JP2005137991A - 排水処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 活性汚泥を磁気分離する排水処理装置において、発泡成分を比較的高濃度で含む排水を処理する場合でも、活性汚泥の磁気分離を確実に行うことができる排水処理装置を提供する。
【解決手段】 発泡成分を含む排水を処理するための排水処理装置であって、排水（原水）流入部に、該排水に加圧空気溶解水を混合して加圧空気溶解水から発生する微細気泡により発泡成分を原水中から分離除去する加圧浮上分離装置１１を配設するとともに、加圧浮上分離装置１１の後段に、磁性粉を添加した活性汚泥によって水処理を行う生物反応槽１２と、該生物反応槽１２から流出する活性汚泥懸濁液中に含まれる活性汚泥を磁力によって液中から分離する磁気分離手段１４と、該磁気分離手段１４で分離した活性汚泥を前記生物反応槽１２に返送する経路とを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、排水処理装置に関し、詳しくは、活性汚泥の磁気分離方式を採用した排水処理装置において、界面活性剤等の発泡成分を比較的多量に含む排水の浄化処理も確実に行うことができる排水処理装置に関する。

下水や有機排水の処理法として、従来から活性汚泥法が広く行われている。この方法は、基本的に、下水等に含まれる有機物を曝気槽等の処理槽で活性汚泥により分解した後、最終沈殿池で活性汚泥を重力により沈降分離し、ここで分離した活性汚泥を処理槽に返送するという型式となっている。このような活性汚泥法において、近年は、処理水と活性汚泥とを分離する手段として、活性汚泥に磁性粉を添加することによって活性汚泥に着磁性を付与するとともに、この活性汚泥を永久磁石に磁着させて処理水から分離する磁気分離方法・装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特公昭６３−５９７５９号公報

上記磁気分離装置は、一般的に処理槽あるいは処理槽から処理水が流出する流路の水面付近に設置されているため、界面活性剤等の発泡成分を含む排水を曝気槽（好気処理槽）で処理すると、水面に大量の泡が発生して活性汚泥の磁気分離に支障を来すことがある。また、泡が風によって飛散した場合、四三酸化鉄等の磁性体は黒色であることから、従来の活性汚泥よりも目に付き易いという問題もある。

そこで本発明は、活性汚泥を磁気分離する排水処理装置において、発泡成分を比較的高濃度で含む排水を処理する場合でも、活性汚泥の磁気分離を確実に行うことができる排水処理装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の排水処理装置は、発泡成分を含む排水を処理するための排水処理装置であって、前記排水の流入部に、該排水に加圧空気溶解水を混合して加圧空気溶解水から発生する微細気泡により前記発泡成分を排水中から分離除去する加圧浮上分離装置を配設するとともに、該加圧浮上分離装置の後段に、磁性粉を添加した活性汚泥によって水処理を行う生物反応槽と、該生物反応槽から流出する活性汚泥懸濁液中に含まれる活性汚泥を磁力によって液中から分離する磁気分離手段と、該磁気分離手段で分離した活性汚泥を前記生物反応槽に返送する経路とを備えていることを特徴としている。

さらに、本発明の排水処理装置は、前記生物反応槽は、流入側が嫌気処理槽、流出側が好気処理槽であることを特徴とし、特に、前記磁気分離手段から流出した活性汚泥懸濁液中に残存する活性汚泥を液中から分離する固液分離手段と、該固液分離手段で分離した処理水を抜き出す経路と、該固液分離手段で分離した活性汚泥を前記生物反応槽に返送する経路とを備えていることを特徴としている。

また、前記磁気分離手段で分離した活性汚泥及び前記固液分離手段で分離した活性汚泥の少なくともいずれか一方を前記生物反応槽の嫌気処理槽に返送することを特徴とし、前記活性汚泥は、可溶化処理、減容化（滅菌）処理が施されてから前記嫌気処理槽に返送されることを特徴としている。

