JP2016209800A - 余剰汚泥減量化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被処理水とオゾンガスとの混合によって生じた泡を十分効率的に処理することができ、これにより、オゾンガスを含む泡に起因する不具合を十分に抑制できる余剰汚泥減量化装置を提供する。【解決手段】本開示に係る余剰汚泥減量化装置は、生物系汚泥を含む被処理水とオゾンガスとを接触させながら移送する流路と、流路の一部であって流路断面積が拡張している拡張部と、拡張部に設けられた消泡装置とを備える。【選択図】図３

Description

本開示は余剰汚泥減量化装置に関する。

従来、水の浄化法の一つとして活性汚泥法が知られている。その浄化原理は、処理対象の水に含まれる有機物を微生物が代謝することによって有機物が分解又は除去されるものである。活性汚泥法に使用される水処理装置は活性汚泥を収容する生物反応槽と、固液分離のための沈殿池とを備える。当該装置は、処理性能が高いことから公共の下水処理や工場の排水処理等の各分野で広く利用されている。

活性汚泥法においては、水処理に伴って微生物が増殖する。水処理に必要な量を超えて増殖した微生物は余剰汚泥と称され、産業廃棄物として処分される。大量の余剰汚泥を処分するには、十分な処理能力を有する最終処分場を確保する必要があるとともに、処分量に応じたコスト負担が生じる。したがって、余剰汚泥の発生量をできるだけ削減することが望まれている。特許文献１〜３は、オゾンを利用して汚泥を減量化する技術を開示する。

特開平６−２０６０８８号公報 特開２００１−１９１０９７号公報 特開２００８−２２１１１４号公報

余剰汚泥を減量化するための従来の装置は、生物反応槽からの汚泥を収容する槽又は汚泥を移送する配管に対してオゾンを注入する機構を有する。汚泥とオゾンガスとが接触すると、汚泥を構成する微生物の細胞壁が破壊され、これにより汚泥が可溶化される。なお、汚泥が可溶化されることによって、微生物の体内に蓄積させていた成分（溶解性有機物）が細胞壁の破壊により外部に放出される。この成分を生物反応槽に供給することで、余剰汚泥を減量化することができる。

汚泥を含む被処理水とオゾンガスとの混合に伴って泡が発生する。この泡には汚泥の可溶化処理に使用されたオゾンガスが含まれている。オゾンは強い酸化力を持つため、オゾンガスを含む泡がポンプ等の機器に至ると、機器のパーツが腐食するおそれがある。

本開示は、被処理水とオゾンガスとの混合によって生じた泡を十分効率的に処理することができ、これにより、オゾンガスを含む泡に起因する不具合を十分に抑制できる余剰汚泥減量化装置を提供することを目的とする。

本開示の一側面に係る余剰汚泥減量化装置は、生物系汚泥を含む被処理水とオゾンガスとを接触させながら移送する流路と、流路の一部であって流路断面積が拡張している拡張部と、拡張部に設けられた消泡装置とを備える。

本開示によれば、被処理水とオゾンガスとの混合によって生じた泡を十分効率的に処理することができ、これにより、オゾンガスを含む泡に起因する不具合（例えば、付随する装置や周辺設備の腐食及び機能低下）を十分に抑制できる。

図１は本開示の一側面に係る余剰汚泥減量化装置を備えた排水処理システムを模式的に示す構成図である。 図２は図１に示す余剰汚泥減量化装置を模式的に示す構成図である。 図３は流路の出口近傍に設けられた消泡装置の一例を模式的に示す断面図である。 図４は流路における消泡装置が設けられた箇所を模式的に示す断面図である。 図５は消泡装置の構成を分解した状態を模式的に示す斜視図である。 図６は消泡装置の下面を模式的に示す断面図である。 図７は余剰汚泥減量化装置が有する流路の他の例を模式的に示す斜視図である。 図８は余剰汚泥減量化装置が有する流路の他の例を模式的に示す斜視図である。 図９は余剰汚泥減量化装置が有する流路の他の例を模式的に示す斜視図である。 図１０は余剰汚泥減量化装置が有する流路の他の例を模式的に示す縦断面図である。 図１１は汚泥返送ラインに余剰汚泥減量化装置を設置した場合の構成を模式的に示す図である。

以下、本開示の複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面及び関連した記述は、本開示の実施形態を説明するために提供されたものであり、本開示の範囲を限定するものではない。

