JPH0614877Y2

JPH0614877Y2 - 回転式生物酸化処理装置

Info

Publication number: JPH0614877Y2
Application number: JP1987158528U
Authority: JP
Inventors: 良二鈴木; 明彦金刺; 孝雄石井
Original assignee: 株式会社電業社機械製作所
Priority date: 1987-10-16
Filing date: 1987-10-16
Publication date: 1994-04-20
Anticipated expiration: 2002-10-16
Also published as: JPH0165699U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、産業廃水や汚水および下水等を生物化学的に
酸化処理して浄化する回転式生物酸化処理装置に関する
ものである。

（従来の技術）産業廃水や汚水および下水等に含まれる有機物を生物化
学的に酸化処理する装置として回転式生物酸化処理装置
がある。この回転式生物酸化処理装置は、回転横軸に、
波板や平板を横軸方向に間隔を保って多数枚重ねて、ま
たは波板を横軸にうず巻状に間隔を保って巻回して、無
数の隙間により著しく表面積を広くした回転体を設け、
その一部を酸化処理されるべき汚水等の原水中に浸漬し
て、回転体を低速で回転させる。そして、回転体の表面
に付着する微生物膜により、原水中の有機物を生物化学
的に酸化処理して原水を浄化する。

ところで、回転体に付着する微生物膜を構成する微生物
は、装置の運転により次第に繁殖して微生物膜厚を増す
が、ある厚さになると剥離を生じて適宜な微生物膜厚が
維持される。しかし、この微生物の繁殖は、汚水等の流
入温度や流入ＢＯＤ負荷の変動等により著しく影響を受
け、微生物の繁殖が著しくて微生物膜厚が悪なり過ぎる
場合がある。

このように微生物膜厚が厚くなり過ぎると、回転体の隙
間が閉塞され、その内部が嫌気的となって汚水等を酸化
処理する処理性能が著しく劣化する。また、微生物膜の
荷重が著しく増大して回転横軸に過大な曲げモーメント
を与え、甚だしい場合には装置を破損する。この回転体
に付着する微生物膜の総重量は、回転横軸に作用する荷
重の略８割程度にまで達する。

そこで、微生物膜厚が厚くなると、これを剥離させるた
めの技術が従来から種々提案されている。例えば、実公
昭５９−３９５１４号公報で提案される技術は、回転横
軸にうず巻状に巻回して構成された回転体に向け、横軸
方向に圧力水または圧縮空気を噴射させて微生物膜を剥
離させるものである。また、実公昭６０−１７２７０号
公報で提案される技術は、回転横軸に横軸方向に間隔を
保って波板や平板を多数枚重ねて構成された回転体に向
け、真上から圧力水を噴射させて微生物膜を剥離させる
ものである。そして、微生物膜厚が厚くなり過ぎたのを
検出する技術として、次のようなものがある。例えば、
実公昭５９−９７５９号公報では、回転横軸の軸受の下
に荷重変換器を設置し、規定値以上の負荷が検出される
と適宜に警報表示がなされる技術が示される。また、前
述の実公昭６０−１７２７０号公報には、偏った微生物
膜厚の増加を、回転横軸を駆動するチェーンの張力また
は駆動モータの駆動電流の変化から検出し、圧力水を噴
射させて微生物膜の偏りを正す技術が示される。

（考案が解決しようとする問題点）前述の実公昭５９−９７５９号公報で提案される技術
は、微生物膜厚の増加に応じた荷重を検出できて優れた
ものである。しかしながら、回転体に微生物膜が付着さ
れて回転横軸に作用する荷重は拾トンないし数拾トンに
も及ぶ。このために、回転横軸に作用する荷重を検出す
る荷重変換器の構造は、極めて堅牢でなければならず、
製造コストが嵩み易いという問題点がある。

