JPH0760274A

JPH0760274A - 水処理設備

Info

Publication number: JPH0760274A
Application number: JP23885493A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Motoyama; 厚本山
Original assignee: Mitsui Construction Co Ltd
Current assignee: Mitsui Construction Co Ltd
Priority date: 1993-08-31
Filing date: 1993-08-31
Publication date: 1995-03-07

Abstract

(57)【要約】【目的】水処理設備における装置構成の簡素化、省スペ
ース化、処理能力向上。【構成】第１循環パイプ２１によって好気槽２の上部と
嫌気槽３の下部を接続し、第２循環パイプ２２によって
嫌気槽３の上部と好気槽２の下部を接続する。嫌気槽３
内の下部に汚泥床領域３Ｈを形成してここに攪拌翼８を
設ける。好気槽２内にその底部からブロア７によって酸
素１３を供給することによってエアリフトを形成する
と、下水循環経路２０によって循環ポンプなしで図１矢
印Ｍ方向に処理水１０が循環する。処理水循環中に好気
槽２で曝気を行ってＢＯＤ除去し、嫌気槽３内では脱窒
及び固液分離を行うと、汚泥床１６を高濃度に出来、ま
た沈殿池が不要となる。界面１０Ｌより上側に上澄水１
５を集めて処理水タンク６に回収し、嫌気槽３底部に余
剰汚泥１７を沈殿させて汚泥引抜ポンプ９で回収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、微生物を利用して、下
廃水中の有機物分解（ＢＯＤ除去）及び脱窒等の処理を
行うための水処理設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来の水処理方法の一例を示す図
である。従来、微生物を利用して下水、廃水等の水処理
を行うには、例えば図３に示すような下水処理設備４０
を用いる。下水処理設備４０には、原水タンク４７と処
理水タンク４８の間で下水を循環処理するための嫌気槽
４１、脱窒槽４２、好気槽４３、沈殿槽４４等が設けら
れており、脱窒槽４２、好気槽４３中には微生物が、担
体に結合された形で固定化微生物５０としてそれぞれ略
所定濃度になるよう投入されている。下水処理設備４０
にはこれ等の槽４１、４２、４３、４４を接続する形で
管路４５が形成されており、管路４５を流れる下廃水や
汚泥分は、循環ポンプ４６によって図３矢印方向に示す
ように、嫌気槽４１、脱窒槽４２、好気槽４３、沈殿槽
４４を循環する形になっている。下水処理設備４０によ
って下廃水の処理を行うには、処理すべき下廃水を汚泥
と共に処理水として管路４５中で循環させながら、ブロ
ア４３１によって好気槽４３に酸素供給することによっ
て、該好気槽４３内において前記固定化微生物５０の作
用によって、処理水中の有機物を分解しながら、アンモ
ニア性窒素（ＮＨ₄-Ｎ）を好気的に硝化していく。当該
硝化によって形成された酸化態窒素（ＮＯ₂-Ｎ）、（Ｎ
Ｏ₃-Ｎ）を含む処理水を、循環ポンプ４６によって管路
４５中を循環返送する形で脱窒槽４２に導水する。そし
て、該酸化態窒素を含む処理水と、嫌気槽４１を経由し
て或いは原水タンク４７からステップ流入させる分の下
水とを合流させて、脱窒槽４２において嫌気的に攪拌す
ることによって、前記酸化態窒素を窒素ガス（Ｎ₂）に
する形で、還元除去していく。こうして所定時間循環処
理された処理水を、該処理水中の汚泥と共に沈殿槽４４
に導水して、沈殿させて、その上澄液を処理済水として
処理水タンク４８に導水する。また、沈殿した汚泥中に
は微生物が多いので、これを管路４５の循環によって嫌
気層４１に返送する。そして、該沈殿した汚泥中の微生
物を、固定化微生物５０として脱窒槽４２好気槽４３に
補充し、再び管路４５中を循環している処理水の有機物
分解及び窒素除去に利用する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、こうした下廃
水の処理方法を行う場合には、処理水を絶えず攪拌しな
がら循環させなければ、沈殿槽４４以外で該処理水中の
汚泥が沈殿してしまって、該汚泥中の微生物を有効に働
かせることが出来ない。このため、下水処理設備４０に
は、先に述べたように管路４５中で下水や汚泥を循環さ
せるための循環ポンプ４６がいくつか設けられると共
に、嫌気槽４１、脱窒槽４２には攪拌機構４９がそれぞ
れ設けられていて、処理水の攪拌及び循環が図られてい
る。この結果、下水処理設備４０の装置構成は非常に大
掛かりで、大駆動力を消費するものになっている。ま
た、汚泥の沈殿を防止するために、嫌気槽４１内等の汚
泥濃度値があまり大きくならないようにしたり（従っ
て、汚泥内の微生物による水処理能力は、濃度が低い分
低下する）、好気槽４３内の溶存酸素量を所定の値以上
に保持しておく必要があるために、こうした数値によっ
て限定される形で、微生物を用いた水処理能力は限定さ
れている。従って、水処理に時間がかかる。このため、
こうした微生物を利用した水処理設備の装置構成の簡略
化や、処理能力を向上させることは、その実現が望まれ
ていながら、実行し難い問題であった。そこで本発明
は、上記事情に鑑み、微生物を利用して下廃水の水処理
を行うために必要な装置構成を簡略化することが出来、
また、処理能力の向上を図ることが出来るようにした、
水処理設備を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】即ち本発明は、それぞれ
の内部に処理水（１０）が貯留され得る好気槽（２）と
嫌気槽（３）を有し、前記好気槽（２）の底部（２ｄ）
から該好気槽（２）内にエア（１３）を供給自在なエア
供給手段（７）を設け、前記嫌気槽（３）内の下部に汚
泥床領域（３Ｈ）を形成すると共に、該汚泥床領域（３
Ｈ）の上側に上澄水領域（３Ｆ）を形成し、さらに、該
嫌気槽（３）の底部に余剰汚泥沈殿領域（３Ｇ）を形成
し、前記余剰汚泥沈殿領域（３Ｇ）に汚泥引抜手段
（９）を接続する形で設け、前記嫌気槽（３）に処理水
攪拌手段（８）を、前記汚泥床領域（３Ｈ）に配置させ
る形で設け、前記嫌気槽（３）の前記上澄水領域（３
Ｆ）に対応した位置（３ｅ）に処理水回収手段（２５、
６）を接続する形で設け、前記好気槽（２）の上部（２
ｃ）と前記嫌気槽（３）の汚泥床領域（３Ｈ）の下部
（３ｂ）を接続する形の第１管路（２１）を設け、前記
嫌気槽（３）の汚泥床領域（３Ｈ）の上部（３ｃ）と前
記好気槽（２）の下部（２ｂ）を接続する形の第２管路
（２２）を設け、前記第１管路（２１）と前記第２管路
（２２）と前記好気槽（２）と前記嫌気槽（３）により
処理水循環経路（２０）を形成し、前記処理水循環経路
（２０）に、処理すべき原水（１１）を供給自在な原水
供給手段（２３、５）を接続する形で設けて、構成され
る。なお、（）内の番号等は、図面における対応する
要素を示す、便宜的なものであり、従って、本記述は図
面上の記載に限定拘束されるものではない。以下の作用
の欄についても同様である。

