JP2006075839A

JP2006075839A - 有機性汚水の一次処理方法とその装置

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Publication number: JP2006075839A
Application number: JP2005348429A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Imura; 正博井村; Mitsuyuki Yamada; 光之山田
Original assignee: Fujiclean Co Ltd
Current assignee: Fujiclean Co Ltd
Priority date: 2005-11-02
Filing date: 2005-11-02
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2018-11-06
Also published as: JP4327155B2

Abstract

【課題】汚水浄化槽の一次処理槽を小型コンパクト化する。
【解決手段】嫌気接触槽Ａと阻流壁分離槽Ｂを備えた一次処理槽であって、その内、嫌気接触槽Ａを移流隔壁１２により接触室Ａ１と移流室Ａ２に区画し、接触室Ａ１から移流室Ａ２にかけての槽底部を断面下窄まり形状に形成し、接触室Ａ１の槽底部に噴気装置１５を設け、有機性汚水の流入案内管９の流出口１０には、流入汚水の流勢を弱め、その流出方向を規制する整流板１１を設け、前記移流隔壁１２にはバイパス用の移流口１４を設ける。また、阻流壁分離槽Ｂを阻流壁３、４で複数室に区画し、当該阻流壁３、４の中間部より上部側の位置に移流口１８、２０を開口し、当該移流口１８、２０より上方部をスカム阻流壁３Ａ、４Ａとなし、移流口１８、２０より下方部を汚泥阻流壁３Ｂ、４Ｂとしている。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機性汚水を処理する汚水浄化槽であって、特に、その一次処理をする一次処理槽の小型コンパクト化に貢献する有機性汚水の一次処理方法とその装置に関する。

従来、汚水浄化槽へ流入する有機性汚水を一次処理するに、その流入汚水を沈澱分離処理する沈澱分離槽（夾雑物除去槽ともいう）、それを嫌気処理する嫌気濾床を備えた嫌気濾床槽とからなる組み合わせや、嫌気濾床を備えた嫌気濾床槽の第１室とその第２室とからなる組み合わせ等により、汚水中の夾雑物や固形物、浮遊物質等を除去して固液分離処理し、また、当該一次処理で発生する汚泥と、二次処理工程の接触曝気槽と沈澱槽、或いは、先願に係る特願平１０−１８０３８８号の明細書、図面に記載するような、流動床濾材を充填した生物濾過槽と処理水槽等の二次処理工程で発生した返送汚泥を貯留する。

然も、此種の汚水浄化槽の場合、１年当たり１回の汲み取り処理が義務付けられることで、その固液分離機能と汚泥貯留機能の役割を充分に維持する処理性能が保証されている。また、近年における有機性汚水の処理が、屎尿汚水を含む生活雑排水の合併処理を対象としていることから、従前の単独浄化槽に比して、汚水浄化槽の容量が格段に大きなものとなっている。

ところが、我が国における住宅事情を考慮したとき、限られた設置スペースに大型化した汚水浄化槽を埋設設置することが困難な場合があり、また、既設の単独浄化槽との置換を考慮した場合には、大型化した汚水浄化槽を従前の単独浄化槽の容量と同等か、それ以下の大きさとしながら、処理性能もそれと同等か、或いは、それ以上の性能を確保することが求められる。

他方、従前、特許第２５６８７２９号に係る特許公報において、流入する嫌気性汚水を嫌気攪拌する凝集槽と、その凝集フロックを沈澱槽へ潜流させると共に、その汚泥フロックを凝集槽へ返送するように構成してなる汚水処理装置が提案され、これにより比較的シンプルな構造で、凝集性に優れ、余剰汚泥の発生量を少なくする等のことにより、有機性汚水の一次処理に優れる構造の優位性が実証されている。
特許第２５６８７２９号公報

ところが、前記特許公報に示す汚水処理装置を、生活雑排水が比較的短時間に凝集槽へ流入したり、或いは、それとは密度の異なる屎尿汚水が、ランダムに流入することになる実際の汚水浄化槽に、そのまま組み込むには、次のような課題を解決する必要性がある。

例えば、生活雑排水と屎尿汚水のように、密度や比重の異なる汚水や、密度の濃い流入汚水が、平底状の凝集槽の流入口から流入すると、それらの流入汚水が凝集槽の鉛直な流入壁から平底部を回流して沈澱槽へ移流する「底部密度流」の現象を引き起こし、それが為、嫌気汚泥を必要以上に沈澱槽へ送り出してしまったり、或いは、嫌気汚泥による攪拌混合が不十分な状況で、次の二次処理工程へ送り出してしまう等のことにより、一次処理の処理斑の発生を招来したり、二次処理での処理性能にバラ付きをもたらす原因にもなる。

そこで、前記のような弊害を防止するためには、これらの一次処理槽の容量を大きくし、その水深も深くする必要性が生じ、それでは一次処理槽の容量の小型コンパクト化を企図する本発明に沿ぐわないことになる。

また、前記の特許公報に示す汚水処理装置は、前記した構成以外の部分について、凝集槽での嫌気攪拌を水中攪拌翼と水面攪拌翼により機械的に行うようにしたり、また、沈澱槽に浮上したスカムをスカムコレクタで回収する技術内容を開示しているものの、その実用化に当たっては、これらの諸点がメンテナンスフリーに対応できると共に、凝集処理されて沈降した汚泥フロックを、効果的に減容可能な手段を講ずる必要性が認められる。

そこで、本発明では、前記の特許公報に記載の汚水処理装置の場合のように、凝集処理した汚泥フロックを含む嫌気処理水を、直ちに二次処理工程へ移流したり、浮上するスカム類をスカムコレクターで回収する構造ではなく、槽底部に沈澱した嫌気汚泥と流入汚水との効率のよい攪拌混合を可能とする比較的小容量の嫌気接触槽と、当該嫌気接触槽で凝集処理した汚泥フロックの流出を阻止すると共に、その沈降汚泥の流出を阻止しつつ嫌気処理することで、汚泥分の減容化を飛躍的に高める阻流壁分離槽とを組み合わせてなる一次処理装置とその方法を提供したのである。

