JP6542440B1

JP6542440B1 - 微細固形物分離装置

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Publication number: JP6542440B1
Application number: JP2018134601A
Authority: JP
Inventors: 一博前田
Original assignee: 一博前田
Priority date: 2018-07-17
Filing date: 2018-07-17
Publication date: 2019-07-10
Anticipated expiration: 2038-07-17
Also published as: JP2020011191A

Abstract

【課題】シンプルな構造でありながら浄化レベルの高い処理水を排出できる微細固形物分離装置を提供する。
【解決手段】外部から処理タンク２内に汚水Ｗを導入する汚水導入管３と、汚水導入管３と処理タンク２内で連通する上下開口の汚水案内管５と、汚水案内管５の上方に所定の間隙で配設され汚水案内管５の上開口部から流出した汚水Ｗを整流する整流部８と、整流部８の上方に所定の間隙で配設され浮上した汚水の微細固形物をかき集める汚泥ワイパー１３と、汚泥ワイパー１３でかき集められた微細固形物を収容して処理タンク２外へ排出する汚泥シューター２３と、処理タンク２内から浄化した液体Ｓを排出する排出管３２と、汚水Ｗに気泡を混入するために汚水導入管３に連設したエアーポンプ４９と、で構成した、ことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、汚水を固形物と液体に分離する処理タンクからなる微細固形物分離装置に関する。

従来、豚舎等の家畜により排出される糞尿等は、薬品を用いた簡易的な重力沈殿槽により固形物と液体に分離し、その後、曝気槽により汚水中の有機物を微生物により分解し消毒して河川等へ放流したり、再度別途の沈殿槽にて固形物と液体に分離して消毒した後に上澄液を河川等へ放流し、固形物は脱水機により完全な固形物の産業廃棄物として処理したり、汚染レベルにより肥料等として利用されている。

しかしながら、大量に薬品を使用するなどしても浄化された液体中には薬品に反応することのない微細固形物が多数混入していたり、薬品が残存するなどして河川等への放流や肥料としての固形物の成分に問題を有していた。

また、従来の方法では重力沈殿槽を複数使用したり、曝気槽による微生物の生育のための好気的な条件を維持管理しなければならず、装置を設置するための広大な土地や装置の費用、運用費の面で問題を有していた。

このような状況において、例えば、特許文献１に係る糞尿浄化装置では、汚水中の大型の固形物を貯留槽で分離した後、抽出された液状物を沈殿分離させると共にオゾン供給手段で発生させたオゾンの気泡に固形物を付着させ浮上分離させ、更に、固形物をイオン交換フィルタの表面に付着させて分離し、しかも、固形物をプレフィルタと逆浸透濾過手段によって濾過分離することで１つの糞尿浄化装置で浄化レベルの高い処理水を排出することができるものとして開示されている。

特開２０００−３４３０９９号公報

しかしながら、特許文献１に係る糞尿浄化装置は、１つの糞尿浄化装置で浄化レベルの高い処理水を排出できる点では優れているが、オゾン供給手段やイオン交換フィルタ、プレフィルタ等と言った消耗品や副資材の点数が多く、大型となり装置も複雑となって結果として高価な装置となってしまい、依然として運用費を廉価に抑えることには限界があった。

本願の発明者は、汚水中に薬品と反応することのない微細固形物が多数存在することに着目し、沈殿分離と共に気泡を付着させた微細固形物を気泡から分離されることなく水面まで浮上させて回収することで薬品を使用することなく簡易な装置で浄化レベルの高い処理水を排出できることを見出した。

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、シンプルな構造でありながら浄化レベルの高い処理水を排出できる微細固形物分離装置を提供することにある。

