JP2010017669A - 二相式活性汚泥処理装置および二相式活性汚泥処理装置の改造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】曝気槽及び沈殿槽の二相活性汚泥処理装置を用いて、余剰汚泥を減少させるとともに、比較的低コストで既設の活性汚泥処理装置の改造及び主要部品の交換を簡単に行い得る二相式活性汚泥処理装置および二相式活性汚泥処理装置の改造方法を提供する。
【解決手段】排水を、担体を流動させる曝気槽、および上澄水と余剰汚泥とに分離する沈殿槽を通して浄化するように構成された二相式活性汚泥処理装置において、一つの水槽を分割して、第１曝気槽と、第２曝気槽とを形成したことを特徴とする二相式活性汚泥処理装置および二相式活性汚泥処理装置の改造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、排水を、第１曝気槽、第２曝気槽、沈殿槽を通して浄化するおよび既存の活性汚泥処理装置を稼動しながら二相式活性汚泥処理装置への改造を可能とした二相式活性汚泥処理装置および二相式活性汚泥処理装置の改造方法に関する。

二相式活性汚泥処理装置は、例えば、特許文献１（特開２００１−３４７２８４号公報）に示されるように、排水を、担体を流動させる曝気槽、活性汚泥槽及び沈殿槽の順に流し、沈殿槽で沈降した汚泥の一部を前記曝気槽に返送する。この場合曝気槽における溶解性ＢＯＤ容積負荷が１ｋｇ／ｍ３・日以上が望ましい。

また、特許文献２（特開２００２−５９１８５号公報）には、排水を、担体を流動させる曝気槽、少なくとも２槽の活性汚泥槽及び沈殿槽を備える排水処理装置を用い、曝気槽における溶解性ＢＯＤ容積負荷が１ｋｇ／ｍ３・日以上、活性汚泥槽のうち少なくとも１つの槽における溶解性ＢＯＤ−ＳＳ負荷が１ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ・日以下の範囲で排水を処理する排水処理方法が開示されている。

特開２００１−３４７２８４号公報 特開２００２−５９１８５号公報

前記特許文献１、特許文献２に示される二相式活性汚泥処理装置は、いずれも担体を流動させる曝気槽、活性汚泥槽及び沈殿槽等が、直列に並んだ排水処理装置であり、余剰汚泥を減少させるためには、原則として曝気槽、活性汚泥槽、沈殿槽等の個々の改良あるいは曝気槽、活性汚泥槽、沈殿槽等の組立て配列に改良を加える必要がある。
そこで、前記二相式活性汚泥処理装置において、装置稼動中にも余剰汚泥を減少させる二相式活性汚泥処理装置へ、比較的低コストでの改造及び主要部品の交換を簡単に行い得る装置の提供が望まれる。

本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、曝気槽、活性汚泥槽、及び沈殿槽の二相式活性汚泥処理装置を用いて、余剰汚泥を減少させるとともに、比較的低コストで既設の活性汚泥処理装置の改造及び主要部品の交換を簡単に行い得る二相式活性汚泥処理装置および二相式活性汚泥処理装置の改造方法を提供することを目的とする。

本発明はかかる目的を達成するもので、排水を、第１曝気槽、第２曝気槽、沈殿槽を通して浄化するように構成された二相式活性汚泥処理装置において、１つの水槽を分割して、第１曝気槽と、第２曝気槽とを形成したことを特徴とする。（請求項１）。

そして本発明の１つは、前記第１曝気槽と第２曝気槽は、隔壁を介して分割したことを特徴とする（請求項２）。

前記曝気槽の、上流側の第１曝気槽の分散性細菌群をろ材（付着担体含む）を用いて固定することを特徴とする（請求項３）。

前記第１曝気槽から前記第２曝気槽へ前記隔壁を介して流出することを特徴とする (請求項４)。

前記隔壁は、鋼材或いはエステル等のシート材からなり、隔壁形状、箱体形状、袋体形状、環水路形状として形成されてなることを特徴とする(請求項５)。

また、前記隔壁の前記第１曝気槽から前記第２曝気槽への流出部分に、前記第１曝気槽から分散性細菌群を固定したろ材が前記第２曝気槽へ通過し得ないスクリーン装置を設けたことを特徴とする (請求項６)。

前記スクリーン装置は、メッシュ、ワイヤースクリーン、パンチングメタルなどで構成され、前記第１曝気槽から分散性細菌群を固定した前記ろ材が前記第２曝気槽へ流出することを防止することを特徴とする（請求項７）。

前記スクリーン装置は、該スクリーン装置の周囲から空気等の流体を噴出する流体噴出装置を備えたことを特徴とする（請求項８）。

さらに、前記スクリーン装置は、第１曝気槽の水位を調整するための絞り構造を有したことを特徴とする（請求項９）。

そして本発明の他の１つは、前記第１曝気槽は、循環路を形成した閉断面のエステル等のシート材からなり、該循環路は前記第２曝気槽に連絡する流出部分を１箇所または複数個所に設け、該流出部分は分散性細菌群を固定したろ材の通過を抑制したことを特徴とする（請求項１０）。
かかる発明において、好ましくは、前記第１曝気槽は、前記第２曝気槽の内壁に沿うように該第２曝気槽内の水上に浮設し、前記１箇所または複数個所の連絡通路を該循環路の壁面に設けて、前記連絡通路を介して前記第１曝気槽と第２曝気槽とを連通するように構成されたことを特徴とする（請求項１１）。

