JP2004321908A - 汚水処理装置および汚水処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ディッチ槽での汚水の生物学的脱窒処理をより効率良くできる汚水処理装置を提供する。
【解決手段】オキシデーションディッチ法を用いたディッチ槽２の無終端水路４内の汚水中に曝気装置５にて酸素を供給する。ディッチ槽２の無終端水路４内の汚水に酸素溶解量の異なる好気性領域Ａと嫌気性領域Ｂとを交互に形成する。嫌気槽１１で嫌気性処理した汚水を、ディッチ槽２の無終端水路４内の嫌気性領域Ｂの最も上流側に供給する。ディッチ槽２の無終端水路４内の汚水における嫌気性領域Ｂでの嫌気性処理が効率良くなる。ディッチ槽２の無終端水路４内の汚水の生物学的脱窒処理をより効率良くできる。
【選択図】 図１
【解決手段】オキシデーションディッチ法を用いたディッチ槽２の無終端水路４内の汚水中に曝気装置５にて酸素を供給する。ディッチ槽２の無終端水路４内の汚水に酸素溶解量の異なる好気性領域Ａと嫌気性領域Ｂとを交互に形成する。嫌気槽１１で嫌気性処理した汚水を、ディッチ槽２の無終端水路４内の嫌気性領域Ｂの最も上流側に供給する。ディッチ槽２の無終端水路４内の汚水における嫌気性領域Ｂでの嫌気性処理が効率良くなる。ディッチ槽２の無終端水路４内の汚水の生物学的脱窒処理をより効率良くできる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反応槽の無端状の流路内の汚水に酸素溶解量が異なる部分を設ける汚水処理装置および汚水処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の汚水処理装置は、オキシデーションディッチを用いた汚水処理方法が用いられており、小規模な汚水、特に下水などの生活排水処理法の代表的なものの一つであり、大都市ではなく中小市町村などで広く採用されている。
【０００３】
そして、この汚水処理装置は、汚水である原水が流入される原水槽を備えており、この原水槽に流入された原水はポンプアップされて、無端状の流路を有する反応槽であるオキシデーションディッチ用のディッチ槽の流路内へと流入される。また、このディッチ槽の流路内には、活性汚泥が流入される。そして、このディッチ槽の流路内へと流入された原水は、活性汚泥により浄化されてから汚泥と処理水とに重力分離されて、この処理水が放出される。
【０００４】
近年、閉鎖性水域の富栄養化の問題により、窒素およびリンの除去を行う高度処理化が、廃水処理施設でも要望されている。窒素除去である従来のオキシデーションディッチ法を用いた汚水処埋方法による処理では、ディッチ槽の内部を時間的または空間的に好気的雰囲気と、分子状酸素Ｏ２はないが酸素化合物ＮＯ３硝酸などが存在する状態である無酸素雰囲気とにして生物学的硝化脱窒にて窒素除去している。
【０００５】
具体的には、ディッチ槽内の散気装置への送風を間欠にしたり、このディッチ槽の循環水路長を長くしたりする。または、このディッチ槽に設置した２台の曝気装置のうちの一台を、このディッチ槽内に水没させたりするなどがある。
【０００６】
また、リンの除去としては、通常は積極的に除去していないが、オキシデーションディッチを用いた汚水処埋方法による処理にてリンを除去する場含には、ディッチ槽の流路内の汚水中にＰＡＣ（Ｐｏｌｙ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ）などの凝集剤を添加して、この汚水中のＰＯ４ ３−−Ｐを凝集汚泥として除去する。
【０００７】
そして、この種のオキシデーションディッチを用いた汚水処埋方法は、オキシデーションディッチ用のディッチ槽の流路よりも上流側に、流量調整槽として機能する嫌気槽が設けられている。この嫌気槽は、分子状酸素Ｏ２および酸素化合物であるＮＯ３硝酸などもない完全嫌気槽とされている。そして、この嫌気槽に原水と返送汚泥とを流入させて、この活性汚泥からリンを放出させる。この後、ディッチ槽の流路内でリンの過剰摂取をして、生物学的脱リンをしている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
また、この種のオキシデーションディッチを用いた汚水処埋方法は、オキシデーションディッチ用のディッチ槽の上流側である前段に、嫌気槽として作用するリン放出槽を設けている。そして、これらディッチ槽の流路およびリン放出槽のそれぞれに流出入する汚水である原水を連携させて、この原水の生物学的脱リンをしている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平７−２９００８３号公報（第２−３頁、図１）
【００１０】
【特許文献２】
特開２００２−１８６９８９号公報（第３−６頁、図１）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載されたオキシデーションディッチを用いた汚水処埋方法では、ディッチ槽の流路内へと流入する汚水の流量を正確に調整したり、このディッチ槽の流路内へと流入される前の汚水を完全嫌気状態にするためには、嫌気槽の内部容量を大きくせざるを得ない。また、この嫌気槽へと流入する汚水の昼夜間での大幅な流量変動に伴って、この汚水中の有機物が過不足してしまうから、この汚水のリン除去が不安定となってしまう。
【００１２】
また、上記特許文献２に記載されたオキシデーションディッチを用いた汚水処埋方法では、リン放出槽からディッチ槽の流路内に有機物を含有した工程水を導入させて、有機物の不足を補っているが、この有機物を含有した工程水を導入する位置が、ディッチ槽の流路内に設置された曝気装置よりも下流側、すなわち有機物を除去した直後である。このため、曝気装置により汚水中に溶け込んだ溶存酸素がリン放出槽へと引き込まれてしまうおそれがあるので、ディッチ槽の流路内での汚水の処理が効率良くない。同時に、リン放出槽の内部に水中プロペラ型攪拌機などの潜水型攪拌機が必要であるから、汚水からリンを回収するための装置が大型であるという問題を有している。
【００１３】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、反応槽での汚水の処理をより効率良くできる汚水処理装置および汚水処理方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の汚水処理装置は、汚水が貯留される無端状の流路、およびこの流路内に配設されこの流路内の汚水中に酸素を供給してこの流路内の汚水に酸素溶解量が異なる部分を設けさせる酸素供給手段を備えた反応槽と、この反応槽の流路内の汚水における酸素溶存量の少ない部分に流入される汚水を嫌気性処理する嫌気槽とを具備したものである。
【００１５】
そして、反応槽の無端状の流路内の汚水中に酸素供給手段にて酸素を供給して、この流路内の汚水に酸素溶解量の異なる部分を設けさせる。さらに、この反応槽の流路内の汚水における酸素溶存量の少ない部分に、汚水を嫌気性処理する嫌気槽にて嫌気性処理された汚水を流入させる。この結果、反応槽の流路内の汚水における酸素溶存量の少ない部分での嫌気性処理が効率良くなる。よって、この反応槽の流路内の汚水の脱窒処理をより効率良くできる。
【００１６】
請求項２記載の汚水処理装置は、請求項１記載の汚水処理装置において、反応槽にて処理された汚水を処理水と汚泥とに固液分離し、この固液分離した汚泥を嫌気槽の内部あるいは上流側のいずれかに返送する第１の固液分離手段と、前記嫌気槽への汚水の流量を測定して、この嫌気槽へと返送される汚泥の流量を調整する制御手段と具備したものである。
【００１７】
そして、反応槽にて処理された汚水を第１の固液分離手段にて処理水と汚泥とに固液分離し、この固液分離された汚泥を嫌気槽の内部あるいは上流側のいずれかに返送する。この際、嫌気槽への汚水の流量を制御手段にて測定し、この嫌気槽へと返送される汚泥の流量を調整する。この結果、嫌気槽内での汚水の処理に必要な汚泥の返送量を調整できるので、この嫌気槽への汚水の供給量の変動が大きい場合であっても、この嫌気槽での汚水の処理を効率良くできる。
【００１８】
請求項３記載の汚水処理装置は、請求項１または２記載の汚水処理装置において、嫌気槽内の嫌気性微生物を含んだ汚水を固液分離する第２の固液分離手段と、この第２の固液分離手段にて分離した固形物の少なくとも一部から微生物が分解可能な有機物を溶出する可溶化手段とを具備し、この可溶化手段にて前記有機物が溶出された後の汚水を前記嫌気槽および反応槽のいずれかに供給させたものである。
【００１９】
そして、嫌気槽内の嫌気性微生物を含んだ汚水を第２の固液分離手段にて固液分離する。この後、この第２の固液分離手段にて固液分離した固形物の少なくとも一部から、微生物が分解可能な有機物を可溶化手段にて溶出させる。さらに、この可溶化手段にて有機物が溶出された後の汚水を嫌気槽および反応槽のいずれかに供給する。この結果、これら嫌気槽および反応槽のいずれかでの汚水の処理に必要な有機物を供給できる。よって、これら嫌気槽および反応槽いずれかでの汚水処理をより効率良くできる。
【００２０】
請求項４記載の汚水処理装置は、請求項３記載の汚水処理装置において、可溶化手段は、第２の固液分離手段にて分離した固形物の少なくとも一部を微生物が分解可能となるまで分解するものである。
【００２１】
そして、第２の固液分離手段にて分離した固形物の少なくとも一部を微生物が分解可能となるまで可溶化手段で分解する。この結果、この可溶化手段にて分解された後の汚水を嫌気槽および反応槽のいずれかに供給することにより、これら嫌気槽および反応槽のいずれかでの汚水の処理に必要な有機物を供給できる。よって、これら嫌気槽および反応槽いずれかでの汚水処理をより効率良くできる。
【００２２】
請求項５記載の汚水処理装置は、請求項３または４記載の汚水処理装置において、第２の固液分離手段にて分離した固形物の一部を排出させ、この固形物の残りを可溶化手段にて処理させるものである。
【００２３】
そして、第２の固液分離手段にて分離した固形物の一部を排出させ、この固形物の残りを可溶化手段にて処理させた。この結果、第２の固液分離手段にて分離した固形物の発生量を減量できるとともに、反応槽および嫌気槽のいずれかへの固形物の供給量を減量できる。
【００２４】
請求項６記載の汚水処理装置は、請求項１ないし５いずれか記載の汚水処理装置において、嫌気槽内の嫌気性微生物を含んだ排水を固液分離する第２の固液分離手段と、この第２の固液分離手段にて固形物が分離された汚水にカルシウムイオンを加えて、この汚水中のリン酸イオンをヒドロキシアパタイトとして晶析させて除去するリン回収手段とを具備したものである。
【００２５】
そして、嫌気槽内の嫌気性微生物を含んだ排水を第２の固液分離手段にて固液分離した後、この第２の固液分離手段にて固形物が分離された汚水にリン回収手段にてカルシウムイオンを加えて、この汚水中のリン酸イオンをヒドロキシアパタイトとして晶析させて除去させた。この結果、嫌気槽内の汚水は比較的リン濃度が高いので、この汚水中からのリンを効率良く晶析できる。
【００２６】
請求項７記載の汚水処理装置は、請求項３ないし６いずれか記載の汚水処理装置において、第２の固液分離手段は、嫌気槽内に配設され、この嫌気槽内の汚水を濾過する膜分離手段であり、前記嫌気槽内における膜分離手段の下方に配設され、前記嫌気槽内の汚水の液面の空気よりも酸素含有量の少ない気体を散気して前記膜分離手段を洗浄する第１の散気手段を具備したものである。
【００２７】
そして、嫌気槽内に配設された膜分離手段で嫌気槽内の汚水を濾過し、この嫌気槽内における膜分離手段の下方に配設した第１の散気手段で嫌気槽内の汚水の液面の空気よりも酸素含有量の少ない気体を散気して膜分離手段を洗浄する。この結果、嫌気槽内での汚水の嫌気性処理を維持させつつ、この嫌気槽内の汚水を循環できるとともに、この嫌気槽内の膜分離手段による汚水の固液分離を効率良くできる。
【００２８】
請求項８記載の汚水処理装置は、請求項１なしい７いずれか記載の汚水処理装置において、酸素供給手段は、反応槽の流路内に配設された上下方向に沿った軸方向を有する略筒状の胴体部と、この胴体部内に回転可能に配設され、この胴体部内の汚水を上方から下方へと流出させる回転部と、前記胴体部内における前記回転部より下方に、酸素を含んだ気体を散気する第２の散気手段とを備えたものである。
【００２９】
そして、反応槽の流路内に配設された上下方向に沿った軸方向を有する筒状の胴体部内に回転可能に回転部を配設し、この回転部にて胴体部内の汚水を上方から下方へと流出させる。同時に、この胴体部内における回転部より下方に、酸素を含んだ気体を散気する第２の散気手段を配設して酸素供給手段とした。この結果、反応槽内の汚水の循環流速と酸素供給とが別個に調整可能となるので、この反応槽への負荷に応じて、この反応槽内の汚水への酸素供給量を調整できる。よって、この反応槽内の汚水に酸素溶解量の異なる部分を設けやすくなるので、この反応槽での汚水の生物学的処理をより効率良くできる。
【００３０】
請求項９記載の汚水処理装置は、請求項１ないし８いずれか記載の汚水処理装置において、嫌気槽にて処理された汚水を、反応槽の流路内における酸素溶解量が少ない部分の上流側に供給する複数の供給口を具備したものである。
【００３１】
そして、嫌気槽にて処理された汚水を複数の供給口にて反応槽の流路内における酸素溶解量が少ない部分の上流側に供給する。この結果、反応槽の流路内での汚水の嫌気性処理をより効率良くできるから、この汚水の脱窒反応をより効率良くできる。
【００３２】
請求項１０記載の汚水処理装置は、請求項１ないし９いずれか記載の汚水処理装置において、嫌気槽は、反応槽の流路内に配設されているものである。
【００３３】
そして、反応槽の流路内に嫌気槽を配設することにより、嫌気槽内での汚泥の沈降を防止できるとともに、この嫌気槽内での汚水の流速が確保され、反応槽での過剰な酸素供給による有機物不足を容易に調整できる。
【００３４】
請求項１１記載の汚水処理方法は、無端状の流路内の汚水中に酸素を供給してこの流路内の汚水に酸素溶解量が異なる部分が設けられる反応槽の流路内の汚水における酸素溶存量の少ない部分に、嫌気槽にて嫌気性処理された汚水を流入させるものである。
【００３５】
