汚水処理装置
【課題】高分子凝集剤などの薬剤を使用することがなく、設備費とランニングコストとを大きく軽減することができる安価な汚水処理装置を提供する。また、高ＢＯＤの汚水に対応することができ、分離排出された有機汚れの固形分を廃棄しても環境に対する悪影響が少ない汚水処理装置を提供する。
【解決手段】有機物で汚染された汚水２を貯留する汚水処理槽３と、この汚水処理槽３に貯留された汚水２の中に気泡２ａを噴出させる気泡発生手段４と、汚水２の表面２ｅに浮上した気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂを汚水２の表面２ｅから分離する気泡分離手段５とを備えた。
【解決手段】有機物で汚染された汚水２を貯留する汚水処理槽３と、この汚水処理槽３に貯留された汚水２の中に気泡２ａを噴出させる気泡発生手段４と、汚水２の表面２ｅに浮上した気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂを汚水２の表面２ｅから分離する気泡分離手段５とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば焼酎製造時に発生する焼酎蒸留廃液や、畜産汚泥あるいは養魚場にて発生する魚糞汚水など、有機物で汚染された高ＢＯＤ（Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｏｘｙｇｅｎ Ｄｅｍａｎｄ：生物化学的酸素要求量）汚水から有機汚れを分離する汚水処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、焼酎製造時に発生する焼酎蒸留廃液や、畜産汚泥あるいは養魚場にて発生する魚糞汚水など、有機物で汚染された高ＢＯＤ汚水から有機汚れを分離する汚水処理技術として、高分子凝集剤などの薬剤を用いて汚水を処理する技術が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、製紙スラッジを含む汚水に水溶性重合体分散液を添加し凝集させた後、脱水機により脱水して有機汚れを分離するという汚水処理の技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−０５７９２７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、上述の特許文献１に開示された汚水処理方法では、薬剤を使用するので、多量の薬剤とこの薬剤を供給する設備とが必要になる結果、設備費とランニングコストとが増大し、装置が高価になるという不具合があった。
【０００５】
また、このような薬剤を使用する方法では高ＢＯＤの汚水に対しては限界があり、対応することができないという不具合があった。
【０００６】
さらに、薬剤を使用する方法では、分離排出された汚泥など固形分を廃棄すると環境に対する悪影響が避けられなかった。そのため、発生した固形分は産業廃棄物として処理せざるを得ず、結果として高価格の処理費用がさらに発生するという問題があった。
【０００７】
本発明は上記不具合に鑑みてなされたものであり、高分子凝集剤などの薬剤を使用することがなく、従来法に比べて、設備費とランニングコストとを大きく軽減することができる安価な汚水処理装置を提供することを課題としている。
【０００８】
また、高分子凝集剤などの薬剤を使用する方法では処理することが困難な高ＢＯＤの汚水にも対応することができる装置であって、分離排出された有機汚れの固形分を廃棄しても環境に対する悪影響が少ない汚水処理装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明は、有機物で汚染された汚水を貯留する汚水処理槽と、この汚水処理槽に貯留された汚水の中に気泡を噴出させる気泡発生手段と、上記汚水の表面に浮上した気泡に随伴する有機汚れを汚水の表面から分離する気泡分離手段とを備えたことを特徴とする汚水処理装置である。
【００１０】
本発明によれば、気泡発生手段が、汚水の中に気泡を噴出させるので、汚水は、溶存酸素が飽和の状態になり、有機汚れを分解する微生物の活動が活発となる。
【００１１】
また、大量の大小あるいは極小の気泡が発生と破裂とを繰り返すので、超音波が発生し、汚水に振動、攪拌が与えられる結果、有機汚れが小さく分解される。
【００１２】
また、小さく分解した汚水中の有機汚れが気泡の表面に再び集まり、凝集されるので、多くの有機汚れを気泡に随伴させて汚水の表面に浮上させることができる。
【００１３】
そして、気泡分離手段が、汚水の表面に浮上した気泡に随伴する有機汚れを汚水の表面から分離するので、高分子凝集剤などの薬剤を使用することなく汚水から有機汚れを泡の状態で分離することができる。
【００１４】
このように、本発明によれば、薬剤を使用することなく有機汚れを泡の状態で分離するので、従来法に比べて、設備費とランニングコストが大きく軽減された極めて安価な汚水処理装置を実現することができる。
【００１５】
また、有機汚れを泡の状態で分離するので、高分子凝集剤などの薬剤を使用する方法では処理することが困難な高ＢＯＤの汚水でも容易に対応することができる。
【００１６】
さらに、本発明によれば、高分子凝集剤などの薬剤を使用しないので、分離排出された有機汚れの固形分は安全に廃棄することができ、環境に対する悪影響がない。
【００１７】
特に、分離排出された有機汚れの固形分は、土壌に散布しても安全であるとともに、有機物を豊富に含むので、農作物に対する肥料として再利用することができる。
【００１８】
ここで、上記気泡発生手段は、汚水の表面に浮上した気泡に随伴する有機汚れが汚水の表面において周回するように、気泡噴出方向が設定され、上記気泡分離手段は、汚水の表面において周回する上記気泡に随伴する有機汚れを汚水処理槽の外に案内するスクレーパー板を汚水処理槽の汚水の表面近傍に備えていることが好ましい。
【００１９】
このようにすれば、気泡に随伴する有機汚れが汚水の表面において周回するように気泡噴出方向が設定され、汚水の表面近傍に設けられたスクレーパー板が、気泡に随伴する有機汚れを汚水処理槽の外に案内するので、簡単な構造で気泡分離手段を実現することができる。その結果、極めて安価な設備とすることができる。
【００２０】
また、特に、上記汚水処理槽は、汚水の表面近傍の断面が概ね円形に形成され、上記気泡発生手段は、この円形の中心軸の周りに、汚水の表面に浮上した気泡に随伴する有機汚れが周回するように、この概ね円形の汚水処理槽の接線方向に気泡噴出方向が設定されていることが好ましい。
【００２１】
このようにすれば、円形の汚水処理槽の中心軸の周りに気泡に随伴する有機汚れが周回するように、円形の汚水処理槽の接線方向に気泡発生手段の気泡噴出方向が設定されているので、気泡に随伴する有機汚れが滞留することなく周回する結果、すみやかに効率良く有機汚れを分離排出することができる。
【００２２】
また、上記気泡発生手段の気泡噴出方向は、汚水の周回面に対して概ね俯角５度以上かつ６０度以下の方向に設けられていることが好ましい。
【００２３】
このようにすれば、気泡噴出方向が、汚水の周回面に対して俯角を形成するように設けられているので、気泡が汚水中に滞留する時間をより長くすることができる。その結果、より多くの有機汚れを気泡に集めることができるようになる。特に、本発明においては、気泡噴出方向が汚水の周回面に対して概ね俯角５度以上かつ６０度以下の方向に設けられているので、汚水を周回させる気泡の推進力を維持したまま、気泡が汚水中に滞留する時間を長くすることができる。
【００２４】
また、本発明に係る汚水処理装置は、上記汚水の表面に浮上した気泡に随伴する有機汚れが分離された汚水を濾過する濾過手段をさらに備えていることが好ましい。
【００２５】
このようにすれば、有機汚れが分離された汚水をさらに濾過するので、汚水の浄化度をさらに向上させることができる。
【００２６】
また、本発明に係る汚水処理装置は、上記濾過手段で濾過された濾過水の汚れを沈殿させる沈殿槽と、この沈殿槽に貯留された濾過水を沈殿物とともに気泡発生手段に輸送する濾過水ポンプとをさらに備え、上記気泡発生手段は、濾過水ポンプにより輸送された濾過水の流れにより負圧を発生させてこの負圧により空気を吸引して気泡を噴出させるエジェクタを有していることが好ましい。
【００２７】
このようにすれば、沈殿槽が濾過手段で濾過された濾過水の汚れを沈殿させるので、汚水の浄化度をさらに向上させることができる。
【００２８】
