(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１処理槽内に配置された第１散気管と、第１処理槽と区画された第２処理槽内に配置された第２散気管と、第２処理槽内の汚泥を引き抜くドレン管とを備える汚水処理装置において、第１散気管と第２散気管とは一台のブロアから送風される送風管が分岐された第１送気管及び第２送気管にそれぞれ接続されているとともに、第２散気管は水面からの深さが第１散気管よりも深い位置に配置されており、汚泥の引き抜きにより第２処理槽内の水位が、第１送気管と第２送気管の水位の差以上に低下すると散気管からの通気が切り替わることを特徴とする汚水処理装置。
【請求項２】
前記第１処理槽は、汚水を生物膜に接触ばっ気させる二次処理槽であり、第２処理槽は上部に濾材を充填した固液分離槽であることを特徴とする請求項１に記載の汚水処理装置。
【請求項３】
前記固液分離槽に設けられた濾材は、浮遊性の流動濾材であり、この固液分離槽には水位が低下した際に濾材を支持する濾材受けを備えることを特徴とする請求項２に記載の汚水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の槽内にそれぞれ配置された散気管から必要に応じていずれかの散気管からエアーを散気する散気装置を備えて汚水の処理を促進する汚水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、生活排水等の汚水（廃水）の処理方法として、生物膜によって汚水中の汚濁物質を吸着・除去する生物処理の方法が知られている。かかる生物処理方法には、流入汚水を嫌気状態で処理する一次処理槽と、好気状態で処理する二次処理槽としての接触ばっ気槽と、二次処理後の処理水を濾材により濾過して固液分離する固液分離槽とを備えるものがある。この種の汚水処理槽では、二次処理槽の下方には、ばっ気用の散気管（第１散気管）を配置し、二次処理水を沈殿分離し、さらに濾材により固液分離する固液分離槽に汚泥の移送管と逆洗管（第２散気管）を配置しており、通常はタイマーにより定時的に沈殿汚泥の移送を行うが、濾材による固体の捕捉が進んだ場合やそのころを見計らって定期的に逆洗管からエアーを散気して濾材を逆洗する構成となっている。
【０００３】
かかる逆洗時期になると、作業員が、１台のブロアから散気管に導入していたエアーをバルブにより切り換えて逆洗管にエアーを供給して濾材の逆洗をおこなっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の装置では、散気装置に、送気の切り換えをおこなうバルブを設けて、作業員は逆洗時やばっ気時にバルブの切り換えを行なう必要があり、その切り換え作業が煩わしいという問題点があった。また、自動的に散気の切り換えを行なう場合には制御装置等が必要になり、その構成が複雑になるという問題点がある。
【０００５】
そこで、本発明は、簡易な構成で自動的に散気の切り換えができる散気装置を備えた汚水処理装置の提供を目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、第１処理槽内に配置された第１散気管と、第１処理槽と区画された第２処理槽内に配置された第２散気管と、第２処理槽内の汚泥を引き抜くドレン管とを備える汚水処理装置において、第１散気管と第２散気管とは一台のブロアから送風される送風管が分岐された第１送気管及び第２送気管にそれぞれ接続されているとともに、第２散気管は水面からの深さが第１散気管よりも深い位置に配置されており、汚泥の引き抜きにより第２処理槽内の水位が、第１送気管と第２送気管の水位の差以上に低下すると散気管からの通気が切り替わることを特徴とする。
【０００７】
この請求項１に記載の発明によれば、汚水処理装置において、通常は散気管からの散気により、第１処理槽内で好気性処理を施す。一方、ドレン管から第２処理槽内の汚泥を引き抜くと、第２処理槽の水位が低下して第２散気管にかかる水圧が相対的に第１散気管にかかる水圧よりも小さくなって、第１処理槽内の散気が停止されるとともに、第２散気管から散気する。尚、第２処理槽は、固液分離槽であったり、生物処理槽であったり、その他必要に応じて散気が要求される槽とすることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１処理槽は、汚水を生物膜に接触ばっ気させる二次処理槽であり、第２処理槽は上部に濾材を充填した固液分離槽であることを特徴とするものである。
【０００９】
