JPH1085780A - 排水処理装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 余剰汚泥の好気自己消化槽を備えた排水処理
装置において、余剰汚泥の好気自己消化の時間を十分に
確保して自己消化率をアップすることができるととも
に、排水処理装置全体の処理能力の向上を図ることがで
きる排水処理装置を提供する。 【解決手段】導入される排水を曝気することにより排水
の好気性処理を行う曝気槽１と、この曝気槽１において
好気性処理された排水の処理水とこの排水の好気性処理
によって合成された活性汚泥が導入されてこの処理水と
活性汚泥とを分離する沈殿槽２と、この沈殿槽２から活
性汚泥が導入されてこの活性汚泥から処理水をさらに分
離することにより活性汚泥を濃縮する余剰汚泥濃縮槽１
０と、この余剰汚泥濃縮槽１０から濃縮された活性汚泥
が導入されて好気自己消化させる好気自己消化槽４と、
この好気自己消化槽４における活性汚泥の好気自己消化
によって生じる処理水と自己消化しなかった活性汚泥が
導入されてこの処理水と活性汚泥とを分離する汚泥分離
槽５とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、工場排水等を浄
化するための排水処理装置および方法に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】一般に、発酵工場等か
ら出る排水の浄化処理には、活性汚泥法が多く使用され
ている。

【０００３】この活性汚泥法は、調整槽に溜められてい
る排水を曝気槽に入れて曝気を行うことにより、排水中
の主として有機物質を好気性生物によって酸化分解する
方法である。

【０００４】この曝気槽において好気性処理された処理
水は、沈殿槽に送られて活性汚泥と分離され、その処理
水がさらに３次処理されて放流されたりまたは再使用さ
れる。そして、沈殿槽において処理水と分離された活性
汚泥は、曝気槽に返送されて、再び排水の好気性処理に
使用される。

【０００５】この活性汚泥法においては、曝気槽におけ
る排水の好気性処理に伴う活性汚泥の合成により、多量
の余剰汚泥が発生する。従来、この余剰汚泥は、脱水乾
燥した後、焼却したりまたは菌体肥料として売却する等
の方法により処理されている。

【０００６】しかしながら、上記のような従来の処理方
法では、余剰汚泥の処理に多額の費用を要し、菌体肥料
として売却してもあまり排水処理のコスト削減には寄与
していない。また安価な菌体肥料の輸入の増加等によっ
て余剰汚泥を長期的に安い費用で安定処理出来るという
保証はなく、このため、近年、この活性汚泥法において
多量に発生する余剰汚泥の処理が問題化して来ている。

【０００７】このような余剰汚泥の減量化および安定処
理のために、既に、汚泥の嫌気消化を行う嫌気処理設備
を下水処理場に付設して実施しているところもあるが、
活性汚泥を嫌気処理するためには、汚泥槽，活性汚泥の
濃縮設備，消化設備およびメタンガスの処理設備等の大
型の設備を必要とするとともに、付帯設備が多いために
処理コストが高くなるという問題を有している。さらに
嫌気処理における消化汚泥の上澄水（脱離水）は、その
ＢＯＤが高いという問題がある。

【０００８】上記のような活性汚泥法による排水処理に
おいて発生する余剰汚泥の処理の問題を解決するため
に、本願の発明者は、先に特願平７−６９１６５号にお
いて、下記のような排水処理装置を提案している。

【０００９】この排水処理装置は、図５に示されるよう
に、調整槽１と、この調整槽１から排水が導入される曝
気槽２と、この曝気槽２において曝気された排水の処理
水が導入される沈殿槽３と、この沈殿槽３において処理
水と分離された余剰汚泥が導入される好気自己消化槽４
と、この好気自己消化槽４において活性汚泥の好気自己
消化によって生成された処理水と自己消化しないで残留
した活性汚泥が導入される汚泥分離槽５とを備えてい
る。

【００１０】この図５の排水処理装置は、調整槽１に一
旦溜められた排水を曝気槽２に導入し曝気によって好気
性処理を行い、さらに、沈殿槽３において処理水と分離
された余剰汚泥を好気自己消化槽４に導入して無栄養の
条件下で再度曝気して好気自己消化させることによっ
て、活性汚泥法において発生する余剰汚泥の減量を図る
ようになっているものである。

【００１１】ここで、この排水処理装置においては、曝
気槽２において合成された活性汚泥は、沈澱槽３に導入
されて処理水と分離された後、曝気槽２に返送されると
ともに余剰分が余剰汚泥として好気自己消化槽４に送ら
れて好気自己消化処理されるのであるが、沈殿槽３にお
ける分離だけでは好気自己消化槽４に導入される余剰汚
泥に可成りの量の処理水が含まれているために好気自己
消化槽４がすぐに満杯になってしまうという問題が生じ
る。

【００１２】このため、曝気槽２から排出されてくる余
剰汚泥を処分するために、好気自己消化槽４において余
剰汚泥の自己消化期間を十分に確保できないまま脱水乾
燥して焼却等を行わなければならず、好気自己消化槽４
の機能を十分に発揮できないという状況が生じる。

【００１３】また、沈殿槽３から余剰汚泥とともに好気
自己消化槽４内に導入された処理水は、好気自己消化槽
４から汚泥分離槽５に排出されてこの汚泥分離槽５にお
いて自己消化しなかった余剰汚泥と分離されるが、沈殿
槽３から好気自己消化槽４に導入される処理水の量が多
いと汚泥分離槽５において多量の処理水を分離しなけれ
ばならないという問題があり、さらには、好気自己消化
槽４内において好気自己消化処理を受けた余剰汚泥はそ
の凝縮性が小さくなっていて汚泥分離槽５における沈降
分離性が悪いために、汚泥と処理水の分離に時間を要
し、このために排水処理装置全体の処理能力が低下して
しまうという問題が生じる。

