JP4119998B2 - Anaerobic treatment tank equipped with nitrogen removal tank and sewage septic tank - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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)を処理するための汚水浄化槽用の嫌気処理槽、及び汚水浄化槽に関する。更に詳しくは、特に窒素を有効に除去できる(汚水浄化槽用)嫌気処理槽、及びこれを組み込んだ汚水浄化槽に関する。
【0002】
【従来の技術】
汚水浄化槽における従来の窒素除去方法としては、主に微生物の作用を利用した生物的硝化・脱窒法が用いられている。この方法は、好気的条件下において流入汚水中の窒素の主成分であるアンモニア性窒素を亜硝酸菌の作用により亜硝酸性窒素に、更に硝酸菌の作用により硝酸性窒素に酸化する硝化工程と、無酸素条件下で亜硝酸性窒素及び(又は)硝酸性窒素を脱窒菌の作用により窒素ガスに還元する脱窒工程とからなる。
図9は、従来の汚水浄化槽の一例で、上流側から、嫌気濾床槽第一室51、嫌気濾床槽第二室52、生物濾過槽53、処理水槽54及び消毒槽55が配置されている(例えば、特許文献1参照)。この汚水浄化槽では、生物濾過槽53において流入汚水中のアンモニア性窒素を硝酸性窒素に酸化(硝化)し、この液の一部を嫌気濾床槽第一室51へ戻して液中の硝酸性窒素を窒素ガスへ還元(脱窒)することにより窒素の除去を行っている。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−96285号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような生物処理による窒素除去方法では、特に運転初期において、増殖速度の遅い亜硝酸菌及び硝酸菌が一定量以上に増殖するまではアンモニア性窒素の硝化が行われず、窒素を有効に除去できない。また、冬期では微生物の活性が低下して処理能が低下するため、これを補うために槽容量を大きくしなければならない。
本発明は、これらの問題を解消しようとするものであり、運転初期や冬期にも安定して窒素を除去でき、また浄化槽全体の容量を従来よりもコンパクトにできる汚水浄化槽及びこの汚水浄化槽に好適に組み込まれる嫌気処理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、
槽内に、物理化学的に窒素を除去する窒素除去槽4と、
最低水位(L.W.L)の液水準から槽内液を汲み上げる揚水ポンプ5と、
この揚水ポンプ5に接続されてなるもので、汲み上げた液の一部を槽外へ移送するとともに、余剰液8を窒素除去槽4へ戻す流量調整装置6とを設け、
窒素除去槽4から出た液は槽内を循環させる、(単槽構造の)汚水浄化槽用の嫌気処理槽1である。
【0006】
ここで、上記嫌気処理槽は単槽とするのではなく、上流側から、第一室1aと第二室1bとに区分した(2室構造の)嫌気処理槽とすることができる。この場合には、第一室1aの一画に、窒素除去槽4を設ける。また、第二室1bの一画には、L.W.Lの液水準から槽内液を汲み上げる揚水ポンプ5と、その揚水ポンプ5に接続されてなるもので、汲み上げた液の一部を槽外へ移送するとともに、余剰液を窒素除去槽4へ戻す流量調整装置6とを設ける。さらに、第一室1aと第二室1bとの間の仕切22には、L.W.Lの液水準に連通口23を設ける。
【0007】
また、ここで、嫌気処理槽1の槽体(外壁部)又は次槽との仕切壁には、通常、汚水を受けるための流入口2と出口となる放流口7とを設けていて、揚水ポンプ5で汲み上げた液の一部は流量調整装置6を介して放流口7から次槽へ送る。
【0008】
また、窒素除去槽4として好ましいものは、電気分解によって窒素を除去する槽(電気分解槽)である。電気分解によれば窒素除去のための制御及び維持管理が容易であり、窒素を安定して除去できる。
【0009】
また、嫌気処理槽1の槽内の、最低水位の液水準より下方には、濾床20を設けることが好ましい。嫌気処理槽1が第一室1aと第二室1bとに区分されている場合は、第一室1aか第二室1bのいずれかに、あるいはその両室に、濾床20を設けることが好ましい。濾床20を設けると、流入汚水中に含まれる夾雑物を分離して異物による揚水ポンプ5の詰りを防止できるとともに、濾床20内に嫌気性微生物を保持して汚水に含まれる有機物の嫌気分解、硝酸性窒素の脱窒、及び堆積汚泥の減量化等を効果的に行うことができる。
【0010】
本発明は、また上記嫌気処理槽を組み込んだ汚水浄化槽でもある。嫌気処理槽が単槽の嫌気処理槽1である場合には、その汚水浄化槽は、典型的には、上流から、嫌気処理槽1、その後流に順に配される嫌気処理槽第二室1b、好気処理槽30、処理水槽54(沈殿槽)及び消毒槽33を備える汚水浄化槽である。