また、本発明は次のように構成することもできる。
返送汚泥の可溶化に、返送汚泥にアルカリを添加した後にオリフィスあるいはベンチュリを複数回通してキャビテーションを発生させた溶液を前記第２曝気槽に投入する可溶化処理設備を備えたことを特徴とする（請求項１２）。

また、本発明にかかる二相式活性汚泥処理装置の改造方法の発明は、
排水を、第１曝気槽、第２曝気槽、沈殿槽を通して浄化するように構成された二相式活性汚泥処理装置を用いて、１つの水槽を分割して、第１曝気槽と第２曝気槽とに分割形成したことを特徴とする (請求項１３)。
また、前記第１曝気槽から前記第２曝気槽へ流出可能な隔壁を設けたことを特徴とする（請求項１４）。

そして、前記第１曝気槽は、循環路を形成した閉断面のエステル等のシート材とし、循環路と前記第２曝気槽とを連絡する流出部分を１箇所または複数個所設け、該流出部分は分散性細菌群を固定したろ材の通過を抑制したことを特徴とする（請求項１５）。

本発明は、排水を、曝気槽、および上澄水と汚泥とに分離する沈殿槽を通して浄化するように構成された活性汚泥処理装置において、前記曝気槽を、第１曝気槽と、第２曝気槽とに分割し（請求項１）、
その分離手段の１つとして、
前記第１曝気槽と第２曝気槽は隔壁を介して分割し、（請求項２）、
前記第１曝気槽から前記第２曝気槽へ流出可能に前記隔壁を設けているので（請求項４）、前記隔壁で分離された第１曝気槽で、ろ材に固定した分散性細菌群にてＢＯＤ処理し、かかるＢＯＤ処理水を、流出手段を介して前記第２曝気槽に送り込み、該第２曝気槽において前記ＢＯＤ処理で増殖した分散性細菌群を原生動物等に捕食させる処理を行うこととなる。

従って、隔壁で分離した第１曝気槽で、分散性細菌群を有するＢＯＤ処理した処理水を、流出手段を介して、第２曝気槽へ送り込み、第２曝気槽においては前記ＢＯＤ処理で増殖した分散性細菌群を原生動物に捕食させる処理を行うので、結果として余剰汚泥を減らすことができる。
また、前記第１曝気槽と第２曝気槽は隔壁を介して分割し、前記隔壁に、上流側の第１曝気槽から下流側の第２曝気槽に分散性細菌群を固定したろ材が通過しえないスクリーン装置を設け（請求項６）、既設の装置が稼働中であっても、比較的簡単且つ低コストで前記機能を有する装置を得ることができる。

そして、前記発明において、スクリーン装置は、
（１）前記スクリーン装置は、メッシュ、ワイヤースクリーン、パンチングメタルなどで構成されたことを特徴とする（請求項７）、
（２）前記スクリーン装置の周囲から空気等の流体を噴出する流体噴出装置を備えたことを特徴とする（請求項８）、
（３）前記スクリーン装置は、第１曝気槽の水位を調整するための絞り構造を有したことを特徴とする（請求項９）、
等の上記３つの手段により、前記第１曝気槽からの分散性細菌群を固定したろ材の流出を抑制し、処理水を第２曝気槽に送ることにより、第１曝気槽では分散性細菌群を所定量維持し、高負荷でのＢＯＤ処理を安定して行うことができる。
また、前記スクリーン装置の詰まりによる第１曝気槽の液面の上昇は、該スクリーン装置の近傍に備えられた流体噴出装置から空気等を吹きつけて、回避することができる。

また、その分離手段の他の１つとしては、
前記第１曝気槽は、排水及び分散性細菌群を固定したろ材を流動させる循環路を形成したエステル等のシート材からなり、該循環路と前記第２曝気槽とを連絡する前記スクリーン装置を１箇所または複数個所に設け、該スクリーン装置は分散性細菌群を固定したろ材の通過を抑制し、処理水の通過を行うように構成し（請求項１０）、
特に、具体的には、前記第１曝気槽は、前記曝気槽の内壁に沿うように該曝気槽内の水上に浮設し、前記１箇所または複数個所の前記スクリーン装置を該循環路の壁面に設けて、前記スクリーン装置を介して前記第１曝気槽と第２曝気槽とを連通するように構成したので（請求項１１）、これにより、曝気槽内に循環路からなる第１曝気槽を設けて、第１曝気槽により分離された曝気槽を第２曝気槽とし、第１曝気槽内で酸素濃度を所定量に維持してＢＯＤ処理を行うとともに、第２曝気槽により前記第１曝気槽で増殖した分散性細菌群を原生動物等に捕食させると同時に自己消化を行う二相式活性汚泥処理装置の構造がコンパクトになる。

余剰汚泥発生量を抑制するための返送汚泥の可溶化に、返送汚泥にアルカリを添加した後にオリフィスあるいはベンチュリを複数回通してキャビテーションを発生させた溶液を前記第２曝気槽に投入するように構成することもでき（請求項１２）、このようにすれば、アルカリ添加処理による汚泥可溶化処理に比べ、可溶化の効率を向上でき、添加アルカリ量を削減できる。

