JP2005087907A - 固液分離機構および有機性排水処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 沈殿部からの沈殿物を浮上するガスで沈殿部内へ戻し、巻き上げないようにする有機性排水処理装置を提供する。
【解決手段】 槽内底部に反応部１２が形成される処理槽１１と、反応部１２中へ有機性排水を供給する供給管２１と、上端が水面上に突出する円筒部３２の下側に下方へ窄む円錐台部３６が連なる沈殿部３１と、円錐台部３６の開口３６ａへ向かって浮上するガスを捕集するガス捕集部４１と、このガス捕集部４１内のガスを水面上へ排出する排気管４２と、円錐台部３６の下端と排気管４２との隙間からなる沈殿物落下通路用開口５１と、沈殿部３１外の処理水を円筒部３２内へ接線方向に供給する処理水供給部６１と、沈殿部３１内の処理水を処理槽１１外へ排出する排水部７１と、沈殿物落下通路用開口５１へガスが流入するのを阻止し、沈殿物落下通路用開口５１からの沈殿物をガス捕集部４１伝いに通過させる環状邪魔板８１とを備えている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、固液混合液を固体と液体とに分離する固液分離機構、および、有機性排水中の有機物を、嫌気性汚泥層を構成する嫌気性微生物からなるグラニュールや、その前駆体（小粒径のグラニュール）である自己造粒汚泥（単に“汚泥”とも記す。）で最終的にメタンと二酸化炭素とを主成分とする嫌気性ガスに分解して有機物を除去し、有機物の分解が済んだ処理水を、発生した嫌気性ガス、および、汚泥から分離して排出する有機性排水処理装置に関するものである。

従来の有機性排水処理装置は、沈殿部へ処理水を接線方向に供給して沈殿部内に旋回する渦流を発生させ、この渦流を利用して処理水中に含まれている汚泥を沈降させることにより、処理水から汚泥を除去する構成とされている。
特表平７−５０７２３３号公報 特開平１０−１６５９８０号公報

上記した特許文献１に記載されている有機性排水処理装置は、反応部から浮上するガスを沈殿部の外側へ処理水とともに供給して浮上させ、大気へ放出させた後、沈殿部内で処理水から汚泥を分離する構成とされている。
しかし、沈殿部が有底であるので、沈殿部内の沈殿物（汚泥）を反応部へ返送するための返送機構を必要とする。

次に、特許文献２に記載されている有機性排水処理装置は、反応部から浮上するガスを捕集して排出する機構を備えているものの、沈殿部の外側に仕切壁を設けて沈殿部へのガスの流入を阻止しているので、構成が複雑になる。
また、特許文献２に記載されている有機性排水処理装置は、沈殿部が有底であるので、沈殿部内の沈殿物を反応部へ返送するための返送機構を必要とする。

この発明は、簡単な構成で、沈殿部からの沈殿物（汚泥）を浮上するガスで沈殿部内へ戻し、巻き上げないようにすることのできる固液分離機構および有機性排水処理装置を提供するものである。

この発明は、以下のような発明である。
（１）この発明の固液分離機構は、上端が水面上に突出する円筒部の下側に下方へ窄む円錐台部が連なる沈殿部と、前記円錐台部の下方に配置され、前記円錐台部の開口へ向かって浮上するガスを捕集する下方へ拡がったガス捕集部と、このガス捕集部に下端が接続され、前記沈殿部の中心部を貫通して前記ガス捕集部内のガスを水面上へ排出する排気管と、前記円錐台部の下端と前記排気管との隙間からなる沈殿物落下通路用開口と、前記沈殿部外の処理水を前記円筒部内へ接線方向に供給する処理水供給部と、前記沈殿部内の上部から処理水を前記沈殿部外へ排出する排水部と、を備えることを特徴とする。
（２）（１）に記載の固液分離機構において、前記円錐台部と前記ガス捕集部との間に、前記沈殿物落下通路用開口へガスが流入するのを阻止し、前記沈殿物落下通路用開口からの沈殿物を前記ガス捕集部の上側伝いに通過させる環状邪魔板を配置したことを特徴とする。
（３）この発明の有機性排水処理装置は、槽内底部に嫌気性汚泥層からなる反応部が形成される処理槽と、前記反応部中へ有機性排水を上向流で供給する供給管と、前記処理槽内の前記反応部の上方に配置され、上端が水面上に突出する円筒部の下側に下方へ窄む円錐台部が連なる沈殿部と、前記円錐台部の下方に配置され、前記円錐台部の開口へ向かって浮上するガスを捕集する下方へ拡がったガス捕集部と、このガス捕集部に下端が接続され、前記沈殿部の中心部を貫通して前記ガス捕集部内のガスを水面上へ排出する排気管と、前記円錐台部の下端と前記排気管との隙間からなる沈殿物落下通路用開口と、前記反応部を通過して浮上する処理水を前記円筒部内へ接線方向に供給する処理水供給部と、前記沈殿部内の上部から処理水を前記処理槽外へ排出する排水部と、を備えることを特徴とする。
（４）（３）に記載の有機性排水処理装置において、前記円錐台部と前記ガス捕集部との間に、前記沈殿物落下通路用開口へガスが流入するのを阻止し、前記沈殿物落下通路用開口からの沈殿物を前記ガス捕集部の上側伝いに通過させる環状邪魔板を配置したことを特徴とする。

