JP2003010879A - 排水処理方法および排水処理装置 - Google Patents
排水処理方法および排水処理装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡易な設備で効率よく酸素を吸収させて高効
率で排水を処理することができる排水処理方法および排
水処理装置を提供する。 【手段】 被処理排水供給口３近傍における曝気槽１底
部付近に設置され、微細気泡を発生するエアレータ１４
によって酸素曝気を行い、次いで、酸素曝気後の被処理
排水に対しブロワー４からの空気により空気曝気を行
う。
率で排水を処理することができる排水処理方法および排
水処理装置を提供する。 【手段】 被処理排水供給口３近傍における曝気槽１底
部付近に設置され、微細気泡を発生するエアレータ１４
によって酸素曝気を行い、次いで、酸素曝気後の被処理
排水に対しブロワー４からの空気により空気曝気を行
う。
Description
【発明の属する技術分野】本発明は、工場排水等の産業
排水、下水等の家庭排水等を好気性微生物により酸化処
理する活性汚泥方式の排水処理技術に関する。
排水、下水等の家庭排水等を好気性微生物により酸化処
理する活性汚泥方式の排水処理技術に関する。
【従来の技術】従来、工場排水・下水等を好気性微生物
により処理する排水処理設備には、図６〜７に示すもの
が代表的に挙げられる。いずれも排水中の有機物を酸素
の存在下で生物学的に処理する曝気槽５１、および汚泥
と処理水とを分離するための沈殿槽５２とを備える活性
汚泥処理設備である。図６はブロワー５４からの空気を
散気管５５を通じて曝気槽５１に導入することにより曝
気槽５１内での有機物酸化に必要な酸素を供給するもの
である。一方、図７に示す排水処理装置は、曝気槽５
１、該曝気槽５１内に被処理排水を供給するための被処
理排水供給口５３、曝気槽５１内溶存酸素濃度を検出す
る溶存酸素センサ５８、液化酸素貯槽６３、液化酸素を
蒸発させるための蒸発器６２、供給圧力を調整する減圧
弁６１、酸素ガスの供給を閉止する閉止弁６０、酸素セ
ンサからの信号により開閉し酸素ガス量を調整する調整
弁５９を備えている。また、図６及び７に示す排水処理
装置は、それぞれ沈殿槽５２を備えている。沈殿槽５２
では、曝気槽５１で処理された処理後の排水が、固液分
離されて、沈殿槽５２内に汚泥として沈殿し、汚泥返送
経路上に設けられた汚泥ポンプ等により圧送されて曝気
槽５１に返送されるようになっている。さらに図７に示
す排水処理装置は、曝気槽５１底部に液噴射ノズルある
いはエジェクター５７を設置し、曝気槽５１内の水を循
環ポンプ５６にて循環させる途中に酸素富化ガスを混合
したうえで、液噴射ノズルあるいはエジェクター５７か
ら噴射させることで排水処理能力をより高めることを特
徴とするものである。
により処理する排水処理設備には、図６〜７に示すもの
が代表的に挙げられる。いずれも排水中の有機物を酸素
の存在下で生物学的に処理する曝気槽５１、および汚泥
と処理水とを分離するための沈殿槽５２とを備える活性
汚泥処理設備である。図６はブロワー５４からの空気を
散気管５５を通じて曝気槽５１に導入することにより曝
気槽５１内での有機物酸化に必要な酸素を供給するもの
である。一方、図７に示す排水処理装置は、曝気槽５
１、該曝気槽５１内に被処理排水を供給するための被処
理排水供給口５３、曝気槽５１内溶存酸素濃度を検出す
る溶存酸素センサ５８、液化酸素貯槽６３、液化酸素を
蒸発させるための蒸発器６２、供給圧力を調整する減圧
弁６１、酸素ガスの供給を閉止する閉止弁６０、酸素セ
ンサからの信号により開閉し酸素ガス量を調整する調整
弁５９を備えている。また、図６及び７に示す排水処理
装置は、それぞれ沈殿槽５２を備えている。沈殿槽５２
では、曝気槽５１で処理された処理後の排水が、固液分
離されて、沈殿槽５２内に汚泥として沈殿し、汚泥返送
経路上に設けられた汚泥ポンプ等により圧送されて曝気
槽５１に返送されるようになっている。さらに図７に示
す排水処理装置は、曝気槽５１底部に液噴射ノズルある
いはエジェクター５７を設置し、曝気槽５１内の水を循
環ポンプ５６にて循環させる途中に酸素富化ガスを混合
したうえで、液噴射ノズルあるいはエジェクター５７か
ら噴射させることで排水処理能力をより高めることを特
徴とするものである。
【発明が解決しようとする課題】上記従来のブロワー空
気を用いて曝気する方法では、原水負荷がさらに高まっ
たときには、ブロワーを増設し、あるいは別の曝気槽を
新設することにより排水処理能力を大きくすることが考
えられる。しかしながら、排水に対する空気の酸素溶解
効率が低いため、増設に見合うだけの排水処理能力を得
ることができず、多大な設備コストがかかるという問題
点を有している。また循環ポンプを用いて曝気槽内の水
を循環し、酸素を効率良く溶解させようとする装置で
は、設備能力の増強は容易に行うことができるが、ほぼ
曝気槽全体の排水中有機物を酸素ガスにて処理する操作
方法が取られており、曝気槽全体の溶存酸素濃度を維持
するだけでもかなりの量の酸素ガスを使用するため、運
転費用が高くなる問題がある。また、循環ポンプ吸い込
みやノズル部の閉塞により十分な循環水量を確保できな
くなる恐れがある。本発明は以上のような事情に鑑みて
なされたものであり、その目的は、簡易な設備で効率よ
く酸素を吸収させて高効率で排水を処理することができ
る排水処理方法および排水処理装置を提供することにあ
る。
気を用いて曝気する方法では、原水負荷がさらに高まっ
たときには、ブロワーを増設し、あるいは別の曝気槽を
