(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水の循環流を形成する無終端水路、及び、
前記無終端水路に設置され、前記被処理水を撹拌する縦軸型曝気撹拌装置、を備えた生物処理設備において、
前記縦軸型曝気撹拌装置は、略鉛直方向に設置されたシャフト、前記シャフトの周囲に固定されたインペラ、及び、前記インペラの回転により形成される前記被処理水の飛沫の飛散領域の範囲を制御する制御部、を備え、
前記制御部は、前記被処理水の生物処理を行うための通常運転モード、及び、前記被処理水の水面に堆積したスカムを除去するためのスカム除去モードを実行する機能を備え、
前記制御部は、前記インペラの回転速度を制御することにより前記飛沫の飛散領域の範囲を制御するインペラ回転制御部であり、
前記スカム除去モードは、
被処理水の飛沫が形成される回転速度でインペラを回転し、前記飛沫により被処理水の水面に堆積したスカムを破砕するスカム破砕処理、及び、
前記スカム破砕処理より低い回転速度でインペラを回転し、飛沫の飛散領域の範囲を前記スカム破砕処理時より小さくすることにより、前記スカム破砕処理時に飛沫の飛散領域の上流側に滞留していたスカムを循環流の流れ方向に移送するスカム移送処理、
を交互に繰り返し行うことを特徴とする生物処理設備。
【請求項２】
前記スカム除去モードの実行時間は、前記通常運転モードの実行時間より短いことを特徴とする請求項１に記載の生物処理設備。
【請求項３】
前記縦軸型曝気撹拌装置は、前記通常運転モードと前記スカム除去モードを自動的に切り替える自動切替部を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の生物処理設備。
【請求項４】
無終端水路に設置され、前記無終端水路内を循環する被処理水を撹拌する縦軸型曝気撹拌装置において、
略鉛直方向に設置されたシャフト、前記シャフトの周囲に固定されたインペラ、及び、前記インペラの回転により形成される前記被処理水の飛沫の飛散領域の範囲を制御する制御部、を備え、
前記制御部は、前記被処理水の生物処理を行うための通常運転モード、及び、前記被処理水の水面に堆積したスカムを除去するためのスカム除去モードを実行する機能を備え、
前記制御部は、前記インペラの回転速度を制御することにより前記飛沫の飛散領域の範囲を制御するインペラ回転制御部であり、
前記スカム除去モードは、
被処理水の飛沫が形成される回転速度でインペラを回転し、前記飛沫により被処理水の水面に堆積したスカムを破砕するスカム破砕処理、及び、
前記スカム破砕処理より低い回転速度でインペラを回転し、飛沫の飛散領域の範囲を前記スカム破砕処理時より小さくすることにより、前記スカム破砕処理時に飛沫の飛散領域の上流側に滞留していたスカムを循環流の流れ方向に移送するスカム移送処理、
を交互に繰り返し行うことを特徴とする縦軸型曝気撹拌装置。
【請求項５】
無終端水路に設置され、前記無終端水路内を循環する被処理水を撹拌する縦軸型曝気撹拌装置用のプログラムにおいて、
インペラの回転により形成される前記被処理水の飛沫の飛散領域の範囲を制御する制御部に、
前記被処理水の生物処理を行うための通常運転モード、及び、被処理水の水面に堆積したスカムを除去するためのスカム除去モードを実行させるためのプログラムであって、
前記制御部は、前記インペラの回転速度を制御することにより前記飛沫の飛散領域の範囲を制御するインペラ回転制御部であり、
前記スカム除去モードは、
被処理水の飛沫が形成される回転速度でインペラを回転し、前記飛沫により被処理水の水面に堆積したスカムを破砕するスカム破砕処理、及び、
前記スカム破砕処理より低い回転速度でインペラを回転し、飛沫の飛散領域の範囲を前記スカム破砕処理時より小さくすることにより、前記スカム破砕処理時に飛沫の飛散領域の上流側に滞留していたスカムを循環流の流れ方向に移送するスカム移送処理、
を交互に繰り返し行うことを特徴とするプログラム。
【請求項６】
無終端水路内を循環する処理水を生物処理する生物処理方法において、
前記無終端水路に設置された縦軸型曝気撹拌装置により前記被処理水を撹拌する工程、及び、前記縦軸型曝気撹拌装置のインペラの回転により形成される前記被処理水の飛沫の飛散領域の範囲を制御する制御工程、を備え、
