JP4222822B2 - Septic tank and sewage treatment method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は生物濾過処理槽を有する浄化槽の構築技術に関し、詳しくは生物濾過処理槽における被処理水処理の一層の合理化に資する浄化槽の構築技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
特開2001−246392号公報では、好気処理槽を有する浄化槽の一例が開示されている。この浄化槽における好気処理槽では、上下二段の区画室が形成されている。このうち上段側区画室は、充填材を固定的に充填して固定床とした好気処理室とされ、下段側区画室は、流動性充填材を充填して半固定床とした濾過室とされている。そして通常運転時には、好気処理室で好気処理された被処理水が、下方の濾過処理室に流通して適宜濾過処理されるよう構成される。
【0003】
かかる従来の浄化槽によれば、被処理水は好気処理された後で濾過処理され、しかる後で下流側処理槽へ移送されるよう構成される、かかる処理を一層効率化するための工夫、および浄化槽におけるエネルギ効率を一層向上するための工夫を講じた浄化槽の構築が更に望まれる。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−246392号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、生物濾過処理の効率を一層向上するとともに、浄化槽におけるエネルギ効率を一層向上することが可能な浄化槽の構築技術を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、各請求項記載の発明が構成される。
本発明によれば、生物処理領域と濾過処理領域とが形成された生物濾過処理槽を有する浄化槽が構成される。「浄化槽」としては、被処理水の汚濁物質濃度の高低を問わず各種の浄化槽が包含され得る。また本発明における「生物処理」の典型としては、槽内の好気性微生物に酸素を供給することで被処理水に対する好気処理(酸化処理の一種であり、散気処理とも称呼される)がこれに該当する。
【0007】
本発明における浄化槽は、生物処理領域と濾過処理領域とを区画する仕切壁と、仕切壁の上方の上方移流部と、仕切壁の下方の下方移流部を備える。本発明における生物濾過処理槽の生物処理領域には、被処理水中での流動が規制された固定床が形成される。生物処理領域を固定床で構成することにより、流動床の場合と比較して、濾材表面に生物膜を早く形成することが可能であり、生物処理の立ち上げを早めることが可能となる。「固定床」の形成態様としては、例えば一体型の固定床を槽内に配置して処理領域を形成する態様のみならず、多数の担体を稠密状に充填して固定床を形成する態様が可能であるが、特に前者による場合、被処理水の流動を許容しつつ担体の流動を防止するための多孔板を生物処理領域上端領域および下端領域に配置する必要がないため、浄化槽構造の一層の合理化に資することとなる。
【0008】
なお、当該生物処理領域の固定床の比表面積の設定についは、生物処理を遂行するための微生物の有効付着面積の確保およびコストのバランスを図る見地より、40〜400m2/m3程度とするのが好ましく、特にコストパフォーマンスを最大限に奏する見地からすれば100〜300m2/m3程度に設定するのが更に好ましい。
【0009】
さらに本発明に係る浄化槽では、生物処理領域と濾過処理領域との間で上方移流部及び下方移流部を通じて被処理水のみの移流が可能とされ、これにより生物濾過処理槽内に、被処理水を生物処理領域から濾過処理領域へ移送するとともに生物処理領域へ還流するよう旋回流が形成される。かかる旋回流を介して被処理水の流動を円滑に行なうことが可能となるため、浄化槽駆動のためのエネルギ効率を大幅に向上することができるとともに、旋回流によって濾過処理に供された被処理水を、さらに生物処理領域に還流することで生物処理を重畳的に行なうことが可能であり、被処理水の処理効率に優れることとなる。
【0010】
本発明によれば、前記の浄化槽における生物処理領域と濾過処理領域とは並列状に配設される。また生物処理領域の下方にはエア供給手段が配置される。エア供給手段からのエア上向流は、生物処理領域における生物処理を遂行するとともに、生物濾過処理槽内に旋回流を形成する。エア供給手段がエア上向流を供給することで、生物処理領域において被処理水に好気処理が施されることとなる。しかも当該エア上向流によって生物濾過処理槽内に旋回流が形成されるので、好気処理を行うためのエア流を旋回流形成の駆動源と兼務させることで、浄化槽のエネルギ効率を一層向上することが可能となる。なお生物処理領域および濾過処理領域は並列して配置されれば足り、互いに隣接する形態、並列するものの離間して配置される形態のいずれをも包含する。
【0011】
本発明によれば、前記の浄化槽における濾過処理領域には、被処理水中での流動が規制された固定床が形成される。濾過処理領域を固定床によって構成することにより、当該濾過処理領域が閉塞され難くなり、濾過処理領域の洗浄頻度を低減することができる。「固定床」の形成態様としては、例えば一体型の固定床を槽内に配置して処理領域を形成する態様のみならず、多数の担体を稠密状に充填して固定床を形成する態様が可能であるが、特に前者による場合、被処理水の流動を許容しつつ担体の流動を防止するための多孔板を生物処理領域上端領域および下端領域に配置する必要がないため、浄化槽構造の一層の合理化に資することとなる。なお、当該濾過処理領域の濾材比表面積の設定についは、濾過処理能力を高水準で保持する見地より、40〜400m2/m3程度とするのが好ましく、特に閉塞回避との均衡を考慮すれば、100〜300m2/m3程度に設定するのが更に好ましい。
【0012】
本発明によれば、前記の浄化槽において、旋回流の単位時間当たりの流量を増大することで濾過処理領域が洗浄されるように構成される。上記のように濾過処理領域を固定床で構成した場合であっても、当該濾過処理領域の洗浄頻度が低減されるとはいえ、洗浄の必要性を完全に払拭することは困難である。本発明によれば、旋回流の容量を適宜コントロールすることで濾過処理領域の洗浄作用を兼務させることが可能となり、浄化槽構造の一層の合理化に資することとなる。
【0013】
本発明によれば、前記の浄化槽における濾過処理領域には、被処理水中での流動が許容される粒状の担体が多数充填された流動床が形成される。濾過処理領域を多数の粒状担体が充填された流動床で構成することにより、固定床で構成する場合に比べて濾材比表面積を大幅に増大し、濾過処理能力を向上することが可能である。その一方、濾材比表面積の増大により濾過処理領域による濾過処理量が増大するため、本発明では、濾過処理領域を洗浄するためのエア供給手段が設定されることとなる。
【0014】
