JP4481066B2 - 汚水浄化槽及び汚水浄化槽の脱臭方法 - Google Patents
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Description
本発明は、屎尿、その他の生活排水、厨房排水、ディスポーザ排水等又はこれらの合併汚水（以下、汚水ともいう）を処理対象とする汚水浄化槽及び汚水浄化槽の脱臭方法に関し、詳しくはオゾンを用いて脱臭を行うものに関する。
通常、汚水浄化槽の流入汚水には悪臭源となる物質が多く含まれている。これらの悪臭源、具体的にはタンパク質、尿素等は、主に嫌気処理槽（沈殿分離槽、嫌気濾床槽、夾雑物除去槽等）において嫌気分解され、硫化水素、メルカプタン類、メチルアミン類、アンモニア等といった悪臭発生物質となってしまう。特に、汚水浄化槽に計画負荷量以上の汚水が流入した場合は、嫌気処理槽内の酸化還元電位が低下し、嫌気分解が促進され、これらの臭気発生物質の生成量が多くなる。
生成された臭気発生物質の一部は、嫌気処理槽水面から揮発したり、好気処理槽でのばっ気に伴い汚水浄化槽内の空間部に放出されたり、場合によっては汚水浄化槽のマンホールから槽外に漏洩したりする。このような場合の対策としては、汚水浄化槽に臭突管を設置するようにしている。
臭突管を設置する以外の汚水浄化槽を対象とする脱臭方法としては、生物脱臭法、マスキング法、吸着法、薬剤添加法、オゾン酸化法等、種々の方法が提案されている。この中で、オゾン酸化法は、装置が簡単であり、アンモニアを除く殆どの悪臭物質を分解できるといった特徴を有していることから、検討がなされてきた。
図４は、オゾン酸化法を適用した汚水浄化槽の脱臭方法の一例を示すものである。脱臭方法は、汚水流入管２０に連通しているオゾン供給管５０から処理室５１内にオゾンを供給し、気相中にてオゾンと臭気物質とを反応させることにより脱臭を行っている（特許文献１参照）。また、汚水浄化槽の上部空間部又は好気処理槽の散気部材にオゾン含有空気を送気して槽内空間部のオゾン濃度を０．１ｐｐｍ前後に維持して脱臭を行う方法も提案されている（特許文献２参照）。
特許第３４０６２５３号公報
特開２０００−２３３１９２号公報
ところで、オゾンは強い酸化力を有する反面、気相中では臭気物質との反応速度が遅いことが知られている。このため、特許文献１のように単純に浄化槽内の空間部にオゾンを供給する方法では、オゾン濃度をある程度以上に確保しないと、オゾンと臭気物質との反応が進みにくいとの問題があった。また、上記方法では、槽内液中での臭気物質の生成を抑制したり、液中に溶解している臭気物質の酸化分解をしたりすることができないため、効果的に脱臭を行うことが難しいとの問題があった。
また、特許文献２に記載される方法では、液中に溶解している臭気物質の酸化分解はある程度期待できるが、嫌気処理槽における臭気物質の生成を抑制することができないため、脱臭効率が悪いとの問題があった。
本発明は、上記問題点を解消しようとするものであり、簡単な装置で効果的に脱臭を行うことができる汚水浄化槽及び汚水浄化槽の脱臭方法を提供することを目的とする。
上記課題を達成するため、本発明では次の構成をとった。
（１）本発明は、嫌気処理槽と、散気部材を有する好気処理槽と、この好気処理槽内の液の一部を上記嫌気処理槽へと循環させるエアリフトポンプとを備え、上記散気部材及びエアリフトポンプへと空気を供給する空気供給管の途中に、オゾン発生装置を設けた汚水浄化槽である。
（２）また、項（１）において、更に汚水浄化槽内であって、処理水の水面よりも高い位置に脱臭触媒を備えた汚水浄化槽である。
（３）更に、嫌気処理槽と、散気部材を有する好気処理槽と、この好気処理槽内の液の一部を上記嫌気処理槽へと循環させるエアリフトポンプとを備える汚水浄化槽の脱臭方法であって、上記散気部材及びエアリフトポンプへと空気を供給する空気供給管の途中に、オゾン発生装置を設けて、散気部材及びエアリフトポンプにオゾン含有空気を供給する汚水浄化槽の脱臭方法である。