＜排水処理システム＞
図１は汚泥とオゾンガスとを接触させる余剰汚泥減量化装置１０を備えた排水処理システム１００を模式的に示す構成図である。排水処理システム１００は、必要に応じて設置される最初沈殿池１と、その下流側に配置される生物反応槽２と、その下流側に設置される最終沈殿池３と、最終沈殿池３から排出される汚泥の少なくとも一部を生物反応槽２に返送するための汚泥返送ラインＬ５ａと、汚泥返送ラインＬ５ａに設けられた余剰汚泥減量化装置１０とを備える。以下、各構成について説明する。なお、ここでいう「ライン」とは流体を移送するための配管を意味する。ラインの途中には図示しないポンプ、バルブ、圧力計、温度計、流量計及び水位計などが適宜設置されている。

最初沈殿池１は、ラインＬ１を通じて供給される排水に含まれる小さなゴミなどを沈ませることによって、排水からゴミを除去するためのものである。なお、処理対象の排水に大きなゴミ及び砂などが含まれている場合は最初沈殿池１よりも上流側に沈砂池（不図示）を設置し、沈砂池においてこれらを除去すればよい。

生物反応槽２は、活性汚泥（生物系汚泥）を所定時間滞留させる槽本体２ａと、槽本体２ａ内に空気を曝気する散気装置２ｂと、散気装置２ｂに空気を供給するブロア２ｃとを備える。生物反応槽２にはラインＬ２を通じて最初沈殿池１から上澄み水が供給される。この上澄み水のＢＯＤ（Biochemical oxygen demand）は１００〜１０００ｍｇ／Ｌ程度であればよく、１００〜３０００ｍｇ／Ｌ程度であってもよい。槽本体２ａに収容された活性汚泥の代謝により、上澄み液に含まれる有機物及び窒素化合物（例えばアンモニア）などが二酸化炭素、水、窒素ガスなどに分解される。

最終沈殿池３には、ラインＬ３を通じて生物反応槽２から処理水と活性汚泥との混合液が供給される。最終沈殿池３は、処理水と、活性汚泥とを分離するためのものである。最終沈殿池３の上澄み水はラインＬ４を通じて排出され、河川や海などに放流される。この上澄み水のＢＯＤ（Biochemical oxygen demand）は１〜１６０ｍｇ／Ｌ程度であればよく、１〜２０００ｍｇ／Ｌ程度であってもよい。なお、放流に先立って必要に応じて例えば塩素による処理が実施される場合もある。

最終沈殿池３の底部にはラインＬ５が接続されている。最終沈殿池３内において沈降した活性汚泥はラインＬ５を通じて排出される。ラインＬ５は途中で分岐しており、分岐した一方のラインが上述の汚泥返送ラインＬ５ａである。汚泥返送ラインＬ５ａを通じ、最終沈殿池３から排出される活性汚泥の少なくとも一部が生物反応槽２に戻される。他方、分岐した他方のラインは、余剰汚泥排出ラインＬ５ｂである。余剰汚泥は脱水処理などが施された後、例えば処分場へと搬送される。

余剰汚泥減量化装置１０（以下、場合により単に「装置１０」という。）は、汚泥返送ラインＬ５ａで移送される活性汚泥をオゾンと接触させることにより活性汚泥の可溶化を進め、これを生物反応槽２に供給することによって余剰汚泥を減量化（余剰汚泥の発生量を低減化）するためのものである。装置１０を稼働することなく排水処理システム１００を操業した場合に発生する余剰汚泥量を１００質量部とすると、装置１０を稼働させることで、好ましくは１００質量部以上、より好ましくは３００質量部以上の活性汚泥を装置１０に導入することができる。これにより、余剰汚泥（ラインＬ５ｂで移送される活性汚泥）の量を十分に少なくできる。

装置１０は、図２に示すとおり、汚泥返送ラインＬ５ａから分岐した分岐ラインＬ６の途中に設けられている。装置１０は、活性汚泥とオゾンガスとを接触させる処理部１２と、循環ライン（循環路）Ｌ７と、処理部１２の下流側（処理部１２の出口近傍）に設けられた消泡装置２０とを備える。循環ラインＬ７は、処理部１２の出口１５の上流側近傍から分岐しており且つ分岐ラインＬ６の処理部１２よりも上流側の位置に接続されている。更に、装置１０は、循環ラインＬ７の途中に上流側から順に、キャビテーション発生器１６とオゾンガス注入用のエジェクタ（ガス注入器）１８とを備える。なお、循環ラインＬ７は、処理部１２の出口１５よりも下流側の分岐ラインＬ６から分岐していてもよく、処理部１２の入口１４の下流側近傍に接続されていてもよい。