前記制御工程は、前記被処理水の生物処理を行うための通常運転工程、及び、前記被処理水の水面に堆積したスカムを除去するためのスカム除去工程を備え、
前記制御工程は、前記インペラの回転速度を制御することにより前記飛沫の飛散領域の範囲を制御するインペラ回転制御工程であり、
前記スカム除去工程は、
被処理水の飛沫が形成される回転速度でインペラを回転し、前記飛沫により被処理水の水面に堆積したスカムを破砕するスカム破砕処理、及び、
前記スカム破砕処理より低い回転速度でインペラを回転し、飛沫の飛散領域の範囲を前記スカム破砕処理時より小さくすることにより、前記スカム破砕処理時に飛沫の飛散領域の上流側に滞留していたスカムを循環流の流れ方向に移送するスカム移送処理、
を交互に繰り返し行うことを特徴とする生物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理水を生物処理するための生物処理設備に関するものである。更に詳しくは、本発明は、無終端水路内を循環する被処理水の生物処理において、被処理水の水面上に発生したスカムを縦軸型曝気撹拌装置により除去する生物処理設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下水や汚水等の被処理水を生物処理する方法として、無終端水路を用いたオキシデーションディッチ法が知られている。オキシデーションディッチ法は、被処理水が周回する無終端水路の１又は数か所に曝気撹拌装置を設け、被処理水を曝気撹拌することにより、生物処理の条件を調整している。曝気撹拌装置としては、縦軸型曝気撹拌装置や横軸型曝気撹拌装置が知られている。
【０００３】
オキシデーションディッチ法による生物処理では、被処理水の量や水質、曝気撹拌状態等によって、被処理水の水面上にスカムが発生する場合がある。そのため、スカムの堆積を防止する方法が検討されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、縦軸型曝気撹拌装置を備えたオキシデーションディッチ槽において、インペラの上流側を側方から覆うガイド板の上部に連通部を設けた発明が開示されている。この発明によれば、ガイド板の外側に堰き止められるスカムを連通部よりガイド板の内側に吸引することにより、スカムの堆積を防止している。
【０００５】
また、特許文献２では、縦軸型曝気撹拌装置を備えたオキシデーションディッチ槽において、インペラの上流側を側方から覆うガイド板の上面高さを運転時の水面高さ以下とする発明が開示されている。この発明によれば、インペラの回転により生じた飛沫がガイド板を飛び越えるため、ガイド板の外側に浮遊するスカムに飛沫が衝突してスカムを破砕することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１５７８２９号公報
【特許文献２】特開２０１４−１４０８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
縦軸型曝気撹拌装置を用いたオキシデーションディッチ法による生物処理では、長期間生物処理を行うと、縦軸型曝気撹拌装置の上流側に徐々に泡様のスカムが堆積する場合がある。そのため、本発明では、この堆積した泡様のスカムを除去することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題について鋭意検討した結果、縦軸型曝気撹拌装置のインペラの回転により形成される被処理水の飛沫の飛散領域の範囲を制御することにより、通常運転時に堆積したスカムを除去できることを見出して本発明を完成させた。
具体的には、以下の生物処理設備である。
【０００９】
上記課題を解決するための本発明の生物処理設備は、被処理水の循環流を形成する無終端水路、及び、無終端水路に設置され、被処理水を撹拌する縦軸型曝気撹拌装置、を備えており、この縦軸型曝気撹拌装置は、略鉛直方向に設置されたシャフト、シャフトの周囲に固定されたインペラ、及び、インペラの回転により形成される前記被処理水の飛沫の飛散領域の範囲を制御する制御部と、を備えており、更に、制御部は、被処理水の生物処理を行うための通常運転モード、及び、被処理水の水面に堆積したスカムを除去するためのスカム除去モードを実行する機能を備えている。
【００１０】