また、沈殿槽の底部に沈降する沈殿物が、沈殿槽に貯留された中間の濾過水とともに汚水処理槽に自動的に常時、還流される結果、沈殿槽における沈殿物や堆積物の除去作業が不要となる。
【００２９】
さらに、濾過水ポンプが、沈殿槽に貯留された濾過水を沈殿物とともに気泡発生手段に輸送し、気泡発生手段のエジェクタが、この輸送された濾過水の流れにより負圧を発生させて空気を吸引して気泡を噴出させるので、沈殿槽から汚水処理槽への沈殿物の還流に要する動力を気泡発生手段の動力に利用することができる。その結果、よりランニングコストが少ない汚水処理装置にすることができる。
【００３０】
ここで、上記エジェクタは、輸送された沈殿槽の濾過水の流れにより発生した負圧により、さらに汚水処理槽に貯留された汚水を吸引して気泡とともに噴出させることが好ましい。
【００３１】
このようにすれば、エジェクタが、さらに汚水処理槽の汚水を吸引して気泡とともに噴出させるので、汚水に含まれる有機汚れと気泡とをエジェクタにおいて接触させることができる結果、より多くの有機汚れを気泡に随伴させることができるようになる。
【００３２】
また、本発明に係る汚水処理装置は、上記汚水処理槽の汚水の表面近傍から汚水を吸引するエジェクタと、汚水処理槽の底部近傍から汚水を吸引するエジェクタとを備えていることが好ましい。
【００３３】
このようにすれば、一方のエジェクタが、表面近傍から汚水を吸引するとともに、他方のエジェクタが、汚水処理槽の底部近傍から汚水を吸引するので、汚水処理槽の広い範囲の汚水を気泡と接触させることができる。
【００３４】
また、特に、汚水処理槽の底部近傍から汚水を吸引するエジェクタを設けることにより、沈降した有機汚れをより多く気泡と接触させることができるようになる。
【００３５】
また、上記濾過手段は、上記汚水処理槽の中心部に配置された筒状のスクリーンを有し、このスクリーンの内部と、上記沈殿槽とが連通管を介して接続されていることが好ましい。
【００３６】
このようにすれば、比較的有機汚れの濃度の低い汚水処理槽の中心部において、筒状のスクリーンにより有機汚れが濾過され、連通管を介してスクリーンの内部から沈殿槽へと濾過水が輸送されるので、濾過手段における固形物等の付着、堆積を少なくすることができる。
【００３７】
特に、本発明によれば、汚水処理槽の中心部に筒状のスクリーンを配置することにより、スクリーンの全周囲に気泡を到達させることができるので、気泡による振動と超音波で固形物がスクリーンに付着することを効果的に防止することができる結果、スクリーンの目詰まりが少なく、固形物付着による圧力損失の増大を抑制することができるようになる。
【発明の効果】
【００３８】
以上説明したように、本発明によれば、高分子凝集剤などの薬剤を使用することなく汚水から有機汚れを泡の状態で分離することができるので、従来法に比べて、設備費とランニングコストが大きく軽減された極めて安価な汚水処理装置を実現することができる。
【００３９】
また、有機汚れを泡の状態で分離するので、高分子凝集剤などの薬剤を使用する方法では処理することが困難な高ＢＯＤの汚水にも容易に対応することができる。
【００４０】
さらに、高分子凝集剤などの薬剤を使用しないので、分離排出された有機汚れの固形分は安全に廃棄することができるなど、環境に対する悪影響が少ない。また、分離排出された有機汚れの固形分は農作物に対する肥料として再利用することができるという顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。図１は本発明の実施の形態に係る汚水処理装置１の構成を示す斜視図であり、図２は、汚水処理装置１の構成を示すフロー図である。また、図３は、汚水処理槽３の汚水２の表面２ｅ近傍から汚水２を吸引するエジェクタ４ａの構成を示す説明図であり、図４は、汚水処理槽３の底部近傍から汚水２を吸引するエジェクタ４ｂの構成を示す説明図である。
【００４２】
図１〜図４を参照して、図示の本発明の実施の形態に係る汚水処理装置１は、有機物で汚染された高ＢＯＤの汚水２から有機汚れを分離するものであり、汚水処理槽３と、この汚水処理槽３に貯留された汚水２の中に気泡２ａを噴出させる気泡発生手段４と、汚水２の表面２ｅに浮上した気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂを汚水２の表面２ｅから分離する気泡分離手段５とを備えている。またこの汚水処理装置１は、汚水２を濾過する濾過手段６と、この濾過手段６で濾過された濾過水２ｃの汚れを沈殿させる沈殿槽７と、この沈殿槽７に貯留された濾過水２ｃを沈殿物２ｄとともに気泡発生手段４に輸送する濾過水ポンプ８とを備えている。
【００４３】
上記汚水２は、例えば、焼酎製造時に発生する焼酎蒸留廃液や、畜産汚泥あるいは畜産汚泥あるいは養魚場にて発生する魚糞汚水など、有機汚れを含む高ＢＯＤの汚水である。本実施形態では、汚水処理装置１は、ＢＯＤ２０，０００ｐｐｍ程度の汚水２を対象としており、この濃度の汚水２を沈殿槽７の排出管７ａにおいて２００〜２０００ｐｐｍまで浄化する仕様になっている。
【００４４】
上記汚水処理槽３は、供給配管３ａで供給される有機物で汚染された汚水２を貯留する円筒形状のＦＲＰ製タンクである。この汚水処理槽３は、汚水２の表面２ｅ近傍の断面が円形に形成されているので、特に汚水２の表面２ｅが円を描くように周回することができるようになっている。
【００４５】
上記気泡発生手段４は、汚水処理槽３に貯留された汚水２の中に気泡２ａを噴出させる装置であり、汚水処理槽３の上方に設けられたスクリーンの支持板に支持される２つのエジェクタ４ａ、４ｂを有している。これらのエジェクタ４ａ、４ｂは、高い粘性をもった高ＢＯＤの汚水であっても支障なく機能する混気ジェットノズルが採用されており、図３、図４にも示すように、濾過水ポンプ８により輸送された濾過水２ｃの流れにより負圧を発生させてこの負圧により汚水処理槽３に貯留された汚水２の上方にある空気Ａを空気吸引管４ｃ（図３、図４）を介して吸引して気泡２ａを噴出させるとともに、同じ濾過水２ｃの流れにより発生した負圧により、汚水処理槽３に貯留された汚水２を汚水吸引口４ｄを介して吸引して噴出口４ｅから気泡２ａとともに噴出させるように構成されている。
【００４６】
ここで、それぞれの気泡発生手段４のエジェクタ４ａ、４ｂは、円形の汚水処理槽３の中心軸３ｂの周りに、汚水２の表面２ｅに浮上した気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂが周回するように、汚水処理槽３の接線方向に気泡噴出方向が設定されている。
【００４７】
また、これら気泡発生手段４のエジェクタ４ａ、４ｂの気泡噴出方向は、汚水２の周回面２ｆに対して概ね俯角５度以上かつ６０度以下の方向に設けられている。
【００４８】
そして、特に、本実施形態では、一方のエジェクタ４ａは、汚水処理槽３の汚水２の表面２ｅ近傍から汚水２を吸引し、他方のエジェクタ４ｂは、吸引管４ｆ（図４）を介して汚水処理槽３の底部近傍から汚水２を吸引するように構成されている。
【００４９】
上記気泡分離手段５は、汚水２の表面２ｅにおいて周回する気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂを汚水処理槽３の外に案内するスクレーパー板５ａを汚水処理槽３の汚水２の表面２ｅ近傍に備え、汚水処理槽３の側面に設けられた排出口３ｃから気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂを分離排出するようになっている。
【００５０】
上記濾過手段６は、気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂが分離された汚水２を濾過するものであり、この濾過手段６は、汚水処理槽３の中心部に、筒状の固液分離機能を持つ金属製のスクリーン６ａを配置している。そして、このスクリーン６ａの内部と沈殿槽７とは、連通管６ｂを介して接続され、濾過水２ｃが、連通管６ｂを通って自然流下し沈殿槽７に貯水されるようになっている。
【００５１】
また、スクリーン６ａの上部には、気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂが沈殿槽７に送られる濾過水２ｃに混入することを防止する遮蔽部６ｃを有している。
【００５２】