新設することにより排水処理能力を大きくすることが考
えられる。しかしながら、排水に対する空気の酸素溶解
効率が低いため、増設に見合うだけの排水処理能力を得
ることができず、多大な設備コストがかかるという問題
点を有している。また循環ポンプを用いて曝気槽内の水
を循環し、酸素を効率良く溶解させようとする装置で
は、設備能力の増強は容易に行うことができるが、ほぼ
曝気槽全体の排水中有機物を酸素ガスにて処理する操作
方法が取られており、曝気槽全体の溶存酸素濃度を維持
するだけでもかなりの量の酸素ガスを使用するため、運
転費用が高くなる問題がある。また、循環ポンプ吸い込
みやノズル部の閉塞により十分な循環水量を確保できな
くなる恐れがある。本発明は以上のような事情に鑑みて
なされたものであり、その目的は、簡易な設備で効率よ
く酸素を吸収させて高効率で排水を処理することができ
る排水処理方法および排水処理装置を提供することにあ
る。
【課題を解決するための手段】上記のようないわゆる活
性汚泥法は、曝気槽内の好気性雰囲気下で活性を示す好
気性微生物により原水中の有機物を分解処理するもので
あるから、曝気槽内は、溶存酸素濃度が十分に高いこと
が要求される。この場合、純酸素のような高濃度酸素富
化ガスを曝気に用いると、原水中のＢＯＤ（生化学的酸
素要求量）、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）が高いほど、
すなわち、これらＢＯＤ及びＣＯＤで示される有機物量
が多いほど、その酸素富化ガスの利用効率が高い傾向に
ある。そこで本発明は、より効率的に酸素富化ガスを利
用するために処理負荷の高い曝気槽入口付近、すなわ
ち、被処理排水供給口近傍に酸素曝気用部材を設けて、
酸素ガスを微細気泡にして排水中に効率よく溶解させる
ことができるエアレータを曝気槽底部付近に沈めて酸素
曝気を行うことで、ＢＯＤ、ＣＯＤの高い高負荷被処理
排水の汚染の大部分を処理し、その後空気曝気により残
余の汚染を完全に処理することを特徴とするものであ
る。すなわち、請求項１の排水処理方法は、上記の課題
を解決するために、好気性微生物を用いる排水処理方法
であって、曝気槽内における被処理排水供給口付近にお
いて、前記供給口より供給される被処理排水に対し微細
気泡状酸素による酸素曝気を行い、次いで、該酸素曝気
後の排水に対し空気曝気を行うことを特徴としている。
上記の構成によれば、曝気槽全体の排水を酸素ガスにて
処理するのではなく、曝気槽内における被処理排水供給
口付近において、前記供給口より供給される被処理排水
に対し微細気泡状酸素による酸素曝気を行うことで、空
気よりも溶解効率の高い酸素を狭い容量内で効率的に溶
解させることができるので、簡易な設備により、排水内
の溶存酸素濃度を効率的に向上させることができる。こ
れにより、高負荷被処理排水の汚染の大部分を高効率で
処理することができる。また、これに次いで、酸素曝気
後の排水に対し空気曝気を行うので、残余の汚染を比較
的安価な空気曝気により完全に行うことができるので、
運転費用等を抑えることができ、トータル排水処理コス
トを低減することができる。請求項２の排水処理方法
は、上記の課題を解決するために、前記供給口近傍にお
ける前記曝気槽底部付近に設置され、微細気泡を発生す
るエアレータによって酸素曝気を行い、酸素曝気後の被
処理排水に対し空気曝気を行うことを特徴としている。
上記の構成によれば、前記エアレータが前記曝気槽底部
付近に設置されていることで、該エアレータより発生す
る微細気泡が底部より水面にかけての範囲内に広がるた
め、小さい容量内でより効率的に溶存酸素濃度を高める
ことができる。また、酸素曝気後の被処理排水に対し、
例えば、ブロワ―からの空気により空気曝気を行うの
で、既存の設備を利用して安価かつ完全に残余の汚染を
処理することができる。請求項３の排水処理装置は、上
記の課題を解決するために、好気性微生物による排水処
理装置において、曝気槽内における被処理排水供給口近
傍底部付近に酸素富化ガスを導入するための第一の微細
気泡発生エアレータを備え、その後流に、外部からの空
気を導入するための散気装置を備えていることを特徴と
している。上記の構成によれば、曝気槽全体の排水を酸
素富化ガスにて処理するのではなく、曝気槽内における
被処理排水供給口付近において、前記供給口より供給さ
れる被処理排水に対し微細気泡状酸素による酸素曝気を
行うことで、空気よりも溶解効率の高い酸素を狭い容量
内で効率的に溶解させることができるので、簡易な設備
により、排水内の溶存酸素濃度を効率的に向上させるこ
とができる。これにより、高負荷の被処理排水の、汚染
の大部分を高効率で処理することができる。また、これ
に次いで、酸素曝気後の排水に対し散気装置により空気
曝気を行うので、残余の汚染を比較的安価な空気曝気に
より完全に行うことができ、運転費用等を抑えてトータ
ル排水処理コストを低減することができる。請求項４の
排水処理装置は、上記の課題を解決するために、前記第
一の微細気泡発生エアレータ後流の曝気槽底部付近に、
第二の微細気泡発生エアレータを備え、前記第一の微細
気泡発生エアレータ上方水面部分の少なくとも一部を密
閉する蓋体を備え、該蓋体と水面との密閉された空間に
溜まる未利用の酸素富化ガスを取出す配管が、前記第二
の微細気泡発生エアレータに接続されていることを特徴
としている。上記の構成によれば、前記第二のエアレー
タが、前記蓋体と水面との空間に溜まる未利用の酸素富
化ガスを再利用することができるので、より効率的に溶
存酸素濃度を高めることができ、空気曝気処理における