【００１４】この発明は、上記のような排水処理装置に
おける問題点を解決するためになされたものである。す
なわち、この発明は、余剰汚泥の好気自己消化槽を備え
た排水処理装置において、余剰汚泥の好気自己消化の時
間を十分に確保して自己消化率をアップすることができ
るとともに、排水処理装置全体の処理能力の向上を図る
ことができる排水処理装置および方法を提供することを
目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第１の発明による排水処理装置は、導入される排水を
曝気することにより排水の好気性処理を行う曝気槽と、
この曝気槽において好気性処理された排水の処理水とこ
の排水の好気性処理によって合成された活性汚泥が導入
されてこの処理水と活性汚泥とを分離する沈殿槽と、こ
の沈殿槽から活性汚泥が導入されてこの活性汚泥から処
理水をさらに分離することにより活性汚泥を濃縮する汚
泥濃縮槽と、この汚泥濃縮槽から濃縮された活性汚泥が
導入されてこの活性汚泥を曝気することにより好気自己
消化させる好気自己消化槽と、この好気自己消化槽にお
ける活性汚泥の好気自己消化によって生じる処理水と自
己消化しなかった活性汚泥が導入されてこの処理水と活
性汚泥とを分離する汚泥分離槽とを備えていることを特
徴としている。

【００１６】この第１の発明による排水処理装置は、曝
気槽に工場等からの排水が導入されると、この曝気槽に
おいて曝気を行って活性汚泥による排水の好気性処理を
行う。この曝気槽における排水の好気性処理によって活
性汚泥が新たに合成されるが、この合成によって増加し
た活性汚泥は処理水とともに沈澱槽に導入され、この沈
澱槽において好気性処理された排水の処理水が活性汚泥
から分離されて放流されたり再使用される。次に、この
沈殿槽から余剰の活性汚泥が汚泥濃縮槽に導入される。
この汚泥濃縮槽に導入される余剰の活性汚泥にはまだ可
成りの処理水が含まれているため、この汚泥濃縮槽にお
いて活性汚泥が沈降して処理水と分離されることにより
濃縮される。この濃縮された活性汚泥は、好気自己消化
槽に導入されて再度曝気される。この好気自己消化槽に
おける曝気は無栄養の条件下において行われ、これによ
り、活性汚泥が好気性微生物の分裂によって好気自己消
化されて分解される。この好気自己消化槽における活性
汚泥の好気自己消化によって生じる処理水と自己消化し
なかった活性汚泥は、汚泥分離槽に導入されて活性汚泥
の沈澱によって処理水から分離される。

【００１７】以上のように、上記第１の発明による排水
処理装置は、排水の活性汚泥法による好気性処理によっ
て合成されて余剰となる活性汚泥を多くの設備を要する
ことなく低コストで大幅に減量することができるととも
に、好気自己消化槽に導入される活性汚泥が、その導入
の前に汚泥濃縮槽において処理水が分離されて濃縮され
ているので、処理水が活性汚泥とともに導入されて好気
自己消化槽が直ぐに満杯になるといった虞がなく、この
ため活性汚泥の好気自己消化の時間を十分に確保して自
己消化率をアップすることができるとともに、汚泥分離
槽において自己消化しないで残った活性汚泥と処理水と
を分離する際に多量の処理水を分離する必要がないの
で、短時間で処理水の分離を行うことができ、排水処理
装置全体の処理能力の向上を図ることができる。

【００１８】前記目的を達成するための第２の発明によ
る排水処理装置は、第１の発明の構成に加えて、汚泥濃
縮槽内に、沈殿槽から活性汚泥が供給される汚泥導入管
が縦向きに設けられて、汚泥導入管に供給される活性汚
泥が汚泥導入管の下端部から汚泥濃縮槽の底部に導入さ
れることを特徴としている。

【００１９】この第２の発明による排水処理装置は、沈
殿槽から送られてくる活性汚泥が汚泥導入管に導入さ
れ、縦向きに設置されたこの汚泥導入管内を通って下降
して汚泥濃縮槽の底部方向に導かれる。そして、この汚
泥導入管の下端部から汚泥濃縮槽の底部に噴き出され
る。これによって、活性汚泥を汚泥濃縮槽の上部から導
入する場合に比べて活性汚泥の導入の際の汚泥濃縮槽内
における活性汚泥の撹乱の度合いが少なくなり、活性汚
泥の沈降が速くなることによりその濃縮が促進される。

【００２０】前記目的を達成するための第３の発明によ
る排水処理装置は、第１の発明の構成に加えて、汚泥濃
縮槽に沈殿槽から活性汚泥を導入するパイプに取り付け
られてこのパイプの開閉を行うコントロール弁と、汚泥
濃縮槽内の汚泥面の高さを検出してコントロール弁に弁
の開閉信号を出力する汚泥面検出部材とをさらに備えて
いることを特徴としている。

