JP2006320777A - Waste water treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排水処理装置に関し、詳しくは、活性汚泥を用いた活性汚泥法により下排水等の汚水の浄化処理を行ったり、余剰汚泥を好気性状態で処理して汚泥を減量化させたりするための排水処理装置に関する。 The present invention relates to a wastewater treatment apparatus, and more specifically, purifies sludge such as sewage by an activated sludge method using activated sludge, or treats excess sludge in an aerobic state to reduce sludge. It is related with the waste water treatment equipment for.
活性汚泥法による排水処理は、底部に曝気(散気)装置を有する曝気槽に排水(原水)を流入させ、曝気装置から噴出する空気で曝気槽内の活性汚泥と排水とを混合するとともに活性汚泥に酸素を供給し、排水中に含まれる有機物を活性汚泥で分解することによって排水の浄化処理を行っている(例えば、特許文献1参照。)。 Wastewater treatment by the activated sludge method is activated by mixing the activated sludge and wastewater in the aeration tank with the air discharged from the aeration apparatus by flowing the wastewater (raw water) into the aeration tank having the aeration (aeration) apparatus at the bottom. Oxygen is supplied to the sludge, and the wastewater is purified by decomposing organic substances contained in the wastewater with activated sludge (see, for example, Patent Document 1).
また、排水処理設備で発生する余剰汚泥を減量化するため、余剰汚泥にオゾンを添加して微生物の細胞膜を破壊することにより、可溶化させて汚泥発生量を少なくする方法が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
従来の曝気槽を使用した排水処理では、曝気装置に圧縮空気を供給するための曝気ブロワの消費電力量が極めて多大であり、電力消費量の削減が強く要望されている。また、汚泥の減量化のためにオゾンを使用すると、オゾンを発生させるための消費電力量も少ないとはいえず、オゾン漏洩を防止するための設備も必要で、オゾン発生設備の保守等も含めると、多大な費用を必要としている。 In the wastewater treatment using the conventional aeration tank, the power consumption of the aeration blower for supplying compressed air to the aeration apparatus is extremely large, and there is a strong demand for reduction of the power consumption. In addition, if ozone is used to reduce sludge, it cannot be said that the amount of power consumed to generate ozone is small, and equipment to prevent ozone leakage is required, including maintenance of ozone generation equipment. And it requires a lot of expense.
そこで本発明は、消費電力量や設備コスト、ランニングコスト等の削減を図るとともに、活性汚泥法による排水の浄化処理と汚泥の減量化処理との両方に対応が可能な排水処理装置を提供することを目的としている。 Accordingly, the present invention provides a wastewater treatment apparatus capable of reducing both power consumption, equipment cost, running cost, etc., and capable of both wastewater purification treatment and sludge reduction treatment by the activated sludge method. It is an object.
上記目的を達成するため、本発明の排水処理装置は、有底円筒状の処理槽の上部を内外に区画する円筒状の仕切部材と、該仕切部材の内側中央部に設けられた液分散手段と、前記仕切部材の外側に設けられた処理水越流堰と、処理槽底部から汚泥を抜き取る汚泥抜取部と、処理槽内に被処理液を流入させる流入部とを備え、前記液分散手段は、円盤状の底板と該底板の周囲から上方に拡開した拡開面とを有し、前記底板が液面下に配置されるとともに拡開面の拡開端が液面上に配置される液分散板と、上端が液分散板の底板中央部に開口して下端が処理槽の底部近傍に開口した液上昇管と、前記液分散板の底板上中央部の液中に回転軸線を鉛直方向に向けて設けられた回転翼と、該回転翼を回転させる駆動手段とを備え、前記回転翼の回転によって前記液分散板上の汚泥含有液を液分散板の周囲に分散させ、空気と接触させながら前記仕切部材の内側に落下させることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the waste water treatment apparatus of the present invention comprises a cylindrical partition member that divides the upper part of a bottomed cylindrical treatment tank into the inside and the outside, and a liquid dispersing means provided at the inner central portion of the partition member And a treated water overflow weir provided on the outside of the partition member, a sludge extraction part for extracting sludge from the bottom of the treatment tank, and an inflow part for allowing the liquid to be treated to flow into the treatment tank, A liquid having a disk-shaped bottom plate and a spread surface that spreads upward from the periphery of the bottom plate, the bottom plate being disposed below the liquid level, and the widening end of the spread surface being disposed on the liquid level Dispersion plate, liquid riser with upper end opened to the center of the bottom of the liquid dispersion plate and lower end opened near the bottom of the treatment tank, and the axis of rotation of the liquid dispersion plate in the center on the bottom plate of the liquid dispersion plate in the vertical direction And a driving means for rotating the rotor blade, the rotor blade being rotated. The liquid sludge-containing liquid on the dispersion plate is dispersed around the liquid distributor plate, is characterized in that is dropped inside the partition member while in contact with air I.