【0011】
嫌気処理槽が第一室1aと第二室1bとに区分された嫌気処理槽である場合には、その汚水浄化槽は、典型的には、上流から、上記嫌気処理槽1(第一室1a及び第二室1b)、その後流に順に配される好気処理槽30、処理水槽54(沈殿槽)及び消毒槽33を備える汚水浄化槽である。
なお、上記の好気処理槽30、処理水槽54(沈殿槽)あるいは消毒槽33に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、このうちの処理水槽54(沈殿槽)及び消毒槽33のいずれか、又はその両方を省くことも可能である。
【0012】
【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、本発明の単槽構造の嫌気処理槽の一例(第1実施例)である。嫌気処理槽1の槽体24には、槽内液面より上方の高さに汚水流入口2を設け、その反対側の槽体24に放流口7を設け、槽内の一画には、窒素を除去する電気分解槽(窒素除去槽)4を設けている。また、放流口7を設けた壁側には、L.W.Lの液水準から槽内液を汲み上げる揚水ポンプ5と、揚水ポンプ5に接続されてなるもので汲み上げた液の一部を放流口7へ移送するとともに、余剰液8を電気分解槽(窒素除去槽)4内へ戻す流量調整装置6を設けている。また、揚水ポンプ5の周囲には、流入汚水に含まれる夾雑物の流入や汚水の短絡を防ぐためにバッフル管11を設けている。
【0013】
嫌気処理槽1の全体形状は、図1では平面視で略四角形状(箱型)である。この形状は、平面視で円形や楕円形等にすることもできるが、単純さで略四角形状が好ましい。
【0014】
電気分解槽(窒素除去槽)4へは、流量調整装置6における余剰液8が供給され、電気分解槽(窒素除去槽)4から溢れ出た液は嫌気処理槽1に戻るようにしている。なお、図1では、電気分解槽(窒素除去槽)4は嫌気処理槽1内の一画に設けてあるが、余剰液8が供給され、そこから出た液が嫌気処理槽1に戻るのであれば、槽外に設けることもできる。また、反応の効率化を図るために、電気分解槽(窒素除去槽)4内に撹拌装置を設けてもよい。(図示省略)
【0015】
揚水ポンプ5の吸込み口10はL.W.Lの位置に設けている。そうすると、嫌気処理槽1の液水準は、汚水の流入液量が流量調整装置6から移送される液量よりも多いか少ないかによって、L.W.Lと最高水位(H.W.L)との間を変動する。ただし、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。
【0016】
なお、揚水ポンプ5は、図1ではエアリフトポンプ式を示しているが、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ることもできる。
【0017】
流量調整装置6は、一定液量を放流口7に移送し、その余剰液8を窒素除去槽4に戻すように調整できるものであれば、いずれも用いることができる。好ましくは、槽内の液水準がL.W.Lの場合に、揚水ポンプ5で汲み上げられた汚水の全量が窒素除去槽4に移送されるように調整可能なもの、例えば、堰を用いた流量調整装置である。このような流量調整装置6を用いると、汚水が流入しない時間帯では、嫌気処理槽1の槽内液が電気分解槽(窒素除去槽)4へ繰り返し移送されるので、槽内液中の窒素分は効果的に除去される。
【0018】
放流口7に移送させる液に対する余剰液8の流量比(以後、循環比と呼ぶ)は、通常、1〜10、好ましくは3〜5である。循環比が1より小さいと、流入汚水中の窒素が電気分解槽(窒素除去槽)4であまり除去されずに放流口7から槽外へ流れやすくなる。また、循環比が10よりも大きい場合には流入汚水をオーバフローさせないために流量調整部12の容量を大きくする必要が生じる。
【0019】
嫌気処理槽1の槽内には、L.W.Lの液水準よりも下方に濾床20が設けられている。濾床20の上端をL.W.Lの液水準よりも上にすると、濾床20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。
【0020】
濾床20の形状としては、特に限定するものではなく、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。なお、濾床20は省くこともできる。
【0021】
電気分解槽4について更に詳しく説明する。電気分解槽4の槽内には、一対またはそれ以上の電極17が配置され、陽極において汚水中に含まれる塩化物イオンを酸化して塩素ガスを発生させ、これと水とを反応させて次亜塩素酸を発生させる。この次亜塩素酸により流入汚水中の窒素分の大部分を占めるアンモニア性窒素を窒素ガスまで酸化し、大気中に放出させることにより窒素を除去する。このときの反応式は、次の(1)式と推測される。
