JPH10146592A - 汚水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生物処理槽における処理機能を安定に保つこ
とができる汚水処理装置を提供する。 【解決手段】 本発明の汚水処理装置１は、汚水が流入
される一次処理槽５と、一次処理槽５からの移流水を処
理生物に接触ばっ気させるばっ気槽７とを備え、このば
っ気槽７に送風機２７から空気を送風する。一次処理槽
５に設けられた水量検知手段１２からの検知信号に応じ
て、制御装置３３は、送風機２７の送気量を制御し、処
理するべき負荷変動に応じて、ばっ気槽７のばっ気量を
調整しているから、生物処理槽における処理機能を安定
にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、汚水を処理生物に
接触ばっ気させて汚水を処理する汚水処理装置に関し、
特に、処理するべき汚水量が変動する汚水処理装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、生活排水等の汚水（廃水）の処
理方法として、生物膜によって汚水中の汚濁物質を吸着
・除去する生物処理の方法が知られている。かかる生物
処理をおこなう家庭用合併処理浄化槽にあっては、ばっ
気槽に送風機から空気を送気して汚水の生物処理を促進
している。

【０００３】ところが、処理するべき生活排水の流入量
は一日における時間帯や日、季節等により異なり、必ず
しも一定でなく、浄化槽に流入される汚水の流入水量に
変動が生じる。例えば、一般家庭では、朝夕における厨
房の使用時や洗濯時等には浄化槽に流入される汚水量が
多くなるものの、夜間や昼間には浄化槽への流入はほと
んどなくなる。

【０００４】これに対して従来の汚水処理装置は、汚水
流入量の変動に限らず、送風機から一定量のエアーをば
っ気槽に供給するものであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、浄化槽
に流入される汚水量、即ち負荷量に変動が生じると、処
理生物に要求される溶存酸素量も変動するので、負荷の
変動にかかわらず送風量が一定であると、ばっ気槽にお
ける生物処理の処理機能が不安定になるという問題点が
ある。

【０００６】そこで、本発明は、生物処理槽における処
理機能を安定に保つことができる汚水処理装置を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、汚水が流入される一次処理槽と、一次処理槽の移流
水を処理生物に接触ばっ気させるばっ気槽と、このばっ
気槽に空気を送風する送風機とを備える汚水処理装置に
おいて、前記一次処理槽における流入水量を検知する水
量検知手段と、検知手段からの検知信号に基づいて送風
機の送風量を制御する制御手段とを備えることを特徴と
するものである。

【０００８】この請求項１に記載の発明によれば、流入
水量を検知手段が検知すると、その検知量に応じて、制
御装置が送風機の送風量を制御する。これによって、処
理するべき負荷に応じて、ばっ気槽のばっ気量を調整し
ているから、生物処理槽における処理機能を安定に保つ
ことができる。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記一次処理槽は、嫌気濾床槽または
沈殿分離槽であり、水量検知手段は、これらのうちのい
ずれかの槽の水位を検知する水位センサを備えることを
特徴とするものである。

【００１０】この請求項２に記載の発明によれば、嫌気
濾床槽又は沈殿分離槽では、所定の容量を有するため、
流入水は槽内汚水と混ざり、汚濁有機物濃度が平均化さ
れ、ばっ気槽に移流する。従って、ばっ気槽にかかる負
荷量は流入水量に略比例するので、嫌気濾床槽又は沈殿
分離槽における水位の変動に応じて送風機の送風量を変
化させることによって、負荷変動に対応した適切なばっ
気運転を図ることができる。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の発明において、前記水位センサは、任意の基準水位よ
りも下に位置して常時槽内水に接触している基準電極
と、基準電極よりも所定量だけ水位が上昇した際に水に
接触する低水位電極と、低水位電極よりも所定量水位が
上昇した際に水に接触する高水位電極とを備え、制御手
段は、低水位電極の検知により送風機の送風量を少なく
し、高水位電極の検知により送風機の送風量を多くする
ことを特徴とするものである。

【００１２】この請求項３に記載の発明によれば、水位
センサを基準電極、低水位電極、高水位電極とを有する
構成としているから、構成が簡易であり、且つ水面変動
によるスイッチのチャタリングを防止できる。

【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３
に記載の発明において、前記制御装置は、一定時間カウ
ントするタイマーを備え、高水位を検知後に低水位を検
知した場合に、低水位検知後、前記送風機の送風量を一
定時間経過後に少なくすることを特徴とするものであ
る。

