JPS6143118B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、廃水処理中の液体から気体を分離す
るための液体処理方法および装置に関する。ここ
に廃水とは、微生物学的に分解可能な物質を溶液
および／または懸濁物の形で含む水であり、例え
ば、通常の家庭廃水および農場、食品工場、廃水
を生ずるその他の工場からの排出流等のあらゆる
種類の微生物学的に分解可能な家庭および工場廃
液を含むものである。

廃水の活性スラツジ処理方法において、粗大物
を除去するための第１次処理後の廃水は、微生物
の作用によつて汚染物質を除去しまた廃棄しうる
スラツジに変えるために循環、曝気する工程に付
され、次いで処理廃水から固形分を分離する後処
理に付される。初期の曝気および循環処理は、撹
拌タンクで、または有利には特願昭49−53939号
明細書（特開昭50−31662号公報）（英国特許出願
第23328／73および53921／73号；米国特許出願
467511号に対応）に記載のごとき装置で行なわれ
る。曝気を上記特許出願明細書記載のごとき装置
中で、または深い撹拌タンク中で行なうときに
は、曝気中に廃水中へ射出され、かくして廃水中
に全部または部分的に溶解される空気を、その後
廃水から適当に分解することは重要である。この
理由は、このような廃水からの空気分離を行なわ
ないと、清澄器の機能が阻害され、また極めて多
量の懸濁固形分が廃水排出中に存在することにな
るからである。廃水から捕束空気を分離するため
の撹拌機のごとき機械的手段は、気泡の形態で存
在する空気を処理しうるだけで、廃水中に溶け込
んでいる空気を処理しえないので、かかる機械的
手段は必ずしも適当ではない。

本発明は、液体から気体を分離するための工程
を含む廃水処理方法において、気体分離工程中の
廃水の表面上の圧力を、廃水中に存在する溶解気
体または気泡のある割合を廃水から放出するに足
る程度にまで大気圧以下に低減することからなる
改良方法を、提供する。

本発明は嫌気消化装置での処理後の廃水からの
気体の分離に応用しうるけれども、本発明の主た
る用途は廃水からの酸素含有気体（以下で定義す
る）の分離に関している。

また本発明は、酸素含有気体（以下定義）を内
部へ供給するための手段を有する酸素化容器と固
形分および液体を別々に取り出すための手段を有
する清澄化容器とからなる廃水（前記定義）の微
生物学的処理装置において、内部圧力を大気圧以
下にまで低減するための手段を有する気体抜取り
容器を含み、かつ酸素化容器からの廃水が該気体
抜取り容器を経てから清澄化器へ移るように該気
体抜取り容器を酸素化容器および清澄化容器の両
者と連絡していることを特徴とする改良装置を提
供する。

また本発明は、廃水（前記定義）へ酸素含有気
体を供給する酸素化工程および酸素化工程後に廃
水を後処理することからなる廃水の微生物学的処
理方法において、該酸化工程後の廃水の後処理
に、廃水中に存在する溶解気体または気泡のある
割合を廃水から放出せしめるに足る程度にまで気
体抜取り容器内の廃水表面上の圧力を大気圧以下
に減減させる気体抜取り工程を含むことを特徴と
する改良方法を提供する。

この明細書において、酸素含有気体とは、酸素
または、空気のごときあらゆる酸素含有気体混合
物をさすものとする。

気体抜取り工程において、廃水表面上の圧力
は、廃水中の溶解気体または気泡の少なくともほ
とんどの割合が廃水から放出される程度にまで低
減されるのが好ましい。圧力低減用の適当な手段
は真空ポンプである。気体抜取り容器中の廃水表
面上の圧力を0.4絶対バールまたはそれ以下に低
減させるのが適当である。例えば、ある場合に
は、その圧力を0.3絶対バールにまで降下させる
こともあり、そして他の場合には0.1絶対バール
に降下させることもある。

所望ならば、浮遊タンクを酸素化容器と気体抜
取り容器との間に配置することができる。

本発明による後処理は、液体中に溶け込んでい
る気体を抜取るための処理からなり、この処理後
に懸濁固形分の沈降による液体の清澄化処理が行
なわれる；場合によつては（任意には）本発明に
よる後処理は処理されるべき液体流の一部または
全部を浮遊装置に通して、その装置内で懸濁固形
分の一部を浮遊分離させる工程（または段階）を
も含み、この方法のこれらすべての工程（または
段階）は添付第２図に示されている（この点は以
下さらに詳しく述べる）。第２図から、処理され
るべきすべての液体流は気体抜取り工程（または
段階）を通るのであるが、その液体流の一部また
は全部はその気体抜取り工程（または段階）の上
流側にある任意の浮遊工程（または段階）を通
り、気体抜取り工程の次に沈降工程（または段
階）が続いていることが判る。

