JPH081037Y2

JPH081037Y2 - プラスチック担体

Info

Publication number: JPH081037Y2
Application number: JP1989151144U
Authority: JP
Inventors: 利郎長屋; 茂大野; 亮一国武
Original assignee: Kirin Brewery Co Ltd
Current assignee: Kirin Brewery Co Ltd
Priority date: 1989-12-29
Filing date: 1989-12-29
Publication date: 1996-01-17
Anticipated expiration: 2004-12-29
Also published as: JPH0390696U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は生活雑排水および屎尿排水等を処理するのに
用いられる浄化装置用担体および浄化装置、特に、一般
家庭で個別的に用いられる小型の浄化装置の生物膜濾過
槽に用いられる担体の改良に関する。

〔従来の技術〕

湖沼や内海などいわゆる閉鎖性水域は各種の栄養塩の
流入などにより富栄養化の進行が著しい。富栄養化と
は、排水中の窒素、リンなどの栄養塩濃度が増加し、こ
れを利用して光合成を行なう藻類や水生植物が異常に増
殖する現象である。

このような富栄養化を促進する排水のなかで、生活雑
排水および屎尿浄化槽放流水の影響は極めて大きい。

それゆえ、生活雑排水および屎尿排水の浄化のため種
々の家庭用個別浄化装置が提案されている。このような
浄化装置の中には、有機汚濁水の酸化分解と濾過とをお
こなう生物膜濾過槽を有するものがあり、この生物膜濾
過槽内には、通常、多数の多孔質のセラミック担体が充
填されている。この多孔質のセラミック担体は、吸水率
および比表面積が大きく、微生物を付着して育成するの
に適し、微生物を高密度に保持できる特徴を有してい
る。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような多孔質のセラミック担体の
製造は、複雑でコストも高いという問題がある。

また、多孔質のセラミック担体の比重は、原水のそれ
と比べて、かなり大きいので、例えば、担体の目詰まり
を解消するために逆洗をする場合、水圧を異常に高くし
なければならず、必要以上に大きなポンプが必要になる
という問題も生じる。また、セラミック担体の材質等も
均質ではなく、必ずしも満足のいくものではない。

本考案は、上記従来の多孔質のセラミック担体の有す
る問題点を解消するためになされたものである。すなわ
ち、この発明は、比重調整が容易で、しかも材質等の均
質化を容易に図ることが出来る浄化装置用のプラスチッ
ク担体を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案の請求項１にかかるプラスチック担体は、流入
する原水と空気を向流接触させることによって接触曝気
を行う生物膜濾過槽の濾過層に装填される微生物の担体
であって、有機溶剤に浸漬された後金属またはセラミッ
クスの粉末が吹き付けられた発泡合成樹脂が、固化成型
されていることを特徴としている。

さらに、本考案の請求項２にかかるプラスチック担体
は、金属またはセラミックス粒子からなる芯材に水溶性
高分子結合剤が湿潤され、熱可塑性樹脂と分解型発泡剤
との混合物によって被覆された後、加熱成型されている
ことを特徴としている。

〔作用〕

上記請求項１にかかるプラスチック担体は、発泡合成
樹脂が固化されて成型される担体本体が多孔質になって
微生物を保持することができる。そして、発泡合成樹脂
が固化成型される前にこの発泡合成樹脂に吹き付けられ
る金属またはセラミックスの粉末の吹き付け量が調整さ
れることによって、所望の比重に調整される。

請求項２にかかるプラスチック担体は、可塑性樹脂が
加熱発泡されて成型される担体本体が、多孔質になって
微生物を保持することができる。そして、可塑性樹脂が
加熱発泡成型される前に、この可塑性樹脂によって被覆
される芯材である金属またはセラミックス粒子の重量が
調整されることによって、所望の比重に調整される。

〔実施例〕

本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本考案によるプラスチック担体が装填され
る浄化装置の概略構成縦断面図を示したものである。