（１）本発明は、嫌気処理槽と、散気部材を有する好気処理槽と、この好気処理槽内の液の一部を上記嫌気処理槽へと循環させるエアリフトポンプとを備え、上記散気部材及びエアリフトポンプへと空気を供給する空気供給管の途中に、オゾン発生装置を設けた汚水浄化槽である。
（２）また、項（１）において、更に汚水浄化槽内であって、処理水の水面よりも高い位置に脱臭触媒を備えた汚水浄化槽である。
（３）更に、嫌気処理槽と、散気部材を有する好気処理槽と、この好気処理槽内の液の一部を上記嫌気処理槽へと循環させるエアリフトポンプとを備える汚水浄化槽の脱臭方法であって、上記散気部材及びエアリフトポンプへと空気を供給する空気供給管の途中に、オゾン発生装置を設けて、散気部材及びエアリフトポンプにオゾン含有空気を供給する汚水浄化槽の脱臭方法である。
槽内空間部の一画に脱臭触媒を設けると、脱臭触媒表面においてオゾンと臭気物質とが反応して臭気物質が分解され、更に脱臭効率が高められるとともに、余剰なオゾンも分解されて汚水浄化槽のマンホール外にオゾンが漏れるのを防ぐことができる。
また、上記方法によれば、好気処理槽の液相中において溶存臭気物質の酸化分解を行うことができるだけでなく、汚水浄化槽内の空間部（気相中）においても、溶解せずに空間部に放出されたオゾンにより臭気物質を酸化分解することができる。更に、オゾン溶解水を嫌気処理槽２１に循環することにより、嫌気処理槽２１の酸化還元電位の低下を防いで硫化水素に代表される臭気物質の生成を抑制することができる。
本発明によれば、好気処理槽の液相中において溶存臭気物質を分解できるだけでなく、汚水浄化槽内の空間部（気相中）でも、臭気物質を分解することができる。また、オゾン溶解水を嫌気処理槽に循環することにより、嫌気処理槽の酸化還元電位の低下を防いで悪臭物質の生成を抑制することができるため、効果的に脱臭を行うことができる。
更に、槽内空間部の一画に脱臭触媒を設ける場合には、脱臭効率がより高められるとともに、余剰のオゾンを分解して汚水浄化槽の外にオゾンが漏れるのを防ぐことができる。処理水の脱色、運転初期の発泡抑制効果にも寄与できる。
以下、図面を参照して、本発明の汚水浄化槽及び汚水浄化槽の脱臭方法の実施例を説明する。
図１は、本発明の汚水浄化槽の１実施例を示す概略断面図である。先ず構造について説明すると、汚水浄化槽は、嫌気処理槽第１室２１、嫌気処理槽第２室２２、好気処理槽３０、処理水槽（沈殿槽）４０並びに消毒槽３３を備えている。
図１は、本発明の汚水浄化槽の１実施例を示す概略断面図である。先ず構造について説明すると、汚水浄化槽は、嫌気処理槽第１室２１、嫌気処理槽第２室２２、好気処理槽３０、処理水槽（沈殿槽）４０並びに消毒槽３３を備えている。
嫌気処理槽２１、２２に設けられている濾床２３の形状は、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。尚、濾床２３は嫌気濾床槽第２室２２にだけ設けてもよく、又は嫌気濾床槽第１室２１及び嫌気濾床槽第２室２２の両室から除くこともできる。
好気処理槽３０には、生物反応床９ａとその下方に生物反応用の散気部材１１を設けている。また、好気処理槽３０の下流側には好気処理槽３０で処理された液を嫌気処理槽第１室２１に移送するためのエアリフトポンプ３１を設けている。
生物反応床９ａには、流入液中の有機物を好気的に処理する微生物が付着する濾材（微生物担体、微生物付着材、接触材）を充填している。尚、生物反応床９ａは流動床でも固定床でもよい。
濾材の形状は、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。