そして、反応槽の無端状の流路内の汚水中に酸素を供給してこの流路内の汚水に酸素溶解量が異なる部分を設ける。同時に、この反応槽の流路内の汚水における酸素溶存量の少ない部分に、嫌気槽にて嫌気性処理された汚水を流入させる。この結果、反応槽の流路内の汚水における酸素溶存量の少ない部分での嫌気性処理が効率良くなる。よって、この反応槽の流路内の汚水の脱窒処理をより効率良くできる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の汚水処理装置の第１の実施の形態の構成を図１を参照して説明する。
【００３７】
図１において、１は汚水処理装置としての高度処理装置であり、この高度処理装置１はオキシデーションディッチ法を用いている。また、この高度処理装置１は、断面長穴の有底筒状の反応槽としての反応タンクであるオイキシデーションディッチ用のディッチ槽２を備えている。そして、このディッチ槽２内の幅方向における中央部には、このディッチ槽２の長手方向に沿った仕切板３が取り付けられている。この仕切板３の長手方向における両端部は、ディッチ槽２の内側面よりも内側に位置している。また、この仕切板３の両端部とディッチ槽２の内側面との間には、この仕切板３の両側面とディッチ槽２の内側面との間の距離に等しい幅寸法の間隙が形成されている。
【００３８】
すなわち、この仕切板３は、ディッチ槽２の内部に、このディッチ槽２の内側面に沿った無端状の流路としての無終端水路４を形成させる。言い換えると、この無終端水路４は、ディッチ槽２の内側面と仕切板３との間に形成された環状の循環流路である。ここで、この無終端水路４の内部には、所定量の汚水が流入されて貯留されている。そして、ディッチ槽２は、このディッチ槽２の無終端水路４内に貯留された汚水が、この無終端水路４の内周面に沿って所定の流速で循環するように構成されている。また、このディッチ槽２は、このディッチ槽２の無終端水路４内の汚水を好気性処理および嫌気性処理により生物学的に処理する。
【００３９】
さらに、このディッチ槽２の無終端水路４の内部には、この無終端水路４内の汚水を曝気して酸素を供給する酸素供給手段としての曝気装置５が取り付けられている。この曝気装置５は、ディッチ槽２の幅方向における一方の無終端水路４内の長手方向における略中央部に設置されて、この無終端水路４内の汚水中に水没されている。具体的に、この曝気装置５は、ディッチ槽２の無終端水路４内の汚水中への酸素の溶解量を調整して、この無終端水路４内の汚水に酸素溶解量の異なる部分、すなわち好気性の部分である好気性領域Ａと、無酸素状態の部分である嫌気性領域Ｂとを交互に設けさせて、この汚水を生物学的に処理する。
【００４０】
ここで、このディッチ槽２の無終端水路４内における好気性領域Ａは、この無終端水路４における曝気装置５よりも上流側の略半分の領域である。具体的に、この好気性領域Ａは、無終端水路４内の活性汚泥により汚水を好気性処理して浄化する好気的雰囲気である。また、ディッチ槽２内の無終端水路４内における嫌気性領域Ｂは、この無終端水路４内の曝気装置５よりも下流側の酸素溶存量が好気性領域Ｂよりも少ない略半分の領域である。具体的に、この嫌気性領域Ｂは、分子状酸素（Ｏ２）がなく酸素化合物、すなわち硝酸塩（ＮＯ３）などが存在し、無終端水路４内の汚水を生物学的硝化脱窒にて窒素除去する無酸素雰囲気である。なお、この嫌気性領域Ｂは、曝気装置５の直上流部である。また、この嫌気性領域Ｂの最上流部は、季節や日時で生じる流入汚水の量的および質的変化により変動する。
【００４１】
一方、このディッチ槽２の下流側には、このディッチ槽２の無終端水路４内へと汚水を供給して流入させる嫌気槽１１が設置されている。この嫌気槽１１は、略有底円筒状に構成されており、ディッチ槽２の外に設置されている。また、この嫌気槽１１は、この嫌気槽１１内に貯留された汚水を嫌気性微生物により嫌気性処理する。そして、この嫌気槽１１の内部には、この嫌気槽１１内に貯留された汚水を攪拌させて循環させる攪拌手段としての攪拌装置１２が取り付けられている。
【００４２】
そして、この攪拌装置１２は、水中プロペラ型攪拌機などの潜水型攪拌機であり、嫌気槽１１の上部に取り付けられた駆動手段としてのモータ１３を備えている。このモータ１３は、嫌気槽１１内に一端部である下端部が挿入されたシャフト１４の他端部である上端部に接続されており、このシャフト１４を回転駆動させる。そして、このシャフト１４の下端部には、プロペラ１５が取り付けられている。このプロペラ１５は、モータ１３によるシャフト１４の回転駆動によって、水平に回転駆動されて、嫌気槽１１内に貯留された汚水を攪拌させて循環させる。
【００４３】
さらに、この嫌気槽１１の下流側には、この嫌気槽１１内に貯留されて嫌気性処理された汚水を、ディッチ槽２の無終端水路４内へと供給して流入させる汚水供給手段としての汚水移送装置２１が取り付けられている。この汚水移送装置２１は、細長円筒状の汚水供給配管２２を備えており、この汚水供給配管２２の一端側である上流端は、嫌気槽１１の下流側に接続されている。また、この汚水供給配管２２の他端側である下流側は、複数、例えば３個に分岐されており、これら分岐された汚水供給配管２２の下流端のそれぞれが供給口としての送水口２３とされている。
【００４４】
そして、これら各送水口２３は、ディッチ槽２の無終端水路４における嫌気性領域Ｂの上流側に位置している。すなわち、これら各送水口２３は、これら各送水口２３から送水される汚水がディッチ槽２の無終端水路４内における汚水の嫌気性領域Ｂの極力上流部に自然流下で流入されるように構成されている。なお、必要な場合には、汚水供給配管２２にポンプを取り付けて、この汚水供給配管２２の各送水口２３から汚水をポンプアップさせて送水させてもよい。
【００４５】
さらに、この汚水供給配管２２の各送水口２３は、ディッチ槽２の長手方向である、このディッチ槽２の無終端水路４の流路方向Ｃに沿って等間隔に離間されて直線状に並設された状態で、このディッチ槽２の上方に配設されている。また、これら各送水口２３それぞれの基端側の汚水供給配管２２には、これら各送水口２３を開閉させて、これら各送水口２３から送水される汚水の送水量を切り替え可能あるいは調整可能とする開閉手段としてのバルブ２４がそれぞれ取り付けられている。これらバルブ２４は、各送水口２３から送水される汚水を、手動あるいは自動で開閉可能なゲートあるいは弁機構などである。
【００４６】
一方、嫌気槽１１の上流側には、この嫌気槽へと供給されて流入される原水を貯留する貯留槽としての原水槽２６が設置されている。この原水槽２６は、略有底円筒状であり、この原水槽２６内には汚水の原水が供給されて流入されて貯留されている。また、この原水槽２６の下流側には、汚水供給手段としての汚水移送配管２７の一端である上流端が接続されている。そして、この汚水移送配管２７の他端である下流端は、嫌気槽１１の上流側に接続されている。
【００４７】
さらに、ディッチ槽２の下流側には、このディッチ槽２の無終端水路４内で嫌気性処理および好気性処理された汚水を排出させる汚水排出手段としての汚水排出配管３１の一端である上流端が接続されている。具体的に、この汚水排出配管３１の上流端は、ディッチ槽２の無終端水路４内に貯留された汚水の好気性領域Ａの中間部に接続されている。
【００４８】
そして、この汚水排出配管３１の他端である下流端は、ディッチ槽２の無終端水路４内で嫌気性処理および好気性処理された汚水を処理水と返送汚泥とに固液分離する第１の固液分離手段としての沈殿槽である沈殿池３２の上流側に接続されている。この沈殿池３２は、略有底円筒状で、ディッチ槽２の下流側に設置されている。また、この沈殿池３２の底部は、下方に向けて徐々に縮径したロート状に形成されている。そして、この沈殿池３２は、ディッチ槽２の無終端水路４内で生物学的に処理された汚水から固形物としての汚泥を重力分離、すなわち沈殿させて、この汚泥が取り除かれた後の液体を処理水にして、この処理水を下流側から外部へと放出させる。
【００４９】
さらに、この沈殿池３２の底部中央には、汚泥返送手段としての汚泥返送配管３３の一端である下流端が接続されている。この汚泥返送配管３３の他端である下流端は、原水槽２６と嫌気槽１１との間に取り付けられた汚水移送配管２７の中間部に接続されて連結されている。よって、この汚泥返送配管３３は、沈殿池３２内で沈殿して固液分離された汚泥を、汚水移送配管２７を介して嫌気槽１１の上流側に返送して供給させる。なお、この汚泥返送配管３３の下流端を原水槽２６に接続して、沈殿池３２で分離した汚泥を原水槽２６に返送させてもよい。
【００５０】
次に、上記第１の実施の形態の高度処理装置を用いたオキシデーションディッチ法における汚水処理方法について説明する。
【００５１】
まず、汚水は原水として原水槽２６に流入され、この原水槽２６内に貯留される。
【００５２】
そして、この原水槽２６内に貯留された汚水は、汚水移送配管２７を介して嫌気槽１１へと供給されて、この嫌気槽１１内に貯留される。
【００５３】
このとき、この嫌気槽１１内に貯留された汚水は、攪拌装置１２のプロペラ１５の回転により攪拌されて、嫌気槽１１内を循環する。同時に、この嫌気槽１１内に貯留された汚水は、この嫌気槽１１内の汚泥および嫌気性微生物により嫌気性処理される。
【００５４】
この後、この嫌気槽１１内で嫌気性処理された汚水は、汚水供給配管２２へと自然流下し、この汚水供給配管２２の各送水口２３から、ディッチ槽２の無終端水路４内に貯留された汚水の嫌気性領域の上流部へと供給される。
【００５５】
このとき、このディッチ槽２の無終端水路４内に供給されて貯留された汚水は、この無終端水路４内の曝気装置５にて曝気されるとともに、この無終端水路４内を循環する。
【００５６】
この結果、この無終端水路４内における曝気装置５の下流側が好気性領域Ａとなり、この無終端水路４内における曝気装置５の上流側が嫌気性領域Ｂとなる。
【００５７】
そして、この無終端水路４内に貯留された汚水は、この無終端水路４内を循環しながら、この無終端水路４内の好気性領域Ａにて好気性処理されるとともに、この無終端水路４内の嫌気性領域Ｂにて嫌気性処理される。
【００５８】
さらに、ディッチ槽２の無終端水路４内で生物学的処理された汚水は、汚水排出配管３１を介して沈殿池３２へと供給されて、この沈殿池３２内に貯留される。
【００５９】
このとき、この沈殿池３２内に貯留された汚水は、この沈殿池３２内にて汚泥が沈殿して重力分離される。そして、この沈殿池３２内で重力分離された汚泥は、この沈殿池３２の底部から汚泥返送配管３３を介して汚水移送配管２７へと返送されて、嫌気槽１１の上流側へと供給される。
【００６０】
さらに、この沈殿池３２内に貯留された汚水から汚泥が重力分離された後の液体が処理水となり、この処理水は沈殿池３２の下流側から外部へと放出される。
【００６１】
上述したように、上記第１の実施の形態によれば、嫌気槽１１にて嫌気性処理された後の汚水を、ディッチ槽２の無終端水路４内の汚水の嫌気性領域Ｂの上流側に流入させた。この結果、このディッチ槽２の無終端水路４内の特定しにくい嫌気性領域Ｂの上流側に有機物を含有した汚水を供給できる。よって、このディッチ槽２の無終端水路４内の嫌気性領域Ｂで汚水の脱窒反応が効果的に生じるから、この無終端水路４内での汚水の嫌気性処理を効率良くできる。
【００６２】
同時に、このディッチ槽２の無終端水路４内の好気性領域Ａでの酸素溶存量を効率良く上昇できるので、この無終端水路４内での汚水の好気性処理をも効率良くできる。したがって、このディッチ槽２の無終端水路４内に貯留されて循環される汚水の硝化処理および脱窒処理のそれぞれをより効率良くできる。
【００６３】
このとき、嫌気槽１１内にて嫌気性処理された汚水を、汚水供給配管２２の下流側を分岐させて、ディッチ槽２の無終端水路４の流路方向Ｃに沿って離間されて直線状に並設された複数の送水口２３のそれぞれから、ディッチ槽２の無終端水路４内の嫌気性領域Ｂの上流側に送水させた。この結果、このディッチ槽２の無終端水路４内の特定しにくい嫌気性領域Ｂの上流側に、嫌気槽１１にて嫌気性処理されて有機物を含有した汚水を効率良く供給できる。よって、このディッチ槽２の無終端水路４内での汚水の脱窒処理を簡単な構成で確実に効率良くできる。
【００６４】
また、既設のオキシデーションディッチ法を用いた処理施設を利用して、生物学的窒素およびリン除去をする際にも、比較的簡単な設備の改造をするだけで実施できる。
【００６５】
なお、このディッチ槽２の無終端水路４内で汚水の生物学的リン除去をする場合には、このディッチ槽２の無終端水路４内の嫌気性領域Ｂで微生物が有機物を摂取すると同時にリンを放出する。したがって、このディッチ槽２の無終端水路４内の好気性領域Ａで、微生物がリンを過剰に摂取するように構成すればよい。
【００６６】
次に、本発明の第２の実施の形態を図２を参照して説明する。
【００６７】
この図２に示す高度処理装置１は、基本的には図１に示す高度処理装置１と同様であるが、制御手段としての制御装置４１を設け、この制御装置４１にて汚泥返送配管３３を介して沈殿池３２から嫌気槽１１へと返送される汚泥の返送量を調整したものである。
【００６８】
そして、この制御装置４１は、汚泥返送配管３３にて嫌気槽１１へと返送される汚泥の流量や濃度を測定する汚泥流量測定手段としての返送汚泥流量計である濃度計４２を備えている。この濃度計４２は、汚泥返送配管３３の下流側に取り付けられている。また、この濃度計４２は、制御装置４１にて制御されて汚泥返送配管３３を介した汚泥の返送量や、この汚泥の濃度などを計測する。
【００６９】
さらに、この汚泥返送配管３３には、この汚泥返送配管３３による汚泥の返送量を調整する汚泥移送手段としての返送汚泥ポンプ４３が取り付けられている。この返送汚泥ポンプ４３は、汚泥返送配管３３における濃度計４２の上流側に取り付けられている。そして、この返送汚泥ポンプ４３は、この返送汚泥ポンプ４３により汚泥返送配管３３を介した汚泥の返送量が制御装置４１により制御されている。
【００７０】
また、原水槽２６と嫌気槽１１との間の汚水移送配管２７には、この汚水移送配管２７を介して原水槽２６から嫌気槽１１へと供給される汚水の流量を測定する汚水流量測定手段としての原水流量計４４が取り付けられている。よって、制御装置４１は、原水流量計４４にて計測される嫌気槽１１への汚水の流量値と、濃度計４２にて計測される嫌気槽１１への汚水の流量値とのそれぞれに基づいて返送汚泥ポンプ４３の回転数や吐出側の図示しない自動弁などを制御して、この返送汚泥ポンプ４３による汚泥の返送量を調整する。
【００７１】