さらに、前記活性汚泥と磁性粉とを分離する液体サイクロン又は磁気分離手段を備えるとともに、該液体サイクロン又は磁気分離手段で磁性粉を分離した活性汚泥を余剰汚泥として系外に導出する経路と、分離した磁性粉を前記生物反応槽に返送する経路とを備えていることを特徴とし、前記液体サイクロン又は磁気分離手段に超音波発信器を備えたことを特徴としている。

本発明の排水処理装置によれば、加圧浮上分離装置で発泡成分のほとんどを排水中から分離することができるので、磁気分離手段の付近で泡が大量に発生することを抑制でき、活性汚泥の磁気分離を確実に行うことができる。さらに、生物反応槽の流入側を嫌気処理槽（無曝気槽）とすることにより、界面活性剤等との発泡成分を微生物フロックに吸着又は分解させることができるので、後段の好気処理槽における発泡を効果的に抑制することができる。また、磁気分離手段の後段に固液分離手段を設けることにより、最終的な活性汚泥の分離を確実に行いながら、磁気分離手段の大幅な小型化が図れる。

図１は本発明の一形態例を示す排水処理装置の系統図、図２は磁気分離手段の一例を示す断面図である。本形態例に示す排水処理装置は、流入排水や流入下水（原水）中の懸濁成分や発泡成分を分離除去するための無薬注方式の加圧浮上分離装置１１と、磁性粉を添加した活性汚泥によって水処理を行う生物反応槽１２と、活性汚泥を重力によって沈降分離させて処理水を流出させるための最終沈殿池１３と、生物反応槽１２と最終沈殿池１３との間に設けられた磁気分離手段１４とを備えている。すなわち、生物反応槽１２で曝気処理された活性汚泥懸濁液中の活性汚泥は、磁気分離手段１４と最終沈殿池１３との二段階で処理水から分離するように形成している。

前記磁気分離手段１４及び前記最終沈殿池１３には、磁気分離した活性汚泥及び沈降分離した活性汚泥を汚泥受槽１５に抜き取って生物反応槽１２に返送するための磁気分離汚泥返送経路１６及び沈降分離汚泥返送経路１７がそれぞれ設けられている。また、汚泥受槽１５には、該槽１５内の活性汚泥を生物反応槽１２に返送するための汚泥返送経路１８が設けられており、汚泥返送経路１８の途中には、活性汚泥の可溶化及び減容化（滅菌）を行う返送汚泥用の可溶化・減容化手段１９が設けられ、さらに、この可溶化・減容化手段１９をバイパスするバイパス経路２０が設けられている。

前記無薬注加圧浮上分離装置１１は、原水流入経路２１から流入する原水と、加圧水経路２２から供給される加圧空気溶解水とを混合させて槽内に導入し、加圧空気溶解水から発生する微細気泡により原水中の浮遊物や懸濁成分、発泡成分を浮上させて分離するものであって、原水中の浮遊物や懸濁成分は、加圧空気溶解水から発生する微細気泡に付着して見掛けの比重が小さくなり、無薬注加圧浮上分離装置１１の槽上部に浮上汚泥（フロス）として浮上し、同時に原水中の発泡成分は、前記微細気泡により発泡して槽上部に浮上する。

槽上部に浮上したフロスや泡は、掻取機等により掻取られて浮上物回収経路２３に抜き取られる。また、無薬注加圧浮上分離装置１１の底部に沈殿した固形物（初沈汚泥）は、沈殿物回収経路２４に抜き取られる。このような無薬注加圧浮上分離装置１１は、通常の沈殿処理に比べて懸濁成分の除去率が高く、粗大な浮遊物や糸状浮遊物である髪の毛等の他、発泡成分、油分、スカム等も、短時間の処理で略完全に除去することができるという利点を有している。

したがって、原水を加圧浮上分離装置１１で処理することにより、原水中の発泡成分のほとんどを効果的に除去することができ、生物反応槽１２で曝気処理を行っても発泡成分による発泡を抑制し、磁気分離手段１４に対する泡の影響を軽減できるとともに、泡の飛散の問題も解決できる。特に、無薬注加圧浮上分離装置１１を用いることにより、薬品を使用せずに発泡成分や浮遊物を分離除去することができるので、生物処理に悪影響を与えることもない。

