ポンプ装置、及びこのポンプ装置を備えた汚水浄化槽
【課題】 本発明は上記課題を鑑みたものであり、簡単な構造で安定して小流量の液体を供給でき、且つ安価なポンプ装置、及びこれを備えた汚水浄化槽を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明は、液体を収容する第一の容器と、この第一の容器内の液体中に浸漬するように収容される第二の容器とを備え、この第二の容器が、上記第一の容器内の液体を第二の容器内に取り込む流入口と、第二の容器内の液体を第一の容器外に排出する排出管と、第二の容器内の液体を加圧して排出管へと押し出す気体流入管とを有しているポンプ装置である。
【解決手段】 本発明は、液体を収容する第一の容器と、この第一の容器内の液体中に浸漬するように収容される第二の容器とを備え、この第二の容器が、上記第一の容器内の液体を第二の容器内に取り込む流入口と、第二の容器内の液体を第一の容器外に排出する排出管と、第二の容器内の液体を加圧して排出管へと押し出す気体流入管とを有しているポンプ装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体を用いて小流量の液体を供給するポンプ装置、及びこれを備えた汚水浄化槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまでに気体を用いて液体を供給するポンプとしては、エアリフトポンプや間欠定量ポンプ等、様々なものが提案されている。
図５を用いてエアリフトポンプの一例を説明すると、エアリフトポンプは、通常、揚水管６１と、送気管６２とから構成されている。このポンプの原理を説明すると、先ず、送気管６２から揚水管６１内に空気を送ると、管内の水と空気が混合されて、管内の水の比重が軽くなる。そうすると、水槽内の水圧により揚水管６１内の水は、連続的に押し上げられるようになり、その結果、水槽内の水を揚水・移送することができる。
【０００３】
一方、間欠定量ポンプは、例えば図６に示すようなものが提案されている。この間欠定量ポンプは、液体を取り込むための取り込み口７１及び揚水管７２を備える密閉容器７３と、この密閉容器７３内に加圧空気を送るための空気供給管７４とを備えている。
次にこのポンプの原理について説明する。先ず空気を送る前は密閉容器７３内には水が満たされている。ここに空気供給管７４より空気を送ると、この空気圧により密閉容器７３内の水は揚水管７２から上方に押し出されて、水が移送される。
密閉容器７３内の水が減少して容器内の水位が揚水管７２の下端部７５以下になると、空気供給管７４から送る空気は揚水管７２から逃げて密閉容器７３内の圧力が減少し、同時に取り込み口７１から密閉容器７３内に水が流入する。
その後、密閉容器７３内の水位が揚水管７２の下端部７５よりも高くなり、空気供給管７４の空気圧が取り込み口７１からの水圧よりも大きくなると、取り込み口７１に設けられた開閉弁７６が閉じて、再び密閉容器７３内の水が空気圧により揚水管７２から押し出される。この繰り返しにより、密閉容器７３内の水を揚水管７２から排出させている。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００３−２２７４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これらのポンプは通常１分間当りの流量が数Ｌ以上の規模で使用されているものであり、例えば１分間当りの流量が数ｍＬ〜数十ｍＬレベルの小流量の液体を供給する場合には構造が複雑になるばかりか安定した流量を供給することも困難であった。
一方、小流量の液体を供給する手段としては電磁式等の電動ポンプが挙げられるが、これらのポンプは、例えば小規模浄化槽の分野では高価であり実際に使用することが困難であった。
【０００５】
本発明は上記課題を鑑みたものであり、簡単な構造で安定して小流量の液体を供給でき、且つ安価なポンプ装置、及びこれを備えた汚水浄化槽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】
【０００６】
上記課題を達成するため、本発明では次の構成をとった。
（１）本発明は、液体を収容する第一の容器と、この第一の容器内の液体中に浸漬するように収容される第二の容器とを備え、この第二の容器が、上記第一の容器内の液体を第二の容器内に取り込む流入口と、第二の容器内の液体を第一の容器外に排出する排出管と、第二の容器内の液体を加圧して排出管へと押し出す気体流入管とを有しているポンプ装置である。
（２）項（１）において、流入口の断面積が、排出管の軸方向の断面積未満であるポンプ装置。
（３）項（１）又は（２）において、流入口が、第二の容器の底面に設けられているポンプ装置。
（４）項（１）乃至（３）の何れかにおいて、排出管の軸方向の断面積が、第二の容器の排出管を設置する面の断面積以下であるポンプ装置。
（５）項（１）乃至（４）の何れかに記載されるポンプ装置が、エアリフトポンプを備える第３の容器内に、上記エアリフトポンプにより第３の容器内の液体を第一の容器内に供給して溢流させ、溢流した液体を再び第３の容器内に収容するように配置されるポンプ装置。
（６）項（５）において、エアリフトポンプに供給する気体が、第二の容器の気体流入管に送る気体の一部を分岐したものである請求項５のポンプ装置。
（７）項（１）乃至（６）の何れかに記載されるポンプ装置を備えた汚水浄化槽。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のポンプ装置によれば、簡単な構造で小流量の液体を供給することができる。
また、本発明のポンプ装置を備える汚水浄化槽によれば、電動ポンプ等の高価な装置を用いることなく、安価で簡単な装置で小流量の液体を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
始めに、図１を参照して本発明のポンプ装置の作用原理について述べる。
図１は、本発明のポンプ装置の、一実施例を示す概略断面図であり、（a）は気体供給前の状態、（b）は気体供給時の状態（最初の数秒間）、（c）は気体供給時の状態（第二の容器２内の液体排出後）、（d）は気体の供給を停止して数秒後の状態である。
気体を供給する前の状態（a）において、ポンプ装置の第二の容器２内には第一の容器１の水位と同じ水位の液体が収容されている。ここで、気体流入管５から気体を流入させると、第二の容器２内の液体は容器内の圧力の上昇により押し出されて、排出管４から液体が排出されるとともに、一部は流入口３から排出される（bの状態）。次に、第二の容器２内の液体が排出された後は、流入口３と排出管４とから気体が排出されたままの状態となる（cの状態）。このとき、第二の容器２内の圧力は、流入口３にかかる水圧よりも高くなるように設定しているので、気体供給している間に流入口３から第一の容器１内の液体が流入することはない。次に、気体の供給を停止すると、第一の容器１内の液体が流入口３から第二の容器２内に流入し（dの状態）、気体供給前の（a）の状態に戻る。このサイクルを繰り返すことにより、一定容積の液体を供給することができる。
【０００９】
