(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性汚泥による生物処理を行なう反応部の槽内混合液を、活性汚泥および汚泥中の異物の流入を抑制する分離手段を通して溶解部に供給して溶解部の汚泥濃度を反応部の汚泥濃度より低い汚泥濃度に維持し、溶解部で槽内混合液を曝気し、酸素が溶解した槽内混合液を反応部へ供給することを特徴とする散気方法。
【請求項２】
活性汚泥による生物処理を行なう反応部と、散気管を配置した溶解部と、反応部の槽内混合液を活性汚泥および汚泥中の異物の流入を抑制して溶解部に供給し、溶解部の汚泥濃度を反応部の汚泥濃度より低い汚泥濃度に維持する分離手段と、溶解部から反応部へ槽内混合液を返送する循環系を備えたことを特徴とする散気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、散気方法および散気装置に関し、水処理技術で特に曝気槽の活性汚泥に酸素を供給する技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、活性汚泥法の一つである膜分離活性汚泥法においては、曝気槽内に浸漬した膜分離装置の下方に散気装置を配置し、散気装置から散気する空気によって曝気槽内の活性汚泥を含む槽内混合液を曝気しており、散気した空気の上昇によって生じる固気液混相の上向流によって膜分離装置の膜面を洗浄している。
【０００３】
膜分離活性汚泥法で生物処理に必要な酸素は、活性汚泥への酸素溶解効率をもとに設定された曝気空気量を所定の曝気ブロアで供給することで確保している。この酸素溶解効率を高くすることは曝気ブロアのダウンサイズ、曝気時間の縮小による省電力化となり望ましいことである。
【０００４】
このために、散気管の空気噴出口の口径を小さくし、微細な空気の気泡を発生させたり、あるいは機械攪拌装置を併設して強力な水流によって散気管から散気した空気の気泡を細かくする分散している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、機械攪拌装置によって気泡を細かくするには、機械攪拌装置を駆動するための動力を必要とし、動力効率の面から実用的な気泡のサイズには限界がある。また、散気管の空気噴出口の口径を小さくすると、散気停止時に散気管に逆流入する水中の不純物質によって空気噴出口が閉塞することが起こり易くなり、散気管における開口度が低下して一部の空気噴出口から集中して空気が噴出し、その箇所における気泡が大きくなる。さらに、活性汚泥中では水と気体との界面を通じて溶解現象が起るが、そこに汚泥が介在すると汚泥が水と気体の接触を阻害し、汚泥の性質によっては酸素溶解効率が大きく低下した。
【０００６】
本発明は上記した課題を解決するものであり、汚泥の悪影響を排除し、細かな気泡を長時間にわたって槽内に滞留させ、酸素溶解効率を高めることができる散気方法および散気装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明の散気方法は、活性汚泥による生物処理を行なう反応部の槽内混合液を、活性汚泥および汚泥中の異物の流入を抑制する分離手段を通して溶解部に供給して溶解部の汚泥濃度を反応部の汚泥濃度より低い汚泥濃度に維持し、溶解部で槽内混合液を曝気し、酸素が溶解した槽内混合液を反応部へ供給するものである。
【０００８】
上記した構成において、分離手段はスクリーン、不織布、膜等からなり、この分離手段を通して反応部の槽内混合液を溶解部に供給することで、反応部における活性汚泥および汚泥中の異物が溶解部へ流入することを抑制し、溶解部における槽内混合液の汚泥性状を異物を含まないものに改質するとともに低い汚泥濃度に維持する。
【０００９】
このため、溶解部においては、槽内混合液中の汚泥濃度が低くなり、散気管の空気噴出口を閉塞するような異物がないので、散気管の空気噴出口の口径を小さくして空気を微小な気泡として散気する状態を長期にわたって継続することができ、散気する空気を微小な気泡とすることで酸素溶解効率を高めることができる。さらに、水と気体との界面を通じた溶解現象を阻害する汚泥が少ないので酸素溶解効率が高くなる。槽内混合液は溶解部と反応部とを循環して十分な溶存酸素の下で生物反応により処理される。
【００１０】
請求項２に係る本発明の散気装置は、活性汚泥による生物処理を行なう反応部と、散気管を配置した溶解部と、反応部の槽内混合液を活性汚泥および汚泥中の異物の流入を抑制して溶解部に供給し、溶解部の汚泥濃度を反応部の汚泥濃度より低い汚泥濃度に維持する分離手段と、溶解部から反応部へ槽内混合液を返送する循環系を備えたものである。
【００１１】
上記した構成により、反応部の槽内混合液は分離手段を通して溶解部へ流れ、溶解部で散気管から散気する空気で曝気された後に、溶解部の槽内混合液が循環系を通して反応部へ循環し、この循環を繰り返すうちに主として反応部において生物処理される。
【００１２】
この循環において、溶解部の槽内混合液は、スクリーン、不織布、膜等の分離手段で反応部の槽内混合液中の活性汚泥および汚泥中の異物が溶解部へ流入することを抑制することで、その汚泥性状が異物を含まないものに改質されるとともに汚泥濃度が低くなる。このため、散気管の空気噴出口を閉塞するような異物がなくなることで、散気管の空気噴出口の口径を小さくすることが可能となり、空気を微小な気泡として散気する状態を長期にわたって継続することができ、微小な気泡によって酸素溶解効率が高まる。さらに、水と気体との界面を通じた溶解現象を阻害する汚泥が少ないので酸素溶解効率が高まる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、槽体１の内部にはスクリーン、不織布、分離膜などからなる分離手段２で囲んで溶解部３を形成しており、溶解部３の周囲に分離手段２を介して連通する反応部４を形成している。
