JPH11347578A

JPH11347578A - 浄化槽

Info

Publication number: JPH11347578A
Application number: JP16156898A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Ishii; 康弘石井; Toshihiko Sato; 佐藤　　敏彦
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Kyocera Crystal Device Corp
Current assignee: Kyocera Crystal Device Corp; Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 1998-06-10
Filing date: 1998-06-10
Publication date: 1999-12-21

Abstract

(57)【要約】【課題】膜分離装置を組み込んだ活性汚泥槽を有する
浄化槽の消費電力を低減させ、且つ、ＢＯＤ除去及び脱
窒素を効率よく行なわせる浄化槽を提供する。【解決手段】ばっ気と非ばっ気を繰り返す活性汚泥槽
１と、ばっ気用ブロワ２と、非ばっ気時に汚泥界面を検
出させる超音波測定装置３と、非ばっ気時に槽内を撹拌
する撹拌機４と、前記活性汚泥槽１から処理水を取出す
ための膜分離装置５とを有する浄化槽６であって、前記
活性汚泥槽１が非ばっ気運転のとき、前記超音波測定装
置３から４００〜５００ｋＨｚの任意の周波数を発信さ
せて、前記活性汚泥槽１の液面から汚泥界面までの距離
を測定し、該測定結果が設定値を超えたときに、該活性
汚泥槽１を前記撹拌機４で撹拌させるようにして、消費
電力を低減させるとともに、ＢＯＤ及び窒素を効率よく
除去させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、屎尿、雑排水等の
生活排水、有機物系の産業排水等の処理に用いられ、特
に活性汚泥槽と膜分離装置とを有し、脱窒素を行わせる
浄化槽に関する。

【０００２】

【従来の技術】屎尿、雑排水等の生活排水、有機物系の
産業排水等は、活性汚泥法による処理が多く行われてい
るが、最近、ＢＯＤ分解能力の向上と最終仕上げの固液
分離能力を高め、且つ、小型化を目的として、活性汚泥
槽と膜分離装置を組み合わせた浄化槽が提案されてい
る。さらに、前記のような浄化槽には、排水中に含まれ
る窒素分を除去（脱窒素）する高度処理浄化槽も提案さ
れている。

【０００３】このような浄化槽における脱窒素には、嫌
気処理槽と好気処理槽（活性汚泥槽）を設け、好気処理
槽でアンモニア性窒素が硝化した硝化液を、無酸素槽の
嫌気処理槽へ循環させ、還元反応により窒素ガスとして
放散させるようにした硝化液嫌気好気循環法、または、
好気処理槽（活性汚泥槽）の１槽でばっ気と非ばっ気を
繰り返させ、ばっ気時にアンモニア性窒素の硝化、非ば
っ気時に酸素を消費させた後、無酸素下で硝酸性窒素の
還元を行わせるようにした間欠ばっ気法等が知られてい
る。特に後者の間欠ばっ気法は、脱窒素を活性汚泥槽の
１槽のみで行わせることができることから、浄化槽の小
型化に対してより有効な方法といえる。そして、ばっ気
と非ばっ気は、ブロワを間欠運転させることにより行わ
せ、非ばっ気時には、撹拌機を稼動させて汚泥を沈降さ
せないように撹拌させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような活性汚泥槽と膜分離装置とを組み合わせ、ブロ
ワを間欠運転させて脱窒素を行わせる浄化槽は、非ばっ
気時にブロワを停止しても撹拌機を稼動させるので、電
力を無駄に消費してしまうという課題があった。本発明
は、以上のような課題に鑑みてなされ、消費電力を低減
させた経済性のよい運転ができ、且つ、ＢＯＤ除去及び
脱窒素を効率よく行なわせることのできる浄化槽を提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は、図
１に示すように、ばっ気と非ばっ気を繰り返す活性汚泥
槽１と、ばっ気用ブロワ２と、非ばっ気時に汚泥界面を
検出させる超音波測定装置３と、非ばっ気時に槽内を撹
拌する撹拌機４と、前記活性汚泥槽１から処理水を取出
すための膜分離装置５とを有する浄化槽６であって、前
記活性汚泥槽１が非ばっ気運転のとき、前記超音波測定
装置３から４００〜５００ｋＨｚの任意の周波数を発信
させて、前記活性汚泥槽１の液面から汚泥界面までの距
離を測定し、該測定結果が設定値を超えたときに、該活
性汚泥槽１を前記撹拌機４で撹拌させるようにして、消
費電力を抑えるとともに、ＢＯＤ及び窒素を効率よく除
去させる。

