JPS63123498A - 小規模有機性排水の処理方法 - Google Patents

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 この発明は、し尿及び生活排水を同時処理する一般住宅
の合併処理浄化槽及び小工場、ホテル、ビル、公民館排
水処理装置等の小規模有機性排水の処理方法に関するも
のである。すなわち、家庭、事務所、ホテルや旅館、公
民館等の集会場、その他比較的小人数の集まる所におい
て、し尿、厨房排水、洗濯場や風呂場等から排出する有
機性排水を集合して、同時に処理する汚水処理装置にお
いては次のような条件を満足することが必要である。

（イ）　建設費が小額であること （ロ）　設置面積が小さいこと （ハ）　維持管理が簡易で経費の少ないこと（ニ）　堅
牢であること 現在、河川、湖沼、内海等の公共水域或いは閉鎖水域に
おいて、生活雑排水の垂れ流しによる水質汚濁が著しく
進み、社会問題になっている。これを防止するために公
共下水道が布設されつつあるのであるが、遅々として進
まない。その大きな理由は、多額の建設費を必要とする
ためである。

建設省の発表によると、普及率は我が国の人口の約３０
％位としているが、この数字は公共下水道が布設された
地域住民が総て利用したときの人口である。公共下水道
は人口の集密した都市には有効であるが、市外地や回付
等の住家が散在している地域には、無駄な排水管が長く
必要になり、建設費や維持管理費が嵩むことになる。こ
のような地域には、前述の汚水処理装置、即ち合併浄化
槽が適切である。最近、我が国の有力新聞が公共下水道
の遅れを認め５合併浄化槽の効用の見直しを報告してい
る。最近の技術の進歩のため、浄化槽で処理していた放
流水は、公共下水道で処理したものと全く遜色がないう
えに、公共下水道は一人当り建設費が百万円を必要とす
るが、この合併浄化槽で施工すれば一人当り１５万乃至
２０万円で完成できる。またこの資金は、公共下水道が
国民の税金であるのに、浄化槽は設置者自身の負担であ
る。また、昭和５８年に浄化槽法が制定され、詳細にわ
たって規制された。このような状況において、本発明は
小形な装置にして、効率の良い、建設費のかからない小
規模有機性排水の処理方法を提供するにある。

従来の技術 一般有機性廃棄物のうち、「浄化槽法」では公共下水道
の終末処理場、又はし尿処理施設で処理する場合を除き
、し尿又はし尿と併せて雑排水を処理する場合は、浄化
槽で処理した後でなければ、公共水域に放流してはなら
ないと決めている（浄化槽法第２条、第３条）、この他
に、し尿と併せて処理しない家庭等小規模の人の集合す
る場所より出る有機性汚水には、規制がない。しかし、
工場廃水等の産業廃水には勿論規制がある。

浄化槽についての構造は、建築基準法によって構造が決
められ、国民はこの基準に合格したものでなければ使用
出来ない。家庭等小規模排水の処理構造の制約はないが
、大体、建築基準法の構造に準拠して製作している。し
かし、前述の如く、家庭等から排水する汚水は性分、量
、排出する時刻等の変化が激しく、その上、浄化槽の容
量が小さいので、建築基準法の構造では総てを律するわ
けにはいかない６建築基準法では、第８条で［その他建
設大臣が第一から第七までに指定する浄化槽の構造と同
等以上の効力があると認めるもの」として弾力的に構造
基準が運用出来るようにしている。

さて、浄化槽に対する公共の考え方は、極く最近まで、
浄化槽は公共下水道の建設が終了するまでの補完的設備
であると位置付けていた。そのため、浄化槽を研究する
学者は少ないし、国立大学の衛生、環境、土木工学の講
義にも浄化槽はないようである。専ら、公共下水道の技
術を浄化槽に応用したのであるが、両者に相当な違いが
あるので、これは無理であることが最近段々判ってきた
。