2NH4 ++3HClO→N2↑+3HCl+3H2O+2H+ …(1)
この(1)式の反応は、水温、pH、微生物量等の影響をほとんど受けないので、微生物が充分に増殖していない運転初期や微生物の反応速度が低下する低水温期にも安定して窒素を除去することができる。
【0022】
ここで、電極17の材質には、例えば白金で被覆されたチタン電極、イリジウム、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、オスミウムおよび/又はその酸化物の1種以上で被覆されたチタン電極、フェライト、カーボン、二酸化鉛等を用いることができ、好ましくは不溶性のものである。
【0023】
電極17の形状は、特に限定するものではなく、装置形状に応じて、例えば、板状、棒状、筒状、メッシュ状、粒状等のものを用いることができる。電極17の表面には、凹凸を設けて、表面積を大きくすることが好ましい。また、電極17の極性は固定させても良いが、好ましくは定期的に反転させる。これにより、一方の電極の消耗を防止でき、電極の寿命を長くすることができる。
【0024】
電気分解により供給する次亜塩素酸の物質量(モル量)は、窒素除去槽4に流入するアンモニア性窒素量に対して、モル比で1〜15倍、好ましくは、2〜6倍である。次亜塩素酸の量が1倍より少ない場合には流入汚水中のアンモニア性窒素の除去性能が低下し、また15倍よりも多い場合には次亜塩素酸が必要以上に過剰となり、ランニングコストの増加に繋がる。
【0025】
流入汚水中の塩化物イオン濃度が低い場合には、電気分解槽4の槽内に塩化ナトリウム、塩化カリウム等の塩化物等を添加して槽内の塩化物イオン濃度を高めると、所定の次亜塩素酸生成量を確保することができる。また、塩化物の代りに臭化ナトリウム、臭化カリウム等の臭化物、その他のハロゲン化物を添加してもよい。この場合、電気分解により次亜臭素酸もしくは次亜ハロゲン酸が発生し、前記(1)式と同様の反応により窒素を除去することができる。
【0026】
次亜塩素酸の量が流入汚水中のアンモニア性窒素量に対して過剰の場合には、汚水に含まれる有機物もしくは嫌気処理槽1の底部に蓄積されている汚泥により消費されるため、有機物分解または汚泥減量化に対して有利に働く。
【0027】
流入汚水中のアンモニア性窒素の濃度変動等により、汚水中の有機物及び底部堆積汚泥による次亜塩素酸消費量以上に次亜塩素酸が過剰になる可能性がある場合には、嫌気処理槽1に戻す前に、その過剰の次亜塩素酸を吸着・除去するために、電気分解槽4の出口側に活性炭等の吸着剤を設けて次亜塩素酸を吸着分解したり、電気分解槽4の出口側付近でばっ気を行い、余剰の次亜塩素酸を塩素ガスもしくは塩化水素ガスとして気中に放散させることができる。また、電気分解槽4の槽内にアンモニア性窒素濃度センサーを設置し、アンモニア性窒素濃度に応じて電気分解の電流値(電圧値)等を変化させて次亜塩素酸発生量を制御することができる。
【0028】
なお、電気分解に代わる窒素除去手段として、化学的酸化(酸化剤添加)、吸着、イオン交換等の物理化学的方法も用いることができる。
【0029】
図2は、電気分解槽の代わりに酸化剤添加槽を備える単槽構造の嫌気処理槽(第2実施例)である。図1と重複する部分の説明は省略し、次に、酸化剤添加槽に係る酸化剤とその供給手段について説明する。なお、酸化剤を用いたときの窒素除去の化学反応式は、先の(1)式と同様である。
【0030】
酸化剤供給装置3は、酸化剤添加槽4bの上方、もしくは流量調整装置6からの余剰液8の移送管9の下流側に設ける。窒素除去槽4b内には、反応を効率的に行わせるため、槽内液を撹拌する装置を設けてもよい(図示省略)。
【0031】
酸化剤としては、次亜塩素酸、次亜塩素酸塩、次亜臭素酸、次亜臭素酸塩、イソシアヌル酸塩等の次亜ハロゲン酸、次亜ハロゲン酸塩、次亜ハロゲン酸を供給できる物質等を用いることができる。
【0032】
酸化剤の供給方法として、液体の酸化剤を用いる場合には、酸化剤タンクを嫌気処理槽1の槽内もしくは槽外に設置し、ポンプ等を用いて酸化剤添加槽4b内に供給する。
酸化剤の供給量は、酸化剤添加槽4bに流入するアンモニア性窒素量に対して、モル比で1〜15倍、好ましくは、2〜6倍である。
【0033】
また、固体の酸化剤を用いる場合には、酸化剤を移送管9の下流側に設置し、余剰水8により溶解させて流入させる方法等を用いることができる。この場合、酸化剤の供給量は、酸化剤と余剰液8との接触面積により調整することができる。
【0034】
図3は、電気分解槽の代わりに吸着剤充填槽を備える単槽構造の嫌気処理槽(第3実施例)である。吸着剤充填槽4cには吸着剤やイオン交換体15を充填し、これにより余剰液8に含まれる窒素分の大部分を占めるアンモニア性窒素を吸着・除去する。
【0035】
吸着剤としては、ゼオライト等の天然鉱物、層間粘土鉱物、活性炭、ケイ酸塩等があり、いずれも用いることができる。