【０００５】

【作用】上記した構成により、本発明は、原水供給手段
（２３、５）によって処理水循環経路（２０）に原水
（１１）を供給しながら、エア供給手段（７）によって
好気槽（２）の底部（２ｄ）から該好気槽（２）内にエ
ア（１３）を供給すると、好気槽（２）内の処理水（１
０）中においてエア（１３）が浮上する動作を介して、
該好気槽（２）内に該処理水（１０）の上昇流が形成さ
れる。これによって処理水（１０）は、該好気槽（２）
内から、第１管路（２１）を経て嫌気槽（３）内に導水
されて、該嫌気槽（３）内を上昇し、第２管路（２２）
を経て、再び好気槽（２）内に導水されるように処理水
循環経路（２０）を循環する。当該循環中に、原水（１
１）が流入した処理水（１０）は好気性及び嫌気性汚泥
によって処理されて、該処理水（１０）中の清浄な上澄
水（１５）が上澄水領域（３Ｆ）に集まる一方で、余剰
汚泥（１７）が余剰汚泥沈殿領域（３Ｇ）に沈殿するよ
うに作用する。

【０００６】

【実施例】図１は本発明による水処理設備の一実施例を
示す図、図２は図１に示す水処理設備において循環処理
される処理水の流れを示す図である。

【０００７】下水処理設備１は、図１に示すように、そ
の各々が底端側先細りの器状に形成された好気槽２と嫌
気槽３を有しており、好気槽２と嫌気槽３の内部には、
処理中の下水１１及び微生物１２等によって構成される
処理水１０が、好気槽２側の処理水１０の液面１０ａの
方が嫌気層３の液面１０ｂより高さＨ１分だけ高く位置
するように、水頭差をなす形で、それぞれ貯留されてい
る。好気槽２と嫌気槽３には、下水処理設備１に流入さ
せるための処理すべき原水である下水１１が貯留された
原水タンク５と、該下水処理設備１によって処理された
処理水である上澄水１５を処理還元水１５’として貯留
する処理水タンク６が接続されており、下水処理設備１
は、これら原水タンク５と処理水タンク６の間におい
て、好気槽２と嫌気槽３及びこれ等を接続する第１及び
第２循環パイプ２１、２２によって形成される処理水循
環経路である下水循環経路２０によって下水１１を、処
理水１０として所定滞留時間循環させることによって、
該上澄水１５即ち処理還元水１５’を得るように構成さ
れている。

