JPH09314168A - 汚水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 活性汚泥の沈降を防止して、効率的な処理を
行う。 【解決手段】 生物反応槽１内は、仕切り壁２によっ
て、連通部３、４を残し、上槽１ａ、１ｂに分割されて
いる。連通部３側に配置されたポンプ装置５が下槽１ｂ
の一端側の槽内水を吸い込み、水面上に連通部４側に向
けて吐出する。これによって、下槽１ｂ内の底部に沈降
しかかった汚泥を吸い込んで上槽１ａに戻し、槽内に循
環流を生起する。また、水面上に吐出することによっ
て、気泡の巻き込みによる曝気を促進する。さらに、汚
水は、下槽１ｂの連通部４の下方に流入する。これによ
って、沈降しかかった活性汚泥をポンプ装置５に向けて
輸送することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無端流路状の生物
反応槽内において導入される汚水を循環し、生物学的に
処理するオキシデーションタイプの汚水処理装置、特に
縦型の循環路を有するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、汚水処理には、生物学的処理
方法が採用されており、その中の１つにオキシデーショ
ンディッチがある。この従来のオキシデーションディッ
チの一例を図４に示す（特開昭６０−２５５９３号公報
参照）。この装置では、原水を生物反応槽１に、導入
し、ここで生物処理を行う。この生物反応槽１は、中央
部に仕切り壁２が設けられ、これによって槽内液を水平
方向に循環させる無終端の循環路が形成されている。そ
して、槽内において汚水と活性汚泥の混合液を循環混合
すると共に、混合液中に酸素を供給するために、パドル
型の機械式表面曝気装置４が、循環路の上部の２カ所に
設けられている。

【０００３】従って、生物反応槽１に流入された原水
は、槽内活性汚泥と混合された状態で、循環路を循環
し、活性汚泥によりＢＯＤ成分などが除去され、処理済
水が排出される。特に、このオキシデーションディッチ
では、比較的長い経路を循環するため、局所的に嫌気的
条件が生じやすく、窒素成分の除去率が高いという特徴
もある。なお、処理済水は沈殿池に導入され、上澄みが
処理水として放流され、沈殿汚泥は生物反応槽１の原水
導入部に返送される。

【０００４】ここで、オキシデーションディッチは、そ
の形状が水平方向の循環路型であり、その設置面積が比
較的大きくなってしまうという問題がある。そこで、水
平方向循環ではなく上下方向循環として二段式のオキシ
デーションディッチも提案されている。この二段式のオ
キシデーションディッチの一例を図５に示す（特開昭５
７−１８７０９５号公報参照）。

【０００５】図に示すように、生物反応槽１は、仕切り
壁２によって、上槽１ａ、下槽１ｂに仕切られ、槽内の
混合液は、上槽１ａと下槽１ｂを循環する。すなわち、
垂直断面方向に循環路が形成されている。そして、パド
ル型の曝気装置４によって、循環流が生起されるととも
に、酸素が供給され、槽内に導入された原水が、上述の
場合と同様に処理され処理済水が排出される。

【０００６】このように、循環路を縦型としたため、設
置面積が単純計算で１／２になり、装置の省スペース化
を図ることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のような
縦型二段のオキシデーションディッチにおいては、槽内
において、十分均一な撹拌が行えず、下槽で活性汚泥の
沈降がおきるという問題点があった。すなわち、下槽か
ら上槽に向かう上向流の部分において、特に流速が十分
でなく、汚泥の沈降が生じやすい。そして、活性汚泥の
沈降がおきると、そこで汚泥が腐敗したり、デッドスペ
ースが生じ、十分な処理が行えないという問題点があ
る。