処理能力をもさらに高めることが可能となる。上記のよ
うに、純酸素を用いて排水を処理する場合、空気法より
も溶解効率が高いため酸素利用効率が高く曝気槽の容量
を小さくできるメリットがある。曝気槽全体の排水を酸
素ガスで処理するのではなく、特に曝気槽入口付近の高
負荷排水を酸素ガスで効率的に処理し、ある程度処理さ
れた状態の排水は空気で処理することにより、より少な
い量の酸素ガスで設備の処理能力を容易に増加させるこ
とができる。
性汚泥法は、曝気槽内の好気性雰囲気下で活性を示す好
気性微生物により原水中の有機物を分解処理するもので
あるから、曝気槽内は、溶存酸素濃度が十分に高いこと
が要求される。この場合、純酸素のような高濃度酸素富
化ガスを曝気に用いると、原水中のＢＯＤ（生化学的酸
素要求量）、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）が高いほど、
すなわち、これらＢＯＤ及びＣＯＤで示される有機物量
が多いほど、その酸素富化ガスの利用効率が高い傾向に
ある。そこで本発明は、より効率的に酸素富化ガスを利
用するために処理負荷の高い曝気槽入口付近、すなわ
ち、被処理排水供給口近傍に酸素曝気用部材を設けて、
酸素ガスを微細気泡にして排水中に効率よく溶解させる
ことができるエアレータを曝気槽底部付近に沈めて酸素
曝気を行うことで、ＢＯＤ、ＣＯＤの高い高負荷被処理
排水の汚染の大部分を処理し、その後空気曝気により残
余の汚染を完全に処理することを特徴とするものであ
る。すなわち、請求項１の排水処理方法は、上記の課題
を解決するために、好気性微生物を用いる排水処理方法
であって、曝気槽内における被処理排水供給口付近にお
いて、前記供給口より供給される被処理排水に対し微細
気泡状酸素による酸素曝気を行い、次いで、該酸素曝気
後の排水に対し空気曝気を行うことを特徴としている。
上記の構成によれば、曝気槽全体の排水を酸素ガスにて
処理するのではなく、曝気槽内における被処理排水供給
口付近において、前記供給口より供給される被処理排水
に対し微細気泡状酸素による酸素曝気を行うことで、空
気よりも溶解効率の高い酸素を狭い容量内で効率的に溶
解させることができるので、簡易な設備により、排水内
の溶存酸素濃度を効率的に向上させることができる。こ
れにより、高負荷被処理排水の汚染の大部分を高効率で
処理することができる。また、これに次いで、酸素曝気
後の排水に対し空気曝気を行うので、残余の汚染を比較
的安価な空気曝気により完全に行うことができるので、
運転費用等を抑えることができ、トータル排水処理コス
トを低減することができる。請求項２の排水処理方法
は、上記の課題を解決するために、前記供給口近傍にお
ける前記曝気槽底部付近に設置され、微細気泡を発生す
るエアレータによって酸素曝気を行い、酸素曝気後の被
処理排水に対し空気曝気を行うことを特徴としている。
上記の構成によれば、前記エアレータが前記曝気槽底部
付近に設置されていることで、該エアレータより発生す
る微細気泡が底部より水面にかけての範囲内に広がるた
め、小さい容量内でより効率的に溶存酸素濃度を高める
ことができる。また、酸素曝気後の被処理排水に対し、
例えば、ブロワ―からの空気により空気曝気を行うの
で、既存の設備を利用して安価かつ完全に残余の汚染を
処理することができる。請求項３の排水処理装置は、上
記の課題を解決するために、好気性微生物による排水処
理装置において、曝気槽内における被処理排水供給口近
傍底部付近に酸素富化ガスを導入するための第一の微細
気泡発生エアレータを備え、その後流に、外部からの空
気を導入するための散気装置を備えていることを特徴と
している。上記の構成によれば、曝気槽全体の排水を酸
素富化ガスにて処理するのではなく、曝気槽内における
被処理排水供給口付近において、前記供給口より供給さ
れる被処理排水に対し微細気泡状酸素による酸素曝気を
行うことで、空気よりも溶解効率の高い酸素を狭い容量
内で効率的に溶解させることができるので、簡易な設備
により、排水内の溶存酸素濃度を効率的に向上させるこ
とができる。これにより、高負荷の被処理排水の、汚染
の大部分を高効率で処理することができる。また、これ
に次いで、酸素曝気後の排水に対し散気装置により空気
曝気を行うので、残余の汚染を比較的安価な空気曝気に
より完全に行うことができ、運転費用等を抑えてトータ
ル排水処理コストを低減することができる。請求項４の
排水処理装置は、上記の課題を解決するために、前記第
一の微細気泡発生エアレータ後流の曝気槽底部付近に、
第二の微細気泡発生エアレータを備え、前記第一の微細
気泡発生エアレータ上方水面部分の少なくとも一部を密
閉する蓋体を備え、該蓋体と水面との密閉された空間に
溜まる未利用の酸素富化ガスを取出す配管が、前記第二
の微細気泡発生エアレータに接続されていることを特徴
としている。上記の構成によれば、前記第二のエアレー
タが、前記蓋体と水面との空間に溜まる未利用の酸素富
化ガスを再利用することができるので、より効率的に溶
存酸素濃度を高めることができ、空気曝気処理における
処理能力をもさらに高めることが可能となる。上記のよ
うに、純酸素を用いて排水を処理する場合、空気法より
も溶解効率が高いため酸素利用効率が高く曝気槽の容量
を小さくできるメリットがある。曝気槽全体の排水を酸
素ガスで処理するのではなく、特に曝気槽入口付近の高
負荷排水を酸素ガスで効率的に処理し、ある程度処理さ
れた状態の排水は空気で処理することにより、より少な
い量の酸素ガスで設備の処理能力を容易に増加させるこ
とができる。
