(57)【要約】【課題】  貯留槽において好気性処理を行う。【解決手段】  汚水処理システムは、散気装置１３を備えて汚水を貯留する貯留槽１と、散気装置２１を備えた曝気槽２と、貯留槽１から曝気槽２へ流量を調整して汚水を移送する移送手段４と、曝気槽２の汚水を導入して沈殿処理する沈殿槽３と、この沈殿槽３から貯留槽１へ汚水を返送する返送手段６とからなる。【選択図】        図１
2006205125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
散気装置を備えて汚水を貯留する貯留槽と、散気装置を備えた曝気槽と、前記貯留槽から前記曝気槽へ流量を調整して汚水を移送する移送手段と、前記曝気槽の汚水を導入して沈殿処理する沈殿槽と、該沈殿槽から前記貯留槽へ汚水を返送する返送手段とからなることを特徴とする汚水処理システム。
【請求項２】
散気装置を備えて汚水を貯留する貯留槽と、散気装置を備えた曝気槽と、前記貯留槽から前記曝気槽へ流量を調整して汚水を移送する移送手段と、前記曝気槽の汚水を導入して沈殿処理する沈殿槽と、散気装置を備えた再曝気槽と、前記沈殿槽から前記再曝気槽へ汚水を返送する返送手段と、前記再曝気槽から前記貯留槽へ汚水を移送する連通管とからなることを特徴とする汚水処理システム。
【請求項３】
貯留槽の散気装置は全面曝気であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の汚水処理システム。
【請求項４】
貯留槽または曝気槽から排気する排気管と、該排気管の排気を前記貯留槽または前記曝気槽に返送する排気戻し管とを備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の汚水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、汚水を浄化処理する汚水処理システムに関し、特に活性汚泥法による汚水処理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
汚水を好気性処理する汚水処理方式の１つに、活性汚泥法がある。この活性汚泥法は、汚水を曝気することによって汚水中の好気性微生物を増殖させ、増殖した好気性微生物と汚水中の汚濁物質とが集積して生成される汚泥に汚水中の有機物を吸着・補食させて汚水を浄化処理するものである。この種の活性汚泥法の方式の１つには、バイオソープション法がある。
【０００３】
図１５は、バイオソープション法を適用した従来の汚水処理システムのフロー図である。この汚水処理システムは、曝気槽１０１、沈殿槽１０２、および再曝気槽１０３によって主に構成されている。この汚水処理システムにおいてバイオソープション法によって処理される汚水は、汚水流入管１０４を通って曝気槽１０１に流入するが、その間に前処理としてスクリーン１０５によって夾雑物が除去される。曝気槽１０１では、流入した汚水と好気性微生物が多く存在する汚泥とが混合する。つまり、汚水処理システム内の汚水は汚泥と混合した状態となる（以降、汚水処理システム内における汚水と汚泥の混合水をただ単に汚水という）。
【０００４】
曝気槽１０１には、空気を汚水中に吐出する散気装置１０６が設置されている。一般に、散気装置１０６は、曝気槽１０１内の底部に配置された散気管１０７、圧縮空気を供給するブロワ１０８、および散気管１０７とブロワ１０８を接続した空気供給管１０９によって構成されている。散気管１０７は、曝気槽１０１内の汚水全体を常時曝気するように、曝気槽１０１の底面全体に配設されている。これにより、曝気槽１０１では、散気管１０７から吐出した散気によって汚水中の汚泥の好気性微生物が活性化され、この好気性微生物によって汚水中の有機物が吸着・分解されることで好気性処理が行われる。そして、曝気槽１０１で好気性処理された汚水は、移送管１１０を通して沈殿槽１０２に送られる。
【０００５】
沈殿槽１０２では、汚水が上澄水と汚泥を多く含む汚水とに沈殿処理される。上澄水は、浄化された処理水として越流堰１１１と上澄水移送管１１２を介して系外に排出される。一方、沈殿槽１０２内の底部に沈降した汚泥を多く含む汚水は返送ポンプ１１３によって吸引され、返送管１１４を介して再曝気槽１０３へ返送される。この間に、汚水は返送管１１４に配設された計量槽１１５によって流量制御され、定量とされて再曝気槽１０３へ送られる。
【０００６】
再曝気槽１０３には散気装置１１６が設置されている。この散気装置１１６は、曝気槽１０１の散気装置１０６と同様に散気管１１７、ブロワ１１８、および空気供給管１１９によって構成されている。したがって、再曝気槽１０３では、散気装置１１６によって汚水が散気されることにより、好気性微生物が汚水中の有機物を分解し尽くすので、好気性微生物が飢餓状態となる。また、好気性微生物は、曝気槽１０１および再曝気槽１０３で有機物を分解する際に自己増殖するため、そのままでは汚泥量が増加し続けてしまい、定期的に余剰汚泥として系外に搬出しなければならなくなるが、飢餓状態の好気性微生物に対してさらに散気を継続すると、自己酸化（共食い）が進行するので、汚水中の増えすぎた好気性有機物の数が減少する。このように飢餓状態の好気性微生物を含む汚水は、有機物および空気を豊富に含む流入汚水を貯留する曝気槽１０１に返送管１２０を通して返送される。これにより、曝気槽１０１内の有機物が吸着・分解されて汚水浄化が促進される。この間に、汚水流入管１０４から流入する汚水の量に応じて、沈殿槽１０２では上澄水が系外に排出され、連続した汚水処理が行われる。
【０００７】
ところで、一般に汚水処理システムへの汚水の流入量は、その時間帯によって変動する。つまり、汚水処理システムには時間帯に応じて負荷変動が生じる。このような負荷変動に対処するため、公共下水道の汚水を浄化処理する下水処理施設のような屋外の大規模な施設に上述の汚水処理システムを適用する場合には、曝気槽１０１、沈殿槽１０２、および再曝気槽１０３のそれぞれの容量を大きくして処理能力に余裕を持たせる必要がある。
【０００８】
しかし、建物内の汚水、雑排水、厨房排水などを浄化処理する場合には、汚水処理システムが建物内に設置される場合が多いので、汚水処理システムの設置面積が制約され、曝気槽１０１、沈殿槽１０２、および再曝気槽１０３のそれぞれの容量を大きくとることが困難になる。また、汚水処理システムが屋外に設置される場合でも、立地条件などによっては、曝気槽１０１、沈殿槽１０２、および再曝気槽１０３の容量に余裕を確保できないことがある。このような場合には、図１６に示すように貯留槽１２１が追加される。
【０００９】
この貯留槽１２１には、曝気槽１０１から汚水流入管１０４とスクリーン１０５が移設されている。また、貯留槽１２１には汚水を攪拌してその嫌気化を防止する攪拌装置１２２が配置されている。この攪拌装置１２２は、貯留槽１２１内に所定数の攪拌機や撹拌ポンプが配置されることで構成されることがあるが、この従来の汚水処理システムにおいては、曝気槽１０１と再曝気槽１０３に散気装置１０６と散気装置１１６がそれぞれ設置されているので、攪拌装置１２２には空気が利用される場合が多い。したがって、この攪拌装置１２２は、図１７の立面配置図および図１８の平面配置図に示すように、散気管１２３、ブロワ１２４、および空気供給管１２５によって主に構成され、散気管１２３は貯留槽１２１の底面の一方の側面側に配設されている。この場合に、貯留槽１２１内の汚水は、ポンプ釜場１２７に配設された移送ポンプ１２８と、この移送ポンプ１２８に接続された移送管１２９を介して曝気槽１０１に移送され、計量槽１３０によって定量とされて曝気槽１０１に移送される。
