(57)【要約】【課題】  磁気分離法を効果的に導入して余剰汚泥の削減や水処理効率の向上を図れる排水処理装置及び磁性粉含有活性汚泥を効率よく分離できる磁気分離装置を提供する。【解決手段】  排水処理装置は、磁性粉含有活性汚泥で水処理を行う好気処理槽と、該好気処理槽から流出する活性汚泥懸濁液中の磁性粉含有活性汚泥を分離する磁気分離手段と、磁気分離手段で分離した磁性粉含有活性汚泥を好気処理槽の上流部に返送する経路と、磁気分離手段から流出した活性汚泥懸濁液中に残留する磁性粉含有活性汚泥を分離する固液分離手段と、固液分離手段で磁性粉含有活性汚泥から分離した処理水を抜き出す経路と、固液分離手段で分離した磁性粉含有活性汚泥を好気処理槽に返送する経路と、該経路の磁性粉含有活性汚泥に可溶化処理、減容化処理を行う手段とを備えている。磁気分離装置は、磁性体を架台から吊した状態で支持する。【選択図】  図１
2005161161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性粉を添加した磁性粉含有活性汚泥によって水処理を行う好気処理槽と、該好気処理槽の流出部に設けられて該流出部から流出する活性汚泥懸濁液中の磁性粉含有活性汚泥を磁力によって液中から分離する磁気分離手段と、該磁気分離手段で分離した磁性粉含有活性汚泥を前記好気処理槽の上流部に返送する経路と、該磁気分離手段から流出した活性汚泥懸濁液中に残留する磁性粉含有活性汚泥を液中から分離する固液分離手段と、該固液分離手段で磁性粉含有活性汚泥から分離した処理水を抜き出す経路と、該固液分離手段で分離した磁性粉含有活性汚泥を前記好気処理槽の上流部に返送する経路と、前記固液分離手段で分離して前記好気処理槽の上流部に返送する磁性粉含有活性汚泥の少なくとも一部に対して可溶化処理、減容化処理を行う可溶化・減容化手段とを備えていることを特徴とする排水処理装置。
【請求項２】
活性汚泥懸濁液中の磁性粉含有活性汚泥を磁力によって液中から分離する磁気分離装置であって、該磁気分離装置は、活性汚泥懸濁液の流入部及び流出部を有する磁気分離槽と、外周面に磁石を配置した横型回転ドラムと、該横型回転ドラムに付着した磁性粉含有活性汚泥を掻き落とすスクレーパーと、スクレーパーで掻き落とした磁性粉含有活性汚泥を回収する汚泥回収トラフと、磁気分離槽の上部に掛け渡された架台と、該架台に設置された前記横型回転ドラム駆動用の駆動装置と、該架台の下部に設けられた支持腕とを有し、該支持腕は、前記横型回転ドラムの回転軸を前記磁気分離槽内の液面上に位置させた状態で回転可能に支持する軸受部を備えていることを特徴とする磁気分離装置。
【請求項３】
活性汚泥懸濁液中の磁性粉含有活性汚泥を磁力によって液中から分離する磁気分離装置であって  該磁気分離装置は、活性汚泥懸濁液の流入部及び流出部を有する磁気分離槽と、表面に磁石を配置した複数枚の回転円盤と、該回転円盤に付着した磁性粉含有活性汚泥を掻き落とすスクレーパーと、スクレーパーで掻き落とした磁性粉含有活性汚泥を回収する汚泥回収トラフと、前記磁気分離槽の上部に掛け渡された架台と、該架台に設置された前記回転円盤駆動用の駆動装置と、該架台の下部に設けられた支持腕とを有し、該支持腕は、前記回転円盤の回転軸を前記磁気分離槽内の液面上に位置させた状態で回転可能に支持する軸受部を備えていることを特徴とする磁気分離装置。
【請求項４】
活性汚泥懸濁液中の磁性粉含有活性汚泥を磁力によって液中から分離する磁気分離装置であって、該磁気分離装置は、活性汚泥懸濁液の流入部及び流出部を有する磁気分離槽と、表面に磁石を配置した無端状ベルトと、該無端状ベルトに付着した磁性粉含有活性汚泥を掻き落とすスクレーパーと、スクレーパーで掻き落とした磁性粉含有活性汚泥を回収する汚泥回収トラフと、前記磁気分離槽の上部に掛け渡された架台と、該架台に設置された前記無端状ベルト駆動用の駆動装置と、該架台の下部に設けられた支持腕とを有し、該支持腕は、前記無端状ベルトの駆動軸を前記磁気分離槽内の液面上に位置させた状態で回転可能に支持する軸受部を備えていることを特徴とする磁気分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水処理装置及び磁気分離装置に関し、詳しくは、排水や下水等の水処理を、磁性粉を添加した活性汚泥によって行う排水処理装置及び磁性粉を添加した汚泥を活性汚泥懸濁液から分離するための磁気分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水や有機排水の処理法として、従来から活性汚泥法が広く行われている。