装置１０は、少なくとも、流路１３及び消泡装置２０を含む処理部１２と、エジェクタ（ガス注入器）１８を含む循環ラインＬ７とを共通のベース（不図示）に配置して構成されてもよい。これにより、装置の小型化により一層寄与することができる。図２における破線の四角は、共通のベースに配置されるべき構成を囲っている。なお、オゾンガス（オゾン含有ガス）は、例えば、空気又は酸素ガスを放電式のオゾン発生器（不図示）に供給することによって生成される。

処理部１２は、分岐ラインＬ６を通じて供給される活性汚泥を含む懸濁水（被処理水）をオゾン処理する。処理部１２は、図２に示すとおり、迂曲した流路１３を有し、図示しない水位計、圧力計などを更に有してもよい。活性汚泥とオゾンガスとの混合流体が流路１３内を流れることで、オゾンの酸化力によって活性汚泥を構成する微生物の細胞壁が破壊される。これにより活性汚泥の可溶化が進行する。流路１３は、入口１４と、入口１４よりも高い位置に出口１５とを有する。また、流路１３は横方向（好ましくは略水平方向）に延びる経路１３ａ，１３ｂを有し且つ入口１４から迂曲する経路を経て出口１５に至る。流路１３が略水平方向に延びる経路１３ａ，１３ｂを有するため、これらの経路において活性汚泥とオゾンガスとの混合流体に押し出し流れを生じさせることができる。これに加え、流路１３内における気体及び泡の滞留を十分に抑制できるため、活性汚泥とオゾンガスとの接触効率を十分に高くできる。なお、本開示でいう「略水平方向」とは、水平方向とのなす角度が１０°以下であることを意味し、この範囲内で流路１３が上向きに傾いていてもよく、あるいは下向きに傾いていてもよい。流路１３は、筒状の管（例えば円筒管）によって構成することができる。筒状の管としては市販されている配管を使用すればよい。配管は、金属製又は樹脂製の配管を用いてもよい。

流路１３は、略水平方向に延びる第１の経路（第１の部分）１３ａと、第１の経路１３ａとは異なる方向に延びる第２の経路（第２の部分）１３ｂと、第１の経路１３ａと第２の経路１３ｂとをつなぐ折り返し部（曲がり部）１３ｃとの組み合わせを複数有する。一つの組み合わせにおいて、第２の経路１３ｂは、第１の経路１３ａよりも高い位置に設けられ且つ第１の経路１３ａに対して略平行に延びている。混合流体は第１の経路１３ａを図２に示す左向き矢印の方向に流れ、折り返し部１３ｃでその向きが反転し、第２の経路１３ｂを図２に示す右向き矢印の方向に流れる。混合流体は流路１３内を通過することで、下方に位置する入口１４から上方に位置する出口１５まで移送される。折り返し部１３ｃで流れの向きを反転させることで、活性汚泥とオゾンとを十分に混合することができる。本実施形態によれば、活性汚泥を含む被処理水にオゾンを十分に溶解させることができるため、過剰量のオゾンガスを流路１３内に導入しなくてもよいという利点がある。なお、本開示における上方とは鉛直方向における上方を意味し、下方とは鉛直方向における下方を意味する。

オゾンガスを使用した従来の汚泥減量化技術においては、活性汚泥に対してオゾンガスを注入すると多量の泡が発生するため、泡の処理に十分な対策を講じる必要があった。これに対し、本実施形態においては、流路１３内に混合流体の押し出し流れを形成することができる。このため、流路１３内で一旦泡が生じたとしても泡と活性汚泥（微生物を含む懸濁液）とがともに迂曲した流路１３内をある程度の時間をかけて流れることで、出口１５に至る時点では泡の量は十分に低減している。このことは本発明者らが作製した試験プラントにおいて目視により確認されている。本実施形態によればオゾン処理に伴う泡の発生量を十分に抑制でき、泡の処理のための機構（消泡装置２０）を簡易なものとすることができる（図３参照）。また、泡の処理によって生じる排オゾンガスを大気放散する量も十分に削減でき、このため、排オゾンガスを無害化するための機構も簡易なものとすることができる。