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態について、図
面に基づいて説明すれば以下のとおりである。尚、図
中、同一の機能を有する部材には同一の番号をつけてそ
の説明を省略する。 〔実施の形態１〕図１は、本発明の一実施の形態におけ
る排水処理装置の概略構成図である。図１に示す排水処
理装置２０は、被処理排水と好気性微生物含有汚泥（活
性汚泥）とを滞留させるための曝気槽１、該曝気槽１内
に被処理排水を供給するための被処理排水供給口３、被
処理排水供給口３近傍の曝気槽１底部付近に設けられた
エアレータ１４（第一の微細気泡発生エアレータ）、必
要に応じてエアレータ１４設置付近を小容量に仕切るた
めの仕切り板１５、曝気槽１内溶存酸素濃度を検出する
溶存酸素センサ８、曝気槽１後部（後流側）へ空気を供
給するブロワー４および散気管５（散気装置）、エアレ
ータ１４に酸素ガスを供給する設備としての液化酸素貯
槽１３、液化酸素を蒸発させるための蒸発器１２、エア
レータ１４への供給圧力を調整する減圧弁１１、酸素ガ
スの供給を閉止する閉止弁１０、酸素センサからの信号
により開閉し酸素ガス量を調整する調整弁９、及び沈殿
槽２を備えている。沈殿槽２では、曝気槽１で処理され
た処理後の排水が、固液分離されて、沈殿槽２内に汚泥
として沈殿し、汚泥返送経路上に設けられた汚泥ポンプ
等により圧送されて曝気槽１に返送されるようになって
いる。エアレータ１４の設置位置は、被処理排水供給口
３より供給される被処理排水に対し、微細気泡状酸素に
よる酸素曝気を行い、該被処理排水の溶存酸素濃度を効
率的に増大させることができる位置であればよいが、本
実施の形態では、エアレータ１４は、被処理排水供給口
３近傍の曝気槽１底部付近に設置されている。これによ
り、エアレータ１４より発生した微細気泡状酸素が、被
処理排水供給口３近傍における被処理排水を前記底部付
近から、水面付近にかけての広い範囲で酸素曝気処理で
きるので、より効率的に、被処理排水供給口３付近の溶
存酸素濃度を増大させることができる。本実施の形態で
は、エアレータ１４設置付近を小容量に仕切るための仕
切り板１５は、その下端部が曝気槽１底面よりやや上方
に位置するよう設置されている。従って、エアレータ１
４は、発生する微細気泡状酸素により生ずる水流によ
り、酸素曝気が十分行われていない被処理排水が、仕切
り板１５下端部と曝気槽１底面との間に形成される間隙
を通って後流側に流出しない程度に、前記底面に接地し
ない位置で、かつ、該底面より所定距離上方に配置され
ている。すなわち、本発明において、曝気槽底部付近と
は、底面から水面までの距離、つまり水深の２分の１よ
り底面側部分をいう。また、上記のように、仕切り板１
５を設ける構成においては、エアレータ１４の気泡発生
部は、底面に完全に接地する構成とせず、やや上方に設
定する方がより好ましい。尚、本実施の形態では、エア
レータ１４に酸素ガスを供給する設備として、液化酸素
貯槽１３を用いたが、これに限定されず、例えば、吸着
法（PSA,PressureSwing Adsorption）等により濃縮した
酸素ガス等を用いる構成としてもよい。また、本実施の
形態では、上記のように、仕切り板１５を設ける構成と
したが、エアレータ１４付近を小容量に仕切り、前記供
給口より供給される被処理排水に対する集中的な酸素曝
気を行うことにより、酸素曝気と、これに次ぐ空気曝気
とを段階的に行える構成であれば、特に限定されない。
例えば、曝気槽１内の供給口近傍に、別途、水槽を沈設
し、該水槽内にエアレータ１４を導入する構成としても
よい。次に、上述の排水処理装置２０による排水処理動
作について説明する。まず原水供給口３から原水（被処
理排水）が曝気槽１に導入されると、溶存酸素センサ８
が被処理排水中の溶存酸素濃度を検出し、その値があら
かじめ設定された制御範囲に入るように酸素ガス調整弁
９を開閉して溶存酸素濃度を調整する。供給される酸素
ガス（酸素富化ガス）は減圧弁１１によって必要流量が
流れるだけの圧力に調整され、酸素ガス調整弁９を経て
エアレータ１４に送られる。曝気槽１入口底部付近に設
置されたエアレータ１４から酸素ガスが微細気泡で曝気
槽１入口付近被処理水内に拡散され、高い効率で溶解さ
れる。これにより、曝気槽１入口付近、すなわち、被処
理排水供給口３近傍の曝気槽１底部付近において、比較
的高い濃度の有機物を、好気性微生物含有汚泥が、十分
な酸素の存在下で効率よく処理することができる状態と
なる。本実施の形態では、上記のようにして行う酸素曝
気で、８〜９割の有機物を処理した後、ブロワー４か
ら、外部の空気を散気管５から導入することで残りの曝
気槽内スペースを有効に利用して省コストな処理を行
う。このように、本実施の形態では処理の前半だけを酸
素ガスで曝気処理することで、より高い酸素利用効率を
実現し、少ない酸素ガスで最大限の処理を行うことがで
きるため、運転コストが安くて済む。また、微細気泡を
発生するエアレータ１４を曝気槽１に沈めるだけの簡易
な設備ゆえ、設備コストおよびメンテナンスコストも安
価で排水処理設備の能力を高めることができる。 〔実施の形態２〕図２は本発明の他の一実施形態に係る
排水処理装置３０の概略構成を示した説明図である。図
１の第一実施形態に示す排水処理装置において、さらに
エアレータ１４上方水面の一部空間を密閉するフロート
１６（蓋体）、エアレータ１４の後流底部付近に設置さ
れ、フロート１６によって密閉された空間部からガスを
導出する配管１７aに接続された自己吸気式エアレータ
１７を備えている。図２の排水処理装置３０では、曝気
