JPH06246281A - ボックスカルバートを使用する汚水浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 計画および設計が容易で安価に設置できると
ともに、運転コストも安価な汚水の浄化装置を得る。 【構成】 コンクリート製のボックスカルバートの内部
に接触酸化材を充填し、その底部に散気装置と汚泥の引
抜装置を設けた単位処理槽を構成し、この単位処理槽の
一個または複数個を連結したもので水路を構成し、その
水路の一側から他側に向けて汚水を流すようにした。ボ
ックスカルバートは、高さと巾と長さとが規格されてお
り、汚水処理上の負荷条件が定められると内部に充填す
る接触酸化材の能力とも併せて、その流入容積を算出す
ることができる。したがって、設置施工に当たっては、
ボックスカルバートの設置工事だけで足り、また、設置
場所も、河川床、河川水路等何れの場所にも設置でき、
運転に際して河川の流動落差を利用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、河川水、湖沼池水等
の低濃度有機汚水の浄化に利用するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、低濃度有機汚水の浄化には、接触
酸化材と散気装置等を使用して、小規模のものは工場製
作品で鋼製水槽または合成樹脂製水槽を使用するもので
あり、中大規模のものは建設現場施工によりコンクリー
ト槽を築造し使用する。また、河川・湖沼等の浄化に際
しては浄化施設を陸上遠隔地に設置し、ポンプにより送
水して処理するのが一般である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、大中規模
の河川湖沼池の水質汚濁負荷の態様は種々あり、これを
解析して浄化装置の能力、機能を設定するには労力を要
し、不確定要素が多いので規格を決めることは困難であ
る。また、実施設計に際しては個々のケースについて検
討し、容量と形状とを決めなければならず、設計に多く
の労力を要する。また、現地施工に際しても多大の労力
と工期を要する。この発明が解決しようとする課題の第
一は、上述の難点の改善を計り、簡易な浄化装置を提供
することである。この発明が解決しようとする課題の第
二は、河川等の自然の水エネルギーを有効利用し、無動
力にて水質浄化を可能にする装置を提供することであ
る。そして、その装置の設置場所も、陸上のみでなく河
川湖沼池の水中に設置することのできる装置を提供する
ことである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】第一の課題を解決するた
めの手段としては、接触酸化浄化装置の水槽として、規
格化が進んでいるボックスカルバートを利用することで
あり、その要旨とするところは、コンクリート製のボッ
クスカルバートの内部に接触酸化材を充填し、その底部
に散気装置と汚泥引抜装置を設置して単位処理槽を構成
し、この単位処理槽の単独または複数個を連結して一連
の水路とし、この一連の水路の流入口側と流出口側をそ
れぞれコンクリート箱板で閉塞して独立した処理槽とす
るとともに、この処理槽の一側には、汚水の流入口を、
他側には、処理水の流出口を設けたものである。これを
図に基づいて具体的に説明すると、ボックスカルバート
１は、断面と長さで容積を算出することができる。すな