１サイクルあたりの液体の供給量は、第二の容器２の容積、流入口３の位置及び断面積等により任意に調整することができる。また、単位時間当りの液体の供給量は、気体供給・停止の間隔を設定することにより、任意に調整することができる。また、このポンプ装置は、第二の容器２内に気体を供給する際に流入口３の洗浄も行うので、流入口３における異物の詰まりを防止して安定した液流量を確保することができる。
【００１０】
次に、図１を参照して、本発明のポンプ装置の一例の構造について説明する。
ポンプ装置は、液体を収容する第一の容器１と、第一の容器１内の液体中に浸漬するように収容される第二の容器２とを備えている。この第二の容器２には、上記第一の容器１内の液体を第二の容器２内に取り込む流入口３と、第二の容器２内の液体を第一の容器１外に排出する排出管４と、第二の容器２内の液体を加圧して排出管４へと押し出す気体流入管５とを有している。
【００１１】
第一の容器１の形状は、第二の容器２と必要量の液体を収容できる容積及び形状を有していれば、特に限定されることはない。また、材質についても特に限定されるものではないが、第一の容器１内に収容する液体に対して耐久性を有する材質であることが好ましい。
【００１２】
第二の容器２の形状は、特に限定されることはなく必要に応じて任意の形状とすることができる。また、材質に関しては、第一の容器１と同様に収容する液体に対して耐久性を有する材質であることが好ましい。また、第二の容器２の容積は、供給したい液体量に応じて任意に設定することができる。例えば、第二の容器２の容積を概ね１５ｍＬから３０ｍＬにすると、１サイクル当りの液体供給量を１０ｍＬ程度に設定することができる。
【００１３】
流入口３の断面形状は、円状、楕円状、多角形状、スリット状、網目状等、様々な形状を用いることができるが、好ましくは円状である。
また、流入口３の断面積は、排出管４の軸方向の断面積よりも小さいことが好ましい。流入口３の断面積が、排出管４の軸方向の断面積よりも大きくなると、気体流入管５から気体を供給した時に、第二の容器２内の液体が流入口３から逃げやすくなり、排出管４から液体を排出しにくくなってしまうためである。
但し、流入口３の断面積を小さくし過ぎると、液体中に異物が存在する場合に流入口３において目詰まりが生じやすくなってしまう。従って、流入口３の断面積は、概ね０．５ｍｍ２以上、更に好ましくは３ｍｍ２以上であり、且つ排出管４の軸方向の断面積以下であることが好ましい。
【００１４】
流入口３の設置位置は、第一の容器１内の液面よりも低い位置であれば、どこにでも設けることはできるが、好ましくは排出管４の取り付け位置よりも低い位置、更に好ましくは第二の容器２の底面である。流入口３を排出管４の取り付け位置よりも低い位置に設けると、流入口３にかかる水圧は排出管４にかかる水圧よりも大きくなる（流入口３と排出管４の軸方向の断面積が同じ場合）。その結果、気体を供給した時に、第二の容器２内の液体は流入口３よりも排出管４に排出されやすくなる。
【００１５】
また、例えば図１に示すように、流入口３を排出管４と反対側の壁面に設けると、第二の容器２内の液体は排出管４から排出されやすくなるので排出管４からの液体量を多くすることができる。また、図２に示すように、流入口３を排出管４と同じ側の壁面に設けると、流入口３から逃げる液量が多くなるので、排出管４から排出される液体量を少なくすることできる。このように、流入口３の設置位置により排出管４から排出する液体量を調整することもできる。
流入口３の代わりに、第二の容器２内が加圧状態の時に閉じて、加圧されていない状態の時に開くような開閉弁を設けても、同様の機能を持たせることができる。
【００１６】
排出管４は、第二の容器２内の液体を供給したい箇所に排出するためのものであり、第二の容器２の液面よりも低い位置に設けられる。
排出管４の軸方向の断面積は、第二の容器２の排出管４を設ける面の断面積よりも同等以下であることが好ましい。排出管４の軸方向の断面積が第二の容器２の排出管４を設ける面の断面積よりも大きくなると、第二の容器２内の液体を排出する際に排出管４内でフラッディング状態になりやすくなり、結果として液体供給量が不安定になるためである。
なお、図１及び２に示す実施例では、排出管４を１個しか設けていないが、これに限定されることはなく、必要に応じて複数個の排出管４を設けて複数箇所に液体を供給させることもできる。
【００１７】
気体流入管５は、第二の容器２内の液体を加圧して排出するために、第二の容器２内に気体を導入するためのものである。気体流入管５の入り口部６は空気を送るブロワに接続されている。
気体流入管５の断面形状、材質、及び管径等は、必要に応じて任意に設定することができる。また、気体流入管５の設置位置は特に限定されることはないが、設置性を考慮すると第二の容器２の上面もしくは側面に設置することが好ましい。
【００１８】
気体流入管５に供給する気体の流量は、第二の容器２内に収容されている液体を押し出すとともに、気体を供給している間に流入口３にかかる水圧以上の圧力を確保できる（流入口３からの液体の流入を防止できる）流量以上であることが好ましい。具体的な好適範囲は、第二の容器２、流入口３、及び排出管４の仕様等により異なるが、例えば、第二の容器２の容積１５ｍＬ、流入口３の断面積８ｍｍ２、排出管４の内径６ｍｍの場合には、気体流量の好適範囲は、５〜１００Ｌ／分、更に好ましくは、１０〜５０Ｌ／分である。
【００１９】
気体流入管５への気体の供給は、通常タイマー制御により行われ、単位時間当たりに供給したい液体量に応じて、任意にＯＮ−ＯＦＦ時間を設定することができる。例えば、時間当りの液体供給量を多くしたい場合には、ＯＮ−ＯＦＦ切り替え頻度を多く設定すればよいし、少なくしたい場合には、ＯＮ−ＯＦＦ切り替え頻度を少なくすればよい。
【００２０】
次に本発明のポンプ装置の別の実施例を図３により説明する。
図３は、ポンプ装置の別の実施例の概略断面図であり、ポンプ装置は、エアリフトポンプ７を備える第三の容器８と、前記した第一の容器１と第二の容器２とを有した構成であるポンプ装置ユニット８０とを備えている。
【００２１】
第三の容器８の形状は、エアリフトポンプ７を収容可能であり、且つ、エアリフトポンプ７による揚水が可能な水深を確保できれば特に限定されるものではなく、任意の形状とすることができる。また、材質については、第三の容器８内に収容する液体に対して耐久性を有する材質であることが好ましい。
【００２２】
エアリフトポンプ７は、第三の容器８内の液体を揚水できるものであれば、特に限定されるものではない。例えば、図３では、エアリフトポンプ７の空気導入管７ａを揚水管７ｂの外側面に接続する外管方式を用いているが、気体導入管７ａを揚水管７ｂの内側に設ける内管方式を用いても良い。
また、本実施例では、エアリフト式のポンプを用いているが、これに限定されることはなく間欠定量式のポンプもしくは電動ポンプを用いることもできる。
【００２３】
エアリフトポンプ７から供給する液体の流量は、ポンプ装置ユニット８０内の第二の容器２から排出される液体量よりも多いことが好ましい。そうすれば、第二の容器２から液体を排出した後も第一の容器１内の水位、及び第二の容器２内の液体貯留量を一定に保つことができる。結果として、第三の容器８内に貯留されている液体の残量の影響を受け難くなり、常に一定の液量を排出することができる。
【００２４】
