JP4926349B2 - 排水処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、排水処理装置に係り、より詳細には、付着担体や包括固定化担体、自己造粒汚泥等の担体を用いて排水を処理する排水処理装置に関する。
【0002】
【従来技術】
有用微生物を高濃度に維持するために、付着担体や包括固定化担体、自己造粒汚泥等の担体に微生物を担持させて排水を処理する方法が知られている(例えば特開平9−276884号公報)。
【0003】
図3は、上記公報に記載の排水処理方法を適用する排水処理装置を示すフロー図である。図3に示すように、この排水処理方法は、処理槽100で得られる処理排水を微生物固定化担体101とともに液体サイクロン102に送り、液体サイクロン102にて処理排水と微生物固定化担体101とに分離している。このとき、液体サイクロン102に処理排水を流入させるために沈殿槽103を設け、沈殿槽103の水面を処理槽100の水面より低くすることによりサイフォン管104を通して処理排水を引き抜き、これにより動力を使用せずに液体サイクロン102に処理排水を流入させている。また、液体サイクロン102で分離された微生物固定化担体101は、エアリフトポンプなどにより配管105を通して処理槽100に戻し、これにより処理槽100内において微生物固定化担体101の濃度を一定に維持することとしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の公報に記載の排水処理方法は、以下に示す課題を有する。
【0005】
即ち上記排水処理方法は、液体サイクロン102の後段に、液体サイクロン102に処理排水を流水させるための沈殿槽103を必要とするため、装置が大型化するという課題を有する。
【0006】
また、上記排水処理方法は、微生物固定化担体101をエアリフトポンプ等によって配管105を通して処理槽100に戻すこととしている。この場合、微生物固定化担体101を輸送するために多量の空気が必要となる。このため、それに要するブロワ等の動力が大となり、多大なランニングコストがかかる。
【0007】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、装置を小型化でき且つランニングコストを十分に低減できる排水処理装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、処理槽と液体サイクロンとの間で循環流を作ることで、液体サイクロンに処理排水を流水させるための沈殿槽を不要とし、且つ液体サイクロンから処理槽へ担体を戻すために動力を使用しないで済むことを見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】
即ち本発明は、処理槽内で水よりも比重の大きい担体を用いて被処理排水を処理し、処理槽で得られる処理排水と前記担体とを液体サイクロンで分離し、分離した前記担体を前記処理槽に戻す排水処理装置において、前記被処理排水を曝気する曝気手段と、前記処理槽の上部と前記液体サイクロンとを連通させ、前記液体サイクロンに前記処理排水と前記担体とを流入させる第1配管と、前記液体サイクロンの下部と前記処理槽の下部とを連通させ、分離した前記担体を前記処理槽に戻す第2配管とを備え、前記液体サイクロンは、前記処理槽の外部に設けられ、前記担体を遠心力によりその内壁に集めて沈降させるものであり、前記第2配管が前記処理槽の壁面を貫通し、その先端開口が上向きになっており、前記先端開口は、前記曝気手段より上方にあることを特徴とする。なお、本発明においては、付着担体、包括固定化担体だけでなく自己造粒汚泥も「担体」に含まれるものとする。
【0010】
この発明によれば、曝気手段により被処理排水が曝気されると、空気の上昇エネルギーにより被処理排水の上昇流が形成される。すると、処理排水及び担体が処理槽の上部から第1配管を経て液体サイクロンに流入し、液体サイクロンで処理排水と担体が分離され、担体は、第2配管を経て処理槽の下部に流入する。こうして処理槽と液体サイクロンとの間に循環流が形成される。このため、処理排水を液体サイクロンに流入させるべく液体サイクロンの後段に沈殿槽を設ける必要がない。また、液体サイクロンから処理槽に担体を戻すのに別途動力を必要としない。また、上記発明において、第2配管が前記処理槽の壁面を貫通し、その先端開口が上向きになっているため、曝気手段による空気が第2配管に侵入することがない。このため、空気による担体の逆流が防止され、担体を円滑に処理槽内に戻すことが可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【0016】