即ち、公共下水道は種々雑多な性分の排水が集合するの
で、大体、処理場においては均一化された性分になる。

一方、浄化槽は、朝、昼、夜で流入址及び性分が異なり
、洗濯水や風呂の使用時には、また違ってくる。殊に、
排泄したものが、直接槽内に流入する。その上、管理を
充分行う知識を使用者がもたないのが現状である。この
ようなわけで、最近急速に浄化槽が見直されてきた関係
で、技術も大きな関心が払われるようになったが、前記
の如く不完全なものである。

発明が解決しようとする問題点 概して生物処理による浄化処理は、有機物の分解処理が
好調であっても、糸条菌のフロック等を含めて微細浮遊
物が処理水に混入して流出すれば、生物学的酸素要求ｆ
ｊｋ（ＢＯＤ）の上昇は免れない。

しかるに、一般住宅やホテル等、し尿と生活排水の同時
処理を行う合併処理浄化槽等の小規模汚水処理装置の場
合は、狭い敷地内に設けなければならず、従って、設置
面積及び費用を少なくしたコンパクトで効果的なものを
要求されているので、汚水処理のＢ終仕上げを行う最後
沈殿槽も余裕が大きく取れないため、例えば、風呂や洗
濯排水等の非定常的な大量放水があったときは、微生物
フロックが上澄水と共に流出して処理効果に悪影響を及
ぼす問題点を有している。

問題点を解決するための手段 この発明は、前記の問題点を解決するのに、−日のし尿
及び生活排水の総量を分割して処理することによって、
−回の処理量を減少し、従来の汚水処理装置を大幅に小
形化し、その上、−時曝気装置を停止して、汚水の循環
を止めて静置させ、汚水中に含まれる浮遊物のうち、汚
水の比重に近い沈降分離が困難な浮遊物も沈降分離を行
い、同時に空気の供給を停止されるために、脱窒、脱燐
を併せ行う企図した発明であり、即ち、装置規模を縮小
しても水理学的操作によって、処理水中の浮遊物の流出
を最低限に抑えると共に、併せてその付帯効果として処
理水の脱窒、脱燐処理も行って、公共水域の富栄養化防
止に貢献しようとするものである。それには、汚水処理
の機能を発揮する生物膜の付着基盤となる接触材として
板状の濾床板を用い、これを水平に多数平行して棚状に
上下に相互間隔を設けて段設した浸漬濾床とすることに
よって、剥離しやすい生物膜を安定して該濾床板面に付
着せしめ、好気性生物膜に加えて嫌気性生物膜の共存を
も可能にし、かつ、浮遊物質の沈殿付着面積を限られた
容量内において最大としたものである。そして、該浸漬
濾床に汚水を水平に流し、縁辺で一段下に反転迂流する
如くなし、エアーリフトポンプにより一気しながら強制
循環処理を行い、生物処理の効率を高め、また広い沈降
分離面積を有し、かつ、多段棚状構成のため沈降距離も
短くなって、著しく沈降分離効率が向上している濾床板
面に、更に沈澱分離性能の向上をはかるために、曝気操
作を停止する運転方法を採ることによって、水中に懸吊
している浮遊物を確実に捕捉し、併せて嫌気性生物処理
の効果も得ようとするものである。

