JP2001179289A - 嫌気性汚水処理装置の空気巻き込み防止構造 - Google Patents

嫌気性汚水処理装置の空気巻き込み防止構造

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JP2001179289A
JP2001179289A JP37330299A JP37330299A JP2001179289A JP 2001179289 A JP2001179289 A JP 2001179289A JP 37330299 A JP37330299 A JP 37330299A JP 37330299 A JP37330299 A JP 37330299A JP 2001179289 A JP2001179289 A JP 2001179289A
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treated water
pipe
treatment apparatus
water tank
sewage treatment
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Tamio Sakurai
民雄 桜井
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Original Assignee
IHI Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】処理水環流管路内での処理水への空気の巻き込
みを防ぎ、装置の円滑な運転を可能とする嫌気性汚水処
理装置の空気巻き込み防止構造を提供する。 【解決手段】嫌気性汚水処理装置1は、循環水槽と反応
処理装置20とが、供給管路及び処理水環流管路40に
よって接続されて構成され、その反応処理装置20から
処理水2を循環水槽10に流す処理水環流管路40に
は、当該処理水環流管路40を流れる処理水2に周方向
の回転を付与する案内板62が内設されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、循環水槽から供給
された汚水を反応処理装置内で嫌気性微生物によって分
解処理し、その処理水の一部を循環水槽内に戻すと共に
残部を排出するように構成された嫌気性汚水処理装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】有機性排水の処理方法として、嫌気性微
生物によって有機物を分解処理する嫌気性排水処理が知
られている。
【0003】嫌気性排水処理は、有機物の分解時に酸素
が不要であって省エネルギーとなる,余剰汚泥の発生量
が少なく処理費用を削減できる,メタンガスを回収でき
る,運転停止後の再起動が容易で断続操業が可能,窒素
や隣等の添加量が少なくて良いためにランニングコスト
を削減できる等の特長を有している。しかし、増殖速度
の小さい嫌気性微生物を用いるため、処理速度を上げる
には微生物濃度を高濃度に維持する必要があり、近時、
微生物を粒状化することでこれを可能としたものが提案
されている。
【0004】このような嫌気性汚水処理装置として、図
9に概念図を示すように構成されたものがある。
【0005】図示嫌気性汚水処理装置1′は、循環水槽
10′と反応処理装置20′とが、ポンプ31′を備え
た供給管路30′と処理水環流管路40′とによって接
続されて構成されている。
【0006】処理水環流管路40′は、水平部41′,
鉛直部42′,水平部43′から成り、反応処理装置2
0′の上端近傍と、循環水槽10′の内部に鉛直に配設
された分離管50′の下端近傍とを繋いで配管されてい
る。その反応処理装置20′側の端部(水平部41′)
は、反応処理装置20′の側壁21′を内部に貫入して
上向きとなって所定の位置(高さ)で水平に開口し、こ
の開口位置を上回った水(処理水2′)が流入するよう
になっている。
【0007】分離管50′は、下端が循環水槽10′の
底面近傍に開口すると共に上端が循環水槽10′の設定
水位より高い位置で開口するように配設され、上端近傍
に排出管51′が水平に分岐されて循環水槽10′の壁
面11′を貫通して外部まで延設されている。
【0008】そして、排出源からの汚水を受けた循環水
槽10′から、汚水をポンプ31′の駆動によって供給