空気導入管７ａに供給する気体の流量は、第三の容器８内の液体を揚水できる流量以上であればよい。また、空気導入管７ａに供給する気体は、上記の流量が確保されるのであれば、第二の容器２の気体流入管５に送る気体の一部を分岐したものであってもよい。この場合、空気量を調整するためにオリフィスやバルブ等の空気量調整部材を、気体導入管７ａと気体流入管５のどちらか一方、もしくは両方に設けることもできる。（図示省略）
【００２５】
ポンプ装置ユニット８０については、前記した通りなので、ここでは詳細な説明を省略する。なお、図３に示すポンプ装置ユニット８０は、第三の容器８内に収容されるように設置しているが、エアリフトポンプ７により第三の容器８内の液体を第一の容器１内に供給でき、且つ、第一の容器１から溢流させた液体が再び第三の容器８内に収容される配置であれば、これに限定されるものではなく、様々な配置を取ることができる。
【００２６】
次に、本発明の汚水浄化槽の一実施例を図４により説明する。図４は、本発明の汚水浄化槽の実施例の概略断面図である。
汚水浄化槽は、嫌気処理槽第１室２１、嫌気処理槽第２室２２、好気処理槽３０、処理水槽（沈殿槽）４０、消毒槽３３並びにポンプ装置５０を備えている。また、嫌気処理槽第一室２１と嫌気処理槽第二室２２の上部には、流量調整部２５を設けている。
【００２７】
嫌気処理槽２１、２２に設けられている濾床２３の形状としては、特に限定するものではなく、ヘチマ様、波板状、多孔質状等の板状部材、蜂の巣状（ハニカムコア）部材などが好ましく用いられる。骨格球状、網様円筒状部材なども用いることができる。
尚、濾床２３は、嫌気濾床槽第２室２２にだけ設けてもよく、または嫌気濾床槽第１室２１及び嫌気濾床槽第２室２２の両室から除くこともできる。
【００２８】
嫌気処理槽第一室２１と嫌気処理槽第二室２２の上部には流量調整部２５を設けている。嫌気処理槽第二室２２の出口付近には、移送用エアリフトポンプ２７を設けており、この移送用エアリフトポンプ２７の吸込口２６は、流量調整部２５のＬ．Ｗ．Ｌに設けている。また、この移送用エアリフトポンプ２７は、空気配管５３によりブロワ３５に接続されている。吸込口２６は、水面に浮上した汚泥などの流入を防ぐために、移流管２４内に設けることが好ましい。
【００２９】
嫌気処理槽２１、２２の水位は、汚水の流入量が移送用エアリフトポンプ２７の送液量よりも多いと上昇し、少ないと下降し、Ｌ．Ｗ．ＬとＨ．Ｗ．Ｌとの間を上下する。なお、移送用エアリフトポンプ２７の送液能力は、想定される流入汚水量よりも多く設定しているので、通常、嫌気処理槽２１、２２の水位がＨ．Ｗ．Ｌを超えることはない。
【００３０】
本実施例では、嫌気処理槽第二室２２に設ける移送用エアリフトポンプ２７にエアリフトポンプ式を用いているが、エアリフトポンプ式に代えて、密閉容器の空気圧送による間欠定量ポンプや電動ポンプ等を用いてもよい。また、本実施例では、流量調整部２５を嫌気処理槽第一室２１と嫌気処理槽第二室２２の上部に設けているが、どちらか一方にのみ設けても良く、もしくは省くこともできる。
【００３１】
好気処理槽３０は、上部に好気反応室９、下部に濾過室１０を備えている。なお、図４では、好気反応室９と濾過室１０は上下に配置されているが、これに限るものではなく左右に配置されても良いし、濾過室１０を好気処理槽３０内の一画に内設しても良く、様々な配置を取ることができる。また、濾過室１０を除くこともできる。
【００３２】
好気処理槽３０の下流側には、好気処理槽３０で処理された液を嫌気処理槽第１室２１に移送するための循環用エアリフトポンプ３１を設けている。この循環用エアリフトポンプ３１は、図４では濾過室１０の下流側に設けているが、好気反応室９と濾過室１０との間に設けてもよい。
【００３３】
生物反応床９ａには、流入液中の有機物を好気的に処理する微生物を付着するための濾材（微生物担体、微生物付着材、接触材）を充填しており、その下方には反応用散気部材１１を設けている。なお、生物反応床９ａは流動床でも固定床でもよい。
【００３４】
濾材の形状は、板状、網板状、ヘチマ状、多孔質状、筒状、棒状、骨格球状、紐状、更には粒状、不定形な塊状、立方体状、繊維塊状等の種々の形状に加工したものを用いることができる。また、その基材としては、例えばポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルフォルマール、ポリウレタン、メラミン樹脂等の合成樹脂製加工物、セラミックス、珪砂等の無機製加工物、アンスラサイト等の化石加工物、活性炭等で、比重約１又は１以上のもの、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン等の比重約１又は１以下のもののいずれも用いることができる。
【００３５】
濾過室１０には、濾材を充填した濾過床１０ａを形成させて、流入液中のＳＳを捕捉除去する。充填する濾材としては、液中で浮上するものを用いることができるが、好ましくは沈降性濾材である。沈降性濾材には、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルフォルマール、ポリウレタン、メラミン樹脂等の合成樹脂製加工物、セラミックス、珪砂等の無機製加工物、アンスラサイト等の化石加工物、活性炭等の、比重約１又は１以上のもの、又はポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン等に充填剤を添加して比重約１又は１以上に調整したものがあり、これを粒状、塊状、筒状、網状、棒状、繊維塊状等、更には多孔質状等に成形、加工したものでもよい。
【００３６】
濾過床１０ａの下方には、濾過床１０ａを洗浄するための洗浄用散気部材１２と、濾過床１０ａに捕捉されたＳＳを剥離した際に生じる洗浄排水４４を嫌気処理槽第１室２１に移送するための洗浄排水引抜きポンプ１４とを設けている。
【００３７】
洗浄用散気部材１２と洗浄排水引抜きポンプ１４とは、空気配管１６により流路切替装置１３を介してブロア３５に接続している。流路切替装置１３は、ブロア３５から送られる空気を空気配管１５、１６のいずれか一方に送るように切り替える装置であり、例えばタイマーと切替弁とから構成される。通常運転時には、送風機３５からの空気を空気配管１５に送るように設定しているが、例えばタイマーで設定した時刻（洗浄運転時）になると空気配管１６に流路を切り替えて濾過床１０ａを洗浄する。
【００３８】
ポンプ装置５０は、本実施例では浄化槽本体の放流側の外壁面に密接して設置しているが、これに限るものではなく、浄化槽内の一画に配置してもよい。また、浄化槽本体と離間を有した状態で地下に設置したり、地上に設置したりすることもできる。
【００３９】
ポンプ装置５０には、ポンプ装置ユニット８０と、エアリフトポンプ７とを設けており、それぞれ気体流入管５、空気導入管７ａによりブロワ５６に接続されている。なお、ブロワ５６を設置する代わりに、ブロワ３５に接続されている空気配管１５を分岐して、ここに流れる空気の一部を気体流入管５、気体導入管７ａに送ってもよい。この場合、空気配管１５から分岐した配管の途中にタイマー等で制御可能な電磁弁を設けて、気体流入管５と気体導入管７ａに空気を供給したい時に弁を開き、空気の供給を停止したい時には弁を閉じるようにタイマーを設定する。
