JPS6268592A - 脱気装置及びこれを用いた超深層曝気式汚水処理装置 - 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）発明の技術分野 本発明は、超深層曝気槽から微細気泡と汚泥とを含んだ
状態で排出された汚泥混合水から気泡を脱気する脱気装
置及びこれを用いた超深層曝気式汚水処理装置に関する
。

（ロ）技術の背景 都市下水や各種産業廃水を微生物によって処理する装置
の１つとして超深層曝気槽が使用されている。これは深
さ５０〜１５０ｍの超深層曝気槽に空気を吹き込みなが
ら、活性汚泥（以下、汚泥と略す）と汚水を好気条件下
で循環混合し、汚水を浄化する装置である。この槽の上
昇検出口付近の汚泥混合水の中には、微生物によって廃
水処理され発生する汚泥と共に、槽内を循環する間に水
深に伴う水圧により加圧されることによって多量の溶存
ガスや微細気泡が溶存する。超深層曝気槽から排出され
汚泥と微細気泡等とを含んだ汚泥混合水から微細気泡等
を脱気した後、沈殿分離法によって処理水と汚泥とに分
離している。

（ハ）従来技術と問題点 この超深層曝気槽からの汚泥混合水から微細気泡、溶存
ガスを取り除く脱気法として、従来から次の３つの方法
が知られている。

第１の方法は第７図に示す真空脱気法である。

図に於て、ａは超深層曝気槽、ｂは真空脱気装置、Ｃは
沈殿槽である。真空脱気装置すは円筒状の脱気槽ｄと、
脱気槽ｄの中に収納された内部円筒体ｅと、脱気槽ｄの
頂部内の空間ｆを真空にする真空ポンプｇとから成る。

超深層曝気槽ａからの汚泥混合水は内部円筒ｅの下部か
ら内部円筒体ｅ内を上昇し空間ｆに至り、脱気槽ｄ内を
下降し沈殿槽Ｃに移送される。汚泥混合水中の微細気泡
及び溶存ガスは内部円筒体ｅに於ける汚泥混合水の上昇
と共に空間ｆに放出される。空間ｒ内に集まった気泡は
排気弁口によって大気中に放散される。

しかしながら、このような真空脱気法によれば、次の問
題点が生じる。

脱気槽ｄが塔状となるため高い空間が必要となる。その
ため、例えば地下室等の室内設置のように設置高さに制
限が設けられるような建築物への設置の場合、適用が困
難となる。

又、脱気槽ｄへの汚泥混合水の導入管ｈ、内部円筒体ｅ
又は沈澱槽Ｃへの導出管ｉにｌη泥が詰まる虞があると
共に真空度の確保など日常の維持管理が煩雑である。

第２の方法は第８図に示す再曝気法である。

図に於て、ａは超深層曝気槽、ｊは再曝気脱気装置、Ｃ
は沈殿槽である。再曝気脱気装置ｊは脱気槽にと、脱気
槽にの下方に配されたプロアｌとから成る。脱気槽に内
の汚泥混合水にブロアｌから曝気が吹き込まれ、汚泥混
合水内の微細気泡は曝気空気と共に大気中に除去される
。

しかしながら、この再曝気法によれば、次の問題点が生
じる。

汚泥混合水内の微細気泡を脱気するための曝気時間が長
くなり、従って、脱気槽にの容積が大きくなり、その結
果設置面積も大きくなる。

又、この方法では、脱気された気泡を大気中に放散する
ため、脱気槽に周辺の雰囲気に対する脱気エアロゾルの
飛び散りの影響を考慮する必要があり、さらには、動力
消費量が大きい。

第３の方法は第９図に示す機械攪拌方法である。

図に於て、ａは超深層曝気槽、ｍは機械攪拌脱気装置、
Ｃは沈殿槽である。機械攪拌装置ｍは脱気槽ｐと攪拌ｉ
ｎとから成る。汚泥混合水は攪拌機ｎによって攪拌され
、微細気泡は粗大化されて大気中に放散される。

しかしながら、この機械攪拌方法によれば次の問題点が
生じる。

充分な脱気作用を行なうため、小型の攪拌機が使用され
る。そのため、使用される脱気槽の個数が多くなり、攪
拌機の個数が増加し、動力消費量が著しく大きくなる（
真空脱気法と比較すると約１８倍程度）。

