特開 2023-101768 廃水処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023101768

(43)【公開日】2023-07-21

(54)【発明の名称】廃水処理装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 3/06 20230101AFI20230713BHJP

   C02F 1/44 20230101ALI20230713BHJP

【ＦＩ】

C02F3/06

C02F1/44 A

【審査請求】有

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023091158

(22)【出願日】2023-06-01

(62)【分割の表示】P 2019043161の分割

【原出願日】2019-03-08

(71)【出願人】

【識別番号】000002174

【氏名又は名称】積水化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000796

【氏名又は名称】弁理士法人三枝国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松原 善治

(72)【発明者】

【氏名】石井 良和

(57)【要約】

【課題】パネルタンクの内部に、微生物を含む廃水が貯留される廃水処理装置であって、ブロワーによるばっ気が不要であることで、パネルタンクを構成するパネルが劣化することや、パネルタンクから漏水が生じることを低減できる廃水処理装置を提供する。
【解決手段】本発明の廃水処理装置１は、複数のパネル２を組み合わせて構成されるパネルタンク３と、酸素透過膜４を含む酸素透過モジュール５とを備える。パネルタンク３の内部には、廃水Ｗが貯留されるとともに、酸素透過モジュール５が設置される、
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のパネルを組み合わせて構成されるパネルタンクと、
酸素透過膜を含む酸素透過モジュールとを備え、
前記酸素透過膜の内部に通気性部材を有し、
前記通気性部材が樹脂、金属、紙、天然繊維等のいずれかから形成されており、
前記パネルタンクの内部に、廃水が貯留されるとともに、前記酸素透過モジュールが設置される、廃水処理装置（但し複数の酸素透過膜の内部を通過した酸素が共通管の内部に送られる場合を除く）。

【請求項2】

前記通気性部材が中空であることを特徴とする請求項１に記載の廃水処理装置(但し前記通気性部材が円筒状に形成される場合を除く）。

【請求項3】

前記酸素透過モジュールは、開口を有しており、前記開口が前記パネルタンク内の水面上の空間に開放するように設置される、請求項１に記載の廃水処理装置。

【請求項4】

前記通気性部材が中空の板状である請求項１または３に記載の廃水処理装置。

【請求項5】

前記通気性部材に気体通気孔が形成される請求項１または３に記載の廃水処理装置。

【請求項6】

前記酸素透過モジュールに酸素を供給する酸素供給器を備える、請求項１又は３に記載の廃水処理装置。

【請求項7】

前記パネルの材質が、FRPまたはステンレスである、請求項１又は３に記載の廃水処理装置。

【請求項8】

浮上防止部をさらに備え、
前記酸素透過モジュールの質量は、前記酸素透過モジュールと同一の体積を有する水の質量よりも小さく、
前記浮上防止部は、前記酸素透過モジュールを浮上させずに定位置に止める、請求項１又は３に記載の廃水処理装置。

【請求項9】

前記酸素透過モジュールの質量は、前記酸素透過モジュールと同一の体積を有する水の質量よりも大きい請求項1又は３に記載の廃水処理装置。

【請求項10】

前記パネルタンクの内部に設けられる遮蔽部をさらに備え、
前記遮蔽部は、前記パネルタンクの廃水流入部の近傍に配置されるものであり、前記廃水流入部から流入した廃水の流れを遮る、請求項１又は３に記載の廃水処理装置。

【請求項11】

前記パネルタンクの天井パネルの上面に沿って配置される天井フレームを備え
前記天井フレームは、前記パネルタンクからの取り外しが可能、または前記天井パネルの上面に沿ったスライドが可能である、請求項１又は３に記載の廃水処理装置。

【請求項12】

前記酸素透過モジュールを横方向に移動させることができる移動機構をさらに備える、請求項１又は３に記載の廃水処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、微生物を利用した廃水処理装置に関する。より具体的には、本発明は、気体透過膜を使用し、有機性廃水の処理効率と省エネルギーとを両立した廃水処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、微生物の活動により廃水を浄化する廃水処理装置が使用されている。この種の廃水処理装置では、廃水を貯留するタンクの躯体を製造するために、鉄骨、鋼板、鉄筋コンクリートが使用されており、特に鉄筋コンクリートが使用される場合が多い。

【0003】

小規模の廃水処理装置では、廃水を貯留するタンクとして、ＦＲＰ製のパネルを組合せたパネルタンクが使用されている。当該パネルタンクを組み立てる際には、例えば特許文献１に開示されるように、隣り合うパネルをパッキン（シール材）を介して重ね合わせた状態で、隣り合うパネルをボルト及びナット（締結部材）で固定することが行われる。上記のパネルタンクを使用する場合には、鉄筋コンクリート製のタンクを使用する場合に比較して、施工期間が短縮できるという利点がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７－２１７５９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、活性汚泥法、接触酸化法、或いは膜分離活性汚泥法など、一般的に採用される廃水処理方式では、廃水中の微生物に酸素を供給するために、ばっ気が必要とされる。例えば接触酸化法では、図１５に示すように、タンクＴ内に配置したブロワーＢによって、側面ばっ気や（図１５（ａ））、中心ばっ気や（図１５（ｂ））、全面ばっ気（図１５（ｃ））を行うことで、廃水Ｗに含まれる微生物に酸素が供給されている。

【0006】

そしてタンクＴがパネルタンクである場合には、ブロワーＢのばっ気で生じる振動が、タンクＴを構成するパネルＰに伝わって、パネルＰに繰り返し疲労が起こり、長期的にはパネルＰに亀裂が入ったり、破損が生じる虞がある。また特許文献１のように隣り合うパネルＰ，Ｐがボルト及びナットで固定される場合には、パネルＰ，Ｐ同士の間にパッキン（シール材）が配置されていたとしても、ばっ気による振動でナットが緩むことで、漏水が起こり得る。