【００２１】この第３の発明による排水処理装置は、コ
ントロール弁によって汚泥濃縮槽に沈殿槽から活性汚泥
を導入するパイプの開閉が行われ、汚泥濃縮槽への活性
汚泥の導入の許容と遮断を行う。そして、汚泥面検出部
材によって汚泥濃縮槽内に沈降している活性汚泥の高さ
を検出して、この活性汚泥面の高さが予め設定されてい
る規定の高さに達するとコントロール弁に閉鎖信号を出
力して汚泥濃縮槽への活性汚泥の導入を遮断し、濃縮さ
れた活性汚泥が汚泥濃縮槽から抜き出されて汚泥面が低
くなると汚泥面検出部材からコントロール弁に開放信号
が出力されて、汚泥濃縮槽への活性汚泥の導入が許容さ
れる。このように汚泥濃縮槽への活性汚泥の導入が自動
的にコントロールされることによって、活性汚泥の濃縮
処理を効率的に行うことができ、これによって余剰の活
性汚泥の自己消化率を向上させることができる。

【００２２】前記目的を達成するための第４の発明によ
る排水処理装置は、第３の発明の構成に加えて、汚泥面
検出部材が、処理水よりも大きく活性汚泥よりも小さい
比重を有していて汚泥濃縮槽内の活性汚泥に浮かべられ
るフロートを備え、このフロートが上下動することによ
り汚泥面の高さを検出することを特徴としている。

【００２３】この第４の発明による排水処理装置は、フ
ロートが処理水よりも大きく活性汚泥よりも小さい比重
を有していることによって、汚泥濃縮槽内において活性
汚泥が沈降することによってその上澄水（処理水）との
間に境界が形成されると、フロートが上澄水中に沈んで
上澄水との境界の汚泥面上に浮かぶ。したがって、この
フロートの上下動によって汚泥濃縮槽内における活性汚
泥の量を検出することができる。

【００２４】前記目的を達成するための第５の発明によ
る排水処理装置は、第１の発明の構成に加えて、汚泥濃
縮槽の底部にこの汚泥濃縮槽内に空気を噴出する散気管
が設置されていることを特徴としている。

【００２５】この第５の発明による排水処理装置は、汚
泥濃縮槽内において沈降によって処理水と分離されて濃
縮された活性汚泥が好気自己消化槽に導入されないとき
に、汚泥濃縮槽の底部に設置された散気管から空気を噴
き出して汚泥濃縮槽内の活性汚泥を適度に撹拌すること
により、汚泥濃縮槽内の活性汚泥を好気状態に保持し
て、活性汚泥が嫌気状態になって浮遊してくるのを防止
する。

【００２６】前記目的を達成するための第６の発明によ
る排水処理方法は、排水を曝気することにより好気性処
理する第一工程と、この第一工程において好気性処理さ
れた処理水を排水の曝気によって合成される活性汚泥か
ら分離する第二工程と、この第二工程において処理水と
分離された活性汚泥から処理水をさらに分離することに
より活性汚泥を濃縮する第三工程と、この第三工程にお
いて濃縮された活性汚泥を無栄養の状態で曝気すること
により好気自己消化させる第四工程と、この第四工程に
おいて活性汚泥の好気自己消化によって生じる処理水と
自己消化しなかった活性汚泥とを分離する第五工程とか
らなることを特徴としている。

【００２７】この第６の発明による排水処理方法は、第
一工程において排水が曝気されることにより好気性微生
物による排水の好気性処理が行われ、第二工程において
好気性処理された排水の処理水がこの排水の好気性処理
の過程で合成された活性汚泥から分離され、第三工程に
おいて活性汚泥中に含まれている処理水がさらに分離さ
れることによって活性汚泥の濃縮が行われ、この濃縮さ
れた活性汚泥が第四工程において無栄養の条件下で再度
曝気されることによって活性汚泥の好気自己消化が行わ
れ、第五工程において活性汚泥の好気自己消化によって
生成された処理水と自己消化されなかった活性汚泥とが
分離される。

【００２８】以上のように、上記第６の発明による排水
処理方法は、排水の活性汚泥法による好気性処理によっ
て合成されて余剰となる活性汚泥を低コストで大幅に減
量することができるとともに、活性汚泥を好気自己消化
させる工程に移行する前に余剰汚泥が濃縮されて第四工
程において好気自己消化される活性汚泥の容量が減少さ
れることにより、この活性汚泥の好気自己消化処理を行
う自己消化槽内における好気自己消化の時間を十分に確
保することができるので、自己消化率を大幅に向上させ
ることができる。そして、活性汚泥の濃縮によって好気
自己消化工程を経る処理水が大幅に減少されるので、第
５工程において処理水が自己消化されないで残った活性
汚泥と分離される際に、大量の処理水を分離する必要が
なく、これによって活性汚泥の処理効率を大幅に向上さ
せることが可能になる。

【００２９】前記目的を達成するための第７の発明によ
る排水処理方法は、第６の発明の構成に加えて、第三工
程において、濃縮された活性汚泥が第四工程に移行され
ないときにこの活性汚泥を散気することを特徴としてい
る。

【００３０】この第７の発明によれば、第６の発明の第
三工程において、濃縮された活性汚泥が次の第４工程に
移されずに留まっている場合に、この活性汚泥が散気さ
れることによって汚泥が適度に撹拌されるので、活性汚
泥が好気状態に保持され、これによって活性汚泥が嫌気
状態になって処理水の上面に浮上してくるのが防止され
る。そして、活性汚泥の散気が中止されると、活性汚泥
が好気状態に維持されていることによって、活性汚泥が
容易に沈降して処理水と分離されることにより濃縮され
る。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
に基づいて説明する。図１は、この発明による排水処理
装置の実施形態の一例を示している。