この請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明において、第２処理槽では、第１処理槽の処理水を濾材によりに、濾過するものであり、ドレン管から汚泥を引き抜いた際に、固液分離槽に散気して濾材を逆洗する。従って、汚泥の引き抜きと同時に自動的に濾材の逆洗ができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記固液分離槽に設けられた濾材は、浮遊性の流動濾材であり、この固液分離槽には水位が低下した際に濾材を支持する濾材受けを備えることを特徴とするものである。
【００１１】
この請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明において、固液分離槽の水位が低下して水面付近にある浮遊性の濾材が水面とともに下がった場合に、濾材受けがその濾材を支持して水面近傍又は空気中に晒す。従って、水面低下によりろ材に付着した固形物を剥離するとともに第２散気管からの散気による濾材交互の衝突を生じさせて濾材を効率よく洗浄することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。図１乃至図７は、本発明の第１実施の形態を示したものである。
【００１３】
まず、図１を参照して、本発明の実施の形態に用いられる接触ばっ気式汚水処理装置の概略的構成について説明する。
【００１４】
図１に示す装置１は、家庭用の接触ばっ気式汚水処理装置の主要部を示しており、いわゆる生活排水、即ち、トイレ、厨房、浴槽等の排水全部を併せて処理するものである。
【００１５】
この汚水処理装置１は、地中に埋設される浄化槽３を備え、浄化槽３内は、一次処理槽５、二次処理槽である接触ばっ気槽（ばっ気槽）７、固液分離槽９とにこの順序で仕切り壁により区画されており、流入管から流入された排水は、この順序で浄化槽３内を流れて処理された後、消毒槽１１を経た後、流出管１３から流出される。
【００１６】
一次処理槽５は、流入される汚水から夾雑異物を除去するスクリーン、除砂を目的する沈砂槽、最初沈殿池等であり、本実施の形態では、これらに代わる機能と、余剰汚泥の貯留、嫌気分解の機能を併せ持つ沈殿分離槽または嫌気濾床槽である。尚、一次処理槽５は、流入汚水量の流量変動を均す流量調整槽であってもよい。
【００１７】
接触ばっ気槽７は、槽内に接触材１５を敷設し、下方に配置された第１散気管１７から散気して、散気撹拌によって、酸素を供給した汚水を接触材の表面に付着生成した生物膜に繰り返し接触させるもので汚水中の有機物を生物膜によって好気処理する生物膜処理槽である。接触材１５は、波板を一定間隔で多数並べたもの、ヘチマ状の板材、骨格球状、円筒状等を区画内に充填し、流動状態に浮遊させたものでもよい。本実施の形態では、各接触材１５間には、流路が形成されており、循環流が通過するようになっている。
【００１８】
接触ばっ気槽７内は、接触材１５が敷設された接触材領域１９と、接触材１５を敷設しない散気流路部２１とに仕切壁２３により区画されている。
【００１９】
散気流路部２１には、その下部に散気管（第１散気管）１７が配置されており、ばっ気運転時にブロア２７から送気回路２９を介して空気が送気される。
【００２０】
固液分離槽９は、接触ばっ気槽７から移流してくるばっ気槽混合液を滞留させ、液中の浮遊物質を沈殿分離して上澄液を得る従来の沈殿槽に加えて、比重が１．０以下の濾材３１を水面近辺に充填し、液内の浮上性固形物を分離すると共に、沈殿しきれない微細浮遊物を吸着捕捉して上澄液を更に清浄化させている。濾材３１としては、例えば、図３に示すような小型円筒プラスチック製の濾材３１が用いられ、プラスチックは、ポリエチレン、ポリプロピレン等の材質が好ましい。固液分離槽９には、そのほぼ中間部に濾材３１が通過できない編み目状または格子状の仕切り４４を設けて、上部を濾過室４５として区画しており、その濾過室４５には濾材３１を約６０％充填している。水面には、濾材３１が通過できない孔が形成された越流排出装置４６が設けられており、濾過された処理水を消毒槽１１に溢流させる構成となっている。
【００２１】
この固液分離槽９と接触ばっ気槽７とは、隔壁３３により分離されており、接触ばっ気槽７の溢流水が流路３５を通って、下方から固液分離槽９内に流入するようになっている。
【００２２】
固液分離槽９内には、その底部に第２散気管としての逆洗管３７が配置されており、逆洗管３７から散気して濾材３１を逆洗する構成となっている。このように、散気する逆洗管３７を底部に設けることによって、濾材３１の洗浄のみでなく、汚泥も撹拌されるので汚泥の濃縮固化が妨げられる。また、底部には所定時間又は日毎に汚泥を引き抜き、一次処理槽５に戻すドレン管としての汚泥移送管３８が配置されており、この汚泥移送管３８は、ブロア３９の作動によるエアリフト作用で移送する。尚、汚泥移送管３８は、汚泥の引き抜きする際に、そのつど固液分離槽９内に挿入して、汚泥を引き抜きまたは移送するものであってもよい。