【００１０】
貯留槽１２１を備えた従来の汚水処理システムでは、ブロワ１２４からの空気は空気供給管１２５を通って散気管１２３に供給され、散気管１２３から汚水中に吐出される。この空気は汚泥の中を気泡状となって上昇するので、散気管１２３の上方の汚水に上昇流が発生する。これに対し、散気管１２３が配設されていない側面側の汚水は、上昇流によって上昇した汚水によって上方から下方に押され、汚水に下降流が発生する。これにより、貯留槽１２１内の汚水が撹拌され、散気管１２３から空気が供給されている間は、汚水が一個所に滞留することがなく、嫌気性化が防止され、それなりの効果が得られている。そして、汚水の流入量が汚水処理システムの処理能力以上に多い時間帯には、処理能力に見合う量だけの汚水が曝気槽１０１に定量移送され、汚水の流入量が減少した時間帯に残りの汚水が処理され、負荷変動に対応することが可能とされている。また、曝気槽１０１、沈殿槽１０２、再曝気槽１０３、および貯留槽１２１のそれぞれの容量が最適にされている。
【００１１】
一方、従来の汚水処理システムにはバイオソープション法が採用され、曝気槽１０１と再曝気槽１０３は散気装置１０６と散気装置１１６によってそれぞれ常時散気されるので、曝気槽１０１や再曝気槽１０３の内部は正圧状態となっている。このように、曝気槽１０１や再曝気槽１０３の内部が正圧状態になっていると、臭気が点検口などから外部に漏洩するという問題が生じる。このような問題を解決するため、従来の汚水処理システムでは曝気槽１０１や再曝気槽１０３から排気管がそれぞれ立ち上げられ、これらの排気管は１つの排気管に合流され、この排気管の途中にミストセパレータ、排気ファン、および脱臭塔が配設され、曝気槽１０１や再曝気槽１０３から臭気が低減された空気が強制的に排出されように構成されている。
【００１２】
なお、上記従来技術は当業者一般に知られた技術であって文献公知発明に係るものではないが、特に従来の汚水処理システムに関連するものとして挙げれば、実公昭４７−１９３２３号公報に開示されている接触安定化多段廃水処理装置がある。この従来の廃水処理装置は、原廃水を導入する第１の接触槽と、この接触槽よりの混合液を導入する第１の沈殿槽と、この沈殿槽よりの上澄液を導入する第２の接触槽と、この接触槽よりの混合液を導入する第２の沈殿槽と、前記第１、第２の沈殿槽よりの沈殿汚泥を受けて活性化した後、前記第１、第２の接触槽に導入するための共通の安定化槽とにより構成されている。
【００１３】
【特許文献１】実公昭４７−１９３２３号公報（第１頁第２欄の第３１−３８行、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、貯留槽１２１が設置されている従来の汚水処理システムでは、系外より流入する汚水を貯留槽１２１に一時的に貯留するので、貯留槽１２１内の汚水が酸素不足の状態になり易く（嫌気性化し易く）、嫌気性微生物の活動が活発化して硫化水素などの腐敗ガスが発生し、それが貯留槽１２１の外部に排出されることによって生じる臭気が問題となっていた。そして、この種の腐敗ガスは、水に溶けると強い腐食性を呈するため、貯留槽１２１内のライニングの劣化や移送ポンプ１２８の劣化が曝気槽１０１、沈殿槽１０２、および再曝気槽１０３よりも激しく、ライニングや移送ポンプ１２８の補修頻度や交換頻度が多くなり、補修・交換の手間やコストが嵩むという問題があった。また、ライニングに耐食性の高い素材を使用したり、移送ポンプ１２８に耐食性の高い仕様のものを使用したりすることもできるが、この場合にはライニングや移送ポンプ１２８が一般仕様の場合と比べ大幅に高価になるという問題があった。
【００１５】
また、貯留槽１２１に攪拌装置１２２が設置されている従来の汚水処理システムでは、貯留槽１２１内の汚水に上昇流を発生させるために、散気管１２３から吐出する気泡によって汚水に浮力を与えているが、汚水が浮上するだけの浮力を与えるためには、散気管１２３から径の大きな粗大気泡を吐出する必要がある。この場合に、粗大気泡は汚水に溶け込み難い性質も有しているので、散気管１２３には粗大気泡を吐出するものが使用する必要がある。これに対し、曝気槽１０１と再曝気槽１０３の散気装置１０６、１１６は、汚水中の溶存酸素を豊富な状態にする必要があるため、それらの散気管１０７、１１７は曝気槽１０１と再曝気槽１０３の底面全体に配置して全面曝気を行なう必要がある。また、散気管１０７、１１７は径の小さな微細気泡を吐出するものとし、気泡が汚水に溶け込み易いようにする必要がある。したがって、汚水を攪拌するための撹拌装置１２２と汚水を好気性処理するための散気装置１０６、１１６とでは、それぞれの散気管１２３および散気管１０７、１１７の配置やそれらの散気孔の径が異なるので、空気を利用した撹拌装置１２２では汚水の好気性処理は期待できないという問題があった。
【００１６】
さらに、貯留槽１２１を備えた従来の汚水処理システムにおいて汚水を好気性処理するためには、汚水中に豊富な酸素が存在する必要があるばかりでなく、好気性微生物を豊富に含む汚泥が存在する必要がある。このような汚泥は、元来汚水中に存在する好気性微生物が増殖して形成されるが、それには多くの時間が必要になる。しかし、貯留槽１２１に流入する汚水はそこに一時的に滞留するが、移送ポンプ１２８によって曝気槽１０１に順次に移送されるので、流入汚水から好気性微生物を増殖させて汚泥を形成させることが困難となる。また、仮にそのような汚泥を形成させることができたとしても、その汚泥は汚水と共に曝気槽１０１に移送されてしまう。このような理由から、従来の汚水処理システムでは、貯留槽１２１において汚水から活性汚泥を形成させ、撹拌装置１２２によって汚水を好気性処理することは容易でないという問題があった。
【００１７】
そして、貯留槽１２１を備えた従来の汚水処理システムを厨房排水を含む汚水に対して適用する場合において処理される汚水中には油分が含まれているが、この油分は貯留槽１２１において分解処理されることはないので、その油分が貯留槽１２１の壁面に付着することが多い。したがって、貯留槽１２１を定期的に清掃する必要性が生じ、清掃のための手間や人件費が嵩む上に、付着物を産業廃棄物として処分するための費用も嵩むという問題があった。
【００１８】
また、従来の汚水処理システムにおいて汚水中の汚泥によって好気性処理するためには、汚泥の好気性微生物が汚水中の有機物を吸着するための時間（吸着時間）が必要になる上に、吸着した有機物を分解するための時間（分解時間）が必要になっている。しかし、曝気槽１０１では流入した汚水と活性汚泥を含む汚水とが接触しているが、沈殿槽１０２には散気装置が備わっていないので、曝気槽１０１では汚水が滞留する時間（滞留時間）を吸着時間と分解時間の合計時間以上に設定する必要がある。したがって、従来の汚水処理システムには、曝気槽１０１の容量を大きくとる必要が生じ、イニシャルコストが嵩むという問題があった。
【００１９】
さらに、従来の汚水処理システムでは合流された排気管の途中にミストセパレータ、排気ファン、および脱臭塔が配設され、曝気槽１０１や再曝気槽１０３から臭気が低減された空気が強制的に排出されるが、曝気槽１０１や再曝気槽１０３を負圧状態に維持するために必要な排気量は多大であるので、その排気量に見合うだけの容量がミストセパレータ、排気ファン、および脱臭塔に必要になる。このため、従来のバイオソープション法を用いる汚水処理システムには、イニシャルコストが大幅に増加するという問題があった。また、特に脱臭塔において定期的に交換する必要性のある活性炭などの脱臭剤を使用している場合には、ランニングコストが特に増大してしまうという問題があった。
