JP6173026B2

JP6173026B2 - 排水処理装置

Info

Publication number: JP6173026B2
Application number: JP2013100470A
Authority: JP
Inventors: 直幸宮川; 俊康柄澤
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Environment Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Environment Co Ltd
Priority date: 2013-05-10
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2017-08-02
Anticipated expiration: 2033-05-10
Also published as: JP2014217825A

Description

本発明は、排水処理装置に関する。

従来、排水処理装置として、排水と活性汚泥との混合液が収容された楕円形の水槽内に無端状の循環流路を形成するように長手方向に沿って隔壁が設置され、循環流路に沿って混合液を還流させながら水槽内の混合液を曝気する曝気装置を備えたオキシデーションディッチ槽が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３２９８８０７号公報

既設の大型の排水処理装置が使用できないような場合に、小型の排水処理装置による排水処理が求められることがある。しかしながら、従来の一般的なオキシデーションディッチ槽を単純に小型化し円筒状としただけでは、装置の設置面積に対する処理能力が不十分である場合があり且つ曝気、撹拌がうまく機能しない場合がある。

本発明は上記を鑑みてなされたものであり、小型化し円筒状の水槽であっても排水を効率よく処理することが可能な排水処理装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る排水処理装置は、排水と活性汚泥との混合液を収容する円筒状の水槽と、前記水槽内の前記混合水に浸漬するように配置され、軸線回りに回転することにより前記混合液を撹拌することで前記水槽内に循環流を形成すると共に、気液接触させることで前記混合液に酸素を供給するインペラと、を有する表面曝気装置と、前記水槽の内壁に取り付けられて、曝気処理後の処理水を系外に排出する排出手段と、を備え、前記排出手段は、前記水槽の内壁上部に設けられた越流堰と、前記水槽の内壁にその両端部が接続されて、平面視において前記越流堰を囲うように形成され、その上端が前記水槽内の水面よりも上であると共に下端が前記水槽内の水面よりも下である防波部と、を含んで構成されることを特徴とする。

上記の排水処理装置によれば、円筒状の水槽による標準活性汚泥法を採用することで、従来の一般的なオキシデーションディッチ槽を小型化した場合よりも効率よく排水処理を行うことができ且つ耐圧性の優れた水槽を容易に形成することが可能となる。そして、排出口の前段に越流堰が設けられ、さらに、越流堰を囲うように防波部が設けられている。防波部が越流堰を覆い、且つ、その上端が水槽内の水面よりも上である共に下端が水槽内の水面よりも下となるように設けられていることで、表面曝気装置が作動することによる水面の波の影響が越流堰に及ぶことが防止され、水槽内の水位の変動を抑制することができ、曝気処理をより安定して行うことができる。

ここで、前記表面曝気装置は、前記軸線が垂直方向に延びる縦軸曝気装置であって、前記水槽の内壁に垂直方向に延びるバッフルを備える態様とすることができる。

このように、水槽の内部において縦軸曝気装置により循環流が形成された際に、内壁に沿って垂直方向に延びるバッフルが設けられることで、循環流の一部がバッフルと衝突してその流れが変動し、共回りすることなく水槽内の被処理水が好適に混合され、排水処理を効率よく行うことが可能となる。

また、前記防波部は、前記表面曝気装置により形成される前記循環流を阻害するように設けられる態様とすることができる。

このように、防波部自体も循環流の流れを阻害するバッフルとして機能することで、被処理水の共回りがさらに抑制され、排水処理をより効率よく行うことができる。

また、前記インペラは、前記軸線に沿って上下方向の移動が可能とされている態様としてもよい。

この場合、好気状態形成時には表面曝気装置が被処理水の硝化に必要な曝気撹拌を行う一方、嫌気状態形成時にはインペラを下方へ移動し、水中位置で運転することで、被処理水の脱窒に必要な撹拌のみを行うことができるため、一層高度な硝化脱窒を進めることができる。

本発明によれば、小型化し円筒状の水槽であっても排水を効率よく処理することが可能な排水処理装置が提供される。

本実施形態に係る排水処理装置を示す概略正面構成図である。図１の排水処理装置の概略平面構成図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る排水処理装置の概略正面構成図であり、図２は、その概略平面図である。

図１，２に示すように、排水処理装置１は、有機性排水を被処理水として当該被処理水を表面曝気により浄化する装置であり、円筒状を成す水槽３と、水槽３の中央であって且つ水槽３の被処理液の水面Ｗ付近には、表面曝気装置４が設けられる。表面曝気装置４は、所謂縦軸型エアレータであり、被処理水の気液接触を促進させることで被処理水を曝気すると共に水槽３内での被処理水の循環流を形成するためのものである。

