JP4022815B2 - Solid-liquid separation tank and sewage septic tank having a filter medium layer in the second chamber - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固液分離槽(又は固液分離兼嫌気処理槽)及びこれを嫌気処理槽として組み込んだ汚水浄化槽に関する。更に詳しくは、屎尿、その他の生活排水、又はこれらの合併汚水(以下、汚水ともいう)を物理的及び生物化学的に浄化処理する汚水浄化槽と、その汚水浄化槽に好適に組み込まれる固液分離槽(又は固液分離兼嫌気処理槽)とに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
家庭等で用いられる汚水浄化槽は、従来から種々知られている。図3は、嫌気濾床接触曝気方式又は沈殿分離接触曝気方式と呼ばれる汚水浄化槽(従来例)の一つで、上流側から、嫌気濾床槽第一室(沈殿分離槽第一室)51、嫌気濾床槽第二室(沈殿分離槽第二室)52、接触曝気槽53、沈殿槽54及び消毒槽55が配置されている。嫌気濾床槽第一室及び嫌気濾床槽第二室には短時間における汚水の多量流入を緩和するため、水量変動吸収部56を設けているほか、嫌気濾床槽第二室52を下降流で通過した後に移流管57に入った移流液を後段の接触曝気槽53へ定量供給させる流量調整ポンプ58を設けている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平4―367793号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような汚水浄化槽における嫌気濾床槽第一室及び嫌気濾床槽第二室よりも構造が単純で、更に固液分離性能の高い固液分離槽(又は固液分離兼嫌気処理槽)を提供すること、またこの固液分離槽を汚水浄化槽に組み込むことによって、従来よりも安定に汚水を浄化処理できる汚水浄化槽を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明では次の構成をとった。すなわち、本発明は、
最高水位(H.W.L)よりも上方にある汚水流入口14と、最低水位(L.W.L)にある移流口19と、底部に開口部15とを有する沈殿部20、及び
前記沈殿部20の下方に設けられた汚泥貯留部21からなる第一の固液分離室(第一の嫌気処理室;単に、第一室ともいう)11、並びに
前記第一室11の下流側にあって、最低水位よりも下方に濾材層23を有し、最低水位に移送ポンプ13の吸込口18が設けられている第二の固液分離室(第二の嫌気処理槽;単に、第二室ともいう)12、を備え、
汚水の水準は最高水位(H.W.L)と最低水位(L.W.L)との間で変動可能な固液分離槽(又は固液分離兼嫌気処理槽)10、である。
【0006】
ここで、沈殿部20の底部に設ける開口部15は、奥行き全幅に亘って設けても、奥行きの一部に設けても構わない。沈殿部20内の液を乱さない観点からは、好ましくは、奥行き全幅に亘って設ける。
【0007】
本発明は、また、上記固液分離槽を組み込んだ汚水浄化槽でもある。典型的には、上記固液分離槽(固液分離兼嫌気処理槽)と、その後流に順に配される好気処理槽、処理水槽及び消毒槽を備える汚水浄化槽である。ここで、好気処理槽、処理水槽及び消毒槽としては種々のタイプのものが使え、特に限定するものではない。場合によっては、処理水槽又は消毒槽を省くことも可能である。
【0008】
【作用】
固液分離槽(固液分離兼嫌気処理槽)10の第一室11では、沈殿部20において、流入汚水中に存在する沈降しやすい固形物を先ず沈殿させ、沈殿した固形物を汚泥貯留部21へ落としてそこで貯留させる。第二室12においては、室内に形成した濾材層23により、更に固形物を除去するとともに、濾材層23に付着した嫌気性微生物により汚水中の有機物質を嫌気分解させる。
固液分離槽10からの(流出)液は、第二室12の最低水位に設けたポンプ吸込口18から揚水させる構造であり、流れ込む汚水量(速度)が移送ポンプ13で送り出す液量(速度)よりも多い場合には、固液分離槽10の水位は上昇していく。ただ、最高水位(H.W.L)は予め安全をみて設定されているので、流入汚水がその水位(H.W.L)を越えて槽外へ溢れ出ることはない。すなわち、固液分離槽10内の水位はL.W.LとH.W.Lとの間を上下する。
【0009】
