JP4910415B2 - 有機性排水の処理方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、有機性排水を凝集処理した後、浮上分離処理するようにした排水処理装置及び方法に関するものである。

有機性排水を凝集した後、浮上分離処理することは特開２００２−１１３４７１号に記載されている。

この特開２００２−１１３４７１号では、浮上分離処理により生じた浮上スカムを酸処理して無機凝集剤成分（アルミニウムイオン又は鉄イオン）を溶出させ、この溶出した無機凝集剤含有液を凝集槽に返送し、酸処理による不溶解汚泥は脱水機で脱水して廃棄処理する。
特開２００２−１１３４７１号

加圧浮上装置では、凝集できない溶解性の有機物は浮上分離できないので、後段に設置した曝気槽等の生物処理で処理する必要がある。本発明の目的は、従来の凝集加圧浮上では除去できない、溶解性の有機物の一部を処理し、後段の生物処理の負荷を低減して曝気動力を低減することである。

また、上記特開２００２−１１３４７１号では、浮上スカムの大部分を占める不溶解汚泥は凝集槽に戻されず、廃棄されるため、廃棄する汚泥の量が多い。

本発明の他の目的は、有機性排水を凝集処理した後、浮上槽で浮上分離処理するようにした排水処理装置及び方法において、排水処理装置から排出される汚泥を減少させることができる排水処理装置及び方法を提供することである。

請求項１の排水処理装置は、有機性排水の凝集槽と、この凝集槽の流出水に微細気泡を混合して浮上スカムと分離水とに浮上分離する浮上槽と、を有する排水処理装置において、該浮上槽で分離された浮上スカムの少なくとも一部を前記凝集槽に返送するスカム返送手段を備えた排水処理装置であって、前記浮上槽は、その槽内が、浮上分離処理される水に対し微細気泡を混合して混合水とする混合室と、この混合室内からの混合水が導入され、スカムが浮上する浮上分離室とに区画されており、前記混合室内に凝集助剤を添加する凝集助剤添加手段を備えたことを特徴とするものである。
請求項２の排水処理装置は、有機性排水の凝集槽と、この凝集槽の流出水に微細気泡を混合して浮上スカムと分離水とに浮上分離する浮上槽と、を有する排水処理装置において、該浮上槽で分離された浮上スカムの少なくとも一部を前記凝集槽に返送するスカム返送手段を備えた排水処理装置であって、前記浮上槽は、その槽内が、浮上分離処理される水に対し微細気泡を混合して混合水とする混合室と、この混合室内からの混合水が導入され、スカムが浮上する浮上分離室とに区画されており、該混合室には、浮上分離処理される水を該混合室内に導入するための導入部が設けられており、この導入部からの水に対し前記凝集助剤添加手段から凝集助剤を添加した後、前記微細気泡を微細気泡添加手段から添加するようにしてなり、該微細気泡添加手段であるノズル７３の先端は、混合室の底面５３ｂから突出し、該凝集助剤添加手段である供給管７７は凝集助剤を上向きに吐出させるように混合室の底面５３ｂに上向きに設置され、該供給管７７の上端のレベルはノズル７３の上端よりも高く、ノズル７３の上端と供給管７７の上端とのレベル差は１５０ｍｍ以下であり、ノズル７３と供給管７７との水平方向距離は１００ｍｍ以下であることを特徴とする。
請求項３の排水処理装置は、有機性排水の凝集槽と、この凝集槽の流出水に微細気泡を混合して浮上スカムと分離水とに浮上分離する浮上槽と、を有する排水処理装置において、該浮上槽で分離された浮上スカムの少なくとも一部を前記凝集槽に返送するスカム返送手段を備えた排水処理装置であって、前記スカム返送手段によって返送されるスカムの少なくとも一部を好気処理するスカム好気処理手段を備えたことを特徴とする。

