JP7144497B2 - 上澄水排水装置及び上澄水排水方法 - Google Patents

Description

本発明は、上澄水排水装置及び上澄水排水方法に関する。特に、回分式活性汚泥法による上澄水排水工程を実施するのに好適な上澄水排水装置及び上澄水排水方法に関する。

これまで、汚水処理方法としては、標準活性汚泥法やＯＤ法が広く使われてきた。しかしながら、これらの標準活性汚泥法やＯＤ法では沈殿池を必要とする。また、ＯＤ法においては長水路形状である必要があり、槽形状に制限がある。これらに対し、同一の回分槽（反応タンク）内で活性汚泥による汚水の浄化、汚泥の沈殿、処理水の排出を行う回分式活性汚泥法が注目されている。この回分式活性汚泥法では、基本的に施設の形状を選ばず、既存の沈殿池等も含めて施設そのままを処理施設として活用できる。とりわけ、槽形状を選ばず既存（あるいは休止中の）施設を再活用することも可能である。そのため、費用を抑制した汚水処理ができる。例えば、更新時期を迎えた既存の汚水処理施設（下水処理施設や産業排水処理施設等を含む）や、製造品（製造仕様、製造モデルなど）、製造工程の変更等で不要になった水槽（回分槽を含む）でも、再活用できるとして注目されている。

この回分式活性汚泥法は有力な汚水処理方法である一方、課題もある。この汚水処理法では、汚水処理した汚水（処理済の汚水）を、沈殿汚泥と上澄水に分離して、上澄水を排水する。そのため、上澄水排水がスカムや汚泥混入等がない状態で安定して行われない限り、回分式活性汚泥法は成立しない。ここで、回分式活性汚泥法では、汚水流入用の汚水流入ポンプ、汚水浄化用の散気装置、攪拌装置等が必要であるが、これらにはいずれも汎用機器を使用でき、また、他の処理法において使用されている装置も使用することができる。これに対し、上澄水の排水は、回分式活性汚泥法で特有の処理であり、この特有な処理に適した排水装置や排水方法が、とりわけ重要である。

これまで、回分式活性汚泥法に好適な上澄水の排水をすべく、種々の取り組みがされてきた。
例えば、特許文献１には、回分式汚水処理装置の上澄水排出（排水）方法が開示されている。この上澄水排出方法は、上澄水の排水の際に、上澄水の吸水口を有する吸込部を、上澄水の水位変化に追従して可動（昇降）させる。
また、特許文献２には、図９に示すような上澄水排水装置（上澄水排水装置）が開示されている。この上澄水排水装置について説明すると、図９に示すように、原水９００Ｗが流入する回分処理槽９０１（回分槽、曝気装置９０３及びブロワー９０４を有する）内には、排水管９２２が、ガイドパイプ９２１及び振れ止め金具９２４に支持されて回分処理槽９０１内に垂直に固定されている。排水管９２２の上下位置は、レベル調整固定部９２３によって調整可能である。排水管９２２の下端には吸入部９２５が設けられている。吸入部９２５は、水位の下限レベルＢＷＬの下部であって沈降活性汚泥層（沈殿汚泥９０２）の界面９００Ｍの上部位置に配置されている。上澄水は、ポンプ９００Ｐにより吸入部９２５から吸引され排水管９２２を通して外部に排水される。排水の進行にしたがって上澄水の水位が下降し下限レベルＢＷＬに達すると（なお、符号ＨＷＬは上限レベル）、レベルスイッチ９０６がこれを検知してポンプ９００Ｐの稼働（運転）を停止し、排水工程が完了する。

特開２００１－４７０８１号公報 特開昭６３－２６４１９７号公報

上記特許文献１の開示技術（上澄水排出方法）は、上澄水の排水の際に、上澄水の吸水口を有する吸込部を、上澄水の水位変化に追従して可動させる可動部を有する。このような可動部に起因する上澄水を排水させる装置の耐久性及び信頼性を更に向上させたいという課題がある。
また、上記特許文献２の開示技術は、上澄水の水位変化に追従するための可動部が無く、追従運動に伴う配水管等の損傷を回避して耐久性及び信頼性を向上させる点で優れている。しかし、上澄水を陸上型のポンプＰによって排水させるためには、ポンプＰは停止時にもポンプ内部を充水しておく上から、逆止弁その他を装備する必要がある等の難点があり、ポンプの起動に伴って逆流等が生じた場合は、沈殿した汚泥層を乱す危険性もある。
そこで、本発明は、上澄水の排水の際に、上澄水の水位変化に追従するための可動部を無くして可動部に起因する耐久性及び信頼性を更に向上させるとともに、上澄水の排水とポンプの排水とを分離することで、沈殿汚泥がポンプの排水の影響を直接的に受けずに排水できる上澄水排水装置及び上澄水排水方法を提供することを目的とする。

［１］本発明の上澄水排水装置は、好気処理工程及び無酸素処理工程を含む浄化処理工程、沈殿処理工程、上澄水排水処理工程、並びに排泥処理工程を含む運転サイクルを繰り返す回分式汚水処理装置内に設置した回分槽の処理済の上澄水を排水する上澄水排水装置であって、前記上澄水の取水口を有し水平方向に伸びる固定排水管と、前記回分槽内又は前記回分槽外に配設され、前記固定排水管と連通する集水チャンバーと、前記集水チャンバー内に設置され、前記固定排水管の設置高さ位置より低い高さ位置に吸水口を有する排水ポンプと、前記排水ポンプの排水口に接続されたポンプ排水管と、を備えることを特徴とする。

［２］上記［１］に記載の上澄水排水装置においては、前記上澄水排水装置は、前記排水ポンプの停止状態が継続したときは、自ずと前記集水チャンバーの水位が前記回分槽の水位と最終的に均衡するように構成されていることが好ましい。

［３］上記［１］又は［２］のいずれかに記載の上澄水排水装置においては、前記排水ポンプの稼働により前記集水チャンバーの水位が前記固定排水管の設置高さ位置より低くなった場合には、前記回分槽の前記上澄水が、前記固定排水管から前記集水チャンバーに自然に流下するように構成されていることが好ましい。

［４］上記［１］～［３］のいずれかに記載の上澄水排水装置においては、更に、前記排水ポンプからの排水を制御する排水制御装置（回分法制御装置）を備え、前記回分法制御装置は、前記上澄水排水処理工程においては、前記排水ポンプからの排水を、原水系統に返水した後、排水系統に排水するように制御することが好ましい。

［５］上記［４］に記載の上澄水排水装置においては、更に、前記ポンプ排水管と前記原水系統との間に設けられた第１分岐排水管、及び前記ポンプ排水管と前記排水系統との間に設けられた第２分岐排水管、並びに、前記第１分岐排水管及び前記第２分岐排水管の開閉をする第１電磁バルブ及び第２電磁バルブを備え、前記回分法制御装置は、前記排水ポンプの排水を原水系統に返水する場合には、前記第１電磁バルブを開いて前記第２電磁バルブを閉じ、前記排水系統に排水する場合には、前記第１電磁バルブを閉じて前記第２電磁バルブを開くように制御することが好ましい。

［６］上記［４］又は［５］のいずれかに記載の上澄水排水装置においては、更に、前記集水チャンバーの水位を計測する集水チャンバー水位計測装置を備え、前記回分法制御装置は、前記上澄水排水処理工程においては、前記集水チャンバー水位計測装置で計測された前記集水チャンバーの水位に基づいて前記排水ポンプを稼働又は停止させることが好ましい。

