JPH0326394A - 曝気量を微調整可能な好気性処理室を具備する浄化槽 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、曝気量を微調整可能な好気性処理室を具備す
る浄化槽に関するものである。

（口）従来の技術 従来、浄化槽の一形態として、実開昭６３−４５８９４
号記載のものがある。

即ち、上記浄化槽は、第６図に示すように、浄化槽本体
９０内に、汚水が流入する第１嫌気性処理室９１と、同
第１ｔｌ！気性処理室９１で嫌気性処理された汚水が流
入する第２嫌気性処理室９２と、同第２嫌気性処理室９
２でさらに嫌気性処理された汚水が流入する好気性処理
室９３と、同好気性処理室９３で好気性処理された汚水
が流入する沈澱分離室９４と、同沈澱分離室９４で分離
された上澄み液が流入する消毒室９５とから構威されて
いる。

また、好気性処理室９３における好気性処理は、好気性
濾床９６に曝気装置９７よりエアを噴出することによっ
て行っている。

そして、かかる浄化槽によれば、第１嫌気性処理室９１
と第２嫌気性処理室９２とで２段階に嫌気性処理ができ
、その後、好気性処理を行い、清浄な処理後水を得るこ
とができると考えられる。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかし、かかる浄化槽は、未だ、以下の解決すべき課題
を有していた。

即ち、本出願人は、家庭用ないし個人用浄化槽における
浄化能力と、浄化槽に関する各種環境因子との関係につ
いて研究を行った。

そして、かかる研究の結果、浄化槽内の処理水の水温、
浄化槽回りの雰囲気温度、浄化槽への流入負荷（量、質
）によって、処理水内の溶存酸素量、アンモニアイオン
の値等が相当変動し、この変動によって、浄化能力も相
当変動することを発見した。

特に、正月等のように、短期間内に人数が一挙に増える
場合は、流入負荷が急激に増加することになるが、かか
る増加は、浄化槽の処理能力をオーバーし、好気性濾床
が富栄養化し、結果として、浄化能力の低下をもたらす
一方で、旅行等のように、長期間にわたって流入負荷が
低下した場合、好気性濾床が栄養不足になって相対的に
曝気量が過多の状況になり、同様に浄化能力の低下をも
たへの曝気量を微調整することを特徴とする請求項１記
載の曝気量を微調整可能な好気性処理室を具備する浄化
槽に係るものである。

（ホ）実施例 以下、本発明を、添付図に示す実施例に基づいて、具体
的に説明する。

第１図〜第３図において、Ａは家庭用の浄化槽を示して
おり、同浄化槽Ａは、浄化槽本体ａと蓋体ｂとから構威
し、家庭の便所や厨房等からの汚水を排出する管路の中
途に介設している。

浄化槽本体ａは、第１図〜第３図に示すように、上面開
口の箱形形状を具備している。

そして、その内部に、隔壁１．２．３を長平方向に一定
間隔を開けて立設することにより、内部空間を、嫌気性
処理室Ｃを形威する第１室ａい第２室ａ２と、好気性処
理室ａ３と、内部に消毒室ｌ８を配設した沈澱分離室ａ
４とに区画している。

以下、各室の構威について、嫌気性処理室Ｃの構威から
順に説明すると、第１図に示すように、嫌気性処理室Ｃ
の第ｌ室ａ１は、汚水排出管路Ｄのらすことがわかった
。

しかるに、従来の浄化槽は、かかる浄化槽の環境条件の
変動にもかかわらず、常時一定の曝気量を好気性処理室
内に供給する構威となっており、従って、上記した浄化
能力の低下に何ら対処することができなかった。

本発明は、浄化槽に関係する各種環境条件の変化にかか
わらず、浄化槽の浄化能力を、常時、最適状熊に維持す
ることができる浄化槽構造を提供することを目的とする
。

（二）ｌ！！題を解決するための手段 本発明は、浄化槽本体内に嫌気性処理室と好気性処理室
とを並設状態に配設し、好気性処理室内にエアを供給す
る曝気装置の駆動をインバータ制御し、好気性処理室へ
の曝気量を微調整することを特徴とする曝気量を微調整
可能な好気性処理室を具備する浄化槽に係るものである
。

