JP4132771B2 - 生物反応槽およびその攪拌方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、嫌気性微生物を用いて下水、排水等の汚水を浄化処理する生物反応槽およびその攪拌方法の改善に係り、より詳しくは、嫌気槽または無酸素槽内の汚水の酸素状態を適正範囲に維持しながら、長期間安定して汚水を十分に攪拌することを可能ならしめるようにした生物反応槽およびその攪拌方法の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
下水、排水等の汚水中の燐除去に用いられる嫌気−好気活性汚泥法は、標準活性汚泥法の一変形で、これはＢＯＤ(生物化学的酸素要求量)、燐の同時除去、およびバルキング(糸状性細菌の増殖で活性汚泥が膨張して沈降し難くなる現象)の防止に有効とされているプロセスである。このような従来技術としては、例えば特開平７−３２８６８８号公報に開示されてなる「嫌気性汚水処理方法及びその装置」や、特許第２９８４５７９号公報に開示されてなる「生物反応槽」が公知である。
【０００３】
先ず、特開平７−３２８６８８号公報に開示されてなる従来例１を、嫌気性汚水処理装置の概略断面図の図７を参照しながら、同公報に記載されている同一名称ならびに同一符号を以って説明すると、嫌気性汚水処理装置１は、その本体が処理槽２からなり、図示しないポンプによって送水された生活排水等の被処理水は、マンホール３から処理槽２内に流入する。そして、嫌気性微生物によって処理された後、処理槽２の上部断面に開口する放流口４から放流される。処理槽２内に堆積した汚泥は、処理槽２の上部から蛇腹ホースによる吸引により排出されるようになっている。処理層２の下部には、エアー供給装置６からエアー供給管７を介してエアーが供給される散気装置５が配設されており、この散気装置５から放出されるエアーによって槽内が攪拌されるようになっている。
【０００４】
散気装置５には、３０〜１２０分間に１回だけ１〜６０秒間エアーが供給されるようになっている。このような時間は、処理槽２の大きさ、汚水の質、エアー供給量等によって相違するが、嫌気性微生物を不活性状態にしない程度でＢＯＤ、ＣＯＤ、全窒素分の除去率が高くなるように適宜調整される。また、エアー量が少ないと汚泥の攪拌効果が十分でなく、一方エアー量が多いと嫌気処理にならないので、供給するエアー量としては、その酸素量が０．５〜１０ｇ／ｍ３分であることが好ましいとしている。
【０００５】
次に、特許第２９８４５７９号公報に開示されてなる従来例２を、生物反応槽の模式的構成説明図の図８を参照しながら、同公報に記載されている同一名称ならびに同一符号を以って説明すると、生物反応槽１を嫌気槽２と好気槽４とからなる構成とし、嫌気槽２の底部に１００〜１０００ｍｍのピッチで２〜８ｍｍ径の複数の気孔を有する粗大気泡散気装置５を配設する。また、好気槽４の底部に２６０μｍの微細気孔を有する微細気泡散気板６を配設した構成になるものである。そして、粗大気泡散気装置５には１槽あたり０．７ｍ３／分の空気量が、また微細気泡散気板６には０．４ｍ３／分の空気量が供給される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例１に係る「嫌気性汚水処理方法およびその装置」、または上記従来例２に係る「生物反応槽」によれば、汚水を浄化処理することができるのでそれなりに有用であるが、それぞれ後述するような解決すべき課題がある。
【０００７】
先ず、上記従来例１では、処理槽２内に０．５〜１０ｇ／ｍ３分の量の酸素が送気されるが、この酸素量は、１．８〜３５．８リットル／ｍ３分(２０℃)の空気量に相当する。本願出願人の実験によれば、空気量は１．４リットル／ｍ３分が適切であるという結果が得られ、この従来例１に係る空気量の範囲は必ずしも適切ではない。この従来例１に係る散気装置５は、処理槽２の底部に配設されているが、槽の形状によっては汚水を十分に攪拌することができない。
【０００８】
上記従来例２では、嫌気槽２の底部に１００〜１０００ｍｍのピッチで２〜８ｍｍ径の複数の気孔を有する粗大気泡散気装置５が配設されているが、空気放出停止時に気孔から粗大気泡散気装置５に汚水が逆流したりするので空気の送気に支障が生じ、汚水を十分に攪拌することができなくなる恐れがある。
【０００９】
従って、本発明は、嫌気槽または無酸素槽内の汚水の酸素状態を適正範囲に維持しながら、長期間安定して汚水を十分に攪拌することを可能ならしめる生物反応槽およびその攪拌方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、従って上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る生物反応槽が採用した手段の特徴とするところは、嫌気槽または無酸素槽内に流入する下水、排水等の汚水を、これら嫌気槽または無酸素槽内に設けられた散気装置からの気泡の放出により攪拌しながら浄化処理する生物反応槽において、前記散気装置は、前記嫌気槽または無酸素槽内に配設されてなる１以上の送気管と、これら送気管のそれぞれに所定のピッチで配設された複数のディフューザとから構成されてなり、前記ディフューザは、前記送気管に接続され、中心部に空気流路を有する送気筒と、この送気筒の上部に外嵌され、外周部に複数の気孔を有すると共に、上部に傘部を有するクラウンと、このクラウンの内部空間の上部に収容され、前記空気流路からの空気の流入により浮き上がり、クラウンの内部空間側に開口する空気流路の上部開口部の遮断を開放する一方、空気の送気停止時には下降して前記上部開口部を遮断するブロック状の弁体とからなるところにある。
【００１１】
本発明の請求項２に係る生物反応槽が採用した手段の特徴とするところは、請求項１に記載の生物反応槽において、前記送気管は、前記嫌気槽または無酸素槽の１内壁側の偏った位置に配管されてなるところにある。
【００１２】
本発明の請求項３に係る生物反応槽が採用した手段の特徴とするところは、請求項２に記載の生物反応槽において、前記嫌気槽または無酸素槽の水深中間位置に、前記送気管が配管されると共に、前記嫌気槽または無酸素の送気管配設側の１内壁側と他内壁側とを隔て、これら１内壁側と他内壁側との間で汚水を循環させる整流板が配設されてなるところにある。
【００１３】