【0036】
吸着剤やイオン交換体15が破過した場合には、これらを取り出して別の破過していない吸着剤(またはイオン交換体)15に交換してもよいし、取り出した吸着剤(またはイオン交換体)15を再生し、これを充填してもよい。
【0037】
吸着剤(またはイオン交換体)15の充填層の閉塞を防止するために、定期的に洗浄することが好ましい。洗浄方法の一例としては、吸着剤充填層の下方に、空気を送る洗浄用散気管を設けて空気洗浄するとともに、この洗浄排水をポンプ等を用いて嫌気処理槽1に移送する方法がある(図示省略)。なお、この洗浄方法は一例であって、これに限るものではない。
【0038】
図4は、本発明の、電気分解槽を備える2室構造の嫌気処理槽(第4実施例)である。
嫌気処理槽1の第一室1aには、槽内液面より上方の高さに汚水流入口2を設け、室内の一画には窒素を除去する電気分解槽(窒素除去槽)4を設けている。また、第二室1bには、汚水流入口2と反対側の槽体24に放流口7を設け、その付近の壁側には、L.W.Lの液水準から槽内液を汲み上げる揚水ポンプ5と、揚水ポンプ5に接続され、汲み上げた液の一部を放流口7へ移送するとともに、余剰液8を窒素除去槽4の槽内へ戻す流量調整装置6を設けている。また、揚水ポンプ5の周囲には、バッフル管11を設けている。また、第一室1aと第二室1bとの仕切22には、連通口23を設けている。
【0039】
汚水(原水)は汚水流入口2から第一室1aに流入し、ここで、汚水中に存在する沈降しやすい固形物を先ず沈殿分離させる。固形物を沈殿分離させた後の汚水は、連通口23から第二室1bに移流する。第二室1bに移流した汚水は、さらに固形物の除去が行われた後、バッフル管11内のL.W.Lに設けた揚水ポンプ5の吸込み口10から流量調整装置6へ汲み上げられ、液の一部を放流口7から槽外に排出させるとともに、余剰液8を電気分解槽4に流入させ、汚水中の窒素を電気分解によって除去する。
【0040】
図5は、本発明の、酸化剤添加槽を備える2室構造の嫌気処理槽(第5実施例)である。電気分解槽の代わりに酸化剤添加槽を用いたほかは、上記図4の嫌気処理槽と同じなので,詳しい説明は省略する。
【0041】
図6は、本発明の、吸着剤充填槽を備える2室構造の嫌気処理槽(第6実施例)である。電気分解槽の代わりに吸着剤充填槽を用いたほかは、上記図4の嫌気処理槽と同じなので,これも詳しい説明は省略する。
【0042】
図7は、本発明の第1実施例の嫌気処理槽を組み込んだ汚水浄化槽の一例であり、図8は、本発明の第4実施例の嫌気処理槽を組み込んだ汚水浄化槽の一例である。
以下は、図7を参照しながら、この汚水浄化槽について説明する。汚水浄化槽は、この嫌気処理槽1の後流に、嫌気処理槽第二室1b、(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、並びに消毒槽33を備えている。
【0043】
嫌気処理槽1については、上述した通りであるので説明は省略する。
嫌気処理槽第二室1bには、液水準より下方に濾床20を設けている。濾床20の形状としては、特に限定するものではなく、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。
【0044】
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。
【0045】
濾過室32には、濾材が充填された濾過床32aが形成されていて、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。
【0046】
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、嫌気処理槽1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、嫌気処理槽1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、嫌気処理槽1はL.W.Lになるからである。
【0047】
濾過室32の下方または処理水槽54には、濾過室32を経た液を嫌気処理槽第二室1bに移送する循環ポンプ41が設けられている。好気処理槽30で硝酸性窒素が生成した場合、この液を嫌気処理槽第二室1bに移送すると、嫌気処理槽第二室1bにおいて窒素ガスとして除去できるためである。
なお、図4では、循環ポンプ41にエアリフトポンプ式を示しているが、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ることもできる。
【0048】
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。
【0049】
