(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
担体を投入した曝気槽に設置する担体分離用スクリーン装置において、水深が深くなる程スクリーンの目幅を大きくなるように構成したことを特徴とする担体分離用スクリーン装置。
【請求項２】
請求項１において、担体分離用スクリーンの近傍で且つ、担体分離スクリーン面に平行に整流体を設けた担体分離用スクリーン装置。
【請求項３】
請求項２において、整流体の下端が曝気装置の近傍に達するものである担体分離用スクリーン装置。
【請求項４】
請求項２または３において、担体分離用スクリーンの下部近傍に散気装置またはポンプ吐出管を設けた担体分離用スクリーン装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃水中の有機物および無機物を浄化処理するに当たって、廃水の浄化作用を営む微生物を有機高分子物質または無機物質を主成分とする粒子状の担体に包括固定化、付着固定化または結合固定化させた微生物固定化担体を用いる廃水処理設備において使用する担体分離用スクリーン装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
微生物固定化担体を投入することによって曝気槽内に微生物を保持させる、いわゆる担体投入型曝気槽は、標準活性汚泥法における曝気槽と比較して、ＢＯＤ除去菌等の有用でかつ増殖速度の大きな微生物を高濃度に保持することが可能であるとともに、硝化菌等の有用でかつ増殖速度の小さな微生物をも高濃度に保持することが可能であるために、処理の高速化あるいは処理設備のコンパクト化を図ることができるという利点を有している。一方、担体投入型曝気槽においては投入した微生物固定化担体が曝気槽外に流出することを防止する必要があり、そのための手段の一つとして微生物固定化担体を投入した曝気槽の流出側または流入側または流出側と流入側の両方に担体分離用スクリーンを設置している。
【０００３】
図３は、曝気槽の上流側から下流側に向かって見た模式図である。１は曝気槽、２は微生物固定化担体（以下、担体という）、３は曝気装置、４は水面、５は曝気槽１の流出端部に設けられた担体分離用スクリーン、６は散気装置である。担体分離用スクリーン５は夾雑物質や投入した担体によって閉塞し易いため、このスクリーン５の閉塞を防止するために、スクリーン５の下部近傍に散気装置６を設置する方法（特開平３−３８２９８号：技術１という）や、スクリーン５に閉塞した夾雑物をブラシを用いて機械的に除去して清掃する方法（特開平６−２３８２９０号：技術２という）が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
下水等の廃水中には毛髪等の夾雑物質が混入しており、曝気槽の前段の沈砂池や最終沈殿池によってこれらをある程度、除去処理することは可能であるが、曝気槽流入水中の夾雑物を皆無とすることは困難である。また、このような廃水を処理するにおいて、曝気槽内で担体を流動状態で利用し、かつこの担体を曝気槽流出端部に設置したスクリーンによって分離し、もって担体を曝気槽内に保持するためには、担体の短径よりも目幅の小さなスクリーンを用いることが必要である。したがって、下廃水が曝気槽を円滑に通過するようにせしめ、連続処理を行うためには、担体を含めた閉塞性物質による担体分離用スクリーンの閉塞を防止する手段が必要となる。また、スクリーンの閉塞メカニズムの一つは、担体が水の流れによってスクリーン面に押付けられて密着し、水の透過抵抗となることであるため、閉塞性物質がスクリーン面に密着しないように担体等をスクリーン面から剥離させることは、担体分離用スクリーンの閉塞防止のために有効な手段の一つである。
【０００５】
しかし、担体分離用スクリーン閉塞物質を機械的に除去する技術２の方法は、高価な設備を要するとともに、維持管理が複雑化し、機械的な清掃の過程で担体を破壊してしまう危険性もある。一方、スクリーン面を散気することによって剥離性を高めるという技術１の方法は、次のような問題点がある。
【０００６】
図４は、技術１の水の流れを模式的に示したもので、矢印８の長さは、散気装置６によって生じる水の上昇流速の大きさを示している。図に示すように、スクリーン５の散気装置６近傍のスクリーン面で水の上昇流速は大であるが、水面４に近い位置でのスクリーン面近傍の上昇流速は小である。したがって、スクリーン用散気装置６近傍での水の上昇流速は、閉塞性物質を剥離させるために十分であっても、水面４に近い散気装置から離れたスクリーン面では閉塞性物質を剥離させるのに十分な流速が得られないという問題が生じる。このようなスクリーン近傍にあっても、その位置によって流速の違いを生じる要因として、（１）  散気装置から離れたスクリーン面では、散気によって生じた気泡が分散するために、上昇流速が低下すること、（２）  曝気槽内への酸素の供給を目的として曝気が行われる際に生じる曝気槽内の旋回流速のうちの下向流速と、スクリーン散気装置によって生じた上昇流速とが相殺してスクリーン面付近の流速が低下すること、が挙げられる。すなわち、このような問題は、曝気槽への酸素供給あるいは、スクリーン面での閉塞防止を目的とする散気操作に伴って生じた水の流速が、担体分離用スクリーン面の全面にわたって均一でないとともに、散気により生じる流速は小さく減衰し易いという点に由来するものである。
