水の浄化方法及び浄化装置
【課題】沈殿物の除去や濾材の洗浄を長期間必要としないようにすること。
【解決手段】本発明の方法は、所定水位を維持できる処理槽に浄化処理する水を供給し処理槽内に設置された濾材部を通過させると共に濾材部の下側から空気を連続供給して水に接触させ濾材部を通過した水を処理槽外に出す。本発明の装置は、処理する水が供給される入口及び処理した水が送出される出口を有し所定の水位を維持するように設けた第１、第２、第３処理槽１、２、３と、入口４から供給された処理する水が通過して出口１２に向かうように各処理槽内に設置された濾材部１５、１６、１７と、各濾材部の下方に設置された連続的に空気を供給する空気供給部１８とを具備する。各処理槽は順次出口と入口を接続して設ける。第１処理槽の濾材部は上から順に鉄材層と栗石相当層とを有し、第２処理槽の濾材部は同様に鉄材層とバラス相当層と栗石相当層とを有し、第３処理槽の濾過部材は粗砂相当層とジャミバラス相当層とバラス相当層と栗石相当層とを有する。
【解決手段】本発明の方法は、所定水位を維持できる処理槽に浄化処理する水を供給し処理槽内に設置された濾材部を通過させると共に濾材部の下側から空気を連続供給して水に接触させ濾材部を通過した水を処理槽外に出す。本発明の装置は、処理する水が供給される入口及び処理した水が送出される出口を有し所定の水位を維持するように設けた第１、第２、第３処理槽１、２、３と、入口４から供給された処理する水が通過して出口１２に向かうように各処理槽内に設置された濾材部１５、１６、１７と、各濾材部の下方に設置された連続的に空気を供給する空気供給部１８とを具備する。各処理槽は順次出口と入口を接続して設ける。第１処理槽の濾材部は上から順に鉄材層と栗石相当層とを有し、第２処理槽の濾材部は同様に鉄材層とバラス相当層と栗石相当層とを有し、第３処理槽の濾過部材は粗砂相当層とジャミバラス相当層とバラス相当層と栗石相当層とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば水洗便所から排出される屎尿を含む汚水、その他の有機物を含む汚水等の、水の浄化方法及び浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の汚水の浄化装置としては、屎尿処理用の浄化槽がよく知られている。その一般的な構成は、汚水が導入される嫌氣濾床槽に続いて曝氣装置を具えた好氣性バクテリアによる生物濾過槽が設けられており、次に沈殿槽があって上澄み液が消毒して放流されるようになっている。通常の浄化槽では、定期的に沈殿槽の沈殿物の除去やバクテリア付着材の洗浄などの作業がかなり頻繁に必要である。
【０００３】
また別に、鉄バクテリアと鉄材と空気を適用する水の浄化技術は従来知られていることであるが、従来の方法では濾材の目詰まりが生じるために、濾材の洗浄または交換が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、有機物を含む水の浄化方法及び装置に適用して沈殿物の除去や濾材の洗浄を長期間必要としないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の方法は、所定水位を維持できる処理槽に浄化処理する水を供給し前記処理槽内に設置された好気性バクテリアの着生した濾材部を通過させると共に前記濾材部の下側から空気を連続供給して前記水に接触させ濾材部を通過した水を前記処理槽外に導出することを特徴とする。
【０００６】
この方法によれば、処理槽に供給される水は濾材部を通ると共に空気と接触して処理槽外に出る。従って、供給される屎尿等の有機物を含む水は濾材を通過すると共に空気の供給を受けて浄化処理される。すなわち、濾材による濾過作用と濾材に付着して繁殖する好氣性バクテリアによる有機物分解作用（生物接触濾過作用）とにより浄化処理される。またこの時、濾材部の下側に供給される空気は、濾材部を通過する間に分散して細分化されて処理する水と十分に接触し溶け込んで浄化作用に寄与すると共に、分散し浮上する空気が濾材部を上昇通過したときの通路が水の通る通路になり目詰まりを起こし難くする。すなわち、濾材に補足される浄化処理する水に含まれる有機物の固体や濾材に付着して繁殖した好氣性バクテリアとその生成物等により濾材部が目詰まりを起こし易いが、空気供給が連続して行われると、濾材部を空気が通過する状態が止まることなく継続して得られるから、これにより空気が上昇通過したときの通路が水の通る通路になりその状態が継続し、処理する水の通路が常に確保され、濾材に捕捉されあるいは付着している固体や繁殖している好氣性バクテリアによる目詰まりを防止できる。すなわち、濾材を洗浄または交換することなく生物接触濾過処理を長期間継続して行うことができる。
【０００７】
前記濾材部が、鉄材層を含む構成とするのがよい。この構成では、鉄イオン及び鉄細菌の働きによる浄化作用が加わり、常に十分な空気を供給することにより処理の際に発生するスラッジを濾材から分離除去しなくても良い程度に減少させることができ、これと共に前記空気の浮上したときにできる通路が水の通路になるから、濾材が捕捉した処理する水に含まれる固体や発生するスラッジによる目詰まりを防止あるいは抑制でき、濾材を洗浄または交換しなくても浄化処理を長期間継続して行うことができる。
【０００８】
前記処理槽による処理が、複数段連続して行われる構成とするのが良い。この構成では、処理する水の供給に浄化処理能力が追いつかない場合に、つまり処理する水の供給量に変動があって一つの処理槽では所望の浄化作用が得られない場合に有効である。
【０００９】
本発明の装置は、処理する水が供給される入口及び処理した水が送出される出口を有し所定の水位を維持するように設けた処理槽と、前記入口から供給された処理する水が通過して前記出口に向かうように前記処理槽内に設置された好気性バクテリアが着生する濾材部と、前記濾材部の下方に設置された空気を連続供給する空気供給部と、を具備することを特徴とする。
【００１０】
この装置によれば、処理する水に含まれる有機物を好気性バクテリアが分解して浄化処理し、濾材部の下方に空気を連続供給することにより、常に濾材部を空気が通り抜けて空気通路を確保しており、その空気通路が存在すること若しくは時間的に直前に存在したことによって水も通過可能であり、実質的に濾材部に目詰まりがない状態を長期間維持できるから、水の連続的な浄化処理ができる。より詳細に説明すると、供給された空気は、浮上して行き大小の気泡となって濾材部を通過する。この時気泡は細分されたり合体したりしながら上昇し、この間に水や濾材と十分に接触して一部が水に取り込まれて浄化作用に寄与し、残りが水面上に抜ける。この空気通路が一旦形成されると一時的に少なくとも暫らくの間はその部分を水が通過可能な水の通路となるから、空気供給が停止しない限り水の通路が確保されることになり、濾材の目詰まりが軽減され若しくは無くなるから、長期間濾材の洗浄または交換をすることなく水の連続的な浄化処理ができる。
【００１１】
前記濾材部は、バクテリア付着材と鉄材を含む構成とするのがよい。この構成では、鉄イオン、鉄バクテリアに寄る浄化作用が複合され、有機物を多く含む廃水の浄化処理、例えば、屎尿処理に適用して、濾材の目詰まりがないから、濾材の洗浄や交換を行うことなく非常に長期間浄化処理を継続できる。
【００１２】