【００２０】
そして、実公昭４７−１９３２３号公報に開示されている接触安定化多段廃水処理装置には、第１の接触槽、第１の沈殿槽、第２の接触槽、第２の沈殿槽、および安定化槽の５槽が必要になり、広い設置面積が必要になっているという問題があった。
【００２１】
したがって、この発明の第１の目的は、貯留槽において好気性処理を行うことができる汚水処理システムを得るものである。
また、この発明の第２の目的は、設置面積を増大させることなく処理能力を向上させることができる汚水処理システムを得るものである。
さらに、この発明の第３の目的は、臭気の排出量を低減できる汚水処理システムを得るものである。
また、この発明の第４の目的は、イニシャルコストやランニングコストを削減できる汚水処理システムを得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
この発明に係る汚水処理システムは、散気装置を備えて汚水を貯留する貯留槽と、散気装置を備えた曝気槽と、前記貯留槽から前記曝気槽へ流量を調整して汚水を移送する移送手段と、前記曝気槽の汚水を導入して沈殿処理する沈殿槽と、該沈殿槽から前記貯留槽へ汚水を返送する返送手段とからなるものである。
【００２３】
この発明に係る汚水処理システムは、散気装置を備えて汚水を貯留する貯留槽と、散気装置を備えた曝気槽と、前記貯留槽から前記曝気槽へ流量を調整して汚水を移送する移送手段と、前記曝気槽の汚水を導入して沈殿処理する沈殿槽と、散気装置を備えた再曝気槽と、前記沈殿槽から前記再曝気槽へ汚水を返送する返送手段と、前記再曝気槽から前記貯留槽へ汚水を移送する連通管とからなるものである。
【発明の効果】
【００２４】
この発明は、貯留槽に散気装置を設け、その貯留槽へ沈殿槽内の汚泥を多く含む汚水を返送するようにしたので、沈殿槽内で嫌気性傾向にあった汚水中の汚泥を貯留槽において散気装置によって再活性化させることができる。したがって、貯留槽内において再活性化させた汚泥中の好気性微生物によって、流入汚水中の有機物を吸着・分解させることが可能となり、貯留槽において流入汚水を好気性処理できるという大きな効果がある。また、散気装置を設けた貯留槽において流入汚水と汚泥を含む汚水とを接触させるので、貯留槽において汚泥中の好気性微生物が汚水中の有機物を吸着する吸着時間を確保できる。さらに、貯留槽において吸着した有機物を分解できるので、分解時間の一部も確保できる。そして、曝気槽では好気性微生物が全ての有機物を分解するまでの残りの最低限の分解時間分だけ汚泥を滞留させるだけで済むので、曝気槽の容量を大幅に削減できる。したがって、曝気槽の容量を従来と同等にすれば、有機物を分解する処理能力を大幅に向上させることができるという大きな効果がある。
【００２５】
この発明は、貯留槽において汚水を好気性処理するので、貯留槽内の汚水が嫌気性化することによる硫化水素などの腐敗ガスの発生を大幅に低減でき、それに起因する臭気の問題を解消できるという大きな効果がある。また、腐敗ガスの発生を大幅に低減できるので、腐敗ガスに起因する貯留槽内のライニングの劣化やポンプなどの機器類の劣化を大幅に抑制することが可能となり、ライニングの補修や機器類の交換の頻度を大幅に低減でき、補修・交換の手間や費用を大幅に低減できるという大きな効果がある。さらに、ライニングには腐敗ガス対応の材料ではなく通常の材料を使用でき、かつ機器類にも耐食性の低い一般仕様のものを使用できるので、システムを施工する際のイニシャルコストを大幅に低減できるという大きな効果がある。そして、システムから流出する排気ガスの臭気が低減するので、脱臭装置を従来よりも小容量化でき、イニシャルコストはもちろんのこと、活性炭や脱臭菌などを定期的に交換するために必要なランニングコストを大幅に低減できるという大きな効果がある。
【００２６】
この発明は、貯留槽において汚水を好気性処理するので、汚水中の油分を好気性微生物に吸着させることが可能となり、油分が貯留槽の壁面に付着するのを大幅に低減できる。したがって、貯留槽を清掃する回数を大幅に削減できるので、清掃のための人件費を削減できるばかりでなく、壁面に付着した油分を産業廃棄物として処分するための費用を大幅に削減できるという大きな効果がある。
【００２７】
この発明は、貯留槽において汚水の好気性処理を行うので、再曝気槽において好気性処理を行わなくとも、システム全体としての浄化能力を従来と同程度にすることができ、システムの設置面積を削減できるという大きな効果がある。特に、再曝気槽を備えた場合には、貯留槽、曝気槽、および再曝気槽の３槽で好気性処理を行うので、従来と同じ設置面積でもシステム全体としての浄化能力を従来よりも飛躍的に上昇させることができるという大きな効果がある。したがって、浄化能力を従来と同程度に抑えた場合には、汚泥中の好気性微生物の自己酸化を更に促進させることが可能となり、余剰汚泥の排出量を大幅に抑制できるという効果がある。よって、余剰汚泥の搬出に要する人件費や産業廃棄物として処理するための費用を大幅に削減できるという効果がある。
【００２８】
この発明は、貯留槽の底面全体に散気管を配設することにより、貯留槽内の汚水を全面曝気すること、すなわち貯留槽内の汚水に空気をまんべんなく混入させることが可能となるので、貯留槽内での好気性処理の促進やそれに伴うシステム全体の処理能力の向上が図れるという大きな効果がある。また、貯留槽に嫌気性化する部分が存在しないようにすることができるという大きな効果がある。
【００２９】
この発明は、貯留槽、曝気槽、および再曝気槽から流出した排気を返送管によって再び貯留槽、曝気槽、および再曝気槽に返送できるので、システム外に流出する排気量を大幅に削減できる。この結果として、脱臭塔の排気能力や排気ファン排気能力を大幅に低減できるので、脱臭塔や排気ファンを小型化することが可能となり、イニシャルコストやランニングコストの大幅な低減が図れるという大きな効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における汚水処理システムの処理フロー図である。ここに、汚水とは汚泥を含有したものを意味している。この汚水処理システムは、汚水を貯留する貯留槽１、この貯留槽１からの汚水を浄化処理する曝気槽２、および曝気槽２からの汚水を沈殿処理する沈殿槽３を備えている。貯留槽１内の汚水は、移送手段４によって曝気槽２に移送するようにしてある。曝気槽２内の汚水は、移送管５によって沈殿槽３に移送するようにしてある。そして、沈殿槽３内の汚水は、返送手段６によって貯留槽１に返送するようにしてある。
【００３１】
未処理の汚水は汚水流入管１１を通って貯留槽１に流入するようにしてあり、この汚水流入管１１にはスクリーン１２を配設してある。このスクリーン１２は、汚水に含まれている比較的大きく異質な浮遊物質、つまり夾雑物を除去する前処理のために配設してある。スクリーン１２はその構造を限定するものではなく、汚水中の夾雑物の除去が可能であればどのような構造のものでも適用できる。しかし、汚水中の夾雑物の量が汚水処理システムで分解可能な程度である場合には、スクリーン１２を設置する必要はない。
【００３２】