【００４０】
ポンプ装置５０内の液体は、排出管４により好気処理槽３０に送液しているが、送液する場所はこれに限るものではなく、嫌気処理槽２１、２２、処理水槽４０、消毒槽３３もしくは循環水移送管３１ａ等、供給する液体の種類と目的により様々な箇所に供給することができる。
【００４１】
ポンプ装置５０内の液体には、様々なものを用いることができる。例えば、この液体に鉄塩、アルミニウム塩、カルシウム塩等を含む溶液を用いれば、これらとリン酸イオンを反応させて不溶性のリン酸塩を形成させることにより汚水中のリンを除去することができる。また、微生物、酵素、微生物活性助剤等を含む液を用いれば浄化槽の早期立ち上げや処理機能の改善に寄与させることもできる。その他、ｐＨ調整剤、凝集剤、脱窒用の水素供与体、栄養塩類、消泡剤、脱臭剤、消毒剤等、浄化槽に付加したい機能に合わせて様々な液体を用いることができる。
【００４２】
処理水槽（沈殿槽）４０では、好気処理槽３０で好気処理された被処理液を一時的に貯留した後、消毒槽３３に移流させる。なお、本実施例では、処理水槽（沈殿槽）４０を設けているが、これを省くこともできる。
【００４３】
消毒槽３３には、消毒剤を備える薬筒３８を設けている。被処理液はここで消毒された後、放流口４１から排出される。
【００４４】
以下、汚水の処理について説明する。汚水は流入口２０から嫌気処理槽第一室２１に入り、流入汚水中の固形物の分離と嫌気処理が行われる。嫌気処理槽第一室２１からの移流液は、嫌気処理槽第二室２２に入り、更なる固形物の分離と嫌気処理が行われる。
【００４５】
嫌気処理槽第二室２２からの移流液は、移送用エアリフトポンプ２７により好気処理槽３０に移送される。好気処理槽３０では、好気反応室９において嫌気処理槽第二室２２からの移流液中の有機物を好気的に生物分解する。ここで、ポンプ装置５０内の液体に鉄塩溶液（例えば、ポリ硫酸第二鉄）を用いる場合には、好気反応室９において鉄イオンとリン酸イオンを反応させて水に不溶のリン酸鉄を形成させ、生物処理により生成したＳＳとともに濾過室１０で捕捉濾過する。
【００４６】
濾過床１０ａは、時間の経過とともにＳＳが蓄積し目詰まりするので、定期的又は適宜に（逆）洗浄する。この洗浄は、ブロア３５の空気を洗浄用散気部材１２から吐出させ、濾過床１０ａをバブリングするとともに、ブロア３５の空気の一部を空気配管１７に流して洗浄排水引抜きポンプ（エアリフトポンプ）１４にも供給する。剥離したＳＳは槽内液とともに洗浄排水４４となって濾過床１０ａを下降し、洗浄排水引抜きポンプ１４によって洗浄排水排出部材１４ａを経て、嫌気処理槽第１室２１へ戻る。濾過床１０ａの洗浄は、通常、一般家庭で汚水が排出されることが少ない深夜に行うことが好ましい。
好気処理槽３０からの移流液は、処理水槽４０を経て、消毒槽３３に入り薬筒３８と接触させて消毒した後、処理水として放流口４１から放流される。
【００４７】
（試験例）
本発明のポンプ装置の一例を用いた試験例を以下に示す。試験は、図１に示すポンプ装置を用いて実施した。また、比較例としてエアリフト式ポンプの試験も実施した。試験に用いたポンプ装置の仕様を表１に、試験条件を表２に、試験結果を表３に示す。
【００４８】
【表１】
【００４９】
【表２】
【００５０】
【表３】
【００５１】
表３より、比較例のエアリフトポンプは供給空気量の影響を受けやすく、小流量の液体を安定して供給することは困難であった。一方、本発明の一例のポンプでは、１．０ｍＬ／分〜５０ｍＬ／分のように少ない流量範囲であっても、空気供給量の影響を受け難く、一定の液量を安定して供給できることが分かった。なお、試験結果は本発明のポンプ装置の一例であり、第二の容器の容量や、流入口、排出管の軸方向の断面積、供給空気量等を変更することにより、更に広範囲の液量を安定して供給することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施例であるポンプ装置の一例の概略断面図であり、（a）は気体供給前の状態、（b）は気体供給時の状態（最初の数秒間）、（c）は気体供給時の状態（第二の容器２内の液体排出後）、（d）は気体の供給を停止して数秒後の状態である。
【図２】本発明の他の実施例であるポンプ装置の一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の他の実施例であるポンプ装置の一例を示す概略断面図である。
【図４】本発明の実施例である汚水浄化槽の一例を示す概略図である。
【図５】従来例のエアリフトポンプの一例を示す概略図である。
【図６】従来例の間欠定量ポンプの一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５３】
１…第一の容器、２…第二の容器、３…流入口、４…排出管、５…気体流入管、６…入り口部、７…エアリフトポンプ、７ａ…空気導入管、７ｂ…揚水管、８…第三の容器、９…好気反応室、９ａ…生物反応床、１０…濾過室、１０ａ…濾過床、１１…反応用散気部材、１２…洗浄用散気部材、１３…流路切替装置、１４…洗浄排水引抜きポンプ、１４ａ…洗浄排水排出部材、１５…空気配管、１６…空気配管、１７…空気配管、２０…流入口、２１…嫌気濾床槽第一室、２２…嫌気濾床槽第二室、２３…濾床、２４…移流管、２５流量調整部、２６…吸込口、２７…移送用エアリフトポンプ、３０…好気処理槽、３１…循環用エアリフトポンプ、３１ａ…循環水移送管、３３…消毒槽、３５…ブロワ、３８…薬筒、４０…処理水槽、４１…放流口、４３…流入水、４４…洗浄排水、５０…ポンプ装置、５３…空気配管、５６…ブロワ、６１…揚水管、６２…送気管、７１…取り込み口、７２…揚水管、７３…密閉容器、７４…空気供給管、７５…下端部、７６…開閉弁、８０…ポンプ装置ユニット。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体を用いて小流量の液体を供給するポンプ装置、及びこれを備えた汚水浄化槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまでに気体を用いて液体を供給するポンプとしては、エアリフトポンプや間欠定量ポンプ等、様々なものが提案されている。
図５を用いてエアリフトポンプの一例を説明すると、エアリフトポンプは、通常、揚水管６１と、送気管６２とから構成されている。このポンプの原理を説明すると、先ず、送気管６２から揚水管６１内に空気を送ると、管内の水と空気が混合されて、管内の水の比重が軽くなる。そうすると、水槽内の水圧により揚水管６１内の水は、連続的に押し上げられるようになり、その結果、水槽内の水を揚水・移送することができる。
【０００３】
一方、間欠定量ポンプは、例えば図６に示すようなものが提案されている。この間欠定量ポンプは、液体を取り込むための取り込み口７１及び揚水管７２を備える密閉容器７３と、この密閉容器７３内に加圧空気を送るための空気供給管７４とを備えている。
次にこのポンプの原理について説明する。先ず空気を送る前は密閉容器７３内には水が満たされている。ここに空気供給管７４より空気を送ると、この空気圧により密閉容器７３内の水は揚水管７２から上方に押し出されて、水が移送される。