管路30′を介して反応処理装置20′にその底部から
上向きに供給し、反応処理装置20′内で有機物を嫌気
性微生物によって分解処理し、処理された水は反応処理
装置20′の上部に至り、汚水の供給に伴う水位の上昇
によって処理水環流管路40′に流れ出して水平部4
1′,鉛直部42′,水平部43′を流下して分離管5
0′に至り、一部が分離管50′の下端から循環水層1
0′内に流出して汚水を希釈し、残りが分離管50′の
上部近傍の排出管51′から排出されるようになってい
るものである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記のごとき構成の嫌
気性汚水処理装置1′では、処理水環流管路40′を介
して処理水2′を自重で分離管50′に流すために循環
水槽10′は反応処理装置20′より低い位置に設定さ
れ、処理水環流管路には鉛直部42′を有して構成され
る。
【0010】このため、反応処理装置20′からの処理
水2′は鉛直部42′で空気を巻き込んで分離管50′
に流れ、この処理水2′に混入した空気が分離管50′
内で上昇することとなって分離管50′内に上昇流を生
成させる。その結果、循環水層10′内に戻って汚水を
希釈すべき処理水2′の大部分が排出管51′から排出
されてしまったり、分離管51′の上部から処理水2′
が溢れたりして循環水槽10′の機能を著しく阻害し、
安定した運転ができなくなってしまうという問題があっ
た。
【0011】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であって、処理水環流管路内での処理水への空気の巻き
込みを防ぎ、装置の円滑な運転を可能とする嫌気性汚水
処理装置の空気巻き込み防止構造を提供することを目的
とする。
【0012】
【課題を解決する為の手段】上記目的を達成する本発明
の嫌気性汚水処理装置の空気巻き込み防止構造は、汚水
を受ける循環水槽と、汚水を処理する反応処理装置と、
を備え、前記循環水槽から供給された汚水を前記反応処
理装置で処理し、その処理水を処理水環流管を介して前
記循環水槽内に配設された分離管に導き、該分離管で処
理水の一部を循環水槽内に戻すと共に他を排出するよう
に構成された嫌気性汚水処理装置において、前記処理水
環流管には、流通する処理水にその流れ方向軸を中心と
して回転する運動を付与する、板面を径方向とすると共
に該板面が軸方向で所定角度捻られて成る案内板等の回
転付与手段が設けられて構成されていることを特徴とす
る。
【0013】また、上記処理水環流管は、略鉛直な鉛直
部の上流側に略水平な水平部が接続されて形成されてお
り、上記回転付与手段は、前記鉛直部の前記水平部との
接続部に下部が漏斗状を成す大径部が形成されると共
に、前記水平部は前記大径部の偏心位置に接続されて構
成されていることを特徴とする。
【0014】更に、汚水を受ける循環水槽と、汚水を処
理する反応処理装置と、を備え、前記循環水槽から供給
された汚水を前記反応処理装置で処理し、その処理水を
処理水環流管を介して前記循環水槽内に配設された分離
管に導き、該分離管で処理水の一部を循環水槽内に戻す
と共に他を排出するように構成された嫌気性汚水処理装
置において、前記処理水環流管は、その途中に、流れる
処理水の流速を低下させて巻き込んだ空気を分離する、
大径部等の流速低下手段が介設されると共に、該流速低
下手段で分離した空気を排出する排気通路を備えて構成
されていることを特徴とする。
【0015】また、上記大径部の内部には、抵抗板部材
が上記処理水の流通方向と略直交して配設されて構成さ
れていることを特徴とする。
【0016】また、上記流速低下手段は、上記処理水環
流管の途中にその略中心を前記循環水槽の水位レベルに
一致させて配設された所定長さの水平管部であり、該水
平管部から排気管路が分岐形成されて構成されているこ
とを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本願発
明の実施の形態について説明する。
【0018】図1は、本願発明に係る嫌気性汚水処理装
置の空気巻き込み防止構造の一構成例を適用した嫌気性
汚水処理装置1の概念構成図である。
【0019】図示嫌気性汚水処理装置1は、循環水槽1
0と反応処理装置20とが、供給管路30及び処理水環
流管路40によって接続されて構成されている。
