JPH03101896A - 廃水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、下水、産業廃水等を生物学的に処理する廃水
処理装置に関する。

（従来の技術） 近年、活性汚泥法を用いて有機性廃水を処理する廃水処
理装置が多く採用されている。第３図はこのような廃水
処理装置の従来例を示すものであり、上流工程から送り
出された廃水は配管１を介して廃水処理槽２に供給され
る。

廃水処理槽２は、反応槽３と沈殿槽４とから戊っており
、反応槽３にはセラミック，活性炭，アンスラサイト等
の比重が１より大きい担体５が適宜な量だけ投入され、
かつ、縦方向にそって廃水処理槽２と同心状にエアリフ
ト管６が立設されている。

また、反応槽３の底部には散気板７が設置されており、
外部の空気源８から配管９を介して加圧空気が供給され
、これによって、散気板７から気泡１０が発生する。担
体５はこの気泡流によって流動し、浮遊汚泥１１と接触
して表面に生物膜１２を形成し、廃水中に含まれる溶解
性有機物を除去する。

その後、溶解性有機物が除去された処理水は、沈殿槽４
において余剰汚泥４３と分離され、配管１３を経て河川
に放流される。

また、余剰汚泥４３は、開閉弁１４の動作によって配管
１５を経て排泥される。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の廃水処理装置では、エ
アリフト管６の壁面、反応槽３の内壁、及び沈殿槽４の
内壁に浮遊汚泥１１が付着したり、膨化や装置の外乱に
よって浮遊汚泥が系外に流出することがあり、実際に反
応槽３内を流動する浮遊汚泥１１の濃度が低下するとい
う問題点があった。このため、担体５に生物膜１２が充
分に形成されず、溶解性有機物が除去できなくなるとい
う不具合が発生していた。

また、これとは反対に、浮遊汚泥１１の濃度が高く維持
されると、生物膜１２が形成されても沈殿槽４において
充分に固液分離されず、浮遊汚泥１１を含んだ処理水が
河川に放流されてしまうという課題があった。

この発明はこのような従来の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、反応槽内におけ
る浮遊汚泥濃度を所定の範囲内に維持することのできる
廃水処理装置を提供することにある。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、請求項１では、廃
水処理槽内の浮遊汚泥濃度を検出する汚泥濃度検出手段
と、前記廃水処理槽で形成された余剰汚泥を排出する汚
泥排出手段と、前記排出された余剰汚泥を蓄積する汚泥
貯留槽と、前記蓄積された余剰汚泥を前記廃水処理槽に
供給する汚泥供給手段と、前記廃水処理槽内の浮遊汚泥
濃度が所定の上限値を上回ったときには余剰汚泥を排出
し、所定の下限値を下回ったときには余剰汚泥を供給す
るように前記汚泥排出手段、及び汚泥供給手段を制御す
る制御手段と、を具備することが特徴である。

また、請求項２では、請求項１において、前記廃水処理
槽内での処理過程を、浮遊汚泥濃度を高くして生物膜を
形戒する生物膜形成工程と、形成された生物膜によって
有機物を処理する通常運転工程とに区分し、各工程毎に
異なる前記浮遊汚泥濃度の上限値、及び下限値を設定す
ることが特徴である。

（作用） 上述の如く構成すれば、廃水処理槽内の浮遊汚泥濃度が
汚泥濃度計によって検出される。そして、この検出値が
所定の上限値よりも大きい場合には、槽内から余剰汚泥
を排出し、汚泥濃度を低下させる。そして、排出された
汚泥は汚泥貯留槽内に好気的に蓄積される。

また、廃水処理槽内の浮遊汚泥濃度が所定の下限値より
も小さい場合には、汚泥貯留槽内の汚泥を廃水処理槽内
に供給して槽内の汚泥濃度を上昇させる。

また、高い浮遊汚泥濃度を必要とする生物膜形成工程で
は上限値、及び下限値を高い濃度に設定し、低い浮遊汚
泥濃度で良い通常運転工程では上限値、及び下限値を低
い濃度に設定している。

従って、生物膜形成工程では効率の良い生物膜の形成が
可能となり、また通常運転工程では浮遊汚泥濃度に対す
る生物膜濃度の比率（生物膜比率）が大きくなり、生物
膜主体の水処理運転が可能となる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示す構戊図である。

同図に示す廃水処理槽２は、廃水中に含まれる溶解性有
機物を好気性の生物膜と接触させて除去する反応槽３と
、処理水と余剰汚泥４３とを分離する沈殿槽４から構威
されている。