【００１４】この請求項４に記載の発明によれば、一次
処理槽の水位が、高水位から低水位に低下した場合に
は、一次処理槽からばっ気槽に流入された負荷が高い状
態がしばらく続くという処理時間の遅れが生じるから、
かかる遅れ時間を加味して一定時間は送風量を多くし、
その後少なくする。これによって、実際に処理生物にか
かる負荷変動に対応させて、適正なばっ気を行なうこと
ができる。

【００１５】請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４
に記載の発明において、前記送風機は、電磁式送風機又
はモータ式送風機の出力可変の送風機であることを特徴
とするものである。

【００１６】この請求項５に記載の発明によれば、汎用
の家庭用合併処理浄化槽規模では、リニアモータを用い
た電磁式送風機が用いられているとともに、電磁式送風
機は入力電圧を可変することによって送風量を変えるこ
とができ、汎用の浄化槽にも容易に用いることができ
る。また、モータ駆動式送風機にあってもインバータに
よる回転数を変更して、送風量の変更が容易にできる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して詳細に説明する。図１乃至図３は、本発
明の第１実施の形態を示したものである。

【００１８】図１に示す汚水処理装置１は、家庭用の接
触ばっ気方式汚水処理装置を示しており、いわゆる生活
排水、即ち、トイレ、厨房、洗濯、浴槽等の排水全部を
併せて処理するものである。この汚水処理装置１は、地
中に埋設される槽本体３を備え、槽本体３内は、生活排
水を流入する流入管２、一次処理槽５、二次処理槽であ
る接触ばっ気槽（ばっ気槽）７、沈殿槽９とにこの順序
で仕切り壁により区画されており、流入管２から流入し
た排水は、この順序で槽内を流れて処理された後、消毒
槽１１を経た後、流出管１３から流出される。

【００１９】一次処理槽５は、流入する汚水から夾雑異
物を除去するスクリーン、除砂を目的する沈砂槽、最初
沈殿池等であり、本実施の形態では、これらに代わる機
能として、余剰汚泥の貯留、嫌気分解の機能を併せ持つ
沈殿分離槽または嫌気濾床槽である。特に、本実施の形
態では、嫌気濾床槽第１室４及び嫌気濾床槽第２室６を
一次処理槽５としている。この嫌気濾床槽第１室４に
は、流入管２から直接汚水が流入するようになってお
り、嫌気濾床槽第２室６に、後述するように槽内水位を
検知する水位検知器１２が設けられている。これらの嫌
気濾床槽第１室４及び第２室６には、それぞれ接触濾材
１６が配置されて嫌気処理生物による嫌気処理がされて
いる。

【００２０】水位検知器１２は、後述するように、接触
ばっ気槽７に送気する送風量を制御するためものであ
り、嫌気濾床槽第２室６で水面上に配置して水位を検知
しているのは、嫌気濾床槽第２室６からばっ気槽に流入
する水量と有機物量はほぼ比例するからである。即ち、
通常、洗濯排水と浴槽排水は、汚濁有機物濃度は薄い
が、１次処理槽５である嫌気濾床槽は容量が大きいの
で、流入水は槽内汚水と混ざり、ほぼ平均化されて接触
ばっ気槽７に流入する。汚濁有機物濃度の濃い台所排
水、便水も嫌気濾床槽で希釈されて平均化するため、接
触ばっ気槽７にかかる負荷量は流入水量にほぼ比例する
ことになる。従って、嫌気濾床槽第２室６の水位を検知
することによって、嫌気濾床槽第２室６から接触ばっ気
槽７へ流入する水量を把握すれば、生物処理に要求され
る酸素量の見当もつくので送風量調整の目安となるから
である。

【００２１】尚、水位検知器１２は、嫌気濾床槽第２室
６に限らず、嫌気濾床槽第１室４や、接触ばっ気槽７等
の任意の槽に設置することができるが、生物反応槽であ
る接触ばっ気槽７の前槽に設置することにより事前に流
入が把握され、タイムリーな運転が可能になる。

