CN101309869A - 废水处理装置以及废水处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种废水处理装置以及废水处理方法。在处理槽(11)中，利用微生物对流入的原水进行第一有机物分解处理。曝气槽(12)通过隔壁(14)与处理槽(11)区分开，对从处理槽(11)流入的处理槽(11)的处理水进行曝气处理和利用微生物的第二有机物分解处理。上澄水返送机构将从曝气槽(12)的处理水中除去了污泥、沉淀固形物、以及上浮固形物后得到的上澄水从曝气槽返送回处理槽。

Description

废水处理装置以及废水处理方法
技术领域
本发明涉及一种废水处理装置以及废水处理方法，例如涉及以生物学方式来处理由普通家庭等产生的生活废水、工厂废水等废水的废水处理装置以及废水处理方法。
背景技术
作为处理有机废水的方法，广为公知的是利用微生物的生物学的废水处理。另外，该生物学的废水处理被分成利用好气性微生物的好气性废水处理和利用嫌气性微生物的嫌气性废水处理。并且，在好气性废水处理中，需要大量地保持(固定)好气性微生物，作为该方法，有活性污泥法。
使用活性污泥法的现有的第一废水处理装置包括：处理/曝气槽，利用好气性微生物对流入的原水进行有机物分解处理，并且进行曝气处理，培养活性污泥；沉淀槽，将来自处理/曝气槽的混合液分离为上澄水和沉淀污泥；杀菌槽，对沉淀槽的上澄水进行杀菌并将其排排放。在该情况下，通过将沉淀污泥的一部分作为活性污泥从沉淀槽返送回处理/曝气槽，将大量的好气性微生物保持(固定)在反应/曝气槽中。
但是，在上述现有的第一废水处理装置中，由于会大量地产生剩余沉淀污泥，因此需要剩余沉淀污泥的污泥减容化作业。例如，需要通过水肥车定期地进行抽除作业。被抽除的污泥通过屎尿处理设施被进行脱水处理，或者通过中间的污泥减容化处理设施被进一步除去水分。最终，被丢弃到最终处置场，或者与其他物质一起被烧结加工成砖等，或者作为堆肥、甲烷气体、氢气而被再利用。
另外，在上述现有的第一废水处理装置中，由于上澄水与杀菌液一起被排放，因此排放的杀菌液会引起化学性的环境污染。
使用活性污泥法的现有的第二废水处理装置包括：处理槽，利用好气性微生物对流入的原水进行有机物分解处理；曝气槽，对从处理槽流入的处理液进行曝气处理，培养活性污泥；杀菌槽，对来自曝气槽的处理水进行杀菌并将其排放。此时，通过将沉淀污泥的一部分作为活性污泥与处理水一起从曝气槽返送回处理槽而将大量的好气性微生物保持(固定)在处理槽中(参照专利文献1)。
这样，在上述现有的第二废水处理装置中，虽然处理槽和曝气槽相独立，但是由于没有沉淀槽，因此可以使装置小型化，并且能够减少剩余沉淀污泥。
专利文献1：日本专利文献特开2005-254065号公报。
发明内容
发明所要解决的问题
但是，在上述现有的第二废水处理装置中，依然需要剩余沉淀污泥的污泥减容化作业。
另外，在上述现有的第二废水处理装置中，由于将沉淀污泥与处理水一起从曝气槽返送回处理槽，因此有机物分解处理效率降低。
并且，在上述现有的第二废水处理装置中，由于将处理水与杀菌液一起排放，因此排放的杀菌液仍然会引起化学性的环境污染。
因此，本发明的目的在于提供一种不需要剩余沉淀污泥的污泥减容化作业的废水处理装置以及废水处理方法。
并且，本发明的另一目的在于提供一种有机物分解处理效率高的废水处理装置以及废水处理方法。
另外，本发明的另一目的在于提供一种由于不排放杀菌液而可以保护环境的废水处理装置以及废水处理方法。
用于解决问题的手段
为了达到上述目的，本发明的废水处理装置包括：处理槽，利用微生物对流入的原水进行第一有机物分解处理；曝气槽，通过隔壁与该处理槽区分开，对从处理槽流入的处理槽的处理水进行曝气处理和利用微生物的第二有机物分解处理；以及上澄水返送机构，将从该曝气槽的处理水中除去了污泥、沉淀固形物、以及上浮固形物(浮渣)后得到的上澄水从曝气槽返送回处理槽。由此，被返送回处理槽的微生物会成为没有作为能量源的活性污泥、即营养成分的饥饿状态，因此微生物对原水的有机物会发挥出高的有机物分解处理能力。另外，不会产生剩余沉淀污泥。
另外，由于不会产生剩余沉淀污泥，因此不会出现因剩余沉淀污泥的腐败而产生臭气的问题，因而在曝气槽的上部设置有开口。由此，通过曝气处理而被蒸发的处理水的水分会从曝气槽的开口排出。
并且，由于处理水的水分从曝气槽的开口蒸发排出，因此使有机物分解处理、曝气处理、以及上澄水返送处理为不向外部排放排放水的封闭方式。由此，不会排放杀菌液，从而可以保护环境。
另外，本发明的废水处理方法包括以下步骤：使原水流入到处理槽内，利用微生物对其进行有机物分解处理；使被进行了有机物分解处理后的处理水流入到曝气槽内，进行曝气处理；将从被进行了曝气处理后的处理水中除去了污泥、沉淀固形物、以及上浮固形物后得到的上澄水返送回处理槽。
发明效果
根据本发明，由于仅将被曝气处理后的处理水中的不含有污泥、沉淀固形物、以及上浮固形物的上澄水从曝气槽返送回处理槽，因而不会产生剩余沉淀污泥，因此可以不需要剩余沉淀污泥的污泥减容化作业。另外，由于使处理槽的微生物处于饥饿状态，因此可以得到高的有机物分解处理效率。并且，通过采用封闭方式而不会排放杀菌液，因此可以保护环境。
附图说明
图1是表示本发明的废水处理装置的第一实施方式的图；
图2是图1的曝气槽的盖的平面图；
图3是表示图1的控制单元的动作的流程图；
图4是表示图1的控制单元的动作的流程图；
图5是表示图1的控制单元的动作的流程图；
图6是表示图1的控制单元的动作的流程图；
图7是表示图1的控制单元的动作的流程图；
图8是表示本发明的废水处理装置的第二实施方式的图；
