JP2003136093A - オキシデーションディッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オキシデーションディッチ（ＯＤ）の設備コ
ストを低減する。 【解決手段】 水中循環ポンプ６を駆動し、空気導入管
７を通して空気を、吐出される汚水に気液接触させて誘
引し、汚水を気泡を混入した水流として流すのを可能と
し、循環水路４の空気導入管７から下流の所定範囲の領
域迄を好気域とするのを可能とし、この領域から下流の
空気導入管７迄の領域を嫌気域とするのを可能とし、１
サイクルでの硝化脱窒をインペラーを用いる場合に比し
簡易な構成で成す。加えて、空気導入管７にバルブ８を
備え、水中循環ポンプ６を駆動し且つバルブ８を開とし
循環水路４内全体を好気状態とするのを可能とし、水中
循環ポンプ６を駆動し且つバルブ８を閉とし、吐出され
る汚水と大気の接触を遮断して循環水路４内全体を嫌気
状態とするのを可能とし、循環水路４内全体を好気と嫌
気に交互に切り替えるＯＤにあって、ブロワ、散気板、
接続配管を不要とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オキシデーション
ディッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば小規模下水場等での水処理設備と
して、無終端状に形成される循環水路で汚水等の被処理
水を循環して流しながら好気状態と嫌気状態とを別々に
形成して硝化脱窒を行うオキシデーションディッチが注
目されている。

【０００３】このオキシデーションディッチでは、被処
理水が導入される循環水路内に、曝気と撹拌を同時に行
う縦型インペラーを配設し、このインペラーから下流側
の所定範囲の領域迄を好気状態域として硝化を行い、こ
の領域から下流側のインペラー迄の領域を嫌気状態域と
して脱窒を行い、１サイクルの循環水路内で硝化脱窒を
行うものが知られている。

【０００４】また、最近にあっては、被処理水が導入さ
れる循環水路内に、循環水流を形成すると共に撹拌も行
うプロペラを配設すると共に、このプロペラよりも下流
側の底部に、配管を介してブロワに接続される散気板を
設置し、プロペラを駆動して循環水流を形成し且つブロ
ワを駆動して散気板から気泡を発生させて曝気状態とす
ることで循環水路内全体を好気状態として硝化を行う一
方で、ブロワを停止しプロペラのみを駆動して循環水流
を形成することで循環水路内全体を嫌気状態として脱窒
を行い、循環水路内全体を好気状態と嫌気状態とに交互
に切り替えて運転するオキシデーションディッチが、硝
化脱窒の効果が高いとして注目されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記何
れのオキシデーションディッチにあっても、設備コスト
の低減が望まれている。

【０００６】本発明は、このような課題を解決するため
に成されたものであり、設備コストが低減されるオキシ
デーションディッチを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によるオキシデー
ションディッチは、循環水路内の被処理水に循環水流を
与え当該被処理水を流しながら好気状態と嫌気状態とを
別々に形成するオキシデーションディッチにおいて、循
環水路内に配設され、被処理水を吸引し吐出することで
循環水流を形成する水中循環ポンプと、この水中循環ポ
ンプの吐出管に接続されると共に大気開放される空気導
入管と、を備えることを特徴としている。

【０００８】このようなオキシデーションディッチによ
れば、循環水路内に配設され、被処理水を吸引し吐出す
ることで循環水流を形成する水中循環ポンプが駆動され
ると、水中循環ポンプの吐出管に接続されると共に大気
開放される空気導入管を通して空気が、吐出される被処
理水に気液接触して誘引され、被処理水は気泡を混入し
た水流として流される。このため、循環水路の空気導入
管から下流側の所定範囲の領域迄を硝化を行う好気状態
域とするのが可能とされ、この領域から下流側の空気導
入管迄の領域を脱窒を行う嫌気状態域とするのが可能と
される。従って、１サイクルの循環水路内での硝化脱窒
が従来のインペラーを用いる場合に比して簡易な構成で
成される。

【０００９】ここで、空気導入管を開閉するバルブを備
えていると、このバルブを開とすることで上記作用を奏
することが可能とされる。加えて、水中循環ポンプを駆
動すると共に当該バルブを開とすることで、循環水路内
全体を硝化を行う好気状態とするのが可能とされる一方
で、水中循環ポンプを駆動すると共にバルブを閉とする
ことで、吐出される被処理水と大気との接触が遮断さ
れ、循環水路内全体を脱窒を行う嫌気状態とするのが可
能とされる。このように空気導入管を開閉するバルブを
備えることで、循環水路内全体を好気状態と嫌気状態と
に交互に切り替えて運転して硝化脱窒を行うオキシデー
ションディッチに対する適用が可能とされ、このような
オキシデーションディッチにあって、硝化に必要とされ
ていた動力源としてのブロワ、目詰まり対策が必要な散
気板及びこれらを接続する配管が全て不要とされる。