又、この機械攪拌方法は、再曝気法と同様大きな設置面
積を必要とする。さらには脱気エアロゾル飛び散りの影
響も考慮する必要がある。

上述の如き真空脱気法、再曝気法１機械攪拌法に対して
、動力消費量の低減、処理装置の設置面積の低減、脱気
効率の向上等の改善が望まれている。特に、ビルの地下
のような狭いスペースに超深層曝気方式を採用するには
、処理装置の設置面積をできるだけ小さくする事が渇望
されている。

ところが、再曝気法１機械攪拌法によれば、脱気槽の設
置面積を小さくすれば、脱気効率の確保のためより多く
のエネルギーが必要となり、動力消費量が増大する。又
、真空脱気法によれば、脱気槽の設置高さが高く所要の
空間内に収まらない。

仁）発明の目的 本発明は、上述の問題を解決するためになされたもので
、その目的は動力消費量が少なく、設置面積が小さく、
設置高さの低い脱気装置及びこれを用いた超深層曝気式
汚水処理装置を提供することにある。

（ホ）発明の構成 上記目的を達成するために、第１発明は、脱気槽と、脱
気槽内に収納された気泡分離充填材層とから成り、超深
層曝気槽から排出され微細気泡と汚泥とを含んだ汚泥混
合水を脱気槽の下方部から上方部に通過させるものであ
り、 第２発明は、■超深層曝気槽と、■超深層曝気゛槽から
排出され微細気泡と汚泥とを含んだ汚泥混合水を圧送す
る第１圧送手段と、■脱気槽と、脱気槽内に収納された
気泡分離充填材層とから成り、第１圧送手段によって圧
送された汚泥混合水を脱気槽の下方部から上方部に通過
させる脱気装置と、■脱気槽の上方部から脱気された状
態の汚泥混合水を圧送する第２圧送手段と、■第２圧送
手段によって圧送された汚泥混合水を汚泥と処理水に分
離する沈殿槽とから構成され、 第３発明は、超深層曝気槽と、この超深層曝気槽の上昇
槽内に配設され下方部に開口部を有すると共に気泡分離
充填材層を収納した脱気槽と、脱気槽を通過した汚泥混
合水を脱気槽の上部から圧送する圧送手段と、圧送手段
によって圧送された汚泥混合水を汚泥と処理水に分離す
る沈殿槽とから構成されているものである。

（へ）発明の作用 上記の如き構成に係る第１発明によれば、超深層曝気槽
から排出され微細気泡と汚泥とを含んだ汚泥混合水が気
泡分離充填材層を上向流で通過することにより微細気泡
は粗大化し大気中に放散される。

又、第２発明によれば、脱気装置の気泡分離充填材層の
作用によって汚泥混合水中の汚泥の一部が気泡分離充填
材層に捕捉されるので、沈澱槽を小型化することができ
る。

さらに、第３発明によれば、脱気槽が超深層曝気槽の上
昇槽内に配設されているので、脱気槽としての設置スペ
ースが不要となる。

（ト）発明の実施例 以下、図面により本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は第１発明の実施例に係る脱気装置１を示す。

この脱気装置１は、上部が開口した脱気槽２と、脱気槽
２内に収納された気泡分離充填材層３とを具備している
。

脱゛気槽２は、充填槽４と、充填槽４の下部に設けられ
た汚泥溜５と、弁６ａを有する第１排出管６とから成る
。充填槽４の底部４ａの中央部には図示しない超深層曝
気槽から排出され微細気泡と汚泥とを含んだ汚泥混合水
を原水ポンプ７によって圧送する第１導入管８が接続し
ている。充填槽４の底部４ａの下面には空洗管１１が設
けられている。これは充填槽４内に圧縮空気を吹き込む
もので、空洗プロア９と配管１０を介して接続している
。充填槽４の上部には汚泥混合水を排出する第２排出管
１２が接続している。第１排出管６及び第２排出管１２
の下方には移送ポンプ１３を収容した貯留槽１４が配設
されている。

気泡分離充填材層３は繊維材料をブロック状にした無数
の繊維塊３ａを積み重ねて構成されている。繊維塊３ａ
の内部には水が通過し得る無数の連続した細い空隙が形
成されている。繊維塊３ａの形状としては、棒状体９球
状体、直方体等種々の形状が挙げられる。

