JP2022144774A - Wastewater treatment system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、好気性微生物を利用して排水を処理するシステムに関するものであり、特に、従来の曝気槽を用いた排水処理システムよりも、ブロアによる曝気の省電力化が可能な排水処理システムに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a system for treating wastewater using aerobic microorganisms, and more particularly to a wastewater treatment system that can save power for aeration using a blower compared to a conventional wastewater treatment system using an aeration tank. .
従来の排水処理システムは、排水を曝気槽に誘導し、曝気環境で好気性微生物によって、廃棄物をズーグレアというフロックに凝集させ、沈降若しくは膜によって固液分離をおこなうことで、排水中の不純物を分離していた。 In conventional wastewater treatment systems, wastewater is guided to an aeration tank, and aerobic microorganisms in the aeration environment flocculate the waste into flocs called zooglare, and solid-liquid separation is performed by sedimentation or membranes to remove impurities in the wastewater. were separated.
このような排水処理システムでの課題の1つに排水システム全体の省電力化が挙げられる。特に曝気のためのブロアの消費電力は全体の約4分の1~2分の1を占め、水処理設備の効率的な運用のためにはブロア運転の省電力化が重要な課題となっている。 One of the problems in such a wastewater treatment system is power saving of the entire wastewater system. In particular, the power consumption of blowers for aeration accounts for about 1/4 to 1/2 of the total power consumption. there is
例えば、特許文献1では、曝気で生じた空気の泡を原動力としたポンプで揚水し、落差水車水力発電で電気を作り、省電力化するものが提案されている。
For example,
また、特許文献2では、原水貯留槽の汚水が減って、曝気槽への原水供給が停止する際には、メインの曝気装置を停止し、曝気槽中の汚水を攪拌するだけの小型ブロアに切り替えることで、省電力化を図る発明が提案されている。 In addition, in Patent Document 2, when the raw water supply to the aeration tank is stopped due to the reduction of raw water in the raw water storage tank, the main aeration device is stopped and a small blower that only agitates the sewage in the aeration tank is used. Inventions have been proposed for saving power by switching.
特許文献1では、曝気装置で形成した泡を一度水の位置エネルギーに変えてから電力に変換するので、ロスが多くまた設備も大きくなり、そのため初期投資も大きくなる。また、特許文献2では、メインの曝気装置を間欠的に運転するのであり、曝気装置が停止している間の溶存酸素量は減少するだけとなる。
In
本発明は上記のような課題に鑑みて想到されたものであり、予め溶存酸素量の高い溶液(高酸素液)を作製しておき、曝気運転の代わりに、高酸素液を処理槽に供給することで、処理槽の中の処理液の溶存酸素量を所定の値に維持し大幅な省電力化を可能とするものである。 The present invention has been conceived in view of the above problems. A solution with a high dissolved oxygen content (high-oxygen liquid) is prepared in advance, and the high-oxygen liquid is supplied to the treatment tank instead of the aeration operation. By doing so, the amount of dissolved oxygen in the processing solution in the processing tank can be maintained at a predetermined value, thereby making it possible to significantly reduce power consumption.
より具体的に本発明に係る排水処理システムは、
処理水が投入される処理槽と、
前記処理槽で処理された処理済液が投入される後処理槽と、
高酸素液が貯留される高酸素液ユニットと、
前記処理槽中の処理液を攪拌する攪拌装置と、
制御装置を備える排水処理システムであって、
前記処理槽には、
DO計が配置され、
前記高酸素液ユニットには、
マイクロバブル発生装置が配置され、
前記制御装置は、
前記DO計の測定値が第1の閾値より低ければ、前記高酸素液を前記処理槽に供給させることを特徴とする。
More specifically, the wastewater treatment system according to the present invention is
a treatment tank into which treated water is introduced;
a post-treatment tank into which the treated liquid treated in the treatment tank is charged;
a high-oxygen liquid unit in which the high-oxygen liquid is stored;
a stirring device for stirring the processing solution in the processing tank;
A wastewater treatment system comprising a controller,
In the processing tank,
A DO meter is placed,
In the high oxygen liquid unit,
A microbubble generator is placed,
The control device is
The high-oxygen liquid is supplied to the processing tank when the measured value of the DO meter is lower than a first threshold value.
