JPS5839596B2 - 廃水の生物学的浄化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は廃水を生物学的に浄化するための装置もしく
はプラントに関する。

前浄化、活性化および後浄化用のタンクを備えた廃水浄
化プラントの構造は公知である。

しかしながら、近年浄化プラントに関する開発がなされ
て、約１００００個の微生物を完全に除去できる程の前
浄化が可能になっている。

また、周知のように、小規模の浄化プラントにおいては
、廃水は単一のタンク内で浄化されており、その場合、
エアレーションならびに所定時間のエアトーション後の
沈澱は同一のタンク内で行なわれ、沈澱した活性化され
ているスラッジ上に浄化水領域が存在し、この領域から
浄化された水がポンプにより取出されるようになってい
る。

大規模のプラントにおいては、前浄化がなされず、浄化
は活性化および後浄化によって実施されており、このた
め比較的深い水だめを設けねばならないかまたは高価な
機械的除去手段でスラッジを集めてそれを活性化タンク
に戻さねばならないという欠点がある。

２つの並置されたタンクを、それらが交互にエアレーシ
ョン用および後浄化用タンクとして働くように配列する
試みがなされている。

この場合、後浄化タンクと同じ直径を有するエアレーシ
ョン・タンクは次の動作もしくは運転相で後浄化タンク
となり、そして先の後浄化タンクは次続の運転相ではエ
アレーション・タンクとなる。

両方のタンクは、このような運転方向の反転を可能にす
るために、同一の直径を有している。

しかしながら実際には多くの場合に、後浄化タンクの内
容物容積が、活性化タンクの容積の約半分になるような
常態が生じ、類似大きさの２つのタンクを使用するとい
うこの方法も最適なものではなくなる。

よって、この発明は、後浄化タンクにおいて機械的手段
によるスラッジ除去が必要でなく、しかもそれにも拘ら
ずプラント内にスラッジの累積が生ぜず、さらにはプラ
ントの両速転方向においてエアレーション段の容積が後
浄化段の相当に小さい容積に対し所望の比の関係にある
ようにした廃水の浄化方法および装置を提供することに
ある。

上の目的に鑑みて、本発明によれば、少なくとも３つの
相互連結されたタンク群において活性化タンクとしての
働きをする第トおよび第２のタンクに浄化すべき即ち被
浄化廃水を順次供給し、上記第１および第２のタンク内
の廃水に酸素または酸素混合物を導入し、上記第１およ
び第２タンクにおける所定の平均滞在時間経過後に第２
のタンクから廃水を後浄化タンクである第３のタンクに
送り、上記第１のタンク内の活性化されているスラッジ
の濃度が予め定められた値以下に減少するまで上記第３
のタンクから浄化された廃水を取出し次にタンク群を流
れる廃水の流れの方向を反転して上記第３および第２の
タンクを活性化タンクとして働らかせそして第１のタン
クを最後の後浄化タンクとして働かせることの諸工程を
含む廃水の生物学的浄化方法が提案される。

タンクが特に深くして例えば６ｍないし１２ｍノ深さを
有する場合には、エアレーション・タンク内の廃水が導
入される両側吸込式遠心ポンプ羽根車を可とする廃水表
面下方に配置された回転装置ならびに該装置の入口領域
に酸素または酸素混合物を供給する少なくとも１つのパ
イプによって純酸素または酸素混合物を導入もしくは混
入するのが有利である。

また各活性化タンクの床にスラッジが累積するのを避け
るために、酸素または酸素混合物供給装置で、タンク底
部の直ぐ上方に少なくとも３０ＣＴＬ／秒の廃水流速を
生せしめるのが有利である。

さらに本発明によれば、本発明の上記した方法を実施す
るために、少なくとも３つの相互連結されたタンク群と
、活性化タンク内に存在する廃水に酸素または酸素含有
混合物を導入するためにタンク群に設けられた少なくと
も２つの装置と、タンク群の各端のタンクと関連して設
けられ廃水供給および取出しを行なうための制御可能な
手段と、この手段および上記の少なくとも２つの装置の
ために設けられて、タンク群における流れの方向を支え
、以って１つの方向においてはタンク群の１つの端側に
ある２つのタンクが活性化タンクとして働き、他端のタ
ンクが後浄化タンクとして働らくようにし、また反対の
方向においてはタンク群の上記他端側の２つのタンクが
活性化タンクとして働き上記１端側のタンクは後浄化タ
ンクとして働くようにする制御手段とから構成されるプ
ラントもしくは装置が提案される。