以上のような目的を達成するために、本発明は以下のようなものを提供する。

請求項１に係る発明では、汚水を固形物と液体に分離する処理タンクかならる浄化装置であって、外部から処理タンク内に汚水を導入する汚水導入管と、前記汚水導入管と前記処理タンク内で連通する上下開口の汚水案内管と、前記汚水案内管の上方に所定の間隙で配設され前記汚水案内管の上開口部から流出した前記汚水を整流する整流部と、前記整流部の上方に所定の間隙で配設され浮上した前記汚水の微細固形物をかき集める汚泥ワイパーと、前記汚泥ワイパーでかき集められた前記微細固形物を収容して前記処理タンク外へ排出する汚泥シューターと、前記処理タンク内から浄化した液体を排出する排出管と、前記排出管と連通し前記処理タンクの液面の高さを微調整する水位調整部を有する水位調整容器と、前記汚水に気泡を混入するために前記処理タンク外において前記汚水導入管に連設したマイクロバブル発生装置と、で構成し、前記汚水導入管は、前記汚水案内管の内部に貫通して前記汚水案内管の前記内部において開口端が鉛直上方となるよう真上に湾曲して屈曲し、前記汚水案内管は、上端に上方に拡開した鍔を形成し、前記汚泥ワイパーは、前記処理タンクの鉛直中心軸を起点として水平方向に回動すると共に、前記整流部は、前記汚泥ワイパーの下方において同軸に連設し、前記整流部は、円錐状の整流下面と円柱状の整流側面からなる下端先鋭のコマ型に形成し、前記水位調整部は、前記排出管の上端部を前記水位調整容器の底部から突出するよう形成し、突出した部位の周側面を螺刻して円筒状の雄ネジ管とし、これに内側面を螺刻した円筒状の雌ネジ管を螺合可能に構成したことを特徴とする微細固形物分離装置を提供せんとする。

請求項２に係る発明では、前記処理タンクの底部には、沈殿した汚泥を前記処理タンク外に排出する沈殿物排出管を備え、前記沈殿物排出管は、前記処理タンクの底部近傍から水平方向に伸延して上方に立設した前記沈殿物排出管の中途部に空気を送り込む空気導入管を連通連接したことを特徴とする請求項１に記載の微細固形物分離装置を提供せんとする。

請求項３に係る発明では、前記整流部は、前記整流側面の中途部に前記整流側面を囲繞する円環状の気泡破壊部を形成したことを特徴とする請求項２に記載の微細固形物分離装置を提供せんとする。

請求項１記載の発明によれば、外部から処理タンク内に汚水を導入する汚水導入管と、汚水導入管と処理タンク内で連通する上下開口の汚水案内管と、汚水案内管の上方に所定の間隙で配設され汚水案内管の上開口部から流出した汚水を整流する整流部と、整流部の上方に所定の間隙で配設され浮上した汚水の微細固形物をかき集める汚泥ワイパーと、汚泥ワイパーでかき集められた微細固形物を収容して処理タンク外へ排出する汚泥シューターと、処理タンク内から浄化した液体を排出する排出管と、排出管と連通し処理タンクの液面の高さを微調整する水位調整部を有する水位調整容器と、汚水に気泡を混入するために処理タンク外において汚水導入管に連設したマイクロバブル発生装置と、で構成し、汚水導入管は、汚水案内管の内部に貫通して汚水案内管の内部において開口端が鉛直上方となるよう真上に湾曲して屈曲し、汚水案内管は、上端に上方に拡開した鍔を形成し、汚泥ワイパーは、処理タンクの鉛直中心軸を起点として水平方向に回動すると共に、整流部は、汚泥ワイパーの下方において同軸に連設し、整流部は、円錐状の整流下面と円柱状の整流側面からなる下端先鋭のコマ型に形成し、水位調整部は、排出管の上端部を水位調整容器の底部から突出するよう形成し、突出した部位の周側面を螺刻して円筒状の雄ネジ管とし、これに内側面を螺刻した円筒状の雌ネジ管を螺合可能に構成したことより、浮力のない固形物は汚水案内管の下開口部から処理タンクの下方へと沈殿し、気泡が付着した微細固形物は浮力によって汚水案内管の上開口部から流出しつつ上方の整流部によって微細固形物から気泡が分離することなく液面に浮上させることができるので微細固形物からなる汚泥を汚泥ワイパーにより効率よく回収でき、排出管を通して浄化レベルの高い処理水を取り出すことが可能となり、また、整流部は、円錐状の整流下面と円柱状の整流側面からなる下端先鋭のコマ型に形成したことより、汚水案内管の上開口部から流出した気泡が付着した微細固形物をまんべんなく放射状に整流させ液面に浮上させることができるので、微細固形物からの気泡の分離を安定的に防止することができる。また、汚水導入管は、汚水案内管の内部に貫通して汚水案内管の内部において開口端が鉛直上方となるよう真上に屈曲したことより、汚水中の浮力を有さない固形物は汚水案内管に沿って下降し、浮力を有する固形物や気泡が付着した微細固形物は汚水案内管に沿って上昇させることができ、また、汚水案内管は、上端に上方に拡開した鍔を形成したことより、汚水案内管の上開口部から流出した気泡が付着した微細固形物を上方の整流部に向けてまんべんなく確実に流出させることができるので、微細固形物からの気泡の分離を更に安定的に防止することができる。また、汚泥ワイパーは、処理タンクの鉛直中心軸を起点として水平方向に回動すると共に、整流部は、汚泥ワイパーの下方において同軸に連設したことより、汚泥ワイパーの回動を阻害することなく整流部を処理タンクの上部に垂設でき、しかも、整流部を鉛直中心軸に水平断面視同心円形状とすれば、たとえ整流部が汚泥ワイパーと同軸で回動しても整流部により処理タンク内の汚水を掻き乱すことなく整流作用を発揮させることができる。更に、マイクロバブル発生装置により、ほとんどすべての微細固形物に極小の気泡を付着させることができるので、浄化レベルの極めて高い処理水を取り出すことが可能となる。また、水位調整部の雄ネジ管に対する雌ネジ管の位置を上下することで水位調整容器内の水位、すなわち、処理タンクの液面高さを容易に微調整することができる。