さらに、軸受を支持ピンと荷重変換器で支持する構造で
あり、支持ピンを支点として軸受が僅かであるが揺動
し、軸振れを生じて軸受が破損し易いという問題点があ
る。

ところで、回転式生物酸化処理装置の故障は、過大な曲
げモーメントによる疲労破壊で回転横軸が折損するのが
主である。そして、この曲げモーメントの大きさは、回
転横軸のどの位置に荷重が作用するかで大きく相違す
る。このため、実公昭５９−９７５９号公報の技術のご
とく、回転横軸に作用する荷重自体を検出しても回転横
軸の折損の要因である曲げモーメントの大きさを正確に
把握することができない。また、回転横軸の一端部側に
のみ荷重変換器を設けているので、荷重の作用する位置
が軸の片側に偏っている場合に、回転円板の正確な荷重
すら検出できないという問題点がある。

また、実公昭６０−１７２７０号公報で提案される技術
では、偏って増加した微生物膜厚を簡単な構成で検出で
きて優れたものであるが、微生物膜厚が偏らずに増加し
た場合には何ら検出できない。

本考案の目的は、上記した従来の回転式生物酸化処理装
置の問題点を解決するためになされたもので、微生物膜
厚の付着状況による回転横軸の撓量を検出し、回転横軸
に作用する曲げモーメントの増加が検出されると、微生
物膜を剥離させて、回転横軸の破損が防止されるように
した回転式生物酸化処理装置を提供することにある。

（問題を解決するための手段）かかる目的を達成するために、本考案の回転式生物酸化
処理装置は、回転横軸に回転体を設け、この回転体の一
部を処理すべき原水中に浸漬し、駆動手段により前記回
転横軸を低速で回転させて前記回転体に付着する微生物
膜により前記原水中の有機物を生物化学的に酸化処理す
る回転式生物酸化処理装置において、前記微生物膜の付
着状況に応じて前記回転横軸に作用する曲げモーメント
の大きさを前記回転横軸の撓量から非接触形位置検出手
段で検出し、前記回転体に向けて圧力水を噴射する圧力
水噴射手段を設け、制御手段により、前記撓量が第１の
基準値を越えると前記圧力水噴射手段を動作させるとと
もに前記駆動手段を逆回転させ、前記撓量が前記第１の
基準値より大きい第２の基準値を越えると前記駆動手段
を停止させるように構成されている。

（作用）微生物膜厚の増加による回転横軸に作用する曲げモーメ
ントの増加を、回転横軸の撓量の変化から非接触形位置
検出手段で検出するので、疲労破壊の要因としての曲げ
モーメントの大きさを監視し得る。しかも、回転横軸の
荷重自体を検出するものでなく、検出手段には荷重が加
わらず、簡単な構成を採用し得る。そして、撓量が第１
の基準値を越えると、圧力水が回転体に噴射されて微生
物膜が剥離されるとともに、回転体が逆回転されて原水
中で受ける摩擦抵抗力を逆向きとして微生物膜の剥離を
助長する。さらに、圧力水および逆回転では微生物膜の
増加が阻止できずに撓量が第２の基準値を越えると、回
転体の回転が停止される。

（実施例）以下、本考案の実施例につき第１図ないし第５図を参照
して説明する。第１図は、本考案の回転式生物酸化処理
装置の全体構成概要図であり、第２図は、第１図の制御
装置の動作を説明するフローチャートであり、第３図
は、第１図の回転横軸に作用する荷重と撓量および回転
横軸と非接触形位置検出手段との間の距離を示す関係グ
ラフであり、第４図は、回転横軸の撓により非接触形位
置検出手段との距離が変化することを示す図であり、第
５図は、第２図の動作を達成するための制御装置を構成
する一例のブロック回路図である。