表面曝気装置４は、モータ４１、減速機４２、回転軸４３及び回転軸４３の先端に設けられたインペラ４４を含んで構成される。モータ４１及び減速機４２は、水面Ｗより上部の架台上に配置される。インペラ４４は、減速機４２及び回転軸４３を介してモータ４１と接続されていて、モータ４１の回転が減速機４２及び回転軸４３を介してインペラ４４へと伝達されることでインペラ４４が回転する。なお、インペラ４４の形状は特に限定されないが、例えば等間隔に配置された６枚の撹拌羽根等によって構成される。

水槽３にはその水面Ｗよりも上側に、被処理水を水槽３内へ導入するための導入口３１が設けられる。また、水槽３の内壁面上部には越流堰３３が設けられ、この越流堰３３よりも外側の水槽３の内壁に越流堰３３を超えて流入した処理水を水槽３から系外へ排出するための排出口３５が設けられる。

また、越流堰３３の周囲には、図２に示すように、平面視において越流堰３３を囲うように形成された防波部３７を備える。防波部３７は、垂直方向に延びる３枚の板部材３７Ａ〜３７Ｃが隣接する辺同士を連結してなり、各板部材３Ａ〜３Ｃがそれぞれ略コの字形状の防波部３７の一辺を形成するように配置される。そして、防波部３７の両端部となる板部材３Ａの端部及び板部材３Ｃの端部が水槽３の内壁に接続される。これにより、図２に示すように、越流堰３３は防波部３７と水槽３の内壁とによって囲われる構成となる。さらに、防波部３７は、その上端が水槽３内の水面Ｗよりも上である共に下端が水槽３内の水面Ｗよりも下である。本実施形態に係る防波部３７では、下端３７０が水槽３内の底面近くとなるように、垂直方向に防波部３７が長く設定されていて、防波部３７の下端３７０と水槽３の底面３０１との間から被処理水が防波部３７で囲まれた領域の内部（越流堰３３側）に入る構成となっている。上記の越流堰３３、排出口３５、及び防波部３７によって、排水処理装置１における排出手段が構成されている。

また、水槽３の内壁のうち水槽３の中心を挟んで排出手段が設けられている側とは逆側の内壁には、内壁に沿って垂直方向に延びるバッフル５１が設けられる。バッフル５１は、垂直方向に延びる板状の部材からなり、その上端が水槽３内の水面Ｗよりも上である共に下端が水槽３内の水面Ｗよりも下となっている。特に、このバッフル５１は後述のように水槽３内の被処理水の循環流を阻害するために設けられるので、水面Ｗより下側における垂直方向の長さは長い方が好ましく、特に下端が水槽３内の被処理水の高さ（深さ）の半分よりも下方（底面３０１側）であることが好ましい。

このような排水処理装置１では、導入口３１から水槽３内に導入された被処理水は、表面曝気装置４のモータ４１の駆動によるインペラ４４の回転によって、被処理水が撹拌されて水槽３内に円環状の循環流Ｆ１（図２参照）が形成されると共に、気液接触されることにより被処理水が曝気される。そして、曝気処理が行われた処理水は、防波部３７の下端３７０と水槽３の底面３０１との間から防波部３７の内側に流れ、越流堰３３を超えた処理水が排出口３５から系外に排出される。

ここで、本実施形態に係る排水処理装置１では、上記の構成を有することにより以下のような効果を奏する。

まず、排水処理装置１の水槽３が円筒状であることによって、小型の排水処理装置に用いられる耐圧性を有する水槽３を低コストで容易に作成することができる。上述のように、従来のオキシデーションディッチ装置は、例えば楕円形の無端環状流路を形成し、この流路に沿って被処理水を移動させながら曝気処理を行う構成である。しかしながら、このオキシデーションディッチ装置は、その構造上水槽内の容量負荷を高めることが困難である。したがって、従来のオキシデーションディッチ装置を単純に小型化すると、水槽の大きさに応じて処理負荷が小さくなり、被処理水を十分に処理できないことが考えられる。

これに対して、被処理水の処理負荷が高められた排水処理装置としては環状流路の長さを短くすることが考えられるが、そのような構成を有する排水処理装置では、角型形状の水槽が一般的に用いられていた。これは、水槽を複数配置する際に敷地を有効的に利用することを主な目的としていたものである。しかしながら、小型の排水処理装置を仮設する場合、角型の水槽では内部の被処理水による水圧が水槽の部位によって変わることため、補強等の作業が必要となる。これに対して本実施形態に係る排水処理装置１のように、円筒状の円形水槽を採用することで、小型でも処理負荷が高く且つ耐圧性の優れた水槽３を容易に形成することが可能となる。

次に、本実施形態に係る排水処理装置１では、排出口３５の前段に越流堰３３が設けられている。排出口３５側に越流堰３３を設けることで、水槽３内での水位の変動を抑制することができ、曝気処理を安定しておこなうことができる。