すなわち、オキシデーションディッチによる処理方法が適用されている汚水処理場では、原水の質的および量的に季節や日間の変動が大きい。このため、ディッチ槽２と嫌気槽１１とを組み合わせて、この嫌気槽１１にて生物学的にリンを放出させる場合には、この嫌気槽１１でのリンの放出には有機物が必要であるが、この嫌気槽１１への汚水の供給量の変動が大きいと、この嫌気槽１１内に貯留される汚水中からのリンの放出のために生化学的酸素要求量（Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｏｘｙｇｅｎ Ｄｅｍａｎｄ：ＢＯＤ）が不足してしまうおそれがある。
【００７２】
また、この嫌気槽１１に沈殿池３２で重力分離した汚泥を返送することにより、この嫌気槽１１での汚水からのリンの放出と、ディッチ槽２の無終端水路４内の好気性領域Ａでのリンの過剰摂取とを可能にする微生物が訓養される。さらに、沈殿池３２から返送される汚泥には、リンを除去する微生物以外にＢＯＤを摂取する微生物も存在しているため、嫌気槽１１内においてリンを放出させるために必要なＢＯＤ源が不足してしまう。
【００７３】
このため、嫌気槽１１へと供給される汚水の供給量を原水流量計４４で計測しつつ、この嫌気槽１１へと返送される汚泥の流量を濃度計４２で計測し、これら原水流量計４４および濃度計４２それぞれの計測値に基づいて、制御装置４１にて返送汚泥ポンプ４３による嫌気槽１１への汚泥、すなわち微生物の返送量を調整することにより、この嫌気槽１１への適正な汚泥の返送量を保つことができる。よって、この嫌気槽１１内に貯留される汚水のＢＯＤが過剰に減少することを調整できるから、この嫌気槽１１でのリン放出磯能を維持できる。
【００７４】
この結果、この嫌気槽１１での汚水の嫌気性処理やリン除去のために必要な汚泥の返送量を調整できるから、この嫌気槽１１への汚水の供給量の日間変動が大きい場合や、この嫌気槽１１へと返送される汚泥の微生物量が多い場合などでも、この嫌気槽１１での汚水の嫌気性処理やリン除去などの生物学的処理を確実に効率良くできる。このとき、制御装置４１で、実際に返送されている汚泥の返送量や濃度などを濃度計４２にて計測し、この汚泥の返送量が適性であるかの情報も加味することにより、嫌気槽１１への汚泥の返送量の制御がより適性にできる。
【００７５】
次に、本発明の第３の実施の形態を図３を参照して説明する。
【００７６】
この図３に示す高度処理装置１は、基本的には図１に示す高度処理装置１と同様であるが、嫌気槽１１にて処理された汚水を第２の固液分離手段としての固液分離装置５１で汚泥を固液分離した後の汚水をディッチ槽２の無終端水路４内の嫌気性領域Ｂへと供給させて流入させたものである。
【００７７】
そして、この固液分離装置５１は、嫌気槽１１内の嫌気性微生物を含んだ汚水を固液分離する。すなわち、固液分離装置５１は、嫌気槽１１にて嫌気性処理などされた後の汚水が供給され、この汚水から固液分としての固形物である汚泥を固液分離する。そして、この固液分離装置５１にて固液分離された汚泥は、この汚泥を可溶化させてＢＯＤ源を生成させる可溶化手段としての可溶化槽５２へと供給される。
【００７８】
この可溶化槽５２は、固液分離装置５１にて固液分離された後の汚泥の少なくとも一部を可溶化させて、この汚泥から微生物が分解可能な有機物を溶出させたり、この汚泥を微生物が分解可能となるまで分解させる。さらに、この可溶化槽５２にて可溶化された汚泥は、嫌気槽１１へと返送されて、この嫌気槽１１内に供給され、この嫌気槽１１内での汚水の嫌気性処理やリン除去のためのＢＯＤ源として利用される。
【００７９】
また、固液分離装置５１にて固液分離された汚泥のうち、可溶化槽５２にて可溶化されない汚泥は、この可溶化槽５２へと供給されずに、余剰汚泥として外部へと引き抜かれて放出される。ここで、固液分離装置５１にて固液分離した汚泥の全部を、可溶化槽５２へと供給して、この可溶化槽５２にて可溶化させてもよい。
【００８０】
この結果、嫌気槽１１にて嫌気性処理などされた汚水から固液分離装置５１にて汚泥を固液分離し、この汚泥を可溶化槽５２にて可溶化させて、嫌気槽１１でのリンの放出の際に必要なＢＯＤ源を生成させてから、この汚泥を嫌気槽１１へと返送して添加させることにより、この嫌気槽１１での汚水のリン除去に必要なＢＯＤ源を供給できる。
【００８１】
したがって、この嫌気槽１１におけるリン放出の有機物不足を捕捉できるので、この嫌気槽１１での汚水のリン除去をより効率良くできる。また、この嫌気槽１１でリン除去をすることにより、この嫌気槽１１内に生成される汚泥のリン含有量を少なくできるから、この汚泥を可溶化槽５２にて可溶化させた際にリンの発生量が少なくなり、ディッチ槽２でのリン負荷の増加を抑制できる。
【００８２】
また、固液分離装置５１にて固液分離された後の汚泥を可溶化槽５２へと供給する前の工程で、この可溶化槽５２での汚泥の可溶化量に応じて、この汚泥の一部を余剰汚泥として引き抜いた。この結果、嫌気槽１１での汚泥の発生量を減少できるとともに、この嫌気槽１１内にて成形される嫌気性汚泥を処理する際に生じるリンの放出量も少なくできるから、この嫌気槽１１へと返送される汚泥による汚水負荷への影響などの障害を少なくできる。
【００８３】
なお、必要な場合には、可溶化槽５２にて可溶化された汚泥を、ディッチ槽２の無終端水路４内に貯留された汚水の嫌気性領域Ｂに供給させて、このディッチ槽２の無終端水路４の嫌気性領域Ｂでの汚水の脱窒反応に利用することもできる。
【００８４】
次に、本発明の第４の実施の形態を図４を参照して説明する。
【００８５】
この図４に示す高度処理装置１は、基本的には図３に示す高度処理装置１と同様であるが、固液分離装置５１にて汚泥を固液分離した後の汚水中のリンを、リン回収手段としてのリン回収装置５６にて回収させたものである。ここで、このリン回収装置５６にてリンが回収された後の汚水は、脱リン水とされて、ディッチ槽２の無終端水路４内の好気性領域Ａへと供給され、このディッチ槽２の無終端水路４内で処理される。
【００８６】
また、このリン回収装置５６には、固液分離装置５１にて固液分離された後の分離水である汚水が供給されて、この汚水中のリンをアパタイト晶析法によりリン回収物であるヒドロキシアパタイトとして固定させて回収する。具体的に、このリン回収装置５６は、固液分離装置５４にて汚泥が分離された後の液体である汚水にカルシウムイオンを加えて、この汚水中のリン酸イオンをヒドロキシアパタイトとして晶析させて除去して、この汚水の脱リンをする。
【００８７】
この結果、嫌気槽１１にて処理された後の汚水は比較的リンの濃度が高いので、この嫌気槽１１にて処理された汚水から固液分離装置５１にて固液分離された汚水に、リン回収装置５６にてカルシウムイオンを加えて、この汚水中のリン酸イオンをヒドロキシアパタイトとして晶析させて除去させた。よって、ディッチ槽２にて処理する前の段階で、汚水からリンを効率良く晶析させて回収できる。
【００８８】
このとき、リン回収装置５６にて回収した晶析物であるヒドロキシアパタイトは純度が高く、このリン回収装置５６はリン回収技術として位置付けられている。このため、このリン回収装置５６にて回収したヒドロキシアパタイトをそのまま肥料として利用することも可能である。
【００８９】
次に、本発明の第５の実施の形態を図５を参照して説明する。
【００９０】
この図５に示す高度処理装置１は、基本的には、図４に示す高度処理装置１と同様であるが、固液分離装置５１を浸漬膜方式として、この固液分離装置５１を上側が閉塞されて密閉された嫌気槽１１内に収納させたものである。
【００９１】
そして、この固液分離装置５１は、嫌気槽１１内の汚水を膜分離にて濾過する膜分離手段としての膜分離装置である。また、嫌気槽１１内における固液分離装置の下方には、この固液分離装置５１の図示しない浸漬膜を洗浄して、この浸漬膜の目詰まりなどを防止する第１の散気手段としての散気装置６１が配設されている。
【００９２】
この散気装置６１は、嫌気槽１１外に設置された送気手段としてのブロワ６２に接続されており、このブロワ６２から吐出されて供給される気体としてのガスを嫌気槽１１内に散気させる。すなわち、このブロワ６２は、嫌気槽１１内の汚水の液面状の空気よりも酸素含有量が少ないガスを収集して吐出させて、このガスを散気装置６１から固液分離装置５１の浸透膜の下方に散気して、この浸漬膜を洗浄し、この浸漬膜の閉塞を防止する。
【００９３】
この結果、嫌気槽１１内の汚水の脱リン対象水を抽出する方法の一つとして、固液分離装置５１を浸漬膜方式の膜分離装置とし、この固液分離装置５１を、上側が閉塞されて密閉された嫌気槽１１内に浸漬させるとともに、この嫌気槽１１内に散気装置６１を取り付けて、この散気装置６１にて嫌気槽１１内の汚水の液面状の酸素含有量の少ないガスを固液分離装置５１の浸漬膜に散気させた。
【００９４】
このため、この散気装置６１からのガスの散気により固液分離装置５１の浸漬膜が洗浄されて、この浸漬膜の目詰まりを防止できる。よって、この嫌気槽１１内での固液分離装置５１による膜分離を効率良くできるとともに、この嫌気槽１１内の汚水を循環させて攪拌できるので、この嫌気槽１１内の攪拌装置１２を小さく、さらには不要にできる。
【００９５】
さらに、この嫌気槽１１の上側を閉塞して密閉させ、この嫌気槽１１内の汚水の液面上に充満した酸素溶存量の少ないガスを、この嫌気槽１１内の汚水に散気装置６１にて散気させた。このため、この嫌気槽１１内での汚水の嫌気性処理を効率良くを維持しつつ、この嫌気槽１１内の汚水を循環させて攪拌できる。また、固液分離装置５１を嫌気槽１１内に浸漬させたため、この固液分離装置５１を設置する敷地が不要となる。
【００９６】
次に、本発明の第６の実施の形態を図６を参照して説明する。
【００９７】
この図６に示す高度処理装置１は、基本的には図５に示す高度処理装置１と同様であるが、ディッチ槽２の無終端水路４内を階段状の仕切体としての間仕切り壁６６にて仕切り、この間仕切り壁６６上に曝気装置５を設置させたものである。
【００９８】
そして、この間仕切り壁６６は、ディッチ槽２の無終端水路４内を、この無終端水路４の流路方向Ｃに対して閉塞し、この無終端水路４の幅方向に沿って取り付けられている。ここで、この間仕切り壁６６は、ディッチ槽２の無終端水路４内における嫌気性領域Ｂの下流側と好気性領域Ａの上流側とを仕切る仕切り板である。すなわち、この間仕切り壁６６よりも下流側の無終端水路４内が好気性領域Ａとなり、この間仕切り壁６６よりも上流側の無終端水路４内が嫌気性領域Ｂとなる。
【００９９】
さらに、この間仕切り壁６６は、ディッチ槽２の無終端水路４内の上側を閉塞する矩形平板状の上側閉塞板６７を備えている。この上側閉塞板６７は、ディッチ槽２の無終端水路４の幅方向および上下方向のそれぞれに平面方向を沿わせた状態で取り付けられており、この無終端水路４内における上側の約３分の２の閉塞している。
【０１００】
また、この上側閉塞板６７の下端縁には、ディッチ槽２の無終端水路４の流路方向Ｃに沿った平面方向を有する矩形平板状の載置板６８の一端縁が取り付けられている。この載置板６８は、ディッチ槽２の無終端水路４内における上側閉塞板６７の上流側に取り付けられており、このディッチ槽２の無終端水路４内の一部を水平に閉塞している。
【０１０１】
さらに、この載置板６８の他端縁には、ディッチ槽２の無終端水路４の下側の約３分の１を閉塞する矩形平板状の下側閉塞板６９の上端縁が接続されている。この下側閉塞板６９は、上側閉塞板６７の平面方向に沿った平面方向を有している。また、この下側閉塞板６９は、ディッチ槽２の無終端水路４内における上側閉塞板６７の上流側に取り付けられている。したがって、このディッチ槽２の無終端水路４の内部は、間仕切り壁６６によって、この無終端水路４の流路方向Ｃに向けて階段状に閉塞されている。
【０１０２】
そして、この間仕切り壁６６の載置板６８上には、いわゆるドラフトチューブ型あるいは軸流ポンプ型である曝気装置５が設置されている。この曝気装置５は、上下方向に沿った軸方向を有する略円筒状の胴体部としてのドラフトチューブ７１を備えている。このドラフトチューブ７１は、下端部が間仕切り壁６６の載置板６８上に接続されており、ディッチ槽２の無終端水路４内に配設されている。
【０１０３】
ここで、この間仕切り壁６６の載置板６８の中央部には、ドラフトチューブ７１の下端部をディッチ槽２の無終端水路４の好気性領域Ａに連通させる図示しない開口部としての貫通孔が形成されている。この貫通孔は、ドラフトチューブ７１の内径寸法に略等しい内径寸法を有している。また、このドラフトチューブ７１の上端側には、このドラフトチューブ７１の軸方向に沿って上側に向けて拡開した拡開部としての拡径開口部７２が形成されている。
【０１０４】
そして、このドラフトチューブ７１の内部には、このドラフトチューブ７１内に酸素を供給する第２の散気手段としての円環状の散気管７３が取り付けられている。この散気管７３は、ドラフトチューブ７１内において、このドラフトチューブ７１の同心状に取り付けられている。また、この散気管７３は、ディッチ槽２の無終端水路４よりも上方に設置された送風手段である酸素供給ブロワ７４から吐出される酸素を含んだ気体であるガスが供給されて、この空気をディッチ槽２の無終端水路４内の汚水に散気する。
【０１０５】
具体的に、この散気管７３は、酸素供給ブロワ７４から吐出されて供給される酸素を含んだガスをドラフトチューブ７１の内部に散気させて、このガス中の酸素を汚水中に溶解させて、この酸素が溶解された汚水を、ドラフトチューブ７１の内部から間仕切り壁６６の貫通孔を介して、ディッチ槽２の無終端水路４内の好気性領域Ａへと循環させる。
【０１０６】
一方、このドラフトチューブ７１の上方には、駆動手段としての駆動装置７５が設置されている。この駆動装置７５は、ディッチ槽２の無終端水路４よりも上方に取り付けられた矩形平板状の設置台７６上に設置されている。そして、この駆動装置７５は、一端部である下端部がドラフトチューブ７１内へと挿入されたシャフトとしての回転軸である細長円柱状の主軸７７の他端部である上端部が接続されている。この主軸７７は、駆動装置７５にて周方向に向けて回転駆動される。
【０１０７】
ここで、この主軸７７は、ドラフトチューブ７１の中心部に同心状である軸心上に挿入されて配設されている。そして、この主軸７７の下端部には、ドラフトチューブ７１内の汚水を下方へと送水させて、ディッチ槽２の無終端水路４内の汚水を循環させる回転部としての送水手段であるインペラ７８が取り付けられている。このインペラ７８は、ドラフトチューブ７１内において、このドラフトチューブ７１の径方向に沿って回転可能に配設されている。そして、このインペラ７８は、駆動装置７５による主軸７７の回転駆動により、ドラフトチューブ７１内の汚水を上方から下方へと流出させる。
【０１０８】
