JPH10192884A

JPH10192884A - 好気性汚水処理装置

Info

Publication number: JPH10192884A
Application number: JP1451697A
Authority: JP
Inventors: Hidehiko Takahata; 英彦高畑; Kimiharu Hattori; 公治服部; Tatsuo Nagai; 達夫永井; Takashi Otani; 孝大谷; Kenji Fukushima; 健次福島; Kiyoshi Nakahara; 清志中原; Yukio Matsuda; 行雄松田
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1997-01-10
Filing date: 1997-01-10
Publication date: 1998-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】高濃度の汚水を希釈することなく効率的
に好気処理する。【解決手段】曝気槽１の曝気用筒体１ａ内に螺旋羽根
２を配置し、曝気用筒体１ａに対し２重筒状に環流用筒
体３を配置する。さらに曝気槽１内の汚水を循環させる
循環装置８と汚水に酸素を同伴させる酸素供給装置９ａ
とを有する。【効果】汚水、酸素および活性汚泥がよく撹拌さ
れ、かつ酸素が汚水中に多量に溶解されて、濃度の如何
に拘わらず汚水が効率的に好気処理される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、畜産業や食品加工
業などから排出される汚水の処理装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】有機性汚水の浄化処理には、活性汚泥を
用いた方法が従来より用いられてきた。この方法は、有
機性汚水に含まれる有機物の分解に寄与する有用微生物
や原生動物等の集合体である活性汚泥を、活性汚泥中の
有用微生物の活動に必要な酸素を供給するための曝気装
置を備えた曝気槽内に蓄えておき、この曝気槽内に汚水
を添加して、前記活性汚泥中の有用微生物により汚水中
の有機物を好気的（酸化）分解処理させるものである。

【０００３】曝気槽には、通常、箱型または円筒型の容
器が用いられており、ブロアなどで加圧した空気を曝気
槽底部に設けた多孔質のブロックやパイプからなる散気
装置に導入して、前記曝気槽内に小さな気泡を発生させ
る構造のものが多く用いられている。曝気槽内で発生し
た気泡は、汚水中を上昇して水面に到達するまでの間に
汚水と気液接触し、汚水中に酸素を含む空気を溶解させ
る。有用微生物はこの酸素を取り込んで汚水中の有機物
を分解処理することになる。そして分解処理された被処
理水はオーバーフローによって曝気槽外へ排出され、沈
降分離槽にて活性汚泥を沈降分離した後、上澄みを系外
へ放流する。また、沈降分離された活性汚泥の一部は、
曝気槽内の汚泥濃度を高める目的のため、曝気槽へと返
送される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の曝気槽
では、汚水中に溶解する酸素量には限界があるため、高
濃度汚水を曝気槽に多量に投入して高負荷状態とする
と、汚水中に溶解した酸素量よりも汚水中の有機物を微
生物で酸化分解するのに必要な酸素量の方が上回り、曝
気槽内が酸欠状態となってしまう。したがって、汚水中
に溶解する酸素量は、有機性汚水の浄化処理システムの
能力自体を左右し、その限界によって高負荷状態での運
転を制限してしまう。そこで、汚水原水の濃度が高い場
合には、予め水道水等を用いて汚水原水を希釈した後に
曝気槽に添加する方法が良く用いられているが、希釈に
より処理量が大幅に増大するため、処理効率が悪いとい
う問題がある。

【０００５】また、多量の空気を曝気槽内に供給して汚
水への酸素の溶解量を上げる方法も考えられる。しか
し、過剰な空気は大きな気泡となって活性汚泥を巻き上
げるため、活性汚泥が被処理水と共にオーバーフローし
て曝気槽外へ大量に流出してしまう。通常、曝気槽外に
流出した被処理水は沈降分離槽に通し、活性汚泥を沈降
分離させて曝気槽へ返送しているが、上記現象はこの沈
降分離槽への負荷を大きくする。しかも、上記活性汚泥
のオーバーフローにより曝気槽中の活性汚泥濃度が小さ
くなり、処理性能の低下に繋がるという問題もある。

【０００６】また、従来の処理装置では、有機性汚水中
の有機物、酸素、活性汚泥の三者の混合・接触は、曝気
による撹拌効果のみに頼っている形式のものがほとんど
であり、十分な混合・接触が達成されているとは言い難
く、局所的には酸素の行き届かない箇所も発生し曝気槽
全体にわたって均一かつ有効な処理がなされないという
問題もある。また、十分な混合がなされなければ、曝気
槽内に添加された高濃度の汚水原水が希釈されずに存在
するため、局所的な酸化分解の阻害が発生し、高濃度汚
水への対応が制限されると同時に、この局所的に汚水原
水濃度の高い部分が周辺部を含めて酸化分解されること
なく曝気槽外へ流出するおそれもある。