この生物処理設備によれば、縦軸型曝気撹拌装置のインペラの回転により形成される被処理水の飛沫の飛散領域の範囲を制御する制御部において、被処理水の生物処理を行うための通常運転モードの他に、被処理水の水面に堆積したスカムを除去するためのスカム除去モードを実行する機能を有している。そのため、通常運転モードでスカムが堆積した場合には、制御部をスカム除去モードに切り替えることによりスカムを除去することができる。
【００１１】
更に本発明の生物処理設備は、制御部が、インペラの回転速度を制御することにより飛沫の飛散領域の範囲を制御するインペラ回転制御部であり、スカム除去モードが、被処理水の飛沫を形成する回転速度でインペラを回転し、飛沫により被処理水の水面に堆積したスカムを破砕するスカム破砕処理、及び、スカム破砕処理より低い回転速度でインペラを回転し、飛沫の飛散領域の範囲をスカム破砕処理時より小さくすることにより、スカム破砕処理時に飛沫の飛散領域の上流側に滞留していたスカムを循環流の流れ方向に移送するスカム移送処理、を繰り返し行うという特徴を有する。
【００１２】
このインペラ回転制御部によれば、インペラの回転速度を制御することにより、飛沫の飛散領域の範囲を制御することができるため、既設の縦軸型曝気撹拌装置を利用して本発明を実施することができる。
【００１３】
更に本発明の生物処理設備は、スカム除去モードの実行時間が、通常運転モードの実行時間より短いという特徴を有する。
この特徴によれば、被処理水の生物処理を行う通常運転モードが長時間実行されるため、生物処理の効率を高めることができ、且つ、スカムを除去することができる。
【００１４】
更に本発明の生物処理設備は、縦軸型曝気撹拌装置に、通常運転モードとスカム除去モードを自動的に切り替える自動切替部を備えるという特徴を有する。
この特徴によれば、手動でモード切り替えを行う必要がないため、作業性が良いという効果を奏する。
【００１５】
また、上記課題を解決するための本発明の縦軸型曝気撹拌装置では、無終端水路に設置され、無終端水路内を循環する被処理水を撹拌する縦軸型曝気撹拌装置において、略鉛直方向に設置されたシャフト、シャフトの周囲に固定されたインペラ、及び、インペラの回転により形成される被処理水の飛沫の飛散領域の範囲を制御する制御部と、を備えており、前記制御部は、被処理水の生物処理を行うための通常運転モード、及び、被処理水の水面に堆積したスカムを除去するためのスカム除去モードを実行する機能を備えている。
【００１６】
この縦軸型曝気撹拌装置によれば、インペラの回転により形成される被処理水の飛沫の飛散領域の範囲を制御する制御部において、被処理水の生物処理を行うための通常運転モードの他に、被処理水の水面に堆積したスカムを除去するためのスカム除去モードを実行する機能を有している。そのため、通常運転モードでスカムが堆積した場合には、制御部をスカム除去モードに切り替えることによりスカムを除去することができる。
更に、既設の無終端水路に本発明の縦軸型曝気撹拌装置を設置することにより、本発明の生物処理設備を実施することができる。
【００１７】
また、上記課題を解決するための本発明の縦軸型曝気撹拌装置用のプログラムは、無終端水路に設置され、無終端水路内を循環する被処理水を撹拌する縦軸型曝気撹拌装置用のプログラムにおいて、インペラの回転により形成される被処理水の飛沫の飛散領域の範囲を制御する制御部に、被処理水の生物処理を行うための通常運転モード、及び、被処理水の水面に堆積したスカムを除去するためのスカム除去モードを実行させるものである。
【００１８】
このプログラムによれば、既設の縦軸型曝気撹拌装置において、例えば、インペラの回転を制御するインペラ回転制御部や、インペラの昇降を制御するインペラ昇降制御部等、飛沫の飛散領域の範囲を制御できる制御部に、生物処理を行うための通常運転モード、及び、被処理水の水面に堆積したスカムを除去するためのスカム除去モードを実行させることができるため、既設の縦軸型曝気撹拌装置を利用して、本発明の縦軸型曝気撹拌装置を構成することができる。
【００１９】
また、上記課題を解決するための本発明の生物処理方法は、無終端水路内を循環する処理水を生物処理する生物処理方法において、無終端水路に設置された縦軸型曝気撹拌装置により被処理水を撹拌する工程、及び、縦軸型曝気撹拌装置のインペラの回転により形成される被処理水の飛沫の飛散領域の範囲を制御する制御工程を備えており、更に、前記制御工程は、被処理水の生物処理を行うための通常運転工程、及び、被処理水の水面に堆積したスカムを除去するためのスカム除去工程を備えている。