前記処理槽は、前記処理する水が、処理槽内を上部から下部へ前記濾材部を通って移動する部分を含む構成とするのがよい。この構成では、処理する水が処理槽内を上部から下部へ移動する部分で、供給空気は下方から上方へ移動して水面から上方へ抜ける。この間に浄化処理が行われる。濾材部に目詰まりが起こる可能性があるような時に濾材部内を空気が通った通路の後が、つまり空気の通過方向とは逆方向であるが空気が通った直後は水の通路になるから、目詰まりが起こらない。
【００１３】
前記処理槽は、前記処理する水が、処理槽内を下部から上部へ前記濾材部を通って移動する部分を含む構成とするのが良い。この構成では、処理する水が処理槽内を下部から上部へ移動する部分で、供給空気は下方から上方へ移動して水面から上方へ抜ける。この間に浄化処理が行われる。濾材部に目詰まりが起こる可能性があるような時に濾材部内を空気が通った通路の後が、つまり空気の通過方向と同じ方向であり空気が通った直後は確実に水の通路になるから、目詰まりが起こらない。
【００１４】
前記濾材部が、砂層を含む構成とするのがよい。この構成では、砂層の存在が固形の微細粒子を捕捉するから、清澄作用が向上する。捕捉された有機物質は好氣性バクテリアによって徐々に分解されて消滅状態となり、ケーキ状のものが増大することはない。
【００１５】
前記処理槽の底部に通水可能な壁で底部室を区画形成するように支持部材を設け、前記支持部材により前記濾材部が支持され、前記空気供給部を前記底部室内に常時曝氣するように設けた構成とするのがよい。この構成では、曝氣により供給された空気は分散して支持部材を上方へ通り抜け更に濾材部を通って上昇し水面から上方へ抜けるから、この間に浄化に必要な空気が水に溶け込んで供給されると共に濾材部内に水の通路が確保される。
【００１６】
又本発明の別の装置は、処理する水が供給される入口及び処理した水が送出される出口を有し所定の水位を維持するように設けた処理槽と、前記入口から供給された処理する水が通過して前記出口に向かうように前記処理槽内に設置された濾材部と、前記濾材部の下方に設置された連続的に空気を供給する空気供給部とを具備する第１、第２、第３処理槽を順次出口と入口を接続して設け、前記第１処理槽は前記濾材部が上から順に鉄材層と栗石相当層とを有し、前記第２処理槽は前記濾材部が上から順に鉄材層とバラス相当層と栗石相当層とを有し、前記第３処理槽は前記濾過部材が上から順に粗砂相当層とジャミバラス相当層とバラス相当層と栗石相当層とを有する構成を特徴とする。
【００１７】
この装置によれば、第１、第２、第３処理槽の順に濾材部の目が実質的に順次小さくなる構成であり、つまり各処理槽で最も目の小さいものがその槽の物理的に限界を決める濾過層であるから、上流側から栗石相当層、バラス相当層、粗砂相当層の順になっており、各処理槽内で分解されて小片化していく有機物が大きい片のものほど上流の処理槽で捕捉され、小さい片はより下流側で捕捉されて分解される。従って、生物接触濾過作用の負荷が第１、第２、第３処理槽に分散し、処理される汚水は各処理槽で連続する十分な空気の供給と繁殖する好氣性バクテリアの作用とによって無理の無い浄化作用を受け、又第１、第２の浄化槽では鉄が存在するので空気と反応して鉄イオンが供給され、繁殖する鉄細菌の働きもあって、スラッジの生成が低下し全処理槽を通じて濾材部に目詰まりし難い状態が得られる。その濾過作用によってよって最後には清澄な処理水となり、この目詰まりしない濾過状態は長期間持続するから、浄化処理後に水を河川等に清澄水として放流する中小規模の屎尿処理に適している。
【００１８】
前記別の装置の第１、第２、第３処理槽の夫々が前記入口と出口を処理槽の上部に設けられ、前記入口の側と前記出口の側とに隔壁で二つの室に区画され、夫々の隔壁の下部に両側の室を連通する連通路を設けた構成とするのが良い。この構成では、処理する汚水は、第１処理槽の上部の入口から入口側室に流入し隔壁下部の連通路を通って出口側室に流入し上部の出口から流出し、同様に第２処理槽に上部の入口から入口側室に流入し隔壁下部の連通路を通って出口側室に流入し上部の出口から流出し、第３処理槽にも上部の入口から入口側室に流入し隔壁下部の連通路を通って出口側室に流入し上部の出口から流出する。各処理槽の入口側室では処理する水が上から下へ移動し、各処理槽の出口側室では処理する水が下から上へ移動する。従って、第１、第２、第３の処理室を僅かな水位差で設ける場合に立ち上がり管を設ける必要がないので構造上好ましい。すなわち、処理槽の上側に水を供給し濾材等を通して下側出口から出すとき、次の処理槽の上側に供給するためには一般的に立ち上がり管通路を必要とする。この立上がり管通路は浄化作用を行わない部分であり、製作が面倒であり、これを省略できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の方法は、空気を連続供給することにより好気性バクテリアの繁殖を促進して有機物を効果的に分解処理し、また濾材部が鉄材層を含む構成としたときは、鉄細菌群が繁殖し、この鉄細菌群の中には有機物を利用するものがあり、結果的に複合された総合的な浄化作用がよりいっそう向上し、濾材の目詰まりを抑制又は防止して長期間沈殿物の除去や濾材の洗浄又は交換を必要としない効果を奏する。
本発明の装置は、空気を連続供給することにより好気性バクテリアの繁殖を促進して有機物を効果的に分解処理し、また濾材部が鉄材層を含む構成としたときは、鉄細菌群が繁殖して有機物を効果的に分解処理し、結果的に複合された総合的な浄化作用がよりいっそう向上し、濾材の目詰まりを抑制又は防止して長期間沈殿物の除去や濾材の洗浄又は交換を必要とせず、メンテナンスが容易である効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
処理する水が供給される入口及び処理した水が送出される出口を有し所定の水位を維持するように前記出口を設けた処理槽と、前記入口から供給された処理する水が通過して前記出口に向かうように前記処理槽内に設置された濾材部と、前記濾材部の下方に設置された連続的に空気を供給する空気供給部とを具備する第１、第２、第３処理槽を順次処理する水が通るように出口と入口を接続して設け、前記第１処理槽は前記濾材部が上から順に鉄材層と栗石相当層とからなり、前記第２処理槽は前記濾材部が上から順に鉄材層と小砂利相当層と小砂利よりも粒の大きい砂利相当層とからなり、前記第３の処理槽は前記濾過部材が上から順に砂相当層と砂よりも少し大粒の粗砂相当層と小砂利相当層と砂利相当層とからなる。
【実施例】
【００２１】
以下本発明の実施例を、図を用いて説明する。この例は、水洗式便所の屎尿廃水が１日２〜５とトンの場合の廃水浄化装置である。図１、図２は本発明の方法を実施する装置の概略の構成を示し、同じ大きさの第１処理槽１、第２処理槽２、第３処理槽３等からなり、各槽の概略の大きさは幅２ｍ×長さ４ｍ×深さ２ｍである。各処理槽１、２、３には処理する汚水の入口と出口を設けてあり、第１処理槽１の入口４には処理する汚水の溜め槽５から供給される汚水が流入するように溜め槽５の出口６を管路７で接続してあり、第１処理槽１の出口８は第２処理槽２の入口９に、その出口１０は第３処理槽３の入口１１に、その出口１２は放流口である。また、各処理槽１、２、３は、この実施例ではそれぞれを隔壁１３により２つの室に分けて形成してあり、隔壁１３下部には両側室を連通する連通路１４を設けてあり、各室を水が移動する順にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆとして示してある。図１は実際の平面配置の位置関係で示してあるが、図２は分かり易くするために直線状に連続配置した位置関係として示してある。なお、設置場所の都合で図２の状態に配置しても良い。図中矢印は水が移動する方向である。