【０００８】即ち、好気槽２の底部付近には、図１に示
すように、原水受入口２ａが設けられており、原水受入
口２ａには、その中間にバルブ２７ａが設けられた原水
供給パイプ２３を介して、原水タンク５が、該原水タン
ク５中の下水１１を選択的に受入自在な形で接続されて
いる。原水タンク５と原水供給パイプ２３は、前記下水
循環経路２０に下水１１を供給するための原水供給手段
を構成する形で、該下水循環経路２０に接続されてい
る。また、好気槽２の底部付近には、エア受入口２ｄが
設けられており、エア受入口２ｄには、バルブ２７ｂを
介してブロア７が、該好気槽２内にエア即ち酸素１３を
供給自在なエア供給手段として接続配設されている。ブ
ロア７は該好気槽２の底部即ちエア受入口２ｄからその
内部に貯留されている処理水１０中にエアレーションす
る形で、好気槽２中の処理水１０に酸素１３を供給自在
な形になっており、これによって、好気槽２は該エアレ
ーションされた酸素１３の体積分だけ水頭位が高くなる
形で、先に述べたように嫌気槽３よりＨ１分高い液面１
０ａが形成されている。好気槽２の上部には吐出口２ｃ
が設けられており、吐出口２ｃには第１循環パイプ２１
が、該好気槽２内の処理水１０が該吐出口２ｃから流入
自在な形で接続されている。吐出口２ｃの下方には処理
水受入口２ｂが設けられており、処理水受入口２ｂには
第２循環パイプ２２が、バルブ２７ｅを介して嫌気槽３
中の処理水１０を好気槽２内に選択的に受入自在な形で
接続されている。

【０００９】一方、嫌気槽３の底部付近には、図１に示
すように、原水受入口３ａが設けられており、原水受入
口３ａには、前記原水供給パイプ２３とその元側が同一
管路になっている原水供給パイプ２３を介して、前記原
水タンク５が接続されている。原水受入口３ａと原水タ
ンク５の間の原水供給パイプ２３には、バルブ２７ｃが
設けられており、嫌気槽３は、バルブ２７ｃを介して原
水タンク５中の下水１１を選択的に受入自在な形になっ
ている。従って、原水タンク５と原水供給パイプ２３が
構成している原水供給手段は、下水循環経路２０中に下
水１１を、好気槽２の原水受入口２ａと、嫌気槽３の原
水受入口３ａとのいずれ側からでも選択的に供給し得る
ようになっている。また、嫌気槽３の底部付近には処理
水受入口３ｂが設けられており、処理水受入口３ｂに
は、先に述べたように好気槽２の吐出口２ｃに接続され
ている第１循環パイプ２１の吐出先端側が、バルブ２７
ｄを介して該好気槽２中の処理水１０を選択的に受入自
在な形で接続されている。

【００１０】ところで、嫌気槽３内の下部には、図１に
示すように、該嫌気槽３内に貯留される処理水１０によ
って汚泥床１６を生成配置させるための汚泥床領域３Ｈ
が、嫌気槽３の底から高さ略ｈ２をなす領域中に形成さ
れており、汚泥床領域３Ｈの上側には、上澄水１５を集
めるための上澄水領域３Ｆが形成されている。さらに、
嫌気槽３内の底部には余剰汚泥１７を沈殿させるための
余剰汚泥沈殿領域３Ｇが、該嫌気槽３の底から高さ略ｈ
３をなす領域中に形成されている。従って、先に述べた
ように嫌気槽３に貯留されている処理水１０には、図１
に示すように、界面１０Ｌが形成されており、界面１０
Ｌより上側には、処理水１０のうち浮遊物質を殆ど含ま
ない形の上澄水１５（処理済水）が、上澄水領域３Ｆに
集合する形で貯留されている。界面１０Ｌより下側に
は、汚泥分を含んだ処理水１０による汚泥床１６が、汚
泥床領域３Ｈに配置する形で生成されており、汚泥床１
６中には活性汚泥及び嫌気性汚泥、即ち微生物１２が所
定濃度分だけ保持されている。また、嫌気槽３の底部に
は余剰汚泥１７が、汚泥床１６中の不要な汚泥が余剰汚
泥沈殿領域３Ｇに沈殿した形でここに生成配設されてい
る。