【０００８】本発明は、上記問題点を解決することを課
題としてなされたものであり、縦型二段式のオキシデー
ションディッチ方式の循環路型の汚水処理装置であっ
て、槽内における汚泥の沈降を効果的に防止できる汚水
処理装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、無端流路状の
生物反応槽内において導入される汚水を循環し、生物処
理する汚水処理装置において、生物反応槽を上槽と、下
槽とに仕切る仕切り壁と、この仕切り壁の一端側に設け
られ、上槽と下槽を連通する連通部と、上記仕切り壁の
他端側の下方であって、下槽の底部に吸い込み口を有す
ると共に、その上方の水面上に吐出口を有し、槽内液を
連通部の方向に向けて吐出するポンプ装置と、を有し、
上記ポンプ装置からの槽内液の吐出により、生物反応槽
内の上槽及び下槽に循環流を生起すると共に、表面曝気
を行うことを特徴とする。

【００１０】このように、生物反応槽を上下に分割した
ため、設置面積を小さくすることができる。そして、ポ
ンプ装置の吸い込み口を流速の小さくなる連通部の他端
側下方に設けたため、ここに沈降する活性汚泥を吸い込
んで、槽内に効果的な循環流を生起できる。

【００１１】そこで、活性汚泥の腐敗を防止し、活性汚
泥と汚水を十分接触させて効果的な処理を行える。

【００１２】また、本発明は、上記仕切り壁の他端側に
も、上槽と下槽を連通する他の連通部が設けられている
ことを特徴とする。

【００１３】このように、ポンプ装置が配置される側に
も連通部を設けることによって、槽自体が無端流路状に
なり、デッドスペースを生じにくくできる。

【００１４】また、本発明は、上記生物反応槽の上記ポ
ンプ装置の配置されている側と反対側の連通部の下方に
汚水を導入することを特徴とする。

【００１５】連通部において、槽内液は、その方向が変
わる。そこで、ここによどみ部が生起され易く、汚泥が
沈降する可能性がある。ここに、汚水を流入するため、
この汚水流入によって、汚泥の沈降を防止することがで
きる。

【００１６】また、本発明は、上記ポンプ装置は、水面
上の吐出口の他に、上槽の水中に槽内液を吐出する吐出
口を有し、この吐出口から反対側の連通部の方向に向け
て槽内液を吐出することを特徴とする。

【００１７】このように、吐出口を槽内に設けることに
よって、吐出時の曝気効果をなくすことができる。従っ
て、ここからの吐出量と水面上からの吐出量の調整によ
って、循環流速を維持し、汚泥の沈降を防止しつつ、酸
素供給量を調整することができる。

【００１８】また、本発明は、２つの吐出口には、流量
調整装置が設けられており、両吐出口からの吐出量が調
整できることを特徴とする。

【００１９】流量調整装置を設けることによって、両吐
出口からの吐出量を任意に調整することができる。これ
によって、槽内ＤＯ濃度を所定のものに調整することも
できる。脱窒を促進することもできる。

【００２０】また、本発明は、上記流量調整装置によ
り、両吐出口のいずれか一方から下槽内液が吐出される
ように随時切り換えることを特徴とする。

【００２１】このように、吐出を切り換えることによっ
て、曝気、非曝気撹拌を交互に繰り返すことができる。
そこで、間欠曝気による脱窒を促進することができる。
また、撹拌のために特別な装置が不要となるという効果
も得られる。

【００２２】また、本発明は、上記ポンプ装置の水面上
の吐出口付近に、酸素溶解効率を高める酸素溶解促進手
段を設けることを特徴とする。

【００２３】このようにして、酸素供給量を増加するこ
とによって、処理装置が高負荷に適用が可能になり、高
濃度の汚水の処理が可能になる。

【００２４】また、本発明は、少なくとも上記生物反応
槽の底部が、上記ポンプ装置の吸い込み口側に向けて水
深が深くなるように、傾斜されていることを特徴とす
る。

【００２５】このように、底面を傾斜させることによ
り、沈降した汚泥が、ポンプ装置の吸い込み口に向けて
滑り落ち、沈降汚泥が生じた場合に、その汚泥が槽底部
に滞留し腐敗することをより確実に防止できる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に好適な実施の形態
（以下、実施形態という）について、図面に基づいて説
明する。