【0020】供給管路30は、循環水槽10の底部と反
応処理装置20の底部を繋いで配管されると共に、汚水
を移送駆動するポンプ31が介設されている。
【0021】処理水環流管路40は、反応処理装置20
の上端近傍と、循環水槽10の内部に鉛直に配設された
分離管50の下端近傍とを繋いで配管されており、反応
処理装置20への接続部位の水平部41と循環水槽10
(分離管50)への接続部位の水平部43の間が鉛直な
鉛直部42となっている。
【0022】処理水環流管路40の反応処理装置20側
の端部は、反応処理装置20の側壁21を内部に貫入
し、上向きとなって所定の位置(高さ)で水平に開口し
ており、この開口位置を上回った水(処理水2)が流入
するようになっている。
【0023】分離管50は、下端が循環水槽10の底面
近傍に開口すると共に上端が循環水槽10の設定水位よ
り高い位置で開口するように配設され、前述のごとくそ
の下端近傍に処理水環流管路40が接続されると共に、
上端近傍に排出管51が循環水槽10の設定水位を中心
位置として水平に分岐されており、この排出管51は循
環水槽10の壁面11を貫通して外部まで延設されてい
る。
【0024】そして、排出源からの汚水を受けた循環水
槽10から、汚水をポンプ31の駆動によって供給管路
30を介して反応処理装置20にその底部から上向きに
供給し、反応処理装置20内で有機物を嫌気性微生物に
よって分解処理する。処理された水は反応処理装置20
の上部に至り、汚水の供給に伴う水位の上昇によって処
理水環流管路40に流れ出し、水平部41,鉛直部4
2,水平部43を流下して分離管50に至り、一部が分
離管50の下端から循環水層10内に流出して汚水を希
釈し、残りが分離管50の上部近傍の排出管51から排
出されるものである。尚、循環水槽10及び反応処理装
置20の上端はバイオガス処理装置又は利用装置に接続
されているものである。
【0025】ここで、処理水環流管路40には、本願発
明に係る空気巻き込み防止構造の一構成例である空気巻
き込み防止装置60が設けられている。
【0026】空気巻き込み防止装置60は、図2(A)
に当該部位の拡大断面図を示すように、水平部41と鉛
直部42の角部に介設された気液分離室61と、その直
下の鉛直部42の内部に配設された回転付与手段として
の案内板62とによって構成されている。
【0027】気液分離室61は、処理水環流管路40
(鉛直部42)より所定量太い大径部61Aの下側に所
定角度で先窄まりの漏斗状部61Bが形成されて成り、
その大径部61Aに側方から処理水環流管路40の水平
部41が接続され、漏斗状部61Bの下端に鉛直部42
が接続されている。又、その頂部に、反応処理装置20
の液面より上側の部位とを繋ぐ排気管路63が接続され
ている。
【0028】案内板62は、鉛直部42に内設可能な幅
で所定の長さの薄板を、図2(B)に斜視図を示すよう
に、その幅方向中心線を中心として所定角度(本構成例
では180゜)捻って(板面が軸方向で捻られて)形成
されており、当該案内板62が配設された管路(鉛直部
42)内を流通する液体(処理水)に周方向の回転を付
与するようになっているものである。尚、その捻り角度
は180゜に限らず任意に設定可能なものであり、ま
た、数も一枚に限らず例えば十字状に二枚配設するなど
しても良いものである。更に、気液分離室61を設ける
ことなく鉛直部41の内部に案内板62のみを設置して
も良いものである。
【0029】而して、上記のごとく構成された空気巻き
込み防止装置60では、反応処理装置20から処理水環
流管路40に流れ出た処理水2は、気液分離室61の大
径部61Aに流れ出て漏斗状部61Bを流れて鉛直部4
2に至り、案内板62によって周方向の回転を付与され
て鉛直管42内を流下する。この周方向の回転によって
処理水2は鉛直部42の壁面に沿って流下することとな
り、処理水2と空気の分離を促進させると共に、中央に
空気の逃げ道が確保されて処理水2が万一空気を巻き込
んだ場合でも容易に逃がすことが可能となるものであ
る。分離されたバイオガスを含む空気は、排気管路63
を介して反応処理装置20に戻される。
【0030】これにより、空気を巻き込んだ処理水が分
離管50に流れて空気が分離管50内に上昇流を生成さ
せることは無く、安定した当該嫌気性汚水処理装置1の
運転が可能となるものである。
【0031】ここで、処理水環流管路40として内径:
36mmの管を用いて実験した結果、図3に供給流量と
巻き込み空気流量の関係を示すように、図中破線で示す
案内板62を設けない構成に比較して、案内板62を設
けた構成では図中実線で示すように空気の巻き込みを極
めて少量に抑制できることが確認できたものである。
【0032】次に、図4(A)に正面図,(B)にその
A−A断面図を示す本願発明の他の構成例である空気巻
き込み防止装置を説明する。尚、上記構成例と同機能の
部位には同符号を付して説明を省略する。
【0033】図示構成の空気巻き込み防止装置60′
は、処理水環流管路40の水平部41と鉛直部42の角
部に、上記構成例と同様の気液分離室61が介設される
と共に、この気液分離室61の大径部61Aに処理水環
流管路40の水平部41が平面側から見て偏心状態で接
続されて構成されているものである。
【0034】この構成によれば、反応処理装置20から
処理水環流管路40(水平部41)に流れ出た処理水2
は、気液分離室61の大径部61Aの偏心位置に流れ
出、螺旋を描いて漏斗状部61Bを流れ下り、上記構成
例と同様に周方向の回転を付与されて鉛直管42内を流
下することとなるものである。つまり、この構成では気
液分離室61(大径部61A)とその偏心位置に接続す
る水平部41が回転付与手段を構成しているものであ
る。本構成では、構造が簡単で製作が容易なものであ
る。
【0035】次に、図5に嫌気性汚水処理装置の概念構
成図、図6にその処理水環流管路の拡大図を示す本願発
明の異なる構成例を説明する。嫌気性汚水処理装置1の
基本構成は前述の構成例と全く同様であり、図中同機能
の部位には同符号を付して説明を省略する。
【0036】図示構成例における処理水環流管路40
は、鉛直部42と循環水槽20(分離管50)に接続す
る水平部43の角部近傍に、空気巻き込み防止装置70
が設けられている。
【0037】空気巻き込み防止装置70は、処理水環流
管路40の鉛直部42に、上流側に開口する大径部71
が形成され、この大径部71内に抵抗板部材としての邪
魔板72が配設されて構成されている。
【0038】大径部71は、所定径で所定長さに形成さ
れ、その上流側(上端側)は鉛直部42を中心として円
環状に開口し、この開口部が上流側の鉛直部42に外挿
状態で設けられた外管73に接続されている。
【0039】外管73は、上端が循環水槽の設定水位よ
り高く設定され、この上端部と鉛直部42の外面との間
は閉塞されると共に、ここに反応処理装置20の液面よ
り上側の部位とを繋ぐ排気通路74が接続されている。
【0040】邪魔板72は、平面形状が円形で中心から
外周側が所定角度で上流側に向かう浅いコーン状であっ
て、鉛直部42の上流側開口部から所定間隔離れた位置
に図示しない支持金具によって支持されて固定されてい
る。
【0041】上記のごとき構成の空気巻き込み防止装置
70では、鉛直部42を流下する処理水2が大径部71
でその流路断面積の増大と邪魔板72による抵抗によっ
て滞り、その流速が遅くなる。これによって巻き込まれ
た空気が外管73と鉛直部41の間を通って上方に逃げ
ることが可能となり、下流側へ処理水2のみを流すこと
ができるものである。上方に逃げたバイオガスを含む空
気は、排気通路74を介して反応処理装置20内に戻さ
れるものである。
【0042】尚、邪魔板72の形状は上記構成例に限定
されるものではなく、適宜変更可能なものである。ま
た、邪魔板27は必ず設置しなければならないものでは
なく、処理水2の流速を巻き込んだ空気を排出するのに
十分な速度に遅く成し得るように大径部71の径を鉛直
部42の径に対して十分大きく設定することができれ
ば、省略してもよいものである。
【0043】次に、図7に嫌気性汚水処理装置の概念構
成図、図8にその処理水環流管路40の拡大図を示す本
願発明の更に異なる構成例を説明する。嫌気性汚水処理
装置1の基本構成及び符号は上記構成例と同様である。
【0044】図示構成例の処理水環流管路40は、鉛直
部42が上流側鉛直部42Aと下流側鉛直部42Cに二
分され、その間に流速低下手段としての所定長さの水平
管部42Bがその中心を循環水槽10の設定水位と略一
致する位置として介設されて構成されている。
【0045】また、水平管部42Bと下流側鉛直部42
Cの角部から排気通路44が分岐して分離管50の上端
に接続されており、この排気通路44と分離管50の接