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2から嫌気処理槽1に入り、固形物の沈殿分離が行われる。嫌気処理槽1では、沈降した汚泥(固形物)の濃縮貯留が槽底部で行われ、嫌気化して発生したスカムの貯留が槽上部で行われる。嫌気処理槽1からの液の移流は、揚水ポンプ5で行い、この際、移流液をL.W.Lの吸込み口10から汲み上げて、揚水ポンプ5に接続された流量調整装置6から所定量(ほぼ一定量)を放流口7から嫌気処理槽第二室1bへ移流させ、余剰液8を移送管9を経て電気分解槽4に移送させる。
このとき、流入する原水量が揚水ポンプ5の移送量よりも多い場合には、嫌気処理槽1の水位はL.W.LからH.W.Lへと上昇するが、嫌気処理槽1の流量調整部12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。
【0050】
嫌気処理槽第二室1bからの移流液は、生物反応室31に入り、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を経た液の一部は、循環ポンプ41により嫌気処理槽第二室1bに移送して、液内に含まれる硝酸性窒素の脱窒を行う。濾過室32を経た移流液は、処理水槽54を経て消毒槽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。
【0051】
【発明の効果】
本発明の嫌気処理槽では、上述したように水温、pH、微生物量等の影響をほとんど受けずに、汚水中の窒素を除去できるので、微生物が充分に増殖していない運転初期や微生物の反応速度が低下する冬期にも安定して窒素を除去することができる。
本発明の汚水浄化槽では、(汚水浄化槽用の)嫌気処理槽において流入汚水中の窒素が効果的に除去されるので、槽全体の容量をコンパクトにでき、更に安定して窒素を除去できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の、電気分解槽を備える嫌気処理槽(第1実施例)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、酸化剤添加槽を備える嫌気処理槽(第2実施例)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】本発明の、吸着剤充填槽を備える嫌気処理槽(第3実施例)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4】本発明の、電気分解槽を備える別の嫌気処理槽(第4実施例)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5】本発明の、酸化剤添加槽を備える別の嫌気処理槽(第5実施例)の概略縦断面図。
【図6】本発明の、吸着剤充填槽を備える別の嫌気処理槽(第6実施例)の概略縦断面図。
【図7】本発明の第1実施例の嫌気処理槽を組み込んだ汚水浄化槽の概略縦断面図。
【図8】本発明の第4実施例の嫌気処理槽を組み込んだ汚水浄化槽の概略縦断面図。
【図9】従来例の汚水浄化槽の概略縦断面図。
【符号の説明】
1:(汚水浄化槽用の)嫌気処理槽
1a:(嫌気処理槽)第一室
1b:(嫌気処理槽)第二室
2:汚水流入口
3:酸化剤供給装置
4:電気分解槽(窒素除去槽)
4b:酸化剤添加槽(窒素除去槽)
4c:吸着剤充填槽(窒素除去槽)
5:揚水ポンプ 6:流量調整装置
7:放流口 8:余剰液
9:移送管 10:吸込み口
11:バッフル管 12:流量調整部
13:バッフル管 14:流出口
15:吸着剤(又はイオン交換体)
17:電極 20:濾床
22:仕切 23:連通口
24:槽体
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 41:循環ポンプ
51:嫌気濾床槽第一室 52:嫌気濾床槽第二室
53:生物濾過槽 54:処理水槽
55:消毒槽[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an anaerobic treatment tank for a sewage septic tank and a sewage septic tank for treating manure, other domestic wastewater, or combined sewage (hereinafter also referred to as sewage). More specifically, the present invention relates to an anaerobic treatment tank (for a sewage septic tank) that can effectively remove nitrogen, and a sewage septic tank incorporating the same.
