JP4034074B2 - Wastewater treatment equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排水処理装置に関し、詳しくは、嫌気性処理と好気性処理とを組み合わせた生物ろ床法による排水処理装置であって、特に、良好な処理水質を得るとともに汚泥発生量の低減も図れる排水処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、排水処理の一手段として、嫌気性処理と好気性処理とを組み合わせた生物ろ床法による嫌気好気処理が広く行われている。この嫌気好気処理は、好気性生物処理における比較的短時間で良好な処理水質が得られるという特性と、嫌気性生物処理における汚泥発生量が少ないという特性とを組み合わせたものであって、良好な処理水質が得られるとともに汚泥発生量が比較的少なく、動力費も少ないという利点を有している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の嫌気好気処理を行う排水処理装置は、嫌気性生物処理を行う嫌気性ろ床では、閉塞を防止するために大きなサイズの接触材を使用する必要があり、必ずしも効果的な生物保持ができず、さらに、沈殿汚泥の効果的な引き抜きもできないという問題もあった。また、好気性生物処理を行う好気性ろ床では、一般に直径3〜5mm程度のアンスラサイト等のろ材を使用していることから、1日に1回程度の洗浄を必要とするという問題があった。さらに、脱窒処理を行うために好気性処理を行った処理水を硝化液として嫌気性処理ゾーンに循環させると、硝化液中の溶存酸素や硝酸等の結合酸素が嫌気性処理ゾーンに流入することになり、嫌気性処理ゾーンの嫌気度合いが低下して汚泥の嫌気的分解が阻害され、汚泥発生量が増加してしまう場合がある。
【0004】
しかも、硝化液循環による窒素除去を主目的とした嫌気好気処理は1〜12時間という比較的短時間で行われるが、汚泥発生量の削減を目的とした嫌気処理は1〜2日という比較的長時間で行われるため、従来の各1槽ずつの装置構成で窒素除去と汚泥発生量削減とを同時に満足させることは困難であり、汚泥発生量を削減するためには、汚泥の嫌気的分解を絶対嫌気状態で行う嫌気処理槽を増設するようにしていた。
【0005】
そこで本発明は、汚泥発生量が少なく、かつ、良好な処理水質が得られるとともに、脱窒処理も問題なく行うことができ、しかも、装置全体の小型化も図れる排水処理装置を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の排水処理装置は、排水の嫌気好気処理を行う排水処理装置であって、処理槽の下部に設けた絶対嫌気状態で生物処理を行う第一ろ床部と、該第一ろ床部の上部に設けた無酸素状態で生物処理を行う第二ろ床部と、該第二ろ床部の上部に設けた好気状態で生物処理を行う第三ろ床部と、前記第一ろ床部の下方に設けた原水流入部と、処理槽の底部に設けた汚泥濃縮部及び沈殿汚泥抜取部と、前記第三ろ床部の上方に設けた処理水排出部と、前記第三ろ床部の下方に設けた散気手段と、前記第三ろ床部の上方の処理水の一部を抜き出して前記第二ろ床部の下方に流入させる硝化液循環経路とを備え、前記汚泥濃縮部には、沈殿した汚泥を前記沈殿汚泥抜取部に掻き寄せるためのピケットフェンス付の汚泥掻寄機を設けるとともに、前記第一ろ床部には、該第一ろ床部内に充填した生物担体を撹拌するスクリューリボン型の撹拌羽根を設け、前記汚泥掻寄機及び前記撹拌羽根は、処理槽上部に設置したモーターにより駆動される回転軸に取り付けられていることを特徴としている。
【0007】
さらに、本発明の排水処理装置は、前記第三ろ床部に比重が異なる2種類の生物担体を使用し、下部の流動床と上部の固定床とを形成したことを特徴としている。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の排水処理装置の一形態例を示す系統図である。この排水処理装置は、一つの処理槽10に、底部側から順に、汚泥を濃縮沈殿させるための汚泥濃縮部11,絶対嫌気状態で生物処理を行う第一ろ床部12,無酸素状態で生物処理を行う第二ろ床部13,好気状態で生物処理を行う第三ろ床部14を適当な仕切材を介して形成したものであって、第一ろ床部12の下方には原水流入部15、処理槽底部には沈殿汚泥抜取部16、第三ろ床部14の上方には処理水排出部17及び硝化液循環経路18の流出部がそれぞれ設けられるとともに、第二ろ床部13の下方には硝化液循環経路18の流入部が設けられている。
【0009】
さらに、前記汚泥濃縮部11には、沈殿した汚泥を沈殿汚泥抜取部16に掻き寄せるための汚泥掻寄手段として、ピケットフェンス付の汚泥掻寄機19が設けられ、第一ろ床部12には、該第一ろ床部内に充填した生物担体を撹拌する撹拌手段としてスクリューリボン型の撹拌羽根20が設けられている。この汚泥掻寄機19と撹拌羽根20とは、槽上部に設置したモーター21により駆動される回転軸22に取り付けられ、ゆっくりとした速度、例えば毎分1〜10回転程度の速度で、連続的あるいは間欠的、特に、30分から2時間に1回程度、回転するように形成されている。
【0010】
また、前記第一ろ床部12及び第二ろ床部13には、従来のものに比べて小さなサイズで、かつ、比重を1より僅かに大きく調整した生物担体、例えば、直径20mm程度、長さ20mm程度、肉厚1mm程度の中空円筒状の発泡ポリプロピレン製で、比表面積が約500m2/m3であって、比重を約1.05に調整した生物担体を充填している。このような生物担体を使用することにより、生物を効率よく保持でき、嫌気性処理を効果的に行うことができる状態で、生物担体を下部仕切材上に沈殿させた固定床とすることができる。
【0011】
一方、前記第三ろ床部14は、比重が異なる2種類の生物担体を充填し、例えば、直径10mm程度、長さ10mm程度、肉厚1mm程度の前記同様の中空円筒状の発泡ポリプロピレン製で、アンスラサイト等のろ材に比べてサイズが大きく、かつ、空隙率も大きく、比表面積が約800m2/m3であって、比重を略1.0、例えば約0.98に調整した生物担体と、比重を約0.93に調整した生物担体とを充填し、比重が0.98の生物担体からなる下部の流動床23と、比重が約0.93の生物担体からなる上部の固定床24とを形成するようにしている。
