污水处理装置的制作方法

本发明涉及一种污水处理装置。

背景技术：

迄今为止，已知有一种水处理用混合床，事先将由接触体(绳状过滤部件)列构成的滤膜悬挂在水处理槽内，使污泥附着于滤膜上，由此来利用附着于滤膜上的微生物进行污泥处理(例如，参照专利文献1)。

在此，当欲使污泥附着于滤膜上时，例如，从布置于滤膜的下方的喷嘴向滤膜喷出污水，在水处理槽内使污水从下方向上方扩散。

专利文献1：日本专利第2891453号公报

技术实现要素：

－发明所要解决的技术问题－

然而，在现有的结构中，在密集布置有多个接触体的情况下，附着于接触体上生长的污泥块使得相邻接触体之间的间隙变窄，结果有时会导致其间隙被堵住而使污水无法通过。而且，当接触体列中的一部分列的间隙被堵住时，污水就会通过尚未堵住的其他接触体列之间的间隙。

然而，即便是间隙被堵住致使污水无法通过的接触体列，有时也仅是在接触体的下部侧附着有污泥块，而在接触体的上部侧并未附着有那么多的污泥。而且，污水不在整个水处理槽中流通，其结果是导致接触体的污泥附着分布产生不均匀，存在无法高效实施污泥处理的问题。

本发明是鉴于上述技术问题而完成的，其目的在于：抑制因所附着的污泥而导致多个接触体之间的间隙堵塞。

－用于解决技术问题的技术方案－

本发明以一种污水处理装置为对象，该污水处理装置对包含污泥在内的污水进行处理，并采取了下述解决方案。

即，第一方面发明的特征在于：所述污水处理装置包括处理槽、多个接触体、污水喷出部、空气喷出部、以及流路限制部，所述处理槽存积污水，多个所述接触体设置在所述处理槽内，并供污泥附着在所述接触体上，所述污水喷出部向所述处理槽内的所述接触体喷出污水，所述空气喷出部向所述处理槽内喷出空气，所述流路限制部对从所述污水喷出部喷出的污水的流路进行限制。

在第一方面发明中，设置有朝处理槽内的接触体喷出污水的污水喷出部和喷出空气的空气喷出部。从污水喷出部向处理槽内喷出的污水在前往接触体的中途被流路限制部限制其流量。

采用这样的构成方式，通过限制污水的流量，而能够使污水加速，来对气泡施加推动力。而且，使被施加了该推动力的气泡与附着在接触体上的污泥块碰撞。

在此，附着于作为接触体的线状固定载体上的污泥块的与线状固定载体缠绕在一起的中心部分变硬，另一方面，没有与线状固定载体牢固缠绕在一起的外侧部分处于容易剥离的状态。因此，通过对气泡施加仅能剥离污泥块的外侧部分的这一程度的推动力，使气泡与污泥块碰撞，由此能够使堵住相邻接触体之间的间隙的多余污泥块的外侧部分掉落。

由此，使污水流经整个处理槽，从而多个接触体的污泥附着分布就不会产生不均匀，能够高效地进行污泥处理。

另外，在接触体由悬挂在处理槽内的线状固定载体构成的情况下，当对气泡施加推动力来加快气泡的速度时，由于会产生卡门旋涡，而产生大量晃动，导致处理槽内的污水整体摇晃，受该污水摇晃的影响，线状固定载体产生摇晃，或者被施加了推动力的气泡直接猛烈地碰撞线状固定载体，由此使线状固定载体摇晃，从而能够抑制容易剥离的污泥生长，其中，该污泥位于堵住污水流路那样的污泥块的外侧部分。

需要说明的是，污水喷出部和空气喷出部可以分别由独立的喷嘴构成，也可以由将污水和空气以混合状态喷出的一个喷嘴构成。

第二方面发明在第一方面发明的基础上，其特征在于：所述污水喷出部构成为从所述处理槽的底面侧向上方喷出污水。

在第二方面发明中，通过从处理槽的底面侧向上方喷出污水，由此对朝向接触体的气泡的推动力会进一步提高，容易使附着在接触体上的污泥块掉落。

另外，在接触体由悬挂在处理槽内的线状固定载体构成，并且污水喷出部布置在处理槽的底面的中央位置的情况下，从污水喷出部喷出的污水容易被供向接触体的下方中央部，从而仅接触体下方中央部的污泥的生长变快，容易在该部分形成污泥块，尤其容易堵塞污水流路。