[0002]
[Prior art]
As a conventional nitrogen removal method in a sewage septic tank, a biological nitrification / denitrification method using the action of microorganisms is mainly used. This method is a nitrification process in which ammonia nitrogen, which is the main component of nitrogen in influent wastewater, is oxidized to nitrite nitrogen by the action of nitrite bacteria and further to nitrate nitrogen by the action of nitrate bacteria under aerobic conditions. And a denitrification step of reducing nitrite nitrogen and / or nitrate nitrogen to nitrogen gas by the action of denitrifying bacteria under anoxic conditions.
FIG. 9 shows an example of a conventional sewage septic tank. An anaerobic filter bed
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-96285 [0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a method for removing nitrogen by biological treatment, ammonia nitrogen is not nitrified until nitrous acid bacteria and nitrate bacteria with a slow growth rate grow to a certain amount or more, particularly in the initial stage of operation. It cannot be removed. Moreover, since the activity of microorganisms decreases in winter and the processing ability decreases, the tank capacity must be increased to compensate for this.
The present invention is intended to solve these problems, and is suitable for a sewage septic tank and a sewage septic tank that can stably remove nitrogen even in the initial stage of operation and winter, and can make the entire capacity of the septic tank more compact than before. It is an object of the present invention to provide an anaerobic treatment tank that is incorporated into the slab.
[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
In the tank, a
A
It is connected to this
The liquid discharged from the
[0006]
Here, the anaerobic treatment tank is not a single tank, but can be an anaerobic treatment tank (having a two-chamber structure) divided into a
[0007]
In addition, here, the tank body (outer wall portion) of the
[0008]
Moreover, what is preferable as the
[0009]
Moreover, it is preferable to provide the
[0010]
The present invention is also a sewage septic tank incorporating the anaerobic treatment tank. When the anaerobic treatment tank is a single tank
[0011]
In the case where the anaerobic treatment tank is an anaerobic treatment tank divided into a
Various types of
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to the drawings.
FIG. 1 is an example (first embodiment) of an anaerobic treatment tank having a single tank structure according to the present invention. The
[0013]
The overall shape of the
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
In addition, although the
[0017]
Any device can be used as long as it can adjust the flow
[0018]
The flow rate ratio of the
[0019]
In the tank of the
[0020]
The shape of the
[0021]
The
2NH 4 + + 3HClO → N 2 ↑ + 3HCl + 3H 2 O + 2H + (1)
Since the reaction of the formula (1) is hardly affected by the water temperature, pH, amount of microorganisms, etc., it is stable even in the initial stage of operation where the microorganisms are not sufficiently grown or in the low water temperature period where the reaction rate of the microorganisms is reduced. Nitrogen can be removed.
[0022]
Here, the material of the
[0023]
The shape of the
[0024]
The amount (molar amount) of hypochlorous acid supplied by electrolysis is 1 to 15 times, preferably 2 to 6 times in molar ratio to the amount of ammoniacal nitrogen flowing into the
[0025]
If the chloride ion concentration in the influent sewage is low, adding chloride such as sodium chloride or potassium chloride to the tank of the
[0026]
When the amount of hypochlorous acid is excessive with respect to the amount of ammoniacal nitrogen in the influent sewage, it is consumed by the organic matter contained in the sewage or the sludge accumulated at the bottom of the
[0027]
[0028]
It should be noted that physicochemical methods such as chemical oxidation (addition of an oxidizing agent), adsorption, and ion exchange can also be used as nitrogen removal means instead of electrolysis.