本発明は、さらに、上記構威において、浄化槽内の処理
水の水温、浄化槽回りの雰囲気温度、浄化槽への流入負
荷の変化に応じて、好気性処理室下流側と、略横丁字形
状を有する流入口４を介して連通しており、汚水排出管
路Ｄから第１室ａ１に流入する汚水（以下「処捗水」と
いう）を下方向に屈曲されながら流入させることができ
る。

また、第１図に示すように、嫌気性処理室Ｃの第１室ａ
ｌ内であって、流入口４から下方向に所定間隔を開けた
中央部には、下向流嫌気性濾床５を配設している。

第１図に示すように、隔壁１を介して第１室ａに並設し
た第２室ａ２は、内部に上向流嫌気性濾床９を収容して
いる。

かかる上向流嫌気性濾床９は、前述した下向流嫌気性濾
床５と略同一構造であるが、濾材間の空隙率をより小さ
くし、表面積をより大きくした点において、第ｌ室ａ１
内に配設した下向流嫌気性濾床５と異なる。

次に、上記した第１室ａ，から第２室ａ２に処理水を移
送する処理水移送構造について説明すると、第１図及び
第２図に示すように、第１室ａ．と第２室むを分割した
隔壁ｌは、浄化槽本体ａ内の処理水面ｈよりも下方を完
全に仕切っており、第１室ａｌから第２室ａ２への処理
水の移流は、隔壁１の第１室ａｌ側と第２室ａ，側の側
面に沿ってそれぞれ立設した第１・第２移流管１０．　
１１中を通して行われる。

第１・第２移流管ｔＯ，　Ｕは、上下端がそれぞれ各濾
床５、９の上下方で開放した管体を形威している。

そして、流入した処理水は、上向流嫌気性濾床９を通し
て上方に向けて流れて２回目の嫌気性処理されることに
なり、その後、以下に説明する好気性処理室ａ３内に流
入することになる。

まず、第１，図を参照して、嫌気性処理室Ｃの第２室ａ
，から好気性処理室ａ，に処理水を移送する構戒につい
て説明すると、第２室ａ２と好気性処理室８３間の隔壁
２は、浄化槽本体ａの処理水面ｈよりも下方を完全に仕
切っており、第２室ａ２から好気処理室ａ３への処理水
の移流は、同隔壁２の第２室ａ２側の側面に設けた第３
移流管１６により行われる。

次に、第１図、第３図および第４図を参照して、１３ｂ
を通してエアを好気性処理室ａ３内に散気することがで
き、好気性菌の活性を保持することができる。

また、好気性濾床ｌ２には、余剰汚泥が付着するが、三
方切換弁５５を操作して、逆洗管ｌ５の噴出管１５ａか
ら空気を噴出させるとともに、可撓性バイプ１５ｃを介
して、噴出管１５ａ８揺動させることで、上記余剰汚泥
を確実に洗い落とすことができる。

また、第１図に示すように、エア配管１３ｃの中途部に
は、散気管１３ｂに供給するエアの曝気量を調節するた
めの曝気量調節弁５０が配設されており、同曝気量！Ｉ
節弁５０は、電動モータからなる弁駆動装置Ｍ１によっ
て駆動され、かつ、同弁駆動装置門は、インバータ５２
に接続されている。

そして、同弁駆動装置Ｍ１を駆動することによって、好
気性処理室ａ３内に供給される曝気量を自動的に調整す
ることができる。

また、好気性濾床ｌ２には、余剰汚泥が付着するが、三
方切換弁５５を操作して、逆洗管１５の噴出管１５ａか
ら空気を噴出させるとともに、可撓性パイ好気性処理室
ａ３の内部構造について説明する。