［７］本発明の上澄水排水方法は、好気処理工程及び無酸素処理工程を含む浄化処理工程、沈殿処理工程、上澄水排水処理工程、並びに排泥処理工程を含む運転サイクルを繰り返す回分式汚水処理装置内に設置した回分槽の処理済の上澄水を排水する上澄水排水方法であって、水平方向に伸びる固定排水管の取水口から上澄水を取水する工程と、前記回分槽内又は前記回分槽外に配設され、前記固定排水管と連通する集水チャンバーに前記固定排水管の上澄水を取水する工程と、前記集水チャンバー内に設置され、前記固定排水管の設置高さ位置より低い高さ位置に吸水口を有する排水ポンプを稼働する工程と、前記排水ポンプの排水口に接続されたポンプ排水管から上澄水を排水する工程と、を含むことを特徴とする。
なお、［１］の上澄水排水装置に対する［２］～［６］のそれぞれの特徴を、上澄水排水方法において適用可能なそれぞれの特徴に置き換えたものは、上記［７］の上澄水排水方法においても好ましい特徴となる。

本発明の上澄水排水装置によれば、回分槽内の上澄水は、水平方向に伸びる固定排水管の取水口から取水され、固定排水管と連通する集水チャンバーに取水され、前記固定排水管の設置高さ位置より低い高さ位置に吸水口を有する排水ポンプによって吸水されて、ポンプ排水管から排水される。そのため、上澄水排水をおこなう場合に、上澄水の水位変化に追従させるための可動部が無いことや、例えば、固定排水管を弁を介さず集水チャンバーと接続することにより、可動部に起因する装置の耐久性及び信頼性を更に向上させることができる。
また、回分槽内の上澄水は、固定排水管の取水口から取水された後、集水チャンバーに一旦取水され、取水された集水チャンバー内の上澄水が排水ポンプによって吸水されて、ポンプ排水管から排水される。集水チャンバーによって、上澄水の排水（取水）と、集水チャンバー内の水を排水する排水ポンプの排水とが分離されるため、沈殿汚泥が排水ポンプの排水の影響を直接的に受けずに排水できる。換言すると、集水チャンバーが回分槽と排水ポンプ間の言わばバッファー的な存在となるため、排水ポンプの吸引力が、直接、回分槽内の上澄水に伝わることが無くなり、沈殿汚泥が巻き上げられて排水されることを抑制できる。
本発明の上澄水排水方法も、上記した本発明の上澄水排水装置の効果と同様の効果を有する。

実施形態１に係る上澄水排水装置３０Ａの説明図である。 実施形態１に係る上澄水排水装置３０Ａの断面模式図である。 実施形態１に係る上澄水排水装置３０Ａの排水操作説明図である。 実施形態１に係る上澄水排水装置３０Ａの上澄水排水処理工程のフローチャート例である。 実施形態２に係る上澄水排水装置３０Ｂの説明図である。 実施形態３に係る上澄水排水装置３０Ｃの説明図である。 変形例に係る上澄水排水装置３０Ｄの説明図である。 他の変形例の説明図である。 従来技術の説明図である。

以下、本発明の上澄水排水装置及び上澄水排水方法について、図１～図９を参照して説明する。なお、以下に説明する各図は、実際の形状、構成、処理工程等を簡略化して表した模式図である。

［実施形態１］
図１～図４を用いて、実施形態１に係る上澄水排水装置３０Ａ（デカンターともいう）について説明する。
図１は、実施形態１に係る上澄水排水装置３０Ａの説明図である。図２は、実施形態１に係る上澄水排水装置３０Ａの断面模式図である。図１及び図２は、汚水８１が浄化処理された後、上澄水８２と沈殿汚泥８３（沈殿活性汚泥）とに分離した状態を示している。図２は、図１のｘ－ｘ’、ｙ－ｙ’面の断面模式図である。

図１及び図２に示すように、実施形態１に係る上澄水排水装置３０Ａは、好気処理工程及び無酸素処理工程を含む浄化処理工程、沈殿処理工程、上澄水排水処理工程、並びに排泥処理工程を含む運転サイクルを繰り返す回分式汚水処理装置１Ａ内に設置した回分槽１０Ａの処理済の上澄水８２を排水する上澄水排水装置である。そして、上澄水排水装置３０Ａは、上澄水８２の取水口３１を有し水平方向に伸びる固定排水管３２（３２ａ、３２ｂ）と、回分槽１０Ａ内に配設（設置、配置）され固定排水管３２（３２ａ）と連通する集水チャンバー３３と、集水チャンバー３３内に設置され固定排水管３２（３２ａ、３２ｂ）の設置高さ位置より低い高さ位置に吸水口３６ａを有する排水ポンプ３６と、排水ポンプ３６の排水口３６ｂに接続されたポンプ排水管３４と、を備える。

［回分式汚水処理装置１（１Ａ）］
実施形態１では、集水チャンバー３３は、回分槽１０Ａ（回分式汚水処理装置１Ａ内に設置した回分槽）内に配設されている。
ここで、回分式汚水処理装置１Ａは、図１及び図２に示すように、回分槽１０Ａ、原水８０を貯留する原水槽９１から回分槽１０Ａに原水８０を流入させる流入ポンプ２０、回分槽１０Ａ内の汚水８１に散気する散気装置６１、汚水８１を撹拌する撹拌装置６２、浄化処理された処理済の上澄水８２を排水する上澄水排水装置３０Ａ、回分槽１０Ａ内の汚水８１の水位８１ｈ（汚水水位）を計測する汚水水位計測装置５１、を備えるものを基準とする（流入ポンプ２０については不要な場合もある）が、その他にも、沈殿汚泥８３の汚泥界面位置８３ｈ（沈殿汚泥８３と上澄水８２との境界面位置、汚泥界面高さ位置）を計測する汚泥界面計測装置５２（汚泥界面位置計測装置）、上澄水排水装置３０Ａ等を制御する回分法制御装置４０、回分法制御装置４０への制御指令等を入力するためのキーボード、マウス等の入力装置７１、回分槽１０Ａ内での、散気装置６１等諸装置の動作状況等、処理状況を表示したり、印刷したりする出力装置７２（表示装置、印刷装置）等を備えてもよい。
図２は、図１に示す回分式汚水処理装置１ＡのＸ－Ｘ’、Ｙ－Ｙ’面の断面図である。（なお、本明細書においては、「○○工程」、「○○（工程）」、「○○処理」、「○○（処理）」、「○○処理工程」、「○○（処理工程）」及び「○○」の語を原則同義語として使用している。また、「数字」「数字・英大文字」の関係は、「数字」が総括的符号で「数字・英大文字」が実施形態に対応する符号である。例えば、符号「３０」は、諸実施形態の上澄水排水装置を総括的に示す符号であり、符号「３０Ａ」は、実施形態１に係る上澄水排水装置を示す符号である。）

［回分槽］
「回分槽１０（１０Ａ）」は、「回分式活性汚泥法」で使用する槽であり、コンクリート（ＲＣコンクリートを含む）、鋼板等で作られている。実施形態１の回分槽１０Ａは原水８０が間欠的に流入する間欠流入式の回分槽である。「回分式活性汚泥法」では、同一のタンク（回分槽）を用いて、微生物の働きを利用して汚水中の有機物分解やアンモニア性窒素の酸化などの汚水処理をおこなうとともに、微生物を含む活性汚泥（沈殿汚泥８３）と水（上澄水８２）とを分離する固液分離をおこなう。