請求項４の排水処理装置は、請求項１ないし３のいずれか１項において、前記浮上槽からの分離水を生物処理する生物処理装置を備えたことを特徴とするものである。

請求項５の排水処理装置は、有機性排水の凝集槽と、この凝集槽の流出水に微細気泡を混合して第１の浮上スカムと第１の分離水とに浮上分離する第１の浮上槽と、該第１の分離水を生物処理する生物処理装置と、該生物処理装置からの生物処理水に微細気泡を混合して第２の浮上スカムと第２の分離水とに浮上分離する第２の浮上槽と、該第１の浮上スカム及び第２の浮上スカムのうち少なくとも一方の浮上スカムの少なくとも一部を前記凝集槽に返送するスカム返送手段とを備えた排水処理装置であって、前記浮上槽は、その槽内が、浮上分離処理される水に対し微細気泡を混合して混合水とする混合室と、この混合室内からの混合水が導入され、スカムが浮上する浮上分離室とに区画されており、前記混合室内に凝集助剤を添加する凝集助剤添加手段を備えたことを特徴とするものである。
請求項６の排水処理装置は、有機性排水の凝集槽と、この凝集槽の流出水に微細気泡を混合して第１の浮上スカムと第１の分離水とに浮上分離する第１の浮上槽と、該第１の分離水を生物処理する生物処理装置と、該生物処理装置からの生物処理水に微細気泡を混合して第２の浮上スカムと第２の分離水とに浮上分離する第２の浮上槽と、該第１の浮上スカム及び第２の浮上スカムのうち少なくとも一方の浮上スカムの少なくとも一部を前記凝集槽に返送するスカム返送手段とを備えた排水処理装置であって、前記浮上槽は、その槽内が、浮上分離処理される水に対し微細気泡を混合して混合水とする混合室と、この混合室内からの混合水が導入され、スカムが浮上する浮上分離室とに区画されており、該混合室には、浮上分離処理される水を該混合室内に導入するための導入部が設けられており、この導入部からの水に対し前記凝集助剤添加手段から凝集助剤を添加した後、前記微細気泡を微細気泡添加手段から添加するようにしてなり、該微細気泡添加手段であるノズル７３の先端は、混合室の底面５３ｂから突出し、該凝集助剤添加手段である供給管７７は凝集助剤を上向きに吐出させるように混合室の底面５３ｂに上向きに設置され、該供給管７７の上端のレベルはノズル７３の上端よりも高く、ノズル７３の上端と供給管７７の上端とのレベル差は１５０ｍｍ以下であり、ノズル７３と供給管７７との水平方向距離は１００ｍｍ以下であることを特徴とする。
請求項７の排水処理装置は、有機性排水の凝集槽と、この凝集槽の流出水に微細気泡を混合して第１の浮上スカムと第１の分離水とに浮上分離する第１の浮上槽と、該第１の分離水を生物処理する生物処理装置と、該生物処理装置からの生物処理水に微細気泡を混合して第２の浮上スカムと第２の分離水とに浮上分離する第２の浮上槽と、該第１の浮上スカム及び第２の浮上スカムのうち少なくとも一方の浮上スカムの少なくとも一部を前記凝集槽に返送するスカム返送手段とを備えた排水処理装置であって、前記スカム返送手段によって返送されるスカムの少なくとも一部を好気処理するスカム好気処理手段を備えたことを特徴とする。

請求項８の排水処理装置は、請求項４ないし７のいずれか１項において、前記生物処理装置は、曝気槽と、該曝気槽内に流動可能に収容され、生物膜を担持した流動担体とを有した流動生物膜式好気処理装置であることを特徴とするものである。

請求項９の排水処理装置は、請求項１ないし８のいずれか１項において、返送されるスカムを前記有機性排水と混合してから前記凝集槽に導入するように構成したことを特徴とするものである。

請求項１０の有機性排水の処理方法は、有機性排水を請求項１ないし９のいずれか１項に記載の排水処理装置によって処理することを特徴とするものである。

請求項１１の有機性排水の処理方法は、請求項１０において、該排水処理装置は請求項８に記載の排水処理装置であり、該生物処理装置の曝気を間欠的に停止し、該生物処理装置を好気−嫌気のサイクルで運転することを特徴とするものである。

本発明では、有機性排水を凝集処理した後、浮上分離処理する方法及び装置において、浮上分離されたスカムを凝集槽に直接に又は有機性排水と混合してから導入し、スカムを循環させる。このように浮上スカムを循環させると、活性汚泥が発生する。

有機性排水中の溶解性ＢＯＤの一部が活性汚泥の微生物の体内に取り込まれると、貯蔵物質となる。

また、一般に活性汚泥の表面は粘着性となっているところから一部の懸濁性ＢＯＤが活性汚泥に吸着される。

このようにＢＯＤを取り込んだり吸着した活性汚泥が浮上槽に導入されると、この浮上槽は微細気泡によって好気的環境となっているところから、活性汚泥中の微生物内の貯蔵物質や吸着ＢＯＤ成分が酸化分解される。これにより、有機性排水中のＢＯＤ成分が酸化分解されて水中から除去される。

なお、浮上槽内で貯蔵物質や吸着ＢＯＤ成分が酸化分解されたりすることにより、活性汚泥は再び溶解性ＢＯＤを取り込んだり懸濁性ＢＯＤを吸着することが可能となる。

このようにして、本発明によると、排水処理装置から排出される汚泥量が減少する。

また、浮上槽の後段側に生物処理装置が設置されている場合には、この生物処理装置の負荷が減少し、その生物処理槽の槽容積を小さくしたり、好気処理のためのエアレーション動力を減少させたりすることが可能となる。