【００２３】
本実施の形態では、タイマー装置の作動によりブロア３９を作動させてエアリフトにより、定時的に、例えば１日１乃至２回汚泥を引き抜くようになっている。
【００２４】
次に、１台のブロア２７からの送気を散気管１７又は逆洗管３７に自動的に切り換えて送気する送気回路２９について説明する。
【００２５】
送気回路２９には、ブロア２７に接続された分岐管３０と、この分岐管３０に接続された第１送気管３２と第２送気管３４とを備えており、第１送気管３２は接触ばっ気槽７の散気流路部２１に配置されており、接触ばっ気槽７の底部に配置された散気管１７に接続されている。散気管１７は、本実施の形態では多孔性部材からなるディフューザを用いている。
【００２６】
一方、逆洗管３７は、分岐管３０から分岐された第２送気管３４に接続されており、固液分離槽９の底部に配置されている。尚、本実施の形態では、逆洗管３７は汚泥移送管３８の周囲を取り巻いて配置されている。
【００２７】
分岐管３０には、供給するエアーを第１送気管３２と第２送気管３４とが接続されているのみであり、切り換え弁等の機器は取り付けられていない。
【００２８】
散気管１７と逆洗管３７とは、図１に示すように、それらの水面からの深さ（深度）にＨの差を設けて配置されており、深さＨだけ逆洗管３７の方が散気管１７よりも深く設置されている。即ち、接触ばっ気槽７と固液分離室９との水面（水位）は通常運転時には略等しくなっており、散気管１７よりも深い位置にある逆洗管３７にかかる水圧の方が散気管１７にかかる水圧よりも相対的に大きい。このため、ばっ気運転時には相対的に水圧の小さい散気管１７からのみ散気される。深さＨは、特に限定されないが、例えば、３０乃至１００mmが好ましく、本実施の形態では約５０mmに設定されている。
【００２９】
次に、図４乃至図７を参照して、本実施の形態における作用について説明する。尚、図４乃至図７は、説明のため汚水処理装置の構成を模式的に示したものである。
【００３０】
通常のばっ気運転時には、接触ばっ気槽７と固液分離槽９との水位は略等くなっており、散気管１７と逆洗管３７とでは、相対的に浅い位置に設置されている散気管１７にかかる水圧の方が小さい。このため、図４に示すように、ブロア２７から供給される空気は、水圧による抵抗の小さい散気管１７からのみ散気され、逆洗管３７からは散気されない。
【００３１】
従って、接触ばっ気槽７では、ばっ気運転がなされる。接触ばっ気槽７内では、図４中矢印Ａで示すように、循環流が生じる。一方、接触ばっ気槽７の溢流水が流路３５を通って、下方から固液分離槽９内に導入される。
【００３２】
固液分離槽９では、接触ばっ気槽７から移流してくるばっ気槽混合液を滞留させ、液中の浮遊物質を沈殿分離するとともに、水面近辺の濾材３１により浮上性固形物を分離すると共に、沈殿しきれない微細浮遊物を吸着捕捉して上澄液をより清浄化させる。そして、溢流水は、消毒槽１１を介して流出管１３から排出される。
【００３３】
一方、タイマー装置により所定時刻になると、一日一回乃至数回、間欠的にブロア３９を運転する。そして、ブロア３９の運転によるエアリフト作用により汚泥移送管３８から固液分離槽９の底部に溜まった汚泥を引き抜く。引き抜かれた汚泥は一次処理槽または汚泥濃縮槽に移送される。汚泥の引き抜きが開始されると、図５に示すように、固液分離槽９の水位は次第に低下する。この汚泥の引き抜きによって、濾材３１に付着した固定物は水面の低下とともに剥離するが、以下に説明する逆洗管３７からの散気により濾材を流動させることによって確実に剥離させ洗浄することができる。
【００３４】
汚泥の引き抜きにより固液分離槽９の水位が、Ｈ以上に低下すると、逆洗管３７にかかる水圧の方が散気管１７にかかるの水圧よりも小さくなるので、散気管１７からの通気が切り替わり、図６に示すように、自動的に逆洗管３７からブロア２７の空気が供給される。
【００３５】
これにより、水面付近にある濾材３１は、逆洗管３７から散気される空気により踊らされ、互いに接触して濾材３１に捕捉された固定物が剥離して、確実に洗浄される。一方、散気管１７では、これにかかる水圧が相対的に高くなるので、散気は停止される。尚、濾材は、水面とともに所定以上に下がると、仕切り４４により受け止められ、大気中に露出されて、濾材３１を水面上に晒すことができるので、汚水の水切りにより清浄効果を特に高めることができる。また、水位が下がってから、散気による逆洗を行なうので固形懸濁物（ＳＳ）は越流排出装置４６からの流出が防止される。しかも、エアリフトにより移送される沈殿汚泥のほとんどが除去された後に、逆洗管３７から空気が排出されるので、沈殿汚泥の巻き上がりをほとんどなくすことができる。