第１図に示すように、好気性処理室ａ３は、その内部に
、好気性濾床１２と、曝気装Ｗｌ３と、逆洗管１５とを
内蔵している。

まず、好気性濾床１２について説明すると、同好気性濾
床ｌ２は、曝気装置ｌ３と協働して好気性処理を行うた
めのものであり、好気性処理室ａ３中に内底面から所定
間隔を開けて沈澱した枠体１２ａに、中心紐に繊維質の
濾糸多数を略房状に取りつけて形威した紐状濾材１２ｂ
多数を支持させ、同紐状濾材１２ｂに好気性菌を付着さ
せることによって構威している。

次に、曝気装置ｌ３について、第ｌ図及び第４図を参照
して説明すると、第２室ａ２と好気処理室ａ３間の隔壁
２に沿って垂設したエア縦管１３ａの下端から、左右幅
員方向に、浄化槽本体ａの底面にそって散気管１３ｂ，
　１３ｂが伸延しており、同散気管１３ｂは多数のエア
噴出孔を設けた全面多孔質管から形威されている。

かかる構成によって、エア縦管１３ａ及び散気管プ１５
ｃを介して、噴出管１５ａを手動により揺動させること
で、上記余剰汚泥を確実に洗い落とすことができる。

次に、好気性処理室ａ，内の処理水の一部を、嫌気性処
理室Ｃの第ｌ室ａ１に還流する処理水一部還流構造につ
いて説明する。

第１図に示すように、好気性処理室ａ３は、隔壁２に沿
って垂直に垂直還流管１４を配設している。

かかる垂直還流管ｌ４は、第１図に示すように、その下
端を、好気性処理室ａ３内に開口させるとともに、その
上端を処理水面ｈよりもやや上方に配設し、ポンプ駆動
装置ｈによって駆動される一部還流用ポンプＰに連通連
結している。

なお、本実施例において、ポンプ駆動装置Ｍ２は弁駆動
装置旧と同様にインバータ６０によって制御される。

一方、一部還流用ポンブＰは、隔壁２を貫通した返送パ
イブ１４ｂの一端と連通連結しており、同パイプ１４ｂ
の他端を第１室ａ，の上部に延設すると共に、同他端先
端部を下方向に屈折して処理水面ｈ下で開口させている
。

かかる構威によって、一部還流用ボンプＰを駆動するこ
とによって、好気性処理室ａ，内の処理水の一部を、嫌
気性処理室Ｃの第１室ａｌに還流することができる。

また、第１図に示すように、第２室ａ２の上方に位置す
る返送パイプ１４ｂの中途部には、パイプ内清浄用の切
欠開口部１４ｆと、返送処理水量を測定するための返送
処理水回収部４０をそれぞれ設けている。

本発明は、上記浄化槽Ａにおいて、曝気量調節弁５０の
弁駆動装置恥をインバータ制御することによって、散気
管１３ｂから好気性濾床ｌ２内に噴出される曝気薫を微
調整することによって、浄化槽本体ａ内の処理水の水温
、浄化槽本体ａ回りの雰囲気温度（気温）、浄化槽本体
ａ内への流入負荷（量、質）の変動如何にかかわらず、
浄化槽Ａの浄化能力を最適状態に常時維持することがで
きるようにした構或に特徴を有する。

第５図に、上記したエア量調節弁５０の弁駆動装によっ
て無段階に変化させて、エア配管１３ｃからの曝気量を
自動的に微調整することができる。

なお、上記環境条件の値を測定する装置や方法としては
公知のものを用いることができ、例えば、アンモニアイ
オンの測定は、電位差針、イオン電極、参照電極、試料
容器、マグネチックスクーラー及び温度計から構威され
るイオン電極法装置を用いることができ、また、ｐｎの
測定は、ＪＩＳ　Ｚ　８８０２に記載のものを用いるこ
とができる。

本実施例では、特に、下表に示す環境条件に着目して、
曝気装置１３からの曝気量を微調整することにしている
。

置月１のインバータ制御を可能とする浄化槽Ａの制御回
路を示す。

即ち、第５図において、一端をエアコンプレッサ７０に
連通連結ずるエア配管１３ｃの中途に取付けた曝気量調
節弁５０の弁駆動装置Ｍ１はインバータ５２に接続され
、インバータ５２は、制御装置７つに接続されている。