貯留槽１は、汚水流入管１１を通って流入した汚水（以降、流入汚水という）と、沈殿槽３から返送手段６によって返送された汚水（以降、返送汚水という）を一時的に貯留するものとしてある。貯留槽１には微細な気泡を汚水中に吐出する散気装置１３を設置してある。この散気装置１３は、貯留槽１内の底部に配置した複数の散気管１４、貯留槽１の外部に配置したブロワ１５、および散気管１４とブロワ１５を接続した空気供給管１６によって構成してある。沈殿槽３からの返送汚水には多量の好気性微生物を含有する汚泥が存在しているので、貯留槽１では流入汚水と返送汚水を混合し、この混合水を好気性微生物によって吸着・分解することとなる。
【００３３】
この貯留槽１は、建物内の床下ピットを利用する躯体水槽か、床上スペースを利用する床上設置型水槽とすることができる。貯留槽１を躯体水槽とする場合には、床上スペースをその他の目的に活用できるので好ましいが、貯留槽１の内面にエポキシ樹脂などのライニングによる防水層を形成する必要がある。貯留槽１を床上設置型水槽とする場合には、貯留槽１をＦＲＰ、ポリプロピレンなどの合成樹脂や、鋼板、ステンレス鋼などの金属や、コンクリートで形成することができる。
【００３４】
曝気槽２は、貯留槽１で分解し切れなかった汚水を更に浄化処理するもの、すなわち貯留槽１から移送手段４によって移送された汚水中の有機物を汚泥中の好気性微生物によって分解するものとしてある。曝気槽２は、貯留槽１とほぼ同様の構造および材質とすることができる。曝気槽２には、微細な気泡を汚水中に吐出する散気装置２１を設置してある。この散気装置２１は、曝気槽２内の底部に配置した複数の散気管２２、曝気槽２の外部に配置したブロワ２３、および散気管２２とブロワ２３を接続した空気供給管２４によって構成してある。
【００３５】
なお、貯留槽１と曝気槽２は散気装置１３と散気装置２１によってそれぞれ常時散気する必要があるので、従来のバイオソープション法による汚水処理方式と同様に、貯留槽１と曝気槽２にはそれらの内部で発生した腐敗ガスの臭気を低減して排出するための図示しない排気手段を設置してある。この排気手段は後で説明するが、貯留槽１と曝気槽２からそれぞれ立ち上げた排気用分岐管と、これらの排気用分岐管を合流させた１本の排気用本管と、この排気用本管に順次に配設したミストセパレータ、排気ファン、および脱臭塔によって構成してある。
【００３６】
沈殿槽３は、曝気槽２から流入した汚水を上層の上澄水と下層の汚水とに分離するものとしてある。下層の汚水は、好気性微生物が存在する汚泥を多量に含有する汚水となっている。沈殿槽３は底面３ａおよび側面３ｂを有し、その側面３ｂの所定位置には上澄水を越流させる越流堰３１を設けてある。また、沈殿槽３の外側には、越流堰３１から越流した上澄水を系外に放出するための上澄水移送管３２を配設してある。このような沈殿槽３では、移送管５から流入した汚水が上澄水を押し出すので、上澄水は越流堰３１を越流して上澄水移送管３２に流れ込む。必要であれば、上澄水移送管３２の先に図示しない放流水槽を設置し、この放流水槽に上澄水を一時的に貯留するように構成することが可能である。この構成は、放流水槽に貯留した上澄水をポンプと移送管によって系外に移送することになるが、上澄水を例えば公共下水道に放流する場合で放流水量が規制されている場合に好適となる。
【００３７】
移送手段４は、貯留槽１内の汚水を曝気槽２へ移送するものであり、貯留槽１内の汚水中に設置した移送ポンプ４１と、一端を移送ポンプ４１に接続し他端を曝気槽２に開口させた移送管４２と、この移送管４２の途中に配設した計量槽４３によって構成してある。計量槽４３は、その内部に設けた堰によって汚水の移送量を制御する構造としてある。そして、計量槽４３において堰から流出した余分の汚水は、図示しない返送管を介して貯留槽１に戻すようにしてある。
【００３８】
この移送手段４は上記の構成に限定するものではない。例えば、移送ポンプ４１は水中ポンプとしたが、陸上ポンプとして計量槽４３の一次側において移送管４２に配設し、水中ポンプに代えてフート弁を配設する構成も適用できる。また、移送管４２に計量槽４３を配設する代りに、移送管４２の途中と貯留槽１とを接続するバイパス管を配設し、移送管４２には流量計を配設し、バイパス管に電磁弁、電動弁、空圧弁、油圧弁などの制御弁を配設し、流量計の計測値が所定流量を維持するように制御弁を制御する構成とすることもできる。
【００３９】
移送管５は曝気槽２と沈殿槽３を管で連通する構成としてある。しかし、移送管５は汚水を曝気槽２から沈殿槽３に確実に移送できるのであれば、その構造を限定するものではない。例えば、移送管５は、汚水を堰によって曝気槽２から沈殿槽３に自然に流出させる構造、汚水を開口路によって曝気槽２から沈殿槽３に自然に流出させる構造とすることができる。また、汚水をポンプと移送管によって曝気槽２から沈殿槽３に強制的に圧送する構造などとすることができるが、その場合、計量槽等によってポンプ起動による移送量を一定に制御するようにしてポンプにＯＮ／ＯＦＦで移送量を制御できるようにしておく必要がある。さらに、特に、汚水をポンプで沈殿槽３に圧送する場合や、自然に流出させる構成でも沈殿槽３に流入する汚水流量が多い場合、流入する汚水で沈殿槽３内の下層の汚泥を多く含む汚水の一部が上層の上澄水にまで巻き上げられて撹拌されてしまい、沈殿処理に支障が生じることがある。この場合、移送管５の沈殿槽３側の開口に流入する汚水の流速を減衰する役割を有するバッフルやセンターウェルを設置するとよい。
【００４０】
返送手段６は、沈殿槽３内の汚泥を含有した汚水を貯留槽１へ返送するものとしてある。この返送手段６は、沈殿槽３内の底部に配置した返送ポンプ４４、一端を返送ポンプ４４に接続し他端を貯留槽１に開口させた返送管４５、この返送管４５の途中に配設した計量槽４６によって構成してある。計量槽４６は、移送手段４の場合と同様に、内部に設けた堰によって移送量を制御し、計量槽４６において堰から流出した余分の汚水を図示しない返送管を介して沈殿槽３に返送する構造としてある。
【００４１】
貯留槽１の散気管１４と曝気槽２の散気管２２とは、例えば粒状樹脂を隙間が残るように固めた素材から筒状または板状に形成したものとすることができる。しかし、これらの散気管１４、２２の材料や構造は、比較的微細な気泡を汚水中に吐出できる構造であれば限定するものではない。例えば、散気管１４、２２は、多数の比較的径大の穴を有する管の外周に多数の小孔を有するゴムを巻回した構造や、円形ディスク状で円周部分に多数の小孔を有する構造のディスクディフューザとすることができる。また、散気管１４、２２は、袋状散気管、サラン巻散気管、ボックスエアレータ、シャーフューザなどとすることもできる。
【００４２】
図２の立面配置図および図３の平面配置図に示すように、貯留槽１は概ね平面状の底面１ａと、この底面１ａの各辺から立ち上がる４つの側面１ｂを有している。汚水流入管１１の汚水流入口１１ａと返送管４５の汚水流出口４５ａとは、貯留槽１内の上部に開口させてある。なお、返送管４５の汚水流出口４５ａは、貯留槽１内の側面１ｂから挿通して開口してもよい。貯留槽１の底面１ａの一部には凹状のポンプ釜場１ｃを設けてあり、ポンプ釜場１ｃ内には移送手段４の移送ポンプ４１を配置してある。貯留槽１の底面１ａには各側面１ｂからポンプ釜場１ｃに向かって低下する所定勾配を与え、汚泥が底面１ａ上に滞留しないようにしてある。このような底面１ａの所定勾配は、１０〜１５度程度であるのが好ましい。
【００４３】
貯留槽１の散気装置１３における複数の散気管１４は、貯留槽１内の汚水を全面曝気できるように、ポンプ釜場１ｃを除く底面１ａ全体に一定間隔で配置してある。すなわち、例えば２２個の散気管１４を配置するとして、底面１ａの輪郭に横４列×縦６列の構成で、ポンプ釜場１ｃに触れないよう２個の散気管１４を外して配置してある。また、散気装置１３の空気供給管１６はブロワ１５から散気管１４の列の中央に立ち下げて各散気管１４に接続してある。これらの散気管１４は、各散気管１４に加わる水圧が同程度となるように所定の高さに配置し、各散気管１４から気泡が均等に吐出するようにしてある。なお、貯留槽１内の散気管１４の配置位置および空気供給管１６の配管方法は、貯留槽１の底面全面から空気を供給可能、つまり全面曝気可能で有れば、どのような構成であってもよい。