【０００６】また、本発明の請求項２は、非ばっ気運転
の間に、液面から汚泥界面までの距離測定、撹拌及び撹
拌停止の工程を複数回繰返すようにして、消費電力を極
力抑えるとともに、ＢＯＤ及び窒素を効率よく除去させ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明について、図１を参照して
説明すると、浄化槽６は、活性汚泥槽１と、ばっ気用ブ
ロワ２と、超音波測定装置３と、撹拌機４と、膜分離装
置５とを少なくとも有し、これらに付帯して夾雑物除去
槽７、流量調整槽８、消毒槽１０、さらには汚泥濃縮貯
留槽９等が設けられる。従って、前記のような浄化槽６
を構成する槽のうち、処理プロセスによっては、夾雑物
除去槽７、流量調整槽８、消毒槽１０、汚泥濃縮貯留槽
９等が必ずしも設けられなくてもよく、また、別の目的
を有する槽が付加されてもよい。

【０００８】一方、図１では、前記した各槽が一体にな
った浄化槽６を示しているが、前記各槽が別体であって
もよい。また、浄化槽６の外槽の材料には、ＦＲＰ製、
ＤＣＰＤ（ジシクロペンタジエン）製、又はコンクリー
ト製等が用いられる。

【０００９】上記のような浄化槽６において、活性汚泥
槽１のばっ気用ブロワ２には、散気管１１が接続され、
膜分離装置５の下側から該膜分離装置５に向けて散気さ
れるようにして設けられている。また、前記膜分離装置
５には、活性汚泥槽１から処理水を取出すための吸引ポ
ンプ１２が取出し管１３を介して接続されている。そし
て、超音波測定装置３には、活性汚泥槽１の非ばっ気
時、即ちばっ気停止時に、該活性汚泥槽１内で沈降する
汚泥界面の液面よりの高さを検出させるセンサー１４
が、液面下に設けられている。

【００１０】また、前記活性汚泥槽１には、該活性汚泥
槽１内の汚泥を出来る限り一定濃度にして運転させるこ
とが好ましく、そして増殖した余剰汚泥を汚泥濃縮貯留
槽９へ引抜くようにした引抜きポンプ１５が設けられて
いる。なお、前記した余剰汚泥は、浄化槽６の維持管理
時に系外へ引き抜くこともできるので、前記汚泥濃縮貯
留槽９が必ずしも設けられなくてもよい。一方、前記引
き抜きポンプ１５には、ブロワ２の空気を移送動力源と
して利用するエアリフトポンプを用いることもできる
（図示省略）。

【００１１】前記汚泥濃縮貯留槽９には、引き抜きポン
プ１５により汚泥が移流されると、該汚泥濃縮貯留槽９
内で汚泥が分離された中間水を流量調整槽８へ移流する
ように中間水引き抜きパイプ１６が設けられている。夾
雑物除去槽７には、流入排水１７に含まれる夾雑物（粗
大固形物）を除去する濾床１８が設けられ、該濾床１８
を通過する間に夾雑物が除去される。そして、流入排水
１７は流量調整槽８に移流される。

【００１２】流量調整槽８は、流入排水１７の流入変動
を緩和し、槽内水を平均化して移流させるために設けら
れるもので、該流量調整槽８内に取り付けた移流ポンプ
１９により槽内水を定量的に活性汚泥槽１へ移流させる
ようにしている。なお、前記移流ポンプ１９には、ブロ
ワ２の空気を移送動力源として利用するエアリフトポン
プを用いることもできる（図示省略）。そして、活性汚
泥槽１に設けた膜分離装置５から吸引ポンプ１２により
取り出された処理水は、消毒槽１０を経て放流水２０と
して排出される。

【００１３】上記のような浄化槽６において、流入排水
１７は次のようにして処理される。夾雑物除去槽７に流
入した流入排水１７は、濾床１８を通過する間に含有す
る夾雑物が除かれて、流量調整槽８に至る。流量調整槽
８では、移流ポンプ１９により平均化され定量で活性汚
泥槽１へ移流される。

