JPH0326395A - 好気性処理室から嫌気性処理室への還流量を調整可能な浄化槽 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、好気性処理室から嫌気性処理室への還流量を
調整可能な浄化槽に関するものである。

（ロ）従来の技術 従来、浄化槽の一形態として、実開昭６３−４５８９４
号記載のものがある。

即ち、上記浄化槽は、第６図に示すように、浄化槽本体
９０内に、汚水が流入する第１嫌気性処理室９１と、同
第１嫌気性処理室９１で嫌気性処理された汚水が流入す
る第２嫌気性処理室９２と、同第２嫌気性処理室９２で
さらに嫌気性処理された汚水が流入する好気性処理室９
３と、同好気性処理室９３で好気性処理された汚水が流
入する沈澱分離室９４と、同沈澱分離室９４で分離され
た上澄み液が流入する消毒室９５とから構威されている
。

また、好気性処理室９３における好気性処理は、好気性
濾床９６に曝気装置９７よりエアを噴出することによっ
て行っている。

そして、かかる浄化槽によれば、第１嫌気性処理室９１
と第２嫌気性処理室９２とで２段階に嫌気性処理ができ
、その後、好気性処理を行い、清浄な処理後水を得るこ
とができると考えられる。

また、浄化槽の一形態として、本出願人が先に特願昭６
２−２１４００９号で開示したものがある。

同浄化槽は、さらに、アルカリ性を呈する嫌気分解処理
水中に酸性を呈する好気性処理水を一部返送することに
よって、ｐｌｌ調整用の副資材を用いずに嫌気性処理室
のｐＨ調整を行うことができる。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかし、かかる浄化槽は、未だ、以下の解決すべき課題
を有していた。

即ち、本出願人は、家庭用ないし個人用浄化槽における
浄化能力と、浄化槽に関する各種環境因子との関係につ
いて研究を行った。

そして、かかる研究の結果、浄化槽内の処理水の水温、
浄化槽回りの雰囲気温度、浄化槽への流入負荷（量、質
）によって、処理水内の溶存酸素量、アンモニアイオン
の値等が相当変動し、この変動によって、浄化能力も相
当変動することを発見した。

しかるに、上記した従来の浄化槽は、かかる浄化槽の環
境条件の変動にもかかわらず、常時一定量の好気性処理
水を好気性処理室から嫌気性処理室に供給する構威とな
っており、従って、嫌気性処理室内におけるｐｎ調整を
有効に行うことができず、浄化能力の低下に殆ど有効に
対処することができなかった。

本発明は、浄化槽に関係する各種環境条件に応して、浄
化槽の浄化能力を、常時、最適状態に維持することがで
きる浄化槽構造を提供することを目的とする。

（二）課題を解決するための手段 本発明は、浄化槽本体内に嫌気性処理室と好気性処理室
とを並設状態に配設し、好気性処理室内に曝気装置を配
設するとともに、好気性処理室内の処理水を一部還流可
能となし、かつ、好気性処理水の一部還流量を、インバ
ータ制御による一部還流用ポンプを用いて、微調整可能
としたことを特徴とする好気性処理室から嫌気性処理室
への還流量を調整可能な浄化槽に係るものである。

また、本発明は、上記浄化槽内の処理水の水温、浄化槽
回りの雰囲気温度、浄化槽への流入負荷の変化に応じて
、好気性処理水の一部還流量を微調整可能とした浄化槽
の構或にも特徴を有する。

（ホ）実施例 以下、本発明を、添付陸に示す実施例に基づいて、具体
的に説明する。

第１図及び第２図において、Ａは家庭用の浄化槽を示し
ており、同浄化槽Ａは、浄化槽本体ａと蓋体ｂとから構
威し、家庭の便所や厨房等からの汚水を排出する管路の
中途に介設している。

浄化槽本体ａは、第１図〜第３図に示すように、上面開
口の箱形形状を具備している。

そして、その内部に、隔壁１，２．３を長手方向に一定
間隔を開けて立設することにより、内部空間を、嫌気性
処理室Ｃを形威する第１室ａ１、第２室ａ２と、好気性
処理室ａ３と、内部に消毒室ｌ８を配設した沈澱分離室
ａ４とに区画している。

