WO2007049495A1

WO2007049495A1 - 廃水処理装置及び廃水処理方法

Info

Publication number: WO2007049495A1
Application number: PCT/JP2006/320816
Authority: WO
Inventors: Tatehiko Narabe
Original assignee: Tatehiko Narabe
Priority date: 2005-10-29
Filing date: 2006-10-19
Publication date: 2007-05-03
Also published as: CN101309869A; JPWO2007049495A1; KR20080072685A; TW200728213A

Abstract

　処理槽１１は流入された原水に対して微生物による第１の有機物分解処理を行う。曝気槽１２は処理槽１１と隔壁１４によって区分され、処理槽１１から流入された処理槽１１の処理水に対して曝気処理及び微生物による第２の有機物分解処理を行う。上澄水返送機構は曝気槽１２の処理水から汚泥、洗澱固形物及び浮上固形物を除去した上澄水を曝気槽から処理槽へ返送する。

Description

明細書

廃水処理装置及び廃水処理方法

技術分野

[0001] 本発明は廃水処理装置及び廃水処理方法、たとえば、一般家庭等で発生する生活廃水、工場廃水等の廃水を生物学的に処理する廃水処理装置及び廃水処理方法に関する。

背景技術

[0002] 有機性廃水を処理する方法として微生物による生物学的廃水処理が広く知られている。また、この生物学的廃水処理は、好気性微生物による好気性廃水処理と嫌気性微生物による嫌気性廃水処理とに分類される。さらに、好気性廃水処理においては、好気性微生物を大量に保持（固定)する必要があり、その方法として活性汚泥法がある。

[0003] 活性汚泥法を用いた第 1の従来の廃水処理装置は、流入された原水に対して好気性微生物による有機物分解処理を行うと共に、曝気処理を行って活性汚泥を培養する処理 Z曝気槽と、処理 Z曝気槽からの混合液を上澄水及び沈澱汚泥に分離する沈澱槽と、沈澱槽の上澄水を殺菌して放流する殺菌槽とからなる。この場合、沈澱槽力処理 Z曝気槽へ沈澱汚泥の一部を活性汚泥として返送することにより大量の好気性微生物を反応 Z曝気槽に保持 (固定)してヽる。

[0004] し力しながら、上述の第 1の従来の廃水処理装置においては、余剰沈澱汚泥が大量に発生するので、余剰沈澱汚泥の汚泥減容化作業が必要である。たとえば、バキユームカ等による定期的な引抜き作業が必要である。引抜かれた汚泥は、屎尿処理施設で脱水処理されたり、中間の汚泥減容化処理施設でさらに水分除去されたりする。最終的には、最終処分場に投棄されたり、他の物質と焼成されて煉瓦等に加工されたり、あるいは堆肥、メタンガス、水素ガスとして再利用される。

[0005] また、上述の第 1の従来の廃水処理装置においては、上澄水は殺菌液と共に放流されるので、放流された殺菌液が化学的な環境汚染を引起す。

[0006] 活性汚泥法を用いた第 2の従来の廃水処理装置は、流入された原水に対して好気性微生物による有機物分解処理を行う処理槽と、処理槽から流入した処理液に対して曝気処理を行って活性汚泥を培養する曝気槽と、曝気槽から処理水を殺菌して放流する殺菌槽とからなる。この場合、曝気槽から処理槽へ処理水と共に沈澱汚泥の一部を活性汚泥として返送することにより大量の好気性微生物を処理槽に保持（固定)して、る (参照：特許文献 1)。

[0007] このように、上述の第 2の従来の廃水処理装置にぉ、ては、処理槽と曝気槽とが別個となるものの、沈澱槽が存在しないので、装置が小型化できると共に、余剰沈澱汚泥を少なくできる。

[0008] 特許文献 1：特開 2005— 254065号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] し力しながら、上述の第 2の従来の廃水処理装置においても、余剰沈澱汚泥の汚泥減容化作業は依然として必要である。

[0010] また、上述の第 2の従来の廃水処理装置においては、曝気槽から処理槽へ処理水と共に沈澱汚泥も返送されるので、有機物分解処理効率が低くなる。

[0011] さらに、上述の第 2の従来の廃水処理装置においても、処理水は殺菌液と共に放流されるので、やはり放流された殺菌液が化学的な環境汚染を引起す。

[0012] 従って、本発明の目的は、余剰沈澱汚泥の汚泥減容化作業を不要とした廃水処理装置及び廃水処理方法を提供することにある。

[0013] また、他の目的は、高い有機物分解処理効率の廃水処理装置及び廃水処理方法を提供することにある。

[0014] さらに、他の目的は、殺菌液を放流しないことにより環境に優しい廃水処理装置及び廃水処理方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0015] 上述の課題を達成するために本発明に係る廃水処理装置は、流入された原水に対して微生物による第 1の有機物分解処理を行う処理槽と、この処理槽と隔壁によつて区分され、処理槽から流入された処理槽の処理水に対して曝気処理及び微生物による第 2の有機物分解処理を行う曝気槽と、この曝気槽の処理水から汚泥、洗澱固形物及び浮上固形物 (スカム）を除去した上澄水を曝気槽力処理槽へ返送する上澄水返送機構とを具備する。これにより、処理槽に返送された微生物はエネルギー源である活性汚泥つまり栄養分がない飢餓状態となり、微生物は原水の有機物に対して高い有機物分解処理能力を発揮する。また、余剰沈澱汚泥も発生しない。

