WO2017033492A1

WO2017033492A1 - 有機性排水の生物処理装置及び処理方法

Info

Publication number: WO2017033492A1
Application number: PCT/JP2016/062464
Authority: WO
Inventors: 田中　一平; 哲清水
Original assignee: 栗田工業株式会社
Priority date: 2015-08-26
Filing date: 2016-04-20
Publication date: 2017-03-02
Also published as: JP6112162B2; JP2017042713A

Abstract

ストレーナの洗浄が容易である有機性排水の生物処理装置が提供される。有機性排水を第一生物処理槽４１において処理し、分散菌による有機物の分解により分散菌の増加した第一生物処理水を生成させ、第二生物処理槽４２において、分散菌を微小動物に捕食させる。第一生物処理槽４１及び第二生物処理槽４２は同一形状及び同一大きさの塔体５０を有しており、塔体の高さが６～１１ｍである。各生物処理槽４１，４２内にストレーナ５４が設置されている。各ストレーナ５４に逆洗用空気が配管７３，６８から供給される。

Description

有機性排水の生物処理装置及び処理方法

　本発明は、生活排水、下水、食品工場、パルプ工場、半導体製造排水、液晶製造排水等の有機性排水の処理に広く利用することができる有機性排水の生物処理装置に係り、特に有機性排水を生物処理する生物処理塔を備えた有機性排水の生物処理装置に関する。また、本発明は、この処理装置を用いた有機性排水の生物処理方法に関する。

　有機性排水を生物処理する場合に用いられる活性汚泥法は、処理水質が良好で、メンテナンスが容易であるなどの利点から、下水処理や産業廃水処理等に広く用いられている。しかしながら、活性汚泥法におけるＢＯＤ容積負荷は一般に０．５～０．８ｋｇ／ｍ^３／ｄ程度であるため、広い敷地面積が必要となる。また、分解したＢＯＤの２０～４０％が菌体、即ち汚泥へと変換されるため、大量の余剰汚泥処理も問題となる。

　有機性排水の高負荷処理に関しては、担体を添加した流動床法が知られている。この方法を用いた場合、３ｋｇ／ｍ^３／ｄ以上のＢＯＤ容積負荷で運転することが可能となる。しかしながら、この方法では発生汚泥量は分解したＢＯＤの３０～５０％程度で、通常の活性汚泥法より高くなることが欠点となっている。

　特許文献１には、有機性排水をまず、第一処理槽で細菌により処理し、排水に含まれる有機物を酸化分解して非凝集性の細菌の菌体に変換した後、第二処理槽で固着性原生動物に捕食除去させることで余剰汚泥の減量化が可能になることが記載されている。さらに、この方法では高負荷運転が可能となり、活性汚泥法の処理効率も向上するとされている。

　このように細菌の高位に位置する原生動物や後生動物の捕食を利用した廃水処理方法は、多数考案されている。例えば、特許文献２には、特許文献１の処理方法で問題となる原水の水質変動による処理性能悪化の対策が記載されている。具体的な方法としては、「被処理水のＢＯＤ変動を平均濃度の中央値から５０％以内に調整する」、「第一処理槽内および第一処理水の水質を経時的に測定する」、「第一処理水の水質悪化時には微生物製剤または種汚泥を第一処理槽に添加する」等の方法をあげている。

　特許文献３では、細菌、酵母、放線菌、藻類、カビ類や廃水処理の初沈汚泥や余剰汚泥を原生動物や後生動物に捕食させる際に超音波処理または機械攪拌により、捕食されるフロックのフロックサイズを動物の口より小さくさせる方法を提案している。

　流動床と活性汚泥法の多段処理による有機性排水の生物処理方法としては、特許文献４に記載のものがある。この方法では、後段の活性汚泥法をＢＯＤ汚泥負荷０．１ｋｇ－ＢＯＤ／ｋｇ－ＭＬＳＳ／ｄの低負荷で運転することで、汚泥を自己酸化させ、汚泥引き抜き量を大幅に低減できるとしている。

　従来の生物処理槽の槽体としては、コンクリート水槽又はタワー状高架水槽が用いられている。

　コンクリート水槽には次の課題がある。
（ｉ）槽本体が現地土木工事となり、更に槽内部装置の設置が槽施工後となり、現地での工期が長くなる。施工・品質管理の面でも不安が残る。
（ii）実用上で水深が通常４ｍ程度までであるため、現地での設置スペースが大きくなる。
（iii）原水負荷増加に対応して設備を増強したい場合であっても、現地土木工事でかつ設置面積が大きいことから、増設が容易に出来ない。
（iv）底部からの液漏れの点検がしづらい。
（ｖ）槽内面ライニング補修を行う必要がある。

　タワー状高架水槽には次の課題がある。
（vi）設置スペースを抑制しつつ容量を確保するためには、槽高を大きくする必要があり、少なくとも７ｍ程は必要になる。この場合、現地配管施工や日常保守時には槽上部に登る必要があり、通常は階段や梯子等を設置する。このため作業性が悪くなる。
（vii）現地における槽上部からの渡り配管工事の負担が大きくなりやすい。
（viii）槽材質や液質によっては、槽内面ライニング補修を行う必要がある。