本発明においては、この生物処理装置の後段に第２の浮上槽を設け、この第２の浮上槽の浮上スカムの少なくとも一部を凝集槽に返送するようにしてもよい。この場合にも、上記と同様の作用効果が奏される。

なお、第２浮上槽へ導入される汚泥は、生物処理装置を経たものであり、微生物が増殖しているので、第２浮上槽でのＢＯＤ除去効果が向上する。

生物反応装置を、曝気槽に担体を入れた流動生物膜式の好気処理装置にすると、担体同士が擦れて、担体表面で増殖した活性汚泥微生物が流出し、第２浮上槽に導入される。この活性汚泥は、活性が高いために、汚水と接触したときの溶解性ＢＯＤの取り込み量が多い。

生物処理装置の曝気を定期的に止め、嫌気−好気のサイクルを繰り返すと、活性汚泥は環境変化に対応できる能力を備えるようになる。嫌気状態の時には取り込み物質を酸化分解できないので、貯蔵物質に変換することができるようになり、液中のＢＯＤを体内に取り込む能力が増大する。

本発明において、浮上槽を混合室と浮上分離室とに区画し、この混合室に対し凝集助剤と微細気泡を添加すると、気泡内部に含有した強固な気泡含有フロックが生成する。この内部に気泡を含んだ気泡含有フロックは、有機性排水と混合されるまでの間、フロックに含有した気泡中の酸素を使って活性汚泥微生物が生物処理装置で体内に取り込んだ貯蔵物質を酸化分解するので、汚水と混合したときの溶解性ＢＯＤ取り込み量が増大する。また、フロックに気泡を含んでいるので、比重が低く、浮上槽での分離性能も高くなる。

本発明では、凝集槽に返送されるスカムを好気処理することにより、スカム中の微生物体内のＢＯＤ成分を消費させたり、スカムの腐敗を防止することができる。

本発明では、返送スカムを有機性排水と混合してから凝集槽へ導入することにより、スカムの汚泥がＢＯＤ懸濁成分を吸着する効果が大きくなり、この効果と凝集剤による凝集効果とが相乗し、効率よく凝集処理が行われるようになる。

以下に図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

第１図は本発明の有機性排水処理装置の第１の実施の形態を示す系統図である。なお、有機性排水としては、下水や食品加工、紙パルプ、繊維、石油化学などの工場排水、また、レストラン、ガソリンスタンドからの排水などが例示されるが、これらに限定されない。

有機性排水は、第１加圧浮上分離装置１０の凝集槽１１に導入され、後述の浮上分離室１２Ｂから返送される浮上スカムと共にＰＡＣ等の無機凝集剤が添加されて凝集処理される。凝集処理水は、浮上槽１２に送給され、混合室１２Ａで微細気泡発生装置１３からの微細気泡及び凝集助剤としての高分子凝集剤と混合された後、浮上分離室１２Ｂで浮上分離される。浮上分離室１２Ｂからの浮上スカムは前記凝集槽１１に返送される。一方、分離水の一部は、微細気泡発生装置１３の微細気泡発生用水として利用され、残部は生物処理装置２０に送給される。

この微細気泡発生装置１３、及び後述の微細気泡発生装置３３は、微細気泡発生用水を加圧して気体を溶解した後、減圧して、微細気泡を発生させる方式のものであり、第１加圧浮上分離装置１０の浮上槽１２及び後述の第２加圧浮上分離装置３０の浮上槽３２では、微細気泡発生装置１３，３３で微細気泡を発生させるのと同時に凝集処理水に微細気泡及び凝集助剤を混合するように構成されている。

生物処理装置３０としては生物膜を利用したものが好ましく、特に接触曝気生物反応装置や、スポンジ担体などの流動担体を投入した生物膜式好気処理装置が好ましい。

第２加圧浮上分離装置３０では、生物処理装置２０からの生物処理水が、凝集槽３１でＰＡＣ等の無機凝集剤が添加されて凝集処理される。凝集処理水は浮上槽３２に送給され、混合室３２Ａで微細気泡発生装置３３からの微細気泡及び高分子凝集剤と混合された後、浮上分離室３２Ｂで浮上分離される。浮上分離室３２Ｂからの浮上スカムは系外に排出される。分離水は、十分に水質の高いものであるため、一部は微細気泡発生装置３３の微細気泡発生用水として利用され、残部は処理水として系外へ排出される。

凝集槽１１，３１に添加する無機凝集剤としては、ＰＡＣ、硫酸バンド（硫酸アルミニウム）、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄等の無機凝集剤を用いることができ、その添加量は、凝集処理する水中の汚濁物質濃度に対して０．１〜１０倍、特に０．５〜２倍程度とするのが好ましい。

