JPH07196B2 - 無終端水路の運転方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は無終端水路に設置した曝
気装置の設置角度を調節して水路内の汚水を均一に混合
する運転方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】下水汚水、産業廃棄汚水等の有機物を含
有する汚水の処理に際しては長円形の循環水路、二重円
形水路の如く、いわゆる無終端水路を形成した曝気槽に
曝気装置を設置し、この槽内の汚水中に空気中の酸素を
連続的に供給しつつ汚水を混合撹拌して曝気、すなわち
好気性発酵処理を行う方法が提案されている。

【０００３】従来、下水処理は大都市において標準活性
汚泥法が中心となって普及してきたが、今日、地方の中
小都市に移行しつつある。地方においては技術者が少な
いため、簡便で、安定した処理水質が得られ、かつ観光
シーズン等で影響される流入汚水量の変動に対応できる
処理方式が望まれている。このような状況の中で円形、
又は長円形の無終端水路を有するオキシデーションディ
ッチは上記ニーズにマッチするものであり、着実に地方
へ普及している。一般に、オキシデーションディッチ法
に限らず、活性汚泥法は好気性発酵処理を行うため、曝
気装置による空気の供給と活性汚泥を汚水と接触させる
ための撹拌流速が必要である。この撹拌流速は通常、底
部流速が１０ｃｍ／ｓｅｃ以上必要とされており、これ
以下の流速になると活性汚泥が堆積してしまう。また、
水路内外周に流速差を生じた場合、流速の遅い側へ活性
汚泥が集中して活性汚泥勾配が形成され、完全混合系と
はならないし、極端な場合にはその粘性により、活性汚
泥は堆積してしまい、十分な水処理が期待できない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】無終端水路における曝
気装置の設置角度は曝気装置の流速特性、動力特性等よ
り総合的見地から決定している。しかし横軸曝気装置は
大型で、かつ両軸端を水路の両端に固定するため、一度
設置するとその設置角度の変更は難しい。しかしなが
ら、実運転において、無終端水路に供給される汚水の流
量、水質、曝気槽内の活性汚泥量が刻々と変化すること
により、その流速特性が変化しても、その撹拌、曝気特
性はその流速特性に対応して変化することなく一定であ
るため、汚泥が水路底部に堆積、圧密して良好な汚水処
理が行われない欠点がある。

【０００５】本発明は、水路内の混合撹拌状況を常に検
知し、その検知情報に対応して曝気装置の設置角度を調
節し、常に水路内を均一に混合撹拌し、最適な汚水処理
を行うことを可能にする無終端水路の運転方法を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになしたもので、無終端水路内に曝気装置を設
置して水処理を行う無終端水路の運転方法において、無
終端水路内の内周側と外周側に設置した流速センサーに
より無終端水路の内周側と外周側の流速を検出し、検出
した無終端水路の内周側と外周側の流速の比が所定の範
囲から外れた場合、前記曝気装置の設置角度を調節し
て、無終端水路の内周側と外周側の流速の比が所定の範
囲内になるように自動制御することを要旨とする。

【０００７】

【作用】長円形、あるいは円形の無終端水路は流線が外
周部に集まるため内周部の流速が遅く外周部が速い。こ
の内外周の均一化を省エネ運転で実現するため、無終端
水路内の内周側と外周側に設置した流速センサーにより
無終端水路の内周側と外周側の流速を検出し、無終端水
路の内周側と外周側の流速の比が所定の範囲から外れた
場合、前記曝気装置の設置角度を調節して、無終端水路
の内周側と外周側の流速の比が所定の範囲内になるよう
に制御し、常に無終端水路内を均一に混合撹拌して、最
適な条件で汚水処理が行われるようにする。

【０００８】

【実施例】以下本発明を図示の実施例に基づいて説明す
る。図１に示すものは無終端水路が円形をなした二重円
形曝気槽を用いた実施例である。図において１は二重円
形曝気槽で、これは小径の円周壁１１と大径の外周１２
を同心上にして配設し、この内外両周壁１１，１２間に
所要幅と深さを有する循環式無終端水路１３を形成す
る。２は自吸式スクリュー形の曝気装置で、図２に詳示
するようにモータ２２に直結される中空シャフト２３と
このシャフト２３の先端に設けるスクリュー２４とによ
り構成され、スクリューの回転により水流を起こすとと
もに、それに伴って発生するスクリュー先端部の負圧を
利用して空気を中空シャフトを介して吸引し、汚水中に
微細気泡として供給させ、気泡を水中に効率的に溶け込
むようになしたものである。曝気装置２は無終端水路１
３の上部を横切るように配設された取付フレーム２１に
設けるが、前記モータ及び中空シャフトをカバーにて覆
い、このカバーを介してモータ等をフレームに取付角度
調整器２５を介して取り付ける。

【０００９】また、無終端水路１３内には少なくともそ
の内周側と外周側に混合撹拌検知センサー３，３を取り
付ける。この混合撹拌検知センサー３としては流速計に
加えて、汚泥濃度計、ＤＯ計等を使用することができ
る。

【００１０】次に図３に示す実験設備及び測定位置に基
づいて説明する。この実験設備は１日約６００立方メー
トルの処理能力を有する二重円形式オキシデーションデ
ィッチで、曝気装置の設置を半径方向に垂直に交わる設
置角度を０゜とし、以後、設置角度を順次内周側に角度
変更した。混合撹拌状態（流速及び活性汚泥濃度）の測
定は、Ａ〜Ｄの断面において、内周側から外周側に設け
たａ〜ｄのポイント、合計１６ヶ所で行った。