また、本発明にかかる二相式活性汚泥処理装置の改造方法の発明は、
（１）排水を、第１曝気槽、第２曝気槽、沈殿槽を通して浄化するように構成された二相式活性汚泥処理装置を用いて、前記曝気槽を、第１曝気槽と、第２曝気槽とに分割し（請求項１３）、
（２）前記第１曝気槽から前記第２曝気槽へ流出可能に隔壁を設け、（請求項１４）、
（３）前記第１曝気槽は、循環路を形成した閉断面のエステル等のシート材とし、前記第２曝気槽内の水上に浮設して構成して、該第１曝気槽は該循環路と前記第２曝気槽とを連絡する流出部分を１箇所または複数個所設け、該流出部分は分散性細菌群を固定したろ材の通過を抑制するよう設ける（請求項１５）、
ことにより、該既設曝気槽に水を張った状態であっても比較的簡単且つ低コストで設置可能な方法であって、前記機能を有する装置を得ることができる。

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１は、本発明の第１実施例を示す二相式活性汚泥処理装置も全体構成図である。
図１において、４０は曝気槽で、該曝気槽４０には第１曝気槽２、隔壁３で分離した第２曝気槽４の順で排水（原水）１が通水され、該第１曝気槽２内で排水１中のＢＯＤ成分は、ろ材（ゲル状担体、プラスチック担体、繊維状担体等）５３に固定された分散性細菌群により好気処理され、該第２曝気槽４内ではＢＯＤ処理により増殖した分散性細菌群を原生動物等が捕食すると同時に自己消化を行うことにより、余剰汚泥の発生量を抑制する。

５は沈殿槽で前記第２曝気槽４での曝気処理後の流体の上澄水と汚泥とに分離し、上澄水は処理水として外部に放流し、汚泥を沈殿させて第２曝気槽４へ返送汚泥を返送し、余剰汚泥は引き抜き別途処分を行う。

従って、隔壁３で分離した第１曝気槽２で、排水１中のＢＯＤ成分は、ろ材（ゲル状担体、プラスチック担体、繊維状担体等）５３に固定された分散性細菌群により好気処理され、第２曝気槽４においてはＢＯＤ処理により増殖した分散性細菌群を原生動物等が捕食すると同時に自己消化を行うことにより、余剰汚泥の発生量を抑制し、結果として余剰汚泥を減らすことができる。
この場合、前記第１曝気槽２内の酸素溶解濃度は１〜４mg/Lとする。

そして、前記発明において、隔壁３は形状として曝気槽４０長手方向に対し垂直に分割する隔壁状である。
隔壁３の材質としては、壁材として鋼板、合成樹脂板、或いはエステル等のシート材を用い、第１曝気槽２と第２曝気槽４とのシール部には柔軟性と強度のあるフィルム状材を用いてシールする構造とする。
隔壁３の設置は、下記の通りである。
（１）曝気槽４０水上部に固定金具を設置し、隔壁３両上端部を固定金具とロープ材により固定する。
（２）隔壁３側面部はエステル等のシート材とシール用フィルム状材の縫製部の支持棒とフィルム端部の支持棒を曝気槽４０側壁に接触させ、曝気槽４０側壁上部に支持棒固定金具を設置し、支持棒を固定する。
この時、フィルム端部の支持棒はシート材とシール用フィルム状材の縫製部の支持棒より第１曝気槽２側へ固定する。
（３）隔壁３底部は、エステル等のシート材とシートフィルム状材の縫製部に錘を入れることで、隔壁３の垂直を出し、フィルムは垂直が出た後で、第１曝気槽２側へ垂らすように設置する。
（４）上記の状態で第１曝気槽２側の水位を第２曝気槽４側より上げることで、側壁及び底部のシールを水位差により発生する圧力で行う。

そして、前記隔壁３にはスクリーン装置５０を設置する。
そして、前記スクリーン装置５０には、図５（Ａ）に示すスクリーン装置の第１例と、図５（Ｂ）に示すスクリーン装置の第２例とを用いている。
図５（Ａ）に示すスクリーン装置５０の第１例において、該スクリーン装置５０は、前記隔壁３の上部に取り付けられた箱体３１を設けている。そして、該箱体３１には、前記第１曝気槽２からの担体の流入を抑制し、処理済み水のみを前記第２曝気槽４側に通過させるメッシュ通路３２を備えている。Ｙは第１曝気槽２側からの水流である。
前記メッシュ通路３２は、前記担体の粒径よりも小さい多数の孔で、メッシュ、ウェッジワイヤースクリーン、パンチングメタル等が用いられる。

また、前記スクリーン装置５０は、前記メッシュ通路３２が詰まり液面４ａが上昇するのを防止するため、該スクリーン装置５０の周囲から空気等の流体を噴出する流体噴出ノズルを設けている。即ち、前記流体噴出ノズルは、第２曝気槽４側の流体噴出ノズルＸ、第１曝気槽２側下部の流体噴出ノズルＶ、第１曝気槽２側側部の流体噴出ノズルＷ等に設置している。

図５（Ｂ）に示すスクリーン装置５０の第２例において、前記第１曝気槽２内に、該第１曝気槽２からの担体の流入を抑制し、処理済み水のみを前記第２曝気槽４側に、外周に通過可能な多数の小孔３５ａが穿孔された筒状体３５を浸漬している。該筒状体３５はその底部を閉塞され、上部開口部が連結管３６により前記第２曝気槽４内に接続している。従って前記第１曝気槽２内の処理済み水のみを前記筒状体３５から連結管３６を経て前記第２曝気槽４に排出するように構成される。
この場合は、スクリーン装置５０の周囲から空気等の流体を噴出する流体噴出ノズルＵを前記筒状体３５の下部に設けている。