【００２２】ここで、水位検知器１２について説明す
る。この水位検知器１２は、嫌気濾床槽第２室６の上部
に取り付けた電極により、嫌気濾床槽第２室６内の水位
変化を検知するものであり、後述する制御装置３３に接
続されて、検知した水位を制御装置３３に導電信号とし
て送る。図２に示すように、水位検知器１２は３本の電
極棒を備えている。即ち、常時、槽内水に浸漬されるコ
モン電極３５と、槽内の水位が上昇した際に汚水に接触
して水位の上昇を検知するようにコモン電極３５よりも
先端が上に位置する高水位電極３７と、コモン電極３５
の先端と高水位電極３７の先端との間に先端が位置する
低水位電極３９との３本である。この低水位電極３９
は、水面変動によるチャタリング防止用の電極である。
そして、図２に示すように、水位がレベルＡからレベル
Ｂにまで達すると、低水位電極３９が導電されて、水位
がレベルＣに至ると高水位電極３７が導電されて、それ
ぞれの導通信号が制御装置３３に送られるようになって
いる。

【００２３】尚、水位検知器１２は、各電極棒３５、３
７、３９の長さを調節したり、取り付け台４０の位置を
調節することによって、個々の浄化槽における水量変動
に対応した位置調節が容易にできるようになっている。

【００２４】制御装置３３は、低水位電極３９の導通信
号を受けると、予め設定された電圧をタイマ４１にて調
整した時間だけ送風機２７に連続して送るように制御す
る。即ち、低水位電極３９の導電信号を受けると、タイ
マ４１を任意時間にセットし、例えば３時間後に低電圧
を送風機２７に供給し、送風量ロウ（低送風量）に切り
換える。タイマの設定時間は、浄化槽の人員負荷率、水
量負荷率に合わせた時間に任意に設定可能な構成であ
る。一方、高水位電極３７の導電信号を受けると、制御
装置３３は、送風量ハイ（高送風量）になるように、送
風機２７に高電圧を供給するようになっている。

【００２５】送風機２７は、供給電圧に応じた運転を行
なうもので、本実施の形態では電磁式（リニア式）送風
機が用いられている。この電磁式送風機は、入力電圧の
可変により送風量を変えるものである。また、電磁式送
風機に変えて、モータ駆動式送風機を用いてもよい。こ
の場合には、インバータにより回転数を変更することに
より、送風量を変えることができる。

【００２６】送風機２７に供給する供給電圧の設定値
は、送風量ハイ（高電圧）では商用電圧（１００％）に
設定しており、送風量ロウ（低電圧）では商用電圧の８
０％を設定しているが、これに限るものではなく、低電
圧を例えば５０％等に設定してもよい。また、高電圧と
低電圧の２段階の電圧に限らず、高電圧、中電圧、低電
圧等の３段階や４段階の電圧に設定し、送風量もこれに
応じてハイ、ミドル、ロウ等の多段階に設定してもよ
い。しかし、送風機の最低送風量は、循環水流の維持に
必要なばっ気強度を配慮する必要がある。

【００２７】このように、送風機の出力を、負荷量に対
応させて変化させることにより適正な処理を行ない、か
つ、１日当たりの総空気量の低減を図ることができ、省
エネルギー効果を得ることができる。

【００２８】ここで、送風機２７による送風量について
説明する。送風空気量は、生物処理槽内の溶存酸素濃度
値と密接に関連するので、流入水量のピーク時などの負
荷量に見合う最適で最低限の空気量を維持する必要があ
る。かかる送風量は、以下に示す式により酸素要求量を
求め、その酸素要求量を満たす風量を送風する。

【００２９】

【数１】 接触ばっ気槽７は、槽内に接触材１５を敷設し、下方に
配置された散気管１７から散気して、散気撹拌によっ
て、酸素を供給した汚水を接触材の表面に付着生成した
生物膜に繰り返し接触させるもので汚水中の有機物を生
物膜によって好気処理する生物膜処理槽である。接触材
１５は、波板を一定間隔で多数並べたもの、ヘチマ状の
板材、骨格球状、円筒状等を区画内に充填し、流動状態
に浮遊させたものでもよい。本実施の形態では、各接触
材１５間には、流路が形成されており、循環流が通過す
るようになっている。

【００３０】接触ばっ気槽７内は、接触材１５が敷設さ
れた接触材領域１９と、接触材１５を敷設しない散気流
路部２１とに仕切壁２３により区画されており、散気流
路部２１には、その下部に散気管（第１散気管）１７が
配置されて、ばっ気運転時に送風機２７から空気が送気
されるようになっている。尚、接触ばっき槽７内には、
その底部に逆洗管を設け、逆洗管から散気して接触濾材
１５を逆洗する構成としてもよい。