この方法は、基本的に、下水等に含まれる有機物を曝気槽等の処理槽で活性汚泥により分解した後、最終沈殿池で活性汚泥を重力により沈降分離し、ここで分離した活性汚泥を処理槽に返送するという型式となっている。このような活性汚泥法において、近年は、処理水と活性汚泥とを分離する手段として、活性汚泥に磁性粉を添加することによって活性汚泥に着磁性を付与するとともに、この活性汚泥を永久磁石に磁着させて処理水から分離する磁気分離方法・装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特公昭６３−５９７５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
磁気分離方法を適用した従来の一般的な排水処理装置において、磁気分離装置のみで活性汚泥を分離するようにした場合は、高い磁気分離性能が要求されるため、磁気分離装置の大型化やコストアップを招いてしまう。また、一般的な活性汚泥法で１００ｋｇの有機物を処理すれば、およそ４０〜７０ｋｇの余剰汚泥が発生するが、この余剰汚泥をそのまま系外に引き抜いて処理してしまうと、余剰汚泥に付着した磁性粉も系外に排出されてしまうため、頻繁に磁性粉を添加しなければならず、運転コストの上昇を招くことになる。
【０００４】
そこで本発明は、活性汚泥法による排水処理装置に磁気分離法を効果的に導入することにより、余剰汚泥の発生量を大幅に削減でき、水処理効率の向上も図ることができる排水処理装置を提供するとともに、磁性粉を添加した活性汚泥（磁性粉含有汚泥）を効率よく分離することができる磁気分離装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の排水処理装置は、磁性粉を添加した磁性粉含有活性汚泥によって水処理を行う好気処理槽と、該好気処理槽の流出部に設けられて該流出部から流出する活性汚泥懸濁液中の磁性粉含有活性汚泥を磁力によって液中から分離する磁気分離手段と、該磁気分離手段で分離した磁性粉含有活性汚泥を前記好気処理槽の上流部に返送する経路と、該磁気分離手段から流出した活性汚泥懸濁液中に残留する磁性粉含有活性汚泥を液中から分離する固液分離手段と、該固液分離手段で磁性粉含有活性汚泥から分離した処理水を抜き出す経路と、該固液分離手段で分離した磁性粉含有活性汚泥を前記好気処理槽の上流部に返送する経路と、前記固液分離手段で分離して前記好気処理槽の上流部に返送する磁性粉含有活性汚泥の少なくとも一部に対して可溶化処理、減容化処理を行う可溶化・減容化手段とを備えていることを特徴としている。
【０００６】
また、本発明の磁気分離装置は、第１の構成として、活性汚泥懸濁液中の磁性粉含有活性汚泥を磁力によって液中から分離する磁気分離装置であって、該磁気分離装置は、活性汚泥懸濁液の流入部及び流出部を有する磁気分離槽と、外周面に磁石を配置した横型回転ドラムと、該横型回転ドラムに付着した磁性粉含有活性汚泥を掻き落とすスクレーパーと、スクレーパーで掻き落とした磁性粉含有活性汚泥を回収する汚泥回収トラフと、磁気分離槽の上部に掛け渡された架台と、該架台に設置された前記横型回転ドラム駆動用の駆動装置と、該架台の下部に設けられた支持腕とを有し、該支持腕は、前記横型回転ドラムの回転軸を前記磁気分離槽内の液面上に位置させた状態で回転可能に支持する軸受部を備えていることを特徴としている。
【０００７】
本発明の磁気分離装置の第２の構成は、活性汚泥懸濁液中の磁性粉含有活性汚泥を磁力によって液中から分離する磁気分離装置であって  該磁気分離装置は、活性汚泥懸濁液の流入部及び流出部を有する磁気分離槽と、表面に磁石を配置した複数枚の回転円盤と、該回転円盤に付着した磁性粉含有活性汚泥を掻き落とすスクレーパーと、スクレーパーで掻き落とした磁性粉含有活性汚泥を回収する汚泥回収トラフと、前記磁気分離槽の上部に掛け渡された架台と、該架台に設置された前記回転円盤駆動用の駆動装置と、該架台の下部に設けられた支持腕とを有し、該支持腕は、前記回転円盤の回転軸を前記磁気分離槽内の液面上に位置させた状態で回転可能に支持する軸受部を備えていることを特徴としている。