この発明によれば、沈殿物落下通路用開口を円錐台部（沈殿部）の下側に設け、円錐台部の下方に、沈殿物落下通路用開口へ向かって浮上するガスを捕集するガス捕集部を配置することにより、浮上するガスが沈殿物落下通路用開口から沈殿部内へ進入するのを阻止したので、沈殿部からの沈殿物を浮上するガスで沈殿部内へ戻し、巻き上げなくなるため、汚泥除去率の高い処理水を簡単な構成で得ることができる。
そして、円錐台部とガス捕集部との間に環状邪魔板を配置したので、浮上するガスが沈殿物落下通路用開口から沈殿部内へ進入するのをさらに阻止できることにより、汚泥除去率の一層高い処理水を簡単な構成で得ることができる。

以下、この発明の一実施例を図に基づいて説明する。
図１はこの発明の一実施例である有機性排水処理装置の縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ線に相当する平断面図、図３は図１に示した固液分離機構の斜視図である。
なお、図３において、環状邪魔板の図示が省略されている。

図１において、有機性排水処理装置Ｄは、槽内底部に嫌気性汚泥層からなる反応部１２が形成される、例えば、平面形状が円形で密閉された処理槽１１と、この処理槽１１内の反応部１２中へ有機性排水を上向流で供給するように、処理槽１１の下側に接続された供給管２１と、この処理槽１１の天井に一端が接続され、処理槽１１内のガスを大気へ放出するガス抜き管２２と、処理槽１１内の反応部１２の上方に配置され、上端が水面上に突出する円筒部３２の下側に下方へ窄む円錐台部３６が連なる沈殿部３１と、円錐台部３６の下方に配置され、円錐台部３６の下端の開口３６ａへ向かって浮上するガスを捕集する下方へ開口３６ａの大きさ以上に拡がった円錐状のガス捕集部４１と、このガス捕集部４１に下端が接続され、沈殿部３１の中心部を貫通してガス捕集部４１内のガスを水面上へ排出する排気管４２と、円錐台部３６の下端と排気管４２との隙間からなる沈殿物落下通路用開口５１と、処理槽１１内の反応部１２を通過して浮上する処理水を沈殿部３１の円筒部３２内へ接線方向に供給する、例えば、９０度分割で円筒部３２の外側に取り付けられた４つ（複数）の処理水供給部６１と、沈殿部３１内の上部から処理水を処理槽１１外へ排出する排水部７１と、円錐台部３６とガス捕集部４１との間に配置され、沈殿物落下通路用開口５１へガスが流入するのを阻止し、沈殿物落下通路用開口５１からの沈殿物をガス捕集部４１の上側伝いに通過させる環状邪魔板８１とで構成されている。

上記した沈殿部３１は、上端が水面上に突出する円筒部３２と、この円筒部３２の下端に連なる円錐台部３６とで構成されている。
そして、円筒部３２は、上端が水面上に突出する太径円筒部３３と、この太径円筒部３３の下端に連なる下方が開放した下方へ窄む円錐台接続部３４と、この円錐台接続部３４の下端に連なり、下端に円錐台部３６が連なる小径円筒部３５とで構成されている。
そして、処理水供給部６１は、図３に示すように、下方へ開放したコ字状の樋によって構成され、小径円筒部３５に取り付けられている。