「浄化処理工程」とは、汚水８１あるいは、沈殿汚泥８３中にいる微生物を利用して、好気処理工程、無酸素処理工程等により、汚水８１を浄化処理する工程をいう。「浄化処理工程」は微生物による生物化学反応を利用することから「反応工程」という場合もある。浄化処理工程では、散気装置６１や撹拌装置６２あるいは水中機械式曝気撹拌装置等が使用される。散気装置６１（ディフューザー）は、ブロアで圧縮した空気を細かい空気穴から気泡にして汚水８１の中に拡散させて（ばっ気して）散気する。撹拌装置６２は、撹拌モーター、そのシャフト、及びシャフトに取りつけた撹拌翼を有しており、汚水８１を撹拌する。なお、水中機械式曝気撹拌装置は撹拌装置の内部に散気装置を内蔵した形式のものである。実施形態１では、回分法制御装置４０は、排水制御の他、散気装置６１や撹拌装置６２の動作（稼働又は停止）制御もおこなっている。
「沈殿処理工程」とは、回分槽１０（１０Ａ）にある浄化処理後の汚水８１を、上澄水８２と沈殿汚泥８３とに分離（固液分離）する処理工程をいう。
「上澄水排水処理工程」とは、沈殿処理された上澄水８２を排水する処理工程をいう。「排水工程」ともいう。なお、全ての上澄水８２を排水する訳ではない。全ての上澄水８２を排水すると、回分槽１０Ａにある沈殿汚泥８３が巻き上げられて排水中に混入するリスクがあるためである。
「排泥処理工程」とは、上澄水排水処理工程後に沈殿汚泥８３を排泥する処理工程をいう。なお、全ての沈殿汚泥８３を排泥する訳ではない。処理に伴い増加する汚泥に対し適切量を保持するため、余剰量を引き抜く必要があるからである。

［上澄水排水装置］
上澄水排水装置３０（３０Ａ）は、回分槽１０Ａ内の上澄水８２を排水する装置である。
図３は、実施形態１に係る上澄水排水装置３０Ａの排水操作説明図である。図４は、実施形態１に係る上澄水排水装置３０Ａの上澄水排水処理工程のフローチャート例である。

実施形態１に係る上澄水排水装置３０Ａでは、排水ポンプ３６の停止状態が継続したときには、自ずと集水チャンバー３３の水位３３ｈは、最終的には回分槽１０Ａの水位と均衡する。

また、実施形態１に係る上澄水排水装置３０Ａは、排水ポンプ３６の稼働により集水チャンバー３３の水位３３ｈが固定排水管３２の設置高さ位置より低くなった場合に、回分槽１０Ａの上澄水８２が、固定排水管３２から集水チャンバー３３に自然に流下するように構成されている。

また、実施形態１に係る上澄水排水装置３０Ａは、排水ポンプ３６からの排水を制御する回分法制御装置４０を備え、回分法制御装置４０は、上澄水排水処理工程においては、排水ポンプ３６からの排水を、原水系統に返水した後、排水系統に排水するように制御するように構成されている。

また実施形態１に係る上澄水排水装置３０Ａは、第１分岐排水管３５ａ、第２分岐排水管３５ｂ、第１電磁バルブＶ１及び第２電磁バルブＶ２を備え、回分法制御装置４０は、排水ポンプ３６の排水を原水系統に返水する場合には、第１電磁バルブＶ１を開いて第２電磁バルブＶ２を閉じ、排水系統に排水する場合には、第１電磁バルブＶ１を閉じて第２電磁バルブＶ２を開くように制御する構成としている。

また、実施形態１に係る上澄水排水装置３０Ａは、集水チャンバー３３の水位３３ｈを計測する集水チャンバー水位計測装置３７を備え、回分法制御装置４０が、上澄水排水処理工程においては、集水チャンバー水位計測装置３７で計測された集水チャンバー３３の水位３３ｈ（３３ｈ１及び３３ｈ４）に基づいて排水ポンプ３６を稼働又は停止させる構成としている。
なお、本明細書においては、排水ポンプ３６に付帯して用いる、後述のフリクト型水位計を使用する場合、フリクト型水位計の水位計測部（水位計測機構、水位計測機能）は、集水チャンバー水位計測装置３７に含まれ、水位に応じて内蔵スイッチが開閉してそれに伴い排水ポンプ３６の動作（稼働又は停止）を制御する制御部（制御機構、制御機能）は回分法制御装置４０に含まれるものとして扱う。

また、実施形態１に係る上澄水排水装置３０Ａを用いると、回分式汚水処理装置１Ａ内又は回分槽１０Ａ外に設置した回分槽１０Ａの処理済の上澄水８２を排水する上澄水排水方法であって、固定排水管３２の取水口３１から上澄水８２を取水する工程と、固定排水管３２と連通する集水チャンバー３３に固定排水管３２の上澄水を取水する工程と、集水チャンバー３３内に設置された排水ポンプ３６を稼働する工程と、排水ポンプ３６の排水口３６ｂに接続されたポンプ排水管３４から上澄水を排水する工程と、を含む上澄水排水方法を実施できる。

［上澄水排水装置３０（３０Ａ）］
上澄水排水装置３０（３０Ａ）を構成する各要素について説明すると、図２に示すように、固定排水管３２（３２ａ）の取水口３１は開口しており、固定排水管３２と集水チャンバー３３とが連通している。固定排水管３２は前記上澄水８２中（上澄水の層中）にあると、排水ポンプ３６が稼働して集水チャンバー３３内の水位３３ｈが下がると、回分槽１０Ａ内の水位８１ｈとの水位差により、上澄水８２が固定排水管３２の取水口３１から取水され、集水チャンバー３３内に取水されるように構成されている。
固定排水管３２の断面は、楕円形であるが、円形、楕円形、矩形、ひし形等であってもよい。取水口３１は楕円形断面の固定排水管３２の下部に形成されている。「下部」とは、固定排水管３２を平面的に見たときに、上から見えない下側をいう。取水口３１を固定排水管３２の下部に形成するのは、上澄水８２上に浮かんだスカム等が取水口３１から固定排水管３２の内部に混入することを抑制するためである。

［固定排水管３２の高さ位置］
固定排水管３２は、集水チャンバー３３の下（即ち、回分槽１０Ａの底）から所定の固定した高さ位置に設置される。
この設置高さ位置は、回分槽１０ａで回分式活性汚泥法による通常の浄化処理等の処理がされる場合の、汚泥界面位置８３ｈより上で、水位８１ｈより下であり、固定排水管３２が上澄水８２の層内に置かれる設置高さ位置である。
実施形態１では、固定排水管３２は、同じ設置高さ位置の、第１固定排水管３２ａと第２固定排水管３２ｂとから構成されている。第１固定排水管３２ａの取水口３１から取水された上澄水８２は、第１固定排水管３２ａ及び第２固定排水管３２ｂを通って、集水チャンバー３３に取水される。

取水口３１は、第１固定排水管３２ａと第２固定排水管３２ｂの両者に形成する、又は第１固定排水管３２ａのみに形成する。
なお、上記の固定排水管３２、分岐排水管３５及び集水チャンバー３３は、例えば、塩化ビニール、ポリカーボネート等のプラスチック、又はステンレス等の金属で構成することができる。

［排水ポンプ］
集水チャンバー３３内（実施形態１では集水チャンバー３３の底）には、排水ポンプ３６が設置される。なお、排水ポンプ３６として水中ポンプ型排水ポンプを用いることができる。排水ポンプ３６は、上澄水８２が取水される集水チャンバー３３内に設置され得ることから、水中ポンプ型排水ポンプが有用である。集水チャンバー３３内における吸水口３６ａの高さ位置は、固定排水管３２より低くなるように構成されている。また排水口３６ｂは、ポンプ排水管３４に接続される。ポンプ排水管３４は集水チャンバー３３の内側、外側のどちらに設置してもよい。しかしながら、ポンプ排水管３４を、図２のように、集水チャンバー３３の内側に設置すると、構造をシンプルにすることができる。