また、このインペラ７８は、ドラフトチューブ７１内において散気管７３の上方である上流側に設置されている。言い換えると、この散気管７３は、ドラフトチューブ７１内におけるインペラ７８よりも下方である下流側に設置されている。したがって、このインペラ７８は、このインペラ７８の回転により散気管７３から散気されるガスを剪断して、このガスをドラフトチューブ７１内の汚水に溶解させつつ、このインペラ７８の回転による送水力によりドラフトチューブ７１内の汚水をディッチ槽２の無終端水路４内における好気性領域Ａへと循環させて、このディッチ槽２の無終端水路４内の汚水の循環流を形成させる。
【０１０９】
この結果、ディッチ槽２の無終端水路４内に設置した曝気装置５のドラフトチューブ７１内に、このドラフトチューブ７１内の汚水を下方へと流出させるインペラ７８を回転可能に配設するとともに、このドラフトチューブ７１内におけるインペラ７８の下方に、このドラフトチューブ７１内の汚水に酸素を含んだガスを散気する散気管７３を配設して、この曝気装置５の送水機構と散気機構とを別個に構成した。
【０１１０】
したがって、これらインペラ７８の回転速度および散気管７３からのガスの散気量を調整することにより、ディッチ槽２の無終端水路４内での汚水の循環流速と酸素供給とのそれぞれが別個に調整可能となる。このため、このディッチ槽２の無終端水路４内に貯留される汚水負荷に応じて、このディッチ槽２の無終端水路４内の汚水への酸素供給量を調整できる。
【０１１１】
よって、ドラフトチューブ７１内でのインペラ７８の回転による汚水の送水とは別に、散気管７３から汚水に酸素供給ができるので、曝気装置５が１台だけであっても、ディッチ槽２の無終端水路４内へと流入される汚水の水量や水質の変動に関わらず、このディッチ槽２の無終端水路４内に好気性領域Ａと嫌気性領域Ｂとを交互に形成できる。
【０１１２】
このため、このディッチ槽２の無終端水路４内の汚水に酸素溶解量の異なる好気性領域Ａと嫌気性領域Ｂとを時間的あるいは空間的に容易に形成できるから、このディッチ槽２の無終端水路４内での汚水の生物学的硝化脱窒処理をより効率良く容易にできる。
【０１１３】
また、このディッチ槽２の無終端水路４内を階段状の間仕切り壁６６にて間仕切り、この間仕切り壁６６上に設置した曝気装置５にて無終端水路４内の汚水を循環させたことにより、この無終端水路４の底部での汚水の流速を確保できる。よって、この無終端水路４内での汚水の循環をより確実にでき、この無終端水路内での汚泥の堆積などを防止できるから、この無終端水路４内での汚水の生物学的硝化脱窒処理をより確実に効率良くできる。
【０１１４】
次に、本発明の第７の実施の形態を図７を参照して説明する。
【０１１５】
この図７に示す高度処理装置１は、基本的には図６に示す高度処理装置１と同様であるが、ディッチ槽２の無終端水路４内を間仕切り壁６６にて仕切らずに、この無終端水路４内に設置された曝気装置５のドラフトチューブ７１の下端側を延出させて、このドラフトチューブ７１の下端側をディッチ槽２の無終端水路４の流路方向Ｃにおける下流側に向けて９０゜湾曲させたものである。
【０１１６】
そして、この曝気装置５のドラフトチューブ７１の下端側は、ディッチ槽２の無終端水路４内の底部近傍まで突出している。また、このドラフトチューブ７１の下端側は、無終端水路４の下流側に向けてエルボ状に湾曲している。すなわち、このドラフトチューブ７１は、このドラフトチューブ７１内のインペラ７８を回転させることにより、このドラフトチューブ７１の上側から内部に流入した汚水が流れる方向を水平方向に変換して、ディッチ槽２の無終端水路４内の汚水に循環流を形成させる。
【０１１７】
この結果、ディッチ槽２の無終端水路４内に設置した曝気装置５のドラフトチューブ７１内のインペラ７８を回転させることにより、このドラフトチューブ７１内の汚水が、ディッチ槽２の無終端水路４の下流側に向けて送水されて、この無終端水路４内の汚水に循環流が形成されるので、上記第８の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【０１１８】
次に、本発明の第８の実施の形態を図８を参照して説明する。
【０１１９】
この図８に示す高度処理装置１は、基本的には図７に示す高度処理装置１と同様であるが、ディッチ槽２の無終端水路４の内部に嫌気槽１１を設置させたものである。
【０１２０】
そして、この嫌気槽１１は、断面細長矩形状の略有底角柱状であり、ディッチ槽２の無終端水路４の流路方向Ｃに長手方向を沿わせた状態で、この無終端水路４内における嫌気性領域Ｂの略中間部に配設されている。また、この嫌気槽１１は、この嫌気槽１１の幅方向における一側面をディッチ槽２の無終端水路４内の仕切板３の一側面に接触させた状態で、この無終端水路４内に形成されている。さらに、この嫌気槽１１は、ディッチ槽２の無終端水路４における一方の水路の幅寸法の約２分の１程度の幅寸法を有している。
【０１２１】
また、この嫌気槽１１の長手方向における一端側である上流側には、ディッチ槽２の無終端水路４内を循環する汚水が流入される開口部としての細長矩形状の流入口８１が形成されている。この流入口８１は、嫌気槽１１の上流側の側面の下部に設けられている。また、この流入口８１は、ディッチ槽２の無終端水路４の底部近傍を循環する汚水の下層部分が流入するように構成されている。
【０１２２】
さらに、この嫌気槽１１の長手方向における他端側である下流側には、この嫌気槽１１内にて嫌気性処理などされた汚水が流出される開口部としての細長矩形状の流出口８２が形成されている。この流出口８２は、嫌気槽１１の下流側の側面の上部に設けられている。また、この流出口８２は、嫌気槽１１内にて嫌気性処理などされた汚水の上層部分が、この嫌気槽１１の内部からディッチ槽２の無終端水路４内へと流出するように構成されている。
【０１２３】
この結果、このディッチ槽２の無終端水路４内に嫌気槽１１を設置させたため、このディッチ槽２の無終端水路４内での汚水の循環を利用して、嫌気槽１１の底部での汚水の流速を容易に確保でき、この嫌気槽１１内の汚水を攪拌できる。このため、この嫌気槽１１内での汚泥の沈降を防止できるとともに、ディッチ槽２の無終端水路４内の汚水への過剰な酸素供給による有機物不足を容易に調整できる。
【０１２４】
同時に、嫌気槽１１の底部での汚水の流速を確保するためには、ディッチ槽２の無終端水路４内に設置された曝気装置５のインペラ７８の回転数を変化させることにより対応できる。また、このディッチ槽２の無終端水路４内へと供給される汚水の水量や水質の変動に対しては、酸素供給ブロワ７４からの酸素の送気量を変化させることにより対応できる。
【０１２５】
さらに、汚水を供給する際や、汚泥を返送する際の送水力を利用して、嫌気槽１１内の汚水を攪拌させてもよい。なお、必要な場合には、この嫌気槽１１の内部に最低限の攪拌装置１２を取り付けて、この嫌気槽１１内の汚水を攪拌させてもよい。また、沈殿池３２からの汚泥の返送を嫌気槽１１ではなく原水槽２６へと返送させて、嫌気槽１１でのリン放出の負荷を軽減させてもよい。
【０１２６】
【発明の効果】
請求項１記載の汚水処理装置によれば、反応槽の無端状の流路内の汚水中に酸素供給手段にて酸素を供給して、この流路内の汚水に酸素溶解量の異なる部分を設けさせるとともに、この反応槽の流路内の汚水における酸素溶存量の少ない部分に、汚水を嫌気性処理する嫌気槽にて嫌気性処理された汚水を流入させることにより、反応槽の流路内の汚水における酸素溶存量の少ない部分での嫌気性処理を効率良くできるので、この反応槽の流路内の汚水の脱窒処理をより効率良くできる。
【０１２７】
請求項２記載の汚水処理装置によれば、反応槽にて処理された汚水を第１の固液分離手段にて処理水と汚泥とに固液分離し、この固液分離された汚泥を嫌気槽の内部あるいは上流側のいずれかに返送する際に、嫌気槽への汚水の流量を制御手段にて測定し、この嫌気槽へと返送される汚泥の流量を調整することにより、嫌気槽内での汚水の処理に必要な汚泥の返送量を調整できるので、この嫌気槽への汚水の供給量の変動が大きい場合でも、この嫌気槽での汚水の処理を効率良くできる。
【０１２８】
請求項３記載の汚水処理装置によれば、嫌気槽内の嫌気性微生物を含んだ汚水を第２の固液分離手段にて固液分離した後、この第２の固液分離手段にて固液分離した固形物の少なくとも一部から、微生物が分解可能な有機物を可溶化手段にて溶出させ、この可溶化手段にて有機物が溶出された後の汚水を嫌気槽および反応槽のいずれかに供給することにより、これら嫌気槽および反応槽のいずれかでの汚水の処理に必要な有機物を供給できるから、これら嫌気槽および反応槽いずれかでの汚水処理をより効率良くできる。
【０１２９】
請求項４記載の汚水処理装置によれば、第２の固液分離手段にて分離した固形物の少なくとも一部を微生物が分解可能となるまで可溶化手段で分解することにより、この可溶化手段にて分解された後の汚水の嫌気槽および反応槽のいずれかへの供給で、これら嫌気槽および反応槽のいずれかでの汚水の処理に必要な有機物を供給できるから、これら嫌気槽および反応槽いずれかでの汚水処理をより効率良くできる。
【０１３０】
請求項５記載の汚水処理装置によれば、第２の固液分離手段にて分離した固形物の一部を排出させ、この固形物の残りを可溶化手段にて処理させることにより、第２の固液分離手段にて分離した固形物の発生量を減量でき、反応槽および嫌気槽のいずれかへの固形物の供給量を減量できる。
【０１３１】
請求項６記載の汚水処理装置によれば、嫌気槽内の嫌気性微生物を含んだ排水を第２の固液分離手段にて固液分離した後、この第２の固液分離手段にて固形物が分離された汚水にリン回収手段にてカルシウムイオンを加えて、この汚水中のリン酸イオンをヒドロキシアパタイトとして晶析させて除去させることにより、嫌気槽内の汚水は比較的リン濃度が高いから、この汚水中からのリンを効率良く晶析できる。
【０１３２】
請求項７記載の汚水処理装置によれば、嫌気槽内に配設された膜分離手段で嫌気槽内の汚水を濾過し、この嫌気槽内における膜分離手段の下方に配設した第１の散気手段で嫌気槽内の汚水の液面の空気よりも酸素含有量の少ない気体を散気して膜分離手段を洗浄することにより、嫌気槽内での汚水の嫌気性処理を維持させつつ、この嫌気槽内の汚水を循環でき、この嫌気槽内の膜分離手段による汚水の固液分離を効率良くできる。
【０１３３】
請求項８記載の汚水処理装置によれば、反応槽の流路内に配設された上下方向に沿った軸方向を有する筒状の胴体部内に回転可能に回転部を配設し、この回転部にて胴体部内の汚水を上方から下方へと流出させると同時に、この胴体部内における回転部より下方に、酸素を含んだ気体を散気する第２の散気手段を配設して酸素供給手段としたことにより、反応槽内の汚水の循環流速と酸素供給とが別個に調整可能となるので、この反応槽への負荷に応じて、この反応槽内の汚水への酸素供給量を調整でき、この反応槽内の汚水に酸素溶解量の異なる部分を設けやすくなるから、この反応槽での汚水の生物学的処理をより効率良くできる。
【０１３４】
請求項９記載の汚水処理装置によれば、嫌気槽にて処理された汚水を複数の供給口にて反応槽の流路内における酸素溶解量が少ない部分の上流側に供給することにより、反応槽の流路内での汚水の嫌気性処理をより効率良くできるから、この汚水の脱窒反応をより効率良くできる。
【０１３５】
請求項１０記載の汚水処理装置によれば、反応槽の流路内に嫌気槽を配設することにより、嫌気槽内での汚泥の沈降を防止でき、この嫌気槽内での汚水の流速を確保できるから、反応槽での過剰な酸素供給による有機物不足を容易に調整できる。
【０１３６】
請求項１１記載の汚水処理方法によれば、反応槽の無端状の流路内の汚水中に酸素を供給してこの流路内の汚水に酸素溶解量が異なる部分を設けると同時に、この反応槽の流路内の汚水における酸素溶存量の少ない部分に、嫌気槽にて嫌気性処理された汚水を流入させることにより、反応槽の流路内の汚水における酸素溶存量の少ない部分での嫌気性処理を効率良くできるので、この反応槽の流路内の汚水の脱窒処理をより効率良くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の汚水処理装置の第１の実施の形態を示す概略説明図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の汚水処理装置を示す概略説明図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態の汚水処理装置を示す概略説明図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態の汚水処理装置を示す概略説明図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態の汚水処理装置を示す概略説明図である。
【図６】本発明の第６の実施の形態の汚水処理装置の一部を示す概略説明図である。
【図７】本発明の第７の実施の形態の汚水処理装置の一部を示す概略説明図である。
【図８】本発明の第８の実施の形態の汚水処理装置を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１ 汚水処理装置としての高度処理装置
２ 反応槽としてのディッチ槽
４ 流路としての無終端水路
５ 酸素供給手段としての曝気装置
１１ 嫌気槽
２３ 供給口としての送水口
３２ 第１の固液分離手段としての沈殿池
４１ 制御手段としての制御装置
５１ 第２の固液分離手段としての固液分離装置
５２ 可溶化手段としての可溶化槽
５６ リン回収手段としてのリン回収装置
６１ 第１の散気手段としての散気装置
７１ 胴体部としてのドラフトチューブ
７３ 第２の散気手段としての散気管
７８ 回転部としてのインペラ
【発明の属する技術分野】
本発明は、反応槽の無端状の流路内の汚水に酸素溶解量が異なる部分を設ける汚水処理装置および汚水処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の汚水処理装置は、オキシデーションディッチを用いた汚水処理方法が用いられており、小規模な汚水、特に下水などの生活排水処理法の代表的なものの一つであり、大都市ではなく中小市町村などで広く採用されている。
【０００３】
そして、この汚水処理装置は、汚水である原水が流入される原水槽を備えており、この原水槽に流入された原水はポンプアップされて、無端状の流路を有する反応槽であるオキシデーションディッチ用のディッチ槽の流路内へと流入される。また、このディッチ槽の流路内には、活性汚泥が流入される。そして、このディッチ槽の流路内へと流入された原水は、活性汚泥により浄化されてから汚泥と処理水とに重力分離されて、この処理水が放出される。