本発明は酸素化工程後の廃水の処理に特に適当
であるので、以下ではそのような処理に関して本
発明を説明する。場合によつては（任意には）、
廃水の曝気および循環による初期の微生物作用の
処理の後に、廃水を浮遊処理に付す。この浮遊処
理は、添付図に示すごとき慣用浮遊タンクで；あ
るいは曝気を特願昭49−53939号明細書｝特開昭
50−31662号公報）記載のごとき装置で実施する
ときには特願昭51−39160号明細書（特開昭51−
122947号公報）（英国特許第14142／75号；米国特
許出願第671543号に対応）に記載のごとき浮遊室
で；行なうことができる。浮遊処理によると、こ
の段階において廃水中に存在する残留固形分の少
なくとも一部が分離され、その分離固形分は曝気
装置へ戻される。気体抜取り装置は、浮遊処理段
階と次の清澄化タンクとの間に配置され、その清
澄化タンク内では沈降によつて液体から固形分を
分離する。

気体抜取り装置は、液体の液面の上に気体およ
び蒸気が滞まるような空間または室を頂部に有し
かつ内部が小分割されている塔もしくはコラムま
たは背の高いブロツクのごとき、背の高い構造体
であるのが好ましく、この空間または室が真空ポ
ンプへ接続されている。かかる全体の構造を以下
では「塔」と称するが、その構成態様がこれによ
つて限定されるものではない。

塔は内部が上向流室（またはダクト）および下
向流室（またはダクト）に分割されている。真空
ポンプの運転によつて上向流室を上向きに吸い上
げられ、その通過の間に溶解気体が溶液から脱出
し、それにより成された気泡が塔の頂部において
廃水から前記気体室中へ脱離し、気体−蒸気混合
物が真空ポンプで吸引除去される。脱気された廃
水は下向流室を流下し、処理装置系の次の段階で
ある沈降または清澄化タンクへ移る。部分真空室
中の液体の自由表面より下の塔中の上向流室およ
び下向流室の高さは、静水圧力に関する周知の物
理法則により、そして効果的な脱ガス化に必要と
される真空度により決定される。本発明の研究開
発中に行なつた実験結果によれば、液体を絶対圧
0.4バール以下の部分真空に付すのが好ましく、
ある場合には絶対圧を0.3バール程度に低く、そ
して0.1バール程度に低くすることさえも好まし
い。従つて、所要の減圧を生じさせるのに必要な
廃水塔の高さは、ほぼ６ｍないし９ｍの範囲とな
ろう。これらの高さの変化は、大気圧が低い個々
の立地（例えば、本発明の装置が高い位置に建設
されるべき場合）に特有なものとすることができ
る。好ましくは、上向流室はその上端部に、上向
流室の残りの部分よりも、小さな横断面積部分を
有する。この小断面積部分の長さは、気体抜取り
装置の内径よりも大であるか、またはそれに等し
いのが適当である。下向流室には、液体の流速が
低くすなわち0.1ｍ／秒と等しいかまたはそれよ
り低くなるような大きな横断面積を有る対応部分
を上端部に設けるのが好ましい。気体抜取り装置
は、上向流室内を上方へ向かう液体の流速が好ま
しくは0.3ｍ／秒以下、好ましくは約0.1ｍ／秒で
あるように設計されるのが好ましい。液面より上
の部分真空室はさらに少なくとも1.5ｍにわたつ
て上方へ延びて、薄い泡が、例えば液体スプレー
によつてパージされうるような空間を与えるよう
にするのが好ましい。

塔の高さについて構造的、環境的、経済的条件
の制限がないすべての場合には、該真空室は気体
抜取り塔の前および後の諸容器（すなわち、脱気
溜、浮遊タンクおよび清澄化タンク３）中の自由
液面上よりも少なくとも10.5ｍの高に達するよう
にして、それにより真空ポンプが液体水を真空室
の頂部にまで引き上げるのを物理的に不可能であ
るように確保すべきである。

都市廃水の処理に本発明の方法および装置を用
いた実験において、本発明によれば、最終の沈降
（または清澄化）タンク内の固形分の沈降特性が
著しく改善されることが判明した。