图9是表示本发明的废水处理装置的第三实施方式的图；
图10是图9的上澄水贮存槽的盖的平面图；
图11是表示图8、图9的废水处理装置的应用示例的图；
图12是表示图11的控制单元的动作的流程图；
图13是表示图11的废水处理装置的变更示例的图；
图14是表示图11的废水处理装置的其他变更示例的图；
图15是图14的原水排出设施的附近的放大图。
标号说明
1A、1B、1C净化槽
11处理槽
12曝气槽
13分离槽
14、15隔壁
16曝气处理用鼓风机
17控制单元
18上澄水贮存槽
21洗衣机
22浴缸
23水槽
24盥洗室
31切换阀
32排放管道
33杀菌槽
34水质监视传感器
41地下式原水贮存槽
42流量调整阀
51a、51b、51c、51d原水排出设施
52a、52b、52c、52d原水管道
53a、53b、53c、53d返送管道
54中继泵
61喷出部
62自进喷出部
具体实施方式
图1是表示本发明的废水处理装置的第一实施方式的图。图1的废水处理装置用于处理包括普通家庭的生活废水等废水在内的原水。
在图1中，净化槽1A包括：处理槽11，利用微生物(好气性微生物、嫌气性微生物这两者)来进行有机物分解处理；曝气槽12，对从处理槽11流入的处理水进行曝气处理和利用微生物(主要是好气性微生物)的有机物分解处理；以及分离槽13，设置在曝气槽12内的上部，从被曝气处理后的处理水中分离出上澄水。即，分离槽13从处理水中除去污泥、沉淀固形物、以及上浮固形物并仅蓄积上澄水。另外，通过纵截面图来表示净化槽1A。
在处理槽11与曝气槽12之间设置有上部形成了通孔的隔壁14，另外在曝气槽12与分离槽13之间设置有上部形成了通孔的隔壁15。隔壁14的通孔的高度高于隔壁15的通孔的高度。因此，在处理槽11中进行了处理后的处理水越过隔壁14而流入到曝气槽12中，另外曝气槽12的上澄水越过隔壁15而流入到曝气槽12中。
在处理槽11的上部设置有盖111。在该情况下，在盖111上没有开口。另外，在处理槽11上设置有检测处理槽11的有机物分解处理状态的状态检测传感器112。状态检测传感器112例如为：二氧化碳气体传感器，检测通过利用好气性微生物进行的有机物分解处理而产生的二氧化碳气体(CO2)；二氧化碳气体浓度检测传感器，检测该二氧化碳气体的浓度；甲烷气体传感器，检测通过利用嫌气性微生物进行的有机物分解处理而产生的甲烷气体(CH4)；甲烷气体浓度传感器，检测该甲烷气体的浓度；或溶解氧量传感器，检测原水中的溶解氧量。另外，状态检测传感器112也可以设置在曝气槽12上。另外，在隔壁14上设置有管113，以使处理槽11的深处的处理水流入到曝气槽12中。另外，管113通过隔壁14的通孔。
在曝气槽12的上部设置有盖121，在该情况下，如图2所示，在盖121上设置有多个开口121a。另外，在曝气槽12的底部设置有放出气泡上的空气的曝气机构122。从设置在净化槽1的外部的鼓风机16经由空气供应管16a向该曝气机构122供应加压空气。
曝气机构122用于利用好气性微生物来进行好气性废水处理，并且在本发明中用于实现封闭式的废水处理装置。即，通过由曝气机构122供应到曝气槽12内的空气和曝气槽12内的处理水的接触蒸发作用，使处理水的水分从盖121的开口121a排出。结果，无需将净化槽1A的处理水排放到河川等水环境中，因此可以实现封闭式的废水处理装置。另外，在普通家庭等中通过处理器(粉碎机)处理的废水也可以在不排放的情况下进行处理。
在分离槽13上设置有作为上澄水返送机构的水中泵131和返送管道132。该返送管道132从分离槽13通向处理槽11。另外，设置有水位检测传感器133。水中泵131也可以为外部泵。另外，在处理槽11的返送管道132的顶端部设置有洒水装置132a。由此，可以使处理槽11的处理水的上部的上浮固形物(浮渣)散逸。该返送管道132通过与管113的通孔不同的隔壁14的通孔。
控制单元17根据状态检测传感器112和水位检测传感器133的各输出信号来控制鼓风机16和水中泵131，其由微型计算机构成。
在图1的废水处理装置中，作为原水源的洗衣机21、浴缸22、水槽23、以及盥洗室24等经由合流箱斗25和流入管道26而与处理槽11的上游一侧连结。另外，通过平面布置图来表示洗衣机21、浴缸22、水槽23、以及盥洗室24等。
在图1的废水处理装置中，利用微生物对从洗衣机21、浴缸22、水槽23、以及盥洗室24等原水源流入到处理槽11中的原水进行有机物分解处理，对于处理槽11的处理水，在曝气槽12中进行曝气处理，仅将被曝气处理后的处理水的上澄水从曝气槽12返送回处理槽11中。结果，在处理槽11中，会成为微生物所需要的营养成分(活性污泥)减少而氧丰富的高溶解氧状态(好气状态)，因此处理槽11内的微生物的摄食活动会成为最有效率的饥饿状态。处于该饥饿状态的微生物可以发挥高的有机物分解处理能力。
即，在处理槽11中，由于供应被曝气后的处理水的上澄水，因此微生物的总量不会减少。另一方面，流入到处理槽11中的微生物的营养成分为原水中的有机物和原来的返送部分的活性污泥之和，但是处理槽11内的微生物的营养成分会相应于没有该返送活性污泥而显著地减少，并且相对于微生物的总量而相对减少。由此，在处理槽11内，成为与微生物的总量相比微生物的营养成分的总量减少的不均衡状态。将该不均衡状态称为上述饥饿状态。
另外，以往在处理槽中，使溶解氧量多的好气性状态成为在原水中的有机物上增加了活性污泥的充分的饱食状态。结果，微生物会进行仅捕食比较容易消化分解的营养成分的摄食行动，因此较难消化分解的营养物、微生物的死骸等会变成污泥，从而使剩余污泥显著增加。这样，经常处于饱食状态对于净化槽1A来说不利。
