JP3468166B2 - 汚水処理装置 - Google Patents
汚水処理装置Info
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- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
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Description
水の処理に当たり、曝気槽に微生物固定化担体を投入し
て汚水を浄化処理する汚水処理装置に関するものであ
る。
物を生物学的に浄化するに当たり、廃水等の浄化作用を
営む微生物を有機高分子物質または無機物質を主成分と
する粒子状の担体に包括固定、付着固定あるいは結合固
定させた微生物固定化担体を用いて廃水等を処理してい
る。
固定化担体を投入して、下水や廃水等の汚水中の有機物
および無機物を生物学的に浄化する曝気槽であって、い
わゆる担体投入型曝気槽と称される。この担体投入型曝
気槽は、標準活性汚泥法による曝気槽と比較した場合、
BOD除去菌等の生物学的処理に有効であって、かつ増
殖速度の大きな微生物を高濃度に保持することが可能で
ある。しかも、この曝気槽は、硝化菌等の生物学的処理
に有効であって、かつ増殖速度の小さい微生物を高濃度
に保持することが可能であり、汚水処理の高速化あるい
は処理設備のコンパクト化を図ることができる利点があ
る。
化担体が曝気槽外に流出するのを防止する必要がある。
通常、微生物固定化担体の曝気槽外流出を防止するに
は、担体分離用スクリーンを曝気槽の処理水の流出側に
設置したり、あるいは廃水等の流入側と処理水の流出側
との両方に設置するようになされている。
3,図4を参照して説明する。図3(a)は、汚水処理
装置である反応槽の側面図であり、図3(b)は、その
要部を説明するための図である。同図において、反応槽
1は、その底部に散気装置2が設けられた曝気槽であ
り、反応槽1には下水や廃水が投入され、かつ微生物固
定化担体4が投入されている。反応槽1の処理水が流出
する越流部5には、微生物固定化担体4と処理水とを分
離する担体分離用スクリーン3が設けられている。担体
分離用スクリーン3の下方には、スクリーン散気装置7
が設けられている。担体分離用スクリーン3は、微生物
固定化担体4の短径よりも目幅の小さいスクリーンが用
いられている。反応槽1と処理水の流出流路の水位レベ
ルは、L1>L2(但し、L1:反応槽の水位,L2:
処理水の流出流路の水位)の関係にあり、水位に落差が
あるために、担体分離用スクリーン3を通過する処理水
の流水速度は、図2(b)に矢印Fで示したように、反
応槽の水面に近い程速くなる。なお、矢印Fの長さは、
処理水の流速を模式的に示したものであり、矢印Fの長
さが長い程、流速が速いことを示している。また、8
は、スクリーン散気装置7から散気される気泡を示し、
処理水の流速によって流されている。
化担体4が投入された反応槽1であり、担体分離用スク
リーン3が、反応槽流出部付近に垂直に設置され、その
底部には曝気装置2が設けられている。反応槽1では、
被処理水が連続的に供給されてオーバーフロして、流れ
出るようにした自由水面を形成し、自由水面が流れ出る
部分を自由流水部8と称することとする。処理水は、反
応槽流出部9から流れ出て比較的大きな落差で流下して
いる。従って、担体分離用スクリーン3を通過する処理
水の流水速度は、図4に矢印Fで示したように、水面に
近い程、流水速度が速くなる。
に髪毛等の夾雑物質が混入しており、通常曝気槽の前段
の沈殿池や最初沈殿池により、ある程度は除去し得ると
しても、いくらかの夾雑物質は、被処理水とともに曝気
槽に送り込まれ、曝気槽流入水中に混入する夾雑物質を
完全に阻止することはできない。そこで、担体分離用ス
クリーン3の前面もしくは前面と後面にスクリーン散気
装置7を設置して気泡による膜を形成するようにして、
夾雑物質等がスクリーン散気装置7に容易に進入しない
ようにするか、夾雑物質等が付着した場合は、この気泡
によって、担体分離用スクリーン3から剥離するように
している。
うに、従来の汚水処理装置では、曝気槽内に微生物固定
化担体が投入されて曝気され、微生物固定化担体は、曝