さらに、加圧浮上分離装置１１で分離したフロスや固形物は、前記浮上物回収経路２３及び前記沈殿物回収経路２４からメタン発酵手段２５に導入してメタン発酵処理を行い、続いて、初沈汚泥用の可溶化・減容化処理手段２６に導入して可溶化処理及び減容化処理を施した後、初沈汚泥経路２７により生物反応槽１２に導入するようにしている。

このように、無薬注加圧浮上分離装置１１で分離したフロスや固形物に対してメタン発酵手段２５でメタン発酵処理を行うことにより、発酵性のよい初沈汚泥を原料とすることができるので、メタン発酵の効率を向上できるとともに、メタン発酵後の余剰汚泥量も減量できる。さらに、この余剰汚泥に対して可溶化・減容化処理手段２６でオゾン処理やアルカリ処理、超音波処理等の可溶化及び減量化処理を施してから生物反応槽１２に投入することにより、加圧浮上分離装置１１からの余剰汚泥の発生も無くすことができる。

前記生物反応槽１２で水処理を行う活性汚泥には、前記磁気分離手段１４で活性汚泥を磁気分離可能な状態とするため、あらかじめ磁性粉が添加混合されており、磁性粉を活性汚泥に吸着保持させた状態にしておく必要がある。使用する磁性粉には、適当なものを選定できるが、１０μｍ以上の大きさの磁性粉は活性汚泥に対して重すぎるため、重力によって活性汚泥から分離してしまうことが多いので、これよりも小さなものが好ましく、通常は０．０５〜２μｍの範囲のものが最適である。超微粒子状の磁性粉を使用することも可能であるが、磁性粉のコストが上昇するので好ましくない。

また、磁性粉の保磁力は、０〜２００Ｏｅが適当であり、保磁力が大き過ぎる磁性粉は、自身の磁力によって凝集し、活性汚泥から分離して沈降してしまう欠点がある。さらに、長期の使用を考慮すると、常温の水中で溶解したり、変質したりすることがほとんどない酸化物系の磁性粉を使用することが好ましく、特に、コスト等を考慮すると、粒径が０．１〜１．０μｍ、例えば０．４μｍ程度の四三酸化鉄粉が最適である。

磁性粉の濃度（添加量）は、低すぎると活性汚泥を分離するために超電導磁石のような強力な磁石が必要となり、逆に濃度が高すぎると磁性粉のコストが上昇することになるので、活性汚泥のＭＬＶＳＳが１に対して０．０１から１０の濃度範囲になるようにすることが好ましく、通常は、活性汚泥のＭＬＶＳＳと同程度の濃度となるように設定すればよい。

このような磁性粉は、生物反応槽１２等の適当な位置で活性汚泥懸濁液中に投入されると、直ちに活性汚泥に吸着保持された状態となり、磁石に引き寄せられる磁性粉含有活性汚泥となる。この磁性粉含有活性汚泥は、そのほとんどあるいは全量が返送汚泥と共に循環するので、活性汚泥懸濁液への磁性粉の添加混合は、通常は、磁気分離を開始する前に１回だけ行えばよいが、水処理施設の状況に応じて適宜追加することもできる。また、磁性粉を添加する際には、系内を循環する活性汚泥の全体に満遍なく磁性粉が吸着するように、活性汚泥を循環させながら適当な量の磁性粉を適当な間隔で添加することが好ましい。

生物反応槽１２は、仕切板３１によって流入側の嫌気処理槽３２と流出側の好気処理槽３３とに区画されており、嫌気処理槽３２内には撹拌機３４が、好気処理槽３３には散気管３５がそれぞれ設けられている。嫌気処理槽３２は、加圧浮上分離装置１１から浮上分離水流入経路２８を通って流入する浮上分離水中に残存する発泡成分を活性汚泥（微生物フロック）に吸着させたり、活性汚泥によって分解させたりすることにより、発泡成分が下流側の好気処理槽３３に流入することを極力防止するためのものであって、このような嫌気処理槽３２を生物反応槽１２の流入側に設けることにより、好気処理槽３３での発泡をより確実に防止することができる。好気処理槽３３では、通常の活性汚泥法による好気性処理（曝気処理）によって原水の浄化処理が行われる。

