(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側から、流量調整機能をもつ嫌気処理槽及び／又は流量調整槽、生物反応槽、並びに消毒槽を順に配置してなる汚水浄化槽を設け、前記嫌気処理槽及び／又は流量調整槽においては、供給される汚水を嫌気処理し、又は貯留し、前記生物反応槽の上方に送液する流量調整ポンプを設け、前記生物反応槽においては、曝気によって流動可能な沈降性担体が充填されていて、下部に散気部材及び前記消毒槽へ導かれる連通口が設けられており、（イ）前記流量調整ポンプを稼動させずに前槽からの液の流入を止めつつ、前記散気部材から曝気し前記生物反応槽内に流動床を形成させながら処理する曝気反応と、（ロ）前記流量調整ポンプを稼動させて前槽から液を流入させつつ、前記散気部材からは曝気せずに前記生物反応槽内に前記沈降性担体を沈降させて固定床を形成させながら処理する非曝気反応と、を交互に行い、前記消毒槽においては、処理水を消毒し、そののち放流する、汚水の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生物反応槽に沈降性担体が充填されている汚水浄化槽に関する。更に詳しくは、し尿や雑排水などの汚水又は排水を生物的に浄化処理する汚水浄化槽、並びに汚水の浄化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
汚水浄化槽は、従来から種々知られている。汎用される汚水浄化槽の一例を図３に示した（特開平９−２４８５８４号公報）。この汚水浄化槽は、好気濾床槽は粒状担体を充填した上段のＲゾーン（生物反応層）と、同じく粒状担体を充填した下段のＦゾーン（濾過層）の２つの濾床室に分けられるとともに、Ｆゾーンの下に洗浄排水排出管を設け、生物反応時はＲゾーンの下から散気し（Ｆゾーンの下からは散気せず）、Ｆゾーンの洗浄時はＦゾーンの下から散気し、その際、Ｆゾーン（濾過層）洗浄排水を洗浄排水排出管からエアリフトポンプを介して引き抜きながら嫌気濾床槽（第一室）へ戻す構造である。この汚水浄化槽では、Ｆゾーン（濾過層）を洗浄するための水を貯める槽（すなわち、処理水槽）が実質的に不要である。
【０００３】
また、好気濾床槽よりも前槽の嫌気濾床槽（第一室及び第二室）に、いわゆる流量調整機能をもたせた汚水浄化槽も知られている（特開平６−２８５４８４号公報）。これらの汚水浄化槽は、旧来の汚水浄化槽よりも汚水を効率よく、安定に浄化処理でき、槽全体も小型化可能な特徴をもっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、これらの汚水浄化槽を発展させ、その性能を更に向上させることを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明の汚水の浄化方法は、上流側から、流量調整機能をもつ嫌気処理槽及び／又は流量調整槽、生物反応槽４、並びに消毒槽５を順に配列してなる汚水浄化槽を設け、前記嫌気処理槽及び／又は流量調整槽においては、供給される汚水（原水）を主として嫌気処理し、又は貯留し、前記生物反応槽４においては、（イ）前槽からの液の流入を止めつつ、散気部材７から曝気し生物反応槽４内に流動床を形成させながら処理する曝気反応と、（ロ）前槽から液を流入させつつ、散気部材７からは曝気せずに生物反応槽４内に固定床を形成させながら処理する非曝気反応と、を交互に行い（すなわち、間欠曝気処理をし）、前記消毒槽５においては、処理水を消毒し、そののち放流することを特徴とする、汚水の浄化方法である。
【００１１】
ここで、上記の非曝気反応時には、生物反応槽４内へ流入する液を下向きに流して固定床を通過させ、通過した液を槽下部に設けた連通口９から消毒槽５へと導くことが好ましい。  またこの際、固定床を通過した液は生物反応槽４の下部から嫌気処理槽や流量調整槽へ戻すことが好ましい。
【００１２】