また、排出部７１は、沈殿部３１を構成する太径円筒部３３の内周上側に、例えば、周回させて取り付けられた集水樋７２と、この集水樋７２内の処理水を沈殿部３１外および処理槽１１外へ排出する排水管７３とで構成されている。
なお、沈殿部３１、ガス捕集部４１、排気管４２、沈殿物落下通路用開口５１、処理水供給部６１、排水部７１および環状邪魔板８１により、固液分離機構Ｓが構成されている。

次に、有機性排水の処理について説明する。
まず、供給管２１から処理槽１１内の反応部１２中へ、この反応部１２を構成する嫌気性汚泥層中を上向流で流動するように有機性排水（原水）を供給すると、有機性排水は汚泥と接触して含有する有機物が嫌気性微生物で分解されて処理水となる。
そして、処理水は、分解によって生成され、浮上する嫌気性ガスに伴って一部の汚泥とともに反応部１２からさらに上向流となる。

このようにして沈殿物落下通路用開口５１へ向かって浮上する嫌気性ガスは、ガス捕集部４１で捕集されて排気管４２を介して水面上へ排出された後、ガス抜き管２２で大気へ放出される。
そして、ガス捕集部４１で捕集されなかった嫌気性ガスの一部は、そのまま水面上へ浮上した後、または、環状邪魔板８１で沈殿物落下通路用開口５１と、へ向かうのを阻止されて水面上へ浮上した後、ガス抜き管２２で大気へ放出される。
また、ガス捕集部４１で捕集されなかった嫌気性ガスの一部は、汚泥を含んだ処理水とともに処理水供給部６１を介して沈殿部３１内へ供給される。

このようにして沈殿部３１内へ入った汚泥は、沈殿部３１（小径円筒部３５）内へ接線方向に処理水が流入するので、沈殿部３１内に発生する旋回する渦流に乗って旋回し、渦流の求心力で沈殿部３１の中心に集まって自身の沈降性で底の沈殿物落下通路用開口５１からガス捕集部４１の上側伝いに自由沈降して反応部１２の上に沈降する。
このようにして汚泥が沈降するとき、ガス捕集部４１へ向かって浮上する嫌気性ガスはガス捕集部４１で捕集され、ガス捕集部４１で捕集されずに沈殿物落下通路用開口５１へ向かう嫌気性ガスは環状邪魔板８１で沈殿物落下通路用開口５１へ向かうのを阻止されるので、沈殿物落下通路用開口５１からの汚泥は浮上する嫌気性ガスで沈殿部３１内へ戻され、巻き上げられることなく確実に沈降する。

また、処理水供給部６１を介して沈殿部３１内へ入った嫌気性ガスは、旋回する渦流に乗って上昇し、水面上へ浮上した後、ガス抜き管２２で大気へ放出される。
さらに、処理水供給部６１を介して沈殿部３１内へ入った処理水は、旋回する渦流に乗って上昇し、集水樋７２へ流入し、排水管７３を介して沈殿部３１外および処理槽１１外へ排出され、再利用されたり、放流される。
したがって、排水管７３から排出される処理水は、汚泥の含有量が少ないものとなる。

上述したように、この発明の一実施例によれば、沈殿物落下通路用開口５１を円錐台部３６（沈殿部３１）の下側（下端）に設け、円錐台部３６の下方に、沈殿物落下通路用開口５１へ向かって浮上するガスを捕集するガス捕集部４１を配置することにより、浮上するガスが沈殿物落下通路用開口５１から沈殿部３１内へ進入するのを阻止したので、沈殿部３１からの沈殿物を浮上するガスで沈殿部３１内へ戻し、巻き上げなくなるため、汚泥除去率の高い処理水を簡単な構成で得ることができる。
そして、円錐台部３６とガス捕集部４１との間に環状邪魔板８１を配置したので、浮上するガスが沈殿物落下通路用開口５１から沈殿部３１内へ進入するのをさらに阻止できることにより、汚泥除去率の一層高い処理水を簡単な構成で得ることができる。
また、処理水供給部６１を下方へ開放したコ字状の樋としたので、浮上する処理水を確実に沈殿部３１内へ供給することができる。