本発明に係る排水処理システムは、従来曝気装置で行っていた処理槽中の溶存酸素量の調節および処理液の攪拌に代えて、高酸素液ユニット中で生成させた高酸素液を、処理槽に送り、攪拌機で処理液を攪拌しながら処理槽中の溶存酸素量を所定の値に調整するので、曝気装置の消費電力より少ない電力で、処理槽中の溶存酸素量を所定の値に維持することができ、排水処理システムの省電力化が可能となる。 In the wastewater treatment system according to the present invention, instead of adjusting the amount of dissolved oxygen in the treatment tank and agitating the treated liquid, which were performed in the conventional aeration equipment, the high-oxygen liquid generated in the high-oxygen liquid unit is , and the amount of dissolved oxygen in the processing tank is adjusted to a predetermined value while stirring the processing liquid with an agitator, so the amount of dissolved oxygen in the processing tank is maintained at a predetermined value with less power than the power consumption of the aeration equipment. It is possible to reduce the power consumption of the wastewater treatment system.
以下に本発明に係る排水処理システムとその運用について図面を用いながら説明を行う。以下の説明は本発明の一実施形態を説明するのであり、本発明は以下の説明に限定されるものではない。つまり、以下の実施形態は、本発明の主旨を逸脱しない限りにおいて、改変することができる。 A wastewater treatment system according to the present invention and its operation will be described below with reference to the drawings. The following description describes one embodiment of the invention, and the invention is not limited to the following description. That is, the following embodiments can be modified without departing from the gist of the present invention.
図1に本発明に係る排水処理システムの構成を示す。排水処理システム1は、原水Vが投入される処理槽10を有する。この処理槽10中には、攪拌装置14、DO計16が、設けられている。
FIG. 1 shows the configuration of a wastewater treatment system according to the present invention. The
攪拌装置14は処理槽10中の処理液を攪拌するためのもので、水中ミキサーやモータの先に攪拌羽根のついた攪拌機が好適に利用できる。ここでは、攪拌装置14は水中ミキサー14として説明する。
The
また、排水処理システム1は、高酸素液ユニット18が備えられる。高酸素液ユニット18はマイクロバブル発生装置20が内蔵された貯留槽である。高酸素液ユニット18からはバルブ18aおよびポンプ18bが施された送液管18cが接続される。送液管18cの先端には、噴水ノズル18dが接続されている。したがって、高酸素液ユニット18は少なくとも貯留用タンクとマイクロバブル発生装置20と送液管18cおよびバルブ18aで構成されている。ポンプ18bが高酸素液ユニット18に含まれていてもよい。
The
また、処理槽10は、処理済液Uを排出する排水ポンプ30aを有する排水管30が配置されている。排水管30の先には、後処理槽32が設けられる。後処理槽32は、処理槽10中で形成されたフロックを分離する槽である。後処理槽32は例えば膜分離槽若しくは沈殿槽などが挙げられる。
Further, the
後処理槽32の上澄みは、次の処理に回されるか、そのまま自然界に放流される。また、後処理槽32の上澄みの一部は再利用水Rとして、高酸素液ユニット18に戻される。再利用水Rとして高酸素液ユニット18に戻すために、帰還ポンプ34aが設けられた戻り管34が後処理槽32と高酸素液ユニット18の間に設けられていてもよい。また、後処理槽32と高酸素液ユニット18の間に、図示しないが砂ろ過装置を設けても良い。
The supernatant of the
また、高酸素液ユニット18には、再利用水Rだけではなく、汚染されていない原水Vが供給されてもよい。原水Vは汚染されていない通常程度の水も流れる場合があるからである。このため、原水Vが処理槽10に投入される経路中で原水Vの水質を測定する水質計11と分岐路12が設けられる。また、分岐路12には原水供給バルブ12aが設けられていてもよい。
