JP2008272721A - バイオ方式（無薬注・無曝気）水処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、水中の生物群を活用し、凝集剤を使わずに（無薬注）汚水の凝集沈澱処理を行う、と共に曝気を行わずに（無曝気）汚水の好気性生物処理を行う水処理システムを提供し、省エネルギーで運転・維持管理が易しい、設備費、運転費が安価、発生する汚泥を大幅に削減する等の効果を得ることにある。
【解決手段】 凝集剤を使わずに藻類や細菌類などの微生物膜を凝集の核となる既成フロック、すなわち、凝集母体として用いて汚水の凝集沈澱処理を行う、と共に曝気を行わずに藻類や細菌類の放出する酸素を利用して汚水の好気性生物処理を行う撹拌室を設けたことを特徴とする水処理システム。また、沈殿した汚泥から藻類や細菌類などの凝集母体や活性汚泥を選択的にポンプ等で汲み上げ、再度繰り返して利用することを特徴とした水処理システム他。
【選択図】図１

Description

本発明は、水中の生物群を活用し、凝集剤を使わずに汚水に含まれる懸濁物質や有機物質等の凝集沈澱処理を行う、と共に曝気を行わずに汚水に含まれる懸濁物質や有機物質等の好気性生物処理を行う技術に関する。

従来の凝集沈殿法は、硫酸アルミニウム等の無機凝集剤や有機高分子凝集剤を用いて、水に懸濁している粒子を凝集分離する方法である。このような従来の凝集剤を用いた凝集沈殿法は、凝集剤の運搬、保存、溶解、添加や水質のｐＨ調整等の操作が煩雑なうえ、設備費、運転費が高価なものとなる。また、用いた凝集剤が水中や汚泥中に残留し、自然環境に悪影響を与えたり、水や汚泥の再利用の際障害となる。さらに、凝集剤の汚泥中への残留は、この分の重量（容量）が増え、汚泥処理のコストが増加する等の問題点がある。また、活性汚泥法等の従来の好気性生物処理は、曝気動力が大きく、膨大なエネルギーを必要とする等の問題点がある。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、水中の生物群を活用し、凝集剤を使わずに汚水に含まれる懸濁物質や有機物質等の凝集沈澱処理を行う、と共に曝気を行わずに汚水に含まれる懸濁物質や有機物質等の好気性生物処理を行う水処理システムを提供し、上述の問題点を解決することにある。

上述の目的を達成するための手段として、請求項１、２、３、４、５，６，７に記載の水処理システムを用いる。

本発明により、凝集剤を使わず藻類や細菌類などの微生物膜フロックを利用して汚水に含まれる懸濁物質や有機物質等の凝集沈澱の処理を行う、と共に曝気を行わずに藻類や細菌類の放出する酸素を利用して汚水に含まれる懸濁物質や有機物質等の好気性生物処理を行うことが可能となり、次のような顕著な効果を奏する。

凝集剤を使用する凝集沈澱処理の問題点である凝集剤の運搬、保存、溶解、添加や水質のｐＨ調整等の操作が煩雑、設備費、運転費が高価、用いた凝集剤が水中や汚泥中に残留し、自然環境に悪影響、水や汚泥の再利用に障害、凝集剤が汚泥中に残留し、この分の重量（容量）が増え、汚泥処理のコストが大幅増加、等を解決することができる。また、本発明は、曝気を行わずに藻類の放出する酸素を利用して汚水に含まれる懸濁物質や有機物質の好気性生物処理を行うため、曝気動力が不要であり、設備費や運転費が安価で省エネルギー型である。さらに、凝集沈澱処理と好気性生物処理を同時に行うことが可能となり、水質浄化の効率が良い。

次に、本発明の好適実施例の形態を図１に基づいて詳述する。図１はバイオ方式（無薬注・無曝気）水処理システムの概略縦断面図である。図１に示すように当該水処理システムは沈砂室１、撹拌室Ａ２、撹拌室Ｂ３、汚泥沈殿室４、汚泥貯留室５から構成され、撹拌室Ａ２には回転数の調整可能な撹拌機６が、汚泥貯留室５の下方には高さ調整が可能な汚泥吸引口７が設けられ、この汚泥吸引口７はエアリフトポンプ８を経て汚泥排出口９に配管されている。撹拌室Ａ２及び汚泥沈殿室４は、上方の開口部が大気に開放され、広い開口面積で太陽光を多く取り入れ、藻類（酸素発生型）や酸素発生型光合成細菌などが繁殖し易い構造である。