まず、本考案の全体概要構成を第１図により説明する。
処理槽１の水面真上に両端を軸受２，２により回転自在
に軸支された回転横軸３が横架され、その一端にスプロ
ケット４が固定されて減速機付の駆動モータ５にチェー
ン６で連結駆動される。これらのスプロケット４と駆動
モータ５およびチェーン６により駆動手段が形成され
る。回転横軸３には、波板や平板を横軸方向に間隔を保
って多数枚重ねて、その無数の隙間により著しく表面積
が広くなるように形成した４個の回転体７，７，７，７
が、相互に間隔を空けて配設される。この回転体７，
７，７，７の相互の間隔に対応して処理槽１には底から
支切壁８，８，８が水面より若干高くまで立設される。
そして、回転横軸３の略中央部の真下に位置する支切壁
８の上端面に、回転横軸３を感応部材として非接触形位
置検出手段である磁気近接センター９が適宜な距離だけ
離して設けられる。また、回転体７，７，７，７の真上
には、回転体７，７，７，７に向けてジェト水流を噴射
するノズル10，10…を有する圧力配管11が回転横軸３と
平行に配設される。この圧力配管11には、処理水槽12に
貯留される既に浄化された処理水が洗浄用ポンプ13から
圧力水として供給される。このノズル10，10…と圧力配
管11および洗浄用ポンプ13により圧力水噴射手段が形成
される。なお、処理槽１で適宜に有機物等が酸化処理さ
れて浄化された原水は、最終沈殿池14に流入し、ここで
浮遊物が沈殿され、その上澄み水が処理水槽12に流入
し、さらに処理水として排出される。

ところで、回転体７，７，７，７の広い表面積には、微
生物膜が付着され、回転横軸３の低速回転により、微生
物膜は原水に浸漬と引き上げが繰り返され、微生物が徐
々に繁殖して微生物膜厚を増加させる。正常運転では、
微生物膜は厚さがある程度増加すると、回転体７，７，
７，７の表面から剥離し、微生物膜厚はある膜厚の範囲
内で変化している。

この微生物膜の厚さにより回転体７，７，７，７の荷重
は増減し、回転横軸３に作用する荷重も増減する。そこ
で、微生物膜の厚さに応じた荷重Ｗにより、回転横軸３
には、第３図のごとく曲げモーメントＭが作用し、回転
横軸３は荷重Ｗに応じて撓み、回転横軸３と磁気近接セ
ンサー９との間の距離Ｌが変化する。すなわち、第４図
のごとく、荷重Ｗが加わり回転横軸３に作用する曲げモ
ーメントＭによる撓量に対して回転横軸３と磁気近接セ
ンサー９との間を距離Ｌとすれば、荷重Ｗより大きな荷
重Ｗ′が加わると回転横軸３に作用する曲げモーメント
Ｍ′も増大し、距離Ｌ′は距離Ｌより短くなる。

磁気近接センサー９は、回転横軸３との距離Ｌ，Ｌ′か
ら回転横軸３の撓量δに応じたレベルの検出信号を制御
装置15に与える。この制御装置15は、基準設定装置16か
ら基準値が与えられ、回転体７，７，７，７に付着する
微生物膜厚に応じて駆動モータ５と洗浄用ポンプ13およ
び警報装置17を後述せるごとく制御する。

次に、第２図により動作の説明をする。ここで、磁気近
接センサー９から回転横軸３の撓量δに応じた検出信号
が、常時制御装置15に与えられる。また、基準設定装置
16から軽故障における回転横軸３の撓量δ_２に応じた第
１の基準値と、重故障における撓量δ_３に応じた第２の
基準値および回転体７，７，７，７に付着する微生物膜
の適正範囲の最小厚さにおける回転横軸３の撓量δ_１に
応じた最小基準値が、制御装置15に与えられる。さら
に、警報装置17には、軽故障を表示する手段と、重故障
を表示する手段が設けられる。これらの表示手段は、ラ
ンプの点灯および警報音の発生等いかなる手段であって
も良い。