本実施例では、好気処理槽３０に設けられた散気部材１１及びエアリフトポンプ３１と、送風機３５とを接続する空気配管１５の途中にオゾン発生装置７を配置する。これにより、散気部材１１からオゾン含有空気を吐出させると共に、エアリフトポンプ３１にもオゾン含有空気を送り、エアリフトポンプ３１内で循環水４２にオゾンを溶解させて生成したオゾン溶解水を嫌気処理槽第１室２１に循環させる。尚、循環水４２に溶解したオゾンは、直ちに分解して溶存酸素となる場合もあるが、単純に空気を用いた場合よりも高い酸素濃度が得られるので、嫌気処理槽第１室２１の酸化還元電位の低下を防ぐことができる。
また、図１に示す実施例では、循環水４２を嫌気処理槽第１室２１の１箇所に戻しているが、循環配管１７を分岐したり、循環配管１７の途中に孔を空けたりして、嫌気処理槽２１、２２上部の複数の箇所から散水するようにしても良い。このようにすると、オゾン溶解水を汚水浄化槽空間部に存在する臭気物質と接触させる面積及び時間が増大するので、より効果的に脱臭を行うことができる。
オゾン発生装置７から供給されるオゾン濃度は、通常１０〜１００ｐｐｍ、好ましくは３０〜６０ｐｐｍである。この濃度範囲にすると、微生物に悪影響を与えずに、液中の臭気物質の酸化分解を行うことができる。また、槽内空間部でのオゾン濃度を０．５〜５ｐｐｍ程度に保てるので気相中での臭気物質の分解も効果的に行うことができる。なお、オゾンの供給は、流入汚水中の流入パターンや有機物濃度等に応じて連続的または間欠的に行ったり、更にはオゾン濃度を変化させたりすることもできる。
図２は、本発明の別の実施例を示す汚水浄化槽の概略断面図である。
汚水浄化槽は、嫌気処理槽第１室２１、嫌気処理槽第２室２２、好気処理槽３０、処理水槽（沈殿槽）４０並びに消毒槽３３を備えている。
汚水浄化槽は、嫌気処理槽第１室２１、嫌気処理槽第２室２２、好気処理槽３０、処理水槽（沈殿槽）４０並びに消毒槽３３を備えている。
好気処理槽３０は、上部に生物反応室９、下部に濾過室１０を備えている。尚、図２に示す汚水浄化槽では、生物反応室９と濾過室１０とは上下に配置されているが、この２室の位置関係はこれに限るものではなく水平方向に配置されても良い。
濾過室１０には、濾材を充填した濾過床１０ａを形成させて、流入液中のＳＳを捕捉除去する。充填する濾材としては、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。
濾過床１０ａの下方には、濾過床１０ａを洗浄するための洗浄用散気部材１２と、濾過床１０ａに捕捉されたＳＳを剥離した際に生じる洗浄排水４を嫌気処理槽第１室２１に移送するための洗浄排水引抜きポンプ１４とを設けている。
洗浄用散気部材１２と洗浄排水引抜きポンプ１４とは、空気配管１６により流路切替装置１３を介して送風機３５に接続している。流路切替装置１３は、送風機３５から送られる空気を空気配管１５、１６のいずれか一方に送るように切り替える装置であり、電磁弁、切替弁等を用いることができ、本実施例ではタイマーによって自動的に切替を行える切替弁を使用している。浄化槽の通常運転時には、送風機３５からの空気を空気配管１５に送るように設定しているが、タイマーで設定した時刻（洗浄運転時）になると空気配管１６に流路を切り替えて濾過床１０ａを洗浄する。
このような汚水浄化槽の場合、空気配管１５に空気が流れている時にオゾン発生装置７の電源が入るようにすることが好ましく、この手段としては、オゾン発生装置７の電源を流路切替装置１３のタイマーと連動させても良いし、オゾン発生装置７の入り口付近に風圧センサーを設けて、風圧が設定値以下になるとオゾン発生装置７の電源を切るようにさせてもよい。
図３は、汚水浄化槽内の一画に脱臭触媒１９を設けている汚水浄化槽の１実施例を示す概略断面図である。尚、図３に示す汚水浄化槽は、脱臭触媒１９を設置している以外は図２と同様となっている。
