JPH08281285A

JPH08281285A - 浄化装置

Info

Publication number: JPH08281285A
Application number: JP7082845A
Authority: JP
Inventors: Yasutoshi Shimizu; 水康利清; Ariyoshi Sumiya; 谷有美角
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 1995-04-07
Filing date: 1995-04-07
Publication date: 1996-10-29

Abstract

(57)【要約】【構成】し尿を分解した後、固液分離槽によって固液
分離する浄化装置であって、固液分離槽が、多孔質体粒
子と、該粒子が流動可能な空間を残しながら充填された
区画と、この区画内で多孔質体粒子を流動させうる曝気
装置と、前記区画の上部が傾斜して形成され、流動され
た多孔質体粒子を重力に対して直角以外の角度をもって
遮るよう構成された、浄化装置。【効果】曝気装置の作動によって固液分離槽の固液分
離機能を効率良く回復させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の背景】発明の分野本発明は、有機物を含んだ排水を浄化処理する浄化装置
に関し、さらに詳しくはし尿排水を処理し、その処理水
を循環させて便器の洗浄水として利用する循環浄化装置
に関する。また詳しくは、列車、バスなどの移動体のト
イレ、および建築現場、イベント会場などで利用される
仮設トイレのような施設に設置する循環浄化装置に関す
る。

【０００２】背景技術有機物を含んだ排水を浄化処理した後、処理水を利用す
る浄化装置が近時広く利用されている。一般的な浄化装
置においては、まず物理的または微生物学的に排水を処
理し、処理された排水を、さらに多孔質体を充填した層
から構成される固液分離手段を通し、排水から固形成分
を除き、中水として再利用可能な水質の程度まで処理が
なされる。

【０００３】しかしながら、この固液分離層は時間の経
過とともに固形成分が付着し、それに従い固形物の補足
効率が低下する。その結果、排水の処理効率が低下する
ことがある。

【０００４】処理効率の低下を防ぐために、定期的に固
液分離層に対して曝気を行うなどして、充填された多孔
質体を流動させ、補足した固形物を取り除くような操作
が行われている。しかし、その機能の回復が十分でない
ことがある。また、十分な機能の回復が得られるまで、
長時間を要することがある。

【０００５】

【発明の概要】よって、本発明は固液分離手段の機能を
効率良く回復させうる浄化装置の提供をその目的として
いる。

【０００６】本発明者らは、今般、固液分離手段におい
て固液分離層の充填物の流動を特定の態様で遮ること
で、固液分離手段の機能を効率よく回復させうることを
見出した。本発明はかかる知見に基づくものである。

【０００７】本発明による浄化装置は、排水中に含まれ
る有機物を分解する有機物分解手段と、該有機物分解手
段によって処理された処理水を固液分離する手段とを備
えてなる浄化装置であって、

【０００８】前記固液分離手段が、流動可能な充填物
と、該充填物が流動可能な空間を残しながら充填された
区画と、該区画内で該充填物を流動させうる流動攪拌手
段と、前記区画の上部において前記充填物の流動を重力
に対して直角以外の角度をもって遮る障害手段とを含ん
でなるもの、である。

【０００９】

【発明の具体的説明】本発明による浄化装置において、
排水はまず、有機物分解処理手段に付され、有機物が分
解、低分子化される。この有機物分解処理手段は、後記
する固液分離手段とともに、排水を浄化水として再利用
できる程度に分解処理することができれば特に限定され
ないが、好ましくは物理的または生物学的処理、または
その組み合わせとするのが好ましい。ここで、物理学的
処理とは例えば紫外線を照射することによる光分解が挙
げられ、また微生物学的処理とは例えば嫌気的または好
気的な微生物による分解およびその組み合わせが挙げら
れる。これらの物理学的または微生物学的な処理は、排
水処理の分野で利用されうる処理方法であれば、それら
を本質的に改変することなく、本発明において利用可能
である。

【００１０】本発明による浄化装置は、有機物分解手段
に付された処理水を固液分離する手段を備えてなる。こ
の固液分離手段によって、処理水中の微少な汚泥粒子な
どが取り除かれる。

【００１１】この固液分離手段は、流動可能な充填物
と、この充填物が流動可能な空間を有した区画と、この
区画内で前記充填物を流動させうる流動攪拌手段と、こ
の区画の上部に前記充填物の流動を、重力方向に対して
直角以外の角度をもって遮る障害手段とを含んでなる。

