JPS6352560B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水深による圧力下で廃水と酸素を含む
気体を循環により混合撹拌し、溶解する酸素量を
増加させ、廃水中の有機質の生物化学的酸化速度
を高める循環式曝気装置に関する。 従来生物化学的酸化速度を高める廃水処理方法
としては、超深層曝気法、加圧曝気法及び強制循
環曝気法等が知られている。 第１の超深層曝気法は地中に深さ百米以上の垂
直深孔を穿設し上昇管、下降管となし空気吹込み
による見掛けの比重差を利用して廃水を循環させ
て同じ吹込んだ空気により水深による圧力下で曝
気酸化するものであるが、地中に深さ百米以上の
垂直深孔を穿設するには高度の土木技術が必要な
こと且つその工費も莫大なこと等のため廃水量が
多い場合にはスケールメリツトもあり経済性はあ
るが廃水量が中規模以下の場合は経済的に不利と
なる。又軟弱な地盤には不向なこと、廃水中の有
機質濃度が高い場合はその酸化熱の除去が困難で
ある等の問題がある。 第２の加圧曝気法は加圧した密閉タンク内で廃
水を曝気するものであるが、廃水の撹拌を空気撹
拌によつているため多量の加圧空気が必要でその
昇圧のための動力費が多大となること、さらに廃
水の処理量が大きくなつた場合は容器の形状がタ
ンク型であるため耐圧構造上その容器の製造コス
トが非常に増加するという欠点がある。 第３の強制循環曝気法は加圧下の循環系の配管
内で廃水をポンプにより強制循環させその配管内
の乱流により廃水を撹拌し生物酸化するものであ
るが廃水及び酸化に必要な空気は反応器内の圧力
以上に昇圧して供給する必要がありこの昇圧のた
めとポンプ循環の動力費が嵩むという問題を有し
ている。 本発明は以上述べた如く従来の生物化学的酸化
速度を高める廃水処理方法に見られる問題点を解
決して改良された循環式曝気法による廃水処理装
置を提供するものであつてその要旨とするところ
は廃水を加圧下で生物化学的酸化を行う廃水処理
に於て、曝気用の空気吹込管を下部に有する垂直
な直管よりなる下降管と垂直な直管よりなる上昇
管とを離隔又は隣接して並設し、前記下降管の下
端部と前記上昇管の下端部を水平なＵ字型流路を
形成する反応管にて連通し、且つ前記下降管及び
上昇管の夫々の上端を脱気槽の底部に装着したこ
とを特徴とする循環式曝気装置である。 以下本発明の構成について説明する。第１図は
本発明の装置を適用した一実施例を示す系統図で
ある。図において１は下降管であつて鋼管製又は
コンクリート製の垂直管よりなり架構により支持
して地上に設置するか又は半地下式である。下降
管１の上端は後述の脱気槽５の底部に接続し、下
部には曝気及び循環用の空気吹込管２が下向に取
付られている。下降管１の下端は反応管３の一端
と接続している。反応管３は鋼管製又はコンクリ
ート製の水平管よりなりその形状は直管部の長い
Ｕ字管状である。 反応管３は地面上に水平に設置するか又は地下
に見えなくなる程度に浅く埋設してもよい。４は
上昇管であり下降管と同じ高さを有する垂直管で
あつて下降管１と離隔又は隣接して並設され下端
は前記反応管３の他の一端と接続され上端は下降
管１と同じく脱気槽５の底部に接続される。上昇
管４の中間部には循環始動用の始動用空気吹込管
６が上向に取付られている。５は脱気槽であつて
下降管１と上昇管４の各上端に両者を連接する形
で載架され大気開放型の丸型又は長方型の水槽で
ある。７は大気開放型の水深の浅い槽からなる脱
泡槽であり、廃水中に残存している細い気泡を機
械的撹拌により泡を破壊して除去するものであ
る。８は汚泥分離槽であり、通常の重力沈降式が
用いられ、汚泥分は底部より濃縮スラリーとして
抜き出され、上澄水はオーバーフローの形で上部
より流出する。９は返送汚泥ポンプであり通常の
オープンインペラー式のスラリーポンプが用いら
れる。 以上の構成の装置において、廃水Ａは返送汚泥
Ｂとともに脱気槽５の下降管１側に供給される。
脱気槽５においては上昇管４を上昇してくる廃水
の一部が下降管側に循環し上記の新しく供給され
た廃水Ａとともに下降管１中を下降する。 循環及び曝気用の空気は下降管１の下部付近で
空気吹込管２により下向に廃水中に注入される。
下降管の流速は空気泡の上昇速度（一般には0.3
ｍ／sec）以上になる様にする、このため下降管
１内の空気吹込管２より上部の廃水中には吹込ん