密閉容器７３内の水が減少して容器内の水位が揚水管７２の下端部７５以下になると、空気供給管７４から送る空気は揚水管７２から逃げて密閉容器７３内の圧力が減少し、同時に取り込み口７１から密閉容器７３内に水が流入する。
その後、密閉容器７３内の水位が揚水管７２の下端部７５よりも高くなり、空気供給管７４の空気圧が取り込み口７１からの水圧よりも大きくなると、取り込み口７１に設けられた開閉弁７６が閉じて、再び密閉容器７３内の水が空気圧により揚水管７２から押し出される。この繰り返しにより、密閉容器７３内の水を揚水管７２から排出させている。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００３−２２７４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これらのポンプは通常１分間当りの流量が数Ｌ以上の規模で使用されているものであり、例えば１分間当りの流量が数ｍＬ〜数十ｍＬレベルの小流量の液体を供給する場合には構造が複雑になるばかりか安定した流量を供給することも困難であった。
一方、小流量の液体を供給する手段としては電磁式等の電動ポンプが挙げられるが、これらのポンプは、例えば小規模浄化槽の分野では高価であり実際に使用することが困難であった。
【０００５】
本発明は上記課題を鑑みたものであり、簡単な構造で安定して小流量の液体を供給でき、且つ安価なポンプ装置、及びこれを備えた汚水浄化槽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】
【０００６】
上記課題を達成するため、本発明では次の構成をとった。
（１）本発明は、液体を収容する第一の容器と、この第一の容器内の液体中に浸漬するように収容される第二の容器とを備え、この第二の容器が、上記第一の容器内の液体を第二の容器内に取り込む流入口と、第二の容器内の液体を第一の容器外に排出する排出管と、第二の容器内の液体を加圧して排出管へと押し出す気体流入管とを有しているポンプ装置である。
（２）項（１）において、流入口の断面積が、排出管の軸方向の断面積未満であるポンプ装置。
（３）項（１）又は（２）において、流入口が、第二の容器の底面に設けられているポンプ装置。
（４）項（１）乃至（３）の何れかにおいて、排出管の軸方向の断面積が、第二の容器の排出管を設置する面の断面積以下であるポンプ装置。
（５）項（１）乃至（４）の何れかに記載されるポンプ装置が、エアリフトポンプを備える第３の容器内に、上記エアリフトポンプにより第３の容器内の液体を第一の容器内に供給して溢流させ、溢流した液体を再び第３の容器内に収容するように配置されるポンプ装置。
（６）項（５）において、エアリフトポンプに供給する気体が、第二の容器の気体流入管に送る気体の一部を分岐したものである請求項５のポンプ装置。
（７）項（１）乃至（６）の何れかに記載されるポンプ装置を備えた汚水浄化槽。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のポンプ装置によれば、簡単な構造で小流量の液体を供給することができる。
また、本発明のポンプ装置を備える汚水浄化槽によれば、電動ポンプ等の高価な装置を用いることなく、安価で簡単な装置で小流量の液体を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
始めに、図１を参照して本発明のポンプ装置の作用原理について述べる。
図１は、本発明のポンプ装置の、一実施例を示す概略断面図であり、（a）は気体供給前の状態、（b）は気体供給時の状態（最初の数秒間）、（c）は気体供給時の状態（第二の容器２内の液体排出後）、（d）は気体の供給を停止して数秒後の状態である。
気体を供給する前の状態（a）において、ポンプ装置の第二の容器２内には第一の容器１の水位と同じ水位の液体が収容されている。ここで、気体流入管５から気体を流入させると、第二の容器２内の液体は容器内の圧力の上昇により押し出されて、排出管４から液体が排出されるとともに、一部は流入口３から排出される（bの状態）。次に、第二の容器２内の液体が排出された後は、流入口３と排出管４とから気体が排出されたままの状態となる（cの状態）。このとき、第二の容器２内の圧力は、流入口３にかかる水圧よりも高くなるように設定しているので、気体供給している間に流入口３から第一の容器１内の液体が流入することはない。次に、気体の供給を停止すると、第一の容器１内の液体が流入口３から第二の容器２内に流入し（dの状態）、気体供給前の（a）の状態に戻る。このサイクルを繰り返すことにより、一定容積の液体を供給することができる。
【０００９】
１サイクルあたりの液体の供給量は、第二の容器２の容積、流入口３の位置及び断面積等により任意に調整することができる。また、単位時間当りの液体の供給量は、気体供給・停止の間隔を設定することにより、任意に調整することができる。また、このポンプ装置は、第二の容器２内に気体を供給する際に流入口３の洗浄も行うので、流入口３における異物の詰まりを防止して安定した液流量を確保することができる。
【００１０】
次に、図１を参照して、本発明のポンプ装置の一例の構造について説明する。
ポンプ装置は、液体を収容する第一の容器１と、第一の容器１内の液体中に浸漬するように収容される第二の容器２とを備えている。この第二の容器２には、上記第一の容器１内の液体を第二の容器２内に取り込む流入口３と、第二の容器２内の液体を第一の容器１外に排出する排出管４と、第二の容器２内の液体を加圧して排出管４へと押し出す気体流入管５とを有している。
【００１１】
第一の容器１の形状は、第二の容器２と必要量の液体を収容できる容積及び形状を有していれば、特に限定されることはない。また、材質についても特に限定されるものではないが、第一の容器１内に収容する液体に対して耐久性を有する材質であることが好ましい。
【００１２】
第二の容器２の形状は、特に限定されることはなく必要に応じて任意の形状とすることができる。また、材質に関しては、第一の容器１と同様に収容する液体に対して耐久性を有する材質であることが好ましい。また、第二の容器２の容積は、供給したい液体量に応じて任意に設定することができる。例えば、第二の容器２の容積を概ね１５ｍＬから３０ｍＬにすると、１サイクル当りの液体供給量を１０ｍＬ程度に設定することができる。
【００１３】
流入口３の断面形状は、円状、楕円状、多角形状、スリット状、網目状等、様々な形状を用いることができるが、好ましくは円状である。
また、流入口３の断面積は、排出管４の軸方向の断面積よりも小さいことが好ましい。流入口３の断面積が、排出管４の軸方向の断面積よりも大きくなると、気体流入管５から気体を供給した時に、第二の容器２内の液体が流入口３から逃げやすくなり、排出管４から液体を排出しにくくなってしまうためである。
但し、流入口３の断面積を小さくし過ぎると、液体中に異物が存在する場合に流入口３において目詰まりが生じやすくなってしまう。従って、流入口３の断面積は、概ね０．５ｍｍ２以上、更に好ましくは３ｍｍ２以上であり、且つ排出管４の軸方向の断面積以下であることが好ましい。
【００１４】