続部位には通気口45が設けられている。
【0046】上記のごとき構成の処理水環流管路40で
は、鉛直部42(上流側鉛直部42A)を流下する処理
水2は、水平管部42Bでその流速が低下することとな
り、これによって処理水2と巻き込まれた空気が分離
し、当該水平管部42Bの出口(下流側鉛直部42Cと
の角部)で処理水2が下流側鉛直部42Cへ、巻き込ま
れた空気が排気管路44へと分かれて下流側鉛直部42
Cへ処理水2のみを流すことができるものである。この
構成では、分離されたバイオガスを含む空気は、排気管
路44を介して循環水槽10内に放出される。
【0047】
【発明の効果】以上述べたように、本願発明に係る嫌気
性汚水処理装置の空気巻き込み防止構造は、汚水を受け
る循環水槽と、汚水を処理する反応処理装置と、を備
え、循環水槽から供給された汚水を反応処理装置で処理
し、その処理水を処理水環流管を介して循環水槽内に配
設された分離管に導き、該分離管で処理水の一部を循環
水槽内に戻すと共に他を排出するように構成された嫌気
性汚水処理装置において、処理水環流管には、所定角度
捻られて成る案内板が内設される等、流通する処理水に
その流れ方向軸を中心として回転する運動を付与する回
転付与手段が設けられて構成されていることにより、処
理水環流管路を流れる処理水が周方向の回転を付与さ
れ、これによって処理水が鉛直部の壁面に沿って流れる
こととなり、処理水と空気の分離を促進させると共に、
中央に空気の逃げ道が確保されて処理水が万一空気を巻
き込んだ場合でも容易に逃がすことが可能となるもので
ある。
【0048】その結果、空気を巻き込んだ処理水が分離
管に流れて空気が分離管内に上昇流を生成させることは
無く、安定した当該嫌気性汚水処理装置の運転が可能と
なるものである。
【0049】また、上記処理水環流管は、略鉛直な鉛直
部の上流側に略水平な水平部が接続されて形成されてお
り、上記回転付与手段は、鉛直部の水平部との接続部に
下部が漏斗状を成す大径部が形成されると共に、水平部
は大径部の偏心位置に接続されて構成されていることに
より、製作が容易な簡単な構造で流下する処理水に回転
運動を付与することができ、処理水と空気を分離するこ
とができるものである。
【0050】更に、汚水を受ける循環水槽と、汚水を処
理する反応処理装置と、を備え、循環水槽から供給され
た汚水を反応処理装置で処理し、その処理水を処理水環
流管を介して循環水槽内に配設された分離管に導き、該
分離管で処理水の一部を循環水槽内に戻すと共に他を排
出するように構成された嫌気性汚水処理装置において、
処理水環流管は、その途中に、大径部が形成される等、
流れる処理水の流速を低下させて巻き込んだ空気を分離
する流速低下手段が介設されると共に、該流速低下手段
で分離した空気を排出する排気通路を備えて構成されて
いることにより、処理水環流管を流れる処理水の流速が
流速低下手段で大径部による流路断面積の増大等によっ
て遅くなり、これによって巻き込まれた空気が処理水か
ら分離されると共に排気管路を介して排出されるため、
下流側へ処理水のみを流すことが可能となるものであ
る。
【0051】その結果、空気を巻き込んだ処理水が分離
管に流れて空気が分離管内に上昇流を生成させることは
無く、安定した当該嫌気性汚水処理装置の運転が可能と
なるものである。
【0052】また、上記大径部の内部には、抵抗板部材
が上記処理水の流通方向と略直交して配設されて構成さ
れていることにより、処理水が抵抗板部材の抵抗によっ
て滞るため、より一層処理水の流速が遅くなって巻き込
まれた空気の分離が促進されることとなり、大径化のみ
では十分に処理水の流速を低下し得ない場合にも、流速
を低下させることができる。
【0053】また、上記流速低下手段は、上記処理水環
流管の途中にその略中心を循環水槽の水位レベルに一致
させて配設された所定長さの水平管部であり、該水平管
部から排気管路が分岐形成されて構成されていることに
より、水平管部では流れる処理水の流速が遅くなり、こ
れによって巻き込まれた空気が処理水から分離されると
共に排気管路を介して排出されるため、下流側へ処理水
のみを流すことが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明に係る嫌気性汚水処理装置の空気巻き
込み防止構造の一構成例を適用した嫌気性汚水処理装置