[0016] また、余剰沈澱汚泥が発生しな、ので、余剰沈澱汚泥の腐敗による臭気の問題がなぐ従って、曝気槽の上部に開口を設ける。これにより、曝気処理によって蒸散された処理水の水分が曝気槽の開口力排出される。

[0017] さらに、処理水の水分は曝気槽の開口力蒸散排出されるので、有機物分解処理

、曝気処理及び上澄水返送処理は外部へ放流水を流出させな、クローズド方式にさせる。これにより、殺菌液の放流がなくなり、環境に優しくなる。

[0018] また、本発明に係る廃水処理方法は、原水を処理槽に流入させて微生物による有機物分解処理を行う工程と、有機物分解処理された処理水を曝気槽に流入させて曝気処理を行う工程と、曝気処理された処理水から汚泥、沈澱固形物及び浮上固形物を除去した上澄水を処理槽に返送する工程とを具備する。

発明の効果

[0019] 本発明によれば、曝気処理された処理水の汚泥、沈澱固形物及び浮上固形物を含まな!/ヽ上澄水のみを曝気槽から処理槽へ戻すので、余剰沈澱汚泥をなくすことができ、従って、余剰沈澱汚泥の汚泥減容化作業を不要にできる。また、処理槽の微生物を飢餓的状態にするので、高い有機物分解処理効率が得られる。さらに、クローズド方式の採用により殺菌液の放流がな、ので、環境に優しくできる。

発明を実施するための最良の形態

[0020] 図 1は本発明に係る廃水処理装置の第 1の実施の形態を示す図である。図 1の廃水処理装置は一般家庭の生活廃水等の廃水を含む原水を処理するためのものである。

[0021] 図 1において、浄ィ匕槽 1Aは、微生物 (好気性微生物、嫌気性微生物の両方）による有機物分解処理を行う処理槽 11、処理槽 11から流入された処理水に対して曝気処理及び微生物（主に、好気性微生物）による有機物分解処理を行う曝気槽 12、及び曝気槽 12 内の上部に設けられ、曝気処理された処理水から上澄水を分離する分離槽 13よりなる。つまり、分離槽 13は処理水から汚泥、沈澱固形物及び浮上固形物を除去して上澄水のみを蓄積する。尚、浄ィ匕槽 1Aは縦断面図で示されている。

[0022] 処理槽 11と曝気槽 12との間には上部に貫通孔が形成された隔壁 14が設けられ、また、曝気槽 12と分離槽 13との間には上部に貫通孔が形成された隔壁 15が設けられている。隔壁 14の貫通孔の高さは隔壁 15の貫通孔の高さより高くされている。従つて、処理槽 11で処理された処理水は隔壁 14を越えて曝気槽 12へ流入され、また、曝気槽 12の上澄水は隔壁 15を越えて曝気槽 12へ流入される。

[0023] 処理槽 11上部には蓋 111が設けられている。この場合、蓋 111には開口がない。

また、処理槽 11には、処理槽 11の有機物分解処理状態を検出する状態検出センサ 112が設けられている。たとえば、状態検出センサ 112は、好気性微生物による有機物分解処理により発生した炭酸ガス (CO )を検出する炭酸ガスセンサ、この炭酸ガ

2

スの濃度を検出する炭酸ガス濃度検出センサ、嫌気性微生物による有機物分解処理により発生したメタンガス (CH )を検出するメタンガスセンサ、このメタンガスの濃度

4

を検出するメタンガス濃度センサ、あるいは原水中の溶存酸素量を検出する溶存酸素量センサである。尚、状態検出センサ 112は曝気槽 12に設けてもよい。さらに、隔壁 14には、処理槽 11の深い箇所の処理水が曝気槽 12に流れ込むように管 113が設けられている。尚、管 113は隔壁 14の貫通孔を通過している。

[0024] 曝気槽 12上部には蓋 121が設けられており、この場合、蓋 121には図 2に示すごとく複数の開口 121aが設けられている。また、曝気槽 12の底部には、気泡上の空気を放出する曝気機構 122が設けられている。この曝気機構 122には、浄化槽 1の外部に設けられたブロワ 16から空気供給管 16aを介して加圧空気が供給される。

[0025] 曝気機構 122は、好気性微生物による好気性廃水処理に用いると共に、本発明においては、クローズド方式の廃水処理装置の実現に寄与する。つまり、曝気機構 122 によって曝気槽 12内に供給された空気と曝気槽 12内の処理水との接触蒸散作用により、処理水の水分は蓋 121の開口 121aより排出される。この結果、浄化槽 1Aの処理水を河川等の水環境中に放流する必要がなくなるので、クローズド方式の廃水処理装置を実現できる。また、一般家庭等でディスポーザ (粉砕機)で処理された廃水も放流することなく処理できる。