因此，通过在污水喷出部的上方布置流路限制部，限制从污水喷出部喷出的污水的流量，由此能够加速接触体下方中央部的污水的流速，使污水猛烈地碰撞接触体的下方中央部来剥离污泥，从而能够消除污水流路因污泥块而堵塞的现象。

第三方面发明在第二方面发明的基础上，其特征在于：所述流路限制部由引导部件构成，所述引导部件形成为沿上下方向延伸的筒状，且越接近上方，该引导部件的顶端就越细。

在第三方面发明中，仅使污水通过越接近上方顶端就越细的筒状引导部件，就能加速污水的流动。另外，由于引导部件为顶端变细的形状，因此污泥会沿着其倾斜面流落，从而能够抑制污泥积聚在引导部件的表面。

第四方面发明在第二方面发明的基础上，其特征在于：所述流路限制部由引导部件构成，所述引导部件形成为沿上下方向延伸的筒状，且具有由筒内的一部分收缩而成的缩流部。

在第四方面发明中，仅使污水通过具有缩流部的筒状引导部件，就能加速污水的流动。

第五方面发明在第三或第四方面发明的基础上，其特征在于：所述引导部件被布置成在该引导部件的外周面与所述处理槽的内周面之间以及该引导部件的下部与该处理槽的底面之间留出规定的间隙。

在第五方面发明中，通过在引导部件的外周面与处理槽的内周面之间以及引导部件的下部与处理槽的底面之间设置规定的间隙，由此已通过引导部件内部之后的污水的一部分就以穿过上述间隙后再次被从引导部件的下侧开口吸入的方式循环。由此，能够由循环的污水将积聚在处理槽底面的污泥卷起来，并将所卷起来的污泥向接触体喷出。

第六方面发明在第二方面至第五方面发明中任一方面的基础上，其特征在于：所述污水喷出部的喷出口比所述处理槽的底面向上方突出。

在第六方面发明中，通过使污水喷出部的喷出口比处理槽的底面向上方突出，由此能够缩短从污水喷出部到流路限制部为止的距离。由此，与从处理槽的底面喷出污水的情况相比，以较少的动力就能够获得较高的喷出力。

第七方面发明在第六方面发明的基础上，其特征在于：所述污水处理装置包括倾斜盖，所述倾斜盖覆盖所述污水喷出部的突出部分的周围，并且越从所述处理槽的底面接近该污水喷出部的喷出口，该倾斜盖的顶端就越细。

在第七方面发明中，污水喷出部的突出部分由顶端变细的倾斜盖覆盖住。由此，能够防止污泥积聚在污水喷出部的突出部分与处理槽的底面之间的角部，并且能够将由流路限制部加速后循环至处理槽的底面侧的污水沿倾斜盖的倾斜面向污水喷出部的喷出口顺畅地引导。

第八方面发明涉及一种污水处理装置，该污水处理装置对包含污泥在内的污水进行处理，其特征在于：所述污水处理装置包括处理槽、多个接触体、污水喷出部以及空气喷出部，所述处理槽形成为沿上下方向延伸的圆筒状，并存积污水，多个所述接触体设置在所述处理槽内，并供污泥附着在所述接触体上，所述污水喷出部设置在比所述接触体靠下方的位置处，并向所述处理槽内喷出污水，所述空气喷出部设置在比所述接触体靠下方的位置处，并向所述处理槽内喷出空气，所述污水喷出部构成为从所述处理槽的侧壁向沿着该处理槽的内周面的方向喷出污水。

在第八方面发明中，在多个接触体的下方设置有向处理槽内喷出污水的污水喷出部和喷出空气的空气喷出部。从污水喷出部喷出的污水从处理槽的侧壁向沿着处理槽的内周面的方向流动。