気槽内で流動状態で利用されている。曝気槽流出部に設
置した担体分離用スクリーンは、処理水と微生物固定化
担体とを分離して、微生物固定化担体が曝気槽外に流出
するのを防止して、曝気槽内に必要量が保持されるよう
にしている。担体分離用スクリーンは、曝気槽内から微
生物固定化担体が曝気槽外に流出しないように、微生物
固定化担体の短径よりも目幅が狭いスクリーンが使用さ
れており、スクリーンの目が閉塞しやすく、下廃水等の
被処理水の安定した連続処理を阻害するおそれがある。
は、処理水が曝気槽の担体分離用スクリーンを円滑に通
過する必要がある。それには、微生物固定化担体を含め
た閉塞性物質による担体分離用スクリーンの目の閉塞を
防止しなければならない。担体分離用スクリーンの目が
閉塞が始まると、担体分離用スクリーンの通水抵抗が増
して、下廃水の処理量が急激に低下し、被処理水の安定
的な連続処理を阻害する欠点がある。
生物固定化担体が水の流れによって、スクリーン面に押
し付けられてスクリーンの目に密着することで発生す
る。従って、微生物固定化担体等が閉塞物質として、ス
クリーン面に密着しないように微生物固定化担体等をス
クリーン面から剥離することが担体分離用スクリーンの
閉塞を防止する上で重要である。
リーンの閉塞のメカニズムの一例について説明する。反
応槽1の流出側の隔壁に越流部5が設けられ、隔壁に対
して、担体分離用スクリーン3が垂直に設けられてい
る。担体分離用スクリーン3の水深が最も深い部分で
は、越流部5が上部にあるため、処理水の流れは緩慢で
あるが、水深が浅くなるにつれて、越流部5に近づくた
めに、処理水の流速が速くなる。図3(b)中の矢印F
は、担体分離用スクリーン3を通過する処理水の通水流
速を模式的に示したものであり、担体分離用スクリーン
3を通過する処理水の通水流速は、水面の通水流速が最
も強く、先ず水面近傍に浮遊する微生物固定化担体4が
水面部分の担体分離用スクリーン3に押し付けられて、
目詰まりが発生する。
クリーン3の処理水の通過抵抗が増加すると、反応槽1
の水位上昇を招き、被処理水の処理効率の観点からも好
ましいことではないので、担体分離用スクリーン3に密
着した微生物固定化担体4をスクリーン面から剥離させ
るような手段が講じられている。その手段は、担体分離
用スクリーン3の前面または後面にスクリーン散気装置
7を設けて気泡8を散気し、担体分離用スクリーン3に
付着する微生物固定化担体4等を剥離するようにして、
通過抵抗の増加を抑制しようとしている。
分離用スクリーン3の閉塞メカニズムの他の要因となっ
ている。スクリーン散気装置7は、担体分離用スクリー
ン3の下部前面から空気等による気泡8を散気し、気泡
8が上昇して水面に近ずく程、担体分離用スクリーン3
を通過する処理水の通過流速が速くなり、気泡8は担体
分離用スクリーン3を通過する処理水に伴って、担体分
離用スクリーン3を通過する結果となる。その際に、気
泡8は、流速に乗って、微生物固定化担体4を担体分離
用スクリーン3に押し付けてしまい、気泡8による十分
な担体剥離効果が期待できない場合が発生していた。
の処理水の上部が自由水面である場合であるが、この反
応槽1では、図中に矢印Fで示したように、自由水面に
近い程、流速が速くなる。従って、図3の場合と同様
に、担体分離用スクリーン3上部では、微生物固定化担
体4を押し付ける力が強くなり、担体分離用スクリーン
3上部で微生物固定化担体4の目詰まりが起こりやす
い。
の面積に対して、流出部の面積が小さい場合や自由流水
部が形成されている場合に、局部的に流速の速い水域が
発生しやすく、スクリーンの下部の前面もしくは後面、
もしくはその両面において、気泡を散気してスクリーン
面より担体を剥離させようとする場合であっても、程度
の差はあれ、担体分離用スクリーンの目詰まりが生じる
傾向がある。
あり、担体分離用スクリーンの閉塞を抑制して、長期に
亘って安定した処理能力が得られる汚水処理装置を提供
することを目的とするものである。
みなされたのであり、請求項1の発明は、微生物固定化
担体を反応槽に内在させて、汚水を処理する汚水処理装
置において、前記反応槽に処理水を該反応槽の上部から
流す流出部が設けられ、該流出部の流入側に汚水処理水
もしくは汚水処理水と活性汚泥との混合液に混入させた