【００２２】
次に各室Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの具体的な構成について図３〜図８を用いて説明する。各室Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆは、第１、第２、第３処理槽で異なる濾材部１５、１６、１７と、各室で同様な空気供給部１８と、を有している。図中、実線矢印は処理する水の移動方向を示し、点線矢印は供給した空気の移動方向を示す。
室Ａは、図３に示すように、室Ａの底面１９と２００ｍｍの間隙を隔てて濾材支持部２０を設けてあってこれに濾材を支持させてある。濾材支持部２０の下側に形成された低部室２１に空気供給部１８を設けてある。濾材支持部２０はＨ鋼（７５×１００）を所定間隔で平行に配列し、Ｈ鋼の間にプラスチック製のメッシュパイプ２２を保持させたものである。濾材は、濾材支持部２０の上に収容した最大径が５０〜６０ｍｍ程度の栗石からなる約５００ｍｍ厚さの栗石層２３と、その上側に収容した約５００ｍｍ厚さの屑鉄（例えば旋盤切屑）からなる鉄材層２４とで構成されている。栗石層２３の上側には鉄筋棒（直径２０ｍｍ程度）を格子状に配置した鉄材層支持部（図示省略）を設けても良い。空気供給部１８は、濾材支持部２０の下側略全域に供給空気が十分に行き渡るように、適所に設置した内径１６ｍｍのプラスチック製送気用パイプ２５に多数の小孔を穿設して形成した噴出口から空気を噴出すようにしたものであり、空気供給源は長期間連続運転に耐えるものが必要で、できるだけメンテナンスが容易なものがよく、例えば、ルーツ式ヘリカルブロワ−（吐出圧力５０ｋＰａ程度）を適用する。図３における１４は連通路で、隔壁１３に穿設してある。
【００２３】
室Ｂは、図４に示すように、室Ａと同じ濾材部１５と空気供給部１８を備えており、第１処理槽１の出口８がある。この出口８は第１処理槽１の室Ａに設けられている入口４に対して１００ｍｍの落差で設けられている。
【００２４】
室Ｃは、図５に示すように、濾材部１６が濾材支持部２０と濾材からなり、濾材支持部２０は室Ａにおけるものと同様である。濾材は、濾材支持部２０の上に収容した最大径が３０〜５０ｍｍ程度の栗石からなる約３００ｍｍ厚さの栗石層２７と、その上側に収容した最大径が１０〜２０ｍｍ程度のバラスからなる約３００ｍｍ厚さのバラス層２８と、更にその上側に収容した屑鉄（例えば旋盤切削屑）からなる約５００ｍｍ厚さの鉄材層２４とで構成されている。空気供給部１８、隔壁１３、連通路１４は、室Ａに置けるものと同様である。
【００２５】
室Ｄは、図６に示すように、室Ｃと同じ濾材部１６と空気供給部１８を備えており、第２処理槽２の出口１０がある。この出口１０は第２処理槽２の室Ｃに設けられている入口９に対して１００ｍｍの落差で設けられている。
【００２６】
室Ｅは、図７に示すように、濾材部１７が濾材支持部２０と濾材からなり、濾材支持部２０は室Ａにおけるものと同様である。濾材は濾材支持部２０の上に収容した最大径が３０〜５０ｍｍ程度の栗石からなる約３００ｍｍ厚さの栗石層２７と、その上側に収容した最大径が１５〜２０ｍｍ程度のバラスからなる厚さ約３００ｍｍのバラス層２９と、その上側に収容した最大径が５〜１０ｍｍ程度のジャミバラスからなる約２００ｍｍ厚さのジャミバラス層３０と、更にその上側に収容した最大径が約０．５〜３ｍｍ程度の粗砂からなる約３００ｍｍ厚さの粗砂層３１とで構成されている。空気供給部１８、隔壁１３、連通路１４は、室Ａに置けるものと同様である。
【００２７】
室Ｆは、図８に示すように、室Ｅと同じ大きさであるが、空の状態で濾材支持部２０、濾材部１７、空気供給部１８などを備えていない単なる貯水槽であり、第３処理槽３の出口１２がある。この出口１２は第３処理槽３の室Ｅに設けられている入口１１に対して１００ｍｍの落差で設けられている。
なお、室Ｆは必要に応じて設ければよく、これに代えて図に仮想線で示す立ち上がり管２６を設け室Ｅの所定水位を維持できるようにする。勿論、室Ｆは室Ｅと同じ構成としても別段差し支えない。
【００２８】
この水の浄化装置は、空気供給源からの空気供給を常に継続して行いながら、溜め槽５から流入する汚水を、落差を利用して第１、第２、第３処理槽１、２、３を通過させることにより浄化する。第１処理層１では、室Ａに上から流入した汚水が、濾材部１５を通って下降し、連通路１４を通って室Ｂの下部に流入し、濾材部１５を通って上昇し、出口８から出る。この間汚水は、空気供給部１６からの空気、鉄材層２４からの鉄イオン及び濾材部１５に付着して繁殖する好気性バクテリアによって浄化されながら、つまり含有する有機物を分解されながら濾材部１５を通過し、出口８から出る。
【００２９】
第２処理槽２では、第１処理層１の出口８から出た汚水が、その出口８に続く第２処理層２の入口９から室Ｃに上から流入する。流入した汚水は第１処理層１におけると略同様に、室Ｃ内で濾材部１６を通って下降し、連通路１４を通って室Ｄの下部に流入し、濾材部１６を通って上昇し、出口１０から出る。また、この間の汚水は、第１処理層１におけると略同様に、浄化作用を受ける。そして濾材部１６が第１処理槽１のものよりも目が細かいので、濾材の表面積が大きく、汚水の含有する有機物の微細片若しくは微細粒が濾材表面のバクテリアと効果的に接触して浄化作用を受ける。
【００３０】
第３処理槽３では、第２処理層２の出口１０から出た汚水が、その出口１０に続く第３処理層３の入口１１から室Ｅに上から流入する。流入した汚水は第１処理層１におけると略同様に、室Ｅ内で濾材部１７を通って下降し、連通路１４を通って室Ｆの下部に流入し、上昇し、出口１２から出る。この間の汚水は、室Ｅで仕上げ処理として主に空気と好気性バクテリアによる浄化作用を受ける。室Ｆは放流用の溜め槽であり、殺菌処理や水質チェックに使用する。出口１２から出る処理された汚水は無色透明な清澄水である。この処理された水は、必要に応じて殺菌処理を施せばよく、河川に放流することができる。
【００３１】
この汚水処理装置の実用試験の結果は次の通りである。最初は各種のバクテリアが含まれていると思われる川の水を導入して運転を開始した。特別に細菌群の投入は行っていない。装置の完成当初に処理が定常状態に移行した段階（平成１１年１月１２）で、処理した水（第３処理槽３の出口で採取）の水質計量（下水試験法による）では、水素イオン濃度：６．６（２０．１℃）、透視度：３０ｃｍ以上、残留塩素：定量下限値未満（０．０３ｍｇ／ｌ）、亜硝酸性窒素：定量下限値未満（０．０３ｍｇ／ｌ）、塩素イオン：５５ｍｇ／ｌ、ＢＯＤ：１．４ｍｇ／ｌ、溶存酸素量：１０．７ｍｇ／ｌであった。この結果から屎尿処理装置として特に問題がなく実用試験を継続し、途中（平成１７年５月）で茶色の原水の色に近い色で悪臭のある処理水が出口１２から流出し始め室Ｆに泡が浮かんだ状態となり、浄化作用が中断してしまった。緊急調査をしたところ鉄材が全くなくなっていた。このため、鉄材層２４の鉄材を補給して略新設時の状態に戻した。この時各室Ａ〜Ｅの底に堆積物は認められなかった。鉄材補給後３日間で元の清澄水が出る状態に復し、現在に至っている。鉄材を補給した際の作業期間を除けば、実用試験開始から現在に至る間、水質計量値に若干の変動はあるものの浄化作用は良好に継続し、濾材の洗浄やスラッジの除去作業は全く行っておらず、また装置としても空気供給装置のブロワを駆動するベルトの交換程度で特に問題は無かった。現在（平成１８年１２月２０日）の処理前の汚水（第1処理槽１の入口で採取）、処理途中の汚水（第２処理槽の入口で採取）、処理を終了した水（第３処理槽３の出口で採取）の水質計量では、表１に示す通りであり、屎尿処理に適用できる。そして、この処理装置は濾材の洗浄や交換を行うことなく非常に長期間浄化処理を継続できる。