回分法制御装置４０が排水ポンプ３６を動作（稼働）させると、排水ポンプ３６は集水チャンバー３３内の上澄水８２を吸水口３６ａから吸引（吸水）して、排水口３６ｂからポンプ排水管３４に排水する。回分法制御装置４０の制御により、ポンプ排水管３４内の上澄水８２は、排水路９２等の排水系統に排水される。

［回分法制御装置］
回分法制御装置４０は、上澄水排水装置３０Ａの制御をする。この明細書では、回分法制御装置４０は、上澄水排水装置３０Ａの制御をするのに加えて、回分式汚水処理装置１Ａ全体の制御もする装置として説明する。
なお、上述したように、フリクト型水位計を使用する場合、水位に応じて内蔵スイッチが開閉してそれに伴い排水ポンプ３６の動作（稼働又は停止）を制御する制御部は回分法制御装置４０に含まれるものとして扱う。
図１に示す回分法制御装置４０は、ＣＰＵ（Central Prosessing Unit、中央処理装置）４１、ＲＯＭ（Read Only Memory、読出専用メモリー）４２、ＲＡＭ（Random Access Memory）４３と、これらを接続するバス４４、バス４４と回分法制御装置４０の外部装置との間に設けられたインターフェース４５等を有する。

ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４２に格納されたプログラム、又は、外部記憶装置（図示せず）からＲＡＭ４３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。ＲＡＭ４３には、ＣＰＵ４１が各種の処理を実行する際に必要なデータ等を適宜記憶させる。回分法制御装置４０はインターフェース４５を介し外部装置と接続され、信号の入出力がされる。インターフェース４５に向かう矢印の直線は回分法制御装置４０への入力信号（７１ｚ、５１ｚ、５２ｚ）であり、インターフェース４５から出る矢印の直線は回分法制御装置４０からの出力信号（７２ｚ、６１ｚ、６２ｚ、３６ｚ、２０ｚ、Ｖ１ｚ、Ｖ２ｚ）である。これらに付けられた数字は対応する装置の番号である。例えば、インターフェース４５に向かう矢印の直線７１ｚは、入力装置７１から回分法制御装置４０への入力信号である。インターフェース４５から出る矢印の直線７２ｚは、回分法制御装置４０から出力装置７２への出力信号である。インターフェース４５に対して矢印付き直線で示されたこれらの信号は入出力信号の例示にすぎない。

ここで、汚水水位計測装置５１及び汚泥界面計測装置５２について説明する。
汚水水位計測装置５１は、例えば、汚水８１の水面より上に固定設置して、超音波を鉛直方向下方に発射し水面からの反射波を受信してその強度から汚水水位計測装置５１・水面間の距離を測定する。そして予め測定した汚水水位計測装置５１・回分槽１０Ａ底面間の距離から、汚水水位計測装置５１２・水面間の距離を差し引いて、その値を回分槽１０Ａ底面・汚水８１水面間の距離、即ち、汚水８１の水位８１ｈとする。この差し引き演算は、汚水水位計測装置５１自身がおこなってもよいし、回分法制御装置４０がおこなってもよい。

汚泥界面計測装置５２は、例えば、汚水８１の水面より上に固定設置する。その状態で、汚泥界面計測装置５２は、超音波を鉛直方向下方に発射し汚泥界面からの反射波を受信してその強度から汚泥界面計測装置５２・汚泥界面間の距離を測定する。そして予め測定した汚泥界面計測装置５２・回分槽１０Ａ底面間の距離から、汚泥界面計測装置５２・汚泥界面間の距離を差し引いて、その値を回分槽１０Ａ底面・汚泥界面間の距離、即ち、汚泥界面位置８３ｈ（高さ位置）とする。この差し引き演算は、汚泥界面計測装置５２自身がおこなってもよいし、回分法制御装置４０がおこなってもよい。

［上澄水排水操作］
図２に図示するように、上澄水排水装置３０Ａは、集水チャンバー３３内の水位を計測する集水チャンバー水位計測装置３７を備えている。
ここで、集水チャンバー水位計測装置３７は、上述した汚水水位計測装置５１と同様なものであってもよいが、上述したように、後述のフリクト型水位計を使用する場合、フリクト型水位計の水位計測部は、集水チャンバー水位計測装置３７に含まれるものとして扱う。図２に図示するのは、集水チャンバー水位計測装置３７として、フリクト型水位計の水位計測部を使用する場合である。フリクト型水位計（集水チャンバー水位計測装置３７）は、レベルスイッチが内蔵された第１フロート３７ａと、第２フロート３７ｂと、それらが取り付けられる支柱３７ｃ等とを有する。フリクト型水位計については後述する。

排水ポンプ３６の操作（稼働、停止）は、回分法制御装置４０（フリクト型水位計の制御部を含む）からの排水処理指令等の制御、又は上澄水排水処理工程における集水チャンバー水位計測装置３７（フリクト型水位計の水位計測部を含む）で計測された水位、に基づいておこなわれる。
回分法制御装置４０が、排水ポンプ３６を稼働（運転）させると、集水チャンバー３３内の上澄水８２は、図２に示すように、ポンプ排水管３４から排水される。その後、集水チャンバー３３内の水位が低下して固定排水管３２の位置より低くなると、排水ポンプ３６は集水チャンバー３３に取水された上澄水を吸水して排水するが、その吸水力が、直接、固定排水管３２の取水口３１外側の上澄水８２（回分槽１０Ａ内の上澄水８２）に伝わることがない。そのため、排水ポンプ３６が稼働することにより、沈殿汚泥８３が巻き上げられて上澄水に混入されることが抑制される。

図３を用いて、上澄水８２の排水処理について説明する。図３（ａ）～（ｅ）に、１運転サイクル中の原水流入処理工程等の各処理工程における上澄水排水装置３０Ａ等の様子（排水操作）を模式的に図示する。なお、図３（ａ）～（ｅ）中、「Ｐ」は排水ポンプ３６を示す。

［原水流入処理工程］
図３（ａ）は、原水流入処理工程における上澄水排水装置３０Ａ等の様子を示す図である。この工程においては、回分法制御装置４０は排水ポンプ３６を停止させている。この処理工程で、回分法制御装置４０は流入ポンプ２０を稼働させ、回分槽１０Ａに原水８０を流入させる。上澄水排水装置３０Ａは、固定排水管３２（３２ａ、３２ｂ）と集水チャンバー３３とが連通しており、排水ポンプ３６の停止状態では、原水８０の一部が流入し、集水チャンバー３３の水位が回分槽１０Ａの水位と最終的に均衡するように構成されている。
そして、原水８０の流入で回分槽１０Ａ内の水位８１ｈは上昇していき、それに伴って集水チャンバー３３の水位も自ずと最終的に均衡するように上昇する。

［浄化処理工程］
図３（ｂ）は、浄化処理工程（反応処理工程）における上澄水排水装置３０Ａ等の様子を示す図である。この処理工程においては、回分法制御装置４０は流入ポンプ２０と排水ポンプ３６とを停止させている。
回分法制御装置４０は、撹拌装置６２を稼働（運転）させることにより、回分槽１０Ａに流入した原水８０中に沈殿汚泥８３を混ぜ合わせたり、散気を撹拌させたりして浄化処理を活発化させたり、浄化処理が汚水８１中で極力均一になるようにする。