さらに、本発明の排水処理装置は、前記仕切部材の上部開口を閉塞し、該仕切部材内を排気する排気手段を設けるとともに、前記液分散板の拡開面の下方に空気を導入する空気導入部を設けたことを特徴とし、加えて、前記液上昇管の内部に、前記回転翼と一体に回転する揚液手段を設けたことを特徴としている。 Further, the waste water treatment apparatus of the present invention provides an air introduction means for closing the upper opening of the partition member, providing exhaust means for exhausting the interior of the partition member, and introducing air below the expansion surface of the liquid dispersion plate. And a pumping means for rotating integrally with the rotor blade is provided inside the liquid riser pipe.
また、本発明の排水処理装置は、処理槽の底部近傍から液面より低い位置まで立ち上がった液上昇管と、該液上昇管の上端開口の周縁に設けられ、外縁部が液面より上方に突出した液分散板と、該液分散板の内側の液中で回転する回転翼と、該回転翼を回転させる駆動手段とを備え、前記回転翼の回転によって汚泥含有液を液分散板の外縁部から空中に分散させ、空気と接触させながら処理槽内の液面に落下させることを特徴としている。 Further, the waste water treatment apparatus of the present invention is provided at the periphery of the upper end opening of the liquid riser pipe that rises from the vicinity of the bottom of the treatment tank to a position lower than the liquid level, and the outer edge part is above the liquid level. A protruding liquid dispersion plate, a rotating blade rotating in the liquid inside the liquid dispersion plate, and a driving means for rotating the rotating blade, and the sludge-containing liquid is removed from the outer edge of the liquid dispersion plate by the rotation of the rotating blade. It is characterized in that it is dispersed in the air from the part and dropped onto the liquid surface in the treatment tank while being in contact with air.
本発明の排水処理装置によれば、液面部分の液中で回転する回転翼により汚泥含有液を分散させて空気と接触させるので、液中から散気する曝気ブロワに比べて消費電力量を削減できるとともに、液上昇管によって槽底部の汚泥含有液が槽上部に上昇するので、処理槽内の撹拌も同時に行うことができる。 According to the wastewater treatment apparatus of the present invention, the sludge-containing liquid is dispersed and brought into contact with the air by the rotating blades rotating in the liquid surface portion, so that the power consumption is lower than that of the aeration blower that diffuses from the liquid. In addition to the reduction, the sludge-containing liquid at the bottom of the tank rises to the top of the tank through the liquid riser, so that the stirring in the treatment tank can be performed simultaneously.
また、仕切部材の上部開口を閉塞して仕切部材内を排気するとともに、拡開面の下方に空気を導入することにより、液分散手段から分散して液面に落下する汚泥と空気とを効率良く接触させることができる。さらに、空気導入部からの空気の流れによって液面に浮上したスカムを汚泥含有液の落下位置に移動させることができるので、落下する汚泥含有液によってスカムを効果的に破砕することができる。さらに、液上昇管の内部に揚液手段を設けることにより、処理槽底部の汚泥含有液を液分散板に向けて効率よく上昇させることができる。 In addition, the upper opening of the partition member is closed and the partition member is exhausted, and air is introduced below the spread surface, so that sludge and air that are dispersed from the liquid dispersion means and fall to the liquid surface are efficiently removed. Good contact. Furthermore, since the scum that has floated on the liquid surface due to the air flow from the air introduction section can be moved to the sludge-containing liquid dropping position, the scum can be effectively crushed by the falling sludge-containing liquid. Furthermore, by providing the liquid lifting means inside the liquid riser pipe, the sludge-containing liquid at the bottom of the treatment tank can be efficiently raised toward the liquid dispersion plate.