【００３２】この図１において、排水処理装置は、工場
等からの排水を一旦溜めておく調整槽１と、この調整槽
１から導入される排水の曝気を行う曝気槽２と、この曝
気槽２において曝気された排水の処理水と活性汚泥が導
入されてこの活性汚泥を沈澱分離する沈殿槽３と、この
沈殿槽３から余剰汚泥が導入されてこの余剰汚泥を濃縮
する余剰汚泥濃縮槽１０と、この余剰汚泥濃縮槽１０に
おいて濃縮された余剰汚泥が導入されてこの余剰汚泥を
好気自己消化させる好気自己消化槽４と、この好気自己
消化槽４において生成された処理水と自己消化しないで
残留した余剰汚泥が導入される汚泥分離槽５の各槽を備
えている。

【００３３】余剰汚泥濃縮槽１０には、図２に示される
ように、沈殿槽３から余剰汚泥が導入される汚泥導入管
１０Ａが槽内に鉛直向きに挿入されかつその下端開口部
が槽の底部との間に隙間を開けた状態で取り付けられ、
内壁面の所定の高さ位置に取水カップ１０Ｂが取り付け
られ、さらに、底部に外部から空気が供給される散気管
１０Ｃが取り付けられている。

【００３４】さらに、余剰汚泥濃縮槽１０の上方には、
汚泥面計１０Ｄが設置されていて、この汚泥面計１０Ｄ
の計器本体１０Ｄａから排水の処理水よりも比重が重く
活性汚泥よりも軽いフロート１０Ｄｂがワイヤ１０Ｄｃ
によって余剰汚泥濃縮槽１０内に吊り下げられている。
この汚泥面計１０Ｄは、後述するように、フロート１０
Ｄｂの上下動にともなうワイヤ１０Ｄｃの計器本体１０
Ｄａからの繰出し量によって、沈降した活性汚泥の汚泥
面の高さを検出するようになっている。

【００３５】好気自己消化槽４は、図２ないし４に示す
ように、平行な三枚の隔壁４Ａ，４Ｂ，４Ｃによって細
長い四つの区画に分割されていて、それぞれの区画が図
面左側から第１パスＰＳ１，第２パスＰＳ２，第３パス
ＰＳ３および第４パスＰＳ４を形成している この第１パスＰＳ１，第２パスＰＳ２，第３パスＰＳ３
および第４パスＰＳ４は、隔壁４Ａ，４Ｂ，４Ｃの端部
がそれぞれ開口されていることにより互いに連通されて
いて、後述するように、第１パスＰＳ１の上流側に導入
された余剰汚泥が各パスを順に通過して好気自己消化槽
４内を蛇行しながら流通するようになっている。

【００３６】すなわち、図４において、隔壁４Ａの下側
の端部と好気自己消化槽４の内壁との間が開いて開口部
４ａが形成されていてこの開口部４ａを介して第１パス
ＰＳ１と第２パスＰＳ２とが連通されており、隔壁４Ｂ
の上側の端部と好気自己消化槽４の内壁との間が開いて
開口部４ｂが形成されていてこの開口部４ｂを介して第
２パスＰＳ２と第３パスＰＳ３とが連通されており、さ
らに、隔壁４Ｃの下側の端部と好気自己消化槽４の内壁
との間が開いて開口部４ｃが形成されていて、この開口
部４ｃを介して第３パスＰＳ３と第４パスＰＳ４とが連
通されている。

【００３７】各第１パスＰＳ１，第２パスＰＳ２，第３
パスＰＳ３および第４パスＰＳ４の底部には、図３に示
されるように、水中エアレータ４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ
および４１Ｄがそれぞれ設置されている。この各水中エ
アレータ４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃおよび４１Ｄは図示し
ない曝気用ブロワにそれぞれ接続されていて、ブロアか
ら供給される曝気用エアを各パスの底部から吹き出すよ
うになっている。

【００３８】この好気自己消化槽４の第１パスＰＳ１の
上流側（図４の上側）の上部に汚泥導入口Ｄが設けられ
ていて、後述するように、この汚泥導入口Ｄから余剰汚
泥が好気自己消化槽４内に導入されるようになってい
る。

【００３９】好気自己消化槽４の第４パスＰＳ４の下流
側（図４の上側）の底部に、汚泥排出口Ｈが設けられて
いて、この汚泥排出口Ｈから活性汚泥の好気自己消化に
よって生成された処理水と自己消化しなかった余剰汚泥
が引き抜かれるようになっている。

【００４０】図１において、調整槽１には排水の導入パ
イプＬ１が接続されていて、ポンプＰ１によってこの導
入パイプＬ１から調整槽１内に工場等の排水が導入され
るようになっている。

【００４１】調整槽１の底部と曝気槽２の上部との間に
パイプＬ２が接続されていて、ポンプＰ２の駆動によっ
て調整槽１内の排水が曝気槽２内に導入されるようにな
っており、さらに、曝気槽２の上部と沈殿槽３の上部と
の間にパイプＬ３が接続されていて、曝気槽２の上部と
沈殿槽３の上部との落差によって曝気槽２において好気
性処理された排水の処理水が沈殿槽３内に導入されるよ
うになっている。

