(57)【要約】【課題】沈殿槽の底部に堆積した汚泥を吸い上げて、一定量の汚泥を曝気処理槽に返送できるようにし、残りの汚泥を沈殿槽に液面を乱すことなく戻し、かつ沈殿槽底部の堆積汚泥を適度に攪拌する。【解決手段】沈殿槽１の内部にはセンターウエル５が設けられ、その内部にエアーリフトポンプ６が挿入されている。センターウエル５の上部には汚泥計量装置９が設けられ、この汚泥計量装置９には、沈殿槽底部まで延びる汚泥戻し管９が設けられている。流入管２からセンターウエル５に流入した汚水に含まれる汚泥は、沈殿槽底部に沈降堆積する。この堆積汚泥は、エアーリフトポンプ６により吸い上げられ、汚泥計量装置９から一定量の汚泥が曝気処理槽に戻され、残った汚泥は、汚泥戻し管９から沈殿槽底部に戻される。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
曝気処理した汚水を沈殿槽で沈澱処理し、沈殿槽底部に堆積した汚泥を吸い上げ装置により吸い上げて曝気処理槽に返送できるようにした汚水処理装置において、
前記汚泥吸い上げ装置により吸い上げられた汚泥の一定量を前記曝気処理槽に返送するための汚泥計量装置と、
前記汚泥計量装置で残った汚泥を、前記沈殿槽の底部まで戻すための汚泥戻し管、
を備えたことを特徴とする汚水処理装置。
【請求項２】
前記汚泥計量装置は、吸い上げられた汚泥の貯留室と、前記曝気処理槽への返送管が接続された汚泥移流室とを有しており、これら汚泥貯留室と汚泥移流室を、開口部が形成された隔壁で仕切るとともに、前記開口部の開口面積を、流量調整板で調節可能に構成してい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】
前記汚泥吸い上げ装置は、エアーリフトポンプであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の汚水処理装置。
【請求項４】
前記汚泥戻し管は、前記汚泥貯留室から沈殿槽の底部まで延びてい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、屎尿汚水、家畜糞尿汚水、工場汚水等の各種汚水を曝気処理した後の処理汚水を沈殿処理するとともに、沈殿汚泥を吸い上げて曝気処理槽に返送する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生活汚水、動物飼育舎の糞尿等の有機物を含む汚水の浄化処理法として従来から知られている活性汚泥処理法は、例えば以下の文献に詳しく記載されている。
【０００３】
【非特許文献１】
厚生省生活衛生局水道環境部監修「浄化槽の維持管理」，昭和６０年４月，（財）日本環境整備教育センター編集・発行，Ｐ．３０−３１，１７１，１９８
【０００４】
即ち、活性汚泥処理法は、曝気槽内に貯留された汚水に空気を供給しながら汚水に含まれる微生物を増殖活性化させ、汚濁物質である有機物を微生物に分解捕食させて浄化処理する方法である。その処理水は、沈殿槽に移送して上澄液と沈殿汚泥とに分離し、沈殿汚泥は、曝気槽内での活性汚泥を安定化させるために一部を同槽に返送するとともに、余剰汚泥を別槽に移送し、下水道処理施設等へ運搬処理している。また上澄液は、必要な殺菌処理を行なった後、河川に放流するか、そのまま下水道に放流している。
【０００５】
図７は、過去に設計施工された活性汚泥処理装置の一例であり、曝気処理槽３０と沈殿槽３１から成っている。曝気処理槽３０では、駆動ポンプ４０による散気装置からの送気により、汚水をゆっくりと攪拌させながら曝気処理をし、微生物による汚水浄化処理が行われる。この処理汚水は、槽の中間部に設けられた接続管３５からセンターウエル３６を通って沈殿槽３１に流入し、センターウエル３６内の下向きの流れによって加速的に汚泥が沈降されるとともに、センターウエル３６の外側の上昇流に乗って浄化水が越流堰３８から槽外に流出される。また沈殿槽３１の底部に堆積した汚泥は、エアーリフトポンプ３７により吸い上げられて曝気処理槽３０に返送され、余剰汚泥は別槽に移送されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示したような汚泥処理装置では、処理水量が多い場合（中規模処理設備の場合）は、一定量の汚泥返送は容易であるが、処理水量が少ない場合（小規模処理設備の場合）は、エアーリフトポンプ３７のエアーバルブの調整が難しいため、適量の汚泥返送が難しく、どうしても返送汚泥量が多くなるという問題がある。このため、従来では小規模処理設備の場合、１つの槽内に隔壁を介して曝気処理槽と沈殿槽を設け、隔壁の下部に移流口を設けた沈殿槽一体型の処理装置を使用しているのが現状である。しかし、この沈殿槽一体型では、隔壁下部の移流口が、堆積した汚泥により、しだいに塞がれてしまい、スカム発生の原因になる等の問題がある。