以下、各室の構戒について、嫌気性処理室Ｃの構威から
順に説明すると、第１図に示すように、嫌気性処理室Ｃ
の第１室ａ１は、汚水排出管路Ｄの下流側と、略横丁字
形状を有する流入口４を介して連通しており、汚水排出
管路Ｄから第ｌ室ａ１に流入する汚水（以下「処理水」
という）を下方向に屈曲されながら流入させることがで
きる。

また、第１図に示すように、嫌気性処理室Ｃの第ｌ室ａ
１内であって、流入口４から下方向に所定間隔を開けた
中央部には、下向流嫌気性濾床５を配設している。

かかる上向流嫌気性濾床９は、前述した下向流嫌気性濾
床５と略同一構造であるが、濾材間の空隙率をより小さ
くし、表面積をより大きくした点において、第１室ａ１
内に配設した下向流嫌気性濾床５と異なる。

次に、上記した第ｌ室ａｌから第２室ａ，に処理水を移
送する処理水移送構造について説明すると、第１図及び
第２図に示すように、第ｌ室ａ１と第２室ａ，を分割し
た隔壁１は、浄化槽本体ａ内の処理水面ｈよりも下方を
完全に仕切っており、第１室ａ，から第２室ａ２への処
理水の移流は、隔壁１の第１室ａ１側と第２室８２例の
側面に沿ってそれぞれ立設した第１・第２移流管１０．
１１中を通して行われる。

第１・第２移流管１０．１１は、上下端がそれぞれ各濾
床５，９の上下方で開放した管体を形威している。

そして、流入した処理水１よ、上向流嫌気性濾床９を通
して上方に向けて流れて２回目の嫌気性処理されること
になり、その後、以下に説明する好気性処理室８３内に
流入することになる。

まず、第１図を参照して、嫌気性処理室Ｃの第２室ａ２
から好気性処理室ａ３に処理水を移送する構威について
説明すると、第２室ａ２と好気性処理室ａ，間の隔壁２
は、浄化槽本体ａの処理水面ｈよりも下方を完全に仕切
っており、第２室ａ２から好気性処理室ａ３への処理水
の移流は、同隔壁２の第２室む側の側面に設けた第３移
流管１６により行われる。

次に、第ｌ図、第３図および第４図を参照して、好気性
処理室ａ，の内部構造について説明する。

第１図に示すように、好気性処理室ａ３は、その内部に
、好気性濾床１２と、曝気装置ｌ３と、垂直還流管ｌ４
と、逆洗管１５とを内蔵している。

（なお、垂直還流管１４は、後述する一部処理水還流構
造Ｅの一部をＩ或するものであるため、同構造Ｅの説明
の個所で説明する。） まず、好気性濾床ｌ２について説明すると、同好気性濾
床１２は、曝気装置ｌ３と協働して好気性処理を行うた
めのものであり、本実施例では、第１図に示すように、
好気性処理室ａ３中に内底面から所定間隔を開けて沈澱
した枠体１２ａに、中心紐に繊維質の濾糸多数を略房状
に取りつけて形或した紐状濾材１２ｂ多数を支持させ、
同紐状濾材１２ｂに好気性菌を付着させることによって
構威している。

次に、曝気装置１３について、第１図及び第４図を参照
して説明すると、第２室ａ２と好気処理室ａ３間の隔壁
２に沿って垂設したエア縦管１３ａの下端から、左右幅
員方向に、浄化槽本体ａの底面にそって一対の散気管１
３ｂ，　１３ｂが伸延しており、各散気管１３ｂ　，１
３ｂは多数のエア噴出孔１３ｄを具備する全面多孔質管
から形威している。

かかる構威によって、エア縦管１３ａ及び散気管１３ｂ
　．１３ｂを通してエアを好気性処理室ａ，内に散気す
ることができ、好気性菌の活性を保持することができる
。

また、第４図に示すように、一端をエアコンブレッサ７
０に接続したエア配管１３ｃの中途部には、散気管１３
ｂに供給するエアの曝気量を調節するための手動の流量
調整弁からなる曝気量ＩＩｍ節弁５０と、エアの流れを
切り換えて、散気管１３ｂから後述する逆洗管１５ヘエ
アを供給することができる三方ボールバルブ５５を設け
ている。