[0029]
FIG. 2 shows an anaerobic treatment tank (second embodiment) having a single tank structure provided with an oxidizing agent addition tank instead of the electrolysis tank. The description of the same parts as those in FIG. 1 is omitted, and next, an oxidant and its supply means according to the oxidant addition tank will be described. In addition, the chemical reaction formula of nitrogen removal when using an oxidizing agent is the same as the previous formula (1).
[0030]
The
[0031]
As oxidizing agents, hypochlorous acid, hypochlorite, hypobromite, hypobromite, isocyanurate, etc. can be supplied hypohalous acid, hypohalite, hypohalous acid. Substances can be used.
[0032]
As a method for supplying the oxidant, when a liquid oxidant is used, the oxidant tank is installed inside or outside the
The supply amount of the oxidant is 1 to 15 times, preferably 2 to 6 times in molar ratio with respect to the amount of ammoniacal nitrogen flowing into the
[0033]
Moreover, when using a solid oxidizing agent, the method etc. which install an oxidizing agent in the downstream of the transfer pipe |
[0034]
FIG. 3 shows an anaerobic treatment tank (third embodiment) having a single tank structure provided with an adsorbent filling tank instead of an electrolysis tank. The
[0035]
Examples of the adsorbent include natural minerals such as zeolite, interlayer clay minerals, activated carbon, silicate, and the like, and any of them can be used.
[0036]
When the adsorbent or the
[0037]
In order to prevent clogging of the packed bed of the adsorbent (or ion exchanger) 15, it is preferable to clean periodically. As an example of the cleaning method, there is a method in which a cleaning air diffuser pipe for sending air is provided below the adsorbent packed bed to perform air cleaning, and this cleaning wastewater is transferred to the
[0038]
FIG. 4 shows a two-chamber anaerobic treatment tank (fourth embodiment) equipped with an electrolysis tank of the present invention.
The
[0039]
The sewage (raw water) flows from the sewage inlet 2 into the
[0040]
FIG. 5 is a two-chamber anaerobic treatment tank (fifth embodiment) equipped with an oxidant addition tank of the present invention. Since an oxidizing agent addition tank is used instead of the electrolysis tank, it is the same as the anaerobic treatment tank shown in FIG.
[0041]
FIG. 6 is a two-chamber anaerobic treatment tank (sixth embodiment) equipped with an adsorbent filling tank of the present invention. Since an adsorbent filling tank is used instead of the electrolysis tank, it is the same as the anaerobic treatment tank shown in FIG.
[0042]
FIG. 7 is an example of the sewage purification tank incorporating the anaerobic treatment tank of the first embodiment of the present invention, and FIG. 8 is an example of the sewage purification tank incorporating the anaerobic treatment tank of the fourth embodiment of the present invention.
Below, this sewage septic tank is demonstrated, referring FIG. The sewage septic tank has an
[0043]
Since the
The anaerobic treatment tank
[0044]
A reaction aeration member (aeration tube) 34 for aeration from the bottom is disposed in the (aerobic)
[0045]
A filtration bed 32a filled with a filter medium is formed in the
Further, at the bottom of the
[0046]
If the operation is continued, the filtration bed 32a is clogged with the accumulated SS, and therefore the filtration bed 32a is removed periodically or appropriately (reversely). In this cleaning, the air in the
[0047]
A
In FIG. 4, an air lift pump type is shown for the
[0048]
The
[0049]
Next, treatment of sewage in the sewage septic tank will be described. The sewage (raw water) enters the
At this time, when the amount of raw water flowing in is larger than the transfer amount of the
[0050]
The advection liquid from the anaerobic treatment tank
[0051]
【The invention's effect】
In the anaerobic treatment tank of the present invention, as described above, nitrogen in sewage can be removed almost without being affected by the water temperature, pH, amount of microorganisms, etc. Nitrogen can be stably removed even in winter when the speed is low.