請求項２記載の発明によれば、処理タンクの底部には、沈殿した汚泥を処理タンク外に排出する沈殿物排出管を備え、沈殿物排出管は、処理タンクの底部近傍から水平方向に伸延して上方に立設した沈殿物排出管の中途部に空気を送り込む空気導入管を連通連接したことより、沈殿物排出管の内部に充填した汚泥を空気の浮力によって上方へと移動させて外部へ排出することができる。

請求項３記載の発明によれば、整流部は、整流側面の中途部に整流側面を囲繞する円環状の気泡破壊部を形成したことより、液面に影響を及ぼす程度の大きな気泡を気泡破壊部に衝突させて破壊することができる。

本実施形態に係る微細固形物分離装置の各構成を同一断面内に簡略的に配設した説明図である。本実施形態に係る微細固形物分離装置の平面図である。（ａ）は汚水案内管と整流部を示す説明用斜視図で、（ｂ）は整流側面に気泡破壊部を形成した整流部の説明用斜視図である。本実施形態に係る微細固形物分離装置が用いられる全体構成例を示す図である。（ａ）は汚泥シューターの簡易斜視図で、（ｂ）はその簡易側面図である。（ａ)は水位調整部を構成する可変プレートの正面図で、（ｂ）は基準プレートの正面図で、（ｃ）は水位調整容器にガイド支柱で基準プレートを固定した正面図である。（ａ）は図２におけるＡ−Ａ線断面図において可変プレートを下降させた図で、（ｂ）は可変プレートを少し上昇させた図で、（ｃ）は可変プレートを更に上昇させた図である。（ａ）は他の水位調整部を構成する雄ネジ管と雌ネジ管の斜視図で、（ｂ）は図２におけるＡ−Ａ線断面図に準じて雌ネジ管を下降させた図で、（ｃ）は雌ネジ管を上昇させた図である。

本発明に係る微細固形物分離装置の要旨は、汚水を固形物と液体に分離する処理タンクかならる浄化装置であって、外部から処理タンク内に汚水を導入する汚水導入管と、汚水導入管と処理タンク内で連通する上下開口の汚水案内管と、汚水案内管の上方に所定の間隙で配設され汚水案内管の上開口部から流出した汚水を整流する整流部と、整流部の上方に所定の間隙で配設され浮上した汚水の微細固形物をかき集める汚泥ワイパーと、汚泥ワイパーでかき集められた微細固形物を収容して処理タンク外へ排出する汚泥シューターと、処理タンク内から浄化した液体を排出する排出管と、汚水に気泡を混入するために汚水導入管に連設したエアーポンプと、で構成したことを特徴とする。すなわち、シンプルな構造でありながら浄化レベルの高い処理水を排出できる微細固形物分離装置の提供を図ろうとするものである。