本発明によれば、前記の浄化槽と実質的に同等の構成を有する浄化槽を用いた合理的な汚水の処理方法が構成される。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態である浄化槽、および当該浄化槽に設けられる生物濾過処理槽の詳細につき、図面を参照しつつ説明する。
図1に模式的に示すように、本実施の形態に係る浄化槽101は、浄化槽ハウジング102内に各種の機能を奏する処理槽が配置されてなる。処理槽は、浄化槽ハウジング102に流入する被処理水の処理流路117の上流側から順に、夾雑物除去槽103、嫌気濾床槽105、好気処理槽107、処理水槽109、消毒槽111という順で配置される。図1において流入部113から浄化槽101に流入した被処理水については、まず夾雑物除去槽103において、被処理水中の比較的大きめの固形物あるいは油脂等が固液分離されて当該被処理水から除去される。
【0016】
夾雑物除去槽103で処理された被処理水は、次に嫌気濾床槽105へ移流される。嫌気濾床槽105内の濾床には、特に図示しないものの、有機汚濁物を嫌気処理(還元処理)する嫌気性微生物が付着した濾材が設けられており、被処理水中の有機汚濁物が当該嫌気濾床槽105内の嫌気性微生物によって適宜嫌気処理されることになる。嫌気濾床槽105において嫌気処理された被処理水は、次に好気処理槽107に移流される。さらに好気処理槽107から処理水槽109へ移送された被処理水は、消毒槽111において消毒処理を受けた後、浄化槽ハウジング102に付設された放流ポンプ槽115に送られ、当該放流ポンプ槽115から浄化槽101外部に放流される。
【0017】
本発明の特徴的構成要素である好気処理槽107の詳細な構成が図2に示される。好気処理槽107は、本発明における「生物濾過処理槽」の一例に対応している。好気処理槽107は、仕切壁121を介して区画され、相互に並列状に配置された好気処理領域123および濾過処理領域125を有する。そして好気処理槽107内の被処理水は、仕切壁121よりも上方に水位境界線WLを形成する。好気処理領域123内の被処理水の水位と、濾過処理領域125内の被処理水の水位、および処理水槽109内の被処理水の水位はいずれも等しくなるように構成される。
【0018】
好気処理領域123内および濾過処理領域125内には、それぞれ固定床124,126が配置されている。固定床124,126は、槽内の被処理水に対する流動が規制された多孔性のプレート部材の集合体として構成されるとともに、特に図示しない取付ブラケットを介して好気処理槽107本体部に止着される。本実施の形態では、各固定床124,126は、それぞれポリエチレンを多孔プレート状に成形して構成されるととともに、比表面積については概ね40〜400m2/m3程度の範囲から適宜選択して採用される。なおコストパフォーマンスおよび処理効率の均衡を特に重視するならば、100〜300m2/m3程度の範囲から選択することが望ましい。
【0019】
好気処理槽107内の被処理水は、好気処理領域123と濾過処理領域125との間で、上方移流部133および下方移流部135を通じて移流可能とされている。また好気処理槽107と、その下流側に設定される処理水槽109とは、処理水槽移流部141で連接されている。処理水槽移流部141は、図1に示す処理流路117の一部をなす。具体的には濾過処理領域125内の固定床126の下部領域と、処理水槽109の下部領域とが処理水槽移流部141で連接され、好気処理槽107内の被処理水は、この処理水槽移流部141を経由して処理水槽109に移流し、さらに処理水槽109内を上向していく構成とされている。
【0020】
好気処理槽107の処理水槽移流部141近傍には、被処理水移送用エアリフトポンプ143が設置されている。被処理水移送用エアリフトポンプ143は、移送管145を介して夾雑物除去槽103(図1参照)に接続される。これにより、濾過処理領域125から処理水槽109側へと移流されようとする被処理水の一部は、当該被処理水移送用エアリフトポンプ143および移送管145を介して夾雑物除去槽103(図1参照)へ還流され、浄化槽101の各処理槽における処理を重畳的に受けることになる。
【0021】
好気処理領域123内の固定床124の下方には、ブロワ151に連接されたエア供給手段153が設けられている。エア供給手段153は、特に図示しないものの多数の細孔が穿設された管状部材として構成されるとともに、ブロワ151から供給されたエアをエア流155として好気処理領域123内に吐出する。本実施の形態では、エア供給手段153からのエア供給量として1分あたり概ね40リットルの流量設定とされている。
【0022】
次に本実施の形態に係る浄化槽101の作用および使用方法について詳細に説明する。図1に示すように、流入部113を通じて浄化槽ハウジング102内の夾雑物除去槽103に流入した汚水等の被処理水に対し、当該夾雑物除去103内にて比較的大きめの固形物あるいは油脂等の固液分離処理がなされる。
【0023】
夾雑物除去槽103で固液分離処理された被処理水は、嫌気濾床槽105へ移流され、当該被処理水中の有機汚濁物が当該嫌気濾床槽105内の嫌気性微生物によって嫌気処理される。嫌気濾床槽105において嫌気処理された被処理水は、処理流路117を通じて好気処理槽107に移流される。
【0024】
次に、本実施の形態の好気処理槽107における各要素の作用について説明する。なお図2は、好気処理槽107にて好気処理が遂行される際の状態を示すものであり、さらに図2において被処理水の流れは白抜きの矢印で適宜示されている。図2から理解されるように、好気処理領域123において好気処理を行うには、当該好気処理領域123内の固定床124に付着した好気性微生物に酸素を供給するべく、好気処理領域123へとエア供給手段153からエア流155が吐出される。このエア流155は好気処理領域123内を上昇する上向流155aを規定することとなる。
【0025】
好気処理領域123内の固定床124には多数の好気性微生物が付着しており、当該好気性微生物は、上向流155aによる酸素の供給を受けて好気処理領域123内の被処理水に対し好気性処理(酸化処理)を行う。
【0026】
好気処理領域123における好気性処理で生じたSS(Suspended Solid)等の固形生成物は、好気処理領域123内に生じた上向流155aにより、好気処理領域123内の被処理水とともに、上方移流部133を経由して濾過処理領域125に移送される。このとき好気処理槽107内の被処理水の水位線WLは、仕切壁121よりも上位に位置し、被処理水が上方移流部133を通過するのを許容する。
【0027】
好気処理領域123における上向流155aが上方移流部133を通じて濾過処理領域125に流れ込むことにより、濾過処理領域125内には下向流155bが形成される。そして好気処理領域123における好気処理で生じた固形生成物ならびに被処理水に含有される他の固形成分は、この下向流155bに従って濾過処理領域125内を下方に移動しつつ、濾過処理領域125内の固定床126に適宜捕捉されることとなる。