コンパクトな装置を構成するためには、タンクを端連結
関係で相互連結し、タンク間の隔壁に通し開口を設ける
のが好ましい。

大規模プラントの場合には、このような３つ組のタンク
を幾つか組合せて隣接のタンク群が共通壁を有するよう
にすれば、製作もしくは構築費用を軽減することができ
る。

最適な後浄化効果を達成するべく、廃水の高い乱流状態
下でもできるだけ平滑な流れを得るためには、活性化タ
ンクと後浄化タンクとの間に隔壁を設けて、その少なく
とも１つの測を間欠的に後浄化タンクとして働くタンク
に対面させ、この後浄化タンクにそらせ板を設けて、そ
のそらせ板は上記壁の開口に上方から下向きにそして関
連のタンクの内部へと突出させ、以って上記開口を二重
にするのが有利である。

さらにまたこのようなそらせ板の１つを、隔壁の各側に
設けるのが好ましい。

また、酸素または酸素含有混合物の導入装置を各タンク
に設けて端側のタンクの装置はタンクを流れる廃水の方
向に依存して動作したり休止したりするように構成し、
中央のタンクの装置は、タンクを流れる廃水の両方の方
向において動作するように配列するのが特に有利である
。

酸素導入装置の数を減少し、そして費用を軽減するため
には、タンクを互いに隣接して配列しタンク間の隔壁に
少なくとも部分的に閉鎖可能な通し開口を設けそして酸
素導入装置はこの開口を通過できるように移動可能にす
るのが好ましい。

以下、図面に例示した本発明の好ましい実施例について
説明する。

第１図ないし第３図を参照するに、浄化しようとする廃
水は、送水パイプ１、ランク２、砂トラップ３、粗物質
破砕部４、水計量装置５および遠隔制御される供給弁６
ａおよび６ｂの１つを介して、３つのタンク？ａ 、７
ｂおよび８から構成される装置の２つの外測のタンク７
ａおよび７ｂのうちの１つに供給される。

例えば、供給弁６ａが開かれる場合には、供給弁６ｂが
同時に閉ざされ、したがって浄化のために供給される廃
水は３つのタンク装置のうちの右側のタンク７ａに達す
るだけである。

活性化タンクとして働くようにプラント運転モードで配
列されたタンク７ａおよび８内の回転表面エアレータ９
ａおよび９ｃは、各々の駆動モータ１０によって同時に
回転される。

エアレータ９の回転で空気もしくは酸素に富んだ空気は
タンク１ａおよび８内の廃水と混和せしめられる。

後浄化タンクとしての働きをするタンクＴｂ内の回転表
面エアレータ９ｂは休止している。

タンク７ｂに組合せられた排出装置１１ｂは開かれ他方
、タンク７ａと組合せられた排出装置１１ａは閉ざされ
ている。

タンク７ａまたは１ｂを直角に延びる排出装置１１ａお
よび１１ｂの排出パイプは浮いている物質がこれ等の排
出開口内に流入しないように液位よりも下側に配置され
ている。

処理中の廃水は一般にタンクγａおよび８を通ってそこ
でエアレータ９ａおよび９ｃにより空気混和され、そし
てタンク１ａ、８および７ｂ間の各開口１３を介してタ
ンク７ｂを通る。

タンクＩｂ内で、空気混和即ちエアレーションされた廃
水中のスラッジはタンク７ｂの床面上に沈澱する。

このようにして廃水の後浄化が行なわれる。

タンク８内では廃水は乱流状態にあり、そしてタンク８
および７ｂを分離している壁１２０両側で後浄化を行な
うにはタンク７ｂにおいて平滑で均等な流れが要求され
るので、各々そらせ板１４および１５が設けられる。