浄化処理工程においては、回分槽１０Ａ内の汚水８１は、活性汚泥がほぼ均一に混ざり合った状態となっている。原水８０が流入すると、活性汚泥と混ざり合い、水位８１ｈが上昇していく。
一方、集水チャンバー３３は、取水口３１を有する固定排水管３２と連通している。そのため、原水８０の流入で回分槽１０Ａ内の水位８１ｈが上昇していくと、それに伴って集水チャンバー３３の水位３３ｈは、水位８１ｈと最終的に均衡するように上昇する。しかし、回分槽１０Ａと集水チャンバー３３とは、基本的には別の容物であり、取水口３１等を介して連通されているにすぎない。そのため、回分槽１０Ａ内、あるいは固定排水管３２の汚水８１の一部が、集水チャンバー３３内に入ることはあっても、集水チャンバー３３では回分槽１０Ａ内でおこなわれるのと同様な浄化処理はおこなわれない。浄化処理工程中であっても、集水チャンバー３３内の汚水は、その中の固形分は沈殿し、上側は固形分の少ない状態に分離する（図３（ａ）に示す原水流入処理工程中も同様である）。なお、集水チャンバー３３内に堆積した浄化処理が不完全な処理水は、後述する初期返水処理工程により、原水系統側に返水処理される。

［沈殿処理工程］
図３（ｃ）は、沈殿処理工程における上澄水排水装置３０Ａ等の様子を示す図である。沈殿処理を開始した直後の様子を示す。
沈殿処理工程においては、回分法制御装置４０は、流入ポンプ２０を停止させ、回分槽１０Ａへの原水８０の流入を停止させる。また、散気装置６１及び撹拌装置６２を停止させる。排水ポンプ３６も停止させる。
沈殿処理工程開始直後においては、図３（ｃ）に示すように、回分槽１０Ａ内の汚水８１は、活性汚泥がほぼ均一に混ざり合った状態となっているが、沈殿処理工程の終了時においては、回分槽１０Ａ内の汚水８１は、上澄水８２と、沈殿汚泥８３とに分離する（図３（ｄ）参照）。
一方、集水チャンバー３３内部は静置状態が維持されるため、沈殿分離状況が続いており、集水チャンバー３３内に流入した汚泥等は沈降分離が進むこととなる。

［上澄水排水処理工程］
上澄水８２の上澄水排水処理工程は、初期返水処理工程と、その後の上澄水排水工程とを有する。図３（ｄ）は初期返水処理工程における上澄水排水装置３０Ａ等の様子を示し、図３（ｅ）は初期返水後の上澄水排水処理工程における上澄水排水装置３０Ａ等の様子を示す。
回分法制御装置４０は、汚水８１の水位８１ｈと、汚泥界面位置８３ｈとから、図３（ｃ）に示す沈殿処理工程の進行状況を監視しており、それらから、上澄水排水処理工程を開始してよいと判断すると、上澄水排水処理工程に移行する。

［初期返水処理工程］
上澄水排水処理工程においては、回分法制御装置４０は、まず、初期返水処理工程を実施する（図３（ｄ）参照）。
初期返水処理工程では、回分法制御装置４０は、信号Ｖ１ｚにより、原水槽９１につながる第１分岐排水管３５ａの第１電磁バルブＶ１を開き、信号Ｖ２ｚにより、排水路９２につながる第２分岐排水管３５ｂの第２電磁バルブＶ２を閉じる。そして、回分法制御装置４０は、排水ポンプ３６をＯＮ（稼働）させる。この初期返水処理により、集水チャンバー３３の汚水は、第１分岐排水管３５ａを介して原水槽９１（原水系統）に返水される。
これにより、前回の運転サイクルから、当該運転サイクルの上澄水排水処理工程までの間に、集水チャンバー３３の底や、固定排水管３２の底に沈殿、沈着等された汚泥（沈殿汚泥）が集水チャンバー３３から除去される。

［排水系統への上澄水排水処理工程］
初期返水処理工程が終了すると、回分法制御装置４０は、次に、排水系統への上澄水排水処理工程を実施する（図３（ｅ）参照）。
排水系統への上澄水排水処理工程では、回分法制御装置４０は、信号Ｖ１ｚにより、原水槽９１につながる第１分岐排水管３５ａの第１電磁バルブＶ１を閉じ、信号Ｖ２ｚにより、排水路９２につながる第２分岐排水管３５ｂの第２電磁バルブＶ２を開く。そして、回分法制御装置４０は、排水ポンプ３６を稼働させる。これらにより、集水チャンバー３３の上澄水８２は、第２分岐排水管３５ｂを介して排水路９２（排水系統）に排水される。
その際、回分法制御装置４０は、集水チャンバー水位計測装置３７で計測された集水チャンバー３３の水位３３ｈに基づいて排水ポンプ３６を稼働又は停止させる。
その具体的な方法としては、例えば、２つあり、１つは、回分法制御装置４０が、集水チャンバー水位計測装置３７を汚水水位計測装置５１と同様に構成し、当該集水チャンバー水位計測装置３７で計測された集水チャンバー３３内の水位３３ｈ計測信号５１ｚを受信して、水位３３ｈに基づいて、排水ポンプ３６を稼働又は停止させるやり方である。

もう１つは、フリクト型水位計を使用し、フリクト型水位計の水位計測部を集水チャンバー水位計測装置３７として使用し、水位に応じて内蔵スイッチが開閉してそれに伴い排水ポンプ３６の動作（稼働又は停止）を制御する制御部を回分法制御装置４０として使用するやり方である。このやり方について少し詳しく説明する。

［フリクト型水位計］
集水チャンバー３３内には、フリクト型水位計が設置されている。上述したように、フリクト型水位計（集水チャンバー水位計測装置３７）は、レベルスイッチを内蔵した第１フロート３７ａ、第２フロート３７ｂ、及びそれらを取り付ける支柱３７ｃを有する（支柱３７ｃは必須ではない）。第１フロート３７ａと第２フロート３７ｂとは支柱に取り付ける高さ位置が異なり、第１フロート３７ａの方が高い高さ位置に取り付けられている。第１フロート３７ａ及び第２フロート３７ｂは、水位によって姿勢が変わり、それによって（フリクト型水位計の水位計測部によって計測された水位によって）内蔵レベルスイッチがオン又はオフする。水位の関係は、水位３３ｈ１＞３３ｈ２＞３３ｈ３＞３３ｈ４である。レベルスイッチは排水ポンプ３６に接続されており、レベルスイッチのオン又はオフに基づき、排水ポンプ３６を起動又は停止させる（フリクト型水位計の制御部が、排水ポンプ３６を起動又は停止させるように制御する）。図２の右下に図示するように、第１フロート３７ａのレベルスイッチは、集水チャンバー３３内の水位３３ｈが３３ｈ１以上になるとオンし、３３ｈ２以下になるとオフし、それに基づき排水ポンプ３６を起動又は停止させる。第２フロート３７ｂのレベルスイッチは、水位３３ｈが３３ｈ４以下になるとオフし、３３ｈ３以上になるとオンし、それに基づき排水ポンプ３６を停止又は起動させる。
なお、レベルスイッチオンで排水ポンプ３６を起動させ、レベルスイッチオフで排水ポンプ３６を停止させるように構成してもよいが、その逆に、レベルスイッチオンで排水ポンプ３６を停止させ、レベルスイッチオフで排水ポンプ３６を起動させるように構成してよい。