【００１４】活性汚泥槽１に移流した流入排水１７は、
ブロワ２からのばっ気下、活性汚泥により、ＢＯＤの除
去とアンモニア性窒素の硝化が行なわれ、ばっ気停止に
より酸素が消費され無酸状態になると、硝酸性窒素の脱
窒素が行なわれる。ＢＯＤの除去と脱窒素された前記活
性汚泥槽１の槽内水は、吸引ポンプ１２により膜分離装
置５から取り出され、消毒槽１０へ移流され滅菌され
て、放流水２０となり系外に排出される。なお、前記し
た膜分離装置５の膜には、ＭＦ（マイクロフィルタ）
膜、またはＵＦ（ウルトラフィルタ）膜等が用いられ、
透過した処理水には、ＳＳ（浮遊懸濁物質）がほとんど
含まれず高度な処理水質となる。

【００１５】一方、前記膜分離装置５は、該膜分離装置
５下側の散気管１１から突出される空気泡を膜面に衝突
させるようにして、膜の詰まりを防止するようにしてい
る。従って、前記吸引ポンプ１２は、ばっ気時に稼動さ
せ、非ばっ気時に停止させるようにした運転を行なわせ
ることが好ましい。

【００１６】活性汚泥槽１は、前記した膜分離装置５
が、固液分離する活性汚泥の濃度にほとんど影響されず
処理水を取り出すことができるので、汚泥濃度を５，０
００〜２５，０００ｍｇ／Ｌ程度に高めた運転がされ
る。それに対して、従来の沈殿槽を用いるときの活性汚
泥濃度は、２，０００〜４，０００ｍｇ／Ｌで運転され
ている。従って、本発明の浄化槽６は、従来に対して汚
泥濃度を高めた分だけ、活性汚泥槽１の容量を小さくさ
せることができ、また沈殿槽も不要なので小型化を図る
ことができる。

【００１７】上記のような浄化槽６において、本発明
は、活性汚泥槽１のＢＯＤの除去と脱窒素を良好に行な
わせたうえで、且つ、消費電力を抑えた経済性のよいば
っ気、非ばっ気の間欠運転を行なわせようとするもので
ある。前記活性汚泥槽１の間欠運転は、ばっ気を１〜２
時間、非ばっ気を１〜２時間行うようにして、これを１
サイクルとし、このサイクルを連続的に繰返すものであ
り、ばっ気時にＢＯＤの分解除去とアンモニア性窒素の
硝化、非ばっ気時に硝酸性窒素（亜硝酸性窒素も含む）
の脱窒素が行なわれる。

【００１８】なお、酸化、還元の反応形態は、前記のば
っ気と非ばっ気の運転切換えと同時に直ちに入れ変わる
ものでなく、特に非ばっ気に入った時には、溶存してい
る酸素が活性汚泥によって消費される間、ＢＯＤの分解
除去とアンモニア性窒素の硝化が行なわれ、無酸素状態
になってから脱窒素が行なわれるようになる。また、脱
窒素の時には、微生物のエネルギー源としてＢＯＤが摂
取されるために、ＢＯＤの除去も行なわれる。従って、
上記したばっ気、非ばっ気のサイクル時間は、ＢＯＤ
量、汚泥濃度、温度等によって変わるために、設定時間
１〜２時間に限定されるものではない。

【００１９】活性汚泥槽１は、ブロワ２を停止させるこ
とによって非ばっ気の状態になるが、上記したように、
溶存酸素が０ｍｇ／Ｌになるまでの酸素消費の時間帯
は、脱窒素に対して撹拌機４を稼動させる必要性が少な
いため、撹拌機４を溶存酸素が消費された以降に、稼動
させて撹拌させればよい。また、活性汚泥は、比重が槽
内水より僅かに大きい程度なので、撹拌を停止しても速
やかに沈降するものでなく、従ってある程度まで沈降す
る間は、撹拌機４を停止しても脱窒素に対して性能を低
下させるほどの影響を及ぼすものでない。

【００２０】上記したようなことから、非ばっ気時に
は、ブロワ２を停止してから所定時間経過後に所定時間
の撹拌を行なわせ、また撹拌を停止してから所定時間経
過後に再度撹拌を行なわせるようにして、この撹拌及び
停止の工程を複数回繰り返させるものであり、この撹拌
のときに撹拌機４を稼動させるものである。従って、非
ばっ気時の撹拌機４は、間欠運転となるので、停止した
時間帯だけ消費電力を削減させるとができるという大き
な効果を有している。

【００２１】しかしながら、前記した撹拌機４の停止時
間が長すぎると、汚泥と槽内水との接触頻度が低下して
しまい、脱窒素能力が低下するおそれがある。そこで、
上記した撹拌機４を停止させる時間の判断には、液面か
ら汚泥界面までの距離を検出させる超音波測定装置３が
用いられる。活性汚泥槽１の汚泥は、ばっ気あるいは撹
拌が停止されると、徐々に凝集してフロックを形成して
沈降するようになり、この沈降していく汚泥界面を前記
超音波測定装置３に接続されるセンサー１４で検出させ
て、所定の距離を検知するものである。