次に、この実施例の作用を処理手順に添って説明する。

汚泥貯留室５の底部に自然沈殿した汚泥中の生物群は上方より概ね、藻類（酸素発生型）、酸素発生型光合成細菌、酸素非発生型光合成細菌、好気性従属栄養細菌、嫌気性従属栄養細菌、独立栄養細菌の順に層を重ねており、主として凝集沈澱処理を行う場合は汚泥吸引口７の高さを上げて上層部の藻類付近の汚泥を凝集母体として吸引し、主として好気性生物処理を行う場合は汚泥吸引口７の高さを下げて好気性従属栄養細菌付近の汚泥を活性汚泥として吸引し、エアリフトポンプ８で汲み上げて、返送汚泥として汚泥排出口９より撹拌室Ａ２内に排出する。

一方、汚水流入口１０より間欠的に流入する汚水は沈砂室１で砂、れき等が重力で沈降し除かれ、上澄み水が汚水越流口１１より撹拌室Ａ２内に流入する。

撹拌室Ａ２では撹拌機６の回転を調整して緩やかな撹拌流を形成し、汚水越流口１１より間欠的に流入する汚水と汚泥貯留室５の底部より汲み上げられ汚泥排出口９より排出される返送汚泥とを撹拌する。この撹拌により返送汚泥中の藻類や細菌類などの微生物膜が凝集の核となる既成フロック、すなわち、凝集母体として用いられ、汚水に含まれる懸濁物質や有機物質等の凝集処理が行われ凝集フロックが形成される、と同時に曝気を行わずに藻類や細菌類の放出する酸素を利用して汚水に含まれる懸濁物質や有機物質等の好気性生物処理が行われる。

撹拌室Ｂ３では、連通孔Ａ１２を介して起こる撹拌室Ａ２の撹拌流より更に緩やかな撹拌流によって撹拌室Ａ２の凝集処理により形成された凝集フロックの成長が図られる。又、ここでも撹拌室Ａ２と同様に藻類や細菌類の放出する酸素を利用して汚水に含まれる懸濁物質や有機物質等の好気性生物処理が行われる。

撹拌室Ｂ３内で凝集フロックが成長し重くなった汚泥質は撹拌室Ｂ３の底面の連通孔Ｂ１３を介して汚泥貯留室５に沈降する。一方、汚水越流口１１からの汚水の流入に伴い撹拌室Ｂ３内の撹拌水は下方のスロット部１４を通って汚泥沈殿室４内に移流し、この移流に伴い汚泥沈殿室４内上方の上澄み水は押し上げられ、凝集沈殿処理と好気性生物処理が行われた処理水として処理水越流口１５より放流される。

汚泥沈殿室４内では、移流した撹拌水中の汚泥質が重力分離して汚泥貯留室５内に沈降する。又、ここでも撹拌室Ａ２、撹拌室Ｂ３と同様に藻類や細菌類の放出する酸素を利用して汚水に含まれる懸濁物質や有機物質等の好気性生物処理が行われる。

当該水処理システムの維持管理としては、撹拌室Ａ２に酸化池や培養槽などに繁殖した藻類や細菌類などの生物群を補足的に投入することや、定期的に汚泥引抜口１６より汚泥を引き抜くことが必要となる。