特開昭５５－２０６４９号公報特開２０００－２１０６９２号公報特開昭５５－２０６４９号公報特許第３４１０６９９号公報

　上記の通り、従来のコンクリート水槽又はタワー状高架水槽には、次のような課題があった。
１）コンクリート水槽では設置平面積が大きい。
２）コンクリート水槽では工期が長くなる。
３）コンクリート水槽では、設備増強が容易ではない。
４）槽高が大きいタワー型水槽では、高所作業により作業効率が悪く、作業性の向上や転落事故防止を図る必要がある。
５）槽高が大きいタワー型水槽では、槽上部から外部への配管が生じ現地工事の負担が大きくなるため現地工事の簡素化を図る必要がある。

　従来、有機性排水の生物処理槽内にストレーナを設置し、生物処理液を該ストレーナで濾過して取り出すことがある。このストレーナに汚泥や、担体、油脂、その他の異物が付着した場合、ブラシ等で擦り洗いを行う。

　しかしながら、生物処理槽の槽高が大きいときには、このブラシ等による洗浄は容易ではない。例えば、ストレーナが生物処理槽内の上部に設けられている場合には、槽上部まで作業員が登ってブラシ等で擦り洗いすることになるが、高所作業となり、作業が容易ではない。

　ストレーナが生物処理槽内の下部に設けられている場合には、生物処理槽内の水位を低下させ、作業員が槽内に入ってブラシ等で洗浄することが考えられるが、作業が容易ではなく、生物処理槽の運転中断時間も長くなる。作業員が槽内に入る代りに、洗浄機を水中に差し込むことも考えられるが、洗浄機をストレーナに確実の当てることが難しい。ブラシ式等の洗浄機を槽内に予め設置しておくことも考えられるが、コスト高であると共に洗浄機のメンテナンスに手間及びコストがかかる。

　本発明は、これらの課題を解決し、施工が容易であると共に、高所作業の低減及び省スペース化を図ることができる有機性排水の生物処理装置及び処理方法を提供することを第１の目的とする。

　本発明は、生物処理槽内に設置されたストレーナの洗浄を容易に行うことができる有機性排水の生物処理装置及び処理方法を提供することを第２の目的とする。

　本発明の有機性排水の生物処理装置は、有機性排水を多段に設けられた生物処理槽で生物処理する装置であって、第一段の生物処理槽において、分散菌による有機物の分解により分散菌の増加した第一生物処理水を生成させ、後段の第二生物処理槽において、第二生物処理水を生成させる有機性排水の生物処理装置において、第一生物処理槽及び第二生物処理槽は同一形状及び同一大きさの塔体を有しており、塔体の高さが６～１１ｍであり、いずれか一方の塔体内に、塔体内の生物処理液を濾過するためのストレーナが設置されており、該ストレーナを気体で逆洗するためにストレーナ内に気体を供給する気体供給手段が設けられていることを特徴とするものである。

　本発明の一態様では、塔体の高さ（Ｈ）と直径（Ｄ）の比（Ｈ／Ｄ）が１．５～５．０である。本発明の一態様では、ストレーナは、塔体の上下方向の中間又はそれよりも下側に設けられている。

　本発明の一態様では、塔体はＦＲＰ製であり、塔底から塔頂まで全体として一体に成形されたものである。ストレーナは、後面が開放し、前面にスクリーンが設けられたボックスを備えており、該ボックスの後縁が前記塔体の内周面に接着されていてもよい。

　本発明の有機性排水の生物処理方法は、かかる本発明の生物処理装置を用いるものである。

　本発明の有機性排水の処理装置は、規格寸法（同一形状、同一大きさ）の塔体を有する水処理ユニットを複数個備えたものであり、各水処理ユニットは予め工場にて製作しておくことができる。

　本発明では、各槽のサイズが統一されているので、装置の設計・施工も共通化され、簡易・迅速に行うことができる。また、槽同士の間のスペースを小さくすることもできる。さらに、生物処理槽の増設も容易である。

　本発明では、生物処理槽内に浸漬配置されたストレーナ内に気体を供給してストレーナを逆洗することができる。従って、生物処理槽内にブラシを差し込んだりストレーナ洗浄機を持ち込んだりする必要がなく、ストレーナが槽下部に設置されていてもストレーナの洗浄をきわめて容易に行うことができる。

　ストレーナ内に気体を供給すると、スクリーンの一次側付近で気液の撹拌が生じ、スクリーン表面の異物が剥離される。この場合の空気供給量は、スクリーン透過流速として１～１５ｍ／ｓ程度であることが好ましい。

　ストレーナを生物処理槽内の上下方向の中間部付近又はそれよりも下位に設置した場合、油脂などの浮上性の異物がスクリーンに接触することが少なくなり、油脂などの付着が抑制される。