【０００７】本発明は上記事情を背景としてなされたも
のであり、高濃度のものを含め、有機性汚水を効率良く
浄化処理することができる好気性汚水処理装置を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち上記課題を解決
するため、本発明のうち、第１の発明の好気性汚水処理
装置は、内部に螺旋羽根が配置された曝気用筒体と該曝
気用筒体に対し２重筒状に配置された環流用筒体とによ
り構成される曝気槽と、該曝気槽内の汚水を循環させる
循環装置と、循環する汚水に酸素を同伴させる酸素供給
装置とを有することを特徴とする。

【０００９】第２の発明の好気性汚水処理装置は、第１
の発明において、環流用筒体が螺旋羽根が固定されてい
る中空の軸体によって構成されていることを特徴とす
る。第３の発明の好気性汚水処理装置は、第１または第
２の発明において、曝気用筒体外部から曝気用筒体内部
への汚水の流入方向が、曝気用筒体断面の接線方向に沿
っていることを特徴とする。

【００１０】第４の発明の好気性汚水処理装置は、第１
〜第３の発明において、曝気槽には、螺旋羽根および環
流用筒体の環流用流入部よりも１０ｃｍ以上上方の位置
にオーバーフロー部が設けられていることを特徴とす
る。

【００１１】第５の発明の好気性汚水処理装置は、第１
〜第４のいずれかの発明において、曝気用筒体と環流用
筒体とが循環路で連結され、該循環路に汚水原水の供給
部と酸素供給部とが設けられていることを特徴とする。

【００１２】なお、本発明の処理対象となる有機性汚水
としては、畜産業や食品加工業等から排出される２，０
００ｐｐｍ以上の高濃度汚水が挙げられるが、本発明と
してはこれに限定されるものではなく、２，０００ｐｐ
ｍ以下の各種有機性汚水に対しても使用することができ
る。

【００１３】また、本発明の螺旋羽根は、曝気用筒体の
内部に配置されるものであり、通常は、曝気用筒体内部
を螺旋状の連続した通路に仕切るように曝気用筒体の内
面と隙間なく配置され、その中心に軸体が配置される。
なお、螺旋羽根は、通常は曝気用筒体の軸方向に沿っ
て、そのほぼ全長に亘り配置されるものであるが、必ず
しも全長に亘って連続して配置されている必要はなく、
適宜、距離をおいて断続的に複数の螺旋羽根を配置する
ことも可能である。この螺旋羽根の傾斜角度や曝気用筒
体の内径、軸体の径等は適宜定められる。また曝気用筒
体は、汚水処理装置としては複数有していてもよく、そ
の数が限定されるものではない。なお、従来の曝気用筒
体は、酸素を含む気泡の上昇力を利用して汚水の撹拌を
行うため、垂直に立てられるが、本発明では、ポンプ等
による循環装置で強制循環が行われるので、必ずしも垂
直に立てる必要はない。但し、通常は、垂直またはこれ
に近い角度で縦方向に沿って配置される。

【００１４】上記曝気用筒体に対しては、環流用筒体が
曝気用筒体と２重筒状になるように配置される。この際
に、環流用筒体は曝気用筒体の内筒として配置してもよ
くまた、外筒として配置してもよい。このように曝気用
筒体と環流用筒体とを２重筒状に配置することにより、
汚水の環流を簡易な構造で確実に行うことができる。な
お、環流用筒体を内筒として曝気用筒体の内側に配置す
る場合には、上記した螺旋羽根の軸体を中空にして環流
用筒体とすることができ、これによりスペースを効率的
に使用することができる。環流用筒体は、曝気用筒体と
同軸に配置するのが望ましく、これにより汚水の循環を
均等に行うことが可能になる。また、環流用筒体を複数
配置することも可能であり、曝気用筒体の内外にそれぞ
れ配置することもできる。さらに、複数の曝気用筒体を
有する汚水処理装置では、複数の曝気用筒体に共通する
環流用筒体を外筒として配置することも可能であり、す
なわち、一つの環流用筒体の内側に複数の曝気用筒体を
並列配置することができる。

