JP2013146662A - 廃水の処理設備 - Google Patents

Abstract

【課題】処理槽内の水流を安定させ、曝気エアの供給量を低減させるとともに、土木構造物である処理槽の強度負担を最小限に抑えること。
【解決手段】流入口５Ａから流入した廃水に微生物を固定化した担体Ｃを接触させて生物学的に処理する処理槽５と、処理槽５内の廃水に旋回流を生じさせるとともに酸素を供給する散気装置６と、線材又は棒状体を並列して構成したスクリーン２を備え、スクリーン２の分離面２Ａが斜め下向きになるように傾斜させて処理槽５の流出口５Ｂの上流部に配置するようにした担体分離装置１とからなり、担体分離装置１のスクリーン２が、２つのスクリーン２を、流出口５Ｂに連なる共通の排水域Ｔが形成されるように、両スクリーン２、２の分離面２Ａ、２Ａの背面側を向き合わせて配置してなるとともに、スクリーン２を備えた担体分離装置１を処理槽５の底面から自立させた支持脚１２によって支持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、廃水の処理設備に関し、特に、廃水に微生物を固定化した担体を接触させて生物学的に処理する廃水の処理設備の改良に関するものである。

従来、廃水の処理設備としては、流入口から流入した廃水に微生物を固定化した担体を接触させて生物学的に処理する処理槽と、この処理槽内の廃水に旋回流を生じさせるとともに酸素を供給する散気装置と、線材又は棒状体を並列して構成したスクリーンを備え、スクリーンの分離面が斜め下向きになるように傾斜させて処理槽の流出口の上流部に配置し、処理した廃水と共に担体が処理槽外に排出されることを防止するようにした担体分離装置とから構成された担体添加方式のものが広く汎用されている。

この担体分離装置は、スクリーンの下方に配設した気体吹き出し機構と、気体吹き出し機構から吹き出された気体をスクリーンの分離面に沿って上昇するように誘導する、スクリーンの分離面の背面に、上下方向に間隔を開けて、分離面側に向けて上向きに傾斜させて配設した複数の板状の気体誘導プレートとを備えるとともに、スクリーンの分離面と平行にガイド板を備え、分離面とガイド板との間に、処理された廃水が流れる流路が形成されている（例えば、特許文献１参照）。

そして、この担体添加方式の廃水の処理設備では、処理槽内に流入された廃水は、処理槽内の下方に配設した散気装置からの気体（曝気エアとしての酸素）により、微生物を固定化した担体と好気状態で接触して硝化処理され、処理槽内で曝気エアにより生じる所定の水流（旋回流）によって、分離面とガイド板との間に形成された流路に流れ込み、処理槽内の担体が処理槽外に排出されることをスクリーンの分離面によって防止しながら、処理済みの廃水として流出口から次工程に送り出されるようになっている。

また、スクリーンの下方に配設される気体吹き出し機構から吹き出された気体を、気体誘導プレートによってスクリーンの分離面に沿って上昇させることで、処理槽内に浮遊する人毛などの繊維状物が、スクリーンに絡まることを防止したり、絡まった繊維状物を剥がしたりする（以下、スクリーン洗浄という。）ようにしている。

ところで、この種の廃水の処理設備では、全面曝気方式を採用することが多く、スクリーンを１つだけ備えた担体分離装置においては、曝気エアにより生じる処理槽内の旋回流が、処理槽内全体で大きな１つの旋回流となるため、水流が不安定なものとなりやすく、水流を安定させるために曝気エアの供給量を高める必要があるという問題があった。

また、機械構造物である担体分離装置を、土木構造物である処理槽の壁面に取り付けるようにしているために、土木構造物である処理槽の強度を高める必要があり、設備費用が嵩むという問題があった。