【００１１】そして、嫌気槽３には、図１に示すよう
に、処理水１０を攪拌するための処理水攪拌手段として
攪拌翼８が、前記汚泥床領域３Ｈに配置する形で設けら
れており、攪拌翼８はモータ８１を介して、シャフト８
２を中心としてその周りに図１矢印Ａ、Ｂ方向に回転駆
動自在な形になっている。攪拌翼８は、その回転駆動駆
動動作によって、汚泥床領域３Ｈに配置する処理水１０
を攪拌自在な形になっており、該攪拌翼８の攪拌動作に
よって、汚泥床領域３Ｈには汚泥床１６が形成されてい
る。なお、実施例においては、攪拌翼８は、その下端８
ａが前記処理水受入口３ｂと対応した高さに位置する一
方で、その上端８ｂが後述する循環吐出口３ｃに対応し
た高さに位置する形に配設されており、一枚の平板状に
形成された攪拌翼８が用いられている。

【００１２】そして、嫌気槽３には、図１に示すよう
に、前記界面１０Ｌに対応した該嫌気槽３の上部位置
と、上澄水領域３Ｆに対応した位置と、余剰汚泥沈殿領
域３Ｇに対応した位置にそれぞれ位置する形で、３ヶの
吐出口３ｃ、３ｄ、３ｅが設けられている。即ち、界面
１０Ｌに対応した嫌気槽３の上部位置には循環吐出口３
ｃが設けられており、循環吐出口３ｃには、前記第２循
環パイプ２２が、先に述べたようにバルブ２７を介して
好気槽２の処理水受入口２ｂに嫌気槽３側の処理水１０
を送給自在な形で接続されている。また、上澄水領域３
Ｆに対応した位置には回収吐出口３ｅが設けられてお
り、回収吐出口３ｅには、処理水回収パイプ２５を介し
て、処理水タンク６が、該上澄水１５を処理済みの清浄
な処理還元水１５’として回収し得る形で接続されてい
る。処理水回収パイプ２５と処理水タンク６は、下水処
理設備１によって処理された処理水の回収手段を構成し
ている。また、余剰汚泥沈殿領域３Ｇには、汚泥引抜吐
出口３ｄが設けられており、汚泥引抜吐出口３ｄには、
バルブ２７ｆを介して汚泥引抜手段である汚泥引き抜き
ポンプ９が、該余剰汚泥１７を嫌気槽３底部から選択的
に引抜自在な形で接続されている。

【００１３】従って、下水処理設備１には、図１に示す
ように、前記第１循環パイプ２１が、好気槽２の上部の
吐出口２ｃと嫌気槽３の汚泥床領域３Ｈの下部である処
理水受入口３ｂを接続する形で第１管路として設けられ
ており、また、前記第２循環パイプ２２は、嫌気槽３の
汚泥床領域３Ｈの上部である循環吐出口３ｃと好気槽２
の下部の処理水受入口２ｂを接続する形で第２管路とし
て設けられている。これによって、先に述べた下水循環
経路２０が、好気槽２と嫌気槽３と第１及び第２循環パ
イプ２１、２２によって、図１矢印Ｍ方向に示すように
処理水１０が流通する形で形成されており、下水循環経
路２０は、前記原水供給パイプ２３を介して原水タンク
５から処理すべき原水として下水１１が流入自在で、ま
た、前記処理水回収パイプ２５に上澄水１５を処理還元
水１５’として流出自在な形になっている。そして、下
水循環経路２０は、ブロア７を介してエア受入口２ｄか
ら好気槽２内の処理水１０に酸素１３が供給されること
によって、該好気槽２内の処理水１０がエアリフトされ
る動作を利用して、該処理水１０を好気槽２と嫌気槽３
間で所定滞留時間をかけて、図１矢印Ｍ方向に循環移動
させ得るようになっている。

【００１４】下水処理設備１は、以上のような構成を有
しているので、該下水処理設備１を用いて下水１１を処
理するには、ブロア７を駆動状態にして、下水循環経路
２０に処理水１０を、好気槽２と嫌気槽３内に所定濃度
の微生物１２をそれぞれ保留し得る形になるよう図１矢
印Ｍ方向に沿って循環させておく。そして、該下水循環
経路２０を循環する処理水１０中に原水供給パイプ２３
を介して原水タンク５から下水１１を流入混合させて、
該下水１１中の有機物（ＢＯＤ）や窒素（Ｎ）を微生物
１２を利用して、除去していく。そこで、図２に示すよ
うに、好気槽２において曝気を行うことによって、有機
物（ＢＯＤ）除去と硝化を行い、該硝化によって形成さ
れた酸化態窒素を、嫌気槽３の汚泥床領域３Ｈにおいて
嫌気的に攪拌することによって、窒素ガス（Ｎ₂)として
還元除去する。そして、嫌気槽３内において、余剰汚泥
沈殿領域３Ｇに余剰汚泥１７を沈殿させる一方で、上澄
水領域３Ｆに上澄水１５を浮かばせる形で固液分離を行
うことによって、処理還元水１５’と引抜処理すべき余
剰汚泥１７及び、再び使える微生物１２を含む処理水１
０を分離する。

