(57)【要約】【課題】最初沈殿池から送水される上澄み液の有機酸濃度を増加させる。【解決手段】最初沈殿池１０の内部には、汚泥掻寄機４６と汚泥掻上拡散装置５６が設けられる。汚泥掻上拡散装置５６は、汚泥掻寄機４６のモータ５２の駆動力を利用してバケット６４を動かし、凹部４２に堆積した汚泥を掻き上げて水中に拡散させる。これにより、凹部４２に堆積した汚泥が発酵して生成された有機酸を拡散させることができ、上澄み液の有機酸濃度を増加させることができる。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水中に含有されるリンを生物学的に除去する水処理設備の前段に設けられ、前記被処理水を固液分離処理することによって、前記被処理水に含まれる汚泥を底部に堆積させる最初沈殿池において、
前記底部に堆積した汚泥の一部を掻き上げて水中に拡散する掻上拡散手段を備えたことを特徴とする最初沈殿池。
【請求項２】
前記掻上拡散手段は、前記底部の汚泥を掻き寄せる汚泥掻寄機の駆動力を利用したことを特徴とする請求項１に記載の最初沈殿池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は最初沈殿池に係り、特にリンの除去処理を行う水処理設備の前段に設けられた最初沈殿池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リンの除去処理を行う水処理設備では、廃水はまず、前段の最初沈殿池に供給される。そして、この最初沈殿池において廃水が固液分離され、廃水中の濁質成分が沈殿して最初沈殿池の底部に堆積される。濁質成分が取り除かれた上澄み液は、生物反応槽に送液されて、リン成分が除去される。
【０００３】
生物反応槽におけるリン成分の除去性能は、廃水に含まれる有機物、特に有機酸の含有量に依存することが知られている。そこで、従来は、最初沈殿池の底部に堆積した汚泥を引き抜いて発酵槽に投入し、この発酵槽で汚泥を発酵させて有機酸を生成し、これを生物反応槽に添加することによって、リン成分の除去性能を安定させていた。
【０００４】
しかしながら、この方法は、発酵槽が必要になるため、水処理設備が大きくなるという問題があった。
【０００５】
そこで、発酵槽を用いずに有機酸の濃度を増加させる幾つかの方法が提案されている。たとえば、最初沈殿池の底部から通水し、上向流を形成する方法が提案されている。この方法によれば、底部に堆積した汚泥が発酵して有機酸が生成され、この有機酸が上向流によって上澄み液に拡散されるので、有機酸の濃度を増加させることができ、リン成分の除去性能を安定させることができる。
【０００６】
また、別の方法として、嫌気槽の内部に微生物の保持手段を設ける方法が提案されている（特許文献１参照）。この方法によれば、嫌気槽内で有機酸の濃度を増加させ、これを最初沈殿池や濃縮槽に送液することによって、有機酸生成能力を向上させることができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２８６８７号公報（第３頁、図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上向流を形成する方法は、上向流形成用のポンプや整流設備が必要になり、費用がかかるという問題がある。また、最初沈殿池に上向流を形成することによって、固液分離性能が低下し、汚泥が沈殿するまでの時間が長くなるおそれがある。
【０００９】
一方、保持手段を設ける方法は、保持手段が必要になるだけでなく、嫌気槽内の処理液を最初沈殿池や濃縮槽に返送する手段が必要になる。さらに、有機酸生成微生物を保持手段に保持した状態を維持しなければならず、管理が難しいという問題もある。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、最初沈殿池から送出される上澄み液の有機酸濃度を増加させることのできる、簡単な構造の最初沈殿池を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は前記目的を達成するために、被処理水中に含有されるリンを生物学的に除去する水処理設備の前段に設けられ、前記被処理水を固液分離処理することによって、前記被処理水に含まれる汚泥を底部に堆積させる最初沈殿池において、前記底部に堆積した汚泥の一部を掻き上げて水中に拡散する掻上拡散手段を備えたことを特徴としている。