さらに、担体分離装置に配備した気体吹き出し機構からの気体の吹き出し構造は、気体供給源と接続される配管等の閉塞部品に気体が吹き出す微細孔を多数穿孔する構造となっているため、維持管理等の際に、気体の吹き出しを停止した場合、処理槽内の廃水が微細孔から配管内に逆流し、これが繰り返されることで微細孔に目詰まりが生じ、スクリーン洗浄の洗浄効果を著しく低下させることがあるとともに、気体供給源からの距離によって、微細孔から吹き出す気体の量が均一とならず、スクリーン全面を効率的に洗浄することが困難であるいう問題もあった。

特開２００４−１４８１５４号公報

本発明は、上記従来の廃水の処理設備の有する問題点に鑑み、処理槽内の水流を安定させ、曝気エアの供給量を低減させるとともに、土木構造物である処理槽の強度負担を最小限に抑えることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の廃水の処理設備は、流入口から流入した廃水に微生物を固定化した担体を接触させて生物学的に処理する処理槽と、該処理槽内の廃水に旋回流を生じさせるとともに酸素を供給する散気装置と、線材又は棒状体を並列して構成したスクリーンを備え、該スクリーンの分離面が斜め下向きになるように傾斜させて処理槽の流出口の上流部に配置するようにした担体分離装置とからなる廃水の処理設備において、前記担体分離装置のスクリーンが、２つのスクリーンを、流出口に連なる共通の排水域が形成されるように、両スクリーンの分離面の背面側を向き合わせて配置してなるとともに、該スクリーンを備えた担体分離装置を処理槽の底面から自立させた支持脚によって支持するようにしたことを特徴とする。

この場合において、前記担体分離装置が、スクリーンの下方に配設した気体供給源から供給される気体を貯留できるようにした下方が開放されたトラフから構成した気体吹き出し機構を備え、前記トラフに形成した気体吹き出し部から吹き出された気体が、スクリーンの分離面に沿って上昇するように誘導する、スクリーンの分離面の背面に、上下方向に間隔を開けて、分離面側に向けて上向きに傾斜させて配設した複数の板状の気体誘導プレートに順次受け止められるようにすることができる。

また、前記担体分離装置を、支持脚によって支持することができる。

また、前記担体分離装置を、複数台直列に配設することができる。

また、この場合において、前記複数台の担体分離装置の排水域の水位を調節することにより各担体分離装置から排水域に流入する廃水の水量を調整する流入水量調整機構を備えるようにすることができる。

本発明の廃水の処理設備によれば、流入口から流入した廃水に微生物を固定化した担体を接触させて生物学的に処理する処理槽と、該処理槽内の廃水に旋回流を生じさせるとともに酸素を供給する散気装置と、線材又は棒状体を並列して構成したスクリーンを備え、該スクリーンの分離面が斜め下向きになるように傾斜させて処理槽の流出口の上流部に配置するようにした担体分離装置とからなり、前記担体分離装置のスクリーンが、２つのスクリーンを、流出口に連なる共通の排水域が形成されるように、両スクリーンの分離面の背面側を向き合わせて配置してなるとともに、該スクリーンを備えた担体分離装置を処理槽の底面から自立させた支持脚によって支持するようにしたことにより、２つのスクリーンが処理槽内でＶ字状に自立した状態となり、スクリーンの２つ分離面に対して、散気装置から供給される気体（曝気エア）によって生じる旋回流が、短い２つの旋回流となることで、処理槽内の水流が安定し、曝気エアの供給量を低減させることができる。
また、担体分離装置を処理槽内で自立させることで、土木構造物である処理槽の強度負担を最小限に抑えることができる。