【００２２】詳しくは、上記したセンサー１４には、超
音波の発信部と受信部があり、前記発信部から発信され
た超音波パルスを汚泥界面で反射させ、この反射パルス
を前記受信部で受波させる。そして、超音波測定装置３
では、前記の発信から受信までの時間差をもとに、液面
から汚泥界面までの距離を連続的に、あるいは非連続的
に計算させ、該測定値が任意に設定した値を超えたとき
に、撹拌機４を稼動させるようにしている。ここで、前
記撹拌機４の稼動時間は、予め設定される任意の値を前
記超音波測定装置３に組込んでおくようにする。

【００２３】前記した超音波の周波数には、４００〜５
００ｋＨｚが好ましく用いられる。周波数が４００ｋＨ
ｚ未満では、汚泥界面からの反射レベルが小さく、ま
た、周波数が５００ｋＨｚを超えると、活性汚泥中での
減衰が大きくなり、動作が不安定になる。

【００２４】超音波測定装置３には、上記したようなこ
とから、活性汚泥槽１のばっ気、非ばっ気のサイクル時
間の設定、非ばっ気時のブロワ２及び吸引ポンプ１２の
停止、また非ばっ気時の液面から汚泥界面までの距離検
出と撹拌機４の稼動及び稼動時間の設定並びに稼動回数
の設定等、必要とされる制御を組込んで、浄化槽６が適
正に運転されるようにしている。なお、超音波測定装置
３には、非ばっ気時の液面から汚泥界面までの距離検出
をさせ、活性汚泥槽１のばっ気、非ばっ気のサイクル時
間の設定、非ばっ気時のブロワ２及び吸引ポンプ１２の
停止、撹拌機４の稼動及び稼動時間の設定並びに稼動回
数の設定等を、別の制御器に組込んで、該制御器と前記
超音波測定装置３とを信号線で結び、浄化槽６を適正に
運転させるようにしてもよい。

【００２５】以上のように、本発明は、ばっ気と非ばっ
気を繰り返す活性汚泥槽１の非ばっ気時に、超音波測定
装置３を用いて、前記活性汚泥槽１の液面から汚泥界面
までの距離を測定し、該測定結果が設定値を超えたとき
に、前記活性汚泥槽１を撹拌機４で撹拌させるようにし
て、また、前記撹拌機４を間欠的に稼動させるようによ
うにしたものである。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、ばっ気と非ばっ気を繰
り返す活性汚泥槽の非ばっ気時に、超音波測定装置によ
り、液面から汚泥界面までの距離を測定させ、該測定結
果が設定値を超えたときに撹拌機を稼動させ、且つ間欠
的に稼動させるようにしたので、消費電力を抑えた経済
性のよい運転ができ、またＢＯＤ除去及び脱窒素を効率
よく行える浄化槽を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す浄化槽の断面図である。

【符号の説明】

１．活性汚泥槽２．ブロワ３．超音波測定装置
４．撹拌機５．膜分離装置６．浄化槽７．夾雑物
除去槽８．流量調整槽９．汚泥濃縮貯留槽１０．
消毒槽１１．散気管１２．吸引ポンプ１３．取出
し管１４．センサー１５．引き抜きポンプ１６．
中間水引き抜きパイプ１７．流入排水１８．濾床
１９．移流ポンプ２０．放流水

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ばっ気と非ばっ気を繰り返す活性汚泥槽
と、ばっ気用ブロワと、非ばっ気時に汚泥界面を検出さ
せる超音波測定装置と、非ばっ気時に前記活性汚泥槽を
撹拌する撹拌機と、前記活性汚泥槽から処理水を取出す
ための膜分離装置とを有する浄化槽であって、前記活性
汚泥槽が非ばっ気運転のとき、前記超音波測定装置から
４００〜５００ｋＨｚの任意の周波数を発信させて、前
記活性汚泥槽の液面から汚泥界面までの距離を測定し、
該測定結果が設定値を超えたときに、該活性汚泥槽を前
記撹拌機で撹拌するようにしたことを特徴とする浄化
槽。
【請求項２】非ばっ気運転の間に、液面から汚泥界面
までの距離測定、撹拌及び撹拌停止の工程を複数回繰返
すようにしたことを特徴とする請求項１に記載の浄化
槽。