上記沈殿槽７は、濾過手段６で濾過された濾過水２ｃの汚れを重力により沈殿させる円筒形状のＦＲＰ製のタンクである。そして、沈殿物２ｄが沈降して浄化度が向上した濾過水２ｃはこの沈殿槽７の上部に設けられた排出管７ａから排出され、図略の次の工程に供給される。
【００５３】
上記濾過水ポンプ８は、沈殿槽７の下方に滞留している沈殿物２ｄを沈殿槽７に貯留された濾過水２ｃとともに気泡発生手段４に輸送するポンプであり、沈殿槽７の上部に設けられた沈殿槽蓋部７ｂに設置され、吸引部８ａに接続される取水管８ｃと吐出部８ｂに接続される濾過水供給配管８ｄとを介して沈殿物２ｄと濾過水２ｃとを気泡発生手段４に輸送するように構成されている。
【００５４】
次に図１〜図４を参照して、本発明の実施の形態に係る汚水処理装置１の作用について説明する。
【００５５】
図１〜図４に示すように、本発明の実施の形態に係る汚水処理装置１においては、有機物で汚染された高ＢＯＤの汚水２が、供給配管３ａを介して供給され、汚水処理槽３が、この有機物で汚染された汚水２を貯留する。そして、気泡発生手段４がこの汚水２の中に気泡２ａを噴出させるので、汚水は、溶存酸素が飽和の状態になり、有機汚れを分解する微生物の活動が活発となる。
【００５６】
また、大量の大小あるいは極小の気泡２ａが発生と破裂とを繰り返すので、超音波が発生し、汚水２に振動、攪拌が与えられる結果、有機汚れが小さく分解される。
【００５７】
また、小さく分解した汚水２中の有機汚れが気泡２ａの表面に再び集まり、凝集されるので、多くの有機汚れを気泡２ａに随伴させて汚水２の表面２ｅに浮上させることができる。
【００５８】
そして、気泡分離手段５が、浮上した気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂを汚水２の表面２ｅから分離する。
【００５９】
このように、従来の汚水処理装置がむしろ消泡に努めていたのに対し、この汚水処理装置１は、積極的に気泡２ａを発生させて、有機汚れを分離しようとするものである。
【００６０】
この時、エジェクタ４ａ、４ｂが、沈殿槽７から濾過水ポンプ８により輸送された濾過水２ｃの流れにより負圧を発生させてこの負圧により汚水２の上方にある空気Ａを空気吸引管４ｃを介して吸引して気泡２ａを噴出させる。また、同じ濾過水２ｃの流れにより発生した負圧により、汚水処理槽３に貯留された汚水２を汚水吸引口４ｄを介して吸引して噴出口４ｅから気泡２ａとともに噴出させる。
【００６１】
また、この時、円形の汚水処理槽３の底部近傍は、排出されない固形物２ｇが沈下し集まってくるので、一方のエジェクタ４ａが、汚水処理槽３の汚水２の表面２ｅ近傍から汚水２を吸引するとともに、他方のエジェクタ４ｂが、吸引管４ｆを介して汚水処理槽３の底部近傍から汚水２を吸引して常時吸い上げ、再度流動させて循環するようになっている。
【００６２】
また、濾過水ポンプ８が、沈殿槽７の下方に滞留している沈殿物２ｄを沈殿槽７に貯留された濾過水２ｃとともに気泡発生手段４に輸送して、汚水処理槽３に還流する。
【００６３】
そして、それぞれの気泡発生手段４のエジェクタ４ａ、４ｂが、汚水処理槽３の接線方向に気泡２ａを噴出するので、円形の汚水処理槽３の中心軸３ｂの周りに、汚水２の表面２ｅに浮上した気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂが周回する。
【００６４】
そして、気泡分離手段５のスクレーパー板５ａが汚水２の表面２ｅにおいて周回する気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂを汚水処理槽３の外に案内し、汚水処理槽３の側面に設けられた排出口３ｅから気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂが分離排出される。
【００６５】
また、排出された有機物汚れ２ｂは、図略の天日乾燥または乾燥装置、またはその他の装置類により、容易に水分を除去することができる。
【００６６】
そして、濾過手段６の筒状のスクリーン６ａが、さらに汚水２を濾過するとともに、スクリーン６ａの上部に設けられた濾過手段６の遮蔽部６ｃが、気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂが沈殿槽７に送られる濾過水２ｃに混入されることを防止するので、有機汚れ２ｂの少ない濾過水２ｃが沈殿槽７に送られる。
【００６７】
この時、スクリーン６ａの外表面には固形物が付着する傾向性があるが、気泡発生手段４による気泡２ａと、水流とによりスクリーン６ａにおいて微震動と超音波とを発生させ、これにより固形物の付着は大幅に抑制される。
【００６８】
そして、沈殿槽７では、濾過手段６で濾過された濾過水２ｃの汚れをさらに重力により沈殿させて、汚濁の少ない浄化度が向上した上部の濾過水２ｃをこの沈殿槽７の上部に設けられた排出管７ａから排出して処理済み水として図略の次の工程に供給する。
【００６９】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る汚水処理装置１によれば、気泡発生手段４がこの汚水２の中に気泡２ａを噴出させるので、汚水は、溶存酸素が飽和の状態になり、有機汚れを分解する微生物の活動が活発となる。
【００７０】
また、大量の大小あるいは極小の気泡２ａが発生と破裂とを繰り返すので、超音波が発生し、汚水２に振動、攪拌が与えられる結果、有機汚れが小さく分解される。
【００７１】
また、小さく分解した汚水２中の有機汚れが気泡２ａの表面に再び集まり、凝集されるので、多くの有機汚れを気泡２ａに随伴させて汚水２の表面２ｅに浮上させることができる。
【００７２】
そして、気泡分離手段５が、汚水２の表面２ｅに浮上した気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂを汚水２の表面２ｅから分離するので、高分子凝集剤などの薬剤を使用することなく汚水２から有機汚れを泡の状態で分離することができる。
【００７３】
このように、汚水処理装置１によれば、薬剤を使用することなく有機汚れを泡の状態で分離するので、従来法に比べて、設備費とランニングコストが大きく軽減された極めて安価な汚水処理装置を実現することができる。
【００７４】
また、有機汚れ２ｂを泡の状態で分離するので、高分子凝集剤などの薬剤を使用する方法では処理することができない高ＢＯＤの汚水２でも容易に対応することができる。
【００７５】
さらに、汚水処理装置１によれば、高分子凝集剤などの薬剤を使用しないので、分離排出された固形分は安全に廃棄することができ、環境に対する悪影響がない。
【００７６】
特に、分離排出された固形分は、土壌に散布しても安全であるとともに、有機物を豊富に含むので、農作物に対する肥料として再利用することができるようになる。
【００７７】
また、汚水処理装置１によれば、気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂが汚水２の表面２ｅにおいて周回するように気泡噴出方向が設定され、汚水２の表面２ｅ近傍に設けられたスクレーパー板５ａが、周回する気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂを汚水処理槽３の外に案内するので、簡単な構造で気泡分離手段５を実現することができる結果、極めて安価な設備とすることができる。
【００７８】
また、円形の汚水処理槽３の中心軸３ｂの周りに気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂが周回するように、円形の汚水処理槽３の接線方向に気泡発生手段４の気泡噴出方向が設定されているので、気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂが滞留することなく周回することができる結果、すみやかに効率良く気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂを分離排出することができる。
【００７９】
さらに、気泡噴出方向が、汚水２の周回面２ｆに対して俯角を形成するように設けられているので、気泡２ａが汚水２中に滞留する時間をより長くすることができる。その結果、より多くの有機汚れを気泡２ａに集めることができるようになる。特に、本実施形態によれば、気泡噴出方向が汚水２の周回面２ｆに対して概ね俯角５度以上かつ６０度以下の方向に設けられているので、汚水２を周回させる気泡２ａの推進力を維持したまま、気泡２ａが汚水２中に滞留する時間を長くすることができる。
【００８０】