采用这样的构成方式，从污水喷出部喷出的污水一边沿处理槽的内周面旋转一边向上方流动，因此气泡借助该旋流向上方移动而被施加推动力，从而容易使附着在接触体上的污泥块掉落。

另外，当在处理槽内产生了边旋转边向上方流动的旋流的情况下，在旋流的中心部会产生逆向流，即向下流动的下降流。该下降流碰触底面，由此能够将积聚在处理槽底面的污泥卷起来，并使被卷起来的污泥向接触体喷出。

第九方面发明在第八方面发明的基础上，其特征在于：所述污水喷出部构成为从所述处理槽的侧壁向沿着该处理槽的内周面的方向且朝斜上方喷出污水。

在第九方面发明中，因为使从污水喷出部喷出的污水从处理槽的侧壁向沿着处理槽的内周面的方向且朝斜上方流动，所以能够使一边沿着处理槽的内周面旋转一边流动的旋流更积极地趋向上方。由此，能够进一步提高气泡的推动力。

第十方面发明涉及一种污水处理装置，所述污水处理装置对包含污泥在内的污水进行处理，其特征在于：所述污水处理装置包括处理槽、多个接触体、污水喷出部、空气喷出部以及振动器，所述处理槽存积污水，多个所述接触体设置在所述处理槽内，并供污泥附着在所述接触体上，所述污水喷出部设置在比所述接触体靠下方的位置处，并向所述处理槽内喷出污水，所述空气喷出部设置在比所述接触体靠下方的位置处，并向所述处理槽内喷出空气，所述振动器使所述处理槽的底面振动。

在第十方面发明中，当利用振动器使处理槽的底面振动时，处理槽内的污水会产生朝向上方的波动。气泡借助该波动向上方移动而被施加推动力，从而容易使附着在接触体上的污泥块掉落。

－发明的效果－

根据本发明，对气泡施加推动力，使该气泡碰撞附着在接触体上的污泥块，由此能够使堵住相邻接触体之间的间隙的多余的污泥块掉落。

附图说明

图1是示出包括本第一实施方式所涉及的污水处理装置的污泥处理系统的简图；

图2是示出污水处理装置的结构的简图；

图3是示出喷嘴周边的结构的侧面剖视图；

图4是示出本第二实施方式所涉及的喷嘴周边的结构的侧面剖视图；

图5是示出本第三实施方式所涉及的喷嘴周边的结构的侧面剖视图；

图6是示出本第四实施方式所涉及的喷嘴周边的结构的平面剖视图；

图7是示出喷嘴周边的结构的侧面剖视图；

图8是示出本第五实施方式所涉及的喷嘴周边的结构的侧面剖视图；

图9是示出本第六实施方式所涉及的喷嘴周边的结构的侧面剖视图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，对以下优选实施方式的说明在本质上仅为举例说明而已，并没有限制本发明、其应用对象或其用途的意图。

(第一实施方式)

如图1所示，污泥处理系统10包括污水接收槽11、一次处理槽20、二次处理槽40以及膜处理水槽50。

在污水接收槽11中存积有从外部供来的包含污泥在内的污水。在污水接收槽11的底部设置有空气供给部12。气泵14经由空气管道13连接在空气供给部12上。而且，通过驱动气泵14并打开未图示的开关阀，而使得空气经由空气供给部12被供到污水接收槽11内。

污水接收槽11与一次处理槽20由第一水管15连接起来。在第一水管15上连接有污水泵16。而且，通过驱动污水泵16，污水接收槽11内的污水经由第一水管15被供至一次处理槽20的后述第一溢流接收槽24。

一次处理槽20是对包含污泥在内的污水进行处理的污水处理装置，并包括存积污水的处理槽21、设置在处理槽21内的多个接触体22以及向处理槽21内喷出污水和空气的喷嘴23(污水喷出部、空气喷出部)。接触体22由能够捕捉污泥的线状固定载体构成。