【００１５】このためまず、一般的な都市下水の水質に
おいては、バルブ２７ａを閉じて、バルブ２７ｃを開け
た状態にして、原水タンク５内の下水１１を原水供給パ
イプ２３から嫌気槽３の原水受入口３ａに供給する形
で、下水循環経路２０の処理水１０に加えていく。この
際、実施例においては、下水１１の供給を、処理水１０
のアンモニア濃度が20mg/l程度になるように調整する。
また、バルブ２７ｄ、２７ｅを開けておくことによっ
て、下水循環経路２０に処理水１０が循環自在な状態に
しておく。一方、このとき好気槽２側においては、ブロ
ア７を駆動させることによって、エア受入口２ｄから、
該好気槽２中の処理水１０に酸素１３を供給する。する
と、エア受入口２ｄに供給された酸素１３が好気槽２内
の処理水１０中を上昇することによって、該好気槽２内
に処理水１０の上昇流が、図１矢印Ｍ方向に沿って形成
される。これによって、好気槽２内の処理水１０は、酸
素１３の供給を受けると同時にエアリフトされる形で、
処理水１０の曝気が行われる。また、好気槽２内の処理
水１０は、該処理水１０中に酸素１３がエアレーション
されることによって、該酸素１３分だけ見かけの容量が
大きくなる形で、嫌気槽３側の処理水１０よりその水頭
位置が高さＨ１分だけ高くなる。なお、酸素１３の供給
量は、好気槽２内における酸化還元電位（ＯＲＰ）が＋
10mv以上に保持出来るように調整する。

【００１６】こうして好気槽２において処理水１０を曝
気すると、当該曝気中に、図２に示すように、該処理水
１０に含まれている活性汚泥中の微生物１２が有機物を
好気的に分解処理する形で、ＢＯＤ除去が行われる。ま
た、処理水１０中に含まれているアンモニア性窒素（Ｎ
Ｈ₄−Ｎ）は、微生物１２によって酸化される形で好気
的に硝化されて、当該硝化によって酸化態窒素（ＮＯ₂-
Ｎ）、（ＮＯ₃-Ｎ）が形成される。こうして好気槽２内
において曝気されながらエアリフトされた処理水１０
は、該好気槽２内の水頭位置が酸素１３の供給に起因し
て嫌気槽３より高さＨ１分だけ高くなっていることによ
って、該好気槽２の吐出口２ｃから、第１循環パイプ２
１に流入する。そして、このときバルブ２７ｄは開放さ
れているので、好気槽２から第１循環パイプ２１に流入
した処理水１０は、処理水受入口３ｂから嫌気槽３内に
流入する。

【００１７】そこで、嫌気槽３においては、モータ８１
を介してシャフト８２の周りに攪拌翼８を、図１矢印
Ａ、Ｂ方向に回転させることによって、該嫌気槽３内の
汚泥床領域３Ｈ部分の処理水１０を攪拌する。この際、
攪拌翼８による処理水１０の攪拌はかなり緩穏であり、
例えば攪拌翼８を周速度0.1m/sec以下で回転させる。す
ると、攪拌翼８が配設された汚泥床領域３Ｈ部分の処理
水１０がゆっくりと攪拌される形で、この部分において
は、処理水１０中に含まれる汚泥分が水分中に浮遊した
形になり、これによって、該汚泥床領域３Ｈには、図１
に示すように汚泥床１６が、上記攪拌条件下においては
濃度5000mg/l程度をなすように形成される。このとき、
汚泥床１６を形成している処理水１０中には、先に述べ
たようにアンモニア性窒素（ＮＨ₄-Ｎ）の硝化によって
形成された酸化態窒素、即ち亜硝酸性窒素（ＮＯ₂-
Ｎ）、硝酸性窒素ＮＯ₃-Ｎ等が含まれている。この状態
で攪拌が行われることによって、こうした酸化態窒素が
ガス化する形で、窒素ガスＮ₂として処理水１０から除
去されていく。そして、窒素ガスＮ₂は図１に示すよう
に、嫌気槽３の上部から気体として排出される形で処理
される。