また、浮上槽１２，３２に凝集助剤として添加する高分子凝集剤としては、通常、ポリ（メタ）アクリルアミド、その加水分解物、ポリ（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリルアミドとアルキルアミノ（メタ）アクリルアミド共重合体等のノニオン性、アニオン性、カチオン性又は両性高分子凝集剤を使用することができる。

高分子凝集剤の添加量は、通常、排水量に対して０．５〜５ｍｇ／Ｌ程度とされる。

微細気泡発生装置１３，２３，３３としては渦流ポンプ方式のものなどを用いることができる。

この実施の形態では、浮上分離室１２Ｂで浮上分離されたスカムを凝集槽１１に導入し、スカムを循環させる。このように浮上スカムを循環させると、活性汚泥が発生する。有機性排水中の溶解性ＢＯＤの一部がこの活性汚泥の微生物の体内に取り込まれ、貯蔵物質となる。また、活性汚泥の表面は粘着性となっているところから一部の懸濁性ＢＯＤが活性汚泥に吸着される。

このようにＢＯＤを取り込んだり吸着した活性汚泥が浮上槽１２に導入されると、この浮上槽１２は微細気泡によって好気的環境となっているところから、活性汚泥中の微生物内の貯蔵物質や吸着ＢＯＤ成分が酸化分解される。これにより、有機性排水中のＢＯＤ成分が酸化分解されて水中から除去される。

なお、浮上槽１２内で貯蔵物質や吸着ＢＯＤ成分が酸化分解されたりすることにより、活性汚泥は再び溶解性ＢＯＤを取り込んだり懸濁性ＢＯＤを吸着することが可能となる。

このようにして、浮上スカムを凝集槽１１に返送することにより、この排水処理装置から排出される汚泥量が減少する。

また、浮上槽１２の後段側に設置されている生物処理装置２０の負荷が減少し、生物処理装置２０の槽容積を小さくしたり、好気処理のためのエアレーション動力を減少させたりすることが可能となる。

この生物反応装置２０を、曝気槽に担体を入れた流動生物膜式の好気処理装置にすると、担体同士が擦れて、担体表面で増殖した活性汚泥微生物が流出し、第２加圧浮上分離装置３０に導入される。この生物処理装置２０からの活性汚泥は、活性の高い活性汚泥であるために、汚水と接触したときの溶解性ＢＯＤの取り込み量が多くなる。

なお、生物処理装置２０の曝気を定期的に止め、嫌気−好気のサイクルを繰り返すと、活性汚泥は環境変化に対応できる能力を備えるようになる。嫌気状態の時には取り込み物質を酸化分解できないので、貯蔵物質に変換することができるようになり、液中のＢＯＤを体内に取り込む能力が増大する。

この実施の形態では、浮上槽１２，３２を混合室１２Ａ，３２Ａと浮上分離室１２Ｂ，３２Ｂとに区画し、この混合室１２Ａ，３２Ａに対し凝集助剤と微細気泡を添加するので、気泡内部に含有した強固な気泡含有フロックが生成する。この内部に気泡を含んだ気泡含有フロックは、有機性排水と混合されるまでの間、フロックに含有した気泡中の酸素を使って活性汚泥微生物が生物処理装置で体内に取り込んだ貯蔵物質を酸化分解するので、汚水と混合したときの溶解性ＢＯＤ取り込み量が増大する。また、フロックに気泡を含んでいるので、比重が低く、浮上槽での分離性能も高くなる。

第２図は本発明の排水処理装置の第２の実施の形態を示す系統図である。

この実施の形態では、第１加圧浮上分離装置１０の浮上分離室１２Ｂからの浮上スカムを系外に排出し、代わりに、第２加圧浮上分離装置３０の浮上分離室３２Ｂからの浮上スカムを凝集槽１１へ返送するようにしたものである。その他の構成は第１図と同一であり、同一符号は同一部分を示している。

この実施の形態では、生物処理装置２０を経由して微生物が増殖した活性汚泥を含む浮上スカムが凝集槽１１に返送されるので、第１図の場合と同等あるいはそれ以上のＢＯＤ除去性能を得ることができる。

第３図は本発明の排水処理装置の第３の実施の形態を示す系統図である。

この実施の形態では、第１及び第２の加圧浮上分離装置１０，２０の浮上分離室１２Ｂ，３２Ｂからの浮上スカムをそれぞれ凝集槽１１へ返送するようにしたものであり、その他の構成は第１図と同一であり、同一符号は同一部分を示している。

この実施の形態によると、各浮上槽１２，３２の浮上スカムがいずれも凝集槽１１へ返送されるので、スカム排出量を著しく少なくすることができる。なお、凝集槽１１へのスカム返送量が過剰であるときには、一部のスカムを系外へ排出してもよい。