本発明の請求項４に係る生物反応槽の攪拌方法が採用した手段の特徴とするところは、嫌気槽または無酸素槽内に流入する下水、排水等の汚水を浄化処理するために、前記嫌気槽または無酸素槽内に設けられたディフューザの気孔から粗大気泡を間欠的に放出して前記汚水を攪拌する生物反応槽の攪拌方法であって、前記送気管から前記ディフューザに空気を送気しているときには前記送気管から気孔に通じる空気流路を開放して前記複数の気孔から粗大気泡を放出し、放出した粗大気泡を前記気孔の上部の傘部の下面に沿って外方に広がらせると共に、空気の送気停止時には前記空気流路を遮断するところにある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の生物反応槽の攪拌方法を実施する実施の形態１に係る生物反応槽を、模式的に示すその側面断面図の図１(ａ)と、好気槽側から見た嫌気槽の横断断面図の図１(ｂ)と、粗大気泡散気装置を構成するディフューザの外形図の図１(ｃ)と、粗大気泡放出状態を示すディフューザの半部断面示構成説明図の図２(ａ)と、送気停止状態を示すディフューザの半部断面示構成説明図の図２(ｂ)とを順次参照しながら説明する。
【００１５】
図１(ａ)に示す符号１は、下水、排水等の汚水を微生物により浄化処理する生物反応槽であって、この生物反応槽１は、沈殿池１０から下水、排水等の汚水が流入すると共に、図示しない最終沈殿池から汚泥が返送される嫌気槽または無酸素槽(以下、嫌気槽という。)２と、この嫌気槽２で処理された処理水が流入する好気槽３とから構成されており、嫌気・好気活性汚泥法により汚水を浄化処理するものである。前記嫌気槽２は水深６ｍ以内の汚水を流入させる深さのもので、その底部付近であって、かつ１内壁側の偏った位置に、図１(ｂ)に示すように、粗大気泡散気装置４が設けられている。このように、この粗大気泡散気装置４を嫌気槽２の１内壁側の偏った位置に配設することにより、嫌気槽２の１内壁側から粗大気泡が上昇するので、１内壁側の汚水は上昇流となり、水面付近で水平流となると共に、他壁側で下降流となるので、汚水は効果的に攪拌される。
【００１６】
前記粗大気泡散気装置４は、嫌気槽２の上部に配管された送気元管４３、およびこの送気元管４３から分岐し、嫌気槽２の内壁に沿って配管された送気分岐管４２ａを介し、この送気分岐管４２ａの分岐部付近に介装されてなる自動開閉弁４４の開閉により間欠的に空気が送気され、前記嫌気層２の底面の近傍に、この底面と平行に配置された送気管４２ｂと、この送気管４２ｂに所定のピッチで配設され、嫌気槽２内の汚水中に粗大気泡４５を放出するディフューザ４１とから構成されている。なお、前記送気元管４３には、図示しない送風機から空気が送気されるものである。
【００１７】
前記ディフューザ４１は、例えば図１(ｃ)に示すような外形になるもので、１ｍｍ以上の大きさの気孔を有すると共に、送気中は空気の流路が確保され、送気停止時は空気の流路が遮断されるように構成されていて、送気停止時に前記送気管４２内への汚水の逆流を阻止する機能を備えている。このディフューザ４１の具体的な内部構成は、図２(ａ)，(ｂ)に示すように、前記送気管４２ｂに接続され、中心部に空気流路４１ｂを有する送気筒４１ａと、この送気筒４１ａの上部に外嵌され、外周部に複数の気孔４１ｄを有するクラウン４１ｃと、このクラウン４１ｃの内部空間の上部に収容され、前記空気流路４１ｂからの空気の流入により浮き上がり、クラウン４１ｃの内部空間側に開口する空気流路４１ｂの上部開口部の遮断を開放する一方、空気の送気停止時には下降して前記上部開口部を遮断するブロック状の弁体４１ｅとから構成されている。
【００１８】
従って、前記ディフューザ４１によれば、空気の送気時には空気は、図２(ａ)において破線矢印で示すように、空気流路４１ｂ、この空気流路４１ｂの上部開口部と弁体４１ｅとの間を通ってクラウン４１ｃの内部空間に流入し、次いでクラウン４１ｃの外周部に設けられている気孔４１ｄから粗大気泡４５として流出し、クラウン４１ｃの傘部の下面に沿って外方に広がると共に嫌気槽２内の汚水中に放出されて上昇する。一方、空気の送気停止時には、図２(ｂ)において実線矢印で示すように、汚水は気孔４１ｄからクラウン４１ｃの内部空間内に流入するが、弁体４１ｅにより空気流路４１ｂの上部開口部が遮断されていて空気流路４１ｂに流入することがないので、送気管４２ｂへの汚水の流入が阻止されることとなる。
【００１９】
前記好気槽３は水深６ｍ以内の汚水を流入させる深さのもので、その底部付近に、送気管５２と、この送気管５２に所定のピッチで配設され、好気槽３の横断断面のほぼ全域に渡って微細気泡を放出する散気板５１とからなる微細気泡散気装置５が配設されている。この好気槽３は、前記嫌気槽２と異なり、酸素の溶解を促進させ、好気槽３内の汚水の溶存酸素を１．５ｍｇ／リットル以上に保持する必要があるので、この散気板５１には微細気泡を放出する１５０〜４００μｍの径の気孔が複数設けられている。この散気板５１の気孔からの微細気泡の放出により、酸素の溶解を促進させて汚水の好気状態を維持しながら、汚水を攪拌することができる。
【００２０】
以下、本実施の形態１に係る生物反応槽１の作用態様を説明すると、粗大気泡散気装置４それぞれのディフューザ４１の気孔４１ｄから嫌気槽２内の汚水中に、１．０〜３．０リットル／ｍ３分の空気が粗大気泡４５として、５５分経過毎に５分間放出される。これらディフューザ４１のそれぞれは、上記のとおり、前記送気管４２ｂ内への汚水の逆流を阻止する機能を備えているために、従来例２に係る生物反応槽のように、空気の送気停止中でも送気管４２ｂ内に汚水が逆流したりするようなことがない。
【００２１】
従って、本実施の形態１に係る生物反応槽１によれば、支障なく空気溶解効率の低い粗大気泡４５を放出することができ、この粗大気泡４５の上昇により嫌気槽２内の汚水を効果的に攪拌することができる。また、従来例１よりも少量の送気量で良いため、嫌気槽２内の汚水の嫌気状態を容易に維持することができる。 因みに、この嫌気槽２内の汚水のＤＯ(溶存酸素)は約０ｍｇ／リットルであり、またＯＲＰ(酸化還元電位)は−３００〜−２００ｍＶであって、嫌気状態が保持されていることを確認した。
【００２２】
なお、上記従来例１に係る嫌気性汚水処理装置の問題点として、送気する空気量１．８〜３５．８リットル／ｍ３分(２０℃)は必ずしも適切でなく、１．４リットル／ｍ３分が適切な空気量であると述べた。それにもかかわらず、この実施の形態１に係る生物反応槽１において、送気する空気量の範囲を１．０〜３．０リットル／ｍ３分としたのは、嫌気槽２の形状や嫌気槽２内の汚泥混合濃度等の条件が相違していたとしても、汚水を確実に、かつ十分攪拌することができ、しかも嫌気性微生物の繁殖を妨げない嫌気状態を確実に維持することができたからである。また、本実施の形態１に係る生物反応槽１においては、空気は粗大気泡４５として、例えば５５分経過毎に５分間放出されるが、この放出時間も嫌気槽２の形状や嫌気槽２内の汚泥混合濃度等の条件によって相違するから、これらの時間は条件に応じて適宜変更されて然るべきものである。