また、この汚水処理装置１によれば、有機汚れが分離された汚水２をさらに濾過するので、汚水２の浄化度をさらに向上させることができる。
【００８１】
さらに、沈殿槽７が濾過手段６で濾過された濾過水２ｃの汚れを沈殿させるので、汚水２の浄化度をさらに向上させることができる。
【００８２】
また、沈殿槽７の底部に沈降する沈殿物２ｄが、沈殿槽７に貯留された中間の濾過水２ｃとともに汚水処理槽３に自動的に常時、還流される結果、沈殿槽７における沈殿物２ｄや堆積物の除去作業が不要となる。
【００８３】
そして、濾過水ポンプ８が、沈殿槽７に貯留された濾過水２ｃを沈殿物２ｄとともに気泡発生手段４に輸送するとともに、気泡発生手段４のエジェクタ４ａ、４ｂが、この輸送された濾過水２ｃの流れにより負圧を発生させて空気Ａを吸引して気泡２ａを噴出させるので、沈殿槽７から汚水処理槽３への沈殿物２ｄの還流に要する動力を気泡発生手段４の動力に利用することができる結果、よりランニングコストが少ない汚水処理装置１にすることができる。
【００８４】
また、エジェクタ４ａ、４ｂが、汚水処理槽３の汚水２を吸引して気泡２ａとともに噴出させるので、汚水処理槽３の汚水２に含まれる有機汚れと気泡２ａとをエジェクタ４ａ、４ｂにおいて接触させることができる結果、より多くの有機汚れを気泡２ａに随伴させることができるようになる。
【００８５】
また、一方のエジェクタ４ａが、表面近傍から汚水２を吸引するとともに、他方のエジェクタ４ｂが、汚水処理槽３の底部近傍から汚水２を吸引するので、汚水処理槽３の広い範囲の汚水２を気泡２ａと接触させることができる。
【００８６】
また、特に、汚水処理槽３の底部近傍から汚水２を吸引するエジェクタ４ｂを設けることにより、沈降した有機汚れをより多く気泡２ａと接触させることができるようになる。
【００８７】
そして、比較的有機汚れの濃度の低い汚水処理槽３の中心部において、筒状のスクリーン６ａにより有機汚れが濾過され、連通管６ｂを介してスクリーン６ａの内部から沈殿槽７へと濾過水２ｃが輸送されるので、濾過手段６における固形物等の付着、堆積を少なくすることができる。
【００８８】
特に、本実施形態によれば、汚水処理槽３の中心部に筒状のスクリーン６ａを配置することにより、スクリーン６ａの全周囲に気泡２ａを到達させることができるので、気泡２ａによる振動と超音波で固形物がスクリーン６ａに付着することを効果的に防止することができる結果、スクリーン６ａの目詰まりが少なく、固形物付着による圧力損失の増大を抑制することができるようになる。
【００８９】
上述した実施の形態は本発明の好ましい具体例を例示したものに過ぎず、本発明は上述した実施の形態に限定されない。
【００９０】
例えば、汚水２は、必ずしもＢＯＤ２０，０００ｐｐｍ程度の汚水に限定されない。この汚水処理装置１は、ＢＯＤ３００〜１００，０００ｐｐｍの範囲の汚水２に対して対応可能である。また、必ずしも焼酎製造時に発生する焼酎蒸留廃液や、畜産汚泥あるいは養魚場にて発生する魚糞汚水などに限定されず、その他の有機汚れを含む汚水にも適用可能である。
【００９１】
また、汚水処理槽３、沈殿槽７は、円筒形状のＦＲＰ製タンクに限らない。それぞれ汚水２、濾過水２ｃを貯留可能なものであれば、ステンレス製タンクを採用するなど種々の設計変更が可能である。
【００９２】
また、気泡発生手段４は、必ずしも濾過水２ｃの流れにより発生した負圧により、空気Ａや汚水２を吸引して噴出口４ｅから気泡２ａとともに噴出させるように構成されている必要はない。汚水処理槽３に貯留された汚水２の中に気泡２ａを噴出させるものであれば、種々の装置が採用可能である。
【００９３】
また、他方のエジェクタ４ｂは、吸引管４ｆを介して汚水処理槽３の底部近傍から汚水２を吸引するように構成されていることが好ましいが、エジェクタ４ａ、４ｂ両方共に汚水処理槽３の汚水２の表面２ｅ近傍から汚水２を吸引するものであってもよい。
【００９４】
さらに、汚水２のＢＯＤ濃度や処理量、汚水２の状況などによっては、エジェクタ４ａ、４ｂの設置本数は変化させることが可能である、場合によってはいずれかのエジェクタだけでもよい。
【００９５】
また、濾過手段６は、必ずしも筒状の固液分離機能を持つ金属製のスクリーン６ａに限定されない、汚水２によっては種々の濾布に変更可能であるなど、種々の設計変更が可能である。
【００９６】
さらに、濾過水ポンプ８は、沈殿槽７の上部に設けられた沈殿槽蓋部７ｂに設置されている必要はない。沈殿槽７の下方に滞留している沈殿物２ｄを沈殿槽７に貯留された濾過水２ｃとともに気泡発生手段４に輸送することができるものであれば、濾過水ポンプ８の設置場所は、変更可能である。
【００９７】
その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の設計変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の実施の形態に係る汚水処理装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る汚水処理装置の構成を示すフロー図である。
【図３】汚水処理槽の汚水の表面近傍から汚水を吸引するエジェクタの構成を示す説明図である。
【図４】汚水処理槽の底部近傍から汚水を吸引するエジェクタの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００９９】
Ａ 空気
１ 汚水処理装置
２ 汚水
２ａ 気泡
２ｂ 浮上した気泡に随伴する有機汚れ
２ｃ 濾過水
２ｅ 汚水の表面
２ｆ 汚水の周回面
３ 汚水処理槽
３ｂ 中心軸
４ 気泡発生手段
４ａ、４ｂ エジェクタ
５ 気泡分離手段
５ａ スクレーパー板
６ 濾過手段
６ａ スクリーン
６ｂ 連通管
７ 沈殿槽
８ 濾過水ポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば焼酎製造時に発生する焼酎蒸留廃液や、畜産汚泥あるいは養魚場にて発生する魚糞汚水など、有機物で汚染された高ＢＯＤ（Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｏｘｙｇｅｎ Ｄｅｍａｎｄ：生物化学的酸素要求量）汚水から有機汚れを分離する汚水処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、焼酎製造時に発生する焼酎蒸留廃液や、畜産汚泥あるいは養魚場にて発生する魚糞汚水など、有機物で汚染された高ＢＯＤ汚水から有機汚れを分離する汚水処理技術として、高分子凝集剤などの薬剤を用いて汚水を処理する技術が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、製紙スラッジを含む汚水に水溶性重合体分散液を添加し凝集させた後、脱水機により脱水して有機汚れを分離するという汚水処理の技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−０５７９２７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、上述の特許文献１に開示された汚水処理方法では、薬剤を使用するので、多量の薬剤とこの薬剤を供給する設備とが必要になる結果、設備費とランニングコストとが増大し、装置が高価になるという不具合があった。
【０００５】
また、このような薬剤を使用する方法では高ＢＯＤの汚水に対しては限界があり、対応することができないという不具合があった。
【０００６】
さらに、薬剤を使用する方法では、分離排出された汚泥など固形分を廃棄すると環境に対する悪影響が避けられなかった。そのため、発生した固形分は産業廃棄物として処理せざるを得ず、結果として高価格の処理費用がさらに発生するという問題があった。
【０００７】
本発明は上記不具合に鑑みてなされたものであり、高分子凝集剤などの薬剤を使用することがなく、従来法に比べて、設備費とランニングコストとを大きく軽減することができる安価な汚水処理装置を提供することを課題としている。
【０００８】
また、高分子凝集剤などの薬剤を使用する方法では処理することが困難な高ＢＯＤの汚水にも対応することができる装置であって、分離排出された有機汚れの固形分を廃棄しても環境に対する悪影響が少ない汚水処理装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明は、有機物で汚染された汚水を貯留する汚水処理槽と、この汚水処理槽に貯留された汚水の中に気泡を噴出させる気泡発生手段と、上記汚水の表面に浮上した気泡に随伴する有機汚れを汚水の表面から分離する気泡分離手段とを備えたことを特徴とする汚水処理装置である。