また、前記担体分離装置が、スクリーンの下方に配設した気体供給源から供給される気体を貯留できるようにした下方が開放されたトラフから構成した気体吹き出し機構を備え、前記トラフに形成した気体吹き出し部から吹き出された気体が、スクリーンの分離面に沿って上昇するように誘導する、スクリーンの分離面の背面に、上下方向に間隔を開けて、分離面側に向けて上向きに傾斜させて配設した複数の板状の気体誘導プレートに順次受け止められるようにすることにより、スクリーンを洗浄する洗浄用の気体を、一旦、下方が開放されたトラフ内に貯留してからスクリーンに向けて吹き出すことができ、スクリーン全面を均一（スクリーンの幅方向に均一）に洗浄することができるとともに、トラフの下方が開放されているので、目詰まり等によるスクリーン洗浄の洗浄効果の低下が生じることがない。

また、前記担体分離装置を、支持脚によって支持することにより、担体分離装置を自立させて安定して支持することができる。

また、前記担体分離装置を、複数台直列に配設することにより、廃水の処理効率を向上させることができる。

また、この場合、前記複数台の担体分離装置の排水域の水位を調節することにより各担体分離装置から排水域に流入する廃水の水量を調整する流入水量調整機構を備えることにより、各担体分離装置の負荷を均一にすることができる。

本発明の廃水の処理設備の一実施例を示す一部切り欠きの断面正面図である。 同廃水の処理設備を示し、（ａ）は一部切り欠きの平面図、（ｂ）は一部切り欠きの断面側面図である。 同廃水の処理設備の担体分離装置を示す一部切り欠き断面の正面図である。 同担体分離装置の流入水量調整機構を示し、（ａ）は一部切り欠き断面の正面図、（ｂ）は一部切り欠き断面の側面図である。 同担体分離装置の気体吹き出し機構を示し、（ａ）は気体吹き出し部をスクリーンの分離面に沿って配設したトラフの区画壁の下縁で構成した例を示す正面断面図、（ｂ）は同平面図である。 同気体吹き出し機構の別の構成例を示し、（ａ）は気体吹き出し部をトラフの区画壁に形成した気体吹き出し口で構成した例を示す正面断面図、（ｂ）は同平面図、（ｃ）は同要部拡大図である。 同気体吹き出し機構の別の構成例を示し、（ａ）は気体吹き出し部を上面の区画壁に多数の小孔からなる気体吹き出し口とスクリーンの分離面に沿う区画壁の下縁で構成した例を示す正面断面図、（ｂ）は同平面図、（ｃ）は同要部拡大図である。

以下、本発明の分離装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図７に、本発明の廃水の処理設備の一実施例を示す。
この廃水の処理設備Ｐは、流入口５Ａから流入した廃水に微生物を固定化した担体Ｃを接触させて生物学的に処理する処理槽５と、処理槽５内の廃水に旋回流を生じさせるとともに酸素を供給する散気装置６と、線材又は棒状体を並列して構成したスクリーン２を備え、スクリーン２の分離面２Ａが斜め下向きになるように傾斜させて処理槽５の流出口５Ｂの上流部に配置するようにした担体分離装置１とからなり、担体分離装置１のスクリーン２が、２つのスクリーン２を、流出口５Ｂに連なる共通の排水域Ｔが形成されるように、両スクリーン２、２の分離面２Ａ、２Ａの背面側を向き合わせて配置してなるとともに、スクリーン２を備えた担体分離装置１を処理槽５の底面から自立させた支持脚１２によって支持するようにしている。

この廃水の処理設備Ｐは、上述のとおり、処理槽５内で微生物を固定化した担体Ｃに廃水を接触させて生物学的に処理（主として硝化処理）する担体添加方式の設備を例とし、担体分離装置１は、処理した廃水と担体Ｃとを分離する用途で説明するが、これに限られるものではなく、廃水に含まれる不純物を分離する用途の設備として用いることができるものである。