具体的には、請求項１に記載するように、嫌気接触槽の接触室に流入する有機性汚水を、当該接触室の嫌気汚泥と混合したり、噴気により攪拌混合することで凝集処理し、当該汚泥フロックを含む一次処理水を、嫌気接触槽の移流室へ潜流させた上で、阻流壁を備えた阻流壁分離槽へ越流し、当該阻流壁分離槽の上層部を一次処理水が流動する過程で、前記阻流壁により一次処理水に含まれる汚泥フロックの流出を阻止すると共に、当該汚泥フロックを沈降させて嫌気処理するように構成している。

また、請求項２では、請求項１に記載の阻流壁分離槽を、第１阻流壁と第２阻流壁により３室に区画し、その第１分離室に流入時の汚泥フロックの一部を沈澱させてストックしつつ嫌気処理し、次いで、第１阻流壁から第２分離室へ流入する汚泥フロックの多くを、当該第２分離室に沈澱させてストックしつつ嫌気処理し、第２阻流壁から第３分離室へ流入する流出時の汚泥フロックを、第３分離室に沈澱させてストックしつつ嫌気処理することで、一次処理水中の汚泥フロックの後工程への流出阻止を多段に行うことで対処すると共に、沈降した汚泥フロックも効率よく多段に嫌気処理することで、汚泥の減容化率を格段に向上させ、一次処理槽の小型コンパクト化に対処している。

また、請求項３では、有機性汚水が比較的短時間に多量に嫌気接触槽に流入するような場合には、流入水の一部を、嫌気接触槽の潜流隔壁に開口した移流口から移流室へ流出させることで、通常流路をショートカットし、これにより嫌気汚泥の必要以上の流出を防止している。

また、請求項４では、阻流壁分離槽に流入した汚泥フロックを含む一次処理水を、第１阻流壁と第２阻流壁の中間部より上部側の水中に開口した移流口を通過させることにより、当該移流口から下部側の汚泥阻流壁により、一次処理水に含まれる汚泥フロックの流出を阻止すると共に、沈降した汚泥分の流出を阻止し、また、移流口から上部側のスカム阻流壁により、スカムの流出を阻止している。

また、有機性汚水の一次処理装置としては、請求項５に記載するように、嫌気接触槽と阻流壁分離槽を備えた一次処理槽であって、その内、嫌気接触槽を潜流隔壁により接触室と移流室に区画し、当該接触室から移流室にかけての槽底部を下窄まり形状に形成し、当該接触室の槽底部に噴気装置を設け、有機性汚水の流入案内管の流出口付近には、流入汚水の流勢を弱め、その流出方向を規制する整流板を設けている。これにより、流入汚水と嫌気汚泥とが効率良く混合され、また、メンテナンスフリーな噴気装置による攪拌混合が均一に行われることで、凝集性が飛躍的に向上し、その結果、汚泥フロックの沈降速度が格段に高まり、ひいては阻流壁分離槽での一次処理水に対する固液分離処理が効率よくなされる。

また、請求項６では、請求項５に記載の嫌気接触槽の潜流隔壁に流入汚水の−部をバイパスさせる移流口を開口形成し、当該移流口の位置を流入案内管の流出口の位置より上方部であって、嫌気接触槽の水位線より下方の水中部に開口形成することにより、比較的短時間に多量に流入する生活雑排水により、嫌気接触槽の嫌気汚泥が必要以上に流出させることのないようにしている。

また、請求項７では、嫌気接触槽と阻流壁分離槽を備えた一次処理槽であって、その内、阻流壁分離槽を第１阻流壁と第２阻流壁により３室に区画し、その第１分離室と第２分離室との境界部には、流入時の汚泥フロックの流出を阻止する第１阻流壁とその移流口を設け、第２分離室と第３分離室との境界部には、第１阻流壁の移流口から第２室へ移流する汚泥フロックの流出を阻止する第２阻流壁とその移流口を設け、第３分離室の後部側には、第２阻流壁の移流口から第３分離室へ移流する汚泥フロックの流出を、当該第３分離室の後部上方位置に設けた潜流隔壁により阻止する有機性汚水の一次処理装置としている。

また、請求項９では、阻流壁分離槽の第１分離室のゾーンに、比較的小容量の嫌気接触槽を組み込むことにより、一次処理槽の小型コンパクト化に対処している。

また、請求項１０では、嫌気接触槽と阻流壁分離槽を備えた一次処理槽であって、その内、嫌気接触槽を潜流隔壁により接触室と移流室に区画し、当該接触室から移流室にかけての槽底部を断面下窄まり形状に形成し、当該接触室の槽底部に噴気管を敷設し、有機性汚水の流入案内管の流出口付近には、流入汚水の流勢を弱め、その流出方向を規制する整流板を設け、前記嫌気接触槽の潜流隔壁には、流入汚水の一部をバイパスさせる移流口を開口形成し、当該移流口の位置を、流入案内管の流出口の位置より上方部であって、嫌気接触槽の水位線より下方の水中部に開口形成してなり、また、前記阻流壁分離槽を阻流壁により３室に区画し、その第１分離室と第２分離室との境界部には、流入時の汚泥フロックの流出を阻止する第１阻流壁とその移流口を設け、第２分離室と第３分離室との境界部には、第１阻流壁の移流口から第２分離室へ移流する汚泥フロックの流出を阻止する第２阻流壁とその移流口を設け、第３分離室の後部側には、第２阻流壁の移流口から第３分離室へ移流する汚泥フロックの流出を、当該第３分離室の後部側の上方位置に設けた潜流隔壁の後傾庇と、次槽との越流隔壁に設けた前傾庇により阻止するように構成した有機性汚水の一次処理装置としている。