【０００４】
近年、閉鎖性水域の富栄養化の問題により、窒素およびリンの除去を行う高度処理化が、廃水処理施設でも要望されている。窒素除去である従来のオキシデーションディッチ法を用いた汚水処埋方法による処理では、ディッチ槽の内部を時間的または空間的に好気的雰囲気と、分子状酸素Ｏ２はないが酸素化合物ＮＯ３硝酸などが存在する状態である無酸素雰囲気とにして生物学的硝化脱窒にて窒素除去している。
【０００５】
具体的には、ディッチ槽内の散気装置への送風を間欠にしたり、このディッチ槽の循環水路長を長くしたりする。または、このディッチ槽に設置した２台の曝気装置のうちの一台を、このディッチ槽内に水没させたりするなどがある。
【０００６】
また、リンの除去としては、通常は積極的に除去していないが、オキシデーションディッチを用いた汚水処埋方法による処理にてリンを除去する場含には、ディッチ槽の流路内の汚水中にＰＡＣ（Ｐｏｌｙ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ）などの凝集剤を添加して、この汚水中のＰＯ４ ３−−Ｐを凝集汚泥として除去する。
【０００７】
そして、この種のオキシデーションディッチを用いた汚水処埋方法は、オキシデーションディッチ用のディッチ槽の流路よりも上流側に、流量調整槽として機能する嫌気槽が設けられている。この嫌気槽は、分子状酸素Ｏ２および酸素化合物であるＮＯ３硝酸などもない完全嫌気槽とされている。そして、この嫌気槽に原水と返送汚泥とを流入させて、この活性汚泥からリンを放出させる。この後、ディッチ槽の流路内でリンの過剰摂取をして、生物学的脱リンをしている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
また、この種のオキシデーションディッチを用いた汚水処埋方法は、オキシデーションディッチ用のディッチ槽の上流側である前段に、嫌気槽として作用するリン放出槽を設けている。そして、これらディッチ槽の流路およびリン放出槽のそれぞれに流出入する汚水である原水を連携させて、この原水の生物学的脱リンをしている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平７−２９００８３号公報（第２−３頁、図１）
【００１０】
【特許文献２】
特開２００２−１８６９８９号公報（第３−６頁、図１）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載されたオキシデーションディッチを用いた汚水処埋方法では、ディッチ槽の流路内へと流入する汚水の流量を正確に調整したり、このディッチ槽の流路内へと流入される前の汚水を完全嫌気状態にするためには、嫌気槽の内部容量を大きくせざるを得ない。また、この嫌気槽へと流入する汚水の昼夜間での大幅な流量変動に伴って、この汚水中の有機物が過不足してしまうから、この汚水のリン除去が不安定となってしまう。
【００１２】
また、上記特許文献２に記載されたオキシデーションディッチを用いた汚水処埋方法では、リン放出槽からディッチ槽の流路内に有機物を含有した工程水を導入させて、有機物の不足を補っているが、この有機物を含有した工程水を導入する位置が、ディッチ槽の流路内に設置された曝気装置よりも下流側、すなわち有機物を除去した直後である。このため、曝気装置により汚水中に溶け込んだ溶存酸素がリン放出槽へと引き込まれてしまうおそれがあるので、ディッチ槽の流路内での汚水の処理が効率良くない。同時に、リン放出槽の内部に水中プロペラ型攪拌機などの潜水型攪拌機が必要であるから、汚水からリンを回収するための装置が大型であるという問題を有している。
【００１３】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、反応槽での汚水の処理をより効率良くできる汚水処理装置および汚水処理方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の汚水処理装置は、汚水が貯留される無端状の流路、およびこの流路内に配設されこの流路内の汚水中に酸素を供給してこの流路内の汚水に酸素溶解量が異なる部分を設けさせる酸素供給手段を備えた反応槽と、この反応槽の流路内の汚水における酸素溶存量の少ない部分に流入される汚水を嫌気性処理する嫌気槽とを具備したものである。
【００１５】
そして、反応槽の無端状の流路内の汚水中に酸素供給手段にて酸素を供給して、この流路内の汚水に酸素溶解量の異なる部分を設けさせる。さらに、この反応槽の流路内の汚水における酸素溶存量の少ない部分に、汚水を嫌気性処理する嫌気槽にて嫌気性処理された汚水を流入させる。この結果、反応槽の流路内の汚水における酸素溶存量の少ない部分での嫌気性処理が効率良くなる。よって、この反応槽の流路内の汚水の脱窒処理をより効率良くできる。
【００１６】
請求項２記載の汚水処理装置は、請求項１記載の汚水処理装置において、反応槽にて処理された汚水を処理水と汚泥とに固液分離し、この固液分離した汚泥を嫌気槽の内部あるいは上流側のいずれかに返送する第１の固液分離手段と、前記嫌気槽への汚水の流量を測定して、この嫌気槽へと返送される汚泥の流量を調整する制御手段と具備したものである。
【００１７】
そして、反応槽にて処理された汚水を第１の固液分離手段にて処理水と汚泥とに固液分離し、この固液分離された汚泥を嫌気槽の内部あるいは上流側のいずれかに返送する。この際、嫌気槽への汚水の流量を制御手段にて測定し、この嫌気槽へと返送される汚泥の流量を調整する。この結果、嫌気槽内での汚水の処理に必要な汚泥の返送量を調整できるので、この嫌気槽への汚水の供給量の変動が大きい場合であっても、この嫌気槽での汚水の処理を効率良くできる。
【００１８】
請求項３記載の汚水処理装置は、請求項１または２記載の汚水処理装置において、嫌気槽内の嫌気性微生物を含んだ汚水を固液分離する第２の固液分離手段と、この第２の固液分離手段にて分離した固形物の少なくとも一部から微生物が分解可能な有機物を溶出する可溶化手段とを具備し、この可溶化手段にて前記有機物が溶出された後の汚水を前記嫌気槽および反応槽のいずれかに供給させたものである。
【００１９】
そして、嫌気槽内の嫌気性微生物を含んだ汚水を第２の固液分離手段にて固液分離する。この後、この第２の固液分離手段にて固液分離した固形物の少なくとも一部から、微生物が分解可能な有機物を可溶化手段にて溶出させる。さらに、この可溶化手段にて有機物が溶出された後の汚水を嫌気槽および反応槽のいずれかに供給する。この結果、これら嫌気槽および反応槽のいずれかでの汚水の処理に必要な有機物を供給できる。よって、これら嫌気槽および反応槽いずれかでの汚水処理をより効率良くできる。
【００２０】
請求項４記載の汚水処理装置は、請求項３記載の汚水処理装置において、可溶化手段は、第２の固液分離手段にて分離した固形物の少なくとも一部を微生物が分解可能となるまで分解するものである。
【００２１】
そして、第２の固液分離手段にて分離した固形物の少なくとも一部を微生物が分解可能となるまで可溶化手段で分解する。この結果、この可溶化手段にて分解された後の汚水を嫌気槽および反応槽のいずれかに供給することにより、これら嫌気槽および反応槽のいずれかでの汚水の処理に必要な有機物を供給できる。よって、これら嫌気槽および反応槽いずれかでの汚水処理をより効率良くできる。
【００２２】
請求項５記載の汚水処理装置は、請求項３または４記載の汚水処理装置において、第２の固液分離手段にて分離した固形物の一部を排出させ、この固形物の残りを可溶化手段にて処理させるものである。
【００２３】
そして、第２の固液分離手段にて分離した固形物の一部を排出させ、この固形物の残りを可溶化手段にて処理させた。この結果、第２の固液分離手段にて分離した固形物の発生量を減量できるとともに、反応槽および嫌気槽のいずれかへの固形物の供給量を減量できる。
【００２４】
請求項６記載の汚水処理装置は、請求項１ないし５いずれか記載の汚水処理装置において、嫌気槽内の嫌気性微生物を含んだ排水を固液分離する第２の固液分離手段と、この第２の固液分離手段にて固形物が分離された汚水にカルシウムイオンを加えて、この汚水中のリン酸イオンをヒドロキシアパタイトとして晶析させて除去するリン回収手段とを具備したものである。
【００２５】
そして、嫌気槽内の嫌気性微生物を含んだ排水を第２の固液分離手段にて固液分離した後、この第２の固液分離手段にて固形物が分離された汚水にリン回収手段にてカルシウムイオンを加えて、この汚水中のリン酸イオンをヒドロキシアパタイトとして晶析させて除去させた。この結果、嫌気槽内の汚水は比較的リン濃度が高いので、この汚水中からのリンを効率良く晶析できる。
【００２６】
請求項７記載の汚水処理装置は、請求項３ないし６いずれか記載の汚水処理装置において、第２の固液分離手段は、嫌気槽内に配設され、この嫌気槽内の汚水を濾過する膜分離手段であり、前記嫌気槽内における膜分離手段の下方に配設され、前記嫌気槽内の汚水の液面の空気よりも酸素含有量の少ない気体を散気して前記膜分離手段を洗浄する第１の散気手段を具備したものである。
【００２７】
そして、嫌気槽内に配設された膜分離手段で嫌気槽内の汚水を濾過し、この嫌気槽内における膜分離手段の下方に配設した第１の散気手段で嫌気槽内の汚水の液面の空気よりも酸素含有量の少ない気体を散気して膜分離手段を洗浄する。この結果、嫌気槽内での汚水の嫌気性処理を維持させつつ、この嫌気槽内の汚水を循環できるとともに、この嫌気槽内の膜分離手段による汚水の固液分離を効率良くできる。
【００２８】
請求項８記載の汚水処理装置は、請求項１なしい７いずれか記載の汚水処理装置において、酸素供給手段は、反応槽の流路内に配設された上下方向に沿った軸方向を有する略筒状の胴体部と、この胴体部内に回転可能に配設され、この胴体部内の汚水を上方から下方へと流出させる回転部と、前記胴体部内における前記回転部より下方に、酸素を含んだ気体を散気する第２の散気手段とを備えたものである。
【００２９】
そして、反応槽の流路内に配設された上下方向に沿った軸方向を有する筒状の胴体部内に回転可能に回転部を配設し、この回転部にて胴体部内の汚水を上方から下方へと流出させる。同時に、この胴体部内における回転部より下方に、酸素を含んだ気体を散気する第２の散気手段を配設して酸素供給手段とした。この結果、反応槽内の汚水の循環流速と酸素供給とが別個に調整可能となるので、この反応槽への負荷に応じて、この反応槽内の汚水への酸素供給量を調整できる。よって、この反応槽内の汚水に酸素溶解量の異なる部分を設けやすくなるので、この反応槽での汚水の生物学的処理をより効率良くできる。
【００３０】
請求項９記載の汚水処理装置は、請求項１ないし８いずれか記載の汚水処理装置において、嫌気槽にて処理された汚水を、反応槽の流路内における酸素溶解量が少ない部分の上流側に供給する複数の供給口を具備したものである。
【００３１】
そして、嫌気槽にて処理された汚水を複数の供給口にて反応槽の流路内における酸素溶解量が少ない部分の上流側に供給する。この結果、反応槽の流路内での汚水の嫌気性処理をより効率良くできるから、この汚水の脱窒反応をより効率良くできる。
【００３２】
請求項１０記載の汚水処理装置は、請求項１ないし９いずれか記載の汚水処理装置において、嫌気槽は、反応槽の流路内に配設されているものである。
【００３３】
そして、反応槽の流路内に嫌気槽を配設することにより、嫌気槽内での汚泥の沈降を防止できるとともに、この嫌気槽内での汚水の流速が確保され、反応槽での過剰な酸素供給による有機物不足を容易に調整できる。
【００３４】
請求項１１記載の汚水処理方法は、無端状の流路内の汚水中に酸素を供給してこの流路内の汚水に酸素溶解量が異なる部分が設けられる反応槽の流路内の汚水における酸素溶存量の少ない部分に、嫌気槽にて嫌気性処理された汚水を流入させるものである。
【００３５】
そして、反応槽の無端状の流路内の汚水中に酸素を供給してこの流路内の汚水に酸素溶解量が異なる部分を設ける。同時に、この反応槽の流路内の汚水における酸素溶存量の少ない部分に、嫌気槽にて嫌気性処理された汚水を流入させる。この結果、反応槽の流路内の汚水における酸素溶存量の少ない部分での嫌気性処理が効率良くなる。よって、この反応槽の流路内の汚水の脱窒処理をより効率良くできる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の汚水処理装置の第１の実施の形態の構成を図１を参照して説明する。
【００３７】
図１において、１は汚水処理装置としての高度処理装置であり、この高度処理装置１はオキシデーションディッチ法を用いている。また、この高度処理装置１は、断面長穴の有底筒状の反応槽としての反応タンクであるオイキシデーションディッチ用のディッチ槽２を備えている。そして、このディッチ槽２内の幅方向における中央部には、このディッチ槽２の長手方向に沿った仕切板３が取り付けられている。この仕切板３の長手方向における両端部は、ディッチ槽２の内側面よりも内側に位置している。また、この仕切板３の両端部とディッチ槽２の内側面との間には、この仕切板３の両側面とディッチ槽２の内側面との間の距離に等しい幅寸法の間隙が形成されている。
【００３８】
すなわち、この仕切板３は、ディッチ槽２の内部に、このディッチ槽２の内側面に沿った無端状の流路としての無終端水路４を形成させる。言い換えると、この無終端水路４は、ディッチ槽２の内側面と仕切板３との間に形成された環状の循環流路である。ここで、この無終端水路４の内部には、所定量の汚水が流入されて貯留されている。そして、ディッチ槽２は、このディッチ槽２の無終端水路４内に貯留された汚水が、この無終端水路４の内周面に沿って所定の流速で循環するように構成されている。また、このディッチ槽２は、このディッチ槽２の無終端水路４内の汚水を好気性処理および嫌気性処理により生物学的に処理する。
【００３９】
さらに、このディッチ槽２の無終端水路４の内部には、この無終端水路４内の汚水を曝気して酸素を供給する酸素供給手段としての曝気装置５が取り付けられている。この曝気装置５は、ディッチ槽２の幅方向における一方の無終端水路４内の長手方向における略中央部に設置されて、この無終端水路４内の汚水中に水没されている。具体的に、この曝気装置５は、ディッチ槽２の無終端水路４内の汚水中への酸素の溶解量を調整して、この無終端水路４内の汚水に酸素溶解量の異なる部分、すなわち好気性の部分である好気性領域Ａと、無酸素状態の部分である嫌気性領域Ｂとを交互に設けさせて、この汚水を生物学的に処理する。
【００４０】