【０００８】
本発明の磁気分離装置の第３の構成は、活性汚泥懸濁液中の磁性粉含有活性汚泥を磁力によって液中から分離する磁気分離装置であって、該磁気分離装置は、活性汚泥懸濁液の流入部及び流出部を有する磁気分離槽と、表面に磁石を配置した無端状ベルトと、該無端状ベルトに付着した磁性粉含有活性汚泥を掻き落とすスクレーパーと、スクレーパーで掻き落とした磁性粉含有活性汚泥を回収する汚泥回収トラフと、前記磁気分離槽の上部に掛け渡された架台と、該架台に設置された前記無端状ベルト駆動用の駆動装置と、該架台の下部に設けられた支持腕とを有し、該支持腕は、前記無端状ベルトの駆動軸を前記磁気分離槽内の液面上に位置させた状態で回転可能に支持する軸受部を備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の排水処理装置によれば、活性汚泥法による水処理において、活性汚泥の分離を、磁力による磁気分離と通常の固液分離との二段階で行うことにより、磁気分離で活性汚泥の全量を分離する必要がなくなるので磁気分離手段の大幅な小型化及び低コスト化が図れる。さらに、好気処理槽に返送する活性汚泥の一部に対して可溶化処理、減容化処理あるいは必要に応じて殺菌処理を行うことにより、返送汚泥の一部を好気処理槽での生物処理によって分解することができるので、余剰汚泥の発生を軽減することができる。
【００１０】
また、本発明の磁気分離装置は、前述のように形成した好気処理槽の流出部に設けられる磁気分離槽の上部に架台を掛け渡すとともに、この架台の下部に設けた支持腕によって横型回転ドラムや回転円盤、無端状ベルト等を吊り下げるように形成することにより、磁気分離装置のユニット化が可能となり、設備コスト、設置コスト等の削減が図れ、さらに、磁気分離装置の点検等も架台上から行えるようになるので、保守作業の効率向上を図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明の排水処理装置の一形態例を示す概略縦断面図、図２は同じく概略平面図、図３は本発明で使用する磁気分離手段の基本的構成を示す説明図である。
【００１２】
この排水処理装置は、最初沈殿地等で懸濁成分等を除去した原水に磁性粉を添加した活性汚泥（磁性粉含有活性汚泥）を加えて曝気処理を行うことにより水の浄化処理を行う好気処理槽１１と、該好気処理槽１１から流出する活性汚泥懸濁液中に含まれる活性汚泥の大部分を磁力によって液中から分離する磁気分離手段１２と、該磁気分離手段１２から流出した活性汚泥懸濁液中の活性汚泥の残部を液中から分離する固液分離手段としての最終沈殿池１３とを一体的に形成したものであって、好気処理槽１１の底部には、複数の散気管１４が設けられている。
【００１３】
また、磁気分離手段１２には、該磁気分離手段１２で分離した磁性粉含有活性汚泥を好気処理槽１１の上流部、本形態例では原水流入管１５に向けて返送する磁気分離汚泥返送経路１６が設けられ、最終沈殿池１３には、該最終沈殿地で分離した磁性粉含有活性汚泥を前記原水流入管１５に向けて返送する沈降分離汚泥返送経路１７が設けられている。なお、好気処理槽１１は、幅が５〜１０ｍ、長さが５０〜１５０ｍ程度であり、また、最終沈殿地１３の長さは２０ｍ程度である。また、最終沈殿池１３の流入部には、流入ゲート１３ａ及び整流板１３ｂが設けられており、下流側上部には処理水流出部１３ｃが設けられている。
【００１４】
好気処理槽１１で水処理を行う活性汚泥には、磁気分離手段１２で活性汚泥を磁気分離可能な状態とするため、あらかじめ磁性粉が添加混合されており、活性汚泥に磁性粉を吸着保持させた状態にしておく必要がある。使用する磁性粉には、適当なものを選定できるが、１０μｍ以上の大きさの磁性粉は活性汚泥に対して重すぎるため、重力によって活性汚泥から分離してしまうことが多いので、これよりも小さなものが好ましく、通常は０．０５〜２μｍの範囲のものが最適である。超微粒子状の磁性粉を使用することも可能であるが、磁性粉のコストが上昇するので好ましくない。
【００１５】