【００３１】また、接触ばっ気槽７の底部には所定時間
又は日毎に汚泥を引き抜き、一次処理槽５に戻す汚泥移
送管３８が配置されており、この汚泥移送管３８は、送
風機２７からの送気を切り換え弁３１により切り換え
て、送気によるエアリフト作用で汚泥を移送する。切り
換え弁３１は、本実施の形態では、制御装置３１に接続
されており、制御装置３１からの制御信号により切り換
えられるようになっている。尚、汚泥移送管３８は、汚
泥を引き抜きする際に、そのつど固液分離槽９内に挿入
して、汚泥を引き抜きまたは移送するものであってもよ
い。

【００３２】次に、本実施の形態の作用について説明す
る。まず、図３を参照して、一般家庭における一日の負
荷変動について説明する。図３（ａ）は、横軸に時間を
取り、縦軸に汚水処理装置１に流入される排水（汚水）
の流入量を示している。この図３（ａ）から明らかなよ
うに、一日の中で、０時から５時頃までは汚水処理装置
１への排水の流入はほどんどなく、朝の６時頃から１０
時頃までは炊事や洗濯等の為に家庭からの排水量が多く
なり、１０時頃から１２時頃までは排水量は一次的に殆
どなくなるが、１２時を過ぎる昼頃になると炊事等の為
に排水され、１時頃から１８時頃には、殆ど排水はなく
なる。そして、１８時を過ぎたあたりから、２３時頃ま
では炊事や風呂等の排水のために汚水処理装置１の流入
量が多くなり、最大（ピーク）になる。

【００３３】一方、汚水処理装置では、排水の流入がほ
どんどない時には、水位は低水位電極３９の先端近傍で
あるＡ又はＢ（図２参照）の位置にある。このＡ又はＢ
の水位では、送風量ロウ状態にあるので、制御装置３３
は、送風機２７に商用電圧の８０％の低電圧を供給す
る。即ち、図３（ｂ）に示すように、０時から５時頃ま
では、汚水汚水処理装置１への排水の流入はほどんどな
いため、送風量ロウ状態で、８０％の送風である。この
ように、流入汚水がほとんどない時間帯では、生物呼吸
量に見合う空気量で十分な生物処理が可能となる。

【００３４】朝の６時頃から１０時頃までは炊事や洗濯
等の為に家庭からの排水量が多くなり、排水処理装置１
では嫌気濾床槽第２室６の水位が次第に上昇して、水位
は図２に示すＣ位置まであがる。これにより、高水位電
極３７が通電され、その通電信号が制御装置３３に送ら
れると、制御装置３３は送風機２７に１００％の高電圧
を供給して、送風機２７の送風量ハイの状態とする。

【００３５】この高水位は昼の１２時頃まで保たれた
後、嫌気濾床槽第２室６の水位が次第に下降して、水位
Ｂを過ぎると、低水位電極が水面から離れて通電停止信
号が制御装置３３に送られる。制御装置３３は通電停止
信号を受けると、タイマー４１をセットし、一定時間
後、例えば３時間経過後に１００％の高圧電圧の供給を
停止して、８０％の電圧供給に切り換えて、送風量ハイ
からロウに変更する。このように、３時間後に送風量ロ
ウにしているのは、水位を検知する嫌気濾床槽第２室６
から接触ばっ気槽７への移流と、接触ばっ気槽７におけ
る処理時間を加味した遅れが生じるためである。従っ
て、図３（ｂ）に示すように、制御装置３３は送風機２
７に供給する電力を１４時頃に、８０％の電圧供給に切
り換える。

【００３６】そして、１８時を過ぎて再び水位が上昇し
Ｃの位置を越えると、制御装置３３は、高水位電極３７
の通電信号を受けて、制御装置３３は送風機２７に１０
０％の高電圧を供給して送風量ハイの状態とする。その
後、２３時頃を過ぎて水位が再び低下して水位Ｂ位置を
下回ると、上述したように、制御装置３３は３時間経過
後に８０％の電圧供給で送風機２７を送風量ロウの運転
する。

【００３７】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、接触ばっ気槽７では、負荷量に応じた送風量でばっ
気運転がなされるので、過剰な送風を抑制し、使用電源
の節約が果たせるので、省エネルギー化を促進すること
ができる。

【００３８】更に、接触ばっ気槽７においては、ばっ気
量の加減は、ばっ気による槽内循環量が変化し、肥厚生
物膜の剥離を促進し、最適生物量となり、逆洗洗浄操作
頻度の低減を図ることができる。