处理槽21形成为沿上下方向延伸的圆筒状，在其上端侧设置有第一溢流接收槽24和第二溢流接收槽27。

第一溢流接收槽24接收从处理槽21的上方开口溢出的污水。另外，从污水接收槽11的第一水管15供给的污水也流入第一溢流接收槽24。

循环管道25的一端与第一溢流接收槽24的底部连接。循环管道25的另一端与安装在处理槽21的底部的喷嘴23连接。在循环管道25上连接有循环泵26。另外，在循环管道25的比循环泵26靠下游侧的位置处，经由空气管道13连接有气泵14。

而且，通过驱动循环泵26和气泵14并且打开未图示的开关阀，而使得第一溢流接收槽24内的污水经由循环管道25流向喷嘴23，并且污水和空气会在循环管道25内混合。由此，污水和空气便以混合状态被从喷嘴23向处理槽21内喷出。

第二溢流接收槽27接收从处理槽21的上方开口溢出的污水。第二水管28与第二溢流接收槽27的底部连接。第二水管28的下游端布置在二次处理槽40的上方，从第二溢流接收槽27流经第二水管28后的污水被供向二次处理槽40。

二次处理槽40用于将在经一次处理槽20处理后的污水中残存的未处理部分去除。在二次处理槽40内设置有供污泥附着的多个接触体41、以及布置在比接触体41靠下方的位置处的空气供给部42。气泵14经由空气管道13与空气供给部42连接。而且，通过驱动气泵14并打开未图示的开关阀，由此空气经由空气供给部42被供到二次处理槽40内。

膜处理水槽50与二次处理槽40相邻设置，膜处理水槽50接收从二次处理槽40的下方开口流入的污水。在膜处理水槽50内，设置有对污水进行过滤的多个过滤膜51和布置在比过滤膜51靠下方的位置处的空气供给部52。气泵14经由空气管道13与空气供给部52连接。而且，通过驱动气泵14并且打开未图示的开关阀，而使得空气经由空气供给部52被供到膜处理水槽50内。

处理水管53与过滤膜51连接。处理水泵54与处理水管53连接。而且，通过驱动处理水泵54，而使得由过滤膜51过滤后的处理水被从处理水管53中排出。

对污泥进行回收的污泥回收管道55与膜处理水槽50的底部连接。污泥泵56与污泥回收管道55连接。而且，通过驱动污泥泵56，而使得沉淀在膜处理水槽50的底部的污泥被从污泥回收管道55回收。

如图2所示，如上所述，在作为污水处理装置的一次处理槽20中，设置有在处理槽21内设置的多个接触体22、以及从处理槽21的底面侧向上方喷出污水和空气的喷嘴23。喷嘴23的喷出口比处理槽21的底面向上方突出。

而且，通过从喷嘴23向接触体22喷出污水和空气，由此使污水中所包含的污泥附着在接触体22上。附着在接触体22上的污泥借助附着在接触体22上的细菌的作用而得到净化。

在此，多个接触体22由能够捕捉污泥的线状固定载体构成，并被布置成沿上下方向垂下来。已从喷嘴23喷出的污水中所包含的污泥在通过多个接触体22之间的间隙时，附着在接触体22上。

不过，若污泥附着在接触体22上生长，相邻的接触体22之间的间隙就会因污泥块而变窄，最终有可能堵住该间隙而导致污水无法通过。

因此，在本实施方式中，为了使堵住相邻接触体22之间的间隙的多余污泥块掉落，而使从喷嘴23喷出的污水的流动加速，对气泡施加推动力，使该气泡与附着在接触体22上的污泥块碰撞。

具体而言，亦如图3所示，在处理槽21内设有引导部件30(流路限制部)，所述引导部件30形成为沿上下方向延伸的筒状，并用于使从喷嘴23喷出的污水和空气通过。

引导部件30是呈近似圆锥状的伞状体，且是使上部和下部开口的形状，并且以上侧开口比下侧开口小的方式形成为越接近上方顶端就越细的形状。

而且，在设引导部件30的上侧开口的截面积为a，设从喷嘴23喷出的污水的流量为q时，使从喷嘴23的喷出口喷出的污水通过引导部件30的内部时的污水的流速v满足下式(1)。

v＝q/a······(1)