なお、本実施例において、曝気量調節弁５０は誘導モー
タ等の弁駆動装置Ｍ８によって駆動され、また、同弁駆
動装置Ｍ１は、インバータ５２によって制御される。

次に、逆洗管１５について説明すると、同逆洗管ｌ５は
、好気性濾床１２における紐状濾材１２ｂに付着した余
剰汚泥を定期的に除去して、好気性菌の活性を保持する
ためのものである。

第１図及び第４図に示すように、同逆洗管１５は、好気
処理室ａ３と沈澱分離室ａ４間の隔壁３に沿って逆洗縦
管１５ｂを垂設し、その下端に、好気性濾床１２の下方
において略水平状に配設したエア噴出管１５ａの一端を
連通連結し、一方、上記した逆洗縦管１５ｂの上端を、
可撓性バイブ１５ｃを介して前記のエア配管１３ｃに片
持ち状態に支持させて連通させることによって構威して
いる。

そして、三方ボールバルブ５５を操作して、逆洗管１５
の噴出管１５ａから空気を噴出させるとともに、可撓性
パイプ１５ｃを介して、噴出管１５ａを手動により揺動
させることで、上記余剰汚泥を確実に洗い落とすことが
できる。

次に、好気性処理室ａ３内の処理水の一部を、嫌気性処
理室Ｃの第１室ａ１に還流する処理水一部還流構造につ
いて説明する。

第１図に示すように、好気性処理室ａ，は、隔壁２に沿
って垂直に垂直還流管１４を配設している。

かかる垂直還流管ｌ４は、第１図に示すように、その下
端を、好気性処理室ａ３内に開口させるとともに、その
上端を処理水面ｈよりもやや上方に配設し、一部還流用
ボンプＰに連通連結している。

そして、同ポンプＰにはポンプ駆動装置Ｍ２が接続され
ており、同ポンプ駆動装置列２は、インバータ６０によ
って制御される。

一方、一部還流用ボンプＰは、隔壁２を貫通した返送パ
イブ１４ｂの一端と連通連結しており、同バイプ１４ｂ
の他端を第１室ａ．の上部に延設すると共に、同他端先
端部を下方向に屈折して処理水面ｈ下で開口させている
。

かかる構威によって、一部還流用ボンプＰを駆動するこ
とによって、好気性処理室ａ３内の処理水の一部を、嫌
気性処理室Ｃの第１室ａ１に還流することができる。

また、第１図に示すように、第２室ａ２の上方に位置す
る返送バイブ１４ｂの中途部には、パイプ内清浄用の切
欠開口部１４ｆと、返送処理水量を測定するための返送
処理水回収部４０をそれぞれ設けている。

本発明は、上記浄化槽Ａの構戒において、さらに、一部
還流用ボンプＰのポンプ駆動装ＷＭ２をインバータ６０
によって制御することによって、好気性処理室ａ，から
嫌気性処理室Ｃへの好気性処理水の一部還流量を微調整
することによって、浄化槽本体ａ内の処理水の水温、浄
化槽本体ａ回りの雰囲気温度（気温）、浄化槽本体ａ内
への流入負荷（量、質）の変動如何にかかわらず、浄化
槽Ａの浄化能力を最適状態に常時維持することができる
ようにした構威に特徴を有する。

第５図に、上記した一部還流用ポンプＰのポンプ駆動装
置Ｍ２のインバータ制御を可能とする浄化槽Ａの制御回
路を示す。

即ち、第５図において、誘導モータからなるポンプ駆動
装置ｈに接続したインバータ６０は、制御装置７９に接
続されている。

即ち、弁駆動装置Ｍ１のインバータ５２と、ポンプ駆動
装置Ｍ２制御用のインバーク６０とは制御装Ｗ７９の出
力インターフェースに接続されており、一方、制御装置
７９の入力インターフェースには、浄化槽ｌ２ Ａの近傍に設けた雰囲気温度センサ８０や、浄化槽本体
ａ内に設けた水温センサ８１、硝酸・亜硝酸イオンセン
サ８４、アンモニアイオンセンサ８５．８６、ｐＩ｛セ
ンサ８７，８８等の各種環境条件検出センサが接続され
ている。