以上のように、該スクリーン装置５０には、図５(Ａ)、(Ｂ)に示すように、前記第１曝気槽２からの分散性細菌群を固定したろ材の流出を抑制し、ＢＯＤ処理水を前記第２曝気槽４側に通過させるメッシュ通路３２を備えている。
また、前記メッシュ通路３２は、前記のように、分散性細菌群を固定したろ材よりも小さい多数の孔で、メッシュ、ウェッジワイヤースクリーン、パンチングメタル等で構成される。
また前記スクリーン装置５０は、前記メッシュ通路３２が詰まり液面４ａが上昇するのを防止するため、該スクリーン装置５０の周囲から空気等の流体を噴出する流体噴出ノズルＸ，Ｕ，Ｖ，Ｗ等を設けている。
さらに加えて、前記スクリーン装置５０は、第１曝気槽２の水位を調整するための絞り構造Ｔを有しており、具体的にはバルブ、ゲート、シート製絞り口などで絞り量の調整可能なものである。

前記絞り構造Ｔで、第１曝気槽２の水位を第２曝気槽４の水位と差を付けることにより、第１曝気槽２の必要容量を確保する。前記水位差は、２〜１０ｃｍとする。
またその場合、前記フィルムは、水位差により発生する水圧により、第２曝気槽４と壁面部及び底面部とシールされるものである。

第２曝気槽４の好気処理に必要な酸素は、ブロワ５４及び水中エアレータ５５、散気筒、散気板、散気円盤、表面曝気装置（ギロミックスエアレータ）などを用いるものとする。
この実施例では、ブロワ５４からの空気を第１曝気槽２の下部に設けた水中エアレータ５５に送ってろ材５３を攪拌している。
前記曝気槽４０を改造して第２曝気槽４とする場合は、曝気槽４０に設置されていた散気装置を流用し、あるいは、追加で別途散気装置を設置するものとする。追加する場合もブロワ５４及び水中エアレータ５５、散気筒、散気板、散気円盤、表面曝気装置（ギロミックスエアレータ）などを用いるものとする。

これにより、第１曝気槽２で、排水１中のＢＯＤ成分は、ろ材（ゲル状担体、プラスチック担体、繊維状担体等）５３に固定された分散性細菌群により好気処理され、第２曝気槽４においてはＢＯＤ処理により増殖した分散性細菌群を原生動物等が捕食すると同時に自己消化を行うことにより、汚泥の発生量を抑制し、結果として余剰汚泥を減らすことができ、既設の装置の場合でも、隔壁３及びスクリーン装置５０を設けるだけの比較的簡単な改造が可能となり、構造をコンパクトに抑え且つ低コストで前記機能の装置を得ることができる。

図２は、本発明の第２実施例を示す二相式活性汚泥処理装置の全体構成図である。

実施例１において、第１曝気槽２と第２曝気槽４を分割する隔壁３の代替として、箱体６０を沈めて第１曝気槽２とする。
箱体６０を沈める場合は、曝気槽４０の、側部の固定金具５１、底面及び側面から支持を取るものとする。但し、水中部については固定までは行わない。

箱体６０は、鉄及び非鉄金属、合成樹脂などで製作するか、骨材（鉄及び非鉄金属、合成樹脂など）とシート材の組合せで製作するものとする。

前記箱体５０の設置方法は、下記の通りである。
（１）みぞ形鋼、或いはH形鋼等の鋼材で立方、或いは直方に組まれた骨材に底板を貼り付けたものを、重機を用いて第１曝気槽２へ設置する。底面設置部は固定せず設置するのみとする。
また、曝気槽４０壁面或いは上面にアンカーで固定金具５１を設置し、固定金具５１と骨材の一部を、ボルト・ナット・ワッシャーを用いて設置する。
（２）骨材の縦材はみぞ形鋼或いはH形鋼などで、側面板を差し込み用の溝が構成されており、上部から重機を用いて壁材を溝に差し込み、箱体６０とする。
（３）４面とも差し込み後、上記の状態で第１曝気槽２側の水位を第２曝気槽４側より上げることで、側壁及び底部のシールを水位差により発生する圧力で行う。

そして、前記箱体６０にはスクリーン装置５０を設置する。該スクリーン装置５０には、図５に示すように、前記第１曝気槽２からの分散性細菌群を固定したろ材５３の流出を抑制し、ＢＯＤ処理水を前記第２曝気槽４側に通過させるメッシュ通路３２を備えている。
前記メッシュ通路３２は、図５に示すように、前記分散性細菌群を固定したろ材５３よりも小さい多数の孔で、メッシュ、ウェッジワイヤースクリーン、パンチングメタル等で構成される。

また、前記スクリーン装置５０は、図５において、前記メッシュ通路３２が詰まり液面４ａが上昇するのを防止するため、該スクリーン装置５０の周囲から空気等の流体を噴出する流体噴出ノズルＸ，Ｕ，Ｖ，Ｗ等を設けている。

さらに、前記スクリーン装置５０は、図５において、第１曝気槽２の水位を調整するための絞り構造Ｔを有しており、具体的にはバルブ、ゲート、シート製絞り口などで絞り量の調整可能なものである。

図５において、前記絞り構造Ｔで、第１曝気槽２の水位を第２曝気槽４の水位と差を付けることにより、第１曝気槽２の必要容量を確保する。前記水位差は、２〜１０ｃｍとする。