【００１０】また、好気状態と嫌気状態とを切り替える
べく、バルブの開閉を制御する制御装置を備えている
と、この制御装置に従ってバルブの開閉が自動的に好適
に成される。

【００１１】また、吐出される被処理水の空気導入管よ
りも下流側に、吐出される被処理水が衝突しこれよりも
下流の流れを螺旋流とするように当該吐出される被処理
水に対して傾斜して配設される螺旋流形成板を備えてい
ると、この形成される螺旋流による撹拌に従って汚泥の
沈積が防止され、好気状態、嫌気状態が一層良好に形成
される。また、吐出される被処理水が空気導入管からの
気泡を含む場合には当該被処水が螺旋流形成板に衝突す
ることで、微細気泡が効率良く発生し、微細気泡が広く
拡散すると共に、効率良く被処理水中に溶解するように
なる。

【００１２】また、水中循環ポンプよりも上流側に、当
該水中循環ポンプに向かう循環水流を与えるプロペラを
備えると、水中循環ポンプ、空気導入管（バルブを備え
る場合にはさらにバルブ）を専ら気泡を発生する装置と
して使用するのが可能とされ、プロペラを専ら循環水流
を発生すると共に撹拌を行う装置として使用するのが可
能とされる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るオキシデーシ
ョンディッチの好適な実施形態について添付図面を参照
しながら説明する。図１は、本発明によるオキシデーシ
ョンディッチの構成を示す平面図、図２は、図１のＩ−
Ｉ矢視図であり、本実施形態のオキシデーションディッ
チは、例えば小規模下水処理場等の水処理設備として採
用されているものである。

【００１４】図１に示すように、オキシデーションディ
ッチ１は、長円形の平面外形を成す槽２を備え、この槽
２の中央部に長手方向に延在する隔壁３が配設され、こ
の隔壁３周囲の領域が無終端状の循環水路４とされてい
る。この循環水路４には導入口２ａを通して汚水（被処
理水）５が導入されていると共に、この循環水路４から
は当該循環水路４で浄化された（詳しくは後述）浄化水
が導出口２ｂを通して導出されている。

【００１５】この循環水路４には、その直線状水路部分
（隔壁３の側方）の幅方向（図１の上下方向）略中央位
置に、図１及び図２に示すように、循環水路４の汚水５
に好気状態と嫌気状態とを選択的に形成するのを可能と
する好気／嫌気状態形成装置１０が設置されている。こ
の好気／嫌気状態形成装置１０は、水中循環ポンプ６、
空気導入管７及びバルブ８を備えて成る。

【００１６】水中循環ポンプ６は、槽２に導入されてい
る汚水５に浸漬し、後方（図示左側）の汚水を吸引する
吸引管６ａと、吸引した汚水を前方（図示右側）に吐出
する吐出管６ｂと、を備え、吐出管６ｂから汚水を吐出
することで循環水路４の汚水５に図１の反時計回りの循
環水流を与える。なお、配置によっては、時計回りの循
環水流でも構わない。

【００１７】空気導入管７は、図１及び図２に示すよう
に、吐出管６ｂの途中に接続されている。この空気導入
管７は、上方の水上に向かって延在しその端部が大気開
放されている。

【００１８】バルブ８は、空気導入管７の水上位置に設
けられている。このバルブ８は、空気導入管７を開閉す
るもので、開とされることで吐出管６ｂ内の汚水と大気
との接触を可能とし、閉とされることで吐出管６ｂ内の
汚水と大気との接触を遮断し、遠隔操作が可能に構成さ
れている。

【００１９】また、吐出管６ｂの吐出先には、一対の螺
旋流形成板９，９が設置されている。なお、図が煩雑に
なるのを避けるために、図では螺旋流形成板９は一つし
か示していない。これらの螺旋流形成板９，９は、吐出
される汚水が衝突しこれよりも下流の流れを、図に矢印
Ａで示す螺旋流とするように当該吐出される汚水に対し
て所定に傾斜して配設されていると共に、当該螺旋流形
成板９，９により概ね対称に流れる螺旋流Ａ，Ａ（図で
は煩雑さを避けるために一つの螺旋流Ａのみを図示）が
各々形成されるように配設されている。

【００２０】さらに、このオキシデーションディッチ１
は、図１に示すように、汚水５に浸漬され、当該汚水５
中の溶存酸素を計測する溶存酸素濃度計（ＤＯ計）１１
と、バルブ８の開閉を制御すると共に水中循環ポンプ６
の回転数を制御する制御装置１２を備えている。