【００２７】「第１実施形態」 （構成）図１は、第１実施形態の構成を示す図であり、
生物反応槽１は、仕切り壁２によって上槽１ａと下槽１
ｂに分けられている。そして、仕切り壁２の両端部と、
槽１の壁との間には、連通部３、４が設けられ、上下層
１ａ、１ｂが連通され、生物反応槽１内に無端の循環路
が形成されている。

【００２８】そして、反応槽１内の下槽１ｂの連通部３
の下方の底部には、ポンプ装置５が設けられている。こ
のポンプ装置５は、水中ポンプ装置であり、その底部側
に吸い込み口５ａが設けられている。また、ポンプ装置
５の吐き出し口５ｂは、生物反応槽１の水面上であって
連通部３上方に設けられている。そして、この吐き出し
口５ｂは、その吐き出し方向が、生物反応槽１の反対側
（連通部４の側）に向けられている。

【００２９】また、生物反応槽１のポンプ装置５が配置
されている側と反対側の連通部４の下方底部には、原水
をポンプ装置５の方向に向けて導入する流入口６が設け
られている。さらに、この原水の流入部の上方の上槽１
ａの表面部には、処理済水の排出口７が設けられてい
る。

【００３０】（動作）このような装置において、ポンプ
装置５を駆動することによって、下槽１ｂ底部の槽内液
は、ポンプ装置５の吐出口５ｂから吐出される。この吐
出口５ｂは、生物反応槽１の水面上に配置されており、
吐出口５ｂから吐出された槽内液は、水面に落下する際
に、多くの気泡を巻き込み、ここに槽内液の表面曝気が
行われる。

【００３１】さらに、ポンプ装置５の吐出口５ｂは、生
物反応槽１の反対側に向けられているため、吐出口５ｂ
から吐出される槽内液によって、上槽１ｂ内に連通部４
に向かう流れが生起される。そして、ポンプ装置５の吸
い込み口５ａは、下槽１ｂの連通部３の下方にあるた
め、ポンプ装置５による槽内液の輸送によって、生物反
応槽１内に、上槽１ａと下槽１ｂを循環する循環流が生
起される。

【００３２】特に、槽内の一端の下部から引き抜いた槽
内液をその上方において、他端側に向けて吐出するた
め、槽内に十分な循環流を生起できる。そして、槽内に
おいて汚泥が沈降しやすい連通部３の下方にポンプ装置
５の吸い込み口５ａが位置されている。そこで、沈殿し
そうになった汚泥をポンプ装置５によって吸い込み循環
することができる。従って、槽内における活性汚泥の沈
降を有効に防止することができる。

【００３３】また、ポンプ装置５を配置している側にも
連通部３が形成されているため、生物反応槽１のこちら
側の端部においても混合液が流動し、汚水と活性汚泥の
接触が促進され、デッドスペースが生じるのが防止され
ている。

【００３４】なお、吐出口５ｂから吐出された槽内液
は、槽内の反対側に向かう循環流となるため、巻き込ま
れた気泡は、直ぐには上方に抜けず、これにより酸素溶
解効率が高められている。

【００３５】そして、例えば小規模下水などの原水は、
下槽１ｂの一端に設けられた流入口６から生物反応槽１
に導入される。導入された原水は、循環流とともに槽内
を循環する過程で、槽内液中の活性汚泥と十分に接触
し、処理される。

【００３６】また、流入口６は、ポンプ装置５の吐出口
５ａから離れた部分に設けられているため、流入口６の
近辺は、比較的嫌気的条件になりやすく、ここにおいて
脱窒が促進され、窒素成分の除去も効果的に行われる。