【００４２】沈殿槽３の上部には排水パイプＬ４が接続
されていて、後述するように、活性汚泥の沈降によって
この活性汚泥と分離された処理水（上澄水）が排水パイ
プＬ４から外部に排出されるようになっている。この沈
殿槽３の底部にはパイプＬ５が接続されていて、沈殿槽
３内の底部に沈降した活性汚泥がポンプＰ４の駆動によ
って沈殿槽３内から抜き出されるようになっている。

【００４３】パイプＬ５は、パイプＬ６とパイプＬ７に
分岐されており、この分岐した一方のパイプＬ６が曝気
槽２の上部に接続されていて、沈殿槽３から引き抜かれ
た活性汚泥を曝気槽２に返送するようになっている。ま
た、他方のパイプＬ７は、図２に拡大して示されている
ように、余剰汚泥濃縮槽１０の汚泥導入管１０Ａの上端
開口部に接続されていて、沈殿槽３からの活性汚泥（余
剰汚泥）を汚泥導入管１０Ａから余剰汚泥濃縮槽１０内
に導入するようになっている。

【００４４】この余剰汚泥濃縮槽１０の底部には、パイ
プＬ８が接続されていて、余剰汚泥濃縮槽１０内の底部
に沈降して濃縮された余剰汚泥がポンプＰ５の駆動によ
って余剰汚泥濃縮槽１０内から抜き出されるようになっ
ている。このパイプＬ８は、好気自己消化槽４の第１パ
スＰＳ１に接続されていて、余剰汚泥濃縮槽１０内から
抜き出された余剰汚泥を好気自己消化槽４の第１パスＰ
Ｓ１内に導入するようになっている。

【００４５】また、余剰汚泥濃縮槽１０の取水カップ１
０Ｂには、パイプＬ９が接続されていて、余剰汚泥濃縮
槽１０内において余剰汚泥と分離されて取水カップ１０
Ｂ内に流れ込んだ上澄水（処理水）をポンプＰ６の駆動
によって抜き出すようになっており、後述するように、
抜き出した上澄水を調整槽１に返送するようになってい
る。

【００４６】好気自己消化槽４の第４パスＰＳ４に設け
られた汚泥排出口Ｈ（図４参照）と汚泥分離槽５の上部
との間にはパイプＬ１０が接続されていて、好気自己消
化槽４における余剰汚泥の好気自己消化によって生成さ
れた処理水（後述）と自己消化しなかった余剰汚泥がポ
ンプＰ７の駆動によって汚泥分離槽５に導入されるよう
になっている。

【００４７】汚泥分離槽５の底部にはパイプＬ１１が接
続されていて、汚泥分離槽５において沈降して上澄水と
分離された余剰汚泥がポンプＰ８の駆動によって引き抜
かれるようになっている。このパイプＬ１１は、排出パ
イプＬ１２と返送パイプＬ１３に分岐されていて、この
分岐された一方の排出パイプＬ１３は図示しない汚泥乾
燥機に接続されて、汚泥分離槽５から引き抜かれた余剰
汚泥を汚泥乾燥機に供給するようになっている。

【００４８】他方の返送パイプＬ１２は、好気自己消化
槽４の第１パスＰＳ１に設けられた汚泥導入口Ｄに接続
されており、汚泥分離槽５から引き抜かれた余剰汚泥を
好気自己消化槽４の第１パスＰＳ１内に返送するように
なっている。

【００４９】また、汚泥分離槽５の上部と調整槽１の上
部とはパイプＬ１４によって接続されていて、汚泥分離
槽５において余剰汚泥と分離された処理水（上澄水）が
ポンプＰ９の駆動によって調整槽１に返送されるように
なっている。

【００５０】このパイプＬ１４には、余剰汚泥濃縮槽１
０に接続された前述のパイプＬ９が接続されていて、余
剰汚泥濃縮槽１０から抜き出された上澄水を汚泥分離槽
５から抜き出された上澄水とともに調整槽１に返送する
ようになっている。

【００５１】図３において、汚泥分離槽５内にフロート
ポンプ（図１のポンプＰ９に相当する）Ｐ９が収容され
ており、このフロートポンプＰ９が汚泥分離槽５内にお
いて汚泥と分離された上澄水に浮いていて、処理水を調
整槽１に返送するようになっている。

【００５２】沈殿槽３から余剰汚泥濃縮槽１０に余剰汚
泥を導入するパイプＬ７には、コントロール弁Ｖが連結
されており、このコントロール弁Ｖに汚泥面計１０Ｄか
ら汚泥液面の検出信号が入力されて、後述するように余
剰汚泥濃縮槽１０内の汚泥量に応じてパイプＬ７を開閉
するようになっている。

【００５３】また、余剰汚泥濃縮槽１０内に設置された
散気管１０Ｃには、槽外部から空気を供給する空気供給
管Ｌ１５が接続されている。なお、図３において符号Ｋ
１はパイプＬ８に取り付けられた計量槽であり、符号Ｋ
２は返送パイプＬ１２に取り付けられた計量槽である。

【００５４】次に、上記排水処理装置における排水処理
の工程を順を追って説明する。工場等から出た排水は、
ポンプＰ１の駆動により導入パイプＬ１を通って調整槽
１内に導入され、一旦貯溜された後、ポンプＰ２の駆動
によりパイプＬ２を通って所定量ずつ曝気槽２内に送ら
れる。

【００５５】曝気槽２内に導入された排水は、この曝気
槽２内において図示しないエアレータから噴出される曝
気用エアによって栄養源の存在下において曝気されるこ
とにより、有機物の分解と活性汚泥の合成が行われる。