　塔体をＦＲＰで一体に構成することにより、軽量となり、運搬や設置施工も容易となる。この場合、ストレーナは、後面が開放し、前面にスクリーンが設けられたボックスを備えており、該ボックスの後縁が前記塔体の内周面に接着されている構成とすることにより、塔体内部の構造を簡素化し、塔体内部での水の循環流をスムーズなものとすることができる。

実施の形態に係る有機性排水の生物処理装置の縦断面図である。図１のII－II線矢視図である。図１のIII－III線矢視図である。図４ａ～４ｈは本発明の有機性排水の生物処理装置における水処理ユニット配置例を示す平面図である。別の実施の形態に係る有機性排水の生物処理装置の縦断面図である。図６ａは図５のＡ－Ａ線断面図、図６ｂは図５のＢ－Ｂ線断面図である。図５のVII－VII線断面図である。図７のVIII－VIII矢視図である。図９ａは別の実施の形態を示す構成図であり、図９ｂは図９ａのIXb－IXb線断面図である。さらに別の実施の形態を示す構成図である。

　以下に図面を参照して本発明の有機性排水の生物処理装置及び処理方法の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の有機性排水の生物処理装置の実施の形態を示すものであり、第一生物処理槽１と、第二生物処理槽２とが基礎３上に立設され、配管４によって直列に接続されている。

　第一生物処理槽１は、円筒形の塔体１０と、該塔体１０の下部側面に設けられたフランジ構造の原水流入口１１ａと、該原水流入口１１ａに連なり、塔体１０内を上方に延在し、上端部が流出口１４ａよりも上位にて開放した原水導入管１１と、塔体１０内の底部に設けられた散気管１２と、該塔体１０内において散気管１２の上側に設置された固定床又は揺動床担体１３と、塔体１０の上部に設けられた処理水の流出口１４ａ等を備えている。なお、散気管１２は、気体供給装置としての図示しないブロワに接続されている。ここでブロワとしては、水位が高い場合には、スクリューブロワ、ターボブロワ等の吐出圧力６０ｋＰａ以上の能力を備える高圧ブロワが好ましい。

　該流出口１４ａに流出配管１４が連なっている。該流出配管１４は、塔体１０の外面に沿って下方に延設され、下端がフランジ構造の配管接続部１４ｂとなっている。図２の通り、流出配管１４の上下方向の途中にはクランク状曲成部１４ｃが設けられている。

　塔体１０の頂部に開口１５ａが設けられ、大気連通管１５の一端が接続されている。大気連通管１５は、図２の通り、塔体１０の外面を塔体１０に沿って下方に延設され、下端１５ｂが基礎３の直近において下方に向って開放している。流出配管１４の上端は、逆Ｕ字形の連通管１４ｄを介して大気連通管１５の横引部１５ｂに連通している。

　図２の通り、塔体１０の頂部には予備座１６が設けられ、下部にはマンホール１７及び予備座１８が設けられている。

　第二生物処理槽２は、塔体１０と同一形状、同一大きさの円筒形の塔体２０と、該塔体２０の下部側面に設けられたフランジ構造の流入口２１と、塔体２０内の底部に設けられた散気管２２と、該塔体２０内に設置されたストレーナ２３等を備えている。流入口２１が配管４を介して配管接続部１４ｂに接続されている。散気管２２は、図示しないブロワに接続されている。このブロワは、散気管１２への空気供給用ブロワと共用されている。

　ストレーナ２３は、塔体２０の上下方向の中間付近又はそれよりも下位に設置されている。そのため、油脂などの浮上性の異物がストレーナ２３に接触する機会が少なく、油脂等によるストレーナ２３の目詰まりが抑制される。

　該ストレーナ２３に流出配管２４が連なっている。該流出配管２４は図３の通り、塔体２０の外面に沿って前記第一生物処理槽１０の流出口１４ａと同レベルまで立ち上がる立上部２４ａと、該立上部２４ａに一端側が連なり、水平方向に引き回された横引部２４ｂと、該横引部２４ｂの他端側に連なり、塔体２０の外面に沿って基礎３の近傍にまで延在する立下部２４ｃとを有し、該立下部２４ｃの下端が流出口２４ｄとなっている。流出配管２４の立上部２４ａの上端からは大気開放管２４ｅが上方に延設され、該大気開放管２４ｅの上端が大気に開放している。流出配管２４の立下部２４ｃの途中にはクランク状曲成部２４ｆが設けられている。

　塔体２０外において、流出配管２４の下部にバルブ２４ｋが設けられている。このバルブ２４ｋよりもストレーナ２３側に、ストレーナ逆洗用空気を供給するための空気供給配管２４ｍが接続され、この配管２４ｍにバルブ２４ｎが設けられている。

　空気供給配管２４ｍへは、散気管１２，２２への空気供給用ブロワに接続されている。

　塔体２０の頂部に開口２５ａが設けられ、大気連通管２５の一端が接続されている。大気連通管２５は、図３の通り、塔体２０の外面を塔体２０に沿って下方に延設され、下端２５ｂは基礎３の直近において下方に向って開放している。