Further, the high-
なお、水質計11は溶存酸素計(DO計16)または/及びSS計などの水質を計る測定器を用いる。ここでは、水質計11をDO計16とした場合の説明をする。
The
また、排水処理システム1は、制御装置22を有する。制御装置22は、少なくとも、マイクロバブル発生装置20、バルブ12a、バルブ18a、ポンプ18b、水質計11,DO計16および水中ミキサー14と電気的に接続されている。そして制御装置22は、マイクロバブル発生装置20、ポンプ18bおよび水中ミキサー14には、始動、停止を制御する信号を送る。
The
また制御装置22は、バルブ12aおよびバルブ18aには、開閉を制御する信号を送信することができる。また、制御装置22は、DO計16からの信号は現在の処理槽10内のDO値として受信することができ、水質計11からの信号は、現在処理槽10に投入される原水VのDO値として受信することがきる。
The
図2を参照して、制御装置22が、バルブ18aを開き、ポンプ18bを稼働させるようにバルブ18aおよびポンプ18bを制御することで、高酸素液ユニット18中の高酸素液が処理槽10中に送液される。ここで、高酸素液とは、高酸素液ユニット18中に貯留された水(再利用水R、もしくは原水V及び再利用水Rと原水Vの混合水であってもよい。)にマイクロバブル発生装置20で発生させたマイクロバブルを含有させた液である。
Referring to FIG. 2,
このマイクロバブルを発生させた水は通常の水に溶解可能とされる溶存酸素量の最大値(約10mg/L)近くまで溶存酸素量(DO量)を向上させることができる。また、溶存酸素量の最大値近くまで酸素を溶解させた水にマイクロバブルを含ませることで、単位体積当たりの酸素保持量は、水の溶存酸素量以上にすることができる。なお、高酸素液ユニット18は、溶存酸素量を高めるために、生成されたマイクロバブルを圧壊させるための、加圧解放装置やラインミキサといった装置を含んでいてもよい。
The water in which the microbubbles are generated can increase the dissolved oxygen amount (DO amount) to near the maximum dissolved oxygen amount (approximately 10 mg/L) that can be dissolved in normal water. In addition, by adding microbubbles to water in which oxygen is dissolved to near the maximum dissolved oxygen amount, the oxygen retention amount per unit volume can be made equal to or greater than the dissolved oxygen amount of water. In addition, the high-
高酸素液ユニット18から処理槽10に向かう送液管18cの先端には、噴水ノズル18dが備えられている。噴水ノズル18dは、処理槽10中の原水V中に配置されている。したがって、噴水ノズル18dは、ポンプ18bの送圧を受け、高酸素液を、処理槽10の原水V中で放出する。
A spray nozzle 18d is provided at the tip of the
また、制御装置22は、水中ミキサー14の稼働も制御する。すなわち、水中ミキサー14を稼働させたり、停止させることができる。水中ミキサー14は、処理槽10中の原水Vを攪拌する。高酸素液を処理槽10中の噴水ノズル18dから放出させながら、水中ミキサー14を運転すると、高酸素液を処理槽10中に充満させることができる。水中ミキサー14は常時稼働させておいてもよい。
The
次に、図3を参照して、排水処理システム1の動作原理を説明する。縦軸はDO計16で計測した処理槽10内のDO値(mg/L)を示す。排水処理システム1は、処理槽10中のDO値が第1閾値より低くなると高酸素液の供給を開始する。高酸素液ONの状態である。具体的には、バルブ18aを開き、ポンプ18bを稼働させる。したがって、高酸素液は、処理槽10内に放出される。すなわち、高酸素液の供給によって、処理槽10中の溶存酸素量(DO値)を上昇させる。
Next, the operating principle of the waste
なお、以下「高酸素液の使用」、「高酸素液ON」若しくは「高酸素液の供給」とは、バルブ18aを開き、マイクロバブル発生装置20、ポンプ18bおよび水中ミキサー14は稼働させ、処理槽10内に高酸素液を充満させることを言う。
In addition, hereinafter, "use of high-oxygen liquid", "ON of high-oxygen liquid", or "supply of high-oxygen liquid" means that the
一方、処理槽10中のDO値が第2の閾値より高くなると、高酸素液の供給を停止する。具体的には、バルブ18aを閉じ、ポンプ18bを停止させる。なお、水中ミキサー14は、常に稼働させる。好気性微生物と被処理物との接触の機会を高めるためである。ここで明らかなように、第2閾値は第1閾値より大きな値(高いDO値)である。
