JP4702749B2 - 水処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般家庭等から排出される生活雑排水を処理する水処理装置に関し、詳しくは汚泥を好気消化する機能を有するものに関する。

一般家庭等から排出される生活雑排水を処理する水処理装置は、広く普及しているが、設置場所を制限されることから小型化が望まれている。水処理装置の小型化のためには、前処理部分である汚泥貯留部を小型化することが重要であり、そのためには汚泥を消化し汚泥容量を減量することがなされている。汚泥の好気消化については例えば、特許文献１に開示されている。

特許文献１に記載されるものは、１つの槽を、下部が連通するように隔壁にて隔て、隔てた一方の室に散気装置を設置することで好気状態を作り出し、汚泥の好気消化を行っている。
特開２０００−５７８８

しかしながら、特許文献１に示すものは、散気装置を設置していない、もう一方の室が、嫌気状態となり、汚泥がガス化して浮上し、スカムとなって液面に出現する。この出現したスカムは、次槽へと移送されるので、後段への負荷が増大してしまい、全体として処理能力不足となってしまう。
また、特許文献１には、スカムの流出を防止するスカム遮蔽板も記載されているが、これは一時的にスカムが移送されるのを食い止めるのみで、次々と発生するスカムへの対応とはなっていない。
更に、特許文献１には、スカム除去装置の記載もあるが、この装置はＵ字形状の移送管であり、ポンプ等も必要となる。

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、ポンプ等の高価な付帯装置を必要とせず、次々と発生するスカムに対応可能な水処理装置を提供することを目的とする。

本発明は、以下のものに関する。
（１）被処理水中の固形物又は汚泥を分離する固液分離槽と、この固液分離槽にて分離された固形物又は汚泥を好気消化する好気消化槽と、この好気消化槽に酸素供給を行う散気装置とを備え、上記固液分離槽と好気消化槽とが、隔壁により隔てられると共に、この隔壁の上部に両槽間の連通部を設けた水処理装置。
（２）項（１）において、好気消化槽が、散気装置から供給される酸素を遮蔽し、上部及び下部を上記好気消化槽と連通する遮蔽板により形成されるスカム貯留部を有する水処理装置。
（３）項（１）又は（２）において、固液分離槽が、被処理水の流入口を有し、隔壁に設けられた上部連通部が、上記流入口よりも低い位置に設置される水処理装置。
（４）項（１）乃至（３）の何れかにおいて、固液分離槽が、この固液分離槽にて発生したスカムを、隔壁に設けられた上部連通部を介して、固液分離槽から好気消化槽へと移送するスカム誘導手段を有した水処理装置。
（５）項（２）乃至（４）の何れかにおいて、スカム貯留部が、このスカム貯留部にて発生したスカムを、遮蔽板の上部連通部を介して、スカム貯留部から好気消化槽へと移送するスカム誘導手段を有した水処理装置。
（６）項（４）又は（５）において、スカム誘導手段が、スカムの上昇方向移動力を上部連通部方向移動力へと変化させる遮蔽板である水処理装置。

本発明によれば、固液分離槽にて次々と発生するスカムが、隔壁に設けた上部連通部より好気消化槽へと移送され、好気消化されるため、消化率が向上し汚泥が減容化される。
また、上部連通口を流入口よりも低い位置に設置した場合は、スカムによって流入口が堰き止められることを防ぐ事ができるので、汚水は流入管路に停滞することなくスムーズに流入する事ができる。
スカム誘導手段を設けたものは、より確実に多くのスカムを移送させることができ、特に、遮蔽板にて行うと、付帯設備として安価、容易に行うことができる。
スカム貯留部を設けたものは、好気消化槽内の汚泥（通常ＭＬＳＳ濃度約２０，０００ｍｇ／Ｌ以下）をスカム（通常ＭＬＳＳ濃度約８０，０００〜１００，０００ｍｇ／Ｌ）として濃縮保持できるため、好気消化槽への負荷が高い場合においても、好気消化槽内の濃度が安定し、その結果、固液分離槽での固液分離機能が破綻せず、後段へ汚泥が流出せず、水処理装置全体の性能が安定する。