また、請求項１１では、阻流壁の下端部に連通口を形成し、堆積汚泥の汲み取り時に、阻流壁分離槽の隅部における残留汚泥分の回収に利便としている。

本発明は、槽底部に沈澱した嫌気汚泥と流入汚水との効率のよい攪拌混合を可能とする比較的小容量の嫌気接触槽と、当該嫌気接触槽で凝集処理した汚泥フロックを含む嫌気処理水を、阻流壁により多段処理する阻流壁分離槽とを組み合わせてなる一次処理方法とその装置を提供したので、先ず、嫌気接触槽での効率のよい凝集処理により、汚泥フロックの沈降速度を飛躍的に向上させる。その上、次の阻流壁分離槽を区画する阻流壁により、当該汚泥フロックの流出を阻止し、その沈降汚泥を嫌気処理に供することで、一次処理水に対する固液分離機能が飛躍的に高まると共に、汚泥分の減容化率を格段に向上させる。その結果、一次処理槽を顕著に小型コンパクト化することができる等の諸効果をもたらす。

以下、本発明の実施の形態を、図１と図２に示す汚水浄化槽Ｔの縦断面図と平面図、図３の嫌気接触槽を後方から見た一部切り欠き斜視図等に基づいて説明する。

汚水浄化槽Ｔの槽内部は、屎尿汚水や生活雑排水等の有機性汚水が流入する流入管１側から、処理水の放流管２側にかけて、汚水処理の工程順に応じて複数の処理槽に区画形成され、具体的には、流入管１側の嫌気接触槽Ａと、槽内を阻流壁３、４により３室の分離室Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３に区画した阻流壁分離槽Ｂを備えた一次処理槽と、流動床担体Ｖを充填した生物濾過槽Ｃと、処理水槽Ｄと消毒槽Ｅを備えた二次処理槽とからなる。

嫌気接触槽Ａは、汚水浄化槽Ｔの本体前壁５の内側中央位置に、当該浄化槽Ｔの横幅の半分程度の幅で、且つ、鉛直な越流隔壁６と左右の側壁７により三方を平面コ字状に取り囲み、その内、越流隔壁６のほぼ下半部は、本体前壁５の下端コーナー部に向かって前下がりに形成した傾斜底壁８とし、また、側壁７の下半部は、本体前壁５と傾斜底壁８とで側面形状がほぼＶ字状、楔状の壁形態とし、これにより嫌気接触槽Ａの槽底部を、ほぼＶ字状、楔状、或いは、ホッパー状等の下窄まりの形態としている。これにより、凝集処理される際の種汚泥となる適量の嫌気汚泥Ｘが、嫌気接触槽Ａの槽底部へ集中的に寄せ集められて貯溜し易くすると共に、当該嫌気汚泥Ｘと流入汚水との混合時や、噴気による攪拌混合時における嫌気汚泥Ｘの浮上と分散が、効率よく行われるようにしている。

９は流入管１の後端部に接続配管した流入案内管であって、その下端部を汚水浄化槽Ｔの本体前壁５の上下中間付近に向かうように手前側へ斜めに傾けて配管している。１０は流入案内管９の下端部の左右両側位置に開口形成した流出口、１１は流入案内管９の下端部を閉成する整流板であって、流入案内管９を流落する流入汚水が、当該整流板１１に衝突してその流入勢力を低下させると共に、直前の流出口１０から嫌気接触槽Ａの左右斜め方向を含む横方向へ分かれて流出するようにしている。

１２は嫌気接触槽Ａを前後に区画する潜流隔壁であつて、平面視してその前部側が３分の２程度で、容量で４分の３程度の接触室Ａ１と、後部側が３分の１程度で、容量で４分の１程度の移流室Ａ２に間仕切り形成している。１３は潜流隔壁１２の下端部と傾斜底壁８との間に開口した潜流口、１４は潜流隔壁１２の中間部より上部側の高さ位置に開口した移流口であって、前記した流入案内管９の流出口１０の高さより上部側位置で、嫌気接触槽Ａの水位線ＷＬより下方位置の水中に開口形成している。

１５は接触室Ａ１の下窄まりの槽底部に配管した散気管、１６は接触室Ａ１の内壁面に沿って降設した送気管であって、これらの噴気装置により槽底部に貯留された嫌気汚泥Ｘの内部に、間欠的に、具体的には、３０分間毎に３〜５秒間程度の極めて短時間噴気することで、貯留された嫌気汚泥Ｚを槽上方部へ向かって間欠的に浮上分散させる。すると、上昇分散する嫌気汚泥Ｘと、接触室Ａ１に滞留する嫌気性汚水や、新たに流入した有機性汚水との攪拌混合が効率よく行われることで、汚水や汚泥分に対する凝集性が飛躍的に向上してフロック化が促進され、その結果、凝集処理された汚泥フロックの沈降速度が著しく高まり、具体的には、その沈降速度として、１０ＣＭ／ＭＩＮ以上の測定値を得ている。

前記の場合、メンテナンスフリーな噴気装置からの噴気により嫌気汚泥Ｘを攪拌するも、その噴気時間が極めて短時間で、然も、間欠的としている。その為、嫌気接触槽Ａの槽内の嫌気性は適正に保持され、嫌気性微生物の生息が損なわれることもない。

而して、凝集処理された汚泥フロックＹは、接触室Ａ１の底部へ緩やかに沈降すると共に、新たな汚水流入に伴って潜流隔壁１２の潜流口１３から移流室Ａ２へ移流した上で、越流隔壁６の水位線ＷＬ上に開口した越流口１７を越えて、次の阻流壁分離槽Ｂの第１分離室Ｂ１へ流入する。

また、移流室Ａ２に流入した汚泥フロックＹの一部は、前記の越流口１７を越えないで、当該移流室Ａ２を沈降して傾斜底壁８に蓄積され、やがて当該傾斜底壁８に沿って滑り落ちることで、接触室Ａ１の底部、即ち、嫌気接触槽Ａの槽底部へと返送される。これにより、嫌気接触槽Ａの槽底部には、常時、適正量の嫌気汚泥Ｘが嫌気接触の種汚泥として貯留され、これが流入汚水と程良く混合されたり、また、噴気装置からの間欠的な噴気作用により持ち上げられて上昇分散することにより、当該接触室Ａ１の汚水との攪拌混合が繰り返される。これにて嫌気接触槽Ａに流入したり、貯留されている汚泥、その他の固形分やＳＳ分等に対する凝集処理が繰り返され、沈降速度の大きい汚泥フロックに凝集処理される。