[0026] 分離槽 13には、上澄水返送機構としての水中ポンプ 131及び返送管路 132が設けられている。この返送管路 132は分離槽 13から処理槽 11へ通じている。また、水位検出センサ 133が設けられている。尚、水中ポンプ 13は外部ポンプでもよい。また、処理槽 11の返送管路 132の先端部には散水装置 132aが設けられている。これにより、処理槽 11の処理水の上部の浮上固形物 (スカム）を散逸させることができる。尚、この返送管路 132は管 113の貫通孔と異なる隔壁 14の貫通孔を通過している。

[0027] 制御ユニット 17は状態検出センサ 112及び水位検出センサ 133の各出力信号に応じてブロワ 16及び水中ポンプ 131を制御するものであって、マイクロコンピュータによって構成されている。

[0028] 図 1の廃水処理装置には、原水源である洗濯機 21、浴槽 22、シンク 23、トイレット 2 4等が合流桥 25及び流入管路 26を介して処理槽 11の上流側に連結されている。尚、洗濯機 21、浴槽 22、シンク 23、トイレット 24等は平面配置図で示されている。

[0029] 図 1の廃水処理装置においては、洗濯機 21、浴槽 22、シンク 23、トイレット 24等の原水源から処理槽 11に流入された原水に対して微生物による有機物分解処理を行い、処理槽 11の処理水に対して曝気槽 12において曝気処理を行い、曝気処理された処理水の上澄水のみを曝気槽 12から処理槽 11に返送する。この結果、処理槽 11 において、微生物が必要とする栄養分 (活性汚泥）が減少する一方、酸素が豊富な高溶存酸素状態 (好気状態）となり、従って、処理槽 11内の微生物の摂食活動が最も効率的な飢餓的状態となる。このような飢餓的状態の微生物は高い有機物分解処理能力を発揮することになる。

[0030] つまり、処理槽 11においては、曝気された処理水の上澄水の供給により微生物の総量は減少しない。他方、処理槽 11に流入される微生物の栄養分は原水中の有機物と従来の返送分の活性汚泥との和である力この返送活性汚泥がない分、処理槽 11内の微生物の栄養分は著しく減少して微生物の総量に対して相対的に減少する。これにより、処理槽 11内においては、微生物の栄養分の総量が微生物の総量に比較して減少するという不均衡状態となる。この不均衡状態を上述の飢餓的状態と呼 [0031] 尚、従来は、処理槽において、溶存酸素量の多い好気的状態を原水中の有機物に活性汚泥を加えた十分な飽食状態にしていた。この結果、微生物は比較的消化分解し易い栄養素のみを捕食する摂食行動をし、従って、比較的消化分解しにくい栄養素、微生物の死骸等は汚泥となり、余剰汚泥が著しく増大していた。このように、常に飽食状態にすることは浄ィ匕槽 1Aにとつて好ましいことではない。

[0032] 処理槽 11における原水中の有機物の総量と微生物の総量とが一定の関係を有するように、制御ユニット 17は状態検出センサ 112及び水位検出センサ 133の各出力信号に応じて上澄水の返送量つまり水中ポンプ 131及び曝気槽 12の曝気処理を制御し、処理槽 11における微生物を飢餓状態にする。状態検出センサ 112が炭酸ガスセンサの場合には、制御ユニット 17は図 3に示すフローにより動作し、状態検出センサ 112が炭酸ガス濃度センサの場合には、制御ユニット 17は図 4に示すフローにより動作し、状態検出センサ 112がメタンガスセンサの場合には、制御ユニット 17は図 5 に示すフローにより動作し、状態検出センサ 112がメタンガス濃度センサの場合には、制御ユニット 17は図 6に示すフローにより動作し、状態検出センサ 112が溶存酸素量センサの場合には、制御ユニット 17は図 7に示すフローにより動作する。尚、いずれのフローも所定時間毎に実行される。

[0033] 図 3では、ステップ 301にて、水位検出センサ 133の出力信号より分離槽 13の上澄水の水位レベルが比較的小さい所定値 Lを超えている力否かを判別する。この結果、上澄水の水位レベルが所定値 Lを超えている場合に、ステップ 302に進み、他方、上澄水の水位レベルが所定値 L以下の場合には水中ポンプ 131の空転防止のためにステップ 305に進む。ステップ 302では、炭酸ガスセンサの出力信号により、処理槽 11内に炭酸ガスが存在するか否かを判別する。この結果、ステップ 302にて炭酸ガスが存在すると判別された場合には、原水中の有機物の総量が大きいと判別してステップ 303〖こ進み、水中ポンプ 131をオンにし、かつ、曝気処理用ブロワ 16をォンもしくは連続 (高作動)運転状態にする。これにより、好気性微生物による好気性廃水処理効率が上昇すると共に、処理水の蒸散量が増加する。他方、ステップ 302にて炭酸ガスが存在しないと判別された場合には、原水中の好気性有機物の総量が小さいと判別してステップ 304に進み、水中ポンプ 131をオンにする力曝気処理用ブロワ 16をオフもしくは断続 (低作動)運転状態にする。これにより嫌気性微生物による嫌気性廃水処理効率が上昇する。ステップ 304では、水中ポンプ 131をオフにし、かつ曝気処理用ブロワ 16をオフもしくは断続 (低作動）運転状態にする。この場合、処理水の蒸散は行われず、上澄水の水位の低下を抑止する。そして、ステップ 306 に図 3のフローは終了する。