上記実施例では、固液分離機構Ｓを上向流スラッジブランケット型の有機性排水処理装置に適用した例を示したが、固液分離機構Ｓは膨張粒状汚泥床型の有機性排水処理装置にも適用することができる。
そして、処理槽１１の平面形状を円形とし、沈殿部３１の水面上に突出する上部を太径円筒部３３とした例を示したが、これらの平面形状は、他の形状、例えば、四角形であってもよい。
また、円筒部３２を、複数の円筒部を接続した例、すなわち、太径円筒部３３と小径円筒部３５とを円錐台接続部３４で接続した例を示したが、円筒部は単一の径のものであってもよい。
さらに、処理水供給部６１を下方へ開放したコ字状の樋とし、処理水供給部６１を４つ設けた例を示したが、浮上する処理水を沈殿部３１内へ接線方向に供給することができれば、他の形状であってもよく、また、処理水供給部６１は処理能力に応じて１つ以上設ければよい。
また、排水部７１を集水樋７２と排水管７３とで構成した例を示したが、同様に処理水が排出できれば、他の構成であってもよい。

この発明の一実施例である有機性排水の処理装置の縦断面図である。 図１のＡ−Ａ線に相当する平断面図である。 図１に示した固液分離機構の斜視図である。

符号の説明

Ｄ 有機性排水処理装置
１１ 処理槽
１２ 反応部
２１ 供給管
２２ ガス抜き管
Ｓ 固液分離機構
３１ 沈殿部（固液分離機構Ｓ）
３２ 円筒部
３３ 太径円筒部
３４ 円錐台接続部
３５ 小径円筒部
３６ 円錐台部
３６ａ 開口
４１ ガス捕集部（固液分離機構Ｓ）
４２ 排気管（固液分離機構Ｓ）
５１ 沈殿物落下通路用開口（固液分離機構Ｓ）
６１ 処理水供給部（固液分離機構Ｓ）
７１ 排水部（固液分離機構Ｓ）
７２ 集水樋
７３ 排水管
８１ 環状邪魔板（固液分離機構Ｓ）

Claims (4)

1. 上端が水面上に突出する円筒部の下側に下方へ窄む円錐台部が連なる沈殿部と、
   前記円錐台部の下方に配置され、前記円錐台部の開口へ向かって浮上するガスを捕集する下方へ拡がったガス捕集部と、
   このガス捕集部に下端が接続され、前記沈殿部の中心部を貫通して前記ガス捕集部内のガスを水面上へ排出する排気管と、
   前記円錐台部の下端と前記排気管との隙間からなる沈殿物落下通路用開口と、
   前記沈殿部外の処理水を前記円筒部内へ接線方向に供給する処理水供給部と、
   前記沈殿部内の上部から処理水を前記沈殿部外へ排出する排水部と、
   を備えることを特徴とする固液分離機構。
2. 請求項１に記載の固液分離機構において、
   前記円錐台部と前記ガス捕集部との間に、前記沈殿物落下通路用開口へガスが流入するのを阻止し、前記沈殿物落下通路用開口からの沈殿物を前記ガス捕集部の上側伝いに通過させる環状邪魔板を配置した、
   ことを特徴とする固液分離機構。
3. 槽内底部に嫌気性汚泥層からなる反応部が形成される処理槽と、
   前記反応部中へ有機性排水を上向流で供給する供給管と、
   前記処理槽内の前記反応部の上方に配置され、上端が水面上に突出する円筒部の下側に下方へ窄む円錐台部が連なる沈殿部と、
   前記円錐台部の下方に配置され、前記円錐台部の開口へ向かって浮上するガスを捕集する下方へ拡がったガス捕集部と、
   このガス捕集部に下端が接続され、前記沈殿部の中心部を貫通して前記ガス捕集部内のガスを水面上へ排出する排気管と、
   前記円錐台部の下端と前記排気管との隙間からなる沈殿物落下通路用開口と、
   前記反応部を通過して浮上する処理水を前記円筒部内へ接線方向に供給する処理水供給部と、
   前記沈殿部内の上部から処理水を前記処理槽外へ排出する排水部と、
   を備えることを特徴とする有機性排水処理装置。
4. 請求項３に記載の有機性排水処理装置において、
   前記円錐台部と前記ガス捕集部との間に、前記沈殿物落下通路用開口へガスが流入するのを阻止し、前記沈殿物落下通路用開口からの沈殿物を前記ガス捕集部の上側伝いに通過させる環状邪魔板を配置した、
   ことを特徴とする有機性排水処理装置。

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