作用 この発明に使用する接触曝気槽の浄化処理時間によって
のＢＯＤの変化を追跡すれば、第７図に見られる如く、
３〜４時間程度で除去率が急速に進み、８〜１０時間位
から緩やかになるデータが得られている。従って、一日
分の排水を１７２乃至１／４容量の装置で処理すること
が可能となり、これによって、装置のコンパクト化をは
かるものであるやそれには、装置は図面に見られる如く
、沈殿分離槽１、また、設計仕様に応じて流量ｇ材種２
を設け、それに濾床板３を水平に段設した接触曝気槽４
及び沈殿槽５．消毒槽６の流系を直列的に連通せしめて
なるもので、操作手順としては、汚水の移流、曝気、静
置、放流の工程を採り、この繰作は繰り返しとなる。運
転に際しては、先ず沈殿分離槽１で粗粒浮遊物７を沈降
分離した汚水Ｗは、処理の１サイクルに相当する量を接
触曝気槽４へ移流ポンプ８により流入せしめ、移流完了
後は接触曝気槽４で一定時間、エアーリフトポンプ９に
よって強制循環により接触曝気処理を行い、濾床板３面
に付着している好気性嫌気性微生物膜１０の作用によっ
て、汚水中の有機物を分解し、水中の生物学的酸素要求
ｉ　（ＢＯＤ）の低下をはかる。そして、所定時間の曝
気による処理を行ってから、例えば、日常生活において
主として深夜から早朝にかかる時間帯等を選んで、この
間、−定時間曝気抛作を停止して接触曝気槽４及び最後
沈殿槽５を静止状態におく、これによって、水中に浮遊
懸吊している沈降速度の極めて小さい微細浮遊物は、総
合的に大きな表面積を有している濾床板３面上に短い沈
降距離で到達し、沈積付着する。これによって、極めて
効率のよい固液分離操作を行うことができる。モして又
、汚水中のアンモニアが曝気処理により酸化され、硝酸
イオンの形になって存在している窒素成分も、生物膜内
及び水中の溶存酸素が減少することによって、脱窒菌の
活動が活発化して窒素ガス及び炭酸ガスに分解されて、
放出除去され、併せてフロック吸着による脱燐効果も得
られるものである。一方、微生物フロックの浮遊流出の
大きな原因とみられている糸状菌の問題についても、間
欠的に曝気を停止することにより、水中の溶存酸素の減
少に敏感な糸状菌の繁殖抑止の効果が、併せ得られて有
利となる。以上の如くして固液分離、脱窒処理が終了す
るので、従って沈降終了後、槽内の上澄水を静かに放流
すれば、処理水中の浮遊物の存在は殆どみられない状態
となり、汚水処理効果は頗る向上するものである。そし
て、定時的に再びこの操作を繰り返して行うことにより
、目的が達せられる。

清澄水の放流は、流量調整槽２より一定処理量の汚水Ｗ
を、汚水中の浮遊物が浸漬濾床の濾床板３面に充分沈積
し得る程度の流速１例えば、毎秒２■（理想としては毎
秒５ＩＷａ）以下で静かに接触曝気槽４へ移入すること
によって、連通している沈殿槽内に滞留している清澄水
を押し出すかたちで溢流させて、放流する操作を行うも
のである。

なお、接触曝気槽４底及び沈殿槽５に沈降した汚泥１１
は、汚泥返送管１２を介してエアーリフトポンプ９によ
り、適宜に沈殿分離槽１へ返送移流する。

実施例１ 装置として、沈殿分離槽１は第１図に示す如く、例えば
、５人用合併処理浄化槽において、各槽容量を次の如く
する。即ち、１人１日分の排水量は２００Ｑ程度とされ
ているから、５人分として２００Ｑ×５人＝１ｒｒ１″
となる。この１日分を２回に分けて処理することにすれ
ば、沈殿分離槽の貯水能力は、１／２ｒｒ？＝５００ｇ
でよい筈である。そして、１年分の沈降汚泥量は１人１
６０Ｑ程度とみなされているので、５人分では、１６０
１２Ｘ５人＝０．８ｒｎ’となるが、これを半年毎に汲
みだすことにすれば、汚泥貯留量分として０．４ｒｒ［
’を考えればよく、これに安全率をみてＯ，１ｍｌ″を
加えれば イ）　沈殿分離槽の総容量は、０．５耐＋０．４イ＋０
．１イ＝１イとなる。また、流量調整槽は、１回分の処
理量が上記に従って、０．５ｒｒｌ’であるから、これ
に汚泥の沈降分としてＯ，ｌｒｎ’、更に、安全をみて
Ｏ，ｌｒｎ’を加算すれば 口）　流量調整槽は、０．５ｒｒｌ’＋０．１ｒｒｉ’
＋０゜１ｒｎ’＝０．７ｒｎ’となる。