また、磁性粉の保磁力は、０〜２００Ｏｅが適当であり、保磁力が大き過ぎる磁性粉は、自身の磁力によって凝集し、活性汚泥から分離して沈降してしまう欠点がある。さらに、長期の使用を考慮すると、常温の水中で溶解したり、変質したりすることがほとんどない酸化物系の磁性粉を使用することが好ましく、特に、コスト等を考慮すると、粒径が０．１〜１．０μｍ、例えば０．４μｍ程度の四三酸化鉄粉が最適である。
【００１６】
磁性粉の濃度（添加量）は、低すぎると活性汚泥を分離するために超電導磁石のような強力な磁石が必要となり、逆に濃度が高すぎると磁性粉のコストが上昇することになるので、活性汚泥のＭＬＶＳＳが１に対して０．０１から１０の濃度範囲になるようにすることが好ましく、通常は、活性汚泥のＭＬＶＳＳと同程度の濃度となるように設定すればよい。
【００１７】
このような磁性粉は、好気処理槽１１等の適当な位置で活性汚泥懸濁液中に投入すると、直ちに活性汚泥に吸着保持された状態となり、磁石に引き寄せられる磁性粉含有活性汚泥となる。この磁性粉含有活性汚泥は、そのほとんどあるいは全量が返送汚泥と共に循環するので、活性汚泥懸濁液への磁性粉の添加混合は、通常は、磁気分離を開始する前に１回だけ行えばよいが、水処理施設の状況に応じて適宜追加することもできる。また、磁性粉を添加する際には、系内を循環する活性汚泥の全体に満遍なく磁性粉が吸着するように、活性汚泥を循環させながら適当な量の磁性粉を適当な間隔で添加することが好ましい。
【００１８】
好気処理槽１１で浄化処理された曝気処理水と活性汚泥とが混合した活性汚泥懸濁液は、磁気分離手段１２のみで分離することも可能ではあるが、本形態例では、磁気分離手段１２と最終沈殿池１３との二段階で分離処理を行うようにしている。したがって、磁気分離手段１２では、活性汚泥懸濁液中の磁性粉含有活性汚泥の全量を磁気分離する必要はなく、磁性粉含有活性汚泥の濃度と最終沈殿池１３の負荷とに応じて、液中に存在する磁性粉含有活性汚泥の半分以上、すなわち、５０〜９９．５％を分離できるようにしておけばよい。
【００１９】
磁性粉含有活性汚泥を懸濁液中から分離するための磁気分離手段１２には、様々な方式のものを利用することができる。例えば、図３の説明図に示すように、汚泥懸濁液の流入部２１及び処理液の流出部２２を有する磁気分離槽２３と、外周面に磁石を配置した回転ドラム２４と、回転ドラム２４に付着した磁性粉含有汚泥２５を掻き落とすスクレーパー２６と、スクレーパー２６で掻き落とした磁性粉含有汚泥２５を回収する汚泥回収トラフ２７とを備えた磁気分離装置を使用することができる。なお、前記回転ドラム２４には、図示しない駆動用のモーター等が接続されている。
【００２０】
前記回転ドラム２４のような磁気分離手段１２に使用する磁石は、超電導磁石や電磁石等の特殊な磁石を採用することもできるが、一般的で、安価に入手が可能な永久磁石、例えばフェライト磁石を用いることができる。また、フェライト磁石を用いたプラスチック製磁石は安定しているので、露出した状態でも使用可能であるが、設置場所の状況によっては、表面を耐久性、耐食性等に優れた材料で被覆しておくことが好ましい。なお、ネオジウム磁石やコバルトサマリウム磁石等は、強力な磁石であるが、腐食し易いので防食被覆を施しておく必要がある。防食被覆は、耐久性、耐食性に優れた樹脂によるコーティングや、ＳＵＳ３０４等のステンレス板による被覆等の各種方法を採用することができる。
【００２１】
前記回転ドラム２４のドラム周面における磁極の配列は、２〜２０ｍｍの着磁間隔でＮ極とＳ極とを交互に配列した状態とすることが好ましい。この着磁間隔が狭くなると磁性粉含有汚泥の飽和付着量が減少し、着磁間隔が広くなると磁性粉含有汚泥の付着力が弱くなる。回転ドラム２４の大きさ（直径及び長さ）や磁気分離処理時の回転数は任意であり、処理量に応じて選定することが可能で、設置スペースや製造コスト、運転コスト等を考慮して設定すればよい。
【００２２】
磁力により懸濁液から分離した磁性粉含有汚泥の回収は、磁石の構造や形状に応じて任意の方法で行うことができ、板状、円盤状、棒状等の様々な形状の磁石と、これらの磁石の形状等に合わせた汚泥回収手段とを組み合わせることができるが、前記回転ドラム２４とスクレーパー２６との組み合わせにより、磁気分離した磁性粉含有汚泥２５を連続状態で容易に回収することができる。また、回転ドラム形状の磁石を使用することにより、装置構成も単純化でき、磁気分離装置の製作コストが削減できるだけでなく、保守点検も容易に行うことができる。