【0012】
固定床24に上述のようなサイズの生物担体を使用することにより、ろ過機能を併せ持たせることができるので、第三ろ床部14において好気的な生物処理とろ過処理とを同時に行うことができる。また、第三ろ床14の下方には散気装置25が設けられており、第三ろ床14に散気空気を供給して十分な好気性状態を得るとともに、流動床23の生物担体を流動化させている。
【0013】
さらに、好気処理水の一部である硝化液を導入する硝化液循環経路18を前記第二ろ床部13の下方に設け、一般的な脱窒処理のように硝化液を原水中や嫌気処理槽に循環させるのではなく、第一ろ床部12より上方に硝化液を循環流入させることにより、硝化液の循環流入によって第一ろ床部12での嫌気度合いが低下し、嫌気処理効率が低下することを回避できる。同時に、第一ろ床部12における原水の滞留時間も長くして汚泥の嫌気的分解効果を向上させることができる。
【0014】
また、第二ろ床部13の下方で第一ろ床部12の上方には、第二ろ床部13及び第三ろ床部14の空洗用空気を供給する曝気装置26と、洗浄排水を排出するための洗浄排水流出部27が設けられている。第二ろ床部13及び第三ろ床部14に充填する生物担体として、前述のように、従来のろ材と比較してサイズが大きく、空隙率も大きな生物担体を使用することにより、目詰まりの発生が抑制されるので、生物担体の洗浄頻度を少なくできるとともに、洗浄操作も容易となり、通常は、1〜7日に1回程度の空洗及び排水を行うだけで十分なものとなる。このときの洗浄排水量は、第一ろ床部12を含めた全体を洗浄する場合に比べて数分の一に低減することができるので、洗浄時間を短縮できるとともに、動力費の削減も図れる。
【0015】
前記原水流入部15には、流入原水を整流して汚泥の沈殿を促進するための整流筒28が設けられており、原水流入部15から流入した原水は、この整流筒28によって処理槽底部に向けて緩やかに流入した後、上向流となって処理槽10内を上昇する。また、処理槽底部に沈殿した汚泥を前記汚泥掻寄機19で撹拌することにより、沈殿汚泥抜取部16から汚泥を抜き取る際の水道の形成を防止できるとともに、汚泥の嫌気的分解で発生するメタンや炭酸ガス等のガス成分を速やかに汚泥中から排除することができる。
【0016】
さらに、前記撹拌羽根20によって第一ろ床部12の生物担体を適当に撹拌することにより、第一ろ床部12で閉塞が発生することを防止でき、第一ろ床部12を洗浄する必要がなくなる。また、第一ろ床部12における水理学的滞留時間を24時間程度にして従来の嫌気性ろ床と同程度にすることにより、効果的な汚泥分解処理を行うことができる。
【0017】
一方、第二ろ床部13及び第三ろ床部14を第一ろ床部12に比べて小さくすることにより、第二ろ床部13及び第三ろ床部14での処理時間を1〜12時間にして効果的な窒素除去を行えるとともに、第二ろ床部13及び第三ろ床部14の洗浄設備を簡易にでき、しかも、処理槽全体の小型化が図れる。
【0018】
このような処理槽10を有する排水処理設備において、下水等の原水は、沈砂地51で沈砂処理及びスクリーン処理されて流量調整槽52に流入し、ポンプ53によりある程度の流量調整が行われて原水流入部15から整流筒28を通って処理槽10の汚泥濃縮部11に流入する。原水中の汚泥は、一部が汚泥濃縮部11で沈殿分離され、残部が原水とともに槽内を上昇して第一ろ床部12に流入し、第一ろ床部12での絶対嫌気状態における嫌気性生物処理によって嫌気的に分解される。
【0019】
第一ろ床部12を出た原水は、硝化液循環経路18から循環流入する硝化液と混合して第二ろ床部13に流入し、ここでの無酸素状態における生物処理によって主として脱窒処理が行われる。脱窒処理後の原水は、第二ろ床部13から出て散気装置25からの散気空気と共に上部の第三ろ床部14に流入し、この第三ろ床部14で好気状態における生物処理によって主として硝化処理が行われるとともにろ過処理が行われる。
【0020】
さらに、第三ろ床部14の好気性生物処理により、第一ろ床部12での汚泥の分解によって発生したアンモニアや硫化水素、硫化物等を酸化して悪臭や腐食性ガスの発生を抑えることもできるので、脱臭設備や防食対策の簡素化を図ることができる。
【0021】
このようにして処理された処理水は、第三ろ床部14の上方から処理水排出部17を通って滅菌槽54に流出し、最終的に固形塩素剤等により滅菌処理されてから河川等に放流される。また、第三ろ床部14上方の処理水の一部は、ポンプ55により硝化液循環経路18に引き抜かれて硝化液として循環する。
【0022】
さらに、汚泥濃縮部11で沈殿した汚泥は、ポンプ56によって沈殿汚泥抜取部16から定期的に引き抜かれ、汚泥貯留槽57に一端貯留された後、バキューム車による搬出や脱水処理が行われる。汚泥の引き抜きに際しては、汚泥掻寄機19によって沈殿汚泥を掻き寄せることにより、汚泥を高濃度で引き抜くことが可能となる。
【0023】
第三ろ床部14に充填した生物担体の洗浄操作は、各ポンプ53,55,56を停止し、処理水排出部17の弁58を閉じるとともに、散気装置25のコンプレッサー59を停止した状態で、曝気装置26のブロワ60を運転して生物担体を曝気撹拌する空洗操作と、空洗操作終了後に洗浄排水流出部27の弁61を開いて洗浄排水を流量調整槽52に戻す排水操作とによって行われ、洗浄排水は流量調整槽52で原水に混合し、処理槽10で再び処理される。
【0024】
このように、生物担体の洗浄操作を空洗と排水とで行い、逆洗を不要としたことにより、洗浄排水量を大幅に減少できるとともに、逆洗ポンプや洗浄用水槽等が不要となり、洗浄設備の簡素化を図れる。
【0025】