第一室11における汚泥貯留部21と沈殿部20とは、傾斜のついた仕切壁16及び17によって区画すると、汚水(原水)が第一室11へ流入した際の液撹乱の影響を受けにくい。そのため、汚泥貯留部21に沈殿した固形物は、高濃度に蓄積し、更には、嫌気分解も進行し、スカム化も促進され、水面付近にスカムが(上昇して)蓄積する。この場合、スカムは沈殿した固形物よりも高濃度に蓄積することができる。
【0010】
第一室11と第二室12とからなる固液分離槽10では、汚水中に含まれる固形物を効果的に分離でき、嫌気処理も行うことができるので、後段の処理槽での負荷を低減させる。この固液分離槽10を汚水浄化槽に組み込めば、汚水浄化槽の処理性能は更に向上する。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明を更に具体的に説明する。
図1は、本発明の固液分離槽(固液分離兼嫌気処理槽)10の一例である。第一室11では、槽内の液面よりも上方の浄化槽外壁部に汚水流入口14が設けられ、その反対側の仕切壁25には第二室12へ移流させる移流口19が設けられている。また、沈殿部20を囲み対峙する仕切壁16、17の下部には、汚水流入口14側の壁面から移流口19側の仕切壁25の全幅に亘って開口部15が設けられている。
【0012】
ここで、仕切壁16の下端は、図1に示すように、仕切壁17の下端よりも下方に長く伸張させ(水平方向で距離Lだけ張り出させ)、仕切壁16、17の下部の傾斜角度は沈殿部20内で沈殿した汚泥が汚泥貯留部21へ落下しやすいように50〜70度が好ましい。また、沈殿部20の底部の開口部15の隙間(W)は沈殿部20から汚泥貯留部21へ流入する液の速度を抑えるため、あるいは沈殿部20内で沈殿した汚泥(若しくは固形物)を汚泥貯留部21に落下させるため等の理由から、概ね80〜150mmが好ましい。また、液面から仕切壁16の下端までの深さ(h)は、液深(H)の20〜80%程度(更に好ましくは、40〜60%)である。
【0013】
また、沈殿部20にある汚水流入口14の付近には、水流抑止板24を立てることが好ましく、その水流抑止板24の下部は汚水流入口14側の壁寄りに傾斜している構造がさらに好ましい。
【0014】
そうすれば、汚水流入口14から第一室11の沈殿部20へ流入した汚水は、水流抑止板24をくぐり抜けた後、略水平流となって移流口19に向かって移流する。この間、水平流の流速よりも速い沈降速度をもつ固形物は、沈殿部20下部の開口部15に向かい、ここを通過したのち、汚泥貯留部21の底部に蓄積する。
【0015】
蓄積した固形物は液流によって乱されることが少ないので高濃度となり汚泥化する。汚泥化した固形物は、時間経過とともに徐々に嫌気化し、その一部はスカムとなって汚泥貯留部21上部の液面付近に浮上してくる。この際、浮上するスカムは、上記したように仕切壁16の下端が仕切壁17の下端よりも下方に長くかつ水平方向で張り出ているので、開口部15から沈殿部20内へは侵入しない。
【0016】
第二室12内のエアリフトポンプ13の吸込口18はL.W.Lの位置に設ける。固液分離槽10の水位は、汚水の流入量がエアリフトポンプ13の送液量よりも多いと上昇し、少ないと下降し、L.W.LとH.W.Lとの間を上下する。また、吸込口18は、水面に浮上した汚泥などの流入を防ぐために、移流管22内に設けている。
【0017】
第二室12には、濾材を充填した濾床(濾材層)23を設けている。濾材としては、ヘチマ様、波板状、多孔質状等の板状部材、蜂の巣状(ハニカムコア)部材などが好ましく用いられる。骨格球状、網様円筒状部材なども用いることができる。
濾床23の上端は、最低水位以下にすることが好ましい。最低水位よりも上にすると、濾床23の上部が水面下になったり、露出したりの繰返しになるので、濾材への汚泥付着の安定性に悪い影響を及ぼす。
【0018】
なお、図1では、第二室12に設ける移送ポンプはエアリフトポンプとしたが、エアリフトポンプ式に代えて、密閉容器の空気圧送による間欠定量ポンプや電動ポンプ等を用いてもよい。
【0019】
また、図1では、固液分離槽10の全体形状を平面視で略四角形状(箱型)としたが、場合によっては、平面視で円形や楕円形等とすることもできる。
【0020】
図2は、上記固液分離槽10を組み込んだ汚水浄化槽の一例である。槽内に第一室11及び第二室12からなる固液分離槽10を備え、この固液分離槽10の後流に、(好気的)生物反応室31及び濾過室32を並置させた好気処理槽30と、消毒槽33とを備えている。なお、固液分離槽10の説明は、先の固液分離槽での説明と重複するので省略する。
【0021】