以下、本発明に係る微細固形物分離装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。また、本説明中において左右同一又は左右対称の構造や部品については、原則として同一の符号を付し、左右何れか一方のみを説明して、他方については説明を適宜省略する。

本発明の実施形態に係る微細固形物分離装置１は、図１、図２、図３（ａ）に示すように、外部から処理タンク２内に汚水Ｗを導入する汚水導入管３と、汚水導入管３と処理タンク２内で連通する上下開口の汚水案内管５と、汚水案内管５の上方に所定の間隙で配設され汚水案内管５の上開口部から流出した汚水Ｗを整流する整流部８と、整流部８の上方に所定の間隙で配設され浮上した汚水の微細固形物をかき集める汚泥ワイパー１３と、汚泥ワイパー１３でかき集められた微細固形物を収容して処理タンク２外へ排出する汚泥シューター２３と、処理タンク２内から浄化した液体（処理水）Ｓを排出する排出管３２と、汚水Ｗに気泡を混入するために汚水導入管３に連設したエアーポンプ４９と、で構成している。

また、整流部８は、下端先鋭の円錐状に形成し、汚水案内管５は、上端において上方に拡開した鍔６を形成している。

更に、汚泥ワイパー１３は、処理タンク２の鉛直中心軸Ｇを起点として水平方向に回動すると共に、整流部８は、汚泥ワイパー１３の下方において同軸に連設している。

このように構成することで、浮力のない固形物は汚水案内管５の下開口部から処理タンク２の下方へと沈殿し、気泡が付着した微細固形物は浮力によって汚水案内管５の上開口部から流出し、気泡が付着した微細固形物が気泡と分離することなくまんべんなく放射状に整流され液面Ｈに浮上させることができ、微細固形物等からなる汚泥を汚泥ワイパー１３により回収することで排出管３２を通して浄化レベルの高い処理水Ｓを取り出すことが可能となる。

このような微細固形物分離装置１は、汚水レベルが高い場合、例えば、図４に示すように、豚舎からの糞尿等を固形物と液状物に分離する簡易的な重力沈殿槽の後段に配置し、微細固形物分離装置１の後段に曝気槽を配置し、曝気槽の後段に最終の簡易的な重力沈殿槽を設置して河川等へ放出させるたりするものである。

また、簡易的な重力沈殿槽や微細固形物分離装置１、最終の簡易的な重力沈殿槽等から排出される汚泥は脱水機に投入され、固形物となった状態で肥料等へと活用される。

なお、本実施形態に係る微細固形物分離装置１は、上述の構成に限定されるものではなく、汚水レベルや外部環境等により如何なる構成であってもよく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形・変更が可能である。

また、本実施形態の微細固形物分離装置１では、エアーポンプ４９として後述するマイクロバブル発生装置４９ａを用いることで微細固形物の約９０％を除去できるため薬品を使用する必要がなく、従って、曝気槽における微生物の管理も容易となり、更に、最終の重力沈殿槽で無害化する手間を省くことができるため、消耗品や副資材にかかる費用が抑えられ、更に、運用費を廉価に抑えることが可能となる。

しかも、回収された固形物（微細固形物を含む）にも、薬品が含まれないため、脱水機により完全な固形物とした後、安全な肥料等として利用することができる。

次に、本実施形態に係る微細固形物分離装置１の各部の構成について、図面を用いて具体的に詳述する。

まず、図１に示すように、微細固形物分離装置１の本体を構成する処理タンク２は、下半部を下端先鋭の円錐状に形成し、上半部を上部開口の円筒状に形成した大型容器として形成している。

また、処理タンク２の下半部の中途部には汚水導入管３が配設され、処理タンク２の外部においてエアーポンプ４９を連設し、エアーポンプ４９には原水として浄水Ｊが導入され、汚水Ｗと共に気泡を混入した原水が混合されるよう構成し、循環水ではなく清浄な浄水Ｊを導入することで浄化能力の向上を図っている。

なお、本実施形態では循環水ではなく清浄な浄水Ｊを導入しているが、循環水の導入を排除するものでないことは言うまでもない。

また、本実施形態ではエアーポンプ４９として数μｍ〜約５０μｍの極小の気泡を発生させることができるマイクロバブル発生装置４９ａ（株式会社ニクニ製：ＭＢＧ２５Ｎ１５ＰＥ−１ＢＨ）を用いている。