【００３７】ここで、ポンプ装置５における循環水量
は、槽内において、活性汚泥の沈降が生じないような十
分な流速が得られるように設定する。しかし、槽内にお
いて、完全に均一な循環流を生起することは難しく、ポ
ンプ装置５の吸い込み口５ａ及び吐出口５ｂ近辺で流速
が大きく、槽内の反対側近辺で、流速が遅くなりやす
い。そして、連通部４側の槽の隅では、流れのよどみ部
が生じやすく、この部分に活性汚泥が沈降しやすくな
る。

【００３８】ところが、本実施形態によれば、この下槽
１ｂの連通部４の下方に原水の流入口６が設けられてい
る。このため、流入される原水によって、下槽１ｂの底
部にポンプ装置５の吸い込み口５ａに向かう流れが生起
され、ここにおける流速を十分なものにできる。そこ
で、これによって沈降しかかった活性汚泥が循環流にの
り、その沈降を防止できる。

【００３９】「第２実施形態」第２実施形態の装置を図
２に示す。本実施形態の装置では、ポンプ装置５の吐出
口として、上述の水面上の吐出口５ｂの他に、上槽１ａ
内の吐出口５ｃが設けられている。また、各吐出口５
ｂ、５ｃの直前には、調整バルブ８、９がそれぞれ設け
られている。従って、ポンプ装置５により、吸い込まれ
た槽内液は、吐出口５ｂまたは５ｃから吐出される。

【００４０】さらに、生物反応槽１の排出口７の近傍に
は、ＤＯ（溶存酸素）メータ１０が設けられ、この計測
値が制御装置１１に供給される。制御装置は、ＤＯメー
タ１０の出力に応じて、調整バルブ８、９の開度を調整
する。

【００４１】このように、本実施形態においては、ポン
プ装置５に２つの吐出口５ｂ、５ｃが設けられ、ここに
調整バルブ８、９が設けられている。そこで、調整バル
ブ８、９の開度調整によって、酸素供給量を調整でき
る。

【００４２】上述したように、生物反応槽１内におい
て、活性汚泥が沈降すると、所望の処理が行えなくな
る。そこで、生物反応槽１内における循環流の流速を所
定のものに維持しなければならない。吐出口５ｂの１つ
だけであると、流速を維持するためにある程度以上のも
のにしなければならない。一方、原水の水量が少なかっ
たりした場合や、ＢＯＤ成分が低濃度の場合などは、酸
素供給量を抑えたい場合がある。また、脱窒を促進した
場合には、槽内の溶存酸素濃度を余り高くしない方がよ
い。

【００４３】本実施形態によれば、吐出口５ｃから吐出
した場合には、曝気効果はなく、流速維持のみに寄与す
る。そこで、吐出口５ｂ、５ｃからの吐出量の割合を調
整バルブ８、９の開度調整によって行うことで、槽内Ｄ
Ｏを所望のものに調整することができる。

【００４４】特に、槽内には、ＤＯメータ１０が設けら
れており、槽内ＤＯを計測できる。そして、このＤＯメ
ータ１０の計測値に応じて制御装置１１が調整バルブ
８、９の開度を調整することによって、槽内流速を所定
のものに維持しつつ、槽内ＤＯを所望の値に維持でき
る。

【００４５】さらに、調整バルブ８、９を開閉して、生
物反応槽１内において、間欠曝気を行うことも好適であ
る。すなわち、制御装置１１により、調整バルブ８、９
を交互に開閉することによって、一定期間毎の曝気、非
曝気撹拌を繰り返すことができる。これによって、生物
反応槽１内に、好気状態、嫌気的状態を交互に生起する
ことができ、硝化、脱窒を時間的に交互に行い、効果的
な脱窒処理を行うことができる。なお、この場合には、
ＤＯメータ１０だけでなく、ＯＲＰ（酸化還元電位）メ
ータなども設け、嫌気的状態を管理するとよい。このよ
うにして、１つのポンプ装置５によって、槽内流速を所
定のものに維持しつつ、間欠曝気による効率的な脱窒処
理が行える。