【００１２】本発明において、前記の流動可能な充填物
とは、好ましくは多孔質体からなり、その具体例として
はスポンジ、ポリマー繊維の不織糸、多孔質ガラス、セ
ラミックス、仮焼粘土などが挙げられる。ここで、「流
動可能」とは、充填物が後記において詳述する流動攪拌
手段によって互いに離れ、独立して固液分離手段の空間
内を移動可能な状態、すなわち流動状態、を取りうるこ
とを意味する。この多孔質体からなる充填物は、その表
面および空隙内に微生物を保持することが可能である。
本発明の好ましい態様によれば、この充填物は直径２ｍ
ｍ以上１２０ｍｍ以下程度の大きさの粒子であるのが好
ましい。更にその比重は、好ましくは１．０以上２．１
以下であり、より好ましくは１．０以上１．８以下であ
る。充填物の比重が前記範囲にあると流動攪拌手段によ
って効率よく充填物を流動させることが出来る。

【００１３】本発明による浄化装置においては、充填物
は、区画内に充填され、充填層を形成する。その際、充
填物は区画内に、その充填物が流動可能な空間を残しな
がら充填される。好ましい態様によれば、充填物は区画
の１０％以上９５％以下の体積を占めるよう充填され
る。すなわち、区画の９０％〜５％の空間は充填物が充
填されていない空間として残される。

【００１４】充填層は、充填物間に隙間を有し、排水は
その隙間を流れる。その間、排水に含まれる微少な汚泥
粒子などの固形物は充填物表面に吸着される。吸着され
た固形物は、その一部は充填物に保持された微生物によ
って更に生物学的に分解され、低分子化される。従っ
て、前段の有機物分解手段によって分解されなかった、
または分解が不十分であった有機物が処理水から取り除
かれ、更に分解処理される。

【００１５】運転を続けた結果、充填物間の空隙は固形
物によって徐々に埋まる。その一部は充填物に保持され
た微生物によって分解されるが、その速度以上に充填物
の空隙を固形物が塞ぐ。従って、充填物の洗浄操作が必
要となる。

【００１６】本発明においては、この洗浄操作は区画内
で充填物を流動させうる流動攪拌手段によって行われ
る。すなわち、流動攪拌手段によって、充填物が区画内
で互いに離れ、独立して移動可能な状態とされ、充填物
間にまたは充填物表面に付着している固形物を充填物か
ら離す。この流動攪拌手段は、好ましくは区画の下部に
設けられた曝気装置により空気などの気体を充填物に吹
き付ける、またはノズルから水などの流体を充填物に吹
き付けることにより構成してよい。

【００１７】本発明による装置は、更に流動攪拌手段に
よって形成された充填物の流動を、区画の上部において
重力方向に対して直角以外の角度をもって遮る障害手段
を設けてなる。ここで、「重力方向に対して直角以外の
角度をもって遮る」とは、例えば区画の上面を斜めに形
成し、区画をテーパー状に形成するなどして、充填物の
流動を水平以外の方向で遮ることを意味するものとす
る。本発明の好ましい態様によれば、例えば区画の上面
を垂直方向に対して１０〜８７度、好ましくは３０〜８
５度、の角度を持った平面に形成し、区画をテーパー状
にして充填物の流動を遮る。より好ましい態様によれ
ば、本発明による障害手段は、流動を遮りながら、その
方向を有機物分解手段に向け、分離された固形物を有機
物分解手段に戻すような水流が形成されるようにされる
のがよい。戻された固形物は有機物分解手段によって更
に分解される。なお、この態様において、充填物が有機
物分解手段に移動しないよう、区画は、水および固形物
を通すが、充填物を区画内にとどめるよう例えば網など
で形成されるのが好ましい。

【００１８】流動攪拌手段を作動させて固液分離手段を
洗浄する操作は、浄化装置の浄化効率が低下してから行
われてもよいが、その前にタイマー等により定期的に行
われるのが好ましい。更に、本発明の好ましい態様によ
れば、固液分離手段の濾過抵抗が変化した場合に流動攪
拌手段の作動を制御してもよい。具体的には、浄化装置
の有機物分解手段の処理能力と固液分離手段の処理能力
を適宜選択すると、固液分離手段の浄化効率の低下に伴
って、固液分離手段における濾過抵抗は上昇するため、
有機物分解手段に流入する水量よりも、固液分離手段で
処理された処理水の水量が小さくなる。その場合、固液
分離手段の後流側に設けた流量計等により流量変化を検
出して流動攪拌手段を作動させ、固液分離手段の洗浄操
作を行うよう構成されてもよい。また、本発明のより好
ましい態様によれば、固液分離手段で処理された処理水
を貯留する貯留槽が更に設けられ、その貯留層の水位あ
るいは有機物分解処理槽と貯留槽との水位を目安に流動
撹拌手段の作動を制御してもよい。具体的には、濾過抵
抗の上昇に伴い貯留槽の水位あるいは有機物分解手段に
おける水位と貯留槽との水位とを検出比較し、その差が
一定以上となったとき、流動撹拌手段を作動させ、固液
分離手段の洗浄操作を行うように構成されてもよい。