前記の場合、流入案内管９を通過する流入汚水は、そのまま下方へストレートに降流しないように整流板１１によって、その流入勢力を弱められると共に、その流出口１０からの流出方向が、左右斜め方向を含むほぼ横方向となるように方向性を持たせている。その為、流入汚水が接触室Ａ１の底部へ一気に流れ込むことで引き起こされる底部密度流により、底部に貯留された嫌気汚泥Ｚが、移流室Ａ２から阻流壁分離槽Ｂへ送り出されないようにし、これにて適正量の嫌気汚泥Ｘがコンスタントに保持される。

勿論、流出口１０からほぼ横方向へ流出した屎尿を含む流入汚水は、緩やかに沈降し始め、前に凝集処理された嫌気処理水と適度に混合すると共に、噴気装置からの噴気作用によって、槽内に分散して浮上する嫌気汚泥Ｘと攪拌混合されることで、効率の高い凝集処理がなされる。

前記の場合は、流入汚水が屎尿であるような場合における作用を主眼として説明したが、嫌気接触槽Ａへの流入汚水が、風呂水、洗濯水等のように比較的短時間に多量に排水される生活雑排水である場合には、その流入量の多くが、前記した屎尿の場合と同様に嫌気汚泥Ｘとの凝集接触に供されるが、その汚泥分を含まない生活雑排水の一部は、沈降することなく流出口１０から上方へ向かって上昇し、その一部は潜流隔壁１２の移流口１４から移流室Ａ２へと流入する。即ち、潜流口１３をショートカットして移流室Ａ２へ直接流入した上で、越流隔壁６の越流口１７を越えて次の阻流壁分離槽Ｂの第１分離室Ｂ１へと送り込まれる。従って、前記したショートカット用の移流口１４をバイパスさせることで、比較的短時間に多量に流入する生活雑排水により、接触室Ａ１の底部に貯留された嫌気汚泥Ｘが必要以上に押し出されることのないようにしている。特に、生活雑排水の場合には、通常、流入汚水の汚れ度が低く、負荷が小さいことから、前記移流口１４をショートカットして移流することで、流入汚水に対する効率のよい一次処理に対処している。

次に、阻流壁分離槽Ｂは、第１阻流壁３と第２阻流壁４により第１分離室Ｂ１と第２分離室Ｂ２と第３分離室Ｂ３の３室に区画され、その内、第１分離室Ｂ１は、嫌気接触槽Ａの三方を取り囲むように、平面コ字状にレイアウトされ、比較的小容量の嫌気接触槽Ａを、当該第１分離室Ｂ１のゾーンの一部に組み込んでいる。

第１阻流壁３は、第１分離室Ｂ１と第２分離室Ｂ２の境界部に設けられ、その中間部より上部側の高さ位置で、阻流壁分離槽Ｂの水位線ＷＬの７０〜８０％程度の深さ位置の水中部に移流口１８が開口され、また、その下端部には、堆積汚泥の汲み取り時の便利性を考慮した連通口１９を開口形成している。この第１阻流壁３における移流口１８から下部側の部位と上部側の部位を、後記する機能を踏まえて説明すれば、その下部側の部位は、越流口１７から第１分離室Ｂ１へ流入した処理水に含まれる汚泥フロックＹの流出を阻止すると共に、当該第１分離室Ｂ１に沈降し、嫌気処理された堆積汚泥の流出を阻止して貯留させるための汚泥阻流壁３Ｂであり、その上部側の部位は、第１沈澱室Ｂ１の表層部に浮遊状態で蓄積されるスカムＺの流出を阻止するためのスカム阻流壁３Ａとしている。また、第１阻流壁３に開口した移流口１８の場合は、越流口１７からの第１分離室Ｂ１へ流入した処理水や、当該第１分離室Ｂ１で嫌気処理された処理水を、次の第２分離室Ｂ２へほぼ水平流として流動させるための流出方向を規制乃至制御する役割も併有している。

前記の場合には、１枚の第１阻流壁３の槽中間位置より上部側の位置に移流口１８を形成したが、上部側を単独のスカム阻流壁３Ａで、下部側を単独の汚泥阻流壁３Ｂでそれぞれ区画することで、スカム阻流壁３Ａの下端部と、汚泥阻流壁３Ｂの上端部との間に、結果的に移流口１８を形成することもできる。その上、更に、上部側のスカム阻流壁３Ａを、下部側の汚泥阻流壁３Ｂに比して若干前部側へ齟齬させ、その間を移流口１８とすることもできる。

また、第２阻流壁４は、第２分離室Ｂ２と第３分離室Ｂ３の境界部に設けられ、前記の移流口１８とほぼ同じ深さ位置の水中に移流口２０が開口され、その下端部には、前記と同様に堆積汚泥の汲み取り時の便利性を考慮した連通口２１を開口形成している。この第２阻流壁４における移流口２０から下部側の部位と上部側の部位を、前記の場合と同様に、その機能を踏まえて説明すれば、その下部側の部位は、移流口１８から第２分離室Ｂ２を水平流となって流動する処理水に含まれる汚泥フロックＹの流出を阻止すると共に、当該第２分離室Ｂ２の沈降汚泥の流出を阻止して貯留させるための汚泥阻流壁４Ｂであり、その上部側の部位は、第２分離室Ｂ２の表層部に浮遊するスカムＺの流出を阻止するためのスカム阻流壁４Ａとしている。

前記の場合には、１枚の第２阻流壁４の槽中間位置より上部側の位置に移流口２０を形成したが、前記の場合と同様に、上部側を単独のスカム阻流壁４Ａで、下部側を単独の汚泥阻流壁４Ｂでそれぞれ区画することで、上部側阻流壁４Ａの下端部と、下部側阻流壁４Ｂの上端部との間に、結果的に移流口２０を形成することもできる。その上、更に、上部側のスカム阻流壁４Ａを、下部側の汚泥阻流壁４Ｂに比して若干前部側へ齟齬させ、その間を移流口２０とすることもできる。