フリクト型水位計を使用した場合の上澄水排水処理工程のフローチャートは図４のようになる。
まず、排水ポンプ３６起動の場合、排水ポンプ３６を起動させるか否かの分岐制御がおこなわれる（ステップ２１、以下「Ｓ２１」と記載する。他のステップでも同様）。その場合、集水チャンバー３３内の水位３３ｈが３３ｈ１以上であるか否かに基づき、排水ポンプ３６を起動するか否かに分岐制御される。
水位が３３ｈ１未満の場合、第１フロート３７ａの内蔵レベルスイッチはオフのままであり（第２フロート３７ｂの内蔵レベルスイッチもオン）、排水ポンプ３６起動ＮＯで、処理工程がＳ２１に戻る。
水位が３３ｈ１以上の場合、第１フロート３７ａの内蔵レベルスイッチはオンとなり（第２フロート３７ｂの内蔵レベルスイッチもオン）、排水ポンプ３６起動ＹＥＳとなり、排水ポンプ３６を起動させる（Ｓ２３）。
排水ポンプ３６を起動させると、集水チャンバー３３内の水位３３ｈは低下する（Ｓ２５）。

次に、排水ポンプ３６を停止させるか否かの分岐制御がおこなわれる（Ｓ２７）。その場合、集水チャンバー３３内の水位３３ｈが３３ｈ４以下であるか否かに基づき排水ポンプ３６を停止させるか否かに分岐制御される。
水位が３３ｈ４を超える場合、第２フロート３７ｂの内蔵レベルスイッチはオンのままであり（第１フロート３７ａの内蔵レベルスイッチはオフ）、排水ポンプ３６停止ＮＯであり、処理工程がＳ２５に戻る。
水位が３３ｈ４以下の場合、第２フロート３７ｂの内蔵レベルスイッチはオフとなり（第１フロート３７ａの内蔵レベルスイッチもオフ）、排水ポンプ３６停止ＹＥＳとなり、排水ポンプ３６を停止させる（Ｓ２９）。
排水ポンプ３６を停止させると、集水チャンバー３３内の水位３３ｈが上昇する（Ｓ３１）。
そして、処理工程はＳ２１に戻る。

［上澄水排水処理工程の終了］
一方、上澄水排水処理工程で、回分法制御装置４０は、汚水水位計測装置５１で計測する回分槽１０Ａ内の汚水８１の水位８１ｈ（または更に汚泥界面計測装置５２で計測する汚泥界面位置８３ｈ）をチェックしており、水位８１ｈが所定水位以下になると、集水チャンバー水位計測装置３７による集水チャンバー３３の水位検出結果に関係なく、排水ポンプ３６を停止させる。汚水８１の水位８１ｈが所定水位以下に低下することにより、汚水８１の水面が取水口３１に近づき、水面のスカム、ゴミ等が取り込まれ、排水系統（排水路９２等）に排水されるリスクを低減させるためである。このようにして上澄水排水処理工程が終了する。

［排泥処理工程］
上澄水排水処理工程の後、回分法制御装置４０は、処理工程を、沈殿汚泥８３の排泥処理工程に進める。
排泥処理工程が終了すると、１運転サイクルが終了する。回分法制御装置４０は、次の運転サイクルを開始させる。

［実施形態１の効果］
上記実施形態１に係る上澄水排水装置３０Ａによれば、上澄水排水装置３０Ａは、固定排水管３２と、集水チャンバー３３と、排水ポンプ３６と、ポンプ排水管３４と、を備え、これらにより上澄水排水がおこなわれるように構成されているため、上澄水８２の水位変化に追従させるための可動部が不要であり、また、固定排水管３２と集水チャンバー３３との間に弁を設けることも不要であることから、可動部に起因する装置の耐久性及び信頼性に優れる。
また、集水チャンバー３３によって、上澄水８２の排水（取水）と、集水チャンバー３３内の水を排水する排水ポンプ３６の排水とが分離されるため、沈殿汚泥８３が排水ポンプ３６の排水の影響を直接的に受けずに排水でき、沈殿汚泥８３が巻き上げられて排水されることを抑制できる。
なお、排水ポンプ３６としては維持管理が容易で安価な汎用の水中ポンプ型排水ポンプを用いることができるため、水中ポンプ型排水ポンプを用いた長期にわたる無人運転も可能となる。

更に付け加えると、一般的に、回分槽においては汚水８１の水面上に浮かぶスカム等を避けて上澄水８２を取水（採取）して排出する必要があり、スカム等を避ける或いは別途取り除く装置を設ける等、構造が複雑になりがちであるが、上澄水排水装置３０Ａが上記のように構成されていると、構造をシンプルにすることができる。
また、集水チャンバー３３を回分槽１０Ａ内に配設する場合、中小規模の排水処理施設（汚水処理装置）に対しても上澄水排水装置３０Ａを簡単に設置できる。排水するために、回分槽１０Ａの槽壁を貫通する排水管を設けることが不要であり、地中に埋設された既存の水槽にも簡単に設置できることから、そのような処理槽を回分槽として再活用することも可能となる。
一方、集水チャンバー３３を回分槽１０Ｂの槽外に配設する場合、回分槽１０Ｂの容積は、集水チャンバー３３設置によって減少することがない。

また、排水ポンプ３６の停止状態が継続したとき集水チャンバー３３の水位３３ｈが回分槽１０Ａの水位と最終的に均衡するように構成されているため、上澄水排水処理工程再開時には集水チャンバー３３内の水位３３ｈが一致しており、集水チャンバー３３の処理済の汚水を速やかに排水することができる。

また、排水ポンプ３６の稼働により集水チャンバー３３の水位３３ｈが、回分槽１０Ａの水位８１ｈより低くなった場合には、回分槽１０Ａの上澄水８２が、固定排水管３２から集水チャンバー３３に自然に流下するように構成されているため、集水チャンバー３３内の排水ポンプ３６の吸引力を直接受けずに取水することができる。また、排水ポンプが稼働しなければ、集水チャンバー３３の水位３３ｈと回分槽１０Ａの水位８１ｈとが等しくなった時点で固定排水管３２からの上澄水８２流出が自ずと停止する。そのため、円滑な上澄水８２流出の停止操作が可能となる。

また、回分法制御装置４０は、上澄水排水処理工程においては、排水ポンプ３６からの排水を、原水系統に返水した後、排水系統に排水するように制御するように構成されているため、上澄水排出工程以外の工程期間中に固定排水管３２を通じて集水チャンバー３３内に混入した汚泥等が混入していない上澄水のみを排水系統に排水することができる。

また、第１電磁バルブＶ１及び第２電磁バルブＶ２を備え、回分法制御装置４０がこれらの開閉を制御する構成とすることにより、原水系統への返水、及び排水系統への排水を確実におこなうことができる。

また、集水チャンバー水位計測装置３７（フリクト型水位計の水位計測部を含む）を備え、回分法制御装置４０（フリクト型水位計の制御部を含む）が、排水工程においては、集水チャンバー水位計測装置３７で計測された集水チャンバー３３の水位３３ｈに基づいて排水ポンプ３６を稼働又は停止させる構成とすることにより、集水チャンバー３３内の排水ポンプ３６の稼働に適した水位を設定したり、集水チャンバー３３内に水が殆どなくなった場合に排水ポンプ３６を停止して空転を防止したりすることができる。

また、実施形態１のように、上澄水排水方法が、上澄水８２を取水する工程と、集水チャンバー３３に上澄水を取水する工程と、集水チャンバー３３内に設置された排水ポンプ３６を稼働する工程と、上澄水を排水する工程と、を含むと、上澄水の水位変化に追従させるための可動を伴う工程が無いため、上澄水排水装置３０ａについて述べたのと同様の効果を有する。

