JPH08197085A - 下水曝気設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】下水曝気設備において、構造物の内部で、微粒
子に散布した下水と、送風された空気と接触曝気させる
ので、曝気処理が効率的に行われ、機械設備、施設等が
簡略化することができる。また、曝気後の下水を同一の
構造物の床面で、各種の二次処理を行うことができるの
で、設備建設費用、維持管理費用、機械運転費用を低減
することができる。一方、曝気後の空気中には、重金属
等の汚染物質や、悪臭物質等の有機性気体が混合してい
るが、大気中に放出する前に、それら公害発生物質を除
去することによって、地域環境及び、地球環境に対し環
境を保全することができる。 【構成】構造物１の内部には、散布用ノズル１０を配置
し、下水を微粒子状に散布する、そうして、送風機１２
で送った空気と接触曝気させる。その後、落下した下水
は担体１６を介して、二次処理を行い、小規模貯溜槽３
に回収される。一方、各種の汚染物質を含んだ曝気後の
空気は、二次公害防止構造物２の内部に配置したフィル
ター、おが屑等の二次公害防止物２１によって浄化さ
れ、外部環境に放出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水質汚濁防止処理技術
において、好気性微生物を用いた生物処理法について、
下水に空気中の酸素を溶存させるための曝気方法と、そ
の設備に関している。同時に、大気汚染防止技術におい
て、曝気後の空気に混合する重金属等の汚染物質及び、
悪臭公害物質等の有機性気体による大気汚染等の公害を
防止する設備に関している。

【０００２】

【従来の技術】下水に空気吹き込み、性状を変える浄化
方法は、欧米ではすでに百年以上前から知られていた
が、効率的に下水中に溶存させる方法がなかったため、
実用化されなかった。そのため、その当時の一般的な下
水処理は、間欠砂濾過法や接触濾過法等のろ床を利用し
た濾過処理方法であった、その後、現在の散水濾過法へ
と技術改良されてきている。

【０００３】しかし、人口増加、人間の都市集中等によ
る下水量の大幅な増加のため、大容量を効率的に処理す
る必要が生じた、そこで、下水中の浮遊生物の好気性微
生物を利用した活性汚泥法等の生物浄化処理が開発さ
れ、ポンプ等の機械類の性能向上による曝気技術の発達
と相俟って、現在では、下水処理法の主流を占めるに至
っている。

【０００４】ところで、好気性微生物を利用する生物処
理方法では、下水中の溶存酸素濃度を高め、好気性微生
物を活性化させることが不可欠であるため、曝気につい
て多くの研究開発が行われている、一般的には、下水中
への気泡の吹き込みを行う散気式と、水面を機械的に撹
拌して曝気する機械式と、それらを併用して用いる併用
式曝気法に大別されている。

【０００５】散気式曝気法は、多孔性の散気板、散気管
等の散気装置を使い、ブロワー装置から送られた空気を
細かい気泡状にして下水中に吹き込み、下水を撹拌混合
する方法であり、機械式曝気は、プロペラを回転する高
速タービンエアレーター、ブレードを回転する低速ター
ビンエアレーター、長軸のブラシを縦方向に回転させる
ローター・ブラシ・エアレーター等があり、それで水面
を激しく撹拌させ、空気を混合する方法である。併用式
は、互い欠点を補うよう両方式を併用して用いる方法で
あり、大規模施設ではほとんどがこの方法である。

【０００６】そうして、生物処理では、曝気後引き続い
て行われる汚泥回収処理が重要なプロセスであり、各種
の汚泥処理方法がある、その後、下水は脱色、殺菌等の
高度処理が行われ、水質等の環境基準値に合わせて放流
されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の曝気技術の散気
式曝気法では、ブロワー、ポンプ等で下水中に吹き込ま
れた大量の気泡が、水面に向かって上昇する時、気泡周
辺部の水をあわせて上昇し、その作用によって下水を撹
拌混合させるという方法であるため、散気装置の種類、
設置方法等により、十分に撹拌混合されない箇所ができ
易く、そのような部分では生物処理が不完全になるとい
う問題があった。

【０００８】また、この散気式曝気法では、下水中で気
泡を吐き出すので、長時間使用すると、散気装置の細孔
等が固形物や汚泥によって詰まるため、装置の清掃、部
品交換等のメインテナンスが必要になる、このような場
合、いったん貯溜槽に貯溜してあった下水を抜いて空に
しなければ作業ができないため、非常に繁雑で、面倒で
あるばかりでなく、処理操作を止めなければならないと
いう問題があった。

