JP2006289153A

JP2006289153A - 汚水浄化方法及び装置

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Publication number: JP2006289153A
Application number: JP2005108996A
Authority: JP
Inventors: Tomio Hatta; 富夫八田
Original assignee: BEST TECH KK
Current assignee: BEST TECH KK
Priority date: 2005-04-05
Filing date: 2005-04-05
Publication date: 2006-10-26

Abstract

【課題】生活排水浄化槽から発生する汚泥量の低減と使用者の清掃費用負担の軽減をする。
【解決手段】嫌気性処理部２と好気性処理部３がこの順序で構成される浄化槽に汚泥貯留部１を前置させ、汚水がこの順序に通過して処理されるように浄化槽を形成し、各処理部に汚泥を各前段処理部に返送させる汚泥返送手段Ａ，Ｂ及びＣが設けられ、各処理部で発生する余剰汚泥が自動的にそれぞれの前段処理部に返送されて、最終的に装置全体で発生した余剰汚泥が、汚水流入部に設けられた汚泥貯留部１に集約されることを特徴とする汚水浄化方法及びこの方法を具現する装置を提案するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、建築物から排出される生活系排水を処理するための汚水浄化方法及び装置の改善に関する。

嫌気好気処理併用型の浄化槽は、現在主に小規模浄化槽で最も一般的に採用され、前段部は嫌気性濾床が充填された嫌気性濾床槽が第１室と第２室に分割されて設けられ、続いて好気性処理部として接触ばっ気槽や担体流動槽等が設けられ、一連の浄化処理に伴って発生した汚泥を分離除去するための沈殿槽や濾過槽等が最終的に設けられた形が一般的である。小規模浄化槽の場合、その維持管理は維持管理会社に委託され３〜４ヶ月に１度の保守点検と１年に１度以上汚泥を引き抜き清掃を行うことが法令により義務付けられている。

現在、最も一般的に採用されている浄化槽は、前段部は嫌気性濾床が充填された嫌気性濾床槽が第１室と第２室の２室に分割されて設けられ、続いて好気性処理部として接触ばっ気槽や担体流動槽等が設けられ、最終段として余剰汚泥を分離除去するための沈殿槽や濾過槽等が設けられており、汚水は流出部に設けられた消毒槽を経由して放流される。

また、嫌気処理と好気処理を組み合わせた方式は、好気処理工程から嫌気処理工程に処理水の循環を行うことにより汚水中の窒素を除去することが可能になるため、窒素除去型浄化槽の開発も行われており、好気処理工程での硝化能力を向上させるための改善も行われている。例えば特許文献１には、嫌気濾床槽と接触ばっ気槽とを２槽宛設け、接触ばっ気槽第２室の処理負担を増やすことなく脱窒処理を効率的に行い、さらに、嫌気濾床槽の活性が低下しないような浄化槽を提供するために、嫌気濾床槽の下流に接触ばっ気槽を設け、その接触ばっ気槽を流れの方向に第１室、第２室とから構成し、接触ばっ気槽内の被処理液を嫌気濾床槽に返送する嫌気処理用返送路を設け、接触ばっ気槽第２室から接触ばっ気槽第１室に被処理液を返送する好気処理用返送路を設けることの記載がみられる。

また、小規模浄化槽は大規模浄化槽に比べ、建物からの流入汚水の流量変動が大きいという問題があり、好気性処理部でばっ気回流中に汚泥が浮遊して存在する場合は、汚水の多量流入時間帯には、浮遊汚泥が放流水中に混入して水質悪化の原因となる。嫌気処理部で貯留されている汚泥が好気処理部へ流入する場合も同様の問題があるため、嫌気汚泥の流出を改善する工夫も行われている。例えば特許文献２には、嫌気処理槽内の貯留汚泥が好気処理槽に移流しにくい、コンパクトな浄化槽を提供するために、被処理水の嫌気処理槽と、好気処理槽に加えて、気泡供給可能な散気部を備えた汚泥消化槽を設け、嫌気処理槽と汚泥消化槽とを下部で連通する連通部８を設け、更に、汚泥消化槽に、散気部により被処理水に好気処理する好気処理部と、被処理水に好気処理しない嫌気処理部とを形成し、被処理水より固形物質を除去した上澄み液を嫌気処理槽から好気処理槽に移流する循環系を設けて合併浄化槽とすることが記載されている。