【００４４】
一方、曝気槽２には貯留槽１に存在する移送ポンプ４１が不要であるので、曝気槽２の底面２ａは傾斜させる必要がなく、貯留槽１におけるようなポンプ釜場１ｃは設ける必要がない。したがって、曝気槽２では、貯留槽１におけるポンプ釜場１ｃに相当する位置にも散気装置２１の散気管２２を配設できるので、貯留槽１における場合よりもより均一に曝気することが可能となる。そして、曝気槽２に開口している移送管５の汚水流出口５ａは、移送手段４の移送管４２の汚水流入口４２ａの正反対側において所定の高さに配設してある。
【００４５】
図４の立面配置図および図５の平面配置図に示すように、沈殿槽３も概ね平面状の底面３ａと、この底面３ａの各辺から立ち上げた４つの側面３ｂを有している。曝気槽２からの移送管５の汚水流入口５ｂは、沈殿槽３の一側面３ｂの所定の高さ位置に配置してある。越流堰３１は上澄水を設定水位で越流させる高さ位置で移送管５側の側面３ｂに対向する側面３ｂに設け、上澄水移送管３２は越流堰３１の高さ位置に対応させて設けてある。沈殿槽３の底面３ａの隅部には凹状のポンプ釜場３ｃを設け、このポンプ釜場３ｃ内には返送手段６の返送ポンプ４４を配置してある。底面３ａには各側面３ｂからポンプ釜場３ｃに向かって低下する所定勾配を与え、汚泥が底面３ａ上に滞留しないようにしてある。その所定勾配は、貯留槽１の場合と同様に１０〜１５度程度であるのが好ましい。
【００４６】
ここで、沈殿槽３の底面３ａを上述のように構成した理由は次のようになる。すなわち、従来の沈殿槽の底面はホッパ状となっていることから、汚泥は自然に一箇所に沈降する。したがって、返送ポンプは、汚泥が沈降する一箇所に設置するだけで、汚泥を滞留させることなく移送することができる。これに対し、この実施の形態１において沈殿槽３の底面３ａに勾配を与えない場合には、底面３ａは概ね平面状のままとなり、沈降した汚泥が底面３ａ全体に散在したままとなる。このため、散在した汚泥を１台の返送ポンプ４４で移送する場合には、汚泥の一部が底面３ａ上に滞留したままとなることがある。このように汚泥が底面３ａ上に滞留したままとなると、好気性微生物の活性が減退し、嫌気性微生物が活性化する。この結果として、沈殿槽３内に硫化水素などの臭気ガスが発生したり、汚泥がスカム化して水面上に浮上したりして、沈殿処理に支障が生じる。そこで、この実施の形態１における沈殿槽３では、底面３ａの隅部に凹状のポンプ釜場３ｃを設けると共に、底面３ａには各側面３ｂからポンプ釜場３ｃに向かって低下する所定勾配を与え、汚泥がポンプ釜場３ｃに自然に集まりやすくしてある。
【００４７】
しかし、貯留槽１や曝気槽２とは異なり、沈殿槽３では、下層に汚泥を多く含む汚水が滞留するため、上述の対策だけでは問題が解消されない場合が多い。そこで、この実施の形態１における沈殿槽３には、底面３ａ上に滞留している汚泥を含む汚水を浮揚させてポンプ釜場３ｃに流し込む搬送装置５１を設置してある。この搬送装置５１は、沈殿槽３の底面３ａの近傍に所定間隔で配置した複数のエアリフトポンプ（気泡ポンプ）５２、各エアリフトポンプ５２に接続した空気供給管５３と搬送管５４、および空気供給管５３に圧縮空気を供給するブロワ５５によって構成してある。各エアリフトポンプ５２からの搬送管５４の上部は汚水の水面上で合流させ、その後は下方に傾斜させてポンプ釜場３ｃに開口させてある。そして、搬送管５４の上部には、搬送管５４の内部を汚水と共に上昇してきた空気を排出する空気抜き開口５６を設けてある。
【００４８】
次に、この実施の形態１における汚水処理システムの作用を説明する。未処理の汚水は汚水流入管１１を通って貯留槽１に流入するが、この間にスクリーン１２は前処理として汚水中の夾雑物を除去する。貯留槽１内には流入汚水が一時的に滞留する。同時に、貯留槽１には沈殿槽３から返送手段６の返送管４５を通って返送汚水が流入し、貯留槽１内に滞留している流入汚水と混合する。この際に、返送手段６は計量槽４６によって返送汚水の流量を調整し、定量として貯留槽１に返送する。返送汚水は好気性微生物が存在する汚泥を多量に含んでいるが、その好気性微生物の活性は低下していて有機物の吸着・分解能力が大幅に低下している状態となっている。しかし、貯留槽１では散気装置１３が散気管１４から空気を汚水中に常時吐出するので、好気性微生物が再度活性化して有機物を吸着・分解可能な状態となり、既に自らが吸着している有機物を分解する。次いで、好気性微生物は汚水中の有機物を吸着し、更には分解を開始して好気性処理を行う。
【００４９】
このように貯留槽１内で好気性処理された底部の汚水は、移送手段４の移送ポンプ４１の作用によって移送管４２から曝気槽２へ流れる。この際にも、移送手段４は計量槽４３によって汚水の量を調整し、定量として曝気槽２へ順次に流す。曝気槽２では、散気装置２１がその散気管２２から空気を汚水中に吐出し、汚泥中の好気性微生物は吸着した有機物を分解して好気性処理を引き続いて行う。その後に、好気性処理された汚水は移送管５を通って沈殿槽３へ越流の形で流れる。沈殿槽３に流れ込む汚水の量は、貯留槽１から曝気槽２へ流れ込む汚水の量と同じとなる。
【００５０】
沈殿槽３では汚水を静置し、汚泥が少なくなった上層の上澄水と汚泥を多量に含む下層の汚水とに分離する。そして、上澄水は越流堰３１を越流し、上澄水移送管３２を通って系外に流出する。この上澄水流出管３２を通って流出する上澄水の量は、曝気槽２から移送管５を通って沈殿槽３に流入する汚水の量から沈殿槽３から貯留槽１へ返送される汚泥を多く含む汚水の量を差し引いた量となる。
【００５１】
この間に、沈殿槽３では、搬送装置５１のブロワ５５から圧縮空気が空気供給管５３を通ってエアリフトポンプ５２に流れ、エアリフトポンプ５２から気泡となって搬送管５４内に噴出する。これにより、気泡が汚水と共に搬送管５４内を上昇し、このときに発生する浮力によって沈殿槽３の底面３ａ上に滞留していた汚泥を多量に含む汚水が搬送管５４内を上昇する。搬送管５４内を上昇した汚水は水面上で合流し、その後にポンプ釜場３ｃまで自然の力で流下する。また、汚水と共に上昇した気泡は空気抜き開口５６から外部に流出する。そして、ポンプ釜場３ｃに流下した汚泥は、返送手段６の返送ポンプ４４の作用によって貯留槽１へと流出する。この実施の形態１における汚水処理システムは、以上のようなフローによって好気性処理を行う。
【００５２】
なお、この実施の形態１における汚水処理システムでは、散気装置１３、散気装置２１、搬送装置５１のそれぞれに空気供給源のブロワ１５、２３、５５を設置しているが、ブロワの能力が十分であるならばこれら装置のうちの２つあるいは全てを共用してもよい。ただし、ブロワ１５やブロワ２３を搬送装置５１の空気供給源として利用する場合、ブロワ１５やブロワ２３は、散気のために常時稼働状態であるのに対し、搬送装置５１のブロワ５５は、搬送装置５１を動作させるときのみ稼働するようにしているので、空気供給管５３に電磁弁、電動弁等の制御弁を配設して、搬送装置５１を動作させるときにのみ制御弁を開弁するようにする必要がある。
【００５３】