[0034] 図 4では、ステップ 401にて、水位検出センサ 133の出力より分離槽 13の上澄水の水位レベルが所定値 Lを超えているか否かを判別する。この結果、上澄水の水位レベルが所定値 Lを超えている場合に、ステップ 402に進み、他方、上澄水の水位レベルが所定値 L以下の場合には水中ポンプ 131の空転防止のためにステップ 403 に進む。ステップ 402では、炭酸ガス濃度センサの出力信号に応じて水中ポンプ 13 1のオンデューティ比及び曝気処理用ブロワ 16のオンデューティ比を制御する。たとえば、炭酸ガス濃度センサの出力信号により検出された処理槽 11内の炭酸ガス濃度が大きい場合には、原水中の好気性有機物の総量が大きいと判別して水中ポンプ 1 31のオンデューティ比を大きくして上澄水の返送量を大きくし、かつ、曝気処理用ブロワ 16のオンデューティ比を大きくする。これにより、好気性微生物による好気性廃水処理効率が上昇すると共に処理水の蒸散量が増加する。他方、炭酸ガス濃度センサの出力信号により検出された処理槽 11内の炭酸ガス濃度が小さ！、場合には、原水中の好気性有機物の総量が小さいと判別して水中ポンプ 131のオンデューティ比を小さくして上澄水の返送量を小さくし、かつ、曝気処理用ブロワ 16のオンデューティ比を小さくする。これにより、好気性微生物による好気性廃水処理効率が低下すると共に処理水の蒸散量が減少する。ステップ 403では、水中ポンプ 131をオフにし、かつ曝気処理用ブロワ 16をオフもしくは断続 (低作動）運転状態にする。これにより嫌気性微生物による嫌気性廃水処理効率が上昇する。この場合、処理水の蒸散は行われず、上澄水の水位の低下を抑止する。そして、ステップ 404に図 4のフローは終了する。

[0035] 尚、図 3もしくは図 4における炭酸ガスもしくはその濃度を検出しているのは、好気性微生物による好気性廃水処理をモニタするためであり、この結果、好気性微生物による好気性廃水処理を主に制御していることになる。 [0036] 図 5では、ステップ 501にて、水位検出センサ 133の出力信号より分離槽 13の上澄水の水位レベルが所定値 Lを超えているカゝ否かを判別する。この結果、上澄水の水位レベルが所定値 Lを超えている場合に、ステップ 502に進み、他方、上澄水の水位レベルが所定値 L以下の場合には水中ポンプ 131の空転防止のためにステップ 504に進む。ステップ 502では、メタンガスセンサの出力信号により、処理槽 11内にメタンガスが存在するカゝ否かを判別する。この結果、ステップ 502にてメタンガスが存在すると判別された場合には、原水中の嫌気性有機物の総量が大きいと判別してステツプ 503に進み、水中ポンプ 131をオンにし、かつ、曝気処理用ブロワ 16をオフもしくは断続 (低作動)運転状態にする。これにより、嫌気性微生物による嫌気性廃水処理効率が上昇する。他方、ステップ 502にてメタンガスが存在しないと判別された場合には、原水中の嫌気性有機物の総量が小さいと判別してステップ 504に進み、水中ポンプ 131をオンもしくは連続 (高作動）運転状態にし、かつ、曝気処理用プロヮ 16をオンもしくは連続 (高作動)運転状態にする。これにより、嫌気性微生物による嫌気性廃水処理効率が上昇すると共に処理水の蒸散が行われる。ステップ 505では、水中ポンプ 131をオフにし、かつ曝気処理用ブロワ 16をオフもしくは断続 (低作動）運転状態にする。この場合、処理水の蒸散は行われず、上澄水の水位の低下を抑止する。そして、ステップ 506に図 5のフローは終了する。

[0037] 図 6では、ステップ 601にて、水位検出センサ 133の出力より分離槽 13の上澄水の水位レベルが所定値 Lを超えているか否かを判別する。この結果、上澄水の水位レベルが所定値 Lを超えている場合に、ステップ 602に進み、他方、上澄水の水位レベルが所定値 L以下の場合には水中ポンプ 131の空転防止のためにステップ 603 に進む。ステップ 602では、メタンガス濃度センサの出力信号に応じて水中ポンプ 13 1のオンデューティ比及び曝気処理用ブロワ 16のオンデューティ比を制御する。たとえば、メタンガス濃度センサの出力信号により検出された処理槽 11内のメタンガス濃度が大きい