【００４６】「第３実施形態」第３実施形態の装置を図
３に示す。本実施形態では、酸素溶解促進手段として瀑
布１２が設けられている。この瀑布１２は、階段状のも
ので、この上方にポンプ装置５の吐出口５ｂが設けられ
ている。従って、槽内液は、この瀑布１２に落下され、
飛び跳ねると共に、膜状になって、生物反応槽１の水面
に落下する。従って、槽内液を直接水面に供給するよ
り、酸素溶解効率を上昇することができる。

【００４７】そこで、原水が高濃度の汚水（例えば、屎
尿や畜産排水など高濃度有機廃液）の場合、すなわち高
負荷の処理に好適である。このような、酸素溶解効率を
上昇する瀑布１２の採用によって、槽内液に対する酸素
供給量を増加して、高濃度排水を効果的に処理できる。

【００４８】さらに、本実施形態では、仕切り壁２の上
面及び槽内底部の上面に傾斜を設けている。すなわち、
仕切り壁２の上面は、連通部４に向けて下降するように
傾斜されている。また、槽内底部上面は、ポンプ装置５
の吸い込み口５ａに向けて傾斜している。そこで、活性
汚泥が沈降してしまった場合においても、沈降汚泥は、
傾斜面を滑り落ち、最終的には、ポンプ装置５の吸い込
み口５ａに至る。従って、沈降汚泥が、再びポンプ装置
５の採用によって循環されることになる。そこで、沈降
汚泥が腐敗することを防止して、処理効率の低下を防止
することができる。

【００４９】「その他の構成」処理対象となる汚水とし
ては、下水、産業排水、屎尿など、生物処理が適用可能
な排水であれば、何にでも適用できる。

【００５０】連通部３は、必ずしも必要はなく、省略し
てもよい。

【００５１】また、ポンプ装置５から吐出口５ｂに至る
経路にエジェクタを設け、ここから空気を導入すること
によって、酸素溶解効率をさらに高めることも可能であ
る。

【００５２】本実施形態においても処理済水は、不図示
の沈殿池に導入され、上澄みが処理水として放流され、
沈殿汚泥が生物反応槽に返送される。

【００５３】また、第３実施形態において、脱窒を促進
する場合には、第２実施形態のような撹拌用の吐出口等
を設け酸素供給量を制御することが好ましい。

【００５４】さらに、吐出口５ｂは、その先端に先細り
形状のノズルを設け、吐出流速を上昇させ、循環流を加
速するとともに、酸素の溶解効率を上昇することも好適
である。

【００５５】また、第１実施形態、第２実施形態の装置
において、仕切り壁上面、槽底面などを傾斜させること
も好適である。

【００５６】

【実施例】以下に、本発明の実施例を示す。

【００５７】まず、槽内ＭＬＳＳ（混合液浮遊物濃度）
を３０００ｍｇ／ｌ、ＨＲＴ（槽内滞留時間）を２４時
間とし、原水水質をＢＯＤ１５０ｍｇ／ｌ、Ｔ−Ｎ（総
窒素）４０ｍｇ／ｌ、ｐＨ７．２、原水アルカリ度１５
０ｍｇＣａＣｏ₃ ／ｌとして、第１実施形態の装置で処
理を行った。これによって、ＢＯＤ３ｍｇ／ｌ程度の処
理水が安定して得られた。また、Ｔ−Ｎは、２０ｍｇ／
ｌ程度が得られた。

【００５８】なお、図５に示すような装置により、同一
の条件で処理を行ったところ、汚泥の沈降が生じ、十分
な処理が行えなかった。

【００５９】次に、第２実施形態の装置において間欠曝
気により同様の処理を行ったところ、ＢＯＤ濃度は、第
１実施形態と同様３ｍｇ／ｌ程度の処理水が得られた。
さらに、第２実施形態では、その処理水Ｔ−Ｎ濃度とし
て、４ｍｇ／ｌ程度が安定して得られた。これにより、
第２実施形態の装置によって、脱窒が効果的に起こり、
窒素除去率を大幅に向上できることが確認された。