【００２３】
活性汚泥を構成する微生物の中で、磁性粉を保持しやすいフロック形成菌は、そのほとんどが磁気分離手段１２で分離するが、単独では磁性粉を保持できない糸状菌や分散性の微生物は、その多くが磁気分離手段１２を通過して最終沈殿池１３で沈降分離することになる。したがって、磁気分離手段１２と最終沈殿池１３とを組み合わせることにより、より確実に活性汚泥を処理水から分離することができる。
【００２４】
したがって、磁気分離手段１２で分離回収したフロック形成菌のみを好気処理槽１１に返送することにより、好気処理槽１１内の活性汚泥をフロック形成菌を主としたものとすることができるので、バルキングの発生を防止することができる。しかし、この場合は、最終沈殿池１３から余剰汚泥が発生することになる。
【００２５】
この余剰汚泥の発生を防止するため、前記沈降分離汚泥返送経路１７の途中に、好気処理槽１１に返送する活性汚泥の一部又は全量に対して可溶化処理、減容化処理を行う可溶化・減容化手段１８を設け、この可溶化・減容化手段で、粉砕等の機械的処理、オゾン処理、塩素処理、過酸化水素処理、超音波処理、熱処理、アルカリ処理、アルカリと超音波の併用処理、アルカリと熱の併用処理等の処理を施してから好気処理槽１１に返送することにより、系内の活性汚泥濃度を適当な範囲に維持できるとともに、バルキングの原因菌となる糸状菌等を駆除することができ、最終沈殿池１４から余剰汚泥が発生することもなくなる。なお、磁気分離汚泥返送経路１６から返送される活性汚泥の一部に対しても、可溶化処理、減容化処理を行うようにしてもよい。
【００２６】
このように形成した排水処理装置に流入する原水は、スクリーン、最初沈殿池等で懸濁成分等を分離除去された後、磁気分離汚泥返送経路１６及び沈降分離汚泥返送経路１７から返送される活性汚泥と合流して好気処理槽１１に流入する。原水中の有機物等は、好気処理槽１１での曝気処理により、活性汚泥で処理されて浄化される。曝気処理後の活性汚泥懸濁液は、好気処理槽１１の最下流部に設けられている前記磁気分離手段１２に流入し、懸濁液中の磁性粉含有活性汚泥の大部分が磁気分離される。磁気分離手段１２で分離した磁性粉含有活性汚泥は、磁気分離汚泥返送経路１６を通って好気処理槽１１の上流部に返送され、残部の磁性粉含有活性汚泥を含む活性汚泥懸濁液は、最終沈殿地１３に流入する。
【００２７】
磁気分離手段１２から最終沈殿地１３に流入した活性汚泥懸濁液は、重力沈降によって汚泥と処理水とが分離し、分離した処理水は、上部の処理水流出部１３ｃから経路１９に抜き出され、底部に沈殿した磁性粉含有活性汚泥は、沈降分離汚泥返送経路１７を通って好気処理槽１１の上流部に返送される。
【００２８】
磁気分離手段１２における活性汚泥の分離量は、好気処理槽１１における活性汚泥の増殖分と自己酸化とのバランス、及び、最終沈殿池１３の負荷に応じて設定されるものであるが、通常は、最終沈殿池１３に流入する活性汚泥懸濁液中の活性汚泥濃度が３０００ｍｇ／Ｌ以下、好ましくは２０００ｍｇ／Ｌ以下、特に、１５００ｍｇ／Ｌ以下になるように設定することが好ましい。
【００２９】
一般的に、下水処理場の好気処理槽１１に流入する下水のＢＯＤ濃度は、１００〜２００ｍｇ／Ｌ程度である。この負荷条件における好気処理槽１１では、活性汚泥濃度が５０００〜１００００ｍｇ／Ｌの範囲となったときに、活性汚泥の増殖分と自己酸化とがバランスして余剰汚泥がほとんど発生しない状態となる。したがって、磁気分離手段１２によって活性汚泥の８０％を分離することにより、最終沈殿池１３に流入する活性汚泥濃度を１０００〜２０００ｍｇ／Ｌとすることができる。この活性汚泥濃度範囲ならば、最終沈殿池１３において十分な沈降分離を行うことが可能となる。
【００３０】