更に、生物反応槽４よりも前の槽（すなわち、嫌気処理槽や流量調整槽）から生物反応槽４内へ液を流入させつつ、生物反応槽４の下部から槽内液を引き抜く場合、引き抜かれた槽内液の一部は生物反応槽４よりも前の槽（すなわち、嫌気処理槽や流量調整槽）へ戻すことが好ましい。
【００１３】
【作用】
散気部材７から生物反応槽４内へ曝気すると、槽内に充填された沈降性担体が撹拌流によって流動し、流動床が形成され、汚水（液）は好気的に生物処理（有機物の酸化、及びアンモニアの硝化）される。このとき、生物反応槽４内へは汚水（液）を流入させない。
散気部材７から生物反応槽４内へ曝気しないとき、すなわち、非曝気時には、沈降性担体は沈降して槽内に固定床が形成される。そして、生物反応槽４の上流の槽（流量調整機能をもつ嫌気処理槽又は流量調整槽）から生物反応槽４へ流入した液は、生物反応槽４で生物浄化された処理液を下方へ押し出しながら下向きに流れ、含まれる浮遊性固形物（ＳＳ）は固定床（沈降性担体）に捕捉される。固定床を通過した液は連通口９から出て、消毒槽５に導かれる。
このように、汚水（液）の流入は曝気反応時に行わず、非曝気反応時にだけ行うので、ＳＳの漏出は少ない。また、非曝気反応時において生物反応槽４内は嫌気状態となるので脱窒反応が進む。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を添付図面により更に具体的に説明する。図１は本発明の一例の汚水浄化槽の構成略図で曝気時のもの、図２はそれに対応する非曝気時のもので、図中における矢印は空気及び液の流れをそれぞれ示す。この図１及び図２で、系外から汚水浄化槽内へ流れ込む汚水の流入は省略した。
【００１５】
生物反応槽４内には、非曝気（非撹拌）時に沈降し、曝気（散気）・撹拌時には流動可能な「沈降性担体」が充填されている。このため、曝気・撹拌時には担体が生物反応槽４内で流動して流動床が形成され、非曝気（曝気停止）時には担体が沈降して固定床が形成される。ここで、使用される「沈降性担体」としては、小形状であって、網様円筒状、骨格様球状、円筒状、チューブ状、繊維絡み状等の種々の形状で、ＳＳ捕捉能の高い濾材が好ましく、そのようなものとしては、合成樹脂製の小形状成形体又は発泡体（連通気泡体や独立気泡体。好ましくは連通気泡体）がある。
【００１６】
これらの沈降性担体は生物反応槽４から流れ出ないように、生物反応槽４の上部及び下部に各々、液は通すが担体を通さない通水性部材８を配置している。
【００１７】
生物反応槽４の下部には、散気管等の散気部材７を配置している。曝気時には散気部材７から曝気し、非曝気時には曝気しない。曝気・非曝気はタイマー等の使用によって交互に周期的に行うことができる。
【００１８】
また、生物反応槽４の下部には、生物反応槽内の液を引き抜くための排出管１０の下端が配置され、その排出管１０の他端は移送ポンプ（エアリフトポンプ）１１を介して嫌気濾床槽（第一室）２へ戻す構造である。なお、液の戻り先は、嫌気濾床槽（第二室）３であってもよい。
【００１９】
嫌気濾床槽（第一室）２及び嫌気濾床槽（第二室）３は流量調整槽を兼ねており、流量調整ポンプ１２が嫌気濾床槽（第二室）３から生物反応槽４への移流管内に設置されている。嫌気濾床槽（第二室）３を通過した汚水は、エアリフトポンプにより揚水され分水計量後、生物反応槽４へ送液される。流量調整ポンプ１２はエアリフトポンプの代わりに、汎用の送水ポンプであってもよい。
【００２０】
嫌気濾床槽（第一室）２及び嫌気濾床槽（第二室）３にも充填材を充填し、濾床を形成させている。使用される充填材は、網様円筒状、骨格様球状、板状ヘチマ様、小円筒状、波板状等である。なお、嫌気濾床槽（第一室又は第二室）に代えて濾床のない嫌気処理槽であってもよい。
【００２１】
次に、汚水の流れを図１及び図２で説明する。汚水は、先ず、流入口１から嫌気濾床槽（第一室）２に入る。嫌気濾床槽（第一室）２とそれに続く嫌気濾床槽（第二室）３で夾雑物の除去と共に嫌気分解を受け、流量調整ポンプ１２により生物反応槽４へ送られる。流量調整ポンプ１２はブロワ（送風機）１３を制御している制御装置１４と連動しており、生物反応槽４の非曝気中だけ稼働して送液する。
