JP2004121964A - 第二室に濾材層を有する固液分離槽及び汚水浄化槽 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも構造が単純で、固液分離性能が高い固液分離槽を提供し、また汚水を安定に浄化処理する汚水浄化槽を提供する。
【解決手段】本発明の固液分離槽１０は、最高水位よりも上方にある汚水流入口１４と、最低水位にある移流口１９と、底部に開口部１５とを有する沈殿部２０、及び前記沈殿部２０の下方に設けられた汚泥貯留部２１からなる第一の固液分離室（第一室ともいう）１１、並びに前記第一室１１の下流側にあって、最低水位よりも下方に濾材層２３を有し、最低水位に移送ポンプ１３の吸込口１８が設けられている第二の固液分離室（第二室ともいう）１２を備え、汚水の水準は最高水位と最低水位との間で変動可能な構造とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固液分離槽（又は固液分離兼嫌気処理槽）及びこれを嫌気処理槽として組み込んだ汚水浄化槽に関する。更に詳しくは、屎尿、その他の生活排水、又はこれらの合併汚水（以下、汚水ともいう）を物理的及び生物化学的に浄化処理する汚水浄化槽と、その汚水浄化槽に好適に組み込まれる固液分離槽（又は固液分離兼嫌気処理槽）とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
家庭等で用いられる汚水浄化槽は、従来から種々知られている。図３は、嫌気濾床接触曝気方式又は沈殿分離接触曝気方式と呼ばれる汚水浄化槽（従来例）の一つで、上流側から、嫌気濾床槽第一室（沈殿分離槽第一室）５１、嫌気濾床槽第二室（沈殿分離槽第二室）５２、接触曝気槽５３、沈殿槽５４及び消毒槽５５が配置されている。嫌気濾床槽第一室及び嫌気濾床槽第二室には短時間における汚水の多量流入を緩和するため、水量変動吸収部５６を設けているほか、嫌気濾床槽第二室５２を下降流で通過した後に移流管５７に入った移流液を後段の接触曝気槽５３へ定量供給させる流量調整ポンプ５８を設けている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４―３６７７９３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような汚水浄化槽における嫌気濾床槽第一室及び嫌気濾床槽第二室よりも構造が単純で、更に固液分離性能の高い固液分離槽（又は固液分離兼嫌気処理槽）を提供すること、またこの固液分離槽を汚水浄化槽に組み込むことによって、従来よりも安定に汚水を浄化処理できる汚水浄化槽を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明では次の構成をとった。すなわち、本発明は、
最高水位（Ｈ．Ｗ．Ｌ）よりも上方にある汚水流入口１４と、最低水位（Ｌ．Ｗ．Ｌ）にある移流口１９と、底部に開口部１５とを有する沈殿部２０、及び
前記沈殿部２０の下方に設けられた汚泥貯留部２１からなる第一の固液分離室（第一の嫌気処理室；単に、第一室ともいう）１１、並びに
前記第一室１１の下流側にあって、最低水位よりも下方に濾材層２３を有し、最低水位に移送ポンプ１３の吸込口１８が設けられている第二の固液分離室（第二の嫌気処理槽；単に、第二室ともいう）１２、を備え、
汚水の水準は最高水位（Ｈ．Ｗ．Ｌ）と最低水位（Ｌ．Ｗ．Ｌ）との間で変動可能な固液分離槽（又は固液分離兼嫌気処理槽）１０、である。
【０００６】
ここで、沈殿部２０の底部に設ける開口部１５は、奥行き全幅に亘って設けても、奥行きの一部に設けても構わない。沈殿部２０内の液を乱さない観点からは、好ましくは、奥行き全幅に亘って設ける。
【０００７】
本発明は、また、上記固液分離槽を組み込んだ汚水浄化槽でもある。典型的には、上記固液分離槽（固液分離兼嫌気処理槽）と、その後流に順に配される好気処理槽、処理水槽及び消毒槽を備える汚水浄化槽である。ここで、好気処理槽、処理水槽及び消毒槽としては種々のタイプのものが使え、特に限定するものではない。場合によっては、処理水槽又は消毒槽を省くことも可能である。
【０００８】
【作用】
固液分離槽（固液分離兼嫌気処理槽）１０の第一室１１では、沈殿部２０において、流入汚水中に存在する沈降しやすい固形物を先ず沈殿させ、沈殿した固形物を汚泥貯留部２１へ落としてそこで貯留させる。第二室１２においては、室内に形成した濾材層２３により、更に固形物を除去するとともに、濾材層２３に付着した嫌気性微生物により汚水中の有機物質を嫌気分解させる。