为了使处理槽11中的原水中的有机物的总量与微生物的总量具有一定的关系，控制单元17根据状态检测传感器112和水位检测传感器133的各输出信号来控制上澄水的返送量、即水中泵131和曝气槽12的曝气处理，使处理槽11中的微生物成为饥饿状态。当状态检测传感器112为二氧化碳气体传感器时，控制单元17通过图3所示的流程来进行动作，当状态检测传感器112为二氧化碳气体浓度传感器时，控制单元17通过图4所示的流程来进行动作，当状态检测传感器112为甲烷气体传感器时，控制单元17通过图5所示的流程来进行动作，当状态检测传感器112为甲烷气体浓度传感器时，控制单元17通过图6所示的流程来进行动作，当状态检测传感器112为溶解氧量传感器时，控制单元17通过图7所示的流程来进行动作。无论哪个流程，均每隔规定时间而执行。
在图3中，在步骤301中，根据水位检测传感器133的输出信号来判断分离槽13的上澄水的水位水平是否超过了较小的规定值L1。结果，如果上澄水的水位水平超过了规定值L1，则进入步骤302，另一方面，如果上澄水的水位水平为规定值L1以下，则为了防止水中泵131的空转而进入步骤305。在步骤302中，通过二氧化碳气体传感器的输出信号来判断在处理槽11内是否存在二氧化碳气体。结果，如果在步骤302中判断存在二氧化碳气体，则判断原水中的有机物的总量大而进入步骤303，打开水中泵131，并且打开曝气处理用鼓风机16或者使其成为连续(高动作)运转状态。由此，利用好气性微生物进行的好气性废水处理的效率上升，并且处理水的蒸发量增加。另一方面，如果在步骤302中判断不存在二氧化碳气体，则判断原水中的好气性有机物的总量小而进入步骤304，打开水中泵131，但关闭曝气处理用鼓风机16或者使其成为断续(低动作)运转状态。由此，利用嫌气性微生物进行的嫌气性废水处理的效率上升。在步骤304中，打开水中泵131，并且关闭曝气处理用鼓风机16或者使其成为断续(低动作)运转状态。在该情况下，不进行处理水的蒸发，抑制上澄水的水位下降。然后，在步骤306中图3的流程结束。
在图4中，在步骤401中根据水位检测传感器133的输出来判断分离槽13的上澄水的水位水平是否超过了规定值L1。结果，如果上澄水的水位水平超过了规定值L1，则进入步骤402，另一方面，如果上澄水的水位水平为规定值L1以下，则为了防止水中泵131的空转而进入步骤403。在步骤402中，根据二氧化碳气体浓度传感器的输出信号来控制水中泵131的工作占空比(on duty ratio)和曝气处理用鼓风机16的工作占空比。例如，如果通过二氧化碳气体浓度传感器的输出信号检测出的处理槽11内的二氧化碳气体浓度大，则判断原水中的好气性有机物的总量大，增大水中泵131的工作占空比，增大上澄水的返送量，并且增大曝气处理用鼓风机16的工作占空比。由此，利用好气性微生物进行的好气性废水处理的效率上升，并且处理水的蒸发量增加。另一方面，如果通过二氧化碳气体浓度传感器的输出信号检测出的处理槽11内的二氧化碳气体浓度小，则判断原水中的好气性有机物的总量小，减小水中泵131的工作占空比，减小上澄水的返送量，并且减小曝气处理用鼓风机16的工作占空比。由此，利用好气性微生物进行的好气性废水处理的效率下降，并且处理水的蒸发量减少。在步骤403中，关闭水中泵131，并且关闭曝气处理用鼓风机16或者使其成为断续(低动作)运转状态。由此，利用嫌气性微生物进行的嫌气性废水处理的效率上升。在该情况下，不进行处理水的蒸发，抑制上澄水的水位下降。然后，在步骤404中图4的流程结束。
另外，图3或图4中的检测二氧化碳气体或其浓度是为了监视利用好气性微生物进行的好气性废水处理，结果会主要控制利用好气性微生物进行的好气性废水处理。
在图5中，在步骤501中，根据水位检测传感器133的输出信号来判断分离槽13的上澄水的水位水平是否超过了规定值L1。结果，如果上澄水的水位水平超过了规定值L1，则进入步骤502，另一方面，如果上澄水的水位水平为规定值L1以下，则为了防止水中泵131的空转而进入步骤504。在步骤502中，通过甲烷气体传感器的输出信号来判断在处理槽11内是否存在甲烷气体。结果，如果在步骤502中判断存在甲烷气体，则判断原水中的嫌气性有机物的总量大而进入步骤503，打开水中泵131，并且关闭曝气处理用鼓风机16或者使其成为断续(低动作)运转状态。由此，利用嫌气性微生物进行的嫌气性废水处理的效率上升。另一方面，如果在步骤502中判断不存在甲烷气体，则判断原水中的嫌气性有机物的总量小而进入步骤504，打开水中泵131或者使其成为连续(高动作)运转状态，并且打开曝气处理用鼓风机16或者使其成为连续(高动作)运转状态。由此，利用嫌气性微生物进行的嫌气性废水处理的效率上升，并且进行处理水的蒸发。在步骤505中，关闭水中泵131，并且关闭曝气处理用鼓风机16或者使其成为断续(低动作)运转状态。在该情况下，不进行处理水的蒸发，抑制上澄水的水位下降。然后，在步骤506中图5的流程结束。
在图6中，在步骤601中，根据水位检测传感器133的输出来判断分离槽13的上澄水的水位水平是否超过了规定值L1。结果，如果上澄水的水位水平超过了规定值L1，则进入步骤602，另一方面，如果上澄水的水位水平为规定值L1以下，则为了防止水中泵131的空转而进入步骤603。在步骤602中，根据甲烷气体浓度传感器的输出信号来控制水中泵131的工作占空比和曝气处理用鼓风机16的工作占空比。例如，如果通过甲烷气体浓度传感器的输出信号检测出的处理槽11内的甲烷气体浓度大，则判断原水中的嫌气性有机物的总量大，增大水中泵131的工作占空比，增大上澄水的返送量，并且减小曝气处理用鼓风机16的工作占空比。由此，利用嫌气性微生物进行的嫌气性废水处理的效率上升，并且处理水的蒸发量减少。另一方面，如果通过甲烷气体浓度传感器的输出信号检测出的处理槽11内的甲烷气体浓度小，则判断原水中的嫌气性有机物的总量小，减小水中泵131的工作占空比，减小上澄水的返送量，并且增大曝气处理用鼓风机16的工作占空比。由此，利用嫌气性微生物进行的嫌气性废水处理的效率下降，并且处理水的蒸发量增加。
