JP2008055324A - 汚水浄化槽 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、リンの溶出を抑制し、リン除去剤の使用を極力抑えて、リン除去の効率を低下させない汚水浄化槽を提供することを目的する。
【解決手段】 汚水を流入させ、底部に汚泥を沈殿させる嫌気槽と、この嫌気槽の下流にて嫌気処理液を好気処理する好気槽と、上記嫌気槽底部の汚泥を移流させる汚泥貯留槽とを備え、上記好気槽がリン除去装置を有し、上記汚泥貯留槽が他の槽からの汚泥流入管と、汚泥貯留槽内の酸化還元電位を任意の値に保持させる制御装置とを有する汚水浄化槽。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一般家庭等から排出される生活雑排水を処理する水処理装置に関し、詳しくはリン除去剤により除去されたリンを含む汚泥を貯留する汚泥貯留槽に関する。

一般家庭等から排出される生活排水には、汚濁物質として有機物の他に、湖沼等の閉鎖性水域での富栄養化の原因となる窒素やリンが含まれる。そのため、特許文献１に示されるような、生活排水から有機物のみならず、窒素やリンが除去できる水処理装置が考えられている。
特許文献１に開示されたものは、原水流入部から嫌気濾床槽に流入し、担体流動生物濾過槽、処理水槽、消毒槽を経た後に、放流口から槽外へと放流される。担体流動生物濾過槽には、リン除去装置として、鉄を電極とした電気分解装置が組み込まれてあり、通電することにより電極から鉄イオンが放出され、リン酸イオンと反応してリン酸鉄が生成され、排水中からリンを除去している。ここで生成されたリン酸鉄は、担体流動生物濾過槽の浮遊物質と一緒に循環水や逆洗水として嫌気濾床槽へ移送され、汚泥として貯留されることになる。
特開２００５−８７８４６

しかしながら、特許文献１に記載されるものは、リン酸鉄を含む汚泥を還元的雰囲気下で貯留するため、汚泥からリン酸が溶出し、下流側の担体流動生物濾過槽に流出してしまい、リン除去の効率を低下させる心配があった。さらに、このような状況において、処理水のリン濃度を所定の数値以下に確保するために、鉄イオンの溶解量を多くして対処すれば、単純なランニングコストの増加だけでなく、リン酸以外と結合して生成される水酸化物も汚泥として増加してしまうという課題、具体的には、汚泥引き出し回数の増加や汚泥処分費の増加等が発生することになる。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、リンの溶出を抑制し、リン除去剤の使用を極力抑えて、リン除去の効率を低下させない汚水浄化槽を提供することを目的する。

本発明は、以下のものに関する。
（１）汚水を流入させ、底部に汚泥を沈殿させる嫌気槽と、この嫌気槽の下流にて嫌気処理液を好気処理する好気槽と、上記嫌気槽底部の汚泥を移流させる汚泥貯留槽とを備え、上記好気槽がリン除去装置を有し、上記汚泥貯留槽が他の槽からの汚泥流入管と、汚泥貯留槽内の酸化還元電位を任意の値に保持させる制御装置とを有する汚水浄化槽。
（２）項（１）において、酸化還元電位を任意の値に保持させる制御装置が溶存酸素濃度制御装置である汚水浄化槽。
（３）項（１）又は（２）において、酸化還元電位を任意の値に保持させる制御装置が間欠ばっ気装置である汚水浄化槽。

本発明によれば、リン除去により生じた貯留汚泥からのリン溶出を抑制し、リン除去の効率を低下させない汚水浄化槽を提供することができる。
好気槽では、リン除去装置から供給される金属イオンとリン酸イオンが結合して固形物になるため、排水中からリンが除去される。さらに、このリンを含む固形物は、他の浮遊物質と一緒に嫌気槽に一旦移送される。嫌気槽では、生活排水中に含まれる固形物が分離されており、好気槽から移送されたリンを含む固形物と合わせて、さらに汚泥貯留槽へ移送される。汚泥貯留槽では、酸化還元電位を任意の値に制御できるため、汚泥中に含まれる金属とリン酸の化合物からリン酸が放出されないようにすることができる。したがって、リンの溶出が抑制されるため、溶出分を考慮してリン除去剤の供給を増加しなくても済み、効率的にリンを除去することができる。
酸化還元電位の制御方法としては、リン除去剤に使用した金属の電気的性質を考慮し、リン酸を放出する酸化還元電位より低くならないように、気泡撹拌、機械撹拌、酸化剤の添加等を行う。コストを考慮すると、好気槽の散気装置と動力源を共用することができるので、気泡撹拌が有利である。
また、汚泥貯留槽では、嫌気槽からの汚泥移送を実施することで、安定した汚泥貯留機能を確保することができる。