【0007】

本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであって、その目的は、パネルタンクの内部に廃水が貯留される廃水処理装置であって、ブロワーによるばっ気が不要であることで、パネルタンクを構成するパネルが劣化することや、パネルタンクから漏水が生じることを低減できる廃水処理装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明は、次の項に記載の主題を包含する。

【0009】

項１．複数のパネルを組み合わせて構成されるパネルタンクと、
酸素透過膜を含む酸素透過モジュールとを備え、
前記パネルタンクの内部に、廃水が貯留されるとともに、前記酸素透過モジュールが設置される、廃水処理装置。

【0010】

項２．前記酸素透過モジュールに酸素を供給する酸素供給器を備える、項１に記載の廃水処理装置。

【0011】

項３．前記パネルの材質が、FRPまたはステンレスである、項１又は２に記載の廃水処理装置。

【0012】

項４．浮上防止部をさらに備え、
前記酸素透過モジュールの質量は、前記酸素透過モジュールと同一の体積を有する水の質量よりも小さく、
前記浮上防止部は、前記酸素透過モジュールを浮上させずに定位置に止める、項１乃至３のいずれか１項に記載の廃水処理装置。

【0013】

項５．前記パネルタンクの内部に設けられる遮蔽部をさらに備え、
前記遮蔽部は、前記パネルタンクの廃水流入部の近傍に配置されるものであり、前記廃水流入部から流入した廃水の流れを遮る、項１乃至４のいずれかに記載の廃水処理装置。

【0014】

項６．前記パネルタンクの天井パネルの上面に沿って配置される天井フレームを備え 前記天井フレームは、前記パネルタンクからの取り外しが可能、または前記天井パネルの上面に沿ったスライドが可能である、項１乃至５のいずれかに記載の廃水処理装置。

【0015】

項７．前記酸素透過モジュールを横方向に移動させることができる移動機構をさらに備える、項１乃至６のいずれかに記載の廃水処理装置。

【発明の効果】

【0016】

本発明の廃水処理装置によれば、酸素透過膜を含む酸素透過モジュールが、パネルタンクの内部に設けられることで、微生物が廃水を浄化するために必要な酸素を、酸素透過膜を介して微生物に供給できる。したがって振動の生じる「ブロワーによるばっ気」を行う必要がないので、パネルタンクを構成するパネルが劣化することや、パネルタンクから漏水が生じることを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施形態に係る廃水処理装置の平面図である。

【図2】図１のＡ方向に廃水処理装置を視た状態を示す側面図である。

【図3】図１のＢ方向に廃水処理装置を視た状態を示す側面図である。

【図4】図１のＣ方向に廃水処理装置を視た状態を示す側面図である。

【図5】図３に対応する側面図であって、潜り堰及び越流堰を示す。

【図6】（ａ）は、天井フレームが設けられた廃水処理装置を示す概略図であり、（ｂ）は、天井フレームをスライドさせた状態を示す概略図である。

【図7】移動機構が設けられた廃水処理装置を示す概略図である。

【図8】酸素透過膜の鉛直断面図である。

【図9】酸素透過モジュールの一部を拡大して示す側面図である。

【図10】酸素透過モジュールの正面図である。

【図11】廃水処理装置が備える浮上防止部を拡大して示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。

【図12】酸素透過モジュールの変形例を示す側面図である。

【図13】図１２に示す酸素透過モジュールが備える酸素透過膜を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の矢印方向Ａから酸素透過膜を見たときの側面図であり、（Ｃ）は（ａ）の矢印方向Ｂから酸素透過膜４を見たときの側面図である。

【図14】酸素透過モジュールが備えるスペーサを拡大して示す側面図である。

【図15】タンク内の廃水をばっ気するために、タンク内にブロワーが配置された状態を示す概略図であり、（ａ）は側面ばっ気が行われるときの状態を示し、（ｂ）は中心ばっ気が行われるときの状態を示し、（ｃ）は全面ばっ気が行われるときの状態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る廃水処理装置について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る廃水処理装置１の平面図である。図２は、図１のＡ方向に廃水処理装置１を視た状態を示す側面図である。図３は、図１のＢ方向に廃水処理装置１を視た状態を示す側面図である。図４は、図１のＣ方向に廃水処理装置１を視た状態を示す側面図である。図５は、図３に対応する側面図であり、後述する潜り堰８及び越流堰９や、タンク３内の廃水Ｗの流れ（矢印）を示している。

【0019】

（廃水処理装置１）
本実施形態の廃水処理装置１は、微生物の活動により廃水Ｗ（図３～図５）を浄化可能なものである。図１～図５に示すように、廃水処理装置１は、複数のパネル２を組み合わせて構成されるパネルタンク３と、酸素透過膜４を含む酸素透過モジュール５（図３～図５）とを備えており、パネルタンク３の内部において、微生物を含む廃水Ｗが貯留されるとともに、酸素透過モジュール５が設置される。

【0020】

（パネルタンク３）
パネルタンク３は、底面パネル２ａと、側面パネル２ｂと、天井パネル２ｃとが、ボルト及びナットで連結されたものであり、上下方向或いは水平方向に隣り合うパネル２，２同士の間にはパッキンが挟み込まれている。パネル２ａ，２ｂ，２ｃの材料として、各種プラスチック或いは各種金属を使用できるが、強度及び耐食性の面から、ＦＲＰ（Fiber Rainforced Plastics）或いはステンレスを使用することが好ましい。