脱臭触媒１９には、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ及びＲｈ等の酸化物または塩のいずれか一つ、またはこれらを組み合わせたものを用いることができる。また、ゼオライト、モンモリロナイト、アロフェン、イモゴライト、珪藻土等の天然鉱物や、木炭、活性炭、炭素繊維等の炭素材料を用いたり、これらに前記Ｔｉ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ及びＲｈ等の酸化物または塩の少なくとも一つを担持させたものを用いたりしてもよい。
脱臭触媒１９の設置場所は、汚水浄化槽内の空間部、即ち、処理水の水面よりも高い位置であれば、どこに設けても良いが、好ましくは各マンホール３９の下方付近、より具体的には、マンホール蓋の裏面に固定して設ける。マンホール３９の下方に設けると、未分解のオゾンと臭気物質がマンホール３９から漏洩する前に、これらを反応させて分解することができる。また、槽内液の飛散により脱臭触媒１９表面が汚れて触媒効果が低下するのを防げるほか、脱臭触媒１９を交換する際の作業も容易である。
以下、汚水の処理について説明する。汚水は、汚水流入口２０から嫌気処理槽第１室２１に入り、流入汚水中の固形物の分離と嫌気処理が行われる。嫌気処理槽第１室２１からの移流液は、嫌気処理槽第２室２２に入り、更なる固形物の分離と嫌気処理が行われる。
嫌気処理槽第２室２２からの移流液は、好気処理槽３０に入り、生物反応室９において嫌気処理槽第２室２２からの移流液中の有機物を好気的に生物分解し、生成したＳＳを濾過室１０で捕捉濾過する。
濾過床１０ａは、時間の経過とともにＳＳが蓄積して目詰まりするので、定期的又は適宜に（逆）洗浄する。この洗浄は、送風機３５の空気を洗浄用散気部材１２から吐出させ、濾過床１０ａをバブリングするとともに、送風機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）１４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１０ａを下降し、洗浄排水引抜きポンプ１４によって洗浄排水排出部材１４ａを経て、嫌気処理槽第１室２１へ戻る。濾過床１０ａの洗浄は、通常、一般家庭で汚水が排出されることが少ない深夜に行うことが好ましい。好気処理槽３０からの移流液は、処理水槽４０を経て、消毒槽３３に入り薬筒３８と接触させて消毒した後、処理水として放流口４１から放流される。
３…流入液、７…オゾン発生装置、９…生物反応室、９ａ…生物反応床、１０…濾過室、１０ａ…濾過床、１１…（反応用）散気部材、１２…洗浄用散気部材、１３…流路切換装置、１４…洗浄排水引抜きポンプ、１４ａ…洗浄排水排出部材、１５…空気配管、１６…空気配管、１７…循環配管、１９…脱臭触媒、２０…汚水流入口、２１…嫌気処理槽第１室、２２…嫌気処理槽第２室、２３…濾床、３０…好気処理槽、３１…エアリフトポンプ、３３…消毒槽、３５…送風機、３８…薬筒、３９…マンホール、４０…処理水槽、４１…放流口、４２…循環水、５０…オゾン供給管、５１…処理室
Claims (3)
- 嫌気処理槽と、散気部材を有する好気処理槽と、この好気処理槽内の液の一部を上記嫌気処理槽へと循環させるエアリフトポンプとを備え、上記散気部材及びエアリフトポンプへと空気を供給する空気供給管の途中に、オゾン発生装置を設けた汚水浄化槽。
- 請求項１において、更に汚水浄化槽内であって、処理水の水面よりも高い位置に脱臭触媒を備えた汚水浄化槽。
- 嫌気処理槽と、散気部材を有する好気処理槽と、この好気処理槽内の液の一部を上記嫌気処理槽へと循環させるエアリフトポンプとを備える汚水浄化槽の脱臭方法であって、上記散気部材及びエアリフトポンプへと空気を供給する空気供給管の途中に、オゾン発生装置を設けて、散気部材及びエアリフトポンプにオゾン含有空気を供給する汚水浄化槽の脱臭方法。
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