【００５６】有機物の分解および活性汚泥の合成の反応
式は以下の通りである。 （有機質の分解） Ｃ₆ Ｈ₁₂Ｏ₆ ＋６Ｏ₂ →６ＣＯ₂ ＋６Ｈ₂ ０ （活性汚泥の合成） Ｃ₆ Ｈ₁₂Ｏ₆ ＋ＮＨ₃ ＋Ｏ₂ →Ｃ₅ Ｈ₇ ＮＯ₂ ＋ＣＯ₂
＋４Ｈ₂ Ｏ 上記のようにして好気性処理された排水の処理水は、曝
気槽２と沈殿槽３との落差によって、活性汚泥とともに
パイプＬ３を通って曝気槽２から沈殿槽３に導入され
る。

【００５７】この沈殿槽３において好気性処理された処
理水が活性汚泥から分離され、分離された処理水は、図
示しない排水ポンプ（例えばフロートポンプ）によって
取水されて排水パイプＬ４から排出される。また、処理
水と分離された活性汚泥は、ポンプＰ４の駆動によって
沈殿槽３の底部から抜き取られ、パイプＬ５およびＬ６
を通って調整槽１に返送される。

【００５８】以上のようにして、曝気槽２において活性
汚泥法による排水の好気性処理が繰り返されるが、この
曝気槽２において合成される活性汚泥が増加してくる
と、沈殿槽３から引き抜かれた活性汚泥がパイプＬ５か
らパイプＬ７を通って余剰汚泥濃縮槽１０に導入され
る。

【００５９】この余剰汚泥の沈殿槽３から余剰汚泥濃縮
槽１０への導入は、パイプＬ７に連結されたコントロー
ル弁Ｖが開かれることによって行われる。そして、この
コントロール弁Ｖの開閉は汚泥面計１０Ｄによって制御
されるようになっており、余剰汚泥濃縮槽１０内に沈降
している余剰汚泥の汚泥面ｒに浮かんでいる汚泥面計１
０Ｄのフロート１０Ｄｂの上下動にともなって計器本体
１０Ｄａからのワイヤ１０Ｄｃの繰出し量が変化し、汚
泥面ｒの高さが予め設定されている規定の高さ以下にな
ってワイヤ１０Ｄｃが基準の長さ以上に繰り出された際
に、コントロール弁Ｖが汚泥面計１０Ｄからの検出信号
によって開放されて、余剰汚泥濃縮槽１０への余剰汚泥
の導入が行われる。

【００６０】コントロール弁Ｖの開放によってパイプＬ
７を導通する余剰汚泥は汚泥導入管１０Ａの上端開口部
からその内部に流入され、この汚泥導入管１０Ａの下端
開口部から余剰汚泥濃縮槽１０の底部に押し出される。

【００６１】余剰汚泥濃縮槽１０においては、相対的に
比重の重い余剰汚泥が濃縮槽の底部に沈降し、比重の軽
い処理水が濃縮槽の上部に浮かんで両者が分離される。
この処理水と分離して余剰汚泥濃縮槽１０の底部に沈降
した余剰汚泥は、ポンプＰ５の駆動によりパイプＬ８に
よって濃縮槽内から抜き出される。

【００６２】このとき、濃縮された余剰汚泥が、余剰汚
泥濃縮槽１０内に止められてしばらくの間好気自己消化
槽４に移されない場合には、空気供給管Ｌ１５によって
供給される空気が散気管１０Ｃから余剰汚泥濃縮槽１０
内に噴き出され、余剰汚泥が散気されて適度に撹拌され
ることにより、余剰汚泥濃縮槽１０内の余剰汚泥が好気
状態に維持される。

【００６３】以上のようにして、余剰汚泥濃縮槽１０に
おいて余剰汚泥と処理水との分離が再度行われることに
より、余剰汚泥の濃縮が行われる。この濃縮余剰汚泥の
濃縮度は、沈殿槽３から抜き取られた余剰汚泥に対して
約２倍になるようにするのが好ましい。

【００６４】パイプＬ８によって余剰汚泥濃縮槽１０内
から抜き取られた濃縮余剰汚泥は、汚泥導入口Ｄから好
気自己消化槽４の第１パスＰＳ１の上流側に導入され
る。好気自己消化槽４において、第１パスＰＳ１，第２
パスＰＳ２，第３パスＰＳ３および第４パスＰＳ４の底
部にそれぞれ設置された水中エアレータ４１Ａ，４１
Ｂ，４１Ｃおよび４１Ｄに図示しない曝気用ブロアから
曝気用エアが送られて、これら水中エアレータ４１Ａ，
４１Ｂ，４１Ｃおよび４１Ｄからそれぞれ第１パスＰＳ
１，第２パスＰＳ２，第３パスＰＳ３および第４パスＰ
Ｓ４内に曝気用エアが吹き出される。

【００６５】そして、第１パスＰＳ１内に導入された余
剰汚泥は、水中エアレータ４１Ａから噴出される曝気用
エアによって曝気されながら下流側（図３の下側）に移
動し、開口部４ａから第２パスＰＳ２に流れ込む。

【００６６】第２パスＰＳ２内に入った余剰汚泥は、水
中エアレータ４１Ｂから噴出される曝気用エアによって
曝気されながら第２パスＰＳ２内を移動し、そして、開
口部４ｂから第３パスＰＳ３内に入って水中エアレータ
４１Ｃによって曝気され、さらに開口部４ｃから第４パ
スＰＳ４内に入って水中エアレータ４１ｄによって曝気
される。