このとき、磁気分離手段１２及び最終沈殿池１３で分離した活性汚泥の全量を好気処理槽１１に返送しても、通常の条件の場合は、活性汚泥自身の増殖分と自己酸化とのバランスによって活性汚泥濃度の上昇が自動的に停止するので、活性汚泥濃度の維持管理を不要なものとすることができる。このとき、平衡状態にある活性汚泥濃度は、負荷変動に伴って自然に変動するが、最大負荷のときでも最終沈殿池１３の許容汚泥濃度を超えないように磁気分離手段１２での活性汚泥分離量を設定しておくことにより、負荷変動に関係なく水処理を継続することができる。
【００３１】
さらに、磁気分離手段１２で活性汚泥の大部分を分離することにより、好気処理槽１１における活性汚泥濃度がある程度高くなっても、最終沈殿池１３が許容汚泥濃度以上になることを防止できるので、外部からの余剰汚泥を好気処理槽１１に投入して自己酸化させるマイナスエミッションも可能である。
【００３２】
また、雨水の流入によって最終沈殿池１３に流入する水量が増加するような場合でも、磁性粉を吸着した活性汚泥は、通常の活性汚泥よりも比重が大きく沈降性が良好なため、さらに、前述のようにフロック形成菌を優先的に増殖させることができるため、最終沈殿池１３で十分な沈降分離を行うことができる。例えば、磁気分離手段１２の能力を、雨水による流量増加時でも最終沈殿池１３に流入するＭＬＶＳＳ濃度が１０００ｍｇ／Ｌ程度になるように設定しておけば、通常３〜４時間程度に設定されている最終沈殿池１３の滞留時間が半分程度になっても、沈降分離への悪影響をほとんどなくすことができる。
【００３３】
加えて、磁気分離手段１２は、磁性粉含有活性汚泥の全量を分離する必要がないため、極めて短時間で所要量の活性汚泥を分離することができ、例えば、磁性粉含有活性汚泥の分離除去率が９９．５％の場合でも、数秒から数十秒で磁気分離処理ができるから、最終沈殿池１２の容積の１／１００〜１／１００００程度の容積で処理可能となる。したがって、既存の水処理施設における好気処理槽１１と最終沈殿池１３との間に、小規模な改造で磁気分離手段１２を設置することが可能であるから、新設の水処理施設への適用だけでなく、既存の水処理施設への適用も容易である。
【００３４】
また、本形態例では、磁気分離手段後段の固液分離手段として、活性汚泥を重力により沈降分離する最終沈殿池１３を例示したが、この固液分離手段として膜分離を採用した場合でも、膜の目詰まりを抑制し、洗浄操作の間隔を従来より広くとることが可能となるので、膜の長寿命化等が図れ、膜分離におけるコストを削減することができる。さらに、磁気分離汚泥返送経路１６と沈降分離汚泥返送経路１７とを、一つに纏めることもできる。
【００３５】
図４及び図５は、本発明の磁気分離装置の第１形態例を示すもので、図４は一部断面正面図、図５は概略側面図である。本形態例に示す磁気分離装置は、前記図３に示した磁気分離手段１３と同様に、外周面に磁石を配置した回転ドラムによって磁性粉含有活性汚泥を分離するようにしている。
【００３６】
この磁気分離装置は、活性汚泥懸濁液の流入部３１及び流出部３２を有する磁気分離槽３３と、外周面に磁石を配置した２個の横型回転ドラム３４と、該横型回転ドラム３４に付着した磁性粉含有活性汚泥を掻き落とすスクレーパー３５と、スクレーパー３５で掻き落とした磁性粉含有活性汚泥を回収する汚泥回収トラフ３６と、磁気分離槽３３の上部に掛け渡された架台３７と、該架台３７上に設置された横型回転ドラム駆動用の駆動装置３８と、該架台３７の下部に設けられた支持腕３９と、該支持腕３９の下端に設けられた軸受部４０とを備えている。
【００３７】
前記流入部３１には、多数の通孔からなるスクリーン４１が設けられており、磁気分離槽３３内に粗大な夾雑物が侵入しないようにしている。また、流出部３２の下部には液受け４２が設けられており、ドラム側方に設けられた分離液移送部４３に接続している。さらに、汚泥回収トラフ３６もドラム側方に設けられた分離汚泥移送部４４に接続している。この磁気分離装置を、前述のような排水処理装置に設置した場合、分離液移送部４３は最終沈殿池１３の流入ゲート１３ａに接続され、分離汚泥移送部４４は磁気分離汚泥返送経路１６に接続されることになる。
【００３８】
横型回転ドラム３４は、ＳＳ４００やＳＵＳ４１０等の磁性体からなるドラム本体４５の外周面にプラスチック製永久磁石４６を巻き付けたものであって、該ドラム４５の両端開口は鏡板４７により閉塞されている。本形態例では、２個の横型回転ドラム３４を直列に配置し、各鏡板４７の中心に回転軸４８を取り付けている。この回転軸４８は、磁気分離槽３３の液面より上方に位置するようにして前記軸受部４０に回転可能に支持されており、回転軸４８の一端には、前記駆動装置３８にチェーン４９を介して接続されるスプロケット５０が取り付けられている。