【００１９】更に本発明の好ましい態様によれば、本発
明による浄化装置は、固液分離手段によって処理された
処理水を殺菌する殺菌手段が設けられてなる。殺菌は例
えば塩素系の薬剤を投入する、処理水を電気分解に付し
て処理水中に存在する塩素イオンを次亜塩素酸に変換し
て殺菌するなどにより好ましく行われる。

【００２０】電気分解による方法が、循環型の浄化装置
においてしばしば問題とされる尿石の析出をも抑制する
ので好ましい。電気分解する手段は、殺菌が有効に防止
されるのであれば、その態様は特に限定されないが、好
ましい態様によれば処理水内に電極を浸け、電圧を印加
する。電気分解の電圧、電流などの条件は適宜決定され
てよいが、例えば電気分解によって次亜塩素酸が０．１
〜３０ｇ／ｍ³程度、好ましくは１〜１５ｇ／ｍ³程度
となるよう電気分解の条件を選択するのが好ましい。あ
まりに低い濃度の次亜塩素酸では尿石の析出が十分に抑
制されないおそれがある。また、あまりに高い濃度の次
亜塩素酸は、例えば有機物処理を微生物学的に行う場
合、循環された洗浄水に残留してる次亜塩素酸がその微
生物の生育の障害となり、有機物の分解処理効率を低下
させてしまうおそれがあるからである。

【００２１】また、本発明の好ましい態様によれば、本
発明による浄化装置は、有機物分解処理手段が微生物学
的処理による場合、その処理手段に排水が導かれる前
に、排水中に残留している遊離塩素を有機塩素に変換す
る手段を備えてなるのが好ましい。循環され再利用され
た処理水に遊離塩素が残留している場合、そのまま排水
とその処理水を微生物と接触させると、遊離塩素が微生
物の生育を阻害し、排水の分解の効率を低下させてしま
うおそれがあるからである。この変換は、排水と処理水
の混合物を、生物学的処理を行う前、一定時間貯留する
ことで好ましく達成することが出来る。従って、変換手
段の好ましい具体例としては、生物学的処理による有機
物分解処理手段の前に設けられた貯留槽が挙げられる。
より好ましい態様によれば、この貯留槽は、曝気手段を
有し、遊離塩素の有機塩素への反応がより効率よく行わ
れるよう構成されてよい。

【００２２】本発明による浄化装置の好ましい具体例
を、図面に基づいて説明する。図１は、本発明による浄
化装置の模式図である。図中の装置において、し尿は、
便器１から入り、流入される洗浄水とともに導管２を通
って第１貯留槽に至る。この第１貯留槽からし尿は多孔
壁４によって比較的大きな混入物（例えば、１０ｍｍ以
上の大きさのもの）が除かれる。

【００２３】この第１貯留槽において、し尿と洗浄水の
混合物は、曝気装置５により攪拌混合される。その間、
洗浄水に残留している次亜塩素酸およびそれ由来の遊離
塩素は、し尿由来の有機物と反応するなどして、後段の
生物処理槽６に存在する微生物に悪影響を与えない程度
の濃度まで低下される。

【００２４】その後、し尿は生物処理槽６に至る。この
生物処理槽６には、微生物を担持した接触ろ材７が置か
れ、し尿はこの接触ろ材７に存在している微生物によっ
て生物学的な分解処理を受ける。ここでは、曝気装置５
により酸素を含む空気が送られる場合、好気的に微生物
による分解を行うことが出来る。また、この曝気装置５
を作動させず、または窒素などの不活性ガスを曝気装置
５によって送り込むことで、嫌気的に微生物による分解
を行うことも可能である。