本発明にて述べる固液分離槽は、固液分離機能を有していれば特に制限されるものでなく、濾床の有無を問わない。濾床を有する場合は、板状、網様板状、網様円筒状、骨格様球状等の濾材を用いることができる。
固液分離槽では、処理が進むにつれ、固液分離作用により上部が上澄水、下部が汚泥に分離され、下部の沈殿汚泥が、やがてスカムとなって浮上する。

本発明にて述べる好気消化槽は、槽内の一部又は全部を好気性に保つことができれば特に制限されるものでなく、濾床の有無を問わない。
濾床を設ける場合は、濾床内を好気状態に保つことができるように、散気装置の上方に設けることが望ましい。濾床は、微生物が着床し生物膜となり、汚泥中の有機物を分解し消化する。処理が進むにつれ生物膜は肥厚し、一部の生物膜は嫌気状態となり、嫌気消化も同時に進行する。濾床は、流動床にすることもできるが、清掃時に濾床内の消化汚泥を引抜き易いように固定床としたほうが好ましい。

本発明にて述べる散気装置は、少なくともその散気部分が、好気消化部に設置される。散気装置は、酸素溶解効率を上げるため、好気消化部の底部近傍に設置することが望ましく、少風量でも効率よく好気性消化が可能となる。更に、底部近傍に設置するので水流も早くなるため、底部に死水域ができることを防止できる。
尚、実際に散気させるものは、純酸素である必要はなく、酸素を含む気体、具体的には空気を用いることができる。

本発明にて述べる隔壁は、隣接する固液分離槽と、好気消化槽とを隔てるものであれば特に制限されるものではない。隔壁は、単純な板体を用いることもできるが、下方となる部分を、固液分離槽側へと折り曲げたものを使用することが好ましい。この折り曲げは、固液分離槽の下方形状を略ホッパー形状とすることができるので、汚泥等を一カ所に集積し易くする効果を奏する。

隔壁の上部には、固液分離槽と、好気消化槽とを結ぶ連通部を設けてある。
また、隔壁の下部には、下部連通口を設けることができ、この下部連通部は、固液分離槽下部に堆積する汚泥を、好気消化槽へと移送することに用いられる。即ち、固液分離槽の下部に堆積した汚泥は、先に述べた散気装置により発生する好気消化槽内の対流に引きつけられて、好気消化槽へと移送される。

上部連通口は、隔壁に開口を設けて設置され、水面よりも高い位置、具体的には水面より１０〜５０ｍｍ程度高い位置とする。これは、水面と同等又はそれ以下に設置されると、溢流先の好気消化部の水面が、ばっ気により脈動しているため、好気消化部から固液分離部に汚水が移流し、スカムを固液分離部から好気消化部にスムーズに移送できない。
尚、ここで述べる水面とは、槽の上部を流量調整槽として使用しているのであれば最高水位を示し、流量調整槽として未使用であれば定水位を示す。また、開口は、周囲壁を備え、そこに連通口を設けたものばかりでなく、一部切欠き、壁を一部低くしたものも含む。
上部連通口の形状は、固液分離部と好気消化部とを繋ぐものであれば特に制限されるものでなく、具体的には、口型、逆三角型、上部開放の凹型の形状等がある、また、隔壁上部の一部に限らず全部でもよい。

本発明にて述べるスカム誘導手段は、固液分離部の水面上方に設置される。固液分離部の水面上に発生したスカムは、次々に発生するスカムによって押し上げられる。押し上げられたスカムをスカム溢流口に誘導させるため、スカムの進行方向を上方へ向かう方向からスカム溢流口へ向かう方向へと方向転換させるように、遮蔽板を設置する。

本発明にて述べるスカム貯留部は、好気消化槽上部に設置され、遮蔽板によって好気消化槽と隔てられる。遮蔽板下部は好気消化槽と連通しているが、スカム貯留部への散気装置からの気泡の流入を遮断するため、遮蔽板は、その下方となる部分を、スカム貯留部側へと折り曲げたものを使用することが好ましい。

