
である。

「従来の技術」 日本の下水道完備率は極めて低く、下水道が引かれてい
ない地域では、個別浄化槽により汚水処理を行い河川等
に流出させていた。これらの汚水処理の基本は、沈澱と
バクテリア等による分解、及び塩素による殺苗である。

特に、バクテリア等による分解がメインであり、この分
解には多量な酸素を必要とする９通常酸素の供給には、
中空円筒に複数の穴部を形戒した敗気管が使用されてい
る。（エアレーションによる第１の方法）そして浄化槽
内を撹拌する必要があるため、回転翼を用いた撹拌機が
使用されていた， 更に本出願人により、中空パイプに多数の小孔を設け、
この小孔からｌＩ細気泡を発生させ、この１４１１１気
泡をより大きな曲面を有する網目で気泡を成長させるこ
とにより、一気に大きな気泡を送り出す方法（大気泡に
よる第２の方法）が開発されている． 「発明が解決しようとする課題」 しかしながら−Ｌ記従来の汚水処理装置では、大量の酸
素を必要とするが、単なるエアレーシゴンと同様な敗気
管（エアレーションによる第ｌの方法）では、高圧大容
量の空気ポンプを必要としながらも、排水に対する溶存
酸″！７：ｆｆｌを増加させることができず、処理能力
を高めることができないという問題点があった９更に、
単なるエアレーションでは旋回流が生ぜず、外部の動力
による撹拌機を作動させなければならず、維持コス１・
が高いという問題点があった。更に中空円筒に穴部を複
数形成した敗気管は、汚泥による目づまりが起こるため
、常に一定以上の高圧空気を送り続けなければならず、
ランニングコストが極めて高くなるという問題点があっ
た，また従来の敗気管では、油分の分解を行うことがで
きず、この油分の除去に多大の費用がかかるという問題
点があった。そして従来型の敗気管では、処理工程中の
悪臭を避けることができないという問題点があった。

また、本出願人のＰ発である大気泡による第２の方法は
、比較的小容量の空気ポンプで排水中の溶存酸素量を飛
躍的に高めることができ、旋回流をも生じさせることの
できる優れた発明であったが、汚物による網目の目詰ま
りを完全に防止することは不可能であった。

「謂題を解決するための千段」 本発明は上記課題に鑑み案出されたもので、汚水処理摺
内の汚水に対して気泡を放出するための気泡発生手段と
、この気泡発生手段に供給する気体にオゾンを混入させ
るためのオゾン発生手段とからなる汚水処理装置におい
て、前記気泡発生手段が、複数の穴部が穿設され、気体
供給手段に連結するための中空部材と、この中空部材の
上方に形成され、曲率を有するドーム部材と、このドー
ム部材の側部近傍に形成された複数の開口部とからｆＭ
戊されている。また本発明の気泡発生手段は、複数の穴
部が穿設され、気体供給手段に連結するための中空部材
と、この中空部材の−Ｌ方に形成され、曲率を有するド
ーム部材と、このドーム部材の側部近傍に形成された複
数の開口部とから構成されている．更に本発明の気泡発
生手段は、気体供給手段に連結するための中空部材と、
この中空部材の少なくとも上面部に形成された網部材と
、前記中空部材の上方に形成され、曲率を有するドーム
部材と、このドーム部材の側部近傍に形成された複数の
開口部とから構成されている。

「作用」 以上の様に構成された本発明は、オゾン発生手段がオゾ
ンを発１させ、気泡発生手段に供給する気体中にバクテ
リアに影響を与えない程度の（Ｂのオゾンを混入させる
。そして気泡発’ｌＩＥ丁段が、オゾンが混入された気
泡を汚水処理槽内の汚水に対して放出させることができ
る。即ち、気体供給手段から供給された気体が、中空部
材に穿設された複数の穴部から微細気泡となって放出さ
れる。

この微細気泡は、曲率を有するドーム部材の天井−Ｌ部
に滞留し、大きい気泡に成長する。そして、ドーム部材
内部に滞留された気泡が、ドーム部材の側部近傍に形成
された開口部に達すると、滞留されていた気泡は、開口
部から一気に汚水中に放出される。そして放出された大
きな気泡は、汚水中を上昇し、周囲の汚水を上昇させて
旋回流を発生させることができる。なお微細気泡は、供
給手段に連結するための中空部材の少なくとも上面部に
形戊された網部材から発生させることもできる． 「実施例」 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。本実施例の
汚水処理装置は第１図に示す様に、汚水処理槽２００と
、敗気装置３００と、エアーボンプ４と、オゾン発生千
段５とから構成されている。