微生物固定化担体を、前記汚水処理水又は混合液から分
離するためのスクリーンが前記流出部の流入側に設けら
れ、該スクリーンと該流出部との間に該スクリーンにお
ける処理水の流水速度を調整するバッフル板を設けたこ
とを特徴とする汚水処理装置である。
体分離用スクリーン等のスクリーンを通過して流出部、
すなわち越流部や自由水面から流れ出しており、この流
出部は、反応槽の槽壁上部に形成されている。この流出
部を流れる処理水は、水面が最も通水速度が速い。バッ
フル板は、その流速が最も速い部分の流速を抑制して、
スクリーンを通過する処理水の流速を平均化するように
しており、処理水の流速によって、微生物固定化担体が
スクリーン面に押し付けられ、スクリーンに目詰まりが
発生するのを防止するとともに、担体分離用スクリーン
の前面もしくは前面と後面に、気泡を散気する散気装置
を備えている場合であっても、スクリーン面に気泡の膜
を形成しやすくして、夾雑物等の閉塞物質の付着を防止
し、かつ気泡による微生物固定化担体のスクリーン面へ
の押し付けを防止している。
の流下方向投影面の上部に、前記バッフル板を配置した
ことを特徴とする請求項1に記載の汚水処理装置であ
る。この発明によれば、反応槽から処理水の最も流速が
速い部分であるスクリーンの流下方向投影面の上部にバ
ッフル板を設置することで、流出部に流れる処理水の流
速を抑制して、スクリーンの流出側への投影面方向の流
れを平均化して、微生物固定化担体がスクリーンに押し
付けられて目詰まりが発生するのを抑制することができ
る。
に孔が設けられ、前記バッフル板の下部に対して、上部
の前記孔の口径を小さくするか、または前記孔の密度を
低くしたことを特徴とする請求項1又は2に記載の汚水
処理装置である。この発明によれば、バッフル板に孔を
多数設けて、孔の口径と孔の密度とを調整して、バッフ
ル板を通過する処理水に適度な通水抵抗を与えることに
よって、担体分離用スクリーンの通水抵抗を調整し、最
も流れが速い水域の密度を調整して、通過流速を均等な
ものとすることにより、スクリーン面に微生物固定化担
体が押し付けられて目詰まりが発生するのを抑制するこ
とができる。また、スクリーンに散気装置を設置した場
合では、散気装置から発生する気泡が処理水の流れに伴
って、微生物固定化担体をスクリーン面に押し付けられ
ることがない。
の実施の形態について、図面を参照して説明する。図1
(a)は、本発明に係る汚水処理装置の一実施形態を示
した図であり、図1(b)は、その要部を説明するため
の図である。図2(a),(b)は、本発明に係る汚水
処理装置の実施形態を示した反応槽の平面図である。
施形態を示す図である。同図において、1は汚水処理水
もしくは汚水処理水と活性汚泥との混合液(以下、被処
理水)が投入される反応槽、2は反応槽1の底部に設け
られた散気装置、3は被処理水と微生物固定化担体とを
分離する担体分離用スクリーン、4は微生物固定化担
体、5は反応槽1の槽壁上部に形成された越流部、6は
担体分離用スクリーン3と越流部5との間に設けられた
バッフル板、7は担体分離用スクリーン3の前後下部に
設けられたスクリーン散気装置である。
理水中には、微生物固定化担体4が投入されている。被
処理水は、反応槽1の底部に形成された散気装置2から
散気される空気等によって撹拌されて、反応槽1は曝気
槽を形成している。被処理水は、微生物固定化担体4に
よって、被処理水中に混入する有機物等を分解する微生
物が育成されている。被処理水は、反応槽1内に所定時
間滞留して、生物学的な処理がなされ、処理水は、担体
分離用スクリーン3とバッフル板6とを通過して、越流
部5から排出される。
て詳細に説明すると、バッフル板6は、反応槽1の担体
分離用スクリーン3と越流部5との間に設けられ、水面
から槽底部に向けて垂下するように設けられ、担体分離
用スクリーン3の流下投影面の上部に形成されている。
バッフル板6は、コンクリート製、金属製、プラスチッ
ク製のいずれでもよく、形状は、プレート状、角型の不
定形状のいずれでもよい。バッフル板6は、多数の孔を
設けて通水抵抗を調整してもよい。孔が形成されたバッ
フル板6では、担体分離用スクリーン3の水深方向の寸
法を1とすると、水面から水深方向に、0.2〜0.