そして、上記各種環境条件検出センサからの検出出力に
基づいて、一部還流用ボンプＰのポンプ駆動装置Ｈ２を
インバータ６０によって制御することによって、ポンプ
駆動装置恥の回転数を無段階に変化させて、好気性処理
水の還流量を自動的に微調整することができる。

なお、上記環境条件の値を測定する装置や方法としては
公知のものを用いることができ、例えば、アンモニアイ
オンの測定は、電位差計、イオン電極、参照電極、試料
容器、マグネチックスターラー及び温度針から構威され
るイオン電極法装置を用いることができ、また、ｐｎの
測定は、ＪＩＳ　Ｚ　１１１８０２に記載のものを用い
ることができる。

本実施例では、特に、下表に示す環境条件に着目して、
好気性処理室ａ，から嫌気性処理室Ｃへの好気性処理水
の一部還流量を微調整することにしている。

上記表において、「変化」とは、「環境条件」の項目に
示す各環境条件が変化した場合であり、↑はそれぞれの
値が上昇したことを示し、↓はそれぞれの値が低下した
ことを示す。

また、環境条件における（好）は好気性処理室ａ３を示
し、（嫌）は嫌気性処理室Ｃを示す。

一方、「処理水還流量」における↑と↓は、それぞれ、
環境条件が表で示したように変化した場合に採られるべ
き方法を示す。

即ち、気温や水温が低下した場合は、好気性処理水の一
部還流量を低減する操作を行う。また、好気性処理室ａ
，におけるアンモニアイオン濃度が高くなった場合は、
好気性処理水の一部還流量を低減する操作を行う。

これによって、浄化槽Ａの浄化能力を最適状態に常時維
持することができる。

以下、上記構戒を有する浄化槽による、家庭の便所や厨
房からの汚水の浄化処理方法について、第１図を参照し
て説明する。

汚水排出管路Ｄの上流側から流入口４を介して第ｌ室ａ
１に流入した処理水及び同処理水中に含まれている有機
物（水、炭水化物、蛋白質、脂質、尿素等を戒分とする
）は、下向流嫌気性濾床５を通過する間に、同濾床５の
濾材の表面に付着した嫌気性菌によって嫌気分解を受け
る。

即ち、まず、酸生威菌によって処理水中の有機物を低分
子化して酢酸（ＣＩＩ３ＣＯＯｌ＋）やプロピオン酸？
Ｃ｝１３ｃＨＺｃＯＯＩ＋）等の有機酸に変え、その後
、メタン菌等の嫌気性菌によって、有機酸を分解して、
メタン（ＣＨ．）や二酸化炭素（ＣＯ■）を生威して、
これらの気体を浄化槽Ａ外Ｇこ放出するともに、蛋白質
や尿素のチッソ分の分解物であるアンモニア態窒素（Ｎ
ｌｌ．　”　−Ｎ）　　を含んだ処理水を生威する。

なお、下向流嫌気性濾床５を通過した処理水中に含まれ
る粗大な固形物は第１室ａｌの底部に沈澱する。

このような嫌気性処理を行うことによって、処理水から
有機物を効果的に除去することができ、その結果、嫌気
性処理後の処理水は、アンモニア態窒素（ＮＨ４　”　
−Ｎ）及び少量の未処理有機物を含んだ状態で第１室ａ
１から第２室ａ２に移送されることになる。

即ち、嫌気性処理後の処理水は、第１移流管１０及び第
２移流管１１を通過して、第２室ａ２の上向流嫌気性濾
床９の下方に、同濾床９によって何ら嫌気性処理される
ことなく、直接移送される。

その後、上向流嫌気性濾床９を下から上へ通過１５ １６ する間に、再び、前述したと同じ嫌気分解を受けて、さ
らに、有機物の分解がなされ、その後、アンモニア態窒
素（ＮＨ．“一Ｎ）及びさらに少量となった未処理有機
物を含んだ状態の処理水が、次の好気性処理室ａ，に第
３移流管Ｉ６を介して移送される。