固液分離槽１０からの（流出）液は、第二室１２の最低水位に設けたポンプ吸込口１８から揚水させる構造であり、流れ込む汚水量（速度）が移送ポンプ１３で送り出す液量（速度）よりも多い場合には、固液分離槽１０の水位は上昇していく。ただ、最高水位（Ｈ．Ｗ．Ｌ）は予め安全をみて設定されているので、流入汚水がその水位（Ｈ．Ｗ．Ｌ）を越えて槽外へ溢れ出ることはない。すなわち、固液分離槽１０内の水位はＬ．Ｗ．ＬとＨ．Ｗ．Ｌとの間を上下する。
【０００９】
第一室１１における汚泥貯留部２１と沈殿部２０とは、傾斜のついた仕切壁１６及び１７によって区画すると、汚水（原水）が第一室１１へ流入した際の液撹乱の影響を受けにくい。そのため、汚泥貯留部２１に沈殿した固形物は、高濃度に蓄積し、更には、嫌気分解も進行し、スカム化も促進され、水面付近にスカムが（上昇して）蓄積する。この場合、スカムは沈殿した固形物よりも高濃度に蓄積することができる。
【００１０】
第一室１１と第二室１２とからなる固液分離槽１０では、汚水中に含まれる固形物を効果的に分離でき、嫌気処理も行うことができるので、後段の処理槽での負荷を低減させる。この固液分離槽１０を汚水浄化槽に組み込めば、汚水浄化槽の処理性能は更に向上する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明を更に具体的に説明する。
図１は、本発明の固液分離槽（固液分離兼嫌気処理槽）１０の一例である。第一室１１では、槽内の液面よりも上方の浄化槽外壁部に汚水流入口１４が設けられ、その反対側の仕切壁２５には第二室１２へ移流させる移流口１９が設けられている。また、沈殿部２０を囲み対峙する仕切壁１６、１７の下部には、汚水流入口１４側の壁面から移流口１９側の仕切壁２５の全幅に亘って開口部１５が設けられている。
【００１２】
ここで、仕切壁１６の下端は、図１に示すように、仕切壁１７の下端よりも下方に長く伸張させ（水平方向で距離Ｌだけ張り出させ）、仕切壁１６、１７の下部の傾斜角度は沈殿部２０内で沈殿した汚泥が汚泥貯留部２１へ落下しやすいように５０〜７０度が好ましい。また、沈殿部２０の底部の開口部１５の隙間（Ｗ）は沈殿部２０から汚泥貯留部２１へ流入する液の速度を抑えるため、あるいは沈殿部２０内で沈殿した汚泥（若しくは固形物）を汚泥貯留部２１に落下させるため等の理由から、概ね８０〜１５０ｍｍが好ましい。また、液面から仕切壁１６の下端までの深さ（ｈ）は、液深（Ｈ）の２０〜８０％程度（更に好ましくは、４０〜６０％）である。
【００１３】
また、沈殿部２０にある汚水流入口１４の付近には、水流抑止板２４を立てることが好ましく、その水流抑止板２４の下部は汚水流入口１４側の壁寄りに傾斜している構造がさらに好ましい。
【００１４】
そうすれば、汚水流入口１４から第一室１１の沈殿部２０へ流入した汚水は、水流抑止板２４をくぐり抜けた後、略水平流となって移流口１９に向かって移流する。この間、水平流の流速よりも速い沈降速度をもつ固形物は、沈殿部２０下部の開口部１５に向かい、ここを通過したのち、汚泥貯留部２１の底部に蓄積する。
【００１５】
蓄積した固形物は液流によって乱されることが少ないので高濃度となり汚泥化する。汚泥化した固形物は、時間経過とともに徐々に嫌気化し、その一部はスカムとなって汚泥貯留部２１上部の液面付近に浮上してくる。この際、浮上するスカムは、上記したように仕切壁１６の下端が仕切壁１７の下端よりも下方に長くかつ水平方向で張り出ているので、開口部１５から沈殿部２０内へは侵入しない。
【００１６】
第二室１２内のエアリフトポンプ１３の吸込口１８はＬ．Ｗ．Ｌの位置に設ける。固液分離槽１０の水位は、汚水の流入量がエアリフトポンプ１３の送液量よりも多いと上昇し、少ないと下降し、Ｌ．Ｗ．ＬとＨ．Ｗ．Ｌとの間を上下する。また、吸込口１８は、水面に浮上した汚泥などの流入を防ぐために、移流管２２内に設けている。
【００１７】
第二室１２には、濾材を充填した濾床（濾材層）２３を設けている。濾材としては、ヘチマ様、波板状、多孔質状等の板状部材、蜂の巣状（ハニカムコア）部材などが好ましく用いられる。骨格球状、網様円筒状部材なども用いることができる。
濾床２３の上端は、最低水位以下にすることが好ましい。最低水位よりも上にすると、濾床２３の上部が水面下になったり、露出したりの繰返しになるので、濾材への汚泥付着の安定性に悪い影響を及ぼす。
【００１８】
なお、図１では、第二室１２に設ける移送ポンプはエアリフトポンプとしたが、エアリフトポンプ式に代えて、密閉容器の空気圧送による間欠定量ポンプや電動ポンプ等を用いてもよい。