また、汚水導入管３は処理タンク２の内部に水平に引き込まれ、処理タンク２の鉛直中心軸Ｇに軸心を有する汚水案内管５の側壁の中途部において水密に貫通しており、汚水案内管５の内部において開口端が鉛直上方となるよう真上に屈曲し、汚水中の浮力を有さない固形物は汚水案内管５に沿って下降し、浮力を有する固形物や気泡が付着した微細固形物は汚水案内管５に沿って上昇する。

汚水案内管５は、上下開口の円筒状に形成し、上端部周縁を外側に折曲して上方に拡開させることで図３（ａ）に示すように、平面視円環状の鍔６を形成しており、下降する固形物は汚水案内管５の下開口部から処理タンク２の底部へと沈殿し、上昇する微細固形物等は上開口部から流出する。

また、汚水案内管５の上方には所定の間隙で下端先鋭の円錐状に形成したコマ型（図３（ａ）参照）の整流部８を配設しており、具体的には円錐状の整流下面９と円柱状の整流側面１０とを備え、汚水案内管５と同様に処理タンク２の鉛直中心軸Ｇが軸心となるよう配設しており、上端面の中心部には後述するモータ１７のモータ軸１８を連接している。

なお、汚水案内管５の上開口部から流出する汚水Ｗを安定的に整流して浮上させるには、鍔６の外径が整流部８の外径と同一であるか小径であることが望ましい。

また、鍔６の傾斜角度と整流下面９の傾斜角度は略５°〜略４５°の範囲で同一に形成し、特に３５°±１０°の傾斜角度とすることで整流効果を顕著に現出させることができ、鍔６の傾斜角度と整流下面９の傾斜角度との誤差は±３°以内が望ましい。

なお、本実施形態では鍔６と整流下面９との間隙を略３０ｍｍとして構成しているが、この間隙は処理タンク２の大きさや汚水Ｗの種類、外部環境等によって適宜最適な条件とすることができる。

また、図３（ｂ）に示すように、整流部８の中途部には整流側面１０を囲繞する円環状の気泡破壊部１１を形成することもでき、液面Ｈに影響を及ぼす程度の大きな気泡を気泡破壊部１１に衝突させて破壊する役割を果たす。

また、図１、図２に示すように、整流部８の上端面に連接するモータ軸１８の中途部には、ステー１４とブレード１５からなる水平方向に回動する汚泥ワイパー１３を突設し、モータ１７を制御することで汚泥ワイパー１３がモータ軸１８、すなわち鉛直中心軸Ｇを軸心として液面Ｈ近傍の汚泥をかき集めることができる。

具体的には、ステー１４は水平片と垂直片からなる断面視逆Ｌ字状で、処理タンク２の円筒状の上半部の内壁に接触しない程度、すなわち、上半部の半径よりも若干だけ短尺に形成すると共に、ブレード１５は弾性部材で形成し、整流部８の整流側面１０と処理タンク２の内壁との間に近接して収まる程度の横長で長方形状に形成している。

また、汚泥ワイパー１３は、ステー１４を構成するＬ字の鉛直片においてボルト等にてブレード１５の上端縁を咬止し、ステー１４に対してブレード１５を垂設することで構成される。

なお、本実施形態では汚泥ワイパー１３を処理タンク２の略半径程度の長さとしてアナログ時計の如く形成しているが、例えば、処理タンク２の略直径程度としてその中心に鉛直中心軸Ｇを位置させたり、鉛直中心軸Ｇを軸心として平面視十字状に形成する等、本発明の要旨の範囲内において種々の変形・変更が可能である。

モータ１７は、処理タンク２の対向する上端に架設した基礎架台２０の上に取付架台２１を架設し、モータ軸１８が鉛直下方となるように取付架台２１に固定している。

具体的には、基礎架台２０は、処理タンク２の円筒状の上半部の直径程度の長さの２本の角棒からなり、これらを所定間隔の平行に配設して処理タンク２の上端に架設し、更に、取付架台２１は、基礎架台２０に直交して跨ぐ短尺の２本の角棒からなり、これらを所定間隔の平行に配設して基礎架台２０上に架設し、モータ１７をボルト等により取付架台２１に螺合して固定している。