【００２５】処理水は次に固液分離槽８に移る。この固
液分離槽は、充填物９が網目状のケースからなる区画１
０に充填されてなる。更に、この区画１０の上部１１は
水平ではなく、斜めに形成されていおり、区画１０はテ
ーパー状とされている。また、この固液分離槽８の下部
には曝気装置１２が設けられてなる。この曝気装置１２
によって、充填物９を攪拌し、流動させることが出来
る。なお、この曝気装置１２への空気の送風は、曝気装
置５と共通であっても別個であってもよいが、同一であ
るのが装置の簡便化、小型化の観点から好ましい。

【００２６】処理液は、充填物間の隙間を流れる。その
間、排水に含まれる微少な汚泥粒子は充填物表面に吸着
される。吸着された固形物は、その一部は充填物に保持
された微生物によって更に生物学的に分解され、低分子
化される。従って、前段のし尿処理手段によって分解さ
れなかった、または分解が不十分であった有機物が処理
水から取り除かれ、更に分解処理される。

【００２７】運転を続けた結果、充填物間の空隙は固形
物によって徐々に埋まる。その一部は充填物に保持され
た微生物によって分解されるが、その速度以上に充填物
の空隙を固形物が塞いでしまい、浄化効率が低下した場
合にまたは低下する前に、曝気装置１２を作動させ固液
分離槽８の洗浄操作を行う。曝気装置１２を作動させる
と、気泡およびその上昇に伴う上昇水流が区画１０内に
ある充填物９にあたる。区画１０内において充填物９は
ある一定の空間が空けられて充填されているので、区画
１０内において充填物９は流動する。すなわち、充填物
９は区画内で互いに離れ、独立して移動可能な状態とさ
れる。その間に充填物間にまたは充填物表面に付着して
いる固形物が充填物から離れる。この操作により、固形
物が塞いだ充填物の間隙が回復され、固液分離槽８の固
液分離機能を回復させることが出来る。本発明の好まし
い態様によれば、この曝気装置によって発生される水流
が、固形成分をし尿生物処理槽６に戻すよう形成される
のが好ましい。これにより、固液分離手段における洗浄
によって剥離された固形成分を有機物分離手段に返送す
るための動力源を兼用することができるとともに、有機
物分離手段と固液分離手段とを同室内に設けることがで
きるため、浄化装置を小型化することができる。その態
様を図２に示す。図２に示されるように、曝気によって
上昇水流が形成され、この水流は区画１０の上部１１に
よって遮られ、水流は上部１１に沿って図中の矢印の方
向に流れる。更に、この水流の一部はし尿生物処理槽６
の接触ろ材７の上に至る。固形物もこの水流に乗って移
動し、その一部は接触ろ材７上に至り、自重により接触
ろ材７に沈む。その固形物は接触ろ材７で再び生物学的
に分解を受ける。これにより、より効率の良い処理が実
現できる。

【００２８】固液分離槽で固液分離された処理水は、第
２貯留槽１３に至る。この曝気装置１２の作動は、浄化
装置の浄化効率が低下してから行われてもよいが、その
前に定期的に行われるのが好ましい。更に、本発明の好
ましい態様によれば、第２貯留槽と、し尿生物処理槽６
との水位差を検出し、その差が一定以上となったとき
に、固液分離槽６の処理効率が低下したとして、曝気装
置１２を作動させてよい。そのために、し尿生物処理槽
６と、第２貯留槽に水位を検出する手段を設けてもよ
い。

【００２９】第２貯留槽１３に貯留された処理水はポン
プ１４によって殺菌装置１５に導入され、殺菌される。
本発明の好ましい態様によれば、この殺菌装置１５は、
電気分解装置とされてよい。この電気分解装置の拡大断
面図を図３として示す。ここで、２１および２２は電極
である。この電極には、電源２３によって電圧が印加さ
れる。電気分解を受けた処理水は導管１２を介して貯水
槽１３に洗浄水として溜め置かれる。電気分解により殺
菌を行う場合、処理水に微少な汚泥粒子などが存在して
いると、電気分解の電極表面などに付着して電気分解効
率を低下させるおそれがある。従って、固液分離手段に
よる汚泥粒子除去の程度は、（ＭＬＳＳ）濃度が１１０
℃乾燥濃度として３kg／ｍ³程度以下であるのが好まし
く、より好ましくは１kg／ｍ³程度である。