【００１５】なお、曝気用筒体から環流用筒体に至る汚
水の流入には、筒体の少なくとも一方の端部開口を通し
て行うことができ、また、適当な連通口や連通路を通し
て行うことができる。なお、環流を筒体の端部開口を通
して行う場合には、環流部分よりも先の側に汚水が滞留
できるよどみ部を確保するのが望ましい。そして、環流
部分よりも先の部分にオーバーフロー部を設ければ、環
流部分とオーバーフロー部との間に間隔を設けることに
より、これがよどみ部として作用する。よどみ部の適当
な領域は、ポンプによる汚水の送出力や曝気用筒体の高
さ等によっても異なるが、通常は、環流部分とオーバー
フロー部とが１０ｃｍ以上の間隔を有していることによ
り適当な領域のよどみ部が得られ、活性汚泥と被処理水
とを良好に分離することが可能になる。

【００１６】また、汚水を循環させるためには、上記し
た曝気用筒体から環流用筒体に至る環流部分の他に、環
流用筒体から曝気用筒体に至る流路を確保する必要があ
り、通常は環流用筒体と曝気用筒体とを循環路で連結し
て曝気用流路を確保する。なお、汚水を循環させるポン
プ等の循環装置は、通常はこの循環路に配置する。ま
た、曝気用筒体に汚水を送り込む際には、汚水原水供給
装置により汚水原水を送り込み、また、同様に汚水に酸
素供給装置から酸素を送り込む。これらの送り込みにお
いては、汚水原水の供給部を酸素供給部よりも上流側に
設けるのが望ましい。これにより比較的濃度が高い汚水
原水にも確実に酸素を同伴させることができる。なお、
酸素供給装置には、通常は、空気を外気中から取り込
み、この空気をそのまま供給することにより酸素を供給
するものが使用される。また、循環路から曝気用筒体へ
の汚水の流入は、第３の発明のように、その流入方向
を、曝気用筒体断面の接線方向に沿わせるのが望まし
い。これにより、汚水の流入速度を効率的に回転速度に
変換することができ、流速エネルギのロスを小さくする
ことができる。

【００１７】すなわち、本発明によれば、循環装置で強
制的に循環される汚水は、酸素を伴った状態で曝気用筒
体内で螺旋羽根に沿って回転しつつ前進する。これによ
り移動距離が増え、かつ回転力が作用するので、汚水が
空気とともに効果的に撹拌され、微生物、酸素等が分散
して汚水が均等化される。そして微生物等は汚水中に同
伴されて溶解した酸素と効率的に接触して汚水の有機物
を良好に好気性処理する。また、曝気後の汚水は、活性
汚泥を殆ど失うことなく環流路に効率的に環流され、継
続して効率的に処理を行うことが可能になる。

【００１８】

【発明の実施の形態】

（実施形態１）以下に、本発明の一実施形態を図１、２
に基づいて説明する。円筒形状を有する曝気用筒体１ａ
内に中空パイプ（環流用筒体）３を軸とするスクリュ状
のインターナル（螺旋羽根）２が設けられて曝気槽１が
構成されており、前記曝気用筒体１ａと環流用筒体であ
る中空パイプ３とは、曝気用筒体１ａの下部側壁と中空
パイプの下端開口にそれぞれ循環路４の端部を接続する
ことにより外部で連結されている。なお、循環路４と曝
気用筒体１ａの下部側壁との接続部では、循環路４から
の汚水の流入方向が、曝気用筒体１ａの断面の接線方向
に沿うように接続されている。また、中空パイプ３は、
インターナル２のやや上方にまで伸張し、一方、曝気用
筒体１ａは、これよりもさらに上方に伸張しており、中
空パイプ３の上端から上方に１０ｃｍ以上の間隔を置い
て曝気用筒体１ａの壁部にオーバーフロー部５が設けら
れており、中空パイプ３の上方とオーバーフロー部５と
の間がよどみ部６に割り当てられている。なお、循環路
４には、上流側（中空パイプ３側）から汚水原水供給部
７、循環ポンプ（循環装置）８、空気（酸素）供給部９
が設けられている。汚水原水供給部７には、汚水注入ポ
ンプ７ｂを介して汚水タンク７ａが連結されており、空
気供給部９には空気（酸素）供給装置９ａが連結されて
いる。