即ち、第５図に示すように、曝気量調節弁５ｏの弁駆動
装置Ｍ１のインバータ５２と一部還流用ボンプＰのイン
バータ６０とは、制御装置７９の出力インターフェース
に接続されており、一方、制御装置７９の入力インター
フェースには、浄化槽の近傍に設けた雰囲気温度センサ
８０や、浄化槽本体ａ内に設けた水温センサ８１、溶存
酸素センサ８２、酸化還元電位センサ８３、硝酸・亜硝
酸イオンセンサ８４、アンモニアイオンセンサ８５，　
８６、ｐｌｌセンサ８７．８８等の各種環境条件検出セ
ンサが接続されている。

そして、上記各種環境条件検出センサからの検出出力に
基づいて、曝気量調節弁５０の弁駆動装置Ｈ１を構威す
る誘導モータの回転数をインバータ５２１２ 上記表において、「変化」とは、「環境条件」の項目に
示す各環境条件が変化した場合であり、↑はそれぞれの
値が上昇したことを示し、↓はそれぞれの値が低下した
ことを示す。

また、環境条件における（好）は好気性処理室ａ３を示
し、（嫌）は嫌気性処理室Ｃを示す。

そして、「曝気量」における↑と↓は、それぞ１４ れ、環境条件が表で示したように変化した場合に採られ
るべき方法を示す。

即ち、気温や水温が低下した場合は、曝気量を増加する
操作を行い、一方、好気性処理室ａ，におけるアンモニ
アイオン濃度が高くなった場合は、曝気量を増加する操
作を行う。

以下、上記構威を有する浄化槽Ａによる、家庭の便所や
厨房からの汚水の浄化処理方法について、第１図及び第
５図を参照して説明する。

汚水排出管路Ｄの上流側から流入口４を介して第１室ａ
１に流入した処理水及び同処理水中に含まれている有機
物（水、炭水化物、蛋白質、脂質、尿素等を戒分とする
）は、下向流嫌気性濾床５を通過する間に、同濾床５の
濾材の表面に付着した嫌気性菌によって嫌気分解を受け
る。

即ち、まず、酸生威菌によって処理水中の有機物を低分
子化して酢酸（ＣＨ，ＣＯＯＨ）やブロピオン酸（ＣＩ
｛３ＣＨ２ＣＯＯＨ）等の有機酸に変え、その後、メタ
ン菌等の嫌気性菌によって、有機酸を分解して、メタン
（ＣＨ４）や二酸化炭素（Ｃｏ．）を生威して、これ１
５ った未処理有機物を含んだ状態の処理水が、次の好気性
処理室ａ３に第３移流管１６を介して移送される。

しかして、本実施例では、嫌気性処理室Ｃの第２室ａ２
における嫌気性処理を、処理水を、上向流嫌気性濾床９
を下から上へ向けて通過する上向流とすることによって
、嫌気性濾床を上から下に向けて通過させる下向流にす
る場合と比較して、流動速度を遅くすることができ、未
分解物をより多く濾床に係留させることができ、嫌気分
解をより促進することができる。

従って、第１室ａ，における嫌気性処理と併せて、嫌気
性処理室Ｃ全体における嫌気性処理を１効率よくかつ十
分に行って未分解有機物の発生ないし残留を可及的に低
減することができる。

なお、上記嫌気性処理における酸生威菌や嫌気性菌は、
環境から処理水中に混入した酸生威菌や嫌気性菌の増殖
を待って利用することができるが、実績のある優良種菌
を接種する方が望ましい。

また、嫌気性処理室Ｃの第ｌ室ａ，において嫌気らの気
体を浄化槽Ａ外に放出するともに、蛋白質や尿素のチッ
ソ分の分解物であるアンモニア態窒素（１１１１４　　
−Ｎ）　　を含んだ処理水を生或する。

なお、下向流嫌気性濾床５を通過した処理水中に含まれ
る粗大な固形物は第ｌ室ａ，の底部に沈澱する。

このような嫌気性処理を行うことによって、処理水から
有機物を効果的に除去することができ、その結果、嫌気
性処理後の処理水は、アンモニア態窒素（ＮＨ．　　−
Ｎ）及び少量の未処理有機物を含んだ状態で第１室ａ，
から第２室ａ２に移送されることになる。