担体分離装置１を支持する支持脚１２は、担体分離装置１を処理槽５内で自立させ、土木構造物である処理槽５の強度負担を最小限に抑えるようにするものであれば、担体分離装置１を支持する位置や取り付け本数等は、特に限定されるものではないが、担体分離装置１を、スクリーン２の高さ方向の下から１／３の位置より上方位置で、この支持脚１２によって支持し、図１〜図２に示すように、正面視したときに対となるように、かつ、側面視したときに、複数配設されるようにすることで、支持脚１２間（特に、正面視したときに対となる支持脚１２、１２の間）に十分な距離を保つことができ、担体分離装置１を安定して支持することができるようにしている。

また、この廃水の処理設備Ｐの処理槽５内に、担体分離装置１を、複数台直列に配設することにより、廃水の処理効率を向上させることができる。
本実施例においては、２台ずつ（２台の担体分離装置１の一側面同士を張り合わせ、又は共有するようにして構成する）合計４台の担体分離装置１を配設するようにしているが、配設数は、処理槽５の容積、担体分離装置１のスクリーン２の表面積、時間当たりの処理する廃水量等によって適宜決定されるものである。

また、この場合、複数台の担体分離装置１の排水域Ｔの水位を調節することにより各担体分離装置１のスクリーン２を通過して処理槽５内から排水域Ｔに流入する廃水の水量を調整する流入水量調整機構５０を備えることができる。
これにより、各担体分離装置１の負荷を均一にすることができる。

この流入水量調整機構５０は、図４に示すように、スクリーン２を通過して処理槽５内から担体分離装置１の排水域Ｔに流入する廃水の水量を調整することができるように構成されるものであれば、特にその構成は限定されるものではないが、本実施例においては、図４に示すように、担体分離装置１内の流出口５Ｂと連なる、上面が開放された廃水桶５１と、この廃水桶５１の側壁５１ａに、長孔を介しボルト等の締結手段により上下に移動可能に取り付けられた仕切り板５２とから構成され、仕切り板５２の上縁部５２ａの上下方向の位置を変更することで、担体分離装置１の排水域Ｔの水位を変えることができるように構成している。

また、この担体分離装置１は、スクリーン２の下方に配設した気体供給源（図示省略）から供給される気体を貯留できるようにした下方が開放されたトラフ３０から構成した気体吹き出し機構３を備え、トラフ３０に形成した気体吹き出し部３０Ａから吹き出された気体が、スクリーン２の分離面２Ａに沿って上昇するように誘導する、スクリーン２の分離面２Ａの背面に、上下方向に間隔を開けて、分離面２Ａ側に向けて上向きに傾斜させて配設した複数の板状の気体誘導プレート４に順次受け止められるように構成している。
これにより、スクリーン２を洗浄する洗浄用の気体を、一旦、下方が開放されたトラフ３０内に貯留してからスクリーン２に向けて吹き出すことができ、スクリーン２の全面を均一（スクリーン２の幅方向に均一）に洗浄することができるとともに、トラフ３０の下方が開放されているので、目詰まり等によるスクリーン洗浄の洗浄効果の低下が生じることがない。

このスクリーン２の分離面２Ａは、線材又は棒状体、本実施例においては、線材、例えば、ワイヤを用い、このワイヤを担体Ｃが通過しない間隔（例えば、１辺が約３ｍｍの立方体からなる担体に対して、１．５ｍｍ程度の間隔）をもって縦方向に多数配列することで構成するようにしている。
また、本実施例においては、スクリーン２の分離面２Ａの背面に設ける気体誘導プレート４によって、ワイヤの間隔と強度を確保するようにしているが、ワイヤの間隔と強度の確保用に、別途、スクリーン２の幅寸法と略同寸法のステー等の補強部材を上下方向に複数配設することもできる。

このスクリーン２は、図３に示すように、分離面２Ａが斜め下向きになるように、鉛直線に対して１０〜３０°、好ましくは、約１５°傾斜させ、背面側が対向するように２台配設するようにしている。