汚水処理槽２．００は汚水を貯蔵し、バクテリアの分解
力により汚物等の処理を行うものである。敗気装置３０
０は、エアーボンプ４から送られた気体を気泡化して汚
水処理槽２００内の汚水に対して気泡を放出するもので
ある． 敗気装置３００は気泡発生手段に該当するものであり、
この敗気装置３００の構造を第２図に基づいて説明する
．散気装置３００は、敗気装置本体３１０と、この敗気
装置本体３１０の内部に配置された中空円筒３２０と、
前記敗気装置本体３ｌＯのＥ方に形成されたドーム部材
３３０とから構成されている９中空円＠３２０には、複
数の六部３２１、３２１・・・が形成されており、ポー
ス部材５００を介してエアーボンプ４に接続されている
。従って、中空円＠３２０に圧送された空気は、六部３
２１、３２１から気泡となって放出される。ドーム部材
３３０は、ドーム状又は半円球状となっており、このド
ーム部材３３０の側部近傍には、複数の開口部３３１、
３３１が形成されている。ドーム部材３３０は、中空円
ｆＩ３２０の六部３２１、３２１から放出された気泡を
ドーム部材３３０の頂上部に貯留させることができる。

以上の様に構成された散気装置３００に対して、オゾン
が混入された空気を圧送すると、中空円筒３２０の穴部
３２１，３２１から種々の大きさの気泡が発生し、第３
図（ａ）に示す様にドーム部材３３０の頂上部に滞留す
る。そして、この滞留された気泡は大きく成長し、第３
図（ｂ）に示す様に成長した気泡がドーム部材３３０の
開口部３３１、３３１にかかると、気泡は開口部３３１
、３３１から一気に水中に放出される．放出された気泡
は大きな気泡となって上昇し、周囲の水を上方に持ち上
げることになる。この際、ドーム部材３３０内に滞留し
ていた気泡の容量は、瞬時に開口部３３１，３３１を通
過するには過大である為、気泡は圧縮される。そして第
３図（Ｃ）に示す様に、気泡は開口部３３１、３３１を
通過した直後に、水圧とバランスが取れるまで大きく膨
張する．また大きな気泡は開口部３３１，３３１を通過
時に瞬間的に紺分化され、開口部３３１、３３ｌを通過
した後、再び合成され大きな気泡になる。この時大きな
気泡の−Ｅ部にある水は、押し上げられるので旋回流が
発生し、この旋回流により浄化処理ＷＪ２００内を撹拌
させることができる．そして大きな気泡が開口部３３１
，３３１を通過する時に圧縮され、気体温度が−Ｅ昇す
る，そして開口部３３１，３３１を通過すると、気泡は
再び１５ｊ張するため急激に冷却される。ところが、こ
れらの気泡は温度上昇時の体積で生成されるので、その
後の冷却により体積が減少し、表面張力が増加すること
になる。このため、一見、硬そうな気泡となるが、この
気泡が分解、合成された時には、通常の気泡より強力な
エネルギの超音波が発生する。

この結果、有＠物の分解が促進され、かつ気泡の分解に
より、汚水処理槽２００内の溶存酸素量を増大させるこ
とができる。従って、汚水処理ｍ２００内のバクテリア
を活性化することができる。

なお上記敗気装ｉｔ！３００の実施例には、複数の六部
３２１、３２１・・が形戒された中空円筒３２０が採用
されていたが、第４図に示す様に、中空部材の上方に形
成さ九た網部材３４１からなる敗気装置３００を採用す
ることもできる。この場合には、網部材３４１から種々
の大きさの気泡を発生させることができる。なお網部材
３４１を採用した敗気装置３００は、前記敗気装置３０
０の六Ｍ３２１、３２１の代わりに網部材３４１を採用
したものであるが、穴部３２１、３２１の穿設作業が不
要となり、コス１・が安くなるという効果がある， なお中空円［３２０は、中空部材に該当するものであり
、円形断面に限らず矩形断面等の何れの形状の中空部材
を採用することが可能である。

以上の様に構成された敗気装置３００を第ｌ図に示す汚
水処理装置に適用すると、浄化処理ＷＩ２００内の溶存
酸素量を増大させ、バクテリアによる汚物の分解を促進
するだけでなく、微量のオゾンにより高分子化合物を低
分子化し、殺菌を行うことができる。特にオゾンの殺菌
力は塩素の５０倍と言われており、終段での塩素使用量
を減少させることができる。