【００６０】また、原水水質として、ＢＯＤ濃度が３０
０ｍｇ／ｌと高濃度で、他の水質は同一の汚水につい
て、第３実施形態の装置により処理を行った。なお、Ｍ
ＬＳＳ、滞留時間は同一である。

【００６１】瀑布１２を採用し、酸素供給能力を補強し
たため、このような高濃度の汚水に対しても、ＢＯＤ４
ｍｇ／ｌ程度の処理水が安定して得られた。これより、
第３実施形態の装置によって、高濃度排水の効果的な処
理が可能であることが確認された。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、 （１）汚泥の沈降が防止できるため、汚泥の腐敗及び汚
水が活性汚泥と接触せず未処理のまま放流されることを
防止できる。

【００６３】（２）特に、汚水の流入口の位置をポンプ
装置の吸い込み口の反対側の槽下部にしたため、沈降し
かかった汚泥の循環を促進できる。

【００６４】（３）流速を維持しつつ酸素供給量を調整
することができるため、窒素除去率を高くすることがで
きる。

【００６５】（４）酸素供給量を大きくとることができ
るため、高濃度排水を効果的に処理することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態の装置の構成を示す図である。

【図２】 第２実施形態の装置の構成を示す図である。

【図３】 第３実施形態の装置の構成を示す図である。

【図４】 従来の装置の構成例を示す図である。

【図５】 従来の装置の他の構成例を示す図である。

【符号の説明】

１ 生物反応槽、１ａ 上槽、１ｂ 下槽、２ 仕切り
壁、３，４ 連通部、５ ポンプ装置、５ａ 吸い込み
口、５ｂ，５ｃ 吐出口、６ 流入口、７ 排出口、
８，９ 調整バルブ、１０ ＤＯメータ、１１ 制御装
置。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無端流路状の生物反応槽内において導入
   される汚水を循環し、生物処理する汚水処理装置におい
   て、 生物反応槽を上槽と、下槽とに仕切る仕切り壁と、 この仕切り壁の一端側に設けられ、上槽と下槽を連通す
   る連通部と、 上記仕切り壁の他端側の下方であって、下槽の底部に吸
   い込み口を有すると共に、その上方の水面上に吐出口を
   有し、槽内液を連通部の方向に向けて吐出するポンプ装
   置と、 を有し、 上記ポンプ装置からの槽内液の吐出により、生物反応槽
   内の上槽及び下槽に循環流を生起すると共に、表面曝気
   を行うことを特徴とする汚水処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の装置において、 上記仕切り壁の他端側にも、上槽と下槽を連通する他の
   連通部が設けられていることを特徴とする汚水処理装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の装置におい
   て、 上記生物反応槽の上記ポンプ装置の配置されている側と
   反対側の連通部の下方に汚水を導入することを特徴とす
   る汚水処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１つに記載の装
   置において、 上記ポンプ装置は、水面上の吐出口の他に、上槽の水中
   に槽内液を吐出する吐出口を有し、この吐出口から反対
   側の連通部の方向に向けて槽内液を吐出することを特徴
   とする汚水処理装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の装置において、 ２つの吐出口には、流量調整装置が設けられており、両
   吐出口からの吐出量が調整できることを特徴とする汚水
   処理装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の装置において、 上記流量調整装置により、両吐出口のいずれか一方から
   下槽内液が吐出されるように随時切り換えることを特徴
   とする汚水処理装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか１つに記載の装
   置において、 上記ポンプ装置の水面上の吐出口付近に、酸素溶解効率
   を高める酸素溶解促進手段を設けることを特徴とする汚
   水処理装置。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか１つに記載の装
   置において、 少なくとも上記生物反応槽の底部が、上記ポンプ装置の
   吸い込み口側に向けて水深が深くなるように、傾斜され
   ていることを特徴とする汚水処理装置。