【００１９】以下に、上記処理装置の動作について説明
する。曝気槽１内の循環汚水１０を循環ポンプ８で循環
するとともに、汚水タンク７ａに収容された汚水原水１
１を、汚水注入ポンプ７ｂにより汚水原水供給部７を通
して循環汚水１０中に注入する。その後、汚水原水１１
が添加された循環汚水１０に空気供給装置９ａから空気
供給部９を通して空気を同伴させ、曝気用筒体１ａの下
部より曝気槽１内に流入させる。曝気用筒体１ａに送り
出された循環汚水１０は、インターナル２によって旋回
流となって曝気用筒体１ａ内を上昇し、よく撹拌され
て、汚水原水１１が循環汚水１０中に均等に混合・希釈
される。また、汚水原水１１を溶解した循環汚水１０に
は、空気と良好に接触することにより酸素が効率的に溶
解し、循環汚水１０に含まれる汚水汚泥中の微生物によ
り汚水中の有機物が好気的に処理される。

【００２０】インターナル２に沿って上昇した汚水１０
は遂には、よどみ部６に達し、このよどみ部６において
循環汚水１０中の活性汚泥は沈降・分離されて曝気槽１
内に留まり、被処理水１２のみがオーバーフロー部５を
通して系外へ排出される。これにより、後工程に沈降分
離槽を設置したり、沈降分離した活性汚泥を返送するた
めの設備が不要になり省略できる。ただし、所望により
沈降分離槽等を設置することは可能であり、この場合、
沈降分離槽等に対する負荷は大幅に軽減されている。ま
た、活性汚泥等の沈降物を多く含む汚水は、中空パイプ
３の先端にある開口を環流用流入部３ａとして、中空パ
イプ３内に流入し、これを下降して循環路４を通して引
き続き循環されて処理される。これを繰り返すことによ
って、好気的分解に必要な酸素が循環汚水中１０に効率
良く供給されると同時に、循環汚水１０中の有機物、酸
素、活性汚泥の三者の混合・接触が効率良く行われて次
々と好気処理される。なお、汚水原水１１は、必ず一度
は空気と接触することにより、十分な酸化分解処理がな
されないまま曝気槽１外へ流出してしまうことを防ぐ。
同時に、汚水原水１１は循環汚水１０中に均一に混合さ
れ希釈がなされるため、高濃度な汚水原水に対しても、
予め希釈処理を行う必要がなくなる。

【００２１】（実施形態２）図３に示す実施形態２は、
図１、２に示す実施形態１と基本的な構成および動作で
共通しておりその詳細は省略するが、相違点は、本実施
形態で図３に示すように空気供給装置としてエゼクター
２０を用い、さらに、よどみ部６の底部にフィルター２
１を配置した点にある。本実施形態では、汚水１０に対
し、エゼクター２０により空気が同伴されており、簡易
な構造により外部から効率的に空気を取り入れてこれを
微細な気泡として汚水１０に同伴させることができ、汚
水と空気との接触効率を向上させることができる。ま
た、よどみ部６の底部にフィルター２１を配置したこと
により、フィルター２１上への移動を阻止して活性汚泥
がよどみ部６の上方に上昇してオーバーフロー部５から
流出するのを防止し、よって確実に活性汚泥を回収して
処理能力の低下を効果的に防止している。

【００２２】（実施形態３）図４に示す実施形態３も、
図１、２に示す実施形態１と基本的な構成および動作で
共通しているが、相違点は、本実施形態では空気供給装
置をブロア３０と多孔質ブロック３１との組合により構
成している点と、循環路４の中途に沈降分離槽３２を設
けて余剰汚泥３３の排出を可能にした点にある。上記各
実施形態では、活性汚泥は、よどみ部６において被処理
水１２から分離され、中空軸体３内を下降して循環させ
るが、余剰汚泥が発生する場合には、上記沈降分離槽３
２によって余剰汚泥３３を分離して循環路４から外部に
取り出す。これにより、最適な量の活性汚泥が汚水中に
混合されることになり、活性汚泥量の点で最適な条件に
おいて処理され、よって高い処理能力が維持される。

【００２３】

【実施例】以下実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明
するが、本発明は、これに限定されるものではない。

【００２４】（実施例１）図３に示す実施形態２の処理
装置を使用して、生ゴミ処理場から発生する生ゴミ汚水
（ＢＯＤ４０，０００ｐｐｍ）を処理したところ、約
２．５日の滞留でＢＯＤ１，０００ｐｐｍ以下まで浄化
処理できた。その後、被処理水は水道水で２倍に希釈し
て下水道に放流処分した。