［実施形態２］
図５は、実施形態２に係る上澄水排水装置３０Ｂの説明図である。
実施形態２に係る上澄水排水装置３０Ｂは、基本的には、実施形態１に係る上澄水排水装置３０Ａと同じ構成を有するが、集水チャンバー３３が、実施形態１では回分槽１０Ａの槽内に配設されているのに対し、実施形態２では、回分槽１０Ｂの槽外に配設されている点が異なる。
即ち、実施形態２に係る上澄水排水装置３０Ｂでは、図５に示すように、集水チャンバー３３は、回分槽１０Ｂ（回分式汚水処理装置１Ｂ内の回分槽）の槽外に配設されている。そして、固定排水管３２は集水チャンバー３３から回分槽１０Ｂ槽壁に設けられた穴を通って回分槽１０Ｂ槽内に水平方向に伸びている。

実施形態２に係る上澄水排水装置３０Ｂのように、集水チャンバー３３が回分槽１０Ｂの槽外に配設されていると、回分槽１０Ｂの容積は、集水チャンバー３３配設によって減少することがない。
なお、実施形態２に係る上澄水排水装置３０Ｂは、回分槽１０Ｂの槽外に配設されている以外の点については、実施形態１に係る上澄水排水装置３０Ａと同様であり、実施形態１で述べた上澄水排水装置３０Ａ（上澄水排水方法）が有する効果のうち該当する効果を有する。

［実施形態３］
図６は、実施形態３に係る上澄水排水装置３０Ｃの説明図である。
実施形態２に係る上澄水排水装置３０Ｃは、基本的には、実施形態１に係る上澄水排水装置３０Ａと同じ構成を有するが、上澄水８２を取水する対象の回分槽が、実施形態１では間欠流入式の回分槽１０Ａであるのに対し、実施形態３では連続流入式の回分槽１０Ｃである点が異なる。

実施形態３では、図６に示すように、集水チャンバー３３が配設される回分槽１０Ｃ（回分式汚水処理装置１Ｃ内の回分槽）内には、仕切り壁８６が設けられている。この仕切り壁８６により、回分槽１０Ｃは、仕切り壁８６左側の原水８０が連続的に流入する原水流入部１１と、右側の浄化処理をする浄化処理部１２とに仕切られている。仕切り壁８６といっても底部には仕切りのない箇所１３があり、原水８０は連続的に原水流入部１１に流入し、仕切りのない箇所１３を通って浄化処理部１２に移動する。即ち、実施形態３の回分槽１０Ｃは、連続流入式の回分槽である。
固定排水管３２は浄化処理部１２に配設され、処理済の上澄水８２を取水する。
なお、図５と同様に、集水チャンバー３３を回分槽１０Ｃの槽外に配設し、固定排水管３２を回分槽１０Ｃ槽壁に設けた穴を通して浄化処理部１２内に水平方向に伸びるように構成してもよい。

実施形態３に係る上澄水排水装置３０Ｃは、上澄水８２を取水する対象の回分槽が連続流入式の回分槽１０Ｃである以外の点については、実施形態１に係る上澄水排水装置３０Ａと同様であり、実施形態１で述べた上澄水排水装置３０Ａ（上澄水排水方法）が有する効果のうち該当する効果を有する。

［変形例］
以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。

（１）上記実施形態において記載した上澄水排水装置３０の形状、構成等は例示であり、本発明の効果を損なわない範囲において変更することが可能である。

（２）図７は、変形例に係る上澄水排水装置３０Ｄの説明図である。図７（Ａ）は、当該上澄水排水装置３０Ｄを、内面の平面形状が略正方形の回分槽１０Ｄ１（回分式汚水処理装置１Ｄ１内の回分槽）に設置した平面図で、図７（Ｂ）は、内面の平面形状が略円形の回分槽１０Ｄ２（回分式汚水処理装置１Ｄ２内の回分槽）に設置した平面図である。
変形例に係る上澄水排水装置３０Ｄは、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、集水チャンバー３３を中心に、複数（図面上では４つ）の第１固定排水管３２ａを略均等角度で放射状に設けている。そして、集水チャンバー３３は、図７（Ａ）に示す内面の平面形状が略正方形の回分槽１０Ｄ１の場合でも、図７（Ｂ）に示す内面の平面形状が略円形の回分槽１０Ｄ２でも、それらの略中央部に配設している。

図７（Ａ）、（Ｂ）に例示するように、上澄水排水装置は、集水チャンバー３３を中心に、複数の第１固定排水管３２ａを放射状に設けるように構成し、当該集水チャンバー３３を回分槽１０Ｄ１（１０Ｄ２）の略中央部に配設してもよい。
このように構成すると、回分槽（１０Ｄ１、１０Ｄ２）の中央部を中心に回分槽全体から上澄水８２を取水することが、より一層容易になる。

（３）図８は、他の変形例の説明図である。この変形例では、図８（平面図）に示すように、上澄水排水装置を複数の（図面上は２つ）上澄水排水装置３０Ａで構成し、平面形状が長方形状（短辺の長さに対する長辺の長さが２倍以上）の回分槽１０Ｅ（回分式汚水処理装置１Ｅ内の回分槽）に設置している。
このようにすると、回分槽１０Ｅの内面積が広くても、複数の上澄水排水装置３０Ａを用いることにより、槽全体から上澄水８２を取水することが、より一層容易になる。
なお、複数の上澄水排水装置を使用する場合、その数は２つに限られない。３つ以上でもよい。また、複数の上澄水排水装置は、同じ上澄水排水装置又は異なる上澄水排水装置のいずれであってもよい。

（４）上記実施形態１においては、汚泥界面計測装置５２は、汚水８１の水面より上方に固定設置し、超音波で汚泥界面の反射波を受信することにより、汚泥界面を計測するものであったが、これに限られない。
例えば、一対の光学素子（発光素子と受光素子）、一対の電極、一対の超音波素子（超音波発射素子、超音波受信素子）等の汚泥濃度センサーを、一定高さ位置毎、回分槽１０Ａ内に固定設置し、当該汚泥濃度センサーの汚泥濃度検出信号と、予め設定した汚泥濃度設定信号とを比較することにより、汚泥界面を計測するものであってもよい。
あるいは、上記の汚泥濃度センサーを繰出繰入するケーブルの先端に設置し、当該汚泥濃度センサーの汚泥濃度検出信号が、予め設定した汚泥濃度信号の信号レベルと一致するように、ケーブルを繰上繰入することにより、汚泥界面を計測するもの、換言すると、汚泥界面に追従するように、汚泥濃度センサーの高さ位置を変えることにより、泥界面を計測するもの、であってもよい。

（５）上記実施形態１～３においては、固定排水管３２の設置高さ位置が１つであったが、設置高さ位置を複数にしてもよい。この場合、例えば、設置高さ位置の異なる固定排水管３２・集水チャンバー３３間にそれぞれ電磁バルブＶを設ける。回分法制御装置４０は、回分槽１０内の水位８１ｈ及び汚泥界面位置８３ｈから、複数の設置高さ位置の固定排水管３２のいずれを排水用に使用するか選択し、選択した設置高さ位置の電磁バルブＶを開き、選択しない設置高さ位置の電磁バルブＶを閉じる。そして、選択した設置高さ位置の固定排水管３２の取水口３１から上澄水８２を取水して集水チャンバー３３に取水し、排水するように排水制御する。
このようにすると、水位８１ｈあるいは汚泥界面位置８３ｈが変化しても、その変化に対応して上澄水８２を排水することが、より一層容易になる。

（６）上記実施形態１～３においては、回分法制御装置４０は、上澄水排水処理工程で、排水ポンプ３６からの排水を、原水系統に返水した後、排水系統に排水するように制御するが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、集水チャンバー３３内に混入する汚泥堆積量が微量（所定量未満）である場合には、原水系統への返水は不要であるため、回分法制御装置４０が、排水ポンプ３６からの排水を、排水系統に排水するように制御する。その場合、第１分岐排水管３５ａ及び第１電磁バルブＶ１は不要となり、更に第２電磁バルブＶ２も不要となる。このようにすると、上澄水排水装置の構造をシンプルにすることが可能となる。