【００３０】電気分解を受けた処理水は導管１６を介し
て貯水槽１７に洗浄水として溜め置かれる。

【００３１】なお、図中で１８はドレン口であり、洗浄
が行われる場合は、ここから内部の水を抜くことが出来
る。

【００３２】本発明の好ましい態様によれば、図１のよ
うな装置においてその運転方法は、例えば貯水層１７の
水位を検知して水位低下時のみポンプ１４を作動して処
理水を移送する。なお、運転開始時は装置に清水を入
れ、トイレ使用によって装置の水位が上限に達した場合
は逆止弁１９を開け、ドレン口１８より汚水を放出す
る。その後、清水を一定量入れて使用を再開する。

【００３３】

【実施例】実施例１図１に示される装置の、し尿生物分解槽６と固液分離槽
８のみを備える装置において、以下の実験を行った。し
尿分解槽６の波板状接触ろ材７には好気的微生物を担時
させ、曝気装置５から間欠曝気を行いし尿を好気的に処
理した。充填物９として、下記の第１表中にある種々の
ものを利用した。充填物は円柱状、角柱状、または球状
のいずれかの形状のものとして利用したが、いずれも最
大寸法は１０ｍｍとした。充填物９は区画１０の６０％
を占めるよう充填した。また、区画１０の上面１１は、
水平から３０度傾けて、構成した。装置の運転は固液分
離槽８に生物処理槽６から間欠曝気汚泥が１０ｃｍ／秒
の線速度で流入するようにし、この運転を１時間行っ
た。この運転による、固液分離槽８の汚泥補足率を次の
ように定義し、算出した。

【００３４】

【００３５】また、この運転の後、曝気装置１２を作動
させ、区画１０の下部に対し固液分離槽の単位投影面
積、単位時間当り７０ｍ³・ｍ^-2・ｈ^-1の空気を導入
し、固液分離槽８を洗浄した。固液分離槽８の運転前、
ならびに曝気の前および後における圧力損失を測定し
た。その値より、洗浄による固液分離槽の洗浄回復率
（％）を次のように算出した。

【００３６】

【００３７】以上の結果は、次の第１表に示されるとお
りであった。

【００３８】

【表１】

【００３９】実施例２充填物が実施例１のポリスチレンイオン交換ビーズの場
合について、１時間の運転の後洗浄を行う操作を１０回
繰り返した。その後の汚泥補足率、および回復率を測定
した。また、区画１０の上面１１を水平に形成した以外
は、同一の充填率で同一の充填物を区画１０に充填する
など、条件を同一とし運転を行った。１０回の運転およ
び洗浄を繰り返した後の汚泥補足率、および回復率を測
定した。それらの結果は、次の第２表に示されるとおり
であった。

【００４０】第２表汚泥補足率（％）回復率（％）上面１１が傾斜面＞９５８６上面１１が水平面＞９５４３

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による浄化装置の模式図である。

【図２】本発明による浄化装置において、曝気装置を作
動させ、固液分離槽の洗浄を行う際の水流の模式図であ
る。

【図３】図１の装置の電気分解部の拡大断面図である。

【符号の説明】

１便器２導管３第１貯留槽４多孔壁５曝気装置６生物処理層７接触ろ材８固液分離槽９充填物１０区画１１区画１０の上面１２曝気装置１３第２貯留槽１５殺菌装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排水中に含まれる有機物を分解する有機物
分解手段と、該有機物分解手段によって処理された処理
水を固液分離する手段とを備えてなる浄化装置であっ
て、前記固液分離手段が、流動可能な充填物と、該充填物が
流動可能な空間を残しながら充填された区画と、該区画
内で該充填物を流動させうる流動攪拌手段と、前記区画
の上部において前記充填物の流動を重力に対して直角以
外の角度をもって遮る障害手段とを含んでなる、浄化装
置。
【請求項２】前記充填物が多孔質体からなる、請求項１
記載の浄化装置。
【請求項３】前記充填物が直径２ｍｍ以上１２０ｍｍ以
下の粒子である、請求項１または２記載の浄化装置。
【請求項４】前記充填物が１．０以上２．１以下の比重
を有し、かつ前記区画の１０％以上９５％以下の体積を
占める、請求項１〜３いずれか一項記載の浄化装置。
【請求項５】前記流動攪拌手段が曝気装置である、請求
項１〜４いずれか一項記載の浄化装置。
【請求項６】前記障害手段が、前記充填物から離れた固
形物を前記し尿分解手段に戻どすような水流が形成され
るよう前記充填物の流動を妨げる、請求項１記載の浄化
装置。
【請求項７】前記固液分離手段の濾過抵抗が変化した場
合に、前記流動攪拌手段を作動させるよう構成された、
請求項１または６記載の浄化装置。