なお、前記硝化液の一部を汚泥濃縮部11や第一ろ床部12に適当量流入させることにより、これらのゾーンにおけるpHの低下やORPの低下を防止できるとともに、OPRを−100〜−200mV程度に維持することによって硫化水素発生量の低減も図れる。また、流入原水にポリ鉄等の鉄系凝集剤を添加することにより、汚泥の嫌気的分解や硝化反応を阻害することなく、リン凝集によるリンの除去を行うことができる。さらに、本形態例では、好気性生物処理を行う第三ろ床部14を下部の流動床23と上部の固定床24とで形成したが、第三ろ床部全体を固定床や流動床としてもよい。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の排水処理装置によれば、汚泥の発生量を少なくしながら良好な処理水質を得ることができる。また、汚泥濃縮部、第一ろ床部、第二ろ床部及び第三ろ床部を一つの処理槽にまとめているので、装置全体の小型化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の排水処理装置の一形態例を示す系統図である。
【符号の説明】
10…処理槽、11…汚泥濃縮部、12…第一ろ床部、13…第二ろ床部、14…第三ろ床部、15…原水流入部、16…沈殿汚泥抜取部、17…処理水排出部、18…硝化液循環経路、19…汚泥掻寄機、20…撹拌羽根、21…モーター、22…回転軸、23…流動床、24…固定床、25…散気装置、26…曝気装置、27…洗浄排水流出部、28…整流筒、51…沈砂地、52…流量調整槽、54…滅菌槽、57…汚泥貯留槽[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wastewater treatment apparatus, and more particularly, is a wastewater treatment apparatus based on a biological filter that combines anaerobic treatment and aerobic treatment, and in particular, obtains good treated water quality and reduces sludge generation. It relates to a wastewater treatment apparatus that can be achieved.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, anaerobic aerobic treatment using a biological filter method combining anaerobic treatment and aerobic treatment has been widely performed as a means of wastewater treatment. This anaerobic aerobic treatment is a combination of the characteristics that good treated water quality can be obtained in a relatively short time in the aerobic biological treatment and the characteristic that sludge generation in the anaerobic biological treatment is small. In addition, it has the advantages that a high quality of treated water is obtained, the amount of sludge generated is relatively small, and the power cost is low.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, a conventional wastewater treatment apparatus that performs anaerobic aerobic treatment needs to use a large-sized contact material to prevent clogging in an anaerobic filter bed that performs anaerobic biological treatment. There was also a problem that it could not be retained, and that it was impossible to effectively extract the precipitated sludge. In addition, an aerobic filter bed that performs aerobic biological treatment generally uses a filter medium such as anthracite having a diameter of about 3 to 5 mm, so that there is a problem that it requires cleaning once a day. It was. Furthermore, when the treated water that has been subjected to aerobic treatment for denitrification treatment is circulated to the anaerobic treatment zone as a nitrification solution, dissolved oxygen, nitric acid, and other bound oxygen in the nitrification solution flow into the anaerobic treatment zone. In other words, the anaerobic degree of the anaerobic treatment zone is lowered, the anaerobic decomposition of the sludge is inhibited, and the sludge generation amount may increase.