【0021】

図示の例では、パネルタンク３を組み立てるために、１枚の底面パネル２ａと、４枚の側面パネル２ｂと、１枚の天井パネル２ｃとが使用されている（図３～図５では、パネルタンク３の内部の構造を図示するために、１枚の側面パネル２ｂを取り外した状態を示している）。４枚の側面パネル２ｂは、底面パネル２ａの外縁から上方に延びて、環状の周壁を構成する。当該周壁の内側の空間（つまりパネルタンク３の内部）に、微生物を含む廃水Ｗ（図３～図５）が貯留され、且つ、酸素透過モジュール５が設置される。天井パネル２ｃは、周壁の上端（４枚の側面パネル２ｂの上端）に取り付けられる。天井パネル２ｃには着脱可能な蓋６が設けられている。蓋６を取り外すことで、酸素透過モジュール５をタンク３内に設置することや、タンク３内の酸素透過モジュール５を取り外すことが可能とされる。

【0022】

なお、パネルタンク３を構成するパネル２ａ，２ｂ，２ｃの枚数は、上記の枚数（１枚、４枚、１枚）に限定されない。パネルタンク３の増設や改造を行うためや、パネルタンク３の容積を調整するために、パネル２ａ，２ｂ，２ｃの枚数は、適宜調整され得る。なお建築物の内部でパネルタンク３を組み立てる場合には、パネル２ａ，２ｂ，２ｃの１枚の短辺を、１．８ｍ以下にすることが好ましい。このようにすれば、建築物の一般的な出入口の寸法が１．８ｍ×０．９ｍであることで、出入口からのパネル２ａ，２ｂ，２ｃの搬入或いは搬出が可能となる。

【0023】

パネルタンク３の天井パネル２ｃには、廃水Ｗを流入させる廃水流入口７ａが形成される。パネルタンク３に設けられる一の側面パネル２ｂの上側には、廃水Ｗを流出させる廃水流出口７ｂが形成される（図５では、廃水流出口７ｂを図示するために、モジュール５に設けられる酸素透過膜４の全てを示さず、３枚の酸素透過膜４のみ示している）。廃水Ｗは、廃水流入口７ａから廃水流出口７ｂに向かって、連続的、もしくは、断続的に供給される。

【0024】

以下、パネルタンク３が備える４枚の側壁パネル２ｂのうち、「廃水流出口７ｂが設けられる側壁パネル２ｂ」を「側壁パネル２ｂ－１」と記す。また「側壁パネル２ｂ－１の反対側に配置される側壁パネル２ｂ」を「側壁パネル２ｂ－２」と記す。また「側壁パネル２ｂ－１，２ｂ－２の一方側の側縁同士を繋ぐ側壁パネル２ｂ」を「側壁パネル２ｂ－３」と記す。また「側壁パネル２ｂ－３の反対側に配置されてて、側壁パネル２ｂ－１，２ｂ－２の他方側の側縁同士を繋ぐ側壁パネル２ｂ」を「側壁パネル２ｂ－４」と記す。

【0025】

図３～図５に示すように、パネルタンク３の内部には、廃水流入口７ａから流入した廃水Ｗの流れを遮る遮蔽部８が設けられる。図示例では、上記の遮蔽部８として、潜り堰が廃水流入口７ａの近傍に設けられている。潜り堰８（遮蔽部）は、その両側縁が側壁パネル２ｂ－３，２ｂ－４に支持される板材である（図３，図５）。図４，図５の矢印で示すように、廃水流入口７ａから流入した廃水Ｗは、潜り堰８（遮蔽部）と側壁パネル２ｂ－２との間の空間を下向きに流れて、潜り堰８の下端８ａと底面パネル２ａとの間を通過する。この後、廃水Ｗは、側壁パネル２ｂ－１側（廃水流出口７ｂ側）に向けて、徐々に上昇しながら流れる。なお潜り堰８（遮蔽部）の構造は、上記の構造に限定されない。例えば、潜り堰８は、天井パネル２ｃから下方に延びる部材に支持されるものであってよく、或いは、底面パネル２ａから上方に延びる部材に支持されるものであってよい。或いは、潜り堰８は、側壁パネル２ｂから水平方向に延びる部材に支持されるものであってもよい。

【0026】

また図４及び図５に示すように、パネルタンク３の内部における、廃水流出口７ｂの近傍には、越流堰９が設けられる。図４に示すように、越流堰９は、側面視でＬ字形を呈するものであって、Ｌ字の一端９ａが側縁パネル２ｂ－１に支持される。当該越流堰９が設けられていることで、側壁パネル２ｂ－１側（廃水流出口７ｂ側）に流れる廃水Ｗのうち、越流堰９のＬ字の他端９ｂを越流した廃水Ｗが、廃水流出口７ｂから外部に流出する。なお越流堰９の構造は、上記の構造に限定されず、廃水Ｗを均等に越流させ、且つ、越流した廃水Ｗを廃水流出口７ｂから流出させることの可能な様々な構造とされ得る。

【0027】

また図６に示すように、廃水処理装置１には天井フレーム１０が設けられてもよい。天井フレーム１０は、タンク３の天井をなすパネル２ｃを固定するためのものであり、天井パネル２ｃの上面に沿って配置される。当該天井フレーム１０が使用される場合には、例えば、天井フレーム１０の一端１００及び他端１０１が、それぞれボルト及びナットによって側面パネル２ｂの上端に固定される。そして、当該ボルト及びナットによる一端１００及び他端１０１の固定を解除することで、天井フレーム１０の一部もしくは全部を、スライドさせたり、パネルタンク３から取り外すことが可能とされる（図６（ｂ）は、天井フレーム１０が天井パネル２ｃの上面に沿ってスライドする状態を示している）。以上のようにすれば、天井パネル２ｃの蓋６を開状態（図２の二点鎖線で示す状態）にすることができ、天井フレーム１０が、酸素透過モジュール５の設置及び取り出しの妨げにならない。したがって、酸素透過モジュール５の設置及び取り出しを円滑に行うことができる。