在步骤603中，关闭水中泵131，并且关闭曝气处理用鼓风机16或者使其成为断续(低动作)运转状态。在该情况下，不进行处理水的蒸发，抑制上澄水的水位下降。然后，在步骤604中图6的流程结束。
另外，图5或图6中的检测甲烷气体或其浓度是为了监视利用嫌气性微生物进行的嫌气性废水处理，结果会主要控制利用嫌气性微生物进行的嫌气性废水处理。
在图7中，在步骤701中，根据水位检测传感器133的输出信号来判断分离槽13的上澄水的水位水平是否超过了规定值L1。结果，如果上澄水的水位水平超过了规定值L1，则进入步骤702，另一方面，如果上澄水的水位水平为规定值L1以下，则为了防止水中泵131的空转而进入步骤703。在步骤702中，根据通过溶解氧量传感器的输出信号检测出的处理槽11内的溶解氧量来控制水中泵131的工作占空比和曝气处理用鼓风机16的工作占空比。例如，如果溶解氧量小，则增大水中泵131的工作占空比，增大上澄水的返送量，并且增大曝气处理用鼓风机16的工作占空比。由此，利用好气性微生物进行的好气性废水处理的效率上升，并且处理水的蒸发量增加。另一方面，如果溶解氧量大，则减小水中泵131的工作占空比，减小上澄水的返送量，并且减小曝气处理用鼓风机16的工作占空比。由此，利用嫌气性微生物进行的嫌气性废水处理的效率上升，并且处理水的蒸发量减少。即，进行反馈控制以使处理槽11内的溶解氧量为规定值，由此交替地进行利用好气性微生物的好气性废水处理和利用嫌气性微生物的嫌气性废弃物处理。另一方面，在步骤703中，关闭水中泵131，并且关闭曝气处理用鼓风机16或者使其成为断续(低动作)运转状态。在该情况下，不进行处理水的蒸发，抑制上澄水的水位下降。然后，在步骤704中图7的流程结束。
图8是表示本发明的废水处理装置的第二实施方式的图。在图8中，代替图1的净化槽1A而设置有净化槽1B。
在图1中，在净化槽1A的内部设置有返送管道132，但是在图8中，在净化槽1B的外部设置有返送管道132′。该返送管道132′与连结有水槽23的合流水池25连结。由此，流入管道26的一部分也作为返送管道而发挥作用。在图8中也与图1的废水处理装置相同，控制单元17根据状态检测传感器112和水位检测传感器133的各输出信号来控制水中泵131和曝气槽92的曝气处理。因此，在图8的本发明的第二实施方式中，除了图1的本发明的第一实施方式的效果以外，由于除了原水以外，处理水也流经合流水池25和流入管道26，因此还具有能够防止固形的油脂成分等附着在流入管道26的内壁上的效果。
图9是表示本发明的废水处理装置的第三实施方式的图。在图9中，代替图8的净化槽1B而设置有净化槽1C。
在图8中，在分离槽13中设置有水中泵131和水位检测传感器132，但是在图9的分离槽13′中未设置水中泵和水位检测传感器。取而代之，将图9的返送管道132′连结在低于分离槽13′的隔壁15的通孔的位置处，在返送管道132′的中途设置有上澄水贮存槽18，并且设置有与图8的水中泵131和水位检测传感器132相对应的水中泵181和水位检测传感器182。水中泵181也可以为外部泵。另外，在上澄水贮存槽18的底部设置有放出气泡状的空气的曝气机构183，从鼓风机16经由空气供应管16b向该曝气机构183供应加压空气。并且，在上澄水贮存槽18的上部设置有盖184，在该情况下，如图10所示，在盖184上设置有开口184a。在图9中也与图1的废水处理装置相同，控制单元17根据状态检测传感器112和水位检测传感器182的各输出信号来进行水中泵183、曝气槽12、以及上澄水贮存槽18的曝气处理。通过纵截面图来表示上澄水贮存槽18。
图9所示的本发明的第三实施方式也具有与图8所示的本发明的第二实施方式相同的效果。
图8、图9所示的废水处理装置为封闭式，但是也可以如图11的(A)、(B)所示那样排放剩余处理水(上澄水)。即，在图8的净化槽1B的返送管道132′(图11的(A))或图9的上澄水贮存槽18的返送管道132′(图11的(B))上设置切换阀31，并设置排放管道32。在排放管道32上设置有杀菌槽33和水质监视传感器34，水质监视传感器34的输出信号通过调制解调器被传送给监视中心。
图11的(A)、(B)中的切换阀31由控制单元17控制。例如，如图13的流程所示，在步骤1301中，通过水位检测传感器133(或182)的输出信号来判断分离槽13(或上澄水贮存槽18)的上澄水的水位水平是否超过了较大的规定值L2(＞L1)。结果，如果上澄水的水位水平超过了规定值L2，则进入步骤1302，将切换阀31控制为排放管道32一侧而进行排放控制。另一方面，如果上澄水的水位水平为规定值L2以下，则进入步骤1303，将切换阀31控制为原水用的流入管道一侧而进行封闭控制。然后，在步骤1304中图13的流程结束。
如图13所示，图8和图9的废水处理装置可以应用于被称为对公共下水道进行集中处理的粪便处理设施(community plant)或终端处理设施的大型废水处理装置。即，不在图8的净化槽1B的返送管道132′(图13的(A))或图8的净化槽1C的返送管道132′(图13的(B))上设置切换阀，而是使排放管道32分流。与图11相同，在排放管道32上设置有杀菌槽33和水质监视传感器34，水质监视传感器34的输出信号通过调制解调器被传送给监视中心(没有图示)。