スカム貯留部の隔壁下部よりスカム貯留部内部に流入した汚水は、隔壁により好気消化槽にて発生した水流が遮断されているため酸素の持ち込みが無く、嫌気化してスカム化する。スカム貯留部内部の水面に発生したスカムは、次々に発生するスカムによって押し上げられる。押し上げられたスカムはスカム貯留部の遮蔽板上部に設けられた連通口より好気消化槽に移送される。

また、押し上げられたスカムをスカムの溢流口に誘導させるため、スカムの進行方向を上方へ向かう方向からスカム溢流口へ向かう方向へと方向転換させるように、遮蔽板を設置してもよい。

スカム貯留部の隔壁上部に設けた連通口の構造は、前記固液分離槽の隔壁上部に設けた連通口の構造と同様である。

以下、本発明の実施例を図面により説明する。図１は本発明の１実施例である水処理装置の概略縦断面図である。また、図２は図１に示す上部連通部の拡大斜視図である。更に、図３は、スカムの移送状態を示す概略断面図である。
初めに、汚水は、流入口２を通って水処理装置１内部の固液分離槽１０に流れ込む。流入バッフル１４を経て流れ込んだ汚水は、固液分離槽１０にて沈殿分離作用により、汚水中の固形物が分離される。流入バッフルは、流入水流により水面がかき乱されるのを阻止するために設けてあり、落下距離が短い場合は、必ずしも必要ない。
分離された固形物は、固液分離槽１０と好気消化槽２０とを区切る隔壁１３下部の下部連通部１１から好気消化槽２０へと送られる。隔壁１３の下部は、ホッパー構造となっており、分離された固形物が集まり易い構造となっている。

好気消化槽２０には、散気装置２１が、下部連通部１１下方近傍に、散気装置２１より発生した気泡が固液分離槽１０に入らないように、好気消化槽２０側に設置されている。固液分離槽１０のホッパー部に集められた固形物は、この気泡により発生した水流によって下部連通部１１を通じて引き出され、好気消化槽２０にて好気消化される。
好気消化槽２０にて消化濃縮された汚泥は、下部連通部１１を通じ固液分離槽１０に戻され、再度固液分離された後、上澄水は移流バッフル１５にてスカムを分離し、移流部１２から後段の嫌気濾床槽４０へと移送される。

固液分離槽１０の下部では、沈降汚泥が嫌気化し、脱窒作用等による発生ガスと共に汚泥が浮上しスカム化する。図３に示すように、発生したスカム３１は、やがて水面３０全面に広がり、次々に発生するスカム３１によって押し上げられる。押し上げられたスカム３１は、濃縮され嫌気消化される。濃縮されたスカムは、更に押し上げられ、上部連通部１６から好気消化部２０へと流れこみ、再び好気消化される。
本実施例に説明するように、汚泥は、好気〜嫌気〜好気が繰り返され、消化率が向上し汚泥量の削減を図ることができる。

図４は、本発明の他の実施例である上部連通部近傍の概略断面図である。以下、先の実施例との違いを説明する。
固液分離槽１０にて水面３０上に押し上げられたスカム３１は、固液分離槽１０の水面３０の上方に設置されたスカム誘導手段１７まで到達する。スカム誘導手段１７まで到達したスカム３１は、次々に発生するスカム３１によって更に押し上げられようとするが、スカム誘導手段１７に遮られてそれ以上上方に行く事ができない。その後、スカム３１は、スカム誘導手段１７によって方向転換され、上部連通部１６に誘導される。誘導されたスカム３１は、上部連通部１６から好気消化槽２０に流れこみ、再び好気消化される。