【００１２】
本発明によれば、底部に堆積した汚泥を掻き上げて水中に拡散させるようにしたので、汚泥が発酵して生成した有機酸を水中に拡散することができる。これにより、最初沈殿池から送出される上澄み液の有機酸濃度を増加させることができ、後段設備におけるリン成分除去性能を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明によれば、堆積した汚泥を機械的に掻き上げるだけでよいので、設備が大型化したり、管理が複雑になることがない。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、掻上拡散手段は、底部の汚泥を掻き寄せる汚泥掻寄機の駆動力を利用したことを特徴としている。したがって、掻上拡散手段の動力源が不要になり、コストを削減することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る最初沈殿池の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１６】
図１は本発明に係る最初沈殿池１０を用いた水処理設備１２を示す概略構成図である。同図に示すように、水処理設備１２は主として、最初沈殿池１０、生物反応槽１６、及び最終沈殿池１８によって構成されている。
【００１７】
最初沈殿池１０には流入管２０が接続されており、この流入管２０を介して、リン成分含有の廃水が最初沈殿池１０に流入される。そして、最初沈殿池１０の内部で固液分離が行われ、廃水中の濁質成分が沈殿して底部に堆積される。堆積した固形物（生汚泥）は汚泥引抜管３０を介して定期的に系外に排出される。
【００１８】
また、汚泥引抜管３０は、汚泥供給管２８を介して生物反応槽１６の嫌気槽２４に連通されている。したがって、最初沈殿地１０の生汚泥の一部を汚泥供給管２８を介して嫌気槽２４に投入することができる。これにより、例えば最初沈殿池１０に流入する濁質成分が少ない場合や、流入廃水中の有機物含有量がリン含有量に対して十分でない場合に、生汚泥を嫌気槽２４に補助的に投入することができる。
【００１９】
一方、最初沈殿池１０を越流した上澄み液は、送液管３２を介して生物反応槽１６の嫌気槽２４に送液され、活性汚泥と混合される。この混合液が嫌気槽２４から好気槽２６に流入することによって、嫌気槽２４の内部において活性汚泥中のリン蓄積菌が有機物を栄養源としてリン酸を放出するとともに、好気槽２６の内部においてリン蓄積菌が前記リン酸を過剰摂取する。さらに、好気槽２６の内部では、残存する有機物成分の酸化分解が行われる。これにより、液中の有機物、リンが除去される。
【００２０】
好気槽２６内の汚泥懸濁液は、懸濁液管３４を介して最終沈殿池１８に送液される。最終沈殿池１８では、処理水と活性汚泥が固液分離され、上澄みが放流水として排水管３６から系外へ排水される。また、最終沈殿池１８の底部に沈降した活性汚泥の一部は、返送汚泥として返送管３８を介して嫌気槽２４に返送され、余剰汚泥は排出管４０から系外へ排出される。これにより、余剰汚泥中に含まれたリン成分が系外に排出される。
【００２１】
図２は、本発明に係る最初沈殿池１０の構成を示す側面断面図である。同図に示すように、最初沈殿池１０の底部には、凹部４２と、この凹部４２に向けて下方に傾斜した傾斜面４４が形成されている。
【００２２】