【0028】

なお図６に示す例では、縦方向に延びる天井フレーム１０ａと、横方向に延びる天井フレーム１０ｂとが、これらの交差位置Ｋで接合されることで、複数のフレーム１０が一体とされている。そして当該一体とされた複数のフレーム１０が、天井パネル２ｃの上面に沿って配置されて、各フレーム１０の端１００，１０１が、ボルト及びナットによって側面パネル２ｂの上端に固定されている。図６に示す例によれば、複数のフレーム１０が一体とされることで、ボルト及びナットによる各フレーム１０の固定を解除することで、図６（ｂ）に示すように、複数のフレーム１を、一斉にスライドさせること、或いは、同時に取り外すことが可能である。

【0029】

また図７に示すように、酸素透過モジュール５を横方向に移動させることの可能な移動機構１１が、廃水処理装置１に設けられてもよい。図７に示す例では、移動機構１１は、パネルタンク３の底面（底面パネル２ａの上面）に設置される一対のレール１２と、酸素透過モジュール５の底部に取り付けられるキャスター１３とから構成される。レール１２は、パネルタンク３の相対する２つの側面の一方から他方に向けて延びており、キャスター１３は、レール１２上を転動可能である。上記の移動機構１１によれば、キャスター１３の転動によって、酸素透過モジュール５を横方向（レール１２の延伸方向）に移動させることができるので、酸素透過モジュール５の設置及び取り出しが容易になる。なお酸素透過モジュール５の設置及び取り出しを行う際には、図７に示すように、パネルタンク３に設けられる一又は複数の側面パネル２ｂを取り外すことで、酸素透過モジュール５の出入口１４が確保される。また酸素透過モジュール５を横方向に移動させる移動機構１１は、レール１２及びキャスター１３以外の公知の手段によって構成されてもよい。

【0030】

（酸素透過膜４）
酸素透過モジュール５は、複数枚の酸素透過膜４を、一定間隔をあけて並行に保持可能なものである。本発明において、酸素透過膜４とは、廃水Ｗに酸素を供給する構造体である。酸素透過膜４の形状は、ユニット化が可能であれば特に限定されず、その形状は例えば平板状、中空糸状などが挙げられ、平板状の酸素透過膜４が巻回されたスパイラル状であってもよい。以下、酸素透過モジュール５に保持される酸素透過膜４のある特定の形態について説明する。

【0031】

図８は、酸素透過膜４を示す鉛直断面図である。酸素透過膜４は、内部に通気性部材２０を包含した平たい袋状を呈しており、上端部２１ｂが水面Ｗａ上に開放される。

【0032】

具体的には、酸素透過膜４は、上記の通気性部材２０と、透気シート２１とを備えており、透気シート２１によって構成される袋の中に通気性部材２０が配置される。前記袋は、例えば、２枚の透気シート２１を重ね合わせて、これら透気シート２１の３方の端部を接着したものであり、上端部２１ｂの開口から通気性部材２０が袋の内部に挿入されることで、通気性部材２０の外周は透気シート２１で覆われる。

【0033】

通気性部材２０は、例えば、中空の板状部材であり、樹脂、金属、紙、天然繊維等のいずれかから形成される。この場合、通気性部材２０の空洞は、気体流路を構成し、通気性部材２０の表裏面には気体通過孔が形成される。通気性部材２０は、例えば中空ではない樹脂製の球体の複数から構成されてもよい。この場合、球体間の隙間が気体流路になる。

【0034】

透気シート２１は、最外側層が廃水Ｗに接触するように廃水Ｗ中に浸漬された状態で、内側（通気性部材２０側）から外側（廃水Ｗ側）へ気体を透過させる気体透過性を有し、且つ外側（廃水Ｗ側）から内側（通気性部材２０側）へ廃水Ｗを透過させない防水性を有する。

【0035】

透気シート２１は、例えば、多孔質基材と、気体透過性無孔層と、微生物支持層とが積層されたものとされる。

【0036】

上記の多孔質基材は、例えば、熱可塑性樹脂から形成される微多孔膜である（前記微多孔膜とは、微細な貫通孔を多数設けた膜である）。多孔質基材の素材として、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリールスルホン、ポリメチルペンテン、ポリテトラフルオロエチレン、及びポリフッ化ビニリデンを含めたフッ素樹脂、ポリブタジエン、ポリ（ジメチルシロキサン）を含めたシリコーンベースのポリマー、およびこれらの材料のコポリマーから選ばれるポリマー材料を含む等を含んでもよい。

【0037】

上記の気体透過性無孔層は、多孔質基材の孔より径の小さい細孔径の孔を有するか、もしくは、孔の径を検出できず、かつ、気体を透過可能な層である。気体透過性無孔層は、熱可塑性樹脂或いは熱硬化性樹脂から形成され得る。

【0038】

上記の微生物支持層は、その表面もしくは内部に微生物を保持する層であり、内部に微生物が生育可能な空間を有し、水中の有機物が通過可能である。微生物支持層の素材としては、例えば、メッシュ、織布、不織布、発泡体、又は微多孔膜等の多孔性シートが挙げられる。多孔性シートの素材は、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、メチルセルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂及びポリビニルブチラール樹脂、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、パラ系およびメタ系アラミド、ポリアリレート、炭素繊維、ガラス繊維、アルミニウム繊維、スチール繊維、セラミック等が挙げられる。微生物付着性と加工性を考慮すると、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、炭素繊維が好ましい。