【0028】
下向流155bによって濾過処理領域125を下方に移動した被処理水は、一部が下方移流部135を経由して好気処理領域123に還流し、残りの部分は処理水槽移流部141を経由して濾過処理領域125下部から処理水槽109へ移流される。
【0029】
本実施の形態では、好気処理領域123に固定床124を用いているため、流動床の場合と比較して、当該固定床124の表面に好気性微生物の生物膜を早く形成することが可能であり、好気処理の立ち上げを早めることが可能である。しかも固定床124の比表面積を適宜選定することにより、好気処理能力の向上および目詰まりによる好気処理領域123の閉塞回避という背反することになり易い要請を、最適状態にてバランスさせることが容易に行なえる。
【0030】
さらに本実施の形態では、エア供給手段153から吐出されたエア流155により、好気処理領域123内の上向流155a、上方移流部133における好気処理領域123から濾過処理領域125方向への流れ(図中右方向への流れ)、濾過処理領域125内の下向流155b、下方移流部135における濾過処理領域125から好気処理領域123方向への流れ(図中左方向への流れ)が形成され、これにより好気処理領域123から濾過処理領域125へ、そして濾過処理領域125から好気処理領域123へと被処理水が循環する旋回流159を形成されることなる。
【0031】
かくして浄化槽101の散気運転時(通常運転時)には、エア供給手段153からエア流155が好気処理領域123に供給され、当該エア流155によって好気処理領域123内に上向流155aが形成されるとともに、当該上向流155aによって好気処理領域123および濾過処理領域125間に被処理水の旋回流157が形成されることとなる。これにより、本来は好気処理領域123における好気性微生物への酸素の供給のために用いられるべきエア流につき、好気処理領域123から濾過処理領域125への被処理水移送手段を兼務させることが可能となり、浄化槽101におけるエネルギ効率の向上を図ることが可能となる。
【0032】
しかも当該旋回流159により、濾過処理領域125において濾過処理を受けた被処理水の一部は、再び好気処理領域123に還流されて好気性処理を受けることになる。すなわち旋回流159の形成により、被処理水に対する生物処理および濾過処理を重畳的に繰り返すことによって、生物処理および濾過処理の効果を高めることが可能となる。
【0033】
ところで上記散気運転による生物処理が進行した場合、濾過処理領域125内の固定床126によるSS等の固形成分の捕捉量が増大することに起因して、当該固定床126の目詰まりが生じる可能性がある。この対策として、本実施の形態に係る浄化槽101では、エア供給手段153によるエア流155の単位時間当たりの流量を増大し、旋回流159の流量を強くすることでこれに対処している。すなわち通常の好気処理時に比べて大容量の旋回流を好気処理槽107内に循環させることで濾過処理領域125における下向流の単位時間当たりの流量を大きくし、これによって濾過処理領域125内の固定床126に捕捉された固形生成物を除去する。本実施の形態では濾過処理領域125洗浄の際に、ブロワ151からの単位時間当たりのエア供給量が好気処理時の概ね二倍となるように設定されている。
【0034】
濾過処理領域125を洗浄した洗浄水は、当該濾過処理領域125の下部領域、すなわち旋回流159の下流側から被処理水移送用エアリフトポンプ143および移送管145を介して夾雑物除去槽103(図1参照)へ還流され、浄化槽101の各処理槽における処理を受けることになる。なお、濾過処理領域125を洗浄する際も、被処理水は処理流路117から好気処理槽107へと規制を受けることなく流入するため、洗浄水の引き抜きによって好気処理槽107内の水位が急減するといった事態は生じない。
【0035】
本実施の形態では、濾過処理領域125を洗浄するのに旋回流159の流量を増大するのみで対処可能であり、浄化槽101の構造の一層の合理化に資することとなる。また旋回流159を介して、単に濾過処理領域125のみならず更に好気処理領域123の洗浄効果も得ることが可能となる。さらに濾過処理領域125(および好気処理領域123)を洗浄した洗浄水を旋回流159の下流領域である濾過処理領域123の下部領域から被処理水移送用エアリフトポンプ143で引き抜くため、固形成分を多量に包含した洗浄水が好気処理槽107内に徒に拡散するのを極力抑制することが可能となる。
【0036】
(第2の実施形態)
次に本発明に第2の実施形態につき、図3および図4を参照しつつ説明する。第2の実施形態は、上記第1の実施形態における濾過処理領域125の構造変更に関する。従って、第1の実施形態と実質的に同等の要素については、便宜上、同等の符号を用いるとともに、詳細な説明を省略することとする。第2の実施形態に係る浄化槽201では、好気処理槽207中の濾過処理領域125につき、上記固定床126に代えて、流動式担体床が採用されている(すなわち第2の実施形態では、好気処理領域123には固定床126が設定される一方、濾過処理領域125には流動式担体床が設定される)。具体的には、図3に示すように、濾過処理領域125の上端部および下端部にそれぞれ上方多孔板227および下方多孔板229が配置されるとともに、当該上方多孔板227と下方多孔板229間に形成される空間領域に粒状の担体226が多数充填されて流動式担体床が構成される。各多孔板227,229には被処理水の流通を許容するとともに、担体226の流通を規制するように適宜設定された孔部が多数穿設されている。
【0037】
また好気処理領域123の下方側にはブロワ151に連接されたエア供給手段253aが配設される一方、濾過処理領域125における下方多孔板229の下方側にはブロワ151に連接された第2のエア供給手段253bが配設される。第1および第2のエア供給手段253a,253bの構成については上記第1の実施形態におけるエア供給手段153と実質的に同等ゆえに詳細な説明を省略する。また第2の実施形態の他の構成についても、上記第1の実施形態における構成と同等の内容を有するため、詳細な説明を省略する。
【0038】
上記のように構成される第2の実施形態に係る浄化槽201において好気処理を行なう際には、図3に示すように、好気処理領域123の下部に配された第1のエア供給手段253aから当該好気処理領域123にエア流155を供給する。このエア流155により、好気処理槽207内では、好気処理領域123に上向流155a、濾過処理領域125に下向流155bがそれぞれ作用する旋回流159が形成される。このとき濾過処理領域125の各担体226は、下向流155bによって濾過処理領域125下方側への流動圧力を受けることで下方多孔板229に支承されて濾床を形成し、これによって被処理水中の固形成分を捕捉して濾過処理を遂行する。
【0039】