8、好ましくは0.3〜0.6とする。無論、有孔状の
バッフル板6と、孔が形成されていないバッフル板とを
組み合わせて用いてもよい。また、この孔は、長方形の
スリット状の孔であってもよい。
離用スクリーン3の水深方向の寸法を1とすると、水深
方向に、0.4〜1.0とする。孔が形成されたバッフ
ル6は、孔の密度を水面近傍では、少なくして、水深が
深くなるにつれて、孔の密度を高くすることによって、
担体分離用スクリーン3を通過する流水速度をほぼ均等
にすることができる。すなわち、反応槽1の水面の最も
流速が速い領域に対しては、バッフル板6に設けられた
孔が開口している総面積を少なくし、処理水の流速を不
勢するようにし、水深が深くなるにつれて、孔の総開口
面積を大きくする。このようにすることで、水面での通
水抵抗を大きくし、水深が深くなるにつれて、通水抵抗
を小さくすることができる。担体分離用スクリーン3を
通過する流水速度をほぼ均等にすることができる。ま
た、バッフル板6に形成された孔の口径を、水面ほど小
さく、水深が深くなるにつれて大きくし、水面での通水
抵抗を大きくして、バッフル板6を通過する処理水の通
水抵抗を調整することによって、担体分離用スクリーン
3を通過する処理水の通水流速をほぼ平均化することが
できる。
から水深が深くなるにつれて、小さくすることによっ
て、図1(b)に矢印Fで示したように、担体分離用ス
クリーン3を通過する処理水の通水流速を平均化するこ
とができる。
図を示しており、担体分離用スクリーン3と越流部5と
の間に、バッフル板6が設けられている。担体分離用ス
クリーン3とバッフル板6とは、その側面から処理水が
流入しないように、突出壁6a,7aがそれぞれ設けら
れ、かつ突出壁6a,7aの底部には、底部から被処理
水が流入しないように、底枠部6b,7bがそれぞれ形
成されている。突出壁6a間と底枠部6bにバッフル板
6が設けられ、突出壁7a間と底枠部7bに担体分離用
スクリーン3が設けられている。処理水は、担体分離用
スクリーン3とバッフル板6を通過して越流部に流れ込
む。これら突出壁と底枠部とは、金属製、コンクリート
製、プラスチック製等のいずれかによる構造体である。
また、バッフル板6は、図2(a)に限定することな
く、図示されていないが、槽壁1bの湾曲させるように
してもよいし、担体分離用スクリーン3をバッフル板6
と平行に湾曲させてもよい。このように、担体分離用ス
クリーン3とバッフル板6とを湾曲にすることによっ
て、局部的に流速が速くなることなく、滑らかな流れと
することもできる。
示したように、担体分離用スクリーン3を通過する処理
水の通水流速は、矢印Fで示したように、担体分離用ス
クリーン3の全ての面でほぼ均一とすることができる。
従って、微生物固定化担体4が担体分離用スクリーン3
に極部的に密着して閉塞が生じるのを防止することがで
きる。担体分離用スクリーン3面の散気による気泡8
が、スクリーン面に沿って上昇する。さらに、前方に設
置されたスクリーン散気装置7から散気される気泡8
が、処理水に押されて、微生物固定化担体4が担体分離
用スクリーン3面に押されて、担体分離用スクリーン3
の目が閉塞されないようにし、しかも、スクリーン面に
付着する微生物固定化担体4を効果的に剥離することが
できる。
用スクリーン3の前面、もしくは前面と後面の下部に配
置され、管に孔を開けたものやディヒューザ等でもよい
し、管に孔とディヒューザ等を組み合わせて複数設置し
てもよい。ディヒューザや管に孔を開けて散気するスク
リーン散気装置7は、担体分離用スクリーン3の全面に
気泡8の膜を形成するように配置される。
応槽の場合であっても、適用させることができる。図4
の担体分離用スクリーン3と自由流水部9との間に、バ
ッフル板を設けることによって、同等の効果を得ること
ができる。その汚水処理装置について、図2(b)で説
明する。同図は、自由流水部を形成した反応槽であり、
担体分離用スクリーン3とバッフル板6とは、反応槽1
の槽壁1a間にそれぞれが設けられている。突出壁6a
間にバッフル板6が設けられ、突出壁7a間に担体分離
用スクリーン3が設けられている。底部から処理水が入
り込まないように、底枠6a,7aが形成されている。
このように、バッフル板6を設けることによって、最も
通過流速が速い、水面部分の通水流速が抑制されて、担
体分離用スクリーン3を通過する全ての部分で、通過流
速がほぼ等しいものとすることができる。従って、微生
物固定化担体が、担体分離用スクリーン3面に押し付け
られることがなく、長期間に亘って、担体分離用スクリ
ーンが目詰まりすることなく、被処理水の安定した処理
ができる。
スクリーン散気装置を設置しない場合でもバッフル板が
効果的であることは明らかである。
て、図1の汚水処理装置と、図1において、バッフル板
を設けられていないものを従来例とし、本実施例と従来
例とを比較して説明する。本実施例と従来例では、越流
部の幅が2mであり、かつ担体分離用スクリーンは、そ
の総流水面積が6平方メータのものであり、横幅が2