わち、負荷条件と接触酸化材の固有能力に対応した滞留
時間を定めることにより、流入量に応じた必要な水槽容
積を算出することができる。これをさらに詳述すると、
原水条件として、 流入原水量＝Ｑ（m3／Ｄ） 汚濁浮遊物量＝ＳＳ（mg／Ｌ） 生物化学的酸素要求量＝ＢＯＤ（mg／Ｌ＝g ／m3） 総ＢＯＤ量＝ＢＯＤ×Ｑ＝g ／m3×Ｑ（m3／Ｄ） 処理水条件として、 ＢＯＤ除去率＝５０％〜７５％ 浄化装置容量の算出例を示すと、 ＢＯＤ面積負荷（ＡＬ）＝０．０１０kg／m2・Ｄ （水質負荷・水槽・接触材条件により異なる） 必要接触材総表面積（Ａ）＝総ＢＯＤ量÷ＢＯＤ面積負
荷 （Ａ）＝kg／m3×Ｑ／1,000 （m3／Ｄ）÷０．０１０kg
／m2・Ｄ 接触材単位表面積（ａ）m2／m3・・・・・・材料で異なる 浄化装置基本容量（Ｖ）＝Ａ÷ａ 浄化装置の余裕率（α）＝１．３〜１．７ よって、浄化装置必要容量（Ｖ’）は、α・Ｖで算出す
ることができる。また、ボックスカルバートのユニット
容量（Ｖ゛）は規格毎に算出が可能である。すなわち、
ボックスカルバートのユニット容量（Ｖ゛）は、断面積
×長さであるからカルバート１の規格毎に容量を算出
し、容量規格とする。このようにして水質条件に基づく
上述の総ＢＯＤ量，ＡＬ，Ａ，ａ，αを設定し、実際に
必要とするボックスカルバート容量Ｖ’を求め、現地条
件に適合するユニット容量（Ｖ”）を選定することによ
り、浄化装置の本体を決定することができる。すなわ
ち、浄化槽本体は構造計算の必要はなく、現地の基礎な
ど土木的設計と施工を行うのみで良い。施工に際して
も、工場で製作するので現地工事は簡素になる。前述の
浄化装置の具体的構造としては、図に示すようにボック
スカルバート１の底部には、両サイドにスロープ２をつ
けて汚泥が集まり易くして、その中央に汚泥引抜管３を
設置する。更にエアレーション用散気装置４を設け、接
触酸化材５を充填する。これを１ユニットとして流入水
量に見合う複数ユニットを連結し、次に流入側と流出側
にコンクリート箱板６，９を連結して水槽を構成する。
このコンクリート箱板６，９には流入口８，水中ポンプ
１３，管１４と、流出口１１，管１５がそれぞれ設けて
あり、浄化槽側にはそれぞれ整流壁７と１０を設けてい
る。接触酸化材５の種類により整流壁７と１０は接触酸
化材５の流出防止の役目もする。流出側コンクリート箱
板９の下部には、散気装置４が設けてあり、放流水の酸
素量を適正にする。また、その流出側コンクリート箱板
９の内部には、汚泥引抜ポンプ１６が設けてある。次
に、第二の課題を解決する手段としては、上述のような
構造の処理槽を図３および図４に示すように、流れのあ
る河川の水位より低い場所にこの浄化装置を設置し、上
流側の流入口８の後に堰１２を設けて止水し、水位差ｈ
により河川水を流入口８より流入させて整流壁７，接触
酸化材５の中を通過して流出口１１より流出させる。こ
の方法により、中小河川にあっては本施設を河川内に設
置することが可能である。堰１２により止めることが不
可能な大河川および湖沼池にあっては、水中に設置する
もので、ボックスカルバート１による本施設にて、現地
施工を少なくし、図２に示すように流入側コンクリート
箱板６の流入口を閉じて、内部に水中ポンプ１３を設置
して、流入管１４より原水を吸入し、整流壁７を通して
接触酸化槽に圧入し、浄化して流出口１１より放流する
ものである。