【００６７】このようにして余剰汚泥は、第１パスＰＳ
１，第２パスＰＳ２，第３パスＰＳ３および第４パスＰ
Ｓ４の各パス内を通過する際に、各水中エアレータから
噴出される曝気用エアによって栄養源の無い条件下で曝
気されることにより、酸素供給されて酸化されることに
より好気自己消化反応を起こして、その汚泥濃度が低下
される。

【００６８】すなわち、下記の反応式に示されるよう
に、余剰汚泥（Ｃ₅ Ｈ₇ ＮＯ₂ ）が酸化されて、Ｃ
Ｏ₂ ，Ｈ₂ ＯおよびＮＨ₃ に分解される。 Ｃ₅ Ｈ₇ ＮＯ₂ ＋５Ｏ₂ →５ＣＯ₂ ＋２Ｈ₂ Ｏ＋ＮＨ₃ 以上のような余剰汚泥の好気自己消化反応によって生成
される処理水（以下、自己消化処理水という）と自己消
化されずに残った余剰汚泥は、汚泥排出口Ｈからポンプ
Ｐ７の駆動によってパイプＬ１０により抜き出され、汚
泥分離槽５に導入される。

【００６９】そして、自己消化せずに残った余剰汚泥
は、この汚泥分離槽５において分離槽の底部に沈降して
上澄水（自己消化処理水）と分離された後、パイプＬ１
１によってポンプＰ８の駆動により汚泥分離槽５の底部
から抜き出される。

【００７０】このポンプＰ８によって抜き出された余剰
汚泥は、返送パイプＬ１２を通って好気自己消化槽４の
第１パスＰＳ１に返送され、再度曝気されることによっ
て、さらに好気自己消化処理される。

【００７１】また、汚泥分離槽５において上澄水と分離
されポンプＰ８によって抜き取られた余剰汚泥の一部
は、パイプＬ１３を通って図示しない脱水機に送られて
脱水され、さらに乾燥機にかけられて菌体肥料にされる
か、または焼却される。これによって、好気自己消化槽
４への返送余剰汚泥の返送量が過剰にならないように調
整される。

【００７２】さらに、汚泥分離槽５において余剰汚泥と
分離された上澄水は、フロートポンプＰ９によって吸い
上げられてパイプＬ１４を通って調整槽１に返送され
る。このように汚泥分離槽５から上澄水（自己消化処理
水）をそのまま放流せず調整槽１に返送するのは、この
汚泥分離槽５おいて余剰汚泥と分離された自己消化処理
水には、余剰汚泥の好気自己消化によって汚泥中から出
たリンＰや窒素Ｎ等の栄養分が含まれているため、その
まま放流すれば河川等の富栄養化の原因になるためであ
る。

【００７３】調整槽１に返送された自己消化処理水は、
この自己消化処理水が調整槽１内の排水とともに曝気槽
２に導入され、曝気槽２内において活性汚泥が合成され
る際に、自己消化処理水中に含まれるリンＰや窒素Ｎ等
の栄養分が曝気槽２内において合成される活性汚泥中に
取り込まれることによって、栄養分が河川等に流出する
のが防止される。このようにして再度好気性処理された
自己消化処理水は、沈殿槽３を介して排水管Ｌ４から放
流される。

【００７４】なお、上記の実施態様においては、好気自
己消化槽４で自己消化処理された余剰汚泥を汚泥分離槽
５に移して自己消化処理水と分離しているが、好気自己
消化槽４の第４パスＰＳ４内での曝気を停止して、この
第４パスＰＳ４内において自己消化処理水と汚泥との分
離を行うようにしても良い。例えば、排水の処理量が少
ない場合には、好気自己消化槽４の第４パスＰＳ４を汚
泥分離槽として兼用することにより、別個に汚泥分離槽
を設ける必要がなくなり、ランニングコストの低減と装
置の小型化を図ることが出来る。

【００７５】この場合には、第４パスＰＳ４において自
己消化処理水と分離された余剰汚泥を第１パスＰＳ１に
返送して再度好気自己消化処理を行うために、第４パス
ＰＳ４と第１パスＰＳ１との間に汚泥返送用のパイプを
取り付けるようにすればよく、さらにまた、第４パスＰ
Ｓ４において余剰汚泥と分離された自己消化処理水を調
整槽１に返送するために、第４パスＰＳ４と調整槽１と
の間に上澄水返送用のパイプを取り付けるようにすれば
よい。

【００７６】また、第４パスＰＳ４の全体を汚泥分離槽
として使用するのではなく、その下流側の一部を仕切っ
て汚泥分離槽として使用するようにしてもよい。これに
よって、装置の小型化とともに自己消化の効率化を図る
ことができる。

【００７７】また、上記の実施態様においては、汚泥分
離槽５から好気自己消化槽４に返送される余剰汚泥（以
下、この汚泥分離槽５から返送される余剰汚泥を返送余
剰汚泥という）が好気自己消化槽４の第１パスＰＳ１に
返送されるようになっているが、切替えバルブの切替え
によって、第２パスＰＳ２または第３パスＰＳ３内に導
入されるようにしてもよい。