本発明にて述べる嫌気槽は、固液分離機能を有していれば特に制限されるものでなく、濾床の有無を問わない。濾床を有する場合は、板状、網様板状、網様円筒状を規則充填した濾材等、捕捉性の弱い濾材を好適に用いて、分離した汚泥を濾床下部に集積できる構造にしておくことが望ましく、底部をホッパー形状にすると集積しやすくなる。
また、濾床底部には、集積した汚泥を汚泥貯留槽に移送する手段が講じてあり、コストや維持管理の作業性を考慮すると、エアリフトポンプを採用することが望ましい。

本発明にて述べる好気槽は、有機物を好気的に分解する部位と、有機物の分解に伴って増加した微生物を浮遊物質と一緒に分離する部位で構成される。
有機物を好気的に分解する部位（生物処理部）は、槽内を好気的に保持できれば、濾床の有無を問わない。濾床を設ける場合は、散気装置の上方に設けることで、濾床内を好気状態に保つことができる。濾床は、固定床でも流動床でも微生物が着床し生物膜となり、汚水中の有機物を分解する。また、嫌気槽を含めて滞留時間、負荷条件を適切に採れば、窒素除去に必要な反応であるアンモニア性窒素の硝化も進行させることができる。
有機物の分解に伴って増加した微生物を浮遊物質と一緒に分離する部位（浮遊物質除去部）は、重力による分離（沈殿槽）でも、物理的な濾過（濾過槽）でも良い。いずれにしても、分離した浮遊物質を嫌気槽に移送できる手段が講じてあり、コストや維持管理の作業性を考慮すると、エアリフトポンプを採用することが望ましい。
したがって、本発明による好気槽は、生物処理部として、接触ばっ気槽、担体流動槽、ばっ気槽等と、浮遊物質除去部として、沈殿槽、ろ過槽（膜ろ過も含む）等とを組み合わせて採用しても良く、生物処理部と浮遊物質除去部の両方の機能をもつ生物ろ過槽を単一で、あるいは前記単位装置と組み合わせて採用しても良い。

本発明にて述べるリン除去装置は、排水中のリン酸と結合して固形物を形成しうる成分（鉄イオン、アルミニウムイオン等）を供給する装置であり、供給する方法としては、電気分解方式、凝集剤添加方式等が挙げられる。
また、装置自体の配置場所は、特に制限されるものではなく、好気槽中の汚水に対し電気分解方式、凝集剤添加方式等を行えれば良い。

本発明にて述べる汚泥貯留槽は、前記嫌気槽や好気槽等で分離・集積された汚泥が最終的に移送され貯留される部位である。リン酸と結合したリン酸鉄は、還元的雰囲気下において、リン酸イオンと鉄イオンが離れてしまうため、そのままの状態で汚泥を貯留しておくと、リンが溶出してしまう。そこで、リン酸イオンと鉄イオンが離れないように酸化還元電位を任意の値に制御することができ、気泡撹拌、機械撹拌、酸化剤の添加等の手段によって、酸化還元電位を低下させない方法を採用することができるが、コストを考慮すると、好気槽の散気装置と動力源を共用することができるので、気泡撹拌が好適である。気泡撹拌のための散気装置は、汚泥貯留槽の底部近傍に設置することが望ましく、少風量でも効率よく酸化還元電位の上昇が可能となり、また、底部に死水域が生じることを防止できる。

本発明にて述べる酸化還元電位を任意の値に保持させる制御装置は、酸化還元電位を直接測定した結果に基づき、前述した気泡撹拌等で酸化還元電位を上昇させることができる。また、酸化還元電位でなくとも、溶存酸素濃度を測定した結果を用いた結果に基づいて制御することも可能である。さらに、維持管理の頻度が長く、コストの掛けられない小規模合併処理浄化槽では、酸化還元電位及び溶存酸素濃度の常時測定が実用上できないので、このような場合には、間欠ばっ気運転による制御を採用することができる。
ただし、ばっ気時間が必要以上に長すぎると、汚泥発生量の増加を招くので、できる限り好気状態（溶存酸素濃度として１ｍｇ／Ｌ以上）にならないように留意することが好ましく、維持管理時において、汚泥貯留槽の酸化還元電位や溶存酸素濃度の測定結果と、簡易試験法等による処理水のリン酸濃度の測定結果とを合わせて判断し、ばっ気時間及び非ばっ気時間の設定を適正に調整し直すことによって汚泥発生量の増加を抑制することが可能である。なお、嫌気槽からの当該汚泥貯留槽への汚泥移送は、汚泥貯留槽内の汚泥が流出しないように、非ばっ気時間に行う。そのため、非ばっ気時間は、槽内汚泥の沈殿分離に必要な時間として、望ましくは３０分間以上を取れるように設定することが望ましい。