反応槽３は、円筒状で有底の外筒１６と、この外筒１６
の上端部やや上方に設けられ、この外筒と同一半径をも
つ円筒状の気液分離筒１７とで構或されている。また、
反応槽３内部には、両端開口の円筒状のエアリフト管６
が長手方向同一軸上にに水没配置されており、かつ、反
応槽３底部には散気板７が設置されている。そして、こ
の散気板７は配管９によって空気源８と接続されており
、これによって加圧空気が供給され反応槽３内に気泡１
０が発生するようになっている。

また、反応槽３内には、アンスラサイト　活性炭，セラ
ミック等の比重が１よりも大きい担体５が、反応槽容積
の１〜１０％（Ｖ／Ｖ）程度投入されており、浮遊汚泥
１１と接触して生物［１２が形或されるようになってい
る。

沈殿槽４は、ジャケット１８と気液分離筒１７とで構或
されており、ジャケットｌ８は外筒１６上端から上側方
向に広角となるテーパ部１９とその上部に配設された両
端開口の円筒部２０から構戊されている。

また、反応槽３と沈殿槽４は、外筒１６と気液分離筒１
７との隙間部分、すなわち、連通口２１で岐路構造とな
っており、反応槽３で処理された水が沈殿槽４に流入す
るようになっている。

また、沈殿槽４の円筒部２ｏは配管１３と接続されてお
り、固液分離された処理水はこの配管１３を通じて排出
される。配管１３は排出経路の途中で丁字形に分岐して
おり、一方は河川へ導びかれ、他方は開閉弁２２の一端
に接続されている。

そして、該開閉弁２２の他端は、配管２３を介してポン
プ２４の入口側に接続されている。

なお、配管２３、及びポンプ２４は後述するように、汚
泥を反応槽３に供給する際の経路となっているので、開
閉弁２２の動作で配管２３、及びボンブ２４に処理水を
供給することによって、内部に付着した汚泥を洗浄する
ようになっている。

一方、沈殿槽４のテーパ部１９には、沈降分離した余剰
汚泥４３を排出するために配管２５が取付けられ、汚泥
排出弁２６を介して汚泥貯留槽２７に導びかれている。

〆ク泥貯留１２７は、汚泥開閉弁２６の動作によって１
共給された余剰汚泥４３を蓄積するものであり、底部に
設置された散気板２８に空気源８から加圧空気を送り込
むこによって、槽内を曝気している。

また、汚泥貯留槽２７は配管を介して汚泥供給弁２つと
接続されており、この弁２９の動作によって、汚泥貯留
槽２７に蓄積された汚泥が前述した配管２３に導びかれ
、ボンブ２４によって反応槽３内に供給される。

また、汚泥貯留＋！２７の上方には配管３０が設けられ
ており、槽内でオーバーフローした汚泥はこの配管３０
を経由して濃縮槽３１に供給される。

濃縮槽３１では、供給された汚泥に高分子凝縮剤を添加
して汚泥を凝縮させた後、開閉弁３２を介して下流設備
に送り出している。

一方、本実施例装置の計装制御系統として、反応槽３の
エアリフト管６内中段部には、反応槽３内の汚泥濃度を
検出する汚泥濃度計３３が設置されており、制御装置３
４と電気的に接続されている。

また、制御装置３４は、開閉弁２２，汚泥排出弁２６，
汚泥供給弁２９，及びポンプ２４と電線やケーブル等で
接続されており、所定のシーケンス動作に従って各機器
に操作指令を出力する。

次に、本実施例装置の作用を生物膜形或工程と通常運転
工程とに分けて説明する。

（生物膜形成工程） 廃水処理槽２内に廃水が供給され、空気源８から加圧空
気が出力されると、散気板７から気泡１０が発生する。

これによって、エアリフト管６内側には上向流．外側に
は下向流が発生し、反応槽３内で廃水が撹拌される。

このとき、反応槽３内では水流とともに担体５が流動す
るので、担体５は廃水中に含まれる浮遊汚泥１１と接触
する。そして、担体５表面には浮遊汚泥１１中のツリガ
ネムシ，ズーグレア，スフェロティルス等の付着性微生
物が付着し、生物膜１２が形戊される。

このような生物膜形或工程は、通常、２週間程度の日数
を要し、この期間中は担体５に形成される生物膜１２が
所定の厚さになるまで撹拌を続ける。

また、発明者らによる鋭意検討の結果、担体５表面に微
生物が付着し強固な生物膜１２を形成する条件は、反応
ｔ！３内の浮遊汚泥濃度が２０００〜５０００［Ｂ／更
］，及び撹拌の流速が４００〜６００［ｍ／ｈ］程度が
最適であるという知見を得た。