【0039】

上記の微生物支持層、多孔質基材、及び気体透過性無孔層が使用される場合には、透気シート２１は、多孔質基材→気体透過性無孔層→微生物支持層の順に積層されたものとされ、或いは、気体透過性無孔層→多孔質基材→微生物支持層の順に積層されたものとされて、微生物支持層が、廃水Ｗに接触する最外側層を構成する。なお、気体透過性無孔層が微生物支持層を兼ねてもよい。

【0040】

本実施形態の廃水処理装置１によれば、水面Ｗａ（図８）上の空間にある酸素が、上端部２１ｂの開口から、酸素透過膜４の内部に導入される（図８の矢印は、酸素の流れを示している）。或いは、酸素供給器が廃水処理装置１に設けられて、上記の酸素供給器から供給される酸素と、水面Ｗａ上の空間にある酸素とが、上端部２１ｂの開口から、酸素透過膜４の内部に導入されてもよい。或いは、酸素供給器から供給される酸素のみが、上端部２１ｂの開口から、酸素透過膜４の内部に導入されてもよい。

【0041】

酸素透過膜４の内部に導入された酸素は、通気性部材２０の空洞に沿って流れ、或いは通気性部材２０を構成する球体同士の間を流れて、透気シート２１を介して廃水Ｗ中に放出される。これにより、廃水Ｗ中の微生物Ｖが活性化されて、酸化透過膜４上に微生物Ｖが増殖する（図８）。

【0042】

廃水Ｗは、廃水流入口７ａ（図１～図５）からパネルタンク３内に供給される。当該タンク３内に供給された廃水Ｗは、上述したように潜り堰８と側壁パネル２ｂ－２との間の空間を下向きに流れた後、徐々に上昇しながら側壁パネル２ｂ－１側（廃水流出口７ｂ側）に向かうものとなる。そして当該側壁パネル２ｂ－１側（廃水流出口７ｂ側）に向かう廃水Ｗが、酸素透過モジュール５に設置された酸素透過膜４，４同士の間を通過する（図４，図５）。この際、酸素透過膜４上に増殖した微生物Ｖ（図９）により廃水Ｗが浄化される。そして当該浄化された廃水Ｗのうち、越流堰９の他端９ｂ（図４，図５）を越流した廃水Ｗが、廃水流出口７ｂから排出される。

【0043】

以上に説明した本実施形態の廃水処理装置によれば、酸素透過膜４を含む酸素透過モジュール５が、パネルタンク３の内部に設けられることで、微生物Ｖが廃水Ｗを浄化するために必要な酸素を、酸素透過膜４を介して微生物Ｖに供給できる。したがって図１５に示したような、振動の生じる「ブロワーＢによるばっ気」を行う必要がないので、パネルタンク３を構成するパネル２ａ，２ｂ，２ｃが劣化することや、パネルタンク３から漏水が生じることを低減できる。

【0044】

また本実施形態では、図３～図５に示すように、パネルタンク３の内部において、廃水流入口７ａ側に潜り堰８が設置され、廃水流出口７ｂ側に越流堰９が設置されることで、廃水Ｗが分散されて酸素透過膜４，４同士の間の各々に流れる。このため、酸素透過膜４上に増殖する微生物Ｖと廃水Ｗとの接触効率を高めることができるので、廃水処理装置１の処理性能を向上させることができる。

【0045】

なお、酸素透過モジュール５を構成する部材の比重が小さいことで、酸素透過モジュール５の質量が、酸素透過モジュール５と同一の体積を有する水の質量よりも小さくなる場合には、浮力によって酸素透過モジュール５が浮上する虞がある。そこで上記の場合には、浮上防止部としてのフック８０（図３～図５）が廃水処理装置１に設けられて、当該フック８０に酸素透過モジュール５を係止することが行われる。以下、フック８０に係止可能な酸素透過モジュール５の構造について説明する。

【0046】

（酸素透過モジュール５）
図９や図１０に示すように、酸素透過モジュール５は、上述した複数枚の酸素透過膜４に加えて、第一連結部材７４と、第二連結部材７５と、第三連結部材７６とを備えている。

【0047】

第一連結部材７４や第二連結部材７５は、水平な第１方向に延びるものであって、第一連結部材７４と第二連結部材７５とは、第１方向と直交する鉛直な第２方向に間隔をあけて配置されている。そして酸素透過膜４に形成された第一貫通孔７７に第一連結部材７４が通され、酸素透過膜４に形成された第二貫通孔７８に第二連結部材７５が通されることで、酸素透過膜４は、第一連結部材７４及び第二連結部材７５に保持されている。

【0048】

より具体的には、図１０に示すように、各酸素透過膜４の上端部における幅中央に第一貫通孔７７が形成され、各酸素透過膜４の下端部における幅中央や幅両端に第二貫通孔７８が形成されている。そして、各酸素透過膜４の第一貫通孔７７に第一連結部材７４が通され、各酸素透過膜４の３つの第二貫通孔７８にそれぞれ第二連結部材７５が通されることで、複数の酸素透過膜４が、第一連結部材７４や３本の第二連結部材７５に保持されて、第１方向に並んでいる。また隣り合う２つの酸素透過膜４，４では、これらの間を延びる第一・第二連結部材７４，７５に筒状のスペーサ７２（図９）が環装されていることで、２つの酸素透過膜４，４の間隔が、スペーサ７２の幅に維持されている。

【0049】

第三連結部材７６は、第１方向及び第２方向と直交する水平な第３方向に延びる。当該第三連結部材７６は、第３方向に間隔をあけて配置される複数の第二連結部材７５を連結する（図１０の例では、３本の第二連結部材７５が、第三連結部材７６を介して連結されている）。