【００１８】こうして、処理水受入口３ｂから嫌気槽３
内に受け入れられた処理水１０は、攪拌によって脱窒処
理を受けながら、該嫌気槽３内を上昇していく形になる
ので、該嫌気槽３内の汚泥床領域３Ｈには、図１矢印Ｍ
方向に示すように上向きの流れが形成される。実施例に
おいては、このときの上昇流速は、0.1m/min〜1.0m/min
が得られる。そして、このように嫌気槽３の汚泥床領域
３Ｈを上昇した処理水１０は、このような上向きの流れ
にしたがって、該汚泥床１６が形成している界面１０Ｌ
に対応した位置に配設された循環吐出口３ｃから第２循
環パイプ２２に流入する形で、再び好気槽２側に導水さ
れる。すると、汚泥床１６の上部には、高濃度の汚泥が
保持された形になっているために、該高濃度の汚泥が、
再び好気槽２に返送される。なお、このとき好気槽２内
では先に述べたようにブロア７によってエアレーション
されているので、嫌気槽３内の処理水１０は第２循環パ
イプ２２を介して好気槽２内側に吸い込まれる形にな
る。これによって下水循環経路２０では、矢印Ｍ方向に
沿って処理水１０の円滑な循環流が形成される。こうし
て、嫌気槽３から好気槽２に返送された処理水１０の汚
泥中の微生物１２は、該好気槽２内において酸素１３の
供給を受けることによって再び活性化される。これによ
って、好気槽２では常に好適に、先に述べた曝気動作が
継続される。なお、本発明による下水循環設備１におい
ては、好気槽２内の溶存酸素量（ＤＯ）が＋0mg/l付近
でも酸化還元電位（ＯＲＰ）が＋10mv以上であれば、曝
気が可能である。このため、ブロア７の送風量を、従来
の水処理設備における曝気に必要とされていたものより
大幅に低減することが出来る。

【００１９】こうして下水循環経路２０によって、下水
１１を処理水１０を好気槽２と嫌気槽３間で循環させな
がら、該処理水１０のＢＯＤ除去や脱窒処理を施してい
くが、この際、下水循環経路２０においては上述したよ
うに、ブロア７を用いて好気槽２内にエアレーションす
ることによって、処理水１０が常に図１矢印Ｍ方向に流
れるように形成される形になるので、処理水１０の循環
のために、循環ポンプや汚泥返送ポンプを用いる必要が
ない。また、酸素１３の供給量を調整することによっ
て、処理水１０の循環速度を調整することが出来る。或
いは、バルブ２７ｄ、２７ｅの開閉によって、好気槽
２、嫌気槽３における処理水１０の滞留時間をコントロ
ールすることも出来る。

【００２０】一方、先に述べたように嫌気槽３におい
て、汚泥床領域３Ｈ部分での攪拌動作によって脱窒処理
を行うと、該攪拌中には、図２に示すように、嫌気槽３
内において処理水１０の固液分離が行われる。即ち、攪
拌中の汚泥床領域３Ｈより上側には、攪拌翼８がないこ
とによって、ここに界面１０Ｌが形成されて、該界面１
０Ｌ上の処理水１０は殆ど浮遊物質を含まない処理済み
の上澄水１５になる。これによって、嫌気槽３の上澄水
領域３Ｆには上澄水１５が溜る形になる。そこで、上澄
水領域３Ｆに形成された上澄水１５を回収吐出口３ｅか
ら処理水回収パイプ２５によって導水する形で、処理還
元水１５’として、処理水タンク６に回収する。する
と、下水処理設備１を用いて下水１１に下水循環経路２
０を４時間滞留循環させた場合においては、生物学的酸
素要求量（ＢＯＤ）が20mg/l以下で、窒素濃度が５mg/l
以下である所定処理基準を満たす形の処理還元水１５’
が得られる。なお、下水処理設備１以外の微生物を用い
た水処理設備では、通常、これと同等程度の処理基準値
の処理還元水を得るのに、６時間が必要とされている。
これは、従来の下水処理設備では嫌気槽内で汚泥が沈殿
しないように常に該嫌気槽内を攪拌しておく必要があっ
て、これによって、該嫌気槽内の汚泥濃度を所定濃度よ
り高く出来ないという事情があったものを、本発明によ
る下水処理設備１においては、嫌気槽３内の底部の余剰
汚泥沈殿領域３Ｇに余剰汚泥１７を沈殿させるようにし
たことによって、汚泥床領域３Ｈの濃度を積極的に高く
保持し得るようにしたことに起因する。これによって汚
泥床領域３Ｈに大量の微生物１２を保持することが可能
となった。従って、下水処理設備１を用いれば、処理時
間が短くて済むので、この結果、大きな処理能力で下水
処理を行うことが出来る。