【００２０】
この生物処理方法によれば、飛沫の飛散領域の範囲を制御する制御工程として、生物処理を行うための通常運転工程の他に、被処理水の水面に堆積したスカムを除去するためのスカム除去工程を有しているため、通常運転工程でスカムが堆積した場合には、飛沫の飛散領域を制御する制御工程を、スカム除去工程に変更することにより、堆積したスカムを除去することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、縦軸型曝気撹拌装置を用いたオキシデーションディッチ法による生物処理において、スカムが堆積した際に、スカム除去モードを実行して堆積したスカムを除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施例の生物処理設備の構成を示す概略説明図である。
【図２】本発明の第１の実施例の縦軸型曝気撹拌装置の構成を示す概略説明図である。
【図３】本発明の第１の実施例の縦軸型曝気撹拌装置を通常運転モードで運転した際のスカムの堆積について説明する概略説明図である。
【図４】本発明の第１の実施例の縦軸型曝気撹拌装置をスカム除去モードで運転した際のスカム移送処理について説明する概略説明図である。
【図５】本発明の第１の実施例の縦軸型曝気撹拌装置をスカム除去モードで運転した際のスカム破砕処理について説明する概略説明図である。
【図６】（Ａ）本発明の第１の実施例の縦軸型曝気撹拌装置のインペラの回転数の変化を示したグラフである。（Ｂ）図６（Ａ）中のスカム除去モードの部分について拡大したグラフである。
【図７】本発明の第２の実施例の縦軸型曝気撹拌装置の構成を示す概略説明図である。
【図８】本発明の第３の実施例の生物処理設備の構成を示す概略説明図である。
【図９】本発明の第３の実施例の生物処理設備に設置された縦軸型曝気撹拌装置の構成を示す概略説明図である。
【図１０】本発明の第４の実施例の縦軸型曝気撹拌装置の構成を示す概略説明図である。
【図１１】本発明の第５の実施例の生物処理設備の構成を示す概略説明図である。
【図１２】本発明の第５の実施例の縦軸型曝気撹拌装置の構成を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明のプログラム及び生物処理方法の説明については、以下の生物処理設備及び縦軸型曝気撹拌装置の構成又は作動の説明に置き換えるものとする。
【００２４】
［第１の実施例］
図１は、本発明の第１の実施例の生物処理設備１の構成を示す概略説明図である。本発明の生物処理設備１は、無終端水路２内で被処理水を循環しながら生物処理を行うオキシデーションディッチ法に使用するものであり、被処理水としては、下水、畜産排水、工場排水等の有機性廃水が用いられる。
【００２５】
第１の実施例の生物処理設備１は、周囲壁２１及び区画壁２２からなる無終端水路２、無終端水路２に設置された縦軸型曝気撹拌装置３、並びに、縦軸型曝気撹拌装置３の上流側近傍に設置されたガイド板４を備えている。
【００２６】
無終端水路２は、平行に延びる直線状の２本の直線水路２ａと、２本の直線水路２ａの両端において直線水路２ａを連結して被処理の循環流を形成する循環水路２ｂからなり、本発明の第１の実施例の生物処理設備１では、直線水路２ａの区画壁側に寄って縦軸型曝気撹拌装置３が設置されている。なお、本発明において、縦軸型曝気撹拌装置３は、直線水路２ａ、循環水路２ｂのいずれに設置してもよい。
【００２７】
ガイド板４は、円弧状に形成された板部材であり、縦軸型曝気撹拌装置３の上流側を覆うように区画壁２２に設置されている。ガイド板４の上端は被処理水の略水面に位置し、下端は縦軸型曝気撹拌装置の下端と同等、もしくはやや上位に位置している。ガイド板４により、縦軸型曝気撹拌装置４により形成された被処理水の撹拌流を好適に循環流Ｃに誘導することができる。
【００２８】
本発明において、ガイド板４の上端の高さは、縦軸型曝気撹拌装置３により形成された飛沫がガイド板４を超えて飛散すればよく、水面から高い位置に設置してもよい。なお、ガイド板４は良好な循環流Ｃを形成するための構成であり、堆積したスカムを除去するという本発明の課題において、ガイド板４は必須の構成ではない。