在此，引导部件30的截面积随着朝向上方而逐渐变窄，而相对于此，污水的流量q恒定。即，通过利用引导部件30限制污水的流路，来逐渐缩窄污水的流路，而使得压力升高，只有具有克服该压力的喷出速度的污水从喷嘴23喷出，才能够使从引导部件30的上侧开口喷出的污水加速。

另外，引导部件30被布置成：在引导部件30的外周面与处理槽21的内周面之间、以及引导部件30的下部与处理槽21的底面之间留出规定的间隙d1、d2。当从侧视角度观看时，引导部件30的下部与喷嘴23的喷出口重合，从喷嘴23喷出的污水、空气可靠地通过引导部件30的内部。

这样一来，仅使污水通过越接近上方顶端就越细的筒状引导部件30，就能够使污水的流动加速。此时，从喷嘴23与污水一起喷出的气泡就会借助加速后的污水的流动而被施加推动力。而且，通过使被施加推动力后的气泡与接触体22直接碰撞、或因由气泡产生的卡门旋涡的影响使接触体22摇晃，从而能够使附着在接触体22上的多余的污泥块掉落。

由此，通过消除相邻接触体22之间的堵塞状态，使污水流经整个处理槽21，从而多个接触体22的污泥附着分布就不会产生不均匀，而能够高效地进行污泥处理。

进而，在引导部件30的开口部的上方设置有接触体22，并且喷嘴23设置在处理槽21的下部，所以从喷嘴23喷出的污水从下方向上方喷出，另一方面，气泡因浮力而上升，因此污水和气泡都会向上行进。由此，能够使从喷嘴23喷出的污水、气泡猛烈地碰撞接触体22。

另外，在引导部件30的外周面与处理槽21的内周面之间以及引导部件30的下部与处理槽21的底面之间设置有规定的间隙d1、d2，并且污水通过引导部件30的内部被喷出，因而在比喷嘴23的开口部靠下方的位置处的压力稍微成为负压。因此，通过引导部件30的内部后的污水的一部分以通过上述间隙d1、d2后再次从引导部件30的下侧开口被吸入的方式进行循环。

由此，利用循环的污水将积聚在处理槽21的底面的污泥卷起来，并使被卷起来的污泥向接触体22喷出，再次使污泥附着在接触体22上，由此能够对污泥进行再利用以利用微生物进行污泥处理，从而能够更高效地进行污水处理。

另外，污水通过规定的间隙d1、d2被卷起来，由此在引导部件30的内部，从喷嘴23喷出的污水和被卷起来的污水这两股污水就会汇合，而使得流量增加。在此，由于引导部件30的上侧开口比下侧开口小，因而能够进一步使污水加速，还能够进一步对气泡施加推动力。

(第二实施方式)

图4是示出本第二实施方式所涉及的喷嘴周边的结构的侧面剖视图。下面，对与上述第一实施方式相同的部分标注相同的符号，并仅对不同点进行说明。

如图4所示，喷嘴23的喷出口比处理槽21的底面向上方突出。喷嘴23的突出部分的周围由倾斜盖32覆盖。倾斜盖32从处理槽21的底面开始越接近喷嘴23的喷出口，该倾斜盖32的顶端就越细。

由此，能够由倾斜盖32防止污泥积聚于喷嘴23的突出部分与处理槽21的底面之间的角部，并且能够将通过引导部件30后循环至处理槽21的底面侧的污水沿着倾斜盖32的倾斜面顺畅地向喷嘴23的喷出口引导。

(第三实施方式)

图5是示出本第三实施方式所涉及的喷嘴周边的结构的侧面剖视图。如图5所示，在处理槽21内设有引导部件35(流路限制部)，所述引导部件35形成为沿上下方向延伸的筒状，并用于使从喷嘴23喷出的污水和空气通过。在引导部件35的筒内设置有由引导部件35的一部分收缩而成的缩流部36。引导部件35的筒内形成为：从引导部件35的下部至缩流部36，通路面积逐渐变窄，另一方面，从缩流部36至引导部件35的上部，通路面积逐渐扩大，通过使污水沿着该扩大方向流通，而能够使污水扩散到通常污水难以到达的处理槽21的端部。