好気処理槽３３で浄化処理された曝気処理水と活性汚泥とは、磁気分離手段１４のみで分離することも可能ではあるが、本形態例では、前述のように、磁気分離手段１４と最終沈殿池１３との二段階で分離処理を行うようにしている。したがって、磁気分離手段１４では、活性汚泥懸濁液中の磁性粉含有活性汚泥の全量を磁気分離する必要はなく、磁性粉含有活性汚泥の濃度と最終沈殿池１３の負荷とに応じて、液中に存在する磁性粉含有活性汚泥の半分以上、すなわち、５０〜９９．５％を分離できるようにしておけばよい。

磁性粉含有活性汚泥を懸濁液中から分離するための磁気分離手段１４には、今までに提案されている様々な方式のものを利用することができる。例えば、図２の断面図に示すように、活性汚泥懸濁液の流入部４１及び流出部４２を有する磁気分離槽４３と、外周面に磁石を配置した回転ドラム４４と、回転ドラム４４に付着した磁性粉含有活性汚泥４５を掻き落とすスクレーパー４６と、スクレーパー４６で掻き落とした磁性粉含有活性汚泥４５を回収する汚泥回収トラフ４７とを備えた磁気分離装置を使用することができる。なお、前記回転ドラム４４には、図示しない駆動用のモーター等が接続され、前記汚泥回収トラフには、前記磁気分離汚泥返送経路１６が接続され、必要に応じて汚泥送出用のポンプが設置される。

前記回転ドラム４４に設けられる磁石は、超電導磁石や電磁石等の特殊な磁石を採用することもできるが、磁性粉含有活性汚泥の全てを懸濁液から分離する必要がないため、一般的で、安価に入手が可能な永久磁石、例えばフェライト磁石を用いることができる。ドラム周面における磁極の配列は、２〜２０ｍｍの着磁間隔でＮ極とＳ極とを交互に配列した状態とすることが好ましい。この着磁間隔が狭くなると磁性粉含有活性汚泥の飽和付着量が減少し、着磁間隔が広くなると磁性粉含有活性汚泥の付着力が弱くなる。回転ドラム４４の大きさ（直径及び長さ）や磁気分離処理時の回転数は任意であり、処理量に応じて選定することが可能で、設置スペースや製造コスト、運転コスト等を考慮して設定すればよい。

磁力により懸濁液から分離した磁性粉含有活性汚泥の回収は、磁石の構造や形状に応じて任意の方法で行うことができ、板状、円盤状、棒状等の様々な形状の磁石と、これらの磁石の形状等に合わせた汚泥回収手段とを組み合わせることができるが、前記回転ドラム４４とスクレーパー４６との組み合わせにより、磁気分離した磁性粉含有活性汚泥４５を連続状態で容易に回収することができる。また、回転ドラム形状の磁石を使用することにより、装置構成も単純化でき、磁気分離装置の製作コストが削減できるだけでなく、保守点検も容易に行うことができる。

活性汚泥を構成する微生物の中で、磁性粉を保持しやすいフロック形成菌は、そのほとんどが磁気分離手段１４で分離するが、単独では磁性粉を保持できない糸状菌や分散性の微生物は、その多くが磁気分離手段１４を通過して最終沈殿池１３で沈降分離することになる。したがって、磁気分離手段１４と最終沈殿池１３とを組み合わせることにより、より確実に活性汚泥を処理水から分離することができる。