【０００７】
また、上述の汚泥処理装置では、沈殿槽レーキ部３３の堆積汚泥は、エアーリフトポンプ３７の吸い込み口近辺の汚泥しか吸い上げられないため、それ以外の汚泥が部分的に滞留し、嫌気化してスカム発生の原因になるという問題がある。さらには、小水量の汚泥を曝気槽３０に返送調整するのが難しいため、曝気槽３０の機能を保持するのが困難であるという問題がある。
【０００８】
本発明は上述したような問題を解決するために提案されたものであり、沈殿槽の底部に堆積した汚泥を吸い上げて曝気処理槽に返送するための汚水処理装置において、一定量の汚泥を曝気処理槽に返送できるようにするとともに、残りの汚泥を沈殿槽に液面を乱すことなく戻し、かつ沈殿槽底部の堆積汚泥を適度に攪拌できるようにした汚水処理装置を提供することである。
また本発明は、構成が簡単で、処理水量の少ない小規模処理設備にも適用することができ、設備費や操業の維持管理費も安価な汚水処理装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、曝気処理した汚水を沈殿槽で沈澱処理し、沈殿槽底部に堆積した汚泥を吸い上げ装置により吸い上げて曝気処理槽に返送できるようにした汚水処理装置であって、前記汚泥吸い上げ装置により吸い上げられた汚泥の一定量を前記曝気処理槽に返送するための汚泥計量装置と、前記汚泥計量装置で残った汚泥を、前記沈殿槽の底部まで戻すための汚泥戻し管、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
前記汚泥計量装置は、吸い上げられた汚泥の流量や容積等を規制して、一定量を曝気処理槽に返送できるものであれば、その構成は任意である。本発明の好ましい実施態様によれば、前記汚泥計量装置は、吸い上げられた汚泥の貯留室と、前記曝気処理槽への返送管が接続された汚泥移流室とを有しており、これら汚泥貯留室と汚泥移流室を、開口部が形成された隔壁で仕切るとともに、前記開口部の開口面積を、流量調整板で調節可能に構成している。
【００１１】
また、前記汚泥吸い上げ装置の吸引機構は任意であるが、本発明の実施態様では簡単な構造で故障も少ないエアーリフトポンプを採用している。また、前記汚泥戻し管は、前記汚泥貯留室から沈殿槽の底部まで延びている。
【００１２】
以下、本発明の実施態様を図１乃至図６に基づいて説明する。図１及び図２において、１は沈殿槽であり、流入管２を介して曝気処理槽と通じており、流出管３を介して放流管等と通じている。沈殿槽１の底部にはレーキ部４が形成され、全体としてホッパ状に構成されている。また、沈殿槽１の液面近くには、スカム防止板２２と越流堰２３が設けられている。
【００１３】
前記沈殿槽１の内部にはセンターウエル５が設けられ、その内部にエアーリフトポンプ６が挿入されている。前記センターウエル５は、沈殿槽１の液面上方から中程まで延びた筒体であり、その途中には前記流入管２が接続されている。また、前記エアーリフトポンプ６は、揚水管６ａと送気管６ｂとから構成され、揚水管６ａの下端部に設けられたラッパ状の吸い込み口７の近くに、送気管６ｂが接続されている。揚水管６ａの吸い込み口７は、沈殿槽レーキ部４の底部近くまで延びている。なお、送気管６ｂには送気量調節バルブ８が設けられている。
【００１４】
前記センターウエル５の上部には汚泥計量装置９が設けられている。この汚泥計量装置９は、図３乃至図６に示すように、前記センターウエル５の上端部を収容する槽体１０の内部を隔壁１１，１１ａで仕切って構成された汚泥貯留室１２と、この汚泥貯留室１２に隣接して設けられる汚泥移流室１３から成っている。
【００１５】
前記汚泥貯留室１２には、汚泥戻し管１８の上端開口部が接続されており、この汚泥戻し管１８は、図１に示すように、下端部が沈殿槽レーキ部４の底部近くまで延びている。また、汚泥貯留室１２内の前記汚泥移流室１３に対向する位置には、波立ち防止のための整流板１４，１４ａと、堰板１４ｂが設けられている。この整流板１４ａと堰板１４ｂは槽体１０の底面部に所定高さで固定され、整流板１４は、図６に示すように槽体１０の底面部と離れるようにして槽体側面部に固定されている。これにより、第１貯留部１５と第２貯留部１５ａが構成されている。
【００１６】
前記汚泥移流室１３との隔壁１６には、流量調整板１７が設けられており、隔壁１６には逆三角形の開口部１６ａ（図４）が形成されている。流量調整板１７は、上下方向にスライド可能であり、締め付け具等で所定位置に固定することにより、前記隔壁開口部１６ａの開口面積が調整できるようになっている。