以上のように、この実施の形態１における汚水処理システムでは、微細な気泡を汚水中に吐出する散気装置１３を貯留槽１に配設し、好気性微生物が存在する汚泥を多く含む返送汚水を沈殿槽３から貯留槽１に返送手段６によって返送するので、沈殿槽３内で嫌気性傾向にあった汚水中の汚泥を貯留槽１において再活性化させることができる。したがって、再活性化させた汚泥中の好気性微生物によって、貯留槽１において流入汚水中の有機物を吸着・分解させることが可能となり、貯留槽１において流入汚水を好気性処理できるという大きな効果がある。
【００５４】
また、この実施の形態１における汚水処理システムでは、貯留槽１において流入汚水と返送汚水を接触させると共に、それらの汚水を散気装置１３によって散気するので、汚泥中の好気性微生物が汚水中の有機物を吸着する吸着時間を確保できる。また、吸着した有機物を分解できるので、分解時間の一部も確保できる。さらに、曝気槽２では、好気性微生物が全ての有機物を分解するまでの最低限の分解時間だけ汚水を滞留させればよいので、曝気槽２の容量を大幅に低減できるという大きな効果がある。これに対し、曝気槽２の容量を従来と同じにすれば、有機物を分解する処理能力を大幅に向上させることができるという大きな効果がある。
【００５５】
さらに、この実施の形態１における汚水処理システムでは、貯留槽１において好気性処理を行うので、貯留槽１内の汚水が嫌気性化することによる硫化水素などの腐敗ガスの発生を大幅に低減でき、それに起因する臭気の問題を解消できるという大きな効果がある。また、腐敗ガスの発生を大幅に低減できるので、それに起因する貯留槽１内のライニングの劣化や移送ポンプ４１の劣化を大幅に抑えることが可能となり、ライニングの補修や移送ポンプ４１の交換の頻度を大幅に低減でき、補修・交換の手間や費用を大幅に低減できるという大きな効果がある。また、ライニングの材質を腐敗ガス対応のものではなく通常のものを使用でき、かつ移送ポンプ４１も耐食性の低い一般仕様のものを使用できるので、システムの施工のイニシャルコストを大幅に削減できるという大きな効果がある。そして、腐敗ガスの発生を大幅に低減できることから、システムから流出する排気ガスの臭気が低減するので、脱臭塔などの脱臭装置を従来よりも小容量化でき、イニシャルコストを削減できるという効果がある。その上に、定期的に交換する必要のある活性炭や脱臭菌のなどの量が低減するので、ランニングコストも大幅に低減できるという大きな効果がある。
【００５６】
そして、この実施の形態１における汚水処理システムでは、貯留槽１内で汚水の好気性処理を行うので、汚水中の油分を好気性微生物に吸着させることが可能となり、油分が貯留槽１の側面１ｂに付着することを大幅に低減できる。この結果として、貯留槽１の清掃回数が大幅に減少し、清掃のための人件費や付着物を産業廃棄物として処分する費用が大幅に低減するという大きな効果がある。また、貯留槽１において汚水の好気性処理を行うので、従来の汚水処理システムのように再曝気槽において好気性処理を行わなくとも、システム全体の浄化能力を従来のシステムと同等にすることができ、システムの設置面積を削減できるという大きな効果がある。
【００５７】
実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２における汚水処理システムの貯留槽１Ａの立面配置図、図７はその平面配置図であり、図２および図３と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態２における貯留槽１Ａの底面１ａは、短辺に比べて長辺が大幅に長い長方形となっている。このような場合には、散気装置１３Ａの散気管１４を実施の形態１における場合のように対称に配置することが困難となる。したがって、この実施の形態２では、例えば１７個の散気管１４を配置するとして、１５個の散気管１４を長方形の輪郭に横３列×縦６列の構成で、ポンプ釜場１ｃに触れないよう１個の散気管１４を外して配置してある。また、縦６列に個ずつ並ぶ複数の散気管１４の中央に一方の空気供給管１６Ａを接続し、残りの縦５列の５個の散気管１４に空気供給管１６Ｂを接続してある。なお、曝気槽２に関しても実施の形態１の場合と同様に、貯留槽１Ａの構成を適用可能である。また、この実施の形態２におけるその他の構成は、実施の形態１における汚水処理システムと同様としてある。この実施の形態２における汚水処理システムでは、貯留槽１Ａの底面１ａが長方形であっても、実施の形態１における汚水処理システムと同様な効果が得られる。
【００５８】
実施の形態３．
図８はこの発明の実施の形態３における汚水処理システムの貯留槽１Ｂの立面配置図、図９はその平面配置図であり、図２および図３と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。実施の形態２における貯留槽１Ａには各横列に複数の散気管１４を配置したが、この実施の形態３における貯留槽１Ｂでは細長い多孔管１７を各横列に１本ずつ縦６列に配置してある。各多孔管１７の上壁には多数の小孔１７ａを設けてある。そして、この実施の形態３におけるその他の構成は、実施の形態１における汚水処理システムと同様としてある。この実施の形態３では、実施の形態１および実施の形態２において空気を均等に吐出させるように複数の散気管１４を配設する際に必要であった空気供給管１６、１６Ａ、１６Ｂの配管ルートの複雑さを解消できるばかりでなく、施工時間の多さ、配管材料費の嵩み、散気管１４自体の高価さなどの問題も解消できる。すなわち、多孔管１７に対する空気供給管１６Ｃの配管ルートが簡略化し、施工時間が短縮し、材料費も比較的安価となるという大きな効果がある。
【００５９】
実施の形態４．
図１０はこの発明の実施の形態４における汚水処理システムの沈殿槽３Ａの平面配置図であり、図５と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。実施の形態１では沈殿槽３内の汚泥を含む汚水を返送ポンプ４４によって貯留槽１へ返送したが、この実施の形態４では沈殿槽３Ａ内の汚泥を多く含む汚水を搬送装置５１Ａによって浮揚させて貯留槽１へ返送するようにしてある。すなわち、この実施の形態４では、実施の形態１の返送ポンプ４４を備えない返送手段６Ａとし、沈殿槽３Ａには実施の形態１のようなポンプ釜場３ｃを設けず、搬送装置５１Ａの搬送管５４Ａを返送手段６Ａの返送管４５Ａに接続してある。そして、この実施の形態４におけるその他の構成は、実施の形態１と同様としてある。
【００６０】
より詳細に説明すると、この実施の形態４における搬送装置５１Ａは、実施の形態１における沈殿槽３に設けた搬送装置５１と同様なエアリフトポンプ５２、空気供給管５３、搬送管５４Ａ、ブロワ５５、および空気抜き開口５６によって構成し、搬送管５４Ａの上部は汚水の水面上で合流させた後に下方に傾斜させてある。しかし、この実施の形態４では、搬送管５４Ａの先をポンプ釜場３ｃに開口させるのではなく、返送手段６Ａの返送管４５Ａに接続してある。そして、その返送管４５Ａは、沈殿槽３Ａの側面を貫通させ下り勾配を与えて貯留槽１に開口させてある。言うまでもなく、返送管４５Ａには計量槽４６を配設してある。
【００６１】
したがって、この実施の形態４における汚水処理システムでは、実施の形態１における汚水処理システムと同様な効果が得られる他に、沈殿槽３Ａと貯留槽１が比較的接近していて返送手段６Ａの返送管４５Ａが所定の下り勾配を確保できる場合に、沈殿槽３Ａから実施の形態１におけるポンプ釜場３ｃや返送ポンプ４４を省くことが可能となり、イニシャルコストを大幅に低減できるという効果がある。また、エアリフトポンプ５２への空気供給量は実施の形態１における場合と同等であり、その上に移送ポンプ４４のための電力が不要となるため、ランニングコストも低減できるという大きな効果がある。
