JPS61234991A

JPS61234991A - 汚水浄化槽

Info

Publication number: JPS61234991A
Application number: JP60077194A
Authority: JP
Inventors: Toshimasa Umehara; 梅原　敏正; Makoto Yamamoto; 真山本
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1985-04-11
Filing date: 1985-04-11
Publication date: 1986-10-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、将来湖沼法等で規制されると予想される全窒
素及び既に規制されているＢＯＤを除去するための汚水
浄化方法に関するものである。

〔従来技術〕

従来の全窒素及びＢＯＤを除去する方法は、まず二次処
理でＢＯＤを分解し、さらにアンモニア性窒素を硝酸性
窒素に転換したのち三次処理槽、すなわち脱窒槽で硝酸
性窒素を窒素ガスに転換していた。また別法として、エ
ネルギー源を原水中のＢＯＤで代替するために、脱窒槽
−好気槽を組み合せ沈澱槽の処理水を脱窒槽の前に戻す
という方法もとられている。

これに対して、二次処理内で脱窒処理を行う方式として
オキシデーションディッチ法と回分式間欠曝気法がある
。前者のオキシデーションディッチ法は循環式の長水路
に機械式曝気装置を設け押し出し流れに近い形で汚水を
浄化処理するもので、槽内に一部嫌気域を設けこのゾー
ンで脱窒を行うものである。後者の回分式間欠曝気法は
１日の汚水を全量二次処理水槽内に入れ間欠曝気運転す
ることで窒素を除去する方法である。

また、曝気時間及び非曝気時間の決定方法は、槽内の溶
存酸素濃度を検知しなから、決定する方法と処理水中の
アンモニア態窒素と硝酸態窒素との比から決定する方法
、原水中のアンモニア態窒素の濃度から決定する方法が
ある。これ以外に連続処理方式の間欠曝気方法があるが
、曝気時間と非曝気時間の決定的な設定方法はない。

さらに、非曝気時の脱窒時間に発生する窒素ガスが原因
で生じる泡の消泡対策は、従来消泡ポンプ槽に消泡ポン
プを据付、行われていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

好気槽−説窒槽、脱窒槽−好気槽の循環方式のどちらに
しても新たな脱窒槽力を必要である。特に前者は、脱窒
槽にエネルギー源としてメタノールのような炭素源を供
給する必要がある。

また、二次処理内で脱窒処理を行うオキシデーションデ
ィッチ法は押し出し流れ方式であるため流入原水の濃度
変動に対応して処理水濃度も変化するため目的水質をク
リアーできないことがある。

回分式間欠曝気方法は、１日の処理量を全量水槽内に投
入し、間欠曝気、沈降、処理水排出を行うため、槽が２
槽必要なことから、設置面積が太き（なる。また、この
方式はＢＯＤの除去の方がアンモニア態窒素が硝酸態窒
素になるより速いため、硝酸態窒素か脱窒されるとき必
要な炭素源か消失し、脱窒が不十分なものとなる。

そして、曝気、非曝気時間の設定は汚水が流入する以前
に行う必要があり、処理水中のアンモニア態窒素と硝酸
態窒素の比により決定する方法は事実上不可能である。

また、従来の曝気装置であるプロワ−は間欠曝気方式で
は頻繁に運転・停止を（り返すため、プロワ−ベルトが
損傷し使用には不適であるとともに空気を供給する時に
槽内に旋回流が生じるため、余分なエネルギーを使い、
供給酸素量に対する必要動力量が高い。曝気装置が完全
に停止すると、槽内底部に汚泥が沈降するため、汚水が
連続投入されても汚水と汚泥か接触せず、脱窒反応は低
下する。

さらに、窒素ガスが原因で生じる泡の消泡対策として処
理水を使用していたが、曝気槽の系外から新たな水が流
入するため、沈澱槽に対して大きな負荷となり、負荷を
下げるために大きな沈澱槽が必要である。

本発明は上記問題点を解決することを目的としたもので
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は前記問題点を解決するものであって、以下に
その内容を実施例に対応する第１図乃至第５図に基いて
説明する。

本発明は、少なくとも内部に消泡ポンプ（１６）を設け
た曝気槽（１）と、沈澱槽（１３）からなる浄化槽の曝
気槽（１）内を、両端が流通可能な仕切壁（３）で長手
方向に仕切り、該曝気槽（１）の１ケ所もしくは複数ケ
所に中空シャフトを介して、スクリュー部とモータ部と
を連結し、スクリューの回転数及び空気量制御自在な機
械式曝気装置（２）を設け、空気を供給しなから槽内を
強制循環させて汚水を連続投入し、前記曝気装置（２）
を曝気時間／非曝気時間の比０．０４〜１．２の範囲で
間欠曝気するとともに汚泥濃度を４．０００〜１２．０
００　ｗｙ／ｌの高濃度で連続処理させるものである。