第2の実施形態によれば、上記第1の実施形態と同様に、旋回流159による効果および固定床126を用いた好気処理領域123の効果が得られることの他に、濾過処理領域125を流動式担体床で構成したことにより、当該濾過処理領域125の実質的な濾過面積を大幅に向上することが可能となり、濾過処理能力に優れた浄化槽201が得られる。
【0040】
一方、濾過処理能力の向上に伴い、濾過処理が経時的に進行するにつれて、濾過処理領域125内の充填担体226が大量の濾過物を補足することに起因して目詰まりを生じ得る。そこで第2の実施形態では、図4に示すように、定期的に第2のエア供給手段253bから強いエア流256を濾過処理領域125に吐出する。このエア流256により、濾過処理領域125内には強い上向流256bが形成されるとともに、上方移流部133を通じて好気処理領域123に強い下向流256aを生じさせつつ、下方移流部135を経由して循環することで、好気処理槽207内に強い旋回流260が形成される。
【0041】
この旋回流260は、上向流256bによって濾過処理領域125内の各担体226を当該濾過処理領域125内(上方多孔板227と下方多孔板229間の空間領域内)で流動させつつ洗浄し、上記した好気処理時の旋回流159とは逆方向(図中反時計回り)に好気処理槽207内を流動していく。これにより担体226の洗浄水は、さらに好気処理領域123内の固定床126に対する洗浄作用も奏しつつ下方移流部135を経由して濾過処理領域125の下方、すなわち逆方向旋回流260の下流側領域に至り、そこから被処理水移送用エアリフトポンプ143及び移送管145を介して上流側処理槽に還流されることとなる。
【0042】
(第3の実施形態)
次に本発明に第3の実施形態につき、図5および図6を参照しつつ説明する。第3の実施形態は、上記第1および第2の実施形態における好気処理領域123の構造変更に関する。従って、第1および第2の実施形態と実質的に同等の要素については、便宜上、詳細な説明を省略することとする。
【0043】
第3の実施形態に係る浄化槽301に関し、図5では、好気処理槽307を用いて被処理水の好気処理を遂行する際の状態が示され、図6では濾過処理領域325の洗浄が遂行される際の状態が示される。
【0044】
第3の実施形態では、浄化槽301内の好気処理槽307における好気処理領域323につき、多数の担体326を当該好気処理領域323中に流動不能に充填することで固定床を形成している。具体的には、図5に示すように、好気処理領域323の上端部・下端部、あるいはそれらの近傍に、それぞれ上方多孔板327および下方多孔板329を配設することで、当該上方多孔板327と下方多孔板329間に形成される空間領域に粒状の担体326を稠密状に充填する。この結果、各担体326は互いに当接し合うことで被処理水内での自由な流動が規制された状態とされる。すなわち第3の実施形態では、粒状の担体326を多数充填することで、好気性微生物が付着するための実質的な表面積を大幅に増大しつつも、担体326が被処理水に対して流動するのを規制して生物膜の生成速度を速めることが可能とされる。また好気処理領域323および濾過処理領域325の下方にはそれぞれエア供給手段353a,353bが配設されている。
【0045】
上記のように構成される第3の実施形態に係る浄化槽301を用いて好気処理を行なう場合、図5に示すように、好気処理領域323の下部に配置されたエア供給手段353aから当該好気処理領域323にエア流355を供給し、これによって好気処理槽307内には、好気処理領域123に上向流155a、濾過処理領域125に下向流155bがそれぞれ作用する旋回流159が形成される。このとき、好気処理領域323内の各担体326は被処理水に対する自由な流動が規制された状態とされているため、当該好気処理領域323を上昇する上向流355aに対しては固定床状に作用しつつ好気処理を遂行する。また濾過処理領域325では、下向流155bにより各担体226は濾過処理領域325下方に押圧されつつ下方多孔板229に支承されて濾床を形成し、これによって被処理水中の固形成分を捕捉して濾過処理を遂行する。
【0046】
第3の実施形態によれば、上記第1および第2に実施形態における固定床124による好気処理領域123の構成とは異なり、被処理水に対する流動が規制された多数の担体を固定状に充填して好気処理領域323を形成する構成により、当該好気処理領域323の実質的な比表面積の大幅向上を図ることが可能となり、好気処理能力に優れた構成が得られる。
【0047】
なお第3の実施形態では、上記第2の実施形態と同様に、濾過処理領域325を流動式担体床で形成することに起因して、濾過処理の経時的進行とともに濾過処理領域325における担体326に濾過物による目詰まりの問題が生じ得る。従って第3の実施形態では、図6に示すように、定期的に第2のエア供給手段353bから強いエア流356を濾過処理領域325に吐出する。このエア流356により、濾過処理領域325内には強い上向流356bが形成されるとともに、当該上向流356bが上方移流部133を通じて好気処理領域323に強い下向流356aを生じさせつつ、下方移流部135を経由して循環することで、好気処理槽307内に強い旋回流360が形成される。
【0048】
この旋回流360は、上向流356bによって濾過処理領域325内の各担体326を当該濾過処理領域325内で流動させつつ洗浄し、上記した好気処理時の旋回流359とは逆方向(図中反時計回り)に好気処理槽307内を流動していく。これにより担体326の洗浄水は、さらに好気処理領域323内の各担体326に対する洗浄作用も奏しつつ下方移流部135を経由して濾過処理領域325の下方、すなわち逆方向旋回流360の下流側領域に至り、そこから被処理水移送用エアリフトポンプ143及び移送管145を介して上流側処理槽に還流されることとなる。なお当該逆方向旋回流360に対しても好気処理領域323内の担体326は流動が規制された状態を維持するため、担体326表面に形成された生物膜が必要以上に剥離するといった事態が未然に防止可能である。
【0049】
上記した各実施の形態については、本発明の要旨の範囲内において下記のように様々な変更を行うことができる。例えば、好気処理領域123については担体を流動規制しつつ稠密状に充填して固定床を形成する一方、濾過処理領域125については槽本体に止着可能なプレート状の固定床を用いて形成するといった構成を採用してもよい。あるいは濾過処理領域125について、担体を流動規制しつつ稠密状に充填して固定床を形成する構成を採用してもよい。
【0050】
また第2および第3の実施形態に係るブロワ151につき、それぞれ好気処理領域用及び濾過処理領域用と、独立して配置する構成を採用してもよいし、タイマーおよび位相制御手段を適宜利用して、単一のブロワを時間制御および風量制御して対応してもよい。また、被処理水移送用エアリフトポンプ143の駆動を兼務可能なブロワを用いて構成してもよい。
【0051】
また被処理水の移送に関し、本実施の形態では一の被処理水移送用エアリフトポンプ143によって散気運転時および濾過処理領域洗浄時の双方における引き抜き・移送を行ったが、これを別々に設置してもよい。