【０００７】
また、スクリーン上流側と下流側では、処理水の通過に伴い水位差１０が生じる。この水位差によるスクリーン透過流速の影響は水面４付近で最大であり、水面付近でのスクリーン透過流速の影響は水面付近で最大であり、水面付近でのスクリーン透過流速９は、より深い部分でのスクリーン透過流速より大である。現在、全面にわたって目幅の等しいスクリーンが使用されているが、この場合スクリーン前後の差圧の影響を受けて水面付近のスクリーン透過水量が大となるため、水面付近ではスクリーンの閉塞が起こり易くなる。
【０００８】
このように、全面にわたり目幅の等しいスクリーンを使用する場合、スクリーンは水面付近で閉塞が起こり易くなるが、逆に散気による剥離効果は水面に近づくにつれて減少するために、スクリーン上部の水面付近では担体を含む閉塞性物質が集積し、その結、果スクリーン全面が有効に活用できないことになる。そのため、有効なスクリーン面単位面積当たりの透過水量が増加することとなり、さらに、スクリーンへの閉塞が進行するという悪循環を繰り返すこととなる。
【０００９】
本発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、担体分離用スクリーンの閉塞を安定して効率的かつ安価に防止する装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を以下の装置により達成する。
【００１１】
第１の装置は、担体を投入した曝気槽に設置する担体分離用スクリーン装置において、水深が深くなる程スクリーンの目幅を大きくなるように構成した担体分離用スクリーン装置である。
【００１２】
第２の装置は、第１の装置において、担体分離用スクリーンの近傍で且つ、担体分離スクリーン面に平行に整流体を設けた担体分離用スクリーン装置である。
【００１３】
第３の装置は、第２の装置において、整流体の下端が曝気装置の近傍に達するものである担体分離用スクリーン装置である。
【００１４】
第４の装置は、第２または第３の装置において、担体分離用スクリーンの下部近傍に散気装置またはポンプ吐出管を設けた担体分離用スクリーン装置である。
【００１５】
「作用」
第１の装置；水深の浅い水面付近のスクリーンの目幅を小さくすることにより、水の透過に対する抵抗を大とし、水深の深いところのスクリーンの目幅を大とすることにより、水の透過に対する抵抗を小とするから、スクリーン前後の水位差に由来するスクリーン透過流速の垂直分布を打ち消して、スクリーンの透過流速をスクリーン全面において均一化する。これにより、スクリーン上部に担体等の閉塞が集中するのを防止することができる。
【００１６】
第２の装置；スクリーン面の近傍に整流体を設けることにより、散気装置からの気泡は、分散することなく全てスクリーン面と整流体の間を上昇するから、気泡の分散による流速の低下が防止されるとともに、曝気槽内の水の流れが、前記流速を減ずることがない。従って、少ない散気量で効率よく閉塞物質を剥離することが可能となる。
【００１７】
第３の装置；整流体をスクリーン上部から曝気装置の近くにわたって設ければ、曝気装置の空気を散気のために利用することが可能となり、スクリーン面の散気装置が不要となるか、またはスクリーン面の散気を併用すればより剥離効果が大となる。
【００１８】
第４の装置；スクリーンの下部近傍に散気装置またはポンプ吐出管を設ければ、閉塞性物質の剥離効果がより大となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。図１は、本発明に係る水深により目幅を変えたスクリーンの正面図、図２は曝気槽の流出側のスクリーン取付部を側方から見た模式図である。スクリーン５は、一定の高さをもったスクリーンモジュール５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを組み合わせてあり、スクリーンモジュールの目幅は、下部から上部のスクリーンモジュールに向かって段階的に目幅が狭くなっている。各スクリーンモジュール５ａ〜５ｄの目幅の減少割合は、運転条件に合わせて図２に示す透過流速９が、スクリーン全面にわたり略均等となるように設定する。スクリーンモジュール５ａ〜５ｄの高さは、３０ｃｍから１．５ｍ程度が良い。また、運転状況に応じて異なる高さのスクリーンモジュールを組み合わせても良い。