特開平6-63574号公報（請求項１、[0003]、[0009]、図1、要約）特開2002-96090公報（請求項１、[0022]、図１）

小規模浄化槽では、維持管理上の観点から汚水中の固形物や好気処理槽における余剰汚泥等を１年分程度貯留出来るよう設計されることが必要要件とされている。従って嫌気処理と好気処理を組み合わせた型の浄化槽における嫌気処理部の機能は、汚水中の固形物の分離、可溶化や有機物の嫌気的分解等の生物学的な嫌気処理機能を持つと同時に、発生する余剰汚泥を貯留するための汚泥貯留槽としての機能が求められる。嫌気処理部に貯留された汚泥は、槽底部に堆積汚泥として貯留されるだけでなく、一部は浮上汚泥（スカム）として水面に浮遊し、他の一部は嫌気濾床内部に捕捉された汚泥として、嫌気濾床槽全体に分散して貯留されている。これらの汚泥の一部は汚水流入時に押し流されて好気処理部に流入して、ばっ気攪拌により混合されその一部が処理水に混入して放流され、水質悪化の主要な一因となる。

特に前回の清掃から半年以上経過した浄化槽では、汚泥貯留容量に余力があるにもかかわらず、水質悪化を理由に維持管理会社によって汲み取り時期が来たと判断され、浄化槽使用者が支払う清掃費用を増大させる原因となっている。また１年に１度以上の汚泥の清掃が義務付けられているため、建物の居住人員が少ない所に設置された浄化槽では、まだ清掃時期に至っておらず貯留能力に充分余力があっても浄化槽の全量が引き抜かれ、その汲み取りされた量によって清掃費用が請求が行われる。また引き抜かれた汚泥は一般廃棄物としてし尿処理場などに持ち込まれて処分され、小規模浄化槽の数が多いため膨大な廃棄物の量となり、汚泥処分施設に対する負荷を増大させている。これらの理由により浄化槽から発生する汚泥量の低減と使用者の清掃費用負担の節減が求められている。

本発明は、このような課題解決のためになされたものである。すなわち、嫌気性処理部と好気性処理部がこの順序で構成される浄化槽に汚泥貯留部を前置させ、汚水がこの順序に通過して処理されるように浄化槽を形成し、各処理部に汚泥を各前段処理部に返送させる汚泥返送手段が設けられ、各処理部で発生する余剰汚泥が自動的にそれぞれの前段処理部に返送されて、最終的に装置全体で発生した余剰汚泥が、汚水流入部に設けられた汚泥貯留部に集約されることを特徴とする汚水浄化方法及びこの方法を具現する装置を提案するものである。

汚泥貯留部では、その汚泥はメタン菌や脱窒素菌などの働きで汚泥内部にメタンガスや窒素ガスが発生する。汚泥はガスの浮力によってスカムとなって浮上し、内部のガスが大気中に発散すると再び沈降して底部で堆積汚泥となる。この動作を何度も繰り返しながら低分子化し減容していく。従って常に沈殿汚泥と浮遊汚泥に分離して槽の中間部に汚泥を含まない分離水のゾーンが確保されるため、中間部の分離水を次工程へ移流させることによって、スカムと汚泥は濃縮される。

また汚水原水は汚泥貯留部上部の流入口から多量の嫌気性微生物を含んだスカムの層を通過して流入する。汚泥貯留部の中間分離水は嫌気性処理部へ流入し嫌気的処理が行われる。嫌気性処理部ではさらに分離された固形物や好気性処理部から返送されて来る余剰汚泥が一部は嫌気濾材内部に捕捉され一部は槽底部に堆積する。堆積した汚泥は、槽底部に設けられた汚泥返送手段、例えばポンプによって汚泥貯留部に返送される。

浄化槽に流入する１日当たりの汚水量をＱとして、汚泥返送ポンプの移送量を0.5Ｑ〜３Ｑ程度に調整して連続的に運転されると、堆積汚泥が全部返送されてもポンプは底部の汚水を返送し続ける。その結果、汚水は汚泥貯留部上部に厚く圧密されたスカムに繰り返し循環接触することになり、汚泥貯留部の機能は、余剰汚泥の貯留場所であると同時に、汚水を嫌気的接触処理による浄化作用も同時に進行させる働きも有することになる。

また、好気性処理部における嫌気性処理部への汚泥返送手段としては、ばっ気攪拌によって回流する剥離汚泥を、嫌気処理部と好気処理部の水位差を利用して返送する方法は一般的に多く採用されている。本発明の汚水浄化方法は、嫌気性処理は嫌気濾床槽で行い、好気性処理は生物濾過槽で行うか、あるいは、担体流動ばっ気槽と濾過槽または沈殿槽を組み合わせた浄化装置によって実施可能である。

更に、沈殿槽を設ける場合の好気性処理部への汚泥返送手段は、沈殿槽底部の沈殿スロットを利用して下方に蓄積した汚泥を返送するようにしている。この場合、前述のように嫌気処理部と好気処理部の水位差を利用して剥離汚泥を返送する機能が充分に働いている場合は、沈殿槽を省略することも可能である。