流路１３において、入口１４から出口１５との鉛直方向の距離（入口１４と出口１５の高低差）は１．０〜１．５ｍ程度であればよく、０．５〜３．０ｍ程度であってもよい。流路１３の流路断面積は６．０×１０^−４〜７．３×１０^−２ｍ^２程度であればよく、３．８×１０^−４〜２．０×１０^−１ｍ^２程度であってもよい。第１の経路１３ａ及び第２の経路１３ｂの長さはいずれも１．５〜３．０ｍ程度であればよく、１．０〜４．０ｍ程度であってもよい。処理部１２を構成する流路１３の流路断面は、後述の循環ラインＬ７の流路断面積よりも大きく且つ流路１３は循環ラインＬ７よりも長いことが好ましい。流路１３における混合流体の線速度は、活性汚泥とオゾンガスとの接触及び反応を十分に進行させる観点から、好ましくは０．０５〜０．２ｍ／秒であり、より好ましくは０．０７〜０．１５ｍ／秒である。なお、流路１３内の混合流体のｐＨはオゾンの自己分解を抑制する観点から、好ましくは３〜８であり、より好ましくは３〜６である。

循環ラインＬ７は、図２に示すとおり、処理部１２の出口１５の上流側近傍から分岐しており分岐ラインＬ６の処理部１２よりも上流側の位置に接続されている。混合流体が循環ラインＬ７を繰り返し通過することで、キャビテーション発生器１６及びエジェクタ１８において活性汚泥に対して繰り返し衝撃力を加えることができる。これに加え、図示しないオゾン発生器によって製造できるオゾン含有ガスのオゾン濃度に制限がある場合でも、循環ラインＬ７を採用することで、混合流体に対するオゾン注入量を十分高くすることができる。なお、活性汚泥に対して十分な強度の衝撃力を加える観点から、循環ラインＬ７における混合流体の線速度は、好ましくは０．５〜２．０ｍ／秒であり、より好ましくは０．８〜１．８ｍ／秒である。

キャビテーション発生器１６は、活性汚泥に対して衝撃力を加えるためのものである。循環ラインＬ７の流路断面を局所的に狭くすることによってベンチュリ効果により減圧箇所が形成される。これにより、循環ラインＬ７内においてキャビテーションを発生させることができる。キャビテーション発生器１６の一例としてオリフィスが挙げられる。後述のエジェクタ１８の使用により、活性汚泥に対して十分に衝撃力を加えることができるのであれば、キャビテーション発生器１６は採用しなくてもよい。

エジェクタ１８は循環ラインＬ７内の流体の流れを利用し、ベンチュリ効果によって減圧状態をつくり、これによって循環ラインＬ７内にオゾンガスを注入するためのものである。減圧状態をつくるため、例えばオリフィスを使用して循環ラインＬ７の流路断面を局所的に狭くすればよい。循環ラインＬ７内にオゾンガスを供給する機構はエジェクタ１８に限定されず、例えば、通常の配管と、これの途中に設けられたガス流量コントローラとを使用して循環ラインＬ７内にオゾンガスを注入してもよい。

排出管Ｌ６ａの最下流側は、汚泥返送ラインＬ５ａに接続されている（図１及び図２）。排出管Ｌ６ａ内の処理液は微生物の体内に蓄積されていた成分（溶解性有機物）を豊富に含んでいる。この処理液は汚泥返送ラインＬ５ａを通じて生物反応槽２に供給される。この処理液に含まれる溶解性有機物が生物反応槽２内の活性汚泥によって分解されることで、余剰汚泥が減量化される。なお、排出管Ｌ６ａの先端側を汚泥返送ラインＬ５ａに接続する代わりに生物反応槽２に接続してもよい。

消泡装置２０は、流路１３内を流れる流体に対して消泡処理を実施するためのものである。消泡装置２０は流路１３の最上段の経路に設置されている。すなわち、消泡装置２０は、出口１５の近傍であって循環ラインＬ７の接続部と同じ位置又は接続部よりも上流側に設置されている。ここでいう「近傍」とは出口１５から２ｍ以内の位置を意味する。流路１３におけるこのような位置に消泡装置２０を設けることで、当該位置でオゾンガスを含む泡Ｆを十分に低減できる。これにより、循環ラインＬ７に泡Ｆが混入することをより一層確実に抑制できる。また、流路１３よりも下流側の流路（例えば排出管Ｌ６ａ）において、泡Ｆによる閉塞が生じたり、オゾンガスによる腐食が生じたりすることを十分に防止できる。以下、図３〜６を参照しながら、消泡装置２０について説明する。