另外，引导部件35布置成：在引导部件35的外周面与处理槽21的内周面之间以及引导部件35的下部与处理槽21的底面之间留出规定的间隙d1、d2。当从侧视角度看去，引导部件35的下部与喷嘴23的喷出口重合。

这样一来，仅使污水通过具有缩流部36的筒状引导部件35，就能使污水的流动加速，并能够借助加速后的污水的流动，对气泡施加推动力。

(第四实施方式)

图6是示出本第四实施方式所涉及的喷嘴周边的结构的平面剖视图，图7是侧视图。如图6和图7所示，喷嘴23安装在处理槽21的侧壁上，并且以与喷嘴23连通的方式开在处理槽21的侧壁上的开口孔23a朝向污水沿着处理槽21的内周面流动的方向敞开。

由此，从喷嘴23喷出的污水和空气从处理槽21的侧壁被朝向沿着处理槽21的内周面的方向喷出，并且一边沿着处理槽21的内周面旋转一边向上方流动。气泡因借助该旋流向上方移动而被施加推动力，因而容易使附着在接触体22上的污泥块掉落。

另外，当在处理槽21内产生了边旋转边向上方流动的旋流的情况下，在旋流的中心部会产生逆向流，即向下流动的下降流。该下降流能够将积聚在处理槽21的底面的污泥卷起来，并使被卷起来的污泥向接触体22喷出。

(第五实施方式)

图8是示出本第五实施方式所涉及的喷嘴周边的结构的侧面剖视图。如图8所示，喷嘴23安装在处理槽21的侧壁上，并且以与喷嘴23连通的方式开在处理槽21的侧壁上的开口孔23a朝向污水沿着处理槽21的内周面流动的方向且朝向斜上方敞开。

由此，从喷嘴23喷出的污水和空气从处理槽21的侧壁被朝向污水沿着处理槽21的内周面流动的方向且朝向斜上方喷出，并且一边沿着处理槽21的内周面旋转一边流动。在此，由于将喷嘴23的喷出方向设定成使旋流更积极地趋向上方，因此能够进一步提高对气泡的推动力。

(第六实施方式)

图9是示出本第六实施方式所涉及的喷嘴周边的结构的侧面剖视图。如图9所示，在处理槽21的底面安装有使处理槽21的底面振动的振动器38。在图9所示的示例中，以夹着喷嘴23的方式设置有两个振动器38。此外，振动器38的数量并不局限于此。

振动器38由气锤等构成，并且以相对于处理槽21的底面倾斜的形态安装好，以使得由振动器38产生的振动向处理槽21的中央部传递。

此处，当利用两个振动器使处理槽21的底面振动时，在处理槽21内的污水中就会产生图9中虚线所示的两股波动，这两股波动是朝着处理槽21的中央部向斜上方产生的。由两个振动器38产生的两股波动在喷嘴23的上方位置汇合。

由此，从喷嘴23喷出的气泡借助由振动器38产生的波动向上方移动而被施加推动力，从而容易使附着在接触体22上的污泥块掉落。

(其它实施方式)

上述实施方式也可以具有下述结构。

在本实施方式中，使污水和空气成为在循环管道25内混合起来的状态，并从一个喷嘴23喷出污水和空气，但是并不局限于该方式。例如，也可以由分别独立的喷嘴构成喷出污水的污水喷出部和喷出空气的空气喷出部。

另外，在本实施方式中，对用线状固定载体作为接触体22的结构进行了说明，但也可以构成为用块状固定载体作为接触体22。

－产业实用性－

综上所述，本发明能够获得能抑制由所附着的污泥堵住多个接触体之间的间隙的这一实用性较高的效果，因此极其有用，具有较高的产业实用性。

－符号说明－

20一次处理槽(污水处理装置)

21处理槽

22接触体

23喷嘴(污水喷出部、空气喷出部)

30引导部件(流路限制部)

32倾斜盖

35引导部件(流路限制部)

36缩流部

38振动器

d1、d2间隙