次に、本実施例の作用を説明する。

超深層曝気槽から排出され微細気泡と汚泥とを含んだ汚
泥混合水は、原水ポンプ７、第１導入管８を介して充填
槽４内に供給される。第１導入管８により充填槽４内に
導入された汚泥混合水は、原水ポンプ７の圧送力によっ
て気泡分離充填材層３を上向流にて通り抜け、充填槽４
の上方部に到達する。この時、汚泥混合水中に含有され
る微細気泡は、繊維塊３ａ間又は繊維塊３ａ内部の空隙
中で通過する際の摩擦による水圧力低下に伴う気泡の析
出、繊維塊表面又は内部面への気泡の付着、及びそれら
析出又は付着気泡の結合等により、粗大化され大気中に
放散される。微細気泡を取り除かれた汚泥混合水は充填
槽４から第２排出管１２を介して貯留槽１４に導かれる
。又、汚泥溜５に堆積した汚泥は弁６ａの開閉により間
欠的に第１排出管６を介して貯留槽１４に導かれる。

汚泥混合水中の微細気泡が汚泥混合水中から取り除かれ
る過程で、汚泥混合水の中の一部の汚泥は繊維塊３ａに
捕捉される。微細気泡が連続して分離処理されると汚泥
が繊維塊３ａ中に滞留蓄積する。この場合原水ポンプ７
を停止し、空洗プロア９を運転させ、配管１０を介して
空洗管１１に圧縮空気を送気して、気泡分離充填材層３
を洗浄し、繊維塊３ａ内部の汚泥を取り除く。この洗浄
によって充填槽４の上部に除かれた汚泥は、原水ポンプ
７を再運転することによって充填槽４内をｌη泥混合水
と共に上向流で運ばれ、第２排出管Ｉ２に排出される。

貯留槽１４に溜った汚泥混合水及び汚泥はポンプエ３に
より図示しない沈殿槽に移送される。

なお、充填槽４内の汚泥混合水中の汚泥の一部は汚泥溜
５に沈殿汚泥として沈殿すると共に充填槽４中の汚泥混
合水の水面上に浮上汚泥として漂う。

以上の如き構成に係る脱気装置１によれば、汚泥混合水
中の微細気泡は気泡分離充填材層３中を上昇しながら繊
維塊３ａの作用によって粗大化され、大気中に放出され
る。従って、微細気泡の除去に動力装置を必要とせず、
次表に示すように、設置面積、設置高さを小さくするこ
とができる。

併む剛曹への流入水量１５００ｒ＋？／日）又、汚泥混
合水中の汚泥の一部は、繊維塊３ａの作用によって次表
の如く、繊維塊３ａ中に捕捉されると共に、充填槽４の
底部に沈殿する。

なお、実施条件を説明するに、繊維塊として５〜７　ｍ
ｍ立方体状に切断した不織布（ポリプロピレン）を使用
し、６２璽１φカラムに気泡分離充填材層の容積１１当
たり３５ｇ程度の割合で２０〜４０ＣＩ１１厚さに充填
したものを用いた。汚泥混合水は３０００〜４０００■
／ｐ濃度で、気泡分離充填材層の容積に対する速度とし
て０．５〜２β・液／ｅ・容積７分で投入し、上向流で
処理した。

次に、第２発明の実施例を第２図〜第４図によって説明
する。

第２図は第２発明の第１実施例に係る超深層曝気式汚水
処理装置を示す。

本実施例に係る超深層曝気式汚水処理装置１５は、超深
層曝気槽１６と、超深層曝気槽１６から排出され微細気
泡と汚泥とを含んだ汚泥混合水を圧送する第１圧送手段
１７と、脱気槽２と脱気槽２内に収納された気泡分離充
填材層３とから成り第１圧送手段１７によって圧送され
た汚泥混合水を脱気槽２の下方部から上方部に通過させ
る脱気装置１と、脱気槽２の上方部から脱気された状態
の汚泥混合水を排出する排出管１２と、排出管１２の下
方に配された貯留槽１４と、貯留槽１４から汚泥混合水
を圧送する第２圧送手段１８と、第２圧送手段１８によ
って圧送された汚泥混合水を汚泥と処理水に分離する沈
殿槽１９とから構成されている。超深層曝気槽１６は下
降槽１６ａと上昇槽１６ｂとを備えている。第１圧送手
段１７は原水ポンプ７と第１導入管８とから成る。第２
圧送手段１８は移送ポンプ１３と移送管２０とから成る
。２７は排気弁である。