第１曝気槽２の好気処理に必要な酸素は、図１と同様にブロワ５４と水中エアレータ５５、或いは表面曝気装置（ギロミックスエアレータ）などを用いるものとする。
箱体６０の中央付近に水中エアレータ５５を重機で設置し、ブロワ５４からのエアは第１曝気槽２内についてはホース５４ａで接合する。
或いは、曝気槽４０へ跨ぐように架台を掛け、箱体６０の中央付近に表面曝気装置（ギロミックスエアレータ）を設置する。既設表面曝気装置（ギロミックスエアレータ）を流用する場合には、箱体６０の中央が表面曝気装置（ギロミックスエアレータ）の中央付近になるように設置する。

第２曝気槽４の好気処理に必要な酸素は、ブロワ５４と水中エアレータ５５、散気筒、散気板、散気円盤、表面曝気装置（ギロミックスエアレータ）などを用いるものとし、曝気槽４０を改造して第２曝気槽４とする場合は、曝気槽４０に設置されていた散気装置を流用し、あるいは、追加で別途散気装置を設置するものとする。追加する場合もブロワ５４と水中エアレータ５５、散気筒、散気板、散気円盤、表面曝気装置（ギロミックスエアレータ）などを用いるものとする。

これにより、第１曝気槽２で、排水１中のＢＯＤ成分は、ろ材（ゲル状担体、プラスチック担体、繊維状担体等）５３に固定された分散性細菌群により好気処理され、第２曝気槽４においてはＢＯＤ処理により増殖した分散性細菌群を原生動物等が捕食すると同時に自己消化を行うことにより、汚泥の発生量を抑制し、結果として余剰汚泥を減らすことができ、既設の装置の場合でも、箱体６０及びスクリーン装置５０を設けるだけの比較的簡単な改造が可能となり、構造をコンパクトに抑え且つ低コストで前記機能の装置を得ることができる。
その他の構成は前記第１実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。

図３〜４は、本発明の第３実施例を示す二相式活性汚泥処理装置の全体構成図である。

前記実施例１において、第１曝気槽２と第２曝気槽４を分割する隔壁３の代替として、この第３実施例では、袋体７０を浮設してその内部を第１曝気槽２とする。
袋体７０を付設する場合は、曝気槽４０の水上部より該袋体７０の支持を取り、設置するものとする。

前記袋体７０は、図３のようにシート材と紐材と浮き６３の組合せで製作するか、或いは図４のように、骨材（鉄及び非鉄金属、合成樹脂など）６４とシート材と紐材とよりなる袋体７０と浮き６３の組合せで製作するものとする。

前記袋体７０で、図３のように、シート材と紐材と浮きの組合せで製作したものの設置は、下記の通りである。
（１）袋体７０を水槽に浮かべ、上辺四方端に縫製してある紐材を、曝気槽４０壁面或いは上面にアンカーで固定した固定金具５１に結束する。
（２）袋体７０上部から原水（排水１）を流入させ、袋体７０を曝気槽４０内で除々に膨らませて行き形成した、形状にする。
（３）上記の状態で第１曝気槽２側の水位を、第２曝気槽４側よりも上げることで、袋体７０の有効容量を保持させる。

前記袋体７０で、図４のように、骨材（鉄及び非鉄金属、合成樹脂など）６４とシート材と紐材と浮き６３の組合せで製作したものの設置は、下記の通りである。
（１）鋼材で立方、或いは直方に組まれた骨材６４に底板６４ａを貼り付けたものを、重機を用いて曝気槽４０へ設置する。底面設置部は固定せず設置するのみとする。
また、曝気槽４０壁面或いは上面にアンカーで固定金具５１を設置し、固定金具５１と骨材６４の一部を、ボルト・ナット・ワッシャーを用いて設置する。
（２）袋体７０を曝気槽４０内の骨材６４の中に浮かべ、上辺四方端に縫製してある紐材を、曝気槽４０の壁面或いは上面にアンカーで固定した固定金具５１に結束する。
（３）袋体７０の上部から原水（排水１）を流入させ、袋体７０を曝気槽４０内で除々に膨らませて行き、立方或いは直方の骨材６４に則した形状に膨張させる。
（４）上記の状態で第１曝気槽２側の水位を第２曝気槽４側より上げることで、袋体７０の有効容量を保持させる。

そして、前記袋体７０には、前記実施例と同様にスクリーン装置５０を設置する。該スクリーン装置５０には、前記第１曝気槽２からの分散性細菌群を固定したろ材の流出を抑制し、ＢＯＤ処理水を前記第２曝気槽４側に通過させるメッシュ通路３２(図５参照)を備えている。
前記メッシュ通路３２は、図５に示すように、前記分散性細菌群を固定したろ材よりも小さい多数の孔で、メッシュ、ウェッジワイヤースクリーン、パンチングメタル等で構成される。

また、前記スクリーン装置５０は、図５に示すように、前記メッシュ通路３２が詰まり液面４ａが上昇するのを防止するため、該スクリーン装置５０の周囲から空気等の流体を噴出する流体噴出ノズルＸ，Ｕ，Ｖ，Ｗ等を設けている。

さらに、前記スクリーン装置５０は、図５に示すように、第１曝気槽２の水位を調整するための絞り構造Ｔを有しており、具体的にはバルブ、ゲート、シート製絞り口などで絞り量の調整可能なものである。