第１図において、この浄化装置１は、第１嫌気性濾過
槽R1、第２嫌気性濾過槽R2、生物膜濾過槽Ｓおよび処理
水槽Ｔを備えている。

第１嫌気性濾過槽R1、第２嫌気性濾過槽R2（以下、そ
れぞれ、濾過槽R1、濾過槽R2と称す）においては、通
常、嫌気性生物化学的処理が行なわれる。

このような濾過槽R1、濾過槽R2の構成としては、種々
の構成が考えられるが、その中でも特に第１図に示され
る構成のものが好ましい。

すなわち、第１図に示されるように濾過槽R1と濾過槽
R2は、濾過槽R1の低水位（L.W.L）の位置に開口８を設
けた仕切壁７によって連通されており、両槽ともに嫌気
性微生物で処理した有機物や大きなゴミを除去する濾床
5a,5bを備え、濾床5a,5bの下方に空間がそれぞれ設けら
れている。

濾過槽R1には汚水である原水を流入させる流入口３、
この流入口３につながる下方および側面に開口部を有し
た導水管４が設けられ、この導水管４の下方の開口部の
真下であって濾床5aの上方には導水管４の水流を一箇所
に集中させず、周囲へ拡散させ槽内の水を撹拌させない
ため、阻流板（図示せず）が設けられている。この濾床
5aには嫌気性微生物が付着されており、濾過槽R2ととも
に原水槽Ｒを構成している。

濾過槽R1と濾過槽R2とを仕切る仕切壁７の両側には、
この仕切壁７に沿って鉛直に濾床5aの下方まで延在して
開口する掃除筒６が形成されている。この掃除筒６は、
掃除の際に、この掃除筒６の底まで図示しない掃除ポン
プのノズルを挿入するためのものである。

濾過槽R2には、濾床5bの直ぐ上に間欠定量ポンプ９が
設置され、この間欠定量ポンプ９の水の吸入口11は一方
向バルブ10を介して濾床5bの上面内部へ下方に向けて開
口している。この間欠定量ポンプ９は、パイプ14に電磁
弁15を介して接続されたポンプ用ブロワ16によって作動
される。この吸入管水平部17の位置より、濾過槽R2の水
位が低いとき（低水位:L.W.L）には後述する生物膜濾過
槽Ｓには水が送られず、これより水位が高い時にのみ送
られるようになっている。

また、濾過槽R1の水位が高水位（H.W.L）となったと
きには、汚水が流入するのを阻止する手段が設けられる
か、この手段がとれないときにはこれを許容しうる大き
さの浄化槽が採用される。従って、導水管４から流れ込
んでくる汚水の量に増減があっても、間欠定量ポンプ９
によって汚水がパイプ13を介して生物膜濾過槽Ｓに送ら
れるので、常に安定した処理を行うことができる。

この濾過槽R2に続いて生物膜濾過槽Ｓが設置される。

生物膜濾過槽Ｓは、汚濁原因物質、リン酸イオン、鉄
イオンなどを微生物のもつ分解作用を利用して微生物処
理及び濾過吸着処理することを目的としており、この生
物膜濾過槽の槽内に、後述する担体が多数充填される。

このような生物膜濾過槽Ｓは、例えば、以下のような
構成の濾過槽とするのが好ましい。

すなわち、生物膜濾過槽Ｓの上方には、逆洗時に生物
膜濾過槽Ｓで増加し溢れた処理水を濾過槽R1に戻す逆洗
排水パイプ31が設けられている。一方、底部近くには、
図示のように、曝気用ブロワ35に接続された曝気および
逆洗用パイプ37が枠組されて設けられ、この枠組された
部分には多くの孔が形成されている。

曝気および逆洗用パイプ37の枠組部の上方近辺および
連結パイプ13の開口部下方近辺には、それぞれロストル
39,41が設けられ、この間に好気性微生物が付着された
粒状の多数の担体43が充填されて、生物膜濾過層45が構
成されている。

担体43は、粒状の多孔質プラスチック体と比重調整体
とから構成されている。

多孔質プラスチック体は、例えばポリエチレン、ポリ
スチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ウレタ
ン、アクリル等の樹脂が発泡成形されることによって形
成される。

このような多孔質プラスチック体の形状は、塊性、特
に球状、角柱状、角錐状、円錐状等の種々の形状が採択
される。

多孔質プラスチック体の平均径は、２〜20mm、より好
ましくは４〜9mmとされる。この値が20mmを超えると、
槽内の単位体積当たりの有効接触面積を大きくとること
ができず、また、2mm未満となると、槽内で目詰まりが
生じてしまうという不都合が生じるためである。

このような、多孔質プラスチック体には、比重調整体
が埋め込まれている。

比重調整体としては、各種金属材料や、砂、硝子、天
然ゼオライド等の鉱物系素材が用いられる。多孔質プラ
スチック体に比重調整体を埋め込む具体的方法として
は、例えば、以下の方法がある。