だ空気は逆流しないが、上昇管４中には空気が相
当あるためこれにより両者の間に見掛け比重差を
生じこれが反応管３中を廃水が循環するための推
進力となる。従つて両者の見掛け比重差による水
頭力差が反応管３内の循環時の圧損失より大きけ
れば廃水を循環できることになる。又下降管１、
上昇管４の垂直高さを決定する際は以上の循環の
推進力とともに反応管３内の水頭圧による圧力を
も考慮しなければならない、この圧力が高ければ
高い程廃水中の空気（酸素）の分圧が大きくなり
廃水に溶解する酸素濃度は比例して増大するので
生物酸化速度も高められる。下降管１、上昇管４
の垂直高さは以上の観点から総合的に最適高さが
決められるが実際には10米以上が望ましい。 空気を充分に含んで下降管１の最下端に達した
廃水は反応管３の一端に入り、前記推進力により
反応管内を乱流域になる様選ばれた流速で環流
し、気液撹拌により酸素移動速度を向上し生物化
学的酸化反応を効率よく行いながら他の一端に到
達し上昇管４の下端に入る。反応管の長さは廃水
中の有機質の生物化学的酸化分解の所要程度に応
じて任意の滞留時間になる様に選定する。 反応管３の形状は任意でよく例えば廃水処理場
の境界に沿つて地上に設置してもよく若しくは処
理場の道路に沿つてちようど下水管の様に地中に
浅く埋設してもよい。これらの形状は直管、曲管
等を適宜組み合せることによつて形成できる。 反応管３を出る廃水は次いで上昇管４の下端に
入り反応管内を上昇する、上昇に従つて水頭圧に
よる圧力が減少するので溶解している空気が放出
されて気泡となり気泡の粒径も大きくなり上昇管
の上部においては相当数になり脱気槽５に入る。
脱気槽５は大気開放であるため廃水中の大半の気
泡を脱離し、廃水の一部は前記の様にその活性汚
泥とともに下降管１に循環流下する。装置の運転
開始時には始動用空気吹込管６より空気を注入し
上昇管４の上半部に積極的に気泡を存在せしめ見
掛けの比重を減少せしめ循環の推進力とする。脱
気槽５を流出する廃水は次いで脱泡槽７に入り廃
水中に残存している微細な泡を機械的撹拌により
破壊し脱泡する。脱泡した廃水は次いで汚泥分離
槽８に入り前記反応管３内で有機質を分解して生
成した汚泥分を重力沈降法により汚泥分離槽８下
部に沈降せしめ底部より抜き出し、その一部は汚
泥ポンプ９により返送汚泥Ｂとして脱気槽５に供
給する。この様にしてBODの根源である有機質
成分、汚泥等の固形分を除去された汚泥分離槽の
上澄水は処理水Ｄとして放流される。下降管１及
び上昇管４の形式としては２本の管を離隔して並
設してもよいし２本の管を隣設して並設してもよ
いしもしくは径の大きい１本の管を内部に仕切つ
て２分割した隣接構造でもよい。 以上の構成、作用を有する本発明により廃水を
処理した場合は従来の高速酸化方法に比して次の
効果が得られる。 (1) 廃水及び生物酸化用の空気を系の最大圧力迄
昇圧する必要がないので動力費を節減できる。 (2) 気液の撹拌は反応管内の乱流自体によるため
撹拌のための動力費を節減できる。 (3) 反応管は地上設置又は地下埋設でも浅埋めで
あり土木工事費が少くてすむ。 (4) 反応管は処理場の境界又は道路沿いに設置で
きるので装置の設置面積を非常に少くできる。 実施例 第１図に示される装置を使用して食品加工廃水
（例１）と船舶用トイレ廃水（例２）を処理した
結果次に示す様な良好な成績が得られることを確
認した。 【表】

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置を適用した一実施例を示
す系統図である。 １：下降管、２：空気吹込管、３：反応管、
４：上昇管、５：脱気槽、６：始動用空気吹込
管、７：脱泡槽、８：汚泥分離槽、９：汚泥ポン
プ、Ａ：廃水、Ｂ：返送汚泥、Ｃ：加圧空気、
Ｄ：処理水、Ｅ：余剰汚泥。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 廃水を加圧下で生物化学的酸化を行う廃水処
   理に於て、曝気用の空気吹込管２を下部に有する
   垂直な直管よりなる下降管１と垂直な直管よりな
   る上昇管４とを離隔又は隣接して並設し、前記下
   降管１の下端部と前記上昇管４の下端部を水平な
   Ｕ字型流路を形成する反応管３にて連通し、且つ
   前記下降管１及び上昇管４の夫々の上端を脱気槽
   ５の底部に装着したことを特徴とする循環式曝気
   装置。