このため、オペレータが制御装置３４において、生物膜
形成工程時での浮遊汚泥濃度を上限値５０００［ｍｇ／
１］，下限値２０００［ｍｇ／ｕ］に設定すると、制御
装置３４は汚泥濃度計３３で検出された測定値がこの範
囲内に納まるように、汚泥排出弁２６，汚泥供給弁２９
，開閉弁２２，及びポンプ２４へ操作指令を出力する。

まず、反応槽３内での汚泥濃度が上限値よりも大きい場
合には汚泥排出弁２６を「開」とし、沈殿槽４で固液分
離された余剰汚泥４３を排出させる。そして、汚泥濃度
が上限値以下になると弁２６を「閉」とし、余剰汚泥４
３の排出を停止させる。

その後、排出された余剰汚泥４３は、汚泥貯留槽２７に
供給され、散気板２８からの空気によって好気的に蓄積
される。なお、オーバーフローした汚泥は配管３０を経
て濃縮槽３１に送り出される。

また、反応槽３内での汚泥濃度が下限値よりも小さくな
ったときは、汚泥供給弁２９を「開」とし、ポンプ２４
を起動させて、貯留槽２７に蓄積されている汚泥を反応
槽３内に供給する。そして、汚泥濃度が増大し、下限値
よりも大きくなると、ポンプ２４を停止させ、汚泥供給
弁２９を「閉」として、汚泥の供給を停止させる。その
後、開閉弁２２を「開」として、処理水を配管２３，ポ
ンブ２４に送り込み内部に付着した汚泥を洗浄する。

そして、洗浄が終了すると開閉弁２２を「閉」とする。

こうして、反応槽３内の浮遊汚泥濃度が所定の濃度範囲
内に保持されるので、担体５での生物膜１２の形戊が好
適な条件で行なうことができる。

そして、運転開始から２週間程度が経過した後６に、オ
ペレータは反応槽３からサンプルを採水し、生物膜１２
が反応槽３内に占める割合、すなわち生物膜容量ＦＶ，
を測定する。

生物膜容ｍ　Ｆ　Ｖ　＋の測定は、１ｆＬのメスシリン
ダに採水したサンプルを入れ、担体５と生物膜１２が沈
降した後、浮遊汚泥１１を除去する。そして、上澄液が
清澄となった後、１分間に沈降する生物膜１２の容量Ｆ
Ｖ，［％］を求める。

そして、この生物膜容ｆｉＦ　Ｖ，が１０〜２０［％］
の範囲に達すると、オペレータは生物膜１２が充分に形
成されたと判断し、生物膜形成工程から通常運転工程へ
切換える。

なお、上記の説明では、工程を切換える指標として生物
膜容ｉＦＶ，を用いたが、この生物膜容量ＦＶ，から次
の（１）式によって生物膜厚さμが容易に求められるの
で、工程を切換える指標として生物膜厚さμを用いても
良い。

ｕ　−　　（ｄ　　／２）　　・　ｌ（ＦＶＩ　　／Ｆ
Ｖｃ　　）−１１・・・（１） ただし、ｄは担体粒径，ＦＶｃは担体容Ｍ（定数）であ
る。

（通常運転工程） 担体５表面に生物膜１２が充分に形成されると、浮遊汚
泥濃度は低い方が良く、制御装置３４に設定する浮遊汚
泥濃度の上限値を１０００［ｍｇ／誌］，下限値を０［
ｍｇ／ｌ］に設定変更する。

これによって、制御装置３４は前述した生物膜形成工程
の場合と同一手順で汚泥排出弁２６を操作し反応槽３内
の浮遊汚泥濃度が設定範囲内になるように制御する。な
お、浮遊汚泥濃度の下限値は０［ｍｇ／ｉ］であので、
反応槽３内に汚泥を供給する系統は必要でなく、ボンプ
２４，汚泥供給弁２９，及び開閉弁２２は操作されない
。

こうして、浮遊汚泥濃度が低下すると、浮遊汚泥濃度に
対する生物膜濃度の比率（生物膜比率）が大きくなるの
で、生物膜１２の負荷が高くなり生物膜１２主体の水処
理運転が可能となる。

このようにして、本実施例では、反応槽３内に汚泥濃度
計３３を設置し、これによって検出された汚泥濃度が所
定の上限値を上回ったときには、余剰汚泥を排出して汚
泥濃度を低下させる。また、排出された汚泥は、汚泥貯
留槽２７に好気的に蓄積されており、反応槽３内の汚泥
濃度が所定の下限値を下回ったときにはこの汚泥を反応
槽３内に供給して汚泥濃度を上昇させる。