また、移流口２０の開口高さや、第１阻流壁３における汚泥阻流壁３Ｂと第２阻流壁４における汚泥阻流壁４Ｂの前後間隔は、嫌気接触槽Ａで凝集処理された汚泥フロックＹの沈降速度と、移流口１８から第２分離室Ｂ２へ流入し、当該第２分離室Ｂ２の中間部より上方部、即ち、上層部を水平流となって流動する移流速度との関係で定められる。例えば、前記した阻流壁分離槽Ｂにおける、特に、第１阻流壁３から第２阻流壁４へ水平流となって流動する処理水の移流速度は、Ｖ＝Ｑ／Ａで求まる。ここで、第１阻流壁３の移流口１８の開口が、高さ１０ＣＭで、その幅を７０ＣＭとする場合に、当該移流口１８の開口面積は、０．１×０．７Ｍ^２となる。また、移流口１８から最大２５０Ｌの処理水が、１２．５分間で流入すると仮定する。これらの数値を代入すると、移流速度Ｖ＝０．２５０／１２．５×０．１×０．７＝０．２８６・・・約３０ＣＭ／ＭＩＮとなる。他方、前記するように凝集処理した汚泥フロックＹの沈降速度が、実験結果から１０ＣＭ／ＭＩＮであるので、第１阻流壁３と第２阻流壁４の間隔が３０ＣＭ以上とすれば、その間に汚泥フロックは１０ＣＭ以上沈降することになる。すると、仮に、第１阻流壁３の移流口１８から流入する処理水に含まれる汚泥フロックＹの一が、当該移流口１８の上縁から第２阻流壁４の移流口２０へ向かって水平流となって流動するに連れて、１０ＣＭ以上沈降するため、移流口１８とほぼ同じ高さに開口された移流口２０から流出しないで、第２分離室Ｂ２に沈降することで捕捉される。

図１と図２、並びに、図４において、２２は第３分離室Ｂ３の後部上方位置を平面コ字状に区画した潜流隔壁、２３は潜流隔壁２２の後部側に形成した移流室であって、潜流隔壁２２と次の二次処理槽の越流隔壁２４との間に設けている。２５は潜流隔壁２２の下端部に斜め後ろ下がりに形成した後傾庇、２６は後傾庇２５に向けて斜め前下がりに突設した前傾庇であって、その基端部を越流隔壁２４に固定している。２７は後傾庇２５と前傾庇２６との間に形成した潜流口であって、第３分離室Ｂ３からの汚泥フロックＹの流出を阻止すると共に、当該移流室２３を一旦上昇するも、その儘、沈降したり、或いは、越流隔壁２４に形成した越流口２８を越流できないで沈降する汚泥フロックＹを、当該第３分離室Ｂ３へ滑り落として沈降させ、二次処理工程へ汚泥フロックＹが持ち出されないようにしている。

而して、嫌気接触室Ａの越流口１７から第１分離室Ｂ１に流入する汚泥フロックＹを含む嫌気処理水は、一旦は、当該第１分離室Ｂ１に流れ込んで適度な槽内流により混合されると共に、それに伴って第１分離室Ｂ１の嫌気処理水が、第１阻流壁３の中間部より上部側の高さ位置に開口した移流口１８から流出する。その際、第１阻流壁３の移流口１８へ向かう嫌気処理水に含まれる汚泥フロックＹの一部は、移流口１８へ向かうに連れて沈降したり、或いは、第１阻流壁３により移流口１８からの移流通過が阻止されることで、第１分離室Ｂ１の槽底部に沈降する。この沈降した汚泥フロックＹには、嫌気微生物が付着しており、それにより汚泥フロックＹに対する嫌気処理に供されることで、汚泥分が徐々に減容化される。そして、嫌気処理後の汚泥分Ｏは、第１分離室Ｂ１の底部に図１に示すように徐々に堆積してストックされる。

また、汚泥フロックＹ中のスカムＺは、それとは逆に移流口１８の上部側のスカム阻流壁３Ａに阻止されて、第１分離室Ｂ１の表層部へ浮上し、当該第１分離室Ｂ１からの流出に際しての影響の少ない、嫌気接触槽Ａの左右両側位置の表層部に寄せ集まり、徐々に圧密状態となって浮遊蓄積される。

次いで、第１阻流壁３の移流口１８から第２分離室Ｂ２に流入した汚泥フロックＹを含む嫌気処理水は、当該移流口１８とほぼ同じ深さ位置に開口された、第２阻流壁４の移流口２０へ向かう水平流となって流動し、その際、嫌気処理水に含まれる汚泥フロックＹを、前記移流口２０へ向かうに連れて徐々に沈降したり、また、移流口２０の下部側の汚泥阻流壁４Ｂにより流出を阻止されて沈降する。勿論、第２分離室Ｂ２へ流入した嫌気処理水の一部は、当該第２分離室Ｂ２への流入に伴って形成される適度な槽内流により混合される。従って、第２阻流壁４の移流口２０からの流出が阻止されることで、第２分離室Ｂ２の底部に沈降した汚泥フロックＹは、前記と同様に嫌気微生物による嫌気処理に供されることで、汚泥分が徐々に減容化する。そして、嫌気処理後の汚泥分Ｏは、第２分離室Ｂ２の底部に図１に示すように徐々に堆積してストックされる。また、汚泥フロックＹ中のスカムＺは、それとは逆に第２分離室Ｂ２の表層部へ徐々に浮上したり、移流口２０の上部側のスカム阻流壁４Ａに阻止されて浮上し、第２分離室Ｂ２の表層部に徐々に圧密状態となって浮遊蓄積される。

第２阻流壁４の移流口２０から第３分離室Ｂ３に流入する嫌気処理水は、当該第３分離室Ｂ３に流れ込んで適度な槽内流により混合されると共に、その流入に伴って第３分離室Ｂ３の嫌気処理水が、潜流隔壁２２の後傾庇２６と次槽Ｃとの越流隔壁２４に突設した前傾庇２６との間の潜流口２７から移流室２４へ流入し、越流口２８から次の二次処理工程へ送り出される。その際、第３分離室Ｂ３へ流入した嫌気処理水や、それに含まれる汚泥フロックＹは、潜流隔壁２２やその下端部の後傾庇２５、越流隔壁２４の前傾庇２６により、潜流口２７からの上昇通過が阻止されて槽底部に沈降し、嫌気処理に供されることで汚泥分を徐々に減容化する。そして、嫌気処理後の汚泥分Ｏは、第３分離室Ｂ３の底部に図１に示すように徐々に堆積してストックされる。また、スカムＺは、第３分離室Ｂ３の表層部へ徐々に浮上し、その表層部に寄せ集まって徐々に圧密状態となってストックされる。