【００２１】一方、嫌気槽３内の底部の余剰汚泥沈殿領
域３Ｇには、ここにもまた攪拌翼８がないことによっ
て、汚泥床領域３Ｈにおいて攪拌されている汚泥床１６
中の過剰な固形汚泥分は徐々に該余剰汚泥沈殿領域３Ｇ
に沈降していく形になる。こうして、嫌気槽３内の底部
の余剰汚泥沈殿領域３Ｇには余剰汚泥１７が沈殿形成さ
れる。そこで、汚泥引抜ポンプ９を駆動させて、バルブ
２７ｆを開けることによって、汚泥引き抜き吐出口３ｄ
から余剰汚泥沈殿領域３Ｇに沈殿した余剰汚泥１７を引
き抜く。これによって、処理水１０から上澄水１５、即
ち処理還元水１５’を還元生成して不要となった余剰汚
泥１７を、嫌気槽３から直接引き抜く形で、簡単に回収
することが出来る。なお、嫌気槽３内の処理水１０に含
まれる汚泥分のうち、下水循環経路２０によって好気槽
２側に返送する分と余剰汚泥１７として引き抜き回収す
る分の割合、即ち汚泥床１６の濃度は、攪拌翼８の回転
速度を調整することによって、下水処理に最も適した状
態にコントロールすることが出来る。こうして、嫌気槽
３の内部において、その汚泥床領域３Ｈにおいて攪拌に
よる脱窒処理を行いながら、処理水１０から上澄液１５
と余剰汚泥１７を分離して、これを上澄水領域３Ｆと余
剰汚泥沈殿領域３Ｇからそれぞれ簡単に回収し得ること
によって、沈殿槽が不要となる。従って、下水処理設備
１は、沈殿槽分だけ省スペース化を図ることが出来、そ
の分設備構成が簡略でありながら、先に述べたように大
きな処理能力をもって下水１１等の処理すべき原水を的
確に処理することが可能である。

【００２２】ところで、上述した下水処理工程において
は、バルブ２７ａを閉じておいて、原水タンク５から下
水１１の全量を嫌気槽３側に投入するようにしている
が、これは、原水タンク５から下水処理設備１に流入さ
せる下水１１のアンモニア濃度が20mg/l程度の通常の都
市下水を想定したものであり、そのアンモニア濃度が50
mg/l〜100mg/lにもなるような下水を処理するような場
合には、バルブ２７ａも開けることによって、嫌気槽３
側だけでなく、好気槽２側にも原水を流入させて、処理
水中のアンモニアを分散させる。また、処理すべき下水
１１中に、アンモニア性窒素（ＮＨ₄）にみあった分だ
けのアルカリ度がない場合には、ペーハーコントロール
（pHＣ）の為に、原水タンク５或いは原水供給パイプ２
３中にアルカリ材として水酸化ナトリウムや消石灰等を
注入することによって、処理水１０のpH＝7.0付近にな
るようにコントロールしてから、これを下水循環経路２
０に流入させる。こうした処理を行っても、下水処理設
備１における水処理能力には何等変わりはない。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、そ
れぞれの内部に処理水１０が貯留され得る好気槽２と嫌
気槽３を有し、前記好気槽２エア受入口２ｄ等の底部か
ら該好気槽２内に酸素１３等のエアを供給自在なブロア
７等のエア供給手段を設け、前記嫌気槽３内の下部に汚
泥床領域３Ｈを形成すると共に、該汚泥床領域３Ｈの上
側に上澄水領域３Ｆを形成し、さらに、該嫌気槽３の底
部に余剰汚泥沈殿領域３Ｇを形成し、前記余剰汚泥沈殿
領域３Ｇに汚泥引抜ポンプ９等の汚泥引抜手段を接続す
る形で設け、前記嫌気槽３に攪拌翼８等の処理水攪拌手
段を、前記汚泥床領域３Ｈに配置させる形で設け、前記
嫌気槽３の前記上澄水領域３Ｆに対応した回収吐出口３
ｅ等の位置に、処理水回収パイプ２５、処理水タンク６
等の処理水回収手段を接続する形で設け、前記好気槽２
の吐出口２ｃ等の上部と前記嫌気槽３の汚泥床領域３Ｈ
の処理水受入口３ｂ等の下部を接続する形の第１循環パ
イプ２１等の第１管路を設け、前記嫌気槽３の汚泥床領
域３Ｈの循環吐出口３ｃ等の上部と前記好気槽２の処理
水受入口２ｂ等の下部を接続する形の第２循環パイプ２
２等の第２管路を設け、前記第１管路と前記第２管路と
前記好気槽２と前記嫌気槽３により下水循環経路２０等
の処理水循環経路を形成し、前記処理水循環経路に、処
理すべき下水１１等の原水を供給自在な、原水供給パイ
プ２３、原水タンク５等の原水供給手段を接続する形で
設けて構成したので、原水供給手段によって処理水循環
経路に原水を供給しながら、エア供給手段によって好気
槽２の底部から該好気槽２内にエアを供給すると、好気
槽２内の処理水１０中においてエアが浮上する動作を介
して、該好気槽２内に該処理水１０の上昇流が形成され
る。これによって処理水１０は、該好気槽２内から、第
１管路を経て嫌気槽３内に導水されて、該嫌気槽３内を
上昇し、第２管路を経て、再び好気槽２内に導水される
ように処理水循環経路を循環する。当該循環中に、原水
が流入した処理水１０は好気性及び嫌気性汚泥によって
処理されて、該処理水１０中の清浄な上澄水１５が上澄
水領域３Ｆに集まる一方で、余剰汚泥１７が余剰汚泥沈
殿領域３Ｇに沈殿することが出来る。即ち、本発明にお
いては、エア供給手段によって好気槽２内に供給された
エアが該好気槽２内を浮上する動作によって（所謂エア
リフトによって）、処理水循環経路に処理水１０の円滑
な流れが形成されるので、該処理水循環経路の流れにの
って処理水１０が円滑に循環することが出来る。従っ
て、微生物１２等の微生物を用いて下水、廃水等の水処
理を行うために、好気槽２と嫌気槽３を処理水１０を循
環させるに際し、循環ポンプが必要とされない。また、
処理水１０は、嫌気槽３内に形成された汚泥床領域３Ｈ
と上澄水領域３Ｆと余剰汚泥沈殿領域３Ｇとにおいて、
該汚泥床領域３Ｈに設けられた処理水攪拌手段の攪拌動
作によって、汚泥床１６と上澄水１５と余剰汚泥１７と
に分離される。そして、処理水１０は、汚泥床領域３Ｈ
において脱窒を行いつつ第１管路及び第２管路を介して
処理水循環経路中を循環するよう図られたり、また上澄
水１５は処理水回収手段により、更に余剰汚泥１７は汚
泥引抜手段によって回収され得るので、固液分離及び不
要な汚泥を回収する為の沈殿池が不要である。従って、
下水処理設備１等の水処理設備における装置構成の簡略
化や省スペース化を図ることが出来る。また、本発明に
用いる嫌気槽３では、底部に余剰汚泥沈殿領域が設けら
れていることから、従来のように嫌気槽内での汚泥の沈
殿を防止するために汚泥濃度を低く保つ必要がなくな
り、該嫌気槽３内における余剰汚泥の沈殿を許容した形
での攪拌が可能となる。従って、処理水攪拌手段による
処理水攪拌状態を調整することによって、汚泥床１６の
濃度を自在に調節することが出来、汚泥床領域３Ｈには
高濃度の（即ち水処理に有効な微生物を多量に含んだ）
汚泥床１６を保留することが出来る。そして、該高濃度
の汚泥床１６中の微生物は、嫌気槽のものは嫌気槽３内
で活動し、また好気性のものは処理水循環経路を介して
好気槽２内側に返送されたときに、該好気槽２内におい
てエア供給手段を介してエアレーションされる形で、効
果的に活性化される。この結果、高濃度の汚泥を用いて
水処理することが可能になるので、処理水１０が微生物
によって曝気及び脱窒等の処理を施されるまでに要する
時間が短くてすむ。よって、本発明は高い水処理能力を
保有することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による水処理設備の一実施例を示す図で
ある。