【００６２】
実施の形態５．
図１１はこの発明の実施の形態５における汚水処理システムの沈殿槽３Ｂの平面配置図であり、図５と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。実施の形態１では１つのポンプ釜場３ｃと１つの返送ポンプ４４を備えた返送手段６としたが、この実施の形態５では、複数のポンプ釜場３ｃと複数の返送ポンプ４４を備えた返送手段６Ｂとしてある。すなわち、この実施の形態５では、沈殿槽３Ｂの底面に例えば３つのポンプ釜場３ｃを所定間隔で設け、各ポンプ釜場３ｃに返送ポンプ４４を配設し、各返送ポンプ４４に返送管４５Ｂを接続してある。そして、この実施の形態５におけるその他の構成は、実施の形態１と同様としてある。
【００６３】
この実施の形態５における汚水処理システムでは、実施の形態１における汚水処理システムと同様な効果が得られる他に、新規にブロワ５５を設置する場所がなく、散気装置１３、２１のブロワ１５、２３の空気供給量に余裕がなく、エアリフトポンプ５２に空気を十分に供給できない場合に特に効果がある。また、実施の形態１における揚水装置５１には、搬送管５４の詰まりや返送不良などの不具合が生じる恐れがあったが、この実施の形態５の場合は、そのような問題が発生しないという効果もある。なお、返送ポンプ４４同士の間隔が狭く、かつ各返送ポンプ４４の吸引能力が十分で、返送ポンプ４４が沈殿槽３Ｂの底面３ａ上の汚泥を完全に吸引できる場合には、ポンプ釜場３ｃは設ける必要がない。
【００６４】
実施の形態６．
図１２はこの発明の実施の形態６における汚水処理システムの処理フロー図であり、図１と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態６における汚水処理システムは、実施の形態１における汚水処理システムに再曝気槽７を追加した点で実施の形態１における汚水処理システムと大きく異なっている。この場合に、沈殿槽３の汚水は返送手段６によって貯留槽１ではなく再曝気槽７に返送するようにしてある。再曝気槽７は曝気槽２と同様の構造とし、再曝気槽７には散気装置６１を設置してある。再曝気槽７の汚水は連通管８によって貯留槽１へ返送するようにしてある。
【００６５】
散気装置６１は、再曝気槽７内の底部に配置した複数の散気管６２、貯留槽１の外部に配置したブロワ６３、および散気管６２とブロワ６３を連結する空気供給管６４によって構成し、ブロワ６３は曝気槽２の散気装置２１と共通させてある。そして、この実施の形態６におけるその他の構成は、実施の形態１における汚水処理システムと同様としてある。なお、この実施の形態６においても、貯留槽１は実施の形態２、３の貯留槽１Ａ、１Ｂで代用でき、曝気槽２および再曝気槽７も準じて代用できる。また、沈殿槽３も実施の形態４、５の沈殿槽３Ａ、３Ｂで代用できる。さらに、連通管８には移送管５と同様なものを適用できるが、その構造を限定するものではない。
【００６６】
次に、この実施の形態６における汚水処理システムの作用ついて説明する。未処理の汚水は、汚水流入管１１とスクリーン１２を通って貯留槽１に流入し、貯留槽１内に一時的に滞留する。再曝気槽７には沈殿槽３から好気性微生物が存在する汚泥を多く含む返送汚水が返送手段６によって定量で返送される。再曝気槽７では、返送汚水中の汚泥に含まれる好気性微生物が散気装置６１によって活性化される。その後に、再曝気槽７内の汚水は、返送汚水の流入よって押し出されて越流する形で連通管８を通って貯留槽１に流入する。貯留槽１では流入汚水と返送汚水が混合する。貯留槽１内の返送汚水中の汚泥は、その好気性微生物が再曝気槽７において既に活性化されているので、貯留槽１内の汚水中の有機物を即座に吸着し、更に散気装置１３の散気管１４から吐出する空気を得て汚水中の有機物を分解し、好気性処理を行う。
【００６７】
貯留槽１において好気性処理された汚水は、移送手段４の移送ポンプ４１の作用により、移送管４２を通って曝気槽２へ順次に流れる。この間に、その汚水は移送手段４の計量槽４３によって定量に調整される。曝気槽２では、散気装置２１の散気管２２から空気が吐出し、汚泥の好気性微生物が有機物を分解し、好気性処理を引き続き行う。この間に、曝気槽２で好気性処理された汚水は移送管５を越流して沈殿槽３へ流れるが、その量は貯留槽１から曝気槽２に流れ込む汚水の量と同じとなる。
【００６８】
沈殿槽３では、汚水を静置して上層の上澄水と下層の汚水とに分離する沈殿処理を行う。下層の汚水には多くの汚泥が含まれる。上層の上澄水は越流堰３１を越流し、上澄水移送管３２を経て系外に流出する。この場合にも、越流堰３１を越流する上澄水の量は、曝気槽２から沈殿槽３に流れ込む汚水の量から沈殿槽３から再曝気槽７へ返送される汚泥を多く含む汚水の量を差し引いた量となる。一方、沈降して沈殿槽３の底面に散在した汚泥を多く含む汚水は、返送手段６の返送ポンプ４４の作用によってポンプ釜場から返送管４５と計量槽４６を通って再曝気槽７に流入する。
【００６９】
再曝気槽７では、散気装置６１の散気管６２から空気を吐出し、嫌気性傾向にあった汚泥を多く含む汚水を曝気する。これにより、汚泥中の好気性微生物が再活性化して有機物を吸着・分解可能な状態に回復し、既に自らが吸着している有機物の分解と汚水中の有機物の吸着・分解とを行なう。また、好気性微生物は、曝気槽２および再曝気槽７で有機物を分解する際に自己増殖するため汚泥量が増加しているが、再曝気槽７内の全ての有機物を分解し尽くすと、その後に好気性微生物は自己酸化（共食い）を始めるので、増えすぎた汚水中の好気性微生物が減少し、適正な汚泥量となる。そして、好気性微生物が減少した汚泥を多く含む汚水は、連通管８を通って貯留槽１へ流れる。このように、この実施の形態６における汚水処理システムは、以上の流れによって汚水の好気性処理を行う。
【００７０】
以上のように、この実施の形態６における汚水処理システムでは、実施の形態１に記載した効果が得られる他に、貯留槽１、曝気槽２、および再曝気槽７の３槽において好気性処理を行うので、従来の汚水処理システムと同じ設置面積でも全体の浄化能力を従来よりも飛躍的に上昇させることができるという大きな効果がある。また、従来と同じ浄化能力で処理する場合には、汚泥中の好気性微生物の自己酸化をより促進することが可能となり、余剰汚泥の排出量を大幅に抑制できるという効果がある。したがって、余剰汚泥を搬出するために必要な人件費や、それを産業廃棄物として処理するための費用を大幅に削減できるとうい効果がある。
【００７１】
実施の形態７．
図１３はこの発明の実施の形態７における汚水処理システムの処理フロー図であり、図１と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態７における汚水処理システムは、貯留槽１と曝気槽２から排出した排気ガスの一部を貯留槽１と曝気槽２に戻す点で実施の形態１における汚水処理システムと大きく異なっている。すなわち、この実施の形態７における排気管７１は、貯留槽１と曝気槽２から排気用分岐管７２と排気用分岐管７３をそれぞれ立ち上げ、排気用本管７４に合流させた構成としている。また、排気用分岐管７３と排気用本管７４の連結部以降において、排気用本管７４にミストセパレータ７５、排気ファン７６、および脱臭塔７７を順次に配設し、脱臭塔７７の後流に排気口７８を設けてある。さらに、排気の一部をミストセパレータ７５と排気ファン７６の間から排気戻し管７９を介して貯留槽１のブロワ１５と曝気槽２のブロワ２３とに戻すようにしてある。そして、この実施の形態におけるその他の構成は、実施の形態１と同様としてある。