【００２３】
ところで、攪拌装置として用いる粗大気泡散気装置４は、微細気泡散気装置５に比較して安価であり、送気管４２内に汚水が逆流しないから、攪拌装置として微細気泡散気装置を用いる場合に比較して生物反応槽の製造コストに関して経済的に有利になるのに加えて、その維持管理コストやランニングコストに関して有利になるという効果もある。
【００２４】
本発明の実施の形態２に係る生物反応槽を、模式的に示すその側面断面図の図３を参照しながら説明する。但し、本実施の形態２に係る生物反応槽が、上記実施の形態１に係る生物反応槽と相違するところは循環水管の有無にあり、それ以外は全く同構成であるから、同一のもの並びに同一機能を有するものに同一符号を付して、その相違する点について説明する。
【００２５】
即ち、本実施の形態２に係る生物反応槽１は、上記実施の形態１と同様に、嫌気槽２と好気槽３とを備えている。そして、前記嫌気槽２には前記好気槽３から、この好気槽３で処理された処理水の一部を循環させる循環水管６が連通してなる構成になっている。
【００２６】
従って、本実施の形態２に係る生物反応槽１によれば、循環式硝化脱窒法により汚水が浄化されるが、上記のとおり、上記実施の形態１に循環管６が付加されているだけだから、本実施の形態２に係る生物反応槽は上記実施の形態１に係る生物反応槽と同様に、嫌気槽２内の酸素状態を適正範囲に維持しながら攪拌することができるという効果がある。
【００２７】
本発明の実施の形態３に係る生物反応槽を、模式的に示すその側面断面図の図４を参照しながら説明する。但し、本実施の形態３に係る生物反応槽が、上記実施の形態１に係る生物反応槽と相違するところは、槽の構成と循環水管の有無にあり、それ以外は同構成であるから、同一のもの並びに同一機能を有するものに同一符号を付して、その相違する点について説明する。
【００２８】
即ち、本実施の形態３に係る生物反応槽１は、上記実施の形態１と同様に、嫌気槽２と好気槽３とを備えている。前記嫌気槽２は、水深６ｍ以内の汚水を流入させる深さのもので、その底部付近であって、かつ１内壁側の偏った位置に粗大気泡散気装置４が設けられ、図示しない最初沈殿池から一次処理された下水、排水等の汚水が流入すると共に、図示しない最終沈殿池から汚泥が返送される第１嫌気槽２１と、この第１嫌気槽２１で処理された処理水が流入する第２嫌気槽２２とからなっている。そして、この第２嫌気槽２２に前記好気槽３から、この好気槽３で処理された処理水の一部を循環させる循環水管６が連通してなる構成になっている。
【００２９】
従って、本実施の形態３に係る生物反応槽１によれば、嫌気・無酸素・好気法によって汚水が浄化処理されるが、上記のとおり、嫌気槽２が第１嫌気槽２１と第２嫌気槽２２とに２分割されている点と、循環水管６が設けられている点とにあり、それ以外は上記実施の形態１に係る生物反応槽と同構成であるから、本実施の形態３に係る生物反応槽は上記実施の形態１に係る生物反応槽と同様に、嫌気槽２内の酸素状態を適正範囲に維持しながら攪拌することができるという効果がある。
【００３０】
本発明の実施の形態４に係る生物反応槽を、模式的に示す２段構えのその側面断面図の図５(ａ)と、模式的に示す３段構えのその側面断面図の図５(ｂ)とを参照しながら説明する。但し、本実施の形態４に係る生物反応槽が、上記実施の形態１に係る生物反応槽と相違するところは、槽の構成と循環水管の有無にあり、それ以外は同構成であるから、同一のもの並びに同一機能を有するものに同一符号を付して、その相違する点について説明する。
【００３１】
本実施の形態４は、ステップ流入式多段脱窒化法で汚水を浄化処理するものであって、図５(ａ)に示す生物反応槽１は、嫌気槽２と好気槽３とからなる前段部分と、この前段部分の下流側に設けられ、嫌気槽２と好気槽３とからなる後段部分の2段構えに構成されている。そして、前記後段部分の嫌気槽２に、この後段部分の好気槽３から、この好気槽３で浄化処理された処理水の一部を循環させる循環水管６が連通している。
【００３２】
図５(ｂ)に示す生物反応槽１は、嫌気槽２と好気槽３とからなる前段部分と、この前段部分の下流側に設けられ、嫌気槽２と好気槽３とからなる中段部分と、この中段部分の下流側に設けられ、嫌気槽２と好気槽３とからなる後段部分の３段構えに構成されている。そして、前記後段部分の嫌気槽２に、この後段部分の好気槽３から、この好気槽３で浄化処理された処理水の一部を循環させる循環水管６が連通している。
【００３３】
本実施の形態４に係る生物反応槽１によれば、嫌気槽２と好気槽３とが交互に配設されると共に、後段部分の好気槽３から嫌気槽２に、この好気槽３で浄化処理された処理水の一部を循環させる循環水管６が連通しているだけだから、本実施の形態４に係る生物反応槽１は上記実施の形態１に係る生物反応槽１と同様に、嫌気槽２内の酸素状態を適正範囲に維持しながら攪拌することができるという効果がある。
【００３４】
本発明の実施の形態５に係る生物反応槽を、模式的に示すその側面断面図の図６(ａ)と、好気槽側から見た嫌気槽の横断断面図の図６(ｂ)とを参照しながら説明する。但し、本実施の形態５に係る生物反応槽が上記実施の形態１に係る生物反応槽と相違するところは、嫌気槽と好気槽との深さの相違にあり、それ以外は同構成であるから、同一のもの並びに同一機能を有するものに同一符号を付して説明する。
【００３５】
図６(ａ)に示す符号１は、生物反応槽であって、この生物反応槽１は嫌気槽２と、この嫌気槽２で処理された処理水が流入する好気槽３とから構成されており、前記嫌気槽２と好気槽３とは、共に水深６ｍを超える深さになっている。前記嫌気槽２の水深中間位置で、かつ１内壁側の偏った位置に、図６(ｂ)に示すように、底面と平行に配設されてなる送気管４２ｂと、この送気管４２ｂに所定のピッチで配設されてなるディフューザ４１とからなる粗大気泡散気装置４が設けられている。さらに、この粗大気泡散気装置４配設側の１内壁側と他内壁側とを隔て、前記粗大気泡散気装置４よりも上方位置まで延び、かつ嫌気槽２の底部付近の下方位置まで延びる整流板７が配設されている。
【００３６】