　図３の通り、塔体２０の頂部には予備座２６が設けられ、下部にはマンホール２７、予備座２８及び散気管への空気供給管２２ａが設けられている。塔体２０内には流動床担体２９が充填されている。なお、２７ａはストレーナ２３のメンテナンス用のマンホールである。

　各塔体１０，２０は、ライニングを不要とするためＦＲＰ等の樹脂製が好ましいが、水質によっては鋼板であってもよい。ＦＲＰの場合には紫外線による劣化の防止、耐食性の向上を目的として耐候性塗料（例えば（株）トーチ製タンクステンコート等）を塗布するのが好ましい。また、塔体１０，２０をＦＲＰ製とした場合、水圧が大きくなる塔体下部の肉厚を上部よりも大きくすることが好ましい。塔体の上下の途中を上部よりも厚肉とし、下部をそれよりもさらに厚肉としてもよい。

　第一及び第二生物処理槽１，２には余剰汚泥の取出管、ドレン管や槽内監視カメラの挿入管、配線挿通口、サンプリング口（図示略）等が設けられている。槽内の監視は、カメラ又は動画撮影機能を備えた撮影機材（望ましくは照明付きもしくは赤外線カメラ）を常時又は適宜に槽内に挿入して行う。撮影データは無線又は有線にて送信する。撮影機材に撮影データを保管してもよい。塔体に予め保温材を巻いておいてもよい。

　必要に応じ、水槽或いは周辺設備、配管等に、水位計、圧力計、流量計、水温計、水質計等の測定器を設置し、運転状況の監視や運転制御、運用管理等に用いる。また、付帯設備（例えば、送水、加温、薬品注入、曝気、脱水機能等を備えた設備）との組合せにより、水槽における処理を最適化するために利用する。

　この有機性排水の生物処理装置によって有機性排水を処理するには、導入管１１を介して原水（有機性排水）を第一生物処理槽１に導入し、散気管１２で曝気し、分散性細菌（非凝集性細菌）により、有機成分(溶解性ＢＯＤ)の７０％以上、望ましくは８０％以上、さらに望ましくは８５％以上を酸化分解する。この第一生物処理槽１のｐＨは好ましくは６～８．５とする。ただし、食品製造排水など原水中に油分を多く含む場合や、半導体製造排水や液晶製造排水など原水中に有機性の溶媒や洗浄剤を多く含む場合には分解速度を高くするため、ｐＨは８～９としても良い。

　第一生物処理槽１への通水は、一過式とする。第一生物処理槽１のＢＯＤ容積負荷を１ｋｇ／ｍ^３／ｄ以上、例えば１～２０ｋｇ／ｍ^３／ｄ、ＨＲＴ（原水滞留時間）を２４ｈ以下、好ましくは８ｈ以下、例えば０．５～８ｈとすることにより、分散性細菌が優占化した処理水を得ることができ、また、ＨＲＴを短くすることでＢＯＤ濃度の低い排水を高負荷で処理することができる。

　第一生物処理槽１には、後段の生物処理槽からの汚泥の一部を返送したり、この第一生物処理槽１を二槽以上の多段構成としたり、担体１３を設置したりすることにより、ＢＯＤ容積負荷５ｋｇ／ｍ^３／ｄ以上の高負荷処理も可能となる。担体として流動床担体を充填してもよい。

　担体１３が揺動床担体である場合、素材は発泡合成樹脂特に軟質ポリウレタンフォームが好ましい。第一生物処理槽１にこのような薄い板状ないし短冊状の軽量ポリウレタンフォームのような多孔質のシート状揺動床担体を設置すると、揺動床担体が、十分な弾力性を有し、槽内の水の流れの中でたわむ（形状維持しない）ことにより、薄くても十分な機械的強度を持ち、破損することがない。また、たわむことで槽内の通水を阻害することなく均一に混合され、担体の多孔質構造内にも均等に汚泥含有液が通水されるようになる。

　第一生物処理槽１における担体の充填率が高い場合、分散菌は生成せず、細菌は担体に付着するか、糸状性細菌が増殖する。そこで、第一生物処理槽１に添加する担体の充填率を、流動床担体の場合は１０％以下、例えば１～１０％とし、固定床担体、揺動性担体の場合は５％以下、例えば０．５～５％とすることで、濃度変動に影響されず、捕食しやすい分散菌の生成が可能になる。

　第一生物処理槽１の溶存酸素（ＤＯ）濃度を１ｍｇ／Ｌ以下、好ましくは０．５ｍｇ／Ｌ以下として、糸状性細菌の増殖を抑制しても良い。

　第一生物処理槽１の処理水（第一生物処理水）を、流出口１４ａ、配管１４，４、流入口２１を介して後段の第二生物処理槽２に導入し、曝気し、残存している有機成分の酸化分解、分散性細菌の自己分解及び微小動物の捕食による余剰汚泥の減量化を行う。第二生物処理槽２の処理液は、ストレーナ２３、流出配管４を介して取り出される。

　第二生物処理槽２では、細菌に比べ増殖速度の遅い微小動物の働きと細菌の自己分解を利用するため、微小動物と細菌が系内に留まるような運転条件及び処理装置を用いる必要がある。そこで、この実施の形態では、第二生物処理槽２には、流動床担体２９を充填して微小動物の槽内保持量を高めている。