另一方面，在净化槽1B(1C)的流入一侧设置有地下式原水贮存槽41，使返送管道132′经由流量调整阀42返回至地下式原水贮存槽41。地下式原水贮存槽41内置有扬水泵(没有图示)，由此使原水和处理水从地下式原水贮存槽41流入到净化槽1B(1C)中。在该情况下，净化槽1B(或上澄水贮存槽18)可以不需要水中泵131(181)，由此，处理水会因自重而自然地流入到返送管道132′和排放管道32中。此时，流量调整阀42使处理水不会过多地流入到地下式原水贮存槽41中。换言之，处理水流入地下式原水贮存槽41的流量的最大值由流量调整阀42决定，如果上澄水的流量将要超过该最大值，则该上澄水会流入到排放管道32中而被排放。
在图13中，地下式原水贮存槽41设置在比净化槽1B(1C)低的位置处。在该情况下，如果地下式原水贮存槽41设置在地上，则净化槽1B(1C)设置在比其高的位置处即可。
如图14所示，图11的各废水处理装置也可以应用在多个原水排出设施(也包含普通家庭)51a、51b、51c、51d共同利用净化槽1B(1C)的情况下。通常，从原水排出设施51a、51b、51c、51d到净化槽1B(1C)的原水管道52a、52b、52c、52d的长度为数km～数10km，在原水管道52a、52b、52c、52d的内壁上会堆积或附着有污泥、沉淀固形物等。为了有效地除去该污泥、沉淀固形物，使返送管道132′作为返送管道53a、53b、53c、53d而在原水管道52a、52b、52c、52d的多处返送。为了促进原水管道52a、52b、52c、52d的流通而适当地设置有中继泵54。
具体地说，如图15的(A)所示，返送管道53a、53b、53c、53d被组装到原水管道52a(52b、52c、52d)上。在返送管道53a(53b、53c、53d)上以规定间隔设置有喷出部(开口)61。
并且，如图15的(B)所示，也可以在喷出部61上设置自进喷出部62。该自进喷出部62包括一端固定在喷出部61上的软管62a和喷出喷嘴62b。该喷出喷嘴62b相对于原水管道52a的上游方向倾斜地配置，由此自进喷出部62可以沿返送管道53a在原水管道52a内自动行进。即，自进喷出部62通过从返送管道53a喷出的上澄水的反作用力而移动与软管62a的长度相当的量，之后通过软管62a的卷绕力而返回到原来的位置。因此，自进喷出部62自动地进退规定的距离。也可以分别电气地控制各喷出喷嘴62b的开口的开闭，集中于特定的喷出喷嘴而对处理水集中进行返送。
在上述发明的实施方式中，不仅是活性污泥方法，也可以用作洒水滤床方法、固定滤床方法、接触过滤方法等的生活废水和产业废水的废水处理装置。另外，在上述的曝气处理中，也可以不将空气而是将一氧化碳(NO)或二氧化碳(CO2)等用于曝气处理。通过利用该气体的曝气处理，也可以控制水中的微生物的生理机能，提高延长寿命或摄食行动等的机能。
在上述的现有的第一废水处理装置中，处理水的生物化学需氧量BOD对于单独净化槽为20～80mg/l、对于合并净化槽为5～20mg/l，与此相对，在上述本发明的实施方式中，生物化学需氧量BOD无论对于哪种净化槽均为7mg/l以下。因此，在本发明中，无需使用生物化学需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)的昂贵的分析仪器来进行维护。另外，在处理槽11和曝气槽12中均不会产生应除去的过剩沉淀污泥、浮渣。
在上述发明的实施方式中，也可以不使用空气而使用一氧化氮气体(NO)或二氧化碳气体(CO2)等。在利用该气体的曝气处理中，也可以控制水中的微生物的生理机能，提高延长寿命或摄食行动等的机能。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
根据专利合作条约第19条(1)修改的声明
1.在国际检索报告中，指出了权利要求1、5～7、25不具有新颖性和创造性。因此，删除了不具有新颖性和创造性的独立权利要求1和从属权利要求5～7，同时将具有新颖性和创造性的权利要求16的内容按照方法权利要求的记载方式追加到独立权利要求25中。由此，不存在不具有新颖性和创造性的权利要求。
2.删除了独立权利要求1，并且将从属权利要求2、3、4、8、16、22、23、24作为独立权利要求。此时，修改后的独立权利要求2、3、8、16、22、23、24与修改前的权利要求2、3、8、16、22、23、24的内容相同，但是修改后的独立权利要求4与修改前的权利要求4的内容不同。即，修改后的权利要求4不包括修改前的权利要求2的内容，而仅包括修改前的权利要求1的内容。这是因为，修改前的权利要求4的技术特征“封闭方式”不以修改前的权利要求2的洒水装置为前提，并且未被任何对比文件公开或给出技术启示。
3.追加了权利要求26～30。各追加的权利要求26～30相当于修改后的权利要求11～15。即，独立权利要求26的技术特征“原水贮存槽(41)”和独立权利要求28的技术特征“将返送管道组装到原水管道(52a、52b、52c、52d)上”不以上澄水贮存槽(18)的存在为前提，并且未被任何对比文件公开或给出技术启示。因此，追加的权利要求26～30和以上澄水贮存槽(18)的存在为前提的修改后的权利要求11～15均具有新颖性和创造性。
1.(删除)
2.(修改后)一种废水处理装置，其特征在于，包括：
处理槽(11)，利用微生物对流入的原水进行第一有机物分解处理；