図３に示すように、消泡装置２０は流路１３の上側に設けられている。一方、循環ラインＬ７は消泡装置２０よりも下流側において流路１３の下側から分岐している。なお、循環ラインＬ７は排出管Ｌ６ａの下側から分岐していてもよい。図３に示すように、循環ラインＬ７の基端側は消泡装置２０の下流に位置する。循環ラインＬ７の基端側は、流路１３の下側の内面から外面にかけて貫通するように設けられた排出口１９に接続されている。つまり、循環ラインＬ７の基端側は流路１３の下側から分岐するように流路１３に接続されている。流路１３の下側に設けられた排出口１９を通じて循環ラインＬ７に混合流体を流入させることで、循環ラインＬ７に泡Ｆが混入することをより確実に抑制できる。このことは本発明者らが作製した試験プラントにおいて目視により確認されている。

消泡装置２０は、流路１３の上側に連結された本体部（拡張部）２１と、本体部２１内に配置されたインペラ２５と、インペラ２５を回転させるための電動機２８とを備える。本実施形態においては、インペラ２５と電動機２８とによって消泡装置が構成されている。本体部２１内には水平方向の断面形状が円形の空間２１ｓが形成されている。図４に示すように、本体部２１の上端側はプレート２２によって閉鎖され、他方、本体部２１の下端側は流路１３と連通している。プレート２２は、本体部２１の上端側に設けられたフランジ２１ａに対して着脱自在であり、ボルト２３によってフランジ２１ａに装着される。プレート２２は、インペラ２５のシャフト２５ａを通すための開口２２ａと、消泡処理によって液体から分離されたオゾン含有ガスを排出するための開口２２ｂ（図３及び図５参照）とを有する。なお、開口２２ａはその内面とシャフト２５ａの外面との間からオゾン含有ガスが漏れないようにシールされている。

流路１３に本体部２１を連結させたことで、流体が流れる空間が部分的に拡張している。このため、本体部２１が設けられている箇所において混合流体の流速が下がり、泡Ｆをより確実に本体部２１内に取り込むことができる。そして、本体部２１内においてインペラ２５を回転することによって消泡することができる。消泡装置２０の内容積Ｖ１と消泡装置２０が設けられた箇所の流路１３の内容積Ｖ２との合計容積と、当該箇所の流路１３の内容積Ｖ２との比（Ｖ１＋Ｖ２）／Ｖ２は１．１〜２．０程度であればよく、１．２〜１．８程度であってもよい。この比が１．１以上であれば泡Ｆを消泡装置２０内に十分確実に取り込むことができ、他方、２．０以下であれば消泡装置２０のサイズが過度に大きくなることを抑制できる。

インペラ２５は、羽を有し、この羽を回転駆動するように構成されたものである。より具体的には、インペラ２５は、シャフト２５ａと、シャフト２５ａと直交する方向に拡がる円板２５ｂと、円板２５ｂの下面側に設けられた六枚の羽根２５ｃとを備える。シャフト２５ａは電動機２８の動力によって回転する。円板２５ｂはシャフト２５ａの回転に伴って回転する。インペラ２５の回転数は２０００〜５０００回転／分程度とすればよい。

円板２５ｂの周縁と本体部２１の内壁との隙間（図６における幅Ｗｂ）は１〜５ｍｍ程度であればよく、１〜３ｍｍ程度であってもよい。この隙間（幅Ｗｂ）が１ｍｍ以上であれば、円板２５ｂの周縁が本体部２１の内壁に接することを十分に防止でき、他方、５ｍｍ以下であれば泡Ｆがこの隙間を通じて開口２２ｂに到達することを十分に抑制できる。