なお、本実施形態では省略しているが、実際にはモータ１７に減速機を付加して適切な回転数に制御できるよう構成している。

また、処理タンク２の上半部の上方、すなわち、整流部８の整流側面１０の側方には汚泥シューター２３を配設しており、汚泥シューター２３により汚泥ワイパー１３でかき集められた微細固形物を収容して処理タンク２外へ排出される。

具体的には、汚泥シューター２３は、シューター部２４と案内部２７とで構成しており、図２、図５（ａ）、（ｂ）に示すようにシューター部２４は側面視略逆直角三角形状で平面視略長方形状の上方開口の箱体に形成しており、一側面を処理タンク２の内壁に固定して処理タンク２の内壁も含めて箱体をなしている。

また、整流部８の整流側面１０の近傍に位置するシューター部２４の先端は、整流側面１０の外形に倣って内側に凹状のシューター湾曲部２５を形成している。

また、シューター部２４の一側面をなす処理タンク２の下端縁近傍には、外部と連通する汚泥回収管２６を処理タンク２の外壁に連通連接しており、回収された汚泥を外部に排出することができる。

また、案内部２７は、主案内部２８と副案内部２９とで構成し、主案内部２８は三角形状の平板からなり、一辺をシューター部２４の開口端辺と同一の長さに形成してシューター部２４の一方の開口端部に接続し、全体を下方へ傾斜させた状態で異なる他の一辺を処理タンク２の内壁に接続している。

また、副案内部２９は、略三角形状の平板からなり、主案内部２８の更に他の一辺に同長さの副案内部２９の一辺を連接し、全体を主案内部２８よりも更に下方へ傾斜させている。

また、整流部８の整流側面１０の近傍に位置する副案内部２９の他の一辺は、整流側面１０の外形に倣って内側に凹状の案内湾曲部３０を形成している。

このような汚泥シューター２３は、シューター部２４の開口部が液面Ｈよりも若干だけ上方に露出するよう配設され、液面近傍を回動する汚泥ワイパー１３によりかき集められた微細固形物等からなる汚泥をシューター部２４に収容する際、整流された液面Ｈが乱れたりせず、汚泥を効率よく収容するために案内部２７が重要な役割を果たす。

なお、本実施形態では案内部２７を主案内部２８と副案内部２９とで構成しているが、副案内部２９を形成せず主案内部２８のみで構成してもよい。

また、本実施形態では案内部２７を平板で形成しているが、案内部２７の下部側を密閉空間となるような立体構造、すなわち、案内部２７の下側が凹状とならないよう形成し、浮上する微細固形物等が可能な限り滞留しないよう形成することもできる。

このように、汚水導入管３を通して汚水案内管５に導入された汚水は、下降して処理タンク２の底部に沈殿するものと、上昇して液面Ｈに到達するものとに二分されるため、汚水案内管５の外部で処理タンク２の中央部近傍の液体は微細固形物等をほとんど含まない浄化レベルの高い処理水Ｓが占有することになる。

このような状況を可能とするのは、微細固形物に付着した気泡が整流部８の作用により分離しないためであり、特に、気泡の生成をマイクロバブル発生装置４９ａで行うことで顕著となり、また、処理タンク２内に導入する浄水Ｊを循環使用させることなく常に清浄な浄水Ｊを導入すれば、更に浄化レベルの高い処理水Ｓを精製することができる。

また、図１に示すように、処理水Ｓは、排出管３２によって処理タンク２の外部に排出されるが、本実施形態では排出管３２から放出される処理水Ｓは水位調整容器３４を介して最終排出移管３２ａから排出されるよう構成している。

具体的には、排出管３２は、処理タンク２の略中央部において汚水案内管５の近傍に開口部を鉛直下方として配設し、その直後で処理タンク２の上半部の壁面に向けて水平となるよう屈曲して処理タンク２外に露出し、更に、鉛直上方に屈曲して水位調整容器３４へと連通するよう形成している。

水位調整容器３４は、上述のように循環させることなく処理タンク２内に導入される浄水Ｊの単位時間当たりの水量と、排出される処理水Ｓの水量とのバランスにより処理タンク２の液面Ｈの高さを微調整するものであり、処理タンク２の上部側の外壁と共に上方開口で略矩形箱状に形成され、内部に水位調整部３５を配設している。