【図２】図１に示す水処理設備において循環処理される
処理水の流れを示す図である。

【図３】従来の水処理方法の一例を示す図である。

【符号の説明】

１……水処理設備（下水処理設備）２……好気槽２ｂ……下部（処理水受入口）２ｃ……上部（吐出口）２ｄ……底部（エア受入口）３……嫌気槽３ｂ……下部（処理水受入口）３ｃ……上部（循環吐出口）３ｅ……上澄水領域に対応した位置（回収吐出口）３Ｆ……上澄水領域３Ｇ……余剰汚泥沈殿領域３Ｈ……汚泥床領域７……エア供給手段（ブロア）８……処理水攪拌手段（攪拌翼）９……汚泥引抜手段（汚泥引抜ポンプ）５……原水供給手段（原水タンク）２３……原水供給手段（原水供給パイプ）６……処理水回収手段（処理水タンク）２５……処理水回収手段（処理水回収パイプ）２０……処理水循環経路（下水循環経路）２１……第１管路（第１循環パイプ）２２……第２管路（第２循環パイプ）１０……処理水１１……原水（下水）１３……エア（酸素）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれの内部に処理水が貯留され得る好
気槽と嫌気槽を有し、前記好気槽の底部から該好気槽内にエアを供給自在なエ
ア供給手段を設け、前記嫌気槽内の下部に汚泥床領域を形成すると共に、該
汚泥床領域の上側に上澄水領域を形成し、さらに、該嫌
気槽の底部に余剰汚泥沈殿領域を形成し、前記余剰汚泥沈殿領域に汚泥引抜手段を接続する形で設
け、前記嫌気槽に処理水攪拌手段を、前記汚泥床領域に配置
させる形で設け、前記嫌気槽の前記上澄水領域に対応した位置に処理水回
収手段を接続する形で設け、前記好気槽の上部と前記嫌気槽の汚泥床領域の下部を接
続する形の第１管路を設け、前記嫌気槽の汚泥床領域の上部と前記好気槽の下部を接
続する形の第２管路を設け、前記第１管路と前記第２管路と前記好気槽と前記嫌気槽
により処理水循環経路を形成し、前記処理水循環経路に、処理すべき原水を供給自在な原
水供給手段を接続する形で設けて構成した、水処理設
備。