第４図は本発明の第４の実施の形態を示す系統図である。

この実施の形態では、第１及び第２の加圧浮上分離装置１０，２０の浮上分離室１２Ｂ，３２Ｂからの浮上スカムをスカム貯槽４０に導入し、好気性処理してから凝集槽１１へ返送するようにしたものである。第４図のその他の構成は第３図と同一であり、同一符号は同一部分を示している。

この実施の形態でも第３図と同様の効果が奏される。なお、浮上槽１２，３２での浮上スカム量が変動しても、スカム貯槽４０を設けているので、凝集槽１１に導入される返送スカム量を平準化することができる。

このスカム貯槽４０に散気管等の好気処理手段を設け、微生物体内のＢＯＤ成分を貯槽４０での貯蔵期間中に消費させるようにしたり、汚泥の腐敗を防止するようにしてもよい。

第５図及び第６図は本発明の第５及び第６の実施の形態を示す系統図である。

これらの実施の形態は、第１加圧浮上分離装置１０の前段に混和槽８を配置し、有機性排水と浮上分離室１２Ｂ，３２Ｂからの返送スカムをこの混和槽８にて混合した後、凝集槽１１に導入するようにしたものである。

第５図のその他の構成は第３図と同一であり、第６図のその他の構成は第４図と同一であり、それぞれ同一符号は同一部分を示している。

これらの第５，６図の実施の形態でも、第３，４図と同様の効果が奏される。なお、返送スカムを混和槽８で予め有機性排水と混合してから凝集槽１１へ導入することにより、汚泥がＢＯＤ懸濁成分を吸着する効果と凝集剤による凝集効果とが相乗し、効率よく凝集処理が行われる。

次に、上記加圧浮上分離装置１０，３０に用いるのに好適な加圧浮上分離装置５０の構成について第７図〜第１１図を参照して説明する。

第７図はこの加圧浮上分離装置の長手方向の縦断面図、第８図は仕切壁付近の構成を示す断面斜視図、第９図は混合室内の水の循環状況を示す断面図、第１０図は第９図のＸ−Ｘ線断面図、第１１図は第１０図のXI−XI線断面図である。

平面視形状が略長方形の槽体５３内が、仕切壁５１及び隔壁５２によって区画されることにより、前記凝集槽１１又は３１に相当する凝集反応室６０、前記混合室１２Ａ又は３２Ａに相当する混合室７０及び前記浮上分離室１２Ｂ又は３２Ｂに相当する浮上分離室８０がこの順に形成されている。各室６０，７０，８０は槽体５３の長手方向に配列されており、各壁５１，５２は槽体５３の短手方向すなわち幅方向に延設されている。

仕切壁５１の下部の幅方向の中央部に、室６０，７０を連通する流出口６６が形成されている。仕切壁５１の上端は、槽体５３間の水面より上方に延出している。

隔壁５２は、槽体底面５３ｂから立設され、その上端は槽体５３間の水面よりも下位となっている。

各壁５１，５２は槽体の両側面５３ａに連なっている。

凝集反応室６０へは、原水配管６１を介して原水（第１加圧浮上分離装置１０であれば、有機排水又は混和槽８からの水、第２加圧浮上分離装置２０であれば、生物処理装置２０からの生物処理水）が導入されると共に、無機凝集剤及びアルカリ剤が各々の供給配管６２，６３を介して供給可能とされている。凝集反応室６０内の水のｐＨを検知するためのｐＨ計６４が設置され、このｐＨ計６４の検出値が所定範囲となるようにアルカリ剤薬注ポンプ（図示略）が作動される。

凝集反応室６０内の水は撹拌機６５によって撹拌され、凝集処理される。

凝集反応水は、流出口６６を通って混合室７０に流入し、該混合室７０の幅方向中央付近を槽体底面５３ｂに沿って流れる。この槽体底面５３ｂのうち、幅方向中央かつ隔壁５２に比較的近接して、加圧水吐出用のノズル７３が設けられている。該ノズル７３の先端は、槽体底面５３ｂから若干突出している。

このノズル７３の近傍であって、且つ該ノズル７３よりも流出口６６側に高分子凝集助剤溶液の供給管７７が設けられている。この供給管７７は高分子凝集助剤溶液を上向きに吐出させるように上向きに設置されている。

この供給管７７の上端のレベルはノズル７３の上端よりも高い。

この実施の形態では、浮上分離室８０内の下部から配管７１を介して水を取り出し、微細気泡発生装置１３又は３３に相当する微細発生装置７２にて空気を加圧溶解させ、この加圧水をノズル７３へ供給する。