以上、本発明について代表的な実施例を挙げて説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。例えば、返送汚泥用のポンプとして実施例に用いたエアリフトポンプ８の代わりに流量調整機能付き流量ポンプを用いたり、実施例ではシステム全体を仕切り、沈砂、撹拌Ａ、撹拌Ｂ、汚泥沈殿、汚泥貯留を部屋（室）として構成したが、これに変えて其々を別個の槽として構成したり、実施例では藻類や細菌類などの微生物膜を直接凝集母体として用いたが、これに変えて、活性炭粒子などの担体を投入し、これらの担体に藻類や細菌類などの微生物膜を付着させ、これを凝集母体として用いる等の改変や、沈砂室１の上部汚水越流口１１付近に藻類（酸素発生型）や酸素発生型光合成細菌などを主体とする生物群が生息する上向き流の生物ろ床、汚泥沈殿室４の上部処理水越流口１５付近に好気性従属栄養細菌などを主体とする生物群が生息する上向き流の生物ろ床を設け、沈砂室１及び汚泥沈殿室４の其々の上澄み水を生物学的に処理する方法等の改変を施し得る。

本発明の実施例を示す、バイオ方式（無薬液・無曝気）水処理システムの概略縦断面図である。

符号の説明

１ 沈砂室
２ 撹拌室Ａ
３ 撹拌室Ｂ
４ 汚泥沈殿室
５ 汚泥貯留室
６ 撹拌機
７ 汚泥吸引口
８ エアリフトポンプ
９ 汚泥排出口
１０ 汚水流入口
１１ 汚水越流口
１２ 連通孔Ａ
１３ 連通孔Ｂ
１４ スロット部
１５ 処理水越流口
１６ 汚泥引抜口

Claims (7)

1. 凝集剤を使わずに藻類や細菌類などの微生物膜を凝集の核となる既成フロック、すなわち、凝集母体として用いて汚水に含まれる懸濁物質や有機物質等の凝集沈澱処理を行う、と同時に曝気を行わずに藻類や細菌類の放出する酸素を利用して汚水に含まれる懸濁物質や有機物質等の好気性生物処理を行う撹拌室を設けたことを特徴とする水処理システム。
2. 凝集剤を使わずに鉱物質や有機質の粒子（粉体）等の担体に藻類や細菌類などの微生物膜を付着、生息させ、これを凝集の核となる既成フロック、すなわち、凝集母体として用いて汚水に含まれる懸濁物質や有機物質等の凝集沈澱処理を行う、と同時に曝気を行わずに藻類や細菌類の放出する酸素を利用して汚水に含まれる懸濁物質や有機物質等の好気性生物処理を行う撹拌室を設けたことを特徴とする水処理システム。
3. 請求項１及び請求項２に記載の撹拌室の後段に沈殿した汚泥の汚泥貯留室を設け、前記汚泥貯留室よりポンプ等で汚泥を引き抜き、前記撹拌室へ汚泥を返送する際、汚泥の引き抜き口の高さと引き抜き量を調整することにより、返送する汚泥中の生物群の種類を藻類や細菌類（凝集母体や活性汚泥）など水処理の目的に応じて選択することを特徴とする水処理システム。
4. 請求項１及び請求項２に記載の撹拌室の前段に汚水中の砂やれきを沈降、分離する沈砂室を設け、前記沈砂室の上部越流口付近に藻類（酸素発生型）や酸素発生型光合成細菌などを主体とする生物群が生息する上向き流の生物ろ床を設け、前記沈砂室で汚水中の砂やれきを沈降、分離した後の上澄み水を生物学的に処理することを特徴とする水処理システム。
5. 請求項１及び請求項２に記載の撹拌室の後段に撹拌水中の汚泥質を沈降、分離する汚泥沈殿室を設け、前記汚泥沈殿室の上部越流口付近に好気性従属栄養細菌などを主体とする生物群が生息する上向き流の生物ろ床を設け、前記汚泥沈殿室で撹拌水中の汚泥質を沈降、分離した後の上澄み水を生物学的に処理することを特徴とする水処理システム。
6. 請求項１及び請求項２に記載の撹拌室に酸化池や培養槽などに繁殖した藻類や細菌類などの生物群を定期的に、又は補足的に投入することを特徴とする水処理システム。
7. 請求項１及び請求項２に記載の撹拌室及び請求項５に記載の汚泥沈殿室の深さは浅く、上方の開口部は広い面積にして太陽光を多く取り入れ、前記撹拌室の撹拌流は撹拌機の回転数の調整等で緩やかな流れを形成し、藻類（酸素発生型）や酸素発生型光合成細菌などが繁殖し易い構造としたことを特徴とする水処理システム。

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