前記絞り構造Ｔで、第１曝気槽２の水位を第２曝気槽４の水位と差を付けることにより、第１曝気槽２の必要容量を確保する。前記水位差は、２〜１０ｃｍとする。

第１曝気槽２の好気処理に必要な酸素は、ブロワ５４と水中エアレータ５５、或いは表面曝気装置（ギロミックスエアレータ）などを用いるものとする。
袋体７０の中央付近に水中エアレータ５５を重機で設置し、ブロワ５４からのエアは槽内についてはホース５４ａで接合する。
或いは、曝気槽４０へ跨ぐように架台を掛け、袋体７０の中央付近に表面曝気装置（ギロミックスエアレータ）を設置する。既設表面曝気装置（ギロミックスエアレータ）を流用する場合には、袋体７０の中央が表面曝気装置（ギロミックスエアレータ）の中央付近になるように設置する。

第２曝気槽４の好気処理に必要な酸素は、ブロワ５４と水中エアレータ５５、散気筒、散気板、散気円盤、表面曝気装置（ギロミックスエアレータ）などを用いるものとし、曝気槽４０を改造して第２曝気槽４とする場合は、曝気槽４０に設置されていた散気装置を流用し、あるいは
追加で別途、散気装置を設置するものとする。
追加する場合も、ブロワ５４と水中エアレータ５５、散気筒、散気板、散気円盤、表面曝気装置（ギロミックスエアレータ）などを用いるものとする。

これにより、第１曝気槽２で、排水１中のＢＯＤ成分は、ろ材（ゲル状担体、プラスチック担体、繊維状担体等）５３に固定された分散性細菌群により好気処理され、第２曝気槽４においてはＢＯＤ処理により増殖した分散性細菌群を原生動物等が捕食すると同時に自己消化を行うことにより、汚泥の発生量を抑制し、結果として余剰汚泥を減らすことができ、既設の装置の場合でも、袋体７０及びスクリーン装置５０を設けるだけの比較的簡単な改造が可能となり、構造をコンパクトに抑え且つ低コストで前記機能の装置を得ることができる。
その他の構成は前記第１実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。

実施例１において、第１曝気槽２と第２曝気槽４を分割する隔壁３の代替として、環状の水路を曝気槽内に浮設して第１曝気槽２とする。

図６は、本発明の第４実施例を示す二相式活性汚泥処理装置の曝気槽の断面図である。図７は図６のＺ部拡大図である。図８は第１曝気槽４５を構成する水路の上面斜視図である。
図６〜８において、前記第２曝気槽４１を、箱体に形成する。
一方、前記第１曝気槽４５は、周囲を梁４７等にて第２曝気槽４１の壁部に支持され、内部に排水及びろ材を流動させる循環路４６を形成した閉断面のエステル等のシート材からなり、前記第２曝気槽４１内の流体４８a上に浮設して構成されている。

該第１曝気槽４５においては、該排水１に、高濃度に分散性細菌群を固定したろ材（ゲル状担体、プラスチック担体、繊維状担体等）を流動させＢＯＤと接触させることにより、ＢＯＤの好気処理を効率的に行う。

そして、前記第１曝気槽４５には、該循環路４６の内部と前記第２曝気槽４１の内部に連絡する連絡通路４９を１箇所または複数個所に設け、該連絡通路４９は循環路４６側から第２曝気槽４１側へのろ材の通過を抑制したＢＯＤ処理水の通過を許容している。
即ち、前記第１曝気槽４５は、閉断面のエステル等のシート材からなり前記循環路４６を形成しており、該第１曝気槽４５を前記第２曝気槽４１の上部の内壁に沿うように該第２曝気槽４１内の水上に浮設し、前記１箇所または複数個所の連絡通路４９を該第１曝気槽４５の壁面に設けて、前記連絡通路４９のみを介して前記第１曝気槽４５の内部即ち循環路４６と第２曝気槽４１とを連通するように構成される。
尚、前記循環路４６には、任意の位置に整流板を設けることができる。

そして、前記連絡通路４９は、スクリーン装置５０を設置する。該スクリーン装置５０は図５（Ａ）、（Ｂ）と同様な構造を有する。
即ち、前記スクリーン装置５０には、前記第１曝気槽４５からの分散性細菌群を固定したろ材の流出を抑制し、ＢＯＤ処理水を前記第２曝気槽４１側に通過させるメッシュ通路３２を備えている。
前記メッシュ通路３２は、前記分散性細菌群を固定したろ材よりも小さい多数の孔で、メッシュ、ウェッジワイヤースクリーン、パンチングメタル等で構成される。

また、前記スクリーン装置５０は、前記メッシュ通路３２が詰まり液面が上昇するのを防止するため、該スクリーン装置５０の周囲から空気等の流体を噴出する流体噴出ノズルＸ，Ｙ，Ｖ，Ｕ等を設けている。

さらに、前記スクリーン装置５０は、第１曝気槽４５の水位を調整するための絞り構造Ｔを有しており、具体的にはバルブ、ゲート、シート製絞り口などで絞り量の調整可能なものである。