水位調整部３５は、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、可変プレート３６と基準プレート３８、及び２つのガイド支柱４０とで構成し、可変プレート３６は、矩形板状に形成し下方に横長の楕円状の調整孔３７を穿設している。

基準プレート３８は、図６（ｂ）に示すように、可変プレート３６よりも若干だけ大きな矩形板状に形成し中央部に矩形状の基準孔３９を穿設して水位調整容器３４に固定されており、ガイド支柱４０は、図６（ｃ）に示すように、基準プレート３８との間で可変プレート３６を水密に挟持するものであり、基準プレート３８と所定の間隙で水位調整容器３４の壁面に密着当接する略角柱状に形成している。

従って、図７（ａ）に示すように、可変プレート３６を下方に位置させると調整孔３７は基準プレート３８の下側の基準孔３９と連通し、また、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように可変プレート３６を上昇させることで調整孔３７と基準孔３９とが連通する高さｔ（水位調整容器３４の水位）を可変することができ、すなわち、図１に示す処理タンク２の液面Ｈ高さを微調整できることになる。

なお、本実施形態の水位調整部３５は上述のように構成しているが、例えば、水位調整容器３４に連接する排出管３２の上端部を水位調整容器３４の底部から突出するよう形成し、突出した部位を図８（ａ）に示すように周側面を螺刻した円筒状の雄ネジ管４１とし、これに内側面を螺刻した円筒状の雌ネジ管４２を螺合可能に構成し、図８（ｂ）、（ｃ）に示すように雄ネジ管４１に対する雌ネジ管４２の位置を上下することで水位調整容器３４内の水位ｔ、すなわち、処理タンク２の液面Ｈ高さを微調整できるよう構成してもよい。

なお、本実施形態では可変プレート３６や雌ネジ管４２の上下動作を手動式として説明しているが、水位の調整方法や構造は本実施形態に限定されるものではなく、例えば、浄水Ｊの単位時間当たりの水量や排出される処理水Ｓの水量を電気的に検出すると共に処理タンク２の液面Ｈ高さをセンサー等で検出して可変プレート３６や雌ネジ管４２の位置を自動制御したり等することもできる。

また、処理タンク２の底部に沈殿した汚泥は、図１に示すように沈殿物排出管４４に流出し、脱水機等の外部装置へと排出される。

具体的には、沈殿物排出管４４は、処理タンク２の底部近傍から水平方向に伸延して端部にバルブ４５を配設すると共にバルブ４５の直前で上方に立設し、その中途部に空気導入管４６を連通連接している。

空気導入管４６はソレノイドバルブ４７等を端部に備え、手動操作、又は自動操作により沈殿物排出管４４の内部に空気を送り込むことができ、沈殿物排出管４４の内部に充填した汚泥を空気の浮力によって上方へと移動させて外部へ排出できるよう構成している。

また、バルブ４５は沈殿物排出管４４の内部に滞留した汚泥等を除去するために配設されており、非定期で解放され汚泥の除去作業を行うことができる。

以上、説明したように本実施形態に係る微細固形物分離装置１は、外部から処理タンク２内に汚水を導入する汚水導入管３と、汚水導入管３と処理タンク２内で連通する上下開口の汚水案内管５と、汚水案内管５の上方に所定の間隙で配設され汚水案内管５の上開口部から流出した汚水を整流する整流部８と、整流部８の上方に所定の間隙で配設され浮上した汚水の微細固形物をかき集める汚泥ワイパー１３と、汚泥ワイパー１３でかき集められた微細固形物を収容して処理タンク２外へ排出する汚泥シューター２３と、処理タンク２内から浄化した液体を排出する排出管３２と、汚水に気泡を混入するために汚水導入管３に連設したエアーポンプ４９と、で構成したことより、浮力のない固形物は汚水案内管５の下開口部から処理タンク２の下方へと沈殿し、気泡が付着した微細固形物は浮力によって汚水案内管５の上開口部から流出しつつ上方の整流部８によって微細固形物から気泡が分離することなく液面Ｈに浮上させることができるので微細固形物からなる汚泥を汚泥ワイパー１３により効率よく回収でき、排出管３２を通して浄化レベルの高い処理水を取り出すことが可能となる。