槽１の入口付近における溶存酸素濃度をより高い値に維
持する必要がある場合、水面とフロート１６との密閉空
間に未利用の酸素富化ガスが溜まってくるため、その酸
素富化ガスを自己吸気式エアレータ１７で吸気させて曝
気に利用する。これにより酸素利用効率を低下させるこ
となく被処理水中の溶存酸素濃度を高く維持でき、より
高濃度の排水も効率的に処理することができる。尚、本
実施の形態では、自己吸引式のエアレータ１７を用いた
が、これに限定されず、 自己吸引式以外の、例えば上
記エアレータ１４と同様のエアレータを用いる構成とし
ても よい。また、本実施の形態では、上記蓋体とし
て、エアレータ１４上部水面部分に浮設される 蓋体と
して、フロート１６を用いたが、蓋体としては、従来よ
り用いられるあらゆる構成 を用いることができ、エア
レータ１４上部水面の少なくとも一部を被覆し、水面と
蓋体と の間の空間に滞留する未利用の酸素富化ガスを
取り出せる構成であれば特に限定されない 。
面に基づいて説明すれば以下のとおりである。尚、図
中、同一の機能を有する部材には同一の番号をつけてそ
の説明を省略する。 〔実施の形態１〕図１は、本発明の一実施の形態におけ
る排水処理装置の概略構成図である。図１に示す排水処
理装置２０は、被処理排水と好気性微生物含有汚泥（活
性汚泥）とを滞留させるための曝気槽１、該曝気槽１内
に被処理排水を供給するための被処理排水供給口３、被
処理排水供給口３近傍の曝気槽１底部付近に設けられた
エアレータ１４（第一の微細気泡発生エアレータ）、必
要に応じてエアレータ１４設置付近を小容量に仕切るた
めの仕切り板１５、曝気槽１内溶存酸素濃度を検出する
溶存酸素センサ８、曝気槽１後部（後流側）へ空気を供
給するブロワー４および散気管５（散気装置）、エアレ
ータ１４に酸素ガスを供給する設備としての液化酸素貯
槽１３、液化酸素を蒸発させるための蒸発器１２、エア
レータ１４への供給圧力を調整する減圧弁１１、酸素ガ
スの供給を閉止する閉止弁１０、酸素センサからの信号
により開閉し酸素ガス量を調整する調整弁９、及び沈殿
槽２を備えている。沈殿槽２では、曝気槽１で処理され
た処理後の排水が、固液分離されて、沈殿槽２内に汚泥
として沈殿し、汚泥返送経路上に設けられた汚泥ポンプ
等により圧送されて曝気槽１に返送されるようになって
いる。エアレータ１４の設置位置は、被処理排水供給口
３より供給される被処理排水に対し、微細気泡状酸素に
よる酸素曝気を行い、該被処理排水の溶存酸素濃度を効
率的に増大させることができる位置であればよいが、本
実施の形態では、エアレータ１４は、被処理排水供給口
３近傍の曝気槽１底部付近に設置されている。これによ
り、エアレータ１４より発生した微細気泡状酸素が、被
処理排水供給口３近傍における被処理排水を前記底部付
近から、水面付近にかけての広い範囲で酸素曝気処理で
きるので、より効率的に、被処理排水供給口３付近の溶
存酸素濃度を増大させることができる。本実施の形態で
は、エアレータ１４設置付近を小容量に仕切るための仕
切り板１５は、その下端部が曝気槽１底面よりやや上方
に位置するよう設置されている。従って、エアレータ１
４は、発生する微細気泡状酸素により生ずる水流によ
り、酸素曝気が十分行われていない被処理排水が、仕切
り板１５下端部と曝気槽１底面との間に形成される間隙
を通って後流側に流出しない程度に、前記底面に接地し
ない位置で、かつ、該底面より所定距離上方に配置され
ている。すなわち、本発明において、曝気槽底部付近と
は、底面から水面までの距離、つまり水深の２分の１よ
り底面側部分をいう。また、上記のように、仕切り板１
５を設ける構成においては、エアレータ１４の気泡発生
部は、底面に完全に接地する構成とせず、やや上方に設
定する方がより好ましい。尚、本実施の形態では、エア
レータ１４に酸素ガスを供給する設備として、液化酸素
貯槽１３を用いたが、これに限定されず、例えば、吸着
法（PSA,PressureSwing Adsorption）等により濃縮した
酸素ガス等を用いる構成としてもよい。また、本実施の
形態では、上記のように、仕切り板１５を設ける構成と
したが、エアレータ１４付近を小容量に仕切り、前記供
給口より供給される被処理排水に対する集中的な酸素曝
気を行うことにより、酸素曝気と、これに次ぐ空気曝気
とを段階的に行える構成であれば、特に限定されない。
例えば、曝気槽１内の供給口近傍に、別途、水槽を沈設
し、該水槽内にエアレータ１４を導入する構成としても
よい。次に、上述の排水処理装置２０による排水処理動
作について説明する。まず原水供給口３から原水（被処
理排水）が曝気槽１に導入されると、溶存酸素センサ８
が被処理排水中の溶存酸素濃度を検出し、その値があら
かじめ設定された制御範囲に入るように酸素ガス調整弁
９を開閉して溶存酸素濃度を調整する。供給される酸素
ガス（酸素富化ガス）は減圧弁１１によって必要流量が
流れるだけの圧力に調整され、酸素ガス調整弁９を経て
エアレータ１４に送られる。曝気槽１入口底部付近に設
置されたエアレータ１４から酸素ガスが微細気泡で曝気
槽１入口付近被処理水内に拡散され、高い効率で溶解さ
れる。これにより、曝気槽１入口付近、すなわち、被処
理排水供給口３近傍の曝気槽１底部付近において、比較
的高い濃度の有機物を、好気性微生物含有汚泥が、十分
な酸素の存在下で効率よく処理することができる状態と
なる。本実施の形態では、上記のようにして行う酸素曝
気で、８〜９割の有機物を処理した後、ブロワー４か
ら、外部の空気を散気管５から導入することで残りの曝