【００３２】
【表１】
【００３３】
上記実施例において、濾材部１５、１６、１７の各濾材層は、何れも好気性バクテリアの付着材として機能しており、栗石等は市販のプラスチック製バクテリア付着材で置き換えてもよく、要は濾材としての物理的な目の粗さが近似する大きさの栗石相当層、バラス相当層、砂相当層等であればよい。なお、市販のプラスチック製バクテリア付着材は水に沈むように作られているがこれを使用する場合は空気供給により浮遊状態になりやすいから、網や鉄格子などで上側から拘束しておくのが良い。
【００３４】
本発明の装置は、他の実施例として図９〜図１１に示す構成としても良い。すなわち、上記実施例における第１、第２、第３処理槽１、２、３を、その隔壁１３及び連通路１４に代えて立ち上がり通路１６を設けた構成とする。これにより第１処理槽１ａは図９に示すように、第２処理槽２ａ図１０には示すように、また第３処理槽３ａは図１１に示すようになる。他の部分は上記実施例と同等であるから、同等部分を同一図面符号で示して説明を省略する。各立ち上がり通路３２は、夫々の第１、第２、第３処理槽１ａ、２ａ、３ａで下端が濾材支持部２０の下側の底部室２１の下部付近に開口し、途中が槽の内面に沿って立ち上がり上端がそれぞれの処理槽１ａ、２ａ、３ａの出口に接続しているプラスチック製のパイプである。
【００３５】
この装置では、処理する水の移動が、第１処理槽１ａにその入口４から入り、濾材部１５を通って下降し、第１処理槽１ａの立ち上がり通路３２を通って上昇し、出口８に至る。そしてこの出口８に連続している第２処理槽２ａの入口９から第２処理槽２ａに入り、濾材部１６を通って下降し、第２処理槽２ａの立ち上がり通路３２を通って上昇し、出口１０に至る。そしてさらにこの出口１０に連続している第３処理槽３ａの入口１１から第３処理槽３ａに入り、濾材部１７を通って下降し、第３処理槽３ａの立ち上がり通路３２を通って上昇し、出口１２に至る。なお、必要に応じ出口１２に続いて貯水槽を設ける。この間に処理する水は、濾材部１５、１６、１７および空気供給部１８からの空気によって上記実施例と略同じ浄化作用を受ける。また、濾材支持部２０の下側から供給される空気によって各濾材の目詰まりが上記実施例におけると同様に防止される。
なお、鉄のイオン化を促進するのに処理する水の中に塩分と酸素が必要であるが、屎尿中には塩分が含まれているから、この塩分の作用が大きく貢献していると考えられ、塩分の含まれていない有機物含む廃水の浄化処理では、塩（ＮａＣｌ）を加えて実施例の浄化処理装置で対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の、一実施例の概略の構成を示す平面図である。
【図２】同実施例の処理槽の配列を変えた概略縦断側面図である。
【図３】図１の、第１処理槽の室Ａのａ１−ａ１断面拡大図である。
【図４】図一の、第１処理槽の室Ｂのｂ１−ｂ１断面拡大図である。
【図５】図一の、第２処理槽の室Ｃのｃ１−ｃ１断面拡大図である。
【図６】図一の、第２処理槽の室Ｄのｄ１−ｄ１断面拡大図である。
【図７】図一の、第３処理槽の室Ｅのｅ１−ｅ１断面拡大図である。
【図８】図一の、第３処理槽の室Ｆのｆ１−ｆ１断面拡大図である。
【図９】本発明の、他の実施例の第１処理槽の縦断面図である。
【図１０】同他の実施例の、第２処理槽の縦断面拡大図である。
【図１１】同他の実施例の、第３処理槽の縦断面拡大図である。
【符号の説明】
【００３７】
１ 第１処理槽
２ 第２処理槽
３ 第３処理槽
４ 入口（第１処理槽）
５ 溜め槽
６ 出口（溜め槽）
７ 管路
８ 出口（第１処理槽）
９ 入口（第２処理槽）
１０ 出口（第２処理槽）
１１ 入口（第３処理槽）
１２ 出口（第３処理槽）
１３ 隔壁
１４ 連通路
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ 室
１５、１６、１７ 濾材部
１８ 空気供給部
１９ 底面
２０ 濾材支持部
２１ 低部室
２２ メッシュパイプ
２３ 栗石層
２４ 鉄材層
２５ パイプ
２６ 立ち上がり管
２７ 栗石層
２８、２９ バラス層
３０ ジャミバラス層
３１ 粗砂層
３２ 立ち上がり通路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば水洗便所から排出される屎尿を含む汚水、その他の有機物を含む汚水等の、水の浄化方法及び浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の汚水の浄化装置としては、屎尿処理用の浄化槽がよく知られている。その一般的な構成は、汚水が導入される嫌氣濾床槽に続いて曝氣装置を具えた好氣性バクテリアによる生物濾過槽が設けられており、次に沈殿槽があって上澄み液が消毒して放流されるようになっている。通常の浄化槽では、定期的に沈殿槽の沈殿物の除去やバクテリア付着材の洗浄などの作業がかなり頻繁に必要である。
【０００３】
また別に、鉄バクテリアと鉄材と空気を適用する水の浄化技術は従来知られていることであるが、従来の方法では濾材の目詰まりが生じるために、濾材の洗浄または交換が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、有機物を含む水の浄化方法及び装置に適用して沈殿物の除去や濾材の洗浄を長期間必要としないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の方法は、所定水位を維持できる処理槽に浄化処理する水を供給し前記処理槽内に設置された好気性バクテリアの着生した濾材部を通過させると共に前記濾材部の下側から空気を連続供給して前記水に接触させ濾材部を通過した水を前記処理槽外に導出することを特徴とする。
【０００６】
この方法によれば、処理槽に供給される水は濾材部を通ると共に空気と接触して処理槽外に出る。従って、供給される屎尿等の有機物を含む水は濾材を通過すると共に空気の供給を受けて浄化処理される。すなわち、濾材による濾過作用と濾材に付着して繁殖する好氣性バクテリアによる有機物分解作用（生物接触濾過作用）とにより浄化処理される。またこの時、濾材部の下側に供給される空気は、濾材部を通過する間に分散して細分化されて処理する水と十分に接触し溶け込んで浄化作用に寄与すると共に、分散し浮上する空気が濾材部を上昇通過したときの通路が水の通る通路になり目詰まりを起こし難くする。すなわち、濾材に補足される浄化処理する水に含まれる有機物の固体や濾材に付着して繁殖した好氣性バクテリアとその生成物等により濾材部が目詰まりを起こし易いが、空気供給が連続して行われると、濾材部を空気が通過する状態が止まることなく継続して得られるから、これにより空気が上昇通過したときの通路が水の通る通路になりその状態が継続し、処理する水の通路が常に確保され、濾材に捕捉されあるいは付着している固体や繁殖している好氣性バクテリアによる目詰まりを防止できる。すなわち、濾材を洗浄または交換することなく生物接触濾過処理を長期間継続して行うことができる。