【００３６】
タイマーが切れてブロワ３９によるエアリフトが停止すると、汚泥移送管３８からの汚泥の引き抜きが停止するとともに、濾材３１の洗浄が終了する。一方、固液分離槽９には接触ばっ気槽７からの移流があり、図７に示すように、固液分離槽９内の水位は次第に上昇して、図４に示すもとの水位に戻る。
【００３７】
そして、固液分離槽９内の水位が上昇したところで、接触ばっ気槽７の散気管１７にかかる水圧よりも固液分離槽９の逆洗管３７にかかる水圧の方が相対的に大きくなり、逆洗管３７からの散気が停止されるとともに、散気管１７から散気が自動的に開始され、更に固液分離槽９の水位が上昇すると図４に示す通常のばっ気運転状態となる。
【００３８】
以上に説明したように、本実施の形態によれば、散気管１７と逆洗管３７とにおける散気が自動的に切り替わるので、濾材３１の逆洗が容易にでき、しかも、切り換えバルブ等の機器を必要としないので部品点数が少なく構成が簡易である。
【００３９】
本発明は、上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００４０】
例えば、汚泥移送管３８はタイマーによるエアリフトの作動による自動的に引き抜きをおこなう構成としたが、これに限らず、必要時に作業員がスイッチを入れるものであったり、または、バキュームホースを挿入して引き抜くものであってもよい。
【００４１】
また、第１及び第２の散気管は、接触ばっ気槽７と固液分離槽９とに設けることに限らず、その他の処理槽等に設ける構成であってもよい。
【００４２】
更に、散気管は２つだけに限らず、それぞれ水深の異なる位置に３つまたは４つ等の複数配置し、一つのブロワから多数の槽に分配するものであってもよい。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、汚水処理装置において、通常運転時には散気管からの散気により、第１処理槽内で好気性処理を施す一方、ドレン管から第２処理槽内の汚泥を引き抜くと、第２処理槽の水位が低下して第２散気管にかかる水圧が相対的に第１散気管にかかる水圧よりも小さくなって、切り換え弁等を設けることなく簡単な構成で、自動的に第２処理槽の散気に切り換えることができる。
【００４４】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明において、第２処理槽では、第１処理槽の処理水を濾材によりに、濾過するものであり、ドレン管から汚泥を引き抜いた際に、固液分離槽に散気して濾材を逆洗する。従って、汚泥の引き抜きと同時に自動的に濾材の逆洗ができる。
【００４５】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明において、固液分離槽の水位が低下して浮遊性の濾材が水面とともに下がった場合に、濾材受けがその濾材を支持して水面近傍又は空気中に晒す。従って、汚水の水切りと同時に付着固形物の剥離を生じさせて濾材を効率よく洗浄することができる。
【００４６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態にかかる汚水処理装置の主要部を抜き出して示す縦断面図である。
【図２】図１に示す汚水処理装置の概略的構成を示す平面図である。
【図３】濾材の斜視図である。
【図４】通常運転時の作用を示す汚水処理装置の模式図である。
【図５】沈殿汚泥除去時の作用を示す汚水処理装置の模式図である。
【図６】逆洗時の作用を示す汚水処理装置の模式図である。
【図７】逆洗終了後の作用を示す汚水処理装置の模式図である。
【符号の説明】
１      汚水処理装置
７      接触ばっ気槽（第１処理槽）
９      固液分離槽（第２処理槽）
１７    散気管（第１散気管）
２７    ブロア
３１    濾材
３７    逆洗管（第２散気管）
３８    汚泥移送管（ドレン管）
【図１】
0003705659.tif 000002
【図２】
0003705659.tif 000003
【図３】
0003705659.tif 000004
【図４】
0003705659.tif 000005
【図５】
0003705659.tif 000006
【図６】
0003705659.tif 000007
【図７】
0003705659.tif 000008