好気処理槽30を構成する(好気的)生物反応室31には、底部から曝気するための反応用散気部材(散気管)34を配置し、ブロワ35からの空気を吐出させる。また、生物反応室31には担体(微生物担体、微生物付着材、接触材)を充填させた生物反応床31aが形成されており、生物反応床31aで汚水を好気処理する。ここで生物反応床31aは流動床でも固定床でもよい。微生物担体の形状は、板状、網板状、ヘチマ状、多孔質状、筒状、棒状、骨格球状、紐状、更には粒状、不定形な塊状、立方体状、繊維塊状等の種々の形状に加工したものを用いることができる。また、その微生物担体の基材としては、例えばポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルフォルマール、ポリウレタン、メラミン樹脂等の合成樹脂製加工物、セラミックス、珪砂等の無機製加工物、アンスラサイト等の化石加工物、活性炭等で、比重約1又は1以上のもの、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン等の比重約1又は1以下のもののいずれも用いることができる。
【0022】
好気処理槽30と第一室11の汚泥貯留部21上部の間には、移送管26が設けてあり、好気処理槽30と第一室11との水位差を利用して、好気処理槽30の槽内液を第一室11の汚泥貯留部21に移送させている。これにより、汚水の流入がないときでも槽内液を循環させることができ、処理の安定とSS負荷の低減を図っている。
【0023】
濾過室32には、濾材が充填された濾過床32aが形成されており、流れ込む液中のSSをそこで捕捉する。充填される濾材としては、液中で浮上するものを用いることができるが、好ましくは沈降性濾材である。沈降性濾材には、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルフォルマール、ポリウレタン、メラミン樹脂等の合成樹脂製加工物、セラミックス、珪砂等の無機製加工物、アンスラサイト等の化石加工物、活性炭等の、比重約1又は1以上のもの、又はポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン等に充填剤を添加して比重約1又は1以上に調整したものがあり、これを粒状、塊状、筒状、網状、棒状、繊維塊状等、更には多孔質状等に成形、加工したものでもよい。
また、濾過室32の底部には濾過床32aを逆洗するための洗浄用散気部材(散気管)36が配され、これは空気を供給するブロワ35に接続されている。
【0024】
運転を続けると、濾過床32aは蓄積したSSで目詰まりするので、濾過床32aを定期的又は適宜に(逆)洗浄して除く。この洗浄は、ブロワ35の空気を洗浄用散気部材36から吐出させ、濾過床32aをバブリングするとともに、ブロワ35の空気の一部を洗浄排水引抜きポンプ(エアリフトポンプ)37にも供給する。剥離したSSは槽内液とともに洗浄排水となって濾過床32aを下降し、洗浄排水引抜きポンプ37によって洗浄排水排出管37aを経て、第一室11の汚水流入口14付近へ戻る。槽内液の全てを洗浄排水として濾過室32の底部から引き抜くことができるので、濾過床32aの洗浄は良好に行われる。なお、洗浄排水引抜きポンプ37には電動ポンプ等を用いることもできる。濾過床32aの洗浄は、固液分離槽10の水位がL.W.Lのとき(すなわち、深夜に)行うことが好ましい。一般家庭では、通常、深夜は汚水が排出されることが少なく、固液分離槽10(11+12)はL.W.Lになるからである。
【0025】
消毒槽33は、濾過室32からの移流液を薬筒38と接触させて消毒又は殺菌させる槽である。汚水浄化槽は、各槽の点検清掃等の維持管理が行えるようにマンホールを設け、通常マンホールカバー39を取り付けている。
【0026】
なお、図2では、生物反応室31と濾過室32とはそれぞれ横並びに並置させたが、これは、上下2層の構造、すなわち、生物反応室31を上に配し、その下に濾過室32を配置させることもできる。この場合には、移流液の流れ方向は、通常、生物反応室31から濾過室32へと向かう下向流となる。
【0027】
次に、汚水浄化槽における汚水の処理を説明する。汚水(原水)は汚水流入口14から第一室11の沈殿部20に入り、固形物の沈殿分離が行われる。沈殿部20で分離された汚泥は、底部の開口部15から汚泥貯留部21に入り濃縮貯留され、嫌気化して発生したスカムが槽上部で貯留される。第一室11からの移流液は、移流口19から第二室12に入り、槽内に形成された濾材により更なる固形物の分離と移流液の嫌気処理が行われる。第二室12からの移流液の移流は、移送ポンプ13で行い、この際、移流液をL.W.Lの吸込口18より揚水させ、移送ポンプ13の上部から所定量(ほぼ一定量)を生物反応室31に移流させる。このとき、流入する原水量が移送ポンプ13の移送量よりも多い場合には、固液分離槽10の水位は上昇するが、固液分離槽(流量調整部)の容量はH.W.Lを越えないように設計されているので、通常、上記水位はH.W.Lを越えて上昇しない。