（１）高希釈の有機溶剤を発泡合成樹脂（例えばエポキ
シ系等の有機溶剤可溶性樹脂）に浸漬し、樹脂の表面を
軟化状態にしておく。次いで、上記の樹脂に、金属或い
はセラミックスの微粉をスプレーガン等で均一に吹き付
ける。しかる後、必要に応じて常温において乾燥固化さ
せた後、カッタによって所定寸法および形状に裁断する
ことにより目的の担体を得る。このようにして、軟化し
た多孔質プラスチック体100に、その表面100aおよび裏
面100b側から金属微粉末112を打ち込んで得られた担体
が、第２図（ａ）に示されている。なお、有機溶剤は、
樹脂の空隙が閉塞しない程度に軟化するように用い、ま
た金属或いはセラミックスの微粉を樹脂の内部まで侵入
させ分散させるために、スプレ圧は高めに設定するのが
望ましい。

（２）第２図（ｂ）に示されるように、球形の金属或い
はセラミックス粒子からなる芯材120に、PVA等の水溶性
高分子結合剤をスプレ等で湿潤させ、PS,PE,PP等の熱可
塑性樹脂とアゾジカルボンアミド等の分解型発泡剤との
混合物を被覆する。次いで、この被覆芯材120を加熱す
ることにより、目的の担体を得る。比重は、芯材及び樹
脂の重量と発泡後の担体体積とで調整する。このように
して形成された担体43の比重は、1.0〜1.2、より好まし
くは、1.0〜1.05とされる。この値が1.0未満になると、
担体が液面に浮上し、濾過効果が減少するという不都合
が生じ、また、この値が1.2を超えると、逆洗時に担体
が浮上せず流し出せないかあるいは多大な流量、流速を
必要とするという不都合が生じるからである。

生物膜濾過槽Ｓの底部には、ロストル39より下側すな
わち生物膜濾過層45より下側に開口し、生物膜濾過層45
により浄化処理された処理水を処理水槽Ｔへ供給すると
ともに、逆洗時には処理水槽Ｔの処理水を生物膜濾過槽
Ｓに逆送するパイプ47が設けられている。

次工程の処理水槽Ｔには、パイプ47の他端が底部まで
延び、そこに処理水を逆送させる逆洗ポンプ53が取り付
けられている。また、パイプ47の中間位置にはエルボ管
55が設けられ、生物膜濾過槽Ｓで処理された処理水を処
理水槽Ｔに放出している。この処理水をオーバフローさ
せて放流するため、図示のごとく小室57,59,61が設けら
れ、小室61に設けられた放流口63から放流している。小
室59,61のいずれかには通常、薬筒65が設けられ、有機
物が処理された処理水の中和および殺菌等を行なってい
る。

上記浄化装置１は、個々の槽（第１嫌気性濾過槽R1、
第２嫌気性濾過槽R2、生物膜濾過槽Ｓ、処理水槽Ｔ等）
を個別に製作し、これらを配管して連通させることもで
きるが、通常、例えば強化繊維プラスチック（FRP）等
の材質で各槽を一体成形し、これらの中に所定の濾床5
a,5b、配管およびポンプ等を組み込み、所定の機能を持
たせることが浄化装置のコンパクト化を図るうえで好ま
しい。

次に、上記浄化装置１の汚水の処理方法について説明
する。

浄化装置１は、特に一般家庭で個別的に用いられる生
活雑排水および屎尿の浄化処理を目的とするものであ
り、それゆえ浄化装置の個々の槽の大きさは、それに相
応する大きさとされる。汚水は、最初に流入口３から導
水管４を通り、阻流板（図示しない）によって広げられ
て濾床5aに撒かれて原水槽Ｒの濾過槽R1に送られる。

原水は、水位が上昇し、導水管４の途中まできたとき
には側面の開口８から流出される。汚水が床5aを通過す
るとき、この濾床5aには嫌気性の微生物が付着してお
り、ここで有機物の１次的分解および吸着が行なわれ
る。この濾床5aを通過した汚水は、濾過槽R1の水位を上
げてゆき、濾床5bにおいて同様に有機物の分解および吸
着がなされる。水位が吸入管水平部17を超えると、電磁
弁15が開放され、ポンプ用ブロア16の圧力がパイプ14を
通して間欠定量ポンプ９に送られてこの間欠定量ポンプ
９を作動させる。この間欠定量ポンプ９によって、汚水
の流入量に関係なく、定量の汚水が生物膜濾過槽Ｓに送
り出される。