前記整流板７の働きにより、前記粗大気泡散気装置４が水深中間位置に配設されているにもかかわらず、粗大気泡４５の放出により生じる汚水の上昇流が整流板７の上端を超えると下降流となり、そして整流板７の下端と嫌気槽２の底面との間を流れると共に上昇流となって対流するので、嫌気槽２内の汚水の全体が効果的に攪拌される。
【００３７】
前記好気槽３の水深は、上記のとおり、６ｍを超える深さになっており、前記嫌気槽２と同様に、水深中間位置で、かつ１内壁側の偏った位置に、底面と平行に配設されてなる送気管５２と、この送気管５２に所定のピッチで配設され、微細気泡を放出する散気板５１とからなる微細気泡散気装置４が配設されている。さらに、この微細気泡散気装置５配設側の１内壁側と他内壁側とを隔て、前記微細気泡散気装置５よりも上方位置まで延び、かつ好気槽３の底部付近の下方位置まで延びる整流板７′が配設されている。この好気槽３においても、前記嫌気槽２と同様、整流板７′の働きにより、好気槽３内の汚水の全体が効果的に攪拌され、適正範囲の好気状態に維持される。
【００３８】
本実施の形態５に係る生物反応槽１によれば、嫌気槽２と好気槽３との深さが上記実施の形態１に係る生物反応槽と相違するだけで、そして整流板７の働きにより、嫌気槽２内の汚水を効果的に対流させて攪拌することができるので、上記実施の形態１に係る生物反応槽と同等の効果がある。さらに、この効果に加えて、嫌気槽２の水深が深いにもかかわらず、粗大気泡散気装置４が水深中間の浅い位置に配設されていて、空気の送気圧を低圧にすることができる。つまり、送風機の動力エネルギーを削減することができるから、生物反応槽１のランニングコストの低減に寄与することができる。
【００３９】
ところで、本実施の形態５に係る生物反応槽１においては、嫌気・好気活性汚泥法により汚水を浄化処理する、図１(ａ)に示す嫌気槽２と好気槽３とからなる構成の場合を例として説明したが、これら嫌気槽２と好気槽３とが図３乃至図５(ａ)，(ｂ)に示す何れの配設構成になる生物反応槽に対しても、本実施の形態５に係る生物反応槽１の技術的思想を適用することができ、また６ｍ以内の水深の嫌気槽２に対しても、粗大気泡散気装置５と遮蔽板７とを配設することにより、汚水を効果的に攪拌するという所期の目的を達成することができるので、嫌気槽２の水深に限定されるものではない。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の請求項１乃至３に係る生物反応槽または本発明の請求項４に係る生物反応槽の攪拌方法によれば、嫌気槽または無酸素槽内に設けられたディフューザは送気管内への汚水の逆流を阻止する機能を備えていて、従来例２に係る生物反応槽のように、空気の送気停止中でも送気管内に汚水が逆流するようなことがないから、支障なく空気溶解効率の低い粗大気泡を放出することができ、この粗大気泡により嫌気槽内の汚水を対流させて、効果的に攪拌することができる。また、従来例１に係る嫌気性汚水処理装置の場合よりも少量の空気量で良いため、嫌気槽内の汚水の嫌気状態を容易に維持することができるという優れた効果がある。
【００４１】
また、本発明の請求項１乃至３に係る生物反応槽によれば、攪拌装置として用いる粗大気泡散気装置は、微細気泡散気装置に比較して安価である。従って、攪拌装置として微細気泡散気装置を用いる場合に比較して生物反応槽の製造コストに関して経済的に有利になるのに加えて、その維持管理コストやランニングコストに関して有利になるという効果もある。
【００４２】
さらに、本発明の請求項３に係る生物反応槽によれば、嫌気槽または無酸素槽の水深中間位置に配設された送気管にディフューザが配設され、前記嫌気槽または無酸素の送気管配設側の１内壁側と他内壁側とを隔てる整流板が配設されているので、上記効果があるのに加えて、空気の送気圧を低圧にすることができ、送気するための動力エネルギーを削減することができるから、生物反応槽のランニングコストの低減に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係り、図１(ａ)は模式的に示す生物反応槽の側面断面図、図１(ｂ)は好気槽側から見た嫌気槽の横断断面図、図１(ｃ)は粗大気泡散気装置を構成するディフューザの外形図である。
【図２】 本発明の実施の形態１に係り、図２(ａ)は粗大気泡放出状態を示すディフューザの半部断面示構成説明図、図２(ｂ)は送気停止状態を示すディフューザの半部断面示構成説明図である。
【図３】 本発明の実施の形態２に係り、模式的に示す生物反応槽の側面断面図である。
【図４】 本発明の実施の形態３に係り、模式的に示す生物反応槽の側面断面図である。
【図５】 本発明の実施の形態４に係り、図５(ａ)は模式的に示す２段構えの生物反応槽の側面断面図、図５(ｂ)は模式的に示す３段構えの生物反応槽の側面断面図である。
【図６】 本発明の実施の形態５に係り、図６(ａ)は模式的に示す生物反応槽の側面断面図、図６(ｂ)は好気槽側から見た嫌気槽の横断断面図である。
【図７】 従来例１に係る嫌気性汚水処理装置の概略断面図である。
【図８】 従来例２に係る生物反応槽の模式的構成説明図である。
【符号の説明】
１…生物反応槽
２…嫌気槽または無酸素槽、２１…第１嫌気槽、２２…第２嫌気槽
３…好気槽
４…粗大気泡散気装置、４１…ディフューザ、４１ａ…送気筒、４１ｂ…空気流路、４１ｃ…クラウン、４１ｄ…気孔、４１ｅ…弁体、４２ａ…送気分岐管、４２ｂ…送気管、４３…送気元管、４４…自動開閉弁、４５粗大気泡
５…微細気泡散気装置、５１…散気板、５２…送気管
６…循環水管
７…整流板(嫌気槽)
７′…整流板(好気槽)
１０…沈殿池
【発明の属する技術分野】
本発明は、嫌気性微生物を用いて下水、排水等の汚水を浄化処理する生物反応槽およびその攪拌方法の改善に係り、より詳しくは、嫌気槽または無酸素槽内の汚水の酸素状態を適正範囲に維持しながら、長期間安定して汚水を十分に攪拌することを可能ならしめるようにした生物反応槽およびその攪拌方法の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
下水、排水等の汚水中の燐除去に用いられる嫌気−好気活性汚泥法は、標準活性汚泥法の一変形で、これはＢＯＤ(生物化学的酸素要求量)、燐の同時除去、およびバルキング(糸状性細菌の増殖で活性汚泥が膨張して沈降し難くなる現象)の防止に有効とされているプロセスである。このような従来技術としては、例えば特開平７−３２８６８８号公報に開示されてなる「嫌気性汚水処理方法及びその装置」や、特許第２９８４５７９号公報に開示されてなる「生物反応槽」が公知である。