【0028】
生物反応室31では、固液分離槽10からの移流液中の有機物を好気的に生物分解させる。この際、ほぼ一定量の移流液が負荷されるので安定した処理が行われる。生物反応室31からの移流液は、次に濾過室32に入り、移流液に含まれるSSの捕捉・除去が行われ、場合によっては生物反応室31から持ち込まれる溶存酸素によって更に好気的生物処理が行われる。濾過室32を経た移流液は、消毒槽33に入り消毒された後、処理水として放流口40から放流される。
【0029】
【発明の効果】
本発明の固液分離槽(固液分離兼嫌気処理槽)では、第一室と第二室の両室により、流入した汚水(原水)に含まれる固形物の分離・貯留と汚水の嫌気処理を効果的に行える。また、第一室には濾床が形成されておらず、構造が単純である。
本発明の汚水浄化槽は、従来の嫌気濾床接触曝気方式(又は沈殿分離接触曝気方式)の汚水浄化槽よりも単純な構造であり、これにより汚水を安定に処理できる。また、維持管理も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の固液分離槽の一例で、(a)は概略平面図、(b)は(a)のA―A矢視における概略縦断面図。
【図2】本発明の固液分離槽を組み込んだ汚水浄化槽の一例で、(a)は概略平面図、(b)は(a)のA―A矢視における概略縦断面図。
【図3】従来例の汚水浄化槽の概略縦断面図。
【符号の説明】
10:固液分離槽(固液分離兼嫌気処理槽)
11:第一の固液分離室(第一の嫌気処理室;第一室)
12:第二の固液分離室(第二の嫌気処理室;第二室)
13:移送ポンプ(エアリフトポンプ)
13a:エアリフトポンプ管
14:汚水流入口 15:開口部
16:(下部傾斜の)仕切壁 17:(下部傾斜の)仕切壁
17a:仕切壁 18:(ポンプ)吸込口 19:移流口
20:沈殿部 21:汚泥貯留部 22:移流管
23:濾材層(濾床) 24:水流抑止板 25:仕切壁
26:移送管 30:好気処理槽(31+32)
31:(好気的)生物反応室 31a:生物反応床
32:濾過室 32a:濾過床
33:消毒槽 34:反応用散気部材(散気管)
35:ブロワ 36:洗浄用散気部材(散気管)
37:洗浄排水引抜きポンプ(エアリフトポンプ)
37a:洗浄排水排出管 38:薬筒
39:マンホールカバー 40:放流口
51:嫌気濾床槽第一室(又は沈殿分離槽第一室)
52:嫌気濾床槽第二室(又は沈殿分離槽第二室)
53:接触曝気槽 54:沈殿槽
55:消毒槽 56:水量変動吸収部
57:移流管 58:流量調整ポンプ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a solid-liquid separation tank (or a solid-liquid separation and anaerobic treatment tank) and a sewage purification tank incorporating the same as an anaerobic treatment tank. More specifically, a sewage septic tank that physically and biochemically purifies human waste, other domestic wastewater, or a combined sewage (hereinafter also referred to as sewage), and a solid-liquid separation tank suitably incorporated in the sewage septic tank. (Or solid-liquid separation and anaerobic treatment tank).
[0002]
[Prior art]