【００７２】
貯留槽１と曝気槽２では、散気装置１３、２１の散気管１４、２２から吐出する空気の一部が汚泥中の好気性微生物に取り込まれ、空気中の酸素が消費されて排出される。排出された空気は排気とされ、排気ファン７６の作用により、貯留槽１と曝気槽２のそれぞれの気層部から排気用分岐管７２、７３と排気用本管７４を通って排気口７８から流出する。この間に、ミストセパレータ７５によって排気中から水分が除去され、脱臭塔７７において排気中から臭気成分が脱臭・除去される。ここで、排気用本管７４を流れる排気には、好気性微生物に取り込まれずに気層部に達した空気や、好気性微生物に取り込まれても酸素の全量が消費されていない空気も含まれている。つまり、散気管１４、２２から空気が吐出して好気性微生物に取り込まれても、排気中には十分な酸素が存在している。そこで、このように酸素が存在している排気は、ミストセパレータ７５で除湿された後に、排気戻し管７９によりブロワ１５、２３に戻され、ブロワ１５、２３の空気吸入口から別に取り込まれる新鮮な空気と混合されて散気管１４、２２に戻される。
【００７３】
なお、この実施の形態７では、ブロワ１５、２３を陸上タイプとして表示してあるが、水中タイプを適用できることは言うまでもない。また、排気は高い濃度の湿気を含んでいるので、ブロワ１５、２３は耐食仕様とするのが望ましい。そして、排気をミストセパレータ７５によって除湿するようにしたが、ミストセパレータ７５の代りに乾燥装置や除湿装置などを設置して除湿するように構成できる。さらに、排気をブロワ１５、２３の双方に返送するように構成したが、システムに限られた設計で最大限の処理能力を発揮させたい場合には、排気をブロワ１５、２３のいずれか一方に返送するように構成できる。また、システムが稼働した後に処理状況が一時的に悪化するような事態に対処するため、排気戻し管７９に図示しない開閉ダンパを配設し、ブロワ１５、２３へ戻す排気量を制御することにより、ブロワ１５、２３が吐出する新鮮な空気の量の比率を制御することも可能である。
【００７４】
以上のように、この実施の形態７における汚水処理システムでは、実施の形態１に記載した効果が得られる他に、貯留槽１と曝気槽２から排出された排気の一部を貯留槽１と曝気槽２に返送するので、外部に流出する排気量が大幅に減少するという効果がある。この結果として、排気ファン７６の排気容量を低減できるので、排気ファン７６を従来よりも小型化することができる。また、脱臭塔７７の脱臭必要量も大幅に低減できるので、脱臭塔７７も従来よりも小型化することができる。したがって、イニシャルコストおよびランニングコストの大幅な低減が図れるという大きな効果がある。また、脱臭塔７７が活性炭などの吸着材を使用したものである場合には、吸着材の交換サイクルを大幅に延ばすことができるという大きな効果がある。
【００７５】
そして、汚水処理システムを建物内に設置する場合に、従来は臭気などの問題から排気用本管７４を屋上階まで配管して排気口７８を設ける必要があり、その際に排気用本管７４の径が大きいことによる設備配管スペースを広く確保する必要があったが、この実施の形態７では、排気用本管７４と排気戻し管７９との連結部以降の排気量が減少するので、排気用本管７４を大幅に縮径できる。したがって、この実施の形態７における汚水処理システムでは、設備配管スペースを削減することが可能となり、しかも材料費および配管施工費を大幅に削減できるという大きな効果がある。
【００７６】
さらに、脱臭塔７７から排気口７８までの排気用本管７４の全長が大幅に長い場合、排気口７８の最寄りの排気用本管７４にもう１つ排気ファンを配設して排気を吸引することがあるが、この実施の形態７における汚水処理システムでは、排気量が減少するため、この排気ファンの排気容量も低減することができ、従来よりも小型化することができる効果がある。
【００７７】
実施の形態８．
図１４はこの発明の実施の形態８における汚水処理システムの処理フロー図であり、図１２と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態８における汚泥処理システムは、実施の形態６における汚水処理システムと同様に構成してある上に、実施の形態７における排気管７１と同様な排気管７１Ａを設け、貯留槽１、曝気槽２、および再曝気槽７からの排気の一部を貯留槽１、曝気槽２、および再曝気槽７に返送するようにしてある。このため、再曝気槽７からも排気用分岐管８０を更に立ち上げ、ミストセパレータ７５の上流において排気用本管７４に合流させてある。また、排気戻し管７９Ａは、排気をミストセパレータ７５と排気ファン７６の間からブロワ１５、６３に返送するように配設してある。そして、この実施の形態８におけるその他の構成は実施の形態６と同様としてある。
【００７８】
この実施の形態８における汚水処理システムでは、実施の形態６に記載した効果が得られる他に、実施の形態７に記載した効果が得られるという大きな効果がある。特に、貯留槽１、曝気槽２、および再曝気槽７の３槽からの排気を貯留槽１、曝気槽２、および再曝気槽７に返送できるので、排気用本管７４の縮径、排気ファン７６の小容量化、脱臭塔７７の小能力化などの効果は実施の形態７で得られた効果よりも大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】この発明の実施の形態１における汚水処理システムを示す処理フロー図である。
【図２】この発明の実施の形態１における貯留槽の立面配置図である。
【図３】この発明の実施の形態１における貯留槽の平面配置図である。
【図４】この発明の実施の形態１における沈殿槽の立面配置図である。
【図５】この発明の実施の形態１における沈殿槽の平面配置図である。
【図６】この発明の実施の形態２における汚水処理システムの貯留槽の立面配置図である。
【図７】この発明の実施の形態２における汚水処理システムの貯留槽の平面配置図である。
【図８】この発明の実施の形態３における汚水処理システムの貯留槽の立面配置図である。
【図９】この発明の実施の形態３における汚水処理システムの貯留槽の平面配置図である。
【図１０】この発明の実施の形態４における汚水処理システムの沈殿槽の平面配置図である。
【図１１】この発明の実施の形態５における汚水処理システムの沈殿槽の平面配置図である。
【図１２】この発明の実施の形態６における汚水処理システムを示す処理フロー図である。
【図１３】この発明の実施の形態７における汚水処理システムを示す処理フロー図である。
【図１４】この発明の実施の形態８における汚水処理システムを示す処理フロー図である。
【図１５】従来の汚水処理システムを示す処理フロー図である。
【図１６】従来の汚水処理システムを示す処理フロー図である。
【図１７】従来の貯留槽の立面配置図である。
【図１８】従来の貯留槽の平面配置図である。
【符号の説明】
【００８０】
１、１Ａ、１Ｂ  貯留槽
２  曝気槽
３、３Ａ、３Ｂ  沈殿槽
４  移送手段
５  移送管
６、６Ａ、６Ｂ  返送手段
７  再曝気槽
８  連通管
１３、１３Ａ、１３Ｂ、２１、６１  散気装置
７１、７１Ａ  排気管
７２、７３、８０  排気用分岐管
７４  排気用本管
７９、７９Ａ  排気戻し管
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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