【００１０】
本発明によれば、気泡発生手段が、汚水の中に気泡を噴出させるので、汚水は、溶存酸素が飽和の状態になり、有機汚れを分解する微生物の活動が活発となる。
【００１１】
また、大量の大小あるいは極小の気泡が発生と破裂とを繰り返すので、超音波が発生し、汚水に振動、攪拌が与えられる結果、有機汚れが小さく分解される。
【００１２】
また、小さく分解した汚水中の有機汚れが気泡の表面に再び集まり、凝集されるので、多くの有機汚れを気泡に随伴させて汚水の表面に浮上させることができる。
【００１３】
そして、気泡分離手段が、汚水の表面に浮上した気泡に随伴する有機汚れを汚水の表面から分離するので、高分子凝集剤などの薬剤を使用することなく汚水から有機汚れを泡の状態で分離することができる。
【００１４】
このように、本発明によれば、薬剤を使用することなく有機汚れを泡の状態で分離するので、従来法に比べて、設備費とランニングコストが大きく軽減された極めて安価な汚水処理装置を実現することができる。
【００１５】
また、有機汚れを泡の状態で分離するので、高分子凝集剤などの薬剤を使用する方法では処理することが困難な高ＢＯＤの汚水でも容易に対応することができる。
【００１６】
さらに、本発明によれば、高分子凝集剤などの薬剤を使用しないので、分離排出された有機汚れの固形分は安全に廃棄することができ、環境に対する悪影響がない。
【００１７】
特に、分離排出された有機汚れの固形分は、土壌に散布しても安全であるとともに、有機物を豊富に含むので、農作物に対する肥料として再利用することができる。
【００１８】
ここで、上記気泡発生手段は、汚水の表面に浮上した気泡に随伴する有機汚れが汚水の表面において周回するように、気泡噴出方向が設定され、上記気泡分離手段は、汚水の表面において周回する上記気泡に随伴する有機汚れを汚水処理槽の外に案内するスクレーパー板を汚水処理槽の汚水の表面近傍に備えていることが好ましい。
【００１９】
このようにすれば、気泡に随伴する有機汚れが汚水の表面において周回するように気泡噴出方向が設定され、汚水の表面近傍に設けられたスクレーパー板が、気泡に随伴する有機汚れを汚水処理槽の外に案内するので、簡単な構造で気泡分離手段を実現することができる。その結果、極めて安価な設備とすることができる。
【００２０】
また、特に、上記汚水処理槽は、汚水の表面近傍の断面が概ね円形に形成され、上記気泡発生手段は、この円形の中心軸の周りに、汚水の表面に浮上した気泡に随伴する有機汚れが周回するように、この概ね円形の汚水処理槽の接線方向に気泡噴出方向が設定されていることが好ましい。
【００２１】
このようにすれば、円形の汚水処理槽の中心軸の周りに気泡に随伴する有機汚れが周回するように、円形の汚水処理槽の接線方向に気泡発生手段の気泡噴出方向が設定されているので、気泡に随伴する有機汚れが滞留することなく周回する結果、すみやかに効率良く有機汚れを分離排出することができる。
【００２２】
また、上記気泡発生手段の気泡噴出方向は、汚水の周回面に対して概ね俯角５度以上かつ６０度以下の方向に設けられていることが好ましい。
【００２３】
このようにすれば、気泡噴出方向が、汚水の周回面に対して俯角を形成するように設けられているので、気泡が汚水中に滞留する時間をより長くすることができる。その結果、より多くの有機汚れを気泡に集めることができるようになる。特に、本発明においては、気泡噴出方向が汚水の周回面に対して概ね俯角５度以上かつ６０度以下の方向に設けられているので、汚水を周回させる気泡の推進力を維持したまま、気泡が汚水中に滞留する時間を長くすることができる。
【００２４】
また、本発明に係る汚水処理装置は、上記汚水の表面に浮上した気泡に随伴する有機汚れが分離された汚水を濾過する濾過手段をさらに備えていることが好ましい。
【００２５】
このようにすれば、有機汚れが分離された汚水をさらに濾過するので、汚水の浄化度をさらに向上させることができる。
【００２６】
また、本発明に係る汚水処理装置は、上記濾過手段で濾過された濾過水の汚れを沈殿させる沈殿槽と、この沈殿槽に貯留された濾過水を沈殿物とともに気泡発生手段に輸送する濾過水ポンプとをさらに備え、上記気泡発生手段は、濾過水ポンプにより輸送された濾過水の流れにより負圧を発生させてこの負圧により空気を吸引して気泡を噴出させるエジェクタを有していることが好ましい。
【００２７】
このようにすれば、沈殿槽が濾過手段で濾過された濾過水の汚れを沈殿させるので、汚水の浄化度をさらに向上させることができる。
【００２８】
また、沈殿槽の底部に沈降する沈殿物が、沈殿槽に貯留された中間の濾過水とともに汚水処理槽に自動的に常時、還流される結果、沈殿槽における沈殿物や堆積物の除去作業が不要となる。
【００２９】
さらに、濾過水ポンプが、沈殿槽に貯留された濾過水を沈殿物とともに気泡発生手段に輸送し、気泡発生手段のエジェクタが、この輸送された濾過水の流れにより負圧を発生させて空気を吸引して気泡を噴出させるので、沈殿槽から汚水処理槽への沈殿物の還流に要する動力を気泡発生手段の動力に利用することができる。その結果、よりランニングコストが少ない汚水処理装置にすることができる。
【００３０】
ここで、上記エジェクタは、輸送された沈殿槽の濾過水の流れにより発生した負圧により、さらに汚水処理槽に貯留された汚水を吸引して気泡とともに噴出させることが好ましい。
【００３１】
このようにすれば、エジェクタが、さらに汚水処理槽の汚水を吸引して気泡とともに噴出させるので、汚水に含まれる有機汚れと気泡とをエジェクタにおいて接触させることができる結果、より多くの有機汚れを気泡に随伴させることができるようになる。
【００３２】
また、本発明に係る汚水処理装置は、上記汚水処理槽の汚水の表面近傍から汚水を吸引するエジェクタと、汚水処理槽の底部近傍から汚水を吸引するエジェクタとを備えていることが好ましい。
【００３３】
このようにすれば、一方のエジェクタが、表面近傍から汚水を吸引するとともに、他方のエジェクタが、汚水処理槽の底部近傍から汚水を吸引するので、汚水処理槽の広い範囲の汚水を気泡と接触させることができる。
【００３４】
また、特に、汚水処理槽の底部近傍から汚水を吸引するエジェクタを設けることにより、沈降した有機汚れをより多く気泡と接触させることができるようになる。
【００３５】
また、上記濾過手段は、上記汚水処理槽の中心部に配置された筒状のスクリーンを有し、このスクリーンの内部と、上記沈殿槽とが連通管を介して接続されていることが好ましい。
【００３６】
このようにすれば、比較的有機汚れの濃度の低い汚水処理槽の中心部において、筒状のスクリーンにより有機汚れが濾過され、連通管を介してスクリーンの内部から沈殿槽へと濾過水が輸送されるので、濾過手段における固形物等の付着、堆積を少なくすることができる。
【００３７】
特に、本発明によれば、汚水処理槽の中心部に筒状のスクリーンを配置することにより、スクリーンの全周囲に気泡を到達させることができるので、気泡による振動と超音波で固形物がスクリーンに付着することを効果的に防止することができる結果、スクリーンの目詰まりが少なく、固形物付着による圧力損失の増大を抑制することができるようになる。
【発明の効果】
【００３８】
以上説明したように、本発明によれば、高分子凝集剤などの薬剤を使用することなく汚水から有機汚れを泡の状態で分離することができるので、従来法に比べて、設備費とランニングコストが大きく軽減された極めて安価な汚水処理装置を実現することができる。
【００３９】
また、有機汚れを泡の状態で分離するので、高分子凝集剤などの薬剤を使用する方法では処理することが困難な高ＢＯＤの汚水にも容易に対応することができる。
【００４０】
さらに、高分子凝集剤などの薬剤を使用しないので、分離排出された有機汚れの固形分は安全に廃棄することができるなど、環境に対する悪影響が少ない。また、分離排出された有機汚れの固形分は農作物に対する肥料として再利用することができるという顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。図１は本発明の実施の形態に係る汚水処理装置１の構成を示す斜視図であり、図２は、汚水処理装置１の構成を示すフロー図である。また、図３は、汚水処理槽３の汚水２の表面２ｅ近傍から汚水２を吸引するエジェクタ４ａの構成を示す説明図であり、図４は、汚水処理槽３の底部近傍から汚水２を吸引するエジェクタ４ｂの構成を示す説明図である。