しかして、本実施例では、嫌気性処理室Ｃの第２室ａ２
における嫌気性処理を、処理水を、上向流嫌気性濾床９
を下から上へ向けて通過する上向流とすることによって
、嫌気性濾床を上から下に向けて通過させる下向流にす
る場合と比較して、流動速度を遅くすることができ、未
分解物をより多く濾床に係留させることができ、嫌気分
解をより促進することができる。

従って、第１室ａ１における嫌気性処理と併せて、嫌気
性処理室Ｃ全体における嫌気性処理を効率よくかつ十分
に行って未分解有機物の発生ないし残留を可及的に低減
することができる． なお、上記嫌気性処理における酸生威菌や嫌気性菌は、
環境から処理水中に混入した酸住威菌や嫌気性菌の増殖
を待って利用することができるが、実績のある優良種菌
を接種する方が望ましい。

また、嫌気性処理室Ｃの第１室ａｌにおいて嫌気性処理
した処理水を、第２室ａ２の底部に直接送り、第２室ａ
！の上部へ送らないので、未分解物が上向流嫌気性濾床
９の上部に滞留したり、第２室ａ２から、同第２室ａ２
に並設した好気性処理室ａ，にそのまま流入するのを確
実に防止することができる。

次に、好気性処理室ａｓ内における浄化処理について説
明すると、好気性処理室ａ３中では、曝気装置ｌ３の散
気管１３ｂから処理水中にエアが吹き込まれており、同
エア中の酸素を利用する硝化菌等の好気性菌による酸化
分解が行われて、処理水中のアンモニア態窒素（ＮＩ１
４　　　Ｎ）は、硝酸態窒素（ＮＯｓ−Ｎ）や亜硝酸態
窒素（ＮＯ！−　−Ｎ）に酸化分解される。

なお、好気性菌も、前記のように実績のある種菌を接種
する方が望ましく、好気性濾床ｌ２は、かかる好気性菌
を付着させることで好気性菌が流出するなどによって菌
濃度が低下することがないよ？にしている。

さらに、本実施例では、上記嫌気性処理及び好気性処理
を行った処理水の全部を、そのまま浄化槽Ａ外に放流す
ることなく、好気性処理室ａ，中で好気分解処理中の処
理水の一部０■を、一部還流用ポンブＰを駆動して、垂
直還流管１４及び返送パイプ１４ｂを介して第１室ａ１
に返送するようにしている。

しかして、硝酸態窒素（ＮＯａ−　　Ｎ）や亜硝酸態窒
素（ＮＯｘ−　−Ｎ）を含んだ処理水が第１室ａ，に流
入すると、第１室ａ１内に存在する脱窒菌は、これら無
機化合物の酸素を利用し、第１室ａ．内に流入する有機
物を分解゛して生存のためのエネルギを得る。

結果として、無機化合物は還元されて分子状窒素（Ｎ２
〉や亜酸化窒素（ＮｚＯ）となり、有機物の炭素は分解
されて二酸化炭素（ＣＯ２）となり、浄化槽Ａ外に放出
されることになる。

このように、第１室ａ１における有機物の分解処理を、
嫌気性処理のみでなく、好気性処理室ａ，からの一部還
流水及びそれに作用する脱窒菌によっ１９ ので可及的に低減することができる。

このように、好気分解処理を終えた処理水は、隔壁３の
下方を迂回して沈澱分離室ａ，の下部に流入し、処理水
中に残留した極めて微量の固形物を沈澱させながら昇流
して、消毒室ｌ８中に流入し、薬剤筒１８ｂ中から徐々
に流出する固形消毒剤により消毒殺菌されて、放流口１
７から処理水排出管路の下流側に流出されることになる
。

なお、沈澱分離室ａ４を昇流型としたことで、スラッジ
ブランケットが生威し、比較的軽比重かつ小さなフロッ
クまで浦集することができ、更に同沈澱分離室ａ，の内
底面を好気性処理室ａ，の方向へ下り急｛頃斜させたこ
とで、同沈澱分離室ａ４中の沈澱汚泥は好気性処理室ａ
３の底部に移動させるようにしている。