【００３９】
このように形成した磁気分離装置は、前述のような排水処理装置においては、好気処理槽１１の流出部、あるいは、好気処理槽１１から最終沈殿池１３に至る流路部分、あるいは、最終沈殿池１３の流入部の上縁部に、前記架台３７を掛け渡した状態で、磁気分離槽３３がこれらの部分を流れる活性汚泥懸濁液の液面より僅かに下方に位置し、軸受部４０が液面より上方に位置するように設置される。このように設置することにより、流入部３１から磁気分離槽３３に流入した活性汚泥懸濁液中の磁性粉含有活性汚泥を横型回転ドラム３４の周面に磁着させて液中から分離し、スクレーパー３５で掻き落として汚泥回収トラフ３６から分離汚泥移送部４４に抜き出すことができる。
【００４０】
また、横型回転ドラム３４を架台３７から吊り下げた状態で支持するように形成し、軸受部４０を液面より上方に位置させることにより、軸受部４０が汚泥等で汚染されることを防止できる。さらに、架台３７の形状を適当に設定することにより、横型回転ドラム３４やスクレーパー３５、軸受部４０等の点検を架台３７の上に乗って行うことができる。加えて、好気処理槽等と架台３７とを適当な固着手段で着脱可能に固着しておくことにより、好気処理槽等から磁気分離装置を取り外した状態で各部の点検や修理、交換を行うことができ、これらの作業性を大幅に向上させることができる。
【００４１】
図６及び図７は、本発明の磁気分離装置の第２形態例を示すもので、図６は一部断面正面図、図７は概略側面図である。本形態例に示す磁気分離装置は、ディスク状の磁石を用いて磁性粉含有活性汚泥を分離するものである。なお、以下の説明において、前記第１形態例で示した磁気分離装置における構成要素と同一の構成要素には、それぞれ同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４２】
本形態例は、両面に磁石を配置した多数枚の磁気ディスク（円盤状磁石）５１を一本の回転軸５２にスペーサー５３を挟んで等間隔で配置したものであって、回転軸５２の上部には、各磁気ディスク面に付着した磁性粉含有活性汚泥を掻き落とすためのスクレーパー５４と、掻き落とされた磁性粉含有活性汚泥を回収する汚泥回収トラフ５５とが設けられ、回転軸５２の下部には活性汚泥懸濁液の流れを整流して磁性粉含有活性汚泥の漏出を抑えるためのバッフル板５６が設けられている。また、回転軸５２は、前記第１形態例と同様に、支持腕３９の下端に設けられた軸受部４０によって液面より上方に回転可能に支持されており、架台３７に設けられた駆動装置３８によってチェーン４９及びスプロケット５０を介して駆動される。
【００４３】
磁気ディスク５１は、その直径が大きくなるほど歪みやすくなり、例えば直径が１０００ｍｍ程度になると、歪みを防止するために２０ｍｍ程度の厚みが必要となる。このような大きなディスクを無垢の鉄材等で製作すると、非常に重くなり、製作費だけでなく、動力費の増加にもなる。したがって、磁気ディスク５１の構造を、プラスチック発泡体等からなる軽量な心材の両面に鉄板等の薄い磁性体を貼り付け、その上にプラスチック製永久磁石を貼り付ける構造とすることにより、磁気ディスク５１の軽量化と磁界の強力化とを図れる。なお、プラスチック等の非磁性体にプラスチック製磁石を直接貼り付けると、鉄等の磁性体の上にプラスチック製磁石を貼り付けた場合に比べて磁界の強度が低下してしまう。
【００４４】
本形態例に示す磁気分離装置も、前述のように好気処理槽１１の流出部等に設置することにより、流入部３１から磁気分離槽３３内に流入した活性汚泥懸濁液中の磁性粉含有活性汚泥を磁気ディスク５１によって分離することができ、磁性粉含有活性汚泥は汚泥回収トラフ５４から分離汚泥移送部４４に、磁性粉含有活性汚泥を分離した液は液受け４２から分離液移送部に、それぞれ送り出すことができる。また、軸受部４０の汚染防止も図れ、各部の点検、修理、交換も、前記同様に容易に行うことができる。
【００４５】