また、排水処理装置１では、越流堰３３を囲うように防波部３７が設けられている。この防波部３７が越流堰３３を覆い、且つ、その上端が水槽３内の水面Ｗよりも上である共に下端が水槽３内の水面Ｗよりも下となるように設けられていることで、表面曝気装置３が作動することによる水面Ｗの波の影響が越流堰３３に及ぶことが防止されている。これにより、水槽３内の水位の変動を抑制することができ、曝気処理をより安定して行うことができる。

さらに、防波部３７が垂直方向に長く形成され、下端３７０が水槽３の底面３０１方面に延びていることで、導入口３１と排出口３７との間の被処理水の移動経路を長く確保することができ、十分に処理されていない被処理水が短絡して排出口３５から系外に排出されることを防止することができる。

また、排水処理装置１では、表面曝気装置４のインペラ４４の駆動による円環状の循環流Ｆ１が形成されるが、このままでは被処理水が混合されることなく循環する共回り現象が生じてしまい、十分に曝気処理が行われない可能性がある。そこで、水槽３内に内壁に沿って垂直方向に延びるバッフル５１を設けることで、循環流Ｆ１の一部がバッフル５１と衝突することでその流れが変動するため、共回りすることなく水槽３内の被処理水が好適に混合され、排水処理を効率よく行うことが可能となる。なお、バッフル５１の形状や取り付け位置（水面Ｗに対してどの高さ位置にバッフル５１を設けるか）は適宜変更することができる。また、バッフル５１が設けられなくても、例えば、インペラ４４の回転の制御等によって、共回りを防止することも可能である。

さらに、本実施形態に係る排水処理装置１では、防波部３７に含まれる板部材３７Ｃについてもその主面が循環流Ｆ１に対して交差する方向となるように設けられている。したがって、防波部３７自体も循環流Ｆ１の流れを阻害するバッフルとして機能し、被処理水の共回りが抑制される。なお、循環流Ｆ１を好適に抑制するためには、バッフル５１は、水槽３内での被処理水の水深に対して十分な長さを有していることが好ましい。具体的には、バッフルの垂直方向の長さは、被処理水の水深に対して１／２以上であることが好ましい。また、防波部３７を循環流Ｆ１に対するバッフルとして機能させる場合にも、その垂直方向の長さは被処理水の水深に対して１／２以上であることが好ましい。また、防波部３７の垂直方向の長さを上記の範囲とすることにより、導入口３１と排出口３５との短絡を防止し、水槽３内での被処理水の曝気処理を好適に行うことができる。

以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、表面曝気装置４が垂直方向に軸線が延びる所謂縦軸曝気装置である場合について説明したが、表面曝気装置４は縦軸曝気装置に制限されず、例えば、インペラの回転軸が水平方向に延びる表面曝気装置を用いてもよい、また、インペラの回転軸が水平に対して斜め方向に延びる表面曝気装置を用いてもよい。

また、上記実施形態で説明した表面曝気装置４において、回転軸４３が上下方向に長さを変化させる構成として、インペラ４４が上下動して回転する構成であってもよい。この場合、表面曝気装置４は、被処理水の曝気のみならず、インペラ４４が水中に沈下した場合には被処理水を撹拌するための撹拌羽根として機能する。このように、表面曝気装置４はその構成や機能を適宜変更することができる。

１…排水処理装置、３…水槽、４…表面曝気装置、３１…導入口、３３…越流堰、３５…排出口、３７…防波部、４１…モータ、４２…減速機、４３…回転軸、４４…インペラ、５１…バッフル。

Claims

被処理水を収容する円筒状の水槽と、
前記水槽内の前記被処理水に浸漬するように配置され、軸線回りに回転することにより
前記被処理水を撹拌することで前記水槽内に円環状の循環流を形成すると共に気液接触さ
せることで前記被処理水を曝気するインペラを有する表面曝気装置と、
前記水槽の内壁に取り付けられて、曝気処理後の処理水を系外に排出する排出手段と、
を備え、
前記排出手段は、
前記水槽の内壁上部に設けられた越流堰と、
平面視において前記越流堰を囲うように形成される防波部と、
を含み、
平面視において、前記インペラと前記防波部との間に、前記円環状の循環流を形成する
間隙が設けられ、
前記防波部は、前記水槽の内壁から前記水槽の半径の半分以下の領域に設けられている
排水処理装置。
前記表面曝気装置は、前記軸線が垂直方向に延びる縦軸曝気装置であって、
前記水槽の内壁に沿って垂直方向に延びるバッフルを備える請求項１記載の排水処理装
置。
前記防波部は、前記水槽の内壁にその両端部が接続され、その上端が前記水槽内の水面
よりも上であると共に下端が前記水槽内の水面よりも下であり、前記表面曝気装置により
形成される前記循環流を阻害するように設けられる請求項１又は２記載の排水処理装置。
前記インペラは、前記軸線に沿って上下方向の移動が可能とされている請求項２記載の
排水処理装置。