場合には、原水中の嫌気性有機物の総量が大きいと判別して水中ポンプ 131のオンデューティ比を大きくして上澄水の返送量を大きくし、かつ、曝気処理用ブロワ 16のオンデューティ比を小さくする。これにより、嫌気性微生物による嫌気性廃水処理効率が上昇すると共に処理水の蒸散量は減少する。他方、メタンガス濃度センサの出力信号により検出された処理槽 11内のメタンガス濃度が小さい場合には、原水中の嫌気性有機物の総量が小さいと判別して水中ポンプ 131のオンデューティ比を小さくして上澄水の返送量を小さくし、かつ、曝気処理用ブロワ 16のオンデューティ比を大きくする。これにより、嫌気性微生物による嫌気性廃水処理効率が低下すると共に処理水の蒸散量は増加する。

ステップ 603では、水中ポンプ 131をオフにし、かつ曝気処理用ブロワ 16をオフもしくは断続 (低作動)運転状態にする。この場合、処理水の蒸散は行われず、上澄水の水位の低下を抑止する。そして、ステップ 604に図 6のフローは終了する。

[0038] 尚、図 5もしくは図 6におけるメタンガスもしくはその濃度を検出しているのは、嫌気性微生物による嫌気性廃水処理をモニタするためであり、この結果、嫌気性微生物による嫌気性廃水処理を主に制御していることになる。

[0039] 図 7では、ステップ 701にて、水位検出センサ 133の出力信号より分離槽 13の上澄水の水位レベルが所定値 Lを超えているカゝ否かを判別する。この結果、上澄水の水位レベルが所定値 Lを超えている場合に、ステップ 702に進み、他方、上澄水の水位レベルが所定値 L以下の場合には水中ポンプ 131の空転防止のためにステップ 703に進む。ステップ 702では、溶存酸素量センサの出力信号により検出された処理槽 11内の溶存酸素量に応じて水中ポンプ 131のオンデューティ比及び曝気処理用ブロワ 16のオンデューティ比を制御する。たとえば、溶存酸素量が小さい場合には、水中ポンプ 131のオンデューティ比を大きくして上澄水の返送量を大きくし、かつ、曝気処理用ブロワ 16のオンデューティ比を大きくする。これにより好気性微生物による好気性廃水処理効率が上昇すると共に処理水の蒸散量は増加する。他方、溶存酸素量が大きい場合には、水中ポンプ 131のオンデューティ比を小さくして上澄水の返送量を小さくし、かつ、曝気処理用ブロワ 16のオンデューティ比を小さくする。これにより嫌気性微生物による嫌気性廃水処理効率が上昇すると共に処理水の蒸散量は減少する。つまり、処理槽 11内の溶存酸素量が所定値となるようにフィードバック制御し、これにより、好気性微生物による好気性廃水処理及び嫌気性微生物による嫌気性廃棄物処理を交互に行う。他方、ステップ 703では、水中ポンプ 131をオフにし、かつ曝気処理用ブロワ 16をオフもしくは断続 (低作動）運転状態にする。この場合、処理水の蒸散は行われず、上澄水の水位の低下を抑止する。そして、ステップ 7 04に図 7のフローは終了する。

[0040] 図 8は本発明に係る廃水処理装置の第 2の実施の形態を示す図である。図 8においては、図 1の浄ィ匕槽 1Aの代りに、浄ィ匕槽 1Bを設けてある。

[0041] 図 1においては、浄ィ匕槽 1Aの内部に返送管路 132が設けてある力図 8においては、浄ィ匕槽 1Bの外部に返送管路 132'を設けてある。この返送管路 132'はシンク 2 3が連結された合流桝 25に連結されている。これにより、流入管路 26の一部も返送管路として作用する。図 8においても、図 1の廃水処理装置と同様に、制御ユニット 1 7が状態検出センサ 112及び水位検出センサ 133の各出力信号に応じて水中ボンプ 131及び曝気槽 92の曝気処理を制御する。従って、図 8の本発明の第 2の実施の形態においては、図 1の本発明の第 1の実施の形態の効果にカ卩えて、原水に加えて処理水が合流桝 25及び流入管路 26を流れるので、流入管路 26の内壁に固形の油脂分等が付着するのを防止できると、う効果を奏する。

[0042] 図 9は本発明に係る廃水処理装置の第 3の実施の形態を示す図である。図 9においては、図 8の浄ィ匕槽 1Bの代りに、浄ィ匕槽 1Cを設けてある。

[0043] 図 8においては、分離槽 13には水中ポンプ 131及び水位検出センサ 132を設けてあるが、図 9の分離槽 13 'には水中ポンプ及び水位検出センサを設けていない。その代り、図 9の返送管路 132'を分離槽 13'の隔壁 15の貫通孔より低い場所に連結して返送管路 132'の途中に上澄水貯留槽 18を設け、図 8の水中ポンプ 131及び水位検出センサ 132に対応する水中ポンプ 181及び水位検出センサ 182を設けてある。尚、水中ポンプ 181は外部ポンプとすることもできる。また、上澄水貯留槽 18の底部には、気泡状の空気を放出する曝気機構 183が設けられ、この曝気機構 183はブロワ 16から空気供給管 16bを介して加圧空気が供給される。さらに、上澄水貯留槽 1 8の上部には蓋 184が設けられており、この場合、蓋 184には図 10に示すごとく開口 184aが設けられている。図 9においても、図 1の廃水処理装置と同様に、制御ュ-ット 17が状態検出センサ 112及び水位検出センサ 182の各出力信号に応じて水中ポンプ 183及び曝気槽 12、上澄水貯留槽 18の曝気処理をする。尚、上澄水貯留槽 1 8は縦断面図で示されている。