〔作用〕

本発明は、二次処理槽内でＢＯＤ及び全窒素を除去する
ため間欠曝気式とし、さらに設置面積を縮少するために
曝気槽及び沈澱槽を設けて連続処理方式とし、また、原
水の濃度変動に対応するため、槽内を両端が流通可能な
仕切壁で長手方向に仕切り、該槽内の１ケ所あるいは複
数ケ所に曝気装置を取り付け、空気を供給するとともに
槽内を強制循環し、混合流れを完全混合型とした。曝気
装置は、スクリュー部とモーター部が中空シャフトで連
結され、スクリュー部の回転により空気が中空シャフト
吸入孔から吸入され、中空シャフト先端部へ供給する機
械式曝気装置である。該曝気装置は頻繁に運転・停止を
くり返す間欠曝気に適する。また、プロワ−と異なり、
水流を優先的に制御でき、同時に空気の調節も可能であ
るため、エネルギー効率が高い。

脱窒に必要な炭素源は、原水中のＢＯＤを利用するため
原水は連続供給し、非曝気時にもＢＯＤ源が供給される
。曝気時間とは曝気装置か稼動している時間で好気（硝
化）時間とは異なる。同様に、非曝気時間とは曝気装置
が停止している時間で、嫌気（脱窒）時間とは異なる。

硝化反応は溶存酸素濃度が１　？を以上、脱窒反応は同
様に１臀な以下でないと極端に反応が低下するため、こ
の１ｗ′を以上を好気域、以下を嫌気域と定義する。

曝気装置の運転及び停止時の溶存酸素濃度変化は第５図
に見られるようなパターンを示す。このパターンは活性
汚泥濃度、汚水量、汚水ＢＯＤ濃度により多少変化する
が、はぼ第５図のようなパターンを示す。第５図に見ら
れるように、曝気装置停止後には過渡時間（溶存酸素濃
度が１ｗｇ／Ｌになるまでの時間）かあり、曝気時間、
非曝気時間と好気時間、嫌気時間との関係は次のように
なる。

好気時間＝曝気時間＋過渡時間、嫌気時間＝非曝気時間
−過渡時間、このうち、曝気開始時にわずかに嫌気域が
あるが、短時間であるため、無視できる。好気時間は、
ＢＯＤ分解時間あるいは硝酸化時間となるが、第４図に
見られるように硝酸化時間の方がＢＯＤ分解時間より長
いため、硝酸化時間とする。嫌気時間は脱窒時間に相当
する。硝化反応及び脱窒反応は水温に大きな影響を受け
る。

特に硝化速度は冬季の低水温時（１０℃以下）に極端に
減少するため、夏季と冬季では好気時間及び嫌気時間、
すなわち曝気、非曝気時間を変えなければならない。ま
た、原水のアンモニア態窒素及び窒素濃度によっても、
変えなければならないが、典型的な例としてアンモニア
態窒素２０　ｗｑ／！、。

全窒素５０　ｑ／ｚの場合を仮定すると、処理水中の全
窒素を１０　ｘｑ／Ｌ以下にするためには、夏季（水温
３０℃）では好気時間と嫌気時間の比が０．７、例えば
好気時間５０分に対して嫌気時間７０分となり、冬季（
水温１０℃）では好気時間と嫌気時間の比は２．０とな
り、例えば好気時間８０分に対して嫌気時間４０分とな
る。これに対して、第５図に見られるように過渡時間か
あるため、この時間を考慮しなければならない。好気、
嫌気のインターバルが１時間単位ではこの過渡時間は１
５〜４５分となるため、曝気、非曝気時間は夏季にはそ
れぞれ５〜３５分、８５〜１１５分、冬季にはそれぞれ
３５〜６５分、５５〜８５分となり曝気、非曝気比は０
．０４〜１．２となる。

好気、嫌気のインターバルがさらに短かくあるいは長（
なっても、曝気、非曝気比は０．０４〜１，２の範囲に
入る。非曝気時間帯にも、汚水と汚泥とを接触させるた
めに曝気装置の駆動回転数を低減するが、該曝気装置の
吸引部を全閉にし、槽内汚泥を撹拌することが望ましい
。また、非曝気時間帯では、脱窒反応が起るため、窒素
ガスが発生し、汚泥内に包含され、曝気時に泡として槽
表面に浮上してくる。このとき、槽内の汚泥は泡ととも
に表面に浮上しスカム化するため、この泡及び汚泥をた
たき落すため、曝気槽内に消泡ポンプを設けた。