傾斜面４４の上方には汚泥掻寄機４６が設けられている。汚泥掻寄機４６は主として、四つのシャフト４８と、このシャフト４８に巻き掛けられた無端状のチェーン５０とから成り、チェーン５０の一部が傾斜面４４に沿って配置されている。シャフト４８の一つには、モータ５２が接続されており、このモータ５２を駆動することによってこのシャフト（以下、駆動シャフトと称す）４８Ａが回転し、チェーン５０が周回走行するようになっている。また、チェーン５０には、多数の掻き寄せ板（不図示）が一定間隔で取り付けられており、チェーン５０が傾斜面４４に沿って走行した際に、傾斜面４４の上に堆積した汚泥を凹部４２に掻き寄せられるようになっている。これにより、傾斜面４４の上に堆積した汚泥を凹部４２に掻き寄せることができる。なお、掻き寄せられた汚泥は、ポンプ５４を駆動することによって、汚泥引抜管３０から定期的に引き抜かれる。
【００２３】
凹部４２には、汚泥掻上拡散装置５６が設けられている。汚泥掻上拡散装置５６は主として、下シャフト５８、上シャフト６０、チェーン６２、及びバケット６４、６４…で構成されている。下シャフト５８は、汚泥引抜管３０の接続位置の近傍に配設されており、上シャフト６０は水面の近傍に配設されている。チェーン６２は、無端状に形成され、下シャフト５８と上シャフト６０に巻き掛けられている。
【００２４】
上シャフト６０には、不図示のスプロケットが取り付けられ、このスプロケットに駆動力伝達用のベルト７２が巻き掛けられ、汚泥掻寄機４６の駆動シャフト４８Ａに接続されている。これにより、モータ５２で駆動シャフト４８Ａを回転させると、その回転駆動力が上シャフト６０に伝達され、上シャフト６０が回転し、チェーン６２が周回走行される。このとき、チェーン６２の走行速度は、汚泥掻寄機４６のチェーン５０の走行速度の約二倍であることが好ましい。
【００２５】
チェーン６２には、複数のバケット６４、６４…が一定間隔で取り付けられている。各バケット６４は、図３に示すように、連結具６６を介してチェーン６２に連結されるとともに、摺動部材６８を介してガイドレール７０に摺動自在に支持されている。ガイドレール７０は、チェーン６２の走行軌道に沿って環状に形成されている。したがって、チェーン６２を周回走行させると、バケット６４はガイドレール７０に摺動しながらチェーン６２とともに移動する。このとき、バケット６４はガイドレール７０に対して常に直交方向に支持されている。したがって、バケット６４は、その開口を上方に向けた姿勢のまま上昇し、最上部まで上昇した後、上下を反転させて下降する。これにより、凹部４２に堆積した汚泥をバケット６４で掻き取って上方に搬送できるとともに、液面近傍まで搬送された汚泥をバケット６４の反転によって、水中に拡散することができる。なお、バケット６４の容量は、バケット６４による掻き上げ量が、一日に堆積される汚泥の量になるように設定される。また、バケット６４として、既存の沈砂掻上用バケットを用いてもよい。
【００２６】
上述した汚泥掻上拡散装置５６は、一定時間おきの間欠運転とすることが好ましい。例えば、汚泥掻上拡散装置５６を１２時間駆動した後、１２時間停止し、これを繰り返すようにするとよい。これにより、汚泥掻上拡散装置５６を停止している間、汚泥を沈降させる時間が確保されるので、沈降した汚泥の発酵による有機酸の生成量を増加させることができる。なお、汚泥引抜管３０から汚泥を引き抜く引抜処理は、汚泥の掻上処理を行った直後に行うことが好ましい。
【００２７】
次に上記の如く構成された最初沈殿池１０の作用について説明する。
【００２８】
最初沈殿池１０の内部では廃水の固液分離が行われ、廃水中の濁質成分が沈殿して最初沈殿池１０の底部（すなわち、凹部４２や傾斜面４４）に堆積する。堆積した汚泥は、汚泥掻寄機４６のモータ５２を駆動することによって、凹部４２に掻き寄せられる。そして、定期的に（例えば２４時間ごとに）汚泥引抜管３０から引き抜かれる。したがって、凹部４２の汚泥は、引き抜かれるまでの間に嫌気状態で発酵され、有機酸が生成される。
【００２９】
有機酸を含む汚泥は、汚泥掻上拡散装置５６のバケット６４に掻き取られ、上方に搬送される。そして、液面の近傍でバケット６４の上下が反転することによって水中に拡散される。これにより、有機酸を水中に拡散することができるので、有機酸濃度を増加させることができる。
【００３０】