【0050】

第三連結部材７６は、フラットバーと称される平板から構成される。第三連結部材７６には、第３方向に間隔をあけて複数の貫通孔７９が形成されており、これら貫通孔７９にそれぞれ第二連結部材７５が通されることで、複数の第二連結部材７５が第三連結部材７６を介して連結されている（図１０の例では、３つの貫通孔７９にそれぞれ第二連結部材７５が通されることで、３本の第二連結部材７５が第三連結部材７６を介して連結されている）。なお、貫通孔７９は、第二貫通孔７８と対応する位置（第１方向に延びる同一直線上の位置）に形成されるものであって、第二連結部材７５は、第二貫通孔７８と貫通孔７９とを通過するものとされる。

【0051】

そして酸素透過モジュール５が組み立てられた状態では、第三連結部材７６は、酸素透過膜４よりも外側（第３方向の外側）に延び出る延出部７６ａ（図１０）を有している。この延出部７６ａは、フック８０（浮上防止部）に係止させる部分として設けられる。

【0052】

なお、第一連結部材７４の数は、１以上１０以下であることが好ましい。第一連結部材７４が設けられない場合には、酸素透過膜４を安定的に保持することが困難になる。第一連結部材７４の数が１０よりも大きい場合には、酸素透過モジュール５の加工が困難になる。

【0053】

また第二連結部材７５の数は、２以上２０以下であることが好ましい。第二連結部材７５の数が１である場合には、酸素透過膜４を安定的に保持することが困難になる。第二連結部材７５の数が２０よりも大きい場合には、酸素透過モジュール５の加工が困難になる。

【0054】

また、第一連結部材７４や第二連結部材７５の外径は、５ｍｍ以上、１００ｍｍ以下にすることが好ましい。連結部材７４，７５の外径が５ｍｍよりも小さい場合には、酸素透過モジュール５の強度を十分確保できなくなる。連結部材７４，７５の外径が１００ｍｍよりも大きい場合には、酸素透過膜４の透気シート２１（図８）の有効面積を十分確保できなくなる。

【0055】

また、スペーサ７２の材質を、ステンレス、チタン、被覆したスチール、或いはＦＲＰなどのプラスチックにすることが好ましい。このようにすることで、腐食によるスペーサ７２の破損を防止することができる。

【0056】

また連結部材７４，７５の外径との関係から、スペーサ７２の内径は、５ｍｍ以上１００ｍｍ以下にすることが好ましい。

【0057】

また図７に示す移動機構１１が廃水処理装置に設けられる場合には、キャスター１３は、例えば、第三連結部材７６、及び／又は、第二連結部材７５に環装されるスペーサ７２に取り付けられる。

【0058】

（浮上防止部）
浮上防止部としてのフック８０は、高さ調整手段８１（図１０，図１１）を介してパネルタンク３の底面パネル２ａ（図２～図６）に固定される。高さ調整手段８１は、ボルト８２と、支持板８３と、溝形鋼８４とから構成される。ボルト８２は、上下方向に延びものであって、ボルト８２の下端部は底面パネル２ａに締結される(図１０)。支持板８３は、第３方向に延びるものであって、両端部がボルト８２に締結される。溝形鋼８４は、第１方向に延びるものであって、平板状の本体８４ａと、本体８４ａの両側縁から突出する一対の側板８４ｂ，８４ｂとを有している。側板８４ｂ，８４ｂの先端（下端）は支持板８３の上面に接合され、本体８４ａの中央にフック８０の下端が締結されている。フック８０は、湾曲部８０ａを有するものであり、溝形鋼８４から上方に延びた後、湾曲して、下方に延びる形状を呈している。以上の構成によれば、底面パネル２ａからボルト８２が延び出る長さを変更することで、フック８０の高さを変更できる。

【0059】

以上の構成によれば、下記操作Ａ，Ｂのいずれか一方もしくは両方を行って、第三連結部材７６の延出部７６ａ（図１０）をフック８０の湾曲部８０ａ（図１１（ｃ））に係止させることで、酸素透過モジュール５の浮上を防止できる。

【0060】

操作Ａ：廃水Ｗが貯留されたパネルタンク３の内部に、酸素透過モジュール５を投入した後、廃水Ｗ中の酸素透過モジュール５を浮き上がらせること。
操作Ｂ：パネルタンク３の内部に酸素透過モジュール５を投入した後、酸素透過モジュール５の位置を水平方向にずらすこと。

【0061】

例えば、パネルタンク３の内部に廃水Ｗが貯留された状態で、パネルタンク３の外部からの操作で、パネルタンク３の内部に酸素透過モジュール５を投入する投入工程が実施される。

【0062】

上記の投入工程では、まず、酸素透過モジュール５を下方に押さえ付けて酸素透過モジュール５を廃水Ｗ中に沈めることが行われる。この際には、フック８０の湾曲部８０ａの直下に、平板である第三連結部材７６の延出部７６ａが位置するように、酸素透過モジュール５の位置が調整される。この後、酸素透過モジュール５への押さえ付けを解除することで、酸素透過モジュール５を浮上させて、第三連結部材７６の延出部７６ａをフック８０の湾曲部８０ａ内に入れることが行われる。これにより、フック８０が第三連結部材７６（平板）の延出部７６ａに係止されて、酸素透過モジュール５が固定された状態になる。

【0063】

また、フック８０が第三連結部材７６から抜けることを防止するために、第三連結部材７６の端に、突起８７（図１０）を形成することが好ましい。突起８７は、平板である第三連結部材７６の延伸方向（第３方向）と直交する方向に突出するものであり、図示例では、突起８７は上方へ突出するものとされている。なお突起８７の形成位置は、第三連結部材７６の端に限定されず、フック８０が外れることを防止可能な第三連結部材７６の任意の位置とされ得る。