【００３９】また、汚泥返送時には、送風量の加減をす
ることによって、エアリフトポンプ供給空気量の加減に
結びつくので、返送水量の増減につながり、計量部の水
位が変動し、剥離汚泥による計量部の閉塞及び付着によ
る不安定の解消を図ることができる。

【００４０】本発明は、上述した実施の形態に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能で
ある。

【００４１】例えば、水量検知手段は、水位を検知する
ことに限らず、流入管１２からの流入される流入量を検
知するものであってもよい。また、水位センサは、槽内
の水位を検知するものであればよく、例えば水面に浮か
べたフロートの位置を検知するものであってもよい。

【００４２】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、流入水
量に応じて、送風機の送風量を制御し、処理するべき負
荷に応じたばっ気槽の送風量を調整しているから、生物
処理槽における処理機能を安定にすることができる。ま
た、負荷変動に応じて適正な送風量にすることとで、省
エネルギー化を図ることができる。

【００４３】更に、ばっ気送風量の加減をすることによ
って、ばっ気循環量が変化するので、肥厚生物膜の剥離
を促進し、最適生物量となり、逆洗洗浄操作頻度の低減
を図ることができる。

【００４４】請求項２に記載の発明によれば、嫌気濾床
槽又は沈殿分離槽では、所定の容量があるので、汚濁有
機物濃度が平均化され、水位の変動に応じた適正な送風
機の送風量を得ることができる。

【００４５】請求項３に記載の発明によれば、水位セン
サを基準電極、低水位電極、高水位電極とを有する構成
としているから、構成が簡易であり且つ水面変動により
スイッチのチャタリングを防止でき、水位の増減を確実
にとらえることができる。

【００４６】請求項４に記載の発明によれば、一次処理
槽からばっ気槽に流入された汚水により一次処理槽の水
位が低下しても、ばっ気槽では負荷が高い状態がしばら
く続くという処理時間の遅れを加味して一定時間は送風
量を多くしているので、実際に処理生物にかかる負荷変
動に対応させた、適正なばっ気を行なうことができる。

【００４７】請求項５に記載の発明によれば、送風機と
して、汎用の電磁式送風機またはモータ駆動式送風機を
用いているので、送風量の変更が容易にできる。

【００４８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる汚水処理装置の構
成を示す縦断面図である。

【図２】水位検知器の電極と水位との関係を示す図であ
る。

【図３】一般家庭における一日の時間帯における排水量
と送風機の送風量との関係を示すグラフ図である。

【符号の説明】

１ 汚水処理装置 ５ 一次処理槽 ７ 接触ばっ気槽（ばっき槽） １２ 水位センサ（水量検知手段） ２７ 送風機 ３３ 制御装置 ３５ コモン電極（基準電極） ３７ 高水位電極 ３９ 低水位電極 ４１ タイマ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 汚水が流入される一次処理槽と、一次処
   理槽の移流水を処理生物に接触ばっ気させるばっ気槽
   と、このばっ気槽に空気を送風する送風機とを備える汚
   水処理装置において、 前記一次処理槽における流入水量を検知する水量検知手
   段と、検知手段からの検知信号に基づいて送風機の送風
   量を制御する制御手段とを備えることを特徴とする汚水
   処理装置。
2. 【請求項２】 前記一次処理槽は、嫌気濾床槽または沈
   殿分離槽であり、水量検知手段は、これらのうちのいず
   れかの槽の水位を検知する水位センサを備えることを特
   徴とする請求項１に記載の汚水処理装置。
3. 【請求項３】 前記水位センサは、任意の基準水位より
   も下に位置して常時槽内水に接触している基準電極と、
   基準電極よりも所定量だけ水位が上昇した際に水に接触
   する低水位電極と、低水位電極よりも所定量水位が上昇
   した際に水に接触する高水位電極とを備え、制御手段
   は、低水位電極の検知により送風機の送風量を少なく
   し、高水位電極の検知により送風機の送風量を多くする
   ことを特徴とする請求項２に記載の汚水処理装置。
4. 【請求項４】 前記制御装置は、一定時間カウントする
   タイマーを備え、高水位を検知後に低水位を検知した場
   合に、低水位検知後、前記送風機の送風量を一定時間経
   過後に少なくすることを特徴とする請求項１乃至３のい
   ずれかに記載の汚水処理装置。
5. 【請求項５】 前記送風機は、電磁式送風機又はモータ
   式送風機の出力可変の送風機であることを特徴とする請
   求項１乃至４のいずれかに記載の汚水処理装置。