〔実施例〕

以下本発明の詳細な説明する。

原水８はスクリーン１０で夾雑物、沈砂槽９で砂を取り
除かれたのち、流量調整槽１１により流量調整されたの
ち汚水供給ポンプ１２により曝気槽１に送られる。

曝気槽１は、仕切壁３で仕切られ、両端は汚水か流通で
さるようになっており、両側面の鏡板は球形状をなして
いる。第１図に見られるトラック状水路の１ケ所とこの
対角線上に機械式曝気装置２を設け、槽内を強制循環曝
気する。仕切壁３の両端部には汚水がスムーズな水流を
得るために整流板４を設けている。汚水は汚水流入管６
より機械式曝気装置２の直後に投入される。同様に、エ
アーリフト用空気１５によりエアーリフト返送された返
送汚泥も返送汚泥管７より曝気装置２の直後に投入され
る。また、浄化された汚水は移流管５より沈澱槽１３に
導かれ、沈降、分離されたのち、上澄液か放流水１４と
して排出される。槽内に消泡ポンプ１６を設置し、消泡
配管１７、消泡ノズル１８を取付は消泡を行う。汚水は
連続投入され、曝気装置２が曝気時間４５分、非曝気時
間７５分、曝気／非曝気比０．６の条件で行ったときの
、水質結果を表１に示す。表１には、連続曝気による処
理水水質も示す。

表１に見られるように、間欠曝気、連続曝気で４１！Ｉ
常（７）［（Ｊ［Ｂ　ＯＤ　２０８１７／を以下、５Ｓ
４０％／を以下をクリアーしているが、全窒素及び全リ
ンの除去は明らかに間欠曝気の方かすぐれている。

間欠曝気及び連続曝気における槽内汚泥濃度はそれぞれ
８，０００〜／Ａ、４，０００壓４である。

〔作用〕

曝気槽内を間欠曝気処理すると、活性汚泥の圧密性か高
まり、汚泥濃度を高めることができる。

通常の活性汚泥濃度は３，０００〜４．０００　ＷＡで
あるが、本方式であると、最大１２．０００１１１／ｌ
まで汚泥濃度を高めることかでさ、このため硝化及び脱
窒反応時間を短縮できる。

また、非曝気時には槽内が嫌気状態になるため、微生物
はエネルギー代射をしない。このため、リンが放出され
、次に好気状態にすると、逆にエネルギー代射を行うた
め、猛烈なリンの取り込みが行われるため、好気−嫌気
−好気の組み合せはリンの除去を行うことかできる。

〔発明の効果〕

本発明は上記構成よりなるので下記の効果を奏するもの
である。

１）二次処理内で連続的に全窒素及び全リンが高率除去
できる。

２）高濃度汚泥により、槽容量を縮少できる。

３）機械式曝気装置の使用及び間欠曝気運転により電力
を大幅に削減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す平面図、第２図は第１図
の正面図、第３図は本発明の汚水浄（ｔＪｌを示すフロ
ーチャート図、第４図はＢ　ＯＤ。ＮＨ３−Ｎ、　ＮＯ３−Ｎ％Ｔ−Ｎの経過時間による濃
度変化図、第５図は間欠曝気における溶存酸素濃度変化
図である。符号の説明１・・・曝気槽　　　　　　２・・・機械式曝気装置３
・・・仕切壁　　　　　　４・・・整流板５・・・沈澱
槽への移流管　６・・・汚水流入管７・・・返送汚泥管
　　　８・・・原水９・・・沈砂槽　　　　　　１０・
・・スクリーン１１・・・流量調整槽　　　１２・・・
汚水供給ポンプ１３・・・沈澱槽　　　　　１４・・・
放流水１５・・・エアーリフト用空気　１６・・・消泡
ポンブ第１図第２図経逼時ｔ’Ｊｌ（Ｈｒ）第４図

Claims

【特許請求の範囲】１　少なくとも曝気槽と沈澱槽からなる浄化槽の曝気槽
内を両端が流通可能な仕切壁で長手方向に仕切り該曝気
槽内の１ケ所もしくは複数ケ所に機械式曝気装置を設け
空気を供給しなから槽内を強制循環させて汚水を連続投
入し前記曝気装置を、曝気時間／非曝気時間の比０．０
４〜１．２の範囲で間欠曝気するとともに汚泥濃度を４
，０００〜１２，０００ｍｇ／ｌの高濃度で連続処理す
ることを特徴とする汚水浄化槽。２　機械式曝気装置が、中空シャフトを介してスクリュ
ー部とモーター部が連結され、スクリュー部の回転によ
り空気が中空シャフト吸入孔から吸引され中空シャフト
先端部へ供給されることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の汚水浄化槽。３　曝気槽内が、該槽内に設けたポンプにより槽内消泡
が行われるものであることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の汚水浄化槽。４　機械式曝気装置が、非曝気時において駆動回転数を
低減させるか、又は該曝気装置の吸引部を全開にして槽
内汚泥を撹拌させるものであることを特徴とする特許請
求の範囲第１項、第２項記載の汚水浄化槽。