【００２９】
図２は、本発明の第１の実施例の縦軸型曝気撹拌装置３の構成を示す概略説明図である。縦軸型曝気撹拌装置３は、無終端水路２の天面から垂下するように設置されたシャフト３１、シャフト３１の周囲に配置された複数のインペラ３２を備えている。インペラ３２は、被処理水の略水面に設置され、インペラ３２の上部が水面上に露出している。
【００３０】
シャフト３１及びインペラ３２は、駆動部３３により回転し、被処理水を撹拌することができる。回転方向は、図１において平面視反時計回りである。また、駆動部３３には、インペラ３２の回転速度を制御するためのインペラ回転制御部３４が設けられ、インペラ３２の回転速度を調整している。縦軸型曝気撹拌装置３は、インペラ３２の回転速度が大きくなると、被処理水の水面上に飛沫Ｄが飛散する。
【００３１】
飛沫Ｄが飛散した状態では、生物処理において曝気作用が生じる。そのため、飛沫Ｄが生じるようにインペラ３２の回転速度を高く設定した場合には、好気性の生物処理を行うことができる。一方、飛沫Ｄが生じないように回転速度を低く設定した場合には、嫌気性の生物処理を行うことができる。
【００３２】
また、飛沫Ｄは、被処理水の水面上に浮遊するスカムを破砕する作用も有している。縦軸型曝気撹拌装置３が設置された生物処理設備１では、生物処理を長期間継続すると、泡様のスカムが徐々に発生し、循環流Ｃと共に無終端水路２を循環する。飛沫Ｄは、この泡様のスカムに衝突して、破砕することができる。
【００３３】
本発明の縦軸型曝気撹拌装置３では、飛沫Ｄの飛散領域の範囲を制御する制御部として、インペラ３２の回転速度を制御するインペラ回転制御部３４を有している。
本発明の制御部は、飛沫Ｄの飛散領域の範囲を増減する制御を行うものであればどのような手段を用いてもよい。例えば、インペラ回転制御部３４のようにインペラの回転速度を増減して、飛沫Ｄの飛散領域の範囲を増減する他に、インペラ３２を被処理水の水面上又は水面下に昇降することにより飛沫Ｄの飛散領域の範囲を制御する手段や、飛沫Ｄの飛散を防止する飛散防止壁を設けて、この飛散防止壁を昇降することにより飛沫Ｄの飛散領域の範囲を制御する手段等を用いてもよい。
【００３４】
第１の実施例のインペラ回転制御部３４を使用する場合には、飛散防止壁等の新たな構成を追加することなく、既設の装置を利用することができる。また、インペラの回転制御は、インペラや飛散防止壁等の昇降による制御と比較して、省エネルギーという観点においても優れている。
【００３５】
そして、本発明の制御部は、飛沫Ｄの飛散領域の範囲の制御において、好気性処理や嫌気性処理等の生物処理を行うための通常運転モードと、通常運転モードで堆積したスカムを除去するためのスカム除去モードを実行する機能を備えている。
【００３６】
次に、図３〜図６を参照して、インペラ回転制御部３４による通常運転モードと、スカム除去モードについて説明する。
図３は、縦軸型曝気撹拌装置３のインペラ回転制御部３４において、生物処理を行うための通常運転モードを実行した際のスカムの堆積について説明する概略説明図である。
図３に示すように、飛沫Ｄを形成して曝気撹拌処理を行うと、循環流Ｃの上流側方向に飛散した飛沫Ｄは、循環流Ｃの流れに対抗するように着水するため、被処理水の表面において被処理水の流れを停滞させる。そして、循環流Ｃの流れと共に循環するスカムＳは、縦軸型曝気撹拌装置３の上流側の飛散領域Ａ（一点鎖線で示した領域）の外側に滞留し、徐々に堆積するという現象が生じる。
【００３７】
次に、図４，５を参照して、この堆積したスカムＳを除去するスカム除去モードについて説明する。
スカム除去モードでは、飛沫Ｄの飛散領域Ａの範囲を増減する制御を行うことにより、堆積したスカムＳを循環流の流れ方向に移送するスカム移送処理と、飛沫ＤによりスカムＳを破砕するスカム破砕処理を交互に実施している。
【００３８】
図４は、インペラ回転制御部３４においてスカム除去モードを実行した際のスカム移送処理について説明する概略説明図である。
スカム移送処理では、インペラ３２の回転速度を低下あるいは回転を停止することにより、飛沫Ｄの飛散領域Ａの範囲を縮小あるいは消滅させる。これにより、停滞していた被処理水表面の流れが回復し、循環流Ｃと同方向の流れが形成される。そして、飛散領域Ａの外側に堆積しているスカムＳが下流方向に移送される。
【００３９】