【００４２】
図１〜図４を参照して、図示の本発明の実施の形態に係る汚水処理装置１は、有機物で汚染された高ＢＯＤの汚水２から有機汚れを分離するものであり、汚水処理槽３と、この汚水処理槽３に貯留された汚水２の中に気泡２ａを噴出させる気泡発生手段４と、汚水２の表面２ｅに浮上した気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂを汚水２の表面２ｅから分離する気泡分離手段５とを備えている。またこの汚水処理装置１は、汚水２を濾過する濾過手段６と、この濾過手段６で濾過された濾過水２ｃの汚れを沈殿させる沈殿槽７と、この沈殿槽７に貯留された濾過水２ｃを沈殿物２ｄとともに気泡発生手段４に輸送する濾過水ポンプ８とを備えている。
【００４３】
上記汚水２は、例えば、焼酎製造時に発生する焼酎蒸留廃液や、畜産汚泥あるいは畜産汚泥あるいは養魚場にて発生する魚糞汚水など、有機汚れを含む高ＢＯＤの汚水である。本実施形態では、汚水処理装置１は、ＢＯＤ２０，０００ｐｐｍ程度の汚水２を対象としており、この濃度の汚水２を沈殿槽７の排出管７ａにおいて２００〜２０００ｐｐｍまで浄化する仕様になっている。
【００４４】
上記汚水処理槽３は、供給配管３ａで供給される有機物で汚染された汚水２を貯留する円筒形状のＦＲＰ製タンクである。この汚水処理槽３は、汚水２の表面２ｅ近傍の断面が円形に形成されているので、特に汚水２の表面２ｅが円を描くように周回することができるようになっている。
【００４５】
上記気泡発生手段４は、汚水処理槽３に貯留された汚水２の中に気泡２ａを噴出させる装置であり、汚水処理槽３の上方に設けられたスクリーンの支持板に支持される２つのエジェクタ４ａ、４ｂを有している。これらのエジェクタ４ａ、４ｂは、高い粘性をもった高ＢＯＤの汚水であっても支障なく機能する混気ジェットノズルが採用されており、図３、図４にも示すように、濾過水ポンプ８により輸送された濾過水２ｃの流れにより負圧を発生させてこの負圧により汚水処理槽３に貯留された汚水２の上方にある空気Ａを空気吸引管４ｃ（図３、図４）を介して吸引して気泡２ａを噴出させるとともに、同じ濾過水２ｃの流れにより発生した負圧により、汚水処理槽３に貯留された汚水２を汚水吸引口４ｄを介して吸引して噴出口４ｅから気泡２ａとともに噴出させるように構成されている。
【００４６】
ここで、それぞれの気泡発生手段４のエジェクタ４ａ、４ｂは、円形の汚水処理槽３の中心軸３ｂの周りに、汚水２の表面２ｅに浮上した気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂが周回するように、汚水処理槽３の接線方向に気泡噴出方向が設定されている。
【００４７】
また、これら気泡発生手段４のエジェクタ４ａ、４ｂの気泡噴出方向は、汚水２の周回面２ｆに対して概ね俯角５度以上かつ６０度以下の方向に設けられている。
【００４８】
そして、特に、本実施形態では、一方のエジェクタ４ａは、汚水処理槽３の汚水２の表面２ｅ近傍から汚水２を吸引し、他方のエジェクタ４ｂは、吸引管４ｆ（図４）を介して汚水処理槽３の底部近傍から汚水２を吸引するように構成されている。
【００４９】
上記気泡分離手段５は、汚水２の表面２ｅにおいて周回する気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂを汚水処理槽３の外に案内するスクレーパー板５ａを汚水処理槽３の汚水２の表面２ｅ近傍に備え、汚水処理槽３の側面に設けられた排出口３ｃから気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂを分離排出するようになっている。
【００５０】
上記濾過手段６は、気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂが分離された汚水２を濾過するものであり、この濾過手段６は、汚水処理槽３の中心部に、筒状の固液分離機能を持つ金属製のスクリーン６ａを配置している。そして、このスクリーン６ａの内部と沈殿槽７とは、連通管６ｂを介して接続され、濾過水２ｃが、連通管６ｂを通って自然流下し沈殿槽７に貯水されるようになっている。
【００５１】
また、スクリーン６ａの上部には、気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂが沈殿槽７に送られる濾過水２ｃに混入することを防止する遮蔽部６ｃを有している。
【００５２】
上記沈殿槽７は、濾過手段６で濾過された濾過水２ｃの汚れを重力により沈殿させる円筒形状のＦＲＰ製のタンクである。そして、沈殿物２ｄが沈降して浄化度が向上した濾過水２ｃはこの沈殿槽７の上部に設けられた排出管７ａから排出され、図略の次の工程に供給される。
【００５３】
上記濾過水ポンプ８は、沈殿槽７の下方に滞留している沈殿物２ｄを沈殿槽７に貯留された濾過水２ｃとともに気泡発生手段４に輸送するポンプであり、沈殿槽７の上部に設けられた沈殿槽蓋部７ｂに設置され、吸引部８ａに接続される取水管８ｃと吐出部８ｂに接続される濾過水供給配管８ｄとを介して沈殿物２ｄと濾過水２ｃとを気泡発生手段４に輸送するように構成されている。
【００５４】
次に図１〜図４を参照して、本発明の実施の形態に係る汚水処理装置１の作用について説明する。
【００５５】
図１〜図４に示すように、本発明の実施の形態に係る汚水処理装置１においては、有機物で汚染された高ＢＯＤの汚水２が、供給配管３ａを介して供給され、汚水処理槽３が、この有機物で汚染された汚水２を貯留する。そして、気泡発生手段４がこの汚水２の中に気泡２ａを噴出させるので、汚水は、溶存酸素が飽和の状態になり、有機汚れを分解する微生物の活動が活発となる。
【００５６】
また、大量の大小あるいは極小の気泡２ａが発生と破裂とを繰り返すので、超音波が発生し、汚水２に振動、攪拌が与えられる結果、有機汚れが小さく分解される。
【００５７】
また、小さく分解した汚水２中の有機汚れが気泡２ａの表面に再び集まり、凝集されるので、多くの有機汚れを気泡２ａに随伴させて汚水２の表面２ｅに浮上させることができる。
【００５８】
そして、気泡分離手段５が、浮上した気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂを汚水２の表面２ｅから分離する。
【００５９】
このように、従来の汚水処理装置がむしろ消泡に努めていたのに対し、この汚水処理装置１は、積極的に気泡２ａを発生させて、有機汚れを分離しようとするものである。
【００６０】
この時、エジェクタ４ａ、４ｂが、沈殿槽７から濾過水ポンプ８により輸送された濾過水２ｃの流れにより負圧を発生させてこの負圧により汚水２の上方にある空気Ａを空気吸引管４ｃを介して吸引して気泡２ａを噴出させる。また、同じ濾過水２ｃの流れにより発生した負圧により、汚水処理槽３に貯留された汚水２を汚水吸引口４ｄを介して吸引して噴出口４ｅから気泡２ａとともに噴出させる。
【００６１】
また、この時、円形の汚水処理槽３の底部近傍は、排出されない固形物２ｇが沈下し集まってくるので、一方のエジェクタ４ａが、汚水処理槽３の汚水２の表面２ｅ近傍から汚水２を吸引するとともに、他方のエジェクタ４ｂが、吸引管４ｆを介して汚水処理槽３の底部近傍から汚水２を吸引して常時吸い上げ、再度流動させて循環するようになっている。
【００６２】
また、濾過水ポンプ８が、沈殿槽７の下方に滞留している沈殿物２ｄを沈殿槽７に貯留された濾過水２ｃとともに気泡発生手段４に輸送して、汚水処理槽３に還流する。
【００６３】
そして、それぞれの気泡発生手段４のエジェクタ４ａ、４ｂが、汚水処理槽３の接線方向に気泡２ａを噴出するので、円形の汚水処理槽３の中心軸３ｂの周りに、汚水２の表面２ｅに浮上した気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂが周回する。
【００６４】
そして、気泡分離手段５のスクレーパー板５ａが汚水２の表面２ｅにおいて周回する気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂを汚水処理槽３の外に案内し、汚水処理槽３の側面に設けられた排出口３ｅから気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂが分離排出される。
【００６５】