この実施の形態では、ノズル７３及び供給管７７は、後述する傾斜した隔壁上部５２ｂの鉛直下方領域に配置されている。また、この実施の形態では、ノズル７３及び供給管７７は槽体底面５３ｂの幅方向の中央に１個のみ設けられている。

流出口６６からの凝集処理水に対し供給管７７からの高分子凝集助剤溶液が添加され、これに対しノズル７３からの加圧水が添加され、これらが混ざり合いながら主として隔壁５２の幅方向中央付近に沿って上昇する。隔壁５２は、上部５２ｂを除き略鉛直な（好ましくは、鉛直面に対し±１０゜以内の）鉛直部５２ａとなっており、該上部５２ｂは仕切壁５１側へ傾斜している。

上記上昇流は、隔壁５２の鉛直部５２ａに沿って略鉛直上方へ向って流れる。この上昇流は、次いで、傾斜した隔壁上部５２ｂに案内されて仕切壁５１側へ流れ方向を変え、仕切壁５１の近傍に到ると該仕切壁５１に沿って下降する下降流となる。仕切壁５１の下部にまで流れてきた下降流は、流出口６６からの凝集処理水と合流しながら槽体底面５３ｂを隔壁５２へ向って流れる。このようにして、混合室５２内に第９図の如く上下方向の循環流が形成される。そして、循環している間に、凝集物に対し加圧水から生じた微細な気泡が付着すると同時に凝集反応水中の凝集物が高分子凝集助剤によって粗大化することで、内部に気泡を含有した大きなフロックになる。

なお、この混合室内の水の循環状況について第９図〜第１１図を参照してさらに詳細に説明する。

流出口６６から凝集反応水が混合室７０内に流入し、この流入した水は槽体底面５３ｂに沿って該槽体幅方向の中央付近を隔壁５２へ向って流れる。

この槽体底面５３ｂに沿う流れに対し、供給管７７から高分子凝集助剤溶液が添加されるとともに、ノズル７３から加圧水が上向きに添加される。高分子凝集助剤は加圧水の大きな勢いに引き込まれ、加圧水に混ざりながら上方向に流れる。ノズル７３は、隔壁５２に比較的近接して配置されているので、隔壁５２に当って流れを上向きに変えようとする流れと、この上向きの加圧水流とが重畳することにより、隔壁５２の近傍の槽体幅方向中央部付近において、上方に向う部分的に比較的高流速の上昇流が形成される。隔壁５２の両側付近では、比較的低流速の上昇流が形成されるか、又は混合室７０の幅が大きい場合等には、下降流が形成される。

この隔壁５２の幅方向中央付近に沿う上昇流は、傾斜した隔壁上部５２ｂに当って仕切壁５１側へ流れ方向を変えて混合室７０の水面付近を仕切壁５１へ向って流れるが、隔壁５２の幅方向中央付近の上昇流速が幅方向の両側よりも大きいので、仕切壁５１へ向う流れは、第５図のように、隔壁５２近傍の幅方向中央付近から仕切壁５１の幅方向全体へ広がる放射方向流れとなる。仕切壁５１の全体に広がった流れは、次いで仕切壁５１に沿って下降し、流出口６６からの流れに伴って槽体底面５３ｂの幅方向中央付近に集束するようにして隔壁５２へ向って流れる。そして、隔壁５２の近傍に到ると、前記の通り幅方向中央側が高流速となるようにして隔壁５２に沿って上昇する。

このように、混合室７０内では隔壁５２に沿う上昇流と隔壁５１に沿う下降流との上下循環に加え、隔壁５２に沿って上昇した後、隔壁５２から離反するに従って幅方向に広がり、次いで、仕切壁５１に沿って下降した後、幅方向中央に集束する幅方向の循環とが重畳した上下及び左右循環流が形成される。このため、混合室２内で凝集処理水及び高分子凝集助剤溶液と加圧水とが万遍なく混ざり合うようになる。

しかも、隔壁上部５２ｂが仕切壁５１側へ傾斜しており、隔壁５２に沿う上昇流が仕切壁５１側へ流れ方向を変えるので、上昇してきた水が短絡的に隔壁５２を乗り越えて浮上分離室８０へ流れることがない。

この結果、凝集処理水及び高分子凝集助剤溶液と加圧水とが十分に混ざり合い、フロックに気泡が十分に含有された状態で、フロックが浮上分離室８０へ供給され、フロックが効率よく浮上分離される。

しかも、この実施の形態では、流出口６６からの凝集反応水に対し高分子凝集助剤溶液が供給管７７から添加され、その後加圧水がノズル７３から添加される。このため、凝集反応水中の凝集物に気泡が付着すると同時に、凝集物に対し高分子凝集助剤が接触し、凝集物表面に対し高分子凝集助剤が結合し易い。この結果、凝集反応水中の小さな凝集物同士が高分子凝集助剤によって結合され、成長し易くなる。この成長した粗大フロックは、気泡をフロック内部に含有しているため、浮上速度が大きく、フロックから気泡が分離しにくい。このため、効率良く浮上分離処理される。