【００２１】この制御装置１２は、例えばタイマによる
経時や溶存酸素濃度計１１により計測される計測値に基
づいて、汚水５を好気状態とするか嫌気状態とするかを
判定し、汚水５を好気状態とすべき場合にはバルブ８を
開とし、嫌気状態とすべき場合にはバルブ８を閉とする
ように自動的に切り替え制御する。また、制御装置１２
は、好気状態とする場合には、溶存酸素濃度計１１によ
り計測される計測値に基づいて、最適な好気状態を形成
するように水中循環ポンプ６の回転数を制御する。

【００２２】そして、循環水路４での汚水の循環処理の
関係上、前述した導入口２ａは、水中循環ポンプ６より
も上流側に設置され、導出口２ｂは、この導入口２ａよ
りも下流側且つ水中循環ポンプ６よりも下流側に設置さ
れている。

【００２３】このように構成されたオキシデーションデ
ィッチ１によれば、汚水５が槽２に貯められている状態
で水中循環ポンプ６が駆動され、この水中循環ポンプ６
の駆動により、水中循環ポンプ６の吐出管６ｂから汚水
が吐出され、汚水５は循環水路４を循環する。

【００２４】ここで、汚水５を好気状態とする場合に
は、バルブ８が開とされる。すると、吐出管６ｂ内を吐
出するようにして流れる汚水に対して、大気開放される
空気導入管７を通して空気が気液接触して誘引され、汚
水は気泡を混入した水流として流される。このため、循
環水路４内全体が好気状態とされる。

【００２５】この時、吐出管６から吐出される汚水は、
螺旋流形成板９，９との衝突に従って、対称的に流れる
螺旋流とされ、この螺旋流は、循環水路４内の汚水５を
全体的に撹拌しながら、図に矢印Ｂで示す方向に向かい
循環する。このため、汚泥の沈積が防止され、好気状態
が一層良好に形成されている。

【００２６】また、同時に、吐出管６ｂから気泡を含ん
で吐出される汚水が螺旋流形成板９，９に衝突すること
で、微細気泡が効率良く発生し、微細気泡が広く拡散す
ると共に、効率良く被処理水中に溶解されている。この
ため、酸素溶解効率が向上し、好気状態が一層良好に形
成されている。

【００２７】すなわち、本実施形態では、好気／嫌気状
態形成装置１０による好気運転によって、循環水路４に
好気状態が良好に形成され、汚水５の硝化が効果的に実
施されている。

【００２８】ここで、制御装置１２が汚水５を嫌気状態
にすべきと判定すると、バルブ８が閉とされる。する
と、吐出管６ｂ内を吐出するようにして流れる汚水に対
して、大気の接触が遮断されるため、循環水路４内全体
が嫌気状態とされる。

【００２９】この時、螺旋流形成板９，９により形成さ
れる螺旋流によって、循環水路４内の汚水５は、全体的
に撹拌されながら循環するため、汚泥の沈積が防止さ
れ、嫌気状態が一層良好に形成されている。

【００３０】すなわち、本実施形態では、好気／嫌気状
態形成装置１０による嫌気運転によって、循環水路４に
嫌気状態が良好に形成され、汚水５の脱窒が効果的に実
施されている。

【００３１】そして、制御装置１２が汚水５を好気状態
にすべきと判定すると、上記と同様に好気運転が行わ
れ、以降は、この好気運転と嫌気運転が交互に繰り返さ
れる。

【００３２】このように、本実施形態においては、水中
循環ポンプ６、空気導入管７及びバルブ８を備える好気
／嫌気状態形成装置１０により、循環水路４内全体を硝
化を行う好気状態と脱窒を行う嫌気状態とに交互に切り
替えて運転するのが可能とされ、硝化に必要とされてい
た動力源としてのブロワ、目詰まり対策が必要な散気板
及びこれらを接続する配管が全て不要とされている。こ
のため、設備コストが低減されている。

【００３３】なお、水中循環ポンプ６より上流側に、当
該水中循環ポンプ６に向かう循環水流を与えるプロペラ
を設けるようにしても良い。このように構成すること
で、水中循環ポンプ６、空気導入管７及びバルブ８を専
ら気泡を発生する装置とし、プロペラを専ら循環水流を
発生すると共に撹拌を行う装置としても良い。この場合
も、螺旋流を形成する螺旋流形成板９，９を備えている
と、螺旋流の形成と酸素溶解効率の向上の観点からより
好ましい。