【０００９】一方、機械式曝気法においては、細孔が詰
まるということはないが、水面でプロペラ、円盤等を回
転させ、機械的に空気を混合するという方法なので、撹
拌性能が不十分なことが多く、空気の溶存性も悪いとい
う問題があり、同時に、貯溜槽が深くできないので、用
地取得費用、建設費用が高く、機械運転費用がかさむと
いう問題があった。

【００１０】ところで、このような生物浄化処理では、
微生物によるＢＯＤ除去という特性から、短時間に浄化
処理ができず、最低でも数日から時には一か月以上必要
とするので、その間、毎日流入してくる下水を順次貯留
させる必要がある、このため、滞留時間を加算した大規
模な貯溜設備と、それを維持管理する設備が必要とな
り、この点からも、用地取得費用、施設建設等の整備事
業費が嵩んだり、設備の維持管理費や、機械設備の運転
費用が高くなるという問題があった。

【００１１】また、曝気後、大気中に放出される空気に
は、下水に含まている悪臭物質や各種の有機性気体及
び、重金属等の大気汚染物質が混合している場合がある
ため、大気汚染、悪臭公害等の二次公害発生が指摘され
ていた。重金属等の無機質系の汚染物質については、水
質環境基準もあるので、通常凝集剤を使用するなどの化
学的な方法で除去しているが、悪臭物質等を含む有機性
気体は、そもそも微生物による有機物分解によって必然
的に発生するので、回収する方法がなく、ほとんど無制
限に大気中に放出されている。

【００１２】このことは、世界中の生物処理を行ってい
る下水処理施設がすべて、悪臭公害物質や、メタンガス
等の有機性気体を、大気中に放出していることになり、
今後、悪臭公害としての地域環境問題だけでなく、地球
温暖化に重大な影響をおよぼすため、地球規模の環境問
題になっている。

【００１３】そうして、ますます巨大化する都市の下水
処理は、処理量の急激な増加に伴い、早急な対応が望ま
れているが、現在、これらの下水処理整備事業は、貯溜
設備、維持管理施設等の大規模化により、用地取得等を
含む建設費用の増大と、それに伴う建設工事の遅れのみ
ならず、計画段階でさえ周辺住民の合意を得られないで
いる。

【００１４】各工場等の産業排水においても、活性汚泥
法等の生物浄化処理は、改良改善されながらも基本的に
は７０年以上前から変わっていないので、各工場の排水
性状により処理できない物質が混合している場合があ
る、このことは各種の除去処理が必要になるため、貯溜
施設を細分化することなるので、設備建設費用、施設維
持費用、機械運転費用の増大につながっている。

【００１５】そこで本発明は上記課題に対し、下水中で
空気を撹拌混合しないで曝気することにより、下水を長
時間貯溜することなく、曝気施設の規模を縮小し、機械
設備の簡素化し、合わせて施設建設費用、施設維持費
用、機械運転費用の低減化を目的にしている。

【００１６】さらに、曝気後に空気中に混合する重金属
等の汚染物質と、悪臭物質等の有機性気体を大気中に放
出させないため、密封した構造物内で曝気を行い、悪臭
発生等の地域環境に対する二次公害防止と、地球温暖化
による環境破壊を防ぎ、地球規模の環境保全を目的にし
ている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明では、貯溜槽での曝気を行わず、密封した構
造物１の内部空間で行うため、構造物開口部入口１８に
送風機１２を配置し、構造物１の内部に下水を送る配管
１１と散布用ノズル１０を配置している。

【００１８】曝気後の二次処理に関して、構造物１の内
部外周に外枠１４を配置し、床１３には、側溝１５と小
規模貯溜槽３を配置し、床１３上には砂、小石等の濾過
材や、活性炭等の吸着材、あるいは好気性微生物の付着
させた充填材、炭等の担体１６を配置している。

【００１９】次に、曝気後の空気の浄化に関して、構造
物１に配置した構造物開口部出口１９に二次公害防止構
造物２が付属させて接続し、二次公害防止構造物２の内
部にはフィルター、活性炭、土壌等の二次公害防止物２
１を配置している。