ハ）　接触曝気槽の容量は、１回分の処理量０゜５ｒｎ
’、汚泥の沈積量０．１ｍ’に安全率をみて０゜１イを
加えて、０．５ｒｎ″＋Ｏ，１ｍ１″＋０．１イ＝０、
７ｒｒ１３となる。

二）　これに、消毒槽を含めた最後沈殿槽の容量を０．
５ｒｎ’とすれば、処理装置の全容量は、ｌｒｎ’十〇
、７ｒｎ’＋０．７ｒｒｆ＋０．５ｒｒｆ＝２．９ｍと
なり、従来の装置より小形化することができるものであ
る。

これらを各種の位置は任意とするも沈殿分離槽１、流量
調整槽２、接触曝気槽４、最後沈殿槽５、及び消毒槽６
の順序に流系として直列的に配置し、流量調整槽２と接
触曝気槽４との間には、タイマー１３或いはフロートス
イッチ等により制御される移流ポンプ８を、又、接触曝
気槽４にはブロアー１４に接続するエアーリフトポンプ
９を設け、これはタイマー１５装置等により時間設定運
転が行える如くする。流量調整槽２は、し尿処理に加え
て生活排水も同時に処理する合併処理浄化槽においては
、家庭等の排水は時間的に水質、水量の変動が極めて激
しいので、これを−時的に貯留して均衡化する目的と、
次の接触曝気槽４による処理が完了したとき、移流ポン
プ８の運転によって。

１サイクル分だけの汚水Ｗの移流操作が望ましい形で行
われるので有効である。なお、接触曝気槽４の構造は、
第１図にみられる如く、水平多段接触材を充填した曝気
槽（特公昭５８−１６９５６号及び特願昭６１−１３７
８７７号に記載された構造）を充当する。又、接触曝気
槽４底より沈殿分離槽１へは汚泥返送管１２を設け、エ
アーリフトポンプ９により、又は移流ポンプ８を電磁弁
切り替え操作等によって、汚泥ポンプに転用して汚泥返
送を行える如くする。処理方法の態様は、第１工程とし
て第２図に示す如く、流量調整槽２から接触曝気槽４へ
１処理サイクル量の汚水の移流を行うものであり、この
間は移流ポンプ８のみ稼動する。第２工程は、第３図の
如くブロアー１４、エアーリフトポンプ９のみ稼動し、
接触曝気槽４内では曝気処理及び汚水の槽内循環が行わ
れる。

第３工程は、第４図の如く静置工程であり、全動力装置
は停止状態にある。この間、微細浮遊物質の沈降分離及
び嫌気性微生物による脱窒処理が行われる。第４工程は
、第５図に示すように処理上澄水の放流工程であり、第
１工程と同じく移流ポンプ８によって、接触曝気槽４へ
汚水Ｗを徐々に流入せしめて、上澄処理水を押し出し、
沈殿槽５より消毒槽６を介して濡出放流される。そして
、この処理サイクルについては、例えば、住宅排水対象
の場合は、午前４時から午後２時までを曝気工程、同２
時から午後３時までを静置工程、同３時から４時までが
移流、放流工程とし、再び午後４時から翌朝の午前２時
までを曝気工程、同じく午前２時から３時までを静置工
程、３時より４時までが移入、放流工程として１昼夜を
２回に分けて処理を行うものである。しかし、これらサ
イクル時間の設定は、汚水の量、濃度、その他の状況に
よって任意に変更できることは勿論である。

実施例２ 本例は、処理方法は実施例１の場合に準するものである
が、装置としては第６図に示す如く、流量調整槽２を省
いて、沈殿分離槽１に続いて接触曝気槽４以下を設けて
なるものである０本例は、例えば、豆腐製造排水等の如
く固形物の排出量が少なく、定時的な排水が行われる場
合等には好適であり、曝気時間、静置、移流、放流の操
作は、実施例１に従って適時設定するものである。