気槽内スペースを有効に利用して省コストな処理を行
う。このように、本実施の形態では処理の前半だけを酸
素ガスで曝気処理することで、より高い酸素利用効率を
実現し、少ない酸素ガスで最大限の処理を行うことがで
きるため、運転コストが安くて済む。また、微細気泡を
発生するエアレータ１４を曝気槽１に沈めるだけの簡易
な設備ゆえ、設備コストおよびメンテナンスコストも安
価で排水処理設備の能力を高めることができる。 〔実施の形態２〕図２は本発明の他の一実施形態に係る
排水処理装置３０の概略構成を示した説明図である。図
１の第一実施形態に示す排水処理装置において、さらに
エアレータ１４上方水面の一部空間を密閉するフロート
１６（蓋体）、エアレータ１４の後流底部付近に設置さ
れ、フロート１６によって密閉された空間部からガスを
導出する配管１７aに接続された自己吸気式エアレータ
１７を備えている。図２の排水処理装置３０では、曝気
槽１の入口付近における溶存酸素濃度をより高い値に維
持する必要がある場合、水面とフロート１６との密閉空
間に未利用の酸素富化ガスが溜まってくるため、その酸
素富化ガスを自己吸気式エアレータ１７で吸気させて曝
気に利用する。これにより酸素利用効率を低下させるこ
となく被処理水中の溶存酸素濃度を高く維持でき、より
高濃度の排水も効率的に処理することができる。尚、本
実施の形態では、自己吸引式のエアレータ１７を用いた
が、これに限定されず、 自己吸引式以外の、例えば上
記エアレータ１４と同様のエアレータを用いる構成とし
ても よい。また、本実施の形態では、上記蓋体とし
て、エアレータ１４上部水面部分に浮設される 蓋体と
して、フロート１６を用いたが、蓋体としては、従来よ
り用いられるあらゆる構成 を用いることができ、エア
レータ１４上部水面の少なくとも一部を被覆し、水面と
蓋体と の間の空間に滞留する未利用の酸素富化ガスを
取り出せる構成であれば特に限定されない 。
【実施例】〔実施例１〕前述の図１に示す排水処理装置
２０と同様の装置を用いて、食品工場排水を処理した。
被処理排水として用いた原水としての食品工場排水
は、流量２４０〜３６０ｍ3/hで、平 均ＢＯＤおよび
ＣＯＤ濃度はそれぞれ４００〜５００ｍｇ／Ｌ、２００
〜２５０ｍｇ／Ｌ であった。曝気槽は、全容量が１８
０ｍ3であり、被処理排水供給口付近の酸素富化ガスに
て酸素 曝気を行うスペース（酸素ガス用曝気槽）の容
量は１４ｍ3であった。酸素富化ガスにて 酸素曝気を
行うスペース（酸素ガス用曝気槽）の容量が１４ｍ3と
なるように、仕切り板 により一部を仕切った。該曝気
槽底部付近にエアレータを設置し、酸素ガスを導入して
酸 素ガス用曝気槽内溶存酸素濃度が１〜３ｍｇ／Ｌに
なるように調整した。酸素ガスは液化 酸素を蒸発させ
た純酸素ガスを用いており、減圧弁設定値は０．２５Ｍ
ＰaＧとした。酸 素ガス用曝気槽の出口では被処理水
中ＢＯＤ、ＣＯＤともに８０〜９０％減少していた。結
果を「●第一実施例」として図５に示す。同図に示され
るように、酸素利用効率として 除去ＣＯＤ量（ｋｇ／
ｄ）あたりの酸素供給量（ｋｇ／ｄ）（O2/除去COD(kg/
kg)）は、 ０．２〜０．６ｋｇ／ｋｇという低い値で
あり、ほとんどの処理が少量の酸素ガスによっ て十分
に行われていることが分かった。また、前記曝気槽は、
その後流に、ブロワーから の空気を散気管から導入す
る空気用曝気槽を備えており、ここでも溶存酸素濃度が
１〜３ ｍｇ／Ｌになるように空気量を調整した。空気
用曝気槽では流入してくる被処理排水中の ＢＯＤ、Ｃ
ＯＤが原水の１０〜２０％程度しか残っていないため、
除去するＢＯＤ、ＣＯ Ｄは僅かしかないが、溶存酸素
濃度を１〜３ｍｇ／Ｌに維持するのに多くの空気を必要
と し、酸素利用効率（酸素供給量／除去ＣＯＤ量）が
極端に低い約４００ｋｇ／ｋｇという 結果となった
（図５、「△第一実施例空気用曝気槽」）。 〔比較例１〕第一比較例として図３に示すような酸素ガ
ス曝気槽６１を備えた比較用の排水処理装置 を用いて
空気曝気を行なった。結果を図５に示す（「○第一比較
例」）。実施例１において酸素曝気を行ったときと同程
度のＢＯＤ、ＣＯＤ除去率８０〜９０％ を実現しよう
とすると、酸素利用効率（酸素供給量／除去ＣＯＤ
量））（O2/除去COD(kg /kg)）は３．５〜８ｋｇ／ｋ
ｇで、実施例１における酸素曝気と同じ量のＣＯＤを処
理す るのに１０倍以上の酸素が必要となる結果となっ
た。 〔比較例２〕第二比較例として図４に示すような曝気槽
７１における酸素ガス曝気槽側でエアレータ７４による
酸素曝気を行い、仕切り板１５にて仕切られた後流の空
気用曝気槽側では、循環ポンプ６を用いて被処理排水を
汲み上げ、エアレータ７４と同様の機能を備えた微細気
泡注入装置１８により酸素を溶解し、曝気槽７１底部付
近に設置された噴出ノズル７から 噴出することで曝気
槽７１全体を酸素曝気した。このとき酸素ガス曝気槽は
前述の実施例 １と同様の酸素利用効率であったが、空
気用曝気槽側では流入してくる被処理排水中のＢＯＤ、
ＣＯＤが原水の１０〜２０％程度しか残っていないた
め、溶存酸素濃度を１〜３ｍ ｇ／Ｌに維持するのに酸
素ガスを使用しても、酸素利用効率は１００〜２００ｋ
ｇ／ｋｇ程度という結果となった（図５、「▲第二比較
例」）。以上の結果をまとめて、除去ＣＯＤ当たりの酸
素供給量に対するｓｓ当たりのＣＯＤ負 荷をプロット
したグラフを図５に示す。このグラフからｓｓ当たりの
ＣＯＤ負荷が大きく なるほど除去ＣＯＤ当たりの酸素
供給量が少なくなっているのがはっきりわかる。また、
空気曝気槽より負荷の高い酸素ガス曝気槽の方が酸素