【０００３】
先ず、特開平７−３２８６８８号公報に開示されてなる従来例１を、嫌気性汚水処理装置の概略断面図の図７を参照しながら、同公報に記載されている同一名称ならびに同一符号を以って説明すると、嫌気性汚水処理装置１は、その本体が処理槽２からなり、図示しないポンプによって送水された生活排水等の被処理水は、マンホール３から処理槽２内に流入する。そして、嫌気性微生物によって処理された後、処理槽２の上部断面に開口する放流口４から放流される。処理槽２内に堆積した汚泥は、処理槽２の上部から蛇腹ホースによる吸引により排出されるようになっている。処理層２の下部には、エアー供給装置６からエアー供給管７を介してエアーが供給される散気装置５が配設されており、この散気装置５から放出されるエアーによって槽内が攪拌されるようになっている。
【０００４】
散気装置５には、３０〜１２０分間に１回だけ１〜６０秒間エアーが供給されるようになっている。このような時間は、処理槽２の大きさ、汚水の質、エアー供給量等によって相違するが、嫌気性微生物を不活性状態にしない程度でＢＯＤ、ＣＯＤ、全窒素分の除去率が高くなるように適宜調整される。また、エアー量が少ないと汚泥の攪拌効果が十分でなく、一方エアー量が多いと嫌気処理にならないので、供給するエアー量としては、その酸素量が０．５〜１０ｇ／ｍ３分であることが好ましいとしている。
【０００５】
次に、特許第２９８４５７９号公報に開示されてなる従来例２を、生物反応槽の模式的構成説明図の図８を参照しながら、同公報に記載されている同一名称ならびに同一符号を以って説明すると、生物反応槽１を嫌気槽２と好気槽４とからなる構成とし、嫌気槽２の底部に１００〜１０００ｍｍのピッチで２〜８ｍｍ径の複数の気孔を有する粗大気泡散気装置５を配設する。また、好気槽４の底部に２６０μｍの微細気孔を有する微細気泡散気板６を配設した構成になるものである。そして、粗大気泡散気装置５には１槽あたり０．７ｍ３／分の空気量が、また微細気泡散気板６には０．４ｍ３／分の空気量が供給される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例１に係る「嫌気性汚水処理方法およびその装置」、または上記従来例２に係る「生物反応槽」によれば、汚水を浄化処理することができるのでそれなりに有用であるが、それぞれ後述するような解決すべき課題がある。
【０００７】
先ず、上記従来例１では、処理槽２内に０．５〜１０ｇ／ｍ３分の量の酸素が送気されるが、この酸素量は、１．８〜３５．８リットル／ｍ３分(２０℃)の空気量に相当する。本願出願人の実験によれば、空気量は１．４リットル／ｍ３分が適切であるという結果が得られ、この従来例１に係る空気量の範囲は必ずしも適切ではない。この従来例１に係る散気装置５は、処理槽２の底部に配設されているが、槽の形状によっては汚水を十分に攪拌することができない。
【０００８】
上記従来例２では、嫌気槽２の底部に１００〜１０００ｍｍのピッチで２〜８ｍｍ径の複数の気孔を有する粗大気泡散気装置５が配設されているが、空気放出停止時に気孔から粗大気泡散気装置５に汚水が逆流したりするので空気の送気に支障が生じ、汚水を十分に攪拌することができなくなる恐れがある。
【０００９】
従って、本発明は、嫌気槽または無酸素槽内の汚水の酸素状態を適正範囲に維持しながら、長期間安定して汚水を十分に攪拌することを可能ならしめる生物反応槽およびその攪拌方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、従って上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る生物反応槽が採用した手段の特徴とするところは、嫌気槽または無酸素槽内に流入する下水、排水等の汚水を、これら嫌気槽または無酸素槽内に設けられた散気装置からの気泡の放出により攪拌しながら浄化処理する生物反応槽において、前記散気装置は、前記嫌気槽または無酸素槽内に配設されてなる１以上の送気管と、これら送気管のそれぞれに所定のピッチで配設された複数のディフューザとから構成されてなり、前記ディフューザは、前記送気管に接続され、中心部に空気流路を有する送気筒と、この送気筒の上部に外嵌され、外周部に複数の気孔を有すると共に、上部に傘部を有するクラウンと、このクラウンの内部空間の上部に収容され、前記空気流路からの空気の流入により浮き上がり、クラウンの内部空間側に開口する空気流路の上部開口部の遮断を開放する一方、空気の送気停止時には下降して前記上部開口部を遮断するブロック状の弁体とからなるところにある。
【００１１】
本発明の請求項２に係る生物反応槽が採用した手段の特徴とするところは、請求項１に記載の生物反応槽において、前記送気管は、前記嫌気槽または無酸素槽の１内壁側の偏った位置に配管されてなるところにある。
【００１２】
本発明の請求項３に係る生物反応槽が採用した手段の特徴とするところは、請求項２に記載の生物反応槽において、前記嫌気槽または無酸素槽の水深中間位置に、前記送気管が配管されると共に、前記嫌気槽または無酸素の送気管配設側の１内壁側と他内壁側とを隔て、これら１内壁側と他内壁側との間で汚水を循環させる整流板が配設されてなるところにある。
【００１３】
本発明の請求項４に係る生物反応槽の攪拌方法が採用した手段の特徴とするところは、嫌気槽または無酸素槽内に流入する下水、排水等の汚水を浄化処理するために、前記嫌気槽または無酸素槽内に設けられたディフューザの気孔から粗大気泡を間欠的に放出して前記汚水を攪拌する生物反応槽の攪拌方法であって、前記送気管から前記ディフューザに空気を送気しているときには前記送気管から気孔に通じる空気流路を開放して前記複数の気孔から粗大気泡を放出し、放出した粗大気泡を前記気孔の上部の傘部の下面に沿って外方に広がらせると共に、空気の送気停止時には前記空気流路を遮断するところにある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の生物反応槽の攪拌方法を実施する実施の形態１に係る生物反応槽を、模式的に示すその側面断面図の図１(ａ)と、好気槽側から見た嫌気槽の横断断面図の図１(ｂ)と、粗大気泡散気装置を構成するディフューザの外形図の図１(ｃ)と、粗大気泡放出状態を示すディフューザの半部断面示構成説明図の図２(ａ)と、送気停止状態を示すディフューザの半部断面示構成説明図の図２(ｂ)とを順次参照しながら説明する。
【００１５】