前記絞り構造Ｔで、第１曝気槽４５の水位を第２曝気槽４１の水位と差を付けることにより、第１曝気槽４５の必要容量を確保する。前記水位差は、２〜１０ｃｍとする。

前記第１曝気槽４５は、ろ材を均一に流動させＢＯＤ源と接触をさせるため、流速加速装置を設置する。流速加速装置とは、第１曝気槽４５内の液を吸出し、同曝気槽内へ吐出させるポンプと流速加速を効率的におこなうための前記吐出部に設置するエゼクターなどで構成される。
前記流速加速装置により、第１曝気槽４５内の液体とろ材を流速５ｃｍ〜１ｍ／秒にする。

そして、前記エゼクターに空気管吸い込み管を接続し、微細エアを発生させることで、前期第１曝気槽４５内で好気処理に必要な酸素濃度を維持する。
酸素はエゼクターの吸い込みのみ、或いは別途設置のブロワから吹き込みを行うものとする。
酸素源として、空気又は純酸素を使用するものとする。
第１曝気槽４５内の酸素溶存濃度は１〜４mg/Lとする。

第２曝気槽４１の好気処理に必要な酸素は、例えば散気筒を用いるか、或いは散気板、散気円盤、水中エアレータ、表面曝気装置（ギロミックスエアレータ）などを用いるものとする。
曝気槽４０に設置されていた散気装置４２を利用する。あるいは追加で別途散気装置４２を設置できる。追加する場合も散気筒、或いは散気板、散気円盤、水中エアレータ、表面曝気装置（ギロミックスエアレータ）などを用いるものとする。

これにより、第１曝気槽４５で、排水１中のＢＯＤ成分は、ろ材（ゲル状担体、プラスチック担体、繊維状担体等）に固定された分散性細菌群により好気処理され、第２曝気槽４１においてはＢＯＤ処理により増殖した分散性細菌群を原生動物等が捕食すると同時に自己消化を行うことにより、汚泥の発生量を抑制し、結果として余剰汚泥を減らすことができる。
また既設の装置の場合でも、閉断面のエステル等のシート材からなる循環路４６および前記流速加速装置、散気装置４２、を設けるだけの比較的簡単な改造が可能となり、構造をコンパクトに抑え且つ低コストで前記機能の装置を得ることができる。

上記実施例１〜４に記載の二相式活性汚泥処理装置には、返送汚泥可溶化装置を設けて使用することができる。
図９は、本発明の第５実施例を示す二相式活性汚泥処理装置の全体構成図である。
図９において、第１曝気槽と第２曝気槽の分割方法として、実施例１で前記した隔壁３及びスクリーン装置５０を用いるか、或いは実施例２で前記した箱体６０及びスクリーン装置５０を用いるか、あるいは実施例３で示した袋体７０及びスクリーン装置５０を用いるか、実施例４で前記したエステル等のシート材からなる循環路４６及び流速加速装置、散気装置４２を用いるものとする。

可溶化処理設備６は、返送汚泥の一部を可溶化タンク６２に投入し、可溶化タンク６２から引き抜いた汚泥にアルカリタンク６３、アルカリポンプ６４によりアルカリ（苛性ソーダ、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等）を添加、オリフィス或いはベンチュリ６１に複数回（この例では３回）通してキャビテーションを発生させ、可溶化タンク６２内に返送し、滞留時間を１〜４時間滞留させ、滞留時間内で上記を繰り返し行うことで、可溶化タンク６２内のｐＨをｐＨ１１〜１２に調整し、汚泥を可溶化処理を行い、可溶化処理汚泥を前記第２曝気槽４１に投入するように構成されている。６４はアルカリを送るポンプで、６５は汚泥をオリフィス或いはベンチュリ６１に送るポンプである。

前記可溶化処理設備６によれば、汚泥にアルカリを添加した後にオリフィス或いはベンチュリ６１を複数回通してキャビテーションを発生させて余剰汚泥を可溶化させるので、アルカリ添加処理による汚泥可溶化処理に比べ可溶化の効率を向上でき、添加アルカリ量を削減できる。

前記可溶化タンク６２内は、第２曝気槽４１から流入する汚泥及び前記ベンチュリ６１から返送される汚泥の流速を用いて整流板にて均一撹拌するか、撹拌機を用いて均一撹拌する。

前記可溶化設備６で可溶化された汚泥は、そのまま或いはPH調整設備を介しｐHを中性に調整後、第２曝気槽４１へ返送される。
ｐH調整用の酸注入は、酸貯留タンク、酸注入ポンプを用いて行う。
ｐH調整は、撹拌機を設置したｐH調整タンク、整流板を配置したｐH調整タンク（撹拌機を設置しない）、或いはラインミキサーなどで行う。

これにより、可溶化された汚泥が第２曝気槽４１へ送られ、可溶化された汚泥が曝気槽内活性汚泥により好気処理されることにより、二相式活性汚泥法から更に汚泥の発生量を抑制し、結果として余剰汚泥を減らすことができ、既設の装置の場合でも、可溶化設備や必要によりｐH調整設備を設けるだけの比較的簡単な改造が可能となり、構造をコンパクトに抑え且つ低コストで前記機能の装置を得ることができる。

本発明によれば、曝気槽及び曝気槽の分離装置（隔壁、箱体、袋体、環状水路及び散気装置、流速加速装置）、沈殿槽を用いて二相活性汚泥処理装置とすることにより、余剰汚泥を減少させるとともに、比較的低コストで既設の活性汚泥処理装置の改造及び主要部品の交換を簡単に行い得る二相式活性汚泥処理装置および二相式活性汚泥処理装置の改造方法を提供できる。

