(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重力沈殿池内に加圧空気溶解水を注入する注入部と、浮上した浮上汚泥を排出する排出手段と、重力沈殿池から流出する処理水の濁度を検出する濁度計と、該濁度計の測定値に応じて前記注入部からの加圧空気溶解水の注入量を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする固液分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固液分離装置に関し、詳しくは、下水処理場等の水処理設備における固液分離を、重力沈殿と加圧浮上との組合わせにより行う固液分離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下水処理等において二次処理水を得るための固液分離には、懸濁液中の粒子を重力で沈降させる重力沈降分離が広く採用されている。このときの固液分離の対象となる活性汚泥中のフロックの沈降速度は、その密度，形状及び大きさによって大幅に異なり、広範囲にわたっている。したがって、放流水基準値であるＳＳ２０ｍｇ／ｌを達成するため、これらの広範囲の沈降速度の中で比較的沈降速度が遅い汚泥でも十分に沈殿分離できるように、最終沈殿池は、十分な水面積を持つように設計している。例えば、高負荷型活性汚泥法による下水処理の場合には、最終沈殿池の水面積負荷を２０〜３０ｍ3 ／ｍ2 ・日にしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、流入水量の変動による影響を受けやすい小規模処理場では、汚水ポンプが稼働する時間帯に、最終沈殿池からＳＳ成分が流出することがあった。また、活性汚泥の沈降性及び圧密性が極度に低下し、活性汚泥と処理水とを十分に分離できない現象（バルキング）が発生することもあった。さらに、流入下水の組成の急激な変化や、有害物質の流入、過剰なエアレーション及び硝化による低ｐＨ化等によって活性汚泥が解体し、一部の微細フロックが流出することもあった。特に、重力沈降分離では、沈降しにくい浮遊性の固形物が処理水と共に流出してしまうことがあり、処理水の水質を悪化させる原因となっている。
【０００４】
そこで本発明は、流入水の水質、水量等の変動にかかわらず、常に基準値を満足する処理水が得られるとともに、運転コストの上昇も抑えることができる固液分離装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の固液分離装置は、重力沈殿池内に加圧空気溶解水を注入する注入部と、浮上した浮上汚泥を排出する排出手段と、重力沈殿池から流出する処理水の濁度を検出する濁度計と、該濁度計の測定値に応じて前記注入部からの加圧空気溶解水の注入量を制御する制御手段とを備えていることを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図面を参照してさらに詳細に説明する。まず、本発明の参考例として、図１に示す二次処理方式として活性汚泥法を採用した下水処理設備について説明すると、この下水処理設備は、従来の下水処理設備と同様の沈砂池１、最初沈殿池２、エアレーションタンク３、最終沈殿池４及び塩素混和池５を有するとともに、重力沈殿池である最終沈殿池４と塩素混和池５との間に、加圧浮上分離装置６と、該加圧浮上分離装置６を通過するバイパス流路７とを設けたものである。
【０００９】
また、最終沈殿池４の処理水流出部には、処理水（重力沈殿分離処理水）の濁度を検出する濁度計８が設けられており、加圧浮上分離装置６の流入部とバイパス流路７とには、前記濁度計８からの信号により自動的に開閉し、最終沈殿池４からの重力沈殿分離処理水の流路を、加圧浮上分離装置６とバイパス流路７とに切換えるための手段としての自動弁９，１０がそれぞれ設けられている。
【００１０】