In the sewage septic tank of the present invention, nitrogen in the influent sewage is effectively removed in the anaerobic septic tank (for the sewage septic tank), so that the capacity of the entire tank can be made compact and nitrogen can be removed more stably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an anaerobic treatment tank (first embodiment) provided with an electrolysis 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. 2 is an anaerobic treatment tank (second embodiment) provided with an oxidant addition tank according to the present invention, in which (a) is a schematic plan view, and (b) is a schematic longitudinal cross-sectional view taken along line AA in (a). Figure.
FIG. 3 is an anaerobic treatment tank (third embodiment) having an adsorbent filling tank according to the present invention, in which (a) is a schematic plan view, and (b) is a schematic longitudinal cross-sectional view taken along line AA in (a). Figure.
FIG. 4 is another anaerobic treatment tank (fourth embodiment) provided with an electrolysis tank of the present invention, in which (a) is a schematic plan view, and (b) is a schematic longitudinal section taken along line AA in (a). Plan view.
FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view of another anaerobic treatment tank (fifth embodiment) including an oxidizing agent addition tank according to the present invention.
FIG. 6 is a schematic longitudinal sectional view of another anaerobic treatment tank (sixth embodiment) including an adsorbent filling tank according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic longitudinal sectional view of a sewage purification tank incorporating the anaerobic treatment tank of the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic longitudinal sectional view of a sewage purification tank incorporating an anaerobic treatment tank according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic longitudinal sectional view of a conventional sewage septic tank.
[Explanation of symbols]
1:
4b: oxidizing agent addition tank (nitrogen removal tank)
4c: Adsorbent filling tank (nitrogen removal tank)
5: Pumping pump 6: Flow rate adjusting device 7: Discharge port 8: Surplus liquid 9: Transfer pipe 10: Suction port 11: Baffle pipe 12: Flow rate adjusting unit 13: Baffle pipe 14: Outlet 15: Adsorbent (or ion exchange) body)
17: Electrode 20: Filter bed 22: Partition 23: Communication port 24: Tank body 30: Aerobic treatment tank (31 + 32)
31: (aerobic) biological reaction chamber 31a: biological reaction bed 32: filtration chamber 32a: filtration bed 33: disinfection tank 34: aeration member for the reaction (aeration tube)
35: Blower 36: Air diffuser for cleaning (air diffuser)
37: Cleaning drainage pump (air lift pump)
37a: Washing drain discharge pipe 38: Medicine cylinder 39: Manhole cover 40: Outlet 41: Circulation pump 51: Anaerobic filter bed tank first chamber 52: Anaerobic filter bed tank second chamber 53: Biofiltration tank 54: Treated water tank 55 : Disinfection tank
Claims (5)
最低水位の液水準から槽内液を汲み上げる揚水ポンプと、
前記揚水ポンプに接続されてなるもので、汲み上げた液の一部を槽外へ移送するとともに、余剰液を前記窒素除去槽へ戻す流量調整装置とを設け、
前記窒素除去槽から出た液は槽内を循環させる、汚水浄化槽用の嫌気処理槽。In the tank, a nitrogen removal tank that physically removes nitrogen,
A pump that pumps the liquid in the tank from the lowest liquid level,
The pump is connected to the pump, and a part of the pumped liquid is transferred to the outside of the tank, and a flow rate adjusting device for returning the excess liquid to the nitrogen removal tank is provided.
An anaerobic treatment tank for a sewage septic tank in which the liquid discharged from the nitrogen removal tank is circulated in the tank.
前記第一室の一画に、窒素除去槽を設け、
前記第二室の一画に、最低水位の液水準から槽内液を汲み上げる揚水ポンプと、前記揚水ポンプに接続されてなるもので、汲み上げた液の一部を槽外へ移送するとともに、余剰液を前記窒素除去槽へ戻す流量調整装置とを設け、
前記第一室と前記第二室の間の仕切には、最低水位の液水準に連通口を設けている、請求項1の嫌気処理槽。The tank is divided into the first chamber and the second chamber from the upstream side.
A portion of the first chamber is provided with a nitrogen removal tank,
In the second chamber, a pump is connected to the pump to pump up the liquid in the tank from the lowest water level, and a part of the pumped liquid is transferred to the outside of the tank and surplus A flow rate adjusting device for returning the liquid to the nitrogen removal tank,
The anaerobic treatment tank according to claim 1, wherein the partition between the first chamber and the second chamber is provided with a communication port at a liquid level at the lowest water level.
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