【００２０】

【作用】本発明は上記の手段によって、密封した構造物
１に設置された送風機１２から送られた空気が、構造物
開口部入口１８を通り内部空間に入り、配管１１を通り
散布用ノズル１０から散布された下水の微粒子表面と、
構造物の内部空間で接触曝気する、このため、下水は全
量が短時間に、より効果的に酸素を溶存させることがで
きる。

【００２１】また、構造物１の内部外周の外枠１４によ
り、下水微粒子は外部へ漏れず回収される、そうして、
床１３の上部に好気性微生物を付着させた小石、セラミ
ックス等の担体１６を配置すれば、効率的な生物濾過膜
法の浄化処理を行うことができる、また、床１３の上部
に砂、セラミックス等の濾過材の担体１６を配置すれ
ば、浮遊懸濁物質を濾過除去することができ、活性炭、
セラミックス等の吸着材の担体１６を配置すれば、下水
の脱色等の高度二次処理ができるのである。

【００２２】曝気後、外部へ放出される空気中の悪臭物
質等の有機性気体や、重金属等の汚染物質は、構造物開
口部出口１９に接続した二次公害防止構造物２の内部に
配置したフィルター、活性炭、おが屑、土壌等の二次公
害防止物２１で、吸着、脱臭するので、悪臭公害等の二
次公害発生を防止することができる。

【００２３】

【実施例】実施例について図面を用いて説明すると、図
１は、本発明の曝気設備を利用した下水浄化処理のフロ
ーシートである。図面に従い説明すれば、流入下水中の
浮遊固形物は、固液分離装置４によって分離されるが、
この装置はスクリーン、遠心分離器等多くの種類がある
ので、下水の性状によって機種選定することが望まし
い。

【００２４】次に、下水は最初貯溜槽５に入り、ポンプ
７で曝気設備の構造物１に送られ、内部空間で曝気さ
れ、小規模貯溜槽３に回収される。このフローシートで
は、再度処理を行うため、構造物１に下水をポンプ８で
送り、同様に二次処理を行っているが、必要に応じて多
数設備することは可能である、そうして、この小規模貯
溜槽３から最終貯溜槽６に送られ、殺菌等の最終処理を
して放流する。

【００２５】図２は実施例における曝気設備外観図であ
る、構造物１と二次公害防止構造物２の材質は、園芸用
のビニールハウスであるが、内部に空間ができ、下水を
散布できる空間があれば、材木、コンクリート等どのよ
うな材質の構造物、例えば鉄、ステンレス等の金属製で
も使用可能である。

【００２６】構造物１内部の配管１１に設置された散布
用ノズル１０は、下水を微粒子状に散布するものであれ
ば、どのような種類のスプレイノズルでも使用可能であ
り、スプレイノズルでなくても、噴水式に散布するも
の、ディスク回転で散布するもの等も使用可能である、
また、時間当たりの散布量に応じて複数個を使用するこ
とも可能である。

【００２７】構造物開口部入口１８に設置した送風機１
２は、空気を連続して構造物１内部に送風するものであ
れば、ブロワー等の他の場所から送風するものでも使用
可能であり、また、より多量の送風量が必要であれば、
使用台数を複数にして対応することも可能である。

【００２８】図３は構造物内部床面図であり、構造物１
の内部外周を外枠１４が囲んでおり、下水は配管１１に
設置された散布用ノズル１０から微粒子散布されるが、
拡散落下する際、外枠１４で外部へ漏れ出さないように
している。この下水微粒子は床１３に順次落下するが、
床面を適度に傾斜させれば、固形物や汚泥の分離回収に
有効である、そうして、下水は側溝１５に集まり、小規
模貯溜槽３に回収される。

【００２９】図４は曝気設備断面図であり、本実施例で
は、送風機１２を構造物開口部入口１８に設置にし、密
封した構造物１の内部へ空気を送っている、また、下水
はポンプ等によって配管１１に送られ、散布用ノズル１
０から微粒子散布され、内部空間で連続的に、微粒子表
面で空気と接触する。

【００３０】この後、下水は順次落下して、床１３に配
置された砂、小石、活性炭、セラミックス等の担体１６
で各種の二次処理を行なわれ、下方の床１３から、側溝
１５に集まり小規模貯溜槽３に集められる。尚、蓋１７
は側溝１５、小規模貯溜槽３が、担体１６等によって埋
まらないように保護している。