流入口３の設置位置は、第一の容器１内の液面よりも低い位置であれば、どこにでも設けることはできるが、好ましくは排出管４の取り付け位置よりも低い位置、更に好ましくは第二の容器２の底面である。流入口３を排出管４の取り付け位置よりも低い位置に設けると、流入口３にかかる水圧は排出管４にかかる水圧よりも大きくなる（流入口３と排出管４の軸方向の断面積が同じ場合）。その結果、気体を供給した時に、第二の容器２内の液体は流入口３よりも排出管４に排出されやすくなる。
【００１５】
また、例えば図１に示すように、流入口３を排出管４と反対側の壁面に設けると、第二の容器２内の液体は排出管４から排出されやすくなるので排出管４からの液体量を多くすることができる。また、図２に示すように、流入口３を排出管４と同じ側の壁面に設けると、流入口３から逃げる液量が多くなるので、排出管４から排出される液体量を少なくすることできる。このように、流入口３の設置位置により排出管４から排出する液体量を調整することもできる。
流入口３の代わりに、第二の容器２内が加圧状態の時に閉じて、加圧されていない状態の時に開くような開閉弁を設けても、同様の機能を持たせることができる。
【００１６】
排出管４は、第二の容器２内の液体を供給したい箇所に排出するためのものであり、第二の容器２の液面よりも低い位置に設けられる。
排出管４の軸方向の断面積は、第二の容器２の排出管４を設ける面の断面積よりも同等以下であることが好ましい。排出管４の軸方向の断面積が第二の容器２の排出管４を設ける面の断面積よりも大きくなると、第二の容器２内の液体を排出する際に排出管４内でフラッディング状態になりやすくなり、結果として液体供給量が不安定になるためである。
なお、図１及び２に示す実施例では、排出管４を１個しか設けていないが、これに限定されることはなく、必要に応じて複数個の排出管４を設けて複数箇所に液体を供給させることもできる。
【００１７】
気体流入管５は、第二の容器２内の液体を加圧して排出するために、第二の容器２内に気体を導入するためのものである。気体流入管５の入り口部６は空気を送るブロワに接続されている。
気体流入管５の断面形状、材質、及び管径等は、必要に応じて任意に設定することができる。また、気体流入管５の設置位置は特に限定されることはないが、設置性を考慮すると第二の容器２の上面もしくは側面に設置することが好ましい。
【００１８】
気体流入管５に供給する気体の流量は、第二の容器２内に収容されている液体を押し出すとともに、気体を供給している間に流入口３にかかる水圧以上の圧力を確保できる（流入口３からの液体の流入を防止できる）流量以上であることが好ましい。具体的な好適範囲は、第二の容器２、流入口３、及び排出管４の仕様等により異なるが、例えば、第二の容器２の容積１５ｍＬ、流入口３の断面積８ｍｍ２、排出管４の内径６ｍｍの場合には、気体流量の好適範囲は、５〜１００Ｌ／分、更に好ましくは、１０〜５０Ｌ／分である。
【００１９】
気体流入管５への気体の供給は、通常タイマー制御により行われ、単位時間当たりに供給したい液体量に応じて、任意にＯＮ−ＯＦＦ時間を設定することができる。例えば、時間当りの液体供給量を多くしたい場合には、ＯＮ−ＯＦＦ切り替え頻度を多く設定すればよいし、少なくしたい場合には、ＯＮ−ＯＦＦ切り替え頻度を少なくすればよい。
【００２０】
次に本発明のポンプ装置の別の実施例を図３により説明する。
図３は、ポンプ装置の別の実施例の概略断面図であり、ポンプ装置は、エアリフトポンプ７を備える第三の容器８と、前記した第一の容器１と第二の容器２とを有した構成であるポンプ装置ユニット８０とを備えている。
【００２１】
第三の容器８の形状は、エアリフトポンプ７を収容可能であり、且つ、エアリフトポンプ７による揚水が可能な水深を確保できれば特に限定されるものではなく、任意の形状とすることができる。また、材質については、第三の容器８内に収容する液体に対して耐久性を有する材質であることが好ましい。
【００２２】
エアリフトポンプ７は、第三の容器８内の液体を揚水できるものであれば、特に限定されるものではない。例えば、図３では、エアリフトポンプ７の空気導入管７ａを揚水管７ｂの外側面に接続する外管方式を用いているが、気体導入管７ａを揚水管７ｂの内側に設ける内管方式を用いても良い。
また、本実施例では、エアリフト式のポンプを用いているが、これに限定されることはなく間欠定量式のポンプもしくは電動ポンプを用いることもできる。
【００２３】
エアリフトポンプ７から供給する液体の流量は、ポンプ装置ユニット８０内の第二の容器２から排出される液体量よりも多いことが好ましい。そうすれば、第二の容器２から液体を排出した後も第一の容器１内の水位、及び第二の容器２内の液体貯留量を一定に保つことができる。結果として、第三の容器８内に貯留されている液体の残量の影響を受け難くなり、常に一定の液量を排出することができる。
【００２４】
空気導入管７ａに供給する気体の流量は、第三の容器８内の液体を揚水できる流量以上であればよい。また、空気導入管７ａに供給する気体は、上記の流量が確保されるのであれば、第二の容器２の気体流入管５に送る気体の一部を分岐したものであってもよい。この場合、空気量を調整するためにオリフィスやバルブ等の空気量調整部材を、気体導入管７ａと気体流入管５のどちらか一方、もしくは両方に設けることもできる。（図示省略）
【００２５】
ポンプ装置ユニット８０については、前記した通りなので、ここでは詳細な説明を省略する。なお、図３に示すポンプ装置ユニット８０は、第三の容器８内に収容されるように設置しているが、エアリフトポンプ７により第三の容器８内の液体を第一の容器１内に供給でき、且つ、第一の容器１から溢流させた液体が再び第三の容器８内に収容される配置であれば、これに限定されるものではなく、様々な配置を取ることができる。
【００２６】
次に、本発明の汚水浄化槽の一実施例を図４により説明する。図４は、本発明の汚水浄化槽の実施例の概略断面図である。
汚水浄化槽は、嫌気処理槽第１室２１、嫌気処理槽第２室２２、好気処理槽３０、処理水槽（沈殿槽）４０、消毒槽３３並びにポンプ装置５０を備えている。また、嫌気処理槽第一室２１と嫌気処理槽第二室２２の上部には、流量調整部２５を設けている。
【００２７】
嫌気処理槽２１、２２に設けられている濾床２３の形状としては、特に限定するものではなく、ヘチマ様、波板状、多孔質状等の板状部材、蜂の巣状（ハニカムコア）部材などが好ましく用いられる。骨格球状、網様円筒状部材なども用いることができる。
尚、濾床２３は、嫌気濾床槽第２室２２にだけ設けてもよく、または嫌気濾床槽第１室２１及び嫌気濾床槽第２室２２の両室から除くこともできる。
【００２８】
嫌気処理槽第一室２１と嫌気処理槽第二室２２の上部には流量調整部２５を設けている。嫌気処理槽第二室２２の出口付近には、移送用エアリフトポンプ２７を設けており、この移送用エアリフトポンプ２７の吸込口２６は、流量調整部２５のＬ．Ｗ．Ｌに設けている。また、この移送用エアリフトポンプ２７は、空気配管５３によりブロワ３５に接続されている。吸込口２６は、水面に浮上した汚泥などの流入を防ぐために、移流管２４内に設けることが好ましい。
【００２９】
嫌気処理槽２１、２２の水位は、汚水の流入量が移送用エアリフトポンプ２７の送液量よりも多いと上昇し、少ないと下降し、Ｌ．Ｗ．ＬとＨ．Ｗ．Ｌとの間を上下する。なお、移送用エアリフトポンプ２７の送液能力は、想定される流入汚水量よりも多く設定しているので、通常、嫌気処理槽２１、２２の水位がＨ．Ｗ．Ｌを超えることはない。