【００７８】これは、余剰汚泥濃縮槽１０から好気自己
消化槽４に導入される余剰汚泥（以下、この余剰汚泥濃
縮槽１０から直接導入される余剰汚泥を新鮮余剰汚泥と
いう）は、、その中の好気性微生物が初期分裂を起こす
ために多量の酸素を必要とするので、好気自己消化槽４
に導入後すぐに返送余剰汚泥と混合して曝気すると、新
鮮余剰汚泥について酸素不足となり十分な好気性微生物
の初期分裂を起こさせることができなくなるからであ
り、また、この酸素不足を補うために好気自己消化槽４
全体の曝気量を増加させると無駄な動力が消費されるこ
とになるからであり、上記のように返送余剰汚泥を好気
自己消化槽４の第１パスＰＳ１ではなく第２パスＰＳ２
または第３パスＰＳ３に返送するようにし、さらに第１
パスＰＳ１内における噴出量が他のパス内における曝気
量よりも多くなるように設定することによって、第１パ
スＰＳ１内における新鮮余剰汚泥中の好気性微生物の初
期分裂に必要な十分な酸素量を確保することが出来ると
ともに、無駄な動力の消費を回避して排水処理コストを
低減することができる。

【００７９】そして、返送余剰汚泥を第２パスＰＳ２に
返送するかまたは第３パスＰＳ３に返送するかは、その
ときの外気温度等の条件によって決定するようにすれば
よく、例えば、気温が高く新鮮余剰汚泥の初期自己消化
にあまり酸素量を必要としないような場合には第２パス
ＰＳ２に返送し、気温が低く新鮮余剰汚泥の初期自己消
化に多くの酸素量を必要とするような場合には第３パス
ＰＳ３に返送するようにすることによって、効率的に自
己消化を行わせるようにすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による排水処理装置の実施形態の一例
を示す概略構成図である。

【図２】同例における沈殿槽，余剰汚泥濃縮槽および好
気自己消化槽の構成を拡大して示す側断面図である。

【図３】同例における好気自己消化槽および汚泥分離槽
の構成を拡大して示す側断面図である。

【図４】同例における好気自己消化槽を示す平面図であ
る。

【図５】排水処理装置の先行例を示す概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１ …調整槽 ２ …曝気槽 ３ …沈殿槽 ４ …好気自己消化槽 ５ …汚泥分離槽 １０ …余剰汚泥濃縮槽（汚泥濃縮槽） １０Ａ…汚泥導入管 １０Ｃ…散気管 １０Ｄ…汚泥面計（汚泥面検出部材） １０Ｄａ…計器本体 １０Ｄｂ…フロート ４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ…水中エアレータ ＰＳ１…第１パス（曝気室） ＰＳ２…第２パス（曝気室） ＰＳ３…第３パス（曝気室） ＰＳ４…第４パス（曝気室） ｒ …汚泥面

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導入される排水を曝気することにより排
   水の好気性処理を行う曝気槽と、 この曝気槽において好気性処理された排水の処理水とこ
   の排水の好気性処理によって合成された活性汚泥が導入
   されてこの処理水と活性汚泥とを分離する沈殿槽と、 この沈殿槽から活性汚泥が導入されてこの活性汚泥から
   処理水をさらに分離することにより活性汚泥を濃縮する
   汚泥濃縮槽と、 この汚泥濃縮槽から濃縮された活性汚泥が導入されてこ
   の活性汚泥を曝気することにより好気自己消化させる好
   気自己消化槽と、 この好気自己消化槽における活性汚泥の好気自己消化に
   よって生じる処理水と自己消化しなかった活性汚泥が導
   入されてこの処理水と活性汚泥とを分離する汚泥分離槽
   と、 を備えていることを特徴とする排水処理装置。
2. 【請求項２】 前記汚泥濃縮槽内に、沈殿槽から活性汚
   泥が供給される汚泥導入管が縦向きに設けられて、汚泥
   導入管に供給される活性汚泥が汚泥導入管の下端部から
   汚泥濃縮槽の底部に導入される請求項１に記載の排水処
   理装置。
3. 【請求項３】 前記汚泥濃縮槽に沈殿槽から活性汚泥を
   導入するパイプに取り付けられてこのパイプの開閉を行
   うコントロール弁と、汚泥濃縮槽内の汚泥面の高さを検
   出してコントロール弁に弁の開閉信号を出力する汚泥面
   検出部材とをさらに備えている請求項１に記載の排水処
   理装置。
4. 【請求項４】 前記汚泥面検出部材が、処理水よりも大
   きく活性汚泥よりも小さい比重を有していて汚泥濃縮槽
   内の活性汚泥に浮かべられるフロートを備え、このフロ
   ートが上下動することにより汚泥面の高さを検出する請
   求項３に記載の排水処理装置。
5. 【請求項５】 前記汚泥濃縮槽の底部にこの汚泥濃縮槽
   内に空気を噴出する散気管が設置されている請求項１に
   記載の排水処理装置。
6. 【請求項６】 排水を曝気することにより好気性処理す
   る第一工程と、 この第一工程において好気性処理された処理水を排水の
   曝気によって合成される活性汚泥から分離する第二工程
   と、 この第二工程において処理水と分離された活性汚泥から
   処理水をさらに分離することにより活性汚泥を濃縮する
   第三工程と、 この第三工程において濃縮された活性汚泥を無栄養の状
   態で曝気することにより好気自己消化させる第四工程
   と、 この第四工程において活性汚泥の好気自己消化によって
   生じる処理水と自己消化しなかった活性汚泥とを分離す
   る第五工程と、 からなることを特徴とする排水処理方法。
7. 【請求項７】 前記第三工程において、濃縮された活性
   汚泥が第四工程に移行されないときにこの活性汚泥を散
   気する請求項６に記載の排水処理方法。