[0044] 図 9に示す本発明の第 3の実施の形態においても、図 8に示す本発明の第 2の実施の形態と同様の効果が期待できる。

[0045] 図 8、図 9に示す廃水処理装置はクローズド方式である力図 11の（A)、（B)に示すごとぐ余剰処理水 (上澄水)を放流することも可能である。すなわち、図 8の浄ィ匕槽 1Bの返送管路 132' (図 11の (A) )もしくは図 9の上澄水貯留槽 18の返送管路 13 2' (図 11の (B) )に切替弁 31を設けて放流管路 32を設ける。放流管路 32には殺菌槽 33及び水質監視センサ 34が設けられ、水質監視センサ 34の出力信号はモデムを通じて監視センタに送られるようにする。

[0046] 図 11の (A)、（B)における切替弁 31は制御ユニット 17によって制御される。たとえば、図 13のフローに示すごとぐステップ 1301にて、水位検出センサ 133 (もしくは 1 82)の出力信号により分離槽 13 (もしくは上澄水貯留槽 18)の上澄水の水位レベルが比較的大きい所定値 L ( >L )を超えているカゝ否かを判別する。この結果、上澄水

2 1

の水位レベルが所定値 Lを超えている場合にステップ 1302に進み、切替弁 31を放

2

流管路 32側に制御して放流制御を行う。他方、上澄水の水位レベルが所定値 L以

2 下の場合にはステップ 1303に進み、切替弁 31を原水用の流入管路側に制御してクローズド制御を行う。そして、ステップ 1304にて図 13のフローは終了する。

[0047] 図 8、図 9の廃水処理装置は、図 13に示すごとぐ公共下水道の集中処理を行うコミュニティプラントあるいは終末処理施設と呼ばれる大型廃水処理装置に適用することができる。すなわち、図 8の浄化槽 1Bの返送管路 132，（図 13の (A) )もしくは図 8 の浄ィ匕槽 1Cの返送管路 132' (図 13の (B) )に切替弁を設けずに放流管路 32を分流する。図 11と同様に、放流管路 32には殺菌槽 33及び水質監視センサ 34が設けられ、水質監視センサ 34の出力信号はモデムを通じて監視センタ（図示せず）に送るようにする。

[0048] 他方、浄ィ匕槽 1B (1C)の流入側には地下式原水貯留槽 41を設け、返送管路 132' を流量調整弁 42を介して地下式原水貯留槽 41へ戻す。地下式原水貯留槽 41は揚水ポンプ（図示せず)を内蔵しており、これにより、原水及び処理水を地下式原水貯留槽 41から浄ィ匕槽 IB (1C)へ流入させる。この場合、浄ィ匕槽 1B (もしくは上澄水貯留槽 18)は水中ポンプ 131 (181)は不要にすることができ、これにより、処理水は自重で自然に返送管路 132'及び放流管路 32に流れる。このとき、流量調整弁 42は処理水が必要以上に地下式原水貯留槽 41に流れ込まなヽようにする。言ヽ換えると、地下

式原水貯留槽 41への処理水の流量の最大値は流量調整弁 42によって定められており、上澄水の流量がその最大値を超えようとした場合に、その上澄水は放流管路 3 2に流れ、放流されること〖こなる。

[0049] 図 13において、地下式原水貯留槽 41は浄ィ匕槽 1B (1C)より低所に設けられている。この場合、もし地下式原水貯留槽 41が地上に設けられているとすれば、浄化槽 1 B (1C)はそれよりも高所に設けられて、ればよ!/、。

[0050] 図 11の各廃水処理装置は、図 14に示すごとぐ複数の原水排出施設 (一般家庭も含む） 51a、 51b、 51c、 51dが共同して浄ィ匕槽 IB (1C)を利用する場合にも適用できる。通常、原水排出施設 51a、 51b、 51c、 51dから浄ィ匕槽 1B (1C)までの原水管路 52a、 52b、 52c、 52dは長さ数 km〜数 10kmであり、原水管路 52a、 52b、 52c、 52dの内壁に汚泥、沈澱固形物等が堆積したり、あるいは付着する。このような汚泥、沈澱固形物を効率的に除去するために、返送管路 132'を返送管路 53a、 53b、 5 3c、 53dとして原水管路 52a、 52b、 52c、 52dの複数の箇所で返送する。尚、原水管路 52a、 52b、 52c、 52dの流通促進のために中継ポンプ 54が適宜設けられている。