曝气槽(12)，通过第一隔壁(14)与该处理槽区分开，对从所述处理槽流入的所述处理槽的处理水进行曝气处理和利用微生物的第二有机物分解处理；以及
上澄水返送机构，将从该曝气槽的处理水中除去了污泥、沉淀固形物、以及上浮固形物后得到的上澄水从所述曝气槽返送回所述处理槽；
所述上澄水返送机构包括洒水装置(132a)，该洒水装置用于向所述处理槽喷洒所述上澄水。
3.(修改后)一种废水处理装置，其特征在于，包括：
处理槽(11)，利用微生物对流入的原水进行第一有机物分解处理；
曝气槽(12)，通过第一隔壁(14)与该处理槽区分开，对从所述处理槽流入的所述处理槽的处理水进行曝气处理和利用微生物的第二有机物分解处理；以及
上澄水返送机构，将从该曝气槽的处理水中除去了污泥、沉淀固形物、以及上浮固形物后得到的上澄水从所述曝气槽返送回所述处理槽；
在所述曝气槽的上部设置有开口(121a)。
4.(修改后)一种废水处理装置，其特征在于，包括：
处理槽(11)，利用微生物对流入的原水进行第一有机物分解处理；
曝气槽(12)，通过第一隔壁(14)与该处理槽区分开，对从所述处理槽流入的所述处理槽的处理水进行曝气处理和利用微生物的第二有机物分解处理；以及
上澄水返送机构，将从该曝气槽的处理水中除去了污泥、沉淀固形物、以及上浮固形物后得到的上澄水从所述曝气槽返送回所述处理槽；
所述有机物分解处理、所述曝气处理、以及所述上澄水返送处理采用不向外部排放排放水的封闭方式。
5.(删除)
6.(删除)
7.(删除)
8.(修改后)一种废水处理装置，其特征在于，包括：
处理槽(11)，利用微生物对流入的原水进行第一有机物分解处理；
曝气槽(12)，通过第一隔壁(14)与该处理槽区分开，对从所述处理槽流入的所述处理槽的处理水进行曝气处理和利用微生物的第二有机物分解处理；以及
上澄水返送机构，将从该曝气槽的处理水中除去了污泥、沉淀固形物、以及上浮固形物后得到的上澄水从所述曝气槽返送回所述处理槽；
所述上澄水返送机构包括：
分离槽(13′)，在所述曝气槽内的上部由第二隔壁(15)分隔而成，从所述曝气槽的处理水中分离出所述上澄水；以及
返送管道(132′)，配置在所述曝气槽和所述处理槽的外部，并且连结在所述分离槽与所述处理槽之间，将所述上澄水从所述分离槽返送回所述处理槽；
所述废水处理装置还包括：
上澄水贮存槽(18)，位于所述返送管道的中途；以及
开口(184a)和泵(181)，位于该上澄水贮存槽的上部。
9.(修改后)如权利要求8所述的废水处理装置，其特征在于，
还包括排放管道(32)，该排放管道与所述返送管道连结，用于进行外部排放。
10.如权利要求9所述的废水处理装置，其特征在于，
还在所述返送管道与所述排放管道的分叉点处设置有切换阀(31)。
11.(修改后)如权利要求8所述的废水处理装置，其特征在于，
还包括原水贮存槽(41)，该原水贮存槽贮存所述原水和来自所述返送管道的上澄水并将其送入到所述处理槽内。
12.如权利要求11所述的废水处理装置，其特征在于，
所述原水贮存槽设置在低于所述处理槽和所述曝气槽的位置处，所述原水贮存槽具有扬水泵。
13.(修改后)如权利要求8所述的废水处理装置，其特征在于，
通过将所述返送管道组装到原水管道(52a、52b、52c、52d)上而将所述上澄水返送回所述原水，所述原水管道使所述原水流入到所述处理槽内。
14.如权利要求13所述的废水处理装置，其特征在于，
在所述返送管道上设置有喷出部(61)，该喷出部用于向所述原水管道喷出所述上澄水。
15.如权利要求14所述的废水处理装置，其特征在于，
在所述喷出部上设置有自进喷出部，该自进喷出部具有软管(62a)和喷出喷嘴(62b)。
16.(修改后)一种废水处理装置，其特征在于，包括：
处理槽(11)，利用微生物对流入的原水进行第一有机物分解处理；
曝气槽(12)，通过第一隔壁(14)与该处理槽区分开，对从所述处理槽流入的所述处理槽的处理水进行曝气处理和利用微生物的第二有机物分解处理；
上澄水返送机构，将从该曝气槽的处理水中除去了污泥、沉淀固形物、以及上浮固形物后得到的上澄水从所述曝气槽返送回所述处理槽；
状态检测传感器(112)，对所述处理槽的有机物分解处理状态进行检测；以及
控制单元(17)，根据该状态检测传感器的输出信号来控制所述上澄水返送机构和所述曝气槽的曝气处理。
17.如权利要求16所述的废水处理装置，其特征在于，
所述状态检测传感器为二氧化碳气体传感器。
18.如权利要求16所述的废水处理装置，其特征在于，
所述状态检测传感器为二氧化碳气体浓度传感器。
19.如权利要求16所述的废水处理装置，其特征在于，
所述状态检测传感器为甲烷气体传感器。
20.如权利要求16所述的废水处理装置，其特征在于，
所述状态检测传感器为甲烷气体浓度传感器。
21.如权利要求16所述的废水处理装置，其特征在于，
所述状态检测传感器为溶解氧量传感器。
22.(修改后)一种废水处理装置，其特征在于，包括：
处理槽(11)，利用微生物对流入的原水进行第一有机物分解处理；
曝气槽(12)，通过第一隔壁(14)与该处理槽区分开，对从所述处理槽流入的所述处理槽的处理水进行曝气处理和利用微生物的第二有机物分解处理；以及
上澄水返送机构，将从该曝气槽的处理水中除去了污泥、沉淀固形物、以及上浮固形物后得到的上澄水从所述曝气槽返送回所述处理槽；
所述上澄水返送机构包括：
分离槽(13)，在所述曝气槽内的上部由第二隔壁(15)分隔而成，从所述曝气槽的处理水中分离出所述上澄水；
泵(131)，设置在该分离槽中；以及
返送管道(132、132′)，连结在所述分离槽与所述处理槽之间，通过所述泵将所述上澄水从所述分离槽返送回所述处理槽；
所述废水处理装置还包括：