【０００７】
前記濾材部が、鉄材層を含む構成とするのがよい。この構成では、鉄イオン及び鉄細菌の働きによる浄化作用が加わり、常に十分な空気を供給することにより処理の際に発生するスラッジを濾材から分離除去しなくても良い程度に減少させることができ、これと共に前記空気の浮上したときにできる通路が水の通路になるから、濾材が捕捉した処理する水に含まれる固体や発生するスラッジによる目詰まりを防止あるいは抑制でき、濾材を洗浄または交換しなくても浄化処理を長期間継続して行うことができる。
【０００８】
前記処理槽による処理が、複数段連続して行われる構成とするのが良い。この構成では、処理する水の供給に浄化処理能力が追いつかない場合に、つまり処理する水の供給量に変動があって一つの処理槽では所望の浄化作用が得られない場合に有効である。
【０００９】
本発明の装置は、処理する水が供給される入口及び処理した水が送出される出口を有し所定の水位を維持するように設けた処理槽と、前記入口から供給された処理する水が通過して前記出口に向かうように前記処理槽内に設置された好気性バクテリアが着生する濾材部と、前記濾材部の下方に設置された空気を連続供給する空気供給部と、を具備することを特徴とする。
【００１０】
この装置によれば、処理する水に含まれる有機物を好気性バクテリアが分解して浄化処理し、濾材部の下方に空気を連続供給することにより、常に濾材部を空気が通り抜けて空気通路を確保しており、その空気通路が存在すること若しくは時間的に直前に存在したことによって水も通過可能であり、実質的に濾材部に目詰まりがない状態を長期間維持できるから、水の連続的な浄化処理ができる。より詳細に説明すると、供給された空気は、浮上して行き大小の気泡となって濾材部を通過する。この時気泡は細分されたり合体したりしながら上昇し、この間に水や濾材と十分に接触して一部が水に取り込まれて浄化作用に寄与し、残りが水面上に抜ける。この空気通路が一旦形成されると一時的に少なくとも暫らくの間はその部分を水が通過可能な水の通路となるから、空気供給が停止しない限り水の通路が確保されることになり、濾材の目詰まりが軽減され若しくは無くなるから、長期間濾材の洗浄または交換をすることなく水の連続的な浄化処理ができる。
【００１１】
前記濾材部は、バクテリア付着材と鉄材を含む構成とするのがよい。この構成では、鉄イオン、鉄バクテリアに寄る浄化作用が複合され、有機物を多く含む廃水の浄化処理、例えば、屎尿処理に適用して、濾材の目詰まりがないから、濾材の洗浄や交換を行うことなく非常に長期間浄化処理を継続できる。
【００１２】
前記処理槽は、前記処理する水が、処理槽内を上部から下部へ前記濾材部を通って移動する部分を含む構成とするのがよい。この構成では、処理する水が処理槽内を上部から下部へ移動する部分で、供給空気は下方から上方へ移動して水面から上方へ抜ける。この間に浄化処理が行われる。濾材部に目詰まりが起こる可能性があるような時に濾材部内を空気が通った通路の後が、つまり空気の通過方向とは逆方向であるが空気が通った直後は水の通路になるから、目詰まりが起こらない。
【００１３】
前記処理槽は、前記処理する水が、処理槽内を下部から上部へ前記濾材部を通って移動する部分を含む構成とするのが良い。この構成では、処理する水が処理槽内を下部から上部へ移動する部分で、供給空気は下方から上方へ移動して水面から上方へ抜ける。この間に浄化処理が行われる。濾材部に目詰まりが起こる可能性があるような時に濾材部内を空気が通った通路の後が、つまり空気の通過方向と同じ方向であり空気が通った直後は確実に水の通路になるから、目詰まりが起こらない。
【００１４】
前記濾材部が、砂層を含む構成とするのがよい。この構成では、砂層の存在が固形の微細粒子を捕捉するから、清澄作用が向上する。捕捉された有機物質は好氣性バクテリアによって徐々に分解されて消滅状態となり、ケーキ状のものが増大することはない。
【００１５】
前記処理槽の底部に通水可能な壁で底部室を区画形成するように支持部材を設け、前記支持部材により前記濾材部が支持され、前記空気供給部を前記底部室内に常時曝氣するように設けた構成とするのがよい。この構成では、曝氣により供給された空気は分散して支持部材を上方へ通り抜け更に濾材部を通って上昇し水面から上方へ抜けるから、この間に浄化に必要な空気が水に溶け込んで供給されると共に濾材部内に水の通路が確保される。
【００１６】
又本発明の別の装置は、処理する水が供給される入口及び処理した水が送出される出口を有し所定の水位を維持するように設けた処理槽と、前記入口から供給された処理する水が通過して前記出口に向かうように前記処理槽内に設置された濾材部と、前記濾材部の下方に設置された連続的に空気を供給する空気供給部とを具備する第１、第２、第３処理槽を順次出口と入口を接続して設け、前記第１処理槽は前記濾材部が上から順に鉄材層と栗石相当層とを有し、前記第２処理槽は前記濾材部が上から順に鉄材層とバラス相当層と栗石相当層とを有し、前記第３処理槽は前記濾過部材が上から順に粗砂相当層とジャミバラス相当層とバラス相当層と栗石相当層とを有する構成を特徴とする。
【００１７】
この装置によれば、第１、第２、第３処理槽の順に濾材部の目が実質的に順次小さくなる構成であり、つまり各処理槽で最も目の小さいものがその槽の物理的に限界を決める濾過層であるから、上流側から栗石相当層、バラス相当層、粗砂相当層の順になっており、各処理槽内で分解されて小片化していく有機物が大きい片のものほど上流の処理槽で捕捉され、小さい片はより下流側で捕捉されて分解される。従って、生物接触濾過作用の負荷が第１、第２、第３処理槽に分散し、処理される汚水は各処理槽で連続する十分な空気の供給と繁殖する好氣性バクテリアの作用とによって無理の無い浄化作用を受け、又第１、第２の浄化槽では鉄が存在するので空気と反応して鉄イオンが供給され、繁殖する鉄細菌の働きもあって、スラッジの生成が低下し全処理槽を通じて濾材部に目詰まりし難い状態が得られる。その濾過作用によってよって最後には清澄な処理水となり、この目詰まりしない濾過状態は長期間持続するから、浄化処理後に水を河川等に清澄水として放流する中小規模の屎尿処理に適している。
【００１８】