ここで、このディッチ槽２の無終端水路４内における好気性領域Ａは、この無終端水路４における曝気装置５よりも上流側の略半分の領域である。具体的に、この好気性領域Ａは、無終端水路４内の活性汚泥により汚水を好気性処理して浄化する好気的雰囲気である。また、ディッチ槽２内の無終端水路４内における嫌気性領域Ｂは、この無終端水路４内の曝気装置５よりも下流側の酸素溶存量が好気性領域Ｂよりも少ない略半分の領域である。具体的に、この嫌気性領域Ｂは、分子状酸素（Ｏ２）がなく酸素化合物、すなわち硝酸塩（ＮＯ３）などが存在し、無終端水路４内の汚水を生物学的硝化脱窒にて窒素除去する無酸素雰囲気である。なお、この嫌気性領域Ｂは、曝気装置５の直上流部である。また、この嫌気性領域Ｂの最上流部は、季節や日時で生じる流入汚水の量的および質的変化により変動する。
【００４１】
一方、このディッチ槽２の下流側には、このディッチ槽２の無終端水路４内へと汚水を供給して流入させる嫌気槽１１が設置されている。この嫌気槽１１は、略有底円筒状に構成されており、ディッチ槽２の外に設置されている。また、この嫌気槽１１は、この嫌気槽１１内に貯留された汚水を嫌気性微生物により嫌気性処理する。そして、この嫌気槽１１の内部には、この嫌気槽１１内に貯留された汚水を攪拌させて循環させる攪拌手段としての攪拌装置１２が取り付けられている。
【００４２】
そして、この攪拌装置１２は、水中プロペラ型攪拌機などの潜水型攪拌機であり、嫌気槽１１の上部に取り付けられた駆動手段としてのモータ１３を備えている。このモータ１３は、嫌気槽１１内に一端部である下端部が挿入されたシャフト１４の他端部である上端部に接続されており、このシャフト１４を回転駆動させる。そして、このシャフト１４の下端部には、プロペラ１５が取り付けられている。このプロペラ１５は、モータ１３によるシャフト１４の回転駆動によって、水平に回転駆動されて、嫌気槽１１内に貯留された汚水を攪拌させて循環させる。
【００４３】
さらに、この嫌気槽１１の下流側には、この嫌気槽１１内に貯留されて嫌気性処理された汚水を、ディッチ槽２の無終端水路４内へと供給して流入させる汚水供給手段としての汚水移送装置２１が取り付けられている。この汚水移送装置２１は、細長円筒状の汚水供給配管２２を備えており、この汚水供給配管２２の一端側である上流端は、嫌気槽１１の下流側に接続されている。また、この汚水供給配管２２の他端側である下流側は、複数、例えば３個に分岐されており、これら分岐された汚水供給配管２２の下流端のそれぞれが供給口としての送水口２３とされている。
【００４４】
そして、これら各送水口２３は、ディッチ槽２の無終端水路４における嫌気性領域Ｂの上流側に位置している。すなわち、これら各送水口２３は、これら各送水口２３から送水される汚水がディッチ槽２の無終端水路４内における汚水の嫌気性領域Ｂの極力上流部に自然流下で流入されるように構成されている。なお、必要な場合には、汚水供給配管２２にポンプを取り付けて、この汚水供給配管２２の各送水口２３から汚水をポンプアップさせて送水させてもよい。
【００４５】
さらに、この汚水供給配管２２の各送水口２３は、ディッチ槽２の長手方向である、このディッチ槽２の無終端水路４の流路方向Ｃに沿って等間隔に離間されて直線状に並設された状態で、このディッチ槽２の上方に配設されている。また、これら各送水口２３それぞれの基端側の汚水供給配管２２には、これら各送水口２３を開閉させて、これら各送水口２３から送水される汚水の送水量を切り替え可能あるいは調整可能とする開閉手段としてのバルブ２４がそれぞれ取り付けられている。これらバルブ２４は、各送水口２３から送水される汚水を、手動あるいは自動で開閉可能なゲートあるいは弁機構などである。
【００４６】
一方、嫌気槽１１の上流側には、この嫌気槽へと供給されて流入される原水を貯留する貯留槽としての原水槽２６が設置されている。この原水槽２６は、略有底円筒状であり、この原水槽２６内には汚水の原水が供給されて流入されて貯留されている。また、この原水槽２６の下流側には、汚水供給手段としての汚水移送配管２７の一端である上流端が接続されている。そして、この汚水移送配管２７の他端である下流端は、嫌気槽１１の上流側に接続されている。
【００４７】
さらに、ディッチ槽２の下流側には、このディッチ槽２の無終端水路４内で嫌気性処理および好気性処理された汚水を排出させる汚水排出手段としての汚水排出配管３１の一端である上流端が接続されている。具体的に、この汚水排出配管３１の上流端は、ディッチ槽２の無終端水路４内に貯留された汚水の好気性領域Ａの中間部に接続されている。
【００４８】
そして、この汚水排出配管３１の他端である下流端は、ディッチ槽２の無終端水路４内で嫌気性処理および好気性処理された汚水を処理水と返送汚泥とに固液分離する第１の固液分離手段としての沈殿槽である沈殿池３２の上流側に接続されている。この沈殿池３２は、略有底円筒状で、ディッチ槽２の下流側に設置されている。また、この沈殿池３２の底部は、下方に向けて徐々に縮径したロート状に形成されている。そして、この沈殿池３２は、ディッチ槽２の無終端水路４内で生物学的に処理された汚水から固形物としての汚泥を重力分離、すなわち沈殿させて、この汚泥が取り除かれた後の液体を処理水にして、この処理水を下流側から外部へと放出させる。
【００４９】
さらに、この沈殿池３２の底部中央には、汚泥返送手段としての汚泥返送配管３３の一端である下流端が接続されている。この汚泥返送配管３３の他端である下流端は、原水槽２６と嫌気槽１１との間に取り付けられた汚水移送配管２７の中間部に接続されて連結されている。よって、この汚泥返送配管３３は、沈殿池３２内で沈殿して固液分離された汚泥を、汚水移送配管２７を介して嫌気槽１１の上流側に返送して供給させる。なお、この汚泥返送配管３３の下流端を原水槽２６に接続して、沈殿池３２で分離した汚泥を原水槽２６に返送させてもよい。
【００５０】
次に、上記第１の実施の形態の高度処理装置を用いたオキシデーションディッチ法における汚水処理方法について説明する。
【００５１】
まず、汚水は原水として原水槽２６に流入され、この原水槽２６内に貯留される。
【００５２】
そして、この原水槽２６内に貯留された汚水は、汚水移送配管２７を介して嫌気槽１１へと供給されて、この嫌気槽１１内に貯留される。
【００５３】
このとき、この嫌気槽１１内に貯留された汚水は、攪拌装置１２のプロペラ１５の回転により攪拌されて、嫌気槽１１内を循環する。同時に、この嫌気槽１１内に貯留された汚水は、この嫌気槽１１内の汚泥および嫌気性微生物により嫌気性処理される。
【００５４】
この後、この嫌気槽１１内で嫌気性処理された汚水は、汚水供給配管２２へと自然流下し、この汚水供給配管２２の各送水口２３から、ディッチ槽２の無終端水路４内に貯留された汚水の嫌気性領域の上流部へと供給される。
【００５５】
このとき、このディッチ槽２の無終端水路４内に供給されて貯留された汚水は、この無終端水路４内の曝気装置５にて曝気されるとともに、この無終端水路４内を循環する。
【００５６】
この結果、この無終端水路４内における曝気装置５の下流側が好気性領域Ａとなり、この無終端水路４内における曝気装置５の上流側が嫌気性領域Ｂとなる。
【００５７】
そして、この無終端水路４内に貯留された汚水は、この無終端水路４内を循環しながら、この無終端水路４内の好気性領域Ａにて好気性処理されるとともに、この無終端水路４内の嫌気性領域Ｂにて嫌気性処理される。
【００５８】
さらに、ディッチ槽２の無終端水路４内で生物学的処理された汚水は、汚水排出配管３１を介して沈殿池３２へと供給されて、この沈殿池３２内に貯留される。
【００５９】
このとき、この沈殿池３２内に貯留された汚水は、この沈殿池３２内にて汚泥が沈殿して重力分離される。そして、この沈殿池３２内で重力分離された汚泥は、この沈殿池３２の底部から汚泥返送配管３３を介して汚水移送配管２７へと返送されて、嫌気槽１１の上流側へと供給される。
【００６０】
さらに、この沈殿池３２内に貯留された汚水から汚泥が重力分離された後の液体が処理水となり、この処理水は沈殿池３２の下流側から外部へと放出される。
【００６１】
上述したように、上記第１の実施の形態によれば、嫌気槽１１にて嫌気性処理された後の汚水を、ディッチ槽２の無終端水路４内の汚水の嫌気性領域Ｂの上流側に流入させた。この結果、このディッチ槽２の無終端水路４内の特定しにくい嫌気性領域Ｂの上流側に有機物を含有した汚水を供給できる。よって、このディッチ槽２の無終端水路４内の嫌気性領域Ｂで汚水の脱窒反応が効果的に生じるから、この無終端水路４内での汚水の嫌気性処理を効率良くできる。
【００６２】
同時に、このディッチ槽２の無終端水路４内の好気性領域Ａでの酸素溶存量を効率良く上昇できるので、この無終端水路４内での汚水の好気性処理をも効率良くできる。したがって、このディッチ槽２の無終端水路４内に貯留されて循環される汚水の硝化処理および脱窒処理のそれぞれをより効率良くできる。
【００６３】
このとき、嫌気槽１１内にて嫌気性処理された汚水を、汚水供給配管２２の下流側を分岐させて、ディッチ槽２の無終端水路４の流路方向Ｃに沿って離間されて直線状に並設された複数の送水口２３のそれぞれから、ディッチ槽２の無終端水路４内の嫌気性領域Ｂの上流側に送水させた。この結果、このディッチ槽２の無終端水路４内の特定しにくい嫌気性領域Ｂの上流側に、嫌気槽１１にて嫌気性処理されて有機物を含有した汚水を効率良く供給できる。よって、このディッチ槽２の無終端水路４内での汚水の脱窒処理を簡単な構成で確実に効率良くできる。
【００６４】
また、既設のオキシデーションディッチ法を用いた処理施設を利用して、生物学的窒素およびリン除去をする際にも、比較的簡単な設備の改造をするだけで実施できる。
【００６５】
なお、このディッチ槽２の無終端水路４内で汚水の生物学的リン除去をする場合には、このディッチ槽２の無終端水路４内の嫌気性領域Ｂで微生物が有機物を摂取すると同時にリンを放出する。したがって、このディッチ槽２の無終端水路４内の好気性領域Ａで、微生物がリンを過剰に摂取するように構成すればよい。
【００６６】
次に、本発明の第２の実施の形態を図２を参照して説明する。
【００６７】
この図２に示す高度処理装置１は、基本的には図１に示す高度処理装置１と同様であるが、制御手段としての制御装置４１を設け、この制御装置４１にて汚泥返送配管３３を介して沈殿池３２から嫌気槽１１へと返送される汚泥の返送量を調整したものである。
【００６８】
そして、この制御装置４１は、汚泥返送配管３３にて嫌気槽１１へと返送される汚泥の流量や濃度を測定する汚泥流量測定手段としての返送汚泥流量計である濃度計４２を備えている。この濃度計４２は、汚泥返送配管３３の下流側に取り付けられている。また、この濃度計４２は、制御装置４１にて制御されて汚泥返送配管３３を介した汚泥の返送量や、この汚泥の濃度などを計測する。
【００６９】
さらに、この汚泥返送配管３３には、この汚泥返送配管３３による汚泥の返送量を調整する汚泥移送手段としての返送汚泥ポンプ４３が取り付けられている。この返送汚泥ポンプ４３は、汚泥返送配管３３における濃度計４２の上流側に取り付けられている。そして、この返送汚泥ポンプ４３は、この返送汚泥ポンプ４３により汚泥返送配管３３を介した汚泥の返送量が制御装置４１により制御されている。
【００７０】
また、原水槽２６と嫌気槽１１との間の汚水移送配管２７には、この汚水移送配管２７を介して原水槽２６から嫌気槽１１へと供給される汚水の流量を測定する汚水流量測定手段としての原水流量計４４が取り付けられている。よって、制御装置４１は、原水流量計４４にて計測される嫌気槽１１への汚水の流量値と、濃度計４２にて計測される嫌気槽１１への汚水の流量値とのそれぞれに基づいて返送汚泥ポンプ４３の回転数や吐出側の図示しない自動弁などを制御して、この返送汚泥ポンプ４３による汚泥の返送量を調整する。
【００７１】
すなわち、オキシデーションディッチによる処理方法が適用されている汚水処理場では、原水の質的および量的に季節や日間の変動が大きい。このため、ディッチ槽２と嫌気槽１１とを組み合わせて、この嫌気槽１１にて生物学的にリンを放出させる場合には、この嫌気槽１１でのリンの放出には有機物が必要であるが、この嫌気槽１１への汚水の供給量の変動が大きいと、この嫌気槽１１内に貯留される汚水中からのリンの放出のために生化学的酸素要求量（Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｏｘｙｇｅｎ Ｄｅｍａｎｄ：ＢＯＤ）が不足してしまうおそれがある。
【００７２】
また、この嫌気槽１１に沈殿池３２で重力分離した汚泥を返送することにより、この嫌気槽１１での汚水からのリンの放出と、ディッチ槽２の無終端水路４内の好気性領域Ａでのリンの過剰摂取とを可能にする微生物が訓養される。さらに、沈殿池３２から返送される汚泥には、リンを除去する微生物以外にＢＯＤを摂取する微生物も存在しているため、嫌気槽１１内においてリンを放出させるために必要なＢＯＤ源が不足してしまう。
【００７３】
このため、嫌気槽１１へと供給される汚水の供給量を原水流量計４４で計測しつつ、この嫌気槽１１へと返送される汚泥の流量を濃度計４２で計測し、これら原水流量計４４および濃度計４２それぞれの計測値に基づいて、制御装置４１にて返送汚泥ポンプ４３による嫌気槽１１への汚泥、すなわち微生物の返送量を調整することにより、この嫌気槽１１への適正な汚泥の返送量を保つことができる。よって、この嫌気槽１１内に貯留される汚水のＢＯＤが過剰に減少することを調整できるから、この嫌気槽１１でのリン放出磯能を維持できる。
【００７４】
この結果、この嫌気槽１１での汚水の嫌気性処理やリン除去のために必要な汚泥の返送量を調整できるから、この嫌気槽１１への汚水の供給量の日間変動が大きい場合や、この嫌気槽１１へと返送される汚泥の微生物量が多い場合などでも、この嫌気槽１１での汚水の嫌気性処理やリン除去などの生物学的処理を確実に効率良くできる。このとき、制御装置４１で、実際に返送されている汚泥の返送量や濃度などを濃度計４２にて計測し、この汚泥の返送量が適性であるかの情報も加味することにより、嫌気槽１１への汚泥の返送量の制御がより適性にできる。
【００７５】
次に、本発明の第３の実施の形態を図３を参照して説明する。
【００７６】
この図３に示す高度処理装置１は、基本的には図１に示す高度処理装置１と同様であるが、嫌気槽１１にて処理された汚水を第２の固液分離手段としての固液分離装置５１で汚泥を固液分離した後の汚水をディッチ槽２の無終端水路４内の嫌気性領域Ｂへと供給させて流入させたものである。