　流動床担体２９の形状は、球状、ペレット状、中空筒状、糸状、板状等の任意であり、大きさ（径）は０．１～１０ｍｍ程度である。担体２９の材料は、天然素材、無機素材、高分子素材等任意であり、ゲル状物質を用いても良い。担体は、流動床担体に限定されるものではなく、固定床担体、揺動性担体のいずれでも良い。

　第二生物処理槽２には、流動床担体のほかにさらに揺動床担体を充填してもよい。

　第二生物処理槽２では、微小動物を維持するための多量の足場が必要となるが、過度に担体の充填率が多いと槽内の混合不足、汚泥の腐敗などが起こるため、添加する担体の充填率は、０．５～５０％、特に１～４０％程度とすることが望ましい。

　微小動物による捕食を促進させるため、第二生物処理槽２のｐＨを７．０以下としても良い。

　第二生物処理槽２では、分散状態の菌体を捕食する濾過捕食型微小動物だけでなく、フロック化した汚泥を捕食できる凝集体捕食型微小動物も増殖する。後者は遊泳しながらフロックを捕食するため、優先化した場合、汚泥は食い荒らされ、微細化したフロック片が散在する汚泥（沈降性の悪い汚泥）となる。また、このフロック片により、特に後段で膜分離を行う膜式活性汚泥法では膜の目詰まりが発生する。そこで、凝集体捕食型微小動物を間引くため、ＳＲＴを６０日以下望ましくは４５日以下の範囲内で一定に制御することが望ましい。ただし１５日未満では不必要に頻繁すぎて凝集体捕食型微小動物だけでなく濾過捕食型微小動物の数が減少しすぎるので１５日以上とするのが好ましい。

　第一生物処理槽１では有機物の大部分、すなわち排水ＢＯＤの７０％以上、望ましくは８０％以上を分解し、菌体へと変換しておく必要があるが、第一生物処理槽１で溶解性有機物を完全に分解した場合、第二生物処理槽２ではフロックが形成されず、また、微小動物増殖のための栄養も不足し、圧密性の低い汚泥（沈降性の悪い汚泥）のみが優占化した生物処理槽となる。そこで、原水の一部をバイパスして第二生物処理槽２に供給し、第二生物処理槽２への溶解性ＢＯＤによる汚泥負荷が０．０２５ｋｇ－ＢＯＤ／ｋｇ－ＭＬＳＳ／ｄ以上となるように運転してもよい。この時のＭＬＳＳには担体付着分のＭＬＳＳも含む。

　第二生物処理槽２からストレーナ２３及び配管２４を介して取り出される処理水に対して、より高度な処理水水質を得るために固液分離として膜分離、凝集沈殿、加圧浮上のいずれを行ってもよい。なお、凝集沈殿や加圧浮上を行うときは、凝集剤の添加量の低減することができる。第二生物処理槽２からの沈降分離水を凝集槽で凝集処理し、次いで固液分離槽（沈殿槽）で沈殿処理して処理水と沈降汚泥とに分離してもよい。

　このストレーナ２３が目詰まりしたときや、装置の休止時に、バルブ２４ｋを閉、バルブ２４ｎを開とし、ストレーナ２３内に空気を空気供給配管２４ｍから供給し、ストレーナ２３を空気逆洗する。これにより、ストレーナ２３のスクリーン一次側付近で気液の撹拌が生じ、スクリーンに付着した異物が除去される。従って、ブラシや洗浄機等を塔内に持ち込むことなく、またストレーナ２３が塔体内の下部に設置されていても、ストレーナ２３を容易に洗浄することができる。なお、ストレーナ２３を塔体内の下部に設置することにより、油脂などの浮上性の異物がストレーナに付着することが防止される。

　図５～８を参照して本発明の別の実施の形態に係る有機性排水の生物処理装置を説明する。図５の通り、この有機性排水の生物処理装置においても、第一生物処理槽４１と、第二生物処理槽４２とが基礎４３上に立設され、配管７０によって直列に接続されている。

　第一生物処理槽４１は、ＦＲＰ製の円筒形の塔体５０と、該塔体５０の下部側面に設けられたフランジ構造の原水（被処理水）流入口５１ａと、この流入口５１ａから連続した原水導入管５１と、塔体５０内の底部に設けられた散気管５２と、散気管５２を図示しないブロワに接続する空気配管５３と、空気配管５３の途中に連なるサイホンブレーク用配管５３Ａと、塔体５０の上下方向の中間又はそれよりも下位に設けられた複数個のストレーナ５４，５４と、ストレーナ５４同士を接続する接続配管５５と、該接続配管５５内に連通する処理水取出口５６と、塔体５０の内周面に沿って上下方向に延在したドレン配管５７と、塔体５０内に上下方向に設けられた消泡剤水溶液の注入配管５８等を備えている。