前記別の装置の第１、第２、第３処理槽の夫々が前記入口と出口を処理槽の上部に設けられ、前記入口の側と前記出口の側とに隔壁で二つの室に区画され、夫々の隔壁の下部に両側の室を連通する連通路を設けた構成とするのが良い。この構成では、処理する汚水は、第１処理槽の上部の入口から入口側室に流入し隔壁下部の連通路を通って出口側室に流入し上部の出口から流出し、同様に第２処理槽に上部の入口から入口側室に流入し隔壁下部の連通路を通って出口側室に流入し上部の出口から流出し、第３処理槽にも上部の入口から入口側室に流入し隔壁下部の連通路を通って出口側室に流入し上部の出口から流出する。各処理槽の入口側室では処理する水が上から下へ移動し、各処理槽の出口側室では処理する水が下から上へ移動する。従って、第１、第２、第３の処理室を僅かな水位差で設ける場合に立ち上がり管を設ける必要がないので構造上好ましい。すなわち、処理槽の上側に水を供給し濾材等を通して下側出口から出すとき、次の処理槽の上側に供給するためには一般的に立ち上がり管通路を必要とする。この立上がり管通路は浄化作用を行わない部分であり、製作が面倒であり、これを省略できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の方法は、空気を連続供給することにより好気性バクテリアの繁殖を促進して有機物を効果的に分解処理し、また濾材部が鉄材層を含む構成としたときは、鉄細菌群が繁殖し、この鉄細菌群の中には有機物を利用するものがあり、結果的に複合された総合的な浄化作用がよりいっそう向上し、濾材の目詰まりを抑制又は防止して長期間沈殿物の除去や濾材の洗浄又は交換を必要としない効果を奏する。
本発明の装置は、空気を連続供給することにより好気性バクテリアの繁殖を促進して有機物を効果的に分解処理し、また濾材部が鉄材層を含む構成としたときは、鉄細菌群が繁殖して有機物を効果的に分解処理し、結果的に複合された総合的な浄化作用がよりいっそう向上し、濾材の目詰まりを抑制又は防止して長期間沈殿物の除去や濾材の洗浄又は交換を必要とせず、メンテナンスが容易である効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
処理する水が供給される入口及び処理した水が送出される出口を有し所定の水位を維持するように前記出口を設けた処理槽と、前記入口から供給された処理する水が通過して前記出口に向かうように前記処理槽内に設置された濾材部と、前記濾材部の下方に設置された連続的に空気を供給する空気供給部とを具備する第１、第２、第３処理槽を順次処理する水が通るように出口と入口を接続して設け、前記第１処理槽は前記濾材部が上から順に鉄材層と栗石相当層とからなり、前記第２処理槽は前記濾材部が上から順に鉄材層と小砂利相当層と小砂利よりも粒の大きい砂利相当層とからなり、前記第３の処理槽は前記濾過部材が上から順に砂相当層と砂よりも少し大粒の粗砂相当層と小砂利相当層と砂利相当層とからなる。
【実施例】
【００２１】
以下本発明の実施例を、図を用いて説明する。この例は、水洗式便所の屎尿廃水が１日２〜５とトンの場合の廃水浄化装置である。図１、図２は本発明の方法を実施する装置の概略の構成を示し、同じ大きさの第１処理槽１、第２処理槽２、第３処理槽３等からなり、各槽の概略の大きさは幅２ｍ×長さ４ｍ×深さ２ｍである。各処理槽１、２、３には処理する汚水の入口と出口を設けてあり、第１処理槽１の入口４には処理する汚水の溜め槽５から供給される汚水が流入するように溜め槽５の出口６を管路７で接続してあり、第１処理槽１の出口８は第２処理槽２の入口９に、その出口１０は第３処理槽３の入口１１に、その出口１２は放流口である。また、各処理槽１、２、３は、この実施例ではそれぞれを隔壁１３により２つの室に分けて形成してあり、隔壁１３下部には両側室を連通する連通路１４を設けてあり、各室を水が移動する順にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆとして示してある。図１は実際の平面配置の位置関係で示してあるが、図２は分かり易くするために直線状に連続配置した位置関係として示してある。なお、設置場所の都合で図２の状態に配置しても良い。図中矢印は水が移動する方向である。
【００２２】
次に各室Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの具体的な構成について図３〜図８を用いて説明する。各室Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆは、第１、第２、第３処理槽で異なる濾材部１５、１６、１７と、各室で同様な空気供給部１８と、を有している。図中、実線矢印は処理する水の移動方向を示し、点線矢印は供給した空気の移動方向を示す。
室Ａは、図３に示すように、室Ａの底面１９と２００ｍｍの間隙を隔てて濾材支持部２０を設けてあってこれに濾材を支持させてある。濾材支持部２０の下側に形成された低部室２１に空気供給部１８を設けてある。濾材支持部２０はＨ鋼（７５×１００）を所定間隔で平行に配列し、Ｈ鋼の間にプラスチック製のメッシュパイプ２２を保持させたものである。濾材は、濾材支持部２０の上に収容した最大径が５０〜６０ｍｍ程度の栗石からなる約５００ｍｍ厚さの栗石層２３と、その上側に収容した約５００ｍｍ厚さの屑鉄（例えば旋盤切屑）からなる鉄材層２４とで構成されている。栗石層２３の上側には鉄筋棒（直径２０ｍｍ程度）を格子状に配置した鉄材層支持部（図示省略）を設けても良い。空気供給部１８は、濾材支持部２０の下側略全域に供給空気が十分に行き渡るように、適所に設置した内径１６ｍｍのプラスチック製送気用パイプ２５に多数の小孔を穿設して形成した噴出口から空気を噴出すようにしたものであり、空気供給源は長期間連続運転に耐えるものが必要で、できるだけメンテナンスが容易なものがよく、例えば、ルーツ式ヘリカルブロワ−（吐出圧力５０ｋＰａ程度）を適用する。図３における１４は連通路で、隔壁１３に穿設してある。
【００２３】
室Ｂは、図４に示すように、室Ａと同じ濾材部１５と空気供給部１８を備えており、第１処理槽１の出口８がある。この出口８は第１処理槽１の室Ａに設けられている入口４に対して１００ｍｍの落差で設けられている。
【００２４】
室Ｃは、図５に示すように、濾材部１６が濾材支持部２０と濾材からなり、濾材支持部２０は室Ａにおけるものと同様である。濾材は、濾材支持部２０の上に収容した最大径が３０〜５０ｍｍ程度の栗石からなる約３００ｍｍ厚さの栗石層２７と、その上側に収容した最大径が１０〜２０ｍｍ程度のバラスからなる約３００ｍｍ厚さのバラス層２８と、更にその上側に収容した屑鉄（例えば旋盤切削屑）からなる約５００ｍｍ厚さの鉄材層２４とで構成されている。空気供給部１８、隔壁１３、連通路１４は、室Ａに置けるものと同様である。
【００２５】
室Ｄは、図６に示すように、室Ｃと同じ濾材部１６と空気供給部１８を備えており、第２処理槽２の出口１０がある。この出口１０は第２処理槽２の室Ｃに設けられている入口９に対して１００ｍｍの落差で設けられている。
【００２６】
室Ｅは、図７に示すように、濾材部１７が濾材支持部２０と濾材からなり、濾材支持部２０は室Ａにおけるものと同様である。濾材は濾材支持部２０の上に収容した最大径が３０〜５０ｍｍ程度の栗石からなる約３００ｍｍ厚さの栗石層２７と、その上側に収容した最大径が１５〜２０ｍｍ程度のバラスからなる厚さ約３００ｍｍのバラス層２９と、その上側に収容した最大径が５〜１０ｍｍ程度のジャミバラスからなる約２００ｍｍ厚さのジャミバラス層３０と、更にその上側に収容した最大径が約０．５〜３ｍｍ程度の粗砂からなる約３００ｍｍ厚さの粗砂層３１とで構成されている。空気供給部１８、隔壁１３、連通路１４は、室Ａに置けるものと同様である。
【００２７】
室Ｆは、図８に示すように、室Ｅと同じ大きさであるが、空の状態で濾材支持部２０、濾材部１７、空気供給部１８などを備えていない単なる貯水槽であり、第３処理槽３の出口１２がある。この出口１２は第３処理槽３の室Ｅに設けられている入口１１に対して１００ｍｍの落差で設けられている。