[0051] 詳しくは、図 15の（A)に示すごとく、返送管路 53a、 53b、 53c、 53dは原水管路 52 a (52b, 52c、 52d)【こ糸且込まれてヽる。返送管路 53a (53b、 53c、 53d)【こ ίま所定 f¾ 隔で吐出部（開口） 61が設けられている。

[0052] さらに、図 15の（B)に示すごとぐ吐出部 61には自走吐出部 62を設けることもできる。この自走吐出部 62は、吐出部 61に一端が固定されたホース 62a及び吐出ノズル 62bにより構成されている。この吐出ノズル 62bは原水管路 52aの上流方向に対して斜めに配置されており、これにより、自走吐出部 62は原水管路 52a内を返送管路 53 aに沿って自走できるようになつている。つまり、自走吐出部 62は返送管路 53aから吐出された上澄水の反動力によりホース 62aの長さ分だけ移動し、その後、ホース 62 aの卷取力によって元の位置に戻る。従って、自走吐出部 62は所定距離だけ進退自走する。尚、各吐出ノズル 62bの開口の開閉を個別的に電気的に制御し、特定の吐出ノズルに集中させて処理水を集中返送することもできる。

[0053] 上述の発明の実施の形態では、活性汚泥方法だけでなぐ散水ろ床方法、固定ろ床方法、接触ろ過方法等の生活廃水及び産業廃水の廃水処理装置として用いることができる。また、上述の曝気処理において、空気ではなぐ一酸ィ匕窒素 (NO)や二酸化炭素（CO )等を曝気処理に用いても構わない。このようなガスによる曝気処理

2

でも、水中の微生物の生理機能を制御して延命や摂食行動等の機能を高めることが可能である。

[0054] 上述の第 1の従来の廃水処理装置においては、処理水の生物化学的酸素要求量 BODは単独浄化槽で 20〜80mgZl、合併浄化槽で 5〜20mgZlであるのに対し、上述の本発明の実施の形態では、生物化学的酸素要求量 BODは、いずれの浄ィ匕槽でも 7mgZl以下であった。従って、本発明においては、生物化学的酸素要求量（ BOD)、化学的酸素要求量 (COD)の高価な分析器を用いたメンテナンスは不要となる。また、処理槽 11及び曝気槽 12のいずれにおいても、除去すべき過剰沈澱汚泥、スカムの発生はなかった。

[0055] 尚、上述の発明の実施の形態では、空気ではなぐ一酸化窒素ガス (NO)や二酸化炭素ガス (CO )等を用いてもよい。このようなガスによる曝気処理でも、水中の微

2

生物の生理機能を制御して延命や摂食行動等の機能を高めることが可能である。図面の簡単な説明

[0056] [図 1]本発明に係る廃水処理装置の第 1の実施の形態を示す図である。

[図 2]図 1の曝気槽の蓋の平面図である。

[図 3]図 1の制御ユニットの動作を示すフローチャートである。

[図 4]図 1の制御ユニットの動作を示すフローチャートである。

[図 5]図 1の制御ユニットの動作を示すフローチャートである。

[図 6]図 1の制御ユニットの動作を示すフローチャートである。

[図 7]図 1の制御ユニットの動作を示すフローチャートである。 [図 8]本発明に係る廃水処理装置の第 2の実施の形態を示す図である。

[図 9]本発明に係る廃水処理装置の第 3の実施の形態を示す図である。

[図 10]図 9の上澄水貯留槽の蓋の平面図である。

[図 11]図 8、図 9の廃水処理装置の適用例を示す図である。

[図 12]図 11の制御ユニットの動作を示すフローチャートである。

[図 13]図 11の廃水処理装置の変更例を示す図である。

[図 14]図 11の廃水処理装置の他の変更例を示す図である。

[図 15]図 14の原水排出施設の近傍の拡大図である。

符号の説明

1A、 1B、 1C:浄化槽

11: ：処理槽

12: ：曝気槽

13: ：分離槽

14、 , 15:隔壁

16: ：曝気処理用ブロワ

17: ：制御ユニット

18: ：上澄水貯留槽

21: ：洗濯機

22: ：浴槽

23: ：シンク

24: ：トイレット

31: ：切替弁

32: ：放流管路

33: ：殺菌槽

34: ：水質監視センサ

41: ：地下式原水貯留槽

42: ：流里周整开

51a、 51b、 51c、 51d:原水排出施設 a, 52b、 52c、 52d:原水管路a, 53b、 53c、 53d:返送管路：中継ポンプ

:吐出部

:自走吐出部

Claims

請求の範囲

[1] 流入された原水に対して微生物による第 1の有機物分解処理を行う処理槽（11)と該処理槽と第 1の隔壁（14)によって区分され、前記処理槽から流入された前記処理槽の処理水に対して曝気処理及び微生物による第 2の有機物分解処理を行う曝気槽 (12)と、