図1乃至図3は本発明の排水処理装置を、活性汚泥法による汚水の浄化処理に適用した第1形態例を示すもので、図1は排水処理装置の概略正面図、図2は回転翼の形状例を示す概略平面図、図3は排水処理装置の運転状態を示す説明図である。 1 to 3 show a first embodiment in which the waste water treatment apparatus of the present invention is applied to purification of sewage by an activated sludge method. FIG. 1 is a schematic front view of the waste water treatment apparatus, and FIG. FIG. 3 is an explanatory view showing an operating state of the waste water treatment apparatus.
本形態例に示す排水処理装置は、円筒体の底部を逆円錐状とした処理槽11の上部に、円筒状の仕切部材12を設けて処理槽11の上部を内外に区画し、仕切部材12の内側中央部に液分散手段13を設けるとともに、仕切部材12の外側に処理水を流出させるための処理水越流堰14を設けている。また、処理槽11の底部には、余剰汚泥を抜き取るための汚泥抜取部15が設けられ、仕切部材12の内側上部には、処理槽11内に被処理液である汚水(原水)を流入させる流入部16が設けられている。
In the wastewater treatment apparatus shown in this embodiment, a
液分散手段13は、液面部分に配置される液分散板17と、該液分散板17の下方に設けられた液上昇管18と、前記液分散板17の上面部分で回転する回転翼19と、該回転翼19を回転させる駆動手段であるモーター20とで形成されている。液分散板17は、中央部に前記液上昇管18の上端が開口する円盤状の底板21と、該底板21の周囲から上方に向けて拡開する拡開面22とを有する皿状に形成されており、底板21が液面下に配置され、拡開面22の拡開端(外縁部)22aが液面上に突出するように配置されている。
The liquid dispersion means 13 includes a
前記回転翼19は、図2(a)に示す平板状の平面翼19aや、翼端が回転方向後方に向かって屈曲した曲面翼19bからなるものであって、回転中心に設けられた鉛直方向の駆動軸23を介して前記モーター20に連結されている。この回転翼19は、モーター20で駆動されることによって前記底板21の上面部分の液中で高速回転し、底板21上の汚泥含有液を遠心力により拡開面22に沿って液分散板17の外周に吹き飛ばして空中に分散させ、仕切部材12の内側に落下させる。
The
液上昇管18は、前記底板21の下方に、処理槽11の底部に向かって鉛直方向に設けられており、前記回転翼19の回転により底板21上の汚泥含有液が液分散板17の外周に分散されて底板21上の液が減少すると、管内外の水位差及び回転翼19の中心部に発生する吸引力により、処理槽11の底部の汚泥含有液が液上昇管18内を液分散板17に向けて上昇する状態となる。
The liquid rising
図3に示すように、回転翼19によって拡開面22の拡開端22aから空気中に飛散分散した汚泥含有液は、仕切部材12の内側の液面に落下するまでの間に、空気と直接接触して活性汚泥中の好気性微生物や通性嫌気性微生物等の活性に必要な酸素を空気中から吸収する。同時に、処理槽11の底部の汚泥含有液が液上昇管18内を上昇するので、酸素を吸収した活性汚泥は、仕切部材12の内側から処理槽11の底部に向かって下降する。このようにして液上昇管18の内外に循環流が形成されることにより、処理槽11内を適度に撹拌することができ、特に、液上昇管18の下端が開口する部分の処理槽の径を小さくすることにより、この部分の流速を高めて汚水と活性汚泥とを効果的に混合させることができる。
As shown in FIG. 3, the sludge-containing liquid scattered and dispersed in the air from the expanded
このように、回転翼19を回転させることによって活性汚泥への酸素の供給と処理槽11内の汚泥含有液の撹拌とが行われ、汚水中の有機物が活性汚泥の吸収・代謝作用により分解されて水の浄化作用が行われる。さらに、処理槽11の容積や液分散手段13による汚泥含有液の分散量等の条件を適当に設定することにより、処理槽11の下部で汚水中の有機物を水素供与体とした脱窒反応が進行し、上部では酸素を吸収した活性汚泥によるアンモニア性窒素の硝化反応が進行するので、汚水中の窒素分を除去する脱窒処理も同時に行うことができる。また、流入部16から処理槽11内に流入する汚水量に対応した量の汚泥含有液が仕切部材12の外側を上昇し、その上昇過程で固液分離が行われ、活性汚泥を分離した処理水が処理水越流堰14を越えて処理槽11から流出する。さらに、処理槽11の底部に沈降した活性汚泥の一部は、汚泥抜取部15から余剰汚泥として抜き取られて汚泥処理設備に送られる。
In this way, by rotating the
しかも、液面近くに配置した回転翼19をモーター20で回転させるだけであるから、従来の曝気槽における曝気ブロワの消費電力量に比べて消費電力量を大幅に削減することが可能となる。さらに、窒素除去も行うことができるので、曝気槽とは別に嫌気槽(無酸素槽)を必要としていた従来の排水処理装置に比べて装置構成の簡略化を図ることができ、設備コストや運転コストの削減も図れる。また、液分散手段13によって分散した汚泥含有液が液面に落下する際に、その落下エネルギーで液面に浮上したスカム24を粉砕して再沈下させることができるので、スカム除去装置やスカム粉砕装置を設ける必要もなくなる。