六枚の羽根２５ｃは、円板２５ｂの中心側から外側に放射状に延びている。羽根２５ｃの先端と本体部２１の内壁との隙間（図６における幅Ｗｃ）は２〜５ｍｍ程度であればよく、２〜４ｍｍ程度であってもよい。この隙間（幅Ｗｃ）が２ｍｍ以上であれば、羽根２５ｃの先端が本体部２１の内壁に接することを十分に防止でき、他方、５ｍｍ以下であれば羽根２５ｃの回転によって十分確実に消泡できる。羽根２５ｃの高さは１０〜５０ｍｍ程度であればよく、１５〜３５ｍｍ程度であってもよい。なお、羽根２５ｃの枚数は六枚に限定されるものではない。

本実施形態においては、インペラ２５を備えた消泡装置を例示したが、この代わりに化学的な手段を備えた消泡装置を採用してもよい。例えば、消泡装置として、拡張部に消泡剤を添加する機構を備えた装置を採用してもよい。なお、消泡処理によって流路１３内の流体から分離されたオゾンガスは、オゾンガスを無害化するための設備に移送したり、汚泥の処理に再利用したりすればよい。

余剰汚泥減量化装置１０によれば、流路１３に設けられた消泡装置２０により、流路１３を流れる流体に対して消泡処理を実施できる。特に、流路１３の空間は、消泡装置２０の本体部２１によって、流体が流れる方向に直交する方向に拡張（流路断面が部分的に拡張）している。このような構成により、拡張部（本体部２１）の近傍を通過する流体の流速が遅くなり、オゾンガスを含む泡と被処理水との分離（気液分離）を促進することによって、泡に対して消泡処理をより確実に実施できる。例えば、オゾンガスを含む泡が多く残存している液体をポンプで移送すると、ポンプの空打ちが生じたり、ポンプのパーツがオゾンガスによって腐食したりするおそれがある。これに対し、ポンプで液体を移送するに先立って流路１３内の流体に対して消泡処理を施すことで、これらの不具合を十分に抑制できる。

以上、本開示の実施形態について詳細に説明したが、本開示は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態においては、図２に示す構成の流路１３を有する装置１０を例示したが、流路１３の態様は鉛直方向に対して交差する方向に延びる経路を有し且つ入口１４から迂曲して出口１５に至るものであれば、これに限定されない。例えば、流路１３は、図７〜１０に示す態様であってもよい。これらの態様であれば、装置全体の十分なコンパクト化が図れる。

図７に示す態様は、略矩形の流路１３Ａが鉛直方向に多段状に設けられたものである。すなわち、図７に示す流路１３は、略水平方向に延びる第１の経路１３ｄと、第１の経路１３ｄと略同じ高さに設けられ且つ第１の経路１３ｄに対して略直交する方向に延びている第２の経路１３ｅと、第２の経路１３ｅと略同じ高さに設けられ且つ第２の経路１３ｅに対して略直交する方向に延びている第３の経路１３ｆと、第３の経路１３ｆと略同じ高さに設けられ且つ第３の経路１３ｆに対して略直交する方向に延びている第４の経路１３ｇとを有し、これらを直列につなぐことによって、第１〜第４の経路１３ｄ〜１３ｇは平面視において略矩形をなすように配置されている。そして、図７に示す流路１３は、流路１３Ａのような略矩形の流路を上下方向に多段状に有する。図７に示す態様は四段の流路１３Ａを有する。図７中の矢印は混合流体の流れる方向を示す。これらの矢印で示されたとおり、上下方向で隣り合う流路１３Ａにおける混合流体の流れる方向は逆向きになるように構成されている。かかる構成を採用することにより、装置全体をコンパクトにできるという利点がある。なお、ここでは製造が容易であるという点から、略矩形の流路１３Ａを構成することを例示したが、流路１３Ａの形状は略矩形でなくてもよく、例えば、平面視で略三角形、角が略直角でない四角形（例えば平行四辺形（ひし形を含む）及び台形）、あるいは五角形以上の多角形であってもよい。

図８に示す態様は、Ｕ字状の経路が鉛直方向に多段状（三段）に設けられたものである。すなわち、図８に示す流路１３は、略水平方向に配置された一段目のＵ字状の経路１３ｈと、その上方であり且つ略水平方向に配置された二段目のＵ字状の経路１３ｉと、その上方であり且つ略水平方向に配置された三段目のＵ字状の経路１３ｊとを有し、これらが上向管１３ｋ，１３ｌによって直列につながれている。図８中の矢印は混合流体の流れる方向を示す。これらの矢印で示されたとおり、上下方向で隣り合うＵ字状の経路における混合流体の流れる方向は逆向きになるように構成されている。かかる構成を採用することにより、装置全体をコンパクトにできるという利点がある。