一方、磁気分離手段１４で分離回収したフロック形成菌のみを生物反応槽１２に返送することにより、生物反応槽１２内の活性汚泥をフロック形成菌を主としたものとすることができるので、バルキングの発生を防止することができるが、この場合は、最終沈殿池１３から余剰汚泥が発生することになる。この余剰汚泥の発生を防止するため、前記汚泥受槽１５から生物反応槽１２に返送される返送汚泥の一部又は全量を、系内の活性汚泥濃度に応じて前記可溶化・減容化手段１９に導入し、オゾン、塩素、過酸化水素、超音波等を用いて活性汚泥の可溶化処理、減容化処理を行うようにする。

これにより、系内の活性汚泥濃度を適当な範囲に維持できるとともに、バルキングの原因菌となる糸状菌等を駆除することができ、最終沈殿池１３から余剰汚泥が発生することもなくなる。なお、可溶化・減容化手段１９を沈降分離汚泥返送経路１７に設置し、最終沈殿池１３で分離した沈降分離汚泥に対してのみ活性汚泥の可溶化処理、減容化処理を行うようにしてもよい。

また、原水の性状等により、通常の可溶化処理、減容化処理を行っても系内の活性汚泥濃度が高まる傾向にある場合は、相対的に比重が小さな活性汚泥と相対的に比重が大きな磁性粉とを分離することができる液体サイクロン３６を好気処理槽３３に設置し、活性汚泥懸濁液をポンプで汲み上げて液体サイクロン３６に導入し、活性汚泥を上部排出口３７から取り出して余剰汚泥として系外に排出するとともに、磁性粉を下部排出口３８から取り出して好気処理槽３３に返送循環させることにより、系内の活性汚泥濃度を適当な範囲に維持することができる。

このとき、液体サイクロン３６の前段に可溶化・減容化手段３９を設けておき、液体サイクロン３６に導入する活性汚泥懸濁液に対して超音波を照射したりすることにより、液体サイクロン３６での活性汚泥と磁性粉との分離を効果的に行うことができる。さらに、液体サイクロン３６自体に超音波発信器を設けておき、液体サイクロン３６内の活性汚泥懸濁液に超音波を照射することにより、活性汚泥と磁性粉との分離をより効果的に行うことができる。

また、前記液体サイクロン３６に代えて前記同様の磁気分離手段を用いることにより、活性汚泥と磁性粉とを分離することもできる。この場合も、磁気分離手段自体やその前段に、前述の超音波発信器のような可溶化・減容化手段を設けたり、磁性粉含有活性汚泥を機械的に破壊する機器を設けたりして磁気分離手段による活性汚泥と磁性粉との分離を効率よく行えるようにしておくことが好ましい。

このように形成した排水処理装置に流入する原水は、加圧浮上分離装置１１を経て生物反応槽１２の嫌気処理槽３２に流入し、汚泥返送経路１８から循環する返送汚泥（磁性粉含有活性汚泥）及び初沈汚泥経路２７からの初沈汚泥と混合した状態となる。この嫌気処理槽３２までの浮上分離処理及び嫌気処理で発泡成分がほとんど除去された原水は、好気処理槽３３に流入して曝気処理されることにより、活性汚泥による水処理が行われる。曝気処理後の活性汚泥懸濁液は、生物反応槽１２から流出して磁気分離手段１４に流入し、懸濁液中の磁性粉含有活性汚泥の一部が磁気分離される。

磁気分離手段１４における活性汚泥の分離量は、生物反応槽１２における活性汚泥の増殖分と自己酸化とのバランス、及び、最終沈殿池１３の負荷に応じて設定されるものであるが、通常は、最終沈殿池１３に流入する活性汚泥懸濁液中の活性汚泥濃度が３０００ｍｇ／Ｌ以下、好ましくは２０００ｍｇ／Ｌ以下、特に、１５００ｍｇ／Ｌ以下になるように設定することが好ましい。