図５は、インペラ回転制御部３４においてスカム除去モードを実行した際のスカム破砕処理について説明する概略説明図である。
スカム破砕処理は、スカム移送処理により縦軸型曝気撹拌装置３の近傍までスカムＳが移送されたところで、インペラ３２の回転速度を上げて飛沫Ｄの飛散領域Ａの範囲を拡大する。この制御により、飛散領域Ａの内側に移送されたスカムＳに飛沫Ｄが衝突して、スカムＳが破砕されて消滅する。
【００４０】
このように、スカム除去モードは、飛沫Ｄの飛散領域Ａの範囲を増減することにより、スカム移送処理とスカム破砕処理を交互に実施するものである。スカム移送処理とスカム破砕処理を繰り返す回数は制限されないが、好ましくは２〜３０回であり、更に好ましくは３〜１０回である。２回以上繰り返すことにより堆積したスカムＳをすべて除去することができる。一方、３０回を超えて繰り返すと、通常運転モードの実行時間が減少するので、生物処理の効率が低下する恐れがある。
【００４１】
図６には、インペラ回転制御部３４におけるインペラ３２の回転速度の制御について一例を挙げた。図６（Ａ）は、インペラ３２の回転数の変化を示したグラフである。図６（Ａ）に示すように、通常運転モードの一部にスカム除去モードが組み込まれており、図６（Ｂ）は、このスカム除去モードについて拡大したグラフである。なお、インペラ３２の直径は約２ｍである。
【００４２】
図６（Ａ）に示すように、通常運転モードは、インペラ３２の回転速度を１５ｒｐｍと４０ｒｐｍの２段階で行い、各回転速度における処理時間は２時間ずつを交互に繰り返している。通常運転モードにおいて、回転速度４０ｒｐｍは、飛沫Ｄが形成される曝気撹拌処理であり、回転速度１５ｒｐｍは、飛沫Ｄの形成が抑制された無酸素撹拌処理である。すなわち、曝気撹拌処理を行う好気的生物処理と、無酸素撹拌処理を行う嫌気的生物処理を２時間ずつ交互に実施した例である。
【００４３】
通常運転モードにおける生物処理の条件は、所望の処理方法に応じて適宜設定されるものであり、どのような条件でもよい。例えば、縦軸型曝気撹拌装置を２箇所に設けて、一方を曝気撹拌処理のみ、他方を無酸素撹拌処理のみで構成してもよい。
通常運転モードにおいて、流入負荷の状況・変動にもよるが、曝気撹拌処理を１時間以上連続で行うことが好ましい。曝気撹拌処理を長時間連続して行うと、スカムＳが堆積しやすいため、スカムを除去するという本発明の効果をより発揮することができる。
【００４４】
図６（Ｂ）に示すように、スカム除去モードは、インペラ３２の回転速度を１５ｒｐｍと４０ｒｐｍの２段階で行い、回転速度１５ｒｐｍの処理時間を３分間、回転速度４０ｒｐｍの処理時間を１分間とし、このサイクルを３回繰り返している。
スカム除去モードにおいて、回転速度１５ｒｐｍで行う処理は、飛沫Ｄが形成されないスカム移送処理である。また、回転速度４０ｒｐｍで行う処理は、飛沫Ｄが形成されたスカム破砕処理である。
【００４５】
なお、スカム移送処理、スカム破砕処理におけるインペラ３２の回転速度は、特に限定されるものではなく、飛沫Ｄの飛散領域Ａの範囲が増減するように設定すればよい。すなわち、スカム破砕処理では、飛沫Ｄが形成するように設定すればよく、スカム移送処理では、スカム破砕処理時の回転速度より低速とすればよい。
【００４６】
スカム移送処理の時間は、循環流Ｃの流速により適宜設定されるが、通常０．５〜３０分間であり、好ましくは１〜１５分間である。０．５分未満の場合、飛散領域Ａの外側に滞留しているスカムＳの移送する距離が小さくなり、飛散領域Ａの内側に移送されるスカムＳの量が少ない。また、３０分間を超えると、滞留しているスカムＳの多くが飛散領域Ａを通過してしまい、スカム破砕処理時に破砕されるスカムＳの量が減少する可能性がある。
【００４７】
スカム破砕処理の時間は、特に限定されないが、通常０．１〜３０分間であり、好ましくは０．５〜１５分間である。０．１未満の場合、飛沫Ｄにより破砕されるスカムＳの量が少なくなり、一方、３０分間を超えると、飛散領域Ａの上流側に新たなスカムＳが堆積し、堆積したスカムＳの量が減少しない恐れがある。
【００４８】
また、スカム除去モードの実行時間は、特に限定されないが、通常運転モードの実行時間よりも短く設定される。好ましくは、通常運転モードの実行時間の３０％以下、さらに好ましくは１０％以下、特に好ましくは５％以下に設定する。スカム除去モードの実行時間を短くすることにより、生物処理のための通常運転モードの実行時間を長くすることができるため、生物処理の効率を高めることができる。
