(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
担体を浮遊した状態で保持する生物反応槽と、該反応槽に処理水を排出する流路とを有し、該流路の上流側にスクリーンを設置すると共に、下流側に前記スクリーンを流れる水の流速を均一化するための該スクリーンの開口率よりも開口率の小さな開口部を有する整流板を設けたことを特徴とする汚水処理装置。
【請求項２】
前記流路には、整流板の下流側にポンプを配備し、前記整流板を流路の水面付近とポンプ吸い込み口の近傍に部分的に設けたことを特徴とする請求項１記載の汚水処理装置。
【請求項３】
前記整流板が、全面に多数の開口を有することを特徴とする請求項１又は２記載の汚水処理装置。
【請求項４】
汚水を、担体を浮遊した状態で保持する生物反応槽を用いて処理する汚水処理方法において、該反応槽の処理水をスクリーンを通して排水するに際し、該スクリーンの下流側に設けた該スクリーンを流れる処理水の流速を均一化するための該スクリーンの開口率よりも開口率の小さな開口部を有する整流板を通して排出することを特徴とする汚水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚水の処理に係り、特に、下水、し尿、産業廃水、生活廃水、土壌浸出水等の汚水を、廃水の浄化作用を営む微生物を固定化させた微生物固定化担体を用いて処理する汚水処理装置と汚水処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、下水、し尿、産業廃水等の汚水を浄化する際に、活性汚泥法、生物膜法、固定化微生物法などにより浄化する技術の普及が著しいが、土地利用の効率化が叫ばれる国内においては、より省面積で処理が可能な高性能汚水処理装置の開発の要望が急激に高まっている。このなかで、特に微生物固定化担体を利用する汚水処理装置は、担体素材の性能向上と相まって注目されている。
しかしながら、微生物固定化担体を利用する汚水処理装置においては、固定化担体が被処理水と共に生物反応槽を流出するという問題がある。そのための手段の一つとして、図５に示すように、微生物固定化担体を投入した生物反応槽の流出側に担体分離用のスクリーンを設置することが知られている。
【０００３】
図５では、生物処理槽で浄化させた処理水は、スクリーンを通過し、槽の上部より排出される。このため、槽の上部の流速が速くなり、スクリーンを通過する流速が不均一となり、生物反応槽において曝気攪拌されているにもかかわらず、固定化微生物担体が、スクリーンに付着し、目詰まりを起こす。また、このことは、担体の均一保持ができないことによる処理性能の低下につながる。
これを防止する技術として、今までに、スクリーンの上流に仕切板が設けられている例があるが、この方法ではスクリーンを流れる水の流速を均一化することができず、スクリーン通過流速を均一制御することにはならないため、部分的にスクリーンを閉鎖する懸念がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、スクリーンを通過する流速を均一化することにより、固定化微生物担体がスクリーンに付着して生じる目詰まりを防止し、処理性能を維持することのできる汚水処理装置と汚水処理方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、担体を浮遊した状態で保持する生物反応槽と、該反応槽に処理水を排出する流路とを有し、該流路の上流側にスクリーンを設置すると共に、下流側に前記スクリーンを流れる水の流速を均一化するための該スクリーンの開口率よりも開口率の小さな開口部を有する整流板を設けたことを特徴とする汚水処理装置としたものである。
前記汚水処理装置において、流路には、整流板の下流側にポンプを配備し、前記整流板を流路の水面付近とポンプ吸い込み口の近傍に部分的に設けることができ、また、前記整流板は前面に多数の開口を有することができる。
また、本発明では、汚水を担体を浮遊した状態で保持する生物反応槽を用いて処理する汚水処理方法において、該反応槽の処理水をスクリーンを通して排出するに際し、該スクリーンの下流側に設けた該スクリーンを流れる処理水の流速を均一化するための該スクリーンの開口率よりも開口率の小さな開口部を有する整流板を通して排出することとしたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明では、粒子状の担体に微生物を固定化させて用いるが、固定化は包括固定化、付着固定化又は結合固定化のいずれでもよい。
また、用いる担体としては、ポリエチレングリコールやポリビニルアルコールなどのポリマを主成分とする含水ゲル、或いはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリウレタンなどのプラスチックを粒状に成型したもの、スポンジ状のウレタンフォームやセルローススポンジ等の有機高分子物質又は無機物質が使用できるが、微生物の担持能力が高い粒状物であれば必ずしもこれらに限定されるものではない。
また、担体の粒径としては２〜８ｍｍ程度が好適である。投入される担体の嵩濃度は１０〜３０ｖ／ｖ％が好ましく、更に１０〜２０ｖ／ｖ％が好ましい。
【０００７】
本発明では、生物反応槽から処理水が排出する流路が設けられ、該流路には上流側にスクリーン、下流側に整流板が配置されている。
流路の大きさは、生物反応槽の大きさ、処理時間によって適宜選定できるが、整流板が設置されているので、スクリーンのみの場合より断面積を大きく設定する必要があり、一般的には、断面積は反応タンク断面積の１／３〜１／１０程度とすることができ、また、その長さはスクリーンと整流板が設置できればよい。流路に設置するスクリーンは、担体を分離できるものであればよく、例えば目幅２ｍｍのスクリーンで開口率は５０〜６０％のものを、前記流路の前面に設けることができる。
【０００８】