【００１９】
また、図１では、固液分離槽１０の全体形状を平面視で略四角形状（箱型）としたが、場合によっては、平面視で円形や楕円形等とすることもできる。
【００２０】
図２は、上記固液分離槽１０を組み込んだ汚水浄化槽の一例である。槽内に第一室１１及び第二室１２からなる固液分離槽１０を備え、この固液分離槽１０の後流に、（好気的）生物反応室３１及び濾過室３２を並置させた好気処理槽３０と、消毒槽３３とを備えている。なお、固液分離槽１０の説明は、先の固液分離槽での説明と重複するので省略する。
【００２１】
好気処理槽３０を構成する（好気的）生物反応室３１には、底部から曝気するための反応用散気部材（散気管）３４を配置し、ブロワ３５からの空気を吐出させる。また、生物反応室３１には担体（微生物担体、微生物付着材、接触材）を充填させた生物反応床３１ａが形成されており、生物反応床３１ａで汚水を好気処理する。ここで生物反応床３１ａは流動床でも固定床でもよい。微生物担体の形状は、板状、網板状、ヘチマ状、多孔質状、筒状、棒状、骨格球状、紐状、更には粒状、不定形な塊状、立方体状、繊維塊状等の種々の形状に加工したものを用いることができる。また、その微生物担体の基材としては、例えばポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルフォルマール、ポリウレタン、メラミン樹脂等の合成樹脂製加工物、セラミックス、珪砂等の無機製加工物、アンスラサイト等の化石加工物、活性炭等で、比重約１又は１以上のもの、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン等の比重約１又は１以下のもののいずれも用いることができる。
【００２２】
好気処理槽３０と第一室１１の汚泥貯留部２１上部の間には、移送管２６が設けてあり、好気処理槽３０と第一室１１との水位差を利用して、好気処理槽３０の槽内液を第一室１１の汚泥貯留部２１に移送させている。これにより、汚水の流入がないときでも槽内液を循環させることができ、処理の安定とＳＳ負荷の低減を図っている。
【００２３】
濾過室３２には、濾材が充填された濾過床３２ａが形成されており、流れ込む液中のＳＳをそこで捕捉する。充填される濾材としては、液中で浮上するものを用いることができるが、好ましくは沈降性濾材である。沈降性濾材には、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルフォルマール、ポリウレタン、メラミン樹脂等の合成樹脂製加工物、セラミックス、珪砂等の無機製加工物、アンスラサイト等の化石加工物、活性炭等の、比重約１又は１以上のもの、又はポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン等に充填剤を添加して比重約１又は１以上に調整したものがあり、これを粒状、塊状、筒状、網状、棒状、繊維塊状等、更には多孔質状等に成形、加工したものでもよい。
また、濾過室３２の底部には濾過床３２ａを逆洗するための洗浄用散気部材（散気管）３６が配され、これは空気を供給するブロワ３５に接続されている。
【００２４】
運転を続けると、濾過床３２ａは蓄積したＳＳで目詰まりするので、濾過床３２ａを定期的又は適宜に（逆）洗浄して除く。この洗浄は、ブロワ３５の空気を洗浄用散気部材３６から吐出させ、濾過床３２ａをバブリングするとともに、ブロワ３５の空気の一部を洗浄排水引抜きポンプ（エアリフトポンプ）３７にも供給する。剥離したＳＳは槽内液とともに洗浄排水となって濾過床３２ａを下降し、洗浄排水引抜きポンプ３７によって洗浄排水排出管３７ａを経て、第一室１１の汚水流入口１４付近へ戻る。槽内液の全てを洗浄排水として濾過室３２の底部から引き抜くことができるので、濾過床３２ａの洗浄は良好に行われる。なお、洗浄排水引抜きポンプ３７には電動ポンプ等を用いることもできる。濾過床３２ａの洗浄は、固液分離槽１０の水位がＬ．Ｗ．Ｌのとき（すなわち、深夜に）行うことが好ましい。一般家庭では、通常、深夜は汚水が排出されることが少なく、固液分離槽１０（１１＋１２）はＬ．Ｗ．Ｌになるからである。
【００２５】
消毒槽３３は、濾過室３２からの移流液を薬筒３８と接触させて消毒又は殺菌させる槽である。汚水浄化槽は、各槽の点検清掃等の維持管理が行えるようにマンホールを設け、通常マンホールカバー３９を取り付けている。
【００２６】
なお、図２では、生物反応室３１と濾過室３２とはそれぞれ横並びに並置させたが、これは、上下２層の構造、すなわち、生物反応室３１を上に配し、その下に濾過室３２を配置させることもできる。この場合には、移流液の流れ方向は、通常、生物反応室３１から濾過室３２へと向かう下向流となる。