このように、各処理部に設けられた余剰汚泥の返送手段によって各部で発生するすべての余剰汚泥は前段の処理部へ順次返送され、汚泥の返送に伴って各処理部での処理水の返送循環が行われる。各処理工程における汚水の循環によって生息する微生物に接触する機会を増加させ、装置の処理性能を向上させると同時に、最終的に最前段の汚泥貯留部に集約されて濃縮されるため、汚泥貯留部の汚泥のみを適時排除することによって、余剰汚泥の増加による機能低下を起こさせることなく維持管理を行うことが可能となる。

また、浄化槽から発生する汚泥の量は、従来小型の浄化槽にあっては、浄化槽の全量が１年に１回以上引き抜かれ多量の汚泥の処分が必要であったが、本方法の採用により汚泥の廃棄は汚泥貯留部のみに限定され、同時に使用者の経費負担を軽減出来る浄化槽を提供できることになるのである。

以下、図面によって本発明の汚水浄化方法及び汚水浄化装置を更に具体的に説明する。図１は本発明の汚水浄化方法を効果的に実施しうる汚水浄化装置の説明断面図、図２は本発明の汚泥返送手段の系統図、図３は従来の汚泥返送手段の系統図である。

通常は汚水の嫌気性処理を行う嫌気濾床槽２と好気性処理を行う接触ばっ気槽３及び沈殿槽４がこの順序で構成される浄化槽であるが、この嫌気濾床槽２の前に汚水の流入及び汚泥貯留を行う汚泥分離槽１を設けて、汚水がこの順序に通過して処理されるように浄化槽を形成している。従来の浄化槽においても、汚水を嫌気濾床槽２に直接流入させずに汚水貯留槽を設けた方式の浄化槽があるけれども、形ばかりの小容積のものであるし、本発明の作用効果を奏するものではない。後述するように、各槽に対しては、汚泥を各前段槽に返送させる汚泥返送手段を設け、各槽で発生する余剰汚泥が自動的にそれぞれの前段槽に返送されて、最終的に装置全体で発生した余剰汚泥が、汚水流入部に設けられた汚泥分離槽に集約される構造の汚水浄化装置を組み立てた。

生活排水等の汚水は、汚水流入口11から汚泥分離槽１に流入した後、嫌気濾床槽２、接触ばっ気槽３、そして沈殿槽４の順に下流へ移送されつつ分解処理され、沈殿槽４から消毒剤51を備えた消毒槽５を経た後、浄化水放流口６から槽外に放流される。

ここで、汚泥分離槽１には、汚泥を中間部から上方へ導き、嫌気濾床槽２の上方へ通じる汚水流路12を槽の側壁に沿って設けた。この汚水流路12を設けたことにより、固形物質の少ない低負荷となった汚水を優先的に嫌気濾床槽２に移流することができる。これは、汚泥分離槽１中の汚水条件により、流入汚水中の固形分が上層の還流された浮遊スカム層13でフロック化して速やかに沈降し沈殿汚泥層14へ移動し、中間層が固形分の少ない中間汚泥層15となるからである。

嫌気性処理部となる嫌気濾床槽２の構造は、槽の中間に嫌気濾材層21を設けてその側部を汚水流路25として、汚水を次の接触ばっ気槽３へ送るようにしている。それに加えて、嫌気濾床槽２から汚泥分離槽１への汚泥返送手段Ａが設けられている。

嫌気濾床槽２から汚泥分離槽１への汚泥返送手段Ａは、空気式汚泥ポンプ22によって嫌気濾床槽２の底部に堆積した汚泥を返送し汚泥分離槽１の上方から排出する。空気式汚泥ポンプ22は、送気管23に接続した送風機24からの空気の送り込みによる。このほか、散気管34，35などと接続して、圧縮空気を吹き込むようにしてもよい。

接触ばっ気槽３の構造は、槽内に接触材31を配置し嫌気濾材槽２から流入した汚水を好気性処理するとともに、槽の一部を隔壁32で区切り沈殿槽４とする。沈殿槽４の下方は接触ばっ気槽３と連通させて、沈殿槽から接触ばっ気槽３への汚泥返送手段Ｃとしての沈殿槽底部の沈殿スロット33を設けている。接触材31は、種々のものが利用できるが、垂直に起立させた複数本の円筒形接触材から構成し、各接触材31は、例えば、繊維の絡まったへちま状中空体として、ばっ気槽底部に設けた散気管35の各散気孔上部に対して垂直に設ける。このようにすると、散気管の吐出空気泡がこのへちま状中空体内部で汚水と共に上昇接触する、いわゆるドラフトチューブの形態となって、汚泥の好気性処理が一段と進行する。