本発明を以下添付図により説明する。

第１図において、初期曝気装置１には浮遊タン
ク２および清澄化（または沈降）タンク３からな
る２段階処理システムが結合されている。曝気装
置１において、廃水は第１次処理（図示してない
システムにおける）の後にパイプ４を経て入り、
脱気（脱ガス）溜７に開口している下向流室５と
上向流室６とをめぐつて、図に矢印で示してある
ように循環する。脱ガス溜７からパイプ８に沿つ
て、廃水は浮遊タンク２内に入り、そこで固形分
粒子は液体の表面へ上昇し、スクレイパー装置９
によつて、図の矢印のように、脱ガス溜７へ戻さ
れる。液体はパイプ１０に沿つて浮遊タンク２を
去り、清澄化（または沈降）タンク３に入り、そ
こですべての残留固形分粒子は底へ沈降されるよ
うになつている。液体は清澄化タンク３からパイ
プ（図示せず）に沿つて取り出される。清澄化タ
ンク３の底へ沈降する固形分粒子の懸濁物はパイ
プ１１に沿つて下方に向いパイプ１２へ入り、そ
こで分割されて一部は曝気装置１へ戻され、そし
て一部は１３から廃棄スラツジとして設備から取
り出される。

第２図に示したシステムが第１図のものと異な
る点は、本発明による脱ガス装置が清澄化タンク
３の前に（すなわちパイプ１０に沿つた途中）介
入されていることである。浮遊タンク２はバイパ
スパイプ１９に沿つて廃水を通過させることによ
つて迂回させることができる。この脱ガス装置
（第３図に拡大して示してある）は、背の高いコ
ラム（もしくはダクトもしくは容器）１４であ
り、その高さの大部分については容器１４の底か
ら容器１４中の液面AAの下の水準まで延びてい
る隔壁１５によつて分割されている。容器１４の
上端部は孔１６介して真空ポンプ（図示せず）と
連絡している。容器１４は効果的に二つの室に分
割され、液体は上向流室１７内を上方へ引き上げ
られ、下向流室１８内を下方へ移動する。液体中
に溶け込んだ気体は液体が上昇するにつれて、真
空ポンプの作用による一層低い静水圧によつて引
き出され、孔１６から容器１４を去る。脱ガスさ
れた液体は下向流室１８から清澄化タンク３中へ
移る。

第３図に示した例は、廃水の表面上の圧力が、
例えば01絶対バール（これには２段ポンプの使用
が必要とされることがある）まで低減されたとき
の、塔１４内の廃水の液面Ａ−Ａをほぼ示してい
る。しかし、該圧力が、より弱い度合、例えば
0.3絶対バールにまで低減される場合には、多分
１段ポンプで十分であろうし、また廃水の液面は
Ｘ−Ｘ，Ｙ−Ｙの点線で示したようになりうる。
そして上向流室１７の廃水面は隔壁１５の直ぐ上
の所に近くなり、下向流室１８の廃水面は約１ｍ
低い所に近付くだけである。結果として、室１７
から隔壁１５を越えて室１８内へ流れ込む廃水に
よつて流下効果が引き起こされ、この効果によつ
て廃水からの空気の脱離がさらに引き起こされ
る。好ましくは廃水の流下（滝）を破壊するため
のバツフルまたは同等の手段を、下向流室１８の
頂部と下向流室１８内の廃水の表面との中間に設
けることができる。

第３図に示した両態様において塔１４への廃水
の流入量は著しく変動しうるので、従つて脱ガス
量も著しく変動することになる。このような条件
において、真空ポンプは、最大所要気体抜取り量
を充足するように設計されなければならない。そ
の最大値よりも低い気体抜取り量（速度）につい
ては、廃水表面上の圧力を一定に維持するため
に、好ましくは追加の気体を系内に導入する。こ
の追加気体は、真空ポンプよりも前の系内の任意
点で導入しうるが、廃水からの気体脱出を助力す
るために上向流室１７の基部またはその付近で導
入するのが好ましい。