【0052】
なお処理水移送用エアリフトポンプ143によって、被処理水を好気処理槽107よりも上流側の処理槽であって、夾雑物除去槽103以外の処理槽、例えば嫌気濾床槽105に還流する構成も採用可能である。また好気処理槽107(および207,307)において仕切壁121を省略する構成も採用可能である。
【0053】
さらに上記第2および第3の実施形態では、濾過処理領域125,325を洗浄する際に逆方向旋回流を利用する形態を採用したが、例えば濾過処理領域125,325における洗浄水が好気処理槽207,307に拡散するのを極力抑制する見地からは、旋回流を利用せず、濾過処理領域125,325の洗浄水が好気処理領域123,323側に流出しないように規制する構成を採用することも可能である。
【0054】
【発明の効果】
本発明によれば、生物濾過処理槽を有する浄化槽において、生物濾過処理の効率を一層向上するとともに、浄化槽におけるエネルギ効率を一層向上することが可能な浄化槽の構築技術が提供されることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に係る浄化槽の全体構成を示す。
【図2】 本発明の実施の形態に係る生物濾過処理槽につき、散気運転時の状態を示す。
【図3】 本発明の第2の実施形態に係る生物濾過処理槽につき、散気運転時の状態を示す。
【図4】 本発明の第2の実施形態に係る生物濾過処理槽につき、濾過処理領域洗浄時の状態を示す。
【図5】 本発明の第3の実施形態に係る生物濾過処理槽につき、散気運転時の状態を示す。
【図6】 本発明の第3の実施形態に係る生物濾過処理槽につき、濾過処理領域洗浄時の状態を示す。
【符号の説明】
101 浄化槽
102 浄化槽ハウジング
103 夾雑物除去槽
105 嫌気濾床槽
107 生物濾過処理槽
109 処理水槽
111 消毒槽
113 流入部
115 放流ポンプ
117 処理流路
119 被処理水
121 仕切壁
123 生物処理領域
124 固定床
125 濾過処理領域
126 固定床
133 上方移流部
135 下方移流部
141 処理水槽移流部
143 被処理水移送用エアリフトポンプ
145 移送管
151 ブロワ
153 エア供給手段
155 上向流
157 下降流
159 旋回流
226 粒状担体
227 上方多孔板
229 下方多孔板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technology for constructing a septic tank having a biological filtration treatment tank, and more particularly, to a technology for constructing a septic tank that contributes to further rationalization of water treatment in a biological filtration treatment tank.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-246392 discloses an example of a septic tank having an aerobic treatment tank. In the aerobic treatment tank in this septic tank, upper and lower two-stage compartments are formed. Of these, the upper compartment is an aerobic treatment chamber that is fixedly filled with a filler and is a fixed bed, and the lower compartment is a filtration chamber that is filled with a fluid filler and is a semi-fixed bed. Has been. During normal operation, the water to be treated that has been aerobically treated in the aerobic treatment chamber flows into the lower filtration treatment chamber and is appropriately filtered.
[0003]
According to such a conventional septic tank, the water to be treated is filtered after being subjected to an aerobic treatment, and then transferred to a downstream treatment tank, and a device for further increasing the efficiency of such treatment, It is further desired to construct a septic tank that has been devised to further improve the energy efficiency of the septic tank.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-246392 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
This invention is made | formed in view of this point, and it aims at providing the construction technology of the septic tank which can improve the energy efficiency in a septic tank further while improving the efficiency of biological filtration processing further. .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention described in each claim is configured.