On the other hand, when the DO value in the
以上の構成を有する排水処理システム1の動作を説明する。図4に制御装置22の処理フローを示す。また、図5に処理槽10中のDO値(溶存酸素量)の推移を示す。図5は横軸が時刻であり、左縦軸は処理槽10中のDO値(mg/L)であり、右縦軸は消費電力(W)である。
The operation of the waste
図4および図5を参照する。処理フローが開始されると(ステップS100)、終了が判断される(ステップS102)。終了の契機は、特に限定されない。使用者による強制的な終了操作であってもよいし、予めセットされた時刻を認識して停止するとしてもよい。終了する場合(ステップS102のY分岐)は、排水処理システム1を停止させる(ステップS104)。継続する場合(ステップS102のN分岐)は、処理を次に移す。
See FIGS. 4 and 5. FIG. When the processing flow is started (step S100), it is determined to end (step S102). A trigger for termination is not particularly limited. It may be a forced end operation by the user, or may be stopped after recognizing a preset time. When ending (Y branch of step S102), the waste
次に処理槽10中のDO値が第1閾値(図4では、「Th1」と記した。)より低いか否かを判断する(ステップS106)。処理槽10中のDO値が第1閾値より低い場合(ステップS106のY分岐)は、高酸素液を処理槽10に供給する(ONにする)。つまり、バルブ18aを開き、ポンプ18bを稼働させる(ステップS108)。
Next, it is determined whether or not the DO value in the
図5では、時刻t1で処理槽10中のDO値が第1閾値より低くなり、高酸素液の供給が開始される。高酸素液を供給するには、マイクロバブル発生装置20およびポンプ18bを稼働するための電力W1が消費される。なお、水中ミキサー14(攪拌装置14)は、常に連続運転されるので、排水処理システム1は、常に一定の電力W2を消費する。
In FIG. 5, at time t1, the DO value in the
制御装置22は、処理槽10中のDO値が第2閾値(図4では「Th2」と記した。)より高くなったか否かを判断する(ステップS110)。処理槽10中のDO値が第2閾値より高くない間は(ステップS110のN分岐)、処理はステップS108に戻り、高酸素液の供給が継続される。図5では、時刻t1から時刻t2までの間である。
The
高酸素液の供給によって処理槽10内のDO値は上昇する。そして、処理槽10内のDO値が第2閾値を超えると(ステップS110のY分岐)、高酸素液の供給を停止する。具体的には、バルブ18aを閉じ、マイクロバブル発生装置20、およびポンプ18bを停止させる(ステップS112)。図5では時刻t2の時点である。
The DO value in the
処理フローは、終了処理(ステップS102)に戻り、さらにステップS106を繰り返す。時刻t2以降は、しばらく処理槽10中のDO値は、第1閾値より高い。したがって、ステップ106では、N分岐が選択され、処理S112に移り、高酸素液の供給は停止された状態が継続する。
The processing flow returns to end processing (step S102), and repeats step S106. After time t2, the DO value in the
好気性微生物が被処理物を分解し酸素を使用すると、処理槽10中の処理液のDO値は徐々に低下する。時刻t3の時に、処理水のDO値が第1閾値を下回ると、ステップS106は再びY分岐が選択され、高酸素液の供給が開始される。この高酸素液の供給は、処理槽10中のDO値が第2閾値より高くなる時刻t4まで続く。
When the aerobic microorganisms decompose the material to be treated and use oxygen, the DO value of the treatment liquid in the
このような排液処理での平均消費電力量Qwは、時刻t1から時刻t2までの消費電力量W1T1と、時刻t2から時刻t3までの消費電力量W2T2の総和を時間平均したものである。あらわに書くと(1)式のように表される。 The average power consumption Qw in such a drainage process is obtained by averaging the sum of power consumption W1T1 from time t1 to time t2 and power consumption W2T2 from time t2 to time t3. If written openly, it is expressed as in formula (1).