次に、流路のスクリーンの下流側に設ける整流板について説明すると、整流板は前記のスクリーンを流れる水の流速を均一化するために設けるものであり、そのためにはスクリーンの開口率（５０％程度）よりも開口率を小さくする必要がある。具体的には、整流板の設置により水面の圧力損失が０．００５ｍ〜０．３ｍ程度設定できれば良く、開口面積は整流板面積の１．４％〜１０％とすれば良い。その場合の開口部の液通過速度は０．３ｍ／ｓ〜２．０ｍ／ｓとなる。また、整流板の開口面積５％、液通過速度０．５ｍ／ｓとすると、スクリーン（開口率５０％）の液通過速度は整流板の液通過速度の１／１０の０．０５ｍ／ｓとなる。
【０００９】
整流板の開口は、整流板の一方向に偏らず前面に多数設けるのがよく、その形状は円形、楕円形、角型、スリット状、格子状等のいずれの形状でもよく、また、整流板は厚みのある構造物でもよく、その場合、形状は入り口と出口で相違していてもよい。
また、整流板の下流側の流路にポンプを設置している場合は、ポンプによる流路の水流の流れを調製し、スクリーンを流れる水の流速を均一にするために、整流板は流路の水面付近とポンプ吸い込み口近傍に部分的に設けることができる。なお、スクリーンと整流板の距離は、整流板を設置することにより、スクリーンを流れる水の流速が均一となればよく、整流板の開口率、開口の形状等から適宜決定できる。
【００１０】
次に、図面を用いて本発明を具体的に説明する。
図１（ａ）は、本発明の汚水処理装置の排出流路部分の断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の斜視図であり、図２（ａ）は本発明の汚水処理装置の他の排出流路部分の断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の斜視図である。
図１及び図２において、１は流路、２はスクリーン、３は整流板、４は開口、５はポンプ、６はポンプ吸い込み口、７は水面付近の整流板、８はポンプ吸い込み口の整流板、９は担体を示す。
【００１１】
図１において、流路にはスクリーン２と多数の開口４を有する整流板３を設けている。この整流板３は、スクリーン２から所定の間隔をあけて、スクリーン２の全幅及び下端付近から水面まで覆っている。この場合、整流板３とスクリーン２は平行であることが好ましい。生物反応槽で浄化された処理水は、スクリーン２を通過した後、さらに整流板の開口４を通過する。開口は整流板３の全面にわたり一定間隔で多数設けられており、圧力損失を確保することができ、スクリーン２全面に対しての通過速度が一定になるようにできる。したがって、流速に偏りが生ずることがなく、目詰まりを防止することができる。また、整流板３とスクリーン２は鋼材によって流路に一体化して据え付けることも可能である。
【００１２】
図２の装置においては、流路１には、水面付近及びポンプ吸込み口付近に、スクリーンに平行に整流板７、８を設けている。流路１の水の流速の速い水面付近及びポンプ吸込み口付近に整流板７、８を設けることにより、圧力損失を確保することができ、スクリーン２全面に対しての通過速度が一定になるようにできる。したがって、流速に偏りが生ずることがなく、目詰まりを防止することができる。この場合、整流板７、８が多数の開口４を有していてもよい。
前記の図１又は図２に示した排出流路は、例えば、図３に示すような嫌気・好気・好気処理工程を行う汚水処理場において、次のように用いることができる。
【００１３】
図３において、１０は最初沈殿池、１１は嫌気槽、１２、１３は好気槽、１４は最終沈殿池であり、このように構成される汚水処理場で本発明の汚水処理装置の図１の装置は、１２の好気槽のＡに、また、図２の装置は、１３の好気槽のＢに適用して、固定化微生物担体９の流出を防止する。好気槽１３のＢには、スクリーンの下流にポンプ５があり、槽１１に処理水の一部が返送１５される。なお、処理水を返送しない場合は、ポンプ５は必要なく、図１に示したスクリーンと整流板のみでよい。１６は返送汚泥である。
【００１４】
図４に、本発明の水の排出装置の斜視図を示し、図４（ａ）は、水の流出部に流路が形成されてなく、スクリーンのみが設置できる開口がある場合に、図４（ｂ）は、水の流出部に流路が形成されている場合に設置する排出装置である。
図４（ａ）においては、スクリーン２と整流板３との間に流路を形成するため、側板１７と底板１８とで流路を形成して、スクリーン２と整流板３とを一体構造としている。
また、図４（ｂ）では、すでに流路１が形成されているので、単にスクリーン２と整流板３とを接合材１９で固定化して一体化した構造となっている。２０は反応タンクの流出部壁である。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
スクリーンの近傍に整流板を用いることにより、均一なスクリーン通過流速を得ることができる圧力損失を確保できる。この結果、スクリーンの目詰まりを防止することができると共に、固定化微生物担体は、曝気又は攪拌で処理槽全体に均一に分散させることができる。したがって、固定化微生物担体の均一保持ができないことによる処理性能の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の汚水処理装置の排出流路部分の断面図、（ｂ）は（ａ）の斜視図。
【図２】（ａ）は本発明の汚水処理装置の他の排出流路部分の断面図、（ｂ）は（ａ）の斜視図。
【図３】本発明の汚水処理装置を用いた汚水処理場の概略構成図。
【図４】（ａ）は本発明の水の排出装置の一例を示す斜視図、（ｂ）は他の例を示す斜視図。
【図５】従来の汚水処理装置の処理水の排水部分の断面図。
【符号の説明】
１：流路、２：スクリーン、３：整流板、４：開口、５：ポンプ、６：ポンプ吸い込み口、７：水面付近の整流板、８：ポンプ吸い込み口の整流板、９：担体、１０：最初沈殿池、１１：嫌気槽、１２、１３：好気槽、１４：最終沈殿池、１５：返送水、１６：返送汚泥、１７：側板、１８：底板、１９：接合板、２０：反応タンクの流出部壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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