各そらせ板１４，１５はタンク８．γｂの全幅に亘って
開口１３上方で壁１２に固定されそして壁１２に対し傾
斜関係で下向きに突出している。

このそらせ板装置は後浄化タンクＩｂ内に非常に均等な
流れを発生する。

タンク７ａおよび８間の開口１３にも類似のそらせ板が
設けられる。

清浄にされ且つ生物学的に浄化された廃水液は、排出装
置１１ｂおよび排出管１６を経てタンク７ｂを去る。

上述の過程において、活性化されたスラッジは常に最初
のタンク１ａおよび８双方からタンク７ｂに移されそし
て返帰されないので、過程が進むにつれてタンク？ａお
よび８内の活性化されたスラッジの濃度は減少する。

活性化されたスラッジの予め定められた濃度以下では浄
化容量に大きな減少が生ずる。

さらにまた、タンクＩｂ内に沈澱した活性スラッジには
酸素が添加されないので、このタンクにおいても予め定
められた運転時間後の沈澱累積は顕著になる。

上記のような結果を廻避しそして許容し得る浄化容量を
確保するために、３つのタンクから成る装置の運転の方
向が、所定の運転時間後でしかも最初のタンク７ａおよ
び８における活性化されたスラッジの濃度が予め定めら
れた値に落ちる以前に逆にされる。

完全に自動的に行なわれるこの切換え過程中、最初のタ
ンク７ａの回転表面エアレータ９ａが次いで停止され、
流出装置１１ｂは閉ざされ、そして遠隔制御される供給
弁６ｂは開かれる。

中央のタンク８内の回転表面エアレータ９ｃは動作し続
ける。

回転表面エアレータ９ａが停止すると、タンクＴａ内の
液体はおだやかになり該タンク内の活性化されたスラッ
ジはその床上に沈積する。

タンクＴａ内の活性化されたスラッジの沈積は出口装置
１１ａより所定距離下方に設けられた光電セル装置１７
によってモニタされる。

装置１７はスラッジが充分に沈澱した時に制御パルスを
発生して出口装置１１ａを開き、それによりタンク７ａ
からの水の排出が行なわれる。

同時に、タンク７ｂ内の回転表面エアレータ９ｂが投入
され、その結果、タンクＩｂ内に沈澱したスラッジは所
要の懸濁状態にされて酸素を供給される。

このようにして、３つのタンク装置を介し逆の方向で廃
水処理が実施される。

タンク７ｂにも、順方向での廃水処理を開始するために
、出口装置１１ｂを開くための別の装置１７が設げられ
ている。

過剰のスラッジの排出のために、中央のタンク８には過
剰スラッジパイプ路１８が設けられており、このパイプ
路を介して過剰のスラッジは取出されてスラッジ濃縮・
蓄積タンク１９に送られる。

第２図に点線で示すように、容量を２倍にするために、
プラントを対称的に構成することは勿論可能である。

廃水の流れの方向に依存してタンク７ａおよびＩｂ内で
間欠的に動作するように配列された回転表面エアレータ
９ａおよび９ｂは次のように寸法取られ且つ設計されて
いる。

即ち、これ等タンクの床の直接上方におけるエアレータ
の動作において、沈澱した活性スラッジを懸濁状態にす
るために少なくとも毎秒３０ｃＩｒＬの流速が発生され
るように寸法取られ、且つ設計される。

また、タンク？ａ、γｂおよび８の頂部を気密に密封し
て、動作時には、廃水の水位上方に形成された空間にパ
イプ路を介して酸素もしくは酸素に富む空気を供給する
ことも勿論できる。

生物学的活性化を高めるために、活性化タンク内の廃水
の温度をプラントに流入する廃水の温度よりも少なくと
も２℃、好ましくは５〜１０℃上昇することができる。

このような加熱は、熱水が循環される熱交換器を用いて
実施することができよう。

このような熱水としては、例えば原子炉力？ら得られる
冷却水とすることができる。

別法として、スラッジ濃縮プラントからの廃熱を利用し
ても良い。

３つのタンク？ａ 、７ｂおよび８の全べての回転エア
レータを配設することを避けるために、第４図に示すよ
うに、タンク７ａ 、７ｂおよび８の上方で可動支持体
に２つの回転エアレータ２３および２４、例えば２つの
両側吸込式遠心ポンプ羽根車を設けて、被浄化廃水に空
気または酸素添加空気を導入するのに使用することが可
能である。