図6には、本発明の排水処理システム1と、従来の曝気装置をつかった場合の単位溶存酸素供給に必要な電力量の関係を示す。単位溶存酸素供給に必要な電力量とは、単位溶存酸素を供給するのに、必要な電力量である。縦軸は電力量(Wh)を示し、横軸は方式の違いである。曝気装置は、単位溶存酸素を供給するために、多くの電力量Gar1が必要である。電力量Gar1をW10(Wh)とする。
FIG. 6 shows the relationship between the waste
一方、本発明に係る排水処理システム1は、高酸素液を作製するためにさほど大きな電力を必要としない。したがって、マイクロバブル発生装置20の消費電力量をGar2と水中ミキサー14の消費電力量Gh0を加えたW11(Wh)は、曝気装置だけの場合W10(Wh)よりも小さい。したがって、本発明の構成での排水処理システム1での消費電力は従来の排水処理システムよりも低電力で運転できる。
On the other hand, the waste
なお、制御装置22は、上記の処理フローとは別に、原水V中のDOが一定値以上または/及びSSが一定値以下であれば、高酸素液ユニット18に供給する処理を行ってもよい。原水Vには、汚染水でない通常の水が流れる場合もあり、有効活用するためである。原水V中の溶存酸素濃度は水質計11で計測する。したがって、高酸素液ユニット18中に供給される水は、再利用水R、原水Vおよび原水V+再利用水Rの場合がある。
In addition to the above process flow, the
以上のように、マイクロバブル発生装置20による高酸素液を用いることで、曝気装置の消費電力を削減することができる。
As described above, by using the high-oxygen liquid produced by the
本発明は省電力運転が可能な排水処理システムとして利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a wastewater treatment system capable of power-saving operation.
1 排水処理システム
10 処理槽
11 水質計
12 分岐路
14 水中ミキサー(攪拌装置)
16 DO計
18 高酸素液ユニット
12a、18a バルブ
18b ポンプ
18c 送液管
18d 噴水ノズル
20 マイクロバブル発生装置
22 制御装置
30 排水管
30a 排水ポンプ
32 後処理槽
34 戻り管
34a 帰還ポンプ
V 原水
U 処理済液
R 再利用水
1 Waste
16
Claims (2)
前記処理槽で処理された処理済液が投入される後処理槽と、
高酸素液が貯留される高酸素液ユニットと、
前記処理槽中の処理液を攪拌する攪拌装置と、
制御装置を備える排水処理システムであって、
前記処理槽には、
DO計が配置され、
前記高酸素液ユニットには、
マイクロバブル発生装置が配置され、
前記制御装置は、
前記DO計の測定値が第1の閾値より低ければ、前記高酸素液を前記処理槽に供給させることを特徴とする排水処理システム。 a treatment tank into which treated water is introduced;
a post-treatment tank into which the treated liquid treated in the treatment tank is charged;
a high-oxygen liquid unit in which the high-oxygen liquid is stored;
a stirring device for stirring the processing solution in the processing tank;
A wastewater treatment system comprising a controller,
In the processing tank,
A DO meter is placed,
In the high oxygen liquid unit,
A microbubble generator is placed,
The control device is
A wastewater treatment system, wherein the high-oxygen liquid is supplied to the treatment tank when the measured value of the DO meter is lower than a first threshold value.
前記DO計の測定値が第2の閾値より高ければ、前記高酸素液の供給路を閉じさせることを特徴とする請求項1に記載された排水処理システム。 The control device is
2. The wastewater treatment system according to claim 1, wherein the supply channel of the high-oxygen liquid is closed when the measured value of the DO meter is higher than a second threshold value.
Priority Applications (1)
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JP2021045933A JP2022144774A (en) | 2021-03-19 | 2021-03-19 | Wastewater treatment system |
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JP2021045933A Pending JP2022144774A (en) | 2021-03-19 | 2021-03-19 | Wastewater treatment system |
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