【００４９】
通常運転モードとスカム除去モードの切り替えは、モード切替ボタン等を設けて手動で切り替えても、自動切替部を設けて自動的に切り替えてもよい。
管理の効率化の観点から、自動切替部を設けて、通常運転モードとスカム除去モードの切り替えを自動的に行うことが好ましい。
【００５０】
通常運転モードからスカム除去モードへの切り替えを判断する手段としては、どのような手段を用いてもよい。例えば、設備管理者が目視によりスカムＳの堆積の有無を確認する手段や、無終端水路２にスカム検出部を設けてスカムＳの堆積を検出する手段等がある。
これらの手段によれば、スカムＳが発生している場合にのみ、スカム除去モードが実行されるため、通常運転モードの実行時間を最大限まで長くすることができる。更に管理の効率性を考慮すると、スカム検出部によりモード切り替えの判断を行うことが好ましい。
【００５１】
また、スカムＳの発生の有無に関わらず、定期的にスカム除去モードの実行を指示する手段を用いてもよい。例えば、タイマーを設けて、１日に１回や１週間に１回など、時間ごとに定期的にスカム除去モードの実行を指示する手段や、通常運転モードにおいて曝気撹拌処理を断続的に行う場合に、曝気撹拌処理のカウンターを設けて、曝気撹拌処理の回数ごとに定期的にスカム除去モードの実行を指示する手段等が挙げられる。
これらの手段によれば、タイマーやカウンター等の簡易的な装置を用いてスカム除去モードへの切り替えを自動的に行うことができる。
【００５２】
通常運転モードからスカム除去モードへ切り替えるタイミングは、特に限定されないが、通常運転モードにおける曝気撹拌処理の後に、スカム除去モードを実行することが好ましい。飛沫Ｄを形成する曝気撹拌処理では、飛散領域Ａの上流側にスカムＳが滞留するため、曝気撹拌処理の直後にスカム除去モードを実行すると、効率よくスカムＳを除去することができる。
【００５３】
［第２の実施例］
図７は、本発明の第２の実施例の縦軸型曝気撹拌装置３の構成を示す概略説明図である。第２の実施例では、第１の実施例の縦軸型曝気撹拌装置３に、更に、自動切替部３５、タイマー３６を備えている。
【００５４】
自動切替部３５とは、インペラ回転制御部３４における通常運転モードとスカム除去モードの切り替えを自動的に行うための構成であり、タイマー３６は、自動切替部３５に定期的にスカム除去モードの実行を指示するための構成である。
【００５５】
タイマー３６によるスカム除去モードの実行の指示は、タイマー３６の設定時間を経過すると、スカム除去モードの開始を指示する信号を自動切替部３５に送信する。次に、この信号を受けた自動切替部３５は、インペラ回転制御部３４で実行されている通常運転モードをスカム除去モードに切り替え、スカム除去モードが実行される。そして、スカム除去モードが終了すると、自動的に通常運転モードに切り替わるように構成される。
【００５６】
第２の実施例によれば、自動的にスカム除去モードが実行されるため、作業員によりスカム除去モードを実行する必要がなく、作業性に優れている。
【００５７】
［第３の実施例］
図８は、本発明の第３の実施例の生物処理設備１の構成を示す概略説明図であり、図９は、その生物処理設備１に設置された縦軸型曝気撹拌装置３の構成を示す概略説明図である。第３の実施例では、第２の実施例のタイマー３６に代えて、スカム検出部５を備えた構成である。
【００５８】
図８に示すように、スカム検出部５は、飛沫Ｄの飛散領域Ａの上流側に設置され、スカムＳの堆積を検出するための構成である。
スカム検出部５としては、スカムを検出することができれば特に限定されないが、例えば、定点カメラの画像処理により検出する手段や、赤外線レーザを用いた光波式水位計によりスカム堆積による水位の変化を検出する手段等が挙げられる。
【００５９】
図９に示すように、スカム検出部５によりスカムＳの堆積が検出されると、信号が自動切替部３５に送信され、自動切替部３５でこの信号を受信するとスカム除去モードに切り替えられる。そして、スカム除去モードが終了すると、自動的に通常運転モードに切り替わるように構成される。
【００６０】
第３の実施例では、スカム検出部５を用いることにより、スカムが堆積した場合にのみ、スカム除去モードが実行されるため、生物処理を行うための通常運転モードの実行時間を最大限に確保することができる。