次いで、本実施例の作用を説明する。

超深層曝気槽１６の下降槽１６ａに注水された汚水は、
下降槽１６ａを下降し、上昇槽１６ｂを上昇循環する。

この間に汚水は生物処理され、上昇槽１６ｂ出ロ付近に
於ては微細気泡及び生物処理によって発生した汚泥とを
含んだ状態の汚泥混合水となる。微細気泡と汚泥とを含
んだ汚泥混合水は、超深層曝気槽１６内の循環流及び第
１圧送手段１７によって超深層曝気槽１６から脱気槽２
の下方部に移送される。汚泥混合水中の微細気泡は、気
泡分離充填材層３によって粗大化し排気弁２７を介して
大気中に放散される。脱気装置１によって脱気された汚
泥混合水は、排出管１２を通って貯留槽１４に導かれる
。貯留槽１４内の汚泥混合水は、第２圧送手段１８によ
って沈殿槽１９に導かれ汚泥と処理水に分離される。

以上の如き構成に係る超深層曝気式汚水処理装置１５に
よれば、脱気装置１の気泡分離充填材層３の作用によっ
て汚泥混合水中の汚泥の一部が気泡分離充填材層３に捕
捉されるので、汚泥と処理水に分離する沈殿層１９を小
型化することができ、この結果、超深層曝気式汚水処理
装置１５の設置面積を小さくすることができる。

又、汚泥混合水は超深層曝気槽１６内に於ける循環流に
乗って脱気装置１へ送られるので、ポンプ７の能力を小
さくすることができる。

第３図は第２発明の第２実施例に係る超深層曝気式汚水
処理装置２１を示す。

第２実施例に於ては、沈殿槽１９の水面１９ａを脱気装
置１の水面１ａに対して低い位置に設置することによっ
て、脱気装置１から沈殿槽１９への汚泥混合水の移送を
重力式としている。従って、第２実施例では第１実施例
に於ける貯留槽１４゜移送ポンプ１３を削減することが
でき、他の構成については第１実施例と同様であり、第
１実施例と同様の効果を奏する。

第４図は第２発明の第３実施例に係る超深層曝気式汚水
処理装置を示す。

第３実施例に於ては、脱気装置１の汚泥混合水を流入さ
せる開口部２ｂが超深層曝気槽１６の出口１６ａに対し
て低い位置に設置されると共に、沈殿槽１９の水面１９
ａが脱気装置１の水面１ａに対して低い位置に設置され
ている。従って、超深層曝気槽１６から脱気装置１への
汚泥混合水の移送及び脱気装置１から沈澱槽１９への汚
泥混合水の移送を重力式とすることができ、第１実施例
に於ける原水ポンプ７、貯留槽１４．移送ポンプ１３を
削減することができる。他の構成については第１実施例
で同様であり、第１実施例と同様の効果を奏する。

次に、第３発明の実施例を第５図、第６図によって説明
する。

第５図、第６図は第３発明の実施例に係る超深層曝気式
汚水処理装置を示す。

本実施例に係る超深層曝気式汚水処理装置２３は、下降
槽１６ａと上昇槽１６ｂを備えた超深層曝気槽１６と、
上昇槽１６ｂ内に配設され下方部に開口部２ｂを有する
と共に気泡分離充填材層３を収納した脱気槽２と、空洗
ブロア９と配管１０と空洗管１１とから成る洗浄装置２
４と、脱気槽２を通過した汚泥混合水を脱気槽２の上部
から圧送する圧送手段２５と、圧送手段２５によって圧
送された汚泥混合水を汚泥と処理水に分離する沈殿槽１
９とから構成されている。脱気槽２は、第６図に示すよ
うに、気泡分離充填材層３を収容する充填槽４と、充填
槽４の下部に設けられた汚泥溜５と、第１排出管６と、
上昇槽１６ｂから開口部２ｂに汚泥混合水を導く第２導
入管２６とから成る。