【００２０】
図１において、目幅の異なる４種類のスクリーンモジュール５ａ〜５ｄを組み合わせて使用しているが、スクリーンの管理を考慮すれば、スクリーンモジュールの目幅は、２〜４種類を組み合わせるのが実際的である。各スクリーンモジュールに使用するウエッジワイヤーの線径は、共通の線径のものを使用することもできるが、目幅の狭いスクリーンモジュールには線径の小さいウェッジワイヤーを使用し、開口率を増加させることが好ましい。
【００２１】
図２に示すように、スクリーン５の上流側面の近傍に整流体１１を設けることにより、スクリーンの全面にわたって閉塞物質の剥離に十分な上昇流速８を得ることができる。また、スクリーンの上流側面および下流側面の両方に整流体１１を設置すれば、上昇流速８の減少をより効果的に抑制することができる。整流体１１は、スクリーン上部から槽内の曝気装置近傍にわたって設置して、曝気空気を閉塞物質剥離のために利用してもよく、整流体１１の下部を曝気空気を取込み易いように開口部を広くしてもよい。また、スクリーンの上流側、下流側および前後両側面を整流体１１で囲うようにしてもよい。
【００２２】
整流体１１の材料は、コンクリート、金属または、プラスチックのいずれでもよく、その形状は、板状、角形形状でもよい。
【００２３】
スクリーン５の下部近傍に散気装置６または吐出口を上向きにしたポンプ吐出管（図示せず）を設けると、閉塞物質をより効果的に剥離することができる。この散気装置またはポンプ吐出管は、通常上流側面に設けるが、上流側面および下流側面の両面に設ければ、閉塞物質の剥離効果はさらによくなる。
【００２４】
曝気槽に投入される担体は、強度が大で破壊の起こり難い例えば、主成分がポリプロピレン等が好ましい。水溶性高分子やスポンジ状の担体は、スクリーン面や整流体との摩擦等により担体が破損し易く、その破片により目詰まりを生じる恐れがあるので好ましくない。また、中空状の担体は、その表面積が大きく、担体充填率を小にでき、スクリーンの近傍に存在する担体濃度が小さくなり、スクリーン面の散気量を少なくできるので好ましい。
【００２５】
【実施例】
スクリーンの水深を１．５ｍ、散気量をスクリーン面積１ｍ２  当たり２．４ｍ３  ／ｈｒ、スクリーン面積１ｍ２  当たりの透過水量１００ｍ３  ／ｈｒとし、上から下方に、目幅がそれぞれ１．５ｍｍ，２．０ｍｍおよび２．５ｍｍのスクリーンモジュールを組み合わせた本発明に係るスクリーンを用いて、スクリーンの上流側および下流側を散気した場合と、全高さにわたって目幅が２．０ｍｍの従来のスクリーンを用いて、スクリーンの上流側および下流側を散気した場合の水位差および担体の剥離性を調査した。水位差は、本発明のスクリーンが２ｃｍに対し、従来のスクリーンが１２ｃｍであり、本発明によるものが、スクリーンの上流面と下流面の差圧が大幅に減少することが分かった。また、本発明によるものが、担体の剥離効果が優れていることが観察された。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果が得られる。
【００２７】
請求項１の装置によれば、スクリーンの透過流速を全面において均一化し、スクリーン上部に担体等の閉塞が集中するのを防止することができる。
【００２８】
請求項２の装置によれば、少ない散気量で効率よく閉塞物質を剥離することができる。
【００２９】
請求項３の装置によれば、曝気装置の空気をスクリーン面の散気に利用することができる。
【００３０】
請求項４の装置によれば、閉塞物質の剥離効果がより大となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る水深により目幅を変えたスクリーンの正面図である。
【図２】曝気槽の流出側の本発明のスクリーン取付部を側方から見た模式図である。
【図３】従来のスクリーン取付部を曝気槽の上流側から下流側に向かって見た模式図である。
【図４】従来のスクリーン部の水の流れを示した模式図である。
【符号の説明】
１  曝気槽
２  担体
３  曝気装置
４  水面
５  スクリーン
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ  スクリーンモジュール
６  散気装置
７  気泡
８  上昇流速
９  透過流速
１０  水位差
１１  整流体
【図１】
0003629843.tif 000002
【図２】
0003629843.tif 000003
【図３】
0003629843.tif 000004
【図４】
0003629843.tif 000005