このように最初沈殿池１０によれば、凹部４２に掻き寄せられた汚泥を汚泥掻上拡散装置５６で掻き上げて水中に拡散させるようにしたので、汚泥の発酵により生成された有機酸を水中に拡散させることができる。したがって、最初沈殿池１０から送水される上澄み液の有機酸濃度を増加させることができ、嫌気槽２４におけるリン成分の除去性能を向上させることができる。
【００３１】
また、最初沈殿池１０によれば、汚泥掻上拡散装置５６の動力源として、汚泥掻寄機４６の駆動力を利用している。すなわち、汚泥掻寄機４６のモータ５２を駆動することによって、汚泥掻上拡散装置５６の上シャフト６０を回転させてバケット６４を移動させるようにしたので、汚泥掻上拡散装置５６の動力源が不要になり、コストを削減することができる。
【００３２】
なお、汚泥掻上拡散装置５６の構造は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、最初沈殿池１０の底部に堆積して発酵した汚泥を機械的に掻き上げて拡散できる構造であればよい。
【００３３】
また、汚泥掻上拡散装置５６の駆動源を汚泥掻寄機４６の駆動源と別に設けてもよい。これにより、汚泥掻上拡散装置５６による汚泥の掻き上げ処理と、汚泥掻寄機４６による汚泥の掻き寄せ処理とを別々に制御することができる。
【００３４】
次に本発明の効果を示す試験結果を図４に基づいて説明する。
【００３５】
図４は、上述した水処理設備１２において生物学的リン除去処理の試験を行った結果である。この試験では、汚泥掻上拡散装置５６の駆動と停止を１２時間毎に交互に繰り返して汚泥を掻き上げて拡散させ、最初沈殿池１０に堆積した汚泥の約半量を汚泥供給管２８から嫌気槽２４に投入した。そして、原水のリン酸態リン（ＰＯ４−Ｐ）濃度と、処理後のＰＯ４−Ｐ濃度を測定した。また、比較例として、最初沈殿池では汚泥の掻上拡散を行わない別の処理設備によって汚泥を添加しない条件で得られた処理水のＰＯ４−Ｐ濃度を測定した。この試験を複数の測定日で行った。
【００３６】
図４に示すように、生汚泥を添加しない比較例は、ＰＯ４−Ｐ濃度が０〜１．５ｍｇ／Ｌの範囲であるのに対し、生汚泥を添加した本実施例では、ＰＯ４−Ｐ濃度が０〜０．５ｍｇ／Ｌになり、大幅に減少した。この結果から、最初沈殿池１０で発酵した汚泥を嫌気槽２４に導入することによって、リン成分の除去性能が大幅に向上することが分かる。また、これらの結果から、汚泥の発酵時間が２４ｈ程度であれば、十分な効果が得られることが分かる。なお、汚泥の発酵時間は長いと汚泥の腐敗が進行し、悪臭が発生したり汚泥が浮上するという問題が発生する。また、発酵時間が短いと、有機酸が十分に生成されないので、リン成分の除去性能を十分に安定させることができない。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る最初沈殿池によれば、底部に堆積した汚泥を掻き上げて水中に拡散させるようにしたので、汚泥の発酵によって生成された有機酸を水中に拡散することができ、後段設備におけるリン成分除去性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る最初沈殿池を用いた水処理設備を示す概略構成図
【図２】本発明に係る最初沈殿池を示す側面断面図
【図３】バケットの取り付け構造を示す側面図
【図４】本発明の最初沈殿池の効果を示す試験結果の図
【符号の説明】
１０…最初沈殿池、１２…水処理設備、１６…生物反応槽、１８…最終沈殿池、２０…流入管、２２…移送管、２４…嫌気槽、２６…好気槽、２８…汚泥供給管、３０…汚泥引抜管、３２…送液管、３４…懸濁液管、３６…排水管、３８…返送管、４０…排出管、４２…凹部、４４…傾斜面、４６…汚泥掻寄機、４８…シャフト、５０…チェーン、５２…モータ、５４…ポンプ、５６…汚泥掻上拡散装置、５８…下シャフト、６０…上シャフト、６２…チェーン、６４…バケット、６６…連結具、６８…摺動部材、７０…ガイドレール、７２…ベルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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