このようにして、家庭の便所や厨房等からの処理水を浄
化処理して処理水排水管路の下流側に放流した最終処理
水は、前述したように、好気性処理室ａ，中の処理水の
一部を還流する構或としているので、ＢＯＤ濃度や窒素
濃度を著しく低減でき？も行うことができる。

従って、嫌気性菌のみで嫌気性処理のみを行う場合に生
しるアンモニア態窒素（ＮＨ４　　−Ｎ）の過剰増加（
これは嫌気性菌の活性を抑制する方向に働く〉を抑える
ことができ、また、かかる抑制作用によって、嫌気性菌
の活性を常時好適状態に維持することができることにな
り、嫌気性処理室Ｃにおける有機物の分解処理を飛躍的
に向上することができる。

また、このような有機物の分解処理能力の向上によって
、嫌気性処理室Ｃから好気性処理室ａ，に移送する処理
水中に含まれる未処理有機物も大幅に低減することがで
き、同未処理有＠物に起因する好気性処理室ａ３内の汚
泥の発生も可及的に低滅することができる。

一方、好気性処理室ａ３における処理水中の硝酸態窒素
（ＮＯｆｆｉ　−−Ｎ）や亜硝酸態窒素（Ｎｏ■一−Ｎ
）の濃度も、処理水の一部を嫌気性処理室Ｃに還流して
、それらのイオンを脱窒菌によって分子状窒素（Ｎ２）
や亜酸化窒素（ＮＺＯ）に分解することができる２０ る。

本出願人が行った実験によれば、本実施例に係る浄化槽
Ａによって得られた最終処理水中におけるＢＯＤ濃度等
は、以下の表に示す通りであった。

なお、数値は平均値表現である。

単位（ｍｇ／　１　） ？上の表からも明らかなように、本実施例の場合、従来
の浄化槽と比較してＢＯＤ濃度等を著しく低減すること
ができる。

また、嫌気性処理室Ｃに流入する汚水の量をＱ！，好気
性処理室ａ３から嫌気性処理室Ｃへの一部還流量をｌｌ
１２とすれば、嫌気性処理室Ｃから好気性処理室ａ３に
移送される処理水の量０３は、Ｑ３−０■＋０■となる
が、０．二〇Ｚ＝ｌ：１〜１０　（最適には１−２〜６
〉とするのが好ましいことがわかった。

さらに、上述したように、本実施例では、一部還流用ボ
ンプＰのポンプ駆動装置Ｍ２をインバータ６０によって
制御することによって、好気性処理室Ｃへの好気性処理
水の一部還流量を微調整することができ、浄化槽本体ａ
内の処理水の水温、浄化槽本体ａ回りの雰囲気温度（気
温）、浄化槽本体ａ内への流入負荷（量、質）の変動如
何にかかわらず、浄化槽Ａの浄化能力を最適状態に常時
維持することができる。

（へ）効果 以上説明したきたように、本発明は、以下の効果を奏す
る。

即ち、好気性処理室から嫌気性処理室へ一部還流される
好気性処理水の還流量を微調整することによって、浄化
槽本体ａ内の処理水の水温、浄化槽本体ａ回りの雰囲気
温度（気温〉、浄化槽本体ａ内への流入負荷（量、質）
等の環境条件の変動如何にかかわらず、浄化槽の浄化能
力を最適状態２３ １４Ｆ垂直還流管 １４ｂ：返送パイプ ５０：ＩＩ！気量調節弁 ６０：　インバータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、浄化槽本体（ａ）内に嫌気性処理室（Ｃ）と好気性
   処理室（ａ＿３）とを並設状態に配設し、好気性処理室
   （ａ＿３）内に曝気装置（１３）を配設するとともに、
   好気性処理室（ａ＿３）内の処理水を一部還流可能とな
   し、かつ、処理水の一部還流量を、インバータ制御の一
   部還流用ポンプ（Ｐ）によって、微調整可能としたこと
   を特徴とする好気性処理室から嫌気性処理室への還流量
   を調整可能な浄化槽。 ２、浄化槽内の処理水の水温、浄化槽回りの雰囲気温度
   、浄化槽への流入負荷の変化に応じて、一部還流処理水
   の還流量を微調整することを特徴とする請求項１記載の
   好気性処理室から嫌気性処理室への還流量を調整可能な
   浄化槽。