の概念構成図である。
【図2】(A)は空気巻き込み防止装置の拡大断面図,
(2)は案内板を示す斜視図である。
【図3】供給流量と巻き込み空気流量の関係を示すグラ
フである。
【図4】本願発明の他の構成例である空気巻き込み防止
装置を示し、(A)は正面図,(B)はそのA−A断面
図である。
【図5】本願発明の異なる構成例の嫌気性汚水処理装置
の概念構成図である。
【図6】図5の処理水環流管路の拡大図である。
【図7】本願発明の更に異なる構成例の嫌気性汚水処理
装置の概念構成図である。
【図8】図7の処理水環流管路の拡大図である。
【図9】従来例としての嫌気性汚水処理装置の概念構成
図である。
【符号の説明】
1 嫌気性汚水処理装置 2 処理水 10 循環水槽 20 反応処理装置 40 処理水環流管 41 水平部 42 鉛直部 42B 水平管部(流速低下手段) 44 排気管路 50 分離管 60 空気巻き込み防止装置 61 大径部 62 案内板(回転付与手段) 70 空気巻き込み防止装置 71 大径部(流速低下手段) 72 邪魔板(抵抗板部材) 74 排気通路

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】汚水を受ける循環水槽と、汚水を処理する
    反応処理装置と、を備え、前記循環水槽から供給された
    汚水を前記反応処理装置で処理し、その処理水を処理水
    環流管を介して前記循環水槽内に配設された分離管に導
    き、該分離管で処理水の一部を循環水槽内に戻すと共に
    他を排出するように構成された嫌気性汚水処理装置にお
    いて、 前記処理水環流管には、流通する処理水にその流れ方向
    軸を中心として回転する運動を付与する回転付与手段が
    設けられて構成されていることを特徴とする嫌気性汚水
    処理装置の空気巻き込み防止構造。
  2. 【請求項2】上記回転付与手段は、上記処理水環流管内
    に、その板面を径方向とすると共に該板面が軸方向で所
    定角度捻られて成る案内板が内設されて構成されている
    ことを特徴とする請求項2に記載の嫌気性汚水処理装置
    の空気巻き込み防止構造。
  3. 【請求項3】上記処理水環流管は、略鉛直な鉛直部の上
    流側に略水平な水平部が接続されて形成されており、上
    記回転付与手段は、前記鉛直部の前記水平部との接続部
    に下部が漏斗状を成す大径部が形成されると共に、前記
    水平部は前記大径部の偏心位置に接続されて構成されて
    いることを特徴とする請求項1に記載の嫌気性汚水処理
    装置の空気巻き込み防止構造。
  4. 【請求項4】汚水を受ける循環水槽と、汚水を処理する
    反応処理装置と、を備え、前記循環水槽から供給された
    汚水を前記反応処理装置で処理し、その処理水を処理水
    環流管を介して前記循環水槽内に配設された分離管に導
    き、該分離管で処理水の一部を循環水槽内に戻すと共に
    他を排出するように構成された嫌気性汚水処理装置にお
    いて、 前記処理水環流管は、その途中に、流れる処理水の流速
    を低下させて巻き込んだ空気を分離する流速低下手段が
    介設されると共に、該流速低下手段で分離した空気を排
    出する排気通路を備えて構成されていることを特徴とす
    る嫌気性汚水処理装置の空気巻き込み防止構造。
  5. 【請求項5】上記流速低下手段は、上記処理水環流管の
    途中に形成された大径部であることを特徴とする請求項
    4に記載の嫌気性汚水処理装置の空気巻き込み防止構
    造。
  6. 【請求項6】上記大径部の内部には、抵抗板部材が上記
    処理水の流通方向と略直交して配設されて構成されてい
    ることを特徴とする請求項5に記載の嫌気性汚水処理装
    置の空気巻き込み防止構造。
  7. 【請求項7】上記流速低下手段は、上記処理水環流管の
    途中にその略中心を前記循環水槽の水位レベルに一致さ
    せて配設された所定長さの水平管部であり、該水平管部
    から排気管路が分岐形成されて構成されていることを特
    徴とする請求項4に記載の嫌気性汚水処理装置の空気巻
    き込み防止構造。
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