前記加圧浮上分離装置６は、該装置への流入水に加圧空気溶解水を注入し、これを大気圧に減圧することで加圧空気溶解水から微細な気泡を発生させ、この微細気泡が流入水中の懸濁成分に付着して懸濁成分の見掛けの比重が小さくなることにより、懸濁成分を浮上させて分離するものであって、重力による通常の沈殿処理に比べて懸濁成分の除去率が高く、沈降速度の遅い微細な活性汚泥フロックも確実に分離除去することができ、重力沈殿処理では分離が困難な髪の毛、油分、スカム等の浮上し易い成分も完全に除去することができる。
【００１１】
また、前記濁度計８は、重力沈殿分離処理水のＳＳと濁度との相関をあらかじめ測定し、該濁度計８の測定値で重力沈殿分離処理水のＳＳを算出できるように設定してある。
【００１２】
このような下水処理設備において、流入下水は、沈砂池１及び最初沈殿池２で従来と同様に処理された後、エアレーションタンク３において返送汚泥流路１１からの返送汚泥と混合され、活性汚泥法による水処理が行われる。このエアレーションタンク３で生成する活性汚泥フロックには、その密度、形状及び大きさにより様々な沈降速度を有しているが、これらの汚泥は、通常、次の最終沈殿池４での重力沈殿によって固液分離される。すなわち、最終沈殿池４は、通常の流入下水量、平均的な水質のときには十分な固液分離を行うことができる能力に設定されており、例えば、水面積負荷が２０〜３０ｍ3 ／ｍ2 ・日に設定されている。
【００１３】
したがって、流入水量が少ないときや汚水ポンプが稼働していない時間帯等、負荷の小さなときには、最終沈殿池４から流出する重力沈殿分離処理水のＳＳは、処理水基準値を満足する値となるから、そのまま塩素混和池５で塩素を添加して塩素滅菌を行うことにより河川等に放流することができる。
【００１４】
そして、このときの前記濁度計８の測定値は、あらかじめ設定されている基準値以下であり、この濁度計８の信号により開閉する自動弁９，１０は、加圧浮上分離装置６の流入部の自動弁９が閉であり、バイパス流路７の自動弁１０は開となっている。
【００１５】
一方、流入水量が多くなったり、汚水ポンプが稼働したりして最終沈殿池４における重力沈殿による固液分離が十分に行えなくなると、沈降速度の遅い汚泥が最終沈殿池４からの重力沈殿分離処理水中に流出することがある。このように重力沈殿分離処理水中に汚泥等が流出して、重力沈殿分離処理水のＳＳが増加すると、濁度計８が検出する重力沈殿分離処理水の濁度が上昇し、検出した濁度が基準値を超えたとき、あるいは基準値を超えることが予測されるときは、濁度計８から自動弁９，１０に開閉信号が出力され、自動弁９が開いて自動弁１０が閉じられる。これにより、濁度が上昇した重力沈殿分離処理水は、自動弁９を経て加圧浮上分離装置６に供給され、加圧浮上分離処理が行われた後、塩素混和池５に送られる。
【００１６】
なお、加圧浮上分離装置６は、自動弁９が開くと運転を開始し、自動弁９が閉じると停止するように、その制御回路が設定されている。また、加圧浮上分離装置６の運転中に発生する汚泥は、一部が汚泥処理設備に送られる他、最終沈殿池４からの汚泥と共に、返送汚泥流路１１から返送汚泥としてエアレーションタンク３に送られる。
【００１７】
すなわち、濁度計８で測定した濁度によって算出される重力沈殿分離処理水のＳＳが放流水基準値を超えるか、あるいは超えるものと判断される場合には、重力沈殿分離処理水を加圧浮上分離装置６に導入し、加圧浮上分離処理を行うようにしている。
【００１８】
さらに、重力沈殿分離処理水の濁度に応じて加圧空気溶解水の添加量（加圧水比）等を変更することにより、例えば、濁度が低い場合には加圧水比を小さくすることにより、加圧空気溶解水を生成するためのポンプやコンプレッサーの動力費を抑えることができる。
【００１９】
また、重力沈殿分離処理水の濁度が基準値より低くなったときには、濁度計８からの信号により自動弁９が閉じて自動弁１０が閉き、重力沈殿分離処理水は、バイパス流路７を流れて塩素混和池５に導入され、加圧浮上分離装置６は、その運転を停止する。
【００２０】
このように、重力沈殿分離処理水の濁度に応じて加圧浮上分離処理を行うことにより、放流水基準値であるＳＳ２０ｍｇ／ｌを確実に達成することができるとともに、加圧浮上分離装置６の動力費も抑えることができ、最終沈殿池等の重力沈殿池の小型化も図れるので、水質基準を維持しながら設備比やランニングコストの低減が図れる。さらに、スカム及びバルキング等の原因で重力沈殿処理が十分に行えなくなった場合でも、加圧浮上分離装置６で加圧浮上分離処理することにより、必要十分な固液分離処理を行うことができる。