図１(ａ)に示す符号１は、下水、排水等の汚水を微生物により浄化処理する生物反応槽であって、この生物反応槽１は、沈殿池１０から下水、排水等の汚水が流入すると共に、図示しない最終沈殿池から汚泥が返送される嫌気槽または無酸素槽(以下、嫌気槽という。)２と、この嫌気槽２で処理された処理水が流入する好気槽３とから構成されており、嫌気・好気活性汚泥法により汚水を浄化処理するものである。前記嫌気槽２は水深６ｍ以内の汚水を流入させる深さのもので、その底部付近であって、かつ１内壁側の偏った位置に、図１(ｂ)に示すように、粗大気泡散気装置４が設けられている。このように、この粗大気泡散気装置４を嫌気槽２の１内壁側の偏った位置に配設することにより、嫌気槽２の１内壁側から粗大気泡が上昇するので、１内壁側の汚水は上昇流となり、水面付近で水平流となると共に、他壁側で下降流となるので、汚水は効果的に攪拌される。
【００１６】
前記粗大気泡散気装置４は、嫌気槽２の上部に配管された送気元管４３、およびこの送気元管４３から分岐し、嫌気槽２の内壁に沿って配管された送気分岐管４２ａを介し、この送気分岐管４２ａの分岐部付近に介装されてなる自動開閉弁４４の開閉により間欠的に空気が送気され、前記嫌気層２の底面の近傍に、この底面と平行に配置された送気管４２ｂと、この送気管４２ｂに所定のピッチで配設され、嫌気槽２内の汚水中に粗大気泡４５を放出するディフューザ４１とから構成されている。なお、前記送気元管４３には、図示しない送風機から空気が送気されるものである。
【００１７】
前記ディフューザ４１は、例えば図１(ｃ)に示すような外形になるもので、１ｍｍ以上の大きさの気孔を有すると共に、送気中は空気の流路が確保され、送気停止時は空気の流路が遮断されるように構成されていて、送気停止時に前記送気管４２内への汚水の逆流を阻止する機能を備えている。このディフューザ４１の具体的な内部構成は、図２(ａ)，(ｂ)に示すように、前記送気管４２ｂに接続され、中心部に空気流路４１ｂを有する送気筒４１ａと、この送気筒４１ａの上部に外嵌され、外周部に複数の気孔４１ｄを有するクラウン４１ｃと、このクラウン４１ｃの内部空間の上部に収容され、前記空気流路４１ｂからの空気の流入により浮き上がり、クラウン４１ｃの内部空間側に開口する空気流路４１ｂの上部開口部の遮断を開放する一方、空気の送気停止時には下降して前記上部開口部を遮断するブロック状の弁体４１ｅとから構成されている。
【００１８】
従って、前記ディフューザ４１によれば、空気の送気時には空気は、図２(ａ)において破線矢印で示すように、空気流路４１ｂ、この空気流路４１ｂの上部開口部と弁体４１ｅとの間を通ってクラウン４１ｃの内部空間に流入し、次いでクラウン４１ｃの外周部に設けられている気孔４１ｄから粗大気泡４５として流出し、クラウン４１ｃの傘部の下面に沿って外方に広がると共に嫌気槽２内の汚水中に放出されて上昇する。一方、空気の送気停止時には、図２(ｂ)において実線矢印で示すように、汚水は気孔４１ｄからクラウン４１ｃの内部空間内に流入するが、弁体４１ｅにより空気流路４１ｂの上部開口部が遮断されていて空気流路４１ｂに流入することがないので、送気管４２ｂへの汚水の流入が阻止されることとなる。
【００１９】
前記好気槽３は水深６ｍ以内の汚水を流入させる深さのもので、その底部付近に、送気管５２と、この送気管５２に所定のピッチで配設され、好気槽３の横断断面のほぼ全域に渡って微細気泡を放出する散気板５１とからなる微細気泡散気装置５が配設されている。この好気槽３は、前記嫌気槽２と異なり、酸素の溶解を促進させ、好気槽３内の汚水の溶存酸素を１．５ｍｇ／リットル以上に保持する必要があるので、この散気板５１には微細気泡を放出する１５０〜４００μｍの径の気孔が複数設けられている。この散気板５１の気孔からの微細気泡の放出により、酸素の溶解を促進させて汚水の好気状態を維持しながら、汚水を攪拌することができる。
【００２０】
以下、本実施の形態１に係る生物反応槽１の作用態様を説明すると、粗大気泡散気装置４それぞれのディフューザ４１の気孔４１ｄから嫌気槽２内の汚水中に、１．０〜３．０リットル／ｍ３分の空気が粗大気泡４５として、５５分経過毎に５分間放出される。これらディフューザ４１のそれぞれは、上記のとおり、前記送気管４２ｂ内への汚水の逆流を阻止する機能を備えているために、従来例２に係る生物反応槽のように、空気の送気停止中でも送気管４２ｂ内に汚水が逆流したりするようなことがない。
【００２１】
従って、本実施の形態１に係る生物反応槽１によれば、支障なく空気溶解効率の低い粗大気泡４５を放出することができ、この粗大気泡４５の上昇により嫌気槽２内の汚水を効果的に攪拌することができる。また、従来例１よりも少量の送気量で良いため、嫌気槽２内の汚水の嫌気状態を容易に維持することができる。 因みに、この嫌気槽２内の汚水のＤＯ(溶存酸素)は約０ｍｇ／リットルであり、またＯＲＰ(酸化還元電位)は−３００〜−２００ｍＶであって、嫌気状態が保持されていることを確認した。
【００２２】
なお、上記従来例１に係る嫌気性汚水処理装置の問題点として、送気する空気量１．８〜３５．８リットル／ｍ３分(２０℃)は必ずしも適切でなく、１．４リットル／ｍ３分が適切な空気量であると述べた。それにもかかわらず、この実施の形態１に係る生物反応槽１において、送気する空気量の範囲を１．０〜３．０リットル／ｍ３分としたのは、嫌気槽２の形状や嫌気槽２内の汚泥混合濃度等の条件が相違していたとしても、汚水を確実に、かつ十分攪拌することができ、しかも嫌気性微生物の繁殖を妨げない嫌気状態を確実に維持することができたからである。また、本実施の形態１に係る生物反応槽１においては、空気は粗大気泡４５として、例えば５５分経過毎に５分間放出されるが、この放出時間も嫌気槽２の形状や嫌気槽２内の汚泥混合濃度等の条件によって相違するから、これらの時間は条件に応じて適宜変更されて然るべきものである。
【００２３】
ところで、攪拌装置として用いる粗大気泡散気装置４は、微細気泡散気装置５に比較して安価であり、送気管４２内に汚水が逆流しないから、攪拌装置として微細気泡散気装置を用いる場合に比較して生物反応槽の製造コストに関して経済的に有利になるのに加えて、その維持管理コストやランニングコストに関して有利になるという効果もある。
【００２４】
本発明の実施の形態２に係る生物反応槽を、模式的に示すその側面断面図の図３を参照しながら説明する。但し、本実施の形態２に係る生物反応槽が、上記実施の形態１に係る生物反応槽と相違するところは循環水管の有無にあり、それ以外は全く同構成であるから、同一のもの並びに同一機能を有するものに同一符号を付して、その相違する点について説明する。