本発明にて述べる汚水浄化槽は、先に述べた酸化還元電位を任意の値に保持できる制御装置を有する汚泥貯留槽を備えるものであり、更に、嫌気槽、リン除去装置を有する好気槽、消毒槽を備えることができる。

以下、本発明の実施例を図面により説明する。図１は本発明に係る１つの実施例である汚水浄化槽の断面図である。
初めに、汚水は、流入口１を通って嫌気ろ床槽２に流れ込む。流れ込んだ汚水は、ろ材充填部で固形物が分離される。分離された固形物は、主にろ材充填部より下方に堆積される。堆積した汚泥は、底部に開口部を持つ汚泥移送エアリフトポンプ３により、汚泥貯留槽４へ移送される。

嫌気ろ床槽２で固形物を分離された汚水は、好気ろ床槽５に移流する。本実施例では、微生物が付着できる接触材を固定床として充填してあり、散気装置６から供給される空気により、旋回流を生じさせ、酸素を含んだ汚水と接触材に付着した微生物を接触させて、汚濁物質の酸化分解を行う。この有機物の酸化分解によって微生物が増加し、接触材の生物膜が肥厚化して剥離したり、槽内液の浮遊物が増加する。一方、当該好気ろ床槽５に凝集剤添加装置（リン除去装置）７からポリ硫酸第二鉄を供給し、槽内で鉄イオンとリン酸イオンを反応させ、固体のリン酸鉄を形成させる。好気ろ床槽５で処理された汚水は、発生した固形物を伴って、次処理工程の沈殿槽８へ移流される。

沈殿槽８では、好気ろ床槽５で処理された汚水は、発生した固形物と処理水を分離する。上澄みとなる処理水は、消毒槽９へ移流し、消毒後に放流口１０を通って放流される。一方、分離された固形物は、沈殿槽８の底部に分離された状態にあり、好気ろ床槽５と沈殿槽８の仕切板に設置され底部に吸い込み口を有する循環エアリフトポンプ１１によって嫌気ろ床槽２へ移送される。

沈殿槽８で分離された固形物は、前記嫌気ろ床槽２のろ材充填部で分離された汚泥と一緒に底部に堆積される。底部の堆積汚泥は、底部に吸い込み口を有する汚泥移送エアリフトポンプ３により、汚泥貯留槽４へ移送される。

汚泥貯留槽４には、底部に気泡撹拌用の散気装置１２が配置してあり、ブロワ稼動用のタイマにより空気の供給を制御して、ばっ気運転を６０分間と非ばっ気運転を３０分間として間欠ばっ気運転を行った。そのため、汚泥貯留槽内の酸化還元電位が任意の値以下にならないように設定できたため、汚泥中に含まれるリン酸鉄からリン酸が溶出を抑制することができたため、好気ろ床槽５へのポリ硫酸第二鉄の添加量を増やすことなく、処理水の全リン濃度を目標値以下にすることができた。

本発明に係る１実施例である汚水浄化槽の断面図及び上面図である。

符号の説明

１…流入口、２…嫌気ろ床槽、３…汚泥移送エアリフトポンプ、４…汚泥貯留槽、５…好気ろ床槽、６…散気装置、７…凝集剤添加装置（リン除去装置）、８…沈殿槽、９…消毒槽、１０…放流口、１１…循環エアリフトポンプ、１２…散気装置。

Claims (3)

1. 汚水を流入させ、底部に汚泥を沈殿させる嫌気槽と、この嫌気槽の下流にて嫌気処理液を好気処理する好気槽と、上記嫌気槽底部の汚泥を移流させる汚泥貯留槽とを備え、上記好気槽がリン除去装置を有し、上記汚泥貯留槽が他の槽からの汚泥流入管と、汚泥貯留槽内の酸化還元電位を任意の値に保持させる制御装置とを有する汚水浄化槽。
2. 請求項１において、酸化還元電位を任意の値に保持させる制御装置が溶存酸素濃度制御装置である汚水浄化槽。
3. 請求項１又は２において、酸化還元電位を任意の値に保持させる制御装置が間欠ばっ気装置である汚水浄化槽。
   
   
   

Images