図1は、本発明の排水処理装置の一実施形態を概略的に示す断面図である。図1に示すように、排水処理装置1は、被処理排水2を収容する処理槽3を備えている。被処理排水2中には、多数の担体4が散在している。担体4の種類としては、付着担体、包括固定化担体、自己造粒汚泥などが用いられる。担体4の材質は、水より比重の大きいものであればよく、その材質としては、例えばポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール又はアンスラサイト等が用いられる。
【0017】
処理槽3の側壁3aには原水導入配管5が接続され、原水が原水導入配管5を経て被処理排水として処理槽3に導入されるようになっている。また、処理槽3の下部には、複数本の散気管6が底面に沿って並設され、散気管6のそれぞれには、長さ方向に沿って散気ノズル7が複数取り付けられている。また散気管6には、図示しないブロワにより空気が導入されるようになっている。なお、散気管6、散気ノズル7及びブロワにより曝気手段が構成されている。
【0018】
更に、処理槽3の側壁3bの上部には排水排出口8が形成されている。一方、処理槽3の外部には、液体サイクロン9が設けられており、液体サイクロン9は、円筒状の外筒部10aと、外筒部10aの内側に同心状に配置される内筒部10bと、外筒部10aの下部に設けられる円錐部11とを備えている。そして、液体サイクロン9の外筒部10aと処理槽3の排水排出口8とは第1配管12によって接続されている。ここで、第1配管12の延び方向は外筒部10aの接線方向に一致している。従って、処理排水及び担体4は、第1配管12を経て処理槽3の上部から外筒部10aに流入されると、内筒部10bの周りを回転しながら下降する。このとき、担体4は、その遠心力により外筒部10aの内壁に集められ、円錐部11を経て沈降する。
【0019】
ここで、液体サイクロン9の外筒部10a及び内筒部10bの頂部は、開放されていることが好ましい。この場合、処理排水中に入り込んでいる空気を上方に逃がすことが可能となるため、空気が外筒部10aの頂部に溜まり、第1配管12に侵入することにより、処理排水を液体サイクロン9に流入させにくくするという事態を十分に防止することが可能となる。
【0020】
なお、液体サイクロン9の内筒部10bには処理排水排出配管13が接続されており、処理排水が処理排水排出配管13を経て排出されるようになっている。
【0021】
液体サイクロン9の円錐部11の最下部には担体排出口14が形成され、担体排出口14には第2配管15が接続され、第2配管15により、液体サイクロン9と処理槽3の下部とが連通している。
【0022】
図1において、第2配管15は、担体排出口14から延び、処理槽3の側壁3bを貫通している。ここで、第2配管15の先端開口16は、散気ノズル7より上方であって排水排出口8より下方にあることが好ましい。これは次の理由によるものである。即ち、担体4は水より比重が大きいため、沈降して処理槽3の底面に溜まる傾向があるが、第2配管15の先端開口16を散気ノズル7より上方に配置することで、担体4は、散気ノズル7から排出される空気により上昇させられることとなる。このため、処理槽3の底面に担体4が溜まることが十分に防止される。
【0023】
また、第2配管15の先端開口16は上向きであることが好ましい。この場合、散気ノズル7から排出される空気が第2配管15の先端開口16を経て侵入することを防止できるため、担体4の循環流動が妨げられなくなり、担体4を円滑に循環流動させることができる。
【0024】
次に、排水処理装置1における排水処理方法について説明する。
【0025】
先ず原水導入配管5から処理槽3に原水を被処理排水として導入し、ブロワを作動する。すると、ブロワから散気管6、散気ノズル7を経て被処理排水2に空気が供給され、これにより曝気が行われる。このとき、空気の上昇エネルギーにより被処理排水2の上昇流が形成される。そして、処理排水及び担体4は、処理槽3の排水排出口8から第1配管12を経て液体サイクロン9の外筒部10aに流入する。ここで、第1配管12を流れる処理排水の流速が0.05〜1.0m/sとなるように散気管6に空気を導入することが好ましい。流速が0.05m/s未満では、循環流の速度も小さくなり、担体4の濃度が液体サイクロン9に偏ってしまう傾向があるからであり、流速が1.0m/sを超えると、担体4が摩耗しやすくなる傾向があるからである。
【0026】
液体サイクロン9の外筒部10aに流入した処理排水及び担体4は、内筒部10bの周りを回転し、担体4はその遠心力により外筒部10aの内壁に集められる。こうして液体サイクロン9で担体4が分離され、分離された担体4は、円錐部11、担体排出口14を経て液体サイクロン9から排出され、第2配管15を経て処理槽3の下部に流入する。こうして処理槽3と液体サイクロン9との間に循環流が形成される。このため、処理排水を液体サイクロン9に流入させるべく液体サイクロン9の後段に沈殿槽を設ける必要がない。また、液体サイクロン9から処理槽3に担体4を戻すのに別途動力を必要としない。従って、排水処理装置1を小型化できると共に、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【0027】