第４図には第２および３図に示したものとは別
の脱ガス装置の一態様を示してある。この別態様
において、下向流室１８は、上向流室１７によつ
て囲まれて容器１４の中心に同軸的に配置されて
いる。下向流室１８はその下端部において直角に
屈曲されパイプの形状となつている。このパイプ
によつて液体が脱ガス装置を出て、清澄化タンク
３の方へ移動する。（第４図の具体例は、実際に
は、反転して、上向流室１７を下向流室とし、そ
して下向流室１８を上向流室とし、図示とは反対
に単に１８を浮遊タンクにそして１７を清澄化タ
ンクに連結し、かつ１８の頂部の横断面積を拡大
しないで縮小することによつて、同様な機能を果
すことは明かであろう。この反転した態様は、廃
水表面上の圧力を約0.3絶対バールにまで低減す
るときには好ましいであろう。） 第４図に示した態様において、器（塔）１４内
の液面Ａ−Ａは水準Ｂ−Ｂまでの浮滓の層で覆わ
れている。点線Ｃ−ＣおよびＤ−Ｄは、液面Ａ−
Ａについての適当な上限および下限を示してい
る。第３図に示した装置と同様に、気体は第４図
の装置から孔１６を通つて脱出する。孔１６は真
空ポンプ（図示せず）によつて上方へ引かれてい
る。容器１４の両態様において下向流室１８の上
方部分はその下方部分よりも大きな横断面積を有
し、それに対応して上向流室１７の上方部分の横
断面積が小さくなつている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、特願昭49−53939号明細書（特開昭
50−31662号公報）記載の曝気装置に慣用の浮遊
装置および沈降タンクからなる２段階曝気後分離
処理システムを連結した設備を示す略ダイアグラ
ムである。第２図は、特願昭49−53939号明細書
（特開昭50−31662号公報）記載の曝気装置に、浮
遊装置、本発明による気体抜取り装置および沈降
タンクを組入れてなる３段階の処理および分離シ
ステムを結合した設備を示す略ダイアグラムであ
る。第３図は、第２図のシステムに組入れてある
脱ガス装置の略ダイアグラムである。第４図は、
本発明の装置の別の一態様の略ダイアグラムであ
る。 １：曝気装置、２：浮遊タンク、３：清澄化
（沈降）タンク、５：下向流室、６：上向流室、
７：脱ガス溜、１３：脱ガス装置（塔）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 廃水へ酸素含有気体を供給することによりそ
   の廃水中の生分解性物質を好気的に生分解させる
   酸素化工程よりなる微生物学的処理工程に廃水を
   付し、しかる後にその微生物学的に処理された廃
   水を清澄化工程に付して沈降により懸濁固形分を
   分離することからなる廃水処理のための活性汚泥
   法において、該清澄化工程の前に、その微生物学
   的に処理された廃水を気体抜取り工程に付し、そ
   の際に気体抜取り容器中の微生物学的処理済廃水
   の表面上の圧力を、その微生物学的処理済廃水中
   に存在する溶存気体または気泡のある割合を放出
   させるに足る程度まで大気圧以下に減圧すること
   を特徴とする上記廃水処理のための活性汚泥法。 ２ 該減圧によつて微生物学的処理済廃水を上向
   流域を上方に向上けて吸い上げ、上向流域をその
   上端部で下向流域の上端部と接続させ、その下向
   流域内を微生物学的処理済廃水を重力によつて清
   澄工程まで流下させ、両上下向流域の上端部同志
   を微生物学的処理済廃水の表面上に気体・蒸気混
   合物を含む密閉域を介して相互に接続させ、該密
   閉域に微生物学的処理済廃水の表面上の圧力を減
   圧しかつ密閉域から該気体・蒸気混合物を抜取る
   ための手段を設けることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の方法。 ３ 該気体抜取り工程の前に、微生物学的処理済
   廃水を浮遊工程に付して浮遊固形分を除去するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１または２項に
   記載の方法。 ４ 内部へ酸素含有気体を供給するための手段を
   備え、廃水中の生分解性物質の好気的生分解を生
   じさせるための曝気槽、および該曝気槽で微生物
   学的に処理された廃水を受け入れかつ該微生物学
   的処理済廃水中の懸濁固形分を沈降により分離さ
   せるための清澄化槽からなる廃水処理装置におい
   て、内部圧力を大気圧以下に減圧するための手段
   を有する気体抜取り容器を含み、かつ曝気槽から
   の微生物学的処理済廃水が気体抜取り容器を経て
   清澄化槽へ移行するように該気体抜取り容器を曝
   気槽および清澄化槽の両者と接続させてあること
   を特徴とする上記廃水処理装置。 ５ 該気体抜取り容器は曝気槽からの微生物学的
   処理済廃水を上向きに流動させるための上向流区
   画室とこれに上端部で接続していて微生物学的処
   理済廃水を下向きに清浄化槽まで流動させるため
   の下向流区画室とからなり；両上下向流区画室の
   上端部同志は、両者の上端部で密閉気体室と接続
   させてあり；該密閉気体室は、気体抜取り容器中
   の微生物学的処理済廃水の表面上の圧力を大気圧
   以下にまで減圧しかつその気体室中の微生物学的
   処理済廃水の表面上に存在する気体・蒸気混合物
   をその気体室から抜取るための手段を備えている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の
   装置。 ６ 曝気槽と気体抜取り容器との間に配置された
   浮遊槽を含み、その浮遊槽がその中の微生物学的
   処理済廃水の表面上に浮遊する固形物質を除去す
   る手段を備えていることを特徴とする特許請求の
   範囲第４項または５項に記載の装置。