浮上したフロックは、スキマーやスクレーバ等のかき取り機８１によってスラッジ受入室８２へ排出され、排出管８３を介して取り出される。

なお、浮上分離室８０内で沈降したスラッジは、配管８４を介して凝集槽１１又は混和槽８へ返送されるか、又は系外へ排出される。

清浄水は、浮上分離室８０の上下方向の途中から配管８５によって抜き出され、水位調整槽（図示略）を介して取り出される。この水位調整槽は、槽体５３内の水位を調整するためのものである。

ノズル７３の上端と供給管７７の上端とのレベル差は１５０ｍｍ以下、特に２０〜１００ｍｍ程度が好ましい。

ノズル７３と供給管７７との水平方向距離は１００ｍｍ以下特に５０ｍｍ以下であることが好ましく、できるだけノズル７３と供給管７７の距離が近い方が高分子凝集助剤の混合効率が良くなる。

この実施の形態では、凝集反応室６０の底面と混合室７０の底面とが面一状であるため、凝集反応室６０からの凝集処理水は槽体底面５３ｂに沿って流れを乱すことなく流出口６６を通り抜け、混合室７０の底面に沿って幅方向中央部を流れる。この流れが横方向や上方向に広がるのを防ぐために、流出口６６に比較的短いトンネル状のガイド部材を接続してもよい。

上記実施の形態では、流出口６６、供給管７７及びノズル７３は１個ずつ設けられているが、２個ずつ設けられてもよく、３個以上ずつ設けられてもよい。

実施の形態に係る排水処理装置の系統図である。 実施の形態に係る排水処理装置の系統図である。 実施の形態に係る排水処理装置の系統図である。 実施の形態に係る排水処理装置の系統図である。 実施の形態に係る排水処理装置の系統図である。 実施の形態に係る排水処理装置の系統図である。 加圧浮上分離装置の長手方向の縦断面図である。 図６の仕切壁付近の構成を示す断面斜視図である。 図６の混合室内の水の循環状況を示す断面図である。 図９のＸ−Ｘ線断面図である。 図９のXI−XI線断面図である。

符号の説明

１０ 第１加圧浮上分離装置
２０ 第２加圧浮上分離装置
１１，３１ 凝集槽
１２，３２ 浮上槽
１２Ａ，３２Ａ 混合室
１２Ｂ，３２Ｂ 浮上分離室
１３，３３，７２ 微細気泡発生装置
５１ 仕切壁
５２ 隔壁
５３ 槽体
６０ 凝集反応室
６５ 撹拌機
６６ 流出口
７０ 混合室
８０ 浮上分離室

Claims (11)