【００３０】
本実施例では、嫌気処理槽第二室２２に設ける移送用エアリフトポンプ２７にエアリフトポンプ式を用いているが、エアリフトポンプ式に代えて、密閉容器の空気圧送による間欠定量ポンプや電動ポンプ等を用いてもよい。また、本実施例では、流量調整部２５を嫌気処理槽第一室２１と嫌気処理槽第二室２２の上部に設けているが、どちらか一方にのみ設けても良く、もしくは省くこともできる。
【００３１】
好気処理槽３０は、上部に好気反応室９、下部に濾過室１０を備えている。なお、図４では、好気反応室９と濾過室１０は上下に配置されているが、これに限るものではなく左右に配置されても良いし、濾過室１０を好気処理槽３０内の一画に内設しても良く、様々な配置を取ることができる。また、濾過室１０を除くこともできる。
【００３２】
好気処理槽３０の下流側には、好気処理槽３０で処理された液を嫌気処理槽第１室２１に移送するための循環用エアリフトポンプ３１を設けている。この循環用エアリフトポンプ３１は、図４では濾過室１０の下流側に設けているが、好気反応室９と濾過室１０との間に設けてもよい。
【００３３】
生物反応床９ａには、流入液中の有機物を好気的に処理する微生物を付着するための濾材（微生物担体、微生物付着材、接触材）を充填しており、その下方には反応用散気部材１１を設けている。なお、生物反応床９ａは流動床でも固定床でもよい。
【００３４】
濾材の形状は、板状、網板状、ヘチマ状、多孔質状、筒状、棒状、骨格球状、紐状、更には粒状、不定形な塊状、立方体状、繊維塊状等の種々の形状に加工したものを用いることができる。また、その基材としては、例えばポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルフォルマール、ポリウレタン、メラミン樹脂等の合成樹脂製加工物、セラミックス、珪砂等の無機製加工物、アンスラサイト等の化石加工物、活性炭等で、比重約１又は１以上のもの、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン等の比重約１又は１以下のもののいずれも用いることができる。
【００３５】
濾過室１０には、濾材を充填した濾過床１０ａを形成させて、流入液中のＳＳを捕捉除去する。充填する濾材としては、液中で浮上するものを用いることができるが、好ましくは沈降性濾材である。沈降性濾材には、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルフォルマール、ポリウレタン、メラミン樹脂等の合成樹脂製加工物、セラミックス、珪砂等の無機製加工物、アンスラサイト等の化石加工物、活性炭等の、比重約１又は１以上のもの、又はポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン等に充填剤を添加して比重約１又は１以上に調整したものがあり、これを粒状、塊状、筒状、網状、棒状、繊維塊状等、更には多孔質状等に成形、加工したものでもよい。
【００３６】
濾過床１０ａの下方には、濾過床１０ａを洗浄するための洗浄用散気部材１２と、濾過床１０ａに捕捉されたＳＳを剥離した際に生じる洗浄排水４４を嫌気処理槽第１室２１に移送するための洗浄排水引抜きポンプ１４とを設けている。
【００３７】
洗浄用散気部材１２と洗浄排水引抜きポンプ１４とは、空気配管１６により流路切替装置１３を介してブロア３５に接続している。流路切替装置１３は、ブロア３５から送られる空気を空気配管１５、１６のいずれか一方に送るように切り替える装置であり、例えばタイマーと切替弁とから構成される。通常運転時には、送風機３５からの空気を空気配管１５に送るように設定しているが、例えばタイマーで設定した時刻（洗浄運転時）になると空気配管１６に流路を切り替えて濾過床１０ａを洗浄する。
【００３８】
ポンプ装置５０は、本実施例では浄化槽本体の放流側の外壁面に密接して設置しているが、これに限るものではなく、浄化槽内の一画に配置してもよい。また、浄化槽本体と離間を有した状態で地下に設置したり、地上に設置したりすることもできる。
【００３９】
ポンプ装置５０には、ポンプ装置ユニット８０と、エアリフトポンプ７とを設けており、それぞれ気体流入管５、空気導入管７ａによりブロワ５６に接続されている。なお、ブロワ５６を設置する代わりに、ブロワ３５に接続されている空気配管１５を分岐して、ここに流れる空気の一部を気体流入管５、気体導入管７ａに送ってもよい。この場合、空気配管１５から分岐した配管の途中にタイマー等で制御可能な電磁弁を設けて、気体流入管５と気体導入管７ａに空気を供給したい時に弁を開き、空気の供給を停止したい時には弁を閉じるようにタイマーを設定する。
【００４０】
ポンプ装置５０内の液体は、排出管４により好気処理槽３０に送液しているが、送液する場所はこれに限るものではなく、嫌気処理槽２１、２２、処理水槽４０、消毒槽３３もしくは循環水移送管３１ａ等、供給する液体の種類と目的により様々な箇所に供給することができる。
【００４１】
ポンプ装置５０内の液体には、様々なものを用いることができる。例えば、この液体に鉄塩、アルミニウム塩、カルシウム塩等を含む溶液を用いれば、これらとリン酸イオンを反応させて不溶性のリン酸塩を形成させることにより汚水中のリンを除去することができる。また、微生物、酵素、微生物活性助剤等を含む液を用いれば浄化槽の早期立ち上げや処理機能の改善に寄与させることもできる。その他、ｐＨ調整剤、凝集剤、脱窒用の水素供与体、栄養塩類、消泡剤、脱臭剤、消毒剤等、浄化槽に付加したい機能に合わせて様々な液体を用いることができる。
【００４２】
処理水槽（沈殿槽）４０では、好気処理槽３０で好気処理された被処理液を一時的に貯留した後、消毒槽３３に移流させる。なお、本実施例では、処理水槽（沈殿槽）４０を設けているが、これを省くこともできる。
【００４３】
消毒槽３３には、消毒剤を備える薬筒３８を設けている。被処理液はここで消毒された後、放流口４１から排出される。
【００４４】
以下、汚水の処理について説明する。汚水は流入口２０から嫌気処理槽第一室２１に入り、流入汚水中の固形物の分離と嫌気処理が行われる。嫌気処理槽第一室２１からの移流液は、嫌気処理槽第二室２２に入り、更なる固形物の分離と嫌気処理が行われる。
【００４５】
嫌気処理槽第二室２２からの移流液は、移送用エアリフトポンプ２７により好気処理槽３０に移送される。好気処理槽３０では、好気反応室９において嫌気処理槽第二室２２からの移流液中の有機物を好気的に生物分解する。ここで、ポンプ装置５０内の液体に鉄塩溶液（例えば、ポリ硫酸第二鉄）を用いる場合には、好気反応室９において鉄イオンとリン酸イオンを反応させて水に不溶のリン酸鉄を形成させ、生物処理により生成したＳＳとともに濾過室１０で捕捉濾過する。
【００４６】
濾過床１０ａは、時間の経過とともにＳＳが蓄積し目詰まりするので、定期的又は適宜に（逆）洗浄する。この洗浄は、ブロア３５の空気を洗浄用散気部材１２から吐出させ、濾過床１０ａをバブリングするとともに、ブロア３５の空気の一部を空気配管１７に流して洗浄排水引抜きポンプ（エアリフトポンプ）１４にも供給する。剥離したＳＳは槽内液とともに洗浄排水４４となって濾過床１０ａを下降し、洗浄排水引抜きポンプ１４によって洗浄排水排出部材１４ａを経て、嫌気処理槽第１室２１へ戻る。濾過床１０ａの洗浄は、通常、一般家庭で汚水が排出されることが少ない深夜に行うことが好ましい。