【００１７】
前記汚泥移流室１３には、汚泥を曝気処理槽に返送するための返送管１９が接続され、汚泥貯留室１２の第１貯留部１５には汚泥を消化槽に移送するための移送管２１が接続されている。また、前記センターウエル５を通って上方に延びたエアーリフトポンプ６の揚水管６ａの上端部には連結管２０が連結され、その先端開口部は、第１貯留部１５の上方まで延びている。
【００１８】
次に、上述した汚水処理装置の操業例について説明する。まず、図示しない曝気処理槽にて曝気処理された汚水は、流入管２を通ってセンターウエル５の途中から沈殿槽１に流入し、センターウエル５内の下向きの流れによって加速度的に汚泥が沈降するとともに、センターウエル５の外側の流れに乗って浄化水が上昇し、越流堰２３を超えて流出管３から放出される。
【００１９】
センターウエル５から沈降した汚泥は、沈殿槽底部のレーキ部４に堆積し、常時、エアーリフトポンプ６により上方に吸い上げられる。即ち、送気管６ｂから揚水管６ａに空気を送ると、揚水管６ａ内の汚泥（汚泥水）が空気の上昇流により、送気管出口６ｃ近くの汚泥水が揚水管６ａ内を上昇する。これと同時に吸い込み口７から堆積汚泥が吸引される。
【００２０】
このようにして吸い上げられた汚泥は、汚泥計量装置９における汚泥貯留室１２の第１貯留部１５の位置に流出し、整流板１４ａを乗り越えて第２貯留部１５ａに溜まり、流量調整板１７によって調整された隔壁開口部１６ａを通って所定量の汚泥が汚泥移流室１３に移流し、返送管１９から曝気処理槽に返送される。
【００２１】
一方、余った汚泥は堰板１４ｂを乗り越えて汚泥戻し管１８から沈殿槽１の底部レーキ部４まで戻される。この汚泥返送水の流れにより、レーキ部４の堆積汚泥は全体的に攪拌された状態となり、吸い込み口７から再度吸い上げられ、以降この循環サイクルが維持される。
【００２２】
なお、上述のように曝気処理槽への汚泥返送を繰り返し行ない、曝気処理槽の汚泥が多くなると汚泥コントロールが困難になり、沈殿槽１に汚泥が堆積し、沈殿槽１からの放流水が悪化する。このため、余剰汚泥は、定期的に（維持管理時又はタイマー等による自動運転）エアーリフトポンプ６により吸い上げ、汚泥計量装置９に接続された移送管２１から汚泥消化槽等に移送する。
【００２３】
【発明の効果】
上述した本発明によれば、曝気槽の底部に沈殿堆積した汚泥を吸い上げて一定量（小水量）の汚泥を調整して曝気処理槽に返送することができるため、曝気処理槽の機能保持が容易である。また、残りの汚泥を沈殿槽の底部まで戻すことにより、沈殿槽の底部に堆積した汚泥が全体的に攪拌され、安定した濃縮の汚泥を吸い上げて曝気処理槽に返送することができる。また堆積汚泥の嫌気化が妨げられ、スカム発生等を防ぐことができる。
【００２４】
また本発明によれば、汚泥を沈殿槽の底部まで戻すことにより、沈殿槽の液面に乱流が生じないため、表面層の浄化水だけを槽外に流出することができる。さらに、構成が簡単で、処理水量の少ない小規模処理設備にも適用することができ、設備費や操業の維持管理費も安価である、等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の汚水処理装置の実施態様を示す正面断面概略図である。
【図２】同じく本発明の汚水処理装置の実施態様を示す平面概略図である。
【図３】本発明の汚水処理装置における汚泥計量装置の平面概略図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ断面概略図である。
【図５】図３におけるＢ−Ｂ断面概略図である。
【図６】図３におけるＣ−Ｃ断面概略図である。
【図７】従来の汚水処理装置の概略図である。
【符号の説明】
１は沈殿槽
２は流入管
３は流出管
４はレーキ部
５はセンターウエル
６はエアーリフトポンプ
６ａは揚水管
６ｂは送気管
６ｃは送気管出口
７は吸い込み口
８はバルブ
９は汚泥計量装置
１０は槽体
１１，１１ａは隔壁
１２は汚泥貯留室
１３は汚泥移流室
１４，１４ａは整流板
１４ｂは堰板
１５は第１貯留部
１５ｂは第２貯留部
１６は隔壁
１６ａは開口部
１７は流量調整板
１８は汚泥戻し管
１９は返送管
２０は連結管
２１は移送管
２２はスカム防止板
２３は越流堰
【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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