気体吹き出し機構３は、図５〜図７に示すように、下方を開放し、スクリーン２の分離面２Ａに沿う区画壁３１、上面の区画壁３２、区画壁３１に対向し、他端側が気体供給源（図示省略）と接続される気体供給管３５の一端側が接続される区画壁３３及び側面の区画壁３４、３４とから構成される。

そして、この気体吹き出し機構３の気体吹き出し部３０Ａは、図５（ａ）〜図５（ｂ）に示すように、スクリーン２の分離面２Ａに沿って配設したトラフ３０の区画壁３１の下縁３１ａで構成すること、より具体的には、気体吹き出し部となる区画壁３１の下縁３１ａを、他の部分より上方に位置するように形成することができる。

これによって、トラフ３０内に貯留することができる気体の容量を超えた気体が水頭圧の作用によって順次洗浄用の気体として、スクリーン２の全面に向かって吹き出される。

また、気体吹き出し部３０Ａを、トラフ３０の区画壁に形成した気体吹き出し口で構成することができる。
気体吹き出し口を形成する区画壁は、下方を開放したトラフ３０の５面の区画壁のいずれに形成しても構わないが、本実施例においては、図６（ｃ）及び図７（ｃ）に示すように、上面の区画壁３２に、スクリーン２の幅方向全域に亘って、多数の小孔３２ａ、３６ａを形成することで構成するようにしている。
なお、気体吹き出し口は、本実施例のように小孔で形成するほか、スリット状の長孔に形成することもできる。

また、気体吹き出し部３０Ａを構成する気体吹き出し口は、図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すように、トラフ３０の上面の区画壁３２にスリット状の長孔３２ｂを開口し、この長孔３２ｂに対応する位置に、気体吹き出し口となる多数の小孔３６ａを穿孔した板材３６を区画壁３２上にボルト等の締結手段によって取替可能に配設するようにすることができる。
これによって、異なる径及び／又は異なる個数の小孔３６ａを穿孔した板材３６に取り替えることで、トラフ３０が位置する水深によって生じる水頭圧に応じて、良好な洗浄用の気体が吹き出すように調節することができる。

また、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示すように、上面の区画壁３２に多数の小孔３２ａからなる気体吹き出し口を形成するとともに、スクリーン２の分離面２Ａに沿う区画壁３１の下縁３１ａから気体が吹き出すように構成することで、上面の区画壁３２に形成した気体吹き出し口としての小孔３２ａに目詰まりが生じても、区画壁３１の下縁３１ａから気体が吹き出すことで、気体の吹き出しが途切れることはなく、作業者による気体吹き出し口としての小孔３２ａの洗浄及びスクリーン２自体の手作業による洗浄の回数を大幅に低減することができる。

また、この担体分離装置１は、スクリーン２の分離面２Ａと平行にガイド板１０を備え、分離面２Ａとガイド板１０との間に、処理された廃水が流れる流路１１を形成するようにしている。

次に、この廃水の処理設備Ｐにおいて、廃水を処理する手順について説明する。
この廃水の処理設備Ｐでは、流入口５Ａから処理槽５内に流入した廃水は、処理槽５内の下方に配設した気体供給源（図示省略）と配管６Ａを介して接続される散気装置６からの気体（曝気エア）により、微生物を固定化した担体Ｃと好気状態で接触することで硝化処理される。
そして、処理槽５内で曝気エアにより生じる所定の水流（旋回流）によって、スクリーン２の分離面２Ａとガイド板１０との間に形成された流路１１に流れ込み、処理槽５内の担体Ｃが旋回流に乗って旋回し、処理槽５外に排出されることをスクリーン２の分離面２Ａによって防止しながら、処理された廃水のみを流出口５Ｂから次工程に送り出すようにしている。