Various sewage septic tanks used in homes and the like are conventionally known. FIG. 3 is one of sewage purification tanks (conventional example) called an anaerobic filter bed contact aeration system or a precipitation separation contact aeration system. From the upstream side, an anaerobic filter bed tank first chamber (precipitation separation tank first chamber) 51, An anaerobic filter bed tank second chamber (precipitation separation tank second chamber) 52, a
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-4-367793
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has a simpler structure than the first anaerobic filter bed tank and the second anaerobic filter bed tank in such a sewage septic tank, and further has a solid-liquid separation performance (or solid-liquid separation and anaerobic performance). It is an object of the present invention to provide a sewage purification tank capable of purifying sewage more stably than before by providing a treatment tank) and incorporating this solid-liquid separation tank into the sewage purification tank.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration. That is, the present invention
A
The level of sewage is a solid-liquid separation tank (or solid-liquid separation and anaerobic treatment tank) 10 that can vary between the highest water level (HWL) and the lowest water level (LWL).
[0006]
Here, the
[0007]
The present invention is also a sewage purification tank incorporating the solid-liquid separation tank. Typically, it is a sewage purification tank comprising the solid-liquid separation tank (solid-liquid separation and anaerobic treatment tank) and an aerobic treatment tank, a treatment water tank, and a disinfection tank that are sequentially arranged in the downstream. Here, various types of aerobic treatment tanks, treated water tanks and disinfection tanks can be used, and are not particularly limited. In some cases, it is possible to omit the treatment water tank or the disinfection tank.
[0008]
[Action]
In the
The (outflow) liquid from the solid-
[0009]
When the
[0010]
In the solid-
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to the drawings.