【００６１】
［第４の実施例］
図１０は、本発明の第４の実施例の縦軸型曝気撹拌装置３の構成を示す概略説明図である。第４の実施例は、飛沫Ｄの飛散領域Ａの範囲を制御する制御部として、インペラ３２を昇降するためのインペラ昇降部３７と、インペラ３２の昇降を制御するインペラ昇降制御部３８を備えた構成である。
【００６２】
この第４の実施例の縦軸型曝気撹拌装置３は、インペラ３２の回転速度は一定のまま、インペラ３２を水面下へ降下あるいは水面上に上昇させることにより、飛沫Ｄの飛散領域Ａの範囲を制御するものである。
そして、他の実施例と同様に、通常運転モードとスカム除去モードを実行することができる。
【００６３】
第４の実施例によれば、インペラの昇降装置を備えた既設の縦軸型曝気撹拌装置を利用して、本発明を実施することができる。
【００６４】
［第５の実施例］
図１１は、本発明の第５の実施例の生物処理設備１の構成を示す概略説明図である。また、図１２は、本発明の第５の実施例の縦軸型曝気撹拌装置３の構成を示す概略説明図である。
第５の実施例は、飛沫Ｄの飛散領域Ａの範囲を制御する制御部として、インペラ３２の外周端に沿って円弧状に設置された飛散防止壁６、飛散防止壁６を昇降するための防止壁昇降部６１、及び、飛散防止壁６の昇降を制御する防止壁昇降制御部６２を備えた構成である。
【００６５】
この第５の実施例の縦軸型曝気撹拌装置３は、インペラ３２の回転速度は一定のまま、飛散防止壁６を昇降させることにより、飛沫Ｄの飛散領域Ａの範囲を制御するものである。すなわち、スカム除去モードにおいて、スカム移送処理を行う際には、飛散防止壁６が水面近傍まで降下することにより、飛沫Ｄの飛散を制限して飛散領域Ａの範囲を縮小し、スカム破砕処理を行う際には、飛散防止壁６が上昇することにより飛沫Ｄの飛散領域Ａの範囲を拡大することができる。
【００６６】
なお、本発明の第５の実施例では、飛散防止壁６、防止壁昇降部６１、防止壁昇降制御部６２は、縦軸型曝気撹拌装置３の構成として設置されているが、区画壁２２等に設置してもよい。
また、ガイド板４に昇降装置を設けて、ガイド板４を飛散防止壁として利用してもよい。
【００６７】
第５の実施例によれば、インペラ３２による被処理水の撹拌状態を維持しつつ、飛沫Ｄの飛散領域Ａの範囲を制御することが可能となるため、スカム除去モードにおける生物処理への影響を最小限にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の生物処理設備は、例えば、オキシデーションディッチ法のような無終端水路を用いた生物処理に利用される。生物処理とは、例えば、下水汚泥等のような有機性汚泥や、食品工場や医薬品工場等から発生する有機性排水を微生物の働きにより浄化する水処理が挙げられる。そのほか、無終端水路を用いた生物処理設備として、栄養分やバイオ燃料を産生する藻類等の大型培養施設にも応用することができる。
【００６９】
また、本発明の縦軸型曝気撹拌装置は、既設の無終端水路を利用して本発明の生物処理設備を実施することができる。さらに、本発明の縦軸型曝気撹拌装置用のプログラムでは、既設の縦軸型曝気撹拌装置の制御装置を利用して本発明の縦軸型曝気撹拌装置を実施することも可能である。
【００７０】
本発明の生物処理方法は、無終端水路を用いた生物処理において、スカムが堆積した際に、堆積したスカムを除去することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１  生物処理設備、２  無終端水路、２１  周囲壁、２２  区画壁、２ａ  直線水路、２ｂ  循環水路、３  縦軸型曝気撹拌装置、３１  シャフト、３２  インペラ、３３  駆動部、３４  インペラ回転制御部、３５  自動切替部、３６  タイマー、３７  インペラ昇降部、３８  インペラ昇降制御部、４  ガイド板、５  スカム検出部、６  飛散防止壁、６１  防止壁昇降部、６２  防止壁昇降制御部、Ｄ  飛沫、Ｓ  スカム、Ｃ  循環流、Ａ  飛散領域
【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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