自動運転が起動されると、ステップにより回転横軸３
の撓量δが第１の基準値である軽故障の撓量δ_２と比較
され、δ≦δ_２であればステップにより駆動モータ５
が正回転で駆動されて、回転体７，７，７，７の正転運
転が開始され、ステップでδ＞δ_２となるまで回転体
７，７，７，７の正常運転における正転運転が継続され
る。そして、微生物膜厚が増加してステップでδ＞δ
_２となれば、ステップで撓量δが第２の基準値である
重故障の撓量δ_３と比較される。δ≦δ_３であれば、軽
故障の状況であると判断して、ステップで警報装置17
の軽故障の表示手段を駆動し、ステップで洗浄用ポン
プ13を運転させ、さらにステップで駆動モータ５を逆
回転で駆動させて回転体７，７，７，７を逆転運転させ
る。この洗浄用ポンプ13の運転により、ノズル10，10…
から圧力水が回転体７，７，７，７に向けて噴射されて
微生物膜の剥離が行なわれる。また、回転体７，７，
７，７の逆転運転により、原水から微生物膜が受ける摩
擦抵抗力は微生物膜厚が増加するさいと逆向きであり、
微生物膜の剥離が助長される。そして、ステップで撓
量δが微生物膜の適正範囲の最小厚さの撓量δ_１と比較
され、δ＜δ_１となるまで圧力水の噴射と逆転運転が継
続される。ステップでδ＜δ_１であれば、微生物膜の
厚さは十分薄くなっており、ステップにより洗浄用ポ
ンプ13を停止し、ステップに戻って回転体７，７，
７，７を正転運転させて原水の酸化処理のための運転が
再開される。ところで、ステップ，で洗浄用ポンプ
13が運転されるとともに回転体７，７，７，７が逆転運
転されても微生物膜が剥離されることなくさらに膜厚が
増加し、ステップでδ＞δ_３となれば、重故障の状況
であると判断して、ステップで警報装置17の重故障の
表示手段を駆動し、ステップで駆動モータ５を停止し
て回転体７，７，７，７を停止させる。そして、適宜に
処理槽１にアルカリ水を流入させて微生物膜を剥離させ
る。

このように、本考案の回転式生物酸化処理装置は、回転
横軸３の撓量δが第１の基準値を越えると、回転体７，
７，７，７に向けて圧力水が噴射されて微生物膜が剥離
されるとともに、回転体７，７，７，７が逆転運転して
剥離が助長され、さらに撓量δが第２の基準値を越える
と回転体７，７，７，７が停止するように動作する。そ
して、この動作は、第２図のフローチャートに基づいた
ステップ動作に限られず、マイクロコンピュータ等で適
宜に動作制御されれば良い。

さらに、第５図により上記動作を達成する制御装置15の
ブロック回路の構成の一例を説明する。第５図におい
て、磁気近接センサー９から回転横軸３の撓量δが大き
くなるほど電圧の高くなる検出信号Ｓが出力され、それ
ぞれに差動増幅器からなる最小基準値比較器20と第１基
準値比較器21および第２基準値比較器22のプラス入力端
子に与えられる。これらの比較器20，21，22のマイナス
入力端子には、基準設定装置16を形成する最小基準値設
定器23と第１基準値設定器24および第２基準値設定器25
からの基準信号Ｓ_０，Ｓ_１，Ｓ_２がそれぞれ与えられ
る。最小基準比較器20の出力信号ａは、第１のインバー
タ26を介してオア回路27の一方の入力端子に与えられ
る。第１基準値比較器21の出力信号ｂは、第１のアンド
回路28の一方の入力端子に与えられるとともに、第２の
インバータ29を介して第２のアンド回路30の一方の入力
端子に与えられる。第２基準値比較器22の出力信号ｃ
は、第１のオア回路27の他方の入力端子に与えられると
ともに、第３のインバータ31を介して第１のアンド回路
28の他方の入力端子に与えられ、さらに警報装置17を形
成する重故障表示手段32に与えられる、第１のアンド回
路28の出力信号ｄは、フリップフロップ33のセット端子
に与えられ、オア回路27の出力信号ｅは、フリップフロ
ップ33のリセット端子に与えられる。このフリップフロ
ップ33のＱ出力信号ｆは、警報装置17を形成する軽故障
表示手段34と、洗浄用ポンプ13を運転制御するポンプ駆
動回路35および駆動モータ５の運転制御をするモータ駆
動回路36の逆転運転選択用端子に与えられる。フリップ
フロップ33の出力信号ｇは、第２のアンド回路30の他
方の入力端子に与えられ、この第２のアンド回路30の出
力信号ｈは、モータ駆動回路36の正転運転選択用端子に
与えられる。