エアーボンプ４は、気体供給手段に該当するものであり
、敗気装置３００に対して気体を圧送するものである。

このエアーボンプ４は、コンプレッサー等の適宜の気体
供給手段を採用することができる。このエアーボンプ４
は送風風量よりも、送風圧力が必要となり、回転式ポン
プより往復式のポンプが好ましい． 次に、オゾン発生手段５を第５図に基づいて説明する９
オゾン発生千段５は、オゾン発生室５１と、石英紫外線
ランプ５２と、安定器５３と、グローランブ５４とから
なっている。オゾン発坐室５ｌは密閉された容器であり
、内部に石英紫外線ランブ５２が設けられている。そし
て、このオゾン発生室５１には送入口５５と送出口５６
とが形成され、送入口５５から送風された空気は、オゾ
ンを混入されて送出口５６から送出される様になってい
る。石英紫外線ランプ５２は、オゾンを発生させるため
のもので、外管に透明な石英管を使用した低圧水銀放電
灯であり、内部の水銀蒸気の放電から発生した短波長の
紫外線（遠紫外線）が、外管では殆ど吸収されず、全て
外部に放射される様に構成されている。特に、波長が１
８５ｎｍの石英紫外線ランブ５２は、オゾン線と呼ばれ
る空気中でオゾンを発生させる紫外線を発生させること
ができる。安定器５３とグローランプ５４とは、低圧水
銀放電灯の駆動手段２００に該当する９この駆動手段２
００は、一般の蛍光灯の場合と同様の働きをするもので
あり、石英紫外線ランブ５２を起動させると共に、起動
後の放電電流を安定化させるものである．なお、グロー
ランプ５４を使用せず、インバーターを用いて石英紫外
線ランプ５２を駆動させることができる．そして石英紫
外線ランプ５２は、窒素化合物を生成しないので極めて
安全であるという効果がある． 以上の様に構成された本実施例は、エアーボンプｌ１が
空気をオゾン発生千段５に圧送する。ここで、オゾン発
生干．段５で発生したオゾンが混合され、敗気装置３０
０に送られる。敗気装Ｗ．３００では、種々の大きさの
気泡が発生するので、各種の物質を分解することができ
るという効果がある。

そして」二記気泡が、酸素を多く溶存させることもでき
、汚水中の溶存酸素址を増大させることができる。従っ
てバクテリアを活性化し、汚水処理能力を向Ｌさせるこ
とができる９そしてオゾン発生千段５により気泡内に微
量のオゾンが含まれているので，オゾンがＭ閑作用を果
たし、雑菌を繁殖させることがないという効果がある。

更にオゾンは、強力な漂白力、参加力を有するので、塩
素、発ガン物質等の分解速度を上昇させることができる
．そしてオゾンはそれ自体不安定であり、Ｍ素に変化す
るために溶存酸木量が増大するという効果がある。

なお敗気装置３００を複数設置し、一部の敗気装ｉ３０
０に対してオゾンが混入された気体を供給することもで
きる。この場合には、季節や各種条件に対応した運転を
行うことができるという効果がある。例えば、夏期には
オゾンの混入量を増大させて、ＲＩＡの発生を防止する
ことができる，また本実施例は、敗気装置３００内に気
泡を滞留させ、大きい気泡に成長させた後放出する構成
を有するので、省エネルギ化を実現できるという効果が
ある。

そして本実施例のオゾン発生手段は、低圧水銀放電灯と
、この低圧水銀放電灯を駆動するための駆動手段とから
構成されているので、有害な窒素化合物等を放出するこ
とがないオゾン発生手段を提供することができるという
効果がある。

「効果」 以上の様に構成された本発明は、気泡発生手段と、この
気泡発生手段に供給する気体にオゾンを混入させるため
のオゾン発生手段とからなる汚水処］ｌ″Ａｉ！Ｅであ
って、前記気泡発生手段が、複数の穴部が穿設され、気
体供給手段に連結するための中空部材と、この中空部材
の上方に形戊され、曲率を有するドーム部材と、このド
ーム部材の側蒲近傍に形戒された複数の開口部とから構
成されているので、開口部から気泡が突出し、水が上昇
することにより、汚物をＨんだ別の水が気泡発生手段に
収り込まれても目詰まりを生じることがないという効果
がある。

また本発明の気泡発生手段は、複数の穴部が穿段され、
気体供給手段に連結するための中空部材と、この中空部
材の上方に形成され、曲率を有するドーム部材と、この
ドーム部材の側部近傍に形成された複数の開口部とから
構成されているので、＠綿な穴は、気泡を発生させるた
めの穴部のみであり、汚物が通過するドーム部材の同口
部は、比較的大きいので目詰まりを起こすことがないと
いう効果がある。