このような遠心ポンプ羽根車２３および２４は、例えば
６ないし１２メートル深さの深いタンクの場合に特に有
利であり、この場合羽根車が設けられる各タンクにおい
ては、互いに重なり合った２つの主回転流が発生されて
タンク内の廃水全体は沈澱した活性スラッジを迅速に所
要の懸濁状態にされる。

被浄化廃水への純酸素または酸素混合物の供給のための
パイプ路（点線２５で示されている）はエアレーション
羽根車２３および２４０入口領域まで延びている。

回転エアレータ２３および２４０両方の入口開口に廃水
の渦流を伴なわない流れを得るために、これら入口開口
の前部には各々十字形に配列された上部および下側の流
れそらせ板２６および２７が設けられる。

上部のそらせ板２６は可動の支持体に取付けられており
、下側の流れそらせ板２７はタンク１ａ、８および７ｂ
の床に取付けられている。

ここで、第４図に示すプラントの運転方向を変えて、タ
ンク１ｂを活性化タンクとして動作させそしてタンクγ
ａを後浄化タンクとして働かせる場合には、タンク７ａ
、８および７ｂ間の壁の開口２８は、通常絞開口２８を
閉ざしている横に移動する摺動部材２９によって開かれ
る。

次いで、可動支持体を第４図で見て左側に動かすことに
より回転エアレータ２３および２４を移動し、エアレー
タ２４をタンクＩｂ内に配置し、そしてエアレータ２３
はタンク８内に位置付ける。

最後に、開口２８を摺動部材２９によって閉ざす。

このプラントの運転のための供給弁および出口装置の制
御は第１図ないし第３図を参照して述べたのと同じ仕方
で行なわれるので、詳述する必要はないであろう。

純酸素または酸素添加空気を供給する場合には、この供
給はパイプ２５を介して行なわれ、そしてタンク７ａ
、７ｂおよび８の頂部は密封して、廃水の表面に達する
過剰の酸素を廃水上部の空間から取出して再循環できる
ようにする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるプラントの１具体例を第２図の線
■−■における縦断面で示す図、第２図は第１図のプラ
ントの平面図、第３図は第２図の線■−■における断面
図、そして第４図は本発明によるプラントの別の実施形
態を示す縦断面図である。 １・・・・・・送水パイプ：２・・・・・・ランク；３
・・・・・・砂トラップ；４・・・・・・粗物質破砕機
；５・・・・・・水量計；６ ａ 、６ ｂ・・・・・
・弁； ７ａ 、７ｂ 、８・・・・・・タンク；９
ａ ｔ ９ ｂ・・・・・・エアレータ；１０・・・・
・・駆動モータ；１３・・・・・・タンク間開口；２３
，２４・・・・・・両側吸込式遠心ポンプ羽根車。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少な（とも３つの互いに連結されたタンクと、これ
   ら３つのタンク７ａ 、７ｂ 、８のうち少な（とも２
   つのタンクに配設可能で活性化タンクとしての働きをす
   るタンク内に存在する廃水に純酸素または酸素混合物を
   混入するための酸素混入装置９ａ〜９ｃ；２３，２４と
   、第１および第３のタンク７ａ 、７ｂに設けられた制
   御可能な廃水供給および取出し手段６ａ、６ｂ；１１ａ
   、１１ｂとを備えた装置において、前記廃水供給および
   取出し手段ならびに前記酸素混入装置９ａ〜９ｃ；２３
   ．２４を制御装置を介して次のように相互連結する、即
   ち２つの最初のタンク７ａ、８が活性化タンクとして働
   きそして第３のタンク７ｂが後続の後浄化タンクとして
   働き、また逆に２つの最後のタンク７ｂ、８が活性化タ
   ンクとして働き、最初のタンク７ａが後続の後浄化タン
   クとして働くよう間欠的に運転できるように相互連結す
   ると共に、後浄化タンクの小さい容積に対する活性化タ
   ンクの全容積の比が前記２つの運転方向において同じに
   維持されることを特徴とする装置。