【００１１】〈結果〉 （１）底部平均流速は曝気装置の設置角度θを大きくし
て内周側に向けるほど速くなりθ＝３１゜の時、最大で
ありθ＝４５゜に至って頭打ち状態となった（図４）。 （２）曝気槽内の底部流速分布は内周側が遅く外周側が
速い（図５）。 （３）底部平均流速の内周側バランスはθが大きくなる
に従って均一化され、θ＝４５゜の時、内外比（ａ：
ｄ）は１：１．４となり、最も完全混合に近い状態とな
った（図５）。 （４）曝気槽内の活性汚泥濃度はθ＝３１゜の時、ほぼ
均一となっているが、θ＝６゜の時、槽内平均値８１０
ｍｇ／リットルに対して内周側は８０００ｍｇ／リット
ル以上と高くなり、内周側に汚泥が堆積し、外周側は平
均値以下となって完全混合がなされていない。 （５）動力はθが大きくなるに従って増加した。θ＝４
５゜の時、軸動力は３．７３ＫＷとなりモータの定格値
３．７ＫＷ以上となった（図７）。

【００１２】以上の特性を持つ無終端水路の曝気装置の
運転方法順位は、 （１）曝気装置の動力はモータの定格値内になるように
設置角度を調整する。 （２）安定した水処理を行うために曝気槽内を完全混合
する。 （３）ランニングコストが安価となるような運転条件と
すべきである。 となるが、実運転においては、供用開始の低濃度活性汚
泥時には全般的に底部流速が速く、汚泥が堆積しにくい
こと、及び汚水の滞留時間が長く水処理が安定している
ことから、ただ単に内外周の流速比が等しい完全混合系
を作るために最適な曝気装置の設置角度に取り付けるの
ではなくて、ランニングコスト面をも十分重視した設置
角度とすることがより望ましい。一方、供用開始から時
間とともに発生汚水量、及び活性汚泥濃度が増加した場
合、曝気槽内ではやがて底部流速が低下して汚泥が堆積
してしまうため、この時点で再度、設置角度を変更して
汚泥を巻き上げ、完全混合系を作る必要がある。本実施
例では、図５に示す如く曝気槽内の内周側と外周側に混
合撹拌検知用センサー（具体的には、流速センサー）を
取り付け、角度調節可能な曝気装置と組み合わせて、常
に完全混合が行え、かつ安価なランニングコストとなる
ように曝気装置の設置角度を調節するものである。すな
わち、曝気槽の規模によって曝気装置の設置角度は多少
差異があるが、おおむね、０゜≦θ≦４５゜の範囲であ
り、好ましくは内外周の底部流速比が１：２に近似した
設置角度で完全混合系を得ることができる。

【００１３】このように曝気槽内の流速をリアルタイム
で測定し、曝気装置の設置角度としてフィードバックす
ることにより良好な水処理を行うことができるととも
に、ランニングコストを低廉にでき、また、曝気装置の
運転を自動化することができる。また、応用分野として
は長円形の無終端水路においてもコーナー部では底部流
速が内周で遅く、外周で速く、同様の傾向となることか
ら、本発明を適用することが可能である。図８のフロ−
チャ−トは、曝気装置の運転方法を示し、無終端水路内
の内周側に設置した流速センサーＡと外周側に設置した
流速センサーＢにより無終端水路の内周側と外周側の流
速を検出し、検出した無終端水路の内周側と外周側の流
速の比が所定の範囲（具体的には、１：２以内）から外
れた場合、２台の曝気装置の設置角度を調節して、無終
端水路の内周側と外周側の流速の比が所定の範囲内にな
るように自動制御するものである。また、図９の電気ブ
ロック図は、２つの検知センサー３，３により、流速分
布と汚泥堆積を演算し、これに基づいて曝気装置の設置
角度を調節する方法を示す説明図である。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、曝気装置の設置角度を
調節して、無終端水路の内周側と外周側の流速の比が所
定の範囲内になるように制御することができ、これによ
り、常に無終端水路内を均一に混合撹拌して、最適な条
件で汚水処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の無終端水路の運転方法を示す平面図で
ある。

【図２】曝気装置の説明図である。

【図３】本発明の実験設備の説明図である。

【図４】曝気装置の設置角度と全底部平均流速との関係
を示すグラフ図である。

【図５】底部流速分布図である。

【図６】汚泥濃度分布図である。

【図７】曝気装置設置角度と動力との関係図である。

【図８】本発明による曝気装置の運転方法のフロ−チャ
−ト図である。

【図９】２つの検知センサーによる検出信号にて曝気装
置の設置角度を調節する電気ブロック図である。

【符号の説明】

１ 無終端水路を有する曝気槽 １３ 無終端水路 ２ 曝気装置 ３ 検知センサー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無終端水路内に曝気装置を設置して水処
   理を行う無終端水路の運転方法において、無終端水路内
   の内周側と外周側に設置した流速センサーにより無終端
   水路の内周側と外周側の流速を検出し、検出した無終端
   水路の内周側と外周側の流速の比が所定の範囲から外れ
   た場合、前記曝気装置の設置角度を調節して、無終端水
   路の内周側と外周側の流速の比が所定の範囲内になるよ
   うに自動制御することを特徴とする無終端水路の運転方
   法。