好気処理槽３０からの移流液は、処理水槽４０を経て、消毒槽３３に入り薬筒３８と接触させて消毒した後、処理水として放流口４１から放流される。
【００４７】
（試験例）
本発明のポンプ装置の一例を用いた試験例を以下に示す。試験は、図１に示すポンプ装置を用いて実施した。また、比較例としてエアリフト式ポンプの試験も実施した。試験に用いたポンプ装置の仕様を表１に、試験条件を表２に、試験結果を表３に示す。
【００４８】
【表１】
【００４９】
【表２】
【００５０】
【表３】
【００５１】
表３より、比較例のエアリフトポンプは供給空気量の影響を受けやすく、小流量の液体を安定して供給することは困難であった。一方、本発明の一例のポンプでは、１．０ｍＬ／分〜５０ｍＬ／分のように少ない流量範囲であっても、空気供給量の影響を受け難く、一定の液量を安定して供給できることが分かった。なお、試験結果は本発明のポンプ装置の一例であり、第二の容器の容量や、流入口、排出管の軸方向の断面積、供給空気量等を変更することにより、更に広範囲の液量を安定して供給することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施例であるポンプ装置の一例の概略断面図であり、（a）は気体供給前の状態、（b）は気体供給時の状態（最初の数秒間）、（c）は気体供給時の状態（第二の容器２内の液体排出後）、（d）は気体の供給を停止して数秒後の状態である。
【図２】本発明の他の実施例であるポンプ装置の一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の他の実施例であるポンプ装置の一例を示す概略断面図である。
【図４】本発明の実施例である汚水浄化槽の一例を示す概略図である。
【図５】従来例のエアリフトポンプの一例を示す概略図である。
【図６】従来例の間欠定量ポンプの一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５３】
１…第一の容器、２…第二の容器、３…流入口、４…排出管、５…気体流入管、６…入り口部、７…エアリフトポンプ、７ａ…空気導入管、７ｂ…揚水管、８…第三の容器、９…好気反応室、９ａ…生物反応床、１０…濾過室、１０ａ…濾過床、１１…反応用散気部材、１２…洗浄用散気部材、１３…流路切替装置、１４…洗浄排水引抜きポンプ、１４ａ…洗浄排水排出部材、１５…空気配管、１６…空気配管、１７…空気配管、２０…流入口、２１…嫌気濾床槽第一室、２２…嫌気濾床槽第二室、２３…濾床、２４…移流管、２５流量調整部、２６…吸込口、２７…移送用エアリフトポンプ、３０…好気処理槽、３１…循環用エアリフトポンプ、３１ａ…循環水移送管、３３…消毒槽、３５…ブロワ、３８…薬筒、４０…処理水槽、４１…放流口、４３…流入水、４４…洗浄排水、５０…ポンプ装置、５３…空気配管、５６…ブロワ、６１…揚水管、６２…送気管、７１…取り込み口、７２…揚水管、７３…密閉容器、７４…空気供給管、７５…下端部、７６…開閉弁、８０…ポンプ装置ユニット。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容する第一の容器と、この第一の容器内の液体中に浸漬するように収容される第二の容器とを備え、この第二の容器が、上記第一の容器内の液体を第二の容器内に取り込む流入口と、第二の容器内の液体を第一の容器外に排出する排出管と、第二の容器内の液体を加圧して排出管へと押し出す気体流入管とを有しているポンプ装置。
【請求項２】
請求項１において、流入口の断面積が、排出管の軸方向の断面積未満であるポンプ装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、流入口が、第二の容器の底面に設けられているポンプ装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかにおいて、排出管の軸方向の断面積が、第二の容器の排出管を設置する面の断面積以下であるポンプ装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載されるポンプ装置が、エアリフトポンプを備える第３の容器内に、上記エアリフトポンプにより第３の容器内の液体を第一の容器内に供給して溢流させ、溢流した液体を再び第３の容器内に収容するように配置されるポンプ装置。
【請求項６】
請求項５において、エアリフトポンプに供給する気体が、第二の容器の気体流入管に送る気体の一部を分岐したものである請求項５のポンプ装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載されるポンプ装置を備えた汚水浄化槽。
【請求項１】
液体を収容する第一の容器と、この第一の容器内の液体中に浸漬するように収容される第二の容器とを備え、この第二の容器が、上記第一の容器内の液体を第二の容器内に取り込む流入口と、第二の容器内の液体を第一の容器外に排出する排出管と、第二の容器内の液体を加圧して排出管へと押し出す気体流入管とを有しているポンプ装置。
【請求項２】
請求項１において、流入口の断面積が、排出管の軸方向の断面積未満であるポンプ装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、流入口が、第二の容器の底面に設けられているポンプ装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかにおいて、排出管の軸方向の断面積が、第二の容器の排出管を設置する面の断面積以下であるポンプ装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載されるポンプ装置が、エアリフトポンプを備える第３の容器内に、上記エアリフトポンプにより第３の容器内の液体を第一の容器内に供給して溢流させ、溢流した液体を再び第３の容器内に収容するように配置されるポンプ装置。
【請求項６】
請求項５において、エアリフトポンプに供給する気体が、第二の容器の気体流入管に送る気体の一部を分岐したものである請求項５のポンプ装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載されるポンプ装置を備えた汚水浄化槽。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−１３８８６５（Ｐ２００７−１３８８６５Ａ）
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３３５６４８（Ｐ２００５−３３５６４８）
【出願日】平成１７年１１月２１日（２００５．１１．２１）
【出願人】（３０１０５０９２４）株式会社日立ハウステック (234)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月２１日（２００５．１１．２１）
【出願人】（３０１０５０９２４）株式会社日立ハウステック (234)
【Ｆターム（参考）】
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