In addition, since the
なお、仕切板12の大きさは、処理槽11の開口部面積、処理水量、液分散手段13からの液分散状態に応じて適宜設定することができ、液分散手段13から分散した汚泥含有液が仕切板12を超えて処理水越流堰14側に落下することがなく、かつ、仕切板12の外側で十分な固液分離が行えるように設定すればよい。さらに、流入部16の位置は、処理槽11内に流入した被処理液が処理水越流堰14を越えなければ、処理槽11の状態に応じて任意の位置に設けることができ、液上昇管18の内部に被処理液を流入させるようにしてもよい。
The size of the
また、液分散板17の形状も任意であり、拡開面22は円錐面に限るものではなく、全体又は一部を曲面としたり、底板21を含めて逆円錐状にしたりしてもよく、拡開面22の拡開端22aを円形状とせずに鋸歯状や波形状としたり、拡開面22の表面に突起を設けてもよく、拡開面22を凹凸面としたり、異なる傾斜角度や曲率の拡開面を組み合わせて形成することもできる。さらに、液分散手段13の設置条件によっては、液分散手段13を構成する液分散板17、液上昇管18及び回転翼19を一体的に形成し、モーター20でこれらを一体に回転させることも可能である。また、回転翼19にプロペラ状のひねりを設けておくこともできる。
Further, the shape of the
図4は、本発明の排水処理装置の第2形態例を示す概略正面図である。なお、以下の説明において、前記第1形態例と同一の構成要素には、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。 FIG. 4 is a schematic front view showing a second embodiment of the waste water treatment apparatus of the present invention. In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本形態例に示す排水処理装置は、仕切部材12の上部開口を天板31で閉塞し、仕切部材12、天板31及び液面で囲まれた空間内を排気するための排気手段として、排気ブロワ32に接続する排気管33を天板31に設けるとともに、液分散板17の拡開面22の下方に空気を導入する空気導入部34を設けている。
In the wastewater treatment apparatus shown in this embodiment, the upper opening of the
このように、天板31で閉塞した仕切部材12の内部を排気ブロワ32で吸引排気するとともに、拡開面22の下方に外気に連通した空気導入部34を設けることにより、空気導入部34から導入された空気の流れと、液分散手段13で分散させた汚泥含有液の流れとが交叉する状態となるので、汚泥含有液を新鮮な空気に確実に接触させることができ、活性汚泥への酸素の供給を効率よく行うことができる。
As described above, the inside of the
また、空気導入部34から導入される空気の流れを液面外周方向に向けることにより、液分散手段13の近傍に浮上したスカム24を、空気の流れによって汚泥含有液が液面に落下する位置に移動させて破砕することができるので、スカム24が液分散手段13の周辺に大量に滞留することを防止できる。
Further, by directing the flow of air introduced from the
図5は、本発明の排水処理装置の第3形態例を示す概略正面図である。本形態例に示す排水処理装置は、前記回転翼19の駆動軸23を下方に延長し、前記液上昇管18の内部に、前記回転翼19と一体に回転する揚液手段であるスクリュー35を設けている。このようなスクリュー35を設けて処理槽底部の汚泥含有液を液分散板17に向けて揚液することにより、前述の回転翼19の作用による液量に比べて大量の汚泥含有液を上昇させることができるので、活性汚泥への酸素の供給をより効果的に行えるとともに、処理槽11内の汚泥含有液の撹拌、混合も効果的に行うことができる。また、処理槽11の液深が大きい場合や汚泥含有液の粘度が高い場合でも、槽底部の汚泥含有液を確実にかつ速やかに上昇させることができる。
FIG. 5 is a schematic front view showing a third embodiment of the waste water treatment apparatus of the present invention. In the wastewater treatment apparatus shown in this embodiment, the
なお、揚液手段は、前記スクリュー35に限るものではなく、プロペラ等を使用することもでき、駆動軸23を液上昇管18の下端部や下方に延長してプロペラ等を設けて槽底部の汚泥含有液を撹拌するように形成することもできる。
The pumping means is not limited to the
また、本発明の排水処理装置は、ほとんどそのままの状態で余剰汚泥の好気性消化処理にも使用することができる。例えば、第1形態例で示した排水処理装置を汚泥処理に使用した場合、流入部16から処理槽11内に流入した余剰汚泥は、前述の回転翼19の回転によって発生した循環流に同伴され、酸素を吸収した汚泥と混合して好気性状態で槽底部に向かって下降する。また、槽内で発生して液面に浮上したスカム24は、液分散板17により分散された汚泥含有液(汚泥懸濁液)の落下衝撃で粉砕されて再沈降する。