即ち、嫌気性処理後の処理水は、第１移流管１０及び第
２移流管ＩＩを通過して、第２室ａ２の上向流嫌気性濾
床９の下方に、同濾床９によって何ら嫌気性処理される
ことなく、直接移送される。

その後、上向流嫌気性濾床９を下から上へ通過する間に
、再び、前述したと同じ嫌気分解を受けて、さらに、有
機物の分解がなされ、その後、アンモニア態窒素（ＮＨ
４　”　−Ｎ）及びさらに少量とな１６ 性処理した処理水を、第２室ａ２の底部に直接送り、第
２室ａ２の上部へ送らないので、未分解物が上向流嫌気
性濾床９の上部に滞留したり、第２室ａ２から、同第２
室ａ２に並設した好気性処理室ａ３にそのまま流入する
のを確実に防止することができる。

次に、好気性処理室ａ３内における浄化処理について説
明すると、好気性処理室ａ，中では、曝気装置１３の散
気管１３ｂから処理水中にエアが吹き込まれており、同
エア中の酸素を利用する硝化菌等の好気性菌による酸化
分解が行われて、処理水中のアンモニア態窒素（ＮＨ４
　　−Ｎ）は、硝酸態窒素（ＮＯ３　−−Ｎ）や亜硝酸
態窒素（ＮＯｘ−　−Ｎ）に酸化分解される。

なお、好気性菌も、前記のように実績のある種菌を接種
する方が望ましく、好気性濾床１２は、かかる好気性菌
を付着させることで好気性菌が流出するなどによって菌
濃度が低下することがないようにしている。

さらに、本実施例では、上記嫌気性処理及び好気性処理
を行った処理水の全部を、そのまま浄化槽Ａ外に放流す
ることなく、好気性処理室ａ３中で好気分解処理中の処
理水の一部０２を、一部還流用ボンプＰを駆動して、垂
直還流管１４及び返送バイプ１４ｂを介して第１室ａ１
に返送するようにしている。

しかして、硝酸態窒素（ＮＯ３　−　一Ｎ）や亜硝酸態
窒素（ＮＯ２−　−Ｎ）を含んだ処理水が第１室ａ１に
流入すると、第１室ａｌ内に存在する脱窒菌は、これら
無機化合物の酸素を利用し、第１室ａｌ内に流入する有
機物を分解して生存のためのエネルギを得る。

結果として、無機化合物は還元されて分子状窒素（Ｎ２
〉や亜酸化窒素（Ｎ．Ｏ）となり、有機物の炭素は分解
されて二酸化炭素（ＣＯｚ）となり、浄化槽Ａ外に放出
されることになる。

このように、第１室ａｌにおける有機物の分解処理を、
嫌気性処理のみでなく、好気性処理室ａ３からの一部還
流水及びそれに作用する脱窒菌によっても行うことがで
きる。

従って、嫌気性菌のみで嫌気性処理のみを行う場合に生
じるアンモニア態窒素（ＮＦＩ４−Ｎ）の過１９ 入し、処理水中に残留した極めて微量の固形物を沈澱さ
せながら昇流して、消毒室ｌ８中に流入し、薬剤筒１８
ｂ中から徐々に流出する固形消毒剤により消毒殺菌され
て、放流口１７から処理水排出管路の下流側に流出され
ることになる。

なお、沈澱分離室ａ４を昇流型としたことで、スラッジ
ブランケットが生威し、比較的軽比重かつ小さなフロッ
クまで捕集することができ、更に同沈澱分離室ａ４の内
底面を好気性処理室ａ３の方向へ下り急傾斜させたこと
で、同沈澱分離室ａ４中の沈澱汚泥は好気性処理室ａ，
の底部に移動させるようにしている。

このようにして、家庭の便所や厨房等からの処理水を浄
化処理して処理水排水管路の下流側に放流した最終処理
水は、前述したように、好気性処理室ａ３中の処理水の
一部を還流する構戒としているので、ＢＯＤ濃度や窒素
濃度を著しく低減できる。