According to the present invention, a septic tank having a biological filtration treatment tank in which a biological treatment region and a filtration treatment region are formed is configured. The “septic tank” may include various septic tanks regardless of the level of contaminants in the water to be treated. In addition, as a typical example of “biological treatment” in the present invention, an aerobic treatment (a kind of oxidation treatment, also referred to as aeration treatment) is performed on water to be treated by supplying oxygen to aerobic microorganisms in the tank. This is the case.
[0007]
The septic tank in this invention is provided with the partition wall which divides a biological treatment area | region and a filtration process area | region, the upper advection part above a partition wall, and the lower advection part below a partition wall. In the biological treatment region of the biological filtration treatment tank according to the present invention, a fixed bed in which flow in the treated water is restricted is formed. By configuring the biological treatment region with a fixed bed, it is possible to form a biological film on the surface of the filter medium faster than in the case of a fluidized bed, and to speed up the start of biological treatment. As the formation mode of the “fixed bed”, for example, there is an embodiment in which a fixed bed is formed by densely filling a large number of carriers in addition to an embodiment in which an integrated fixed bed is arranged in a tank to form a treatment region. Although it is possible, especially in the former case, it is not necessary to arrange a perforated plate for preventing the flow of the carrier while allowing the flow of the water to be treated in the upper end region and the lower end region of the biological treatment region. It will contribute to rationalization.
[0008]
The specific surface area of the fixed bed in the biological treatment area is set to 40 to 400 m from the viewpoint of securing an effective adhesion area of microorganisms for performing biological treatment and balancing costs. 2 / M 3 It is preferable to set it to about 100 to 300 m from the viewpoint of maximizing cost performance. 2 / M 3 More preferably, the degree is set.
[0009]
Further, in the septic tank according to the present invention, only the water to be treated can be transferred between the biological treatment region and the filtration treatment region through the upper advection part and the lower advection part, and thereby, the treated water is placed in the biological filtration treatment tank. A swirling flow is formed so as to transfer the water from the biological treatment area to the filtration treatment area and to return to the biological treatment area. Since the water to be treated can be smoothly flowed through the swirl flow, the energy efficiency for driving the septic tank can be greatly improved, and the treatment to be subjected to the filtration process by the swirl flow Biological treatment can be performed in a superposed manner by returning water to the biological treatment region, and the treatment efficiency of the water to be treated is excellent.