前記のように、阻流壁分離槽Ｂに設けた第１阻流壁３と第２阻流壁４により、汚泥フロックＹを含む嫌気処理水を水平方向へ整流して流動させることにより、単なる沈澱分離槽の場合と異なり、底部密度流の発生が防止され、また、沈降した堆積汚泥の巻き上げも防止されると共に、堆積汚泥の再浮上を防止する等の阻流壁効果を発揮し、当該阻流壁分離槽Ｂでの一次処理水に対する固液分離が効率的になされる。その上、固液分離されて槽底部に沈澱した汚泥分は、嫌気接触槽Ａから流出する嫌気性微生物による嫌気処理に供されることで、汚泥分を顕著に減容化する。その結果、有機性汚水の一次処理性能が格段に高められ、然も、汚泥分の減容化を飛躍的に向上することができるので、一次処理槽を顕著に小型コンパクト化する。特に、その際、移流口１８から流入する処理水がほぼ水平流となって流動するため、流入する処理水による底部密度流が発生せず、また、嫌気処理された堆積汚泥Ｏを巻き上げて移流口２０から持ち出されることもない。これにより嫌気処理後の堆積汚泥Ｏが、阻流壁分離槽Ｂの各室Ｂ１〜Ｂ３の底部に、図１に示す低段部の想像線（例えば、３〜４ヶ月経過時の仮想線）から高段部の想像線（例えば、１０〜１２ヶ月経過時の仮想線）ように徐々に蓄積された上で、１年に１回の汲み取りに対処されることになる。

前記の実施の形態では、処理対象人員が５、６人から１０人程度の標準仕様の場合を対象とし、そこで阻流壁分離槽Ｂを第１阻流壁３と第２阻流壁４により３室に区画した場合について説明したが、その処理対象人員が５人以下程度の比較的に少ない人員とするような場合には、阻流壁分離槽Ｂを１枚の阻流壁４により２室程度に区画して対処することもできる。例えば、図１や図２に示すような槽容量のバランスの場合には、図１と図２に示す第１阻流壁３をなくし、第２阻流壁４のみにより阻流壁分離槽Ｂを前後２室に区画することもできる。逆に、処理対象人員が前記の標準仕様のケースより多人数を対象とする汚水浄化槽の場合には、阻流壁分離槽Ｂにおける阻流壁３、４の区画壁数を３以上に適宜増加することで、汚泥フロックＹの沈降が多段階に行われるようにすることで対処する。

また、前記の場合には、阻流壁３、４の中間部より上部側の水中に移流口１８、２０を開口し、当該移流口１８、２０より上部側のスカム阻流壁３Ａ、４ＡによりスカムＺの流出を阻止するようにしているが、嫌気接触槽Ａでの嫌気汚泥Ｘによる凝集効果が頗る効率的となり、それに伴って汚泥フロックＹの沈降速度が飛躍的に高まると、浮遊するスカムＺの発生が著しく抑えられる。このような場合には、前記第１阻流壁３と第２阻流壁４の内、第２阻流壁４における移流口２０から上部側のスカム阻流壁４Ａを不要とする。例えば、前記移流口２０に相当する深さ位置から下部側にかけての水中部を、図８に示すように汚泥阻流壁４Ｂのみで区画した構造の阻流壁分離槽Ｂとすることもできる。この場合には、阻流壁分離槽Ｂの第１阻流壁３の移流口１８から流入する一次処理水が、第２分離室Ｂ２から第３分離室Ｂ３の上層部を水平流となって流動すると、両室Ｂ２、Ｂ３を水中部で区画する汚泥阻流壁４Ｂにより一次処理水に含まれる汚泥フロックＹの流出が阻止されて、その沈降が促進されることになる。勿論、若干発生するスカムＺは、第２分離室Ｂ２から第３分離室Ｂ３の表層部に滞留してストックされ、第３分離室Ｂ３の移流隔壁２２に遮られて流出することもない。

尚、前記の実施の形態では、嫌気接触槽Ａを阻流壁分離槽Ｂの第１分離室Ｂ１に組み込んだ場合の槽構造としたが、その変形例として、図７の平面図に示すように、嫌気接触槽Ａの越流隔壁１６を、汚水浄化槽Ｔの本体側壁を左右に横断して間仕切り形成し、それに伴って移流隔壁１２を平面弧状に曲成し、また、接触室Ａ１の噴気管１５を円弧状に曲成してなる構造の嫌気接触槽Ａとすることもできる。要するに、嫌気接触槽Ａを図７や図８に示すようにレイアウトするも、何等、本発明の要旨を変えるものではない。

次に、二次処理装置を構成する生物濾過槽Ｃの詳細は、特願平１０−１８０３８８号において開示しているが、当該生物濾過槽Ｃには、次のような構成を備えている。

先ず、生物濾過槽Ｃの上方部と下方部には、流動床担体Ｖ（以下、単に担体ともいう）の浮上防止用上部多孔板３０と、その沈降防止用下部多孔板３１が差し渡されている。３２は散気管であって、前記上部多孔板３０と下部多孔板３１で区画された生物処理室の間で、下部多孔板３１寄りの位置に格子状に横設され、当該生物処理室には、その容量の７〜８割程度の分量の流動床担体Ｖが充填されている。３３は生物濾過槽Ｃの底部室であって、その上方位置に逆洗管３４を配管している。３５は処理水槽Ｄへの潜流隔壁であって、その下端部の左右両側方には好気処理水の潜流口３６を開口している。