【００２５】
即ち、本実施の形態２に係る生物反応槽１は、上記実施の形態１と同様に、嫌気槽２と好気槽３とを備えている。そして、前記嫌気槽２には前記好気槽３から、この好気槽３で処理された処理水の一部を循環させる循環水管６が連通してなる構成になっている。
【００２６】
従って、本実施の形態２に係る生物反応槽１によれば、循環式硝化脱窒法により汚水が浄化されるが、上記のとおり、上記実施の形態１に循環管６が付加されているだけだから、本実施の形態２に係る生物反応槽は上記実施の形態１に係る生物反応槽と同様に、嫌気槽２内の酸素状態を適正範囲に維持しながら攪拌することができるという効果がある。
【００２７】
本発明の実施の形態３に係る生物反応槽を、模式的に示すその側面断面図の図４を参照しながら説明する。但し、本実施の形態３に係る生物反応槽が、上記実施の形態１に係る生物反応槽と相違するところは、槽の構成と循環水管の有無にあり、それ以外は同構成であるから、同一のもの並びに同一機能を有するものに同一符号を付して、その相違する点について説明する。
【００２８】
即ち、本実施の形態３に係る生物反応槽１は、上記実施の形態１と同様に、嫌気槽２と好気槽３とを備えている。前記嫌気槽２は、水深６ｍ以内の汚水を流入させる深さのもので、その底部付近であって、かつ１内壁側の偏った位置に粗大気泡散気装置４が設けられ、図示しない最初沈殿池から一次処理された下水、排水等の汚水が流入すると共に、図示しない最終沈殿池から汚泥が返送される第１嫌気槽２１と、この第１嫌気槽２１で処理された処理水が流入する第２嫌気槽２２とからなっている。そして、この第２嫌気槽２２に前記好気槽３から、この好気槽３で処理された処理水の一部を循環させる循環水管６が連通してなる構成になっている。
【００２９】
従って、本実施の形態３に係る生物反応槽１によれば、嫌気・無酸素・好気法によって汚水が浄化処理されるが、上記のとおり、嫌気槽２が第１嫌気槽２１と第２嫌気槽２２とに２分割されている点と、循環水管６が設けられている点とにあり、それ以外は上記実施の形態１に係る生物反応槽と同構成であるから、本実施の形態３に係る生物反応槽は上記実施の形態１に係る生物反応槽と同様に、嫌気槽２内の酸素状態を適正範囲に維持しながら攪拌することができるという効果がある。
【００３０】
本発明の実施の形態４に係る生物反応槽を、模式的に示す２段構えのその側面断面図の図５(ａ)と、模式的に示す３段構えのその側面断面図の図５(ｂ)とを参照しながら説明する。但し、本実施の形態４に係る生物反応槽が、上記実施の形態１に係る生物反応槽と相違するところは、槽の構成と循環水管の有無にあり、それ以外は同構成であるから、同一のもの並びに同一機能を有するものに同一符号を付して、その相違する点について説明する。
【００３１】
本実施の形態４は、ステップ流入式多段脱窒化法で汚水を浄化処理するものであって、図５(ａ)に示す生物反応槽１は、嫌気槽２と好気槽３とからなる前段部分と、この前段部分の下流側に設けられ、嫌気槽２と好気槽３とからなる後段部分の2段構えに構成されている。そして、前記後段部分の嫌気槽２に、この後段部分の好気槽３から、この好気槽３で浄化処理された処理水の一部を循環させる循環水管６が連通している。
【００３２】
図５(ｂ)に示す生物反応槽１は、嫌気槽２と好気槽３とからなる前段部分と、この前段部分の下流側に設けられ、嫌気槽２と好気槽３とからなる中段部分と、この中段部分の下流側に設けられ、嫌気槽２と好気槽３とからなる後段部分の３段構えに構成されている。そして、前記後段部分の嫌気槽２に、この後段部分の好気槽３から、この好気槽３で浄化処理された処理水の一部を循環させる循環水管６が連通している。
【００３３】
本実施の形態４に係る生物反応槽１によれば、嫌気槽２と好気槽３とが交互に配設されると共に、後段部分の好気槽３から嫌気槽２に、この好気槽３で浄化処理された処理水の一部を循環させる循環水管６が連通しているだけだから、本実施の形態４に係る生物反応槽１は上記実施の形態１に係る生物反応槽１と同様に、嫌気槽２内の酸素状態を適正範囲に維持しながら攪拌することができるという効果がある。
【００３４】
本発明の実施の形態５に係る生物反応槽を、模式的に示すその側面断面図の図６(ａ)と、好気槽側から見た嫌気槽の横断断面図の図６(ｂ)とを参照しながら説明する。但し、本実施の形態５に係る生物反応槽が上記実施の形態１に係る生物反応槽と相違するところは、嫌気槽と好気槽との深さの相違にあり、それ以外は同構成であるから、同一のもの並びに同一機能を有するものに同一符号を付して説明する。
【００３５】
図６(ａ)に示す符号１は、生物反応槽であって、この生物反応槽１は嫌気槽２と、この嫌気槽２で処理された処理水が流入する好気槽３とから構成されており、前記嫌気槽２と好気槽３とは、共に水深６ｍを超える深さになっている。前記嫌気槽２の水深中間位置で、かつ１内壁側の偏った位置に、図６(ｂ)に示すように、底面と平行に配設されてなる送気管４２ｂと、この送気管４２ｂに所定のピッチで配設されてなるディフューザ４１とからなる粗大気泡散気装置４が設けられている。さらに、この粗大気泡散気装置４配設側の１内壁側と他内壁側とを隔て、前記粗大気泡散気装置４よりも上方位置まで延び、かつ嫌気槽２の底部付近の下方位置まで延びる整流板７が配設されている。
【００３６】
前記整流板７の働きにより、前記粗大気泡散気装置４が水深中間位置に配設されているにもかかわらず、粗大気泡４５の放出により生じる汚水の上昇流が整流板７の上端を超えると下降流となり、そして整流板７の下端と嫌気槽２の底面との間を流れると共に上昇流となって対流するので、嫌気槽２内の汚水の全体が効果的に攪拌される。
【００３７】
前記好気槽３の水深は、上記のとおり、６ｍを超える深さになっており、前記嫌気槽２と同様に、水深中間位置で、かつ１内壁側の偏った位置に、底面と平行に配設されてなる送気管５２と、この送気管５２に所定のピッチで配設され、微細気泡を放出する散気板５１とからなる微細気泡散気装置４が配設されている。さらに、この微細気泡散気装置５配設側の１内壁側と他内壁側とを隔て、前記微細気泡散気装置５よりも上方位置まで延び、かつ好気槽３の底部付近の下方位置まで延びる整流板７′が配設されている。この好気槽３においても、前記嫌気槽２と同様、整流板７′の働きにより、好気槽３内の汚水の全体が効果的に攪拌され、適正範囲の好気状態に維持される。
【００３８】