曝気のメリットが大きいことがわかる。
２０と同様の装置を用いて、食品工場排水を処理した。
被処理排水として用いた原水としての食品工場排水
は、流量２４０〜３６０ｍ3/hで、平 均ＢＯＤおよび
ＣＯＤ濃度はそれぞれ４００〜５００ｍｇ／Ｌ、２００
〜２５０ｍｇ／Ｌ であった。曝気槽は、全容量が１８
０ｍ3であり、被処理排水供給口付近の酸素富化ガスに
て酸素 曝気を行うスペース（酸素ガス用曝気槽）の容
量は１４ｍ3であった。酸素富化ガスにて 酸素曝気を
行うスペース（酸素ガス用曝気槽）の容量が１４ｍ3と
なるように、仕切り板 により一部を仕切った。該曝気
槽底部付近にエアレータを設置し、酸素ガスを導入して
酸 素ガス用曝気槽内溶存酸素濃度が１〜３ｍｇ／Ｌに
なるように調整した。酸素ガスは液化 酸素を蒸発させ
た純酸素ガスを用いており、減圧弁設定値は０．２５Ｍ
ＰaＧとした。酸 素ガス用曝気槽の出口では被処理水
中ＢＯＤ、ＣＯＤともに８０〜９０％減少していた。結
果を「●第一実施例」として図５に示す。同図に示され
るように、酸素利用効率として 除去ＣＯＤ量（ｋｇ／
ｄ）あたりの酸素供給量（ｋｇ／ｄ）（O2/除去COD(kg/
kg)）は、 ０．２〜０．６ｋｇ／ｋｇという低い値で
あり、ほとんどの処理が少量の酸素ガスによっ て十分
に行われていることが分かった。また、前記曝気槽は、
その後流に、ブロワーから の空気を散気管から導入す
る空気用曝気槽を備えており、ここでも溶存酸素濃度が
１〜３ ｍｇ／Ｌになるように空気量を調整した。空気
用曝気槽では流入してくる被処理排水中の ＢＯＤ、Ｃ
ＯＤが原水の１０〜２０％程度しか残っていないため、
除去するＢＯＤ、ＣＯ Ｄは僅かしかないが、溶存酸素
濃度を１〜３ｍｇ／Ｌに維持するのに多くの空気を必要
と し、酸素利用効率（酸素供給量／除去ＣＯＤ量）が
極端に低い約４００ｋｇ／ｋｇという 結果となった
（図５、「△第一実施例空気用曝気槽」）。 〔比較例１〕第一比較例として図３に示すような酸素ガ
ス曝気槽６１を備えた比較用の排水処理装置 を用いて
空気曝気を行なった。結果を図５に示す（「○第一比較
例」）。実施例１において酸素曝気を行ったときと同程
度のＢＯＤ、ＣＯＤ除去率８０〜９０％ を実現しよう
とすると、酸素利用効率（酸素供給量／除去ＣＯＤ
量））（O2/除去COD(kg /kg)）は３．５〜８ｋｇ／ｋ
ｇで、実施例１における酸素曝気と同じ量のＣＯＤを処
理す るのに１０倍以上の酸素が必要となる結果となっ
た。 〔比較例２〕第二比較例として図４に示すような曝気槽
７１における酸素ガス曝気槽側でエアレータ７４による
酸素曝気を行い、仕切り板１５にて仕切られた後流の空
気用曝気槽側では、循環ポンプ６を用いて被処理排水を
汲み上げ、エアレータ７４と同様の機能を備えた微細気
泡注入装置１８により酸素を溶解し、曝気槽７１底部付
近に設置された噴出ノズル７から 噴出することで曝気
槽７１全体を酸素曝気した。このとき酸素ガス曝気槽は
前述の実施例 １と同様の酸素利用効率であったが、空
気用曝気槽側では流入してくる被処理排水中のＢＯＤ、
ＣＯＤが原水の１０〜２０％程度しか残っていないた
め、溶存酸素濃度を１〜３ｍ ｇ／Ｌに維持するのに酸
素ガスを使用しても、酸素利用効率は１００〜２００ｋ
ｇ／ｋｇ程度という結果となった（図５、「▲第二比較
例」）。以上の結果をまとめて、除去ＣＯＤ当たりの酸
素供給量に対するｓｓ当たりのＣＯＤ負 荷をプロット
したグラフを図５に示す。このグラフからｓｓ当たりの
ＣＯＤ負荷が大きく なるほど除去ＣＯＤ当たりの酸素
供給量が少なくなっているのがはっきりわかる。また、
空気曝気槽より負荷の高い酸素ガス曝気槽の方が酸素
曝気のメリットが大きいことがわかる。
【発明の効果】以上前述の実施例からも明らかなように
本発明の効果は、好気性微生物によって有機物を処理す
る活性汚泥方式の排水処理設備において、曝気槽入口底
部付近に微細気泡を発生させうるエアレータを設置し酸
素曝気を行い、その後空気曝気を行い排水を処理するこ
とにより、より高い酸素利用効率で酸素ガスを使用でき
るため、酸素ガス必要量を削減できることである。ま
た、安価な設備で容易に処理能力を向上させることがで
き、トータル排水処理コストを低減できるという効果を
奏する。
本発明の効果は、好気性微生物によって有機物を処理す
る活性汚泥方式の排水処理設備において、曝気槽入口底
部付近に微細気泡を発生させうるエアレータを設置し酸
素曝気を行い、その後空気曝気を行い排水を処理するこ
とにより、より高い酸素利用効率で酸素ガスを使用でき
るため、酸素ガス必要量を削減できることである。ま
た、安価な設備で容易に処理能力を向上させることがで
き、トータル排水処理コストを低減できるという効果を
奏する。
【図１】本発明の一実施の形態に係る排水処理装置の概
略構成を示す説明図である。
略構成を示す説明図である。
【図２】本発明の他の実施の形態に係る排水処理装置の
概略構成を示す説明図である。
概略構成を示す説明図である。
【図３】比較用の排水処理装置の概略構成を示す説明図
である。
である。
【図４】比較用の排水処理装置の概略構成を示す説明図
である。
である。
【図５】各実施例および比較例の除去ＣＯＤ当たりの酸
素供給量の違いを示すグラフである。
素供給量の違いを示すグラフである。
【図６】従来の排水処理装置の一例を示す説明図であ
る。
る。
【図７】従来の排水処理装置の他の例を示す説明図であ
る。
る。
１ 曝気槽
３ 被処理排水供給口
４ ブロワー
５ 散気管（散気装置）
１４ エアレータ（第一の微細気泡発生エアレー