一般的に、下水処理場に流入する下水のＢＯＤ濃度は、１００〜２００ｍｇ／Ｌ程度である。この負荷条件における好気処理槽３３では、活性汚泥濃度が５０００〜１００００ｍｇ／Ｌの範囲となったときに、活性汚泥の増殖分と自己酸化とがバランスして余剰汚泥がほとんど発生しない状態となる。したがって、磁気分離手段１４によって活性汚泥の８０％を分離することにより、最終沈殿池１３に流入する活性汚泥濃度を１０００〜２０００ｍｇ／Ｌとすることができる。この活性汚泥濃度範囲ならば、最終沈殿池１３において十分な沈降分離を行うことが可能となる。

このとき、磁気分離手段１４及び最終沈殿池１３で分離した活性汚泥の全量を生物反応槽１２に返送しても、活性汚泥自身の増殖分と自己酸化とのバランスによって活性汚泥濃度の上昇が自動的に停止するので、活性汚泥濃度の維持管理を不要なものとすることができる。このとき、平衡状態にある活性汚泥濃度は、負荷変動に伴って自然に変動するが、最大負荷のときでも最終沈殿池１３の許容汚泥濃度を超えないように磁気分離手段１４での活性汚泥分離量を設定しておくことにより、負荷変動に関係なく水処理を継続することができる。

さらに、磁気分離手段１４で活性汚泥の大部分を分離することにより、生物反応槽１２における活性汚泥濃度がある程度高くなっても最終沈殿池１３が許容汚泥濃度以上になることを防止できるので、外部からの余剰汚泥を生物反応槽１２に投入して自己酸化させるマイナスエミッションも可能である。

また、雨水の流入によって最終沈殿池１３に流入する水量が増加するような場合でも、磁性粉を捕捉した活性汚泥は、通常の活性汚泥よりも比重が大きく沈降性が良好なため、さらに、前述のようにフロック形成菌を優先的に増殖させることができるため、最終沈殿池１３で十分な沈降分離を行うことができる。例えば、磁気分離手段１４の能力を、雨水による流量増加時でも最終沈殿池１３に流入するＭＬＶＳＳ濃度が１０００ｍｇ／Ｌ程度になるように設定しておけば、通常３〜４時間程度に設定されている最終沈殿池１３の滞留時間が半分程度になっても、沈降分離への悪影響をほとんどなくすことができる。

加えて、磁気分離手段１４は、磁性粉含有活性汚泥の全量を分離する必要がないため、極めて短時間で所要量の活性汚泥を分離することができ、例えば、磁性粉含有活性汚泥の分離除去率が９９．５％の場合でも、数秒から数十秒で磁気分離処理ができるから、最終沈殿池１３の容積の１／１００〜１／１００００程度の容積で処理可能となる。したがって、既存の水処理施設における生物反応槽１２と最終沈殿池１３との間だけでなく、図１に想像線で示すように、好気処理槽３３の流出部や最終沈殿池１３の流入部にも、小規模な改造で磁気分離手段１４を設置することが可能であるから、新設の水処理施設への適用だけでなく、既存の水処理施設への適用も容易である。なお、好気処理槽３３の内部や流出部に磁気分離手段１４を設置する場合は、磁気分離手段１４の流入部に泡の流入を阻止する邪魔板を設けたり、磁気分離手段１４の近傍での曝気を停止させたり、あるいは、曝気を弱く設定することにより、磁気分離手段１４における泡の影響をより確実に軽減することができる。

また、本形態例では、磁気分離手段後段の固液分離手段として、活性汚泥を重力により沈降分離する最終沈殿池１３を例示したが、この固液分離手段として膜分離を採用した場合でも、膜の目詰まりを抑制し、洗浄操作の間隔を従来より広くとることが可能となるので、膜の長寿命化等が図れ、膜分離におけるコストを削減することができる。

図３は、排水処理装置の他の形態例を示すもので、発泡成分である界面活性剤等を比較的多く含む排水を排出する食品工場や洗剤製造工場等からの排水を効果的に処理するための装置構成例を示す排水処理装置の系統図である。なお、以下の説明において、前記形態例で示した排水処理装置における構成要素と同一の構成要素には、それぞれ同一符号を付して詳細な説明は省略する。