【０００５】

【作用】このように、この発明に係る装置で汚水を浄化
するには、汚水は流入口８より堰１２による水位差によ
るか、外部から水中ポンプ等により整流壁７を通り接触
酸化材５の中に送り込まれる。そして、接触酸化材５に
付着し繁茂している微生物は、水中の酸素により活性化
し、有機物と接触して、これを分解して一部を栄養源と
し、他を廃棄汚泥として汚水を浄化することができるも
のである。流入汚水のＢＯＤ負荷が大きく酸素量が不足
する時には、散気装置４により空気を送り酸素を補充す
る。また、汚泥が蓄積した時には、散気装置４により接
触酸化材に付着している汚泥を底部に落として集め、次
に汚泥引抜管３に付帯する引抜ポンプ１６により、外部
に排出するものである。このようにして有機物が減少し
清澄化した処理水は、整流壁１０を通り、散気装置４に
より空気を送り込まれて残留酸素量を増大し、流出口１
１を経て、元の水中に戻される。また、この発明に係る
装置を中小河川に使用する際は、堰１２を設置し、その
堰１２の水位と処理槽の水位差を利用して無動力による
運転を行うことができる。また、湖沼池に使用する際
は、水中ポンプ１３により運転するものである。

【０００６】

【実施例】以上述べたように、ボックスカルバートを使
用した浄化施設の設計の実施例をあげると、 現地条件・・・・・・浮遊性固形物量（ＳＳ） ：１５mg／Ｌ 生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）：１０mg／Ｌ 処理水量（Ｑ） ：１０，０００m3／Ｄ 総ＢＯＤ量 ：１００kg／Ｄ 計画処理水質・・ＳＳ除去率 ：５０％以上 ＢＯＤ除去率 ：５０〜７５％ ＢＯＤ面積負荷 ：０．０１０kg／m2・Ｄ 接触酸化材・・・・接触材単位表面積（ａ） ：５０m2／m3 接触酸化材必要面積（Ａ） ：１０，０００m2 浄化槽容量・・・・Ｖ＝Ａ／ａ ：２００m3 余裕率α ：１．５ 装置の実必要容積（Ｖ’） ：３００m3 ボックスカルバート１が四方形の場合、一基の容積は、
高さ（Ｈ）×幅（Ｗ）×長さ（Ｌ）であるから、Ｈ＝３
m ，Ｗ＝４m ，Ｌ＝５m とすると、一基は６０m3 であ
る。すなわち、一基６０m3 のカルバートを５基必要と
し、一連とすると２５m となる。又、ボックスカルバー
ト１が円形の場合、一基の容積は、直径2（Ｄ2 ）×π
／４×長さ（Ｌ）であるから、Ｄ＝３．９m，Ｌ＝５m
とすると、５基必要とし、一連とすると２５ｍとなる。
このカルバートの流入口側にコンクリート箱板６，整流
壁７を取り付け、箱板内には原水送入管を連結するかま
たは水中ポンプを設け、これに外部からの吸込み管を連
結する。また流出口側に箱板９，整流壁１０を取り付け
る。ボックスカルバート内に汚泥引抜管３，散気装置
４，接触酸化材５をそれぞれ組み込み取り付ける。この
施設を陸上に、若しくは水中に設置して水の浄化を行う
ものである。

【０００７】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
によれば、実施設計に際しては、現地条件への適応が容
易となり、負荷と浄化目標が設定されるとボックスカル
バートの容量規格を選択し、現地の地形地質への対応と
設置方法を決めれば設計が可能となる。施工面からは、
河川・湖沼池周辺における浄化施設の築造工事は、ボッ
クスカルバート組み立て作業と、接触酸化装置の組み込
み作業と、基礎など一部の土木工事を施工すれば十分で
あり、現地工事が簡易となり工期の短縮、経費削減がで
きる。また、小河川に対しては、直接設置することがで
き、この場合、河川の底部に設置して流水位差により汚
水を流入流出させて運転するので、動力を使用しないで
浄化が可能であり経済的である。同時に設置場所は水中
であるから、特に浄化装置のための用地を必要としな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る浄化装置の概略の横断斜面図で
ある。

【図２】この発明に係る浄化装置の概略の縦断側面図で
ある。

【図３】この発明に係る浄化装置を河川に設置した状態
の概略の横断面図である。

【図４】この発明に係る浄化装置を河川に設置した状態
の概略の縦断側面図であり、単位処理槽を２個使用して
いる。

【符号の説明】

１ ボックスカルバート ３ 汚泥引抜管 ４ 散気装置 ５ 接触酸化材 ６ 流入側のコンクリート箱板 ８ 流入口 ９ 流出側のコンクリート箱板 １１ 流出口 １２ 堰

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤村 重幸 香川県坂出市旭町２−４−13 (72)発明者 森 享 香川県観音寺市坂本町275−６

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンクリート製のボックスカルバート１
   の内部に接触酸化材５を充填し、その底部に散気装置４
   と汚泥引抜装置３を設置して単位処理槽を構成し、この
   単位処理槽の単独または複数個を連結して一連の水路と
   し、この一連の水路の流入口側と流出口側をそれぞれコ
   ンクリート箱板で閉塞して独立した処理槽とするととも
   に、この処理槽の一側には、汚水の流入口８を、他側に
   は、処理水の流出口１１を設け、処理槽内に汚水を供給
   して、前記接触酸化材５に付着している微生物により汚
   水を処理することを特長とするボックスカルバートを使
   用する汚水浄化装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の汚水の浄化装置におい
   て、処理槽を河川に設けた堰１２の水位以下に設置し、
   河川水の処理槽への入口側と、処理水の出口側との間に
   水位差を設け、この水位差により河川水が処理槽内に流
   入流出し接触酸化処理することを特長とするボックスカ
   ルバートを使用する汚水浄化装置。