したがって、流入量が多いときには、濾過槽R1の水位
が高水位（H.W.L）の線以内で上昇する。

パイプ13を介して送られた汚水は生物膜濾過槽Ｓに入
り、生物膜濾過層45を下向流で通過する。

この生物膜濾過層45内には、前述したように、比重調
整体が埋め込まれた粒状の多孔質プラスチック体からな
る担体43が多数充填されており、この間を曲折しながら
下降する。

ところで、このとき、曝気用ブロワ35が作動し、底部
に枠組された曝気および逆洗用パイプ37から空気の気泡
が吹き出されて上昇する。この気泡は、担体43に衝突し
ながら曲線的に上昇するので、急激に粗大化せず滞留時
間も長くなり、高い酸素利用率が得られるため、高負荷
運転が可能となる。

このように生物膜濾過層45において原水と空気とを向
流接触させることにより、接触曝気が行われ、汚水への
酸素溶解が図られ、生物酸化機能が高められて有機物の
分解や微生物の増殖が図られるとともに、担体粒子間と
広い生物膜表面への吸着とによる濾過作用によって、よ
り効率的な浄化が行われる。

処理水は、連通管47によって処理水槽Ｔへ送り込まれ
る。

処理水槽Ｔの中の大部分の処理水は、連続して形成さ
れた小室57,59および61を経て、放流口63から放流され
る。この間、小室57からオーバーフローした処理水は、
薬筒65からの薬注によって中和と殺菌がなされる。この
放流スピードは、原水槽Ｒに受けられた間欠定量ポンプ
９による汚水の供給量によって設定されており、この設
定は通常、生物膜濾過槽Ｓの生物膜濾過層45の処理能力
に基づいて設定される。

〔考案の効果〕

請求項１に記載のプラスチック担体は、発泡合成樹脂
が固化されて成型される担体本体が多孔質で吸水率およ
び比表面積が大きいため、微生物を高密度に保持するこ
とができる。さらに、発泡合成樹脂が固化成型される前
に有機溶剤に浸漬された発泡合成樹脂に金属またはセラ
ミックスの粉末が吹き付けられるので、軟化した樹脂内
に金属またはセラミックスの粉末が均一に侵入し分散さ
れる。そして、その吹付け量の調整によって容易に所望
の比重に調整することが出来る。

請求項２に記載のプラスチック担体は、可塑性樹脂が
加熱発泡されて成型される担体本体が、請求項１のプラ
スチック担体と同様に、多孔質で吸水率および比表面積
が大きいため微生物を高密度に保持することができる。
さらに、このプラスチック担体は、可塑性樹脂が加熱発
泡成型される前に、この可塑性樹脂によって芯材である
金属またはセラミックス粒子が被覆されるので、芯材を
担体の中心に位置させてバランスをとることができると
ともに、金属またはセラミックス粒子の重量の調整によ
って容易に所望の比重に調整することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるプラスチック担体が装填される浄
化装置の概略構成縦断面図、第２図（ａ）および（ｂ）
は、それぞれ比重調整したプラスチック担体の概略概念
図である。 R1……第１嫌気性濾過槽、R2……第２嫌気性濾過槽、Ｓ
……生物膜濾過槽、Ｔ……処理水槽、5a,5b……濾床、3
9,41……ロストル、43……担体、45……生物膜濾過層、
100……多孔質プラスチック体、110,111,112,120……比
重調整体。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】流入する原水と空気を向流接触させること
によって接触曝気を行う生物膜濾過槽の濾過層に装填さ
れる微生物の担体であって、有機溶剤に浸漬された後金属またはセラミックスの粉末
が吹き付けられた発泡合成樹脂が、固化成型されたプラ
スチック担体。
【請求項２】流入する原水と空気を向流接触させること
によって接触曝気を行う生物膜濾過槽の濾過層に装填さ
れる微生物の担体であって、金属またはセラミックス粒子からなる芯材に水溶性高分
子結合剤が湿潤され、熱可塑性樹脂と分解型発泡剤との
混合物によって被覆された後、加熱成型されたプラスチ
ック担体。