【００２２】
非曝気時における生物反応槽４では、そこに充填されている沈降性担体が沈降し静止状態にあるため、固定床を形成している。流量調整ポンプ１２により送られた汚水（液）は、曝気時に好気処理された液を下方に押し出し、押し出された液は固定床を下向流で通過し、固定床内の担体によってＳＳが捕捉・除去されながら、連通口９から出て、消毒槽５へ導かれる。また、非曝気時には、生物反応槽４内は嫌気状態になるため、脱窒反応が起こり、窒素も除去される。
【００２３】
流量調整ポンプ１２により送られる汚水の量は、好ましくは生物反応槽４の容量以下とする。生物反応槽４の容量を越えて送液するとＳＳは除去できるものの、好気処理が行われず流出してしまうためである。
【００２４】
曝気時、生物反応槽内の散気部材７から空気（酸素含有気体）が吐出されていて、担体に付着した微生物により、主として、有機物の酸化・分解とアンモニアの硝化が進む。
【００２５】
（非曝気時に）担体に捕捉されたＳＳは、曝気時に担体から遊離して、生物反応槽４の底部に沈降する。沈降したＳＳは、生物反応槽４の下部に配置された排出管１０の下端から移送ポンプ（エアリフトポンプ）１１を介して引き抜かれる。このＳＳを含んだ液は嫌気濾床槽（第一室）２に返送される。液の引き抜きのタイミングは特に限定されないが、非曝気時に行うことが好ましい。非曝気時にはＳＳが沈降しやすいからである。この場合、引き抜く液の量は、生物反応槽４に流入する量よりも少なくする。
【００２６】
非曝気時、連通口９から押し出された生物処理後の処理水は、移流管１５を通過後、消毒槽５にて滅菌され、放流口６から放流される。
【００２７】
なお、図１及び図２の例では、流量調整機能をもつ嫌気処理槽及び／又は流量調整槽として、流量調整機能をもつ嫌気濾床槽（第一室）及び嫌気濾床槽（第二室）の例としたが、この他にも種々の態様があり得る。例えば、第一槽を嫌気濾床槽とし、第二槽を散気部材を設けた流量調整室（これには濾床を設ける場合と、設けない場合がある）とする例、これらの順序を逆にする例、嫌気処理槽か流量調整槽かのいずれか一槽のみを配置する例などである。流量調整室に散気部材を設けた場合は、流量調整室において好気的処理を付加することもできる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の汚水浄化槽を用いることにより、あるいは、本発明の汚水浄化方法によれば、汚水は嫌気処理槽又は流量調整槽において嫌気処理され、続いて、生物反応槽において曝気時に好気的に生物分解され、非曝気時にはＳＳが捕捉されるとともに、脱窒され、良好な処理水が安定して得られる。
【００２９】
また、生物反応槽に充填された担体はその全てが、その槽全体を使って、好気処理、ＳＳの捕捉、脱窒処理等に有効に利用されるため、生物反応槽（したがって、全体の汚水浄化槽）は小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例の汚水浄化槽の構成略図で、曝気時のもの。矢印は空気及び液の流れを示す。
【図２】図１に対応の汚水浄化槽の構成略図で、非曝気時のもの。矢印は空気及び液の流れを示す。
【図３】従来例の汚水浄化槽の構成略図。
【符号の説明】
１：流入口                  ２：嫌気濾床槽（第一室）
３：嫌気濾床槽（第二室）    ４：生物反応槽
５：消毒槽                  ６：放流口
７：散気部材（散気管）      ８：通水性部材
９：連通口                １０：排出管
１１：移送ポンプ（エアリフトポンプ）
１２：流量調整ポンプ      １３：ブロワ（送風機）
１４：制御装置            １５：移流管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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