原水流入経路５１からの原水は、スクリーン５２及び撹拌機５３を有する原水槽５４に流入し、スクリーン５２によって粗大固形物が除去されるとともに、撹拌機５３によって均質化が図られた後、経路５５を通って調整槽５６に送られ、薬剤槽５７，５８からｐＨ調整剤及び凝集剤が添加される。なお、ｐＨ調整剤及び凝集剤には、一般的なものを使用することができ、原水の性状に応じて適当なものを選択することができる。

調整槽５６からの原水は、流入経路２１を通り、加圧水経路２２からの加圧空気溶解水と混合して加圧浮上分離装置１１に導入される。この加圧浮上分離装置１１には、原水流入部にバッファ板６１を設けるとともに、仕切板６２，６３間に下降流を形成することによって浮上分離効果を向上させている。槽上部に浮上したフロスや泡は、掻取機６４に掻取られて浮上物回収経路２３により浮上槽汚泥貯留槽６５に送られる。また、槽底部に沈殿した固形物は、沈殿物回収経路２４を通って浮上槽汚泥貯留槽６５に抜き取られる。

浮上分離水の一部は、加圧経路６６に抜き取られてポンプで加圧された後、空気溶解槽６７に導入され、コンプレッサーで加圧された空気と混合して前記加圧空気溶解水となり、前記加圧水経路２２を通って流入経路２１の原水に合流して加圧浮上分離装置１１に循環する。また、浮上槽汚泥貯留槽６５内の汚泥は、経路７１を通って汚泥可溶化装置７２に送られて可溶化処理が行われ、一部は経路７３に分岐して脱水機７４で脱水され、コンポスト等の有効利用が図られ、あるいは、処分される。

流入経路２８を通って加圧浮上分離装置１１から生物反応槽１２に送られる浮上分離水は、汚泥可溶化装置７２で可溶化処理された初沈汚泥が経路７５から、返送汚泥が汚泥返送経路１８からそれぞれ導入され、これらの汚泥と混合した状態で生物反応槽１２の嫌気処理槽３２に流入し、主として発泡成分を除去するための嫌気処理が行われた後、好気処理槽３３に流入する。好気処理槽３３では、コンプレッサーで圧縮され、フィルターで濾過された圧縮空気が散気管３５から液中に散気され、活性汚泥による曝気処理（好気性処理）により、水中のＢＯＤ等が除去される。

好気処理槽３３の上部に設置された磁気分離装置１４では、活性汚泥懸濁液中の磁性粉含有活性汚泥が磁気分離され、磁気分離汚泥返送経路１６を通って汚泥受槽１５に抜き出される。また、曝気処理水は、最終沈殿池１３の内筒８１内に下降流として流入し、活性汚泥と処理水とに分離する。処理水は上部の処理水流出経路８２から系外に流出し、沈殿した汚泥は沈降分離汚泥返送経路１７を通って汚泥受槽１５に抜き出される。

汚泥受槽１５から経路８３に抜き取られた活性汚泥は、アルカリ槽８４から添加されるアルカリ、例えば水酸化ナトリウムによってｐＨ調整された後、超音波処理槽８５に導入され、必要に応じて超音波を照射されることにより、活性汚泥の可溶化及び減容化が行われる。超音波処理槽８５から抜き出された活性汚泥（返送汚泥）は、前記汚泥返送経路１８を通って生物反応槽１２に循環する。

このように、工場等からの排水の性状に応じてｐＨ調整や凝集剤の添加を行うことにより、排水（原水）中の浮遊物や懸濁成分、発泡成分を加圧浮上分離装置１１で効率よく浮上させて分離することができる。特に、発泡成分を加圧浮上分離装置１１及び嫌気処理槽３２で効果的に分離することにより、好気処理槽３３で曝気処理する際の発泡を抑制することができるので、磁気分離装置１４における活性汚泥懸濁液中からの磁性粉含有活性汚泥の分離を効率よく行うことができる。また、活性汚泥の分離を、磁気分離装置１４と最終沈殿池１３とで行うことにより、前述のように装置全体の小型化が図れ、設置面積の低減や設備コストの削減が図れる。