[0010]
According to the present invention, the biological treatment area and the filtration treatment area in the septic tank are arranged in parallel. An air supply means is disposed below the biological treatment area. The air upward flow from the air supply means performs biological treatment in the biological treatment area and forms a swirl flow in the biological filtration treatment tank. When the air supply means supplies the air upward flow, the water to be treated is subjected to the aerobic treatment in the biological treatment region. In addition, a swirl flow is formed in the biological filtration treatment tank by the upward air flow, so that the energy efficiency of the septic tank is further improved by combining the air flow for performing the aerobic treatment with the drive source for the swirl flow formation. It becomes possible to do. The biological treatment area and the filtration treatment area need only be arranged in parallel, and include both forms that are adjacent to each other and forms that are arranged in parallel but are spaced apart.
[0011]
According to the present invention, a fixed bed in which flow in the water to be treated is restricted is formed in the filtration treatment region in the septic tank. By constituting the filtration treatment region with a fixed bed, the filtration treatment region is not easily blocked, and the frequency of cleaning the filtration treatment region can be reduced. As the formation mode of the “fixed bed”, for example, there is an embodiment in which a fixed bed is formed by densely filling a large number of carriers in addition to an embodiment in which an integrated fixed bed is arranged in a tank to form a treatment region. Although it is possible, especially in the former case, it is not necessary to arrange a perforated plate for preventing the flow of the carrier while allowing the flow of the water to be treated in the upper end region and the lower end region of the biological treatment region. It will contribute to rationalization. In addition, about the setting of the filter medium specific surface area of the said filtration process area | region, from the viewpoint of maintaining filtration processing capability at a high level, it is 40-400m. 2 / M 3 It is preferable to set the degree to 100 to 300 m, especially considering the balance with blockage avoidance. 2 / M 3 More preferably, the degree is set.
[0012]
According to the present invention, the septic tank is configured such that the filtration region is cleaned by increasing the flow rate per unit time of the swirling flow. Even when the filtration treatment area is configured as a fixed bed as described above, it is difficult to completely wipe out the necessity of washing, although the frequency of washing the filtration treatment area is reduced. According to the present invention, by appropriately controlling the volume of the swirling flow, it is possible to perform the cleaning operation of the filtration treatment region, which contributes to further rationalization of the septic tank structure.
[0013]
According to the present invention, a fluidized bed filled with a large number of granular carriers that are allowed to flow in the water to be treated is formed in the filtration region in the septic tank. By constituting the filtration treatment region with a fluidized bed filled with a large number of granular carriers, it is possible to significantly increase the filter medium specific surface area and improve the filtration treatment ability as compared with the case of constituting with a fixed bed. On the other hand, since the amount of filtration processing by the filtration treatment region increases due to the increase in the specific surface area of the filter medium, in the present invention, an air supply means for cleaning the filtration treatment region is set.
[0014]
According to the present invention, a rational sewage treatment method using a septic tank having a configuration substantially equivalent to that of the septic tank is configured.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the details of a septic tank according to an embodiment of the present invention and a biological filtration treatment tank provided in the septic tank will be described with reference to the drawings.
As schematically shown in FIG. 1, the
[0016]
The treated water treated in the
[0017]
A detailed configuration of the
[0018]
[0019]
The water to be treated in the
[0020]
In the vicinity of the treated water
[0021]
An
[0022]
Next, the action and method of use of the
[0023]
The treated water that has been subjected to the solid-liquid separation treatment in the
[0024]
Next, the operation of each element in the
[0025]
A large number of aerobic microorganisms adhere to the fixed
[0026]
Solid products such as SS (Suspended Solid) generated by the aerobic treatment in the
[0027]
As the
[0028]
The treated water that has moved downward in the
[0029]
In the present embodiment, since the fixed
[0030]
Furthermore, in the present embodiment, the
[0031]
Thus, during the aeration operation (normal operation) of the
[0032]
Moreover, due to the
[0033]
By the way, when the biological treatment by the aeration operation proceeds, the fixed
[0034]
The washing water that has washed the
[0035]
In the present embodiment, it is possible to cope with the cleaning of the
[0036]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The second embodiment relates to the structural change of the
[0037]
An air supply means 253a connected to the
[0038]
When the aerobic treatment is performed in the
[0039]
According to the second embodiment, in addition to the effect of the swirling
[0040]
On the other hand, as the filtration process progresses with the improvement of the filtration process capability, clogging may occur due to the filling
[0041]
This
[0042]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The third embodiment relates to a structural change of the
[0043]
Regarding the
[0044]
In the third embodiment, with respect to the
[0045]
When performing the aerobic treatment using the
[0046]