【００２７】
次に、汚水浄化槽における汚水の処理を説明する。汚水（原水）は汚水流入口１４から第一室１１の沈殿部２０に入り、固形物の沈殿分離が行われる。沈殿部２０で分離された汚泥は、底部の開口部１５から汚泥貯留部２１に入り濃縮貯留され、嫌気化して発生したスカムが槽上部で貯留される。第一室１１からの移流液は、移流口１９から第二室１２に入り、槽内に形成された濾材により更なる固形物の分離と移流液の嫌気処理が行われる。第二室１２からの移流液の移流は、移送ポンプ１３で行い、この際、移流液をＬ．Ｗ．Ｌの吸込口１８より揚水させ、移送ポンプ１３の上部から所定量（ほぼ一定量）を生物反応室３１に移流させる。このとき、流入する原水量が移送ポンプ１３の移送量よりも多い場合には、固液分離槽１０の水位は上昇するが、固液分離槽（流量調整部）の容量はＨ．Ｗ．Ｌを越えないように設計されているので、通常、上記水位はＨ．Ｗ．Ｌを越えて上昇しない。
【００２８】
生物反応室３１では、固液分離槽１０からの移流液中の有機物を好気的に生物分解させる。この際、ほぼ一定量の移流液が負荷されるので安定した処理が行われる。生物反応室３１からの移流液は、次に濾過室３２に入り、移流液に含まれるＳＳの捕捉・除去が行われ、場合によっては生物反応室３１から持ち込まれる溶存酸素によって更に好気的生物処理が行われる。濾過室３２を経た移流液は、消毒槽３３に入り消毒された後、処理水として放流口４０から放流される。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の固液分離槽（固液分離兼嫌気処理槽）では、第一室と第二室の両室により、流入した汚水（原水）に含まれる固形物の分離・貯留と汚水の嫌気処理を効果的に行える。また、第一室には濾床が形成されておらず、構造が単純である。
本発明の汚水浄化槽は、従来の嫌気濾床接触曝気方式（又は沈殿分離接触曝気方式）の汚水浄化槽よりも単純な構造であり、これにより汚水を安定に処理できる。また、維持管理も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の固液分離槽の一例で、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ―Ａ矢視における概略縦断面図。
【図２】本発明の固液分離槽を組み込んだ汚水浄化槽の一例で、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ―Ａ矢視における概略縦断面図。
【図３】従来例の汚水浄化槽の概略縦断面図。
【符号の説明】
１０：固液分離槽（固液分離兼嫌気処理槽）
１１：第一の固液分離室（第一の嫌気処理室；第一室）
１２：第二の固液分離室（第二の嫌気処理室；第二室）
１３：移送ポンプ（エアリフトポンプ）
１３ａ：エアリフトポンプ管
１４：汚水流入口　　　１５：開口部
１６：（下部傾斜の）仕切壁　　１７：（下部傾斜の）仕切壁
１７ａ：仕切壁　　１８：（ポンプ）吸込口　　１９：移流口
２０：沈殿部　　２１：汚泥貯留部　　２２：移流管
２３：濾材層（濾床）　　２４：水流抑止板　　２５：仕切壁
２６：移送管　　　３０：好気処理槽（３１＋３２）
３１：（好気的）生物反応室　　３１ａ：生物反応床
３２：濾過室　　　３２ａ：濾過床
３３：消毒槽　　　３４：反応用散気部材（散気管）
３５：ブロワ　　　３６：洗浄用散気部材（散気管）
３７：洗浄排水引抜きポンプ（エアリフトポンプ）
３７ａ：洗浄排水排出管　　　３８：薬筒
３９：マンホールカバー　　４０：放流口
５１：嫌気濾床槽第一室（又は沈殿分離槽第一室）
５２：嫌気濾床槽第二室（又は沈殿分離槽第二室）
５３：接触曝気槽　　５４：沈殿槽
５５：消毒槽　　　５６：水量変動吸収部
５７：移流管　　　５８：流量調整ポンプ

Claims (2)

1. 最高水位よりも上方にある汚水流入口と、最低水位にある移流口と、底部に開口部とを有する沈殿部、及び
   前記沈殿部の下方に設けられた汚泥貯留部からなる第一の固液分離室（第一室）、並びに
   前記第一室の下流側にあって、最低水位よりも下方に濾材層を有し、最低水位に移送ポンプの吸込口が設けられている第二の固液分離室（第二室）を備え、
   汚水の水準は最高水位と最低水位との間で変動可能である固液分離槽。
2. 請求項１の固液分離槽を備える汚水浄化槽。

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