本実施の形態５に係る生物反応槽１によれば、嫌気槽２と好気槽３との深さが上記実施の形態１に係る生物反応槽と相違するだけで、そして整流板７の働きにより、嫌気槽２内の汚水を効果的に対流させて攪拌することができるので、上記実施の形態１に係る生物反応槽と同等の効果がある。さらに、この効果に加えて、嫌気槽２の水深が深いにもかかわらず、粗大気泡散気装置４が水深中間の浅い位置に配設されていて、空気の送気圧を低圧にすることができる。つまり、送風機の動力エネルギーを削減することができるから、生物反応槽１のランニングコストの低減に寄与することができる。
【００３９】
ところで、本実施の形態５に係る生物反応槽１においては、嫌気・好気活性汚泥法により汚水を浄化処理する、図１(ａ)に示す嫌気槽２と好気槽３とからなる構成の場合を例として説明したが、これら嫌気槽２と好気槽３とが図３乃至図５(ａ)，(ｂ)に示す何れの配設構成になる生物反応槽に対しても、本実施の形態５に係る生物反応槽１の技術的思想を適用することができ、また６ｍ以内の水深の嫌気槽２に対しても、粗大気泡散気装置５と遮蔽板７とを配設することにより、汚水を効果的に攪拌するという所期の目的を達成することができるので、嫌気槽２の水深に限定されるものではない。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の請求項１乃至３に係る生物反応槽または本発明の請求項４に係る生物反応槽の攪拌方法によれば、嫌気槽または無酸素槽内に設けられたディフューザは送気管内への汚水の逆流を阻止する機能を備えていて、従来例２に係る生物反応槽のように、空気の送気停止中でも送気管内に汚水が逆流するようなことがないから、支障なく空気溶解効率の低い粗大気泡を放出することができ、この粗大気泡により嫌気槽内の汚水を対流させて、効果的に攪拌することができる。また、従来例１に係る嫌気性汚水処理装置の場合よりも少量の空気量で良いため、嫌気槽内の汚水の嫌気状態を容易に維持することができるという優れた効果がある。
【００４１】
また、本発明の請求項１乃至３に係る生物反応槽によれば、攪拌装置として用いる粗大気泡散気装置は、微細気泡散気装置に比較して安価である。従って、攪拌装置として微細気泡散気装置を用いる場合に比較して生物反応槽の製造コストに関して経済的に有利になるのに加えて、その維持管理コストやランニングコストに関して有利になるという効果もある。
【００４２】
さらに、本発明の請求項３に係る生物反応槽によれば、嫌気槽または無酸素槽の水深中間位置に配設された送気管にディフューザが配設され、前記嫌気槽または無酸素の送気管配設側の１内壁側と他内壁側とを隔てる整流板が配設されているので、上記効果があるのに加えて、空気の送気圧を低圧にすることができ、送気するための動力エネルギーを削減することができるから、生物反応槽のランニングコストの低減に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係り、図１(ａ)は模式的に示す生物反応槽の側面断面図、図１(ｂ)は好気槽側から見た嫌気槽の横断断面図、図１(ｃ)は粗大気泡散気装置を構成するディフューザの外形図である。
【図２】 本発明の実施の形態１に係り、図２(ａ)は粗大気泡放出状態を示すディフューザの半部断面示構成説明図、図２(ｂ)は送気停止状態を示すディフューザの半部断面示構成説明図である。
【図３】 本発明の実施の形態２に係り、模式的に示す生物反応槽の側面断面図である。
【図４】 本発明の実施の形態３に係り、模式的に示す生物反応槽の側面断面図である。
【図５】 本発明の実施の形態４に係り、図５(ａ)は模式的に示す２段構えの生物反応槽の側面断面図、図５(ｂ)は模式的に示す３段構えの生物反応槽の側面断面図である。
【図６】 本発明の実施の形態５に係り、図６(ａ)は模式的に示す生物反応槽の側面断面図、図６(ｂ)は好気槽側から見た嫌気槽の横断断面図である。
【図７】 従来例１に係る嫌気性汚水処理装置の概略断面図である。
【図８】 従来例２に係る生物反応槽の模式的構成説明図である。
【符号の説明】
１…生物反応槽
２…嫌気槽または無酸素槽、２１…第１嫌気槽、２２…第２嫌気槽
３…好気槽
４…粗大気泡散気装置、４１…ディフューザ、４１ａ…送気筒、４１ｂ…空気流路、４１ｃ…クラウン、４１ｄ…気孔、４１ｅ…弁体、４２ａ…送気分岐管、４２ｂ…送気管、４３…送気元管、４４…自動開閉弁、４５粗大気泡
５…微細気泡散気装置、５１…散気板、５２…送気管
６…循環水管
７…整流板(嫌気槽)
７′…整流板(好気槽)
１０…沈殿池
Claims (4)
- 嫌気槽または無酸素槽内に流入する下水、排水等の汚水を、これら嫌気槽または無酸素槽内に設けられた散気装置からの気泡の放出により攪拌しながら浄化処理する生物反応槽において、前記散気装置は、前記嫌気槽または無酸素槽内に配設されてなる１以上の送気管と、これら送気管のそれぞれに所定のピッチで配設された複数のディフューザとから構成されてなり、前記ディフューザは、前記送気管に接続され、中心部に空気流路を有する送気筒と、この送気筒の上部に外嵌され、外周部に複数の気孔を有すると共に、上部に傘部を有するクラウンと、このクラウンの内部空間の上部に収容され、前記空気流路からの空気の流入により浮き上がり、クラウンの内部空間側に開口する空気流路の上部開口部の遮断を開放する一方、空気の送気停止時には下降して前記上部開口部を遮断するブロック状の弁体とからなることを特徴とする生物反応槽。
- 前記送気管は、前記嫌気槽または無酸素槽の１内壁側の偏った位置に配管されてなることを特徴とする請求項１に記載の生物反応槽。
- 前記嫌気槽または無酸素槽の水深中間位置に、前記送気管が配管されると共に、前記嫌気槽または無酸素の送気管配設側の１内壁側と他内壁側とを隔て、これら１内壁側と他内壁側との間で汚水を循環させる整流板が配設されてなることを特徴とする請求項２に記載の生物反応槽。
- 嫌気槽または無酸素槽内に流入する下水、排水等の汚水を浄化処理するために、前記嫌気槽または無酸素槽内に設けられたディフューザの気孔から粗大気泡を間欠的に放出して前記汚水を攪拌する生物反応槽の攪拌方法であって、前記送気管から前記ディフューザに空気を送気しているときには前記送気管から気孔に通じる空気流路を開放して前記複数の気孔から粗大気泡を放出し、放出した粗大気泡を前記気孔の上部の傘部の下面に沿って外方に広がらせると共に、空気の送気停止時には前記空気流路を遮断することを特徴とする生物反応槽の攪拌方法。
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