According to the third embodiment, unlike the structure of the
[0047]
In the third embodiment, similarly to the second embodiment, the
[0048]
The
[0049]
About each above-mentioned embodiment, various changes can be made as follows within the scope of the gist of the present invention. For example, while the
[0050]
In addition, the
[0051]
In addition, regarding the transfer of the water to be treated, in the present embodiment, the
[0052]
A configuration in which treated water is returned to a treatment tank other than the
[0053]
Furthermore, in the said 2nd and 3rd embodiment, when the filtration process area |
[0054]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the septic tank which has a biological filtration processing tank, while improving the efficiency of a biological filtration process further, the construction technology of the septic tank which can further improve the energy efficiency in a septic tank was provided. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an overall configuration of a septic tank according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows a state during aeration operation for the biological filtration treatment tank according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows a state during aeration operation for a biological filtration treatment tank according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows a state during washing of a filtration treatment area in a biological filtration treatment tank according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 shows a state during aeration operation for a biological filtration treatment tank according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 shows a state during washing of a filtration treatment area in a biological filtration treatment tank according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
101 Septic tank
102 Septic tank housing
103 Debris removal tank
105 Anaerobic filter bed tank
107 biological filtration tank
109 treated water tank
111 Disinfection tank
113 Inflow part
115 Discharge pump
117 treatment channel
119 treated water
121 partition wall
123 Biological treatment area
124 fixed floor
125 Filtration area
126 Fixed floor
133 Upper advection section
135 Lower advection
141 Treated water tank advection section
143 Airlift pump for transferring treated water
145 transfer pipe
151 Blower
153 Air supply means
155 upward flow
157 Downstream
159 Swirl
226 Granular carrier
227 Upper perforated plate
229 Lower perforated plate
Claims (3)
前記生物処理領域及び濾過処理領域を区画する仕切壁と、前記仕切壁の上方の上方移流部と、前記仕切壁の下方の下方移流部を備え、
前記生物処理領域には、被処理水中での流動が規制された固定床が形成されるとともに、前記生物処理領域の下方にはエア供給手段が配置され、
前記濾過処理領域には、被処理水中での流動が許容された粒状の担体が多数充填された流動床が形成されるとともに、当該流動床の下方には第2のエア供給手段が配置され、
さらに前記生物処理領域と前記濾過処理領域との間で前記上方移流部及び下方移流部を通じて被処理水のみの移流が可能とされ、これにより散気運転時に前記エア供給手段による前記生物処理領域の下方からのエア上向流によって、前記生物濾過処理槽内には、被処理水を前記生物処理領域から前記濾過処理領域へ移送するとともに前記生物処理領域へ還流するよう旋回流が形成される一方、濾過処理領域洗浄時に前記第2のエア供給手段による前記流動床の下方からのエア上向流によって、前記担体が流動して前記濾過処理領域が洗浄されることを特徴とする浄化槽。A septic tank having a biological filtration treatment tank in which a biological treatment region and a filtration treatment region are formed,
A partition wall that partitions the biological treatment region and the filtration treatment region, an upper advection part above the partition wall, and a lower advection part below the partition wall,
The biological treatment area, fixed bed flow in the water to be treated is regulated is formed Rutotomoni, air supply means is arranged below the biological treatment area,
In the filtration region, a fluidized bed filled with a large number of granular carriers allowed to flow in the water to be treated is formed, and a second air supply means is disposed below the fluidized bed,
Further, only the water to be treated can be transferred between the biological treatment area and the filtration treatment area through the upper advection section and the lower advection section . by air upflow from below, while the in the biological filtration treatment tank, that will be formed swirling flow to reflux into the biological treatment area with transferring treated water from the biological treatment area to the filtration area The clarification tank , wherein the carrier flows and the filtration region is washed by the upward air flow from the lower side of the fluidized bed by the second air supply means during the filtration region washing .
前記エア供給手段からのエア上向流により生じる前記旋回流の単位時間当たりの流量を増大することで、前記濾過処理領域が洗浄されることを特徴とする浄化槽。The septic tank according to claim 1 ,
The septic tank characterized by cleaning the said filtration process area | region by increasing the flow volume per unit time of the said swirling flow produced by the air upward flow from the said air supply means .
前記生物処理領域において、被処理水中での流動が規制された固定床を用いて当該被処理水を生物処理するとともに、
前記濾過処理領域において、被処理水中での流動が許容された粒状の担体が多数充填された流動床を用いて当該被処理水を濾過処理し、
前記生物処理領域の下方からのエア上向流によって形成された旋回流により、前記生物処理領域と前記濾過処理領域とを区画する仕切壁の上方及び下方の上方移流部及び下方移流部を通じ被処理水のみを前記生物処理領域から前記濾過処理領域へ移送した後で前記生物処理領域へ還流するステップと、
前記流動床の下方からのエア上向流によって、前記担体が流動して前記濾過処理領域を洗浄するステップと、
を有することを特徴とする汚水の処理方法。A method for treating sewage using a biological filtration treatment tank in which a biological treatment region and a filtration treatment region are formed,
In the biological treatment area, biologically treating the treated water using a fixed bed in which flow in the treated water is restricted,
In the filtration treatment region, the treatment water is filtered using a fluidized bed filled with a large number of granular carriers allowed to flow in the treatment water,
The swirl flow formed by the upward air flow from below the biological treatment region is processed through the upper and lower advection portions and the lower advection portion above and below the partition wall that partitions the biological treatment region and the filtration treatment region. a step of refluxing to the biological treatment area only water from the biological treatment area after transferring to the filtration area,
Washing the filtration region by flowing the carrier by upward air flow from below the fluidized bed;
A method for treating sewage, comprising:
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