【００２１】
次に、本発明の一形態例を図２に示す下水処理設備に基づいて説明する。この下水処理設備は、前記参考例同様に、沈砂池、最初沈殿池、エアレーションタンク３、最終沈殿池４及び塩素混和池を有する設備の最終沈殿池４に、加圧空気溶解水を注入する注入部２１と、浮上した浮上汚泥を排出する排出手段２２と、重力沈殿池から流出する処理水の濁度を検出する濁度計２３と、該濁度計２３の測定値に応じて前記注入部２１からの加圧空気溶解水の注入量を制御する制御手段２４とを設けたものである。
【００２２】
前記注入部２１は、最終沈殿池４の中間部で、適当な水深位置に設けられており、ポンプやコンプレッサー等を備えた加圧空気溶解水製造装置２５から供給される加圧空気溶解水を水中に噴出し、前記加圧浮上分離装置と同じ原理で水中の懸濁成分を浮上させる。
【００２３】
前記排出手段２２は、最終沈殿池４に通常設けられている汚泥掻寄機２６を利用したものであって、汚泥掻寄機２６のリターン部を水面部に配置し、汚泥掻寄機２６のフライト２６ａにより浮上汚泥を掻寄せ、下流側に設けたパイプスキマー２７を介して池外に排出するようにしている。
【００２４】
また、濁度計２３は、最終沈殿池４の越流堰２８を越えて処理水槽２９に流出した処理水の濁度を検出するものであって、前記参考例同様に、検出した濁度が基準値を超えたとき、あるいは基準値を超えることが予測されるときに、制御部２４を介して前記加圧空気溶解水製造装置２５に運転信号を出力する。この運転信号は、単にＯＮ／ＯＦＦのみを制御するものであってもよく、濁度に応じて加圧空気溶解水の製造量を変化させる信号であってもよい。さらに、浮上汚泥の排出手段２２は、専用の掻寄機等を設置するようにしてもよい。
【００２５】
このように、最終沈殿池４の適当な位置に加圧空気溶解水を注入することにより、浮遊性固形物を確実に分離除去することができ、処理水の水質を向上させることができる。このとき、濁度計２３を設けずに加圧空気溶解水の注入を連続的に行ってもよく、また、流入水量の変化に応じて加圧空気溶解水製造装置２５を運転したり、あらかじめ設定したタイムスケジュールに従って運転するようにしても十分な固液分離を行うことはできるが、上述のように濁度計２３により検出した処理水の濁度、即ちＳＳの程度に応じて加圧空気溶解水の注入運転を制御することにより、運転コストを最低限に抑えることができる。
【００２６】
なお、上述の形態例では、二次処理方式として活性汚泥法を採用しているが、本発明は、これに限らず、オキシデーションディッチ法等、他の処理方式を採用した下水処理設備にも適用することができ、他の様々な固液分離処理にも適用可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、流入水の水質や水量等の変動にかかわらず常に所定の処理水質を得ることができ、加圧浮上処理に要する電力費も抑えることができるので、下水処理設備等の設備コストの低減及びランニングコストの低減が図れる。また、自動運転も可能であり、スカム及びバルキング等の原因による固液分離障害にも対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の参考例を示す下水処理設備の系統図である。
【図２】  本発明の一形態例を示す下水処理設備の概略図である。
【符号の説明】
１…沈砂池、２…最初沈殿池、３…エアレーションタンク、４…最終沈殿池、５…塩素混和池、６…加圧浮上分離装置、７…バイパス流路、８…濁度計、９，１０…自動弁、１１…返送汚泥流路、２１…注入部、２２…排出手段、２３…濁度計、２４…制御手段、２５…加圧空気溶解水製造装置、２６…汚泥掻寄機、２６ａ…フライト、２７…パイプスキマー、２８…越流堰、２９…処理水槽
【図１】
0003685552.tif 000002
【図２】
0003685552.tif 000003