このとき、担体分離装置１のスクリーン２が、２つのスクリーン２を、流出口５Ｂに連なる共通の排水域Ｔを形成するように、両スクリーン２の分離面２Ａの背面側を向き合わせて配置することで、スクリーン２の２つ分離面２Ａ、２Ａに対して、散気装置６から供給される気体（曝気エア）によって生じる旋回流が、短い２つの旋回流となり、処理槽５内の水流が安定し、曝気エアの供給量を低減させることができる。
また、担体分離装置１を処理槽５の底面から自立させた支持脚１２によって支持するようにしたことにより、担体分離装置１を処理槽５内で自立させることができ、土木構造物である処理槽５の強度負担を最小限に抑えることができる。

そして、気体供給源から気体供給管３５を介して、トラフ３０内に一定の水頭圧を保って貯留されている洗浄用の気体Ａが、上面の区画壁３２に形成した気体吹き出し口となる小孔３２ａからスクリーン２の全幅方向に均一な微細気泡となって吹き出され、気体誘導プレート４に順次受け止められて、スクリーン２の分離面２Ａに沿って上昇することでスクリーン洗浄を行い、スクリーン２に絡まった人毛等の繊維状物を清掃する。
このとき、気体吹き出し口となる小孔３２ａに目詰まりが生じても、トラフ３０の下方が開放されており、区画壁３１の下縁３１ａから気体Ａが吹き出すことで、気体Ａの吹き出しが途切れることがなく、目詰まりによる洗浄効果の低下を最小限に抑えることができる。

以上、本発明の廃水の処理設備について、実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明の廃水の処理設備は、処理槽内の水流を安定させ、曝気エアの供給量を低減させるとともに、土木構造物である処理槽の強度負担を最小限に抑え廃水を硝化処理して次工程に送ることができるという特性を有していることから、担体添加方式の廃水の処理設備として好適に用いることができる。

Ａ 気体
Ｃ 担体
Ｐ 廃水の処理設備
１ 担体分離装置
１２ 支持脚
２ スクリーン
２Ａ 分離面
３ 気体吹き出し機構
３０ トラフ
３０Ａ 気体吹き出し部
４ 気体誘導プレート
５ 処理槽
５Ａ 流入口
５Ｂ 流出口
５０ 流入水量調整機構
５１ 廃水桶
５１ａ 側壁
５２ 仕切り板
５２ａ 上縁部
６ 散気装置

Claims (5)

1. 流入口から流入した廃水に微生物を固定化した担体を接触させて生物学的に処理する処理槽と、該処理槽内の廃水に旋回流を生じさせるとともに酸素を供給する散気装置と、線材又は棒状体を並列して構成したスクリーンを備え、該スクリーンの分離面が斜め下向きになるように傾斜させて処理槽の流出口の上流部に配置するようにした担体分離装置とからなる廃水の処理設備において、前記担体分離装置のスクリーンが、２つのスクリーンを、流出口に連なる共通の排水域が形成されるように、両スクリーンの分離面の背面側を向き合わせて配置してなるとともに、該スクリーンを備えた担体分離装置を処理槽の底面から自立させた支持脚によって支持するようにしたことを特徴とする廃水の処理設備。
2. 前記担体分離装置が、スクリーンの下方に配設した気体供給源から供給される気体を貯留できるようにした下方が開放されたトラフから構成した気体吹き出し機構を備え、前記トラフに形成した気体吹き出し部から吹き出された気体が、スクリーンの分離面に沿って上昇するように誘導する、スクリーンの分離面の背面に、上下方向に間隔を開けて、分離面側に向けて上向きに傾斜させて配設した複数の板状の気体誘導プレートに順次受け止められるようにしたことを特徴とする請求項１記載の廃水の処理設備。
3. 前記担体分離装置を、支持脚によって支持するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の廃水の処理設備。
4. 前記担体分離装置を、複数台直列に配設するようにしたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の廃水の処理設備。
5. 前記複数台の担体分離装置の排水域の水位を調節することにより各担体分離装置から排水域に流入する廃水の水量を調整する流入水量調整機構を備えるようにしたことを特徴とする請求項４記載の廃水の処理設備。

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