1. 有機性排水の凝集槽と、
   この凝集槽の流出水に微細気泡を混合して浮上スカムと分離水とに浮上分離する浮上槽と、を有する排水処理装置において、
   該浮上槽で分離された浮上スカムの少なくとも一部を前記凝集槽に返送するスカム返送手段を備えた排水処理装置であって、
   前記浮上槽は、その槽内が、浮上分離処理される水に対し微細気泡を混合して混合水とする混合室と、この混合室内からの混合水が導入され、スカムが浮上する浮上分離室とに区画されており、
   前記混合室内に凝集助剤を添加する凝集助剤添加手段を備えたことを特徴とする排水処理装置。
2. 有機性排水の凝集槽と、
   この凝集槽の流出水に微細気泡を混合して浮上スカムと分離水とに浮上分離する浮上槽と、を有する排水処理装置において、
   該浮上槽で分離された浮上スカムの少なくとも一部を前記凝集槽に返送するスカム返送手段を備えた排水処理装置であって、
   前記浮上槽は、その槽内が、浮上分離処理される水に対し微細気泡を混合して混合水とする混合室と、この混合室内からの混合水が導入され、スカムが浮上する浮上分離室とに区画されており、
   該混合室には、浮上分離処理される水を該混合室内に導入するための導入部が設けられており、
   この導入部からの水に対し前記凝集助剤添加手段から凝集助剤を添加した後、前記微細気泡を微細気泡添加手段から添加するようにしてなり、該微細気泡添加手段であるノズル７３の先端は、混合室の底面５３ｂから突出し、該凝集助剤添加手段である供給管７７は凝集助剤を上向きに吐出させるように混合室の底面５３ｂに上向きに設置され、該供給管７７の上端のレベルはノズル７３の上端よりも高く、ノズル７３の上端と供給管７７の上端とのレベル差は１５０ｍｍ以下であり、ノズル７３と供給管７７との水平方向距離は１００ｍｍ以下であることを特徴とする排水処理装置。
3. 有機性排水の凝集槽と、
   この凝集槽の流出水に微細気泡を混合して浮上スカムと分離水とに浮上分離する浮上槽と、を有する排水処理装置において、
   該浮上槽で分離された浮上スカムの少なくとも一部を前記凝集槽に返送するスカム返送手段を備えた排水処理装置であって、
   前記スカム返送手段によって返送されるスカムの少なくとも一部を好気処理するスカム好気処理手段を備えたことを特徴とする排水処理装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項において、前記浮上槽からの分離水を生物処理する生物処理装置を備えたことを特徴とする排水処理装置。
5. 有機性排水の凝集槽と、
   この凝集槽の流出水に微細気泡を混合して第１の浮上スカムと第１の分離水とに浮上分離する第１の浮上槽と、
   該第１の分離水を生物処理する生物処理装置と、
   該生物処理装置からの生物処理水に微細気泡を混合して第２の浮上スカムと第２の分離水とに浮上分離する第２の浮上槽と、
   該第１の浮上スカム及び第２の浮上スカムのうち少なくとも一方の浮上スカムの少なくとも一部を前記凝集槽に返送するスカム返送手段と
   を備えた排水処理装置であって、
   前記浮上槽は、その槽内が、浮上分離処理される水に対し微細気泡を混合して混合水とする混合室と、この混合室内からの混合水が導入され、スカムが浮上する浮上分離室とに区画されており、
   前記混合室内に凝集助剤を添加する凝集助剤添加手段を備えたことを特徴とする排水処理装置。
6. 有機性排水の凝集槽と、
   この凝集槽の流出水に微細気泡を混合して第１の浮上スカムと第１の分離水とに浮上分離する第１の浮上槽と、
   該第１の分離水を生物処理する生物処理装置と、
   該生物処理装置からの生物処理水に微細気泡を混合して第２の浮上スカムと第２の分離水とに浮上分離する第２の浮上槽と、
   該第１の浮上スカム及び第２の浮上スカムのうち少なくとも一方の浮上スカムの少なくとも一部を前記凝集槽に返送するスカム返送手段と
   を備えた排水処理装置であって、
   前記浮上槽は、その槽内が、浮上分離処理される水に対し微細気泡を混合して混合水とする混合室と、この混合室内からの混合水が導入され、スカムが浮上する浮上分離室とに区画されており、
   該混合室には、浮上分離処理される水を該混合室内に導入するための導入部が設けられており、
   この導入部からの水に対し前記凝集助剤添加手段から凝集助剤を添加した後、前記微細気泡を微細気泡添加手段から添加するようにしてなり、該微細気泡添加手段であるノズル７３の先端は、混合室の底面５３ｂから突出し、該凝集助剤添加手段である供給管７７は凝集助剤を上向きに吐出させるように混合室の底面５３ｂに上向きに設置され、該供給管７７の上端のレベルはノズル７３の上端よりも高く、ノズル７３の上端と供給管７７の上端とのレベル差は１５０ｍｍ以下であり、ノズル７３と供給管７７との水平方向距離は１００ｍｍ以下であることを特徴とする排水処理装置。
7. 有機性排水の凝集槽と、
   この凝集槽の流出水に微細気泡を混合して第１の浮上スカムと第１の分離水とに浮上分離する第１の浮上槽と、
   該第１の分離水を生物処理する生物処理装置と、
   該生物処理装置からの生物処理水に微細気泡を混合して第２の浮上スカムと第２の分離水とに浮上分離する第２の浮上槽と、
   該第１の浮上スカム及び第２の浮上スカムのうち少なくとも一方の浮上スカムの少なくとも一部を前記凝集槽に返送するスカム返送手段と
   を備えた排水処理装置であって、
   前記スカム返送手段によって返送されるスカムの少なくとも一部を好気処理するスカム好気処理手段を備えたことを特徴とする排水処理装置。
8. 請求項４ないし７のいずれか１項において、前記生物処理装置は、曝気槽と、該曝気槽内に流動可能に収容され、生物膜を担持した流動担体とを有した流動生物膜式好気処理装置であることを特徴とする排水処理装置。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項において、返送されるスカムを前記有機性排水と混合してから前記凝集槽に導入するように構成したことを特徴とする排水処理装置。
10. 有機性排水を請求項１ないし９のいずれか１項に記載の排水処理装置によって処理することを特徴とする有機性排水の処理方法。
11. 請求項１０において、該排水処理装置は請求項８に記載の排水処理装置であり、
    該生物処理装置の曝気を間欠的に停止し、該生物処理装置を好気−嫌気のサイクルで運転することを特徴とする有機性排水の処理方法。

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