【００３４】また、他の実施形態として、好気／嫌気状
態形成装置１０のバルブ８を常時開とすることで、循環
水路４の空気導入管７から下流側の所定範囲の領域迄を
好気状態域とし、この領域から下流側の空気導入管７迄
の領域を嫌気状態域として、１サイクルの循環水路４内
で硝化脱窒を行うことも可能である。その結果、１サイ
クルの循環水路４内での硝化脱窒が従来のインペラーを
用いる場合に比して簡易な構成で成され設備コストが低
減されると共に、運転も簡易とされる。なお、この場合
には、バルブ８は無くても勿論良い。

【００３５】以上、本発明をその実施形態に基づき具体
的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるも
のではなく、例えば、上記実施形態においては、吐出管
６ｂの外に螺旋流形成板９，９が配設されているが、小
型化を図るべく、吐出管６ｂ内に螺旋流形成板９，９を
設けるようにしても良い。この場合には、螺旋流形成板
９，９は、吐出管６ｂ内の空気導入管７の接続部よりも
下流側の位置に設けられることになる。

【００３６】また、上記実施形態においては、循環水路
４を長円形としているが、例えば馬蹄形であっても良
く、また、好気／嫌気状態形成装置１０は、複数個配設
されていても良い。

【００３７】また、水中循環ポンプ６は例えば低揚程の
軸流ポンプ等であっても良く、要は、被処理水を吸引し
吐出することで循環水流を形成するものであれば良い。

【００３８】

【発明の効果】本発明によるオキシデーションディッチ
は、水中循環ポンプを駆動して、この水中循環ポンプの
吐出管に接続されると共に大気開放される空気導入管を
通して空気を、吐出される被処理水に気液接触させて誘
引し、被処理水を気泡を混入した水流として流すことを
可能とし、循環水路の空気導入管から下流側の所定範囲
の領域迄を硝化を行う好気状態域とするのを可能とし、
この領域から下流側の空気導入管迄の領域を脱窒を行う
嫌気状態域とするのを可能として、１サイクルの循環水
路内での硝化脱窒を従来のインペラーを用いる場合に比
して簡易な構成で成すように構成したものであるから、
設備コストを低減することが可能となる。

【００３９】また、空気導入管を開閉するバルブを備
え、水中循環ポンプを駆動すると共にバルブを開とする
ことで、循環水路内全体を硝化を行う好気状態とするの
を可能とする一方で、水中循環ポンプを駆動すると共に
バルブを閉とすることで、吐出される被処理水と大気と
の接触を遮断して、循環水路内全体を脱窒を行う嫌気状
態とするのを可能とし、循環水路内全体を好気状態と嫌
気状態とに交互に切り替えて運転して硝化脱窒を行うオ
キシデーションディッチにあって、硝化に必要とされて
いた動力源としてのブロワ、目詰まり対策が必要な散気
板及びこれらを接続する配管を全て不要とするように構
成したものであるから、このようなオキシデーションデ
ィッチでの設備コストを低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるオキシデーションディッチの構成
を示す平面図である。

【図２】図１のＩ−Ｉ矢視図である。

【符号の説明】

１…オキシデーションディッチ、２…槽、３…隔壁、４
…循環水路、５…汚水（被処理水）、６…水中循環ポン
プ、６ａ…吸引管、６ｂ…吐出管、７…空気導入管、８
…バルブ、９…螺旋流形成板、１０…好気／嫌気状態形
成装置、１１…溶存酸素濃度計、１２…制御装置。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 循環水路内の被処理水に循環水流を与え
   当該被処理水を流しながら好気状態と嫌気状態とを別々
   に形成するオキシデーションディッチにおいて、 前記循環水路内に配設され、前記被処理水を吸引し吐出
   することで前記循環水流を形成する水中循環ポンプと、 この水中循環ポンプの吐出管に接続されると共に大気開
   放される空気導入管と、を備えることを特徴とするオキ
   シデーションディッチ。
2. 【請求項２】 前記空気導入管を開閉するバルブを備え
   ることを特徴とする請求項１記載のオキシデーションデ
   ィッチ。
3. 【請求項３】 好気状態と嫌気状態とを切り替えるべ
   く、前記バルブの開閉を制御する制御装置を備えること
   を特徴とする請求項２記載のオキシデーションディッ
   チ。
4. 【請求項４】 前記吐出される被処理水の前記空気導入
   管よりも下流側に、前記吐出される被処理水が衝突しこ
   れよりも下流の流れを螺旋流とするように当該吐出され
   る被処理水に対して傾斜して配設される螺旋流形成板を
   備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記
   載のオキシデーションディッチ。
5. 【請求項５】 前記水中循環ポンプよりも上流側に、当
   該水中循環ポンプに向かう循環水流を与えるプロペラを
   備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記
   載のオキシデーションディッチ。