【００７７】
そして、この固液分離装置５１は、嫌気槽１１内の嫌気性微生物を含んだ汚水を固液分離する。すなわち、固液分離装置５１は、嫌気槽１１にて嫌気性処理などされた後の汚水が供給され、この汚水から固液分としての固形物である汚泥を固液分離する。そして、この固液分離装置５１にて固液分離された汚泥は、この汚泥を可溶化させてＢＯＤ源を生成させる可溶化手段としての可溶化槽５２へと供給される。
【００７８】
この可溶化槽５２は、固液分離装置５１にて固液分離された後の汚泥の少なくとも一部を可溶化させて、この汚泥から微生物が分解可能な有機物を溶出させたり、この汚泥を微生物が分解可能となるまで分解させる。さらに、この可溶化槽５２にて可溶化された汚泥は、嫌気槽１１へと返送されて、この嫌気槽１１内に供給され、この嫌気槽１１内での汚水の嫌気性処理やリン除去のためのＢＯＤ源として利用される。
【００７９】
また、固液分離装置５１にて固液分離された汚泥のうち、可溶化槽５２にて可溶化されない汚泥は、この可溶化槽５２へと供給されずに、余剰汚泥として外部へと引き抜かれて放出される。ここで、固液分離装置５１にて固液分離した汚泥の全部を、可溶化槽５２へと供給して、この可溶化槽５２にて可溶化させてもよい。
【００８０】
この結果、嫌気槽１１にて嫌気性処理などされた汚水から固液分離装置５１にて汚泥を固液分離し、この汚泥を可溶化槽５２にて可溶化させて、嫌気槽１１でのリンの放出の際に必要なＢＯＤ源を生成させてから、この汚泥を嫌気槽１１へと返送して添加させることにより、この嫌気槽１１での汚水のリン除去に必要なＢＯＤ源を供給できる。
【００８１】
したがって、この嫌気槽１１におけるリン放出の有機物不足を捕捉できるので、この嫌気槽１１での汚水のリン除去をより効率良くできる。また、この嫌気槽１１でリン除去をすることにより、この嫌気槽１１内に生成される汚泥のリン含有量を少なくできるから、この汚泥を可溶化槽５２にて可溶化させた際にリンの発生量が少なくなり、ディッチ槽２でのリン負荷の増加を抑制できる。
【００８２】
また、固液分離装置５１にて固液分離された後の汚泥を可溶化槽５２へと供給する前の工程で、この可溶化槽５２での汚泥の可溶化量に応じて、この汚泥の一部を余剰汚泥として引き抜いた。この結果、嫌気槽１１での汚泥の発生量を減少できるとともに、この嫌気槽１１内にて成形される嫌気性汚泥を処理する際に生じるリンの放出量も少なくできるから、この嫌気槽１１へと返送される汚泥による汚水負荷への影響などの障害を少なくできる。
【００８３】
なお、必要な場合には、可溶化槽５２にて可溶化された汚泥を、ディッチ槽２の無終端水路４内に貯留された汚水の嫌気性領域Ｂに供給させて、このディッチ槽２の無終端水路４の嫌気性領域Ｂでの汚水の脱窒反応に利用することもできる。
【００８４】
次に、本発明の第４の実施の形態を図４を参照して説明する。
【００８５】
この図４に示す高度処理装置１は、基本的には図３に示す高度処理装置１と同様であるが、固液分離装置５１にて汚泥を固液分離した後の汚水中のリンを、リン回収手段としてのリン回収装置５６にて回収させたものである。ここで、このリン回収装置５６にてリンが回収された後の汚水は、脱リン水とされて、ディッチ槽２の無終端水路４内の好気性領域Ａへと供給され、このディッチ槽２の無終端水路４内で処理される。
【００８６】
また、このリン回収装置５６には、固液分離装置５１にて固液分離された後の分離水である汚水が供給されて、この汚水中のリンをアパタイト晶析法によりリン回収物であるヒドロキシアパタイトとして固定させて回収する。具体的に、このリン回収装置５６は、固液分離装置５４にて汚泥が分離された後の液体である汚水にカルシウムイオンを加えて、この汚水中のリン酸イオンをヒドロキシアパタイトとして晶析させて除去して、この汚水の脱リンをする。
【００８７】
この結果、嫌気槽１１にて処理された後の汚水は比較的リンの濃度が高いので、この嫌気槽１１にて処理された汚水から固液分離装置５１にて固液分離された汚水に、リン回収装置５６にてカルシウムイオンを加えて、この汚水中のリン酸イオンをヒドロキシアパタイトとして晶析させて除去させた。よって、ディッチ槽２にて処理する前の段階で、汚水からリンを効率良く晶析させて回収できる。
【００８８】
このとき、リン回収装置５６にて回収した晶析物であるヒドロキシアパタイトは純度が高く、このリン回収装置５６はリン回収技術として位置付けられている。このため、このリン回収装置５６にて回収したヒドロキシアパタイトをそのまま肥料として利用することも可能である。
【００８９】
次に、本発明の第５の実施の形態を図５を参照して説明する。
【００９０】
この図５に示す高度処理装置１は、基本的には、図４に示す高度処理装置１と同様であるが、固液分離装置５１を浸漬膜方式として、この固液分離装置５１を上側が閉塞されて密閉された嫌気槽１１内に収納させたものである。
【００９１】
そして、この固液分離装置５１は、嫌気槽１１内の汚水を膜分離にて濾過する膜分離手段としての膜分離装置である。また、嫌気槽１１内における固液分離装置の下方には、この固液分離装置５１の図示しない浸漬膜を洗浄して、この浸漬膜の目詰まりなどを防止する第１の散気手段としての散気装置６１が配設されている。
【００９２】
この散気装置６１は、嫌気槽１１外に設置された送気手段としてのブロワ６２に接続されており、このブロワ６２から吐出されて供給される気体としてのガスを嫌気槽１１内に散気させる。すなわち、このブロワ６２は、嫌気槽１１内の汚水の液面状の空気よりも酸素含有量が少ないガスを収集して吐出させて、このガスを散気装置６１から固液分離装置５１の浸透膜の下方に散気して、この浸漬膜を洗浄し、この浸漬膜の閉塞を防止する。
【００９３】
この結果、嫌気槽１１内の汚水の脱リン対象水を抽出する方法の一つとして、固液分離装置５１を浸漬膜方式の膜分離装置とし、この固液分離装置５１を、上側が閉塞されて密閉された嫌気槽１１内に浸漬させるとともに、この嫌気槽１１内に散気装置６１を取り付けて、この散気装置６１にて嫌気槽１１内の汚水の液面状の酸素含有量の少ないガスを固液分離装置５１の浸漬膜に散気させた。
【００９４】
このため、この散気装置６１からのガスの散気により固液分離装置５１の浸漬膜が洗浄されて、この浸漬膜の目詰まりを防止できる。よって、この嫌気槽１１内での固液分離装置５１による膜分離を効率良くできるとともに、この嫌気槽１１内の汚水を循環させて攪拌できるので、この嫌気槽１１内の攪拌装置１２を小さく、さらには不要にできる。
【００９５】
さらに、この嫌気槽１１の上側を閉塞して密閉させ、この嫌気槽１１内の汚水の液面上に充満した酸素溶存量の少ないガスを、この嫌気槽１１内の汚水に散気装置６１にて散気させた。このため、この嫌気槽１１内での汚水の嫌気性処理を効率良くを維持しつつ、この嫌気槽１１内の汚水を循環させて攪拌できる。また、固液分離装置５１を嫌気槽１１内に浸漬させたため、この固液分離装置５１を設置する敷地が不要となる。
【００９６】
次に、本発明の第６の実施の形態を図６を参照して説明する。
【００９７】
この図６に示す高度処理装置１は、基本的には図５に示す高度処理装置１と同様であるが、ディッチ槽２の無終端水路４内を階段状の仕切体としての間仕切り壁６６にて仕切り、この間仕切り壁６６上に曝気装置５を設置させたものである。
【００９８】
そして、この間仕切り壁６６は、ディッチ槽２の無終端水路４内を、この無終端水路４の流路方向Ｃに対して閉塞し、この無終端水路４の幅方向に沿って取り付けられている。ここで、この間仕切り壁６６は、ディッチ槽２の無終端水路４内における嫌気性領域Ｂの下流側と好気性領域Ａの上流側とを仕切る仕切り板である。すなわち、この間仕切り壁６６よりも下流側の無終端水路４内が好気性領域Ａとなり、この間仕切り壁６６よりも上流側の無終端水路４内が嫌気性領域Ｂとなる。
【００９９】
さらに、この間仕切り壁６６は、ディッチ槽２の無終端水路４内の上側を閉塞する矩形平板状の上側閉塞板６７を備えている。この上側閉塞板６７は、ディッチ槽２の無終端水路４の幅方向および上下方向のそれぞれに平面方向を沿わせた状態で取り付けられており、この無終端水路４内における上側の約３分の２の閉塞している。
【０１００】
また、この上側閉塞板６７の下端縁には、ディッチ槽２の無終端水路４の流路方向Ｃに沿った平面方向を有する矩形平板状の載置板６８の一端縁が取り付けられている。この載置板６８は、ディッチ槽２の無終端水路４内における上側閉塞板６７の上流側に取り付けられており、このディッチ槽２の無終端水路４内の一部を水平に閉塞している。
【０１０１】
さらに、この載置板６８の他端縁には、ディッチ槽２の無終端水路４の下側の約３分の１を閉塞する矩形平板状の下側閉塞板６９の上端縁が接続されている。この下側閉塞板６９は、上側閉塞板６７の平面方向に沿った平面方向を有している。また、この下側閉塞板６９は、ディッチ槽２の無終端水路４内における上側閉塞板６７の上流側に取り付けられている。したがって、このディッチ槽２の無終端水路４の内部は、間仕切り壁６６によって、この無終端水路４の流路方向Ｃに向けて階段状に閉塞されている。
【０１０２】
そして、この間仕切り壁６６の載置板６８上には、いわゆるドラフトチューブ型あるいは軸流ポンプ型である曝気装置５が設置されている。この曝気装置５は、上下方向に沿った軸方向を有する略円筒状の胴体部としてのドラフトチューブ７１を備えている。このドラフトチューブ７１は、下端部が間仕切り壁６６の載置板６８上に接続されており、ディッチ槽２の無終端水路４内に配設されている。
【０１０３】
ここで、この間仕切り壁６６の載置板６８の中央部には、ドラフトチューブ７１の下端部をディッチ槽２の無終端水路４の好気性領域Ａに連通させる図示しない開口部としての貫通孔が形成されている。この貫通孔は、ドラフトチューブ７１の内径寸法に略等しい内径寸法を有している。また、このドラフトチューブ７１の上端側には、このドラフトチューブ７１の軸方向に沿って上側に向けて拡開した拡開部としての拡径開口部７２が形成されている。
【０１０４】
そして、このドラフトチューブ７１の内部には、このドラフトチューブ７１内に酸素を供給する第２の散気手段としての円環状の散気管７３が取り付けられている。この散気管７３は、ドラフトチューブ７１内において、このドラフトチューブ７１の同心状に取り付けられている。また、この散気管７３は、ディッチ槽２の無終端水路４よりも上方に設置された送風手段である酸素供給ブロワ７４から吐出される酸素を含んだ気体であるガスが供給されて、この空気をディッチ槽２の無終端水路４内の汚水に散気する。
【０１０５】
具体的に、この散気管７３は、酸素供給ブロワ７４から吐出されて供給される酸素を含んだガスをドラフトチューブ７１の内部に散気させて、このガス中の酸素を汚水中に溶解させて、この酸素が溶解された汚水を、ドラフトチューブ７１の内部から間仕切り壁６６の貫通孔を介して、ディッチ槽２の無終端水路４内の好気性領域Ａへと循環させる。
【０１０６】
一方、このドラフトチューブ７１の上方には、駆動手段としての駆動装置７５が設置されている。この駆動装置７５は、ディッチ槽２の無終端水路４よりも上方に取り付けられた矩形平板状の設置台７６上に設置されている。そして、この駆動装置７５は、一端部である下端部がドラフトチューブ７１内へと挿入されたシャフトとしての回転軸である細長円柱状の主軸７７の他端部である上端部が接続されている。この主軸７７は、駆動装置７５にて周方向に向けて回転駆動される。
【０１０７】
ここで、この主軸７７は、ドラフトチューブ７１の中心部に同心状である軸心上に挿入されて配設されている。そして、この主軸７７の下端部には、ドラフトチューブ７１内の汚水を下方へと送水させて、ディッチ槽２の無終端水路４内の汚水を循環させる回転部としての送水手段であるインペラ７８が取り付けられている。このインペラ７８は、ドラフトチューブ７１内において、このドラフトチューブ７１の径方向に沿って回転可能に配設されている。そして、このインペラ７８は、駆動装置７５による主軸７７の回転駆動により、ドラフトチューブ７１内の汚水を上方から下方へと流出させる。
【０１０８】
また、このインペラ７８は、ドラフトチューブ７１内において散気管７３の上方である上流側に設置されている。言い換えると、この散気管７３は、ドラフトチューブ７１内におけるインペラ７８よりも下方である下流側に設置されている。したがって、このインペラ７８は、このインペラ７８の回転により散気管７３から散気されるガスを剪断して、このガスをドラフトチューブ７１内の汚水に溶解させつつ、このインペラ７８の回転による送水力によりドラフトチューブ７１内の汚水をディッチ槽２の無終端水路４内における好気性領域Ａへと循環させて、このディッチ槽２の無終端水路４内の汚水の循環流を形成させる。
【０１０９】
この結果、ディッチ槽２の無終端水路４内に設置した曝気装置５のドラフトチューブ７１内に、このドラフトチューブ７１内の汚水を下方へと流出させるインペラ７８を回転可能に配設するとともに、このドラフトチューブ７１内におけるインペラ７８の下方に、このドラフトチューブ７１内の汚水に酸素を含んだガスを散気する散気管７３を配設して、この曝気装置５の送水機構と散気機構とを別個に構成した。
【０１１０】
したがって、これらインペラ７８の回転速度および散気管７３からのガスの散気量を調整することにより、ディッチ槽２の無終端水路４内での汚水の循環流速と酸素供給とのそれぞれが別個に調整可能となる。このため、このディッチ槽２の無終端水路４内に貯留される汚水負荷に応じて、このディッチ槽２の無終端水路４内の汚水への酸素供給量を調整できる。
【０１１１】
よって、ドラフトチューブ７１内でのインペラ７８の回転による汚水の送水とは別に、散気管７３から汚水に酸素供給ができるので、曝気装置５が１台だけであっても、ディッチ槽２の無終端水路４内へと流入される汚水の水量や水質の変動に関わらず、このディッチ槽２の無終端水路４内に好気性領域Ａと嫌気性領域Ｂとを交互に形成できる。
【０１１２】
このため、このディッチ槽２の無終端水路４内の汚水に酸素溶解量の異なる好気性領域Ａと嫌気性領域Ｂとを時間的あるいは空間的に容易に形成できるから、このディッチ槽２の無終端水路４内での汚水の生物学的硝化脱窒処理をより効率良く容易にできる。
【０１１３】
また、このディッチ槽２の無終端水路４内を階段状の間仕切り壁６６にて間仕切り、この間仕切り壁６６上に設置した曝気装置５にて無終端水路４内の汚水を循環させたことにより、この無終端水路４の底部での汚水の流速を確保できる。よって、この無終端水路４内での汚水の循環をより確実にでき、この無終端水路内での汚泥の堆積などを防止できるから、この無終端水路４内での汚水の生物学的硝化脱窒処理をより確実に効率良くできる。