本発明の排水処理装置は、発泡成分を比較的多く含む食品工場や洗剤製造工場等からの排水の処理に好適であり、また、一般排水や下水に洗剤成分が混入している場合でも、磁気分離を確実に行えるので、各種排水処理に適用できる。

本発明の一形態例を示す排水処理装置の系統図である。 磁気分離手段の一例を示す断面図である。 排水処理装置の他の形態例を示す系統図である。

符号の説明

１１…加圧浮上分離装置、１２…生物反応槽、１３…最終沈殿池、１４…磁気分離手段、１５…汚泥受槽、１６…磁気分離汚泥返送経路、１７…沈降分離汚泥返送経路、１８…汚泥返送経路、１９…可溶化・減容化手段、２０…バイパス経路、２１…原水流入経路、２２…加圧水経路、２３…浮上物回収経路、２４…沈殿物回収経路、２５…メタン発酵手段、２６…可溶化・減容化処理手段、２７…初沈汚泥経路、２８…浮上分離水流入経路、３１…仕切板、３２…嫌気処理槽、３３…好気処理槽、３４…撹拌機、３５…散気管、３６…液体サイクロン、３７…上部排出口、３８…下部排出口、３９…可溶化・減容化手段、４１…流入部、４２…流出部、４３…磁気分離槽、４４…回転ドラム、４５…磁性粉含有活性汚泥、４６…スクレーパー、４７…汚泥回収トラフ、５１…原水流入経路、５２…スクリーン、５３…撹拌機、５４…原水槽、５６…調整槽、５７，５８…薬剤槽、６１…バッファ板、６２，６３…仕切板、６４…掻取機、６５…浮上槽汚泥貯留槽、６６…加圧経路、６７…空気溶解槽、７２…汚泥可溶化装置、７４…脱水機、８１…内筒、８２…処理水流出経路、８４…アルカリ槽、８５…超音波処理槽

Claims (7)

1. 発泡成分を含む排水を処理するための排水処理装置であって、前記排水の流入部に、該排水に加圧空気溶解水を混合して加圧空気溶解水から発生する微細気泡により前記発泡成分を排水中から分離除去する加圧浮上分離装置を配設するとともに、該加圧浮上分離装置の後段に、磁性粉を添加した活性汚泥によって水処理を行う生物反応槽と、該生物反応槽から流出する活性汚泥懸濁液中に含まれる活性汚泥を磁力によって液中から分離する磁気分離手段と、該磁気分離手段で分離した活性汚泥を前記生物反応槽に返送する経路とを備えていることを特徴とする排水処理装置。
2. 前記生物反応槽は、流入側が嫌気処理槽、流出側が好気処理槽であることを特徴とする請求項１記載の排水処理装置。
3. 前記磁気分離手段から流出した活性汚泥懸濁液中に残存する活性汚泥を液中から分離する固液分離手段と、該固液分離手段で分離した処理水を抜き出す経路と、該固液分離手段で分離した活性汚泥を前記生物反応槽に返送する経路とを備えていることを特徴とする排水処理装置。
4. 前記磁気分離手段で分離した活性汚泥及び前記固液分離手段で分離した活性汚泥の少なくともいずれか一方は、前記生物反応槽の嫌気処理槽に返送されることを特徴とする請求項２記載の排水処理装置。
5. 前記活性汚泥は、可溶化処理、減容化処理が施されてから前記嫌気処理槽に返送されることを特徴とする請求項４記載の排水処理装置。
6. 前記活性汚泥と磁性粉とを分離する液体サイクロン又は磁気分離手段を備えるとともに、該液体サイクロン又は磁気分離手段で磁性粉を分離した活性汚泥を余剰汚泥として系外に導出する経路と、分離した磁性粉を前記生物反応槽に返送する経路とを備えていることを特徴とする請求項５記載の排水処理装置。
7. 前記液体サイクロン又は磁気分離手段は、超音波発信器を備えていることを特徴とする請求項６記載の排水処理装置。

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