Moreover, the waste water treatment apparatus of the present invention can be used for aerobic digestion of excess sludge almost as it is. For example, when the wastewater treatment apparatus shown in the first embodiment is used for sludge treatment, excess sludge that has flowed into the
ここで、余剰汚泥(活性汚泥)は微生物の集合体であり、微生物は増殖と死滅とを繰り返す。この死滅速度は、平均で1日当たり3〜4%程度であり、言い換えれば、30日程度培養すれば微生物は死滅することになる。死滅した微生物は、他の微生物による捕食等により、微生物体となるか、生育に必要なエネルギーとなる。したがって、微生物の増殖、死滅及び捕食のプロセスを繰り返すことにより、汚泥は次第に消滅していく。すなわち、活性汚泥の好気性消化は、汚泥を好気状態に保つことで汚泥が無機化していくことを利用しており、好気性状態下での微生物の増殖、死滅及び捕食のプロセスが繰り返されることにより、一定量以上の微生物が死滅して無機化され、汚泥が減量化されることになる。 Here, surplus sludge (activated sludge) is an aggregate of microorganisms, and the microorganisms repeat growth and death. This death rate is about 3 to 4% per day on average, in other words, microorganisms will die if cultured for about 30 days. The dead microorganisms become microbial bodies or energy necessary for growth by predation by other microorganisms. Therefore, the sludge gradually disappears by repeating the process of microbial growth, death and predation. That is, aerobic digestion of activated sludge utilizes the fact that sludge is mineralized by keeping the sludge in an aerobic state, and the process of growth, killing and predation of microorganisms in the aerobic state is repeated. As a result, a certain amount or more of microorganisms are killed and mineralized, and sludge is reduced.
そして、本発明では、汚泥を好気性状態とするための汚泥と空気との接触を、前記液分散手段13の回転翼19をモーター20で回転させるだけで行うことができ、同時に処理槽11内の汚泥も循環させることができるので、曝気ブロワーや循環ポンプを使用する場合に比べて消費電力量を大幅に削減することができる。さらに、汚泥が目詰まりするような部分がないため、洗浄作業が不要となり、長時間の連続処理を安定した状態で、かつ、低コストで継続することができる。
In the present invention, the contact between the sludge and the air for making the sludge aerobic can be performed simply by rotating the
なお、通常は、一つの処理槽11に対して一つの液分散手段13を前記形態例に示すように配置して一つの排水処理装置を形成するが、処理槽11の液面が十分に広くて処理水越流堰14が十分に離れた位置にある場合は、処理槽11の底部近傍から液面より低い位置まで立ち上がった前述のような液上昇管18と、該液上昇管18の上端開口の周縁に設けられて外縁部が液面より上方に突出した液分散板17と、該液分散板17の内側の液中で回転する回転翼19と、該回転翼19を回転させる駆動手段(モーター20)とで形成した液分散手段13を、一つの処理槽内に複数設置することもできる。
Normally, one liquid dispersion means 13 is arranged as shown in the above-mentioned embodiment for one
11…処理槽、12…仕切部材、13…液分散手段、14…処理水越流堰、15…汚泥抜取部、16…流入部、17…液分散板、18…液上昇管、19…回転翼、20…モーター、21…底板、22…拡開面、22a…拡開端(外縁部)、23…駆動軸、24…スカム、31…天板、32…排気ブロワ、33…排気管、34…空気導入部、35…スクリュー
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008035719A1 (en) | 2006-09-22 | 2008-03-27 | Kyocera Corporation | Ofdma communication system and communication method |
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