m、水深方向の幅が3mであり、目幅が、2.5mmの
ものが用いられた。
テンレス製のものが用いられ、バッフル板の総面積は、
3.6平方メータであり、幅が2m、水深方向の幅が
1.8mのものが用いられた。
リプロピレンのもであり、内径3mm、外形4mm、長
さ5mmの中空円筒状のものが用いられた。さらに、担
体分離用スクリ−ンの前後に、散気装置が設けられてい
る。
示しており、本実施例と従来例の反応槽に毎時480立
方メータの汚水が投入された。この被処理水としては、
河川等の汚水が用いられ、既存の汚水処理施設を利用し
て比較試験を行った。その反応槽の前段には、最初沈殿
槽等が設けられており、現在稼動中の汚水処理施設で行
われている程度の夾雑物は除去されている。本実施例と
従来例の担体分離用スクリーンの面積は、6平方メータ
であり、側面から越流部への処理水の流れ込みはない。
担体分離用スクリーンの処理水のスクリーン通過平均流
速は、当所80m3/m2/時であった。このような運転
条件によって、汚水処理装置を運転し、その時のスクリ
ーン通過水流速を測定した結果を表2に示している。
の時、バッフル板有り(本実施例)では、3cm/秒で
あったのに対して、バッフル板無し(従来例)では、1
0cm/秒であり、水深が深くなるにつれて、スクリー
ン通過水流速が低下しており、スクリーン通過水流速が
著しく大きくなっている。それに対して、本実施例で
は、スクリーン通過水流速が3〜5cm/秒の範囲に分
布しており、水深方向で均等な通水流速が安定している
ことを示している。このような特性を有する曝気槽に微
生物固定化担体を投入して、スクリーン前後の水位差
を、本実施例と従来例とを比較して説明する。この水位
差は、担体分離用スクリーンの目詰まりに起因する。
た場合のスクリーン前後の水位差を示しており、本実施
例では、スクリーン前後の水位差の経時変化がほとんど
見られなかったが、従来例では、表3から明らかなよう
に、経時変化が顕著であった。この水位差の傾向は、2
時間を経過しても変わりがなく、数日が経過したとして
も変化は見られなかった。
応槽の流出端部と担体分離用スクリーンとの間に、バッ
フル板を設けることによって、微生物固定化担体が担体
分離用スクリーン面に押し付けられて、目詰まりが発生
するのを防止することができるので、被処理水を長期間
に亘って、安定して処理することが可能である利点があ
る。
置から散気される気泡が、担体分離用スクリーン面に膜
を形成することができるので、被処理水に混入する夾雑
物等の閉塞物質によって、担体分離用スクリーンに目詰
まりが発生するのを抑制することが可能であり、極めて
効果的である。
た図であり、図1(b)は、その要部を説明するための
図である。
形態を示す一部切り欠け平面図であり、図2(a)は、
図1の平面図、図2(b)は、その他の例を示す図であ
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 微生物固定化担体を反応槽に内在させ
て、汚水を処理する汚水処理装置において、 前記反応槽に処理水を該反応槽の上部から流す流出部が
設けられ、該流出部の流入側に汚水処理水もしくは汚水
処理水と活性汚泥との混合液に混入させた微生物固定化
担体を、前記汚水処理水又は混合液から分離するための
スクリーンが前記流出部の流入側に設けられ、該スクリ
ーンと該流出部との間に該スクリーンにおける処理水の
流水速度を調整するバッフル板を設けたことを特徴とす
る汚水処理装置。 - 【請求項2】 前記スクリーンの流下方向投影面の上部
に、前記バッフル板を配置したことを特徴とする請求項
1に記載の汚水処理装置。 - 【請求項3】 前記バッフル板に孔が設けられ、前記バ
ッフル板の下部に対して、上部の前記孔の口径を小さく
するか、または前記孔の密度を低くしたことを特徴とす
る請求項1又は2に記載の汚水処理装置。
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JP22969099A JP3468166B2 (ja) | 1999-08-16 | 1999-08-16 | 汚水処理装置 |
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ID=16896184
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JP22969099A Expired - Lifetime JP3468166B2 (ja) | 1999-08-16 | 1999-08-16 | 汚水処理装置 |
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- 1999-08-16 JP JP22969099A patent/JP3468166B2/ja not_active Expired - Lifetime
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