かかる構成において、微生物膜厚が適正範囲内にあり、
回転横軸３の撓量δに応じた検出信号Ｓが第１基準信号
Ｓ_１より小さければ、第１基準値比較器21の出力信号ｂ
はローレベル（以下“Ｌ”と記す）であり第１のアンド
回路28の出力信号は“Ｌ”で、フリップフロップ33はリ
セット状態のままである。そして、このフリップフロッ
プ33のリセット状態により出力信号ｇはハイレベル
（以下“Ｈ”と記す）であり、また出力信号ｂも第２の
インバータ29で“Ｈ”に反転され、第２のアンド回路30
の出力信号ｈは“Ｈ”となり、モータ駆動回路36により
駆動モータ５が正転運転される。もって、回転体７，
７，７，７が低速で正転運転されて原水の処理が行なわ
れる。このときには、フリップフロップ33のＱ出力信号
ｆは“Ｌ”であるとともに第２基準値比較器22の出力信
号ｃは“Ｌ”であり、警報装置17およびポンプ駆動回路
35は動作しない。

そして、原水の処理により回転体７，７，７，７に付着
する微生物膜厚が増加し、回転横軸３の撓量δに応じた
検出信号Ｓが第１の基準信号Ｓ_１を越えると、第１基準
値比較器21の出力信号ｂは“Ｈ”に反転し、第２のアン
ド回路30の出力信号ｈが“Ｌ”に反転して駆動モータ５
の正転運転が解除される。ここで、第２基準値比較器22
の出力信号ｃは“Ｌ”であり第１のアンド回路28の出力
信号ｄが“Ｈ”となってフリップフロップ33がセット状
態に反転される。このためにＱ出力信号ｆが“Ｈ”とな
って軽故障表示手段34が点灯または駆動されるととも
に、洗浄用ポンプ13がポンプ駆動回路35により運転され
て圧力水が噴射され、さらに駆動モータ５がモータ駆動
回路36により逆転運転されて回転体３が逆転運転され
る。

かかる動作により微生物膜が剥離されて回転横軸３に作
用する荷重が減少し、回転横軸３の撓量δに応じた検出
信号Ｓが最小基準信号Ｓ_０より小さくなると、最小基準
値比較器20の出力信号ａは“Ｌ”に反転し、第１のイン
バータ26を介して“Ｈ”に反転されてオア回路27の出力
信号ｅを“Ｈ”とし、フリップフロップ33をリセットす
る。このフリップフロップ33のリセットにより、軽故障
表示手段34とポンプ駆動回路35およびモータ駆動回路36
の逆転運転が解除される。これと同時に、第１基準値比
較器21の出力信号ｂは既に“Ｌ”となっているので、第
２のアンド回路30の出力信号ｈは“Ｈ”となって、モー
タ駆動回路36により駆動モータ５の正転運転を再開す
る。したがって、回転体７，７，７，７が正転運転され
て通常の処理運転が再開される。かかる動作が繰り返さ
れることで、微生物膜厚が適正範囲内に維持されて安定
した処理能力が得られる。

しかしながら、回転体７，７，７，７に圧力水を噴射す
るとともに逆転運転させても、微生物膜が剥離せずにさ
らに膜厚が増加し、より一層回転横軸３に作用する荷重
が増加する場合もある。このような微生物膜厚のより一
層の増加により、回転横軸３の撓量δに応じた検出信号
Ｓが、第２基準値信号Ｓ_２より大きくなると、第２基準
値比較器22の出力信号ｃは“Ｈ”に反転し、オア回路27
の出力信号ｅを“Ｈ”としてフリップフロップ33をリセ
ット状態とし、また重故障表示手段32を点灯または駆動
させる。ここで、フリップフロップ33のリセットによ
り、軽故障表示手段34とポンプ駆動回路35およびモータ
駆動回路36の逆転運転が解除される。また、第１基準値
比較器21の出力信号ｂは“Ｈ”であり、第２のインバー
タ29で反転され第２のアンド回路30の出力信号は“Ｌ”
であり、モータ駆動回路36により駆動モータ５は正転運
転もされない。したがって、重故障表示手段32が点灯ま
たは駆動され、回転体７，７，７，７の回転は停止され
る。