図８及び図９は、第２形態例の変形例を示すもので、図８は一部断面平面図、図９は概略側面図である。この磁気分離装置は、回転軸５２としてパイプ状の中空体を使用するとともに、磁気ディスク５１を等間隔に保持するスペーサー５３に連通孔５７を形成し、磁性粉含有活性汚泥が分離した液を、この連通孔５７から回転軸５２内に導き、回転軸５２の一端から分離液移送部４３に送り出すようにしている。なお、その他の構成は、前記第２形態例と同じ構成とすることができる。
【００４６】
図１０は、本発明の磁気分離装置の第３形態例を示す概略正面図である。この磁気分離装置は、磁性体を無端状ベルト６１とし、駆動軸６２を液面より上方に、従動軸６３を液面より下方にそれぞれ配置するとともに、無端状ベルト６１の液面上部分にスクレーパー６４及び汚泥回収トラフ３６を設けている。また、磁気分離槽３３の底部上面、即ち無端状ベルト６１側の面には、流入部３１から流出部３２に向かう方向の凹溝又は突条６５が複数列平行に設けられており、無端状ベルト６１が撓んだ場合でも、磁気分離槽３３と無端状ベルト６１との間に活性汚泥懸濁液が流通可能な間隔が確保できるようにしている。
【００４７】
無端状ベルト６１は、所定の引っ張り強度及び磁界強度が得られるように、可撓性を有する薄板状あるいは網目状の金属磁性体からなるベルト本体の外面にプラスチック製磁石を貼り付けたものを用いることができる。また、前記金属磁性体自体に着磁させて無端状ベルト６１とすることもできる。
【００４８】
また、図１１の概略正面図に示すように、磁気分離槽３３及び汚泥回収トラフ３６、該汚泥回収トラフ３６に回収した磁性粉含有活性汚泥の抜出経路の形状、構造を適当に設定することにより、スクレーパー６４及び汚泥回収トラフ３６を従動軸６３側に設けることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の排水処理装置は、下水や有機排水を処理するための排水処理設備に適用できる。また、本発明の磁気分離装置は、磁気分離法を採用した排水処理装置に使用でき、特に、大型の排水処理装置に最適である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の排水処理装置の一形態例を示す概略縦断面図である。
【図２】同じく概略平面図である。
【図３】本発明で使用する磁気分離手段の基本的構成を示す説明である。
【図４】本発明の磁気分離装置の第１形態例を示す一部断面正面図である。
【図５】同じく概略側面図である。
【図６】本発明の磁気分離装置の第２形態例を示す一部断面正面図である。
【図７】同じく概略側面図である。
【図８】本発明の磁気分離装置の第２形態例の変形例を示す一部断面平面図である。
【図９】同じく概略側面図である。
【図１０】本発明の磁気分離装置の第３形態例を示す概略正面図である。
【図１１】本発明の磁気分離装置の第３形態例の変形例を示す概略正面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１１…好気処理槽、１２…磁気分離手段、１３…最終沈殿池、１３ａ…流入ゲート、１３ｂ…整流板、１３ｃ…処理水流出部、１４…散気管、１５…原水流入管、１６…磁気分離汚泥返送経路、１７…沈降分離汚泥返送経路、１８…可溶化・減容化手段、２１…流入部、２２…流出部、２３…磁気分離槽、２４…回転ドラム、２５…磁性粉含有汚泥、２６…スクレーパー、２７…汚泥回収トラフ、３１…流入部、３２…流出部、３３…磁気分離槽、３４…横型回転ドラム、３５…スクレーパー、３６…汚泥回収トラフ、３７…架台、３８…駆動装置、３９…支持腕、４０…軸受部、４１…スクリーン、４２…液受け、４３…分離液移送部、４４…分離汚泥移送部、４５…ドラム本体、４６…プラスチック製永久磁石、４７…鏡板、４８…回転軸、４９…チェーン、５０…スプロケット、５１…磁気ディスク、５２…回転軸、５３…スペーサー、５４…スクレーパー、５５…汚泥回収トラフ、５６…バッフル板、５７…連通孔、６１…無端状ベルト、６２…駆動軸、６３…従動軸、６４…スクレーパー、６５…突条
【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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