該曝気槽の処理水から汚泥、洗澱固形物及び浮上固形物を除去した上澄水を前記曝気槽から前記処理槽へ返送する上澄水返送機構と

を具備する廃水処理装置。

[2] 前記上澄水返送機構が前記上澄水を前記処理槽に散水するための散水装置（13

2a)を具備する請求項 1に記載の廃水処理装置。

[3] 前記曝気槽の上部に開口（121a)を設けた請求項 1に記載の廃水処理装置。

[4] 前記有機物分解処理、前記曝気処理及び前記上澄水返送処理は外部へ放流水を流出させないクローズド方式による請求項 2に記載の廃水処理装置。

[5] 前記上澄水返送機構が、

前記曝気槽内の上部に第 2の隔壁（15)によって区画され、前記曝気槽の処理水から前記上澄水を分離する分離槽 (13)と、

該分離槽に設けられたポンプ（131)と、

前記分離槽と前記処理槽との間に連結され、前記ポンプにより前記上澄水を前記分離槽から前記処理槽へ返送する返送管路（132、 132' )と

を具備する請求項 1に記載の廃水処理装置。

[6] 前記返送管路（132)が前記曝気槽の内部及び前記処理槽の内部に配置された請求項 5に記載の廃水処理装置。

[7] 前記返送管路（132' )が前記曝気槽及び前記処理槽の外部に配置された請求項

5に記載の廃水処理装置。

[8] 前記上澄水返送機構が、

前記曝気槽内の上部に第 2の隔壁（15)によって区画され、前記曝気槽の処理水から前記上澄水を分離する分離槽 ( 13 ' )と、前記分離槽と前記処理槽との間に連結され、前記上澄水を前記分離槽から前記処理槽へ返送する返送管路（ 132 ' )と

を具備し、

前記廃水処理装置が、さらに、

前記返送管路の途中に上澄水貯留槽 (18)を具備し、該上澄水貯留槽の上部に開口（ 184a)及びポンプ（ 181 )を設けた

請求項 7に記載の廃水処理装置。

[9] さらに、前記返送管路に連結された外部放流のため放流管路 (32)を具備する請求項

7に記載の廃水処理装置。

[10] さらに、前記返送管路と前記放流管路との分岐点に切替弁 (31)を設けた請求項 9 に記載の廃水処理装置。

[11] さらに、前記原水と共に前記返送管路からの上澄水を貯留して前記処理槽へ送り込む原水貯留槽 (41)を具備する請求項 7に記載の廃水処理装置。

[12] 前記原水貯留槽が前記処理槽及び前記曝気槽より低!、場所に設けられ、前記原水貯留槽が揚水ポンプを具備する請求項 11に記載の廃水処理装置。

[13] 前記原水を前記処理槽へ流入させる原水管路（52a、 52b、 52c, 52d)に前記返送管路を組込むことにより前記原水に前記上澄水を返送させる請求項 7に記載の廃水処理装置。

[14] 前記返送管路に前記上澄水を前記原水管路に吐出させるための吐出部（61)を設けた請求項 13に記載の廃水処理装置。

[15] 前記吐出部にホース（62a)及び吐出ノズル (62b)を有する自走吐出部を設けた請求項 14に記載の廃水処理装置。

[16] 前記処理槽の有機物分解処理状態を検出する状態検出センサ（112)と、

該状態検出センサの出力信号に応じて前記上澄水返送機構及び前記曝気処理の曝気槽の曝気処理を制御する制御ユニット（17)と

を具備する請求項 1に記載の廃水処理装置。

[17] 前記状態検出センサが炭酸ガスセンサである請求項 16に記載の廃水処理装置。

[18] 前記状態検出センサが炭酸ガス濃度センサである請求項 16に記載の廃水処理装置。

[19] 前記状態検出センサカ^タンガスセンサである請求項 16に記載の廃水処理装置。

[20] 前記状態検出センサがメタンガス濃度センサである請求項 16に記載の廃水処理装置。

[21] 前記状態検出センサが溶存酸素量センサである請求項 16に記載の廃水処理装置

[22] 前記分離槽に流入された上澄水の水位を検出する水位検出センサ（133)と、該水位検出センサの出力信号に応じて前記上澄水返送機構及び前記曝気槽の曝気処理を制御する制御ユニット（17)と

を具備する請求項 5に記載の廃水処理装置。

[23] 前記上澄水貯留槽に流入された上澄水の水位を検出する水位検出センサ（182) と、

該水位検出センサの出力信号に応じて前記上澄水返送機構及び前記曝気槽及び前記上澄水貯留槽の曝気処理を制御する制御ユニット（17)と

を具備する請求項 8に記載の廃水処理装置。

[24] 前記上澄水貯留槽に流入された上澄水の水位を検出する水位検出センサ（182) と、

該水位検出センサの出力信号に応じて前記切替弁を制御する制御ユニット（17)とを具備する請求項 10に記載の廃水処理装置。

[25] 原水を処理槽（11)に流入させて微生物による第 1の有機物分解処理を行う工程と該有機物分解処理された処理水を曝気槽（12)に流入させて曝気処理及び微生物による第 2の有機物分解処理を行う工程と、

曝気処理された処理水から汚泥、洗澱固形物及び浮上固形物を除去した上澄水を前記処理槽に返送する工程とを具備する廃水処理方法。