次に、本発明の第1参考形態の排水処理装置について図2を参照して説明する。なお、図2において、図1と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0028】
図2は、本発明の第1参考形態の排水処理装置を概略的に示す断面図である。図2に示すように、本参考形態の排水処理装置21は、先ず処理槽3の内部を第1室22と第2室23とに仕切る仕切部材24を有し、第1室22の下部に散気管6を有し、第2室23に液体サイクロン9を収容する点で第1実施形態の排水処理装置1と相違する。
【0029】
また、排水処理装置21は、仕切部材24がその上部に排水排出口8を有し、仕切部材24が第1室22の下部と第2室23の下部とを連通させる開口25を有する点でも排水処理装置1と相違する。
【0030】
従って、排水処理装置21において、原水導入配管5から処理槽3に原水を被処理排水として導入し、ブロワを作動すると、ブロワから散気管6、散気ノズル7を経て第1室22内の被処理排水2に空気が供給され、これにより曝気が行われる。このとき、空気の上昇エネルギーにより被処理排水2の上昇流が形成される。そして、処理排水及び担体4は、仕切部材24の排水排出口8から配管26を経て液体サイクロン9の外筒部10aに流入し、液体サイクロン9で担体4が分離され、分離された担体4は、円錐部11、担体排出口14を経て液体サイクロン9から排出され、第2室23の下部から仕切部材24の開口25を通って第1室22の下部に流入する。こうして第1室22と液体サイクロン9との間に循環流が形成される。このため、処理排水を液体サイクロン9に流入させるべく液体サイクロン9の後段に沈殿槽を設ける必要がない。また、液体サイクロン9から第1室22に担体4を戻すのに別途動力を必要としない。従って、排水処理装置21を小型化できると共に、ランニングコストを大幅に低減することができる。なお、配管26を流れる流速が0.05〜1.0m/sとなるよう散気管6に空気を導入するのは、第1実施形態の場合と同じである。
【0031】
また、第1室22と第2室23との間には仕切部材24が設けられている。このため、仕切部材24に開口25が形成されていても、散気ノズル7から排出される空気が開口25を通して第2室23に侵入することが十分に防止される。従って、空気により担体4の流れが妨げられず、担体4が円滑に循環流動することとなる。
【0032】
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。
【0033】
また、上記第1実施形態では、ブロワにより処理槽3に空気を導入して排水の好気処理を行っているが、空気に代えて窒素を導入し、排水の嫌気処理を行うようにしてもよい。
【0034】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の第1実施形態の排水処理装置によれば、被処理排水を曝気することにより処理槽と液体サイクロンとの間に循環流が形成されるため、液体サイクロンの後段に、液体サイクロンに処理排水を流水させるための沈殿槽を設ける必要がなく、また、担体を処理槽に戻すのに別途動力を必要としない。このため、排水処理装置を小型化でき且つランニングコストを十分に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の排水処理装置に係る一実施形態を概略的に示す断面図である。
【図2】 本発明の参考形態の排水処理装置を概略的に示す断面図である。
【図3】従来の排水処理装置を示す断面図である。
【符号の説明】
1,21…排水処理装置、2…被処理排水、3…処理槽、4…担体、6…散気管(曝気手段)、7…散気ノズル(曝気手段)、8…排水排出口、9…液体サイクロン、12…第1配管、15…第2配管、16…先端開口、22…第1室、23…第2室、24…仕切部材、25…開口。
Claims (1)
- 処理槽内で水よりも比重の大きい担体を用いて被処理排水を処理し、前記処理槽で得られる処理排水と前記担体とを液体サイクロンで分離し、分離した前記担体を前記処理槽に戻す排水処理装置において、
前記被処理排水を曝気する曝気手段と、
前記処理槽の上部と前記液体サイクロンとを連通させ、前記液体サイクロンに前記処理排水と前記担体とを流入させる第1配管と、
前記液体サイクロンの下部と前記処理槽の下部とを連通させ、分離した前記担体を前記処理槽に戻す第2配管と、
を備え、前記液体サイクロンは、前記処理槽の外部に設けられ、前記担体を遠心力によりその内壁に集めて沈降させるものであり、
前記第2配管が前記処理槽の壁面を貫通し、その先端開口が上向きになっており、
前記先端開口は、前記曝気手段より上方にあることを特徴とする排水処理装置。
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