【００２５】（実施例２）図４に示す実施形態３の処理
装置を使用して、実施例１と同じ生ゴミ汚水を処理した
ところ、４０Ｌ／日の汚水処理量に対し、約２ｋｇの余
剰汚泥（含水率８５％）を系外に排出することにより、
曝気槽１中の活性汚泥濃度をＳＶ値で７５％に保つこと
ができた。この数値に保つことにより最高の処理能力が
期待される。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の好気性汚
水処理装置によれば、内部に螺旋羽根が配置された曝気
用筒体と該曝気用筒体に対し２重筒状に配置された環流
用筒体とにより構成される曝気槽と、該曝気槽内の汚水
を循環させる循環装置と、循環する汚水に酸素を同伴さ
せる酸素供給装置とを有するので、酸素を有機性汚水中
に効率良く溶解させ、かつ汚水中の有機物、酸素、活性
汚泥の三者の混合・接触ならびに添加された汚水原水の
循環汚水中への混合・希釈を十分に達成することがで
き、高濃度の有機性汚水の無希釈・高負荷処理が可能と
なる。同時に、被処理水と活性汚泥の分離を簡易な構造
で確実に行うことができ、沈降分離槽や活性汚泥の返送
設備の省略や負担の軽減が可能になり、経時的な処理能
力の低下も防止することができる。また、濃度が高くな
い汚水に対しても上記と同様に効率的な処理が可能にな
り、処理効率が向上する。

【００２７】また、環流用筒体を、螺旋羽根が固定され
ている中空の軸体によって構成すれば、より簡易な構造
で環流用筒体を構成することができ、汚水の環流もより
確実に行うことができる。また、曝気用筒体外部から曝
気用筒体内部への汚水の流入方向を、曝気用筒体断面の
接線方向に沿うものとすれば、汚水の流入速度を効率的
に回転速度に変換して上記混合、撹拌作用を一層高める
ことができる。

【００２８】さらに、曝気槽に、螺旋羽根および環流用
筒体の環流用流入部よりも１０ｃｍ以上上方の位置にオ
ーバーフロー部を設定すれば、螺旋羽根および汚水流入
部よりも上方に適当な領域のよどみ部が確保され、活性
汚泥の環流がより確実になり、また被処理水をオーバー
フロー部より効率的に取り出すことができる。

【００２９】また、曝気用筒体と環流用筒体とが連結さ
れた循環路に汚水原水供給部と酸素供給部とを設ける際
に、汚水原水供給部を酸素供給部よりも上流側に設けれ
ば、汚水原水に対しても確実に酸素を同伴させることが
でき、高い処理能力を発揮させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す概略縦断面図であ
る。

【図２】同じく循環路と曝気用筒体との接続部を示す
一部横断面図である。

【図３】本発明の他の実施形態を示す概略縦断面図で
ある。

【図４】同じくさらに他の実施形態を示す概略縦断面
図である。

【符号の説明】

１曝気槽１ａ曝気用筒体２インターナル３中空パイプ３ａ環流用流入部４循環路５オーバーフロー部６よどみ部７汚水原水供給部７ａ汚水タンク７ｂ汚水注入ポンプ８循環ポンプ９空気供給部９ａ空気供給装置１０循環汚水１１汚水原水１２被処理水２０エゼクター２１フィルター３０ブロア３１多孔質ブロック３２沈降分離槽３３余剰汚泥

フロントページの続き (72)発明者大谷孝広島県広島市安芸区船越南１丁目６番１号株式会社日本製鋼所内 (72)発明者福島健次広島県広島市安芸区船越南１丁目６番１号株式会社日本製鋼所内 (72)発明者中原清志東京都府中市日鋼町１番１株式会社日本製鋼所内 (72)発明者松田行雄東京都府中市日鋼町１番１株式会社日本製鋼所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に螺旋羽根が配置された曝気用筒体
と該曝気用筒体に対し２重筒状に配置された環流用筒体
とにより構成される曝気槽と、該曝気槽内の汚水を循環
させる循環装置と、循環する汚水に酸素を同伴させる酸
素供給装置とを有することを特徴とする好気性汚水処理
装置
【請求項２】環流用筒体は、螺旋羽根が固定されてい
る中空の軸体によって構成されていることを特徴とする
請求項１記載の好気性汚水処理装置
【請求項３】曝気用筒体外部から曝気用筒体内部への
汚水の流入方向が、曝気用筒体断面の接線方向に沿って
いることを特徴とする請求項１または２に記載の好気性
汚水処理装置
【請求項４】曝気槽には、螺旋羽根および環流用筒体
の環流用流入部よりも１０ｃｍ以上上方の位置にオーバ
ーフロー部が設けられていることを特徴とする請求項１
〜３のいずれかに記載の好気性汚水処理装置
【請求項５】曝気用筒体と環流用筒体とが循環路で連
結され、該循環路に汚水原水供給部と酸素供給部とが設
けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
に記載の好気性汚水処理装置