（７）上記実施形態１～３においては、回分法制御装置４０は、汚水水位計測装置５１で計測する回分槽１０Ａ内の汚水８１の水位８１ｈが所定水位以下になると、排水ポンプ３６を停止させ、上澄水排水処理工程を終了させるが、本発明はこれに限定されるものではない。回分槽１０Ａ内の水位が、固定排水管３２aの下部水位に達すると、集水チャンバー３３内への上澄水流入もなくなるため、集水チャンバー３３の水位３３ｈに基づいて排水ポンプ３６を停止させ、上澄水排水処理工程を終了させるようにすることができる。このようにすると水位８１ｈの測定が不要となり、汚水水位計測装置５１の構成や制御をシンプルにすることができる。

また、例えば、フリクト型水位計を排水ポンプ３６に付帯して用い、「排水時間（上澄水排水処理工程時間）」として一定時間を割り当て、その割当時間内で、フリクトによって、排水ポンプ３６が自動運転（稼働又は停止）するようにして、水位８１ｈとは無関係に排水ポンプ３６を停止させ、上澄水排水処理工程を終了させるようにしてもよい。

（８）上記実施形態１～３においては、排水ポンプ３６は１台であったが、本発明はこれに限定されるものではない。集水チャンバー３３内に排水ポンプ３６を複数台設置してもよい。例えば、排水ポンプ３６を複数台（第１排水ポンプ、第２排水ポンプ）とし、第１排水ポンプの排水口を第１分岐排水管３５ａに接続し、第２排水ポンプの排水口を第２分岐排水管３５ｂに接続するように構成する。このようにすると、第１電磁バルブＶ１及び第２電磁バルブＶ２を省くことができる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ１，１Ｄ２，１Ｅ…回分式汚水処理装置、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ１，１０Ｄ２，１０Ｅ…回分槽、２０…流入ポンプ、３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ…上澄水排水装置、３１…取水口、３２…固定排水管、３２ａ…第１固定排水管、３２ｂ…第２固定排水管、３３…集水チャンバー、３４…ポンプ排水管、３５…分岐排水管、３５ａ…第１分岐排水管、３５ｂ…第２分岐排水管、３６…排水ポンプ、３６ａ…吸水口、３６ｂ…排水口、３７…集水チャンバー水位計測装置（フリクト型水位計）、３７ａ…第１フロート、３７ｂ…第２フロート、３７ｃ…支柱、４０…回分法制御装置（排水制御装置）、４１…ＣＰＵ、４２…ＲＯＭ、４３…ＲＡＭ、４４…バス、４５…インターフェース、５１…汚水水位計測装置、５２…汚泥界面計測装置、６１…散気装置、６２…撹拌装置、７１…入力装置、７２…出力装置、８０…原水、８１…汚水、８１ｈ…水位、８２…上澄水、８３…沈殿汚泥、８３ｈ…汚泥界面位置、８６…仕切り壁、９１…原水槽、９２…排水路、７１ｚ，５１ｚ，５２ｚ…回分法制御装置への入力信号、７２ｚ，６１ｚ，６２ｚ，３６ｚ，２０ｚ，Ｖ１ｚ，Ｖ２ｚ…回分法制御装置からの出力信号、９０１…回分処理槽、９０２…沈殿汚泥、９０３…曝気装置、９０４…ブロワー、９０６…レベルスイッチ、９２１…ガイドパイプ、９２２…排水管、９２３…レベル調整固定部、９２４…振れ止め金具、９２５…吸入部、９００Ｍ…界面、９００Ｗ…原水、９００Ｐ…ポンプ、ＨＷＬ…上限レベル、ＢＷＬ…下限レベル

Claims (7)

1. 好気処理工程及び無酸素処理工程を含む浄化処理工程、沈殿処理工程、上澄水排水処理工程、並びに排泥処理工程を含む運転サイクルを繰り返す回分式汚水処理装置内に設置した回分槽の処理済の上澄水を排水する上澄水排水装置であって、
   前記上澄水の取水口が下部に形成され、設置高さ位置が、通常の処理がされる場合の汚泥界面位置より上で水位より下である、水平方向に伸びる固定排水管と、
   前記回分槽内又は前記回分槽外に配設され、前記固定排水管と連通する集水チャンバーと、
   前記集水チャンバー内に設置され、前記固定排水管の前記設置高さ位置より低い高さ位置に吸水口を有する排水ポンプと、
   前記排水ポンプの排水口に接続されたポンプ排水管と、
   を備えることを特徴とする上澄水排水装置。
2. 請求項１に記載の上澄水排水装置において、
   前記上澄水排水装置は、前記排水ポンプの停止状態が継続したときには、自ずと前記集水チャンバーの水位が前記回分槽の水位と最終的に均衡するように構成されている
   ことを特徴とする上澄水排水装置。
3. 請求項１又は２のいずれかに記載の上澄水排水装置において、
   前記排水ポンプの稼働により前記集水チャンバーの水位が前記固定排水管の設置高さ位置より低くなった場合には、前記回分槽の前記上澄水が、前記固定排水管から前記集水チャンバーに自然に流下するように構成されている
   ことを特徴とする上澄水排水装置。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の上澄水排水装置において、
   更に、前記排水ポンプからの排水を制御する回分法制御装置を備え、
   前記回分法制御装置は、
   前記上澄水排水処理工程においては、前記排水ポンプからの排水を、原水系統に返水した後、排水系統に排水するように制御する
   ことを特徴とする上澄水排水装置。
5. 請求項４に記載の上澄水排水装置において、
   更に、前記ポンプ排水管と前記原水系統との間に設けられた第１分岐排水管、及び前記ポンプ排水管と前記排水系統との間に設けられた第２分岐排水管、並びに、前記第１分岐排水管及び前記第２分岐排水管の開閉をする第１電磁バルブ及び第２電磁バルブを備え、
   前記回分法制御装置は、前記排水ポンプの排水を原水系統に返水する場合には、前記第１電磁バルブを開いて前記第２電磁バルブを閉じ、前記排水系統に排水する場合には、前記第１電磁バルブを閉じて前記第２電磁バルブを開くように制御する
   ことを特徴とする上澄水排水装置。
6. 請求項４又は５のいずれかに記載の上澄水排水装置において、
   更に、前記集水チャンバーの水位を計測する集水チャンバー水位計測装置を備え、
   前記回分法制御装置は、
   前記上澄水排水処理工程においては、前記集水チャンバー水位計測装置で計測された前記集水チャンバーの水位に基づいて前記排水ポンプを稼働又は停止させる
   ことを特徴とする上澄水排水装置。
7. 好気処理工程及び無酸素処理工程を含む浄化処理工程、沈殿処理工程、上澄水排水処理工程、並びに排泥処理工程を含む運転サイクルを繰り返す回分式汚水処理装置内に設置した回分槽の処理済の上澄水を排水する上澄水排水方法であって、
   設置高さ位置が、通常の処理がされる場合の汚泥界面位置より上で水位より下である、水平方向に伸びる固定排水管の、下部に形成された取水口から上澄水を取水する工程と、
   前記回分槽内又は前記回分槽外に配設され、前記固定排水管と連通する集水チャンバーに前記固定排水管の上澄水を集水する工程と、
   前記集水チャンバー内に設置され、前記固定排水管の設置高さ位置より低い高さ位置に吸水口を有する排水ポンプを稼働する工程と、
   前記排水ポンプの排水口に接続されたポンプ排水管から上澄水を排水する工程と、
   を含むことを特徴とする上澄水排水方法。

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