本出願人が行った実験によれば、本実施例に係る浄化槽
Ａによって得られた最終処理水中におけ？増加（これは
嫌気性菌の活性を抑制する方向に働く）を抑えることが
でき、また、かかる抑制作用によって、嫌気性菌の活性
を常時好適状態に維持することができることになり、嫌
気性処理室Ｃにおける有機物の分解処理を飛躍的に向上
することができる。

また、このような有機物の分解処理能力の向上によって
、嫌気性処理室Ｃから好気性処理室ａ３に移送する処理
水中に含まれる未処理有機物も大幅に低減することがで
き、同未処理有機物に起因する好気性処理室８３内の汚
泥の発生も可及的に低減することができる。

一方、好気性処理室ａ３における処理水中の硝酸態窒素
（ＮＯ３　−−Ｎ）や亜硝酸態窒素（Ｎｏ■−−Ｎ）の
濃度も、処理水の一部を嫌気性処理室Ｃに還流して、そ
れらのイオンを脱窒菌によって分子状窒素（Ｎ２）や亜
酸化窒素（Ｎ２０）に分解することができるので可及的
に低減することができる。

このように、好気分解処理を終えた処理水は、隔壁３の
下方を迂回して沈澱分離室ａ４の下部に流２０ るＢＯＤ濃度等は、以下の表に示す通りであった。

なお、数値は平均値表現である。

単位（ｍｇ／　ｊ！　） ？上の表からも明らかなように、本実施例の場合、従来
の浄化槽と比較してＢＯＤ濃度等を著しく低減すること
ができる。

また、嫌気性処理室Ｃに流入する汚水の量をＱ■好気性
処理室ａ３から嫌気性処理室Ｃへの一部還流量をＩ２と
すれば、嫌気性処理室Ｃから好気性処理室ａ３に移送さ
れる処理水の量ロ３は、Ｑｚ＝Ｑ＋＋Ｑｇとなるが、Ｑ
＋　：Ｑ，＝　１　７　１〜１０（最適には１：２〜６
）とするのが好ましいことがわかった。

さらに、上述したように、本実施例では、曝気量調節弁
５０によって、散気管１３ｂから噴出される曝気量を微
調整することによって、浄化槽本体ａ内の処理水の水温
、浄化槽本体ａ回りの雰囲気温度（気ｍ）、浄化槽本体
ａ内への流入負荷（量、質）の変動如何にかかわらず、
浄化槽Ａの浄化能力を最適状態に常時維持することがで
きる。

特に、本発明において、腸気量ｉＩ１節弁５０の弁駆ｅ
　装Ｗ．Ｍ　＋は、インバータ５２によって制御されて
いるため、滑らかな制御を行うことができ、節電を図る
ことができる。

（へ）効果 以上説明したきたように、本発明は、以下の効果を奏す
る。

即ち、好気性処理室内に散気される曝気量を微調整する
ことによって、浄化槽本体ａ内の処理水の水温、浄化槽
本体ａ回りの雰囲気温度（気温）、浄化槽本体ａ内への
流入負荷（量、質）等の環境条件の変動に応して、浄化
槽の浄化能力を最適状態に常時維持することができる。

特に、曝気量調節弁等の曝気装置をインバータ２３ ５２：　インバータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、浄化槽本体（ａ）内に嫌気性処理室（Ｃ）と好気性
   処理室（ａ＿３）とを並設状態に配設し、好気性処理室
   （ａ＿３）内にエアを供給する曝気装置（１３）の駆動
   をインバータ制御し、好気性処理室（ａ＿３）への曝気
   量を微調整することを特徴とする曝気量を微調整可能な
   好気性処理室を具備する浄化槽。 ２、浄化槽内の処理水の水温、浄化槽回りの雰囲気温度
   、浄化槽への流入負荷の変化に応じて、好気性処理室（
   ａ＿３）への曝気量を微調整することを特徴とする請求
   項１記載の曝気量を微調整可能な好気性処理室を具備す
   る浄化槽。