図５は、本発明の更に他の実施例である上部連通部近傍の概略断面図である。本実施例の場合、スカム誘導手段１７は、固液分離槽１０と隣接する単位装置（例えば嫌気濾床槽等）とを区画する隔壁１８の上部に備えている。このスカム誘導手段１７を備えた隔壁１８は、上部連通部１６を備えた隔壁１３と相対した位置に設置され、スカム誘導手段１７は上部連通部１６に向けて上り勾配になるよう傾斜させる。
また、スカム誘導手段１７は、隔壁１８上部の一部に限らず全部でもよい。隔壁１８近傍に発生したスカム３１は、次々に発生するスカム３１によって押し上げられる。押し上げられたスカム３１は、スカム誘導手段１７によって方向転換され、上部連通部１６に誘導される。

図６は、本発明の更に他の実施例であるスカム貯留部を有する水処理装置の概略縦断面図である。
本実施例の場合、スカム貯留部５０は、好気消化槽２０の上部に設置され、遮蔽板５１にて好気消化槽２０と隔てられている。遮蔽板５１は、スカム貯留部５０への散気装置２１からの気泡の流入を遮断するため、下方となる部分を、スカム貯留部５０側へと折り曲げている。

汚水は、遮蔽板５１の下部に設けられた下部連通部５３から移流し滞留する。汚水は、やがて脱窒作用等による発生ガスと共に浮上しスカム化する。（図示略）
発生したスカムは、次々と発生するスカムに押し上げられる。押し上げられたスカムは、濃縮され嫌気消化される。濃縮されたスカムは、更に押し上げられ、上部連通部５２から好気消化部２０へと流れこみ、再び好気消化される。
好気消化槽２０内にスカム貯留部を設けることで、好気消化槽内のMLSS濃度を低く維持することができ、固液分離槽１０から後段へのSSの流出を最小限に押さえる。

本発明の実施例である水処理装置の概略縦断面図である。 図１に示す上部連通部の拡大斜視図である。 スカムの移送状態を示す概略断面図である。 本発明の他の実施例である上部連通部近傍の概略断面図である。 本発明の更に他の実施例である上部連通部の概略断面図である。 本発明の更に他の実施例である水処理装置の概略縦断面図である。

符号の説明

１…水処理装置、２…流入口、１０…固液分離槽、１１…下部連通部、１２…移流部、１３…隔壁、１４…流入バッフル、１５…移流バッフル、１６…上部連通部、１７…スカム誘導手段、１８…隔壁、２０…好気消化槽、２１…散気装置、３０…水面、３１…スカム、４０…嫌気濾床槽 、５０…スカム貯留部 ５１…遮蔽板 ５２…上部連通部 ５３…下部連通部

Claims (4)

1. 流入口を通って流れ込んだ被処理水中の固形物又は汚泥を分離する固液分離槽と、この固液分離槽にて分離された固形物又は汚泥を好気消化する好気消化槽と、この好気消化槽に酸素供給を行う散気装置と、上記固液分離槽で分離され移流部を通じて移送された上澄水を処理する嫌気濾床槽とを備えた水処理装置であって、上記固液分離槽と好気消化槽とが、隔壁により隔てられると共に、この隔壁の上部と下部に両槽間の連通部が設けられており、上記固液分離槽にて分離された固形物又は汚泥は、上記散気装置より発生する気泡により発生する水流によって、上記下部連通部を通じて上記固液分離槽から上記好気消化槽へ移送されて好気消化される水処理装置。
2. 請求項１において、好気消化槽が、散気装置から供給される酸素を遮蔽し、上部及び下部を上記好気消化槽と連通する遮蔽板により形成されるスカム貯留部を有する水処理装置。
3. 請求項１又は２において、上記隔壁に設けられた上部連通部が、上記流入口よりも低い位置に設置される水処理装置。
4. 請求項１乃至３の何れかにおいて、固液分離槽が、この固液分離槽にて発生したスカムを、隔壁に設けられた上部連通部を介して、固液分離槽から好気消化槽へと移送するスカム誘導手段を有し、スカム誘導手段が、スカムの上昇方向移動力を上部連通部方向移動力へと変化させる遮蔽板である水処理装置。

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