水位检测传感器(133)，对流入到所述分离槽内的上澄水的水位进行检测；以及
控制单元(17)，根据该水位检测传感器的输出信号来控制所述上澄水返送机构和所述曝气槽的曝气处理。
23.(修改后)一种废水处理装置，其特征在于，包括：
处理槽(11)，利用微生物对流入的原水进行第一有机物分解处理；
曝气槽(12)，通过第一隔壁(14)与该处理槽区分开，对从所述处理槽流入的所述处理槽的处理水进行曝气处理和利用微生物的第二有机物分解处理；以及
上澄水返送机构，将从该曝气槽的处理水中除去了污泥、沉淀固形物、以及上浮固形物后得到的上澄水从所述曝气槽返送回所述处理槽；
所述上澄水返送机构包括：
分离槽(13′)，在所述曝气槽内的上部由第二隔壁(15)分隔而成，从所述曝气槽的处理水中分离出所述上澄水；以及
返送管道(132′)，连结在所述分离槽与所述处理槽之间，将所述上澄水从所述分离槽返送回所述处理槽；
所述废水处理装置还包括：
上澄水贮存槽(18)，设置在所述返送管道的中途；
水位检测传感器(182)，对流入到所述上澄水贮存槽内的上澄水的水位进行检测；以及
控制单元(17)，根据该水位检测传感器的输出信号来控制所述上澄水返送机构、所述曝气槽以及所述上澄水贮存槽的曝气处理；
在该上澄水贮存槽的上部设置有开口(184a)和泵(181)。
24.(修改后)一种废水处理装置，其特征在于，包括：
处理槽(11)，利用微生物对流入的原水进行第一有机物分解处理；
曝气槽(12)，通过第一隔壁(14)与该处理槽区分开，对从所述处理槽流入的所述处理槽的处理水进行曝气处理和利用微生物的第二有机物分解处理；以及
上澄水返送机构，将从该曝气槽的处理水中除去了污泥、沉淀固形物、以及上浮固形物后得到的上澄水从所述曝气槽返送回所述处理槽；
所述上澄水返送机构包括：
分离槽(13)，在所述曝气槽内的上部由第二隔壁(15)分隔而成，从所述曝气槽的处理水中分离出所述上澄水；
泵(131)，设置在该分离槽内；以及
返送管道(132′)，配置在所述曝气槽和所述处理槽的外部，并且连结在所述分离槽与所述处理槽之间，通过所述泵将所述上澄水从所述分离槽返送回所述处理槽；
所述废水处理装置还包括：
排放管道(32)，该排放管道与所述返送管道连结，用于进行外部排放；
切换阀(31)，位于所述返送管道与所述排放管道的分叉点处；
水位检测传感器(182)，对流入到所述上澄水贮存槽内的上澄水的水位进行检测；以及
控制单元(17)，根据该水位检测传感器的输出信号来控制所述切换阀。
25.(修改后)一种废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
使原水流入到处理槽(11)内，利用微生物对其进行第一有机物分解处理；
使被进行了该有机物分解处理后的处理水流入到曝气槽(12)内，进行曝气处理和利用微生物的第二有机物分解处理；
将从被进行了曝气处理后的处理水中除去了污泥、沉淀固形物、以及上浮固形物后得到的上澄水返送回所述处理槽；
对所述处理槽的有机物分解处理状态进行检测；以及
根据该有机物分解处理状态来控制所述上澄水的返送和所述曝气槽的曝气处理。
26.(追加)一种废水处理装置，其特征在于，包括：
处理槽(11)，利用微生物对流入的原水进行第一有机物分解处理；
曝气槽(12)，通过第一隔壁(14)与该处理槽区分开，对从所述处理槽流入的所述处理槽的处理水进行曝气处理和利用微生物的第二有机物分解处理；以及
上澄水返送机构，将从该曝气槽的处理水中除去了污泥、沉淀固形物、以及上浮固形物后得到的上澄水从所述曝气槽返送回所述处理槽；
所述上澄水返送机构包括：
分离槽(13′)，在所述曝气槽内的上部由第二隔壁(15)分隔而成，从所述曝气槽的处理水中分离出所述上澄水；以及
返送管道(132′)，连结在所述分离槽与所述处理槽之间，将所述上澄水从所述分离槽返送回所述处理槽；
所述废水处理装置还包括原水贮存槽(41)，该原水贮存槽贮存所述原水和来自所述返送管道的上澄水并将其送入到所述处理槽内。
27.(追加)如权利要求26所述的废水处理装置，其特征在于，
所述原水贮存槽设置在低于所述处理槽和所述曝气槽的位置处，所述原水贮存槽具有扬水泵。
28.(追加)一种废水处理装置，其特征在于，包括：
处理槽(11)，利用微生物对流入的原水进行第一有机物分解处理；
曝气槽(12)，通过第一隔壁(14)与该处理槽区分开，对从所述处理槽流入的所述处理槽的处理水进行曝气处理和利用微生物的第二有机物分解处理；以及
上澄水返送机构，将从该曝气槽的处理水中除去了污泥、沉淀固形物、以及上浮固形物后得到的上澄水从所述曝气槽返送回所述处理槽；
所述上澄水返送机构包括：
分离槽(13′)，在所述曝气槽内的上部由第二隔壁(15)分隔而成，从所述曝气槽的处理水中分离出所述上澄水；以及
返送管道(132′)，连结在所述分离槽与所述处理槽之间，将所述上澄水从所述分离槽返送回所述处理槽；
通过将所述返送管道组装到原水管道(52a、52b、52c、52d)上而将所述上澄水返送回所述原水，所述原水管道使所述原水流入到所述处理槽内。
29.(追加)如权利要求28所述的废水处理装置，其特征在于，
在所述返送管道上设置有喷出部(61)，该喷出部用于向所述原水管道喷出所述上澄水。
30.(追加)如权利要求29所述的废水处理装置，其特征在于，
在所述喷出部上设置有自进喷出部，该自进喷出部具有软管(62a)和喷出喷嘴(62b)。

Claims (25)

1.一种废水处理装置，其特征在于，包括：
处理槽(11)，利用微生物对流入的原水进行第一有机物分解处理；