図９に示す態様は、螺旋状の流路１３が下方から上方に向けて延びたものである。螺旋状の流路１３の接線の方向と水平方向とのなす角（図９における角度α）は好ましくは１０°以下であり、より好ましくは０〜３°である。角度αが１０°以下であれば、流路１３内に混合流体の押し出し流れを十分に発生させることができ、混合流体に含まれる気体又は泡が液相よりも著しく早く出口１５に至ることを抑制できる。図９中の矢印は混合流体の流れる方向を示す。

図１０に示す態様は、略直方体形状の容器１２ａと、容器１２ａの互いに対向する内側面１２ｂ，１２ｃをそれぞれ基端する複数の仕切り板１２ｄ，１２ｅとによって流路１３が構成されるものである。仕切り板１２ｄ，１２ｅは下方から上方に向かって交互に設けられている。この場合、流路１３の流路断面の形状は典型的には矩形である。図１０中の矢印は混合流体の流れる方向を示す。１０に示すとおり、流路１３は、第１の経路１３ａと、第２の経路１３ｂと、折り返し部１３ｃとによって構成されている。

上記実施形態においては、汚泥返送ラインＬ５ａから分岐した分岐ラインＬ６の途中に処理部１２を設置する場合を例示したが、分岐ラインＬ６を採用せず、図１１に示すように、汚泥返送ラインＬ５ａに処理部１２を設置してもよい。あるいは、生物反応槽２内の水が装置１０に直接導入されるように構成してもよい。装置１０に供給される被処理水の性状（例えばＢＯＤ、活性汚泥濃度など）に応じて、その供給量等の条件を適宜設定すればよい。

上記実施形態においては、公共下水又は工場排水を処理対象とし且つ余剰汚泥の減量化を目的とした水処理装置（装置１０）を例示したが、本開示に係る水処理装置の処理対象及び目的はそれぞれこれに限定されるものではない。その処理対象は分解処理すべき有機物を含む水であればよく、具体例としては下水処理水（いわゆる中水）、工場排水の処理水及び水道水などが挙げられる。そして、本開示に係る水処理装置は、下水処理水又は工場排水の処理水の脱色、脱臭及び消毒などを目的としたものであってもよく、水道水のカビ臭を取り除く目的としたものであってもよい。

本開示によれば、被処理水とオゾンガスとの混合によって生じた泡を十分効率的に処理することができ、これにより、オゾンガスを含む泡に起因する不具合を十分に抑制できる余剰汚泥減量化装置が提供される。

Ｌ７…循環ライン（循環路）、１０…余剰汚泥減量化装置、１３…流路、１３ａ…第１の経路（第１の部分）、１３ｂ…第２の経路（第２の部分）、１３ｃ…折り返し部（曲がり部）、１３ｄ…第１の経路、１３ｅ…第２の経路、１３ｆ…第３の経路、１３ｇ…第４の経路、１９…排出口、２０…消泡装置、２１…本体部（拡張部）、２５…インペラ、２８…電動機。

Claims (6)

1. 生物系汚泥を含む被処理水とオゾンガスとを接触させながら移送する流路と、
   前記流路の一部であって流路断面積が拡張している拡張部と、
   前記拡張部に設けられた消泡装置と、
   を備える余剰汚泥減量化装置。
2. 前記流路は、
   横方向に延びている第１の部分と、
   横方向に延びており、前記第１の部分と異なる方向に延びている第２の部分と、
   前記第１の部分と前記第２の部分をつないでいる曲がり部と、
   を有する、請求項１に記載の装置。
3. 前記流路の上流側から下流側に向けて、前記第１の部分、前記曲がり部及び前記第２の部分はこの順序で配置されており、
   前記第２の部分は前記第１の部分よりも高い位置にある、請求項２に記載の装置。
4. 前記オゾンガスによる処理が施された処理水の少なくとも一部を前記流路から抜き出す排出口と、
   前記排出口からの前記処理水を前記流路の上流側に戻す循環路と、
   を更に備え、
   前記排出口は、前記流路における前記拡張部が形成された位置又は当該位置よりも下流側に形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記排出口は前記流路の下側に形成されている、請求項４に記載の装置。
6. 前記消泡装置はインペラである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。

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