【００３１】一方、曝気後の空気は、構造物１の構造物
開口部出口１９から、吸気用送風機２０により通気圧力
を増加して、二次公害防止構造物２の開口部入口２２か
ら内部に入り、その内部に配置したおが屑、活性炭、フ
ィルター、土壌等の二次公害防止物２１によって浄化さ
れ、開口部出口２３から外環境へ放出される。

【００３２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３３】密封した構造物１の内部空間において、下
水を微粒子散布して空気と直接接触させるものであるか
ら、下水中で撹拌混合する方法のように曝気できないの
箇所もなく、効率的に下水全体を曝気することができる
ので、浄化操作における酸化処理及び、好気性微生物に
よる生物処理に非常に効果がある。

【００３４】構造物１の床１３には、小石、活性炭、セ
ラミックス等の担体１６を配置して、その担体１６に好
気性微生物を付着させれば、下水は広範囲に拡散して落
下しているので、非常に効率的かつ、簡便に大きな面積
で生物膜浄化処理を行うことができる。

【００３５】同様に、砂、小石等の濾過材あるいは、活
性炭、セラミックス等の吸着材の担体１６を配置すれ
ば、非常に効率的かつ、簡便に大きな処理面積で高度な
二次処理を行うことができる。

【００３６】一方、曝気を短時間に効率的に行うので、
下水を長時間貯溜したりする必要がなく、さらに、同一
施設で曝気処理と、二次処理を同時に行うことができる
ので、設備建設費用、機械運転費用が低減化することが
できるばかりでなく、汚泥処理についても、床面から集
めるだけの簡便な作業であり、メインテナンスでは、各
種の部材の清掃、交換を行う場合、貯溜槽から下水を抜
く必要がないので、面倒で繁雑な操作もなく、維持管理
費用も低減化できる。

【００３７】ところで、曝気後の空気について、現在技
術では、大気中に無制限に拡散させており、悪臭公害等
の二次公害を発生させている、このため、公共的な下水
処理場の建設さえ、地域住民の合意が得られないでい
る。そこで本発明は、フィルター、活性炭、おが屑、土
壌等を介して、脱臭、吸着の浄化を行うため、悪臭物質
や、地球温暖化の原因となるメタン等の有機性気体と、
重金属等の汚染物質を外部環境へ出さないことから、悪
臭公害等の二次公害発生を防止し、地域環境のみなら
ず、地球環境保全にも効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】フローシート

【図２】下水曝気設備外観図

【図３】構造物内部床面図

【図４】下水曝気設備断面図

【符号の説明】

１ 構造物 ２ 二次公害防止構造物 ３ 小規模貯溜槽 ４ 固液分離装置 ５ 最初貯溜槽 ６ 最終貯溜槽 ７，８，９， ポンプ １０ 散布用ノズル １１ 配管 １２ 送風機 １３，２４ 床 １４ 外枠 １５ 側溝 １６ 担体 １７ 蓋 １８ 構造物開口部入口 １９ 構造物開口部出口 ２０ 吸気用送風機 ２１ 二次公害防止物 ２２ 開口部入口 ２３ 開口部出口

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】構造物１の内部に下水の配管１１と散布用
   ノズル１０を配置し、構造物開口入口１８には送風機１
   ２を配置し、構造物１の内部空間で、下水と空気が接触
   曝気することを特徴とする下水曝気設備。
2. 【請求項２】構造物１の内部外周に外枠１４を配置し、
   床１３に側溝１５と小規模貯溜槽３を配置したことを特
   徴とする請求項１記載の下水曝気設備。
3. 【請求項３】構造物１の床１３に砂、小石等の濾過材の
   担体１６を配置し、拡散落下した下水を濾過処理するこ
   とを特徴とする請求項１記載の下水曝気設備。
4. 【請求項４】構造物１の床１３に好気性微生物等の微生
   物を付着させ小石、木炭、セラミックス等の担体１６を
   配置し、拡散落下した下水を生物処理することを特徴と
   する請求項１記載の下水曝気設備。
5. 【請求項５】構造物１の床１３に活性炭、木炭等の吸着
   材の担体１６を配置し、拡散落下した下水の水質処理を
   行うことを特徴とする請求項１記載の下水曝気設備。
6. 【請求項６】構造物１の構造物開口部出口１９に二次公
   害防止構造物２を配置し、その内部に二次公害防止物２
   １を配置し、曝気後の空気に混合する汚染物質を除去す
   ることを特徴とする請求項１記載の下水曝気設備。