　塔体５０の頂部に、開口５０ａが設けられ、塔体５０内が該開口５０ａを介して大気に連通している。

　原水導入管５１は、塔体５０の下部側壁を貫くように設けられている。

　空気配管５３は、一端側が塔体５０の下部を貫通して塔体５０外に突出し、その先端にブロワからの空気供給配管が接続されている。空気配管５３の他端が散気管５２に接続されている。

　空気配管５３は、塔体５０内において、水面位よりも上方に立ち上っており、この立ち上がりの最高位部５３ｂにサイホンブレーク用配管５３Ａの一端が接続されている。サイホンブレーク用配管５３Ａは、塔体５０内を下方に引き回されており、その他端側は塔体５０の下部を貫通して塔体５０外に突出している。このサイホンブレーク用配管５３Ａの先端部にバルブ５３ａが設けられている。

　ストレーナ５４は、塔体５０の上下方向の中間付近又はそれよりも下位に設置されている。ストレーナ５４は、図７に示す通り、塔体５０の内周面に接着されることにより取り付けられたボックス５４ａと、該ボックス５４ａの前面に設けられたウェッジワイヤ等よりなるスクリーン５４ｂとを有する。ボックス５４ａの後面は開放しており、ボックス５４ａの後端が塔体５０の内周面に接着されている。

　この実施の形態では、ストレーナ５４は上下に離隔して２個設けられており、各ストレーナ５４内が接続配管５５によって連通されている。

　この接続配管５５も半割円筒状であり、塔体５０の内周面に接着されている。処理水取出口５６は、塔体５０に設けられた開口を介して該接続配管５５内に連通している。

　図示は省略するが、ストレーナ５４内をメンテナンスするために、塔体５０にハンドホールが設けられている。

　ドレン配管５７は、塔体５０の内周面に沿って上下方向に延設されている。ドレン配管５７は、最上部を除いて、図６ｂの通り、半割円筒状であり、塔体５０の内周面に接着されている。ドレン配管５７の最上部は、円筒状であり、水面位よりも上方において塔体５０内に開放している。ドレン配管５７の下端部は塔体５０の下部のドレン取出口５７に連通している。

　消泡剤の注水配管５８は、塔体５０内を上下方向に引き回されており、上端部は略Ｕ字状に曲成されて下向きとされ、塔体５０内の水面位よりも上方において開放している。注水配管５８の下端は、塔体５０を貫通して塔体５０外に突出している。

　第二生物処理槽４２は、上記第一生物処理槽４１の構成をすべて具備しており、第一生物処理槽４１と同一部分に同一符号が付されている。

　第二生物処理槽４２は、第一生物処理槽４１の上記構成に加え、さらに処理水取出口５６に接続された処理水取出配管６０を備えている。この処理水取出配管６０は、塔体５０外を上方に引き回された後、塔体５０の側壁を貫通して塔体５０内に引き込まれ、第二生物処理槽１０の水面よりも上方にまで立ち上がる立上部６１と、該立上部６１に一端側が連なり、水平方向に引き回された横引部６２と、該横引部６２の他端側に連なり、塔体５０内の下部にまで延在し、塔体５０外に突出した立下部６３とを有し、該立下部６３の末端が流出口６４となっている。

　立上部６１の上端６１ａは、下向きに湾曲し、塔体５０内に開放している。このため、横引部６２のレベルが第二生物処理槽４２内の水面レベルとなる。また、第一生物処理槽４１の取出口５６と第二生物処理槽４２の流入口５１ａとが配管７０で連通しているので、第一生物処理槽４１内の水面レベルは第二生物処理槽４２の水面レベルと同一となる。

　図６ｂに示すように、立上部６１、立下部６３は、塔体５０の内周面に沿って上下方向に延在している。立上部６１、及び立下部６３は半割円筒状であり、塔体５０の内周面に接続されている。

　配管６０のうち塔体５０外を引き回されている部分には、２個のバルブ６６、６７が設けられている。このバルブ６６，６７間に、バルブ６８ａを有した空気供給配管６８が接続されている。また、バルブ６６，６７間に、サンプル水を取り出すためのサンプリング配管６９が接続されている。この配管６９にバルブ６９ａが設けられている。

　第一生物処理槽４１の処理水取出口５６と第二生物処理槽４２の流入口５１ａとを接続する配管７０に２個のバルブ７１，７２が設けられている。バルブ７１，７２間に、バルブ７４を有した空気供給配管７３が接続されている。

　なお、図示は省略するが、第一及び第二生物処理槽４１，４２には、余剰汚泥の取出管や槽内監視カメラの挿入管、配線挿通口、マンホール、予備座（図示略）等が設けられている。

　第一及び第二生物処理槽４１，４２には、流動床担体を充填する。この流動床担体としては、前記実施の形態と同様のものを用いることができる。

　この有機性排水の処理装置によって有機性排水を処理するには、第一生物処理槽４１の導入管５１を介して原水（有機性排水）を第一生物処理槽５１に導入し、散気管５２で曝気し、分散性細菌（非凝集性細菌）により、有機成分(溶解性ＢＯＤ)の７０％以上、望ましくは８０％以上、さらに望ましくは８５％以上を酸化分解する。なお、曝気時には配管５３Ａのバルブ５３ａは閉とする。この第一生物処理槽４１のｐＨやＢＯＤ容積負荷、担体の充填率、溶存酸素（ＤＯ）濃度等の好適条件は、前記図１～３の実施の形態と同様である。