発明の効果 本発明は、以上の如くであるから、一般家庭の合併処理
浄化槽以外でもホテル、ビル、小規模工場、公民館排水
処理等、装置規模がコンパクト化され効率化要求の強い
場合に特に有利で、設置面積を縮少することができるば
かりでなく、建設並びに維持管理が簡便で経費が低置で
ある。そして、処理操作によって、微細生物フロックの
流出は防止することができ、かつ、糸状菌の繁殖の抑止
と共に、通常の好気性処理では無理であった脱窒。

脱燐処理も可能となるので、低ＢＯＤの処理水質に加え
て、水質改善が行われることによって公共水域の汚染防
止に有効なものとなる。そして、夜間など一定時間の曝
気停止によるエネルギーの節約と、その間のブロアーの
停止によって騒音、振動の害も減少し、この点において
も庶民生活に有利となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は説明的断面図、第２図、第３図、第４図、及び
第５図は説明的な工程図、第６図は説明的断面図、第７
図はＢＯＤ除去率の傾向を示すグラフである。なお、図
中１は沈殿分離槽、２は流量調整槽、３は濾床板、４は
接触曝気槽、５は沈殿槽、６は消毒槽、７は粗粒浮遊物
、８は移流ポンプ、９はエアーリフトポンプ、１ｏは好
気性嫌気性微生物膜、１１は汚泥、１２は汚泥返送管、
１３はタイマー、１４はブロアー、１５はタイマＱ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　一日分の総排水量を分割処理する浄化処理方法にお
   いて、非定常的に排出される汚水の合併処理槽は、沈殿
   分離槽及び流量調整槽に貯留滞流せしめて後、複数の濾
   床板を水平に棚状に段設することによって、広面積の沈
   降分離面積を保有し、かつ、好気性及び嫌気性の微生物
   膜の両者を蓄養してなる浸漬濾床槽内に、流量調整槽よ
   り極めて徐々に移入し、移入完了後曝気処理によって汚
   水中の有機物の分解を行ってから、定時間曝気を停止し
   て槽内汚水の静置をはかり、水中に懸吊され通常の沈降
   分離処理では分離困難な微細浮遊物を多段にして短い沈
   降距離と広い沈降分離面積とを有する浸漬濾床の濾床板
   面に沈積収着せしめると共に、これによって生物膜面及
   び汚水中の溶存酸素の減少をはかり、脱窒菌の作用を活
   発化せしめて水中の窒素除去処理及び脱燐も併せて行い
   、然る後、再び流量調整槽より汚水を徐々に移流せしめ
   ることによって、既に清澄化している処理水を静かに沈
   殿槽に送り更に沈殿を行い、次に消毒槽を介して放流を
   行うことを特徴とする小規模有機性排水の処理方法。 ２　間欠的曝気操作を行う浄化方法において、非定常的
   に排出される汚水の合併処理槽は、沈殿分離槽に貯留滞
   流せしめて後、複数の濾床板を水平に棚状に段設するこ
   とによって、広面積の沈降分離面積を保有し、かつ、好
   気性及び嫌気性の微生物膜の両者を蓄養してなる浸漬濾
   床槽内に、沈殿分離槽より一定処理量を極めて徐々に移
   入し、曝気処理によって汚水中の有機物の分解を行って
   から、一定時間曝気を停止して槽内汚水の静置をはかり
   、水中に懸吊され通常の沈降分離処理では分離困難な微
   細浮遊物を多段にして短い沈降距離と広い沈降分離面積
   とを有する浸漬濾床板面に沈積収着せしめると共に、曝
   気停止によって生物膜面及び汚水中の溶存酸素の減少を
   はかり、脱窒菌の作用を活発化せしめて水中の窒素除去
   処理及び脱燐も併せて行い、然る後、再び沈降分離槽よ
   り汚水を極めて徐々に移流せしめることによって、既に
   清澄化している処理水を静かに沈殿槽に移して更に沈殿
   を行い、次に消毒槽等を介して放流せしめることを特徴
   とする小規模有機性排水の処理方法。