なお、室Ｆは必要に応じて設ければよく、これに代えて図に仮想線で示す立ち上がり管２６を設け室Ｅの所定水位を維持できるようにする。勿論、室Ｆは室Ｅと同じ構成としても別段差し支えない。
【００２８】
この水の浄化装置は、空気供給源からの空気供給を常に継続して行いながら、溜め槽５から流入する汚水を、落差を利用して第１、第２、第３処理槽１、２、３を通過させることにより浄化する。第１処理層１では、室Ａに上から流入した汚水が、濾材部１５を通って下降し、連通路１４を通って室Ｂの下部に流入し、濾材部１５を通って上昇し、出口８から出る。この間汚水は、空気供給部１６からの空気、鉄材層２４からの鉄イオン及び濾材部１５に付着して繁殖する好気性バクテリアによって浄化されながら、つまり含有する有機物を分解されながら濾材部１５を通過し、出口８から出る。
【００２９】
第２処理槽２では、第１処理層１の出口８から出た汚水が、その出口８に続く第２処理層２の入口９から室Ｃに上から流入する。流入した汚水は第１処理層１におけると略同様に、室Ｃ内で濾材部１６を通って下降し、連通路１４を通って室Ｄの下部に流入し、濾材部１６を通って上昇し、出口１０から出る。また、この間の汚水は、第１処理層１におけると略同様に、浄化作用を受ける。そして濾材部１６が第１処理槽１のものよりも目が細かいので、濾材の表面積が大きく、汚水の含有する有機物の微細片若しくは微細粒が濾材表面のバクテリアと効果的に接触して浄化作用を受ける。
【００３０】
第３処理槽３では、第２処理層２の出口１０から出た汚水が、その出口１０に続く第３処理層３の入口１１から室Ｅに上から流入する。流入した汚水は第１処理層１におけると略同様に、室Ｅ内で濾材部１７を通って下降し、連通路１４を通って室Ｆの下部に流入し、上昇し、出口１２から出る。この間の汚水は、室Ｅで仕上げ処理として主に空気と好気性バクテリアによる浄化作用を受ける。室Ｆは放流用の溜め槽であり、殺菌処理や水質チェックに使用する。出口１２から出る処理された汚水は無色透明な清澄水である。この処理された水は、必要に応じて殺菌処理を施せばよく、河川に放流することができる。
【００３１】
この汚水処理装置の実用試験の結果は次の通りである。最初は各種のバクテリアが含まれていると思われる川の水を導入して運転を開始した。特別に細菌群の投入は行っていない。装置の完成当初に処理が定常状態に移行した段階（平成１１年１月１２）で、処理した水（第３処理槽３の出口で採取）の水質計量（下水試験法による）では、水素イオン濃度：６．６（２０．１℃）、透視度：３０ｃｍ以上、残留塩素：定量下限値未満（０．０３ｍｇ／ｌ）、亜硝酸性窒素：定量下限値未満（０．０３ｍｇ／ｌ）、塩素イオン：５５ｍｇ／ｌ、ＢＯＤ：１．４ｍｇ／ｌ、溶存酸素量：１０．７ｍｇ／ｌであった。この結果から屎尿処理装置として特に問題がなく実用試験を継続し、途中（平成１７年５月）で茶色の原水の色に近い色で悪臭のある処理水が出口１２から流出し始め室Ｆに泡が浮かんだ状態となり、浄化作用が中断してしまった。緊急調査をしたところ鉄材が全くなくなっていた。このため、鉄材層２４の鉄材を補給して略新設時の状態に戻した。この時各室Ａ〜Ｅの底に堆積物は認められなかった。鉄材補給後３日間で元の清澄水が出る状態に復し、現在に至っている。鉄材を補給した際の作業期間を除けば、実用試験開始から現在に至る間、水質計量値に若干の変動はあるものの浄化作用は良好に継続し、濾材の洗浄やスラッジの除去作業は全く行っておらず、また装置としても空気供給装置のブロワを駆動するベルトの交換程度で特に問題は無かった。現在（平成１８年１２月２０日）の処理前の汚水（第1処理槽１の入口で採取）、処理途中の汚水（第２処理槽の入口で採取）、処理を終了した水（第３処理槽３の出口で採取）の水質計量では、表１に示す通りであり、屎尿処理に適用できる。そして、この処理装置は濾材の洗浄や交換を行うことなく非常に長期間浄化処理を継続できる。
【００３２】
【表１】
【００３３】
上記実施例において、濾材部１５、１６、１７の各濾材層は、何れも好気性バクテリアの付着材として機能しており、栗石等は市販のプラスチック製バクテリア付着材で置き換えてもよく、要は濾材としての物理的な目の粗さが近似する大きさの栗石相当層、バラス相当層、砂相当層等であればよい。なお、市販のプラスチック製バクテリア付着材は水に沈むように作られているがこれを使用する場合は空気供給により浮遊状態になりやすいから、網や鉄格子などで上側から拘束しておくのが良い。
【００３４】
本発明の装置は、他の実施例として図９〜図１１に示す構成としても良い。すなわち、上記実施例における第１、第２、第３処理槽１、２、３を、その隔壁１３及び連通路１４に代えて立ち上がり通路１６を設けた構成とする。これにより第１処理槽１ａは図９に示すように、第２処理槽２ａ図１０には示すように、また第３処理槽３ａは図１１に示すようになる。他の部分は上記実施例と同等であるから、同等部分を同一図面符号で示して説明を省略する。各立ち上がり通路３２は、夫々の第１、第２、第３処理槽１ａ、２ａ、３ａで下端が濾材支持部２０の下側の底部室２１の下部付近に開口し、途中が槽の内面に沿って立ち上がり上端がそれぞれの処理槽１ａ、２ａ、３ａの出口に接続しているプラスチック製のパイプである。
【００３５】
この装置では、処理する水の移動が、第１処理槽１ａにその入口４から入り、濾材部１５を通って下降し、第１処理槽１ａの立ち上がり通路３２を通って上昇し、出口８に至る。そしてこの出口８に連続している第２処理槽２ａの入口９から第２処理槽２ａに入り、濾材部１６を通って下降し、第２処理槽２ａの立ち上がり通路３２を通って上昇し、出口１０に至る。そしてさらにこの出口１０に連続している第３処理槽３ａの入口１１から第３処理槽３ａに入り、濾材部１７を通って下降し、第３処理槽３ａの立ち上がり通路３２を通って上昇し、出口１２に至る。なお、必要に応じ出口１２に続いて貯水槽を設ける。この間に処理する水は、濾材部１５、１６、１７および空気供給部１８からの空気によって上記実施例と略同じ浄化作用を受ける。また、濾材支持部２０の下側から供給される空気によって各濾材の目詰まりが上記実施例におけると同様に防止される。
なお、鉄のイオン化を促進するのに処理する水の中に塩分と酸素が必要であるが、屎尿中には塩分が含まれているから、この塩分の作用が大きく貢献していると考えられ、塩分の含まれていない有機物含む廃水の浄化処理では、塩（ＮａＣｌ）を加えて実施例の浄化処理装置で対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の、一実施例の概略の構成を示す平面図である。
【図２】同実施例の処理槽の配列を変えた概略縦断側面図である。
【図３】図１の、第１処理槽の室Ａのａ１−ａ１断面拡大図である。
【図４】図一の、第１処理槽の室Ｂのｂ１−ｂ１断面拡大図である。
【図５】図一の、第２処理槽の室Ｃのｃ１−ｃ１断面拡大図である。
【図６】図一の、第２処理槽の室Ｄのｄ１−ｄ１断面拡大図である。
【図７】図一の、第３処理槽の室Ｅのｅ１−ｅ１断面拡大図である。
【図８】図一の、第３処理槽の室Ｆのｆ１−ｆ１断面拡大図である。
【図９】本発明の、他の実施例の第１処理槽の縦断面図である。
【図１０】同他の実施例の、第２処理槽の縦断面拡大図である。
【図１１】同他の実施例の、第３処理槽の縦断面拡大図である。