次いで、本実施例の作用を説明する。

微細気泡と汚泥とを含んだ汚泥混合水は、上昇槽１６ｂ
内を循環流に乗って上昇する。汚泥混合水は第２導入管
２６を通って開口部２ｂから充填槽４内に流入し、汚泥
混合水中の微細気泡は気泡分離充填材層３によって粗大
化し大気中に放散される。脱気された汚泥混合水は脱気
槽２の上部から圧送手段２５を介して沈殿槽１９に導か
れ、汚泥と処理水に分離される。

以上の如き構成に係る超深層曝気式汚水処理装置２３に
よれば、脱気槽２が上昇槽１６ｂ内に配設されているの
で、超深層曝気式汚水処理装置２３の設置面積を小さく
することができる。

（＋）発明の効果 以上述べたように、第１発明に係る超深層曝気式汚水処
理装置用脱気装置によれば、設置面積。

設置高さを小さくすることができ、微細気泡の除去に動
力装置を必要としないという効果を奏する。

又、第２発明及び第３発明に係る超深層曝気式汚水処理
装置によれば、第１発明による効果に加えて装置全体と
しての設置面積をさらに小さくすることができるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１発明の実施例に係る超深層曝気式汚水処理
装置用脱気装置の側面構成図、第２図は第２発明の第１
実施例に係る超深層曝気式汚水処理装置の側面構成図、
第３図は第２発明の第２実施例に係る超深層曝気式汚水
処理装置の側面構成図、第４図は第２発明の第３実施例
に係る超深層曝気式汚水処理装置の側面構成図、第５図
は第３発明の実施例に係る超深層曝気式汚水処理装置の
側面構成図、第６図は同超深層曝気式汚水処理装置の要
部詳細図、第７図は従来に於ける真空脱気装置を用いた
超深層曝気式汚水処理装置の側面構成図、第８図は従来
に於ける再曝気脱気装置を用いた超深層曝気式汚水処理
装置の側面構成図、第９図は従来に於ける機械撹拌脱気
装置を用いた超深層曝気式汚水処理装置の側面構成図で
ある。 １・・・第１発明の実施例に係る超深層曝気式％式％ ・繊維塊、１５・・・第２発明の第１実施例に係る超深
層曝気式汚水処理装置、１６・・・超深層曝気槽、１７
・・・第１圧送手段、１８・・・第２圧送手段、１９・
・・沈殿槽、２１・・・第２発明の第２実施例に係る超
深層曝気式汚水処理装置、２２・・・第２発明の第３実
施例に係る超深層曝気式汚水処理装置、２３・・・第３
発明の実施例に係る超深層曝気式汚水処理装置、２５・
・・圧送手段。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）脱気槽と、脱気槽内に収納された気泡分離充填材
   層とから成り、超深層曝気槽から排出され微細気泡と汚
   泥とを含んだ汚泥混合水を脱気槽の下方部から上方部に
   通過させることを特徴とする超深層曝気式汚水処理装置
   用脱気装置。
2. （２）［１］超深層曝気槽と、 ［２］超深層曝気槽から排出され微細気泡と汚泥とを含
   んだ汚泥混合水を圧送する第１圧送手段と、［３］脱気
   槽と、脱気槽内に収納された気泡分離充填材層とから成
   り、第１圧送手段によって圧送された汚泥混合水を脱気
   槽の下方部から上方部に通過させる脱気装置と、 ［４］脱気槽の上方部から脱気された状態の汚泥混合水
   を圧送する第２圧送手段と、 ［５］第２圧送手段によって圧送された汚泥混合水を汚
   泥と処理水に分離する沈殿槽とから構成されていること
   を特徴とする超深層曝気式汚水処理装置。
3. （３）超深層曝気槽と、この超深層曝気槽の上昇槽内に
   配設され下方部に開口部を有すると共に気泡分離充填材
   層を収納した脱気槽と、脱気槽を通過した汚泥混合水を
   脱気槽の上部から圧送する圧送手段と、圧送手段によっ
   て圧送された汚泥混合水を汚泥と処理水に分離する沈殿
   槽とから構成されていることを特徴とする超深層曝気式
   汚水処理装置。