[0004]
In addition, anaerobic aerobic treatment mainly aimed at removing nitrogen by nitrifying liquid circulation is performed in a relatively short time of 1 to 12 hours, but anaerobic treatment aimed at reducing sludge generation is a comparison of 1 to 2 days. Therefore, it is difficult to satisfy both nitrogen removal and sludge generation reduction at the same time with the conventional system configuration of each tank. To reduce sludge generation, sludge is anaerobic. An anaerobic treatment tank that performs decomposition in an absolute anaerobic state was added.
[0005]
Accordingly, the present invention provides a wastewater treatment apparatus that produces a small amount of sludge and that can provide good treated water quality, can perform denitrification without problems, and can reduce the overall size of the apparatus. It is aimed.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the wastewater treatment apparatus of the present invention is a wastewater treatment apparatus that performs anaerobic and aerobic treatment of wastewater, and is a first filter bed that performs biological treatment in an absolute anaerobic state provided in the lower part of the treatment tank. A second filter bed for performing biological treatment in an oxygen-free state provided at the upper part of the first filter bed, and a third filter for performing biological treatment in an aerobic condition provided at the upper part of the second filter bed. A raw water inflow part provided below the floor part, the first filter bed part, a sludge concentration part and a precipitated sludge extraction part provided at the bottom part of the treatment tank, and a treated water provided above the third filter bed part A nitrification liquid that draws a part of the treated water above the third filter bed and flows into the lower part of the second filter bed by discharging a discharge unit, an air diffuser provided below the third filter bed and a circulation path, the sludge in the rectifying section, the precipitated sludge sludge raking machine with picket fence to scrape the settled sludge draw-off unit The first filter bed is provided with a screw ribbon type stirring blade that stirs the biological carrier filled in the first filter bed, and the sludge scraper and the stirring blade are disposed at the upper part of the treatment tank. It is characterized by being attached to a rotating shaft driven by an installed motor .
[0007]
Furthermore, waste water treatment apparatus of the present invention uses two kinds of biological carrier specific gravity different from the third filter bed unit is characterized that you formed a fixed bed of the lower portion of the fluidized bed and the top.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of the waste water treatment apparatus of the present invention. This waste water treatment apparatus is arranged in one
[0009]
Further, the sludge concentrating section 11 is provided with a
[0010]
The first
[0011]
On the other hand, the third
[0012]
By using a biological carrier of the size described above for the
[0013]
Further, a nitrification
[0014]
Also, an
[0015]
The raw
[0016]
Further, by properly stirring the biological carrier in the
[0017]
On the other hand, by making the second
[0018]
In the wastewater treatment facility having such a
[0019]
The raw water that has exited the
[0020]
Furthermore, the aerobic biological treatment of the
[0021]
The treated water treated in this way flows out from the upper part of the
[0022]
Further, the sludge precipitated in the sludge concentration unit 11 is periodically extracted from the precipitated
[0023]
In the operation of washing the biological carrier filled in the
[0024]
In this way, the washing operation of the biological carrier is performed by washing with air and draining, and back washing is not required, so that the amount of washing waste water can be greatly reduced, and a back washing pump, a washing water tank, etc. are no longer needed, and the washing equipment Can be simplified.
[0025]
In addition, by flowing a part of the nitrating solution into the sludge concentration unit 11 and the first
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the waste water treatment apparatus of the present invention, it is possible to obtain good treated water quality while reducing the amount of sludge generated. Moreover, since the sludge concentration part, the 1st filter bed part, the 2nd filter bed part, and the 3rd filter bed part are put together in one processing tank, size reduction of the whole apparatus can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram showing an example of a wastewater treatment apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
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