【０１１４】
次に、本発明の第７の実施の形態を図７を参照して説明する。
【０１１５】
この図７に示す高度処理装置１は、基本的には図６に示す高度処理装置１と同様であるが、ディッチ槽２の無終端水路４内を間仕切り壁６６にて仕切らずに、この無終端水路４内に設置された曝気装置５のドラフトチューブ７１の下端側を延出させて、このドラフトチューブ７１の下端側をディッチ槽２の無終端水路４の流路方向Ｃにおける下流側に向けて９０゜湾曲させたものである。
【０１１６】
そして、この曝気装置５のドラフトチューブ７１の下端側は、ディッチ槽２の無終端水路４内の底部近傍まで突出している。また、このドラフトチューブ７１の下端側は、無終端水路４の下流側に向けてエルボ状に湾曲している。すなわち、このドラフトチューブ７１は、このドラフトチューブ７１内のインペラ７８を回転させることにより、このドラフトチューブ７１の上側から内部に流入した汚水が流れる方向を水平方向に変換して、ディッチ槽２の無終端水路４内の汚水に循環流を形成させる。
【０１１７】
この結果、ディッチ槽２の無終端水路４内に設置した曝気装置５のドラフトチューブ７１内のインペラ７８を回転させることにより、このドラフトチューブ７１内の汚水が、ディッチ槽２の無終端水路４の下流側に向けて送水されて、この無終端水路４内の汚水に循環流が形成されるので、上記第８の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【０１１８】
次に、本発明の第８の実施の形態を図８を参照して説明する。
【０１１９】
この図８に示す高度処理装置１は、基本的には図７に示す高度処理装置１と同様であるが、ディッチ槽２の無終端水路４の内部に嫌気槽１１を設置させたものである。
【０１２０】
そして、この嫌気槽１１は、断面細長矩形状の略有底角柱状であり、ディッチ槽２の無終端水路４の流路方向Ｃに長手方向を沿わせた状態で、この無終端水路４内における嫌気性領域Ｂの略中間部に配設されている。また、この嫌気槽１１は、この嫌気槽１１の幅方向における一側面をディッチ槽２の無終端水路４内の仕切板３の一側面に接触させた状態で、この無終端水路４内に形成されている。さらに、この嫌気槽１１は、ディッチ槽２の無終端水路４における一方の水路の幅寸法の約２分の１程度の幅寸法を有している。
【０１２１】
また、この嫌気槽１１の長手方向における一端側である上流側には、ディッチ槽２の無終端水路４内を循環する汚水が流入される開口部としての細長矩形状の流入口８１が形成されている。この流入口８１は、嫌気槽１１の上流側の側面の下部に設けられている。また、この流入口８１は、ディッチ槽２の無終端水路４の底部近傍を循環する汚水の下層部分が流入するように構成されている。
【０１２２】
さらに、この嫌気槽１１の長手方向における他端側である下流側には、この嫌気槽１１内にて嫌気性処理などされた汚水が流出される開口部としての細長矩形状の流出口８２が形成されている。この流出口８２は、嫌気槽１１の下流側の側面の上部に設けられている。また、この流出口８２は、嫌気槽１１内にて嫌気性処理などされた汚水の上層部分が、この嫌気槽１１の内部からディッチ槽２の無終端水路４内へと流出するように構成されている。
【０１２３】
この結果、このディッチ槽２の無終端水路４内に嫌気槽１１を設置させたため、このディッチ槽２の無終端水路４内での汚水の循環を利用して、嫌気槽１１の底部での汚水の流速を容易に確保でき、この嫌気槽１１内の汚水を攪拌できる。このため、この嫌気槽１１内での汚泥の沈降を防止できるとともに、ディッチ槽２の無終端水路４内の汚水への過剰な酸素供給による有機物不足を容易に調整できる。
【０１２４】
同時に、嫌気槽１１の底部での汚水の流速を確保するためには、ディッチ槽２の無終端水路４内に設置された曝気装置５のインペラ７８の回転数を変化させることにより対応できる。また、このディッチ槽２の無終端水路４内へと供給される汚水の水量や水質の変動に対しては、酸素供給ブロワ７４からの酸素の送気量を変化させることにより対応できる。
【０１２５】
さらに、汚水を供給する際や、汚泥を返送する際の送水力を利用して、嫌気槽１１内の汚水を攪拌させてもよい。なお、必要な場合には、この嫌気槽１１の内部に最低限の攪拌装置１２を取り付けて、この嫌気槽１１内の汚水を攪拌させてもよい。また、沈殿池３２からの汚泥の返送を嫌気槽１１ではなく原水槽２６へと返送させて、嫌気槽１１でのリン放出の負荷を軽減させてもよい。
【０１２６】
【発明の効果】
請求項１記載の汚水処理装置によれば、反応槽の無端状の流路内の汚水中に酸素供給手段にて酸素を供給して、この流路内の汚水に酸素溶解量の異なる部分を設けさせるとともに、この反応槽の流路内の汚水における酸素溶存量の少ない部分に、汚水を嫌気性処理する嫌気槽にて嫌気性処理された汚水を流入させることにより、反応槽の流路内の汚水における酸素溶存量の少ない部分での嫌気性処理を効率良くできるので、この反応槽の流路内の汚水の脱窒処理をより効率良くできる。
【０１２７】
請求項２記載の汚水処理装置によれば、反応槽にて処理された汚水を第１の固液分離手段にて処理水と汚泥とに固液分離し、この固液分離された汚泥を嫌気槽の内部あるいは上流側のいずれかに返送する際に、嫌気槽への汚水の流量を制御手段にて測定し、この嫌気槽へと返送される汚泥の流量を調整することにより、嫌気槽内での汚水の処理に必要な汚泥の返送量を調整できるので、この嫌気槽への汚水の供給量の変動が大きい場合でも、この嫌気槽での汚水の処理を効率良くできる。
【０１２８】
請求項３記載の汚水処理装置によれば、嫌気槽内の嫌気性微生物を含んだ汚水を第２の固液分離手段にて固液分離した後、この第２の固液分離手段にて固液分離した固形物の少なくとも一部から、微生物が分解可能な有機物を可溶化手段にて溶出させ、この可溶化手段にて有機物が溶出された後の汚水を嫌気槽および反応槽のいずれかに供給することにより、これら嫌気槽および反応槽のいずれかでの汚水の処理に必要な有機物を供給できるから、これら嫌気槽および反応槽いずれかでの汚水処理をより効率良くできる。
【０１２９】
請求項４記載の汚水処理装置によれば、第２の固液分離手段にて分離した固形物の少なくとも一部を微生物が分解可能となるまで可溶化手段で分解することにより、この可溶化手段にて分解された後の汚水の嫌気槽および反応槽のいずれかへの供給で、これら嫌気槽および反応槽のいずれかでの汚水の処理に必要な有機物を供給できるから、これら嫌気槽および反応槽いずれかでの汚水処理をより効率良くできる。
【０１３０】
請求項５記載の汚水処理装置によれば、第２の固液分離手段にて分離した固形物の一部を排出させ、この固形物の残りを可溶化手段にて処理させることにより、第２の固液分離手段にて分離した固形物の発生量を減量でき、反応槽および嫌気槽のいずれかへの固形物の供給量を減量できる。
【０１３１】
請求項６記載の汚水処理装置によれば、嫌気槽内の嫌気性微生物を含んだ排水を第２の固液分離手段にて固液分離した後、この第２の固液分離手段にて固形物が分離された汚水にリン回収手段にてカルシウムイオンを加えて、この汚水中のリン酸イオンをヒドロキシアパタイトとして晶析させて除去させることにより、嫌気槽内の汚水は比較的リン濃度が高いから、この汚水中からのリンを効率良く晶析できる。
【０１３２】
請求項７記載の汚水処理装置によれば、嫌気槽内に配設された膜分離手段で嫌気槽内の汚水を濾過し、この嫌気槽内における膜分離手段の下方に配設した第１の散気手段で嫌気槽内の汚水の液面の空気よりも酸素含有量の少ない気体を散気して膜分離手段を洗浄することにより、嫌気槽内での汚水の嫌気性処理を維持させつつ、この嫌気槽内の汚水を循環でき、この嫌気槽内の膜分離手段による汚水の固液分離を効率良くできる。
【０１３３】
請求項８記載の汚水処理装置によれば、反応槽の流路内に配設された上下方向に沿った軸方向を有する筒状の胴体部内に回転可能に回転部を配設し、この回転部にて胴体部内の汚水を上方から下方へと流出させると同時に、この胴体部内における回転部より下方に、酸素を含んだ気体を散気する第２の散気手段を配設して酸素供給手段としたことにより、反応槽内の汚水の循環流速と酸素供給とが別個に調整可能となるので、この反応槽への負荷に応じて、この反応槽内の汚水への酸素供給量を調整でき、この反応槽内の汚水に酸素溶解量の異なる部分を設けやすくなるから、この反応槽での汚水の生物学的処理をより効率良くできる。
【０１３４】
請求項９記載の汚水処理装置によれば、嫌気槽にて処理された汚水を複数の供給口にて反応槽の流路内における酸素溶解量が少ない部分の上流側に供給することにより、反応槽の流路内での汚水の嫌気性処理をより効率良くできるから、この汚水の脱窒反応をより効率良くできる。
【０１３５】
請求項１０記載の汚水処理装置によれば、反応槽の流路内に嫌気槽を配設することにより、嫌気槽内での汚泥の沈降を防止でき、この嫌気槽内での汚水の流速を確保できるから、反応槽での過剰な酸素供給による有機物不足を容易に調整できる。
【０１３６】
請求項１１記載の汚水処理方法によれば、反応槽の無端状の流路内の汚水中に酸素を供給してこの流路内の汚水に酸素溶解量が異なる部分を設けると同時に、この反応槽の流路内の汚水における酸素溶存量の少ない部分に、嫌気槽にて嫌気性処理された汚水を流入させることにより、反応槽の流路内の汚水における酸素溶存量の少ない部分での嫌気性処理を効率良くできるので、この反応槽の流路内の汚水の脱窒処理をより効率良くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の汚水処理装置の第１の実施の形態を示す概略説明図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の汚水処理装置を示す概略説明図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態の汚水処理装置を示す概略説明図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態の汚水処理装置を示す概略説明図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態の汚水処理装置を示す概略説明図である。
【図６】本発明の第６の実施の形態の汚水処理装置の一部を示す概略説明図である。
【図７】本発明の第７の実施の形態の汚水処理装置の一部を示す概略説明図である。
【図８】本発明の第８の実施の形態の汚水処理装置を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１ 汚水処理装置としての高度処理装置
２ 反応槽としてのディッチ槽
４ 流路としての無終端水路
５ 酸素供給手段としての曝気装置
１１ 嫌気槽
２３ 供給口としての送水口
３２ 第１の固液分離手段としての沈殿池
４１ 制御手段としての制御装置
５１ 第２の固液分離手段としての固液分離装置
５２ 可溶化手段としての可溶化槽
５６ リン回収手段としてのリン回収装置
６１ 第１の散気手段としての散気装置
７１ 胴体部としてのドラフトチューブ
７３ 第２の散気手段としての散気管
７８ 回転部としてのインペラ
Claims (11)
- 汚水が貯留される無端状の流路、およびこの流路内に配設されこの流路内の汚水中に酸素を供給してこの流路内の汚水に酸素溶解量が異なる部分を設けさせる酸素供給手段を備えた反応槽と、
この反応槽の流路内の汚水における酸素溶存量の少ない部分に流入される汚水を嫌気性処理する嫌気槽と
を具備したことを特徴とした汚水処理装置。 - 反応槽にて処理された汚水を処理水と汚泥とに固液分離し、この固液分離した汚泥を嫌気槽の内部あるいは上流側のいずれかに返送する第１の固液分離手段と、
前記嫌気槽への汚水の流量を測定して、この嫌気槽へと返送される汚泥の流量を調整する制御手段と
具備したことを特徴とした請求項１記載の汚水処理装置。 - 嫌気槽内の嫌気性微生物を含んだ汚水を固液分離する第２の固液分離手段と、
この第２の固液分離手段にて分離した固形物の少なくとも一部から微生物が分解可能な有機物を溶出する可溶化手段とを具備し、
この可溶化手段にて前記有機物が溶出された後の汚水を前記嫌気槽および反応槽のいずれかに供給させた
ことを特徴とした請求項１または２記載の汚水処理装置。 - 可溶化手段は、第２の固液分離手段にて分離した固形物の少なくとも一部を微生物が分解可能となるまで分解する
ことを特徴とした請求項３記載の汚水処理装置。 - 第２の固液分離手段にて分離した固形物の一部を排出させ、この固形物の残りを可溶化手段にて処理させる
ことを特徴とした請求項３または４記載の汚水処理装置。 - 嫌気槽内の嫌気性微生物を含んだ排水を固液分離する第２の固液分離手段と、
この第２の固液分離手段にて固形物が分離された汚水にカルシウムイオンを加えて、この汚水中のリン酸イオンをヒドロキシアパタイトとして晶析させて除去するリン回収手段とを具備した
ことを特徴とした請求項１ないし５いずれか記載の汚水処埋装置。 - 第２の固液分離手段は、嫌気槽内に配設され、この嫌気槽内の汚水を濾過する膜分離手段であり、
前記嫌気槽内における膜分離手段の下方に配設され、前記嫌気槽内の汚水の液面の空気よりも酸素含有量の少ない気体を散気して前記膜分離手段を洗浄する第１の散気手段を具備した
ことを特徴とした請求項３ないし６いずれか記載の汚水処理装置。 - 酸素供給手段は、反応槽の流路内に配設された上下方向に沿った軸方向を有する略筒状の胴体部と、
この胴体部内に回転可能に配設され、この胴体部内の汚水を上方から下方へと流出させる回転部と、
前記胴体部内における前記回転部より下方に、酸素を含んだ気体を散気する第２の散気手段と
を備えたことを特徴とした請求項１ないし７いずれか記載の汚水処理装置。 - 嫌気槽にて処理された汚水を、反応槽の流路内における酸素溶解量が少ない部分の上流側に供給する複数の供給口を具備した
ことを特徴とした請求項１ないし８いずれか記載の汚水処理装置。 - 嫌気槽は、反応槽の流路内に配設されている
ことを特徴とした請求項１ないし９いずれか記載の汚水処理装置。 - 無端状の流路内の汚水中に酸素を供給してこの流路内の汚水に酸素溶解量が異なる部分が設けられる反応槽の流路内の汚水における酸素溶存量の少ない部分に、嫌気槽にて嫌気性処理された汚水を流入させる
ことを特徴とする汚水処理方法。
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