　第一生物処理槽４１の処理水（第一生物処理水）を、流出口５６から配管７０を介して後段の第二生物処理槽４２に導入し、曝気し、残存している有機成分の酸化分解、分散性細菌の自己分解及び微小動物の捕食による余剰汚泥の減量化を行う。なお、このとき、配管７０のバルブ７１，７２及び配管６０のバルブ６６，６７は開とされている。

　第二生物処理槽４２の好適な担体の充填率やｐＨ、ＳＲＴ、溶解性ＢＯＤによる汚泥負荷は、前記実施の形態と同様である。

　第一及び第二生物処理槽４１，４２内で曝気を行っている時の空気は、塔頂の開口５０ａから塔外に排出される。曝気に際して生じた泡は配管５７を介して塔体５０外の排水ピットに排出される。この排水ピットに泡センサを設けておき、泡が多いときには消泡剤や水を注入する。

　この実施の形態では、第一生物処理槽４１のストレーナ５４のスクリーン５４ｂが目詰りしたときには、バルブ７２を閉、バルブ７４を開とし、空気供給配管７３から空気を第一生物処理槽４１のストレーナ５４内に供給し、空気逆洗する。第二生物処理槽４２のストレーナ５４のスクリーン５４ｂが目詰りしたときには、バルブ６７を閉、バルブ６８ａを開とし、空気配管６８から空気を第二生物処理槽４２のストレーナ５４内に供給し、空気逆洗する。このようにストレーナ５４を空気によって容易に洗浄することができるので、ストレーナ５４が塔内の下部に設置されていてもその洗浄が容易である。ストレーナ５４を塔体内の下部に設置することにより、油脂などの浮上性の異物がストレーナ５４に付着することが防止される。

　生物処理装置の運転の停止時には、各バルブ５３ａを開とし、生物処理槽４１，４２内の水が配管５３内をサイホン現象で逆流することを防止する。

　図５～８の実施の形態では、ストレーナ５４を上下２段に設置しているが、１段又は３段以上に設置してもよい。また、ストレーナを同レベルに複数個設けてもよい。その一例を図９ａ，９ｂ，１０に示す。

　図９a,９ｂでは、２個のストレーナ５４，５４を同レベルに設置し、それらの下部同士を配管５５で接続し、配管５５内に連通するように処理水取出口５６を設けている。図９ａは、塔体５０のうちストレーナ５４を設けた部分の側面図であり、図９ｂは、図９ａのIXb－IXb線断面図である。

　図１０では、２個のストレーナ５４，５４を同レベルに設置し、各々の下部にそれぞれ処理水取出配管８０，８０を接続している。配管８０，８０は、上方に引き回され、塔体５０内において合流して立上部となり、横引部を経て立下部８１となり、その下端が取出口５６に連通している。なお、図１０は塔体５０のうちストレーナ５４を設けた部分の側面図である。

　図１～３，５～１０は、本発明の実施の形態の一例を示すものであり、本発明は何ら図示のものに限定されない。例えば、第一生物処理槽１，４１又は第二生物処理槽２，４２の後段に第三生物処理槽を設けるなどして、生物処理槽を３段以上に設けてもよい。

　図４ａ～４ｈは、第一生物処理槽１、第二生物処理槽２の種々の配置パターンを示す平面図である。図４ａは、第一生物処理槽１、第二生物処理槽２を１基ずつ設置して直列に接続したものである。図４ｂは、第一生物処理槽１を１基設置し、第二生物処理槽２を並列に複数基設置したものである。図４ｃは、第一生物処理槽１を並列に複数基設置し、第二生物処理槽２を１基設置したものである。図４ｄは、第一生物処理槽１及び第二生物処理槽２の直列接続体を並列に複数列設置したものである。

　図４ｅ、４ｆは、第一生物処理槽１を並列に複数基設置し、第二生物処理槽２を並列に複数基設置したものであり、図４ｅでは第一生物処理槽１の数が第二生物処理槽２よりも多く、図４ｆでは第二生物処理槽２の数が第一生物処理槽１よりも多い。図示は省略するが、第一生物処理槽１と第二生物処理槽２の数が同数でもよい。

　図４ｇは、第二生物処理槽２，２’を直列に複数基設置したものである。図４ｈは、図４ｇのものを並列に複数設置したものである。

　第一生物処理槽又は第二生物処理槽を並列に設置した場合には、一部の第一生物処理槽又は第二生物処理槽で運転を停止してメンテナンスしながら残りの第一生物処理槽、第二生物処理槽を用いて有機性排水の処理装置の運転を継続させることもできる。

　図４ａ～４ｈの通り、本発明によると、第一生物処理槽１と第二生物処理槽２を種々のパターンにて設置することができ、現場での原水の水量や水質に応じて所望の配列とすることができる。また、既存の本発明構造の有機性排水の処理装置に対して第一生物処理槽及び第二生物処理槽の少なくとも一方を並列又は直列に追加設置して原水流量の増大や水質変動に対応することができる。