３７は逆洗時の逆洗処理水を汲み上げる返送用エアリフト管であって、その下端部の流入口３８を片側の潜流口３６から挿通して、底部室３３の中央付近に臨ませて、他方、その上端部に接続した汚水返送管３９の先端吐出口を、嫌気接触槽Ａの接触室Ａ１に臨ませている。４０は二次処理された好気処理水の循環用エアリフト管であって、潜流隔壁３５の背面部の他側位置に立設され、その下端部の流入口４１を他側の潜流口３６の付近に臨ませ、その上端部に接続した循環返送管４２の先端吐出口を阻流壁分離槽Ｂの第１分離室Ｂ１に臨ませてあり、一次処理水の脱窒処理に供される。

而して、阻流壁分離槽Ｂで多段処理され、越流隔壁２４の越流口２８から生物濾過槽Ｃに流入した一次処理水は、散気管３２からの散気攪拌作用により、当該散気管３２より上部側の好気処理ゾーンＭにある流動床担体Ｖを緩やかに流動させ、当該担体Ｖの表面や担体Ｘ内部に付着した好気性微生物により生物処理される。また、流動する担体Ｖ同士が互いに接触して、担体Ｖの表面に付着し、微生物によって形成される生物膜が適度に剥離することで適正量に保持される。

次いで、散気攪拌により生物学的処理された好気処理水は、前記散気管３２の下部側に充填された担体Ｖによる濾過処理ゾーンＮにおいて、好気処理水に含まれる浮遊物質や、担体Ｖから剥離した過剰な生物膜や、その他のＳＳ分が捕捉されることで、物理的な濾過処理がなされる。この濾過処理ゾーンＮを通過した処理水は、生物濾過槽Ｃの底部室３３へ降流した上で、潜流隔壁３５の左右両側位置に形成した潜流口３６を潜流して次の処理水槽Ｄへ送り出される。

汚水流入のない真夜中になると、逆洗用ブロア（図示せず）が駆動して底部室３３の逆洗管３４からの曝気が噴出する。すると、先ず、濾過処理ゾーンＮの担体Ｖが、逆洗管３４からの曝気作用により一気に流動を開始し、当該濾過処理ゾーンＮの担体Ｖの間や、担体Ｖ内部に蓄積された汚泥分やＳＳ分が流動化し、しかも、それが通常の散気攪拌作用に比して強力な曝気攪拌作用を受けて流動接触が行われ、濾過処理ゾーンＮの担体Ｖに対する逆洗処理がなされる。

逆洗処理によって剥離した余剰の生物膜や汚泥分やＳＳ分等を含む逆洗処理水は、返送用エアリフト管３７の流入口３８から汲み上げられ、汚水返送管３９から嫌気接触槽Ａの接触室Ａ１へ返送されることで再処理に供される。その際、循環用エアリフト管４０の流入口４１からも若干量が汲み上げられ、阻流壁分離槽Ｂの第１分離室Ｂ１へ返送される。

前記の逆洗時には、濾過処理ゾーンＮの担体Ｖの一部は、散気管３２の上部側へ浮上して旋回流動し、また、好気処理ゾーンＭの担体Ｖの一部が散気管３２の下部側へ沈降流動することで、濾過処理ゾーンＮと好気処理ゾーンＭの担体Ｖが適度に混じり合って混在状態となり、再び、散気管３２による散気攪拌が好気処理ゾーンＮにおいて行われ、濾過処理ゾーンＮでの濾過処理がなされる。従って、逆洗管３４による曝気攪拌が繰り返されることにより、濾過処理ゾーンＮと好気処理ゾーンＭの担体Ｖが上下に適度に入れ替えられ、これにより流動床担体Ｖに対する処理機能の役割交換がされることで、生物濾過槽Ｃにおける担体Ｖの閉塞を防止し、濾過処理ゾーンＮの嫌気性化が効果的に阻止される。

尚、生物濾過槽Ｃの底部室３３に降流した二次処理水は、次の処理水槽Ｄとの潜流口３６を潜流した上で処理水槽Ｄへ流入し、その上澄み液を消毒槽Ｅで消毒処理した上で、放流管２から放流する。

汚水浄化槽の縦断側面図である。汚水浄化槽の平面図である。嫌気接触槽を示す一部切り欠き斜視図である。阻流壁分離槽の第３分離室に設けた移流室を示す斜視図である。生物濾過槽を示す横断面図である。生物濾過槽の内部構造を示す斜視図である。嫌気接触槽を他の実施形態とした平面図である。図７の縦断側面図であって、然も、阻流壁分離槽における第２阻流壁を、移流口から上部側のスカム阻流壁に相当する構成をなくし、槽中間部より下部側の水中部を汚泥阻流壁で区画した場合を図示している。

符号の説明

Ｔ汚水浄化槽
Ａ嫌気接触槽
Ａ１接触室
Ａ２移流室
Ｂ阻流壁分離槽
Ｂ１第１分離室
Ｂ２第２分離室
Ｂ３第３分離室
Ｃ生物濾過槽
Ｄ処理水槽
Ｅ消毒槽
Ｘ嫌気汚泥
Ｙ汚泥フロック
Ｚスカム
Ｏ堆積汚泥
Ｖ流動床担体
Ｍ好気処理ゾーン
Ｎ濾過処理ゾーン
１流入管
２放流管
３第１阻流壁
４第２阻流壁
３Ａ、４Ａスカム阻流壁
３Ｂ、４Ｂ汚泥阻流壁
５本体前壁
６、２４越流隔壁
７側壁
８傾斜底壁
９流入案内管
１０流出口
１１整流板
１２、２２、３５潜流隔壁
１３、２７、３６潜流口
１４、１８、２０移流口
１５噴気管
１６送気管
１７、２８越流口
１９、２１連通口
２３移流室
２５後傾庇
２６前傾庇
３０上部多孔板
３１下部多孔板
３２散気管
３３底部室
３４逆洗管
３７返送用エアリフト管
３８、４１流入口
３９汚水返送管
４０循環用エアリフト管
４２循環返送管