なお、上記実施例では、非接触形位置検出手段として磁
気近接センサー９を用いたが、これに限られず、非接触
により距離に応じた信号が検出できるセンサーであれば
良い。そして、非接触形位置検出手段は、回転横軸３の
略中央部の真下に配置するものに限られず、真上に配置
して撓量δが大きくなるのに応じて距離Ｌが大きくなる
のを検出するようにしても良い。さらに、非接触形位置
検出手段は、回転横軸３の撓に伴なう回転体７，７，
７，７の位置ずれを検出するように配置しても良い。ま
た、回転体７，７，７，７は、波板や平板を横軸方向に
間隔を保って多数枚重ねて形成したものに限られず、回
転横軸３に波板等をうず巻状に巻回して形成しても良
い。このうず巻状の回転体に対して、圧力配管11を回転
横軸３に直交するように配置し、ノズル10，10…から圧
力水が横軸方向と平行に噴射するように構成すれば良
い。

（考案の効果）以上説明したように、本考案の回転式生物酸化処理装置
によれば、微生物膜の付着状況により回転横軸に作用す
る曲げモーメントを回転横軸の撓量から非接触形位置検
出手段で検出するので、回転横軸の疲労破壊の要因とな
る曲げモーメントの大きさを正確に監視することがで
き、回転横軸の折損を確実に防止できる。また、検出手
段に荷重が加わらないので、簡単な構造を採用すること
ができ、装置全体を安価に製造することができる。ま
た、微生物膜厚が所定値以上に増加すると、自動的に回
転体から微生物膜を剥離させるように動作するので、微
生物膜厚が適正範囲内に維持され、装置の維持管理が容
易であるとともに処理性能が安定している。さらに、微
生物膜厚が適正範囲を越えると、その膜厚の程度に応じ
て回転体の運転を自動的に停止するので、回転横軸等に
作用する荷重の過大な負担による装置の破損が回避で
き、装置の寿命を大巾に向上させることができるという
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の回転式生物酸化処理装置の全体構成
概要図であり、第２図は、第１図の制御装置の動作を説
明するフローチャートであり、第３図は、第１図の回転
横軸に作用する荷重と撓量および回転横軸と非接触形位
置検出手段との間の距離を示す関係グラフであり、第４
図は、回転横軸の撓により非接触形位置検出手段との距
離が変化することを示す図であり、第５図は、第２図の
動作を達成するための制御装置を構成する一例のブロッ
ク回路図である。１：処理槽、３：回転横軸、４：スプロケット、５：駆動モータ、６：チェーン、７：回転体、９：磁気近接センサー、 10：ノズル、11：圧力配管、 12：処理水槽、13：洗浄用ポンプ、 15：制御装置、16：基準設定装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者石井孝雄静岡県三島市緑町10番24号株式会社電業社機械製作所三島事業所内 (56)参考文献特開昭58−8584（ＪＰ，Ａ) 実公昭59−9759（ＪＰ，Ｙ１) 実公昭60−17270（ＪＰ，Ｙ１)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】回転横軸に回転体を設け、この回転体の一
部を処理すべき原水中に浸漬し、駆動手段により前記回
転横軸を低速で回転させて前記回転体に付着する微生物
膜により前記原水中の有機物を生物化学的に酸化処理す
る回転式生物酸化処理装置において、前記微生物膜の付
着状況に応じて前記回転横軸に作用する曲げモーメント
の大きさを前記回転横軸の撓量から非接触形位置検出手
段で検出し、前記回転体に向けて圧力水を噴射する圧力
水噴射手段を設け、制御手段により、前記撓量が第１の
基準値を越えると前記圧力水噴射手段を動作させるとと
もに前記駆動手段を逆回転させ、前記撓量が前記第１の
基準値より大きい第２の基準値を越えると前記駆動手段
を停止させるように構成したことを特徴とする回転式生
物酸化処理装置。
【請求項２】前記非接触形位置検出手段は、前記回転横
軸を感応部材としてその略中央部の真下に磁気近接セン
サーを配置して構成したことを特徴とする実用新案登録
請求の範囲第１項記載の回転式生物酸化処理装置。
【請求項３】前記圧力水噴射手段は、前記回転体で既に
処理された処理水を洗浄用ポンプの運転により圧力水と
して前記回転体に噴射するように構成したことを特徴と
する実用新案登録請求の範囲第１項または第２項記載の
回転式生物酸化処理装置。