接触ばっ気槽３から嫌気濾床槽２への汚泥返送手段Ｂは、接触ばっ気槽３の水位の方が局部的に嫌気濾床槽２より高くなる現象を利用して巡回流を生じさせ、接触ばっ気槽３で発生する剥離汚泥を嫌気濾床槽２に連続的に返送させるようにしている。

また、前述のように、沈殿槽４から接触ばっ気槽３への汚泥返送手段Ｃは、沈殿槽底部の沈殿スロットである。図２は、これら本発明の汚泥返送手段Ａ，Ｂ及びＣの系統図である。このように、各層の底に沈降している消化汚泥を、沈殿槽４から接触ばっ気槽３へ、接触ばっ気槽３から嫌気濾床槽２へ、そして嫌気濾床槽２から汚泥分離槽１へと、処理汚水の流れとは逆に層底の汚泥を返送するのである。

図１は本発明の汚水浄化方法を効果的に実施しうる汚水浄化装置の説明断面図である。図２は本発明の汚泥返送手段の系統図である。図３は従来の汚泥返送手段の系統図である。

符号の説明

１汚泥分離槽（汚泥貯留部）
２嫌気濾床槽（嫌気性処理部）
３接触ばっ気槽（好気性処理部）
４沈殿槽
５消毒槽
６浄化水放流口
11 汚水流入口
12 汚水流路
13 浮遊スカム層
14 沈殿汚泥層
15 中間汚泥層
21 嫌気濾材層
22 空気式汚泥ポンプ
23 送気管
24 送風機
25 汚水流路
31 接触材
32 隔壁
33 沈殿スロット
34,35 散気管
Ａ汚泥返送手段
Ｂ汚泥返送手段
Ｃ汚泥返送手段

Claims

嫌気性処理部と好気性処理部がこの順序で構成される浄化槽に汚泥貯留部を前置させ、汚水がこの順序に通過して処理されるように浄化槽を形成し、各処理部に汚泥を各前段処理部に返送させる汚泥返送手段が設けられ、各処理部で発生する余剰汚泥が自動的にそれぞれの前段処理部に返送されて、最終的に装置全体で発生した余剰汚泥が、汚水流入部に設けられた汚泥貯留部に集約されることを特徴とする汚水浄化方法。
汚泥貯留部ではその汚泥を中間部から上方へ設けた流路を経て、嫌気性処理部へ流入させる請求項１記載の汚水浄化方法。
嫌気性処理部から汚泥貯留部への汚泥返送手段は、嫌気濾材層を通過してきた下方汚水のポンプアップにより返送する請求項１記載の汚水浄化方法。
好気性処理部から嫌気性処理部への汚泥返送手段は、好気性接触材層を循環通過してきた汚水の散気管からのばっ気回流を利用して返送する請求項１記載の汚水浄化方法。
沈殿処理部から好気性処理部への汚泥返送手段は、沈殿槽底部の沈殿スロットを利用して返送する請求項１記載の汚水浄化方法。
汚水の嫌気性処理を行う嫌気濾床槽と好気性処理を行う接触ばっ気槽及び沈殿槽がこの順序で構成される浄化槽において、嫌気濾床槽の前に汚水の流入及び汚泥貯留を行う汚泥分離槽を設けてなり、汚水がこの順序に通過して処理されるように浄化槽を形成し、各槽に対して汚泥を各前段槽に返送させる汚泥返送手段を設け、各槽で発生する余剰汚泥が自動的にそれぞれの前段槽に返送されて、最終的に装置全体で発生した余剰汚泥が、汚水流入部に設けられた汚泥分離槽に集約される構造としたことを特徴とする汚水浄化装置。
汚泥分離槽には、汚泥を中間部から上方へ導き、嫌気濾床槽の上方へ通じる汚水流路を設けてなる請求項６記載の汚水浄化装置。
嫌気濾床槽から汚泥分離槽への汚泥返送手段は、嫌気濾材層を通過してきた下方汚水のポンプアップにより返送するよう嫌気濾床槽の底に達する汚泥返送管である請求項６記載の汚水浄化装置。
接触ばっ気槽から嫌気濾床槽への汚泥返送手段は、好気性接触材層を循環通過してきた汚水の散気管からのばっ気回流を利用して返送するよう散気管上方の液面近傍に取入れ口を有する請求項６記載の汚水浄化装置。
沈殿槽から接触ばっ気槽への汚泥返送手段は、沈殿槽底部の沈殿スロットである請求項６記載の汚水浄化装置。
嫌気性処理部が嫌気濾床槽であり、好気性処理部が担体流動ばっ気槽と濾過槽または沈殿槽を組み合わせた構造である請求項６記載の汚水浄化方法を用いた汚水浄化装置。