　本発明では、第一及び第二生物処理槽１，２同士及び４１，４２同士の塔体が同一形状、同一大きさであるため、各生物処理槽を多数設置する場合でも各塔体を近接して設置し、塔体間のスペースを小さくし、有機性排水処理装置全体の設置スペースを小さくすることができる。また、塔体の製造コストも安価となる。複数の塔体を並列に設置する場合、各塔体の構成が同一であるから、塔体の据付作業や各塔体の配管接続作業が同じとなり、作業効率が向上し、工期の短縮を図ることができる。

　各塔体１０，２０，５０は、直径が２．２～３．６ｍ、特に２．４～３．３ｍであり、高さが６～１１ｍ、特に８～１１ｍであり、高さＨと直径Ｄとの比Ｈ／Ｄが１．５～５．０特に３．０～４．５であることが好ましい。また、主要な配管の接続部やマンホール１７，２７、担体１３、ストレーナ２３，５４、散気管１２，２２，５２などは、基礎３からの高さが４ｍ以下、特に３．０ｍ以下であることが好ましい。このように接続部、マンホール１７，２７、担体１３、ストレーナ２３，５４、散気管１２，２２，５２などを低位置に設けることにより、配管接続作業や機器設置作業、各種メンテナンス作業が高所作業ではなくなり、作業効率及び安全性が向上する。

　本発明では、第一生物処理槽１，４１の前段に嫌気処理槽を設置し、嫌気処理槽の処理水を第一生物処理槽に導入するようにしてもよい。この嫌気処理槽の塔体の大きさも塔体１０，２０又は塔体５０と同一としてもよい。

　本発明では、嫌気又は好気処理槽の最前段に調整槽を設置してもよい。この調整槽としては、原水流量を平準化するための原水槽、固形物を沈降させるための沈降槽、加圧浮上装置などが例示されるが、これに限定されない。

　本発明では、各生物処理槽は、予め塔体に散気管などの付属機器を工場で取り付けておき、現場に移送し、基礎上に据え付けるように施工を行うのが好ましい。これにより、現場作業数を減少させ、工期の短縮や、組み立て精度の向上などを図ることができる。

　本発明では、生物処理槽内への原水（被処理水）の流入口と処理水の流出口との距離、すなわち図１～３では原水導入管１１の上端部と流出口１４aとの距離、図５～８では原水導入管５１の上端部とストレーナ５４（上側のもの）との距離を１．５ｍ以上特に２ｍ以上とすることが好ましい。このように構成することにより、短絡流の割合が少なくなり、ＣＯＤの分解時間を十分に確保できるようになる。

　本出願は、２０１５年８月２６日付で出願された日本特許出願２０１５－１６６８４４に基づいており、その全体が引用により援用される。

　１，４１　第一生物処理槽
　２，４２　第二生物処理槽
　１０，２０，５０　塔体
　１２，２２，５２　散気管
　１３　固定床又は揺動床担体
　１５，２５　大気連通管
　２３，５４　ストレーナ
　２９　流動床担体

Claims

　有機性排水を多段に設けられた生物処理槽で生物処理する装置であって、
　第一段の生物処理槽において、分散菌による有機物の分解により分散菌の増加した第一生物処理水を生成させ、
　後段の第二生物処理槽において、第二生物処理水を生成させる有機性排水の生物処理装置において、
　第一生物処理槽及び第二生物処理槽は同一形状及び同一大きさの塔体を有しており、塔体の高さが６～１１ｍであり、
　いずれか一方の塔体内に、塔体内の生物処理液を濾過するためのストレーナが設置されており、
　該ストレーナを気体で逆洗するためにストレーナ内に気体を供給する気体供給手段が設けられていることを特徴とする有機性排水の生物処理装置。
　請求項１において、塔体の高さが６～１１ｍであり、塔体の高さ（Ｈ）と直径（Ｄ）との比（Ｈ／Ｄ）が１．５～５．０であり、
　前記ストレーナは塔体の上下方向の中間又はそれよりも下側に設けられていることを特徴とする有機性排水の生物処理装置。
　請求項１又は２において、前記塔体はＦＲＰ製であり、塔底から塔頂まで全体として一体に成形されたものであることを特徴とする有機性排水の生物処理装置。
　請求項３において、前記ストレーナは、後面が開放し、前面にスクリーンが設けられたボックスを備えており、
　該ボックスの後縁が前記塔体の内周面に接着されていることを特徴とする有機性排水の生物処理装置。
　請求項１ないし４のいずれか１項の生物処理装置を用いた有機性排水の生物処理方法。
　有機性排水の生物処理槽内にストレーナが浸漬配置されており、該生物処理槽内の生物処理液が該ストレーナで濾過されて取り出される生物処理装置において、
　該ストレーナを逆洗するために該ストレーナ内に気体を供給する気体供給手段を備えたことを特徴とする生物処理装置。