本発明の第１実施例を示す二相式活性汚泥処理装置も全体構成図である。 本発明の第２実施例を示す二相式活性汚泥処理装置も全体構成図である。 本発明の第３実施例（シート材と紐材と浮きで構成された袋体）を示す二相式活性汚泥処理装置の全体構成図である。 本発明の第３実施例（骨材とシート材と紐材と浮きで構成された袋体）を示す二相式活性汚泥処理装置の全体構成図である。 （Ａ）は前記第１実施例におけるスクリーン装置の第１例を示す部分斜視図、（Ｂ）は前記第１実施例におけるスクリーン装置の第２例を示す部分斜視図である。 本発明の第４実施例を示す二相式活性汚泥処理装置の曝気槽の断面図である。 図６のＺ部拡大図である。 本発明の第４実施例における第１曝気槽を構成する水路の上面斜視図である。 本発明の第５実施例を示す二相式活性汚泥処理装置の全体構成図である。

符号の説明

１ 排水（原水）
２、４５ 第１曝気槽
３ 隔壁
４、４１ 第２曝気槽
５ 沈殿槽
６ 可溶化設備
３１ 箱体
３２ メッシュ通路
３５ 筒状体
３５ａ 小孔
３６ 連結管
４０ 曝気槽
４２ 散気装置
４６ 循環路
４８、５４ ブロア
４８ａ 流体
４９ 連絡通路
５０ スクリーン装置
６０ 箱体
６１ オリフィスあるいはベンチュリ
７０ 袋体
６３ アルカリタンク
Ｘ，Ｗ，Ｖ，Ｕ 流体噴出ノズル

Claims (15)

1. 排水を、第１曝気槽、第２曝気槽、沈殿槽を通して浄化するように構成された二相式活性汚泥処理装置において、１つの水槽を分割して、第１曝気槽と、第２曝気槽とを形成したことを特徴とする二相式活性汚泥処理装置。
2. 前記第１曝気槽と第２曝気槽は、隔壁を介して分割したことを特徴とする請求項１に記載の二相式活性汚泥処理装置。
3. 前記曝気槽の、上流側の第１曝気槽の分散性細菌群をろ材（付着担体含む）を用いて固定することを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれかに記載の二相式活性汚泥処理装置。
4. 前記第１曝気槽から前記第２曝気槽へ前記隔壁を介して流出することを特徴とする上記請求項１〜３のいずれかに記載の二相式活性汚泥処理装置。
5. 前記隔壁は、鋼材或いはエステル等のシート材からなり、隔壁形状、箱体形状、袋体形状、環水路形状として形成されてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の二相式活性汚泥処理装置。
6. 前記隔壁の前記第１曝気槽から前記第２曝気槽への流出部分に、前記第１曝気槽から分散性細菌群を固定したろ材が前記第２曝気槽へ通過し得ないスクリーン装置を設けたことを特徴とする上記請求項１〜５のいずれかに記載の二相式活性汚泥処理装置。
7. 前記スクリーン装置は、メッシュ、ワイヤースクリーン、パンチングメタルなどで構成され、前記第１曝気槽から分散性細菌群を固定した前記ろ材が前記第２曝気槽へ流出することを防止することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の二相式活性汚泥処理装置。
8. 前記スクリーン装置は、該スクリーン装置の周囲から空気等の流体を噴出する流体噴出装置を備えたことを特徴とする請求項６〜７のいずれかに記載の二相式活性汚泥処理装置。
9. 前記スクリーン装置は、第１曝気槽の水位を調整するための絞り構造を有したことを特徴とする請求項６〜8のいずれかに記載の二相式活性汚泥処理装置。
10. 前記第１曝気槽は、循環路を形成した閉断面のエステル等のシート材からなり、該循環路は前記第２曝気槽に連絡する流出部分を１箇所または複数個所に設け、該流出部分は分散性細菌群を固定したろ材の通過を抑制したことを特徴とする請求項１に記載の二相式活性汚泥処理装置。
11. 前記第１曝気槽は、前記第２曝気槽の内壁に沿うように該第２曝気槽内の水上に浮設し、前記１箇所または複数個所の連絡通路を該循環路の壁面に設けて、前記連絡通路を介して前記第１曝気槽と第２曝気槽とを連通するように構成されたことを特徴とする請求項１０に記載の二相式活性汚泥処理装置。
12. 返送汚泥の可溶化に、返送汚泥にアルカリを添加した後にオリフィスあるいはベンチュリを複数回通してキャビテーションを発生させた溶液を前記第２曝気槽に投入する可溶化処理設備を備えたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の二相式活性汚泥処理装置。
13. 排水を、第１曝気槽、第２曝気槽、沈殿槽を通して浄化するように構成された二相式活性汚泥処理装置を用いて、１つの水槽を分割して、第１曝気槽と第２曝気槽とに分割形成したことを特徴とする二相式活性汚泥処理装置への改造方法。
14. 前記第１曝気槽から前記第２曝気槽へ流出可能な隔壁を設けたことを特徴とする上記請求項１３に記載の二相式活性汚泥処理装置の改造方法。
15. 前記第１曝気槽は、循環路を形成した閉断面のエステル等のシート材とし、循環路と前記第２曝気槽とを連絡する流出部分を１箇所または複数個所設け、該流出部分は分散性細菌群を固定したろ材の通過を抑制したことを特徴とする上記請求項１３〜１４のいずれかに記載の二相式活性汚泥処理装置の改造方法。

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