曝气槽(12)，通过第一隔壁(14)与该处理槽区分开，对从所述处理槽流入的所述处理槽的处理水进行曝气处理和利用微生物的第二有机物分解处理；以及
上澄水返送机构，将从该曝气槽的处理水中除去了污泥、沉淀固形物、以及上浮固形物后得到的上澄水从所述曝气槽返送回所述处理槽。
2.如权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，
所述上澄水返送机构包括洒水装置(132a)，该洒水装置用于向所述处理槽喷洒所述上澄水。
3.如权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，
在所述曝气槽的上部设置有开口(121a)。
4.如权利要求2所述的废水处理装置，其特征在于，
所述有机物分解处理、所述曝气处理、以及所述上澄水返送处理采用不向外部排放排放水的封闭方式。
5.如权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，
所述上澄水返送机构包括：
分离槽(13)，在所述曝气槽内的上部由第二隔壁(15)分隔而成，从所述曝气槽的处理水中分离出所述上澄水；
泵(131)，设置在该分离槽内；以及
返送管道(132、132′)，连结在所述分离槽与所述处理槽之间，通过所述泵将所述上澄水从所述分离槽返送回所述处理槽。
6.如权利要求5所述的废水处理装置，其特征在于，
所述返送管道(132)配置在所述曝气槽的内部和所述处理槽的内部。
7.如权利要求5所述的废水处理装置，其特征在于，
所述返送管道132′配置在所述曝气槽和所述处理槽的外部。
8.如权利要求7所述的废水处理装置，其特征在于，
所述上澄水返送机构包括：
分离槽(13′)，在所述曝气槽内的上部由第二隔壁(15)分隔而成，从所述曝气槽的处理水中分离出所述上澄水；以及
返送管道(132′)，连结在所述分离槽与所述处理槽之间，将所述上澄水从所述分离槽返送回所述处理槽；
所述废水处理装置还在所述返送管道的中途具有上澄水贮存槽(18)，并在该上澄水贮存槽的上部设置有开口(184a)和泵(181)。
9.如权利要求7所述的废水处理装置，其特征在于，
还包括排放管道(32)，该排放管道与所述返送管道连结，用于进行外部排放。
10.如权利要求9所述的废水处理装置，其特征在于，
还在所述返送管道与所述排放管道的分叉点处设置有切换阀(31)。
11.如权利要求7所述的废水处理装置，其特征在于，
还包括原水贮存槽(41)，该原水贮存槽贮存所述原水和来自所述返送管道的上澄水并将其送入到所述处理槽内。
12.如权利要求11所述的废水处理装置，其特征在于，
所述原水贮存槽设置在低于所述处理槽和所述曝气槽的位置处，所述原水贮存槽具有扬水泵。
13.如权利要求7所述的废水处理装置，其特征在于，
通过将所述返送管道组装到原水管道(52a、52b、52c、52d)上而将所述上澄水返送回所述原水，所述原水管道使所述原水流入到所述处理槽内。
14.如权利要求13所述的废水处理装置，其特征在于，
在所述返送管道上设置有喷出部(61)，该喷出部用于向所述原水管道喷出所述上澄水。
15.如权利要求14所述的废水处理装置，其特征在于，
在所述喷出部上设置有自进喷出部，该自进喷出部具有软管(62a)和喷出喷嘴(62b)。
16.如权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，包括：
状态检测传感器(112)，对所述处理槽的有机物分解处理状态进行检测；以及
控制单元(17)，根据该状态检测传感器的输出信号来控制所述上澄水返送机构和进行所述曝气处理的曝气槽的曝气处理。
17.如权利要求16所述的废水处理装置，其特征在于，
所述状态检测传感器为二氧化碳气体传感器。
18.如权利要求16所述的废水处理装置，其特征在于，
所述状态检测传感器为二氧化碳气体浓度传感器。
19.如权利要求16所述的废水处理装置，其特征在于，
所述状态检测传感器为甲烷气体传感器。
20.如权利要求16所述的废水处理装置，其特征在于，
所述状态检测传感器为甲烷气体浓度传感器。
21.如权利要求16所述的废水处理装置，其特征在于，
所述状态检测传感器为溶解氧量传感器。
22.如权利要求5所述的废水处理装置，其特征在于，包括：
水位检测传感器(133)，对流入到所述分离槽内的上澄水的水位进行检测；以及
控制单元(17)，根据该水位检测传感器的输出信号来控制所述上澄水返送机构和所述曝气槽的曝气处理。
23.如权利要求8所述的废水处理装置，其特征在于，包括：
水位检测传感器(182)，对流入到所述上澄水贮存槽内的上澄水的水位进行检测；以及
控制单元(17)，根据该水位检测传感器的输出信号来控制所述上澄水返送机构、所述曝气槽以及所述上澄水贮存槽的曝气处理。
24.如权利要求10所述的废水处理装置，其特征在于，包括：
水位检测传感器(182)，对流入到所述上澄水贮存槽内的上澄水的水位进行检测；以及
控制单元(17)，根据该水位检测传感器的输出信号来控制所述切换阀。
25.一种废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
使原水流入到处理槽(11)内，利用微生物对其进行第一有机物分解处理；
使被进行了该有机物分解处理后的处理水流入到曝气槽(12)内，进行曝气处理和利用微生物的第二有机物分解处理；以及
将从被进行了曝气处理后的处理水中除去了污泥、沉淀固形物、以及上浮固形物后得到的上澄水返送回所述处理槽。
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