また、整流部８は、下端先鋭の円錐状に形成したことより、汚水案内管５の上開口部から流出した気泡が付着した微細固形物をまんべんなく放射状に整流させ液面Ｈに浮上させることができるので、微細固形物からの気泡の分離を安定的に防止することができる。

また、汚水案内管５は、上端に上方に拡開した鍔６を形成したことより、汚水案内管５の上開口部から流出した気泡が付着した微細固形物を上方の整流部８に向けてまんべんなく確実に流出させることができるので、微細固形物からの気泡の分離を更に安定的に防止することができる。

更に、汚泥ワイパー１３は、処理タンク２の鉛直中心軸Ｇを起点として水平方向に回動すると共に、整流部８は、汚泥ワイパー１３の下方において同軸に連設したことより、汚泥ワイパー１３の回動を阻害することなく整流部８を処理タンク２の上部に垂設でき、しかも、整流部８を鉛直中心軸Ｇに水平断面視同心円形状とすれば、たとえ整流部８が汚泥ワイパー１３と同軸で回動しても整流部８により処理タンク２内の汚水を掻き乱すことなく整流作用を発揮させることができる。

しかも、エアーポンプ４９は、マイクロバブル発生装置４９ａであることより、ほとんどすべての微細固形物に極小の気泡を付着させることができるので、浄化レベルの極めて高い処理水を取り出すことが可能となる。

以上、本発明の本実施形態に係る微細固形物分離装置の好ましい実施形態について説明したが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形・変更が可能である。

Ｈ液面
Ｓ浄化した液体（処理水）
Ｗ汚水
Ｇ鉛直中心軸
１微細固形物分離装置
２処理タンク
３汚水導入管
５汚水案内管
６鍔
８整流部
１３汚泥ワイパー
２３汚泥シューター
３２排出管
４９エアーポンプ
４９ａマイクロバブル発生装置

Claims

汚水を固形物と液体に分離する処理タンクかならる浄化装置であって、
外部から処理タンク内に汚水を導入する汚水導入管と、
前記汚水導入管と前記処理タンク内で連通する上下開口の汚水案内管と、
前記汚水案内管の上方に所定の間隙で配設され前記汚水案内管の上開口部から流出した前記汚水を整流する整流部と、
前記整流部の上方に所定の間隙で配設され浮上した前記汚水の微細固形物をかき集める汚泥ワイパーと、
前記汚泥ワイパーでかき集められた前記微細固形物を収容して前記処理タンク外へ排出する汚泥シューターと、
前記処理タンク内から浄化した液体を排出する排出管と、
前記排出管と連通し前記処理タンクの液面の高さを微調整する水位調整部を有する水位調整容器と、
前記汚水に気泡を混入するために前記処理タンク外において前記汚水導入管に連設したマイクロバブル発生装置と、で構成し、
前記汚水導入管は、前記汚水案内管の内部に貫通して前記汚水案内管の前記内部において開口端が鉛直上方となるよう真上に湾曲して屈曲し、前記汚水案内管は、上端に上方に拡開した鍔を形成し、
前記汚泥ワイパーは、前記処理タンクの鉛直中心軸を起点として水平方向に回動すると共に、前記整流部は、前記汚泥ワイパーの下方において同軸に連設し、
前記整流部は、円錐状の整流下面と円柱状の整流側面からなる下端先鋭のコマ型に形成し、
前記水位調整部は、前記排出管の上端部を前記水位調整容器の底部から突出するよう形成し、突出した部位の周側面を螺刻して円筒状の雄ネジ管とし、これに内側面を螺刻した円筒状の雌ネジ管を螺合可能に構成したことを特徴とする微細固形物分離装置。
前記処理タンクの底部には、沈殿した汚泥を前記処理タンク外に排出する沈殿物排出管を備え、前記沈殿物排出管は、前記処理タンクの底部近傍から水平方向に伸延して上方に立設した前記沈殿物排出管の中途部に空気を送り込む空気導入管を連通連接したことを特徴とする請求項１に記載の微細固形物分離装置。
前記整流部は、前記整流側面の中途部に前記整流側面を囲繞する円環状の気泡破壊部を形成したことを特徴とする請求項２に記載の微細固形物分離装置。