更に本発明の気泡発生手段は、気体供給手段に連結する
ための中空部材と、この中空部材の少なくとも上面部に
形戊された＃１１部材と、前記中空部材の上方に形成さ
れ、曲率を有するドーム部材と、このドーム部材の側部
近傍に形成された複数の開口部とから楕成されているの
で、中空部材に穴部を穿設する必要がなく、製造が容易
でコス１・が安く目詰まりを起こすことがない気泡発生
手段を提供することができるという効果がある。

以上の様に構成された本発明の汚水処理装置は、気泡発
生手段と、この気泡発生手段に供給する気体にオゾンを
混入させるためのオゾン発生手段とから構成されている
ので、気泡発生手段が汚水中の溶存酸＠量を増大させて
バクテリアを活性化させ、汚物の分解を促進させること
ができる。従って、活性汚泥法による浄化槽の浄化機能
を向上させることができるという効果がある。更に、オ
ゾン発生手段から発生した微醍のオゾンが雑菌の繁殖を
防止することができる上、溶存酸素量を増大させること
ができ更に、オゾンの強力な漂白力、酸化力により気泡
による各種物質の分解反応を促進させ、そして、強力な
消臭力により悪臭を消臭することができる。特に油分を
分解することができるので、悪臭の発生を防止すること
ができるという効果がある。また、ＣＯＤ，ＢＯＤ等の
改善やスカムの減少による維持費の低減を図ることも可
能である。

そして本発明は、気泡発生手段が小さな気泡を成長させ
てドーム部材内で大きな気泡を生成し、開口部から気泡
を放出するので、小型のボンア等により気泡発生手段を
駆動することができ、極めて省エネルギ化を図ることが
できるという効果がある。また気泡浮上時に旋回流が発
生するので、汚水処理槽内を撹拌することができ、撹拌
機を別途用意する必要がないという卓越した効果がある
。

そして本発明は、開口部通過時に気泡は圧縮され、通過
後に再びＭ５ｊ張させることができるので、溶仔Ａｌ５
ｔを増大させることのできる高エネルギの気泡を生成さ
せることができるという卓越した効果がある。また気泡
浮上時には旋回流が発生するので、浄化処理槽内の水質
を改善させることができる．

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すもので、第１図は本実施例の
汚水処理装置の構戊を説明する図であり、第２図は敗気
装置を説明する図、第３図は敗気装置のドーム部材に空
気が貯留され、開口部から気泡が放出される状態を説明
する図、第４図は気泡発生手段の変形例を示す図であり
、第５図はオゾン発生手段の構成を示す図である。 ２００　・ ３００　・ ４　・　・　・ ５　・　・　・ ３１０　・ ３２０　・ ３２１　・ ・浄化処１１ＩＩ！槽 ・敗気装置 エアーポンプ ・オゾン発生手段 ・敗気装置本体 ・中空円筒 ・穴部材 ３３０・・ドーム部材 ３３１・・開口部 ５００・・ホース部材 第２図 第３図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）汚水処理槽内の汚水に対して気泡を放出するため
   の気泡発生手段と、この気泡発生手段に供給する気体に
   オゾンを混入させるためのオゾン発生手段とからなる汚
   水処理装置において、前記気泡発生手段が、複数の穴部
   が穿設され、気体供給手段に連結するための中空部材と
   、この中空部材の上方に形成され、曲率を有するドーム
   部材と、このドーム部材の側部近傍に形成された複数の
   開口部とからなる汚水処理装置。
2. （２）汚水処理槽内の汚水に対して気泡を放出するため
   の気泡発生手段と、この気泡発生手段に供給する気体に
   オゾンを混入させるためのオゾン発生手段とからなる汚
   水処理装置において、気泡発生手段が、気体供給手段に
   連結するための中空部材と、この中空部材の少なくとも
   上面部に形成された網部材と、前記中空部材の上方に形
   成され、曲率を有するドーム部材と、このドーム部材の
   側部近傍に形成された複数の開口部とからなる汚水処理
   装置。
3. （３）複数の穴部が穿設され、気体供給手段に連結する
   ための中空部材と、この中空部材の上方に形成され、曲
   率を有するドーム部材と、このドーム部材の側部近傍に
   形成された複数の開口部とからなる汚水処理装置に用い
   る気泡発生手段。
4. （４）気体供給手段に連結するための中空部材と、この
   中空部材の少なくとも上面部に形成された網部材と、前
   記中空部材の上方に形成され、曲率を有するドーム部材
   と、このドーム部材の側部近傍に形成された複数の開口
   部とからなる汚水処理装置に用いる気泡発生手段。