【符号の説明】
【００３７】
１ 第１処理槽
２ 第２処理槽
３ 第３処理槽
４ 入口（第１処理槽）
５ 溜め槽
６ 出口（溜め槽）
７ 管路
８ 出口（第１処理槽）
９ 入口（第２処理槽）
１０ 出口（第２処理槽）
１１ 入口（第３処理槽）
１２ 出口（第３処理槽）
１３ 隔壁
１４ 連通路
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ 室
１５、１６、１７ 濾材部
１８ 空気供給部
１９ 底面
２０ 濾材支持部
２１ 低部室
２２ メッシュパイプ
２３ 栗石層
２４ 鉄材層
２５ パイプ
２６ 立ち上がり管
２７ 栗石層
２８、２９ バラス層
３０ ジャミバラス層
３１ 粗砂層
３２ 立ち上がり通路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定水位を維持できる処理槽に浄化処理する水を供給し前記処理槽内に設置された好気性バクテリアの着生した濾材部を通過させると共に前記濾材部の下側から空気を連続供給して前記水に接触させ濾材部を通過した水を前記処理槽外に導出することを特徴とする水の浄化方法。
【請求項２】
前記濾材部が、鉄材層を含むことを特徴とする請求項１記載の水の浄化方法。
【請求項３】
前記処理槽による処理が、複数段連続して行う構成とする請求項１、または請求項２記載の水の浄化方法。
【請求項４】
処理する水が供給される入口及び処理した水が送出される出口を有し所定の水位を維持するように設けた処理槽と、前記入口から供給された処理する水が通過して前記出口に向かうように前記処理槽内に設置された好気性バクテリアが着生する濾材部と、前記濾材部の下方に設置された空気を連続供給する空気供給部と、を具備することを特徴とする水の浄化装置。
【請求項５】
前記濾材部が、バクテリア付着材と鉄材を含む構成であることを特徴とする請求項４記載の水の浄化装置。
【請求項６】
前記処理槽は、前記処理する水が、処理槽内を上部から下部へ前記濾材部を通って移動する部分を含むことを特徴とする請求項４、又は請求項５記載の水の浄化装置。
【請求項７】
前記処理槽は、前記処理する水が、処理槽内を下部から上部へ前記濾材部を通って移動する部分を含むことを特徴とする請求項４、又は請求項５記載の水の浄化装置。
【請求項８】
前記濾材部が、砂層を含む構成であることを特徴とする請求項４、請求項５、請求項６、または請求項７に記載の水の浄化装置。
【請求項９】
前記処理槽の底部に通水可能な壁で底部室を区画形成するように支持部材を設け、前記支持部材により前記濾材部が支持され、前記空気供給部を前記底部室内に常時曝気するように設けたことを特徴とする請求項８に記載の水の浄化装置。
【請求項１０】
処理する水が供給される入口及び処理した水が送出される出口を有し所定の水位を維持するように設けた処理槽と、前記入口から供給された処理する水が通過して前記出口に向かうように前記処理槽内に設置された濾材部と、前記濾材部の下方に設置された連続的に空気を供給する空気供給部とを具備する第１、第２、第３処理槽を順次出口と入口を接続して設け、前記第１処理槽は前記濾材部が上から順に鉄材層と栗石相当層とを有し、前記第２処理槽は前記濾材部が上から順に鉄材層とバラス相当層と栗石相当層とを有し、前記第３処理槽は前記濾過部材が上から順に粗砂相当層とジャミバラス相当層とバラス相当層と栗石相当層とを有する構成を特徴とする水の浄化装置。
【請求項１１】
前記第１、第２、第３処理槽の夫々が前記入口と出口を処理槽の上部に設けられ、前記入口の側と前記出口の側とに隔壁で二つの室に区画され、夫々の隔壁の下部に両側の室を連通する連通路を設けたことを特徴とする請求項１０記載の水の浄化装置。
【請求項１】
所定水位を維持できる処理槽に浄化処理する水を供給し前記処理槽内に設置された好気性バクテリアの着生した濾材部を通過させると共に前記濾材部の下側から空気を連続供給して前記水に接触させ濾材部を通過した水を前記処理槽外に導出することを特徴とする水の浄化方法。
【請求項２】
前記濾材部が、鉄材層を含むことを特徴とする請求項１記載の水の浄化方法。
【請求項３】
前記処理槽による処理が、複数段連続して行う構成とする請求項１、または請求項２記載の水の浄化方法。
【請求項４】
処理する水が供給される入口及び処理した水が送出される出口を有し所定の水位を維持するように設けた処理槽と、前記入口から供給された処理する水が通過して前記出口に向かうように前記処理槽内に設置された好気性バクテリアが着生する濾材部と、前記濾材部の下方に設置された空気を連続供給する空気供給部と、を具備することを特徴とする水の浄化装置。
【請求項５】
前記濾材部が、バクテリア付着材と鉄材を含む構成であることを特徴とする請求項４記載の水の浄化装置。
【請求項６】
前記処理槽は、前記処理する水が、処理槽内を上部から下部へ前記濾材部を通って移動する部分を含むことを特徴とする請求項４、又は請求項５記載の水の浄化装置。
【請求項７】
前記処理槽は、前記処理する水が、処理槽内を下部から上部へ前記濾材部を通って移動する部分を含むことを特徴とする請求項４、又は請求項５記載の水の浄化装置。
【請求項８】
前記濾材部が、砂層を含む構成であることを特徴とする請求項４、請求項５、請求項６、または請求項７に記載の水の浄化装置。
【請求項９】
前記処理槽の底部に通水可能な壁で底部室を区画形成するように支持部材を設け、前記支持部材により前記濾材部が支持され、前記空気供給部を前記底部室内に常時曝気するように設けたことを特徴とする請求項８に記載の水の浄化装置。
【請求項１０】
処理する水が供給される入口及び処理した水が送出される出口を有し所定の水位を維持するように設けた処理槽と、前記入口から供給された処理する水が通過して前記出口に向かうように前記処理槽内に設置された濾材部と、前記濾材部の下方に設置された連続的に空気を供給する空気供給部とを具備する第１、第２、第３処理槽を順次出口と入口を接続して設け、前記第１処理槽は前記濾材部が上から順に鉄材層と栗石相当層とを有し、前記第２処理槽は前記濾材部が上から順に鉄材層とバラス相当層と栗石相当層とを有し、前記第３処理槽は前記濾過部材が上から順に粗砂相当層とジャミバラス相当層とバラス相当層と栗石相当層とを有する構成を特徴とする水の浄化装置。
【請求項１１】
前記第１、第２、第３処理槽の夫々が前記入口と出口を処理槽の上部に設けられ、前記入口の側と前記出口の側とに隔壁で二つの室に区画され、夫々の隔壁の下部に両側の室を連通する連通路を設けたことを特徴とする請求項１０記載の水の浄化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−２７２７１１（Ｐ２００８−２７２７１１Ａ）
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１２２３６９（Ｐ２００７−１２２３６９）
【出願日】平成１９年５月７日（２００７．５．７）
【出願人】（５０７１４８０１０）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月７日（２００７．５．７）
【出願人】（５０７１４８０１０）
【Ｆターム（参考）】
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