また、排出された有機物汚れ２ｂは、図略の天日乾燥または乾燥装置、またはその他の装置類により、容易に水分を除去することができる。
【００６６】
そして、濾過手段６の筒状のスクリーン６ａが、さらに汚水２を濾過するとともに、スクリーン６ａの上部に設けられた濾過手段６の遮蔽部６ｃが、気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂが沈殿槽７に送られる濾過水２ｃに混入されることを防止するので、有機汚れ２ｂの少ない濾過水２ｃが沈殿槽７に送られる。
【００６７】
この時、スクリーン６ａの外表面には固形物が付着する傾向性があるが、気泡発生手段４による気泡２ａと、水流とによりスクリーン６ａにおいて微震動と超音波とを発生させ、これにより固形物の付着は大幅に抑制される。
【００６８】
そして、沈殿槽７では、濾過手段６で濾過された濾過水２ｃの汚れをさらに重力により沈殿させて、汚濁の少ない浄化度が向上した上部の濾過水２ｃをこの沈殿槽７の上部に設けられた排出管７ａから排出して処理済み水として図略の次の工程に供給する。
【００６９】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る汚水処理装置１によれば、気泡発生手段４がこの汚水２の中に気泡２ａを噴出させるので、汚水は、溶存酸素が飽和の状態になり、有機汚れを分解する微生物の活動が活発となる。
【００７０】
また、大量の大小あるいは極小の気泡２ａが発生と破裂とを繰り返すので、超音波が発生し、汚水２に振動、攪拌が与えられる結果、有機汚れが小さく分解される。
【００７１】
また、小さく分解した汚水２中の有機汚れが気泡２ａの表面に再び集まり、凝集されるので、多くの有機汚れを気泡２ａに随伴させて汚水２の表面２ｅに浮上させることができる。
【００７２】
そして、気泡分離手段５が、汚水２の表面２ｅに浮上した気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂを汚水２の表面２ｅから分離するので、高分子凝集剤などの薬剤を使用することなく汚水２から有機汚れを泡の状態で分離することができる。
【００７３】
このように、汚水処理装置１によれば、薬剤を使用することなく有機汚れを泡の状態で分離するので、従来法に比べて、設備費とランニングコストが大きく軽減された極めて安価な汚水処理装置を実現することができる。
【００７４】
また、有機汚れ２ｂを泡の状態で分離するので、高分子凝集剤などの薬剤を使用する方法では処理することができない高ＢＯＤの汚水２でも容易に対応することができる。
【００７５】
さらに、汚水処理装置１によれば、高分子凝集剤などの薬剤を使用しないので、分離排出された固形分は安全に廃棄することができ、環境に対する悪影響がない。
【００７６】
特に、分離排出された固形分は、土壌に散布しても安全であるとともに、有機物を豊富に含むので、農作物に対する肥料として再利用することができるようになる。
【００７７】
また、汚水処理装置１によれば、気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂが汚水２の表面２ｅにおいて周回するように気泡噴出方向が設定され、汚水２の表面２ｅ近傍に設けられたスクレーパー板５ａが、周回する気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂを汚水処理槽３の外に案内するので、簡単な構造で気泡分離手段５を実現することができる結果、極めて安価な設備とすることができる。
【００７８】
また、円形の汚水処理槽３の中心軸３ｂの周りに気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂが周回するように、円形の汚水処理槽３の接線方向に気泡発生手段４の気泡噴出方向が設定されているので、気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂが滞留することなく周回することができる結果、すみやかに効率良く気泡２ａに随伴する有機汚れ２ｂを分離排出することができる。
【００７９】
さらに、気泡噴出方向が、汚水２の周回面２ｆに対して俯角を形成するように設けられているので、気泡２ａが汚水２中に滞留する時間をより長くすることができる。その結果、より多くの有機汚れを気泡２ａに集めることができるようになる。特に、本実施形態によれば、気泡噴出方向が汚水２の周回面２ｆに対して概ね俯角５度以上かつ６０度以下の方向に設けられているので、汚水２を周回させる気泡２ａの推進力を維持したまま、気泡２ａが汚水２中に滞留する時間を長くすることができる。
【００８０】
また、この汚水処理装置１によれば、有機汚れが分離された汚水２をさらに濾過するので、汚水２の浄化度をさらに向上させることができる。
【００８１】
さらに、沈殿槽７が濾過手段６で濾過された濾過水２ｃの汚れを沈殿させるので、汚水２の浄化度をさらに向上させることができる。
【００８２】
また、沈殿槽７の底部に沈降する沈殿物２ｄが、沈殿槽７に貯留された中間の濾過水２ｃとともに汚水処理槽３に自動的に常時、還流される結果、沈殿槽７における沈殿物２ｄや堆積物の除去作業が不要となる。
【００８３】
そして、濾過水ポンプ８が、沈殿槽７に貯留された濾過水２ｃを沈殿物２ｄとともに気泡発生手段４に輸送するとともに、気泡発生手段４のエジェクタ４ａ、４ｂが、この輸送された濾過水２ｃの流れにより負圧を発生させて空気Ａを吸引して気泡２ａを噴出させるので、沈殿槽７から汚水処理槽３への沈殿物２ｄの還流に要する動力を気泡発生手段４の動力に利用することができる結果、よりランニングコストが少ない汚水処理装置１にすることができる。
【００８４】
また、エジェクタ４ａ、４ｂが、汚水処理槽３の汚水２を吸引して気泡２ａとともに噴出させるので、汚水処理槽３の汚水２に含まれる有機汚れと気泡２ａとをエジェクタ４ａ、４ｂにおいて接触させることができる結果、より多くの有機汚れを気泡２ａに随伴させることができるようになる。
【００８５】
また、一方のエジェクタ４ａが、表面近傍から汚水２を吸引するとともに、他方のエジェクタ４ｂが、汚水処理槽３の底部近傍から汚水２を吸引するので、汚水処理槽３の広い範囲の汚水２を気泡２ａと接触させることができる。
【００８６】
また、特に、汚水処理槽３の底部近傍から汚水２を吸引するエジェクタ４ｂを設けることにより、沈降した有機汚れをより多く気泡２ａと接触させることができるようになる。
【００８７】
そして、比較的有機汚れの濃度の低い汚水処理槽３の中心部において、筒状のスクリーン６ａにより有機汚れが濾過され、連通管６ｂを介してスクリーン６ａの内部から沈殿槽７へと濾過水２ｃが輸送されるので、濾過手段６における固形物等の付着、堆積を少なくすることができる。
【００８８】
特に、本実施形態によれば、汚水処理槽３の中心部に筒状のスクリーン６ａを配置することにより、スクリーン６ａの全周囲に気泡２ａを到達させることができるので、気泡２ａによる振動と超音波で固形物がスクリーン６ａに付着することを効果的に防止することができる結果、スクリーン６ａの目詰まりが少なく、固形物付着による圧力損失の増大を抑制することができるようになる。
【００８９】
上述した実施の形態は本発明の好ましい具体例を例示したものに過ぎず、本発明は上述した実施の形態に限定されない。
【００９０】
例えば、汚水２は、必ずしもＢＯＤ２０，０００ｐｐｍ程度の汚水に限定されない。この汚水処理装置１は、ＢＯＤ３００〜１００，０００ｐｐｍの範囲の汚水２に対して対応可能である。また、必ずしも焼酎製造時に発生する焼酎蒸留廃液や、畜産汚泥あるいは養魚場にて発生する魚糞汚水などに限定されず、その他の有機汚れを含む汚水にも適用可能である。
【００９１】
また、汚水処理槽３、沈殿槽７は、円筒形状のＦＲＰ製タンクに限らない。それぞれ汚水２、濾過水２ｃを貯留可能なものであれば、ステンレス製タンクを採用するなど種々の設計変更が可能である。
【００９２】
また、気泡発生手段４は、必ずしも濾過水２ｃの流れにより発生した負圧により、空気Ａや汚水２を吸引して噴出口４ｅから気泡２ａとともに噴出させるように構成されている必要はない。汚水処理槽３に貯留された汚水２の中に気泡２ａを噴出させるものであれば、種々の装置が採用可能である。
【００９３】
また、他方のエジェクタ４ｂは、吸引管４ｆを介して汚水処理槽３の底部近傍から汚水２を吸引するように構成されていることが好ましいが、エジェクタ４ａ、４ｂ両方共に汚水処理槽３の汚水２の表面２ｅ近傍から汚水２を吸引するものであってもよい。