【0064】

なお、酸素透過モジュール５の浮上を確実に防止するために、図９及び図１０に示すように、第１方向に間隔をあけて複数のフック８０を配置するとともに、当該複数のフック８０からなる列を、第３方向に複数配列することが好ましい（図９及び図１０に示す例では、第１方向に間隔をあけて３つのフック８０が設置されるとともに、当該３つのフック８０からなる２列が第３方向に間隔をあけて配置されている）。そして上記のようにする場合には、第１方向に並ぶ複数のフック８０を、同一の溝形鋼８４に締結させることが好ましい。このようにすることで、第１方向に並ぶ複数のフック８０を同等の高さに位置づけることができるので、酸素透過モジュール５を安定且つ確実に固定できる。なお、第１方向に配置するフック８０の数や、第３方向に配置するフック８０の組の数は、上記の３や２に限定されず、任意の複数とすることができる。

【0065】

またフック８０の材質は、ステンレス、チタン、被覆したスチール、或いは、ＦＲＰなどのプラスチックにすることが好ましい。このようにすることで、腐食によるフック８０の破損を防止できる。

【0066】

またフック８０の数は４以上２０以下であることが好ましい。フック８０の数が４よりも小さい場合には、酸素透過モジュール５を安定的に固定することが困難になる。フック８０の数が２０よりも大きい場合には、廃水処理装置１の加工が困難になる。

【0067】

またフック８０を係止させる第三連結部材７６の延出部７６ａの長さは、３ｍｍ以上６００ｍｍ以下にすることが好ましい。延出部７６ａの長さが３ｍｍよりも小さい場合には、酸素透過モジュール５を安定的に固定できなくなる虞がある。延出部７６ａの長さが６００ｍｍよりも大きい場合には、パネルタンク３と酸素透過モジュール５との間隔が広がり、パネルタンク３内に嫌気的に分解される廃水Ｗが生じてしまう。

【0068】

また、フック８０を係止させる第三連結部材７６を、必ずしも平板（フラットバー）にする必要はなく、第三連結部材７６は棒材であってもよい。そしてこの場合には、棒材（第三連結部材７６）からフック８０が抜けることを防止するために、棒材（第三連結部材７６）には、その延伸方向と直交する方向に突出する突起が形成される。

【0069】

なお第三連結部材７６を平板にする場合には、第三連結部材７６の厚さは、２ｍｍ以上１００ｍｍ以下とすることが好ましい。厚さが２ｍｍよりも小さい場合には、第三連結部材７６の強度を十分確保できなくなる。厚さが１００ｍｍよりも小さい場合には、酸素透過モジュール５に保持可能な酸素透過膜４の数が少なくなる。

【0070】

酸素透過モジュール５では、第一連結部材７４を支持するための柱部材（図示せず）が設けられてもよい。当該柱部材は、上下方向に延びるものであって、下端が第二連結部材７５に締結され、上端が第一連結部材７４に締結される。上記の柱部材は、例えば、平板、Lアングル、Cチャンネル、丸棒、角棒、中空円管、中空角管であり、当該柱部材が使用されることで、酸素透過モジュール５の強度を高めることができる。

【0071】

また必ずしも、フック８０の固定箇所をパネルタンク３の底面パネル２ａにする必要はない。フック８０は、パネルタンク３の側面パネル２ｂに固定されてもよい。或いは、フック８０を酸素透過モジュール５に設け、フック８０を係止させる係止部をパネルタンク３に設けてもよい。

【0072】

またパネルタンク３の内部に酸素透過モジュール５を投入する際に、パネルタンク３の内部に廃水Ｗが貯留されていなくてもよく、また、酸素透過モジュール５は水に浮かないものであってもよい。上記の場合には、例えば、パネルタンク３の外部からの操作で、パネルタンク３の内部に酸素透過モジュール５を投入して、酸素透過モジュール５を底面パネル２ａに着地させることが行われる。そして、パネルタンク３の外部からの操作で、酸素透過モジュール５の位置を水平方向にずらすことで、フック８０の湾曲部８０ａに、酸素透過モジュール５の平板或いは棒材を嵌合させる。これにより、フック８０に平板或いは棒材が係止された状態となって、酸素透過モジュール５がパネルタンク３に固定される。なお酸素透過モジュール５を水に浮くものとすれば、酸素透過モジュール５の浮上を利用して、フック８０を平板或いは棒材に係止できるので、酸素透過モジュール５の位置をずらすことを要しない。一方、酸素透過モジュール５を水に浮かないものとすれば、酸素透過モジュール５をタンク３の内部に投入する際に、酸素透過モジュール５を下方に押さえ付けることを要さず、酸素透過モジュール５を廃水Ｗ中に沈めることができる。

【0073】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0074】

例えば、本発明の廃水処理装置に設けられる酸素透過モジュールは、上記実施形態に示したものに限定されない。以下、酸素透過モジュールの変形例について説明する。

【0075】

（酸素透過モジュール９０）
図１２は、変形例の酸素透過モジュール９０を示す正面図である。図１３は、図１２に示す酸素透過モジュール９０が備える酸素透過膜４を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）の矢印方向ａから酸素透過膜４を見たときの側面図であり、（Ｃ）は（Ａ）の矢印方向ｂから酸素透過膜４を見たときの側面図である。図１４は、酸素透過モジュール９０が備えるスペーサ９６，９７を拡大して示す側面図である。

【0076】

図１２や図１３に示すように、酸素透過モジュール９０は、複数の酸素透過膜４と、一対の対向部材９１Ａ，９１Ｂと、第一連結部材９２と、第二連結部材９３（図１３）とを備えている。