タ） １６ フロート（蓋体） １７ エアレータ（第二の微細気泡発生エアレー
タ） ２０ 排水処理装置 ３０ 排水処理装置
タ） １６ フロート（蓋体） １７ エアレータ（第二の微細気泡発生エアレー
タ） ２０ 排水処理装置 ３０ 排水処理装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 朝倉 隆晃
大阪府大阪市中央区瓦町四丁目２番14号
株式会社リキッドガス内
(72)発明者 高野 英明
和歌山県和歌山市湊1850番地 エア・ウォ
ーター株式会社内
(72)発明者 梅田 明史
大阪府大阪市中央区東心斎橋１丁目20番１
６号 エア・ウォーター株式会社内
(72)発明者 坂上 欽一
和歌山県和歌山市湊1850番地 エア・ウォ
ーター株式会社内
Ｆターム(参考） 4D028 AB03 BC13 BC15 BC24 BD07
CA09 CC07
4D029 AA01 AB01 CC02
Claims (4)
- 【請求項１】好気性微生物を用いる排水処理方法であっ
て、曝気槽内における被処理排水供給口付近において、
前記供給口より供給される被処理排水に対し微細気泡状
酸素による酸素曝気を行い、次いで、該酸素曝気後の排
水に対し空気曝気を行うことを特徴とする排水処理方
法。 - 【請求項２】前記供給口近傍における前記曝気槽底部付
近に設置され、微細気泡を発生するエアレータによって
酸素曝気を行い、酸素曝気後の被処理排水に対し空気曝
気を行うことを特徴とする請求項1記載の排水処理方
法。 - 【請求項３】好気性微生物による排水処理装置におい
て、曝気槽内における被処理排水供給口近傍底部付近に
酸素富化ガスを導入するための第一の微細気泡発生エア
レータを備え、その後流に、外部からの空気を導入する
ための散気装置を備えていることを特徴とする排水処理
装置。 - 【請求項４】前記第一の微細気泡発生エアレータ後流の
曝気槽底部付近に、第二の微細気泡発生エアレータを備
え、前記第一の微細気泡発生エアレータ上方水面部分の
少なくとも一部を密閉する蓋体を備え、該蓋体と水面と
の密閉された空間に溜まる未利用の酸素富化ガスを取出
す配管が、前記第二の微細気泡発生エアレータに接続さ
れていることを特徴とする請求項３記載の排水処理装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001200879A JP2003010879A (ja) | 2001-07-02 | 2001-07-02 | 排水処理方法および排水処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001200879A JP2003010879A (ja) | 2001-07-02 | 2001-07-02 | 排水処理方法および排水処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003010879A true JP2003010879A (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=19037929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001200879A Pending JP2003010879A (ja) | 2001-07-02 | 2001-07-02 | 排水処理方法および排水処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003010879A (ja) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5633086A (en) * | 1979-08-29 | 1981-04-03 | Kogyo Kaihatsu Kenkyusho | Dirty water purifying method |
| JPS57117391A (en) * | 1980-12-01 | 1982-07-21 | Linde Ag | Method and apparatus for purifying waste water |
| JPS5855094A (ja) * | 1981-09-28 | 1983-04-01 | Osaka Gas Co Ltd | 廃水の活性汚泥処理法 |
| JPS58139788A (ja) * | 1982-02-15 | 1983-08-19 | Ebara Infilco Co Ltd | 廃液の処理方法 |
| JPH10211498A (ja) * | 1997-01-28 | 1998-08-11 | Nishihara Neo Kogyo Kk | 汚水処理装置 |
| JP2001137880A (ja) * | 1999-11-16 | 2001-05-22 | Nippon Sanso Corp | 酸素活性汚泥処理装置及びその運転方法 |
-
2001
- 2001-07-02 JP JP2001200879A patent/JP2003010879A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5633086A (en) * | 1979-08-29 | 1981-04-03 | Kogyo Kaihatsu Kenkyusho | Dirty water purifying method |
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