【００９４】
さらに、汚水２のＢＯＤ濃度や処理量、汚水２の状況などによっては、エジェクタ４ａ、４ｂの設置本数は変化させることが可能である、場合によってはいずれかのエジェクタだけでもよい。
【００９５】
また、濾過手段６は、必ずしも筒状の固液分離機能を持つ金属製のスクリーン６ａに限定されない、汚水２によっては種々の濾布に変更可能であるなど、種々の設計変更が可能である。
【００９６】
さらに、濾過水ポンプ８は、沈殿槽７の上部に設けられた沈殿槽蓋部７ｂに設置されている必要はない。沈殿槽７の下方に滞留している沈殿物２ｄを沈殿槽７に貯留された濾過水２ｃとともに気泡発生手段４に輸送することができるものであれば、濾過水ポンプ８の設置場所は、変更可能である。
【００９７】
その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の設計変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の実施の形態に係る汚水処理装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る汚水処理装置の構成を示すフロー図である。
【図３】汚水処理槽の汚水の表面近傍から汚水を吸引するエジェクタの構成を示す説明図である。
【図４】汚水処理槽の底部近傍から汚水を吸引するエジェクタの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００９９】
Ａ 空気
１ 汚水処理装置
２ 汚水
２ａ 気泡
２ｂ 浮上した気泡に随伴する有機汚れ
２ｃ 濾過水
２ｅ 汚水の表面
２ｆ 汚水の周回面
３ 汚水処理槽
３ｂ 中心軸
４ 気泡発生手段
４ａ、４ｂ エジェクタ
５ 気泡分離手段
５ａ スクレーパー板
６ 濾過手段
６ａ スクリーン
６ｂ 連通管
７ 沈殿槽
８ 濾過水ポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物で汚染された汚水を貯留する汚水処理槽と、
この汚水処理槽に貯留された汚水の中に気泡を噴出させる気泡発生手段と、
上記汚水の表面に浮上した気泡に随伴する有機汚れを汚水の表面から分離する気泡分離手段と、
を備えたことを特徴とする汚水処理装置。
【請求項２】
上記気泡発生手段は、汚水の表面に浮上した気泡に随伴する有機汚れが汚水の表面において周回するように、気泡噴出方向が設定され、
上記気泡分離手段は、汚水の表面において周回する上記気泡に随伴する有機汚れを汚水処理槽の外に案内するスクレーパー板を汚水処理槽の汚水の表面近傍に備えていることを特徴とする請求項１に記載の汚水処理装置。
【請求項３】
上記汚水処理槽は、汚水の表面近傍の断面が概ね円形に形成され、
上記気泡発生手段は、この円形の中心軸の周りに、汚水の表面に浮上した気泡に随伴する有機汚れが周回するように、この概ね円形の汚水処理槽の接線方向に気泡噴出方向が設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の汚水処理装置。
【請求項４】
上記気泡発生手段の気泡噴出方向は、汚水の周回面に対して概ね俯角５度以上かつ６０度以下の方向に設けられていることを特徴とする請求項２または請求項３のいずれかに記載の汚水処理装置。
【請求項５】
上記汚水の表面に浮上した気泡に随伴する有機汚れが分離された汚水を濾過する濾過手段を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の汚水処理装置。
【請求項６】
上記濾過手段で濾過された濾過水の汚れを沈殿させる沈殿槽と、
この沈殿槽に貯留された濾過水を沈殿物とともに気泡発生手段に輸送する濾過水ポンプと、
をさらに備え、
上記気泡発生手段は、濾過水ポンプにより輸送された濾過水の流れにより負圧を発生させてこの負圧により空気を吸引して気泡を噴出させるエジェクタを有していることを特徴とする請求項５に記載の汚水処理装置。
【請求項７】
上記エジェクタは、輸送された沈殿槽の濾過水の流れにより発生した負圧により、さらに汚水処理槽に貯留された汚水を吸引して気泡とともに噴出させることを特徴とする請求項６に記載の汚水処理装置。
【請求項８】
上記汚水処理槽の汚水の表面近傍から汚水を吸引するエジェクタと、汚水処理槽の底部近傍から汚水を吸引するエジェクタとを備えていることを特徴とする請求項７に記載の汚水処理装置。
【請求項９】
上記濾過手段は、上記汚水処理槽の中心部に配置された筒状のスクリーンを有し、
このスクリーンの内部と、上記沈殿槽とが連通管を介して接続されていることを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれかに記載の汚水処理装置。
【請求項１】
有機物で汚染された汚水を貯留する汚水処理槽と、
この汚水処理槽に貯留された汚水の中に気泡を噴出させる気泡発生手段と、
上記汚水の表面に浮上した気泡に随伴する有機汚れを汚水の表面から分離する気泡分離手段と、
を備えたことを特徴とする汚水処理装置。
【請求項２】
上記気泡発生手段は、汚水の表面に浮上した気泡に随伴する有機汚れが汚水の表面において周回するように、気泡噴出方向が設定され、
上記気泡分離手段は、汚水の表面において周回する上記気泡に随伴する有機汚れを汚水処理槽の外に案内するスクレーパー板を汚水処理槽の汚水の表面近傍に備えていることを特徴とする請求項１に記載の汚水処理装置。
【請求項３】
上記汚水処理槽は、汚水の表面近傍の断面が概ね円形に形成され、
上記気泡発生手段は、この円形の中心軸の周りに、汚水の表面に浮上した気泡に随伴する有機汚れが周回するように、この概ね円形の汚水処理槽の接線方向に気泡噴出方向が設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の汚水処理装置。
【請求項４】
上記気泡発生手段の気泡噴出方向は、汚水の周回面に対して概ね俯角５度以上かつ６０度以下の方向に設けられていることを特徴とする請求項２または請求項３のいずれかに記載の汚水処理装置。
【請求項５】
上記汚水の表面に浮上した気泡に随伴する有機汚れが分離された汚水を濾過する濾過手段を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の汚水処理装置。
【請求項６】
上記濾過手段で濾過された濾過水の汚れを沈殿させる沈殿槽と、
この沈殿槽に貯留された濾過水を沈殿物とともに気泡発生手段に輸送する濾過水ポンプと、
をさらに備え、
上記気泡発生手段は、濾過水ポンプにより輸送された濾過水の流れにより負圧を発生させてこの負圧により空気を吸引して気泡を噴出させるエジェクタを有していることを特徴とする請求項５に記載の汚水処理装置。
【請求項７】
上記エジェクタは、輸送された沈殿槽の濾過水の流れにより発生した負圧により、さらに汚水処理槽に貯留された汚水を吸引して気泡とともに噴出させることを特徴とする請求項６に記載の汚水処理装置。
【請求項８】
上記汚水処理槽の汚水の表面近傍から汚水を吸引するエジェクタと、汚水処理槽の底部近傍から汚水を吸引するエジェクタとを備えていることを特徴とする請求項７に記載の汚水処理装置。
【請求項９】
上記濾過手段は、上記汚水処理槽の中心部に配置された筒状のスクリーンを有し、
このスクリーンの内部と、上記沈殿槽とが連通管を介して接続されていることを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれかに記載の汚水処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−１４４３０２（Ｐ２００７−１４４３０２Ａ）
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３４１６９０（Ｐ２００５−３４１６９０）
【出願日】平成１７年１１月２８日（２００５．１１．２８）
【出願人】（３９１０５３３６４）株式会社ナガオカ (5)
【出願人】（５０５４３８９２６）有限会社島村建築設計事務所 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月２８日（２００５．１１．２８）
【出願人】（３９１０５３３６４）株式会社ナガオカ (5)
【出願人】（５０５４３８９２６）有限会社島村建築設計事務所 (1)
【Ｆターム（参考）】
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