【0077】

一対の対向部材９１Ａ，９１Ｂは、矩形の環状を呈するものであり、水平方向に間隔をあけて対向配置される。以下、「対向部材９１Ａ，９１Ｂが対向する水平な方向」を「第１方向」と記す。

【0078】

第一連結部材９２や第二連結部材９３は、第１方向に延びるものであって、第一連結部材９２や第二連結部材９３を介して対向部材９１Ａ，９１Ｂが連結される。

【0079】

第一連結部材９２と第二連結部材９３とは、第１方向と直交する水平な第２方向に間隔をあけて配置されている。そして酸素透過膜４に形成された第一貫通孔９４に第一連結部材９２が通され、酸素透過膜４に形成された第二貫通孔９５に第二連結部材９３が通されることで、酸素透過膜４は、第一連結部材９２及び第二連結部材９３に保持されている。

【0080】

より具体的には、図１３に示すように、各酸素透過膜４では、幅一方側における上端部・中央部・下端部に第一貫通孔９４が形成され、幅他方側の上端部・中央部・下端部に第二貫通孔９５が形成されている。各酸素透過膜４では、第一貫通孔９４に筒状のスペーサ９６が取り付けられ、第二貫通孔９５に筒状のスペーサ９７が取り付けられており、スペーサ９６の内部に第一連結部材９２が通され、スペーサ９７の内部に第二連結部材９３が通されている。これにより、各酸素透過膜４は、それぞれスペーサ９６，９７を介して連結部材９２，９３に保持されている。そして図１４に示すように、隣り合う２つの酸素透過膜４では、第一貫通孔９４に取り付けたスペーサ９６の端面同士が突き合い、且つ、第二貫通孔９５に取り付けたスペーサ９７の端面同士が突き合うことで、上記隣り合う２つの酸素透過膜４の間隔Ｐが、所定値に維持されている（図１４では、第一貫通孔９４の位置の構造と、第二貫通孔９５の位置の構造とが、同様の構造であることで、上記２つの位置をまとめて示している）。

【0081】

なお、第一連結部材９２の数は、１以上１０以下であることが好ましい。第一連結部材９２が設けられない場合には、酸素透過膜４を安定的に保持することが困難になる。第一連結部材９２の数が１０よりも大きい場合には、酸素透過モジュール９０の加工が困難になる。

【0082】

また第二連結部材９３の数は、２以上２０以下であることが好ましい。第二連結部材９３の数が１とされる場合には、酸素透過膜４を安定的に保持することが困難になる。第二連結部材９３の数が２０よりも大きい場合には、廃水処理装置１の加工が困難になる。

【0083】

なお酸素透過モジュール９０では、第一連結部材９２や第二連結部材９３の本数の合計は４本以上３０本以下にすることが好ましい。上記本数の合計が４本よりも少ない場合には、第一連結部材９２や第二連結部材９３により酸素透過膜４を安定して保持できなくなる虞がある。上記本数の合計が３０本よりも多い場合には、第一連結部材９２や第二連結部材９３の加工が困難になる虞がある。

【0084】

また、第一連結部材９２や第二連結部材９３の外径は５ｍｍ以上１００ｍｍ以下にすることが好ましい。第一連結部材９２や第二連結部材９３の外径が５ｍｍよりも小さい場合には、第一連結部材９２や第二連結部材９３の強度を十分確保できなくなる虞がある。第一連結部材９２や第二連結部材９３の外径が１００ｍｍよりも大きい場合には、酸素透過膜４の透気シート２１の有効面積を十分確保できなくなる虞がある。

【0085】

また、上記の連結部材９２，９３の外径との関係から、スペーサ９６，９７の内径は、５ｍｍ以上１００ｍｍ以下にすることが好ましい。

【0086】

また、スペーサ９６，９７の材質を、ステンレス、チタン、被覆したスチール、或いはポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ＦＲＰなどのプラスチックにすることが好ましい。このようにすることで、腐食によるスペーサ９６の破損を防止することができる。

【0087】

また、第一連結部材９２と第二連結部材９３とは、水平な第１方向と直交する鉛直な第２方向に間隔をあけて配置されるものであってもよい。この場合、例えば、各酸素透過膜４の上端部に形成された第一貫通孔９４にスペーサ９６が取り付けられ、各酸素透過膜４の下端部に形成される第二貫通孔９５にスペーサ９７が取り付けられる。そして各酸素透過膜４のスペーサ９６の内部に第一連結部材９２が通され、各酸素透過膜４のスペーサ９７の内部に第二連結部材９３が通されることで、各酸素透過膜４は、それぞれスペーサ９６，９７を介して連結部材９２，９３に保持される。そして隣り合う２つの酸素透過膜４では、第一貫通孔９４に取り付けたスペーサ９６の端面同士が突き合い、且つ、第二貫通孔９５に取り付けたスペーサ９７の端面同士が突き合うことで、上記隣り合う２つの酸素透過膜４の間隔が、所定値に維持される。

【0088】

また必ずしも、複数の酸素透過膜４が酸素透過モジュール９０に保持される必要はなく、１つの酸素透過膜４を酸素透過モジュール９０に保持させてもよい。この場合、スペーサ９６，９７は省略される。

【0089】

また図７に示す移動機構１１が廃水処理装置に設けられる場合には、キャスター１３は、例えば、対向部材９１Ａ、対向部材９１Ｂ、スペーサ９６，９７のいずれかに取り付けられる。

【符号の説明】

【0090】

１ 廃水処理装置
２ａ 底面パネル
２ｂ 側面パネル
２ｃ 天井パネル
３ パネルタンク
４ 酸素透過膜
５ 酸素透過モジュール
８ 潜り堰（遮蔽部）
１０ａ，１０ｂ 天井フレーム
１１ 移動機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】