従って、反応ｔ！３内の汚泥濃度を常時好適な濃度範囲
内に維持することができる。また、生物膜形成工程では
汚泥濃度の上限値を５０００［ｍｇ／丈］，下限値を２
０００［ｍｇ／ｌ］としているので、担体５への生物膜
１２の形成が効率良く行なわれるようになる。

また、通常運転工程では汚泥濃度の上限値を１０００［
ｍｇ／吏］，下限値を０　［ｍｇ／文］に設定している
ので、生物膜比率が大きくなり、生物膜１２主体の水処
理運転が可能となる。

第２図は本発明における他の実施例を示す構成図である
。

該他の実施例では、反応槽３の外筒１６から配管３５，
開閉弁３６を介して試料水が引抜かれるようになっぞ゜
おり、この試料水は測定槽３７に供給される。

また、測定槽３７には槽内水位の上限値を検出する水位
計３８が設置されており、この検出信号はレベルコント
ローラ３９に供給される。そして、汚泥濃度測定時には
、レベルコントローラ３９は測定槽３７の水位が上限値
となるまで開閉弁３６を「開」として槽内に所定量の試
料水を供給する。

また、測定槽３７内には汚泥濃度計３３が取付けられて
おり、試料水の供給が終了してから約１分後の生物膜１
２が沈降した時点で汚泥濃度を検出する。そして、この
検出信号は制御装置３４に供給され、制御装置３４では
、前述した実施例と同様に、この検出信号に基づいて、
汚泥排出弁２６，汚泥供給弁２９，及びボンプ２４を操
作して反応槽３内の浮遊汚泥濃度を調節する。

その後、汚泥濃度の調節が終了すると、開閉弁４０を「
開」とし、ポンプ４１を起動させて試料水を反応ｔ！３
内に返送する。また開閉弁４２から他系統へ送出するこ
ともできる。

このような他の実施例では、反応槽３内の浮遊汚泥濃度
を測定槽３７内で測定することができるようになる。こ
のため、汚泥濃度計３３の検出部を容易に洗浄すること
ができ、また、生物膜１２の影響を受けずに検出するこ
とができるので、精度の高い汚泥濃度の検出が可能とな
る。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明では、廃水処理槽内の浮遊
汚泥濃度が所定の上限値を上回ると、処理槽内の余剰汚
泥を排出し、所定の下限値を下まわると、汚泥貯留槽か
ら廃水処理槽へ汚泥を供給する。したがって、廃水処理
槽内の汚泥濃度を常時所定範囲内に維持することができ
る。

また、浮遊ｌク泥濃度の上限値．及び下限値を生物膜形
成工程と通常運転工程とで切換えているので、生物膜形
或工程では生物膜を形成するのに好適な浮遊汚泥濃度と
し、通常運転工程では生物膜比率が大きくなるように浮
遊汚泥濃度を設定することができる。

このため、従来のように浮遊汚泥を含んだ処理水を河川
に放流するという不具合は解消される。

また、生物膜の形戊，及び溶解性有機物の除去を高効率
に行なうことができるようになるという効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構戊図、第２図は本発
明の他の実施例を示す構戊図、第３図は従来例を示す構
成図である。 １・・・廃水処理槽　３・・・反応槽 ４・・・沈殿槽　１１・・・浮遊汚泥 １２・・・生物膜　２４・・・ポンプ ２６・・・汚泥排出弁　２７・・・汚泥貯留槽２９・・
・汚泥供給弁　３３・・・汚泥濃度計３４・・・制御装
置　３７・・・測定槽４３・・・余剰汚泥 六埋人弁理士三好秀和

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）廃水処理槽内の浮遊汚泥濃度を検出する汚泥濃度
   検出手段と、 前記廃水処理槽で形成された余剰汚泥を排出する汚泥排
   出手段と、 前記排出された余剰汚泥を蓄積する汚泥貯留槽と、 前記蓄積された余剰汚泥を前記廃水処理槽に供給する汚
   泥供給手段と、 前記廃水処理槽内の浮遊汚泥濃度が所定の上限値を上回
   ったときには余剰汚泥を排出し、所定の下限値を下回っ
   たときには余剰汚泥を供給するように前記汚泥排出手段
   、及び汚泥供給手段を制御する制御手段と、 を具備することを特徴とする廃水処理装置。
2. （２）前記廃水処理槽内での処理過程を、浮遊汚泥濃度
   を高くして生物膜を形成する生物膜形成工程と、形成さ
   れた生物膜によって有機物を処理する通常運転工程とに
   区分し、各工程毎に異なる前記浮遊汚泥濃度の上限値、
   及び下限値を設定する請求項１記載の廃水処理装置。