【００１４】
溶解部３（反応部４でも可能）には被処理水を供給する流入配管５が開口し、反応部４には処理水を取り出す流出配管６が開口しており、溶解部３にはブロア７に接続した散気管８を配置している。溶解部３と反応部４の間には循環ポンプ９を有する循環系１０を設けている。循環系１０は基端において溶解部３の底部に連通し、先端において反応部４の底部に連通している。
【００１５】
上記した構成により、循環ポンプ９により循環系１０を通して溶解部３の槽内混合液を反応部４へ循環することで、溶解部３の水位を反応部４の水位より低く維持して双方の間に水頭差を発生させる。
【００１６】
この状態で反応部４の槽内混合液は前記水頭差を駆動圧力として分離手段２を通過して溶解部３へ流入する。このとき、分離手段２が反応部４の槽内混合液中の活性汚泥および汚泥中の異物が溶解部３へ流入することを抑制するので、溶解部３における槽内混合液の汚泥性状が異物を含まないものに改質されるとともに汚泥濃度が低くなる。
【００１７】
溶解部３ではブロア７から供給する空気が散気管８から噴出し、この空気で槽内混合液を曝気する。このとき、溶解部３の槽内混合液はその汚泥濃度が低く異物を含まない性状であるので散気管８の空気噴出口が閉塞する事態が生じず、空気噴出口の口径を小さくすることが可能となり、空気を微小な気泡として散気する状態を長期にわたって継続することができ、微小な気泡によって酸素溶解効率が高まる。さらに、水と気体との界面を通じた溶解現象を阻害する汚泥が少ないので酸素溶解効率が高まる。
【００１８】
また、槽底部に開口する循環系１０が槽内混合液を吸引することで、槽内混合液は上部領域から下部領域に向けて下向流で流れる。一方、散気管８から散気する空気が下部領域から上部領域に向けて上昇するので、槽内混合液と曝気空気が気液向流接触となる。このため、空気の気泡の上昇が槽内混合液の下向流により抑制されて気泡の槽内滞留時間が長くなり、酸素溶解効率が高まる。
【００１９】
溶解部３で十分に酸素が溶解した槽内混合液は、溶解部３から循環系１０を通して反応部４へ循環し、十分な溶存酸素の下で生物反応により処理される。
このとき、槽内混合液が反応部４へ底部から上向流で流入することで、反応部４の槽内混合液が攪拌されて活性汚泥と酸素および汚濁物質との反応効率が高まり生物反応が促進される。このため、循環ポンプ９の動力を無駄なく反応効率の向上に寄与させることができる。槽内混合液は、溶解部３と反応部４を循環する間に主として反応部４において生物処理されるが、溶解部３においても生物反応は生じる。
【００２０】
図２に本発明の他の実施の形態を示す。図２において、溶解部３と反応部４はそれぞれ独立した槽体として設けており、自然流下系１１を通して溶解部３を反応部４に接続し、循環ポンプ９を備えた循環系１０を通して反応部４を溶解部３に接続し、循環系１０に槽外型の膜分離装置１２を介装している。
【００２１】
この構成においては、循環ポンプ９により循環系１０、膜分離装置１２を通して反応部４の槽内混合液を溶解部３へ循環し、分離手段２が反応部４の槽内混合液中の活性汚泥および汚泥中の異物が溶解部３へ流入することを防止することで、溶解部３における槽内混合液をその汚泥性状が異物を含まないものに改質するとともに汚泥濃度を低く維持する。他の作用効果は先の実施の形態と同様である。また、反応部４の処理水の取り出しにおいては、別途に槽外に膜分離装置を設け手も良く、反応部４の内部に浸漬型膜分離装置を配置しても良い。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、分離手段で反応部の槽内混合液中の活性汚泥および汚泥中の異物が溶解部へ流入することを抑制し、溶解部の槽内混合液の汚泥性状を改質して汚泥濃度を低くすることにより、異物による散気管の空気噴出口の噴出が生じず、散気管の空気噴出口の口径を小さくして微小な空気の気泡を散気する状態を長期にわたって継続することができ、微小な気泡によって酸素溶解効率を高めることができる。さらに、水と気体との界面を通じた溶解現象を阻害する汚泥を排除することで酸素溶解効率を高めることができる。溶解部において槽内混合液を下向流で流すことで散気管から散気する空気と気液向流接触となり、空気の気泡の上昇を下向流により抑制して気泡の槽内滞留時間を長くし、酸素溶解効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における散気装置を示す模式図である。
【図２】本発明の他の実施の形態における散気装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１    槽体
２    分離手段
３    溶解部
４    反応部
５    流入配管
６    流出配管
７    ブロア
８    散気管
９    循環ポンプ
１０    循環系
１１    自然流下系
１２    膜分離装置
【図１】
0004651201.tif 000002
【図２】
0004651201.tif 000003