Claims

嫌気接触槽Ａの接触室Ａ１に流入する有機性汚水を、当該接触室Ａ１の嫌気汚泥Ｘと混合したり、噴気により攪拌混合することで凝集処理し、当該汚泥フロックＹを含む一次処理水を、嫌気接触槽Ａの移流室Ａ２へ潜流させた上で、阻流壁３、４を備えた阻流壁分離槽Ｂへ越流させ、当該阻流壁分離槽Ｂの上層部を一次処理水が流動する過程で、前記阻流壁３、４により一次処理水に含まれる汚泥フロックＹの流出を阻止すると共に、当該汚泥フロックＹを沈降させて嫌気処理するように構成したことを特徴とする有機性汚水の一次処理方法。
阻流壁分離槽Ｂを第１阻流壁３と第２阻流壁４により３室に区画し、その第１分離室Ｂ１において、流入時の汚泥フロックＹの一部を沈澱させてストックしつつ嫌気処理し、次いで、第１阻流壁３から第２分離室Ｂ２へ流入する汚泥フロックＹの多くを、当該第２分離室Ｂ２に沈澱させてストックしつつ嫌気処理し、第２阻流壁４から第３分離室Ｂ３へ流入する流出時の汚泥フロックＹを、当該第３分離室Ｂ３に沈澱させてストックしつつ嫌気処理してなる請求項１に記載の有機性汚水の一次処理方法。
比較的短時間に多量に嫌気接触槽Ａに流入する有機性汚水の一部を、当該嫌気接触槽Ａの潜流隔壁１２の上方部の水中に形成した移流口１４から移流室Ａ２へ流入させてなる請求項１に記載の有機性汚水の一次処理方法。
阻流壁分離槽Ｂに流入した汚泥フロックＹを含む一次処理水を、第１阻流壁３と第２阻流壁４の中間部より上部側の水中に開口した移流口１８、２０を通過させることにより、当該移流口１８、２０から下部側の汚泥阻流壁３Ｂ、４Ｂにより、一次処理水に含まれる汚泥フロックＹの流出を阻止すると共に、沈降した汚泥分Ｏの流出を阻止し、また、移流口１８、２０から上部側のスカム阻流壁３Ａ、４Ａにより、スカムＺの流出を阻止してなる請求項１又は請求項２に記載の有機性汚水の一次処理方法。
嫌気接触槽Ａと阻流壁分離槽Ｂを備えた一次処理槽であって、その内、嫌気接触槽Ａを潜流隔壁１２により接触室Ａ１と移流室Ａ２に区画し、当該接触室Ａ１から移流室Ａ２にかけての槽底部を断面下窄まり形状に形成し、当該接触室Ａ１に噴気装置１５を設け、有機性汚水の流入案内管９の流出口１０付近には、流入汚水の流勢を弱め、その流出方向を規制する整流板１１を構成したことを特徴とする有機性汚水の一次処理装置。
嫌気接触槽Ａの潜流隔壁１２に流入汚水の一部をバイパスさせる移流口１４を開口形成し、当該移流口１４の位置を流入案内管９の流出口１０の位置より上方部であって、嫌気接触槽Ａの水位線ＷＬより下方の水中部に開口形成してなる請求項５に記載の有機性汚水の一次処理装置。
嫌気接触槽Ａと阻流壁分離槽Ｂを備えた一次処理槽であって、その内、阻流壁分離槽Ｂを第１阻流壁３と第２阻流壁４により３室に区画し、その第１分離室Ｂ１と第２分離室Ｂ２との境界部には、流入時の汚泥フロックＹの流出を阻止する第１阻流壁３とその移流口１８を設け、第２分離室Ｂ２と第３分離室Ｂ３との境界部には、第１阻流壁３の移流口１８から第２分離室Ｂ２へ移流する汚泥フロックＹの流出を阻止する第２阻流壁４とその移流口２０を設け、第３分離室Ｂ３の後部側には、第２阻流壁４の移流口２０から第３分離室Ｂ３へ移流する汚泥フロックＹの流出を、当該第３分離室Ｂ３の後部上方位置に設けた潜流隔壁２２により阻止するように構成したことを特徴とする有機性汚水の一次処理装置。
第３分離室Ｂ３からの汚泥フロックＹの流出を、当該第３分離室Ｂ３の後部上方位置に設けた潜流隔壁２２の後傾庇２５と、次槽との越流隔壁２４に設けた前傾庇２６により阻止してなる請求項７に記載の有機性汚水の一次処理装置。
阻流壁分離槽Ｂの第１分離室Ｂ１のゾーンに、嫌気接触槽Ａを組み込んでなる請求項７に記載の有機性汚水の一次処理装置。
嫌気接触槽Ａと阻流壁分離槽Ｂを備えた一次処理槽であって、その内、嫌気接触槽Ａを潜流隔壁１２により接触室Ａ１と移流室Ａ２に区画し、当該接触室Ａ１から移流室Ａ２にかけての槽底部を断面下窄まり形状に形成し、当該接触室Ａ１の槽底部に噴気管１５を敷設し、有機性汚水の流入案内管９の流出口１０付近には、流入汚水の流勢を弱め、その流出方向を規制する整流板１１を設け、前記嫌気接触槽Ａの潜流隔壁１２には、流入汚水の一部をバイパスさせる移流口１４を開口形成し、当該移流口１４の位置を、流入案内管９の流出口１０の位置より上方部であって、嫌気接触槽Ａの水位線ＷＬより下方の水中部に開口形成してなり、また、前記阻流壁分離槽Ｂを阻流壁３、４により３室に区画し、その第１分離室Ｂ１と第２分離室Ｂ２との境界部には、流入時の汚泥フロックＹの流出を阻止する第１阻流壁３とその移流口１８を設け、第２分離室Ｂ２と第３分離室Ｂ３との境界部には、第１阻流壁３の移流口１８から第２分離室Ｂ２へ移流する汚泥フロックＹの流出を阻止する第２阻流壁４とその移流口２０を設け、第３分離室Ｂ３の後部側には、第２阻流壁４の移流口２０から第３分離室Ｂ３へ移流する汚泥フロックＹの流出を、当該第３分離室Ｂ３の後部側の上方位置に設けた潜流隔壁２２の後傾庇２５と、次槽との越流隔壁２４に設けた前傾庇２６により阻止するように構成したことを特徴とする有機性汚水の一次処理装置。
阻流壁３、４の下端部に連通口１９、２１を形成してなる請求項７又は請求項１０に記載の有機性汚水の一次処理装置。