FIG. 1 is an example of a solid-liquid separation tank (solid-liquid separation and anaerobic treatment tank) 10 of the present invention. In the
[0012]
Here, as shown in FIG. 1, the lower end of the
[0013]
Moreover, it is preferable to stand the water
[0014]
If it does so, the sewage which flowed into the
[0015]
Accumulated solid matter is less disturbed by the liquid flow and becomes high in concentration and becomes sludge. The sludge solidified material gradually becomes anaerobic over time, and part of it becomes scum and rises near the liquid surface above the
[0016]
The
[0017]
The
The upper end of the
[0018]
In FIG. 1, the transfer pump provided in the
[0019]
Moreover, in FIG. 1, although the whole shape of the solid-
[0020]
FIG. 2 is an example of a sewage purification tank incorporating the solid-
[0021]
A reaction aeration member (aeration tube) 34 for aeration from the bottom is disposed in the (aerobic)
[0022]
A
[0023]
A
Further, at the bottom of the
[0024]
If the operation is continued, the
[0025]
The
[0026]
In FIG. 2, the
[0027]
Next, treatment of sewage in the sewage septic tank will be described. The sewage (raw water) enters the settling
[0028]
In the
[0029]
【The invention's effect】
In the solid-liquid separation tank (solid-liquid separation and anaerobic treatment tank) of the present invention, separation and storage of solid matter contained in the inflowing sewage (raw water) and anaerobic treatment of sewage by both the first chamber and the second chamber. Can be done effectively. In addition, no filter bed is formed in the first chamber, and the structure is simple.
The sewage septic tank of the present invention has a simpler structure than a conventional sewage septic tank of an anaerobic filter bed contact aeration system (or precipitation separation contact aeration system), and can thereby treat sewage stably. In addition, maintenance is easy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an example of a solid-liquid separation tank according to the present invention, in which (a) is a schematic plan view, and (b) is a schematic longitudinal sectional view taken along line AA in (a).
FIG. 2 is an example of a sewage purification tank incorporating the solid-liquid separation tank of the present invention, in which (a) is a schematic plan view, and (b) is a schematic longitudinal sectional view taken along line AA in (a).
FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view of a conventional sewage septic tank.
[Explanation of symbols]
10: Solid-liquid separation tank (solid-liquid separation and anaerobic treatment tank)
11: First solid-liquid separation chamber (first anaerobic treatment chamber; first chamber)
12: Second solid-liquid separation chamber (second anaerobic treatment chamber; second chamber)
13: Transfer pump (air lift pump)
13a: air lift pump pipe 14: sewage inlet 15: opening 16: partition wall (lower slope) 17: partition wall 17a (lower slope) 18: partition wall 18: (pump) suction port 19: transfer port 20: sedimentation Part 21: Sludge storage part 22: Advection pipe 23: Filter medium layer (filter bed) 24: Water flow restraint plate 25: Partition wall 26: Transfer pipe 30: Aerobic treatment tank (31 + 32)
31: (aerobic) biological reaction chamber 31a: biological reaction bed 32:
35: Blower 36: Air diffuser for cleaning (air diffuser)
37: Cleaning drainage pump (air lift pump)
37a: Washing drain discharge pipe 38: Tube 39: Manhole cover 40: Outlet 51: Anaerobic filter bed first chamber (or precipitation separation tank first chamber)
52: Second chamber of anaerobic filter bed (or second chamber of precipitation separation tank)
53: Contact aeration tank 54: Sedimentation tank 55: Disinfection tank 56: Water quantity fluctuation absorption part 57: Advection pipe 58: Flow control pump
Claims (2)
前記沈殿部の下方に設けられた汚泥貯留部からなる第一の固液分離室(第一室)、並びに
前記第一室の下流側にあって、最低水位よりも下方に濾材層を有し、最低水位に移送ポンプの吸込口が設けられている第二の固液分離室(第二室)を備え、
汚水の水準は最高水位と最低水位との間で変動可能である固液分離槽。A first solid-liquid consisting of a sewage inlet above the highest water level, an advection port at the lowest water level, a precipitation part having an opening at the bottom, and a sludge storage part provided below the precipitation part. A separation chamber (first chamber), and a second solid liquid downstream of the first chamber, having a filter medium layer below the lowest water level, and provided with a suction port of a transfer pump at the lowest water level Equipped with a separation chamber (second chamber),
Solid-liquid separation tank in which the level of sewage can vary between the highest and lowest levels.
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